JPH0663616B2

JPH0663616B2 - 芯式液体燃料燃焼器

Info

Publication number: JPH0663616B2
Application number: JP59063688A
Authority: JP
Inventors: 克義熊沢; 利男大槻; 実小森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1994-08-22
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: CA1243939A; KR890001687B1; KR850007677A; US4626197A; JPS60207815A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、火力の連続可変および火力調整幅の拡大化
を図れるようにした芯式液体燃料燃焼器に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より、液体燃料燃焼器として、たとえば芯式石油燃
焼器が知られている。

芯式石油燃焼器は、多数の通気孔を有する内・外炎筒を
同心的に配置して筒状の燃焼室を形成するとともに、こ
の燃焼室の下端部に設置された芯に燃料である石油を含
浸させて、上記芯から蒸発する石油蒸気を上記燃焼室内
部で燃焼させるようにしたものである。

このような石油燃焼器では、たとえば点火装置で芯に点
火すると、内・外炎筒に設けられた多数の通気孔から燃
焼に必要な空気が燃焼室に導入され、燃焼が促進され
る。これによって生じた燃焼熱は、芯を加熱して石油の
蒸発量を増大させるので、燃焼は徐々に拡大化される。
通常、このような芯式石油燃焼器においては、燃焼効率
の向上化や設計上の問題から、燃焼領域を燃焼室の上部
に形成するとともに、燃焼室の下部に空気と燃料ガスと
の予混合領域を形成する必要がある。このため、内・外
炎筒の上部に形成された通気孔を同下部に形成された通
気孔に比べて大径に形成することによって燃焼室下部に
導入される空気の量を制限するようにしている。したが
って、上記の如く燃焼が拡大化されると、燃焼室の下側
領域への導入空気量が制限されているので、燃焼領域は
徐々に燃焼室の上部へ移動する。このように燃焼領域が
燃焼室の上部へ移動すると、芯に入力される熱量が減少
し、石油の蒸発量が減少する。この結果、芯から放出さ
れる熱量と、芯に入力される熱量がバランスして定常燃
焼に達するようになっている。

ところで、このような石油燃焼器にあっては、次のよう
な不具合があった。

一般に芯式石油燃焼器では、火力調節を行なうことが困
難であるが、たとえば芯を案内する芯ガイドからの芯の
露出量を調節することによって、立炎の量を調節するこ
とは可能である。

ところが、火力を小さくするために芯ガイド側に芯を下
げると、一次的には石油の蒸発量が減少して火力が小さ
くなるものの、燃焼領域が燃焼室の下方に移動して、芯
の温度を再び上昇させて石油の蒸発量を増大させてしま
うので、結局、極端に芯を下げない限り火力を小さくす
ることはできなかった。このため、スムーズな火力調節
を行なうことが困難であるうえ、火力調節幅も少ないと
いう不具合があった。

一方、火力を大きくするために芯ガイドから芯を急に露
出させると、高温雰囲気中に多量の燃料を含んだ芯が導
入されることになるので、急激に石油の蒸発が促進さ
れ、燃焼室内部での燃焼を完結できずに立炎してしま
い、安全上好ましくしない事態を引き起こすという問題
があった。

また、弱燃焼時においては、所定の燃料蒸発量を確保す
るため燃焼室の下側に火炎が形成されてしまう。このた
め、上述した空気と燃料との予混合領域が少なくなり、
CO,THCなど有害ガスの排出量も増加しがちであった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、火力調節幅の拡大化およ
び火力調節の円滑化を図ることができるとともに、火力
増大時の過大立炎や弱燃焼時の有害ガスの発生を防止し
得る芯式液体燃料燃焼器を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明に係る芯式液体燃料
燃焼器は、燃焼動作時には一定の露出量に保持されて液
体燃料を毛細管現象で吸い上げる芯と、この芯を支持す
るガイド筒と、前記芯の露出部から蒸発した燃料蒸気の
燃焼によって発生した熱のうち上記芯の露出部に伝わる
熱量分を前記ガイド筒を介して調整して上記芯の露出部
温度を制御する芯温度制御手段とを具備してなることを
特徴としている。

この芯温度制御手段は、前記芯の温度を制御することに
よって前記芯からの燃料蒸気の蒸発量を調節し、火力調
節を可能にするものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液体燃料の含浸された芯へのいわゆる
戻り熱入力を積極的に制御することによって、火力調節
を行なう方式である。この場合、火力調節の幅は芯への
熱入力の可変幅に依存する。したがって、この可変幅を
広範囲に設定することによって、火力調節幅を拡大化す
ることができる。この場合、芯への戻り熱入力の可変で
火力調節が行えるので、外部からパワーを与えることな
く火力調節を行なうことができる。

また、本発明では、火力調節に際して芯の上下動を必要
としないので、火炎位置の極端な変動を伴わずに火力の
増加または減少を図ることができる。このため、極めて
円滑な火力調節を行なうことができるうえ、過大立炎の
発生を防止することができる。

また、このように燃料の蒸発量を直接制御する方式を採
用しているので、弱燃焼時には、燃焼領域を芯の近傍に
移動させることなしに燃料の蒸発量を抑制させることが
できる。したがって、弱燃焼時の場合でも予混合領域を
十分に確保することができ、有害ガスの発生を防止する
ことができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は、複筒形石油燃焼器に本発明を適用した例を示
すものである。

この石油燃焼器は、燃焼筒１と、この燃焼筒１の内部に
石油燃料を輪送する芯２と、この芯２を案内するととも
に上記燃焼筒１を載置する芯ガイド３と、燃焼筒１から
の輻射熱を反射する反射板４と、この反応板４と芯ガイ
ド３との間に設置された芯温度制御装置５とを具備して
構成されている。

燃焼筒１は、３つの筒状体、すなわち内炎筒10、外炎筒
11および外筒12を同軸配置して構成されている。内炎筒
10は、下端側を開放部としその周壁および底壁に複数の
通気孔13を有した有底筒状体14と、この有底筒状体14の
底壁上面に内炎筒10を上昇してきた空気流の流れを最終
燃焼に寄与するごとく固定されたラッパ状の空気流偏向
板15と、有底筒状体14の内部に嵌合固定され多数の通気
孔16を有する円板状の空気流量制限板17とで構成されて
いる。外炎筒11は、両端を開放しその周壁に複数の通気
孔18を設けた筒状体19と、この筒状体19の上端部に一体
的に設けられ、外側に張出したツバ部20と、このツバ部
20の下面周端部から下方に僅か突出させた突周壁21とで
構成されている。これら内炎筒10および外炎筒11の間に
は、筒状の燃焼室Ｐが形成されている。通気孔13および
18は、各炎筒10,11の上側に形成されたものの孔径が同
下側に形成されたものの孔径に比べて大径に形成されて
おり、燃焼室Ｐの上側空間へ流入する空気の量が同下側
空間へ流入する空気の量に比べて大となるように設定さ
れている。外筒13は、透明なガラス筒23と、筒状体24と
を上下に同軸結合して構成されており、ガラス筒23の上
端部が外炎筒の突周壁21の内周に固定されることによ
り、外炎筒11と結合されている。そして内炎筒10と外炎
筒11とは、図示しない連結棒等で連結されている。

芯２は、たとえばガラス繊維などで筒状に形成され、そ
の下端部が図示しない燃料タンクに浸漬されるととも
に、その上端部が前記燃焼室Ｐの下端部に臨むように設
置されている。

芯ガイド３は、芯２の周囲を内外から挟持するため同軸
配置された大小２つのガイド筒26,27と、燃焼筒１を載
置する火皿28とで構成されている。ガイド筒26,27の下
端部は、図示しない燃料タンクに一体的に結合されてい
る。火皿28は、内側のガイド筒26の上端部に内側に張出
した部分29と、外側のガイド筒27の上端部に外側に張出
した部分30とで形成されている。

反射板４は、燃焼筒１を所定角度だけ取囲むように設け
られ、燃焼筒１に対向する面が鏡面状に形成されたもの
である。

芯温度制御装置５は、次のように構成されている。

すなわち、反射板４の一部には、調整窓32が設けられて
おり、反射板４の裏面（燃焼筒１とは反対側の面）で上
記調整窓32の上部および下部には、ガイドレール33が設
けられている。このガイドレール33には、調整窓32の開
放率を調節するシャッタ34が移動自在に装着されてい
る。調整窓32を介して燃焼筒１と対向する位置には、反
射板４、シャッタ34とは非接触状態で集熱板35が配置さ
れている。この集熱板35は、熱吸収性の良好な部材で形
成され、燃焼筒１から放出される輻射熱を吸収する。

一方、芯ガイド３のガイド筒27の外周には、良熱伝導性
部材で形成された温度調節リング36が嵌合されている。
この温度調節リング36と前記集熱板35の下端とは、良熱
伝導部材で形成された熱伝導連結体37で熱的に接続され
ている。なお、この熱伝導連結体37は、反射板４の調整
窓32の下方に設けられた孔38を、反射板４とは非接触状
態で貫通している。

このように構成された本実施例に係る石油燃焼器の作用
について以下説明する。

すなわち、いま図示しない点火装置によって芯２への点
火がなされると、第１図中太矢印で示すように、内炎筒
10の下端開放部と外筒12の下端開放部とから燃焼に必要
な空気が通気孔13,18を介して燃焼室Ｐの内部に導入さ
れる。外筒11と、空気流量制限板17とは、燃焼に必要な
空気を外乱から保護する機能を有する。燃焼が進むと、
前述したように燃焼領域は徐々に上方に移動する。これ
に伴って、ガラス筒23を介して燃焼筒１の周囲に放出さ
れる輻射熱量も増加する。この輻射熱の一部は、反射板
４を介して特定の方向に反射され、暖房効率を向上させ
る。残りの輻射熱の一部は、調整窓32を通過して集熱板
35に吸収される。集熱板35に吸収された熱は、熱伝導連
結体37を介して温度調節リング36に伝えられる。この温
度調節リング36に伝えられた熱は、ガイド筒27を加熱す
るので、芯２に入力される熱量が増加して芯２からの石
油の蒸発量を増加させる。そして、集熱板35に吸収され
た熱量と、芯に入力される熱量とがバランスすると、定
常燃焼に移行する。

いま火力を小さくする場合には、シャッタ34を閉鎖側に
移動させて調整窓32の開放率を減少させるようにする。
このように調整窓32の開放率を減少させると、集熱板35
に入力される熱量が減少するので、芯２に入力される熱
量も減少し、芯２からの石油の蒸発量が減少する。これ
によって燃焼が抑制され、火力が小さくなる。

一方、火力を増大させる場合には、シャッタ34を開放側
に移動させて調整窓32の開放率を増加させる。これによ
って集熱板35に入力される熱量は増大するので、芯２に
入力される熱量も増加して、芯２からの石油の蒸発量も
増加する。したがって、燃焼が促進され、火力は増大す
る。

このように、本実施例においては、火力が集熱板35に入
力される輻射熱量、すなわち調整窓32の開放率に依存す
るので、たとえばダイヤル、レバーなどでシャッタ34を
移動させ、調整窓32の開放率を調節するようにすれば、
円滑な火力調節が可能になる。

しかも、この場合には、芯温度制御装置５として、特に
外部加熱を必要としないうえ、構造も至って簡単である
という利点を有する。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、
たとえば芯温度制御装置41を第２図に示すように構成し
てもよい。なお、以後、第２図乃至第４図を通じて第１
図と同一部分には同一符号を付し、重複する部分の説明
は省くことにする。

すなわち、芯温度制御装置41は、一部がガイド筒27の外
周に密着巻装された冷媒流路43と、この冷媒流路43の内
部を循環する冷媒Ｑと、冷媒流路43の一部に介在された
放熱器44と、この放熱器44の下流側の冷媒流路43に設け
られ冷媒Ｑの流量を調節する調節弁45とで構成されてい
る。ガイド筒27に密着した冷媒流路は43は、必ずしも別
体である必要はなく、ガイド筒と一体に形成されたもの
でもよく、その流路43は上部程好ましく、火皿28が形成
された部位でもよい。放熱器44は、内部を気密密閉した
容器46と、この容器46の、たとえば上部に設けられた複
数の放熱フィン47とで構成され、容器46の内部に導入さ
れる冷媒蒸気Ｒの熱を容器46の外部に放出して冷媒蒸気
Ｒを凝縮し、液化させるものである。なお、放熱器44
は、燃焼筒１からの熱的な影響が少ない、たとえば図示
しない反射板の裏側等に設置される。

このような構成であると、調節弁45の開放量を調節する
ことによって冷媒Ｑの流量が変化するので、ガイド筒27
を介して芯２から放出される熱量も変化し、これによっ
て芯２の石油蒸発量に変化を生じさせ、火力調節が可能
になる。なお、この場合、冷媒Ｑとして、水、アルコー
ル、アンモニア、フレオン等を用いることができる。

また、本発明は第３図に示すような芯温度制御装置51を
用いるようにしてもよい。

この芯制御制御装置51は、良熱伝導性部材で形成されて
その一部がガイド筒27の外周に密着巻装された熱伝導帯
52と、この熱伝導帯52の両端部に熱的に固定された放熱
器53と、この放熱器53を収容する冷却容器54とで構成さ
れている。冷却容器54は、たとえば周壁および上壁に、
それぞれ空気導入口55および空気排出口56を設けたもの
である。空気導入口55には、導入空気量を調整するため
の開閉自在のシャッタ57が設けられている。

このような構成であると、空気導入口55の開放率によっ
て冷却容器54の内部に図中点線矢印のように導入される
空気の量が変化するので、この空気導入口55の開放率に
よって放熱器53の放熱効率も変化する。このように放熱
器53の放熱効率が変化すると、放熱器53に熱的に接続さ
れた熱伝導帯52で伝導される熱量が減少し、芯２からの
放熱量も減少する。したがって、シャッタ57を調節して
空気導入口55の開放率を変化させれば、芯２における石
油蒸発量を可変でき、火力調節が可能になる。

このような構成の石油燃焼器は、たとえば第４図に示す
ように、反射板４の裏面の燃料タンク60と対向する余剰
スペースに前述した放熱器53を配置して構成するように
すればよい。このように構成すれば、特に装置の大幅な
改良や大形化を招くことなく前述した効果を奏すること
ができる。

なお、本発明は、液体燃料を用いた芯式の燃焼器全般に
ついて適用可能であり、特に石油燃料を用いたものに限
定されないことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る芯式石油燃焼器の
主要部を示す一部切欠した斜視図、第２図は本発明の第
２の実施例に係る芯式石油燃焼器の主要部を示す図、第
３図は本発明の第３の実施例に係る芯式石油燃焼器の主
要部を示す図、第４図は上記芯式石油燃焼器の横断面図
である。１ ……燃焼筒、２……芯、３……芯ガイド、４……反射
板、５，41，51……芯温度制御装置、10……内炎筒、11
……外炎筒、12……外筒、13,16,18……通気孔、17……
空気流量制限板、23……ガラス筒、26,27……ガイド
筒、28……火皿、32……調整窓、33……ガイドレール、
34,57……シャッタ、35……集熱板、36……温度調節リ
ング、37……熱伝導連結体、43……冷媒流路、44,53…
…放熱器、45……調節弁、46……容器、52……熱伝導
帯、54……冷却容器、55……空気導入口、56……空気排
出口、60……燃料タンク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−166417（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−202404（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−156106（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼動作時には一定の露出量に保持されて
液体燃料を毛細管現象で吸い上げる芯と、この芯を支持
するガイド筒と、前記芯の露出部から蒸発した燃料蒸気
の燃焼によって発生した熱のうち上記芯の露出部に伝わ
る熱量分を前記ガイド筒を介して調整して上記芯の露出
部温度を制御する芯温度制御手段とを具備してなること
を特徴とする芯式液体燃料燃焼装置。
【請求項２】前記芯温度制御手段は、前記燃料蒸気の燃
焼熱の一部を吸収する集熱器と、この集熱器と前記ガイ
ド筒とを熱的に接続する熱伝導部材と、前記ガイド筒と
前記集熱器との間に設けられて前記集熱器に入力する前
記燃焼熱の熱量を可変する可動しゃ熱板とを具備してな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の芯式液
体燃料燃焼器。
【請求項３】前記芯温度制御手段は、その一部が前記ガ
イド筒に熱的に接続して設けられた冷媒循環路と、この
冷媒循環路を循環する冷媒と、前記冷媒循環路の一部に
設けられて上記冷媒循環路を循環する冷媒の熱を放熱す
る放熱器と、前記冷媒の循環量を調節する手段とを具備
してなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
芯式液体燃料燃焼器。
【請求項４】前記芯温度制御手段は、その一部が前記ガ
イド筒に熱的に接続して設けられた熱伝導部材と、この
熱伝導部材に伝導された熱を放熱する放熱器と、この放
熱器に接触する冷却空気の流量を調節する手段とを具備
してなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
芯式液体燃料燃焼装置。