JPWO2004081447A1 - ガス燃焼装置 - Google Patents

Abstract

ガス燃焼装置１は、ガス供給源から供給されたガスを燃焼する燃焼室１１，１３と、この燃焼室で燃焼した燃焼ガスを排出する燃焼ガス出口３７を備えた燃焼器７が設けられている。燃焼ガス出口３７には、当該燃焼ガス出口３７から排出される燃焼ガスの排出分布を調整するバッフル部材４１が設けられている。

Description

本発明は、特に液化石油ガス（ＬＰＧ）による燃焼炎を熱源に用いて燃焼効率の高い完全燃焼した、熱風ないしは温風を発生するガス燃焼装置に関する。

従来、ＬＰＧを熱源とした携帯用ヘアドライヤーやヒートガンなどの装置に内蔵されるガス燃焼装置が知られている。
例えばヘアドライヤーに内蔵されるガス燃焼装置は、燃焼ガス（ＬＰＧなど）を燃焼させる燃焼器がヘアドライヤーの筒状のケーシング内に設けられている。燃焼器は、燃焼ガス供給源としてのガスタンクから供給された燃焼ガスを燃焼室内で燃焼し、燃焼器の燃焼室で加熱された空気がケーシングの入口側に設けられた送風機により出口側へ流出される。
ガスタンクから燃焼ガスとしての例えばＬＰＧが、燃焼器に備えられたエゼクターへ供給される。エゼクターでは燃焼に必要な外気が吸引され、燃焼ガスと吸引された空気から成る混合ガスが生成された後、燃焼器の入口側に内部に設けたウイック（金網）から噴出される。ウイックへ点火プラグ（点火装置）から火花が飛ばされ、混合ガスに着火する。
着火された燃焼炎は燃焼室内でウイックから外方へ広がっていくように燃焼し、この燃焼ガスは燃焼室の前方端の開放された燃焼ガス出口から温風となって排出される（特開２００２−２３３４１６号公報参照）。
ところで、従来のガス燃焼装置においては、燃焼器から発生する燃焼ガスの温度は、中心部が高温となり、外周部が低温となってしまう傾向にある。特に、ガス燃焼装置がヘアドライヤーなどに使用される場合は、ヘアドライヤーに設けられたファンなどの送風機によって送風される外気が、燃焼器によって暖められた空気の外側を通過するため、より一層中心部の温風温度は高く、外周部の温風温度が低くなってしまうという問題点があった。
さらに、万一、燃焼器から燃焼ガスが多量に発生した場合は、ファンによって送られる空気と共に高温の燃焼ガスと燃焼火炎が直接燃焼器の外部へ飛出し易くなり、安全上の問題もあった。
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、燃焼器から排出される燃焼ガスの温風温度を均一化し、且つ、燃焼火炎の飛出しを抑制して、高い安全性を有するガス燃焼装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のガス燃焼装置は、ガス供給源から供給されたガスを燃焼する燃焼室と、前記燃焼室で燃焼した燃焼ガスを排出する燃焼ガス出口と、前記燃焼ガス出口に、前記燃焼ガス出口から排出される燃焼ガスの排出分布を調整するバッフル部材を設けたことを要旨とする。

図１は、本発明の実施形態に係るガス燃焼装置の図２の矢視Ｉ−Ｉ線における断面図である。
図２は、図４の左側から視たガス燃焼装置の正面図である。
図３Ａは、本発明の実施形態に係るバッフルプレートの平面図である。
図３Ｂは、本発明の実施形態に係るバッフルプレートの側面図である。
図４は、本発明の実施形態に係るガス燃焼装置の側面図である。
図５は、図１の矢視Ｖ−Ｖ線における断面図である。
図６は、図４の右側から視たガス燃焼装置の背面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１を参照するに、この実施形態に係るガス燃焼装置１は、燃焼ガスとしての例えばＬＰＧと空気とを混合して混合ガスを生成するためのエゼクター３と、エゼクター３により生成された混合ガスに点火するための点火装置としての例えばエレクトロード５と、エレクトロード５により点火された混合ガスを燃焼する燃焼器７と、が備えられている。
図４乃至図６を参照するに、燃焼器７のチャンバー９はアルミ（ダイカト）の材料からなり、この実施形態では燃焼器７の長手方向の左右側面が図５及び図６に示されているようにほぼ円形の筒状体である。チャンバー９の内部は、図１において右側に位置する一次燃焼室１１と、一次燃焼室１１の前方（図１において左方）に位置する二次燃焼室１３と、から構成されている。エゼクター３は一次燃焼室１１の後方（図１において右方）のガス導入側に装着されている。
エゼクター３は、概略円筒形状のエゼクタボディ１５の入口側（図１の右側）に、燃焼ガスとしての例えばＬＰＧを貯留するガスタンク（図示省略）などのガス供給源からガス流路としての例えばガス供給管１７を介して供給されるガスを噴射するノズル１９が設けられている。ノズル１９は先端に口径が例えばφ６０μｍ〜φ２００μｍのピンホールの噴射穴（図示省略）が設けられている。噴射穴は円板状のピンホールディスク（図示省略）のほぼ中央に設けたオリフィスであり、噴射穴からはＬＰＧが細く、音速に近いスピードで吐出される。また、ノズル１９内には噴射穴を閉鎖させる不純物やゴミを除去するフィルタ（図示省略）が内蔵されている。なお、フィルタとしては例えば１０〜３０μｍの口径のピンホールを有する焼結金属などが用いられる。
また、ノズル１９の前方のエゼクタボディ１５の内部には、燃焼ガス（ＬＰＧ）を一次エアーと混合して燃焼器７へ導入するためのミキサー２１が設けられており、ミキサー２１の側壁には一次エアーを吸引するための一次空気穴部２３が貫通されている。したがって、ノズル１９から燃焼ガス（ＬＰＧ）が高速で吐出されることによってミキサー２１内が負圧になり、一次エアーが外部から吸引される。この吸引された一次エアーが、吐出された燃焼ガスと一緒に混じりながら前方のガス燃焼部としての例えばウイック２５へ送られる。これを、エゼクター効果という。なお、一次空気穴部２３の面積が調節されることで、一次エアーの割合を調節することができる。
また、ウイック２５は、ガス燃焼部として例えば５０〜１５０メッシュのＳＵＳ金網で円筒状の形状になっている。ウイック２５は、エゼクタボディ１５の前方端に例えば溶接で取り付けられており、燃焼器７の一次燃焼室１１の図１において右側のほぼ中心部に設けられている。また、ウイック２５の前方端には直進抑制部としてのウイックホルダ２７が例えば溶接で取り付けられている。
ウイックホルダ２７により、ミキサー２１から吐出された混合ガスは、主として側方（図１のＡＲ１の方向）へガイドされ、ウイック２５の網目から燃焼ガス（ＬＰＧ）と空気から成る混合ガスが排出される。なお、着火後の火炎は青色で概略円形になる。
また、前述したエレクトロード５は燃焼器７の内部にウイック２５の前方且つ側面の近傍に設けられている。エレクトロード５には点火用圧電素子（図示省略）からの高圧電気が、電線２９により入力され、エレクトロード５の先端からウイック２５へ火花が飛ばされる。火花がウイック２５から出た混合ガスに引火し、混合ガスが燃焼する。
また図５を参照するに、一次燃焼室１１の内壁には、前後方向（図１における左右方向）に延伸した複数の溝部３１が、ウイック２５を中心にして周囲の放射方向に配置されている。図５では６箇所の溝部３１が形成されている。
さらに、一次燃焼室１１の後部壁（図１において右側壁）には、一次燃焼室１１へ、外気（二次エアー）を供給する複数の二次空気穴部３３が設けられている。複数の二次空気穴部３３は着火部以外の位置で着火後の混合ガスへ二次エアーが供給されるように配置されている。なお、着火部とは、エレクトロード５で発生した火花が到達する範囲であり、図５の点線で囲んだ範囲で示されているように、ウイック２５の周囲であって、且つエレクトロード５側の領域ことである。なお、この実施形態では、５箇所の二次空気穴部３３が設けられている。
また更に、二次燃焼室１３へ外気（三次エアー）を供給する三次空気穴部としての例えば複数の三次エアー管路３５が各溝部３１間の一次燃焼室１１の壁内に設けられている。なお、この実施形態では合計６箇所の三次エアー管路３５が設けられている。
また、二次燃焼室１３の前方端は開口されており、この開口部が二次燃焼室１３で燃焼した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス出口３７を形成している。
また、チャンバー９の外周側には熱交換用の複数枚のフィン３９が設けられている。フィン３９はチャンバー９内で混合ガスが燃焼したときの発生熱を放出してチャンバー９を冷却する、つまり熱交換する効果がある。
次に、本発明の実施形態の主要部を構成するバッフル部材について説明する。
図１及び図２を参照するに、バッフル部材としての例えばバッフルプレート４１は、燃焼ガス出口３７から排出される燃焼ガスの排出分布を調整するための隔壁であり、燃焼ガス出口３７の全体を被蓋するように、例えばチャンバー９の端面に突起した爪部４３で取り付けられている。
バッフルプレート４１は、図３Ａ、３Ｂに示されているように、外周形状がほぼ円形をなす円板状をなしており、爪部４３と係合する切欠き部４５が外周の４箇所に設けられている。また、バッフルプレート４１には、ほぼ中心部に設けられた中心部排出穴部４７と、中心部排出穴部４７の周囲の仮想円５１上に設けられた外周部排出穴部４９と、から構成されている。
中心部排出穴部４７は二次燃焼室１３内の燃焼ガスを燃焼ガス出口３７のほぼ中心部から排出するように燃焼ガスの排気方向を規制する。さらに、外周部排出穴部４９は燃焼ガスを二次燃焼室１３の内壁面側に近い部分から排出するように燃焼ガスの排気方向を規制する。なお、この実施形態では、中心部排出穴部４７はバッフルプレート４１のほぼ中心部に設けられたほぼ円形の貫通穴であり、外周部排出穴部４９はバッフルプレート４１の外周縁近傍の仮想円５１上に沿って４つの長穴で構成されている。また、中心部排出穴部４７は外周部排出穴部４９の大きさと比較すると小さいものであり、燃焼ガスの大部分が外周部排出穴部４９から排出される構成となっている。
なお、中心部排出穴部４７及び外周部排出穴部４９の形状は、前述したものに限定されない。例えば外周部排出穴部４９がバッフルプレート４１の外周縁近傍の仮想円５１上に沿って多数のほぼ円形の貫通穴が直列的に設けられても、或いは他の形状であっても構わない。また、中心部排出穴部４７が、より小さく形成されたものでも、あるいは複数の穴で構成されても、穴形状が他の形状であっても構わない。
上記構成により、ＬＰＧがガス供給管１７を経てエゼクター３のノズル１９内へ供給されると、ＬＰＧはノズル１９内のフィルタを通過してオリフィスとしての噴射穴からミキサー２１へ音速に近いスピードで噴出されるので、ミキサー２１内ではエゼクター効果によって負圧になり、燃焼に必要な一次エアー（空燃比に相応する）が一次空気穴部２３から吸引されてミキサー２１内へ流入する。流入した一次エアーと、ＬＰＧとが混合されて混合ガスとなり前方のウイック２５へ噴出される。
なお、ミキサー２１ではＬＰＧの増減に比例して燃焼に必要な一次エアーが自動的に吸引される。また、一次空気穴部２３の穴径を小さくして一次エアー量を減少させたことにより、着火性の良好な混合ガスが前方のウイック２５へ噴射される。
ウイック２５では前方端面にウイックホルダ２７が設けられているので、燃焼ガス（混合ガス）は主として側面のメッシュのＳＵＳ金網から周囲に噴出されることになる。
次いで、点火用圧電素子からの高圧電気が、電線２９を経て供給され、燃焼器７内のエレクトロード５から火花が発生し、ウイック２５から出た着火性の良好な混合ガスに確実に着火する。この燃焼炎の殆どはウイック２５の側面から外方へ円形状に広がっていくことになり、燃焼炎の長さはウイック２５から十数ｍｍ程度で留まり、温風は一次燃焼室１１の内部並びに内壁の６個の溝部３１に沿って前方の二次燃焼室１３へ伝わっていくことになる。
このとき、エゼクター３の一次空気穴部２３は面積を小さくして一次エアーの割合が少なくされているので、ウイック２５から出た混合ガスはガス比率が高いために着火性が良好である。着火後の燃焼ガスには、二次空気穴部２３から二次エアーが供給されるので、一次燃焼室１１内のガスの燃焼効率が向上し、燃焼性能が向上する。
さらに、燃焼中の混合ガスに比べて十分温度の低い外気（三次エアー）が６個の三次エアー管路３５（三次空気穴部）を通ることにより、一次燃焼室１１の壁部の温度が効率よく下げられる。外部から供給された三次エアーが一次燃焼室１１の壁部を冷ます一方で、この三次エアーは、一次燃焼室１１の壁部と熱交換を行うので、三次エアー管路３５を通過する過程で高温に温められる。この温められた三次エアーが二次燃焼室１３へ導入される。このため、二次燃焼室１３のガスはさらに燃焼反応が促進され、燃焼性能が向上する。つまり、一次燃焼室１１で燃焼を終えたガスと高温の三次エアーが混合するので燃焼反応し易くなり、完全燃焼し易くする効果がある。これによって一層燃焼性能が向上する。
また、バッフルプレート４１が燃焼器７の燃焼ガス出口３７に設けられたので、二次燃焼室１３の燃焼ガスは、中心部排出穴部４７及び外周部排出穴部４９から排出されるので、燃焼ガスの中心部と外周部での温度差が少なくなる。つまり、燃焼器７から排出される燃焼ガスの温度の均一化が図られる。
この実施形態では、中心部排出穴部４７が、外周部排出穴部４９よりも小さく形成されているので、大部分の燃焼ガスが外周部排出穴部４９から排出され、中心部排出穴部４７から僅かに燃焼ガスが排出される。このため、燃焼ガスが排出される温風全体に行き渡り易くなる。このために、温風の中心部と外周部での温度差が少なくなる。
また、バッフルプレート４１によって、燃焼ガスが燃焼ガス出口３７の外周側の外周部排出穴部４９から排出されるので、一次燃焼室１１と二次燃焼室１３で燃焼ガス及び燃焼火炎が多量に発生した場合であっても、燃焼ガス出口３７の近傍で外周の送風空気と撹拌される為、燃焼火炎が外部へ出難くなる。したがって、バッフルプレート４１は、燃焼火炎の飛出しも抑制するので、燃焼装置の安全性が増す。
なお、本発明は前述した実施形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。この実施形態のガス燃焼装置１は、ヘヤードライヤーや、熱収縮チューブの収縮作業や乾燥、接着、溶解、ハンダ付けなどに使用されるヒートガンなどのガス燃焼装置、或いはその他の機器類のガス燃焼装置として使用可能である。

上記本発明によれば、燃焼器の燃焼ガス出口にバッフル部材を設けたので、燃焼器から排出される燃焼ガスの温度の均一化が可能となり、燃焼火炎の飛出しも抑制できる。
また、燃焼ガスが、互いに大きさの異なる中心部排出穴部及び外周部排出穴部から夫々排出されるので、燃焼ガスの中心部と外周部での温度差が少なくなる。さらに、燃焼ガス及び燃焼火炎が多量に発生した場合も、外周部排出穴部からの燃焼ガスが燃焼ガス出口の近傍で外周の送風空気と撹拌される為、燃焼火炎が外部へ出ることを防止できる。
また更に、大部分の燃焼ガスを外周部排出穴部から排出し、中心部排出穴部から僅かに燃焼ガスを排出するので、燃焼ガスが温風全体に行き渡り易くなり、温風の中心部と外周部での温度差が少なくなる。

Claims (3)

1. ガス燃焼装置であって、
   ガス供給源から供給されたガスを燃焼する燃焼室と、
   前記燃焼室で燃焼した燃焼ガスを排出する燃焼ガス出口と、
   前記燃焼ガス出口に、前記燃焼ガス出口から排出される燃焼ガスの排出分布を調整するバッフル部材を設けたことを特徴とするガス燃焼装置。
2. 請求項１記載のガス燃焼装置であって、前記バッフル部材はさらに、前記燃焼室内の燃焼ガスを燃焼ガス出口のほぼ中心部から排出する中心部排出穴部と、前記中心部排出穴部の周囲の外周部に配置されて前記燃焼ガスを燃焼室の内壁面側から排出する外周部排出穴部と、から構成されていることを特徴とするもの。
3. 請求項２記載のガス燃焼装置であって、前記中心部排出穴部が、前記外周部排出穴部よりも小さく形成されていることを特徴とするもの。

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