JPS6119287Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は液体燃料を含有した気化素子に空気を
当て、この空気の量に応じた量の液体燃料を前記
気化素子から気化させて燃焼する液体燃料燃焼装
置に関するもので、燃焼性能と点火性能の向上を
目的としたものである。

以下その一実施例を図面に従つて説明すると、
１は熱交換筐体２の下部に組込んだ直線状の長い
燃料供給部体で、熱伝導性の良いアルミダイキヤ
ストで形成してあり、上部周縁３を熱交換筐体壁
に噛み込ませて気密状態に固定してある。

上記燃料供給部体の略中央部には上面を開口し
た油室４が一体形成してあり、その油室側部には
スリツト孔５を介して連通する油溜室６が一体形
成してある。この油溜室７は第３図に示す如く仕
切壁によつて三室８，９，１０に仕切つてあり、
熱交換器壁を貫通させて接続した燃料パイプ１１
からの燃料は矢印ａ，ｂ，ｃの如く流れて油室４
に入るとともに余剰燃料は油面を一定に保つ堰１
３を乗り越えて燃料タンク（図示せず）へのリタ
ーンパイプ１４へと流出する。１５は前記燃料供
給部体１の油室７に嵌挿した気化芯で、油室４内
に溜つている液体燃料を毛細管現象によつて吸上
げこれを液相状態で含有するようになつている。
この気化芯１５はペタライト（アルミナ約50重量
％、シリカ約50重量％）100重量％、コバロン10
重量％、デンプン10重量％、酸化バリウム３重量
％、ポリビニールアルコール12重量％を調合した
ものを成形し約1250℃で焼成して形成してあり、
焼成後はペタライト（アルミナ約50重量％、シリ
カ約50重量％）100重量％を酸化バリウム３重量
％とからなり、その他の成分は燃成されて通気部
を作る。この通気部、すなわち通気率は50±５％
となつている。なお酸化バリウムはこれと同類の
ものであれば他のものであつてもよい。１６は上
記気化芯１５を保持するホルダーで、第２図に示
す如く気化芯１５の下部外面を覆うようになつて
おり、その両端に突設した突片１７を前記油室４
の両側開口縁に設けた凹所１８に係当させて懸架
してある。これによつて気化芯底部と油室底部と
の間には燃料通路用間隙ｔが形成され、スリツト
孔５からの燃料はこの間隙ｔを通つて気化芯１５
の全域にいきわたる。なおこの燃料はホルダー１
６の下面に設けた開口１９から気化芯１５に吸上
げられるようになつている。２０は上記気化芯１
５の上部を囲む混合室兼燃焼室２１ならびに主燃
料室２２を形成するバーナ筐体で、第４図に示す
如く断面略コ字状に折曲した外壁板２２″の両側
面に側壁板２３を固着し、その内側ならびに上面
に内壁板２４を固着して中空箱状に形成してあ
る。上記バーナ筐体２０はその両燃焼室壁に中空
部２６と連通する一次空気孔２７，二次空気孔２
８が多数形成してあり、これら両空気孔２７，２
８から空気を供給して混合室兼燃焼室２１内に臨
ませた気化芯１９中の燃料を気化させて燃焼させ
るようになつている。このバーナ筐体２０はその
外壁板底面に混合室兼燃焼室２１と対向する開口
３０を形成し、この開口３０が燃料供給部体１の
油室４と対向合致する如く燃料供給部体上面に載
置してある。そして上記バーナ筐体２０はその外
壁板２２″の底面両端に外方へ突出するフランジ
部２２′を形成し、このフランジ部２２′を前記燃
料供給部体１の上面左右に螺着したボルト３１の
ワツシヤ３２によつて押圧固定してあり、このボ
ルト３１を外すことによつてバーナ筐体２０は燃
料供給部体１から分離できるようになつている。
なお上記バーナ筐体２０の中空部２６底面には４
個の空気孔３３が形成してあり、この空気孔３３
が前記燃料供給部体１の上面に設けた４個の空気
孔３４と合致し、熱交換器下部に接続した空気量
可変用ダンパー３５ａ付きの空気供給管３５から
の空気を得るようになつている。そして上記燃料
供給部体１の空気孔周縁一部には軸棒３５が突設
してあり、この軸棒３５に前記バーナ筐体２０の
空気孔３３を嵌挿することによつてバーナ筐体２
０の位置決めがなされるようになつている。３７
はバーナ筐体２０の一方の中空部２６の側部に貫
設したヒータガイドで、気化芯上部に突出する点
火ヒータ３８が抜き差し自在に嵌着してある。４
０は上記混合室兼燃焼室２１の長手方向両側壁に
相対向する如く取付けた保炎板で、図示の如く下
向きに折曲した後再び上向きに折曲して構成して
あり、下向き折曲部４０′は前述した燃焼室壁の
上段の一次空気孔２７′と間隙をおいて対向する
ように設定してある。そして上記保炎板４０の点
火ヒータ３８と対向する側のものは、そのヒータ
との対向部分にヒータ挿通用の切欠き４１が形成
してある。４２は上記点火ヒータ上部の燃焼室壁
に固着した補助保炎板で、点火ヒータ３８と対向
する部分のみに設けてあり、わずかな傾斜を持た
せて上側内向きに傾斜させてある。そしてこの補
助保炎板４２と対向する燃焼室壁に補助空気孔４
３が穿設してある。４４は前記バーナ筐体２０の
上面に固着した整炎板で、略中央に主燃焼室２２
の上部開口縁と対向する開口４５が形成してあ
る。この開口４５は上記主燃焼室２２の上部開口
より小さく形成して、その開口縁が全周にわたつ
て内側へ突出するように設定してある。

上記構成において、油溜室７に供給した液体燃
料はスリツト孔５を介して油室４に入り、気化芯
１５内に毛細管現象によつて吸上げられる。そし
て空気供給管３５より供給した空気は空気孔３
３，３４介してバーナ筐体２０の中空部２６に入
り、燃焼室壁に設けた一次，二次空気孔２７，２
８の断面積比に応じて各燃焼室２１，２２に供給
される。この時、一次空気孔２７からの空気は気
化芯１５の表面に当つて該気化芯１５に含まれて
いる燃料を蒸発させこれと混合する。したがつて
点火ヒータ３８に通電してエレメント３８′を赤
熱させてやれば、その熱によつて着火し、燃焼を
開始する。そしてこの燃焼熱によつて着火し、燃
焼を開始する。そしてこの燃焼熱によつて気化量
が増大し、その一部は前記一次空気孔２７からの
一次空気によつて燃焼するが、大部分はそのまま
上昇して二次空気孔２８から供給される二次空気
を得て青火燃焼するようになる。

ここで上記燃焼炎はその大きさが一次空気孔２
７から供給する空気の量によつて決定される。す
なわち気化芯の近傍に供給した空気はこの気化芯
１５からの気化燃料と混合して可燃範囲の混合ガ
スを作るが、その可燃範囲の混合ガスは供給する
空気量が多くなれば当然多く小さくなれば少なく
なる。したがつて燃焼炎の大きさは供給する空気
量に比例することになる。そして上記気化芯１５
から気化する気化燃料の量はその燃焼炎の大きさ
（熱の大小）に比例する。したがつて、この燃焼
装置では供給する空気の量を変えてやればその量
に応じて燃焼量が変わることになる。そして空気
量と燃焼量が常にほぼ一定の関係（空燃比が略一
定）になり、良好な燃焼をする。

このような燃焼装置において、上記一次空気孔
２７，２７′のうち上段のもの、すなわち保炎板
４０の下向折曲部４０′がかぶさつている一次空
気孔２７′からの一次空気は保炎板４０の下向折
曲部４０′によつてその流れを下向きにかえら
れ、第１図に示す如く略三角形状の火炎Ｂを形成
している。この火炎Ｂは気化芯近傍に形成されて
いる一次炎Ａを保炎する作用があり、燃焼量を低
くして前記一次炎が小さなものとなつてもこの一
次炎の立消えを防止し、燃焼を安全化させる効果
がある。この保炎効果は前記保炎板４０の向折曲
部４０′の下向斜角α_１とかぶり深さｌとが大き
く関係しており、600〜3000Kcalの燃焼量を持つ
もので実験したところα_１は10〜30度、好ましく
は15〜25度、ｌは0.6〜0.9mm、好ましくは0.7〜
0.8mmであつた。

また気化芯近傍で燃焼しなかつた気化燃料は前
述した如く上昇して二次空気孔２８からの二次空
気を得て燃焼するが、この部分での燃焼を良くす
るためこの主燃焼室壁はテーパー状に広げてあ
る。すなわちこの部分が平行状態になつていると
小燃焼（二次空気が少ない時）には両壁面間の中
央部を上昇する気化燃料が空気と混合せずに不完
全燃焼し、大燃焼（二次空気が多い時）には燃焼
炎が緩衝してススを発生するが、前記した如くテ
ーパー状に広くすることによつて小燃焼時には間
隔の狭い所で気化燃料と空気とが十分混合して燃
焼し、かつ燃焼面がテーパーとなつているのでそ
の炎は互いに斜め上向きとなり、大燃焼時でも火
炎が緩衝することなく良好に燃焼する。ここで上
記主燃焼室２２での燃焼はテーパー角α_２によつ
て大きな影響を受け、実験によればα_２は50〜
100度、好ましくは70〜90度の範囲がよく、この
範囲であれば黄火発生のない完全燃焼が確認でき
た（これも600〜3000Kcalの発熱量をもつたもの
で実験）。なおこのテーパー面は第１図の左側が
装置前面とすれば右側のテーパー面２２ａが左側
のテーパー面より上方に位置するようにすれば燃
焼炎が装置前面からきれいに見えるようにするこ
とができる。

次に点火時、気化芯近傍でまず燃焼が行なわ
れ、その後この部分で燃焼しなかつた気化燃料が
上昇して主燃焼室で燃焼を開始するのは前述した
通りであるが、この時点火ヒータ３８の挿通部に
設けた保炎板４０のヒータ挿通用切欠き４１はヒ
ータ部分の火炎をスムーズに上昇させて主燃焼室
２２への火種を作り補助空気孔４３に火移り火炎
を作つて気化近傍の燃焼を主燃焼室２２に移すよ
うになり、主燃焼室２２での燃焼が気化芯近傍で
の燃焼に大きく遅れることなく燃焼するようにな
る。すなわち、このような燃焼装置において、上
記点火時、上段の一次空気孔２７′から噴出する
空気は保炎板４０に沿つて広がり、空気のみのエ
アーカーテンを作つて燃焼ドラフトが強くなるま
で主燃焼室２２へ火移りしにくい状態になろうと
する。しかしながらこの燃焼装置では前記保炎板
４０に切欠き４１が形成してあるから、上記エア
ーカーテン流の一部はこの切欠き４１を通つて上
昇するようになり、この上昇気流に一次空気孔２
７′に形成される火炎Ｂが吸込まれるようになつ
て、まずこのエアーカーテン流が気化ガスと混合
し着火しやすくなる。そしてこれと同時に前記吸
込まれた火炎により補助空気孔４３部分に火炎が
形成され主燃焼室２２へ火移りしていく。すなわ
ち主燃焼室２２の燃焼開始が早くなり、その燃焼
開始が遅れて大量の気化燃料が一時に燃焼する爆
発的な燃焼がなくなつて安全性が向上する。特に
この補助空気孔４３は点火ヒータ３８の上部に設
けたので、気化芯１５で気化した燃料が保炎板４
０のヒータ挿通用切欠き４１を通つて速やかに上
昇するようになり、その火移りはより早いものと
なつて確実に爆発的燃焼を防止できる利点があ
る。またこの補助空気孔４３の上部に設けた補助
保炎板４２は前記保炎板４０と同様の働きをして
補助保炎を立消えることなく保護し、常に火移り
効果を発揮させるようになる。

以上のように本考案は耐熱多孔性の気化芯近傍
の一次空気孔から一次空気を供給して気化芯から
液体燃料を気化し、この一次空気孔の下流におい
て二次空気孔から二次空気を供給して主燃焼を行
わせるものにおいて、一次，二次空気量をダンパ
ーで可変し、一次空気量に応じて気化芯近傍に点
火ヒータで点火した火炎の大きさを変えて液体燃
料の気化量を可変するとともに、この液体燃料の
気化量に応じて二次空気量を可変するので燃焼量
が自由に可変でき、しかも各燃焼量ともきわめて
燃焼状態の良好なものとなる。

また本考案では保炎板と保炎用火炎を形成する
一次空気孔とを設けているので燃焼が安定すると
ともに、この保炎板にヒータ挿通用の切欠きを設
けているので点火ヒータ部分に形成された火炎は
上記保炎板に邪魔されることなくスムーズに燃焼
室へと伸び、しかもこの切欠きと対応させてその
下流に補助空気孔と補助保炎板を設けているので
前記火炎を引継いて燃焼室内の気化燃料を迅速に
着火させ、かつ立消え等起すことなく確実に炎を
燃焼室へと引継いて確実に爆発着火を防止する
等、迅速かつ安全な着火も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における液体燃料燃
焼装置の断面図、第２図はその側面を一部切断し
て示した側面図、第３図は同一部を切断して示し
た平面図、第４図は斜視図、第５図は拡大断面図
である。 １５……気化芯、２７……空気供給手段（一次
空気孔）、３８……点火ヒータ、４０……保炎
板、４１……切欠き。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液体燃料を液相状態で含有する耐熱多孔性の気
   化芯と、この気化芯の近傍に気化芯側面を流れる
   様に位置された一次空気孔と、この一次空気孔の
   下流側に設けた保炎板と、この保炎板の上流側根
   元部に設けた保炎用の一次空気孔と、前記保炎板
   の下流において二次空気を供給する二次空気孔
   と、これらの一次、二次空気孔への供給空気量を
   可変するダイパーと、上記気化芯の上部近傍に配
   設して気化芯近傍で火炎を形成させる点火ヒータ
   とを備え、上記点火ヒータ設置部分の保炎板には
   燃焼室に通じる切欠きを設け、この切欠きに対応
   させて保炎板と燃焼室との間に火移り用の補助空
   気孔と補助保炎板を設けてなる液体燃料燃焼装
   置。