JPS6023247B2

JPS6023247B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JPS6023247B2
Application number: JP6935379A
Authority: JP
Inventors: 善紀乾; 甫里田; 秀男奥村; 健吉橋戸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1985-06-06
Also published as: JPS55162521A

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のバーナヘッド部に送り
そこで燃焼させる構成の燃焼装置に関し、特に燃焼炎の
中央部に二次空気を送り込む構成の液体燃料燃焼装置に
関する。

燃焼炎の中央に二次空気を送り込むと、燃焼炎と二次空
気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出釆る。

ところが、燃焼炎の中央に二次空気を送り込む二次空気
導入用のヘッドボディーのアーム部の下流側には負圧城
が出釆て、ヘッドボディーのアーム部と接した部分の炎
口は、混合ガス流の吐出スピードが遅くなり、火炎が密
着しやすい欠点があった。従って、火炎が密着した部分
の炎口温度は、非常に高温となり、炎口を構成する材料
の高温酸化が激しくなり、耐久性が問題となる。また炎
口温度が高温になると燃焼速度が遠くなり混合ガス流の
吐出スピードのバランスがくずれ逆火の危険性もあった
。また、液体燃料を気化させて燃焼するものにあっては
、気化筒の温度を、液体燃料を気化するに十分な温度ま
で高めることが重要な課題であり、通常は燃焼炎によっ
て気化筒の熱回収部を加熱し、この加熱、すなわち熱フ
ィードバックによって気化筒の温度を必要な温度に保つ
ようにしてある。

ところが上記燃焼炎は収束する傾向があるため、この燃
焼炎の流れと平行の気化筒には炎、特に温度の高い火炎
先端が十分に接触せず、満足すべき効果が得られなかっ
た。本発明はこのような点を改良したもので、以下その
実施例を図面に従って説明する。

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箇２
ａと第２箇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運通する
複数の蓬通孔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の組み合せによって超夙
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は最終段のタ
ーボファン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、その周縁部には小さ
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よりも風下側の
空間に談直した略円筒状の気化節で、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。

この気化髄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筒２ｂの開口
筒縁に断熱パッ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と蓮通した気化室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と運通した二次空気室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
状の縄梓羽根２１が上記の順で固定ナットで縦着されて
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が位遣している。２２は液体燃料供
鞠溝パイプで、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内を遺してモ
ータ鞠５より少し上へ導き、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−ン１９の上方に、か
つ近接させて位置させている。２３は燃焼筒３と対向し
た気化筒１５の先端関口近くに取付け固定したバーナヘ
ツド部で、叢し〈は第２図〜第９図とともに説明する。

バーナヘッド部２３は第５図に示す如くヘッドボディ２
４、均注板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、この状態において気化節１５内に挿入され
、気化筒１５の先端関口近くで蓬小となる段部２９に当
接してボルト止めしている。

気化筒１５の段部２９より先端側内面は燃焼炎Ｆによっ
て加熱される熱回収部３０となる。熱回収部３０は曲面
の連続よりなる波形状面で溝３０ａは鞠線方向に形成さ
れている。ヘッドボディ２４はアルミダイキヤスト等に
よってつくり、外輪部３１、中央ボス部３２、外輪部３
１と中央ボス部３２との間を連結する複数本のアーム部
によって構成し、各アーム部３３相互間は貫通開ロ３４
となっている。そして中央ボス部３２には燃焼筒３の中
心軸に向けて閉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
略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外周面の裏面側機縁
にリング状のフランジ部３８を設けているので、バーナ
ヘツド２３を気化筒１５内に固定したときには、ヘッド
ボディ２４外周面と気化節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が競合し、かつ中央ポス部
３２より少し蓬大となる中央関口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小さい貫通孔４２を同じく環
状に配列して設けている。またこの均圧板２７は周縁を
除く中央部を前方へ隆起させ、ヘッドボディ２４のアー
ム部３３との間に空間部２４ａを形成するようになてい
る。一方、複数枚の多孔状炎孔板２６も前方に隆起させ
、かつ中央にヘッドボディ２４の中央ボス部３２が丁度
欧合する中央関口（図示せず）が設けてあり、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ように配
慮してある。例えば炎孔板２６を金網で構成した場合は
、その網目が一致しない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してある。押え板２
７は中央にヘッドボディ２４の中央ボス部３２より少し
蓬大となる中央関口４４を有し、周辺フランジ部２７ａ
を残して、全体が中央にくるほど前方側へ盛り上がるよ
うに隆起してあり、この隆起部の中央部に大径の炎口４
５をその周囲に小径の炎口４６が形成してある、なお上
記損圧板２５、多孔状炎孔板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シメ
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に鉄合して、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、バーナヘッド部２３を紐立ててある。なお第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５１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。５６は燃焼筒３
の一部からバーナヘツド２３に向けて臨ませた点火用電
極である。

５７はバーナヘツド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が加熱される。

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１９、振り切り板２０、蝿梓羽根２１も
回転する。ターボファン８が風圧を起生すると、燃焼用
空気が空気取入口６→モータケース４内→連通孔７→超
脇室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を遜って二次空気室１８に
入る二次空気となる。一方、制御器（図示なし）によっ
て一定時間後に燃焼ポンプが作動し、液体燃料が液体燃
料供総合パイプ２２を通ってコーン１９上に供給される
。コーン１９上に供Ｖ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の径が大きい方へ移行し、ついで振り切り板２川こ
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鯛枠羽根２１によって細分割
され、微粒子の霧化燃燐となって気化筒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、菱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から気化髄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。その浪合ガス流はヘッドボ
ディ２４の貫通閉口３４→均圧板２５の大小貫通孔４１
，４２→多孔状炎孔坂２６→押え板２７の炎口４４，４
５，４６を通る。ここで点火用電極５６で着火してやれ
ば、バーナヘツド２３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
旦蓄気されたのちにヘッドボディ２４の二次空気流路３
６を通り、中央の二次空気入噴出口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鱗炎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
空気と燃競炎との混合がスムーズに、かつ良好に行なわ
れる。 ‐以上のようにして燃焼が開始する
が、ヘッドボディ２４側から送られてきた混合ガス流は
アーム部３３の下流側において渦流負圧を発生し、例え
ば均圧板２５、多孔状炎孔板２６、押え板２７等がこの
ヘッドボディ２４に密接している場合には上罰新橋流負
圧が押え板２７の炎口４５，４６に作用して火炎Ｆがこ
の炎口４５．４６に密着するようになる。

特に低燃焼時及び過剰空気率が小なる場合は、燃焼速度
が混合ガスの吐出スピードより速くなるため大きな問題
となる。しかしながら本燃焼表層の場合には、上記均圧
板２５、多孔状炎孔板２６、押え板２７等を前方に隆起
させてヘッドボディアーム部３３と炎口４５，４６との
間に空間部２４ａを形成するようにしているので、前記
ヘッドボディ２４のアーム部下流側に発生する渦流負圧
は炎口４５，４６にまでは蓬せず、炎口４５，４６から
噴出する混合ガスの流速は正規の安定したものとなる。

すなわち空間部２４ａを設けることによって渦流負圧の
影響を受けない所へ炎口４５，４６が位置するようにし
ているので混合ガスの流速は常に一定の安定したものと
なり、低燃焼あるいは過剰空気率が小なる場合であって
も密着しすぎることのない安定した燃焼炎が得られる。
一方、前述のようにしてバーナヘッド２３に形成された
燃焼炎Ｆには気化筒１５の熱回収部内面に形成された溝
に案内されてスムーズに流れるとともに、上記溝の存在
によって燃焼炎Ｆとの接触面積が増大し、熱回収部３０
の温度は非常に高いものとなる。

さらに本燃焼装置の燃焼炎Ｆ‘ま炎口４５，４６、特に
炎口４６が押え板２７の外向き頚斜面部に形成されてい
るためその火炎Ｆ‘ま第１０図、第１１図、に示すよう
に外向きに形成され、気化筒１５の熱回収部３０を強烈
に加熱するようになる。したがって気化筒全体は一段と
高い温度となり、フレームロッド５７で燃焼を検出した
後適当な期間経過後にシーズヒータ１６への通電を止め
てもこの火炎Ｆにる加熱だけで十分に気化作用を継続さ
せることができる。特に本実施例では押え板２７の外側
に位置する炎口４６を小径として数多〈形成してあるた
め当然その炎口４６に形成される炎も小さく、かつ数多
く形成されることになり、気化筒１５は温度が最も高く
なる火炎先端で加熱されるようになる。すなわち加熱効
果が一段と向上する利点がある。第１２図はその効果を
示すもので、実線が従釆例、破線が本発明品であるが、
高燃焼時イならびに低燃焼時口のいずれかであっても本
発明品の方が高温になっていることがわかる。一方上記
燃膝炎Ｆ′は斜め外方向きに形成されているため、燃焼
量が大小に変化しても気化筒１６との接触面積はあまり
変化せず、常に安定した加熱効果が得られる利点もある
。

２入上説明したように本発明によれば、二次空気を燃焼
炎の中央部から送り込むので均一かつ良好な燃焼が得ら
れるとともに、上記二次空気を燃焼炎の中央部に導くヘ
ッドボディアーム部の存在によってその下流側に渦流負
圧が生じたとしてもその影響は炎口部までは及ばず常に
正規の安定した燃焼炎が得られるので、炎口過熱による
寿命の低下、逆火による危険等がなくなり、安全で寿命
の長いものとすることができる等、その効果は大なるも
のがある。

【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図はその気化節の一部を切欠いて示した斜視図、
第３図は同断面図、第４図は同要部の拡大断面図、第５
図はバーナヘッドの分解斜視図、第６図はヘッドボディ
を除くバーナヘッドの正面図、第７図は同断面図、第８
図は同後面図、第９図は、第７図のＡ部を示す拡大断面
図、第１０図は高燃焼時の燃焼状態を示す断面図、第１
１図は同低燃焼時を示す断面図、第１２図は気化筒温度
を示すグラフである。１５……気化筒、１６……シーズヒータ、１７・・・・
・・気化室、１８・・・・・・一次空気室、１９・・・
・・・コーン、、２０・・・・・・振り切り板、２１・
・・蝿浮羽根、２２・・・液体燃料供給パイプ、２３・
・・・・・バーナヘツド、２４・・・・・・ヘッドボデ
ィ、２６・・・・・・均庄板、２６・・・・・・多孔状
炎孔板、２７・・・・・・押え板、４５，４６……炎口
。第４図第９図図糠第２図第３図第５図第６図第７図第８図第１０図第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

１燃焼室に配設した押え板、多孔状炎孔板及び均圧板
と、二次空気噴出口を前記炎孔板の中央部に設け、かつ
二次空気を導く放射状の筒状アーム部を有するヘツドボ
デイとを備え、ヘツドボデイのアーム部と押え板、多孔
状炎孔板及び均圧板とは周縁部を接し中央部に空間を設
けて開離させたことを特徴とする燃焼装置。