JPH0672682B2

JPH0672682B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH0672682B2
Application number: JP10521986A
Authority: JP
Inventors: 克彦宇野; 克彦石川; 象二郎井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPS62284112A

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、この種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５図に示す様に、多数の空気孔11を有する内炎筒６と
外炎筒７間に形成される燃焼室８に灯芯１先端を露出さ
せて燃料を気化、燃焼させるものである。通常外炎筒７
は外筒９の絞り部15より上方では開口面積の大きな透孔
17を有した赤熱部16を形成しており、灯芯１から気化し
た燃料を燃焼室８内で燃焼させ、赤熱部16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、上記の様な構成では次の様な問題を生じてい
た。

通常の強燃焼では第５図に示す様に内炎筒６と外炎筒７
上方で二次炎f₁を形成し、燃焼室８内を上昇してきた未
燃成分を完全に燃焼させるので良好な排ガス特性を示
す。しかし、灯芯１の露出高さを低くして燃焼量を小さ
くした場合、火炎は燃焼室８内へ下がってf₂の様に形成
される。この場合、内炎筒６の空気孔11や透孔17に形成
されていた火炎f₃は火炎f₂の上方では形成されなくな
る。従来からこの様な状態では排ガス特性、特にCO/CO₂
特性が急激に悪化していた。これは以下に示す様に燃焼
ガスおよび空気の流れに原因があることが明らかとなっ
た。

第６図は第５図の従来の燃焼装置のＡ−Ａ′線、（すな
わち外筒９もしくは透過筒18と外炎筒７間の空気通路2
0）とＢ−Ｂ′線（すなわち、内炎筒６内部）の位置で
高さ方向のCOの分布を強、弱の燃焼時に測定した結果で
ある。Ａ−Ａ′の位置では強燃焼時外筒９の絞り部15以
上でCO濃度は急激に増加し、中上部で最大となり、上端
付近では再び減少するが、500ppm以上の高値を示す。し
かし強燃焼時は火炎f₁でほぼ完全に燃焼させるので排ガ
ス特性は良好となる。弱燃焼時も同様の挙動を示し、CO
濃度としては、上端付近で250ppm程度となるが、この場
合、火炎はf₂となって下方に下がっているため、COは赤
熱部16の上端付近の透孔17より直接大気中に放出され
る。Ｂ−Ｂ′線の位置では強燃焼時でも弱燃焼時でも同
様な挙動を示し、上端付近では弱燃焼時でも1000ppm以
上の非常に高い値を示し、これが直接大気中に放出され
る。

以上の結果から、燃焼装置内の空気および燃焼ガスの流
れは次の様になっている。すなわち、第５図に示す様に
黒矢印で示される主たる流れと破線矢印の様な流れが存
在する。つまり、不完全燃焼状態の燃焼ガスが燃焼室８
から空気路20へ漏出する流れａと、燃焼室８から内炎筒
６内部へ漏出する流れｂである。したがって弱燃焼時火
炎がf₂の様に燃焼室８内に落ち込んで、それより上方で
火炎が形成されないと、内炎筒６の上部の空気孔11およ
び通気孔13から、また赤熱部16の上方の透孔17から高濃
度のCOを含む燃焼ガスが直接大気中に放出されることに
なる。このように弱燃焼時におけるCO/CO₂の急激な悪化
は、内炎筒６内部および空気通路20に漏出した高濃度の
COを含む燃焼ガスが直接大気中に放出されるためである
ことが明確となった。

上述の様に、燃焼量を小さくした場合の排ガス特性の悪
化を防止するために、従来は外炎筒７下部から燃焼室８
内へ供給される空気量を相対的に抑制する方法等がとら
れていたが、この場合、外炎筒７下部から燃焼室８内へ
の空気量が減少するため、点火特性が悪化したり、燃焼
室８内へ黄火が発生する等の問題があった。またこの様
な方法では、究極的には火炎が燃焼室内に落ち込んでし
まうと、排ガス特性は悪化することになり、根本的な対
策とはなっていなかった。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、弱燃焼時
の燃焼特性の急激な悪化を抑止して、排ガス特性を改良
し燃焼量調節幅を大きくするとともに、点火特性、燃焼
状態等の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
炎筒の内方に配設され、燃料供給部に対向する位置の上
方に位置し、内炎筒との間に制流域を形成する制流筒
と、この制流筒と内炎筒との間の制流域に横設された板
部と、外炎筒の気孔部の内方にあって、燃料供給部の上
方近傍から外炎筒の赤熱部の下方位置まで延び、外炎筒
の気孔部との間に空気室を形成する燃焼制御筒を設け、
この燃焼制御筒の壁面に空気室から燃焼室に連通する連
通孔を設けている。

作用本発明は上記した構成により、制流域に未燃ガスを導入
し、この未燃ガスを制流筒上方に供給される清浄な空気
と混合し、制流筒上端付近の内炎筒空気孔から集中的に
燃焼室に供給し、燃焼させるとともに、内炎筒上端内部
は未燃ガス成分の少ない清浄な状態に保つことができ
る。また燃焼制御筒壁に設けた連通孔より燃焼室内に空
気を供給するとともに、燃焼室内の流れを変え、また空
気通路内の燃焼ガス組成を改良することができる。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図において、１は燃料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、ここで燃料の気化が行な
われる。９は外筒で内炎筒６、外炎筒７、外筒９は内方
より順次略同心円状に配置され、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通気
孔13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。外筒９の絞り部15より上方の外炎筒７には
赤熱部16が形成され、開口の大きな透孔17が設けられて
いる。18はガラス等の透過性材料よりなる透過筒で外筒
９上に載置されている。19はトップフレームで赤熱部16
と透過筒18の間の空気通路20の上端を遮蔽する様に赤熱
部16の上端に載置され、透過筒18を固定している。21は
内炎筒６内方に設置された制流筒で、灯芯１に対向する
位置の上方に位置し、内炎筒６との間に制流域22を形成
している。そして、制流筒21と内炎筒６との間の制流域
22に横設された板部21aが設けられている。23は空気導
入路である。24は外炎筒７の赤熱部16より下方の外炎筒
７の気孔部25内方に設定された燃焼制御筒で、灯芯１の
上方近傍より外炎筒７の赤熱部16の下方位置まで延び、
外炎筒７の気孔部25との間に間隙を有するように空気室
26が形成されている。27は燃焼制御筒壁面に設けられた
連通孔で、空気室26と燃焼室８を連通する如く、多数均
一に設けられている。

上記構成において、灯芯１に点火すると燃焼を開始し、
燃焼による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16の透孔17より燃焼室
８内に供給され燃焼が継続され、強燃焼時には、第２図
に示す様に火炎frが形成される。この時の燃焼排ガスや
空気の流れを第２図にて説明する。内炎筒６内方から供
給される空気は制流筒21下方から灯芯１近傍へ供給され
る白矢印ａと空気導入路23を上昇する白矢印ｂに分けら
れる。白矢印ｂは内炎筒上方に達し、白矢印ｃの様に空
気孔11や通気孔13より燃焼室８およびその上方へ供給さ
れる。また一部は白矢印ｄの様に制流域22に下降し、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、白矢印ａによって気化された燃料は空気との混合ガ
スとなって主として黒矢印ｅの様に燃焼室８を上昇す
る。しかし、空気流白矢印ｃ、ｄによって制流域は負圧
になるため、混合ガスの一部は黒矢印ｆの様に制流域22
内に流入し、上昇する。したがって制流域22には未燃ガ
スが充満する。この未燃ガスは制流域22を上昇し、制流
筒21の上端付近で黒矢印ｇの様に空気流白矢印ｃ、ｄと
混合されて空気孔11から燃焼室８へ供給される。したが
って強燃焼時は内炎筒８上端付近に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、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frで燃焼される。次
に灯芯１の露出高さを低くして弱燃焼としていくと、火
炎は次第に燃焼室８内に落ち込み、火炎fsとなる。この
場合の流れも強燃焼時と同様であるが、気化ガスは大幅
に減少しているので制流域22へ流入する未燃ガスも減少
する。従がって空気流白矢印ｄとの混合領域は下方へ下
がり、領域Ｂ付近が良好な混合領域となり、この部分で
保炎を形成し、内炎筒６壁面を赤熱させ、燃焼を促進さ
せ、さらにその上方に形成される火炎fsで燃焼を完結さ
せる。したがって火炎fsより上方の空気孔11からは未燃
成分をほとんど含まない空気が放出される。また、板部
21aにより、未燃ガスが燃焼室８から制流筒21の下端を
経て、制流筒21で囲まれる空気導入路23を上方へ流れる
空気流と合流することも抑制できる。

また、燃焼室８のドラフト作用により制流域22の圧力が
下がるので、空気導入路23を上方へ流れる空気流が制流
筒21の上端に達すると急に制流域22の方向に向きを変
え、この制流域22を上昇してくる未燃ガスと合流し、燃
焼室８に流入するのを助長する。次に外炎筒７側の流れ
について見る。従来例の様に燃焼制御筒24がない場合は
燃焼ガスは燃焼室８の幅全体を使って上昇するので、赤
熱部16へ達するとただちに空気通路20へ漏出する。しか
し、本実施例では、燃焼制御筒24が存在するため、燃焼
ガスの流れは空気室26の幅だけ内炎筒６側へ寄せられる
ことになり、燃焼室８下方から上昇してきた燃焼排ガス
の空気通路20への漏出は抑制される。また燃焼制御筒24
に対向する外炎筒気孔部25の空気孔11から空気室26へ白
矢印ｈの様に供給された一定量の空気は、空気室23の出
口から燃焼室８内へ噴出され、気化ガスと混合されるの
で、ここで燃焼し、火炎ftを形成し、燃焼ガスは黒矢印
ｈの様に上昇する。したがって赤熱部16内壁付近ではこ
の燃焼ガスによる層が形成され、燃焼室８下方から上昇
してくる未燃ガスの空気通路20への漏出を抑制する。黒
矢印ｈの流れの層は赤熱部16の近傍を上昇するので黒矢
印ｉの様に当然空気通路20への漏出はおこるが黒矢印ｉ
の流れは空気室23の出口に形成される火炎ftによって燃
焼がかなり進んだ状態の燃焼ガスで、CO₂を多く含んで
おり、空気通路20から大気中へ放出されたとしてもCO/C
O₂の急激な悪化にはつながらない。さらに燃焼制御筒24
壁面には空気室26と燃焼室８を連通する連通孔27が設け
てあるため、白矢印ｊの様に空気が供給されるので燃焼
制御筒24で曲げられた燃焼ガス流との混合が良くなり、
燃焼室８内への黄火の発生も少ない。また、従来例では
弱燃焼時の排ガス特性を改良するために外炎筒気孔部25
から燃焼室８内へ供給される空気量を抑制して火炎の落
ち込みを防止する方法等がとられていたが、この場合、
外炎筒気孔部25から燃焼室８内に導入される空気が抑制
されるため、点火時は空気の供給不足となり、CO、臭気
が発生する場合があった。燃焼制御筒24に連通孔27が設
けられていない場合、同様な現象を生ずることが考えら
れるが、本実施例では燃焼制御筒24壁面に連通孔27を設
けているため、空気の供給は十分になされ、点火特性も
良好となり、COの発生量としては1/2程度におさえられ
る。

第３図は第１図における実施例のＡ−Ａ′線（空気通路
20内部）とＣ−Ｃ′線（制流域22内部）とＤ−Ｄ′線
（空気導入路23）の位置のCO、CO₂の濃度分布を弱燃焼
時に測定した結果である。比較のため、従来例のＡ−
Ａ′線位置の値も示した。Ａ−Ａ′線位置ではCOに関し
ては従来例とほぼ同等の値となったが、CO₂に関しては
本発明の実施例がかなり高い値を示しており、CO/CO₂特
性の悪化につながらないという上述の説明と一致してい
る。Ｃ−Ｃ′線位置では制流筒21の下端から非常に高濃
度のCOが検出されるが、制流筒21の上端付近で次第に薄
くなり、内炎筒６上端ではかなり希薄となっており、内
炎筒６上方はCO濃度の低い清浄な状態であることがわか
る。制流筒21内方のＤ−Ｄ′線位置では全域にわたって
CO濃度は希薄であり、清浄な空気が供給されていること
がわかる。以上の結果も、上述の説明と一致している。

第４図は本実施例と従来例について燃焼量−CO/CO₂特性
を測定した結果である。従来例（破線）は燃焼量を小さ
くするにしたがってCO/CO₂値は急激に上昇し、排ガス特
性が悪化しているが、本実施例（実施例）では燃焼量を
小さくしてもCO/CO₂は低値を示しており、特性の改良が
大幅になされ、本発明の効果が明確である。

発明の効果以上の様に本発明の燃焼装置によれば次の効果が得られ
る。

（１）制流筒を設けることにより、空気導入路の清浄な
空気と制流域内に導入される燃焼ガスを分離し、内炎筒
上方へ清浄な空気の供給を可能にしているのでCO/CO₂特
性が改良される。

（２）制流筒上端付近では、燃焼量に応じて内炎筒のあ
る高さ位置で燃焼ガスと空気との良好な混合状態を形成
し、燃焼を促進させるため、高濃度のCOを含む燃焼ガス
が流出することはなく、 CO/CO₂特性の低減が図れる。

（３）空気導入路から内炎筒上方へ供給される清浄な空
気流によって燃焼ガスの内炎筒上方への流れは遮蔽さ
れ、この遮蔽効果により、内炎筒上方内部は燃焼ガスを
ほとんど含んでおらず、弱燃焼時火炎が燃焼室内に落ち
込んでも高濃度のCOが直接大気に放出されることはな
く、CO/CO₂の低減が図れる。

（４）燃焼制御筒により、燃焼室内の燃焼負荷が下げら
れるので、弱燃焼時の火炎の落ち込みを抑制し、空気通
路から赤熱部上方を通して大気中へ放出される燃焼ガス
を抑制するので、CO/CO₂の低減が図れる。

（５）燃焼制御筒の制流作用により、燃焼室下部から上
昇する燃焼ガスの空気通路への流出を抑制し、CO/CO₂の
悪化を抑制する。

（６）空気室から燃焼室へ噴出される空気によって赤熱
部内壁近傍で燃焼が促進されCO₂を多く含む燃焼ガス層
を形成するので燃焼室下部から上昇する未燃ガス空気通
路への流出を抑制し、CO/CO₂の悪化を抑制する。

（７）赤熱部内壁近傍に形成される排ガス層はCO₂を多
く含んでいるため、空気通路へ流出して赤熱部上部から
大気中へ放出されてもCO/CO₂特性へ急激な悪化につなが
らない。

（８）燃焼制御筒壁面に空気室と燃焼室を連通する連通
孔を有しているため、連通孔から燃焼室内へ供給される
空気によって混合が良好となり、燃焼が促進されるので
燃焼室内への黄火の発生がない。

（９）連通孔から燃焼室内へ空気が供給されるので点火
特性も良好となる。

以上の効果により、弱燃焼時の排ガス特性を改良し、燃
焼量調節幅を大きくするとともに、点火特性、燃焼状態
等の良好な燃焼装置を得ることができる。

【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、第２図は同燃焼装置内の流れの断面図、第３図、第
４図は同燃焼装置の効果を説明するための特性図、第５
図は従来の燃焼装置の要部断面図、第６図は従来の燃焼
装置の特性図である。１……灯芯、６……内炎筒、７……外炎筒、８……燃焼
室、９……外筒、15……外筒絞り部、21……制流筒、21
a……板部、22……制流域、24……燃焼制御筒、26……
空気室、27……連通孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の空気孔を有する気孔部とその上方に
形成される赤熱部とからなる外炎筒と、この外炎筒の内
方に配置された多数の空気孔を有する内炎筒と、前記外
炎筒の外方に配置した外筒と、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部と、
前記内炎筒の内方に配設され、前記燃料供給部に対向す
る位置の上方に位置し、前記内炎筒との間に制流域を形
成する制流筒と、この制流筒と内炎筒との間の制流域に
横設された板部と、前記外炎筒の気孔部の内方にあっ
て、前記燃料供給部の上方近傍から前記外炎筒の赤熱部
の下方位置まで延び、前記外炎筒の気孔部との間に空気
室を形成する燃焼制御筒と、前記燃焼制御筒の壁面に前
記空気室から前記燃焼室に連通する様に設けられた連通
孔とを備えた燃焼装置。