JP2624018B2 - 液体燃料蒸発装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、灯油等の液体燃料を、
加熱した空気により比較的低い温度で直接的に蒸発気化
させ、得られた混合気を燃焼器側へ送り出すようにした
液体燃料蒸発装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種液体燃料蒸発装置の従来例を図
６、図７に示す。図６は従来装置の一部断面正面図で、
図７は同一部断面側面図である。円筒状の蒸発容器１内
に蒸発室２が構成されており、液体燃料噴霧用のノズル
３が円筒状蒸発容器１の中心軸上を内部の蒸発室２へ臨
まされている。液体燃料はノズル３に送られ、蒸発室２
内へ微粒化状態で導入される。蒸発容器１には前記ノズ
ル３の噴射口と対向する端壁近くの円筒壁面に、接線方
向に１個の高温空気導入口７が設けられており、該導入
口７から導入された高温空気によって、蒸発室２内に噴
霧された液体燃料が比較的低い温度で直接的に気化され
る。得られた混合気は前記噴射口近くの円筒壁面に設け
られた送り出し口８から燃焼器９に送られ、燃焼に供さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の液
体燃料蒸発装置では、蒸発室２は円筒状の外筒と円盤状
の両端壁からなる蒸発容器１内に構成され、ノズル３は
何れか一方の端壁から前記外筒の中心軸上に臨み、高温
空気送り込み手段はノズル３位置とは対向する側にあっ
てその送り込みパイプを前記一個の高温空気導入口７に
対して接線方向に接続し、且つ蒸発室２から燃焼器９側
への混合気送り出しパイプも前記外筒に対して接線方向
に接続して構成しているので、導入された高温空気の流
れが蒸発容器内で偏心的な螺旋状となりやすく、そのた
めに、蒸発室２に噴霧された液体燃料は特定の方向に曲
げられ（噴霧コーンが偏心し）、蒸発室２外筒に衝突す
る。特に、噴霧された液体燃料の貫通度（運動量）が低
い場合は、この現象は顕著になる。そのため、実際の蒸
発は噴霧された液体燃料が蒸発室２外筒に衝突するまで
の空間でしか起こらず、蒸発室２が有効に使われないと
いう欠点があった。また噴霧が充分に広がらずに高温空
気と接触するので、噴霧粒子と高温空気との混合が充分
に行なわれない欠点があった。

【０００４】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、蒸発室内に噴霧された液体燃料が蒸発室内に十分
に入って行き、コンパクトな蒸発室内で効率よく且つ安
定して蒸発ができる液体燃料蒸発装置の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体燃料蒸発装置は、外箇１１と両端壁１
２、２８からなる円筒型の蒸発容器１０と、該蒸発容器
１０の１側端壁１２の中心軸線上から容器１０内に微粒
化液体燃料を噴霧導入するノズル２２と、該ノズル２２
とは対向する他端壁２８の近傍の外筒１１の円周領域か
ら蒸発容器１０内に高温空気を送り込む高温空気送り込
み手段を少なくとも有し、前記蒸発容器１０内で、該容
器１０の中心軸線方向に噴霧導入された微粒化液体燃料
を同じく蒸発容器１０内に導入されて前記微粒子液体燃
料と対向する方向に流れる前記高温空気により直接的に
接触させて蒸発気化させ、その混合気を蒸発容器１０の
前記ノズル２２に近い方の外筒１１の円周領域に設けら
れた送り出し口１４から燃焼器２５側へ送り出すように
した液体燃料蒸発装置であって、前記高温空気送り込み
手段による蒸発容器１０内への高温空気導入口１５を、
前記蒸発容器１０の前記ノズル２２とは対向する他端壁
２８近傍の外筒１１の円周領域に、複数個、円周方向に
均等にして設けたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】ノズル２２から蒸発容器１０内に噴霧導入され
た微粒化液体燃料は、同じく蒸発容器１０内に高温空気
導入口１５から導入され且つ噴霧粒子とは対向する方向
から流れてくる高温空気によって、蒸発容器１０内で直
接的に接触し気化され、蒸発容器１０の送り出し口１４
から燃焼器２５に送り出される。そしてこの際、噴霧化
液体燃料は円筒型容器１０の中心軸方向（長手方向）に
噴霧されること、及び対向する方向から流れてくる高温
空気によって噴霧が長く延びることなく、容器壁面に達
する前に蒸発気化される。よって蒸発容器１０をコンパ
クトな小容積のものにすることができる。 燃焼器２５へ
の送り出し口１４は蒸発容器１０の円周領域に設けられ
るので、３６０度のどの円周位置に設けてもよく、燃焼
器２５や送り出し口１４を自由度の大きいレイアウトで
設けることができ、全体としての装置をコンパクトで且
つレイアウト上の自由度が高い状態で構成することがで
きる。 特に、高温空気導入口１５を複数個にしてこれを
蒸発容器１０の外箇１１の円周領域に円周方向に均等に
して設けたので、１ヵ所から高温空気を導入する場合に
比べて、高温空気流の分布が均一となり、噴霧を特定方
向等に曲げる力が働かない。よってノズル２２から噴霧
された液体燃料粒子は容器１０内に深く侵入し易くな
り、広い範囲で且つ適当な接触時間をもって高温空気と
接触することができる。その結果、効率よく且つ安定し
て蒸発を行うことができる。また空間利用率がよいので
蒸発室１０を小さくすることができ、装置をコンパクト
にできる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係る装置の一部
断面正面図、図２は同一部断面側面図である。

【０００８】蒸発容器１０は円筒状の外筒１１と円盤状
の端壁１２、２８とからなり、内部に蒸発室１３を構成
している。そして前記蒸発容器１０の一方の端壁１２に
は中心軸上にノズル２２を容器１０内へ臨ましてなるノ
ズル構造体２３が取り付けられている。また蒸発容器１
０の外筒１１には、ノズル構造体２３に近い方に蒸発気
化された液体燃料を燃焼器２５に送り出す送り出し口１
４が設けられている。一方、ノズル構造体２３から遠い
方の外筒１０の円周領域には一定の幅をもって高温空気
室２０が設けられている。そして高温空気室２０の内周
壁１７に複数の高温空気導入口１５が円周方向に均等に
設けられている。また前記高温空気室２０の外周壁１８
には高温空気生成装置である空気加熱手段２７からのパ
イプ２６が接続されている。空気加熱手段２７、パイプ
２６、高温空気室２０、高温空気導入口１５で高温空気
送り込み手段を構成する。

【０００９】本実施例では、前記高温空気室２０から蒸
発室１３への複数の高温空気導入口１５を、蒸発室１３
に対して接線方向に空気が導入されるように設けてい
る。本実施例では蒸発容器外筒１１の円周領域に設けた
高温空気室２０の複数個の高温空気導入口１５から均等
に高温空気が導入されるので、１ヵ所から高温空気を導
入する場合に比べて、高温空気流の分布が均一となり、
噴霧を特定方向等に曲げる力が働かない。よってノズル
２２から噴霧された液体燃料粒子は容器１０内に深く侵
入し易くなり、広い範囲で且つ適当な接触時間をもって
高温空気と接触することができる。また本実施例では、
高温空気導入口１５から接線方向に高温空気が導入され
ることで、蒸発室１３の内壁面に沿った高温空気の流れ
が生じさせることができ、その結果、噴霧燃料が噴霧後
すぐに内壁面に接触するのが防止でき、特に運転初期等
において蒸発燃料が未だ低温の壁面に接触して再液化す
るといったことが防止される。

【００１０】図３は本発明の第２実施例に係る装置の一
部断面正面図である。第２実施例の場合は、高温空気室
２０の内壁１７に複数個、均等に設けられる高温空気導
入口１５を、蒸発室１３に対して接線方向（第１実施例
の場合）よりも小さい角度ａ、例えば半径方向に対して
４５度にして設けている。他の点は第１実施例と同様の
構成である。

【００１１】第１実施例の場合には、蒸発室１３に対し
て接線方向に高温空気導入口１５を設けたため、導入さ
れた高温空気が蒸発室１３内壁面に沿った旋回空気流と
なり、このため高温空気の壁面への放熱が大きい欠点、
及び高温空気と噴霧燃料との混合が遅く、蒸発に長時間
かかる問題があった。本第２実施例では高温空気による
旋回空気流が蒸発室１３内壁面から離れて形成される
（旋回空気流の半径が小さくなる）ため壁面への放熱が
少なく、省エネである。また高温空気と噴霧燃料との混
合が第１実施例の場合に比べて早くなり、一層蒸発効率
がよくなる。勿論、高温空気導入室１５を容器外筒１１
の円周領域に複数個、均等に設けた点による作用効果は
上記第１の実施例の場合と同様である。

【００１２】図４は本発明の第３実施例に係る装置の一
部断面正面図である。第３実施例の場合は、高温空気室
２０の内壁１７に複数個、均等に設けられる高温空気導
入口１５を、蒸発室１３に対して半径方向に設けてい
る。他の点は第１、第２の実施例の場合と同様である。
本第３実施例の場合は、高温空気が周囲から蒸発室１３
内にその中心に向けて吹き込まれる。従って壁面に沿っ
た旋回流は構成されず、噴霧されてきた液体燃料に対し
て側方から吹き込まれた高温空気が直接的に接触し、効
率よく蒸発がなされる。また噴霧された液体燃料の侵入
に対する抵抗も少なく、噴霧貫通力の小さい噴霧器を用
いても、良好な接触蒸発ができる。

【００１３】図５は本発明の上記各実施例における変形
例を示す一部断面側面図である。この変形例は、ノズル
２２を高温空気導入口１５がある側の端壁２８に設けて
いる。即ち、上記１〜３の実施例において、ノズル２２
に対する高温空気導入口１５と高温空気の送り出し口１
４の位置関係を逆にしてもよい。その他、送り出し口１
４はノズル２２側とは反対側の端壁の中心軸上に設けて
もよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明は以上の構成，作用よりなり、請
求項１に記載の液体燃料蒸発装置によれば、噴霧導入さ
れた微粒化液体燃料と同じく導入された高温空気とを円
筒型の蒸発容器１０の中で、中心軸線に沿った長手方向
において全体として対向する流れとして互いに直接的に
接触させることができるので、接触効率が良く、液体燃
料が蒸発容器１０の壁面に当接する前に、容易に効率よ
く気化を行うことができる。よって蒸発容器１０もコン
パクトなものとすることができる。 また燃焼器２５への
送り出し口１４を蒸発容器１０の円周領域に設けるの
で、３６０度のどの円周位置に設けてもよく、燃焼器２
５や送り出し口１４を自由度の大きいレイアウトで設け
ることができ、全体としての装置をコンパクトで且つレ
イアウト上の自由度が高い状態で構成することができ
る。 特に、高温空気導入口１５を複数個にしてこれを蒸
発容器１０の外筒１１の円周領域に円周方向に均等にし
て設けたので、１ヵ所から高温空気を導入する場合に比
べて、高温空気流の分布を均一とすることができ、噴霧
を特定方向等に曲げる力が働かないようにすることがで
きる。よってノズルから噴霧された液体燃料粒子は容器
内に深く侵入し易くなり、広い範囲で且つ適当な接触時
間をもって高温空気と接触することができる。その結
果、効率よく且つ安定して蒸発を行うことができる。ま
た空間利用率がよいので蒸発室を小さくすることがで
き、装置をコンパクトにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る装置の一部断面正面
図である。

【図２】同第１実施例に係る装置の一部断面側面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例に係る装置の一部断面正面
図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る装置の一部断面正面
図である。

【図５】本発明の上記各実施例における変形例を示す一
部断面側面図である。

【図６】従来装置の一部断面正面図である。

【図７】従来装置の一部断面側面図である。

【符号の説明】

１０ 蒸発容器 １１ 外筒 １２、２８ 端壁 １３ 蒸発室 １４ 混合気の送り出し口 １５ 高温空気導入口 ２０ 高温空気室 ２２ ノズル ２５ 燃焼器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−80058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−252414（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−298704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−7325（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−183419（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒１１と両端壁１２、２８からなる円
   筒型の蒸発容器１０と、該蒸発容器１０の１側端壁１２
   の中心軸線上から容器１０内に微粒化液体燃料を噴霧導
   入するノズル２２と、該ノズル２２とは対向する他端壁
   ２８の近傍の外筒１１の円周領域から蒸発容器１０内に
   高温空気を送り込む高温空気送り込み手段を少なくとも
   有し、前記蒸発容器１０内で、該容器１０の中心軸線方
   向に噴霧導入された微粒化液体燃料を同じく蒸発容器１
   ０内に導入されて前記微粒子液体燃料と対向する方向に
   流れる前記高温空気により直接的に接触させて蒸発気化
   させ、その混合気を蒸発容器１０の前記ノズル２２に近
   い方の外筒１１の円周領域に設けられた送り出し口１４
   から燃焼器２５側へ送り出すようにした液体燃料蒸発装
   置であって、前記高温空気送り込み手段による蒸発容器
   １０内への高温空気導入口１５を、前記蒸発容器１０の
   前記ノズル２２とは対向する他端壁２８近傍の外筒１１
   の円周領域に、複数個、円周方向に均等にして設けたこ
   とを特徴とする液体燃料蒸発装置。