JPH0518012B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関等を搭載した車両、トレ
ーラ等の車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所、ビ
ニールハウス等の室に用いる間接又は直接的な暖
房装置、乾燥装置、ボイラー、湯沸器等に適用で
きる燃焼器に使用されるもので、液体燃料を気化
させて気化燃料を生成する液体燃料気化装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、内燃機関とは無関係にバーナ即ち燃焼器
によつて燃料を燃焼させて発生する熱量によつて
室内暖房を行う自動車用暖房装置（例えば、特開
昭60−252018号公報参照）がある。更に、燃焼器
の燃焼ガスを熱交換器を経て機関の吸気ポートへ
供給すると共に、この熱交換器により加熱される
空気を車室へ導くようにしたエンジンの暖機装置
（例えば、特開昭61−79864号公報参照）がある。

液体燃料気化装置の先行技術として、例えば、
本出願人に係わる出願である特願昭60−137837号
（特開昭62−665号公報参照）、特願昭60−207330
号（特開昭62−69009号公報参照）、特願昭−59−
281162号（特開昭61−160312号公報参照）等に開
示されたものがある。

まず、特開昭62−665号公報に記載されたもの
について、第３図及び第４図を参照して概説す
る。液体燃料気化装置４０は外管４７、内管４８
及び内管４８に配置されるグロープラグ等の加熱
栓４５から構成されている。外管４７は気化室へ
開口する複数の噴孔４９を備えており、燃焼室に
突出する大径の閉鎖端壁に受熱体４１が形成され
る。受熱体４１は、第４図に示すように、溝４４
を設け、多数のフイン４３が形成されている。外
管４７の外端部には断熱ガスケツト５１を介して
内管４８の外端部が螺合支持されている。内管４
８の外端部に燃料供給管４６が接続される一方、
内端部は受熱体４１の近くまで延び、かつ内管４
８と外管４７との間に隙間５０が形成されてい
る。内管４８の外端部に設けたねじ孔４２に加熱
栓４５の基端部が螺合支持され、この先端側加熱
部が内管４８との間に隙間５０を存して受熱体４
１の方へ突出される。

また、特開昭62−69009号公報に記載されたも
のについて、第５図を参照して概説する。第５図
において、燃焼筒５９の内部を周縁部に複数個の
切欠通路５３を有する仕切板５２により気化室５
４と周壁に空気導入孔５５を有する燃焼室５６と
に仕切り、前記気化室５４へ開口する気化燃料噴
出用のノズル５７を有し且つ外周面にフイン５８
を有する燃料気化装置６０を備えた燃焼器が開示
されている。燃料気化装置６０は外管６３にグロ
ープラグ等である加熱栓６１が挿入されたもので
あり、加熱栓６１の一端に端子６４が設けられて
いる。外管６３内への加熱栓６１の挿入は、燃料
通路６５を形成されるように配置される。また、
外管６３には燃料供給パイプ６２が取付けられて
いる。加熱栓６１は中実構造であり、窒化ケイ素
部材にタングステンから成る抵抗線（図示省略）
が埋込まれたものである。

更に、特開昭61−160312号公報に記載されたも
のについて、第６図を参照して概説する。第６図
において、燃焼筒７１内はハニカム通路６９によ
つて気化室６７と燃焼室６８とに仕切られてい
る。気化室６７の上流端部には空気導入孔を有す
る外周壁６６が取り付けられている。空気ダクト
７３中に設けられて燃焼筒７１内に斜めに配設さ
れ、上部７４より燃料を噴出させる噴出口７２を
有した気化装置７０を設けた急加熱用燃焼器が開
示されている。気化装置７０は外管７６内にグロ
ープラグ等である加熱栓７５が燃料通路７７を形
成するように挿入されている。加熱栓７５の一端
に端子７９が設けられ、また外管７６には燃料供
給パイプ７８が取り付けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記内燃機関とは無関係に燃焼
器を用いる自動車用暖房装置又はエンジンの暖機
装置については、燃焼の周期、排ガスの処理等に
時間、手数を要し、複雑な機構、制御装置を必要
とし、また液体燃料を気化させるのに長時間を要
し、そのため気化燃料に対する点火及び燃焼が遅
れるという原因となつている等の問題点を有して
いる。

また、先行技術としての上記燃焼器に使用され
ている液体燃料気化装置については、液体燃料を
ある程度までは確実に且つ急速に気化させること
はできるが、まだ十分とは言えず、また、加熱栓
の温度を燃焼器の状態に応じて適宜に調節するこ
とができず満足できるものではない。次に前記先
行技術についての問題点を説明する。

まず、第３図及び第４図に示されている燃焼器
の燃料気化装置については、燃焼が盛んになつた
後には、受熱体４１によつて燃料気化装置の内管
４８の端部から外管４７へ流入する燃料が加熱気
化されることとなり、燃焼器の運転開始後は格別
加熱栓に通電をしてなくても燃料の完全な気化が
達成され、消費電力の節減に役立つと共に、燃料
の気化効率が向上し、燃料の着火性が向上し且つ
安定した燃焼状態が得られるが、しかしながら、
外管４７内に内管４８が配置され、その内管４８
内に中実構造のグロープラグである加熱栓４５が
配置されているものであり、液体燃料が気化熱を
得るための加熱栓４５の放熱面積が小さく、その
ため液体燃料が気化するため十分な気化熱を得る
ことができず、気化した気化燃料の流れについて
改善の余地があり、液体燃料を急速に且つ確実に
気化させ、噴孔４９から気化燃料を噴出させると
いう点では必ずしも十分でなく、更に燃焼器の燃
焼状態、液体燃料の種類等に応じて加熱栓４５の
温度調節を行うことができず、必ずしも満足でき
るものではない。

また、第５図及び第６図に示された燃焼器に使
用されている燃料気化装置６０及び気化装置７０
についても、第２図に示した気化装置と同様に、
加熱栓６１及び加熱栓７５は中実構造のもののみ
であり、そのため液体燃料が気化するため十分な
気化熱を得ることができず、液体燃料を急速に且
つ確実に気化させ、気化燃料噴出用のノズル５７
及び噴出口７２から気化燃料を噴出させるという
点では必ずしも十分でなく、更に燃焼器の燃焼状
態、液体燃料の種類等に応じて加熱栓４５の温度
調節を行うことができず、必ずしも満足できるも
のではない。

この発明の目的は、上記の問題点を解消するこ
とであり、燃料を急速度で気化して気化燃料を燃
焼させる燃焼器に使用する液体燃料気化装置であ
り、グロープラグ等のヒータコアによつて液体燃
料を急速に且つ確実に気化させて気化燃料を生成
し、しかもヒータコアの温度分布を変えて構成
し、前記ヒータコアの温度分布を最適状態に設定
し、更に前記筒体内への前記ヒータコアの取り付
けを強固にした液体燃料気化装置を提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するために、次
のように構成されている。即ち、この発明は、外
周面に受熱フインを備えた筒体、該筒体内に配置
したヒータコア、前記筒体の一端に形成した気化
燃料噴出部及び前記筒体の他端側に取り付けた燃
料導入パイプを有する液体燃料気化装置におい
て、前記ヒータコアを前記筒体内に嵌合し、前記
ヒータコアを筒状に形成して内部に燃料通路を形
成し、前記燃料通路を前記燃料導入パイプに連通
し、前記ヒータコアに配置したヒータコイルを中
央部で密巻きに且つ両端部で粗巻きに構成したこ
とを特徴とする液体燃料気化装置に関する。

また、この液体燃料気化装置において、前記ヒ
ータコアはセラミツクスから成り、前記ヒータコ
イルを前記ヒータコアにプリントで配置したもの
である。

また、この液体燃料気化装置において、前記ヒ
ータコアを前記筒体内に圧入嵌合したものであ
る。

また、この液体燃料気化装置において、燃焼器
の燃焼室に配置して使用され、前記ヒータコアは
前記燃焼器における気化用グロープラグとして機
能するものである。

〔作用〕

この発明による液体燃料気化装置は、上記のよ
うに構成されており、次のように作用する。即
ち、この液体燃料気化装置は、外周面に受熱フイ
ンを備えた筒体内に筒状ヒータコアを嵌合し、前
記ヒータコア内に燃料通路を形成し、前記筒体の
一端に気化燃料噴出パイプを取付け、また前記筒
体の他端に燃料導入パイプを取付けたので、ヒー
タコイルが取付けられた前記ヒータコアが筒状で
あり、筒状の内周が液体燃料に対する放熱面積で
ある伝熱面積になり、伝熱面積が極めて大きくな
り、前記ヒータコアを低温、例えば、約400℃〜
500℃に維持した状態で、液体燃料が気化熱を十
分に与えられる状態となり、急速に且つ確実に気
化され、しかも気化燃料の噴出部付近にカーボン
の付着を発生させるようなことがない。また、気
化された気化燃料は、障害物の無い前記ヒータコ
ア内をスムースに流れることができ、前記気化燃
料噴出パイプから噴出される。

特に、この液体燃料気化装置は、前記筒状ヒー
タコアにヒータコイルを配置し、セラミツクス等
から成る前記ヒータコアの中央部で前記ヒータコ
イルを密巻きに構成し且つ前記ヒータコアの両端
部で前記ヒータコイルを粗巻きに構成しているか
ら、前記ヒータコアの両端の強度を強くすること
ができ、前記筒体と前記ヒータコアとの取り付け
状態を堅固にすることができる。しかも、前記気
化燃料噴出パイプを上方に向けて使用する場合に
は、液体燃料の気化が盛んな部分に前記ヒータコ
イルが密巻きであるので、液体燃料の気化を急速
に且つ確実に行うことができ、更に気化燃料の噴
出部付近は低温にすることができ、気化燃料を炭
化させることがなく、前記噴出部付近にカーボン
が付着するようなことがない。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して、この発明による液体
燃料気化装置の一実施例を説明する。

第１図において、この発明による液体燃料気化
装置が符号１によつて全体的に示されている。こ
の発明による液体燃料気化装置１については、例
えば、デイーゼルエンジン又はガソリンエンジン
のエアクリーナ、単独のエアクリーナ等を通じて
取り入れる空気、あるいは直接的に外気又は室内
から取り入れる空気を、空気取入パイプから導入
し、燃焼ガスを燃焼ガス送出パイプから直接的に
室内等に送り出すか、又は下流に設置された熱交
換器（図示省略）に送り出す燃焼器に使用される
ものである。

この液体燃料気化装置１の構造について、第１
図を参照して説明する。液体燃料気化装置１は、
金属製の気化パイプ即ち筒体２内に気化用グロー
プラグ等である加熱栓即ち筒状ヒータコア３が内
蔵されたものである。筒体２の外周面には多数の
受熱フイン５が形成されている。筒体２の一端部
に気化燃料噴出パイプ６が取り付けられ、また筒
体２の他端部に液体燃料導入パイプ９が取り付け
られている。

筒体２内に筒状ヒータコア３が嵌合され、筒体
２と筒状ヒータコア３との間には密着状態に構成
されている。筒状ヒータコア３については、円筒
状等の筒状の形状であり、しかもヒータコイル４
がプリントによつて固着されている。筒状ヒータ
コア３内には燃料通路８が形成されている。

また、燃料通路８の下流部位には気化燃料噴出
部１５が形成されている。液体燃料導入パイプ９
の液体燃料導入口１４の付近における筒状ヒータ
コア３の上流端部には、燃料通孔１３が形成され
ている。従つて、燃料導入パイプ９と筒状ヒータ
コア３内の燃料通路８とは、燃料通孔１３を通じ
て連通している。筒状ヒータコア３の基端部に
は、端子１１が設けられている。筒状ヒータコア
３の材質は、例えば、窒化ケイ素部材等のセラミ
ツクスであり、ヒータコイル４の材質は、例え
ば、タングステンから成る抵抗線である。第１図
において、矢印は燃料の流れ方向を示す。

第２図は第１図のヒータコア３の平面図が示さ
れている。ヒータコア３の両端部はヒータコイル
４が粗巻きにされており、ヒータコア３の中央部
はヒータコイル４が密巻きにされている。それ故
に、ヒータコア３を筒体２に取付ける場合に、金
属性の筒状２とセラミツク製のヒータコア３との
接触部の接合強度を低下させるようなことがな
い。

また、液体燃料気化装置１の気化燃料噴出パイ
プ６を上方にして液体燃料気化装置１を燃焼器
（図示省略）に設置した場合に、液体燃料の水面
がヒータコア３の中央部付近に位置し、その水面
が上下に動き即ち息付き現象を起こすが、その部
分へのカーボンの付着を防止することができる。
更に、前記燃料通路の噴出部付近のヒータコア３
の温度を低温に維持できるので、同様にカーボン
の付着を防止することができる。

次に、この発明による液体燃料気化装置１が適
用される燃焼器の一例について説明する。前記燃
焼器は、セラミツク製の燃焼筒、その外周を覆う
金属製の外筒ハウシング、並びに前記燃焼筒及び
前記外筒ハウシングの一端部を密封する金属製の
蓋板から構成されている。前記外筒ハウシングの
下端部には金属製の燃焼ガス送出パイプが設けら
れており、更に前記外筒ハウシングの筒状部には
金属製の空気取入パイプが側部に設けらている。
前記燃焼筒の内部は、周縁部に複数個の開口であ
る切欠通路を有する仕切板によつて２つの室、即
ち、気化室と燃焼室とに仕切られている。前記燃
焼室を構成している前記燃焼筒の周壁には多数の
空気導入孔が形成されている。前記気化室とは反
対側の燃焼室の端部即ち下部には燃焼ガス送出口
が形成されている。

この発明による液体燃料気化装置１は、例え
ば、第５図又は第６図に示すように、前記燃焼室
の下流部位即ち前記燃焼室の角部から前記仕切板
の中央部に形成されている連通孔に向かつて斜め
に伸長し、連通孔を貫通して設置されている。ま
た、前記気化室には加熱プラグである点火用グロ
ープラグが設置されている。そして、気化燃料噴
出パイプ６の先端に形成された噴出口７を、前記
気化室に設置された前記点火用グロープラグの近
傍に位置させる。

この発明による液体燃料気化装置１は、以上の
ように構成されており、次のように作用する。

液体燃料気化装置１の作用の理解を一層分かり
易くするために、液体燃料気化装置１が上記燃焼
器に適用された場合の一例について説明する。

まず、筒体２内の気化用グロープラグである加
熱線即ち筒状ヒータコア３のヒータコイル４の抵
抗線に端子１１から通電し、筒状ヒータコア３を
加熱すると共に、燃料導入パイプ９から液体燃料
を供給する。液体燃料は液体燃料導入パイプ９の
液体燃料導入口１４を通つて燃料通孔１３から燃
料通路８に導かれ、加熱されたヒータコア３に接
触して気化される。

次いで、気化された気化燃料は、気化燃料噴出
部１５から気化燃料噴出パイプ６を通つて噴出口
７から燃焼器の気化室に噴出される。この場合、
最初は気化燃料に混じつて油滴もわずかに噴出さ
れることがあるが、この油滴は気化燃料に着火さ
れる時に着火を極めてスムースにする機能を有し
ている。

一方、燃焼空気は、空気取入パイプから送り込
まれ、外筒ハウジングと燃焼筒との間の環状空間
を旋回して空気導入孔から燃焼室に吹き込まれ
る。前記燃焼室に吹き込まれた燃焼空気の一部は
仕切板の開口である切欠通路を通つて前記気化室
に送り込まれる。気化燃料と燃焼用空気は混合さ
れ、ホモジニアス即ち均質な状態に混合されて混
合気を生成し、そこで、燃料は点火用グロープラ
グによつて着火されて燃焼される。

次いで、気化燃料は着火されて燃焼し且つ燃焼
空気と混合されながら、前記燃焼室に吹き出さ
れ、前記燃焼室において完全に燃焼されるように
なる。燃焼した気化燃料は燃焼ガスとなつて、前
記燃焼筒に形成されている燃焼ガス送出口から燃
焼ガス送出パイプを通つて熱交換器等に送出され
る。前記燃焼室での燃焼状態が盛んになると、液
体燃料気化装置１の筒体２に設けた多数の受熱フ
イン５を介して前記燃焼室の輻射熱を受けるよう
になる。

この状態になつて液体燃料気化装置１の気化用
グロープラグである加熱栓即ちヒータコイル４へ
の通電を停止する。その後は、受熱フイン５を介
して前記燃焼室から輻射熱を受け、その熱は燃料
通路８に伝熱され、液体燃料はその熱即ち気化熱
によつて筒体２内で気化して気化燃料にされ、気
化燃料噴出パイプ６から前記気化室に噴出される
ようになる。また、場合によつては、ヒータコイ
ル４を停止することなく作動することができる。
例えば、燃焼器の燃焼を盛んに行わず抑えた状態
で燃焼させている場合、あるいは気化し難いよう
な種類の液体燃料を使用している場合には、液体
燃料の気化を促進するためにヒータコイル４に通
電しておくこともできる。

以上のように、この発明による液体燃料気化装
置の実施例について詳述したが、必ずしもこれら
の細部に限定されるものではない。例えば、図で
は、筒体に形成した受熱フインが筒体の円周方向
に形成されているが、例えば、筒体の長手方向に
形成されてもよいことは勿論である。筒状ヒータ
コアを筒体に密着した状態で嵌合しているが、必
ずしも密着する必要はなく、僅かな隙間が存在し
ていてもよいことは勿論である。

また、気化燃料噴出パイプがへ字型の形状に形
成されているが、燃焼器の構造に応じて種々の形
状に形成することも可能である。燃料導入パイプ
を筒体に対してほゞ直角に取付けているが、必ず
しもそのような取付け構造に限定されるものでな
く、平行に或いは筒体に埋め込まれた状態に取付
けられてもよく、液体燃料気化装置を燃焼器に取
付ける場合に燃焼器の構造に応じて種々の形状に
形成することも可能である。

更に、筒体、ヒータコア及び気化燃料噴出パイ
プを円筒状に形成しているが、角筒状、楕円筒状
等種々の形状に形成することができる。更に、図
では、気化燃料噴出部における気化燃料噴出パイ
プの端部は筒体内に突き出た状態に取付けられて
いるが、突き出た状態にすることはなく、しかも
気化燃料噴出パイプの端部を面取りして気化燃料
の流れがスムースになるように形成してもよいこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明による液体燃料気化装置は、上記のよ
うに構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この液体燃料気化装置は、外周面に受熱フ
インを備えた筒体内に筒状ヒータコアを嵌合し、
前記ヒータコア内に燃料通路を形成し、前記筒体
の一端に気化燃料噴出パイプを取付け、また前記
筒体の他端に燃料導入パイプを取付けたので、ヒ
ータコイルが取付けられた前記ヒータコアが筒状
であり、筒状の内周が液体燃料に対して放熱面積
である伝熱面積になり、伝熱面積が極めて大きく
なり、前記ヒータコアを低温、例えば、約400℃
〜500℃に維持した状態で、液体燃料が気化熱を
十分に与えられる状態となり、急速に且つ確実に
気化されることとなる。

また、気化された気化燃料は、障害物の無い前
記ヒータコア内をスムースに流れることができ、
前記気化燃料噴出パイプから噴出される。それ故
に、液体燃料を急速度で且つ確実に気化させるこ
とができ、気化燃料となつて完全燃焼することが
でき直ちに気化燃料を燃焼させることができ、暖
房等に迅速に供することができる。

特に、この液体燃料気化装置は、前記筒状ヒー
タコアにヒータコイルを配置し、セラミツクス等
から成る前記ヒータコアの中央部で前記ヒータコ
イルを密巻きに構成し且つ前記ヒータコアの両端
部で前記ヒータコイルを粗巻きに構成しているか
ら、前記ヒータコアの両端の強度を強くすること
ができ、前記筒体と前記ヒータコアとの取付け状
態を堅固にすることができる。しかも、前記気化
燃料噴出パイプを上方に向けて使用する場合に
は、液体燃料の気化が盛んな部分に前記ヒータコ
イルが密巻きに構成されているので液体燃料の気
化を急速に且つ確実に行うことができ、更に気化
燃料の噴出部付近は低温にすることができ、気化
燃料を炭化させることがなく、前記噴出部付近に
カーボンが付着するようなことがない。

また、構造が極めて簡単で、液体燃料気化装置
そのものの組立て及び燃焼器への取付けを簡単に
行うことができ、メインテナンス等が容易であ
る。更に、液体燃料気化装置への燃料供給につい
て、燃焼に必要な量だけの気化燃料を遂次に生成
するために、最適量の液体燃料を燃料導入パイプ
を通じて液体燃料気化装置に供給するように構成
されており、しかも燃焼初期においては液体燃料
を気化させるもので、液体燃料の供給量及びヒー
タコイルの断接によつて制御でき、安全性の面か
らも極めて好ましいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による液体燃料気化装置の一
実施例を示す断面図、第２図は第１図のヒータコ
アを示す平面図、第３図は先行技術である燃焼器
に使用される燃料気化装置の一例を示す断面図、
第４図は第３図の受熱体を示す平面図、第５図は
先行技術である燃焼器に使用される気化装置の一
例を示す断面図、及び第６図は先行技術である燃
焼器に使用される気化装置の一例を示す断面図で
ある。 １……液体燃料気化装置、２……筒体、３……
ヒータコア、４……ヒータコイル、５……受熱フ
イン、６……気化燃料噴出パイプ、７……噴出
口、８……燃料通路、９……燃料導入パイプ、１
３……燃料通孔、１５……噴出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周面に受熱フインを備えた筒体、該筒体内
   に配置したヒータコア、前記筒体の一端に形成し
   た気化燃料噴出部及び前記筒体の他端側に取り付
   けた燃料導入パイプを有する液体燃料気化装置に
   おいて、前記ヒータコアを前記筒体内に嵌合し、
   前記ヒータコアを筒状に形成して内部に燃料通路
   を形成し、前記燃料通路を前記燃料導入パイプに
   連通し、前記ヒータコアに配置したヒータコイル
   を中央部で密巻きに且つ両端部で粗巻きに構成し
   たことを特徴とする液体燃料気化装置。 ２ 前記ヒータコアはセラミツクスから成り、前
   記ヒータコイルを前記ヒータコアにプリントで配
   置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の液体燃料気化装置。 ３ 前記ヒータコアを前記筒体内に圧入嵌合した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   液体燃料気化装置。 ４ 燃料器の燃焼室に配置して使用され、前記ヒ
   ータコアは前記燃焼器における気化用グロープラ
   グとして機能とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の液体燃料気化装置。