JPH0522122B2 - - 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られる間接又は直接的
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ている液体燃料を気化
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。

先行技術として、例えば、本出願人の出願に係
わる特願昭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。

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４８の外端
部には燃料供給管４６が接続される一方、内管４
８の内端部は受熱体４１の近くまで延び、かつ内
管４８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
４１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の一端には端子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が取り付け
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、燃焼室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
には端子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時間を要
し、そのため気化燃料に対する着火及び燃焼が遅
れるという原因となつている。

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、加熱栓等にカー
ボンが付着する等の好ましくない状態が発生する
という問題点を有している。

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。

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、液体燃料の燃料通路についても１つ
の環状通路のみであり、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、気化
した気化燃料の流れについても改善の余地があ
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、更に燃料通路の下流に位置する
加熱栓４５、内管４８及び外管４７にカーボンが
付着するという問題点を有している。

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３図に示した液体燃料気化装置４
０と同様に、加熱栓６１及び加熱栓７５は中実構
造であり、液体燃料が加熱栓と接触する接触面積
即ち伝熱面積が小さく、そのため液体燃料が気化
するため低温での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良好に気化させ、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、更に燃料通路の下流に位置する加熱栓６１及
び外管６３、並びに加熱栓７５及び外管７６にカ
ーボンが付着するという問題点を有している。

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、グロープラグ等の加熱栓即ちヒータコアを
低温、例えば、約400℃〜500℃に維持した状態で
液体燃料に十分に気化熱を与え、液体燃料を急速
に且つ良好に気化させて気化燃料を生成し、特
に、前記ヒータコアの先端部及び気化燃料噴出部
近傍にカーボンが付着するのを防止する液体燃料
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、該筒体内の燃料
通路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、前記気化燃料噴出部に取り付けた
気化燃料噴出パイプ、筒状の前記ヒータコアの前
記気化燃料噴出部近傍部分のみに形成した多数の
孔又は突起、及び前記ヒータコアの内部を燃料通
路とすると共にその他の部分に配置したヒータコ
イルを有する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構成したものであ
る。

また、この液体燃料気化装置において、前記ヒ
ータコイルは前記ヒータコアにプリントされてい
るものである。

また、この液体燃料気化装置において、前記ヒ
ータコアには前記燃料導入パイプを取付けた部位
に燃料通孔を形成し、該燃料通孔を通じて前記燃
料通路と前記ヒータコア内の燃料通路とが連通し
ているものである。

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、該燃焼室内で前記
ヒータコアは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燃料通路を形成するように筒
状ヒータコアを配置し、前記筒体の一端に気化燃
料噴出パイプを取り付け、また前記筒体の他端に
燃料導入パイプを取り付けたので、ヒータコイル
が取り付けられた前記ヒータコアが筒状であり、
筒状の内周及び外周が放熱面積である伝熱面積と
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に十分に気化
熱を与えられる状態となり、液体燃料が急速に且
つ確実に気化されることとなる。

特に、この液体燃料気化装置は、前記ヒータコ
イルが前記ヒータコアの上流側部位に配置され、
燃料噴出部付近の部分に多数の孔又は突起を形成
しているので、これらが熱交換の機能を果たし、
気化燃料は噴出口からスムースに噴出され、気化
燃料が前記ヒータコアで過熱されて前記ヒータコ
ア及び前記筒体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。

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内にヒータコア３が挿入され、筒体２と
ヒータコア３との間には環状の燃料通路８が形成
されている。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。

燃料通路８の下流部位即ち気化燃料噴出部１５
におけるヒータコア３の先端部には、多数の孔１
２が形成されている。ヒータコイル４は、ヒータ
コア３の先端部にプリントされておらず、ヒータ
コア３の上流側部位（中間部位を含む）にプリン
トされている。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、燃料通路８とヒータコア３内の燃料通
路１０とは、燃料通孔１３を通じて連通してい
る。また、ヒータコア３の基端部には端子１１が
設けられている。ヒータコア３の材料としては、
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の材料としては、例えば、タ
ングステンから成る抵抗線である。図中、矢印は
燃料の流れ方向を示す。

第２図において、この発明による液体燃料気化
装置１の別の実施例が示されている。第２図に示
す液体燃料気化装置１については、第１図に示す
液体燃料気化装置１におけるヒータコア３の先端
部に多数の孔１２を形成したことに換えて、ヒー
タコア３の先端部に多数の突起１６を形成したも
のであり、それ以外についての構成は両者は全く
同一のものである。従つて、同一の構成について
の説明は省略する。

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
前記外筒の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れてい
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
とは反対側の前記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図及び第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、前記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。

この発明による液体燃料気化装置１の作用を一
層分かり易く理解するために、液体燃料気化装置
１が前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
熱栓即ちヒータコア３のヒータコイル４の抵抗線
に端子１１から通電し、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。液体燃料は燃料通路８及び燃料通孔１３から
燃料通路１０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。ヒータコア３の先端に形
成された多数の孔１２は熱交換の機能を果たし、
気化された気化燃料は孔１２を出入りし、次い
で、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から前記燃焼器
の前記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、前記空気取入パイプから送
り込まれ、前記外筒ハウジングと前記燃焼筒との
間の前記環状空間を旋回して前記空気導入孔から
前記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前記仕切板の前記開口で
ある前記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、燃料は前記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前記燃焼ガス送出口か
ら前記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を介して燃焼熱即ち輻射熱を受け
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即ちヒータコイル４へ
の通電を停止する。

その後、受熱フイン５は前記燃焼室から輻射熱
を受熱して筒体２内の燃料通路８に気化熱として
伝熱し、液体燃料は筒体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。

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、ヒータコアの先端には多数の孔が形成されて
いるが、必ずしも孔である必要はなく、熱交換の
機能を果たすように、第２図に示すように、突起
が形成されてもよいことは勿論である。突起が形
成された場合には、第１図に示すものが有する効
果即ち熱交換についての効果に関して殆ど同様な
効果を有するものである。

また、筒体に形成されている受熱フインは、筒
体の円周方向に形成されているが、必ずしも筒体
の円周方向に形成される必要はなく、筒体の長手
方向、傾斜方向等に形成されてもよく、液体燃料
気化装置が設置される燃焼器の構造によつて形状
変更されてもよいことは勿論である。更に、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
てほゞ直角に取り付けているが、必ずしもそのよ
うな取付構造に限定されるものではなく、平行に
あるいは筒体に埋め込まれた状態に取り付けられ
てもよく、液体燃料気化装置を燃焼器に取り付け
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。また、気
化燃料噴出部における気化燃料噴出パイプの端部
を面取りを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、筒体の外周面に
受熱フインを形成し、前記筒体内に燃料通路を形
成するように燃料気化用ヒータコイルを有する筒
状ヒータコアを配置し、前記筒体の一端に気化燃
料噴出パイプを取り付け、また前記筒体の他端に
燃料導入パイプを取り付けたので、前記ヒータコ
イルが取り付けられた前記ヒータコアが筒状であ
り、筒状の内周及び外周が放熱面積である伝熱面
積となり、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に十分に
気化熱が与えられ状態となり、言い換えれば、液
体燃料が気化熱、例えば、液体燃料が炭化しない
程度の低温の気化熱を広い伝熱面積にわたつて十
分に与えられる状態となり、液体燃料は急速に且
つ良好に気化され気化燃料となる。

特に、前記ヒータコイルが前記燃料通路の上流
側（中間部を含む）に位置する前記ヒータコアの
部位に配置され、燃料噴出部付近即ち前記燃料通
路の下流側に位置する前記ヒータコアの部位に多
数の孔又は突起が形成されているので、熱交換の
機能を十分に果たすことができ、気化された気化
燃料は噴出口からスムースに噴出され、更に前記
加熱栓及び前記筒体にカーボンが付着するような
ことがない。

それ故に、液体燃料を急速度で且つ良好に気化
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。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逐次に生成
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
を気化させるため、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図はこの発明による液
体燃料気化装置の別の実施例を示す断面図、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別の例を示す断面図、及
び第６図は先行技術である燃焼器に使用される気
化装置の更に別の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
０……燃料通路、１２……孔、１３……燃料通
孔、１４……燃料導入口、１５……噴出部、１６
……突起。

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
   の燃料通路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、前記気化燃料噴出部に取り
   付けた気化燃料噴出パイプ、筒状の前記ヒータコ
   アの前記気化燃料噴出部近傍部分のみに形成した
   多数の孔又は突起、及び前記ヒータコアの内部を
   燃料通路とすると共にその他の部分に配置したヒ
   ータコイルを有する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構成した
   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 前記ヒータコイルは前記ヒータコアにプリン
   トされている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 前記ヒータコアには前記燃料導入パイプを取
   り付けた部位に燃料通孔を形成し、該燃料通孔を
   通じて前記燃料通路と前記ヒータコア内の燃料通
   路とを連通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。 ５ 燃焼器の燃焼室に配置して使用され、前記ヒ
   ータコアは気化用グロープラグとして機能するこ
   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。