CN1172927A - 液体燃料燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种液体燃料燃烧装置,该燃烧装置设有:液体燃料供给装置(34);有底圆筒状的气化筒(11);向气化筒内供入燃烧用空气的鼓风机(1);燃烧器头部(20);温度传感器(30),其特征在于:在上述气化筒底部附近,与气化筒化一体地设置传感器安装部(27),用于安装温度传感器,并且,在该传感器安装部与气化筒底部之间设置空间部(Y),以减少气化筒向传感器安装部的热传导。在传感器安装部的周壁上设置多条切口(36)。

Description

液体燃料燃烧装置

本发明涉及主要用于燃油鼓风式加热器的燃油气化式液体燃料燃烧装置。

过去，一般情况下，这种液体燃料燃烧装置，是在有底筒状的燃烧器外壳内装入带电热器的气化筒，在该气化筒的上端开口处安装燃烧器头部，燃烧器头部的周壁上设有多个火孔。向气化筒内提供液体燃料和燃烧用一次空气，液体燃料气化的同时，与空气混合，混合后的气体送入燃烧器头部，从燃烧器头部周壁的各火孔喷出，被点火棒的火花点燃而燃烧。并且，气化筒在运转开始时，由埋在气化筒周壁上部的电热器通电加热，加热后的气化筒的底部温度升到规定温度(例如约240℃)，该温度被设在气化筒周壁上的温度传感器测出，随之开始燃烧。燃烧开始后，气化筒被燃烧器头部火孔处形成的火焰加热，燃烧开始后经过1～5分钟，停止对电热器通电。这样，即使停止向电热器通电，气化筒也可因火焰的热量而维持约240～260℃的温度，液体燃料不断气化，燃烧继续进行。

但是，在上述传统液体燃料燃烧装置中，气化筒维持大约240～260℃的温度，因此，虽然在使用日本国内市售的未变质JIS1号煤油时，不会出现气化筒内残留焦油的问题，但在使用过期变质的JIS1号煤油或蒸发温度比JIS1号煤油高的液体燃料时，气化筒内(特别是气化筒底部)会残留焦油，使气化性能下降，不能实现稳定的气化燃烧。在此，如果燃烧开始后，能利用火焰将气化筒底部的温度加热至约330℃以上(例如330～360℃)的高温，虽可解决上述问题，但是，这样一来，燃烧过程中气化筒底部的温度保持在约330℃以上，这种情况下，装在气化筒周壁上的温度传感器可能会在短时间内损坏。

本发明是针对上述情况进行的，目的是即使在气化筒的温度提高到气化筒内不会残留焦油的高温时，也可提高温度传感器的耐久性。

在权利要求1所述的本发明中，液体燃料燃烧装置设有：液体燃料供给装置；将液体燃料供给装置提供的液体燃料进行气化的有底圆筒状的气化筒；向气化筒内供入燃烧用空气的鼓风机；燃烧器头部，来自气化筒的混合气体在此燃烧；温度传感器，检测气化筒的温度。在上述气化筒底部附近，与气化筒一体设置传感器安装部，用于安装温度传感器，并且，在该传感器安装部与气化筒底部之间设置空间部，以减少气化筒向传感器安装部的热传导。

在权利要求2所述的本发明中，液体燃料燃烧装置设有：液体燃料供给装置；有底圆筒状的气化筒，将液体燃料供给装置提供的液体燃料进行气化；向气化筒供给燃烧用空气的鼓风机；燃烧器头部，来自气化筒的混合气体在此燃烧；温度传感器，检测气化筒的温度。在上述气化筒底部附近，与气化筒一体设置传感器安装部，用于安装温度传感器，并在该传感器安装部与气化筒底部之间设空间部，以减少气化筒向传感器安装部的热传导，更进一步地，在上述传感器安装部的周壁上设置多条切口。

权利要求1所述的液体燃料燃烧装置，在从开始燃烧经过所定时间后的燃烧过程中，气化筒上部受到燃烧火焰加热，气化筒底部的温度上升到不会残留焦油的高温(例如330～360℃)，即使这样，因为从气化筒底部向传感器安装部的热传导受空间部的阻隔，所以，也可使传感器安装部保持比气化筒底部更低的温度(例如，280～310℃)。

在权利要求2所述的液体燃料燃烧装置中，不仅由于传感器安装部为圆筒状，提高了温度传感器前端的安装性，而且由于传感器安装部的周壁上设置多条切口，从而改善传感器安装部及温度传感器前端部分的散热性。

图1是本发明一实施例的液体燃料燃烧装置主要部分的放大断面图。

图2是与图1相同的液体燃料燃烧装置的断面图。

图3是图1中温度传感器的前端部分装在气化筒上时气化筒的斜视图。

图4是图1中局部有切口的气化筒单体的底面图。

图5是图1中气化筒单体的正面图。

图6是图5中A-A的断面图。

图7是其它实施例的气化筒的斜视图。

以下，根据图1至图6对本发明的1个实施例进行说明。在图1及图2中，1是提供燃烧用空气的鼓风机，该鼓风机1由马达2、风扇3及鼓风机外壳4构成。其中风扇3是由马达2驱动的合成树脂的涡轮风扇。风扇3设置在鼓风机外壳4中。5是支撑上述鼓风机1的合成树脂支持台，兼任马达外壳。在该马达外壳5上一体形成装有过滤器6的空气吸入口7。

上述鼓风机外壳4由上盖4A及与上盖4A组合的下盖4B构成，在上述上盖4A的上表面大致中心处，一体冲压形成向上竖起的开口圆筒状部分8。上述圆筒状部分8在其顶部3A的大致中心部位设开口9，通过该开口9将气化燃烧器10的气化筒11装入圆筒状部分8内。

12是空气分配板，装在上述圆筒状部分8下方的鼓风机外壳4的上盖4A内。该空气分配板12设在上述风扇3与气化筒11的底部11A之间，其边缘用螺栓固定在上述上盖4A上，或者用点焊固定。另外，上述空气分配板12的中央部分被一体冲压形成凹向风扇3的圆形凹部13，在圆形凹部13的外侧环上设多个通风孔14、14。

15是设在空气分配板12与风扇3之间的空气整流板，在该空气整流板15的外周设置多片鼓风导向叶片16、16。17是用于检测风扇3转数的转数检测器，18、18是设在上述圆筒状部分8顶面8A上的二次空气孔。

上述气化燃烧器10，设有气化液体燃料(煤油)的带底圆筒状气化筒11，在该气化筒11的上端开口处，安装有顶筒状的燃烧器头部20，其周壁上设有多个火孔19、19，并且，在该燃烧器头部20下方的气化筒11内嵌装节流孔板21。22是设在燃烧器头部20外周的耐热金属燃烧圈，该燃烧圈22用螺栓固定在气化筒11的上端面上，并且，在燃烧圈22与气化筒11周壁11B的上端表面之间形成二次空气供给用的小间隙23。

上述气化筒11用Al-Mn系耐热铝合金制作，在该气化筒11周壁11B的一处，设置与气化筒一体的空气喷嘴24。该空气喷嘴24，其出口24A的开口在周壁11B的切线方向上，而比出口24A直径大的入口24B的开口，朝向上述圆筒状部分8内的蓄气室X。并且，该空气喷嘴24的入口24B侧的一部分被设置成朝向气化筒11的侧面突出，在突出的空气喷嘴24入口24B侧的前端与空气喷嘴24一体形成凸缘25。

作为气化筒11材料的耐热Al合金，以Al为主要成分，除Mn以外，还含Si、Fe、Ni、Ti、Cu、Mg等元素，Mn的重量百分比为2.5～6.0％，是除Al以外含量最高的成分。

上述凸缘25，其一侧的下端部分延伸至上述气化筒11底部11A附近，并且，在延伸至上述气化筒11底部11A附近的上述凸缘25一侧的下端部分，与凸缘25一体，向侧面突出形成圆筒状的传感器安装部27，在该安装部27的中心设有横向插入槽26。在包括该传感器安装部27在内的上述凸缘25一侧下端部与上述气化筒11底部11A之间，形成空间部Y，以减少气化筒11向传感器安装部27的传热。

28是铠装热元件等电热器、埋设在上述气化筒11周壁11B的上部。埋设了该电热器28的上述气化筒11周壁11B的上部，固定设置在上述圆筒状部分8的顶面8A上。29、29是6个热回收突部，和气化筒11周壁11B的上端部分一体形成，与上述燃烧器头部20的周壁相对。这6个热回收突部，如图3所示那样，分别成圆柱形，其直径大约6～8mm，高约6～10mm。在环状气化筒11周壁11B上端的圆周方向上以大致相等的间隔分布，使其能有效地将热量回收给气化筒11，由于这多个热回收突部29、29与气化筒11周壁11B的上端一体形成，所以，在燃烧过程中可将气化筒11的底部11A加热至约330～360℃的高温。

30是温度传感器，其前端内部装有检测气化筒11温度的热敏电阻等传感元件(图中未画出)，该温度传感器30的前端插入到上述传感器安装部27的插入槽26内而固定在传感器安装部27处。其另一端穿过上述圆筒状部分8露在外面。另外，S是根据温度传感器30的信号、作为控制电热器28供电，通断以及供电量，或控制鼓风机1及后述点火器33、燃料泵等动作的控制手段的微型计算机(以下称微机)。

31是燃烧器支架，安装在上述圆筒状部分8的顶面8A上；32是检测火焰F的火焰棒；33是点火器；34是燃料喷嘴，向上述气化筒11内提供液体燃料(煤油)；该燃料喷嘴34通过输油管35及燃料泵(图中未画出)与燃料储罐(图中未画出)连通。

并且，在上述气化筒11的底部11A及周壁11B内侧面基本上全部形成厚度约20～40μm的耐热涂膜(图中未画出)。该涂膜是在气化筒11的内侧面涂上有机树脂类耐热涂料或无机树脂类耐热涂料后烧固而成。

在上述构成中，通过对电热器28通电，使传感器安装部27的温度达到约220℃，由温度传感器测到，鼓风机1动作，进行约5秒钟的吹扫。该鼓风机1动作，使室内空气经过过滤器6从空气吸入口7进入马达外壳内，然后吸入鼓风机外壳4内。吸入该鼓风机外壳4内的空气通过空气分配板12的各通风孔14、14进入圆筒状部分8内的蓄气室X，进入蓄气室X的空气经空气喷嘴24供入气化筒11内作为一次空气。

在此，鼓风机1运转开始后约5秒时燃料泵(图中未画出)开始运转，液体燃料从燃料喷嘴34喷入气化筒11内。喷入气化筒11内的液体燃料在气化筒11内瞬间气化，并与一次空气混合，该混合气体经过节流孔板21被送入燃烧器头部20内，从火孔19、19喷出，被点火器33的火花点着，在火孔19的侧面形成蓝色的火焰F，开始燃烧。

另一方面，送入圆筒状部分8内蓄气室X的空气中剩余部分，从二次空气孔18、18喷出，作为二次空气进入燃烧器支架31内，其中一部分通过燃烧圈22与气化筒11上端表面间的间隙23供给到火焰F的根部，剩余部分沿燃烧圈22的外侧上升，提供给火焰F进行二次燃烧。而且通过相互控制马达2的转数与燃料泵(图中未画出)的振数，可从强到弱、多段或按比例地变换燃烧量。

燃烧开始时，火焰F的热量从热回收突部29、29及燃烧圈22传给气化筒11进行热量回收，在从燃烧开始经过大约2～5分钟的时候，即使停止对电热器28通电，气化筒11也能维持高温，气化筒11内供入的液体燃料能不断气化，继续燃烧的状态。而且，燃烧开始后约经过30～40分钟时，温度上升慢的气化筒11底部11A附近的温度也能达到约330～360℃的温度状态。

根据本发明的实施例，在气化筒11周壁11B的某处，与气化筒11一体设计空气喷嘴24。在该空气喷嘴24入口24B侧前端部形成的凸缘25，其一侧的下端部伸出至气化筒11底部11A附近处，并且，在该伸出的凸缘25的一侧下端部设计出传感器安装部27，而且，在包括该传感器安装部27在内的上述凸缘25一侧下端部与上述气化筒11底部11A之间，形成空间部Y，以阻隔气化筒11向传感器安装部27的传热。因此，在从燃烧开始经过大约30～40分钟后的燃烧过程中。虽然因多个热回收部29、29及燃烧圈22等将火焰的热量回收给气化筒11，使气化筒11底部11A上升到大约330～360℃的高温，但从气化筒11底部11B向传感器安装部27的热传导受空间部Y的阻隔，使传感器安装部27没有达到与气化筒11底部11A同样的温度，而是维持比气化筒11底部11A低的280～310℃的温度。所以，即使气化筒11底部11A的温度在330～360℃(不残留焦油的温度)的高温，也能提高前端部安装在传感器安装部27内的温度传感器的耐久性。

另外，因为将传感器安装部设为圆筒状，所以，即使凸缘25的厚度不够厚，也能增加插入槽26的深度，可确保温度传感器30的前端部分安装牢固。

在上述这例实施例中，在气化筒11周壁11B的上端，与气化筒11一体形成6个热回收突部29、29，并与燃烧器头部20的周壁相对，这6个热回收突部29、29的直径约6mm～8mm，高约6～10mm，从燃烧开始经过大约30～40分钟后，比上部升温困难的气化筒11的底部11A附近，温度能上升并维持在约330℃以上(约330～360℃)的高温，所以，即使是使用变质煤油或蒸发温度高的液体燃料的情况，燃料中的各种成分都能在瞬间蒸发而不会剩下，使气化筒11的内表面上不会残留焦油，气化筒11可在长时期内保持良好的气化状态，保证稳定的气化燃烧。

另外，气化液体燃料的气化筒11是由Al-Mn系耐热铝合金压铸而成的，其中所含重量百分比为2.5～6.0％的Mn可提高Al的耐热性和强度等机械性能，因此，温度最易上升的气化筒11上端部的温度即使升至约450℃以上，也不会发生膨胀或熔解等热变形。

并且，在气化筒11的底部11A及周壁11B内侧面基本上全部形成厚度约20～40μm的耐热涂膜，为有机树脂类耐热涂料或无机树脂类耐热涂料烧固而成。当该涂膜的厚度设为20～40μm时，该涂膜即可保持液体燃料的润湿性，又因其绝热作用小，可使涂膜表面的温度与气化筒11的温度大致相同，从而提高了抑制焦油残留的效果。但当涂膜的厚度在50μm以上时，涂膜自身变成绝热层，使涂膜的表面温度低于气化筒11的温度，抑制了液体燃料的气化。另外，涂膜的厚度在15μm以下时，液体燃料的润湿性会恶化，颗粒状的燃料在气化面上飞跳，气化迟缓。

图7是本发明的另一实施例，其中与上一实施例相同的构造部分附以相同的符号，在此不再说明，而对与上一实施例不同的构造部分进行说明。在这例实施例的结构中，如图7所示那样，在圆筒状传感器安装部27的周壁上，设置多条轴向的切口36、36。

由于这些切口36、36的存在，使传感器安装部27自身及装在传感器安装部27上的温度传感器30的前端部分，增加了与从鼓风机1送入蓄气室X的空气的接触面积，改善了散热性能，进一步控制了传感器安装部27及温度传感器30前端部分的温度上升。

如以上说明的那样，根据本发明的液体燃料燃烧装置，在燃烧过程中，气化筒底部的温度即使上升到不会残留焦油的高温状态，由于从气化筒底部向传感器安装部的热传导受到空间部的抑制，使传感器安装部能保持比气化筒底部低的温度，从而可提高装在传感器安装部的温度传感器的耐久性。

在权利要求2的液体燃料燃烧装置中，不仅将传感器安装部设计为圆筒状，以提高温度传感器前端部的安装性，还在传感器安装部的周壁上设置多条切口，从而改善了传感器安装部及温度传感器前端部分的散热性，进一步提高温度传感器的耐久性。

符号说明1    鼓风机11   气化筒11A  气化筒的底部20   燃烧器头部27   传感器安装部30   温度传感器34   液体燃料供给装置36   切口Y    空间部

Claims (2)

1.一种液体燃料燃烧装置，该燃烧装置设有：液体燃料供给装置(34)；有底圆筒状的气化筒(11)，将液体燃料供给装置提供的液体燃料进行气化；向气化筒内供入燃烧用空气的鼓风机(1)；燃烧器头部(20)，来自气化筒的混合气体在此燃烧；温度传感器(30)，检测气化筒的温度；其特征在于：在上述气化筒底部附近，与气化筒化一体地设置传感器安装部(27)，用于安装温度传感器，并且，在该传感器安装部与气化筒底部之间设置空间部(Y)，以减少气化筒向传感器安装部的热传导。

2.一种液体燃料燃烧装置，该燃烧装置设有：液体燃料供给装置；有底圆筒状的气化筒，将液体燃料供给装置提供的液体燃料进行气化；向气化筒内供入燃烧用空气的鼓风机；燃烧器头部，来自气化筒的混合气体在此燃烧；温度传感器，检测气化筒的温度；其特征在于：在上述气化筒底部附近，与气化筒一体地设置筒状的传感器安装部，用于安装温度传感器，并在该传感器安装部与气化筒底部之间设置空间部，以减少气化筒向传感器安装部的热传导，更进一步地在上述传感器安装部(27)的周壁上设置多条切口(36)。

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