JPS62268909A - 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噴出させて燃焼する
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００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８
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５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、１ｏは金網筒２の内側に延伸された放
電点火電瞳、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／Ｖ８を接続する給気管、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は抵抗体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によって定油面装置１５に導
かれ、定油面装置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μｍ１．０〜１．６の予混合気とな９、
混合板６を通って金網筒２より内側に噴出する。噴出し
た予混合気は点火室１？ｉ１０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の外周面１９ａと、外側の燃焼筒２ｏの内周面２
０ａ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。

次に上記従来の燃装装置の動作について説明する。

ガスノズル２５よシ噴出するガスは、混合管２４内で所
定の空気を混入された混合ガスとなり。

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、他方は外側の燃焼筒２０にその外
側から内向とに導びかれ、各燃焼面１９ａ　、２０ａに
は均一のガスの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、予混合気を金網又は薄
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湧くすると共に炎口自体
を８００〜９００°Ｃに赤熱させ熱放散を促進して火炎
湿度を下げ、窒素酸化物（以下ＮＯｘ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からの熱反射等によって炎口自
体が高温になり材料劣化、変形を生じゃすく耐久的にも
課題があり、また炎口上流の予混合気の温度も上昇する
ことにより非常に逆火を生じゃすい。この現９は都市ガ
ス・プロパン等のガス燃料に比べ、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燃焼
させる場合においては、すでに気化器出口で２００〜３
００°Ｃに予熱されてしまうため一層大きな課題となっ
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の内方に向って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が金網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
いる予混合気がさらにキャップ４、外筒１、金網筒２の
伝導、輻射によって高温となり剛久性、逆火しやすいこ
とに問題があった。

また第５図に示す従来例は炎口に相当するＰ焼筒１９，
２０を１０〜２Ｑｘｍと近接させ、且つ各々対向する面
で燃焼させるため相互干渉によって燃焼筒１９，２０が
第４図に示す従来例以上に高温となり同様の基本的問題
点があった。

これら炎口の温度の問題点は、ガラス筒、放熱フィン等
で放熱促進を図ること、および炎口での燃焼負荷を小さ
く設定すること等によっである程度改良できるが、逆に
燃焼量を少なくした場合、予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、また広い炎口面積で燃焼
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、ＨＣ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発生を少なくし、且つ完全燃焼とを満足するのは、あ
る限られた燃ｔｇ　ｎｉでしかなく、燃焼量の大小調節
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開閉となっていた。

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２９Ａを開口した炎口板、３０Ａは混合室３
ｏに接続された燃料パイプ。

３１は仕切壁、３２は空気通路３３を構成する外筒、３
３Ａは空気パイプ、３４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よジ
の空気と混合して予混合気となり炎口２９Ａより噴出す
る。ここに点火すれば炎口２９ＡＫ密着して１次火炎３
５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
すの発生を少なくシ、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次空気量を減らしても炎口板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、この領域でのＮ　
Ｏｘ発生量が多く、室内暖房器等て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
入シ込んで形成されるため炎口板２９自体が高温とな９
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
焼量の調節中が非常に少ない欠点がある。

さらに燃焼室３６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２色って流れるた
め、炎口板２９の中央部には充分到達せず、ここの炎口
２９Ａ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Ｎ　Ｏｘ量
の減少に一定の限界があった。

第４図〜第６図に示す従来例の他にも低Ｎ　Ｏｘを図る
ための構成が知られており、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
難であったり燃焼騒音や炎口に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。

発明がヴ〔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、ＮＯｘ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。

Ｎ　Ｏｘ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 上記問題点を解決するために本発明の燃焼装置は、青炎
炎孔体とこの青炎炎孔体に形成され内方向に全一次子混
合気を旋回噴出させる複数個の気孔と、青炎炎孔体の内
側に形成した燃焼室と、この燃焼室に前記気孔より遊離
して形成した環状の旋回青炎帯と、前記青炎炎孔体と略
同−径で連設して設けた金網、発泡体等からなり全一次
子混合気を内方向に表面で密着燃焼させる表面炎孔体と
からなる。

作　　　用 本発明は上記し之構成によって、炎孔体および炎孔体よ
りより最適空気比に設定された全一次子混合気を燃焼室
に噴出させ、炎孔体の表面で孔・着燃焼させると共に炎
孔体の気孔から遊離し旋回する、胃炎火炎帯を形成させ
る。この時気孔から噴出した全−次子混合気に排気ガス
の再循環が行なわれる作用と気孔に密着する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Ｎ　Ｏｘ発生量の大巾な減少が図れ
る。また炎孔体が４００〜６００°Ｃまた炎孔体も８０
０°Ｃ程度にしか上昇せず相互干渉による過熱がないの
で材料の劣化、変形がなく耐久性を向上させることがで
き火炎帯が炎孔体、炎孔体より予混合気上流側に移行す
る逆火現象が起らない。

実施例 以下５本発明の実施例を第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
この上端に複数個の通孔４３を形成した混合板４２が連
設されている。４４は送風機４５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。

４９は複数個の気孔５０を設けた炎孔体５１は炎孔体４
９の下端に位埴し金網１発泡体等よりなる表面炎孔体で
小孔５３を有する整流体５２と一体的に構成され青炎炎
孔体４９に連設されている。

５４は全一次子混合気通路、５５は青炎炎孔体４９と表
面炎孔体５１の内側に形成した燃焼室、５６は気孔５０
より噴出した全一次子混合気の燃焼火炎を示す環状の旋
回青炎帯である。５７は青炎炎孔体４９と旋回青炎帯５
６との遊離間隙を示す。５８は排気筒、５９は点火電極
である。図中の矢印は１次空気および予混合気の流れを
示す。

第２図は第１図Ａ−Ａ線における破断図、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
示す特性図である。

次に上記構成における動作を説明する。

まずヒータ４１に通電し気化筒４ｏを２５０〜３００°
Ｃに予熱し次に送風＃１１４５、ポンプ４７を駆動する
と液体燃料と理論空気量以上である１次空気が気化筒４
０内に供給されここで全一次子混合気となって混合板４
２の中央から通路５４に導びかれる。この通路５４に入
った全一次子混合気は、青炎炎孔体４９に設けられた気
孔５０から内方に噴出される。この時気孔５ｏが接線方
向に設けられいることか９・全１次予混合ガスは燃焼室
５５に旋回流を与えられて噴出する。ここに点火電極５
９の火花で点火すると旋回青炎帯５６を形成して燃焼す
る。この旋回青炎帯５６は最適の空気比設定によって環
状炎孔体４９の内周壁および気孔５ｏの出口より１〜３
龍の遊離間隙を形成し、且つ環状で薄膜の旋回青炎とな
る。

また予混合気は小孔５３で均一に整流されて表面炎孔体
５１より燃焼室５５に噴出し、この表面炎孔体５１の外
表面に密着して燃焼し８００’Ｃ程度に赤熱している。

この燃焼状態時に青炎炎孔体４９の内周壁と旋回青炎帯
５６と遊離隙５７において気孔５０よシ噴出した全一次
子混合気に外方に広がろうとする旋回青炎帯５６から排
気ガスの一部が混入し、全−次子温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。

さらに上記青炎炎孔体４９の気孔５０よシ噴出した予混
合気に表面炎孔体５１の表面で燃焼した排気ガスの一部
も混入し、同様の作用が生じている。

表面炎孔体５１表面でのＮ　Ｏｘの低い燃焼と、ｎｉ）
記した燃焼時の作用によって旋回青炎帯５６に局部高温
部の発生が防止され全体の火炎温度も低下することから
総合的なＮ　Ｏｘの発生量を減少させることができる。

また表面炎孔体５１の表面で常に密着して燃焼している
ことおよびこの燃焼と旋回青炎帯５６とが干渉し合うと
共に燃焼室５５中で火炎と排気ガスが循環していること
よって保炎効果が発揮され高空気比設定や燃焼量の大小
調節時等においても火炎の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。

さらに青炎炎孔体４９の気孔５０には火炎が密着してい
ないので４００〜６００°Ｃの温度に保たれることから
この青炎炎孔体４９と連設している表面炎孔体５１の相
互の輻射熱が減少し１表面炎孔体５１自体も過熱を防止
でき最高でも８００°Ｃ程度に保つことができる。これ
らによって両炎孔体の変形、材￥１劣化が防止され、予
混合気の過熱がな（逆火の発生も防止できる。

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、燃焼量調節巾を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。

青炎炎孔体４９の気孔５ｏより遊離した旋回青炎帯５６
表面炎孔体５１での密着した燃焼は各々の燃焼負荷およ
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、−実験データを示す第３図の特性図で１次空気比が
１．５付近以上でＮＯｘ発生量が急に大巾な減少を示す
のは、ここが上記の青炎炎孔体４９から遊離した旋回青
炎帯５６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ちる。

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）２つの炎孔体を設け、一方は炎孔体の表面で密着
で′？ｆＳＨ燃焼させると共に他方は炎孔体より遊離し
た旋回青炎帯を形成させることによって、全一次子混合
気への排気ガスの循環作用および燃焼火炎の局部高温域
の発生を防止してＮ　Ｏｘ発生を抑制し、且つ両炎孔体
の熱反射等の相互干渉を少なして過熱を防止し、予混合
気の温度上昇も抑制することによって逆火を防止でき、
材料劣化、変形も生じることがなく耐火性を向上させる
ことができる。

（２）予混合気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支
足した燃焼状態が得られる。また表面炎孔体に密着した
表面燃焼と青炎炎孔１本より遊離した旋回青炎帯との相
互作用によって上記効果をさらに高めることができる。

（５）燃焼量調節巾を１７３以上と大きくすることがで
き経済性、快適性の向上が図れる。

（６）燃焼火炎が短く装置および応用機器の小形化が図
れる。

【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図のＡ−Ａ線における断面図。 第３図は１次空気比とＮ　Ｏｘ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・・・・・・炎孔体、５０・・・・・・気孔、５１
・・・・・・表面炎孔体、５５・・・・・・燃焼室、５
６・・・・・・旋回青炎帯。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名４９
−−一責３εづ？２し体 Ｓθ−気２Ｌ＋ ５／−ｍ−表面炎孔体 第１図　　　　　　ご“−流荒呈 、５６−−一旋回青灸帝 ｑ 第２図 一久空気比（飢う− 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 青炎炎孔体と、この青炎炎孔体に形成され内方向に全一
   次子混合気を旋回噴出させる複数個の気孔と、前記青炎
   炎孔体の内側に形成した燃焼室と、この燃焼室に前記気
   孔より遊離して形成した環状の旋回青炎帯と、前記青炎
   炎孔体と略同径で連設して設けた金網、発泡体等からな
   り全一次子混合気を内方向に表面で密着燃焼させる表面
   炎孔体とからなる燃焼装置。