JP3086524B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として石油ファンヒ
ータに使用される気化式の液体燃料燃焼装置に関し、特
に周壁に炎孔を有する筒状のバーナヘッドを備えた液体
燃料燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の液体燃料燃焼装置は、例えば、
特開平３−２０５０９号公報に開示されているように、
周壁に複数の炎孔を有する筒状のバーナヘッドを気化筒
の上部に装着するとともに、炎孔に対向する環状壁を有
するバーナリングをバーナヘッドの外周に設け、このバ
ーナヘッドの炎孔から水平方向に形成される火炎の広が
りをバーナリングの環状壁で押さえることにより、強燃
焼時に燃焼室を構成する金属製燃焼筒が耐熱温度以上に
加熱されるのを防止するとともに、ＮＯｘの低減を図っ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来装置のものでは、強燃焼時に金属製燃焼筒を確実に保
護できるが、弱燃焼時には、火炎が炎孔近くに小さく形
成されるので、バーナリングにより火炎への新鮮空気の
供給が阻害され、ＣＯが発生しやすくなる問題があっ
た。

【０００４】また、強燃焼時においては、火炎がバーナ
リングの環状壁の働きで斜め上向きになり、気化筒上面
から離れるので、気化筒への熱回収量が弱燃焼時に比べ
て少なくなる。そのため、強燃焼時と弱燃焼時では、気
化筒の気化部に著しい温度差が生じ、気化部を強燃焼か
ら弱燃焼までの広範囲にわたり好適な温度に維持するこ
とが困難であった。即ち、気化部の好適な温度は、約２
６０〜３５０℃であると言われており、その温度が、２
６０℃以下では気化部にタールが蓄積しやすく、また、
３５０℃以上では気化室で粒子状の未気化燃料が飛びは
ねる現象が発生し、それが原因となり赤火が混じりやす
くなる。一般に、弱燃焼の場合は、火炎がバーナヘッド
に近づくため、熱回収量が増加し、気化部を上述した好
適温度範囲に設定することは容易である。しかし、強燃
焼の場合は、金属製燃焼筒をバーナリングの環状壁で保
護しなければならないため、上述したように気化部の温
度を２６０℃以上に維持することが困難である。従っ
て、燃焼幅を拡大させようとすると、良好な燃焼状態を
持続できない問題があった。

【０００５】本発明は上述の実情に鑑みてなされたもの
であり、弱燃焼でのＣＯの発生を低減させながら、燃焼
時における気化部の温度を最適状態に保てるようにし
て、燃焼幅の拡大を図るとともに、ＮＯｘの発生を一層
低減させることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、気化筒と、こ
の気化筒の上部に設けられ、かつ、周壁に炎孔を有する
筒状のバーナヘッドと、このバーナヘッドの外周に設け
られ、前記炎孔に対向する環状壁を有するバーナリング
とを備えたものにおいて、前記バーナリングの環状壁を
櫛歯状に形成した構成である。

【０００７】

【作用】このように構成すると、弱燃焼時には炎孔に形
成される火炎が小さくなるため、空気が櫛歯状に形成さ
れた環状壁のスリットから環状壁の内側に流入し、この
環状壁の内側に流入した空気で火炎の燃焼反応が促進
し、ＣＯ発生量の少ない良好な弱燃焼が行える。また、
強燃焼時には炎孔に形成される火炎が大きくなり、この
火炎の一部が水平方向に伸び、環状壁のスリットを通過
して上向きに指向されるため、水平方向に伸びた火炎で
気化筒を加熱でき、強燃焼における熱回収量が増加し、
気化部は強燃焼から弱燃焼までの広範囲にわたり好適な
温度に維持される。さらに、強燃焼時においては、櫛歯
状形成されたバーナリングの環状壁が、火炎の熱を奪
い、火炎温度が著しく低下し、ＮＯｘの発生量が減少す
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５の
図面に基づいて説明する。図において、１は上部を開口
した有底円筒状の気化筒、２はこの気化筒１の上部に埋
設したシーズヒータ、３は前記気化筒１内に燃焼一次空
気を供給する一次空気通路であり、この一次空気通路３
は送風機４と連通している。５は気化筒１の外周に設け
られ、この気化筒１を取り囲むバーナケース、６はバー
ナケース５を介して気化筒１の外側に燃焼二次空気を供
給する二次空気通路であり、この二次空気通路６は一次
空気通路３と同じく送風機４と連通している。７は気化
筒１内に液体燃料（灯油）を供給する燃料ノズルであ
り、この燃料ノズル７は燃料供給管８及び電磁ポンプ等
のポンプ９を介して燃料タンク１０と連通しており、ま
た、この燃料タンク１０には着脱自在なカートリッジタ
ンク１１を設けている。

【０００９】１２は前記気化筒１の上部開口に配設した
絞り板、１３はこの絞り板１２の上の気化筒１の上端開
口に嵌合装着したバーナヘッドであり、このバーナヘッ
ド１３は有底筒状に形成され、その底壁部には多数の透
孔１４，１４を有するとともに、上部には天蓋１５を有
し、また、周壁部には内外に金網１６（内側の金網は図
示せず）が貼り付けられた多数の円形の炎孔１７，１７
を設けている。

【００１０】１８は前記バーナヘッド１３の外周に配置
された耐熱鋼製のバーナリングであり、このバーナリン
グ１８は水平部１８Ａを前記気化筒１の上面に当接して
ネジ止め固定し、この水平部１８Ａの外周縁に一体に立
ち上げて設けた環状壁１８Ｂを前記炎孔１７，１７に対
向させている。また、前記環状壁１８Ｂは、図３に示す
ように、多数の縦スリット１９，１９を略等間隔を開け
て略垂直に設けることで、櫛歯状に形成してあり、この
スリット１９は図１に示すように、前記炎孔１７よりも
低位置の環状壁１８Ｂの下端部から、炎孔１７よりも高
位置の環状壁１８Ｂの上端部に至るように設けてあり、
さらに、これら各スリット１９の中心は前記各炎孔１
７，１７の中心から横方向（周方向）にずらして設けて
いる。

【００１１】なお、図１中の２０は炎孔１７から噴出す
る気化ガスと空気との混合ガスを着火させる点火電極、
２１は着火された火炎を検出するとともに酸素濃度を検
出するフレームロッド、また、図２中の２２は金属製燃
焼筒である。

【００１２】上述の構成において、シーズヒータ２への
通電によって気化筒１が液体燃料の気化可能温度以上に
上昇すると、送風機４とポンプ９が作動し、燃料ノズル
７から液体燃料が、また、一次空気通路３から燃焼用一
次空気が気化筒１内へ供給される。ここで、気化筒１内
へ供給された燃料は、気化面に接触して気化され、この
気化ガスと燃焼用一次空気との混合ガスは、絞り板１２
の通路、及び透孔１４，１４を通ってバーナヘッド１３
内に入り、各炎孔１７，１７から噴出する。この噴出し
た混合ガスは点火電極２０の火花放電により着火され、
火炎Ｆを形成して燃焼を開始する。

【００１３】一方、二次空気通路６を通ってバーナケー
ス５内に供給された燃焼用二次空気は、バーナケース５
の周壁と気化筒１の周壁との間の環状の空間を上昇し、
バーナリング１８の外周近くに流れ、火炎Ｆに供給さ
れ、二次燃焼を促進させる。

【００１４】その後、火炎Ｆの熱が気化筒１に回収さ
れ、この回収熱により気化筒１の気化部の温度が燃料の
気化可能温度に維持されるようになると、前記シーズヒ
ータ２への通電は停止されるが、燃焼は継続する。

【００１５】本実施例によれば、周壁に複数の炎孔１
７，１７を有する筒状のバーナヘッド１３を気化筒１の
上部に装着するとともに、前記炎孔１７，１７に対向す
る環状壁１８Ａを水平部１８Ｂの外周縁に設けたバーナ
リング１８を、前記バーナヘッド１３の外周に位置さ
せ、そして、前記バーナリング１８の環状壁１８Ｂに多
数の縦スリット１９，１９を設けて、環状壁１８Ｂを櫛
歯状に形成したものであるから、燃焼装置が約７００Ｋ
ｃａｌ／ｈの弱燃焼で燃焼している場合、図４に示すよ
うに、炎孔１７に形成される火炎Ｆは小さくなって環状
壁１８Ｂの内側に入り込み、バーナケース５と気化筒１
との間の空間を上昇した燃焼用二次空気が、各縦スリッ
ト１９，１９を通って環状壁１８Ｂの内側に流入する。
そのため、環状壁１８Ｂの内側に入り込んだ小さい火炎
Ｆであっても、燃焼用二次空気を効率良く供給でき、燃
焼反応が大幅に促進され、ＣＯ発生量の少ない良好な弱
燃焼を行うことができる。この時、縦スリット１９，１
９を通って火炎Ｆに供給される燃焼二次空気の流れは層
流であるため、火炎の乱れも極めて少なく、燃焼状態が
安定する。

【００１６】また、燃焼装置が約４，０００Ｋｃａｌ／
ｈの強燃焼で燃焼している場合、炎孔１７，１７に形成
される火炎Ｆは大きくなり、この大きな火炎Ｆの一部は
その先端部が環状壁１８Ｂの各縦スリット１９，１９間
の壁に当って上向きになり、金属製燃焼筒２２が保護さ
れる。残りの火炎Ｆの一部は、水平方向に伸び、図５に
示すように、環状壁１８Ｂの各縦スリット１９，１９を
通る際の抵抗で上向きになる。そのため、この水平方向
に伸びた火炎Ｆの一部によって、気化筒１の上部を十分
に加熱でき、従来に比べて、強燃焼における熱回収量が
飛躍的に増加し、気化部を強燃焼から弱燃焼までの広範
囲にわたり、温度差が少なく、しかも、約２６０〜３５
０℃の好適な温度範囲内に維持することができる。

【００１７】また、バーナリング１８の環状壁１８Ｂを
櫛歯状に形成したことにより、この環状壁１８Ｂは内外
を流れる二次空気で冷却され、このように冷却された環
状壁１８Ｂによって、火炎Ｆの熱を効果的に奪い、火炎
温度を著しく低下させることができ、因って、ＮＯｘの
発生量が低減する。

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したものであ
るから、弱燃焼時には環状壁の内側に形成された小さい
火炎に対し、環状壁を通して二次空気を導入でき、燃焼
反応が一層促進され、ＣＯの発生の少ない良好な弱燃焼
が行える。また、強燃焼時には熱回収量を増加させるこ
とができ、気化部の温度が常に最適状態に保たれ、因っ
て、燃焼状態が強燃焼から弱燃焼までの広範囲にわたり
安定し、燃焼幅が広く、しかも、燃焼特性に優れた燃料
燃焼装置を提供できるものである。また、櫛歯状形成さ
れたバーナリングの環状壁で、火炎の熱を効率良く奪う
ことができ、火炎温度が著しく低下され、ＮＯｘの発生
が一層抑制されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液体燃料燃焼装置の
要部の縦断面図である。

【図２】同じく液体燃料燃焼装置の全体構成図である。

【図３】同じくバーナリングの半断面図である。

【図４】同じく弱燃焼時の状態を説明する説明図であ
る。

【図５】同じく強燃焼時の状態を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 気化筒 １３ バーナヘッド １７ 炎孔 １８ バーナリング １８Ａ 環状壁 １９ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−278107（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263701（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−121311（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/40 F23D 11/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気化筒と、この気化筒の上部に設けら
   れ、かつ、周壁に炎孔を有する筒状のバーナヘッドと、
   このバーナヘッドの外周に設けられ、前記炎孔に対向す
   る環状壁を有するバーナリングとを備えたものにおい
   て、前記バーナリングの環状壁を櫛歯状に形成したこと
   を特徴とする液体燃料燃焼装置。