JPS637282B2 - - Google Patents

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つて加熱
し、十分加熱されたところへ灯油を滴下したり、
回転噴霧等によつて灯油の粒子を前記熱板へ接触
させたりして気化し、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
℃に達するまでに約５分ほどの予熱時間がかか
り、実際に使う人にとつ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つた。

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、この送風装置によつて
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れた燃
焼室とで構成することにより、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つて燃焼用空気に乱
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。従つ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１０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５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により送られた燃焼用空気
はヒータ５によつて加熱され、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、燃焼部に設けられた熱交換器９内を燃
焼室として灯油が燃焼する。電極１０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アン１１によつ
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によつて、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が取付けられている。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
が全域で含浸体３に含まれた灯油が加熱された燃
焼用空気によつ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１０によつて着火され、燃焼室
１２内で燃焼する。

第５図は第２図の空気加熱装置として用いたヒ
ータ５の拡大断面図である。このヒータ５はチタ
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
ており、電極カバー１９で固定されている。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。
従つてこのヒータ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、そしてこのヒータ５の発
熱の温度上昇によつて電気抵抗が急速に大きくな
る。従つてヒータ５の温度上昇がピークになるま
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５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へ送られる。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
で加熱され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、熱交換ヘツダ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５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。また給排気熱交換器２１から排出される燃焼
ガスの温度を下げてやる（熱交換率を高くする）
ことによつ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５
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つて、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２
６を有する給気管２７を設けたものであり、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れ
ばよい。ただしニツ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１３の下流側に金属製のネツトのような固
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に含まれた灯油が含浸体全域で均一に気化
される。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ツ
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。

このように構成され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
する繊維で構成され、しかも複数の穴２を設けた
含浸体３に浸み込ませるとともに、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を有
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５へ送り、このヒータ５
で灯油を気化する温度約250℃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１０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アン
１１によつ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、熱交換ヘツダ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つて燃焼
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の電気抵抗が大きくなり、ヒータ５に流れ
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得
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５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
つ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
金属製のネツトのような固定板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、この
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
たことにより、加熱された燃焼用空気が乱流状態
となつて含浸体全域に接触するようになり、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燃料との混合比
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。従つてタール分の生
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼機の構成を示す概略断面
図、第２図は本発明の燃焼機の一実施例として用
いた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
発明の燃焼機の他の実施例として用いたFF式石
油温風暖房機の正断面図、第８図は本発明の燃焼
機の更に他の実施例として用いたFF式石油温風
暖房機の正断面図、第９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……
炎口板、１７……穴。

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、この送風装置により供給された
   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。 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。 ５ 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。