JPH0127329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用の小型給湯、暖房装置としての
熱源器の燃焼性能を一段と改善し、各機器の性能
向上を図る液体燃料燃焼装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 従来、この種の燃焼装置は第１図に示すように
構成されている。すなわち、燃焼室６内に側壁に
多数の空気噴出孔１５を有する中筒１０とそして
助燃筒１１とが略同心円上に立設されており、か
つ燃焼室６内へ液体燃料の微粒化手段３が臨接さ
れている。そして燃料は微粒化手段３から、燃焼
用空気は送風機構２１により燃焼室底部９の裏面
に連接されたウインド・ボツクス２２を介して中
筒１０上の空気噴出孔１５から、それぞれ連続的
に燃焼室６へと供給されている。初期の拡散燃焼
後、燃焼熱により後続の燃料粒子が直ちに高速気
化し、拡散混合が促進されて予混合の状態で中筒
１０上部の空気噴出孔１５に保炎し多段燃焼する
この種の燃焼装置においては、中筒１０上の各噴
出孔１５から供給されるトータル空気量によつて
はじめて安定した火炎を形成し燃焼の諸特性を満
たし維持するものである。従つて着火から安定し
た青炎形成の定常燃焼に至るまでの過渡期−遷移
燃焼期には中筒１０上の中・下部の各噴出孔１５
から噴出する燃焼用空気の不足状態とかつ微粒化
手段３による燃料の霧化粒子との不十分な混合状
態で拡散燃焼を行ないつつ新たな空気を供給し火
炎は燃焼室６内を旋回上昇する。この結果、煤を
生成している火炎が燃焼室６内の旋回流の中心と
なる中筒１０表面上に接触し、煤を付着する。ま
た、簡単な構成によつて同一燃焼室６内に燃焼領
域ａ、予混合領域ｂ、再循環領域ｃを隣接してい
るために定常燃焼期においては、燃焼室底部９近
傍に未気化燃料粒子が付着しそして予混合気が再
循環領域ｃへ流入し壁面での気化燃料の冷却及び
再液化が発生し、壁面底部へ付着する。火炎温度
及び輻射も拡散燃焼の輝炎に比し低く、付着した
燃料の緩慢な重合化が行なわれる。以上のような
諸現象を呈する燃焼の繰返し動作により、付着煤
の成長・積層化そして付着燃料の重合・積層化
（タール化）が進展する。このように、煤・ター
ルの器内構成部への付着・成長は定常燃焼時にお
ける気化・拡散混合量のむらを発生し、不安定保
炎による燃焼騒音の増大そして着火・消火時にお
ける排出ガスの性分（特にCO、HCそして臭気
等）の劣化といつた諸現象を呈していた。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、(1)中筒表面上への煤
付着の抑制・緩和、(2)形成・付着された煤・ター
ル（未燃分及び重合化した燃料等）の定期的な強
制気化促進そして焼失を図ることを目的とするも
のである。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、中筒の内
部に中筒内を下方から上方へむかつて流れ多数の
空気噴出孔から噴出する燃焼用空気の流れを可変
し、空気噴出孔の数を実質的に可変する手段を、
軸方向へ摺動自在に設けたものである。

上記構成によつて、初期の燃焼時の一定時間は
中筒上の各噴出孔から供給される空気の噴出位置
を中・下部にすることにより、円筒の中・下部に
火炎温度及び輻射の高い旋回拡散炎（輝炎）を形
成し、初期の空気不足及び混合不足による煤発生
の拡散火炎は解消される。この結果、煤の発生そ
して中筒表面上への付着が抑制、緩和され、定常
燃焼期に発生する再液化燃料の壁面及び底部での
タール化分が高温により分解かつ気化を促進され
る。このように、燃焼を繰返えす毎にセルフ・ク
リーニングを行い着火・消火時の排出ガス（CO、
HC及び臭気等）の特性維持そして定常燃焼期に
おける安定保炎の維持といつたことが図れる。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図、第３図に基
づいて説明する。

第２図，第３図において、燃料タンク（記載せ
ず）には送油パイプ１を介して燃料ポンプ２およ
び微粒化手段としての渦巻式噴射弁３が連結され
ており、前記渦巻式噴射弁３と点火電極４とは支
持筒５に包含され、燃焼室６に臨まされている。
缶体７は内胴８と外胴８′とで形成され、内部に
前記燃焼室６を構成している。また、前記燃焼室
６の底部９の略中央には中筒１０、そしてその外
周には助燃筒１１が立設されている。そして前記
燃焼室６の壁面開口部１２を介して前記渦巻式噴
射弁３と前記点火電極４の先端が前記燃焼室６に
臨まされており、前記渦巻式噴射弁３と相対向す
る位置の前記助燃筒１１には燃料の噴霧粒子が衝
突しないように十分大きな穴の噴霧口１３が設け
てあると共に、前記燃焼室底部９の近傍には同一
円周上、多数の循環孔１４が設けてある。そし
て、前記中筒１０の側壁周囲には多数の空気噴出
孔１５が接線方向にあるいは下より上方に向かつ
て接線方向から直角方向に漸次なるように設けて
ある。また、前記中筒１０の内部の中筒トツプ１
６には第３図ａのごとくスプリング１７ａを有す
る摺動可能な位置規制板１７が設けてある。（第
３図ｂは球体よりなる位置規制体１７′を設けた
ものである。）燃焼用空気はモータ１８、フアン
１９、フアンケース２０で構成される送風機構２
１からウインド・ボツクス２２を経由し前記中筒
１０へと供給される。前記燃焼室６内の燃焼ガス
の流れおよび再循環量そして内圧は燃焼リング２
３によつて制御される。このような構成により、
前記燃焼室６内の前記中筒１０の上部に燃焼領域
ａ、前記中筒１０と前記助燃筒１１とで燃料粒子
及び気化燃料の強制混合を行う予混合領域ｂ、そ
して前記燃焼室６と前記助燃筒１１との間に再循
環領域ｃとが形成されている。

上記構成において、先ずモータ１８へ通電し送
風機構２１が作動すると燃焼用空気がウインドボ
ツクス２２を経由して中筒１０内へと流入し、位
置規制板１７により大部分の空気が中筒１０上の
中・下部の各噴出孔１５より予混合領域ｂへと噴
出され強い旋回流を形成し、大部分は上昇流とな
り燃焼室６外へ流出するが一部は再循環領域ｃを
経由して再度予混合領域ｂへと流入する。送風機
構２１作動の一定時間の遅延後、点火電極４に通
電され火花を発生する。その後に燃料ポンプ２の
作動により一定圧に加圧された液体燃料が渦巻式
噴射弁３より燃焼室６内に噴霧される。中筒１０
上の中・下部の各噴出孔１５からの噴出空気によ
つて燃焼室６内に形成された旋回流で燃料は拡散
混合を行いつつ一定混合比および一定温度に達し
た後に着火し、燃焼が行われる。この遷移燃焼期
における火炎は予混合領域ｂ内で十分に空気が供
給され、中筒１０上の中部に輝度の高い旋回拡散
火炎（輝炎）を形成する。火炎形成部近傍ならび
に燃焼室６の壁面底部９′そして燃焼室底部９は
輻射及び温度の高い火炎により着火から一定温度
に達するまで熱せられ、付着していた未燃分（タ
ール化物）は強制分解及び気化され消失する。一
方着火後、燃焼室６内の温度が上昇するにつれて
中筒１０内に設けられたスプリング１７ａに熱が
伝導し、バネ定数は変化（定常状態のバネ定数ｋ
→k′：ｋ＞k′へと変化）する。この結果、供給さ
れていた燃焼用空気の圧力により位置規制板１７
は上部へと移動し、燃焼用空気も中筒１０上部よ
り供給されるようになる。そして予混合領域ｂ内
での燃料の気化も促進されており、結果として予
混合気の濃度が可燃限界を越え、次第に中筒１０
上部へと火炎が移動し同時に上部からの空気を取
り入れて不輝炎燃焼へと変化し、中筒１０上に多
数の単孔火炎を形成すべく多段燃焼を行う。この
ようにして定常燃焼が行われる。

以上説明したように、本実施例によれば中筒１
０内部にスプリング１７ａを有した摺動可能な位
置規制板１７を設けることにより (1) 遷移燃焼期の拡散火炎時の煤の発生、付着を
抑制することが出来る。

(2) 定常燃焼時に発生し、積層化するタール状の
未燃分を着火動作の繰返しによるセルフ・クリ
ーニング作用によつて焼失することが出来る。

発明の効果 本発明の液体燃料燃焼装置によれば、中筒内を
下方から上方へむかつて流れ、多数の空気噴出孔
から噴射する燃焼用空気の流れを可変し、空気噴
出孔の数を実質的に可変する手段を、中筒内に軸
方向へ摺動自在に設けたもので、着火動作の繰返
し毎に輝炎によるセルフ・クリーニング作用が行
えるとともに、同時に煤の発生・付着を抑制する
ことが出来、燃焼特性（着火・消火時の排出ガス
−CO、HC、臭気等も含む）の恒久的な維持が図
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液体燃料燃焼装置を示す縦断面
図、第２図は本発明の液体燃料燃焼装置の一実施
例を示す縦断面図、第３図ａ，ｂは中筒とその内
部の一実施例を示す部分拡大図である。 ３……渦巻式噴射弁（液体燃料の微粒化手段）、
６……燃焼室、９……燃焼室底部、１０……中
筒、１１……助燃筒、１５……空気噴出孔、１７
……位置規制板、１７′……位置規制体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が閉じられた有底筒状の燃焼室と、前記
   燃焼室底部の略中央に立設されるとともにその側
   壁に多数の空気噴出孔を有する中筒と、前記中筒
   外周に略同心円上に立設した助燃筒とを備え、前
   記燃焼室内に液体燃料の微粒化手段を臨ませると
   共に、前記中筒内を下方から上方へ向かつて流れ
   前記多数の空気噴出孔から噴出する燃焼用空気の
   流れを可変し、前記空気噴出孔の数を実質的に可
   変する手段を、前記中筒内に軸方向に摺動自在に
   設けた液体燃料燃焼装置。 ２ 中筒内の空気噴出位置を、一定時間後もしく
   は一定温度の検出後に可動するようにした特許請
   求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。