(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を気化する気化器と、前記気化器に連通する混合通路と、前記混合通路の下流側に設置された炎口と、この炎口を複数個に分割し、かつ分割した複数個の炎口の近傍に空気を供給する２次空気噴出孔を有する複数個の２次空気通路と、前記複数個の炎口の最外側に設けられた外側炎口と、この外側炎口の上流側に、前記混合通路の一部により構成した狭窄部とからなる燃焼装置。
【請求項２】
液体燃料を気化する気化器と、前記気化器に連通する混合通路と、前記混合通路の下流側に設置された炎口と、この炎口を複数個に分割した複数個の２次空気通路と、前記混合通路が前記２次空気通路により複数個に分割され、前記それぞれの炎口と一体化された複数個のバーナ部と、このバーナ部の最外側に設けられた外側バーナ部と、この外側バーナ部に設けられ、前記混合通路の一部により構成した狭窄部とからなる燃焼装置。
【請求項３】
狭窄部は、２次空気通路の一部を炎口の上流側に突出させて構成した請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項４】
狭窄部は、炎口あるいは２次空気通路と混合通路の間に仕切り部を設け、その端部を炎口の上流側に突出させて構成した請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項５】
狭窄部は、外側炎口または外側バーナ部の上流側に多孔状の整流体を設けて構成した請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項６】
狭窄部は、外側炎口または外側バーナ部の炎口の開口面積を他よりも小さく構成した請求項１または２記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭で使用される給湯機や暖房機等に利用される燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の燃焼装置は特開平５−２５６４１７号公報に記載されているようなものが一般的であった。この燃焼装置は図８、図９に示すように、液体燃料を供給されるポンプ１と、この液体燃料が送油管２を通り、ノズル３から噴出される電気ヒータ４の埋め込まれた気化器５と、燃焼用空気を送り出す送風ファン６と、前記燃焼用空気を気化器５に導入するための送風路７内と、気化器５で気化された燃料と混合された可燃混合気を、均一に混合する混合室８と、この混合室８の上部に設けられ、バーナヘッド９を構成する複数個の炎口１０と、この炎口１０の近傍に設けられた２次空気通路１１と、この２次空気通路１１の上部に設けられた２次空気口１２が構成されていた。また１３は、炎口１０上に形成された青炎である。
【０００３】
そして上記ポンプ１から供給された液体燃料は、送油管２を通り、ノズル３から電気ヒータ４の埋め込まれた気化器５へ液滴となって送出され、加熱気化される。一方、燃焼用空気は送風ファン６により送風路７から気化器５内へ導入され、気化された燃料と混合されて可燃混合気となり、混合室８で均一に混合された後、バーナヘッド９を構成する炎口１０で青炎１３を形成し、燃焼される。一方残りの空気は２次空気通路１１から炎口１０の近傍に設けられた２次空気口１２に供給され、燃焼に寄与するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の燃焼装置では、燃焼装置を更にコンパクトに構成する場合は、まず炎口１０の開口面積を縮小し、高負荷燃焼を行い、更に最大燃焼時に燃焼用空気を気化器５内へ多量に導入し、高１次空気比に設定する方法により、青炎１３を短炎化させるので、前記炎口１０に合わせて混合室８の容積も縮小すると、混合室８内を可燃混合気が高速で移動し、特に混合室８の内壁に沿って炎口１１に流入し、炎口１１の外周部分に形成する青炎１３が、空気過剰時にはリフティングを起こし多量の臭気を発生するという課題があった。
【０００５】
また可燃混合気が混合室８の内壁に沿って炎口１１に流入するので、炎口１１の外周部分に形成する青炎１３が可燃混合気過多になり、空気不足時には黄炎が立炎しすすを発生するという課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、気化器に連通する混合通路と、混合通路の下流側に設置された炎口と、炎口の外周近傍の上流側に、混合通路で構成した狭窄部とを設けたものである。
【０００７】
上記発明によれば、狭窄部により、混合通路の内壁に沿って流入する混合気を抑制するため、最大燃焼時の臭気発生やすす発生が防止され、コンパクトな燃焼装置を構成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に係る燃焼装置は、液体燃料を気化する気化器と、気化器の一部に連通する混合通路と、混合通路の下流側に設置された炎口と、炎口を複数個に分割し、かつ分割した複数個の炎口の近傍に空気を供給する２次空気噴出孔を有する複数個の２次空気通路と、複数個の炎口の最外側に設けられた外側炎口と、外側炎口の上流側に設けられ、混合通路の一部で構成した狭窄部を有する。
【０００９】
そして可燃混合気が混合通路の内壁に沿って炎口に流入するときに、狭窄部により外側炎口に形成する青炎の流速と量を抑制するため、空気過剰時には臭気の発生を防止し、空気不足時にはすすの発生を防止し、コンパクトな燃焼装置を構成することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係る燃焼装置は、液体燃料を気化する気化器と、気化器の一部に連通する混合通路と、混合通路の下流側に設置された炎口と、炎口の近傍に設けられ、炎口を複数個に分割した複数個の２次空気通路と、混合通路が２次空気通路により複数個に分割され、それぞれの炎口と一体化された複数個のバーナ部と、バーナ部の最外側に設けられた外側バーナ部と、外側バーナ部に、混合通路の一部で構成した狭窄部を有する。
【００１１】
そして可燃混合気が混合通路に流入するときに、狭窄部により外側バーナ部に形成する青炎の流速と量を抑制するため、空気過剰時には臭気の発生を防止し、空気不足時にはすすの発生を防止し、コンパクトな燃焼装置を構成することができる。
【００１２】
本発明の請求項３に係る燃焼装置は、外側２次空気通路の一部を外側炎口の上流側に突出させて構成した狭窄部を有する。
【００１３】
そして外側２次空気通路の一部で狭窄部を構成するため、外側炎口に対して常に一定の位置で青炎の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項４に係る燃焼装置は、炎口あるいは２次空気通路と混合通路の間に仕切り部を設け、その端部を炎口の上流側に突出させて構成した狭窄部を有する。
【００１５】
そして炎口あるいは２次空気通路と混合通路の間に仕切り部を設けて自在の形状で狭窄部を構成するため、炎口に対して常に最適の形状で青炎の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００１６】
本発明の請求項５に係る燃焼装置は、外側炎口または外側バーナ部の上流側に多孔状の整流体を設けて構成した狭窄部を有する。
【００１７】
そして多孔状の整流体により可燃混合気が均一化されるため、炎口に対して常に一定の開口で青炎の流速と量を均一化しながら抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００１８】
本発明の請求項６に係る燃焼装置は、外側炎口または外側バーナ部の炎口の開口面積を他よりも小さく構成した狭窄部を有する。
【００１９】
そして炎口外周近傍または外側炎口または外側バーナ部の炎口の開口面積を他よりも小さく設けたため、構成を複雑化せず、火炎に近いところで青炎の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の燃焼装置を示す要部断面図、図２は同燃焼装置の要部拡大図である。
【００２２】
図１、図２において、液体燃料である灯油は燃料タンク（図示せず）から燃料供給手段である燃料ポンプ１６に吸い上げられ、送油管１７を介して燃料供給ノズル１８に供給される。１９は燃料供給ノズル１８の前方に設けられた、アルミダイカスト等の熱伝導の良い材料で造られた筒状の気化器で、電熱ヒータ２０が埋め込まれている。気化器１９側面には、燃料供給ノズル１８の先端が臨むように開口２１を設けた気化器蓋２２が設けられている。気化器１９の下部には、混合気噴出口２３が設けられ、その下方には、混合通路２４が設けられている。混合通路２４は、銅、黄銅、アルミダイカスト等の熱伝導の良い材料で造られている。混合通路２４の下流には、耐熱性の鋼、セラミック等で形成された多孔状の炎口２５が設けられている。２６は、燃焼部全体を覆うバーナケースで、その内側の空間は、気化器１９、混合通路２４、炎口２５の周囲を囲むように設けられた空気通路２７となっている。２８は、上面に多数の２次空気噴出孔２９があけられた２次空気通路で、炎口２５の近傍に空気を供給するように炎口２５の周囲に複数個配列され、炎口２５を複数個に分割している。２次空気通路２８の一端は、空気通路２７に連通されている。３０は、遮熱板で、その内側に燃焼室３１を形成する。３２は、気化器１９の背面に燃焼室３１に張り出すように形成されたフィン状の受熱部である。３３は、空気通路２７の天板部３４に、炎口２５の上方を覆うように載置された熱交換器である。３５は、燃焼用空気を供給する送風機で、羽根車には高圧を出せるターボファンやラジアルファン等を用い、それをモータで回転させるように構成され、空気通路２７の側部の一部に連通された送風通路３６に連結されている。複数個に分割している炎口２５のを最外側に設けられた外側炎口３７の上流側に混合通路２４の側壁を突出させ、外側炎口の上流側通路を狭く構成した狭窄部３８が設けられている。混合通路２４の側壁は、外側炎口３７の上流側に至るまでの経路を略垂直に設けられている。３９は、炎口２５上に形成される青炎である。
【００２３】
次に動作、作用について説明すると、電源（図示せず）を投入すると電熱ヒータ２０に通電され、気化器１９が加熱される。気化器１９が所定の温度に達すると送風手段３５が作動し、燃焼用の空気が供給される。送風通路３６に供給された空気は気化用空気調節器で空気量を調節した後、気化器１９内に供給される１次空気と２次空気通路２８内に供給される２次空気とに分けられる。これと同時に燃料ポンプ１６が作動し、燃料が燃料供給ノズル１８から気化器１９に噴霧される。燃料は高温の気化器１９壁面で気化され、１次空気と混合されながら混合通路２４に搬送され、可燃混合気となって炎口２５から噴出される。このとき、イグナイタ（図示せず）の放電により可燃混合気に着火し燃焼を開始する。また、２次空気はバーナケース２６の内側の２次空気通路２８を通り、炎口２５近傍に配された２次空気噴出口２９に供給されるので燃焼室３１内で青炎３９の燃焼を促進させる。燃焼で生じた高温の燃焼ガスは、熱交換器３３で熱交換され排出される。
【００２４】
図１、図２の実施例の特徴は複数個の炎口２５の最外側に設けられた外側炎口３７と、外側炎口３７の上流側に設けられ、混合通路２４の側壁一部で構成した狭窄部３８を設けたために、可燃混合気が混合通路２４の内壁に沿って外側炎口３７に流入するときに、狭窄部３８により外側炎口３７に形成する青炎３９の流速と量を抑制するため、空気過剰時には青炎のリフトによる臭気の発生を防止し、空気不足時には黄炎の立炎によるすすの発生を防止し、コンパクトな燃焼装置を構成することができる。
【００２５】
また図２のように混合通路２４の内壁を垂直に形成して、狭窄部３８までの経路を構成するので、可燃混合気の流れに抵抗をかけて、流速を低減させ狭窄部の効果を向上できる。
【００２６】
また混合通路２４を銅のような軟らかく成形しやすい材料やアルミダイカストのように金型で成形する場合は、外側炎口３７と混合通路２４の境目近傍に薄いエッジを構成して狭窄部３８を設けることができるので、可燃混合気の収縮拡大を急速に行い、混合促進を向上できる。
【００２７】
（実施例２）
図３は本実施例２の燃焼装置を示す要部拡大断面図である。
【００２８】
本実施例において、実施例１と異なる点は炎口２５の近傍に設けられ、炎口２５を複数個に分割した複数個の２次空気通路２８と、混合通路２４が２次空気通路２８により複数個に分割され、それぞれの炎口２５と一体化された複数個のバーナ部４０と、バーナ部４０の最外側に設けられた外側バーナ部４１と、外側バーナ部４１に、混合通路２４の一部で構成した狭窄部４２を設けたことである。
【００２９】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３０】
次に動作、作用を説明すると、可燃混合気が混合通路２４に流入するときに、狭窄部４２により外側バーナ部４１に形成する青炎３９の流速と量を抑制するため、空気過剰時には臭気の発生を防止し、空気不足時にはすすの発生を防止し、コンパクトな燃焼装置を構成することができる。
【００３１】
また混合通路２４が複数個に分割され、それそれの炎口２５とでバーナ部４０を構成させるので、狭窄部４２の設定が容易で可燃混合気の流速と量を抑制する効果を向上できる。
【００３２】
（実施例３）
図４は本実施例３の燃焼装置を示す要部拡大断面図である。
【００３３】
本実施例において、実施例１（または２）と異なる点は外側２次空気通路４３の一部を外側炎口４４の上流側に突出させて構成した狭窄部４５を設けたことである。
【００３４】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３５】
次に動作、作用を説明すると、外側２次空気通路４３の底部を外側炎口４４の上流側に臨ませて狭窄部４５を構成するため、外側炎口４４と外側２次空気通路４３を一体で構成すれば、外側炎口４４に対して常に一定の位置で青炎３９の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００３６】
また外側２次空気通路４３の一部で狭窄部４５を構成できるので、図４のように外側２次空気通路４３を板材を巻いて構成する場合は、構成を簡素化することができる。
【００３７】
（実施例４）
図５は本実施例４の燃焼装置を示す要部拡大断面図である。
【００３８】
本実施例において、実施例１（または２または３）と異なる点は炎口２５あるいは２次空気通路２８と混合通路２４の間に仕切り部４６を設け、その端部を外側炎口４７の上流側に突出させて構成した狭窄部４８を有する。
【００３９】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４０】
次に動作、作用を説明すると、炎口２５あるいは２次空気通路２８と混合通路２４の間に仕切り部４６を設けて狭窄部４８を構成するため、外側炎口４７に対して青炎３９の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００４１】
また仕切り部４６として、独立した部品として構成しているので、狭窄部４８の形状を自在に加工でき、可燃混合気の整流等を兼ねながら狭窄部４８の効果を向上できる。
【００４２】
また仕切り部４６を熱伝導の良い銅やアルミダイカスト等の材料で構成すれば、炎口２５の熱が混合通路２４に効率的に伝えられ、混合を促進できる。
【００４３】
（実施例５）
図６は本実施例５の燃焼装置を示す要部拡大断面図である。
【００４４】
本実施例において、実施例１（または２または３または４）と異なる点は外側炎口４９の上流側に多孔状の整流体５０を設けて構成した狭窄部５１を設けたことである。
【００４５】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４６】
次に動作、作用を説明すると、多孔状の整流体５０により可燃混合気が均一化されるため、外側炎口４９に対して常に一定の開口で青炎３９の流速と量を均一化しながら抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００４７】
また整流体５０により狭窄部５１の大きさが固定できるので、混合通路２４と炎口２５の組立時に狭窄部５１の大きさにばらつきが発生することが防止できる。
【００４８】
（実施例６）
図７は本実施例６の燃焼装置を示す要部拡大断面図である。
【００４９】
本実施例において、実施例１（または２または３または４）と異なる点は外側炎口５２の炎口の開口面積を他よりも小さく設けて構成した狭窄部５３を設けたことである。
【００５０】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５１】
次に動作、作用を説明すると、外側炎口５２の炎口の開口面積を他よりも小さく設けたため、構成を複雑化せず、火炎に近いところで青炎３９の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができる。
【００５２】
また炎口の開口面積を小さくする方法としては、外側炎口５２の炎口幅や長さを短くすることや炎口の透孔ピッチを粗に設けることができる。
【００５３】
また外側炎口５２の透孔ピッチを粗に設けることは、火炎の集中を軽減して、燃焼量を絞った時の赤熱発生を防止することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に係る燃焼装置によれば、炎口を複数個に分割し、かつ分割した複数個の炎口に空気を供給する２次空気通路を有するものにあって、混合通路で構成した狭窄部を設けているので、可燃混合気が混合通路の内壁に沿って外側炎口に流入するときに、外側炎口に形成する青炎の流速と量を抑制するため、空気過剰時には臭気の発生を防止し、空気不足時にはすすの発生を防止し、コンパクトな燃焼装置を構成することができるという効果がある。
【００５５】
また、請求項２に係る燃焼装置によれば、狭窄部により外側バーナ部に形成する青炎の流速と量を抑制するので、空気過剰時には臭気の発生を防止し、空気不足時にはすすの発生を防止し、コンパクトな燃焼装置を構成することができるという効果がある。
【００５６】
また、請求項３に係る燃焼装置によれば、外側２次空気通路で狭窄部を構成するので、外側炎口に対して常に一定の位置で青炎の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができるという効果がある。
【００５７】
また、請求項４に係る燃焼装置によれば、炎口あるいは２次空気通路と混合通路の間に仕切り部を設けて狭窄部を構成するので、外側炎口に対して最適の形状で青炎の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができるという効果がある。
【００５８】
また、請求項５に係る燃焼装置によれば、多孔状の整流体により可燃混合気が均一化されるため、外側炎口に対して常に一定の開口で青炎の流速と量を均一化しながら抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができるという効果がある。
【００５９】
また、請求項６に係る燃焼装置によれば、外側炎口の炎口の開口面積を他よりも小さく設けたため、構成を複雑化せず、火炎に近いところで青炎の流速と量を抑制することができ、安定した燃焼特性を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における燃焼装置の要部断面図
【図２】  同燃焼装置の要部拡大断面図
【図３】  本発明の実施例２における燃焼装置の要部拡大断面図
【図４】  本発明の実施例３における燃焼装置の要部拡大断面図
【図５】  本発明の実施例４における燃焼装置の要部拡大断面図
【図６】  本発明の実施例５における燃焼装置の要部拡大断面図
【図７】  本発明の実施例６における燃焼装置の要部拡大断面図
【図８】  従来の燃焼装置の要部断面図
【図９】  従来の燃焼装置の要部拡大断面図
【符号の説明】
１９  気化器
２４  混合通路
２５  炎口
２８  ２次空気通路
３７  外側炎口
３８  狭窄部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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