JPH0637965B2

JPH0637965B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH0637965B2
Application number: JP62328568A
Authority: JP
Inventors: 和人中谷; 昭雄多木; 隆雅宮野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPH01169219A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は家庭用の暖房等に用いられている燃焼装置に関
するものである。

従来の技術従来、この主の燃焼装置としては石油ストーブ等に用い
られている吸上げ気化方式の燃焼装置があるが、これは
第３図に示す様に、多数の空気孔５０を有する内炎筒５
１と外炎筒５２間に形成される燃焼室５３に燃料供給部
である灯芯５４先端を露出させて燃料を気化、燃焼させ
るようになっている。そして通常外炎筒５２は外筒５５
の絞り部５５ａより上方では開口面積の大きな透孔５２
ａを有した赤熱部５６を形成しており、灯芯５４から気
化した燃料と透孔５２ａから燃焼室５３内に導入した空
気を混合して燃焼させ、赤熱部５６を赤熱させ、輻射熱
を得ていた。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記の様な従来の構成では次の様な問題
を生じていた。

すなわち、通常の強燃焼では第３図に示す様に内炎筒５
１と外炎筒５２間に二次炎ｆ_１を形成し、燃焼室５３内
を上昇してきた未燃ガス成分を完全に燃焼させるので良
好な特性を示す。次に灯芯５４の露出高さを低くして燃
焼量を小さくした場合は火炎は燃焼室５３内に下がって
ｆ_２の様に形成される。この際の燃焼装置内の空気及び
未燃ガスの流れは次のようになっている。すなわち第３
図で実線矢印は空気の流れ、破線矢印は未燃ガスの流れ
を示し、不完全燃焼状態の未燃ガスは燃焼室５３から外
炎筒５２外方の空気通路５７へ洩出する流れ５８と、燃
焼室５３から内炎筒５１内方へ洩入する流れ５９を生じ
る。そして、弱燃焼時には火炎がｆ_２の様に燃焼室５３
内に落ち込んで、それより上方で火炎が形成されていな
いために、燃焼室５３より洩出、洩入した未燃ガス５
８，５９が火炎ｆ_２で燃焼しきらず、高濃度のＣＯを含
んだ未燃ガスのまま、外炎筒５２上方の赤熱部５６の透
孔５２ａや、内炎筒５１の上部の空気孔５０ａや通気部
６０から直接大気中に放出されることになる。そのため
弱燃焼次には急激に排ガス特性（ＣＯ／ＣＯ_２）が悪化
してしまい、それがために燃焼量調節巾を広くすること
ができなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、弱燃焼時
に高濃度のＣＯが直接大気中に放出されることを防い
で、排ガス特性の急激な悪化を抑止し、燃焼特性が良好
で、燃焼量調節巾の大きな燃焼装置を得るとともに、強
燃焼から弱燃焼まで見た目にも良好な燃焼装置を得るこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明の燃焼装置では、内
炎筒内方に灯芯に対向する位置近傍から、内炎筒の上端
近傍まで伸び、前記内炎筒との間に形成される制流域を
底面で略遮蔽する制流筒を設けると共に、外炎筒の下方
の対向する位置に設けた外筒の絞り部と、前記絞り部の
上方に位置し、前記外炎筒との間に一定の間隙を有する
第二絞り部を設け、前記第二絞り部の上方と対向する外
炎筒の空気孔は大孔とし、前記第二絞り部の下方の対向
する外炎筒の空気孔は小孔とする二つに分け、さらに前
記絞り部の上方と対向する前記外炎筒の空気孔は小孔と
し、前記絞り部の下方と対向する前記外炎筒の空気孔は
さらに小孔とする二つに分け、それと共に、前記絞り
部、第二絞り部と対向する前記外炎筒にはそれぞれ無孔
部下、無孔部上を設けると共に、絞り部上方に設けた第
二絞り部の径は、絞り部の径よりも大きくした構成とし
てある。

作用本発明は上記した構成により、内炎筒内方に洩入した未
燃ガスを制流筒上方から供給される清浄な空気により、
火炎より上方へ流れるのを防止し、燃焼量に応じた位置
で良好な混合状態を生成せしめて燃焼を促進させ、火炎
より上方に未燃ガスが流れることを防いでいる。また外
炎筒外方に洩出した未燃ガスについても、第二絞り部に
より、絞り部より下方と対向する空気孔より大きな開孔
の空気孔を通して、燃焼室内方へ導びき火炎より上方へ
未燃ガスが流れることを防止する。すなわち内炎筒内方
へ洩入したり、外炎筒外方へ洩出したＣＯを含んだ未燃
ガスはほとんどが燃焼室に再流入して燃焼してしまうこ
とになり広範囲の燃焼量調節に対して排ガス特性を良好
に保つことができる。また、第二絞り部と絞り部間と対
向する外炎筒の開孔を、第二絞り部より上方と対向する
外炎筒の空気孔の開孔より小さくしているので、強燃焼
時に、第二絞り部より多量の空気が流入し、燃焼室内に
黄火が立ち不安定な燃焼になることも防ぐことができ
る。また、絞り部及び第二絞り部と対向する外炎筒には
無孔部を設けているので、絞り部及び第二絞り部より空
気が多量に流入し、燃焼室内に黄火が立ち不安定な燃焼
になることを防ぐと共に、逆に空気孔があった場合に生
じる保炎が不安定になったために起こりやすい燃焼音や
火炎の揺らぎもなくなり、安定した燃焼状態とすること
ができる。

実施例以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は強燃焼状態、第２図は弱燃焼状態を示す。図に
おいて１は燃焼供給部である灯芯で、芯内筒２と芯外筒
３の間に上下動自在に設定されている。芯内筒２と芯外
筒３の上端部はそれぞれ内火皿４、外火皿５を形成して
おり、内炎筒６、外炎筒７が載置されている。灯芯１の
先端は燃焼時には内炎筒６と外炎筒７間に形成される燃
焼室８内に露出され、ここで燃焼の気化が行われる。９
は外筒で、内炎筒６、外炎筒７、外筒９は内方より順次
略同心状に配置され固定ピン１０によって一体化されて
いる。１１は内炎筒６および外炎筒７に多数設けられた
空気孔である。１２は内炎筒６の上端開口部を閉塞する
内炎筒天板で、内炎筒６内方から上方へ通じる開孔部１
３を有している。１４は内炎筒天板１２上に載置された
拡炎板である。

外炎筒７は小孔の空気孔１１を有する気孔部１５と、そ
の上方に開孔の大きな透孔１６を有する赤熱部１７が形
成されており、気孔部１５と赤熱部１７の間には、気孔
部１５より開孔率が大きく、赤熱部１７より開孔率の小
さな中間部１８が形成されている。そして気孔部１５と
中間部１８の間には無孔部下４０が設けられ、中間部１
８と赤熱部１７の間に無孔部上４１が設けられている。
また、気孔部１５と赤熱部１７の間、つまり無孔部下４
０と対向する外方には一定の間隙S₁を有する外筒９の絞
り部１９が設けられている。また、中間部１８と赤熱部
１７の間の外方、つまり無孔部上４１と対向する外方に
は、Ｓ₁よりも広い一定の間隙S₂を介して第二絞り部２
０が配されてあり、絞り部１９との間に循環域２１を形
成している。２２はガラス等の透過性材料よりなる透過
筒で、外筒９の第二絞り部２０上に載置されている。２
３はトップフレームで赤熱部１７と透過筒２２の間の空
気通路２４の上端を遮蔽するように赤熱部１７の上端に
載置され、透過筒２２を固定している。２５は内炎筒６
内方に設置された制流筒で、灯芯１先端に対向する位置
近傍から内炎筒６先端付近まで上方へのび、かつ内炎筒
６間に形成される制流域２６をその底面で略遮蔽するよ
うに設けられている。２７は空気導入路である。

２８は制流筒２５に複数ケ所設けられた通気孔で、２９
は通気孔２８直上で制流域２６を２６ａ，２６ｂ，２６
ｃに分割する遮蔽部であり、ビーディング加工やフレア
加工等を応用して制流筒２５を外周方向に突出させるこ
とによって形成している。３０は制流筒２５と内炎筒天
板１２との間に一定の間隔を有するように設定された通
気部である。

上記構成において灯芯１に点火すると燃焼開始し、燃焼
によるい高温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することによ
り熱ドラフトを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、外
炎筒７の空気孔１１および赤熱部１７の透孔１６より燃
焼室８内に供給され燃焼が継続される。このとき内炎筒
６内方から供給される空気は、制流筒２５下方から灯芯
１近傍に供給される空気と、空気導入路２７を上昇する
空気に分けられる。上昇した空気の一部は、通気孔２８
を通過し、燃焼室８へ供給される。さらに内炎筒６上方
に供給された空気は、空気孔１１や開口部１３から燃焼
室８およびその上方へ供給される。また一部は、制流域
２６ｃに降下し、比較的下方の空気孔１１からも燃焼室
８に供給される。一方気化された燃料は、空気との混合
ガスとなって主として燃焼室８を上昇する。しかし制流
域26a,26b,26cは負圧になるため未燃ガスの一部は制流
域26a,26b,26c内に洩入する。したがって制流域26a,26
b,26cには未燃ガスが充満する。この未燃ガスは通気孔
２８、通気部３０で空気流と混合され、再び燃焼室８へ
供給される。したがって強燃焼時には内炎筒６の上端付
近から未燃ガスと空気を良く混合した状態で燃焼室８上
端付近に供給するので領域Ａ付近で効率よく燃焼させ、
さらにここで燃焼しきれなかった未燃ガスは上方に形成
される火炎Ｆ_Ｈで燃焼される。

また、外筒９下方にある空間部３１より供給される空気
は、絞り部１９の下方にある気孔部１５の空気孔１１よ
り燃焼室８内に供給される空気３２と、絞り部１９を通
過し上昇する空気３３に分けられる。絞り部１９により
循環域２１は、内炎筒６内方の制流域２６と同様に負圧
となるために未燃ガスの一部は循環域２１内や空気通路
２４に洩出する流れ３４を生じる。循環域２１に洩出し
た未燃ガスは第二絞り部２０により外炎筒７の透孔１６
を通し燃焼室８内へ導かれる流れ３５と第二絞り部２０
を通過し空気通路２４に入り、中間部１８を通過し再び
燃焼室８内へ洩入する流れ３６を生じる。したがって強
燃焼時には外炎筒７の赤熱部１７の外方にて燃焼が行な
われ、赤熱部１７の輝度を向上させるとともに、ここで
燃焼しきれなかった未燃ガスは上方に形成された火炎F_H
で燃焼される。したがって、強燃焼においては排ガス特
性は良好である。この際に、循環域２１と対向する中間
部１８の開孔率を赤熱部１７の開孔率より小さくし、か
つ間隙Ｓ_２をＳ_１より広くしているので、中間部１８よ
り多量の空気が燃焼室８内へ混入し、燃焼室８内の火炎
が内炎筒６寄りになり、燃焼室８内に黄火が立ち不安定
な燃焼となることを防ぐことができ、強燃焼時安定した
燃焼を形成できる。また、絞り部１９及び第二絞り部２
０と対向する外炎筒７に無孔部下４０及び無孔部上４１
を設けているので、絞り部１９及び第二絞り部２０によ
り多量の空気が燃焼室８内へ送り込まれ易くすることを
防ぎ、燃焼室８内への黄火混入を防いでいる。絞り部１
９や第二絞り部２０と対向する部分はかなりの量の空気
が流れ易くなっているために、外炎筒７に空気孔を設け
ていた場合、その空気孔の大きさが余り大きくなくて
も、燃焼室内に黄火が混入してしまう。実験によれば直
径１．２mm以下程度ではそう問題とはならないが、それ
以上ではかなり燃焼室８内へ黄火が混入してしまい、不
安定な燃焼となってしまう。ただし、絞り部１９、第二
絞り部２１と対向する部分は非常に不安定な部分であ
る。絞り部１９と対向する部分は空気が燃焼室８内へ流
入する部分でもあり、未燃ガスが循環域２１へ洩出する
部分でもある。そのためその部分に空気孔を設けている
と保炎がついたり、消えたりしてしまうことがある。そ
のため燃焼中に音が発生したり、火炎F_Hが振動したりす
ることがある。これを防ぐためにも無孔部下４０を設け
ていた方が好ましい。同様に第二絞り部２０と対向する
外炎筒７についても、この部分は循環域２１より燃焼室
８内へ流入する部分でもあり、空気通路２４に流出する
部分でもある。そのため燃焼が不安定になることを防ぐ
ためにも無孔部上４１を設けることが望ましい。

次に灯芯１の露出高さを低くして燃焼量を小さくしてい
くと、火炎は次第に燃焼室８内に下降していき、火炎は
第２図に示すF_Lのように形成される。この場合の流れも
強燃焼時と同様であるが、気化ガスは大巾に減少してい
るので制流域26a,26b,26cに洩入する未燃ガス量も減少
する。洩入した未燃ガスは通気孔２８や通気部３０で供
給される空気によって混合され、ほとんどが燃焼室８に
供給され火炎F_Lで燃焼される。つまり洩入した未燃ガス
は通気孔２８や通気部３０で供給される空気により、火
炎F_Lより上方へ流れることを遮蔽される。この遮蔽効果
により、火炎F_Lより上方の制流域26cおよび空気導入路
２７には未燃ガスがほとんど含まれておらず、火炎上方
の内炎筒６と空気孔１１や開孔部１３から排出される空
気は清浄である。

また、循環域２１に洩出した未燃ガスについても第二絞
り部２０により燃焼室８内に導びかれ、大部分が火炎F_L
で燃焼される。弱燃焼時には燃焼室８と空気通路２４の
上昇通気力を比較すると燃焼室８の方が高くなってい
る。そのため、中間部１８の開孔率を赤熱部１７の開孔
率ほど大きくしていなくても、未燃ガスは大部分燃焼室
８内へ流れる。また、それは間隙S₂をS₁より広くしてい
ても、同じである。そのため空気通路２４に流れる未燃
ガスはほとんどなくなり火炎F_Lより上方の外炎筒７の透
孔１６より排出される空気は比較的清浄なものとなる。
つまり弱燃焼時においても比較的清浄な空気が排出され
るために排ガス特性（CO/CO₂）は良好なものとなる。し
たがってかなり低いところまで燃焼量を絞ることがで
き、燃焼調節巾は広いものとなる。

ただし、中間部１８の開孔率を余り小さくしすぎると、
未燃ガスが再流入しにくくなり、空気通路２４に未燃ガ
スが流れ易くなり、特性上好ましくない。そのため中間
部１８の開孔率としては、気孔部１５の開孔率より大き
くしておくことが必要である。また、間隙S₂を余り広く
しすぎていても、同じことになるので、S₁とS₂の差は実
験によれば、２mm以下が望ましい。また、中間部１８の
開孔率を大きくすることと、間隙S₁とS₂の差を小さくす
ることは、同じ効果を持つことになるので、中間部１８
の開孔率を気孔部１５と赤熱部１８の中間で、設定すれ
ば、間隙S₁とS₂が、同寸法であってもかまわない時もあ
る。ただし、その安定域を広げるには、間隙S₂がS₁より
広い方が望ましい。また、強燃焼時の場合に述べた様
に、絞り部１９、第二絞り部２０と対向する外炎筒７の
部分は非常に不安定な部分である。特に、弱燃焼時にお
いては、燃焼室８にかかる上昇通気力が少なくなってい
るために、絞り部１９や第二絞り部２０と対向する外炎
筒７に空気孔１１を設けていた場合には保炎が不安定と
なってしまう。そのために燃焼音が発生したりすること
がある。これを防ぐためにも、絞り部１９や第二絞り部
２０と対向する外炎筒７には無孔部である無孔部下４
０、無孔部上４１を設けることが望ましい。それによ
り、強燃焼から弱燃焼まで安定した燃焼を形成し、排ガ
ス特性も良好な燃焼装置とすることができる。

以上のことより、中間部１８の開孔率を赤熱部１７の開
孔率と大差ない程大きくすると、強燃焼時に燃焼室８内
に黄火が混入し、不安定な燃焼となってしまう。その際
にそれを防ぐために、間隙S₂をS₁より広くして、燃焼室
８内に黄火が混入することを防いでいる。逆に、中間部
１８の開孔率を気孔部１５の開孔率と大差ない程小さく
すると、弱燃焼時に未燃ガスが燃焼室８内に流入しにく
くなり、排ガス特性上好ましくない。そのため、中間部
１８の開孔率としては、赤熱部１７の開孔率より小さ
く、気孔部１５の開孔率より大きくしておくことが必要
となる。その際には、間隙S₂をS₁より広くしていても、
上昇通気力は空気通路２４よりも燃焼室８の方が高いの
で、未燃ガスは燃焼室８に流れることにより、そこで完
全燃焼し、排ガス特性の悪化を防ぐことになる。また、
絞り部１９及び第二絞り部２０と対向する外炎筒７には
無孔部４０、無孔部上４１を形成していることにより、
燃焼室８内に黄火が混入したり、保炎が不安定なために
生じる燃焼音や火炎の揺らいだりする不安定な燃焼とな
ることもなくなる。それにより、強燃焼から弱燃焼まで
安定した燃焼を形成し、排ガス特性も良好な燃焼装置と
することができる。

発明の効果以上のように本発明の燃焼装置によれば、外炎筒の下方
の対向する位置に設けた外筒の絞り部と、絞り部上方に
さらに第二絞り部を設け、絞り部と第二絞り部の間と対
向する外炎筒の空気孔の開孔率は、絞り部の下方と対向
する外炎筒の空気孔の開孔率より大きく、第二絞り部の
上方と対向する外炎筒の空気孔の開孔率より小さくして
いることにより、微弱燃焼の際に外炎筒外方に洩出した
未燃ガスが開孔率の大きな空気孔を通し燃焼室内に導い
て、火炎より上方へ未燃ガスが流れるのを防ぐ。その結
果、高濃度のＣＯを含んだ未燃ガスが直接大気に放出さ
れることはなくなり、広範囲の燃焼量の可変域におい
て、排ガス特性（CO/CO₂）を良好なものとすることがで
きる。また、強燃焼のときには、第二絞り部より下方と
対向する外炎筒の開孔率を、それより上方の外炎筒の開
孔率より小さくし、かつ第二絞り部の径を絞り部の径よ
りも大きくしているので、第二絞り部により多量の空気
が燃焼室内に流入し、燃焼室内に黄火が混入し、不安定
な燃焼となることもなくなる。また、絞り部及び第二絞
り部と対向する外炎筒には無孔部を形成していることに
より、燃焼室内に黄火が混入したり、保炎が不安定なた
めに生じる燃焼音や火炎の揺らいだりする不安定な燃焼
となることもなくなり、使用性、安全性、快適性、見栄
えに優れた燃焼装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の要部断面
図であり、強燃焼時を示す。第２図は同燃焼装置の要部
断面図であり、弱燃焼時を示す。第３図は従来例を示す
燃焼装置の要部断面図である。１……灯芯、６……内炎筒、７……外炎筒、８……燃焼
室、９……外筒、１１……空気孔、１９……絞り部、２
０……第二絞り部、２５……制流筒、26a、26b、26c……
制流域、４０……無孔部下、４１……無孔部上。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−139908（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−155424（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−148416（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−39213（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の空気孔を有する外炎筒と、前記外炎
筒内方に配された多数の空気孔を有する内炎筒と、前記
外炎筒と前記内炎筒間に形成される燃焼室下端に設定さ
れた燃料供給用の灯芯と、前記外炎筒外方には、前記外
炎筒に向かって絞り部を設けた外筒と、前記絞り部上方
に設けた第二絞り部を備え、前記第二絞り部の上方と対
向する外炎筒の空気孔は大孔とし、前記第二絞り部の下
方の対向する外炎筒の空気孔は小孔とする二つに分け、
さらに絞り部の上方と対向する外炎筒の空気孔は小孔と
し、前記絞り部の下方と対向する前記外炎筒の空気孔は
さらに小孔とする二つに分け、それと共に、前記絞り
部、第二絞り部と対向する前記外炎筒にはそれぞれ無孔
部下、無孔部上を設けた燃焼装置。
【請求項２】絞り部上方に設けた第二絞り部の径は、絞
り部の径よりも大きくした、特許請求の範囲第１項記載
の燃焼装置。