JPH08247418A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 燃料ノズルから噴出する液体燃料を早く気化
させて作動開始から気化開始までの時間を短縮できると
共に、強燃焼から弱燃焼に至る広範囲の燃焼状態におい
て安定に燃焼して、気化室底部へのタールの発生や蓄積
を抑制でき、また、点火時や消火時の臭気の発生を低減
した液体燃料燃焼装置を開発する。 【構成】 燃料ノズル１１、気化器、空気ノズル部１
８、送風機６とを備えた液体燃料燃焼装置において、気
化器底部に板状の加熱ヒータ２３を気化室内に表面を露
出して配設し、燃料ノズルから噴出供給される液体燃料
をこの加熱ヒータ表面に衝突させて蒸発気化する。

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、更に詳しくは燃料ノズルから噴出する液
体燃料を早く気化させて作動開始から気化開始までの時
間を短縮すると共に、気化室底部へのタールの発生や蓄
積を抑制し、点火時や消火時の臭気発生を低減した石油
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。以下に従来の
液体燃料燃焼装置の例を示す図３について説明する。図
３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４
ａ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。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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】しかしながら、上述した従来の構成では、
気化器１の熱容量が大きいので気化器１を所定の温度
（例えば灯油では凡そ２８０℃）に上昇させるために
は、加熱ヒータ３への通電を約３分以上必要とし、作動
開始から気化開始までが遅いという問題があった。従っ
て例えば家庭用温風機などに用いられた場合、電源スイ
ッチをＯＮしても約３分以上待たなければ気化し、燃焼
しないので、目的とする温風の発生が遅く、室温の立ち
上がりも遅くなる問題があった。

【００１０】また、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、液体燃料は気化室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。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。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点火時や消火時に
臭気が発生する問題があった。

【００１１】気化時間を短縮するために、気化器の内部
に加熱ヒータを露出設置し、この加熱ヒータの表面及び
その近傍を燃料の主気化面にすると共に、気化器外周に
は燃焼用二次空気を供給し、かつ加熱ヒータ挿入部を位
置させた加圧室を設け、この加圧室の圧力を気化室内の
圧力より大とした燃料気化装置が提案されている（特開
平１−２６９８０７号公報）。この提案によれば挿入さ
れた加熱ヒータの表面が主気化面になるので気化時間は
短縮されるものの、加熱ヒータを気化室底部から離して
設置するため気化しきれず気化室底部に流下した液体燃
料の気化が不十分となり、そのため気化室底部にタール
が発生したり蓄積する懸念があり、また点火時や消火時
の臭気の低減も不十分となる欠点がある。

【００１２】また気化面にタールなどが付着した場合、
その気化面部分のみを簡単に交換または掃除ができるよ
うにするために、気化体をバーナヘッドを載置した上気
化体と、燃料を気化させる下気化体で構成し、両者を着
脱自在に結合させ、その結合部に電熱ヒータを位置させ
た燃焼装置が提案されている（実開昭５７−７１９１１
号公報）。この提案は、燃料を気化させる下気化体にタ
ールが付着したら、上気化体はそのままにして下気化体
のみを取り外して新しいものと交換、あるいは掃除する
というものであり、下気化体の底部にタールが発生した
り蓄積するのを防止することはできず、また点火時や消
火時の臭いの発生も抑制できない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の実情に
鑑みてなされたものであり、燃料ノズルから噴出する液
体燃料を早く気化させて、作動開始から気化開始までの
時間を約３０秒位にできると共に、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でき、また、
気化室底部へのタールの発生や蓄積を抑制でき、且つ点
火時や消火時の臭気の発生を低減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。

【００１４】

【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、板状の加熱ヒータを気化室
底部に表面を露出して設置し、燃料ノズルから噴出供給
される液体燃料をこの加熱ヒータ表面に衝突させて蒸発
気化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。

【００１５】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、気化器底部に板状の加熱ヒータを気化室内
に表面を露出して配設し、燃料ノズルから噴出供給され
る液体燃料をこの加熱ヒータ表面に衝突させて蒸発気化
することを特徴とする液体燃料燃焼装置である。

【００１６】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、空気ノズル部から噴出供
給される燃焼用空気を上記加熱ヒータ表面に衝突させる
ことを特徴とする。

【００１７】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、燃料ノ
ズルおよび空気ノズル部の先端を上記加熱ヒータ表面に
近接して配設し、液体燃料および燃焼用空気を上記加熱
ヒータ表面に対し実質的に垂直に衝突させることを特徴
とする。

【００１８】

【作用】本発明は上記構成によって、昇温速度の速い板
状の加熱ヒータの表面に燃料ノズルから噴出供給される
液体燃料を衝突させて蒸発気化させるため、気化の立ち
上がり時間を著しく短縮でき、作動開始から気化開始ま
での時間を約３０秒位にできる。液体燃料は温度の高い
板状の加熱ヒータ表面で気化するのでタールが発生した
り、蓄積し難くなる。また空気ノズル部から気化室内に
噴出供給される燃焼用空気と液体燃料の気化ガスの混合
物が気化室底部から気化室上方へ高速で流れるため、気
化面が大きくなると共に、例え気化しきれず気化室底部
に液体燃料が流下したとしても、気化が促進されて、気
化室底部に停滞することがなくなる。以上のように液体
燃料の気化が促進されて、気化室底部に停滞しないこと
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、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、気化室底部へ流下した液体燃料の気化
の時間遅れがないので、点火時や消火時の臭気を低減で
きる。

【００１９】また、燃焼中に気化しきれず気化室底部に
液体燃料が流下する場合にはそれを検知して上記加熱ヒ
ータに通電すれば気化を促進できる。消火後、気化室底
部にタールが発生・蓄積した場合は上記加熱ヒータに通
電してタールを燃焼、消失できる。

【００２０】本発明において、燃料ノズルから噴出供給
される液体燃料および空気ノズル部から噴出供給される
燃焼用空気を上記加熱ヒータ表面に衝突させることによ
り、液体燃料が温度の高い加熱ヒータ表面で気化すると
共に燃焼用空気も加熱ヒータ表面で加熱され、且つ、燃
焼用空気と液体燃料の気化ガスの混合物が気化室底部か
ら気化室上方へ高速で流れるため気化面が大きくなると
共に混合も十分行われる。従って気化の立ち上がり時間
を更に短縮できると共に、液体燃料の気化を促進するこ
とができる。また、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り、液体燃料の気化の時間遅れがな
いので、点火時や消火時の臭気を低減できる。

【００２１】本発明において、燃料ノズルおよび空気ノ
ズル部の先端を上記加熱ヒータ表面に近接して配設し、
液体燃料および燃焼用空気を上記加熱ヒータ表面に対し
実質的に垂直に衝突させるようにすれば加熱ヒータ表面
に衝突する燃焼用空気の流速が速くなるので、液体燃料
の気化を更に促進することができる。具体的には例えば
燃料ノズルおよび空気ノズル部の先端を上記加熱ヒータ
表面から約３〜８ｍｍ位離して近接して配設する。

【００２２】

【実施例】以下、図１および図２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。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。１ａは気化器、２は気化器１ａの周壁であり、その
底部に板状の加熱ヒータ２３がその表面を気化室１０内
に露出して配設されている。燃料ノズル１１ａは気化室
１０内に延びて加熱ヒータ２３のほぼ中央部まで突出さ
せてあり、その先端は板状の加熱ヒータ２３の方向にほ
ぼ直角に曲げられている。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
送風機６に連通している。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。

【００２３】板状の加熱ヒータ２３は気化器１ａ内の底
部全面に配設してもよく、また気化器１ａ内の底部の一
部に配設してもよく、少なくとも液体燃料が直接衝突す
る面に配設することが好ましい。加熱ヒータ２３は昇温
速度が速く、その表面に直接衝突する液体燃料を早く蒸
発気化でき、耐久性などのあるものであれば種類、容
量、大きさなどは特に限定されない。

【００２４】１３は絞り板であり、この絞り板１３の上
の気化器１ａ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の周壁部には図
示しない金網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１ａの上端部に
設けた保炎板であり、１９は邪魔板である。

【００２５】上述の構成において、加熱ヒータ２３への
通電によって加熱ヒータ２３自体およびその近傍が急速
に所定の温度に上昇すると、送風機６と図示しないポン
プが作動し、液体燃料は燃料ノズル１１ａの先端から気
化室１０内の加熱ヒータ２３表面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
れる。

【００２６】燃料ノズル１１ａの先端から気化室１０内
の加熱ヒータ２３表面へ噴出された液体燃料は温度の高
いヒータ表面で瞬時に気化すると共に、空気ノズル部１
８から噴出する空気により拡散され気化面が大きくなる
と共に混合が促進される。

【００２７】燃料ノズル１１ａ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、燃焼用一次空気と液体燃料の気化ガスの混合物は気
化室底部から気化室上方へ高速で流れ、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、点火電極２０により点火されて燃焼を開始する。２
１は火炎の検出と酸素濃度の検出をするフレームロッド
である。燃焼開始後は板状の加熱ヒータ２３への通電を
停止し、気化器１ａ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。

【００２８】以上のように液体燃料は温度の高い板状の
加熱ヒータ２３の表面で瞬時に気化するので、気化の立
ち上がり時間を著しく短縮でき、作動開始から気化開始
までの時間を約３０秒位にできる。液体燃料は温度の高
い板状の加熱ヒータ２３の表面で気化するのでタールが
発生したり、蓄積し難くなる。また空気ノズル部１８か
ら気化室１０内に噴出供給される燃焼用空気と液体燃料
の気化ガスの混合物が気化室底部から気化室上方へ高速
で流れるため、気化面が大きくなると共に、例え気化し
きれず気化室底部に液体燃料が流下したとしても、気化
が促進されて、気化室底部に停滞することがなくなる。
以上のように液体燃料の気化が促進されて、気化室底部
に停滞しないことにより、燃料ノズル１１ａ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、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、気化室底部へ流
下した液体燃料の気化の時間遅れがないので、点火時や
消火時の臭気を低減できる。以上のように本発明におい
ては燃焼開始時に加熱ヒータ２３に通電して気化器１ａ
全体を所定の温度に上昇する必要がなく、主気化面とな
る板状の加熱ヒータ２３自体が所定の温度に加熱されれ
ばよいので、従来の気化器全体を加熱する加熱ヒータの
場合より通電時間を短縮でき、消費電力を低減できる効
果がある。

【００２９】次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照しながら説明する。図２において、第１の実施例
と異なるのは、燃料ノズル１１ａと燃料ノズル１１ａを
同軸的に挿通させた燃焼用一次空気供給用の空気ノズル
部１８の吐出口１８ａを気化器１ｂの気化室１０内に延
ばしてある点である。燃料ノズル１１ａと吐出口１８ａ
は板状の加熱ヒータ２３のほぼ中央部まで突出させてあ
り、それらの先端は板状のヒータ２３の方向にほぼ直角
に曲げて、加熱ヒータ２３の表面に近接して配設してあ
る。液体燃料および燃焼用空気を上記加熱ヒータ２３表
面に対し実質的に垂直に衝突させるようにしてある。液
体燃料は温度の高い板状の加熱ヒータ２３表面で瞬時に
気化する。気化ガスは高流速の加熱された燃焼用空気に
より拡散されて気化面が大きくなり、混合が促進される
ので、気化の立ち上がり時間を更に短縮できると共に、
液体燃料の気化を更に促進できる。従って、上記第１の
実施例の場合と同等あるいはそれ以上の効果が得られ
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、液体燃料は温度の高い板状の加熱ヒータ表面で瞬時
に気化し、気化の立ち上がり時間を著しく短縮できると
共に、タールが発生したり、蓄積し難くなる。また空気
ノズル部から気化室内に噴出供給される燃焼用空気と液
体燃料の気化ガスの混合物が気化室底部から気化室上方
へ高速で流れるため、気化面が大きくなると共に気化し
きれず気化室底部に液体燃料が流下しても、気化が促進
されて気化室底部に停滞しない。液体燃料の気化が促進
されて、気化室底部に停滞しないことにより、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、安定な燃焼を行うことができ、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。

【００３１】気化室底部へ流下した液体燃料の気化の時
間遅れががないので、点火時や消火時の臭気を低減でき
る。

【００３２】燃焼中に気化しきれず気化室底部に液体燃
料が流下する場合にはそれを検知して上記加熱ヒータに
通電すれば気化を促進できる。また、消火後、気化室底
部にタールが発生・蓄積した場合には上記加熱ヒータに
通電してタールを燃焼、消失できる。

【００３３】燃焼開始時、上記加熱ヒータは気化器全体
を所定の温度に加熱する必要がなく主気化面となる上記
加熱ヒータ自体が加熱されればよいので、従来の気化器
全体を加熱する加熱ヒータの場合より通電時間を短縮で
き、消費電力を低減できる。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
要部説明図である。

【図２】 本発明の他の実施例を示す液体燃料燃焼装置
の要部説明図である。

【図３】 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、１ａ、１ｂ 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、１１ａ 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 １８ａ 吐出口 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 板状の加熱ヒータ

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、気化器底部に
   板状の加熱ヒータを気化室内に表面を露出して配設し、
   燃料ノズルから噴出供給される液体燃料をこの加熱ヒー
   タ表面に衝突させて蒸発気化することを特徴とする液体
   燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 空気ノズル部から噴出供給される燃焼用
   空気を上記加熱ヒータ表面に衝突させることを特徴とす
   る請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
3. 【請求項３】 燃料ノズルおよび空気ノズル部の先端を
   上記加熱ヒータ表面に近接して配設し、液体燃料および
   燃焼用空気を上記加熱ヒータ表面に対し実質的に垂直に
   衝突させる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。