JP2002048307A - 燃焼式加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の燃焼室でも燃料と空気が十分に混合し
て空燃比が均一になり、高い燃焼効率と排気エミッショ
ン特性が得られる燃焼式加熱装置を提供する。 【解決手段】 内部に第１燃焼室１１を形成する円筒形
の第１燃焼筒８の底部にウイック９のような燃料気化手
段を設けると共に、燃焼筒８の円筒面には外側に形成さ
れる旋回空気室１２から燃焼室１１内へ燃焼用の空気を
中心軸線の回りの旋回流を形成するように流入させる。
そのために切り起こしによるガイド２１を有する空気供
給口２０を形成することができる。第１燃焼室１１は絞
り開口７ａを有する隔壁７によって第２燃焼室１４に接
続しているが、この隔壁７に切り込みを設けて、通過す
る燃焼ガス等に旋回流を発生させることも可能である。
燃焼は第１燃焼室１１内で略完了するが、空気の旋回流
のために燃焼室１１の内壁面の熱負荷は小さくなるの
で、燃焼室と加熱装置全体を小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料を燃焼させるこ
とによって被加熱流体を加熱する燃焼式加熱装置に係
り、特に車両空調用として好適な、小型で燃焼効率及び
排気エミッション特性の優れた燃焼式加熱装置と、それ
に使用し得る燃焼方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開２０００−７４３３３号公報には、
内部を高温の燃焼ガスが流れる燃焼筒の外周面に複数個
の突起を千鳥状に点在させて設けると共に、各突起に燃
焼筒の軸線方向に沿って、且つ冷却ガス流の下流側に向
かうにつれて燃焼筒の軸線に近づくように傾斜して延び
る冷却ガス通路を形成した燃焼筒の冷却構造が開示され
ている。この燃焼筒においては、各突起の冷却ガス通路
から冷却用の空気を燃焼筒内へ導入して、燃焼筒の内周
面に沿って流すことにより、燃焼筒の内周面に接して流
れる燃焼ガスの温度を低下させることができ、それによ
って高温の燃焼ガスから燃焼筒を保護することができ
る。

【０００３】前述の従来技術における燃焼筒の突起に形
成された冷却ガス通路の中心線は、下流側において燃焼
筒の中心軸線と交わるように傾斜しており、実質的に燃
焼筒の中心軸線を含む平面内にあるものと考えられるの
で、この冷却ガス通路を通って燃焼筒内へ流入する冷却
用空気の流れには旋回運動が加えられることはなく、燃
焼筒内へ流入した後の冷却用空気は燃焼筒の中心軸線に
沿って滑らかに下流側へ流れる。従って、車両空調用と
して燃焼筒を小型化した場合には、燃焼筒内において燃
料と空気の混合が十分に行われないので、燃料と空気の
混合比である空燃比が燃焼筒内で部分的に不均一となる
ために燃焼効率が低下し、排気エミッション特性も悪化
するという問題が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おけるこのような問題に対処して、燃焼筒の内部空間で
ある燃焼室において気化した燃料と空気が十分に混合す
ることができ、燃焼室内の空燃比が均一になることによ
って燃焼が良好に行われ、小型の燃焼室であっても気化
燃料が完全に燃焼することができ、結果として燃焼効率
と排気エミッション特性を向上させ得るような、車両空
調用に適した小型の燃焼式加熱装置を提供することを目
的としている。本発明はまた、燃焼筒の壁面がその内部
の燃焼室内へ供給される燃焼用空気によって十分に冷却
されて、燃焼筒をはじめとするシステム全体の耐久性が
向上するような、燃焼式加熱装置を提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１
に記載された燃焼式加熱装置を提供する。この燃焼式加
熱装置においては、内部に第１燃焼室を形成する円筒形
の第１燃焼筒の底部に燃料気化手段が設けられており、
燃料供給手段によって燃料が燃料気化手段へ供給されて
気化される。燃料気化手段は、例えば液体燃料を表面ま
で浸透させ得る多孔質のウイックから構成することがで
きる。第１燃焼筒の円筒面には複数個の空気供給口が形
成されていて、第１燃焼筒の外側に形成された空気室か
ら第１燃焼室内へ燃焼用の空気が空気供給口を通って供
給されるが、その際に燃焼用の空気が第１燃焼筒の中心
軸線の回りの一定の回転方向に旋回する旋回流を形成す
るように流入される。

【０００６】それによって第１燃焼室内に空気の旋回流
が発生し、旋回する空気の一部によって第１燃焼筒の内
壁面が隈なく覆われて、燃焼ガスが直接に第１燃焼筒の
内壁面に接触することが防止され、最も高温となる第１
燃焼筒の内壁面及び絞り開口を有する隔壁の熱負荷が低
減する。また、空気の旋回流によって第１燃焼室内に負
圧が生じるので、燃料気化手段の作用が強められると共
に、気化した燃料が旋回する空気の渦の中へ拡散、混入
し易くなる。このようにして生成される混合気、或いは
それが燃焼する過程にある燃焼ガスは、比較的長く第１
燃焼室内で旋回しながら滞留しているから、この間に混
合気の燃料と空気が均一に混合して完全に燃焼するの
で、後続の第２燃焼筒に空気供給口を設けて第２燃焼室
内において主要な燃焼を継続する必要がない。従って第
１燃焼筒及び第２燃焼筒、ひいては加熱装置全体を小型
化することが可能になるにもかかわらず、燃焼効率及び
排気エミッション特性がいずれも高くなる。

【０００７】本発明の燃焼式加熱装置においては、第１
燃焼筒の円筒面の外側の空気室内に空気を案内する螺旋
状の整流板を設けることができる。それによって、空気
が第１燃焼室内へ流入する前に空気室内を流れる間にも
旋回流となるように強制されるから、第１燃焼室内へ流
入した時により高速の強い旋回流が生じる。本発明の燃
焼式加熱装置においては、また、第１燃焼筒の外側に形
成された空気室の前面を区画する仕切り板を設けて、そ
の仕切り板に上流側の他の空気室から燃焼用の空気を導
入するための他の空気供給口を設けることができ、この
空気供給口によって空気室内に第１燃焼室内の空気の旋
回流と同じ回転方向の旋回流を形成することができる。
それによって第１燃焼室内の空気の旋回流が一層強めら
れる。

【０００８】この場合、第１燃焼室或いは空気室へ流入
する空気のための複数個の空気供給口の少なくとも一部
を、第１燃焼筒の円筒面或いは仕切り板の一部を単に切
り起こすことによって、空気供給口と空気のガイドを一
挙に形成することができる。それによって、空気供給口
を打ち抜いた時に生じる舌片がそのまま空気のガイドと
して活用され、通過する空気を案内して旋回流とする作
用をするので、別体としてのガイドを設ける必要がな
く、単一の工程によって空気供給口とガイドが同時に形
成される。

【０００９】本発明の燃焼式加熱装置においては、更
に、前述の他の空気室内へ燃焼用の空気を供給する空気
供給管を、ハウジングに対して接線方向に接続すること
ができる。それによって、他の空気室内へ流入する燃焼
用の空気を、第１燃焼室内において旋回する空気の旋回
流と同じ回転方向に旋回させることができるので、前述
の仕切り板の空気供給口を通って空気室内へ流入する燃
焼用の空気を予め旋回流とすることができ、第１燃焼室
内における空気の旋回流を更に強めることができる。こ
のようにして、空気の旋回流が強化されて旋回流の速度
が高められることにより、燃焼効率及び排気エミッショ
ン特性が一層向上し、熱負荷の高い第１燃焼筒の内壁面
の保護も確実なものになる。

【００１０】本発明の燃焼式加熱装置においては、第１
燃焼筒の下流側に隔壁を挟んで第２燃焼筒を連結し、そ
の隔壁に絞り開口を形成して第１燃焼筒内の第１燃焼室
を第２燃焼筒内の第２燃焼室に連通させることができる
が、その隔壁の絞り開口から概ね半径方向に切り込みを
設けると共に、その切り込みから見て一定の回転方向の
一方の隔壁部分を切り起こして、他方の隔壁部分との間
に隙間を形成することができる。それによって、絞り開
口を通過して第２燃焼室へ流入する燃焼ガス等の流体に
一定の方向の旋回流が生じ、それが上流側へも波及して
第１燃焼室内の燃料と空気及び燃焼ガスにも同じ方向の
旋回流が発生するので、燃料と空気の混合が促進されて
最終的に完全燃焼が達成される。

【００１１】更に、絞り開口を有する隔壁が設けられる
場合に、第１燃焼筒の下流側端部にフランジ部を形成し
て、そのフランジ部を隔壁に取り付けると共に、そのフ
ランジ部にプレス加工等によって半径方向に対して傾斜
している空気通路を形成することができる。このよう
に、隔壁の上流側に接して半径方向に対して傾斜した空
気通路が設けられることによって、フランジ部の空気通
路を通って第１燃焼室内へ流入する空気に旋回流が生じ
るだけでなく、隔壁の絞り開口を介して第１燃焼筒内の
第２燃焼室にも燃焼ガス等の旋回流が生じるので、いず
れの燃焼室においても燃料と空気の混合が促進されて、
最終的に完全燃焼が達成される。更に、フランジ部の空
気通路を通って第１燃焼室内へ流入する空気は隔壁の表
面に沿って流れるから、隔壁を冷却するだけでなく、隔
壁の表面を覆って高温の燃焼ガスの熱による隔壁の損傷
を防ぐ。従って、隔壁の耐久性が高くなる。

【００１２】また、本発明は前記の課題を解決するため
の手段として、特許請求の範囲の請求項１０に記載され
た燃焼方法を提供する。この燃焼方法によれば、内部に
第１燃焼室を形成する円筒形の第１燃焼筒の底部に設け
られた燃料気化手段へ燃料を供給して燃料を気化すると
共に、第１燃焼筒の外側に設けられた空気室内から第１
燃焼筒の円筒面に形成された複数個の空気供給口を通っ
て第１燃焼室内へ供給される燃焼用の空気を、第１燃焼
筒の中心軸線の回りの一定の回転方向に旋回する旋回流
として流入させることにより、第１燃焼室内に空気の旋
回流を発生させる。それによって、旋回する空気の一部
が第１燃焼筒の内壁面を隈なく覆って、高温の燃焼ガス
が直接に第１燃焼筒の内壁面に接触するのを妨げる。従
って、燃焼が殆ど第１燃焼室内のみにおいて完了するに
もかかわらず第１燃焼筒及び絞り開口を有する隔壁の熱
負荷が低減するので、第１燃焼筒と、絞り開口を有する
隔壁等に高い耐熱性を有する高価な材料を使用する必要
がなくなり、第１燃焼筒を小型化することが可能になる
から、加熱装置全体も小型化することができる。

【００１３】また、第１燃焼室内に生じる空気の旋回流
によって負圧が発生するので、燃料気化手段から放出さ
れる燃料の気化作用が活発になるのと、気化した燃料が
渦を巻いて旋回する空気の中へ流入するので拡散し易
く、しかも混合気或いは燃焼ガスが旋回することによっ
て比較的長い時間にわたって第１燃焼室内に滞留するか
ら、第１燃焼筒、従って第１燃焼室が小型であっても燃
料と空気が均一に混合して第１燃焼室内のみにおいて燃
焼が殆ど完了する。その結果として、燃焼効率及び排気
エミッション特性が向上するだけでなく、第１燃焼筒よ
りも下流側の部分においては殆ど新たな燃焼が生じない
から、熱負荷が比較的高い第１燃焼筒と、下流側部分を
共に小型化することができるので、この燃焼方法は例え
ば車両空調用の燃焼式加熱装置において実施するのに好
適なものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例としての燃焼
式加熱装置１の要部構造を図１に示す。加熱装置１の大
部分は例えば断熱性構造の横方向に長い円筒形のハウジ
ング２の内部に構成される。ハウジング２の内部の図１
において左端部に近い位置には仕切り板３が設けられ
て、ハウジング２の端壁２ａとの間に第１旋回空気室４
が区画形成されている。第１旋回空気室４には、後述の
ように送風機から延びる空気供給管５が接線方向に接続
して入口５ａにおいて開口している。仕切り板３の右側
面にはハウジング２と同軸に円筒形の空気筒６が取り付
けられている。空気筒６の右端部には耐熱性のある金属
等の材料からなる隔壁７が設けられているが、隔壁７の
中央部分には絞り開口７ａが形成されている。

【００１５】空気筒６の内部には、耐熱性金属のような
材料からなる有底円筒状の第１燃焼筒８が空気筒６と同
軸に設けられている。第１燃焼筒８の底部には、多孔質
のセラミックや圧縮された不燃性繊維のブロック等から
なるウイック９が取り付けられている。ウイック９には
底壁８ａを貫通して設けられた燃料供給管１０によって
軽油等の燃料が供給されて浸透する。図示していない
が、燃料供給管１０に関連して、弁やポンプ、燃料タン
ク等が設けられることは言うまでもない。もっとも、燃
焼式加熱装置１が内燃機関を搭載している車両の空調用
として設けられる場合には、これらの機器の一部として
内燃機関に設けられた燃料供給手段の一部を利用するこ
とも可能である。

【００１６】このようにして、第１燃焼筒８の内部には
空間としての第１燃焼室１１が形成されると共に、外部
には空気筒６との間に有底円筒状の空間としての第２旋
回空気室１２が形成される。そして、第１燃焼室１１の
右端部を区画する隔壁７の下流側には、あたかも第１燃
焼筒８の延長のように円筒状の第２燃焼筒１３が取り付
けられており、その内部に空間としての第２燃焼室１４
が形成されて、隔壁７の絞り開口７ａを介して第１燃焼
室１１と連通している。ハウジング２の内部で第２燃焼
筒１３及び空気筒６の外部の空間は流体通路１５となっ
ている。なお、本発明の特徴として、第２燃焼筒１３に
は空気供給口を設けない。

【００１７】図示していないが、第２燃焼筒１３の右端
部は開放して第２燃焼筒１３の内部の第２燃焼室１４を
流体通路１５の右端部に接続させることができる。その
場合は流体通路１５が燃焼ガス通路となり、第２燃焼室
１４の右端部から出た燃焼ガスが流れの方向を変えて流
体通路１５内を左方向に流れ、空気筒６の左端部に近い
位置に接続するように設けられる図示しない排気ガス通
路から外部へ排出される。そして、第２燃焼室１４から
流体通路１５へ流れる燃焼ガスの熱は、流体通路１５に
設けられる図示しない熱交換器において被加熱流体に
（即ち熱媒体としてのエンジン冷却水か、或いは車室内
の空気に直接に）に与えられて空調の目的に利用され
る。

【００１８】なお、それとは異なる実施形態として、第
２燃焼筒１３の長さを十分に長くとることができる場合
には、第２燃焼筒１３の右端部に図示しない排気ガス通
路を直接に接続して、そこから排気ガスを外部へ排出す
ると共に、流体通路１５を被加熱流体通路として、その
流体通路１５へ前述のような被加熱流体を流す構成と
し、第２燃焼筒１３の壁面を熱交換面として、第２燃焼
室１４内を旋回しながら流れる燃焼ガスの熱を、第２燃
焼筒１３の壁面を介して流体通路１５内を流れる被加熱
流体へ与えるようにしてもよい。

【００１９】また、図１に示す１６は燃焼式加熱装置１
の始動時に通電可能なグロープラグであって、その発熱
部分は第１燃焼室１１内のウイック９の表面（一般的に
は燃料気化手段）に近接した位置に突出して支持され
る。グロープラグ１６は通電されたときに赤熱してウイ
ック９の一部を加熱して燃料を蒸発させると共に、燃料
蒸気に点火することができる。

【００２０】図１に加えて図２及び図３を参照すれば明
らかなように、ハウジング２内の仕切り板３には、第１
旋回空気室４内から第２旋回空気室１２内へ空気を流入
させるための第１空気供給口１７が、この場合は空気筒
６の中心軸線と実質的に一致している燃料供給管１０の
回りに均等に複数個開口している。また、第１空気供給
口１７のそれぞれを形成するために仕切り板３を打ち抜
くときには舌片が形成されるが、その舌片を仕切り板３
から完全には切り離さないで、中心軸線の回りの所定の
回転方向における舌片の一辺のみを仕切り板３に接続し
ている状態で残すと共に、舌片の自由端を引き起こして
同じ回転方向において同じ角度だけ傾斜させることによ
って、ルーバー状のガイド１８を形成している。ガイド
１８の傾斜の方向は、接線方向の空気供給管５によって
第１旋回空気室４内に生じる空気の旋回流を弱めること
がなく、それを更に強めて（速度を高めて）第２旋回空
気室１２内へ送り込むことができるように、ガイド１８
によっても同じ回転方向の空気の旋回流が生じるように
選択する。

【００２１】それによって第２旋回空気室１２内には高
速の空気の旋回流が生じるが、第１実施例の場合は、そ
の空気の旋回流が減衰するのを防止すると共に、その旋
回流の速度を一層高めるために、第１燃焼筒８の外周面
に流れの案内としての、図４に明示するような螺旋状の
整流板１９が取り付けられる。螺旋状の整流板１９はそ
の外周縁が空気筒６の内周面に届くほど高くする必要は
なく、そこに適度の隙間が生じる程度でよい。

【００２２】第１燃焼筒８の円筒面には、第２旋回空気
室１２内から第１燃焼室１１内へ空気を流入させるため
の開口としての複数個の第２空気供給口２０が、螺旋状
の整流板１９との干渉を避けて、第１燃焼筒８の中心軸
線（この場合は実質的に燃料供給管１０）の回りに概ね
均等に、且つ中心軸線の方向にも概ね均等に形成されて
いる。これらの第２空気供給口２０に対しても、図２に
示した第１空気供給口１７のためのガイド１８と同様な
方法で、舌片からなる旋回流ガイド２１が設けられる。
全てのガイド２１が同じ回転方向に傾斜していること、
及びその傾斜の方向が第２旋回空気室１２内における空
気の旋回流を弱めることがなく、更にその速度を高める
ように設定されていることは言うまでもない。

【００２３】図５は第１実施例の燃焼式加熱装置１の上
部に送風機２２を取り付けた状態を略示するものであ
る。この図からも明らかなように、加熱装置１の上部に
支持された偏平な形状の送風機２２の吐出口２２ａは、
前述の空気供給管５に接続しており、その空気供給管５
はハウジング２内の第１旋回空気室４に対して接線方向
に接続している。

【００２４】第１実施例の燃焼式加熱装置１はこのよう
に構成されているので、送風機２２によって加圧された
燃焼用の空気は空気供給管５を通って入口５ａから第１
旋回空気室４内へ接線方向に流入し、第１旋回空気室４
内の燃料供給管１０の回りに回転する空気の旋回流（ス
ワール）を発生する。旋回する空気は第１空気供給口１
７を通って第２旋回空気室１２内へ流入するが、その際
にガイド１８によって方向づけられて案内されることに
より、第１旋回空気室４内の旋回流と同じ方向でより高
速の旋回流が第２旋回空気室１２内に発生する。

【００２５】第１実施例の場合はこの旋回流が、第２旋
回空気室１２内に設けられた螺旋状の整流板１９によっ
て案内されることにより、旋回流が乱れたり減衰するこ
とが防止される。従って、旋回する空気流が、ガイド２
１を備えている第２空気供給口２０を通って第１燃焼室
１１内へ流入すると、第１燃焼室１１内の中心軸線の回
りには高速の空気の旋回流が発生する。このようにして
旋回する空気は遠心力を受けて第１燃焼筒８の内壁面に
沿って渦を巻くように螺旋状に流れ、その一部は第１燃
焼筒８の内壁面に接触してその表面を覆う境界層を含む
比較的流速の低い空気層を形成する。

【００２６】第１燃焼筒８内における高速の空気の旋回
流は中心部とその周辺に比較的大きな負圧を生じるか
ら、燃料供給管１０を通って供給されてウイック９に浸
透している燃料はウイック９の表面から容易に蒸発し、
燃料の蒸気は空気の旋回流に乗ってその中へ拡散、混入
して共に旋回する。しかし、第１燃焼筒８の内壁面を覆
う境界層を含む比較的流速の低い薄い空気層内には気化
した燃料は殆ど拡散しない。このようにして、燃料と空
気の混合気が旋回しながら第１燃焼室１１内に比較的長
い時間留まっている間に燃料と空気が均一に混合する。

【００２７】始動にあたってグロープラグ１６に通電し
て赤熱させると、燃料と空気の混合気は着火して燃焼す
る。着火した後は混合気の代わりに、或いは混合気に混
じって燃焼ガスが第１燃焼室１１内を旋回するため、グ
ロープラグ１６への通電を絶っても燃焼は安定に維持さ
れる。また、燃焼ガスが第１燃焼室１１内で旋回するこ
とによって、高温の燃焼ガスが比較的長時間第１燃焼室
１１内に留まるので、燃焼は第１燃焼室１１内で殆ど完
全に終了するが、もし僅かに未燃焼の燃料が残っても、
燃焼ガスが第１燃焼室１１から隔壁７の絞り開口７ａを
通って第２燃焼室１４へ流入した後に完全に燃焼する。

【００２８】しかし、本発明の特徴として第２燃焼筒１
３には何らの空気供給口をも設けてはいないので、第２
燃焼室１４における燃焼もまた第１燃焼筒８の第２空気
供給口２０から供給された空気のうちの残った分によっ
て行われる。従って、燃焼は第１燃焼室１１内において
殆ど完了するので、第２燃焼筒１３を長くする必要がな
いことから、燃焼式加熱装置１の全体を小型化すること
が可能になる。

【００２９】また、高速の空気流が第１燃焼室１１内へ
吹き込まれて第１燃焼室１１内で旋回することにより、
第１燃焼筒８の内壁面にはその表面を隙間なしに覆う境
界層を含む空気層が一様に生じているから、厚さは薄く
ても旋回する空気層が内壁面に残り、高温となった燃焼
ガスが直接に第１燃焼筒８の内壁面に接触することがな
いので、内壁面の温度は従来技術の場合に比べて低く保
たれる。従って、燃焼式加熱装置１の中でも最も高い温
度に曝される第１燃焼筒８の内壁面や、絞り開口７ａを
有する隔壁７の熱負荷が軽減される。これは、第１燃焼
筒８及び隔壁７を構成する耐熱性の金属等に比較的安価
なものを使用し得るというコスト面の効果をもたらす。
また、第１燃焼室１１内に生じる空気の旋回流によって
第１燃焼筒８の熱負荷が低くなるので、第１燃焼筒８を
小型化して加熱装置１全体も小型化することができるだ
けでなく、燃焼効率が高くなって排気エミッション特性
も良好なものになる。

【００３０】第１実施例においては、ガイド１８及び２
１を形成するために、それらが付属している第１空気供
給口１７及び第２空気供給口２０を打ち抜くときに、同
時に所謂「切り起こし」の方法を用いてガイド１８及び
２１を一体的に形成しているが、本発明においては空気
の旋回流を発生させるためのガイドを常にこのような切
り起こしの方法によって形成するという必要はなく、例
えば、第１空気供給口１７又は第２空気供給口２０を打
ち抜いた舌片をそのまま用いないで、それよりも大きめ
の別のガイドを、対応する空気供給口の一側にリベット
又は溶接等の手段によって取り付けてもよい。

【００３１】更に、第１実施例の場合は、空気の旋回流
の速度を高めて旋回流の減衰に対抗するために、同じ回
転方向の旋回流を発生することができる複数の手段を直
列に何段も重畳して用いているが、本発明はこれらの複
数の手段の全てを備えていることを要件としている訳で
はなく、適用対象や環境条件等に応じてそれらの手段の
うちの一部を省略することができると共に、一部のガイ
ドを逆方向に取り付けてもよい。

【００３２】また、第１実施例においては第１燃焼筒８
の底部にウイック９を設けて、燃料供給管１０から供給
される液体燃料をウイック９へ浸透させることによりそ
の表面から蒸発させると共に、第１燃焼筒８に形成され
た第２空気供給口２０から吹き込まれる空気の旋回流に
よる負圧によって、ウイック９の表面から燃料が蒸発す
るのを促進するようにしているが、第１実施例のウイッ
ク９は燃料気化手段の一例を示すものであって、本発明
にいう燃料気化手段は必ずしも液体燃料が浸透し得る多
孔質のものであるとは限らず、ノズルからの噴射霧化作
用を利用するものや、回転する皿によって遠心噴霧する
もの等、従来から知られているような各種の燃料気化手
段を利用することができる。

【００３３】図６及び図７に本発明の第２実施例の要部
のみを示す。第２実施例は第１空気供給口１７又は第２
空気供給口２０を形成するための第１実施例における手
段に代わる他の手段を提供するものである。第２実施例
においても、第１実施例において空気の旋回流を発生さ
せるか或いは旋回流を強めるために設けられたガイド１
８又は２１に代わるものとしてガイド２３を形成してい
る。ガイド２３もまた仕切り板３又は第１燃焼筒８の円
筒面に対して「切り起こし」を行って形成することは第
１実施例の場合と同じであるが、第１実施例のように第
１空気供給口１７又は第２空気供給口２０の１辺のみを
残して他の３辺を切り離すのではなく、３辺のうちの１
辺に相当する部分のみを切り離すと共に他の部分を変形
させて、傾斜した空気供給口２４と、その両側の概ね三
角形の側壁２５からなるガイド２３を形成する。

【００３４】第２実施例のガイド２３によれば、空気供
給口２４から第２旋回空気室１２内又は第１燃焼室１１
内へ噴出する空気の旋回流の方向づけが第１実施例の場
合よりも更に確実になり、第１燃焼室１１内に形成され
る旋回流の乱れがより少なくなるので、ガイド１８及び
２１による第１実施例の場合よりも強い旋回流が得られ
る。しかし、空気供給口２４の開口面積は前述のものに
比べて若干小さくなることから、燃焼に必要な空気量を
得るためにガイド２３を伴う空気供給口２４の数を増や
す必要がある。

【００３５】次に、図８から図１０によって本発明の第
３実施例を説明する。前述の実施例と実質的に同じ構造
部分については、同じ参照符号を付すことによって重複
する説明を省略する。第３実施例の特徴は、第１燃焼室
１１と第２燃焼室１４との間に設けられた隔壁７の絞り
開口７ａの形状にある。第３実施例においては、隔壁７
に絞り開口７ａから略半径方向に切り込み７ｃが数個形
成されており、それぞれの切り込み７ｃから見て所定の
回転方向の一方の隔壁部分を第２燃焼室１４の側へ曲げ
ることによって、流体のガイドとなる切り起こし部７ｂ
を設けている。切り起こし部７ｂが設けられているの
で、切り込み７ｃの両側の隔壁部分が相互にずれて隙間
７ｄが形成される。

【００３６】第３実施例における隔壁７がこのような形
状の絞り開口７ａを有するため、第１燃焼室１１から第
２燃焼室１４へ流出する燃焼ガスの一部は、隙間７ｄを
通過する際に、隔壁７の切り起こし部７ｂによって一定
の方向の旋回運動を強制される。前述の実施例のよう
に、ガイド２１等によって第１燃焼室１１内に空気の旋
回流が生じていることによって燃焼ガスも旋回している
場合には、その旋回の方向と隔壁７の切り起こし部７ｂ
による旋回方向を一致させることによって、隔壁７の絞
り開口７ａを通過して第２燃焼室１４内へ流入する燃焼
ガスの旋回流が強められ、未燃の燃料と空気が良く混合
するため第２燃焼室１４内において完全に燃焼をする。

【００３７】仮に、第１燃焼筒８の空気供給口２０にガ
イド２１等が設けられていなくて、第１燃焼室１１内に
おいて積極的に燃料と空気及び燃焼ガスを旋回させる要
因がない場合でも、隔壁７の切り起こし部７ｂによる燃
焼ガス等の旋回によって第２燃焼室１４内に燃焼ガス等
の旋回流が生じると、その影響によって、上流側の第１
燃焼室１１内においても燃料蒸気と空気、及び燃焼ガス
の流れに同じ方向の旋回流が生じる。そして、いずれの
場合も旋回流によって燃料と空気の混合が促進されるの
で最終的に残留燃料は完全に燃焼する。

【００３８】このように、第３実施例においては、単に
隔壁７の絞り開口７ａに切り起こし部７ｂを設けるだけ
で、第２燃焼室１４内はもとより、第１燃焼室１１内に
も燃料と空気、或いは燃焼ガスの旋回流を発生させるこ
とができるので、第１燃焼筒８の空気供給口２０に、そ
れを通過する空気を旋回させるガイド２１等を設けなく
てもよいから、前述の第１実施例に示した場合のよう
に、ガイド２１を形成するための切り起こし工程を省略
することができる。

【００３９】図１１に、本発明の第４実施例としての燃
焼式加熱装置１’の縦断面を示す。その横断側面の形状
は図１２に示されている。図１に示した第１実施例の燃
焼式加熱装置１と対比すれば明らかなように、第４実施
例においては空気供給口２０にガイド２１が形成されて
いない。その代わりに、第４実施例においては、第１燃
焼筒８の隔壁７との合わせ面にフランジ部８ｃが形成さ
れ、その数カ所にプレス加工によって空気通路８ｂが形
成されている。図１２を参照すれば明らかなように、空
気通路８ｂは半径方向ではなく、特に第１燃焼室１１へ
の出口部分は、それが複数個設けられる場合には全て半
径方向に対して同じ回転方向に同じ角度αだけ傾斜して
形成されている。

【００４０】第４実施例においては、このように半径方
向に対して角度αだけ傾斜した空気通路８ｂが設けられ
ているので、空気室１２から空気通路８ｂを通過して第
１燃焼室１１内へ流入する空気は、隔壁７に沿って一定
の回転方向に旋回しながら流れる。それによって、第１
燃焼室１１内には同じ回転方向を有する燃料と空気及び
燃焼ガスの旋回流が生じ、その旋回流が隔壁７の絞り開
口７ａを介して下流側の第２燃焼室１４内にも同じ回転
方向の燃焼ガス等の旋回流を発生させる。従って、他に
流体を旋回させるための手段が設けられていなくても、
このようにして第１燃焼室１１と第２燃焼室１４に旋回
流が発生するので、燃料と空気の混合が促進されて最終
的に完全燃焼が達成される。

【００４１】第４実施例の場合は特に、空気通路８ｂか
ら第１燃焼室１１内へ流入する空気が隔壁７に沿って流
れるため、第１燃焼室１１内の熱によって高温となる隔
壁７が冷却されるのと、隔壁７の表面が空気層によって
覆われて燃焼ガスが直接に隔壁７に接触することがない
ので、隔壁７の耐久性が高くなるという利点がある。ま
た、前述の第１実施例の燃焼式加熱装置１においても同
様であるが、図１３に矢印によって示したように、本発
明の各実施例においては、空気室１２から空気供給口２
０等を通って第１燃焼室１１内へ流入する空気が中心軸
線の回りの旋回流となるため、第１燃焼室１１内におい
て円筒形の第１燃焼筒８の内面に沿った空気層Ａが形成
される。従って、空気層Ａが燃焼ガスの熱から第１燃焼
筒８を保護する作用をするために第１燃焼筒８の耐久性
も高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の燃焼式加熱装置の大部分を示す縦
断正面図である。

【図２】第１実施例の燃焼式加熱装置の一部を拡大して
示す断面図である。

【図３】第１実施例の燃焼式加熱装置の一部の側面図で
ある。

【図４】第１実施例の燃焼式加熱装置の一部の斜視図で
ある。

【図５】第１実施例の燃焼式加熱装置の全体を概略的に
示す側面図である。

【図６】第２実施例の燃焼式加熱装置の要部のみを拡大
して示す縦断正面図である。

【図７】図６に示す第２実施例の要部の横断側面図であ
る。

【図８】第３実施例の燃焼式加熱装置の要部を示す縦断
正面図である。

【図９】図８に示す第３実施例の要部の横断側面図であ
る。

【図１０】図８に示す第３実施例の要部の一部の斜視図
である。

【図１１】第４実施例の燃焼式加熱装置の大部分を示す
縦断正面図である。

【図１２】図１１に示す第４実施例の加熱装置の横断側
面図である。

【図１３】本発明の効果を示すために、第１燃焼筒の断
面を概念的に示す横断側面図である。

【符号の説明】

１…第１実施例の燃焼式加熱装置 ２…ハウジング ３…仕切り板 ４…第１旋回空気室 ５…空気供給管 ６…空気筒 ７…絞り開口を有する隔壁 ７ａ…絞り開口 ７ｂ…切り起こし部 ７ｃ…切り込み ７ｄ…隙間 ８…第１燃焼筒 ８ｂ…気通路 ８ｃ…フランジ部 ９…ウイック １０…燃料供給管 １１…第１燃焼室 １２…第２旋回空気室 １３…第２燃焼筒 １５…流体通路 １７…第１空気供給口 １８…ガイド １９…螺旋状の整流板 ２０…第２空気供給口 ２１…ガイド ２２…送風機 ２３…ガイド（第２実施例） ２４…空気供給口（第２実施例） ２５…側壁 Ａ…空気層 α…角度

フロントページの続き (72)発明者 ▲楢▼原 崇伴 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3K023 EA03 3K047 BA02 BB04 BB14

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に第１燃焼室を形成する円筒形の第
   １燃焼筒の底部に、燃料供給手段によって供給される燃
   料を気化する燃料気化手段が設けられると共に、前記第
   １燃焼筒の円筒面には、その外側に形成される空気室か
   ら前記第１燃焼室内へ燃焼用の空気を前記第１燃焼筒の
   中心軸線の回りの一定の回転方向に旋回する旋回流を形
   成するように流入させる複数個の空気供給口が形成され
   ていることを特徴とする燃焼式加熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１燃焼室内に
   設けられる燃料気化手段が、燃料供給手段によって供給
   される液体燃料を表面まで浸透させ得る多孔質のウイッ
   クからなることを特徴とする燃焼式加熱装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記第１燃焼
   筒の円筒面に設けられた複数個の前記空気供給口の少な
   くとも一部が、前記第１燃焼筒の円筒面の一部を該燃焼
   筒の内側もしくは外側へ切り起こすことによって空気の
   ガイドと共に形成されていることを特徴とする燃焼式加
   熱装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記第１燃焼筒の円筒面の外側の前記空気室内に、空気
   を案内する螺旋状の整流板が設けられていることを特徴
   とする燃焼式加熱装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
   前記第１燃焼筒の外側に形成された前記空気室の前面を
   区画するために前記第１燃焼筒の底面との間に間隔を置
   いてハウジング内に取り付けられる仕切り板には、この
   仕切り板の上流側に形成される他の空気室から前記空気
   室内へ燃焼用の空気を、前記第１燃焼筒の中心軸線の回
   りの前記一定の回転方向に旋回する旋回流を形成するよ
   うに流入させる複数個の他の空気供給口が形成されてい
   ることを特徴とする燃焼式加熱装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、複数個の前記他の空
   気供給口の少なくとも一部が、前記仕切り板の一部を切
   り起こすことによって空気のガイドと共に形成されてい
   ることを特徴とする燃焼式加熱装置。
7. 【請求項７】 請求項５又は６において、前記他の空気
   室内へ燃焼用の空気を供給する空気供給管が、前記他の
   空気室内へ燃焼用の空気を前記第１燃焼筒の中心軸線の
   回りの前記一定の回転方向に旋回する旋回流を形成する
   ように流入させるために、前記ハウジングに対して接線
   方向に接続されていることを特徴とする燃焼式加熱装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１において、前記第１燃焼筒の下
   流側端部に隔壁が取り付けられ、前記第１燃焼筒が前記
   隔壁を挟んで下流側の第２燃焼筒と連結されていること
   により、前記第１燃焼筒内の前記第１燃焼室が前記隔壁
   に形成された絞り開口を介して前記第２燃焼筒内の第２
   燃焼室に連通している場合に、前記隔壁の絞り開口から
   概ね半径方向に切り込みを設けると共に、その切り込み
   から見て一定の回転方向の一方の隔壁部分を切り起こし
   て他方の隔壁部分との間に隙間を形成することにより、
   少なくとも前記絞り開口を通過して前記第２燃焼室へ流
   入する燃焼ガス等の流体に一定の方向の旋回流が生じる
   ようにしたことを特徴とする燃焼式加熱装置。
9. 【請求項９】 請求項１において、前記第１燃焼筒の下
   流側端部に形成されたフランジ部に隔壁が取り付けら
   れ、前記第１燃焼筒が前記隔壁を挟んで下流側の第２燃
   焼筒と連結されていることにより、前記第１燃焼筒内の
   前記第１燃焼室が前記隔壁に形成された絞り開口を介し
   て前記第２燃焼筒内の第２燃焼室に連通している場合
   に、前記第１燃焼筒のフランジ部に空気通路が形成さ
   れ、該空気通路が半径方向に対して一定の回転方向に傾
   斜していることによって、前記フランジ部の空気通路を
   通って前記第１燃焼室内へ流入する空気に一定の方向の
   旋回流が生じるようにしたことを特徴とする燃焼式加熱
   装置。
10. 【請求項１０】 内部に第１燃焼室を形成する円筒形の
    第１燃焼筒の底部に設けられた燃料気化手段へ燃料を供
    給して気化させると共に、前記第１燃焼筒の外側に形成
    された空気室内から前記第１燃焼筒の円筒面に形成され
    た複数個の空気供給口を通って前記第１燃焼室内へ供給
    される燃焼用の空気を、前記第１燃焼筒の中心軸線の回
    りの一定の回転方向に旋回する旋回流として流入させる
    ことにより、前記第１燃焼室内に空気の旋回流を発生さ
    せて、旋回する空気の一部によって前記第１燃焼筒の内
    壁面を隈なく覆う一方、空気の旋回流によって生じる負
    圧によって前記燃料気化手段の作用を促進しながら、気
    化した燃料を旋回する空気の中へ均一に拡散、混入させ
    て、前記第１燃焼室内で燃焼させることを特徴とする燃
    焼式加熱装置の燃焼方法。