JP2005249270A - 混合気生成器 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い気化能力を有し、数種の液体から混合気体を作り出せる構成の簡素な混合気生成器を得る。
【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壁１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を複数併設し、複数の部屋Ａに組成の異なる液体をそれぞれ入れ、他の一部屋Ｂに気流を通して各部屋Ａの液体の気化ガスと空気との混合した混合気体を生成し、この混合気体を他の一部屋Ｂから取出して有効ガスとして利用する。また、液体を入れる各部屋Ａと他の部屋Ｂとを隔てる隔壁１の有効透過面積を異ならせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、数種の液体から混合気体を生成する混合気生成器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。その結果、液体を気化できることに着目し、液体のベーパー化に取組み、燃焼装置に利用できる混合気生成器の開発を試みた。そして、組成の異なる混合ガスと空気との混合気体が得られないかという課題に突き当たった。

本発明は、透湿膜の特徴を応用し、上記した課題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、組成の異なる混合ガスと空気との混合気体を数種の液体から生成することができる、構成の簡素な混合気生成器を得ることであり、燃焼装置等に有効な混合気生成器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壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋を複数併設し、この複数の部屋に組成の異なる液体をそれぞれ入れ、他の一部屋に気流を通して各部屋の液体の気化ガスと空気との混合した混合気体を生成し、この混合気体を他の一部屋から取出して有効ガスとして利用するようにする手段を採用する。

本発明によれば、各部屋に入れた数種の液体からこれらの液体の気化ガスを隔壁で隔てた他の一部屋に取出し、組成の異なる混合ガスと空気との混合気体を生成し、有効ガスとして燃焼等に用いることができる。そして、エネルギの有効利用が簡素な構成で実現する混合気生成器が得られる。

本発明を適用した燃焼装置は、混合気生成器を中核として構成されている。混合気生成器は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二種類の部屋からなる構成である。隔壁は、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作られている。二種類の部屋の一種類は共通で、他の一種類は共通の部屋に複数併設されている。複数併設された部屋に組成の異なる液体がそれぞれ個別に入れられる。入れる液体は、例えば石油と水と可燃性溶剤等である。共通の一部屋に空気流を通してこの部屋に通じるバーナ部で、生成した混合ガスと空気との混合気体を、有効ガスとして燃焼用二次空気を導入して燃焼させる。混合気体は、水蒸気と炭化水素ガスと溶媒ガスと燃焼用一次空気の混合した可燃性のものであり、燃焼用二次空気なしでもそのまま燃焼させることもできる。

この混合気生成器は、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っている。この混合気生成器を使うことにより、複数の液体から可燃性のある混合気体を簡単に生成でき、簡素な構成の燃焼装置が得られる。混合ガスと空気との混合割合は、各部屋と共通の部屋を隔てる隔壁の実効透過面積（表面積）を異なわせることによって変化させている。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の石油暖房機や石油ボイラーに使用される燃焼装置の断面構成図である。この燃焼装置は混合気生成器を中核として構成されている。混合気生成器は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁１で隔てた二種類の部屋Ａ，Ｂからなる構成である。隔壁１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作られている。二種類の部屋Ａ，Ｂの一種類は共通で、他の一種類は共通の部屋Ｂに複数併設された容器２（図では大、中、小の三個）で構成されている。三個の容器２には組成の異なる液体がそれぞれ個別に入れられる。入れる液体は、大きい容器２には、例えば石油が、中くらいの容器２には水が、小さい容器２には可燃性溶媒がそれぞれ入れられる。これらの各容器２と共通の部屋Ｂを仕切る隔壁１の平面積も大中小と異なっている。各容器２は、補給口を除いて密閉構造であり、石油を入れる容器２には液体を加圧する加圧手段３が取付けられ、各容器２の外部には加熱手段として補助ヒータ４が設けられている。

共通の部屋Ｂには、各容器２より高位に設けられた送風機５により一方向に空気流が流される。送風機５の吐出側にも空気を加温する補助ヒータ４が設けられている。共通の部屋Ｂの空気流の出口側にはバーナ部６が組付けられている。各容器２に液体燃料である石油と水と可燃性溶媒をそれぞれ入れ、補助ヒータ４で加熱しておき、共通の部屋Ｂに送風機５により補助ヒータ４で加温した空気を通して、水蒸気と炭化水素ガスと溶媒ガスと空気の混合した混合気体を生成してバーナ部６に導き、着火すれば燃焼装置として機能する。共通の部屋Ｂには、隔壁１を透過した炭化水素と水蒸気と溶媒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混合気体が生成され、これがバーナ部６で連続的に燃焼する。このようにこの燃焼装置は、気化する物質がガス体では無く液体であるので扱い易く、構成がいたって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、炭化水素ガスや可燃性の溶媒ガスを水蒸気とともに燃焼させることで、有効なエネルギ利用が可能である。

この燃焼装置は、各容器２の液体のガス成分の割合を、容器２内と共通の部屋Ｂを隔てる隔壁１の実効透過面積（平面積）を変えることによって変化させている。また、加圧手段３によって液体を加圧することによっても、補助ヒータ４の通電制御によっても、さらには、共通の部屋Ｂに通す空気の量を送風機５の運転制御により変化させても混合ガスのガス成分を変えることができ、これらの方法を組合せて燃焼制御する。また、各容器２に入れる液体の割合を変え、混合ガスの成分を調整することで燃焼の最適化を図ることができる。液体は二種類でもよく、四種類以上でも良い。

実施の形態２．
図２に示す本実施の形態も、実施の形態１で示した燃焼装置と基本的には同じである。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、それらの説明は省略する。

図２は、本実施の形態の石油暖房機や石油ボイラーに使用される燃焼装置の断面構成図である。この燃焼装置は、混合気生成器の各隔壁１部分に隔壁１を全閉から全開にまでできるスクリーン７が設けられている。スクリーン７の操作で、混合ガスの成分をコントロールでき、燃焼の最適化を図ることができる。これ以外の機能は実施の形態１のものと同じである。

この混合気生成器は、ガソリンと水蒸気との混合ガスを作ることも可能であり、これを有効ガスとした燃焼させるエンジンにも利用することができる。その他、各種実験用混合気体を簡単に選択的に作り出すこともできる。

燃焼装置の断面構成図である。（実施の形態１） 燃焼装置の断面構成図である。（実施の形態２）

符号の説明

１ 隔壁、 ２ 容器、 ３ 加圧手段、 ４ 補助ヒータ、 ５ 送風機、 ７ スクリーン。

Claims (5)

1. 液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋を複数併設し、この複数の部屋に組成の異なる液体をそれぞれ入れ、他の一部屋に気流を通して前記各部屋の液体の気化ガスと空気との混合した混合気体を生成し、この混合気体を前記他の一部屋から取出して有効ガスとして利用するようにした混合気生成器。
2. 請求項１に記載の混合気生成器であって、液体を入れる各部屋と他の部屋とを隔てる隔壁の有効透過面積を異ならせた混合気生成器。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の混合気生成器であって、液体を入れる各部屋と他の部屋とを隔てる隔壁を開閉できるスクリーンを設けた混合気生成器。
4. 請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の混合気生成器であって、液体を入れる部屋に液体を加圧する手段を備えた混合気生成器。
5. 請求項１〜請求項４までのいずれかに記載の混合気生成器であって、液体を入れる部屋に液体を加熱する手段を備えた混合気生成器。

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