JPS6262106A

JPS6262106A - 液体燃料燃焼装置

Info

Publication number: JPS6262106A
Application number: JP60202670A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Kumazawa; 熊沢　克義; Minoru Komori; 実小森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1987-03-18
Also published as: US4666398A; DE3661223D1; CA1253428A; KR900001678B1; EP0220446A1; EP0220446B1; KR870003345A

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】〔発明の技術分野］この発明は、主として室内暖房に用いられる灯芯形の液
体燃料燃焼装置に係り、特に、燃焼室内で燃料を完全燃
焼させることができるようにした液体燃料燃焼装置に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点）室内の暖房用として灯芯形の液体燃焼装置が広く使用さ
れている。灯芯形の液体燃料燃焼装置は。

燃料の供給方式から分類して、灯芯上下式と、落差式と
、加圧式とに分類される。これらは、さらに燃焼室構造
から単筒式と、複筒式とに分類される。

灯芯形の液体燃料燃焼装置、たとえば１代表的な複筒式
の石油ストーブの主要部は１通常１次のよｐに構成され
ている。すなわち、燃料タンクと。

この燃料タンクの上方に同心的に配置され相互間に環状
の燃焼室を形成する内、外炎筒と、燃焼室と燃料タンク
とを連通させる狭い環状の通路と。

下端側が燃料タンク内の石油中に差し込まれるとともに
上端側が上記狭い通路を通して上記燃焼室内に差し込ま
れ毛管現象で石油を汲み上げる筒状の灯芯とで構成され
−でいる。内、外炎筒には燃焼室内に空気を導入するた
めの通気孔が多数設けられている。そして、灯芯の上端
部から蒸発した石油蒸気を燃焼室内で燃焼させるように
し、また。

燃焼室内への灯芯の露出量を調節することによって火力
を調節するようにしている。

このような石油ストーブにあって、燃焼室内に露出して
いる灯芯の上端部に点火すると、内、外炎筒に設けられ
ている多数の通気孔から燃焼に必要な空気が燃焼室内に
導入され、燃焼が促進される。この燃焼によって生じた
熱は、燃焼室内に露出している灯芯の上端部を加熱して
石油の蒸発量を促進させる。このため、燃焼は徐々に拡
大する。

そして、最終的に灯芯の上端部から放出される熱量と灯
芯の上端部に入力される熱量とがバランスした状態で定
常燃焼状態となる。

しかしながら、上記のように灯芯形で、かつ複筒式の石
油ストーブにあっては次のような不具合があった。すな
わち、この種の石油ストーブでは。

一般に外炎筒を赤熱させ、この外炎筒からの輻射熱を暖
房用として利用している。このように外炎筒を赤熱させ
るために２通常、内炎筒の通気孔の数に比べて外炎筒の
通気孔の数を７〜１０倍程度多く、つまり外炎筒側通気
孔の開口総面積を内炎筒側通気孔の開口総面積に比べて
大にし、これによって外炎筒の熱容量を小さくして外炎
筒を赤熱させるようにしている。したがって、燃焼運転
時には、外炎筒に比べて内炎筒の方が低温に保たれてい
る。このように、外炎筒側通気孔の開口総面積を内炎筒
のそれより大幅に広くしているので。

燃焼運転時に、燃焼室内へ流れ込む空気は、内炎筒の通
気孔から流れ込む空気量に比べて、外炎筒の通気孔から
流れ込む空気量の方が圧倒的に多い。

このため、灯芯の上端部から蒸発した燃料蒸気は。

外炎筒側から流れ込む空気の影響を受けて内炎筒の外周
面側へ押しやられ、この内炎筒の外周面にように、内炎
筒は低温に保持されている。このため、内炎筒の外周面
寄りを上昇する燃料蒸気の一部は、不完全燃焼状態のま
ま外部に排出され易く。

これが原因してｃｏやＴＨＣ等の有害なガスが発生する
問題があった。

そこで、このような不具合を解消するために。

燃焼室の上部に細線をコイル状に設置したり、あるいは
大きな拡散筒を配置したり、あるいはまた拡散筒の熱容
量を減じたりする方式が考えられている。しかし、この
ような手段では問題を解決することが困難で、改善手段
がかえって冷却効果を生み、有害ガスの発生を促す結果
となっている例もあるのが実状である。

〔発明の目的〕

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、
その目的゛とするところは、外炎筒を赤熱させる方式を
採用するとともに燃焼室内に供給された燃料蒸気を完全
に燃焼させることができ、有害ガスを発生する虞れがな
い液体燃料〜燃焼装置を〔発明の概要〕この発明は、液体燃料を収容する燃料タンクと。

この燃料タンクの上方に軸心線を上下方向に向け。

かつ同心的に配置され相互間に環状の燃焼室を形成する
複数の通気孔を有した内炎筒および複数の通気孔を有す
るとともに上記通気孔の開口総面積が上記内炎筒の通気
孔の開口総面積より大に設定された外炎筒と、前記燃焼
室と前記燃料タンクとを連通させる狭い環状の通路と、
下端側が前記燃料タンク内の前記液体燃料中に差し込ま
れるとともに上端側が前記狭い通路を介して前記燃焼室
内へ差し込まれ毛管現象で上記液体燃料を汲み上げて蒸
発させる筒状の灯芯と、この灯芯の位置を可変する手段
とを備えた液体燃料燃焼装置を対象にしている。このよ
うな液体燃料燃焼装置において。

この発明によれば、内炎筒の外周面に複数の突部が形成
されてなる燃焼装置が提供される。

〔発明の効果〕

上述の如く、内炎筒の通気孔から流入する空気量に比べ
て外炎筒の通気孔から流入する空気量の方が圧倒的に多
い。このため、灯芯の上端部から蒸発した燃料蒸気は、
内炎筒の外周面に沿って上昇しようとする。しかし、内
炎筒の外周面には前述のように複数の突一部が設けられ
ているので、内炎筒の外周面に沿って上昇しようとする
燃料蒸気は、突部にさえぎられて強制的に方向変換され
。

内炎筒の外周面から離れる方向へ流れたり、渦流を形成
したりする。このように、燃焼室内を燃料蒸気が、いわ
ゆる乱流状態で流れるので、燃料蒸気の燃焼室内での滞
留時間が長くなる。この結果。

燃料蒸気と空気との混合が促進され、完全燃焼し易い状
態が自動的に形成され、燃料の全部が完全燃焼する。し
たがって、有害ガスの発生を抑制することができる。ま
た、内炎筒に設けられた突部は、燃料蒸気や空気、ある
いは燃料蒸気と空気との混合ガスを周方向に分散させる
機能も発揮する。

このため、たとえば内炎筒と外炎筒とを機械的に結合さ
せる。いわゆるクロスピンが燃焼室内を横切っているよ
うな構造の場合でも、クロスビンの下流に発生し易い立
消えを防止することができる。

また、上記のように９局部的な立ち消えが防止されるの
で、灯芯の上端部から一様に燃料を蒸発させることがで
き、燃焼室内の周方向全体に亙っで安定した燃焼を行な
わせることができる。

〔発明の実施例〕第１図には、この発明を適用した灯芯形の石油ストーブ
１０が示されている。この石油ストーブ１０の筺体１２
には、その前面壁上部に１つの大きな開口１４が形成さ
れており、また、上面壁に排ガスを排出するためのスリ
ット状の開口１６が複数形成されている。また、筺体１
２内には、開口１４に対向する関係に熱反射板１８が配
置されている。筺体１２の上面壁で開口１４の側方位置
には、カートリッジ式の石油貯蔵タンク（図示せず。）
を熱反射板１８の裏側空間に収容するための扉２０が開
閉自在に取り付けられている。熱反射板１８の前面位置
には燃焼器２２が設置されている。また、開口１４の下
方で筺体１２の前面壁にはノブ２４が配置されている。

構成されている。すなわち、この燃焼器２２は。

大きく別けて、燃料供給部２６と、燃焼部２８とで構成
されている。

燃料供給部２６は、開口部を上方に向けて配置され、前
述した石油貯蔵タンクから常に一定レベルまで石油３２
の補給を受ける環状の燃料タンク３４を備えている。こ
の燃料タンク３４は、金属材で形成されており、その外
側壁３６より内側壁３８の方が軸心線方向に充分長く形
成されている。

外側壁３６の上端部には外側に折れ曲がった鍔４０が形
成されている。また、内側壁３８の上端部には内側に折
れ曲がった鍔状の火皿４２が形成されている。外側壁３
６の上端部に形成された鍔４０の上面には、下部が燃料
タンク３４の外側壁３６より大径に形成され、上部が上
記外側壁３６より小径に形成された金属材製の段付き筒
体４４が外側壁３６と同軸的に、かつ液密に固定されて
いる。この段付き筒体４４の上部と前記内側壁３８の上
部とで後述する灯芯６２をガイドする芯４８の上端部に
は、第３図に示すように、火皿４２の高さと同じ高さで
外方へ若干延ばした第１の部分５２と、この第１の部分
５２の先端を上方に向けて所定長さ延ばした第２の部分
５４ど、この第２の部分５４の先端を水平に所定長さ延
ばした第３の部分５６と、この第３の部分５６の先端を
上方に向けて延ばした第４の部分５８とが形成されてい
る。そして、第３および第４の部分５６゜５８で後述す
る外炎筒８６を支持する火皿６０を構成している。なお
、第２の部分５４には通気孔５９が複数形成されている
。

芯ガイド筒４８．５０の間に形成された狭い環状通路４
６内には毛管現象で石油を汲み上げる。

たとえばガラス繊維等で筒状に形成された灯芯６２が、
その下端部を燃料タンク３４内に位置させた状態に挿設
されている。この灯芯６２は、芯ガイド筒４８．５０に
摺接する程度の肉厚に形成されている。そして、灯芯６
２は、燃料タンク３４と段付き筒体４４とで囲まれた部
分に配置された支持筒６４によって支持されている。こ
の支持筒６４は、上下方向のみ移動自在に、かつ回転不
能に設けられている。支持筒６４の外面複数箇所には、
ピン６６が突設されており、これらピン６６はｎ４０上
に回−転自在に載置された筒体６８に形成されている斜
孔７０に嵌入している。筒体６８の外面には第３図に示
すようにラック７２が固定してあり、このラック７２は
ビニオン７４と歯合している。ビニオン７４は段付き筒
体４４の周壁を液密に貫通して設けられた軸７６に連結
されており、この軸７６は前述したノブ２４に連結され
ている。すなわち、ノブ２４．軸７６、ビニオン７４．
ラック７２．筒体６８．斜孔７０．ピン６６、支持筒６
４によって芯位置制御礪構７８が構成されている。

一方、燃焼部２８は次のように構成されている。

すなわち、燃焼部２８は、第２図に示すように大きく別
けて、前記芯ガイド筒５０の上端部に形成された火皿４
２上に載置される内炎筒８２と、前述した火皿６０を構
成する第３の部分５６上に載置され内炎筒８２との間に
燃焼室８４を形成する外炎筒８６と、この外炎筒８６よ
り外側に配置された外筒８８とで構成されている。

内炎筒８２は、開口部を下に向けて配置され。

その周壁に複数の通気孔９０を有した有底の内炎筒本体
９２と、この内炎筒本体９２の、いわゆる底壁に設けら
れた孔９３と、内炎筒本体９２内を上昇して孔９３を通
り抜けた空気流を最終燃焼に寄与させる如く偏向させる
ラッパ状の拡散筒９４と、内炎筒本体９２の内部に嵌合
固定され多数の通気孔９６を有した円板状の空気制限板
９８とで構成されている。そして、内炎筒本体９２の外
周面には、この内炎筒本体９２の周壁に外方に向けての
押し出し加工を施して形成された環状の突部９９が軸方
向に４段構成に形成されている。・一方。

外炎筒８６は、上下端を解放し、その周壁に複数の通気
孔１００を有した外炎筒本体１０２と、この外炎筒本体
１０２の上端部に一体的に設けられ。

外側に張り出した鍔部１０４と、この鍔部１０４の周縁
部から下方に向けて僅かに突出した突周壁１　ｎｌ”１
ｉＪ−で潜罰大ηＴいス　由格範大イ索Ｑつ木上び外炎
筒本体１０２に設けられた通気孔９０゜１００は、上部
側に位置するもの程大径に形成されており、これによっ
て燃焼室８４内の上側空間に流入する空気の糟が下側空
間に流入する空気の量に比べて大となるように設定され
ている。また。

外炎筒本体１０２の通気孔１００は内炎筒本体９２の通
気孔９０より１０倍程度多く設けられている。つまり、
外炎筒本体１０２の通気孔１００の開口総面積は内炎筒
本体９２の通気孔９０の開口総面積より充分に大きな直
に設定されている。

外筒８８は、透明なガラス＠１０８と、金属材製の筒状
体１１０とを上下に同軸結合して構成されており、ガラ
ス筒１０８の上端部が突周壁１０６に固定されている。

内炎＠８２と外炎筒８６とは図示しないクロスピンによ
って連結されている。

そして、上記のように構成された燃料供給部２６と燃焼
部２８とは、燃料供給部２６の上端部より上方に位置す
る部分が外部に露出するように筺体１２の仕切り板１１
２に形成された孔に装着されてい２１− 次に、上記のように構成された石油ストーブの動作を説
明する。

まず、ノブ２４を回転操作して灯芯６２の上端部を火皿
４２より上方位置まで上昇させる。なお。

ノブ２４を回転させると、ピニオン７４が回転し。

ラック７２が周方向に移動する。この結果、筒体６８が
回転する。この筒体６８の斜孔７０にビン６６を介して
連結された支持筒６４は８回転不能で、かつ上下方向の
み移動自在に設けられている。

このため、筒体６８が回転すると、ビン６６を介して支
持筒６４に上下方向に向かう力が作用する。

したがって、ノブ２４を回転操作することによって灯芯
６２の上端部を燃焼室８４内に露出させることができる
。このとき、燃料タンク３４内に収容されている石油３
２の一部は９毛管現象で灯芯６２内を上昇して灯芯６２
の上端部まで達している。

このような状態で図示しない点火装置で灯芯６２の上端
部に点火する。点火した時点においては、灯芯６２は低
温である。このため１点火した直後においては灯芯６２
の上端部に形成される火炎は小さく、火力も弱い。灯芯
６２の上端部に点火すると内炎筒本体９２および外炎筒
本体１０２に設けられている通気孔９０．１００から燃
焼に必要な空気が自然対流によって燃焼室８４内へ流れ
込む。点火した時点からしばらく経過すると。

灯芯６２の上端部は燃焼領域から熱供給を受けて温度上
昇する。このため、灯芯６２の上端部からの石油の蒸発
量が増加し、この増加にともなって火力も増加する。こ
のように火力が増加すると。

熱容量の小さい外炎筒本体１０２が赤熱状態となる。そ
して、最終的に、灯芯６２の上端部から放出される熱量
と灯芯６２の上端部に入力される熱量とがバランスした
状態で定常燃焼状態となる。

この定常燃焼状態の強度、つまり火力はノブ２４を回転
させること゛によって自由に調部される。

ところで、上述した定常燃焼状態下では、外炎筒本体１
０２の通気孔１００の数が内炎筒本体９２０通気孔９０
のそれより多いことが原因して。

通気孔９０を通して流れ込む空気量に比べて通気孔１０
０から流れ込む空気量の方がはるかに多い。

このため、灯芯６２の上端部から蒸発した燃料ガスは外
炎筒本体１０２より温度の低い内炎筒本体９２の外周面
に沿って上昇しようとする。しかし。

内炎筒本体９２の外周面には突部９９が複数設けられて
いるので、この突部９９に邪魔されて燃料ガスは第４図
中に実線矢印１２０で示すように燃焼室８４の中心側や
周方向に方向変換されたり。

渦流を形成したりする。このため、燃料ガスの燃焼室８
４内における滞留時間が長くなり、この結果、空気との
混合が良好に行われる。このように燃料ガスと空気との
混合が良好に行われるので。

それだけ完全燃焼し易くなり、結局、燃料ガスの全部が
燃焼室８４内で完全に燃焼される。また。

上述のように突部９９の存在によって燃料ガスが周方向
にも分散されるので、内炎筒８２と外炎筒８６とを連結
するクロスビンの下流域にも混合ガスを充分に行きわた
らせることができ、この領域で起こり易い立ち消えの発
生も防止でき、さらにることができ、結局、前述した効
果を発揮させることができる。

なお、この発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。すなわち、上述した実施例では。

内炎筒本体９２に押し出し加工を施して、その外周面を
１周する突部９９を軸方向に複数設けているが、第５図
に示すように、押し出し加工によっていぼ状の突部９９
ａを複数設けるようにしてもよいし、また、第６図に示
すように内炎筒本体９２の外周面に突部９９ｂとなり得
る部材１２１を複数溶接付けするようにしてもよい。

さらに、この発明は灯芯を周方向に２分割構成とし、あ
る特定の火力調節範囲では一方の灯芯片だけで火力調節
するようにしたタイプの石油ストーブにも適用できる。

第７図は、この発明を適用したこの種の石油ストーブの
要部を示している。

すなわち、この石油ストーブは半筒状の灯芯片１２２ａ
、１２２ｂを筒状に配列して灯芯６２ａを構成している
。灯芯片１２２ｂは支持＠１２４筒１２４内に、この支
持筒１２４とは独立して昇降し得るように配置された支
持部材１２６によって支持されている。支持部材１２６
の外側面にはビン１２８が突設してあり、このビン１２
８は支持筒１２４に上下方向に向けて設けられたスリッ
ト１３０を通して外部に突出している。また、支持筒１
２４の外側面にも図示しないビンが突設されている。そ
して、ビン１２８および支持筒１２４に設けられたビン
は、それぞれＬ字状に形成されたバー１３２．’１３４
の一端側にＭ嵌状態に連結されている。バー１３２，１
３４の屈曲部はそれぞれ＠１３６に回動自在に支持され
ている。

バー１３２．１３４の他端側には小径のローラ１３８．
１４０が＠着されており、これらローラ１３８．１４０
は偏心カム１４２．１４４の外周面に接触している。偏
心カム１４２．１４４は軸１４６の外周に共通に固定さ
れている。偏心カム１４２．１４４は１図中Ｐ点から反
時計回りにＱ点までの周面区間が等しい形状に形成され
ており。

Ｐ点から時計回りにＱ点までの周面区間の形状がそれぞ
れ異なっている。ずなわち、Ｂ心カム１４４のＰ点から
時計回りにＱ点までの曲率はＰ点から反時計回りにＱ点
までの曲率に比べて大きい曲率に設定されて−いる。ま
た、Ｂ心カム１４２のＰ点から時計回りにＱ点までの間
は、偏心カム１４４のＰ点から時計回りにＱ点までの間
より軸１４６側へ大幅に後退した形状に形成されている
。

軸１４６はノブ１４８に連結されている。内炎筒本体９
２としては、概略第２図に示したものと同様に外周面に
突部９９を有したものが用いられているが、この例の場
合には内炎筒本体９２の外周面に燃焼器内を灯芯片１２
２ａが侵入する領域と灯芯片１２２ｂが侵入する領域と
に区分する隔壁１５０．１５２を有したものが用いられ
ている。

このような構成であると、ローラ１３８゜１４０が偏心
カム１４２．１４４のＰ点から反時計回りにＱ点までの
周面区間に接触しているときは、灯芯片１２２ａ、１２
２ｂが同一レベルで昇降する。しかし、ローラ１３８，
１４０がＰ点から時計回りにＱ点までの周面区間に接触
しているときには、灯芯片１２２ａが最低位置、つまり
消炎位置に保持され、灯芯片１２２ｂだけがノブ１４８
の回転に応じて昇降する。したがって・火力が１／２と
なり、この１／２の範囲でさらに細かい火力調整が行わ
れることになる。

このようなタイプの石油ストーブでは、灯芯片１２２ｂ
だけで燃焼させているとき、燃焼が隔壁１５０．１５２
で区画された領域の中央部分に片寄り易い。このため、
不完全燃焼が生じ易い。しかし、この例のように内炎筒
本体９２の外周面に突部９９を設けて置くと、この突部
９９のガス拡散作用によって隔壁１５０．１５２で区画
された燃焼域の全域で燃焼させることができ、しがも前
述した理由によって完全燃焼を行なわせることができる
。

また、この発明は石油ストーブに限られるものではなく
、たとえばアルコールを燃料とする液体燃料燃焼装置に
も適用できる。

【図面の簡単な説明】

嬢１ＦＲＩｒ寸７／７’ｌ晃８日の一中ち「６出１ｆ−
圧ス妨イ女梃寥ｌ持に焼装置の斜視図、第２図は同装置
の燃焼器を局部的に切欠して示す側面図、第３図は同装
置の燃料供給部を局部的に切欠して示す斜視図、第４図
は同装置の作用を説明するための図、第５図および第６
図はこの発明の詳細な説明するための図。第７図はこの発明の他の実施例に係る液体燃料燃焼装置
にお（プる要部だけを概略的に示す図である。１０・・・石油スｌ〜−ブ、１２・・・筐体、２２・・
・燃焼器。２６・・・燃料供給部、２８・・・燃焼部、３２・・・
石油。３４・・・燃料タンク、４６・・・狭い通路、４８．５
０・・・芯ガイド筒、６２．６２ａ・・・灯芯、８２・
・・内炎筒、８４・・・燃焼器、８６・・・外炎筒、９
０，１００・・・通気孔、９２・・・内炎筒本体、９９
．９９ａ。９９ｂ・・・突部、１０２・・・外炎筒本体、１０８・
・・ガラス筒。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦牙３図牙４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体燃料を収容する燃料タンクと、この燃料タン
クの上方に軸心線を上下方向に向け、かつ同心的に配置
され相互間に環状の燃焼室を形成する複数の通気孔を有
した内炎筒および複数の通気孔を有するとともに上記通
気孔の開口総面積が上記内炎筒の通気孔の開口総面積よ
り大に設定された外炎筒と、前記燃焼室と前記燃料タン
クとを連通させる狭い環状の通路と、下端側が前記燃料
タンク内の前記液体燃料中に差し込まれるとともに上端
側が前記狭い通路を介して前記燃焼室内へ差し込まれ毛
管現象で上記液体燃料を汲み上げて蒸発させる筒状の灯
芯と、この灯芯の位置を可変する手段とを備えた液体燃
料燃焼装置において、前記内炎筒の外周面に複数の突部
が形成されてなることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
（２）前記各突部は、それぞれ前記内炎筒の周壁への押
し出し加工によって形成されたものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。
（３）前記各突部は、それぞれ前記内炎筒の周壁を１周
する形状の押し出し部によって形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の液体燃料燃焼装置
。
（４）前記各突部は、それぞれ前記内炎筒の周壁に一様
な分布で設けられた押し出し部によって形成されてなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液体燃料
燃焼装置。
（５）前記各突部は、それぞれ前記内炎筒の外周面に溶
接によって固定された部材で形成されてなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。
（６）前記灯芯は周方向に分離された２つの灯芯片で構
成されており、前記灯芯の位置を可変する手段は特定の
火力調節範囲において上記灯芯片の一方の位置だけを可
変するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の液体燃料燃焼装置。