JPS6123444B2 - - Google Patents

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
熱源器あるいは瞬間湯沸器等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、燃焼室内に微粒化手段を臨ませている燃
焼器で初期に輝炎で拡散燃焼し、その後燃焼熱に
より後続の燃料微粒子が直ちに高速気化し、拡散
混合が促進されて一部予混合の状態で空気噴出孔
部に保炎燃焼するこの種の燃焼装置においては、
次のような欠点を有していた。

(1) 液体燃料の流出モーメントが大きいとか、分
散・方向に限界があつたりして初期の輝炎燃焼
より不輝炎燃焼に移行する際に、気化・拡散混
合が悪く煤を発生し、器外へ排出されたり器内
主構成部にも付着する。そして繰返し動作によ
りこの付着煤は成長する。また、さらに燃料微
粒子の衝突部の中でも、火炎形成部より離れた
位置では燃料微粒子が付着・再合体し、液流と
なりつつ燃焼熱を受けて蒸発・気化を行なうた
めに衝突部表面にタールを生成し、固着する。

(2) 定常燃焼は、空気噴出孔の中の保炎用炎孔部
で高速拡散燃焼を行なうので、燃料と空気の混
合バランスが要求される。このバランスがくず
れることにより燃焼し切れない未燃分すなわち
高濃度の一酸化炭素、HCあるいは臭気等を発
生し、排出する。このように、煤・タールの器
内主要構成部への付着・成長、特に空気噴出孔
部近傍への付着・成長は、気化・拡散混合量の
むらを発生し、不安定保炎による燃焼騒音そし
て着火・消火時の排出ガスの性分も劣化すると
いつ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燃料の気化・拡散混合速度を
促進するとともに、燃料微粒子が器内の主要構成
部（特に中筒）へ衝突する面積を少なくすること
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
に本発明は、中筒と助燃筒とで燃焼室底部に構成
される予混合領域内で、同心円上に液体燃料を噴
霧するための多数の微小噴口を有する環状の微粒
化手段を臨設したものである。

上記構成によつて、単一噴口あたりの加圧され
た液体燃料の流出モーメントは概略噴口数によつ
て小さくされ、かつ燃焼器内における燃料の分散
が広げられ、初期の着火より定常燃焼への渦渡期
における気化・拡散混合が促進されると同時に、
燃焼室の主要構成部（特に中筒）への燃料の衝突
量および衝突面積が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。

以下、本発明の一実施例について第１〜２図に
基づいて説明する。

第１〜２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
粒化手段としての多数の微小噴口３を同心円上に
有する環状の噴霧管４が連結されており、前記環
状噴霧管４と点火装置５とは燃焼筒６の一部によ
つて形成された燃焼室７の底部８にそれぞれ隣接
して組込まれている。一方、前記燃料ポンプ２と
前記環状噴霧管４との間には三方弁９を介して、
戻し油パイプ１０が接続されており、燃料タンク
（記載せず）へと通じている。また、前記燃焼室
底部８の中央には中筒１１およびその外周には助
燃筒１２が併設されており、前記中筒１１と前記
助燃筒１２とで前記燃焼室底部８に構成される予
混合領域７内に前記環状噴霧管４および前記点火
装置５が臨設されている。前記中筒１１の側壁周
囲には多数の空気噴出孔１３が、外周壁に沿つて
接線方向にあるいは直角方向になるように設けて
ある。また、前記助燃筒１２には、前記環状噴霧
管４と前記点火装置５が通る穴が設けてありかつ
前記環状噴霧管４の設置部より前記燃焼室底部８
側に位置するところで同一円周上、多数の再循環
孔１４が設けてある。燃焼用空気はモータ１５、
フアン１６、フアンケス１７で構成される送風機
構から前記中筒１１へ供給される。１８は前記燃
焼室７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１１へ供給
され、空気噴出孔１３より燃焼室７に噴出され
る。また、送風機構作動の一定時間遅延後、点火
装置５が通電し火花を発生し、その後に燃料ポン
プ２の作動により加圧された液体燃料が環状噴霧
管４の各噴口３から燃焼室７内全体に噴霧され
る。燃料の噴霧量に対して一定量以下の空気（空
気過剰率ｍでおよそｍ≦0.4）が中筒１１の予混
合領域７内にある空気噴出孔１３より噴出してお
り、噴霧燃料の微粒子を強制混合し一定混合比に
遅した後に着火する。着火後、輝炎による輻射熱
および燃焼ガスの再循環による熱等を受けて燃料
の蒸発・気化が一段と促進され燃料濃度の高い予
混合状態で混合気は前方へと移動する。従つて輝
炎は直ちに中筒１１の前方の空気噴出孔１３へ移
動し、この噴出口１３からの燃焼用空気を取り入
れ不輝炎へと変化し、中筒１１前方の各噴出孔１
３へ火炎を形成する。その後、燃焼室７内の温度
上昇に伴つて気中での燃料微粒子の蒸発・気化そ
して混合の速度が速やかに促進され、かつ燃料微
粒子の衝突による再液化分も液化部での伝熱を受
けて蒸発、気化が促進されることにより中筒１１
の前方の空気噴出孔１３に安定した火炎を形成す
るといつた燃焼が行なわれる。また停止時は燃料
ポンプ２が止まると同時に電磁弁（記載せず）が
閉じ三方弁９により環状噴霧管４内の燃料はタン
クへと戻る。

このように単一噴口あたりの加圧噴霧された燃
料微粒子のモーメント（貫通度）が減少しかつ分
散が燃焼室内に広がる。また、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
積が減少する。

以上のように本発明の液体燃料燃焼装置によれ
ば、多数の微小噴口を有する環状噴霧管を液体燃
料の微粒化手段として予混合領域内に設けること
により、液体燃料の噴出モーメント（貫通度）が
減少し、分散が燃焼室内に広範囲に広がりかつ主
要構成部（特に中筒）への燃料の衝突量および衝
突面積が減少するため、 拡散混合が速やかに行なわれるとともに気中
における気化拡散も容易に促進されるなど、燃
焼室の予混合領域内での極所的拡散混合の均一
化が図れ、着火より定常燃焼への過渡期におけ
る煤等の発生を抑制することができる。

蒸発時間が短かくなり、すなわち接触時間が
一段と短かくなり、かつ衝突部表面も減少し、
蒸発・気化に起因するタール生成の抑制も図る
ことができる。

といつた効果が得られる。

次に本発明の第二実施例について第３図に基づ
いて説明する。この第二実施例では、第一実施例
における環状噴霧管４の微小噴口３の噴出方向を
燃焼室の中心軸に対して、平行にあるいは角度を
もたせたことのみで他の本質的な構成は第一実施
例と同様であり、同一番号は同一構成部品を示し
ている。また、動作は全く同一であるが、微少噴
口３の噴出方向に燃焼室の中心軸に対して角度を
持たせることにより第一実施例における効果がさ
らに増大される。

すなわち、燃焼室の予混合領域内での燃料の噴
出方向に幅がもて分散もさらに広範囲に取れる。
従つて、一層極所的拡散混合の促進および均一化
が図れ、着火より定常燃焼への過渡期における煤
等の発生の抑制はもちろんのこと、定常燃焼にお
ける気化、拡散混合もすすみ安定した燃焼を呈す
るという効果が得られる。

【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′断面図、第３図は本発明の他の実施例を示す
環状噴霧管の拡大図、第４図は従来例を示す断面
図である。 ３……微小噴口、４……環状噴霧管（環状微粒
化手段）、６……燃焼筒、７……燃焼室、８……
燃焼室底部、１１……中筒、１２……助燃筒、１
３……空気噴出口、７′……予混合領域、４′……
アトマイザ（微粒化手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が閉じられた有底筒状の燃焼器で燃焼室
   内に液体燃料の微粒化手段を臨ませると共に前記
   燃焼室底部の中央に、側壁に多数の空気噴出孔を
   有する中筒とこの中筒外周の同心円上に助燃筒を
   併設し、前記中筒と前記助燃筒とで前記燃焼室底
   部に構成される予混合領域内の同心円上に液体燃
   料を噴出するための多数の噴口を有する環状の微
   粒化手段を臨設した液体燃料燃焼装置。 ２ 環状の液体燃料微粒化手段の噴口を、前記燃
   焼室の中心軸に対して平行に、あるいは中心軸に
   対して開口角度をもたせて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。