特開 2023-123199 燃焼装置

(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】P2023123199

(43)【公開日】2023-09-05

(54)【発明の名称】燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23Q 3/00 20060101AFI20230829BHJP

   F23D 14/22 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

F23Q3/00 102Z

F23Q3/00 102G

F23D14/22 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022027128

(22)【出願日】2022-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】古舘 聡

(72)【発明者】

【氏名】田村 竹年

(72)【発明者】

【氏名】星野 健太

(72)【発明者】

【氏名】及川 諒弥

【テーマコード（参考）】

3K019

【Ｆターム（参考）】

3K019AA10

3K019BA06

3K019BD06

(57)【要約】

【課題】燃焼の主要部品の位置関係を組付工程で確実に確保でき、組付作業が簡素化できる燃焼装置を提供する。
【解決手段】ノズル体２を備える整流筒３と、点火プラグ４０と、を備え、天板部１６は、張出部１６ａと非張出部１６ｂとの間に設けられた傾斜壁部１６ｃとを備え、傾斜壁部１６ｃは、平面視において少なくとも周端部３ｃと合致する円弧状に形成された円弧部１６ｄを有し、円弧部１６ｄが成す扇型の中心角１６ｇは１８０度より大きく、整流筒３の周端部３ｃと平坦部３ｂとが成す第１の角度３ｆと円弧部１６ｄと張出部１６ａの平面とが成す第２の角度１６ｆとは一致する角度であり、整流筒３は、第１の面３ｅと第２の面１６ｅとを当接させて張出部１６ａに設けた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側に燃料噴射用のノズル体を備える円筒形状の整流筒と、
前記整流筒の下方で連通するバーナ内筒と、
前記バーナ内筒の外側に前記バーナ内筒との間に第１空気通路を形成するバーナケースと、
前記ノズル体から噴射された燃料を放電により着火する点火プラグと、
を備え、
前記バーナケースは、
前記バーナケースの側面を囲う側板部と、
前記側板部の上方を覆う天板部と、
前記天板部と対向する位置で前記バーナ内筒の下部と連接する底板部と、
を備え、
前記整流筒は、
円筒形状の整流筒本体部と、
前記整流筒本体部の上端にフランジ形状の平坦部と、
前記平坦部の外周に前記平坦部より前記整流筒本体部側へ反り返る外周が円形の周端部と、
前記整流筒本体部の下端に位置する底部と、
前記底部の中央に前記ノズル体から噴射された燃料と空気との混合空気の前記バーナ内筒への導入口となる円形の開口部と、
を備え、
前記開口部の中心軸と前記周端部の中心軸とは一致し、
前記周端部は前記平坦部の上側の面と連なる第１の面を有し、
前記第１の面は上方を向くように設けられ、
前記天板部は、
前記周端部を覆い上方に張り出す張出部と、
前記天板部のうち前記張出部と非張出部との間に設けられた傾斜壁部と、
を備え、
前記傾斜壁部は、平面視において少なくとも前記周端部と合致する円弧状に形成された円弧部を有し、
前記円弧部が成す扇型の中心角は１８０度より大きく、
前記張出部の平面は前記非張出部の平面と平行に設けられ、
前記円弧部の前記バーナケースの内側の面を第２の面とすると、前記第２の面は下方を向くよう設けられ、
前記第１の面と前記平坦部とが前記整流筒の下方側に成す第１の角度と、
前記第２の面と前記張出部の平面とが前記バーナケースの内側に成す第２の角度とは、一致するよう設けられ、
前記ノズル体は、前記張出部における前記円弧部の中心に設けられ、
前記点火プラグは、前記張出部を基点にして設けられ、
前記整流筒は、前記第１の面と前記第２の面とを当接させて前記張出部に設けた
ことを特徴とする燃焼装置。

【請求項2】

前記張出部は、前記平坦部と前記張出部との締結する複数のケース側取付部材を有し、
前記平坦部は、前記ケース側取付部材と対になる燃焼筒側取付部材を有し、
前記ケース側取付部材は、取付用穴であり、
前記燃焼筒側取付部材は、前記ケース側取付部材と対を成して締結部材を用いて固定させるための取付用穴である
ことを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼装置に関するものであり、特に燃料噴射用のノズル体を備える燃焼装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

液体燃料を加圧して噴射し、空気と混合して燃焼するガンタイプバーナと称する燃焼装置が知られており、石油給湯機や石油温水暖房機等に広く使用されている。
ガンタイプバーナは、燃料を噴射するノズルの近傍に点火プラグを配置し、ノズルからの燃料と一次空気を適切に混合し、点火プラグの放電により着火させて、ノズルの下方に開口したバーナ内筒の開口部を通過させ、バーナ内筒内に安定した火炎を発生させようとするものである。

【0003】

この種のものには、点火プラグの２本の電極を常に一定の放電ギャップを確保しながら取り付けることができるようにして、点火プラグの組み付け時に組付作業者によるプラグ先端の調節を不用にし、組み付け作業の簡素化を狙ったものがある。
例えば、図６に示す特許文献１に記載のものが知られている。

【0004】

従来の燃焼装置１００において、バーナ外筒１０１の内側に該バーナ外筒１０１との間に二次空気通路を形成してバーナ内筒１０４が備えられており、点火プラグ１１７は、固定金具１２１を介してバーナ外筒１０１の外壁に固定されおり、バーナ内筒１０４の上部に整流筒１０６が連結し、該整流筒１０６の内方に電磁ポンプから圧送され燃油を噴霧するノズル体１０８が備わるものである。さらに、ノズル体１０８の前方のバーナ内筒１０４内の中央部に開口部１１１を備えたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－３２９２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、組付作業者による調整は点火プラグの放電ギャップのみでなく、点火プラグとノズル先端、ノズル先端とバーナ内筒の開口部の各部品間についても適切なギャップを確保する必要があった。
すなわち、点火プラグとノズル先端が離れすぎていると放電部分に燃料を噴霧することが難しくなり同じく点火ができないものであり、逆に近すぎると輸送時の振動で点火プラグがノズル先端に接触して同じく点火ができない虞があった。
また、ノズル先端の中心軸とバーナ内筒の開口部の中心軸がずれていると、噴霧した燃料が開口部を通過しにくくなり、燃焼が不安定になる虞があった。
それゆえ、組み付け時にこれらのギャップの調節が必要となっており、作業効率を下げる結果となり大きな問題点であった。

【0007】

本発明はかかる背景を鑑みてなされたものであり、ノズルとバーナ内筒の位置関係をこれらの部品の組み付け工程で確実に確保でき、組み付け作業が簡素化されると共に、常に確実な着火と燃焼が行え安心して使用できる燃焼装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１では、内側に燃料噴射用のノズル体を備える円筒形状の整流筒と、前記整流筒の下方で連通するバーナ内筒と、前記バーナ内筒の外側に前記バーナ内筒との間に第１空気通路を形成するバーナケースと、前記ノズル体から噴射された燃料を放電により着火する点火プラグと、を備え、前記バーナケースは、前記バーナケースの側面を囲う側板部と、前記側板部の上方を覆う天板部と、前記天板部と対向する位置で前記バーナ内筒の下部と連接する底板部と、を備え、前記整流筒は、円筒形状の整流筒本体部と、前記整流筒本体部の上端にフランジ形状の平坦部と、前記平坦部の外周に前記平坦部より前記整流筒本体部側へ反り返る外周が円形の周端部と、前記整流筒本体部の下端に位置する底部と、前記底部の中央に前記ノズル体から噴射された燃料と空気との混合空気の前記バーナ内筒への導入口となる円形の開口部と、を備え、前記開口部の中心軸と前記周端部の中心軸とは一致し、前記周端部は前記平坦部の上側の面と連なる第１の面を有し、前記第１の面は上方を向くように設けられ、前記天板部は、前記周端部を覆い上方に張り出す張出部と、前記天板部のうち前記張出部と非張出部との間に設けられた傾斜壁部と、を備え、前記傾斜壁部は、平面視において少なくとも前記周端部と合致する円弧状に形成された円弧部を有し、前記円弧部が成す扇型の中心角は１８０度より大きく、前記張出部の平面は前記非張出部の平面と平行に設けられ、前記円弧部の前記バーナケースの内側の面を第２の面とすると、前記第２の面は下方を向くよう設けられ、前記第１の面と前記平坦部とが前記整流筒の下方側に成す第１の角度と、前記第２の面と前記張出部の平面とが前記バーナケースの内側に成す第２の角度とは、一致するよう設けられ、前記ノズル体は、前記張出部における前記円弧部の中心に設けられ、前記点火プラグは、前記張出部を基点にして設けられ、前記整流筒は、前記第１の面と前記第２の面とを当接させて前記張出部に設けたことを特徴とした。

【0009】

請求項２では、前記張出部は、前記平坦部と前記張出部との締結する複数のケース側取付部材を有し、前記平坦部は、前記ケース側取付部材と対になる燃焼筒側取付部材を有し、前記ケース側取付部材は、取付用穴であり、前記燃焼筒側取付部材は、前記ケース側取付部材と対を成して締結部材を用いて固定させるための取付用穴であることを特徴とした。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、燃焼筒とノズルの中心の位置の精度を確実に確保することができるので、組み付け時に作業者による調節は不用で、組み付け作業が簡素化されると共に、常に確実な着火と燃焼が行え安心して使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態における燃焼装置の概略構成図

【図2】本発明の第１の実施形態における燃焼装置の平面図

【図3】本発明の第１の実施形態における燃焼装置の組み立て前のＢＣＤＥ断面図

【図4】本発明の第１の実施形態における燃焼装置の組み立て後のＢＣＤＥ断面図

【図5】本発明の第１の実施形態を説明するための断面図

【図6】従来技術の燃焼装置の断面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明にかかる燃焼装置１の第１の実施形態を図１から図５を参照して説明する。なお、各図において、共通する構成要素や同種の構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。

【0013】

１は、第１の実施形態の圧力噴霧式の燃焼装置１で、下部に設けられた熱交換器２１を加熱するもので、バーナケース３０内にバーナ本体２０が下向きに配されている。

【0014】

バーナ本体２０は、下向きに燃料噴射を行う燃料噴射用のノズル体２と、ノズル体２を中心に備えた円筒状の整流筒３と、整流筒３の下方で連通したバーナ内筒８と、ノズル体２から噴射された燃料を放電により着火する点火プラグ４０を備えている。

【0015】

バーナケース３０は、バーナケース３０の側面を囲う側板部７と、側板部７の上方を覆う天板部１６と、天板部１６に対抗する位置でバーナ内筒８の下部と連接する底板部３２を備える。

【0016】

整流筒３は、円筒形状の整流筒本体部３ａと、整流筒本体部３ａの上端にフランジ形状の平坦部３ｂと、平坦部３ｂの外周に平坦部３ｂより整流筒本体部３ａ側へ反り返る外周が円形の周端部３ｃと、整流筒本体部３ａの下端に位置する底部３ｄと、底部３ｄの中央にノズル体２から噴射された燃料と空気との混合空気のバーナ内筒８への導入口となる円形の開口部１４とを備える。さらに、整流筒３は、整流筒本体部３ａの周壁に複数の第１空気孔１０を有し、下方に放射状に切り欠いた旋回羽根で構成された第１スタビライザ１５を備える。

【0017】

また、開口部１４の中心軸と周端部３ｃの中心軸とは一致するように形成され、周端部３ｃは平坦部３ｂの上側の面と連なる第１の面３ｅを有し、第１の面３ｅは上方を向くように形成され、第１の面３ｅと平坦部３ｂとが整流筒３の下方側に成す第１の角度３ｆ、例えば１２０度となるよう形成されている。

【0018】

天板部１６は、天板部１６の略中央で周端部３ｃを覆う大きさの面を上方に張り出す張出部１６ａと、天板部１６のうち張出部１６ａと非張出部１６ｂとの間に傾斜壁部１６ｃが設けられている。
傾斜壁部１６ｃは、平面視で周端部３ｃと合致する円弧状に形成された円弧部１６ｄを有し、円弧部１６ｄが成す扇型の中心角１６ｇは１８０度より大きく、例えば２１０度で形成されている。
また、張出部１６ａの平面は非張出部１６ｂの平面と平行に設けられており、円弧部１６ｄのバーナケース３０の内側の面を第２の面１６ｅとすると、第２の面１６ｅは下方を向くよう設けられている。

【0019】

第２の面１６ｅと張出部１６ａの平面とがバーナケース３０の内側に成す第２の角度１６ｆは、第１の角度３ｆと一致する角度で形成されている。

【0020】

ノズル体２は、張出部１６ａにおける円弧部１６ｄの中心に螺子などの締結部材によって固定されている。

【0021】

また、点火プラグ４０は、イグナイタ４１に直結され放電用の電力が供給される。イグナイタ４１は、張出部１６ａを基点にして螺子などの締結部材４３によって固定されている。詳しくは、イグナイタ４１は、図２に示すように張出部１６ａでかつ円弧部１６ｄが成す扇型を除く場所に固定されている。

【0022】

整流筒３は、周端部３ｃの上方を向く面の第１の面３ｅと、天板部１６の傾斜壁部１６ｃにおける下方を向く面の第２の面１６ｅとを当接させ、張出部１６ａに螺子などの締結部材３３を用いて固定されている。

【0023】

張出部１６ａには、整流筒３と天板部１６とを固定するためのケース側取付部材５１が４箇所設けられ、該４個のケース側取付部材５１は取付用穴であり、円弧部１６ｄの中心から等距離で互いに等間隔に配置されている。
平坦部３ｂには、ケース側取付部材５１と対を成す燃焼筒側取付部材５２が４箇所設けられ、該４個の燃焼筒側取付部材５２は、締結部材３３を用いて固定させるための取付用穴である。

【0024】

バーナ内筒８は周壁に複数の第２空気孔１２を有する。

【0025】

ノズル体２と整流筒３とは天板部１６に固定されている。ノズル体２は天板部１６を貫通し、バーナケース３０の外側に備えた図示しない燃料ポンプに接続されている。

【0026】

９は、バーナケース３０の天板部１６に取り付けられ、バーナケース３０内に空気を送風する送風機９である。天板部１６に、送風機９の取り付け部分に開口し、送風機９から空気を取り込む送風口９ａが備わる。
また、バーナ内筒８とバーナケース３０との間に第１空気通路６が備わる。

【0027】

図５に示すように、整流筒３と天板部１６とは、周端部３ｃの上側の面である第１の面３ｅと、円弧部１６ｄのバーナケース３０の内側の面である第２の面１６ｅとは当接し、ケース側取付部材５１と燃焼筒側取付部材５２とを用いて螺子などの締結部材３３で締結され固定されている。

【0028】

次に燃焼動作について説明する。

【0029】

送風機９から送風口９ａを通過してバーナケース３０内に送風される空気は、第１空気通路６を通過して底板部３２と側板部７とを冷却し、整流筒３およびバーナ内筒８に向けて送風される。

【0030】

整流筒３に送風された空気は、整流筒３の周壁を冷却し、第１空気孔１０を通過して整流筒３の内部に一次空気として送風される。当該一次空気は、整流筒３の内部に送風され、送風機９からの相対的に冷えた空気によりノズル体２を冷却する。
ノズル体２から噴射された油滴は、当該一次空気と混合空気を成して、点火プラグ４０の放電により着火し、開口部１４を通過して、バーナ内筒８に下向きの火炎を形成する。

【0031】

また、バーナ内筒８に送風された空気は、バーナ内筒８の周壁を冷却し、第２空気孔１２を通過してバーナ内筒８の内部に二次空気として送風される。当該二次空気は、バーナ内筒８内の火炎と混合され、不完全燃焼による一酸化炭素と煤の発生を抑制する。

【0032】

本発明によれば、傾斜壁部１６ｃの円弧部１６ｄは、平面視で周端部３ｃと合致する円弧状に形成されており、円弧部１６ｄが成す扇型の中心角１６ｇは１８０度より大きくした。
さらに、第１の面３ｅと平坦部３ｂとが整流筒３の下方側に成す第１の角度３ｆと、第２の面１６ｅと張出部１６ａの平面とがバーナケース３０の内側に成す第２の角度１６ｆは、第１の角度３ｆと一致する角度とした。
また、整流筒３と天板部１６とは、第１の面３ｅと第２の面１６ｅを当接して固定される。
そのため、整流筒３を張出部１６ａに固定するために整流筒３が張出部１６ａに接近するほどに、整流筒３の中心軸と円弧部１６ｄの中心軸は一致する方向に導かれるものである。

【0033】

さらに本発明によれば、整流筒３の底部３ｄの中央に開口部１４が備わり、ノズル体２は張出部１６ａにおける円弧部１６ｄの中心に固定されており、イグナイタ４１は同じく張出部１６ａに固定され、点火プラグ４０はイグナイタ４１に直結した。

【0034】

これにより、確実かつ容易に整流筒３の中心軸と円弧部１６ｄの中心軸を一致させて組み付けすることができ、かつ、ノズル体２を円筒状の整流筒３の中心に確実に備えることができるものである。ノズル体２とイグナイタ４１は張出部１６ａの１部品を基点に固定されるので、ノズル体２とイグナイタ４１に直結する点火プラグ４０と整流筒３の開口部１４の位置関係は精度よく確保され、張出部１６ａによる天板部１６の歪みに対する剛性の高さもあるため、ノズル体２と点火プラグ４０、およびノズル体２と開口部１４の各々のギャップは歪みによる影響を受けにくく、安定した燃焼が得られるものである。
それゆえ、整流筒３の中心と天板部１６に取り付けたノズル体２の中心の精度を確実に確保するための組み付け時の作業者による調節は不用で、組み付け作業が簡素化されると共に、常に確実な着火と燃焼が行え安心して使用できるものである。

【0035】

なお、点火プラグ４０を直接に張出部１６ａに固定金具を用いて固定し、点火プラグ４０とイグナイタ４１をリード線で結線して、イグナイタ４１は張出部１６ａ以外に固定することも可能であり、この場合、円弧部１６ｄが成す扇型の中心角１６ｇは１８０度より大きい３６０度で形成されてもよいものである。

【0036】

なお、円弧部１６ｄが成す扇型の中心角１６ｇは１８０度より大きい３６０度で形成し、天板部１６の張出部１６ａを非張出部１６ｂより下方に張り出し、整流筒３の周端部３ｃを平坦部３ｂより上方へ反り上げて形成してもよいものであり、当業者であれば想到できる変更の範囲であり、上記と同様の効果を奏するものである。

【0037】

なお、円弧部１６ｄの円弧は、完全な円弧でなくてもよく、外形が円形である周端部３ｃの中心軸と円弧部１６ｄの中心軸とを、実質的に一致させることができれば、整流筒３の中心軸と円弧部１６ｄの中心軸を一致させて組み付けすることができ、上記と同様の効果を奏することができるものである。

【0038】

なお、本実施形態で用いたその他の構成は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0039】

１ ：燃焼装置
２ ：ノズル体
３ ：整流筒
３ａ：整流筒本体部
３ｂ：平坦部
３ｃ：周端部
３ｄ：底部
３ｅ：第１の面
３ｆ：第１の角度
６ ：第１空気通路
７ ：側板部
８ ：バーナ内筒
１０：第１空気孔
１２：第２空気孔
１４：開口部
１５：第１スタビライザ
１６：天板部
１６ａ：張出部
１６ｂ：非張出部
１６ｃ：傾斜壁部
１６ｄ：円弧部
１６ｅ：第２の面
１６ｆ：第２の角度
１６ｇ：中心角
２０：バーナ本体
２１：熱交換器
３０：バーナケース
３２：底板部
３３：締結部材
４０：点火プラグ
５１：ケース側取付部材
５２：燃焼筒側取付部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】