JP6707785B2 - Small vortex combustor - Google Patents
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Description
本発明は、小型渦流燃焼器に関するものである。 The present invention relates to a small swirl combustor.
近年、超小型電子機器（例えばＭＥＭＳ等）の発達に伴い、これらの電力源の小型化が課題とされているなか、エネルギー密度の高い炭化水素燃料を利用した小型燃焼器が注目を集めており、その中の一つに小型渦流燃焼器がある。 In recent years, with the development of ultra-small electronic devices (eg, MEMS), miniaturization of these electric power sources has become an issue, and small combustors using hydrocarbon fuel with high energy density have been attracting attention. , One of them is the small vortex combustor.
この小型渦流燃焼器は、熱伝導率が高いアルミニウム等で形成された燃焼器本体内に、管状の燃焼部と、この燃焼部の一端に接線方向に向けて予混合気を導入する予混合気導入経路と、燃焼により生じた高温の燃焼ガスと熱交換する燃焼ガス熱交換経路とが形成されていて、予混合気導入経路から燃焼部内に接線方向に予混合気が導入されることで燃焼部内に高速の旋回流が発生して渦流火炎が形成され、この渦流火炎の高速な周方向回転速度によって火炎熱が燃焼部内壁を介して燃焼器本体部全体に素早く熱伝導されるとともに、燃焼により生じた高温の燃焼ガスが燃焼ガス熱交換経路を通過することで燃焼器本体部と熱交換を行ない、これにより、発生したほぼ全ての燃焼熱を燃焼器本体部全体に熱伝導するように構成されているものである。 This small vortex combustor consists of a tubular combustor inside a combustor body made of aluminum, which has a high thermal conductivity, and a premixture that introduces the premixed mixture tangentially to one end of this combustor. A combustion gas heat exchange path that exchanges heat with the high temperature combustion gas generated by combustion is formed, and combustion is performed by introducing the premixed gas tangentially from the premixed gas introduction path into the combustion section. A high-speed swirling flow is generated inside the part to form a vortex flame, and the high speed of rotation of the vortex flame in the circumferential direction causes the heat of the flame to be rapidly conducted to the entire main part of the combustor through the inner wall of the combustion part, and the combustion. The high-temperature combustion gas generated by heat exchanges with the combustor body by passing through the combustion gas heat exchange path, so that almost all combustion heat generated is conducted to the entire combustor body. It is configured.
しかしながら、熱伝導率の高いアルミニウムやアルミニウム合金（例えばジュラルミン）を燃焼器本体の構成部材として用いている従来の小型渦流燃焼器は、燃焼部内で発生した渦流火炎の熱が直ちに渦流火炎の周囲の燃焼部壁面に熱伝導し、この燃焼部壁面を通じて燃焼器本体全体に熱伝導されるため、燃焼室内の渦流火炎温度が断熱火炎温度に比べて大きく低下し、この火炎温度の低下により燃焼反応が促進されず不完全燃焼が生じてしまう虞があり、この不完全燃焼が生じると、一酸化炭素が発生するだけでなく、発熱量が低下して被加熱部である燃焼器本体部への熱伝導量が低下してしまい、この燃焼器本体部の温度の低下や熱回収率の低下などの問題が生じてしまう。そのため、従来の小型渦流燃焼器は、この対策を講じなければならない問題を抱えている。 However, in the conventional small eddy combustor that uses aluminum or aluminum alloy (for example, duralumin) having high thermal conductivity as a constituent member of the combustor body, the heat of the eddy flame generated in the combustor immediately causes the heat around the eddy flame. The heat is conducted to the wall surface of the combustion section and is conducted to the entire combustor body through the wall surface of the combustion section.Therefore, the eddy flame temperature in the combustion chamber is much lower than the adiabatic flame temperature, and the combustion reaction is caused by the decrease in the flame temperature. There is a risk that incomplete combustion will occur without being promoted. If this incomplete combustion occurs, not only carbon monoxide will be generated, but also the amount of heat generated will decrease and heat to the combustor body, which is the heated part The amount of conduction decreases, and problems such as a decrease in the temperature of the main body of the combustor and a decrease in the heat recovery rate occur. Therefore, the conventional small swirl combustor has a problem that this countermeasure must be taken.
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、燃焼部内に形成される渦流火炎の火炎温度の低下が抑制され、火炎温度上昇（火炎温度の高温状態の維持）による燃焼反応の促進により不完全燃焼が低減されるとともに、渦流火炎の燃焼によって生じた熱が積極的に被加熱部に熱伝導されてこの被加熱部が効率的に加熱される安全性且つ実用性に優れた小型渦流燃焼器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, by suppressing a decrease in the flame temperature of the vortex flame formed in the combustion portion, and by promoting the combustion reaction by increasing the flame temperature (maintaining a high temperature state of the flame temperature). Incomplete combustion is reduced, and the heat generated by the combustion of the vortex flame is positively conducted to the heated part, which efficiently heats the heated part. The purpose is to provide a combustor.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
内部に筒状の燃焼部１を有する燃焼器本体部２と、前記燃焼部１の内面の接線方向に向けて燃料ガスを導入する燃料ガス導入部３とから成り、前記燃料ガス導入部３から前記燃焼部１内に燃料ガスが導入されることで、この燃料ガスが前記燃焼部１内で旋回流になって該燃焼部１内に渦流火炎が形成され、この渦流火炎の熱若しくは前記渦流火炎の燃焼によって生じた燃焼ガスの熱により被加熱部４が加熱されるように構成された小型渦流燃焼器であって、前記燃焼部１は、前記熱により加熱される前記被加熱部４となる前記燃焼器本体部２に形成された燃焼部形成孔５に、前記燃焼器本体部２と別体の筒状燃焼部形成部６が配設されてなる構成とされ、前記筒状燃焼部形成部６は、燃焼時に渦流火炎が形成される渦流火炎形成領域部７と前記渦流火炎が形成されない渦流火炎非形成領域部８とが生じる構成とされると共に、これら渦流火炎形成領域部７及び渦流火炎非形成領域部８が該渦流火炎形成領域部７で形成される渦流火炎の火炎温度の低下を抑制する火炎温度保持部９で囲繞され、且つ前記渦流火炎非形成領域部８が熱伝導部材10を介して前記被加熱部４となる前記燃焼器本体部２と熱伝導可能に連結されており、前記熱伝導部材10は、平板状に形成され、前記火炎温度保持部９を挟んで並設される前記渦流火炎非形成領域部８に設けられる燃焼部側熱伝導部材着接部11と、前記燃焼器本体部２に設けられる被加熱部側熱伝導部材着接部12とに架設状態に設けられていることを特徴とする小型渦流燃焼器に係るものである。
It comprises a
また、前記燃焼部形成孔５は、この燃焼部形成孔５に挿入される前記筒状燃焼部形成部６の前記渦流火炎非形成領域部８が生じる先端部側の内径寸法が、前記渦流火炎形成領域部７が生じる基端部側の内径寸法よりも拡径されていて、この内径寸法が拡径される境界部に形成される段差平坦部を前記被加熱部側熱伝導部材着接部12とする構成とされていることを特徴とする請求項１記載の小型渦流燃焼器に係るものである。The inner diameter of the combustion
また、前記筒状燃焼部形成部６は、前記渦流火炎非形成領域部８が生じる先端部側の周壁の厚さが、前記渦流火炎形成領域部７が生じる基端部側に比べて薄く形成されていて、この厚さが薄くなる境界部に形成される段差部を前記燃焼部側熱伝導部材着接部11とする構成とされていることを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の小型渦流燃焼器に係るものである。Further, in the tubular combustion
また、前記熱伝導部材10は、複数の燃焼ガス通過孔21が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の小型渦流燃焼器に係るものである。Further, the
また、前記燃焼部１と前記燃料ガス導入部３との間に、この燃焼部１と前記燃料ガス導入部３との間の熱伝導を抑制する導入部断熱部13が設けられていることを特徴とする求項１〜４のいずれか１項に記載の小型渦流燃焼器に係るものである。
Further, between the
本発明は上述のように構成したから、燃焼部内に形成される渦流火炎の火炎温度の低下が抑制され、火炎温度上昇（火炎温度の高温状態の維持）による燃焼反応の促進により不完全燃焼が低減されるとともに、渦流火炎の燃焼によって生じた熱が積極的に被加熱部に熱伝導されてこの被加熱部が効率的に加熱される安全性且つ実用性に優れた画期的な小型渦流燃焼器となる。 Since the present invention is configured as described above, the decrease in the flame temperature of the vortex flame formed in the combustion section is suppressed, and the incomplete combustion is promoted by the promotion of the combustion reaction due to the flame temperature increase (maintaining the high temperature state of the flame temperature). An epoch-making small vortex that is reduced in safety and is highly practical because the heat generated by the combustion of the vortex flame is positively conducted to the heated part and the heated part is efficiently heated. It becomes a combustor.
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the drawings showing the operation of the present invention.
燃料供給部から供給される燃料ガスは、燃料ガス導入部３を介して燃焼部１を形成する筒状燃焼部形成部６内に導入される。
The fuel gas supplied from the fuel supply section is introduced into the tubular combustion
燃料ガス導入部３から導入された燃料ガスは、筒状燃焼部形成部６内で旋回流状態となり、これにより、燃焼時に筒状燃焼部形成部６内で渦流火炎が形成される。
The fuel gas introduced from the fuel
筒状燃焼部形成部６において、この渦流火炎が形成される渦流火炎形成領域部７は、火炎温度保持部９で囲繞されているので、この火炎温度保持部９により筒状燃焼部形成部６内で形成される渦流火炎の熱がこの筒状燃焼部形成部６の外（例えば燃焼器本体部２や燃料ガス導入部３など）へ熱伝導されることが抑制され、これにより、渦流火炎の火炎温度の低下が抑制されて、渦流火炎の高温状態が維持されることで燃焼反応が促進され、不完全燃焼が低減されることとなり、一酸化炭素の発生が抑制されるとともに、未燃の燃料が減少するので、発熱ロスが低減されて、渦流火炎の燃焼による発熱量が向上する。
In the tubular combustion
そして、この渦流火炎の燃焼によって生じた熱（渦流火炎の熱および渦流火炎の燃焼によって生じた燃焼ガスの熱）が、渦流火炎が形成されない渦流火炎非形成領域部８から熱伝導可能に連結されている被加熱部４に熱伝導して、被加熱部４が積極的に加熱されることとなる。
Then, the heat generated by the combustion of the vortex flame (the heat of the vortex flame and the heat of the combustion gas generated by the combustion of the vortex flame) is connected to the vortex flame
即ち、本発明は、筒状燃焼部形成部６内で形成される渦流火炎の熱がこの筒状燃焼部形成部６の外部に熱伝導する際は、渦流火炎の燃焼に影響しにくい、渦流火炎が形成されない渦流火炎非形成領域部８で行われるから、渦流火炎の温度を殆ど低下させることなく、この渦流火炎の燃焼によって生じた熱を被加熱部４へ熱伝導させて、この被加熱部４を効率良く加熱することができる。
That is, according to the present invention, when the heat of the vortex flow flame formed in the tubular combustion
また更に、渦流火炎の燃焼によって生じた熱を、筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８から被加熱部４へ積極的に熱伝導させることで、筒状燃焼部形成部６の過剰加熱も抑制されることとなり、これにより筒状燃焼部形成部６の高温劣化による損傷の虞が可及的に低減され、筒状燃焼部形成部６の高寿命化が図れるとともに、本小型渦流燃焼器の信頼性も向上することとなる。
Furthermore, the heat generated by the combustion of the vortex flame is positively conducted to the heated portion 4 from the vortex flame
このように、本発明は、筒状燃焼部形成部６（燃焼部１）内に形成される渦流火炎の火炎温度の低下が抑制され、火炎温度上昇（火炎温度の高温状態の維持）による燃焼反応の促進により不完全燃焼が低減されるとともに、渦流火炎の燃焼によって生じた熱が積極的に被加熱部４に熱伝導されてこの被加熱部４が効率的に加熱され、しかも、筒状燃焼部形成部６の高温劣化による損傷の虞も無く安心して使用できる安全性且つ実用性に優れた画期的な小型渦流燃焼器となる。
As described above, according to the present invention, the decrease in flame temperature of the vortex flame formed in the tubular combustion portion forming portion 6 (combustion portion 1) is suppressed, and the combustion is performed by increasing the flame temperature (maintaining a high temperature state of the flame temperature). The incomplete combustion is reduced by the promotion of the reaction, and the heat generated by the combustion of the vortex flame is positively conducted to the heated portion 4 so that the heated portion 4 is efficiently heated. This is an epoch-making small vortex combustor with excellent safety and practicality that can be safely used without fear of damage due to high temperature deterioration of the combustion
本発明の具体的な実施例１について図１〜図５に基づいて説明する。 A first specific example of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施例は、図１，２に示すように、内部に筒状の燃焼部１を有する燃焼器本体部２と、燃焼部１の内面の接線方向に向けて燃料ガスを導入する燃料ガス導入部３とから成り、燃料ガス導入部３から燃焼部１内に燃料ガスが導入されることで、この燃料ガスが燃焼部１内で旋回流になってこの燃焼部１内に渦流火炎が形成され、この渦流火炎の熱若しくは渦流火炎の燃焼によって生じた燃焼ガスの熱により被加熱部４が加熱されるように構成され、更に、燃焼部１は、燃焼器本体部２に形成された燃焼部形成孔５に、燃焼器本体部２と別体で構成される筒状燃焼部形成部６が配設されて形成されており、この燃焼部１を形成する筒状燃焼部形成部６は、燃焼時に、渦流火炎が形成される渦流火炎形成領域部７と、渦流火炎が形成されない渦流火炎非形成領域部８とが生じる構成とされるとともに、渦流火炎形成領域部７が該渦流火炎形成領域部７で形成される渦流火炎の火炎温度の低下を抑制する火炎温度保持部９で囲繞され、且つ渦流火炎非形成領域部８が被加熱部４と熱伝導可能に連結されている小型渦流燃焼器である。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a
具体的には、本実施例は、図３に示すように、燃焼器本体部２、筒状燃焼部形成部６、燃料ガス導入部３、導入部断熱部13、熱伝導部材10、本体部側閉塞板部14及びガス導入部側閉塞板部15の各部により構成されている。
Specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
以下、本実施例に係る構成各部について詳細に説明する。 Hereinafter, each component of the present embodiment will be described in detail.
本実施例の燃焼器本体部２は、この燃焼器本体部２自体が被加熱部４となる構成とされていて、そのため、熱伝導率の高い金属部材（例えばアルミニウムやアルミニウム合金等）で構成されている。
The combustor
また、本実施例の燃焼器本体部２は、後述する筒状燃焼部形成部６を挿入配設する燃焼部形成孔５と、燃焼部１から熱伝導する熱の受部となる被加熱部側熱伝導部材着接部12と、燃焼によって生じた燃焼ガスを外部へ排出するための排気経路部16とが設けられている。
Further, the
具体的には、燃焼部形成孔５は、燃焼器本体部２の前後方向に貫通する貫通孔であり、内径寸法がこの燃焼部形成孔５内に挿入配設される筒状燃焼部形成部６の外径寸法よりも若干大径に設定されている。即ち、本実施例の燃焼器本体部２は、燃焼部形成孔５に筒状燃焼部形成部６を挿入配設すると、この挿入配設された筒状燃焼部形成部６と燃焼部形成孔５の内周面との間に隙間が形成されるように構成されていて、この隙間が、筒状燃焼部形成部６内に形成される渦流火炎の火炎温度の低下を抑制する火炎温度保持部９としての燃焼ガス流通空隙部９となる構成とされている。
Specifically, the combustion
即ち、この燃焼ガス流通空隙部９は、筒状燃焼部形成部６を囲繞するように環状に形成され、筒状燃焼部形成部６、即ち燃焼部１と燃焼器本体部２とを分離するように形成されており、筒状燃焼部形成部６内で形成される渦流火炎の熱の燃焼器本体部２への熱伝導を抑制するように構成されている。尚、この燃焼ガス流通空隙部９は、少なくとも渦流火炎が形成される筒状燃焼部形成部６の渦流火炎形成領域部７を囲繞する位置に形成される構成とされ、本実施例においては、この燃焼ガス流通空隙部９が、この渦流火炎形成領域部７以外に、渦流火炎が形成されない筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８も囲繞するように形成されている。
That is, the combustion
また、本実施例の燃焼部形成孔５は、燃焼部１の燃焼ガス排出口17側、言い換えると、この燃焼部形成孔５に挿入配設される筒状燃焼部形成部６の先端部側が基端部側よりも大径に形成されていて、筒状燃焼部形成部６が挿入配設されることで、筒状燃焼部形成部６の基端部側に前述した燃焼ガス流通空隙部９が形成され、先端部側にこの燃焼ガス流通空隙部９よりも幅広の燃焼ガス誘導部18が形成されるように構成されている。
Further, the combustion
この燃焼ガス誘導部18は、燃焼ガス流通空隙部９と同様、燃焼部１（筒状燃焼部形成部６）を囲繞するように環状に形成されると共に、燃焼ガス流通空隙部９と連通状態に形成されていて、燃焼部１から排出された燃焼ガスがこの燃焼ガス誘導部18に誘導され、この燃焼ガス誘導部18を通じて燃焼ガス流通空隙部９へ導入されるように構成されている。
The combustion
また、本実施例は、この燃焼部形成孔５の内径寸法が拡大される境界部、即ち燃焼ガス流通空隙部９と燃焼ガス誘導部18との境界部に形成される段差平坦部が前述した燃焼部１から熱伝導してくる熱の受部となる被加熱部側熱伝導部材着接部12となる構成とされており、この被加熱部側熱伝導部材着接部12は、図示するように、小径側の燃焼部形成孔５の開口部の周囲に沿設するように環状に形成されている構成とされている。
Further, in this embodiment, the step portion flat portion formed at the boundary portion where the inner diameter dimension of the combustion
また、排気経路部16は、燃焼器本体部２の長さ方向（前後方向）を横断するように設けられていて、一端が前述した燃焼ガス流通空隙部９の筒状燃焼部形成部６基端部寄りに接続され、他端が燃焼器本体部２の後面部に設けられた排気口19に接続されている。即ち、本実施例は、この燃焼器本体部２を長さ方向に横断する排気経路部16を高温の燃焼ガスが流通することで、燃焼ガスと燃焼器本体部２とが熱交換し、燃焼器本体部２自体が燃焼ガスの熱により加熱される被加熱部４となる構成とされている。尚、排気経路部16の取り回し及び排気口19の配置は、本実施例に記載の構成に限定されるものでは無い。
Further, the
また、この燃焼器本体部２に形成される燃焼部形成孔５に挿入配設されることで、この燃焼器本体部２内に燃焼部１を形成する筒状燃焼部形成部６は、円筒状に形成されており、先端部に渦流火炎の燃焼によってこの筒状燃焼部形成部６に付与された熱を被加熱部４となる燃焼器本体部２へ熱伝導するための熱伝導部となる燃焼部側熱伝導部材着接部11が設けられていて、基端部にこの筒状燃焼部形成部６を前述した燃焼部形成孔５に対して所定位置に配設するための位置決め用基板部20が設けられた構成とされている。
Further, the cylindrical combustion
具体的には、本実施例の筒状燃焼部形成部６は、渦流火炎が形成されない渦流火炎非形成領域部８先端部側の周壁の厚さが基端部側に比べて薄く形成されていて（即ち内孔６Ａの内径寸法は一定）、この厚さが異なる境界部の筒状燃焼部形成部６の外周面に段差部が形成されており、この段差部が前述した燃焼部側熱伝導部材着接部11となる構成とされており、この燃焼部側熱伝導部材着接部11は、前述した燃焼器本体部２に設けられた被加熱部側熱伝導部材着接部12と、熱伝導部材10が着接される着接面が面一状態となるように形成されている。
Specifically, in the tubular combustion
即ち、本実施例は、この燃焼ガス流通空隙部９が介在する筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８に形成される燃焼部側熱伝導部材着接部11と燃焼器本体部２に形成される被加熱部側熱伝導部材着接部12との間に熱伝導部材10が架設され、この熱伝導部材10により筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８と燃焼器本体部２とが熱伝導可能に連結されている構成とされている。
That is, in the present embodiment, the combustion section side heat conduction
また、位置決め用基板部20は、燃焼器本体部２の前面部と同形状に形成されていて、本実施例は、この位置決め用基板部20を燃焼器本体部２の前面部に重合配設することで、筒状燃焼部形成部６が燃焼部形成孔５の所定位置（燃焼部形成孔５の中心軸と筒状燃焼部形成部６の中心軸とが一致する状態）に配設され、この筒状燃焼部形成部６と前述した燃焼部形成孔５との間に燃焼ガス流通空隙部９と燃焼ガス誘導部18となる隙間が形成される構成とされている。尚、位置決め用基板部20と燃焼器本体部２との間に断熱部材を介在させる構成としても良い。
Further, the
また、前述した筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８と燃焼器本体部２とを熱伝導可能に連結する熱伝導部材10は、図示するように、リング状に形成された平板部材（筒状燃焼部形成部６と同等若しくはこの筒状燃焼部形成部６よりも熱伝導率の高い部材）から成り、板面に燃焼ガスが通過する複数の燃焼ガス通過孔21が形成されている。
In addition, the
即ち、本実施例の熱伝導部材10は、筒状燃焼部形成部６と燃焼器本体部２との間に介在する燃焼ガス流通空隙部９を跨るようにして、筒状燃焼部形成部６の燃焼部側熱伝導部材着接部11と、燃焼器本体部２の被加熱部側熱伝導部材着接部12とに架設状態に設けられ、板幅方向内側が筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８に設けられた燃焼部側熱伝導部材着接部11に着接し、板幅方向外側が燃焼器本体部２に設けられた被加熱部側熱伝導部材着接部12に着接して、この筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８と燃焼器本体部２との間を熱伝導可能に連結するとともに、燃焼ガス誘導部18に誘導された燃焼ガスが、この熱伝導部材10に設けられた燃焼ガス通過孔21を通じて燃焼ガス流通空隙部９へ導入されるように構成されている。
That is, the
また、前述した筒状燃焼部形成部６内に燃料ガスを導入する燃料ガス導入部３は、燃焼器本体部２と同じ部材（アルミニウムやアルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属部材）から成り、燃焼器本体部２及び筒状燃焼部形成部６と別体で構成されている。
Further, the fuel
具体的には、本実施例の燃料ガス導入部３は、前述した筒状燃焼部形成部６の位置決め用基板部20と同形状の板状に形成され、この燃料ガス導入部３と筒状燃焼部形成部６（筒状燃焼部形成部６の位置決め用基板部20）との間の熱伝導を抑制するための導入部断熱部13を介して、筒状燃焼部形成部６（具体的には、筒状燃焼部形成部６の位置決め用基板部20）に重合配設される構成とされている。
Specifically, the fuel
より具体的には、燃料ガス導入部３は、板面中央部に、前後方向（板厚方向）に貫通し筒状燃焼部形成部６と連通する燃焼部連通孔22が形成されており、また、この燃焼部連通孔22内に燃料ガスを導入するための燃料ガス導入経路部23がこの燃焼部連通孔22の左右両側に設けられている。
More specifically, the fuel
更に詳細に説明すると、この燃料ガス導入経路部23は、先端部に小径（数ｍｍ）の接線方向吹出口部24が設けられていて、この接線方向吹出口部24は、燃焼部連通孔22の内周面の接線方向に向けて燃料ガスを導入するように構成されている。即ち、本実施例は、この燃料ガス導入経路部23に設けられた接線方向吹出口部24から燃焼部連通孔22内に燃料ガスが導入されることで、燃焼部連通孔22内で燃料ガスが旋回流となって燃焼部１に向かって進み、そのまま、この燃焼部連通孔22と連通する燃焼部１内（具体的には、筒状燃焼部形成部６内）でも旋回流を保持するように構成されている。尚、本実施例では燃料ガス導入部３に導入される燃料ガスは、予め空気と可燃性ガスとが混合された予混合気とされている。
More specifically, the fuel gas
この燃料ガス導入部３と前述した筒状燃焼部形成部６（具体的には、筒状燃焼部形成部６の位置決め用基板部20）との間に配設される導入部断熱部13は、筒状燃焼部形成部６の位置決め用基板部20及び燃料ガス導入部３の後面部（筒状燃焼部形成部６側の板面部）と同形状に形成された板状の断熱性部材若しくは低熱伝導性部材から成る構成とされている。
The introduction portion
また、本実施例の本体部側閉塞板部14は、平板状に形成されており、燃焼器本体部２の後面部に重合配設されて、この燃焼器本体部２に形成された燃焼部形成孔５の後面部側開口部を閉塞するとともに、燃焼部１、具体的には、筒状燃焼部形成部６の燃焼ガス排出口17から排出された燃焼ガスの進行方向を燃焼ガス誘導部18へ向かうように折り返させる折り返し部として機能するように構成されている。即ち、本実施例は、筒状燃焼部形成部６の燃焼ガス排出口17から排出された燃焼ガスが、その進行方向に配設された本体部側閉塞板部14に衝突することで、その進路を１８０°折り返して燃焼ガス誘導部18に向い、この燃焼ガス誘導部18を通じて燃焼ガス流通空隙部９に導入されるように構成されている。
Further, the main body side closing
また、本実施例の本体部側閉塞板部14は、板面中央部に耐熱ガラス等の耐熱性透明部材から成る渦流火炎視認部25が設けられていて、この渦流火炎視認部25から燃焼部１内に形成される渦流火炎の燃焼状態を目視にて確認できるように構成されている。尚、この本体部側閉塞板部14は、渦流火炎視認部25を設けない単なる板状部材とした構成でも良い。また、本実施例は、燃焼器本体部２の燃焼部形成孔５が貫通孔として形成されていることから、前述した本体部側閉塞板部14を用いて燃焼部形成孔５の開口部が閉塞される構成とされているが、燃焼部形成孔５を貫通孔とせずに有底孔として形成して、この燃焼部形成孔５の底部を本体部側閉塞板部14とすることで本体部側閉塞板部14を別体で設けない構成としても良い。
Further, the main body portion side closing
また、本実施例のガス導入部側閉塞板部15は、本体部側閉塞板部14と同様、平板状に形成されており、燃料ガス導入部３に重合配設されて、この燃料ガス導入部３に形成された燃焼部連通孔22の基端側開口部を閉塞するように構成され、また、板面中央部に耐熱ガラス等の耐熱性透明部材から成る渦流火炎視認部25が設けられていて、この渦流火炎視認部25から燃焼部１内に形成される渦流火炎の燃焼状態を目視にて確認できるように構成されている。尚、このガス導入部側閉塞板部15も、前述した本体部側閉塞板部14同様、渦流火炎視認部25を設けない単なる板状部材とした構成でも良い。
Further, the gas introducing portion side closing
また、本実施例は、燃料ガス導入部３の燃焼部連通孔22が貫通孔として形成されていることから、前述したガス導入部側閉塞板部15を用いて燃焼部連通孔22の開口部が閉塞される構成とされているが、前述した本体部側閉塞板部14同様、燃焼部連通孔22を貫通孔とせずに有底孔として形成して、この燃焼部連通孔22の底部をガス導入部側閉塞板部15とすることで、ガス導入部側閉塞板部15を別体で設けない構成としても良い。
Further, in this embodiment, since the combustion
上述のように構成した本実施例の作用・効果について以下に説明する。 The operation and effect of this embodiment configured as described above will be described below.
本実施例は、燃料供給部から供給される燃料ガス（予混合気）が燃料ガス導入部３を介して燃焼部１、具体的には、燃焼部１を形成する筒状燃焼部形成部６へ導入され、この筒状燃焼部形成部６に導入された燃料ガスは、旋回流状態で導入され、この旋回流状態の燃料ガスに着火することで筒状燃焼部形成部６内に渦流火炎が形成される。
In the present embodiment, the fuel gas (premixed gas) supplied from the fuel supply unit passes through the fuel
筒状燃焼部形成部６において、この渦流火炎が形成される渦流火炎形成領域部７は、燃焼ガス流通空隙部９で囲繞されているので、この燃焼ガス流通空隙部９により筒状燃焼部形成部６内で形成される渦流火炎の熱がこの筒状燃焼部形成部６の外（例えば燃焼器本体部２や燃料ガス導入部３など）へ熱伝導されることが抑制され、これにより、渦流火炎の火炎温度の低下が抑制されて、渦流火炎の高温状態が維持されることで燃焼反応が促進され、不完全燃焼が低減されることとなり、一酸化炭素の発生が抑制されるとともに、発熱ロスが低減されて、渦流火炎の燃焼による発熱量が向上する。
In the tubular combustion
そして、この渦流火炎の燃焼によって生じた熱（渦流火炎の熱および渦流火炎の燃焼によって生じた燃焼ガスの熱）が、渦流火炎が形成されない渦流火炎非形成領域部８から熱伝導部材10を通じて熱伝導可能に連結されている被加熱部４としての燃焼器本体部２に熱伝導して、燃焼器本体部２を積極的に加熱することで、この燃焼器本体部２がこの筒状燃焼部形成部６からの熱伝導と、排気経路部16を流通する燃焼ガスからの熱伝導により効率良く加熱されることとなる。
The heat generated by the combustion of the vortex flame (the heat of the vortex flame and the heat of the combustion gas generated by the combustion of the vortex flame) is transferred from the vortex
即ち、本実施例は、筒状燃焼部形成部６内で形成される渦流火炎の熱がこの筒状燃焼部形成部６の外部に熱伝導する際は、渦流火炎の燃焼に影響しにくい、渦流火炎が形成されない渦流火炎非形成領域部８で行われるから、この渦流火炎の燃焼によって生じた熱を被加熱部４である燃焼器本体部２へ熱伝導させても、渦流火炎の温度を殆ど低下させることがなく、しかも、渦流火炎の燃焼によって生じた熱を、筒状燃焼部形成部６の渦流火炎非形成領域部８から燃焼器本体部２へ熱伝導させることで、筒状燃焼部形成部６の過剰加熱も抑制されることとなり、これにより筒状燃焼部形成部６の高温劣化による損傷の虞が可及的に低減され、筒状燃焼部形成部６の高寿命化が図れるとともに、本小型渦流燃焼器の信頼性も向上することとなる。
That is, in the present embodiment, when the heat of the vortex flame formed in the tubular combustion
このように、本実施例は、筒状燃焼部形成部６（燃焼部１）内に形成される渦流火炎の火炎温度の低下が抑制され、火炎温度上昇（火炎温度の高温状態の維持）による燃焼反応の促進により不完全燃焼が低減されるとともに、渦流火炎の燃焼によって生じた熱が積極的に燃焼器本体部２に熱伝導されて、燃焼ガスによる加熱とともにこの燃焼器本体部２が効率的に加熱され、燃焼熱を有効的に利用する発熱体として用いることができ、しかも、筒状燃焼部形成部６の高温劣化による損傷の虞も無く安心して使用できる安全性且つ実用性に優れた画期的な小型渦流燃焼器となる。
As described above, in this embodiment, the decrease in the flame temperature of the vortex flame formed in the tubular combustion portion forming portion 6 (combustion portion 1) is suppressed, and the flame temperature rises (maintains the high temperature state of the flame temperature). The incomplete combustion is reduced by promoting the combustion reaction, and the heat generated by the combustion of the vortex flame is positively conducted to the combustor
本発明の具体的な実施例２について図６に基づいて説明する。 A second specific example of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例は、実施例１において、火炎温度保持部９を燃焼ガスが流通しない空隙部９に構成した場合であり、具体的には、排気経路部16の構造（取り回し）が実施例１と異なる構成とされている。
This embodiment is a case in which the flame
より具体的には、本実施例は、排気経路部16が、燃焼器本体部２の後面部側から前面部側に向かって、この燃焼器本体部２を横断するように設けられていて、一端が燃焼ガス誘導部18に接続され、他端が燃焼器本体部２の側面部に形成された排気口19に接続されている。
More specifically, in the present embodiment, the
即ち、実施例１は、燃焼部１（筒状燃焼部形成部６）から排出された燃焼ガスが本体部側閉塞板部14（渦流火炎視認部25）に衝突して進行方向を折り返して燃焼ガス誘導部18に向かい、この燃焼ガス誘導部18を通じて火炎温度保持部９としての燃焼ガス流通空隙部９に導入され、この燃焼ガス流通空隙部９を流通した後、排気経路部16を流通して排気口19より外部に排出される構成であるのに対し、本実施例は、燃焼部１（筒状燃焼部形成部６）から排出された燃焼ガスが本体部側閉塞板部14（渦流火炎視認部25）に衝突して進行方向を折り返して燃焼ガス誘導部18に向かい、この燃焼ガス誘導部18から排気経路部16に導入されて、この排気経路部16を流通して排気口19より外部に排出される構成とされている。その余の構成は実施例１と同様である。
That is, in Example 1, the combustion gas discharged from the combustion section 1 (cylindrical combustion section formation section 6) collides with the main body side closing plate section 14 (vortex flame visual recognition section 25) and the traveling direction is turned back and burned. To the
本発明の具体的な実施例３について図７に基づいて説明する。 A specific third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例は、実施例１において、燃焼器本体部２が被加熱部４とされず、燃焼器本体部２と別体に設けられる接続被加熱部４Ａが被加熱部４とされる場合である。
In this embodiment, the
具体的には、本実施例の燃焼器本体部２は、後述する筒状燃焼部形成部６が貫通配設される燃焼部形成孔５が形成される構成とし、排気経路部や排気口は設けられていない。
Specifically, the
また、筒状燃焼部形成部６は、燃焼器本体部２の前後方向の長さよりも長い寸法に設定されていて、前述した燃焼部形成孔５に挿入配設された際、先端部がこの燃焼部形成孔５を貫通して燃焼器本体部２から突出するように構成されている。
Further, the tubular combustion
また、被加熱部４となる接続被加熱部４Ａは、燃焼器本体部２の後面部に開口する燃焼部形成孔５の後面部側開口部と連通する本体側接続開口部26を有する箱状に形成され、熱伝導部材10が着設する被加熱部側熱伝導部材着接部12と、導入した燃焼ガスが排出される排気口19が設けられた構成とされている。
The connected
即ち、本実施例は、図７に示すように、燃焼器本体部２の後面部に被加熱部４となる接続被加熱部４Ａが接続されていて、この接続被加熱部４Ａ内に、燃焼器本体部２の燃焼部形成孔５に挿通配設され、この燃焼部形成孔５を貫通した筒状燃焼部形成部６の先端部が挿通配設され、この接続被加熱部４Ａ内に挿通配設された筒状燃焼部形成部６の先端部（渦流火炎非形成領域部８）に設けられた燃焼部側熱伝導部材着接部11と、接続被加熱部４Ａに設けられた被加熱部側熱伝導部材着接部12とが熱伝導部材10で熱伝導可能に連結されている構成とされている。その余の構成は実施例１と同様である。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the connected
尚、本発明は、実施例１〜３に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the first to third embodiments, and the specific constitution of each constituent element can be designed as appropriate.
１ 燃焼部
２ 燃焼器本体部
３ 燃料ガス導入部
４ 被加熱部
５ 燃焼部形成孔
６ 筒状燃焼部形成部
７ 渦流火炎形成領域部
８ 渦流火炎非形成領域部
９ 火炎温度保持部
10 熱伝導部材
11 燃焼部側熱伝導部材着接部
12 被加熱部側熱伝導部材着接部
13 導入部断熱部
21 燃焼ガス通過孔
DESCRIPTION OF
10 Heat conduction member
11 Combustion part side heat conduction member contact part
12 Heated part side heat conductive member contact part
13 Introductory section Thermal insulation section
21 Combustion gas passage hole
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