JP3100362B2 - 噴霧燃焼式バーナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は噴霧燃焼式バーナ
に関し、詳しくは燃焼筒底部のスタビライザの作用で燃
焼筒内に旋回流を生ぜしめる形式のバーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼筒の底部を構成するスタビラ
イザの中心口において、その燃焼筒内に連通する状態で
隣接して成形した一次空気室内に噴霧ノズル及び電極棒
を、それらの先端が中心口に望むようにして配設すると
ともに、中心部に開口を有するテーパ形状の隔壁板をス
タビライザの後側に且つその開口を中心口に合わせるよ
うに配設して、それら隔壁板とスタビライザとの間に、
中心方向に向かって通路幅が狭くなる形態の二次空気室
を形成し、その二次空気室の外周部の導入口を通じて導
入した二次空気を隔壁板の作用で案内及び整流しつつ前
記通過孔より燃焼筒内に流出させ、その際に前記旋回羽
根の作用で燃焼筒内に旋回流を起こさせるようになした
噴霧燃焼式バーナが公知である。

【０００３】図５はその一例を示したものである。同図
において、２００は燃焼筒２０２に隣接して筒体２０６
の内側に形成された一次空気室で、内部に噴霧ノズル２
０８と電極棒２１０とが収容されている。ここで噴霧ノ
ズル２０８と電極棒２１０とは共通のホルダ２１２に取
り付けられ、保持されている。

【０００４】一次空気室２００の外周壁、つまりこの例
においてその外周壁を構成している筒体２０６には一次
空気孔２１４が周方向に均等なピッチで複数形成されて
おり、送風機から送り出されて筒体２０６外部に至った
空気が、それら一次空気孔２１４から一次空気室２００
内に導入され、その一次空気室２００内において軸方向
の一次空気流が生ぜしめられて、その一次空気流の下
で、噴霧ノズル２０８から燃料が中心口２１５を通じて
燃焼筒２０２内に噴霧されるとともに、電極棒２１０か
らアークが放たれ、以って燃料が着火されるようになっ
ている。

【０００５】２１６は燃焼筒２０２の底部を構成するス
タビライザであって、中心口２１５の周りに、二次空気
を通過させるための複数の通過孔２１８と、その通過孔
２１８の縁部より斜めに起立する形態の複数の旋回羽根
２２０とが中心口２１５に連続して放射状に中心口２１
５周りに形成されており、隔壁板２２２にて筒体２０６
の内側且つ一次空気室２００と燃焼筒２０２との間に区
画形成された二次空気室２２４からの二次空気を、それ
ら複数の通過孔２１８を通じて燃焼筒２０２内に流入さ
せるとともに、旋回羽根２２０の作用で燃焼筒２０２内
に旋回流を起こさせるように構成されている。

【０００６】この例の場合、二次空気室２２４の外周壁
が筒体２０６にて構成されており、そしてその筒体２０
６に二次空気の導入口としての二次空気孔２２５が周方
向に均等なピッチで複数形成されており、送風機から送
られてきた空気が、この二次空気孔２２５を通じて二次
空気室２２４内部へ、更にはスタビライザ２１６を通過
して燃焼筒２０２内に流入するようになっている。

【０００７】即ちこの例の噴霧燃焼式バーナの場合、送
風機から送られてきた空気が一次空気孔２１４と二次空
気孔２２５とを通じて、一次空気室２００と二次空気室
２２４とに分配して供給され、燃焼筒２０２内へと流入
させられるようになっている。尚燃焼筒２０２には、送
風機から送られてきた空気の一部を燃焼筒２０２内に流
入させる三次空気孔２２６が形成されている。

【０００８】燃焼量可変式のバーナの場合、燃焼範囲の
全領域において安定した燃焼を確保するために、噴霧ノ
ズル２０８及び電極棒２１０近傍の空気流を抑制するこ
とが必要である。一方において、着火時に安定した着火
性能を確保するためには噴霧ノズル２０８及び電極棒２
１０近傍に所定量の空気流を生ぜしめることが求められ
る。

【０００９】噴霧ノズル２０８，電極棒２１０近傍に所
定量の空気流を生ぜしめることによって、電極棒２１０
からのアークを燃焼筒２０２内に長く伸ばすことがで
き、燃焼筒２０２内に噴霧した燃料を良好に着火させる
ことができるのである。

【００１０】そこでこの例のバーナでは、一次空気室２
００と二次空気室２２４とをそれぞれ形成して、送風機
から送られてきてた空気を、一次空気孔２１４と二次空
気孔２２５とから分配して一次空気室２００と二次空気
室２２４とのそれぞれに導入するようにし、且つその分
配比率を二次空気室２２４側に多くし、通常の燃焼時に
おいて一次空気室２００内に導かれた一次空気の流れに
よって燃焼の安定性が損なわれるのを極力回避するよう
にしている。

【００１１】図６は上記スタビライザ２１６とその周辺
部を拡大して示したものである。同図に示しているよう
にこの例では隔壁板２２２が一次空気室２００の前部壁
を兼ねており、而してこの隔壁板２２２は全体としてテ
ーパ形状をなしていて、中心部に円形の開口２２７を有
しており、その開口２２７を中心口２１５に合わせるよ
うにしてスタビライザ２１６の後側に配設され、スタビ
ライザ２１６との間に、通路幅が中心方向に向かって狭
くなる形態の二次空気室２２４を形成している。

【００１２】この二次空気室２２４の外周面は筒体２０
６にて閉鎖されていてその筒体２０６にて二次空気室２
２４の外周壁が構成されており、その外周壁には前記二
次空気の導入口としての多数の二次空気孔２２５が形成
されていて、送風機から送られてきた空気がそれら二次
空気孔２２５を通じて二次空気室２２４内部に導入され
る。而して二次空気孔２２５を通じて導入された二次空
気は、隔壁板２２２の案内作用（整流作用）によって中
心方向に向って流速を速めつつ、スタビライザ２１６の
通過孔２１８を通過して燃焼筒２０２内に流出し、旋回
羽根２２０の作用で旋回運動させられる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示し
ているようにこの種形式の従来のバーナの場合、整流板
を兼ねた隔壁板２２２の中心部の開口２２７の口径がス
タビライザ２１６における中心口２１５の口径と同径と
されていて、それら開口２２７及び中心口２１５の縁部
が一致させられており、このことから次のような不都合
が生じていた。

【００１４】即ち、二次空気孔２２５から二次空気室２
２４内に入り込んだ二次空気は、通路幅の減少に伴って
流速を速めつつ中心方向に流れ、その一部が隔壁板２２
２とスタビライザ２１６との間、詳しくは旋回羽根２２
０の間から中心口２１５に向かって流れ込み、そしてそ
の中心口２１５に向かう二次空気流が、電極棒２１０か
らのアークＰに当たってこれを乱し、着火性能を阻害す
る原因となっていた。

【００１５】これは、中心口２１５に向かう二次空気流
の噴出位置が電極棒２１０に近い位置にあり、尚且つ二
次空気室２２４からの二次空気流が中心口２１５の中心
部に向かって半径方向に流出することによる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本発
明の噴霧燃焼式バーナは、燃焼筒の底部を構成する部材
であって、中心口と、該中心口に連続して該中心口周り
に放射状に形成された二次空気の通過孔及び該通過孔の
縁部より斜めに起立する旋回羽根とを含むスタビライザ
の該中心口において該燃焼筒内に連通する状態で該燃焼
筒に隣接して一次空気室を形成し、該一次空気室内に噴
霧ノズル及び電極棒を、それらの先端が該中心口に臨む
ように配設するとともに、中心部に開口を有するテーパ
形状の隔壁板を該スタビライザの後側に且つ該開口を前
記中心口に合わせるように配設して、該隔壁板と該スタ
ビライザとの間に、中心方向に向かって通路幅の狭くな
る形態の二次空気室を形成し、該二次空気室の外周部の
導入口を通じて導入した二次空気を該隔壁板の作用で案
内及び整流しつつ前記通過孔より燃焼筒内に流出させ且
つ前記旋回羽根の作用で燃焼筒内に旋回流を起させるよ
うになした噴霧燃焼式バーナにおいて、前記隔壁板の開
口径を前記スタビライザの中心口の口径よりも大口径と
なして、該開口の縁部を該中心口の縁部よりも外周側に
引き込んだ位置に位置させたことを特徴とする。

【００１７】

【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、隔壁板
の開口径をスタビライザの中心口の口径よりも大口径と
なして、その開口の縁部を中心口の縁部よりも外周側に
引き込んだ位置に位置させたものである。このようにす
れば、半径方向内向きの二次空気流の噴出位置をアーク
から遠ざけることができ、これによりアークに向かう二
次空気流の流速が遅くなって、アークへの悪影響が少な
くなる。また流速が遅くなることによって半径方向内方
に向かう二次空気流が、中心口を軸方向に通過する一次
空気流により、その向きを燃焼筒側へと変化させられ、
これによってもアークへの悪影響が低減される。この結
果アークが安定するようになり、ひいては着火性能が向
上せしめられる。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１において１０は石油給湯機であって、ハ
ウジング１２の内部にバーナ（ガンタイプバーナ）１４
を有している。１６は石油給湯機１０における給水口で
あり、１８は出湯口である。

【００１９】給水口１６に続く管路２０上にはフローセ
ンサ２２，給水サーミスタ２４，水量制御弁２６が設け
られており、また熱交換器２８から出湯口１８までの管
路３０上にはミキシングタンク３２，過圧逃し弁３４が
設けられている。また、熱交換器２８には熱交換器サー
ミスタ３６が設けられている。尚３８は排水栓である。

【００２０】４０は燃焼室で、この燃焼室４０における
燃焼熱及び熱交換器２８による熱交換作用によって、管
路２０を通じて供給された水が加熱されてお湯とされ、
出湯口１８から出湯される。尚４２は排気口である。

【００２１】バーナ１４は、図２にも示しているように
空気を供給するための送風機４４，燃料（石油燃料）を
送り出すための燃料ポンプ４６，電磁弁４８，噴霧ノズ
ル５０，電極棒５２，イグナイタ５４を備えており、燃
料ポンプ４６にて送り出した燃料を噴霧ノズル５０から
噴霧してこれを燃焼させるようになっている。

【００２２】ここで燃料ポンプ４６は吐出圧可変式、即
ち燃料の供給量を連続的に変化させることのできるもの
とされている。即ちこの例のバーナ１４は燃焼量が可変
式のバーナとされている。尚、５６（図１参照）はオイ
ルストレーナで、５８は炎検出器（ＣｄＳ）であり、ま
た６０は各種動作を制御する制御器である。

【００２３】図３はバーナ１４の要部を拡大して示した
ものである。同図において６２は燃焼筒６４に隣接して
筒体６８の内側に形成された一次空気室で、内部に噴霧
ノズル５０と一対の電極棒５２とが収容されている。こ
こで噴霧ノズル５０と電極棒５２とは、共通のホルダ７
０に取り付けられ保持されている。

【００２４】一次空気室６２の外周壁７２、つまり筒体
６８には、一次空気孔７４が周方向に均等なピッチで複
数形成されており、送風機４４から送り出されて筒体６
８外部に至った空気が、それら一次空気孔７４から一次
空気室６２内に導入され、その一次空気室６２内におい
て軸方向の一次空気流が生ぜしめられ、そしてその一次
空気流の下で、噴霧ノズル５０から燃料が中心口７８を
通じて燃焼筒６４内に噴霧されるとともに電極棒５２か
らアークＰ（図４参照）が放電され、以って燃料が着火
されるようになっている。

【００２５】７６は燃焼筒６４の底部を構成するスタビ
ライザであって、中心口７８の周りに、二次空気を通過
させるための複数の通過孔８０と、その通過孔８０の縁
部より斜めに起立する形態の複数の旋回羽根８２とを有
しており、隔壁板８４にて筒体６８の内側且つ一次空気
室６２と燃焼筒６４との間に区画形成された二次空気室
８６からの二次空気を、それら複数の通過孔８０を通じ
て燃焼筒６４内に流入させるとともに、旋回羽根８２の
作用で燃焼筒６４内で旋回流を起こさせるように構成さ
れている。

【００２６】二次空気室８６の外周壁８８、つまり筒体
６８には、更に二次空気の導入口としての二次空気孔９
０が周方向に均等なピッチで且つ一次空気孔７４よりも
多数形成されており、送風機４４から送られてきた空気
が、この二次空気孔９０を通じて二次空気室８６内部
へ、更にはスタビライザ７６を通過して燃焼筒６４内に
流入するようになっている。

【００２７】即ちこの例の噴霧燃焼式バーナ１４の場
合、送風機４４から送られてきた空気が、一次空気孔７
４と二次空気孔９０とを通じて一次空気室６２と二次空
気室８６とに分配して供給され、燃焼筒６４内へと流入
させられる。尚、燃焼筒６４の外周壁９２には、送られ
てきた空気の一部を燃焼筒６４内に流入させる三次空気
孔９３が形成されている。

【００２８】前記一次空気室６２の外周壁７２には、着
火空気孔９４が形成されている。この着火空気孔９４
は、一次空気孔７４の前方且つ一対の電極棒５２の真上
の位置、厳密には一対の電極棒５２に対して軸直角方向
直近位置且つそれら一対の電極棒５２の中間位置におい
て周方向に１つだけ形成されている。

【００２９】本例のバーナの場合、送風機４４から送ら
れて筒体６８の外部に至った空気は、一次空気孔７４，
二次空気孔９０を通じてそれぞれ一次空気室６２，二次
空気室８６内に分配して導入される。そして一次空気室
６２内に導かれた空気によって燃焼筒６４内に向かう軸
方向の一次空気流が生ぜしめられ、その一次空気流の下
で噴霧ノズル５０から燃料が燃焼筒６４内に噴霧される
とともに、電極棒５２からアークＰが放電され、燃料の
着火が行われる。

【００３０】また、二次空気室８６内に流入した空気は
スタビライザ７６を通過して燃焼筒６４内に流入し、そ
の際に旋回羽根８２の作用で燃焼筒６４内で旋回流が生
ぜしめられ、その旋回流に基づいて噴霧された燃料と空
気とが均一且つ良好に混合され、燃焼が行われる。尚、
送風機４４から送られてきた空気の残りの部分が燃焼筒
６４の三次空気孔９３を通じて燃焼筒６４内に流入す
る。

【００３１】本例のバーナ１４においては、図４に拡大
して示しているように隔壁板８４が一次空気室６２の前
部壁を兼ねており、而してこの隔壁板８４は、全体とし
てテーパ形状をなしていて中心部に円形の開口９６を有
している。この開口９６の口径はスタビライザ７６の中
心口７８の口径よりも大口径とされており、同図に示し
ているようにその開口９６の縁部が、中心口７８の縁部
よりも外周側に距離ｄ（ｄ＝０．５〜２．０ｍｍ，望ま
しくは１．０〜１．５ｍｍ）だけ引き込んだ位置位置さ
せられている。この隔壁板８４によって通路幅が中心方
向に向かって狭くなる形態の二次空気室８６が形成され
ている。

【００３２】この二次空気室８６の外周面は筒体６８に
て閉鎖されていて、その筒体６８にて二次空気室８６の
外周壁８８が構成されており、そしてその外周壁８８に
は前記多数の二次空気の導入口としての二次空気孔９０
が形成されていて、送風機４４から送られてきた空気が
それら二次空気孔９０を通じて二次空気室８６内部に導
入される。

【００３３】而して二次空気孔９０を通じて導入された
二次空気は、隔壁板８４の案内作用（整流作用）によっ
て、中心方向に向って流速を速めつつスタビライザ７６
の通過孔８０を通過して燃焼筒６４内に流出し、旋回羽
根８２の作用で旋回運動させられる。

【００３４】本例のバーナ１４の場合、隔壁板８４の開
口９６の縁部がスタビライザ７６の中心口７８の縁部よ
り外周側に引き込んだ位置にあることから、二次空気室
８６からの半径方向内向きの二次空気流の噴出位置がア
ークＰから遠くなっており、このため半径方向内方に向
かう二次空気流の流速が遅くなって、アークＰへの悪影
響が少なくなる。また流速が遅くなることによって、半
径方向内方に向かう二次空気流が、中心口７８を軸方向
に通過する一次空気流によりその向きを燃焼筒６４側へ
と変化させられ、これによってもアークＰへの悪影響が
低減される。この結果アークＰが安定するようになり、
ひいては着火性能が向上せしめられる。

【００３５】以上本発明の実施例を詳述したが、これは
あくまで一例示である。たとえば上例ではテーパ形状の
隔壁板８４が一次空気室６２の前部壁を兼用するように
構成されているが、一次空気室６２の前部壁と二次空気
室８６を形成するための隔壁板８４とを別々に形成する
といったことも可能である。

【００３６】また上例では一次空気室６２の外周壁７２
が筒体６８にて閉鎖された上、その筒体６８の一部にて
構成される二次空気室８６の外周壁８８に二次空気の導
入口としての二次空気孔９０が形成されているが、二次
空気室８６の外周部を開放形状として、その開放部全体
を二次空気の導入口となすことも場合により可能であ
る。さらに本例は上例以外の種々異なる形態のバーナに
適用することが可能であるなど、その主旨を逸脱しない
範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるバーナを含む石油給湯
機の概略構成図である。

【図２】図１におけるバーナの構成を示す図である。

【図３】図２におけるバーナの要部を拡大して示す図で
ある。

【図４】図２及び図３及びバーナの作用説明図である。

【図５】従来のバーナの一例の要部を示す図である。

【図６】図５におけるバーナの不具合の説明図である。

【符号の説明】 １４ バーナ ５０ 噴霧ノズル ５２ 電極棒 ６２ 一次空気室 ６４ 燃焼筒 ７６ スタビライザ ７８ 中心口 ８０ 通過孔 ８２ 旋回羽根 ８４ 隔壁板 ８６ 二次空気室 ８８，９２ 外周壁 ９６ 開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼筒の底部を構成する部材であって、
   中心口と、該中心口に連続して該中心口周りに放射状に
   形成された二次空気の通過孔及び該通過孔の縁部より斜
   めに起立する旋回羽根とを含むスタビライザの該中心口
   において該燃焼筒内に連通する状態で該燃焼筒に隣接し
   て一次空気室を形成し、該一次空気室内に噴霧ノズル及
   び電極棒を、それらの先端が該中心口に臨むように配設
   するとともに、中心部に開口を有するテーパ形状の隔壁
   板を該スタビライザの後側に且つ該開口を前記中心口に
   合わせるように配設して、該隔壁板と該スタビライザと
   の間に、中心方向に向かって通路幅の狭くなる形態の二
   次空気室を形成し、該二次空気室の外周部の導入口を通
   じて導入した二次空気を該隔壁板の作用で案内及び整流
   しつつ前記通過孔より燃焼筒内に流出させ且つ前記旋回
   羽根の作用で燃焼筒内に旋回流を起させるようになした
   噴霧燃焼式バーナにおいて前記隔壁板の開口径を前記ス
   タビライザの中心口の口径よりも大口径となして、該開
   口の縁部を該中心口の縁部よりも外周側に引き込んだ位
   置に位置させたことを特徴とする噴霧燃焼式バーナ。