JPS58123023A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゼーベック効果を利用した熱発電素子を石油又
はガスを熱源とするバーナで加熱し、発生した起電力で
送風機などを駆動させる燃焼装置に関するものである。

一般に熱発電素子はＰ型とＮ型の半導体棒を一端で一体
的に接合し、ここに熱を加えると両分岐端から電力を得
ることができる。近年この種の素子がコードレス機器、
安全制御装置などに応用されようとしている。この熱発
電素子は、例えば一つの素子で起電圧が０．３６Ｖ　、
起電力０．３ｍＷ程度のものがあるがこれを複数個直列
に接続して直流電力を大きくし、送風機等を駆動するこ
とができる。

また熱発電素子は加熱部の高温側と冷却部の低温側との
温度差が大きいほど熱起電力は増加することは明らかで
あり、まだ電力を取り出す低温側は冷却を促進しないと
絶縁体や電極端子が劣化し耐久上の問題が生ずる。一般
的には高温側を７００〜９００Ｃに加熱し、低温側を２
００℃以下することが必要である。

第１図〜第２図に従来の熱発電素子を用いた燃焼装置の
構成を示す。

第１１図において、本体ケース１内にバーナ２を位置さ
せこれに熱交換器３を連設し、この熱交換器３に複数個
全周状に配列した熱発電素子ユニット４を固定している
。本体ケース１の前方に吹出口６を形成し後方に熱発電
素子４で駆動される送風機６のモータ７を固定している
。これは定常時熱交換器３．．によって温風とし吹出口
５より室内に放散させるものである◎ 第２図はバーナ２の上方に熱発電素子ユニット４を位置
させバーナ２よりの排ガスと熱発電素子ユニット４の起
電力で駆動される送風機６のインペラから供給される空
気とを混合して温風を得これを本体ケース１に形成した
吹出口５より室内に放散させるものである〇 これらの従来例においてはバーナ２の上方に熱発電素子
ユニット４を位置させて２次火炎又は排気ガスの熱で加
熱し起電力を発生させている。バーナ２の燃焼量は室内
の暖房負荷に応じて強弱に調節することが必要であるが
上記構成では、弱燃焼同時熱発電素子ユニット４の加熱
温度が低下し、充分な起電力が得られず送風機６のモー
タ７の回転数が低下してしまい対流による暖房効果が著
しく悪くなると同時に本体ケース１が過熱されてしまう
。

また第１図に示した構成では熱発電素子ユニット４が熱
交換器３に固定されているため伝導熱および輻射熱で熱
発電素子ユニット４の低温側か加熱されてしまうことか
ら送風機６の吸込空気流でこれを冷却しようとしても充
分な効果が出ない３゜さらに第２図の構成においては熱
発電素子ユニット４の低温側と放熱板は強制的な空気流
による冷却ではない上に本体ケース１の吹出口５に向う
排気ガスが吹出口６側に位置する熱発電素子ユニット４
の低温側に一部接触するか又はこれに近接して流れるた
めむしろ加熱されるようになる。

以上のように熱発電素子ユニット４の低温側の冷却が不
充分のためバーナ２で加熱される高温側との温度差を大
きくできないので単−熱発電素子当りの発電効率が悪く
、起電力が小さいことから送風機６の送風量も充分得ら
れない。まだ熱発電素子の数を増加させる必要があるの
とこれによって排気ガスの流れに対して抵抗大となって
不完全燃焼を起しやすかった。さらに低温側を２００℃
以下に維持することが困難で絶縁体や電極端子の劣化が
早く耐久性に問題があった。

本発明はこのような従来の実用化上の問題点を解決しよ
うとするものでバーナの燃焼量を強弱に調節しても熱発
電素子の起電力がほとんど変化せず常に安定した送風量
が得られ、且つ熱発電素子の発電効率、耐久性を高める
ことを目的とするものである。

この目的を達成するため本発明は多数の小孔を有する内
外炎筒を設け、この内外炎筒間の下部から石油の蒸発ガ
ス又はプロパン等のガスを送出してここに一次燃焼火炎
を形成させ、ここに熱発電素子の高温側の先端部を位置
させて加熱するようにしたものである。

これによって熱発電素子の先端部は強弱燃焼時でも常に
一次火炎中に位置するので高起電力が得られると共に熱
発電素子の低温側はバーナの外側を上昇するドラフト空
気流によって冷却されるため過熱されることがなく発電
効率の向上と耐久性の改善が図れる。

以下、本発明の一実施例を第３図〜第７図を用いて説明
する。

図において室内開放形暖房機に用いる燃焼装置を示す。

本体ケース１内にバーナ２を設ける。８は多数の小孔９
を有する内炎筒でこの上部に複数個の穴１０を有するキ
ャップ１１が固定されさらに拡炎板１２が設けられてい
る。１３は多数の小孔を有する外炎筒で１６は外筒であ
る。１６　、１７欠内炎筒８の小孔９、および外炎筒１
３の小孔１４部分に形成された一次燃焼炎を、１８はバ
ーナ出口の二次燃焼炎を示す。１９は灯芯で案内筒２０
゜２１間を上下し、この案内筒２０．２１の上部２２．
２３上にバーナ２が載置されている。４は熱発電素子ユ
ニットで構成を第７図に示す。この素子２４はゼーベッ
ク効果を利用したもので、例えば鉄ケイ化物の０型物質
とＮ型物質を加熱部側で接合して形成されたもので加熱
される高温側と冷却される低温側の温度差で起電力を発
生する。

この素子２４の低温端は絶縁性を有する耐火セメントか
らなる絶縁体２５を介してホルダー２６゜２７と一体的
に固着されでいる。２８は起電力を取り出す端子板でホ
ルダー２６と絶縁されて引き出されている。このホルダ
ー２６．２７が放熱板２９に固定されている。この放熱
板２９には半円周状に熱発電素子ユニット４が複数個に
設けられると共に各々の端子板２８は直列接続されてい
る。

第３図の１は本体ケースで吹出口５を形成している。３
ｏは基板、３１は仕切板、３２は油タンクを示す。６は
送風機、７は直流モータで、３３は支持片である。

次に上記構成における動作を説明する。まずガスを内炎
筒８、外炎筒１３間に吐出させこれに点火すると多数の
小孔９より流入する空気により燃焼し、−次燃焼炎１６
．１７二次燃焼炎１８を形成する。この−次燃焼炎１６
で熱発電素子２４の先端部が加熱され定常特約８ｏＯ℃
に上昇する。

これによって複数個の素子ユニット４の合成起電力でモ
ータ７が駆動されインペラを回転させる。

インペラで吸込まれた空気は、バーナ２の排気ガスと混
合して温風となり本体ケース１の吹出口６より室内に放
散され暖房を行う。また熱発電素子ユニット４の低温側
は耐火セメント等の絶縁体２６、ホルダ２６．２７を通
して放熱板２９に熱伝導し、１００℃程度に保持されて
いる。

このように燃焼中、青色の一次燃焼炎１６　、１７を形
成させこの中に熱発電素子２４の先端部を位置させたこ
とによって燃焼量を強弱変化させても常に直接火炎で加
熱されるので安定した起電力が得られる。さらに点火立
上り時バーナ２の下方部から順次火炎が形成されていく
が、熱発電素子２４がバーナ２の下部に位置させている
ので点火直後から短時間で起電力の上昇が得られる。壕
だバーナ２に沿って上昇するドラフト空気流によって熱
発電素子２４の低温側の冷却も促進し過熱の恐れがない
。

以上のように本発明の燃焼装置によれば熱発電素子の先
端を常に高温に加熱できること、および冷却促進効果に
よって低温側の過熱がない。これによって熱発電素子の
温度差が拡大し発電効率を高めることができるので高起
電力が得られ、これで送風機を駆動すればより暖房効果
が促進し本体ケースの過熱も防止できる。まだ熱発電素
子の耐久性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の燃焼装置の側面断面図、第
３図は本発明の一実施例である燃焼装置の側面断面図、
第４図および第５図は同装置のノ（−すの拡大断面図、
第６図は同装置の熱発電素子の取付状態を示す半平面図
、第７図は同素子の側面断面図を示す。 ２・・・・・・バーナ、４・・・・・・熱発素子ユニッ
ト、８・・・・・・内炎筒、９・・・・・・小孔、１３
・・・・・・外炎筒、１４・・・・・・小孔、１６・・
・・・・外筒。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｆｆ
！　３図 ３１ 第４図 第５図 ２２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の小孔を有する内炎筒の外側に多数の小孔を有する
   外炎筒を設け、さらに外炎筒の外側に外筒を設置し、内
   炎筒と外炎筒の間に石油の蒸発ガス又はプロパン等のガ
   ス燃料を送出して燃焼させると共に熱発電素子の先端部
   を前記内炎筒と外炎筒の間に位置させて加熱する構成と
   した燃焼装置０