JPS62258904A - 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】 産業上の利用分野 本発明は可燃性混合気を炎孔体より１出させて燃焼する
燃焼装置に関し暖房等に供するものである。

従来の技術 従来のこの種燃焼装置を第４図〜第６図に示す。

第４図の構成は、例えば特開昭６１−１７８１９号公報
に開示されたもので、１は外筒、２は金網筒、３は金網
筒２の一端を外筒１に取付ける取付金具、４は金網筒２
の他端を閉塞するキャップ、５はつぼ状の気化筒、６は
気化筒６の上部開口部に配設された混合板、７はヒータ
、８は気化筒５の側壁に挿入された空気ノズル、９は空
気ノズル８のほぼ中央に位置する燃料ノズル、１０は金
網筒２の内側に延伸された放電点火電極、１１は気化筒
５内に燃焼空気を供給するファン、１２は燃焼熱を温風
とする対流ファン、１３はファン１１と空気ノズル８を
接続する給気“庁、１４は給気管１３の途中に配設され
た抵抗体、１５は燃料ノズル９に連通する定油面装置、
１６は低抗体１４の上流側のファン吐出圧力を定油面装
置１５内に導く導圧管である。

次に上記従来の燃焼装置の動作について説明する。

ヒータ７に通電されて気化筒５が所定温度まで加熱され
ると、ファン１１が作動して燃焼空気を空気ノズル８よ
り気化筒５内に供給する。この時、抵抗体１４および空
気ノズル８の通風抵抗によって生じた圧力すなわちファ
ン吐出圧力は、導圧管１６によって定油ｉ装置１５に導
かれ、定油面装＠１５内の燃料を加圧し、燃料を燃料ノ
ズル９より吐出させる。気化筒５内に供給された燃料は
、加熱された気化筒５の内壁にて気化し、燃焼空気と混
合して空気過剰率μ＝１．０〜１．６の予混合気となり
、混合板６を通って金網筒２より内側に噴出する。、１
出した予混合気は点火電極１０により点火され、金網筒
２の内表面にて全−火燃焼を行なう。　　　　　　′ 第５図は例えば実公昭５９−３２０９号公報に示された
構成で外筒１７内に金網または多孔金属板から成る燃焼
筒１８を設け、この燃焼筒１８を内側の燃焼筒１９と外
側の燃焼筒２０とで構成すると共に、これに内側と外側
とからガスを導びく流路２１．２２を備え、内側の燃焼
筒１９の外周ｆｌ　１９　ａと、外側の燃焼筒２０の内
周面２０ａとを各々燃焼面とする。２３は枠体、２４は
混合管、２５はガスノズル、２６は分流板、２７は点火
用導火管である。

次に上記従来の燃焼装置の１助作について説明する。□
ガスノズル２５より４出するガスは、混合管２４内で所
定の空気を昆入さｎた混合ガスとなり、流路２１，２２
とに分流され一方は内側の燃焼筒１９にその内側から外
向と、地方は外側の燃焼筒２０にその外側から内向とに
導びかれ、各燃焼面１９ａ、２０ａには均一めガスが噴
出が得られここに点火すると各燃焼面１９ａ、２０ａに
密着し−て燃焼する。

第４図および第５図の従来例は、予見金気を金網又は薄
板の多孔金属板を炎口としてここから噴出させ、これら
の表面に密着して燃焼火炎を形成させるものである。こ
れらの多くは燃料に１次空気として理論空気量以上を供
給して燃焼させる全−次空気燃焼タイブで、炎口での燃
焼負荷を低くして燃焼反応帯を薄くすると共に炎口自体
を８００〜ｐｏｏ°Ｃに赤熱させ熱放散を促進して火炎
温度を下げ、窒素酸化物（以１：Ｎｏ、という）の発生
を抑制しようとするものである。

これらにおいて炎口としての金網等が赤熱状態にありこ
の相互干渉および、他物体動らの熱反射等によって炎口
自体が高温になり材料劣化、変形牽牛じやすく耐久的に
も課題があり、また炎口上、流の予見金気の温度も上昇
することにより非常に逆火を生じやすい。この現象は都
市ガス、プロパン等のガろ燃料に比べ、ヒータを有した
気化器に液体燃料と１次空気を供給して予混合気を作り
塀焼させる場合においては、すでに気化器出口で２００
〜３００°Ｃに予熱されてし牟うため−、＠大きな課題
となっていた。

第４図の構成においては金網筒２と外筒１との間から金
網筒２の内方に向っ、工石油の予混合気を導びいて燃焼
させるが高温の金網筒２が対向していること、および外
筒１が金１筒に近接していることによって、金網筒２自
体が著しく高温になりやすく、また気化筒５で予熱され
ている予混合一がさらにキャップ４、外筒１．、金網筒
２の伝導、輻射によって高温となり耐久性、逆火しやす
いことに問題があった。　　　　　　　　−また第５図
に夾す従来例は炎口に相当する燃焼筒１９，２０を１０
〜２０ＩＩｔＭト近接サセ、且ツ各々対向する面で燃焼
させるため相互干渉によって燃焼筒１９．２０が第４因
に示す従来例以上に高温となり、同様の基杢坤間率点が
あった。

これら炎口の温度の、問題点は、ガラス筒、放熱？イン
等で放熱促進、を図、るこ牛、却よび炎口での燃焼負荷
を小さく設定すること等によ・であるｉ度改良できるが
、逆ζく燃；焼金を少なくした場合・、ナ混合気の炎口
から、の噴出速度が遅くなって逆火しやすく、末々広す
、内口面積で燃焼させるため火炎が不安定となること、
放熱効果による燃焼反応温度の過冷却をまねきＣｏ、Ｈ
Ｃ等不完全燃焼成分を発生することになる。　　、。

従ってこれら従来例では、最適条件に設定してもＮ　Ｏ
ｘ発生を少なく些１．１つ完＊燃焼とを満星するのは、
ある限られた燃焼量でしかなく、燃焼はの大小調節中は
２／３程度と狭く暖房等での使用において経済性、快適
性の面で大きな問題となっていた。

第６図は例えば実公昭５７−３２３４５号公報に示され
た構成で、２８は空気供給口孔２８Ａを設けた燃焼筒で
２９は炎口２９Ａｅｆ１口した炎口板、３０Ａは混合室
３０に接続されたＭ８科パイプ、３１は仕切壁、３２は
空気通路３３を構成する外筒、３３Ａは空気パイプ、３
４は空気通路３３の終端に接続された１次空気パイプで
混合室３０に連通する。３５は１次火炎、３６は燃焼室
である。

３７は２次火炎、３８は燃焼室３６の中央部、３９は出
口である。

次に上記従来の燃焼装置の動作について説明する。空気
パイプ３３Ａからの空気は空気通路３３の接線方向に供
給され、２次空気は空気供給孔２８Ａに対して一定の角
度をもって燃焼室３６に吐出され旋回流となる。燃料パ
イプ３４からの燃料と１次空気パイプ３４よりの空気と
混合して予見合気となり炎口２９Ａより噴出する。ここ
に点火すれば炎口２９Ａに密着して１次火炎３５とこの
後流に２次火炎を形成して燃焼する。

本構成の狙いは２次空気と予混合気とが良く混合されす
すの発生を少なくし、また２次空気量を少なくして燃焼
効率を向上させ、１次空気量を比較的低くして使用し火
炎温度を下げてＮＯｘ発生量を減らそうとするものであ
る。しかし１次空気計を威らしても炎口板２９に密着し
て１次火炎３５が明確に形成され、この１次火炎３５が
まだ１５００’Ｃ程度と高温のため、この１項域でのＮ
　Ｏｘ発生量が多く、室内暖房器等に使用した場合人体
への悪影響が問題となる。

また１次火炎３５が炎口２９Ａに密着および一部、中に
入り込んで形成されるため炎口板２９自体が高温となり
逆火やすく白灯油を燃料とした場合この傾向が著しく燃
焼量の調節ｌ］が非常に少ない欠点がある。

さらに燃焼室ａ６に２次空気が旋回して供給されるが、
この２次空気は燃焼筒２８の内壁面に沿って流れるため
、炎口板２９の中央部には充分到達せず、ここの炎口２
９Ａ出口の予混合気および１次火炎３５の近傍に２次空
気が供給されない。

従って炎口板２９の外周部と中央部で２次空気量の供給
に極端なアンバランスが生じ、トータル的な燃焼効率の
向上を図りに＜＜、この点からも逆火抑制とＮＯＸ量の
減少に一定の限界があった。

第４図〜第６図に示す従来列の他にも低Ｎ　Ｏｘを図る
ための構成が却られており、例えば燃料および空気を燃
焼室に旋回して供給するものもあったが完全燃焼化が困
難であったり燃焼・適音や炎口に１次火炎が密着して形
成されることによる逆火、Ｎ　Ｏｘ発生量が多い等の基
本的課題を有していた。

発明が解決しようとする問題点 前記のような従来の構成において、ＮＯ！発生量を抑制
し、巾広く燃焼量を調節しても逆火、炎口の劣化、変形
を生じることがなく、さらに完全燃焼化が図れる燃焼装
置がなく大きな問題となっていた。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、ＮＯＸ
の発生を大巾に抑制して特に室内環境を改善し、巾広く
燃焼量の調節して安定燃焼と完全燃焼を図り経済性、快
適性を向上させると共に耐久性の向上を図った燃焼装置
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を７解決するために本発明の燃焼装置は、環
状の外炎孔体とこの炎孔体に形成され内方向に全−次子
化金気を旋回噴出させる痩数個の気孔と、外炎孔体の内
側に位置した内炎孔体と、この内炎孔体に設けられ全−
次子化金気を外方向に外周壁に対し直角に噴出する複数
個の気孔と、外炎孔体と内炎孔体との間に形成した燃焼
室と、この燃焼室に各気孔より遊帷して形成した旋回青
炎空気比に設定された全一次予混合気を燃焼室に噴出さ
せ、気孔から遊殖し旋回する青炎火炎帯を形成させる。

この時気孔から噴出した全一次予混合気に排気ガスの再
循環が行なわれる作用と炎孔に密着する１次火炎が形成
されないことから火炎温度の局部上昇防止と全体温度の
引下が図られＮＯ！発生計の大巾な減少と、火炎帯が気
孔より予混合気上流側に移行する逆火現象が起らない。

また炎孔体が４００〜ａ　ｏ　ｏ　”ｃ程度しか上昇せ
ず材料劣化、変形がなく耐久性を向上させることができ
る。

実施例 以下、本発明の実施例を＠１図〜第３図の添付図面にも
とづいて説明する。４０はヒータ４１を有する気化筒で
この上端ｉ複数個の通孔４３を形成した混合板４２が連
設されている。４４は送風機４６に連通し気化筒４０の
側壁に開口する送風管、４６は液体燃料をポンプ４７よ
り気化筒４０内に供給する燃料パイプである。４８は外
筒でこの内側に複数個の気孔５０を設けた炎孔体でこの
下端は底板５１を有し混合板４２に連設している。

５２は外筒４８と炎孔体４９との間に形成した全一次予
混合気の通路、５３は炎孔体４９の内側に位置し複数個
の気孔５４を設けた内炎孔体で、底板５１に連設されて
いる。５５はキャツ、ブ、５６は予混合気の通路である
。５７は外炎孔体４９と内炎孔体５３との間に形成した
燃焼室、５８は環状の旋回青炎帯を示す。５９は外炎孔
体４９と旋回青炎帯５８との間隙、６０は内炎孔体と旋
回青炎帯５８との間隙を示す。６１は排気筒、６２は放
電火花を発生するための点火電極である。図中の実線矢
印は１次空気および予混合気の流れを示す。

第２図は第１図のＡ−Ａ線における破新図、第３図は予
混合気の１次空気比に対するＮ　Ｏｘ発生量の相対比較
を示すグラフである。

次に上記構成における動作を説明する。まず、ヒータ４
１に通電し気化筒４０を２５０〜３００　’Ｃに予熱し
、次に送風機４５、ポンプ４７を駆動すると液体熱料と
理論空気遣以上である１次空気が気化筒４０内に供給さ
れここで全一次子見合ガスとなって混合板４２の中央を
通って通路５２．５６に導びかれる。この全一次予混合
気は外炎孔体４９に設けられた気孔５０と内炎孔体５３
に設けられた気孔５４から燃焼室５７に噴出される。こ
の時気孔５ｏが接線方向に設けられていることから全一
次予混合気は燃焼室６７に強い旋回流を与えられて噴出
する。また気孔５４から外方に予混合気が噴出する。こ
こに点火踵砥６２の火花で点火すると旋回青炎帯５８を
形成して燃焼する。この旋回胃炎帯５８は最適の空気比
設定によって外炎孔体４９の内周壁、内炎孔体６３の外
周壁および気孔５０．５４の出口より１〜３１Ｍの遊離
間隙。

５９形成し、且つ環状で薄膜の旋回青炎となる。

この燃焼状態時に外炎孔体４９の内周壁と旋回青炎帯５
８との遊離間隙５９および内炎孔体５３の外周壁と旋回
青炎帯５８との遊離間隙６０において気孔５０．５４よ
り噴出した全−次子混合気に旋回胃炎帯５８から排気ガ
スの一部が混入し、全一次予混合気の温度上昇促進と、
より希薄混合気とする循環作用が発生している。

これらによって火炎帯に局部高温部の発生が防止され火
炎温度も低下することからＮＯｘ発生量が大巾に減少す
る。　。

さらに上記作用と共に火炎が１つの旋回炎として形成さ
れていることがら保炎効果が発揮され逆火・吹飛び等の
ない安定し、た燃焼とＣｏ、ＨＣの発生のない完全燃焼
化が図れる。この燃焼状態は、燃焼量を大きく変えても
同様の作用、効果を発揮し、燃焼量調節中を１／３以上
と大きくできる。

また第３図に示すごとく１次空気比が低い状態ではＮ　
Ｏｘ発生量が著しく多くなる。これは１次火炎が気孔に
密着して形成されると、この１次火炎自体が１５００°
Ｃ以上の高温となることと前記した排気ガスの予混合気
への循環混入効果が無くなるためである。　　　。

炎孔体４９の気孔５０より遊離した旋回青炎帯５８は気
孔５０の燃焼負荷および１次空気比の任意な設定によっ
て形成させることができ、−実、ＴＩデータを示す第３
図のグラフで１次空気比が１．５付近以上でＮ　Ｏ！　
ｑ生量が砲に大巾な４少を示すのはここが上記の遊殖し
た旋回胃炎帯５８を形成するポイントである。

実施例は液体燃料を用いたものであるが都市ガス、プロ
パン等のガス燃料であっても同様の作用、効果が得られ
る−ことはもちろんである。

発明の効果 以上のように本発明の燃焼装置によれば次の効果が得ら
れる。

（１）炎孔体の気孔より遊１雅して全一次予混合気の旋
回青炎帯を形成させ、従来のような気孔に密着する高温
１次火炎を消滅させると共に排気ガス予混合気中への再
循環を生じさせることによって火炎に局部高温域の発生
防止と火炎の全体温度が低下しＮ　Ｏｘ発生量を著しく
少なくでき大気および室内環境の改善が図れる。

（２）気孔より旋回する火炎帯が完全に遊離しているた
め炎孔体自体の過熱がなく材料劣化、変形等が無く耐久
性が向上する。

（３）　　また同時に炎孔体より上流側での予混合気の
温度上昇が抑制されることも付加され逆火が発生しない
。

４）気孔より噴出した後の予混合気は、これに排気ガス
が均一に混入することおよび旋回青炎帯からの伝導、輻
射によって適度に温度上昇し燃焼しやすい状態に継持さ
れると共に旋回による混合促進、保炎作用でＣｏ、ＨＣ
の発生のない完全燃焼化と安定した燃焼状態が得られる
。

（５）燃焼量調節中を１／／３以上と太き（することが
でき経済性、快適性の向上が図れる。

（６）燃焼火炎が短かく装置および応用礪器の小形化が
図れる。

（７）外炎孔体と内炎孔体から旋回流と外方に直進する
流れを予混金気に与えているので前記した作用、効果を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃焼装置の側断面図、第２
図は第１図中Ａ−Ａ線における折面図、第３図は１次空
気比とＮＯＸ発生量の相関を示す特性図、第４図、第５
図、第６図は従来の燃焼装置を示す側断面図である。 ４９・・・・・・外炎孔体、５０，５４・・・・・・気
孔、５３・・・・・・内炎孔体、５２．５６・・・・・
・通路、５７・・・・・・燃焼室、５８・・・・・・旋
回青炎帯。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名４９
−一一ノγト灸フしイ〉ｒζ ５θ−＃Ａ２Ｊし ５３−ｍ−内炎、２しネト ５４−　　大兄 ５８−　皮−凹責葵帝 第　２　図 第３図 −２（２気Ｆヒζ伝）　− 第４図 第５図 ／８　１ｑ 【八）（Ｂ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 環状の外炎孔体とこの炎孔体に形成され内方向に全一次
   予混合気を旋回噴出させる複数個の気孔と、外炎孔体の
   内側に位置した内炎孔体と、この内炎孔体に設けられ全
   一次予混合気を外周壁に対し略直角に噴出する複数個の
   気孔と、外炎孔体と内炎孔体との間に形成した燃焼室と
   、この燃焼室に各気孔より遊離して形成した旋回青炎帯
   とからなる燃焼装置。