JP2002267111A - 気化式石油燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気化用加熱具の気化面を液体燃料が気化できる
温度まで加熱するための電気ヒータ１２への通電を減ら
し、省電力化を図る。 【解決手段】液体燃料を気化用加熱具５へ噴射して気化
させ、これをバーナヘッド４上で燃焼させる気化式燃焼
装置１７において、最大燃焼時にヒータ１２への通電な
しで燃料を気化できるように受熱フィン１８の形状（受
熱面積）を設計している。そして、気化用加熱具５の２
次空気流路側に面して放熱フィン１９を設け、最大燃焼
時以外の時には受熱フィン１８が異常昇温しないように
放熱フィン１９へ冷却用空気が流れるように切替用ダン
パ２０を設ける。これにより運転開始初期以外は、電気
ヒータ１２への通電が不要となり、省電力化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油等の液体燃料
を気化用加熱具で気化させて燃焼させる気化式燃焼装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の石油等の液体燃料を気化させて燃
焼させる気化式燃焼装置の一例を示せば、図４の縦断面
図の通りである。この気化式燃焼装置１は、空気室２と
燃焼室３とが区画されており、燃焼室３にバーナヘッド
４と気化用加熱具５とが設置されている。気化用加熱具
５は、燃焼室３側に受熱フィン６が設けられており、反
対側には液体燃料の気化面７が形成されている。この気
化面７に臨んでは、液体燃料の噴射ノズル８が設けられ
ており、燃料タンク９に貯留された液体燃料１０がポン
プ１１によって汲み上げられて、気化面７へ向けて噴射
されるようになっている。また気化用加熱具５には、気
化面を加熱するための電気ヒータ１２が埋設されてい
る。気化用加熱具５は、気化面７で気化した液体燃料と
空気とを混合し、気化燃料を生成する気化器１３を構成
する。

【０００３】この気化式燃焼装置１では、先ず、電気ヒ
ータ１２をＯＮにして気化面７を加熱する。そして、気
化面７の温度が液体燃料１０を気化する温度に達した
ら、燃料ポンプ１１を駆動させてタンク９内の液体燃料
１０を噴射ノズル８から気化面７へ噴射する。気化面７
へ噴射された液体燃料１０は、気化面７の熱により気化
され、混合室１４において空気と混合される。次に、気
化燃料は、同図の実線で示す如く、バーナーヘッド４の
炎口１５ａからと吐出され、イグナイタ（図示せず）に
よって点火されて燃焼を始める。このとき、２次空気の
噴出口１５ｂからは燃焼用の２次空気が吐出される。こ
の２次空気は、混合室１４へ供給される空気とは別経路
で２次空気室２へ供給され、前記噴出口１５ｂから吐出
される。燃焼ガスは、図示しない熱交換器において、水
を加熱する。

【０００４】燃焼が開始された後は、燃焼室３の燃焼熱
の一部が気化用加熱具５の受熱フィン６を加熱し、気化
面７の全体へ伝達される。そのため、燃焼開始後は、電
気ヒータ１２は、バーナヘッド４での燃焼が行われない
か、又は燃焼熱の一部を回収して気化面７を加熱するだ
けでは液体燃料が気化する温度に達し得ない場合に、気
化面７の温度を液体燃料が気化できる温度にすることを
目的として補助的に使用される。なお、図４において、
符号１６は、燃焼用の新鮮空気の流入量をコントロール
するための気化器ダンパである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の気
化式燃焼装置１では、運転開始時に、電気ヒータ１２に
よる加熱によって液体燃料１０を気化させる温度まで昇
温させ、燃焼開始後は受熱フィン６を介して燃焼熱を回
収することで気化面７の温度を液体燃料が気化できる２
５０℃程度の温度に維持するようにしている。

【０００６】ところが、燃焼開始後の最大燃焼時に、電
気ヒータ１２の通電なしで液体燃料を気化できるように
気化用加熱具５の受熱フィン６の形状を設計すると、熱
回収量が多くなり、受熱フィン６が異常昇温して溶融等
のダメージを受けるという欠点がある。そのため、受熱
フィン６による熱回収量を低く抑えて、足りない分の熱
量については、電気ヒータ１２で加熱するようにしてい
るのが現状である。そのため、電気ヒータ１２を絶えず
通電状態にしておかねばならず、電気の使用量が多く、
ランニングコストが大きいという欠点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題
に鑑みてこれを改良除去したものであって、最大燃焼時
に電気ヒータへの通電なしで燃料を気化できるように受
熱フィンの形状を設計し、最大燃焼時以外のときには受
熱フィンが異常昇温しないようにこれを２次空気で冷却
するようにした気化式石油燃焼装置を提供せんとするも
のである。

【０００８】前記課題を解決するために本発明が採用し
た請求項１の手段は、液体燃料を気化用加熱具へ噴射し
て気化させ、これをバーナヘッド上で燃焼させる気化式
燃焼装置において、最大燃焼時にヒータ通電なしで燃料
を気化できるように受熱フィンの形状を設計している。
そして、気化用加熱具の２次空気流路側に面して放熱フ
ィンを設け、最大燃焼時以外の時には受熱フィンが異常
昇温しないように放熱フィンへ冷却用空気が流れるよう
に切替用ダンパを設けている。このように、受熱フィン
の形状（受熱面積量）を設計することにより、最大燃焼
時は、燃焼室の熱を受熱フィンで回収することによって
気化用加熱具の気化面を液体燃料が気化できる程度まで
加熱することができ、電気ヒータへ通電しなくてもよ
い。一方、このように受熱フィンの形状を設計すること
により、最大燃焼時以外の時には受熱フィンからの熱回
収量の方が液体燃料を気化させる気化熱量よりも多くな
り、気化器が過加熱状態に陥る。そこで、この発明で
は、最大燃焼時以外の時には、気化用加熱具に設けた放
熱フィンに２次空気を流すことにより、過加熱状態の気
化用加熱具を冷却し、気化器を保護するようにしてい
る。

【０００９】また本発明が採用した請求項２の手段は、
上記装置において、放熱フィンが２次空気の流路に面し
て設けられ、放熱フィンを冷却した空気が燃焼用に用い
られるようにしている。放熱フィンを通過した空気は加
熱され、２次空気室へ送られる。そのため、この温かい
２次空気により、隣りの混合室も温められることにな
り、混合室へ供給された気化燃料の結露を防止すること
ができる。

【００１０】更に、本発明が採用した請求項３の手段
は、上記装置において、切替用ダンパで冷却風量を調節
するようにしている。この切替用ダンパを調節すること
により、放熱フィン側へ流れる冷却風量と、２次空気室
側へ流れる風量とを調節することができ、燃焼状態に応
じた放熱フィンの冷却が可能である。従って、最大燃焼
時以外のときは、気化用加熱具の表面を液体燃料が気化
できる温度に維持した上で受熱フィンの異常昇温を防止
することが可能であり、電気ヒータへの通電を燃焼開始
初期のみとすることで、優れた省電力化が可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成を図面に示
す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りであ
る。なお、従来の場合と同一符号は同一部材である。図
１乃至図３は本発明の一実施の形態に係るものであり、
図１は気化式石油燃焼装置１７の横断平面図、図２は同
装置１７の部分断面斜視図、図３は熱回収量と気化に必
要な熱量との関係を示す特性図である。図１及び図２に
示す如く、この気化式石油燃焼装置１７にあっては、最
大燃焼時にヒータ通電なしで燃料を気化できるように受
熱フィン１８の形状（受熱面積量）を設計している。そ
して、気化用加熱具５の２次空気流路側に面して放熱フ
ィン１９を設け、最大燃焼時以外の時には受熱フィン１
８が異常昇温しないように放熱フィン１９へ冷却用空気
が流れるように切替用ダンパ２０を設けている。

【００１２】なお、気化器１３内の気化面７を通って混
合室１４へ供給される混合用の空気と、前記放熱フィン
１９を通って２次空気室２へ供給される２次空気との流
入口側は、隔壁２１によって区画されている。混合用の
空気は、気化器ダンパ１６によってその流入量がコント
ロールされ、２次空気は切替用ダンパ２０によってその
流入量がコントロールされる。図２において、符号２２
は温度センサである。この温度センサ２２は、気化用加
熱具５の受熱フィン１８側の温度を検出し、過加熱状態
のときには放熱フィン１９へ流れる冷却用の空気（２次
空気）の流入量を増加させるべく、切替用ダンパ２０を
制御する。

【００１３】このように、最大燃焼時に電気ヒータ１２
への通電なしで燃料を気化できるように受熱フィン１８
の形状（受熱面積量）を設計することにより、最大燃焼
時は、燃焼室３の熱を受熱フィン１８で回収することに
よって気化用加熱具５の気化面７を液体燃料が気化でき
る程度まで加熱することができ、電気ヒータ１２へ通電
しなくてもよい。一方、このように受熱フィン１８の形
状を設計することにより、図３の熱回収量と気化必要熱
量の特性図で示す通り、最大燃焼時以外の時には受熱フ
ィン１８からの熱回収量の方が液体燃料を気化させる気
化熱量よりも多くなり、気化器１３が過加熱状態に陥
る。

【００１４】そこで、この実施の形態にあっては、最大
燃焼時以外の時には、図３の斜線で示す回収余剰の熱量
を冷却して消費すべく、温度センサ２２からの信号に基
づいて切替用ダンパ２０を開閉操作して気化用加熱具５
に設けた放熱フィン１９に流す２次空気の量をコントロ
ールし、過加熱状態の気化用加熱具５を冷却し、気化器
１３を保護するようにしている。この受熱フィン１９へ
供給する２次空気の量は、当該気化式石油燃焼装置１７
を制御する中央演算処理装置等によって自動的に行うこ
とが可能である。また受熱フィン１９を通過した２次空
気は、受熱フィン１９と熱交換されて温められ、２次空
気室２の室温を高くする。そのため、隣位の混合室１４
の気化された混合気も温められるようになり、当該混合
気が冷やされて結露する等による異常燃焼の問題もなく
なる。

【００１５】従って、本装置１７では、燃焼開始時に気
化用加熱具５が石油等の液体燃料を気化できる程度の温
度（２５０℃）まで加熱するために電気ヒータ１２へ通
電を行う必要があるが、燃焼開始後は燃焼室３の燃焼熱
を受熱フィン１８で回収して液体燃料を気化することが
でき、電気ヒータ１２への通電が不要となるので、その
分だけ省電力化を図ることが可能である。

【００１６】ところで、本発明は上述した実施の形態に
限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例
えば、受熱フィン１８は放熱フィン１９に近いものの受
熱面積を大きくし、気化用加熱具５の両側での熱回収を
促進させ、過加熱状態のときには効率よく、放熱フィン
１９で異常昇温を抑制するように冷却することも可能で
ある。また受熱面積を大きくするのは、受熱フィン１９
の間隔を狭くし、フィン密度を大きくするようにしても
よい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
最大燃焼時にヒータ通電なしで燃料を気化できるように
受熱フィンの形状を設計すると共に、気化用加熱具の２
次空気流路側に面して放熱フィンを設け、最大燃焼時以
外の時には受熱フィンが異常昇温しないように放熱フィ
ンへ冷却用空気が流れるように切替用ダンパーを設けた
から、最大燃焼時は、燃焼室の熱を受熱フィンで回収す
ることによって気化用加熱具の気化面を液体燃料が気化
できる程度まで加熱することができる。また最大燃焼時
以外の時には受熱フィンからの熱回収量の方が液体燃料
を気化させる気化熱量よりも多くなり、気化器が過加熱
状態に陥るので、気化用加熱具に設けた放熱フィンに２
次空気を流すことにより、過加熱状態の気化用加熱具を
冷却し、気化器を保護するようにしている。従って、運
転開始初期を除き、電気ヒータへ通電しなくてもよくな
り、著しい省電力化が可能である。

【００１８】また本発明にあっては、放熱フィンを２次
空気の流路に面して設け、放熱フィンを冷却した空気で
２次空気室及び隣位の混合室を温めることができるの
で、混合室へ供給された気化燃料の結露を防止すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る気化式石油燃焼装
置の横断平面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る気化式石油燃焼装
置の部分断面斜視図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るものであり、回収
熱量と気化必要熱量との関係を示す特性図である。

【図４】従来の気化式石油燃焼装置の全体を示す概略縦
断面図である。

【符号の説明】

２…２次空気室、３…燃焼室、４…バーナヘッド、５…
気化用加熱具、７…気化面、８…ノズル、１２…電気ヒ
ータ、１３…気化器、１４…混合室、１５ａ…炎口、１
５ｂ…２次空気噴出口、１６…気化用ダンパ、１７…気
化式石油燃焼装置、１８…受熱フィン、１９…放熱フィ
ン，２０…切替用ダンパ、２２…温度センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体燃料を気化用加熱具へ噴射して気化さ
   せ、これをバーナヘッド上で燃焼させる気化式燃焼装置
   において、最大燃焼時にヒータ通電なしで燃料を気化で
   きるように受熱フィンの形状を設計すると共に、気化用
   加熱具の２次空気流路側に面して放熱フィンを設け、最
   大燃焼時以外の時には受熱フィンが異常昇温しないよう
   に放熱フィンへ冷却用空気が流れるように切替用ダンパ
   を設けたことを特徴とする気化式石油燃焼装置。
2. 【請求項２】放熱フィンが２次空気の流路に面して設け
   られ、放熱フィンを冷却した空気が燃焼用に用いられる
   請求項１に記載の気化式石油燃焼装置。
3. 【請求項３】切替用ダンパで冷却風量を調節するように
   した請求項１又は２に記載の気化式石油燃焼装置。