JPH01134104A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用の暖房等に用いられる燃焼装置に関する
ものである。

従来の技術 従来、この種の燃焼装置としては石油ストーブ等に用い
られている吸い上げ気化方式の燃焼装置があるが、これ
は一般に第６図に示すようなものであった。第６図にお
いて、灯芯１に点火すると燃焼を開始し、燃焼による高
温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することにより熱ドラフ
トを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、外炎筒７の空
気孔１１および赤熱部１６の透孔１７より燃焼室８内に
供給され燃焼が継続され、赤熱部１６を赤熱させて射熱
を得ていた。通常の強燃焼では第６図に示すように、内
炎筒６と外炎筒７上方に二次炎ｆ１を形成し、燃焼室８
内を上昇してきた未燃成分を完全に燃焼させるので良好
な排ガス特性を示す。しかし、灯芯１の露出高さを低（
して燃焼量を小さくした場合は、火炎は燃焼室８内に下
かってｆ２の様に形成される。この場合、内炎筒６の空
気孔１１や透孔１７に形成されていた火炎ｆ３は火炎ｆ
２の上方では形成されなくなる。従来からこのような状
態では排ガス特性、特にＣｏ／ＣＯ２が急激に悪化して
いた。また、燃焼装置を密閉状悪の良い部屋で長時間使
用した場合、酸素濃度の減少に従って燃焼量も次第に減
少するが、上述のように火炎が燃焼室８内に下がると多
量のＣＯが発生する様な状態になっていた。以上の現象
は燃焼装置内の排ガス測定を行った結果、空気通路２０
の流れに原因があることが明らかになった。

即ち第６図の燃焼装置のＡ−Ａ’線（空気通路２０）の
Ｇｏ濃度は上端付近で強燃焼時５００ｐｐｍ以上、弱燃
焼時では約２５０ｐｐｍとなる。強燃焼時は火炎ｆ１で
ほぼ完全に燃焼されるので排ガス特性は良好となるが、
弱燃焼時はこれらの高濃度のＣＯが直接大気中に放出さ
れることになる。以上のことから、燃焼室８がら空気通
路２０へ波線ａの様な拡散があることは明らかで、この
高濃度のＣＯを含む混合ガスが直接大気中に放出される
ことになり、ＣＯ／Ｃ０２特性は急激に悪化する。した
がって燃焼量は火炎ｆ２が燃焼室上方に形成されている
範囲でしか調節ができなかった。

この様な問題を解決するものとしてすでに第７図に示す
ような燃焼装置が提案されている。即ち、第７図におい
て、２４は燃焼制御筒で外炎筒気孔部２５内方上部に設
定され、上端は外筒９の絞り部１５に対向する位置近傍
まで伸び、気孔部２５との間に空気室２６が形成されて
いる。以上の構成により、空気室２６で未燃ガスを局部
的に燃焼させて未燃ガスの漏れ量を少なくすることによ
つて弱燃焼時のＣＯ／ＣＯ２特性を大幅に改良すること
ができた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の様な構成では、燃焼制御筒によって燃焼
室に供給される空気が抑制されるので点火特性や酸欠特
性が悪化する傾向にあった。本発明はかかる従来の問題
を解消するもので、点火特性や酸欠特性を改良すること
により、燃焼特性が良好で燃焼量調節幅が太き（、安全
かつ快適な燃焼装置を得ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の燃焼装置では、燃
焼制御筒壁面に連通孔を設け、この連通孔の開口面積を
空気室の断面積よりも大きくしている。

作　　用 本発明は、上記した構成により、連通孔から燃焼室内に
効率よく空気を供給することが出来るので点火特性や酸
欠特性を大幅に改良することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図において、１は燃料供給部である灯芯で芯内筒２
と芯外筒３の間に上下動自在に設定されている。芯内筒
２と芯外筒３の上端部はそれぞれ内火皿４、外火皿５を
形成しており、自火筒６、外炎筒７が載置されている。

灯芯１の先端は燃焼時には内炎筒６と外炎筒７間に形成
される燃焼室８内に露出され、ここで燃料の気化が行わ
れる。

９は外筒で内炎筒６、外炎筒７、外筒９は内方より順次
略同心円状に配置され固定ピン１０によって一体化され
ている。１１は内炎筒６および外炎筒７に多数設けられ
た空気孔である。１２は内炎筒６の上端開口部を閉塞す
る内炎筒天板で、内炎筒６内方から上方へ通じる気孔１
３を有している。

１４は内炎筒天板１２上に載置された拡炎板である。外
筒９の上端には絞り部１５が形成され、さらにこの絞り
部１５より上方の外炎筒７には赤熱部１６が形成され、
開口の大きな透孔１７が設けられている。１Ｂはガラス
等の透過性材料よりなる透過筒で、外炎筒９上に載置さ
れている。１９はトップフレームで赤熱部１６と透過筒
１８の間の空気通路２０の上端を遮蔽するように赤熱部
１６の上端に載置され、透過筒１８を固定している。２
１は内炎筒６内方に設置された制流筒で、灯芯１先端に
対向する位置近傍から内炎筒６先端付近まで上方へのび
、かつ内炎筒６間に形成される制流域２２に底面を有す
るように設けられている。２３は空気導入路である。２
４は燃焼制御筒で外炎筒気孔部２５内方上部に設定され
、上端は外炎筒９の絞り部１５に対向する位置近傍まで
伸び、気孔部２５との間に空気室２６が形成されている
。２７は燃焼制御筒２４壁而に設けられた連通孔で空気
室２６と燃焼室８を連通ずるごとく、多数均一に設けら
れている。２８は制流筒２１中下部壁面に設けられた通
気孔である。２９は通気孔２８直上で制流域２２を王制
流域３ｏと上側流域３１とに分割する鍔部で、ビーディ
ング加工やフレア加工等を応用して制流筒２１を外周方
向に突出させることによって形成している。３２は制流
筒２１と内炎筒天板１２の間に一定の間隔を有するよう
に設定された通気部である。

上記構成において灯芯１に点火すると燃焼を開始し、燃
焼による高温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することによ
り熱ドラフトを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、外
炎筒７の空気孔１１および赤熱部１６の透孔１７より燃
焼室８内に供給され燃焼が継続される。このときの空気
通路２０内および燃焼室８内の燃焼ガスや空気の流れを
第２図で説明する。外炎筒７外方から供給される空気は
燃焼制御筒２４下方から灯芯１近傍に供給される白矢印
（ａ）と上方へ供給される白矢印（ｂ）の流れに分けら
れる。上昇した空気の一部は白矢印（０）の様に空気孔
１１を通過し、空気室２６へ供給される。

さらに、外炎筒７上方に供給された空気は白矢印（ｄｌ
の様に透孔１７から燃焼室８へ供給される。−方、空気
流白矢印（ａ）によって気化された燃料は空気との混合
ガスとなって黒矢印（ｅ）のように燃焼室８を上昇する
。上昇した混合ガスは拡散によって空気通路２ｏへ流出
しようとするが、外炎筒気孔部２５中上部に燃焼制御筒
２４を有しているため、この燃焼制御筒２４の測流作用
により、黒矢印（ｆ）のような空気通路２０への混合ガ
スの漏出を抑制している。すなわち、燃焼制御筒２４が
ない場合には、燃焼ガスは燃焼室８の幅全体を使って上
昇するので、赤熱部１６へ達すると直ちに空気通路２ｏ
へ漏出する。しかし、本実施例によれば燃焼ガスの流れ
は空気室２６の幅だけ内炎筒６側へ寄せられることにな
り、燃焼室８下方から上昇してきた燃焼排ガスの空気通
路２０への漏出は抑制される。また、燃焼制御筒２４に
対向する気孔部２５の空気孔１１がら空気室２６へ白矢
印（０）のように供給された一定量の空気は、空気室２
６の出口から燃焼室８内へ噴出され、気化ガスと混合さ
れるのでここで燃焼し火炎ｆｔを形成し、燃焼ガスは黒
矢印（９）のように上昇する。従って、赤熱部１６内壁
付近ではこの燃焼ガスによる層が形成されるので、黒矢
印（ｆ）の空気通路２０への漏出を抑制する。黒矢印（
ｇ）の流れの層は赤熱部１６の近傍を上昇するので黒矢
印ｆｈ）のように一部は当然空気通路２０へ漏出するが
、黒矢印（ｇ）の流れは空気室２６の出口に形成される
火炎ｆｉによって燃焼がかなり進んだ状態の燃焼ガスで
、ＣＯ２を多く含んでおり、黒矢印（置）のように空気
通路２０から大気中へ放出されたとしてもＣＯ／ＣＯ２
の急激な悪化にはつながらない。

特にこの燃焼筒は内炎筒６内側に制流筒２１を設けてい
るのでさらにＣＯ／ＣＯ２特性が向上する利点がある。

すなわち、内炎筒６内側にも未燃ガスの一部が拡散して
おり、この未燃ガスが燃焼量を絞った場合に内炎筒６の
上部からそのまま排出されるためＣＯ／ＣＯ２が悪化す
る。これを防止するために設けられたのが制流筒２１で
、■　空気流と拡散した未燃ガスの分離 ■　内炎筒内側への拡散防止 ■　制流筒上部から供給される空気による未燃ガスの再
燃焼 を実現しＧ　Ｏ／ＣＯ２の悪化を防止している。

第３図は第６図に示す従来例と本実施例について燃焼量
に対するＣ　Ｏ／ＣＯ２特性を測定した結果である。本
実施例では大幅に改良されていることがわかる。

つぎに点火特性や酸欠特性について述べる。燃焼制御筒
２４は本来燃焼室への供給空気量を抑制するものである
から、点火時等は空気量が不足する。そこでそれを補う
ために燃焼制御筒２４に連通孔２７を設けているが、こ
の連通孔２７の開口面積は点火特性や酸欠特性に大きく
影響する。すなわち、燃焼室内では熱ドラフトによって
空気の流れは主として上向きであるため空気室２６に流
入した空気は連通孔２７から燃焼室８へ供給されるより
も上方から供給される方が多い。したがって燃焼室８に
効率よく空気を供給するには連通孔２７の開口はある程
度大きくする必要がある。第６図は空気室の断Ａと連通
孔の総開口面積Ｂの比Ｂ／Ａに対し点火時のＣＯを測定
したものである。

また、第７図は酸欠試験を行い酸素濃度が１５％になっ
たときの室内のＣＯ濃度の測定値である。

点火時のＣＯピークは連通孔２７の開口面積が大きくな
るほど低くなる傾向を示すが、Ｂ／Ａ＞１ではほぼ一定
となる。酸欠特性はａ／Ａ＝０．５（ｉ近で一旦増加す
る。これは連通孔２７の開口面積が小さいと、連通孔２
７に火炎が形成されず供給される空気によって未燃ガス
が冷却され燃焼反応が抑制されるためである。Ｂ／Ａ≧
１では連通孔に火炎を形成し燃焼制御筒２４を赤熱させ
て燃焼を促進させるため酸欠特性は良好になる。第６図
、第７図の結果からＢ　／　Ａ≧１、即ち連通孔２７の
総開口面積を空気室２６の断面よりも太き（することが
必要である。これにより連通孔２７から効率よく燃焼室
８下方に空気が供給されるので迅速な燃焼促進が行われ
ＣＯ１臭気の発生は少なく、点火特性、酸欠特性を大幅
に改良することができる。

発明の効果 以上のように、本発明の燃焼装置によれば、次の効果か
えられる。

■　燃焼制御筒の測流作用により、燃焼室下部から上昇
する燃焼ガスの空気通路への流出を抑制し、Ｃｏ／ＣＯ
２の悪化を抑制する。

■　空気室から燃焼室へ噴出される空気によって赤熱部
内壁近傍で燃焼が促進され、ＣＯ２を多（含む燃焼ガス
層を形成するので燃焼室下部から上昇する未燃ガスの空
気通路への流出を抑制しＣｏ／ＣＯ２の悪化を抑制する
。

■　赤熱部内壁近傍に形成される排ガス層はＣＯ２を多
（含んでいるため、空気通路へ流出して赤熱部上部から
放出されてもＣＯ／ＣＯ２特性の悪化につながらない。

■　連通孔の開口面積を空気室の断面積よりも大きくす
るごとにより連通孔から燃焼室に効率よ（空気を供給し
て燃焼を促進させる。

以上の効果により、弱燃焼時や酸欠状態での排ガス特性
の急激な悪化を防止し、点火特性も良好となるので、燃
焼特性が良好で燃焼量調節幅が大きく、安全かつ快適で
ある燃焼装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の要部断面
図、第２図は同燃焼装置内の流れの断面図、第３図、第
４図、第５図は同燃焼装置の効果を説明するための特性
図、第６図は従来例を示す燃焼装置の要部断面図、第７
図は別の従来例の燃焼装置の要部断面図である。 １・・・・・・灯芯、６・・・・・・内炎筒、７・・・
・・・外炎筒、８・・・・・・燃焼室、９・・・・・・
外筒、１１・山・・空気孔、１８・・・・・・透過筒、
２４・・・・・・燃焼制御筒、２５・・・・・・気孔部
、２６・・・・・・空気室、２７・・・・・・連通孔。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−　大！−粁イヂ（＆（シ蓼弓５６−内美箇 ７−−−ダト　３ａ争蒼 ８−一一搭Ｊ充望。 ９−一一タト　ｍ 第　１＠　　　　　　　　　　　１Ｂ−達通簡２５−−
−気、Ｘ１部 δ−茫気！ ｚ７−−−達通孔 第２図 第３図 鹿　焼　＠　（ＫＣ（ＬＬ／ム） 第４図 ｏ　　　　　　ｏ、５　　　　　ｔ、ｂ　　　　　　ｉ
、ｓ　　　　　　ｚ、ａ連通孔史開口面墳／ｇ！社迷斥
面償 第５図 σ　　　　　θ、５　　　　　１０　　　　　／、５　
　　　　２．０達通工史開ロ面槓／免気菫町面積 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の空気孔を有する気孔部とその上方に形成される赤
   熱部とからなる外炎筒と、前記外炎筒内方に配された多
   数の空気孔を有する内炎筒と、前記外炎筒外方に位置し
   た外筒と、前記外筒上方に載置された透過筒と、前記外
   炎筒と前記内炎筒間に形成される燃焼室下端に上下動自
   在に設定された燃料供給部と、前記外炎筒の気孔部内側
   上方に配され、前記気孔部との間に空気室を形成する燃
   焼制御筒と、前記燃焼制御筒壁面に設けられた連通孔と
   を備えるとともにこの連通孔の開口面積は前記空気室の
   断面積より大きくした燃焼装置。