JP2003336812A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体燃料を気化する気化器を効率的に加熱し
たものである。 【解決手段】 液体燃料は、加熱素子６で加熱されてい
る気化器１の気化素子７を通過する際気化し、燃料ガス
としてバーナ２に送られる。気化器１はバーナ２の基盤
１４と間隙をおいて近接している。したがって、加熱素
子６の熱は基盤１４へ逃げることがなく気化素子７の加
熱用のみに使用される。燃焼動作中は基盤１４から気化
器１に輻射で熱が伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば給湯機、暖
房機の熱源に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。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のこの種液体燃料燃焼装置を
示し、石油などの液体燃料は、ポンプ３１が運転される
ことによって燃料路３２から気化器３３に送られ、その
中の気化素子３４でガス化される。ガス化された燃料ガ
スはノズル３５からバーナ３６に至り、その炎口３７で
着火燃焼される。

【０００３】上記バーナ３６は、燃焼用空気吸入口３８
を形成した基盤３９と、内部に混合室を有する混合筒４
０と、この混合筒４０の上方および外周を間隔をおいて
包囲するバーナキャップ４１とからなり、先の炎口３７
は同バーナキャップ４１の下方周壁に形成してある。そ
して気化器３３は基盤３９と一体的に形成されている。

【０００４】上記バーナ３６の基盤３９はヒータ４２で
加熱されるとともに、炎口３７に形成される燃焼炎でも
その外周の受熱壁４３が加熱されるように構成されてい
る（特開平８−６８５０９号公報）。

【０００５】基盤３９は予めヒータ４２で加熱されてお
り、その熱は伝導によって気化器３３に伝達されて、そ
の気化素子３４を液体燃料気化温度に保持している。

【０００６】したがって、ポンプ３１を介して気化器３
３に送られた石油などの液体燃料は、その気化素子３４
の細孔を浸透拡散しながら加熱されて気化し、燃料ガス
となってノズル３５から噴出される。

【０００７】この噴出に伴うエジェクター作用で燃焼用
空気吸入口３８からは燃焼用空気が吸い込まれ、混合筒
４０内を流動するうちにこれら燃料ガスと空気とは充分
に混合し、炎口３７に至る。適当な点火手段で上記混合
気に点火すれば、炎口３７に燃焼炎を形成して燃焼が開
始されるものである。

【０００８】燃焼動作中、基盤３９の受熱壁４３が加熱
され、気化器３３に伝熱されるため、所定時間を経過し
た後はヒータ４２への通電が停止されるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の液
体燃焼燃焼装置では、バーナ３６の基盤３９をヒータ４
２にで加熱して、その熱を気化器３３に伝導するように
していた。このように気化器３３を間接加熱する構成で
は、基盤３９の熱負荷などがヒータ４２の負担なり電力
消費が多くなる問題があった。

【００１０】本発明はこのような従来の課題を解消した
もので、気化器の加熱を効率良く行うようことを目的と
したものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の液体燃料燃焼装置は、燃料ガスと燃焼用空気
との混合気を炎口から噴出して燃焼させるとともに、上
記燃焼熱により加熱される基盤を有するバーナと、液体
燃料を加熱して気化し、燃料ガス化する加熱素子を設け
た気化器と、この気化器からの燃料ガスをバーナに供給
するためのノズルとを具備し、熱伝導規制手段を介在さ
せて上記気化器をバーナの基盤に近設したもので、燃焼
開始時など、気化器のみを気化温度に達するように加熱
し得るようにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の液体燃料燃焼装置は、燃
料ガスと燃焼用空気との混合気を炎口から噴出して燃焼
させるとともに、上記燃焼熱により加熱される基盤を有
するバーナと、液体燃料を加熱して気化し、燃料ガス化
する加熱素子を設けた気化器と、この気化器からの燃料
ガスをバーナに供給するためのノズルとを具備し、熱伝
導規制手段を介在させて上記気化器をバーナの基盤に近
設けたもので、気化器はバーナと実質熱的に切り離され
ているところから燃焼開始時などにおいて、この気化器
のみの加熱が可能となる。

【００１３】熱伝導規制手段としては、バーナの基盤と
気化器との間に間隙を介在させ、燃焼熱により加熱され
た基盤の熱が気化器に輻射によって伝達されるようにし
たり、基盤と気化器との間に断熱材を設け、燃焼熱によ
り加熱された基盤の熱が時間をかけて気化器に伝達する
ようにする。

【００１４】また気化器に送給される液体燃料を予めバ
ーナの基盤で予熱するようにしておけば燃焼動作時、気
化器への熱伝達量が少なくても確実な気化が行われる。
液体燃料の予熱は、気化器へ液体燃料を送給する燃料路
を基盤に接触して配設したり、燃料路を基盤に内設した
りすることが考えられ、他の実施形態として、燃料路を
基盤に直接的に形成してもよい。

【００１５】気化器の温度を温度検知器で検知して加熱
素子の出力を制御するように制御部を設ければ、加熱素
子の無駄な動作抑制が図れる。また制御部は、温度検知
器が第１の温度を検知したときに加熱素子の出力を低減
し、上記第１の温度よりも高い第２の温度を検知したと
きに加熱素子の出力を停止するように制御部で制御すれ
ば、気化器を速やかに所定温度まで加熱でき、しかも気
化器の温度過上昇、すなわちオーバシュートを防止でき
ることとなる。

【００１６】他の実施形態として、バーナの基盤に燃焼
用空気吸引口を形成し、この燃焼用空気吸引口には基盤
の温度が設定値以上となったときその開口度を広げ、空
気供給量を増加させる空気量制御手段を設けた。こうす
れば基盤が過熱されそうになったとき空気供給量が増加
して同基盤のそれ以上の温度上昇を防止することとな
る。

【００１７】そしてこのような液体燃料燃焼装置を給湯
機、或いは、暖房機の熱源として搭載すればランニング
コストなどの面ですぐれたものとすることができるもの
である。

【００１８】

【実施例】以下その実施例を添付した図面を参照しなが
ら説明する。図１において、液体燃焼装置は、石油など
の液体燃料を加熱して気化し、燃料ガスを生成する気化
器１と、その燃料ガスを燃焼させるためのバーナ２とか
ら構成されている。

【００１９】気化器１は、燃料路３が接続され、燃料ガ
スの送出口４を形成した良熱導材からなる気化ケース５
内に電気ヒータなどからなる加熱素子６および液体燃料
の気化を促進する気化素子７を内設したもので、上記気
化ケース５にノズル８が一体的に形成してある。

【００２０】燃料路３にはポンプなどの燃料供給手段９
が接続されており、先の加熱素子６とともに制御部１０
で制御されるようにしてある。またノズル８はその内部
通路１１が気化器１の送出口４と連通しており、ソレノ
イドバルブ１２と連係する開閉体１３でそのノズル孔が
開閉されるようにしてある。

【００２１】一方、バーナ２は、熱良導材からなる基盤
１４の上方を混合筒１５とバーナキャップ１６とで包囲
した構成で、混合筒１５の内部および同混合筒１５とバ
ーナキャップ１６との間は混合通路となっており、複数
の炎口１７がバーナキャップ１６の下方周壁に形成して
ある。

【００２２】先のノズル８は基盤１４の孔１８を遊嵌し
て混合筒１５に向っており、また上記基盤１４には燃焼
用空気吸引口１９が設けられている。またこの基盤１３
の外周上面は炎口１６に近接して位置するものである。

【００２３】そして気化器１、すなわちその気化ケース
５はバーナ２の基盤１３とは別体で間隙ｔをおいて位置
するように設定してある。

【００２４】上記の構成において、今、加熱素子６、燃
料供給手段９を動作すると、燃料路３を介して気化器１
に送給された液体燃料は上記加熱素子６で加熱されてい
る気化素子７を浸透拡散して気化され、燃料ガスとなっ
てその送出口４からノズル８の内部通路１１を流動し、
ノズル孔よりバーナ２の混合筒１５へ向け噴出される。

【００２５】同時に、その噴出に伴うエジェクター作用
によって基盤１４の燃焼用空気吸引口１９からは燃焼用
空気が流入する。

【００２６】上記燃料ガスと空気とは混合筒１５内およ
び同混合筒１５とバーナキャップ１６との間の混合通路
を流動するとき充分に混合されたあと炎口１７から噴出
されるものである。したがって、ここで適当な点火手段
でこの混合気に点火すれば炎口１７には燃焼炎が形成さ
れることとなる。

【００２７】燃焼が開始されると、その燃焼熱でバーナ
２の基盤１４が加熱され、所定の温度に達するものであ
る。気化器１は上記基盤１４と間隙をおいて位置すると
ころから、それらの間の伝導による熱伝達はない。

【００２８】しかし、気化器１には基盤１４の熱が輻射
作用によって伝達され、これを加熱することとなる。そ
の結果、輻射熱の受熱によって気化器１が気化作用を発
揮できるよになると、それまでの加熱素子６の動作を中
断若しく規制する。

【００２９】この実施例において重要なことは、気化器
１をバーナ２の基盤１４と間隙ｔをおいて位置させ、加
熱素子６を介して直接加熱するようにしたことである。
これによって、燃焼開始時において加熱素子６で気化器
１を気化温度に加熱する場合、基盤１４と無関係に、す
なわち基盤１４と熱的に切離して気化器１の加熱ができ
るため、燃焼開始立上がりが非常によく、加熱素子６の
エネルギーロスも少なくできるものである。

【００３０】図２は他の実施例を示すもので、気化器１
の気化ケース５を断熱材２０を介してバーナ２の基盤１
４に取着したものである。

【００３１】この実施例でも気化器１における加熱素子
６などの熱が基盤１４に逃げにくいところから、同気化
器１は速やかに気化作用温度に達し、燃焼立ち上げ特性
を向上できることとなる。

【００３２】バーナ２の燃焼動作中は、燃焼熱で基盤１
４が加熱される。断熱材２０といえども時間が経過する
に従い基盤１４の熱は気化器１に伝導し、伝達された熱
量相当分加熱素子６の作動量を抑制できる。もちろん、
伝導熱で気化器１の気化動作が充分行われるのであれ
ば、加熱素子６は発熱を停止させるようにしておく。

【００３３】図３は気化器１へ至る燃料路３の途中をバ
ーナ２の基盤１４に接触させて配置したものである。な
お、気化器１と基盤１４との間には断熱材２０を介在さ
せているが、図１のように間隙を設けたものでもよい。

【００３４】この実施例の場合、燃焼開始までは先の実
施例と同じであるが、バーナ２が燃焼動作状態になり、
基盤１４がその燃焼熱で加熱されると、熱は燃料路３を
流れる液体燃料にも伝導され、その予熱を行う。

【００３５】したがって、基盤１４から気化器１への熱
伝達が少なくても確実に液体燃料は気化されるものであ
り、その分、加熱素子６の作動量を抑制できることとな
る。

【００３６】燃料路３を流れる液体燃料の予熱手段とし
ては、図４に示すように、基盤１４に燃料路３を埋設す
る構成、或いは、図５のように、基盤１４に燃料路３を
直接的に形成するものなどが考えられる。

【００３７】図６に示すものは、気化器１と一体のノズ
ル８に温度検知器２１を設けたものである。この温度検
知器２１はノズル８、つまりは気化器１の温度を検知
し、この温度が液体燃料を気化し得るに充分な値となっ
ていれば、制御部１０が加熱素子６の作動を停止するも
のである。また液体燃料を気化し得るに充分な温度値に
達していなくてもその時の温度値に連係して加熱素子６
の作動量を制御する。

【００３８】この実施例の場合、液体燃料が予熱される
構成のものを示しているが、その予熱度合に比例して気
化器１の温度も変動する。さらに述べれば、加熱素子６
の発熱量を一定と仮定したとき、流入する予熱済の液体
燃料の温度が高いと気化器１はより温度上昇し、逆に液
体燃料の温度が低いと気化器１はあまり温度上昇しな
い。

【００３９】したがって、気化器１の実際温度と応動し
て加熱素子６の作動量を制御することは確実な気化をさ
せる上でも、また加熱素子６を効率的に作動させる上で
も意義があることとなる。

【００４０】図７はさらに他の実施例を示し、図６の構
成に加え基盤１４の過熱を検知する過熱検知器２２を設
け、この検知信号を制御部１０が受けたとき、基盤１４
に形成した燃焼用空気吸引口１９を空気量制御手段２３
が大きく開口させるようにしたものである。

【００４１】この実施例では、基盤１４が過熱気味にな
ると空気量制御手段２３の開口度が大きくなって燃焼用
空気吸引口１９からの空気吸引量が増大し、それ以上の
基盤１４の温度上昇を阻止するものである。

【００４２】したがって、基盤１４、すなわちバーナ２
の安全性が保持でき、その耐久性を高め得るものであ
る。

【００４３】このように各実施例で示した液体燃料燃焼
装置によれば、気化器による液体燃料の気化が効率的に
行われ、これを給湯機、または暖房機の熱源として搭載
すれば性能的に安定した、省エネ機器とすることができ
るであろう。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明の液体燃料燃焼装置
は、燃料ガスと燃焼用空気との混合気を炎口から噴出し
て燃焼させるとともに、上記燃焼熱により加熱される基
盤を有するバーナと、液体燃料を加熱して気化し、燃料
ガス化する加熱素子を設けた気化器と、この気化器から
の燃料ガスをバーナに供給するためのノズルとを具備
し、熱伝導規制手段を介在させて上記気化器をバーナの
基盤に近設したもので、燃焼開始時など、気化器を加熱
素子で加熱してもその熱が基盤に逃げることがなく、し
たがって気化器のみを速やかに気化温度まで上昇させる
ことができるものである。その結果、燃焼の立上がり特
性が非常に良く、給湯機，暖房機などの機器に熱源とし
て搭載した場合、その商品価値を高めるものである。

【００４５】しかも無駄なエネルギーを費やすことがな
いので省エネも促進できるなど、すぐれた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す液体燃料燃焼装置の断面
図

【図２】他の実施例を示す液体燃料燃焼装置の断面図

【図３】さらに他の実施例を示す液体燃料燃焼装置の断
面図

【図４】さらに他の実施例を示す液体燃料燃焼装置の断
面図

【図５】さらに他の実施例を示す液体燃料燃焼装置の断
面図

【図６】さらに他の実施例を示す液体燃料燃焼装置の断
面図

【図７】さらに他の実施例を示す液体燃料燃焼装置の断
面図

【図８】従来の液体燃料燃焼装置の断面図

【符号の説明】

１ 気化器 ２ バーナ ３ 燃料路 ６ 加熱素子 ８ ノズル １０ 制御部 １４ 基盤 １７ 炎口 １９ 燃焼用空気吸引口 ２０ 断熱材 ２１ 温度検知器 ２２ 空気量制御手段

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスと燃焼用空気との混合気を炎口
   から噴出して燃焼させるとともに、上記燃焼熱により加
   熱される基盤を有するバーナと、液体燃料を加熱して気
   化し、燃料ガス化する加熱素子を設けた気化器と、この
   気化器からの燃料ガスをバーナに供給するためのノズル
   とを具備し、熱伝導規制手段を介在させて上記気化器を
   バーナの基盤に近設けた液体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 熱伝導規制手段はバーナの基盤と気化器
   との間に形成した間隙であり、基盤の熱が気化器に輻射
   によって伝達されるようにした請求項１記載の液体燃料
   燃焼装置。
3. 【請求項３】 熱伝導規制手段はバーナの基盤と気化器
   との間に設けた断熱材であり、基盤の熱をこの断熱材で
   規制しながら伝導によって気化器に伝達するようにした
   請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
4. 【請求項４】 気化器に送給される液体燃料を予めバー
   ナの基盤で予熱するようにした請求項１〜３のいずれか
   １項記載の液体燃料燃焼装置。
5. 【請求項５】 気化器に液体燃料を送給する燃料路を基
   盤に接触して配設した請求項４記載の液体燃料燃焼装
   置。
6. 【請求項６】 気化器に液体燃料を送給する燃料路を基
   盤に内設した請求項４記載の液体燃料燃焼装置。
7. 【請求項７】 気化器に液体燃料を送給する燃料路を基
   盤に直接的に形成した請求項４記載の液体燃料燃焼装
   置。
8. 【請求項８】 気化器の温度を温度検知器で検知して加
   熱素子の出力を制御するように制御部を設けた請求項１
   記載の液体燃料燃焼装置。
9. 【請求項９】 制御部は、温度検知器が第１の温度を検
   知したときに加熱素子の出力を低減し、上記第１の温度
   よりも高い第２の温度を検知したときに加熱素子の出力
   を停止するようにした請求項８記載の液体燃料燃焼装
   置。
10. 【請求項１０】 バーナの基盤に燃焼用空気吸引口を形
    成し、この燃焼用空気吸引口には基盤の温度が設定値以
    上となったときその開口度を広げ、空気供給量を増加さ
    せる空気量制御手段を設けた請求項１記載の液体燃料燃
    焼装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項記載の
    液体燃料燃焼装置を熱源として搭載した給湯機。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１０のいずれか１項記載の
    液体燃料燃焼装置を熱源として搭載した暖房機。