JPS6365214A - 液体燃料気化装置 - 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〕 この発明は、内燃機関等を搭載した車両、トレーラ等の
車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所、ビニールハウス等
の室に用いる間接又は直接的な暖房装置、乾燥装置、ボ
イラー、湯沸器等に適用できる燃焼器に適用されている
液体燃料を気化させて気化燃料を生成する液体燃料気化
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、車両の室内暖房については、内燃機関の
冷却水を温水配管で取出し、これをヒータ装置に導き、
間接的に熱交換を行って温風を室内に送り込んで室内暖
房を行っているものがある。

また、内燃機関とは無関係にバーナ即ち燃焼器によって
燃料を燃焼させて発生する熱量によって室内暖房を行う
自動車用暖房装置（例えば、特開昭６０−２５２０１８
号公報参照）がある。更に、燃焼器の燃焼ガスを熱交換
器を経て機関の吸気ボートへ供給すると共に、この熱交
換器により加熱される空気を車室へ導くようにしたエン
ジンの暖機装置（例えば、特開昭６１−７９８６４号公
報参照）がある。

先行技術として、例えば、本出願人による出願である特
願昭６０−１３７８３７号、特願昭６０−２０７３３０
号、特願昭５９−２８１１６２号等に開示されたものが
ある。

特願昭６０−１３７８３７号に記載されたものについて
、第２図及び第３図を参照して概説する。

液体燃料気化装置４０は外管４７、内管４８及び内管４
８に配置されるグロープラグ等の加熱栓４５から構成さ
れている。外管４７は気化室へ開口する複数の噴孔４９
を備えており、燃焼室に突出する大径の閉鎖端壁に受熱
体４１が形成される。

受熱体４１は、第３図に示すように、溝４４を設け、多
数のフィン４３が形成されている。外管４７の外端部に
は断熱ガスケット５１を介して内管４８の外端部が螺合
支持されている。内管４８の外端部に燃料供給管４６が
接続される一方、内端部は受熱体４１の近くまで延び、
かつ内管４８と外管４７との間に隙間５０が形成されて
いる。内管４８の外端部に設けたねし孔４２に加熱栓４
５の基端部が螺合支持され、この先端側加熱部が内管４
８との間に隙間５０を存して受熱体４１の方へ突出され
る。

また、特願昭６０−２０７３３０号に記載されたものに
ついて、第４図を参照して概説する。第４図において、
燃焼筒５９の内部を周縁部に複数個の切欠通路５３を有
する仕切板５２により気化室５４と周壁に空気導入孔５
５を有する燃焼室５６とに仕切り、前記気化室５４へ開
口する気化燃料噴出用のノズル５７を有し且つ外周面に
フィン５８を有する燃料気化装置６０を備えた燃焼器が
開示されている。燃料気化装置６０は外管６３にグロー
プラグ等である加熱栓６１が挿入されたものであり、加
熱栓６１の一端には端子６４が設けられている。外管６
３内への加熱栓６１の挿入は、燃料通路６５を形成され
るように配置される。また、外管６３には燃料供給バイ
ブロ２が取付けられている。加熱栓６１は中実構造であ
り、窒化ケイ素部材にタングステンから成る抵抗線（図
示省略）が埋込まれたものである。

更に、特願昭５９−２８１１６２号に記載されたものに
ついて、第５図を参照して概説する。第５図において、
燃焼筒７１内はハニカム通路６９によって気化室６７と
燃焼室６８とに仕切られている。気化室６７の上流端部
には空気導入孔を有する外周壁６６が取付けられている
。空気ダクト７３中に設けられて燃焼筒７１内に斜めに
配設され、上部７４より燃料を噴出させる噴出ロア２を
有した気化装置７０を設けた急加熱用燃焼器が開示され
ている。気化装置７０は外管７６内にグロープラグ等で
ある加熱栓７５が燃料通路７７を形成するように挿入さ
れている。加熱栓７５の一端には端子７９が設けられ、
また外管７６には燃料供給パイプ７８が取付けられてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記内燃機関の冷却水を利用して室内暖
房を行うものについては、冷却水の温度上昇の速度が緩
慢であるためヒータ本体が温風を送り出すまでに長時間
を要し、その間はヒータの暖房機能はほとんどない状態
である。また、上記内燃機関とは無関係に燃焼器を用い
る自動車用暖房装置又はエンジンの暖機装置については
、燃焼の周期、排ガスの処理等に時間、手数を要し、複
雑な機構、制御装置を必要とし、また液体燃料を気化さ
せるのに時間を要し、そのため気化燃料に対する点火及
び燃焼が遅れるという原因となっている等の問題点を有
している。

また、先行技術としての前記燃焼器に使用されている気
化装置については、液体燃料をある程度までは確実に且
つ急速に気化させることはできるが、液体燃料が接触す
る面積が狭く、低温の状態で急速に気化させるという点
ではまだ十分とは言えず、問題点を有している。次に前
記先行技術についての問題点を説明する。

まず、第２図及び第３図に示されている特願昭６０−１
３７８３７号に記載された燃焼器の燃料気化装置につい
ては、燃焼が盛んになった後には、受熱体４１によって
燃料気化装置の内管４８の端部から外管４７へ流入する
燃料が加熱気化されることとなり、燃焼器の運転開始後
は格別加熱栓に通電をしてなくても燃料の完全な気化が
達成され、消費電力の節減に役立つと共に、燃料の気化
効率が向上し、燃料の着火性が向上し且つ安定した燃焼
状態が得られるが、しかしながら、外管４７内に内管４
８が配置され、その内管４８内に中実構造のグロープラ
グである加熱栓４５が配置されているものであり、液体
燃料が気化熱を得るための加熱栓４５の放熱面積である
伝熱面積が小さく、液体燃料の燃料通路についても１つ
の環状通路のみであり、そのため液体燃料が気化するた
め十分な気化熱を得ることができず、気化した気化燃料
の流れについて改善の余地があり、液体燃料を急速に且
つ確実に気化させ、噴孔４９から気化燃料を噴出させる
という点では必ずしも十分でなく、更に低温で且つ急速
に液体燃料を気化させることができず、燃料通路の下流
に位置する加熱栓４５、内管４８及び外管４７にカーボ
ンが付着するという問題点を有している。

また、第４図に示された特＠ＴＩｇ６０−２０７３３０
号及び第５図に示された特願昭５９−２８１１６２号に
記載された燃焼器に使用されている燃料気化装置６０及
び気化装置７０についても、第２図に示した気化装置と
同様に、加熱栓６１及び加熱栓７５は中実構造であり、
そのため液体燃料が気化するため十分な気化熱を得るこ
とができず、液体燃料を急速に且つ確実に気化させ、気
化燃料噴出用のノズル５７及び噴出ロア２から気化燃料
を噴出させるという点では必ずしも十分でな（、更に低
温で且つ急速に液体燃料を気化させることができず、燃
料通路の下流に位置する加熱栓６１及び外管６３、並び
に加熱栓７５及び外管７６にカーボンが付着するという
問題点を有している。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、燃料を急速度で気化して、気化燃料を燃焼させる燃焼
器に使用する液体燃料気化装置であり、グロープラグ等
の加熱栓を低温、例えば、約４００℃〜５００℃に維持
して液体燃料を急速に且つ確実に気化させて気化燃料を
生成し、カーボン等の付着を防止し、気化された気化燃
料を燃焼器の気化室等に噴出させることができる液体燃
料気化装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。

即ち、この発明は、外周面に受熱フィンを備えた筒体内
に燃料通路を形成するように筒状ヒータコアを配置し、
前記筒体の一端に気化燃料噴出パイプを取付け、また前
記筒体の他端に燃料導入パイプを取付けたことを特徴と
する液体燃料気化装置に関し、更に具体的に詳述すると
、セラミックから成る前記ヒータコアにはヒータコイル
がプリントされ、前記ヒータコアには前記燃料導入パイ
プが取付けられた部位に燃料通孔が形成され、前記燃料
通孔と前記ヒータコア内の燃料通路とが連通しており、
燃焼器の燃焼室に配置して使用され、前記ヒータコアが
前記燃焼器における気化用グロープラグとして機能する
ことを特徴とする液体燃料気化装置に関する。

〔作用〕

この発明による液体燃料気化装置は、上記のように構成
されており、次のように作用する。即ち、この液体燃料
気化装置は、外周面に受熱フィンを備えた筒体内に燃料
通路を形成するように筒状ヒータコアを配置し、前記筒
体の一端に気化燃料噴出パイプを取付け、また前記筒体
の他端に燃料導入パイプを取付けたので、ヒータコイル
が取付け　　　　・られた前記筒状ヒータコアが円筒で
あり、筒状の内周及び外周が放熱面積である伝熱面積と
なり、伝熱面積を極めて大きくすることができ、前記ヒ
ータコアを低温に維持した状態で液体燃料が気化熱を十
分に与えられる状態となり、急速に且つ確実に気化され
ることとなり、しかも前記気化燃料噴出パイプを通って
気化燃料は噴出口からスムースに噴出される。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して、この発明による液体燃料気化
装置の一実施例を説明する。

第１図において、この発明による液体燃料気化装置が符
号１によって全体的に示されている。この発明による液
体燃料気化装置１については、例えば、ディーゼルエン
ジン又はガソリンエンジンのエアクリーナ、単独のエア
クリーナ等を通じて取り入れる空気、あるいは直接的に
外気又は室内から取り入れる空気を、空気取入パイプか
ら導入し、燃焼ガスを燃焼ガス送出パイプから直接的に
室内等に送り出すか、又は下流に設置された熱交換器（
図示省略）に送り出す燃焼器に使用されるものである。

この液体燃料気化装置１の構造について、第１図を参照
して説明する。液体燃料気化装置１は、金属製の気化パ
イプ即ち筒体２内に気化用グロープラグ等である加熱栓
即ちヒータコア３が内蔵されたものである。筒体２の外
周面には多数の受熱フィン５が形成されている。筒体２
の一端部に気化燃料噴出バイブロが取付けられ、また筒
体２の他端部に液体燃料導入パイプ９が取付けられてい
る。筒体２内にヒータコア３が挿入され、筒体２とヒー
タコア３との間には環状の燃料通路８が形成されている
。ヒータコア３については、円筒状等の筒状の形状であ
り、しかもヒータコイル４がプリントによって固着され
ている。燃料通路８の下流部位には気化燃料噴出部１５
が形成されている。図では、ヒータコイル４は、ヒータ
コア３の全長にわたってプリントされているが、必ずし
も全長にわたってプリントされる必要はなく、例えば、
ヒータコア３の先端部にはプリントせず、ヒータコア３
の上流部位及び中間部位にプリントするように構成して
もよい。液体燃料導入パイプ９の液体燃料導入口１４の
付近におけるヒータコア３の上流端部には、燃料通孔１
３が形成されている。従って、燃料通路８とヒータコア
３内の燃料通路１０とは、燃料通孔１３を通じて連通し
ている。ヒータコア３の基端部には端子１１が設けられ
ている。ヒータコア３の材質としては、例えば、セラミ
ック、窒化ケイ素部材等であり、ヒータコイル４の材質
としては、例えば、タングステンから成る抵抗線である
。図中、矢印は燃料の流れ方向を示す。

次に、この発明による液体燃料気化装置１が適用される
燃焼器の一例について説明する。前記燃焼器は、セラミ
ック製の燃焼筒、その外周を覆う金属製の外筒ハウシン
グ、並びに前記燃焼筒及び前記外筒ハウジングの一端部
を密封する金属製の蓋板から構成されている。前記外筒
ハウシングの下端部には金属製の燃焼ガス送出パイプが
設けられており、更に前記外筒ハウシングの筒状部には
金属製の空気取入パイプが側部に設けられている。

前記燃焼筒の内部は、周縁部に複数個の開口である切欠
通路を有する仕切板によって２つの室、即ち、気化室と
燃焼室とに仕切られている。前記燃焼室を構成している
前記燃焼筒の周壁には多数の空気導入孔が形成されてい
る。前記気化室とは反対側の燃焼室の端部即ち下部には
燃焼ガス送出口が形成されている。この発明による液体
燃料気化装置１は、例えば、第４図及び第５図に示すよ
うに、前記燃焼室の下流部位即ち前記燃焼室の角部から
前記仕切板の中央部に形成されている連通孔に向かって
斜めに伸長し、前記連通孔を貫通して設置されている。

また、前記気化室には加熱プラグである点火用グロープ
ラグが設置されている。

そして、気化燃料噴出バイブロの先端に形成された噴出
ロアは、前記気化室に設置された前記点火用グロープラ
グの近傍に位置するように配置されている。

この発明による液体燃料気化装置１は、以上のように構
成されており、次のように作用する。

液体燃料気化装置１の作用の理解を一層分かり易くする
ために、液体燃料気化装置１が上記燃焼器に適用された
場合の一例について説明する。

まず、筒体２内の気化用グロープラグである加熱栓即ち
ヒータコア３のヒータコイル４の抵抗線に端子１１から
通電し、ヒータコア３及びヒータコイル４を加熱すると
共に、燃料導入パイプ９から液体燃料を供給する。液体
燃料は燃料通路８及び燃料通孔１３から燃料通路１０に
導かれ、加熱されたヒータコア３及びヒータコイル４に
接触して気化される。次いで、気化された気化燃料は、
気化燃料噴出部１５から気化燃料噴出バイブロを通って
噴出ロアから燃焼器の気化室に噴出される。

この場合、最初は気化燃料に混じって油滴もわずかに噴
出されることがあるが、この油滴は気化燃料に点火され
る時に点火を極めてスムースにする機能を有している。

一方、燃焼空気は、空気取入パイプから送り込まれ、外
筒ハウジングと燃焼筒との間の環状空間を旋回して空気
導入孔から燃焼室に吹き込まれる。前記燃焼室に吹き込
まれた燃焼空気の一部は仕切板の開口である切欠通路を
通って気化室に送り込まれる。気化燃料と燃焼用空気は
混合され、ホモジニアス即ち均質な状態に混合されて混
合気を生成し、そこで、燃料は点火用グロープラグによ
って点火されて燃焼される。次いで、気化燃料は着火さ
れて燃焼し且つ燃焼空気と混合されながら、前記燃焼室
に噴出され、前記燃焼室において完全に燃焼されるよう
になる。燃焼した気化燃料は燃焼ガスとなって、燃焼筒
に形成されている燃焼ガス送出口から燃焼ガス送出パイ
プを通って熱交換器等に送出される。前記燃焼室での燃
焼状態が盛んになると、液体燃料気化装置１の筒体２に
設けた多数の受熱フィン５を介して燃焼熱即ち輻射熱を
受け、その熱を気化熱として燃料通路８，１０に伝える
ようになる。この状態になって液体燃料気化装置ｌの気
化用グロープラグ即ちヒータコイル４への通電を停止す
る。その後は、受熱フィン５を介して前記燃焼室から輻
射熱を受け、その熱を燃料通路８．１０に伝熱し、液体
燃料はその熱即ち気化熱によって筒体２内で気化して気
化燃料にされ、気化燃料噴出バイブロから前記気化室に
噴出されるようになる。

以上のように、この発明による液体燃料気化装置の実施
例について詳述したが、必ずしもこれらの細部に限定さ
れるものではない。例えば、図では、筒体の外周面に多
数の受熱フィンを筒体の円周方向に形成しているが、必
ずしも筒体の円周方向に形成する必要はなく、筒体の長
手方向に形成してもよいことは勿論である。また、気化
燃料噴出パイプかへ字型の形状に形成されているが、燃
焼器の構造に応じて種々の形状に形成することも可能で
ある。燃料導入パイプを筒体に対してはソ直角に取付け
ているが、必ずしもそのような取付は構造に限定される
ものでなく、平行にあるいは筒体に埋め込まれた状態に
取付けられてもよく、液体燃料気化装置を燃焼器に取付
ける場合に燃焼器の構造に応じて種々の形状に形成する
ことも可能である。更に、筒体、ヒータコア及び気化燃
料噴出パイプを円筒状に形成しているが、角筒状、楕円
筒状等積々の形状に形成することができる。

気化燃料噴出部における気化燃料噴出パイプの端部を面
取りをして気化燃料の流れがスムースになるように形成
してもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明による液体燃料気化装置は、上記のように構成
されており、次のような効果を有する。

即ち、この液体燃料気化装置は、外周面に受熱フィンを
備えた筒体内に燃料通路を形成するように筒状ヒータコ
アを配置し、前記筒体の一端に気化燃料噴出パイプを取
付け、また前記筒体の他端に燃料導入パイプを取付けた
ので、燃料気化用のヒータコイルが取付けられた前記ヒ
ータコアが筒状であり、筒状の内周及び外周が放熱面積
である伝熱面積となり、前記ヒータコアを低温、例えば
、約４００℃〜５００℃に維持して液体燃料が気化熱を
十分に与えられる状態となり、液体燃料を急速に且つ確
実に気化させて気化燃料を生成し、気化燃料噴出パイプ
にカーボン等が付着するのを防止でき、その気化燃料は
噴出口からスムースに噴出される。それ故に、液体燃料
を急速度で且つ確実に気化させることができ、気化燃料
となって完全燃焼することができ直ちに気化燃料を燃焼
させることができ、暖房等に迅速に即ち急速に供するこ
とができる。また、構造が極めて簡単で、液体燃料気化
装置そのものの組立て及び燃焼器への取付けを簡単に行
うことができ、メインテナンス等が容易であり、更に、
液体燃料気化装置への燃料供給について、燃焼に必要な
だけの気化燃料を逐次に生成するために、最適量の液体
燃料を燃料導入パイプを通じて液体燃料気化装置に供給
するように構成されており、しかも燃焼初期においては
液体燃料を気化させるため、液体燃料の供給量及び加熱
栓の断接によって制御でき、安全性の面からも極めて好
ましいものである等、種々の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による液体燃料気化装置の一実施例を
示す断面図、第２図は先行技術である燃焼器に使用され
る燃料気化装置の一例を示す断面図、第３図は第２図の
受熱体を示す平面図、第４図は先行技術である燃焼器に
使用される気化装置の一例を示す断面図、及び第５図は
先行技術である燃焼器に使用される気化装置の一例を示
す断面図である。 ■−液体燃料気化装置、２−−−−一筒体、３−−−−
−ヒータコア、４−−ヒータコイル、５−　受熱フィン
、６−　気化燃料噴出パイプ、７−−−−−噴出口、８
−−−−−燃料通路、９−−−−燃料導入パイプ、１０
−燃料通路、１１一端子、１３−　燃料通孔、１４−−
−一燃料導入口、１５−噴出部。 特許出願人　　　いす！自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−宗 第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面に受熱フィンを備えた筒体内に燃料通路を
   形成するように筒状ヒータコアを配置し、前記筒体の一
   端に気化燃料噴出パイプを取付け、また前記筒体の他端
   に燃料導入パイプを取付けたことを特徴とする液体燃料
   気化装置。
2. （２）前記ヒータコアはセラミックから成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の液体燃料気化装置
   。
3. （３）前記ヒータコアにはヒータコイルがプリントして
   固着されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の液体燃料気化装置。
4. （４）前記ヒータコアには前記燃料導入パイプが取付け
   られた部位に燃料通孔が形成され、前記燃料通孔と前記
   ヒータコア内の燃料通路とが連通していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の液体燃料気化装置。
5. （５）燃焼器の燃焼室に配置して使用されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の液体燃料気化装置
   。
6. （６）前記ヒータコアは前記燃焼器における気化用グロ
   ープラグとして機能することを特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載の液体燃料気化装置。