JPS58140504A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゼーベック効果を利用した熱発電素子を石油又
はガスを熱源とするバーナで加熱し、発生した起電力で
送風機などを駆動させる燃焼装置に関するものである。

熱発電素子はＰ型とＮ型の半導体棒を一端で一体的に接
合し、ここに熱を加えると両分岐端から電力を得ること
ができるもので、コードレス機器、安全制御装置などに
利用されようとしている。この熱発電素子は例えば一つ
の素子で起電圧が０．３６２　・　　゛ ｖ１起電力ｏ、ｓｍｗ程度のものがあるが、これを複数
個直列に接続して直流電力を大きくし、送風機等を駆動
する。

また熱発電素子は加熱部の高温側と冷却部の低温側との
温度差が大きいほど熱起電力は増加することは明らかで
あシ、また電力を取シ出す低温側は冷却を促進しないと
絶縁体や電極端子が劣化し耐久的に問題がある。一般的
には高温側を７００〜９００℃に加熱し、低温側を２０
０″Ｃ以下することが必要である。

第６図〜第７図に従来の熱発電素子を用いた燃焼装置の
構成を示す。第６図の構成は本体ケース２５′内にバー
ナ３４′を位置させ、これに熱交換器３６′ヲ連設し、
この熱交換器３６′の全周に熱発電素子１９’を複数個
固定している。本体ケース２６′の前方に吹出口２６を
形成し後方に熱発電素子１９・で駆動される送風機３１
・の゛モータ３０・門固定している。これは定常時熱交
換器３６′によって温風とし吹出口２６′よシ室内に放
散させるものである。

３ハ・′ 第７図はバーナ３４′の上方に熱発電素子１９′を位置
すせバーナ３４′よシの排ガスと、熱発電素子１９′の
起電力で駆動される送風機のインペラ３１′から供給さ
れる空気とを混合して温風を得、これを本体ケース２６
′に形成した吹出口２６′よシ室内に放散させるもので
ある。

これらの従来例においては、バーナ３４′の上方に熱発
電素子１９′を位置させて２次火炎又は排気ガスの熱で
加熱し起電力を発生させている。バーナ３４′の燃焼量
は室内の暖房負荷に応じて強弱に調節することが必要で
あるが、上記構成では、弱燃焼同時熱発電素子１９′の
加熱温度が低下し、充分な起電力が得られず、送風機の
モータ３０’の回転数が低下してしまい、対流による暖
房効果が著しく悪くなると同時に本体ケース２６′が過
熱されてしまう。

また第６図に示した構成では熱発電素子１８が熱交換器
３５′に固定されているため伝導熱および輻射熱で熱発
電素子１９′の低温側が加熱されてしまうことから送風
機の吸込空気流でこれを冷却しょうとしても充分な効果
が出ない。

第７図の構成はおいて、は、熱発電素子１９′の低温側
と放電板は強制的な空気流による。冷却ではない上に本
体ケース２５′の吹出口２６′に向う排気ガスが吹出口
２６′側に位置する熱発電素子１９′の低温側に一部接
触するか又はこれに近接して流れるためむしろ加熱され
るようになる。

以上のように熱発電素子１９′の低温側の冷却が不充分
のためバーナ３４′で加熱される高温側との温度差を大
きくできないので、単一熱発電素子１９′当シの発電効
率が悪く、起電力が小さいことがら送風機の送風量も充
分得られない。また熱発電素子１９′の数を増加させる
必要があるのとこれによって排気ガスの流れに対して抵
抗大となって不完全燃焼を起しやすかった。

さらに低温側を２００℃以下に維持することが困難で絶
縁体や電極端子の劣化が早く耐久性に問題があった。

本発明はこのような従来の実用化上の問題点を解決しよ
うとするもので、バーナの燃焼量を強弱６ベー；′ に調節しても熱発電素子の起電力がほとんど変化せず常
に安定した送風量が得られ、且つ熱発電素子の発電効率
、耐久性を高めることを目的とするものである。

この目的を達成するため本発明は多数の小孔を有する内
、外炎筒を設け、この内、外炎筒間の下部から石油の蒸
発ガス又はプロパン等のガスを送出してここに一次燃焼
火炎を形成させると共に、高温の外炎筒に、熱発電素子
の高温側の先端部を接触させて加熱するようにしたもの
である。

これによって熱発電素子の先端部は強弱燃焼時でも常に
高温に維持されて高起電力が得られると共に熱発電素子
の低温側はバーナの外側を上昇するドラフト空気流によ
って冷却されるため過熱されることがなく、発電効率の
向上と耐久性の改善が図れる。

以下本発明の一実施例を第１図〜第６図を用いて説明す
る。第１図は室内開放形暖房器として用ハる燃焼装置の
側断面図、第２図、第３図はパートの側断面で第２図は
強燃焼時、第３図は弱燃焼６　、　　・ 時を各々示す。第４図は複数個の熱発電素子の配列を示
す上面図、第６図は熱発電素子の構成を示す側断面図で
ある。

図において、１はバーナで第２図、第３図に構成を示す
。２は多数の小孔３を有する円筒状の内炎筒で、複数個
の穴６を有するキ゛ヤップ４が天井部に固定され、さら
に拡炎板６が設けられている。

７は多数の小孔８を有する外炎筒で、９は円筒状の外筒
である。１０．１１は内炎筒２の小孔３および外炎筒７
の小孔８部分に形成された一次燃焼炎を、１２はバーナ
出口の二次燃焼炎を示す。１３は円筒状の灯芯で、案内
筒１４．１６間を上下し、この案内筒１４．１６の上部
１６．１７上にバーナ１が載置されている。１８は熱発
電素子ユニットで、構成を第６図に示し、その熱発電素
子１９は、ゼーベック効果を利用したもので例えば鉄ケ
イ化物のＰ型物質とＮ型物質を加熱部側で接合して形成
されたもので、加熱される高温側と冷却される低温側の
温度差で起電力を発生する。この熱発電素子１ｅの低温
端は絶縁性を有する耐火セメント等からなる絶縁体２ｏ
を介してホルダー２１゜２２によシ一体重に放熱板２４
に固着されている。

２３は起電力を取シ出す端子板で、ホルダー２１と絶縁
されて引き出されている。この放熱板２４には半円周状
に熱発電素子ユニット１８複数個に設けられると共に、
各々の端子板２３は直列接続されている。尚、外炎筒７
の外周面と熱発電素子１９の高温側先端部は耐熱塗膜や
マイカ等によつ、て電気絶縁されて接触している。

また第１図の２５は本体ケースで、吹出口２６を形成し
ている。２７は基板、２８は仕切板、２９は油タンクを
示す。３０は直流モータで、３１はインペラ、３２は支
持片である。

次に本実施例の動作を説明する。ます灯芯１３からのガ
スを内、外炎筒２，７間に吐出させ、これに点火すると
多数の小孔３．８よシ流入する空気によシ燃焼し、−次
燃焼炎１０，１１、二次燃焼炎１２を形成する。この−
次燃焼炎１０．１１で外炎筒７が温度上昇しこれに接触
した熱発電素子１９の先端部が加熱され、定常特約７０
０〜８００℃に上昇する。これによって複数個の素子１
９の合成起電力でモータ３０が駆動されインペラ３１を
回転させる。インペラ３１で吸込まれた空気はバーナ１
の排気ガスと混合して温風となシ、本体ケース２６の吹
出口２６よシ室内に放散され暖房を行う。また熱発電素
子１９の低温側は耐火セメント等の絶縁体２０．ホルダ
ー２１．２２を通して放熱板２４に熱伝導し、１０ｏ′
ｃ程度に保持されている。

このように燃焼中、青色の一次燃焼炎１０．１１を形成
させ、高温の外炎筒７に熱発電素子１９の先端部を接触
させたことによって、燃焼量を強弱変化させても常に直
接火炎で加熱させるので、安定した起電力が得られる。

さらに点火立上シ時バーナ１の下方部から順次火炎が形
成されていくが、熱発電素子１９が外炎筒７の下部に接
触させられているので、点火直後から短時間で起電力の
上昇が得られる。゛またバーナ１に沿って上昇するドラ
フト空気流によって熱発電素子１９の低温側の冷却も促
進し過熱の恐れがない。なお上記実施例では熱発電素子
１９を間接的に外炎筒７に接触させたが、直接接触させ
ても良い。

以上のように本発明の燃焼装置によれば熱発電素子の先
端を常に高温に加熱できること、および冷却促進効果に
よって低温側の過熱がない。これによって熱発電素子の
温度差が拡大し、発電効率を高めることができるので、
高起電力が得られ、これで送風機を駆動すればよシ暖房
効果が促進し本体ケースの過熱も防止できる。また熱発
電素子の耐久性も向上する。

【図面の簡単な説明】

図は゛熱発電素子ユニット部の上面図、第６図は同熱発
電素子ユニット部の側断面図、第６図、第７図は従来の
燃焼装置の側断面図である。 ２・・・・・・内炎筒、３・・・・・・小孔、７・・・
・・・外炎筒、８・・・・・・小孔、９・・・・・・外
筒、１８・・・・・・熱発電素子ユニット、１９・・・
・・・熱発電素子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ＩＩ
Ｉ　　図 ２９２″ｌ １１２図 １８３図 ｆｓ　　／４ １１４図 １５ｉ５１ 第７図゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の小孔を有する内炎筒の外側に、多数の小孔を有す
   る外炎筒を設け、さらに外炎筒の外側に外筒を設置し、
   内炎筒と外炎筒の間に石油の蒸発ガス又はプロパン等の
   ガス燃料を送出して燃焼させると共に、前記外炎筒の外
   周面に熱発電素子を、直接、あるいは間接的に接触させ
   た燃焼装置。