JP2001263613A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タール詰まりが起こりにくく、良好な気化が
行なわれる液体燃料燃焼装置を提供する。 【解決手段】 気化室内２８に設置されるウィック２９
が、熱伝導率の良い薄板材のひだ折り体３０を、中心部
に中空部３１を残し、かつひだ部が放射状になるように
棒状に形成され、しかもその棒状体の外周部が気化室内
壁に十分良好に接触するようにし、気化器外部の熱源つ
まり気化器ヒーター４８と受熱フィン４５から供給され
る熱が、ウィック２９の放射状のひだ部の直線部を通し
て最短経路で中心部に伝わるようにした。それにより、
気化室中心部においても灯油を活発に気化させることが
できるようになった。また、気化器ヒーターについて
は、Ｕターン部をノズル側に、平行部を気化器の両脇に
各配置したので、廉価なＵ字状の電熱ヒーターが格別の
形状変更を加えることもなく利用できるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気化した液体燃料
をノズルから噴出させて燃焼させる気化ブンゼン式の燃
焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の燃焼装置を、図７および
図８を用いて説明する。その内の図７は、従来例のみな
らず本発明にも適用される液体燃料燃焼装置の一般構造
を説明するためのものであり、図８はこの図７中の気化
器の従来構造を説明するためのものである。

【０００３】まず図７において、１は本体ケースで、２
はそのケース１の底部に配置された油受けタンク、３は
この油受けタンク２へ燃料を供給するためのカートリッ
ジタンクであり、油受けタンク２の上部に着脱自在に設
置されるものである。

【０００４】４は油受けタンク２から燃料を汲み出すポ
ンプで、５はこのポンプ４から供給される燃料を加熱し
て気化させる気化器、６はこの気化器５とポンプ４を接
続する燃料パイプである。

【０００５】７は気化器５で気化した燃料ガスを燃焼さ
せるバーナー部で、８はこのバーナー部７を覆う燃焼
筒、９はこの燃焼筒８の燃焼ガス排出口、１０は送風フ
ァン、１１は燃焼ガス排出口９から排出される高温の燃
焼ガスと送風ファン１０から送風される空気とが混合し
て生じる温風を吐き出すための吐出口である。

【０００６】つぎに図８において、１２は黄銅材の鍛造
物を適宜切削加工して作られるとともに上部にバーナー
部７を取り付けた気化器で、１３はポンプ４から送り込
まれてくる燃料を気化させる気化室、１４はこの気化室
１３内に設置された気化促進用のウィックで、熱伝導率
の良好な金属網状体、金属綿状体、多孔質金属体、多孔
質セラミックス等で作られたものである。

【０００７】１５は気化器１２の上部に円環状に形成さ
れるとともにその円環の上面が平坦に形成されたバーナ
ー座であり、１６はそのバーナー座１５の上面に載置さ
れて取り付けられた円筒状でしかもその上下端が開放形
の混合管、１７はこの混合管１６を覆うようにしてバー
ナー座１５に取り付けられた上端閉鎖形円筒カップ状の
バーナー筒である。これら混合管１６とバーナー筒１７
の下端裾部にはフランジが形成されており、それらフラ
ンジは図示のごとく上下に重ねられ、バーナー座１５へ
ねじ等（詳細図示せず）により適宜取り付けられてい
る。

【０００８】１８は気化室１３で発生した気化ガスを上
向きに噴射するノズルで、これについても詳細図示して
いないが、気化室１３とこのノズル１８とは連通路を介
して連通している。

【０００９】１９はバーナー座１５の下面側および気化
器１２の側面側に沿うように設けられたヒーター溝であ
り、２０、２１はそれぞれこのヒーター溝１９の内外側
のかしめ代、２２は上述ヒーター溝１９に嵌め込まれる
とともにかしめ代２０、２１によってかしめられて取り
付けられたシーズヒーターの気化器ヒーターである。

【００１０】２３はバーナー筒１７の下部裾部に穿設さ
れた炎孔で、２４はそれら炎孔２３に生成される炎から
燃焼熱を回収して気化器１２側へ伝えるために気化器１
２に一体に立設された円弧状の受熱フィン、２５は炎孔
２３に生成される燃焼炎がリフト等を起こすことなく安
定するように設けられた保炎カバーである。

【００１１】そして２６はバーナー座１５の内側のノズ
ル１８より外側の領域に開設された一次空気流入口で、
ノズル１８から燃料ガスが噴出する際に生じるエゼクタ
ー作用によって吸引される一次空気の通過する通路とな
るものである。

【００１２】このように構成された従来の液体燃料燃焼
装置において、気化器ヒーター２２によって気化器１２
が灯油の気化温度に達したあと、気化した燃料ガスがノ
ズル１８から噴出すると、噴出ガスのエゼクター作用に
より一次空気流入口２６から一次空気が吸引されるとと
もに、燃料ガスと一次空気は混合管１６内で混合された
あと混合管１６とバーナー筒１７に挟まれた通路空間を
進み、可燃混合気となって炎孔２３からバーナー筒１７
外へ吐き出される。そして、適宜点火されることにより
燃焼炎となる。

【００１３】燃焼炎が形成されたあとは、受熱フィン２
４が燃焼炎にさらされるため、気化器ヒーター２２の助
けを借りることなく気化器１２の温度を灯油の気化温度
に保つことが可能となるので、気化器ヒーター２２への
給電は遮断される。なお、燃焼炎の向きを矯正してリフ
トを防止するための保炎カバー２５も燃焼炎にさらされ
るようになっていて、受け取った熱を気化器１２へ伝え
るので、気化器１２はより一層十分に加熱されることと
なり、燃焼開始後は全燃焼領域で気化器ヒーター２２の
助けを必要とすることなく自力で灯油の気化を持続させ
ることができるようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述従来の装
置にあっては、気化室１３内の灯油を気化温度に加熱す
るための熱源部すなわち気化器ヒーター２２と受熱フィ
ン２４のいずれもが、気化器１２の外側に設けられてい
るため、その熱源部から供給される熱がウィック１４の
中心部まで十分に伝わりにくいという性質がみられた。

【００１５】つまり、ウィックが金属網状体、金属綿状
体、多孔質金属体、多孔質セラミックス等で形成されて
いるとは言うものの、ウィック外周部からその中心部に
至る熱流経路が直線的とは限らず、複雑なため、ウィッ
ク中心部を効率良く加熱することができないのであっ
た。

【００１６】そのために、ウィック中心部に気化されな
い灯油が液体のまま滞留し続けてしまう場合も起こりが
ちであった。そしてそれ故に、ウィック１４の外周部で
気化した灯油がノズル１８へ向かう途中、ウィック中心
部を通過する際に、再び冷却されてしまって液化し、タ
ール化してウィック１４ないしノズル１８を詰まらせて
しまうという問題があった。

【００１７】本発明は、上述の問題を解決して、気化器
の外側に取り付けられた熱源の熱がウィックの中心部へ
能率良く伝わるようにし、それによって安定した燃焼運
転が長期にわたって行えるようにしたものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明はそのために、気
化器と、この気化器内に形成された中空円筒状の気化室
と、熱伝導率の比較的良い薄板材で形成されたひだ折り
体が、中心部に中空部を残しかつ各ひだ部が放射状にな
るように棒状に形成され、しかもその外周部がこの気化
室の内壁に接触して設置された気化促進用ウィックと、
気化室で気化した燃料ガスを噴出するためにこの気化室
の長手方向の一端側の気化器に設けられたノズルと、こ
のノズルから噴出する燃料ガスを受け入れて燃焼させる
バーナー部と、そして平行部とＵターン部とからなり、
Ｕターン部がノズル側に、平行部が気化器の両脇に各沿
って取り付けられた気化器ヒーターとで液体燃料燃焼装
置を構成した。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は上述のように構成したも
のであり、熱伝導率の比較的良好な薄板材で形成された
ひだ折り体を、中心部に中空部を残し、かつ各ひだ部が
放射状になるように棒状に形成してウィックとなし、し
かもそのウィックの外周部を気化室の内壁面に十分良好
に接触させて設置することにより、気化器外部の熱源つ
まり気化器ヒーターと受熱フィンから供給される熱が、
ウィックつまり放射状のひだ部の直線部を通して最短経
路で中心部へ良好に伝わるようにし、気化室中心部にお
いても灯油が活発に気化するようにした。

【００２０】そして気化器ヒーターについては、Ｕター
ン部をノズル側に、平行部を気化器の両脇に各沿って取
り付け、安価なＵ字形のヒーターが格別の形状変更を加
えることなく利用できるようにした。

【００２１】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１から図６を用い
て説明する。

【００２２】これらの図において、２７は気化器であ
り、２８は気化室、２９はこの気化室２７内に取り付け
られた気化促進材のウィックである。

【００２３】そのウィック２９の形状を詳しく示したも
のが図５と図６である。

【００２４】図５において、３０は熱伝導率の比較的良
好な例えば銅金網等の薄板材をコルゲート加工つまりひ
だ折り加工したひだ折り体であり、それを図６のよう
に、中心部に中空部を残し、かつ各ひだ部が放射状にな
るよう、棒状に丸められて形成されている。図６におい
て、３１はその中心部に形成された中空部である。

【００２５】３２は、気化器２７の一端側のウィック２
９の挿入口側を塞ぐキャップで、熱伝導率の比較的悪い
ステンレス材で作られたものであり、図のように二段に
絞り加工されていて、小径の絞り部への伝導熱量ができ
るだけ抑制されるように工夫されている。

【００２６】３３は気化室２８内に液体の灯油を供給す
るための灯油供給管で、上述したキャップ３２の小径絞
り部に接続したものである。

【００２７】３４は気化室２８で気化した灯油の気化ガ
スを上向きに噴出させるノズルである。

【００２８】３５は金属平板材のバーナーベースで、裏
面（下面）に上述の気化器２７を取り付け、上面にこれ
から説明するバーナー部を取り付けたものである。

【００２９】３６がそのバーナー部であり、その構造は
従来例と同様混合管３７とその外側を覆うバーナー筒３
８とで構成され、両者は下部の裾部が全周圧入により気
密が保たれる状態で取り付けられ、その圧入部からガス
漏れが生じないようにしてある。また、各裾部のフラン
ジが上下に重ね合わされてバーナーベース３５に取り付
けられるようになっている。

【００３０】３９は気化器のノズル３４を中心にして上
向き円形台状に突き出して形成されたバーナー取付部
で、前述したバーナー部３６の下端部が同軸的に滑らか
に嵌まり込む寸法で形成されたものであり、バーナー部
３６を取り付ける際の位置決めガイドとなるものであ
る。

【００３１】４０はこのバーナー取付部３９の中心部に
開設されたノズル貫通孔で、気化器２７のノズル３４を
ここに臨ませて気化ガスのバーナー部３６内への噴射を
受け入れるととともに、気化器２７をバーナーベース３
５の裏面に取り付ける際のガイドの役目を果たすもので
ある。

【００３２】４１はバーナー取付部３９の外周側の一段
低い基部の円環状部位において混合管３７とバーナー筒
３８のフランジの重なり部を着座させるバーナー座であ
る。

【００３３】４２はバーナー筒３８の下部フランジ側に
おいて下縁が上述混合管３７とバーナー筒３８の圧入部
に臨むように開設された炎孔で、図示してはいないが、
炎孔４２の外側には適宜耐熱性の金属網を適宜設置して
あり、燃焼炎の安定形成を図るとともにバーナー部３６
内への異物の侵入を阻止している。

【００３４】４３はバーナー取付部３９のノズル貫通孔
４０より外側に開設された一次空気流入口で、図示のご
とくノズル３４からみた同一半径上に等間隔で複数個設
けられたものであり、ノズル３４から気化ガスが噴出し
てエゼクター作用が生じている間に一次空気を流入させ
る部分である。

【００３５】４４は、バーナー筒３８と混合管３７の間
において、円錐状に陥没した上端の天井部がバーナー筒
３８の同様の天井部に同心に重ね合わせにされてスポッ
ト溶接されるとともに、下方に向かって徐々に広がりな
がら下端の裾部が炎孔４２の位置より上部のバーナー筒
３８の内壁に接触して嵌まり込んで取り付けられた整流
均分筒である。

【００３６】４５は、ノズル３４側から見てバーナー座
４１の外側位置の気化器２７の上部に、バーナーベース
３５を貫通して背びれ状に突き出して形成された受熱フ
ィンで、炎孔４２に生成される燃焼炎にさらされること
によって燃焼熱の一部を気化器２７側に回収するための
ものであり、４６はこの受熱フィン４５の貫通するバー
ナーベース３５の貫通孔である。

【００３７】４７はバーナー座４１の外側の受熱フィン
４５よりさらに外側の全周にわたって設けられて燃焼炎
の安定形成を促すための保炎カバーで、バーナーベース
３５上への設置に当たっては上述の受熱フィン４５を貫
通させるとともに、下端部がバーナー部３６の裾部のフ
ランジに挟まれて取り付けられたものである。なおここ
では、受熱フィン４５の貫通する貫通孔を詳しく説明し
ていないが、バーナーベース３５に開設されているもの
と同寸のものである。

【００３８】４８は気化器２７を加熱するシーズヒータ
ー形の気化器ヒーターで、図示のごとくＵターン形に折
り曲げられてその平行部分が気化器２７の両脇に沿って
取り付けられたものであり、ノズル３４側のＵターン部
分については、気化器２７の加熱にそれ程寄与しないこ
とが明らかであることから、その部分の発熱量が控えめ
となるように作られたものである。

【００３９】４９、５０は気化器２７の両脇において気
化器ヒーター４８の平行部分を嵌め込むための上閉じ形
のヒーター溝であり、５１、５２はそれらヒーター溝４
９、５０の下部開口縁部のかしめ代である。気化器ヒー
ター４８はヒーター溝４９、５０に嵌め込まれたあとこ
れらかしめ代５１、５２のかしめ加工を経て気化器２７
に強固に固定されるものである。

【００４０】５３、５３、・・・はバーナーベース３５
の下面（裏面）に気化器２７を、上面（表面）にバーナ
ー部３６と保炎カバー４７を取り付けるための取付ねじ
である。この実施例にあっては、これら取付ねじ５３、
５３、・・・が締め付けられたときに、気化器２７とバ
ーナー部３６とはバーナーベース３５に強固に取り付け
られるようになっているが、保炎カバー４７については
バーナー部３６の下端フランジとの間に遊びを残して取
り付けられていて、保炎カバー４７のある程度の熱変形
が許されるようにしてある。

【００４１】図４は気化器２７と気化器ヒーター４８を
断面にして示したもので、５４は気化器ヒーター４８の
平行部、５５はＵターン部であり、５７は気化器ヒータ
ー４８内に埋設された抵抗発熱線で、図示されているよ
うに、平行部５４の発熱密度が比較的大となるように密
に設置され、逆にＵターン部５５のそれが比較的小とな
るように疎に設置されている。それにより、消費される
電力が気化器の加熱に可能な限り有効に利用されるよう
にしてある。

【００４２】本発明の実施例は、このように構成された
ものであり、次にその作用を説明する。

【００４３】運転開始操作がなされると、制御回路（図
示せず）が気化器ヒーター４８への通電を開始する。

【００４４】すると、気化器ヒーター４８の平行部５
４、５４の発熱量がＵターン部５５のそれより多いた
め、消費される電力が効率良く気化器２７の両脇を加熱
し、気化器２７を灯油の気化温度に素早く上昇させてゆ
く。

【００４５】本発明にあっては、気化室２８内に設置さ
れているウィック２９が、熱伝導率の優れた銅金網等の
薄板材よりなるひだ折り体３０を中心部に中空部３１を
残し、かつ各ひだ部が放射状になるように棒状に形成さ
れ、しかもその棒状体の外周部が気化室の内壁に接触す
るように一種の圧入状態で設置されているので、気化器
ヒーター４８から供給される熱がウィック２９のひだ部
を通してウィック２９の中心部へ直線的に伝わり、ウィ
ック外周部のみならず中心部の灯油をも極めて効率良く
加熱する。それ故に、中心部においても気化が旺盛に行
われることとなり、ウィック外周部で気化したものがノ
ズル３４へ向かう間にウィック中心部を通過しても、冷
却されることがなく、正常な燃焼を行なわせるのに十分
なガス温度でノズル３４から噴射させることが可能とな
った。

【００４６】また、気化器ヒーター４８の平行部５４の
負荷つまり加熱の対象が、気化器２７のうちの灯油の気
化部のみであって、図８の従来例の場合のようにバーナ
ー座を含んでいないので、ヒーター４８の発生熱が気化
部の温度を灯油の気化温度に到達させるのに極めて有効
に消費されることとなり、気化部の温度が灯油の気化温
度に素早く到達する。

【００４７】そして気化器２７の温度が所定値になる
と、制御回路はポンプ４およびノズル３４開閉用のソレ
ノイド（図示せず）を作動させ、ノズル３４から気化ガ
スをバーナー部３６の混合管３７内に向けて噴射させ
る。また、同時に点火装置（図示せず）を作動させる。

【００４８】ノズル３４から気化ガスが混合管３７に向
けて噴出されると、エゼクター作用が生じて一次空気吸
引口４３を通して一次空気の吸引が始まり、混合管３７
内でその一次空気との混合が開始される。また混合管３
７を通過した後も混合管３７壁と整流均分筒４４によっ
て次第に面積が増加するように形成された流路空間を流
下しながらなお一層の混合が促進され、炎孔４２に向か
う。そして、均一な混合ガスとなって炎孔４２からバー
ナー筒３８外へ吐き出される。この吐き出された混合ガ
スが上述の点火装置によって点火されることにより、燃
焼運転が開始されることになる。

【００４９】なお、バーナー筒３８と混合管３７との間
には、円錐状に陥没した上端の天井部がバーナー筒３８
の同様の天井部に同心に重ね合わせにされるとともに、
下方に向かって徐々に広がりながら下端の裾部がこの炎
孔位置より上部のバーナー筒３８内壁に嵌まり込んだ整
流均分筒が設けられていて、混合管３７から噴出したあ
と流れの向きが大きく変えられた混合気が、流路の途中
でよどむことなくスムーズに炎孔４２に向かうので、炎
孔４２には大きさや形状にかたよりのない安定した炎が
形成されるとともに、消火時には速やかに燃焼が完結し
て、臭気の発生が極力少なくなる。ついでながら、バー
ナー筒３８への整流均分筒４４の取り付けは、両者の上
端天井部の円錐状の陥没部を単に重ね合わせるだけでよ
く、極めて簡単に行なえる。

【００５０】また、混合管３７とバーナー筒３８とは、
下端部が圧入によって密着結合しているので、炎孔４２
から噴出すべき混合気が炎孔４２以外の隙間から漏洩す
ることはない。

【００５１】また、バーナー筒３８と混合管３７とが圧
入によって接続されている上に、その圧入接続部の下端
がバーナー取付部３９に嵌め込まれるように取り付けら
れ、しかも裾部のフランジ部が重ね合わされてバーナー
取付部３９の周囲のバーナー座４１にねじ止めされてい
るので、混合管３７とバーナー筒３８との高精度の同軸
性が容易に実現され、なおかつ長期間にわたって狂いを
生じることなく維持されるため、いずれの炎孔４２へも
常に均一量の混合気が配給されることになり、安定した
優秀な燃焼が行なわれる。

【００５２】そして時間が経過して、受熱フィン４５か
ら得られる熱量だけで気化器２７の加熱が可能になる
と、制御回路は気化器ヒーター４８への通電を遮断し、
ヒーター駆動電力が消費されることなく燃焼運転が継続
される。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、気化室内
に設置されるウィックが、熱伝導率の良い薄板材のひだ
折り体を、中心部に中空部を残し、かつひだ部が放射状
になるように棒状に形成され、しかもその棒状体の外周
部が気化室内壁に十分良好に接触するようになっている
ので、気化器外部の熱源つまり気化器ヒーターと受熱フ
ィンから供給される熱が、ウィックの放射状のひだ部の
直線部を通して最短経路で中心部に伝わるので、気化室
中心部においても灯油を活発に気化させることができる
ようになった。

【００５４】そして、気化器ヒーターについては、Ｕタ
ーン部をノズル側に、平行部を気化器の両脇に各配置し
たので、廉価なＵ字状の電熱ヒーターが格別の形状変更
を加えることもなく利用できるようになった。

【００５５】それと同時に、気化器を灯油の気化温度に
到達させるのに要する時間を大幅に短縮させることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の正面断面図である。

【図２】本発明の一実施例の側面断面図である。

【図３】本発明の一実施例の一部断面上面図である。

【図４】本発明の一実施例の下面断面図である。

【図５】ウィックの素材であるひだ折り体を説明する斜
視図である。

【図６】ウィックの一実施例の斜視図である。

【図７】本発明のみならず従来例を説明するための液体
燃料燃焼式暖房装置の断面図である。

【図８】従来例の断面図である。

【符号の説明】

２７：気化器、２８：気化室、２９：ウィック、３２：
キャップ、３３：液体燃料供給管、３４：ノズル、３
６：バーナー部、４５：受熱フィン、４８：気化器ヒー
ター、４９：ヒーター溝、５４：平行部、５５：Ｕター
ン部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 達志 千葉県柏市新十余二３番地１ 株式会社日 立ホームテック内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気化器（２７）と、この気化器（２７）
   内に形成された中空円筒状の気化室（２８）と、熱伝導
   率の比較的良い薄板材で形成されたひだ折り体が、中心
   部に中空部を残し、かつ各ひだ部が放射状になるように
   棒状に形成され、しかもその外周部がこの気化室（２
   ８）の内壁に接触して設置された気化促進用ウィック
   （２９）と、前記気化室（２８）で気化した燃料ガスを
   噴出するためにこの気化室（２８）の長手方向の一端側
   の前記気化器（２７）に設けられたノズル（３４）と、
   このノズルから噴出する燃料ガスを受け入れて燃焼させ
   るバーナー部（３６）と、そして平行部（５４、５４）
   とＵターン部（５５）とからなり、Ｕターン部（５５）
   が前記ノズル（３４）側に、平行部（５４、５４）が前
   記気化器（２７）の両脇に各沿って取り付けられた気化
   器ヒーター（４８）とで構成されていることを特徴とす
   る液体燃料燃焼装置。