(57)【要約】【課題】ガスの着火性の向上を図ると共にガスの燃焼性能の向上を図り、ＣＯ濃度を削減する。【解決手段】ガス燃焼装置１は、供給される燃焼ガスを燃焼する燃焼器７と、燃焼器７へエゼクター効果で一次エアーを吸引するための一次空気穴部を備えたエゼクター３と、このエゼクター３の前方に設けたウイック２５から噴射する混合ガスに点火する点火装置５と、を備えている。燃焼器７は、ウイック２５から噴出した混合ガスを着火燃焼する一次燃焼室１１と、一次燃焼室１１内で着火後に燃焼するガスに二次エアーを供給する二次空気穴部３３と、一次燃焼室１１で燃焼したガスをさらに燃焼する二次燃焼室１３と、二次燃焼室１３内で燃焼するガスに三次エアーを供給する三次空気穴部３５と、からなる。一次エアー量を減少させて混合ガスの着火性を高くしても、一次燃焼室１１内では着火後のガスに二次エアーが供給されるためガスの燃焼性能が向上する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給源から供給された燃焼ガスを燃焼する燃焼器と、前記ガス供給源から前記燃焼器に至るガス流路中に、前記燃焼器へ供給される燃焼ガスの流速により生じる負圧に起因して一次エアーを吸引するための一次空気穴部を備えたエゼクターと、このエゼクターの前方に設けたウイックから噴射する混合ガスに点火するための点火装置と、を備えたガス燃焼装置において、
前記燃焼器は、ウイックから噴出した混合ガスを着火燃焼する一次燃焼室と、この一次燃焼室内で前記着火後に燃焼するガスに二次エアーを供給する二次空気穴部と、前記一次燃焼室で燃焼したガスをさらに燃焼する二次燃焼室と、この二次燃焼室内で燃焼するガスに三次エアーを供給する三次空気穴部と、から構成されていることを特徴とするガス燃焼装置。
【請求項２】
前記一次空気穴部は、ウイックから噴射する混合ガスの着火性を高くすべく小径に設けてなることを特徴とする請求項１記載のガス燃焼装置。
【請求項３】
前記二次空気穴部は、着火部以外の燃焼ガスに二次エアーを供給する位置に設けてなることを特徴とする請求項１又は２記載のガス燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に液化石油ガス（以下、「ＬＰＧ」という）による燃焼炎を熱源に用いて燃焼効率の高い完全燃焼した熱風ないしは温風を発生せしめるガス燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス燃焼装置は例えば携帯用に考えられたＬＰＧを利用したヘアドライヤーや、ヒートガンなどの機器内に内蔵されて用いられている。
【０００３】
図５ないしは図７を参照するに、例えばヘアドライヤーに内蔵されるガス燃焼装置１０１は、ガスを燃焼せしめる燃焼器１０３がヘアドライヤーの筒状のケーシング１０５内に設けられており、前記燃焼器１０３はガス供給源としてのガスタンクから供給された燃焼ガスを燃焼させるもので、この燃焼器１０３で加熱された空気はケーシング１０５の入口側に設けられた送風機（図示省略）により出口側へ流出される。
【０００４】
前記ガスタンクから燃焼器１０３に至るガス流路１０７中には、前記燃焼器１０３へ供給される燃焼ガスの流速により生じる負圧に起因して外気を吸引するための吸引口１０９を備えたエゼクター１１１が備えられている。このエゼクター１１１では図６に示されているように供給された例えばＬＰＧがエゼクター１１１内のノズル１１３より高速にて噴射され、このガスの噴射速度によるエゼクター効果によって負圧が発生することにより、燃焼に必要な外気が吸引されて吸引口１０９から流入するので、ガスと空気の混合ガスが生成される。
【０００５】
この混合ガスは燃焼器１０３の入口側に内部に設けたウイック１１５（金網）から噴出し、この噴出した混合ガスへ、高電圧により点火プラグ１１７（点火装置）から火花をウイック１１５へ飛ばされ、混合ガスに着火する。
【０００６】
燃焼器１０３は送風機とケーシング１０５の出口との間に配置されており、燃焼器１０３の長手方向に直交する断面形状が図７に示されているようにウイック１１５を中心部に備え、且つウイック１１５の周囲に８分割の星形突起の形状をなす放射方向の溝状の８つの燃焼室１１９を備えた非円形の筒状体である（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２３３４１６
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のガス燃焼装置１０１においては、燃焼器１０３に燃焼ガスを供給するためにエゼクター１１１が設けられているので、エゼクター１１１内のノズル１１３より高速で噴射されるガスの噴射速度によるエゼクター効果によって、吸引口１０９から外気が自動的に吸引されるので完全燃焼を促進できるガスと空気との混合ガスが生成されてウイック１１５の表面より噴出するものである。
【０００９】
しかしながら、上記の混合ガスの着火性能と、着火後の燃焼ガスの燃焼性能は相反した関係である。つまり、ガスの着火性能を向上させる為には、本来の燃焼効率が良い空気とガスとの混合ガスにおける空気混合比率よりもガス比率を上げる必要があるが、ガス比率が高い状態で燃焼させると、不完全燃焼ガスが多量に発生し、燃焼性能は悪化するという問題点があった。その結果として、ＣＯ濃度が増すことになる。
【００１０】
逆に、燃焼性能を良くする為に空気量を増やしてガス比率を下げると、このガス比率が低い状態では、燃焼性能は良くなるとしても、着火し難くなり、燃焼出来なくなるという問題点があった。
【００１１】
そこで、実際には、ある程度の着火性を維持するために、上記のエゼクター１１１の吸引口１０９の大きさを小さくして吸引される空気量を少なく抑えるとしても、上述した理由から本来の燃焼効率の良い混合ガスよりも空気混合比率が低下するために若干空気不足となり、ＣＯ濃度が高めになるという問題点があった。
【００１２】
なお、この発明者は、すでに不完全燃焼を防止するための装置を開発し、特願２００２−２４９３４７で出願しており、この装置の燃焼器の内部は、ウイックから噴出した混合ガスを燃焼させる一次燃焼室と、この一次燃焼室で燃焼したガスに外気からの二次エアーを供給して燃焼する二次燃焼室とから構成されるもので、二次燃焼室で燃焼ガスの完全燃焼を促進する上で成功を収めている。しかし、前記一次燃焼室内では前述した理由により若干の不完全燃焼が生じるために、本来の燃焼効率の良い混合ガスが燃焼した場合に比べてＣＯ濃度が高めとなるという点では改善を図る余地が残されていた。
【００１３】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ガスの着火性の向上を図ると共にガスの燃焼性能の向上を図り、ＣＯ濃度を削減することのできるガス燃焼装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のガス燃焼装置は、ガス供給源から供給された燃焼ガスを燃焼する燃焼器と、前記ガス供給源から前記燃焼器に至るガス流路中に、前記燃焼器へ供給される燃焼ガスの流速により生じる負圧に起因して一次エアーを吸引するための一次空気穴部を備えたエゼクターと、このエゼクターの前方に設けたウイックから噴射する混合ガスに点火するための点火装置と、を備えたガス燃焼装置において、
前記燃焼器は、ウイックから噴出した混合ガスを着火燃焼する一次燃焼室と、この一次燃焼室内で前記着火後に燃焼するガスに二次エアーを供給する二次空気穴部と、前記一次燃焼室で燃焼したガスをさらに燃焼する二次燃焼室と、この二次燃焼室内で燃焼するガスに三次エアーを供給する三次空気穴部と、から構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、一次エアー量を減少させてウイックから出る混合ガスの着火性を高くしても、一次燃焼室内では着火後のガスに二次エアーが供給されるので、一次燃焼室の燃焼ガスの燃焼効率が向上し、燃焼性能が向上する。さらに、二次燃焼室では三次空気穴部から三次エアーが導入されるので、さらに燃焼反応が促進され、燃焼性能向上が図られ、完全燃焼し易くされ、ＣＯ濃度が減少する。
【００１６】
請求項２によるこの発明のガス燃焼装置は、請求項１記載のガス燃焼装置において、前記一次空気穴部は、ウイックから噴射する混合ガスの着火性を高くすべく小径に設けてなることを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、一次空気穴部を小さくすることにより、一次エアー量が減少してガス比率が高くなるのでウイックから出る混合ガスの着火性が向上する。
【００１８】
請求項３によるこの発明のガス燃焼装置は、請求項１又は２記載のガス燃焼装置において、前記二次空気穴部は、着火部以外の燃焼ガスに二次エアーを供給する位置に設けてなることを特徴とするものである。
【００１９】
したがって、一次燃焼室内では二次空気穴部が着火部以外の場所に設けられているので、一次燃焼室内の着火部の着火性を損なうことなく着火部以外の空気量が増大し、ＣＯ濃度が減少する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１を参照するに、この実施の形態に係るガス燃焼装置１は、燃焼ガスとしての例えばＬＰＧと空気とを混合して混合ガスを生成するためのエゼクター３と、このエゼクター３により生成された混合ガスに点火するための点火装置としての例えばエレクトロード５と、このエレクトロード５により点火された混合ガスを燃焼する燃焼器７と、が備えられている。
【００２２】
図２ないしは図４を併せて参照するに、上記の燃焼器７についてより詳しく説明すると、燃焼器７のチャンバー９はアルミ（ダイカト）の材料からなり、この実施の形態では燃焼器７の長手方向の左右側面が図３及び図４に示されているようにほぼ円形の筒状体である。その内部は図１において右側に位置する一次燃焼室１１と、この一次燃焼室１１の前方（図１において左方）に位置する二次燃焼室１３と、から構成されており、エゼクター３は一次燃焼室１１の後方（図１において右方）のガス導入側に装着されている。
【００２３】
上記のエゼクター３としては、この実施の形態ではほぼ円筒形状のエゼクタボディ１５の入口側に、燃焼ガスとしての例えばＬＰＧを貯留するガスタンク（図示省略）などのガス供給源からガス流路としての例えばガス供給管１７を介して供給されるガスを噴射するノズル１９が設けられている。このノズル１９は先端に口径が例えばφ６０μｍ〜φ２００μｍのピンホールの噴射穴（図示省略）があり、この噴射穴は円板状のピンホールディスク（図示省略）のほぼ中央に設けたオリフィスとして形成されており、噴射穴からはＬＰＧが細く、音速に近いスピードで高速で吐出される。また、ノズル１９内には前記噴射穴を閉鎖させる不純物やゴミを除去するフィルタ（図示省略）が内蔵されている。なお、前記フィルタとしては例えば１０〜３０μｍの口径のピンホールを有する燒結金属などが用いられる。
【００２４】
また、上記のノズル１９の前方のエゼクタボディ１５の内部には、ＬＰＧを一次エアーと混合して燃焼器７へ導入するためのミキサー２１が設けられており、ミキサー２１の側壁には一次エアーを吸引するための一次空気穴部２３が貫通されている。したがって、上記のノズル１９から吐出された燃焼ガスによってミキサー２１内が負圧になり、一次エアーが吸引されて燃焼ガスと一緒に混じりながら前方のガス燃焼部としての例えばウイック２５へ送られる。これを、エゼクター効果という。なお、一次空気穴部２３の面積が調節されることにより、一次エアーの割合を調節することができる。
【００２５】
また、ウイック２５は、ガス燃焼部として例えば５０〜１５０メッシュのＳＵＳ金網で円筒状の形状になっており、エゼクタボディ１５の前方端に例えば溶接で取り付けられており、燃焼器７の一次燃焼室１１の図１において右側のほぼ中心部に設けられている。また、ウイック２５の前方端には直進抑制部としてのウイックホルダ２７が例えば溶接で取り付けられている。このウイックホルダ２７により、ミキサー２１から吐出された混合ガスの直進が抑制され、主として側方への流出が促進され、ウイック２５の網目からＬＰＧと空気の混合ガスが排出される。なお、着火後の火炎は青色で円形になる。
【００２６】
また、前述したエレクトロード５は燃焼器７の内部にウイック２５の前方の側面に接近した位置に設けられている。エレクトロード５には点火用圧電素子（図示省略）で発生せしめた高圧電気が電線２９により入力され、エレクトロード５の先端からウイック２５へ火花が飛ばされる。火花がウイック２５から出た混合ガスに引火し、ガスが燃焼する。
【００２７】
また、一次燃焼室１１の内壁には、前後方向に延伸した複数の溝部３１が図３に示されているようにウイック２５を中心にして周囲の放射方向に配置されている。図３では６箇所の溝部３１が形成されている。
【００２８】
さらに、一次燃焼室１１の後部壁（図１において右側壁）には、一次燃焼室１１へ外気からの二次エアーを供給する複数の二次空気穴部３３が設けられている。複数の二次空気穴部３３はウイック２５の周囲から少し離れた位置で二次エアーが供給されるように配置されている。換言すれば、上記の二次エアーは、ウイック２５から出た直後の混合ガスに影響を与えない位置へ、つまり着火部以外の位置で着火後のガスへ供給されるように配置されている。なお、前記着火部とは、火花が飛ぶ部分の範囲であり、図３の点線で囲んだ範囲で示されているようにウイック２５の周囲のエレクトロード５側の付近が該当する。この実施の形態では、前記二次エアーがエレクトロード５を装着している溝部３１を除く他の各溝部３１の後方側から供給されるように合計５箇所の二次空気穴部３３が設けられている。
【００２９】
また、二次燃焼室１３へ外気からの三次エアーを供給する三次空気穴部としての例えば複数の三次エアー管路３５が上記の複数の各溝部３１の間の一次燃焼室１１の壁内に設けられ、この実施の形態では合計６箇所の三次エアー管路３５が設けられている。
【００３０】
なお、エゼクター３の一次空気穴部２３の面積が調節されることにより、一次エアーの割合を調節することができるので、ウイック２５から噴出する混合ガスの着火性を向上させるために、この実施の形態では一次空気穴部２３の面積が従来の場合に対してほぼ半分の面積となるように構成されている。例えば、従来の場合のエゼクターの一次空気穴部の穴径をＤ寸法とすると、この実施の形態の一次空気穴部２３の穴径は０．７３Ｄの大きさにしている。
【００３１】
さらに、５箇所の各二次空気穴部３３の穴径は０．４Ｄの大きさにしており、６箇所の各三次エアー管路３５（三次空気穴部）の穴径はＤの大きさにしている。
【００３２】
また、チャンバー９の外周側には熱交換用の複数枚のフィン３７が設けられている。このフィン３７はチャンバー９内で混合ガスが燃焼したときの発生熱を放出してチャンバー９を冷却する、つまり熱交換する効果がある。
【００３３】
上記構成により、ＬＰＧがガス供給管１７を経てエゼクター３のノズル１９内へ供給されると、ＬＰＧはノズル１９内のフィルタを通過してオリフィスとしての噴射穴からミキサー２１へ音速に近いスピードで噴出されるので、ミキサー２１内ではエゼクター効果によって発生する負圧により、燃焼に必要な一次エアー（空燃比に相応する）が一次空気穴部２３から吸引されてミキサー２１内へ流入し、この流入した一次エアーとＬＰＧとが混合されて混合ガスとなり前方のウイック２５へ噴出される。
【００３４】
なお、ミキサー２１ではＬＰＧの増減に比例して燃焼に必要な一次エアーが自動的に吸引される。しかし、一次空気穴部２３の穴径を小さくして一次エアー量を減少させたことにより、着火性の良好な混合ガスが前方のウイック２５へ噴射される。
【００３５】
ウイック２５では前方端面にウイックホルダ２７が設けられているので、燃焼ガス（混合ガス）は主として側面のメッシュのＳＵＳ金網から周囲に噴出されることになる。
【００３６】
次いで、点火用圧電素子からの高圧電気が電線２９を経て供給され、燃焼器７内のエレクトロード５から火花が発生し、ウイック２５から出た着火性の良好な混合ガスに確実に着火する。この燃焼炎の殆どはウイック２５の側面から外方へ円形状に広がっていくことになり、燃焼炎の長さはウイック２５から十数ｍｍ程度で留まり、温風は一次燃焼室１１の内部並びに内壁の８個の溝部３１に沿って前方の二次燃焼室１３へ伝わっていくことになる。
【００３７】
このとき、ウイック２５から出た混合ガスはガス比率が高いために着火性が良好であるが、ＣＯ濃度が増大して燃焼性能が低下している。しかし、二次空気穴部３３が着火部以外の場所に設けられたので、一次燃焼室１１内の着火部以外の空気量が増大し、ＣＯ濃度が減少する。つまり、一次燃焼室１１内で着火後の燃焼ガスに二次エアーが供給されるので、一次燃焼室１１内のガスの燃焼効率が向上し、燃焼性能が向上する。したがって、一次燃焼室１１内では、ウイック２５からの混合ガスが確実に着火されると共に着火後の燃焼ガスの燃焼性が促進され、ＣＯ濃度が減少することとなる。
【００３８】
さらに、外気からの三次エアーが６個の三次エアー管路３５（三次空気穴部）を通ることにより、一次燃焼室１１の壁部の温度が効率よく下げられると共に、三次エアー管路３５を通過して高温に温められた三次エアーが二次燃焼室１３へ導入されるので、この二次燃焼室１３のガスはさらに燃焼反応が促進され、燃焼性能向上が図られる。つまり、一次燃焼室１１で燃焼を終えたガスと高温の三次エアーが混合するので燃焼反応し易くなり、完全燃焼し易くする効果がある。これによって燃焼性能が向上する。以上のように、三次エアーは一次燃焼室１１の温度を下げる効果と、二次燃焼室１３での燃焼性能向上の効果がある。なお、三次エアー管路３５の数は、燃焼性能と熱交換を両立せしめるには８個が望ましい。
【００３９】
以上のことから、この発明の実施の形態のガス燃焼装置１では、殆どの末燃ガスは二次燃焼室１３で燃焼されるので、チャンバー９の外部には火炎が出にくい構造である。
【００４０】
ちなみに、この発明者が開発し、特願２００２−２４９３４７で出願した装置（比較例）と、この発明の実施の形態のガス燃焼装置１（本願例）と、を同じ条件にして燃焼後のＣＯ濃度を測定したところ、条件１の場合、比較例では９４ｐｐｍであったが、本願例では４１ｐｐｍであった。また、条件２の場合、比較例では１１９ｐｐｍであったが、本願例では４９ｐｐｍであった。明らかに、本願例で二次燃焼室１３内に三次エアーを供給するだけでなく一次燃焼室１１内に二次エアーを供給することで、効果を奏していることが分かる。なお、上記の比較例は、本願例に相当する燃焼器７の二次燃焼室１３内に三次エアーを供給しているが、一次燃焼室１１内には二次エアーを供給していない装置である。
【００４１】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。この実施の形態のガス燃焼装置１は、ヘヤードライヤーや、熱収縮チューブの収縮作業や乾燥、接着、溶解、ハンダ付けなどに使用されるヒートガンなどのガス燃焼装置、或いはその他の機器類のガス燃焼装置として使用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、一次エアー量を減少させてウイックから出る混合ガスの着火性を高くしても、一次燃焼室内では着火後のガスに二次エアーを供給して一次燃焼室の燃焼ガスの燃焼効率を向上でき、燃焼性能を向上できる。さらに、二次燃焼室では三次空気穴部から三次エアーを導入するので、さらに燃焼反応を促進でき、燃焼性能向上を図ることができる。したがって、完全燃焼し易くでき、ＣＯ濃度を減少させることができる。
【００４３】
請求項２の発明によれば、一次空気穴部の穴径を小さくすることにより、一次エアー量を減少せしめてガス比率を高くできるのでウイックから出る混合ガスの着火性を向上できる。
【００４４】
請求項３の発明によれば、一次燃焼室内では二次空気穴部を着火部以外の場所に設けたので、一次燃焼室内の着火部の着火性を損なうことなく着火部以外の空気量を増大してガスの燃焼性を向上でき、ＣＯ濃度を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態のガス燃焼装置の断面図で、図３の矢視Ｉ−Ｉ線の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態のガス燃焼装置の側面図である。
【図３】図２の左側から視たガス燃焼装置の正面図である。
【図４】図２の右側から視たガス燃焼装置の背面図である。
【図５】従来例を示すガス燃焼装置の側面図である。
【図６】図５のエゼクターの部分的な断面図である。
【図７】図５の左側から視たガス燃焼装置の正面図である。
【符号の説明】
１  ガス燃焼装置
３  エゼクター
５  エレクトロード（点火装置）
７  燃焼器
９  チャンバー
１１  一次燃焼室
１３  二次燃焼室
１５  エゼクタボディ
１７  ガス供給管（ガス流路）
１９  ノズル
２１  ミキサー
２３  一次空気穴部
２５  ウイック（ガス燃焼部）
２７  ウイックホルダ
３１  溝部
３３  二次空気穴部
３５  三次エアー管路（三次空気穴部）
【図１】
2004271042.tif 000003
【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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