JPS6113529B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6113529B2
JPS6113529B2 JP53059683A JP5968378A JPS6113529B2 JP S6113529 B2 JPS6113529 B2 JP S6113529B2 JP 53059683 A JP53059683 A JP 53059683A JP 5968378 A JP5968378 A JP 5968378A JP S6113529 B2 JPS6113529 B2 JP S6113529B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
liquid fuel
heat
resistant paint
coated
Prior art date
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Expired
Application number
JP53059683A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54150731A (en
Inventor
Yasunori Kaneko
Masao Maki
Ikuo Kobayashi
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5968378A priority Critical patent/JPS54150731A/en
Publication of JPS54150731A publication Critical patent/JPS54150731A/en
Publication of JPS6113529B2 publication Critical patent/JPS6113529B2/ja
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  • Evaporation-Type Combustion Burners (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は家庭用の温風暖房機、温水ボイラ等の
小型機器のバーナを提供するもので、 (1) 無機質系耐熱塗料に、アルカリを添加した触
媒作用を有する塗料で、気化室内面をコーテイ
ングする事により、タールの付着、CO、スス
の発生などを防止し、完全燃焼を得ることが出
来る点。 (2) 構造が簡単で、点火立上りが早く、安定した
青色燃焼が得られる点。 (3) 点火、消火の操作が簡単で爆発の恐れがな
く、安全である点。 (4) 小型コンパクトにする点を目的とするもので
ある。 従来、家庭用の小型機器の液体燃料バーナとし
て数多くのタイプがあるが、大きく分類すると、
ポツト式バーナ、電熱ヒータによつて燃料を加
熱、ガス化して燃焼させる気化式バーナ、ガラス
繊維などを編組してなる灯芯に燃料をしみ込ませ
て自然ドラフトで空気を吸引し燃焼させる灯芯式
バーナ等がある。 ポツト式バーナ金属製のポツトが蒸発部となる
もので、ポツトの中に燃料を供給し、着火後の火
炎によりポツトの底部を加熱した燃料を蒸発させ
て燃焼を継続させるもので、このタイプは、ポツ
トの中央部に燃料が集まるため、すなわちポツト
全面への燃料の吸い廻りが全くないため、着火か
ら定常燃焼に達するまでに10分程度必要とし、構
造が比較的簡単でコストが安いもののポツト中央
部にたまる燃料が高温で乾留させる結果となり、
タールが生成しやすく又不完全燃焼によるスス、
CO、臭気を発生しやすい。又燃料の供給を停止
して消火操作をしてもポツトの底部に残つている
燃料が徐々に蒸発していくが、この間前述の如く
極めてタール化が促進される事となる。 次に400W〜1KWの電熱ヒータを組み込んだ特
別な気化装置を有する気化式バーナは、燃料の気
化ガスと空気を予混合させ、都市ガスやプロパン
ガスと同様に燃焼音の低い青火燃焼をさせる事が
できるが、点火操作時、電熱ヒータに通電してか
ら気化装置が燃料を気化できる温度に達するまで
10〜20分間を要し、すぐに燃焼を開始する事が不
可能である。 又、燃焼中も気化ガスの温度を常に一定に保つ
必要があり、その気化装置は複雑、高価な温度制
御装置が必要となる。気化部にタールなどが付着
して温度が変動し、気化ガスの温度が低すぎる場
合は、燃焼部に達するまでに再液化し充分な燃焼
量が得られなかつたり、空燃比のバランスがくず
れ吹消えを起こしたり、又同様にタール化が気化
部、燃焼部に達する間に促進されるようになる。
逆に気化ガスの温度が高すぎる場合は、スリツト
などを有する燃焼部での予混合ガスの噴出速度と
燃焼速度のバランスがくずれ逆火を起こしやすく
なる。 蒸発体として、ガラス芯、木綿芯などを編組し
た灯芯に材料をしみ込ませて自然ドラフトで燃焼
させる灯芯式バーナは、蒸発体を用いた燃焼装置
の代表的なもので、ポータブル石油ストーブ、或
は最近はコンロなどに多く用いられているが、自
然ドラフトによつてバランスを保ちながら燃焼し
ているため、燃焼が極めて不安定で、タール、臭
いが最も大きな問題であり、特に灯芯へのタール
の付着がネツクとなつている。又この場合、燃焼
ガスを室外に強制排出するが、燃焼用空気を強制
供給する送風機を用いた場合などでは、燃焼を安
定化させるのが非常に困難である。 そこで本発明は前述のような従来の欠点をなく
した新規な液体燃料燃焼装置を提供しようとする
ものであり、以下本発明の一実施例について添付
図面とともに説明する。 第1図に本発明の一実施例の側断面図を示す。
図に於いて、1は外筒で給油パイプ2、燃料の戻
しパイプ3が設けられている。4は点火ヒータで
通電時赤熱するコイル5を有している。更に外筒
1には、仕切板6、ガイド7が設けられている。
8は外筒1の内側部分の気化室となるところであ
り耐熱塗料コーテイング面である。9は内筒で穴
10が設けられ、軸11が固着されている。12
は送風筒で内筒9の外側に位置し外筒1に固定さ
れている。13は空気取入口、14は中筒で複数
個の切起した小孔15で空気を旋回噴出する。 又、中筒14の一端は内筒9に固定されてい
る。16は形成された旋回火炎、17は耐熱塗料
コーテイング面8と中筒14との間に形成された
混合室で気化ガスと中筒14から空気とが混合さ
れる。 18は熱交換器20との中筒14との間に形成
された燃焼室で混合室17で得られた予混合ガス
が中筒14より旋回噴出する空気によつて燃焼す
る。 19は外筒1と熱交換器20とのシール材、2
1は温水出口、22は給水口、23は燃焼ガスの
排出口である。 第2図において24は送風機、25は燃料を一
定量供給するポンプ、26は油タンクである。 第3図は中筒14の断面を示す。 次に動作を説明する。まず、点火ヒータ4、送
風機24、ポンプ5に通電する。点火ヒータ4の
コイル5が赤熱し、燃料はタンク26から設定さ
れた流量で給油パイプ2より耐熱塗料でコーテイ
ングされた外筒1の内側部分の気化室8に供給さ
れ、コーテイング面上で気化し、赤熱コイル5に
よつて点火された火炎は混合室17内に中筒14
より供給される空気によつて黄火燃焼を行なうが
温度が上昇し、燃料の気化が促進され約30sec以
内に、燃焼火炎は混合室17から燃焼室18へ移
行する。即ち混合室17での黄火燃焼から燃焼室
18での青火燃焼バーナへ自動的に変化する。 気化ガスの発生量が多くなると混合室17内で
気化ガスと中筒14から空気との混合ガス状態と
なり、この予混合ガスが燃焼せず燃焼室18に達
し、ここで中筒14より旋回噴出する空気が加わ
る事によつて青火燃焼を行なう。 定常青火燃焼中は、この火炎からの輻射熱及び
熱伝導によつて気化面が加熱され、燃料の気化を
促進し燃焼を継続する。又、消火させる時はポン
プ25を停止し燃料の供給を断てば60sec以内で
消火する。更に瞬間的に消火させたい場合には、
ポンプ25の停止と共に軸11によつて内筒9を
移動させ内部9の一部を外筒1の仕切板6に当接
させる事によつて耐熱塗料をコーテイングした気
化面(気化部)から発生する気化ガスを遮断す
る。 本発明の全体構成を第2図に示しているが、油
タンク26は外筒1よりも低い位置に設け、ポン
プ25によつて燃料を気化部に供給する。 もし万一点火ヒータ4のコイル部分5が破断な
どして着火出来なくなつた時、燃料は外筒1の下
部に溜まり戻しパイプ3を通つて油タンク26に
導くよう構成されている。 液体燃料の燃焼装置に於ける最大の問題点、課
題は気化部、燃料供給孔部分に付着するタール、
カーボン<スス>、CO、臭気の発生である。特
に変質油や異種油の混入などの影響が極めて大き
い事である。 これらの問題に対して種々の試みが図られてい
るものの決定的な方法が見い出されてはいないの
が現状である。 本発明は、アルカリ金属シリケート、酸性金属
リン酸塩、耐熱性の優れた金属酸化物系の顔料か
ら成り、更にアルカリを添加した無機質系耐熱塗
料に極めて優れた触媒効果<タールの抑制効果>
がある事を見い出し、気化部を本系耐熱塗料<触
媒>でコーテイングし、タールの付着、カーボン
の析出などを防止し、CO、臭気の発生のない理
想的な石油燃焼が出来る燃焼装置を得んとするも
のである。 液体燃料燃焼装置の気化部(蒸発部)一面を触
媒効果の優れた耐熱塗料で表面処理(無機質系耐
熱塗料コーテイング)する場合に要求される事は
耐熱性、耐油性、耐熱衝撃性、更に密着性などで
ある。 耐熱性に関しては、アルカリ金属シリケート<
珪酸ナトリウム>、酸性金属リン酸塩、金属酸化
物系の顔料からなる無機質系耐熱塗料はすでに当
社ガステーブルやコンロのバーナーキヤツプ、五
徳などに応用され、かなりの実績を有する耐熱塗
料である。バーナキヤツプは500℃程度に加熱さ
れるものであり、五徳では、特に爪の先端部は火
炎の内に直接さらされるところで、赤熱状態に近
い温度になつており、長時間の使用でも若干の退
色が認められる程度であり、耐熱性、長期の熱安
定性に関しては全く問題のないものである。 更に本系耐熱性塗料にアルカリを添加しても、
塗料自身は成分上塩基性を呈するものであり任意
の割合に混合が可能で、添加後の耐熱性も全く変
化がない事を確認している。炭酸カリウム<
K2CO3>5wt%添加した場合の塗料を熱天秤を用
いて熱重量解析を実施した結果では加熱開始から
200℃位までの間では含有水分などの飛散で重量
低下が若干認められるが、更に加熱し600℃位で
は重量変化は全く認められず、アルカリを添加し
ても耐熱塗料の熱安定性には全く影響がないもの
である。 耐油性では灯油、軽油中に浸漬して硬化させた
塗料の硬度<圧潰強度:木屋式手動型硬度計使用
>の経時変化を確認した。尚塗料にはアルカリと
して炭酸カリウム<K2CO3>5wt%添加したもの
を5mm×5mm×5mmのサイコロ形に調整したもの
を試料として用いたものである。 6ケ月間の連続浸漬試験に於いては、硬度変化
は極めて少なく、初期15Kgのもの(サンプル数=
10での平均値)が灯油中浸漬では13.8Kg<同>、
軽油中では、13.5Kg<同>の強度を保つており、
長期間の浸漬でも塗料の軟化、崩壊などの懸念は
全くない事を確認した。 これは、シーズンオフ時に、燃料油中に浸漬、
放置されても全く心配のない事を意味している。 熱衝撃性では、使用時に点火―消火の繰返しを
受ける事となり、加熱―冷却の繰返しによる硬度
変化を確認した。試料は耐油性を評価したものと
同様のものを用い、300℃8時間加熱―10℃16
時間冷却を1サイクルとして、合計1000サイクル
実施したが、12.9Kgを保持しており、極めて良好
であつた。更に塗膜に形成した場合の熱衝撃性に
ついては耐熱塗料にアルカリとしてのK2CO35wt
%を添加して金属板上に塗布、ヒートシヨツク試
験を実施した。 試験片は20mm×50mm厚さ1mmのSPCCに塗料30
μを塗布したものを作成し、評価したものであ
る。 各サンプルを100℃、200℃、300℃、350℃、
400℃に加熱し、その後水中にて急冷する操作を
1サイクルとして各温度で10サイクル繰返し、塗
膜の亀裂、剥離の有無などを確認した。 結果、いずれの温度でも塗膜の変化は全く認め
られず塗膜としての耐熱衝撃性、密着性は、アル
カリの添加の有無にかかわらず極めて良好であつ
た。 以上の如く本系耐熱塗料はアルカリを添加した
場合に於いても、耐熱性、長期の熱安定性、耐油
性、熱衝撃性、密着性は全く変わらず、充分、耐
熱塗料としての性能を保つている。 第5図、第6図に耐油性、耐衝撃性の結果を示
す。 次に本系耐熱塗料にアルカリを添加したものに
ついて、そのタール抑制作用(性能)について述
べる。第4図は反応装置の断面図である。図に於
いて、27は装置本体、28は給油パイプ、29
は一次空気供給パイプ、30は二次空気供給パイ
プ、31は炎孔である。本体27は、気化部32
予混合部33、炎孔31を有する燃焼部34から
構成されている。 一次空気供給パイプ29は複数個の噴出孔35
を有している。36は加熱用ヒータで、加熱ヒー
タ36により装置27を一定温度に加熱、保持
し、燃料供給パイプ28,8μ一定量の燃料を送
り、一次空気供給パイプ29、二次空気供給パイ
プ30より、燃焼に必要な空気を送り燃料が気化
され上昇しながら混合されて炎孔部31で着火、
燃焼するようにしたものである。又、炎孔部31
は気化ガスがどのように変化されたかを確認、ガ
ス採集のためのサンプリング部分ともなる。 タール抑制効果の確認は、気化部32の底面―
面に敷き詰めて一定時間、反応装置27で燃焼さ
せ、各部に付着するタールやカーボンの度合を比
較したものである。 実施方法は、装置を300℃の温度に加熱保持
し、タールを短時間で確認するため、軽油を用い
2時間燃焼させた後の気化部や燃焼供給孔付近に
付着したタールを観察し、アセトンで洗浄、ター
ルを抽出してアセトンの着色度合(タールの溶解
度合)で、その効果の違いを比較した。 又、塗料は硬化させた後、所定の粒径に粉砕、
分級しその一定量を用いたものである。 着色度合は分光光度計を用い、420mμの波長
で吸光度を測定したものである。 アルカリ金属シリケート(珪酸ナトリウム)、
酸性金属リン酸塩、耐熱性の優れた金属酸化物系
の顔料を加えた本系耐熱塗料は、前述の如くすで
に実用上もかなりの実績を持つもので、耐熱性、
耐衝撃性密着性のすぐれたもので、添加物によつ
てこれらの特性が阻害される事があつてはならな
い。特にコーテイング用として応用する場合に
は、塗料としての塗装性も重要な因子であり、性
能と同時に前述の各特性を加味している事が最も
重要である。 表―1には評価を実施した各組成物を示す。
The present invention provides a burner for small appliances such as home hot air heaters and hot water boilers. (1) The inside of the vaporization chamber is coated with a paint that has a catalytic action and is made by adding alkali to an inorganic heat-resistant paint. By doing so, it is possible to prevent tar adhesion, CO, soot generation, etc., and achieve complete combustion. (2) Simple structure, quick ignition start-up, and stable blue combustion. (3) It is safe and easy to ignite and extinguish, and there is no risk of explosion. (4) The purpose is to make it small and compact. Conventionally, there are many types of liquid fuel burners for small home appliances, but they can be broadly categorized into:
Pot-type burners, vaporization-type burners that heat, gasify, and burn fuel using an electric heater, wick-type burners that soak fuel into a wick made of braided glass fiber, suck air through natural draft, and burn it, etc. There is. Pot type burner A metal pot serves as the evaporator. Fuel is supplied into the pot, and the flame after ignition heats the bottom of the pot and evaporates the fuel to continue combustion. Since the fuel gathers in the center of the pot, that is, there is no suction of fuel to the entire surface of the pot, it takes about 10 minutes from ignition to steady combustion.Although the pot has a relatively simple structure and low cost, As a result, the fuel that accumulates in the center is carbonized at high temperatures.
Tar is easily generated and soot due to incomplete combustion.
CO, easily generates odor. Furthermore, even if the fuel supply is stopped and the fire is extinguished, the fuel remaining at the bottom of the pot will gradually evaporate, but during this time, as mentioned above, tar formation will be extremely accelerated. Next, the vaporization burner, which has a special vaporization device incorporating a 400W to 1KW electric heater, premixes the vaporized fuel gas and air, producing blue-fire combustion with low combustion noise similar to city gas or propane gas. However, during ignition operation, from the time the electric heater is energized until the vaporization device reaches a temperature at which it can vaporize the fuel.
It takes 10 to 20 minutes and it is impossible to start combustion immediately. Furthermore, it is necessary to keep the temperature of the vaporized gas constant during combustion, and the vaporization device requires a complicated and expensive temperature control device. If the temperature of the vaporized gas is too low due to tar adhering to the vaporization section, it may re-liquefy before reaching the combustion section, resulting in insufficient combustion, or the air-fuel ratio may become unbalanced, resulting in blowout. In addition, tar formation is promoted while reaching the vaporization section and combustion section.
On the other hand, if the temperature of the vaporized gas is too high, the balance between the ejection speed of the premixed gas and the combustion speed in the combustion section having slits etc. is lost, and flashback is likely to occur. A wick burner is a typical combustion device that uses an evaporator, and is a wick made of a braided glass or cotton wick, which is impregnated with material and burned in a natural draft. Recently, it has been widely used in stoves, etc., but as the combustion is kept balanced by natural draft, combustion is extremely unstable, and tar and odor are the biggest problems, especially tar on the lamp wick. Adhesion is becoming difficult. In this case, the combustion gas is forcibly discharged outside, but it is very difficult to stabilize the combustion when using a blower that forcibly supplies combustion air. Therefore, the present invention aims to provide a novel liquid fuel combustion apparatus that eliminates the above-mentioned conventional drawbacks, and one embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a side sectional view of an embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes an outer cylinder, which is provided with a fuel supply pipe 2 and a fuel return pipe 3. 4 is an ignition heater and has a coil 5 that becomes red hot when energized. Further, the outer cylinder 1 is provided with a partition plate 6 and a guide 7.
Reference numeral 8 denotes a surface coated with heat-resistant paint, which serves as a vaporization chamber on the inner side of the outer cylinder 1. Reference numeral 9 denotes an inner cylinder having a hole 10 and a shaft 11 fixed thereto. 12
is a blower cylinder located outside the inner cylinder 9 and fixed to the outer cylinder 1. Reference numeral 13 denotes an air intake port, and 14 denotes a middle cylinder through which air is spun and ejected through a plurality of small holes 15 cut and raised. Further, one end of the middle cylinder 14 is fixed to the inner cylinder 9. Reference numeral 16 denotes a swirling flame formed, and reference numeral 17 denotes a mixing chamber formed between the heat-resistant paint coating surface 8 and the middle cylinder 14, in which vaporized gas and air from the middle cylinder 14 are mixed. Reference numeral 18 denotes a combustion chamber formed between the heat exchanger 20 and the middle cylinder 14, in which the premixed gas obtained in the mixing chamber 17 is combusted by the air swirling and jetting out from the middle cylinder 14. 19 is a sealing material between the outer cylinder 1 and the heat exchanger 20, 2
1 is a hot water outlet, 22 is a water supply port, and 23 is a combustion gas discharge port. In FIG. 2, 24 is a blower, 25 is a pump that supplies a fixed amount of fuel, and 26 is an oil tank. FIG. 3 shows a cross section of the middle cylinder 14. Next, the operation will be explained. First, the ignition heater 4, the blower 24, and the pump 5 are energized. The coil 5 of the ignition heater 4 becomes red hot, and fuel is supplied from the tank 26 at a set flow rate through the fuel supply pipe 2 to the vaporization chamber 8 on the inner side of the outer cylinder 1 coated with heat-resistant paint, where it vaporizes on the coating surface. , the flame ignited by the red-hot coil 5 enters the middle cylinder 14 in the mixing chamber 17.
Yellow flame combustion is carried out by the air supplied by the fuel, but the temperature rises, vaporization of the fuel is promoted, and the combustion flame moves from the mixing chamber 17 to the combustion chamber 18 within about 30 seconds. That is, the combustion chamber automatically changes from yellow combustion in the mixing chamber 17 to blue combustion in the combustion chamber 18. When the amount of vaporized gas generated increases, a mixed gas state of vaporized gas and air from the middle cylinder 14 occurs in the mixing chamber 17, and this premixed gas is not combusted and reaches the combustion chamber 18, where it is swirled and ejected from the middle cylinder 14. The addition of air causes green flame combustion. During steady blue flame combustion, the vaporization surface is heated by radiant heat and heat conduction from the flame, promoting vaporization of the fuel and continuing combustion. Also, when extinguishing a fire, stop the pump 25 and cut off the fuel supply, and the fire will be extinguished within 60 seconds. If you want to extinguish the fire even more instantaneously,
When the pump 25 is stopped, the inner cylinder 9 is moved by the shaft 11 and a part of the inner cylinder 9 is brought into contact with the partition plate 6 of the outer cylinder 1, thereby generating gas from the vaporizing surface (vaporizing part) coated with heat-resistant paint. Cut off vaporized gas. The overall configuration of the present invention is shown in FIG. 2, where an oil tank 26 is provided at a lower position than the outer cylinder 1, and a pump 25 supplies fuel to the vaporization section. In the event that the coil portion 5 of the ignition heater 4 is broken and cannot be ignited, the fuel is configured to accumulate in the lower part of the outer cylinder 1 and be led to the oil tank 26 through the return pipe 3. The biggest problem with liquid fuel combustion equipment is tar that adheres to the vaporization section and fuel supply hole.
This is the generation of carbon (soot), CO, and odor. In particular, the influence of contaminated oil or foreign oil is extremely large. Although various attempts have been made to address these problems, at present no definitive method has been found. The present invention is made of an alkali metal silicate, an acidic metal phosphate, and a metal oxide pigment with excellent heat resistance, and has an extremely excellent catalytic effect <tar suppression effect> on an inorganic heat-resistant paint containing an alkali.
By coating the vaporization part with this type of heat-resistant paint (catalyst), we have created a combustion device that prevents tar adhesion and carbon precipitation, and can perform ideal oil combustion without generating CO or odor. This is what we do. When surface-treating the entire surface of the vaporization section (evaporation section) of a liquid fuel combustion device with a heat-resistant paint with excellent catalytic effect (inorganic heat-resistant paint coating), the requirements are heat resistance, oil resistance, thermal shock resistance, and adhesion. Such as gender. Regarding heat resistance, alkali metal silicate <
Our inorganic heat-resistant paint, which consists of sodium silicate, acidic metal phosphate, and metal oxide pigments, has already been applied to our gas stoves, stove burner caps, and trivets, and has a considerable track record. Burner caps are heated to around 500 degrees Celsius, and the tips of the trivets' claws, in particular, are exposed directly to the flame, reaching a temperature close to red-hot, and the color may fade slightly even after long-term use. There is no problem at all with respect to heat resistance and long-term thermal stability. Furthermore, even if alkali is added to this heat-resistant paint,
The paint itself has basic components and can be mixed in any proportion, and it has been confirmed that there is no change in heat resistance after addition. Potassium carbonate <
The results of thermogravimetric analysis of paints with K 2 CO 3 >5wt% added using a thermobalance show that from the start of heating
Up to about 200℃, a slight weight loss is observed due to the scattering of contained moisture, but when heated further to about 600℃, no weight change is observed at all, indicating that even with the addition of alkali, the thermal stability of the heat-resistant paint is affected. It has no effect at all. Regarding oil resistance, we confirmed the change over time in the hardness (crushing strength: using a Kiya-type manual hardness tester) of paints that were cured by immersing them in kerosene or light oil. The paint to which 5wt% of potassium carbonate <K 2 CO 3 > was added as an alkali was prepared into a dice shape of 5 mm x 5 mm x 5 mm and was used as a sample. In the continuous immersion test for 6 months, there was very little change in hardness, and the initial 15 kg (number of samples =
10) is 13.8Kg (same) when immersed in kerosene.
In light oil, it maintains a strength of 13.5 kg (same).
It was confirmed that there was no concern about the paint softening or collapsing even after long-term immersion. It is soaked in fuel oil during the off-season,
This means that there is no need to worry about it even if it is left alone. Regarding thermal shock resistance, during use, the material was subjected to repeated ignition and extinguishing, and changes in hardness due to repeated heating and cooling were confirmed. The sample used was the same as the one used to evaluate oil resistance, and was heated at 300℃ for 8 hours - 10℃16
A total of 1000 cycles were carried out, with time cooling as one cycle, and the weight was maintained at 12.9 kg, which was extremely good. Furthermore, regarding thermal shock resistance when formed on a paint film, K 2 CO 3 5wt as an alkali is added to the heat-resistant paint.
% was added and applied on a metal plate, and a heat shock test was conducted. The test piece is a 20mm x 50mm SPCC coated with paint 30 mm thick.
A sample coated with μ was prepared and evaluated. each sample at 100℃, 200℃, 300℃, 350℃,
One cycle consisted of heating to 400°C and then rapidly cooling in water, and 10 cycles were repeated at each temperature to check for cracks and peeling of the coating. As a result, no change in the coating film was observed at any temperature, and the thermal shock resistance and adhesion of the coating film were extremely good regardless of whether or not alkali was added. As mentioned above, even when alkali is added to this heat-resistant paint, its heat resistance, long-term thermal stability, oil resistance, thermal shock resistance, and adhesion remain unchanged and maintain sufficient performance as a heat-resistant paint. ing. Figures 5 and 6 show the results of oil resistance and impact resistance. Next, we will discuss the tar suppression effect (performance) of this heat-resistant paint with alkali added. FIG. 4 is a cross-sectional view of the reactor. In the figure, 27 is the device body, 28 is the oil supply pipe, and 29
30 is a primary air supply pipe, 30 is a secondary air supply pipe, and 31 is a flame hole. The main body 27 includes a vaporizing section 32
It consists of a premixing section 33 and a combustion section 34 having flame holes 31. The primary air supply pipe 29 has a plurality of ejection holes 35
have. Reference numeral 36 denotes a heating heater, which heats and maintains the device 27 at a constant temperature, sends a constant amount of fuel to the fuel supply pipe 28, 8 μm, and starts combustion through the primary air supply pipe 29 and the secondary air supply pipe 30. The fuel is vaporized and mixed as it rises, igniting it at the flame hole part 31.
It is made to burn. Also, the flame hole part 31
It also serves as a sampling part to confirm how the vaporized gas has changed and to collect gas. To check the tar suppression effect, check the bottom surface of the vaporizing section 32.
It was spread over a surface and burned in a reaction device 27 for a certain period of time, and the degree of tar and carbon adhering to each part was compared. The implementation method was to heat and maintain the device at a temperature of 300℃, and in order to check for tar in a short time, light oil was burned for 2 hours, and then the tar attached to the vaporization part and around the combustion supply hole was observed, and the acetone After cleaning with acetone and extracting the tar, we compared the effectiveness of acetone based on the degree of coloring (degree of solubility of tar). In addition, after the paint is cured, it is crushed to a predetermined particle size.
It is classified and a certain amount of it is used. The degree of coloring was determined by measuring absorbance at a wavelength of 420 mμ using a spectrophotometer. Alkali metal silicate (sodium silicate),
This heat-resistant paint, which contains acidic metal phosphate and metal oxide pigments with excellent heat resistance, already has a considerable track record in practical use, and has excellent heat resistance,
It must have excellent impact resistance and adhesion, and these properties must not be impaired by additives. Particularly when applied as a coating, paintability as a paint is also an important factor, and it is most important to take into account the above-mentioned characteristics as well as performance. Table 1 shows each composition that was evaluated.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 無機質系耐熱塗料にアルカリを添加したものの
中では特にK2CO3を添加した系が良好であつた。
代表的な<結果の良好な>なものについてアセト
ンによる抽出液の420pμでの吸光度測定結果を
表―2に示す。<いずれもアセトン100ccで抽出し
たものである。>液体燃料の燃焼に際して、炭化
水素の分解により、タールや炭素(カーボン)の
副生を伴なうがこれは、不飽和炭化水素が重合し
て多環芳香族となつてタール状に変化する或は直
接C―C結合が切断されてカーボンが生成する事
により付着、析出するためである。これらの反応
に於いて、経験的にアルカリなどの存在でかなり
の低温でも炭素などを燃焼させる事が可能である
と言われており、文献や特詳などでも数多く紹
介、提案されている。炭酸カリウム(K2CO3)の
効果については、明確ではないが、K(カリウ
ム)がO2,H2,C,CO、或は水蒸気などとの反
応性が他のものに比べて頗る大きい事、塩基性を
呈する耐熱塗料との相乗効果によるものと推察さ
れる。表―1に示すような他のアルカリに於いて
は、塗料に添加した場合、溶解性が悪く沈降した
り、或は急激に粘度上昇、硬化を起こすなどの現
象が起こり塗装性を阻害する点で好ましくない。 炭酸カリウム<K2CO3>添加量の影響について
の結果を第7図に示す。 特に炭酸カリウムの添加は、タールの抑制に極
めて大きな効果が期待できるが、性能面、塗料と
しての塗装性、物性面から、その添加量は全体量
の1〜20wt%(好ましくは5〜15wt%)が適当
であり、これ以上では、塗装性への影響、性能低
下の傾向があり、好ましくない。 本系耐熱塗料にアルカリを添加したものは前述
の如く、耐熱性、耐油性、耐熱衝撃性、密着性、
更にタールの抑制効果などを極めて優れたもので
あが、実際の燃焼装置を用いての耐久性評価<連
続燃焼テスト>についても良好な結果であつた。 炭酸カリウム<K2CO3>5wt%添加した本系耐
熱塗料を燃焼装置気化室内面に塗布(コーテイン
グ方法に関しては特に限定するものではない。但
し塗料としての密着性を更に高めるためのサンド
ブラストなどの前処理は必要である)に、1日8
時間の連続燃焼試験を3ケ月間行なつたが、ター
ルの付着やカーボンの析出は、全く認められず、
タールの抑制に対して当初の目標を充分に達する
ものであつた。 従来の液体燃料燃焼装置での最大のネツクであ
つたタール付着の問題を、実用化されている耐熱
塗料の改良による今までには見られない解媒によ
つて完全に解決した極めて工業的価値の高いもの
である。
[Table] Among the inorganic heat-resistant paints with alkali added, the one with K 2 CO 3 added was particularly good.
Table 2 shows the absorbance measurement results at 420 pμ of acetone extracts for representative samples with good results. <Both were extracted with 100cc of acetone. >When burning liquid fuel, the decomposition of hydrocarbons results in by-products of tar and carbon, which are caused by unsaturated hydrocarbons polymerizing to become polycyclic aromatics and turning into tar. Alternatively, this is because the C--C bond is directly cut to generate carbon, which is then deposited and precipitated. In these reactions, it is said from experience that it is possible to burn carbon etc. even at fairly low temperatures in the presence of alkali, etc., and there are many introductions and proposals in literature and special reports. The effect of potassium carbonate (K 2 CO 3 ) is not clear, but K (potassium) has a much higher reactivity with O 2 , H 2 , C, CO, or water vapor than other substances. This is thought to be due to a synergistic effect with the basic heat-resistant paint. When other alkalis shown in Table 1 are added to paints, they have poor solubility and may cause sedimentation, or a sudden increase in viscosity or hardening, which may impede paintability. So it's not desirable. Figure 7 shows the results regarding the influence of the amount of potassium carbonate <K 2 CO 3 > added. In particular, the addition of potassium carbonate can be expected to have an extremely large effect on tar suppression, but from the viewpoint of performance, paintability, and physical properties, the amount added should be 1 to 20 wt% (preferably 5 to 15 wt%) of the total amount. ) is appropriate; anything above this is not preferred as it tends to affect paintability and deteriorate performance. As mentioned above, this heat-resistant paint with alkali added has good heat resistance, oil resistance, thermal shock resistance, adhesion,
Furthermore, the tar suppression effect was extremely excellent, and the durability evaluation using an actual combustion device (continuous combustion test) also showed good results. Apply this heat-resistant paint containing 5 wt% of potassium carbonate <K 2 CO 3 > to the inside of the combustion equipment vaporization chamber (there are no particular restrictions on the coating method. (pretreatment is necessary), 8 times a day
We conducted a continuous combustion test for 3 months, but no tar adhesion or carbon precipitation was observed.
The initial goal of controlling tar was fully achieved. The problem of tar adhesion, which was the biggest problem with conventional liquid fuel combustion equipment, has been completely solved by a never-before-seen decomposition solution created by improved heat-resistant paint, which is of great industrial value. It has a high value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼
装置の側断面図、第2図は同要部の燃料供給部の
側面図、第3図は同中筒の断面図、第4図は反応
装置の断面図、第5図は灯油、軽油浸漬による硬
度変化を示す図、第6図はヒートシヨツク試験に
よる硬度変化を示す図、第7図はK2CO3添加量と
タール抑制作用の特性図である。 1……外筒、2……給油パイプ(塗料供給手
段)、4……点火ヒータ、5……コイル、6……
仕切板、7……ガイド、8……気化室、9……内
筒、12……送風筒、14……中筒(空気供給手
段)。
Fig. 1 is a side sectional view of a liquid fuel combustion device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a side view of the main fuel supply section, Fig. 3 is a sectional view of the middle cylinder, and Fig. 4. is a cross-sectional view of the reactor, Figure 5 is a diagram showing changes in hardness due to immersion in kerosene and light oil, Figure 6 is a diagram showing changes in hardness due to heat shock test, and Figure 7 is a diagram showing the amount of K 2 CO 3 added and tar suppression effect. FIG. 1... Outer cylinder, 2... Oil supply pipe (paint supply means), 4... Ignition heater, 5... Coil, 6...
Partition plate, 7... Guide, 8... Vaporization chamber, 9... Inner tube, 12... Blower tube, 14... Middle tube (air supply means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液体燃料の気化ガスと燃焼用空気を混合する
混合室と、前記混合室に液体燃料を供給する燃料
供給手段と、前記混合室に燃焼用空気を供給する
空気供給手段とを備え、前記混合室内の気化室内
面をアルカリ金属シリケート<珪酸ナトリウム
>、酸性金属リン酸塩、耐熱性の優れた金属酸化
物系の顔料から成り、更にアルカリを添加した無
機質系耐熱塗料でコーテイングした液体燃料燃焼
装置。 2 アルカリとしてアルカリ金属もしくは、アル
カリ土類金属の酸化物、水酸化物、又は炭酸塩の
群から選んだ一種以上を添加した無機質系耐熱塗
料で気化室内面をコーテイングした特許請求の範
囲第1項記載の液体燃料燃焼装置。 3 特に炭酸カリウム<K2CO3>を添加した無機
質系耐熱塗料で気化室内面をコーテイングした特
許請求の範囲第2項記載の液体燃料燃焼装置。 4 炭酸カリウム<K2CO3>の添加量を重量比で
全体量の1〜20%添加した無機質系耐熱塗料で気
化室内面をコーテイングした特許請求の範囲第3
項記載の液体燃料燃焼装置。
[Scope of Claims] 1. A mixing chamber for mixing vaporized gas of liquid fuel and combustion air, a fuel supply means for supplying liquid fuel to the mixing chamber, and an air supply means for supplying combustion air to the mixing chamber. The inner surface of the vaporization chamber in the mixing chamber is coated with an inorganic heat-resistant paint consisting of an alkali metal silicate (sodium silicate), an acidic metal phosphate, a metal oxide pigment with excellent heat resistance, and further containing an alkali. Coated liquid fuel combustion device. 2. Claim 1, in which the inside of the vaporizer chamber is coated with an inorganic heat-resistant paint to which one or more selected from the group of alkali metals or alkaline earth metal oxides, hydroxides, or carbonates is added as an alkali. The liquid fuel combustion device described. 3. The liquid fuel combustion device according to claim 2, wherein the inside of the vaporization chamber is coated with an inorganic heat-resistant paint to which potassium carbonate <K 2 CO 3 > is added. 4. Claim 3, in which the inside of the vaporization chamber is coated with an inorganic heat-resistant paint containing potassium carbonate (K 2 CO 3 ) in an amount of 1 to 20% of the total amount by weight.
The liquid fuel combustion device described in .
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