JPH07158821A

JPH07158821A - 気化装置

Info

Publication number: JPH07158821A
Application number: JP34087193A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ebara; 裕行荏原; Yoshiyuki Saito; 義之斉藤
Original assignee: Dainichi Kogyo Co Ltd
Current assignee: Dainichi Kogyo Co Ltd
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】気化ガスを安定して噴出でき、詰まりにくく
て長寿命な気化装置を得る。【構成】発熱体１の中空部に内管２を配して前段気化
室３を形成し、内管２の内壁面には伝熱面積を拡大する
ための浅溝４を細かく形成している。この浅溝４を設け
ると灯油が膜沸騰せず、ホッピング現象も発生しないの
で、安定してガス化が行われる。さらに、前段気化室３
の断面積が大であることから、詰まり難く寿命が延び
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、灯油等の液体を加熱
気化して噴出する気化装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の気化装置は、石油ファン
ヒータ等の石油燃焼器に広く使用されており、その例を
図８により説明する。５１は筒状の発熱体、５２は発熱
体の内方に内管５３を配して形成された前段気化室、５
４は前段気化室５２内に設けられた金網、５５は発熱体
５１の外方に中管５６と外管５７を同軸状に配して形成
され、前段気化室５２の下流側と折り返して連通する後
段気化室、５８は後段気化室５５内に設けられた金網、
５９は発熱体５１の熱を内管５３と中管５６に効率良く
伝えるために充填される充填剤、６０は後段気化室５５
の下流側に設けられた通気口、６１は先端にノズルを備
えた噴出管である。以上からなる気化装置は、外管５７
のフランジ６２側が低くなるように傾斜姿勢に設けられ
ている。なお、６３は内管５３と連通する送油管であ
る。

【０００３】係る構成において、発熱体５１に通電が開
始されると、内管５３と中管５６が加熱され、これに伴
って前段気化室５２と後段気化室５５が昇温する。気化
室が灯油を気化し得るに十分な温度にまで昇温すると予
熱が完了し、送油管６３より前段気化室５２に灯油が流
入する。流入した灯油は、前段気化室５２と後段気化室
５５を通る間に加熱気化して気化ガスとなり、通気口６
０から噴出管６１に入って噴出し、図示しないバーナで
着火燃焼する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来の気
化装置は、特に内管５３の中央付近に熱が集中すること
等により、３００℃以上の高温となることがある。そし
てこのような高温では、灯油は一般にそれ自身の蒸気が
内管５３壁面と灯油との間に介在する、所謂膜沸騰を起
こすため、種々の不具合が発生する。例えば灯油は、図
９で示すように２５０℃程度のとき最も短時間で気化す
るが、これより高温になると徐々に気化時間が延びてい
き、３００℃程度以上では膜沸騰が顕著になって気化時
間がかなり長いものとなる。さらに膜沸騰するときは、
気化室が傾斜していると油滴がコロコロ転がり落ちると
いったホッピング現象を生じることにより気化が安定せ
ず、脈動燃焼の原因となる。

【０００５】脈動燃焼が起こる原因の一つとして、気化
装置の温度制御に基づく発熱体５１のＯＮ・ＯＦＦが知
られている。つまり、ＯＮ・ＯＦＦに伴って気化装置内
の温度が変動し、これにより灯油の気化状態、気化ガス
温度及び内圧が変動し、結果として気化ガス噴出量が周
期的に増減するものである。そして係る脈動燃焼は、発
熱体５１がＯＮしている間の昇温速度が大で、しかも内
管５３内で灯油が気化する小火力時に発生し易い。

【０００６】そこで、前記の不具合を避けるために、従
来より金網５４、５８を設けているのであるが、金網５
４、５８を取付けるのに作業性が悪く、コストもかか
る。又更に、灯油は気化時に発生する炭煤等が徐々に金
網５４、５８に付着し、付着量は特に前段気化室５２内
の金網５４に多く、これが原因で燃焼量が低下していく
欠点があった。

【０００７】この発明は上記した課題に鑑みなされたも
ので、第一の目的とするところは、金網を設けなくても
気化ガスを安定して噴出でき、詰まりにくくて長寿命な
気化装置を提供することにある。また第二の目的とする
ところは、第一の目的に加えて、後段気化室の気化効率
を高めて気化ガスの噴出量を広範に変化させ得る気化装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】係る第一の目的を達成す
るために本発明の第一の構成は、筒状発熱体の内方が前
段気化室、外方が前段気化室の下流側と折り返して連通
する後段気化室を成すと共に、後段気化室の下流側に設
けられた通気口を介してノズルを備えた噴出管が連結す
るものにおいて、前段気化室の内壁面に伝熱面積拡大用
の浅溝を細かく形成したものである。

【０００９】また第二の構成は、第一の構成において、
浅溝を深さ０．５ｍｍ以下とし、前段気化室の軸方向に
向かって螺旋状あるいは直線状に形成したものである。

【００１０】次に第二の目的を達成するために本発明の
第三の構成は、前記第一あるいは第二の構成において、
後段気化室に、その上流端付近から通気口までを複数の
小通路とする伝熱筒を、筒状発熱体と近接する側の管に
当接させて設けたものである。

【００１１】また第四の構成は、前記第一あるいは第二
の構成において、後段気化室の、筒状発熱体と近接する
側の管の伝熱面積を大としたものである。

【００１２】

【作用】第一あるいは第二の構成のように浅溝を設ける
と、前段気化室に流入した液体が高温に触れても膜沸騰
せず、ホッピング現象も発生しないので、安定してガス
化が行われると共に、金網もなく前段気化室の断面積が
大であることから、大幅に詰まりにくく寿命が延びる。

【００１３】第三あるいは第四の構成とすれば、前記の
作用に加えて、流入量が少なくても、前段気化室が大き
な伝熱面積を有することにより安定気化でき、反対に流
入量を多くしたときは、後段気化室の上流側に液体が存
在するようになるものの、後段気化室の伝熱筒あるいは
広い伝熱面から熱を受けて効率よく気化するから、全体
として気化ガスの噴出量を広範に変化させ得ることとな
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第一実施例を石油燃焼器に適
用して説明する。図１および図２において、１は筒状の
発熱体で、該発熱体１の中空部に内管２を配して前段気
化室３を形成している。内管２の内壁面には伝熱面積を
拡大するための浅溝４を細かく形成している。浅溝４
は、伝熱面積を大幅（例えば１．５倍以上）に拡大し得
る形状であれば如何様な形態でも構わないが、図３ある
いは図４の部分拡大図で示すように、溝の深さｈを０．
５ｍｍ以下、望ましくは０．２ｍｍ程度とし、これを前
段気化室３の軸方向に向かって螺旋状あるいは直線状に
形成するのが望ましい。

【００１５】５は後段気化室で、発熱体１の外方に中管
６と外管７を同心円状に配して形成されている。後段気
化室５はその上流側が前段気化室３と折り返して連通
し、下流側に通気口８を有する。通気口８には先端にノ
ズル９を有する噴出管１０が連結し、ノズル９はソレノ
イド体１１が弁杆１２を吸引したときに開口するように
構成されている。１３は従来例で述べたと同じ充填剤で
ある。

【００１６】なお１４はタンク、１５は送油ポンプ、１
６は一方が内管２の上流側、他方が送油ポンプ１５と連
通する送油管、１７はバーナである。

【００１７】前記した構成において、発熱体１に通電が
開始されると、ここからの熱が内管２および中管６に伝
わっていくので、前段気化室３と後段気化室５が昇温す
る。灯油を十分に気化し得る温度にまで昇温すると予熱
が完了し、送油ポンプ１５が始動するから、タンク１４
内の灯油が送油管１６を通って前段気化室３に流入す
る。前段気化室３に流入した灯油は昇温しながら流れ下
り、途中で気化して気化ガスとなる。そして、気化ガス
は後段気化室５から通気口８を介して噴出管１０に入
り、ノズル９からバーナ１７に噴出して着火し、燃焼を
継続する。

【００１８】燃焼中、前段気化室３内は浅溝４が伝熱面
積を拡大しているため、膜沸騰することが有効に防止さ
れ、速やかに安定気化する。従って、ノズル９から噴出
する気化ガス量は安定したものとなり、バーナ１７の脈
動燃焼を防止できる。特に溝深さが０．２ｍｍ程度のと
きは、浅溝４を流れていく灯油が毛細管力によって上方
に押し上げられ、隣接する浅溝４との間にも薄膜状に存
在することにより、最も気化効率が高くなる。

【００１９】更に、前記のように前段気化室３で灯油が
気化する場合、この部分に炭煤等が徐々に蓄積していく
が、金網等を設けておらず断面積が広いことから、長期
間使用しても詰まりが生じにくい。これについて本願発
明者は、従来に比して数倍の耐久があることを実験によ
り確かめている。

【００２０】次に本発明の第二実施例を図５により説明
する。なお、同図において図１と異なるのは、後段気化
室５に、その上流端付近から通気口８までを複数の小通
路とする伝熱筒１８を、中管６に当接させて設けた点の
みである。なお、ここでは外管７を段付にして大径部に
伝熱筒１８を設けてあるが、これは断面積の減少を抑え
るためのものであり、このようにするか否かは任意であ
る。

【００２１】伝熱筒１８は、ここでは図６に示す形状で
あって、これを設けることで気化ガスの噴出量を広範に
変化させることが可能となる。以下、その理由を説明す
る。噴出量の変化幅を大きくするには、小火力を小さく
するか、大火力を大きくするかの少なくとも片方を達成
しなければならない。そこで先ず小火力を小さくすると
き、従来例で述べたように脈動燃焼が起こり易くなる
が、浅溝４が第一実施例で説明したように脈動燃焼を防
止する。それ故に火力が一時的に落ち込むようなことが
無くなるので、小火力を小さくできる。

【００２２】反対に大火力を大きくする場合は、前段気
化室３では灯油が気化しきれなくなるため、後段気化室
５の上流側に灯油が滞留する。この滞留箇所は、中管６
はもとより、中管６と当接している伝熱筒１８も十分に
高温であるから、伝熱筒１８を設けることで高温部の面
積が実質２倍以上に拡大している。よって、灯油は係る
両高温部から熱を受けて昇温し、速やかに気化していく
ので、大火力も大きくできる。以上のことから、本例に
おいては気化ガス噴出量を広範に変化させること、例え
ば従来に比して１．５倍以上拡大させることは、容易に
実現できることとなる。

【００２３】また、前記した気化形態においては、中管
６の熱が伝熱筒１８に伝わっていくから、これにより大
幅に局所過熱が改善される。よって、灯油は膜沸騰せず
に常に安定気化するので脈動燃焼を起こすことがなく、
さらには、伝熱筒１８が後段気化室５内に形成する複数
の小通路は、各々十分な断面積を有するから、炭煤等の
詰まりに対しても明らかに優れた耐久性を有する。

【００２４】次に本発明の第三実施例を図７により説明
する。なお、同図は図５における伝熱筒１８を削除し、
中管６の外表面に溝１９やフィン等を設けて伝熱面積を
大とした点が相違するものである。係る構成とすれば、
伝熱筒１８の取付けが不要になるから作業性がよく、第
二実施例と同様な説明によって気化ガスの噴出量も広範
に変化させることができると共に、詰まりにも十分な耐
久性を有する。さらに大火力時における脈動燃焼の点に
ついても、第二実施例の気化装置よりやや劣るものの、
実使用上支障ないレベルである。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明した通り本発明の気化装置
は、次の効果を奏する。（１）前段気化室の内壁面に浅溝を形成したことによ
り、気化装置の組立を楽に行え、又前段気化室に流入し
た液体は高温に触れても膜沸騰せず、安定してガス化
し、ノズルから噴出するガス量が変動することを防止で
きると共に、前段気化室の断面積が大きいために炭煤等
による詰まりが生じにくく、優れた耐久性を有する。

【００２６】（２）前段気化室の内壁面に浅溝を形成
し、且つ後段気化室に、その上流端付近から通気口まで
を複数の小通路とする伝熱筒を、筒状発熱体と近接する
側の管に当接させて設ける、あるいは、後段気化室の、
筒状発熱体と近接する側の管の伝熱面積を大としたこと
により、ノズルから気化ガスが安定して噴出すると共
に、全体的に気化効率が高く気化量を広範に変化させる
ことが可能であり、さらに前段気化室と後段気化室は断
面積が大であるから、詰まりに対しても十分な耐久性を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の気化装置を説明する断面
図である。

【図２】実施例の気化装置を石油燃焼器に適用しての構
成図である。

【図３】螺旋状に形成した浅溝を説明する部分拡大図で
ある。

【図４】直線状に形成した浅溝を説明する部分拡大図で
ある。

【図５】本発明の第二実施例の気化装置を説明する断面
図である。

【図６】伝熱筒の一例を説明する斜視図である。

【図７】本発明の第三実施例の気化装置を説明する断面
図である。

【図８】従来の気化装置を説明する断面図である。

【図９】温度別の灯油気化時間の変化を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１筒状発熱体３前段気化室４浅溝５後段気化室８通気口９ノズル１０噴出管１８伝熱筒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状発熱体の内方が前段気化室、外方が前
段気化室の下流側と折り返して連通する後段気化室を成
すと共に、後段気化室の下流側に設けられた通気口を介
してノズルを備えた噴出管が連結するものにおいて、前
段気化室の内壁面に伝熱面積拡大用の浅溝を細かく形成
した気化装置。
【請求項２】浅溝を深さ０．５ｍｍ以下とし、前段気化
室の軸方向に向かって螺旋状あるいは直線状に形成した
請求項１記載の気化装置。
【請求項３】後段気化室に、その上流端付近から通気口
までを複数の小通路とする伝熱筒を、筒状発熱体と近接
する側の管に当接させて設けた請求項１あるいは２記載
の気化装置。
【請求項４】後段気化室の、筒状発熱体と近接する側の
管の伝熱面積を大とした請求項１あるいは２記載の気化
装置。