JPS63318407A - 液体燃料燃焼器 - Google Patents

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 本発明は加熱、暖房、乾燥等に用いられる灯芯気化式の
液体燃料用触媒燃焼器に関するものである。

従来の技術 灯油あるいはアルコール等の液体燃料を多孔質の灯芯に
よって吸い上げ、その先端から気化させて燃焼室内で燃
焼させるいわゆる灯芯気化式の燃焼器は、従来より広く
用いられており、例えば第３図のような構成になってい
た。即ち多数の空気孔３１ａ、３２ａを穿設した内筒３
１および外筒３２からなる燃焼室３３の下部に灯芯３４
の先端を臨ませ、ここから気化した燃料を燃焼室３３内
で燃焼させて、その燃焼熱によって加熱された外筒３２
上部から周囲を囲むガラス筒３５を経て外部に輻射放熱
させるものである。一方策４図に示すように、灯芯式の
燃焼器に酸化触媒を備えたものもある（西野敦：第２回
触媒燃焼に関するシンボジウム予稿集、７　（１９８６
））。これは燃焼筒４１上方の天板４２に酸化触媒４３
を配置しており、燃焼排ガスをこの触媒４２を経て排出
させるものである。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成において、燃料は炎燃焼によって酸化反
応しており、高温となるために排ガス中に窒素酸化物が
含まれる。窒素酸化物は大気中に放出されると様々な悪
影響を及ぼし、特にＮＯ２は人体に有害で、呼吸器系の
疾患を引き起こす要因になっている。また燃焼熱を輻射
熱として利用する場合、燃焼室３３を構成する内筒３１
または外筒３２（特に外筒３２の上部）を火炎によって
加熱し、ここからガラス筒３５を経て輻射放熱させる方
法を採っているが、火炎と内筒３１あるいは外筒３２の
壁面は密着しておらず、従って輻射効率も２５〜３０％
にとどまるものであった。一方策４図に示した構成では
酸化触媒４３は燃焼筒４１の上方に遊離して備えられて
おり、消火時の臭気やＣＯの浄化には有効であるものの
、定常燃焼時には燃焼筒４１内で燃焼（炎燃焼）が完結
しており、酸化触媒４３の存在は窒素酸化物の発生防止
や輻射効率の向上には寄与し得ないものであった。

本発明は上記従来の欠点を解消し、燃焼反応の大部分を
触媒燃焼させることによって窒素酸化物の発生を抑制し
、同時に高い輻射効率を可能にするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、下部に灯芯の先端を臨ませて側壁に多数の空
気孔を穿設した気化室上方に、二次空気口を介して多数
の連通孔を有する酸化触媒層を備え、その上流側に熱透
過体を、下流側上部に排気口を備えるものである。

作用 本発明は上記手段により、灯芯より気化した燃料の大部
分を酸化触媒層表面で触媒燃焼させ、窒素酸化物の発生
を抑制すると共に、触媒層表面からの大きな輻射放熱を
有効に利用し、輻射効率の高い燃焼器を提供できるもの
である。更に点火初期においては、灯芯から気化した少
量の燃料を気化室内で完全燃焼され、その燃焼熱によっ
て触媒層の予熱ができるから、別設の触媒予熱手段が不
要とし得るものである。

実施例 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。第
１図において１は液体燃料タンク、２は灯芯、３は燃焼
筒で、燃焼筒３は以下のような構成となっている。下部
に灯芯２の先端を臨ませた気化室４には側壁に多数の空
気孔４ａが穿設されており、その上方には二次空気口５
が開口されている。二次空気孔５の後部上方には多数の
連通孔６ａを有する酸化触媒層６が直立して備えられ、
その前面に対向してガラス窓７が、後面上部には排気口
８が備えられている０次に動作について詳述すると、灯
芯２から気化した燃料は気化室４内で空気孔４ａから供
給された空気と混合しつつ上昇するが、一部はここで火
炎を形成し、その燃焼熱は灯芯２へ供給されて燃ｒ４の
気化熱として供せられる。気化室４を出た混合気は二次
空気口５で充分量の空気を供給され、空気過剰の混合気
となって上昇するが、その上方には酸化触媒層６が備え
られているから、主に上流側（前面）で触媒燃焼を生じ
つつ、連通孔６ａを経て下流側（後面）へと流れる。燃
焼排ガスは酸化触媒層６の後面上部に備えられた排気口
８から排出される。一方燃焼熱によって加熱された酸化
触媒層６から放出された輻射熱は、対向して備えられた
ガラス窓７を経て前面に供給される。かくして酸化触媒
層６の表面で大部分の燃料が触媒燃焼するために、燃焼
温度は従来の炎燃焼（約１５ｏＯ℃以上）に比べて低く
なり（５００〜８００℃）、窒素酸化物の発生は殆ど無
くなる。また触媒燃焼反応は酸化触媒層６の（主に前面
）表面で進行するから、燃焼熱は直接触媒層６を加熱し
、そこから輻射放熱することになるから、輻射効率は従
来の炎加熱に対して著しく高くなり、４０〜４５％に達
するという結果が得られている。

ところで点火時においては、燃料の気化量が少量である
点火初期には気化室４内で燃焼が完結してしまい、高温
の排ガスのみ上方へ供給されることになる。この高温排
ガスによって酸化触媒層６が加熱され、触媒燃焼可能な
温度まで昇温されるから、以降燃料気化量が増加して気
化室４で燃焼しきれなくなった時には酸化触媒層６が充
分昇温されており、速やかに触媒燃焼へと移行させるこ
とができる。従って電気ヒータ等の予熱手段が必要なく
、灯芯２への着火装置を備えるのみで良くなるから、電
源コードのないポータプル機器とすることができる。な
おここで定常（触媒）燃焼時には気化室４の空気孔４ａ
において、必ずしも気孔炎を形成する必要はなく、灯芯
２から燃料が気化し得る熱量を供給すれば燃焼は継続さ
れるが、外気温等の影響を受けずに安定した燃焼量を得
るためには、灯芯２近傍に一定量の火炎を形成すること
が有効であり、その火炎を必要かつ十分の量だけ形成さ
せるために、気化室４に（空気孔４ａを経て）供給する
空気量は、燃料に対する理論空気量以下、好ましくは理
論空気量の約５０％以下にしておくのが良い、こうすれ
ば気化室４で燃焼反応が終了することはなく、確実に触
媒燃焼を行うことになり、上記窒素酸化物の低減や輻射
効率の向上という効果は充分発揮される。

また第２図に他の実施例を示す。１１は燃料タンク、１
２は円筒状の灯芯で、１３は燃焼筒である。燃焼筒１３
は空気孔１４ａ°を穿設した内筒１４°と空気孔１４ａ
”を穿設した外筒１４″の二重の円筒から構成された気
化室１４と、その上方に開口された二次空気口１５、更
にその上部に載置された円筒状の酸化触媒層１６、酸化
触媒層１６の周囲を囲んだガラス窓１７、酸化触媒層１
６の中央上部に設けられた排気口１８とから構成されて
いる。灯芯１２から気化した燃料は気化室１４において
空気孔１４ａ’　、１４ａ″から空気の供給を受け、一
部ここで炎燃焼しつつ上昇して二次空気口１５から充分
量の空気を供給され、酸化触媒層１６へ至る。酸化触媒
層１６ではその表面（主に外側）で触媒燃焼を行い、連
通孔１６ａを通って内側へと排ガスは流れ、排気口１８
から排出される。酸化触媒層１６から発せられた輻射熱
は、その外周を覆う（円筒状の）ガラス窓１７を経て外
部に放出されるが、後方へ出た輻射熱は反射板１９によ
って前方へと反射され、最終全輻射放熱は前面へと供給
される。ここで気化室１４および酸化触媒層１６が円筒
状であることによって、混合気および火炎、排ガスの部
分的な偏りは解消され、全周に渡って均一な完全、安定
燃焼が維持される。また火炎および排ガスは中央に集中
する性質を有するが、酸化触媒層１６において混合気は
外周から中央へと流れる流路を形成することになるから
、上記性質に対して順流となり、流路抵抗は軽減される
。従って酸化触媒層１６の連通孔１６ａの抵抗に対して
充分量の通気力（ドラフト）が発生し、排気口１８の高
さを延長することなく所定の空気および燃料の供給を行
うことができる。なお酸化触媒層１６は本実施例のよう
に円筒形状とするのが全周の均一性を得るには最も適当
であるが、多孔質の平板を並べた水平断面三角形、四角
形、あるいは六角形、六角形等の多角形筒状としても良
く、円筒形加工上の難点を解消できると共に、性能的に
は充分上記効果を発揮できるものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、灯芯から液体燃料を気化
させ、予混合させる気化室の上方に、二次空気口を介し
て酸化触媒層を備える構成とすることにより、窒素酸化
物の著しく少ない清浄な排ガスとすることができ、かつ
高効車の輻射放熱が可能な液体燃料燃焼器を提供し得る
ものである。

また別設の触媒層予熱手段を必要とせず、自己燃焼熱で
予熱を行い、自動的に触媒燃焼へと移行できるもので、
完全なポータプル機器とすることができる。更に触媒層
を円筒または多角形筒状とすることにより、燃焼状態の
均一性、安定性が確保されると共に、大きな燃焼筒高さ
を必要とせずに通気力も充分得られ、小型で高輻射の加
熱、暖房ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例なる液体燃料燃焼器の要部断
面図、第２図は他の実施例の断面図、第３図および第４
図は従来例の液体燃料燃焼器の要部断面図である。 ２．１２・・・灯芯、３．１３・・・燃焼筒、４．１４
・・・気化室、５．１５・・・二次空気口、６．１６・
・・酸化触媒層、７．１７・・・ガラス窓、８．１８・
・・排気口。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男ほか１名第１図 卿　２　図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）下部に上下動する灯芯の先端を臨ませ、側壁に多
   数の空気孔を穿設した気化室と、前記気化室上端近傍に
   備えられた二次空気口と、前記二次空気口上方に備えら
   れた多数の連通孔を有する酸化触媒層と、前記触媒層の
   上流側面に対向して配設された熱透過体と、前記触媒層
   の下流側上部に備えられた排気口とを有する液体燃料燃
   焼器。
2. （２）気化室に供給する空気を灯芯より気化する燃料に
   対する理論空気量以下にすると共に、前記気化室に穿設
   した空気孔の少なくとも一部には火炎を形成させた特許
   請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼器。
3. （３）気化室を内外二重の円筒で構成すると共に、前記
   気化室上方に円筒または多角形筒状の酸化触媒層を配設
   し、前記触媒層の外側から内側へ流れる混合気流路を形
   成させた特許請求の範囲第２項記載の液体燃料燃焼器。