JPH03164610A - 液体燃料蒸発装置 - 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〉 本発明は液体燃料を蒸発させ、バーナでの燃焼に供する
ための液体燃料蒸発装置に関する。

〈従来の技術〉 液体燃料、例えば灯油を予め蒸発させ、空気と混合させ
た形でバーナ側へ送るための液体燃料蒸発装置として、
従来第６図に示す如き装置が提供されている。この装置
は蒸発容器１をヒータ２で加熱しておき、ノズル３から
液体燃料を高温に加熱された蒸発容器１の内壁に液滴で
衝突させて蒸発させ、空気導入口４から導入した空気と
混合して燃焼部５側へ供給する構成である。

また特開昭６１−９９０１３号公報には、燃料ノズルか
らの液滴を、加熱したヒータチューブの壁面に衝突させ
て、燃料を気化領域にもってゆき、燃焼に供する液体燃
料燃焼装置が提供されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、液滴を高温壁面に衝突させて蒸発を行う上記
従来技術では、高温壁面に接触し、蒸発した燃料蒸気が
新たな液滴の高温壁面との接触を妨げたり、また合体し
て大きくなった液滴が蒸発の活発な部分への空気供給を
妨げたりするため、蒸発の脈動や熱分解によるタール状
物質の発生が起こりやすいという欠点があった。

またヒータで壁面を加熱するものでは、壁面温度を一定
に保つため、通常、壁の熱容量を多めに設計しており、
その結果、立ち上がり時や燃料供給量の急激な変化時等
における蒸発特性が悪くなるなど、過渡特性が悪いとい
う欠点があった。

そこで本発明は上記従来技術の欠点を解消し、タール状
物質の発生を情無状態にし得ると共に、過渡特性にもす
ぐれた液体燃料蒸発装置の提供を目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の液体燃料蒸発装置は
、供給されてきた液体燃料を蒸発室内で蒸発させ、バー
ナ側へ送るようにした液体燃料蒸発装置であって、前記
蒸発室内に対して液体燃料を微粒化状態で噴出させる噴
出ノズルと、前記蒸発室内に対して高温空気を送り込む
手段とを有し、蒸発室内に噴出された液体燃料を前記高
温空気で直接的に接触蒸発させることを第１の特徴とし
ている。

また本発明の液体燃料蒸発装置は、上記第１の特徴に加
えて、蒸発室の一方から液体燃料を噴霧し、対向する他
方から高温空気を送り込むように構成したことを第２の
特徴としている。

また本発明の液体燃料蒸発装置は、上記第１の特徴に加
えて、蒸発室は円筒状の外筒と円板状の両端壁からなる
蒸発容器内に構成され、噴出ノズルは何れか一方の端壁
から前記外筒の中心軸上に臨ませ、高温空気送り込み手
段はその送り込みパイプを前記外筒に対して接線方向に
接続し、且つ蒸発室からバーナ側への送り出しパイプも
前記外筒に対して接線方向に接続したことを第３の特徴
としている。

く作用〉 上記本発明の第１の特徴によれば、蒸発室内に噴霧され
た液体燃料が同じく送り込まれた高温空気と接触し、壁
面等に衝突する以前に蒸発を完了する。すなわち、高温
空気中に微粒化して燃料が供給されるので、低い温度で
短時間で蒸発が完了し、そのためタール状物質が発生し
ない。また熱容量の大きい高温壁面を必要としないこと
から、立ち上がり時間などの過渡特性が非常によくなる
。

また上記本発明の第２の特徴によれば、第１の特徴によ
る作用に加えて、噴霧される液体燃料と高温空気とが対
向する形で蒸発室内へ導入されるので、両者の接触がよ
くなり、蒸発が効率よく行われる。

また上記本発明の第３の特徴によれば、高温空気の送り
込みパイプ及び送り出しパイプが蒸発容器に対して接線
方向に接続されているので、導入された高温空気の流れ
及び該高温空気と蒸発した燃料との混合気体の流れが蒸
発容器内で螺旋状となり、非常にスムーズな流れとなっ
て最終的にバーす側へ送り出される。よって蒸発室内に
気流の淀みが生ぜず、それゆえ蒸発した燃料の凝縮現象
が生じない。

また外筒に対して接線方向に導入される高温空気により
、加熱されにくい外筒が均一に加熱される。

さらに、外筒に対して接線方向に接続される送り込みパ
イプと送り出しパイプとの位置関係は任意に採ることが
できるので、装置全体とレイアウトを考える際の自由度
が大きくなる。

〈実施例〉 第１図は本発明装置の第１の実施例を示し、第１図（Ａ
）は縦断面図、第１図（Ｂ）は左側面図である。

蒸発容器１０内に蒸発室２０が構成され、該蒸発室２０
内に対して液体燃料、例えば灯油を微粒化状態で噴出さ
せるための噴出ノズル３０が臨んでいる。

また蒸発室２０に対して高温空気を送り込む手段４゜が
設けられている。該高温空気送り込み手段４ｏは図示し
ない送風器から送られてきた空気を加熱するためのヒー
タ４Ｌ例えば電気ヒータと、加熱された高温空気の送り
込みパイプ４２を有する。前記蒸発室１０で蒸発せられ
た液体燃料は送り出しパイプ５１を通ってバーナ５０に
送られ、燃焼に供される。

前記噴出ノズル３０から噴霧される液体燃料はその粒径
を例えば数ミクロンから数十ミクロンとする。また前記
蒸発室２０に送り込まれる高温空気はその温度を例えば
２００℃〜４００℃とする。

蒸発室２０内に噴霧された液体燃料の微粒は、同じく蒸
発室２０内に送り込まれた高温空気と接触し、それによ
って直接的に蒸発され、そして高温空気と混合された形
で送り出しパイプ５１を通ってバーナ５０へ送られる。

第１の実施例では、噴出ノズル３０と送り込みパイプ４
２の送り込み口４２ａとが対向するよう配置されている
。

前記蒸発容器１０は円筒状の外筒１１と、円板状の両端
壁１２．１３からなり、その内に蒸発室２０が構成され
る。送り込みパイプ４２及び噴出ノズル３０は外筒１１
の中心軸上の前記各端壁１２．１３に設けられる。また
送り出しパイプ５１は外筒１１の天部に接続されている
。

第１の実施例の場合、噴霧燃料と高温空気の供給が直線
上の対向した位置から行われるので、両者の接触が効果
的に行われ、燃料を効果的に蒸発することができる。

第２図は本発明の第２の実施例を示し、第２図（Ａ）は
縦断面図、第２図（Ｂ）は一部断面左側面図である。第
１図に示す部材と同一部材には同一の符号を付して示す
。

円筒状の外筒１１と円板状の両端壁１２．１３から蒸発
容器１０を形成し、内部に蒸発室２０を構成する。

また噴出ノズル３０は端壁１３から外筒１１の中心軸線
上に臨むように取り付けている。以上は第１の実施例の
場合と同様である。本実施例では高温空気送り込み手段
４０の送り込みパイプ４２及び送り出しパイプ５１の両
者を外筒１１に対して接線方向に接続している。しかも
送り込みパイプ４２を噴出ノズル３０から遠い位置に、
送り出しパイプ５１を噴出ノズル３０に近い位置に設け
ている。送り込みパイプ４２から蒸発容器１０内に入っ
た高温空気は外筒１１内を円周方向に流れつつ、且つ噴
出ノズル３０側へ進んでゆく、すなわち噴出ノズル３ｏ
側とは対向する側から噴出ノズル３０側へ螺旋状に進み
、その間に噴出ノズル３０からの噴霧液体燃料と接触し
、蒸発させ、さらに混合気体となって送り出しパイプ５
１へ接線方向に出て行く。

第１の実施例では第１図（Ａ）の符号りで示す角の部分
に気流の淀みが生じる虞れがあるが、本実施例の場合、
高温空気が蒸発容器１０に接線方向に入り、螺旋状に進
み、再び接線方向に出て行（ので、流れが非常にスムー
ズとなり、蒸発容器１ｏ内（蒸発室）に淀みが生じない
。淀みが生じないということは、蒸発容器１０内に温度
ムラが生じないということで、蒸発せられた燃料の再凝
縮を確実に防止することができる。また本実施例では螺
旋状の気流によって蒸発容器１０の外筒１１内壁も均一
に加熱され、外筒１１に温度ムラの原因を発生させない
。

なお第２図（Ａ）、（Ｂ）に示す実施例では送り込みパ
イプ４２と送り出しパイプ５１との配管関係が９０度に
なされているが、９０度に限定されるものではなく、第
３図（Ａ）、（Ｂ）に示す如くの送り込みパイプ４２と
送り出しパイプ５１との配管角度やその他の角度関係に
してもよい。すなわち送り込みパイプ４２と送り出しパ
イプ５１の配管設計には蒸発容器１０周囲の空間状況に
応じてかなりの自由度を持たすことができる。

第４図は本発明装置の第３の実施例を示し、第４図（Ａ
）は縦断面図、第４図（Ｂ）は一部断面左側面図である
。第１図に示す部材と同一部材には同一の符号を付して
示している。この実施例は、送り込みパイプ４２及び送
り出しパイプ５１を外筒１１に対して接線方向に接続す
る点は上記第２の実施例と同様であるが、送り込みパイ
プ４２を噴出ノズル３０に近い位置に、送り出しパイプ
５１を噴出ノズル３０から遠い位置に設ける点で第２の
実施例とは逆になっている。この実施例の場合には、送
り込みパイプ４２から蒸発容器ＩＯ内に入った高温空気
は、噴出ノズル３０から噴霧される液体燃料と同方向に
螺旋状になって進む。そしてその間、噴霧燃料と接触し
、蒸発させ、混合気体となって送り出しパイプ５１へ接
線方向に送り出される。燃料と高温空気とが同方向に進
む点で前記第２の実施例と異なるが、第２の実施例と同
様な効果を奏する。勿論送り込みパイプ４２と送り出し
パイプ５１の配管関係は、第４図（Ｂ）の如き直角関係
に限定されるものではなく、他の角度関係をもって相互
に配管されてもよい。

第５図は本発明の第２の実施例（第２図参照）による装
置を用いた灯油を蒸発させた場合の蒸発温度（”Ｃ）と
蒸発量（％）との関係をＡＳＴＭ蒸発曲線と比較した図
である。図から明らかなように、実施例では１５０℃以
下で１００％の蒸発が達成されている。他の実施例の場
合も同様な傾向を示し、本発明では２００℃以下悪くと
も２５０℃以下で１００％の蒸発を達成することが明ら
かとなった。

その他、上記第１、第２、第３の実施例において、空気
はヒータ４１ににより直接加熱されるので、熱容量の大
きい金属製蒸発容器を間接的に加熱する場合に比較して
、立ち上がり時間等が短く、過渡特性に優れる。その結
果、燃焼初期における臭いや消火時の白煙などの発生を
抑制することができる。

く効果〉 本発明は以上の構成よりなり、請求項１に記載の液体燃
料蒸発装置によれば、微粒化された液体燃料が壁面等に
当たることなく、高温空気により直接的に蒸発されるの
で、低温での蒸発が達成され、タール状物質の発生をほ
ぼ完全に抑制することができる。

しかも高温空気を導入するので、該高温空気の導入と同
時に液体燃料の蒸発が可能となり、また高温空気の導入
停止と同時に蒸発が不能状態とし得る。よって本装置を
用いて燃焼を行う場合には、その点火、消火時等におけ
る過渡特性が非常によくなる。

また請求項２に記載の液体燃料蒸発装置によれば、上記
請求項１に記載の構成による効果に加えて、燃料の噴霧
と高温空気の送り込みが対向する位置から行われるので
、両者の接触が効果的に行われ、燃料の蒸発が効率よ（
行われる。

また請求項３に記載の液体燃料蒸発装置によれば、上記
請求項１に記載の構成による効果に加えて、高温空気が
蒸発室内を淀みなくスムーズに流れ、しかも蒸発容器が
均一に加熱されるので、蒸発室内に温度ムラが発生せず
、よって蒸発した燃料を再凝縮させることなく、バーナ
側へスムーズに送ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１の実施例を示す縦
断面図と左側面図、第２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第
２の実施例を示す縦断面図と左側面図、第３図（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ第２の実施例における送り込みパイプ
と送り出しパイプの配管関係の他の例を示す図、第４図
（Ａ）、（Ｂ）は本発明筒３の実施例を示す縦断面図と
左側面図、第５図は本発明の場合と比較例の場合とにお
ける温度と蒸発量の関係を示す図、第６図は従来装置の
断面構成図である。 １０：蒸発容器 １１：外筒 １２．１３：端壁 ２０：蒸発室 ３０：噴出ノズル ４０：高温空気送り込み手段 ４１：ヒータ ４２：送り込みパイプ ５０：バーナ ５１：送り出しパイプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、供給されてきた液体燃料を蒸発室内で蒸発させ
   、バーナ側へ送るようにした液体燃料蒸発装置であって
   、前記蒸発室内に対して液体燃料を微粒化状態で噴出さ
   せる噴出ノズルと、前記蒸発室内に対して高温空気を送
   り込む手段とを有し、蒸発室内に噴出された液体燃料を
   前記高温空気で直接的に接触蒸発させることを特徴とす
   る液体燃料蒸発装置。（２）、蒸発室の一方から液体燃
   料を噴霧し、対向する他方から高温空気を送り込むよう
   に構成した請求項１に記載の液体燃料蒸発装置。 （３）、蒸発室は円筒状の外筒と円板状の両端壁からな
   る蒸発容器内に構成され、噴出ノズルは何れか一方の端
   壁から前記外筒の中心軸上に臨ませ、高温空気送り込み
   手段はその送り込みパイプを前記外筒に対して接線方向
   に接続し、且つ蒸発室からバーナ側への送り出しパイプ
   も前記外筒に対して接線方向に接続した請求項１記載の
   液体燃料蒸発装置。