JPH1089626A

JPH1089626A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH1089626A
Application number: JP24736296A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Ogino; 俊郎荻野; Katsuhiko Ishikawa; 克彦石川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】長期間放置され酸化した変質油や高沸点の異
種成分の混入した燃料を使用しても短期間に燃焼量の低
下や異常燃焼を生じない燃焼装置を実現する。【解決手段】気化室２の燃料供給部５側に多孔体など
の表面積の大なる気化素子６と、ノズル部４側に熱伝導
の良い材料で構成した過熱素子７を配設し、気化室２内
を燃料供給管５側からノズル部４側に向かって上昇する
温度勾配を設けるとともに、過熱素子７部で温度勾配を
高温側に屈曲させ燃料の沸点以上に昇温させる構成にし
ているので、燃料中の高沸点分を気化させることが可能
となり気化室２内でのタールの生成を抑制できるとも
に、燃料供給管５側からノズル部４側まで広範囲で気化
するために局部的なタールの蓄積が抑制され、変質油や
異種成分の混入した燃料を使用しても燃焼量の低下や異
常燃焼を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体燃料燃焼装置の
燃料の気化部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、実開昭６１−
１３５１２４号公報に示されているようなものが提案さ
れていた。これを図８を用いて説明する。

【０００３】図中、２１は気化器、２２はヒータ、２３
は給油管、２４はノズル、２５は気化ガス管、２６は電
磁ソレノイド、２７は遮断弁、２８は小径のノズル孔、
２９は混合管、２０は燃焼部である。

【０００４】上記構成において、ヒータ２２により所定
温度まで気化器２１が加熱されると給油管２３を介して
液体燃料が供給され、高温の気化器２１内で燃料が気化
を開始する。同時に電磁ソレノイド２６により遮断弁２
７が移動しノズル孔２８を開放し、気化器２１内で気化
した気化ガスが気化ガス管２５を介してノズル孔２８よ
り混合部２９内に噴出する。噴出した気化ガスはエゼク
タ効果により燃焼用の１次空気を誘引し混合部２９内で
混合されて混合気となり燃焼部３０より噴出して燃焼す
る。そして燃焼により発生した燃焼排ガスは空気と混合
して温風となり暖房などに使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成の燃焼装置は、長期間保存されて酸化した変質油
や高沸点の異種成分の混入した燃料を使用すると、燃料
を気化する気化器２１内にタール分が生成し気化器２１
内の燃料通路の目詰まりや気化不良を生じ、燃焼量の低
下や異常燃焼を発生するという課題があった。

【０００６】すなわち、気化器２１内の給油管２３側か
ら気化ガス管２５側にわたって温度がほぼ一定であるた
めに、気化器２１内の給油管２３側近傍で燃料の大部分
が気化し、この部分にタールが生成し目詰まりを生じて
いた。また、給油管２３側近傍での気化を避けるために
気化器２１の温度を下げると気化器１内で気化が完了せ
ず、ノズル孔２８部にタールが付着し気化ガスの噴出を
祖外する現象を生じていた。気化器２１の目詰まりが進
行すると、特に気化器２１の燃料入口近傍の目詰まりは
液体の燃料の気化器２１内への拡散を祖外させるために
気化器２１内の気化面を気化面として有効活用できなく
なり気化器２１の寿命を短縮していた。またタール分が
生成して気化器２１内の通路が目詰まりすると内部の流
路抵抗が増大し、その抵抗によりポンプから供給される
燃料の供給量が減少して燃焼量が低下し燃焼限界を越え
て燃焼不良を生じ臭気を発生したり失火したりする。

【０００７】そこでこの種の燃焼装置は臭気が発生した
り、失火する前に燃焼センサー等で異常を検知して運転
を停止するようになっているが、気化器内のタール生成
による目詰まりや気化不良が機器の寿命を左右するとい
う課題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、燃料を供給する燃料供給部と、供給された
燃料を気化させる気化部と、前記気化室を加熱する手段
と、前記気化部で気化した燃料ガスを噴出するノズル部
と、前記ノズル部より噴出した燃料ガスを燃焼させるバ
ーナ部を備え、前記気化部に略円筒形の気化室を設け、
燃料供給部側に多孔体等の表面積の大なる気化素子を配
設するとともに、気化ガスの出口となるノズル部側に前
記気化素子より熱伝導の良い材料で構成した過熱素子を
配設し、気化室内の温度分布を前記過熱素子部で高温方
向に屈曲させた構成にしたものである。

【０００９】前記構成において加熱された気化部に供給
された燃料は燃料供給部側の気化素子内の細孔を移動拡
散し、徐々に加熱されながら気化する。このとき、気化
素子内の温度分布は気化素子が多孔体等で構成されてい
るためにに熱伝導が悪く気化室壁面からの熱伝達量が少
ないことと、供給された燃料を加熱するための顕熱、お
よび燃料の気化に必要な気化潜熱によって冷却されるこ
と等によって燃料供給部側の温度は低くなり、ノズル部
側に向かって徐々に上昇する。したがって気化室内に供
給された燃料は燃料供給部側から気化素子内を低沸点分
から気化しながらノズル部側に移動し、気化素子の温度
が上昇するにしたがって順次燃料中の高沸点分が気化す
る。そして気化素子内で気化されなかった燃料中の高沸
点成分は気化室のノズル部側に配設された燃料の沸点以
上に高温化された過熱素子により急速に加熱され気化を
完了しノズル部より噴出する。気化室内の気化素子内に
生成されるタールはその大部分が燃料中の高沸点分が気
化せずに残った残留物であることから、気化部の温度を
高温化することによって高沸点分もできることによりタ
ールの生成を抑制することができる。また、気化室内に
燃料供給部側よりノズル部側に向かって温度勾配をつけ
ることによって、燃料が低沸点分から高沸点分まで順次
気化するために広い面積で気化が行われることから、気
化の過程で生成したタールが分散し、局部的に蓄積する
ことがない。したがって上記の作用により長期間放置さ
れ酸化変質した燃料や高沸点の異種成分が混入した比較
的沸点の高い成分を含んだ燃料でも気化させることが可
能となり、タールの生成を抑制することができるととも
に、タール生成による局部的な目詰まりも防止すること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１の記載の発明
は、燃料を供給する燃料供給部と、供給された燃料を気
化させる気化部と、前記気化部を加熱する手段と、前記
気化部で気化した燃料ガスを噴出するノズル部と、前記
ノズル部より噴出した燃料ガスを燃焼させるバーナ部を
備え、前記気化部に略円筒形の気化室を設け、前記気化
室の燃料供給部側に多孔体等の表面積の大なる気化素子
と、ノズル部側に燃料供給部側の気化素子より熱伝導の
良い材料で構成した過熱素子を配設し、気化室内の前記
燃料供給部側からノズル部側に向かって上昇する温度勾
配を前記過熱部で高温方向に屈曲させ、燃料の沸点以上
に昇温させる構成にしたものであり、加熱された気化部
に供給された燃料は燃料供給部側の気化素子内の細孔を
移動拡散し、徐々に加熱されながら燃料が気化する。こ
のとき、気化素子内の温度分布は気化素子が多孔体等で
構成されているためにに熱伝導が悪く気化室壁面からの
熱伝達量が少ないことと、供給された燃料のを加熱する
ための顕熱、および燃料の気化に必要な気化潜熱によっ
て冷却されること等から燃料供給部側よりノズル部側に
向かって徐々の上昇する。気化素子内を気化しながらノ
ズル部側に移動する燃料は気化素子の温度が上昇するに
したがって順次燃料中の高沸点分が気化する。そして気
化素子内で気化されなかった燃料中の高沸点成分は気化
室のノズル部側に配設された高温の過熱素子により急速
に加熱され気化を完了しノズル部より噴出する。上記の
作用により長期間放置され酸化変質した燃料や高沸点の
異種成分が混入した比較的沸点の高い成分を含んだ燃料
を気化させることが可能となり、タールの生成を抑制す
ることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、燃料を供給する
燃料供給部と、供給された燃料を気化させる気化部と、
前記気化部を加熱する手段と、前記気化部で気化した燃
料ガスを噴出するノズル部と、前記ノズル部より噴出し
た燃料ガスを燃焼させるバーナ部を備え、前記気化部に
略円筒形の気化室を配設し、前記気化室の燃料供給部側
に無機多孔体の気化素子と、ノズル部側に前記気化素子
より透過面積の小なるガス通路を有し、金属等の熱伝導
の良い材料で構成した過熱素子を配設したものであり、
気化室の燃料供給部側に熱伝導の悪い無機多孔体の気化
素子を用いることによって、加熱部から燃料の入口側へ
の熱伝導が抑制され入口側の温度が低下する。したがっ
て気化室入口付近での気化が抑制されるために同部への
タール生成が少なく目詰まりを防止することができる。
また気化室のノズル部側配設した過熱素子を金属等の熱
伝導の良い材料で構成するとともに、透過面積を小にす
ることによって伝熱面積を確保し過熱素子の内部まで高
温化することより気化素子部で気化しなかった燃料中の
高沸点分を気化させ、タールの生成を抑制することがで
きる。

【００１２】請求項３記載の発明はノズル部側に設けた
過熱素子と気化室内壁の間に間隙を設け通路を形成した
構成にしたものであり、ノズル部側の燃料の通路を最も
温度の高い気化室壁面近傍に形成することによって高温
化し、燃料中の高沸点成分を確実に気化させることがで
きる。

【００１３】請求項４記載の発明は過熱素子の一部と気
化室を密接した構成にしたものであり、気化室と過熱素
子との接触面積を広くすることによって熱伝導を向上し
過熱素子の高温化を図り、請求項３記載の発明と同様な
効果を得ることができる。

【００１４】請求項５項記載の発明は過熱素子を気化器
を構成する材料より同等以上の熱膨張率を有する材料で
構成したもので、温度上昇時膨張率の差により過熱素子
と気化室との密着性が向上するために過熱素子が確実に
上昇し、請求項３記載の効果を増大することができる。

【００１５】請求項６記載の発明は気化部の加熱手段の
近傍に過熱素子を設けた構成にしたものであり、気化室
の燃料供給部側の温度の引き下げを図り、同部でのター
ル生成を抑制するとともに、金属素子部の高温化を図り
燃料中の高沸点分の気化を促進することができる。

【００１６】請求項７記載の発明は過熱素子を銅、銅合
金、アルミのように熱伝導率の高い材料で構成したもの
であり、気化室からの熱伝導を向上することにより、請
求項３記載の発明と同様な効果を得ることができる。

【００１７】以下本発明の実施例について図面を用いて
説明する。（実施例１）図１は本発明の実施例１の縦断面図であ
る。

【００１８】図において、１は気化器であり、内部に略
円筒形の気化室２、上部に受熱壁３が設けてある。４は
気化室２に連通し気化した燃料ガスを噴出するノズル
部、５は気化室２に連通し燃料を供給する燃料供給管で
ある。気化室２の燃料供給管５側には無機の多孔体等よ
りなる気化素子６、ノズル部４側には気化素子６より熱
伝導が大なる材料で構成された過熱素子７が直列に配設
してある。７は気化器１を加熱するためのヒータ、９は
気化器１の温度を検知する温度検知器でいずれも気化器
１に固着してある。１０は燃料供給管５を介して気化室
２に燃料を供給する燃料ポンプである。１１はニードル
でソレノイド１２によって上下に動作し、ノズル部４の
噴出孔を開閉する。１３はリターンパイプでノズル部４
が閉止時に気化室２内の燃料を回収する。１４は気化器
１の上部に載置され燃料の気化ガスと１次空気を混合す
る混合管、１５は気化ガスを燃焼させるバーナで側面に
炎孔１５ａを複数個穿設してある。

【００１９】次に動作、作用について説明する。ヒータ
８に通電し気化器１が所定の温度に加熱されると温度検
知器９が検知し燃料ポンプ１０が作動し燃料供給管５を
介して燃料が気化室２内に供給される。同時にソレノイ
ド１２が作動して連接されたニードル１１が降下しノズ
ル部４の噴出孔が開放する。加熱された気化室２内に供
給された燃料は気化室２内に配設してある気化素子６の
細孔内を移動拡散しながら燃料中の低沸点分から順次気
化する。気化素子６内で気化しない燃料中の高沸点分は
過熱素子７に至り、過熱素子７と気化室２の内壁面との
間隙を通過し、気化しノズル部４の噴出孔より混合室１
４内に噴出する。この時気化ガスの噴出流によって生じ
るエゼクタ効果により１次空気を吸引し、混合室１４内
で混合してバーナ部１５の側面の炎孔１５ａより噴出
し、点火手段（図示せず）によって点火され燃焼を開始
する。一旦燃焼を開始すると気化部１に設けてある受熱
壁３によって燃焼火炎からの熱エネルギーの一部を回収
し燃料の気化に必要な熱として利用するために、ヒータ
への通電は不要となる。

【００２０】本実施例の構成によれば、燃焼中、燃焼火
炎によって加熱された受熱壁３から主として熱伝導によ
って加熱された気化室２に供給された燃料は燃料供給部
側の気化素子６内の細孔を移動拡散し、徐々に加熱され
ながら気化する。このとき、気化素子６内の温度分布は
気化素子６が無機多孔体等で構成されているために熱伝
導が悪く気化室２の壁面からの熱伝達量が少ないこと
と、供給された燃料のを加熱するための顕熱、および燃
料の気化に必要な気化潜熱によって冷却されること等か
ら燃料供給部側の温度は低く、ノズル部４側に向かって
徐々の上昇する。気化素子６内を気化しながらノズル部
４側に移動する燃料は気化素子６の温度が上昇するにし
たがって低沸点分から順次気化する。そして気化素子６
内で気化されなかった燃料中の高沸点成分は気化室２の
ノズル部４側に配設され燃料の沸点以上に高温化された
過熱素子７により急速に加熱され気化を完了しノズル部
４より噴出する。上記の作用により長期間放置され酸化
変質した燃料や高沸点の異種成分が混入した比較的沸点
の高い成分を含んだ燃料を気化させることが可能とな
り、タールの生成を抑制することができる。

【００２１】（実施例２）図２は本発明の実施例２の要
部縦断面図、図３は同過熱素子部の横断面図である。以
下先の実施例１で述べた部分と同じ部分は同一符号を付
記して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。図２に
おいて、７ａは気化室２の内壁面と過熱素子７との間隙
で形成された燃料通路である。本実施例の構成によれば
加熱源となるヒータ８または受熱壁３が気化部１に設け
てあることから気化室２の温度は気化室２の内壁面部が
最も高温に維持される。したがって気化素子６内で気化
しなかった燃料中の高沸点分は高温の気化室２の内壁面
と過熱素子７との間隙で構成された燃料通路７ａを通過
する過程で気化させることができる。

【００２２】（実施例３）図４から図６は本発明の実施
例３の過熱素子を示す図である。いずれも外周面の一部
が気化室２の内壁面に密接するように構成してある。こ
の構成によって高温に加熱された気化室２の内壁面から
過熱素子７に効果的に伝熱することが可能になり、過熱
素子７の温度を高温化できる。したがって過熱素子７を
通過する過程で燃料中の高沸点分を気化することができ
る。

【００２３】（実施例４）図４から図６において気化素
子７を気化器１を構成する材料より熱膨張率が同等以上
の材料で構成することによって、温度上昇時に熱膨張率
の差によって過熱素子７と気化室２の内壁面との密着性
が向上し、気化室２から過熱素子７への熱伝導量が増加
するために過熱素子７の温度を高めることができ実施例
３の効果を増大することができる。

【００２４】（実施例５）図７は本発明の実施例５の要
部断面図である。図７において、気化室２内の過熱素子
７を気化部１の受熱壁３の直下に設けてある。燃焼中に
燃焼火炎により受熱壁３が加熱され熱伝導によって気化
室２内の燃料を加熱気化するが、本実施例の構成によれ
ば気化室２内の過熱素子７が受熱壁３の直下に配置して
あるために、最も熱伝導がよく効率的に過熱素子７を高
温化することができる。

【００２５】（実施例６）実施例６について説明する。
図１において過熱素子７を銅、銅合金、アルミニューム
等の熱伝導率の高い材料で構成したもので、過熱素子７
の内部まで高温化することによって、通過する燃料中の
高沸点成分を気化することができる。この効果は実施例
２〜４の構成についても同様な効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、気化室の
燃料供給部側に多孔体等の表面積の大なる気化素子と、
ノズル部側に燃焼供給部側の気化素子より熱伝導の良い
材料で構成した過熱素子を配設し、気化室内を燃料供給
部側からノズル部側に向かって上昇する温度勾配を設け
るとともに、過熱素子部で温度勾配を高温側に屈曲させ
燃料の沸点以上に昇温させる構成にしているので、燃料
中の高沸点分を気化させることが可能となり気化室内で
のタールの生成を抑制できるともに、燃料供給部側から
ノズル部側まで高範囲で気化するために局部的なタール
の蓄積が抑制され、変質油や異種成分の混入した燃料を
使用しても燃焼量の低下や異常燃焼を抑制できるという
有利な効果を有する。

【００２７】また、過熱素子と気化室内壁との間隙で燃
料通路を形成することによって燃料通路が高温化し、燃
料中の高沸点分を気化させることができる。

【００２８】また、過熱素子の一部と気化室内壁とを密
接した構成にすること、および過熱素子を気化器を構成
する材料より熱膨張率が同等以上の材料で構成ことによ
って気化室から伝導熱によって加熱される過熱素子の温
度を高めることができ、燃料中の高沸点分を気化させる
ことができる。

【００２９】また、過熱素子を気化部の加熱手段の近傍
に配設することにより、過熱素子の高温化ができる。

【００３０】また、過熱素子を銅、銅合金、アルミ等の
熱伝導率の高い材料で構成することにより過熱素子の高
温化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の燃焼装置の要部断面図

【図２】本発明の実施例２の燃焼装置の気化室の要部断
面部を示す図

【図３】同装置の気化室の過熱素子部の断面図

【図４】（ａ）本発明の実施例３の燃焼装置の過熱素子
の断面図（ｂ）同その側面図

【図５】（ａ）同過熱過熱素子の平面図（ｂ）同側面図

【図６】（ａ）同過熱素子の断面図（ｂ）同側面図

【図７】本発明の実施例５の燃焼装置の要部断面図

【図８】従来の燃焼装置の部分断面図

【符号の説明】

１気化部２気化室３受熱壁４ノズル部５燃料供給管６気化素子７過熱素子８ヒータ１５バーナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を供給する燃料供給部と、供給された
燃料を気化させる気化部と、前記気化部を加熱する手段
と、前記気化部で気化した燃料ガスを噴出するノズル部
と、前記ノズル部より噴出した燃料ガスを燃焼させるバ
ーナ部を備え、前記気化部に略円筒形の気化室を設け、
前記気化室の燃料供給部側に多孔体などの表面積の大な
る気化素子と、ノズル部側に燃料供給部側の前記気化素
子より熱伝導の良い材料で構成した過熱素子を配設し、
前記気化室内の前記燃料供給部側から前記ノズル部側に
向かって上昇する温度勾配を設けるとともに、前記過熱
素子の部分で前記温度勾配を高温方向に屈曲させ燃料の
沸点以上に昇温させる構成の燃焼装置。
【請求項２】燃料を供給する燃料供給部と、供給された
燃料を気化させる気化部と、前記気化部を加熱する手段
と、前記気化部で気化した燃料ガスを噴出するノズル部
と、前記ノズル部より噴出した燃料ガスを燃焼させるバ
ーナ部を備え、前記気化部に略円筒形の気化室を配設
し、前記気化室の燃料供給部側に無機多孔体の気化素子
と、ノズル部側に前記気化素子より燃料通過断面積の小
なる燃料通路を有し、前記気化素子より熱伝導の良い金
属等の材料で構成した過熱素子を配設した請求項１記載
の燃焼装置。
【請求項３】過熱素子と気化室内壁との間隙で通路を形
成した請求項１または請求項２のいずれか１項記載の燃
焼装置。
【請求項４】過熱素子の少なくとも一部と気化室内壁を
密接して配設した請求項１から請求項３のいずれか１項
記載の燃焼装置。
【請求項５】過熱素子を気化室構成材料に対し同等以上
の熱膨張率を有する材料で構成した請求項４記載の燃焼
装置。
【請求項６】過熱素子を気化器の加熱手段の近傍に配設
した請求項１から請求項５のいずれか１項記載の燃焼装
置。
【請求項７】過熱素子を銅、銅合金、アルミのいずれか
の材料で構成した請求項１から請求項６のいずれか１項
記載の燃焼装置。