JPS637284B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ヒータにより加熱された気化筒内に
燃焼フアンによる給気圧によつて液体燃料を供給
し、気化を行うとともに燃焼用空気と混合し、燃
焼を行う液体燃料燃焼装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来のこの種の液体燃料燃焼装置における構成
と動作および欠点を第１図および第２図を用いて
説明する。ヒータ１が埋設されたつぼ状の気化筒
２は内部に気化室３を形成するとともに、その上
部に混合板４およびバーナーヘツド５が配置され
ている。気化筒２の側壁には給気口６が開口する
とともに、給気口６と同心軸上に給油ノズル７が
気化室３に臨んで開口している。給気口６には断
熱材料による給気ノズル８が接続され、給気ノズ
ル８には途中に空気量調節弁９を設けた給気管１
０を介して燃焼フアン１１が接続されている。空
気量調節弁９は、給気管１０の内部に設けられた
２つの穴１２および１３のうち、片方の穴を開閉
することにより燃焼空気量の大小の切替えを行
う。また１４は絞り弁で、燃焼用空気量と燃料流
量の比すなわち空燃比を調節する。また、空気量
調節弁９と絞り弁１４との間の給気管１０からは
導圧管１５が分枝して定油面装置１６の上部の密
閉された圧力室１７に開口するとともに、前記給
気管１０との分枝部には導圧弁１８が配置され、
給気管１０に設けられた導圧口１９および大気と
連通する排気口２０を交互に開閉している。定油
面装置１６オーバーフロー式の定油面装置で、定
油面装置本体２１の下部には汲み上げポンプ２２
およびオーバーフロー管２３が配置され、本体２
１内には中程の高さまで仕切板２４が設けられて
油室２５の油面高さを規制するとともに、汲み上
げポンプ２２の吸入部とオーバーフロー管２３と
の連通部２６には他の定油面器（図示せず）に一
端が接続された送油管２７が接続されている。一
方、気化室３に臨んで開口している給油ノズル７
に一端が接続された給油管２８は他端が定油面面
装置１６内の油室２５に開口するとともに、その
途中には抵抗体２９が設けられている。また、給
油ノズル７と油室２５とは給油管２８によつて接
続されているが、給油ノズル開口部は油室２５の
油面高さよりも落差ｈだけ高く配置してあり、油
室２５から自然に給油ノズル７へ燃料が流出しな
いようになつている。

上記構成において、ヒータ１への通電により気
化筒２が加熱され、所定温度まで達すると、汲み
上げポンプ２２が動作して送油管２７より供給さ
れる液体燃料を定油面装置２１内の油室２５内へ
吐出する。油室２５内へ吐出された液体燃料は、
油室２５内を上昇し仕切り板２４の上部よりオー
バーフローしてオーバーフロー管２３を通り、連
通部２６を介して再び汲み上げポンプ２２により
油室２５内へ吐出されるが、その時に仕切板２４
によつて高さを規制された定油面を形成する。つ
ぎに燃焼フアン１１に通電され、燃焼用空気が給
気管１０を通り、給気ノズル８を介して給気口６
より気化室３へ供給される。この時、強燃焼量時
は空気量調節弁９は開状態になつており、穴１２
および１３の両方を燃焼空気が通過するが、弱燃
焼量時においては穴１２は空気量調節弁９によつ
て閉じられるので給気管１０の通路は絞られ、少
ない燃焼空気量が気化室３に供給される。一方、
燃焼フアン１１への通電後、燃焼フアン１１が定
常回転に達すると、それまで導圧口１９を閉じて
いた導圧弁１８が開き、空気量調節弁９後の給気
管１０内の圧力が導圧管１５を介して定油面装置
１６の圧力室１７に導びかれる。圧力室１７に導
びかれた空気圧力により油室２５内の液体燃料は
加圧され、給油管２８を介して給油ノズル７に供
給され、その先端開口部から気化室３に吐出され
る。給油ノズル７は給気ノズル８と同心軸上に配
置されて気化室３に臨んで開口しているので、給
油ノズル７より吐出された液体燃料は給気ノズル
８より吐出される燃焼用空気により噴霧され、微
粒子となつて加熱された気化筒２内壁に接触し気
化される。気化された液体燃料は燃焼用空気と混
合し、混合気となつて混合板４を介してバーナー
ヘツド５から噴出し点火装置（図示せず）により
点火され燃焼を行う。消火時においては、燃焼フ
アン１１への通電を停止すると同時に、導圧弁１
８により導圧口１９を閉じて給気管１０内の圧力
の圧力室１７への導入を遮断する。この時導圧弁
１８は導圧口１９を閉じると同時に排気口２０を
開くので圧力室１７に導入されていた圧力は急速
に低下する。そのため、油室２５内の液体燃料へ
の加圧がなくなつて気化室３への燃料供給が停止
されるばかりか、燃焼フアン１１の慣性によつて
供給された燃焼用空気による気化室３内の圧力お
よび給油ノズルと定油面の落差ｈによつて、給油
ノズル７および給油管２８内の液体燃料は定油面
装置１６に戻されるので、消火時の臭気が少なか
つた。

一方、燃焼量を強弱に切替えるために空気量調
節弁９の開閉を行ない、燃焼フアン１１より気化
室３へ供給される燃焼用空気量を変えると、それ
に応じて給気管１０内の圧力すなわち圧力室１７
内の圧力も変化し、その圧力に応じて給油管２８
を介して給油ノズル７より気化室３に吐出される
燃料流量が変化する。そのため、燃焼空気量に応
じた燃料流量が気化室３に供給されることにな
り、燃焼用空気量を強弱に切替えても燃焼用空気
量と燃料流量との比すなわち空燃比は大きく変化
せず、バーナーヘツド５における燃焼が良好に保
たれる利点があつた。

しかしながら、上記従来例の構成においては空
気量調節弁９の後の給気管１０内圧によつて定油
面装置１６内の液体燃料を押圧し、液体燃料を気
化室３に供給しているので弱燃焼量すなわち弱動
作時の燃料供給量を小さくできない欠点があつ
た。これを第２図によつて説明する。第２図は縦
軸に圧力室１７内の圧力Ｈをとり、横軸に給油ノ
ズル７からの燃料吐出量すなわち燃焼量Q_Fおよ
び給気管１０内を流れる燃焼用空気量Q_Aをとり、
燃焼用空気量Q_A・圧力室内圧力Ｈ特性を実線で
示し、圧力室内圧力・燃料流量Q_F特性を破線で
示してある。一般に流量Ｑと圧力Ｈとは Ｑ∝√ の関係にあり、そのため給気管１０内を流れる燃
焼空気量Q_Aが強時にQ_Apであり、その時の圧力室
１７に導かれる圧力がHoであつたとすると、弱
時に空気量調節弁９を閉状態にして燃焼用空気量
を1/2Q_Apにすると圧力室１７内の圧力は1/4Hoに
なつてしまう。一方、給油ノズル７の開口部と油
室２５の定油面高さとは落差ｈの差があるため、
液体燃料を押圧して給油ノズル７に液体燃料を供
給するに用いられる圧力差は強時においてHo−
ｈであり、弱時においては1/4Ho−ｈになつてし
まい、特に弱時において燃料供給圧力差が小さく
なり燃料供給が下安定になるばかりか、第２図に
も示されているように必要とされる燃料流量1/2
Q_Fpに対して実際に供給される燃料流量はQ_Fiとな
り、Δの流量差が生じてしまう。すなわち、強か
ら弱への切換時において、燃焼用空気量の減少量
に対して燃料流量の減少量が大きく、弱時におい
て気化室３における混合気が空気過剰になつてし
まい、バーナーヘツド５における燃焼が良好に行
われずに炎のリフトやはなはだしい時には失火を
生じる欠点を有していた。この欠点は、弱時の燃
焼用空気量を少なくして圧力室１７にかかる圧力
を小さくするほどその影響が著るしくなるため、
弱時の燃焼量を小さくすることができず強と弱と
の燃焼量の比は2/3程度とするのが一般的であつ
た。すなわち、強時における燃焼量が3000kcal／
Ｈであると弱時における燃焼量は2000〜
1900kcal／Ｈ程度までしか燃焼量を小さくするこ
とができなかつた。そして、この液体燃料燃焼装
置を暖房器として用いた場合には、室内の暖房負
荷によつては弱時の燃焼量が大きすぎて室内温度
が高くなり過ぎてしまう欠点があつた。

発明の目的 本発明は上記従来例における、弱時の燃焼量を
小さくすることができないという欠点を解消し
て、暖房器として用いた場合の室内温度の上がり
過ぎを防止するとを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明においては、
定油面装置を複数個設けてそれぞれに導圧弁を設
けた導圧管および給油ノズルに接続される給油管
を接続するとともに、導圧弁を介した複数の導圧
管を燃焼フアンと空気量調節弁との間の給気管に
接続している。これによつて、定油面装置の圧力
室には空気量調節弁を開閉して給気管に流れる空
気量を増減しても燃焼フアン吐出圧力が加えられ
るとともに、空気量調節弁の開閉に応じて開閉す
る導圧弁によつて複数の定油面装置の中で燃焼フ
アン吐出圧力が加えられる定油面装置が選択さ
れ、給油管に設けた抵抗体の抵抗に応じた燃料流
量が給油ノズルに供給されることになり、複数の
給油管それぞれの抵抗体の抵抗を燃焼空気量に応
じて最適化することにより、燃焼用空気量の大小
に応じて最適の燃料流量が得られる。

実施例の説明 つぎに本発明の一実施例を第３図に用いて説明
する。なお、図中において第１図における構成部
品と同じものは同番号を付し説明を省略する。燃
焼フアン１１と空気量調節弁９との間の給気管１
０には導圧口１９ａ，１９ｂが開口しており、そ
れぞれに導圧管１５ａ，１５ｂが接続されるとと
もに、その接続部には大気に連通する排気口２０
ａ，２０ｂと導圧口１９ａ，１９ｂとを交互に開
閉する導圧弁１８ａ，１８ｂが設けられている。
導圧管１５ａ，１５ｂは、実質的に２つの定油面
装置を一体に構成した定油面装置１１６の上部に
設けられた２つの密閉された圧力室１７ａ，１７
ｂに開口している。定油面装置１１６は、２つの
オーバーフロー式定油面装置を一体化したもの
で、本体５０内は隔壁５１によつて２つに分割さ
れており、それぞれには仕切板２４ａ，２４ｂに
よつて油面高さが規制された油室２５ａ，２５ｂ
と圧力室１７ａ，１７ｂが形成されている。油室
２５ａ，２５ｂは、その底部に開口した送油口５
２ａ，５２ｂおよびそれらを連通する送油室５３
を介して本体５０の下部に配置した汲み上げポン
プ２２に接続されている。またそれぞれの圧力室
１７ａ，１７ｂの下部にはオーバーフロー管２３
ａ，２３ｂの一端が接続されており、他端は汲み
上げポンプ２２の吸入部および他の定油面器（図
示せず）に接続されている送油管２７との連通部
２６に接続されている。一方、油室２５ａ，２５
ｂ内には給油管２８ａ，２８ｂの一端が開口して
おり、他端は給気ノズル８内に設けられ気化室３
に臨んで開口している給油ノズル７ａ，７ｂに接
続されるとともに、給油管２５ａ，２５ｂの途中
には抵抗体２９ａ，２９ｂが設けられている。

上記構成において、ヒータ１への通電により気
化筒２が所定温度まで加熱されると、汲み上げポ
ンプ２２が動作して給油管２７より供給される液
体燃料を送油室５３を介して送油口５２ａ，５２
ｂより油室２５ａ，２５ｂ内へ吐出する。油室へ
吐出された液体燃料は油室２５ａ，２５ｂを充満
し、仕切板２４ａ，２４ｂの上部からオーバーフ
ローした定油面を形成する。オーバーフローした
液体燃料はオーバーフロー管２３ａ，２３ｂを通
つて連通部２６へ至り、汲み上げポンプ２２によ
つて再び汲み上げられる。つぎに燃焼フアン１１
に通電され、燃焼用空気が空気量調節弁９、絞り
弁１４、給気ノズル８を介して気化室３に供給さ
れるようになるが、燃焼用フアン１１が定常回転
に達すると、それまで導圧口１９ａ，１９ｂを閉
じていた導圧弁１８ａ，１８ｂの一方が開き、給
気管１０ａ内圧が導圧管１５ａ，１５ｂを介して
圧力室１７ａ，１７ｂの一方に導びかれる。導圧
弁１８ａ，１８ｂは、燃焼用空気量を大小に切換
える空気量調節弁９の開閉に応じて交互に動作
し、導圧口１９ａ，１９ｂの一方を開く。すなわ
ち、空気量調節弁９が穴１２を開き、大燃焼用空
気量が気化室３に供給される時には、導圧弁１８
ａは導圧口１９ａを閉じるとともに導圧弁１８ｂ
は導圧口１９ｂを開き、導圧管１５ｂを介して圧
力室１７ｂに給気管１０ａ内圧が導びかれる。ま
た逆に空気量調節弁９が穴１２を閉じて燃焼用空
気量を小とした時には、導圧弁１８ａが開き導圧
弁１８ｂが閉じて給気管１０ａ内圧は圧力室１７
ａに導びかれる。圧力室１７ａまたは１７ｂに導
びかれた給気管１０ａ内圧すなわち燃焼フアン１
１吐出圧力によつて油室２５ａまたは２５ｂ内の
液体燃料は加圧され、給油管２８ａまたは２８ｂ
を通つて給油ノズル７ａ，７ｂの先端開口部から
気化室３に吐出される。このように、燃焼空気量
の大小すなわち空気調節弁９の開閉に応じて独立
した２系列の給油装置（加圧空気による定油面装
置からの液体燃料の供給）を切換えて用いるとと
もに、導圧口１９ａ，１９ｂが燃焼フアン１１と
空気量調節弁９との間の給気管１０ａに設けられ
ているために、圧力室１７ａ，１７ｂには燃焼用
空気の大小にかかわらず燃焼フアン９の比較的高
圧の吐出圧力が加えられることになり、給油管２
８ａ，２８ｂの途中に設けた抵抗体２９ａ，２９
ｂの抵抗に応じて給油ノズル７ａ，７ｂから吐出
される燃料流量が安定して得られる。また、燃焼
空気量の大小に応じて圧力室１７ａ，１７ｂに加
えられる空気圧に対して、抵抗体２９ａ，２９ｂ
の抵抗を最適にすることにより給油ノズル７ａ，
７ｂから吐出する燃料流量を最適化し、燃焼用空
気量の大小にかかわらず気化室３における空燃比
を最適化（例えば空燃比一定）することができる
ので、弱燃焼量を従来よりも小さくすることが可
能となる。そして、暖房器として用いた場合にお
ける、室内暖房負荷が小さい時の過剰暖房による
室温の上がり過ぎを防止できる。また、上記実施
例の説明においては、空気量調節弁９の開閉に応
じて空気圧が導びかれる圧力室１７ａ，１７ｂを
切換えて用いていたが、燃焼用空気量が小さい時
のみ一方の圧力室に空気圧を導びき、燃焼用空気
量の大きい時には圧力室１７ａ，１７ｂの両方に
空気圧を導びいて給油ノズル７ａ，７ｂの両方か
ら燃料が吐出するように構成しても良い。

また、他の実施例を示す第４図においては、第
３図における実施例に対してさらに空気量調節弁
９ｂを加えて、燃焼用空気量を大中小に切換える
構成としたものである。すなわち、空気量調節弁
９ａ，９ｂが共に開いている場合は大燃焼空気量
となり、一方が閉じている場合は中燃焼空気量、
共に閉じている時には小燃焼空気量となる。そし
て、空気量調節弁９ａ，９ｂの開閉に応じて導圧
弁１８ａ，１８ｂが開閉して燃焼用空気量に応じ
た燃料が気化室３に供給される。すなわち、空気
量調節弁９ａ，９ｂ共に閉じている時には導圧弁
１８ａが導圧口１９ａを開いているが、空気量調
節弁の一方が開いて中燃焼空気量が気化室に供給
される時には導圧弁１８ａは閉じて導圧弁１８ｂ
が導圧口１９ｂを開いて空気圧が加えられる圧力
室１７ａ，１７ｂが切換えられ、さらに空気量調
節弁９ａ，９ｂ共に開いた時には導圧弁１８ａ，
１８ｂは共に開き、圧力室１７ａ，１７ｂの両方
に空気圧が導びかれ給油ノズル７ａ，７ｂの両方
から燃料が気化室に吐出される。ここで給油ノズ
ル７ａから吐出する燃料流量を小、給油ノズル７
ｂから吐出する液体流量を中となるように給油管
２８ａ，２８ｂに設けた抵抗体２９ａ，２９ｂの
抵抗を設定することにより、燃焼用空気量に応じ
て強中弱の燃焼量が得られることになる。

発明の効果 本発明の液体燃料燃焼装置によれば、定油面装
置の液体燃料を加圧する空気圧を燃焼フアンと空
気量調節弁との間の給気管より導びくとともに、
複数の定油面装置それぞれに導圧弁を設けた導圧
管および抵抗体を設けた給油管を接続し、空気量
調節弁の開閉に応じて空気圧により加圧されて液
体燃料を吐出する定油面装置を切換えて用いるの
で、それぞれの抵抗体の抵抗を独立にかつ燃焼空
気量に対して最適化することが可能となり、空気
量調節弁の開閉によつて燃焼用空気量が変化して
も気化室における混合気の空燃比を一定にするこ
とができるばかりでなく、従来よりも小さな燃料
流量すなわち燃焼量を安定して得ることができ
る。さらに、定油面装置には燃焼用空気量の変化
にかかわらず、比較的高圧の燃焼フアン吐出圧力
が加えられるために、燃焼装置全体の傾斜に対し
ても給油ノズルからの燃料流量がほとんど変化し
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における液体燃料燃焼装置を示
す構成図、第２図は従来例における燃焼用空気量
および燃料流量と定油面装置内圧との関係を示す
特性図、第３図は本発明の液体燃料燃焼装置の一
実施例を示す構成図、第４図は本発明の他の実施
例を示す構成図である。 １……ヒータ、２……気化筒、６……給気口、
７ａ，７ｂ……給油ノズル、９ａ，９ｂ……空気
量調節弁、１０……給気管、１１……燃焼フア
ン、１５ａ，１５ｂ……導圧管、１７ａ，１７ｂ
……圧力室、１８ａ，１８ｂ……導圧弁、１９
ａ，１９ｂ……導圧口、２２……汲み上げポン
プ、２３ａ，２３ｂ……オーバーフロー管、２５
ａ，２５ｂ……油室、２８ａ，２８ｂ……給油
管、２９ａ，２９ｂ……抵抗体、５０……定油面
装置本体、１１６……定油面装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒータによつて加熱される気化筒と、この気
   化筒の側壁に設けた給気口に一端が接続され途中
   に空気量調節弁を設けた給気管と、この給気管の
   他端に接続された燃焼フアンと、上記給気口に臨
   んで開口した給油ノズルに給油管を介して接続さ
   れるとともに給気管から導圧弁を介して導圧管が
   接続された定油面装置とを備え、前記導圧管を燃
   焼フアンと空気量調節弁との間の給気管に接続す
   るとともに、前記定油面装置を複数個設け、それ
   ぞれに前記導圧弁を介した導圧管および前記給油
   管を介した給油ノズルを接続した液体燃料燃焼装
   置。 ２ 給気管の途中に設けられた前記空気量調節弁
   の開閉に応じて、前記複数の導圧管の途中に設け
   た導圧弁を開閉する特許請求の範囲第１項記載の
   液体燃料燃焼装置。 ３ 給油管の途中に抵抗体を設けて前記定油面装
   置より前記給油ノズルを介して前記気化筒内へ供
   給される燃料流量を規制するとともに、複数の給
   油管それぞれに設けた抵抗体の抵抗を異なつたも
   のとした特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃
   焼装置。 ４ 複数の定油面装置を一体とした特許請求の範
   囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。 ５ 弱燃焼量時に複数の導圧弁のうち１つだけを
   開いて前記定油面装置に圧力を導びき、他の導圧
   弁は閉じておく特許請求の範囲第２項記載の液体
   燃料燃焼装置。