JPWO2018100843A1 - 蒸発式バーナ - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態に係る蒸発式バーナ(以下、「第1バーナ」と称される場合がある。)の構成の一例につき、図面を参照しながら、より詳しく説明する。
図1は、燃焼室を画定する内側ハウジングの軸を含む平面による第1バーナの模式的な断面図である。以下の説明においては、第1バーナが使用される状態(例えば、車両に搭載される状態等)における鉛直方向上側(図1の紙面の上側)を「上方」、その反対側である下側を「下方」とする。更に、図1の紙面に向かって左側(含浸部材側)を「上流側」、その反対側である右側を「下流側」とする。
含浸部材に求められる性状としては、例えば、燃焼室内における着火装置による燃料の着火及び着火後の燃焼の維持に十分な量の燃料の蒸気を発生させることが可能な量の燃料を保持(含浸)することができること、並びに、燃料供給部から供給された燃料を燃料供給部による供給圧力及び/又は毛細管現象によって含浸部材の内部に迅速に分散させることができること等を挙げることができる。
そこで、本発明者は鋭意研究の結果、以下のような知見を得た。先ず、上記のような燃料の突き抜け(滲み出し)に対しては、含浸部材の厚みによる影響が大きい。具体的には、含浸部材の厚みが大きいほど、上記のような燃料の突き抜け(滲み出し)が起こり難くなる。しかしながら、蒸発式バーナの設計仕様上、含浸部材の厚みを無制限に大きくすることはできない。
そこで、第1バーナ100においては、図2及び図3に示すように、含浸部材120の燃料透過率よりも低い燃料透過率を有する部材である滲出防止部材200が少なくとも対向領域に配設される。この「対向領域」は、前述したように、燃料供給部130から含浸部材120へと燃料が浸入する含浸部材120の表面領域(浸入領域)に対して含浸部材120を挟んで対向する含浸部材120の表面領域である。
上記のような構成を有する第1バーナ100においては、含浸部材120に比べて低い燃料透過率を有する滲出防止部材200が含浸部材120の少なくとも(浸入領域に対向する)対向領域に配設されている。即ち、含浸部材120の第2端部側の表面上において燃料の突き抜け(滲み出し)が起こる可能性が高い領域が、燃料が透過し難い(或いは燃料が透過しない)部材によって覆われている。
図3に示した例においては、滲出防止部材200の全体が、含浸部材120の外部に配置されている。換言すれば、図3に示した例においては、滲出防止部材200は含浸部材120の表面上に配置されている。しかしながら、滲出防止部材200の配設様式(即ち、滲出防止部材200の含浸部材120に対する位置関係)は上記に限定されない。
以下、本発明の第2実施形態に係る蒸発式バーナ(以下、「第2バーナ」と称される場合がある。)の構成の一例につき、図面を参照しながら、より詳しく説明する。
第2バーナの基本的な構成は、以下に説明する点を除き、図1を参照しながら上述した第1バーナ100と同様である。従って、第2バーナの基本的な構成についての説明は、ここでは省略する。
第1バーナ100についての説明において上述したように、本発明バーナが備える滲出防止部材200は、その全体が含浸部材の内部に埋設されていてもよく、その全体が含浸部材の外部に配置されていてもよく、或いは、その一部が含浸部材の内部に埋設され且つその他の部分が含浸部材の表面から突出していてもよい。
滲出防止部材200の突出部分は、着火装置140による燃料の着火直後において火炎が広がることができる空間における障害物となり、火炎は突出部分が存在しない空間に露出している含浸部材120の表面から供給される燃料の蒸気に燃え広がることとなる。即ち、着火装置140による燃料の着火が起こる燃焼室110の上流側(含浸部材120の近傍)の空間においては、滲出防止部材200の突出部分の存在により、燃料の蒸気が供給される領域と、火炎が伝播することができる領域と、が良好に一致する。この結果、着火装置140による燃料の着火後、火炎が速やかに伝播するので、燃焼の定常化を早期に達成することができる。
以下、本発明の第3実施形態に係る蒸発式バーナ(以下、「第3バーナ」と称される場合がある。)の構成の一例につき、図面を参照しながら、より詳しく説明する。
第3バーナの基本的な構成は、仕切部材を更に備える点を除き、上述した第1バーナ100及び第2バーナと同様である。従って、第3バーナの構成については、仕切部材に着目して以下に説明する。従って、図10においても、図1と同様に、第3バーナ103が備える滲出防止部材200は省略されているが、第3バーナ103は、上述した第1バーナ100及び第2バーナが備え得る滲出防止部材200及び後述する第3バーナ103の変形例が備え得る滲出防止部材200を始めとする種々の滲出防止部材200を備えることができる。
第3バーナ103は、図10に示すように、燃焼室110の内部において含浸部材120よりも燃焼室110の(第1端部とは反対側の端部である)第2端部に近い側(下流側)に含浸部材120と所定の間隔を空けて配設された仕切部材150を更に備える。そして、燃焼室110において仕切部材150よりも第1端部側(上流側)に位置する空間である着火空間110aと、燃焼室110において仕切部材150よりも第2端部側(下流側)に位置する空間である燃焼空間110bと、が仕切部材150に形成された間隙及び/又は貫通孔の少なくとも一部を介して連通している。
上記のような構成を有する第3バーナ103においては、含浸部材120及び仕切部材150を下流側から観察した場合、仕切部材150によって含浸部材120の下流側の主面が少なくとも部分的に覆われており、含浸部材120の露出面積が低減されている。その結果、例えば、内燃機関の出力変動等に伴う排気の圧力変動の影響により燃焼ガスが燃焼室110内にある含浸部材120の近傍にまで逆流して失火及び/又は燃焼不良等の問題を招く可能性を低減することができる。
第3バーナ103において、滲出防止部材200は、仕切部材150の一部として構成されていてもよい。例えば、図16に示すように、仕切部材150の一部(中央部)を上流側(第1端部側)が凸になるように屈曲させた部分を滲出防止部材200とし(図中、破線によって囲まれた部分)、これを含浸部材120に当接させてもよい。
以下、本発明の第4実施形態に係る蒸発式バーナ(以下、「第4バーナ」と称される場合がある。)の構成の一例につき、図面を参照しながら、より詳しく説明する。
そこで、第4バーナにおいては、内側ハウジング113の軸方向が水平方向であり、且つ、少なくとも複数の第1給気孔110c及び第2給気孔110dのうち内側ハウジング113の軸方向において含浸部材120に最も近い第1給気孔110cと含浸部材120との距離である第1距離だけ含浸部材120から第2端部側(下流側)に離れた位置における内側ハウジング113の周壁において、燃焼室110の内部における着火装置140の先端よりも鉛直方向における上側には給気孔110cが形成されていない。
上記によれば、例えばバーナへの給気量が比較的多い場合及び内側ハウジング113の径が小さい場合等においても、内側ハウジング113の上側から吹き込む空気の流れによって、せっかく着火装置140によって燃料が着火して発生した火炎が消えてしまう可能性が低減される。また、下側から給気が行われることにより、火炎が安定するという効果もある。
Claims (14)
- 底壁と周壁とからなる有底筒状の容器である内側ハウジングによって画定される空間である燃焼室と、
前記燃焼室における前記内側ハウジングの前記底壁側の端部である第1端部に配設され且つ毛細管構造及び/又は多孔質構造を有する部材である含浸部材と、
前記含浸部材に燃料を供給して前記含浸部材に前記燃料を含浸させる燃料供給部と、
前記含浸部材から蒸発する前記燃料の蒸気を加熱して着火させる着火装置と、
を備え、
前記燃焼室に開口し且つ前記燃焼室に空気を供給する複数の給気孔が前記内側ハウジングの前記周壁に形成されている、
蒸発式バーナであって、
少なくとも前記燃料供給部から前記含浸部材へと前記燃料が浸入する前記含浸部材の表面領域である浸入領域に対して前記含浸部材を挟んで対向する前記含浸部材の表面領域である対向領域において、前記燃料の透過率に対応する特性値である燃料透過率が前記含浸部材よりも低い部材である滲出防止部材を更に備える、
蒸発式バーナ。 - 請求項1に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材が、前記燃料が透過することができない非透過性の部材である、
蒸発式バーナ。 - 請求項1又は請求項2に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材は、前記含浸部材とは別個の部材である、
蒸発式バーナ。 - 請求項3に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材は、前記含浸部材と焼結によって接合されている、
蒸発式バーナ。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材の全体が、前記含浸部材の内部に埋設されている、
蒸発式バーナ。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材の全体が、前記含浸部材の外部に配置されている、
蒸発式バーナ。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材の一部が前記含浸部材の内部に埋設され且つ前記滲出防止部材のその他の部分が前記含浸部材の表面から突出している、
蒸発式バーナ。 - 請求項7に記載の蒸発式バーナであって、
前記内側ハウジングの軸方向に直交する平面への投影図において、前記滲出防止部材の前記含浸部材の内部に埋設されている部分が、前記滲出防止部材の前記含浸部材の表面から突出している部分に含まれる、
蒸発式バーナ。 - 請求項8に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材の前記含浸部材の表面から突出している部分と前記含浸部材との界面に段差が形成されている、
蒸発式バーナ。 - 請求項6乃至請求項9の何れか1項に記載の蒸発式バーナであって、
前記燃焼室内において前記含浸部材よりも前記燃焼室の前記第1端部とは反対側の端部である第2端部に近い側に前記含浸部材と所定の間隔を空けて配設された仕切部材を更に備え、
前記燃焼室において前記仕切部材よりも前記第1端部側に位置する空間である着火空間と、前記燃焼室において前記仕切部材よりも前記第2端部側に位置する空間である燃焼空間と、が前記仕切部材に形成された間隙及び/又は貫通孔の少なくとも一部を介して連通している、
蒸発式バーナ。 - 請求項10に記載の蒸発式バーナであって、
前記滲出防止部材は、前記仕切部材の一部として構成されている、
蒸発式バーナ。 - 請求項11に記載の蒸発式バーナであって、
前記仕切部材は、前記内側ハウジングには接合されていない、
蒸発式バーナ。 - 請求項1乃至請求項12の何れか1項に記載の蒸発式バーナであって、
前記内側ハウジングの軸方向が水平方向であり、
少なくとも前記複数の給気孔のうち前記内側ハウジングの軸方向において前記含浸部材に最も近い給気孔と前記含浸部材との距離である第1距離だけ前記含浸部材から前記第2端部側に離れた位置における前記内側ハウジングの前記周壁において、前記燃焼室内における前記着火装置の先端よりも鉛直方向における上側には給気孔が形成されていない、
蒸発式バーナ。 - 請求項13に記載の蒸発式バーナであって、
少なくとも前記内側ハウジングの軸方向において前記第1距離だけ前記含浸部材から前記第2端部側に離れた位置における前記内側ハウジングの前記周壁において、前記燃焼室の鉛直方向における中心よりも上側には給気孔が形成されていない、
蒸発式バーナ。
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