(57)【要約】  燃焼室（３０）の上流側の端部に配設された含浸部材（８）に所定の間隔を空けて促進部材（１０）を配設し、促進部材（１０）よりも上流側の着火空間に着火装置（２２）及び第１給気口（２４）を設け、促進部材（１０）よりも下流側の燃焼空間に第２給気口（２８）を設ける。含浸部材（８）の平滑面に燃料を供給すると共に含浸部材（８）に凹部（８ｃ）又は切り欠き（３２）を形成して着火装置（２２）の少なくとも一部を収容する。第２給気口（２８）から燃焼空間に供給される空気の流量が下流ほど大きくなるようにする。これにより、蒸発式バーナ（１）における着火性を向上させ且つ燃焼室（３０）の下流側における燃料の不完全燃焼を低減する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁と周壁とからなる有底筒状の容器である内側ハウジングによって画定される空間である燃焼室と、
前記燃焼室における前記内側ハウジングの前記底壁側の端部である第１端部に配設され且つ毛細管構造及び／又は多孔質構造を有する部材である含浸部材と、
前記含浸部材に燃料を供給して前記含浸部材に前記燃料を含浸させる燃料供給部と、
前記含浸部材から蒸発する前記燃料の蒸気を加熱して着火させる着火装置と、
を備える蒸発式バーナであって、
前記燃焼室内において前記含浸部材よりも前記燃焼室の前記第１端部とは反対側の端部である第２端部側に前記含浸部材と所定の間隔を空けて配設され且つ多数の貫通孔が形成された部材である促進部材を更に備え、
前記着火装置は、前記燃焼室において前記促進部材よりも前記第１端部側に位置する空間である着火空間に露出するように配設されており、
前記着火空間に少なくとも一部が開口し且つ前記着火空間に空気を供給する第１給気口と、前記燃焼室において前記促進部材よりも前記第２端部側に位置する空間である燃焼空間に開口し且つ当該燃焼空間に空気を供給する第２給気口と、が前記内側ハウジングの前記周壁に形成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸発式バーナにおいて、
前記着火装置は、前記蒸発式バーナが使用される状態における前記含浸部材の上下方向の中央よりも下側の前記内側ハウジングの前記周壁から前記着火空間において上方に向かって突出するように配設されている、
蒸発式バーナ。
【請求項３】
請求項２に記載の蒸発式バーナにおいて、
前記着火装置の先端部は、前記蒸発式バーナが使用される状態における前記含浸部材の上下方向の中央よりも下側に位置するように配設されている、
蒸発式バーナ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の蒸発式バーナであって、
前記燃料供給部は、前記含浸部材の前記第１端部側の表面に形成された平滑面に対して前記燃料を供給するように構成されており、
前記含浸部材の前記着火装置に対向する領域には凹部又は切り欠きが形成されており、
前記着火装置は、その少なくとも一部が前記凹部又は前記切り欠きの内部に位置するように配設されている、
蒸発式バーナ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の蒸発式バーナであって、
前記第２給気口は、前記燃焼空間を画定する前記内側ハウジングの前記周壁の所定の領域において前記第１端部側から前記第２端部側へと所定の間隔を空けて形成された複数の開口部の少なくとも１つの配列である給気開口配列及び前記燃焼空間を画定する前記内側ハウジングの前記周壁の所定の領域において前記第１端部側から前記第２端部側へと所定の幅及び所定の長さにて形成された少なくとも１つのスリットである給気スリットの何れか一方又は両方によって構成されており、
前記第２給気口を介して前記燃焼空間に供給される空気の流量は、前記第２給気口の前記第１端部側よりも前記第２端部側の方が大きいように構成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項６】
請求項５に記載の蒸発式バーナにおいて、
前記給気開口配列を構成する前記複数の開口部は、各々の開口部の開口面積が前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうほど徐々に大きくなるように構成されており、
前記給気スリットの幅は、前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうほど徐々に大きくなるように構成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の蒸発式バーナにおいて、
前記給気開口配列は、前記給気開口配列の長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とが所定の角度をなすように構成されており、
前記給気スリットは、前記給気スリットの長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とが所定の角度をなすように構成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項８】
請求項７に記載の蒸発式バーナにおいて、
前記給気開口配列は、前記給気開口配列の長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とがなす角度が前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうにつれて変化するように構成されており、
前記給気スリットは、前記給気スリットの長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とがなす角度が前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうにつれて変化するように構成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の蒸発式バーナであって、
前記内側ハウジングの外周に配設された外側ハウジングと、
前記外側ハウジングの周壁に形成された開口部である第３給気口を介して前記外側ハウジング内に空気を供給する給気管と、
を更に備え、
前記外側ハウジングの周壁と前記内側ハウジングの前記周壁との間には、前記第１端部側及び前記第２端部側の両端が閉じられた空間である給気通路が形成されており、
前記第３給気口は、前記第２給気口よりも前記第２端部側に形成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の蒸発式バーナであって、
前記促進部材は、その中央部が前記第１端部側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されており、
前記含浸部材もまた、その中央部が前記第１端部側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の蒸発式バーナであって、
前記促進部材は、前記第１端部側に延在する部分である突出部を備え、
前記突出部は、前記含浸部材に接触している、
蒸発式バーナ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の蒸発式バーナであって、
前記突出部は、前記促進部材の一部において前記第１端部側に凸となるように形成された隆起であり、
前記隆起は、前記含浸部材の前記第２端部側に形成された凹部に嵌合することにより、前記含浸部材に接触している、
蒸発式バーナ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の蒸発式バーナであって、
前記促進部材は、複数の構成要素である促進要素によって構成されており、
個々の前記促進要素は、板状の形状を有する部分である主部と、前記主部の法線方向に延在する柱状の形状を有する部分である支持部と、を備え、且つ、前記支持部が前記含浸部材に挿入されることにより所定の位置にそれぞれ独立に固定されており、
前記複数の前記促進要素が備える前記主部同士の間の空隙によって前記促進部材の前記貫通孔が形成されている、
蒸発式バーナ。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３の何れか１項に記載の蒸発式バーナであって、
前記含浸部材は、毛細管構造及び／又は多孔質構造を有する部材からなる複数の層を含む積層体によって構成されており、
前記含浸部材を構成する前記複数の層のうち、前記第１端部側に露出している層の目の粗さは、前記第２端部側に露出している層の目の粗さよりも細かい、
蒸発式バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発式バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室の一端に配設されたウィックに燃料を含浸させ、ウィックから発生する燃料の蒸気をウィックの近傍に配設されたグロープラグによって加熱して着火・燃焼させる蒸発式バーナが従来知られている。このような蒸発式バーナは、例えばディーゼル燃料を用いる車両に搭載されるディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）の再生及び車両及び住宅の暖房を目的とする装置等における熱源としての使用が期待されている。【０００３】
ところで、蒸発式バーナにおいては、燃料を燃焼させるための空気を燃焼室内に導入するための給気口が設けられるが、導入された空気によりグロープラグが冷却されて蒸発式バーナの着火性が低下する場合がある。そこで、グロープラグのウィックとは反対側（即ち、給気口側）に防風部材を設けてグロープラグの一部を覆うことにより、給気口から燃焼室に導入された空気がグロープラグに直接的に吹き掛かることを防止して、グロープラグの冷却に起因する蒸発式バーナの着火性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。【０００４】
更に、着火機構（グロープラグ）を取り囲むように蒸発用エレメント（ウィック）を湾曲させることにより、着火機構から蒸発用エレメントへの熱伝達を向上させ、蒸発式バーナの着火性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。【０００５】
加えて、燃焼チャンバ（燃焼室）に空気を導入するためのスロット（給気口）の長手方向を燃焼チャンバの軸方向（長手方向）に対して傾斜させることにより、燃焼チャンバ内に旋回流を生じさせ、燃焼チャンバ内における燃焼の連続性を向上させることが提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０３７０１３号公報
【特許文献２】特開２００３−３０２００９号公報
【特許文献３】特開昭５９−０６０１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に記載された燃焼式ヒータ（蒸発式バーナ）においては、グロープラグの給気口側に防風部材を設ける。その結果、グロープラグ近傍における燃料の蒸気の空気に対する濃度が過剰となり、蒸発式バーナの着火性が却って低下したり、不安定燃焼に起因してウィックの寿命が短くなったりするという問題がある。【０００８】
更に、上述した特許文献２に記載された蒸発式バーナにおいては、蒸発用エレメントの湾曲された部分に燃料が供給されるので、蒸発用エレメント内へ燃料が浸透し難いという問題がある。【０００９】
加えて、上述した特許文献３に記載された蒸発式バーナにおいては、給気口としてのスロットの幅が長手方向の全長に亘って一定であると共に、スロットに空気を供給するための給気管を接続する連結部がスロットよりも上流側（ウィック側）に形成されている。そのため、スロットを介して燃焼チャンバに供給される空気の量は下流側（ウィックとは反対側）ほど少なく、燃焼チャンバの下流側において燃料の不完全燃焼が生ずる虞がある。【００１０】
以上のように、従来技術に係る蒸発式バーナにおいては、以下に示す第１乃至第３の課題がある。先ず、第１の課題として、着火装置による燃料の着火に好適な量の空気を着火装置の近傍に供給することにより、蒸発式バーナの着火性を向上させると共にウィックの寿命を延ばすという課題がある。次に、第２の課題として、ウィック内への燃料の浸透が困難となることを回避しつつ着火機構からウィックへの熱伝達を向上させることにより、蒸発式バーナの着火性を向上させるという課題がある。更に、第３の課題として、燃焼室の下流側における燃料の不完全燃焼の原因となる空気不足を低減するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記第１乃至第３の課題を始めとする従来技術に係る蒸発式バーナにおいて解決すべき種々の課題を解決すべく、本発明者による鋭意研究によってなされたものである。本発明の種々の側面に係る蒸発式バーナについての概要を以下に述べる。【００１２】
《本発明の第１の側面》
上述した第１の課題に鑑み、本発明の第１の側面に係る蒸発式バーナ（以降、「第１バーナ」と称される場合がある。）は、燃焼室と、含浸部材と、燃料供給部と、着火装置と、を備える。【００１３】
燃焼室は、底壁と周壁とからなる有底筒状の容器である内側ハウジングによって画定される空間である。含浸部材は、前記燃焼室における前記内側ハウジングの前記底壁側の端部である第１端部に配設され且つ毛細管構造及び／又は多孔質構造を有する部材である。燃料供給部は、前記含浸部材に燃料を供給して前記含浸部材に前記燃料を含浸させる。着火装置は、前記含浸部材から蒸発する前記燃料の蒸気を加熱して着火させる。【００１４】
第１バーナは、促進部材を更に備える。促進部材は、多数の貫通孔が形成された部材であり、前記燃焼室内において前記含浸部材よりも前記燃焼室の前記第１端部とは反対側の端部である第２端部側に前記含浸部材と所定の間隔を空けて配設されている。【００１５】
前記着火装置は、前記燃焼室において前記促進部材よりも前記第１端部側に位置する空間である着火空間に露出するように配設されている。更に、前記内側ハウジングの前記周壁には、第１給気口と、第２給気口と、が形成されている。第１給気口は、前記着火空間に少なくとも一部が開口し且つ前記着火空間に空気を供給する。第２給気口は、前記燃焼室において前記促進部材よりも前記第２端部側に位置する空間である燃焼空間に開口し且つ当該燃焼空間に空気を供給する。【００１６】
更に、第１バーナにおいて、前記着火装置は、前記蒸発式バーナが使用される状態における前記含浸部材の上下方向の中央よりも下側の前記内側ハウジングの前記周壁から前記着火空間において上方に向かって突出するように配設され得る。【００１７】
加えて、上記の場合、前記着火装置の先端部は、前記蒸発式バーナが使用される状態における前記含浸部材の上下方向の中央よりも下側に位置するように配設され得る。【００１８】
《本発明の第２の側面》
次に、上述した第２の課題に鑑み、本発明の第２の側面に係る蒸発式バーナ（以降、「第２バーナ」と称される場合がある。）は、上述した第１バーナであって、前記燃料供給部は、前記含浸部材の前記第１端部側の表面に形成された平滑面に対して前記燃料を供給するように構成されている。更に、前記含浸部材の前記着火装置に対向する領域には凹部又は切り欠きが形成されており、且つ、前記着火装置は、その少なくとも一部が前記凹部又は前記切り欠きの内部に位置するように配設されている。【００１９】
《本発明の第３の側面》
次に、上述した第３の課題に鑑み、本発明の第３の側面に係る蒸発式バーナ（以降、「第３バーナ」と称される場合がある。）は、上述した第１バーナ又は第２バーナであって、前記第２給気口は、給気開口配列及び給気スリットの何れか一方又は両方によって構成されている。【００２０】
給気開口配列は、前記燃焼空間を画定する前記内側ハウジングの前記周壁の所定の領域において前記第１端部側から前記第２端部側へと所定の間隔を空けて形成された複数の開口部の少なくとも１つの配列である。給気スリットは、前記燃焼空間を画定する前記内側ハウジングの前記周壁の所定の領域において前記第１端部側から前記第２端部側へと所定の幅及び所定の長さにて形成された少なくとも１つのスリットである。【００２１】
前記第２給気口を介して前記燃焼空間に供給される空気の流量は、前記第２給気口の前記第１端部側よりも前記第２端部側の方が大きいように構成されている。【００２２】
更に、第３バーナにおいて、前記給気開口配列を構成する前記複数の開口部は、各々の開口部の開口面積が前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうほど徐々に大きくなるように構成され得る。前記給気スリットの幅は、前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうほど徐々に大きくなるように構成され得る。【００２３】
加えて、上述した第３バーナにおいて、前記給気開口配列は、前記給気開口配列の長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とが所定の角度をなすように構成され得る。前記給気スリットは、前記給気スリットの長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とが所定の角度をなすように構成され得る。【００２４】
上記において、前記給気開口配列は、前記給気開口配列の長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とがなす角度が前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうにつれて変化するように構成され得る。前記給気スリットは、前記給気スリットの長手方向と前記内側ハウジングの軸に平行な方向とがなす角度が前記第１端部側から前記第２端部側へと向かうにつれて変化するように構成され得る。【００２５】
また更に、上述した第３バーナは、前記内側ハウジングの外周に配設された外側ハウジングと、前記外側ハウジングの周壁に形成された開口部である第３給気口を介して前記外側ハウジング内に空気を供給する給気管と、を更に備え得る。この場合、前記外側ハウジングの周壁と前記内側ハウジングの前記周壁との間には、前記第１端部側及び前記第２端部側の両端が閉じられた空間である給気通路が形成されている。前記第３給気口は、前記第２給気口よりも前記第２端部側に形成されている。【００２６】
《本発明の第４の側面》
次に、本発明の第４の側面に係る蒸発式バーナ（以降、「第４バーナ」と称される場合がある。）は、上述した第１バーナ乃至第３バーナであって、前記促進部材は、その中央部が前記第１端部側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されており、前記含浸部材もまた、その中央部が前記第１端部側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されている。【００２７】
《本発明の第５の側面》
次に、本発明の第５の側面に係る蒸発式バーナ（以降、「第５バーナ」と称される場合がある。）は、上述した第１バーナ乃至第３バーナであって、前記促進部材は、前記第１端部側に延在する部分である突出部を備え、前記突出部は、前記含浸部材に接触している。【００２８】
更に、第５バーナにおいて、前記突出部は、前記促進部材の一部において前記第１端部側に凸となるように形成された隆起であり得る。この場合、前記隆起は、前記含浸部材の前記第２端部側に形成された凹部に嵌合することにより、前記含浸部材に接触している。【００２９】
《本発明の第６の側面》
次に、本発明の第６の側面に係る蒸発式バーナ（以降、「第６バーナ」と称される場合がある。）は、上述した第１バーナ乃至第３バーナであって、前記促進部材は、複数の構成要素である促進要素によって構成されている。【００３０】
個々の前記促進要素は、板状の形状を有する部分である主部と、前記主部の法線方向に延在する柱状の形状を有する部分である支持部と、を備え、且つ、前記支持部が前記含浸部材に挿入されることにより所定の位置にそれぞれ独立に固定されており、前記複数の前記促進要素が備える前記主部同士の間の空隙によって前記促進部材の前記貫通孔が形成されている。【００３１】
《本発明の第７の側面》
次に、本発明の第７の側面に係る蒸発式バーナ（以降、「第７バーナ」と称される場合がある。）は、上述した第１バーナ乃至第６バーナであって、前記含浸部材は、毛細管構造及び／又は多孔質構造を有する部材からなる複数の層を含む積層体によって構成されており、前記含浸部材を構成する前記複数の層のうち、前記第１端部側に露出している層の目の粗さは、前記第２端部側に露出している層の目の粗さよりも細かい。
【発明の効果】
【００３２】
第１バーナによれば、着火装置による燃料の着火に好適な量の空気を、第１給気口を介して着火装置の近傍に供給することができる。その結果、蒸発式バーナの着火性を向上させると共にウィックの寿命を延ばすことができる。【００３３】
第２バーナによれば、含浸部材の第１端部側の表面に形成された平滑面に対して燃料を供給することができる。その結果、含浸部材の内部に燃料を容易に浸透させることができる。更に、第２バーナによれば、含浸部材の着火装置に対向する領域に形成された凹部又は切り欠きの内部に着火装置の少なくとも一部が位置するように配設されている。その結果、着火機構から含浸部材への熱伝達を向上させることができる。これらにより、蒸発式バーナの着火性を更に向上させることができる。【００３４】
第３バーナによれば、上述した給気開口配列及び給気スリットの何れか一方又は両方によって第２給気口が構成されており、第２給気口を介して燃焼空間に供給される空気の流量は、第２給気口の第１端部側（上流側）よりも第２端部側（下流側）の方が大きいように構成されている。その結果、燃焼室の下流側における空気不足を低減して、燃料の不完全燃焼を低減することができる。【００３５】
第４バーナによれば、促進部材は、その中央部が第１端部側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されている。その結果、平板状（プレート状）の促進部材と比べて、促進部材の剛性（断面係数）が高まり、燃料の燃焼に伴う温度変化に起因する促進部材の変形（熱変形）を低減することができる。一方、含浸部材もまた、その中央部が第１端部側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されている。その結果、上記のように曲面形状を有する板状の部材によって促進部材を構成したことに伴う促進部材と含浸部材との距離の増大を低減して、燃料の燃焼時における促進部材から含浸部材への熱伝達の低下を低減することができる（詳しくは後述する）。【００３６】
第５バーナによれば、促進部材は、第１端部側に延在する部分である突出部を備え、当該突出部は含浸部材に接触している。その結果、燃料の燃焼時における促進部材から含浸部材への熱伝達を増大させることができる（詳しくは後述する）。【００３７】
第６バーナによれば、促進部材は、各々の支持部が含浸部材に挿入されることにより互いに独立して所定の位置に固定された複数の促進要素によって構成されている。個々の促進要素の熱変形は小さいので、燃料の燃焼に伴う促進部材全体としての熱変形を低減することができる。【００３８】
第７バーナによれば、含浸部材は、毛細管構造及び／又は多孔質構造を有する部材からなる複数の層を含む積層体によって構成されており、第１端部側に露出している層の目の粗さは、第２端部側に露出している層の目の粗さよりも細かい。その結果、第１端部側においては含浸部材内における燃料の浸透を促進させることができ、第２端部側においては燃料の燃焼時における火炎に対する含浸部材の耐久性を高めることができる。【００３９】
以上、本発明の種々の側面に係る蒸発式バーナの幾つかの実施態様について説明してきたが、本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１に係る蒸発式バーナを下流側から観察した様子を示す模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る蒸発式バーナに用いられる含浸部材の構成を示す、下流側から観察した正面図（ａ）、（ａ）の下面図（ｂ）、下流側から観察した斜視図（ｃ）、及び上流側から観察した斜視図（ｄ）である。
【図４】本発明の実施例１に係る蒸発式バーナに用いられる含浸部材の他の構成を示す、下流側から観察した正面図（ａ）、（ａ）の下面図（ｂ）、下流側から観察した斜視図（ｃ）、及び上流側から観察した斜視図（ｄ）である。
【図５】本発明の実施例１の変形例に係る促進部材の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施例１の変形例に係る促進部材の他の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例１の変形例に係る促進部材の他の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例１の変形例に係る促進部材の他の一例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例１の変形例に係る促進部材の他の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例１の変形例に係る促進部材の他の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施例１の変形例に係る蒸発式バーナの一例を示す模式的な要部断面図である。
【図１２】本発明の実施例１の変形例に係る蒸発式バーナの他の一例を示す模式的な要部断面図である。
【図１３】本発明の実施例１の変形例に係る含浸部材の一例を示す模式図であり、下流側から観察した正面図（ａ）、（ａ）の下面図（ｂ）、下流側から観察した斜視図（ｃ）、及び上流側から観察した斜視図（ｄ）である。
【図１４】本発明の実施例１の変形例に係る含浸部材の他の一例を示す模式図であり、下流側から観察した正面図（ａ）、（ａ）の下面図（ｂ）、下流側から観察した斜視図（ｃ）、及び上流側から観察した斜視図（ｄ）である。
【図１５】本発明の実施例１の変形例に係る含浸部材の他の一例を示す模式図であり、下流側から観察した正面図（ａ）、（ａ）の下面図（ｂ）、下流側から観察した斜視図（ｃ）、及び上流側から観察した斜視図（ｄ）である。
【図１６】本発明の実施例１の変形例に係る含浸部材の他の一例を示す模式図であり、下流側から観察した正面図（ａ）、（ａ）の下面図（ｂ）、下流側から観察した斜視図（ｃ）、及び上流側から観察した斜視図（ｄ）である。
【図１７】本発明の実施例２に係る蒸発式バーナの内側ハウジングの周壁に形成された第２給気口として構成された給気開口配列の一例を示す模式図である。
【図１８】本発明の実施例２の変形例に係る蒸発式バーナの内側ハウジングの周壁に形成された第２給気口として構成された給気開口配列の一例を示す模式図である。
【図１９】本発明の実施例２の変形例に係る蒸発式バーナの内側ハウジングの周壁に形成された第２給気口として構成された給気開口配列の他の一例を示す模式図である。
【図２０】本発明の実施例２の変形例に係る蒸発式バーナの内側ハウジングの周壁に形成された第２給気口として構成された給気スリットの一例を示す模式図である。
【図２１】本発明の実施例２の変形例に係る蒸発式バーナの内側ハウジングの周壁に形成された第２給気口として構成された給気スリットの他の一例を示す模式図である。
【図２２】本発明の実施例２の変形例に係る蒸発式バーナの内側ハウジングの周壁に形成された第２給気口として構成された給気スリットの他の一例を示す模式図である。
【図２３】本発明の実施例３に係る蒸発式バーナの模式的な断面図である。
【図２４】本発明の実施例３に係る含浸部材において燃料供給管から供給された燃料が円滑に浸透して内部に容易に広がることを説明する模式図である。
【図２５】本発明の実施例３に係る含浸部材において燃料の着火によって発生した火炎が成長し易いことを説明する模式図である。
【図２６】本発明の実施例４に係る促進部材及び含浸部材の構成の一例を示す模式図である。
【図２７】本発明の実施例５に係る促進部材及び含浸部材の構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の種々の実施形態に係る蒸発式バーナの実施例について、図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。
【実施例１】
【００４２】
《構成》
図１は、本発明の実施例１に係る蒸発式バーナ１を下流側から観察した様子を示す模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。以下の説明においては、蒸発式バーナ１が使用される状態（例えば、車両に搭載される状態等）における鉛直方向上側（図１及び図２の紙面の上側）を「上方」、その反対側である下側を「下方」とする。更に、図２の紙面に向かって左側を「上流側」、その反対側である右側を「下流側」とする。【００４３】
蒸発式バーナ１は、外側ハウジング２と、外側ハウジング２の内側に配設された内側ハウジング３とを備える。外側ハウジング２及び内側ハウジング３の形状は特に限定されず、例えば、蒸発式バーナ１の用途及び使用環境等に応じて適宜設計することができる。本実施例においては、外側ハウジング２は円筒状の周壁として形成し、内側ハウジング３は外側ハウジング２の周壁と同軸の円筒状の周壁３ａと当該周壁の上流側の端部に配設された底壁１５とからなる有底筒状の容器として形成した。但し、本実施例においては、後述する「押さえ部材」によって底壁１５を構成した。従って、以下の説明においては、底壁１５を「押さえ部材１５」と称する場合がある。【００４４】
外側ハウジング２の周壁と内側ハウジング３の周壁との間には、上流側及び下流側の両端が閉じられた空間である給気通路４が形成されている。外側ハウジング２の周壁には開口部である第３給気口が形成されており、この第３給気口には給気管５が接続され、図示しない給気手段によって外側ハウジング２内の給気通路４に空気が供給されるようになっている。給気通路４に供給される空気の流量は、図示しない流量制御部によって任意に変更することができるようになっている。【００４５】
尚、上記のように外側ハウジング２の周壁と内側ハウジング３の周壁との間に形成された給気通路４を通じて供給される空気の層は、断熱層として機能することができる。その結果、燃料の燃焼時において燃焼室３０内の熱が外側ハウジング２に伝導されて蒸発式バーナ１以外の設備等へ熱による影響を与えることを防止することができる。【００４６】
外側ハウジング２の下流側の端部には、フランジ等からなる取付用部材６が外向きに突出して設けられている。【００４７】
燃焼室３０は、内側ハウジング３によって画定される空間である。燃焼室３０における内側ハウジング３の底壁を構成する押さえ部材１５側（上流側）の端部である第１端部には含浸部材８が配設されている。従って、実質的には、内側ハウジング３の内部空間の含浸部材８よりも下流側の空間が燃焼室３０に該当する。一方、内側ハウジング３の第１端部（上流側端部）とは反対側の端部である第２端部（下流側端部）は、開口部２ａとして開口している。【００４８】
含浸部材８は、耐熱性、燃料に対する化学的安定性（例えば、耐腐食性等）及び柔軟性を有すると共に、その内部に燃料を含浸させることが可能な材料によって形成される。具体的には、含浸部材８は、例えば金属及びセラミック材料等によって形成され、毛細管構造及び／又は多孔質構造を有する部材である。本実施例においては、金属繊維及び／又はセラミック繊維を押し固めることによって形成されたウィックを含浸部材８として使用した。【００４９】
また、含浸部材８は、略円盤状に形成され、内側ハウジング３の軸に直交する平面による燃焼室３０の断面全体に亘るように設けられている。本実施例における含浸部材８は、図２及び図３に示すように、その下流側の主面の外周部（外縁部）全体に亘って凹状の段部８ａが形成され、段部８ａ及び後述する凹部８ｃ以外は平面状に形成されている。一方、含浸部材８の上流側の主面８ｂは、平面又は曲面からなる（凹凸の無い）平滑面として形成される。本実施例においては、含浸部材８の上流側の主面８ｂは平面として形成した。これにより、冒頭で述べた従来技術に係る蒸発式バーナのように着火装置（グロープラグ）を取り囲むように含浸部材（蒸発用エレメント）を湾曲させる場合に比べて、含浸部材の成形加工が容易となり、製造工程を簡素化し、製造コストを削減することができる。【００５０】
図３に示すように、含浸部材８の下流側（第２端部側）の主面の下部には、含浸部材８の外縁から内側（中心側）に向かって凹部８ｃが形成されている。凹部８ｃは、含浸部材８の径方向の外側と下流側とに開口している。凹部８ｃは、後述する着火装置２２の少なくとも一部を収容する限り、任意の形状として形成することができる。【００５１】
また、凹部８ｃを形成する周方向の周壁面と上流側の底壁面とがなす角部及び凹部８ｃを形成する周方向の周壁面と下流側の主面とがなす角部は、図３に示したように面取りを施さないエッジのある形状としてもよく、或いは、例えば図４に示すように曲面状等に面取りを施した形状としてもよい。【００５２】
本実施例においては、凹部８ｃは含浸部材８の径方向の外側の端部から含浸部材８の中心に向かって形成されており、凹部８ｃの径方向の外側の端部は含浸部材８の中心よりも下方に位置し、且つ、凹部８ｃの中心側の端部は含浸部材８の上下方向の中央よりも下方に位置するように形成されている。但し、本発明に係る蒸発式バーナにおいて、凹部８ｃは必須の構成要件ではなく、凹部８ｃを形成しなくてもよい。【００５３】
含浸部材８は、１つの層によって構成しても或いは複数の層によって構成してもよい。後者の場合、例えば、含浸部材８を毛細管構造及び／又は多孔質構造を有する部材からなる複数の層を含む積層体によって構成し、含浸部材８を構成する複数の層のうち、第１端部側（上流側）に露出している層の目の粗さが第２端部側（下流側）に露出している層の目の粗さよりも細かくなるようにしてもよい。本実施例においては、含浸部材８を２つの層によって構成し、上流側の層には下流側の層よりも細い繊維によって形成されたウィックを採用することにより目を細かくして燃料の浸透性を高め、下流側の層に目を粗くして燃料の燃焼時における火炎に対する耐久性を高めた。【００５４】
燃焼室３０における含浸部材８よりも下流側（第２端部側）には、含浸部材８と所定の間隔を空けて促進部材１０が設けられている。促進部材１０は、多数の貫通孔が形成された部材である。本実施例における促進部材１０は、真円状のプレートとして形成され、内側ハウジング３の軸に直交する平面による燃焼室３０の断面全体に亘るように設けられている。また、含浸部材８と促進部材１０との間には、それらの間に空間１１を形成するための空間形成部材１２が配設されている。【００５５】
空間形成部材１２は、凹部８ｃを除く含浸部材８の段部８ａと係合すると共に、凹部８ｃに対応する部分が切り欠かれたＣ字状の外周部１２ａと、外周部１２ａの周方向に適宜間隔を空けて設けられ且つ外周部１２ａから下流側に向かって突出している複数の脚部１２ｂと、を備える。これら複数の脚部１２ｂの下流側の端部が促進部材１０と当接することにより、含浸部材８と促進部材１０との間に所定の間隔が確保されて、それらの間に空間１１が形成される。【００５６】
図１及び図２に示すように、促進部材１０は、その下部以外の全面に亘って所定の間隔にて多数の貫通孔１０ａが形成されている。更に、含浸部材８の凹部８ｃの下流側に位置する促進部材１０の部分には、貫通した長孔１０ｂが形成されている。【００５７】
促進部材１０は、これを内側ハウジング３の上流側から挿入した際に内側ハウジング３の周壁３ａから内側に突出した位置決め部１４に当接することにより位置決めされるようになっている。位置決め部１４の構成としては、任意の構造及び／又は機構を採用することができる。本実施例においては、内側ハウジング３の周壁３ａを内側に突出させることにより位置決め部１４を形成した。位置決め部１４は、内側ハウジング３と一体的に形成してもよく、或いは内側ハウジング３とは別個の部品として形成してもよい。【００５８】
更に、含浸部材８の上流側には押さえ部材１５が溶接等の手法により内側ハウジング３に固定されている。このように押さえ部材１５と空間形成部材１２との間に含浸部材８を挟持することにより、蒸発式バーナ１の使用時等に生ずる振動等に起因する含浸部材８の破損等を防止することができる。本実施例においては、押さえ部材１５は内側ハウジング３の底壁としても機能する。【００５９】
但し、内側ハウジング３の内部に画定された燃焼室３０における含浸部材８及び促進部材１０の位置決めをする手法は上記に限定されない。例えば、含浸部材８及び促進部材１０のそれぞれに位置決め部を形成してもよく、或いは、含浸部材８及び促進部材１０のそれぞれを溶接等の手法によって内側ハウジング３の周壁３ａの内側に固定してもよい。【００６０】
押さえ部材１５には貫通孔が形成されており、この貫通孔には燃料供給管１６が接続されている。これにより、図示しない燃料供給部から燃料供給管１６を通して、平滑面である含浸部材８の上流側の主面８ｂに燃料が供給されるようになっている。押さえ部材１５における貫通孔の位置（即ち、燃料供給管１６を接続する位置）は、含浸部材８の平滑面に燃料を供給することが可能である限り、特に限定されない。本実施例においては、含浸部材８の上流側の主面８ｂの中心部に対応する押さえ部材１５の位置に燃料供給管１６を接続した。【００６１】
内側ハウジング３の下流側の端部には、オリフィス２０を内嵌固定して、燃焼室３０の断面積を小さくした（即ち、燃焼ガスの流路を狭くした）。これにより、燃焼室３０の下流側の端部に到達した燃焼ガスの一部が上流側へと転向して、燃焼室３０におけるガスの混合を促進すると共に、未燃燃料を上流側へと環流させて燃焼させることにも繋がる。但し、燃焼室３０の下流部における断面積を小さくするための手法は上記に限定されず、例えば、上記のように別個の部品としてのオリフィス２０ではなく、内側ハウジング３の周壁３ａを内側に屈曲させてオリフィスを形成してもよい。また、本発明に係る蒸発式バーナにおいて、オリフィス２０は必須の構成要件ではなく、オリフィス２０を形成しなくてもよい。【００６２】
更に、図２に示すように、外側ハウジング２における、凹部８ｃの径方向の外側の端部に対応する位置には、着火装置取付部材２１が配設されている。着火装置取付部材２１の先端（燃焼室３０側の端部）は、給気通路４の内部に達しているが、内側ハウジング３とは当接しないように構成されている。これにより、燃料の燃焼時において燃焼室３０内の熱が着火装置取付部材２１を経由して外側ハウジング２に伝導されて蒸発式バーナ１以外の設備等へ熱による影響を与えることを防止することができる。【００６３】
着火装置取付部材２１には着火装置２２が固定されている。着火装置２２は、含浸部材８から蒸発する燃料の蒸気を加熱して着火させることが可能である限り特に限定されず、任意の点火プラグを使用することができる。本実施例においては、着火装置２２としてグロープラグを使用した。【００６４】
着火装置２２の配設位置は、含浸部材８から蒸発する燃料の蒸気を加熱して着火させることが可能である限り特に限定されないが、典型的には燃焼室３０において促進部材１０よりも第１端部側（上流側）に位置する空間である着火空間（空間１１を含む）に露出するように配設される。尚、燃焼室３０において促進部材１０よりも第２端部側（下流側）に位置する空間は「燃焼空間」と称される。【００６５】
本実施例においては、着火装置２２は、含浸部材８の上下方向の中央よりも下側の内側ハウジング３の周壁３ａから着火空間において上方に向かって突出するように配設されている。加えて、着火装置２２の先端部（発熱部）は、含浸部材８の上下方向の中央よりも下側に位置するように配設されており、その少なくとも一部が凹部８ｃの内部に位置するように配設されている。【００６６】
内側ハウジング３の周壁３ａには、着火空間に少なくとも一部が開口し且つ着火空間に空気を供給する第１給気口２４が形成されている。即ち、第１給気口２４は、その全体が着火空間内に開口するように形成されていてもよく、或いは、図２に示す本実施例のように、着火空間と燃焼空間とに跨がって開口するように形成されていてもよい。【００６７】
尚、本実施例においては、内側ハウジング３の周壁３ａに穿設された小孔からなる第１給気口２４が、所定の間隔にて周方向の全体に亘って複数形成されている。但し、第１給気口２４を周壁３ａの周方向の全体に亘って形成するのではなく、周壁３ａの下部のみに形成してもよい。【００６８】
更に、本実施例においては、内側ハウジング３の周壁３ａの促進部材１０の下流側近傍にも、内側ハウジング３の周壁３ａに穿設された小孔からなる補助給気口２５が形成されている。但し、本発明に係る蒸発式バーナにおいて、補助給気口２５は必須の構成要件ではなく、補助給気口２５を形成しなくてもよい。【００６９】
加えて、内側ハウジング３の周壁３ａには、燃焼室３０において促進部材１０よりも第２端部側（下流側）に位置する空間である燃焼空間に開口し且つ当該燃焼空間に空気を供給する第２給気口２８が形成されている。本実施例においては、内側ハウジング３の周壁３ａの促進部材１０から所定の距離だけ離れた領域に穿設された小孔からなる第２給気口２８が、所定の間隔にて周方向の全体に亘って複数形成されている。【００７０】
尚、第２給気口２８の構成（例えば、個々の開口の形状、大きさ及び配列等）については後述する他の実施例において詳しく説明する。【００７１】
《作動》
以下、蒸発式バーナ１の作動について説明する。【００７２】
燃料供給部から燃料供給管１６を通じて含浸部材８に燃料が供給されると、含浸部材８に燃料が浸透する。本実施例においては、平滑面である含浸部材８の上流側の主面８ｂに燃料が供給されるので、含浸部材８に燃料が均一且つ円滑に浸透し易い。このようにして含浸部材８に燃料が浸透すると、含浸部材８から燃料が蒸発する。燃焼室３０には、給気管５及び給気通路４を通じて空気が供給される。【００７３】
次に、着火装置２２としてのグロープラグに通電され、含浸部材８から蒸発した燃料の蒸気が着火するのに十分な温度へと、その先端部が発熱する。含浸部材８と促進部材１０との間の空間１１に連通する着火空間には第１給気口２４が少なくとも一部が開口しているので、含浸部材８から蒸発した燃料の蒸気を着火させるのに必要な量の空気が着火空間に供給される。その結果、前述した従来技術に係る蒸発式バーナに比べて、より早く且つ容易に燃料を着火させることができる。また、不安定燃焼に起因して含浸部材８の寿命が短くなることも防止することができる。【００７４】
燃料供給管１６から供給された燃料は、重力の作用により、含浸部材８の内部において下方に浸透して広がる傾向が強く、少なくとも浸透開始当初は、含浸部材８からの燃料の蒸発は上方よりも下方の方が多い。一方、着火装置２２は含浸部材８の上下方向の中央よりも下側の内側ハウジング３の周壁３ａから着火空間において上方に向かって突出するように配設されており、その先端部（発熱部）は含浸部材８の上下方向の中央よりも下側に位置するように配設されている。これにより、更に早く且つ容易に燃料を着火させることができる。また、燃料の着火により発生した火炎は上方に向かうので、このように含浸部材８の下方において燃料を着火させることにより、含浸部材８の下流側の主面全体に亘って火炎を早期に成長させることができる。【００７５】
また、着火装置２２は、その少なくとも一部が凹部８ｃの内部に位置するように配設されている。これにより、燃料の蒸気を発生させる含浸部材８の表面と着火装置２２の表面との間の距離を小さくすることができるので、着火性を向上させることができると共に、着火空間を小型化して、蒸発式バーナ１の小型化にも繋がる。【００７６】
更に、含浸部材８の下流側に促進部材１０が配設されているので、例えば下流側の開口部２ａから流入した排気ガス及び第２給気口２８から燃焼室３０の燃焼空間に流入した空気等により、着火装置２２の温度が低下したり、一旦着火した火炎が吹き消されたりすることを防止して、着火性を向上させることができる。【００７７】
このようにして火炎が成長すると、含浸部材８が暖められ、燃料の蒸発が促進される。促進部材１０もまた火炎によって加熱され、その輻射熱によっても含浸部材８が暖められ、燃料の蒸発が更に促進される。【００７８】
このようにして燃料の蒸発が促進されると、燃料の蒸気が促進部材１０の貫通孔を通過して燃焼室３０の燃焼空間へと流れ出すようになる。この際、燃料の蒸気を含む混合気が促進部材１０の貫通孔を通過したり、貫通孔が形成されていない表面に衝突したりすることにより、当該混合気における燃料の濃度を均一化して、燃焼状態を均一化することができる。【００７９】
更に燃焼が進むと、含浸部材８からの燃料の蒸発がより一層促進され、着火空間における燃料の濃度が高まり、燃焼室３０における促進部材１０よりも下流側の空間である燃焼空間において火炎が発生する「定常燃焼」となる。つまり、着火開始当初の「着火期間」においては促進部材１０よりも上流側の着火空間において火炎が発生し、その後の「定常燃焼期間」においては促進部材１０よりも下流側の燃焼空間において火炎が発生する。従って、定常燃焼期間においては含浸部材８が火炎によって直接加熱されることが抑制されるので、含浸部材８の寿命を延ばすことができる。【００８０】
《作用効果》
以上説明してきたように、蒸発式バーナ１によれば、着火装置による燃料の着火に好適な量の空気を、第１給気口を介して着火装置の近傍に供給することができる。その結果、蒸発式バーナの着火性を向上させると共にウィックの寿命を延ばすことができる。即ち、前述した第１の課題を解決することができる。【００８１】
更に、含浸部材の第１端部側の表面に形成された平滑面に対して燃料を供給するので、含浸部材の内部に燃料を容易且つ均一に浸透させることができる。加えて、含浸部材の着火装置に対向する領域に形成された凹部（又は切り欠き）の内部に着火装置の少なくとも一部が位置するように配設されるので、着火機構から含浸部材への熱伝達を向上させて、蒸発式バーナの着火性を更に向上させることができる。即ち、前述した第２の課題を解決することができる。【００８２】
《実施例１の変形例》
〈促進部材の変形例１〉
促進部材１０の構成は、図１及び図２に示したような貫通孔１０ａ及び長孔１０ｂが形成された構成に限定されない。例えば、図５に示すように同一の形状（真円状）及び大きさを有する貫通孔１０ｃを促進部材１０の全面に亘って形成してもよく、図６に示すように同一の形状（真円状）及び大きさを有する貫通孔１０ｃを促進部材１０の中央部を除く外周部の全面に亘って形成してもよい。【００８３】
また、図７に示すように促進部材１０の中心を中心とする円弧状の長孔１０ｄを周方向に適宜間隔を空けて複数設けてもよく、このような円弧状の長孔１０ｄを径方向に複数段に形成してもよい。更に、図８に示すように多数の長孔１０ｅを周方向に適宜間隔を空けて促進部材１０の中央部を除く外周部の全面に亘って放射状に（即ち、長孔１０ｅの長手方向が促進部材１０の中心を通るように）形成してもよい。【００８４】
加えて、図９に示すように多数の長孔１０ｅを周方向に適宜間隔を空け且つ長孔１０ｅの長手方向と促進部材１０の径方向とが所定の角度をなすように傾けて促進部材１０の中央部を除く外周部の全面に亘って形成してもよい。また、異なる形状及び大きさを有する貫通孔を組み合わせて形成してもよい。例えば、図１０に示すように、促進部材１０の下部から中央部にかけては真円状の小孔１０ｆを形成し、上部には長手方向が上下方向となるように長孔１０ｇを形成してもよい。【００８５】
〈促進部材の変形例２〉
図２に示した例においては、上述したように、促進部材１０をプレートとして形成し、含浸部材８と促進部材１０との間に空間形成部材１２を配設して、これらの間に空間１１を形成させた。しかしながら、含浸部材と促進部材との間の間隔を空けて空間を形成させるための手法は上記に限定されず、例えば、促進部材の一部を屈曲させて含浸部材に当接させることにより空間を形成させてもよい。【００８６】
具体的には、例えば、図１１に示すように、促進部材３５の中央部を上流側が凸となるように屈曲させて当接部３５ａを形成し、当接部３５ａが含浸部材８の下流側の主面に当接するようにしてもよい。また、図１２に示すように、促進部材４０の外周部を上流側に屈曲させて複数の脚部４０ａを設けると共に、脚部４０ａ同士の間に切り欠き部４０ｂを形成して、脚部４０ａが含浸部材８の下流側の主面に当接するようにしてもよい。即ち、図２に示した例における促進部材１０及び空間形成部材１２を、脚部４０ａ及び切り欠き部４０ｂを有する促進部材４０として一体的に形成してもよい。【００８７】
更に、促進部材１０、３５及び４０等により空間１１を複数の区画に分割してもよい。但し、この場合、少なくとも着火装置２２が露出する空間を含む区画において、第１給気口の少なくとも一部が開口するように構成する必要がある。【００８８】
〈促進部材の変形例１及び２における作用効果〉
以上説明してきた促進部材の各種変形例の何れにおいても、上述した実施例１と同様の作用及び効果を奏することができる。【００８９】
また、変形例２に係る促進部材３５及び４０のように促進部材を含浸部材に当接させて含浸部材と促進部材との間に空間を形成する場合、火炎によって加熱された促進部材から含浸部材への熱伝導が促進され、含浸部材からの燃料の蒸発を更に促進させることができる。更に、空間形成部材１２を省略することができるので製造コストの削減にも繋がる。【００９０】
〈含浸部材の変形例１〉
実施例１においては、図３に示したように、含浸部材８の径方向の外側と下流側とに開口する凹部８ｃを形成した。しかしながら、上述したように、凹部８ｃの構成は、着火装置２２の少なくとも一部を収容する限り、特に限定されない。例えば、図１３に示すように、含浸部材８の径方向の外側と下流側と上流側との３方向に開口する切り欠き３２を形成してもよい。【００９１】
〈含浸部材の変形例２〉
実施例１及び上記変形例１においては、含浸部材８の段部８ａ及び凹部８ｃ又は切り欠き３２以外の下流側の主面を平面状に形成したが、含浸部材８の下流側の主面は必ずしも平面状である必要は無く、例えば凹凸等が形成されていてもよい。例えば、図１４に示すように下流側に突出する凸部３７を設けてもよく、或いは図１５に示すように下流側に開口する凹部３８を設けてもよい。【００９２】
また、含浸部材８の上流側の主面８ｂについても、少なくとも燃料が供給される部分が平滑面によって構成されていればよく、例えば他の部材との係合等を目的として、その他の部分に凹凸等が形成されていてもよい。【００９３】
〈含浸部材の変形例３〉
実施例１並びに上記変形例１及び２においては、含浸部材８の凹部８ｃ又は切り欠き３２と着火装置２２とをそれぞれ１つずつ設けた。しかしながら、本発明に係る蒸発式バーナが使用される状態において含浸部材の上下方向の中央よりも下側の内側ハウジングの周壁から着火空間において上方に向かって突出するように着火装置が配設され、着火装置の先端部が含浸部材の上下方向の中央よりも下側に位置するように配設され、且つ凹部又は切り欠きの内部に着火装置の少なくとも一部を収容する限り、それらの数は２つ以上の複数個であってもよい。【００９４】
例えば、図１６に示すように、含浸部材８の下端部及び側方部にそれぞれ１つずつ、合計２つの凹部８ｃを設け、それら２つの凹部８ｃの内部に着火装置２２の先端部の少なくとも一部が位置するように構成してもよい。【００９５】
〈含浸部材の変形例１乃至３における作用効果〉
以上説明してきた含浸部材の各種変形例の何れにおいても、上述した実施例１と同様の作用及び効果を奏することができる。
【実施例２】
【００９６】
上記のように、本発明の実施例１に係る蒸発式バーナ１によれば、着火装置による燃料の着火に好適な量の空気を着火装置の近傍に供給することにより蒸発式バーナの着火性を向上させると共にウィックの寿命を延ばすという第１の課題と、ウィック内への燃料の浸透が困難となることを回避しつつ着火機構からウィックへの熱伝達を向上させることにより蒸発式バーナの着火性を向上させるという第２の課題と、を同時に解決することができる。【００９７】
以下に説明する本発明の実施例２に係る蒸発式バーナ１ａは、燃焼室の下流側における燃料の不完全燃焼の原因となる空気不足を低減するという第３の課題を解決することを目的とする。【００９８】
《構成及び作動》
蒸発式バーナ１ａは、第２給気口２８を介して燃焼室３０の燃焼空間に供給される空気の流量が、第２給気口２８の第１端部側（上流側）よりも第２端部側（下流側）の方が大きいように構成されていることを特徴とする。この点を除き、蒸発式バーナ１ａは、上述した蒸発式バーナ１と同様であるので、以下の説明においては、この点に着目して説明する。また、蒸発式バーナ１ａの当該特徴は、上述した蒸発式バーナ１に関する説明において参照した図２にも描かれているので、以下の説明においては、必要に応じて図２を参照する。【００９９】
蒸発式バーナ１ａにおいて、第２給気口２８は、複数の開口部の少なくとも１つの配列である給気開口配列及び少なくとも１つのスリットである給気スリットの何れか一方又は両方によって構成される。給気開口配列は、燃焼室３０の燃焼空間を画定する内側ハウジング３の周壁３ａの所定の領域において上流側から下流側へと所定の間隔を空けて形成された複数の開口部の少なくとも１つの配列である。給気スリットは、燃焼室３０の燃焼空間を画定する内側ハウジング３の周壁３ａの所定の領域において上流側から下流側へと所定の幅及び所定の長さにて形成された少なくとも１つのスリットである。【０１００】
蒸発式バーナ１ａにおいては、図２に示したように、複数の開口部２９ａの複数の配列である給気開口配列２９によって第２給気口２８を構成した。より詳しくは、図１７に示すように、各々の給気開口配列２９を構成する複数の開口部２９ａは、各々の開口部２９ａの開口面積が上流側から下流側へと向かうほど徐々に大きくなるように構成されている。これにより、第２給気口２８を介して燃焼室３０の燃焼空間に供給される空気の流量を上流側よりも下流側の方が大きいようにすることができる。尚、図１７は、蒸発式バーナ１ａの内側ハウジング３の周壁３ａに形成された第２給気口２８として構成された給気開口配列２９を、周壁３ａを平面状に展開した状態にて示す模式図（二次元視）である。【０１０１】
更に、蒸発式バーナ１ａにおいては、図１７に示したように、給気開口配列２９の長手方向（破線の矢印）と内側ハウジング３の軸に平行な方向（実線の矢印）とが所定の角度（θ）をなすように給気開口配列２９が構成されている。即ち、各々の給気開口配列２９を構成する複数の開口部２９ａは、内側ハウジング３の中心軸を軸として螺旋を描くように配置されている。これにより、燃焼室３０内に旋回流を生じさせ、燃焼室３０内における燃焼の連続性及び均一性を向上させることができる。【０１０２】
加えて、蒸発式バーナ１ａにおいては、図２に示したように、内側ハウジング３の外周に配設された外側ハウジング２と、外側ハウジング２の周壁に形成された開口部である第３給気口を介して外側ハウジング２内に空気を供給する給気管５と、を更に備える。外側ハウジング２の周壁と内側ハウジング３の周壁３ａとの間には、上流側及び下流側の両端が閉じられた空間である給気通路４が形成されており、第３給気口は、第２給気口２８よりも下流側に形成されている。より具体的には、給気開口配列２９を構成する複数の開口部２９ａのうち最も下流側に位置する開口部２９ａよりも更に下流側に第３給気口が形成されている。これにより、第２給気口２８を介して燃焼室３０の燃焼空間に供給される空気の流量を上流側よりも下流側の方が更に大きいようにすることができる。【０１０３】
《作用効果》
以上説明してきたように、蒸発式バーナ１ａによれば、第２給気口２８を介して燃焼室３０の燃焼空間に供給される空気の流量を上流側よりも下流側の方が大きいようにすることができる。その結果、燃焼室３０の下流側における燃料の不完全燃焼の原因となる空気不足を低減することができる。即ち、前述した第３の課題を解決することができる。【０１０４】
更に、蒸発式バーナ１ａにおいては、各々の給気開口配列２９を構成する複数の開口部２９ａが内側ハウジング３の中心軸を軸として螺旋を描くように配置されていることから、燃焼室３０内に旋回流を生じさせて、燃焼室３０内における燃焼の連続性及び均一性を向上させることができる。【０１０５】
《実施例２の変形例》
〈第２給気口の変形例１〉
上述したように、蒸発式バーナ１ａにおいて、第２給気口２８は、複数の開口部の少なくとも１つの配列である給気開口配列及び少なくとも１つのスリットである給気スリットの何れか一方又は両方によって構成される。少なくとも１つの給気スリットによって第２給気口２８を構成する場合は、図２０に示すように、給気スリット３６の幅を、上流側から下流側へと向かうほど徐々に大きくなるように構成すればよい。これにより、第２給気口２８を介して燃焼室３０の燃焼空間に供給される空気の流量を上流側よりも下流側の方が大きいようにすることができる。尚、図２０は、蒸発式バーナ１ａの内側ハウジング３の周壁３ａに形成された第２給気口２８として構成された給気スリット３６を、周壁３ａを平面状に展開した状態にて示す模式図（二次元視）である。【０１０６】
更に、蒸発式バーナ１ａにおいては、図２０に示したように、給気スリット３６の長手方向（破線の矢印）と内側ハウジング３の軸に平行な方向（実線の矢印）とが所定の角度（θ）をなすように給気スリット３６を構成してもよい。即ち、第２給気口２８を構成する給気スリット３６は、内側ハウジング３の中心軸を軸として螺旋を描くように配置されている。これにより、燃焼室３０内に旋回流を生じさせ、燃焼室３０内における燃焼の連続性及び均一性を向上させることができる。【０１０７】
尚、給気開口配列２９と給気スリット３６との組み合わせによって第２給気口２８を構成してもよい。【０１０８】
〈第２給気口の変形例２〉
上述したように、給気開口配列２９及び／又は給気スリット３６の長手方向と内側ハウジング３の軸に平行な方向とが所定の角度をなすように第２給気口２８を構成することにより、燃焼室３０内に旋回流を生じさせ、燃焼室３０内における燃焼の連続性及び均一性を向上させることができる。この場合、内側ハウジング３の中心軸を軸とする第２給気口２８の螺旋構造における位相（割出し）の大きさを燃焼室３０内において変化させてもよい。【０１０９】
給気開口配列２９によって第２給気口２８を構成する場合、給気開口配列２９は、給気開口配列２９の長手方向と内側ハウジング３の軸に平行な方向とがなす角度（θ）が上流側から下流側へと向かうにつれて変化するように構成してもよい。具体的には、例えば、図１８に示すように上流側から下流側へと向かうにつれて上記角度θが徐々に大きくなるようにしてもよく、逆に、図１９に示すように上流側から下流側へと向かうにつれて上記角度θが徐々に小さくなるようにしてもよい。尚、図１８及び図１９は、本変形例に係る蒸発式バーナ１ａの内側ハウジング３の周壁３ａに形成された第２給気口２８として構成された給気開口配列２９を、周壁３ａを平面状に展開した状態にて示す模式図（二次元視）である。【０１１０】
一方、給気スリット３６によって第２給気口２８を構成する場合、給気スリット３６は、給気スリット３６の長手方向と内側ハウジング３の軸に平行な方向とがなす角度（θ）が上流側から下流側へと向かうにつれて変化するように構成してもよい。具体的には、例えば、図２１に示すように上流側から下流側へと向かうにつれて上記角度θが徐々に大きくなるようにしてもよく、逆に、図２２に示すように上流側から下流側へと向かうにつれて上記角度θが徐々に小さくなるようにしてもよい。尚、図２１及び図２２は、本変形例に係る蒸発式バーナ１ａの内側ハウジング３の周壁３ａに形成された第２給気口２８として構成された給気スリット３６を、周壁３ａを平面状に展開した状態にて示す模式図（二次元視）である。【０１１１】
上記により、例えば、上記旋回流の強さ及び／又は燃焼室３０内における旋回流の強さの分布等を制御することができる。
【実施例３】
【０１１２】
以上説明してきた蒸発式バーナ１及び１ａにおいては、部分的な屈曲部を除き、全体としては平面状（プレート状）の形状を有する促進部材を使用した。しかしながら、プレート状の促進部材においては、燃料の燃焼に伴う温度変化に起因する促進部材の変形（熱変形）が発生する場合がある。そこで、本発明の実施例３においては、促進部材の剛性（断面係数）を高めて、燃料の燃焼に伴う促進部材の熱変形を低減する。【０１１３】
《構成》
図２３に示すように、本発明の実施例３に係る蒸発式バーナ１ｂにおいては、促進部材５０は、その中央部が上流側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されている。更に、含浸部材４８もまた、その中央部が上流側に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されている。これらの点を除き、蒸発式バーナ１ｂは、上述した蒸発式バーナ１と同様の構成を有し、同様に作動するので、以下の説明においては、これらの点に着目して説明する。【０１１４】
《作用効果》
蒸発式バーナ１ｂによれば、促進部材５０は、その中央部が上流側（第１端部側）に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されているので、平板状（プレート状）の促進部材と比べて、促進部材５０の剛性（断面係数）が高まり、燃料の燃焼に伴う温度変化に起因する促進部材５０の変形（熱変形）を低減することができる。また、促進部材の熱変形が発生した場合、平板状の促進部材においては熱変形の程度が大きく且つ熱変形の発生部位及び／又は発生方向の特定が困難であるのに対し、曲面形状を有する促進部材５０においては、熱変形の程度が小さく且つ熱変形の発生部位及び／又は発生方向の特定が容易である。【０１１５】
一方、含浸部材４８もまた、その中央部が上流側（第１端部側）に凸となる曲面形状を有する板状の部材によって構成されている。従って、上記のように曲面形状を有する板状の部材によって促進部材５０を構成したことに伴う促進部材５０と含浸部材４８との距離の増大を低減して、燃料の燃焼時における促進部材５０から含浸部材４８への輻射熱の伝達の低下を抑制することができる。その結果、燃料の燃焼時における含浸部材４８からの燃料の蒸気の発生量の低下を低減することができる。【０１１６】
更に、図２４の（ｃ）に示す曲面形状を有する含浸部材４８においては、図２４の（ａ）及び（ｂ）に示すような平板状の含浸部材に比べて、燃料供給管１６から供給された燃料が含浸部材４８の曲面に沿って円滑に浸透し、含浸部材４８の内部に容易に広がることができる。【０１１７】
加えて、図２５に示すように、平板状の含浸部材（ａ）においては燃料の着火によって火炎が発生しても火炎の上方には含浸部材が存在しないために火炎が成長し難いのに対し、曲面形状を有する含浸部材４８（ｂ）においては火炎の上方に含浸部材が存在するので火炎が成長し易い。
【実施例４】
【０１１８】
《構成》
上述した本発明の実施例１の変形例２に係る促進部材３５及び４０のように促進部材を含浸部材に当接させて含浸部材と促進部材との間に空間を形成する場合、火炎によって加熱された促進部材から含浸部材への熱伝導が促進され、含浸部材からの燃料の蒸発を更に促進させることができる。【０１１９】
そこで、本発明の実施例４に係る蒸発式バーナ１ｃにおいては、図２６に示すように、上流側に延在する部分である突出部５５ａを促進部材５５が備え、突出５５ａ部が含浸部材４９に接触している。より具体的には、蒸発式バーナ１ｃにおいては、突出部５５ａは促進部材５５の一部において上流側に凸となるように形成された隆起であり、この隆起は含浸部材４９の下流側に形成された凹部４９ａに嵌合することにより、含浸部材４９に接触している。【０１２０】
《作用効果》
蒸発式バーナ１ｃによれば、燃料の燃焼時に火炎によって加熱された促進部材５５から含浸部材４９への熱伝導が促進され、含浸部材４９からの燃料の蒸発を促進させることができる。更に、前述した空間形成部材１２を省略することができるので蒸発式バーナ１ｃの製造コストの削減にも繋がる。
【実施例５】
【０１２１】
《構成》
本発明の実施例５に係る蒸発式バーナ１ｄにおいては、図２７に示すように、複数の構成要素である促進要素５６によって促進部材５７が構成されている。個々の促進要素５６は、板状の形状を有する部分である主部５６ａと、主部５６ａの法線方向に延在する柱状の形状を有する部分である支持部５６ｂと、を備える。更に、個々の促進要素５６は、支持部５６ｂが含浸部材１０に挿入されることにより、所定の位置にそれぞれ独立に固定されている。加えて、複数の促進要素５６が備える主部５６ａ同士の間の空隙により、促進部材５７に貫通孔が形成されている。【０１２２】
《作用効果》
蒸発式バーナ１ｄにおいて、促進部材５７は、各々の支持部５６ｂが含浸部材１０に挿入されることにより互いに独立して所定の位置に固定された複数の促進要素５６によって構成されている。個々の促進要素５６の熱変形は小さいので、燃料の燃焼に伴う促進部材５７全体としての熱変形を低減することができる。【０１２３】
更に、各々の支持部５６ｂが含浸部材１０に挿入されていることから、燃料の燃焼時に火炎によって加熱された促進部材５７（の促進要素５６）から含浸部材１０への熱伝導が促進され、含浸部材１０からの燃料の蒸発を促進させることができる。加えて、前述した空間形成部材１２を省略することができるので蒸発式バーナ１ｄの製造コストの削減にも繋がる。【０１２４】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び変形例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び変形例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄ…蒸発式バーナ、２…外側ハウジング、２ａ…開口部、３…内側ハウジング、３ａ…内側ハウジングの周壁、４…給気通路、５…給気管、６…取付用部材、８…含浸部材、８ａ…段部、８ｂ…上流側主面、８ｃ…凹部、１０…促進部材、１０ａ、１０ｃ…貫通孔、１０ｂ、１０ｄ、１０ｅ及び１０ｇ…長孔、１０ｆ…小孔、１１…空間、１２…空間形成部材、１２ａ…外周部、１２ｂ…脚部、１４…位置決め部、１５…上流側押さえ部材（内側ハウジングの底壁）、１６…燃料供給管、２０…オリフィス、２１…着火装置取付部材、２２…着火装置、２４…第１給気口、２５…補助給気口、２８…第２給気口、２９…給気開口配列、２９ａ…開口部、３０…燃焼室、３２…切り欠き、３５…促進部材、３５ａ…当接部、３６…給気スリット、３７…凸部、３８…凹部、４０…促進部材、４０ａ…脚部、４０ｂ…切り欠き部、４８…含浸部材、４８ｂ…上流側主面、４８ｃ…凹部、４９…含浸部材、４９ａ…凹部、５０…促進部材、５０ａ……貫通孔、５５…促進部材、５５ａ…突出部、５６…促進要素、５６ａ…主部、５６ｂ…支持部、並びに５７…促進部材。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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2016195046.tif 000031
2016195046.tif 000032
2016195046.tif 000033
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