JP2006226551A - 気化式燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の気化式燃焼装置1は、液体燃料を気化させて燃料ガスを生成することができる気化部8を有しており、気化部8の気化室60と、炎孔ベース36とは、断熱部材130を挟むようにして固定されている。そして、断熱部材130は2枚のシート130a、130bが重ねられたものが用いられている
【選択図】 図7
Description
そのため、特許文献1などに記載されているように、気化室の内面などに底熱伝導性材料をコーティングして放熱を少なくする技術が開示されている。
このような改良により、燃焼時に気化室へ伝熱される燃焼熱の熱量が小さくても、液体燃料を気化させて燃焼させることができる。そこで、気化室と炎孔ベースとの間の伝熱性をある程度低くすることにより、燃焼時の熱の供給を確保しつつ、燃焼開始の際の炎孔ベースへの放熱を低減することが可能である。
例えば、単に、従来より用いられた断熱材よりも厚い断熱材を用いて伝熱性を低減させる方法では放熱低減の効果が小さく、また断熱材を厚くすることには限界がある。また、気化室の密着面側の端部の筒状部分の厚みを全体的に薄くして、気化室と炎孔ベースとの間の密着面の周方向の幅を短くし、密着面の面積を小さくして伝熱性を低減させる方法が考えられる。しかしながら、気化室の強度の低下が懸念され、また、気化室の熱容量が小さくなりすぎて気化室の温度変化が大きくなりすぎてしまうおそれもある。
そして、気化式燃焼装置1は、図2、図3に示されるように、上から送風機2、駆動機械部3、空気量調節部5、混合部6及び燃焼部7が順次積み重ねられて作られたものである。また、混合部6及び燃焼部7の近傍に気化部8が設けられ、空気量調節部5と気化部8の間は、流路形成部材70によって接続されている。
気化部8は、気化室60と、ロータリーカップ63及び1次空気供給筒88によって構成されている。
気化室60の材質はアルミ合金でありダイカスト成形によって成形される。
そのため、図7(b)に示されるように、縁部140の幅L1は、テーパー部140aが設けられていない筒部92の厚みL2よりも短くなっており、縁部140の面積は、筒部92の、筒部の軸方向に垂直な面における断面積よりも小さくなっている。そして、厚みL2に対する幅L1の値(言い換えると、筒部92の断面積に対する縁部140の面積)の好ましい範囲は、30%以上80%以下である。そして、この値が30%よりも小さいと、縁部140の幅L1が小さくなりすぎて鋭角状となり、断熱部材130を破損させるおそれがあり、また、80%より大きいと、後述する伝熱性の低減の効果が小さい。
本実施形態の幅L1は、2.5mmであり、筒部92の厚みL2は3.5mmであり、厚みL2に対する幅L1は71%である。
この塗装処理に用いる塗料はガラスビーズを含むものであり、塗装皮膜は断熱性を有している。また塗装処理がされると、このガラスビーズによって表面には細かな凹凸が形成される。そのため、気化室60の縁部140と炎孔ベース36との間に、断熱部材130を挟んで固定した場合に、この塗装被膜と断熱部材130の表面が接触し、塗装被膜の細かな凹凸によって密着が不十分となる部分ができ、縁部140と断熱部材130との間の熱伝導性が低下する。なお、この凹凸は細かいので、塗装皮膜と断熱部材130との間のシール性を確保することができる。
また、断熱部材130の角の部分にはネジ用開口135が設けられている。
また、図8(a)の他の例として、図8(b)に示すように、接着部分143を小さな点状として、全体に接着部分143を配置しても良い。この場合には、接着部分143の面積が小さくなり、密着部分の面積を小さくすることができるので、伝熱性をより低下させることができる。
また、この接着剤は有機成分が主成分の接着剤が用いられているので、気化式燃焼装置1を使用すると接着剤が分解されるなどしてなくなり、シート130a、130b同士の密着の部分が減少し、伝熱性を低下させることができる。
この燃焼のための詳細な構造についてさらに説明する。
送風機2は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング10の中にファン11が回転可能に配されたものである。ハウジング10の中央部には、開口12が設けられている。
また、固定側板状部材22の他の部位には、図11に示すように、多数の小孔31が設けられている。小孔31が設けられた位置は、固定側板状部材22の上に移動側板状部材23を重ねた時に、両者が重複しない部位である。即ち小孔31は、固定側板状部材22のはみ出し部分に設けられている。なお、図4においては、小孔31の図示を省略している。
また、移動側板状部材23は、固定側板状部材22の上にあり、中央の軸挿通孔25を中心として相対的に回転可能である。そして、図2、3に示すように、外付けされたモータ121を回転させることによって、移動側板状部材23を、固定側板状部材22の上で中央に軸挿通孔25を中心として相対的に回転させることができる。移動側板状部材23の回転により、移動側板状部材23と固定側板状部材22を連通する開口の面積を変化させて、燃焼量に応じた空気の供給を行う。
そして、図4に示すように、第1分流部材35、第2分流部材39及び断熱パッキン115には積層状態で貫通する貫通孔37、40、89が設けられている。
また、第1分流部材35と流路形成部材70との間に環状のパッキン81が設けられている。そして、このパッキン81により、貫通孔37と、流路形成部材70の下部の開口83との間の流路に流れる気体の漏れを防いでいる。
そして、開口26’から入った空気が流路形成部材70内に流れて、さらに、第1分流部材35の下方に流れる。なお、これらのパッキン80、81は、断熱性に優れ、且つ灯油等の液体燃料がしみ込まないものが望ましい。具体的に、パッキンの素材には、シリコーンが採用されている。
中央領域136aの外形は長方形状であり、周辺領域136bの外形も長方形状であり、周辺領域136bの中央付近に中央領域136aが位置している。
貫通孔160は、炎孔ベース36の厚み方向(上下方向)に貫通するものであり、図14に示されるように上面側に開口58が形成され、図13に示されるように下面側に開口160bが形成される。また、貫通孔160は、長辺36a方向に長い長孔状であり、長辺36aに沿う方向に並んで列状となっており、さらにこの列が複数列設けられている。そして、貫通孔160は2次空気が通過するものであり、2次空気通過部となる。
なお、貫通孔160同士の間には、下面側に開口するネジ穴164が設けられ、網状部材77、炎孔部材51、保炎部材78の固定に用いられる。
そして、全体を合わせた形状は、炎孔ベース36の周辺領域136bの形状にほぼ等しい形状であり、中央には、気化室60用の開口76が形成される。
炎孔72は丸孔であり、2次空気孔71の丸孔71aや保炎部材78の丸孔67と比べて内径が小さい。そして、炎孔72は燃料ガスが通過する孔である。
本実施形態では、網状部材77はエキスパンドメタルが使用される。
また、合わせられた保炎部材78の全体の形状は、炎孔ベース36の周辺領域136bの内外の縁に沿う部分を有している。そして、保炎部材78と炎孔ベース36との間に炎孔部材51や網状部材77を挟んでネジ止めしたときに、炎孔部材51や網状部材77の保持を確実に行うことができる。また、保炎部材78の全体の外形は長方形状であり、前記した炎孔部材51及び網状部材77と同様に中央に開口68が設けられている。
丸孔67は、図13に示されるように、上記した炎孔部材51の長孔71bや切り欠き167aに対応する位置に設けられており、空気孔列bの一部となる。また、取付孔152は円形の貫通孔であり、図示しないボルトを、炎孔部材51の取付孔150、及び、網状部材77の取付部151に挿通して、当該ボルトを炎孔ベース36のネジ穴164に固定し、保炎部材78、炎孔部材51、網状部材77を炎孔ベース36の下面に取り付けてこれらを一体化する。そして、炎孔ベース36に網状部材77が接し、さらにそれに重ねて炎孔部材51が配され、最後に保炎部材78が設けられる。
点火プラグ132は短辺36b側から挿入されており、中央領域136aを挟んで対向する位置付近に2ヵ所に設けられている。そのため、着火に要する時間をより短縮し、低温下でも点火性能を向上させることができる。
そして、貫通孔169の位置は、図15(b)に示されるように、外側壁41a付近に設けられ、貫通孔89から入って、貫通孔169から出る3次空気は、外側壁41aによって向きを変え、その流れを下向きに誘導する。
さらに補助加熱ヒータ109に通電し、1次空気供給筒88及び第2分流部材39の一部を加熱する。ファン11の回転により、図3の矢印の様に送風機2のハウジング10の中央部に設けられた開口12から空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部3に入る。そして空気は、駆動機械部3から下部の空気量調節部5を経て混合部6側に流れるが、本実施形態の気化式燃焼装置1では、空気量調節部5の開口26、26’27、27’の重なりを調節して流量調整される。
図4に示すように、燃料パイプ79から灯油をロータリーカップ63内に滴下し、滴下された灯油は、ロータリーカップ63から遠心力を受けて飛散し、飛散した灯油は、ロータリーカップ63の周囲に配された気化室60の内面に接触し、熱を受けて気化する。また灯油の一部は気化室60の底部91に落下し、気化室60の底部91に接触し、気化室60の電気ヒータ64の熱によって気化する。
そしてロータリーカップ63の内面に設けられた羽根部99によって気化室60内の空気が攪拌され、気化室60で気化した燃料ガスと1次空気との混合が促進される。
一方、他の部位から下流側に流れた空気は、燃料ガスと混合されることなく、直接燃焼部7側に流れ込み、2次空気として燃焼に寄与する。即ち2次空気は、貫通孔160を通過して、丸孔71a、67から炎孔72の周囲に供給される。
点火プラグ132は、中央領域136aを挟んで2ヵ所に設けられているので、両側から火が回って全面で火炎が発生する。
8 気化部
36 炎孔ベース
51 炎孔部材
60 気化室
64 電気ヒータ
92 筒部
130 断熱部材
130a、130b シート
140 縁部
Claims (6)
- 液体燃料を気化室内で気化させて燃料ガスを生成することができる気化部と、燃料ガス通過部を有する炎孔ベースと、炎孔を有して前記炎孔ベースに取り付けられる炎孔板と、前記気化室と炎孔ベースとの間に配置される断熱部材とを有し、前記気化室には加熱ヒータが設けられ、気化部で生成した燃料ガス及び外部から供給される1次空気は、炎孔ベースの燃料ガス通過部を通過して炎孔板の炎孔から出て燃料ガスが燃焼するものであり、
前記断熱部材は2枚以上のシートが重ねられたものが用いられていることを特徴とする気化式燃焼装置。 - シート同士の積層面に部分的に接着剤を塗布してシート同士を固定した断熱部材が用いられていることを特徴とする請求項1に記載の気化式燃焼装置。
- 断熱部材は、シートの積層面に部分的に接着剤を塗布してシート同士を固定した後に、所定の形状に切断して製造されるものであることを特徴とする請求項2に記載の気化式燃焼装置。
- 液体燃料を気化室内で気化させて燃料ガスを生成することができる気化部と、燃料ガス通過部を有する炎孔ベースと、炎孔を有して前記炎孔ベースに取り付けられる炎孔板と、前記気化室と炎孔ベースとの間に配置される断熱部材とを有し、前記気化室には加熱ヒータが設けられ、気化部で生成した燃料ガス及び外部から供給される1次空気は、炎孔ベースの燃料ガス通過部を通過して炎孔板の炎孔から出て燃料ガスが燃焼するものであり、
気化室には筒部が設けられ、炎孔ベースと、気化室の筒部の先端に位置する縁部との間に断熱部材を挟んだ状態で、炎孔ベースと気化室とを固定するものであり、気化室の筒部の縁部の面積は、筒部の軸方向に垂直な面での断面積よりも小さいことを特徴とする気化式燃焼装置。 - 気化室の筒部の先端付近の形状は先端に向かって断面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項4に記載の気化式燃焼装置。
- 液体燃料を気化室内で気化させて燃料ガスを生成することができる気化部と、燃料ガス通過部を有する炎孔ベースと、炎孔を有して前記炎孔ベースに取り付けられる炎孔板と、前記気化室と炎孔ベースとの間に配置される断熱部材とを有し、前記気化室には加熱ヒータが設けられ、気化部で生成した燃料ガス及び外部から供給される1次空気は、炎孔ベースの燃料ガス通過部を通過して炎孔板の炎孔から出て燃料ガスが燃焼するものであり、
気化室には筒部が設けられ、炎孔ベースと、気化室の筒部の先端に位置する縁部との間に断熱部材を挟んだ状態で、炎孔ベースと気化室とを固定するものであり、前記縁部にはガラスビーズを含む塗料で塗装処理がされていることを特徴とする気化式燃焼装置。
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- 2005-02-15 JP JP2005038046A patent/JP2006226551A/ja active Pending
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