JPS5817367B2 - エキタイネンリヨウネンシヨウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来の気化式バーナの中でとくｌこ、気化する手段とし
て比較的低温に加熱された空気を用いるものは例が少な
く、従来のほとんどの気化方式は、油を直接加熱してガ
ス化するものであり、この場合は油自体をかなり高温に
て加熱蒸発する必要があり、タール等の残査物が蓄積す
るきいう不具合が生じる。

本発明は、比較的低温に加熱された空気によって気化す
る方式の液体燃料燃焼装置に関し、空気を加熱するため
の空気流通路を、局部的に高温とせず、受熱量を均一化
することによってより低い温度で熱交換を行なわせしめ
るものである。

以下本発明をその一実施例を示す図面を参照して参照し
て説明する。

第１図ζこおいて、１は気化筒の外周に沿って、予熱ヒ
ータ２が、ヒータバンド３によって絞めつけられている
。

気化筒１の内部には、遠心型ファン４が、気化′筒１の
底面にスペーサ５を介して取り付：すられているモータ
６のシャフト７に固着されて１ｑ転するようになってい
る。

さらに気化筒１の前面開口部には、中央に空気吸込み口
８を有しかつ周辺の一部に気化ガスの吐出口９が設けら
れた気化室蓋１０が密着して設けられており、これによ
−って、気化室１１を構成している。

１３，１４は内筒及び外筒で、両者間には、気化室蓋１
０の空気吸込み口８に連通して空気流通路１２が設けら
れている。

内筒１３は両端が開口されており、また、外筒１４は上
部が閉塞されていて、下部は空気吸込み口８に連通して
いる。

一方前記気化蓋１０の気化ガス吐出口９は、気化ガスダ
クト１５を介して、バーナ１６はメツシュの細かい網筒
等の多孔性のプレートからなっていて、上方にはバーナ
トップ１７が、下方にはバーナベース１８がすき間が生
じないように結合されている。

さらにバーナベース１８は耐熱性のパツキン１９を介し
て気化ガスタクト１５の上面に金具２０で密着固定され
ている。

そしてバーナ１６と外筒１４は図示の通り近傍で直接対
向しているのである。

空気流通路１２内にあって、しかも空気吸込み口８に対
向して液体燃料の吐出口となるノズル２１は送油パイプ
２３を介して電磁ポンプ又はギヤポンプ等のオイルポン
プに連通している。

気化筒１の底面には、ヒータサーモスイッチ２４及びバ
ーナサーモスイッチ２５が設けられていて、それぞれ予
熱ヒータ２及びバーナの運転制御を行なうようにしであ
る。

２６は前記バーナ１６に対向して設けられた点火用電極
であり、２γはバーナ１６の燃焼炎に臨むように気化ガ
スダクト１５の底面に取りつけられたＣｄＳ等からなる
炎監視装置である。

上記空気流通路１２を形成する内筒１３の大気に開放さ
れる方の端部には、ダンパ２８が設けられていて、この
ダンパ２８によって、遠心型ファン４によって吸引され
る空気量を調節できる。

上述の構成よりなる液体燃料燃焼装置の一応の燃焼動作
を次に説明する。

まず電源を入れると、最初はバーナ温度が下がっている
ので、予熱ヒータ２に通電されて、バーナ温度が上昇す
る。

ここで、気化筒１底面に取り付けられているバーナサー
モスイッチ２５が上記バーナ温度を検知し、この温度が
１５５℃に達すると、燃焼動作が開始する。

すなわち、送油パイプ２３を通って、ノズルホルダー２
２に固着されたノズル２１に油が圧送されてくると同時
に、モータ６が回転して、ファン４が回転を始めるが、
ファン４の中央部には、適当な断面積をもつファンボス
があって、ここにおいてモーターシャフト７と結合され
ているので１フアン４とシャフト７が同軸で回転し、ノ
ズル２１から噴出された油は、このファンボスの低面に
当って、遠心力で周囲に飛ばされ、その外側に位置する
遠心型ファン４の各羽根に均等に分布され、この部分で
油の粒子は、細分割、攪拌、加速されて外周方向に向っ
て、超微細粒子の状態で飛散される。

この様な噴霧機構による油粒子の直径は第２図ａに示さ
れるように、第２図すの圧力噴霧式による油粒子の直径
に比べてはるかに小さく、そのほとんどが１００μ以下
で、しかもそのうちの４０％近くが２５μ位に分布して
いる。

従来は、油を圧送するためのオイルポンプに、７に９／
ｃＩＩ程度の高圧力をノズル２１に与えないと、噴霧粒
径が大きくなり、しかも噴霧のパターンが極度に悪化す
るという不具合が生じ、オイルポンプ自体を非常に過付
価な設計にしなければならなかった。

さらには、ノズルの加工上の問題から最低流量が０．４
ガロン／時間までしかとれず、圧力噴霧式では最低能力
約１０．０００Ｋｃａ Ｉ／ｈ までであるとともに、
小孔のノズルを使用する程、目詰まりに対する対策が重
要となったり、ノズル自体のバラツキが大きくなったり
するという欠点があった。

これに対して上述のようにすることによって、低圧力の
オイルポンプが使用出来しかも、ノズルも圧力に応じて
大きな孔のものが１吏用出来、安価で安定した噴霧が期
待出来るものである。

これは、ノズルから噴霧される油は粒径及び噴霧パター
ンに無関係に選べるからである。

次にこのようにして、微細粒子となった油は、上記遠心
型ファン４によって吸引される空気とともに気化室１１
内に飛散されて、予熱ヒータ２であらかじめ加熱されて
いる気化筒１壁面に当って瞬間的に気化されるものであ
るが、この場合気化筒１の温度が低すぎると、十分な気
化作用が行なわれず、従って、燃焼状態が悪くなる。

一方、この温度が高すぎると灯油中に含まれるタール分
が、この高温部分に付着して長時間の使用中にはタール
分によって、目詰まりを起こす可能性がある。

従って、これらの弊害をなくすために、バーナの気化筒
の温度を以下に示す温度範囲にある時に気化動作が行な
われるようにしたものである。

すなわち一般に灯油の蒸留温度は、１７０〜２８０℃と
されているが、初留点は１５５℃であり、しかもタール
分の発生は、３００℃を越えるころから極めて顕著に現
われる。

これは３１０℃が重油及び残査の蒸留温度の下限に当る
ためで、この温度以上になると、それよりも蒸留温度の
低い成分が、瞬間的に気化するためである。

従って気化筒１の温度を制御するヒーターサーモスイッ
チ２４が１５５°Ｃ〜３１０℃の範囲内でヒータ２制御
を行なうと共に、バーナサーモスイッチ２６が１５５℃
に達したとき気化動作を行なわせるようにしたものであ
る。

従って燃焼の立ち上がりは極めて良好で、かつタール分
の発生等のない安定した燃焼状態が得られるのである。

一方気化筒１の開口部は、気化室蓋１０によって絞られ
ているので、この部分が一種の混合室となり、遠心型フ
ァン４によって吸引された空気と、上記のようにして気
化された油とが完全に混合して均一な混合気となり、こ
れが気化ガスダクト１５を通って、バーナ１６における
炎口から噴出し、この時電極２６によって放電を行えば
着火し、バーナ１６の全面で一様に面燃焼を行なうもの
である。

さて、燃焼が始まると、燃焼炎はバーナ１６の外周面に
形成されるが、バーナ１６の炎口は多孔状になっている
ので、燃焼炎からの輻射熱は、炎口に対して、燃焼炎が
形成される側と反対側にも均等に与えられ、従って空気
流通路１２を形成する外筒１４の外面を均一に加熱する
ものである。

従って、外気に連通している内筒１３を通過して来た空
気は、この外筒１４を通過する際に熱交換され、加熱さ
れた空気が遠心型ファン４に吸引されて気化室内に入る
ので、前記の超微細粒子となった油滴はそのほとんどが
、上記加熱空気中で気化されるものである。

ここで、加熱空気の温度と油の粒子径との関係は第３図
に示される通りで、斜線の領域では、噴霧された油が１
００％近く気化できることを示している。

従って第２図と第３図とにより明らかなように、加熱空
気の温度が、２００℃〜３００°Ｃ位になれば、噴霧さ
れた油のほとんどが空気中で気化されることになる。

このように、空気を加熱するための空気流通路を燃焼炎
が形成される側とは反対側に設けた理由は、直接燃焼炎
を当てないようにするためで、遂に燃焼炎が直接当たる
と、高温酸化が急速に発展して、材料自体の耐久性が極
めて困難であると共に、一定の間隙を設けて直接炎が当
たらないようにする場合、燃焼が不安定で、多少炎が動
揺しても、炎が接触しない程度まで範囲を広げねばなら
ず、受熱量が極端に減少して、油を気化するに必要な空
気温度が得られないという欠点が生じるものである。

これに対して本発明のように、燃焼炎の反対側において
熱交換を行なうようにすれば、空気流通路が直接炎によ
って加熱されることもなく、燃焼炎の長さのばらつきに
関係なく、炎口から外筒外面までの路離を決めれば、常
に一定した、しかも均一な受熱量が得られ、気化状態を
安定に保つことが出来るとともに、燃焼状態を常に安定
させることができるものである。

さらに、空気流通路を形成する内筒１３を熱伝導率の極
めて悪い材料によって構成することにより、外筒１４を
通過する際に加熱された空気が再び内筒１３の外面にお
いて、新鮮空気によって冷却されることを防止するもの
であり、気化動作をより効率よく行なわせるために極め
て有効である。

また、内筒１３を全体的に断熱性のよい材料で構成する
かわりに、第４図のように、内筒１３の下方、すなわち
外気取入れ口に近い方の一部に断熱材３２を巻くことに
よってもほぼ同等の効果が得られるものである。

また第５図のように内筒１３自体を二重筒状にすること
ｌこよって、空気断熱層３３を設けてもよＧ）。

次に第６図は、空気流通路１２を形成する筒状部２９を
分割板３０によって、上部に空間３１を残して分割する
とともに、一方は気化室に連通し、他方は外気と連通さ
せて、この外気と連通した方の空間内にはＣｄＳ等の炎
監視装置２７を設けたもので、ＣｄＳは常に外気によっ
て冷却されるものである。

さらに分割板３０を断熱材料で構成することによって前
記と同じ効果が得られる。

上述のように本実施例の液体燃料燃焼装置は、液体燃料
を完全に気化させた後燃焼するようにして、その燃焼効
率の向上、および燃焼騒音の低下を図ったものであるが
、特にそのガス化の過程における問題点であるタール分
の付着等を解決するようにした点で顕著な効果がみられ
、その具体的な作用は下記の通りである。

（ｉ） 比較的低温に加熱された空気中で気化可能で
ある。

（１１）加熱空気と接触する面積をできるだけ大きくす
る為に、油の噴霧粒径を極限まで小さくする構成になっ
ている。

（１１０気化させる為の空気を燃焼の炎で加熱する構成
である。

以上のように本発明はその実施例からもわかるように微
粒子を、遠心ファンによって同バーナからの熱で加熱さ
れる空気流通路を通る空気とともに同バーナに供給し、
燃焼させるものであって、特に上記空気流通路を上記バ
ーナの近傍で、同バーナの炎口に形成される燃焼炎とは
反対側に直接対向して設けたものであるので、燃焼炎が
この空気流通路に直接接することがなく、そのため空気
流通路の熱劣化がおきにくく、また材質も耐熱性のそれ
はと高くない安価なものが使用でき、さらに燃焼炎で加
熱するものではないので燃焼炎のゆらぎ等で受熱量が大
きく変動せず、安定した受熱が行え、この結果この空気
流通路内を流れる空気の温度は安定し、この結果として
バーナ部における燃焼状態が安定することとなるのであ
る。

また遠心ファンを微粒化手段とバーナとの間に設けて微
粒化手段からの微粒子を同遠心ファンの外側の羽根部を
介してバーナに供給するものであるので、羽根部ζこよ
って微粒子は細分割、攪拌され、さらに小粒子となって
上記温風となった空気で気化されるとともに十分に混合
され、バーナ部における燃焼を安定化することができる
ものとなるのである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における液体燃料燃焼装置の
断面図、第２図はその液体燃料の粒径と分布割合との関
係を示し、ａは本装置の場合、ｂは圧力噴霧式の場合、
第３図は気化ガスの粒子径と空気温度との関係を示す図
、第４図〜第６図は、その他の実施例における燃焼装置
の要部断面図である。 １２・・・・・・空気流通路、１６・・・・・・バーナ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バーナと、このバーナの近傍で、同バーナの炎口に
   形成される燃焼炎とは反対側に直接対向して設けた空気
   流通路と、この空気流通路の下流に設けた液体燃料の微
   粒化手段と、上記空気流通路を通った空気を微粒化手段
   によって微粒化された微粒子とともに上記バーナに供給
   する遠心ファンとを備え、上記遠心ファンを上記バーナ
   と微粒化手段との間に配置するとともに、この撃粒化手
   段からの微粒子を同遠心ファンの外側の羽根部を介して
   上記バーナに供給する構成とした液体燃料燃焼装置。