JP4616717B2

JP4616717B2 - 液体燃料燃焼装置

Info

Publication number: JP4616717B2
Application number: JP2005206272A
Authority: JP
Inventors: 幸一野水; 秀也斉藤; 智博深川
Original assignee: Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: JP2007024382A

Description

本発明は、ファンヒーター等の液体燃料燃焼装置に関するものである。

従来のこの種の燃焼装置を図７に示す。図７において、本体ケース２１は室内の空気を取り込む送風機２２、液体燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生するバーナ２３、火炎が形成される炎孔部２４、バーナ２３の火炎を覆い燃焼ガスを上方に排出する燃焼室２５、本体ケース２１外に温風を吹き出すための吹出口２６を備えている。

燃焼室２５は、背面に送風機２２からの空気を燃焼室２５内に取り入れて火炎に二次空気として供給するための二次空気取入孔２７を複数有するとともに、内部には燃焼室２４内を上下に分割するように遮蔽手段２８が設けられている。

上述の構成において、液体燃料は図示しない気化器により加熱されて気化ガスとなり、この気化ガスは一次空気と混合されて混合ガスとなって炎孔部２４から噴出し、バーナ２３で燃焼を開始する。

そして、バーナ２３での燃焼が開始されると、送風機２２の回転により本体ケース２１内に室内の空気が取り入れられ、取り入れられた空気は燃焼室２５の背面に設けられた二次空気取入孔２７より燃焼室２５内に流入して、バーナ２３で発生する火炎に二次空気として供給されるようになっており、二次空気を取り込むことにより火炎は完全燃焼する。

ところで、二次空気は送風機２２の回転および二次空気取入孔２７の数や大きさによって火炎を完全燃焼させるために必要な量が供給されるのだが、燃焼室２５内で火炎を完全燃焼させ且つ短炎化させるため、実際には必要量以上に二次空気が供給されている。そのため、多量に供給された二次空気の一部がバーナ２３の炎孔部２４へ流入してしまうと、火炎の酸化反応を促進させて多量のＮＯｘが発生するという問題が生じることになる。

そこで、燃焼室２５の内部には遮蔽手段２８が設けられていて、この遮蔽手段２８により二次空気が分割された燃焼室２５の下部、すなわちバーナ２３の炎孔部２４に導入されるのを防止し、完全燃焼に必要な二次空気を供給しながらもＮＯｘの発生を抑制するようになっている（特許文献１）。
特開平１１−１４０３９号公報

つまり、このような燃焼装置においては、気化ガスと混合する一次空気を少なくし、さらにバーナの炎孔部付近を酸素の少ない状態とすることによりＮＯｘの発生を抑え、その後二次空気を供給することで火炎を完全燃焼させてＣＯの発生を抑えるようになっている。

しかしながら、気化ガスと混合される一次空気が何らかの理由で減少した場合、遮蔽手段により燃焼室下部への二次空気の流入が遮断されているので、炎孔部には酸素が殆ど供給されないため、燃焼室下部は極めてＣＯの発生しやすい状態となる。そして、このような状態において火炎が遮蔽手段に接触してしまうと、火炎は冷却されて温度が低下する。ところが、火炎は温度が低くなりすぎると、二次空気を供給しても完全燃焼しにくくなってしまうため、ＣＯが大量に発生し、吹出口より煤として排出される可能性があるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためのもので、ＮＯｘの発生を抑制するとともにＣＯの発生をも有効に抑えることができる液体燃料燃焼装置を提供することを目的とする。

本発明は、本体ケースと、液体燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生させるバーナと、前記バーナを囲うように設けられた燃焼室と、前記本体ケース内に空気を取り入れる送風機と、前記送風機からの空気を二次空気として燃焼室内に取り入れる二次空気取入孔と、前記バーナへの二次空気の流入を防止する略Ｌ字形状の二次空気流入防止板とを備え、前記二次空気流入防止板と前記燃焼室の前面との間には前記送風機からの空気の一部を通過させる空間部が形成されている液体燃料燃焼装置において、前記二次空気流入防止板は、熱膨張を吸収するように前記燃焼室の前面に取り付けられていることを特徴とする液体燃料燃焼装置である。

また、本体ケースと、液体燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生させるバーナと、前記バーナを囲うように設けられた燃焼室と、前記本体ケース内に空気を取り入れる送風機と、前記送風機からの空気を二次空気として燃焼室内に取り入れる二次空気取入孔と、前記バーナへの二次空気の流入を防止する略L字形状の二次空気流入防止板とを備え、前記二次空気流入防止板は、略Ｌ字形状の水平部が火炎と接触しない長さとし、かつ、前記二次空気取入孔の下端と同じか若しくは低い位置となるように設けられ、前記二次空気流入防止板と前記燃焼室の前面との間には前記送風機からの空気の一部を通過させる空間部が形成され、前記空間部は前記燃焼室の前面に形成したビードと前記二次空気流入防止板とによって形成されている液体燃料燃焼装置において、前記二次空気流入防止板は、熱膨張を吸収するように前記燃焼室の前面に取り付けられていることを特徴とする液体燃料燃焼装置である。

上述のように構成することにより、バーナの炎孔部に流入する二次空気を制御することができるので、ＮＯｘの発生を抑制しつつ従来に比べてＣＯの発生を抑えることができる。

好適と考える本発明の最良の形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。

本発明の液体燃料燃焼装置は、送風機からの空気を二次空気取入孔より燃焼室内に取り入れて、この空気をバーナで形成される火炎に二次空気として供給する燃焼装置であって、二次空気がバーナの炎孔部に流れ込むのを防止するための二次空気流入防止板を備えている。

そして二次空気流入防止板は、燃焼室の前面の傾斜に沿って取り付けられるよう略Ｌ字形状をなしており、また、二次空気流入防止板を取り付けた状態において燃焼室の前面との間には空間部が形成されるような形状とし、この空間部に送風機からの空気の一部を通過させるようにしている。

つまり、燃焼室の内部では燃焼室の前面から略Ｌ字形状の二次空気流入防止板が張り出しており、二次空気供給孔や燃焼室上部から燃焼室内に流入した二次空気はこの二次空気流入防止板によってバーナの炎孔部へ流れ込むのを妨げられるので、ＮＯｘの発生を抑制することとなる。

また、空間部を通過した空気は、適量がバーナの炎孔部に供給されるので、何らかの理由により一次空気が不足したような場合においても不完全燃焼によるＣＯの発生を抑制することができる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

図１は液体燃料燃焼装置を横から見た図であって、本体ケース１は、本体ケース１内に外気を取り込んで圧送する送風機２と、灯油等の液体燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生させるバーナ３と、バーナ３を固定するバーナボックス４と、バーナボックス４上に設けられた燃焼室５を具備する構造であり、バーナ３の燃焼で発生する燃焼排ガスと送風機２によって本体１内に取り込まれた空気とを混合して、本体１の正面下方位置に設けた吹出口６より温風として排出するように構成されている。

バーナ３は、気化器（図示せず）により液体燃料を気化した気化ガスと一次空気を混合して混合ガスとする混合管７と、混合ガスに点火する点火装置８と、混合ガスを燃焼させる炎孔部９とから構成されている。

燃焼室５は、上部に燃焼排ガスが排出される開口１０を有しており、背面には送風機２からの空気の一部を取り入れてバーナ３で形成する火炎に二次空気として供給するための二次空気取入孔１１を複数有している。そして、前面には二次空気流入防止板１２が取り付けられている。

二次空気流入防止板１２は、水平部１２ａと傾斜部１２ｂとによって略Ｌ字形状をなしており、二次空気取入孔１１の下端と同じか若しくはそれよりも低い位置に水平部１２ａが位置するように設けられていて、水平部１２ａは二次空気取入孔１１から燃焼室５内に流入した二次空気がバーナ３の炎孔部９に流れ込むのを防止するようになっている。

ただし、燃焼中に火炎が水平部１２ａに触れると、火炎の温度が低下してＣＯが発生してしまう原因となるため、水平部１２ａは火炎に触れないような長さとされている。

そして、図２に示すように二次空気流入防止板１２の傾斜部１２ｂと燃焼室５の前面との間には空間部１３が形成されており、この空間部１３に燃焼室５内に流入した空気の一部を通過させることでエアーカーテンが形成されるようになっている。なお、二次空気流入防止板１２の形状は、このように燃焼室５の前面との間に空間部１３が形成されるようなものであればよく、実施例の形状に限るものではない。

また、燃焼室５および二次空気流入防止板１２は燃焼中においては火炎からの熱を受けてかなりの高温となり、それぞれに熱膨張が生じるため、二次空気流入防止板１２は、熱膨張を吸収できるように燃焼室５の前面に取り付けられている。例えば本実施例では、燃焼室５の前面に切り欠きを設けて、二次空気流入防止板１２の傾斜部１２ｂの長手方向両端を燃焼室５の前面に引っ掛けて固定するとともに、二次空気流入防止板１２が外れてしまわないようにどちらか一端を１箇所ないし複数箇所スポット溶接するようにしている。なお、二次空気流入防止板１２の取り付け方に関しては、熱膨張を吸収できるようになっていればよく、本実施例に限るものではない。

そして燃焼室５の周囲には、燃焼室５を覆うように燃焼室遮熱板１４が設けられていて、燃焼室５と燃焼室遮熱板１４の間は燃焼排ガスと送風機２からの空気とを混合して温風とする温風通路１５として構成されている。

次に、上記した構成における動作を説明する。

燃焼装置の運転が開始されると、図示しない気化器により液体燃料が加熱気化されて気化ガスとなり、気化ガスは混合管７へ噴出される。気化ガスが噴出されると、その噴出力により周囲の空気が一次空気として混合管７内部に引き込まれ、さらに、送風機２の回転により本体１内に導入された空気もバーナボックス４の下方から混合管７に一次空気として押し込まれるため、これら一次空気は前述の気化ガスと混合して混合ガスとなる。そして、混合ガスは炎孔部９から噴出し、点火装置８により点火されてバーナ３で燃焼を開始する。

送風機２からの空気は、燃焼室５の背面に設けた二次空気取入孔１１から燃焼室５内へも流入し、二次空気として火炎に供給されるようになっている。そして、燃焼室５の上部には開口１０が設けられているため、送風機２からの空気は開口１０からも燃焼室５内に流入して同様に二次空気として火炎に供給される。

図３において矢印は上述の二次空気の流れを示したものであり、二次空気は燃焼室５の前面に設けられた二次空気流入防止板１２の水平部１２ａによって、これより下部に流れて行こうとするのを妨げられるため、二次空気はバーナ３の炎孔部９へ流れ込むことなく、かつ十分な量が火炎に供給されることとなる。よって、良好な燃焼状態を維持してＮＯｘを低減することができる。

また、二次空気は、その一部が燃焼室５の前面と二次空気流入防止板１２の傾斜部１２ｂとの間に形成された空間部１３に導入されるようになっていて、空間部１３を通過する二次空気がエアーカーテンの役割を果たす。するとエアーカーテンは、火炎からの熱を受けて燃焼室１３前面の温度が上昇するのを防ぐため、燃焼室５の耐久性を向上させることができる。

その後、空間部１３に導入された二次空気は、バーナ３の炎孔部９に供給されるようになっている。そのため、何らかの原因により一次空気が減少して酸素が不足した状態となってしまった場合においても、炎孔部９にはわずかながらの空気が供給されるので、火炎の温度が低くなりすぎるのを防止して、ＣＯの発生が抑制されるのである。

なお、燃焼室５に流入する二次空気の殆どは、二次空気流入防止板１２によりバーナ３の炎孔部９に流れ込むことを防止されるため、ＮＯｘが大量に発生してしまうことはないが、必要以上に二次空気を空間部１３に導入してしまうと、ＮＯｘの発生量を増加させることになるので、ＣＯとＮＯｘの発生をともに抑えるよう空間部１３の容積は決定されなければならない。

そして、燃焼により発生した燃焼排ガスは燃焼室５を上昇し、上部に設けられた開口１０から温風通路１５へ排出される。温風通路１５には送風機２からの空気流も流れ込んでいるので、燃焼排ガスは送風機２からの空気と温風通路１５で混合されることで温風となって吹出口６から本体１外へ排出される。

図４および図５は本発明の実施例２の燃焼室５を示したものであり、燃焼室５の前面にはビード１６が形成されていて、このビード１６は燃焼室５の強度を高めるとともに、燃焼排ガスからの熱による膨張を吸収し、燃焼室５が変形するのを防止する役割を果たしている。

そして二次空気流入防止板１２は、ビード１６の一部を覆うようにして燃焼室５の前面に取り付けられていて、空間部１３はこのビード１６によってできた窪みと、二次空気流入防止板１２の傾斜部１２ｂとによって形成されている。

つまり、ビード１６によって燃焼室５の前面には窪みができるため、このビード１６上に平板形状の傾斜部１２ｂを取り付けることで空間部１３が容易に形成されることになる。

図６は本発明の実施例３の二次空気流入防止板１２を横から見た図であって、二次空気流入防止板１２には強度を高めるとともに、燃焼排ガスからの熱による膨張を吸収して変形を防止するビード１７が設けられている。なお、このビード１７は水平部１２ａ、傾斜部１２ｂのいずれに設けても構わず、また両方に設けることもできる。

実施例１の燃焼装置を横から見た図である。実施例１の燃焼室を示した図である。燃焼室内の二次空気の流れを示した図である。実施例２の燃焼室を横から見た図である。実施例２の燃焼室を示した図である。実施例３の二次空気流入防止板を示した図である。従来の燃焼装置を横から見た図である。

符号の説明

１本体ケース
２送風機
３バーナ
５燃焼室
６吹出口
１１二次空気取入孔
１２二次空気流入防止板
１６ビード

Claims

本体ケースと、液体燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生させるバーナと、前記バーナを囲うように設けられた燃焼室と、前記本体ケース内に空気を取り入れる送風機と、前記送風機からの空気を二次空気として燃焼室内に取り入れる二次空気取入孔と、前記バーナへの二次空気の流入を防止する略L字形状の二次空気流入防止板とを備え、前記二次空気流入防止板と前記燃焼室の前面との間には前記送風機からの空気の一部を通過させる空間部が形成されている液体燃料燃焼装置において、前記二次空気流入防止板は、熱膨張を吸収するように前記燃焼室の前面に取り付けられていることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
本体ケースと、液体燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生させるバーナと、前記バーナを囲うように設けられた燃焼室と、前記本体ケース内に空気を取り入れる送風機と、前記送風機からの空気を二次空気として燃焼室内に取り入れる二次空気取入孔と、前記バーナへの二次空気の流入を防止する略L字形状の二次空気流入防止板とを備え、前記二次空気流入防止板は、略Ｌ字形状の水平部が火炎と接触しない長さとし、かつ、前記二次空気取入孔の下端と同じか若しくは低い位置となるように設けられ、前記二次空気流入防止板と前記燃焼室の前面との間には前記送風機からの空気の一部を通過させる空間部が形成され、前記空間部は前記燃焼室の前面に形成したビードと前記二次空気流入防止板とによって形成されている液体燃料燃焼装置において、前記二次空気流入防止板は、熱膨張を吸収するように前記燃焼室の前面に取り付けられていることを特徴とする液体燃料燃焼装置。