JP2000291910A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼筒内面の空気過不足による燃焼筒内面燃
焼の不良発生を防止し、空気量や油量調整のばらつきに
対して、広い燃焼範囲を得ることを目的とする。 【解決手段】 液体燃料燃焼装置において、円錐形の噴
霧の外周部が燃焼筒の内面に到達する位置の近傍に、燃
焼筒の軸に略垂直な面を有し、燃焼筒の内側に突出し、
外周が燃焼筒の内面に接する保炎環を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料を前方に
円錐形に噴霧する噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの前方
に位置し、前記噴霧ノズルと同軸の円形断面形状の燃焼
筒と、燃焼用空気を前記燃焼筒の後方から前方または、
外周から中心に向かって供給する液体燃料燃焼装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、噴霧ノズルから噴霧された液体
燃料粒子は、所定の頂角の円錐形外周に沿って直線的に
飛び出す。燃焼装置では、燃焼用空気を噴霧に対して後
方または外周から供給することが多く、液体燃料粒子は
この気流に流されて、噴霧パターンは初期の円錐よりも
先すぼまりになる傾向がある。この気流の影響は、質量
の小さい小径の粒子ほど強く受け、逆に７０μｍ以上の
大径粒子は影響をほとんど受けないため噴霧の初速を保
ったまま直線的に飛ぶ。その結果、円錐形の噴霧は、そ
の外周部に大径の粒子が、内部に小径の粒子が分布す
る。

【０００３】また、小径の粒子はその容積に対する表面
積が大きいので、燃焼筒内部の高温雰囲気により速やか
に蒸発して燃焼するが、大径の粒子は蒸発に時間がかか
る。以上のように大径の粒子は速度が速く、噴霧の外周
に存在し、蒸発に時間がかかるため、蒸発しないまま燃
焼筒内面に到達する。燃焼筒内面は内部の火炎で加熱さ
れているので、液体燃料の沸点以上の温度に保たれてお
り、ここに接した燃料粒子は速やかに蒸発するか、衝突
により砕かれて微粒化した後速やかに蒸発して燃焼す
る。

【０００４】燃焼筒内面における燃焼に使われる空気が
不足すると、燃焼筒内面での燃焼が輝炎となり、燃焼筒
内面にすすが付着し、すす飛散の原因になる。また、燃
焼筒内面における燃焼に使われる空気が過多の場合に
は、燃焼筒内面での火炎温度が低下して消炎するため、
未燃状態で排気され、臭気の原因になる。この燃焼筒内
面の空気過不足による燃焼筒内面燃焼の不良発生が液体
燃料燃焼装置の燃焼範囲が限定される一つの要因となっ
ている。

【０００５】特に、熱量要求に応じて燃料供給量と燃焼
用空気量を可変とする比例燃焼法式の液体燃料燃焼装置
においては、最小燃焼から最大燃焼まで同一の空気量配
分で適正に燃焼させることは困難であり、例えば特開平
８−１７８２５５号に見られるように、二段階のダンパ
によって空気量とその分配をそれぞれ制御する構造が用
いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ダンパによって空気量
の分配も制御する構造によれば、それぞれの燃焼量に応
じた適切な分配を行うことができるが、燃焼筒内面の空
気過不足による燃焼筒内面燃焼の不良発生によって液体
燃料燃焼装置の燃焼範囲が限定されることには変わりが
無く、空気の過不足が発生しないように、高い部品寸法
精度や正確な油量調整が要求される。

【０００７】本発明は、液体燃料を前方に円錐形に噴霧
する噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの前方に位置し、前
記噴霧ノズルと同軸の円形断面形状の燃焼筒と、燃焼用
空気を前記燃焼筒の後方から前方または、外周から中心
に向かって供給する液体燃料燃焼装置において、燃焼筒
内面の空気過不足による燃焼筒内面燃焼の不良発生を防
止し、空気量や油量調整のばらつきに対して、広い燃焼
範囲を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及びその作用・効果】上記
目的を達成するために請求項１では、前記液体燃料燃焼
装置において、円錐形の噴霧の外周部が燃焼筒の内面に
到達する位置の近傍に、燃焼筒の軸に略垂直な面を有
し、燃焼筒の内側に突出し、外周が燃焼筒の内面に接す
る保炎環を設けた。前述のように、液体燃料噴霧の中で
大径の粒子は速度が速く、噴霧の外周に存在し、蒸発に
時間がかかるため、蒸発しないまま前記保炎環上流側の
面に到達し、保炎環に接した燃料粒子は速やかに蒸発す
るか、衝突により砕かれて蒸発しやすい微粒子となる。

【０００９】これに対して、燃焼用空気は全体的には軸
方向に流れており、保炎環にはこれと略垂直な面があ
る。空気の流れは連続流体なので、垂直な面に衝突する
こと無く、その少し手前から保炎環を避けるようにその
内側を通過する。その結果、保炎環の上流側の面上は空
気の流れの無いよどんだ場所になり、ここで燃料の蒸気
や蒸発しやすい微粒子が発生するので、燃焼筒内面の空
気が過多の状態でも燃料は十分な濃度を保つことが出来
て、火炎温度が低下して消炎することによる臭気の発生
を防止できる。

【００１０】請求項２では、前記保炎環に加えて保炎環
の下流から、燃焼筒内面に沿って空気を供給した。前述
の保炎環上流側の面で発生した燃料の蒸気や蒸発しやす
い微粒子は、保炎環下流側の面上に存在する再循環域に
保持された火炎を形成するが、上流から供給される燃焼
に使われる空気が不足すると、この火炎は輝炎となる。
この輝炎は燃焼筒内面に沿って供給した空気によって遮
られ、燃焼筒内面に触れることはないので、燃焼筒内面
にすすが付着することはない。

【００１１】請求項３では、保炎環の内側を、前方に向
けて折り曲げた。前述の保炎環上流側の面で発生した燃
料の蒸気や蒸発しやすい微粒子は保炎環下流側の面上に
存在する再循環域に保持された火炎を形成するが、保炎
環の内側を、前方に向けて折り曲げているので、この火
炎は曲げた長さに相当するだけ保炎環下流側の面から離
れた場所に形成され、保炎環下流側の面にすすが付着す
ることが無い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。図１は、本発明の好適な実施
の形態である石油給湯機用液体燃料燃焼装置の本体組み
立ての断面図である。燃料である灯油は、図示しない電
磁ポンプで加圧され、燃料供給路１０２を通って噴霧ノ
ズル１０１に供給され、噴霧される。この噴霧パターン
は、頂角約８０度の円錐形の外周を持つホロコーンであ
る。噴霧の外周が一次空気口２１６に触れない程度の位
置に噴霧ノズルを配することで、噴霧が一次空気口２１
６に当たって滴下することを防止している。そのため、
前記噴霧パターンは、一次空気口よりも内側に分布して
いる。燃焼に使用されない余分な燃料は、燃料戻り路１
０３を通って、図示しない流量調整弁を経由して前記電
磁ポンプに戻される。燃焼させる燃料供給量の調整は、
この流量調整弁を通過する量によって行う。

【００１３】図示しないファンから供給された燃焼用空
気は、外筒２０７に開けられた主空気口２０１から供給
される。燃焼用空気の一部は、大径の旋回室２１１の外
周に設けられた多数の絞り切り起こし２１７で周方向の
流速を与えられ、より小径の一次空気筒２１５に流れ込
む。絞り切り起こし２１７の個数と大きさは、一次空気
口２１６でのスワール数が２．０になるように決めてい
る。旋回している空気が大径の旋回室２１１から小径の
一次空気筒２１５に流れ込む時、角運動量が保存される
ため、径が小さくなることで、周方向の流速が加速され
る。一次空気口２１６は、一次空気筒２１５よりも更に
小径に、オリフィス状に絞っている。旋回を与えられた
一次空気は、遠心力により、一次空気筒の外周部に主流
があるので、もし、オリフィス状の絞りが無いと、その
主流は一次空気口２１６を出たところで遠心力により直
ちに広がり、一次空気口よりも内側に分布している噴霧
パターンの外に回り込むため、中央付近が空気不足にな
って火炎が伸びる。一次空気口２１６を、一次空気筒２
１５よりも更に小径に、オリフィス状に絞ることで、一
次空気口２１６から出た一次空気の主流は、内側に向か
って多少縮流した後に広がるため、一次空気口よりも内
側に分布している噴霧パターンとほぼ一致し、均質な混
合気に近づくため、燃焼性が向上し、ＮＯｘ排出濃度も
低減する。

【００１４】旋回室２１１の中に位置している噴霧ノズ
ル１０１は、円筒形のノズルキャップ２１３で覆ってい
る。ノズルキャップ２１３の付け根には、小径のノズル
キャップ側孔２１４が複数個開けられており、この孔か
ら流入した空気は整流されるので、噴霧ノズル１０１と
ノズルキャップ２１３の隙間を流れる空気は、旋回を止
められる。ノズルキャップ２１３の先端から流出する旋
回の無い空気は、後述の再循環流に乗って運ばれるすす
を吹き戻すので、ノズル表面にすすが付着することを防
止する。また、ノズルキャップ２１３の先端から流出す
る旋回の無い空気は、広がること無く中心線に沿って真
っ直ぐ進むため、全体の旋回流の軸になり、旋回流の歳
差運動を止めるので、ボルテックスホイッスルの発生を
防止し、騒音を低減する作用も持つ。ノズルキャップ２
１３の内径は、噴霧ノズル１０１を締め付けるボックス
レンチの外径よりも大きいので、噴霧ノズル１０１を燃
焼装置正面から付け外しする妨げにならない。

【００１５】主空気口２０１から供給された燃焼用空気
の一部は、第一燃焼筒４０１と隙間を開けて設けられた
仕切り板２０３の仕切り板孔２２６を通過する。仕切り
板２０３と第一燃焼筒４０１との間に隙間があるので、
主空気口２０１から供給された燃焼用空気が第一燃焼筒
４０１に直接吹き付けて過冷却になることはない。

【００１６】仕切り板孔２２６を通った燃焼用空気の一
部は、第一燃焼筒４０１と仕切り板２０３の隙間を通っ
て一次空気と同方向に旋回を与える絞り切り起こしの旋
回二次空気孔２２１から吹き出して、一次空気の旋回流
と合流する。この旋回二次空気が過多にならないよう
に、旋回二次空気孔２２１の入り口の一部は、仕切り板
２０３によって閉塞している。

【００１７】旋回空気流と噴霧の蒸発した燃料蒸気とで
一次燃焼の火炎が形成される。未燃の空気と燃料蒸気
は、温度が低く密度が大きいので遠心力によって第一燃
焼筒４０１の外周付近を流れる。燃焼によって生成した
燃焼気は、温度が高く比較的密度が小さいので、第一燃
焼筒４０１の中心部に集まり、その一部は噴霧ノズル１
０１に向かって再循環流を形成する。この高温再循環流
によって、噴霧ノズル１０１からの噴霧が加熱され、蒸
発して一次燃焼火炎に燃料蒸気を供給することで、安定
した高い燃焼負荷の一次燃焼域が形成される。

【００１８】仕切り板孔２２６を通った燃焼用空気の一
部は、第一燃焼筒４０１と仕切り板２０３の隙間を通っ
て第一燃焼筒４０１に開けられた少数の補助空気孔２２
２から中心に向かって噴出する。補助空気孔２２２から
噴出した補助空気は、旋回流を突き破って第一燃焼筒４
０１の中心部まで達する。一次燃焼域が旋回流のみであ
ると、燃焼用空気は、遠心力で外周部に集まり、中心部
の空気が不足して発煙することがあるので、補助空気に
よって補っている。また、この補助空気の流れは、旋回
している一次燃焼火炎のクラスタを螺旋状に切り裂いて
細分化し、クラスタの生成・消失頻度を増やすことで、
燃焼轟音の周波数を高めている。高周波になった燃焼轟
音は、図示しない排気経路に設けられた消音器によって
容易に消音することができる。

【００１９】仕切り板孔２２６を通った燃焼用空気の一
部は、第二燃焼筒４０２に開けられた二次空気孔２２３
から中心に向かって吹き出し、第一燃焼筒４０１に二次
空気孔２２３と略同軸に開けられた二次空気貫通孔４０
８を通過して燃焼筒４０１，４０２内に噴出する。この
二次空気の通路には、保炎環曲げ部４０６があるが、二
次空気の流れを阻害しないように切り欠き４０９を設け
ている。中心に向かって吹き出した二次空気は、その下
流の二次燃焼領域に燃焼用の空気として供給される他、
その上流の一次燃焼領域終端部に外から内向きの流れを
与え、前述の再循環流の安定した形成を助けている。

【００２０】仕切り板孔２２６を通った燃焼用空気の一
部は、第二燃焼筒４０２に開けられた壁面空気供給孔２
２４から、第一燃焼筒４０１と第二燃焼筒４０２とに挟
まれた壁面空気室４０３に供給され、第一燃焼筒４０１
と第二燃焼筒４０２との隙間である壁面空気吐出口４０
４から第二燃焼筒４０２の壁面に沿って前方に向けて流
出する。この壁面空気吐出口４０４は、保炎環４０５よ
りも前方に位置している。

【００２１】仕切り板孔２２６を通った空気の一部は、
第二燃焼筒４０２の先端付近に開けられた背面空気抜き
孔２２５から第二燃焼筒４０２内に抜け出る。この気流
によって第二燃焼筒４０２は背面から冷却されるので、
材料の耐熱温度を超えて過加熱されることはない。

【００２２】噴霧ノズル１０１から噴霧された円錐形の
外周部に位置する大粒の燃料粒子は、第一燃焼筒４０１
と第二燃焼筒４０２の境界付近に到達するので、この位
置に燃焼筒４０１，４０２の軸に略垂直な面を有し、燃
焼筒４０１，４０２の内側に突出し、外周が第一燃焼筒
４０１の内面に接する保炎環４０５を設けている。保炎
環４０５は、第一燃焼筒４０１と第二燃焼筒４０２と三
重に重なってスポット溶接で固定されている。燃焼の条
件によってはこの保炎環は１０００℃以上の高温になる
ことがあるので、２０％のクロムを含む極低炭素フェラ
イト系鋼を使っている。フェライト系の鋼は、高温強度
は低いが、加熱・冷却を繰り返しても変態しないので、
熱変形を防止することができる。材料成分に５％のアル
ミニウムを加えて、表面に形成される酸化クロムの層を
酸化アルミニウムによって緻密にしている。同様の効果
はシリコンを加えても得られるが、酸化シリコンは燃焼
気中の高温の水蒸気に起因するＯＨ基で還元されて、効
果が無くなることもあるので、燃焼装置にはアルミニウ
ムを用いるのが良い。また、材料成分に少量のランタン
を加えて、表面に形成される酸化クロムの層の剥離を防
止している。同様の効果を得るためにイットリウムやス
カンジウムなど他の希土類金属を加えたのでも良い。成
分にアルミニウムを加えたことで、材料の強度が低下す
るが、材料成分に少量のジルコニウムを加えて、金属結
晶を微細化することで、伸びを増し、絞り加工による破
断を防止している。同様の効果はチタンやニオブを加え
ても得られるが、チタン・ニオブとも高温の燃焼気中の
一酸化炭素で炭化されて、異常腐食が発生することがあ
るので、燃焼装置にはジルコニウムを用いるのが良い。

【００２３】噴霧ノズル１０１から噴霧された液体燃料
噴霧の中で大径の粒子は速度が速く、噴霧の外周に存在
し、蒸発に時間がかかるため、蒸発しないまま保炎環４
０５の上流側の面に到達する。保炎環４０５は燃焼筒４
０１，４０２内部の火炎で加熱されているので、灯油の
沸点以上の温度に保たれており、保炎環４０５に接した
燃料粒子は速やかに蒸発するか、衝突により砕かれて蒸
発しやすい微粒子となる。

【００２４】これに対して、第一燃焼筒４０１の壁面に
沿って旋回しながら流れている燃焼用空気は、保炎環４
０５にある略垂直な面に衝突すること無く、その少し手
前から保炎環４０５を避けるようにその内側を通過す
る。その結果、保炎環４０５の上流側の面上は空気の流
れの無いよどんだ場所になり、ここで燃料の蒸気や蒸発
しやすい微粒子が発生するので、燃焼筒内面の空気が過
多の状態でも燃料は十分な濃度を保つことが出来て、火
炎温度が低下して消炎することによる臭気の発生を防止
できる。

【００２５】保炎環４０５の上流側の面で発生した燃料
の蒸気や蒸発しやすい微粒子は、保炎環４０５の下流側
の面上に存在する再循環域に保持された火炎を形成する
が、上流から供給される燃焼に使われる空気が不足する
と、この火炎は輝炎となる。この輝炎は、壁面空気吐出
口４０４から第二燃焼筒４０２の壁面に沿って前方に向
けて供給する空気によって遮られ、燃焼筒内面に触れる
ことはないので、燃焼筒内面にすすが付着することはな
い。また、第二燃焼筒４０２の壁面に沿って供給する空
気によって、第二燃焼筒４０２の表面は熱からも保護さ
れており、材料の耐熱温度を超えて過加熱されることは
ない。上流から供給される燃焼に使われる空気が不足し
た場合には、保炎環４０５の上流側の面で発生した燃料
の蒸気や蒸発しやすい微粒子の燃焼に壁面空気吐出口４
０４から第二燃焼筒４０２の壁面に沿って供給する空気
が使われるため、空気不足になることも無い。

【００２６】保炎環４０５の内側には、前方に向けて折
り曲げた折り曲げ部４０６を設けた。前述の保炎環４０
５上流側の面で発生した燃料の蒸気や蒸発しやすい微粒
子は保炎環４０５下流側の面上に存在する再循環域に保
持された火炎を形成するが、折り曲げ部４０６があるの
で、この火炎は曲げた長さに相当するだけ保炎環下流側
の面から離れた場所に形成され、保炎環下流側の面にす
すが付着したり、保炎環が過加熱されて耐熱温度を上回
ることが無い。

【００２７】第二燃焼筒４０２の先端に当接し、第二燃
焼筒４０２の内面から内向きに突出するエアコーン４０
７を設けている。第二燃焼筒４０２の壁面に沿って供給
する空気のうち、燃焼に使われなかった部分はこのエア
コーン４０７によって燃焼筒内側に送られ、火炎を短く
することに寄与する。

【００２８】第一燃焼筒４０１の上流側直径は、火炎の
安定に適した大きさとしているが、加熱対象である熱交
換器はこれよりも大きいので、まんべんなく加熱できる
ように、燃焼筒４０１，４０２は先広がりの円錐台形と
している。燃焼気流は旋回しているので、外向きの遠心
力がかかっており、先広がりにしても流れが壁面から剥
離して中央に集まることはない。燃焼筒４０１，４０２
は、その先端部分でのみ固定されており、第一燃焼筒４
０１と一次空気筒２１５、および仕切り板２０３と外筒
２０７はそれぞれ隙間を開けて差し込まれている。燃焼
中は燃焼筒４０１，４０２はその内部の火炎に加熱さ
れ、熱膨張するが、先端部分でしか固定していないの
で、他端は自由に移動でき、熱応力が発生しないので、
熱変形と熱応力割れを防止できる。第一燃焼筒４０１と
一次空気筒２１５の隙間が偏っていて、ここから空気が
燃焼筒内に流入すると、火炎の偏りの原因になるため、
この隙間からの空気をおさえるロックウール製のパッキ
ン２０８を設けている。

【００２９】図示しないファンから供給された三次空気
は、三次空気口２０２から三次空気室２３１に供給され
る。三次空気室２３１に供給された空気は、三次空気室
２３１にかしめ加工によって取り付けられたバーナフラ
ンジ２３３に絞り加工によって作られた側壁に開けた三
次空気供給口２３４から外向きに流出し、熱交換器フラ
ンジ５０２を曲げて作られた側壁の三次空気供給口２３
４に対向する位置に開けられた三次空気吐出口２３５を
通って銅板製の熱交換器内胴５０１に吹き付けられる。
熱交換器内胴５０１に吹き付けられた三次空気は、燃焼
に関与すること無く、熱交換器内胴５０１内面に当たっ
て広がり、空気層を形成する。この空気層によって熱交
換器内胴５０１内面は燃焼気に直接触れることが無くな
るので、熱交換器内胴５０１の温度上昇・熱応力・すす
付着・結露水発生・結露水による腐食が防止でき、燃焼
中の未燃気が急冷されることも無いので、臭いの発生・
一酸化炭素の発生を防止する効果もある。

【００３０】上流の三次空気供給口２３４よりも下流の
三次空気吐出口２３５のほうを小さくしているので、こ
の間のバーナフランジ２３３と熱交換器フランジ５０２
の隙間には内圧がこもり、燃焼気が進入してくることは
ない。そのため、バーナフランジ２３３と熱交換器フラ
ンジ５０２の間の外部漏れ防止のパッキンがもし漏れた
としても、その漏れる気体は高温の燃焼気ではなく、常
温に近い三次空気のみなので、安全である。

【００３１】銅板製熱交換器フランジ５０２は、熱交換
器内胴５０１に鑞付けされている。鑞付けのときに銅板
製熱交換器フランジ５０２は焼きなまされて、強度が低
下し、フランジの変形やネジ山がなめる恐れがあるた
め、成分に錫とコバルトを配合して高温でも結晶の粗粒
化を防止している。バーナフランジ２３３を熱交換器フ
ランジ５０２にネジ止めする熱交換器フランジ５０２の
雌ネジの周りにはバーナフランジ２３３から立てたバー
リング２３６の先端を当てているので、強くネジ止めし
ても雌ネジの周りが変形してネジ山がなめやすくなるこ
とはない。熱交換器フランジ５０２・熱交換器内胴５０
１の他、図示しないフィンやフィンパイプなど熱交換器
の構成部品はすべて銅製なので、素材として再生すると
きに分解しなくても、再生材に鉄などの不純物が混入す
ることはない。

【００３２】バーナフランジ２３３と熱交換器フランジ
５０２とは、ともに略正方形の形をしている。そのた
め、相互の向きを変えて取り付けることも可能である。
取り付け方向を変えても同じ部品で対応できるように、
いずれかのフランジにネジ止め用の孔やステーを余分に
設けておくこともできる。

【００３３】この燃焼装置への点火は、図示しない点火
トランスで周期的に発生させた高電圧を電極棒６１０に
加え、放電による火花で行っている。燃焼中に燃料の噴
霧が電極棒に当たって灯油が滴下しないように、電極棒
６１０の先端は噴霧の円錐形外周よりも後方に位置させ
ている。そのため、最初の放電は噴霧パターンの外で行
われる。放電火花の通った後には火花によって発生した
イオンの列が残り、このイオン列に沿って電流が流れや
すくなっている。電極棒６１０は、一次空気の気流中に
あるため、次の瞬間にはイオン列は気流に流されて電極
棒６１０先端よりも下流に位置する。次回の放電は気流
に流されたイオン列に沿って行われるので、電極棒６１
０の先端よりも下流に火花が発生する。このようにして
放電火花は気流に流されながら噴霧パターンの中に入
り、そこで放電エネルギーとイオン化の効果で、燃料を
蒸発させて点火する。電極棒６１０の碍子６１１が旋回
室内の空気の流れを阻害しないように、突出を小さくし
ているが、火花が他の部品にリークしないように、碍子
に窪みを設けて沿面距離を増大している。また、電極棒
６１０が旋回室内の空気の流れを阻害しないように、旋
回室の中心に近い所を引き回している。

【００３４】点火の確認は火炎の発光を火炎検出器６２
０で検出することで行う。火炎検出器６２０の中には、
シリコンフォトダイオードと電流増幅回路とを１個のチ
ップ上に作ったフォトＩＣダイオードが使用されてい
る。フォトＩＣダイオードは、電流増幅回路が内蔵され
ているため、外部からのノイズに強く、電極棒６１０か
ら放電しているときにも正しく火炎を検出することがで
きる。また、フォトトランジスタや光導電素子に比べて
固体差が小さく直線性が高いので、この電流値の多寡に
よって燃焼状態の診断を行うこともできる。火炎検出器
６２０が旋回室内の空気の流れを阻害しないように、突
出を小さくしている

【００３５】図２は、主空気口２０１と三次空気口２０
２とに空気を供給するダクトの要部断面図である。主空
気ダクト２４１は、その下流で主空気口２０１に通じ、
三次空気ダクト２４２は、その下流で三次空気口に通じ
ている。主空気ダクト２４１と三次空気ダクト２４２の
上流は、図示しない共通のファンの吐出口に通じてい
る。主空気ダクト２４１と三次空気ダクト２４２は互い
に平行に並んで設けられており、双方を一本のダンパ軸
２４５が貫通している。主空気ダクト２４１内のダンパ
軸２４５には主空気ダクト２４１の断面よりも小さい主
ダンパ２４３が、三次空気ダクト２４２内のダンパ軸２
４５には三次空気ダクト２４２の断面よりも小さい三次
ダンパ２４４が互いに９０度向きを違えてネジ止めして
いる。燃焼量が大きいときには、燃焼用に使用する空気
量も多いため、主ダンパ２４３を主空気ダクト２４１と
平行な全開位置にすると、自動的に三次ダンパ２４４は
三次空気ダクト２４２との隙間に相当する最小開度とな
り、有効に主空気口２０１に燃焼用空気を送り込むこと
ができる。また、最小燃焼量のときには、主ダンパ２４
３を主空気ダクト２４１との隙間に相当する最小開度に
すると、自動的に三次ダンパ２４４は三次空気ダクト２
４２と平行な全開位置になる。

【００３６】このダンパは、最小燃焼のときに燃焼に寄
与しない三次空気量を増やすように作用するので、全体
の空気比を高めることが出来、熱交換器の結露を防止す
ることができる。また、全体の空気量は最大燃焼に比べ
て大きく減少しないので、主ダンパ２４３の差圧もあま
り大きくならず、主ダンパ２４３の最小開度が多少ばら
ついても燃焼用空気のばらつきを小さくすることができ
る。更に、ファンの設計点から大きく逸脱することも無
いので、サージングの発生を防止することができる。

【００３７】以上の実施の形態では、石油給湯機に使用
する液体燃料燃焼装置について説明したが、これに限る
こと無く、炉を加熱するための液体燃料燃焼装置、ガス
タービンの燃焼缶に用いられる液体燃料燃焼装置、ボイ
ラを加熱するための液体燃料燃焼装置など同様の原理に
基づいて燃焼させる液体燃料燃焼装置でも使用できる。
また、燃料として灯油を例に引いたが、これに限ること
無く、液体のまま噴霧される燃料であれば、揮発油、軽
油、粗油、重油、メタノール、エタノール、メタンハイ
ドレート、ジメチルエーテルなど多様な燃料に使用でき
る。更に、噴霧方式として圧力噴霧を例に引いたが、こ
れに限ること無く、円錐形に噴霧されるものであれば、
液柱噴霧、液膜噴霧、内部混合式などその方式を問わな
いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施の形態である石油給湯機用
液体燃料燃焼装置の本体組み立ての断面図。

【図２】空気を供給するダクトの要部断面図。

【符号の説明】

１０１・・・噴霧ノズル ４０１，４０２・・・燃焼筒 ４０４・・・壁面空気吐出口 ４０５・・・保炎環 ４０６・・・折り曲げ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 善治 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 (72)発明者 大平 晋也 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 (72)発明者 小関 浩司 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 Ｆターム(参考） 3K055 AA07 AA10 AB04 AB08 BA01 BA11 BB10 BC02 BC06 BC10 BD04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体燃料を前方に円錐形に噴霧する噴霧
   ノズルと、前記噴霧ノズルの前方に位置し、前記噴霧ノ
   ズルと同軸の円形断面形状の燃焼筒と、燃焼用空気を前
   記燃焼筒の後方から前方または、外周から中心に向かっ
   て供給する液体燃料燃焼装置において、前記円錐形の噴
   霧の外周部が前記燃焼筒の内面に到達する位置の近傍
   に、前記燃焼筒の軸に略垂直な面を有し、前記燃焼筒の
   内側に突出し、外周が前記燃焼筒の内面に接する保炎環
   を設けたことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記保炎環の下流から、前記燃焼筒内面
   に沿って空気を供給する壁面空気吐出口を有することを
   特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記保炎環の内側には、前方に向けて、
   折り曲げ部があることを特徴とする請求項１または２記
   載の液体燃料燃焼装置。