JPS5916650Y2 - 液体燃料給湯器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は液体燃料燃焼装置を用いた給湯器に関するも
のである。

従来のガンタイプバーナ等の給湯器では、燃焼形態が本
質的に拡散炎であるため、ススやＣＯが発生しやすく、
これらの発生を少なくするには、燃焼空間を充分に大き
くとる必要があり装置が大型化したり熱効率が低下する
という欠点があった。

また入力を可変にすることは困難であり、給湯量に見合
った燃焼量を投入するには、通常０Ｎ−ＯＦＦ方式が用
いられ、着火消火のたびに未燃燃料やＣＯ等の有害成分
が排出する等の問題があった。

一方、一般工業用としては各種の形式の可変バーナーが
知られているが、一般工業用バーナーは動力源が大きく
、価格も高く、家庭用温水ボイラー、給温器用として使
用することは不適当である。

このため、従来、送風装置から供給される燃焼用空気の
有する風圧を利用して、燃料（灯油）の霧化および風量
に比例した燃料供給量の増減を行ない、さらに、燃焼出
力の調節を１個の風量調節バルブの開閉度合のみにより
可能とし、たものが知られている。

すなわち、筒形のバーナ一本体を調節バルブを有するパ
イプを介して送風装置に連結し、バーナ一本体内に上向
きの燃料ノズルを設定し、バーナ一本体内の上流側から
燃料ノズルの開口端へ向けて空気ノズルを開口させると
ともに、調節バルブより上流側のパイプを風圧パイプを
介して空気ノズルに連結し、上記燃料ノズルの下流側に
スワラ−を設定したものが知られている。

上記構成において、空気ノズルから風圧で燃料ノズルの
開口端より燃料を噴出させ、空気と燃料との混合気をス
ワラ−で旋回させてその混合を良くしようと試みている
。

しかし、燃焼を良くしようとすると、まず、空気ノズル
からの空気の噴流を高速にしなければならず、送風装置
の出力が大きなものを使用しなければならない。

さらに、スワラ−を用いて、燃料ノズルの下流側で混合
気を旋回させたのち燃焼させる必要があるから、燃焼空
間を大きくとる必要があり、装置が大形化する。

この考案は上記欠点を改善するためになされたもので、
送風装置の出力を小さくても燃料の微粒化を達成して、
燃焼を良くシ、未燃燃料やＣＯの発生を減少させること
ができ、しかも、短かい火炎で小さな燃焼空間をもった
小形化された液体燃料給湯器を提供することを目的とす
る。

つぎに、この考案の一実施例を図面にしたがって説明す
る。

すなわち、第１図はこの考案の一実施を示すもので、１
は熱交換器本体、２は図示しない水道管に接続された給
水管、３はこの給水管２に設置された給水量調節バルブ
、４は上記給水管２の外壁に多数のフィンを突設して形
成された熱交換部、５は給湯口、６は燃焼装置の本体、
７は図示しない送風機より送られる燃焼用空気の導入孔
、８は内下部に液体燃料の気化室３３をもった気化本体
９に設けられた一次空気導入孔で、この気化器本体９の
接線方向に設けられている。

１０は上記気化器本体９の中央に設けられた二次空気通
路であり、その上部に径方向に開口する放出孔１１が設
けられている。

また１２は外周部二次空気室であり、スリット状の放出
孔１３に連通されている。

更に、１４は定油面器であり、図示しない燃料タンクか
ら供給された燃料の液面を略々一定に保つようになされ
ており、その取付位置は微調整装置１５で変化できるよ
うになされている。

１６は燃料供給ノズルで、上記−次空気導入孔８内に配
設され定油面器１４の油面よりやや高い位置に配設され
ている。

１７は外周二次空気室１２の静圧を定油面器１４に加圧
するように構成された加圧管である。

１８は予め気化器本体９を加熱するヒーターであり、壁
温検知器１９で所定の温度に調節される。

２０は高圧トランス２１により火花放電を行なう放電電
極、２２は炎電流検出用電極、２３はその検出回路であ
る。

また、予混合火炎は燃焼板２４に開孔した炎孔２５上に
形成される。

２６は逆火防止用の金網、２７は絞り板、２８は監視窓
、２９は給湯口５の近傍に設けられた湯温検出器、３０
は上記検出器２９により検出された湯温により、燃焼用
空気導入孔７内に設けられたダンパー３２の角度をモー
ター３１により回転させ、燃焼量を制御する回路であり
、湯温設定器を兼ねている。

次に上記のように構成されたこの考案の給湯器の動作に
ついて説明する。

すなわち、気化器本体９が予め予熱ヒーター１８°によ
り所定の温度（灯油では２２０℃程度）に加熱される。

その後、給水量調節バルブ３を開けると、これに連動し
て送風機（図示せず）が回転し、空気導入孔７から燃焼
用空気が供給され、同時に高圧トランス２１に連結され
た電極２０で火花放電が開始される。

そして、二次空気室１２内の静圧が増大すると、加圧管
１７を通して定油面器１４に静圧が加わりこの静圧に対
応した量の液体燃料が燃料供給ノズル１６から気化器本
体９内に供給されると共に、ノズル先端において、一次
空気導入孔８を高速で通過する空気のせん断力により微
粒化され、一次空気と充分混合して気化器本体９の高温
壁面上で瞬時に気化する。

そして、この気化燃料と一次空気は旋回流となり、更に
絞り板２７において混合が促進された後、燃焼板２４に
設けられた炎孔２５上で、上述した火花放電により着火
され、安定な火炎を形成する。

このようにして火炎が形成されると、炎電流検知回路２
３で燃焼が確認され、放電は停止する。

一方、気化器本体９は火炎からの燃焼熱を受熱し所定温
度以上では壁温検知器１９により、ヒーター１８はＯＦ
Ｆとなる。

一次空気導入孔８の大きさは一次空気量を理論空気量の
７〜９割程度供給しうるように設定されている。

そして、二次空気は中央の二次空気通路１０を経て放出
孔１１．及び外周部二次空気室１２を経て放出孔１３よ
り各々水平方向に供給され、燃焼反応を短距離で終わら
せるよう供給される。

以上述べた燃焼装置の燃焼ガスによって、燃焼器６の上
方に存在する給水管２の熱交換部４が受熱面積の大きな
フィンを介して効率よく加熱され、熱交換器４内を蛇行
して流れる水が急速に加熱され、給湯口５から高温の湯
となって供給される。

なお、湯温検知器２９により、湯温が制御器３０の設定
値より上昇したことが分かると、制御器３０が作動し、
ダンパー３２を回転させて、送風量を少なくする。

従って、二次空気室１２内の静圧が低下する。

逆に湯温が低下した場合には、送風量が増大し、燃焼量
が増大する。

第２図は上記二次空気室１２内の空気圧と燃料供給量、
−次空気量及びその時の一次空気比（一次空気量／理論
燃焼空気量）の関係を示す。

但し定油面器１４の高さは、燃料供給ノズル１６よりｌ
Ｑｍｍ程度下げた設定を想定しである。

この第２図に示した構成では、灯油入力４〜２０ｃｃ／
ｍｉｎの範囲でほぼ安定した燃焼が得られることになる
。

なお、上述した一実施例では湯温検知器２９を用いて自
動的に給湯温度を所定値に制御する方式について説明し
たが、ダンパー３２の回転を手動にし、給湯温度を自由
に変えることも可能であることは言うまでもない。

更に燃焼の監視窓２８から、火炎の状態を観察すること
により、燃料供給ノズル１６や定油面器１４の位置設定
のバラツキ、または雰囲気温度等の変動により、上記燃
焼設定範囲から、外れても微調整装置１５により、燃料
の量を微調できるように構成されている。

一方、中央二次空気通路１０及び外周二次空気室１２を
介して供給される二次空気量は、熱交換率を考慮して、
総燃焼用空気量が各入力の理論空気量の１．１〜１．７
倍程度になるよう構成されているが、各々の配分は第３
図に示すように、熱交換効率に影響する。

すなわち、第１図に示した構成の給湯器では、総二次空
気に占める中心二次空気の割合ａが大きい程、二次炎が
径方向に拡大するために熱交換効率が上昇する。

火炎と二次空気との混合の早さを考慮しても、上記割合
ａが５０％以上であれば、高効率が確医できることが確
認されている。

この考案によれば、上述したように、送風圧をダンパー
等によって変えることにより、燃焼量が無段階可変にで
き、望みどおりの温度の温水が供給でき、しかも人力を
変えても常に青炎燃焼が実現し、ススやＣＯ等の排出が
極めて少ない優れた実用的効果がある。

また火炎が短かいことから、装置が小形化され、しかも
入力を変えても総空気比は略々一定に保たれるため、常
に高い熱交換効率が維持される効果も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す断面図、第２図は送
風圧をダンパーによって変えた場合の空気圧、燃料供給
量、一次空気量および一次空気比の関係を示す特性図、
第３図は二次空気量の配分比による熱交換効率の変化を
示す特性図である。 図面中、２は給水管、４は熱交換部、８は一次空気導入
孔、９は気化器本体、１２は二次空気室、１１．１３は
二次空気の放出孔、１６は燃料供給ノズル、１７は加圧
管、２４は燃焼板、２５は炎孔、２７は絞り板、３３は
気化室、２９は湯温検知器、３２はダンパである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内下部に液体燃料の気化室をもった有底筒形の気化器本
   体と、上記気化室の側部に設けられた一次空気導入孔と
   、この一次空気導入孔に挿入された燃料供給装置の燃料
   供給ノズルと、一次空気導入孔からの空気流により燃料
   供給ノズルからの燃料を気化室内に噴射して気化された
   旋回流を絞る絞り板と、上記絞り板の上部に設定された
   多数の炎孔をもった燃焼板と、この燃焼板の上部に設定
   された熱交換部と、液体燃料の気化室の中央部および外
   周部に設けられたかつ上記燃焼板の上部に二次空気をほ
   ぼ水平方向へ放出させる放出孔をもった二次空気室と、
   この二次空気室に空気を送風するための送風装置の送風
   路内に設定された風量調節機構とを具備してなることを
   特徴とする液体燃料給湯器。