JPH0216130Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、温水ボイラー等に使用される加圧噴
霧式燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のガンタイプ等と呼ばれる加圧噴霧式燃焼
装置は第４図に示すように送風筒１と、この送風
筒１に送風するための送風装置２とを含んでい
る。送風装置２はフアン３とこれを駆動するため
のモーター４とを有している。送風装置２によつ
て取り込まれた外気は、送風筒１に送られ、さら
に上下方向に並んだ複数のバーナ部６，７，８を
通して燃焼室９に送り出される。

複数のバーナ部６，７，８には、複数の噴霧ノ
ズル１１，１２，１３が一対一対で対応して備え
られている。それぞれの噴霧ノズル１１，１２，
１３は送油管１５に接続されている。送油管１５
は加圧電磁ポンプ１６から各噴霧ノズル１１，１
２，１３に至る途中で複数本に分岐している。そ
して送油管１５の分岐した複数の出口に噴霧ノズ
ル１１，１２，１３が一対一で対応して接続され
ている。かくして燃料油を噴霧ノズル１１，１
２，１３から噴出させることができる。

最下段のバーナ部６にのみ、噴霧ノズル１１に
対応して点火プラグ１７が備えられている。送油
管１５のうち、分岐してのびかつ中段及び上段の
バーナ部７，８の噴霧ノズル１２，１３に接続さ
れた部分には夫々、送風筒１の内部に位置した電
磁弁１８，１９が接続されている。

このような加圧噴霧式燃焼装置では、電磁弁１
８，１９によつて噴霧ノズル１２，１３への燃料
の供給を制御することにより、燃焼の大きさを任
意に調節できるという利点をもつ。また、ボイラ
ー等の熱源として利用した場合、一つのバーナの
みを用いるよりも、正確に湯温の安定化及び湯温
制御ができるという利点をもつ。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、複数のバーナ部６，７，８を備
えた燃焼装置にあつては、燃焼量の段階切換えが
容易な反面、空気量制御が難かしい。即ち、送風
装置２の空気取込口の開口断面積が一定であるた
め、燃焼量変化に対し送風量が常に一定であり、
したがつて全部のバーナ部６，７，８での燃焼か
ら最下段のバーナ部６のみでの燃焼に切換わる等
のように、燃焼量が小さくなるほど全空燃比が大
きくなり、著しい空気過剰状態となる問題があ
る。

別の観点から見るならば、最下段のバーナ部１
１の燃焼時に中段及び上段のバーナ部７，８から
冷却風が吹き出し、最下段のバーナ部６の燃焼火
炎を冷やしてしまうという弊害がある。その結
果、燃焼火炎及び燃焼ガスの温度は低くなり不完
全燃焼を誘起し、CO，HC、カーボン等が発生す
るという問題がある。また送風装置２の内部に特
別な空気制御装置を設置しようとしても、スペー
ス上の問題、旋回流の阻害、機械的、電気的制御
の困難さ等があり、石油タイプの加圧噴霧式燃焼
装置では実施されていなかつた。更に、以上のこ
とから、一つのバーナ部６の燃焼時の燃焼範囲
は、非常に狭く、その拡大が望まれていた。

それ故に、本考案の目的は、複数のバーナ部の
空気制御を行ない、特に最小入力時の燃焼状態を
安定させ、CO，HC、カーボン等のない完全燃焼
かつ高効率な加圧噴霧式燃焼装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案によれば、選択的に燃焼動作を行なわせ
ることのできる複数のバーナに共通の送風装置を
接続するとともに、上記複数のバーナを共通の燃
焼室に望ませた燃焼量を切換可能な燃焼装置にお
いて、上記複数のバーナのうち少なくとも一つに
対応して、温度に応じて形状変化する温度応動装
置と、上記温度応動装置の形状変化に応じて駆動
されて対応バーナの空気の流通量を制御する防風
部材とを備え、上記バーナは、空気の流通路を形
成するドラフトチユーブと、該ドラフトチユーブ
内に燃料を供給するノズル部分とを含み、上記防
風部材は、穴を有する１枚の板体から成り、上記
ドラフトチユーブの空気入口を開閉するものであ
り、上記温度応動装置は、形状記憶合金製の円筒
コイル状素子と、上記防風部材を間にして上記円
筒コイル状素子に対向配置された補助ばねとを含
み、上記円筒コイル状素子は上記ドラフトチユー
ブ内に上記ノズル部分と同心状に配置されている
ことを特徴とする燃焼量を切換可能な燃焼装置が
得られる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は本考案の一実施例による加
圧噴霧式燃焼装置を示している。図示の燃焼装置
は、送風筒２１と、この送風筒２１に送風するた
めの送風装置２２とを含んでいる。送風装置２２
は、フアン２３とこれを駆動するためのモーター
２４とを有している。送風装置２２によつて取り
込まれた外気は、送風筒２１に送られ、さらに上
下方向に並んだ複数のバーナ部２６，２７，２８
を通して燃焼室２９に送り出される。それぞれの
バーナ部２６，２７，２８には、複数の噴霧ノズ
ル３０，３１，３２が一対一対で対応して備えら
れている。これらの噴霧ノズル３０，３１，３２
は、バーナ部２６，２７，２８のドラフトチユー
ブ３４，３５，３６の内側に設けられている。バ
ーナ部２６，２７，２８の内側かつ噴霧ノズル３
０，３１，３２の前方にはスタビライザ３８，３
９，４０が設けられている。各スタビライザ３
８，３９，４０は流通する空気を特定の向きに旋
回させる旋回羽根を有している。噴霧ノズル３
０，３１，３２には、燃料供給装置４５の加圧式
電磁ポンプにより圧送された灯油等の液体燃料が
送油管４６を通してそれぞれに供給される。送油
管４６は、燃料供給装置４５のポンプから各噴霧
ノズル３０，３１，３２に至る途中で複数本に分
岐している。分岐されたそれぞれの送油管４６
は、ノズルアダプタ５０，５１，５２を介して噴
霧ノズル３０，３１，３２に接続されている。

さらに、最下段の噴霧ノズル３０のみには、点
火プラグ５４が対応して備えられている。その他
のノズルアダプタ５１，５２は、送風筒１１の内
部に位置した第１及び第２の電磁弁５５，５６を
介して送油管４６に連結している。第１及び第２
の電磁弁５５，５６は、燃焼出力を調節するため
のもので、別の装置（図示せず）にて作られた信
号により動作する。

中段及び上段のバーナ部２７，２８に対応した
ノズルアダプタ５１，５２には風防板５８，５９
がそれぞれ設けられている。風防板５８，５９は
バーナ部２７，２８のドラフトチユーブ３５，３
６の直径より大きな外径をもち、かつノズルアダ
プタ５１，５２の長手方向に沿つて可動である。

中段のバーナ部２７には、スタビライザ３９と
風防板５８との間に一方向性の形状記憶合金で作
られた円筒コイル状素子６０が、ノズルアダプタ
５１と同心状に設けられている。円筒コイル状素
子６０の巻き方向はスタビライザ３９の旋回羽根
の方向と同じになるように選ばれている。円筒コ
イル状素子６０の両端は、それぞれスタビライザ
３９及び風防板５８に接触状態に固定されてい
る。風防板５８の中央部には、ノズルアダプタ５
１を通してもなお少し隙間を保てるような穴６２
が設けられている。又、風防板５８の後方には円
筒状の補助ばね６５が配設されている。

上段のバーナ部２８にも、中段部のバーナ部２
７と同様に、スタビライザ４０と風防板５９との
間に円筒コイル状素子７０が、ノズルアダプタ５
２と同心状に設けられている。この円筒コイル状
素子７０も、その巻き方向をスタビライザ４０の
旋回羽根の方向と同じにされ、かつその両端をス
タビライザ４０又は風防板５９に固定されてい
る。又風防板５９の後方には円筒状の補助ばね７
２が配設されている。風防板５９にはノズルアダ
プタ５２を通してもなお少し隙間を保てるような
穴７８が設けられている。

なおコイル状素子６０及び７０は夫々、伸長し
た状態を記憶させられたもの、即ち高温時に母相
に逆変態して伸長するものである。また補助ばね
６５及び７２は夫々、圧縮ばねとしての作用を果
し、低温時に記憶の消減したコイル素子６０，７
０を圧縮する戻しばねの役割を果す。

次に第２図及び第３図をも参照して、点火操作
と消火操作とについて説明する。

先ず、点火操作により燃焼開始信号が入ると、
燃焼供給装置４５によつてそれぞれのバーナ部２
６，２７，２８の送油管４６に液体燃料が送られ
る。ここで、例えば、ボイラー（図示せず）の場
合には、サーミスタなどの温度センサにより湯温
調節信号が入ると、最大級のバーナ部２６の内部
の点火プラグ５４により、噴霧された微細な燃料
に着火され、第２図に示すように下段のバーナ部
２６においてのみ火炎が形成される。また、湯温
調節信号の変化に応じて順次、電磁弁５５，５６
が開弁すると、中段及び上段のバーナ部２７，２
８が点火され、第１図又は第３図に示すような火
炎が形成される。

下段のバーナ部２６のみで燃焼している時、中
段及び上段のバーナ部２７，２８の内部のコイル
状素子６０，７０は、送風筒１１の内部の燃焼用
空気で冷却されて比較的低温状態にあるので、補
助ばね６５，７２の伸長力によつて圧縮されてい
る。したがつて中段及び上段のバーナ部２７，２
８のドラフトチユーブ３５，３６に風防板５８，
５９が当接するので、そこには燃焼用空気は殆ん
ど流れない。この結果、下段のバーナ部２６にお
ける火炎が冷されて、下完全燃焼等を生じるとい
うことは防止される。

次に、中段及び上段のバーナ部２７，２８でも
燃焼させるときには、電磁弁５５，５６を開放さ
せる。すると風防板５８，５９の穴６２，７５か
らドラフトチユーブ３５，３６内に供給される空
気に噴霧ノズル３１，３２から噴霧される燃料が
混合し、下段のバーナ部２６の火種により着火さ
れる。火炎はスタビライザ３９，４０によつて瞬
時に保炎される。その後、直ぐに火炎の燃焼熱が
スタビライザ３９，４０に固定したコイル状素子
６０，７０に伝導し、同時に輻射熱も一部供給さ
れるので、コイル状素子６０，７０が記憶を取り
戻し、第３図に示すように伸長した状態となり、
風防板５８，６０をドラフトチユーブ３５，３６
から離間させる。したがつてドラフトチユーブ３
５，３６は開き、そこに必要な燃焼用空気が十分
に供給される。この結果、全てのバーナ部２６，
２７，２８において燃焼が行なわれる。

なお、コイル状素子６０，７０は、伸長した状
態を熱処理にて記憶させ、高温時に記憶を取り戻
すようにしておくのが良い。例えば、70℃以上で
記憶を取り戻し、50℃以下で収縮（任意な形とな
る）するような形状記憶合金を用いる。形状記憶
合金の変態温度は、例えば、Ni−Ti系では、そ
の成分組成により、約50〜100℃まで任意に調整
できるので、発熱量の異なるバーナにも適用がで
きる。

また上述では、低温時に風防板５８，５９がド
ラフトチユーブ３５，３６に当接するものとして
説明したが、少し離れているように設計されても
よい。その場合、風防板５８，５９とドラフトチ
ユーブ３５，３６との間の開度は、補助ばね６
５，７２のばね定数の選定により任意に求められ
ることは言うまでもない。

コイル状の形状記憶合金の巻き方向とスタビラ
イザ３９，４０の旋回羽根の旋回方向とは、互い
に同方向になるように設計されているので、燃焼
用空気の旋回拡散の効果が促進され燃焼と空気と
の混合が良好となる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の加圧噴霧式燃焼
装置によれば、下段のバーナ部を除くバーナ部に
空気制御構成を導入することにより、下段のバー
ナ部の燃焼時に中段、上段のバーナ部から吹き込
む冷却風の影響を大部分取り除くことができ、火
炎状態、火炎温度の安定化が計れると共に不完全
燃焼を改善することができる。また、特別な空気
制御装置を別途に設ける必要もなく、構造上比較
的簡単にできるという利点がある。

また、本考案の場合、防風部材は形状記憶合金
製の円筒コイル状素子と補助ばねのみで駆動して
いるため、メカニカルロスが少なく、防風部材は
円滑且つ確実に作動し、故障も少ない。

更に、本考案の場合、防風部材は一枚の板体か
ら成るので、構成が簡素であり、またその分、製
造コストが安くつき、更に、メインテナンス等も
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本考案による加圧
噴霧式燃焼装置の点火及び消火の状態を示した概
略構成図、第４図は従来の加圧噴霧式燃焼装置概
略構成図である。 １……送風筒、２……送風装置、６，７，８…
…バーナ部、１１，１２，１３……噴霧ノズル、
１６……送油管、２１……送風筒、２２……送風
装置、２３……フアン、２６，２７，２８……バ
ーナ部、３０，３１，３２……噴霧ノズル、３
８，３９，４０……スタビライザ、４５……燃焼
供給装置、４０……送油管、５０，５１，５２…
…ノズルアダプタ、５５，５６……電磁弁、５
８，５９……風防板、６０……円筒コイル状素
子、６５……補助ばね、７０……円筒コイル状素
子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 選択的に燃焼動作を行なわせることのできる
   複数のバーナに共通の送風装置を接続するとと
   もに、上記複数のバーナを共通の燃焼室に臨ま
   せた燃焼量を切換可能な燃焼装置において、上
   記複数のバーナのうち少なくとも一つに対応し
   て、温度に応じて形状変化する温度応動装置
   と、上記温度応動装置の形状変化に応じて駆動
   されて対応バーナの空気の流通量を制御する防
   風部材とを備え、上記バーナは、空気の流通路
   を形成するドラフトチユーブと、該ドラフトチ
   ユーブ内に燃料を供給するノズル部分とを含
   み、上記防風部材は、穴を有する１枚の板体か
   ら成り、上記ドラフトチユーブの空気入口を開
   閉するものであり、上記温度応動装置は、形状
   記憶合金製の円筒コイル状素子と、上記防風部
   材を間にして上記円筒コイル状素子に対向配置
   された補助ばねとを含み、上記円筒コイル状素
   子は上記ドラフトチユーブ内に上記ノズル部分
   と同心状に配置されていることを特徴とする燃
   焼量を切換可能な燃焼装置。 ２ 上記バーナは、上記ドラフトチユーブ内を通
   る空気を旋回させる旋回羽根を有したスタビラ
   イザを含み、上記円筒コイル状素子はその巻き
   方向が上記旋回羽根の向きと同じにされている
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の燃焼量を切換可能な燃焼装置。 ３ 上記円筒コイル状素子の一端が上記スタビラ
   イザに接触していることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第２項記載の燃焼量を切換可能
   な燃焼装置。