(57)【要約】【課題】バーナ上に加熱室を形成するための燃焼筒が、燃焼炎に加熱されて高温になるが、その熱がバーナに熱伝導することを防ぐ。【解決手段】燃焼筒１６のフランジ１７とバーナ２のかしめ部４０との間に、断熱材３０を介装する。燃焼筒１６は、燃焼炎によって高温になり、熱がバーナ２に向かって伝導していく。断熱材３０により熱伝導が減少するため、バーナ２は過度に高温にならない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を気化する気化器と、該気化器にて気化した気化燃料を燃焼させるバーナと、該バーナ上方に燃焼室を形成するための燃焼筒とを備え、該燃焼筒からバーナへの熱伝導を減少させる熱伝導減少手段が設けられたことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項２】
液体燃料を気化する気化器と、該気化器にて気化した気化燃料を燃焼させるバーナと、該バーナ上方に燃焼室を形成するための燃焼筒とを備え、該燃焼筒の下部に前記バーナが装着され、前記燃焼筒とバーナとの間に、前記燃焼筒からバーナへの熱伝導を減少させる熱伝導減少手段が設けられたことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項３】
熱伝導減少手段は、燃焼筒とバーナとの間に介在する断熱材とされたことを特徴とする請求項１または２記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項４】
熱伝導減少手段として、燃焼筒とバーナとを点接触させたことを特徴とする請求項１または２記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項５】
熱伝導減少手段として、燃焼筒とバーナとを線接触させたことを特徴とする請求項１または２記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項６】
熱伝導減少手段として、燃焼筒のバーナに近い部分が他の部分よりも熱伝導率を小さくされたことを特徴とする請求項１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、石油ファンヒータ等の液体燃料を気化させて燃焼させる液体燃料燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体燃料燃焼装置、例えば石油ファンヒータでは、図７、８に示すように、気化器１とバーナ２とを備えている。気化器１は、熱回収部３と、燃料を加熱気化させるための気化用ヒータ４と、気化器１の温度を検知するサーミスタ５と、ノズル６とを有している。なお、熱回収部３を有さないものもある。７はノズル６を開閉するためのニードルを動作するソレノイドバルブである。
【０００３】
熱回収部３は、気化用ヒータ４の消費電力を低減させるために、バーナ２からの燃焼炎にさらされるように配置される。熱回収部３の基端が気化器１に固定される、あるいは気化器１と一体化されている。そして、先端がバーナ２の上方に臨んでいる。
【０００４】
バーナ２は、図９に示すように、炎口部が開口されたバーナトップ１０と、これに組み合わされるバーナボトム１１と、両者に挟み込まれる仕切り板１２とからなる。バーナトップ１０とバーナボトム１１とは、互いの外周縁がかしめられて、かしめ部４０が形成され、両者が一体化される。仕切り板１２には整流板が取り付けられている。また、バーナトップ１０の炎口部には、耐熱性、耐酸化性に優れた金属製の炎口網１３と、逆火防止及び混合ガスの静圧化を図るためのバックネット１４とが取り付けられている。
【０００５】
バーナ１の上方に燃焼室１５を形成するための燃焼筒１６が設けられている。燃焼筒１６の底面に開口が形成されており、この開口にバーナ２が嵌め込まれている。開口の周縁にはフランジ１７が形成され、フランジ１７がバーナ２のかしめ部４０に載置される。なお、バーナ２、気化器１、燃焼筒１６は、図示しない取付台に支持されている。また、熱回収部３は、燃焼筒１６の底面を貫通している。
【０００６】
燃焼筒１６の背面側には、送風機１８が配されている。送風機１８は、室内空気をキャビネット１９内に吸い込んで、燃焼筒１６の上面開口から放出される加熱された空気とともにキャビネット１９の正面下部に形成された吹出口から温風として吹き出す。なお、図７中、２０はカートリッジタンクである。
【０００７】
上記のような構造の液体燃料燃焼装置は、例えば特許文献１に記載されている。この液体燃料燃焼装置の動作について説明する。まず、液体燃料（灯油）が燃料ポンプ（図示せず）によって気化器１に圧送され、気化用ヒータ４の加熱によって気化され、燃料ガスＡとしてノズル６からバーナボトム１１と仕切り板１２とによって形成される混合管２１に噴射される。混合管２１において、燃料ガスＡはここに流入する１次空気Ｂと混合されて、混合ガスＣとなる。混合ガスＣは、バーナトップ１０と仕切り板１２とによって形成される静圧室２２に入り、整流板によって均一化され、バックネット１４を通り、炎口網１３から噴出し、点火装置によって点火され燃焼する。炎口網１３上に形成された燃焼炎によって、加熱室１５内の空気が加熱され、高温になった空気は上昇して、燃焼筒１６の上面開口から放出される。送風機１８によって、高温の空気は吸い込まれた室内空気と混合され、温風となって室内に吹き出される。そして、炎検出手段（フレームセンサー）によって燃焼炎の有無、状態を検出し、マイコンからなる制御装置が炎検出手段の出力に基づいて燃焼を制御する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−９４０２２（段落０００２、０００３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、炎口網上に形成された燃焼炎によって、燃焼筒が加熱される。燃焼筒の上部は、送風機によって冷却されるが、下部は、冷却されにくいので、高温になる。この熱は伝導によりバーナトップに伝わる。これにより、バーナトップも高温となる。バーナトップが高温になると、バーナトップと仕切り板により形成される静圧室も温度が上昇する。静圧室の温度が上昇すると、燃焼速度が大きくなる。すると、燃焼時、特に発熱量を最大燃焼からの切替時等において、炎口部からの混合ガスの噴出が急激に小さくなった際に、燃焼速度が混合ガスの噴出する速度より速くなるため、逆火が発生しやすくなる。したがって、バーナ内での異常燃焼となって、燃焼が停止してしまう。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑み、燃焼時、特に最大燃焼時におけるバーナの過度の温度上昇を防ぐことにより、逆火の発生を防止できる液体燃料燃焼装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、液体燃料を気化する気化器と、該気化器にて気化した気化燃料を燃焼させるバーナと、該バーナ上方に燃焼室を形成するための燃焼筒とを備え、該燃焼筒からバーナへの熱伝導を減少させる熱伝導減少手段が設けられたものである。
【００１２】
熱伝導減少手段は、燃焼炎に触れて高温になる燃焼筒の熱がバーナに伝導しないようにする、あるいは少なくするものである。これによって、燃焼筒からバーナに熱が伝わりにくくなって、バーナが過度に高温になることを防止できる。したがって、バーナの静圧室中の混合ガスが過度の高温にならず、発熱量切替時のように混合ガスの噴出が急激に少なくなった際に発生しやすい逆火を防止でき、異常燃焼による運転停止といった事態を避けることができる。
【００１３】
そこで、熱伝導減少手段として、燃焼筒とバーナとの間に断熱性の別部材を設けて、熱伝導を減少させる。具体的には、燃焼筒の下部にバーナが装着されているので、燃焼筒とバーナとの間に断熱材を介在させる。
【００１４】
他の手段として、接触面積が大きいと熱伝導しやすいので、燃焼筒とバーナとの接触面積を小さくする。例えば、燃焼筒とバーナとを点接触あるいは線接触させる。これによって、面接触する場合に比べて、接触面積が減るので、熱伝導も少なくなる。点接触としては、例えば燃焼筒あるいはバーナに複数の突起、脚を設けて、突起、脚を介して燃焼筒とバーナとを接触させる。面接触としては、例えば燃焼筒あるいはバーナにビードを設け、ビードを介して燃焼筒とバーナとを接触させる。あるいは、燃焼筒の下部の肉厚を薄くしてもよい。
【００１５】
さらに、他の手段として、燃焼筒のバーナから遠い部分では熱伝導率を大きくして、放熱しやすくし、バーナに近い部分では熱伝導率を小さくして、熱伝導を抑える。すなわち、バーナに近い部分が断熱材としての役割を果たし、バーナへの熱伝導を少なくできる。燃焼筒として、複数の材料を合体させ、熱伝導率の異なる構造とする。あるいは、燃焼筒に、機能傾斜材料のような同一部材において熱伝導率を異ならせることができる材料を用いる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第一実施形態の液体燃料燃焼装置は、図７〜９に示す従来のものと同じ構造であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態では、燃焼筒１６からバーナ２への熱伝導を減少させるための熱伝導減少手段として、図１、２に示すように、燃焼筒１６とバーナ２との間に断熱材３０を設けている。
【００１７】
断熱材３０は、セラミックファイバーあるいはカーボンファイバー等の耐火繊維をシート状にした断熱シートとされる。この断熱材３０は、燃焼筒１６の底面に形成された開口の周縁形状に合わせて環状に形成される。そして、断熱材３０がバーナ２のかしめ部４０の上面に載置され、断熱材３０の上に燃焼筒１６のフランジ１７が載置される。フランジ１７には、段差３１が形成されている。この段差３１に断熱材３０が嵌まり込むことにより、断熱材３０は、燃焼筒１６とバーナ２との挟み込まれ、脱落することはない。
【００１８】
燃焼時、燃焼炎に熱せられて燃焼筒１６が高温になる。燃焼筒１６に蓄えられた熱の一部は、送風機１８の風によって放熱されるが、残りはバーナ２に向かって伝導する。しかし、燃焼筒１６とバーナ２との間には断熱材３０が存在しているので、燃焼筒１６はバーナ２に直接接触していない。そのため、熱はバーナトップ１０には伝導されない。
【００１９】
この断熱材３０による断熱効果により、バーナトップ１０への熱伝導が減少するので、バーナトップ１０は過度の高温にならない。バーナトップ１０と仕切り板１２から形成される静圧室２２の温度も過度に上昇しない。これによって、混合ガスが過熱されることによる燃焼速度の過剰な増大は起こらず、発熱量切り替え時等における逆火を防止でき、異常燃焼が発生しない。
【００２０】
第２実施形態の液体燃料燃焼装置における熱伝導減少手段を図３、４に示す。本実施形態では、熱伝導減少手段として、燃焼筒１６とバーナ２とを点接触させた構造とする。その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００２１】
バーナ２のかしめ部４０に、上向きに凸状のプレス加工を施して、燃焼筒１６に向かって突出する複数の突起３２が形成される。燃焼筒１６の開口にバーナ２が嵌め込まれたとき、燃焼筒１６のフランジ１７がかしめ部４０上の突起３２に当接する。燃焼筒１６は、バーナ２に点接触した状態で保持される。なお、断熱材は用いない。
【００２２】
この突起３２を通じて燃焼筒１６とバーナ２は点接触した状態となり、接触面積が減る。そのため、燃焼筒１６からバーナトップ１０への熱伝導が減少し、第１実施形態と同様の効果が得られる。しかも、部材の加工だけですむので、別途部材を追加する必要なく、安価に熱伝導の減少を図れる。また、燃焼筒１６とバーナ２との間に隙間ができるので、周囲の冷たい空気による冷却効果が得られ、より一層熱伝導を減少させることができる。
【００２３】
第３実施形態の液体燃料燃焼装置における熱伝導減少手段を図５、６に示す。本実施形態では、熱伝導減少手段として、燃焼筒１６とバーナ２とを線接触させた構造とする。その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００２４】
バーナ２のかしめ部４０の全周にわたって、上向きに凸状のプレス加工を施して、燃焼筒１６に向かって突出する環状のビード３３が形成される。燃焼筒１６の開口にバーナ２が嵌め込まれたとき、燃焼筒１６のフランジ１７の段差３１がかしめ部４０上のビード３３に当接する。燃焼筒１６は、バーナ２に線接触した状態で保持される。なお、断熱材は用いない。
【００２５】
このビード３３を通じて燃焼筒１６とバーナ２は線接触した状態となり、面接触する場合よりも接触面積が減る。そのため、燃焼筒１６からバーナトップ１０への熱伝導が減少し、第１実施形態と同様の効果が得られる。しかも、部材の加工だけですむので、別途部材を追加する必要なく、安価に熱伝導の減少を図れる。また、ビード３３により、強度を高めることができる。しかも、燃焼筒１６とバーナ２との間に隙間ができないので、周囲の空気の流入はなく、燃焼は安定する。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。燃焼筒のフランジに複数の突起を形成したり、ビードを形成して、バーナと点接触あるいは線接触させるようにしてもよい。また、燃焼筒の外周にフィンを形成して、熱が上部から下部に伝導する間に放熱させる。これによっても、バーナへの熱伝導を減少させることができる。
【００２７】
燃焼筒のバーナに近い部分が他の部分よりも熱伝導率を小さくする熱伝導減少手段として、燃焼筒において、バーナ側に断熱材を一体的に設けた構造とする。例えば、バーナ側端部に断熱材としてセラミックを接合した複合材料を用いる。あるいは、燃焼筒として、上端からバーナ側に向かって熱伝導率が徐々に小さくなる機能傾斜材料を用いる。上記の材料を用いれば、バーナに近い部分の熱伝導率が他の部分の熱伝導率より小さくなり、バーナトップへの熱伝導を抑えることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、燃焼炎によって高温になった燃焼筒からバーナへの熱伝導を減らすことができるので、バーナが高温になることを防止できる。そのため、バーナの静圧室中の混合ガスが過度の高温にならず、発熱量切り替え時のように混合ガスの噴出が急激に少なくなった際に発生しやすい逆火を防止でき、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のバーナおよび燃焼筒の要部正面図
【図２】断熱材の平面図
【図３】第２実施形態のバーナおよび燃焼筒の要部正面図
【図４】バーナの平面図
【図５】第３実施形態のバーナおよび燃焼筒の要部正面図
【図６】バーナの平面図
【図７】従来の液体燃料燃焼装置内部の概略構成図
【図８】バーナおよび燃焼筒の要部正面図
【図９】バーナの断面図
【符号の説明】
１    気化器
２    バーナ
１６    燃焼筒
３０    断熱材
３２    突起
３３    ビード
【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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