JPS6365844B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主としてフアンなどを使用し火炎に強
制的に空気を供給して燃焼反応を促進することに
より短炎化を実現して燃焼機の小型化を図つた家
庭用燃焼機に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種の燃焼装置は短炎化を図るために空
気噴出口が色々工夫されている。一例として第１
図ａに示す様に混合気の流れイに対し上流側と下
流側に距離Ｐを隔てて多数の空気噴出口１を千鳥
型に配列したものがある。この構成により火炎Ａ
は図に示す如く連続でかつ表面積、即ち燃焼反応
面積が拡大され短炎化が図られている。ここで燃
焼速度が大きく又可燃範囲の広い燃料では距離Ｐ
を大きくしても連続した安定な火炎を形成する
が、燃焼速度が小さく又可燃範囲の狭い燃料では
距離Ｐを大きくすれば上流側と下流側の空気噴出
口間の火炎は連続せず第１図ｂに示す様に別々の
不安定な火炎ＢおよびB′が形成されるようにな
る。こうなると不連続な火炎の隙間を通過した未
燃成分ロはそのまま排気され燃焼不良を発生す。
さらに火炎B′は特に不安定となり燃焼騒音が大
きくなる。従つて燃料に対する装置のユニバーサ
ル性も保障するためには距離Ｐをあまり大きくで
きず短炎化にも限界があつた。

また他の従来例として第１図ｃに示す様に混合
気の流れイに対し流れ方向とほぼ平行に長辺をも
つスリツト状の空気噴出口１を多数配列したもの
がある。この構成により火炎Ｃは下流方向に連続
して空気を供給され、いわゆる分割火炎が形成さ
れる。しかし分割された火炎は下流方向に長く伸
び、分割においてもせいぜいスリツトの幅程度の
分割距離しかないため供給空気量が少なかつたり
空気噴出速度が小さい場合には空気噴出口１の下
流側で互いに干渉を起こし易く、火炎長が著しく
伸長する傾向がある。一方干渉防止のため空気噴
出速度を上げると空気噴出口の上流側の火炎が不
安定となり燃焼騒音が大きくなる。

このように従来の燃焼装置では、装置のユニバ
ーサル化と短炎化及び燃焼騒音の低減も同時に満
足させるのが困難であつた。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解決するもので、
装置のユニバーサル化と短炎化による装置の小型
化及び燃焼騒音の低減を目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、多数の炎
口より燃焼室内に流入する混合気に対し、混合気
の流れ方向と交差する方向に多数の小孔の空気噴
出口から空気を噴出供給することにより燃焼反応
の促進を図る構成とし、前記炎口が配列されてい
る長手方向へジグザグライン状で、かつ最上流端
と最下流端にそれぞれ１個の小孔を位置させた多
数の前記空気噴出口を配列させたものである。ま
た空気噴出口の一部は混合気の燃焼室内への流入
方向にほぼ平行に空気を供給するよう構成されて
いる。

この構成により炎口から燃焼室内に流入した混
合気は先ずジグザグライン状でかつ連続的に配列
された空気噴出口の内上流側の噴出口より流出し
た空気流によつて偏流され、多数の小混合気塊に
分割される。次に下流に行くにつれて各小混合気
塊は下流側の空気噴出口より流出した空気流によ
つて両側から連続的でかつ徐々に空気が強制供給
されることになる。従つて燃焼速度が小さく又可
燃範囲の狭い燃料でもジグザグライン状で、かつ
連続的に配列された空気噴出口に沿つて連続火炎
が形成され、かつそれらは各小混気塊に対応した
小火炎が連続し全体として波状の火炎が形成され
るので全火炎表面積は著しく拡大されることにな
る。また波状の火炎の互いに隣り合つた小火炎と
の間には必ずある距離を隔てて空気層が形成され
ることになるため空気噴出口から供給される空気
流速が小さくても互いの干渉は発生しにくくな
る。

さらに空気噴出口の一部を混合気の流れ方向と
ほぼ平行に空気を供給するように構成すれば、炎
口近傍で混合気との穏やかな拡散混合により安定
した火炎を形成するため火炎基部はこの保炎作用
により一層安定化が図られることになる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について第２図〜第５図
に基いて説明する。第２図、第３図において２は
燃焼用空気を供給するフアンで、その吐出口には
左右２種類の二次空気と中央の一種類の一次空気
に供給空気を分割するための分割板３を介してバ
ーナボデイ４に接続されている。分割板３の上流
側には燃料流量の制御弁５を途中に備えた燃料管
６が、先端のノズル７をバーナボデイ４に対向さ
せて配設されている。バーナボデイ４は押出成形
によつて製作され左右対称形をしており、中央と
左右に大きな空間が成形されている。中央の空間
はさらに絞り８により混合気通路９と混合気室１
０に分けられ、その下流側には炎口板１１がバー
ナボデイ４の溝内に挿入されている。左右の空間
はその下流側に折曲げ成形によつてバーナボデイ
４の溝に挿入されている二次空気の噴出板１２に
より燃焼室１３と仕切られ、二次空気室１４を構
成している。噴出板１２には一部に小突起が設け
られており、バーナボデイ４の壁面との間に小隙
１５を構成し、バーナボデイ４の炎口近傍に設け
られた凹部と噴出板１２との間に構成された保炎
室１６への空気通路を形成する。噴出板１２には
炎口板１１の長手方向にジグザグライン状で、か
つ連続的に多数の空気噴出口１７が二次空気室１
４側に、又保炎室１６側には多数の小空気口１８
が設けられている。燃焼室１３の下流側にはフイ
ン１９と水管２０によつて構成された熱交換器が
設けられ、さらにその下流側には排気通路２１が
備えられており外気へ開口している。

上記の構成における作用を説明するとフアン２
により供給された燃焼用空気は、分割板３によつ
て中央の混合気通路９内に供給される一次空気と
左右の２つの二次空気室１４内に供給される二次
空気に分配される。一方燃料は制御弁５で供給空
気量に対して所定の流量に設定された後、燃料管
６を通つて先端のノズル７より混合気通路９内に
噴出される。混合気通路９内では燃料と一次空気
が混合しながら流れ絞り８によつて混合気室１０
内に均一供給される。混合気は炎口板１１を通つ
て燃焼室１３内へ流出し火炎を形成する。混合気
室１０の両側の二次空気室１４内に供給された二
次空気は、一部が小隙１５を通つて保炎室１６内
へ供給され炎口板１１の両側から小空気口１８を
通つて燃焼室１３へ噴出される。この二次空気は
減速されているので混合気と穏やかに拡散混合し
て火炎基部に安定な火炎帯を作り保炎効果をもつ
ものである。一方、大部分の二次空気はジグザグ
ライン状で、かつ連続的に多数設けられてある空
気噴出口１７から火炎に向かつて供給され、燃焼
反応を促進して火炎長を短くし高負荷燃焼を実現
する。燃焼を完了した高温ガスはフイン１９で水
管２０内を流れる水と熱交換した後、低温排気ガ
スとなつて排気通路２１を通り外気に放出され
る。

ここで空気噴出口１７は炎口板１１が配列され
ている長手方向にジグザグライン状で、かつ連続
的に多数配列されているため、第４図に示す様に
混合気の流れイは上流側の空気噴出口１７より噴
出された二次空気流によつて偏流ロされ、ジグザ
グライン状の凹部に沿い距離l₂を隔てて小混合気
塊ハに分割される。各小混合気塊ハは両側の二次
空気口１７からさらに下流方向の距離P₂に渡つ
て連続的に二次空気が供給される。よつて距離
P₂を従来（第１図ａ，ｂ）より大きくしても、
燃焼速度が小さく可燃範囲の狭い燃料でも空気噴
出口に沿つて連続火炎Ｄを形成するので火炎帯の
破れによる未燃成分の排出が発生することがな
く、かつ火炎Ｅは連続したジグザグ状となるので
火炎表面積は従来に比べ著しく増大する。

さらに各小混合気塊ハは二次空気の層と距離l₂
だけ隔てて生成されるため、二次空気流速が小さ
くなつても分割された火炎は互いに干渉して火炎
長を大きくすることがない。即ち第５図に示す様
に火炎表面積の未拡大分を二次空気流速を大きく
することによつて火炎長増大の抑制を図つていた
従来の燃焼設定点（ａおよびa′）に比べ、火炎表
面積の拡大が実現できる本実施例では燃焼設定点
を二次空気流速の小さなｂおよびb′にもつてくる
ことができ低騒音化が同時に図れる。

発明の効果 以上の説明から明らかな様に本発明の燃焼装置
によれば以下の効果が得られる。

(1) ジグザグライン状で、かつ連続的に設けられ
た小孔の空気噴出口によつて連続した火炎が二
次空気層を隔てて空気口配列に沿つてジグザグ
ライン状に形成されるため、火炎面積が著しく
増大しかつ火炎干渉も防止されるから二次空気
流速を小さくしても短炎化による高負荷燃焼が
達成され、同時に燃焼器騒音も低減できる。

(2) 燃焼速度が小さく可燃範囲の狭い燃料を使用
した場合でも連続した火炎帯が形成されるため
安定燃焼が図られ装置のユニバーサル化が図れ
る。

(3) 形成される火炎は空気口配列に沿つてジグザ
グライン状であるため、燃焼の失着火検知用の
フレームロツドを混合気の流れに直交して設置
しておけば燃焼量が広い範囲で変化しても常に
火炎帯を複数回横切ることになるので、火炎帯
で発生するイオンを確実に把えることができ
る。

(4) 小孔の空気口とすることにより穴径より大き
な空気流の乱れは通過しないこと、隣り合つた
小孔の空気口との間には空気噴出速度が零の領
域が形成されることにより空気口に沿つて形成
される火炎面の安定性が増し、燃焼騒音がさら
に低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは従来の空気噴出口による火
炎形態を示した火炎形成状態図、第２図は本発明
の一実施例を示す燃焼装置の縦断面図、第３図は
同要部断面図、第４図は同空気噴出口による火炎
形態を示した火炎形成状態図、第５図は二次空気
流速に対しCO／CO₂で表わした燃焼性能と燃焼
器騒音について本実施例と従来例との比較特性図
である。 １０……混合気室、１１……炎口板、１３……
燃焼室、１４……二次空気室、１５……保炎室、
１７……空気噴出口、１８……小空気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の炎口より燃焼室内に流入する混合気に
   対し前記混合気の流れ方向と交差する方向に多数
   の小孔の空気噴出口から空気を噴出供給すること
   により燃焼反応の促進を図る構成とし、前記炎口
   が配列されている長手方向へジグザグライン状
   で、かつ最上流端と最下流端にそれぞれ１個の小
   孔を位置させた多数の前記空気噴出口を配列させ
   る構成とした燃焼装置。 ２ 空気噴出口の一部は混合気の燃焼室内への流
   入方向にほぼ平行に空気を供給する構成とした特
   許請求の範囲第１項記載の燃焼装置。