JPH0456205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体燃料燃焼装置に関し、更に詳細に
は液体燃料を気化し、一次空気と共に予混合気と
して炎口部に送り、燃焼を行なう液体燃料燃焼装
置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の液体燃料燃焼装置は、特開昭58
−160724号公報に開示されているようによく知ら
れており、従来の当該装置は第６図および第７図
に示されるように構成されていた。

最初に第６図の従来例について説明すると、従
来の液体燃料燃焼装置は気化筒１を備え、該気化
筒１はその上部の壁部に埋設された加熱用ヒータ
２とその上部の出口部に取付けられた絞り形状を
有する混合板３とを備え、その下部側壁部に形成
された送風通路４を介して送風フアン５に連結さ
れている。気化筒１の室内には、送風通路４中軸
上により燃料細管６の先端ノズル部が配置され、
燃料細管６は燃料ポンプ７を介して燃料タンク８
に接続されている。

気化筒１の上端には、リング状円筒９を介して
金網を円筒状に形成してなる炎孔筒体即ち筒体１
０が配置され、該筒体１０の上端はキヤツプ１１
によつて閉塞されている。これにより、筒体１０
の内側には整流室１２が構成され且つ筒体１０と
外筒１４との間には燃焼室１３が構成されてい
る。

このような従来の液体燃料燃焼装置は次のよう
に作動する。

気化筒１の室内はヒータ２よつて高温域に維持
され、送風フアン５と燃料ポンプ７との駆動によ
り気化筒１内で発生された気化ガスは混合板３の
絞り部により十分に空気と混合されて整流室１２
に送り込まれ、筒体１０より燃焼室１３へ向つて
流出され、燃焼火炎を点火器（図示せず）により
形成させる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述したような従来の液体燃料
燃焼装置によると、混合板３内の気化筒１では絞
り効果により気化ガスと空気は十分に混合される
が、上部の整流室１２は空間体積も広く、また筒
体１０自体は通過抵抗が大きくないために、混合
板３の絞り部により予混合気の流速は速められ、
そのまま上方部へ向う強制流となり、閉鎖キヤツ
プ１１の近傍からの噴出量が増し、第７図に示す
ように筒体１０での噴出圧力分布がアンバランス
となるために、火炎の均一性が得られない。その
ために、着火性が悪化し局部的に燃焼を開始する
こととなり、全体が加熱されるまでに時間を要
し、空燃比の乱れによりCOや臭気の発生を伴な
うと伴に、部分的に高温領域が発生し、窒素酸化
物が発生する。また、筒体１０の温度分布が不均
一になるために熱膨張度合が不均一になり、その
変形を招くものであつた。そして、上下間での噴
出圧力の分布が不均一なために定常時に上部が高
温状態になるに従い噴出速度と燃焼速度にアンバ
ランスを生じ、逆火現象を起すものであつた。

また、逆火現象を誘発する原因に前述した噴出
圧力の不均一な分布の他に、予混合気が筒体１０
の上部１０ａに到達する途中において、既に赤熱
状態にある筒体１０の表面に形成された火炎によ
り加熱されて、予混合気温度が上昇し、燃焼速度
の増大を招くことがあげられる。すなわち、従来
例においては筒体１０の上部１０ａより逆火現象
を起す原因に、(1)噴火圧力の分布が不均一、(2)予
混合気の温度上昇、があり、この(1)，(2)記載の原
因の相乗効果で逆火を起しやすいという欠点を有
していた。

更に、この種の完全予混合表面燃焼を行なうも
のにおいては、空気過剰率が１以上（通常1.2〜
1.5程度）と大きく着火性能が劣る。そこで、着
火の確実性を増すためにプレパージを行ない、筒
体１０の温度を上げ気化した液体燃料の再凝縮の
防止を図つているが、このプレパージ時間もやや
長く設定しなくてはならないという欠点を有して
いた。

本発明の目的は、かかる従来の液体燃料燃焼装
置の欠点を除去するもので、炎口部を形成する炎
孔筒体を常に均一な赤熱状態に維持し、熱変形、
逆火現象、或いは窒素酸化物の発生を防止し、安
定した完全予混合表面燃焼を行なう液体燃料燃焼
装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、得体燃料を気化させる気化筒および
該気化筒の上部に配置された炎孔筒体を備え、前
記気化筒で液体燃料を気化し、一次空気と共に予
混合気として前記炎孔筒体へ送り燃焼を行なう液
体燃料燃焼装置において、前記気化筒の上部に多
孔性部材からなる割球の整流板を設けたことを特
徴とする。

（作用） 本発明の液体燃料燃焼装置によると、気化筒の
温度が加熱用ヒータなどにより燃料の気化に適し
た温度まで上昇され、その時点で気化筒へ燃焼用
空気が導入される。これに伴い、気化筒内に燃焼
用空気により微粒化されて運ばれた燃料は気化筒
内で瞬時に気化ガスとなり、予混合気となる。こ
の予混合気は割球状の整流板により上向き全方向
へ向つて炎孔筒体内へ導入され、着火手段により
着火が行なわれ、火炎は筒体の全表面に伝播す
る。

液体燃料の燃焼中、筒体の温度分布は、従来で
は上部が高温状態になるが、本発明では割球状の
整流板により予混合気が上向き全方向に向つて炎
孔筒体内へ導入されているため均一化され、筒体
全表面における予混合気の噴出速度や燃焼速度の
バランスが保たれる。

（実施例） 以下、本発明の液体燃料燃焼装置を添付図面に
示された実施例について更に詳細に説明する。

第１図には、本発明の一実施例に係る液体燃料
燃焼装置を温風機に搭載した例が示されている。

この実施例を示す第１図において、第６図に示
された従来の液体燃料燃焼装置の構成部分と同一
又は相当する部分は同一の参照符号を付してその
説明を省略する。

この液体燃料燃焼装置は、取付部材１５に取付
けられた気化筒１の上部に配置され中央に絞り部
をもつ混合板３のその絞り部を被う形で配設され
たパンチングメタル等の多孔性部材からなる割球
状の整流板１６ａ，１６ｂを備えている。この気
化筒１の外周縁には円周状の熱回収壁１ａが立設
して形成されている。このような大小２個の整流
板を設ける理由は、整流室１２への予混合気の流
出をより均一化するためである。

送風通路４の先端はノズル４ａを形成し、気化
筒１へ接続されている。筒体１０は、その下端が
混合板３に形成された円周状の細い溝３ａに挿入
後一体的に加締められて固定されている。この筒
体１０の内部には上端から有底逆円錐形状の閉鎖
キヤツプ３０が配設され、該閉鎖キヤツプ３０の
上端周縁部は段付肩部３０ｂを形成して拡径した
リング状の固定部３０ａを形成している。従つ
て、この段付肩部３０ｂより下方へ先細りのテー
パ面３０ｃが底３０ｄまで伸長している。この閉
鎖キヤツプ３０は筒体１０の上部から内部へ配置
され、そのリング状固定部３０ａが筒体１０の上
端とシーム溶接などで一体的に固定されている。
その結果、整流室１２は上方へ行く程先細りにな
る。

凹状に形成された有底逆円錐形状の閉鎖キヤツ
プ３０の上方からその内部に冷却エア用送風路１
８が一端を底３０ｄに対向して開口するように配
置されている。この冷却エア用送風路１８の外周
壁には、テーパ状の胴体１７ａおよび水平状の縁
部１７ｂを有する案内板１７が固定され、その際
該案内板１７、胴体１７ａが閉鎖キヤツプ３０の
テーパ面３０ｃと、また縁部１７ｂが段付部３０
ｂと対向して冷却エア通路１９ａ，１９ｂをそれ
ぞれ形成する位置に固定される。この冷却エア通
路１９ｂはリング状固定部３０ａと直角をなし、
リング状固定部の冷却効果を最大にするようにし
ている。冷却エア用送風路１８の他端は大径に拡
がつたテーパ状のエア取入口１８ａを形成してお
り、このエア取入口１８ａは温風送風フアン２０
の送風路に開口位置決めされている。

筒体１０の上部において、冷却エア用送風路１
８にはバツフル板２１が固定され、温風用送風の
影響を火炎部が受けないように保護している。な
お、２２は燃焼室１３の下部仕切板、２３は熱気
漏れ防止のためのパツキン、２４は輻射熱を取り
出すためのガラス窓、２５は温風の流れを整流す
るためのルーバーをそれぞれ示している。

第３図は混合板３の気化筒１への固定方法を示
したのもので、気化筒１の熱回収壁１ａには複数
個の切欠き１ｂが設けられ、この切欠き１ｂにネ
ジ穴が形成されていて切欠き１ｂに対応して混合
板３に形成された突出部３ｂが嵌め込まれ、ネジ
２６により固定される。

次に、この液体燃料燃焼装置の動作について説
明する。

加熱用ヒータ２に通電され、気化筒１の温度が
燃料の気化に適した所定の温度まで上昇した時点
で燃焼用送風フアン（図示せず）を駆動させ、送
風通路４を介し気化筒１へ燃焼用空気を送入す
る。

他方、燃料も電磁ポンプ等の燃料供給手段によ
り燃料細管６の先端により押し出され、気化筒１
内へ燃焼用空気により微粒化されて運ばれ、瞬時
に気化ガスとなり、燃焼用空気と分子レベルで混
合した予混合気となる。この予混合気は混合板３
の絞りあ部に集められることにより濃度の均一化
が図られ、整流板１６ａにより絞り部の上向き流
速を全方向へ分布するように直され、整流板１６
ｂにより全方位方向への流出分布を第２図点線矢
印のように、より均一化して整流室１２に導びか
れる。

整流室１２で予混合気流速はより小さくなり、
筒体１０の開孔部より燃焼室１３に流出するが、
このとき着火手段（図示せず）により着火が行な
われ、火炎は筒体１０の全表面に伝播する。着火
個所は、予混合気の再凝縮が生じない温度まで熱
伝導によつて金網温度があがる筒体１０の下部が
選ばれる。火炎が形成されると、フレームロツド
等の火炎検知手段（図示せず）の信号を受けて、
温風用送風フアン２０が駆動される。温風用送風
フアンによる送風一部はエア取入口１８ａより冷
却エア用送風路１８に導入し、第２図実線矢印で
示すように閉鎖キヤツプ３０の底３０ｄにあたつ
て、冷却エア用送風路１９ａ，１９ｂを経て、燃
焼室１３へ導びかれる。

この時、冷却エアは閉鎖キヤツプ３０を冷却す
ることにより該キヤツプに接していう予混合気を
冷却して予混合気の温度上昇を防げると同時に、
筒体１０で最も高温になるその上部１０ａと隣接
し且つ筒体１０が固定されているリング状固定部
３０ａに直角にあたることにより、筒体の上部１
０ａをも冷却する。整流室１２が上方への先細り
通路となつており、圧力損失が上方ほど大きくな
ため、筒体１０の噴出圧力が従来の第２図でみる
ような上部ほど大きくなることもなく、上下方向
でも均圧化され、筒体１０の温度むらが解消され
る。火炎からの熱を熱回収壁１ａで受けてその熱
で燃料の気化や燃焼用空気の気化筒１内での加熱
が行なわれるので着火後は加熱用ヒータ２の電気
消費はゼロないし僅かである。

第４図ａは案内板１７のテーパ状胴体１７ａの
部分をなくし、水平状縁１７ｂを冷却エア用送風
路まで延長させた変形例であるが、予混合気の冷
却効果は第２図と比較してやや弱くなるものの筒
体１０の上部１０ａの冷却効果においては何等変
るところはない。第４図ｂは第４図ａの場合とは
反対に案内板１７の水平状縁１７ｂをなくし、テ
ーパ状胴体１７ａを閉鎖キヤツプ３０のリング状
固定部３０ａにまで延長した例を示している。

第５図は、閉鎖キヤツプ冷却用エアを温風送風
フアンからではなく、燃焼用送風フアンから導び
くようにした変形例である。２７は燃焼用送風フ
アン、２８送風通路をそれぞれ示し、送風通路２
８は燃焼用送風路４と冷却エア用送風路１８に分
岐している。冷却エア用送風路１８の曲り部には
風量調節ネジ２９が介設されている。尚、その効
果は前述の実施例のものと変わらない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の液体燃料燃焼装
置によれば、気化筒の上部に設ける多孔の整流板
を割球状にしたことにより、混合気の炎孔筒体内
への流出分布を上方180゜全方向に且つ均一にする
ことができ、これにより炎孔での流速分布が均一
となつて火炎分布を均一にすることができ、その
結果、炎孔筒体における温度差が少なく逆化も発
生ににくくなり、且つ燃焼変化幅を拡大すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る液体燃料燃焼
装置を示す断面図、第２図は第１図に示された液
体燃料燃焼装置の要部を拡大して示す断片的な断
面図、第３図は第１図に示される燃焼装置におい
て筒体の取付け構造を示す部分的な斜視図、第４
図ａおよび第４図ｂはそれぞれ第１図に示された
燃焼装置の変形例を示す部分的な断面図、第５図
は冷却用エアを燃焼用送風フアンより導くように
した第１図の変形例に係る液体燃料燃焼装置を示
す断面図、第６図は従来の液体燃料燃焼装置を示
す断面図、第７図は第６図の従来装置における圧
力損失分布を示すべく該従来装置の断面半部分に
記入された特性図である。 １……気化筒、３……混合板、１０……筒体、
１０ａ……筒体上部、１２……整流室、１６ａ，
１６ｂ……整流板、１８……冷却エア用送風路、
２０……温風送風フアン、２７……燃焼用送風フ
アン、３０……閉鎖キヤツプ。なお、図中同一符
号は同一部分又は相当する部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体燃料を気化させる気化筒および該気化筒
   の上部に配置された炎孔筒体を備え、前記気化筒
   で液体燃料を気化し、一次空気と共に予混合気と
   して前記炎孔筒体へ送り燃焼を行なう液体燃料燃
   焼装置において、前記気化筒の上部に多孔性部材
   からなる割球状の整流板を設けたことを特徴とす
   る液体燃料燃焼装置。