JPH0116908Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は家庭用の小型給湯、暖房装置としての
熱源器に使用される液体燃料燃焼装置に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 従来、この種の燃焼装置は第１図に示すように
構成されている。すなわち、燃焼室６内に側壁に
多数の空気噴出孔１６を有する中筒１０とそして
助燃筒１２とが略同心円上に立設されており、か
つ燃焼室６内へ液体燃料の微粒化手段３が臨接さ
れている。そして燃料は微粒化手段３から、燃焼
用空気は送風機構２０により燃焼室底部９の裏面
に連接されたウインドボツクス２２を介して中筒
１０上の空気噴出孔１６から、それぞれ連続的に
燃焼室６内へと供給されている。初期の拡散燃焼
後、燃焼熱により後続の燃料微粒子が直ちに高速
気化し、拡散混合が促進されて予混合の状態で中
筒１０上部の空気噴出孔１６に保炎燃焼するこの
種の燃焼装置においては、中筒１０上の各噴出孔
１６から給合されるトータル空気量によつてはじ
めて安定した火炎を形成し燃焼の諸特性を維持す
るものである。従つて着火から安定した青炎形成
の定常燃焼に至るまでの過渡期−遷移燃焼期には
中筒１０上の中・下部の各噴出孔１６から噴出す
る燃焼用空気の不足状態とかつ微粒化手段３によ
る燃料の霧化粒子との不十分な混合状態とで拡散
燃焼を行ないつつ新たな空気を供給し火炎は燃焼
室６内を旋回上昇する。この結果、煤を生成して
いる火炎が燃焼室６内の旋回流の中心となる中筒
１０表面上に接触し、煤を付着する。このような
遷移燃焼期を経過する繰返し動作により付着煤は
成長し、積層化する。また、燃料の飛翔微粒子の
衝突部の中でも、火炎形成部より離れた位置では
燃料微粒子が付着・再合体し液流となりつつ燃焼
熱を受けて蒸発・気化を行なうために衝突部表面
にタールを生成し、固着する。このように、煤・
タールの器内主要構成部−特に中筒１０上の空気
噴出孔１６部近傍への付着・成長は定常燃焼時に
おける気化・拡散混合量および混合比のむらを発
生し、不安定保炎による燃焼騒音の増大そして着
火・消火時における排出ガスの性分（特にCO，
HC等）の劣化といつた諸現象を呈していた。

考案の目的 本考案は上記欠点に鑑み、中筒表面上への煤
付着の抑制・緩和、燃料の飛翔衝突部の分散を
図ることを目的とするものである。

考案の目的 従来の欠点を解消し、上記目的を達成するため
に本考案は、中筒の近傍外周に耐熱度が高い多孔
性の材料で形成した補助燃筒を略同心円状に立設
したものである。

上記構成によつて、補助燃筒と中筒との間に形
成される旋回流を予混合領域内に形成される旋回
流より強くし、補助燃筒と助燃筒との間の一部に
小さな渦を形成することにより、遷移燃焼期にお
ける中筒表面上への拡散火炎のまとわりつきによ
る煤の付着の抑制・緩和・定常燃焼期における安
定保炎、そして消火時における保炎部移行の遅延
化、未燃分の反応の促進による排出ガス（CO，
HC等）特性の向上といつたことが図れる。

実施例の説明 以下、本考案の一実施例を第２図〜第４図に基
づいて説明する。

第２図〜第４図において、燃料タンク（記載せ
ず）には送油パイプ１を介して燃料ポンプ２およ
び微粒化手段としての渦巻式噴射弁３が連結され
ており、前記渦巻式噴射弁３と点火電極４とは支
持筒５に包含されかつ燃焼室６に組込まれてい
る。缶体７は内胴８と外胴８′とで形成され、同
時に前記燃焼室６を構成している。また、前記燃
焼室６の底部９の略中央には中筒１０およびその
外周には補助燃筒１１そしてその外周には助燃筒
１２が立設されている。そして前記燃焼室６の壁
面開口部１３を介して前記渦巻式噴射弁３と前記
点火電極４の先端が前記燃焼室６に臨接されてお
り、前記渦巻式噴射弁３と相対向する位置の前記
助燃筒１２には燃料の噴霧粒子が衝突しないよう
に十分大きな穴の噴霧口１４が設けてあると共
に、前記燃焼室底部９の近傍には同一円周上、多
数の循環孔１５が設けてある。また、比較的耐熱
性の高い金属材料（例えばニツケルクロム等）で
ラス状金網により前記補助燃筒１１が前記中筒１
０の外周に一定の距離を有し、かつ一定の高さで
設けてある。そして前記中筒１０の側壁周囲には
多数の空気噴出孔１６が接線方向にあるいは下よ
り上方に向つて接線方向から直角方向に漸次なる
ように設けてある。燃焼用空気はモータ１７、フ
アン１８、フアンケース１９で構成される送風機
構２０から前記中筒１０へ供給される。前記燃焼
室６内の燃焼ガスの流れおよび再循環量そして内
圧は燃焼リング２１によつて制御される。このよ
うな構成により、前記燃焼室６内の前記中筒１０
の上部に燃焼領域ａ、前記中筒１０と前記助燃筒
１２とで燃料粒子および気化燃料の強制混合を行
なう予混合領域ｂ、そして前記燃焼室６と前記助
燃筒１２との間に再循環領域ｃとが形成されてい
る。

上記構成において、先ずモータ１７へ通電し送
風機構が作動すると燃焼用空気がウインドボツク
ス２２を経由して中筒１０内へと流入し、中筒１
０上の各空気噴出孔１６より燃焼領域ａへそして
補助燃筒１１へと噴出され中筒１０・補助燃筒１
１間に強い旋回流を形成し、補助燃筒１１の間げ
きより流出した空気は予混合領域ｂ内に旋回流を
形成する。また、この時のそれぞれの空気は一定
比率で供給され一部の空気は再循環領域ｃを経由
して再度予混合領域ｂへと流入する。送風機構作
動の一定時間の遅延後、点火電極４に通電され火
花を発生する。その後に燃料ポンプ２の作動によ
り加圧された液体燃料が渦巻式噴射弁３より燃焼
室６内に噴霧される。各噴出孔１６からの噴出空
気によつて燃焼室６内に形成された旋回流で燃料
は拡散混合を行ないつつ一定混合比および一定温
度に達した後に着火し、燃焼が行なわれる。この
遷移燃焼期における初期火炎は予混合領域ｂ内で
の空気不足気味の輝炎を形成し補助燃筒１１の周
囲を旋回上昇しながら新たな燃焼用空気を供給
し、拡散燃焼を行なう。また、一部の火炎は燃焼
室６の底部９に停滞しつつ後続燃料の着火源とな
る。火炎の輻射熱等あるいは再循環してきた燃焼
ガスの熱を受けて後続の燃料の蒸発・気化が一段
と促進された燃料塊は新たな空気を供給しつつ燃
焼を行なう。この後、一段と予混合気の濃度が高
まり燃焼せずに中筒１０の上部へと移動する。す
なわち、輝炎は直ちに中筒１０の上方の空気噴出
孔１６へと移動し、この噴出孔１６からの空気を
取り入れて不輝炎燃焼へと変化しつつ多数の単孔
火炎を形成し多段燃焼を行なう。この間に、飛翔
燃料粒子の衝突部は補助燃筒１１と中筒１０へと
分散されており再液下分も分散し伝熱・輻射によ
る蒸発・気化が促進され、かつ飛翔途中における
蒸発・気化も完了し混合を行なうようになる。こ
の様に、初期における一部の燃料粒子の再液化分
も蒸発・気化が速やかに行なわれてしまい、安定
した火炎を中筒１０上部の噴出孔１６に形成し、
多段燃焼による定常燃焼を行なう。

以上説明したように、本実施例によれば中筒の
近傍外周に耐熱度が高く多孔性を有する材料で補
助燃筒を設けることにより 燃料粒子の衝突部の分散が図れる。

遷移燃焼期の拡散火炎の接触部は補助燃筒と
なり、中筒表面への煤の付着を抑制することが
出来る。

消火時の未燃分の反応促進（伝熱、輻射によ
る高温部並びに保炎部の形成）部を形成し、排
出ガス（CO，HC等）特性の向上が図れる。ま
た補助燃筒の多孔性が、上下に均一である必要
はなく（第４図ａ参照）あるいは燃焼室底部近
傍のみが多孔性を有していれば（第４図ｂ参
照）同様な効果が得られる。

次に本考案の第二実施例について説明する。こ
の第二実施例では第一実施例における補助燃筒の
表面をアルカリ金属ケイ酸塩類（例えば、セラミ
タイト＋炭酸カリウム等）で処理したことのみで
他の本質的な構成・作用は第一実施例と同様であ
る。また、動作も全く同一であるが、アルカリ金
属ケイ酸塩類で表面を処理することにより、第一
実施例における効果はもちろんのこと、さらにア
ルカリ金属ケイ酸塩類の触媒作用によつて煤が酸
化され（CO，CO₂等になり）付着量が激減およ
び抑制される。

考案の効果 以上説明したように、本考案の液体燃料燃焼装
置によれば、中筒の近傍外周上で耐熱度が高く多
孔性を有する材料で略同心円状に補助燃筒を設け
ることにより、燃料の衝突部の分散化、中筒への
煤付着抑制、防止、そして消火時の排出ガス
（CO，HC等）特性の向上が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液体燃料燃焼装置を示す縦断面
図、第２図は本考案の液体燃料燃焼装置の一実施
例を示す縦断面図、第３図は第２図のＡ−A′に
おける横断面図、第４図は中筒、補助燃筒、助燃
筒近傍の一実施例を示す部分拡大図である。 ３……渦巻式噴射弁（液体燃料の微粒化手段）、
６……燃焼室、９……燃焼室底部、１０……中
筒、１１……補助燃筒、１２……助燃筒、１３…
…壁面開口部、１６……空気噴出孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一端が閉じられた有底筒状の燃焼室と、前記
   燃焼室底部の略中央に立設されるとともに、そ
   の側壁に多数の空気噴出孔を有する中筒と、前
   記中筒外周に略同心円上に立設し、かつ噴霧口
   を有する助燃筒とを備え、前記燃焼室壁に設け
   た開口部より液体燃料の微粒化手段を同燃焼室
   内に臨ませると共に、前記中筒の近傍外周に略
   同心円上に耐熱度が高く多孔性を有する材料で
   形成した補助燃筒を立設した液体燃料燃焼装
   置。 (2) 前記補助燃筒をアルカリ金属ケイ酸塩類で処
   理した実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   液体燃料燃焼装置。