JP3081389B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

液体燃料燃焼装置

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JP3081389B2 JP04286051A JP28605192A JP3081389B2 JP 3081389 B2 JP3081389 B2 JP 3081389B2 JP 04286051 A JP04286051 A JP 04286051A JP 28605192 A JP28605192 A JP 28605192A JP 3081389 B2 JP3081389 B2 JP 3081389B2
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信幸 粕川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、石油ファンヒータ等に
使用され、気化筒の開口部に設置したバーナヘッドの炎
孔から気化ガスと空気の混合気を噴出して燃焼させるよ
うにした液体燃料燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、石油ファンヒータに使用される
液体燃料燃焼装置は、例えば、実開昭64−1231号
公報に開示されているように、シーズヒータや火炎によ
って250〜300℃に加熱される気化筒の開口部に、
複数の炎孔を周壁部に設けた筒状の金属製バーナヘッド
を設置し、このバーナヘッドの内外周壁面には耐熱線材
にて作られた炎孔金網を装着し、気化筒内で気化された
液体燃料の気化ガスと燃焼空気との混合気を、炎孔金網
を通して噴出させることにより、炎孔金網の外面側に火
炎を形成して燃焼を行わせていた。
【0003】ところで、上述したものでは、炎孔の開口
面積が大きいため、低カロリーから高カロリーまでの広
い範囲にわたる燃焼が困難であるばかりでなく、弱燃焼
時には混合ガスの噴出速度が下がり、火炎が燃焼金網の
表面に密着して形成されるため、この燃焼金網は過度に
赤熱されてかなりの高温(800〜900℃)になり、
金網やバーナヘッドに変形や破損が生じる場合があり、
燃焼幅を拡大させにくい欠点があった。
【0004】また、近年では、バーナヘッドを耐熱性に
優れたセラミックスで製作したものが見られるが、この
セラミックス製バーナヘッドは、耐熱衝撃性が悪く、燃
焼と燃焼停止の繰り返しによるヒートサイクルで割れを
生じる問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の実情に
鑑みてなされたものであり、バーナヘッドの耐熱性と耐
熱衝撃性を向上させ、燃焼幅の拡大を図るとともに、火
炎の短炎化を図ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、液体燃料を
気化する気化筒と、この気化筒の開口部に設置され、炎
孔から気化ガスと空気の混合気を噴出させるバーナヘッ
ドとを備え、このバーナヘッドは、複数のスリット状の
炎孔を放射状に形成した高密度セラミックス製の複数個
の炎孔リングを重ね合わせて構成されるとともに、前記
複数の炎孔はその長手方向が炎孔リングの半径方向に対
してずらされている構成である。
【0007】
【0008】
【作用】このように、炎孔を放射状に形成した高密度セ
ラミックス製の炎孔リングは、熱膨張係数が小さく、比
熱衝撃抵抗性に優れているため、低カロリーで接炎燃焼
させても、割れや破損の心配がない。また、バーナヘッ
ドは、炎孔を放射状に形成した複数個の炎孔リングを重
ね合わせて構成されているため、炎孔総面積が増加し、
最大燃焼量を大きく設定できる。
【0009】また、複数のスリット状の炎孔を炎孔リン
グの直径方向に対してずらして配置しているので、燃焼
面に対して傾斜した状態で混合気が噴出し、この噴出し
た混合気の流れは旋回流となり、周囲の空気との混合が
促進され、短い炎で良好に燃焼し、火炎の短炎化が図れ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図6に
基づいて説明する。図1は液体燃料燃焼装置の縦断面図
であり、図1において、1は上部を開口した有底円筒状
の気化筒であり、この気化筒1はアルミダイカストにて
作られている。2は前記気化筒1の周壁上部に埋設した
シーズヒータ、3は前記気化筒1内に燃焼一次空気を供
給する一次空気通路であり、この一次空気通路3は送風
機(図示せず)と連通している。4は気化筒1の外周に
設けられ、この気化筒1を収容するバーナケース、5は
バーナケース4を介して気化筒1の外側に燃焼二次空気
を供給する二次空気通路であり、この二次空気通路5は
一次空気通路3と同じく送風機に連通している。
【0011】6は燃料ポンプ(図示せず)を利用して気
化筒1内に液体燃料(灯油)を供給する燃料ノズル、7
は前記気化筒1内の上部に配設した絞り板、8は多数の
通気孔9,9を有する整流板であり、この整流板8は外
周縁部が前記絞り板7の外周部上にスポット溶接にて固
着され、絞り板7とともにネジ等で気化筒1内の段部1
Aに締着している。
【0012】10は前記気化筒1の開口部に設置したバ
ーナヘッドであり、このバーナヘッド10は、多数の炎
孔11,11を放射状に形成した高密度セラミックス製
の複数個(4個)の炎孔リング12,12を重ね合わせ
て筒状に構成するとともに、このバーナヘッド10の下
端は前記整流板8上に載置され、上端にはバーナキャッ
プ13を嵌着し、整流板8とバーナキャップ13との間
に前記炎孔リング12,12を挟んでボルト14とナッ
ト15で固定している。
【0013】前記各炎孔リング12,12はリチウムア
ルミナシリカ(Li2O−Al23−SiO2)系の若し
くはマグネシウムアルミナシリカ(MgO−Al23
SiO2)系の高密度セラミックスにて作られている。
また、図2に示すように、上下に隣接する各炎孔リング
12,12の炎孔11,11は、上下で重ならないよう
に互いに交番関係に配されており、さらに、前記各炎孔
リング12,12の炎孔11,11は、図4に示すよう
に、その長手方向が炎孔リング12の半径方向に対して
所定角度だけずらされている。このように多数の炎孔1
1を配置すると、上下に隣接する炎孔リング12,12
の炎孔11,11は、図5に示すように、互いに交差し
た状態になる。
【0014】16は気化筒1の上部外周に装着したバー
ナリング、17は前記炎孔11から噴出する混合気に点
火する点火プラグ、18は火炎Fを検出するとともに、
酸素濃度を検出するフレームセンサである。
【0015】上述の構成において、燃料ノズル6から気
化筒1内に液体燃料(灯油)を噴出させると、この液体
燃料は、燃料ポンプ(図示せず)の噴出圧と一次空気通
路3を通って気化筒1内に送り込まれる送風機(図示せ
ず)からの噴出空気流により微粒化されて飛散し、予め
シーズヒータ2によって加熱された気化筒1の内壁に当
って気化する。そして、気化ガスは気化筒1内で空気と
混合し、この混合気は絞り板7の通路を通って整流板8
により均一に分散されながらバーナヘッド10内に入
り、バーナヘッド10を構成する各炎孔リング12,1
2の炎孔11,11から噴出する。
【0016】この時、各炎孔11,11はその長手方向
が炎孔リング12の半径方向に対して所定角度だけずら
されているため、炎孔11から噴出する混合気は、炎孔
リング12外周の燃焼面12Aに対して傾斜した流れと
なり、点火プラグ17で着火されてガス化燃焼する。こ
の燃焼中は、気化筒1上部の熱回収突部1Bに対向する
炎孔11に形成された火炎Fにより、熱回収突部1Bが
加熱され、その熱が気化筒1の下方部に伝達されるた
め、ヒータ2の通電を停止しても、気化筒1を液体燃料
の気化可能温度に維持できる。
【0017】本実施例によれば、バーナヘッド10を構
成する各炎孔リング12,12が、リチウムアルミナシ
リカ(Li2O−Al23−SiO2)系の若しくはマグ
ネシウムアルミナシリカ(MgO−Al23−Si
2)系の高密度セラミックスにて作られており、この
ように、高密度セラミックスで作られた炎孔リング12
は、20℃〜1000℃の広範囲で熱膨張係数が10×
10-7と小さく、耐熱衝撃性に優れている。そして、図
6に示すように熱膨張係数が0に近づく程、比熱衝撃抵
抗性が大きくなるので、高密度セラミックスにて作られ
た炎孔リング12は、熱膨張係数が0に近いため、約5
00K/hの低カロリーで接炎燃焼させても、割れや破
損の心配がなく、燃焼幅を拡大できるとともに、耐久性
が向上する。
【0018】また、バーナヘッド10は、多数の炎孔1
1,11を放射状に形成した高密度セラミックス製の複
数個(4個)の炎孔リング12,12を重ね合わせて構
成しているため、一つの炎孔面積を小さくして火炎の分
散化を図りながら、炎孔総面積を増加させることがで
き、最大燃焼量を大きく設定することも可能となり、一
層、燃焼幅が拡大する。
【0019】また、前記炎孔11は、その長手方向が炎
孔リング12の直径方向に対してずらされているので、
図5の矢印で示すように燃焼面12Aに対して傾斜した
状態で混合気が噴出し、この噴出した混合気の流れは旋
回流となるため、周囲の空気との混合が良好となり、短
い炎で完全に燃焼し、火炎の短炎化が図れる。そのた
め、燃焼室を小型化でき、石油ファンヒータに組み込ん
だ場合、石油ファンヒータをコンパクトにすることがで
きる。
【0020】図7はバーナヘッド10の他の実施例を示
すものであり、多数の炎孔11,11を放射状に形成し
た高密度セラミックス製の複数個(4個)の炎孔リング
12,12を、上下で炎孔11,11が隣接しないよう
に同方向に重ねて構成したものである。
【0021】図8はバーナヘッド10のさらに他の実施
例を示すものであり、このものでは、図9に示すよう
な、上下両部に多数の炎孔11,11を放射状に形成し
た高密度セラミックス製の炎孔リング12を2個、重ね
るとともに、上側の炎孔リング12の上部には、炎孔の
無い高密度セラミックス製のリング板19を重ねて構成
したものである。
【0022】なお、図7ないし図9に示す炎孔リング1
2の炎孔11も、その長手方向が炎孔リング12の半径
方向に対し所定角度ずらされている。
【0023】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、炎孔リングを熱膨張係数が小さく、比熱衝撃抵抗性
に優れた高密度セラミックス製として、それらを重ね合
わせることにより、バーナヘッドを構成しているので、
バーナヘッドの耐熱耐久性の向上を図り、接炎燃焼を良
好に行わせ、燃焼幅の拡大が図れるとともに、最大燃焼
量も大きく設定でき、高カロリーでありながら燃焼幅が
広く、しかも、耐久性に優れた液体燃料燃焼装置を提供
できる。また、複数の炎孔はその長手方向が炎孔リング
の半径方向に対してずらされている構成であるから、火
炎の短炎化が図れ、燃焼室を小型にでき、燃焼機器に組
み込んだ場合、その機器のコンパクトが図れる。
【0024】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置の要
部縦断面図である。
【図2】同じくバーナヘッドの正面図である。
【図3】同じく炎孔リング単体の正面図である。
【図4】同じく炎孔リング単体の平面図である。
【図5】炎孔から噴出する混合気の流れ状態を説明する
説明図である。
【図6】セラミックスの熱膨張係数と熱衝撃抵抗性との
関係を示す説明図である。
【図7】他の実施例を示すバーナヘッドの正面図であ
る。
【図8】別の他の実施例を示すバーナヘッドの正面図で
ある。
【図9】他の実施例の炎孔リング単体の正面図である。
【符号の説明】
1 気化筒 10 バーナヘッド 11 炎孔 12 炎孔リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−711(JP,A) 特開 平1−155107(JP,A) 実開 昭56−107113(JP,U) 実開 昭55−153411(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 11/10 F23D 11/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体燃料を気化する気化筒と、この気化
    筒の開口部に設置され、炎孔から気化ガスと空気の混合
    気を噴出させるバーナヘッドとを備え、このバーナヘッ
    ドは、複数のスリット状の炎孔を放射状に形成した高密
    度セラミックス製の複数個の炎孔リングを重ね合わせて
    構成されるとともに、前記複数の炎孔はその長手方向が
    炎孔リングの半径方向に対してずらされていることを特
    徴とする液体燃料燃焼装置。
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