JPS6117817A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は液体燃料燃焼装２置に関し、更に詳細には液体
燃料を気化し、一次空気と共に予混合気として炎口部に
送り、燃焼を行なう液体燃料燃焼装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の液体燃料燃焼装置は、特開昭５８−１６
０７２４号公報に開示されているようによく知られてお
り、従来の当該装置は第１図および第２図に示されるよ
うに構成されていた。

最初に第１図の従来例について説明すると、従来の液体
燃料燃焼装置は気化筒１を備え、該気化筒１はその上部
の壁部に埋設された加熱用ヒータ２とその上部の出口部
に取付けられた絞り形状を有する混合板３とを備え、そ
の下部側壁部に形成された送風通路４を介して送風ファ
ン５に連結されている。気化筒１の室内には、送風通路
４の中軸上より燃料細管６の先端ノズル部が配置され、
燃料細管６は燃料ポンプ７を介して燃料タンク８に接続
されている。

気化筒１の上端には、リング状円筒９を介して金網を円
筒状に形成してなる筒体１０が配置され、該筒体１０の
上端はキャップ１１によって閉塞されている。これによ
り、筒体１０の内側には整流室１２が構成され且つ筒体
１０と外筒１４との間には燃焼室１３が構成されている
。

このような従来の液体燃料燃焼装置は次のように作動す
る。

気化筒１の室内はヒータ２によって高温域に維持され、
送風ファン５と燃料ポンプ７との駆動により気化筒１内
で発生された気化ガスは混合板３の絞り部により十分に
空気と混合されて整流室１２に送り込まれ、筒体１０よ
り燃焼室１３へ向って流出され、燃焼火炎を点火器（図
示−ｔず）により形成させる。ところで、混合板３内の
気化筒１では絞り効果により気化ガスと空気は十分に混
合されるが、上部の整流室１２は空間体積も広く、また
筒体１０自体は通過抵抗が大きくないために、混合板３
の絞り部により予混合気の流速は速められ、そのまま上
方部へ向う強制流となり、閉鎖キャップ１１の近傍から
の噴出葉が増し、第２図に示すように筒体１０での噴出
圧力分布がアンバランスとなるために、火炎の均一性が
得られない。

そのために、着火性が悪化し局部的に燃焼を開始するた
めに、全体が加熱されるまでに時間を要し、空燃比の乱
れによりＣＯや臭気の発生を伴なうと共に、部分的に高
温領域が発生し、窒素酸化物が発生する。また、筒体１
０の温度分布が不均一になるために熱膨張度合が不均一
になり、その変形を招くものでちった。そして、上下間
での噴出圧力の分布が不均一なために定常時に上部が高
温状態になるに従い噴出速度と燃焼速度にアンバランス
を生じ、逆火現象を起すものであった。

また、逆火現象を誘発する原因に前述した噴出圧力の不
拘−々分布の他に１．予混合気が筒体１０の上部１０ａ
に到達する途中において、既に赤熱状態にある筒体１．
０の表面に形成された火炎により加熱されて、予混合気
温度が上昇し、燃焼速度の増大を招くことがあげられる
。すなわち、従来例においては筒体１０の上部１０ａよ
り逆火現象を起す原因に、（１）噴出圧力の分布の不均
一、（２）予混合気の温度上昇、がちり、この（１）　
、　（２）記載の原因の相乗効果で逆火を起しやすいと
いう欠点を有していた。

更に、この種の完全予混合表面燃焼を行なうものにおい
ては、空気過剰率が１以上（通常１．２〜１．５程度）
と大きく着火性能が劣る。そこで、着火の確実性を増す
ためにプレパージを行ない、筒体１０の温度を上げ気化
した液体燃料の再凝縮の防止を図っているが、このプレ
バー・ジ時間もやや長く設定しなくてはならないという
欠点を有していた。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、前述したような従来の液体燃料燃焼装
置の欠点を除去するもので、炎口部を形成する炎孔筒体
を常に均一な赤熱状態に維持し、熱変形、逆火現象、或
いは窒素酸化物の発生を防止し、プレパージ時間がなく
ても良好な着火特性を有し、安定した完全予混合表面燃
焼を行なう液体燃料燃焼装置を提供することにあり、そ
°の特徴は、混合板の絞り部上端に多孔性の部材からな
る割球状の整流板を設け、整流室へ予混合気が全方位的
に均一にでるようにしたことにある。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の液体燃料燃焼装置を好適な実施例につい
て詳細に説明する。

第３図には、本発明の一実施例に係る液体燃料燃焼装置
を温風機に塔載した例が示されている。

この実施例を示す第３図において、第１図に示された従
来の液体燃料燃焼装置の構成部分と同−又は相当する部
分は同一の参照符号を付してその説明を省略する。

この液体燃料燃焼装置は、取付部材１５に取付けられた
気化筒１の上部に配置され中央に絞り部をもつ混合板３
のその絞り部を被う形で配設されたパンチングメタル等
の多孔性部材からなる割球状の整流板１６ａ、１６ｂを
備えている。この気化筒１の外周縁には円周状の熱回収
壁１ａが立設して形成されている。このような大小２個
の整流板を設ける理由は、整流室１２への予混合気の流
出をより均一化するためである。

送風通路４の先端はノズル４ａを形成し、気化筒１へ接
続されている。筒体１０は、その下端が混合板３に形成
さ°れた円周状の細い溝３ａに挿入後一体的に加締めら
れて固定されている。閉鎖キャップ１１０周辺はリング
状固定部１１ａを形成し、その固定部１１ａに連なる形
で段付肩部１１ｂを形成し、この段付肩部１１ｂより下
方へ先細りのテーパ面１１Ｃが底１１ｄまで伸長してい
る。

この閉鎖キャップ１１は筒体１０の上部から内部へ配置
され、そのリング状固定部１１ａが筒体１０の上端とシ
ーム溶接などで一体的に固定されている。その結果、整
流室１２は上方へ行く根先細りになる。

凹状に形成された閉鎖キャップ１１の上方からその内部
に冷却エア用送風路１８が一端を底ｌｉｄに対向して開
口するよう配置されている。この冷却エア用送風路１８
の外周壁には、テーバ状の胴体１７ａおよび水平状の縁
部１７ｂを有する案内板１７が固定され、その際該案内
板１７は、胴体１７ａが閉鎖キャップ１１のテーパ面１
１ｃと、また縁部１７ｂが段付部１１ｂと対向して冷却
エア通路１９ａ、１９ｂをそれぞれ形成する位置に固定
される。この冷却エア通路１９ｂはリング状固定部１１
ａと直角をなし、リング状固定部の冷却効果を最大にす
るようにしている。冷却エア用送風路１８の他端は大径
に拡がったテーノ（状のエア取入ロｉｓａ’ｔ−形成し
ており、このエア取入口１８ａは温風送風ファン２０の
送風路に開口位置決めされている。

筒体１０の上部において、冷却エア用送風路１８にはバ
ッフル板２１が固定され、温風用送風の影響を火炎部が
受けないように保護している。なお、２２は燃焼室１３
の下部仕切板、２３は熱気漏れ、防止のためのパツキン
、２４は輻射熱を取り出すためのガラス窓、２５は温風
の流れを整流するためのルーパをそれぞれ示している。

第５図は混合板３の気化筒ｌへの固定方法を示したもの
で、気化筒１の熱回収壁１ａには複数個の切欠き１ｂが
設けられ、この切欠き１ｂにネジ穴が形成されていて、
切欠き１ｂに対応して混合板３に形成された突出部３ｂ
が嵌め込まれ、ネジ２６により固定される。

次に、この液体燃料燃焼装置の動作について説明する。

加熱用ヒータ２に通電され、気化筒１の温度が燃料の気
化に適した所定の温度まで上昇した時点で燃焼用送風フ
ァン（図示せず）を駆動させ、送風通路４を介し気化筒
１へ燃焼用空気を送入する。

他方、燃料も電磁ポンプ等の燃料供給手段により燃料細
管６の先端より押し出され、気化筒１内へ燃焼用空気に
より微粒化されて運ばれ、瞬時に気化ガスとなり、燃焼
用空気と分子レベルで混合した予混合気となる。この予
混合気は混合板３の絞り部に集められることにより濃度
の均一化が図られ、整流板１６ａにより絞り部の上向き
流速を全方向へ分布するように直され、整流板１６ｂに
より全方位方向への流出分布を第５図破線矢印のように
、より均一化されて整流室１２に導びかれる。

整流室１２で予混合気流速はより小さくなり、筒体１０
の開孔部より燃焼室１３に流出するが、このとき着火手
段（図示せず）により着火が行なわれ、火炎は筒体１０
の全表面に伝播する。着火個所は、予混合気の再凝縮が
生じない温度まで熱伝導によって金網温度があがる筒体
１０の下部が選ばれる。火炎が形成されると、フレーム
ロンド等の火炎検知手段（図示せず）の信号を受けて、
温風用送風ファン２０が駆動される。温風用送風ファン
による送風の一部はエア取入口１８ａより冷却エア用送
風路１８に導入し、第４図実線矢印で示すように閉鎖キ
ャップ１１の底ｌｉｄにあたって、冷却エア用送風路１
９ａ、１９ｂを経て、燃焼室１３へ導びかれる。

この時、冷却エアは閉鎖キャップ１１を冷却することに
よね該キャップに接している予混合気を冷却して予混合
気の温度上昇を防げると同時に、筒体１０で最も高温に
なるそめ上部１０ａと隣接−し且つ筒体１０が固定され
ているリング状固定部１１ａに直角にあたることにより
、筒体の上部１０ａをも冷却する。整流室１２が上方へ
の先細り通路となっており、圧力損失が上方ほど大きく
なるため、筒体１０の噴・比圧力が従来例の第２図でみ
るような上部ほど大きくなることもなく１上下方向でも
均圧化され、筒体１０の温度むらが解消される。火炎か
らの熱を熱回収壁１ａで受けてその熱で燃料の気化や燃
焼用空気の気化筒１内での加熱が行なわれるので着火後
は加熱用ヒータ２の電気消費はゼロないし僅ずかである
。

第６図（ａ）は案内板１７のテーパ状胴体１７ａの部分
をなくシ、水平状縁１７ｂを冷却エア用送風路まで延長
させた変形例であるが、予混合気の冷却効果は第４図と
比較してやや弱くなるも、のの筒体１０の上部１０ａの
冷却効果においては何等変るところはない。第６図（ｂ
）は第６図（ａ）の場合とは反対に案内板１７の水平状
縁１７ｂをなくし、テーバ状胴体ｊ７ａｉ閉鎖キャップ
１１のリング状固定部１１ａにまで延長した例を示して
いる。

第７図は、閉鎖キャップ冷却用エアを温風送風ファンか
らではなく、燃焼用送風ファンから導びくようにした変
形例である。２７は燃焼用送風ファン、２８は送風通路
をそれぞれ示し、送風通路２８は燃焼用送風路４と冷却
エア用送風路８に分岐している。冷却エア用送風路１８
の曲り部には風量調節ネジ２９が介設されている。尚、
その効果は前述の実施例のものと変わらない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、割球状の整流板を設け
、整流室へ予混合気が均一にでるようになし、筒体が固
定される閉鎖キャップを整流室へ突出させ、温風用又は
燃焼用送風ファンからの送風の一部を冷却エアとして閉
鎖キャップに沿って流すようになし、かつその冷却エア
で筒体上方固定部を冷却するようにしたことにより、筒
体上部の局所的な温度上昇をなくシ、筒体を均一な赤熱
状態に維持し、熱変形や逆火現象、窒素酸化物の発生を
防止でき、且つ筒体下端を混合板に一体的に加締め固定
したことによりプレパージ時間の省略ないし短少化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液体燃料燃焼装置を示す断面図、第２図
は第１図の従来装置における圧力損失分布を示すべく該
従来装置の断面手部分に記入された特性図、第３図は本
発明の一実施例に係る液体燃料燃焼装置を示す断面図、
第４図は第３図に示された液体燃料燃焼装置の要部を拡
大して示す断片的な断面図、第５図は第３図に示される
燃焼装置において筒体の取付は構造を示す部分的な斜視
図、第６図（ａ）および第６図（ｂ）はそれぞれ第３図
に示された燃焼装置の変形例を示す部分的な断面図、第
７図は冷却用エアを燃焼用送風ファンより導くようにし
た第３図の変形例に係る液体燃料燃焼装置を示す断面図
である。 １・・・気化筒、３・・・混合板、１０・・・筒体、１
０ａ・・・筒体上部、１１・・・閉鎖キャップ、１２・
・・整流室、１６ａ、ｌｆｌ’ｂ・・・整流板、１８・
・・冷却エア用送風路、２０・・・温風送風ファン、２
７・・・燃焼用送風ファン。 なお、図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示す
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体燃料を気化させる気化筒および該気化筒の上
   部に配置された炎孔筒体を備え、前記気化筒で液体燃料
   を気化し、一次空気と共に予混合気として前記炎孔筒体
   へ送り燃焼を行なう液体燃料燃焼装置において、前記炎
   孔筒体の上端に閉鎖キャップを設け、該閉鎖キャップが
   送風により強制冷却されるようにしたことを特徴とする
   液体燃料燃焼装置。
2. （２）前記炎孔筒体が金網を円筒状にして形成されてい
   る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. （３）前記閉鎖キャップを強制的に冷却するための送風
   を温風用送風ファンから導くことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の液体燃料燃焼装置。
4. （４）前記閉鎖キャップを強制的に冷却するための送風
   を燃焼用送風ファンから導くことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の液体燃料燃焼装置。
5. （５）前記閉鎖キャップが該閉鎖キャップと前記炎孔筒
   体の内面との間で区画形成される整流室の上部ほど狭く
   なるような断面形状をなして前記炎孔筒体内へ入り込ん
   でいることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   、第３項又は第４項に記載の液体燃料燃焼装置。