JPS6365215A - 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使用されるもの
で、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ポ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。

液体燃料気化装置の先行技術として、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。

まず、特願昭６０−１３７８３７号に記載されたものに
ついて、第３図及び第４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４８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４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４
１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じ孔４２に加熱栓４５の基
端部が螺合支持され、この先端側加熱部が内管４８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５図を参照して概説する。第５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Ｚ　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６３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６図を参照して概説する。第６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
せるのに長時間を要し、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、先行技術としての上記燃焼器に使用されている液
体燃料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、まだ十分
とは言えず、また、加熱栓の温度を燃焼器の状態に応じ
て適宜に調節することができず満足できるものではない
。次に前記先行技術についての問題点を説明する。

まず、第３図及び第４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の放熱面積が小さ
く、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、更に燃焼器の燃焼状態、液体燃料の種類
等に応じて加熱栓４５の温度調節を行うことができず、
必ずしも満足できるものではないという問題点を有して
いる。

また、第５図に示された特願昭６０−２０７３３０号及
び第６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は中実構造のもののみで
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、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く、
更に燃焼器の燃焼状態、液体燃料の種類等に応じて加熱
栓４５の温度調節を行うことができず、必ずしも満足で
きるものではない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
の加熱栓によっ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、しかも前記加熱栓の温度分布を変
えて構成し、前記加熱栓の温度分布を最適状態に設定し
、更に前記筒体内への前記ヒータコアの取付けを強固に
す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
に筒状ヒータコアを嵌合し、前記ヒータコア内に燃料通
路を形成し、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、前記筒状ヒータコアにはヒータコイルが
プリントされ、前記ヒータコアの中央部で前記ヒータコ
イルを密巻きに構成し且つ前記ヒータコアの両端部で前
記ヒータコイルを粗巻きに構成し、前記筒状ヒータコア
がセラミックから成り、前記ヒータコアが前記筒体内に
圧入嵌合されており、前記筒状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、
前記燃料通路と前記燃料導入パイプの通路とが連通して
おり、更に燃焼器の燃焼室に配置して使用され、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筒状
ヒータコアを嵌合し、前記ヒータコア内に燃料通路を形
成し、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ヒータコアが筒状であ
り、筒状の内周が液体燃料に対する放熱面積である伝熱
面積になり、伝熱面積が極めて大きくなり、前記ヒータ
コアを低温、例えば、約４００°Ｃ〜５００℃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、急速に叶っ確実に気化され、しかも気化燃料の噴
出部付近にカーホンの付着を発生させるようなことがな
い。また、気化された気化燃料は、障害物の無い前記ヒ
ータコア内をスムースに流れることができ、前記気化燃
料噴出パイプから噴出される。また、前記筒状ヒータコ
アにはヒータコイルがプリントされ、セラミック等から
成る前記ヒータコアの中央部で前記ヒータコイルを密巻
きに構成し且つ前記ヒータコアの両端部で前記ヒータコ
イルを粗巻きに構成しているから、前記ヒータコアの両
端の強度を強くすることができ、前記筒体と前記ヒータ
コアとの取付は状態を堅固にすることができる。更に、
液体燃料気化装置の前記気化燃料噴出パイプを上方に向
けて使用する場合には、液体燃料の気化が盛んな部分に
前記ヒータコイルが密巻きであるので液体燃料の気化を
急速に且つ確実に行うことができ、更に気化燃料の噴出
部付近は低温にすることができ、気化燃料を炭化させる
ことがなく、前記噴出部付近にカーボンが付着するよう
なことがない。

〔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
即ち筒状ヒータコア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内に筒状ヒータコア３が嵌合され、筒体
２と筒状ヒータコア３との間には密着状態に構成されて
いる。筒状ヒータコア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。筒状ヒータコア３内には燃料通路８が
形成されている。また、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。液体燃料導入パイプ
９の液体燃料導入口１４の付近における筒状ヒータコア
３の上流端部には、燃料通孔１３が形成されている。従
って、燃料導入パイプ９と筒状ヒータコア３内の燃料通
路８とは、燃料通孔１３を通じて連通している。筒状ヒ
ータコア３の基端部には、端子１１が設けられている。

筒状ヒータコア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。第
１図において、矢印は燃料の流れ方向を示す。

第２図は第１図のヒータコア３の平面図が示されている
。ヒータコア３の両端部はヒータコイル４が粗巻きにさ
れており、ヒータコア３の中央部ハヒータコイル４が密
巻きにされている。それ故に、ヒータコア３を筒体２に
取付ける場合に、金属製の筒体２とセラミック製のヒー
タコア３との接触部の接合強度を低下させるようなこと
がない。

また、液体燃料気化装置１の気化燃料噴出バイブロを上
方にして液体燃料気化装置１を燃焼器（図示省略）に設
置した場合に、液体燃料の水面がヒータコア３の中央部
付近に位置し、その水面が上下に動き即ち息付き現象を
起こすが、その部分へのカーボンの付着を防止すること
ができる。更に、前記燃料通路の噴出部付近のヒータコ
ア３の温度を低温に維持できるので、同様にカーボンの
付着を防止することができる。

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シングの一端部
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対何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５図又は第６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、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を、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させる。

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ｌ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
筒状ヒータコア３のヒータコイル４の抵抗線に端子１１
から通電し、筒状ヒータコア３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。液体燃料は液体
燃料導入パイプ９の液体燃料導入口１４を通って燃料通
孔１３から燃料通路８に導かれ、加熱されたヒータコア
３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
前記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
吹き出され、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、前記燃
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を介して前記燃焼室の輻
射熱を受けるようになる。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である加熱栓即ちヒータ
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、その熱は燃料通
路８に伝熱され、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。また、場
合によっては、ヒータコイル４を停止することなく作動
することができる。例えば、燃焼器の燃焼を盛んに行わ
ず抑えた状態で燃焼させている場合、あるいは気化し難
いような種類の液体燃料を使用している場合には、液体
燃料の気化を促進するためにヒータコイル４に通電して
おくこともできる。

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、筒体に形成した受
熱フィンが筒体の円周方向に形成されているが、例えば
、筒体の長手方向に形成されてもよいことは勿論である
。筒状ヒータコアを筒体に密着した状態で嵌合している
が、必ずしも密着する必要はなく、僅かな隙間が存在し
てい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！゛直角取付けているが、
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。

更に、図では、気化燃料噴出部における気化燃料噴出パ
イプの端部は筒体内に突き出た状態に取付けられている
が、突き出た状態にすることはなく、しかも気化燃料噴
出パイプの端部を面取り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
備えた筒体内に筒状ヒータコアを嵌合し、前記ヒータコ
ア内に燃料通路を形成し、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ヒ
ータコアが筒状であり、筒状の内周が液体燃料に対して
放熱面積である伝熱面積になり、伝熱面積が極めて大き
くなり、前記ヒータコアを低温、例えば、約４００℃〜
５００℃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
ととなる。また、気化された気化燃料は、障害物の無い
前記ヒータコア内をスムースに流れることができ、前記
気化燃料噴出パイプから噴出される。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、暖房等に迅速に供することができ
る。また、前記筒状ヒータコアにはヒータコイルがプリ
ントされ、セラミック等から成る前記ヒータコアの中央
部で前記ヒータコイルを密巻きに構成し且つ前記ヒータ
コアの両端部で前記ヒータコイルを粗巻きに構成してい
るから、前記ヒータコアの両端の強度を強くすることが
でき、前記筒体と前記ヒータコアとの取付は状態を堅固
にすることができる。更に、液体燃料気化装置の前記気
化燃料噴出パイプを上方に向けて使用する場合には、液
体燃料の気化が盛んな部分に前記ヒータコイルが密巻き
に構成されているので液体燃料の気化を急速に且つ確実
に行うことができ、更に気化燃料の噴出部付近は低温に
することができるので気化燃料を炭化させることがなく
、前記噴出部付近にカーボンが付着するようなことがな
い。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る。更に、液体燃料
気化装置への燃料供給について、燃焼に必要な量だけの
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
料を気化させるもので、液体燃料の供給量及びヒータコ
イル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図は第１図のヒータコアを示す平面図
、第３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４図は第３図の受熱体を示
す平面図、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、及び第６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。 １−−−−液体燃料気化装置、２−−−−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、？　−−
一一−−噴出口、８・−−−−−−燃料通路、９−−−
一燃料導入パイブ、１１−一端子、１３−−−−−−−
燃料通孔、１４−−一−−−燃料導入口、１５−−−一
噴出部。 特許出願人　　　いす家゛自動車株式会社代理人　弁理
士　　　　尾　仲　−末 弟　　１　　図 第２図 乙０ 第　　３　　図 第４図 ４４　　４ｊ

Claims (7)

【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筒状ヒータ
   コアを嵌合し、前記ヒータコア内に燃料通路を形成し、
   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）前記筒状ヒータコアにはヒータコイルがプリント
   され、前記ヒータコアの中央部で前記ヒータコイルを密
   巻きに構成し且つ前記ヒータコアの両端部で前記ヒータ
   コイルを粗巻きに構成した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）前記筒状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。
4. （４）前記ヒータコアは前記筒体内に圧入嵌合されてい
   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。
5. （５）前記筒状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、前記燃料通路と
   前記燃料導入パイプの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
   。
6. （６）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
   。
7. （７）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６項に記載の液体燃料気化装置。