JPS63210510A - 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】 産業上の利用分野 本発明は家庭用の暖房等に用いられる燃焼装置に関する
ものである。

従来の技術 従来、この種の燃焼装置としては石油ストーブ等に用い
られている吸上げ気化方式の燃焼装置があるが、これは
第６図に示す様に、多数の空気孔を有する内炎筒６と外
炎筒７に形成される燃焼室８に灯芯１先端を露出させて
燃料を気化、燃焼させるものである。通常外炎筒７は外
筒９の絞り部１５より上方では開口面積の大きな透孔１
７を有した赤熱部を形成しており、灯芯１から気化した
燃料と透孔１７から燃焼室８内に導入した空気を混合し
て燃焼させ、赤熱部１６を赤熱させ、輻射熱を得ていた
。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の様な構成では次の様な問題を生じていた
。

通常の強燃焼では第５図に示す様に内炎筒６と外炎筒７
上方に二次炎ｆ１を形成し、燃焼室８内を上昇してきた
未燃成分を完全に燃焼させるので良好な排ガス特性を示
す。しかし、灯芯１の露出高さを低くして燃焼量を小さ
くした場合は火炎は燃焼室８内に下がってｆ２の様に形
成される。この場合内炎部の空気孔１１や透孔１７に形
成されていた火炎ｆ３は火炎ｆ２の上方では形成されな
くなる。従来からこの様な状態では排ガス特性、特にＧ
ｏ／ＧＯ２が急激に悪化していた。また、燃焼装置を密
閉状態の良い部屋で長時間使用した場合、酸素濃度の減
少にしたがって燃焼量も次第に減少するが、上述の様に
火炎が燃焼室８内に下がると、多量のＣＯが発生する様
な状態になっていた。以上の現象は燃焼装置内の排ガス
測定を行なった結果、内炎筒６内部の流れに主原因があ
ることが明らかになった。すなわち、第６図におけるＡ
　−Ａ’線位置のＣＯ濃度は弱燃焼時（火炎がｆ２とな
って燃焼室８内に下りている状態）上端部付近で１１０
００ｐｐ以上もあった。このことから、内炎筒６内部に
は破線麿の様に燃焼室８から内炎筒６内部へ漏出する流
れが存在することは明らかで、この高濃度のＣＯを含む
混合ガスが通気孔１３や火炎ｆ２上方の空気孔１１より
直接大気中に放出されることになりＣｏ／ＣＯ２特性は
急激に悪化する。この現象は密閉状態の良い部屋で長時
間燃焼させ、酸素濃度が減少した場合（酸欠状態）でも
同様である。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、弱燃焼時
や酸欠状態での排ガス特性の急激な悪化を防止すること
により、燃焼特性が良好で燃焼量調節幅が大きく、かつ
安全な燃焼装置を得ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の燃焼装置では、内
炎筒内方に、灯芯に対向する位置近傍から上方に伸び、
内炎筒との間に形成される制流域をその底面で遮蔽し、
燃焼室と連通ずる通気部を形成する様に上下方向に複数
段の制流筒を備え、制流域の間隔は内炎筒の内径に対し
て２０チ以下に設けている。

作　　用 本発明は上記した構成により、制流域に未燃ガスを導入
し、この未燃ガスを制流筒上方の通気部に供給される清
浄な空気によって混合しながら通気部から集中的に燃焼
室に供給し、燃焼を促進させる。また制流筒を複数段備
えているので火炎より上方の制流筒へ流入する燃焼ガス
は、燃焼がかなり進行したガスとなり、ＣＯの多量の放
出を防止することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図において、１は灯芯で芯内筒２と芯外筒３の間に
上下動自在に設定されている。芯内筒２と芯外筒３の上
端部はそれぞれ内火皿４、外火皿５を形成しており、内
炎筒６、外炎筒７が載置されている。灯芯１の先端は燃
焼時には内炎筒６と外炎筒７間に形成される燃焼室８内
に露出され、ここで燃料の気化が行なわれる。９は外筒
で内炎筒６、外炎筒７、外筒９は内方より順次略同心円
状に配置され、固定ピン１０によって一体化されている
。１１は内炎筒６および外炎筒７に多数設けられた空気
孔である。１２は内炎筒６の上端開口部を閉塞する内炎
筒天板で、内炎筒６内方から上方へ通じる通気孔１３を
有している。１４は内炎筒天板１２上に載置された拡炎
板である。外筒９の上端には絞り部１５が形成され、こ
の絞り部１５より上方の外炎筒７には赤熱部１６が形成
され、開口の大きな透孔１７が設けられている。

１８はガラス等の透過性材料よりなる透過筒で、外筒９
上に載置されている。１９はトップフレームで赤熱部１
６と透過筒１８の間の空気通路２゜の上端を遮蔽する様
に赤熱部１６の上端に載置され、透過筒１８を固定して
いる。２１は内炎筒６内方に設置された制流筒Ａで、灯
芯１先端に対向する位置近傍から上方へ伸び、かつ内炎
筒６間に形成される制流域Ａ２２をその底面で遮蔽する
様に設けられている。２３は制流筒上方へ設定された制
流筒Ｂで、制流筒Ａ２２と同様制流域８２４をその底面
で遮蔽する様に設けられている。制流域Ａ２２及び制流
域Ｂ２４の間隔ｌは内炎筒６の内径りに対して２０％以
下に設定されている。

２５は制流筒Ａ２１と制流筒８２３の間に一定の間隔を
有する様に設定された通気部Ａである。

２６は制流筒Ｂ２４と内炎筒天板１２の間に一定の間隔
を有する様に設定された通気部日である。

２７は空気導入路である。

上記構成において、灯芯１に点火すると燃焼を開始し、
燃焼による高温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することに
より熱ドラフトを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、
外炎筒７の空気孔１１および赤熱部１６の透孔１７より
燃焼室８内に供給され燃焼が継続される。この時の内炎
筒６内部および燃焼室８内の燃焼ガスや空気の流れを第
２図にて説明する。内炎筒６内方から供給される空気は
制流筒Ａ２１下方から灯芯１近傍へ供給される白矢印ａ
と空気導入路２７を上昇する白矢印すに分けられる。上
昇した空気の一部は白矢印Ｃの様に通気部Ａ２５を通し
、燃焼室８へ供給される。さらに内炎筒６上方に供給さ
れた空気は白矢印ｄの様に空気孔１１や通気孔１３から
燃焼室８およびその上方へ供給される。また一部は白矢
印ｅの様に制流域臼２４に下降し、比較的下方の空気孔
１１からも燃焼室８に供給される。一方、空気流口矢印
ａによって気化された燃料は空気との混合ガスとなって
主として黒矢印ｆの様に燃焼室８を上昇する。しかし空
気流口矢印Ｃおよびｄ、ｅによって制流域Ａ２２および
制流域臼２４は負圧になるため、混合ガスの一部は黒矢
印ｇ、ｈの様に制流域Ａ２２、制流域８２４内に流入す
る。したがって制流域Ａ２２、制流域８２４には未燃ガ
スが充満する。この未燃ガスは通気部Ａ２５、通気部日
２６で空気流Ｃおよび空気流ｄ、ｅと混合され、黒矢印
１．Ｊの様に再び燃焼室８へ供給される。したがって強
撚焼時は内炎筒８上端付近に未燃ガスと空気を良く混合
した状態で燃焼室８上端付近に供給するので領域Ｃ付近
で効率良く燃焼させ、さらにここで燃焼しきれなかった
未燃ガスは上方に形成される火炎ｆ２で燃焼される。次
に灯芯１の露出高さを低くして燃焼量を小さく少なくし
ていくと火炎は次第に燃焼室８内へ下降し火炎ｆ３とな
る。この場合の流れも強撚焼時と同様であるが、気化ガ
スは大幅に減少しているので制流域臼２４へ流入する未
燃ガス量も減少する。従って空気流口矢印ｅとの混合領
域は下方へ下がり、領域り付近が良好な混合領域となり
、この部分で保炎を形成し、内炎筒６壁面を赤熱させ、
燃焼を促進させ、さらにその上方に形成される火炎ｆ。

で燃焼を完結させる。この場合制流域８２４に流入した
未燃ガスは空気流ｄ、ｅによってほとんどが燃焼室８に
供給され、火炎ｆ、で燃焼されるので火炎ｆ３より上方
に対向する制流域臼２４では未燃ガス成分はほとんどな
く火炎ｆ３より上方の空気孔１１や通気孔１３から排出
される空気は清浄で、排ガス特性（Ｃｏ／ＣＯ２）は悪
化しない。

ちなみに通気部８２６付近のＣＯ濃度は３０〜５０ｐｐ
ｍ程度で従来例に比し大幅に減少していることがわかっ
た。しかし、さらに燃焼量を少なくして火炎がさらに下
降すると、内炎筒６上方の温度が下がるため、空気流・
によって制流域８２４内に十分に空気が供給されるにも
かかわらず燃焼が促進されないため、火炎ｆ、の上方か
ら排出される空気には次第にＣＯ酸成分多く含まれる様
になり、排ガス特性は徐々に悪化する。しかしながらさ
らに燃焼量を少なくし、火炎が制流筒日２３下端より下
方にｆｒｎの様に形成されると、火炎ｆｒｎ近傍は温度
も高く、また通気部Ａ２５から空気流Ｃによって十分空
気が供給されるので領域Ｅ付近で燃焼が促進される。こ
の場合、上方の制流域Ｂ２４へ排ガスは流入するが、こ
の排ガス成分は火炎ｆｍで燃焼力拐かなり進んだ状態に
あり、排ガス成分中のＣＯ比率はそれほど高くはない。

したがって排ガス特性は悪化しない。

以上、通常の燃焼において灯芯１の露出高さを低くして
燃焼量を少なくしていった場合について述べたが、密閉
状態の良い部屋で長時間燃焼させた場合も同様の効果が
得られる。すなわち、酸欠状態下では酸素濃度の低下に
ともなって燃焼量が減少し、灯芯１の露出高さを低くし
て燃焼量を少なくしていった場合とほぼ同様な現象が見
られ、酸欠特性も良好！どなる。

第３図は従来例と本実施例について燃焼量に対するＣｏ
／ＣＯ２特性を、また第４図は酸欠特性を測定した結果
である。なお酸欠特性は初期燃焼１約１２５０にｃａＩ
／ｈ　　として測定した。本実施例はＣｏ／ＣＯ２特性
、酸欠特性とも大幅に改良されており、本発明の効果が
明確である。

更につづいて上記の作用効果を最大限に活用するために
制流域Ａ２２及び制流域ｌ３２４の間隔ｌを最適に設定
することは極めて重要な構成要素であり、第５図は内炎
筒６の内径りに対する制流域と燃焼量を２，５００〜１
，０００にｃａｌ／ｈ　の広範囲におけるＣｏ／ＣＯ２
の最大値との関係を実験により求めた特性図である。実
験によると内炎筒６の内径りに対する制流域の間隔は２
０チ以上になるとＣｏ／ＣＯ２が急激に悪化してＪＩＳ
規格値のＣｏ／ＣＯ２０，００２を大幅に越えている。

このことは制流域の効果の減少範囲である。一方２０％
以下にあってはＣｏ／ＣＯ２値の急激な悪化は全くみら
れず、いずれもＪＩＳ規格値のＣｏ／Ｃ：０２０．９０
２以下を確保している。このことは制流域の効果を最大
限に活用できる範囲であり、制流域Ａ２２及び制流域Ｂ
２４の間隔ｅは内炎筒の内径りに対して２０％以下に設
定することは極めて重要である。尚このことは酸欠特性
に関しても同様の効果がある。

以上の実施例では制流域が２段の場合について述べたが
、３段以上の構成をとっても同等もしくはそれ以上の効
果が得られる。

発明の効果 以上の様に本発明の燃焼装置によれば、次の効果が得ら
れる。

（１）内炎筒内方に制流筒を設けているため、空気導入
路を上昇する空気流によって制流域内に高濃度のＣＯを
含む未燃ガスが流入するが、通気部に供給される空気に
よって混合され、燃焼量に応じて内炎筒のある高さ位置
で良好な混合状態を形成し、燃焼を促進させることがで
きる。

（２）通気部から供給される空気によって未燃ガスの内
炎筒内部へ漏出する流れは遮蔽される。この遮蔽効果に
より、火炎より上方の制流域内および空気導入路は未燃
ガスをほとんど含んでおらず、火炎上方の内炎筒空気孔
や通気孔から高濃度のｃｏが直接大気に放出されること
はない。

（３）燃焼量がさらに少なくなって火炎がさらに降下す
ると制流域内に十分空気が導入されるにもかかわらず、
火炎上方の温度が低下するので燃焼が十分促進されず、
次第にｃｏｇが多くなってＣｏ／ＣＯ２特性が徐々に悪
化する傾向を示すが、制流筒を複数段設けているため火
炎が上段の制流筒以下に下がると、その直下の通気部か
ら供給される空気によって再び燃焼は促進され、上方の
制流域へ流入する排ガスは燃焼のかなり進んだＣＯ比率
の低いガスとなるため、この燃焼ガスが放出されても燃
焼特性の悪化につながらない。

（４）制流域の間隔は内炎筒の内径に対して２°０％以
下に設定しであるから上記１）〜３）の効果を最大限に
活用できるので燃焼量２，５００〜１　、ＯＯＯにｃｓ
ｌｌｈ　の広範囲において良好な排ガス特性を得るご・
とができる。

以上の効果により、弱燃焼時や酸欠状態での排ガス特性
の急激な悪化を防止することにより、燃焼特性が良好で
燃焼量調節幅が大きく、かつ安全な燃焼装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の要部断面
図、第２図は同燃焼装置内の流れの断面図、第３図、第
４図、第５図は同装置の効果を説明するための特性図、
第６図は従来の燃焼装置の要部断面図である。 １・・・・灯芯、６・・・・・内炎筒、７・・・・・・
外炎筒、８・・・・燃焼室、９・・・・・・外筒、１１
・・・・・・空気孔、２１゜２３・・・・・制流筒、２
２．２４・・・・・・制流域、２５゜２６・・・・・通
気部、ｌ・・・・・制流域の間隔、Ｄ　・・・内炎筒の
内径。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ　
″　ＴＴ　　　疋 ６−内炎筒 ７−　罫　炎　閘 ８−　だｆＬ工 ９−　　芥　　簡 １１　・・−２気炎 谷、２６−・−過　気叩 ！−キリ流戚の間隔 Ｄ・・−内炎部の内径 業２図 第　３　図 ！内　０２．１、實　（／、） 第５図 ＯＳ　　　　　ＩＩ　　　　　７５　　　　　ｍ内炎筒
の内径１：封する副流バの間隔（”／、）第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の空気孔を有する外炎筒と、この外炎筒外方に配さ
   れた多数の空気孔を有する内炎筒と、前記外炎筒外方に
   位置した外筒と、前記外炎筒と前記内炎筒間に形成され
   る燃焼室下端に上下動自在に設定された灯芯と、前記内
   炎筒内方に配され、前記灯芯に対向する位置近傍から上
   方に伸び、前記内炎筒との間に形成される制流域をその
   底面で遮蔽するとともに、上下間に上記燃焼室と連通す
   る通気部を形成する様に設けられた複数段の制流筒を備
   え、前記制流域の間隔は前記内炎筒の内径に対して２０
   ％以下に設けた燃焼装置。