JPS58140509A - 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、高負荷燃焼器で、特に家庭用湯沸機器、温風
機等燃焼量を大幅に変化させる燃焼装置に関するもので
ある。

従来、火炎の両側より空気を強制的に吹き込み高負荷燃
焼を図る燃焼器は第１図、第２図に示す２、、−ニー ように構成されているが、燃焼量を大幅に変化させる装
置については考慮されていない。第１図で１は炎孔、２
は空気供給口、３は火炎への空気供給孔を水子。第２図
では４が炎孔、５が火炎への空気供給孔である。第１図
、第２図とも炎孔１．４から燃料空気の混合気を噴出し
、その炎孔１．４に火炎を構成し、その両側より火炎へ
の空気供給孔３．６がら空気を強制的に与え、短炎化し
高負荷燃焼を実現している。しかし炎孔１．４の形状お
よび空気供給孔３．６の形状は固定されているため、燃
焼量を変化させ燃焼室負荷を低下させていくと、第６図
の安定燃焼領域に示すように、票４ｏ２く０．ｏｏ６の
安定燃焼領域は狭い。これは、空気供給孔３．５より火
炎に空気を吹きつけ、空燃比１．２〜１．６位で完全燃
焼する構成となっているため、燃焼量を低下させても、
完全燃焼させるための空気は全て空気供給孔３．６より
供給される。従って余剰の空気を供給すると、火炎に冷
風が余分に与えられるためＣＯが凍結したま＼排出され
るため図示の如くＣ０ｋｏ２〈ＱＯｏ６の燃焼範囲が狭
くなる欠点を有している。

従って図示で人魚に最大燃焼量を設定すると、燃焼室負
荷は１．５Ｘ１０７−％−と高負荷燃焼力（できるが、
燃焼量を下げ、すなわちＴ、Ｄ、　Ｒ（ＴｕｒｎＤｏｗ
ｎ　Ｒａｔｉｏ）を下げＢ点に設定すると、風量は６０
　ｒｒ？／’ｈｒから１　”’４ｒにし、しかも±６も
、風量精度で±８％におさえる必要がある。これは風量
の検出精度としても高いものが必要となる欠点があり、
特にファンで回転数制御する場合％〜％の回転数にする
のが風量変動を起こすため限界である第６図にＴＤＲと
熱効率の関係を示す。空燃比入−１．５一定で入力を低
下させていくと、熱効率は図示の如く急上昇し熱効率８
６％以上になると湯沸器等の給水加熱装置では、熱交換
器の低温部で、燃焼ガス中の水分が結露し排気筒から白
煙を噴出し火炎と間違えられる欠点かあった。更に風量
を下げていくと、排気風量が減少し耐風性が悪くなる欠
点もあった。

本発明はこの棟の欠点を除去するもので、燃焼蓋変化に
よる風量変化の精度は高くなくても良いすることをし的
とする。ものである。

この目的を達成するために本発明は、火炎の両側より空
振を強制的に吹きつけて高負荷燃焼を図る燃焼器におい
て、排気口と空気供給口を結ぶ空気バイパス通路を、上
記燃焼部の空気燃料供給通路と並列に設け、前記空気バ
イパス通路に、その通路面積の開閉度合を調整する装置
を設けたものである。

以下本発明の一実施例を第３図の図面を用いて説明する
。第３図において６が炎孔で、空気孔７は炎孔６で形成
される火炎８に空気を吹きつける構成に設けられている
。９は燃料供給ノズルで、炎孔６の下部混合気室１ｏに
のぞんで設けられ、燃料制御装置１１とつながっている
。１２は燃焼室、１３は湯沸器等の熱交換器、１４は排
気筒を示し、１６は排気口である。

１６の排気口と空気供給口１６を結ぶ空気バイパス通路
１７を、前記炎孔６．空気孔７．燃焼室１２、熱交換器
１３．排気筒１４で構成される燃５ベージ 焼用通路と並列に設けている。１８′は空気供給用ファ
ンを示し、１９は空気バイパス通路の通路面積を可変す
る弁２０を駆動するモーターを示す。

このように空気バイパス通路を設け、燃焼量最大の時は
、図示の如く弁２Ｑはモーター１９により、バイパス通
路を全閉しており、ファン１８により送られた空気は、
ノズル９から噴出される燃料と、混合気室１ｏで混合気
となり、炎孔６から噴出され火炎８を構成するために使
われると同時に、その他の空気は、空気孔了より火炎８
に吹きつけられ図の点線で示す範囲で燃焼反応を完了さ
れるよう高負荷燃焼を実現する。燃焼ガスは燃焼室１２
および熱交換器１３を通り、排気筒１４から排気口１６
より排気ガスとして放出される。熱交換器１３の熱量が
小さくて良い場合、ファン１８から送られる風量もファ
ンの回転数を下げる等により小さくし、同時に燃料制御
装置１１により燃料も減少させる構成となっている。こ
の時は燃焼量も小さくなるため、燃焼室１２は充分に余
裕があるが、炎孔６および空気孔７が一定であるため、
６ベー、゛ 燃焼量の大小に寄らず、炎孔６から噴出する混合気の量
と、！気孔７から噴出する空気量の比率は一定となるよ
うにする必要があるが、ファンの回転数制御あるいは風
量センサーで検出し通風路を変化させることが考えられ
るがいずれも精度が必要となるので、本構成では図示は
していないが、燃焼状態の検知、排ガス濃度の検知等に
より、モーター１９を作動させ弁２０の開度を調節し、
一定の燃焼状態を維持させて余分の空気は、空気バイパ
ス通路１了より排気口１６にバイパスさせ、燃焼排気ガ
スと一緒に排出するものである。第４図は別のバイパス
通路の通路面積の開閉度合を調整する装置を示し、空気
供給口に圧力口２１を設け、空気流れの下流に絞り絞り
部２２を設は炎孔６、空気孔７に空気を送る構成で、空
気孔７近傍から、バイパス管２３を空気バイパス通路１
７に連通ずるよう設け、圧力口２１の上方に調整弁座２
４を持つダイヤフラム２６を設け、圧力口２１の圧力が
高い時は、弁座２４が閉じ、バイパス管２３と空気バイ
パス管１７は連通していないが、７ベーノ 燃焼量を変え風量を下げると２１の圧力口の圧力も低下
し、弁座２４も開いてくるため、余分の空気がバイパス
管２３がら空気バイパス管１７へ連通し排出される構成
とした実施例を示し、第５図に示す一点鎖線で示す安定
燃焼域となるようメカニックに設計できるものである。

このように空気バイパス通路１７を設け、燃焼状態を良
好に保つよう通路面積を調節する弁２゜および２４を設
けることにより、燃焼室負荷を第５図に示すように１．
、５　ｘ１Ｋｃｒｄ７’ＩＩＩＪＩ＋から０．２６”：
、、１　／ＪまでかえることすなわちＴＤＲを％まで変
化させても風量はｅ　ｏ　ｍ”　／　ｈｒからａ　ｏ　
ｍ”　／　ｈｒ約捧の変化で良くファンの風量制御はラ
フなもので良いし、効率上昇に伴い発生する燃焼ガス中
の白い水蒸気煙も余分な空気で薄められて排出できるも
のであり、火炎と間違えられる心配もない。

以上のように本発明の高負荷高ＴＤＲ燃焼装置によれは
、火炎の両側より空気を強制的に吹きつけて高負荷燃焼
を図る燃焼器において、排気口と空気供給口を結ぶ空気
バイパス通路を燃焼部の通路面積を調節する装置を設け
、燃焼状態を正常に保つ以外の余分な空気を、前記通路
面積調節装置の開度調節゛で排気口にバイパスさせて逃
がすことにより、ＴＤＲをとった場合の風量変化は燃焼
量変化の割合に正確に追従する必要なく、ラフな変化割
合で良いため、ファンの回転数制御あるいは風路の抵抗
変化による風量変化させる構成が簡単になる利点があり
、また、燃焼量が下がり効率が上昇し、燃焼ガス中の水
分が白煙となって排出する時空気バイパス通路からの余
分な空気と白煙状の排気ガスを混合させて排気口から放
出するため白煙状の排気とならなくなり安心感を与える
効果が得られる。更に風量がＴＤＲをとっていても多い
ため排気総量が多く、排気口からの排気ガスの噴出圧も
強く耐風性が良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、はそれぞれ従来の燃焼装置の断面図、
第３図は本発明の一実施例による燃焼装置の断面図、第
４図は同装置の空気バイパス通路面９ベーン 積調整装置の他の実施例の断面図、第５図は安定燃焼領
域を示す特性図、第６図はＴＤＦＩと熱効率の特性図で
ある。 ８・・・・・・火炎、１６・・・・・・排気孔、１６・
・・・・・空気供給口、１７・・・・・・空気バイパス
通路、１９・・・・・・通路面積調整装置のモーター、
２０．．２４・・・・・・通路面積調整装置の調整弁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｉｔ
図 １３図 Ｎ４４図 １１５ｍ ０　　　　０５１！　　　　　φ 力１きｉｔ負萄　　メ／ｋＯ−ｈｒ、＠１１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼用空気を供給する押込み用ファンと、このファンの
   下流に、空気供給口、燃焼室、熱交換器。 排気筒、排気口を順次構成し、前記燃焼室内に炎孔を臨
   ませ、炎孔上に形成される火炎の両側より空気を強制的
   に吹きつけ、前記排気口と前記空気供給口を結ぶ空気バ
   イパス通路を前記燃焼室、熱交換器、排気筒の通路と並
   列に設け、前記空気バイパス通路の通路面積の開閉度合
   を調節する装置を設け、燃焼量漸減に従い、バイパス風
   量が漸増、するように変化させた燃焼装置。