(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼用空気を送り込む送風ダクトと、この送風ダクトの下流側の端部に略直角に連設されたバーナダクトと、このバーナダクトと前記送風ダクトとによって形成される送風通路内に設置されたバーナとを備え、前記送風ダクトの途中に、前記バーナダクトとの連通部へ送り込まれる燃焼用空気を、前記連通部分と反対側の壁面へ向けて案内する第１の転向板が設けられているとともに、前記送風ダクトの下流側の端部に、前記第１の転向板によって案内された燃焼用空気の流れの前方に空気溜りを形成する第２の転向板が設けられていることを特徴とする圧力噴霧式燃焼装置。
【請求項２】
燃焼用空気を送り込む送風ダクトと、この送風ダクトの下流側の端部に略直角に連設されたバーナダクトと、このバーナダクトと前記送風ダクトとによって形成される送風通路内に設置されたバーナとを備え、前記バーナの基端部が、前記送風ダクト内に設置され、かつ、前記送風ダクトの途中に、前記バーナダクトとの連通部へ送り込まれる燃焼用空気を、前記連通部分と反対側の壁面へ向けて案内する第１の転向板が設けられているとともに、前記送風ダクトの下流側の端部に、前記第１の転向板によって案内される燃焼用空気の流れの前方に空気溜りを形成する第２の転向板が設けられていることを特徴とする圧力噴霧式燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、石油給湯機、石油温水ボイラー等に使用される圧力噴霧式燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石油給湯機や石油温水ボイラー等に使用されている圧力噴霧式燃焼装置として、たとえば、図４に示すような構造のものが知られている。
この図に符号１で示す圧力噴霧式燃焼装置は、燃焼用空気の供給経路を形成する箱型の送風ダクト２と、この送風ダクト２の上流側の端部に取り付けられた送風ファン３と、前記送風ダクト２の下流側の端部に、略直角方向に沿って配設されるとともに前記送風ダクト２に連通させられたバーナダクト４と、前記バーナダクト４内に設置されたバーナ５と、このバーナ５に石油等の燃料を供給する燃料供給手段６とによって構成されている。
【０００３】
また、前記送風ダクト２の途中には、前記バーナダクト４との連通部へ送り込まれる燃焼用空気を、前記連通部と反対側の壁面へ向けて案内する転向板７が設けられている。
【０００４】
さらに、前記バーナ５は、燃料噴霧用のノズル８と、このノズル８から噴霧される燃料に点火する点火プラグ９と、これらのノズル８および点火プラグ９が内装支持される内筒１０とからなるバーナヘッド１１を備え、このバーナヘッド１１の先端部（すなわち、前記ノズル８によって燃料が噴霧される側の端部）に、ノズル８の前方に燃焼空間を形成するとともに、この燃焼空間内の燃焼炎へ２次空気を送り込む燃焼筒１２とによって構成されている。
【０００５】
そして、このように構成された従来の圧力噴霧式燃焼装置１は、送風ファン３が起動させられることにより、燃焼用空気が送風ダクト２を経てバーナダクト４へ送り込まれ、この後に、点火プラグ９への通電が開始されるとともに、前記燃料供給手段６によってノズル８へ燃料が供給されて、このノズル先端から前記燃料が噴霧されることにより、この燃料への着火が行なわれて燃焼が開始されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の圧力噴霧式燃焼装置１においては、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
【０００７】
すなわち、前述の圧力噴霧式燃焼装置１では、前記バーナ５の主要構成部材の殆どが、バーナダクト４内に設置されていることにより、このバーナダクト４が送風ダクト２の側部に大きく突出させられ、これによって、装置全体が大型になってしまうといった問題点である。
【０００８】
また、送風ファン３によって送風ダクト２内に送り込まれた燃焼用空気は、図４に矢印で示すように、送風ダクト２内に設けられている転向板７によって、前記送風ダクト２の、前記バーナダクト４との連通部と反対側の壁面Ｗへ向けて案内された後に、この壁面Ｗに沿って下流側の端面へ向けて流れ込み、ついで、この端面に衝突させられることによってその流れ方向が変更され、前記バーナダクト４の入り口の下方からバーナダクト４の内面上方へ向けて流れ込むこととなり、前記バーナダクト４内における燃焼用空気の流れが、その断面方向において不均一になってしまう。
【０００９】
この燃焼用空気の分布を、流速に置き換えて測定した結果を図５に示す。
この図５において鎖線は、前記バーナダクト４へ入り込む前の送風ダクト２内における速度分布を示し、また、一点鎖線は、前記バーナダクト４の長さ方向の中間部における速度分布を示し、この測定結果からも、バーナダクト４の入り口近傍において下方へ偏倚し、バーナダクト４の中間部において上方へ偏倚した流れとなっていることが明らかである。
【００１０】
そして、このようにバーナダクト４内における燃焼用空気の流れが不均一になると、前記ノズル８から噴霧される燃料と１次空気や２次空気との混合が不均一になって燃焼効率が悪くなり、このために、所定の能力を確保するためには、バーナ５を大型化する必要があり、この点からも装置の大型化を招いている。
【００１１】
本発明は、前述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、極力小型化された圧力噴霧式燃焼装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の圧力噴霧式燃焼装置は、前述した目的を達成するた
めに、燃焼用空気を送り込む送風ダクトと、この送風ダクトの下流側の端部に略直角に連設されたバーナダクトと、このバーナダクトと前記送風ダクトとによって形成される送風通路内に設置されたバーナとを備え、前記送風ダクトの途中に、前記バーナダクトとの連通部へ送り込まれる燃焼用空気を、前記連通部分と反対側の壁面へ向けて案内する第１の転向板が設けられているとともに、前記送風ダクトの下流側の端部に、前記第１の転向板によって案内された燃焼用空気の流れの前方に空気溜りを形成する第２の転向板が設けられた構成としたものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の圧力噴霧式燃焼装置は、燃焼用空気を送り込む送風ダクトと、この送風ダクトの下流側の端部に略直角に連設されたバーナダクトと、このバーナダクトと前記送風ダクトとによって形成される送風通路内に設置されたバーナとを備え、前記バーナの基端部が、前記送風ダクト内に設置され、かつ、前記送風ダクトの途中に、前記バーナダクトとの連通部へ送り込まれる燃焼用空気を、前記連通部分と反対側の壁面へ向けて案内する第１の転向板が設けられているとともに、前記送風ダクトの下流側の端部に、前記第１の転向板によって案内される燃焼用空気の流れの前方に空気溜りを形成する第２の転向板が設けられた構成としたものである。
【００１６】
【作用】
本発明の請求項１に記載の圧力噴霧式燃焼装置によれば、送風ダクトへ送り込まれた燃焼用空気が、第１の転向板によって、前記送風ダクトのバーナダクトとの連通部分と反対側の壁面へ向けて案内された後に、この壁面に沿って送風ダクトの下流側の端部へ流れ込む。
【００２０】
ここで、前記送風ダクトの下流側の端部で、前記壁面に沿って流れる燃焼用空気の流れの前方に、第２の転向板によって空気溜りが形成されていることから、前記送風ダクトの下流側の端部へ至った燃焼用空気が、前記空気溜り中の空気に衝突し、その際に、前記空気溜り中の空気が緩衝材として作用して、衝突後の前記燃焼用空気の反射角が大きくなり、これによって、バーナダクトへ向かう燃焼用空気の流線がバーナダクトの軸線方向へ近付けられる。
【００２１】
この結果、燃焼用空気とバーナによって噴霧される燃料との混合が、バーナダクトの中心まわりに均一化されて燃焼効率の向上が図られ、この結果バーナの小型化に伴う装置の小型化が図られる。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載の圧力噴霧式燃焼装置によれば、ノズル基端部が送風ダクト内に位置させられることにより、このノズルの突出長ならびにバーナダクトの長さの短縮化が図られ、また、送風ダクト内に送り込まれた燃焼用空気がノズルの基端部に接触することによって無方向化され、かつ、第２転向板によって形成される空気溜りの緩衝作用に伴う燃焼用空気の流れ方向の制御により、バーナダクトへの供給される燃焼用空気が均一な速度で送り込まれて燃焼効率の向上が図られることによりバーナの小型化が図られ、これらの相乗作用によって燃焼装置全体の小型化が図られる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１を参照して説明する。なお、以下の説明中、従来と共通する部分については同一符号を用いて説明を簡略化する。
【００２５】
図１において、符号２０は、本実施例に係わる圧力噴霧式燃焼装置（以下、燃焼装置と略称する）を示し、この燃焼装置２０は、燃焼用空気を送り込む送風ダクト２と、この送風ダクト２の上流側の端部に装着された送風ファン３と、前記送風ダクト２の下流側の端部に略直角となるように連設されたバーナダクト４と、このバーナダクト４と前記送風ダクト２とによって形成される送風通路内に設置されたバーナ５とを備え、前記バーナ５の基端部が、前記送風ダクト２内に設置された概略構成となっている。
【００２６】
ついで、これらの詳細について説明すれば、前記送風ダクト２の途中には、従来と同様に、前記バーナダクト４との連通部分近傍の上流側に転向板７が取り付けられていて、前記送風ファン３によって送り込まれる燃焼用空気を、前記連通部分と反対側の壁面Ｗへ向けて案内するようになっている。
【００２７】
前記バーナ５の基端部は、従来と同様のノズル８、点火プラグ９、および、これらを取り囲んで設けられる内筒１０とからなるバーナヘッド１１となされており、このバーナヘッド１１全体が、前記送風ダクト２とバーナダクト４との連通部分よりも送風ダクト２側へ位置させられている。
【００２８】
したがって、前記送風ダクト２の下流側の端部近傍で、前記バーナダクト４との連通部分に対向した位置に、前記バーナヘッド１１を取り囲むようにして略環状の送風通路が形成される。
【００２９】
そして、前記バーナヘッド１１が送風ダクト２内に後退させられて設置させられることにより、前記バーナヘッド１１の前方に取り付けられている燃焼筒１２のみが前記送風ダクト２の外部へ突出させられ、かつ、前記バーナ５を取り囲んで設けられるバーナダクト４が、前記燃焼筒１２を取り囲む長さとなされている。
【００３０】
このように構成された本実施例の燃焼装置２０においては、バーナ５のバーナヘッド１１が送風ダクト２内に位置させられていることにより、このバーナ５の送風ダクト２からの突出部分が燃焼筒１２のみとなされ、かつ、送風ダクト２に連設されるバーナダクト４が、前記燃焼筒１２を取り囲むだけの長さとなされる。
【００３１】
したがって、バーナ５の送風ダクト２からの突出長、ならびに、バーナダクト４の長さが短く抑さえられ、この結果、燃焼装置２０の全体としての寸法が小さく抑さえられる。
【００３２】
一方、前記送風ファン３によって送風ダクト２内に送り込まれた燃焼用空気は、転向板７によって案内された後に、その下流側に位置するバーナヘッド１１へ当接させられた後に、このバーナヘッド１１回りに形成された環状の送風通路にによってバーナダクト４へ向けて案内される。
【００３３】
ここで、前記燃焼用空気は、前記バーナヘッド１１との当接によってその流れが無方向化されるとともに、その後の流れの案内をなす送風通路が、前記バーナヘッド１１を取り囲むようにして形成されることにより、この送風通路が前記バーナヘッド１１の軸線方向、すなわち、バーナダクト４の軸線方向に沿わされていることから、前記無方向化された燃焼用空気が、前記バーナダクト４の軸線方向に沿ってこのバーナダクト４へ送り込まれる。
【００３４】
このバーナダクト４内における燃焼用空気の流れの分布を、燃焼用空気の流速として見做し、その流速の分布を、図１にＩーＩで示す内筒１０の直前において測定したところ、図５に実線で示すような結果が得られた。
この結果からも明らかなように、前記バーナダクト４を流れる燃焼用空気が、このバーナダクト４の軸線と直交する面内において、前記軸線に対して均一なものとなる。
【００３５】
この結果、前記ノズル８の前方や燃焼筒１２内の燃焼空間へ、燃焼用空気が均一に送り込まれることとなり、これによって高い燃焼効率が得られるとともに、その分、前記バーナ５の小型化が図れることから、燃焼装置２０全体としての外径寸法が小さく抑さえられる。
【００３７】
また、本実施例に示す燃焼装置２０には、前記送風ダクト２の下流側の端部に、前記第１の転向板７によって案内された燃焼用空気の流れの前方に空気溜りＳを形成する第２の転向板２２が設けられている。
【００３８】
この第２の転向板２２は、図２に示すように、前記送風ダクト２の下流側の端面の、前記第１の転向板７によって燃焼用空気が案内される側の壁面から所定間隔をおいた位置に、前記送風ダクト２の内側へ向けて立設されたもので、その先端部が前記壁面Ｗから離間するように（すなわち、前記バーナダクト４側へ向けて）傾斜させられている。
【００３９】
したがって、前記送風ダクト２の端面と、前記第１の転向板７によって燃焼用空気が案内される側の壁面Ｗと、前記第２の転向板２２とによって取り囲まれる部分が前記空気溜りＳとなされている。
【００４０】
このように構成された本実施例の燃焼装置２０においては、前記第１の転向板７と壁面Ｗとによって案内された燃焼用空気の内、流れの速い、前記壁面Ｗ近傍に沿って案内される燃焼用空気が、その前方に位置する空気溜り中の空気に衝突させられることにより、その速度が減じられるとともに、この空気溜りＳ中の空気の伸縮による緩衝作用によって、前記送り込まれてくる燃焼用空気がバーナダクト４へ向けて流れ込む際に、その流線が、緩やかに前記バーナダクト４の軸線に沿わされる。
【００４１】
したがって、前記バーナダクト４へ流れ込む燃焼用空気の流れが、バーナダクト４の軸線に対してほぼ均一となされる。
この燃焼用空気の分布を、前記バーナダクト４の入り口付近における流速に置き換えて測定したところ、図３（ｂ）に示す結果が得られた。
【００４２】
ここで、図３（ａ）は、第２の転向板２２が設けられていない従来の燃焼装置１における流速分布であり、この結果との比較からも、本実施例においては、バーナダクト４の軸線回りに均一な流れが得られることが明らかである。
【００４３】
そして、バーナダクト４内へ燃焼用空気が均一に供給されることにより、高い燃焼効率が得られ、その分、バーナ５の小型化、ひいては、燃焼装置２０全体の小型化が図られる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係わる圧力噴霧式燃焼装置によれば、送風ダクトへ送り込まれた燃焼用空気を、第１の転向板によって、前記送風ダクトのバーナダクトとの連通部分と反対側の壁面へ向けて案内した後に、この壁面に沿って送風ダクトの下流側の端部へ送り込み、この流れの前方に、第２の転向板によって形成された空気溜り中の空気に衝突させ、その際に生じる空気溜り中の空気の緩衝作用を利用して、衝突後の前記燃焼用空気の反射角を大きくし、これによって、バーナダクトへ向かう燃焼用空気の流線をバーナダクトの軸線方向へ近付けることができる。
【００５７】
この結果、燃焼用空気とバーナによって噴霧される燃料とを、バーナダクトの中心まわりに均一に混合して燃焼効率の向上を図り、この結果バーナの小型化に伴う装置の小型化を図ることができる。
【００５８】
また、本発明の請求項２に係わる圧力噴霧式燃焼装置によれば、ノズル基端部を送風ダクト内に位置させることにより、このノズルの突出長ならびにバーナダクトの長さを短縮化し、また、送風ダクト内に送り込まれた燃焼用空気をノズルの基端部に接触させることによって無方向化し、かつ、第２転向板によって形成される空気溜りの緩衝作用に伴う燃焼用空気の流れ方向の制御により、バーナダクトへの供給される燃焼用空気速度を均一化して燃焼効率の向上させることによりバーナの小型化を図り、これらの相乗作用によって燃焼装置全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す送風ダクトの縦断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施例に対する比較例における燃焼用空気の流れ状態を示す図である。
（ｂ）は、本発明の実施例における燃焼用空気の流れ状態を示す図である。
【図４】一従来例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施例および一従来例における燃焼用空気の流れ状態を示す図である。
【符号の説明】
２  送風ダクト
３  送風ファン
４  バーナダクト
５  バーナ
７  第１の転向板
８  ノズル
９  点火プラグ
１０  内筒
１１  バーナヘッド
１２  燃焼筒
２０  圧力噴霧式燃焼装置
２２  第２の転向板
Ｓ  空気溜り
Ｗ  壁面
【図１】
0003540441.tif 000002
【図２】
0003540441.tif 000003
【図３】
0003540441.tif 000004
【図４】
0003540441.tif 000005
【図５】
0003540441.tif 000006