JPH1073209A

JPH1073209A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH1073209A
Application number: JP8226344A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Shigeoka; 武彦重岡; Kazutada Momoda; 和忠桃田; Kuniaki Uchida; 國明内田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】液体燃料を気化させこの気化ガスをノズルか
ら噴出させて燃焼させる燃焼装置に関するもので、ター
ル生成による目詰まりを抑制するとともに、気化不良を
防止して長期にわたって良好な燃焼ができるようにす
る。【解決手段】気化室１６内に複数本の軸線１７の間に
多数の植毛線１８を挟み込み軸線をねじって形成した円
筒ブラシ形状の気化エレメント１９を配設してあるの
で、タール性分を使用初期には給油口２０からノズル１
３まで気化ガスがまっすぐ流れタール性分が気化エレメ
ント１９の多数の植毛線１８に触れて捕集される間と、
使用後期の植毛線１８の壁でできる螺旋状の空間を気化
ガスが流れる過程でタール性分が捕集され、螺旋状の空
間がタール成分で塞がるまでの間となり、２段階でしか
もタール成分が溜まる空間が広くなるため、長寿命化が
図れるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体燃料を気化させ
この気化ガスをノズルから噴出させて燃焼させる燃焼装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の燃焼装置は種々のものが提
案されていて、ガスあるいは灯油などを気化させた液体
燃料ガスを燃焼させるものがある。以下この液体燃料ガ
スを燃焼させる燃焼装置を例にして説明する。このよう
な燃焼装置は図４に示すように構成されている。

【０００３】すなわち、まずタンク３０にカートリッジ
タンク３１から燃料が供給され、同タンク３０の燃料は
ポンプ３２によって高温に保持された気化部内３３に供
給される。そして供給された燃料は、気化部３３内に設
けられたセラミック多孔体や金網等の気化促進材（図示
せず）で気化されて気化ガスとなって気化部３３内で高
圧となり、ノズル３４より水平方向に噴出される。この
ノズル３４から噴出された燃料は、エジェクタ効果によ
り一次空気を吸引しながら気化部３４の下流側に離れて
設けた混合管３５内に噴出されここで一次空気と混合さ
れて、混合管３５と一体のライン形状のバーナ部３６に
供給され、そこで燃焼される。生じた燃焼排ガスは、バ
ーナ部３６の周囲を覆うように配設された燃焼筒３７で
上方へ導かれ、上記燃焼筒３７を覆ったダクト３８で送
風機３９からの室内空気流と混合され、温風として排出
されて暖房に利用される。そして、この燃焼装置はポン
プ３２の駆動周波数や印加電圧を変えて燃料供給量を調
節すると、一次空気量もそれにつれて増減し、燃料と空
気の比が一定に保たれたまま燃焼量を変えることができ
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の構成の燃焼装置は、長期間保存され酸化した変
質油や、異種成分を混入した異種油などの不良灯油を燃
料として使用すると、気化部３３の燃料を気化する気化
促進材の多孔部にタールが生成して目詰まりを起こし、
気化不良をによる燃焼不良を生じてしまい、さらに目詰
まりが進むと目詰まり自身によって燃焼不良を生じてし
まう課題があった。

【０００５】たとえば目詰まりを生じて気化不良が進む
と、気化部３３内圧があまり高くならずにノズル３４か
らの気化ガスの噴出が弱くなるとともに、液体のまま燃
料がノズル３４より噴出したりして、噴出によるエジェ
クタ効果が弱まって一次空気の吸引量が少なくなりバー
ナ部３６の燃焼状態が悪くなってしまい、脈燃焼や臭
気、すす、一酸化炭素を生じたりしてついには失火した
りする。

【０００６】またさらに気化促進材の目詰まりが進む
と、特に気化部３３の燃料入り口近傍の気化促進材の目
詰まりは、気化部３３に燃料が入ってくるのを阻害し
て、ポンプ３２からの供給力に対して気化部３３に入る
燃料、つまり気化量が減少してしまい、気化部３３内圧
は高くなっても燃焼量が減少して、ついには微弱燃焼と
なって燃焼限界以下となり臭気を発生したり失火したり
する。

【０００７】ここで、最終的な不良状態を生じる原因
は、気化不良によるものかあるいは目詰まりによるもの
かは、気化促進材に与えられる温度分布などの温度条件
そして気化促進材の気孔径や気孔率等の条件に大きく左
右され、一般に気化促進材の温度が低いと前者の気化不
良により、温度が高いと後者の目詰まりにより、また気
化促進材の気孔径が大きく気孔率が大きくて粗であると
前者の気化不良により、気化促進材の気孔径（気化促進
材で仕切られる空間の大きさ）が小さく気孔率（気化促
進材の空間率）が小さく密である後者の目詰まりにより
やすい。

【０００８】そして燃焼装置は、上述のような気化不良
や目詰まりによる燃焼不良が生じて発生する臭気や失火
する現象の発生する前に燃焼センサーなどで異常を検知
して機器の運転を停止するようになっていて、気化促進
材のタール生成による気化促進材の目詰まり気化不良は
機器の寿命を左右するという課題があった。

【０００９】本発明は上記課題を解決したもので、気化
促進材のタール生成による目詰まりを抑制するととも
に、気化不良を防止して良好な燃焼ができるようにする
ことを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、燃料を供給する燃料供給手段と、供給された燃料を
気化させる気化部と、この気化部を加熱するヒータと、
気化部で気化したガスを噴出させるノズルと、ノズルか
ら噴出したガスを燃焼させるバーナ部を備え、上記気化
部に燃料を気化する柱状の円筒状の気化室を配設すると
ともに、上記気化室には複数本の軸線の間に多数の植毛
線を挟み込み軸線をねじって形成した円筒ブラシ形状の
気化エレメントを配設した構成としてある。

【００１１】そして、気化室に入った燃料は気化してノ
ズル部より噴出され、そのときに不良燃料が混入される
と、まず入り口側から入った燃料はノズル部まで到達さ
れる過程で徐々に気化していき、その際、正常な燃料の
気化ガスと一緒に燃料の不良成分は気化不十分の燃料気
化ガスとして気化室の入り口からノズル部側にまっすぐ
流れ、その途中で、気化エレメントの多数の植毛線に触
れてタール成分として捕集される。したがって、ノズル
部に到達する気化ガスは、気化不十分の燃料気化ガスを
含まないため、ノズル部から噴出される気化ガスは安定
して噴出され燃焼は安定するようになる。

【００１２】また、植毛線にタール成分が溜まって、燃
料気化ガスの直進する流れが阻害されるようになると、
気化ガスの流れは軸線と軸線で植毛線を挟んでねじって
できる植毛線のない螺旋状の空間部分を通過するように
なる。そして、不良灯油の気化不十分の燃料気化ガス
は、タール成分が付着した植毛線の壁でできる長い螺旋
状の通り道を通る過程で、植毛線に付着したタール成分
が核となって、気化不十分の燃料気化ガスを捕集するよ
うになる。したがって、植毛線の壁でできる螺旋状の空
間がタール成分で塞がるまで、気化ガスは、気化不十分
の燃料気化ガスを含まないでノズル部に到達するため、
ノズル部から噴出される気化ガスは安定して噴出され燃
焼は安定するようになる。

【００１３】そして、気化エレメントの寿命は、前者の
気化ガスがまっすぐ流れ、タール性分が気化エレメント
の多数の植毛線に触れて捕集される間と、植毛線の壁で
できる螺旋状の空間がタール成分で塞がるまで間とな
り、２段階でしかもタール成分が溜まる空間が広いた
め、長寿命化が図れるようになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】燃料を供給する燃料供給手段と、
供給された燃料を気化させる気化部と、この気化部を加
熱するヒータと、気化部で気化したガスを噴出させるノ
ズルと、ノズルから噴出したガスを燃焼させるバーナ部
を備え、上記気化部に燃料を気化する柱状の円筒状の気
化室を配設するとともに、上記気化室には複数本の軸線
の間に多数の植毛線を挟み込み軸線をねじって形成した
円筒ブラシ形状の気化エレメントを配設したものであ
る。

【００１５】そして、気化室に入った燃料は気化してノ
ズル部より噴出され、そのときに不良燃料が混入される
と、まず入り口側から入った燃料はノズル部まで到達さ
れる過程で徐々に気化していき、その際、正常な燃料の
気化ガスといっしょに燃料の不良成分は気化不十分の燃
料気化ガスとして気化室の入り口からノズル部側にまっ
すぐ流れ、その途中で、気化エレメントの多数の植毛線
に触れてタール成分として捕集される。したがって、ノ
ズル部に到達する気化ガスは、気化不十分の燃料気化ガ
スを含まないため、ノズル部から噴出される気化ガスは
安定して噴出され燃焼は安定するようになる。

【００１６】そしてさらに、植毛線にタール成分が溜ま
って、燃料気化ガスの直進する流れが阻害されるように
なると、気化ガスの流れは軸線と軸線で植毛線を挟んで
ねじってできる植毛線のない螺旋状の空間部分を通過す
るようになる。そして、不良灯油の気化不十分の燃料気
化ガスは、タール成分が付着した植毛線の壁でできる長
い螺旋状の通り道を通る過程で、植毛線に付着したター
ル成分が核となって、気化不十分の燃料気化ガスを捕集
するようになる。したがって、植毛線の壁でできる螺旋
状の空間がタール成分で塞がるまで、気化ガスは、気化
不十分の燃料気化ガスを含まないでノズル部に到達する
ため、ノズル部から噴出される気化ガスは安定して噴出
され燃焼は安定するようになる。

【００１７】つまり、気化エレメントの寿命は、前者の
気化ガスがまっすぐ流れ、タール性分が気化エレメント
の多数の植毛線に触れて捕集される間と、植毛線の壁で
できる螺旋状の空間がタール成分で塞がるまで間とな
り、２段階でしかもタール成分が溜まる空間が広いた
め、長寿命化が図れるようになる。

【００１８】また、気化エレメントの植毛線は、波形形
状にウエーブ加工を施したものである。

【００１９】そして、気化エレメントの波形形状の植毛
線は絡み合い、それによって、不良燃料の気化不十分な
燃料気化ガスの捕集効果が上がるとともに、軸線と軸線
に挟まれた植毛線が抜け落ちにくくなり、植毛線の抜け
落ちによる悪影響を防止できる。

【００２０】また、気化エレメントの軸線および植毛線
は、その材質のどちらかあるいは両方をステンレス製と
したものである。

【００２１】そして、気化エレメントに不良燃料の気化
不十分な燃料気化ガスが付着しても熱容量が大きいた
め、捕集効果は急激に落ちないようになるとともに、気
化エレメントの剛性が上がるために、植毛線がまけて片
側に偏りにくくなり、気化室の中心と気化エレメントの
中心が一致しやすくなり、捕集効果が安定する。

【００２２】（実施例１）以下本発明の実施例について
図面に基づいて説明する。

【００２３】まず、図２を用いて本発明の燃焼装置を用
いた温風暖房機器の構成を説明する。１は本体ケース
で、その下方側部に液体燃料を保有するタンク２とその
タンク２上部に着脱自在なカートリッジタンク３が配設
してある。４はタンク２の上面に取付けたしたポンプ
で、その上端から送油パイプ５を導出して燃焼装置６に
燃料を供給するようになっている。

【００２４】７は燃焼装置６からの燃焼ガスを上方へ導
く燃焼筒で、その背部に室内空気流を取入れ送出する送
風機８が配設してある。９は上記燃焼筒７からの燃焼排
ガスと室内空気流を混合して温風にするダクトである。
１０は前記燃焼装置６の燃焼や送風機８を制御する制御
部で、操作部から入力される運転条件信号に基づいてポ
ンプ４や送風機８などを予め決められたシーケンスで制
御するようになっている。

【００２５】次に上記燃焼装置６の構成を図１を用いて
説明する。１１は気化部で、その上部に円形のバーナ受
け座１２を設け、前記バーナ受け座１２のほぼ中央に位
置するようにノズル１３を配置し、前記バーナ受け座１
２とノズル１３の間に燃焼用空気を供給する一次空気取
り入れ用の開口１４を設け、そして、前記ノズルに連通
する連通口１５を介して円筒状の気化室１６を外周方向
に伸ばして一体形成してある。

【００２６】上記気化室１６には、複数本の軸線１７の
間に多数の植毛線１８を挟み込み軸線をねじって形成し
た円筒ブラシ形状の気化エレメント１９を配設してあ
る。また、ノズル１３の反対側の下部端に燃料を供給す
る給油口２０を配設してある。また上記気化部１１の気
化室１６の反対側のバーナ受け座１２の下面側に沿うよ
うにヒータ２１を配設してある。２２は上記ノズル１３
の上方に位置する如くバーナ受け座１２に載置した無底
筒状の混合管で、前記ノズル１３と対向しており、ノズ
ル１３から噴出された燃料ガスとその燃料ガスの噴出に
よるエジェクター効果で吸引する一次空気とを混合させ
るようになっている。

【００２７】２３は前記混合管２１を覆う如く上開口部
側からバーナ受け座１２に重ねて覆着した有天筒状のバ
ーナ部で、下部周壁に多数の炎孔２３Ａを形成してあ
る。２４は炎孔２３Ａの外周部を囲む如くバーナ受け座
１２に取り付けた上向きテーパー状のバーナリング、２
５はバーナ受け座１２に形成した受熱部である。

【００２８】上記構成において、カートリッジタンク３
から一定油面を保つようにタンク２に供給されている液
体燃料は、ポンプ４によってタンク２から吸い上げら
れ、送油パイプ５、給油口１９を介して燃焼装置６の気
化室１６に送られる。送られた燃料はヒータ２１で所定
温度以上に保たれた気化室１６内で気化し高圧の燃料ガ
スとなってノズル１３から噴出され、その際エジェクタ
効果により一次空気を吸引しながら気化室１６の下流側
に設けた混合管２２内で混合されてバーナ部２３内に供
給され、炎孔２３Ａから噴出して燃焼される。そして生
じた高温の燃焼排ガスは燃焼筒７の上方へ流れてゆき、
ダクト９内で送風機８からの室内空気流と混合され、温
風として排出されて暖房に利用される。そして、制御部
１０は操作部で設定された条件に基づいて、ヒータ２
１、ポンプ４、送風機８などを予め決められたシーケン
スで制御して、運転の開始、停止、また燃焼量の可変等
の運転制御をする。

【００２９】そして、上記バーナ部２３での燃焼につい
て説明する。ノズル１３より噴出された燃料ガスは、エ
ジェクタ効果により一次空気を吸引しながら気化室１６
の下流側に設けた混合管２２内で流れ込んでここで混合
され、混合管２２の上開口部からバーナ部２３内に放出
されて混合管２２外周を折り返し流れて、バーナ部２３
の下方の周壁に設けた多数の炎孔２３Ａから噴出し、燃
焼する。

【００３０】このとき上記混合ガスはバーナ部２３に折
り返して混合管２２の周囲を流れ、この部分で拡散混合
及び圧力の均一化が促進されて炎孔２３Ａから均一に噴
出し、均一な火炎を形成する。そしてこの火炎はその外
周に位置するように設けたバーナリング２４によって上
方向きになるようその火炎形成方向を制御され、リフト
のない安定した燃焼を行うようになる。また、受熱フラ
ンジ２５はバーナ部２３の炎孔２３Ａに形成される火炎
で加熱され、この火炎からの熱回収作用によって、気化
室１６の温度を一定温度以上に保つようになり、ヒータ
２１への通電の一部或いは全部を軽減することが可能と
なる。

【００３１】ここで、上記の如く気化室１６には円筒ブ
ラシ形状の気化エレメント１９を配設してあるので、気
化室１６に入った燃料は、高温となった気化室１６壁面
および気化エレメント１９に触れて気化をしていき、膜
沸騰で生じる液滴や気化不十分の気化ガスを生じても、
多数の気化エレメント１９の植毛線１８にふれ気化を
し、またそのときの気化室１６の圧力も螺旋状の気化エ
レメント１９で気化室１６を１つの空間として仕切って
いるだけなので、気化室１６全体が圧力変動等のダンパ
効果を持ち、気化ガスも安定してノズル１３より噴出さ
れ、安定した燃焼が得られるようになる。

【００３２】また、不良燃料が混入されると、まず給油
口２０から入った燃料はノズル１３まで到達される過程
で徐々に気化していき、その際、正常な燃料の気化ガス
といっしょに燃料の不良成分は気化不十分の燃料気化ガ
スとして気化室１６の給油口２０からノズル１３側にま
っすぐ流れ、その途中で、気化エレメント１９の多数の
植毛線１８に触れてタール成分として捕集される。した
がって、ノズル１３に到達する気化ガスは、気化不十分
の燃料気化ガスを含まないため、ノズル１３から噴出さ
れる気化ガスは安定して噴出され燃焼は安定するように
なる。

【００３３】また、植毛線１８にタール成分が溜まっ
て、燃料気化ガスの直進する流れが阻害されるようにな
ると、気化ガスの流れは軸線１７と軸線１７で植毛線１
８を挟んでねじってできる植毛線１８のない螺旋状の空
間部分を通過するようになる。そして、不良灯油の気化
不十分の燃料気化ガスは、タール成分が付着した植毛線
１８の壁でできる長い螺旋状の通り道を通る過程で、植
毛線１８に付着したタール成分が核となって、気化不十
分の燃料気化ガスを捕集するようになる。したがって、
植毛線１８の壁でできる螺旋状の空間がタール成分で塞
がるまで、気化ガスは、気化不十分の燃料気化ガスを含
まないでノズル部に到達するため、ノズル１３から噴出
される気化ガスは安定して噴出され燃焼は安定するよう
になる。

【００３４】そして、気化エレメント１９の寿命は、前
者の気化ガスがまっすぐ流れ、タール性分が気化エレメ
ント１９の多数の植毛線１８に触れて捕集される間と、
植毛線１８の壁でできる螺旋状の空間がタール成分で塞
がるまで間となり、２段階でしかもタール成分が溜まる
空間が広いため、長寿命化が図れるようになる。

【００３５】（実施例２）図３は実施例２を示し、先の
実施例１で述べた部分と同じ部分は同一番号を付記して
説明を省略し、異なる部分のみを説明する。気化エレメ
ント２６の植毛線２８は、波形形状２９にウエーブ加工
を施すとともに、気化エレメント２６の軸線２７および
植毛線２８は、その材質のどちらかあるいは両方をステ
ンレス製とし、かつ気化エレメント２６の外径Ｄ１は、
気化室１６の内径ｄ２よりもおよそ５から１０％径を大
として、気化エレメントを気化室に圧入した構成として
ある。

【００３６】そして、気化エレメント２６の波形形状２
９の植毛線２８は絡み合い、それによって、不良燃料の
気化不十分な燃料気化ガスの捕集効果が上がるととも
に、軸線２７と軸線２７に挟まれた植毛線２８が抜け落
ちにくくなり、植毛線２８の抜け落ちによる悪影響を防
止できる。

【００３７】また、気化エレメント２６の軸線２７およ
び植毛線２８は、その材質のどちらかあるいは両方をス
テンレス製としたものであるので、気化エレメント２６
に不良燃料の気化不十分な燃料気化ガスが付着しても熱
容量が大きいため、捕集効果は急激に落ちないようにな
るとともに、気化エレメント２６の剛性が上がるため
に、植毛線２８が片側に偏りにくくなり、気化室１６の
中心と気化エレメント２６の中心が一致しやすくなり、
捕集効果が安定する。

【００３８】また、気化エレメント２６の外径は、気化
室１６の内径よりもおよそ５から１０％径を大として、
気化エレメントを気化室に圧入した構成としてある。

【００３９】そして、植毛線２８の外周が確実に接触す
るようになり気化エレメント２６の温度吸収しやすくな
るとともに、植毛線２８の外周が密となり、不良燃料の
気化不十分な燃料気化ガスの捕集効果が上昇し、また、
気化室の中心と気化エレメントの中心が一致しやすくな
り、捕集効果が安定する。

【００４０】なお、本発明では、気化エレメントの軸線
と植毛線の材質の両方をステンレス製としたが、これは
どちらか一方、あるいは耐熱性の材料でよく、また、気
化エレメントの外径は、気化エレメントを気化室に圧入
した構成として説明したが、これは、ほぼ同一の径でも
よく、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲
であれば、その構成はどのようなものであってよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置
は、気化室には複数本の軸線の間に多数の植毛線を挟み
込み軸線をねじって形成した円筒ブラシ形状の気化エレ
メントを配設してあるので、タール性分を初期には気化
ガスがまっすぐ流れ、タール性分が気化エレメントの多
数の植毛線に触れて捕集される間と、後期の植毛線の壁
でできる螺旋状の空間を気化ガスが流れる過程でタール
性分が捕集され、その螺旋状の空間がタール成分で塞が
るまで間となり、２段階でしかもタール成分が溜まる空
間が広いため、長寿命化が図れるようになる。

【００４２】また、気化エレメントの植毛線は、波形形
状にウエーブ加工を施してあるので、気化エレメントの
波形形状の植毛線は絡み合い、それによって、不良燃料
の気化不十分な燃料気化ガスの捕集効果が上がるととも
に、軸線と軸線に挟まれた植毛線が抜け落ちにくくな
り、植毛線の抜け落ちによる悪影響を防止できる。

【００４３】また、気化エレメントの軸線および植毛線
は、その材質のどちらかあるいは両方をステンレス製と
してあるので、気化エレメントに不良燃料の気化不十分
な燃料気化ガスが付着しても熱容量が大きいため、捕集
効果は急激に落ちないようになるとともに、気化エレメ
ントの剛性が上がるために、植毛線がまけて片側に偏り
にくくなり、気化室の中心と気化エレメントの中心が一
致しやすくなり、捕集効果が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における燃焼装置の構成図

【図２】同燃焼装置を用いた温風暖房機の構成図

【図３】本発明の実施例２における要部詳細図

【図４】従来の燃焼装置の構成図

【符号の説明】

１１気化部１３ノズル１６気化室１７軸線１８植毛線１９気化エレメント２１ヒータ２３バーナ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を供給する燃料供給手段と、供給され
た燃料を気化させる気化部と、この気化部を加熱するヒ
ータと、気化部で気化したガスを噴出させるノズルと、
ノズルから噴出したガスを燃焼させるバーナ部を備え、
上記気化部に燃料を気化する円筒状の気化室を配設する
とともに、上記気化室には複数本の軸線の間に多数の植
毛線を挟み込み前記軸線をねじって形成した円筒ブラシ
形状の気化エレメントを配設してなる燃焼装置。
【請求項２】気化エレメントの植毛線は、波形形状にウ
エーブ加工を施してなる請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】気化エレメントの軸線および植毛線は、そ
の材質のどちらかあるいは両方をステンレス製としてな
る請求項１記載の燃焼装置。