(57)【要約】【課題】送気間隙から燃焼室内に供給される空気によって、火炎の吹き消し等を生じないように供給方向を調整すること。【解決手段】燃焼室１１内に気化筒３９が配置され、当該気化筒３９の下部に飛散リング４０と、当該飛散リング４０の回りで送気間隙Ｐを形成する送気案内リング５０が設けられている。飛散リング４０の下面側には、外縁位置が送気案内リング５０における起立片６０の上端６０Ａよりも低い位置で略水平面内に位置する供給方向調整部材５１が設けられている。送風通路４９Ａを通って送気間隙Ｐから燃焼室１１内に供給される空気は、供給方向調整部材５１の存在によって略真上方向に保たれる。【選択図】          図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を形成する燃焼盤と、前記燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させるとともに、外縁が上方位置となるように傾斜する飛散リングと、当該飛散リングの外縁位置よりも低い位置を上端として送気間隙を形成する起立片を含む送気案内リングと、この送気案内リングの下方から空気を供給する送風通路とを備え、前記気化筒と飛散リングとの間の隙間から燃焼室に飛散された液体燃料を着火して噴霧燃焼を行い、この噴霧燃焼の燃焼熱で気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼盤に形成された炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
前記送気間隙から燃焼室内に供給される空気の供給方向を、上方向きとする供給方向調整部材を設け、
前記供給方向調整部材は前記飛散リングの下面側に設けられるとともに、前記起立片の上端よりも低い位置に設けられていることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項２】
前記供給方向調整部材は前記飛散リングの下面に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項３】
前記供給方向調整部材は板状リングにより構成され、当該板状リングの外縁と飛散リングの外縁との間に２．５ｍｍ以下のクリアランスが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項４】
前記板状リングの面内に前記クリアランスに通じる穴が形成されていることを特徴とする請求項３記載の液体燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体燃料燃焼装置に係り、更に詳しくは、気化筒回りから燃焼室に供給され、燃焼用および気化筒の冷却用として作用する二次空気の供給方向を上向きにすることのできる液体燃料燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、給湯機等に用いられる液体燃料燃焼装置として、例えば、図６に示されるようなバーナー９０が知られている。このバーナー９０は、灯油等の燃料が燃焼する燃焼室９１Ａが内部に形成された燃焼盤９１と、この燃焼盤９１内の略中央に設けられた下向き開放型の気化筒９２と、当該気化筒９２の下方に微細な隙間Ｓ１を隔てて設けられた飛散リング９３と、この飛散リング９３の回りに配置されて燃焼室９１Ａ内に二次空気を供給するための送気間隙Ｐを形成する起立片９４Ａを有する送気案内リング９４と、燃焼盤９１を下方から支持するとともに、上部が開放する有底容器状に設けられて空気室９５Ａを形成する空気箱９５と、この空気箱９５の図６中右端側から外側に向かって略水平方向に延びる空気供給路９６を介して前記空気室９５Ａに空気を供給する送風機９８と、空気室９５Ａに供給された空気を気化筒９２内に案内する送風筒１００と、この送風筒１００の上部内側に位置して気化筒９２と共に回転する燃料拡散体１０２とを備えて構成されている。
【０００３】
このバーナー９０は、前記隙間Ｓ１から燃焼室９１Ａ内に飛散された液体燃料を着火して噴霧燃焼を行い、この噴霧燃焼の燃焼熱で気化筒９２を加熱することで当該気化筒９２内の液体燃料を気化する。この気化した燃料は、送風筒１００の上端側と燃料拡散体１０２の下端側との間に形成された空気噴出通路１０４から気化筒９２の内部に噴出された空気と混合される。当該混合気は、燃焼盤９１の外側に設けられたガス室９７を経て燃焼盤９１の炎孔９９から噴出され、この噴出された混合気が着火されて炎孔９９の出口から燃焼盤９１の内方に向かう火炎を形成することで気化燃焼が行われる。また、送気間隙Ｐからは、冷却用の二次空気が燃焼室９１Ａ内に供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記液体燃料燃焼装置にあっては、図６中符号Ｄで示されるように、送気間隙Ｐから燃焼室９１Ａ内に供給される空気が、燃焼盤９１の側壁９１Ｂに向けられる構成となっている。これは、前記隙間Ｓ１から噴霧される液体燃料が起立片９４Ａの内面側に飛散されることなく燃焼室９１Ａ内への噴霧を行うために、飛散リング９３の外縁が上位となるように傾斜させている構造に起因する。そのため、炎孔９９から燃焼室９１Ａ内に形成される火炎Ｌは、送気間隙Ｐから供給される空気流によって乱れてしまうことが多く、場合によっては火炎Ｌが吹き消されてしまうこともあり、安定燃焼を妨げてしまうという不都合を招来する。かかる不都合は、炎孔９９からの噴出ガス圧が低い状態となる低燃焼時に一層顕在化する。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、飛散リングと送気案内リングとの間の送気間隙から燃焼室内に供給される二次空気の向きを上方にすることで、火炎の吹き消しや、火炎の乱れを防止して安定燃焼を実現することのできる液体燃料燃焼装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、燃焼室を形成する燃焼盤と、前記燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させるとともに、外縁が上方位置となるように傾斜する飛散リングと、当該飛散リングの外縁位置よりも低い位置を上端として送気間隙を形成する起立片を含む送気案内リングと、この送気案内リングの下方から空気を供給する送風通路とを備え、前記気化筒と飛散リングとの間の隙間から燃焼室に飛散された液体燃料を着火して噴霧燃焼を行い、この噴霧燃焼の燃焼熱で気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼盤に形成された炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
前記送気間隙から燃焼室内に供給される空気の供給方向を、上方向きとする供給方向調整部材を設け、前記供給方向調整部材は前記飛散リングの下面側に設けるとともに、前記起立片の上端よりも低い位置に設けるという構成を採っている。このような構成とすることで、前記起立片が、火炎に向かおうとする空気流の壁として確実に作用するようになり、前記送気間隙から燃焼室内に供給される空気が火炎に向かうことが抑えられ、火炎の吹き消し等を防止することができ、特に、低燃焼時における火炎の安定化を図って安定燃焼範囲を拡げることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、前記供給方向調整部材は前記飛散リングの下面に取付けられる、という構成を採り、当該飛散リングに対する位置的な精度を一定に保つことが可能となる。
【０００８】
また、前記供給方向調整部材は板状リングにより構成され、当該板状リングの外縁と飛散リングの外縁との間に２．５ｍｍ以下のクリアランスが形成される、という構成を採ることが好ましい。ここで、２．５ｍｍ以下のクリアランスとしたのは、当該クリアランスを大きく取りすぎると、空気の供給方向が炎孔に向いてしまう傾向をもたらすためである。この際、板状リングの面内に前記クリアランスに通じる穴を形成する構成を採用するとよい。これにより、飛散リングの過加熱を防止することができる他、二次空気の供給量を十分に確保することができる。
【０００９】
なお、本明細書において、「噴霧燃焼」とは、液体燃料を着火することによって行われる燃焼を意味し、「気化燃焼」とは、気化した液体燃焼を空気と混合することにより得られる混合気を着火することによって行われる燃焼を意味する。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１には、本実施施例に係る液体燃料燃焼装置としてのバーナーの概略平面図が示され、図２には、図１に対して部品を一部取り外した状態のバーナーの概略平面図が示されている。また、図３には、図１のＸ−Ｘ線矢視概略端面図が示され、図４には、図３の一部拡大図が示されている。これらの図において、バーナー１０は、平面視で略正方形となる燃焼室１１を含む上部構成体１２と、この上部構成体１２を下方から支持するとともに、上部が開放する有底容器状をなす燃焼用空気箱１３（図３，図４参照）と、この燃焼用空気箱１３内の燃焼用空気室１３Ａに空気を供給する送風機１４とを備えて構成されている。
【００１２】
前記上部構成体１２は、図４に示されるように、外側に位置する有底略角筒状の燃焼室外筒１５と、この燃焼室外筒１５の内側に設けられた有底略角筒状の燃焼盤１６と、当該燃焼盤１６の内側略中央に位置するとともに、灯油等の液体燃料を気化して空気との混合気を形成する混合気形成手段１８と、当該混合気形成手段１８の下部側に設けられるとともに、燃焼室１１内に前記燃焼用空気室１３Ａからの空気を導入する空気導入部１９とを備えて構成されている。なお、本実施例では、燃焼盤１６と混合気形成手段１８との間に形成される空間が前記燃焼室１１となっている。
【００１３】
前記燃焼室外筒１５は、平面視で略正方形の外形を有する底壁１５Ａと、この底壁１５Ａの外周から上方に起立する四辺の側壁１５Ｂとからなる。底壁１５Ａには、略中央領域に第１中央貫通穴２１が形成されているとともに、この第１中央貫通穴２１の周方向に沿う複数箇所、本実施例では周方向略９０度間隔位置に第１中央貫通穴２１よりも小径の第１外側貫通穴２２が形成されている。
【００１４】
前記燃焼盤１６は、燃焼室外筒１５の内方に隙間を隔てて配置されており、当該隙間によって前記混合気形成手段１８で形成された混合気を通過させるガス室２４が形成されている。また、燃焼盤１６は、平面視で略正方形の外形を有する底壁１６Ａと、この底壁１６Ａの外周から上方に起立する四辺の側壁１６Ｂとにより構成されている。底壁１６Ａの中央部には、前記第１中央貫通穴２１と第１外側貫通穴２２の各上方に第２中央貫通穴２６と第２外側貫通穴２７がそれぞれ形成されている。また、側壁１６Ｂには、前記ガス室２４からの混合気を燃焼室１１内に噴出可能とする多数の炎孔２９が形成されているとともに、当該側壁１６Ｂの上部に筒状部材３３が設けられている。この筒状部材３３は、内外二重壁構造とされ、その間が空気室３５として構成されている。この空気室３５は、送風機１４（図３参照）からの空気を一部バイパスさせる空気連通路３４の一端（上端）が連通されており、空気室３５の上部に形成された送気孔３７から空気を上方に噴出することで、筒状部材３３の上方に設けられる図示しない熱交換体の壁面の結露等を防止するようになっている。
【００１５】
前記混合気形成手段１８は、図４に示されるように、下部が開放する釣鐘型の気化筒３９と、この気化筒３９の下端との間に微細な隙間Ｓ１を隔てて配置されるとともに、外縁が隙間Ｓ１の位置よりも若干上方位置となるように傾斜姿勢に設けられた飛散リング４０と、前記第１中央貫通穴２１の形成縁領域に支持されるとともに、上端側が気化筒３９側に開放する一方、下端側が燃焼用空気室１３Ａ側に開放する略円筒状の送風筒４１と、この送風筒４１の上方に位置する燃料拡散体４２と、この燃焼拡散体４２に液体燃料を供給する燃料供給管４４とにより構成されている。
【００１６】
前記燃料拡散体４２は、上下両側が開放する略円筒状の側部４２Ａと、この側部４２Ａの上端に連なる外向きのフランジ部４２Ｂと、側部４２Ａの下端側に連なるとともに、反転フック状に設けられて燃料供給管４４からの液体燃料を受け取り可能な受け部４２Ｃと、フランジ部４２Ｂの上面側に微小な隙間Ｓ２を隔てて固定される頂部４２Ｄとからなる。気化筒３９及び燃料拡散体４２は、その中央部に位置する共通の回転軸４６によって支持されており、当該回転軸４６を出力軸とするモータ４７の駆動によって一体回転可能に設けられている。この際、燃料拡散体４２の受け部４２Ｃに供給された液体燃料は、回転に伴う遠心力によって、前記隙間Ｓ２から気化筒３９の内壁３９Ｂ上部に向かって噴出するようになっている。
【００１７】
前記燃焼室１１内に空気を送り込むための空気導入部１９は、前記第１及び第２外側貫通穴２２，２７間を連結する送気筒４９と、この送気筒４９の上端開放側と飛散リング４０との間に設けられて当該飛散リング４０との間に送気間隙Ｐを形成可能な送気案内リング５０と、この送気案内リング５０の内側において、飛散リング４０の下面側に設けられた供給方向調整部材５１とにより構成されている。この空気導入部１９は、前記送風機１４から燃焼用空気室１３Ａを通過した空気が送気筒４９によって形成される送風通路４９Ａを通って送気間隙Ｐから燃焼室１１内に供給可能となっている。
【００１８】
前記送気案内リング５０は、図５に示されるように、燃焼盤１６の底壁１６ＡにねじＢ等によって固定されるベース部材５２と、このベース部材５２の上端側に設けられる起立部材５３とからなる。
【００１９】
ベース部材５２は、燃焼盤１６の底壁１６Ａに接地するリング片状の基部５５と、この基部５５の内周縁から上方に向けられて周方向に延びる側壁部５６と、この側壁部５６の上端から内方に向けられて前記基部５５と略平行に位置するリング片状の上部５７とにより構成されている。基部５５の内側には、前記各第２外側貫通穴２７が位置するようになっており、上部５７によって送風通路４９Ａから上昇する空気の流れをやや内向きに変えることができるようになっている。
【００２０】
前記起立部材５３は、前記上部５７に固定されるリング片状の起立片支持部５９と、この起立片支持部５９の外周縁から上方に向けられて周方向に延びる起立片６０とにより構成されている。起立片支持部５９は、その内周縁位置が上部５７の内周縁位置と略同一に設定される一方、上部５７の外周縁位置よりも内側に位置する大きさに設定されており、軸線が上部５７と略同一となる位置で当該上部５７に固定されている。起立片６０の上端６０Ａは、飛散リング４０の先端部よりも低い位置となるように設定され、これにより、噴霧燃焼時において、気化筒３９と飛散リング４０との隙間Ｓ１から液体燃料が噴霧されたときに、起立片６０の内面に燃料が噴霧されないようになっている。また、起立片６０の前記上端６０Ａよりも低い位置となるように、前記供給方向調整部材５１が設けられている。
【００２１】
供給方向調整部材５１は、飛散リング４０の下面側に位置する板状リング６５と、この板状リング６５の内周縁から下向きに延びる垂下筒６６とからなる。板状リング６５は、飛散リング４０と略平行になるように、飛散リング４０にスポット溶接などで取り付けられている。これにより、板状リング６５の外縁と飛散リング４０の外縁との間に２．５ｍｍ以下のクリアランスＣが形成されている。また、板状リング６５の外縁より僅かに内側となる面内には、当該板状リング６５の周方向に沿って多数の穴６５Ａが形成されており、これらの穴６５Ａからも燃焼室１１内に空気が供給されるようになっている。
【００２２】
前記送風機１４は、ここでは詳細構造を省略するが、図示しないモータの駆動によってファンＦ（図３参照）が回転し、燃焼用空気箱１３の内部に形成された燃焼用空気室１３Ａに直接送り込めるようになっている。なお、送風機１４としては、軸流式、遠心式、斜流式、或いは横流式のもの等を採用することができる。また、本実施例においては、ファンＦ及び気化筒３９を別個のモータで回転させる構造となっているが、共通のモータによってファンＦ及び気化筒３９を回転させてもよい。
【００２３】
次に、前記バーナー１０の燃焼動作について説明する。
【００２４】
先ず、図示しないスイッチを投入すると、送風機１４とモータ４７が同時に作動する。送風機１４が作動することにより、当該送風機１４から燃焼用空気室１３Ａを経由した空気が、送風筒４１の内部を通って気化筒３９内に供給されるとともに、前記送風通路４９Ａ及び送気間隙Ｐを通って燃焼室１１内に供給される。一方、モータ４７が作動することにより、気化筒３９及び燃料拡散体４２が同時に回転する。そして、燃料供給管４４から燃料拡散体４２の受け部４２Ｃに灯油等の液体燃料が供給される。この液体燃料は、燃料拡散体４２の回転によって燃料拡散体４２に形成された微細な隙間Ｓ２から気化筒３９の内壁３９Ｂに向かって噴出され、更に、気化筒３９と飛散リング４０との間に形成された隙間Ｓ１から燃焼室１１内に飛散される。この際、前述したように、飛散リング４０の外縁が上方位置となるように傾斜して起立片６０の上端６０Ａよりも上方に位置しているため、液体燃料の噴霧が起立片６０によって遮られるようなことなく燃焼室１１内に対して確実に噴霧されることとなる。この飛散された液体燃料は、燃焼室１１内に延びるイグナイター等の点火装置（図示省略）の火花によって着火され、噴霧燃焼が開始する。
【００２５】
噴霧燃焼が開始されると、その燃焼熱によって気化筒３９が加熱され、気化筒３９の内壁３９Ｂに噴出された液体燃料が気化する。そして、当該気化した燃料は、気化筒３９の内部に供給された空気と混合して混合気となり、当該混合気がガス室２４を通って燃焼盤１６の各炎孔２９から燃焼室１１内に噴出され、既に発生している噴霧燃焼の火炎によって気化燃焼が行われる。
【００２６】
また、送風通路４９Ａを通って燃焼室１１内に供給される空気は、板状リング６５の外縁が起立片６０の上端６０Ａよりも低い位置となるように設けられているため、略真上に向かう空気流を形成するようになる。また、板状リング６５の面内に設けられた穴６５Ａにより、当該穴６５Ａからも燃焼室１１に空気が供給されることとなる。この場合、穴６５Ａから上昇する空気は、飛散リング４０の傾斜領域によって火炎Ｌ方向に案内される作用を受けるが、起立片６０と板状リング６５の外縁との隙間から燃焼室１１の上方に向かう空気流に引かれるため、火炎Ｌがリフトしたりする影響を受けることはない。
【００２７】
従って、このような実施例によれば、送気間隙Ｐから燃焼室１１内に供給される空気が、炎孔２９出口から燃焼室１１内に形成される火炎Ｌに向かうことが抑えられ、当該火炎Ｌが煽られてしまったり、吹き消されてしまう虞を効果的に防止できるという効果を得る。しかも、空気の供給方向調整部材５１を設けるだけの構成であるから、従来タイプに対して大幅な設計変更を伴うこともなく、且つ、構造の複雑化も回避可能となる。
【００２８】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、形状、位置、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、位置などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００２９】
例えば、前記実施例では、供給方向調整部材５１が飛散リング４０側に設けられた場合を図示、説明したが、当該供給方向調整部材５１は、燃焼室１１への送風を妨げない限りにおいて、送気案内リング５０に設ける構成も採用することができる。
【００３０】
また、前記実施例では、平面視で略正方形状をなす燃焼室１１を備えたバーナー１０について説明したが、本発明はこれに限らず、その他の多角形状又は円筒形状若しくは楕円形状の燃焼室を備えたバーナーについても適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送気間隙から燃焼室内に供給される空気が火炎に向かうことが抑えられ、火炎の吹き消し等を防止することができ、低燃焼時における火炎の安定化を図って安定燃焼範囲を拡げることが可能になる、という従来にない優れた効果を奏する液体燃料燃焼装置を提供することができる。
【００３２】
また、供給方向調整部材を飛散リングの下面に取付けた構成では、当該飛散リングに対する相対位置を一定に保つことが可能となり、仮に、組み立て誤差等によって送気案内リングとの位置的なバラツキがあっても、その影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るバーナーの概略平面図。
【図２】図１に対して気化筒及び飛散リングを外した状態のバーナーの概略平面図。
【図３】図１のＸ−Ｘ線矢視概略端面図。
【図４】図３の一部拡大図。
【図５】送気間隙の周辺領域を示す拡大断面図。
【図６】従来のバーナーを示す図３と同様の概略端面図。
【符号の説明】
１０…バーナー（液体燃料燃焼装置）、１１…燃焼室、１６…燃焼盤、１６Ｂ…側壁、２９…炎孔、３９…気化筒、４０…飛散リング、４９Ａ…送風通路、５０…送気案内リング、５１…供給方向調整部材、６０…起立片、６５…板状リング、６５Ａ…穴、Ｃ…クリアランス、Ｌ…火炎、Ｐ…送気間隙、Ｓ１…隙間
【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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