JP3007807B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は灯油を気化器で気化させ
ノズルより噴出させてバーナで燃焼させる石油ファンヒ
ータ等の液体燃料燃焼装置において、使用者が万一誤っ
てガソリンを給油し燃焼させてもガソリンを検知し安全
に消火することを可能とした石油ファンヒータ等の液体
燃料燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の液体燃料燃焼装置、例えば
石油ファンヒータ等の液体燃料気化式燃焼装置の構成を
本発明の実施例における液体燃料燃焼装置の要部概略構
成図である図１乃至図３を兼用して説明する。

【０００３】図１乃至図３において、１は燃料タンク２
内の液体燃料である灯油３を送油パイプ４を通して気化
器５内の気化室に送り込む電磁ポンプ、５ａはその気化
器５の熱回収部、６は上記気化器５内に内装される気化
素子７の温度を約２８０℃の高温に保ち、その気化素子
７内に上記灯油３を通過させることによって上記灯油３
を蒸発、気化させるシーズヒータ，セラミックヒータ等
よりなる気化用ヒータ、８はその気化用ヒータ６の加熱
にて蒸発、気化した灯油３をバーナ９に噴射供給するノ
ズル、１０はそのバーナ９に噴射供給した灯油３と噴射
燃料に誘引されて供給された空気との混合気体を点火燃
焼させる点火ヒータである。１２は上記ノズル８を開閉
制御する電磁弁、１３はその電磁弁１２によりノズル８
を閉じたときには上記燃料タンク２に上記気化器５の気
化室内の灯油３を戻す戻しパイプ、１４は上記燃料タン
ク２に灯油３を供給するカ−トリッジタンク、１６は気
化器５に気化素子７を挿入後、蓋をするための本体キャ
ップ、１８は上記気化器５の温度を検出して気化用ヒー
タ６への通電を制御する気化器サーミスタ（気化器温度
検知センサー）であり、１９は燃焼状態を検知する燃焼
状態検知手段であるフレームセンサーを示す。

【０００４】上記のように構成してなる液体燃料気化式
燃焼装置は、電磁ポンプ１によって燃料タンク２内の灯
油３が送油パイプ４を通して気化器５内の気化室に送り
込まれ、気化用ヒ−タ６によって高温になった気化素子
７を通り蒸発気化し、ノズル８によりバ−ナ９に噴出さ
れ、噴出燃料に誘引された空気と混合され、点火ヒータ
１０により点火され燃焼を始める。

【０００５】なお、上記の場合、上記燃料タンク２内に
はカ−トリッジタンク１４より灯油３が供給され定油面
高さになっている。また、上記気化器５ａはバーナ９の
燃焼の熱を回収し、気化器５を暖め、気化器本体に外付
されている気化用ヒータ６の消費電力を低減している。
この液体燃料気化式燃焼装置において安定燃焼させるた
めには気化素子７の温度を約２８０℃に保ち、ノズル８
から安定して一定量の気化ガスを噴出する必要がある。

【０００６】一般に電磁ポンプ１から供給される燃料で
ある灯油３により気化素子７が冷やされ温度が下がるの
で、気化器５の熱容量が小さいものは気化器５に取り付
けた気化器サーミスタ１８の設定温度は所望の２８０℃
より高い温度に保ち、また灯油３の電磁ポンプ１からの
吐出（供給）流量に応じて気化器サーミスタ１８の設定
温度を変化させる必要がある。これに対して気化器５の
熱容量が充分に大きいものは気化器５に取り付けた気化
器サーミスタ１８の設定温度はそのまま２８０℃に保て
ばよく、また灯油３の吐出（供給）流量に応じて変化さ
せる必要もない。

【０００７】上記のような液体燃料気化式燃焼装置に
て、使用者が万一誤って灯油の代わりにガソリンをカー
トリッジタンク１４に入れ燃焼装置で燃焼させた場合も
外見上は灯油と同様に燃焼することが多い。燃焼炎が特
に大きくなることもなく、爆発燃焼するわけでもなく、
燃焼装置の外観部温度が特に高くなる訳でもない。勿論
燃焼音が特に異なるわけでもない。従って使用者がその
過ちに気づかず燃焼を継続することになる。

【０００８】しかし灯油とガソリンとではその気化温度
が異なるために次のような非常に危険な状況を呈するこ
とになる。しかもその危険な状況が発覚したときはもう
手遅れであり、その危険な状況が発覚するまでは使用者
はその過ちに気が付かないという厄介なものである。

【０００９】通常、燃焼装置で燃焼させて所定時間経過
すると燃焼装置各部の温度は燃焼等の発熱と燃焼装置外
部への放熱が平衡し一定の温度になる。今、例えばカー
トリッジタンク１４内の温度が燃焼装置を燃焼させてい
ないときに比べて燃焼時は＋２０℃で平衡するとしたと
き、灯油の場合は特にこのために影響を受けることはな
い。しかしガソリンの場合は気化温度が灯油より低いた
め、この＋２０℃が大きく影響する。即ちカートリッジ
タンク１４内でガソリンが幾分気化し始め、カートリッ
ジタンク１４内の圧力が徐々に上がり始める。このた
め、カートリッジタンク１４内のガソリンが燃料タンク
２内に出ていくことになる。

【００１０】通常は燃料タンク２内の燃料（灯油）が使
用され減った分だけカートリッジタンク１４内に空気が
入り、カートリッジタンク１４内の灯油３が燃料タンク
２に供給され、燃料タンク２には常に一定の灯油３が供
給される、いわゆる定油面になっている。

【００１１】このようにガソリンを入れ燃焼装置を燃焼
継続させた場合、燃料タンク２内にガソリンが定油面以
上に供給され、やがて燃料タンク２より溢れ出し、それ
に引火し火災が発生するという危険性がある。

【００１２】上記の場合、灯油かガソリンかを検知する
ことは化学的性質が類似しているため容易ではなく、単
に燃料タンク２の油面が定油面より上昇していることを
検知するためにフロートスイッチ２１を設けたものがあ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では燃料
タンク２内の油面が定油面より上昇していることを検知
するため燃料タンク２の形状は大きく、構造は複雑にな
るという問題点があり、またフロートスイッチ２１の形
状も大きくなるという問題点がある。

【００１４】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決するためになされたもので、例えば使用者が万一誤っ
てガソリンを使用した場合にも安全に消火し、また使用
者にガソリンを使用したことを警告表示し得る機能を備
えた液体燃料燃焼装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる発明で
は、液体燃料を気化させるための気化器と、液体燃料を
前記気化器に供給する電磁ポンプと、前記気化器を所定
の温度に昇温させる気化用ヒータと、前記気化器の温度
を検知する気化器温度検知手段と、前記気化器温度検知
手段により前記気化用ヒータを制御し気化器を所定の温
度に保つ制御手段と、前記気化器で気化された燃料と空
気とを混合させ燃焼させるバーナとを有する気化式燃焼
装置において、前記気化器への液体燃料供給口部となる
燃料供給パイプの前記気化器への接続部を該気化器の下
部に設け、その接続部は気化器の熱が燃料供給パイプ側
に伝わりにくくする遮熱構成とし、 前記バーナでの燃
焼状態を検知する燃焼状態検知手段により、燃焼時の燃
焼炎検知値の変化が所定の値より大きいときに、ガソリ
ンが燃料として供給されていることを検知するガソリン
検知手段を設けたものである。

【００１６】請求項２に係わる発明は、気化器との接続
部側の燃料供給パイプの内径が電磁ポンプ側より大きい
異径管で構成したものである。

【００１７】請求項３に係わる発明は、異径管で構成さ
れた内側の燃料供給パイプの外側に隙間を介して材質が
ステンレスからなる外側パイプを配した２重構造パイプ
となし、該外側パイプは下部を内側の燃料供給パイプに
密着固定し、上部を気化器の接続部に密着固定した構成
としたものである。

【００１８】また請求項４に係わる発明は、異径管で構
成された燃料供給パイプの内径が電磁ポンプ側より気化
器内の気化素子側が大となり、さらに窄まって構成され
ているものである。

【００１９】また請求項５に係わる発明は、前記電磁ポ
ンプを制御・駆動する電磁ポンプ制御手段を備え、電磁
ポンプを制御し前記気化器への液体燃料供給を一定にし
て、前記ガソリン検知手段を動作させるものである。

【００２０】

【作用】本発明の液体燃料燃焼装置は、使用燃料が灯油
であれば気化器への燃料供給パイプの接続部にてあまり
気化せず安定燃焼を継続し、ガソリンを使用した場合は
前記接続部の温度が比較的低くてもここで気化し、気化
器には既に気化したガソリンが脈動状態で供給されるた
め、脈動状態の不安定な燃焼を引き起す。このため、燃
焼状態検知手段による燃焼炎検知値の変化が所定の値よ
り大きくなり、ガソリン検知手段によりガソリンが燃料
として供給されていることを検知できる。さらに詳しく
述べると、請求項１に係わる発明の構成では気化器との
接続部の温度が上がりにくいので、低温でも気化するガ
ソリンのみが気化してノズルに供給されので、その燃焼
炎検知値によりガソリンを検知することができる。すな
わち、気化器の熱が燃料供給パイプ側に伝わりにくくす
る遮熱構成としたので高温（約２８０℃）に維持されて
いる気化器に対し気化器への送油パイプの接続部の温度
は微弱燃焼状態で１８０℃乃至１９０℃程度となり、液
体燃料としてガソリンを供給されたときはすばやく気化
させ、その多くは核沸騰現象（突沸状態）となるのに、
灯油の場合は一部気化するものがあっても大半は気化さ
れず液状で気化器に供給される。

【００２１】気化素子を燃料が気化した気体となって通
過するときには、あまりその通過に対し抵抗にはならな
いのに、液体で通過するときには通過抵抗が大きいた
め、もともと供給燃料が脈動した状態で供給される液体
燃料燃焼装置において、気化状態で気化器に供給された
燃料はそのままノズルから噴出され、脈動状態の不安定
な燃焼となるのに対し、液体状態で供給された場合は液
体燃料が均され、平均された気化燃料の噴出流量となっ
てノズルから噴出され安定した燃焼となる。

【００２２】そこで燃焼時の燃焼炎の状態を検知し、そ
の変化が所定の値より大きいときに、ガソリンが燃料と
して供給されていることを検知できる。

【００２３】請求項２に係わる発明の構成では気化器と
の接続部の燃料供給パイプの内径が電磁ポンプ側より大
きい異径管で構成し内径が大きくなっているので、液体
燃料との接触面積が大きくなっている分ガソリンが気化
し易く、且つ内容積が大きい分液体燃料を一時保有で
き、ガソリンがここを通過するのに時間がかかり、その
分ガソリンが気化し易くなっている。

【００２４】請求項３に係わる発明では材質が熱伝導率
の小さいステンレスを使用した外側パイプで内側パイプ
の異径管を空間部隙間を形成して覆った二重構造のパイ
プとし、高温度の気化器に密着固定されている外側パイ
プは気化器の熱を液体燃料の通過により冷される内側パ
イプの異径管に伝熱しにくい遮熱手段を構成し、液体燃
料がガソリンの場合は気化し、灯油の場合は気化しない
接続部構造でガソリン検知ができるものである。

【００２５】請求項４に係わる発明では気化器との接続
部側の燃料供給パイプの内径が電磁ポンプ側より大きい
異径管で構成した効果はそのまま保持しつつ、下記に示
す欠点を改良すべく、異径管の上部の内径を電磁ポンプ
側より気化器内の気化素子側が大となり、さらに窄まっ
て構成したものである。

【００２６】その欠点とは異径管の上部の内径が大きい
ため、異径管内の液体灯油が気化素子に接触する面積が
大きくなり、乾いたスポンジが水を良く吸い込むよう
に、乾いた気化素子が異径管内の液体灯油すべてを一度
に吸収してしまい、一時的に内側パイプの異径管内の液
体灯油が空になることがあり、正規の灯油を使用してい
るにもかかわらず、燃料の供給が途絶え、燃焼が脈動
（不安定）し、ガソリンが供給されていると誤った判断
がなされるおそれである。

【００２７】請求項５に係わる発明ではさらに電磁ポン
プ制御手段を備え、電磁ポンプからの液体燃料の供給量
を制御し、ガソリン検知をより容易に検知することがで
きる。

【００２８】気化器への接続部の温度は通過する液体燃
料で冷やされるため、この電磁ポンプからの吐出（供
給）流量の減らし方を調節することにより、接続部の温
度を調節でき、燃料がガソリンの場合は気化し、灯油の
場合は気化しない温度に調節することが容易にできるか
らである。

【００２９】

【実施例】以下本発明の液体燃料燃焼装置の全体的な実
施例を石油ファンヒータ等の液体燃料気化式燃焼装置に
実施した場合について図１乃至図６を用いて一般的な説
明をし、液体燃料としてガソリンを供給したときにはガ
ソリンが気化し、灯油を供給したときには灯油が気化し
ない、気化器への燃料供給パイプの接続部５２の特定構
造の実施例を図７乃至図１０を用いて説明する。本発明
の全体的な実施例の液体燃料燃焼装置は特に図１乃至図
３に示すように構成するものであり、図１は燃焼装置の
要部概略構成図、図２は気化器５の正面概略構成図、図
３は図２における気化器５を矢視Ａ側から見た側面概略
構成図である。

【００３０】１は燃料タンク２内の液体燃料である灯油
３を送油パイプ４を通して気化器５内の気化室に送り込
む電磁ポンプ、５ａはその気化器５の熱回収部、６は上
記気化器５内に内装される気化素子７の温度を約２８０
℃の高温に保ち、その気化素子７内に上記灯油３を通過
させることによって上記灯油３を蒸発・気化させるシー
ズヒータ・セラミックヒータ等よりなる気化用ヒータ、
８はその気化用ヒータ６の加熱にて蒸発・気化した灯油
３をバーナ９に噴射供給するノズル、１０はそのバーナ
９に噴射供給した灯油３と噴射燃料に誘引されて供給さ
れた空気との混合気体を点火燃焼させる点火ヒータであ
る。１２は上記ノズル８を開閉制御する電磁弁、１３は
その電磁弁１２によりノズル８を閉じたときには上記燃
料タンク２に上記気化器５の気化室内の灯油３を戻す戻
しパイプ、１４は上記燃料タンク２に灯油３を供給する
カ−トリッジタンク、１６は気化器５に気化素子７を挿
入後、蓋をするための本体キャップ、１８は上記気化器
５の温度を検出して気化用ヒータ６への通電を制御する
気化器サーミスタであり、１９は燃焼状態を検知する燃
焼状態検知手段であるフレームセンサーを示す。

【００３１】なお、上記気化器５の詳細は図２及び図３
に示すように構成するものであり、気化器５はその気化
器５本体のバーナ９側にそのバ−ナ９の輻射熱を集め回
収する伝熱体からなる熱回収部５ａを一体形成して、そ
の気化器５を暖め、気化器本体に外付されている気化用
ヒ−タ６の消費電力を低減する。また、気化器５本体に
内装する気化素子７は多孔質材料を円筒状に成型したも
のである。

【００３２】上記のように構成してなる本発明の液体燃
料燃焼装置の動作を説明する。まず、通常燃焼時の動作
内容について説明すると、この構成では運転を開始する
とマイクロコンピュータからなる制御部（図示せず）に
より、気化用ヒータ６を通電し気化器５を加熱し、また
電磁弁１２に通電し気化器５のノズル８を閉じる。気化
器５の温度を検出するための気化器サーミスタ１８から
の温度信号が１７０℃になったときに点火ヒータ１０を
通電し、また電磁ポンプ１を駆動し、燃料タンク２内の
灯油３は燃料供給パイプである送油パイプ４を通して気
化器５内の気化器室に送り込まれ、気化素子７を通り蒸
発気化し、気化器サーミスタ１８からの温度信号が２０
０℃になると電磁弁１２への通電を停止しノズル８が開
放され、ノズル８によりバ−ナ９内へ気化ガスが噴出・
供給され、バーナ９上部に配設された点火ヒータ１０に
より点火され燃焼を開始、継続される。弱燃焼で安定し
ているときの気化器温度は約２８０℃に保たれている。
なお燃料タンク２内にはカ−トリッジタンク１４より灯
油３が供給され定油面高さになっている。

【００３３】また燃焼を終了するときは電磁ポンプ１を
停止し、同時に気化器５に設けられた電磁弁１２を動作
させることによりノズル８を閉じ、ノズル８からの気化
ガスの噴出を遮断し、かつ、気化器５に接続した戻しパ
イプ１３により気化室内に残った気化ガスを燃料タンク
２に戻す。

【００３４】次に、本発明の動作内容について説明す
る。上記燃焼が開始された後、燃焼を安定して継続する
ためには、気化素子７の温度を弱燃焼状態で約２８０℃
に保ちノズル８から安定して一定量の気化ガスを噴出す
る必要がある。一般に電磁ポンプ１からの灯油３により
気化素子７が冷やされ温度が下がるので、気化器５の熱
容量が小さいものは気化器５に取り付けた気化器サーミ
スタ１８の温度はこれより高い温度に保ち、また灯油３
の吐出流量に応じて２８０→３７０℃程度まで変化させ
る必要がある。これに対して気化器５の熱容量が充分に
大きいものは灯油３が気化素子７を通っても冷やされず
温度はそれほど下がらないので気化器５に取り付けた気
化器サーミスタ１８の温度はそのまま２８０℃に保てば
よく、また灯油３の吐出流量に応じて変化させる必要も
ない。この実施例では前者気化器５の熱容量が小さいも
のについて説明する。

【００３５】気化素子７は多孔質材料を円筒状に成型し
たものであるため気化素子７を燃料が気化した気体とな
って通過するときには、あまりその通過に対し抵抗には
ならないため、送油パイプ４内ですべて気化され気化器
５に供給された燃料はそのままノズル８から噴出され
る。つまり供給燃料が脈動した状態で供給されると、核
沸騰現象（突沸状態）が発生し、ノズル８からも脈動状
態で噴出されるため脈動状態の不安定な燃焼となる。

【００３６】ここで核沸騰現象（突沸状態）とは例え
ば、高温のフライパンの上に水を落とすと、水玉が回り
ながら沸騰していく様に、連続的に気化するのではな
く、気化むら部分を発生しながら沸騰する現象を言う。

【００３７】もちろん気化素子７が多孔質材料の成型品
でなく繊維状もの、発泡体（発泡金属）、小さな金属線
材片の集合体、金網などでできていても同様である。

【００３８】これに対し、気化素子７を燃料が液体で通
過するときには、その通過に対し抵抗になる。供給燃料
を脈動した状態で供給しても、液体燃料が気化素子７を
通過する抵抗と気化素子７で気化される経路で脈動した
供給燃料が均され、平均された気化燃料の噴出流量とな
ってノズル８から噴出される。つまり気化ガス燃料が安
定してバーナ９に噴出され安定した燃焼となる。

【００３９】この実施例では、電磁ポンプ１は駆動電源
ＤＣ２４Ｖのものを用いておりその駆動回路を図４に示
す。また駆動パルスはマイクロコンピュータにより出力
し、吐出流量は図５のようにパルス幅と周期にて決定し
ている。つまり電磁ポンプ１により気化素子７に供給さ
れる燃料の灯油３は常に脈動して供給されているのであ
るが、気化器５で気化される経路でうまく均されて平均
された気化燃料の噴出流量となってノズル８から噴出さ
れ安定した燃焼を実現している。

【００４０】灯油とガソリンとでは気化する温度が異な
り、灯油では１４０℃〜２８０℃であるがガソリンは常
温から１５０℃程度である。この性質の違いから灯油で
は安定に燃焼しても、ガソリンでは不安定な燃焼になる
状況を生じさせ、この不安定な燃焼を検知することによ
り、誤ってガソリンで燃焼させていると判断したときは
即時、燃焼を停止するとともに、警告表示するものであ
る。

【００４１】気化器サーミスタ１８の温度が２８０℃で
気化器５の温度分布が均一になっていれば、気化器５と
の接続近傍部の送油パイプ４の温度もそれに近い温度に
なっている。しかしながら、送油パイプ４は熱容量が非
常に小さく燃料が通ると冷やされるので燃料の灯油３は
送油パイプ４内では気化が起こらず、気化器５内の気化
素子７の中で気化し、気化素子７が流量平均化手段のフ
ィルターとなり、ノズル８からは安定して気化ガスが噴
出される。

【００４２】そこで気化器５への液体燃料３の供給口部
となる燃料供給パイプ（送油パイプ４）の気化器５への
接続部５２の構造を液体燃料としてガソリンが供給され
たときにはガソリンが気化し、灯油が供給されたときに
は灯油が気化しにくい特定の構造で構成することにより
ガソリンの検知は可能である。この特定の構造は燃料供
給パイプの気化器への接続部を気化器の下部に設け、そ
の構造が気化器との接続部側の燃料供給パイプの内径が
電磁ポンプ側より大きい異径管で構成し、かつ該気化器
の熱が燃料供給パイプ側に伝わりにくくする遮熱手段を
設けた構成からなるものである。

【００４３】以下図７乃至図９を用いてこの特定構造で
構成された、気化器への燃料供給パイプの接続部５２の
構造を説明する。 図７は気化器５の側断面概略構成
図、図８は図７における気化器５を矢視Ｂ側から見た正
面概略構成図であり、要部となる燃料供給パイプ（送油
パイプ４）の気化器５への接続部５２の構造を一部を破
断面で示している。図９は図８における送油パイプ４の
気化器５への接続部５２の拡大図である。

【００４４】気化器５への燃料供給パイプ（送油パイプ
４）の接続部構造は図９に示すように、電磁ポンプ１側
からの送油パイプ４は気化器５との接続部近傍で拡管処
理を施し、内径が拡大された異径管４２となる。さらに
この異径管４２の外側に空間部隙間４３を形成した二重
構造のパイプとなすため、材質がステンレスで構成され
る異径管４１で覆う。この外側の異径管４１の下部（電
磁ポンプ１側）は送油パイプ４の内径を拡大して造られ
た内側の異径管４２の下部となる送油パイプ４と銀鑞付
けして密封固定し、上部（気化器５側）は気化器５の燃
料供給口部５１と銀鑞付けして密封固定してある。内側
の異径管４２の上部４４は気化素子７の近傍に配置され
る。

【００４５】送油パイプ４の材質は銅で構成されてい
る。本実施例の外側パイプ４１にはステンレスを使用す
ることによって、同じ金属ではあってもその熱伝導率を
銅より格段に小さくできる。また二重構造のパイプと
し、空間部隙間４３を形成していることにより、高温度
の気化器５に密着固定されている外側パイプ４１は気化
器の熱を液体燃料の通過により冷される内側パイプの異
径管４２に伝熱しにくい遮熱手段を構成している。

【００４６】なお図９の実施例と異なり、気化器５の燃
料供給口部５１との密封固定も外側の異径管４１のみで
なく、２重管の内側の異径管４２もまとめて銀鑞付けし
て、この内側の異径管４２と外側の異径管４１の間に密
封された空間部隙間４３を形成しても良い。

【００４７】また図９の実施例は銅の液体燃料供給パイ
プ４を拡管処理して異径管の内側パイプ４２となし、そ
の上にステンレスの外側パイプ４１を付加してに二重管
としたものであるが、これと異なり二重構造のパイプと
なった異径管部を材質がステンレスで構成される別部品
で構成し、気化器５と送油パイプ４の間に接続固定する
ことにしても良い。この場合は異径管の内側、外側とも
に熱伝導率の悪いステンレスで構成されることになる。

【００４８】このように高温（約２８０℃）に維持され
ている気化器５の熱を送油パイプ４に伝えにくい遮温手
段を備えた二重構造パイプとなっている気化器５への送
油パイプ４の接続部の温度は微弱燃焼状態で１８０℃乃
至１９０℃程度となり、液体燃料としてガソリンを供給
されたときはすばやく気化させ、その多くは核沸騰現象
（突沸状態）となる。

【００４９】灯油の場合は一部気化するものがあっても
大半は気化されず液状で通過させる温度になる。また微
弱燃焼よりも強い燃焼の場合には供給される液体燃料の
量が増え、通過流量が増えるために、内側パイプの異径
管４２はさらに冷され、温度はこれより下がる。

【００５０】またこの二重構造パイプ部分は内径が大き
くなっているので、液体燃料との接触面積が大きくなっ
ている分ガソリンが気化し易く、且つ内容積が大きい分
液体燃料を一時保有でき、ガソリンがここを通過するの
に時間がかかり、その分ガソリンが気化し易くなってい
る。なお気化器５への液体燃料３の供給口部となる燃料
供給パイプ（送油パイプ４）の気化器５への接続部５２
は気化器５の下部に設けられている。

【００５１】このようにして電磁ポンプ１より脈動供給
される液体燃料がガソリンであれば、送油パイプ４の気
化器５との接続部にて気化し、気化器５内の気化素子７
は気体となって通過するガソリンには通過抵抗になら
ず、ノズル８からは脈動した気化ガソリンが噴出し、バ
ーナ９の燃焼も脈動することになり、不安定な燃焼炎と
なる。このため燃焼状態検知手段のフレームセンサー１
９が検知するイオン電流値の変動幅が大きく、誤ってガ
ソリンが供給されていることが判明する。

【００５２】燃焼状態検知手段はフレームセンサー１９
とバーナ９間を流れるイオン電流を検知するもので、図
６に示すように等価的にダイオードと抵抗を直列に接続
したものとして表すことができる。正常に燃焼中は炎の
中をイオン電流が流れ、等価的に表された抵抗が小さく
なり、炎がなければ等価抵抗が大きくなる。

【００５３】従って、上記のようにノズル８から噴出さ
れる気化ガス量が脈動し不安定になると燃焼炎も脈動し
不安定になり、この等価抵抗値の変動幅も大きくなり、
灯油とガソリンでは表１（ガソリン検知時（１分間）の
炎のイオン電流値を測定し、等価抵抗値に演算したとき
の実施例データ）に示すように差異が生じてくる。従っ
て、等価抵抗値の変動幅により（例えば変動幅が２[Ｍ
Ω]以下か以上かで）使用燃料が灯油かの判定を行うこ
とができる。

【００５４】

【表１】

【００５５】なお、測定したイオン電流値をそのまま利
用するか、等価抵抗値に演算して利用するか、またはイ
オン電流値に所定の抵抗を乗算した電圧値で利用するか
は全く自由である。

【００５６】さらに、マイクロコンピュータにより使用
燃料がガソリンであると判定した場合には電磁ポンプ１
を停止し、同時に気化器５に設けられた電磁弁１２を動
作させることによりノズル８を閉じ、ノズル８からの気
化ガスの噴出を遮断し、かつ、気化器５に接続した戻し
パイプ１３により気化室内に残った気化ガスを燃料タン
ク２に戻す燃焼終了の動作を行い安全のために消火する
ことも可能となる。

【００５７】同様に、マイクロコンピュータにより使用
燃料がガソリンであると判定した場合には器具本体表示
で警告ランプを点灯したり、警告音を発する等でガソリ
ンを使用していることを使用者に認識させることも可能
となる。

【００５８】正常に灯油が供給された場合には送油パイ
プ４の気化器５との接続部５２にて気化することなく、
灯油は液体のまま気化器５に入り、気化素子７で気化さ
れるが、液状の灯油には気化素子７が通過抵抗になり、
ノズル８からは平均化された量の気化灯油が噴出し、バ
ーナ９の燃焼も安定した燃焼炎となり、フレームセンサ
ー１９が検知するイオン電流値も安定する。

【００５９】なお、さらに電磁ポンプ制御手段を備え、
電磁ポンプからの液体燃料の供給量を制御し、特定構造
実施例（図７乃至図９）で説明したガソリン検知をより
容易に検知することもできる。

【００６０】一時的に電磁ポンプ１からの吐出（供給）
流量を減らすと、送油パイプ４が冷やされにくくなり、
気化器５への接続部５２の温度が上昇するので接続部５
２内で気化が起こり、気化器５内の気化素子７が供給燃
料の安定化（平均化）に寄与せず、ノズル８から噴出さ
れる気化ガス量が不安定になる。

【００６１】当然のごとく、灯油とガソリンでは気化温
度が異なるのでこの電磁ポンプ１からの吐出（供給）流
量の減らし方を調節することにより、燃料が灯油の場合
は気化器５で灯油３が気化するため、気化素子７が供給
燃料の安定化（平均化）手段として働き、ノズル８から
平均化（安定）した気化ガスが噴出され、ガソリンの場
合は送油パイプ４の気化器５への接続部５２ですべて気
化され、気化素子７では燃料供給が平均化されずノズル
８から噴出される気化ガス量が不安定（脈動）になるよ
うな制御が可能である。つまり検知し易い一定の液体燃
料供給量でガソリン検知を行うのである。

【００６２】また図９の送油パイプ４の気化器５への接
続部５２の拡大図を図１０に示すように二重構造パイプ
の内側の異径管４２の上部４４の内径を元のパイプ内径
の大きさ等のように小さくする方法がある。

【００６３】気化素子７は気化すべき液体燃料がなくな
り乾いてくると、乾いたスポンジが水を良く吸い込むよ
うに、液体燃料を吸収してしまう。内側パイプの異径管
４２の上部４４の内径が図９のように大きいと、内側の
異径管４２内の液体灯油が気化素子７に接触する面積が
大きくなるため、気化素子７に一度に多量が吸収される
ことになる。図５に示すように電磁ポンプからの吐出流
量は脈動して液体燃料（灯油）を供給している。ところ
が気化素子７に接触している二重構造パイプの内側パイ
プの異径管４２の上部４４の内径が大きいため、一度に
気化素子７が内側パイプの異径管４２内の液体灯油すべ
てを一度に吸収してしまい、一時的に内側パイプの異径
管４２内の液体灯油が空になることがある。そうする
と、正規の灯油を使用しているにもかかわらず、燃料の
供給が途絶え、燃焼が脈動（不安定）し、ガソリンが供
給されていると誤った判断がなされるおそれがある。

【００６４】そこで図１０に示すように二重構造パイプ
の内側パイプの異径管４２の上部４４の内径を元のパイ
プ径の大きさ等のように小さくすると、液体灯油が気化
素子７に接触する面積が小さいために、この液体灯油が
気化素子７に吸収されにくくなるために、上記の心配が
解消する。

【００６５】また、点火直後の燃焼初期は気化器５の温
度分布が均一になっておらず、この現象で判定するのに
不都合が生じることがある。そこでバーナ点火時または
燃焼炎が安定するバーナ点火後一定時間経過後にガソリ
ン検知を行うことにより、速やかに危険なガソリン燃焼
を回避することができる。

【００６６】点火後気化器５の温度分布が均一になるま
での時間及び、電磁ポンプ１からの吐出（供給）流量を
変化させる時間は気化器５の形状・大きさ等により異な
ってくる。この実施例では点火後気化器５の温度分布が
均一になるまでの時間Ｔ１は２０分程度であり、このと
き図５に示す電磁ポンプの駆動パルスのパルス幅は１
２.４［ｍｓ］、周期は１００［ｍｓ］で、液体燃料の
吐出流量は５.１［ｃｃ／ｍｉｎ］である。燃焼炎が安
定後、１分間燃焼炎によりガソリン検知を行うが、常に
監視する必要もなく或る時間毎に、あるいは何かのつい
でに例えば燃焼開始毎にその燃焼炎が安定後に行う様に
すれば良い。

【００６７】上記実施例は本発明の一例であり、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲
内で上記実施例に多くの修正及び変更を加え得ることは
勿論である。

【００６８】

【発明の効果】本発明の液体燃料燃焼装置は、使用燃料
が灯油であれば安定燃焼を継続し、ガソリンを使用した
場合は気化器への燃料供給パイプの接続部にて気化した
ガソリンが脈動状態で供給されるため、脈動状態の不安
定な燃焼を引き起す。このため、燃焼状態検知手段によ
る燃焼炎検知値の変化が所定の値より大きくなり、ガソ
リンが燃料として供給されていることを検知できる。

【００６９】また、請求項２に係わる発明の構成では気
化器との接続部側の燃料供給パイプの内径が電磁ポンプ
側より大きい異径管で構成し内径が大きくなっているの
で、液体燃料との接触面積が大きくなっている分ガソリ
ンが気化し易く、且つ内容積が大きい分液体燃料を一時
保有でき、ガソリンがここを通過するのに時間がかか
り、その分ガソリンが気化し易くなって、ガソリン検知
精度が向上する。

【００７０】請求項３に係わる発明では材質が熱伝導率
の小さいステンレスを使用した外側パイプで内側パイプ
の異径管を空間部隙間を形成して覆った二重構造のパイ
プとし、高温度の気化器に密着固定されている外側パイ
プは気化器の熱を液体燃料の通過により冷される内側パ
イプの異径管に伝熱しにくい遮熱手段を構成し、液体燃
料がガソリンの場合は気化し、灯油の場合は気化しない
接続部構造でガソリン検知ができるものである。

【００７１】請求項４に係わる発明では上記気化器との
接続部側の燃料供給パイプの内径が電磁ポンプ側より大
きい異径管で構成した効果はそのまま保持しつつ、異径
管の上部の内径を電磁ポンプ側より気化器内の気化素子
側が大となり、さらに窄まった構成とし、より正確にガ
ソリンを検知できるようにしたものである。

【００７２】請求項５に係わる発明ではさらに電磁ポン
プ制御手段を備え、電磁ポンプからの液体燃料の供給量
を制御し、ガソリン検知をより容易に検知することがで
きる。

【００７３】気化器への接続部の温度は通過する液体燃
料で冷やされるため、この電磁ポンプからの吐出（供
給）流量の減らし方を調節することにより、接続部の温
度を調節でき、燃料がガソリンの場合は気化し、灯油の
場合は気化しない温度に調節することが容易にできるか
らである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における液体燃料燃焼装置の要
部概略構成図である。

【図２】図１の気化器の正面概略構成図である。

【図３】図１の気化器の側面概略構成図である。

【図４】本発明の実施例における電磁ポンプの駆動回路
図である。

【図５】図４の電磁ポンプの駆動パルス波形図である。

【図６】本発明の実施例におけるフレーム検知回路図で
ある。

【図７】本発明の特定構造実施例における気化器５の側
断面概略構成図である。

【図８】図７における気化器５を矢視Ｂ側から見た正面
概略構成図である。

【図９】図８における送油パイプ４の気化器５への接続
部の拡大図である。

【図１０】本発明の他の特定構造実施例における送油パ
イプ４の気化器５への接続部の拡大図である。

【符号の説明】

１ 電磁ポンプ ２ 燃料タンク ４ 送油パイプ（燃料供給パイプ） ５ 気化器 ６ 気化用ヒ−タ ７ 気化素子 ８ ノズル ９ バ−ナ １２ 電磁弁 １３ 戻しパイプ １８ 気化器サ−ミスタ（気化器温度検知手段） １９ フレ−ムセンサ−（燃焼状態検知手段） ４１ （接続部の）外側パイプ ４２ （接続部の）内側パイプ ４３ 内側パイプと外側パイプの間に存在する隙間
（空間） ４４ 二重構造パイプの内側の異径管４２の上部 ５１ （気化器の）燃料供給口部 ５２ 送油パイプ４の気化器５への接続部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−147221（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−324743（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52330（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−292711（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−112622（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−104607（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−185856（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−4669（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/02 F23D 11/44 F23N 5/12 F23N 5/24 101

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体燃料を気化させるための気化器と、
   液体燃料を前記気化器に供給する電磁ポンプと、前記気
   化器を所定の温度に昇温させる気化用ヒータと、前記気
   化器の温度を検知する気化器温度検知手段と、前記気化
   器温度検知手段の出力に基づいて前記気化用ヒータを制
   御し気化器を所定の温度に保つ制御手段と、前記気化器
   で気化された燃料と空気とを混合させ燃焼させるバーナ
   とを有する気化式燃焼装置において、 前記気化器への液体燃料供給口部となる燃料供給パイプ
   の前記気化器への接続部を該気化器の下部に設け、その
   接続部は気化器の熱が燃料供給パイプ側に伝わりにくく
   する遮熱構成とし、 前記バーナでの燃焼状態を検知する燃焼状態検知手段に
   より、燃焼時の燃焼炎検知値の変化が所定の値より大き
   いときに、ガソリンが燃料として供給されていることを
   検知するガソリン検知手段を設けたことを特徴とする液
   体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記接続部は気化器との接続部側の燃料
   供給パイプの内径が電磁ポンプ側より大きい異径管で構
   成したことを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装
   置。
3. 【請求項３】 前記接続部は気化器との接続部側の燃料
   供給パイプの内径が電磁ポンプ側より大きい異径管で構
   成し、その外側に隙間を介して材質がステンレスからな
   る外側パイプを配した２重構造パイプとなし、該外側パ
   イプは下部を内側の燃料供給パイプに密着固定し、上部
   を気化器の接続部に密着固定した構成としたことを特徴
   とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記異径管の内径は電磁ポンプ側より気
   化器内の気化素子側が大となり、さらに窄まっているこ
   とを特徴とする請求項２又は３記載の液体燃料燃焼装
   置。
5. 【請求項５】 前記電磁ポンプを制御・駆動する電磁ポ
   ンプ制御手段を備え、電磁ポンプを制御し前記気化器へ
   の液体燃料供給を一定にして、前記燃焼状態検知手段を
   動作させることを特徴とする請求項１、２、３又は４に
   記載の液体燃料燃焼装置。