圧力噴霧式石油燃焼機
【課題】圧力噴霧式石油燃焼機の燃焼性能を向上したバーナ構造の提供。
【解決手段】燃焼ファン１によって燃焼空気が送られる送風筒２内に有底筒状の一次燃焼筒３と一次燃焼筒３よりも大径の二次燃焼筒５を配置し、一次燃焼筒３と二次燃焼筒５をリング４で接合する。一次燃焼筒３は側壁に一次空気供給口３ａを設け、底板３ｄに燃料流入口３ｂと旋回羽根３ｃを設け、燃料流入口３ｂに向けて燃料噴霧ノズル７を取り付ける。二次燃焼筒５の側壁に設ける二次空気供給口５ａは前部を貫通空気孔５ｅで形成し、後部を切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂで形成し、二次燃焼筒５の外周には切り起こし５ｃと重なり合う板状体６を配置し、板状体６と切り起こし５ｃとの隙間５ｄ内の空気をスリット状開口５ｂから二次燃焼筒５に供給し、板状体６によって隙間５ｄに向かう空気量を制御することで二次燃焼筒５内に供給する空気量を一定にすることができる。
【解決手段】燃焼ファン１によって燃焼空気が送られる送風筒２内に有底筒状の一次燃焼筒３と一次燃焼筒３よりも大径の二次燃焼筒５を配置し、一次燃焼筒３と二次燃焼筒５をリング４で接合する。一次燃焼筒３は側壁に一次空気供給口３ａを設け、底板３ｄに燃料流入口３ｂと旋回羽根３ｃを設け、燃料流入口３ｂに向けて燃料噴霧ノズル７を取り付ける。二次燃焼筒５の側壁に設ける二次空気供給口５ａは前部を貫通空気孔５ｅで形成し、後部を切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂで形成し、二次燃焼筒５の外周には切り起こし５ｃと重なり合う板状体６を配置し、板状体６と切り起こし５ｃとの隙間５ｄ内の空気をスリット状開口５ｂから二次燃焼筒５に供給し、板状体６によって隙間５ｄに向かう空気量を制御することで二次燃焼筒５内に供給する空気量を一定にすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は圧力噴霧式石油燃焼機の燃焼特性を向上したバーナ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼ファンによって燃焼空気が送られる送風筒の中には有底筒形の燃焼筒を配置し、燃焼筒の底板の中央部には燃料噴霧ノズルにのぞませた燃料流入口を設け、この底板の燃料流入口の周囲には旋回羽根が配置されている。
【０００３】
一方、燃料噴霧ノズルは燃料ポンプの吐出側に取り付けられており、燃料ポンプを運転すると加圧された燃料が燃料噴霧ノズルの噴出口から霧状になって噴き出し、旋回羽根のある燃焼筒の底板の中央に設けた燃料流入口から燃焼筒内に送られる。また、前記燃料噴霧ノズルと燃料流入口との間に一対の点火電極の先端が位置しており、その点火電極の先端間に放電火花を発生して噴霧燃料に着火する。
【０００４】
旋回羽根のある底板の中央の燃料流入口から前方に送られる霧状燃料に着火して燃焼が開始されると、燃焼途中の霧状燃料の一部は旋回羽根の前面に可燃ガスとなって拡散するから、燃焼ファンによって旋回羽根から燃焼空気が供給されると、炎は旋回羽根に付着してリング状の火種を形成するものであり、燃料噴霧ノズルから噴出する霧状燃料は点火電極の放電を止めても消火せずにそのまま燃焼が継続できる。
【０００５】
燃焼筒の側壁には多数の空気供給口を設けてあり、送風筒と燃焼筒の間を流れる空気を空気供給口から燃焼炎の側部に向けて供給することで、燃焼筒内での燃焼を促進させるものである。
【０００６】
ところで、燃焼能力が可変できる圧力噴霧式石油燃焼機において、燃焼炎の状態が燃料噴霧ノズルからの吐出量によって変化する場合、噴霧の拡がりや燃焼スピードに合わせて燃焼筒内の前部に二次燃焼筒、後部に一次燃焼筒を配置し、燃焼筒の前部に位置する二次燃焼筒の直径を後部の一次燃焼筒の直径よりも大きくすることが考えられる。
【０００７】
そして、このような構造では、燃焼能力が大きいほど燃焼筒全体で燃焼が行われて、燃焼筒の直径が大きい二次燃焼筒付近で燃焼が完了するが、燃焼能力が小さくなるほど燃焼筒の直径が小さい一次燃焼筒付近で燃焼が完了するようにしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７６９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、大発熱量の燃焼のために二次燃焼筒を持つものでは、一次燃焼筒の底板の旋回羽根から送られる旋回空気流が二次燃焼筒付近では弱くなって、燃焼炎はあまり旋回せずにそのまま燃焼筒の前方に流れるから、大径の二次燃焼室の側壁から供給する空気と燃焼炎との混合がうまく行かず、炎が長くなり、不完全燃焼を起こしやすくなる。
【０００９】
このため、二次燃焼筒の側壁に設けた二次空気供給口として、一次燃焼筒に近い部分では、切り起こし等の旋回羽根形状の二次空気供給口を設け、旋回羽根形状の二次空気供給口から二次燃焼筒内壁に沿って旋回空気流を形成することで、二次燃焼筒内での燃焼状態の改善が試みられたが、燃焼に最適な旋回空気流を得ることができなかった。
【００１０】
即ち、旋回空気流の空気量を定める開口面積は切り起こしの高さで調整することになるが、高さの変化によって開口面積は大きく変わり、少しのバラツキでも燃焼性能が変わってしまうため、切り起こしの高さ精度が必要となる。しかしプレス装置などで二次空気供給口を切り起こし加工で形成する際、切り起こし後の戻りや材料のロット毎のバラツキもあり、切り起こしによる高さ精度が出にくいといった問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は上記課題を解決するもので、燃焼ファン１によって燃焼空気が送られる送風筒２の中には、有底筒状で側壁に一次空気供給口３ａを有する一次燃焼筒３と、その一次燃焼筒３より大径で側壁に二次空気供給口５ａを有する二次燃焼筒５と、その二次燃焼筒５の後部と前記一次燃焼筒３の前部とを連絡するリング４とを配置し、前記一次燃焼筒３の底板３ｄには、その底板３ｄの中央に設けた燃料流入口３ｂと、その燃料流入口３ｂの周囲に配置した旋回羽根３ｃとを設け、前記底板３ｄの燃料流入口３ｂに向けて、燃料ポンプ８の吐出圧力で噴霧燃料を一次燃焼筒３内に供給する燃料噴霧ノズル７を取り付けた石油燃焼機において、前記二次燃焼筒５の前部の側壁に形成した前記二次空気供給口５ａは貫通空気孔５ｅで形成し、前記二次燃焼筒５の後部の側壁に形成した前記二次空気供給口５ａは切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂで形成し、前記二次燃焼筒５の外周には前記切り起こし５ｃと重なりあうと共に切り起こし５ｃとの間の隙間５ｄに供給する燃焼空気量を制御する板状体６を配置し、前記隙間５ｄ内の空気が前記スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５内に供給され、前記板状体６が前記隙間５ｄから二次燃焼筒５へ流れる空気量を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、前記板状体６には空気制御口６ａを形成し、この空気制御口６ａの開口面積は、二次燃焼筒５のスリット状開口５ｂの開口面積より小さくしており、前記空気制御口６ａから供給される空気を前記隙間５ｄ内で一旦滞留させ、スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５の内壁に沿って二次燃焼筒５の前方に向かう旋回空気流を形成することで、切り起こし５ｃからの流速を遅くしている。
【００１３】
また、前記空気制御口６ａは前記板状体６に設けた小孔で形成し、その小孔からなる空気制御口６ａは二次燃焼筒５の切り起こし５ｃの範囲内で、かつ、前記スリット状開口５ｂとは位置をずらせて配置したから、スリット状開口５ｂから供給する空気量を制御することができた。
【００１４】
また、前記二次燃焼筒５の外周に重ねた前記板状体６は、切り起こし５ｃの一部分が開口するように重合しており、前記板状体６と切り起こし５ｃとの間の開口部が前記隙間５ｄへの空気制御口６ａとしたから、板状体６の重合状態によってスリット状開口５ｂから供給する空気量を制御することができた。
【００１５】
さらに、前記一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の後部とを連絡するリング４は、前記板状体６と一体構造をなしたことにより、二次燃焼筒５と板状体６の後側の隙間を完全になくして余分な空気流入を防ぐことにより、スリット状開口５ｂから供給する空気量を安定させることができた。
【発明の効果】
【００１６】
上記課題を解決するこの発明は、二次燃焼筒５の側壁に切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂを形成するとともに、二次燃焼筒５の外周には前記切り起こし５ｃと重なりあうように嵌め合わせる板状体６を配置し、かつ、切り起こし５ｃと板状体６との間に隙間５ｄを設けたものであり、前記板状体６が切り起こし５ｃと板状体６との隙間５ｄ内へ向う空気量を制御するため、切り起こし５ｃの高さがバラツイても、板状体６によってスリット状開口５ｂから二次燃焼筒５内に供給する旋回空気流の空気量をほぼ一定に供給でき、常に安定した燃焼を可能にしたものである。
【００１７】
また、前記板状体６には空気制御口６ａを形成し、この空気制御口６ａの開口面積は、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃのスリット状開口５ｂの開口面積より小さくすることで、切り起こし５ｃからの流速を遅くしながら、二次燃焼筒５の内側面に沿った旋回空気流が供給でき、燃焼が促進されて燃焼炎の長さが短くなると共に、燃焼音を低減することができた。
【００１８】
また、前記空気制御口６ａは前記板状体６に設けた小孔で形成し、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃのスリット状開口５ｂと小孔からなる空気制御口６ａとの位置をずらし、かつ空気制御口６ａを切り起こし５ｃの範囲内に設定することにより、前記空気制御口６ａによって制御された空気を隙間５ｄ内で一旦滞留させた後、二次燃焼筒５内に供給できるようになった。このため、スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５の内壁面に沿って旋回空気流が形成でき、二次燃焼筒５の内の燃焼が促進され、燃焼炎の長さが短くなる。
【００１９】
また、前記板状体６は前記切り起こし５ｃの一部分が開口して空気制御口６ａを形成するように二次燃焼筒５の外周に重合したから、前記板状体６と切り起こし５ｃの端との間から旋回空気流となる燃焼空気が供給できるようになり、前記二次燃焼筒５と板状体６との重合位置を変化させることで最適な空気制御口６ａの開口面積を得ることができた。
【００２０】
さらに、一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の後部とを接合するリング４は、前記板状体６と一体構造になっていることにより、前記二次燃焼筒５と板状体６の後側の隙間がなくなるため、空気制御口６ａによる安定した空気量をスリット状開口５ｂから供給することができるから、より安定燃焼することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
実施例を示す図によってこの構成を説明すると、５０はこの発明となる圧力噴霧式石油燃焼機が設置される給湯機、５１は給湯機５０の外壁を構成する水室、５２はその水室５１の下部に配置した燃焼室、５３は水室５１の中央に配置した熱交換室である。５４は燃焼室５２の側壁に設けて燃焼室５２の内外を連絡する保持筒であり、前記圧力噴霧式石油燃焼機はこの保持筒５４に取り付けられ、発生した燃焼炎と燃焼ガスを前記燃焼室５２に送り出し、前記水室５１に貯えられた水は燃焼室５２の側壁と前記熱交換室５３によって温水となる。
【００２２】
１は圧力噴霧式石油燃焼機の燃焼空気を強制送風する燃焼ファン、２は燃焼ファン１の吹き出し口に接続されて燃焼空気が送られる筒状の送風筒、２ａは送風筒２から外方へ伸びるリング状のバーナ取り付け部であり、前記給湯機５０の燃焼室５２に配置した前記保持筒５４内に送風筒２が位置するように、前記バーナ取り付け部２ａが前記保持筒５４の端に固定されている。
【００２３】
３は送風筒２内に配置された燃焼筒のうち後部側に配置された直径の小さい有底筒形の一次燃焼筒、３ａは燃焼空気が供給できるように一次燃焼筒３の側壁に設けた多数の一次空気供給口、３ｄは有底筒形の一次燃焼筒３の底板、３ｂは一次燃焼筒３の底板３ｄに設けた燃料流入口、３ｃは燃料流入口３ｂの周囲に設けた旋回羽根である。
【００２４】
５は前記送風筒２内に配置された燃焼筒のうち先端側に配置された一次燃焼筒３より直径の大きい二次燃焼筒、５ａは燃焼空気が供給できるように二次燃焼筒５の側壁に設けた多数の二次空気供給口、５ｅは二次燃焼筒５の燃焼室５２側の前部の側壁に形成した貫通空気孔、５ｂは二次燃焼筒５の一次燃焼筒３側の後部の側壁に形成したスリット状開口であり、前記貫通空気孔５ｅとスリット状開口５ｂは前記二次空気供給口５ａを構成している。
【００２５】
４は前記一次燃焼筒３の前部と二次燃焼筒５の後部との間の接合部を構成しているリングであり、前記二次燃焼筒５の前部は開放されて前記燃焼室５２内に臨ませてある。
前記燃焼ファン１は運転スイッチを操作した運転の開始から回転しているので、回転する前記燃焼ファン１によって送風筒２内に送られた燃焼空気は、前記一次燃焼筒３とその底板３ｄ、及び、前記二次燃焼筒５と前記リング４によってその流れが制御され、燃料流入口３ｂと旋回羽根３ｃと一次燃焼筒３の一次空気供給口３ａと二次燃焼筒５の二次空気供給口５ａから燃焼筒内を経て前記燃焼室５２内に向けて送られて燃料の燃焼に寄与しており、これらの燃焼空気が供給される孔や間隙の位置と大きさにより適切に制御されるものである。
【００２６】
７は前記一次燃焼筒３の底板３ｄの燃料流入口３ｂにのぞませて取り付けた燃料噴霧ノズル、８は燃料噴霧ノズル７に接続された燃料ポンプ、９は燃料ポンプ８を運転したとき燃料の戻り量を調整し燃料噴霧ノズル７から噴出する燃料流量を可変するために燃料噴霧ノズル７と燃料ポンプ８の吸入側とを接続する油比例弁、１０ａは燃料ポンプ８に燃料を供給する燃料パイプ、１０は燃料パイプ１０ａの途中に取り付けた電磁弁である。
前記燃料ポンプ８の作動と電磁弁１０の作動とは連動しており、燃料ポンプ８が運転したときにこの電磁弁１０も開となり、燃料は該燃料ポンプ８によって加圧して燃料噴霧ノズル７に供給され、前記燃料流入口３ｂから霧状の燃料となって一次燃焼筒３内に吹き込まれる。
【００２７】
該燃料噴霧ノズル７が適正に噴霧するには一定の圧力が必要であり、燃料ポンプ８からは常に燃料噴霧ノズル７に一定の高い圧力を与えている。また、前記油比例弁９は燃料噴霧ノズル７へ供給する燃料を燃料ポンプ８の吸入側に戻す量を調整する働きがあるので、油比例弁９により燃焼量を調整する場合には、吐出圧力をほぼ一定にしたまま燃料噴霧ノズル７から吐出する燃料流量を可変することができるため、燃料流量が少ない場合でも常に正常な噴霧が可能である。
【００２８】
１１は放電火花を発生させるための放電点火装置、１１ａは先端が燃料噴霧ノズル７と一次燃焼筒３の燃料流入口３ｂとの間に位置した放電点火装置１１の点火電極であり、この種の圧力噴霧式石油燃焼機において、運転スイッチが操作されると燃焼ファン１が回転を始め、次に放電点火装置１１が作動して先端の点火電極１１ａから放電火花を発生し、その後、燃料ポンプ８が作動すると燃料噴霧ノズル７から噴霧燃料が噴出するので、この霧状燃料は点火電極１１ａの放電火花によって着火し、火炎が一次燃焼筒３内に吹き込まれる。
【００２９】
一方、旋回羽根３ｃから送られる空気は旋回羽根３ｃによって斜め方向に吹き出されて、一次燃焼筒３内を回転しながら燃焼室５２に向かう空気流を形成している。そして、燃料流入口３ｂから一次燃焼筒３に吹き込まれる着火した噴霧燃料の一部は、燃焼熱によって気化し、可燃ガス化して旋回羽根３ｃの前方に拡散しており、この可燃ガスは旋回羽根３ｃの間隙から吹き出す空気によって燃焼し、旋回羽根３ｃに付着したリング状の炎を形成している。このため、着火が確認できてから放電点火装置１１を停止しても、旋回羽根３ｃの前面に形成されたリング状の火種によって燃焼炎が途切れることなく維持できるものである。
【００３０】
また、一次燃焼筒３内の燃焼炎は旋回羽根３ｃから吹き出す空気流によって方向付けられて回転流を作りながら前方へ吹き出しており、一次燃焼筒３の側壁の一次空気供給口３ａからは燃焼炎の側部に向けて空気を供給しているから、燃焼炎は一次燃焼筒３の中央に位置して燃焼を促進し、渦巻状に回転しながら前方へ向かって燃焼している。
【００３１】
油比例弁９は噴霧ノズル７から噴出する吐出流量を変化させる働きがあり、油比例弁９からの戻し燃料流量を多くして、噴霧ノズル７の吐出流量を絞って燃焼能力を小さくした時には、直径が小さい一次燃焼筒３で燃焼は完了する。このとき、直径が大きい二次燃焼筒５の二次空気供給口５ａから供給される燃焼空気はそのまま素通りしてそのほとんどは燃焼に寄与することはない。
【００３２】
また、油比例弁９によって噴霧ノズル７から噴出する吐出流量を多くして燃焼能力を大きくした時には、一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の燃焼筒全体で燃焼が行われ、直径が大きい二次燃焼筒５で燃焼が完了することで、圧力噴霧式石油燃焼機でも燃焼量を可変した燃焼ができるようになっている。
【００３３】
ところで、製品の小型化やコスト削減の要求が年々高まっており、それを実現するために前記燃焼室５２の容積が小さくなり、燃焼能力が大きい場合でもより短い炎で燃焼可能な石油燃焼機の要求が出てきている。しかし、一次燃焼筒３よりも直径が大きい二次燃焼筒５では、一次燃焼筒３の底板３ｄの旋回羽根３ｃによる旋回流の影響が少なくなるために燃焼炎は長く伸びやすく、短い炎によって燃焼を完了させることは難しかった。また、環境面からは騒音値の低いものや窒素酸化物が少ないものが望まれている。
【００３４】
このため、短い炎で燃焼させるために、二次燃焼筒５内においても旋回流を作り出すことが考えられる。５ｃは二次燃焼筒５の後部の側壁に形成した前記スリット状開口５ｂを切り押し加工で形成するための二次燃焼筒５の内側に向けて形成した切り起こしであり、スリット状開口５ｂから供給する燃焼空気は二次燃焼筒５の中心部に向かずに、切り起こし５ｃとスリット状開口５ｂの働きで二次燃焼筒５の内壁面に沿って供給されるようになった。そして、直径が大きい二次燃焼筒５に設けた切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂから、二次燃焼筒５の内壁面に沿った旋回空気流を形成することで、この二次燃焼筒５内での燃焼を促進させて燃焼炎の長さを短くさせることが考えられた。
【００３５】
しかしながら、安定した燃焼のためには切り起こし５ｃとスリット状開口５ｂから供給される旋回空気の流速やその方向性、及び、燃焼炎の側部に向けて供給する空気量のバランスが必要で、スリット状開口５ｂから供給する空気量が多いと燃焼音が大きくなり、逆に空気量が少ないと炎が長くなり、不完全燃焼を起こすという問題点が発生しやすくなることがわかった。
【００３６】
また、旋回空気流の空気量を定めるスリット状開口５ｂの開口面積は切り起こし５ｃの高さで調整することになるが、高さの変化によって供給される空気量は大きく変わり、少しのバラツキでも燃焼性能が変わってしまうため、切り起こし５ｃの高さ精度が必要となる。しかし、プレス装置などで加工する際、切り起こし加工後の戻りや材料のロット毎のバラツキもあり、切り起こし５ｃによる高さ精度が出にくいといった問題点がある。
【００３７】
この発明は上記の問題点を改善する提案に係るもので、６は二次燃焼筒５の外周に切り起こし５ｃと重なりあうように嵌め合わせた板状体、５ｄは該板状体６と切り起こし５ｃの一部とを重ねたときにできる隙間であり、前記板状体６は前記隙間５ｄに供給する燃焼空気量を制御している。
【００３８】
前記切り起こし５ｃで形成されたスリット状開口５ｂは二次燃焼筒５の内壁面に向って開口しており、前記隙間５ｄは切り起こし５ｃによってスリット状開口５ｂを形成するときの凹部が板状体６によって塞がれて形成されたものであり、前記板状体６によって前記隙間５ｄ内に供給する空気量が決定されるので、切り起こし５ｃの高さがバラツイたり、前記隙間５ｄに送られる空気量が少ないときでも、スリット状開口５ｂから確実に二次燃焼筒５の内壁面にそった旋回空気流を作り出すことができた。
【００３９】
上記の構造によれば、一次燃焼筒側で二次燃焼筒５の後部にある切り起こし５ｃで形成されたスリット状開口５ｂから前記二次燃焼筒５内に供給する空気量が、板状体６の働きで一定になり、二次燃焼筒５の内壁に沿って安定した旋回空気流が形成できるため二次燃焼筒５内での燃焼が促進され、切り起こし５ｃの高さがバラツイても常に安定した短い炎の燃焼が可能となった。
【００４０】
前記スリット状開口５ｂによって二次燃焼筒５内に供給する燃焼空気の流速が速い時には、実験によると旋回空気流による燃焼音が大きくなることがあったが、この発明では、この課題に対応するための具体的な提案を行っており、６ａは板状体６の前記隙間５ｄに燃焼空気を供給する部分を構成するための空気制御口であり、この空気制御口６ａの開口面積を二次燃焼筒５のスリット状開口５ｂの開口面積よりも小さく設定している。
【００４１】
この構成によって、前記スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５内に供給する空気は、前記板状体６の空気制御口６ａの開口面積のみによって制御できるようになり、一方、前記スリット状開口５ｂは比較的大きな開口面積となるように設定できるから、スピードの遅い燃焼空気を二次燃焼筒５の内壁面に沿って供給できるようになり、二次燃焼筒５内の旋回空気流の流速が遅くなって燃焼音を大幅に低減させることができた。
また、スリット状開口５ｂの開口面積は燃焼音の抑制に最も効果のある開口面積を実験などによって定めることができ、実施するバーナに最適な開口面積を得ることができた。
【００４２】
一方、切り起こし５ｃで形成するスリット状開口５ｂから前記隙間５ｄに供給する空気の方向性も重要であり、燃焼空気を二次燃焼筒５の内壁面に沿わせたほうがより燃焼炎が短くなる傾向にある。
【００４３】
本発明では前記板状体６の空気制御口６ａを小孔で形成し、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃで形成したスリット状開口５ｂと前記空気制御口６ａとの位置をずらし、かつ、空気制御口６ａを隙間５ｄに対応する切り起こし５ｃの範囲内に設定することにより、空気制御口６ａから供給される空気を隙間５ｄ内で一旦滞留させその後スリット状開口５ｂから、二次燃焼筒５の内壁面に沿わせて空気を供給することが可能となった。
【００４４】
このため、二次燃焼筒５の壁面付近で燃焼し、燃焼炎はより短い炎となり、また、二次燃焼筒５の壁面付近で燃焼することにより燃焼炎が二次燃焼筒５の壁面で熱を奪われるため、燃焼炎の最高温度が低くなって窒素酸化物の排出量も減少できた。また、逆に二次燃焼筒の壁面温度は高温となるため、燃焼中に未燃分のタールや煤が発生したとしても壁面に付着しづらくなった。
【００４５】
ところで、前記の板状体６に設けた空気制御口６ａを小孔で形成し、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃで形成した隙間５ｄの位置に一致させるように嵌め合わせるには、空気制御口６ａと隙間５ｄの位置が重要となるため、二次燃焼筒５と板状体６との嵌め合いに方向性が生じるため、適切なる位置決めが必要となる。
【００４６】
この嵌め合いの方向性を無くするために図３に示すこの発明の実施例において、５ｆは二次燃焼筒５の切り起こし５ｃの一部分を残し板状体６で重ね合わせたときにできる間隙であり、この間隙５ｆによって前記空気制御口６ａを構成している。
該間隙５ｆから切り起こし５ｃの隙間５ｄに燃焼空気が供給され、一旦この隙間５ｄに滞留させたのちスリット状開口５ｂから前記二次燃焼筒５の内壁面に沿った旋回空気と
なって二次燃焼筒５の壁面で燃焼が行われるようになった。
【００４７】
特にこの間隙５ｆを前記板状体６の燃焼室５２側の端部で構成するときには、二次燃焼筒５と板状体６との位置関係が特定しなくとも、正確に間隙５ｆが形成できるようになり、非常に製造しやすくなった。
【００４８】
また、板状体６と二次燃焼筒５を重ね合わせたときに、板状体６と二次燃焼筒５には僅かに隙間が生じ、この隙間を前記空気制御口６ａとして利用することができるが、この場合、板状体６が円筒状の時には、板状体６の前後の端面から前記切り起こし５ｃに必要以上の空気が流入することがあり、前記板状体６に特別に小孔などで空気制御口６ａを形成するときにも、期待した空気以上に燃焼空気の流入が多くなる傾向にある。
【００４９】
図４に示すこの発明の実施例では、板状体６の一次燃焼筒側の端を一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の後部とを連絡するリング４と一体構造をなしており、このように一体構造にすることにより前記板状体６の後端面による隙間は完全になくなり、余分な空気流入はリング４の前端面のみとなり、この部分の空気流入は制御された範囲内に押さえ込み、全く問題にならないレベルとなった。
【００５０】
以上のようにこの発明の二次燃焼筒５に形成した切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂと、二次燃焼筒５に配置した板状体６との組み合わせにより、少量で流速の緩やかな空気流を二次燃焼筒５の内壁面に沿わせて供給することができるため、安定した短い炎で燃焼できるようになり、燃焼室５２の容積が小さくても安定した燃焼と、窒素酸化物および燃焼音を低減した圧力噴霧式石油燃焼機が提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明品を実施する給湯機の断面図である。
【図２】この発明品の実施状態を示す要部の縦断面図である。
【図３】この発明品の実施状態を示す要部の横断面図である。
【図４】この発明品の実施状態を示す要部の横断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 燃焼ファン
２ 送風筒
３ 一次燃焼筒
３ａ 一次空気供給口
３ｂ 燃料流入口
３ｃ 旋回羽根
３ｄ 底板
４ リング
５ 二次燃焼筒
５ａ 二次空気供給口
５ｂ スリット状開口
５ｃ 切り起こし
５ｄ 隙間
６ 板状体
６ａ 空気制御口
７ 燃料噴霧ノズル
８ 燃料ポンプ
【技術分野】
【０００１】
この発明は圧力噴霧式石油燃焼機の燃焼特性を向上したバーナ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼ファンによって燃焼空気が送られる送風筒の中には有底筒形の燃焼筒を配置し、燃焼筒の底板の中央部には燃料噴霧ノズルにのぞませた燃料流入口を設け、この底板の燃料流入口の周囲には旋回羽根が配置されている。
【０００３】
一方、燃料噴霧ノズルは燃料ポンプの吐出側に取り付けられており、燃料ポンプを運転すると加圧された燃料が燃料噴霧ノズルの噴出口から霧状になって噴き出し、旋回羽根のある燃焼筒の底板の中央に設けた燃料流入口から燃焼筒内に送られる。また、前記燃料噴霧ノズルと燃料流入口との間に一対の点火電極の先端が位置しており、その点火電極の先端間に放電火花を発生して噴霧燃料に着火する。
【０００４】
旋回羽根のある底板の中央の燃料流入口から前方に送られる霧状燃料に着火して燃焼が開始されると、燃焼途中の霧状燃料の一部は旋回羽根の前面に可燃ガスとなって拡散するから、燃焼ファンによって旋回羽根から燃焼空気が供給されると、炎は旋回羽根に付着してリング状の火種を形成するものであり、燃料噴霧ノズルから噴出する霧状燃料は点火電極の放電を止めても消火せずにそのまま燃焼が継続できる。
【０００５】
燃焼筒の側壁には多数の空気供給口を設けてあり、送風筒と燃焼筒の間を流れる空気を空気供給口から燃焼炎の側部に向けて供給することで、燃焼筒内での燃焼を促進させるものである。
【０００６】
ところで、燃焼能力が可変できる圧力噴霧式石油燃焼機において、燃焼炎の状態が燃料噴霧ノズルからの吐出量によって変化する場合、噴霧の拡がりや燃焼スピードに合わせて燃焼筒内の前部に二次燃焼筒、後部に一次燃焼筒を配置し、燃焼筒の前部に位置する二次燃焼筒の直径を後部の一次燃焼筒の直径よりも大きくすることが考えられる。
【０００７】
そして、このような構造では、燃焼能力が大きいほど燃焼筒全体で燃焼が行われて、燃焼筒の直径が大きい二次燃焼筒付近で燃焼が完了するが、燃焼能力が小さくなるほど燃焼筒の直径が小さい一次燃焼筒付近で燃焼が完了するようにしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７６９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、大発熱量の燃焼のために二次燃焼筒を持つものでは、一次燃焼筒の底板の旋回羽根から送られる旋回空気流が二次燃焼筒付近では弱くなって、燃焼炎はあまり旋回せずにそのまま燃焼筒の前方に流れるから、大径の二次燃焼室の側壁から供給する空気と燃焼炎との混合がうまく行かず、炎が長くなり、不完全燃焼を起こしやすくなる。
【０００９】
このため、二次燃焼筒の側壁に設けた二次空気供給口として、一次燃焼筒に近い部分では、切り起こし等の旋回羽根形状の二次空気供給口を設け、旋回羽根形状の二次空気供給口から二次燃焼筒内壁に沿って旋回空気流を形成することで、二次燃焼筒内での燃焼状態の改善が試みられたが、燃焼に最適な旋回空気流を得ることができなかった。
【００１０】
即ち、旋回空気流の空気量を定める開口面積は切り起こしの高さで調整することになるが、高さの変化によって開口面積は大きく変わり、少しのバラツキでも燃焼性能が変わってしまうため、切り起こしの高さ精度が必要となる。しかしプレス装置などで二次空気供給口を切り起こし加工で形成する際、切り起こし後の戻りや材料のロット毎のバラツキもあり、切り起こしによる高さ精度が出にくいといった問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は上記課題を解決するもので、燃焼ファン１によって燃焼空気が送られる送風筒２の中には、有底筒状で側壁に一次空気供給口３ａを有する一次燃焼筒３と、その一次燃焼筒３より大径で側壁に二次空気供給口５ａを有する二次燃焼筒５と、その二次燃焼筒５の後部と前記一次燃焼筒３の前部とを連絡するリング４とを配置し、前記一次燃焼筒３の底板３ｄには、その底板３ｄの中央に設けた燃料流入口３ｂと、その燃料流入口３ｂの周囲に配置した旋回羽根３ｃとを設け、前記底板３ｄの燃料流入口３ｂに向けて、燃料ポンプ８の吐出圧力で噴霧燃料を一次燃焼筒３内に供給する燃料噴霧ノズル７を取り付けた石油燃焼機において、前記二次燃焼筒５の前部の側壁に形成した前記二次空気供給口５ａは貫通空気孔５ｅで形成し、前記二次燃焼筒５の後部の側壁に形成した前記二次空気供給口５ａは切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂで形成し、前記二次燃焼筒５の外周には前記切り起こし５ｃと重なりあうと共に切り起こし５ｃとの間の隙間５ｄに供給する燃焼空気量を制御する板状体６を配置し、前記隙間５ｄ内の空気が前記スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５内に供給され、前記板状体６が前記隙間５ｄから二次燃焼筒５へ流れる空気量を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、前記板状体６には空気制御口６ａを形成し、この空気制御口６ａの開口面積は、二次燃焼筒５のスリット状開口５ｂの開口面積より小さくしており、前記空気制御口６ａから供給される空気を前記隙間５ｄ内で一旦滞留させ、スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５の内壁に沿って二次燃焼筒５の前方に向かう旋回空気流を形成することで、切り起こし５ｃからの流速を遅くしている。
【００１３】
また、前記空気制御口６ａは前記板状体６に設けた小孔で形成し、その小孔からなる空気制御口６ａは二次燃焼筒５の切り起こし５ｃの範囲内で、かつ、前記スリット状開口５ｂとは位置をずらせて配置したから、スリット状開口５ｂから供給する空気量を制御することができた。
【００１４】
また、前記二次燃焼筒５の外周に重ねた前記板状体６は、切り起こし５ｃの一部分が開口するように重合しており、前記板状体６と切り起こし５ｃとの間の開口部が前記隙間５ｄへの空気制御口６ａとしたから、板状体６の重合状態によってスリット状開口５ｂから供給する空気量を制御することができた。
【００１５】
さらに、前記一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の後部とを連絡するリング４は、前記板状体６と一体構造をなしたことにより、二次燃焼筒５と板状体６の後側の隙間を完全になくして余分な空気流入を防ぐことにより、スリット状開口５ｂから供給する空気量を安定させることができた。
【発明の効果】
【００１６】
上記課題を解決するこの発明は、二次燃焼筒５の側壁に切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂを形成するとともに、二次燃焼筒５の外周には前記切り起こし５ｃと重なりあうように嵌め合わせる板状体６を配置し、かつ、切り起こし５ｃと板状体６との間に隙間５ｄを設けたものであり、前記板状体６が切り起こし５ｃと板状体６との隙間５ｄ内へ向う空気量を制御するため、切り起こし５ｃの高さがバラツイても、板状体６によってスリット状開口５ｂから二次燃焼筒５内に供給する旋回空気流の空気量をほぼ一定に供給でき、常に安定した燃焼を可能にしたものである。
【００１７】
また、前記板状体６には空気制御口６ａを形成し、この空気制御口６ａの開口面積は、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃのスリット状開口５ｂの開口面積より小さくすることで、切り起こし５ｃからの流速を遅くしながら、二次燃焼筒５の内側面に沿った旋回空気流が供給でき、燃焼が促進されて燃焼炎の長さが短くなると共に、燃焼音を低減することができた。
【００１８】
また、前記空気制御口６ａは前記板状体６に設けた小孔で形成し、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃのスリット状開口５ｂと小孔からなる空気制御口６ａとの位置をずらし、かつ空気制御口６ａを切り起こし５ｃの範囲内に設定することにより、前記空気制御口６ａによって制御された空気を隙間５ｄ内で一旦滞留させた後、二次燃焼筒５内に供給できるようになった。このため、スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５の内壁面に沿って旋回空気流が形成でき、二次燃焼筒５の内の燃焼が促進され、燃焼炎の長さが短くなる。
【００１９】
また、前記板状体６は前記切り起こし５ｃの一部分が開口して空気制御口６ａを形成するように二次燃焼筒５の外周に重合したから、前記板状体６と切り起こし５ｃの端との間から旋回空気流となる燃焼空気が供給できるようになり、前記二次燃焼筒５と板状体６との重合位置を変化させることで最適な空気制御口６ａの開口面積を得ることができた。
【００２０】
さらに、一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の後部とを接合するリング４は、前記板状体６と一体構造になっていることにより、前記二次燃焼筒５と板状体６の後側の隙間がなくなるため、空気制御口６ａによる安定した空気量をスリット状開口５ｂから供給することができるから、より安定燃焼することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
実施例を示す図によってこの構成を説明すると、５０はこの発明となる圧力噴霧式石油燃焼機が設置される給湯機、５１は給湯機５０の外壁を構成する水室、５２はその水室５１の下部に配置した燃焼室、５３は水室５１の中央に配置した熱交換室である。５４は燃焼室５２の側壁に設けて燃焼室５２の内外を連絡する保持筒であり、前記圧力噴霧式石油燃焼機はこの保持筒５４に取り付けられ、発生した燃焼炎と燃焼ガスを前記燃焼室５２に送り出し、前記水室５１に貯えられた水は燃焼室５２の側壁と前記熱交換室５３によって温水となる。
【００２２】
１は圧力噴霧式石油燃焼機の燃焼空気を強制送風する燃焼ファン、２は燃焼ファン１の吹き出し口に接続されて燃焼空気が送られる筒状の送風筒、２ａは送風筒２から外方へ伸びるリング状のバーナ取り付け部であり、前記給湯機５０の燃焼室５２に配置した前記保持筒５４内に送風筒２が位置するように、前記バーナ取り付け部２ａが前記保持筒５４の端に固定されている。
【００２３】
３は送風筒２内に配置された燃焼筒のうち後部側に配置された直径の小さい有底筒形の一次燃焼筒、３ａは燃焼空気が供給できるように一次燃焼筒３の側壁に設けた多数の一次空気供給口、３ｄは有底筒形の一次燃焼筒３の底板、３ｂは一次燃焼筒３の底板３ｄに設けた燃料流入口、３ｃは燃料流入口３ｂの周囲に設けた旋回羽根である。
【００２４】
５は前記送風筒２内に配置された燃焼筒のうち先端側に配置された一次燃焼筒３より直径の大きい二次燃焼筒、５ａは燃焼空気が供給できるように二次燃焼筒５の側壁に設けた多数の二次空気供給口、５ｅは二次燃焼筒５の燃焼室５２側の前部の側壁に形成した貫通空気孔、５ｂは二次燃焼筒５の一次燃焼筒３側の後部の側壁に形成したスリット状開口であり、前記貫通空気孔５ｅとスリット状開口５ｂは前記二次空気供給口５ａを構成している。
【００２５】
４は前記一次燃焼筒３の前部と二次燃焼筒５の後部との間の接合部を構成しているリングであり、前記二次燃焼筒５の前部は開放されて前記燃焼室５２内に臨ませてある。
前記燃焼ファン１は運転スイッチを操作した運転の開始から回転しているので、回転する前記燃焼ファン１によって送風筒２内に送られた燃焼空気は、前記一次燃焼筒３とその底板３ｄ、及び、前記二次燃焼筒５と前記リング４によってその流れが制御され、燃料流入口３ｂと旋回羽根３ｃと一次燃焼筒３の一次空気供給口３ａと二次燃焼筒５の二次空気供給口５ａから燃焼筒内を経て前記燃焼室５２内に向けて送られて燃料の燃焼に寄与しており、これらの燃焼空気が供給される孔や間隙の位置と大きさにより適切に制御されるものである。
【００２６】
７は前記一次燃焼筒３の底板３ｄの燃料流入口３ｂにのぞませて取り付けた燃料噴霧ノズル、８は燃料噴霧ノズル７に接続された燃料ポンプ、９は燃料ポンプ８を運転したとき燃料の戻り量を調整し燃料噴霧ノズル７から噴出する燃料流量を可変するために燃料噴霧ノズル７と燃料ポンプ８の吸入側とを接続する油比例弁、１０ａは燃料ポンプ８に燃料を供給する燃料パイプ、１０は燃料パイプ１０ａの途中に取り付けた電磁弁である。
前記燃料ポンプ８の作動と電磁弁１０の作動とは連動しており、燃料ポンプ８が運転したときにこの電磁弁１０も開となり、燃料は該燃料ポンプ８によって加圧して燃料噴霧ノズル７に供給され、前記燃料流入口３ｂから霧状の燃料となって一次燃焼筒３内に吹き込まれる。
【００２７】
該燃料噴霧ノズル７が適正に噴霧するには一定の圧力が必要であり、燃料ポンプ８からは常に燃料噴霧ノズル７に一定の高い圧力を与えている。また、前記油比例弁９は燃料噴霧ノズル７へ供給する燃料を燃料ポンプ８の吸入側に戻す量を調整する働きがあるので、油比例弁９により燃焼量を調整する場合には、吐出圧力をほぼ一定にしたまま燃料噴霧ノズル７から吐出する燃料流量を可変することができるため、燃料流量が少ない場合でも常に正常な噴霧が可能である。
【００２８】
１１は放電火花を発生させるための放電点火装置、１１ａは先端が燃料噴霧ノズル７と一次燃焼筒３の燃料流入口３ｂとの間に位置した放電点火装置１１の点火電極であり、この種の圧力噴霧式石油燃焼機において、運転スイッチが操作されると燃焼ファン１が回転を始め、次に放電点火装置１１が作動して先端の点火電極１１ａから放電火花を発生し、その後、燃料ポンプ８が作動すると燃料噴霧ノズル７から噴霧燃料が噴出するので、この霧状燃料は点火電極１１ａの放電火花によって着火し、火炎が一次燃焼筒３内に吹き込まれる。
【００２９】
一方、旋回羽根３ｃから送られる空気は旋回羽根３ｃによって斜め方向に吹き出されて、一次燃焼筒３内を回転しながら燃焼室５２に向かう空気流を形成している。そして、燃料流入口３ｂから一次燃焼筒３に吹き込まれる着火した噴霧燃料の一部は、燃焼熱によって気化し、可燃ガス化して旋回羽根３ｃの前方に拡散しており、この可燃ガスは旋回羽根３ｃの間隙から吹き出す空気によって燃焼し、旋回羽根３ｃに付着したリング状の炎を形成している。このため、着火が確認できてから放電点火装置１１を停止しても、旋回羽根３ｃの前面に形成されたリング状の火種によって燃焼炎が途切れることなく維持できるものである。
【００３０】
また、一次燃焼筒３内の燃焼炎は旋回羽根３ｃから吹き出す空気流によって方向付けられて回転流を作りながら前方へ吹き出しており、一次燃焼筒３の側壁の一次空気供給口３ａからは燃焼炎の側部に向けて空気を供給しているから、燃焼炎は一次燃焼筒３の中央に位置して燃焼を促進し、渦巻状に回転しながら前方へ向かって燃焼している。
【００３１】
油比例弁９は噴霧ノズル７から噴出する吐出流量を変化させる働きがあり、油比例弁９からの戻し燃料流量を多くして、噴霧ノズル７の吐出流量を絞って燃焼能力を小さくした時には、直径が小さい一次燃焼筒３で燃焼は完了する。このとき、直径が大きい二次燃焼筒５の二次空気供給口５ａから供給される燃焼空気はそのまま素通りしてそのほとんどは燃焼に寄与することはない。
【００３２】
また、油比例弁９によって噴霧ノズル７から噴出する吐出流量を多くして燃焼能力を大きくした時には、一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の燃焼筒全体で燃焼が行われ、直径が大きい二次燃焼筒５で燃焼が完了することで、圧力噴霧式石油燃焼機でも燃焼量を可変した燃焼ができるようになっている。
【００３３】
ところで、製品の小型化やコスト削減の要求が年々高まっており、それを実現するために前記燃焼室５２の容積が小さくなり、燃焼能力が大きい場合でもより短い炎で燃焼可能な石油燃焼機の要求が出てきている。しかし、一次燃焼筒３よりも直径が大きい二次燃焼筒５では、一次燃焼筒３の底板３ｄの旋回羽根３ｃによる旋回流の影響が少なくなるために燃焼炎は長く伸びやすく、短い炎によって燃焼を完了させることは難しかった。また、環境面からは騒音値の低いものや窒素酸化物が少ないものが望まれている。
【００３４】
このため、短い炎で燃焼させるために、二次燃焼筒５内においても旋回流を作り出すことが考えられる。５ｃは二次燃焼筒５の後部の側壁に形成した前記スリット状開口５ｂを切り押し加工で形成するための二次燃焼筒５の内側に向けて形成した切り起こしであり、スリット状開口５ｂから供給する燃焼空気は二次燃焼筒５の中心部に向かずに、切り起こし５ｃとスリット状開口５ｂの働きで二次燃焼筒５の内壁面に沿って供給されるようになった。そして、直径が大きい二次燃焼筒５に設けた切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂから、二次燃焼筒５の内壁面に沿った旋回空気流を形成することで、この二次燃焼筒５内での燃焼を促進させて燃焼炎の長さを短くさせることが考えられた。
【００３５】
しかしながら、安定した燃焼のためには切り起こし５ｃとスリット状開口５ｂから供給される旋回空気の流速やその方向性、及び、燃焼炎の側部に向けて供給する空気量のバランスが必要で、スリット状開口５ｂから供給する空気量が多いと燃焼音が大きくなり、逆に空気量が少ないと炎が長くなり、不完全燃焼を起こすという問題点が発生しやすくなることがわかった。
【００３６】
また、旋回空気流の空気量を定めるスリット状開口５ｂの開口面積は切り起こし５ｃの高さで調整することになるが、高さの変化によって供給される空気量は大きく変わり、少しのバラツキでも燃焼性能が変わってしまうため、切り起こし５ｃの高さ精度が必要となる。しかし、プレス装置などで加工する際、切り起こし加工後の戻りや材料のロット毎のバラツキもあり、切り起こし５ｃによる高さ精度が出にくいといった問題点がある。
【００３７】
この発明は上記の問題点を改善する提案に係るもので、６は二次燃焼筒５の外周に切り起こし５ｃと重なりあうように嵌め合わせた板状体、５ｄは該板状体６と切り起こし５ｃの一部とを重ねたときにできる隙間であり、前記板状体６は前記隙間５ｄに供給する燃焼空気量を制御している。
【００３８】
前記切り起こし５ｃで形成されたスリット状開口５ｂは二次燃焼筒５の内壁面に向って開口しており、前記隙間５ｄは切り起こし５ｃによってスリット状開口５ｂを形成するときの凹部が板状体６によって塞がれて形成されたものであり、前記板状体６によって前記隙間５ｄ内に供給する空気量が決定されるので、切り起こし５ｃの高さがバラツイたり、前記隙間５ｄに送られる空気量が少ないときでも、スリット状開口５ｂから確実に二次燃焼筒５の内壁面にそった旋回空気流を作り出すことができた。
【００３９】
上記の構造によれば、一次燃焼筒側で二次燃焼筒５の後部にある切り起こし５ｃで形成されたスリット状開口５ｂから前記二次燃焼筒５内に供給する空気量が、板状体６の働きで一定になり、二次燃焼筒５の内壁に沿って安定した旋回空気流が形成できるため二次燃焼筒５内での燃焼が促進され、切り起こし５ｃの高さがバラツイても常に安定した短い炎の燃焼が可能となった。
【００４０】
前記スリット状開口５ｂによって二次燃焼筒５内に供給する燃焼空気の流速が速い時には、実験によると旋回空気流による燃焼音が大きくなることがあったが、この発明では、この課題に対応するための具体的な提案を行っており、６ａは板状体６の前記隙間５ｄに燃焼空気を供給する部分を構成するための空気制御口であり、この空気制御口６ａの開口面積を二次燃焼筒５のスリット状開口５ｂの開口面積よりも小さく設定している。
【００４１】
この構成によって、前記スリット状開口５ｂから二次燃焼筒５内に供給する空気は、前記板状体６の空気制御口６ａの開口面積のみによって制御できるようになり、一方、前記スリット状開口５ｂは比較的大きな開口面積となるように設定できるから、スピードの遅い燃焼空気を二次燃焼筒５の内壁面に沿って供給できるようになり、二次燃焼筒５内の旋回空気流の流速が遅くなって燃焼音を大幅に低減させることができた。
また、スリット状開口５ｂの開口面積は燃焼音の抑制に最も効果のある開口面積を実験などによって定めることができ、実施するバーナに最適な開口面積を得ることができた。
【００４２】
一方、切り起こし５ｃで形成するスリット状開口５ｂから前記隙間５ｄに供給する空気の方向性も重要であり、燃焼空気を二次燃焼筒５の内壁面に沿わせたほうがより燃焼炎が短くなる傾向にある。
【００４３】
本発明では前記板状体６の空気制御口６ａを小孔で形成し、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃで形成したスリット状開口５ｂと前記空気制御口６ａとの位置をずらし、かつ、空気制御口６ａを隙間５ｄに対応する切り起こし５ｃの範囲内に設定することにより、空気制御口６ａから供給される空気を隙間５ｄ内で一旦滞留させその後スリット状開口５ｂから、二次燃焼筒５の内壁面に沿わせて空気を供給することが可能となった。
【００４４】
このため、二次燃焼筒５の壁面付近で燃焼し、燃焼炎はより短い炎となり、また、二次燃焼筒５の壁面付近で燃焼することにより燃焼炎が二次燃焼筒５の壁面で熱を奪われるため、燃焼炎の最高温度が低くなって窒素酸化物の排出量も減少できた。また、逆に二次燃焼筒の壁面温度は高温となるため、燃焼中に未燃分のタールや煤が発生したとしても壁面に付着しづらくなった。
【００４５】
ところで、前記の板状体６に設けた空気制御口６ａを小孔で形成し、二次燃焼筒５の切り起こし５ｃで形成した隙間５ｄの位置に一致させるように嵌め合わせるには、空気制御口６ａと隙間５ｄの位置が重要となるため、二次燃焼筒５と板状体６との嵌め合いに方向性が生じるため、適切なる位置決めが必要となる。
【００４６】
この嵌め合いの方向性を無くするために図３に示すこの発明の実施例において、５ｆは二次燃焼筒５の切り起こし５ｃの一部分を残し板状体６で重ね合わせたときにできる間隙であり、この間隙５ｆによって前記空気制御口６ａを構成している。
該間隙５ｆから切り起こし５ｃの隙間５ｄに燃焼空気が供給され、一旦この隙間５ｄに滞留させたのちスリット状開口５ｂから前記二次燃焼筒５の内壁面に沿った旋回空気と
なって二次燃焼筒５の壁面で燃焼が行われるようになった。
【００４７】
特にこの間隙５ｆを前記板状体６の燃焼室５２側の端部で構成するときには、二次燃焼筒５と板状体６との位置関係が特定しなくとも、正確に間隙５ｆが形成できるようになり、非常に製造しやすくなった。
【００４８】
また、板状体６と二次燃焼筒５を重ね合わせたときに、板状体６と二次燃焼筒５には僅かに隙間が生じ、この隙間を前記空気制御口６ａとして利用することができるが、この場合、板状体６が円筒状の時には、板状体６の前後の端面から前記切り起こし５ｃに必要以上の空気が流入することがあり、前記板状体６に特別に小孔などで空気制御口６ａを形成するときにも、期待した空気以上に燃焼空気の流入が多くなる傾向にある。
【００４９】
図４に示すこの発明の実施例では、板状体６の一次燃焼筒側の端を一次燃焼筒３と二次燃焼筒５の後部とを連絡するリング４と一体構造をなしており、このように一体構造にすることにより前記板状体６の後端面による隙間は完全になくなり、余分な空気流入はリング４の前端面のみとなり、この部分の空気流入は制御された範囲内に押さえ込み、全く問題にならないレベルとなった。
【００５０】
以上のようにこの発明の二次燃焼筒５に形成した切り起こし５ｃによるスリット状開口５ｂと、二次燃焼筒５に配置した板状体６との組み合わせにより、少量で流速の緩やかな空気流を二次燃焼筒５の内壁面に沿わせて供給することができるため、安定した短い炎で燃焼できるようになり、燃焼室５２の容積が小さくても安定した燃焼と、窒素酸化物および燃焼音を低減した圧力噴霧式石油燃焼機が提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明品を実施する給湯機の断面図である。
【図２】この発明品の実施状態を示す要部の縦断面図である。
【図３】この発明品の実施状態を示す要部の横断面図である。
【図４】この発明品の実施状態を示す要部の横断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 燃焼ファン
２ 送風筒
３ 一次燃焼筒
３ａ 一次空気供給口
３ｂ 燃料流入口
３ｃ 旋回羽根
３ｄ 底板
４ リング
５ 二次燃焼筒
５ａ 二次空気供給口
５ｂ スリット状開口
５ｃ 切り起こし
５ｄ 隙間
６ 板状体
６ａ 空気制御口
７ 燃料噴霧ノズル
８ 燃料ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ファン（１）によって燃焼空気が送られる送風筒（２）の中には、有底筒状で側壁に一次空気供給口（３ａ）を有する一次燃焼筒（３）と、その一次燃焼筒（３）より大径で側壁に二次空気供給口（５ａ）を有する二次燃焼筒（５）と、その二次燃焼筒（５）の後部と前記一次燃焼筒（３）の前部とを連絡するリング（４）とを配置し、
前記一次燃焼筒（３）の底板（３ｄ）には、その底板（３ｄ）の中央に設けた燃料流入口（３ｂ）と、その燃料流入口（３ｂ）の周囲に配置した旋回羽根（３ｃ）とを設け、
前記底板（３ｄ）の燃料流入口（３ｂ）に向けて、燃料ポンプ（８）の吐出圧力で噴霧燃料を一次燃焼筒（３）内に供給する燃料噴霧ノズル（７）を取り付けた石油燃焼機において、
前記二次燃焼筒（５）の前部の側壁に形成した前記二次空気供給口（５ａ）は貫通空気孔（５ｅ）で形成し、前記二次燃焼筒（５）の後部の側壁に形成した前記二次空気供給口（５ａ）は切り起こし（５ｃ）によるスリット状開口（５ｂ）で形成し、前記二次燃焼筒（５）の外周には前記切り起こし（５ｃ）と重なりあうと共に切り起こし（５ｃ）との間の隙間（５ｄ）に供給する燃焼空気量を制御する板状体（６）を配置し、
前記隙間（５ｄ）内の空気が前記スリット状開口（５ｂ）から二次燃焼筒（５）内に供給され、前記板状体（６）が前記隙間（５ｄ）から二次燃焼筒（５）へ流れる空気量を制御することを特徴とする圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項２】
前記板状体（６）には空気制御口（６ａ）を形成し、この空気制御口（６ａ）の開口面積は、二次燃焼筒（５）のスリット状開口（５ｂ）の開口面積より小さくしており、
前記空気制御口（６ａ）から供給される空気を前記隙間（５ｄ）内で一旦滞留させ、スリット状開口（５ｂ）から二次燃焼筒（５）の内壁に沿って二次燃焼筒（５）の前方に向かう旋回空気流を形成したことを特徴とする請求項１に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項３】
前記空気制御口（６ａ）は前記板状体（６）に設けた小孔で形成し、その小孔からなる空気制御口（６ａ）は二次燃焼筒（５）の切り起こし（５ｃ）の範囲内で、かつ、前記スリット状開口（５ｂ）とは位置をずらせて配置したことを特徴とする請求項２に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項４】
前記二次燃焼筒（５）の外周に重ねた前記板状体（６）は、切り起こし（５ｃ）の一部分が開口するように重合しており、前記板状体（６）と切り起こし（５ｃ）との間の開口部が前記隙間（５ｄ）への空気制御口（６ａ）としたことを特徴とする請求項２に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項５】
前記一次燃焼筒（３）と二次燃焼筒（５）の後部とを連絡するリング（４）は、前記板状体（６）と一体構造をなしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項１】
燃焼ファン（１）によって燃焼空気が送られる送風筒（２）の中には、有底筒状で側壁に一次空気供給口（３ａ）を有する一次燃焼筒（３）と、その一次燃焼筒（３）より大径で側壁に二次空気供給口（５ａ）を有する二次燃焼筒（５）と、その二次燃焼筒（５）の後部と前記一次燃焼筒（３）の前部とを連絡するリング（４）とを配置し、
前記一次燃焼筒（３）の底板（３ｄ）には、その底板（３ｄ）の中央に設けた燃料流入口（３ｂ）と、その燃料流入口（３ｂ）の周囲に配置した旋回羽根（３ｃ）とを設け、
前記底板（３ｄ）の燃料流入口（３ｂ）に向けて、燃料ポンプ（８）の吐出圧力で噴霧燃料を一次燃焼筒（３）内に供給する燃料噴霧ノズル（７）を取り付けた石油燃焼機において、
前記二次燃焼筒（５）の前部の側壁に形成した前記二次空気供給口（５ａ）は貫通空気孔（５ｅ）で形成し、前記二次燃焼筒（５）の後部の側壁に形成した前記二次空気供給口（５ａ）は切り起こし（５ｃ）によるスリット状開口（５ｂ）で形成し、前記二次燃焼筒（５）の外周には前記切り起こし（５ｃ）と重なりあうと共に切り起こし（５ｃ）との間の隙間（５ｄ）に供給する燃焼空気量を制御する板状体（６）を配置し、
前記隙間（５ｄ）内の空気が前記スリット状開口（５ｂ）から二次燃焼筒（５）内に供給され、前記板状体（６）が前記隙間（５ｄ）から二次燃焼筒（５）へ流れる空気量を制御することを特徴とする圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項２】
前記板状体（６）には空気制御口（６ａ）を形成し、この空気制御口（６ａ）の開口面積は、二次燃焼筒（５）のスリット状開口（５ｂ）の開口面積より小さくしており、
前記空気制御口（６ａ）から供給される空気を前記隙間（５ｄ）内で一旦滞留させ、スリット状開口（５ｂ）から二次燃焼筒（５）の内壁に沿って二次燃焼筒（５）の前方に向かう旋回空気流を形成したことを特徴とする請求項１に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項３】
前記空気制御口（６ａ）は前記板状体（６）に設けた小孔で形成し、その小孔からなる空気制御口（６ａ）は二次燃焼筒（５）の切り起こし（５ｃ）の範囲内で、かつ、前記スリット状開口（５ｂ）とは位置をずらせて配置したことを特徴とする請求項２に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項４】
前記二次燃焼筒（５）の外周に重ねた前記板状体（６）は、切り起こし（５ｃ）の一部分が開口するように重合しており、前記板状体（６）と切り起こし（５ｃ）との間の開口部が前記隙間（５ｄ）への空気制御口（６ａ）としたことを特徴とする請求項２に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【請求項５】
前記一次燃焼筒（３）と二次燃焼筒（５）の後部とを連絡するリング（４）は、前記板状体（６）と一体構造をなしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１１１６０７（Ｐ２００８−１１１６０７Ａ）
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９５２５６（Ｐ２００６−２９５２５６）
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００００３２２９）株式会社トヨトミ (124)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００００３２２９）株式会社トヨトミ (124)
【Ｆターム（参考）】
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