JPS6046329B2 - 回転霧化式バ−ナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は温風暖房機等に使用する回転霧化式バーナ
装置に関する。

本発明者らは、一端が開口する有底円筒状のバーナ本
体内の奥方に回転カップを設けるとともに、開口部から
中間部に亘る部分に有底円筒状の。

拡炎筒をその底部をバーナ本体の奥方に向けて配 設し
、回転カップから飛散霧化状される燃料をノーナ本体内
で燃焼させるバーナ装置を開発した（特願昭５３−１４
８２３１、同１４８２３２）。ところが、さらに種々研
究を重ねたところ、上述のバーナ装置には次のような問
題点をひき起す虞れがあることが判明した。すなわち、
上記バーナ装置は、拡炎筒がバーナ本体の長手方向に沿
つて比較的長寸に形成され、この拡炎筒の外周とバーナ
本体の内周との間の環状の燃焼室内において定常燃焼を
継続さ１せる関係で、拡炎筒は相当高温に加熱され赤熱
し、この繰返しによつて開口端部が熱変形を起し真円度
が崩れ、この結果環状の燃焼室の間隔に部分的な差異が
生じ、これにより燃焼ガスの流速にアンバランスが生じ
て燃焼炎の不均一や局部的な黄炎、あるいは不完全燃焼
を招く虞れがある。また拡炎筒はバーナ本体の奥方近く
まで延出しかつ熱容量が大きいため、着火時にその燃焼
熱を吸収してしまい、このためしばらくの間、燃料の気
化量が少なく、また燃焼ガスも低温となり、定常燃焼に
移行するまでの立上りが遅く、悪臭が発生する。定常燃
焼に移行してからは、拡炎筒が高温に赤熱し、その輻射
熱をバーナ本体の奥方における燃料の気化混合部に与え
て燃料の気化を促進させるが、ここで弱火力の設定によ
り燃料の供給量を絞ると、燃焼域が上述の環状の燃焼室
からバーナ本体の奥方に移動し、その燃焼炎で拡炎筒の
底面が加熱され、この底面から多量に輻射熱が放出され
る。しかしながらこの場合の状況は、燃料の供給量が絞
られているのであるから、それだけ気化に要する熱量は
少なくてよいのであるが実際にはこれに逆行する状態と
なり、この結果気化ガス温度が必要以上に過剰に上昇し
、ついにはその気化ガスが空気と適正に混合する以前に
発火してしまう逆火現象を起し、燃焼音が大きくなつた
り、また回転カップが高温に加熱されるので燃料の霧化
が充分に行なわれなくなつたり不均一となり、燃焼状態
が不安定となりやすい、このため火力調節の幅はこのよ
うな現象の起らない比較的狭い範囲に定めざるをえなか
つた。この発明はこのような点に着目してなされたもの
で、燃焼の立上りが早く、常時安定した完全燃焼を得ら
れ、また火力調節の幅も大きくとることができるように
した回転霧化式バーナ装置を提供しようとするものであ
る。

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図において１は温風暖房機の機体で、この機体１の
内部には中央にバーナ２が一側寄りにカートリッジ式の
燃料タンク３が、また他側寄りの下端に温風用ファン４
が配設されている。燃料タンク３は油受皿５に支持され
ていて、弁機構６を介して、内部の灯油等の液体燃料を
外部空気との置換作用によつて油受皿５を一定のレベル
で順次流出させるものである。バーナ２につき説明する
と、７がバーナ本体で、これは外筒８と内筒９とからな
る。

外筒は円筒状をなし、両端にフランジ１０，１１を有し
て．いる。内筒９は周面に直径１．０〜１．５ｗｒ！ｎ
程度の多数の燃焼用空気孔１２・・・・・・を有する有
底円筒状をなし、その開口外周縁にフランジ１３が設け
られている。そしてこの内筒９は、外筒８内に同心状に
挿入され、その外筒８との間に空気通路１４を形．成し
ている。外筒８のフランジ１０と内筒９のフランジ１３
とはバッキング１５を介しかつ複数のねじ１６・・・・
・・によつて接合固着されている。１７は燃焼筒で、こ
の端部にはフランジ１８が形成され、このフランジ１８
がバッキング１９を介して・内筒９のフランジ１３に重
ね合わされ、複数のねじ２０・・・・・・によつて接合
固着されている。

そして内筒９内にはその開口部においてフレームホルダ
２１が同心状に配設されている。このフレームホルダ２
１は耐熱性の金属材料によつて扁平の傘形状に形成され
、その開口面側を内筒９の奥方に向け、また他方側の端
面に放射状に取付脚２２・・・を有している。そして各
取付脚２２・・・・・・の端部が内筒９のフランジ１３
に突設されたスタット１３ａ・・・・・・に、それぞれ
磁器等の耐熱絶縁材からなるビーズ２４ａ，２４ｂを介
してナット２５により固定され、これによりフレームホ
ルダ２１が内筒９と電気的に絶縁する状態で支持されて
いる。こノのように支持されたフレームホルダ２１には
、さらにその開口面側から内筒９の奥方側に向つて突出
する支持体２３ａが設けられ、この支持体２３ａの先端
にフレームホルダ２１と離間してフレームロッド２３が
取付けられている。２６は外周が耐熱絶縁材で被覆され
たロッドターミナルで、これは内外筒８，９のフランジ
１０，１３およびこの間のバッキング１５を貫通して設
けられ、一端がナット２８により上記取付脚２２の端部
に電気的に接続する状態をもつて結合され、また他端に
はリード線２９が接続されている。

内外筒８，９のフランジ１０，１３を結合保持したねじ
１６にはリード線３０が接続され、このリード線３０お
よび上記ロッドターミナル２６のリード線２９が炎電流
検知回路の入力端子に接続されている。内筒９内の開口
寄り中間部にはその内周に沿つて円環状のパイロットリ
ング３１が設けられ、このパイロットリング３１はフレ
ームホルダ２１とほぼ平行に配置して内筒９内を開口側
と奥方側とに二分している。そしていま、内筒９の内径
をＤ１フレームホルダ２１の外周径をＤ２、パイロット
リング３１の内周径をＤ３としたとき、なる関係に設定
されている。また、内筒９の周面に形成された多数の燃
焼用空気孔１２・・・・・・は、上記パイロットリング
３１によつて二分された一方の開口側においては全空気
孔１２・・・・・の総面積の７０〜９０％に相当する数
が密の状態に配置し、他方の奥方側においてはその残り
の３０〜１０％に相当する数が粗の状態に配置している
。

パイロットリング３１には、均等的に複数のフィン３１
ａ・・・・・・が設けられ、これらフィン３１ａ・・・
は内筒９の内周長手方向に沿つてその奥方側に延出して
いる。

燃焼筒１７の反対側におけるバーナ本体の端部にはファ
ンケーシング３２が設けられ、さらにこのファンケーシ
ング３２を包むようにモータケーシング３３が取付けら
れている。

これらケーシング３２，３３は周縁にそれぞれ一体にフ
ランジ３４，３５を有し、これらフランジ３４，３５が
バッキング３６を介して外筒８のフランジ１１に重ね合
わされ、複数のねじ３７・・・・・・によつて接合固着
されている。モータケーシング３３は側面に吸気孔３８
を有するとともに、内部にモータ３９を収容保持し、ま
たファンケーシング３２は端面に端板４０を有し、この
端板４０の中央部が皿形状に膨出し、その膨出端面が内
筒９の端面に形成された開口部４１にバッキング４２を
介して気密的に接合し、また膨出周面には均等的に多数
の通気孔４３・・・・・が形成され、これらの通気孔４
３・・・によりファンケーシング３７内がバーナ本体７
の空気通路１４に連通している。そして端板４０の内面
側には放射状に迂回フィン４４・・・・・・が取付けら
れている。ファンケーシング３７内には二段に遠心形の
ファン４５，４５が収容配置され、またモータ３９の出
力軸４６はファンケーシング３７の中心を挿通し、この
出力軸４６の中間に上記ファン４５，４５が取着されて
いる。出力軸４６の先端は端板４０を貫通して内筒９内
に臨み、この端部に回転カップ４７が取付けられている
。この回転カップ４７は有底円筒状をなし、その開口面
をファンケーシング３２側に向けているとともに、周面
には切起し加工により複数の開口４８・・・・が形成さ
れている。回転カップ４７は端板４０に取付けられた気
化カップ４９で被われ、この気化カップ４９はその開口
面を燃焼筒１７側に向けているとともに、その周縁に鍔
５０を有し、この鍔５０には均等的に係合溝５１・・・
・・・が切欠形成されている。気化カップ４９の開口部
にはカバー５２が設けられ、これはその周縁に上記係合
溝５１・・・・に対応する係合爪５３・・・・・を有し
、これら係合爪５３・・・・・・を介して気化カップ４
９に取付けられている。この取付けは、まず各係合爪５
３・・・の先端縁を各係合溝５１・・・・・・を通して
鍔５０の内面側に突出位置させ、この状態でカバー５２
を回動操作し各係合爪５３・・・・・の先端縁を鍔５０
の内面に係合させることによつて行う。カバー５２の内
面には均等的に複数のダボ５４・・・・・・が設けられ
、これらダボ５４・・・・・・が気化カップ４９の鍔５
０に当接し、これによリカバー５２と気化カップ４９と
間に１ｗ０ｎ程度の隙間５５が確保されている。端板４
０の内面には燃料受け５６が設けられ、これは環状をな
し、その内周に遮熱バイブ５７が挿通し、この遮熱バイ
ブ５７の内部を上記モータ３９の出力軸４６が？挿して
いる。

燃料受け５６”にはその上面部から垂直に受穴５８が穿
設されているとともに、側面からその受穴５８と連通す
る導油管５９が水平に突設され、この導油管５９の先端
が回転カップ４７内に臨んでいる。この吐出バイブ５９
の先端にはすり割溝６０が形成され、このすり割溝６０
に案内板６１が遊挿され垂下している。上記受穴５８の
上端開口には吐出バイブ６２の一端が遊挿し、この吐出
バイブ６２の他端は継手６２ａを介して給油バイブ６３
と接続し、この給油バイブ６３は電磁ポンプ６４を経て
油受皿５内に導入されている。６５は気化カップ４９の
隙間５５の垂下に傾斜して設けられた点火用燃料導入板
で、この導入板６５の傾斜下端側に着火シート６６が配
設され、さらにこの着火シート６６の直下に点火用ヒー
タ６７が設けられている。

また気化カップ４９の直下からドレンバイブ６８が導出
されその導出端が油受皿５内に挿入されている。燃焼筒
１７の開口下周縁部にはその縁部を下方に膨出させるこ
とによつて水溜部６９が形成され、この水溜部６９内に
ロッドターミナル２６と取付脚２２との接続部が臨んで
いる。

また燃焼筒１７内にはクランク状に折曲するバッフル板
７０が配設され、このバッフル板７０によつて排ガスの
迂回路７１が形成され、この迂回路７１の一端に接続口
７２が設けられている。そして接続口７２に熱交換器７
３が接続し、この熱交換器７３は蛇行状の排ガス器７４
を有し、この排ガス器７４の排気口７５を経て屋外に連
通している。上記迂回路７１の途中には、受熱口７６が
形成され、この受熱口７６に対応して燃焼筒１７の上壁
面に貯水容器として蒸発容器７７がバッキング７８を介
して取付けられ、この蒸発容器７７の底面が受熱口７６
に臨んで迂回路７１に直接面している。

機体１の背面には第１図中鎖線で示す水受皿７９が設け
られ、この水受皿７９と上記蒸発容器７７とが導水管８
０を介して互いに連通し、また水受皿７９には水タンク
８１が着脱自在に装着されている。この水タンク８１は
弁機構８２を介して、内部の水を外部空気との置換作用
によつて水受皿７９内に一定のレベルで流出させるもの
で、これにより導水管８０を通して蒸発容器７７内に常
時一定レベルの水が収容保持される。蒸発容器７７は側
面に空気導入口８３を有し、また上面は吹出グリル８４
を通して機体１の上方に開放している。油受皿５内には
垂直にガイド棒８５が設けられ、このガイド棒８５にフ
ロート８６が上下動自在に装着されている。

このフロート８６は燃料夕、ンク３０内の燃料の全量が
流出し、油受皿５内の燃料液面が下降した際に、その液
面と一体に下降してその位置が給油バイブ６３の下端に
達する直前に電磁ポンプ６４の通電を断ち切り、それに
よつて電磁ポンプ６４の空吸込みを防止するものである
。なお、８７は温風用ファン４を駆動するモータである
。つぎに作用につき説明する。

モータ３９の起動によりファン４５，４５および回転カ
ップ４７が高速で回転する。ファン４５，４５の回転に
伴つて給気口３８からファンケーシング３２内に空気が
吸込まれ、これがさらに各通気孔４３・・・・・・、空
気通路１４を経て各燃焼用空気孔１２・・・・・・から
内筒９内に噴出する。また、電磁ポンプ６４により油受
皿５内の燃料が給油バイブ６３、吐出バイブ６２を通し
て受穴５８内に供給され、さらにこの燃料が導油管５９
からすり割溝６０を経、案内板６１を伝わつて回転カッ
プ４７内に滴下する。滴下した燃料は回転カップ４７の
回転遠心力で気化カップ４９内に飛散霧化される。とこ
ろがこの時点においては、気化カップ４９が低温である
ため、霧化された燃料は再び凝縮するとともに、隙間５
５から導入板６５に流下する。そしてこの燃料は導入板
６５を伝わつて着火シート６６の配設側に流動して一部
がその着火シート６６に浸透し、他の余剰分がドレンバ
イブ６８を通して油受皿５内に返送される。着火シート
６６に浸透した燃料は、予め赤熱待機している点火用ヒ
ータ６７によつて点火され、着火シート６６に着火炎を
形成する。この着火炎は徐々に火勢を強め、気化カップ
４９を加熱する。これに伴い気化カップ４９内の燃料は
徐々に気化をし、その気化ガスが隙間５５の全周から均
一的に流出する。そしてこの気化ガスが燃焼用空気孔１
２・・・・・・から噴出する空気と混合するとともに、
上記着火炎を得て燃焼し、さらに燃焼用空気孔１２・・
・・・・からの空気と混合してその燃焼を拡大する。し
かしてこの時点においては上記燃焼による輻射熱によつ
て気化カップ４９が充分に加熱されるから、回転カップ
４７から飛散霧化される燃料のすべてが瞬時に気化して
隙間５５から流出し、これによつて定常燃焼に移行して
いく。燃焼による排ガスは、燃焼筒１７から迂回路７１
を経て熱交換器７３の排ガス路７４に流入するとともに
、この排ガス路７４を流通して排気口７５から屋外に排
出される。

また温風用ファン４の回転により室内の空気が熱交換器
７３の周囲を通過するように循環送風される。そしてそ
の空気が熱交換器７３の周囲を通過する際にそれとの熱
交換により温風となり、この温風により室内の暖房が図
られる。燃焼筒１７の迂回路７１の途中には蒸発容器７
７の底面が直接面しており、したがつてその内部の水が
排ガスによつて効率よく加熱されて沸騰し蒸気を発生す
る。この蒸気は温風用ファン４の回転により空気導入口
８３から蒸発容器７７内に送風される空気とともに、勢
いよく吹出グリル８４から室内に噴出し、これにより室
内が適度に加湿される。ところで、回転カップ４７への
燃料供給量を絞り弱火力に設定すると、気化カップ４９
から放出される気化ガス量が減少するが、その気化ガス
量に見合う空気量が内筒９の周面に粗の状態で配置する
各燃焼用空気孔１２・・・・・・から供給される。

そして気化ガスとその空気とが各フィン３１ａ・・によ
り整流されながら均一に混合し、パイロットリング３１
と内筒９の奥方との間で燃焼炎を形成し、この燃焼炎に
よつてパイロットリング３１および各フィン３１ａ・・
・・・が赤熱し、燃料の気化部に輻射熱を与えてその気
化を適度に促進させ、燃ｌ焼を継続させる。フレームホ
ルダ２１は内筒９の開口部に配置するが、この位置には
弱火力時には燃焼炎が形成されず、したがつてフレーム
ホルダ２１は赤熱せずほとんど輻射熱を発しない。一方
、強火力に設定した場合には、気化ガスが多量となるか
ら、内筒９の奥方においては気化ガス量と供給空気量と
が対応せず、したがつてこの部分では燃焼炎が形成され
ず、それらは各フィン３１ａ・・・・・・によつて予混
合が行なわれ混合ガスになりつつパイロットリング３１
の内周口を通過するとともに、フレームホルダ２１の開
口周縁によつて内筒９の開口内周面に沿うように拡げら
れ、流速が早まると同時に内筒９の周面に密に配置した
各燃焼用空気孔１２・・・・・・から高速かつ多量の微
細空気が供給され、これによりこの部分においてブルー
フレームの良好な燃焼が行なわれる。この燃焼による炎
は、傘形状のフレームホルダ２１の外面に沿つて収束し
、これによりフレームホルダ２１が赤熱し、多量の気化
ガス量に見合う輻射熱を内筒９の奥方に放出し、その気
化を促進させる。以上説明のようにこの発明によれば、
フレームホルダが従来の拡炎筒のように有底円筒状でな
く扁平傘形状であるため、高温下でも熱変形をほとんど
起すことがなく、このためバーナ本体の開口に対するフ
レームホルダの同心配置が長期に亘つて確実に保持され
、従来のような局部黄炎や不完全燃焼をひき起す虞れが
ない。

またフレームホルダが扁平傘形状であるから熱容量が小
さく、このため着火時における熱吸収が少なく、定常燃
焼に移行するまでの立上りが速くなり、またそれに伴い
悪臭の発生時間を短時間に抑えることができる。弱火力
設定時にはフレームホルダが赤熱しないから燃料の気化
部に必要以上に輻射熱を与えることがなく、したがつて
逆火や大きな燃焼音の発生がなく、またこれにより火力
調節幅を大きくとることが可能になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は全体の断面
図、第２図はバーナ本体の分解状態の斜視図、第３図は
回転カップの配設部の分解状態の斜視図である。 ７・・・・・・バーナ本体、１２・・・・・・燃焼用空
気孔、２１・・・・・・フレームホルダ、３１・・・・
・・パイロットリング、４７・・・・・・回転カップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が開口する有底円筒状のバーナ本体内の奥内に
   、燃料を飛散霧化する回転カップを設けてなるものにお
   いて、上記バーナ本体内の開口寄り中間部にその内周に
   沿うパイロットリングおよびこのリングに取着されバー
   ナ本体の長手方向に沿つてその奥方側に延出する複数の
   フィンを設け、バーナ本体の開口部に扁平傘形状のフレ
   ームホルダをその開口端面をバーナ本体の奥方に向けて
   同心的に配設し、バーナ本体の周面に多数の小径の燃焼
   用空気孔を、上記パイロットリングを境にして開口側に
   おいては密の状態に、奥方側においては粗の状態に形成
   したことを特徴とする回転霧化式バーナ装置。 ２ 燃焼用空気孔の直径を１．０〜１．５ｍｍとし、バ
   ーナ本体周面の全空気孔の総面積の７０〜９０％に相当
   する数の空気孔を開口側に、残りの空気孔を奥方側に配
   置させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   回転霧化式バーナ装置。