JPH08247413A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 安定に燃焼できる共に、気化室底部へのター
ルの発生や蓄積、臭気の発生およびＮＯｘ発生などを抑
制した液体燃料燃焼装置を開発する。 【構成】 燃料ノズル１１から噴出された液体燃料を気
化し、燃焼用空気と予混合して燃焼部へ供給する気化器
１と、気化器１の周壁に設けられた燃焼用空気供給用の
空気ノズル部１８と、燃焼用空気を送り込む送風機６と
を備えた液体燃料燃焼装置において、カバー部と保炎板
を具備した燃焼リングのカバー部で気化器１の側面およ
び底部を実質的に覆い、これらが燃焼用空気で冷却され
ず、燃焼部からの熱伝導により加熱されるようした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体燃料燃焼装置に関す
るものであり、更に詳しくは気化室底部での液体燃料の
停留を抑制して燃焼させることにより気化室底部へのタ
ールの発生や蓄積を抑制すると共に、ＮＯｘの発生を抑
制した石油ファンヒータなどに使用される気化式の液体
燃料燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の液体燃料燃焼装置にお
いては、燃料ノズルによって噴出供給された液体燃料を
内部で気化し、この気化ガスと燃焼用空気とを予混合し
て燃焼部へ供給する気化器を備えている。

【０００３】以下に従来の液体燃料燃焼装置の例を示す
図２について説明する。図２において、１は上部を開口
した有底円筒状の気化器であり、この気化器１の周壁２
の上部にはシーズヒータにてなる加熱ヒータ３が埋設し
てある。４ａは燃焼用一次空気および二次空気を流す空
気孔であり、この空気孔４ａの一端はモータ５により駆
動される送風機６に連通している。２２はエアフィルタ
である。

【０００４】気化器１の周壁２に一体に形成された空気
ノズル部１８が設けられており、空気孔４ａから流入し
た空気の一部は空気ノズル部１８から気化室１０へ噴出
し、そして空気孔４ａから流入した空気の一部は空気孔
４ｂを通って上昇し二次空気となる。

【０００５】７は液体燃料（灯油）を流す燃料供給管で
あり、この燃料供給管７の一端は、電磁ポンプ等のポン
プ８を介して燃料タンク９内に連通され、かつ、この燃
料供給管７の他端は、先端を前記気化器１内部の気化室
１０に臨ませた燃料ノズル１１の基端に連結しており、
この燃料ノズル１１の先端から気化室１０へ液体燃料を
噴出供給するようになっている。また、前記燃料タンク
９には着脱自在なカートリッジタンク１２が設けられて
いる。

【０００６】１３は前記気化器１内の上部開口に配設し
た絞り板であり、この絞り板１３の上の気化器１の上部
開口にはバーナヘッド１４を嵌合して装着している。こ
のバーナヘッド１４の周壁部には金網１５が内外両面に
付設されるとともに、多数の炎孔１６が形成されてい
る。１７は気化器１の上端部に設けた保炎板であり、１
９は邪魔板である。

【０００７】次に、前記気化器１について詳述すると、
この気化器１はアルミダイキャストにて作られており、
その周壁２には、前記燃料ノズル１１を同軸的に挿通さ
せた横向きの空気通路を有する燃焼用空気供給用の空気
ノズル部１８が一体成形によって形成されている。

【０００８】また、２０は炎孔１６から噴出する気化ガ
スと空気との混合ガスを着火させる点火電極、２１は着
火された火炎Ｆを検出するとともに酸素濃度を検出する
フレームロッドである。

【０００９】上述の構成において、加熱ヒータ３への通
電によって気化器１が所定の温度に上昇すると、送風機
６とポンプ８が作動し、燃料ノズル１１から液体燃料
が、また、空気孔４ａから空気ノズル部１８を経て燃焼
用一次空気が気化室１０内へ供給される。この時、燃焼
用空気は空気ノズル部１８から気化室１０内に噴出し、
燃料ノズル１１から噴出する液体燃料を粒子状として気
化室１０の気化面に接触させる。気化面に接触して気化
した液体燃料の気化ガスは燃焼用一次空気と混合し、こ
の混合ガスは、絞り板１３の通路を通ってバーナヘッド
１４内に入り、炎孔１６から噴出する。この噴出した混
合ガスは点火電極２０の火花放電により着火され、火炎
Ｆを形成して燃焼を開始する。

【００１０】燃焼開始後は加熱ヒータ３への通電を停止
し、気化器１は燃焼部からの輻射熱や燃焼により加熱さ
れた保炎板１７などからの熱伝導により液体燃料の気化
に十分な温度に加熱される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の構成では、気化器１の側面および底部は空気孔
４ａから流入する燃焼用空気に直接接して冷却されるの
で、燃焼部に近い気化器１の上部と気化器１の底部とで
は大きな温度差が生じていた。例えば、気化器１の底部
の温度は気化器１の上部の温度より通常、約５０〜６０
℃低くなり、温度差が大きい場合は約１００℃の差が生
じていた。

【００１２】一方、燃料ノズル１１から噴出する液体燃
料は、強燃焼時のように燃料流量が大きい場合、気化室
１０の気化面に接触して気化するが、一部の燃料は衝突
面で気化しきれず、気化室底部に流下する。このため気
化の時間遅れを生じ、結果として不安定な燃焼となると
共に気化室底部へタールが発生したり、蓄積する問題が
あった。

【００１３】また、弱燃焼時のように燃料流量が小さい
場合、燃焼用空気の流量が小さくなり、燃料ノズル１１
から噴出する燃料はほとんど微粒子化せず、このため気
化の時間遅れを生じ、結果として不安定な燃焼となると
共に強燃焼の時と同様な問題があった。

【００１４】気化室底部へ流下した液体燃料の気化の時
間遅れのため燃焼スタート時や燃焼停止時に臭気が発生
する問題があり、また、炎Ｆの温度が高くなるためＮＯ
ｘが多く発生する問題があった。

【００１５】気化器１は通常アルミニウムあるいはアル
ミニウム合金などの材料で作られているために気化器１
の底部の温度を上げるために気化器１全体の温度を上げ
ることができない。また、ステンレス鋼などの他の高温
耐熱材料で気化器１を作ることが考えられるが、熱伝導
性が悪い上、成形性が悪くコストアップになる欠点があ
る。

【００１６】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
のであり、気化器の温度差をなくして気化器底部の温度
を上げることにより、気化室底部へ流下した液体燃料の
気化の時間遅れをなくすことを目的とするものであり、
そして、強燃焼から弱燃焼に至る広範囲の燃焼状態にお
いて、安定に燃焼させると共に、気化室底部へのタール
の発生や蓄積を抑制し、また、燃焼スタート時や燃焼停
止時の臭気の発生やＮＯｘの発生を抑制した液体燃料燃
焼装置を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意研究した結果、気化器の側面および底部が
燃焼用空気に実質的に接しないようにすると共に、気化
器の側面および底部が燃焼部からの熱伝導により加熱さ
れるようにすることにより上記問題を解決できることを
見いだし本発明を成すに至った。

【００１８】本発明の請求項１の発明は、燃料ノズル
と、この燃料ノズルによって噴出供給された液体燃料を
内部で気化し、この気化ガスと燃焼用空気とを予混合し
て燃焼部へ供給する気化器と、気化器の周壁に設けられ
た燃焼用空気供給用の空気ノズル部と、空気ノズル部に
燃焼用空気を送り込む送風機とを備えた液体燃料燃焼装
置において、気化器の側面および底部を実質的に覆うカ
バー部と保炎板を具備した燃焼リングを用いたことを特
徴とする液体燃料燃焼装置である。

【００１９】本発明の請求項２の発明は、請求項１記載
の液体燃料燃焼装置において、カバー部と保炎板を一体
的に成形した燃焼リングを用いたことを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項３の発明は、請求項１ある
いは請求項２記載の液体燃料燃焼装置において、燃焼リ
ングのカバー部を気化器の側面および底部と実質的に密
着させて用いたことを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明は上記構成によって、気化器の側面およ
び底部が燃焼リングのカバー部により実質的に覆われて
いるので燃焼用空気に実質的に接しないようになると共
に、燃焼部の熱が保炎板からカバー部を経て気化器の側
面および底部へ熱伝導され、気化器の側面および底部が
加熱される。燃焼部に近い気化器の上部と気化器の底部
との温度差が減少するので、例え燃料ノズルから噴出す
る燃料の一部が衝突面で気化しきれず、気化室底部に流
下しても、気化が促進され、液体燃料が気化室底部に滞
留することがない。従って気化室底部へのタールの発生
や蓄積を抑制できる。

【００２２】以上のように燃料ノズルより噴出された液
体燃料は全て瞬時に気化し、従来例で示したような気化
の時間遅れによる不安定な燃焼がなくなって安定な燃焼
を行うことができる。また、液体燃料の気化の時間遅れ
などにより発生する燃焼スタート時や燃焼停止時の臭気
が抑制される。

【００２３】燃焼リングの保炎板からカバー部を経て気
化器の側面および底部へ燃焼部の熱が伝導するので、そ
れにより炎Ｆの温度が低下する。炎Ｆの温度が低下する
とそれに応じてＮＯｘの発生が抑制される。

【００２４】カバー部と保炎板を一体的に成形した燃焼
リングを使用することにより、燃焼リングの成形が容易
となり、保炎板からカバー部を経て気化器の側面および
底部への熱伝導を効率よく行うことができる。また、従
来の装置を大幅に変更することなく、容易に経済的に本
発明を実施することができる。

【００２５】燃焼リングのカバー部は気化器の側面およ
び底部と少し離して使用しても、あるいは密着させて使
用してもよい。しかし燃焼リングのカバー部を気化器の
側面および底部と実質的に密着させて使用することによ
り、保炎板からカバー部を経て気化器の側面および底部
への熱伝導をより効率よく行うことができる。

【００２６】

【実施例】以下、図１により本発明の内容をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらの内容に何ら限定され
るものではない。

【００２７】図１は本発明の実施例における液体燃料燃
焼装置の要部を示す説明図である。

【００２８】図１において、図２と同じ符号は同一のも
のを示す。気化器１の側面および底部は、保炎板１７ａ
とカバー部１７ｂを一体に成形して作られたステンレス
鋼（ＪＩＳ ＳＵＨ材）製の燃焼リングのカバー部１７
ｂにより実質的に密着して覆われている。従って、気化
器１の側面および底部は空気孔４ａから流入する燃焼用
空気に実質的に接しないようになっている。また、燃焼
部の炎Ｆの熱は保炎板１７ａからカバー部１７ｂを経て
気化器１の側面および底部へ熱伝導され、気化器１の側
面や底部は加熱される。

【００２９】上述の構成において、加熱ヒータ３への通
電によって気化器１が所定の温度に上昇すると、送風機
６とポンプ８が作動し、燃料ノズル１１から液体燃料
が、また、空気孔４ａから空気ノズル部１８を介して燃
焼用一次空気が気化室１０内へ供給される。この時、燃
焼用空気は空気ノズル部１８から気化室１０内に噴出
し、燃料ノズル１１から噴出する液体燃料を粒子状とし
て気化室１０の気化面に接触させる。気化面に接触して
気化した液体燃料の気化ガスは燃焼用一次空気と混合
し、この混合ガスは、絞り板１３の通路を通ってバーナ
ヘッド１４内に入り、炎孔１６から噴出する。この噴出
した混合ガスは点火電極２０の火花放電により着火さ
れ、火炎Ｆを形成して燃焼を開始する。

【００３０】燃焼開始後は加熱ヒータ３への通電を停止
し、気化器１の側面や底部は、燃焼部からの輻射熱や、
燃焼により加熱された保炎板１７ａとカバー部１７ｂな
どからの熱伝導により液体燃料の気化に十分な温度に加
熱される。燃焼部に近い気化器１の上部と気化器１の底
部との温度差が減少し、気化器１の底部の温度が上昇す
るので、例え、燃料ノズル１１から噴出する燃料の一部
が衝突面で気化しきれず、気化室１０の底部に流下して
も、気化が促進され、液体燃料が気化室１０の底部に滞
留することがない。それにより気化室１０の底部へのタ
ールの発生や蓄積を抑制できる。

【００３１】以上のように燃料ノズル１１より噴出され
た液体燃料は全て瞬時に気化し燃焼用空気と混合するの
で、安定な燃焼を行うことができる。液体燃料の気化の
時間遅れなどがないので、そのために発生する燃焼スタ
ート時や燃焼停止時の臭気が抑制される。

【００３２】燃焼リングの保炎板１７ａからカバー部１
７ｂを経て気化器１の側面や底部へ燃焼部の熱が伝導さ
れるので、その結果炎Ｆの温度が低下し、それに応じて
ＮＯｘの発生が抑制される。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、強燃焼から燃料流量が小さい場合の広範囲の燃焼に
おいて、例え燃料ノズルから噴出する燃料の一部が衝突
面で気化しきれず、気化室底部に流下しても、気化器底
部の温度が高いので、気化が促進され、液体燃料が気化
室底部に滞留することがなく、気化室底部へタールが発
生したり、蓄積する問題がなくなる。

【００３４】気化室底部に流下した液体燃料は気化が促
進されることにより、燃料ノズルより噴出された液体燃
料は全て瞬時に気化し、従来例で示したような気化の時
間遅れによる不安定な燃焼がなくなって安定な燃焼を行
うことができる。また、液体燃料の気化の時間遅れのた
めに発生する燃焼スタート時や燃焼停止時の臭気が抑制
される。

【００３５】炎の温度を低下できるので、ＮＯｘの発生
を抑制できる。

【００３６】気化器の温度分布を少なくして効率よく液
体燃料の気化を行えるので、気化器の肉厚、容量、重量
などを低減でき、コストダウンを図れる。また、気化器
の肉厚、容量、重量などを低減すると点火時の立ち上が
り時間を短縮できる。

【００３７】カバー部と保炎板を一体的に成形した燃焼
リングを使用することにより、燃焼リングの成形が容易
となり、従来の装置を大幅に変更することなく、容易に
経済的に本発明を実施することができる。

【００３８】燃焼リングのカバー部を気化室の側面およ
び底部と実質的に密着させて使用することにより、保炎
板からカバー部を経て気化器の側面および底部への熱伝
導をより効率よく行うことができる。

【００３９】本発明の液体燃料燃焼装置は簡単な構成か
らなるので経済的である上、効果が大きいので産業上の
利用価値が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置の
要部断面図である。

【図２】 従来の液体燃料燃焼装置の全体構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 気化器 ２ 周壁 ３ 加熱ヒータ ４ａ、４ｂ 空気孔 ５ モータ ６ 送風機 ７ 液体燃料供給管 ８ ポンプ ９ 燃料タンク １０ 気化室 １１ 燃料ノズル １２ カートリッジタンク １３ 絞り板 １４ バーナヘッド １５ 金網 １６ 炎孔 １７、１７ａ 保炎板 １７ｂ カバー部 １８ 空気ノズル部 １９ 邪魔板 ２０ 点火電極 ２１ フレームロッド ２２ エアフィルタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ノズルと、この燃料ノズルによって
   噴出供給された液体燃料を内部で気化し、この気化ガス
   と燃焼用空気とを予混合して燃焼部へ供給する気化器
   と、気化器の周壁に設けられた燃焼用空気供給用の空気
   ノズル部と、空気ノズル部に燃焼用空気を送り込む送風
   機とを備えた液体燃料燃焼装置において、気化器の側面
   および底部を実質的に覆うカバー部と保炎板を具備した
   燃焼リングを用いたことを特徴とする液体燃料燃焼装
   置。
2. 【請求項２】 カバー部と保炎板を一体的に成形した燃
   焼リングを用いたことを特徴とする請求項１記載の液体
   燃料燃焼装置。
3. 【請求項３】 燃焼リングのカバー部を気化器の側面お
   よび底部と実質的に密着させて用いたことを特徴とする
   請求項１あるいは請求項２記載の液体燃料燃焼装置。