JPS5816111A - 燃焼機 - 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】 本発明は灯油等の液体燃料を燃焼する燃焼機の改良に関
するものである。

一般に従来の家庭用暖房機の燃焼機は、金属等の熱板を
電気ヒータなどの加熱装置によって加熱し、十分加熱さ
れたところへ灯油を滴下したり、回転噴霧等によって灯
油の粒子を前記熱板へ接触させたシして気化し、気化し
た灯油と空気とを混合して炎口部で着火し、燃焼させる
ものが多い。

しかし熱板は熱容量が大きいため、熱板を加熱装置で加
熱し、灯油が気化する温度である約２５０℃に達する丑
でに約５分はどの予熱時間がかかシ、実際に使う人にと
ってみれば寒い朝などすぐに暖房されないので非常に不
便であった。

本発明はこのような従来の燃焼機の欠点を解消するもの
で、液体燃料を燃焼するだめの燃焼用空気を供給する送
風装置と、この送風装置によって供給された燃焼用空気
を加熱する空気加熱装置と、この空気加熱装置の下流側
に液体燃料を含み、かつ加熱された燃焼用空気が通過し
うる穴を設けた含浸体と、この含浸体の下流側に含浸体
に密着して設けられ、かつ含浸体の穴と同じ位置に含浸
体の穴と同等か、もしくは小さい穴を有する炎口板と、
前記含浸体に液体燃料を供給する燃料供給装置と、前記
炎口板の下流側に設けら扛た燃焼室とで構成することに
よシ、送風装置で供給された燃焼用空気が空気加熱装置
により短時間で加熱され、この加熱された燃焼用空気が
含浸体の下流側に設けられた炎口板によって燃焼用空気
に乱流を生じさせ、含浸体全体に燃焼用空気が接触する
ようになる。従ってこの含浸体に含まれた液体燃料は炎
口板部で効率よく均一に気化され良好な燃焼が得られる
燃焼機を提供するものである。

以下本発明の実施例を第１図から第１ｏ図にもとづいて
説明する。

第１図は本発明の燃焼機の構成を示すもので、液体燃料
の一例として用いた灯油を燃料供給パイプ１で複数の穴
２を有する含浸体３へ供給する。

一方灯油を燃焼する燃焼用空気を送風装置４により、空
気加熱装置の一例として設けたヒータ５へ供給する。そ
してヒータ６で加熱された燃焼用空気を含浸体３の穴２
を通過させ、含浸体３に含まれた灯油を気化して燃焼す
るものである。

第２図は燃焼機の一例として用いた石油温風暖房機の正
断面図である。

この石油温風暖房機の本体６の下部には灯油を貯蔵する
オイルタンク７と、このオイルタンク７内の灯油を供給
する燃料供給装置の一例として用いたオイルポンプ８．
燃料供給パイプ１が設けられている。送風装置４によシ
送られた燃焼用空気はヒータ５によって加熱され、複数
の穴を有する含浸体３へ供給される。この含浸体３には
燃料供給パイプ１から灯油が供給され、ここで灯油が気
化混合し、燃焼部に設けら扛た熱交換器９内を燃焼室と
して灯油が燃焼する。電極１ｏは気化された灯油に着火
するために設けられたものである。

燃焼室で生じた燃焼ガスは暖房ファン１１によって室内
へ供給され、室内が暖房される。

第３図は燃焼部に設けられた含浸体３の断面図を示すも
のである。この含浸体３は灯油を浸み込せるもので、耐
熱性無機材料からなり、かさ比重。

熱容量の小さいアルミナ、シリカを主成分とする繊維で
構成されている。この含浸体３は燃焼室１２側に設けら
れた金属製の炎口板１３とともにフランジ１４と含浸体
おさえ１５によって、パツキン１６を介して固定されて
おり、含浸体３の上部に燃料供給パイプ１が取付けら扛
ている。なお、この炎口板１３には第４図に示すように
含浸体の穴２と同じ位置に含浸体の穴２の径と同等か又
は小さい穴１７が複数設けられている。前記燃料供給パ
イプ１から供給された灯油は含浸体３内へ浸透していく
。そして第５図に示す空気加熱装置であるヒータ５で加
熱された燃焼用空気が第３図の右側（矢印）から供給さ
れ、含浸体３の穴２と炎口板１３の穴１７を通過して燃
焼室１２へ入る。この炎口板１３に設けられた穴１７は
含浸体の穴２の径と同等かもしくは小さく設けられてい
るので。

燃焼用空気が乱流状態となり、含浸体３全域で含浸体３
に含壕れた灯油が加熱された燃焼用空気によって均一に
気化されて炎口板１３の複数の穴１７から出てくると同
時に燃焼用二次空気と混合し、電極１ｏによって着火さ
れ、燃焼室１２内で燃焼する。

第６図は第２図の空気加熱装置として用いたヒータ６の
拡大断面図である。このヒータ５はテタン酸バリウムを
主成分とするヒータ素子１８で構成され、燃焼用空気が
通過する通気孔を内部に無数有し、表面と裏面には薄い
電極被膜が設けられておｐ１電極カバー１９で固定さ扛
ている。この電極カバー１９にはヒータ素子１８に通電
するリード線２０が設けられており、送風装置４から送
られてきた燃焼用空気を加熱するものである。このヒー
タ素子１８は、低温では電気抵抗が小さく、高温では電
気抵抗が大きくなる性質がある。従ってとのヒータ５に
通電すると初期の段階では電気抵抗が小さいため大電流
が流れ、ヒータ５の温度上昇が非常に速く、そしてとの
ヒータ６の発熱の温度上昇によって電気抵抗が急速に大
きくなる。

従ってヒータ６の温度上昇がピ〜りになる丑での時間を
従来のヒータと比較すると本実施例のヒータ６は初期に
大電流が流れるので高温になるまでの立上りが早く、し
かも高温になると電気抵抗が大きいため電流が流れにく
くなり、自己温度制御性があるので温度制御のための温
度検知手段を設ける必要がなく、安価で経済的な燃焼機
をつくる上で大きな貢献をなしている。

第６図は本発明の他の実施例を示すＦＦ式石油温風暖房
機の正断面図である。燃焼用空気は送風装置４部から吸
入し、給排気熱交換器２１を経てヒータ５へ送ら扛る。

この送風装置４部から吸入した燃焼用空気は、給排気熱
交換器２１を経て屋外へ排出される熱交換器９からの燃
焼ガスで間接的に（混入は生じない）加熱され、更にヒ
ータ５で加熱さ扛て灯油を気化する温度約２５０℃以上
となり、含浸体３内を通過する時含浸体３に含まれた灯
油を気化して燃焼室で燃焼する。そして燃焼ガスは熱交
換器９．熱交換ヘッダ２２．熱交換パイプ２３．給排気
熱交換器２１を経て本体６外へ排出される。このヒータ
６を第５図に示すようなチタン酸バリウムを主成分とす
るヒータ素子１８を用いれば、給排気熱交換器２１で加
熱された燃焼用空気が導入されるとヒータ素子１８の電
気抵抗値が大きくなり、ヒータ５へ流れる電流値が下が
り、消費電力が節約され省エネルギーにつながる。丑た
給排気熱交換器２１から排出さ扛る燃焼ガスの温度を下
げてやる（熱交換率を高くする）ことによって燃焼機の
燃焼効率も上昇し、省エネルギーに貢献できる。

第７図に示す燃焼機は送風装置４からヒータ６へ燃焼用
空気を供給する送風管２４内を熱交換パイプ２３が貫通
することによって、燃焼用空気を加熱するようにしたも
ので、前記の燃焼機と同様の効果を得ることができる。

第８図に示す燃焼機は給排気熱交換器２１を第９図に示
すように、排気管２５の外側に吸気孔２６を有する給気
管２７を設けたものであシ、前記第６図、第７図のＦＦ
式石油温風暖房機と同様の効果が得られる。

なお前記含浸体３は高温に耐えれるような材料で灯油を
含浸し空気が容易に通過するものであ扛ばよい。ただし
ニッケルや鉄等の金属又はその金属化合物による触媒作
用のあるものはタール成分を生成するので好ましくない
。その点アルミナやシリカは触媒の担褒体のようなもの
で触媒作用が少ないので好都合である。

また第１０図に示すように含浸体３の上流側と炎口板１
３の下流側に金属製のネットのような固定板２８を設け
れば、加熱された燃焼用空気に乱流が生じ含浸体３が平
均して加熱されるので、含浸体３に含兼れた灯油が含浸
体全域で均一に気化さ扛る。更に炎口板１３の下流には
炎口板１３の穴１７よりも大きい安定した炎を形成する
ことができる。

また本実施例では石油温風暖房機やＦＦ式石油温風暖房
機を用いて説明したが、温水ボイラーや各種暖房、給湯
器等の燃焼部に用いてもよい。またオイルタンク７はレ
ベラーのものやカートリッジタンクでもよい。また含浸
体３への灯油供給は燃料供給パイプ１を例にして説明し
たが、第３図に示すように上部から滴下せずに、中央部
へ直接供給するようにしてもよい。

このように構成さ扛た燃焼機において灯油を燃焼すると
きは、オイルタンク７に貯蔵された灯油をオイルポンプ
８でアルミナ、シリカを主成分とする繊維で構成さ扛、
しかも複数の穴２を設けた含浸体３に浸み込１せるとと
もに、チタン酸バリウムを主成分として構成した自己温
度制御性金有するヒータ５に通電すると、ヒータ５は急
速に高温に達し電流が流れにくくなる。そして燃焼用空
気を送風装置４でヒータ６へ送り、このヒータ５で灯油
を気化する温度約２５０１：以上に加熱し、含浸体３の
穴２と同じ位置に設けられた炎口板１３の穴１７を通過
させる。この含浸体３内を加熱された燃焼用空気が通過
するとき、含浸体３がアルミナ、シリカを主成分とする
繊維で構成されているので、かさ比重、熱容量が小さく
、燃焼用空気の温度を下げることなく、含浸体３に含ま
れた灯油が均一に気化され電極１ｏで点火されて燃焼す
る。そして第２図に示す石油温風暖房機であれば燃焼室
で加熱された空気や燃焼ガスが暖房ファン１１によって
室内へ送られ室内が暖房される。

また第６図、第７図に示すＦＦ式石油温風暖房機であれ
ば、熱交換器９．熱交換ヘッダ２２．熱交換パイプ２３
．給排気熱交換器２１を経て屋外へ排出されるが、この
給排気熱交換器２１を第９図のように排気管２５の外側
に燃焼用空気を供給する給気管２７を設けると燃焼ガス
によって燃焼用空気が加熱されるため、空気加熱装置で
あるヒータ５部に燃焼用空気が流入したとき、ヒータ素
子１８の電気抵抗が犬きくなシ、ヒータ５に流扛る電流
値が小さくなり、消費電力が節約される。

この給排気熱交換器２１は排気管２５を外側にして給気
管２７を内側に設けてもよく、また第７図のように燃焼
用空気を供給する送風管２４内を、熱交換パイプ２３が
貫通しても同様の効果が期待できる。

また含浸体３の穴２と同じ位置に含浸体の穴２よりも小
さい穴１７を、炎口板１３に複数設けたことにより、ヒ
ータ６で加熱された燃焼用空気が乱流状態となり、含浸
体３全域に接触するようになるため含浸体３に含まれた
灯油が炎口板１３部で均一に効率よく気化され良好な燃
焼が得られる。

更に含浸体３の下流側に位置して複数の穴１７を有する
炎口板１３を含浸体３に密着して設けたため、含浸体３
に灯油の供給を停止したとき、含浸体３に含まれる灯油
が炎口板１３部でしばらく燃焼するので、含浸体３が空
焼き状態となる。従ってタール分が生じにくく、燃焼部
の寿命も長い燃焼機となる。

また含浸体３の上流側と炎口板１３の下流側に金属製の
ネットのような固定板２８を設ければ、灯油の気化促進
に一段と効果があり、しかも炎口板１３部に安定した大
きい炎を形成することができる。

以上の説明から明らかなように本発明の燃焼機は、液体
燃料を燃焼するための燃焼用空気を送風装置で空気加熱
装置へ供給して加熱し、この加熱された燃焼用空気を、
含浸体に設けた穴と、との含浸体の穴と同じ位置に含浸
体の穴よりも小さい穴を設けた炎口板を通過させ、含浸
体に含まれる液体燃料を気化して燃焼室で燃焼させる構
成としたことにより、含浸体に含まれた液体燃料は空気
加熱装置で加熱された燃焼用空気で気化されるため、従
来のように気化室の温度を約２５０℃以上に加熱して液
体燃料を気化する時間と比較すると、燃焼までの時間が
はるかに短縮される。

また含浸体に設けた穴と同じ位置に、含浸体の穴と同等
かもしくは小さい穴を炎口板に複数設けτ たことにより、加熱された燃焼用空気乱流状態となって
含浸体全域に接触するようになシ、含浸体に含まれる液
体燃料が炎口板部で均一に気化され、しかも燃焼用空気
と気化した炊釘との混合比が適切に保たれるので良好な
燃焼を得ることができる。

更に酸化して変質した液体燃料や、高沸点の不純物が混
入した液体燃料を用いても、含浸体への液体燃料の供給
を停止したとき、含浸体に含まれる液体燃料が炎口板部
でしばらく燃焼するので、含浸体が空焼き状態となる。

従ってタール分の生成が少なく、燃焼部の寿命を長くし
、使い勝手のよい便利な燃焼機として提供することがで
きる。

代シ 第２図は本発明の燃焼機の一実施例ｔ−，１１，１−石
油温風暖房機の正断面図、第３図は第２図の含浸体を示
す拡大断面図、第４図は第３図の含浸体を示す要部の断
面図、第５図は第２図の空気加熱装置を示す拡大断面図
、第６図、第７図は本発明の燃焼所しｒＦ− 機の他の実施例とシ粕弐石油温風暖房機の正図は第８図
の給排気熱交換器の要部を示す断面図、第１０図は第３
図に示す含浸体の他の実施例を示す断面図である。

２・・・・・・穴、３・・・・・・含浸体、４・・・・
・・送風装置、５・・・・・・ヒータ（空気加熱装置）
、８・・・・・・オイルポンプ（燃料供給装置）、１２
・・・・・・燃焼室、１３・Φ・・・・炎口板、１７・
・ｅＯ＠穴。

代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ９　　８　′を 味　　　　　Ｑ ＼ 第８図 第９図 り、５”　２７　ｆ！：６ 第１０図 ５９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）液体燃料を燃焼するための燃焼用空気を供給する
   送風装置と、この送風装置によシ供給された燃焼用空気
   を加熱する空気加熱装置と、この空気加熱装置の下流側
   に設けられ、液体燃料を含み、かつ複数の穴を有する含
   浸体と、この含浸体に液体燃料を供給する燃料供給装置
   と、前記含浸体の下流側に密着して設けられ、かつ含浸
   体の穴と同じ位置に、含浸体の穴と同等かもしくは小さ
   い穴を有する炎口板と、この炎口板の下流に設けられた
   燃焼室とからなる燃焼機。 （２）前記空気加熱装置はチタン酸バリウムを主成とし
   、自己温度制御性を有する構成としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の燃焼機。 （３）前記加熱室の下流に熱交換器を設け、この熱交換
   器の一部又は全部が前記送風装置と空気加熱装置間に設
   けられた送風管を貫通する構成とじたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の燃焼機。 （４）前記加熱室の下流に熱交換器を設け、更にこの熱
   交換器に燃焼ガスを屋外へ排出する排気管を設け、この
   排気管の内部又は外部に接触する給気管を設け、この給
   気管から燃焼用空気を送風装置へ導く構成としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃焼機。 （６）前記含浸体をシリカ及びアルミナを主成分とする
   繊維で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の燃焼機。 （６）前記含浸体の上流又は下流側の少なくとも一方に
   位置して含浸体を固定し、かつ燃焼用空気に乱流を生じ
   させる固定板を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の燃焼機。