JP4239054B2 - Combustion equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体等の気体以外の燃料を使用する燃焼装置に関するものである。本発明の燃焼装置は、暖房機器や給湯器に採用する燃焼装置として特に好適である。
【0002】
【従来の技術】
都市ガスが普及していない地域で使用される給湯器や暖房機等には、灯油等の液体燃料を使用した燃焼装置が採用される場合が多い。またこの中でも、比較的発熱量が小さい用途に使用される場合は、気化部によって液体燃料を気化し、この気化ガスを燃焼部に送って燃焼させる形式のものが多用されている(特公平7−21332号)。
【0003】
図33は、従来技術の燃焼装置で採用する気化部の例を示す断面図である。この種の燃焼装置では、気化部200は燃焼部201の下部に設けられる。また従来技術の燃焼装置200においては、気化部200は燃焼部201に対して独立している。即ち気化部200を構成する部品は、いずれも燃焼部201を構成する部品とは別個であり、両者が共有する部品はない。
そして気化部200は、凹穴状の気化室202を備えている。また気化室202の上部の位置には、電気ヒータ203が内蔵されており、気化室202の内壁は昇温可能である。
そして当該気化室202の中にロータリーカップ205が内蔵されている。ロータリーカップ205は、図示しないモータによって高速で回転されるものである。またロータリーカップ205は、底部の中央に開口209を持ち、開口209の近傍には、一次空気供給筒208が設けられている。さらにカップ205の上部には振り切り板206が設けられている。
【0004】
そして図示しないモータによってロータリーカップ205を回転させ、さらに一次空気供給筒208から気化部200のロータリーカップ205内に空気を吹き込む。そして燃料パイプ207からロータリーカップ205の中に灯油を滴下し、遠心力によって灯油を気化室202の内壁に向かって飛散させる。
その結果、灯油は、気化室202の内壁から熱を受けて気化し、さらに気化した燃料は、一次空気供給筒208から気化室202内に吹き込まれた空気と混合される。そしてこの混合ガスは下部の開口210から排出され、燃焼部201に送られて燃焼に供される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記した様に、この種の給湯器等では、液体燃料に熱エネルギーを与えて気化させる。ところが従来技術の燃焼装置では、気化部内で燃料に充分な熱エネルギーを与えることが困難であり、気化部から排出された燃料ガスの温度が低い場合が多い。そのため気化部から燃焼部に至るまでの間に、せっかく気化した燃料が元の液体に戻ってしまうことがあった。そのためこの種の給湯器等は、燃焼不良を起こす場合があった。
特に負荷が高い状態で燃焼装置を運転するとき、供給される燃料が多いために気化が不十分となる場合があった。また運転時には気化が可能であったとしても、消火直後に気化できない燃料が白煙となって排出される場合もあった。
この対策として気化室202に設けられた電気ヒータ203を大容量とすることが考えられるが、電気ヒータ203の容量を大きくすると、消費電力が増し、運転コストが低いというこの種の燃焼装置の利点が相殺されてしまう。
【0006】
また従来技術の燃焼装置では、気化部を構成する部品が燃焼部を構成する部品と全く別個であり、部品点数が多いという不満があった。そのため各部品の製造、保管や組み立てに手間を要するという問題があった。
【0007】
そこで本発明は従来技術の上記した問題点に注目し、燃焼ガスの再液化を防止し安定した燃焼を確保することができると共に、部品点数が少なく、製造が容易な燃焼装置の開発を課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そして上記した課題を解決するための請求項1に記載の発明は、液体燃料を気化する気化部を有し、気化部において液体燃料を気化して燃焼させるロータリー気化式の燃焼装置において、燃料ガスが供給される炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを有し、当該炎孔プレートには、炎孔分布領域の内側であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出する平板状の突出部材が設けられており、前記突出部材は炎孔側から受熱して気化部側を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【0009】
本発明の燃焼装置では、燃料ガスが供給される炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを持つ。そして本発明の燃焼装置では、炎孔プレートは、炎孔分布領域の内側であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出する平板状の突出部材が設けられている。そのため炎孔プレートの突出部材は、火炎にさらされ、炎孔プレートの温度が上昇する。
ここで炎孔プレートは、前記した様に炎孔を平面的に分布させるものであるから、その一部が燃料ガスの流路を形成する場合が多い。また少なくとも炎孔プレートは、燃料流路に隣接又は近接するものである。そのため本発明の燃焼装置によると、炎孔プレートの昇温によって燃料ガスが加熱され、再液化が防止される。
【0010】
また請求項2に記載の発明は、液体燃料を気化する気化部を有し、気化部において液体燃料を気化し、炎孔から排出して燃焼させるロータリー気化式の燃焼装置において、燃料ガスが供給される炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを有し、当該炎孔プレートは、炎孔分布領域の内側であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出する平板状の突出部材が設けられており、さらに前記気化部の少なくとも一部は炎孔プレートと接しており、 前記突出部材は炎孔側から受熱して気化部側を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【0011】
本発明の燃焼装置においても、燃料ガスが供給される炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを持ち、炎孔プレートには、炎孔分布領域の内側であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出する平板状の突出部材が設けられているので、炎孔プレートの温度が上昇し、燃料ガスの流路が保温される。
加えて本発明の燃焼装置では、炎孔プレートに気化部の一部又は全部が接している。したがって気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。
【0012】
また請求項3に記載の発明は、突出部材は気化部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃焼装置である。
【0013】
本発明の燃焼装置では、突出部材は気化部の近傍に設けられている。そのため突出部材が吸収した熱の内の多くの割合が気化部に伝導され、気化部の温度が上昇する。そのため液体燃料がより効率よく気化される。
【0014】
また請求項4に記載の発明は、突出部材は壁状に配されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の燃焼装置である。
ここで壁状とは、ある程度の面的な広がりを持って配置されている状態をさし、連続状である場合だけでなく、棒状やブロック状のものが隙間を開けて並べられている様な場合も含む。
【0015】
本発明の燃焼装置では、突出部材が壁状に配されている。そのため突出部材は広い面積で熱を受け、燃料ガスの流路や気化部により大量の熱を伝えることができる。
【0016】
さらに請求項5に記載の発明は、突出部材は凹凸を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0017】
本発明の燃焼装置についても、突出部材は広い面積で熱を受けることができ、燃料ガスの流路や気化部により大量の熱を伝えることができる。
【0018】
また請求項6に記載の発明は、炎孔プレートは炎孔分布領域を囲む外壁部を有し、突出部材は前記外壁部によって囲まれた部位に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0019】
本発明の燃焼装置では、炎孔プレートは炎孔分布領域を囲む外壁部を有する。そのため本発明の燃焼装置では、熱を外に逃がさないばかりでなく、外壁部によっても炎孔プレートが保温される。また本発明では、突出部材は前記外壁部によって囲まれた部位に設けられているので、突出部材はより高温に晒され、燃料ガスの流路や気化部の温度を上げる効果が高い。
【0020】
さらに請求項7に記載の発明は、液体燃料を気化する気化部を有し、該気化部は気化室と空気供給筒を備え、空気供給筒は気化室に挿入され、空気供給筒を介して気化室内に空気を導入し、気化室内において燃料を気化して空気と混合し、該燃料と空気との混合ガスを燃焼部に供給して燃焼させる燃焼装置において、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを有し、気化室の一部は炎孔プレートの炎孔分布領域内にあり、空気供給筒の開口端は気化室内であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0021】
本発明の燃焼装置においても、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを持つ。そして気化室の一部は炎孔プレートの炎孔分布領域内にある。そのため気化室は、炎孔プレートから発生する火炎によって直接的に加熱され、気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。加えて本発明の燃焼装置では、空気供給筒の開口端は気化室内であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出している。ここで気化室の、炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出している部位は、火炎によって直接的に加熱される部位であるから高温である。そのため本発明では、気化室に供給される空気は、気化室内でもより高温となる部位に供給され、効率的に燃料が気化される。また本発明の構成によると、空気供給筒の長さが比較的長いものとなり、気化室に供給される空気が予め温められる。
【0022】
また請求項8に記載の発明は、液体燃料を気化する気化部を有し、該気化部は開口部を有する気化室と空気供給筒を備え、空気供給筒は前記開口部から気化室に挿入され、空気供給筒を介して気化室内に空気を導入し、気化室内において燃料を気化して空気と混合し、該燃料と空気との混合ガスを前記開口部の内壁と空気供給筒の間に形成される混合ガス排出空隙から排出し、燃焼部に供給して燃焼させる燃焼装置において、空気供給筒の平均断面積は、前記混合ガス排出空隙の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0023】
本発明の燃焼装置では、気化部は開口部が設けられた気化室を持ち、当該開口部から空気供給筒によって気化室内に空気が導入され、さらにこの開口部から燃料と空気との混合ガスが排出される。そして本発明で採用する気化部では、空気供給筒の平均断面積は、混合ガス排出空隙の断面積よりも大きい。即ち本発明では、気化室の出口側は、狭くなっており、混合ガスは気化室から排出されるのに際して互いに攪拌されて混合が促進され、均質化する。
【0024】
また請求項9に記載の発明は、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを有し、気化室の一部は炎孔プレートの炎孔分布領域内にあることを特徴とする請求項8に記載の燃焼装置である。
【0025】
本発明の燃焼装置は、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを持ち、気化室の一部は炎孔プレートの炎孔分布領域内にある。そのため気化室は、炎孔プレートから発生する火炎によって直接的に加熱され、気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。
【0026】
また請求項10に記載の発明は、液体燃料を気化する気化部を有し、該気化部は開口部を有する気化室と空気供給筒を備え、空気供給筒は前記開口部から気化室に挿入され、空気供給筒を介して気化室内に空気を導入し、気化室内において燃料を気化して空気と混合し、該燃料と空気との混合ガスを前記開口部の内壁と空気供給筒の間に形成される混合ガス排出空隙から排出し、燃焼部に供給して燃焼させる燃焼装置において、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを有し、気化室の一部は炎孔プレートの炎孔分布領域内にあり、空気供給筒の開口端は気化室内であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出し、空気供給筒の平均断面積は、前記混合ガス排出空隙の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0027】
本発明の燃焼装置においても、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを持つ。そして気化室の一部は炎孔プレートの炎孔分布領域内にある。そのため気化室は、炎孔プレートから発生する火炎によって直接的に加熱され、気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。加えて本発明の燃焼装置では、空気供給筒の開口端は気化室内であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出しており、気化室に供給される空気は、気化室内でもより高温となる部位に供給され、効率的に燃料が気化される。
さらに本発明の燃焼装置では、気化部の空気供給筒の平均断面積は、混合ガス排出空隙の断面積よりも大きいので、混合ガスは気化室から排出されるに際して互いに攪拌されて混合が促進され、均質化する。
【0028】
また請求項11に記載の発明は、空気供給筒の気化室における開口端は、内側から外側に向かい気化室の開口部側に傾斜していることを特徴とする請求項7乃至10のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0029】
本発明の燃焼装置では、空気供給筒の気化室における開口端は、内側から外側に向かい気化室の開口部側に傾斜している。そのため空気供給筒の開口端から出た空気は、円滑に気化室の開口部側に流れる。即ち本発明の燃焼装置は、空気供給筒の気化室における開口端は、内側から外側に向かい気化室の開口部側に傾斜しているので、流路抵抗が小さい。
即ちこの種の燃焼装置では、狭い気化室に大量に空気を導入して燃料と空気を混合する必要があり、且つ気化室の内部流路は方向変換部が多いため、気化室内の流路抵抗が大きい。その一方で、高い静圧を有する送風機は、コストの関係から採用しがたい。そのためこの種の燃焼装置では、気化室の流路抵抗を少しでも下げたいという要請がある。本発明は、空気供給筒の気化室における開口端に傾斜を設けることにより、流路抵抗を低下させることに成功した。
【0030】
また請求項12に記載の発明は、炎孔プレートに空気供給筒が一体的に成形されていることを特徴とする請求項7乃至11のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0031】
本発明の燃焼装置では、空気供給筒が炎孔プレートに対して一体的に成形されているから、燃焼時には、炎孔プレートの熱が空気供給筒に伝熱される。そのため気化室に供給される空気の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。また本発明の燃焼装置では、空気供給筒が炎孔プレートと一体化されているので、部品点数が少なく、組み立ても容易である。
【0032】
また請求項13に記載の発明は、炎孔プレートに気化室の一部又は全部が接しているか、或いは炎孔プレートに気化室が一体的に成形されていることを特徴とする請求項7乃至12のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0033】
本発明の燃焼装置では、炎孔プレートに気化室の一部又は全部が接しているか、或いは炎孔プレートに気化室が一体的に成形されている。炎孔プレートは、炎孔を分布させる部材であり、火炎に最も近い位置にあるから、燃焼時には相当の高温となる。本発明の燃焼装置は、気化室の一部又は全部が炎孔プレートに対して接しているか、或いは一体的に成形されているので、燃焼時には、炎孔プレートの熱が気化室に伝熱される。そのため気化室の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。
【0034】
また請求項14に記載の発明は、液体燃料を気化する気化部を有し、該気化部は気化室を備え、気化室内において燃料を気化して空気と混合し、該燃料と空気との混合ガスを燃焼部に供給して燃焼させる燃焼装置において、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを有し、炎孔プレートに気化室の一部又は全部が接していることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の燃焼装置である。
【0035】
本発明の燃焼装置では、燃料ガスが供給される炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを有し、炎孔プレートに気化室の一部又は全部が接している。前記した様に、炎孔プレートは、燃焼時には相当の高温となるが、本発明の燃焼装置は、気化室の一部又は全部が炎孔プレートに対して接しているので、燃焼時には、炎孔プレートの熱が気化室に伝熱される。そのため気化室の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。なお以下の説明において上下の関係は、燃焼装置を給湯器等に設置した状態を基準とする。図1は、本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図である。図2は、本発明の実施形態の燃焼装置の正面図及び箱体の開口部分の斜視図である。図3は、本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。図4は、本発明の実施形態の燃焼装置の全体の分解斜視図である。図5は、図2の燃焼装置の流路形成部材周辺の分解斜視図である。図6は、流路形成部材に燃料供給管を取り付ける際の構成を示す斜視図である。図7は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の斜視図である。図8は、図2の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。図9は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の固定側板状部材の正面図である。図10は、図9の固定側板状部材の側面図である。図11は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動側板状部材の正面図である。図12は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を開いた状態を示す。図13は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を閉じた状態を示す。図14は、図2の燃焼装置で採用する分流部材の正面図である。図15は、図2の燃焼装置で採用する炎孔プレートの上面側(気体流路側)の図面である。図16は、図15の炎孔プレートの下面側(炎孔側)の図面である。図17は、図2の燃焼装置で採用する炎孔プレートと、炎孔部材、網状部材及び補炎部材を組み合わせた状態の正面図である。図18は、炎孔部材の正面図である。図19は、網状部材の正面図である。図20は、補炎部材の正面図である。図21は、図20のA−A断面図である。図22は、図2の燃焼装置で採用するロータリーカップの正面図及び平面図である。図23は、図16のA−A断面図である。図24は、図16のB−B断面図である。図25は、図16のC−C拡大断面図である。図26は、図2の燃焼装置で採用する炎孔プレートの気体流路側の構成を説明する説明図である。図27は、図2の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。図28は、燃料ガスの流れを説明する説明図である。図29は、二次空気の流れを説明する説明図である。図30は、炎孔部材と網状部材及び補炎部材の重ね合わせ構造を示す斜視図である。図31は、図2の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。図32は、本発明の他の実施形態の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。
【0037】
図1〜4において、1は、本発明の実施形態の燃焼装置を示す。本実施形態の燃焼装置1は、図の様に炎孔を下に向けて給湯器21に内蔵されるものであり、上から送風機2、駆動機械部3、空気量調節部5、混合部6及び燃焼部7が順次積み重ねられて作られたものである。また混合部6及び燃焼部7の近傍に気化部8が設けられている。さらに空気量調節部5と気化部8の間は、流路形成部材70によって接続されている。
なお本実施形態では、空気量調節部5は整流手段の機能を兼ねる。
【0038】
上部側から順次説明すると、送風機2は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング10の中にファン11が回転可能に配されたものである。ハウジング10の中央部には、開口12が設けられている。
【0039】
駆動機械部3は、箱体13を有し、その天板15の中央にモータ16が取り付けられている。モータ16は、両端部から回転軸17,18が突出しており、回転軸17,18は、燃焼装置1の略全長を貫通している。そして後記する様に、モータ16の上方側の回転軸17は、ファン11に接続され、下方側の回転軸18は、気化部8のロータリーカップ(回転部材)63に接続されている。
また駆動機械部3には、温度センサー32が設けられている。
【0040】
空気量調節部5は、図4の様に移動側板状部材23と固定側板状部材22によって構成されている。移動側板状部材23は、図4、図11の様に円板状をしており、中央に軸挿通孔25が設けられている。そしてその周囲に空気孔となる開口26,27が設けられている。空気孔となる開口26,27は、概ね内外二重のエリアに分かれて設けられている。中心側のエリアに設けられた開口26は、略三角形であり、12個、等間隔に設けられている。
【0041】
一方、外側を取り巻くエリアに設けられた開口27は12個であり、略長方形の溝状である。
上記した様に、移動側板状部材23には、2種類の開口26,27が設けられているが、これらの周方向の辺は、いずれも移動側板状部材23の中心と同一中心の円弧である。
【0042】
また移動側板状部材23の一部には、図7の様な係合部33が設けられている。係合部33は、図7の様に開口が設けられた部位から垂直方向に折り曲げられた垂直壁34を持ち、当該垂直壁34に切り欠き部44が設けられたものである。
【0043】
一方、空気量調節部5の固定側板状部材22は、長方形の板体であり、周囲が折り返されてフランジ部24が設けられている。固定側板状部材22の面積は、前記した移動側板状部材23よりも大きく、両者を重ねたとき、移動側板状部材23は固定側板状部材22にすっぽりと覆われる。逆にいえば、固定側板状部材22の端部は移動側板状部材23からはみ出す。
【0044】
板状の部位の中心部分には、前記した移動側板状部材23と略同一形状の開口が設けられている。即ち空気量調節部5の固定側板状部材22には、中央に軸挿通孔25'が設けられている。そしてその周囲に空気孔となる開口が二重のエリアに分かれて設けられている。中心側のエリアに設けられた開口26'は、略三角形であり、12個、等間隔に設けられている。
外側のエリアにも12個の開口27'が設けられているが、外側の開口はいずれも略長方形の溝状のものである。
固定側板状部材22の他の部位には、多数の小孔31が設けられている。小孔31が設けられた位置は、固定側板状部材22の上に移動側板状部材23を重ねた時に、両者が重複しない部位である。即ち小孔31は、固定側板状部材22のはみ出し部分に設けられている。
【0045】
また固定側板状部材22には、二個の垂直壁28が設けられている。垂直壁28は、前記した外側のエリアの更に外側にあり、互いに平行である。二個の垂直壁28は、軸受けとして機能するものである。
【0046】
空気量調節部5は、図3,8,9に示すように、固定側板状部材22の上に移動側板状部材23が重ねられている。空気量調節部5は、全体として平面的である。また固定側板状部材の垂直壁28には、図7の様に軸45が挿通され、駆動部材46が揺動自在に軸止されている。
ここで駆動部材46は、板を6か所で折り曲げて製作されたものであり、図7の様に4個の垂直壁a,b,c,dと、3個の水平壁e,f,gが交互に繋がったものである。
そして中間部の垂直壁b,cと、この間の水平壁fによって囲まれた「コ」の字状の部分によって固定側板状部材の垂直壁28の外側を跨ぎ、前記した軸45によって固定されている。
一方、一端側の水平壁gは、移動側板状部材23の係合部33の切り欠き部44と係合している。
【0047】
また駆動部材46の他端側の垂直壁aには、係合溝49が設けられている。そして燃焼装置1のハウジングに図2,3に示す様にモータ121が外付けされており、当該モータ121の軸が駆動部材46の係合溝49と係合している(係合状態は図示せず)。
【0048】
移動側板状部材23は、固定側板状部材22の上にあり、中央の軸挿通孔25を中心として相対的に回転可能である。また図2,3に示す外付けされたモータ121を回転させると、駆動部材46が軸45を中心として揺動し、駆動部材46の水平壁gが移動して移動側板状部材23の係合部33を動かす。その結果、移動側板状部材23が、固定側板状部材22の上で中央に軸挿通孔25を中心として相対的に回転する。
移動側板状部材23の回転により、移動側板状部材23と固定側板状部材22を連通する開口の面積が変化する。
【0049】
流路形成部材70は、薄板を曲げて作られたものであり、図3,5の様に円錐形をしている。流路形成部材70の内部は空洞であり、上下に連通している。即ち流路形成部材70は、上部と下部に開口54,83を持ち、両者は連通している。流路形成部材70の上部の開口54は、前記した移動側板状部材23の中心側のエリアの直径に等しい。また下部の開口83は、後記する分流部材35の中央の開口37の直径に等しい。
また前記した様に流路形成部材70は円錐形をしており、上部の開口54は、下部の開口83に対して相当に大きい。より具体的には、上部の開口54の直径は、下部のそれの1.5倍以上の大きさを持つ。またより好ましくは、上部の開口54の直径は、下部のそれの2倍以上である。
【0050】
流路形成部材70の上下の開口には、それぞれフランジ55,56が設けられている。
流路形成部材70の内側には、燃料パイプ(燃料供給管)79が固定されている。即ち燃料パイプ79は、図5の様に上部の開口54側から流路形成部材70の内部に入る。ここで流路形成部材70の燃料パイプ79の導入部位においては、図5の様にフランジ55の一部が燃料パイプ79の外周に沿って円形に成形されている。また燃料パイプ79は、図6に示す取り付け金具62によって流路形成部材70の内壁に沿って配管されている。
即ち燃料パイプ79は、流路形成部材70の母線に沿うと共に流路形成部材70の内壁に密着して配管されている。
【0051】
混合部6、燃焼部7及び気化部8は、分流部材35と炎孔プレート36を中心として構成され、これに気化室60と炎孔部材51,網状部材77及び補炎部材78が設けられて作られている。そしてこれらの構成部品がハウジング122内に収納されたものである。
【0052】
即ち分流部材35は、図14に示すように、長方形をした板状の部材であり、中央に大きな開口37が設けられている。また周部には、小さな開口40,89,90が多数設けられている。
但し本実施形態では、小さな開口は、内外二箇所のエリアに分かれて分布している。即ち二点鎖線で囲んだ内側のエリアには、小さな開口40が列となって長手方向に連なって設けられている。
一方、二点鎖線の外側のエリアには、二列且つ環状に開口89,90が設けられている。
分流部材35の面積は、後記する炎孔プレート36の面積よりも大きい。
【0053】
炎孔プレート36は、アルミダイカストによって作られたものであり、図15,16の様に長方形をし、内部に一次空気供給筒88や内壁43,59が一体成形されている。そして炎孔プレート36には、複雑な枠組と開口及び溝が設けられている。炎孔プレート36の上面側は、主として燃料ガス及び二次空気の流路構成面として機能し、下面側は炎孔取付け面として機能する。
即ち炎孔プレート36は、外周を囲む外側燃焼壁(外壁部)41を持つ。この外側燃焼壁(外壁部)41の内部は、実際に火炎が発生する部分であり、燃焼部7として機能する。外側燃焼壁(外壁部)41は、燃焼部7を区画する他、熱を回収して炎孔プレート36を高温に維持する機能も併せ持つ。
外側燃焼壁(外壁部)41には、図8,23,24,28,29に示すように孔53が設けられている。
【0054】
さらに外側燃焼壁(外壁部)41内は、図8,15,16,23,24の様に、多数の垂直壁50によって仕切られて設けられた溝48が設けられている。
そして溝48を構成する垂直壁50は、図8,26の様に二組ずつがループを構成していて、島状の部位75を形成している。即ち外側燃焼壁(外壁部)41内には、ループ状に閉塞された垂直壁50の組によって構成される閉塞された溝48aと、それ以外の開放された溝48bを持つ。そして島状の部位75は、図8,26の様に長手方向に部分的に切れており、当該切れ目52の部分で島状以外の部位の溝48b同士が連通している。
【0055】
また図8,23,24の様に、炎孔プレート36の上面側(流路構成面側)には、中央部と、島状の部位75の切れ目部分を除いて天井壁57が設けられている。但し、前記した垂直壁50で構成された島状の部位75の溝48aの上部については、天井壁57に開口58が設けられている。
垂直壁50同士の島を構成しない部位の溝48bの上部には開口はない。
また各溝48は、いずれも炎孔プレート36の下面側(炎孔取付け面側)に連通している。
従って島によって囲まれた溝48aは、図29の様に上部の天井壁57に開口58が設けられていると共に下面側(炎孔取付け面側)にも開放されているから、炎孔プレート36を上下方向(厚さ方向)に貫通する。
一方、島を構成しない溝48bは、図28の様に上部側が天井壁57によって閉塞され、下面側(炎孔取付け面側)にのみ連通する。
なお、島状の部位75の切れ目52部分については、垂直壁50の底側(炎孔取付け面側)同士が繋がり、さらに当該部位に炎孔部材51を取り付けるためのネジ孔38が設けられている。
【0056】
炎孔プレート36の中央部には、開口82が設けられている。
そして開口82の内部には、8本のリブ66が設けられ、中央に一次空気供給筒88が支持されている。本実施形態の燃焼装置1では、この一次空気供給筒88及びリブ66は、炎孔プレート36と一体的に成形されたものである。即ち本実施形態では、一次空気供給筒88はリブ66によって炎孔プレート36の本体部分と一体化されている。
本実施形態においては、一次空気供給筒88は断面積が一定の筒体であり、先端部分の外側に面取り部108(図25)が形成されている。面取り部108は、一次空気供給筒88の内側から外側に向かい、他端側に傾斜するものである。 一次空気供給筒88の上流側の端部は、前記した島を構成しない溝48bに設けられた天井壁57の位置にある。言い換えれば一次空気供給筒88の一端は、炎孔プレート36の全体的な端部と同一の位置にある。一方、一次空気供給筒88の終端側117は、炎孔プレート36の下面側(炎孔取付け面側)からさらに下に突出している。
【0057】
また炎孔プレート36の下面側(炎孔取付け面側)であって、開口82の近傍には、炎孔プレート36の長手方向にのびる内壁43が設けられている。内壁43の高さは、前記した外側燃焼壁(外壁部)41の高さと等しい。内壁43は、図27,31の様に平板状をしている。
【0058】
さらに炎孔プレート36の下面側(炎孔取付け面側)であって、気化室60の開口47の近傍には、炎孔プレート36の短手方向に延びる内壁59が設けられている。短手方向に延びる内壁59は、図16,27,31の様にブロック状をしていて凹凸がある。即ち内壁59は、略四角形の突出部材が一列に並んで壁状を構成している。
これらの内壁43,59は、燃焼部7から熱を受けて炎孔プレート36を保温し、燃料の再液化を防ぐものである。
【0059】
次に炎孔部材51について説明する。炎孔部材51は、図18の様に略長方形の板状であり、気化室用の開口76と、空気孔71と炎孔72及び取付孔が設けられたものである。
即ち炎孔部材51は、中央に略四角形の気化室用の開口76を持つ。
また炎孔部材51は、板をプレスすることによって多数の長孔(空気孔)71と小孔(炎孔)72を設け、これらによって炎孔列aと空気孔列bが形成されている。
即ち図18に示される多数の長孔71は、空気孔である。長孔(空気孔)71は、長手方向に並べられ、さらにそれが10列に渡って設けられている。
一方、小孔72は炎孔として機能する。小孔(炎孔)72は、図の様に小さな長孔状であり、炎孔列aの中心軸に対して千鳥状に設けられている。
本実施形態では、炎孔列aは11列設けられており、前記した空気孔列bと互い違いに配されている。
【0060】
網状部材77は、細い金属糸で網目状に構成したもので、前記した炎孔部材51と略同一の面積を持つものであり、図19に示すように略長方形をしている。
網状部材77には、前記した炎孔部材51の気化室用の開口76に相当する部位に開口69が設けられている。また網状部材77の前記した炎孔部材51の炎孔列に相当する部分は、浅い溝155が列状に設けられている。さらに網状部材77には、前記した炎孔部材51の長孔(空気孔)71に相当する部位に長孔73が設けられている。また長孔73の周囲(図37の斜線の濃い部分)には、シール剤が塗布されている。シール剤74が塗布されているのは、炎孔プレート36の垂直壁50の端面と当接する部位である。
さらに炎孔部材51の取付孔150に相当する部位に取付孔151が設けられている。
【0061】
補炎部材78は、図20の様な長方形をしており、前記した炎孔部材51及び網状部材77と同様に中央に開口68が設けられている。また補炎部材78には、長孔65と列状に並んだ丸孔67が設けられている。補炎部材78の長孔65は、前記した炎孔部材51の炎孔を構成する小孔72が設けられたエリアに相当する部位にある。一方、丸孔67は、炎孔部材51の、長孔(空気孔)71に相当する部位に設けられている。
また前記した補炎部材78の長孔65の周囲は、図21の様に約45ーに曲げられている。当該折り曲げ部68は、火炎の基端部を保持する効果を発揮するものである。
【0062】
炎孔部材51は、図4,8,30の様に、網状部材77を及び補炎部材78と共に炎孔プレート36の下面に配され、図示しないネジによって炎孔プレート36の下面に取り付けられている。即ち図30に示すように炎孔プレートに網状部材77が接し、さらにそれに重ねて炎孔部材51が配され、最後に補炎部材78が設けられる。
そして炎孔部材51の空気孔列bは、炎孔プレート36の垂直壁50によって構成される島状の部位75によって構成される溝48aの真下に位置する。なお空気孔列bと島状の部位75によって構成される溝48aの間には網状部材77が介在されるが、当該部位は図30の様に網状部材77の長孔73に相当する。また炎孔部材51の空気孔列bの外側(下部側)には補炎部材78が存在するが、当該部位は、補炎部材78の丸孔67が位置する。
そのため島状の部位75は、網状部材77の長孔73、炎孔部材51の空気孔列b及び補炎部材78の丸孔67を経て外部と連通する。
【0063】
一方、島状を構成していない組み合わせの垂直壁50によって挟まれた溝48bの真下には、炎孔部材51の炎孔列aが位置する。
炎孔部材51の炎孔列aと島状を構成していない組み合わせの垂直壁50によって挟まれた溝48bの間には網状部材77が介在される。また炎孔部材51の炎孔列aの外側(下部側)には補炎部材78が存在するが、当該部位は、補炎部材78の長孔65が位置する。
そのため島状を構成していない組み合わせの部位は、網状部材77の網目、炎孔部材51の炎孔列a及び補炎部材78の長孔65を経て外部と連通する。
ここで、網状部材77の炎孔プレート36の垂直壁50の端面と当接する部位にはシール剤が塗布されているので、垂直壁50部位におけるガスの横方向の流通は無い。
【0064】
炎孔プレート36の上面側(流路構成面側)には、図4の様に分流部材35が装着されている。なお、分流部材35の面積は、前記した様に炎孔プレート36よりも大きく、分流部材35は、図17の様に炎孔プレートからはみ出す。炎孔プレート36の上面側(流路構成面側)には、天井壁57が設けられているので、分流部材35は当該天井壁57と接する。また炎孔プレート36に一体成形された一次空気供給筒88は、その上流側の端部が天井壁57の高さにあるから、分流部材35は一次空気供給筒88の端部と接し、分流部材35の中央の大きな開口37が炎孔プレート36の中央に設けられた一次空気供給筒88と連通する。本実施形態の燃焼装置1では、この様に一次空気供給筒88の一端を炎孔プレート36の全体的な端部と同一の位置に設けたので、分流部材35の取付けが容易である。
【0065】
炎孔プレート36の上面側(流路形成側)では、前記したように垂直壁50は、図4、18の様に二組ずつがループを構成していて、島状の部位75を形成し、さらに垂直壁50の突端部分に分流部材35が当接しているので、島状の部位75によって形成される溝48aは他の部位から隔離されている。即ち、島状の部位75の溝48aと他の部位との間に通気性はない。従って、前記した様に島状の部位75以外の部位は気化した燃料ガスと空気との混合を促進しつつ炎孔部材51に混合ガスを送る流路として機能する。また当該部位は、混合部6としても機能する。島状の部位75によって囲まれた溝48aは、二次空気流路として機能する。
【0066】
分流部材35の中央の大きな開口37は、前記した様に炎孔プレート36の中央に設けられた一次空気供給筒88と連通する。また分流部材35のその他の開口40,89,90の内、列となって設けられている開口40は、炎孔プレート36の島状を構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の部位に位置する。即ち分流部材35の小さな開口40は、二次空気流路たる島状の部位75によって囲まれた溝48aに開口する。炎孔部材51に設けられた島状を構成していない組み合わせの垂直壁同士の間には、分流部材35の開口は無い。即ち混合部6には分流部材35の開口は無い。
【0067】
また分流部材35の面積は、前記した様に炎孔プレート36よりも大きく、分流部材35を炎孔プレート36に装着した状態の時、図17の様に分流部材35は、炎孔プレートからはみ出す。そしてこの状態では、分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89,90は、いずれも炎孔プレート36の外側に露出する。
【0068】
炎孔プレート36と分流部材35は、上記した状態に組み合わされ、ハウジング122内に配置されている。
ハウジング122は、外形が略四角形の箱であるが、内部が二重構造となっている。即ちハウジング122の内部には、全面に遮熱壁85が設けられている。遮熱壁85は、4面が組合わさっていて四角形の筒状を呈し、支持部材86によってハウジング122の外壁部100の内面に取りつけられている。遮熱壁85の下端は、内側に向かって90ーに折り返され、内側向きのフランジ102が形成されている。
ハウジング122の外壁部100と、遮熱壁85との間には空気流路101となる空隙が形成されている。
【0069】
炎孔プレート36と分流部材35は、上記したハウジング122に配置されるが、炎孔プレート36の外周を囲む外側燃焼壁(外壁部)41は、ハウジング122内部の遮熱壁85よりも更に小さく、炎孔プレート36の外側燃焼壁(外壁部)41と遮熱壁85の間にも空気流路103となる空隙が形成される。
また分流部材35の、炎孔プレート36からはみ出した部位の孔89,90の内、外側の孔90は、ハウジング122と遮熱壁85の間に形成される空気流路101と連通し、内側の孔89は、炎孔プレート36の外側燃焼壁(外壁部)41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103と連通する。
【0070】
次に気化部8について説明する。気化部8は、気化室60と、ロータリーカップ(回転部材)63によって構成されている。
また気化室60は、図3,4,8,27の様に底部91と周部92を持つ円筒体であり、底部91は閉塞し、上部は開口している。即ち気化室60は窪んだ形状をしており、底部91及び周部92は閉塞していて気密・水密性を持ち、上部は開放されている。
気化室60は、前記した様に底部91及び周部92を持ち、あたかもコップの様な形状をしていて、図3,4,8,27の様に、炎孔プレート36の中央の開口82部分に取り付けられている。気化室60の位置は、炎孔プレート36の内壁43に囲まれた部位であって炎孔プレート36の中央にあり、炎孔(小孔72)に囲まれていて燃焼部7に近接して位置する。また気化室60の大部分は、燃焼部7側に露出する。より具体的には、気化室60の底部91の全部と、周部92の大部分が燃焼部7側に露出する。従って後記する様に燃焼時には炎孔(小孔72)から発生する火炎により、気化室60が外側から加熱される。
また気化室60の開口端面125は、図8,26の様に炎孔プレート36の平面部分と接する。
【0071】
また前記した気化室60の底部91内には、電気ヒータ64が内蔵されている。即ち気化室60の底部91は加熱機能を持つ。電気ヒータ64に通電することにより、底部91が発熱し、さらにこの熱が気化室60の壁を伝導し、気化室60の内壁が全体的に加熱される。
また気化室60には、温度センサー61が埋め込まれている。
【0072】
ロータリーカップ63は、底部91と周部92を持つ有底の円筒形をしている。但し、ロータリーカップ63の底部には、9個の孔が設けられている。この内、中央に設けられた孔95は、半円形状をしており、図27の様に回転軸18が取り付けられるものである。
一方、周囲の9個の孔87は、円形であり、灯油等の液体燃料を落下させるための孔である。
またロータリーカップ63の底部と周部との境の角の部分にも、12個の開口97が設けられている。
【0073】
さらにロータリーカップ63の周部には、12個のスリット98が設けられている。スリット98は、いずれもロータリーカップ63の上端側に開口している。またスリット98の形状は、略三角形である。またスリットの一辺には、図3,4,22の様に内側に折り返された羽根部99が設けられている。
即ちスリット98は、ロータリーカップ63の側面に斜め方向にスリットを設け、そのスリットの一方の縁を内側に折り返して羽根部99を形成させたものである。
【0074】
そしてロータリーカップ63の下部中央の開口87には、一次空気供給筒88が挿入されている。
即ち前記した様に、炎孔プレート36の中央部には、開口82が設けられ、8本のリブ66を介して一次空気供給筒88が一体的に設けられている。そして気化室60は、コップ状であって炎孔プレート36の中央の開口82部分に取り付けられるので、一次空気供給筒88は気化室60の開口部116から気化室60の内部に挿入される。またこのとき一次空気供給筒88は、気化室60と同心状に位置する。従って一次空気供給筒88と気化室60の内壁との間には、混合ガス排出空隙107が形成される。ここで本実施形態の燃焼装置1では、一次空気供給筒88の断面積P1と混合ガス排出空隙107の断面積P2を比較したとき、一次空気供給筒88の断面積P1の方が混合ガス排出空隙107の断面積P2よりも大きい。
即ち気化室60の開口直径をDとし、一次空気供給筒88の開口直径をdとしたとき、(πd2 /4)>〔(πD2 /4)−(πd2 /4)〕の関係がある。
また一次空気供給筒88がテーパ状等であって断面形状が一定でない場合は、一次空気供給筒88の平均断面積と開口端部における混合ガス排出空隙107の断面積P2を比較する。
いずれの場合においても、一次空気供給筒88の断面積P1は、混合ガス排出空隙107の断面積P2に比べて20%以上大きいことが推奨される。
【0075】
一次空気供給筒88の最先端(下側)の開口部の位置は、気化室60の内部に位置する。
より具体的には、一次空気供給筒88の開口端117は、図25の様に気化室60内であって炎孔の開口面42よりも燃焼部7の火炎発生部側(図面下部側)に突出している。前記した様に一次空気供給筒88の先端部分には、外側に面取り部108(図25)が形成されているので、一次空気供給筒88の開口端117は、一次空気供給筒88の内側から外側に向かい、気化室60の開口部側に傾斜する。
【0076】
また一次空気供給筒88の内部には、流路形成部材70から垂下された燃料パイプ79が挿入され、燃料パイプ79は図3,4の様にロータリーカップ63内に至っている。
より具体的に説明すると、燃料パイプ79はロータリーカップ63の上部の開口から真っ直ぐに垂下され、上からロータリーカップ63内に至る。そして燃料パイプ79からロータリーカップ63の底部に灯油等の液体燃料が滴下される。
【0077】
次に、本実施形態の燃焼装置1の各部の組み立て構造について説明する。
本実施形態の燃焼装置1は、最初に説明した様に、送風機2、駆動機械部3、空気量調節部5が中心軸を一致させて順次積み重ねられたものであり、駆動機械部3の天板15に送風機2が直接的にネジ止めされている。即ち本実施形態では、送風機2の回転中心と空気量調節部5の軸挿通孔25(移動側板状部材23の回転中心)とロータリーカップ63の回転中心が同一軸線上に直線的に並べられている。
【0078】
そして駆動機械部3の上部に空気量調節部5がネジ止めされている。
また空気量調節部5の下部には、混合部6及び燃焼部7が設けられているが、混合部6と空気量調節部5の境界たる分流部材35に、円錐形の流路形成部材70が設けられている。
即ち前記した様に空気量調節部5の中心部に、パッキン80を介して流路形成部材70の大きいほうの開口54が取り付けられている。一方、分流部材35の中心部の開口37にはパッキン81を介して空気量調節部5の小さいほうの開口83が接続されている。なおこれらのパッキン80,81は、断熱性に優れ、且つ灯油等の液体燃料がしみ込まないものが望ましい。具体的に、パッキンの素材には、シリコンが採用されている。
【0079】
流路形成部材70の中心軸は、空気量調節部5の移動側板状部材23のそれと一致し、且つ前記した様に流路形成部材70の開口54の直径は、移動側板状部材23の中心側のエリアの直径に略等しいので、流路形成部材70は移動側板状部材23の中心側のエリアを覆う様に位置することとなる。従って移動側板状部材23の中心側のエリアから排出された空気は、流路形成部材70によって捕捉される。
また流路形成部材70の開口端にはフランジ55が設けられており、さらにフランジ55と空気量調節部5の間にはパッキン80が介在されているので、空気の漏れはなく、移動側板状部材23の中心側のエリアから排出された空気は、漏れなく流路形成部材70の中に入る。
そして流路形成部材70の他方の開口83は、パッキン81を介して分流部材35に取り付けられ、前記した一次空気供給筒88に直接的に連通し、一次空気供給筒88は前述の様に直接的に気化部8の気化室60内に開口している。従って移動側板状部材23の中心側のエリアの開口群から排出された空気は、前記した様に主として流路形成部材70によって捕捉され、一次空気供給筒88を経由して直接的に気化部8の気化室60内に一次空気として導入される。
【0080】
また駆動機械部3のモータ16の回転軸18は、空気量調節部5の中央の軸挿通孔25,25'を連通して流路形成部材70(一次空気供給筒88)を通過し、気化室60のロータリーカップ63に接続されている。
従ってロータリーカップ63は、モータ16の動力によって回転する。またモータ16の後端側の回転軸17は、ファン11にも接続されているから、本実施形態では、単一のモータ16によって気化部8のロータリーカップ63とファン11の双方が駆動される。
なお軸挿通孔25は、移動側板状部材23の回転中心でもあるから、移動側板状部材23が回転する際に移動することはない。そのため軸挿通孔25,25'にモータ16の回転軸18があっても、移動側板状部材23の回転の妨げとならない。
【0081】
また電気ヒータ64の配線及び気化室60の温度センサー61の配管は、空気量調節部5と分流部材35の間の空隙105を通り、側面に設けられた開口106(図2)から外部に引き出される。
より詳細に説明すると、箱体13の側面であって空気量調節部5と分流部材35の中間部分には、図2(b)の様な開口106が設けられている。開口106の形状は、大きな長方形部分110と、小さな円形部分111が合体したものである。そして大きな長方形部分110には、図示しないネジによって長方形の蓋112が装着される。一方、円形部分111は、ゴム性の装着具113が嵌め込まれる。装着具113は、円盤状であり、外周部に円形孔の端部が嵌合する溝が114が設けられている他、中央部に貫通孔115が設けられている。
【0082】
当該部分を組み立てる際は、予め装着具113の孔に電気ヒータ64等の配線116を通し、面積の大きい長方形部分110からこれらの配線116を引き出す。そして装着具113を小さな円形部分111に嵌め込み、最終的に長方形の蓋112を閉じる。
【0083】
空気量調節部5と分流部材35の間の空隙105は、送風が通過する領域であるから、比較的温度が低い。そのため電気ヒータ64等の配管の被覆は、耐熱性の低いもので足る。
【0084】
本実施形態の燃焼装置1は、炎孔を下に向けて使用される。以下、燃焼装置1の取付方向について説明する。
本実施形態の燃焼装置1は、図1の様な給湯器21に使用される。そして燃焼装置1は、熱交換器19が内蔵された缶体4の上部に設置され、下部の熱交換器19に向かって火炎を発生させる。
【0085】
次に本実施形態の燃焼装置1の機能について説明する。
本実施形態の燃焼装置1では、モータ16を起動してファン11とロータリーカップ63を回転させる。
ファン11の回転により、図3の矢印の様に送風機2のハウジング10の中央部に設けられた開口12から空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部3に入る。そして空気は、駆動機械部3から上部の空気量調節部5を経て混合部6側に流れるが、本実施形態の燃焼装置1では、空気量調節部5によって流量調整される。
【0086】
即ち空気量調節部5は、前記した様に固定側板状部材22の上に移動側板状部材23が回転可能に重ねられており、両者には略同一形状の開口26,26',27,27'が設けられている。そして移動側板状部材23は、外部に取りつけられたモータ121を回転させることにより、固定側板状部材22に対して相対的に回転することができる。
そのため図13の様に、両者の開口26,26' ,27,27'が重なる様な回転位置にある時は、両者の開口26,26' ,27,27'が連通し、空気量調節部5全体として大きな開口面積を持つこととなる。従って移動側板状部材23が固定側板状部材22に対して図12の様な位置関係にある時は、混合部6及び気化部8に大量の空気が送風される。
なお図12の様な空気量調節部5が全開状態の時、空気量調節部5の中心側のエリアの開口面積は、他の部位の開口面積の約2倍となる。
【0087】
逆に、図13に示した位置からモータ121を回転して移動側板状部材23を回転させると、一方の開口と他方の閉塞部が重なり、空気量調節部5全体としての開口面積が小さくなる。従って移動側板状部材23が固定側板状部材22に対して図13の様な位置関係にある時は、混合部6及び気化部8に送風される風量は減少する。但し、固定側板状部材22の両脇側に設けられた開口31は、固定的なものであって閉塞されることはないので、相対的に中心側の開口比率が減少し、気化部8に送風される空気の比率が減少する。
図13の様に、閉状態におけるエリアの開口面積は、他の部位の開口面積の約4分の1である。
【0088】
本実施形態の燃焼装置1では、送風機2の送風量が多い場合は、空気量調節部5を開いて中心側のエリアから高い比率で空気を排出する。その結果、気化部8により多くの割合で空気が導入される。一方、送風機2の送風量が少ない場合は、図13の様に空気量調節部5を閉じ、中心側以外の部位から排出される空気の比率を高める。そして一次空気の比率が減少し、二次空気の比率が上昇する。
【0089】
空気量調節部5を通過した空気は、二つの方向に別れて下流側に流れる。即ち中心部のエリアを通過した空気は、直接的に円錐状の流路形成部材70に捕捉され、これと連通する一次空気供給筒88から気化室60の中に送風される。
ここで本実施形態の燃焼装置1では、流路形成部材70は、空気量調節部5側の開口54が気化部側の開口83に比べて大きいから、大量の空気が流路形成部材70に取り込まれ、気化部8側に送られることとなる。機能的に説明すると、空気量調節部5の中心側のエリアの開口群によって送風機2から発生する全送風の一部が一次空気として分離され、面積の大きい流路形成部材70の上部の開口54に入る。そして流路形成部材70を流れる内に風速が増加し、分流部材35の開口37から一次空気供給筒88に入り、気化室60に供給される。なお本実施形態では、流路形成部材70は円錐形であり、内部がテーパー状であるから、空気が通過する際の渦損失等が少なく、空気の流れはスムーズである。
さらに本実施形態の燃焼装置1では、燃料パイプ79が流路形成部材70の内側に母線に沿って固定されているので、燃料パイプ79が送風の妨げとならない。そのため気化室60に入る空気のパターンは均等的である。また本実施形態の燃焼装置1では、燃料パイプ79がしっかりと固定されているので、ぐらつかず、気化室60に入る空気のパターンが変化することもない。
【0090】
なお流路形成部材70から一次空気供給筒88に入った空気は、一次空気供給筒88の開口端117から気化室60の中に送風され、後記する様に燃料ガスと混合されて気化室60の混合ガス排出空隙107から排出されるため、気化室60の内部で大きく方向を変えるが、本実施形態においては、一次空気供給筒88の開口端117に面取り部108が設けられているので、流路抵抗は低い。
【0091】
また送風の他の一部は、分流部材35に列状に設けられた多数の小口径の開口40の多くから、炎孔プレート36の島状のループを構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48aに流れる。即ち分流部材35に設けられた開口40及び溝48aを経て、燃焼部7に二次空気が供給される。より具体的には、分流部材35の列状の開口40、網状部材77の長孔73、炎孔部材51の空気孔列b及び補炎部材78の丸孔67を経て燃焼部7に二次空気が供給される。
【0092】
さらに分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89,90を通過した送風は、炎孔プレート36の外周部を流れる。
具体的には、内側の開口89を通過した送風は、炎孔プレート36の外側燃焼壁(外壁部)41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れ、遮熱壁85の下端に設けられたフランジ102と衝突して炎孔プレート36の内側に向きを変え、燃焼部7側に向かって流れる。また空気流路103を流れる空気の一部は、外側燃焼壁(外壁部)41に設けられた孔53からも炎孔プレート36の内側に流れ込む。
上記した炎孔プレート36の外側燃焼壁(外壁部)41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気は、遮熱壁85を冷却する作用を持つ。またこの空気は、フランジ102と衝突して炎孔プレート36の内側に向きを変え、その多くが二次空気として消費される。外側燃焼壁(外壁部)41に設けられた孔53からも炎孔プレート36の内側に流れ込む空気も、その多くが二次空気として燃焼に寄与する。
【0093】
さらに分流部材35の外側の開口90を通過した送風は、ハウジング122の外壁部100と遮熱壁85の間に形成される空気流路101を流れる。
当該空気流路101を流れる空気は、主としてハウジング122の外壁部100や下部の熱交換器の外壁を冷やす機能を果たす。
【0094】
そして送風機2の送風により、上記した様に気化部8内に大量に一次空気が導入され、気化室60を通風雰囲気とする。また周部92に内蔵された電気ヒータ64に通電して発熱させ、気化室60の内壁全体を昇温させる。この状態において、燃料パイプ79から灯油をロータリーカップ63内に滴下する。
滴下された灯油は、ロータリーカップ63から遠心力を受け、ロータリーカップのスリット98及び角の部分の開口97から飛散する。そして飛散した灯油は、ロータリーカップ63の周囲に配された気化室60の内面に接触し、熱を受けて気化する。
また灯油の一部は、遠心力によってスリット98及び角の部分の開口97に至る前にロータリーカップの底の孔87から気化室60の底部91に落下し、気化室60の底部91に接触し、熱を受けて気化する。
そしてロータリーカップ63の内面に設けられた羽根部99によって気化室60内の空気が攪拌され、燃料ガスと空気との混合が促進される。
【0095】
こうして発生した混合ガスは、図8の矢印の様に、ロータリーカップ63の外壁と気化室60の周壁92によって形成される空隙94を流れて下流に向かう。即ち混合ガスは、気化室60の円筒状の周壁92に沿って一旦上方に流れる。ここで気化室60の開口部近傍には一次空気供給筒88が挿入されているので、混合ガスの流路は極めて狭い。具体的には、本実施形態の燃焼装置1では、一次空気供給筒88の断面積P1と混合ガス排出空隙107の断面積P2を比較したとき、一次空気供給筒88の断面積P1の方が混合ガス排出空隙107の断面積P2よりも大きい。そのため混合ガスの攪拌は、当該部位においてさらに進行する。
【0096】
こうして流路形成部材70から一次空気供給筒88を介して気化室60の内部に供給された空気は、飛散した燃料と混合され、高温状態となって気化室60の上部の開口部84から排出される。そして気化室60を出た混合ガスは、一旦炎孔プレート36の上部側の通路に流れ込む。
【0097】
そして混合ガスは、図8,26の様に島状のループを構成していない組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48bに流れ込む。
そして前記した様に燃料ガスは、下部に設けられた炎孔(小孔72)から放出される。本実施形態では、炎孔部材55に網状部材77が積層されているので、燃料ガスは、炎孔部材55から放出される直前に網状部材77によって攪拌される。
なお、網状部材77の炎孔プレート36の垂直壁50の端面と当接する部位にシール剤が塗布されているので垂直壁50部位におけるガスの横方向の流通は無く、燃料ガスは横に逃げることなく全量が炎孔(小孔72)から放出される。
【0098】
一方、他の部位から下流側に流れた空気は、燃料と混合されることなく、直接燃焼部7側に流れ込み、二次空気として燃焼に寄与する。即ち二次空気は、分流部材35に設けられた多数の開口40から、炎孔プレート36のループを構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48aに流れ、炎孔(小孔72)の側面部に供給される。
【0099】
また前記した様に、分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89から炎孔プレート36の外側燃焼壁(外壁部)41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気や、分流部材35の開口90からハウジング122の外壁部100と遮熱壁85の間に形成される空気流路101を流れる空気についても二次空気として機能する。特に前者の分流部材35の開口89を経て外側燃焼壁(外壁部)41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気は、その一部が外側燃焼壁(外壁部)41に設けられた孔53からも炎孔プレート36の内側に流れ込み、また残部は遮熱壁85の下端に設けられた折り返し部分(フランジ102)と衝突して燃焼部7側に流れるので、二次空気として消費される割合が高い。
【0100】
そして点火装置によって燃料ガスに点火されると、炎孔(小孔72)から下向きの火炎が発生する。
【0101】
ここで本実施形態の燃焼装置1では、気化部8が、燃焼部7の中央に直接的に露出しているので、燃焼が開始されると、気化室60が火炎によって加熱される。即ち気化室60は、その大部分が炎孔プレート36の炎孔分布領域内にあり、且つ、炎孔の開口面42よりも燃焼部7の火炎発生部側(図面下部側)に突出している。そのため気化室60は、火炎によって直接的に加熱され、気化室60内の温度が上昇し、燃料の気化がさらに促進される。
また炎孔プレート36に内壁43,59が設けられており、これらが燃焼部7から熱を受けて炎孔プレート36を保温し、燃料の再液化を防ぐ。すなわち内壁43,59についても炎孔プレート36の炎孔分布領域内にあり、且つ、炎孔の開口面42よりも燃焼部7の火炎発生部側(図面下部側)に突出している。そのため内壁43,59は、火炎によって直接的に加熱され高温となる。特に本実施形態では、内壁43,59は気化室60の近傍に設けられており、混合ガスが気化室60を出た直後を流れる流路の真下部分に内壁43,59が位置する。そのため混合ガスの流路が積極的に加熱され、燃料の再液化を阻止する。
【0102】
また気化室60内は開口端面125が炎孔プレート36と接しているから、気化室60にも炎孔プレート36から熱が移行する。前記した様に内壁43,59は気化室60の近傍に設けられているから、炎孔プレート36の気化室60との接触部分の温度は相当に高く、気化室60の昇温に寄与する。
加えて本実施形態では、流路形成部材70は、断熱性に優れたパッキン80を介して混合部の一部たる分流部材35に取り付けられているので、混合部や燃料ガス流路の熱が流路形成部材70に逃げない。そのため燃料の再液化はさらに発生しにくい。また万一、燃料が再液化しても、パッキン80には灯油等の液体燃料がしみ込まないものが選定されているので、焼損事故の心配は無い。
【0103】
加えて本実施形態の燃焼装置1では、一次空気供給筒88についても、炎孔プレート36と一体的であるから、燃焼によって炎孔プレート36の温度が上昇すると、気化室60に導入される空気の温度も高まる。そのため本実施形態の燃焼装置1では、燃料の気化状態が安定している。
特に本実施形態では、一次空気供給筒88は、始端が、炎孔プレート36の全体的な端部と同一の位置にあり、終端側117は、炎孔プレート36の下面側(炎孔取付け面側)からさらに下に突出しているので、一次空気供給筒88の全長が長い。そのため炎孔プレート36から伝わった熱によって一次空気が比較的長期に渡って加熱され、気化室60に導入される空気の温度も高まる。
【0104】
さらに本実施形態では、一次空気供給筒88の気化室60内における開口端は、気化室60の内部に位置する。そのため一次空気供給筒88が開口する部位は、気化室60が直接的に火炎によって加熱される部位であり、最も温度が高い部分である。そのため効率的に燃料が気化される。
【0105】
また本実施形態の燃焼装置1では、燃焼出力の変化に応じて外付けされたモータ121が回動され、空気量調節部5の開口量を変化させる。即ち燃焼量が増加し、送風機2が発生する送風量が多いときは、モータ121を回動して固定側板状部材22と移動側板状部材23の開口26,26'27,27',28が連通する方向に移動側板状部材23を回す。その結果、燃焼に寄与する空気量が増大するだけでなく、気化部8に供給される一次空気の比率が上昇する。
その結果、炎孔72から放出される燃料ガスの濃度が低下する。
【0106】
逆に燃焼量が減少し、送風機2が発生する送風量が減少した場合は、移動側板状部材23の開口26,27,28を固定側板状部材22の閉塞部と合致させる方向に移動側板状部材23を回す。その結果、燃焼に寄与する空気量が減少するだけでなく、気化部8に供給される一次空気の比率が減少する。即ち、放出する燃料ガスの濃度が濃くなり、その周囲に供給される空気が相対的に多くなる。
このように、高出力燃焼を行なっている場合に、気化部8に供給される一次空気の比率を上げ、逆に低出力燃焼を行なっている場合に一次空気の比率を下げることによって、NOX (窒素酸化物)の排出量を減少させることが可能となる。
【0107】
以上説明した実施形態では、気化室60に内壁43,59を設け、炎孔プレート36を保温して燃料の再液化の防止を図った。また本実施形態では、炎孔プレート36の長手方向にのびる内壁43に平板状のものを採用し、炎孔プレート36の短手方向に延びる内壁59にブロック状のものを採用した。しかしながら、全ての内壁を板状或いはブロック状としてもよい。またこれらに代わって、板とブロックとを折衷した図32に示す様な内壁109も採用可能である。内壁109は、外壁側が平面的な壁であり、内壁側が凹凸形状をしている。即ち内壁側が凹凸形状には、天地方向にのびる溝119が等間隔に設けられている。
またさらに壁状の突出部材に代わってフィン状の突出部材を採用してもよい。
【0108】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1乃至6に記載の燃焼装置では、燃料ガスが供給される炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを持ち、炎孔プレートには、炎孔分布領域の内側であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出する平板状の突出部材が設けられているので、炎孔プレートの温度が上昇し、燃料ガスが加熱され、再液化が防止される。そのため本発明の燃焼装置は、燃焼が安定する効果がある。
【0109】
特に請求項2に記載の燃焼装置では、炎孔分布領域内に平板状の突出部材が設けられているので、炎孔プレートの温度がより上昇し、燃料ガスの流路が保温される。加えて本発明の燃焼装置では、炎孔プレートに気化部の一部又は全部が接している。そのため気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進され、燃焼が安定する。
【0110】
また特に請求項3に記載の燃焼装置では、突出部材が気化部の近傍に設けられているので、熱の多くが気化部に伝導され、気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進され、燃焼が安定する。
【0111】
また請求項4に記載の燃焼装置では、突出部材が壁状に配されているので、広い面積で熱を受け、燃料ガスの流路や気化部により大量の熱を伝えることができる効果がある。
【0112】
さらに請求項5に記載の燃焼装置では、凹凸によって広い表面積で熱を受けることができ、燃料ガスの流路や気化部により大量の熱を伝えることができる。
【0113】
また請求項6に記載の燃焼装置では、炎孔プレートは炎孔分布領域を囲む外壁部を有するので熱を外に逃がさないばかりでなく、外壁部によっても炎孔プレートが保温される。また本発明では、突出部材は前記外壁部によって囲まれた部位に設けられているので、突出部材はより高温に晒され、燃料ガスの流路や気化部の温度を上げる効果が高い。
【0114】
さらに請求項7及び10に記載の燃焼装置では、気化室の一部が炎孔プレートの炎孔分布領域内にあるため、気化室は炎孔プレートから発生する火炎によって直接的に加熱され、気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。加えて本発明の燃焼装置では、空気供給筒の開口端が気化室内であって炎孔の開口面よりも火炎発生部側に突出している。そのため本発明では、気化室に供給される空気は、気化室内でもより高温となる部位に供給され、効率的に燃料が気化され、燃焼が安定する。
【0115】
また請求項8及び10に記載の燃焼装置では、気化室の出口側は、狭くなっており、混合ガスは気化室から排出されるに際して互いに攪拌されて混合が促進され、均質化する。そのため本発明の燃焼装置は安定して燃焼する。
【0116】
また請求項9に記載の燃焼装置は、炎孔を平面的に分布させる炎孔プレートを持ち、気化室の一部は炎孔プレートの炎孔分布領域内にあるので、気化室は炎孔プレートから発生する火炎によって直接的に加熱され、気化部の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。そのため本発明の燃焼装置は安定して燃焼する。
【0117】
また請求項11に記載の燃焼装置では、空気供給筒の気化室における開口端は、内側から外側に向かい気化室の開口部側に傾斜しているので、流路抵抗が小さく、送風機は静圧が低いもので足る。
【0118】
また請求項12に記載の燃焼装置では、空気供給筒が炎孔プレートに対して一体的に成形されているから、気化室に供給される空気の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。また本発明の燃焼装置では、空気供給筒が炎孔プレートと一体化されているので、部品点数が少なく、組み立ても容易であるという効果もある。
【0119】
また請求項13に記載の燃焼装置では、気化室の一部又は全部が炎孔プレートに対して接しているか、或いは一体的に成形されているので、燃焼時には、炎孔プレートの熱が気化室に伝熱される。そのため気化室の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。そのため本発明の燃焼装置は安定して燃焼する。
【0120】
また他請求項14に記載の燃焼装置は、気化室の一部又は全部が炎孔プレートに対して接しているので、燃焼時には、炎孔プレートの熱が気化室に伝熱される。そのため気化室の温度が上昇し、液体燃料の気化が促進される。そのため本発明の燃焼装置は安定して燃焼する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図である。
【図2】 本発明の実施形態の燃焼装置の正面図及び箱体の開口部分の斜視図である。
【図3】 本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。
【図4】 本発明の実施形態の燃焼装置の全体の分解斜視図である。
【図5】 図2の燃焼装置の流路形成部材周辺の分解斜視図である。
【図6】 流路形成部材に燃料供給管を取り付ける際の構成を示す斜視図である。
【図7】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の斜視図である。
【図8】 図2の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
【図9】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の固定側板状部材の正面図である。
【図10】 図9の固定側板状部材の側面図である。
【図11】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動側板状部材の正面図である。
【図12】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を開いた状態を示す。
【図13】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を閉じた状態を示す。
【図14】 図2の燃焼装置で採用する分流部材の正面図である。
【図15】 図2の燃焼装置で採用する炎孔プレートの上面側(気体流路側)の図面である。
【図16】 図15の炎孔プレートの下面側(炎孔側)の図面である。
【図17】 図2の燃焼装置で採用する炎孔プレートと、炎孔部材、網状部材及び補炎部材を組み合わせた状態の正面図である。
【図18】 炎孔部材の正面図である。
【図19】 網状部材の正面図である。
【図20】 補炎部材の正面図である。
【図21】 図20のA−A断面図である。
【図22】 図2の燃焼装置で採用するロータリーカップの正面図及び平面図である。
【図23】 図16のA−A断面図である。
【図24】 図16のB−B断面図である。
【図25】 図16のC−C拡大断面図である。
【図26】 図2の燃焼装置で採用する炎孔プレートの気体流路側の構成を説明する説明図である。
【図27】 図2の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。
【図28】 燃料ガスの流れを説明する説明図である。
【図29】 二次空気の流れを説明する説明図である。
【図30】 炎孔部材と網状部材及び補炎部材の重ね合わせ構造を示す斜視図である。
【図31】 図2の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。
【図32】 本発明の他の実施形態の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。
【図33】 従来技術の燃焼装置で採用する気化部の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼装置
2 送風機
3 駆動機械部
5 空気量調節部(整流手段)
7 燃焼部
8 気化部
16 モータ
21 給湯器
35 分流部材
36 炎孔プレート
41 外側燃焼壁(外壁部)
43,59,109 内壁
54 上部の開口
55,56 フランジ
60 気化室
70 流路形成部材
62 取り付け金具
79 燃料パイプ
83 下部の開口
88 一次空気供給筒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion apparatus that uses fuel other than gas such as liquid. The combustion apparatus of the present invention is particularly suitable as a combustion apparatus employed in heating equipment and hot water heaters.
[0002]
[Prior art]
Combustion devices using liquid fuel such as kerosene are often used for water heaters and heaters used in areas where city gas is not widely used. Of these, when used in applications where the amount of heat generated is relatively small, a type in which the liquid fuel is vaporized by the vaporization section and the vaporized gas is sent to the combustion section for combustion (Japanese Patent Publication No. 7). -21332).
[0003]
FIG. 33 is a cross-sectional view showing an example of a vaporization unit employed in a conventional combustion apparatus. In this type of combustion apparatus, the
The
A
[0004]
Then, the
As a result, the kerosene is vaporized by receiving heat from the inner wall of the vaporizing
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in this type of water heater or the like, thermal energy is given to the liquid fuel to vaporize it. However, in the conventional combustion apparatus, it is difficult to give sufficient heat energy to the fuel in the vaporization section, and the temperature of the fuel gas discharged from the vaporization section is often low. Therefore, during the period from the vaporization section to the combustion section, the vaporized fuel may return to the original liquid. For this reason, this type of water heater or the like may cause combustion failure.
In particular, when the combustion apparatus is operated under a high load, vaporization may be insufficient due to a large amount of fuel supplied. Even if vaporization is possible during operation, fuel that cannot be vaporized immediately after extinguishing the fire may be emitted as white smoke.
As a countermeasure, it is conceivable to increase the capacity of the
[0006]
Further, in the conventional combustion apparatus, there is a complaint that the parts constituting the vaporizing section are completely different from the parts constituting the combustion section, and the number of parts is large. Therefore, there is a problem that it takes time to manufacture, store and assemble each part.
[0007]
Accordingly, the present invention pays attention to the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object to develop a combustion apparatus that can prevent reliquefaction of combustion gas and ensure stable combustion, and has a small number of parts and is easy to manufacture. To do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 vaporizes liquid fuel.Vaporizing part that vaporizes liquid fuel in the vaporizing partAnd burnRotary vaporizingIn the combustion device,Fuel gas is suppliedIt has a flame hole plate that distributes the flame holes in a plane, and the flame hole plateInThe flame distribution areaInsideProjects to the flame generating part side from the opening surface of the flame holeFlatProtruding member is providedThe projecting member receives heat from the flame hole side and heats the vaporization part side.It is a combustion apparatus characterized by this.
[0009]
In the combustion apparatus of the present invention,Fuel gas is suppliedIt has a flame hole plate that distributes the flame holes in a plane. In the combustion apparatus of the present invention, the flame hole plate has a flame hole distribution region.InsideProjects to the flame generating part side from the opening surface of the flame holeFlatA protruding member is provided. Therefore, the projecting member of the flame hole plate is exposed to the flame, and the temperature of the flame hole plate rises.
Here, since the flame hole plate distributes the flame holes in a planar manner as described above, a part of the flame hole plate often forms a fuel gas flow path. At leastAlsoThe flame plate is adjacent to or close to the fuel flow path. Therefore, according to the combustion apparatus of the present invention, the fuel gas is heated by the temperature rise of the flame hole plate, and reliquefaction is prevented.
[0010]
The invention according to
[0011]
Also in the combustion apparatus of the present invention,Fuel gas is suppliedIt has a flame hole plate that distributes the flame holes in a plane, and the flame hole plate has a flame hole distribution area.InsideProjects to the flame generating part side from the opening surface of the flame holeFlatSince the protruding member is provided, the temperature of the flame hole plate rises, and the fuel gas flow path is kept warm.
In addition, in the combustion apparatus of the present invention, a part or all of the vaporizing portion is in contact with the flame hole plate. Therefore, the temperature of the vaporizing part rises and vaporization of the liquid fuel is promoted.
[0012]
The invention according to
[0013]
In the combustion apparatus of the present invention, the protruding member is provided in the vicinity of the vaporizing section. Therefore, a large proportion of the heat absorbed by the protruding member is conducted to the vaporizing part, and the temperature of the vaporizing part rises. Therefore, the liquid fuel is vaporized more efficiently.
[0014]
The invention according to claim 4 is the combustion apparatus according to any one of
Here, the wall shape refers to a state in which it is arranged with a certain extent of area, not only in the case of a continuous shape, but also in the form of bars or blocks arranged with a gap. Including cases.
[0015]
In the combustion apparatus of the present invention, the protruding members are arranged in a wall shape. Therefore, the protruding member receives heat over a wide area, and can transfer a large amount of heat through the fuel gas flow path and the vaporization section.
[0016]
Further, the invention according to
[0017]
Also in the combustion apparatus of the present invention, the projecting member can receive heat over a wide area, and can transmit a large amount of heat through the flow path and vaporization section of the fuel gas.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, the flame hole plate has an outer wall portion surrounding the flame hole distribution region, and the protruding member is provided at a portion surrounded by the outer wall portion. The combustion apparatus according to any one of 1 to 5.
[0019]
In the combustion apparatus of the present invention, the flame plate has an outer wall portion surrounding the flame hole distribution region. Therefore, in the combustion apparatus of the present invention, not only does heat not escape to the outside, but the flame hole plate is also kept warm by the outer wall portion. Further, in the present invention, since the protruding member is provided at a portion surrounded by the outer wall portion, the protruding member is exposed to a higher temperature, and the effect of raising the temperature of the fuel gas flow path and the vaporizing portion is high.
[0020]
Furthermore, the invention according to
[0021]
The combustion apparatus of the present invention also has a flame hole plate that distributes the flame holes in a plane. A part of the vaporizing chamber is in the flame hole distribution region of the flame hole plate. For this reason, the vaporizing chamber is directly heated by the flame generated from the flame hole plate, the temperature of the vaporizing section rises, and the vaporization of the liquid fuel is promoted. In addition, in the combustion apparatus of the present invention, the open end of the air supply cylinder is in the vaporization chamber and protrudes toward the flame generating part side from the opening surface of the flame hole. Here, the portion of the vaporizing chamber that protrudes closer to the flame generating portion than the opening surface of the flame hole is a portion that is directly heated by the flame, and thus is a high temperature. Therefore, in this invention, the air supplied to a vaporization chamber is supplied to the site | part which becomes high temperature also in a vaporization chamber, and a fuel is vaporized efficiently. Moreover, according to the structure of this invention, the length of an air supply cylinder becomes a comparatively long thing, and the air supplied to a vaporization chamber is warmed beforehand.
[0022]
The invention according to
[0023]
In the combustion apparatus of the present invention, the vaporization section has a vaporization chamber provided with an opening, air is introduced into the vaporization chamber from the opening by an air supply cylinder, and a mixed gas of fuel and air is introduced from the opening. Discharged. And in the vaporization part employ | adopted by this invention, the average cross-sectional area of an air supply cylinder is larger than the cross-sectional area of mixed gas discharge space | gap. That is, in the present invention, the outlet side of the vaporization chamber is narrow, and the mixed gas is discharged from the vaporization chamber.ThoughAt the same time, they are stirred together to promote mixing and homogenize.
[0024]
The invention according to
[0025]
The combustion apparatus of the present invention has a flame hole plate that distributes the flame holes in a planar manner, and a part of the vaporization chamber is in the flame hole distribution region of the flame hole plate. For this reason, the vaporizing chamber is directly heated by the flame generated from the flame hole plate, the temperature of the vaporizing section rises, and the vaporization of the liquid fuel is promoted.
[0026]
The invention according to
[0027]
The combustion apparatus of the present invention also has a flame hole plate that distributes the flame holes in a plane. A part of the vaporizing chamber is in the flame hole distribution region of the flame hole plate. For this reason, the vaporizing chamber is directly heated by the flame generated from the flame hole plate, the temperature of the vaporizing section rises, and the vaporization of the liquid fuel is promoted. In addition, in the combustion apparatus of the present invention, the open end of the air supply cylinder is in the vaporization chamber and protrudes to the flame generating part side from the opening surface of the flame hole, and the air supplied to the vaporization chamber is more in the vaporization chamber. The fuel is efficiently vaporized by being supplied to the part that becomes high temperature.
Furthermore, in the combustion apparatus of the present invention, since the average cross-sectional area of the air supply cylinder of the vaporization section is larger than the cross-sectional area of the mixed gas discharge gap, the mixed gases are stirred together when discharged from the vaporizing chamber, thereby promoting mixing. , Homogenize.
[0028]
The invention according to
[0029]
In the combustion apparatus of the present invention, the opening end of the air supply cylinder in the vaporization chamber is inclined from the inside toward the outside and toward the opening of the vaporization chamber. Therefore, the air that has exited from the open end of the air supply tube smoothly flows to the opening side of the vaporization chamber. That is, in the combustion apparatus of the present invention, the opening end in the vaporizing chamber of the air supply cylinder is inclined from the inside toward the outside and toward the opening of the vaporizing chamber, so that the flow path resistance is small.
That is, in this type of combustion apparatus, it is necessary to introduce a large amount of air into a narrow vaporization chamber to mix fuel and air, and the internal flow path of the vaporization chamber has many direction change portions, so the flow resistance in the vaporization chamber Is big. On the other hand, it is difficult to employ a blower having a high static pressure because of cost. Therefore, in this type of combustion apparatus, there is a demand for reducing the flow path resistance of the vaporization chamber as much as possible. The present invention succeeded in reducing the channel resistance by providing an inclination at the open end of the vaporization chamber of the air supply cylinder.
[0030]
The invention according to
[0031]
In the combustion apparatus of the present invention, since the air supply cylinder is formed integrally with the flame hole plate, the heat of the flame hole plate is transferred to the air supply cylinder during combustion. As a result, the temperature of the air supplied to the vaporizing chamber rises and the vaporization of the liquid fuel is promoted. In the combustion apparatus of the present invention, since the air supply cylinder is integrated with the flame hole plate, the number of parts is small and assembly is easy.
[0032]
The invention according to
[0033]
In the combustion apparatus of the present invention, a part or all of the vaporization chamber is in contact with the flame hole plate, or the vaporization chamber is integrally formed with the flame hole plate. The flame hole plate is a member that distributes the flame holes, and is at a position closest to the flame. In the combustion apparatus of the present invention, part or all of the vaporization chamber is in contact with the flame hole plate or is integrally formed, so that the heat of the flame hole plate is transferred to the vaporization chamber during combustion. . As a result, the temperature of the vaporizing chamber rises and the vaporization of the liquid fuel is promoted.
[0034]
The invention according to claim 14 has a vaporizing section for vaporizing liquid fuel, the vaporizing section includes a vaporizing chamber, vaporizes the fuel in the vaporizing chamber, mixes it with air, and mixes the fuel and air. A combustion apparatus for supplying a gas to a combustion part and combusting has a flame hole plate for planarly distributing flame holes, and a part or all of a vaporization chamber is in contact with the flame hole plate.The method according to claim 1.It is a combustion device.
[0035]
In the combustion apparatus of the present invention,Fuel gas is suppliedIt has a flame hole plate that distributes the flame holes in a plane, and a part or all of the vaporization chamber is in contact with the flame hole plate. As described above, the flame hole plate has a considerably high temperature during combustion. However, in the combustion apparatus of the present invention, part or all of the vaporization chamber is in contact with the flame hole plate. The plate heat is transferred to the vaporization chamber. As a result, the temperature of the vaporizing chamber rises and the vaporization of the liquid fuel is promoted.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be further described below. In the following description, the upper and lower relationships are based on the state where the combustion apparatus is installed in a water heater or the like. FIG. 1 is a cross-sectional view of a water heater incorporating the combustion apparatus of the present invention. FIG. 2 is a front view of the combustion apparatus according to the embodiment of the present invention and a perspective view of an opening portion of the box. FIG. 3 is a cross-sectional view of the combustion apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an exploded perspective view of the entire combustion apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is an exploded perspective view of the periphery of the flow path forming member of the combustion apparatus of FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration when the fuel supply pipe is attached to the flow path forming member. FIG. 7 is a perspective view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 8 is a perspective view of the vicinity of the combustion portion of the combustion apparatus of FIG. 2 as viewed from above. FIG. 9 is a front view of the fixed-side plate member of the air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 10 is a side view of the fixed-side plate member of FIG. FIG. 11 is a front view of the moving plate member of the air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 12 is a front view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 2 and shows a state in which an opening is opened. FIG. 13 is a front view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 2 and shows a state in which the opening is closed. FIG. 14 is a front view of a flow dividing member employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 15 is a drawing of the upper surface side (gas flow path side) of the flame hole plate employed in the combustion apparatus of FIG. 16 is a drawing of the lower surface side (flame hole side) of the flame hole plate of FIG. FIG. 17 is a front view of a state in which a flame hole plate, a flame hole member, a net-like member, and a flame assisting member employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 18 is a front view of the flame hole member. FIG. 19 is a front view of the mesh member. FIG. 20 is a front view of the flameproof member. FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 22 is a front view and a plan view of a rotary cup employed in the combustion apparatus of FIG. 23 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC of FIG. FIG. 26 is an explanatory view illustrating the configuration of the gas flow path side of the flame hole plate employed in the combustion apparatus of FIG. 27 is a perspective view of the vicinity of the flame hole of the combustion apparatus of FIG. 2 as viewed from below. FIG. 28 is an explanatory diagram for explaining the flow of the fuel gas. FIG. 29 is an explanatory diagram illustrating the flow of secondary air. FIG. 30 is a perspective view showing an overlapping structure of a flame hole member, a net-like member, and an auxiliary flame member. FIG. 31 is a schematic perspective view of the combustion apparatus of FIG. 2 as viewed from below. FIG. 32 is a perspective view of the vicinity of a flame hole of a combustion apparatus according to another embodiment of the present invention as seen from below.
[0037]
1-4, 1 shows the combustion apparatus of embodiment of this invention. The
In the present embodiment, the air
[0038]
If it demonstrates sequentially from an upper side, the
[0039]
The
The
[0040]
As shown in FIG. 4, the air
[0041]
On the other hand, the number of
As described above, the moving-side plate-
[0042]
Further, an engaging
[0043]
On the other hand, the fixed-side plate-
[0044]
An opening having substantially the same shape as that of the above-described moving-
Twelve
A large number of
[0045]
The fixed
[0046]
As shown in FIGS. 3, 8, and 9, the air
Here, the
Then, the outer side of the
On the other hand, the horizontal wall g on one end side is engaged with the notch portion 44 of the engaging
[0047]
An engaging
[0048]
The moving side plate-
Due to the rotation of the movement-
[0049]
The flow
Further, as described above, the flow
[0050]
A fuel pipe (fuel supply pipe) 79 is fixed inside the flow
That is, the
[0051]
The mixing section 6, the
[0052]
That is, as shown in FIG. 14, the
However, in the present embodiment, the small openings are divided and distributed in two areas inside and outside. That istwoIn the inner area surrounded by the dotted line,
On the other hand,
The area of the
[0053]
The
That is, the
As shown in FIGS. 8, 23, 24, 28 and 29, the outer combustion wall (outer wall portion) 41 is provided with a
[0054]
Further, in the outer combustion wall (outer wall portion) 41, as shown in FIGS. 8, 15, 16, 23, and 24,
And the
[0055]
Further, as shown in FIGS. 8, 23, and 24, a
There is no opening in the upper part of the
Each of the
Accordingly, the
On the other hand, as shown in FIG. 28, the
In addition, about the cut |
[0056]
An opening 82 is provided at the center of the
Eight
In the present embodiment, the primary
[0057]
An
[0058]
Further, on the lower surface side (flame hole mounting surface side) of the
These
[0059]
Next, the
That is, the
The
That is, the many
On the other hand, the
In the present embodiment, eleven flame hole arrays a are provided and are alternately arranged with the air hole array b described above.
[0060]
The
The
Further, a mounting
[0061]
The
Further, the periphery of the
[0062]
4, 8, and 30, the
The air hole row b of the
Therefore, the island-
[0063]
On the other hand, the flame hole row a of the
A
For this reason, the combination portion not forming the island shape communicates with the outside through the mesh of the
Here, since the sealant is applied to the portion of the
[0064]
As shown in FIG. 4, a
[0065]
On the upper surface side (flow path forming side) of the
[0066]
The
[0067]
The area of the
[0068]
The
The
A gap serving as the
[0069]
Although the
Of the
[0070]
Next, the
The vaporizing
The vaporizing
Further, the opening
[0071]
An
A
[0072]
The
On the other hand, the nine surrounding
Twelve
[0073]
Further, twelve
That is, the
[0074]
A primary
That is, as described above, the opening 82 is provided at the center of the flame hole plate 36.ThisA primary
That is, when the opening diameter of the vaporizing
When the primary
In any case, it is recommended that the cross-sectional area P1 of the primary
[0075]
The position of the opening (lower side) of the primary
More specifically, the
[0076]
Further, a
More specifically, the
[0077]
Next, the assembly structure of each part of the
As described above, the
[0078]
An air
A mixing unit 6 and a
That is, as described above, the
[0079]
The central axis of the flow
Further, a
The
[0080]
Further, the rotating
Accordingly, the
The
[0081]
Further, the wiring of the
More specifically, an
[0082]
When assembling the part, the
[0083]
Since the
[0084]
The
The
[0085]
Next, the function of the
In the
With the rotation of the
[0086]
In other words, as described above, the air
Therefore, as shown in FIG. ,When the
When the air
[0087]
On the contrary, when the
As shown in FIG. 13, the opening area of the area in the closed state is about one-fourth of the opening area of other parts.
[0088]
In the
[0089]
The air that has passed through the
Here, in the
Furthermore, in the
[0090]
The air that has entered the primary
[0091]
In addition, another part of the air flow is from a large number of small-
[0092]
Further, the air that has passed through the
Specifically, the air that has passed through the
The air flowing through the
[0093]
Further, the air that has passed through the
The air flowing through the
[0094]
Then, as described above, a large amount of primary air is introduced into the
The dripped kerosene receives centrifugal force from the
A part of kerosene falls to the bottom 91 of the vaporizing
And the air in the
[0095]
The mixed gas thus generated flows downstream through a
[0096]
Thus, the air supplied from the flow
[0097]
Then, the mixed gas flows into the
As described above, the fuel gas is discharged from the flame hole (small hole 72) provided in the lower part. In this embodiment, since the
Since the sealant is applied to the part of the
[0098]
On the other hand, air that has flowed downstream from other parts flows directly into the
[0099]
Further, as described above, the air flows through the
[0100]
When the fuel gas is ignited by the ignition device, a downward flame is generated from the flame hole (small hole 72).
[0101]
Here, in the
Further, the
[0102]
Further, since the opening
In addition, in the present embodiment, since the flow
[0103]
In addition, in the
In particular, in the present embodiment, the primary
[0104]
Furthermore, in the present embodiment, the open end of the primary
[0105]
Moreover, in the
As a result, the concentration of the fuel gas discharged from the
[0106]
On the contrary, when the amount of combustion decreases and the amount of air generated by the
Thus, by increasing the ratio of primary air supplied to the
[0107]
In the embodiment described above, the
Further, a fin-like projecting member may be employed instead of the wall-like projecting member.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, in the combustion apparatus according to any one of
[0109]
In particular, in the combustion device according to
[0110]
In particular, in the combustion apparatus according to
[0111]
Further, in the combustion apparatus according to claim 4, since the protruding member is arranged in a wall shape, there is an effect that heat can be received in a wide area and a large amount of heat can be transmitted through the fuel gas flow path and the vaporizing portion. .
[0112]
Furthermore, in the combustion apparatus according to the fifth aspect, heat can be received with a large surface area due to the unevenness, and a large amount of heat can be transmitted through the fuel gas flow path and the vaporization section.
[0113]
In the combustion apparatus according to the sixth aspect, since the flame plate has an outer wall portion surrounding the flame hole distribution region, not only does the heat escape but also the flame plate is kept warm by the outer wall portion. Further, in the present invention, since the protruding member is provided at a portion surrounded by the outer wall portion, the protruding member is exposed to a higher temperature, and the effect of raising the temperature of the fuel gas flow path and the vaporizing portion is high.
[0114]
Furthermore, in the combustion apparatus according to
[0115]
Further, in the combustion apparatus according to
[0116]
The combustion apparatus according to
[0117]
In the combustion apparatus according to
[0118]
In the combustion apparatus according to the twelfth aspect, since the air supply cylinder is integrally formed with the flame hole plate, the temperature of the air supplied to the vaporization chamber rises and the vaporization of the liquid fuel is promoted. The Further, in the combustion apparatus of the present invention, since the air supply cylinder is integrated with the flame hole plate, there are effects that the number of parts is small and assembly is easy.
[0119]
In the combustion apparatus according to
[0120]
In the combustion apparatus according to another aspect of the present invention, part or all of the vaporization chamber is in contact with the flame hole plate, so that the heat of the flame hole plate is transferred to the vaporization chamber during combustion. As a result, the temperature of the vaporizing chamber rises and the vaporization of the liquid fuel is promoted. Therefore, the combustion apparatus of the present invention burns stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a water heater incorporating a combustion apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention and a perspective view of an opening portion of a box.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view of the entire combustion apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of the periphery of a flow path forming member of the combustion apparatus of FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration when a fuel supply pipe is attached to a flow path forming member.
7 is a perspective view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 2. FIG.
8 is a perspective view of the vicinity of a combustion section of the combustion apparatus of FIG. 2 as viewed from above.
9 is a front view of a fixed-side plate member of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG.
10 is a side view of the fixed side plate-like member of FIG. 9. FIG.
11 is a front view of a moving side plate member of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 2; FIG.
12 is a front view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 2, showing a state in which an opening is opened.
13 is a front view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 2, showing a state in which an opening is closed. FIG.
14 is a front view of a flow dividing member employed in the combustion apparatus of FIG. 2. FIG.
15 is a drawing of the upper surface side (gas flow path side) of a flame hole plate employed in the combustion apparatus of FIG. 2;
16 is a drawing of the lower surface side (flame hole side) of the flame hole plate of FIG. 15;
17 is a front view of a state in which a flame hole plate, a flame hole member, a net-like member, and a flame assisting member employed in the combustion apparatus of FIG. 2 are combined. FIG.
FIG. 18 is a front view of a flame hole member.
FIG. 19 is a front view of a mesh member.
FIG. 20 is a front view of a flameproof member.
FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
22 is a front view and a plan view of a rotary cup employed in the combustion apparatus of FIG. 2. FIG.
FIG. 23 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
24 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
25 is an enlarged sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining a configuration on the gas flow path side of a flame hole plate employed in the combustion apparatus of FIG. 2;
27 is a perspective view of the vicinity of a flame hole of the combustion apparatus of FIG. 2 as viewed from below.
FIG. 28 is an explanatory diagram illustrating the flow of fuel gas.
FIG. 29 is an explanatory diagram illustrating the flow of secondary air.
FIG. 30 is a perspective view showing an overlapping structure of a flame hole member, a net-like member, and an auxiliary flame member.
31 is a schematic perspective view of the combustion apparatus of FIG. 2 as viewed from below. FIG.
FIG. 32 is a perspective view of the vicinity of a flame hole of a combustion apparatus according to another embodiment of the present invention as viewed from below.
FIG. 33 is a cross-sectional view showing an example of a vaporization section employed in a conventional combustion apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Combustion device
2 Blower
3 Drive machinery
5 Air volume adjuster (rectifying means)
7 Combustion section
8 Vaporization Department
16 motor
21 Water heater
35 Dividing member
36 flame hole plate
41 Outer combustion wall (outer wall)
43, 59, 109 inner wall
54 Upper opening
55, 56 Flange
60 Vaporization room
70 Flow path forming member
62 Mounting bracket
79 Fuel Pipe
83 Lower opening
88 Primary air supply cylinder
Claims (14)
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