JPS6112168B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温風風量と燃焼用空気量が比例的に制
御されるようにした液体燃料燃焼装置に関し、構
成簡単にして温風温度が一定で温風風量を制御す
ることにより燃焼出力調節を可能にした温風暖房
装置等に好適な液体燃料燃焼装置を提供するもの
である。

石油等の液体燃料を用いる燃焼器において、燃
焼に用いられる空気は、燃料との割合が化学量論
的比率で定められる一定の空燃比となるように供
給されねばならない。しかしながら、従来は定め
られた供給量を、安定して得ることは、風などの
影響により極めて困難であつた。そのため空気の
不足あるいは過剰状態が発生し、燃焼状態が悪化
して排ガス中の毒性物質を増大したり、熱効率を
低下せしめたり、極端な場合には燃焼の継続を不
可能にする場合も生じていた。

このような空燃比の変動による問題は、燃料の
供給量を変化させる場合にも生じる。即ち、燃焼
量の調節は、ガンタイプにおいては、霧化量、ポ
ツト式においては注入量、灯芯式においては気化
面積を調節することによつて行うが、いずれの場
合も燃焼部への燃料の供給量を調節しているの
で、一定の空気供給量であると、空燃比が変動
し、前述の問題が生じる恐れがある。従つて、燃
焼量の調整範囲は空燃比によつて限定される狭い
範囲にならざるを得ず、調整範囲を広くしようと
すれば、最適な空燃比をある程度儀牲にしなけれ
ばならず、その結果燃焼状態は悪化する。また、
たとえ空燃比が範囲内にあつても最適値からずれ
ておれば前述の風の影響などを受け易くなる。

また、従来の燃焼量の調節が、燃料の供給量を
直接加減することによつて行われていたため、調
節装置は燃料に接触せざるを得ず、燃料中に混在
する水、燃料の一部の変質による有機酸などによ
る腐蝕あるいはタール質などの付着による動作不
良などの問題が生じやすく、整備点検も難かしか
つた。

その他に、空燃比を一定に保つために燃料と空
気の供給量をそれぞれ相関をもつて機械的なダン
バーの開閉制御手段等にて調整する燃焼装置が存
在するが、構成が複雑となるばかりか、空気量が
少なくなるにつれて適正な空燃比に保つための燃
料の供給量の変動許容範囲は小さく、したがつて
機械的な開閉手段等によるものでは空燃比制御が
適正でなくなつたり、装置の設計や製造に高度の
厳密さが要求される等の問題があつた。

本発明は上記問題を解決するものであり、本発
明の第１の目的は、１個の送風機構（以下、フア
ンという）駆動による温風用空気の流れにより、
バーナにおける燃焼用空気流を発生させ、かつ、
このバーナとして燃焼用空気量の変動に応じて気
化量の変わる構造のものを用いて、温風量を制御
することにより燃焼量が自動的に変化し出力を調
節することができ、しかも一定温度の温風が得ら
れ快適な暖房機能を有する装置を提供することに
ある。

本発明の第２の目的は、構造簡単にして燃料と
燃焼用空気の各量の比すなわち空燃比を適正範囲
に保つことが容易で、設計容易にして良好な燃焼
状態が得られる装置を提供することにある。

本発明の第３の目的は、出力（燃焼量）を広範
囲に制御しても適正な空燃比が得られ、したがつ
て、出力調節範囲の広い装置を提供することにあ
る。

本発明の第４の目的は、フアンによる温風用空
気の流れにより生じる負圧によりバーナの燃焼用
空気を吸引する構造としたことにより、バーナの
燃焼のための燃焼筒（チムニー）が短くてよい装
置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、フアンの風量制御
により燃焼量の調節が可能で、燃料の供給量を直
接加減する従来のもののように動作不良などの問
題がない装置を提供することにある。

以下、本発明を温風暖房機に適用した実施例に
ついて図面とともに説明する。

第１図において、暖房機本体１の前面には温風
吹出口２と操作部３を有し、上面には空気吸込口
４と燃料タンクカートリツジ挿入部５を有する。
第２図、第３図において、暖房機本体１の下方部
には燃料タンク６を備え、その上方にバーナ７を
備え、バーナ７の上方にはフアン８を駆動するフ
アンモータ９を備えている。バーナ７は、第４図
に詳細を示すように、複数の筒状部材を有する複
筒形であつて、内炎筒１０と外炎筒１１とこれら
の外周に位置する燃焼筒１２と、この燃焼筒１２
の上方に位置する制風板１３と、前記燃焼筒１２
の外周に位置しフアン８付近まで上方に延出した
外筒１４と、下端部を前記燃料タンク６内の燃料
１５に潰し、上端部を内炎筒１０と外炎筒１１の
間に露出させた燃料の蒸発体としての灯芯１６と
からなる。内炎筒１０、外炎筒１１にはそれぞれ
気化用空気口１０ａ，１１ａと混合用空気口１０
ｂ，１１ｂとからなる１次空気口および２次空気
口１０ｃ，１１ｃを有する。気化用空気口１０
ａ，１１ａは灯芯１６の上端部近傍に対向する位
置にあり、その上方に予混合用空気口１０ｂ，１
１ｂは位置し、さらに、その上方に２次空気口１
０ｃ，１１ｃは位置する。また、内炎筒１０の内
側通路１７、外炎筒１１と燃焼筒１２の間の通路
１８は暖房機本体１の外ケース内面の空間を通し
て空気吸込口４に連通している。制風板１３は燃
焼筒１２の径寸法よりも若干大きく、制風板１３
と撚焼筒１２の間には通路１９が形成されてい
る。内炎筒１０、外炎筒１１、燃焼筒１２および
制風板１３により囲まれた空間は燃焼室２０を形
成している。また外筒１４はフアン８の送風ガイ
ドの役目をなすとともに、燃焼筒１２との間の通
路２１は温風路となり、この温風路は前記温風吹
出口２に連通している。

また、本構成のバーナ７において、気化用空気
口１０ａ，１１ａと、予混合用空気口１０ｂ，１
１ｂとからなる１次空気口と、２次空気口１０
ｃ，１１ｃとは１次空気と２次空気とが燃焼に望
ましい比率に設定されるよう適宜構成されるが、
１次空気が１次、２次の全空気の0.1〜0.2になる
ような分配比が推奨される。本構成のバーナ７は
空気先導型であつて、フアン８による温風用空気
流により燃焼用空気（１次空気と２次空気）が吸
引されるものである。そして、灯芯１６からの燃
料１５の気化量は気化用空気口１０ａ，１１ａを
通過する気化用空気流量に略比例する。すなわ
ち、本構成のバーナ７は燃焼用空気に対して燃焼
量が略比例するものであるといえる。

なお、第４図において各矢印は空気流を示し、
矢印Ａ，A′は気化用空気口１０ａ，１１ａを通
る気化用空気流、矢印Ｂ，B′は予混合用空気口１
０ｂ，１１ｂを通る予混合用空気流、矢印Ｃ，
C′は２次空気口１０ｃ，１１ｃを通す２次空気
流、矢印Ｄは通路１９を通る燃焼排ガス流、矢印
Ｅはフアン８による温風用空気流、矢印Ｆは温風
用空気流Ｅと燃焼排ガス流Ｄの合わさつた温風流
を示す。

上記構成でなる暖房機のバーナ７を燃焼させた
場合の作用を次に説明すると、フアンモータ９の
駆動によりフアン８が温風用空気流Ｅを形成し、
この温風用空気流Ｅにより通路１９を介して燃焼
室２０内は負圧領域となり、したがつて、通路１
７，１８より各空気口１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，
１１ａ，１１ｂ，１１ｃを介して１次空気流（気
化用空気流Ａ，A′と予混合用空気流Ｂ，B′）と
２次空気流Ｃ，C′よりなる燃焼用空気が吸引さ
れる。この燃焼用空気量は温風用空気流Ｅの流量
に比例的となる。一方、灯芯１６からの燃料１５
の気化量は、気化用空気流Ａ，A′に略比例す
る。ここで、前述したごとく温風用空気流Ｅの流
量と燃焼用空気量とは比例関係にあり、燃焼用空
気における１次空気量（気化用空気と予混合用空
気）と２次空気量とは一定の比率をもつから、灯
芯１６からの燃料１５の気化量は温風用空気流Ｅ
の流量に略比例する。したがつて、燃焼室２０に
おけるバーナ７の燃焼量は、フアン８の送風量を
加減することにより調節することができる。

温風用空気流Ｅと燃焼排ガス流Ｄとは一緒にな
つて温風流Ｆとして温風吹出口２より吹出され
る。このように温風用空気量の大小に応じて燃焼
量がそれに追従することになり、その結果、温風
温度はほぼ一定のものが得られる。

この作用を説明するものが第５図〜第７図であ
る。第５図に示すごとく温風用空気量に対し燃焼
用空気量はほぼ比例的となり、第６図に示すごと
く、燃焼用空気量に対し燃焼量はほぼ比例的とな
る。したがつて、第７図に示す通り、温風用空気
量に対し燃焼量は比例的となり、温風温度はほぼ
一定となる。

また、本構成のバーナによれば気化用空気流量
の変動に比例して燃料の気化量が得られるので、
空燃比は常に一定に保たれた燃焼を維持する。こ
れは気化用空気が燃料蒸気と混合することによ
り、灯芯１６の表面の蒸気圧を低下させることと
なり、この状態で気化用空気流量の変動は気相蒸
気圧を変動せしめ、液相、気相間の蒸気圧差を変
動させることとなつて、燃料の気化速度を自動的
に制御し、空気量の変動に追従する気化量が得ら
れるわけである。この現象の応答性はかなり早
く、過渡的な空気量の急変にも追従することがで
きるものである。したがつて、風などの影響を受
けることなく、一定の空燃比で良好な燃焼が得ら
れる。そして従来のような空燃比制御のために機
械的なダンパーを用いるもの等に比較して、本構
成のバーナによれば構成は簡単で設計は容易であ
る。

また、燃焼量を調節するに、従来のように燃料
自体の供給量を調節するもの等に比較して、常に
一定の空燃比で燃焼を維持するので、広い燃焼量
調節範囲が得られる。

また、上述のごとく負圧により燃焼用空気を吸
引し燃焼させる構成としているため、従来のよう
に燃焼ドラフトを得るための長い燃焼筒は必要で
はなくなる。

また、燃焼量の調節を空気供給側で操作する構
成であるため、従来の燃料側で調節する場合のよ
うな動作上の問題はなくなる。

また、本構成のバーナでは燃料気化のためにバ
ーナを予熱する必要もなく、省電力になる。

なお、上記実施例では灯芯１６の上端部であつ
て内炎筒１０と外炎筒１１の間の空間に露出して
いる表面が燃料の気化作用を行なう。この表面積
は燃焼中において一定に保つ。燃焼点火は図示し
ていないが何らかの点火手段にて行なう。また消
火は灯芯１６を下降させることによつて行なうこ
とができる。

さらに、上記実施例では示していないが、室温
を検知するサーモを適宜設けて、このサーモ信号
によりフアンモータ９を駆動制御することによ
り、特別な比例制御手段などを用いることなく構
成簡単に室温の一定制御が可能となる。

さらに、上記実施例におけるバーナは空気先導
形の燃焼用空気を吸い出す方式を示したが、本発
明はこの実施例に限定されることなく、例えば、
燃焼用空気を押し出す方式のものであつてもよ
い。

以上の説明から明らかなように本発明の液体燃
料燃焼装置は、燃焼用空気量に対し燃焼量が略比
例するバーナと、温風用空気流を発生させ、この
温風用空気流により生ずる負圧によつて前記バー
ナの燃焼用空気を温風用空気流量に比例的に生ぜ
しめるフアンとからなり、温風風量と燃焼量とが
略比例するようにしたことを特徴とするものであ
つて、温風温度が一定で風量制御による出力調節
が可能となり快適な暖房を行なうことができ、さ
らには構造簡単にして空燃比一定の良好な燃焼が
得られる等、大なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による温風暖房機の
正面斜視図、第２図は第１図の−線断面図、
第３図は第１図の−線断面図、第４図は本発
明の一実施例におけるバーナ部の断面図、第５図
は本発明装置の作用を説明するための温風用空気
量に対する燃焼用空気量の特性図、第６図は同じ
く燃焼用空気量に対する燃焼量の特性図、第７図
は同じく温風用空気量に対する燃焼量と温風温度
の特性図である。 ７……バーナ、８……フアン（送風機構）、１
０……内炎筒、１１……外炎筒、１２……燃焼
筒、１３……制風板、１４……外筒、１６……灯
芯（蒸発体）、１０ａ，１１ａ……気化用空気
口、１０ｂ，１１ｂ……予混合用空気口、１０
ｃ，１１ｃ……２次空気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼用空気量に対し、燃焼量が略比例するバ
   ーナと、温風用空気を発生させ、前記温風用空気
   流により生ずる負圧によつて前記バーナの燃焼用
   空気量を温風用空気量に略比例的に生ぜしめる送
   風機構とからなり、温風風量と燃焼量が略比例す
   るようにしたことを特徴とする液体燃料燃焼装
   置。 ２ バーナは空気先導型であつて気化用空気口と
   予混合用空気口とからなる１次空気口、および２
   次空気口を有したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。 ３ バーナは複筒形の燃焼部を有したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼
   装置。 ４ バーナは蒸発体を有したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。