JPH094820A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーナヘッドの炎孔に対向する燃焼リングの
環状壁に複数のスリットを開けることにより、燃焼性能
を向上させて燃焼幅の拡大を図るようにした液体燃料燃
焼装置において、簡単な構成で燃焼筒の赤熱を防止でき
るようにする。 【構成】 周壁に電気ヒータ３が埋設され、この電気ヒ
ータ３の取出部３Ａを外部へ導出させるヒータ引出部１
Ａが設けられた気化筒１と、この気化筒１の上部に装着
され、周壁部２０Ａに炎孔２１が設けられたバーナヘッ
ド２０と、このバーナヘッド２０の外周に配置され、炎
孔２１に対向する環状壁２８Ａに複数のスリット２９、
２９が開けられた燃焼リング２８と、気化筒１を収容し
た有底筒状のバーナケース９と、気化筒１に一次空気を
供給するとともに、気化筒１とバーナケース９との間の
空間Ｘに二次空気を供給する送風機７と、バーナヘッド
２０を臨ませた燃焼筒３５とを備えている。そして、前
記燃焼リング２８の環状壁２８Ａにおける気化筒１のヒ
ータ引出部１Ａと対応する部分に、スリット２９の無い
燃焼筒保護部３０を設けた構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として石油ファンヒ
ータ等に使用される石油気化式の液体燃料燃焼装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の液体燃料燃焼装置は、例
えば、特開平３ー２０５０５号公報に開示されているよ
うに、周壁部に複数の炎孔を有するバーナヘッドを気化
筒の上部に装着するとともに、炎孔に対向する環状壁を
有する燃焼リングをバーナヘッドの外周に設け、このバ
ーナヘッドの炎孔から水平方向に形成される火炎の広が
りを押さえることにより、強燃焼時に燃焼室を構成する
金属製燃焼筒が耐熱温度以上に加熱されるのを防止して
いた。

【０００３】ところで、上述した従来の液体燃料燃焼装
置では、強燃焼時に金属製燃焼筒が耐熱温度に加熱され
ないようにできる反面、弱燃焼時には、火炎が炎孔近く
に小さく形成されるため、燃焼リングの環状壁によって
火炎への新鮮空気の供給が阻害され、ＣＯが発生しやす
くなる問題が生じていた。

【０００４】そこで、近年では、炎孔に対向する燃焼リ
ングの環状壁に複数のスリットを開け、このスリットを
通して炎孔近くに形成される弱燃焼時の小さい火炎に新
鮮空気を供給し、強燃焼時に金属製燃焼筒を保護しつ
つ、弱燃焼時にＣＯの発生を抑制して燃焼性能を向上さ
せるようにしたものがある。このように、燃焼リングの
環状壁に複数のスリットを開けても、強燃焼時に金属製
燃焼筒を保護できる理由は、気化筒とこの気化筒を収容
したバーナケースとの間の隙間を通って上昇する燃焼用
二次空気によって、スリットを通って環状壁の外に漏れ
る火炎の広がりを押さえることができるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気化筒
の周壁上部には、気化筒に埋設された電気ヒータのヒー
タ引出部が外向きに突出した状態で一体に設けられてい
るため、このヒータ引出部が二次空気の流れを邪魔をし
て、ヒータ引出部の上は二次空気の流れが生じにくい。
そのため、ヒータ引出部に対応する位置の環状壁に開け
られたスリットから漏れた火炎によって、金属製燃焼筒
が局部的に過熱されて赤熱し、変形したり損傷する問題
が生じていた。

【０００６】本発明は上述の実情に鑑みてなされたもの
であり、バーナヘッドの炎孔に対向する燃焼リングの環
状壁に複数のスリットを開けることにより、燃焼性能を
向上させて燃焼幅の拡大を図るようにした液体燃料燃焼
装置において、簡単な構成で燃焼筒の赤熱を防止できる
ようにすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、周壁に電気
ヒータが埋設され、この電気ヒータの取出部を外部へ導
出させるヒータ引出部が設けられた気化筒と、この気化
筒の上部に装着され、周壁部に炎孔が設けられたバーナ
ヘッドと、このバーナヘッドの外周に配置され、前記炎
孔に対向する環状壁に複数のスリットが開けられた燃焼
リングと、この前記気化筒を収容した有底筒状のバーナ
ケースと、前記気化筒に一次空気を供給するとともに、
気化筒とバーナケースとの間の空間に二次空気を供給す
る送風機と、前記バーナヘッドを臨ませた燃焼筒とを備
え、前記燃焼リングの環状壁における気化筒のヒータ引
出部と対応する部分に、スリットの無い燃焼筒保護部を
設けた構成である。

【０００８】

【作用】このように、燃焼リングの環状壁における気化
筒のヒータ引出部と対応する部分に、スリットの無い燃
焼筒保護部を設けたことにより、このスリットの無い燃
焼筒保護部で強燃焼時の火炎を受け止めると共に、火炎
の流れを上向きに指向させることができ、二次空気の流
れが生じにくいヒータ引出部の直上位置に対応する燃焼
筒の局部が異常に過熱されて赤熱するような心配がな
く、燃焼筒の変形や損傷を簡単な構成で防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図６の
図面に基づいて説明する。図において、１は上部を開口
したダイカスト製で有底円筒状の気化筒であり、この気
化筒１はＡｌ−Ｍｎ系の耐熱アルミニウム合金にて作ら
れており、この気化筒１の周壁部の一部には、その周壁
部の接線方向に向けて開口させた空気導入口２を設けて
いる。また、気化筒１の材料となる耐熱Ａｌ合金は、Ａ
ｌを主成分とし、Ｍｎの他にＳｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、
Ｃｕ、Ｍｇ等が含有され、Ｍｎは２．５〜６．０重量％
とＡｌ以外では最も含有量が多い。

【００１０】３は気化筒１の周壁上部に埋設されたシー
ズヒータ等の電気ヒータ、４は一端部が気化筒１の空気
導入口２に接続された一次空気筒であり、この一次空気
筒４は、その他端部がモータ５にて駆動される給気ファ
ン６を内蔵した送風機７のケーシング８に接続され、送
風機７からの燃焼用一次空気を空気導入口２を通して前
記気化筒１の内部に送り込むものである。９は気化筒１
の外周に設けられた有底筒状のバーナケース、１０はバ
ーナケース９と気化筒１との間の空間Ｘに燃焼用二次空
気を送り込む二次空気管であり、この二次空気管１０の
先端出口部１０Ａは、バーナケース９の周壁部９Ａを貫
通してバーナケース９内に臨ませるとともに、前記周壁
部９Ａ近くに開口させており、二次空気管１０の基端入
口部１０Ｂは、一次空気筒４と同じく送風機７のケーシ
ング８に接続されている。

【００１１】１１は前記二次空気管１０の先端出口部１
０Ａを覆うようにバーナケース９の周壁部９Ａ内面に装
着した金属板製の送風ガイドであり、この送風ガイド１
１は前記二次空気管１０の先端出口部１０Ａと約５〜１
０ｍｍの間隔を存して対向するように、バーナケース９
の周壁部９Ａ内面に装着されており、二次空気管１０の
先端出口部１０Ａから流出した二次空気が、直接、気化
筒１の周壁に接触するのを防止している。

【００１２】１２は空気導入口２及び一次空気筒４の一
端部内にそれらと同心的に配置された燃料ノズルであ
り、この燃料ノズル１２は、それの先端部を気化筒１の
内部に臨ませて灯油等の液体燃料を気化筒１内部に噴出
するもので、それの他端部は燃料供給管１３及び電磁ポ
ンプ等の燃料ポンプ１４を介して燃料タンク１５内と連
通している。１６は燃料タンク１５に液体燃料を補給す
る着脱自在なカートリッジタンクである。

【００１３】１７は前記気化筒１の上部開口に嵌合装着
したダイカスト製の絞り板であり、この絞り板１７は気
化筒１と同じく耐熱性に優れたＡｌ−Ｍｎ系の耐熱Ａｌ
合金にて作られており、この絞り板１７の中央部には絞
り通路１８を形成する円筒部１７Ａが一体に垂下成形さ
れている。１９は絞り板１７の円筒部１７Ａの直下に配
された邪魔板であり、円筒部１７Ａとは間隔を存してい
る。

【００１４】２０は前記気化筒１の上部に装着した有天
円筒状のバーナヘッドであり、このバーナヘッド２０の
周壁部２０Ａには、図６に示すように、混合ガスを噴出
する多数の炎孔２１、２１が上下３段に分割されて設け
られており、また、バーナヘッド２０の周壁部２０Ａの
内外両面には周壁部２０Ａに密着させて炎孔金網２２、
２２を設けている。２３は前記絞り板１７の絞り通路１
８を上から覆うようにバーナヘッド２０内に配設した混
合整流筒であり、この混合整流筒２３は、耐熱ステンレ
ス鋼板の絞り加工により、側面から見て略凸状に形成さ
れ、それの中央部に設けられた有天状筒部２３Ａの天面
と、下部外周に設けられた環状平面部２３Ｂには、それ
ぞれ直径が約２ｍｍに設定された多数の小孔２４、２
４、２５、２５が設けられ、有天状筒部２３Ａの周壁部
は無孔壁となっている。そして、前記絞り板１７、バー
ナヘッド２０及び混合整流筒２３は複数の取付ねじ２６
にて気化筒１に固定されている。

【００１５】２７、２７は前記バーナヘッド２０の周壁
部２０Ａに対向するように気化筒１の周壁部の上端部に
一体成形してなる６個の熱回収用突部であり、これら６
個の熱回収用突部２７、２７は、図５に示すように、そ
れぞれ円柱状に形成され、その径Ｔが約７ｍｍに、高さ
Ｈが約８〜１０ｍｍに設定され、環状となっている気化
筒１の上端部の円周方向に相互略等しい約２５〜３５ｍ
ｍの間隔Ｓを存して設けられ、気化筒１に効率良く熱回
収できるようにしてあり、これら複数の熱回収用突部２
７、２７を気化筒１の上端に一体成形したことにより、
燃焼中に気化筒１の底壁部は約３３０〜３６０℃の高温
度に加熱される。

【００１６】また、前記気化筒１の周壁上部の電気ヒー
タ３の埋設部分には、図５に示すように、電気ヒータ３
の両端の取出部３Ａ、３Ａを気化筒１の外部に導出させ
るヒータ引出部１Ａが外向きに突出した状態で一体に設
けられ、このヒータ引出部１Ａはその横幅寸法が約３０
ｍｍに設定されている。

【００１７】２８は前記バーナヘッド２０の外周に配さ
れた燃焼リングであり、この燃焼リング２８は耐熱ステ
ンレス鋼板にて作られており、気化筒１の上端部に載置
されてネジ（図示せず）止めされている。また、バーナ
ヘッド２０の周壁部２０Ａの炎孔２１に対向する燃焼リ
ング２８の環状壁２８Ａには、円周方向に所定の間隔を
存して複数の縦スリット２９、２９を設けているが、図
４に示すように、前記気化筒１のヒータ引出部１Ａに対
応する部分には、縦スリット２９の無い燃焼筒保護部３
０が形成してあり、この燃焼筒保護部３０は、ヒータ引
出部１Ａの横幅寸法と略同じか、それよりもやや広い幅
寸法としている。

【００１８】３１は気化筒１の温度を検出するバーナサ
ーミスタ等の温度検出器であり、この温度検出器３１は
気化筒１の底壁部付近の温度を検出するように、気化筒
１の下端部に設置されている。３２はバーナヘッド２０
の炎孔２１に形成された火炎Ｆの有無を検出するととも
に酸素濃度を検出するフレームロッド、３３は炎孔２１
から噴出する混合ガスに点火する点火ロッド、３４は温
風用送風機（図示せず）からの送風を温風吹出口（図示
せず）に導く温風用送風ダクト、３５は温風用送風ダク
ト３４の底壁部３４Ａに立てて設けたアルミメッキ鋼板
製の燃焼筒であり、この燃焼筒３５内の下部に前記バー
ナヘッド２０を臨ませている、３６は燃焼用空気入口３
７に設けられたフィルター、３８は給気ファン６の回転
数を検出する回転検出器、３９は電気ヒータ３の取出部
３Ａ、３Ａをシールするシール部材である。

【００１９】上述の構成において、電気ヒータ３への通
電によって気化筒１の下部が約２５０℃の温度に達する
と、その温度上昇を温度検出器３１が検出して、送風機
７が作動して約５秒間のプレパージを行い、このプレパ
ージ後に燃料ポンプ１４が作動する。この燃料ポンプ１
４と送風機７の作動により、燃料供給管１３を介して燃
料ノズル１２から液体燃料が、また、一次空気筒４を介
して空気導入口２から燃焼用一次空気が、ぞれぞれ気化
筒１の内部へ供給される。

【００２０】ここで、気化筒１内部へ供給された燃料
は、気化筒１の内壁面に接触して気化され、この気化ガ
スは一次空気と混合して混合ガスとなり、この混合ガス
は絞り板１７の絞り通路１８を通って混合整流筒２３内
に流入する。この混合整流筒２３内に流入した混合ガス
は、その一部が環状平面部２３Ｂの多数の小孔２５、２
５を通って下段の炎孔２１及び中段の炎孔２１に向かっ
て流れ、これら各炎孔２１、２１から噴出し、残りは有
天状筒部２３Ａ内を上昇し、この有天状筒部２３Ａ内で
混合が促進されながら天面部に向かい、この天面部の多
数の小孔２４、２４を通過する。この小孔２４、２４を
通過した混合ガスは、上段の各炎孔２１及び中段の各炎
孔２１へ向かい、それらの炎孔２１から噴出する。こう
して、各炎孔２１から噴出した混合ガスは、点火ロッド
３３のスパークで着火され、火炎Ｆを形成して燃焼を開
始する。

【００２１】一方、二次空気管１０を介してバーナケー
ス９内に送り込まれた，燃焼用二次空気は、二次空気管
１０の先端出口部１０Ａから流出し、送風ガイド１１に
よって横向きに流されて気化筒１とバーナケース９との
間の略環状の空間Ｘに入り、この空間Ｘ内を上昇して、
気化筒１の上部とバーナケース９の上部との間の隙間Ｙ
を通り、燃焼リング２８の環状壁２８Ａの外面に沿って
上昇し、火炎Ｆの外周囲に供給され、火炎Ｆの二次燃焼
を促進させる。

【００２２】こうして燃焼が開始されると、火炎Ｆの熱
が熱回収用突部２７及び燃焼リング２８から気化筒１に
伝導して熱回収が行われ、燃焼開始から約２〜５分経過
した時点で、電気ヒータ３への通電を停止しても、気化
筒１は高温に維持され、気化筒１内に供給された液体燃
料は気化し続けて燃焼状態が継続する。そして、燃焼開
始から約３０〜４０分経過すると、最も温度上昇の遅い
気化筒１の底壁部付近の温度も約３３０〜３６０℃の高
温状態となる。

【００２３】ここで、燃焼量が約３２００ｋｃａｌ／ｈ
の強燃焼時においては、炎孔２１に形成される火炎Ｆは
大きくなり、この大きな火炎Ｆは、その先端部が燃焼リ
ング２８の環状壁２８Ａに当って上向きになり、燃焼筒
３３が保護される。また、燃焼量が約９００ｋｃａｌ／
ｈの弱燃焼時においては、炎孔２１に形成される火炎Ｆ
は小さくなって燃焼リング２８の環状壁２８Ａの内側に
入り込むが、バーナケース９と気化筒１との間の隙間Ｙ
を通って上昇した燃焼用二次空気も環状壁２８Ａの各縦
スリット２９、２９通って環状壁２８Ａの内側に流入す
る。そのため、弱燃焼時の小さい火炎Ｆであっても、縦
スリット２９を通して燃焼用二次空気を効率良く供給で
き、燃焼反応が促進され、ＣＯの発生の少ない良好な弱
燃焼が行われ、燃焼幅を拡大できる。

【００２４】本実施例によれば、バーナヘッド２０の周
壁部２０Ａの炎孔２１に対向する燃焼リング２８の環状
壁２８Ａに、円周方向に所定の間隔を存して複数の縦ス
リット２９、２９を設け、そして、この燃焼リング２８
の環状壁２８Ａにおける前記気化筒１のヒータ引出部１
Ａに対応する部分には、縦スリット２９の無い燃焼筒保
護部３０を形成しているので、この縦スリットの無い燃
焼筒保護部３０で強燃焼時の火炎Ｆを受け止めると共
に、火炎Ｆの流れを上向きに指向させることができ、二
次空気の流れが生じにくい気化筒１のヒータ引出部１Ａ
の直上位置に対応する燃焼筒３５の局部が、異常に過熱
されて赤熱するような心配がなく、燃焼筒３５の変形や
損傷を、格別の部品を必要とせずに防止できる。

【００２５】また、上述の実施例においては、バーナヘ
ッド２０の周壁部２０Ｂに対向する６個の熱回収用突部
２７、２７を気化筒１の周壁部の上端部に一体に設け、
これら６個の熱回収用突部２７、２７の径Ｔを約７ｍｍ
に、高さＨを約８〜１０ｍｍに設定し、燃焼開始から約
３０〜４０分経過後には、上部に比べて温度上昇しにく
い気化筒１の底壁部付近の温度を、約３３０℃以上（約
３３０〜３６０℃）の高温度に昇温維持させるようにし
ている。そのため、変質した不良灯油や蒸発温度の高い
液体燃料を使用した場合でも、燃料中の各種成分を瞬時
にして残らず蒸発させ、気化筒１内部に壁部にタールが
残留する防止し、気化筒１は長期間にわたり良好な気化
状態が維持され、安定した気化燃焼を継続できる。しか
も、気化筒１の内部にタールが残留するのを防止できる
ので、タールに浸透した液体燃料が消火後に蒸発し続け
て、消火時に強い臭気が発生するような事態も改善でき
る。

【００２６】また、気化筒１の温度を検出するバーナサ
ーミスタ等の温度検出器３１を気化筒１の下端部に設置
しているので、温度検出器３１は気化筒１の周壁部のう
ち、最も温度の低い所に配置されることになり、耐久性
が高められる。即ち、気化筒１の底壁部付近の温度を約
３３０℃以上（約３３０〜３６０℃）の高温度に昇温さ
せた場合、気化筒１の周壁部の中間部分では約４００℃
前後、気化筒１の周壁部の上端部分では約４５０℃前後
まで温度上昇し、温度検出器３１の耐久性に問題が生じ
てしまう。このように、温度検出器３１を気化筒１の下
端部に設置すれば、温度検出器３１は断線等の故障の心
配がない。

【００２７】また、液体燃料を気化するダイカスト製の
気化筒１が、Ａｌ−Ｍｎ系の耐熱Ａｌ合金にて作られて
いるので、２．５〜６．０重量％含有されたＭｎが、Ａ
ｌの耐熱性や強度等の機械的性質を高める働きをするた
め、最も温度上昇しやすい気化筒の上端部の温度が約４
５０℃以上にまで上昇しても、膨れや溶解等の熱変形が
生じないようにできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、バーナヘ
ッドの炎孔に対向する燃焼リングの環状壁に複数のスリ
ットを開けることにより、燃焼性能を向上させて燃焼幅
の拡大を図るようにした液体燃料燃焼装置において、燃
焼リングの環状壁における気化筒のヒータ引出部と対応
する部分に、スリットの無い燃焼筒保護部を設けた構成
としているので、二次空気が流れにくいヒータ引出部の
直上位置に対応する燃焼筒の局部の赤熱を、確実に、か
つ、簡単な構成によって防止でき、燃焼性能を向上させ
つつ、燃焼筒の耐久性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置の全
体構成の断面図である。

【図２】同じく要部の拡大断面図である。

【図３】同じく図２とは異なる断面での要部の拡大断面
図である。

【図４】同じく要部の斜視図である。

【図５】同じく気化筒単体の斜視図である。

【図６】同じくバーナヘッドの炎孔と気化筒の熱回収用
突部との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 気化筒 １Ａ 気化筒のヒータ引出部 ３ 電気ヒータ ３Ａ 電気ヒータの取出部 ７ 送風機 ９ バーナケース ２０ バーナヘッド ２０Ａ バーナヘッドの周壁部 ２１ 炎孔 ２８ 燃焼リング ２８Ａ 燃焼リングの環状壁 ２９ 縦スリット（スリット） ３０ 燃焼筒保護部 ３５ 燃焼筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周壁に電気ヒータが埋設され、この電気
   ヒータの取出部を外部へ導出させるヒータ引出部が設け
   られた気化筒と、この気化筒の上部に装着され、周壁部
   に炎孔が設けられたバーナヘッドと、このバーナヘッド
   の外周に配置され、前記炎孔に対向する環状壁に複数の
   スリットが開けられた燃焼リングと、前記気化筒を収容
   した有底筒状のバーナケースと、前記気化筒に一次空気
   を供給するとともに、気化筒とバーナケースとの間の空
   間に二次空気を供給する送風機と、前記バーナヘッドを
   臨ませた燃焼筒とを備え、前記燃焼リングの環状壁にお
   ける気化筒のヒータ引出部と対応する部分に、スリット
   の無い燃焼筒保護部を設けたことを特徴とする液体燃料
   燃焼装置。