JPH0318083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、燃焼筒による一次燃焼部およびこの
一次燃焼部からの不完全燃焼ガスを拡散燃焼させ
る二次燃焼部を有する石油燃焼器具に関する。

（従来の技術） 石油燃焼器具として、例えば実公昭51−46678
号公報、実開昭57−10607号公報および特開昭58
−108311号公報などに示されるように、内炎筒、
外炎筒から成る燃焼筒を持つ一次燃焼部と、この
燃焼筒の上方に位置しこの一次燃焼部からの不完
全燃焼ガスを拡散燃焼させる二次燃焼部とを備え
て上下において異なる燃焼を行なわせる二段燃焼
方式を採用したものが知られている。

この燃焼方式では、一次燃焼部を構成する燃焼
筒内で青炎の予混合燃焼を行なわせ、ここで発生
した不完全燃焼ガスを上方に位置する二次燃焼部
に導き、ここで白炎の拡散燃焼を行なわせて再燃
焼を完了するものである。

ここで、石油燃焼器具における灯油の燃焼過程
は、第２図で示すように、液状の灯油がガス状灯
油分子となり、酸素O₂が加えられかつ熱分解が
行なわれることにより酸化中間生成物となり、さ
らに、酸素の拡散が充分の場合は青炎の予混合燃
焼が行なわれる。これに対し酸素の拡散が不充分
の場合は解重合され、コロイド状炭素となるが、
これに酸素を供給することにより白炎の拡散燃焼
が行なわれる。

すなわち、燃焼筒内では内炎筒および外炎筒の
周壁に設けられた多数の小孔から供給される空気
により気化ガスの多くは青炎の予混合燃焼する
が、一部は不完全燃焼ガス（コロイド状炭素）と
なる。そこで、この不完全燃焼ガスを前記二次燃
焼部に導き、これに新鮮な空気を加えて白炎の拡
散燃焼を行なわせている。

このように異なる燃焼状態を組合わせるので、
互いの欠点を補いつつ両者の長所を最大限に発揮
でき、理論上は燃焼排ガス中に含まれる一酸化炭
素濃度と窒素酸化物濃度とを低減できる。したが
つて、単燃焼方式のものと比較し室内開放形の燃
焼暖戻器具に適しているものである。

ところで、上記二段燃焼方式を実現する既存品
の構造は、下部の一次燃焼部と上部の二次燃焼部
との間を仕切板を介在させることにより完全に分
離している。また、二次燃焼部に対する空気供給
路としては、燃焼筒の外方から仕切板と燃焼筒上
部との間を通つて一次燃焼部の炎道（内炎筒と外
炎筒との間）直上に新鮮空気を供給する経路と、
内炎筒内からその上方に位置する拡散板により外
方に向けて新鮮空気を供給する経路とを設けてい
た。すなわち、一次燃焼部の前記炎道から上昇す
る不完全燃焼ガス（コロイド状の炭素状態）に向
けて燃焼筒の外方および燃焼筒の上方に位置する
拡散板により内方から新鮮空気を上下でサンドイ
ツチ状に集中供給し、二次燃焼部内で外方に向う
扁平状の白炎を形成させている。

上記構成によると、適正範囲内での通常の燃焼
状態では燃焼性能上の問題はない。しかし、火力
調節時に「弱」から「強」への急激な変化が生じ
た場合や、燃焼消費量の増大をはかるために灯芯
の吸い上率を上げたものを用いた場合には、燃焼
性能上の改善が必要であることが種々の実験から
判明した。

（発明が解決しようとする問題点） すなわち、一次燃焼部の炎道直上に向けて集中
供給される空気量は、通常炎が極端に冷却されな
い範囲で、強燃焼に見合う最大火力側に設定され
る。しかし、「強」から「弱」にわたる適正燃焼
範囲での火力調節幅を得ようとするとむやみに空
気量を増大することができない。例えば「強」に
合わせて空気量を設定すると「弱」状態では空気
過剰となる。空気過剰は火炎温度を低下させ、一
酸化炭素濃度の増大につながる。また、燃焼促進
が早まり、炎が延びないという不具合も生じる。
すなわち、一次燃焼部の炎道直上に流出した不完
全燃焼ガスは一次燃焼により高温となつており、
反応し易い状態にあるから、そこに多量の空気供
給を受けると即燃焼を完了してしまう。このため
拡散燃焼の炎が延びず、燃焼によるドラフト力が
弱くなるという問題が生じ、燃焼消費量の増大を
図る上での制約となる。このようにこの部分の空
気量は種々の制約を受けることになり、空気量を
調節したとしても燃焼消費量の増大は期待できな
い。

また、上述した「強」「弱」可変時に、特に
「弱」から「強」へ急激な切換が行なわれると瞬
間的に立炎が生じるが、これにも充分対処するこ
とができない。すなわち、一次燃焼部の炎道直上
への空気量は前述したように「弱」燃焼への影響
を考慮すれば「強」燃焼に対して空気不足気味に
設定される。このため空気の絶対量が不足してい
るところに大量の不完全燃焼ガスが流出しても燃
焼が追いつかず、炎に対する追従性が悪く、不完
全燃焼のまま炎が延びて二次燃焼部の内壁等にす
すを付着させてしまう。

前述した実開昭57−10607号公報では、上記対
策として仕切板に補助空気孔を設けてそれなりの
効果を得ているが、二次空気の主な供給路を前記
炎道直上としている限りにおいて炎が伸びずは燃
焼消費量の増大は期待できない。

また、構造上も次のような問題点を生じる。す
なわち下部に位置する燃焼筒を独立に形成して二
次燃焼部に対して上方から落し込んで設置する場
合、仕切板との関係で燃焼筒の座り不良や空気洩
れ等が生じ易く、二次空気路に対する寸法管理が
やつかいとなる。また、点火に際し、燃焼筒を水
平状態を保つたまま上昇させたり、燃焼筒を不動
のまま点火させねばならない等の制約を受ける。
さらに、上下を一体化したものは重心が高くな
り、重量も重くなり、点火関連機構が複雑化し、
コストアツプの要因となる。

さらに、前述の特開昭58−108311号公報に記載
の構造の石油燃焼器具では、一次燃焼部への通気
路と二次燃焼通気路への通気路とは共用してお
り、上述した「強」「弱」可変時に、特に「弱」
から「強」へ急激な切換が行なわれると、二次燃
焼部への空気の供給は天板に設けた空気孔により
規制されているから、このような炎の急激な変動
に対してやはり空気不足が生じ、このため炎に対
する追従性が悪く、前述の炎道直上に供給するも
のと同様に不完全燃焼のまま炎が延びて二次燃焼
部の内壁等にすすを付着させるなどの問題があ
る。

本発明の目的は、火力調節等に影響されず常に
安定した燃焼状態が得られ、しかも組立が容易で
点火手段に制約を受けることがない石油燃焼器具
を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明による石油燃焼器具は、一次燃焼部を構
成する燃焼筒の外炎筒と外筒との間の上部に冠着
されたバーナキヤツプ上に、環状を成す区分板の
内周縁を取付けて一次燃焼部の炎道直上への外部
空気の導入を抑制するように、この区分板の外周
縁部外方に燃焼筒の周囲から前記一次燃焼部への
通気路と独立した二次燃焼部内に通じる環状通気
路を形成したものである。

（作用） 本発明による石油燃焼器具では、一次燃焼部へ
の通気路と独立して区分板の外周縁部外方に形成
された環状の通気路を介して必要かつ充分な量の
空気を供給し、二次燃焼部の拡散燃焼に対し、酸
素との反応対流時間を延し、かつ余剰分はそのま
ま排気させるようにして常に安定した燃焼状態が
得られるようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図において、１１は固定タンクで、置台１
２上に設置されている。この固定タンク１１の内
部には筒状の芯ガイド１３が一体に立設され、こ
の芯ガイド１３の外周面に筒状の灯芯１４が装着
されており、その外面を包囲するバーナバスケツ
ト１５と共に灯芯１４を上下動可能に支持する。
また、この芯ガイド１３の上端開口には、通気孔
を有する芯ガイドキヤツプ１６が冠着されてい
る。

１８は一次燃焼部で、上記芯ガイドキヤツプ１
６の外縁部およびバーナバスケツト１５の上端折
曲部からなる火皿上に載置された燃焼筒１９を持
つ。この燃焼筒１９は、互いに間隔を保つて同心
状に配置された内炎筒２０、外炎筒２１、外筒２
２を持つており、内炎筒２０の下端は芯ガイドキ
ヤツプ１６の外縁部上に載置され、また、外炎筒
２１の下端はバーナバスケツト１５の上端折曲部
上に載置される。また、これら内炎筒２０および
外炎筒２１の周面にはそれぞれ多数の小孔が形成
されており、前記灯芯１４の上方空間である内炎
筒２０および外炎筒２１間に燃焼用空気を供給す
る。ここで、外炎筒２１の上部は燃焼時は赤熱部
となるので、前記外筒２２の上記赤熱部と対向す
る部分は耐熱ガラス等による熱線透過部２２Ａと
し、その下部は鉄板等による支持部２２Ｂとなつ
ている。前記内炎筒２０内の下部には通気孔を有
する案内円板２４と補強リング２５とが設けられ
ている。これら内炎筒２０、外炎筒２１、外筒２
２の下部は、後述するスプレーダチユーブ２８の
下部と共にクロスピンにより相互に連結されてい
る。

上記スプレーダチユーブ２８は、その下端が内
炎筒２０内と連通すべくその内部に突出し、拡散
板２９を有する上端部は、一次燃焼部１８の上方
に形成された二次燃焼部３０内に位置する。この
スプレーダチユーブ２８の外周と前記内炎筒２０
の上端との間に生じる間隔は、通気孔を有する内
炎筒リング３２により覆われている。また、外炎
筒２１と外筒２２との上端部は、これらの上端部
高さに合わせて段状に形成されたバーナキヤツプ
３３により保持されている。

３５は支柱で、ボデーベースカバー３６上に複
数本植立されており、その下半部の外周には、一
次燃焼部１８の高さに相当する長さの管状のスペ
ーサ３７が装着されている。３９は環状のベース
プレートで、上記スペーサ３７上、すなわち、一
次燃焼部１８と二次燃焼部３０との境界部に水平
方向に沿つて設けられている。このベースプレー
ト３９上には二次燃焼部３０を包囲するガラス炎
筒４２が設けられ、このガラス炎筒４２の上部
は、前記支柱３５の上端部に固定されたガラス炎
筒支え部材４３により支持固定されている。な
お、このガラス炎筒支え部材４３の周側上部に
は、燃焼排ガスを流出する開口４４を穿設し、そ
の上部に上部プレート４５が嵌着されており、こ
れと前記ボデーベースカバー３６との間にはガー
ド４６が設けられている。

４８は環状の区分板で、その内周縁４８ｂは前
記バーナキヤツプ３３上に取付けられ、また、外
周縁４８ａは燃焼筒１９の外周より外方に位置す
るように寸法設定されている。そして、この外周
縁４８ａの外方に燃焼筒１９の周囲から前記一次
燃焼部１８の通気路と独立して二次燃焼部３０内
に通じる外気に開放された環状通気路４９が形成
されている。

上記構成において、燃焼運転を行なう場合は、
先ず、灯芯１４を図示しない上下駆動機構により
第１図で示す位置まで上昇させ、内炎筒２０と外
炎筒２１との間にのぞませる。

ここで、図示しないが、例えば、ボデーベース
カバー３６に囲まれた図示右方内には点火装置が
内蔵されており、点火レバーを操作することによ
り燃焼筒１９の図示右側を持ち上げ、点火ヒータ
ーの先端を灯芯１４の上端に押し当て、灯芯１４
の上端に毛細管現象で吸い上げられている灯油に
着火させる。

上記点火後、一次燃焼部１８では灯芯１４の上
方の内炎筒２０と外炎筒２１との間で、これらの
周壁に設けられた多数の小孔からの空気と共に気
化ガスが燃焼し、青炎の予混合燃焼が行なわれ
る。また、不完全燃焼ガスは炎道から二次燃焼部
３０内に上昇し、スプレーダチユーブ２８の上端
に設けられた拡散板２９により外方に向つて案内
される空気と共に拡散燃焼する。この拡散燃焼の
ための二次空気として前記区分板４８の外方に形
成された環状通気路４９から二次燃焼部３０内に
供給される新鮮空気も用いられる。

ここで、従来は、拡散燃焼に当り拡散板２９に
より外方に案内される空気と、燃焼筒１９外から
炎道直上に導入される空気とが供給されていた
が、この構造では予混合燃焼ガスと空気の反応が
早まり、短時間で拡散燃焼が終了してしまい、炎
が延びず燃焼消費量を増大するためには限度があ
つた。

これに対し本発明では、二次空気を区分板４８
の外方に形成され一次燃焼部への通気路と独立し
た環状通気路４９を通して外気を直接供給するよ
うにしたので、予混合燃焼ガス部分の酸素との反
応滞溜時間が延び、酸素を充分に供給させて拡散
燃焼を行なうことができる。また、区分板４８の
外方の環状通気路４９は、その構造上充分な面積
を確保できるので、燃焼状態を「強」にすること
により不完全燃焼ガスが多くなつても、充分な量
の二次空気を供給でき、立炎にも充分追従してす
すの付着等を防止できる。また、この二次空気は
二次燃焼部３０に対し外側から供給されるため、
予混合燃焼ガス量に必要な分だけ完全混合化し、
不必要な（余分な）空気は炎に触れることなく上
部の開口４４から排気される。このため燃焼状態
を「弱」にすることにより炎が短くなつて多量な
二次空気を必要としない場合でも余分な空気は炎
に触れないので、炎が冷されることはない。さら
に、この場合、余分な空気がそのまま排気される
ことにより、燃焼室内の温度が低下するので
NO₂の発生が少なくなる。

これらの結果、炎は常に安定状態に保たれ、完
全燃焼により排ガスもきれいになる。

また、上記構成では区分板４８の外径によつて
消費量に変化があることが確認されている。これ
は二次空気が炎の外炎と触れる時間が変化するた
めである。

なお、ベースプレート３９は上部のガラス炎筒
４２を支えるためのフランジとして使われてお
り、このフランジの端面が区分板４８の端面より
低くなるようにする。このように区分板４８とベ
ースプレート３９とは環状通気路４９を介して分
離しており、このため組立等に当つて燃焼筒１９
の組立品を上側から出し入れすることもできる。
また、点火操作に当つて燃焼筒１９を容易に傾け
ることができ、従来のように燃焼筒１９を傾ける
ために複雑な構造を採つたり、水平上昇させたり
する必要もない。すなわち点火手段に制約を受け
ることがなく、コストも低減できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、一次燃焼部から
の不完全燃焼ガスを拡散燃焼させる二次燃焼部に
対し、一次燃焼部への環状通気路と独立した通気
路によつて燃焼に必要な量の空気だけを供給し、
余分な空気はそのまま排気するようにしたので、
空気量を調節することなく、「弱」、「強」および
燃焼消費量の増大など常に安定した炎による完全
燃焼を得ることができるとともに組立構成も単純
化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による石油燃焼器具の一実施例
を示す一部を切り欠いた側面図、第２図は灯油の
燃焼過程の説明図である。 １８……一次燃焼部、１９……燃焼筒、２０…
…内炎筒、２１……外炎筒、２２……外筒、３０
……二次燃焼部、３３……バーナキヤツプ、４８
……区分板、４８ａ……外周縁、４８ｂ……内周
縁、４９……環状通気路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内炎筒、外炎筒、外筒からなる燃焼筒を有す
   る一次燃焼部およびこの一次燃焼部の上方に位置
   し一次燃焼部から上昇する不完全燃焼ガスを拡散
   燃焼させる二次燃焼部と、 環状を成しその内周縁は前記燃焼筒の外炎筒と
   外筒との間の上部に冠着されたバーナキヤツプ上
   に取付けられ外周縁はこの燃焼筒の外周より外方
   に位置する区分板とを備え、 上記区分板の外周縁部外方に前記燃焼筒の周囲
   から前記一次燃焼部への通気路と独立して二次燃
   焼部内に通じる環状通気路を設けたことを特徴と
   する石油燃焼器具。