JPH08247415A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 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から噴出供給された液体燃料
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、気化器１底部の少
なくとも一部に気化室１０内に貫通する多数の小孔を設
け、この小孔を通して気化室１０内に空気を供給する。

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、安定に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４について説明する。図４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一次空気供給用の
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
用一次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、燃料ノズル１１から噴出する液体燃
料の衝突面は矢印ａで示すように小さいので、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（ｂで示す）。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。

【００１２】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。

【００１３】また、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った。

【００１４】本発明は上述の実情に鑑みてなされたもの
であり、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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、気化器底部の少なくとも
一部に気化室内に貫通する多数の小孔を設け、この小孔
を通して気化室内に空気を供給することにより、気化室
内で気化しきれずに気化室底部に流下した液体燃料の気
化を促進できるため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。

【００１６】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、気化器底部の少なくとも一部に気化室内に
貫通する多数の小孔を設け、この小孔を通して気化室内
に空気を供給することを特徴とする液体燃料燃焼装置で
ある。

【００１７】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、燃焼用空気を分流した空
気を上記の小孔を通して気化室内に供給することを特徴
とする。

【００１８】本発明の請求項３の発明は、請求項１記載
の液体燃料燃焼装置において、エアポンプ、ファンなど
の空気供給装置からの空気を上記の小孔を通して気化室
内に供給することを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項４の発明は、請求項１ない
し請求項３記載の液体燃料燃焼装置において、気化器底
部の少なくとも一部が気化室内に貫通する多数の小孔を
有する多孔質体からなることを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項５の発明は、請求項１ない
し請求項４記載の液体燃料燃焼装置において、多孔質体
が焼結金属であることを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明は上記構成によって、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、気化器底部の上記の多数の小孔を通
ることにより加熱された空気が気化室内に供給されるの
で、それにより気化が促進され、液体燃料が気化室底部
に滞留することがない。そのため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。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。

【００２２】小孔を通して気化室内に供給される空気お
よび空気ノズル部からの空気により液体燃料が拡散され
るので気化面を大きくとれ、且つ気化した液体燃料と空
気の混合が促進される。

【００２３】以上のように液体燃料の気化面を大きくと
れ、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。

【００２４】上記の多数の小孔は気化器底部の全面に設
けてもよく、また一部に設けてもよい。小孔は少なくと
も、燃料ノズルから噴出する液体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蓄積する近傍に設
けることが好ましい。

【００２５】小孔の大きさ、数、形状、小孔から供給す
る空気量や速度などの諸条件は特に限定されない。これ
らの諸条件は小孔から供給される空気により、流下した
液体燃料の気化が促進されるように決めることが好まし
い。

【００２６】小孔の直径は、余り小さいと抵抗が大きく
なって空気が通り難く、逆にあまり大きいと液体燃料が
漏れるので、具体的には例えば通常、約０．８ｍｍ〜
１．２ｍｍであり、１ｍｍ程度が好ましい。小孔の直径
が約１．５ｍｍ〜２ｍｍになると液体燃料が漏れるが、
漏れた液体燃料の回収手段を設ければ漏れても差し支え
ない。

【００２７】小孔から供給する空気は小孔を通過する際
に加熱されるが、別の加熱手段により予熱してから、気
化室内に供給すれば、流下した液体燃料の気化が一層促
進される。

【００２８】一次空気を分流して気化器底部に設けた多
数の小孔から供給することにより、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。

【００２９】エアポンプ、ファンなどの空気供給装置か
らの空気を気化器底部に設けた多数の小孔から供給する
ことにより、空気の量や速度などの種々の条件を最適な
範囲に制御し易くなると共に、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。

【００３０】気化器底部の小孔は既存の気化器底部に穿
孔加工して設けてもよいが、気化器底部の一部あるいは
全部を多孔質体から作ることができる。多孔質体の材質
は特に限定されず、例えばセラミックス、金属などを挙
げることができる。これらは市販のものを用ることがで
きる。

【００３１】多孔質体が焼結金属であれば入手も容易で
あり、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。

【００３２】

【実施例】以下、図１〜３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。

【００３３】図１は本発明の第１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。図１の（１）
は、気化器１と送風機６が一体になっているタイプの本
発明の液体燃料燃焼装置の全体の構成を説明する説明図
であり、図１の（２）は、本発明の液体燃料燃焼装置の
Ａ−Ａを断面にして拡大して説明する平面説明図であ
る。

【００３４】１は気化器、２は気化器１の周壁であり、
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の一端は送風機６に連通している。
２２はエアフィルタである。気化しきれず流下した液体
燃料が蓄積する近傍の気化器１の底部に多数の小孔２３
が設けられており、空気孔４ａから流入した空気の一部
は小孔２３から気化室１０へ供給される（矢印ｄで示
す）。また、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へ噴出するようになってい
る。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。

【００３５】１３は絞り板であり、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共に、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、１９は邪魔板である。

【００３６】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、液体燃料は燃料ノズル１１の先
端から気化室１０へ噴出供給されると共に、空気ノズル
部１８から空気が気化室１０内へ供給され、また同時に
多数の小孔２３から空気が気化室１０内へ供給される。

【００３７】燃料ノズル１１の先端から気化室１０へ噴
出された液体燃料は、空気ノズル部１８から噴出する空
気により拡散されると共に、小孔２３から気化室１０内
へ供給される空気により拡散されて矢印ｃで示すように
液体燃料の衝突面が大きくなって、気化室１０の気化面
に接触する。

【００３８】そして空気ノズル部１８から噴出する空気
と、小孔２３から供給される空気により、気化した液体
燃料は空気と混合されるので混合が促進される。

【００３９】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、気化室底部に流下しても、小孔
２３を通ることにより加熱されて供給される空気（ｄ）
により、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。

【００４０】液体燃料は気化面を大きくとれ、且つ液体
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ことにより燃料ノズル１１より噴
出された液体燃料は全て瞬時に気化し、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
出し、安定な燃焼を行うことができる。

【００４１】以上のように液体燃料の気化面を大きくと
れ、燃料ノズルより噴出された液体燃料は全て瞬時に気
化して安定な燃焼を行うことができるので、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、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。

【００４２】図２は本発明の第２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。図１と同じ符
号は同一のものを示す。

【００４３】気化器１の底部の下部に、空気孔４ａから
流入した空気の一部を分流する管路２４と空気溜め２５
を設けている。気化しきれず流下した液体燃料が蓄積す
る近傍の気化器１の底部に多数の小孔２３を設けてあ
る。そして、空気孔４ａから流入した空気の一部を分流
して管路２４を通し、空気溜め２５を経て、多数の小孔
２３から気化室１０へ供給する（矢印ｄで示す）。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へ噴出するようになっており、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。

【００４４】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、液体燃料は燃料ノズル１１の先
端から気化室１０へ噴出供給されると共に、空気ノズル
部１８から空気が気化室１０内へ供給され、また同時に
多数の小孔２３から空気が気化室１０内へ供給される。

【００４５】燃料ノズル１１の先端から気化室１０へ噴
出された液体燃料は、空気ノズル部１８から噴出する空
気により拡散されると共に、小孔２３から気化室１０内
へ供給される空気により拡散されて矢印ｃで示すように
液体燃料の衝突面が大きくなって、気化室１０の気化面
に接触する。

【００４６】そして空気ノズル部１８から噴出する空気
と、小孔２３から供給される空気により、気化した液体
燃料は空気と混合されるので混合が促進される。

【００４７】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、気化室底部に流下しても、小孔
２３を通ることにより加熱されて供給される空気（ｄ）
により、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。

【００４８】液体燃料は気化面を大きくとれ、且つ液体
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ことにより燃料ノズル１１より噴
出された液体燃料は全て瞬時に気化し、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
出し、安定な燃焼を行うことができる。

【００４９】以上のように液体燃料の気化面を大きくと
れ、燃料ノズルより噴出された液体燃料は全て瞬時に気
化して安定な燃焼を行うことができるので、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、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。

【００５０】図３は本発明の第３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。図１および図
２と同じ符号は同一のものを示す。

【００５１】気化器１の底部の下部に、小型ファン２７
からの空気を通す管路２６と空気溜め２５を設けてい
る。気化しきれず流下した液体燃料が蓄積する近傍の気
化器１の底部に多数の小孔２３を設けてある。そして、
小型ファン２７からの空気を管路２６を通し、空気溜め
２５を経て、多数の小孔２３から気化室１０へ供給する
（矢印ｄで示す）ようになっている。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
噴出するようになっており、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。

【００５２】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および小型ファン２７が作動し、液体燃料
は燃料ノズル１１の先端から気化室１０へ噴出供給され
ると共に、空気ノズル部１８から空気が気化室１０内へ
供給され、また同時に小型ファン２７からの空気が多数
の小孔２３から気化室１０内へ供給される。

【００５３】燃料ノズル１１の先端から気化室１０へ噴
出された液体燃料は、空気ノズル部１８から噴出する空
気により拡散されると共に、小孔２３から気化室１０内
へ供給される空気により拡散されて矢印ｃで示すように
液体燃料の衝突面が大きくなって、気化室１０の気化面
に接触する。

【００５４】そして空気ノズル部１８から噴出する空気
と、小孔２３から供給される空気により、気化した液体
燃料は空気と混合されるので混合が促進される。

【００５５】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、気化室底部に流下しても、小孔
２３を通ることにより加熱されて供給される空気（ｄ）
により、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。

【００５６】液体燃料は気化面を大きくとれ、且つ液体
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ことにより燃料ノズル１１より噴
出された液体燃料は全て瞬時に気化し、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
出し、安定な燃焼を行うことができる。

【００５７】以上のように液体燃料の気化面を大きくと
れ、燃料ノズルより噴出された液体燃料は全て瞬時に気
化して安定な燃焼を行うことができるので、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、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。

【００５８】

【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
部の多数の小孔から気化室内に供給される空気により気
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、気化室底部へタールが発生したり、蓄積
する問題がなくなる。

【００５９】空気ノズル部から噴出する空気と多数の小
孔から気化室内に供給される空気により燃料ノズルから
噴出供給される液体燃料が拡散されるので液体燃料の衝
突面は広範囲となる上、これらにより気化した液体燃料
と空気とが混合されるので混合が促進される。

【００６０】以上のように液体燃料の気化面を大きくと
れ、且つ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
る。

【００６１】一次空気を分流して気化器底部に設けた多
数の小孔から供給することにより、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。

【００６２】エアポンプ、ファンなどの空気供給装置か
らの空気を気化器底部に設けた多数の小孔から供給する
ことにより、空気の量や速度などの種々の条件を最適な
範囲に制御し易くなると共に、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。

【００６３】気化器底部の小孔は既存の気化器底部に穿
孔加工して設けてもよいが、気化器底部の一部あるいは
全部を多孔質体から作ることができる。多孔質体が焼結
金属であれば入手も容易であり、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。

【００６４】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】 本発明の他の実施例を示す液体燃料燃焼装置
の要部断面図である。

【図３】 本発明の他の実施例を示す液体燃料燃焼装置
の要部断面図である。

【図４】 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 保炎板 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 ２３ 小孔 ２４、２６ 管路 ２５ 空気溜め ２７ 小型ファン

Claims (5)

【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、気化器底部の
   少なくとも一部に気化室内に貫通する多数の小孔を設
   け、この小孔を通して気化室内に空気を供給することを
   特徴とする液体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 燃焼用空気を分流した空気を上記の小孔
   を通して気化室内に供給する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】 エアポンプ、ファンなどの空気供給装置
   からの空気を上記の小孔を通して気化室内に供給するこ
   とを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
4. 【請求項４】 気化器底部の少なくとも一部が気化室内
   に貫通する多数の小孔を有する多孔質体からなることを
   特徴とする請求項１ないし請求項３記載の液体燃料燃焼
   装置。
5. 【請求項５】 多孔質体が焼結金属であることを特徴と
   する請求項１ないし請求項４記載の液体燃料燃焼装置。