JP2004020142A - 液体燃料バーナ - Google Patents

Abstract

【課題】常に安定した気化燃料の発生が可能な液体燃料バーナを提供する。
【解決手段】円筒状のバーナ本体部１１を有する液体燃料バーナでは、電気ヒータ内蔵円板１６をバーナ本体部１１の予混合室１３と蒸発管１７との間に設け、蒸発管１７は水平面内で同心円状に渦巻くように形成する。或いは、この蒸発管に代えて、仕切りにより水平面内で同心円状に渦巻くように形成した流路を内部に有する蒸発容器を用いる。また、箱形状のバーナ本体部を有する液体燃料バーナでは、電気ヒータ内蔵矩形板をバーナ本体部の予混合室と蒸発管との間に設け、蒸発管は水平面内で蛇行するように形成する。或いは、この蒸発管に代えて、仕切りにより水平面内で蛇行するように形成した流路を内部に有する蒸発容器を用いる。また、蒸発管又は流路の気化燃料排出部には絞りノズルを設ける。また、気化燃料の流路切換手段として３方弁、又は、逆止弁及び２方弁を設ける。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体燃料を気化し空気と予混合して燃焼する液体燃料バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体燃料バーナは液体燃料を気化し空気と予混合して燃焼するものであり、液体燃料を気化するための燃料気化器を備えている。図８は従来の液体燃料バーナに備えた燃料気化器の概要図である。同図に示すように、従来の燃料気化器１は内筒２と外筒３とからなる２重円筒管４と、この２重円筒管４内に設けられた電気ヒータ８とを有し、この電気ヒータ８によって２重円筒管４を内面側から加熱するようになっている。２重円筒管４の内筒２と外筒３には隙間５を有しており、この隙間５の両端には液体燃料供給管６と気化燃料排出管７とがそれぞれ接続されている。
【０００３】
この燃料気化器１では燃料供給管６を介して２重円筒管４の隙間５に液体燃料を流入し、この液体燃料を電気ヒータ８で加熱することによって気化する。燃料気化器１で気化された燃料は、燃料排出管７を介して２重円筒管４の隙間５から排出された後、空気と予混合され、燃料気化器１から離れた位置に配置された図示しないバーナ本体部に導入されて、このバーナ本体部の火口で燃焼される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の液体燃料バーナでは２重円筒管４の隙間５が狭く、この隙間５で気化して体積膨張した燃料が、まだ液体状態の燃料を押し出すため、蒸発振動して、液体燃料混じりの気化燃料が脈動して発生する。このため、バーナ火口で輝炎が発生してすすを発生しやすく、また、火炎が安定せずに失火することもある。なお、２重円筒管４を斜めにすることにより、隙間５に供給された液体燃料が、一旦、隙間５の下側に溜まるようにしたものも知られているが、やはり火力（発熱量）を上げるために液体燃料の供給量を増やした場合などには気化燃料が増加する際に蒸発振動が生じて気化燃料の発生が不安定になる。
【０００５】
従って、本発明は上記の事情に鑑み、常に安定した気化燃料の発生が可能な液体燃料バーナを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の液体燃料バーナは、液体燃料を燃料気化器で気化し、この気化燃料に空気を混合した混合気体をバーナ本体部に導入して同バーナ本体部に設けた火口で燃焼させる液体燃料バーナにおいて、
前記燃料気化器は、内部に供給された前記液体燃料が水平に広がって下側の液相と上側の気相とに分かれるような内部空間を有する蒸発部と、この蒸発部の上面又は下面に配置され同蒸発部を全体的に加熱して前記液体燃料を気化する発熱部とを有してなることを特徴とする。
【０００７】
また、第２発明の液体燃料バーナは、第１発明の液体燃料バーナにおいて、
前記蒸発部は、水平面内で渦巻くように又は蛇行するように形成した蒸発管を有してなるものであり、前記蒸発管の一端側から前記液状燃料を供給し、前記蒸発管の他端から前記気化燃料を排出するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、第３発明の液体燃料バーナは、第１発明の液体燃料バーナにおいて、
前記蒸発部は、水平面内で渦巻くように又は蛇行するように形成した流路を内部空間に有し、前記流路の一端側から前記液状燃料を供給し、前記流路の他端から前記気化燃料を排出するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、第４発明の液体燃料バーナは、第２又は第３発明の液体燃料バーナにおいて、
前記発熱部は円板状であり、前記蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くように形成した流路又は蒸発管であることを特徴とする。
【００１０】
また、第５発明の液体燃料バーナは、第２又は第３発明の液体燃料バーナにおいて、
前記発熱部は矩形板状であり、前記蒸発部は水平面内で蛇行するように形成した流路又は蒸発管であることを特徴とする。
【００１１】
また、第６発明の液体燃料バーナは、第１発明〜第５発明の何れか１つに記載の液体燃料バーナにおいて、
前記発熱部は、前記気化燃料と空気の混合気体が導入される前記バーナ本体部の予混合室と前記蒸発部との間に設けることにより、前記蒸発部に供給された前記液体燃料を加熱するとともに前記バーナ本体部の予混合室に導入した前記混合気体も加熱するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、第７発明の液体燃料バーナは、第６発明の液体燃料バーナにおいて、
前記バーナ本体部は円筒状、前記発熱部は円板状であり、前記蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くよう形成された流路を内部空間に有する、又は、水平面内で同心円状に渦巻くよう形成された蒸発管を有してなるものであることを特徴とする。
【００１３】
また、第８発明の液体燃料バーナは、第６発明の液体燃料バーナにおいて、
前記バーナ本体部は箱形状、前記発熱部は矩形板状であり、前記蒸発部は水平面内で蛇行するように形成された流路を内部空間に有する、又は、水平面内で蛇行するように形成された蒸発管を有してなるものであることを特徴とする。
【００１４】
また、第９発明の液体燃料バーナは、第１発明〜第８発明の何れか１つに記載の液体燃料バーナにおいて、
前記蒸発部の気化燃料排出部には絞りノズルを設け、この絞りノズルによって下流の火炎側の圧力変動が上流の蒸発部へ伝播しないように構成したことを特徴とする。
【００１５】
また、第１０発明の液体燃料バーナは、第１発明〜第９発明の何れか１つに記載の液体燃料バーナにおいて、
前記蒸発部から排出された気化燃料の流れを、前記バーナ本体部への供給側と排気側とに切り換える気化燃料の流路切換手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、第１１発明の液体燃料バーナは、第１０発明の液体燃料バーナにおいて、前記気化燃料の流路切換手段は、前記供給側に設けて前記バーナ本体部側から前記蒸発部側への逆流を防止する逆止弁と、前記排気側に設けた２方弁とを有してなることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る円筒状の液体燃料バーナの構成図、図１（ｂ）は前記液体燃料バーナにおけるバーナ本体部の斜視図、図２は前記液体燃料バーナにおける蒸発部の構成図（図１（ａ）のＡ方向矢視図）、図３は前記蒸発部における液体燃料の蒸発の様子（気液二相状態から蒸気単相状態になる部分の様子）を示す説明図である。
【００１９】
図１に示す液体燃料バーナはバーナ本体部１１が円筒状のものである。なお、図示例のバーナ本体部１１は中央部が中空のドーナツ状となっている。バーナ本体部１１の内部には整流多孔板１２が設けられており、この整流多孔板１２の下側の空間が予混合室１３となっている。予混合室１３では気化燃料と空気の混合が促進される。
【００２０】
バーナ本体部１１の上部（整流多孔板１２の上側の空間の上部）には火口１４が設けられており、整流多孔板１２には火口１４に対応した位置に複数の孔１２ａがあけられている。従って、予混合室１３に導入された気化燃料と空気の混合気体は整流多孔板１２の孔１２ａを通ることにより均一に分配され、且つ、更によく混合された状態で火口１４へ導かれて燃焼されるため、火口１４では安定した火炎２８が得られる。なお、火口１４としては適宜の間隔に穴があけられたものや金網状のものなどがある。
【００２１】
バーナ本体部１１の下面には、発熱部として、電気ヒータ１５を内蔵した円板１６が設けられている。なお、この電気ヒータ内蔵円板１６はバーナ本体部１１の形状に応じて中央部に穴があいた円環状となっている。電気ヒータ内蔵円板１６の下面には、蒸発部として、内径１０ｍｍの蒸発管１７が水平に設けられている。即ち、電気ヒータ内蔵矩形板１６と蒸発管１７とによって燃料気化器１０が構成されている。
【００２２】
電気ヒータ内蔵円板１６は電気ヒータ１５によって灯油などの液体燃料の蒸発温度（例えば灯油では約３００℃）に保たれ、この電気ヒータ内蔵円板１６に接している蒸発管１７の温度も電気ヒータ内蔵円板１６により全体的に加熱されて同じ蒸発温度に保たれる。また、電気ヒータ内蔵円板１６によって予混合室１３の壁面も液体燃料の蒸発温度に保たれることにより、予混合室１３内に導入された気化燃料と空気の混合気体も加熱されるようになっている。このため、電気ヒータなどを別途設けることなく、気化燃料が空気との混合で温度低下して凝縮するのを防止することができ、また、凝縮した燃料は再蒸発させることができる。
【００２３】
つまり、電気ヒータ内蔵円板１６をバーナ本体部１１の予混合室１３と蒸発管１７との間に設けることにより、１つの電気ヒータ内蔵円板１６によって蒸発管１７での液体燃料の蒸発と予混合室１３における気化燃料の凝縮防止とを同時に行うことができるため、非常に効率的である。
【００２４】
そして、図１及び図２に示すように、蒸発管１７は電気ヒータ内蔵円板１６の形状（円板状）に合わせて、水平面内で同心円状に渦巻くように形成されることにより全体が円形状となっている。このため、蒸発管１７は電気ヒータ内蔵円板１６によって全体的に効率よく加熱される。
【００２５】
また、蒸発管１７の一端１７ａには液体燃料供給管１８が接続され、他端１７ｂには気化燃料排出管１９が接続されている。従って、図示しない燃料タンクに貯溜されている液体燃料が、図示しない燃料ポンプにより、液体燃料供給管１８を介して、蒸発管１７の一端１７ａから蒸発管１７へ供給される。そして、この蒸発管１７に供給された液体燃料が電気ヒータ内蔵円板１７によって加熱されることにより蒸発（気化）し、この気化燃料が蒸発管１７の他端１７ｂから気化燃料排出管１９を介して排出される。
【００２６】
しかも、このとき蒸発管１７は水平面内で渦巻くように形成されているため、蒸発管１７に供給された液体燃料は蒸発管１７の内部空間に瞬時に水平に広がり（蒸発管１７の長手方向の下面部に行き渡り）、この水平に広がった液体燃料が電気ヒータ内蔵円板１６で加熱されて蒸発（気化）するため、図３に示すように蒸発管１７の内部では燃料が下側の液相２５と上側の気相２６とに分かれて二相状態となる。従って、液体燃料が蒸発管１７を閉塞することはなく、従来のように気化して体積膨張した燃料が未気化の液体燃料を押し出すことがないため、安定した気化燃料の発生が可能となる。また、火力（発熱量）を上げるために蒸発管１７に供給する液体燃料の量を増やした場合にも、図３に一点鎖線で示すように液体燃料が瞬時に水平に広がって液相２５の存在する領域が長くなり（広がりが大きくなり）、安定した気化燃料の発生が維持される。
【００２７】
なお、蒸発管１７の内部空間の大きさは燃料が下側の液相２５と上側の気相２６とに分離する大きさである必要がある。例えば液体燃料が灯油の場合には蒸発管１７の内径を１０ｍｍ程度とすることが望ましい。蒸発管１７内において燃料が液相２５と気相２６とに確実に分離して二相状態となるためには蒸発管１７の内径をできるだけ大きくしたほがよいが、蒸発管１７の内径が大き過ぎると渦巻き状に成形することが難しくなる。そこで、蒸発管１７の内径は燃料を液相２５と気相２６とに確実に分離することができる大きさ（この大きさは液体燃料の粘度などによって異なる）であって、且つ、渦巻き状の成形も容易な大きさとすることが望ましく、灯油の場合には１０ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００２８】
また、図１に示すように、気化燃料排出管１９には絞りノズル２０が設けられている。従って、この絞りノズル２０により、絞りノズル２０の上流側の圧力を下流側の圧力よりも高くすることができるため、下流の火炎側（火口側）の圧力変動などが上流の蒸発管１７へ伝播して蒸発管１７内の圧力が振動することにより蒸発管１７での液体燃料の蒸発が不安定になる（蒸発管１７からの気化燃料の流出が変動する）のを防止することができる。
【００２９】
また、気化燃料排出管１９は、気化燃料の流路切換手段としての３方弁２１を介して、バーナ本体部１１への供給側の配管である気化燃料供給管２４と、燃料タンクへの排気側の配管である排気管２２とに接続されている。
【００３０】
気化燃料供給管２４は空気供給管２３に接続され、この空気供給管２３とともにバーナ本体部１１の予混合室１３へ通じている。従って、３方弁２１により流路を気化燃料供給管２４側へ切り換えたときには、蒸発管１７で発生した気化燃料が、３方弁２１及び気化燃料供給管２４を流れ、図示しない送風機により空気供給管２３を介して送られてきた空気と合流したの後、この空気とともに予混合室１３へ導入される。一方、排気管２２は燃料タンクへ通じており、３方弁２１によって流路を排気管２２側へ切り換えた場合には、蒸発管１７で気化した燃料が、３方弁２１及び排気管２２を流れて燃料タンクへ戻される。
【００３１】
そして、かかる３方弁２１を設けたことにより、液体燃料バーナの起動時や緊急停止を含む停止時には流路を排気管２２側に切り換えて気化燃料を燃料タンクへ戻すことができるため、安定した燃焼や迅速な消火を行うことができる。
【００３２】
詳述すると、バーナ起動時には蒸発管１７への液体燃料の供給と電気ヒータ内蔵円板１６による加熱とを開始して気化燃料を発生させるが、この気化燃料の発生が安定するまでには多少の時間がかかる。これに対して本実施の形態では、バーナ起動後気化燃料の発生が安定するまでの間（例えば予め設定したバーナ起動後の所定時間が経過するまで）、３方弁２１によって流路を排気管２２側へ切り換えることにより、気化燃料を燃料タンクに戻し、その後、気化燃料の発生が安定した時点（前記所定時間の経過時点）で３方弁２１により流路を気化燃料供給管２４側へ切り換えて気化燃料をバーナ本体部１１へ供給することができる。このため、バーナ本体部１１（火口１４）での安定した燃焼が可能となる。なお、バーナ起動後（バーナ運転中）、火口１４での燃焼の熱を蒸発管１７へ導いて蒸発管１７（液体燃料）を加熱するようにすれば、電気ヒータ１５への通電量を低減又は電気ヒータ１５を停止することもできる。
【００３３】
また、バーナ停止時には蒸発管１７への液体燃料の供給や電気ヒータ内蔵円板１６による加熱を停止しても、蒸発管１７には気化燃料が残留し、残留熱もあることから、少しの間は気化燃料が発生し続ける。このため、単にバーナ本体部１１へ気化燃料を供給していたのではバーナ停止時に瞬時に火口１４の火を消すことができない。これに対して本実施の形態では、バーナ停止時に３方弁２１により流路を排気管２２側に切り換えて気化燃料を燃料タンクへ戻す（バーナ本体部への気化燃料の供給を遮断する）ことにより、迅速に消火することができる。
【００３４】
図４（ａ）は本発明の実施の形態に係る箱形状の液体燃料バーナの構成図、図４（ｂ）は前記液体燃料バーナにおけるバーナ本体部の斜視図、図５は前記液体燃料バーナにおける蒸発部の構成図（図４（ａ）のＢ方向矢視図）である。
【００３５】
図４に示す液体燃料バーナはバーナ本体部３１が箱形状のものである。バーナ本体部３１の内部には整流多孔板３２が設けられており、この整流多孔板３２の下側の空間が予混合室３３となっている。予混合室１３では気化燃料と空気の混合が促進される。
【００３６】
バーナ本体部３１の上部（整流多孔板３２の上側の空間の上部）には火口３４が設けられており、整流多孔板３２には火口３４に対応した位置に複数の孔３２ａがあけられている。従って、予混合室３３に導入された気化燃料と空気の混合気体は整流多孔板３２の孔３２ａを通ることにより均一に分配され、且つ、更によく混合された状態で火口３４へ導かれて燃焼されるため、火口４５では安定した火炎４５が得られる。なお、火口３４としては適宜の間隔に穴があけられたものや金網状のものなどがある。
【００３７】
バーナ本体部３１の下面には、発熱部として、電気ヒータ３５を内蔵した矩形板３６が設けられている。電気ヒータ内蔵矩形板３６の下面には、蒸発部として、内径１０ｍｍの蒸発管３７が水平に設けられている。即ち、電気ヒータ内蔵矩形板３６と蒸発管３７とによって燃料気化器３０が構成されている。
【００３８】
電気ヒータ内蔵矩形板３６は電気ヒータ３５によって灯油などの液体燃料の蒸発温度に保たれ、この電気ヒータ内蔵矩形板３６に接している蒸発管３７も電気ヒータ内蔵矩形板３６により全体的に加熱されて同じ蒸発温度に保たれる。また、電気ヒータ内蔵矩形板３６によって予混合室３３の壁面も液体燃料の蒸発温度に保たれることにより、予混合室３３内に導入された気化燃料と空気の混合気体も加熱される。このため、電気ヒータなどを別途設けることなく、気化燃料が空気との混合で温度低下して凝縮するのを防止することができ、また、凝縮した燃料は再蒸発させることができる。
【００３９】
つまり、電気ヒータ内蔵矩形板３６をバーナ本体部３１の予混合室３３と蒸発管３７との間に設けることにより、１つの電気ヒータ内蔵矩形板３６によって蒸発管３７での液体燃料の蒸発と予混合室３３における気化燃料の再凝縮の防止とを同時に行うことができるため、非常に効率的である。
【００４０】
そして、図４及び図５に示すように、蒸発管３７は電気ヒータ内蔵矩形板３６の形状（矩形状）に合わせて、水平面内で一定の蛇行幅ｗで蛇行するように形成されることにより全体が矩形状となっている。このため、蒸発管３７は電気ヒータ内蔵矩形板３６によって全体的に効率よく加熱される。
【００４１】
また、蒸発管３７の一端３７ａには液体燃料供給管３８が接続され、他端３７ｂには気化燃料排出管３９が接続されている。従って、図示しない燃料タンクに貯溜されている液体燃料が、図示しない燃料ポンプにより、液体燃料供給管３８を介して、蒸発管３７の一端３７ａから蒸発管３７へ供給される。そして、この蒸発管３７に供給された液体燃料が、電気ヒータ内蔵矩形板３７によって加熱されることにより蒸発（気化）し、この気化燃料が蒸発管３７の他端３７ｂから気化燃料排出管３９を介して排出される。
【００４２】
しかも、このとき蒸発管３７は水平面内で蛇行するように形成されているため、蒸発管３７に供給された液体燃料は蒸発管３７の内部空間に瞬時に水平に広がり（蒸発管３７の長手方向の下面部に行き渡り）、この水平に広がった液体燃料が電気ヒータ内蔵円板３６で加熱されてされて蒸発（気化）するため、図示は省略するが、蒸発管３７の内部では燃料が下側の液相と上側の気相とに分かれて二相状態となる（図３参照）。従って、液体燃料が蒸発管３７を閉塞することはなく、従来のように気化して体積膨張した燃料が未気化の液体燃料を押し出すことがないため、安定した気化燃料の発生が可能となる。また、火力（発熱量）を上げるために蒸発管３７に供給する液体燃料の量を増やした場合にも、液体燃料が瞬時に水平に広がって液相の存在する領域が長くなり（広がりが大きくなり）、安定した気化燃料の発生が維持される（図３参照）。
【００４３】
なお、蒸発管３７の内部空間の大きさは燃料が下側の液相と上側の気相とに分離する大きさである必要がある。例えば液体燃料が灯油の場合には、上記の蒸発管１７の場合と同様、燃料が液相と気相とに確実に分離することができ、且つ、蛇行状の成形も容易に行うことができるようにするため、蒸発管３７の内径を１０ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００４４】
また、図４に示すように、気化燃料排出管３９には絞りノズル４０が設けられている。従って、この絞りノズル４０により、絞りノズル４０の上流側の圧力を下流側の圧力よりも高くすることができるため、下流の火炎側（火口側）の圧力変動などが上流の蒸発管３７へ伝播して蒸発管３７内の圧力が振動することにより蒸発管３７での液体燃料の蒸発が不安定になる（蒸発管３７からの気化燃料の流出が変動する）のを防止することができる。
【００４５】
また、気化燃料排出管３９は、気化燃料の流路切換手段としての３方弁４１を介して、バーナ本体部３１への供給側の配管である気化燃料供給管４４と、燃料タンクへの排気側の配管である排気管４２とに接続されている。
【００４６】
気化燃料供給管４４は空気供給管４３に接続され、この空気供給管４３とともにバーナ本体部３１の予混合室３３へ通じている。従って、３方弁４１により流路を気化燃料供給管４４側へ切り換えたときには、蒸発管３７で発生した気化燃料が、３方弁４１及び気化燃料供給管４４を流れ、図示しない送風機により空気供給管４３を介して送られてきた空気と合流したの後、この空気とともに予混合室３３へ導入される。一方、排気管４２は燃料タンクへ通じており、３方弁４１によって流路を排気管４２側へ切り換えた場合には、蒸発管３７で気化した燃料が、３方弁４１及び排気管４２を流れて燃料タンクへ戻される。
【００４７】
そして、かかる３方弁４１を設けたことにより、液体燃料バーナの起動時や緊急停止を含む停止時には流路を排気管４２側に切り換えて気化燃料を燃料タンクへ戻すことができるため、安定した燃焼や迅速な消火を行うことができる。
【００４８】
詳述すると、バーナ起動時には蒸発管３７への液体燃料の供給と電気ヒータ内蔵円板３６による加熱とを開始して気化燃料を発生させるが、この気化燃料の発生が安定するまでには多少の時間がかかる。これに対して本実施の形態では、バーナ起動後気化燃料の発生が安定するまでの間（例えば予め設定したバーナ起動後の所定時間が経過するまで）、３方弁４１によって流路を排気管４２側へ切り換えることにより、気化燃料を燃料タンクに戻し、その後、気化燃料の発生が安定した時点（前記所定時間の経過時点）で３方弁４１により流路を気化燃料供給管４４側へ切り換えて気化燃料をバーナ本体部３１へ供給することができる。このため、バーナ本体部３１（火口３４）での安定した燃焼が可能となる。なお、バーナ起動後（バーナ運転中）、火口３４での燃焼の熱を蒸発管３７へ導いて蒸発管３７（液体燃料）を加熱するようにすれば、電気ヒータ３５への通電量の低減又は電気ヒータ３５を停止することもできる。
【００４９】
また、バーナ停止時には蒸発管３７への液体燃料の供給や電気ヒータ内蔵円板３６による加熱を停止しても、蒸発管３７には気化燃料が残留し、残留熱もあることから、少しの間は気化燃料が発生し続ける。このため、単にバーナ本体部３１へ気化燃料を供給していたのではバーナ停止時に瞬時に火口３４の火を消すことができない。これに対して本実施の形態では、バーナ停止時に３方弁４１により流路を排気管４２側に切り換えて気化燃料を燃料タンクへ戻す（バーナ本体部への気化燃料の供給を遮断する）ことにより、迅速に消火することができる。
【００５０】
図６は本発明の実施の形態に係る液体燃料バーナにおける気化燃料の流路切換手段の他の構成図である。
【００５１】
上記では気化燃料の流路切換手段として３方弁２１（４１）を設けたが（図１，図４参照）、この３方弁２１（４１）に代えて、図６に示すような逆止弁５１と２方弁５２とを設けてもよい。詳述すると、気化燃料排出管１９（３９）は気化燃料供給管２４（４４）と排気管２２（４２）とに分岐されており、気化燃料供給管２２（４４）には逆止弁５１が設けられ、排気管２２（４２）には２方弁５２が設けられている。逆止弁５１では矢印Ｃのように蒸発管側からバーナ本体部側へ向かう流れは許容し、バーナ本体部側から蒸発管側へ向かう流れは阻止する。
【００５２】
このように逆止弁５１と２方弁５２とを設けた場合にも、３方弁２１を設けた場合と同様、液体燃料バーナの起動時や停止時には流路を排気管２２（４２）側に切り換えて気化燃料を燃料タンクへ戻すことができるため、安定した燃焼や迅速な消火を行うことができる。
【００５３】
即ち、バーナ起動時にはバーナ起動後気化燃料の発生が安定するまでの間、２方弁５２を開くことにより流路を排気管２２（４２）側に切り換えて、蒸発管で発生した気化燃料を燃料タンクに戻す。その後、気化燃料の発生が安定した時点で２方弁５２を閉じることにより流路を気化燃料供給管２４（４４）側へ切り換えて気化燃料をバーナ本体部へ供給することができる。このため、バーナ本体部（火口）での安定した燃焼が可能となる。また、逆止弁５１によって、空気が蒸発管側に流入し、蒸発管側の燃料に引火して燃焼するのを防止することができる。バーナ停止時には、２方弁５１を開いて流路を排気管２２（４２）側に切り換えることにより、蒸発管で発生した気化燃料を燃料タンクへ戻す（バーナ本体部への気化燃料の供給を遮断する）ことができるため、迅速に消火することができる。
【００５４】
しかも、耐熱性の点では３方弁２１（４１）を用いるよりも逆止弁５１と２方弁５２とを用いるほうが有利である。つまり、３方弁２１（４１）を用いる場合、この３方弁２１（４１）を流れる高温（灯油の場合には約２６０℃）の気化燃料によって３方弁２１（４１）の温度も気化燃料と同程度の高温となる。ところが、電動の３方弁などは耐熱性が低い。即ち、３方弁２１（４１）を用いる場合には、耐熱性の点で材質や構造などの制約を受けるため、手動のものを用いたり、或いは、耐熱性の高いものを新たに開発する必要が生じたりすることも考えられる。
【００５５】
これに対して逆止弁は、例えば図６（ｂ）に例示すように球体５１ａによって矢印Ｄ方向の流れを阻止するような比較的簡易な機械的構造のものが一般的であるため、耐熱性が高く、３方弁程構造や材質の制約を受けない。このため、逆止弁５１として従来の一般的な逆止弁を用いても容易に気化燃料の熱に耐えることができ、また、逆止弁５１での気化燃料の凝縮を防止するために電気ヒータなどによって逆止弁５１を保温することもできる。また、排気側に設けられた２方弁５２は、この２方弁５２を流れる燃料を気化状態に保つ必要がないため、保温などの措置も不用であり、燃料温度が下がった位置に配置することもできるため、３方弁２１（５１）程には構造や材質の制約を受けず、電動のものなどを用いることもできる。
【００５６】
ところで、発熱部が円形状のもの（電気ヒータ内蔵円板１６）である場合には、これに対応して蒸発管の全体的な形状も円形状とするため、蒸発部には渦巻き状の蒸発管（蒸発管１７）を用いることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、円形状の発熱部に対し、蒸発部として蛇行状の蒸発管を用いてもよい。この場合には蒸発管の蛇行幅を適宜調整して全体が円形状となるようにすればよい。また、発熱部が矩形状である場合（電気ヒータ内蔵矩形板３６）には、これに対応して蒸発管の全体的な形状も矩形状とするため、蒸発部には蛇行状の蒸発管（蒸発管３７）を用いることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、矩形状の発熱部に対し、蒸発部として渦巻き状の蒸発管を用いてもよい。この場合には矩形状の渦巻きとすればよい。
【００５７】
また、上記の蒸発管１７，３７は断面が円形のものであるが、これに限定するものではなく、例えば断面が矩形の蒸発管を用いてもよい。
【００５８】
また、上記では液体燃料バーナの蒸発部として渦巻き状の蒸発管１７（図１，図２参照）、又は、蛇行状の蒸発管３７（図４，図５参照）を用いたが、これに限定するものではなく、内部空間を仕切り板で仕切ることによって渦巻き状又は蛇行状の流路を内部に形成してなる蒸発容器を、蒸発部として用いてもよい。図７には、かかる蒸発容器の例を示す。なお、説明の便宜上、図７には蒸発容器を半分に破断した斜視図を示しており、蒸発容器の残り半分に形成された流路部分は一点鎖線で示している。
【００５９】
図７（ａ）には、円筒状のバーナ本体部１１（図１参照）に好適な蒸発容器６１を示す。この蒸発容器６１は全体が円形状（中央部に穴があいた円環状）の容器であり、内部の空間を仕切り６３で仕切ることによって、水平面内で同心円状に渦巻く流路６４を内部に形成してなるものである。流路６４の内部空間の大きさは燃料が下側の液相と上側の気相とに確実に分離する大きさとする。図示は省略するが、この蒸発容器６１は、図１の液体燃料バーナにおいて、蒸発管１７の代わりに電気ヒータ内蔵円板１６の下面に水平に設置する。
【００６０】
この場合、蒸発容器６１の流路６４の一端６４ａと他端６４ｂとにそれぞれ液体燃料供給管１８と気化燃料排出管１９とが接続され、液体燃料供給管１８を介して流路６４の一端６４ａから流路６４へ供給された液体燃料が、電気ヒータ内蔵円板１７によって加熱されることにより蒸発（気化）し、この気化燃料が流路６４の他端６４ｂから気化燃料排出管１９を介して排出される。
【００６１】
そして、このとき、蒸発管１７の場合と同様、流路６４は水平面内で渦巻くように形成されているため、この流路６４に供給された液体燃料は瞬時に水平に広がり（流路６４の長手方向の下面部に行き渡り）、この水平に広がった液体燃料が電気ヒータ内蔵円板１６で加熱されて蒸発（気化）するため、流路６４の内部では燃料が下側の液相と上側の気相とに分かれて二相状態となる。従って、従来のように気化燃料とともにまだ液体状態の燃料も押し出されることがないため、安定した気化燃料の発生が可能となる。また、火力（発熱量）を上げるために流路６４に供給する液体燃料の量を増やした場合にも、液体燃料が瞬時に水平に広がって液相の存在する領域が長くなり（広がりが大きくなり）、安定した気化燃料の発生が維持される。
【００６２】
図７（ｂ）には箱形状のバーナ本体部３１（図４参照）に好適な蒸発容器７１を示す。この蒸発容器７１は全体が矩形状の容器であり、内部の空間を仕切り７３で仕切ることによって、水平面内で蛇行する流路７４を内部に形成してなるものである。流路７４の内部空間の大きさは燃料が下側の液相と上側の気相とに確実に分離する大きさとする。図示は省略するが、この蒸発容器７１は、図４の液体燃料バーナにおいて、蒸発管３７の代わりに電気ヒータ内蔵矩形板３６の下面に水平に設置する。
【００６３】
この場合、蒸発容器７１の流路７４の一端７４ａと他端７４ｂとにそれぞれ液体燃料供給管３８と気化燃料排出管３９とが接続され、液体燃料供給管３８を介して流路７４の一端７４ａから流路７４へ供給された液体燃料が、電気ヒータ内蔵矩形板３７によって加熱されることにより蒸発（気化）し、この気化燃料が流路７４の他端７４ｂから気化燃料排出管３９を介して排出される。
【００６４】
そして、このとき、蒸発管３７の場合と同様、流路７４は水平面内で蛇行するように形成されているため、この流路７４に供給された液体燃料は瞬時に水平に広がり（流路７４の長手方向の下面部に行き渡り）、この水平に広がった液体燃料が電気ヒータ内蔵矩形板３６で加熱されて蒸発（気化）するため、流路７４の内部では下側の液相と上側の気相とに分かれて二相状態となる。従って、従来のように気化燃料とともにまだ液体状態の燃料も押し出されることはなく、安定した気化燃料の発生が可能となる。また、火力（発熱量）を上げるために流路７４に供給する液体燃料の量を増やした場合にも、液体燃料が瞬時に水平に広がって液相の存在する領域が長くなり（広がりが大きくなり）、安定した気化燃料の発生が維持される。
【００６５】
また、蒸発部としては、内部に供給された液体燃料が水平に広がって下側の液相と上側の気相とに分かれるような内部空間を有していればよいため、例えば図７（ａ）の容器６２において仕切り６３を削除した構成や、図７（ｂ）の容器７２において仕切り７３を削除した構成であってもよい。なお、この場合には液体燃料が固まって流れずに水平に広がるようにするために内部空間の水平面を高精度に形成する必要がある。換言すれば、渦巻き状の蒸発管１７や流路６４、或いは、蛇行状の蒸発管３７や流路７４の場合には、液体燃料の流れる方向が規制されるため、多少水平面の精度が悪くても、確実に液体燃料が水平に広がって上記のような効果を得ることができる。
【００６６】
また、上記では電気ヒータ内蔵円板１６や電気ヒータ内蔵矩形板３６を、バーナ本体部１１，３１の予混合室１３，３３と蒸発管１７，３７との間に配置したため、蒸発管１７，３７の上面に電気ヒータ内蔵円板１６や電気ヒータ内蔵矩形板３６を設けているが、必ずしもこれに限定するもではなく、バーナ本体部１１，３１から離れた位置に燃料気化器１０，３０を配置するような場合には、蒸発管１７，１８の下面に電気ヒータ内蔵円板１６や電気ヒータ内蔵矩形板３６を配置してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の液体燃料バーナは、液体燃料を燃料気化器で気化し、この気化燃料に空気を混合した混合気体をバーナ本体部に導入して同バーナ本体部に設けた火口で燃焼させる液体燃料バーナにおいて、前記燃料気化器は、内部に供給された前記液体燃料が水平に広がって下側の液相と上側の気相とに分かれるような内部空間を有する蒸発部と、この蒸発部の上面又は下面に配置され同蒸発部を全体的に加熱して前記液体燃料を気化する発熱部とを有してなることを特徴とする。
【００６８】
従って、この第１発明の液体燃料バーナによれば、蒸発部の内部に供給された液体燃料は蒸発部の内部空間に瞬時に水平に広がり、この水平に広がった液体燃料が発熱部により加熱されて蒸発（気化）することにり、蒸発部の内部では燃料が下側の液相と上側の気相とに分かれて二相状態となるため、液体燃料が蒸発部の内部を閉塞することはなく、従来のように気化して体積膨張した燃料が未気化の液体燃料を押し出すことがないため、安定した気化燃料の発生が可能となる。また、火力（発熱量）を上げるために蒸発部に供給する液体燃料の量を増やした場合にも、液体燃料が瞬時に水平に広がって広がりが大きくなり、安定した気化燃料の発生が維持される。
【００６９】
また、第２発明の液体燃料バーナは、第１発明の液体燃料バーナにおいて、前記蒸発部は、水平面内で渦巻くように又は蛇行するように形成した蒸発管を有してなるものであり、前記蒸発管の一端側から前記液状燃料を供給し、前記蒸発管の他端から前記気化燃料を排出するように構成したことを特徴とする。
【００７０】
また、第３発明の液体燃料バーナは、第１発明の液体燃料バーナにおいて、前記蒸発部は、水平面内で渦巻くように又は蛇行するように形成した流路を内部空間に有し、前記流路の一端側から前記液状燃料を供給し、前記流路の他端から前記気化燃料を排出するように構成したことを特徴とする。
【００７１】
従って、この第２又は第３発明の液体燃料バーナによれば、蒸発管又は流路は水平面内で渦巻くように形成されているため、蒸発管又は流路に供給された液体燃料は蒸発管又は流路の内部空間に瞬時に水平に広がり（蒸発管又は流路の長手方向の下面部に行き渡り）、この水平に広がった液体燃料が発熱部により加熱されて蒸発（気化）するため、蒸発管又は流路の内部では燃料が下側の液相と上側の気相とに分かれて二相状態となる。このため、液体燃料が蒸発管又は流路を閉塞することはなく、従来のように気化して体積膨張した燃料が未気化の液体燃料を押し出すことがないため、安定した気化燃料の発生が可能となる。また、火力（発熱量）を上げるために蒸発管又は流路に供給する液体燃料の量を増やした場合にも、液体燃料が瞬時に水平に広がって液相の存在する領域が長くなり（広がりが大きくなり）、安定した気化燃料の発生が維持される。
【００７２】
しかも、渦巻き状の蒸発管又は流路、或いは、蛇行状の蒸発管又は流路とすることにより、液体燃料の流れる方向を規制することができるため、多少水平面の精度が悪くても、確実に液体燃料が水平に広がって上記のような効果を得ることができる。
【００７３】
また、第４発明の液体燃料バーナは、第２又は第３発明の液体燃料バーナにおいて、前記発熱部は円板状であり、前記蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くように形成した流路又は蒸発管であることを特徴とする。
【００７４】
また、第５発明の液体燃料バーナは、第２又は第３発明の液体燃料バーナにおいて、前記発熱部は矩形板状であり、前記蒸発部は水平面内で蛇行するように形成した流路又は蒸発管であることを特徴とする。
【００７５】
従って、この第４又は第５発明の液体燃料バーナによれば、発熱部の形状（円板状又は矩形状）に合わせて、蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くように形成した流路又は蒸発管、或いは、水平面内で蛇行するように形成した流路又は蒸発管となっているため、蒸発部は発熱部によって全体的に効率よく加熱される。
【００７６】
また、第６発明の液体燃料バーナは、第１発明〜第５発明の何れか１つに記載の液体燃料バーナにおいて、前記発熱部は、前記気化燃料と空気の混合気体が導入される前記バーナ本体部の予混合室と前記蒸発部との間に設けることにより、前記蒸発部に供給された前記液体燃料を加熱するとともに前記バーナ本体部の予混合室に導入した前記混合気体も加熱するように構成したことを特徴とする。
【００７７】
従って、この第６発明の液体燃料バーナによれば、発熱部をバーナ本体部の予混合室と蒸発部との間に設けたことにより、１つの発熱部によって蒸発部での液体燃料の蒸発と予混合室における気化燃料の凝縮防止とを同時に行うことができるため、非常に効率的である。
【００７８】
また、第７発明の液体燃料バーナは、第６発明の液体燃料バーナにおいて、前記バーナ本体部は円筒状、前記発熱部は円板状であり、前記蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くよう形成された流路を内部空間に有する、又は、水平面内で同心円状に渦巻くよう形成された蒸発管を有してなるものであることを特徴とする。
【００７９】
また、第８発明の液体燃料バーナは、第６発明の液体燃料バーナにおいて、前記バーナ本体部は箱形状、前記発熱部は矩形板状であり、前記蒸発部は水平面内で蛇行するように形成された流路を内部空間に有する、又は、水平面内で蛇行するように形成された蒸発管を有してなるものであることを特徴とする。
【００８０】
従って、この第７又は第８発明の液体燃料バーナによれば、バーナ本体部（予混合室）の形状（円筒状又は箱形状）に合わせて、発熱部の形状は円板状又は矩形状となっており、また、この発熱部の形状（円板状又は矩形状）に合わせて、蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くように形成した流路又は蒸発管、或いは、水平面内で蛇行するように形成した流路又は蒸発管となっているため、予混合室及び蒸発部は発熱部によって全体的に効率よく加熱される。
【００８１】
また、第９発明の液体燃料バーナは、第１発明〜第８発明の何れか１つに記載の液体燃料バーナにおいて、前記蒸発部の気化燃料排出部には絞りノズルを設け、この絞りノズルによって下流の火炎側の圧力変動が上流の蒸発部へ伝播しないように構成したことを特徴とする。
【００８２】
従って、この第９発明の液体燃料バーナによれば、絞りノズルの上流側の圧力を下流側の圧力よりも高くすることができるため、下流の火炎側（火口側）の圧力変動などが上流の蒸発部へ伝播して蒸発部内の圧力が振動することにより蒸発部での液体燃料の蒸発が不安定になる（蒸発部からの気化燃料の流出が変動する）のを防止することができる。
【００８３】
また、第１０発明の液体燃料バーナは、第１発明〜第９発明の何れか１つに記載の液体燃料バーナにおいて、前記蒸発部から排出された気化燃料の流れを、前記バーナ本体部への供給側と排気側とに切り換える気化燃料の流路切換手段を備えたことを特徴とする。
【００８４】
従って、この第１０発明の液体燃料バーナによれば、気化燃料の流路切換手段を設けたことによって、液体燃料バーナの起動時や緊急停止を含む停止時には、気化燃料の流路切換手段により流路を排気側に切り換えて気化燃料を排気（バーナ本体部への気化燃料の供給を遮断）することができるため、安定した燃焼や迅速な消火を行うことができる。
【００８５】
また、第１１発明の液体燃料バーナは、第１０発明の液体燃料バーナにおいて、前記気化燃料の流路切換手段は、前記供給側に設けて前記バーナ本体部側から前記蒸発部側への逆流を防止する逆止弁と、前記排気側に設けた２方弁とを有してなることを特徴とする。
【００８６】
従って、この第１１発明の液体燃料バーナによれば、気化燃料の流路切換手段として逆止弁と２方弁を設けたことにより、液体燃料バーナの起動時や緊急停止を含む停止時には、２方弁を開けて流路を排気側に切り換えることにより気化燃料を排気（バーナ本体部への気化燃料の供給を遮断）することができるため、安定した燃焼や迅速な消火を行うことができる。
【００８７】
しかも、耐熱性の点では気化燃料の流路切換手段として３方弁を用いるよりも逆止弁と２方弁とを用いるほうが有利である。即ち、耐熱性の点で３方弁は材質や構造などの制約を受けるのに対し、逆止弁は構造が比較的簡易であるため３方弁程には構造や材質の制約を受けない。このため、逆止弁として従来の一般的な逆止弁を用いても容易に気化燃料の熱に耐えることができ、また、逆止弁での気化燃料の凝縮を防止するために電気ヒータなどによって逆止弁を保温することもできる。また、排気側に設けられた２方弁は、この２方弁を流れる燃料を気化状態に保つ必要がないため、保温などの措置も不用であり、燃料温度が下がった位置に配置することもできるため、３方弁程の構造や材質の制約はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る円筒状の液体燃料バーナの構成図、（ｂ）は前記液体燃料バーナにおけるバーナ本体部の斜視図である。
【図２】前記液体燃料バーナにおける蒸発部の構成図（図１（ａ）のＡ方向矢視図）である。
【図３】前記蒸発部における液体燃料の蒸発の様子（気液二相状態から蒸気単相状態になる部分の様子）を示す説明図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態に係る箱形状の液体燃料バーナの構成図、（ｂ）は前記液体燃料バーナにおけるバーナ本体部の斜視図である。
【図５】前記液体燃料バーナにおける蒸発部の構成図（図４（ａ）のＢ方向矢視図）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る液体燃料バーナにおける気化燃料の流路切換手段の他の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る液体燃料バーナに備えた蒸発容器の構成を示す斜視図である。
【図８】従来の液体燃料バーナに備えた燃料気化器の概要図である。
【符号の説明】
１０　燃料気化器
１１　バーナ本体部
１２　整流多孔板
１２ａ　孔
１３　予混合室
１４　火口
１５　電気ヒータ
１６　電気ヒータ内蔵矩形板
１７　蒸発管
１７ａ　一端
１７ｂ　他端
１８　液体燃料供給管
１９　気化燃料排出管
２０　絞りノズル
２１　３方弁
２２　排気管
２３　空気供給管
２４　気化燃料供給管
２５　液相
２６　気相
２８　火炎
３０　燃料気化器
３１　バーナ本体部
３２　整流多孔板
３２ａ　孔
３３　予混合室
３４　火口
３５　電気ヒータ
３６　電気ヒータ内蔵矩形板
３７　蒸発管
３７ａ　一端
３７ｂ　他端
３８　液体燃料供給管
３９　気化燃料排出管
４０　絞りノズル
４１　３方弁
４２　排気管
４３　空気供給管
４４　気化燃料供給管
４５　火炎
５１　逆止弁
５１ａ　球体
５２　２方弁
６１　蒸発容器
６３　仕切り
６４　流路
６４ａ　一端
６４ｂ　他端
７１　蒸発容器
７３　仕切り
７４　流路
７４ａ　一端
７４ｂ　他端

Claims (11)

1. 液体燃料を燃料気化器で気化し、この気化燃料に空気を混合した混合気体をバーナ本体部に導入して同バーナ本体部に設けた火口で燃焼させる液体燃料バーナにおいて、
   前記燃料気化器は、内部に供給された前記液体燃料が水平に広がって下側の液相と上側の気相とに分かれるような内部空間を有する蒸発部と、この蒸発部の上面又は下面に配置され同蒸発部を全体的に加熱して前記液体燃料を気化する発熱部とを有してなることを特徴とする液体燃料バーナ。
2. 請求項１に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記蒸発部は、水平面内で渦巻くように又は蛇行するように形成した蒸発管を有してなるものであり、前記蒸発管の一端側から前記液状燃料を供給し、前記蒸発管の他端から前記気化燃料を排出するように構成したことを特徴とする液体燃料バーナ。
3. 請求項１に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記蒸発部は、水平面内で渦巻くように又は蛇行するように形成した流路を内部空間に有し、前記流路の一端側から前記液状燃料を供給し、前記流路の他端から前記気化燃料を排出するように構成したことを特徴とする液体燃料バーナ。
4. 請求項２又は３に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記発熱部は円板状であり、前記蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くように形成した流路又は蒸発管であることを特徴とする液体燃料バーナ。
5. 請求項２又は３に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記発熱部は矩形板状であり、前記蒸発部は水平面内で蛇行するように形成した流路又は蒸発管であることを特徴とする液体燃料バーナ。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記発熱部は、前記気化燃料と空気の混合気体が導入される前記バーナ本体部の予混合室と前記蒸発部との間に設けることにより、前記蒸発部に供給された前記液体燃料を加熱するとともに前記バーナ本体部の予混合室に導入した前記混合気体も加熱するように構成したことを特徴とする液体燃料バーナ。
7. 請求項６に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記バーナ本体部は円筒状、前記発熱部は円板状であり、前記蒸発部は水平面内で同心円状に渦巻くよう形成された流路を内部空間に有する、又は、水平面内で同心円状に渦巻くよう形成された蒸発管を有してなるものであることを特徴とする液体燃料バーナ。
8. 請求項６に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記バーナ本体部は箱形状、前記発熱部は矩形板状であり、前記蒸発部は水平面内で蛇行するように形成された流路を内部空間に有する、又は、水平面内で蛇行するように形成された蒸発管を有してなるものであることを特徴とする液体燃料バーナ。
9. 請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の液体燃料バーナにおいて、
   前記蒸発部の気化燃料排出部には絞りノズルを設け、この絞りノズルによって下流の火炎側の圧力変動が上流の蒸発部へ伝播しないように構成したことを特徴とする液体燃料バーナ。
10. 請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の液体燃料バーナにおいて、
    前記蒸発部から排出された気化燃料の流れを、前記バーナ本体部への供給側と排気側とに切り換える気化燃料の流路切換手段を備えたことを特徴とする液体燃料バーナ。
11. 請求項１０に記載の液体燃料バーナにおいて、
    前記気化燃料の流路切換手段は、前記供給側に設けて前記バーナ本体部側から前記蒸発部側への逆流を防止する逆止弁と、前記排気側に設けた２方弁とを有してなることを特徴とする液体燃料バーナ。

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