JPH079285B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用の暖房等に用いられる燃焼装置に関する
ものである。

従来の技術 従来、この種の燃焼装置としては石油ストーブ等に用い
られている吸い上げ気化方式の燃焼装置があるが、これ
は一般に第６図に示すようなものであった。第６図にお
いて、灯芯１に点火すると燃焼を開始し、燃焼による高
温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することにより熱ドラフ
トを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、外炎筒７の空
気孔11および赤熱部16の透孔17より燃焼室８内に供給さ
れ燃焼が継続され、赤熱部16を赤熱させて輻射熱を得て
いた。通常の強燃焼では第６図に示すように、内炎筒６
と外炎筒７上方に二次炎f₁を形成し、燃焼室８内を上昇
してきた未燃成分を完全に燃焼させるので良好な排ガス
特性を示す。しかし、灯芯１の露出高さを低くして燃焼
量を小さくした場合は、火炎は燃焼室８内に下がってf₂
の様に形成される。この場合、内炎筒６の空気孔11や透
孔17に形成されていた火炎f₃は火炎f₂の上方では形成さ
れなくなる。従来からこのような状態では排ガス特性、
特にCO/CO₂が急激に悪化していた。また、燃焼装置を密
閉状態の良い部屋で長時間使用した場合、酸素濃度の減
少に従って燃焼量も次第に減少するが、上述のように火
炎が燃焼室８内に下がると多量のCOが発生する様な状態
になっていた。以上の現象は燃焼装置内の排ガス測定を
行った結果、空気通路20の流れに原因があることが明ら
かになった。即ち第６図の燃焼装置Ａ−Ａ′線（空気通
路20）のCO濃度は上端付近で強燃焼時500ppm以上、弱燃
焼時では約250ppmとなる。強燃焼時は火炎f₁でほぼ完全
に燃焼されるので排ガス特性は良好となるが、弱燃焼時
はこれらの高濃度のCOが直接大気中に放出されることに
なる。以上のことから、燃焼室８から空気通路20への波
線ａの様な拡散があることは明らかで、この高濃度のCO
を含む混合ガスが直接大気中に放出されることになり、
CO/CO₂特性は急激に悪化する。したがって燃焼量は火炎
f₂が燃焼室上方に形成されている範囲でしか調節ができ
なかった。

この様な問題を解決するものとしてすでに第７図に示す
ような燃焼装置が提案されている。即ち、第７図におい
て、24は燃焼制御筒で外炎筒気孔部25内方上部に設定さ
れ、上端は外筒９の絞り部15に対向する位置近傍まで伸
び、気孔部25との間に空気室26が形成されている。以上
の構成により、空気室26で未燃ガスを局部的に燃焼させ
て未燃ガスの漏れ量を少なくすることによって弱燃焼時
のCO/CO₂特性を大幅に改良することができた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の様な構成では、燃焼制御筒によって燃焼
室に供給される空気が抑制されるので点火特性や酸欠特
性が悪化する傾向にあった。本発明はかかる従来の問題
を解消するもので、点火特性や酸欠特性を改良すること
により、燃焼特性が良好で燃焼量調節幅が大きく、安全
かつ快適な燃焼装置を得ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の燃焼装置では、燃
焼制御筒壁面に連通孔を設け、この連通孔の開口面積を
空気室の断面積よりも大きくしている。

作用 本発明は、上記した構成により、連通孔から燃焼室内に
効率よく空気を供給することが出来るので点火特性や酸
欠特性を大幅に改良することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図において、１は燃料供給部である灯芯で芯内筒２
と芯外筒３の間に上下動自在に設定されている。芯内筒
２と芯外筒３の上端部はそれぞれ内火皿４、外火皿５を
形成しており、内火筒６、外炎筒７が載置されている。
灯芯１の先端は燃焼時には内炎筒６と外炎筒７間に形成
される燃焼室８内に露出され、ここで燃料の気化が行わ
れる。９は外筒で内炎筒６、外炎筒７、外筒９は内方よ
り順次略同心円状に配置され固定ピン10によって一体化
されている。11は内炎筒６および外炎筒７に多数設けら
れた空気孔である。12は内炎筒６の上端開口部を閉塞す
る内炎筒天板で、内炎筒６内方から上方へ通じる気孔13
を有している。14は内炎筒天板12上に載置された拡炎板
である。外筒９の上端には絞り部15が形成され、さらに
この絞り部15より上方の外炎筒７には赤熱部16が形成さ
れ、開口の大きな透孔17が設けられている。18はガラス
等の透過性材料よりなる透過筒で、外筒９上に載置され
ている。19はトップフレームで赤熱部16と透過筒18の間
の空気通路20の上端を遮蔽するように赤熱部16の上端に
載置され、透過筒18を固定している。21は内炎筒６内方
に設置された制流筒で、灯芯１先端に対向する位置近傍
から内炎筒６先端付近まで上方へのび、かつ内炎筒６間
に形成される制流域22に底面を有するように設けられて
いる。23は空気導入路である。24は燃焼制御筒で外炎筒
気孔部25内方上部に設定され、上端は外炎筒９の絞り部
15に対向する位置近傍まで伸び、気孔部25との間に空気
室26が形成されている。27は燃焼制御筒24壁面に設けら
れた連通孔で空気室26と燃焼室８を連通するごとく、多
数均一に設けられている。28は制流筒21中下部壁面に設
けられた通気孔である。29は通気孔28直上で制流域22を
下制流域30と上制流域31とに分割する鍔部で、ビーディ
ング加工やフレア加工等を応用して制流筒21を外周方向
に突出させることによって形成している。32は制流筒21
と内炎筒天板12の間に一定の間隔を有するように設定さ
れた通気部である。

上記構成において灯芯１に点火すると燃焼を開始し、燃
焼による高温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することによ
り熱ドラフトを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、外
炎筒７の空気孔11および赤熱部16の透孔17より燃焼室８
内に供給され燃焼が継続される。このときの空気通路20
内および燃焼室８内の燃焼ガスや空気の流れを第２図で
説明する。外炎筒７外方から供給される空気は燃焼制御
筒24下方から灯芯１近傍に供給される白矢印（ａ）と上
方へ供給される白矢印（ｂ）の流れに分けられる。上昇
した空気の一部は白矢印（ｃ）の様に空気孔11を通過
し、空気室26へ供給される。さらに、外炎筒７上方に供
給された空気は白矢印（ｄ）の様に透孔17から燃焼室８
へ供給される。一方、空気流白矢印（ａ）によって気化
された燃料は空気との混合ガスとなって黒矢印（ｅ）の
ように燃焼室８を上昇する。上昇した混合ガスは拡散に
よって空気通路20へ流出しようとするが、外炎筒気孔部
25中上部に燃焼制御筒24を有しているため、この燃焼制
御筒24の制流作用により、黒矢印（ｆ）のような空気通
路20への混合ガスの漏出を抑制している。すなわち、燃
焼制御筒24がない場合には、燃焼ガスは燃焼室８の幅全
体を使って上昇するので、赤熱部16へ達すると直ちに空
気通路20へ漏出する。しかし、本実施例によれば燃焼ガ
スの流れは空気室26の幅だけ内炎筒６側へ寄せられるこ
とになり、燃焼室８下方から上昇してきた燃焼排ガスの
空気通路20への漏出は抑制される。また、燃焼制御筒24
に対向する気孔部25の空気孔11から空気室26へ白矢印
（ｃ）のように供給された一定量の空気は、空気室26の
出口から燃焼室８内へ噴出され、気化ガスと混合される
のでここで燃焼し火炎f_tを形成し、燃焼ガスは黒矢印
（ｇ）のように上昇する。従って、赤熱部16内壁付近で
はこの燃焼ガスによる層が形成されるので、黒矢印
（ｆ）の空気通路20への漏出を抑制する。黒矢印（ｇ）
の流れの層は赤熱部16の近傍を上昇するので黒矢印
（ｈ）のように一部は当然空気通路20へ漏出するか、黒
矢印（ｇ）の流れは空気室26の出口に形成される火炎f_t
によって燃焼がかなり進んだ状態の燃焼ガスで、CO₂を
多く含んでおり、黒矢印（ｉ）のように空気通路20から
大気中へ放出されたとしてもCO/CO₂の急激な悪化にはつ
ながらない。

特にこの燃焼筒は内炎筒６内側に制流筒21を設けている
のでさらにCO/CO₂特性が向上する利点がある。すなわ
ち、内炎筒６内側にも未燃ガスの一部が拡散しており、
この未燃ガスが燃焼量を絞った場合に内炎筒６の上部か
らそのまま排出されるためCO/CO₂が悪化する。これを防
止するために設けられたのが制流筒21で、 空気流と拡散した未燃ガスの分離 内炎筒内側への拡散防止 制流筒上部から供給される空気による未燃ガスの再
燃焼 を実現しCO/CO₂の悪化を防止している。

第３図は第６図に示す従来例と本実施例について燃焼量
に対するCO/CO₂特性を測定した結果である。本実施例で
は大幅に改良されていることがわかる。

つぎに点火特性や酸欠特性について述べる。燃焼制御筒
24は本来燃焼室への供給空気量を抑制するものであるか
ら、点火時等は空気量が不足する。そこでそれを補うた
めに燃焼制御筒24に連通孔27を設けているが、この連通
孔27の開口面積は点火特性や酸欠特性に大きく影響す
る。すなわち、燃焼室内では熱ドラフトによって空気の
流れは主として上向きであるため空気室26に流入した空
気は連通孔27から燃焼室８へ供給されるよりも上方から
供給される方が多い。したがって燃焼室８に効率よく空
気を供給するには連通孔27の開口はある程度大きくする
必要がある。第図４は空気の断面積Ａと連通孔の総開口
面積Ｂの比B/Aに対し点火時のCOを測定したものであ
る。また、第５図は酸欠試験を行い酸素濃度が15％にな
ったときの室内のCO濃度の測定値である。点火時のCOピ
ークは連通孔27の開口面積が大きくなるほど低くなる傾
向を示すが、B/A＞１ではほぼ一定となる。酸欠特性はB
/A＝0.5付近で一旦増加する。これは連通孔27の開口面
積が小さいと、連通孔27に火炎が形成されず供給される
空気によって未燃ガスが冷却され燃焼反応が抑制される
ためである。B/A≧１では連通孔に火炎を形成し燃焼制
御筒24を赤熱させて燃焼を促進させるため酸欠特性は良
好になる。第４図、第５図の結果からB/A≧１、即ち連
通孔27の総開口面積を空気室26の断面よりも大きくする
ことが必要である。これにより連通孔27から効率よく燃
焼室８下方に空気が供給されるので迅速な燃焼促進が行
われCO、臭気の発生は少なく、点火特性、酸欠特性を大
幅に改良することができる。

発明の効果 以上のように、本発明の燃焼装置によれば、次の効果が
えられる。

燃焼制御筒の制流作用により、燃焼室下部から上昇
する燃焼ガスの空気通路への流出を抑制し、CO/CO₂の悪
化を抑制する。

空気室から燃焼室へ噴出される空気によって赤熱部
内壁近傍で燃焼が促進され、CO₂を多く含む燃焼ガス層
を形成するので燃焼室下部から上昇する未燃ガスの空気
通路への流出を抑制しCO/CO₂の悪化を抑制する。

赤熱部内壁近傍に形成される排ガス層はCO₂を多く
含んでいるため、空気通路へ流出して赤熱部上部から放
出されてもCO/CO₂特性の悪化につながらない。

連通孔の開口面積を空気室の断面積よりも大きくす
ることにより連通孔から燃焼室に効率よく空気を供給し
て燃焼を促進させる。

以上の効果により、弱燃焼時や酸欠状態での排ガス特性
の急激な悪化を防止し、点火特性も良好となるので、燃
焼特性が良好で燃焼量調節幅が大きく、安全かつ快適で
ある燃焼装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の要部断面
図、第２図は同燃焼装置内の流れの断面図、第３図、第
４図、第５図は同燃焼装置の効果を説明するための特性
図、第６図は従来例を示す燃焼装置の要部断面図、第７
図は別の従来例の燃焼装置の要部断面図である。 １……灯芯、６……内炎筒、７……外炎筒、８……燃焼
室、９……外筒、11……空気孔、18……透過筒、24……
燃焼制御筒、25……気孔部、26……空気室、27……連通
孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多木 昭雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中谷 和人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−218703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−223511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−284112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223408（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の空気孔を有する気孔部とその上方に
   形成される赤熱部とからなる外炎筒と、前記外炎筒内方
   に配された多数の空気孔を有する内炎筒と、前記外炎筒
   外方に位置した外筒と、前記外筒上方に載置された透過
   筒と、前記外炎筒と前記内炎筒間に形成される燃焼室下
   端に上下動自在に設定された燃料供給部と、前記外炎筒
   の気孔部内側上方に配され、前記気孔部との間に空気室
   を形成する燃焼制御筒と、前記燃焼制御筒壁面に設けら
   れた連通孔とを備えるとともにこの連通孔の開口面積は
   前記空気室の断面積より大きくした燃焼装置。