JPS6138318A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

液体燃料燃焼装置

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JPS6138318A
JPS6138318A JP16177484A JP16177484A JPS6138318A JP S6138318 A JPS6138318 A JP S6138318A JP 16177484 A JP16177484 A JP 16177484A JP 16177484 A JP16177484 A JP 16177484A JP S6138318 A JPS6138318 A JP S6138318A
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JP
Japan
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liquid fuel
vaporization
section
combustion device
vaporizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP16177484A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoyoshi Maehara
前原 直芳
Shinichi Nakane
伸一 中根
Katsuzo Konakawa
勝蔵 粉川
Katsuhiko Yamamoto
克彦 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP16177484A priority Critical patent/JPS6138318A/ja
Publication of JPS6138318A publication Critical patent/JPS6138318A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details
    • F23D11/44Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441Vaporising devices incorporated with burners
    • F23D11/448Vaporising devices incorporated with burners heated by electrical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、灯油などの液体燃料燃焼装置の改良に関し、
さらに詳しくは液体燃料燃焼装置の液体燃料を気化させ
る燃料気化部の改良に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来、灯油などの液体燃料の燃焼装置は、ヒータなどに
より加熱された気化筒にポンプなどで液体燃料を供給し
て気化し、空気と混合して燃焼させる構成のものが多く
見られ、第1図はその代表的な燃焼装置の断面図である
第1図に於て、気化筒1はシーズヒータ2を埋め込まれ
たアルミダイカスト製であり、上部にスリット状の炎孔
3を有するバーナヘッド4が設けられ、気化室5を形成
している。シーズヒータ2は400−500Wの定格で
あるのでリード線6により直接商用電源(図示せず)に
接続されており、気化筒1は、燃焼筒7の側壁に設けら
れた支持板8,9によって支えられている。
燃焼空気は、ファン10によりエアガイド11゜12.
13を通って図の矢印のように供給され、1次空気は、
エアガイド13から接続管14を通って気化筒1に設け
られた開口15より気化室5に送られる構成である。
一方、灯油はタンク16からポンプ17により供給され
る構成であり、接続管14及び開口15を貫通して気化
室5に臨まされた吐出管18からポンプ17の吐出力に
よって気化室5内に液滴19として吐出される。
気化筒1がシーズヒータ2により250°C程度に加熱
されているので、液滴19は気化してガス状になり1次
空気と気化室5内で混合してバーナーヘッド4の炎孔3
から噴出し、火炎2oを形成して燃焼する。なお、21
は対流ファンである。
このように灯油を気化して燃焼させる構成であるので燃
焼排気ガスが比較的クリーンであるという特長を有して
いたが、以下に述べるような欠点を有していた。
燃焼開始時に於て、気化筒1は灯油が正常に気化し良好
な燃焼を開始できるために250℃程度に加熱されてい
ることが必要である。従って、第2図に示すように燃焼
開始時刻toから250°Cに達する時刻t1迄の間、
所謂余熱時間Tpが必要であった。このTpは、気化筒
1やシーズヒータ2の熱容量が大きいこと、支持板8,
9などからの放熱が相当存在することなどによりかなり
長いものとなっており3−5分程度であった。
従って、使用者が使いたい時すぐに使えず、大変不便で
あった。特に暖房機器の場合には、寒いのにすぐに暖房
ができないので極めて不都合な欠点であった。
この不都合を解消しようとして気化筒1の熱容量を減少
させると、次のような新たな問題が発生するため実現す
ることが困難であった。即ち、第2図に破線Bで示すよ
うに、気化筒1の熱容量を減少させると気化筒1の温度
上昇は速まり時刻t2で25.O’Cに達する。しかし
ながら、時刻t2で灯油が吐出管18より液滴19とし
て気化筒1に供給されると、気化筒1の熱容量に比較し
て液滴19が大きいこと、及びシーズヒータ2から気化
筒1への熱量補給が熱伝導により行われるので熱量補給
に遅れがあることなどにより、過大蒸発負荷の状態とな
ってしまう。この結果、気化筒1の気化面の温度は、同
図破線Bのように大きく低下してしまうのである。
この温度低下により燃焼状態に異常を生じたり、気化面
にタールが生成したりするという不都合が生じるのであ
り、このためこのような改良構成を採用することが困難
であった。
さらにまた、上述したような理由により、ある程度大き
い熱容量の気化筒1の温度上昇を速めるために、シーズ
ヒータ2は400−500Wとかなり大きい電力容量で
ある。従って、コストなどの面からシーズヒータ2は商
用電源から直接付勢されており、異常燃焼時などに気化
筒1の温度が過昇した場合などは絶縁劣化により感電す
る可能性があるという欠点があった。
発明の目的 t′益日BI+ト君−ケ占ん一塩オスナーv4r虚六灼
ナー獣のであり、液体燃料を気化して燃焼させる燃焼装
置の燃料気化部の余熱時間を、異常燃焼の発生やタール
の生成などを生じることなく大幅に短縮し、極めて使い
勝手の優れた液体燃料燃焼装置を提供することを目的と
するものである。さらにもう1つ他の目的は、燃料気化
部の加熱溝成の改良により、気化部の温度が過昇した場
合などであっても絶縁劣化により感電するという不都合
を生じず、非常に高い安全性を有する液体燃料燃焼装置
を提供することである。
発明の構成 本発明は上記目的を達成するために以下に述べる構成よ
り成るものである。
即ち、液体燃料を噴霧する噴霧器と、前記噴霧器より噴
霧された液体燃料を気化させる気化部と、前記気化部に
より気化された燃料を空気と混合して燃焼させる燃焼部
と、前記気化部に電磁誘導電流を通電して前記気化部自
身を発熱させる電磁加熱手段とにより構成されている。
前記電磁加熱手段により前記気化部に電磁誘導による電
流を通電して気化部自身を直接発熱させて加熱し、直接
発熱している気化面に前記噴霧器より噴霧された噴霧微
粒子を分散供給して気化し燃焼させるものである。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図面と共に説明する。
第3図は本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置の断
面図であって、第1図と同符号のものは相当する構造物
であり説明を省略する。同図に於て、燃焼空気はエアガ
イド11の吸気口22からファン10によって吸込まれ
、図中の矢印のように供給される。
一方、灯油は、タンク16及びファン10の吸引側にパ
イプ2a及び24により接続された噴霧器25により図
のように噴霧粒子26として供給される。
ここで噴霧器25について詳しく説明する。第4図は噴
霧器25の断面図であって、第3図と同符号のものは相
当する構造物セある。
噴霧器25は、直径5−15贋、深さ1−5騎の円筒状
の加圧室29を有するボディー30と、直径o、o 3
−0.1 mmのノズル31が複数個設けられ、厚さ0
.03−0.1闘のノズル板32と、開口33を有し、
外径5−15關、厚さ0.5−2Mの円環状圧電セラミ
ック34とを図のように相互に接着して構成されている
噴霧器25はビス27によりタンク16の液面35より
hだけ高い位置に取付られており、動作停止時はパイプ
23内の液面36もタンク16の液面35と同じ高さで
ある。
ファン10が起動されるとファン10の吸引側には負圧
カーPsが発生し、この負圧カーPsが液面36に印加
される。この時ノズル31からも空気流入が生じるけれ
ども、ノズル31の直径が小さいのでほとんどそのまま
の負圧カーPsが液面36に印加される。従って、液面
36は上昇して図の液面37の位置となってつりあい、
加圧室29への灯油の充填が行われる。
圧電セラミック34のノズル板32との接着面とその対
向面には電極面(図示せず)が設けられており、この電
極“間に第5図のような交流電圧が供給される。この交
流電圧の極性に応じて圧電セラミック34はその径方向
に振動し、この振動は結果として図中の破線で示したよ
うなたわみ振動に変換される。
従って、ノズル31の近傍のみが大きい振幅で励振され
、集中的な音圧が加圧室29のノズル31近傍に発生す
る。この周期的で強い音圧により、ノズル31からは第
5図の交流電圧の周波数に応じた微小粒子26が噴射さ
れる。この微小粒子26は粒径が均一であり安定した噴
霧パターンで噴射され、かつ、第5図の交流電圧を間欠
制御して図のt1/12を調節するだけで任意の平均噴
霧量に調節することができる。
再ひ、第3図に基づき説明する。J:、述した噴霧器2
5より噴霧された微小粒子26は1次燃焼室35円に支
持板36.37にて取付られた気化ユニット38の気化
部39に送られるよう構成されている。気化部39には
、多数の細孔40が設けられ、かつ図の左右には短い円
筒状の保炎筒41と気化筒42が設けられている。気化
部39はセラミックなどで構成された絶縁体43によっ
て支えられ、絶縁体43の溝部44には誘導加熱コイル
45が図のように挿入され、気化部39に高周波交番磁
束を与えるように構成されている。なお、46.47は
フェライトあるいはアルミなどで構成された磁束路であ
り、不用な部分に磁束が及ぶのを防止するためのもので
ある。また、48は気化部39の温度を検知して誘導電
流の通電を制御するための温度検知器である。誘導加熱
コイル45は、第6図に示すような周波数変換器により
付勢することができる。第6図に於て、商用電源49は
整流器50とコンデンサー51とにより直流化され、誘
導加熱コイル45、共振コンデンサー52、ダイオード
53、及びトランジスター54より成るインバータ(周
波数変換器)の電源回路を形成している。トランジスタ
ー54は発振制御回路55の信号を抵抗器56.57を
介して受け、所定の周波数でスイッチング動作を行う。
従って、誘導加熱コイル45には高周波電流が流れ、気
化部39に高周波交番磁束が供給される。
この高周波交番磁束により、気化部39には渦電流及び
ヒシチリシスによる銅損と鉄損が生じ、気化部39はそ
れ自身が発熱体となって発熱する。
つまり伝導熱によって加熱されるものではなく、それ自
身の発熱によって加熱されるので無駄な熱放散が極めて
小さく抑えられ、気化部39の温度上昇を著しく速くす
ることができると共に無駄な電力消費を削減することが
できる。
また、噴霧器25により微小粒子26を安定し′たパタ
ーンで気化部39の気化面に供給しているので、灯油の
表面積が広げられ、かつ、均一分散された状態となって
いる。従って、気化部39の気化面各部に於て灯油の蒸
発負荷が著しく軽くなっており、このため気化部39の
熱容量が非常に小いものであっても気化面温度が灯油の
蒸発負荷によって低下することがない。即ち、灯油が気
化面に噴霧供給された時、灯油の表面積が広げられ、力
′)つ、均一分散して軽蒸発負荷の状態であり、しかも
、気化部39自身が発熱して熱量補給されるので、気化
部39の熱容量が従来に比べ著しく小くても、気化面温
度を良好な気化に必要な温度に維持することが可能であ
る。
また、気化部39と誘導加熱コイル45とは相互に接触
している必要がないので、電気的な絶縁を簡単かつ確実
に行うことか可能である。
従って、余熱時間を極めて短くし、かつ安定でクリーン
な燃焼が可能であり、しかも、安全性が著しく高い液体
燃料燃焼装置を実現することができる。
第7図は本発明の他の実施例を示す気化部の断面図であ
って、第3図と同符号のものは相当する構造物である。
同図に於て、気化ユニット38は円筒状の絶縁体43と
、その内側に設けられた多孔質磁性材料より成る気化部
39と、絶縁体43の周囲に巻かれた誘導加熱コイル4
5とにより構成されている。誘導加熱コイル45により
発生される磁束49は図のように気化部39の多孔質磁
性材料と交差するので、多孔質磁性材料は発熱して第3
図の場合と同様の作用を生じる。、多孔質磁性材料で気
化部39を構成することにより、気化部39を図のよう
に炎孔として作用させ、火炎20を気化部39に保炎さ
せることができる。
第8図は本発明のさらに他の実施例を示す気化部の断面
図であって、第3図と同符号のものは相当する構造物で
ある。同図に於て、気化ユニット38は金網状の気化部
39と、これを保持する絶縁体43と、気化部39の電
流端子50.51とより成り、電流端子50.51はリ
ード線52゜53に接続されている。このリード線52
,53は、商用電源49により付勢されるトランス54
の一次巻線55の発生する磁束をコア56を介して受る
よう構成さ゛れている。従って、金網状の気化部39に
はリード線52.53を介して二次電流が流れ、気化部
39の電気抵抗による発熱を生じる。即ち、トランス5
4により気化部39に誘導電流が発生させられることに
より、気化部39自身が発熱し温度上昇するのである。
従って、第3図の実施例の場合と同様の特長と効果を得
ることができる。
発明の効果 以上に述べたように本発明によれば、噴霧器と、気化部
と、燃焼部と、電磁加熱手段とを備え、前記電磁加熱手
段により前記気化部に誘導電流を通電して前記気化部自
身を直接発熱させて加熱し、直接発熱している前記気化
部の気化面に前記噴霧器から噴霧された液体燃料の微粒
子を分散供給して気化し燃焼させるよう構成したので、
異常燃焼やタールの発生を生じることなく燃料気化部の
余熱時間を大幅に短縮し、極めて使い勝手に優れ、かつ
電力消費の少ない液体燃料燃焼装置を提供することがで
きる。また、誘導作用による電流を気化部に通電する構
成であるので感電する恐れがなく、非常に安全性に優れ
た液体燃料燃焼装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の液体燃料燃焼装置の構成を示す断面図、
第2図は同装置の欠点を説明するための気化部の温度上
昇特性図、第3図は本発明の−実施例を示す液体燃料燃
焼装置の断面図、第4図は同装置の噴霧器の構造を示す
断面図、第5図は同噴霧器の駆動電圧波形図、第6図は
同燃焼装置の誘導加熱コイル付勢回路図、第7図は本発
明の他の実施例を示す液体燃料燃焼装置の気化部の断面
図、第8図は本発明のさらに他の実施例を示す液体燃料
燃焼装置の気化部の断面図である。 7.35・・・・・・燃焼部(燃焼筒、1次燃焼室)、
25・・・・・・噴霧器、39・・・・・・気化部、4
5.54・−・・・・電磁加熱手段(誘導加熱コイル、
トランス)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 2図 第5図 第7図 、53

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液体燃料を噴霧する噴霧器と、前記噴霧器より噴
    霧された液体燃料を気化させる気化部と、前記気化部に
    より気化された燃料を空気と混合して燃焼させる燃焼部
    と、前記気化部に電磁誘導電流を通電することにより前
    記気化部自身を発熱させる電磁加熱手段とを備えた液体
    燃料燃焼装置。
  2. (2)電磁加熱手段を、絶縁トランスを含んで構成した
    特許請求の範囲第1項記載の液体燃料燃焼装置。
  3. (3)電磁加熱手段を、半導体スイッチ素子を含む周波
    数変換器と、前記周波数変換器により付勢され、気化部
    の少なくとも一部に交番磁束を発生させる加熱コイルと
    を含んで構成した特許請求の範囲第1項記載の液体燃料
    燃焼装置。
  4. (4)気化部を多孔質強磁性体で構成した特許請求の範
    囲第1項記載の液体燃料燃焼装置。
JP16177484A 1984-07-31 1984-07-31 液体燃料燃焼装置 Pending JPS6138318A (ja)

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Cited By (2)

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EP1420205A3 (de) * 2002-11-05 2005-07-06 J. Eberspächer GmbH & Co. Verdampferbrenner, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät
EP1555482A3 (de) * 2004-01-15 2008-10-29 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs

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