JPS602563B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は家庭用の小型暖房機の燃焼装置に関するもので
、燃焼用空気や燃焼量の変動に対する燃焼火炎の不安定
状態を解消し、安定燃焼中の拡大燃料の気化熱量の増大
をはかったものである。

従来のものは２次空気噴出口の周囲に関口された主炎孔
と、その周囲に複数個のスリットや円状の補助炎孔を設
けていた。この場合、安定燃焼状態、例えばＣ０２濃度
が１１．５％程度の燃焼においては保炎も良く、熱回収
筒から充分な熱量が気化室にフィードバックされた。し
かし、前記Ｃ０２濃度が１０％以下の空気過剰の燃焼に
なると、熱回収筒近傍の補助炎はリフト炎となり、火炎
も揺れ動き保炎が悪くなるとともに熱回収筒が受ける熱
量も減少して、自然暁ができなくなる欠点があった。そ
こで、本発明では単に噴出流速が主炎に比較して遅い補
助炎を熱回収筒に沿わせて形成するよりも、例えば、複
数例の補助炎孔を配列し、補助炎が互いに衝突し合うよ
うにして、補助炎相互を引張り合うようにして保炎を向
上させ上記従釆の欠点を除去したものである。また、互
いに衝突し合う補助炎の寸法形状や数を変えると、従釆
均一に、同一方向、同一形状で形成されていた補助炎の
単炎の容量が分割でき、その結果補助炎の更に補助炎を
設けることになって、より保炎性が向上される。

さらに前記の補助炎の形状や配列により、熱回収筒への
熱伝達の向上化、保炎板の赤熱防止、着火性の向上化等
の点でも効果が上げられる。以下本発明の一実施例につ
いて詳述する。

第１図のバーナュニット図において、１は円筒状のモー
タケース、２は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とバーナケース２との間は耐熱性パッキン４５を介し
て連結されている。

４はモータケースー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１の側部には空気取入口６を設け、バーナ
ケース２側の端面部の周緑にはバーナケース２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の組み合せによって超風室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
当の間隔をおいてバーナケース２に固定した気化筒固定
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と気化筒固定板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、その一方は気化筒
固定板１ １の一次空気入口１２を通過して一次空気と
なり、他方は気化筒固定板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内の気化
筒固定板１１よりも風下側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ー６を埋め込んでいる。

この気化筒１５の一端は断熱パッキン４６を介して気化
筒固定板１１に取付けられている。この気化筒１５の内
部空間は一次空気入口１２を蓮通した気化室１７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内に突出したモー夕軸５の先端部には円錐形状の
コーン１９、円板形状の回転板２０、傘形状の混合板２
１が上記の順で固定ナットで縦着されている。円錐形状
のコーン１９はモータ軸先端側が隆大となる、ゆるやか
な円錐形状である。位置した回転板２Ｑよりも先端側に
位置した混合板２１は円板の中程に複数枚の傾斜板２３
を構成するように絞り加工し、その傾斜板２３に複数の
濃浮羽根２４を切起し形成したものであり、回転板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ｉ５の周壁中に前記ヒーター６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、その先端閉口を円錐形
状のコーン１９の上方に、且つ近傍させて位置させてい
る。

気化筒固定板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テーパ状に形状している。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。２５は燃焼筒３と対向した気化筒
１５の先端開□近くに取付け固定したバーナヘッドで、
ヘッドボディ２６、整流板２７、重ね合せた複数枚の多
孔状炎孔板２８、保炎板２９とを上記の順に重ね合せ結
合して構成するものである。

ヘッドボディ２６はアルミダイカスト等によって造り、
中央部に燃焼筒３の中心軸に向けて関口した２次空気噴
出口３０を設け、この２次空気噴出口３０１こ２次空気
室１８から２次空気を導くため、２次空気通路３２を設
け、それと対向する気化筒１５の一部にも２次空気通路
３１を設けている。また各２次空気通路３２相互間は貫
通開□３３となっている。整流板２７は中央にヘッドボ
ディ２６の中央ボス部３４が配置され、且つ中央ボス部
３４よりも大きな径の開□３５を有している。またヘッ
ドボディ２６の貫通開□３３を通過した混合気の一部が
補助炎孔４１の進入するための透孔あるいは間隙３６が
設けられている。複数枚の多孔状炎孔板２８は中央にヘ
ッドボディ２６の２次空気噴出□３０が丁度競合する中
央関口（図示なし）を設けるか、あるいは２次空気噴出
口３０を炎孔板２８の気化室側に近接させる場合は中央
開口を設けず複数枚重ね合わせても全体として、良好な
通気性が保たれる必要がある。例えば、炎孔板２８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。保炎板２９は中央に主炎口３７を有し、その外周の
保炎板２９上には気化筒１５の熱回収筒４０近傍に位置
する部分に複数個の補助炎孔３８，３９を設けている。
また、整流板２７と保炎板２９とで通路４２を構成し、
混合気が整流板２７の複数個の透孔３６から通路４２に
流入した後に補助炎孔３８，３９より噴出する。また補
助炎孔３８，３９で補助炎孔部４１を構成している。４
３は燃焼筒３の一部からバーナヘッド２５に向けて臨ま
せた点火用電極である。

４４はバーナヘッド２５の前方の主炎ａ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。

また、４５，４６，４７は断熱パッキンである。ｂ，ｃ
は補助炎である。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が通電されて気化筒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（図示ない）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、回転板２０、混合板２１
も回転する。ターボファン８が風圧を起生すると、燃焼
用空気は空気取入口６→モータケース１内→蓮通孔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。その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、ついで回転板
２０１こ沿って進み、回転板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混合板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
に伺って前方に移動する。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
されて混合気となる。この混合気はヘッドボディ２６の
貫通閉口３３→整流板２７の貫通開□３４→多孔状炎孔
板２８→保炎板２９の主炎口３７を通る。また混合気の
一部は整流板２７の透孔３６→通路４２→補助炎孔３８
，３９を通過して燃焼室に噴出する。ここで点火用電極
４３で着火してやれば、バーナヘッド２５で青炎の主炎
ａト補助炎ｂ，ｃ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
３１を通り、ヘッドボディ２６の二次空気流路３２を通
り、中央の二次空気噴出口３０から吐出される。この二
次空気噴出口３０から出る二次空気は主炎ａの中央に主
炎ａ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４５は主炎ａの生成により、燃焼中
であることを検出する。また、主炎ａや補助炎ｂ，ｃに
よって気化筒１５の熱回収筒４０が加熱され、気化筒１
５全体が高温に保たれるので、フレームロッド４４が燃
焼を検出した後の適当な時間経過後はシーズヒ−夕１６
への通電を止め、節電を行なう。なお、補助炎孔３８，
３９は、一方もしくは一部を他に比較して開□面積を小
とし、かつ補助炎孔への混合気の通路の抵抗を大きくし
て形成される補助炎の容量と流速を小さくなすか、また
は他に比較して補助炎孔数を減少させて補助炎の分布を
粗くすることより効果的となる。したがって第１図に示
すように、バーナヘッド２５に方向の異なる補助炎孔３
８，３９を設け、これら炎孔３８，３９夫々に２補助炎
ｂ，ｃを形成させ、互いに衝突し合うようにすると、火
炎の衝突地点‘こ渦が生じ補助炎を引張り合い、さらに
熱気がこもり、温度が上昇し保炎性が向上する。

また「従釆のように１方向に補助炎を形成するより、２
方向あるいはそれ以上の方向に補助炎を形成しているの
で、補助炎個々の火炎が短炎となりコンパクトで高負荷
の補助炎が得られる。また、バーナヘッドの中央部に２
次空気噴出口を設けることにより、燃焼火炎と空気の混
合が良くなり燃焼特性が向上する。

しかも２次空気噴出口の開ロにより、１次空気つまり混
合気の流量が減り、燃焼火炎の噴出流速が低下し、保炎
が良くなり、熱回収筒からの気化室への熱のフィードバ
ックが促進されるようになる。さらに第３，４，５図に
おいては補助炎孔３３，３９の寸法、数あるいは通路４
２の抵抗を変化させて、保炎の向上をより図っている。

第３図の例において、主補助炎ｃは熱回収筒４川こ対向
して形成され、空気過剰が激しくなるとりフトし熱回収
筒に衝突して燃焼室の方へ噴出する。したがって、保炎
も良く、熱回収筒からの熱のフィードバックも多いが不
充分である。そこで副補助炎ｂを形成して、主補助炎の
保炎を行なうと保炎性と熱のフィードバックが向上され
る。この第３図の例は補助炎ｂ，ｃの混合気の進入路を
違えた例であり、補助炎孔３９のように孫炎板２９上部
に補助炎孔を設けると、混合気の流れが生じ保炎板２９
上部の温度を低下させ赤熱を防止することもできる。ま
た、第４図の例では補助炎孔３８，３９を通路４２上に
設けている。

この例では熱回収筒４０側の補助炎ｂを主補助炎とした
場合で、熱回収筒からの熱のフィードバックが余り必要
でない場合、例えば燃焼量が小さい場合等は熱回収節４
０近傍の補助炎ｂの噴出流速を速め熱がこもらないよう
にし、そのリフトしやすくなった補助炎ｂを副補助炎ｃ
により保炎させるものである。この場合は補助炎孔３８
，３９への混合気の進入を通路４２の間隙で管理し、構
成も簡単になる。第５図の例では補助炎ｂの数を減らし
、加工の手間をはふくいた例である。

この場合、補助炎ｂは主に補助炎ｃの保炎のためで熱回
収筒の加熱用ではない。寸法形状的にこれらの補助炎の
通路の抵抗に大きな差をつけられる時あるいは補助炎の
保炎が非常に必要で低抗を大きくしなければならない時
には保炎板２９、整流板２７の形状も当然複雑になり、
補助炎孔も数多く構成できない。しかし、補助炎ｂとし
ては一部に空気変動に対して不安定性の少ない火炎が形
成されれば、数は少なくても良好な保炎が得られるもの
である。本発明は以上のような効果を奏する工業的価値
の極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼装置の一実施例を示す断面図、第
２図は同装置のバーナヘッド部の正面図〜第３図は同バ
ーナヘッドの要部拡大図、第４図は他の実施例における
バーナヘッドの要部拡大図、第５図は別の実施例におけ
るバーナヘッドの要部斜視図である。 ２６……ヘッドボディ、３７……主炎孔、３８，３９・
・・・・・補助炎孔。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主炎口の近傍に複数個の補助炎孔を設け、この補助
   炎孔の少くとも一部は混合気の噴出方向を相互に異なら
   せたことを特徴とする燃焼装置。