JPS62284112A - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は家庭用の暖房等に用いられている燃焼装置に関
するものである。

従来の技術 従来、この種の燃焼装置としては石油ストーブ等に用い
られている吸上げ気化方式の燃焼装置があるが、これは
第５図に示す様に、多数の空気孔１１を有する内炎筒６
と外炎筒７間に形成される燃焼室８に灯芯１先端を露出
させて燃料を気化、燃焼させるものである。通常外炎筒
７は外筒９の絞り部１５より上方では開口面積の大きな
透孔１７を有した赤熱部１６を形成しており、灯芯１か
ら気化した燃料を燃焼室８内で燃焼させ、赤熱部１６を
赤熱させ輻射熱を得ていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の様な構成では次の様な問題を生じていた
。

通常の強燃焼では第５図に示す様に内炎筒６と外炎筒７
上方で二次炎１１を形成し、燃焼室８内を上昇してきた
未燃成分を完全に燃焼させるので良好な排ガス特性を示
す。しかし、灯芯１の露出高さを低くして燃焼量を小さ
くした場合、火炎は燃焼室８内へ下がって１２の様に形
成される。この場合、内炎筒６の空気孔１１や透孔１７
に形成されていた火炎ｆ３は火炎ｆ２の上方では形成さ
れなくなる。従来からこの様な状態では排ガス特性、特
にＣｏ／ＣＯ２特性が急激に悪化していた。

これは以下に示す様に燃焼ガスおよび空気の流れに原因
があることが明らかとなった、 第６図は第５図の従来の燃焼装置のＡ−Ａ’線、（すな
わち外筒９もしくは透過筒１８と外炎筒７間の空気通路
２０）とＢ−Ｂ’線（すなわち、内炎筒６内部）の位置
で高さ方向のＣＯの分布を強、弱の燃焼時に測定した結
果である。Ａ−Ａ’の位置では強撚焼時外筒９の絞り部
１５以上でＣＯ濃度は急激に増加し、中上部で最大とな
り、上端付近では再び減少するが、５００ｐｐｍ以上の
高値を示す。しかし強撚焼時は火炎ｆ１でほぼ完全に燃
焼略せるので排ガス特性は良好となる。弱燃焼時も同様
の挙動を示し、Ｃ○濃度としては、上端付近で２５０ｐ
ｐｍ程度となるが、この場合、火炎はＩ２となって下方
に下がっているため、Ｃｏは赤熱部１６の上端付近の透
孔１７より直接大気中に放出される。Ｂ−Ｂ’線の位置
では強撚焼時でも弱燃焼時でも同様な挙動を示し、上端
付近では弱燃焼時でも１１０００ｐｐ以上の非常に高い
値を示し、これが直接大気中に放出される。

以上の結果から、燃焼装置内の空電および燃焼ガスの流
れは次の様になっている。すなわち、第５図に示す様に
黒矢印で示される主たる流れと破線矢印の様な流れが存
在する。つまり、不完全燃焼状態の燃焼ガスが燃焼室８
がら空気路２０へ漏出する流れａと、燃焼室８から内炎
筒６内部へ漏出する流れｂである。したがって弱燃焼時
火炎がＩ２の様に燃焼室８内に落ち込んで、それより上
方で火炎が形成されないと、内炎筒６の上部の空気孔１
１および通気孔１３から、また赤熱部１６の上方の透孔
１７から高濃度のＣｏを含む燃焼ガスが直接大気中に放
出されることになる。このように弱燃焼時におけるＣｏ
／ＣＯ２の急激な悪化は、内炎筒６内部および空気通路
２０に漏出した高濃度のＣＯを含む燃焼ガスが直接大気
中に放出てれるためであることが明確となった。

上述の様に、燃焼量を小さくした場合の排ガス特性の悪
化を防止するために、従来は外炎部７下部から燃焼室８
内へ供給される空気量を相対的に抑制する方法等がとら
れていたが、この場合、外炎部７下部から燃焼室８内へ
の空気量が減少するため、点火特性が悪化したり、燃焼
室８内へ黄火が発生する等の問題があった。またこの様
な方法では、究極的には火炎が燃焼室内に落ち込んでし
まうと、排ガス特性は悪化することになり、根本的な対
策とはなっていなかった。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、弱燃焼時
の燃焼特性の急激な悪化を抑止して、排ガス特性を改良
し燃焼微調節幅を大きくするとともに、点火特性、燃焼
状態等の良好な燃焼装置を得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では、内
炎筒内方に、灯芯に対向する位置近傍から内炎筒上端付
近まで伸び、かつ内炎筒との間に形成てれる制流域をそ
の底面で遮蔽する制流筒と、外炎筒完孔部内方上部に、
外炎筒気孔部との間にわずかな間隙を有した空気室を形
成する様に燃焼制御筒を設け、この燃焼制御筒壁面に空
気室から燃焼室に連通ずる連通孔を設けている。

作　　用 本発明は上記した構成により、制流域に未燃ガヌを導入
し、この未然ガスを制流筒上方に供給される清浄な空気
と混合し、制流筒上端付近の内炎間空剣孔から集中的に
燃焼室に供給し、燃焼させるとともに、内炎筒上端内部
は未然ガス成分の少ない清浄な状態に保つことができる
。また燃焼制御筒壁に設けた連通口より燃焼室内に空気
を供給するとともに、燃焼室内の流れを変え、また空気
通路内の燃焼ガス組成を改良することができる。

実施例 以下、本発明の一突施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図において、１は灯芯で芯内筒２と芯外筒３の間に
上下動自在に設定されている。芯内筒２と芯外筒３の上
端部はそれぞれ内火皿４、外火皿５を形成しており、内
炎筒６、外炎筒７が載置されている。灯芯１の先端は燃
焼時には内炎筒６と外炎筒７間に形成される燃焼室８内
に露出され、ここで燃料の気化が行なわれる。９は外筒
で内炎筒６、外炎筒７、外筒９は内方より順次略同心円
状に配置され、固定ピン１０によって一体化されている
。１１は内炎筒６および外炎筒７に多数設けられた空気
孔である。１２は内炎筒６の上端開口部を閉塞する内炎
筒天板で内炎筒６内方から上方へ通じる通気孔１３を有
している。１４は内炎筒天板１２上に載置された拡炎板
である。外筒９の絞り部１５より上方の外炎筒７には赤
熱部１６が形成され、開口の大きな透孔１７が設けられ
ている。１８はガラス等の透過性材料よりなる透過筒で
外筒９上に載置されている。１９はトップフレームで赤
熱部１６と透過筒１８の間の空気通路２０の上端を遮蔽
する様に赤熱部１６の上端に載置され、透過筒１８を固
定している。２１は内炎筒６内方に設置された制流筒で
、灯芯１上方近傍から内炎筒６の上端部より下方位置ま
で伸び、かつ内炎筒６間に形成される制流域２２をその
底面で遮蔽する如く設けられている。２３は空気導入路
である。２４は燃焼制御筒で、外炎筒気孔部２５内方上
部に設定され、上端は外筒９の絞り部１５に対向する位
置近傍まで伸び、気孔部２５との間にわずかに間隙を有
する様に空気室２°６が形成されている。２７は燃焼制
御筒壁面に設けられた連通口で、空気室２６と燃焼室８
を連通ずる如く、多数均一に設けられている。

上記構成において、灯芯１に点火すると燃焼を開始し、
燃焼による高温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することに
より熱ドラフトを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、
外炎筒７の空気孔１１および赤熱部１６の透孔１７より
燃焼室８内に供給され燃焼が継続され、強撚焼時には、
第２図に示す様に火炎ｆｒが形成される。この時の燃焼
排ガスや空気の流れを第２図にて説明する。内炎筒６内
方から供給される空気は制流筒２１下方から灯芯１近傍
へ供給される白矢印ａと空気導入路２３を上昇する白矢
印すに分けられる。白矢印すは内炎筒上方に達し、白矢
印Ｃの様に空気孔１１や通気孔１３より燃焼室８および
その上方へ供給される。

また一部は白矢印ｄの様に制流域２２に下降し、比較的
下方の空気孔１１からも燃焼室８に供給される。一方、
白矢印ａによって気化された燃料は空気との混合ガスと
なって主として黒矢印ｅの様に燃焼室８を上昇する。し
かし、空気流内矢印Ｃ１ｄによって制流域は負圧になる
ため、混合ガスの一部は黒矢印ｆの様に制流域２２内に
流入し、上昇する。したがって制流域２２には未燃ガス
が充満する。この未燃ガスは制流域２２を上昇し、制流
筒２１の上端付近で黒矢印ｇの様に空気流内矢印ｃ、ｄ
と混合されて空気孔１１から燃焼室８へ供給される。し
たがって強撚焼時は内炎筒８上端付近に未燃ガスと空気
を良く混合した状態で燃焼室８上端付近に供給するので
、領域Ａ付近で効率よく燃焼させ、ここで燃焼しきれな
かった未燃ガスは上方に形成される火炎ｆｒで燃焼され
る。次に灯芯１の露出高さを低くして弱燃焼としていく
と、火炎は次第に燃焼室ａ内に落ち込み、火炎ｆｓとな
る。この場合の流れも強撚焼時と同様であるが、気化ガ
スは大幅に減少しているので制流域２２へ流入する未燃
ガス量も減少する。従がって空気流内矢印ｄとの混合領
域は下方へ下がり、領域Ｂ付近が良好な混合領域となり
、この部分で保炎を形成し、内炎筒６壁面を赤熱させ、
燃焼を促進させ、さらにその上方に形成される火炎ｆｓ
で燃焼を完結させる。したがって火炎ｆｓより上方の空
気孔１１からは未燃成分をほとんど含まない空気が放出
される。次に外炎筒７側の流れについて見る。従来例の
様に燃焼制御筒２４がない場合は燃焼ガスは燃焼室８の
幅全体を使って上昇するので、赤熱部１６へ達するとた
だちに空気通路２０へ漏出する。しかし、本実施例では
、燃焼制御筒２４が存在するため、燃焼ガスの流れは空
気室２６の幅だけ内炎筒６側へ寄せられることになり、
燃焼室８下方から上昇してきた燃焼排ガスの空気通路２
０への漏出は抑制される。また燃焼制御簡２４に対向す
る外炎筒気孔部２５の空気孔１１から空気室２６へ白矢
印りの様に供給された一定量の空気は、空気室２３の出
口から燃焼室８内へ噴出され、気化ガヌと混合されるの
で、ここで燃焼し、火炎ｆｔを形成し、燃焼ガスは黒矢
印りの様に上昇する。したがって赤熱部１６内壁付近で
はこの燃焼ガスによる層が形成てれ、燃焼室８下方から
上昇してくる未燃ガスの空気通路２０への漏出を抑制す
る。黒矢印りの流れの層は赤熱部１６の近傍を上昇する
ので黒矢印ｌの様に当然空気通路２０への漏出はおこる
が黒矢印１の流れは空気室２３の出口に形成される火炎
ｆｔによって燃焼がかなり進んだ状態の燃焼ガスで、Ｃ
Ｏ２を多く含んでおり、空電通路２０から大気中へ放出
されたとしてもＣｏ／ＣＯ２の急激な悪化にはつながら
ない。

さらに燃焼制御筒２４壁面には空気室２６と燃焼室８を
連通する連通口２７が設けであるため、白矢印ｉの様に
空気が供給されるので燃焼制御筒２４で曲げられた燃焼
ガス流との混合が良くなり、燃焼室ａ内への黄火の発生
も少ない。また、従来例では弱燃焼時の排ガス特性を改
良するだめに外炎筒気孔部２５から燃焼室８内へ供給さ
れる空気量を抑制して火炎の落ち込みを防止する方法等
がとられていたが、この場合、外炎筒気孔部２５から燃
焼室８内に導入される空電が抑制されるため、点火時は
空気の供給不足となり、ＣＯ１臭気が発生する場合があ
った。燃焼制御筒２４に連通孔２了が設けられていない
場合、同様な現象が生ずることが考えられるが、本実施
例では燃焼制御筒２４壁面に連通孔２７を設けているた
め、空気の供給は十分になされ、点火特性も良好となり
、ＣＯの発生量としては１／２程度におさえられる。

第３図は第１図における実施例のＡ−Ａ’線（空気通路
２０内部）とｃ−ｃ’線（制流域２２内部）とＤ−Ｄ’
線（空気通路２３）の位置のＣｏ、ＣＯ２の濃度分布を
弱燃焼時に測定した結果である。比較のだめ、従来例の
Ａ−Ａ’線位置の値も示した。Ａ−Ａ’線位置ではＣＯ
に関しては従来例とほぼ同等の値となったが、ＣＯ２に
関しては本発明の実施例がかなり高い値を示しており、
Ｃｏ／ＣＯ２特性の悪化につながらないという上述の説
明と一致している。Ｃ−Ｃ’線位置では制流筒２１の下
端から非常に高濃度のＣＯが検出されるが、制流筒２１
の上端付近で次第に薄くなり、内炎筒６上端ではかなり
希薄となっており、内炎筒６上方はＣＯａ度の低い清浄
な状態であることがわかる。制流筒２１内方のＤ−Ｄ’
線位置では全域にわたってＧｏ濃度は希薄であり、清浄
な空気が供給されていることがわかる。以上の結果も、
上述の説明と一致している。

第４図は本実施例と従来例について燃焼量−Ｃｏ／Ｃｏ
２特性を測定した結果である。従来例（破線）は燃焼量
を小きくするにしたがってＣｏ／ＣＯ２値は急激に上昇
し、排ガス特性が悪化しているが、本実施例（実施例）
では燃焼量を小さくしてもＣｏ／ＣＯ２は低値を示して
おり、特性の改良が大幅にな烙れ、本発明の効果が明確
である。

発明の効果 以上の様に本発明の燃焼装置によれば次の効果が得られ
る。

（１）制流筒を設けることにより、空気導入路の清浄な
空気と制流域内に導入される燃焼ガスを分離し、内炎筒
上方へ清浄な空気の供給を可能にしているのでＣｏ／Ｃ
Ｏ２特性が改良される。

（２制流筒上端付近では、燃焼量に応じて内炎筒のある
高さ位置で燃焼ガスと空気との良好な混合状態を形成し
、燃焼を促進させるため、高濃度のＣＯを含む燃焼ガス
が流出することはなく、Ｃｏ／ＣＯ２特性の低減が図れ
る。

（３）空気導入路から内炎筒上方へ供給される清浄な空
気流によって燃焼ガスの内炎筒上方への流れは遮蔽され
、この遮蔽効果により、内炎部上方内部は燃焼ガスをほ
とんど含んでおらず、弱燃焼時火炎が燃焼室内に落ち込
んでも高濃度のＣＯが直接大気に放出てれることはなく
、Ｃｏ／ＣＯ２の低減が図れる。

（４燃焼制御筒により、燃焼室内の燃焼負荷が下げられ
るので、弱燃焼時の火炎の落ち込みを抑制し、空気通路
から赤熱部上方を通して大気中へ放出される燃焼ガスを
抑制するので、Ｃｏ／ＣＯ２の低減が図れる。

（５１燃焼制御筒の側流作用により、燃焼室下部から上
昇する燃焼ガスの空気通路への流出を抑制し、Ｃｏ／Ｃ
Ｏ２の悪化を抑制する。

（６空気室から燃焼室へ噴出される空気によって赤熱部
内壁近傍で燃焼が促進されＣＯ２を多く含む燃焼ガス層
を形成するので燃焼室下部から上昇する未燃ガス空気通
路への流出を抑制し、Ｃｏ／ＣＯ２の悪化を抑制する。

（７１赤熱部内壁近傍に形成される排ガス層はＣＯ２を
多く含んでいるため、空気通路へ流出して赤熱部上部か
ら大気中へ放出されてもＣｏ／ＣΩ２　特性へ急激な悪
化につながらない。

（ａ　燃焼制御筒壁面に空気室と燃焼室を連通ずる連通
孔を有しているため、連通孔から燃焼室内へ供給される
空気によって混合が良好となり、燃焼が促進されるので
燃焼室内への黄火の発生がない。

（９！　　連通孔から燃焼室内へ空気が供給されるので
点火特性も良好となる。

以上の効果により、弱燃焼時の排ガス特性を改良し、燃
焼量調節幅を大きくするとともに、点火特性、燃焼状態
等の良好な燃焼装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の要部断面
図、第２図は同燃焼装置内の流れの断面図、第３図、第
４図は同燃焼装置の効果を説明するための特性図、第５
図は従来の燃焼装置の要部断面図、第６図は従来の燃焼
装置の特性図である。 １・・・・・・灯芯、６・・・・・・内炎筒、７・・・
・・・外炎筒、８・・・・・・燃焼室、９・・・・・・
外商、１５・・・・・・外筒絞り部、２１・・・・・・
制流筒、２２・・・・・・制流域、２４・・・・・・燃
焼制御筒、２６・・・・・・空気室、２７・・・・・・
連通孔。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第２
図 第　４　図 恋ヲ、１ト鍼／九ｒ 第５図 第６図 手続補正書 昭和６２年６３１７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の空気孔を有する気孔部とその上方に形成される赤
   熱部とからなる外炎筒と、この外炎筒内方に配置された
   多数の空気孔を有する内炎筒と、前記外炎筒気孔部外方
   に位置した外筒と、前記外炎筒と前記内炎筒間に形成さ
   れる燃焼室下端に設定された灯芯と、前記内炎筒内方に
   配され、前記灯芯に対向する位置近傍から前記内炎筒上
   端付近まで伸び、かつ前記内炎筒との間に形成される制
   流域をその底面で遮蔽する制流筒と、前記外炎筒気孔部
   内方上部に配され、前記外炎筒気孔部との間にわずかな
   間隙を有した空気室を形成する燃焼制御筒と、この燃焼
   制御筒壁面に前記空気室から前記燃焼室に連通する様設
   けられた連通孔とを備えた燃焼装置。