JPS583162B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体燃料燃焼装置に関するものである。

従来、家庭用の中型液体燃料燃焼装置において作動が静
かで、すすの無い完全青火燃焼が行え、また、コンパク
ト、即ち燃焼負荷率が高く、かつ安全である等の全ての
条件を満たす構造のものは無かった。

即ち、コンパクトで、完全青火燃焼を行う予熱気化式予
混合バーナは、燃焼音が高く、逆火の危険性があり、予
熱のための電力費が高く、安全のための複雑な制御機構
が必要でコスト高、更に信頼性に問題がある。

一方、中型バーナの主流をなすポット式バーナは、気化
、混合、燃焼が緩漫であるため、燃焼音が静かで安全で
ある反面、燃焼炎が長くススが出やすいので、燃焼室が
大きくなりがちであり、また再々の掃除の必要がある。

また、バーナ自身も燃焼負荷率が低くコンパクト性に欠
ける。

更に一定風量で燃焼量を可変できても燃焼安定巾は狭く
商品化の設計上問題があった。

本発明は、上記従来の欠点に鑑み成されたもので、すす
が出す、短炎で、かつ低燃焼音、さらに燃焼安定巾が広
く、一定風量内で燃焼量の可変ができる青火燃焼が可能
であり、更に従来にみられない安全、小型な燃焼装置を
提供するものである．以下、その一実施例を説明する。

第１図において、１は一部に送風筒２を具備した外筒で
、この外筒１内には、中心部から周縁下方に向けて傾斜
した環状の保炎板３ ａを有する環状の燃焼中筒４同じ
く中心部から周縁下方に向けて傾斜した環状の保炎板３
ｂを有する燃焼内筒５を同心的に立設して構成する有底
筒状の燃焼筒６を内蔵しておりまた送風筒２に連通する
空気室７も有する構成となっている。

８ａ，８ｂは燃焼中筒４、燃焼内筒５の外側壁にそれぞ
れ複数個粗に穿設した気化室９ａ，９ｂに連通する１次
空気孔である。

１次空気孔８ａ ，ｓｂは燃焼筒６、燃焼中筒４の内側
壁の下部にのみ、あるいは両壁に設けてもよい。

ただ燃焼中筒４及び燃焼筒６、燃焼内筒５の両壁に設け
ると、１次空気は互いに衝突して燃焼特性上好ましくな
い。

１０ａ，１０ｂは燃焼筒６、燃焼中筒４の内側壁上部に
複数穿設し燃焼室１１ａ，１１ｂに臨んだ２次空気孔で
、前記１次空気孔８ａ，８ｂより開孔全表面積が大で、
孔数も多く密に穿設されている。

なお、実験によれば１次空気孔と２次空気の面積比は２
：８を基準にし、前者が少ない方が好ましい。

保炎板３ａ ，３ｂはその周壁が２次空気孔１０ａ，１
０ｂの全孔と対向するよう燃焼中筒４、燃焼内筒５上部
に具備されると共に、その保炎板３ａ ，３ｂの下部局
側は、２次空気孔１０ａ，１０ｂの最下段孔の直下近傍
にガス噴出小口１２ａ，１２ｂが構成されるよう臨んで
配置されている。

燃焼筒６内は、保炎板３ａ ，３ｂで上下に分割されて
前記燃焼室１１ａ，１ｌｂと気化室９ａ，９ｂが構成さ
れ、気化室９ａ ，９ｂは燃焼中筒４により分割され、
独立している。

また気化室９ａ，９ｂのそれぞれの側壁底部には、燃料
供給管１３ａ１３ｂが具備され、点火ヒータ１４は気化
室９ａ ，９ｂの一方あるいは両方の側壁下部に配備さ
れる１１５ａ，１５ｂおよび１ ６ａ ， １ ６ｂは
各気化室９ａ，９ｂ及び燃焼室１１ａ，Ｉｉｂ内に形成
される１次炎及び２次炎である。

１７ａ，１７ｂは１次炎１５ａ，１５ｂから２次炎１６
ａ，１６ｂに効果的に転火させる導火炎孔である。

１８は各種の熱交換器である。

上記構成において、次に動作を説明する。

液体燃料を供給管１３ａで、または点火ヒータ取付位置
、燃焼立上り等の都合によっては、供給管１３ｂにより
、気化室９ａまたは供給管１３ａ使用の時は気化室９ｂ
の底部へ流入させて点火ヒータ１４で点火する。

同時に送風筒２より送風される空気を空気室７で１次空
気、２次空気に分流させ、前者は１次空気孔８ａから気
化室９ａ内へ、また後者は、２次空気孔１０ａより燃焼
室１１ａ内へ供給する。

気化室９ａ内での初期燃焼は、１次空気を受けて促進さ
れ、次いで気化室９ａ底部へ流入する液体燃料は、燃焼
熱を受けて気化作用が活発となり、同時に気化ガス中に
低流量の１次空気が流入するため、青火としての１次炎
１５ａを形成し、燃焼が拡大していく。

そして、気化室９ａ内は１次空気量よりも発生する気化
ガス量の方が過大となり、下方の１次空気孔８ａ部分で
は燃焼域を脱する程の高濃度となり、１次笠は消滅しつ
つ燃焼室１１ａに移動する。

この時、高濃度未燃混合ガスは、ガス噴出小口１２ａか
ら燃焼室１１ａの２次空気孔１０ａに向けて膜状に噴出
される。

２次空気孔１０ａからは、多数の糸状の高速２次空気流
が未燃混合ガス中に噴出されるため、高速にて細分割拡
散混合作用が行われ、前記未燃ガスと２次燃焼空気流は
効果的に均一質混合ガスを得てきれいな青火の２次炎１
６ａを形成する。

この時、液体燃料を供給管１２ｂにより、一方の気化室
９ｂに流入させると、気化室９ａ上に形成された２次炎
１６ａによりすでに加熱された気化室９ｂ内で液体燃料
は、瞬時に気化し、ガス噴出小口１２ｂより噴出し、前
記と同じ混合作用を行い前記２次炎１６ａにより着火し
、気化室９ｂ上にも青火の２次炎１６ｂを形成する。

こうして、各気化室上に形成された２次炎１６ａ，１６
ｂは供給管１３ａまたは１３ｂによる燃料供給の制御に
より、単独燃焼（２次炎１６ａまたは１６ｂ）あるいは
、同時燃焼（２次炎１６ａと１６ｂ）するものである。

第２図は本発明の他の実施例であり、構成は第１図とほ
とんど同じであるが、燃焼中筒４上部の環状保炎板３を
笠状とし、また、１次空気孔８ａ，８ｂ、導火炎孔１７
ａ，１７ｂを燃焼中筒４側壁に設けると共に、２次空気
孔１０ａ，１０ｂを燃焼筒６、燃焼内筒５の側壁上部に
設け、燃料供給制御により、単独あるいは同時燃焼を行
う。

即ち第２図によれば同時燃焼の場合、保炎板３上で衝突
燃焼を行うものである。

なお実施例では燃焼筒が円筒状であぬ場合を示したが、
横方向断面の開口形状が矩形状である、いわゆる、ライ
ンバーナでも本発明の実施例は可能である。

以上のように上記実施例の液体燃料燃焼装置によれば、
次の如き効果を奏する。

１ （第１図，第２図）気化ガスの膜状化と空気流の細
分割化によって、相互の接触面積を拡大し、均一質の混
合ガスを生成し、予混合方式と同じように燃焼が促進さ
れ、すすが出す、短炎低燃焼音、青火の完全燃焼が達成
できた。

２ （第１図，第２図）燃焼制御が３段にでき、殆んど
の使用条件に対拠できる。

即ち、小燃焼は、２次炎１６ａのみ、中燃焼は２次炎１
６ｂのみ、大燃焼は２次炎１６ａと１６ｂの両方である
。

３ （第１図，第２図）１つのバーナ構成において、小
燃焼用と大燃焼用の気化室９ａ，９ｂ、燃焼室１１ａ，
１ｌｂを各々分割構成にすると共に両者を効果的に結合
できたため、小燃焼・大燃焼に切替えても、各々単一バ
ーナが燃焼しているのと同じような燃焼安定巾が維持で
きた従来は、１つのバーナ構成で、小・大燃焼を切替え
ていたため、燃焼負荷率が大巾に変ってどちらかの燃焼
特性巾が狭くなるか、又、狭イ燃焼中をカバーするため
の制御部品が必要であった。

これに対して本実施例ではそれら燃焼特性巾が向上する
と共に余分な制御部分が不必要となる。

更に、一定風量条件下で、燃焼量のみを切替えても、燃
焼負荷率の変化が少なく、不完全燃焼しない。

従って一定風量バーナが実現できた。

又、この方式は外部ドラフトに強いバーナとなり、制御
部品が簡単で低コスト化が図れる。

４ （第１図）２段のバーナの２次火炎が共に中心方向
に集束可能であるため、燃焼音が低い。

また、大燃焼時には小燃焼火炎から発生したＣＯ及びＣ
Ｏ２が、大燃焼の火炎中に投入されるので、燃焼ガスを
再燃焼させた作用と同効果を生み、大燃焼時の特性がよ
り向上するものである。

５ （第２図）大燃焼の場合に、２次炎を保炎板上で衝
突させることが可能で、短炎化が図られ、燃焼室のコン
パクト化を実現できる。

次に本発明の効果を説明する。

以上のように本発明は燃焼室底部に環状の燃焼中筒を立
設することにより、この燃焼中筒の内・外にそれぞれ独
立した気化室を設け、各気化室にそれぞれ液体燃料の供
給管を連結するとともに、各気化室の上方に燃焼室を設
けたものであるので、各供給管による燃料制御で各気化
室における気化およびその上方の燃焼室の燃焼制御が行
え、この場合少なくとも気化室と燃焼室が２室設けてあ
るので３つの燃焼量がえらべ、しかも各燃焼室では燃焼
が停止かの２形態となるので、空気量を可変しな《ても
この燃焼量可変時に各燃焼室での燃焼状態が悪化するこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における液体燃料燃焼装置の断
面図、第２図はその他の実施例を示す断面図である。 ３，３ａ，３ｂ・・・・・・保炎板、４・・・・・・燃
焼中筒、５・・・・・・燃焼内筒、６・・・・・・燃焼
筒、８ａ，８ｂ・・・・・・１次空気孔、１０ａ，１０
ｂ・・・・・・２次空気孔、１ ２ａ ， １ ２ｂ・
・・・・・ガス噴出小口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 側壁に複数個多段の空気孔を穿設した有底筒状の燃
   焼筒内に、側壁に複数個多段の空気孔を有する環状の燃
   焼中筒を同心的に前記燃焼筒底部より立設して、前記燃
   焼筒内の燃焼中筒内、外に互いに独立した少なくとも２
   室の気化室を設け、各気化室にそれぞれ液体燃料の供給
   管を連結するとともに、各気化室上方に燃焼室を設けた
   液体燃料燃焼装置。 ２ 燃焼筒または燃焼中筒の下方に複数個の１次空気孔
   が粗に、また、燃焼筒または燃焼中筒の上方に複数個の
   ２次空気孔がそれぞれ形成されているとともに前記２次
   空気孔を１次空気孔の全開孔面積よりも大なるように密
   に形成され、前記２次空気孔の下部近傍にはガス噴出小
   口が存在し、かつ、２次空気孔と対向して燃焼筒上部に
   環状保炎板が設けられ、この保炎板が燃焼筒内を上下に
   分割した特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置
   。 ３ 燃焼筒上部が、環状保炎板を有し、この保炎板が中
   心部分から下方に向けて傾斜せる形状を成し、燃焼筒の
   燃焼中筒内の室には、燃焼筒側壁下部に１次空気孔を穿
   設した燃焼内筒が立設され、この燃焼内筒上部には円錐
   状の保炎板が配設され前記環状および円錐状の保炎板上
   面に沿って並行火炎が形成される特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の液体燃料燃焼装置。 ４ 燃焼筒上部が環状保炎板を有し、この保炎板が笠状
   を成し、燃焼筒の燃焼中筒内に側壁上部に２次空気孔を
   穿設した燃焼内筒を立設し、前記環状保炎板の上面に沿
   って対向火災を形成する特許請求の範囲第２項記載の液
   体燃料燃焼装置。