JP6867906B2 - 気化式石油燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、暖房機や給湯機の燃焼部を構成する加熱用ヒ−タを備えた気化式の石油燃焼装置に関するものである。

従来、この種のものに於いては、加熱用ヒ−タを備えた気化器で、気化ガスと燃焼空気との予混合ガスを形成し、更に混合室内でこの混合を促進させた後、バ−ナ部で周囲から二次空気の供給を受けながら良好な燃焼を行わせるものであった。

前記混合室は、気化器下部に連通し、該気化器から遠ざかるに従い浅く形成することで、混合室上部のバ−ナ部から噴出する混合ガスの噴出速度を全体的に均一化し、良好な燃焼を得ようとするものであった。

そして前記混合室１０１は、気化器下部に備えられたアルミダイキャスト製で、流出口に連通し混合ガスの整流を行うように１段下方に凹ませて大容量とした整流室１０２と、該整流室１０２に連通し先細状に区画成形され間に下方に連通する二次空気室１０３を交互に有する複数のガス室１０４とを一体成形して構成され、更に整流室１０２底部にはＵ字状のシ−ズヒ−タから成る補助ヒ−タ１０５が鋳込まれており、予熱時の一定時間のみ通電され混合室１０１を予熱するものであった。（例えば、特許文献１参照。）

特開平０９−１１９６１１号

ところで、この従来のものでは、給排気筒に風が当たって給気不足になると、混合室の先端部分に到達する混合ガスが減少してしまうため、混合ガスによる冷却効果が低下して、混合室の先端部分は気化器のある気化器側に比べて高温となってしまう。

更に混合室の先端部分のバーナ部から吹き出す混合ガスが減少することより、気化器のある気化器側に比べて先端部分に形成される炎は小さく、更によりバーナ部の炎孔に近い位置に形成されるため、バーナ部に形成される炎が不均一になり、混合室の先端部分は気化器のある気化器側に比べて更に高温となってしまい、バーナ部の先端部分が変形してしまうという問題があった。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、加熱用ヒ−タを備えると共に燃焼空気の噴出口及び燃料噴射ノズルを備え、底部には混合ガスの流出口を有した気化器と、該気化器下部で流出口と連通した混合室と、該混合室上部で気化器背面側に備えられたバ−ナ部とで構成され、前記混合室にはバ−ナ部の炎孔部に連通するガス室と、二次空気供給部に連通する二次空気室とを交互に形成し、更に前記ガス室は気化器から離れるに従って先細形状とした気化式石油燃焼装置に於いて、前記ガス室を形成する側壁部を前記混合室の底部よりも下方に突出させて放熱部を形成すると共に、該放熱部は、前記気化器から離れるに従って該放熱部の突出高さが大きくなるように設けたものである。

また、請求項２では、前記放熱部は、前記ガス室を形成する両側の側壁部からそれぞれ突出して形成したものである。

この発明の請求項１によれば、加熱用ヒ−タを備えると共に燃焼空気の噴出口及び燃料噴射ノズルを備え、底部には混合ガスの流出口を有した気化器と、該気化器下部で流出口と連通した混合室と、該混合室上部で気化器背面側に備えられたバ−ナ部とで構成され、前記混合室にはバ−ナ部の炎孔部に連通するガス室と、二次空気供給部に連通する二次空気室とを交互に形成し、更に前記ガス室は気化器から離れるに従って先細形状とした気化式石油燃焼装置に於いて、前記ガス室を形成する側壁部を前記混合室の底部よりも下方に突出させて放熱部を形成すると共に、該放熱部は、前記気化器から離れるに従って該放熱部の突出高さが大きくなるように設けたので、混合室の気化器側部分に比べて先端部分の放熱量が大きく、それにより混合室気化器側部分から先端部分にかけて温度が均一になり、混合室の先端部分が高温となってバーナ部の先端部分が変形するのを防止できるものである。

更に、前記放熱部は、前記気化器から離れるに従って該放熱部の突出高さが大きくなるように設けたので、前記放熱部は前記気化器側から先端にかけて放熱量が大きくなるものであり、前記混合室の先端部分が高温となるのを防止でき、給気不足状態でも前記混合室の根元から先端にかけて均一な温度にすることができるものである。

又、請求項２によれば、前記放熱部は、前記ガス室を形成する両側の側壁部からそれぞれ突出して形成したことで、１つの前記ガス室で２つの前記放熱部が形成されて放熱量を大きくすることができ、それにより効率よく放熱して前記混合室の温度上昇を防止できるものである。

この発明一実施例を付した気化式石油燃焼装置の断面図。 同混合室の斜視図。 同混合室の断面図。 同混合室の根元側の断面図。 同混合室の先端側の断面図。 従来例の気化式石油燃焼装置の混合室の斜視図。 同混合室の断面図。 同混合室の根元側の断面図。 同混合室の先端側の断面図。

次に、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１はアルミダイキャストから成る横椀状の気化器で、正面は燃料噴射ノズル２及び一次空気の噴出口３を備えた蓋体４で閉塞され、底部に仕切壁（図示せず）で２つに仕切られた混合ガスの流出口５を形成している。

前記気化器１は燃料噴射ノズル２と対向する内面を、該燃料噴射ノズル２に対して垂直に形成し垂直気化面６とすると共に、燃油が吹き付けられる部分は該燃油の均一な拡散を計る為に平坦面（図示せず）とし、更にこの平坦面の周囲には長さの異なる複数個のビ−ド７を水平方向で且つそれぞれ平行に複数段配置して、流下する燃油の蛇行路（図示せず）を形成しているものである。

８は気化器１に鋳込まれたＵ字状のシ−ズヒ−タから成る加熱用ヒ−タで、垂直気化面６上方から燃料噴射ノズル２側に突出し、該垂直気化面６の上方空間を覆う上側壁９と、垂直気化面６下方から突出し流出口６を形成する下側壁１０とに鋳込まれているものである。

１１は気化器１の蛇行路（図示せず）最終端に備えられた平面から見て台形の案内壁で、気化器１内で形成される気化ガスと燃焼用一次空気による混合ガスを、底部の２つの流出口５にスム−ズに分割して案内するものである。

１２は気化器１下部に備えられたアルミダイキャスト製の混合室で、流出口５に連通し混合ガスの整流を行うように１段下方に凹ませて大容量とした整流室１３と、該整流室１３に連通し先細状に区画成形され間に下方に連通する二次空気室１４を交互に有する複数のガス室１５とを一体成形して構成され、更に整流室１３底部にはＵ字状のシ−ズヒ−タから成る補助ヒ−タ１６が鋳込まれており、予熱時の一定時間のみ通電され混合室１２を予熱するものである。

前記二次空気室１４は断面略逆Ｕ字状に形成されると共に、前記ガス室１５は断面略Ｕ字状に形成されており、更に該ガス室１５を形成する側壁部１７を下方に延長して放熱部１８を形成しているものである。

前記放熱部１８は、混合室１２の形状を根元から先端にかけて肉厚を厚くすることで形成し、ガス室１５と放熱部１８とにより断面略Ｈ字状に形成されており、前記放熱部１８は根元から先端にかけて放熱量が大きくなるように設けたものである。

つまり、前記ガス室１５が気化器１から離れるに従って先細形状に設けられているのに対し、放熱部１８の下方向の先端の位置は混合室１２の根元側から先端部分まで同じ位置になるように形成されているので、混合室１２の気化器側から先端部分に行くに従って放熱部１８が大きくなり、それにより前記放熱部１８は気化器側から先端にかけて放熱量が大きくなるものである。

１９は各ガス室１５入口に上方から垂下して備えられた整流板で、一枚板に切欠部と屈曲片とを交互に形成して構成され、ガス室１５入口面積の約１／６を上方から閉塞することによって、ガス室１５への送風力を抑制して火炎の片寄りを防止して、全体的に均一な火炎を形成するようにしているものである。

２０は混合室１２のガス室１５及び二次空気室１４上で気化器１の背面側に形成されたバ−ナ部で、前記ガス室１５上に固定される凸状の炎孔部（図示せず）と、該炎孔部間隔で二次空気室１４と連通した二次空気供給部（図示せず）とで構成され、炎孔部頂部にはほぼ中央部から側壁まで延設された細長逆Ｌ字状の炎孔（図示せず）が、長手方向に沿って左右交互に形成され、更に二次空気供給部底部には二次空気室１４と連通する二次空気孔２１を、炎孔部のフランジ部（図示せず）に形成した小孔を重合して形成しているものである。

２２は気化器１背面からバ−ナ部２０上に突出した縦長の吸熱フィンで、燃焼ガスとの接触面積を多くしてヒ−トバック量を増大させる為に複数に分割形成され、燃焼時には燃焼熱のヒ−トバックを気化熱として利用し加熱用ヒ−タ８の省電力化を計るものであり、上端はバ−ナ部２０側に向かって下り傾斜した傾斜部２３とし、上昇してくる燃焼熱の抜けを良くしているものである。

更に前記各吸熱フィン２２間下部には炎孔部（図示せず）が位置するように配設され、そしてこの吸熱フィン２２間の炎孔部（図示せず）には他の炎孔（図示せず）の約１０倍の大きさとなる２つの四角形から成る大炎孔（図示せず）を形成し、又各吸熱フィン２２の突出端面には下端から上端へ抜ける縦溝（図示せず）をほぼ中央部に１本設け、大火力燃焼時には大炎孔に形成される火炎の広がりで、この縦溝にも火炎が入り込み吸熱面積が増大するように構成されているものである。

２４は吸熱フィン２２上方に備えられたＬ字状の抑止板で、気化器１側から吸熱フィン２２上約２／３まで張り出して該吸熱フィン２２間及び縦溝上を覆い、この間を上昇して来る燃焼熱の上昇力を抑制するものであり、又吸熱フィン２２上方全体を覆うまで張り出させた場合には、抑止板２４自体にスリットや穴を形成して抑制力を調節するようにしてもよいものである。

２５は吸熱フィン２２間の気化器１背面壁に横方向Ｒ状の凸部を複数個連続して形成した凹凸面で、吸熱面積を増大させると共に、燃焼熱の上昇力を制御し十分なヒ−トバックを得るようにしているもので、特にＲ形状であるから燃焼熱に乱流を起こさせることなく、スム−ズにその上昇力のみを抑制することが出来るものである。

２６はバ−ナ部２０の上方を囲った燃焼室で、外周は空気室２７を介してカバ−枠２８で覆われている。

２９は燃焼ファンで、風路３０を介して噴出口３と空気室２７に連通し、噴出口３には燃焼用の一次空気を供給し、空気室２７には気化器１側方を通り混合室１２下方からバ−ナ部２０の二次空気供給部へ供給される二次空気及び、燃焼室２６を冷却する空気を供給するものである。

３１は燃料噴射ノズル２に送油管３２を介して燃油を供給する電磁ポンプ、３３は遮熱板である。

次にこの発明一実施例の作動について説明する。
今、加熱用ヒ−タ８に通電し気化器１を所定温度まで加熱すれば、これを適所に備えた温度センサ−（図示せず）で検知し、燃焼ファン２９及び電磁ポンプ３１を駆動させることで、気化器１には燃料噴射ノズル２から燃油が、又噴出口３からは燃焼用の一次空気がそれぞれ供給される。

そして気化器１では、燃料噴射ノズル２から噴射された燃油は、垂直気化面６の平坦面に衝突し凹凸がないので均一に周囲に拡散するが、直ぐには落下せず周囲のビ−ド７上を供給される一次空気の送風力もあって蛇行路に沿って順次移動し、十分な気化時間となって気化が促進されると共に、ビ−ド７による凹凸で供給される一次空気も乱流を起こし気化ガスとの混合も十分に行われ、良好な混合ガスを得ることが出来るものである。

又垂直気化面６で気化された気化ガスは、該垂直気化面６に衝突して跳ね返される一次空気と共に、横椀状の気化器１内で加熱用ヒ−タ８を備えた上下側壁９・１０側に流れるが、この上下側壁９・１０は加熱用ヒ−タ８によって十分加熱されているので、気化ガスの気化は更に促進されると共に、一次空気も良好に加熱され、しかも気化器１は横椀状で気化ガスと一次空気とは直ぐには流出せず、ある程度気化器１内にとどまり十分混合した後、流出口５から流出されるものである。

一方この流出口５から流出した混合ガスは混合室１２内に流入するが、該混合室１２は上記気化器１の予熱と同時に通電される補助ヒ−タ１６によって一定時間加熱され、高温の予熱状態が維持されているので、流入した混合ガスは液化することながないものである。

そして、混合ガスは整流室１３で整流を促進した後、直ぐに複数のガス室１５に細かく分割して流入し、内壁面の塗装面による微細凹凸と先細形状とによって、炎孔部の炎孔から噴出する混合ガスの噴出速度は、長手方向に関係なく全体が均一となり、又混合ガスは炎孔から噴出される直前に整流アミを通過して最後に整流されて噴出し、適宜点火手段（図示せず）で点火されれば燃焼が開始されるものである。

次に施工範囲を越えて給排気管が延長されて施工されていたり、給排気筒に風が当たったりして、給気不足状態でのこの発明一実施例の作動について説明する。

給気不足状態の場合、混合室１２に流入する混合ガスが給気正常状態よりも少ないため、混合ガスによる冷却効果が低下して、混合室の先端部分は気化器のある気化器側に比べて高温となり、更に先端部分に形成される炎が気化器側の炎に比べて小さく、気化器側部分の炎に比べて先端部分の炎は炎孔部に近く形成されるため、更に混合室の先端部分は高温になるが、本実施例では混合室１２の気化器側部分から先端部分にかけて放熱部１７が大きくなるように形成されているので、混合室１２の気化器側部分に比べて先端部分の放熱量が大きく、それにより混合室１２の気化器側部分から先端部分にかけて温度が均一になり、混合室１２の先端部分が高温となってバーナ部２０の先端部分が変形するのを防止できるものである。

以上のように、前記混合室１２の下部に放熱部１８を形成したので、給気不足状態で混合ガスの量が減少してその結果、混合室１２、特にその先端部分の温度が上昇しそうになっても、混合室１２の下部の放熱部１８から放熱されて混合室１２の温度が上昇するのを防止できるものである。

又、前記放熱部１８は、混合室１２の形状を気化器側から先端にかけて肉厚を厚くすることで形成しているので、前記ガス室１５が気化器１から離れるに従って先細形状に設けられているのに対し、放熱部１８の下方向の先端の位置は混合室１２の気化器側から先端部分まで同じ位置になるように形成されていることで、混合室１２の気化器側から先端部分に行くに従って放熱部１８が大きくなり、それにより前記放熱部１８は気化器側から先端にかけて放熱量が大きくなるものであり、混合室１２の先端部分が高温となるのを防止でき、給気不足状態でも混合室１２の根元から先端にかけて均一な温度にすることができるものである。

又、記ガス室１５は断面略Ｕ字状に形成され、更に該ガス室１５を形成する側壁部を下方に延長して放熱部１８を形成したので、ガス室１５と放熱部１８とにより断面略Ｈ字状に形成され、１つのガス室１５で２つの放熱部１８が形成されて放熱量を大きくすることができ、それにより効率よく放熱して混合室１２の温度上昇を防止できるものである。

１ 気化器
２ 燃料噴射ノズル
３ 噴出口
８ 加熱用ヒ−タ
１２ 混合室
１４ 二次空気室
１５ ガス室
１８ 放熱部
２０ バ−ナ部

Claims (2)

1. 加熱用ヒ−タを備えると共に燃焼空気の噴出口及び燃料噴射ノズルを備え、底部には混合ガスの流出口を有した気化器と、該気化器下部で流出口と連通した混合室と、該混合室上部で気化器背面側に備えられたバ−ナ部とで構成され、前記混合室にはバ−ナ部の炎孔部に連通するガス室と、二次空気供給部に連通する二次空気室とを交互に形成し、更に前記ガス室は気化器から離れるに従って先細形状とした気化式石油燃焼装置に於いて、前記ガス室を形成する側壁部を前記混合室の底部よりも下方に突出させて放熱部を形成すると共に、該放熱部は、前記気化器から離れるに従って該放熱部の突出高さが大きくなるように設けたことを特徴とする気化式石油燃焼装置。
2. 前記放熱部は、前記ガス室を形成する両側の側壁部からそれぞれ突出して形成したことを特徴とする請求項１記載の気化式石油燃焼装置。

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