JPH01131804A - 液体燃料の燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、家庭用石油ストーブから上策窯炉までの幅広
い範囲における液体燃料の燃焼装置に関するものである
。

（従来の技術） 液体燃料の燃焼には、ストーブのように暖房を目的とし
た燃焼や、被加熱物を加熱するための燃焼、あるいは内
燃機関のような勧力兄生機関としての燃焼等がある。

従来の燃焼は、液体燃料を直接気化させて燃焼させるか
、または噴霧装置によって一度細かい霧状に分裂させて
燃焼させるかのいずれかの燃焼方法が用いられている。

前者の直接気化燃焼は、一般家庭用石油ストープで多用
されており、ポット式（実開昭５８−３５７１３号公報
）や芯式（特開昭５８−２０３３０７号、特開昭６０−
６４１３４号谷公報）あるいは気化式（ＪＩＳ　３０３
０　）に代表される。

ポット式は燃料を蒸発皿によって蒸発燃焼させる方式で
、気化部と燃焼部が一体となっている。

芯式は燃料タンクの中に挿入したアスベスト等の芯に燃
料を吸収して蒸発しゃすいようにその表面積が拡大され
ている。着火すると炎は芯全部に広がり燃焼を継続する
。

また、気化式は燃料を気化室又は気化雷同で蒸発させた
後、燃焼部で燃焼させる方式で、気化部と燃焼部が区分
されているものである。

一方、噴霧燃焼は家庭用石油ストーブでも一部使用され
ているが、その多くは工業照炉やボイラー等で多用され
ている。この燃焼は液体燃料を細かい油滴に霧化させ、
空気との接触面積を増大させ、蒸発と燃焼反応の促進が
はかられる方式である。

一般に使用される油バーナは、ロータリーバーぜ す、ジェットバーナ（蒸気噴霧、空気”ｊＺ’ｉ４、機
械噴霧）、特殊バーナ（ガンタイプ高圧噴霧、低圧ｒ！
Ｘ霧）等によって燃焼させるものである。また、一種の
点火装置として液体燃料を泡沫化して電気火花により着
火させる例もみられる（特公昭４９−４２０１８号、特
開昭４７−３８３６８号公報）。

液体燃料を直接気化させるポット式等の燃焼方法は、点
火後燃焼室が十分温められるまでは、燃焼量を急速に増
加させることが困難であり、石油ストーブ等では、点火
後暖かくなるまで結構時間な袈する。更に、点火時や消
火時の臭いはいかんともしがたく、石油ストーブは臭い
のするものであるといった観念のあることは周知の事実
である。

特に消火時の臭いは安全性との兼合いもあって、速やか
に消す必要があり（例えば、ＪＩＳでは地震等の振動ま
たは誤まって器具を転倒させた場合には１０秒以内で消
えることを義務づけている）、その反動として、消火時
の臭いがかえって強くなる傾向にあるのが実情である。

これは、消火操作後、それだけ早く炎がなくなることで
あり、例えば石油ストーブの場合には、消火後も灯芯や
ポットから燃料蒸気が蒸発しており、それがまだ熱い燃
焼筒内を通過する時に、刺漱共を有するアルデヒド等に
酸化されるため強い臭いとなり、不快感を与える等の問
題となっている。

一方、噴霧燃焼方式として、幾種類もの燃焼器はあるも
のの、いずれも油滴が空気と共に噴霧される時に、油滴
群は広い粒径分布を有し、各粒子は互いに相互作用を呈
しながら、異なった方向に異なった速度で移動する。

従って、噴霧燃焼は均一性を欠き、油滴は蒸発と混合の
過程が不十分のまま、火炎前面に到達し拡散炎にかこま
れることになり、不拘−炎となり易い。従って、被加熱
物の局部加熱を起し易い等の問題がある。

また、油を噴霧するための設備が必要となり、動力費等
のランニングコストも尚くなる欠点があった。

特公昭４９−４２０１８号公報や特開昭４７−３８３６
８号公報に提示されている例は、点火装置として機能す
るものであって、継続的な燃焼を安定して行なう手段に
はなりえない。

（発明が解決しようとする問題点） 不発明は液体燃料を泡沫化して燃ｍ−ｍ制御に優れ、臭
いの発生を完全に防止した燃焼装置を提供するものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は液体燃料の点火直後の燃焼量自在調節と、点火
および消火時の臭〜・防止と、噴霧の不拘−炎を改善す
るため、液体燃料を泡沫化して継続燃焼させる燃焼器を
提供するもので、とりわけ、石油ストーブに採用すると
、その効果が著しいものである。

ここで、泡沫とは、液体燃料の薄膜で空気や酸累等の気
体を包囲した気油の集合体をいう。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

ＷＪ１図は本発明の断面図であり、第２図は平面図、第
３図は第１図の部分拡大図である。

本発明の慾屍装濾はｃ１２沫生取器１５と燃焼器２５と
を有する。泡沫生成器１５は多士し買エレメント２を内
設している。多孔質エレメントは焼結金属あるいは多孔
質セラミックス等が用いられる。泡沫生成器１５は燃料
タンクｌに接続され、底部に起泡用空気供７＠管５を有
する。

この場合の燃焼器２５は泡沫生成器１５と一体であり、
開口９を有し、開口９に開口する複数の泡沫上昇管３を
立設する。泡沫上昇管３は第２図に示すように、円形の
管状体で構成され、燃焼器２５に環状に配列されている
。

なお、これらの構造は上記例に限定されるものではなく
、燃焼器２５と泡沫生成器１５が分割され、連結管で接
続される構成であってもよく、泡沫上昇管３が円形の管
状体でなく、方形あるいはスリット状の集合体であって
もよい。いずれの場合にも燃焼器２５の側部には二次空
気供給管４が設けられ、燃焼に必要な酸累源例えば空気
供給される。

燃焼器２５は面板１０で密閉され、面板１０に空気ノズ
ル８を穿設している。

実験によると泡沫上昇管３は、面板１０上に高さｔを与
えて設けると燃焼の均一性を得る。

灯油等の液体燃料のみで得られる泡沫の発泡倍率（泡沫
体積／液体燃料体積）は、およそ５〜５０倍である。こ
れに対して、泡沫中の空気（酸素）のみで完全燃焼させ
るには、発泡倍率として約９０００倍（酸素の場合約１
９００倍）必要となる。

従って、泡沫燃焼には起泡用空気（泡沫中の空気）とは
別に燃焼用空気が必要である。しかるに、この別に供給
する燃焼用空気を直接泡沫の中に入れこもうとすれば、
泡沫を形成する気眠と気泡の境界面、すなわち泡沫のプ
ラトー境界の不安定を招き、消泡な促進することになる
。

このことは、燃焼用泡沫の粒径や膜厚の不均一化につな
がり、脈動燻焼を引起す等、安定燃焼を阻害する原因に
なる。

従って、泡沫に亘接燃屍用空気を供給して安定燃焼させ
るには、泡沫の中へ燃焼用空気を入れなくてすむように
、あらかじめ泡沫を安定した小さな集団にして、その周
囲を＝−ｍ用空気が榎うようにして燃焼させると艮い。

本発明は泡沫上昇管を複数個立設して、泡沫を燃焼器に
導き、空気ノズルから供給される二次空気を泡沫上昇管
の周囲から供給されるようにしたので、燃料は完全燃焼
する。

第４図は本発明の他の実施例を示すが、泡沫生成器１５
には多孔質エレメント２が設けられ、燃料タンク１及び
起泡用空気供給管５を有している。

又燃焼器２５はスリット状上昇管２０−１．２０−２．
２０−３が、環状に燃焼器２５と同心円状に立設されて
いる。又燃焼器２５には面板１０を有する空気箱７が設
けられて、面板１０には空気ノズル８が穿設される。ス
リット状上昇管２０−１．２０−２．２０−３は面板か
ら高さｔだけ突出して設けられ、燃焼域を形成している
。

本発明の上記例では、液体燃料に多孔質エレメントを介
して起泡用空気を送り、泡沫を生成させる。その泡沫を
スリット状上昇管に導き、上方部分で、周囲から供給さ
れる望気で完全燃焼させるものである。

スリットの幅が約３０１１１５以下になれば、別に燃焼
用の空気を強制的に供給しなくても、周囲の空気を巻込
んで完全燃焼する。但し、燃焼速度が遅れるために、火
炎は伸び、ススが発生する。従って、燃焼器の大きさ、
用途に応じて、強制的に供給する空気の必要可否が次定
される。

（発明の効果） 以上、詳しく説明したように、本発明は液体燃料を泡沫
化して燃焼させる燃焼器で、従来の直接気化させて燃焼
させる方法に比べて、点火時に芯を使わないで容易に着
火させることができると共に、点火直後の燻焼量制御も
簡単にできる。従って、ストーブに適用した場合の即暖
を可能とした。

また、点火、消火に際して従来の直接気化燃焼では避け
ることのできなかった臭いの発生を完全に防止した。

一方、従来の噴嚇燃焼方式に比べて、容易に安定した均
−炎を得ることができ、板ガロ熱物の局部加熱防止を可
能とした。

更に、本発明は、極めて簡単な小型泡沫生成器のみで、
従来の芯や吹霧装置を必要としない安価な方法であると
共に、ランニングコストもほとんど必要としない優れた
燃焼装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置例を示す断面図、
第２図は第１図の平囲図、第３図は第１図の部分拡大図
、第４図は本発明の他の例の断面図、第５図は第４図の
平面図である。 １：燃料タンク　　　　１０：面板 ２：多孔質エレメント１５：泡沫生成器３：泡沫上昇管
　　　　２５：燃焼器 ４：燃焼用空気　　　　　２０ニスリット状上昇管代理
人　弁理士　茶野木　立　夫 第、１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）泡沫生成器と燃焼器とからなり、泡沫生成器に燃
   料供給口を設け、多孔質エレメントを内設し、多孔質エ
   レメントに気体供給管を接続して発泡域を形成し、燃焼
   器に開口部を形成し、該開口部に開口する複数の泡沫上
   昇管を立設し、燃焼用空気供給孔を設けて、開口部に燃
   焼域を形成せしめるようにしてなる液体燃料の燃焼装置
   。
2. （２）複数の泡沫上昇管が円形の管状体で構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体燃
   料の燃焼装置。
3. （３）複数の泡沫上昇管がスリット状に形成された管状
   体で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の液体燃料の燃焼装置。