JP2024103061A - Combustion equipment - Google Patents

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善多 大野
勝彦 山本
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Abstract

【課題】気泡化した酸素をより多く含有させた灯油を燃焼させてエネルギーを得ることができる燃焼装置を提供する。【解決手段】本発明の燃焼装置1では、灯油Oを燃焼させる燃焼機構4と、灯油O内に直径1μm以下の微細気泡を生成する微細気泡生成機構6と、を備える構成としている。そのため、燃料として使用される灯油Oに空気の微細気泡を含有させて気泡化した酸素をより多く含有させた灯油O’を使用することで燃焼を促進することができ、通常の灯油を使用した場合と比較して大きな熱量が得ることができる。また通常の灯油を使用した場合と比較して、灯油O’の不完全燃焼時に発生する煤や一酸化炭素を低減させる事ができる。【選択図】図1[Problem] To provide a combustion device capable of obtaining energy by burning kerosene containing a larger amount of bubbled oxygen. [Solution] The combustion device 1 of the present invention is configured to include a combustion mechanism 4 for burning kerosene O, and a fine bubble generating mechanism 6 for generating fine bubbles with a diameter of 1 μm or less in the kerosene O. Therefore, by using kerosene O' which contains fine air bubbles in the kerosene O used as fuel and thus contains a larger amount of bubbled oxygen, it is possible to promote combustion, and a larger amount of heat can be obtained compared to when regular kerosene is used. In addition, it is possible to reduce soot and carbon monoxide generated during incomplete combustion of kerosene O' compared to when regular kerosene is used. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、燃料として灯油を燃焼させる燃焼装置に関する。 The present invention relates to a combustion device that burns kerosene as fuel.

機器内で気化させた灯油を燃焼させ、当該燃焼させたときに発生する熱などのエネルギーを利用する燃焼装置として、例えばファンヒータが知られている(例えば特許文献1)。 A known example of a combustion device that burns vaporized kerosene within the device and utilizes the heat and other energy generated during the combustion is a fan heater (for example, Patent Document 1).

特開2008-185320号公報JP 2008-185320 A

特許文献1のようなファンヒータでは、燃料燃焼部で燃焼するときの酸素が十分でない場合に不完全燃焼が発生する虞があり、不完全燃焼が発生すると、灯油を燃焼させたときのエネルギーが十分に得られないため、より燃焼効率の高い燃焼装置が望まれていた。 In fan heaters such as that described in Patent Document 1, there is a risk of incomplete combustion occurring if there is insufficient oxygen during combustion in the fuel combustion section. When incomplete combustion occurs, sufficient energy cannot be obtained when burning kerosene, so there is a demand for a combustion device with higher combustion efficiency.

そこで本発明は、気泡化した酸素をより多く含有させた灯油を燃焼させてエネルギーを得ることができる燃焼装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a combustion device that can obtain energy by burning kerosene that contains a larger amount of bubbled oxygen.

本発明の燃焼装置は、燃料としての灯油を燃焼させる燃焼機構と、前記灯油内に、直径1μm以下の微細気泡を生成する微細気泡生成手段と、を備えることを特徴とする。 The combustion device of the present invention is characterized by having a combustion mechanism that burns kerosene as fuel, and a microbubble generating means that generates microbubbles with a diameter of 1 μm or less in the kerosene.

本発明の燃焼装置によれば、燃料として使用される灯油に空気(酸素)の微細気泡を含有させるため、気泡化した酸素をより多く含有させた灯油を使用することで燃焼を促進することができる。 The combustion device of the present invention allows the kerosene used as fuel to contain fine air (oxygen) bubbles, so combustion can be promoted by using kerosene that contains a larger amount of bubbled oxygen.

本発明の第1の実施形態を示す燃焼装置の断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view of a combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の変形例を示す燃焼装置の断面概略図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a combustion device showing a modified example of the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態を示す燃焼装置の断面概略図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a combustion apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態を示す燃焼装置の断面概略図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a combustion apparatus according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態の変形例を示す燃焼装置の断面概略図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a combustion device showing a modified example of the third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態を示す燃焼装置の断面概略図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a combustion apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態を示す燃焼装置の断面概略図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a combustion apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

以下、本発明における好ましい微細気泡生成器の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、これらの全図面にわたり、共通する部分には共通する符号を付すものとする。 Below, preferred embodiments of the microbubble generator of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that common parts are designated by common reference numerals throughout these drawings.

図1は、本発明の燃焼装置1の第1の実施形態の構成を示している。同図を参照して全体の構成を説明すると、燃焼装置1は、外郭を形成する筐体2と、燃料となる灯油Oを貯蔵する燃料タンク3と、灯油Oを燃料とする燃焼機構4と、当該燃焼機構4への燃料供給の駆動源となる燃料ポンプ5と、燃料タンク3と燃料ポンプ5との間の流路に配設される微細気泡生成機構6と、により主に構成される。そのため本実施形態の燃焼装置1は、燃料タンク3→微細気泡生成機構6→燃料ポンプ5→燃焼機構4の順に灯油Oが流れる流路が形成されている。 Figure 1 shows the configuration of a first embodiment of the combustion device 1 of the present invention. The overall configuration will be described with reference to the figure. The combustion device 1 is mainly composed of a housing 2 forming an outer shell, a fuel tank 3 storing kerosene O as fuel, a combustion mechanism 4 using kerosene O as fuel, a fuel pump 5 as a driving source for supplying fuel to the combustion mechanism 4, and a fine bubble generating mechanism 6 disposed in a flow path between the fuel tank 3 and the fuel pump 5. Therefore, the combustion device 1 of this embodiment has a flow path in which kerosene O flows in the order of fuel tank 3 → fine bubble generating mechanism 6 → fuel pump 5 → combustion mechanism 4.

燃焼機構4は、供給された灯油Oを気化ガスにして燃焼させることにより、熱などのエネルギーを発生させるものであるが、これは一例であり、本発明では燃焼機構4の構成は特に限定されない。燃料ポンプ5は、燃料タンク3から燃焼機構4に灯油Oを送出するものであり、本実施形態では、例えば遠心式のポンプやダイヤフラム式のポンプで構成されるが、他のタイプのポンプで構成してもよく、ここでは特に限定されない。 The combustion mechanism 4 generates energy such as heat by converting the supplied kerosene O into vaporized gas and burning it, but this is only one example, and the configuration of the combustion mechanism 4 is not particularly limited in the present invention. The fuel pump 5 sends kerosene O from the fuel tank 3 to the combustion mechanism 4, and in this embodiment is configured as, for example, a centrifugal pump or a diaphragm pump, but may be configured as other types of pumps, and is not particularly limited here.

微細気泡生成機構6は、当該微細気泡生成機構6を通過する灯油O内に空気の微細気泡を生成するものである。本実施形態の微細気泡生成機構6では、当該灯油O内に1μm以下の微細気泡を1ml当たり2億個(200,000,000個/ml)以上生成可能であるものを採用しており、微細気泡生成機構6の構成は特に限定されないが、例えば特願2022-012373号に記載された微細気泡生成器で、液体に灯油を使用して上述の条件を達成できるように構成したものを使用してもよい。 The microbubble generating mechanism 6 generates microbubbles of air in the kerosene O passing through the microbubble generating mechanism 6. The microbubble generating mechanism 6 of this embodiment is capable of generating 200 million or more microbubbles of 1 μm or less per ml (200,000,000/ml) in the kerosene O. The configuration of the microbubble generating mechanism 6 is not particularly limited, but may be, for example, a microbubble generator described in Patent Application No. 2022-012373 configured to achieve the above conditions using kerosene as the liquid.

なお一般的な気泡の直径による分類では、微細気泡の直径が1μm~100μmの微細気泡がマイクロバブルと称され、微細気泡の直径が数十nm~1μm未満の微細気泡がウルトラファインバブルと称されている。また微細気泡同士の合体や吸収が起こらないため、微細気泡は単一気体のままで液体中に長時間留まり、単位体積当りの気泡表面積が大きいとされている。本実施形態ではこれらの特徴を利用し、微細気泡生成機構6により灯油内に1μm以下の微細気泡を多く生成することで、燃料としての灯油中における気泡化した空気量、特に酸素量を増加させている。 In general classification based on bubble diameter, fine bubbles with a diameter of 1 μm to 100 μm are called microbubbles, and fine bubbles with a diameter of several tens of nm to less than 1 μm are called ultrafine bubbles. Furthermore, because the fine bubbles do not merge or absorb each other, they remain in the liquid as a single gas for a long time, and are said to have a large bubble surface area per unit volume. In this embodiment, these characteristics are utilized to generate many fine bubbles of 1 μm or less in the kerosene using the fine bubble generation mechanism 6, thereby increasing the amount of bubbled air, and especially the amount of oxygen, in the kerosene used as fuel.

次に、上記構成の燃焼装置1についてその作用を説明する。燃料タンク3には予め灯油Oが貯蔵されており、燃料ポンプ5が駆動されると、必要量の灯油Oが燃料タンク3から燃料ポンプ5を介して微細気泡生成機構6に流入する。そして灯油Oが微細気泡生成機構6を通過するときに、当該灯油O内に含まれている空気が微細化されて微細気泡となることにより、灯油O内に微細気泡が生成される。 Next, the operation of the combustion device 1 configured as above will be described. Kerosene O is stored in advance in the fuel tank 3, and when the fuel pump 5 is driven, the required amount of kerosene O flows from the fuel tank 3 through the fuel pump 5 into the fine bubble generating mechanism 6. Then, when the kerosene O passes through the fine bubble generating mechanism 6, the air contained in the kerosene O is atomized into fine bubbles, generating fine bubbles in the kerosene O.

その後、微細気泡を含有して気泡化した空気量を増加させた灯油O’が微細気泡生成機構6から燃焼機構4に流入し、燃焼機構4は当該灯油O’を気化ガスにして燃焼させる。ここで灯油O’内の気泡化した空気量、特に酸素量が増加しているため、当該酸素により通常よりも灯油O’の燃焼が促進されて、流入した灯油O’の大部分が完全燃焼する。したがって、燃焼機構4で同体積の通常の灯油を使用した場合と比較して大きな熱量が得ることができ、同一熱量を得るための灯油Oの消費量を低減させる事ができる。また当該燃焼で灯油O’の大部分が完全燃焼する事により、通常の灯油を使用した場合と比較して、灯油O’の不完全燃焼時に発生する煤や一酸化炭素を低減させる事ができる。 Then, the kerosene O' containing fine bubbles and increasing the amount of bubbled air flows from the fine bubble generating mechanism 6 into the combustion mechanism 4, which converts the kerosene O' into vaporized gas and burns it. Here, the amount of bubbled air in the kerosene O', especially the amount of oxygen, has increased, so the oxygen promotes the combustion of the kerosene O' more than usual, and most of the kerosene O' that flows in is completely burned. Therefore, a larger amount of heat can be obtained compared to when the same volume of normal kerosene is used in the combustion mechanism 4, and the amount of kerosene O consumed to obtain the same amount of heat can be reduced. In addition, because most of the kerosene O' is completely burned in this combustion, the soot and carbon monoxide generated during incomplete combustion of the kerosene O' can be reduced compared to when normal kerosene is used.

以上のように、本実施形態の燃焼装置1では、燃料としての灯油Oを燃焼させる燃焼機構4と、灯油O内に直径1μm以下の微細気泡を生成する微細気泡生成手段としての微細気泡生成機構6と、を備える構成としている。そのため、燃料として使用される灯油Oに空気の微細気泡を含有させて気泡化した酸素をより多く含有させた灯油O’を使用することで燃焼を促進することができ、通常の灯油を使用した場合と比較して大きな熱量が得ることができる。また通常の灯油を使用した場合と比較して、灯油O’の不完全燃焼時に発生する煤や一酸化炭素を低減させる事ができる。 As described above, the combustion device 1 of this embodiment is configured to include a combustion mechanism 4 that burns kerosene O as fuel, and a fine bubble generating mechanism 6 as a fine bubble generating means that generates fine bubbles with a diameter of 1 μm or less in the kerosene O. Therefore, by using kerosene O' that contains more bubbled oxygen by incorporating fine air bubbles into the kerosene O used as fuel, combustion can be promoted and a larger amount of heat can be obtained compared to when regular kerosene is used. In addition, compared to when regular kerosene is used, the soot and carbon monoxide generated during incomplete combustion of kerosene O' can be reduced.

また本実施形態の微細気泡生成機構6は、灯油O内に直径1μm以下の微細気泡を1ml当たり2億個以上生成可能である構成のものを採用しており、灯油Oに空気の微細気泡をより多く含有させることができる。 The microbubble generating mechanism 6 of this embodiment is configured to generate more than 200 million microbubbles with a diameter of 1 μm or less per ml in the kerosene O, allowing the kerosene O to contain more micro air bubbles.

図2は本発明の第1の実施形態の変形例を示している。本変形例では、燃焼機構4で発生した熱により温度が上昇した空気を機外に送り出す送風ファン7を備える構成としている。 Figure 2 shows a modified version of the first embodiment of the present invention. This modified version is configured with a blower fan 7 that sends air whose temperature has been increased by the heat generated by the combustion mechanism 4 out of the machine.

同図を参照して説明すると、7は送風手段としての送風ファンである。送風ファン7は、燃焼機構4が灯油O’を燃焼させることにより加熱された空気を、筐体2に設けられた図示しない送風口から機外に送り出すものであり、送風口から暖かい空気を送風させる暖房装置として燃焼装置1を機能させることができる。本変形例では、第1の実施形態で説明したように、燃焼装置1は同一熱量を得るための灯油Oの消費量を低減させる構成であるため、燃焼装置1をより長時間稼働させて、より長く暖房運転させることができる。また燃焼装置1は灯油O’の不完全燃焼時に発生する煤や一酸化炭素を低減させる構成であるため、機外に送り出した空気に含まれる煤や一酸化炭素も低減させることができる。なお本発明はこれに限定されず、この構成は一例である。 With reference to the figure, 7 is a blower fan as a blowing means. The blower fan 7 sends out the air heated by the combustion mechanism 4 burning kerosene O' from an air outlet (not shown) provided in the housing 2 to the outside of the device, and the combustion device 1 can function as a heating device that blows warm air from the air outlet. In this modified example, as described in the first embodiment, the combustion device 1 is configured to reduce the amount of kerosene O consumed to obtain the same amount of heat, so the combustion device 1 can be operated for a longer period of time and can be operated for a longer period of time for heating. In addition, the combustion device 1 is configured to reduce soot and carbon monoxide generated during incomplete combustion of kerosene O', so the soot and carbon monoxide contained in the air sent out of the device can also be reduced. Note that the present invention is not limited to this, and this configuration is one example.

以上のように、本変形例の燃焼装置1では、灯油O’の燃焼により加熱された空気を機外に送り出す送風手段としての送風ファン7を備える構成としており、より長時間稼働させて、より長く暖房運転させる燃焼装置1を提供することができる。また送風ファンにより機外に送り出した空気に含まれる煤や一酸化炭素を低減させることができる。 As described above, the combustion device 1 of this modified example is configured to include a blower fan 7 as a blowing means for sending air heated by the combustion of kerosene O' to the outside of the device, and it is possible to provide a combustion device 1 that can be operated for a longer period of time and perform heating operation for a longer period of time. In addition, the soot and carbon monoxide contained in the air sent to the outside of the device by the blower fan can be reduced.

図3は本発明の燃焼装置1IIの第2の実施形態を示している。本実施形態では、微細気泡生成機構6を1つのユニットとして形成している。 3 shows a second embodiment of the combustion device 1 II of the present invention. In this embodiment, the fine bubble generating mechanism 6 is formed as a single unit.

同図を参照して説明すると、8は微細気泡生成ユニットであり、微細気泡生成機構6を複数のユニットに分割して形成するのではなく、1つのユニットとして形成している。そして微細気泡生成ユニット8が微細気泡生成機構6として燃焼装置1IIに一体に組み込まれるため、微細気泡生成機構6でユニットが分割しているものよりも自由に燃焼装置1II内に配設することができ、微細気泡生成機構6の配設場所の自由度が向上し、燃焼装置1IIの小型軽量化に繋げることができる。また1つのユニットであるため、燃焼装置1IIへの取付け、取り外しを容易にすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。 With reference to the figure, reference numeral 8 denotes a fine bubble generating unit, which is formed as a single unit rather than dividing the fine bubble generating mechanism 6 into a plurality of units. Since the fine bubble generating unit 8 is integrated into the combustion device 1 II as the fine bubble generating mechanism 6, it can be disposed more freely in the combustion device 1 II than a case in which the fine bubble generating mechanism 6 is divided into units, which increases the degree of freedom in the location of the fine bubble generating mechanism 6 and leads to a reduction in the size and weight of the combustion device 1 II . Furthermore, since it is a single unit, it can be easily attached and detached from the combustion device 1 II , improving maintainability.

以上のように、本実施形態の燃焼装置1IIでは、微細気泡生成機構6が燃焼装置1IIに一体に組み込まれる微細気泡生成ユニット8である構成としており、微細気泡生成機構6の配設場所の自由度が向上し、燃焼装置1IIの小型軽量化に繋げることができる。また燃焼装置1IIのメンテナンス性を向上させることができる。 As described above, in the combustion device 1 II of this embodiment, the fine bubble generating mechanism 6 is configured as the fine bubble generating unit 8 that is integrally incorporated in the combustion device 1 II , which improves the degree of freedom in the location of the fine bubble generating mechanism 6, leading to a reduction in the size and weight of the combustion device 1 II . In addition, the maintainability of the combustion device 1 II can be improved.

図4は本発明の燃焼装置1IIIの第3の実施形態を示している。本実施形態では、微細気泡生成機構6がポンプを有する構成としている。 4 shows a third embodiment of the combustion device 1III of the present invention. In this embodiment, the fine bubble generating mechanism 6 has a pump.

同図を参照して説明すると、11は微細気泡生成ポンプであり、微細気泡生成機構6がポンプを有して構成される。そのため、燃料タンク3から微細気泡生成ポンプ11に灯油Oを吸入するために燃料ポンプ5を駆動させる必要が無く、燃料ポンプ5を小型化することができる。また燃料ポンプ5や微細気泡生成ポンプ11の配設場所の自由度が向上し、燃焼装置1IIIの小型軽量化に繋げることができる。 Explaining with reference to the figure, reference numeral 11 denotes a fine bubble generating pump, and the fine bubble generating mechanism 6 is configured to have a pump. Therefore, it is not necessary to drive the fuel pump 5 to suck kerosene O from the fuel tank 3 into the fine bubble generating pump 11, and the fuel pump 5 can be made smaller. In addition, the degree of freedom in the location of the fuel pump 5 and the fine bubble generating pump 11 is improved, leading to a reduction in the size and weight of the combustion device 1III .

本実施形態では、微細気泡生成ポンプ11はダイヤフラム式のポンプで構成されているが、ダイヤフラム式のポンプで灯油を使用する場合、耐油性の低いゴム材料を使用すると、当該ゴム材料の部品の膨潤などが原因で安定したポンプ性能を得られなくなってしまう。そこで本実施形態では、微細気泡生成ポンプ11において使用されるゴムの材料として、フッ化ビニリデン系ゴム、またはニトリル系ゴムという耐油性の高いゴム材料を使用する構成としている。 In this embodiment, the fine bubble generating pump 11 is configured as a diaphragm pump, but when using kerosene with a diaphragm pump, if a rubber material with low oil resistance is used, stable pump performance cannot be obtained due to swelling of the rubber material parts. Therefore, in this embodiment, the rubber material used in the fine bubble generating pump 11 is a rubber material with high oil resistance, such as vinylidene fluoride rubber or nitrile rubber.

また微細気泡生成ポンプ11において、駆動源としてブラシ付きモータ(Brush DC motor)を使用している場合、モータ内のコミュテータ(commutator)とブラシ(Brush)との間で火花が発生することがあるため、微細気泡生成ポンプ11で灯油Oを使用する場合には当該灯油Oに着火する虞がある。そこで本実施形態では、微細気泡生成ポンプ11において、駆動源としてブラシレスモータ(BLDC:BrushLess DC motor)を使用する構成としている。ブラシレスモータは永久磁石が回転子になっており、回転子にコイルが無いため電流を流すための整流子およびブラシもなく、集積回路(IC:Integrated Circuit)などの半導体で通電切替を行なう構成であるため火花が発生する虞がない。また本願出願人は、ブラシレスモータを駆動源とする微細気泡生成ポンプ11が安定したポンプ性能を長時間得ることができるということを実験にて確認している。 In addition, when the fine bubble generating pump 11 uses a brushed motor (Brush DC motor) as a driving source, sparks may occur between the commutator and brushes in the motor, so when kerosene O is used in the fine bubble generating pump 11, there is a risk of the kerosene O catching fire. Therefore, in this embodiment, the fine bubble generating pump 11 is configured to use a brushless motor (BLDC: Brushless DC motor) as a driving source. A brushless motor has a permanent magnet as a rotor, and since the rotor has no coil, there is no commutator or brush for passing current, and the current is switched by semiconductors such as integrated circuits (ICs), so there is no risk of sparks occurring. In addition, the applicant of the present application has confirmed through experiments that the fine bubble generating pump 11 using a brushless motor as a driving source can obtain stable pump performance for a long time.

なお本実施形態では、上述した構成に加えて、例えば特願2022-068851号に記載されたポンプを有する微細気泡生成器で、液体に灯油を使用できるように構成したものを使用してもよい。また第1の実施形態の燃焼装置1で、微細気泡生成機構6および燃料ポンプ5の代わりに微細気泡生成ポンプ11を設ける構成にしてもよく、部品点数を減らすことができるため、燃焼装置1の小型軽量化や費用削減に繋げることができる。 In addition to the above-mentioned configuration, in this embodiment, a fine bubble generator having a pump as described in Patent Application No. 2022-068851 may be used, which is configured to allow kerosene to be used as the liquid. In addition, the combustion device 1 of the first embodiment may be configured to have a fine bubble generating pump 11 instead of the fine bubble generating mechanism 6 and the fuel pump 5, which can reduce the number of parts, leading to a reduction in size, weight, and cost of the combustion device 1.

以上のように、本実施形態の燃焼装置1IIIでは、微細気泡生成機構6が、微細気泡を含有する灯油O’を送出するダイヤフラム式のポンプである微細気泡生成ポンプ11である構成としている。そのため燃料タンク3から燃料ポンプ5や燃焼機構4に灯油O’を送出するために他のポンプなどを設ける必要が無く、また燃料ポンプ5の出力も抑えることができるため、微細気泡生成ポンプ11や燃料ポンプ5の配設場所の自由度が向上し、また燃料ポンプ5の出力も抑えることができるために燃料ポンプ5の小型軽量化に繋げることができ、燃焼装置1IIIの小型軽量化に繋げることができる。 As described above, in the combustion device 1 III of this embodiment, the fine bubble generating mechanism 6 is configured as the fine bubble generating pump 11, which is a diaphragm type pump that delivers kerosene O' containing fine bubbles. Therefore, there is no need to provide another pump for delivering kerosene O' from the fuel tank 3 to the fuel pump 5 or the combustion mechanism 4, and the output of the fuel pump 5 can be suppressed, which improves the freedom of the location of the fine bubble generating pump 11 and the fuel pump 5. Furthermore, the output of the fuel pump 5 can be suppressed, which leads to a reduction in the size and weight of the fuel pump 5, which leads to a reduction in the size and weight of the combustion device 1 III .

また本実施形態の燃焼装置1IIIでは、微細気泡生成ポンプ11がダイヤフラム式ポンプであり、当該ダイヤフラム式ポンプにおいて使用されるゴムの材料が、フッ化ビニリデン系ゴム、またはニトリル系ゴムである構成としている。そのため、耐油性の高いゴム材料を使用することで、ダイヤフラム式ポンプで灯油を使用しても安定したポンプ性能を得ることができる。 In the combustion device 1 III of this embodiment, the fine bubble generating pump 11 is a diaphragm pump, and the rubber material used in the diaphragm pump is vinylidene fluoride rubber or nitrile rubber. Therefore, by using a rubber material with high oil resistance, stable pump performance can be obtained even when kerosene is used with the diaphragm pump.

また本実施形態の燃焼装置1IIIでは、微細気泡生成ポンプ11が駆動源としてブラシレスモータを有する構成としており、半導体で通電切替を行なう構成であるため火花が発生する虞がない。 In addition, in the combustion device 1III of this embodiment, the fine bubble generating pump 11 has a brushless motor as a drive source, and since the current switching is performed by a semiconductor, there is no risk of sparks being generated.

図5は本発明の第3の実施形態の変形例を示している。本変形例では、微細気泡生成ポンプ11が遠心式のポンプで構成された微細気泡生成ポンプ11’である。 Figure 5 shows a modified example of the third embodiment of the present invention. In this modified example, the fine-bubble generating pump 11 is a fine-bubble generating pump 11' configured as a centrifugal pump.

第3の実施形態の微細気泡生成ポンプ11はダイヤフラム式のポンプで構成されているが、他のタイプのポンプで構成されてもよく、例えば図5では、変形例として、微細気泡生成ポンプ11’の駆動源が遠心式のポンプである構成を示している。同図を参照して説明すると、微細気泡生成ポンプ11が遠心式のポンプで構成された微細気泡生成ポンプ11’である場合は、燃料タンク3に微細気泡生成ポンプ11’を直接接続しても灯油を自吸することができないため、燃料タンク3とは別にポンプ用タンク12を設け、微細気泡生成ポンプ11’内に灯油を吸入する微細気泡生成ポンプ11’の吸入口がポンプ用タンク12の灯油Oの液面内に収まる位置になるように、微細気泡生成ポンプ11’をポンプ用タンク12に配設する構成としている。また本変形例でも第3の実施形態と同様に、微細気泡生成ポンプ11’において、駆動源としてブラシレスモータを使用する構成としており、火花が発生する虞がない。 Although the fine bubble generating pump 11 of the third embodiment is configured as a diaphragm pump, it may be configured as another type of pump. For example, FIG. 5 shows a modified example in which the driving source of the fine bubble generating pump 11' is a centrifugal pump. Explaining with reference to the same figure, when the fine bubble generating pump 11 is a fine bubble generating pump 11' configured as a centrifugal pump, the fine bubble generating pump 11' cannot self-pump kerosene even if it is directly connected to the fuel tank 3. Therefore, a pump tank 12 is provided separately from the fuel tank 3, and the fine bubble generating pump 11' is arranged in the pump tank 12 so that the suction port of the fine bubble generating pump 11' that sucks kerosene into the fine bubble generating pump 11' is located within the liquid surface of the kerosene O in the pump tank 12. In this modified example, as in the third embodiment, the fine bubble generating pump 11' is configured to use a brushless motor as a driving source, and there is no risk of sparks occurring.

なお燃料タンク3からポンプ用タンク12に灯油Oを送出するために、例えばポンプ用タンク12における灯油Oの液面が燃料タンク3の底面よりも下方になるようにポンプ用タンク12を配設する構成にしてもよく、燃料タンク3とポンプ用タンク12との間にバルブを設け、ポンプ用タンク12に灯油Oの液面を検知する液面センサなどの検知手段を設けて、微細気泡生成ポンプ11の吸入口の位置がポンプ用タンク12の灯油Oの液面よりも下回らず、また灯油Oがポンプ用タンク12から溢れることがないようにポンプ用タンク12内の灯油Oの量を調節する調節機構を設けるように構成してもよい。あるいは、燃料タンク3からポンプ用タンク12に灯油Oを供給するためのポンプを燃料ポンプ5とは別に設ける構成にしてもよい。 In order to send kerosene O from the fuel tank 3 to the pump tank 12, the pump tank 12 may be arranged so that the liquid level of kerosene O in the pump tank 12 is lower than the bottom surface of the fuel tank 3, a valve may be provided between the fuel tank 3 and the pump tank 12, and a detection means such as a liquid level sensor for detecting the liquid level of kerosene O may be provided in the pump tank 12, so that the position of the intake port of the fine bubble generating pump 11 is not lower than the liquid level of kerosene O in the pump tank 12 and an adjustment mechanism for adjusting the amount of kerosene O in the pump tank 12 is provided so that kerosene O does not overflow from the pump tank 12. Alternatively, a pump for supplying kerosene O from the fuel tank 3 to the pump tank 12 may be provided separately from the fuel pump 5.

本変形例の微細気泡生成ポンプ11’は燃焼機構4に灯油を供給する燃料ポンプ5としても機能しており、部品点数を減らすことができるため、燃焼装置1IIIの小型軽量化や費用削減に繋げることができる。このような遠心式のポンプで構成された微細気泡生成ポンプ11’の構成は、上述した構成に加えて、微細気泡生成ポンプ11’において使用されるゴムの材料として、フッ化ビニリデン系ゴム、またはニトリル系ゴムという耐油性の高いゴム材料を使用する構成としてもよく、また例えば特願2022-104013号に記載されたポンプを有する微細気泡生成器で、液体に灯油を使用できるように構成したものを使用してもよい。 The fine bubble generating pump 11' of this modified example also functions as a fuel pump 5 that supplies kerosene to the combustion mechanism 4, and the number of parts can be reduced, which can lead to a reduction in size and weight of the combustion device 1 III and a reduction in cost. In addition to the above-mentioned configuration, the configuration of the fine bubble generating pump 11' configured with such a centrifugal pump may be configured to use a rubber material with high oil resistance, such as vinylidene fluoride rubber or nitrile rubber, as the rubber material used in the fine bubble generating pump 11'. Also, for example, a fine bubble generator having a pump described in Patent Application No. 2022-104013, configured to be able to use kerosene as the liquid, may be used.

以上のように、本実施形態の燃焼装置1IIIでは、微細気泡生成機構6が、微細気泡を含有する灯油O’を送出する遠心式のポンプである微細気泡生成ポンプ11’である構成としている。そのため燃料タンク3から燃焼機構4に灯油O’を送出するために他のポンプなどを設ける必要が無く、微細気泡生成ポンプ11の配設場所の自由度が向上し、燃焼装置1IIIの小型軽量化に繋げることができる。 As described above, in the combustion device 1 III of this embodiment, the fine bubble generating mechanism 6 is configured as the fine bubble generating pump 11', which is a centrifugal pump that delivers the kerosene O' containing fine bubbles. Therefore, there is no need to provide another pump or the like to deliver the kerosene O' from the fuel tank 3 to the combustion mechanism 4, and the freedom of placement of the fine bubble generating pump 11 is improved, leading to a reduction in size and weight of the combustion device 1 III .

図6は本発明の燃焼装置1IVの第4の実施形態を示している。本実施形態では、微細気泡を含有して気泡化した酸素量を増加させた灯油O’を貯蔵するサブタンク13を備える構成としている。 6 shows a fourth embodiment of the combustion device 1IV of the present invention. This embodiment is configured to include a sub-tank 13 for storing kerosene O' containing fine bubbles and having an increased amount of oxygen bubbled.

同図を参照して説明すると、本実施形態では、第1の実施形態の構成において、微細気泡生成機構6と燃料ポンプ5との間の流路にサブタンク13が設けられている。サブタンク13は、微細気泡生成機構6により微細気泡を含有して気泡化した酸素量を増加させた灯油O’を一定量貯蔵するものである。ここで、上述したように微細気泡は単一気体のままで液体中に長時間留まるため、灯油O’がサブタンク13に一時的に貯蔵されても、灯油O’中における気泡化した酸素量はそれほど減少しない。そのため燃料ポンプ5が駆動されると、必要量の灯油O’がサブタンク13から燃料ポンプ5を介して燃焼機構4に供給される。このように構成することで、燃焼機構4で火力の設定が変更され、当該火力の変化に伴って灯油O’の消費量が変化しても、燃料ポンプ5による燃焼機構4への灯油O’の供給量を変更させることで対応可能のために影響を受けることがなく、微細気泡を含有した灯油O’を安定して燃焼機構4に供給することができる。 With reference to the figure, in this embodiment, in the configuration of the first embodiment, a sub-tank 13 is provided in the flow path between the fine bubble generating mechanism 6 and the fuel pump 5. The sub-tank 13 stores a certain amount of kerosene O' in which the amount of oxygen bubbled by the fine bubble generating mechanism 6 is increased by containing fine bubbles. Here, as described above, since the fine bubbles remain in the liquid as a single gas for a long time, even if the kerosene O' is temporarily stored in the sub-tank 13, the amount of oxygen bubbled in the kerosene O' does not decrease significantly. Therefore, when the fuel pump 5 is driven, the required amount of kerosene O' is supplied from the sub-tank 13 to the combustion mechanism 4 via the fuel pump 5. With this configuration, even if the setting of the heat power is changed in the combustion mechanism 4 and the consumption amount of kerosene O' changes with the change in the heat power, it is not affected because it can be dealt with by changing the supply amount of kerosene O' to the combustion mechanism 4 by the fuel pump 5, and kerosene O' containing fine bubbles can be stably supplied to the combustion mechanism 4.

なお燃料タンク3から微細気泡生成機構6を経由してサブタンク13に灯油O’を送出するために、例えばサブタンク13における灯油O’の液面が燃料タンク3の底面よりも下方になるようにサブタンク13を配設する構成にしてもよく、この場合、例えば燃料タンク3と微細気泡生成機構6との間にバルブを設け、サブタンク13に灯油O’の液面を検知する液面センサなどの検知手段を設けて、サブタンク13内の灯油O’の量を調節する調節機構を設けるように構成してもよい。あるいは、燃料タンク3から微細気泡生成機構6に灯油Oを供給するためのポンプを燃料ポンプ5とは別に設ける構成にしてもよい。 In order to send kerosene O' from the fuel tank 3 to the subtank 13 via the fine bubble generating mechanism 6, the subtank 13 may be arranged so that the liquid level of kerosene O' in the subtank 13 is lower than the bottom surface of the fuel tank 3. In this case, for example, a valve may be provided between the fuel tank 3 and the fine bubble generating mechanism 6, and a detection means such as a liquid level sensor that detects the liquid level of kerosene O' may be provided in the subtank 13, and an adjustment mechanism may be provided to adjust the amount of kerosene O' in the subtank 13. Alternatively, a pump for supplying kerosene O from the fuel tank 3 to the fine bubble generating mechanism 6 may be provided separately from the fuel pump 5.

以上のように、本実施形態の燃焼装置1IVでは、微細気泡生成機構6により生成された微細気泡を含有する灯油O’を一定量貯蔵するサブタンク13を備える構成としており、微細気泡を含有した灯油O’を安定して燃焼機構4に供給することができる。 As described above, the combustion device 1 IV of this embodiment is configured to include a sub-tank 13 that stores a certain amount of kerosene O' containing fine bubbles generated by the fine bubble generating mechanism 6, and the kerosene O' containing fine bubbles can be stably supplied to the combustion mechanism 4.

図7は本発明の燃焼装置1Vの第5の実施形態を示している。本実施形態では、微細気泡生成ポンプ11が燃料タンク3からサブタンク13に微細気泡を含有する灯油O’を送出する構成としている。 7 shows a fifth embodiment of the combustion device 1V of the present invention. In this embodiment, a fine bubble generating pump 11 delivers kerosene O' containing fine bubbles from the fuel tank 3 to a sub-tank 13.

同図を参照して説明すると、本実施形態では、第4の実施形態の構成において、燃料タンク3とサブタンク13との間の流路に、微細気泡生成機構6の代わりに微細気泡生成ポンプ11が設けられる構成としている。そのため燃料タンク3からサブタンク13に灯油を送出するためにポンプなどを設ける必要が無く、微細気泡生成ポンプ11やサブタンク13の配設場所の自由度が向上し、燃焼装置1Vの小型軽量化に繋げることができる。なお図7では、微細気泡生成ポンプ11をダイヤフラム式のポンプで構成した場合を示しており、微細気泡生成ポンプ11が、例えば70mm×40mm×50mm以下の小型サイズに形成されることが好ましく、微細気泡生成ポンプ11の配設場所の自由度がさらに向上し、燃焼装置1Vの小型軽量化に繋げることができる。 Explaining with reference to the figure, in this embodiment, in the configuration of the fourth embodiment, a fine bubble generating pump 11 is provided in the flow path between the fuel tank 3 and the subtank 13 instead of the fine bubble generating mechanism 6. Therefore, there is no need to provide a pump or the like to send kerosene from the fuel tank 3 to the subtank 13, and the degree of freedom in the placement of the fine bubble generating pump 11 and the subtank 13 is improved, which can lead to a reduction in size and weight of the combustion device 1V . Note that FIG. 7 shows a case in which the fine bubble generating pump 11 is configured as a diaphragm type pump, and the fine bubble generating pump 11 is preferably formed to a small size of, for example, 70 mm x 40 mm x 50 mm or less, which further improves the degree of freedom in the placement of the fine bubble generating pump 11, which can lead to a reduction in size and weight of the combustion device 1V .

また微細気泡生成ポンプ11を遠心式のポンプで構成した場合、第3の実施形態の変形例で説明したように、図7の構成において、微細気泡生成ポンプ11の代わりに、遠心式のポンプで構成された微細気泡生成ポンプ11’およびポンプ用タンク12が配設される。なお第5の実施形態の微細気泡生成ポンプ11と同様に、微細気泡生成ポンプ11’が、例えば60mm×40mm×40mm以下の小型サイズに形成されることが好ましく、微細気泡生成ポンプ11の配設場所の自由度がさらに向上し、燃焼装置1Vの小型軽量化に繋げることができる。また第3の実施形態の変形例と同様に、例えばポンプ用タンク12における灯油Oの液面が燃料タンク3の底面よりも下方になるようにポンプ用タンク12を配設する構成にしてもよく、ポンプ用タンク12内の灯油Oの量を調節する調節機構を設けるように構成してもよく、燃料タンク3からポンプ用タンク12に灯油Oを供給するためのポンプを燃料ポンプ5とは別に設ける構成にしてもよい。 In addition, when the fine-bubble generating pump 11 is configured as a centrifugal pump, as described in the modified example of the third embodiment, in the configuration of FIG. 7, a fine-bubble generating pump 11' configured as a centrifugal pump and a pump tank 12 are disposed instead of the fine-bubble generating pump 11. As with the fine-bubble generating pump 11 of the fifth embodiment, it is preferable that the fine-bubble generating pump 11' is formed in a small size of, for example, 60 mm x 40 mm x 40 mm or less, which further improves the degree of freedom in the location of the fine-bubble generating pump 11, leading to a reduction in size and weight of the combustion device 1V . As with the modified example of the third embodiment, for example, the pump tank 12 may be disposed so that the liquid level of kerosene O in the pump tank 12 is lower than the bottom surface of the fuel tank 3, an adjustment mechanism for adjusting the amount of kerosene O in the pump tank 12 may be provided, and a pump for supplying kerosene O from the fuel tank 3 to the pump tank 12 may be provided separately from the fuel pump 5.

以上のように、本実施形態の燃焼装置1Vでは、微細気泡生成ポンプ11がダイヤフラム式ポンプを有する構成、または微細気泡生成ポンプ11’が遠心式ポンプを有する構成としており、微細気泡生成ポンプ11または11’やサブタンク13の配設場所の自由度が向上し、燃焼装置1Vの小型軽量化に繋げることができる。 As described above, in the combustion device 1V of this embodiment, the fine-bubble generating pump 11 has a diaphragm pump, or the fine-bubble generating pump 11' has a centrifugal pump, which improves the freedom of placement of the fine-bubble generating pump 11 or 11' and the sub-tank 13, leading to a reduction in size and weight of the combustion device 1V .

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。例えば第1~第5の実施形態および変形例の構成を組み合わせてもよい。また本実施形態および変形例の各部の構成や形状は、図示したものに限定されず、適宜変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the configurations of the first to fifth embodiments and the modified examples may be combined. Furthermore, the configurations and shapes of each part of the present embodiment and the modified examples are not limited to those shown in the drawings, and may be modified as appropriate.

1,1II,1III,1IV,1V 燃焼装置
4 燃焼機構
6 微細気泡生成機構(微細気泡生成手段)
7 送風ファン(送風手段)
8 微細気泡生成ユニット
13 サブタンク
O,O’ 灯油
Reference Signs List 1, 1 II , 1 III , 1 IV , 1 V Combustion device 4 Combustion mechanism 6 Fine bubble generating mechanism (fine bubble generating means)
7 Blower fan (blower means)
8 Fine bubble generating unit 13 Subtank O, O' Kerosene

Claims (9)

燃料としての灯油を燃焼させる燃焼機構と、
前記灯油内に、直径1μm以下の微細気泡を生成する微細気泡生成手段と、を備えることを特徴とする燃焼装置。
A combustion mechanism that burns kerosene as fuel;
A combustion device comprising: a microbubble generating means for generating microbubbles with a diameter of 1 μm or less in the kerosene.
前記微細気泡生成手段は、前記灯油内に前記微細気泡を1ml当たり2億個以上生成可能であることを特徴とする請求項1に記載の燃焼装置。 The combustion device according to claim 1, characterized in that the microbubble generating means is capable of generating more than 200 million microbubbles per ml in the kerosene. 前記灯油の燃焼により加熱された空気を機外に送り出す送風手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼装置。 The combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that it is provided with a blower means for blowing air heated by the combustion of the kerosene to the outside of the device. 前記微細気泡生成手段は、前記燃焼装置に一体に組み込まれる微細気泡生成ユニットであることを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼装置。 The combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that the microbubble generating means is a microbubble generating unit that is integrally incorporated into the combustion device. 前記微細気泡生成手段が、前記微細気泡を含有する前記灯油を送出するポンプを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼装置。 The combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that the microbubble generating means comprises a pump that delivers the kerosene containing the microbubbles. 前記微細気泡生成手段により生成された前記微細気泡を含有する前記灯油を一定量貯蔵するサブタンクを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼装置。 The combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that it is provided with a sub-tank for storing a certain amount of the kerosene containing the micro-bubbles generated by the micro-bubble generating means. 前記ポンプが、遠心式ポンプまたはダイヤフラム式ポンプであることを特徴とする請求項5に記載の燃焼装置。 The combustion device according to claim 5, characterized in that the pump is a centrifugal pump or a diaphragm pump. 前記ポンプは、駆動源としてブラシレスモータを有することを特徴とする請求項5に記載の燃焼装置。 The combustion device according to claim 5, characterized in that the pump has a brushless motor as a driving source. 前記ポンプがダイヤフラム式ポンプであり、
当該ダイヤフラム式ポンプにおいて使用されるゴムの材料が、フッ化ビニリデン系ゴム、またはニトリル系ゴムであることを特徴とする請求項5に記載の燃焼装置。
The pump is a diaphragm pump,
6. The combustion device according to claim 5, wherein the rubber material used in the diaphragm pump is vinylidene fluoride rubber or nitrile rubber.
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