JPH0268421A - 液体燃料燃焼装置 - 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］ 本発明は液体燃料を強制気化して燃焼する液体燃料燃焼
装置に関するもので、特に、火炎形成部分の改良に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の液体燃料燃焼装置として、実開昭５５−
１６２７１６号公報に掲載の技術を挙げることができる
。

第３図は従来の液体燃料燃焼装置を示す要部断面図、第
４図は従来の液体燃料燃焼装置の安定燃焼範囲を破線で
示す特性図、第５図は従来の液体燃料燃焼装置の炎電流
検出器の検出特性を破線で示す特性図でおる。

図において、（３）は図示しない本体ケーシング内に収
容された有底筒状の燃焼器であり、外筒（４）と内筒（
５）とからなっている。（６）は前記燃焼器（３）の底
部に埋設されたヒータ、（７）は前記外筒（４）に形成
された一次空気供給口、（８）は前記−次空気供給口（
７）に挿通］ された燃料噴射ノズル、（９）は前記外筒（４）と内筒
（５）との間に渦巻状の通路として形成された気化混合
室、（１０）は前記気化混合室（９）の上面を覆う隔壁
板であり、その一部には連通孔（１１）が形成されてい
る。

（１２）は前記隔壁板（１０）の上方において外筒（４
）と内筒（５）との間に横架された第１バーナプレート
であり、その中央部には混合気通過口（１３）が穿設さ
れてあり、その外周部には前記気化混合室（９）からの
混合気を燃焼器（３）の外周部から噴出して外側火炎（
「１）を形成する多数の溝状の第１火炎形成孔（１４）
が形成されている。

（１５）は前記第１バーナプレート（１２）上に配置さ
れた第２バーナプレー１〜であり、その内側及び外側部
分には、前記第１火炎形成孔（１４）の内側から混合気
を噴出して内側火炎（Ｆ２）を形成する第２火炎形成孔
（３１）及び（３２）かそれぞれ多数個環状に列設され
ている。そして、第１火炎形成孔（１４）の単位時間当
りの炎孔負荷率（Ｋｃａｌ／ｍ尻）、すなわち、燃焼量
が、第２火炎形成孔（３１）、（３２）のそれよりも、
例えば、はぼ６対４の割合で大きくなるように、第１火
炎形成孔（１４）の開口面積の総和が第２火炎形成孔（
３１）、（３２）のそれよりも大きく設定されている。

（３７）は前記第１火炎形成孔（１４）に形成される外
側火炎（Ｆｌ）の炎電流に基づて混合気の不完全燃焼を
検出する炎電流検出器、（１７）は燃焼器（３）の中央
に貫通形成された二次中央空気通路、（１８〉は燃焼器
（３）の外周と前記本体ケーシングとの間に形成された
二次外周空気通路である。なあ、燃焼器（３）に供給さ
れる燃焼用空気は、−次空気供給口（７）に「６」、二
次中央空気通路（１７）に「２」、二次外周空気）ｍ路
（１８Ｈこ「２ｊの割合で分配して供給される。

次に、上記のように構成された従来の液体燃料燃焼装置
の動作を説明する。

燃Ｊ’３１噴ｑ４ノズル（８〉からの液体燃料と一次空
気供給口（７）からの−次空気とは、ヒータ（６）で加
熱された気化混合室（９）内を渦巻状に旋回しながら気
化混合されて混合気となる。この混合気は隔壁板（１０
）の連通孔（１１）及び第１バーナプレー１へ（１２）
の混合気通過口（１３）を通って第１火炎形成孔（１４
）及び第２火炎形成孔（３１）、（３２）に導かれる。

この状態で、図示しない点火手段が作動すると、燃焼器
（３〉の外周部に第１火炎形成孔（１４）から外側火炎
（Ｆｌ）が形成されるとともに、燃焼器（３）の内側に
第２火炎形成孔（３１）。

（３２）から内側火炎（Ｆ２）が形成される。そして、
外側火炎（Ｆｌ）は二次外周空気通路（１８）から、ま
た、内側火炎（「２）は二次中央空気通路（１７）から
それぞれ二次空気の供給を受けて燃焼する。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の液体燃料燃焼装置は、第１火炎形成孔
（１４〉の開口面積の総和が第２火炎形成孔（３１）、
（３２）のそれよりも大きくなるように構成されている
から、第１火炎形成孔（１４）の燃焼量か大ぎくなって
、外側火炎（Ｆｌ）か内側火炎（ト２）よりも長く形成
される。そして、二次外周空気通路（１８）からの二次
空気で外側火炎（Ｆｌ）が内側に屈曲されて内側火炎（
Ｆ２）に干渉する。

この外側火炎（１〉と内側火炎（２）とが相互干渉する
燃焼状態においては、第４図に破線で示すように、許容
濃度以上の一酸化炭素が発生するときの燃焼用空気量の
下限を示すＣＯ発生空気量下限ラインと、許容濃度以上
の一酸化炭素が発生するときの燃焼用空気量の上限を示
すＣＯ発生空気量上限ラインとの間の安定燃焼範囲が比
較的小領域となり、燃焼器（３）に設定される運転制御
範囲が高燃焼量及び高空気量の領域に移行し、燃焼器（
３）の燃焼効率が低下する。

また、第５図に破線で示すように、前記炎電流検出器（
３７）が検出した炎電流値は、外側火炎（１）と内側火
炎（２）との相互干渉か発生する特定の燃焼用空気量の
ときに異常に低下するため、燃焼器（３）の設定空気量
範囲内における炎電流値の変化１（Ｇ２）か僅かとなる
。したがって、燃焼器（３）の不完全燃焼を判断する一
酸化炭素濃度の検出レベルか高くなり、不完全燃焼時に
燃焼運転を停止するタイミングか遅れることかあつ１こ
。

そこで、本発明は高い燃焼効率が得られ、しかも、炎電
流検出器の不完全燃焼検出能力を向トてきる液体燃料燃
焼装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる液体燃料燃焼装置は、外筒及び内筒を有
する燃焼器と、外筒と内筒との間で液体燃料及び空気を
混合して気化する気化混合室と、気化混合室からの混合
気を燃焼器の外周部から噴出して外側火炎を形成する第
１火炎形成孔と、第１火炎形成孔の内側から混合気を噴
出して内側火炎を形成する第１火炎形成孔より大きな開
口面積の第２火炎形成孔と、第１火炎形成孔からの外側
火炎の炎電流に基づき混合気の不完全燃焼を検出する炎
電流検出器とから構成したものである。

［作用］ 本発明においては、第２火炎形成孔の開口面積が第１火
炎形成孔のそれよりも大きいため、外側火炎と内側火炎
との相互干渉か防止され、その結果、燃焼器の安定燃焼
範囲が拡大して、燃焼効率か向上するとともに、低濃度
の一酸化炭素を検出できて、炎電流検出器の不完全燃焼
検出能力が向上する。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例による液体燃料燃焼装置の断
面図、第２図は第１図の一部破断乎面図、第４図は本発
明実施例の液体燃料燃焼装置の安定燃焼範囲を実線で示
す特性図、第５図は本発明実施例の液体燃料燃焼装置の
炎電流検出器の検出時性を実線で示す特性図である。な
お、図中、従来例と同−符号及び記号は従来例の構成部
分と同一または相当する部分を示すものであり、ここて
は重複する説明を省略する。

図において、（１）は本体ケーシング、（２）は燃焼室
、（２１）は前記本体ケーシング（１〉の底部に接続さ
れた空気供給管、（２２〉は本体ケーシング（１）内に
前記燃焼器（３）を収容支持する支持部材、（２３）は
前記二次外周空気通路〈１８〉に連通するように支持部
材（２２）に形成された二次外周空気口、（２４）は前
記二次中央空気通路（１７）に連通するように燃焼器（
３）の底部に形成された二次中央空気口、（２５）は二
次中央空気通路（１７）からの二次空気を旋回させる二
次中央空気旋回板、（２６）は−次空気供給口（２７〉
が形成された導気筒であり、その内側に前記燃利噴剣ノ
ズル（８）が挿通されている。

（２８）は前記隔壁板（１０）と前記第１バナプレート
（１２）との間に配設された均圧板であり、その全周に
は隔壁板（１０）の連通孔（１１）を通過した混合気の
圧力を平均化して第１バナブレ−１〜（１２）の混合気
通過口（１３）に導く多数個の調整孔（２９）が形成さ
れている。

（３０〉は第１バーナプレーｉ〜（１２）と前記第２バ
ーナブレー１〜（１５）どの間に配設されたパンヂング
プレートである。

本実施例においては、第１バーナプレート（１２〉の第
１火炎形成孔（１４）の単位時間当りの炎孔負荷率（Ｋ
ｃａ　ｌ　／ｍ′ｌ７ｉ）　、すなわち、燃焼量か、第
２バーナプレーｉ〜（１５）の第２火炎形成孔（３１）
、（３２）のそれよりも、例えば、４対６の割合で小さ
くなるように、第１火炎形成孔（１４）の開口面積の総
和が第２火炎形成孔（３１）、（３２）のそれよりも小
さく設定されている。なお、（３４）は前記燃焼器（３
）の上端に対応して本体ケーシング（１）の内面に固着
された先細筒状の火炎絞り部′４オである。

次に、上記のように構成された本実施例の液体燃料燃焼
装置の動作を説明する。

気化混合室（９）で生成された混合気は隔壁板（１０）
の連通孔（’１１）、均圧板（２８）の調整孔（２９〉
及び第１バーナプレート（１２）の混合気通過口（１３
）を通り、第１バーナプレート（１２）の第１火炎形成
孔（１４）及び第２バナプレー１〜（１５）の第２火炎
形成孔（３１）。

（３２）に導かれる。この場合、本実施例においては、
第１火炎形成孔（１４〉の開口面積の総和が第２火炎形
成孔（３１）、（３２）のそれよりも小さく設定されて
いるため、混合気は第１火炎形成孔（１４）よりも第２
火炎形成孔（３１）。

（３２〉により多く供給される。したかつて、この状態
で混合気に点火すると、外側火炎（Ｆｌ）の長さか比較
的短くなるため、外側火炎（Ｆｌ）と内側火炎（Ｆ２〉
との相互干渉が防止される。

この燃焼状態においては、第４図に実線で示すように、
前記ＣＯ発生空気量下限ラインとＣＯ発生空気量上限ラ
インとの間の安定燃焼範囲か従来と比較して拡大される
ため、燃焼器（３）に設定される運転制御範囲か低燃焼
量及び低空気量の領域に移行して、燃焼器（３）の燃焼
効率が向上する。また、外側火炎（Ｆｌ）及び内側火炎
（「２）が相互干渉しない燃焼状態では、第５図に実線
で示すように、前記炎電流検出器（３７）が検出した炎
電流値は、燃焼用空気量の減少に伴ない急激に低下する
ため、燃焼器（３〉の設定空気量範囲にお【プる炎電流
値の変化量（Ｇ１）が従来と比較して大幅に増加する。

したがって、燃焼器（３）の不完全燃焼を判断する一酸
化炭素淵度の検出レベル（第５図に一点鎖線で図示）を
低く設定して、不完全燃焼時に燃焼運転を早期に停止す
ることができる。

なあ、第２火炎形成孔（３１）、（３２）の燃焼量の拡
大に伴ない、内側火炎（Ｆ２〉への二次中央空気の供給
量を増加させる必要かあるか、本実施例によれば、燃焼
器（３）の内筒（５）に対する二次中央空気旋回板（２
５）の装着位置を比較的上方に設定するだりて、内側火
炎（Ｆ２）に十分な二次中央空気を供給することができ
る。

このにうに、上記実施例の液体燃料燃焼装置は、外筒（
４）及び内筒（５）を有する燃焼器（３）と、外筒（４
）と内筒（５）との間で液体燃料及び空気を混合して気
化する気化混合室（９）と、その気化混合室（９）から
の混合気を燃焼器（３）の外周部から噴出して外側火炎
（Ｆｌ）を形成ηる第１火炎形成孔（１４）と、その第
１火炎形成孔（１４）の内側から混合気を噴出して内側
火炎（Ｆ２）を形成する第１火炎形成孔（１４）より大
きな開口面積の第２火炎形成孔（３１）、（３２）と、
第１火炎形成孔（１４〉からの外側火炎（［１）の炎電
流に基づき混合気の不完全燃焼を検出する炎電流検出器
（３７）とから構成したものである。

したがって、上記実施例によれば、外側火炎（Ｆｌ）と
内側火炎（Ｆ２）との相互干渉が防止され、その結果、
燃焼器（３）の安定燃焼範囲が拡大されて、高い燃焼効
率が得られるとともに、−酸化炭素濃度の検出レベルを
低く設定して、炎電流検出器の不完全燃焼検出能力を向
上することかできる。

なお、上記実施例の第２火炎形成孔（３１）。

（３２）は内外１列の多数の孔により構成されているが
、本発明を実施する場合はこれに限定されるものではな
く、開口面積の総和か第１火炎形成孔よりも大きい多数
のスリットを第２バーナプレート（１５）に形成するこ
とによって第２火炎形成孔を構成してもよい。

「発明の効果］ 以上のように、本発明の液体燃料燃焼装置は、内側火炎
を形成する第２火炎形成孔の開口面積を外側火炎を形成
する第１火炎形成孔の開口面積よりも大きく設定すると
ともに、炎電流検出器で外側火炎の炎電流に基づき混合
気の不完全燃焼を検出するように構成したものであるか
ら、外側火炎と内側火炎との相互干渉を防止して、高い
燃焼効率が得られるとともに、炎電流検出器の不完全燃
焼検出能力を向上できるという効果が必る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による液体燃料燃焼装置の断
面図、第２図は第１図の一部破断乎面図、第３図は従来
の液体燃料燃焼装置を示す要部断面図、第４図は本発明
実施例及び従来例の液体燃料燃焼装置の安定燃焼範囲を
比較する特性図、第５図は本発明実施例及び従来例の炎
電流検出器の検出特性を比較する特性図である。 図において、 ３：燃焼器　　　　　　　４：外筒 ５：内筒　　　　　　　　９：気化混合室１４：第１火
炎形成孔 ３１．３２：第２火炎形成孔 ３７：炎電流検出器 Ｆｌ　：外側火炎、　　　Ｆ２　：内側火炎である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すもので必る。 代理人　弁理士　人吉　増血　外２名 硬震争

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外筒及び内筒を有する燃焼器と、 前記外筒と内筒との間で液体燃料及び空気を混合して気
   化する気化混合室と、 前記気化混合室からの混合気を燃焼器の外周部から噴出
   して外側火炎を形成する第１火炎形成孔と、 前記第１火炎形成孔の内側から前記混合気を噴出して内
   側火炎を形成する第１火炎形成孔より大きな開口面積の
   第２火炎形成孔と、 前記第１火炎形成孔からの外側火炎の炎電流に基づき混
   合気の不完全燃焼を検出する炎電流検出器と を具備することを特徴とする液体燃料燃焼装置。