JPH0350927B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、強制供給される燃焼空気と燃料を混
合し、全一次燃焼を行なう燃焼装置の点火特性の
改良に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の燃焼装置は、第３図に示すよう
に、ヒータ５１によつて加熱される気化筒５２お
よびその上部開口部に配設された副バーナ５３に
よつて区画され、ポンプ５４により燃料タンク５
５から供給される液体燃料を気化し予混合気とす
る気化室５６と、副バーナ５３の上部に配設され
気化室５６からの予混合気を混合し、セラミツク
板にて構成されその表面にて全一次燃焼を行なう
主バーナ５７へ予混合気を送出する整流室５８
と、燃焼空気の供給を行なう燃焼フアン５９から
気化室５６に至る一次空気系路６０と、一次空気
系路６０から分岐し整流室５８に至る二次空気系
路６１と、上記分岐部に設けられ主バーナ５７加
熱用の副バーナ５３燃焼時には燃焼空気を一次空
気系路６０と二次空気系路に分割し主バーナ５７
燃焼時には燃焼空気全量を一次空気系路に導びく
切換弁６２と、副バーナ５３および主バーナ５７
の点火を行なう点火器６３および６４を備えたも
のである。上記構成において、気化筒５２が所定
温度まで加熱されるとポンプ５４により燃料が供
給されるとともに燃焼フアン５９により燃焼空気
が供給されるが、この時切換弁６２の弁体６２Ａ
は下に付勢されて一次空気口６２Ｂを閉じている
ので燃焼空気は二次空気口６２Ｃおよびバイパス
孔６２Ｄにより分割されてそれぞれ気化室５６お
よび整流室５８に導びかれる。気化室５６に入つ
た燃焼空気の一部と燃料の気化ガスは混合して予
混合気となつて副バーナ５３より整流室５８内へ
噴出し点火器６３によつて点火され燃焼が行なわ
れるが、小径のバイパス孔６２Ｄを通つて気化室
５６に供給される空気量は燃料の理論空気量以下
であるために、副バーナ５３より噴出する予混合
気濃度は濃く、点火器６３による点火は容易とな
る。しかし、副バーナ５３における燃焼は理論空
気量以下で行なわれるため、そのままでは空気不
足による不完全燃焼のため多量の一酸化炭素を発
生するが、二次空気系路６１を介して整流室５８
に供給される燃焼空気により再燃焼するため一酸
化炭素は排出されない。副バーナ５３の燃焼によ
る高温の排ガスは整流室５８を通つて主バーナ５
７より排出されるが、その時に主バーナ５７を加
熱する。次に、主バーナ５７が所定の温度まで加
熱されるとポンプ５４を停止して副バーナ５３に
おける燃焼を停止するとともに、弁体６２Ａを上
に付勢して二次空気口６２Ｃを閉じ燃焼空気の全
量を一次空気系路に導き、再度ポンプ５４を起動
して燃料を気化室５６に供給する。その結果、気
化室５６より整流室５８を通つて主バーナ５７に
供給される予混合気は、その中に含まれる燃焼空
気が燃料の理論空気量以上の比較的薄い予混合気
となる。主バーナ５７より噴出した予混合気は点
火器６４により点火され、主バーナ５７の表面に
て全一次燃焼を行なうが、主バーナ５７は副バー
ナ５３の燃焼熱により加熱されているために理論
空気量以上の比較的薄い予混合気であつても容易
に点火することができるようになつていた。（例
えば特開昭58−72807号公報） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来例においては主バーナ
用と副バーナ用と２つの点火装置が必要であると
ともに、副バーナを消火した後に主バーナに点火
するので、その際に消火・点火時の臭気が発生す
る問題点があつた。さらに、燃焼装置として低
NO_X燃焼を行なうには金網やセラミツク板等を
用いて面燃焼負荷の小さい全一次燃焼を行なうこ
とが有効であるが、その場合燃焼負荷が小さいた
めにたとえばバーナヘツド部が十分に熱せられて
いても通常の燃焼が行なわれる空燃比において
は、一般的な点火手段である放電点火によつては
点火しにくい問題点があつた。

本発明は、かかる従来の問題を解消するもの
で、低NO_X燃焼を行なう全一次燃焼バーナヘツ
ドを用いた燃焼装置の点火性を高めることを目的
とする。

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
は、燃焼フアンより供給される燃焼空気を分割
し、一方を一次空気系路を介して気化室に供給
し、他方を二次空気系路を介して気化室からの予
混合気を全一次燃焼バーナヘツドに送出する整流
室に供給するとともに、排気ガス通路に燃焼空気
の一部を供給する三次空気系路を二次空気系路よ
り分岐し、その分岐部に燃焼空気の一部を定常燃
焼時には整流室に導びき点火時に排気ガス通路に
導びく切換弁を設けたものである。

作 用 本発明は上記した構成によつて、点火時には一
次空気系路を通つて気化室に供給される少量の燃
焼空気と燃料の気化ガスとの濃い混合気が、整流
室を介して全一次燃焼バーナヘツドに供給される
ので、点火器によつて容易に点火されるととも
に、空気不足燃焼によつて発生しやすい一酸化炭
素も切換弁および三次空気系路を介して排気ガス
通路に供給される燃焼空気により酸化・燃焼され
るので有害な一酸化炭素が燃焼装置より排出され
ない。また、点火後の定常燃焼時においては、切
換弁が切換えられて燃焼空気の一部が二次空気系
路を通つて整流室に供給されるので、気化室より
の濃い混合気と混合して全一次燃焼バーナヘツド
にて燃焼を行なうのに最適な一次空気比が１以上
の比較的薄い予混合気が整流室にて形成され、全
一次燃焼バーナヘツドの表面で低NO_X燃焼が行
なわれる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。

第１図において、ヒータ１を埋設したつぼ状の
気化筒２の上部開口部には空気室本体３が配置さ
れ、気化筒２の内部に気化室４が区画されてい
る。気化室４の側壁には燃料タンク５につながる
ポンプ６からの給油管７および燃焼フアン８につ
ながる一次空気系路９が開口している。一方、空
気室本体３の上方には、金網によつてつくられた
燃焼筒１０と多数の小孔１１が開設された整流筒
１２およびそれらの上端を閉塞するキヤツプ１３
によつて構成される全一次燃焼バーナヘツド１４
（以後バーナヘツドという）が配設されるととも
に、バーナヘツド１４の下端で空気室本体３との
境界部には仕切板１５が配置され、空気室本体３
およびバーナヘツド１４の内部をそれぞれ空気室
１６および整流室１７に区画している。空気室１
６の上部には、気化室４より空気室１６を貫通し
て整流室１７に至る混合気通路１８と仕切板１５
の開口部との隙間により形成される空気口１９が
開口するとともに、空気室本体３の側壁にはその
途中に切替弁２０を設けて燃焼フアン８につなが
る二次空気パイプ２１が開口しており、空気室１
６と二次空気パイプ２１とにより二次空気系路２
２を形成している。またバーナヘツド１４と空気
室本体３および気化筒２の外周には、排気ガス通
路２３を隔てて上端を排気キヤツプ２４によつて
閉塞された熱透過筒２５と、下端が閉塞され気化
筒２近傍に排気口２６が開口した排気筒２７とに
よりなる外筒２８が配置されている。排気キヤツ
プ２４には点火器２９が取付けられている。排気
筒２７の上部には三次空気口３０とそれの外周に
三次空気室３１とが設けられるとともに、三次空
気室３１と切換弁２０とを接続する三次空気パイ
プ３２が配置され、三次空気口３０と三次空気室
３１および三次空気パイプ３２により三次空気系
路３３が形成されている。

上記構成において、ヒータ１に通電されて気化
筒２が所定温度まで加熱されると、ポンプ６およ
び燃焼フアン８が作動し、燃料と分割された燃焼
空気の一方が給油管７および一次空気系路９を介
して気化室４に供給される。気化室４に供給され
た燃料は気化筒内壁にて気化し、燃焼空気の一部
と混合して濃い混合気となり、混合気通路１８を
通つて整流室１７に入る。この時切換弁は第１図
に示すごとく二次空気系路２２を閉じているの
で、整流室１７に入つた混合気は濃い状態のまま
バーナヘツド１４から噴出し、点火器２９により
点火され燃焼する。一方、切換弁２０により三次
空気系路３３に導びかれる分割された燃焼空気の
一方は、三次空気口３０より排気ガス通路２３に
噴出する。次にバーナヘツド１４への点火が行な
われると、切換弁が切換わり、これまで三次空気
系路３３に供給されていた燃焼空気は二次空気系
路に供給され、空気口１９より整流室１７へ流入
する。その結果、気化室４よりの濃い混合気は空
気口１９よりの燃焼空気と混合し、バーナヘツド
１４にて燃焼を行なうのに最適な一次空気比が１
以上の比較的薄い混合気となつてバーナヘツド１
４の燃焼筒１０表面にて燃焼される。この燃焼熱
により、熱容量の小さな金網によつてつくられた
燃焼筒１０は赤熱し、熱透過筒２５を介して輻射
熱を放散するとともに、高温の排気ガスは排気ガ
ス通路２３を経て排気口２６より排出されるが、
その際に気化筒２外周壁に接触して気化筒２への
熱回収が行なわれる。

上記構成および動作において、バーナヘツド１
４への点火時には気化室４へ一次空気系路９を介
して供給される燃焼空気量は少量であるととも
に、整流室１７への二次空気系路２２を介した燃
焼空気がないために、混合気は一次空気比が１以
下の濃い混合気のままバーナヘツド１４に供給さ
れる。このような濃い混合気は、たとえバーナヘ
ツド１４が十分に熱せられていなくても通常の点
火手段である放電点火器２９によつて容易に点火
することができる。しかしながら、この状態の燃
焼は空気不足状態での燃焼であるために、そのま
までは不完全燃焼により有害な一酸化炭素を発生
するが、この時切換弁２０により三次空気系路３
３を介して排気ガス通路２３へ供給される燃焼空
気により不足分の燃焼空気が補なわれるので、一
酸化炭素は酸化・燃焼され無害な二酸化炭素とな
つて排気口２６より排出される。次に、点火が行
なわれた後は切換弁２０が切換わり、点火時には
三次空気系路３３に導びかれていた燃焼空気は二
次空気系路２２を介して空気口１９より整流室１
７に流入するので、気化室４からの濃い混合気は
希釈されバーナヘツド１４の燃焼筒１０の表面に
て表面燃焼を行なうのに最適な一次空気比が１以
上の比較的薄い混合気となり、燃焼筒１０にて完
全燃焼される。燃焼筒１０における燃焼は、面燃
焼負荷の小さな表面燃焼であるために火炎温度は
低く低NO_X燃焼を行なうことができる。さらに
は、気化室４へ流入する燃焼空気量は少量である
ために、気化筒２の壁面における局部冷却がなく
気化筒温度を高温に保てるので、燃料気化時のタ
ール生成を抑制できる。また、定常燃焼時におい
ては、加熱された気化室４を通らずに冷却状態の
まま整流室１７に入る燃焼空気により混合気温度
は比較的低温に保たれるので、バーナヘツド１４
における逆火も防止できるという効果がある。

次に本発明の他の実施例を第２図を用いて説明
する。第２図において前記実施例と異なる点は三
次空気口４１を排気キヤツプ２４に開口し、その
上部に三次空気室４２を配設するとともに、三次
空気室４２と切換弁２０を接続する三次空気パイ
プ４３を設けて、三次空気口４１と三次空気室４
２と三次空気パイプ４３とにより三次空気系路４
４を形成したものである。この場合、点火器４５
は排気筒２７の上部に取付けられている。この構
成によれば、点火時において排気ガス通路２３の
上端すなわち排気ガスの上流側から三次空気系路
４４を介して燃焼空気が排気ガスに供給されるの
で、排気ガスとの混合が促進され、点火時の一酸
化炭素の抑制効果が高い。

発明の効果 以上のように本発明の燃焼装置によれば次の効
果が得られる。

燃焼に供する燃焼空気を分割し、一方を一次空
気系路を介して気化室に供給し、燃料と混合して
濃い混合気として整流室を介してバーナヘツドか
ら噴出するとともに、点火時には他方の燃焼空気
を切換弁により三次空気系路を介して排気ガス通
路に供給し、定常燃焼時には切換弁を切換えて燃
焼空気を二次空気系路を介して整流室に供給する
構成としているので、通常の点火手段である放電
点火器においてもバーナヘツドでの点火は容易で
あるとともに、有害な一酸化炭素の排出を防止で
き、定常燃焼時にはバーナヘツドでの低NO_X燃
焼が行なわれるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す燃焼装置
の縦断面図、第２図は同第２の実施例を示す縦断
面図、第３図は従来の燃焼装置を示す縦断面図で
ある。 ４……気化室、８……燃焼フアン、９……一次
空気系路、１４……全一次燃焼バーナヘツド、２
０……切換弁、２２……二次空気系路、２３……
排気ガス通路、３３および４４……三次空気系
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料を予混合気とする気化室と、気化室より
   の予混合気を整流し全一次燃焼バーナヘツドに送
   出する整流室と、燃焼フアンより供給される燃焼
   空気の一部を気化室に導びく一次空気系路と、残
   りの燃焼空気を整流室に導びく二次空気系路と、
   二次空気系路より分岐し全一次燃焼バーナヘツド
   からの排気ガス通路に燃焼空気の一部を供給する
   三次空気系路とを備えるとともに、前記分岐部に
   燃焼空気の一部を定常燃焼時には二次空気系路に
   導びき点火時には三次空気系路に導びく切換弁を
   備えた燃焼装置。 ２ 一次空気系路を介して気化室に供給される燃
   焼空気量を燃料の理論空気量以下とした特許請求
   の範囲第１項記載の燃焼装置。