JPH0634108A - ポット式石油バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大ＴＤ燃焼が可能であり、かつ全燃焼範囲に
わたって低空気比燃焼および完全燃焼可能なポット式石
油バーナを提供する。 【構成】 燃料供給管を有し、バーナポット円周に空気
供給孔を設けたバーナポットの上段空気供給孔のレベル
に、断面が三角形、台形あるいはこれらに類似の形状の
物体を、バーナポット中心部に配設し、上段空気供給孔
と該物体との間に燃焼領域を形成したことを特徴とする
ポット式石油バーナ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は家庭用灯油ストーブな
どに用いられるポット式石油バーナに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在実用化されているポット式石油バー
ナでは、ターンダウンレシオ（最大発熱量／燃焼時の発
熱量、以下ＴＤとする）が大きくとれ、かつ少発熱量に
おいても低空気比燃焼および完全燃焼が可能なものは見
当たらない。

【０００３】図５に、最も一般的なポット式石油バーナ
の構造を示す。図中１はバーナポット、２は保炎器、３
は燃焼空気整流板、４ａは１次空気孔、４ｂは２次空気
孔、５は燃料供給管である。

【０００４】気化した燃料は、バーナポット下部で１次
空気孔よりの燃焼空気と混合し１次燃焼（中間燃焼）
し、更にバーナポット上部で２次空気孔よりの燃焼空気
と混合し、２次燃焼を行い燃焼を完了する。

【０００５】バーナの燃焼性能はいかによく燃料蒸気と
燃焼空気とを均一に混合させ、火炎を安定させるかによ
っており、そのために種々の整流・保炎器が工夫され、
用いられてきているが、その基本はバーナ壁と保炎器
上部との間隔ａを適当に設定することにより、混合気の
流速をコントロールし燃焼特性を最適化する。保炎器
上部の円板６の周縁により炎基部の安定化（保炎効果）
を図る。バーナポット上部の保炎器と燃焼空気整流板
とで形成される領域８の流路の形状を工夫することによ
り、２次空気と中間燃焼した混合気との混合と流れを最
適化し燃焼性の向上を図る。などをあげることができ
る。

【０００６】しかし現在実用化されているポット式石油
バーナでは、ＴＤがせいぜい３〜４程度しかとれず、し
かも、最大発熱量では比較的低空気比で燃焼できても、
少発熱量では大量に空気を送り込まなければ燃焼させる
ことができず、それも、完全に燃焼させることができ
ず、高濃度のＣＯを発生させているのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、保炎器の形
状を改善し、バーナ上部の２次燃焼領域での燃焼空気と
中間燃焼混合気との混合と燃焼反応の促進を図ることに
より、従来のポット式石油ストーブでは困難であった、
大ＴＤ（５〜６以上）での低空気比燃焼および完全燃焼
を可能にするポット式石油バーナを提供するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は燃料供給管を有
し、バーナポット円周に空気供給孔を設けたバーナポッ
トの上段空気供給孔のレベルに、断面が三角形、台形あ
るいはこれらに類似の形状の物体を、バーナポット中心
部に配設し、上段空気供給孔と該物体との間に燃焼領域
を形成したことを特徴とするポット式石油バーナであ
る。更に本発明はバーナポットに保炎器を内設し、保炎
器上部に円錐形物体を配置したポット式石油バーナであ
る。

【０００９】本発明はバーナポットの上段空気供給孔の
レベルに、断面が三角形、台形あるいはこれらに類似の
形状の物体（以下中心体という）を設けるが、本発明に
より、中心体とバーナ円筒壁との間に流路を形成し、該
流路において２次燃焼空気と燃料蒸気との混合を促進さ
せること、更には中心体を赤熱させ、これに炎を接触さ
せて燃焼反応を促進させることにより、大ＴＤ燃焼を可
能にするもので、特に少発熱量時の低空気比燃焼および
完全燃焼を可能にするものである。

【００１０】

【実施例】本発明によるポット式バーナの実施例を図１
により説明する。燃料は石油（灯油）供給管５よりバー
ナポット１の底部に送られ気化し、燃焼空気は送風機よ
り空気ダクト１０を介し、空気孔４より供給される。

【００１１】空気孔４はバーナポット１内径円周方向に
沿って複数個配列され、その孔列がポットの上下方向に
数段、適当間隔で設けられている。実施例では６段にな
っており、下３段（４ａ）が１次空気、上３段（４ｂ）
が２次空気を供給している。ポット底部で気化した燃料
蒸気はまず、ポット下部領域において１次空気整流板３
と保炎器２により１次空気と混合され１次燃焼（中間燃
焼）が行われる。中間燃焼した混合気はポット上部の２
次燃焼領域８において、上３段の空気孔からの２次空気
と混合され、２次燃焼が行われる。

【００１２】本発明の特徴は、２次燃焼領域８の円筒中
心部に中心体７を配置することにあり、実施例では円錐
形の形状の中心体を配置してある。中心体７は保炎器２
に載置され、保炎器と一体である。その下縁７ａは保炎
器２の外径より長さαだけ大きい径を与えられている。
中心体の材質は、耐熱性を要求されるので、耐熱鋼板で
製作する必要がある。図１は中心体を保炎器に固定した
例を示したが、保炎器上部に中心体を別に設けてもよ
い。

【００１３】この中心体の作用、効果としてバーナポ
ット内壁との間に混合気の流路を形成する。中心体の
形状、寸法により、この流路の形状をかえることができ
る。これにより、２次空気と混合気の流速、流線を最
適にすること、即ち２次空気と混合気との整流と均一混
合化を図ることができる。中心体を赤熱させることに
より、この中心体が燃焼反応を安定化し、促進させる作
用をする。などをあげることができる。

【００１４】図１の実施例によりこの中心体の作用、効
果を説明する。ポット上部の２次燃焼領域８において、
バーナ内壁より吹き出した２次空気は、中心体の斜面に
沿って整流され上昇していく。この空気流９に、ポット
下部の１次燃焼ゾーンで中間燃焼した混合気が合流混合
され、２次燃焼しながら上昇していく。更に、上蓋リン
グ１１を設けることにより、この整流・混合効果を高め
ることができる。

【００１５】このとき、この中心体の大小および上蓋リ
ング内径の大小により混合気の流速をコントロールする
ことができ、流速を大きくしていくと２次空気と中間燃
焼した混合気との混合が促進され、予混合的燃焼（不輝
炎燃焼）となり、流速を小さくしていくと拡散的燃焼
（輝炎燃焼）となっていく。

【００１６】この中心体の存在により、流体の流線を一
定にすることができるので、流速の遅くなる少発熱量時
においても、最大発熱量時と同様の流体の流れが得られ
る。従って燃焼空気と混合気とを十分に混合でき、更に
中心体は火炎により赤熱するので、特に炎の温度が下が
り不完全燃焼し易い少発熱量での燃焼時には、この中心
体の保炎と燃焼反応促進の効果が大きいので、大ＴＤで
の低空気比燃焼および完全燃焼を可能とするものであ
る。

【００１７】図２は本発明の他の実施例である。図２に
おいては中心体７がバーナポット１の中心部に配設さ
れ、空気供給孔４ｂが中心体のレベルに設けられ、空気
供給孔４ｂと中心体７との間に燃焼領域が形成される。

【００１８】本発明による効果を検証するために、図１
の実施例によるポット式石油バーナと、現在市販されて
いる家庭用灯油ストーブの内、数社のポット式石油バー
ナとの燃焼比較試験を行った結果を図３および図４に示
す。

【００１９】図３および図４より次のことが言える。 現在実用化されているポット式石油バーナではＴＤが
最高４程度であり、それもＴＤが大きいところでは空気
比を大きくし、大量の空気を送らねば燃焼させることが
できず、しかも大量のＣＯを発生させており、正常な燃
焼をしているとはいえない。 これに対して、本発明によるポット式石油バーナでは
ＴＤ７までとれて、最少発熱量のところまで低空気比で
の燃焼が可能で、しかも排ガス中のＣＯは全く検知され
ていない。

【００２０】このように本発明のポット式石油バーナ
は、従来のものに対して非常に優れた燃焼性能を発揮す
るが、この理由として以下の２点が考えられる。

【００２１】従来のポット式石油バーナでは、２次燃
焼領域が単なる空間となっているために、理想的な流体
の流れが得られず、２次空気と中間燃焼した混合気が十
分均一に混合されない、特に流量が少なく流速の遅くな
る少発熱量燃焼域では混合が十分行われず燃焼性能が低
下するものと考えられる。これに対して本発明によるバ
ーナでは、２次空気と中間燃焼した混合気が中心体の斜
面に沿って一定の流線となって流れながら混合するが、
この流線が少発熱量燃焼域でも変わらないため、最大発
熱量時と同様の均一混合が行われるので、大ＴＤ燃焼に
おいても低空気比燃焼が可能となる。

【００２２】本発明の場合、中心体に炎が衝突接触
し、中心体が赤熱することにより燃焼反応が促進される
ものであるが、従来の保炎器と比較し、流線に沿って中
心体に接触させることができるので接触時間を長くで
き、従って、赤熱した中心体による燃焼反応促進効果が
大きくなり、通常は炎の温度が低下し、反応速度が低下
して不完全燃焼しやすい少発熱量燃焼時においてもＣＯ
の発生がない、完全燃焼が行われる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、従来のポット式石油バ
ーナでは困難であった、大ＴＤでの低空気比燃焼および
完全燃焼が可能となるので、本発明によるバーナを用い
れば、次のような従来のものにはない優れた機能を持つ
石油ストーブが実現できる。

【００２４】ＣＯの発生が全燃焼領域にわたって全く
ないので、大ＴＤ燃焼ができる（ＴＤ５以上）、開放式
のポット式石油ストーブが製作できる（現在市販されて
いる開放式のポット式石油ストーブはＴＤが２．５程度
であり、しかも少発熱量ではＣＯの発生がみられる）。

【００２５】全燃焼領域にわたって低空気比燃焼が可
能であるので、少発熱量の燃焼でも炎の温度（燃焼温
度）を高く維持できるので、全燃焼範囲にわたって輻射
熱の強いポット式石油ストーブが製作できる（輻射をう
たって、現在市販されているポット式石油ストーブは、
少発熱量の燃焼では空気比大の燃焼であるので炎の温度
が極端に下がり、輻射による暖房能力は殆どなくな
る）。

【００２６】全燃焼領域にわたって低空気比燃焼が可
能であるので、過剰空気による排熱損失が少なく、暖房
効率の高いポット式石油ストーブが製作できる。 大ＴＤ燃焼が可能であるので、１台のストーブで大発
熱量から少発熱量までのストーブを兼ねることができ
る。

【００２７】このように、本発明によれば、ポット式石
油バーナを用いる暖房器具の性能を向上させ、暖房の省
エネルギー、環境雰囲気の清浄化および安全性などに寄
与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例の説明図である。

【図３】空気比と最大発熱量／燃焼時発熱量との関係を
示す図表である。

【図４】排ガス中ＣＯ濃度と最大発熱量／燃焼時発熱量
との関係を示す図表である。

【図５】一般的なポット式石油バーナの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ バーナポット ２ 保炎器 ３ １次空気整流板 ４ａ １次空気孔 ４ｂ ２次空気孔 ５ 燃料供給管 ６ 保炎器上部円板 ７ 中心体 ８ ２次燃焼領域 ９ ２次空気流れ １０ 空気ダクト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給管を有し、バーナポット円周に
   空気供給孔を設けたバーナポットの上段空気供給孔のレ
   ベルに、断面が三角形、台形あるいはこれらに類似の形
   状の物体を、バーナポット中心部に配設し、上段空気供
   給孔と該物体との間に燃焼領域を形成したことを特徴と
   するポット式石油バーナ。
2. 【請求項２】 バーナポットに保炎器を内設し、保炎器
   上部に円錐形またはこれに類似した物体を配置したこと
   を特徴とする請求項１記載のポット式石油バーナ。