JPH01121605A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用の暖房等に用いられている燃焼装置に関
するものである。

従来の技術 従来、この種の燃焼装置としては石油ストーブ等に用い
られている吸上げ気化方式の燃焼装置がある。これは第
５図に示す様に、多数の空気孔を有する内炎筒５１と外
炎筒５２間の燃焼室５３に燃料供給部である灯芯５４先
端を露出させて燃料を気化、燃焼させるようになってい
る。そして通常外炎筒５２は外筒５５の絞り部５５−よ
り上方では開口面積の大きな透孔５６膳を有した赤熱部
５６を形成しており、灯芯５４から気化した燃料と透孔
５６−から燃焼室５３内に導入した空気を混合して燃焼
させ、赤熱部５６を赤熱させ、輻射熱を得ていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の構成では次のような問題を生
じていた。すなわち第５図において、通常、強燃焼時で
は図に示す様に内炎筒５１と外炎筒５２との間の上方に
二次炎ｆ１を形成し、燃焼室５３内を上昇してきた未燃
成分を完全に燃焼させるので良好な特性を示す。しかし
、灯芯５４の露出高さを低くして燃焼量を小さ（した弱
燃焼の場合、火炎は燃焼室５３内に下がってｆ２の様に
形成される。この場合の空気の流れを実線矢印で、また
未燃ガスの流れを破線矢印で示すが、不完全燃焼状態の
未燃ガスは燃焼室５３から外炎筒５２外方の空気通路５
７へ洩出する流れ５８と、燃焼室５３から内炎筒５１内
部へ洩出する流れ５９とになる。このうち流れ５８は赤
熱部５６の透孔５６ｍの開孔率が大きいために燃焼室５
３へ再流入しやす（、火炎ｆ２で燃焼されるので弱燃焼
時、外炎筒５２上方では未燃ガス成分は少なくなる。

ところが、流れ５９は内炎筒５１の空気孔の開孔率が小
さ（抵抗が大きいために、燃焼室５３に再流入しにくく
、内炎筒５１の上方の空気孔６０や、内炎筒の頂部にあ
る通気孔６１から高濃度のＣＯを含んだ未燃ガスが大気
中に放出されてしまう。

そのため、弱燃焼においては排ガス特性（Ｇｏ／Ｃ０２
）が急激に悪化してしまい、それがために燃焼量調節巾
を広くすることができなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、燃焼量を
絞ったときの排ガス特性の急激な悪化を抑止して、燃焼
量調節巾の広い燃焼装置を得ることを目的としたもので
ある。

問題点を解決するための手段 ・上記問題点を解決するために本発明の燃焼装置では、
内炎筒内方に燃料供給部に対向する位置近傍から上方へ
伸び、前記内炎筒との間に形成される王制流域を底面で
略遮蔽する制流筒と、前記制流筒内方に配され前記制流
筒より上方まで伸び、前記内炎筒との間に王制流域を形
成する空気制流筒を設けている。

作　　用 本発明は上記した構成により、王制流域に未燃ガスを導
入し、この未燃ガスを制流筒と空気制御筒の間を上昇し
、制流筒上方に供給される清浄な空気により混合しなが
ら燃焼室に供給し、燃焼を促進させる。また王制流域の
作用にて燃焼が完結せず王制流域に侵入した未燃ガスに
ついても、空気制御筒内方を上昇し、空気制御筒上方の
通気部に供給される清浄な空気により混合しながら集中
的に燃焼室へ供給され燃焼を促進される。すなわち内炎
筒内方へ浪人したＣＯを含んだ未燃ガスはほとんどが燃
焼室に再流入して燃焼してしまうことになり、広範囲の
燃焼量調節に対して排ガス特性を良好に保つことができ
る。また、酸欠状態により、空気を求め燃焼室の上方へ
移った火炎に対しても、王制流域に清浄な空気を集中的
に供給でき排ガス特性を良好なものとすることができる
。

実施例 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する第１
図、第２図において第１図は強燃焼、第２図は弱燃焼の
状態を示す。第１図、第２図中１は燃料供給部である灯
芯で、芯内筒２と芯外筒３の間に上下動自在に設定され
ている。芯内筒２と芯外筒３の上端部はそれぞれ内火皿
４、外火皿５を形成しており、内炎筒６、外炎筒７が載
置されている。灯芯１の先端は燃焼時には内炎筒６と外
炎筒７間に形成される燃焼室８内に露出され、ここで燃
焼の気化が行われる。９は外筒で、内炎筒６、外炎筒７
、外筒９は内方より順次略同心状に配置され固定ピン１
．０によって一体化されている。

１１は内炎筒６および外炎筒７に多数設けられた空気孔
である。１２は内炎筒６の上端開口部を閉塞する内炎筒
天板で、内炎筒６内方から上方へ通じる開孔部１３を有
している。１４は内炎筒天板１２上に載置された拡炎板
である。外筒９の上端には絞り部１５が形成され、さら
にこの絞り部１５より上方の外炎筒７には赤熱部１６が
形成され、開口の大きな透孔１７が設けられている。

１８はガラス等の透過性材料よりなる透過筒で、外筒９
上に載置されている。１９はトップフレームで、赤熱部
１６と透過筒１８の間の空気通路２０の上端を遮蔽する
ように赤熱部１６の上端に載置され、透過筒１８を固定
している。２１は内炎筒６内方に設置された制流筒で、
灯芯１先端に対向する位置近傍から上方へ伸び、内炎筒
６との間に形成される王制流域２２ｍをその底面で略遮
蔽する様に設けである。２３は制流筒２１の内方に設置
された空気制御筒であり、前記制流筒２１の上端部より
上方まで伸ばされており、内炎筒６との間に王制流域２
２ｂが形成されている。２５は制流筒２１と空気制御筒
２３の間に形成される空気制御域、２６は空気制御筒２
２内方にある空気導入域である。２７は燃焼制御筒で、
外炎筒気孔部２８内方上部に設定され、上端は外筒９の
絞り部１５に対向する位置近傍まで伸び、気孔部２８と
の間に空気室２９が形成されている。２９１は燃焼制御
筒２４壁面に設けられた連通孔で、空気室２９と燃焼室
８を連通ずるとと（多数均一に設けられている。

上記構成において灯芯１に点火すると燃焼開始し、燃焼
による高温の燃焼ガスが燃焼室８を上昇することにより
熱ドラフトを生じ、燃焼に必要な空気が内炎筒６、外炎
筒７の空気孔１１および赤熱部１６の透孔１７より燃焼
室８内に供給され燃焼が継続される。

このとき内炎筒６内方から供給される空気は、制流筒２
１下方から灯芯１近傍に供給される空気流２９と、制流
筒２１と空気制御筒２３の間に形成される空気制御域２
５を上昇する空気流３０、空気導入域２６を上昇する空
気流３１に分けられる。空気導入域２６を上昇した空気
流３１は内炎筒６上方に達し、空気流３２の様に空気孔
１１や開孔部１３より燃焼室８およびその上方へ供給さ
れる。また一部は空気流３３の様に王制流域２２ｂを下
降し、比較的下方の空気孔１１からも燃焼室８に供給さ
れる。空気制御域２５を上昇する空気流３０についても
同様に、王制流域２２ｂに供給される空気流３４と王制
流域２２−を下降する空気流３５に分かれ、燃焼室８に
供給される。

一方気化された燃料は空気との混合ガスとなって主とし
て燃焼室８を上昇する。しかし、空気流３４によって王
制流域２２ｂは負圧になるため未燃ガスの一部は王制流
域２２ｂに浪人する流れ３６を生じる。しかしながら、
この未燃ガスは空気制御域２５を上昇してきた空気流３
５と混合され、燃焼室８へ供給される流れ３７となる。

また、王制流域２２−で燃焼室８に供給されなかった未
燃ガスは、内炎筒６上方での空気流３２．３３にて燃焼
室８へ供給される。そのため、強撚焼時には内炎筒６上
端付近に未燃ガスと空気を良好に混合した状態で燃焼室
８上端付近に供給するので、領域Ａで効率良（燃焼させ
、さらにここで燃焼しきれなかった未燃ガスは上方に形
成される火炎ｆ。

で燃焼される。ただし、強燃焼における排ガス特性（Ｃ
ｏ／Ｃ０２）は従来の燃焼装置でも良好であったので、
この発明により特に良好となることはなく、従来と変わ
らないと言える。

次に灯芯１の露出高さを低くして弱燃焼としていくと、
第２図に示すように火炎は次第に燃焼室８内に落ち込み
、火炎ｆ、となる。この場合の流れも強撚焼時と同様で
あるが、気化ガスは大巾に減少しているので王制流域２
２ｍに浪人する未燃ガス量も減少する。従って空気流３
４．３５との混合領域は下方へ下がり、領域Ｂ付近で良
好な混合領域となり、この部分で保炎を形成し、内炎筒
６壁面を赤熱させ、燃焼を促進させ、さらにその上方に
形成される火炎ｆ３で燃焼を完結させる。

すなわち、本発明では清浄な空気流３４．３５によって
王制流域２２ｍに導入された未燃ガスのほとんどが燃焼
室８内に供給され、火炎ｆ、で燃焼されるので、火炎ｆ
、より上方に対向する内炎筒６内部では未燃ガス成分は
ほとんどな（、火炎ｆ。

より上方の空気孔１１や開孔部１３から排出される空気
は清浄で排ガス特性は良好となる。特に弱燃焼時′には
前述したように王制流域２２−に浪人する未燃ガス量も
少ないので、王制流域２２−で燃焼を完結することがで
き、王制流域２２ｂに未燃ガスが流れることはほとんど
ない。また、たとえ、王制流域２２ｍで完結しなくても
、強撚焼時で述べたと同様に、王制流域２２ｂにて空気
流３３にて燃焼を完結することができるので排ガス特性
は良好となる。ちなみに内炎筒６の内方上端部付近のＣ
Ｏ濃度を測定すると、従来例では１α℃ｐｐｍ以上もあ
ったものが、本実施例では３０〜５０ｐｐｍ程度で従来
例に比し大巾に減少していた。

特に本実施例においては内炎筒６の内方に制流筒２１と
空気制御筒２２を設け、強撚焼時には空気制御域２５を
上昇する空気流３０により、王制流域２２ｂにて内炎筒
６側の空気孔１１にて十分に燃焼させることができるの
で、火炎ｆ、を短炎化することができる。また、弱燃焼
時においては、王制流域２２−にて未燃ガスを再流入で
きるので排ガス特性を良好にできる。

なお、第１図、第２図でわかる通り、制流筒２１と空気
制御筒２３とは、空気制御筒２３を制流筒２１上端より
上方まで伸ばすことはもちろんだが、空気制御域２５も
十分な長さを有した方が望ましい。これは、制流筒２１
と空気制御筒２３の重なり部分が余りない場合には、空
気制御筒２５を未燃ガスが逆流し、ドラフトの強い空気
導入域２６にまわり込み、そのまま排出され排ガス特性
が悪化することがあるからである。そこで本発明の一実
施例においては制流筒２１の下端よりも空気制御筒２３
を下方まで伸ばし、前述した空気制御域２５を未燃ガス
が逆流する現象を生じないようにしている。

以上通常の燃焼において灯芯１の露出高さを低くして燃
焼量を少な（していった場合について述べたが、密閉状
態の良い部屋で長時間燃焼させ酸欠状態になった場合も
同様の効果が得られる。すなわち、酸欠状態下では、酸
素濃度の低下に伴い燃焼量が低下していくが、この場合
の燃焼室８内の火炎は空気を求め上方へ向かう。つまり
弱燃焼状態とは火炎の形成状況が異なるわけである。し
かしながらこのような火炎に対しても、空気制御域２５
を通過し、内炎筒６の上方に集中的に空気を供給できる
ので、そこで燃焼が促進され良好な酸欠特性が得られる
ことになる。

さらに、王制流域２２ｂに集中的に空気を供給できるの
で、強燃焼において王制流域２２ｂに対向する内炎筒６
にて燃焼が行なわれるので、内炎筒６の空気孔１１から
押され燃焼室８内の火炎はやや外炎筒７寄りに形成され
る。そのため、外炎筒７の赤熱状況は良好になり、高輝
度となる。それにより放射効率が上昇し、使用者に快適
な暖房を提供できる。

なお本実施例の燃焼筒は外炎筒の側に燃焼制御筒２７を
設けているのでさらに排ガス特性が向上する利点がある
。すなわち、発明が解決しようとする問題点で述べたよ
うに、外側からの空気は外筒９の上端の絞り部１５で外
炎筒７の空気孔１１と赤熱部１６の透孔１７からの空気
に分けられそれぞれ燃焼室８内に供給される。この時外
炎筒７の空気孔１１及び赤熱部１６の透孔１７１とは保
炎が形成されているが、絞り部１５と対向する部分で燃
焼室内８の未燃ガスの一部が内炎筒側はどではないが空
気通路２０に漏れる現象が起きて、そのうちの一部が赤
熱部１６の透孔１７の上部からそのまま排出される為、
低燃焼時にＣＯ／ＣＯ２を悪化させる。これを少な（す
る為に設けられたのが前述した燃焼制御筒２７で、外炎
筒気孔部２８からの空気により空気室２９で未燃ガスを
局部的に燃焼させて未燃ガスの漏れ量を少な（し、漏れ
た未燃ガスが黒矢印Ｃで示す如く燃焼室内のドラフトで
燃焼室８へ引込まれて燃焼するようにすると共に外炎筒
７に沿った空気の流れを起こし、Ｃｏ／ＣＯ２の悪化を
半減させている。したがって−段と低い所まで燃焼量を
絞ることができ、燃焼調節中は広いものとなる。

第３図は従来例と本実施例について燃焼量に対する排ガ
ス特性（ｃｏ／ｃｏ２）を測定した結果である。この図
から明らかなように本実施例品は燃焼量を絞っていって
もＣｏ／ＣＯ２は０．００２を越えず、良好な排ガス特
性を示している。また、第４図は酸欠特性を測定した結
果である。酸欠特性は初期燃焼量を約１３００ｋｏａｌ
／ｈにて行なったが本実施例品は室内ＣＯ濃度２００ｐ
ｐｍを超えずに消火しており、異常なＣＯを発生するよ
うなことはない。

以上の実施例では制流筒２１の内方に空気制御筒２３を
一つ設けた場合について説明したが、空気制御筒はそれ
以上に複数個設けてもよく同等もしくはそれ以上の効果
が得られる。

また今までは燃料供給部として灯芯を用いた場合につい
て述べてきたが、燃料として気体燃料を用い、燃焼装置
下方に設けた燃料供給口から気体燃料を燃焼室に導入す
る構成でもかまわない。

発明の効果 以上のように本発明の燃焼装置によれば、内炎筒内方に
、底面を略遮蔽した制流筒と、この制流筒の内方に制流
筒の上端より上方まで伸びた空気制御筒を設けているこ
とにより、内炎筒内方に流入した未燃ガスを制流筒と空
気制御筒間、あるいは空気制御筒内方より供給される空
気により、燃焼量に応じた位置で良好な混合状態を形成
し、燃焼を促進させることができる。その結果高濃度の
ＣＯが直接大気に放出されるようなことはな（なり、高
範囲な燃焼量の可変域に渡り、排ガス特性（ｃｏ／ｃｏ
２）を良好なものとすることができる。

また、酸欠状態になった場合、燃焼室内の火炎は空気を
求め上方へ向うが、それに対し制流筒と空気制御筒との
間を通過し、制流筒上方に送られる空気により、内炎筒
の上方に集中的に空気を供給できるので、ＣＯが多量発
生することを防止することができる。加えて、内炎筒上
方に空気を集中的に送ることにより、外炎筒の赤熱輝度
を向上させることができるなど、使用性−安全性・快適
性に優れた燃焼装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼装置の要部断面
図であり、強燃焼状態を示す。第２図は同燃焼装置の要
部断面図であり、弱燃焼状態を示す。第３図、第４図は
同燃焼装置の効果を説明するための特性図であり、第３
図は燃焼量−ｃｏ／ｃｏ２特性、第４図は室内ｏ２濃度
−室内ＣＯ濃度を示す。第５図は従来例を示す燃焼装置
の要部断面図である。 １・・・・・・燃料供給部、６・・・・・・内炎筒、７
・・・・・・外炎筒、８・・・・・・燃焼室、９・・・
・・・外筒、１１・・・・・・空気孔、２１・・・・・
・制流筒、２２１・・−・制流域、２３・・・・・・空
気制御筒。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ばか１名／　
−ｆｉｌ’）Ｉｔ給部 ６−・内１に、閏 ７−外１ｉ簡 ８−　応笈寛 ９・・−外　　闇 第２図 室内ＣＯ濃次（Ｐ−） ２！１　　　　　ミ　　　　鴛 Ｃｒ　　　　　　（）　　　　　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の空気孔を有する外炎筒と、前記外炎筒の内方に配
   された多数の空気孔を有する内炎筒と、前記外炎筒外方
   に配された外筒と、前記外炎筒と前記内炎筒間に形成さ
   れる燃焼室下端に設定された燃料供給部と、前記内炎筒
   内方に配され、前記燃料供給部に対向する位置近傍から
   上方へ伸び、前記内炎筒との間に形成される制流域を底
   面で略遮蔽する制流筒と、前記制流筒内方に配され、前
   記制流筒の上端より上方まで伸びた空気制御筒とよりな
   る燃焼装置。