JPH02106603A - 燃焼装置 - 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〕 本発明は、液体燃料を多孔質の気化体に含浸させて燃焼
する比較的小型の燃焼装置、例えばｌ」＼型のボイラや
燃料加熱装置等に関する。

〔従来の技術〕

液体燃料の燃焼はまず蒸発という過程を経て気化し”Ｃ
なる燃料蒸気が酸素と反応して行なわれる。

この際、液体ＩＢＭを気化するものとして多孔質のセラ
ミックスや金属等からなる気化体が用いられ、液体燃料
はこの気化体に含浸され、その細孔部分を液体の表面張
力、Ｎ力または液体燃料を送液するポンプの吐出圧力等
によりて気化体の表面に達し、燃焼により生じた火炎の
かく射や対流による熱を受け、蒸発して燃焼する。この
ような気化体を有する燃焼装ｆ１として従来Ｗ、４図に
示すものが知られている。図に２いて多孔質のセラミッ
ク等からなる気化体２は炉容器３の−１の周面に燃焼突
気の複数の空気分配孔４を備えたカバー５に取付けられ
ている。なお気化体２には炉容器３内の燃焼室６側に気
化体カバー７が取付けられている。燃焼室６内には炉容
器３と内壁８とにより環状のガスの流路が形成される熱
交換器９が設けられている。なお、１１　、１２は熱交
換器９に流入するガスの入口、出口であり、１３は燃焼
排ガスが排出される排出口である。

ファン１５はカバー５を囲むケーシング１６の中に設け
られ、ケーシング１６の外側に突気取入口１７を備えた
ファン駆動用のモータ１８が取付けられている。

ｌ９は燃料供給管であり、ケーシング１６．カバー５を
貫通して気化体２１こ設けられた燃料供給口かに挿入さ
れている。なお図示しないが点火装置が備えられている
。

このような燃焼装置の構造により液体燃料は外部からポ
ンプ等により燃料供給管１９を通り燃料出口部２１から
気化体２の燃料供給口（９）に供給される。

供給された液体燃料は気化体２の細孔を通って気化体２
の周囲に達し、燃料の燃焼によるふく射熱や対流によっ
て気化して燃焼する。この時燃焼に必要な空気は空気塊
人口１７からファン１５によりて吸引され、エネルギを
与えられてファン１５とカバー５との間の空気予熱室器
を経て空気分配孔４を通って気化体２の周囲から中心部
に向りて吹きつけられ、気化した燃料ガスと混合されて
燃焼する。

燃焼ガスは燃焼室６の周囲の熱交換器内ｊＡ８から熱交
換器９を流れる加熱流体Ｕに熱を伝え、排気口１３から
外部へ排出される。加熱流体Ｕは入口１１から供給され
出口１２を経て外部へ送り出される。

このようにして液体燃料は気化体２にて燃焼による熱に
より気化して燃焼が行なわれるが、この方式の燃焼装置
によれば液体燃料の気化液面を水平に保持する必要がな
いので取付方向としてバーナを下向きにすることもでき
るなど火炎方向を自由に選択できるし、振動などにより
失火する恐れもないという利点がある。また、特にこの
方式では燃料噴き式のような一般的に高級な燃料ポンプ
や燃料噴射弁を必要としないので小型の燃焼装置が安価
に提供できるという利点もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の燃焼装置は小型軽量であること、つまり装置の単
位容積（または重量）当りの燃焼量の多いこと、または
単位容積（′ｆ：たはＷｉｔ）当りの燃料の発熱量の多
いこと、そしてどんな液体燃料でも燃焼可能であること
が望まれている。しかし上記の燃焼装置では燃料量を増
しても無制限に燃焼できるわけでなく、ある量販上では
気化体２１ごて気化できなくなる。すなわち、ふく射や
対流Ｅこよって気化体が受ける熱量以上には液体燃料を
気化できなくなるので、気化しきれない液体燃料は液滴
として気化体２の下面からしたたり落ちて来て気化体針
午方（水平設置の場合）ｌこ落下する。この際、伝熱等
によりである程度の液体燃料も気化できるが、気化しき
れない液体燃料は気化体２の下側の空気分配孔４から空
気予熱室器へ流れ出しやがてはモータ１８のフランジ面
がなどから生の液体燃料が流れ出したり、また燃焼室６
ｔこ吹き飛ばされて留った液体燃料が気化する熱でもっ
て熱交換器内壁８の温度を下げたり、燃焼室で気化した
ガスが正常位置にて燃焼しない（燃焼室の出口付近や排
気管中などで燃焼する）ため、効率の低下を来たしたり
危険な状態を生み出す。

また、燃料の選択において、例えば灯油、軽油。

航空用燃料ガソリン等と最近工業的に盛んに利用され始
めたメタノールとを比較してみると、発熱量は灯油、軽
油、航空燃料等が約１００００〜１０５００Ｃａ４／ｇ
ｒであるのに対し、メタノールのそれは４７６０ｃ嵯へ
ｒであり、同じ発熱量を得るためにはメタノールは軽油
などの２倍以上の量を燃焼させねばならない。さらに両
者の蒸発熱を比較してみると軽油を例にとるならば色々
と種類はあるが、平均では約９０　ｃｄ７ｇｒであるの
ｌこ対し、メタノールのそれは２６３ｃｄｙｇｒ必要で
ある。このことはメタノールを燃焼させて、軽油と同じ
発熱量を得るためには気化体が必要とする蒸発熱は　　
　ｘ−＝６．１３となる。つまりメタノール燃焼の場合
は６倍の熱量を気化体は液体燃料に与えてやらなければ
液体燃料の一部が気化せずに前述したようにモータフラ
ンジ面からの液だれや正常な位置での燃焼が行なわれず
、性能の低下等の状態が生じるという問題がある。

また、燃焼装置の定格仕様は燃焼量と燃料の両面から決
められるが、その定格仕様は安全性を見込んで決められ
るため必要以上の大きさとなる。

したがってメタノールを燃焼する燃焼装置では軽油等の
約６倍より大きい気化能力をもつ装置となり、当方式の
％徴である小型で安価な装置とすることができないとい
う問題がある。

本発明の目的は液体燃料の気化を促進することにより燃
焼能力、燃焼効率が高く小型化できる液体燃料の燃焼装
置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明によれば多孔質から
なる気化体に液体燃料を含浸し、燃焼室で燃焼針こより
生じる熱媒体により気化して燃焼空気により燃焼する燃
焼装置ｌこおいて、気化体に気化体の少なくとも一部を
覆う伝熱部材と、この伝熱部材に接続し、気化体から燃
焼室に延びる伝熱部材とを設けるものとする。

〔作用〕

気化体の少なくとも一部を覆う伝熱部材と、これに接続
し気化体から燃焼室に延びる伝熱部材を設けたことによ
り、気化体から延びる伝熱部材は燃焼室で燃焼により生
じた高温の熱媒体から熱を受け、この熱はこの伝熱部材
を伝熱して気化体に導かれ、さらに気化体を覆う伝熱部
材に伝熱して気化体に供給されるので、気化体には液体
燃料が気化するのに十分な熱が供給され、このため気化
体に含浸され細孔を通る液体燃料は完全に気化して燃焼
が行なわれる。

〔実施例〕

以下図面正こ基づいて本発明の実施例について説明する
。第１図は本発明の実施例による燃焼装置の断面図、＄
２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

なお、第１図、第２図および後述する第３図において第
４図の従来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明
を省略する。第１図、第２図において従来例と異なるの
は気化体２の燃焼室側面を覆う伝熱板Ｉと、これに接続
し燃焼室６の中間位置迄に届く十分の長さをもった伝熱
棒３１が複数本設けられたことである。ここで伝熱板Ｉ
と伝熱棒３１とは溶接とかネジ接手などによって強固に
接、読して接続部にて熱抵抗を発生しないようｌこする
。伝熱棒３１は燃焼による火炎を十分に受けるので、単
純な丸棒のような断面形状にて必要な熱は十二分に集め
られるけれど、もし何らかの理由でさらに熱量が必要の
場合には燃焼を阻害しない範囲で表面積を増すことも可
能である。なお、伝熱板間。

伝熱棒３１は熱伝導性の良い銅、アルミニウム等から製
造されている。

このような構成により伝熱棒３１は燃焼室６内の火炎や
燃焼ガスから熱を受領し、この集めた熱を伝熱板間に伝
える。一方、燃料供給管１９から送られた液体燃料は気
化体２の燃料供給日田から気化体２に入り気化体の細孔
を通りて気化体２の表面に達する。この際一部の液体燃
料は伝熱板（９）に接する面ｌこて熱の授受を行なう。

そして伝熱板ＩかイＡト ら伝えられた熱はさらに燃料自身の伝熱、気化器本体の
伝熱ｌこよって気化体の内部迄達して液体燃料を加熱す
ると同時に液体燃料の気化熱によって冷却される液体燃
料及び気化体に熱を供給して液体燃料の蒸発を促進する
。このため気化体２に送られた液体燃料はすべて気化さ
れ、これにより液体燃料は未燃焼料を生じることなく良
好に燃焼する。

第３図は本発明の異なる実施例による燃焼装置の断面図
である。図Ｉこおいては気化体２のファン１５側の面１
こも伝熱板℃を取付け、伝熱棒おを伝熱板刃と気化体２
とを貫通して伝熱板３３に接続している。また伝熱１ｅ
３４は伝熱板（９）に接続するとともにその一部は気化
体２の内部に挿入されている。

このような構造により伝熱棒おが燃焼室６で燃焼した火
炎や燃焼ガスから受領した熱は伝熱棒間を経て伝熱板間
と３１とに熱を伝え、気化体２（こ熱を供給する。また
伝熱棒あが受領した熱も伝熱板間に伝えられ、伝熱板Ｉ
から気化体２に熱を供給するとともに気化体２の内部に
ある伝熱偉部３４ａからも供給する。したがって気化体
内の液体燃料に熱を供給する伝熱面が増加して液体燃料
の蒸発を促進させるので燃焼装置としての燃焼能力が向
上する。特に蒸発潜熱の大きな液体燃料、例えばメタノ
ールを燃焼させる場合とか、さらにはメタノールに水を
６加して燃焼させる場合、またはメタノールを改質する
改質装置など（こ有効である。

なお、本実施例において伝熱棒あを伝熱板３２４こも接
続してもよい。

また、本実施例において伝熱板３２を取除いて伝熱板ア
、３４が伝熱板Ｉを貫通してその一部が気化体２の内部
にあるようにしても十分な効果が得られる。

上記実施例では伝熱板を気化体２の燃焼室側の一面、ま
たは燃焼室側とファン側の二面に取付けているが、伝熱
板を気化体２のファン側に取付けた伝熱板３２だけにし
ても十分な効果がある。これは気化体２を貫通して内部
にある伝熱棒部により直接気化体内の液体燃料を加熱し
ながら熱を伝熱板３２に伝えられるためである。

上記の実施例において伝熱棒３１　、３３　、３４は良
熱伝導性の材料を使用しているが、ヒートパイプを使用
してもよい。ヒートパイプの熱伝達は鋼材のそれの１０
〜１００倍の能力を有し、またこの場合にはステンレス
等を管材として使用できるので、高温燃焼する燃焼装置
に有効である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなようＩこ、本発明によればセラ
ミック等の多孔質の気化体の少なくとも一部を伝熱部材
で覆い、さらにこの伝熱部材に接続し、気化体から燃焼
室に延びる伝熱部材を設けること（こより、燃焼室で燃
焼により生じた熱媒体の熱を燃焼室に延びる伝熱部材を
経て気化体を覆う伝熱部材から気化体内の液体燃料に供
給して蒸発を促進するので、未燃焼料がなくなり燃焼能
力が向上するとともｔこ燃焼を正常、安定化できるので
燃焼効率が同上する。したがって燃焼装置を小型。

軽量化するとともに安価にすることができる。また気化
体における燃焼時未燃焼料がな（なるので、生の液体燃
料の流出や排気口からの火炎の噴出もな（なるので、安
全性が向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

８１図は本発明の実施例による燃焼装置の断面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の異なる実
施例による燃焼装置の断面図、第４図は従来の燃焼装置
の断面図である。 １：燃焼装置、２：気化体、６：燃焼室、第 目 第 図 系 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）多孔質からなる気化体に液体燃料を含浸し、燃焼室
   で燃焼により生じる熱媒体により気化して燃焼空気によ
   り燃焼する燃焼装置において、気化体にこの気化体の少
   なくとも一部を覆う伝熱部材と、この伝熱部材に接続し
   気化体から燃焼室に延びる伝熱部材とを設けたことを特
   徴とする燃焼装置。