JPS6023245B2

JPS6023245B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JPS6023245B2
Application number: JP7886078A
Authority: JP
Inventors: 甫里田; 碩美大田; 嘉之後梶谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1985-06-06
Also published as: JPS556166A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、液体燃料が気化ないいま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ツド部に送り
、１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一次空気との混
合ガス流をバーナヘッド部で燃焼させて燃焼炎にし、そ
の燃焼炎に送風機からの二次空気を送り込む構成の燃焼
装置に関する。

燃焼装置において、燃焼効率を高めること、および燃焼
範囲を広げることは、最も重要な課題の一つであり、そ
れは燃焼炎の形態を良くすることと、空気との混合を良
くすることによって可能となる。

そのため従来は、燃料と一次空気との混合ガス流をバー
ナヘッド部に送り、そこで燃焼させて燃競炎を形成する
とともに、燃焼炎の外周から燃焼炎中央へ向けて二次空
気を送り込むようにし、さらに場合によってはその二次
空気を旋回流にして送り込むようにしていたが、燃焼炎
に乱れを生じて燃焼騒音が大きくなる欠点があった。

さらに炎は収束する性質があるので、燃焼炎の中央部に
まで二次空気を取り入れることが困難であり、そのため
に従来の方法では燃焼効率をある程度以上高めることは
不可能となり、かつ燃焼幅もそれ程広くといえない欠点
があった。本発明第１の特徴点‘ま、燃焼炎の中央部に
燃焼炎と平行に二次空気を送り込むようにすることによ
って、収束額向にある炎を二次空気で分散させて空気と
の混合をきわめて良好にし、かつ炎に乱れを生じさせる
ことなく層流火炎が形成できるようにし、燃焼効率を高
めることともに燃焼範囲を広げ、さらに炎の乱れによる
燃焼騒音の発生もないようにしたことである。

本発明の第２の特徴点は、二次空気噴出口やこ次空気通
路をつくるヘッドボディを金属で一体成型して「加工の
容易性、低コスト化、信頼性が高いものとなるようにす
る等、バーナヘッドの具体的構成にある。

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隣装置を示す。

図において、１は円筒状のモータケ−ス、２は第１箇２
ａと第２騎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
結しており、燃焼筒３、第２箇２ｂ、第１箇２ａの間は
それぞれ耐熱性パッ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に近い位置まで
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間緑にはバーナケース内と蓮適する
複数の蓮通孔７を設けている。８はバーナケース２内に
おいてモータ軸５の中程に取付け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段に設けており
、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９の組合せによって起風室
１０を構成しており、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と適当間隔おいてバーナケース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
きな一次空気入口１２を設け、、その周緑部には小さい
数個の二次空気入口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
となっており、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
一次空気入口１２を通過して一次空気となり、他方は仕
切板１１の二次空気入口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よりも風下例の
空間に設置した略円筒状の気化筒で、アルミダィキャス
ト等の熱伝導率のよい金属材料によって構成されており
、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の一端は断熱パッ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箇２ａの閥口
周緑に断熱バ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入口１２と運通した気化室１
７となっており、気化筒１５とバーナケース２との間は
二次空気入口１３と蓮通した二次空気室Ｉ８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
形状の縄梓羽根２１が上記の順で固定ナットで緒着され
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の蓬大
側端部に位贋した振り切り板２０は円板の周縁をコーン
側へ折曲したものであり、その円緑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凝
梓羽根２１は円板の間緑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１４内を通して
モ−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、その先端関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の一次空気入口１２の外周部は、気化室１７
内に若干突出するよう７ーパ状に形成しており、その中
央の一次空気入口１２はコーン１９の液体燃料供給箇所
に位置している。２３燃焼筒３と対向した気化筒１５の
先端閉口近くに取付け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、重ね合せた複数板の多孔状炎孔板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、さらにバーナヘツド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内に挿入され、気化筒１５の先端閉口
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
ミター・ィ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□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３６，３７
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は外周面の裏面側端緑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３９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運速させることにな
る。均圧板２５は中央にヘッドボディ２４の中央ボス部
３２が接合し、かつ中央ポス部３２より少し蚤大となる
中央閉口４０を有し、その外周には比較的大きい複数の
貫通孔４１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が位置する部分がヘッドボディ２４
の貫通開□３４と対向するよう位置決めされる。複数枚
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が丁度鉄合する中央閉口４３を設けており、複
数枚重ね合せ‐と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を金網で横成した場合は
、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が丁度隣合する
中央開□４４を有し、その外周には、中央閉口外周緑か
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４６の周縁には前
方へ突出した立上り縁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４１一つ、お
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、その全体の周緑部をスポット溶接またはカ
シメによって結合して一体化し、その中央閉口をヘッド
ボディ２４の中央ボス部３２に隊合して、中央ボス部３
２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、バーナヘツド２３を組立てる。整流板２８
はヘッドボディ２４との間に小空間をつくる如くに皿状
になっており、中央にはヘッドボディ２４の貫通開口３
４全体の外蓬、および鷹浮羽根２１の外径よりも径小な
中央開口４８を有し、バーナヘツド２３とともに気化筒
１５内に設置されたときには濃梓羽根２１の風下側に、
かつ近接したところに位置する。そのため気化筒１５内
で気化した気化燃料と一次空気との混合ガス流は、整流
板２８の中央関口４８を通る過程でその流れが絞られ、
通過量が均一化されるとともに混合度合が一層促進され
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‘まサーモ取付部４９に密
着して敬付けたバーナサーモで、バーナ部の温度制御を
行なうためのもである。

第１図に示す５２は二次空気室１８に臨ませてバーナケ
ース２に取付けた温度ヒューズである。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内と蓮通しており、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の一部からバーナケース２３に向けてバ
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ッドである
。

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

液体燃料を気化するに十分な設定温度まで気化筒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Ｉ９、振り切り板２０、磯梓羽根２１も
回転する。ターボファン８が風圧を種生すると、燃焼用
空気が空気取入口６→モータケース４内→運通孔７→起
風室１０を通り、分流室１４で二つに分流し、一方は一
次空気入口１２を通って気化室１７に入る一次空気とな
り、他方は二次空気入口１３を通って二次空気室１８に
入る二次空気となる。−方、送風開始を風圧スイッチで
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２２を通ってコーン１９上に供給される。コ
ーン１９上に僕孫合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
の外周で回転中の櫨洋羽根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、一次空気入口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□４８を通る過程で混合度を促進されヘッドボディ２
４の貫通開□３４→均圧板２５の大小貫通孔４１，４２
→多孔状炎孔板２６→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２
３で青炎の燃焼炎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で一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
行に送り込まれる。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が加熱されく気化髄１５全体が高温に保たれる
ので、フレームロッド５７で燃焼が検出された後の適当
な期間経過後にシーズヒ−夕１６への通電を止め、節電
を行なつ。第７図は灯油を燃焼させたときのＣ０２とＣ
Ｏとの対比で燃焼中を示すようにしたものであり、実線
で示す従来例Ａは燃焼中が約３％しか得られないので通
常であるが、点線で示す本発明実施例Ｂは燃焼中が約６
％まで拡大している。

これは、本発明実施例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全して燃焼することを意
味している。なお、前記実施例ではバーナヘッドの中央
に一つの二次空気噴出口を設け、その外周に燃焼炎をつ
くるようにしたが、バーナヘツドの複数箇所に二次空気
噴出口を設け、各噴出口の外周に燃焼炎をつくるように
してもよい。

前述の構成にもとづき本発明には次のような作用効果が
ある。｛１｝燃焼炎は一般に収束する煩向があるもの
の、燃焼炎の中央に二次空気が送り込まれるので、燃焼
炎と二次空気との混合が良好になり、燃焼効率を高める
とともに、燃焼範囲も広げることができる。

■ こ次空気噴出口からでる二次空気の流れ方向を燃焼
炎の方向と平行にしているので、燃焼炎を撹乱すること
なく、層流火炎が形成され、きわめて安定した静かな燃
焼が可能となる。

‘３｝ヘッドボディを、パイプや板の接合によって構
成するのと異なり、金属で一体成型しているので、結合
部からこ次空気が漏れるといったおそれもなく、加工が
容易でコスト安に実施でき、信頼性の高いものとなる。

‘４｝さらに二次空気がヘッドボディ中の二次空気通
路を通る際にヘッドボディを冷却するので、バーナヘッ
ドの温度上昇に起因する混合ガス流の燃焼速度と噴出速
度とのバランスのくずれによる逆火現象の頻度も少なく
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
中を示す特性図である。２・・・・・・バーナケース、３・・・・・・燃焼筒、
５・・…・モータ軸、８・・・・・・ターボファン、１
０・・・・・・起風室、１１・・…・仕切板、１２・・
・・・・一次空気入口、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・・・・・・損浮羽根、２２・
・・・・・液体燃料供総合パイプ、２３……バーナヘツ
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・・・・・・貫通関
口、３５・・・・・・二次空気噴出口、３６，２７・・
・・・・二次空気通路、３９・・・・・・空気溜り部、
４１・・・・・・大きい貫通孔、４２・・・・・・小さ
い貫通孔、４６・・・・・・炎口、３８…・・・中央関
口。第２図第３図第４図第５図図船図隣第７図

Claims

【特許請求の範囲】１燃料と一次空気との混合ガス流を燃焼させるバーナ
ヘツドを備え、バーナヘツドの主要部となるヘツドボデ
イは、外輪部、中央ボス部、外輪部と中央ボス部との間
を連結する複数のアーム部からなり、全体を金属で一体
成型しており、外輪部と中央ボス部との間の空間を混合
ガス流が通過する貫通開口とし、二次空気通路を外輪体
外周から一つないしは全てのアーム部中を通して設け、
中央ボス部において二次空気噴出口を混合ガス流の流れ
と平行な方向に向けて開口させ、このヘツドボデイの流
出側面に火炎を形成するための部材を配設したことを特
徴とする燃焼装置。２火炎を形成するための部材は、ヘツドボデイの側か
ら、貫通孔を有する均圧板、金網などの多孔炎口板、炎
口を有する押え板を重ね合せたものである特許請求の範
囲第１項記載の燃焼装置。３一次空気および二次空気を供給する送風機と、液体
燃料を気化する気化筒と、前記一次空気と、気化筒で気
化した気化燃料とを混合して混合ガスを形成する気化室
とを有する特許請求の範囲第１項または第２項記載の燃
焼装置。４液体燃料を回転中の回転体中に供給して回転遠心力
により送風機からの一次空気中に飛散霧化させるロータ
リ式霧化機構と、回転体の外周へ飛散された霧化燃料を
加熱気化するヒータ付き気化筒とを備え、この気化筒内
に生成された気化燃料と一次空気との混合ガス流をバー
ナヘツドに導く特許請求の範囲第３項に記載の燃料装置
。