JPS5843648B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体燃焼が気化ないしは霧化した燃料または
ガス燃料と空気との混合ガス流をバーナヘッドに送り、
そこで燃焼させる構成の燃焼装置に関し、特に液体燃料
が気化した気化燃料と送風機からの送風空気との混合ガ
ス流をバーナヘッドに送り、そこで燃焼させる構成の液
体燃料燃焼装置に関する。

この種燃焼装置において、バーナヘッドに釦ける保炎性
を良くシ、過剰空気のときでも炎の安定性を良くするこ
とは、大切な課題の一つである。

本発明は、混合ガス流が通る金網などの多孔状炎孔板と
、複数に分割された炎口を有する押え板とを重ね合せて
、バーナヘッドの表面側ないしは全体を構成し、押え板
の各炎口の周縁に先絞りテーパ状の立上り縁を形成する
ことにより、保炎性をよくして、過剰空気のときでも炎
の安定性を良くするようにしたものである。

以下、本発明の一実施例を図面とともに説明する。

第１図はロータリー気化式の液体燃料燃焼装置を示す。

図において、１は円筒状のモータケース、２は第１筒２
ａと第２筒２ｂとによって構成した円筒状のバーナケー
ス、３は同じく円筒状の燃焼筒で、これらは図に示す如
くモータケース１、バーナケース２、燃焼筒３の順に連
結して釦り、燃焼筒３、第２筒２ｂ、第１筒２ａの間は
それぞれ耐熱性パツキンを介して連結している。

４はモータケース１内に設置したモータで、モータ軸５
の一端はバーナケース２内に突入して燃焼筒３に近い位
置１で伸びている。

モータケース４の側部には空気取入口６を設け、バーナ
ケース側の端面部の周縁にはバーナケース内と連通ずる
複数の連通孔７を設けている。

８はバーナケース２内にち・いてモータ軸５の中程に取
付は固定したターボファンで、ターボファン８は複数段
図では２段に設けてネ−９、各ターボファン８の吐出
側にはバーナケース２に固定されたガイド羽根９を設け
ている。

ターボファン８とガイド羽根９０組み合せによって起風
室１０を構成してかり、その組み合せ段数を増すことに
より静圧を大きくすることができる。

１１は最終段のガイド羽根９と適当間隔も・いてバーナ
ケース２に固定した仕切板で、その中央部にはモータ軸
５が貫通する比較的大きな一次空気人口１２を設け、そ
の周縁部には小さい数個の二次空気人口１３を設けてい
る。

最終段のガイド羽根９と仕切板１１との間は分流室１４
となってむり、最終段のガイド羽根９を通過した送風空
気は分流室１４で二つに分れ、その一方は仕切板１１の
一次空気人口１２を通過して一次空気となり、他方は仕
切板１１の二次空気人口１３を通過して二次空気となる
。

１５はバーナケース２内の仕切板１１風下側の空間に設
置した略円筒状の気化筒で、アルミダイキャスト等の熱
伝導率のよい金属材料によって構成されてお・す、仕切
板１１に近い端部近くの周壁にシーズヒータ１６を埋め
込んでいる。

この気化筒１５の一端は断熱パツキンを介して仕切板１
１に取付けられ、他端は絞り加工した第２筒２ａの開口
周縁に断熱パツキンを介して密接している。

この気化筒１５の内部空間は一次空気人口１２と連通し
た気化室１７となって督り、気化筒１５とバーナケース
２との間は二次空気人口１３と連通した二次空気室１８
となっている。

気化室１７内に突出したモータ軸５の先端部には、円錐
形状のコーン１９、円板形状の振り切り板２０、傘形状
の攪拌羽根２１が上記の順で固定ナツトで締着されてい
る。

円錐形状のコーン１９はモータ軸先端側が径大となる、
ゆるやかな円錐形状である。

コーン１９の径大側端部に位置した振り切り板２０は円
板の周縁をコーン側へ折曲したものであり、その周縁折
曲部分を平滑化部としている。

振り切り板２０よりも先端側に位置した攪拌羽根２１は
円板の周縁部がテーパ状面となるように絞り加工し、そ
のテーパ状面に多数の羽根を切起し形成したものであり
、振り切り板２０の外周を包囲するようになっている。

そして、これらの外周となる気化筒１５の周壁中に前記
ヒータ１６が位置している。

２２は液体燃料供給パイプで、ポンプ（図示なし）から
の液体燃料（灯油）が通るようになっており、分流室１
４内を通してモータ軸５より少し上方へ導き、そこで逆
Ｕ字状にわん曲させ、その先端開口を円錐形状のコーン
１９の上方に、かつ近接させて位置させている。

仕切板１１の一次空気人口１２の外周部は、気化室１７
内に若干突出するようテーパ状に形成してむり、その中
央の一次空気人口１２はコーン１９の液体燃料供給箇所
に位置している。

２３は燃焼筒３と対向した気化筒１５の先端開口近くに
取付は固定したバーナヘッドで、詳しくは第２図〜第５
図とともに説明する。

バーナヘッド２３は第３図に示す如くヘッドボディ２４
、均圧板２５、重ね合せた複数枚の多孔状炎孔板２６、
押え板２７とを上記の順に重ね合せ結合して構成するも
のであり、さらにバーナヘッド２３の裏面となるヘッド
ボディ２４の一面に整流板２８を重ね合せ、この状態に
おいて気化筒１５内に挿入さへ気化筒１５の先端開口近
くで径小となる段部２９に当接してボルト止めしている
。

気化筒１５の段部２９より先端側は燃焼炎Ｆによって加
熱される熱回収部３０となる。

ヘッドボディ２４はアルミダイキャスト等によってつく
り、外輪部３１、中央ボス部３２、外輪部３１と中央ボ
ス部３２との間を連結する複数本のアーム部３３によっ
て構成し、各アーム部３３相互間は貫通開口３４となっ
ている。

そして中央ボス部３２には燃焼筒３の中心軸に向けて開
口した二次空気噴射口３５を設けている。

この二次空気噴射口３５には二次空気室１８から二次空
気を導くため、各アーム部３３に二次空気通路３６を設
け、それと対向する気化筒１５の一部にも二次空気通路
３７を設けている。

従って二次空気室１８の二次空気は二次空気通路３７．
３６を通って二次空気噴出口３５から吐出される。

ヘッドボディ２４の外周面の裏面側端縁にリング状のフ
ランジ部３８を設けているので、バーナヘッド２３を気
化筒１５内に固定したときには、ヘッドボディ２４外周
面と気化筒１５内周面との間にリング状の空気溜り部３
９が形成され、二次空気室１８から二次空気噴出口３５
に至る複数本の二次空気通路が途中で相互に連通される
ことになる。

均圧板２５は中央にヘッドボディ２４の中央ボス部３２
が嵌合し、かつ中央部３２より少し径大となる中央開口
４０を有し、その外周には比較的大きい複数の貫通孔４
１を環状に配列して設け、さらにその外周側には貫通孔
４１一つにつき二つの小さい貫通孔４２を同じく環状に
配列して設けている。

均圧板２５はこれら大小の貫通孔４１．４２が位置する
部分がへラドボディ２４の貫通開口３４と対向するよう
位置決めされる。

複数板の多孔状炎孔板２６は中央にヘッドボディ２４の
中央ボス部３２が丁度嵌合する中央開口４３を設けてち
・す、複数枚重ね合せても全体として良好な通気性が保
たれる必要がある。

例えば炎孔板２６を金網で構成した場合は、その網目が
直交するように順次重ね合わせ、全体として良好な通気
性が保たれるようにする。

押え板２７は中央にヘッドボディ２４の中央ボス部３２
が丁度嵌合する中央開口４４を有し、その外周には、中
央開口外周縁から放射状に伸びた区画線部４５によって
数個、例えば８つに区切られた炎口４６を設け、炎口４
６の周縁部には前方へ突出した先絞りテーパ状の立上り
縁４７を形成している。

押え板２７は各炎口４６が均圧板２５の大きい通気孔４
１一つ、むよび小さい通気孔４２二つと対向するよう位
置決めされる。

均圧板２５、多孔状炎口板２６、押え板２７を順次重ね
合わせ、その全体の周縁部をスポット溶接またはカミメ
によって結合して一体化し、その中央開口をヘッドボデ
ィ２４の中央ボス部３２に嵌合して、中央ボス部３２の
二次空気噴出口３５周縁を押広げてカシメ固定すること
により、バーナヘッド２３を組立てる。

整流板２８はへラドボディ２４との間に小空間をつくる
如くに皿状になって釦り、その中央にはへラドボディ２
４の貫通開口３４全体の外径、むよび攪拌羽根２１の外
径よりも径小な中央開口４８を有し、バーナヘッド２３
とともに気化筒１５に設置されたときには攪拌羽根２１
の風下側に、かつ比較的近接したところに位置する。

そのため気化筒１５内の気化燃焼と一次空気との混合ガ
ス流は、整流板２８の中央開口４８を通過する過程で流
れが絞られ、通過量が均一化されるとともに混合度合も
一層促進される。

第２図に示す４９は気化筒１５の外周壁一部に一体形成
したサーモ取付部、５０はサーモ取付部４９に密着して
取付けたバーナサーモで、バーナ部の温度制御を行なう
ためのものである。

第１図に示す５２は二次空気室１８に臨１せてバーナケ
ース２に取付けた温度ヒユーズである。

５３は風圧スイッチで、導圧チューブ５４．５５を通じ
て起風室１０、モータケース４内と連通しており、双方
の気圧差から送風中か否かを検出する。

５６は燃焼筒３の一部からバーナヘッド２３に向けて臨
１せた点火用電極である。

５７はバーナヘッド２３前方の燃焼炎Ｆ中に位置するよ
う燃焼筒３の一部に取付けた燃焼検出用のフレームロン
ドである。

上記構成において、燃焼開始にあたっては、１ずシーズ
ヒータ１６が通電され気化筒１５が加熱される。

液体燃料を気化するに十分な設定温度１で気化筒１５の
温度が上昇すると、バーナサーモ５０がオンとなり、モ
ータ４が始動する。

モータ軸５の回転とともにターボファン８、コーン１９
、振り切り板２０、攪拌羽根２１も回転する。

ターボファン８が風圧を起生ずると、燃焼用空気が空気
収入ロ６→モータケース４内→連通孔７→起風室１０を
通り、分流室１４で二つに分流し、一方は一次空気人口
１２を通って気化室１７に入る一次空気となり、他方は
二次空気人口１３を通って二次空気室１８に入る二次空
気となる。

一方、送風開始を風圧スイッチ５３で検出した後、燃料
ポンプが作動し、液体燃料が液体燃料供給パイプ拉を通
ってコーン１９上に供給される。

コーン１９上に供給された液体燃料はコーン１９が円錐
形状となっているので、回転遠心力によってコーン１９
の径の大きい方へ移行し、ついで振り切り板２０に沿っ
て進み、振り切り板２０の外周端で外周方向へ飛散され
る。

このとき液体燃料は薄膜状の油面となって広がるが、そ
の外周で回転中の攪拌羽根２１によって細分割され、微
粒子の霧化燃料となって気化筒１５の内周面に向って飛
んでゆく。

気化筒１５は前述したとおりすでに加熱されているので
、霧化燃料は瞬時に気化して気化燃料となる。

一方、−次空気人口１２から気化筒１５内に一次空気が
送られているので、気化燃料と一次空気が混合されて混
合ガス流となる。

その混合ガス流は整流板２８の中央開口４８を通る過程
で混合度を促進され、ヘッドボディ２４の貫通開口３４
→均圧板２５の大小貫通孔４１，４２→多孔状炎孔板２
６→押え板２７の炎口４６を通る。

ここで点火用電極５６で着火してやれば、バーナヘッド
２３で青火の燃焼炎Ｆが生成する。

一方、二次空気室１８に送られた二次空気は気化筒１５
を貫通する二次空気通路３７を通り、空気溜り部３９で
−担蓄気されたのちにヘッドボディ２４の二次空気流路
３６を通り、中央の二次空気噴出口３５から吐出される
。

この二次空気噴出口３５から出る二次空気は燃焼炎Ｆの
中央に燃焼炎Ｆと平行に送り込１れる。

そのため二次空気と燃焼炎との混合がスムーズに、かつ
良好に行なわれる。

燃焼検出用フレームロッド５７は燃焼炎Ｆの生成により
、燃焼中であることを検出する。

また燃焼炎Ｆによって気化筒１５の熱回収部３０が加熱
され、気化筒１５全体が高温に保たれるので、フレーム
ロッド５７が燃焼を検出した後の適当期間経過後にシー
ズヒータ１６への通電を止め、節電を行なう。

なお、二次空気の燃焼炎への供給方法として、従来は燃
焼炎の外周から燃焼炎中央に向けて二次空気を送り込ん
でいたのに対し、本発明実施例は燃焼炎の中央部に燃焼
炎と平行に二次空気を送り込むので、炎の収束する性質
を阻止する如くに二次空気が分散し、燃焼炎を乱すこと
なく二次空気と燃焼炎との混合が良好にでき青火の層流
火炎となり、燃焼効率が高くなるとともに、燃焼巾も広
くなる。

第７図は灯油を燃焼させたときのＣＯ２とＣＯとの対比
で燃焼巾を示すようにしたものであり、実線で示す従来
例Ａは燃焼巾が約３％しか得られないのが通常であるが
、点線で示す本発明実施例Ｂは燃焼巾が約６咎１で拡大
している。

これは、本発明では理論空気量近くで完全燃焼し、しか
も過剰空気の状態でも安定して燃焼することを意味して
いる。

また、本発明はバーナヘッド２３に訃いて、金網などの
多孔状炎孔板２６の流出側に、複数に分割した炎口４６
を有する押え板２７を重ね合せることにより、燃焼炎を
複数に分割して燃焼炎の安定化を図り、さ′叱押え板２
７の各炎口４６の周縁に先絞りテーパ状の立上り縁４７
を形成することにより、混合ガス流の流速を押えるとと
もに燃焼炎によって炎口周縁を加熱するようにしている
ので、分割された火炎の周辺部で各火炎を引っばること
になり、保炎性の良いものとなり、これにより過剰空気
となったときの燃焼巾が大巾に拡大する。

すなわち第７図にお・いて、従来はＣｏ２９．０条が下
限であったものが、本発明ではＣＯ２約７．５％ｔで下
がり、過剰空気での安定性が良いことを示している。

前述の説明から明らかなように本発明には次のような作
用効果がある。

すなわち、金網などの多孔状炎孔板と、複数に分割した
炎口を有する押え板との組み合せによって燃焼炎を複数
に分割して燃焼炎の安定化を図り、さらに各炎口周縁の
先絞りテーパ状の立上り縁によって混合ガス流の流速を
押えるとともに燃焼炎が炎口周縁を加熱するようにして
いるので、分割された燃焼炎の周辺部で各燃焼炎を引っ
ばることになり、保温性のよいものとなり、過剰空気の
ときでも炎の安定性がよくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における液体燃料燃焼装置の
縦断面図、第２図はその気化筒の一部を切欠いて示した
斜視図、第３図はバーナヘッドの分解斜視図、第４図は
同断面図、第５図は同後面図、第６図は同前面図、第７
図は燃焼巾を示す特性図である。 ２・・・・・・バーナケース、３・・・・・・燃焼室、
５・・・・・・モータ軸、８・・・・・・ターボファン
、１０・・・・・起風室、１１・・・・・・仕切板、１
２・・・・・・−次空気入口、１３・・・・・・二次空
気入口、１４・・・・・・分流室、１５・・・・・気化
筒、１６・・・・・・シーズヒータ、１７・・・・・・
気化室、１８・・・・・・二次空気室、１９・・・・・
・コーン、２０・・・・・・振り切り板、２１・・・・
・・攪拌羽根、２２・・・・・・液体燃料供給パイプ、
２３・・・・・・バーナヘッド、２４・・・・・・ヘッ
ドボディ、２５・・・・・・均圧板、２６・・・・・・
多孔状炎孔板、２７・・・・・・押え板、２８・・・・
・・整流板、３４・・・・・・貫通開口、３５・・・・
・・二次空気噴出口、３６，３７・・・・・・二次空気
通路、３９・・・・・・空気溜り部、４１゜４２・・・
・・・貫通孔、４５・・・・・・区画線部、４６・・・
・・・炎口、４７・・・・・・立上り縁、４８・・・・
・・中央開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔状炎孔板と、複数に分割した炎口を有し前記多
   孔状炎孔板と重ね合せる押え板と、燃料を昇温または気
   化させる気化部と、前記気化部で昇温または気化された
   気体燃料または気化燃料と空気との混合ガス流を前記多
   孔状突孔板から前記押え板の方向へ送り、前記多孔状炎
   孔板で燃焼させるバーナヘッドとを備え、前記押え板の
   各炎口の周縁には先絞りテーパ状の立上り縁を形成した
   ことを特徴とする燃焼装置。 ２ 前記気化部は液体燃料を回転体に供給して回転遠心
   力により送風機からの送風空気中に飛散霧化させるロー
   タリ一式霧化機構と、回転体の外周に飛散霧化された霧
   化燃料を加熱気化するヒータ付き気化筒とを備え、気化
   筒内で生成された気化燃料と送風空気との混合ガス流を
   バーナヘッドへ導く特許請求の範囲第１項記載の燃焼装
   置。