JPH0933009A - 完全燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃費を向上し、環境にも優しく、また、すす
の清掃の必要もない完全燃焼装置を、小型、低コストの
ものとして提供する。 【解決手段】 ノズル１３から噴霧された時に気化され
ずに燃焼口１２から飛び散った灯油滴は、セラミック繊
維２２まで飛んで行く。このセラミック繊維２２に達し
た灯油滴は、繊維の構成上の作用によって、表面張力に
大きく引っ張られることなく、急速にセラミック繊維２
２に含浸していく。ところが、セラミック繊維２２は炎
１４の熱によって熱せられているため、セラミック繊維
２２に含浸した灯油は即座に気化される。これで、完全
燃焼室２３の中で、完全燃焼が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、完全燃焼装置、特
に、外燃装置における完全燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、殺菌庫等の加熱には、灯油等
の液体燃料を用いたバーナが使用されている。これらの
バーナは、液体燃料をノズルより噴霧して燃焼筒に送り
込み、燃焼口で液体燃料を燃焼させていたが、特に寒冷
時には噴霧した燃料が十分に気化しないため、不完全燃
焼が生じ易かった。このため、燃費の無駄が生じ、ま
た、燃焼口や温風口にすすが附着するので、定期的にそ
の清掃を行わなければならないという問題があり、さら
には、不完全燃焼により生じた有毒なガスが環境を破壊
するという問題があった。バーナの完全燃焼はこの分野
での大きな課題となっており、これまで一般に、燃焼口
に空気を過給することによってバーナの液体燃料の完全
燃焼を実現していた。

【０００３】しかしながら、燃焼口に空気を過給するこ
とによっては、空気の流れが速くなり、せっかく温めら
れた空気がすぐに温風口を通過してしまうので、熱効率
が悪い。また、装置が非常に大型のものになってしま
い、さらには、非常にコストがかかるという問題点があ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消するためになされたのであり、不完全
燃焼を防止することで、燃費を向上し、環境にも優し
く、また、すすの清掃の必要もない完全燃焼装置を、小
型、低コストのものとして提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の完全燃焼装置
は、外燃装置におけるものであって、外燃装置の燃焼口
から飛び散った燃料滴を含浸させる耐熱繊維を耐熱繊維
を備えたものである。外燃装置は、液体または固体を燃
料とするものである。耐熱繊維を燃焼部分のどの範囲ま
で覆うかは、外燃装置との関係によって定められ、全体
を覆っても一部を覆ってもよい。ここで、耐熱繊維に
は、例えばセラミック繊維や高融点の金属繊維など、燃
焼による熱によって融解したり燃焼したりしないものが
用いられる。

【０００６】ここで、耐熱繊維は、２種以上のものを多
層にすると、好適である。この場合、断熱温度特性の低
い耐熱繊維ほど外側に設ける。また、耐熱繊維に大量に
燃料が含浸して、これが炭化するのを防ぐため、燃焼口
の近くとなる部分の耐熱繊維を焼成してもよい。

【０００７】さらに、本発明の完全燃焼装置には、耐熱
繊維の代わりに、例えば軽石や発泡コンクリートなどの
多孔部材や、１層以上の金属網を用いることができる。
また、耐熱繊維等に大量に燃料が含浸して、これが炭化
するのを防ぐため、燃焼口の近くとなる部分にチタン合
金等の耐熱板を貼り付けてもよい。

【０００８】上記の完全燃焼装置において、外燃装置の
燃焼口から気化せずに飛び散った燃料滴が耐熱繊維等に
達する。この燃料滴は耐熱繊維などの構成による特性か
ら、表面張力によって大きく引っ張られることなく急速
に耐熱繊維等に含浸する。ここで、耐熱繊維等に含浸し
た燃料滴は、耐熱繊維等が燃焼部分すなわち炎の熱で大
きく熱せられているため、この熱によって即座に気化さ
れる。そして、このように燃料が気化されることによっ
て、的確に燃料を燃焼させることができ、完全燃焼が図
られる。

【０００９】これにより、熱効率が良くなるので燃費の
向上が可能となり、有毒ガスの発生も抑えられるため環
境を破壊することがなく、さらには、外燃装置の燃焼口
等にすすが附着することがなくなるため定期的な清掃の
必要がなくなる。しかも、上記のように非常に簡単な構
成でできるため、小型化、低コスト化が図られる。

【００１０】なお、上記の完全燃焼装置の耐熱繊維等は
熱によって劣化し、崩壊し易くなるため、強度を増すた
め、その外周を金属板で覆うとよい。

【００１１】そして、金属板の放熱による熱効率の低下
を防ぐために、金属板を断熱材で覆うという構成もで
き、一方、燃焼熱による装置の劣化を防ぐため、金属板
の周囲に冷却装置を設けるという構成にもできる。

【００１２】さらに、完全燃焼装置の外部から気体を供
給する１つ以上の小孔を、燃焼口の近傍に設けること
で、この気体の流れにより燃料滴の飛び散りをより抑
え、完全燃焼の効果を向上できる。

【００１３】上記の完全燃焼装置を外燃装置と分離可能
に構成することによって汎用性をもたせることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施の一形態を示すバー
ナと完全燃焼装置の一部破断断面図である。

【００１６】この図について説明すると、バーナ１０
は、燃焼筒１１内部のノズル１３から燃焼口１２に灯油
を噴霧し、霧状にして供給し、この霧状の灯油を燃焼さ
せることによって炎１４を得るものである。完全燃焼装
置２０は、炎１４の全体を覆う筒形のセラミック繊維２
２と、その外周に巻かれた金属板２１とから構成されて
いる。そして、セラミック繊維２２内部にある空洞が、
灯油の完全燃焼を可能とする完全燃焼室２３となる。完
全燃焼装置２０は、バーナ１０とは分離可能に構成され
ているが、図に示すように、完全燃焼装置２０の付け根
部分を燃焼筒１１に取付けて固定することによって、使
用する。

【００１７】ところで、燃焼口１２に灯油を霧状にして
供給した時に、その多くはこれで気化されて燃焼させら
れる。しかしながら、一部の灯油は、ここで気化され
ず、燃焼口１２より灯油滴（図示せず）として飛び散っ
てしまう。

【００１８】この飛び散った灯油滴は、セラミック繊維
２２まで飛んで行く。このセラミック繊維２２に達した
灯油滴は、繊維の構成上の作用によって、表面張力に大
きく引っ張られることなく、急速にセラミック繊維２２
に含浸していく。ところが、セラミック繊維２２は炎１
４の熱によって熱せられているため、セラミック繊維２
２に含浸した灯油は即座に気化される。これで、燃焼口
１２に霧状にして供給された時に気化されなかった灯油
が、完全燃焼室２３の中で、完全燃焼させられる。

【００１９】このように、灯油が完全燃焼されるので、
熱効率が良くなり燃費の向上が可能となる。また、有毒
ガスの発生も抑えられるため環境を破壊することがな
く、燃焼口１２にすすが附着することがなくなるため定
期的な清掃の必要がなくなる。しかも、以上説明したよ
うに、構成が非常に簡単なため、完全燃焼装置の小型
化、低コスト化が可能となる。さらには、燃焼時の騒音
も軽減される。

【００２０】なお、上記の完全燃焼装置２０において、
金属板２２は、セラミック繊維２２が熱によって劣化
し、崩壊し易くなるので、その強度を増すために設けら
れている。すなわち、金属板２１がなくとも完全燃焼装
置として使用することは可能である。また、金属板２１
からの放熱による熱効率の低下を防ぐため、金属板２１
をセラミック繊維等の断熱材で覆ってもよい。

【００２１】セラミック繊維２２は、多層にすると、よ
り熱効率が良くなる。また、燃焼口１２から飛び散った
灯油滴が表面張力に大きく引っ張られることなく内部に
含浸できるようなものであれば、セラミック繊維２２の
代わりに、金属繊維や、軽石、発泡コンクリート、目の
細かい金属網なども使用することができる。

【００２２】次に、本発明の実施の他の形態を説明す
る。

【００２３】図２〜図７は、本発明の実施の他の形態を
示すバーナと完全燃焼装置の一部破断断面図である。

【００２４】これらの図について説明すると、完全燃焼
装置３０は、灯油滴の飛び散る方向がほぼ一定方向に限
られるため（ここでは下側）、炎（図示せず）全体を覆
うようにせず、一部のみを覆うように構成したものであ
る。

【００２５】完全燃焼装置４０は、飛び散った灯油滴を
逃さず気化させるように、先端を狭めるように構成した
ものである。

【００２６】完全燃焼装置５０は、その中途に完全燃焼
室５３を設けて、ここで、飛び散った灯油滴を完全燃焼
させるように構成したものである。

【００２７】完全燃焼装置６０は、飛び散った灯油滴を
逃さず気化させるように中途を一端せばめてから、灯油
の燃焼の熱を効率よく放出できるように先端を広げてい
るものである。

【００２８】完全燃焼装置７０は、セラミック繊維７２
に含浸した燃料の炭化を防ぐために、チタン合金７５を
燃焼口の近くに貼り付けたものである。

【００２９】完全燃焼装置８０は、金属板８１の周囲に
冷却器兼空気供給器８５を備えている。吸気口８７より
空気を強制的に送り込み、これで、金属板８１を強制的
に冷却する。これと共に、空気供給孔８６からこの空気
を燃焼室８３に送り、この空気圧で燃焼口１２から飛び
散る灯油滴がセラミック繊維８４に達するまでに少しで
も気化させて、また、燃焼口１２付近にのみ飛び散らな
いようにして、完全燃焼の効果を高めている。

【００３０】図７は、本発明の実施の他の形態を示す完
全燃焼装置を一体として取付けたバーナの燃焼筒の一部
破断断面図である。

【００３１】この図について説明すると、燃焼筒８１
は、燃焼口８２の前部にセラミック繊維８４が貼り付け
られている。すなわち、ノズル８３から噴霧され、燃焼
口８２より気化されずに飛び出した灯油滴は、セラミッ
ク繊維８３に含浸し、セラミック繊維８３に含浸した灯
油は、燃焼熱により即座に気化させられて、完全燃焼が
される。

【００３２】上記の説明では、完全燃焼装置を灯油を燃
料とするバーナにセットしたものであったが、Ａ重油を
燃料とするバーナにセットした場合は、とりわけ燃費及
びクリーン度の点において、完全燃焼装置の効果が、よ
り発揮される。

【００３３】以上、本発明の完全燃焼装置をバーナに適
用した場合について説明したが、本発明はこれに限られ
るものではなく、石油コンロ等、外燃装置一般に用いら
れる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の一実施例の完全燃焼装置につ
いて、図９に基づいて説明する。

【００３５】図９について説明すると、バーナ１００
は、ファン１０１とオイルポンプ１０２とからなり、フ
ァン１０１からバーナ口１０３へ送られた空気とオイル
ポンプ１０２によりノズル１０４から噴霧される灯油ま
たはＡ重油とを混合して燃焼用の気体とするものであ
る。ここでは、バーナ１００にはオリンピアＳＬ−３を
使用し、またノズル１０４の吹き出し角度は６０°であ
る。

【００３６】完全燃焼装置１１０は、図に示すような構
造・大きさのものであるが、さらに詳しく説明すると、
内側より３層のセラミック繊維１１１〜１１３と、ワイ
ヤーメッシュ１１４と、保護筒１１５から成る。ここ
で、セラミック繊維１１１は、商品ＴＯＭＢＯ Ｎｏ．
５４２０，＃７００（使用最高温度１５００℃、外径寸
法１７７．４φ×１７０．４φ×１５０、厚さ３）を、
セラミック繊維１１２は、商品ＴＯＭＢＯ Ｎｏ．５４
２０，＃４００（使用最高温度１４００℃、外径寸法２
０４．４φ×１７６．４φ×１５０、厚さ１５）を、セ
ラミック繊維１１３は、商品ＴＯＭＢＯ Ｎｏ．５１１
５（使用最高温度１２００℃、外径寸法２１６．４φ×
２０６．４φ×１５０、厚さ６）を、ワイヤーメッシュ
１１４は、＃６０，ＳＵＳ３０４（線径０．８、外径寸
法２１８φ×２０８φ×１４８、厚さ０．８）を、保護
筒１１５は、ＳＵＳ３０４（外径寸法２２０φ×２１０
φ×１５０、厚さ１）を用いている（寸法の単位はいず
れも、mm）。

【００３７】バーナタイル部１２０は、図に示すような
構造のもので、ファン１２１から変形ダクト１２３によ
り設けられたチャンバー室１２２に空気を送り込むよう
になっている。また、バーナタイル部１２０には円周上
に１２等分して６×１５の大きさのねじれ加工をした空
気供給孔１２６が設けられている。

【００３８】このような構成によって、ノズル１０４か
ら噴霧されたときに気化されなかった燃料滴を十分に気
化させて完全燃焼を実現させると共に、本実施例の場
合、以下のような効果が得られる。

【００３９】空気供給孔１２６を設けたことによって、
ファン１２１より送られた燃焼用空気で図（Ｂ）に示す
ようなサイクロン風が作られ、図中の燃焼空気量が過
小の部分へ必要な空気を供給して、さらにバーナタイル
部１２０の外部への放熱効果を利用することで、エネル
ギー効率が増大する。

【００４０】セラミック繊維１１１〜１１３、ワイヤー
メッシュ１１４の積層によって、サーマルショック、耐
久性の向上が図られる。

【００４１】以上のことを実証するため、本実施例で完
全燃焼装置を設けた場合と設けない場合との比較結果を
表１及び表２に示す。なお、この実験では外気温は２２
℃である。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の完全燃焼
装置によれば、熱効率が良くなるので燃費の向上が可能
となり、有毒ガスの発生も抑えられるため環境を破壊す
ることがなく、さらには、外燃装置の燃焼口等にすすが
附着することがなくなるため定期的な清掃の必要がなく
なる。しかも、非常に簡単な構成でできるため、小型
化、低コスト化が図られる。

【００４５】（産業上の利用可能性）本発明の具体的な
応用範囲としては、例えば、ジェットヒータ、熱交換
器、殺菌庫、温室などの加熱用のバーナと組合せて、ま
たはバーナに組み込んだ形のものとして使用することが
考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の一形態を示すバーナと完全燃
焼装置の一部破断断面図

【図２】 本発明の実施の他の形態を示すバーナと完全
燃焼装置の一部破断断面図

【図３】 本発明の実施の他の形態を示すバーナと完全
燃焼装置の一部破断断面図

【図４】 本発明の実施の他の形態を示すバーナと完全
燃焼装置の一部破断断面図

【図５】 本発明の実施の他の形態を示すバーナと完全
燃焼装置の一部破断断面図

【図６】 本発明の実施の他の形態を示すバーナと完全
燃焼装置の一部破断断面図

【図７】 本発明の実施の他の形態を示すバーナと完全
燃焼装置の一部破断断面図

【図８】 本発明の実施の他の形態を示す完全燃焼装置
を一体として取付けたバーナの燃焼筒の一部破断断面図

【図９】 本発明の一実施例を示すバーナと完全燃焼装
置の断面図

【符号の説明】

１０ バーナ １１，８１ 燃焼筒 １２，８２ 燃焼口 １３，８３ ノズル ２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ 完全燃焼
装置 ２１，８１ 金属板 ２２，７２，８４，９４ セラミック繊維 ２３，５３，８３ 完全燃焼室 ７５ チタン合金 ８５ 冷却器兼空気供給器 ８６ 空気供給孔

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外燃装置における完全燃焼装置であっ
   て、外燃装置の燃焼口から飛び散った燃料滴を含浸させ
   る耐熱繊維を備えた完全燃焼装置。
2. 【請求項２】 耐熱繊維は、２種以上のものを多層にし
   たことを特徴とする請求項１に記載の完全燃焼装置。
3. 【請求項３】 耐熱繊維は、燃焼口の近くとなる部分を
   焼成せしめたことを特徴とする請求項１または２に記載
   の完全燃焼装置。
4. 【請求項４】 外燃装置における完全燃焼装置であっ
   て、外燃装置の燃焼口から飛び散った燃料滴を含浸させ
   る多孔部材を備えた完全燃焼装置。
5. 【請求項５】 外燃装置における完全燃焼装置であっ
   て、外燃装置の燃焼口から飛び散った燃料滴を含浸させ
   る１層以上の金属網を備えた完全燃焼装置。
6. 【請求項６】 耐熱繊維、多孔部材または金属網の燃焼
   口の近くとなる部分に耐熱板を貼り付けたことを特徴と
   する請求項１、２、４、または５に記載の完全燃焼装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかの完全燃焼
   装置の外周を金属板で覆ったことを特徴とする完全燃焼
   装置。
8. 【請求項８】 金属板を断熱材で覆ったことを特徴とす
   る請求項７に記載の完全燃焼装置。
9. 【請求項９】 金属板の周囲に冷却装置を設けたことを
   特徴とする請求項７に記載の完全燃焼装置。
10. 【請求項１０】 完全燃焼装置の外部から気体を供給す
    る１つ以上の小孔を、燃焼口の近傍に設けたことを特徴
    とするを請求項１ないし９のいずれかに記載の完全燃焼
    装置。
11. 【請求項１１】 完全燃焼装置は、外燃装置と分離可能
    に構成されたことを特徴とする請求項１ないし１０のい
    ずれかに記載の完全燃焼装置。