JPS6138365B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体燃料を含有するバーナヘツドに
接するように空気を供給してバーナヘツドから液
体燃料を気化させる液体燃料燃焼装置に関する。

この種液体燃料燃焼装置はPCバーナとして知
られており、空気量の増減にほぼ比例して気化量
が増減し、空燃比が常にほぼ一定となるので、空
気量を増減させるだけで簡単に低燃焼量領域から
高燃焼量領域まで変えることができる特長があ
る。

供給空気を一次と二次に分割し、総空気流量ま
たは一次空気量を変化して、燃焼量を変化させる
方式のPCバーナにおいては、総空気流量または
一次空気流量を変化させることによつて、かなり
広い領域の燃焼量を随意に選ぶことが可能であつ
た。しかし、低発熱量領域においては、燃焼が不
安定となり、排ガス中の有害成分である燃焼中間
生成物である一酸化炭素、炭化水素を多量に発生
させると共に、燃焼が脈を打ち、間断的に黄火立
炎し、ススを発生し、極端な場合には失火する状
況を呈し、外観上において使用者に危険感を与え
ると共に、排ガス成分から見ても燃焼の質として
は、中高燃焼量領域に比べてかなり悪くなるとい
う状況があつた。なお上記高燃焼量領域とは最高
燃焼量を100とした場合に100〜80の領域であり、
中燃焼量領域とは80〜50であり、低燃焼量領域と
は50〜30である。

これを第４図を用いて従来例をさらに詳しく説
明すると、２１は液体燃料を毛細管現象によつて
吸上げる多孔質のバーナヘツド、２２はバーナヘ
ツド２１に一次空気を吹きつける如く臨んだ一次
空気孔、２３は一次空気孔に生じる炎、２４はそ
の上方の二次燃焼空間、２５は二次空気孔であ
る。従来のPCバーナは、燃料を含浸したバーナ
ヘツド２１へ一次空気を供給する一次空気孔２２
が一列だけ形成されていて低燃焼量にすべく空気
量を少なくすると、一次空気孔２２からの空気が
層流となり、気化した燃料ガスと空気との混合域
が少なくなり、同部にできる炎２３は小さく不安
定となる。そして失火する。しかしその直後一気
に再着火するため、その燃焼は小爆発的となり、
前述したような問題を引き起こすこととなる。

このため、本発明者らは、上記一次空気孔２２
を一列だけではなく、第５図に示す如く多段配列
（図面では二列）することを考え実施化してみ
た。そしてその結果、上記一次空気孔２２の各列
の相互間の孔２２ａ，２２ｂの位置関係がある特
定の関係にあるとき、安定な燃焼を呈することを
知つた。

本発明はこのような実験の結果に基づいてなさ
れたもので、以下その実施例を説明する。

本発明によるPCバーナの要部断面図を第１図
に示す。第２図は第１図における矢印Ａ方向から
見たときの一次、二次燃焼空間の壁面を示す。第
３図は異なる実施例の壁面を示す図である。図に
おいて、１は燃料を液相状態で含有する多孔質の
バーナヘツドであり、耐熱性材料からなる多孔質
である。２はバーナヘツドへ燃料を供給する燃料
供給路である。３，４はバーナヘツドの気化面が
接する気相である一次燃焼空間１０へ一次空気を
供給するための一次空気孔で、３は下からの一段
目、４は二段目を示す。５は二次燃焼空間１１へ
二次空気を供給する二次空気孔であり、それぞれ
多数個の孔から成るが、二次空気供給孔について
はスリツト状に構成されても差支えない。６はバ
ーナヘツドに送風機からの燃焼用空気を供給する
ための空気供給路、７は前記空気の流量を調節す
るダンパーである。燃焼用空気は空気通路６から
導入され第一空気室８を通り、第２空気室９へ導
かれ、さらに一次空気孔３，４、二次空気孔５か
らそれぞれ一次燃焼空間１０、二次燃焼空間１１
へ供給される。１２は一次燃焼を安定させるため
の保炎体、１３は燃焼用空気のためのシール材と
しての機能を兼ね備える断熱材である。

上記構成において、バーナヘツド１の気化面か
ら気化した燃料ガスは一次空気によつて一次燃焼
空間１０において一部が燃焼される。そして残り
は二次燃焼空間１１において二次空気によつて完
全に燃焼しつくされる。このとき、燃焼量（気化
量）は一次空気の量によつて完全に制御される。
つまりバーナヘツド１の表面に当る一次空気量に
比例して燃焼量が変化することとなる。なお本実
施例においては、一次空気、二次空気は、それぞ
れ一次空気孔３，４、２次空気孔５の孔数または
開口面積によつて一定の比率に固定されているの
で、ダンパ７によつて供給する空気の総量を変化
させることによつて燃焼量を変化させられる構成
になつている。

尚、一次空気孔を下から一段目３、二段目４と
の２段構成としたのは一例であつて、３段または
それ以上の多段とすることもできる。

前述したような低発熱量領域における燃焼の不
安定さの原因は、ひとえに一次燃焼の不安定さに
よるものであることは前述したとおりである。つ
まり一次空気孔が多列配列のものでは保炎体１２
の助けを受けての二段目４の炎と、一段目３の炎
は互いに影響し合つて一次燃焼部としての燃焼を
形成しているのであるが、各列の一次空気孔相互
の関係が特定の関係になつていないと相互の連係
がうまく発揮されない。すなわち、一段目３と二
段目４が垂直方向で同線上にない場合において
は、一次炎全体の流れ方向が直上を向くにもかか
わらず、それぞれの一次炎が独自に形成されて互
に影響を与え合うことが少く、炎が安定しなかつ
たのである。

ところが、本発明によれば、上記各一次炎相互
の影響の度合ははるかに向上することになる。よ
り具体的に説明するならば、一段目３と二段目４
を垂直方向ほぼ同線上に設けるという特定の関係
に設定することにより、流れ方向は直上であるた
め、二段目４では一段目３での燃焼残り分も上昇
供給されて空気量は多くなる。そして一次燃焼空
間１０は燃料過多の雰囲気となつているため空気
量が多ければ、この二段目４ではそれだけ強く燃
焼する。言い換えれば、二段目４に安定な炎が形
成、これで一段目３も安定な炎がされるというこ
とになる。一次燃焼の不安定さというのは、燃焼
が安定して接続されないことを指すので、安定な
炎を形成する本発明によつて前述の一次燃焼の不
安定さという現象は起こり得なくなる。実際に、
最高燃焼量領域を100とした場合に、従来例にお
いては40〜50くらいの領域以下で間断的に黄火立
炎を発生し、一酸化炭素等有毒ガスを多量に排出
する状況を呈したのであるが、本発明の実施例に
おいては20〜15の領域においても間断的黄火立炎
は皆無であり、実用に十分に耐えられるその他の
燃焼特性を得ることができた。よつて、低燃焼量
領域でも安定した燃焼が可能になつたことから、
使用範囲（使用可能な燃焼量領域）の広い、使い
勝手の良い燃焼装置が実現されるという大きな効
果を得ることができた。

尚、第２図に示す如く、一段目３の孔数と二段
目４の孔数は同じであつても十分な効果を得るこ
とができるのはもちろんであるが、この場合、中
高燃焼量領域において時として黄火、ススが発生
することがあるため、第３図における実施例のよ
うに、（二段目孔数＜一段目孔数）にするのが、
より良いという結果が得られた。特に良好な状況
を呈するのは二段目孔数（または開口面積）が一
段目孔数（または開口面積）に対して15〜40％で
あつた。

また別の実施例として、一次空気の孔数を二段
より多い多段構成する場合、二段目以上の孔数は
一段目孔数より少なくすることが上記と同じ効果
により好ましいことが明らかになつている。

前述の構成に基づき本発明には次のような作用
効果がある。すなわち、総空気量または一次空気
量を変えるだけで高燃焼量領域から低燃焼領域の
加減が簡単にできるとともに、低燃焼領域におけ
る燃焼の不安定性を解消でき、全領域において安
定な燃焼が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における液体燃料燃
焼装置の縦断面図、第２図および第３図はその一
次空気孔についての実施例を示す平面図、第４図
および第５図は従来例の縦断面図である。 １……バーナヘツド、２……燃料供給路、３，
４……一次空気孔、５……二次空気孔、６……空
気供給路、７……ダンパー、１０……一次燃焼空
間、１１……二次燃焼空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体燃料を液相状態で含有し上部に気化面を
   有するバーナヘツドと、前記バーナヘツドの下部
   に液体燃料を供給する燃料供給路と、前記バーナ
   ヘツドの気化面が位置する一次燃焼空間と、前記
   一次燃焼空間側壁に設けた一次空気孔と、前記一
   次燃焼空間の上部に設けた二次燃焼空間と、前記
   二次燃焼空間を形成する壁面に設けた二次空気孔
   と、前記一次燃焼空間側壁に設けられ前記一次空
   気孔からの空気流と衝突する保炎体と、前記一次
   空気孔および二次空気孔に空気を供給する手段
   と、前記空気供給手段の空気量を制御する手段を
   具備し、前記一次空気孔を前記一次燃焼空間側壁
   に多段かつ垂直方向において同列状に配置したこ
   とを特徴とする液体燃料燃焼装置。 ２ 一段目の一次空気孔の総面積を二段目以上の
   各段の一次空気孔の総面積よりも大となした特許
   請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。 ３ 一段目の一次空気孔の孔数が二段目以上の各
   段の一次空気孔の孔数より多い特許請求の範囲第
   ２項記載の液体燃料燃焼装置。