JPH0914610A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は家庭用の灯油を燃焼させる燃焼装置
に関するもので、排気ガス中の窒素酸化物の発生を軽減
することを目的としたものである。 【構成】 気化器１０は、濃気化室１２と淡気化室１３
に分割され、各々に濃混合通路１６と淡混合通路１７が
設けられ、濃送風管２０と淡送風管２３を介して濃燃料
供給管２１と淡燃料供給管２４が挿入されている。これ
らの独立した構成の燃焼部２９により、適性な比率の多
くの混合気を希薄燃焼させるので、燃焼反応を抑制さ
せ、火炎温度を低下させることにより排気ガス中の窒素
酸化物を軽減させるという特性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家庭等の給湯機や暖房機
に使用される灯油を燃焼させる燃焼装置に関し、特に燃
焼部の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の燃焼装置は図１０に示すよ
うに、混合通路１を介して気化器２と多孔状の炎口３が
連通するように構成されている。混合通路１や炎口３の
周囲に、炎口３の上方を開口するように２次空気室４が
設けられている。また炎口３を複数個に分割し、かつ混
合通路１と連通しない筒状の複数個の２次空気通路５が
設けられている。２次空気通路５の端部は、２次空気室
に連通されている。２次空気通路５には複数個の２次空
気噴出口６が炎口３の下流側に開口されるように構成さ
れている。

【０００３】そして上記炎口３では、気化器２から送ら
れた混合気７に点火されると火炎８が炎口３上に形成さ
れ、２次空気噴出口６から２次空気９が供給され、燃焼
が促進されるようになっていた（特開平２−２１１０９
号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、分割された炎口３に火炎８を形成させるこ
とにより２次空気９と接触する機会を多くさせるので、
燃焼反応が促進され、火炎温度が上昇しすぎて、排気ガ
ス中の窒素酸化物が多くなり、自然環境を悪化させると
いう課題があった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、請求
項１では、排気ガス中の窒素酸化物の発生量を軽減させ
ることを目的としたものである。

【０００６】請求項２では、運転開始時の着火特性を向
上させることを目的としたものである。

【０００７】請求項３では、燃焼量を可変させても常に
安定した保炎を得ることを目的としたものである。

【０００８】請求項４では、燃焼量を小さく絞った時に
燃焼特性の悪化を防止することを目的としたものであ
る。

【０００９】請求項５では、運転開始時の着火特性を向
上させることを目的としたものである。

【００１０】請求項６では、燃焼量を小さく絞った時に
安定燃焼を維持させることを目的としたものである。

【００１１】請求項７では、濃炎口と淡炎口に均一な火
炎を形成させることを目的としたものである。

【００１２】請求項８では、気化器を冷却させないよう
な配置に２次空気通路を設けることを目的としている。

【００１３】請求項９では、濃炎口と淡炎口上の火炎の
保炎を向上させることを目的としたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、気化器を濃気化室と淡気化室
に分割し、濃気化室には濃炎口を設けた濃混合室と濃送
風管が連通され、淡気化室には淡炎口を設けた淡混合室
と淡送風管が連通され、濃炎口と淡炎口が交互に配列さ
れた燃焼部を設けたものである。

【００１５】請求項２では、濃送風管の途中に、運転開
始時に空気量を減らす濃空気制御部を設けたものであ
る。

【００１６】請求項３では、濃送風管の途中に、燃焼量
可変時に淡送風管内の空気量の変化よりも小さく空気量
を可変させる濃空気制御部を設けたものである。

【００１７】請求項４では、淡送風管の途中に、燃焼量
を小さく絞った時に空気量を減らす淡空気制御部を設け
たものである。

【００１８】請求項５では、淡送風管の途中に、運転開
始時に空気量を減らす淡空気制御部を設けたものであ
る。

【００１９】請求項６では、送風管に、燃焼量を小さく
絞った時に送風手段により加圧できるように、送風管の
開口を減少させる燃焼空気制御部を設けたものである。

【００２０】請求項７では、濃混合気噴出口側から徐々
に狭くされた濃混合通路と淡混合気噴出口側から徐々に
狭くされた淡混合通路を設けたものである。

【００２１】請求項８では、気化器の反対側に２次空気
室を設け、濃炎口と淡炎口に並行する２次空気通路を連
通させ、この２次空気通路に２次空気噴出口を設けたも
のである。

【００２２】請求項９では、淡炎口の外側に濃炎口を設
け、更に外側に２次空気通路を設けた配置を複数個設け
た燃焼部を設けたものである。

【００２３】

【作用】本発明は上記構成によって、請求項１では、淡
炎口には混合気濃度の低い希薄な火炎が形成でき燃焼反
応が抑制されるので、火炎温度が低下し排気ガス中の窒
素酸化物が軽減されるのようになる。また濃炎口には通
常の混合気濃度の火炎が形成できるので、淡炎口上の火
炎の保炎を安定し、安定燃焼を維持できるようになる。

【００２４】請求項２では、濃混合気の濃炎口からの噴
出流速が低下できるので、濃混合気への点火と火炎形成
が確実に行なわれるようになる。

【００２５】請求項３では、燃焼量が定挌から小さく絞
った時に可変される場合、濃炎口側の空気量の変化を少
なくできるので、淡炎口側の空気量の変化に関係無く、
常に安定した燃焼状態を維持できるようになる。

【００２６】請求項４では、燃焼量を小さく絞った時
に、淡炎口側の混合気濃度を高めることができるので、
火炎の冷却が防止され、保炎が向上し良好な燃焼特性を
維持できるようになる。

【００２７】請求項５では、淡混合気の淡炎口からの噴
出量と流速が低下できるので、濃炎口上の火炎が淡炎口
上の火炎に乱されること無く、濃混合気の点火と他の濃
炎口と淡炎口への火移りが確実に行なわれるようにな
る。

【００２８】請求項６では、燃焼量を小さく絞った時
に、濃炎口と淡炎口におくられる空気の所定の量を変え
ずに加圧できるので、燃焼装置が外部より風を受けた場
合の逆火を防止して、安定燃焼を維持できるようにな
る。

【００２９】請求項７では、濃混合気噴出口から噴出し
た濃混合気が徐々に狭く傾斜された濃混合通路に沿って
移動しながら濃炎口から噴出し、また淡混合気噴出口か
ら噴出した淡混合気が徐々に狭く傾斜された淡混合通路
に沿って移動しながら淡炎口から噴出できるので、濃炎
口と淡炎口に均一な火炎が形成できるようになる。

【００３０】請求項８では、２次空気室が気化器と接し
ない位置に構成できるので、気化器からの放熱が防止さ
れ、安定した気化状態が得られるようになる。

【００３１】請求項９では、燃焼しにくい淡炎を良好な
濃炎で包み込み、また濃炎を２次空気で覆うことができ
るので、燃焼反応の促進と保炎の向上ができるようにな
る。

【００３２】

【実施例】以下本発明の実施例を図１、図２を参照して
説明する。

【００３３】図１から図２において、１０はアルミダイ
カスト等の熱伝導の良い材料で造られた筒状の気化器
で、電熱用のヒーター（図示せず）が鋳込まれている。
気化器１０の内部は、仕切り壁１１により互いに独立し
た濃気化室１２と淡気化室１３に分割されている。濃気
化室１２の側壁の一部には、複数個の濃混合気噴出口１
４が、淡気化室１２の側壁の一部には、複数個の淡混合
気噴出口１５が設けられている。気化器１０の側部には
濃混合気噴出口１４が臨まされた複数個の濃混合通路１
６と淡混合気噴出口１５が臨まされた複数個の淡混合通
路１７とが設けられている。濃混合通路１６の下流側に
パンチング板等から構成された多孔状の濃炎口１８が設
けられ、淡混合通路１７の下流側にパンチング板等から
構成された多孔状の淡炎口１９が設けられている。

【００３４】濃気化室１２の側壁の一部には、気化用空
気を流入させる濃送風管２０が設けられ、この濃送風管
２０の中に液体燃料を濃気化室１２に供給させるための
濃燃料供給管２１が挿入されている。供給管２１の他端
は供給ポンプ２２に連結されている。淡気化室１３の側
壁の一部には、気化用空気を流入させる淡送風管２３が
設けられ、この淡送風管２３の中に液体燃料を淡気化室
１３に供給させるための淡燃料供給管２４が挿入されて
いる。供給管２４の他端は供給ポンプ２５に連結されて
いる。供給ポンプ２２と供給ポンプ２５は、燃料タンク
２６に載置されている。

【００３５】濃送風管２０の途中には、淡送風管２３よ
りも開口面積を小さく絞る送風制御部２７が設けられて
いる。濃送風管２０と淡送風管２３が送風管２８に連通
され、この送風管２８内に送風機２９が設けられてい
る。濃炎口１８と淡炎口１９は、交互に配列され、最外
側に濃炎口１８が設けられている。濃混合通路１６と淡
混合通路１７は、互いに独立するように連接されてい
る。この濃炎口１８と淡炎口１９と濃混合通路１６と淡
混合通路１７とで、燃焼部２９が構成されている。３０
は濃炎、３１は淡炎である。

【００３６】上記構成において、ヒーター（図示せず）
により加熱された気化器１０に送風管２８内の送風機２
９により気化用の空気が送られる。気化用の空気は、濃
送風管２０と淡送風管２３を介して濃気化室１２と淡気
化室１３に送られる。気化用空気は、送風制御部２７に
より濃送風管２０側を少ない量に調整されている。また
液体燃料が供給ポンプ２２と供給ポンプ２５により濃燃
料供給管２１と淡燃料供給管２４を介して濃気化室１２
と淡気化室１３に送られると、各々に液体燃料の蒸気と
気化用の空気とで形成される混合気が、濃混合気噴出口
１４と淡混合気噴出口１５から濃混合通路１６と淡混合
通路１７に流入され、この時、混合気は濃混合通路１６
と淡混合通路１７内で上昇し、濃炎口１８から濃度の濃
い混合気として噴出される。また淡炎口１９から濃度の
薄い混合気として噴出される。ここで点火器（図示せ
ず）により、濃炎口１８から噴出される混合気の一部に
点火されると濃炎口１８、淡炎口１９に順次火が移さ
れ、濃炎３０、淡炎３１が形成され、燃焼が持続され
る。

【００３７】この実施例の構成によれば、独立した淡送
風管２３により、多くの空気を淡気化室１３に送れるの
で、混合気の多くが混合気濃度の薄い希薄燃焼となり、
燃焼反応が抑制され、火炎温度が低下させられ排気ガス
中の窒素酸化物が軽減される。また気化器１０を濃気化
室１２と淡気化室１３に分割し、各々に濃燃料供給管２
１と淡燃料供給管２４を設けて、独立した構成で濃炎と
淡炎の適性な混合気を形成できるので、常に安定した混
合気の比率を保つことができる。さらに濃炎口１８に混
合気濃度の濃い濃炎３０を形成させるので、この濃炎３
０の保炎力と火炎温度により、周囲の大きくかつ希薄な
火炎温度の低い淡炎３１を安定させると共に火炎温度も
調整させ、窒素酸化物の発生を抑制しながら他の排気ガ
ス中の成分である一酸化炭素等の発生が防止されるとい
う効果がある。また燃焼部２９の濃炎口１８と淡炎口１
９は、交互に配列され、最外側に濃炎口１８が設けられ
ているので、すべての淡炎３１が濃炎３０で包まれ、火
炎中の温度の低い部分の影響を押さえて、燃焼特性の悪
化防止できるという効果がある。

【００３８】次に本発明の他の実施例を図３を参照して
説明する。図３において前記実施例と相違する点は、濃
送風管口２０の途中に、運転開始時に濃送風管２０内の
空気を定挌設定の燃焼量の空気量よりも減少させること
ができる濃空気制御部３２を設けたことにある。この構
成によれば、運転開始時に、濃炎３０の噴出流速を低下
させることができるので、点火器（図示せず）の着火特
性を向上できるという効果がある。また、濃空気制御部
３２により空気量を減少し、供給ポンプ２２により燃焼
量も低下させることができるので、着火時の音を低減で
きるという効果もある。なお、図中３２ａは濃空気制御
部３２及び供給ポンプ２２を上記した如く制御する制御
部である。

【００３９】次に本発明の他の実施例を図４を参照して
説明する。図４において前記実施例と相違する点は、濃
送風管口２０の途中に、燃焼量可変時に淡送風管２３内
の送風機２９による空気量の変化よりも小さく空気量を
可変させることができる濃空気制御部３２’を設けたこ
とにある。この構成によれば、燃焼量を減少させる側へ
可変させる時に、濃炎３０側の空気変化量を供給ポンプ
２２もコントロールすることにより、少なくできるの
で、淡送風管２３の空気量が大きく変化し、淡炎３１側
の燃焼量が大きく変化しても常に安定した燃焼状態を維
持できるという効果がある。なお、図中３２ａ’は濃空
気制御部３２’及び送風機２９、供給ポンプ２２を上記
した如く制御する制御部であり、図３の実施例のものと
組合せて使用することも可能である。

【００４０】次に本発明の他の実施例を図５を参照して
説明する。図５において前記実施例と相違する点は、淡
送風管口２３の途中に、燃焼量を小さく絞った時に、淡
送風管２３内の空気量を定挌設定の燃焼量の割合よりも
減少できる淡空気制御部３３を設けたことにある。この
構成によれば、燃焼量を小さく絞った時に、淡炎口１９
側の混合気濃度を高め、濃炎３０の濃度に近づけること
ができるので、淡炎３１自体の冷却が防止され、保炎が
向上し良好な燃焼を維持できるという効果がある。また
淡炎３１の混合気濃度が高められても、燃焼量を小さく
絞っているので、淡炎口１９の炎口負荷が低下し、燃焼
温度も低下するので、窒素酸化物の発生を抑制できると
いう効果がある。

【００４１】次に本発明の他の実施例を同図５を参照し
て説明する。図５において淡空気制御部３３はさらに運
転開始時に、淡送風管２３内の空気量を定挌設定の燃焼
量の割合よりも減少できるように構成してあり、この構
成によれば、運転開始時に、混合気の淡炎口１９からの
噴出量と流速が低下できるので、濃炎３０が淡炎３１の
流線に乱されることなく、点火器（図示せず）の濃混合
気への着火特性を向上できるという効果がある。また他
の濃炎３０と淡炎３１への火移りが確実に行なわれるよ
うになる。なお、図中３３ａは淡空気制御部３３を上記
した如く制御する制御部であり、図３、図４のものと組
合せて使用することも可能である。

【００４２】次に本発明の他の実施例を図６を参照して
説明する。図６において前記実施例と相違する点は、燃
焼量を小さく絞った時に、送風管２８自体の開口を減少
させる燃焼空気制御部３４と加圧させて送風する送風機
２９’を設けたことにある。この構成によれば、燃焼量
を小さく絞った時に、燃焼空気制御部３４により送風管
２８の開口面積を絞り、濃炎口１８と淡炎口１９の空気
量を加圧しながら一定に保つことができるので、燃焼装
置に外部より風が当たる場合や排気口のゴミ詰まり等に
よる逆火が防止され、安定燃焼を維持できるという効果
がある。また燃焼装置の破損を防止し、耐久性を向上で
きるという効果がある。なお、図中３４ａは燃焼空気制
御部３４と送風機２９’を上記した如く制御する制御部
であり、図３、図４、図５のものと組合せて使用するこ
とも可能である。

【００４３】次に本発明の他の実施例を図７を参照して
説明する。図７において前記実施例と相違する点は、濃
炎口１８の下方に設けられた濃混合通路１６と淡炎口１
９の下方に設けられた淡混合通路１７の内部を各々の濃
混合気噴出口１４と淡混合気噴出口１５側から各々の濃
炎口１８と淡炎口１９の先端に向かって徐々に狭く、傾
斜させて設けたことにある。この構成によれば、各々の
混合気が濃混合通路１６と淡混合通路１７の内壁に沿っ
て進入する際に狭くなることで抵抗を受け、濃炎口１８
と淡炎口１９から順次噴出していくことで、均一な火炎
を形成でき、保炎が向上され、一酸化炭素や刺激臭の発
生が防止されるという効果があり、図３〜図６のものに
それぞれ組合せて用いることが可能である。

【００４４】次に本発明の他の実施例を図８を参照して
説明する。図８において前記実施例と相違する点は、気
化器１０に、濃炎口１８と淡炎口１９を間に配置して対
する側に２次空気室３５が設けられ、送風管２８の一部
から２次空気室３５に向かって、２次送風管３６が連通
され、２次送風管３６は、気化器１０や濃混合通路１６
や淡混合通路１７に触れることなく配置され、２次空気
室３５に連通する複数個の２次空気通路３７が、濃炎口
１８と淡炎口１９に並行するように設けられ、２次空気
通路３７の上部に複数個の２次空気噴出口３８を設けた
ことにある。この構成によれば、２次空気室３５や２次
送風管３６が気化器１０と接しない位置に構成できるの
で、気化器１０からの放熱が防止され、安定した気化状
態を持続できるという効果がある。また２次空気３９が
気化器１０に当たらないので、気化器１０からの放熱が
防止されるという効果がある。２次空気３９が濃炎口１
８と淡炎口１９に分散して供給されるので、燃焼を促進
し、保炎を向上できるという効果がある。そしてこの実
施例のものも図３〜図６のものと組合せて実施すること
が可能である。

【００４５】次に本発明の他の実施例を図９を参照して
説明する。図９において前記実施例と相違する点は、淡
炎口１９の周囲に濃炎口１８を配置し、この濃炎口１８
の外側に２次空気通路３７を配置し、この配列が複数個
設けられ、最外側に２次空気通路３７と２次空気噴出口
３８が設けられた燃焼部４０を構成したことにある。こ
の構成によれば、混合気濃度の低い希薄燃焼状態の淡炎
３１では、燃焼反応が抑制され、火炎温度が低下させら
れ排気ガス中の窒素酸化物が軽減されるが、一酸化炭素
や刺激臭の発生が多くなり、これを混合気濃度の濃い濃
炎３０を形成させて、燃焼しにくい淡炎３１を包み込
み、濃炎３０の保炎力と火炎温度により、淡炎３１を安
定させると共に火炎温度も調整させ、窒素酸化物の発生
を抑制しながら他の排気ガス中の成分である一酸化炭素
等の発生も防止できるという効果がある。また燃焼部４
０の最外側に２次空気通路３７を配置したので、２次空
気３９の噴出流による濃炎の保炎向上と燃焼反応の促進
を行なうことができるという効果がある。そしてこの実
施例のものも図３〜図６のものと組合せて実施すること
が可能である。

【００４６】なお、上記図１及び図３〜図８はそれぞれ
図示した通りの構成でその効果を発揮するものである
が、それぞれの構成を組み合わせることも可能であっ
て、機器への組み込みに最適な形にアレンジすることを
妨げるものではない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置に
よれば、次の効果が得られる。

【００４８】（１）多くの液体燃料を独立して淡気化室
に送れるので、混合気の多くが混合気濃度の低い希薄燃
焼となり、燃焼反応が抑制され、火炎温度が低下させら
れ排気ガス中の窒素酸化物が軽減される。

【００４９】（２）気化器を濃気化室と淡気化室に分割
し、各々に濃燃料供給管と淡燃料供給管を設けて、独立
した構成で濃炎と淡炎の適性な混合気を形成できるの
で、常に安定した混合気の比率を保つことができる。

【００５０】（３）濃炎口に混合気濃度の濃い濃炎を形
成させるので、この濃炎の保炎力と火炎温度により周囲
の大きく、希薄な火炎温度の低い淡炎を安定させると共
に火炎温度も調整させ、窒素酸化物の発生を抑制しなが
ら他の排気ガス中の成分である一酸化炭素等の発生も防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における燃焼装置の要部断面
図

【図２】同燃焼装置の要部側断面図

【図３】同他の実施例における燃焼装置の要部断面図

【図４】同他の実施例における燃焼装置の要部断面図

【図５】同他の実施例における燃焼装置の要部断面図

【図６】同他の実施例における燃焼装置の要部断面図

【図７】同他の実施例における燃焼装置の要部断面図

【図８】同他の実施例における燃焼装置の要部平面の断
面図

【図９】同他の実施例における燃焼装置の要部側断面図

【図１０】従来の燃焼装置の要部断面図

【符号の説明】

１０ 気化器 １１ 仕切り壁 １２ 濃気化室 １３ 淡気化室 １４ 濃混合気噴出口 １５ 淡混合気噴出口 １６ 濃混合気通路 １７ 淡混合気通路 １８ 濃炎口 １９ 淡炎口 ２０ 濃送風管 ２１ 濃燃料供給管 ２３ 淡送風管 ２４ 淡燃料供給管 ２９ 燃焼部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部を仕切り壁により濃気化室と淡気化室
   に分割された気化器と、前記濃気化室の一部に設けられ
   た濃混合気噴出口と、前記淡気化室の一部に設けられた
   淡混合気噴出口と、前記濃混合気噴出口を臨ませた濃混
   合通路と、前記淡混合気噴出口を臨ませた淡混合通路
   と、前記濃混合通路の下流側に設けられた濃炎口と、前
   記淡混合通路の下流側に設けられた淡炎口と、前記濃気
   化室に連通された濃送風管と、前記淡気化室に連通され
   た淡送風管と、前記濃送風管を介して濃気化室に挿入さ
   れた濃燃料供給管と、前記淡送風管を介して淡気化室に
   挿入された淡燃料供給管と、前記濃炎口と淡炎口を交互
   に配列し、前記濃混合通路と淡混合通路が互いに独立す
   るように構成された燃焼部とからなる燃焼装置。
2. 【請求項２】濃気化室に連通した濃送風管の途中に設け
   られ、運転開始時に濃送風管内の空気を定挌設定量より
   も減じる濃空気制御部を設けた請求項１記載の燃焼装
   置。
3. 【請求項３】濃気化室に連通した濃送風管の途中に設け
   られ、燃焼量を可変させても濃送風管内の空気を淡送風
   管内の空気の変化量よりも小さい割合で変化させる濃空
   気制御部を設けた請求項１または請求項２記載の燃焼装
   置。
4. 【請求項４】淡気化室に連通した淡送風管の途中に設け
   られ、燃焼量を小さく絞った時に、淡送風管内の空気を
   定挌設定量よりも減じる淡空気制御部を設けた請求項
   １、２または請求項３記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】淡気化室に連通した淡送風管の途中に設け
   られ、運転開始時に淡送風管内の空気を定挌設定量より
   も減じる淡空気制御部を設けた請求項１、２、３または
   請求項４記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】濃送風管と淡送風管内部に連通した送風管
   と、この送風管内に配置された送風手段と、前記送風管
   の一部に設けられ、燃焼量を小さく絞った時に、送風管
   の開口を減少させ、送風手段により加圧させる燃焼空気
   制御部を設けた請求項１、２、３、４または請求項５記
   載の燃焼装置。
7. 【請求項７】濃混合通路及び淡混合通路は、濃混合気噴
   出口側及び淡混合気噴出口側から徐々に内部を狭くする
   ように傾斜を設けて構成した請求項１、２、３、４、５
   または請求項６記載の燃焼装置。
8. 【請求項８】送風管の一部に連通する２次送風管と、こ
   の２次送風管を延長し、気化器に対する側に設けた２次
   空気室と、この２次空気室に連通し、濃炎口と淡炎口に
   並行するように設けた複数個の２次空気通路と、２次空
   気通路の上部に設けた複数個の２次空気噴出口とからな
   る請求項１、２、３、４、５、６または請求項７記載の
   燃焼装置。
9. 【請求項９】淡炎口の周囲に配置した濃炎口と、この濃
   炎口の外側に配置した２次空気通路と、この淡炎口と濃
   炎口と２次空気通路の配置を複数個け、最外側に２次空
   気通路を配置した燃焼部とからなる請求項１、２、３、
   ４、５、６、７または請求項８記載の燃焼装置。