JPH0596714U - 燃焼量可変石油バーナ及び該バーナを備えた給湯機又は給湯付風呂釜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼用空気の均一化と流れ方向の適正化を図
り、ターンダウン比の広い範囲で、バーナ、燃焼室、熱
交換器等へのすす付着がなく、安定して良好に燃焼でき
る燃焼量可変石油バーナを提供する。 【構成】 外筒４の内側に送風機１６により後部の空気
室８から通風される空気通路９を介して小径の内筒３を
配設し、該内筒３の後部に上記空気室８と連通する一次
空気導入口１０を開設すると共に、内筒３内の後部付近
に噴霧口１を前方側として液体燃料用の流量可変霧化器
２を配置し、かつ上記噴霧口１の前方側には、複数枚の
旋回羽根１３を有する旋回器１２を設けると共に、旋回
器１２前方側の内筒３には１列内に複数個の開口部が開
設された二次空気導入口１５が複数列設けられた燃焼量
可変石油バーナにおいて、上記空気室８の外側に空気旋
回室５を配設し、空気室８と空気旋回室５との間に複数
個の開口部からなる空気導入口６を設けて連通させ、該
空気旋回室５に対して接線方向から通風されるように送
風機１６を配置した燃焼量可変石油バーナ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、燃焼量可変石油バーナ及び該バーナを備えた家庭用の比例制御式石 油給湯機又は給湯付風呂釜に関する。

【０００２】

【従来の技術】

家庭用の石油給湯機や給湯付風呂釜等においては、きめ細かな出湯温度の制御 が必要であり、このため、これらの機器に用いられるバーナとして、従来から図 ７、図８に示すような燃焼量可変石油バーナが知られている。図７は従来の燃焼 量可変石油バーナの構成を示す要部断面図であり、図８は図７のＡ−Ａ断面図で ある。この種のバーナは、送風機１６により空気室８から通風される空気通路９ を介して、外筒４の内側に外筒４より小径の内筒３を配設し、この内筒３の後部 に上記空気室８と連通する一次空気導入口１０を開設すると共に、内筒３の後部 付近に噴霧口１を前方側として液体燃料用の流量可変霧化器である戻り式圧力噴 霧ノズル２が設置されている。更に、噴霧口１の前方側には、複数枚の旋回羽根 １３を有する旋回器１２を設置し、導入された一次空気に旋回を与えつつ一次燃 焼を行うように構成されている。また、内筒３の上記旋回器１２の前方側には、 １列内に複数個の開口部が開設された二次空気導入口１５が複数列設けられ、こ れにより二次燃焼を促進するように構成されている。なお図において、１７は燃 料のレベラ、１８はポンプ、１９は戻り流量調整弁、２８は点火電極である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような家庭用の比例制御式石油給湯機においては、きめ細かな出湯温度 の制御が必要である。そのため、ターンダウン比１〜１／５程度の広い範囲で良 好に燃焼できるバーナが必要である。しかし、上記従来構造のバーナでは送風機 １６の空気吐出部での流速分布が、下流側の一次空気導入口１０や二次空気導入 口１５から導入される燃焼用空気の流速分布に影響を及ぼす。図９に従来の燃焼 量可変石油バーナによる二次空気の流速分布を示す。これは１列内に１２個の開 口部が開設された二次空気導入口１５を３列設けたバーナにより測定した結果で ある。横軸に示す二次空気導入口位置は１が図７において真上の位置に対応し、 バーナ下流から見て時計回り方向の順である。バーナ下流から見て右半分が二次 空気の流速が速く、左半分が遅くなっている。

【０００４】 これと同様に一次空気導入口１０から導入され、旋回器１２により旋回を与え られる一次空気にも流速分布が生ずる。そのため、空気室８内や空気通路９内に 整流板（図示せず）を設置して、燃焼用空気の流速分布を抑制している。しかし 燃焼用空気の流速分布を均一化するためには整流板による圧力損失の増大が避け られず、送風機１６を大型化する必要がある。また、空気量が変化する送風機１ ６の空気吐出部での流速分布も変化するため、ターンダウン比に応じて変化する 空気量の広い範囲で燃焼用空気の流速分布を均一化することは困難である。 一次空気の旋回流に不均一が生じると、旋回火炎中の酸素濃度が局所的に極め て低くなり、火炎中の煤煙濃度が高くなる。燃焼量が少ないターンダウン比小側 では、噴霧口１から噴霧される灯油粒子は十分な蒸発過程を経ることなく、旋回 器１２の中央開口部１４近傍で燃焼が開始して旋回火炎が形成される。そのため 火炎中の煤煙がすすとなって旋回器１２の旋回羽根１３や内筒３の内壁に付着す るという問題があった。更に、火炎長が短く、高温域が狭いので、燃焼ガス中の 高濃度の煤煙を十分に低減できずに排ガス中のＣＯ濃度やスモークスケールが高 くなり、良好な燃焼性能が確保できないという問題があった。

【０００５】 一方、燃焼量が多いターンダウン比大側では、一次空気の旋回流と二次空気の の不均一により、火炎形状も不均一となるため、燃焼室内壁にすすが付着すると いう問題があった。更に、部分的に長くなって熱交換器に接触するため、熱交換 器のフィン部にすすが付着したり、排ガス中のＣＯ濃度やスモークスケールが高 くなり、良好な燃焼性能が確保できないという問題があった。 また、バーナ軸方向の後部に送風機１６を設置するため、戻り式圧力噴霧ノズ ル２や点火電極２８は内筒３と外筒４を貫通して設置されることになり、組立時 や部品交換時の作業性に問題があった。 従って、上記従来構造のバーナを比例制御式石油給湯機に適用した場合には、 ターンダウン比の広い範囲で安定して良好に燃焼させることができず、バーナ、 燃焼室、熱交換器等がすすの付着によって目詰まりする可能性がある。

【０００６】 本考案は、上記従来構造のバーナの欠点をなくし、ターンダウン比の広い範囲 で、バーナ、燃焼室、熱交換器等へのすす付着がなく、安定して良好に燃焼し、 組立時や部品交換時の作業性に優れ、かつ圧力損失の小さい燃焼量可変石油バー ナ及び該バーナを備えた給湯機又は給湯付風呂釜を提供することを目的とするも のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、外筒の内側に送風機により後部の空気室から通風される空気通路を 介して小径の内筒を配設し、該内筒の後部に上記空気室と連通する一次空気導入 口を開設すると共に、内筒内の後部付近に噴霧口を前方側として液体燃料用の流 量可変霧化器を配置し、かつ上記噴霧口の前方側には、複数枚の旋回羽根を有す る旋回器を設けると共に、旋回器前方側の内筒には１列内に複数個の開口部が開 設された二次空気導入口が複数列設けられた燃焼量可変石油バーナにおいて、上 記空気室の外側に空気旋回室を配設し、空気室と空気旋回室との間に複数個の開 口部からなる空気導入口を設けて連通させ、該空気旋回室に対して接線方向から 通風されるように送風機を配置した燃焼量可変石油バーナ、前記空気室と空気旋 回室との間の空気導入口に、開口部を空気室側に切り起こし成形した空気案内板 をバーナ軸と平行に設けた燃焼量可変石油バーナ及び該バーナを備えた給湯機又 は給湯付風呂釜に関する。

【０００８】

【作用】

本考案の請求項１の燃焼量可変石油バーナは、上記のような構成により、空気 旋回室内を空気が旋回しながら空気室に導入されるようにしたので、送風機の空 気吐出部での流速分布の影響が、旋回することにより緩和され、空気室に導入さ れる空気の流速分布が均一化される。これによって一次空気及び二次空気は共に 均一に導入され、均一な旋回火炎が形成されるので、旋回火炎中の酸素濃度が局 所的に極めて低くなることがなく、火炎中の煤煙濃度が低下する。 また請求項２の考案は請求項１の燃焼量可変石油バーナを更に改良したもので あり、空気案内板により空気旋回室内から空気室に導入された空気は旋回成分が 抑制され、バーナ軸に平行な流れとなる。これによって一次空気は旋回成分のな い流れとなつて一次空気導入口内筒内に導入され、一部は旋回器の旋回羽根によ り旋回が与えられ、残りは中央開口部から旋回成分のないバーナ軸に平行な流れ となって、それぞれ噴出する。このことから、旋回器の中央開口部近傍で燃焼が 開始して、旋回羽根による旋回火炎の内側に別の旋回火炎が形成されることがな く、噴霧された灯油粒子は十分な蒸発過程を経て、燃焼に必要な十分な酸素が供 給されて燃焼し、二次空気も十分に火炎中に貫通するので火炎中のＣＯ濃度や煤 煙濃度が低下する。 従って、ターンダウン比の広い範囲でバーナ、燃焼室、熱交換器等へのすす付 着がなく、安定して良好な燃焼性能を発揮する。また、給湯機又は給湯付風呂釜 は、この燃焼量可変石油バーナを備えることにより同様の燃焼性能を発揮する。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。 実施例１ 図１は本考案の実施例になる燃焼量可変石油バーナの要部を示す図、図２は図 １のＡ−Ａ断面図を示す図である。図において、図７及び図８の従来の燃焼量可 変石油バーナと同じ構成の部分には同じ符号を付した。この燃焼量可変石油バー ナは、外筒４の内側に送風機１６により後部の空気室８から通風される空気通路 ９を介して小径の内筒３が配設されている。内筒３の後部に上記空気室８と連通 する一次空気導入口１０を開設されている。更に、内筒３内の後部付近に噴霧口 １を前方側として、液体燃料用の流量可変霧化器である戻り式圧力噴霧ノズル２ が設置されると共に、噴霧口１の前方側は、中心に中央開口部１４、その周りに 複数枚の旋回羽根１３を有する旋回器１２が設置けられている。旋回器１２の前 方側の内筒３には円周方向の１列内に複数個の開口部が開設された二次空気導入 口１５が複数列設けられている。 ここで、空気室８の外側に空気室８と連通する空気旋回室５を配設し、空気旋 回室５に対して接線方向から通風されるように送風機１６を配置している。

【００１０】 次に上記構成の作用について説明する。灯油タンクからヘッド差でレベラ１７ に流入した灯油はポンプ１８で加圧されて戻り式圧力噴霧ノズル２に供給され、 噴霧口１から噴霧される。灯油の一部は戻り流量調整弁１９を通り、レベラ１７ に戻る。ここで、戻り流量調整弁１９の弁開度を大きくすれば、戻りの灯油流量 が多くなり、燃焼量は小さくなる。逆に弁開度を小さくすれば、燃焼量は大きく なって、燃焼量を変化させることができる。送風機１６から送られる燃焼用空気 は、空気旋回室５に対して接線方向から空気旋回室５に入り、空気旋回室５内を 旋回する。空気旋回室５は旋回方向下流ほど通路面積が小さくなっており、燃焼 用空気は複数個の空気導入口６から均一に空気室８に導入される。空気室８に導 入された燃焼用空気の一部は、一次空気導入口１０から内筒３内に入り、旋回器 １２によって旋回が与えられる。残りの燃焼用空気は空気通路９を通り、二次空 気導入口１５から内筒３内に噴出される。

【００１１】 図３は本実施例の燃焼量可変石油バーナによる二次空気の流速分布を示す。こ れは、１列内に１２個の開口部が開設された二次空気導入口１５を３列設けたバ ーナにより測定した結果である。横軸に示す二次空気導入口位置は、１が図１に おいて真上の位置に対応し、バーナ下流から見て時計周り方向の順である。図９ と比べて流速分布が小さく、二次空気導入口１５から均一に二次空気が噴出して いる。これと同様に、一次空気導入口１０から導入され、旋回器１２によって旋 回を与えられる一次空気も均一となる。そのため、均一な旋回火炎が形成され、 旋回火炎中の酸素濃度が局所的に極めて低くなることがなく、内筒３の二次空気 導入口１５から供給される二次空気によって燃焼が促進される。従って、ターン ダウン比の広い範囲で、バーナ、燃焼室、熱交換器等へのすす付着がなく、安定 して良好な燃焼特性を発揮する。

【００１２】 実施例３ 図４は本考案の他の実施例になる燃焼量可変石油バーナの要部を示す図、図５ は図４のＡ−Ａ断面図である。図４及び図５に示すように、空気導入口６の空気 室８側に切り起こし成形した空気案内板７をバーナ軸と平行に設けた以外は実施 例１と同じ構成である。 次に、上記構成の燃焼量可変石油バーナの作用について、実施例１と相違する 点を説明する。空気室８に導入された燃焼用空気は、空気案内板７により旋回部 分が抑制され、バーナ軸と平行な流れとなる。燃焼用空気は一次空気と二次空気 に分かれ、一次空気は一次空気導入口１０から内筒３内に導入され、一部は旋回 器１２の旋回羽根１３により旋回が与えられ、残りは中央開口部１４からバーナ 軸と平行な流れとなって、それぞれ噴出する。一方、二次空気は空気通路９を通 り、二次空気導入口１５から内筒３内に導入され、バーナ中心軸に向かう流れと なって噴出する。そのため、旋回器１２の中央開口部１４近傍で燃焼が開始し、 旋回羽根１３による旋回火炎の内側に別の旋回火炎が形成されることがなく、噴 霧された灯油粒子は十分な蒸発過程を経て、燃焼に必要な十分な酸素が供給され て燃焼し、二次空気も十分に火炎中に貫通するので、燃焼が促進され火炎中のＣ Ｏ濃度や煤煙濃度が低下する。従って、ターンダウン比の広い範囲でバーナ、燃 焼室、熱交換器等へのすす付着がなく、安定して良好な燃焼性能を発揮する。

【００１３】 実施例４ 図６は本考案の実施例になる燃焼量可変石油バーナを用いた給湯機の構成を示 す図である。この給湯機は、燃焼室２１内に燃焼量可変石油バーナ２０を望ませ ると共に、燃焼室２１の上部に熱交換器２２を設け、更に、この熱交換器２２の 上部にサイレンサ２３を設けたものである。 洗面所、台所等に設けられた湯栓（図示せず）が開かれると、水流スイッチ２ ４が作動し、灯油タンク２５からヘッド差でレベラ１７に流入した灯油はポンプ １８で加圧され、燃焼量可変石油バーナ２０に送られ、送風機１６より通風され る燃焼用空気と混合しながら燃焼する。燃焼ガスは、燃焼室２１上部の熱交換器 ２２で水を加熱し、排ガスはサイレンサ２３で消音されて排出される。熱交換器 ２２の出口に設けられた温度検知器２６で出湯温度を検知し、設定した出湯温度 となるように戻り流量調整弁１９の弁開度と送風機１６から通風される燃焼用の 空気量を制御回路２７で制御し、燃焼量を調整することができる。また、給湯付 風呂釜の場合は、風呂用のバーナと熱交換器等が前記の給湯機に付加される。

【００１４】

【考案の効果】

本考案によれば、空気室の外側に空気室と連通する空気旋回室を配設し、該空 気旋回室に対して接線方向から通風されるように送風機を配置したので、複雑な 整流板等を設ける必要がなく、圧力損失が小さいので、小形の送風機でも燃焼用 空気を均一に供給することができ、均一な旋回火炎と均一な形状の火炎が形成さ れる。 また、空気室と空気旋回室との間の空気導入口に、開口部を空気室側に切り起 こし成形した空気案内板をバーナ軸と平行に設けたので、旋回器の中央開口部か ら噴出する空気流の旋回部分を抑制することができ、二次空気導入口から噴出す る空気流をバーナ中心軸に向かう流れとすることができる。その結果、良好な旋 回火炎と均一で捩じれのない火炎が形成される。 従ってターンダウン比の広い範囲で、バーナ、燃焼室、熱交換器等へのすす付 着がなく、良好な安定した燃焼性能を発揮できるという利点を有する。更に、ノ ズルや点火電極が内筒と外筒を貫通して設置する必要がないので、組立時や部品 交換時の作業性に優れたバーナとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例になる燃焼量可変石油バーナの
構成を示す要部断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本考案の実施例になる燃焼量可変石油バーナに
よる二次空気の流速分布を示すグラフである。

【図４】本考案の他の実施例になる燃焼量可変石油バー
ナの構成を示す要部断面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】本考案の実施例になる燃焼量可変石油バーナを
備えた給湯機の構成を示す要部断面図である。

【図７】従来の燃焼量可変石油バーナの構成を示す要部
断面図である。

【図８】図５のＡ−Ａ断面図である。

【図９】従来の燃焼量可変石油バーナによる二次空気の
流速分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１…噴霧口、２…戻り式圧力噴霧ノズル、３…内筒、４
…外筒、５…空気旋回室、６…空気導入口、７…空気案
内板、８…空気室、９…空気通路、１０…一次空気導入
口、１２…旋回器、１３…旋回羽根、１４…中央開口
部、１５…二次空気導入口、１６…送風機、１７…レベ
ラ、１８…ポンプ、１９…戻り流量調整弁、２０…燃焼
量可変石油バーナ、２１…燃焼室、２２…熱交換器、２
３…サイレンサ、２４…水流スイッチ、２５…灯油タン
ク、２６…温度検知器、２７…制御回路、２８…点火電
極、２９…給湯機本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田嶋 孝二 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒の内側に送風機により後部の空気室
   から通風される空気通路を介して小径の内筒を配設し、
   該内筒の後部に上記空気室と連通する一次空気導入口を
   開設すると共に、内筒内の後部付近に噴霧口を前方側と
   して液体燃料用の流量可変霧化器を配置し、かつ上記噴
   霧口の前方側には、複数枚の旋回羽根を有する旋回器を
   設けると共に、旋回器前方側の内筒には１列内に複数個
   の開口部が開設された二次空気導入口が複数列設けられ
   た燃焼量可変石油バーナにおいて、上記空気室の外側に
   空気旋回室を配設し、空気室と空気旋回室との間に複数
   個の開口部からなる空気導入口を設けて連通させ、該空
   気旋回室に対して接線方向から通風されるように送風機
   を配置した燃焼量可変石油バーナ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の燃焼量可変石油バーナに
   おける空気室と空気旋回室との間の空気導入口に、開口
   部を空気室側に切り起こし成形した空気案内板をバーナ
   軸と平行に設けた燃焼量可変石油バーナ。
3. 【請求項３】 流量可変霧化器は、戻り流量調整弁を介
   してレベラに還流される戻り式圧力噴霧ノズルである請
   求項１又は２記載の燃焼量可変石油バーナ。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の燃焼量可変石
   油バーナを備えた給湯機又は給湯付風呂釜。