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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022133791
(43)【公開日】2022-09-14
(54)【発明の名称】液体燃料燃焼器
(51)【国際特許分類】
F23D 11/44 20060101AFI20220907BHJP
F23D 11/00 20060101ALI20220907BHJP
F23L 9/02 20060101ALI20220907BHJP
【ＦＩ】
F23D11/44 A
F23D11/00 C
F23L9/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021032679
(22)【出願日】2021-03-02
(71)【出願人】
【識別番号】000003229
【氏名又は名称】株式会社トヨトミ
(74)【代理人】
【識別番号】100091443
【弁理士】
【氏名又は名称】西浦 ▲嗣▼晴
(74)【代理人】
【識別番号】100130720
【弁理士】
【氏名又は名称】▲高▼見 良貴
(74)【代理人】
【識別番号】100130432
【弁理士】
【氏名又は名称】出山 匡
(72)【発明者】
【氏名】野々川 佑也
【テーマコード（参考）】
3K023
【Ｆターム（参考）】
3K023KA04
3K023KD02
(57)【要約】
【課題】熱回収効率を向上させ、安定して液体燃料を気化させることが可能な液体燃料燃焼器を提供する。
【解決手段】液体燃料燃焼器１のバーナ・アセンブリ５は、燃料供給部１９と、空気供給部２１と、気化部２３と、ガス室２５と、バーナ部２７から構成されている。気化部２３は、燃料受け部５１と気化室５３を有する箱状体４３と、初期加熱用のヒータ４１を有している。また、バーナ部２７の燃焼熱を吸熱し、気化部２３の燃料受け部５１に伝える伝熱構造を備えている。気化部２３の側壁部４３Ｂには、燃料受け部５１の上方に位置する空間部分に向かって突出し且つ上壁部（蓋体４５）から底壁部４３Ａまで熱を伝達するように延びる複数の熱伝導ピラー５５，５７が設けられており、伝熱構造は、バーナ部２３から出る燃焼炎全体と臨んで燃焼熱を直接回収する熱回収部（凸状部６５）と、熱回収部と熱的に接続された気化部２３の箱状体４３によって構成されている。
【選択図】 図３
【解決手段】液体燃料燃焼器１のバーナ・アセンブリ５は、燃料供給部１９と、空気供給部２１と、気化部２３と、ガス室２５と、バーナ部２７から構成されている。気化部２３は、燃料受け部５１と気化室５３を有する箱状体４３と、初期加熱用のヒータ４１を有している。また、バーナ部２７の燃焼熱を吸熱し、気化部２３の燃料受け部５１に伝える伝熱構造を備えている。気化部２３の側壁部４３Ｂには、燃料受け部５１の上方に位置する空間部分に向かって突出し且つ上壁部（蓋体４５）から底壁部４３Ａまで熱を伝達するように延びる複数の熱伝導ピラー５５，５７が設けられており、伝熱構造は、バーナ部２３から出る燃焼炎全体と臨んで燃焼熱を直接回収する熱回収部（凸状部６５）と、熱回収部と熱的に接続された気化部２３の箱状体４３によって構成されている。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体燃料を供給する燃料供給部と、
一次空気を供給する一次空気供給部と、
熱伝導性を有し、底壁部、前記底壁部の縁部から立ち上がる側壁部及び前記底壁部と対向する上壁部を有する箱状体と、前記底壁部に沿って延びる初期加熱用のヒータと、前記底壁部の一部に形成され、前記燃料供給部から供給された液体燃料を受ける燃料受け部と、前記ヒータによって加熱された前記燃料受け部で前記液体燃料を気化させて前記一次空気と混合することにより混合気化燃料ガスとする気化室を有する細長い気化部と、
前記気化室と連通し、前記混合気化燃料ガスを貯留するガス室と、
前記混合気化燃料ガスと共に燃焼される二次空気を供給する二次空気供給部と、
前記気化部の上方に配置されて、前記ガス室から供給される前記混合気化燃料ガスを前記二次空気と共に燃焼する細長いバーナ部と、
前記バーナ部の燃焼熱を吸熱し、前記気化部の前記燃料受け部に伝える細長い伝熱構造とを備えた液体燃料燃焼器であって、
前記気化部の前記側壁部のうち少なくとも前記燃料受け部に対応する部分には、前記燃料受け部の上方に位置する空間部分に向かって突出し且つ前記上壁部から前記底壁部まで熱を伝達するように延びる複数の熱伝導ピラーが設けられており、
前記伝熱構造は、前記バーナ部から出る燃焼炎全体と臨んで前記燃焼熱を直接回収する熱回収部と、前記熱回収部と熱的に接続された前記気化部の前記箱状体によって構成されていることを特徴とする液体燃料燃焼器。
一次空気を供給する一次空気供給部と、
熱伝導性を有し、底壁部、前記底壁部の縁部から立ち上がる側壁部及び前記底壁部と対向する上壁部を有する箱状体と、前記底壁部に沿って延びる初期加熱用のヒータと、前記底壁部の一部に形成され、前記燃料供給部から供給された液体燃料を受ける燃料受け部と、前記ヒータによって加熱された前記燃料受け部で前記液体燃料を気化させて前記一次空気と混合することにより混合気化燃料ガスとする気化室を有する細長い気化部と、
前記気化室と連通し、前記混合気化燃料ガスを貯留するガス室と、
前記混合気化燃料ガスと共に燃焼される二次空気を供給する二次空気供給部と、
前記気化部の上方に配置されて、前記ガス室から供給される前記混合気化燃料ガスを前記二次空気と共に燃焼する細長いバーナ部と、
前記バーナ部の燃焼熱を吸熱し、前記気化部の前記燃料受け部に伝える細長い伝熱構造とを備えた液体燃料燃焼器であって、
前記気化部の前記側壁部のうち少なくとも前記燃料受け部に対応する部分には、前記燃料受け部の上方に位置する空間部分に向かって突出し且つ前記上壁部から前記底壁部まで熱を伝達するように延びる複数の熱伝導ピラーが設けられており、
前記伝熱構造は、前記バーナ部から出る燃焼炎全体と臨んで前記燃焼熱を直接回収する熱回収部と、前記熱回収部と熱的に接続された前記気化部の前記箱状体によって構成されていることを特徴とする液体燃料燃焼器。
【請求項2】
前記複数の熱伝導ピラーには、前記気化部の前記気化室内に突出する位置に設けられて前記上壁部から前記底壁部まで延びる複数の熱伝導ピラーが含まれている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項3】
前記箱状体は、前記底壁部と前記側壁部からなり、上面に開口部を有する細長い箱状本体と、前記上壁部を構成する前記開口部を塞ぐ細長い蓋体とを備えており、
前記複数の熱伝導ピラーのそれぞれには、前記蓋体を固定するネジを螺合するネジ孔が形成されている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
前記複数の熱伝導ピラーのそれぞれには、前記蓋体を固定するネジを螺合するネジ孔が形成されている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項4】
前記熱回収部は、前記蓋体と一体に形成されている請求項３に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項5】
前記熱回収部は、前記蓋体の前記バーナ部に対応する表面部に位置して前記蓋体の長手方向に延び且つ上端に頂部を有するように上方に向かって突出する凸状部を備えている請求項３または４に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項6】
前記凸状部には、少なくとも上方に向かって開口し且つ前記長手方向に延びる少なくとも１本以上のスリットが形成されている請求項５に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項7】
前記少なくとも１本以上のスリットは、前記頂部の両側に形成された一対のスリットからなる請求項６に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項8】
前記バーナ部は、前記混合気化燃料ガスに点火する点火部を備えており、
前記複数の熱伝導ピラーには、前記ヒータが発生する熱を前記点火部の周囲の前記バーナ部に伝達するように延びる複数の熱伝導ピラーが含まれている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
前記複数の熱伝導ピラーには、前記ヒータが発生する熱を前記点火部の周囲の前記バーナ部に伝達するように延びる複数の熱伝導ピラーが含まれている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項9】
前記気化部の前記底壁部の長手方向の途中には、前記燃料供給部から出た前記液体燃料を堰き止める堰部が設けられている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項10】
前記気化部の前記底壁部の内底面には、前記燃料供給部が設けられている側から前記堰部に向かって前記蓋体と前記内底面との間の間隔が拡がる向きの傾斜面が設けられている請求項９に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項11】
前記堰部内には、温度センサが配置されている請求項９に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項12】
前記バーナ部は、前記熱回収部の周囲を囲むように構成されており、
前記ガス室は、前記バーナ部の周囲を囲むように構成されており、
前記二次空気供給部は、前記ガス室の周囲を囲むが前記気化部の周囲を囲まないように構成された二次空気室と、前記バーナ部の上端部の周囲の少なくとも一部または全部に沿うように形成されて、前記二次空気室内の前記二次空気を前記バーナ部の前記上端部の上方に噴出する二次空気噴出口とを備えている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
前記ガス室は、前記バーナ部の周囲を囲むように構成されており、
前記二次空気供給部は、前記ガス室の周囲を囲むが前記気化部の周囲を囲まないように構成された二次空気室と、前記バーナ部の上端部の周囲の少なくとも一部または全部に沿うように形成されて、前記二次空気室内の前記二次空気を前記バーナ部の前記上端部の上方に噴出する二次空気噴出口とを備えている請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項13】
前記バーナ部は、前記熱回収部の両側に位置して前記熱回収部の長手方向に沿って延びる一対のバーナ対向壁部と、前記一対のバーナ対向壁部に、前記長手方向に沿い且つ前記混合気化燃料ガスを相手方の前記バーナ対向壁部に向かって噴出するように形成された複数のガス流出孔を含む請求項１に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項14】
前記バーナ部は、前記一対のバーナ対向壁部の前記長手方向の両端を連結する一対の連結部を備えており、
前記二次空気噴出口は、前記一対のバーナ対向壁部及び前記一対の連結部の周囲を完全に囲むように形成されている請求項１３に記載の液体燃料燃焼器。
前記二次空気噴出口は、前記一対のバーナ対向壁部及び前記一対の連結部の周囲を完全に囲むように形成されている請求項１３に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項15】
前記気化部の前記側壁部の前記長手方向の一端に位置する端部側壁部には、前記燃料供給部の燃料噴射ノズルが貫通し、且つ、前記一次空気を導入する一次空気導入孔が形成されており、
前記気化部の前記側壁部の前記長手方向の他端に位置する端部側壁部に近接した前記蓋体の一部分には、前記気化室と前記ガス室とを連通する連通路が形成されており、
前記蓋体の上には、前記バーナ部の一部を構成するバーナ本体と、前記ガス室の一部を構成するガス室構成体下半部と、前記ガス室構成体下半部の上に組み合わされて前記バーナ部及び前記ガス室を完成するガス室構成体上半部からなる組立体が配置されており、
少なくとも前記組立体を収納する本体収納部を備えており、
前記組立体と前記本体収納部の間に形成された空間によって、前記二次空気室が形成されている請求項１４に記載の液体燃料燃焼器。
前記気化部の前記側壁部の前記長手方向の他端に位置する端部側壁部に近接した前記蓋体の一部分には、前記気化室と前記ガス室とを連通する連通路が形成されており、
前記蓋体の上には、前記バーナ部の一部を構成するバーナ本体と、前記ガス室の一部を構成するガス室構成体下半部と、前記ガス室構成体下半部の上に組み合わされて前記バーナ部及び前記ガス室を完成するガス室構成体上半部からなる組立体が配置されており、
少なくとも前記組立体を収納する本体収納部を備えており、
前記組立体と前記本体収納部の間に形成された空間によって、前記二次空気室が形成されている請求項１４に記載の液体燃料燃焼器。
【請求項16】
前記二次空気噴出口は、前記組立体の前記ガス室構成体上半部と前記本体収納部の間にあり、且つ、前記一対のバーナ対向壁部及び一対の連結部によって構成される環状壁部の上縁部に沿って形成された環状の間隙部である請求項１５に記載の液体燃料燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体燃料を燃焼させて暖房に利用する暖房機の燃焼部を構成する液体燃料燃焼器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特公平４－１１７６１号公報（特許文献１）に記載のバーナ（液体燃料燃焼器）では、気化筒２９内に気化室２８が形成されている。気化筒２９はシーズヒータ３０で温められており、気化筒２９内に滴下された液体燃料が気化し、気化した燃料がバーナで燃焼に使用される。燃焼が進むと、燃焼室壁１８や底板１９によって対向火炎４２の熱が熱回収され、熱回収された熱は気化筒２９へ伝導する。これによって熱回収された熱も気化筒２９の加熱に利用される。
【0003】
特公昭５７－４４８８２号公報（特許文献２）に記載の液体燃料燃焼器では、ヒータ４や、燃焼炎１８から熱を回収する熱伝導フレーム２で気化壁５を温め、熱伝導フレーム２からの熱を燃料管１４から気化面６に滴下された液体燃料の気化に利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特公平４－１１７６１号公報
【特許文献2】特公昭５７－４４８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の液体燃料燃焼器の場合、底板１９が直接対向火炎４２に炙られることはない構成になっている。また特許文献２に記載の液体燃料燃焼器の場合、熱伝導フレーム２のみで熱回収をしている。特許文献１及び２に記載の従来の構造では、熱回収効率を上げることに限界がある。
【0006】
本発明の目的は、熱回収効率を向上させ、安定して液体燃料を気化させることが可能な液体燃料燃焼器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明が対象とする液体燃料燃焼器は、液体燃料を供給する燃料供給部と、一次空気を供給する一次空気供給部と、気化室を有する細長い気化部を有する。細長い気化部は、熱伝導性を有し、底壁部、該底壁部の縁部から立ち上がる側壁部及び底壁部と対向する上壁部を有する箱状体と、底壁部に沿って延びる初期加熱用のヒータと、底壁部の一部に形成され、燃料供給部から供給された液体燃料を受ける燃料受け部と、ヒータによって加熱された燃料受け部で液体燃料を気化させて一次空気と混合することにより混合気化燃料ガスとする気化室を有する。また本発明が対象とする液体燃料燃焼器は、更に気化室と連通し、混合気化燃料ガスを貯留するガス室と、混合気化燃料ガスと共に燃焼される二次空気を供給する二次空気供給部と、気化部の上方に配置されて、ガス室から供給される混合気化燃料ガスを二次空気と共に燃焼する細長いバーナ部と、バーナ部の燃焼熱を吸熱し、気化部の燃料受け部に伝える細長い伝熱構造とを備えている。
【0008】
本発明では、気化部の箱状体の側壁部のうち少なくとも燃料受け部に対応する部分には、燃料受け部の上方に位置する空間部分に向かって突出し且つ上壁部から底壁部まで熱を伝達するように延びる複数の熱伝導ピラーが設けられている。そして伝熱構造は、バーナ部から出る燃焼炎全体と臨んで燃焼熱を直接回収する熱回収部と、この熱回収部と熱的に接続された気化部の箱状体によって構成されている。
【0009】
このように伝熱構造が、燃焼炎全体と臨んで燃焼熱を直接回収する熱回収部と、熱回収部と熱的に接続された箱状体（上壁部、側壁部、底壁部、及び、複数の熱伝導ピラー）によって構成されているため、熱回収効率が向上する。特に、気化部の側壁部の少なくとも燃料受け部に対応する部分には、燃料受け部の上方に位置する空間部分に向かって突出し且つ上壁部から底壁部まで熱を伝達するように複数の熱伝導ピラーが設けられているため、ヒータへの通電が無くなった後における燃料受け部の上方に位置する空間部分の温度の低下を、複数の熱伝導ピラーの表面から該空間部分への放熱により抑制できる。そのため早期にヒータへの通電を停止することが可能になる。
【0010】
複数の熱伝導ピラーには、気化部の気化室内に突出する位置に設けられて上壁部から底壁部まで延びる複数の熱伝導ピラーが含まれていてもよい。このように気化室内に複数の熱伝導ピラーが突出している場合には、複数の熱伝導ピラーの表面からの放熱により気化室内の温度の低下が抑制される。しかも熱伝導ピラーの存在により、気化燃料ガスと一次空気が熱伝導ピラーに当たって流れることにより、乱流が形成され、気化燃料ガスと一次空気が効率よく混合される。
【0011】
箱状体は、底壁部と側壁部からなり、上面に開口部を有する細長い箱状本体と、上壁部を構成する開口部を塞ぐ細長い蓋体とを備えている。この場合、複数の熱伝導ピラーのそれぞれには、蓋体を固定するネジを螺合するネジ孔が形成されていてもよい。このようにすれば、蓋体と箱状体を確実に密着させることができ、熱伝達が阻害されることがない。
【0012】
熱回収部は、蓋体と別体でもよいが、蓋体と一体に形成されていてもよい。このようにすれば、熱回収部で回収した熱を効率的に伝達することができる。
【0013】
熱回収部は、蓋体のバーナ部に対応する表面部に位置して蓋体の長手方向に延び且つ上端に頂部を有するように上方に向かって突出する凸状部を備えていてもよい。このような形状にすることで、熱回収部が直接炎によって熱せられ、効率的に熱回収が可能となる。
【0014】
凸状部には、少なくとも上方に向かって開口し且つ長手方向に延びる少なくとも１本以上のスリットが形成されていてもよい。このようなスリットがあれば、熱回収部の面積を増大させ、熱回収効率を向上させることができる。少なくとも１本以上のスリットは、例えば、凸状部の頂部の両側に形成された一対のスリットからなっていてもよい。
【0015】
バーナ部は、混合気化燃料ガスに点火する点火部を備えており、複数の熱伝導ピラーには、ヒータが発生する熱を点火部の周囲のバーナ部に伝達するように延びる複数の熱伝導ピラーが含まれていてもよい。点火前の点火部（イグナイタ）周辺は冷えているため、ヒータの熱を点火部周辺のバーナ部に伝えることで、点火ミスを防止することができる。
【0016】
気化部の底壁部の長手方向の途中には、燃料供給部から出た液体燃料を堰き止める堰部が設けられていてもよい。このような堰部を設けることで、液体燃料を堰き止め、気化を促進することができる。また、液体燃料が流れて広がるようにするために、気化部の底壁部の内底面には、燃料供給部が設けられている側から堰部に向かって蓋体と内底面との間の間隔が拡がる向きの傾斜面が設けられていてもよい。堰部内には、温度センサが配置されていてもよい。堰部内に温度センサを設ければ、気化部の温度を高い精度で計測し、ヒータへの通電の要否を精度よく判断できる。
【0017】
バーナ部は、熱回収部の周囲を囲むように構成されており、ガス室は、バーナ部の周囲を囲むように構成されており、二次空気供給部は、ガス室の周囲を囲むが気化部の周囲を囲まないように構成された二次空気室と、バーナ部の上端部の周囲の少なくとも一部または全部に沿うように形成されて、二次空気室内の二次空気をバーナ部の上端部の上方に噴出する二次空気噴出口とを備えていてもよい。このように構成することで、二次空気により気化部が冷却されてしまうことがない。またバーナ部の上端部の周囲の少なくとも一部または全部に沿って二次空気を噴出すると、バーナ部から出た未燃ガスを燃焼させることができるので、燃焼効率を高めることができる。
【0018】
バーナ部は、熱回収部の両側に位置して熱回収部の長手方向に沿って延びる一対のバーナ対向壁部と、一対のバーナ対向壁部に、長手方向に沿い且つ混合気化燃料ガスを相手方のバーナ対向壁部に向かって噴出するように形成された複数のガス流出孔を含むように構成してもよい。このようにすることで、対向するバーナ部の燃焼炎により熱回収部が加熱されて、効率的に熱回収することが可能となる。バーナ部は、一対のバーナ対向壁部の長手方向の両端を連結する一対の連結部を備えており、二次空気噴出口は、一対のバーナ対向壁部及び一対の連結部の周囲を完全に囲むように形成されていてもよい。
【0019】
気化部の側壁部の長手方向の一端に位置する端部側壁部には、燃料供給部の燃料噴射ノズルが貫通し、且つ、一次空気を導入する一次空気導入孔が形成されており、気化部の側壁部の長手方向の他端に位置する端部側壁部に近接した蓋体の一部分には、気化室とガス室とを連通する連通路が形成されていてもよい。蓋体の上には、バーナ部の一部を構成するバーナ本体と、ガス室の一部を構成するガス室構成体下半部と、ガス室構成体下半部の上に組み合わされてバーナ部及びガス室を完成するガス室構成体上半部からなる組立体が配置されている。液体燃料燃焼器は、少なくとも組立体を収納する本体収納部を備えており、組立体と本体収納部の間に形成された空間によって、二次空気室が形成されていてもよい。
【0020】
二次空気噴出口は、組立体のガス室構成体上半部と本体収納部の間にあり、且つ、一対のバーナ対向壁部及び一対の連結部によって構成される環状壁部の上縁部に沿って形成された環状の間隙部であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本実施の形態の液体燃料燃焼器の前面パネルを取り外した状態で示した斜視図である。
【図2】バーナ・アセンブリの斜視図である。
【図3】バーナ・アセンブリの正面を一部切り欠いて示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を参照して本発明の液体燃料燃焼器を、室外に延びる給排気筒から燃焼に必要な空気を給気し、且つ、燃焼後の燃焼ガスを室外に排気する強制給排気式（ＦＦ式）ストーブに適用した実施の形態を詳細に説明する。
【0023】
［全体構成］
図１は、本実施の形態の液体燃料燃焼器１の前面パネルを取り外した状態で示した斜視図である。液体燃料燃焼器１は、主に、枠体３と、バーナ・アセンブリ５と、バーナ・アセンブリ５に空気を送る送風機７と、熱交換器９とから構成されている。バーナ・アセンブリ５の後述する空気供給部２１のパイプ３１は、室外に延びる給排気筒の給気筒１１と接続され、熱交換器９は給排気筒の排気筒１３と接続されている。また、バーナ・アセンブリ５の後述する燃料供給部１９の燃料噴射ノズル２９は、図示しない燃料タンクから液体燃料（本例では灯油）を汲み出すポンプ１５と接続されている。バーナ・アセンブリ５は、送風機７に接続された給気筒１１から給気した空気で、液体燃料を燃焼させる。燃焼ガスは、熱交換器９に供給され、図示しない室内対流ファンによって送られる室内の空気と熱交換後、排気筒１３から排気される。
図１は、本実施の形態の液体燃料燃焼器１の前面パネルを取り外した状態で示した斜視図である。液体燃料燃焼器１は、主に、枠体３と、バーナ・アセンブリ５と、バーナ・アセンブリ５に空気を送る送風機７と、熱交換器９とから構成されている。バーナ・アセンブリ５の後述する空気供給部２１のパイプ３１は、室外に延びる給排気筒の給気筒１１と接続され、熱交換器９は給排気筒の排気筒１３と接続されている。また、バーナ・アセンブリ５の後述する燃料供給部１９の燃料噴射ノズル２９は、図示しない燃料タンクから液体燃料（本例では灯油）を汲み出すポンプ１５と接続されている。バーナ・アセンブリ５は、送風機７に接続された給気筒１１から給気した空気で、液体燃料を燃焼させる。燃焼ガスは、熱交換器９に供給され、図示しない室内対流ファンによって送られる室内の空気と熱交換後、排気筒１３から排気される。
【0024】
［バーナ・アセンブリ］
図２は、バーナ・アセンブリ５の斜視図であり、図３は、バーナ・アセンブリ５の正面を一部切り欠いて示した断面図であり、図４は、図３の斜視図であり、図５は、図３に示したＶ－Ｖ線断面図であり、図６は、図３に示したＶＩ－ＶＩ線斜視断面図であり、図７は図３に示したＶＩＩ－ＶＩＩ線斜視断面図である。なお、断面図において、ハッチングにより不鮮明となる部分が存在するため、一部ハッチングについては図示を省略している。
図２は、バーナ・アセンブリ５の斜視図であり、図３は、バーナ・アセンブリ５の正面を一部切り欠いて示した断面図であり、図４は、図３の斜視図であり、図５は、図３に示したＶ－Ｖ線断面図であり、図６は、図３に示したＶＩ－ＶＩ線斜視断面図であり、図７は図３に示したＶＩＩ－ＶＩＩ線斜視断面図である。なお、断面図において、ハッチングにより不鮮明となる部分が存在するため、一部ハッチングについては図示を省略している。
【0025】
図２に示すように、バーナ・アセンブリ５は、ブラケット１７上に設置されている。図３及び図４に示すように、バーナ・アセンブリ５は、大きく分けて、燃料供給部１９と、空気供給部２１と、気化部２３と、ガス室２５と、バーナ部２７とから構成されている。
【0026】
〈燃料供給部〉
燃料供給部１９は、ポンプ１５と接続された細いパイプ状の燃料噴射ノズル２９を有しており、液体燃料を気化部２３の燃料受け部５１に滴下する。本実施の形態では、燃料噴射ノズル２９の先端部は、斜めに切断して形成されており、切断面形状は楕円形状になっている。
燃料供給部１９は、ポンプ１５と接続された細いパイプ状の燃料噴射ノズル２９を有しており、液体燃料を気化部２３の燃料受け部５１に滴下する。本実施の形態では、燃料噴射ノズル２９の先端部は、斜めに切断して形成されており、切断面形状は楕円形状になっている。
【0027】
〈空気供給部〉
空気供給部２１は、図１に示した送風機７に接続された給気筒１１と接続されたパイプ３１を有している。パイプ３１内に供給された空気は、仕分け板３３により、一次空気と二次空気に分けられ、一次空気は一次空気室３５に流れ込み、二次空気は後述の二次空気室３７に流れ込むようになっている。
空気供給部２１は、図１に示した送風機７に接続された給気筒１１と接続されたパイプ３１を有している。パイプ３１内に供給された空気は、仕分け板３３により、一次空気と二次空気に分けられ、一次空気は一次空気室３５に流れ込み、二次空気は後述の二次空気室３７に流れ込むようになっている。
【0028】
〈気化部〉
気化部２３は、一次空気室３５と連通する箱状体３９と、初期加熱用のヒータ４１を備えている。箱状体３９は、アルミニウム等の金属の鋳造品によって構成された細長い箱状本体４３と細長い蓋体４５とを備えている。箱状本体４３は、底壁部４３Ａと、底壁部４３Ａの縁部から立ち上がる側壁部４３Ｂからなり、上面に開口部４３Ｃを有する。蓋体４５は、箱状本体４３の上壁部を構成し、開口部４３Ｃを塞いでいる。側壁部４３Ｂの長手方向の一端に位置する端部側壁部４３Ｄには、燃料噴射ノズル２９が貫通し、且つ、一次空気室３５と連通して、一次空気を箱状体３９内に導入する一次空気導入孔４７が形成されている。
気化部２３は、一次空気室３５と連通する箱状体３９と、初期加熱用のヒータ４１を備えている。箱状体３９は、アルミニウム等の金属の鋳造品によって構成された細長い箱状本体４３と細長い蓋体４５とを備えている。箱状本体４３は、底壁部４３Ａと、底壁部４３Ａの縁部から立ち上がる側壁部４３Ｂからなり、上面に開口部４３Ｃを有する。蓋体４５は、箱状本体４３の上壁部を構成し、開口部４３Ｃを塞いでいる。側壁部４３Ｂの長手方向の一端に位置する端部側壁部４３Ｄには、燃料噴射ノズル２９が貫通し、且つ、一次空気室３５と連通して、一次空気を箱状体３９内に導入する一次空気導入孔４７が形成されている。
【0029】
図３に示すように、ヒータ４１は、他方の端部側壁部４３Ｅ側に２つの端子４１Ａ，４１Ａを有し、端部側壁部４３Ｄ側で折り返す、底壁部４３Ａに沿って延びるＵ字状のものである。ヒータ４１の２つの端子４１Ａ，４１Ａは、図示しない電源ケーブルに接続されている。ヒータ４１は、電力が供給されることで発熱し、箱状体３９の底壁部４３Ａを加熱する。
【0030】
図５に示すように、箱状本体４３の側壁部４３Ｂの外側には、複数のネジ孔４３ｆを有するフランジ部４３Ｆが一体に形成されている。後に説明するが、複数のネジ孔４３ｆには、ネジ７２が螺合され、ネジ７２の先端は気化部上カバー７１の底壁部７１Ａに形成された複数のネジ孔７１Ｆに螺合されている。これにより気化部２３が気化部上カバー７１に固定される。
【0031】
図３に示すように、箱状本体４３の底壁部４３Ａの長手方向の途中には、燃料噴射ノズル２９から出た液体燃料を堰き止める堰部４９が設けられている。端部側壁部４３Ｄと堰部４９との間に、燃料噴射ノズル２９から出た液体燃料を受ける燃料受け部５１が形成されている。燃料受け部５１は、その内面に、端部側壁部４３Ｄから堰部４９に向かって蓋体４５と内底面との間の間隔が拡がる向きの傾斜面を備えている。堰部４９内には、燃料受け部５１の温度を測定するためのサーミスタ（温度センサ）５０が埋設されている。堰部４９から他方の端部側壁部４３Ｅまでの間の空間は、ヒータ４１によって加熱された燃料受け部５１で気化された液体燃料を一次空気と混合して混合気化燃料ガスとする気化室５３となっている。
【0032】
図６に示すように、箱状本体４３の側壁部４３Ｂの内壁部には、４本の熱伝導ピラー５５，５７が設けられている。このうち２本の熱伝導ピラー５５，５５は、燃料受け部５１の上方に位置する空間部分に向かって突出するように設けられており、２本の熱伝導ピラー５７，５７は気化室５３に向かって突出するように設けられている。箱状本体４３の端部側壁部４３Ｅ側には外側に向かって突出するように２本のピラー５９，５９が設けられている。図５及び図６に示すように、熱伝導ピラー５５，５７及びピラー５９，５９には蓋体４５を固定するためのネジ６３が螺合するネジ孔６１がそれぞれ形成されている。
【0033】
蓋体４５は、開口部４３Ｃを塞ぐ蓋であり、ネジ６３により箱状本体４３に固定されている。図５に示すように、蓋体４５には、上方に向かって突出する凸状部６５と、気化室５３とガス室２５を連通させる連通路６７（図４，図７参照）が形成されている。凸状部６５には、上方に向かって開口し且つ長手方向に延びる、頂部６５Ａの両側に形成された一対のスリット６５Ｂ，６５Ｂが形成されている（図５参照）。後述のように、凸状部６５は火炎によって直接炙られる熱回収部となることから、一対のスリット６５Ｂ，６５Ｂは、炙られる凸状部６５の面積を増大させて、熱回収効率を向上させることができる。
【0034】
図２、図３及び図５に示すように、気化部２３は、気化部下カバー６９及び気化部上カバー７１からなる気化部カバー６８内に納められている。なお、気化部カバー６８と後述のバーナ部カバー８８により、本体収納部が構成されている。
【0035】
気化部下カバー６９は、底壁部６９Ａと、底壁部６９Ａから立ち上がる側壁部６９Ｂからなり、主に箱状本体４３の底壁部４３Ａの周囲を囲む。側壁部６９Ｂには、ブラケット１７とネジ止めするためのネジ孔を有する固定部６９Ｃと、気化部上カバー７１とネジ止めするためのネジ孔を有する固定部６９Ｄが形成されている。気化部下カバー６９は、ネジ１８（図５，図７参照）によりブラケット１７と固定されている。
【0036】
気化部上カバー７１は、底壁部７１Ａと、底壁部７１Ａから立ち上がる側壁部７１Ｂと、側壁部７１Ｂの上縁部に形成されたフランジ部７１Ｃからなる。底壁部７１Ａには、気化部２３の一部が貫通した状態で固定される気化部貫通孔７１Ｄ（図３，図５参照）と、パイプ３１が貫通するパイプ貫通孔７１Ｅが形成されている（図３参照）。また、底壁部７１Ａには、気化部下カバー６９の固定部６９Ｄのネジ孔と整合する位置、及び、気化部２３のネジ孔４３ｆと整合する位置に形成された複数のネジ孔７１Ｆが形成されており、ネジ７２により気化部下カバー６９及び気化部２３が気化部上カバー７１に固定されている（図５参照）。フランジ部７１Ｃは、後述のバーナ部下カバー８９が固定される部分であり、ネジ孔７１Ｇが形成されている（図２及び図５参照）。
【0037】
箱状本体４３の側壁部４３Ｂと気化部上カバー７１の側壁部７１Ｂの間に形成された隙間には、気化部２３を周囲から断熱するパッキン７３が配置されている。また、図４に示すように、蓋体４５の上には、蓋体４５と一体に形成された連通路６７と整合する位置に貫通孔を有し、また、凸状部６５が貫通する開口部を有する遮熱板４６が配置されている。
【0038】
〈ガス室、及び、バーナ部〉
ガス室２５及びバーナ部２７は、組立体７５によって構成されている。組立体７５は、ガス室構成体下半部７７、ガス室構成体上半部７９、及び、バーナ本体８１とからなる。ガス室構成体下半部７７には、バーナ本体８１が固定されるバーナ用開口部７７Ａと、気化室５３とガス室２５を連通させる連通路６７と整合する位置に貫通孔７７Ｂが形成されている（図４，図７参照）。ガス室構成体上半部７９には、バーナ本体８１が固定されるバーナ用開口部７９Ａが形成されている（図４参照）。バーナ本体８１は、長手方向に延びる一対のバーナ対向壁部８３，８３と、一対のバーナ対向壁部８３，８３の長手方向の両端を連結する一対の連結部８５，８５からなる環状である（図７参照）。一対のバーナ対向壁部８３，８３には、複数のガス流出孔８７が形成されている。ガス室構成体下半部７７の上にガス室構成体上半部７９が組み合わされ、バーナ本体８１がバーナ用開口部７７Ａ及びバーナ用開口部７９Ａに固定されることで組立体７５が構成されている。ガス室２５は、組立体７５内の貫通孔７７Ｂの上に形成された空間、及び、バーナ本体８１の周囲に形成された空間である。
ガス室２５及びバーナ部２７は、組立体７５によって構成されている。組立体７５は、ガス室構成体下半部７７、ガス室構成体上半部７９、及び、バーナ本体８１とからなる。ガス室構成体下半部７７には、バーナ本体８１が固定されるバーナ用開口部７７Ａと、気化室５３とガス室２５を連通させる連通路６７と整合する位置に貫通孔７７Ｂが形成されている（図４，図７参照）。ガス室構成体上半部７９には、バーナ本体８１が固定されるバーナ用開口部７９Ａが形成されている（図４参照）。バーナ本体８１は、長手方向に延びる一対のバーナ対向壁部８３，８３と、一対のバーナ対向壁部８３，８３の長手方向の両端を連結する一対の連結部８５，８５からなる環状である（図７参照）。一対のバーナ対向壁部８３，８３には、複数のガス流出孔８７が形成されている。ガス室構成体下半部７７の上にガス室構成体上半部７９が組み合わされ、バーナ本体８１がバーナ用開口部７７Ａ及びバーナ用開口部７９Ａに固定されることで組立体７５が構成されている。ガス室２５は、組立体７５内の貫通孔７７Ｂの上に形成された空間、及び、バーナ本体８１の周囲に形成された空間である。
【0039】
図３乃至図５に示すように、組立体７５は、パッキン８６を介して、ガス室構成体下半部７７の貫通孔７７Ｂが連通路６７と連通し、且つ、バーナ本体８１が蓋体４５の凸状部６５の周囲を取り囲む状態で遮熱板４６上に固定されている。具体的には、図７に示すように、ガス室構成体上半部７９の側面部と遮熱板４６に形成されたネジ孔にＬ字状金具７６Ａ及びネジ７６Ｂにより固定されている。これにより、気化室５３で生成された混合気化燃料ガスはガス室２５を通って、複数のガス流出孔８７から噴出するようになっている。
【0040】
【0041】
バーナ部下カバー８９は、上壁部８９Ａと、上壁部８９Ａから下方に延びる側壁部８９Ｂと、側壁部８９Ｂの下縁部に形成されたフランジ部８９Ｃからなる。上壁部８９Ａには、バーナ部２７を露出させるバーナ用開口部８９ａが形成されている。バーナ用開口部８９ａには、後述の二次空気噴出口９３から噴出する二次空気をバーナ本体８１の上方に向ける送風板８９Ｄが取り付けられている。図２に示すように、フランジ部８９Ｃには、気化部上カバー７１のネジ孔７１Ｇと整合する位置にネジ孔８９ｃが形成されており、パッキンを間に挟んで、ネジ９０により、気化部上カバー７１とバーナ部下カバー８９が固定されている。
【0042】
図３に示すように、気化部上カバー７１にバーナ部下カバー８９が固定された状態で、バーナ部下カバー８９と組立体７５の間には、パイプ３１と仕分け板３３によって形成された二次空気流路と連通した二次空気室３７が形成されている。このように構成されていることで、二次空気室３７は、ガス室２５の周囲を囲むが、気化部２３の周囲は囲まないようになっている。また、バーナ用開口部８９ａにより、組立体７５のガス室構成体上半部７９とバーナ部下カバー８９の間であり、且つ、バーナ本体８１の環状壁部の上縁部８１Ａに沿って、環状の間隙部である二次空気噴出口９３が形成されている。
【0043】
バーナ部上カバー９１は、底壁部９１Ａと、底壁部９１Ａから立ち上がる側壁部９１Ｂと、側壁部９１Ｂの上縁部に形成されたフランジ部９１Ｃからなる。底壁部９１Ａには、バーナ部下カバー８９のバーナ用開口部８９ａと整合する位置にバーナ開口部９１ａが形成されている。側壁部９１Ｂには、バーナ本体８１のガス流出孔８７の周囲まで延びる点火部９５と、バーナ部２７の燃焼を検出するフレームロッド９７が固定されている（図２及び図５参照）。フランジ部９１Ｃにはネジ孔９１ｃが形成されており、熱交換器９を載置し、固定するようになっている。
【0044】
［伝熱構造］
本実施の形態では、熱回収部を構成する蓋体４５の凸状部６５と、蓋体４５と箱状本体４３からなる箱状体３９によって伝熱構造が構成されている。具体的には、蓋体４５の凸状部６５が一対のバーナ対向壁部８３，８３による対向火炎によって直接炙られる構成となっており、燃焼開始後は、凸状部６５から熱回収が行われる。回収した燃焼熱は凸状部６５から蓋体４５を介して熱伝導ピラー５５，５７を含め、箱状本体４３を熱するようになっている。
本実施の形態では、熱回収部を構成する蓋体４５の凸状部６５と、蓋体４５と箱状本体４３からなる箱状体３９によって伝熱構造が構成されている。具体的には、蓋体４５の凸状部６５が一対のバーナ対向壁部８３，８３による対向火炎によって直接炙られる構成となっており、燃焼開始後は、凸状部６５から熱回収が行われる。回収した燃焼熱は凸状部６５から蓋体４５を介して熱伝導ピラー５５，５７を含め、箱状本体４３を熱するようになっている。
【0045】
［動作状態］
液体燃料燃焼器１が動作状態となると次のように動作する：
（１）ヒータ４１に通電すると、気化部２３の底壁部４３Ａが温められる。併せて、熱伝導ピラー５７を介して、点火部９５の周辺のバーナ部も温められる：
（２）ポンプ１５が液体燃料を汲み出し、燃料噴射ノズル２９から液体燃料が滴下される。燃料受け部５１で温められた液体燃料は気化する：
（３）送風機７から送風された空気がパイプ３１からバーナ・アセンブリ５内に供給される。供給された空気は、仕分け板３３により一次空気と二次空気に分けられる（図３及び図４参照）：
（４）一次空気は、一次空気導入孔４７から気化部２３内に入り、気化した液体燃料と混合されながら、気化室５３内を進み、混合気化燃料ガスとなる（図３、図４及び図６参照）：
（５）混合気化燃料ガスは、連通路６７からガス室２５内に入り、バーナ部２７のガス流出孔８７から噴出する（図３、図４及び図７参照）：
（６）二次空気は、二次空気室３７内に入り、二次空気噴出口９３から噴出する（図３及び図４参照）：
（７）点火部９５によって混合気化燃料ガスが点火され、バーナ部２７において二次空気とともに燃焼される
（８）蓋体４５の凸状部６５からの熱回収により、箱状本体４３（燃料受け部５１）に熱が伝達され、堰部４９内に設けたサーミスタ５０によって燃料受け部５１が液体燃料の気化温度（本実施の形態では、灯油の９５％留出温度である約２７０℃）以上になったことが検知されると、ヒータ４１への通電を止める。本実施の形態では、特に、熱伝導ピラー５５及び５７によって燃料受け部５１の上方に位置する空間部分の温度の低下を抑制することができるため、早期にヒータ４１への通電を停止することが可能である。これによりヒータ４１による熱を要することなく、液体燃料の気化が継続され、燃焼が継続される。
液体燃料燃焼器１が動作状態となると次のように動作する：
（１）ヒータ４１に通電すると、気化部２３の底壁部４３Ａが温められる。併せて、熱伝導ピラー５７を介して、点火部９５の周辺のバーナ部も温められる：
（２）ポンプ１５が液体燃料を汲み出し、燃料噴射ノズル２９から液体燃料が滴下される。燃料受け部５１で温められた液体燃料は気化する：
（３）送風機７から送風された空気がパイプ３１からバーナ・アセンブリ５内に供給される。供給された空気は、仕分け板３３により一次空気と二次空気に分けられる（図３及び図４参照）：
（４）一次空気は、一次空気導入孔４７から気化部２３内に入り、気化した液体燃料と混合されながら、気化室５３内を進み、混合気化燃料ガスとなる（図３、図４及び図６参照）：
（５）混合気化燃料ガスは、連通路６７からガス室２５内に入り、バーナ部２７のガス流出孔８７から噴出する（図３、図４及び図７参照）：
（６）二次空気は、二次空気室３７内に入り、二次空気噴出口９３から噴出する（図３及び図４参照）：
（７）点火部９５によって混合気化燃料ガスが点火され、バーナ部２７において二次空気とともに燃焼される
（８）蓋体４５の凸状部６５からの熱回収により、箱状本体４３（燃料受け部５１）に熱が伝達され、堰部４９内に設けたサーミスタ５０によって燃料受け部５１が液体燃料の気化温度（本実施の形態では、灯油の９５％留出温度である約２７０℃）以上になったことが検知されると、ヒータ４１への通電を止める。本実施の形態では、特に、熱伝導ピラー５５及び５７によって燃料受け部５１の上方に位置する空間部分の温度の低下を抑制することができるため、早期にヒータ４１への通電を停止することが可能である。これによりヒータ４１による熱を要することなく、液体燃料の気化が継続され、燃焼が継続される。
【0046】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で変更が可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明によれば、熱回収効率を向上させ、安定して液体燃料を気化させることが可能な液体燃料燃焼器を提供することができる。
【符号の説明】
【0048】
１ 液体燃料燃焼器
３ 枠体
５ バーナ・アセンブリ
７ 送風機
９ 熱交換器
１１ 給気筒
１３ 排気筒
１５ ポンプ
１７ ブラケット
１８ ネジ
１９ 燃料供給部
２１ 空気供給部
２３ 気化部
２５ ガス室
２７ バーナ部
２９ 燃料噴射ノズル
３１ パイプ
３３ 仕分け板
３５ 一次空気室
３７ 二次空気室
３９ 箱状体
４１ ヒータ
４３ 箱状本体
４３Ａ 底壁部
４３Ｂ 側壁部
４３Ｃ 開口部
４３Ｄ 端部側壁部
４３Ｅ 端部側壁部
４３Ｆ フランジ部
４５ 蓋体
４６ 遮熱板
４７ 一次空気導入孔
４９ 堰部
５０ サーミスタ
５１ 燃料受け部
５３ 気化室
５５，５７ 熱伝導ピラー
５９ ピラー
６１ ネジ孔
６３ ネジ
６５ 凸状部
６５Ａ 頂部
６５Ｂ スリット
６７ 連通路
６８ 気化部カバー
６９ 気化部下カバー
６９Ａ 底壁部
６９Ｂ 側壁部
６９Ｃ 固定部
６９Ｄ 固定部
７１ 気化部上カバー
７１Ａ 底壁部
７１Ｂ 側壁部
７１Ｃ フランジ部
７１Ｄ 気化部貫通孔
７１Ｅ パイプ貫通孔
７１Ｆ ネジ孔
７１Ｇ ネジ孔
７２ ネジ
７３ パッキン
７５ 組立体
７６Ａ Ｌ字状金具
７６Ｂ ネジ
７７ ガス室構成体下半部
７７Ａ バーナ用開口部
７７Ｂ 貫通孔
７９ ガス室構成体上半部
７９Ａ バーナ用開口部
８１ バーナ本体
８３，８３ 一対のバーナ対向壁部
８５，８５ 一対の連結部
８６ パッキン
８７ ガス流出孔
８８ バーナ部カバー
８９ バーナ部下カバー
８９Ａ 上壁部
８９Ｂ 側壁部
８９Ｃ フランジ部
９１ バーナ部上カバー
９１Ａ 底壁部
９１Ｂ 側壁部
９１Ｃ フランジ部
９３ 二次空気噴出口
９５ 点火部
９７ フレームロッド
３ 枠体
５ バーナ・アセンブリ
７ 送風機
９ 熱交換器
１１ 給気筒
１３ 排気筒
１５ ポンプ
１７ ブラケット
１８ ネジ
１９ 燃料供給部
２１ 空気供給部
２３ 気化部
２５ ガス室
２７ バーナ部
２９ 燃料噴射ノズル
３１ パイプ
３３ 仕分け板
３５ 一次空気室
３７ 二次空気室
３９ 箱状体
４１ ヒータ
４３ 箱状本体
４３Ａ 底壁部
４３Ｂ 側壁部
４３Ｃ 開口部
４３Ｄ 端部側壁部
４３Ｅ 端部側壁部
４３Ｆ フランジ部
４５ 蓋体
４６ 遮熱板
４７ 一次空気導入孔
４９ 堰部
５０ サーミスタ
５１ 燃料受け部
５３ 気化室
５５，５７ 熱伝導ピラー
５９ ピラー
６１ ネジ孔
６３ ネジ
６５ 凸状部
６５Ａ 頂部
６５Ｂ スリット
６７ 連通路
６８ 気化部カバー
６９ 気化部下カバー
６９Ａ 底壁部
６９Ｂ 側壁部
６９Ｃ 固定部
６９Ｄ 固定部
７１ 気化部上カバー
７１Ａ 底壁部
７１Ｂ 側壁部
７１Ｃ フランジ部
７１Ｄ 気化部貫通孔
７１Ｅ パイプ貫通孔
７１Ｆ ネジ孔
７１Ｇ ネジ孔
７２ ネジ
７３ パッキン
７５ 組立体
７６Ａ Ｌ字状金具
７６Ｂ ネジ
７７ ガス室構成体下半部
７７Ａ バーナ用開口部
７７Ｂ 貫通孔
７９ ガス室構成体上半部
７９Ａ バーナ用開口部
８１ バーナ本体
８３，８３ 一対のバーナ対向壁部
８５，８５ 一対の連結部
８６ パッキン
８７ ガス流出孔
８８ バーナ部カバー
８９ バーナ部下カバー
８９Ａ 上壁部
８９Ｂ 側壁部
８９Ｃ フランジ部
９１ バーナ部上カバー
９１Ａ 底壁部
９１Ｂ 側壁部
９１Ｃ フランジ部
９３ 二次空気噴出口
９５ 点火部
９７ フレームロッド
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
