JPS58203310A - 液体燃料燃焼装置 - 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】 本発明は家庭用の小型給湯・暖房装置としての熱源器に
使用される液体燃料燃焼装置に関するものである。

従来、燃焼室の底部上に中筒を立設し、この中筒の各噴
出孔から供給されるトータル空気量によ２″〜２ って安定した火炎を中筒上部の各噴出孔に形成するもの
では、着火から安定した青炎形成の定常燃焼に至るまで
の過渡期（遷移燃焼期）には中筒の下部の各噴出孔から
噴出する燃焼用空気と微粒化手段による燃料の霧化粒子
との不十分な混合状態で拡散燃焼が行われ、火炎は燃焼
室内を旋回上昇する。この結果、煤を生成している火炎
が燃焼室内の旋回流の中心となる中筒表面上に接触し、
煤を付着する。また、次の点火動作時には燃料の飛翔微
粒子が中筒上の煤付着部等に衝突し含浸し、燃焼時には
気化蒸発を行なう。このような遷移燃焼期を経過する繰
返し動作により、付着煤は成長し、積層化する。そして
中筒上の空気噴出孔近傍への付着・成長は定常燃焼時に
おける気化・拡散混合量および混合比のむらを発生し、
不安定保炎による燃焼騒音の増大そして着火・消火時に
おける排出ガスの性分（特にＣｏ、ＨＣ等）の悪化とい
った諸現象を呈していた。

本発明は上記欠点に鑑み、燃焼室内に構成される予混合
領域内での遷移燃焼期における１混合比３”−：・ の適正化、２混合の促進、３燃料の飛翔微粒子の器内主
要構成部（特に中筒）への衝突面積の減少を図ることを
目的とするものである。

従来の欠点を解消し、上記目的を達成するため壁に、予
混合領域内に形成されるに回流を加速し、増長するよう
に旋回循環孔を設けたものである。

上記構成によって、予混合領域内での遷移燃焼期におけ
る混合比の適正化および混合の促進が図れると同時に、
燃焼室内の主要構成部（特に中筒への燃料の衝突量およ
び衝突面積を減少することにより、煤・タールの付着・
成長が抑制されることとなる。また、定常燃焼において
は大きい燃料粒子も混合の促進により煤粒子の発生も抑
制されることとなる。

以下本発明の一実施例について第１図〜第３図に基づい
て説明する。

同図において、燃料タンク（記載せず）には送油パイプ
１を介して燃料ポンプ２および微粒化手段の一手段とし
て用いた渦巻式噴射弁３が連結されており、前記渦巻式
噴射弁３と点火装置４とは支持筒６内にセットされて、
燃焼室６に臨１されている。缶体７は円筒状の内胴８と
外胴百とで形成され、内胴８内に前記燃焼室６を構成し
ている。また、前記燃焼室６の底部９の中央には中筒１
ｏおよびその外周には助燃筒１１がそれぞれ立設されて
いる。そして前記燃焼室６の壁面開口部１２を介して前
記渦巻式噴射弁３と前記点火装置４との先端が前記燃焼
室６に臨まされており、前記渦巻式噴射弁３と相対向す
る位置の前記助燃筒１１には燃料の噴霧粒子が衝突しな
いように十分大きな穴７が設けである。このような構成
により、前記燃焼室６と前記中筒１０の上部に燃焼領域
ａ、前記中筒１０と前記助燃筒１１とで前記燃焼室底部
９近傍に燃料粒子および気化燃料の強制混合を行なう予
混合領域す、そして前記燃焼室６と前記助燃筒１１との
間に再循環領域Ｃが形成されている。また、前記中筒１
０の側壁周囲には多数の空気噴出孔１３が下より上方に
むかって接線方向から直角方向に漸次になるようにある
いは接線方向叫にな１−一 るように設けである。そして前記助燃筒１１の予混合価
域６内に位置する側壁でかつ燃料の噴霧粒子の通過部と
異なった場所に、予混合領域６内に形成される旋回流を
加速し、増長するように旋回循環孔１４（例えば切起こ
し羽根）が設けである。

燃焼用空気はモータ１５．ファン１６．ファンケース１
７で構成される送風機構から前記中筒１０へ供給される
。１８は前記燃焼室６内の燃焼ガスの流れおよび再循環
量そして内圧を制御する燃焼リングである。

上記構成において、先ずモータ１５へ通電し、送風機構
が作動すると、燃焼用空気が中筒１ｏへ供給され、中筒
１ｏｂの各空気噴出孔１３より燃焼室６内の予混合領域
すへそして燃焼領域ａへと一定比率で噴出され、また一
部の空気は再循環し予混合領域すへ流入する。また、送
風機構作動の一定時間の遅延後、点火装置４に通電し、
火花を発生する。そして火花発生と同時に瞬時に加圧さ
れた液体燃料があるいは漸次調圧された液体燃料が渦巻
式噴射弁３より燃焼室６に噴霧される。既６１′−二： に中筒１ｏ上の各空気噴出孔１３より供給されている空
気は予混合領域６内に旋回上昇流を形成すると同時に旋
回循環孔１４より流入する再循環空気によって旋回流は
旋回度を強められている。従って始動時はこの旋回流に
沿って拡散混合を行ないつつ一定混合比および一定温度
（着火温度）に達した後に着火・燃焼する。この遷移燃
焼期における初期火炎は予混合領域す内での空気過剰率
ｍ′が概略０．’９＜ｍ（１，ｒｓの範囲にあり、輝度
の高い火炎を形成し中筒１１の周囲を旋回上昇しながら
新たな燃焼用空気を供給し、拡散燃焼を行なう。

また、一部の火炎は燃焼室６の底部１ｏに停滞しつつ後
続燃料の着火源となる。火炎の輻射熱等あるいは再循環
してきた燃焼ガスの熱を受けて後、続の燃料の蒸発・気
化が一段と促進された燃料塊は新たな空気を供給しつつ
燃焼を行なう。この後、一段と予混合気の濃度が高まり
燃焼せずに中筒１゜の上部へと移動する。すなわち、輝
炎は直ちに中筒１ｏの上方の空気噴出孔１３へと移動し
、この噴出孔１３からの空気を取り入れて不輝炎燃焼へ
７、− と変化しつつ多数の単孔火炎を形成し多段燃焼を行なう
。この着火より輝炎そして不輝炎への燃焼の遷移時間は
数秒であり、特別な気化・予混合室も要せずに燃料濃度
の自律的バランスによって予混合燃焼へと移行する。第
３図は本発明の他の実施例を示す助燃筒１１′を示し、
この実施例では押し出しにより旋回循環孔１４′を形成
している。

以上のように本発明の液体燃料燃焼装置によれば、助燃
筒の側壁に少なくとも１個以上の旋回循環孔を設けたも
のであり、これによれば、燃焼室内に構成される予混合
領域内での遷移燃焼期における。

■　燃料と空気との初期混合比ｍ′の適正化が図れる。

■　旋回度が増大し、燃料と空気との初期混合の促進が
図れる。

■　旋回度が増大し、噴霧燃料の微粒子と燃焼室内の主
要構成部との衝突・面積および衝突量を減少することが
出来る。

この結果、煤を発生する火炎を抑制することが出来、中
筒への煤の付着・積層化を阻止することが出来る。また
、燃料衝突部が減少しタール生成部も減少する。従って
安定した蒸発・気化が繰返し維持され、安定した気化燃
料濃度および混合が得られ安定した燃焼が行なわれる。

そしてさらにクリーンな着火燃焼・消火が維持されると
いった燃焼の緒特性の大幅な改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体燃料燃焼装置の一実施例を示す縦
断面図、第２図は第１図におけるＡ　−Ａ’４凪 ３・・・・・・渦巻式噴射弁（液体燃料の微粒化手段入
６・・・・・・燃焼室、９・・・・・・燃焼室底部、１
０・・・・・・中筒、１１・・・・・・助燃筒、１３・
・・・・・空気噴出孔、１４・・・・・・旋回循環孔、
ａ・・・・・・燃焼領域、ｂ・・・・・・予混合領域、
Ｃ・・・・・・再循環領域、１４′・・・・・・循環孔
。 １、 代理人の氏名　弁理＋　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ４ 一へ′ が −４を 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有底筒状の燃焼室と、前記燃焼室底部の中央に立
   設し、側壁に多数の空気噴出孔を有する中筒と、前記中
   筒外周に略同心円上に立設した助燃筒と全備え、前記中
   筒と前記助燃部間とで前記燃焼室の底部に予混合領域内
   を構成し、同領域内に位置する前記助燃筒の側壁に少な
   くとも１個以上の旋回循環孔を設け１液体燃料燃焼装置
   。
2. （２）旋回循環孔を前記予混合領域内の旋回方向に対し
   接するように設けた特許請求の範囲第１項に記載の液体
   燃料燃焼装置。