JP2003329217A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents
液体燃料燃焼装置Info
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Abstract
炭素の発生を防止し、気化器の電力消費を低減したもの
である。 【解決手段】 気化器20の気化ガス出口23から噴出
する気化ガスを搬送通路27内の中央方向に誘導する気
化ガス制御部30を設けて気化ガスの混合を促進するこ
とによって、炎口31に形成される火炎52の分布を均
一化するとともに、燃焼ガスの排ガス特性の悪化を防止
し、加えて、気化器の消費電力を抑制したものである。
Description
暖房機の熱源として搭載される気化式の液体燃料燃焼装
置に関するものである。
は、特開平8−21606号公報に記載されているよう
なものがあった。
出された液体燃料は、燃料管2を通ってノズル3に達
し、電気ヒータ4を埋設した気化器5へ噴出される。
7を介して気化器5に導入されるものである。
と気化器5で気化された燃料とは混合室9で充分に混合
され、混合気10としてこの混合室9の上部設けられた
炎口11から噴出されるものである。
次空気通路、13はこの2次空気通路12の上部に設け
られた2次空気口、14は気化器5の側部から炎口11
の上方に突出する受熱フィン、15は、1次空気通路8
の入り口に開閉により送風路7の断面積を変化させると
ともに、閉時に1次空気通路8を略閉塞するために設け
られた空気量調節手段、16は炎口12上に形成された
燃焼炎である。
定の温度に加熱されると、ポンプ1を介して送られてき
た液体燃料は、ノズル3から気化器5へ液滴となって送
出され、加熱気化される。
路7を通り、その一部は1次空気通路8から気化器5内
へ導入されて気化された燃料と混合し、次いでこの可燃
混合気は混合室9で均一に混合された後、炎口11で燃
焼し、燃焼炎16を形成するものである。残りの空気は
2次空気通路12から炎口11の近傍に設けられた2次
空気口13に供給され、燃焼に寄与される。
ン14を介して気化器5に伝達されるもので、したがっ
て以降は電気ヒータ4の通電を停止若しくは規制しても
燃料気化は継続して行われる。
段15を開け、気化器5に多量の空気を導入して燃焼を
促進させ、逆に、燃焼量が小さい場合は、1次空気通路
8を閉塞して、耐風性能を向上し、燃焼範囲を拡大させ
るようになっていた。
来の構成では、ノズル3から供給される燃料が気化器5
内で気化し、可燃混合気10として混合室9に供給され
る時に、可燃混合気10の混合が不十分なため、炎口1
1上に形成される燃焼炎16の分布が不均一になり、局
部的なリフト現象を起こし、刺激臭や一酸化炭素を発生
するという課題を有していた。
炎16のリフトにより、受熱フィン14に燃焼熱が伝わ
らず、電気ヒータ4の消費電力が増加するという課題も
有していた。
で、混合室内での可燃混合気の混合を促進し、炎口に形
成される燃焼炎の分布を均一化して刺激臭や一酸化炭素
発生を抑制し、加えて気化器の加熱を効率的に行うこと
を目的とする。
るために、本発明の液体燃料燃焼装置は、液体燃料を気
化する気化器と、気化器の下流側に連通する搬送通路
と、搬送通路の下流側に設置された炎口と、気化器の気
化ガス出口の近傍に、気化ガス出口から噴出する気化ガ
スを搬送通路内の中央方向に誘導する気化ガス制御部を
備えたものである。
の混合を促進し、炎口上に形成する火炎の分布を均一化
して、刺激臭や一酸化炭素の発生を抑制して燃焼ガスの
悪化を防止し、気化器の加熱手段の消費電力を増加しな
いようにしている。
体燃料を気化する気化器と、この気化器の下流側に搬送
通路を介して連通された炎口と、前記気化器の気化ガス
出口の近傍に設けた気化ガス制御部とを具備し、この気
化ガス制御部により気化ガス出口から噴出する気化ガス
を搬送通路内の中央方向に誘導するようにしたことによ
り、搬送通路内での気化ガスの混合を促進し、炎口に形
成される火炎の分布を均一化したものである。
を介して介在させることにより、この間隙を介して気化
ガスの一部を搬送通路の内壁に沿って通過させて気化ガ
スの流れの死角をなくした。
成することにより、この気化ガス制御部に炎口上の火炎
の熱を伝え、これによって気化ガスの再結露を防止する
とともに、気化ガスの混合を促進した。
近傍の外壁を突出して構成することにより、気化ガスの
流れを変化させるときに燃焼開始初期から気化ガスの温
度を低下させないで、気化ガスの再結露を防止するとと
もに、気化ガスの混合を促進した。
に突出して構成することにより、気化ガスの流れを搬送
通路の内壁に沿わせ、曲面を活用して搬送通路の通路抵
抗を増大させないようにして気化ガスの混合を促進し
た。
の周囲に搬送通路に向かって徐々に開口が狭くなる絞り
部を設けることにより、気化ガスの流れに少しずつ変化
を加えて気化ガスの流れの乱れを防止し、均一な混合気
の流れをさせるようにした。
の窪み部に搬送通路突起部を設けることにより、気化器
の気化ガス出口を出た気化ガスが搬送通路突起部により
先ず流れを変え、次いで、気化ガス制御部により流れを
変えられて炎口に向かい、そこに形成される火炎の分布
を均一となし、結果的に燃焼量を増加して気化器の加熱
を確実なものとした。
部に、炎口下突起部を設けることにより、気化ガス制御
部により変化させられた気化ガスの配分を気化器近傍の
炎口に向かわせ、これにより気化器近傍の炎口での燃焼
量を増加して気化器の加熱を確実なものとした。
暖房機の熱源用に搭載することによって、それらの効率
的運転が可能となる。
しながら説明する。
実施例を示し、石油などの液体燃料は、燃料ポンプ17
を運転することで燃料供給ノズル18に燃料路19を介
して供給される。
た気化器20は、アルミ、アルミダイカスト、黄銅、
銅、鋳鉄などの熱伝導の良い、耐熱材料で筒状に形成さ
れている。
が臨むように一部を開口した気化器蓋22が設けられて
いる。この気化器蓋22もアルミ、アルミダイカスト、
黄銅、銅等の熱伝導の良い材料でつくられている。燃料
供給ノズル18は送風管21内に位置し、燃料噴出方向
が気化器20に向けて設定されている。
構成させる気化ガス出口23が設けられている。気化器
20における燃料供給ノズル18の対向する内壁と気化
器20側部の内壁が気化面24を構成している。そして
燃料供給ノズル18が対向する内壁に下方ほど燃料供給
ノズル18側に近づくような傾斜面25が設けてある。
で、傾斜面25から気化器蓋22に向けて伸展させてい
る。この出口突起26により気化ガス出口23は、2つ
の出口に構成されている。
られたアルミ、アルミダイカスト、黄銅、銅などの熱伝
導の良い耐熱材料で碗状に形成された搬送通路27は、
気化ガス出口23の下方部分に窪み部28を有し、その
窪み部28から気化器20と反対の方向に向かって斜面
29を立ち上げている。
り搬送通路の27の底部に向けて伸展させられ、銅、黄
銅、アルミ、アルミダイカストなどの熱伝導の良い材料
で形成された平板状の気化ガス制御部30は、気化ガス
出口23の2つの出口のそれぞれに設け、気化ガスの流
れが出口突起26の方向(気化器20の中心方向)に向
かうように設定するものである。
セラミックなどの耐熱材料でつくられた多孔状の炎口3
1が設けられている。
その内側の空間は気化器20、搬送通路27、炎口31
の周囲を囲むように設けられた空気通路33となってい
る。炎口31に隣接するように設けられ、同炎口31を
複数個に分割する筒状の2次空気通路34は、炎口31
の下流側に向かって臨む複数個の2次空気噴出口35を
有するものである。
向かって同一平面になるように構成される。2次空気通
路34は気化器20に対して並行に配置され、その両端
が空気通路33に連通される。
た側壁36で、燃焼室37が形成される。
ように形成されたフィン状の受熱部38は、炎口31の
上方に張り出すような位置に複数個配置されている。
上方を覆うように載置された熱交換器39は、熱伝導の
良い、耐熱性の銅やアルミ材料を用いて筒状に構成さ
れ、温水管を通したフィンブロックを有する。
根車には高圧を出せるターボファンやラジアルファンな
どを用い、それをモータで回転させるようにしてあり、
空気通路33の側部の一部に連通された送風通路42に
連結されている。そしてこの送風通路42の内部に前記
送風管21が設けられている。
される手前の位置に、送風通路42と連通する複数個の
連通口43が設けられている。
節器で、開閉によって送風管21の送風抵抗を変化させ
る閉止ダンパ45および上部ダンパ46と、これらの閉
止ダンパ45と上部ダンパ46を回転駆動する駆動装置
47とで構成されている。
2枚の板の板面を軸として同軸上に回転させる構成で、
上下方向の開閉でも左右方向の開でも良い。
り口に接触する側に設けられ、一部に複数個の透孔48
を設けている。上部ダンパ46は閉止ダンパ45の外側
に重なり合う位置に設けられ、最小燃焼量を含む領域の
モードの時は閉止ダンパ45に略接触して透孔48を略
閉塞し、燃焼量が中間の領域のモードの時は閉止ダンパ
45との間に角度を設けて透孔48を開口させるように
構成されている。燃焼量が最大になる領域を含むモード
の時は、閉止ダンパ45と上部ダンパ46がともに開放
され、送風管21の入り口が最大に拡大される。
ノイドやモータと歯車、カムなどを用いて閉止ダンパ4
5と上部ダンパ46がそれぞれの動作を行うように組み
合わせて構成され、その駆動部分が閉止ダンパ45と上
部ダンパ46に連結されている。
0に鋳込まれたニクロム線、カンタル線などの電気式の
発熱体で構成される。
気化器温度検知部で、サーミスタ、熱電対などで構成さ
れる。
熱手段49をオン、オフさせて、気化器20を所定の温
度に維持する制御部である。この制御部51は、運転ス
イッチの指示や負荷の大きさにより燃料ポンプ17と送
風機41と空気調節器44を作動し、適正な状態にコン
トロールするように設けられている。
は空気の流れ、54は可燃の気化ガスの流れである。
て、以下その動作、作用を説明する。まず、電源(図示
せず)を投入すると加熱手段49に通電され、気化器2
0が加熱される。
器温度検知部50がそれを検知し、その検知信号を受け
た制御器51の指示により加熱手段49をオン、オフさ
せるものである。その結果、気化器20は予熱温度(例
えば220〜260℃)に維持されることとなる。
より送風機41が作動し、燃焼用空気が供給される。送
風通路41に供給された空気53は空気調節器44の閉
止ダンパ45と上部ダンパ46で空気量を調節した後、
送風管21内に供給される1次空気と2次空気通路34
内に供給される2次空気とに分けられる。
体燃料が燃料供給ノズル18から気化器20に噴霧され
る。液体燃料は高温の気化面24で気化され、送風管2
1を介して供給される空気53と混合されながら、気化
ガス出口23を通り、気化ガス出口23に沿って装着さ
れている気化ガス制御部30に衝突し、流れを変えられ
ながら通過して、搬送通路27の略中央に搬送され、そ
の後混合を促進されて、均一な可燃の気化ガス54とな
って炎口31に送られる。
1から噴出する可燃の気化ガス54に着火すれば燃焼炎
52が形成され燃焼を開始する。
38で受けて、気化器20は加熱される。燃焼状態は火
炎52を検知する炎検知部(フレームロッド:図示な
し)により監視され、安定燃焼を持続させる。また燃焼
で生じた高温の燃焼ガスは、熱交換器39で熱交換され
排出される。
4の閉止ダンパ45と上部ダンパ46を最大に開けて送
風管21の通路抵抗を最小にし、送風機41の回転数を
最高にする。
大となり、上部ダンパ46は閉止ダンパ45に接触して
いるか角度を設定されて更に大きく開けられているかの
どちらでも良い。
プ17の出力を低下させると同時に送風機41の回転数
を減少させる。
パ45を送風管21に接触させ、上部ダンパ45をその
外側から覆うように接触させ、送風管21を略閉塞し通
路抵抗を最大にする。
送風管21の連通口43から導入され、燃焼反応を緩慢
にするので、燃焼量が減少しても炎口31に火炎が密着
することがないので、同炎口31の温度が上昇し赤熱状
態になることをがなく、搬送通路27への逆火や炎口3
1の熱変形を防止できる。
とにより、燃焼量調節幅が大きくなることとなる。
5を送風管21に接触させ送風管21を略閉塞し、上部
ダンパ46をその外側から覆うように角度を持たせて開
口し、閉止ダンパの透孔48を開口し送風管21の送風
抵抗を最大燃焼量を含む領域と最小燃焼量を含む領域の
中間の領域設定している。
入され、燃焼反応を促進させて安定な燃焼を行うように
している。
燃料を気化する気化器20と、気化器20の下流側に連
通する搬送通路27と、搬送通路27の下流側に設置さ
れた炎口31と、気化器20の気化ガス出口23の近傍
に、この気化ガス出口23から噴出する気化ガス54を
搬送通路27内の中央方向に誘導する気化ガス制御部3
0を備えることにより、搬送通路27内で、気化ガス出
口23から搬送通路27の周壁沿いに流れる濃度の濃い
混合気54を搬送通路27の中央方向に向けて、空気5
3との混合を促進し、炎口31上に形成する火炎52の
分布を均一化することができる。
防止して、刺激臭や一酸化炭素の発生を防止し、燃焼ガ
スの排ガス特性を向上することができる。
2が均一になり、受熱部38に対して均等に熱を加える
ので、受熱部38の不均一な余剰の空気53による冷却
を防止して気化器20への受熱量を増加し、結果的に
は、加熱手段49を使用する時間の短縮化、加熱手段4
9の消費電力低減化が図れる。
23の近傍に設けるので、気化ガス出口23から噴出す
る気化ガス54に対して、気化ガス54の再結露に至る
前に流れを分散しやすく、下流側に設ける炎口31の全
域に均一な混合気54を送ることができる。
を送風通路41の中に設け、最大燃焼量を含む領域と、
最小燃焼量を含む領域と、それらの中間領域の時に送風
管21に導入する1次空気量をそれぞれ段階的に調節す
ることにより、燃焼量調節範囲を大幅に拡大するととも
に、この広い調節範囲において耐風性能を良好に保つこ
とができる。
パ45と上部ダンパ46を気化器20の予熱待機中に閉
止することにより、気化器20と搬送通路27の温度低
下を防止でき、気化器20の加熱手段49の消費電力の
低減を行うことができる。
を示し、実施例1と異なるところは、気化ガス制御部3
0を搬送通路27の内壁に間隙55を介して挿入した点
である。
て、以下その動作、作用について説明する。
る気化ガス54は、気化ガス制御部30に衝突し、流れ
を変えられ搬送通路27の中央方向に誘導される。この
時、搬送通路27に衝突する気化ガス54の一部は、気
化ガス制御部30と搬送通路27の内壁との間隙を通過
して、気化ガス制御部30の下流側における混合気54
の流れの死角を防止するようにしている。
54を均一に形成し、火炎52の局部的なリフトを防止
して、刺激臭や一酸化炭素の発生を防止し、燃焼ガスの
排ガス特性を向上することができる。
死角を解消させて、気化ガス制御部30を設けた影響を
低減し、炎口31に均一な火炎52を形成することがで
きる。
例を示し、実施例1と異なるところは、混合気制御部3
0を炎口の一部の炎口側部56を伸展して構成した点で
ある。
て、以下その動作、作用について説明する。
る気化ガス54は、炎口31の一部で構成される気化ガ
ス制御部30に衝突し、流れを変えられ搬送通路27の
中央方向に誘導される。
0に伝わり、気化ガス制御部30の温度を上昇させ、気
化ガス54が衝突しても再結露を起こさないようにして
いる。
ス54を均一に形成し、火炎52の局部的なリフトを防
止して、刺激臭や一酸化炭素の発生を防止し、燃焼ガス
の排ガス特性を向上することができる。
2が均一になり、受熱部38に対して均等に熱を加える
ので、気化器20への受熱量が増加し、加熱手段49を
使用する時間が短縮され、加熱手段49の消費電力を低
減できる。
混合気制御部30を構成するので、新たな部品を追加す
る必要がなく、コストアップを防止することができる。
を示し、実施例1と異なるところは、気化ガス制御部3
0を気化器20の気化ガス出口23近傍の外壁57を突
出して構成した点である。
て、以下その動作、作用について説明する。
気化ガス54は、気化ガス制御部30に衝突し、流れを
変えられ搬送通路27の中央方向に誘導されるようにし
ている。
と同一の材質(アルミダイカスト、鍛造等)で構成し
て、気化ガス54の流れを変化させるときに気化ガス5
4の温度を低下させないで、混合の促進を行うようにし
ている。
ス54を均一に形成し、火炎52の局部的なリフトを防
止して、刺激臭や一酸化炭素の発生を防止し、燃焼ガス
の排ガス特性を向上することができる。
2が均一になり、受熱部38に対して均等に熱を加える
ので、気化器20への受熱量が増加し、加熱手段49を
使用する時間が短縮され、加熱手段49の消費電力を低
減できる。
と一体で成型でき、混合気出口23との位置を精度良く
構成でき、混合のばらつきを低減することができる。
で成型すれば、気化ガス制御部30に厚みを構成して、
熱容量を大きくできるので、気化ガス制御部30の温度
を上昇させ、気化ガス54が衝突しても再結露を起こさ
ないようにすることができる。
を示し、実施例1と異なるところは、気化ガス制御部3
0を搬送通路27の内壁58を内側に突出して構成した
点である。
て、以下その動作、作用について説明する。
気化ガス54は、搬送通路27の内壁58より突出して
構成する気化ガス制御部30に衝突し、流れを変えられ
搬送通路27の中央方向に誘導されるようにしている。
この時、搬送通路27の内壁58をなめらかな曲面で構
成できるので、気化ガス54が搬送通路27の通路抵抗
を増大させないようにして混合を促進するようにしてい
る。
54を均一に形成し、火炎52の局部的なリフトを防止
して、刺激臭や一酸化炭素の発生を防止し、燃焼ガスの
排ガス特性を向上することができる。
2が均一になり、受熱部38に対して均等に熱を加える
ので、気化器20への受熱量が増加し、加熱手段49を
使用する時間が短縮され、加熱手段49の消費電力を低
減できる。
ないので、送風機41への負荷が抑制され、回転数の増
加による送風機41の騒音を防止できる。
を示し、実施例1と異なるところは、気化ガス制御部3
0を気化器20の気化ガス出口23の周囲に搬送通路2
7に向かって徐々に開口が狭くなる絞り部59で構成し
た点である。またこの絞り部59は熱伝導の良い銅やア
ルミやアルミダイカスト等で構成するか、気化器20と
一体で構成している。
て、以下その動作、作用について説明する。
る気化ガス54は、気化ガス制御部30の絞り部59に
沿って流れを変えられ搬送通路27の中央方向に誘導さ
れるようにしている。この時、気化ガス54の流れを絞
り部59の内壁に沿わせ、気化ガス54の流れに少しず
つ変化を加えて混合を促進し、乱れを防止するようにし
ている。
ス54の乱れを防止しながら均一な気化ガス54の流れ
を形成することができ、火炎52の局部的なリフトを防
止して、刺激臭や一酸化炭素の発生を防止し、燃焼ガス
の排ガス特性を向上することができる。
2が均一になり、受熱部38に対して均等に熱を加える
ので、気化器20への受熱量が増加し、加熱手段49を
使用する時間が短縮され、加熱手段49の消費電力を低
減できる。
23の周囲に設けるので、気化ガス54のすべてに気化
ガス制御部30の作用を及ぼすことができ、気化ガス5
4の混合促進を向上させることができる。
を示し、実施例1と異なるところは、気化ガス制御部3
0の下方に位置する搬送通路27の窪み部28に搬送通
路突起部60を設ける点である。
て、以下その動作、作用について説明する。
気化ガス54を、気化ガス制御部30と搬送通路27の
搬送通路突起部60に衝突させ、流れを変えて搬送通路
27の中央方向と気化器20近傍の炎口31に誘導する
ようにしている。
制御部30と搬送通路突起部60を用いて搬送通路27
内の気化ガス54の混合促進を行うので、気化器20近
傍の炎口31上の火炎52の燃焼量の増加を行い、火炎
52の分布を均一に形成でき、気化器20の受熱部38
の受熱特性を向上でき、加熱手段49を使用する時間が
短縮され、加熱手段49の消費電力を低減できる。
を示し、実施例1と異なるところは、気化ガス制御部3
0の下流に位置する炎口31の下部に、炎口下突起部6
1を設ける点である。
て、以下その動作、作用について説明する。
る気化ガス54は、気化ガス制御部30に衝突し、混合
を促進させられ、その後に搬送通路27の傾斜部29に
沿って流れ、その一部が炎口31の下部に設ける炎口下
突起部61に衝突し、気化ガス54の一部を気化器20
近傍の炎口31に向かわせ、気化器20の受熱部38近
傍の火炎52の燃焼量を増加し、受熱部38の受熱特性
を向上するようにしている。
20の受熱部38の近傍の火炎52の燃焼量が増加し、
受熱部38に対して均等に熱を加えるので、気化器20
への受熱量が増加し、加熱手段49を使用する時間が短
縮され、加熱手段49の消費電力を低減できる。
部に設けるとしたが、炎口31に沿って設ける2次空気
通路34の下部に設けることも可能である。
給湯機や暖房機の熱源用に搭載すれば、高効率の給湯、
暖房が可能となるものである。
する気化器と、気化器の下流側に連通する搬送通路と、
搬送通路の下流側に設置された炎口と、気化器の気化ガ
ス出口の近傍に、気化ガス出口から噴出する気化ガスを
搬送通路内の中央方向に誘導する気化ガス制御部を備え
たものであるから、搬送通路内での気化ガスの混合を促
進し、炎口上に形成する火炎の分布を均一化して、刺激
臭や一酸化炭素の発生を抑制して燃焼ガスの悪化を防止
し、また気化器の電力消費量の低減も図れるものであ
る。
断面図
動作図
断面図
断面図
断面図
断面図
断面図
断面図
Claims (10)
- 【請求項1】 液体燃料を気化する気化器と、この気化
器の下流側に搬送通路を介して連通された炎口と、前記
気化器の気化ガス出口の近傍に設けた気化ガス制御部と
を具備し、上記気化ガス制御部により気化ガス出口から
噴出する気化ガスを搬送通路内の中央方向に誘導するよ
うにした液体燃料燃焼装置。 - 【請求項2】 気化ガス制御部は、搬送通路の内壁に間
隙を介して介在させた請求項1記載の液体燃料燃焼装
置。 - 【請求項3】 気化ガス制御部は、炎口側部を伸展して
構成した請求項1のいずれか1項記載の液体燃料燃焼装
置。 - 【請求項4】 気化ガス制御部は、気化器の気化ガス出
口近傍の外壁を突出して構成した請求項1記載の液体燃
料燃焼装置。 - 【請求項5】 気化ガス制御部は、搬送通路の内壁を内
側に突出して構成した請求項1記載の液体燃料燃焼装
置。 - 【請求項6】 気化ガス制御部は、気化器の気化ガス出
口の周囲に搬送通路に向かって徐々に開口が狭くなる絞
り部を設けて構成した請求項1記載の燃焼装置。 - 【請求項7】 気化ガス制御部の下方に位置する搬送通
路の窪み部に搬送通路突起部を設けた請求項1〜6のい
ずれか1項記載の液体燃料燃焼装置。 - 【請求項8】 気化ガス制御部の下流に位置する炎口の
下部に、炎口下突起部を設けた請求項1〜7のいずれか
1項記載の液体燃料燃焼装置。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項記載の液体
燃料燃焼装置を熱源用に搭載した給湯機。 - 【請求項10】 請求項1〜8のいずれか1項記載の液
体燃料燃焼装置を熱源用に搭載した暖房機。
Priority Applications (1)
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