JP2005147551A - 液体気化器及び液体燃料燃焼方式 - Google Patents

Abstract

【課題】 透湿膜の特徴を応用し、高い気化能力を有し、簡素な構成でランニングコストの低い液体気化器を得る。また、液体気化器を使った新規な液体燃料燃焼方式を提供する。
【解決手段】 液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜４で隔てた二部屋Ａ、Ｂを構成し、この二部屋Ａ、Ｂのうちの一部屋Ａに水以外の液体を入れ、他の一部屋Ｂに気流を通して同部屋Ｂの外に、一部屋Ａに入れた水以外の液体の気体を取出すようにする。また、隔膜４をチューブ体で構成し、このチューブ体内とチューブ体外に二部屋Ａ、Ｂを構成する。さらには、水以外の液体を入れる部屋Ａに液体を加熱する電気ヒータ５を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水以外の液体を気化させる液体気化器およびその液体気化器を用いた液体燃料燃焼方式に関するものである。

今日、加湿の主流は、透湿方式を用いたものになりつつある。透湿方式の加湿器では、水は通さないが、水蒸気は通す透湿膜の袋体やチューブが用いられている。袋体の中やチューブの外に水を溜め、袋体の外部やチューブ内に空気を通し、空気を透過した水蒸気で連続的に加湿するものである。なお、この種の従来技術としては、特許文献１に開示されているものがある。

特開平８−２１９５０５号公報

透湿膜を使った加湿器は、雑菌やカビのような大きなものは一切通さないクリーン性が特徴であり、ヒータ等の加熱手段なしでも高い加湿能力を有し、ランニングコストは低いといった利点がある。本発明者は、透湿膜の選択透過性に着目して、加湿以外に応用できないか思案を重ねた。そして、その結果、液体を気化できることに考え就き、水以外の液体のガス化に取組んだ。

本発明は、上記した透湿膜の特徴を応用し、発展させることによりなされたものであり、その課題とするところは、高い気化能力を有し、簡素な構成でランニングコストの低い液体気化器を得ることであり、その液体気化器を使った新規な液体燃料燃焼方式を提供することである。

上記課題を解決するために本発明は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に水以外の液体を入れ、他の一部屋に気流を通してこの部屋の外に、一部屋に入れた水以外の液体の気体を取出すようにする手段を採用する。

また、他の発明は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に水以外の液体を入れ、他の一部屋に気流を通してこの部屋の外に、一部屋に入れた水以外の液体の気体を取出すようにした液体気化器によって可燃性液体燃料から可燃性ガスと空気との混合ガスを作り、これを燃焼させるようにする手段を採用する。

上記手段を採用することにより、隔膜で隔てた一部屋に入れた水以外の液体を、もう一部屋を介して気体として取出すことができ、高い気化能力を有する、構成の簡素なランニングコストの低い液体気化器が得られる。

上記他の手段を採用することにより、液体気化器によって、隔膜で隔てた一部屋に入れた液体燃料を、もう一部屋を介して可燃性ガスと空気との混合ガスを作り、この混合ガスを燃焼させるといった簡素な構成の新規な液体燃料燃焼方式が得られる。

本発明の液体気化器は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋からなる構成である。隔膜はミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜をスクリーン状に成形した膜状のものや、中空のチューブ体に成形したものを使用する。隔壁を膜質としたものでは、隔膜で隔てた二部屋の内の一部屋に水以外の液体、例えば石油を入れ、他の一部屋に空気流を通してこの部屋の外に、石油ガスと空気の混合ガスを取出すようにする。こうして取出した混合ガスは、燃焼用一次空気の混合した可燃性のものであり、そのまま燃焼させることができる。

隔膜を中空のチューブ体に成形したものでは、チューブ体の内部空間を一部屋とし、チューブ体の外部空間をもう一つの部屋としたモジュールで構成する。チューブ体の外の部屋に水以外の液体、例えば石油を入れ、チューブ体の内部空間である一部屋に空気流を通してこの部屋の外に、石油ガスと空気の混合ガスを取出すようにする。

この液体気化器は、ヒータ等の加熱手段なしでも高い気化能力を有し、構成もいたって簡素でランニングコストが低いといった特徴を持つ。この液体気化器を使うことにより、液体燃料から可燃性のある混合ガスを簡単に生成でき、簡素な構成で済む新規な燃焼方式を提案できる。

実施の形態１．
図１と図２は、本実施の形態の石油燃焼器の断面構成図である。この石油燃焼器は、液体燃料である石油を気化する液体気化器１と燃焼室２を備えている。液体気化器１の本体は、金属性の一面の開放した容器３に、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜４が開放した面に密封スクリーン状に張られただけの大変シンプルな構造である。容器３の胴周りには加熱手段として電気ヒータ５が装着されている。隔膜４の外には隔膜４を囲む金属製の筒状部材６が設けられ、隔膜４で容器３内の部屋Ａと容器３外の部屋Ｂとに二区分されている。容器３内の部屋Ａには供給口７から石油が入れられ、石油で充満される。容器３外の部屋Ｂを形成する筒状部材６には、電気ヒータ５が設けられ、一方の開口部から送風機（図示しない）により気化に有効な加熱された空気が送風される。燃焼室２は、筒状部材６の空気の吹出し側に構成され、炎口８を備えている。

隔膜４の材料は、ミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜で有機溶媒に溶けないものが用いられている。隔膜４での気体変換は、表面積に左右されるため、図２に示すように隔膜４を波形や凸凹の表面形態９に形成しても良い。電気ヒータ５は、石油の気化を促進するものであるが、液体燃料が気化しやすい例えば、エタノールやメタノール等では必ずしも設けなくても良い。

容器３内の部屋Ａに液体燃料である石油を入れ、電気ヒータ５で加熱しておき、容器３外の部屋Ｂに空気を通して、燃焼室２に導き炎口８に着火すれば石油燃焼器として機能する。容器３外の部屋Ｂには、隔膜４を透過した石油ガスと加熱された空気の混合した燃焼用一次空気を含む可燃ガスが生成され、これが炎口８で連続的に燃焼する。このようにこの石油燃焼器は、いたって構成が簡素で殆ど加熱する必要もないのでランニングコストは低く、故障も少なく保守も楽である。そして、汚れた石油でも燃焼させることができ、有効なエネルギ利用が可能である。

液体気化器１部分だけの構成では、水以外の各種の液体を気化する液体気化器として利用することができる。例えば、香水を芳香ガスにしたり、アンモニア水からアンモニアガスを作ったりすることができる。濃度の高い気体を得るには、気体を作る部屋Ｂをフィードバックループで連絡するようにすればよい。

実施の形態２．
図３に示す本実施の形態の液体燃料燃焼器も燃焼方式に関しては実施の形態１のものと同じである。従って、実施の形態１と同じ部分については実施の形態１のものと同じ符号を用いそれらについての説明は省略する。

図３は、本実施の形態の液体燃料燃焼器を示した断面構成図であり、図４は、同じく液体燃料燃焼器の一部を拡大して示した説明図である。この液体燃料燃焼器の液体気化器１の機能部分を構成する隔膜４は、ミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜で有機溶媒に溶けないものを使って中空のチューブ体１０に成形したものが使用されている。液体気化器１のコア部分のモジュールは、図４に示すように、厚み０．２ｍｍ、直径５ｍｍ程度のチューブ体１０に成形した隔膜４が、端末部分を除いて容器３内に収められた構成となっている。各チューブ体１０の内部空間が一部屋Ｂとして構成され、各チューブ体１０を囲む容器３内がもう一つの部屋Ａとして構成されている。容器４で構成された部屋Ａに例えば、石油を入れ、各チューブ体１０の内部空間である一部屋Ｂに一方向から空気流を通して容器３の外に、石油ガスと空気の混合ガスを取出すようになっている。各チューブ体１０は略水平位に容器３に配列され、容器３の液面レベルの調節で石油との浸漬本数、即ち、燃焼量の調節ができるようになっている。

チューブ体１０の内部空間の部屋Ｂは、チューブ体１０の端部の望む二つのチャンバー１１に通じていて一方のチャンバー１１から送風機（図示しない）により空気が送風される。吹出し側のチャンバー１１には炎口８を備えた燃焼室２が繋がっている。容器３内の部屋Ａに液体燃料である石油を入れ、チャンバー１１に送風して各チューブ体１０に空気を通して、もう一つのチャンバー１１から燃焼室２に導き、炎口８に着火すれば石油燃焼器として機能する。チューブ体１０の径を大きくし、チューブ体１０の内部空間に液体燃料を入れ、チューブ体１０の外の部屋に空気を流すようにしても良い。チューブ体１０による液体気化器１の構成を採れば、有機溶媒に溶けない処理の不要なカーボンナノチューブを使うことも可能になる。これ以外の機能は、実施の形態１のものと同じである。

この液体燃料燃焼器に使った液体気化器１は、気液分離を要する装置の気液分離器としてもはば広く利用することができる。

石油燃焼器の断面構成図である。（実施の形態１） 他の石油燃焼器の断面構成図である。（実施の形態１） 液体燃料燃焼器の断面構成図である。（実施の形態２） 液体燃料燃焼器の一部を拡大して示した説明図である。（実施の形態２）

符号の説明

１ 液体気化器、 ４ 隔膜、 ５ 電気ヒータ、 ９ 表面形態、 １０ チューブ体、 Ａ 部屋、 Ｂ 部屋。

Claims (7)

1. 液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔膜で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に水以外の液体を入れ、他の一部屋に気流を通して同部屋の外に、前記一部屋に入れた水以外の液体の気体を取出すようにした液体気化器。
2. 請求項１に記載の液体気化器であって、隔膜をチューブ体で構成し、このチューブ体内とチューブ体外に二部屋を構成した液体気化器。
3. 請求項１に記載の液体気化器であって、隔膜をスクリーン状に構成し、このスクリーン状の隔膜を隔てて二部屋を構成した液体気化器。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液体気化器であって、水以外の液体を入れる部屋に同液体を加熱する加熱手段を備えた液体気化器。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液体気化器であって、一部屋通す気流を加熱する手段を備えた液体気化器。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液体気化器であって、隔膜を多孔質膜または無孔質膜で作った液体気化器。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液体気化器の隔膜を有機溶媒に溶けないものとして、これによって可燃性液体燃料から可燃性ガスと空気との混合ガスを作り、これを燃焼室に導いて燃焼させるようにした液体燃料燃焼方式。

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