JPH0215767B2 - - Google Patents

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用いる燃焼装置のうち、液
体を気体に変えて燃焼する方式のバーナに用い、
暖房、給湯、乾燥等に利用される液体燃料燃焼装
置に関する。

従来の技術 従来のこの種の気化装置は、例えば特願昭59−
210801号に示されるように、第５図のような構成
になつていた。すなわち、気化ケース１内におい
て、吸上体２の下端は油タンク３に入いつてお
り、この油タンク３の油面は密閉式油タンク４に
よつて略定油面となつていた。また吸上体２は発
熱体５を囲んで設けているものである。このよう
な従来例における動作原理を以下に説明する。吸
上体２は油タンク３より油を発熱体２近傍まで毛
管作用によつて吸上げている。ここで、発熱体２
に通電すると、この発熱によつて油が気化する。
この気化ガスは気化ケース１の上流に設けた送風
機６の空気によつてバーナ７へ搬送されているも
のである。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような構造のものでは、寿命的に
気化量が低下する問題をもつているものである。
その理由を以下に述べる。

気化量の寿命的低下を起す原因は吸上体２に発
生するタール分が吸上体２の毛管を閉塞すること
によつて生じる。このタール分は、もともと油中
に微少に存在する高沸点成分あるいは油が空気中
の酸素によつて重合した高沸点成分によつて生じ
るものであるが、この高沸点成分が吸上体２の表
面から気化しきれず残留しタール化するものであ
る。また後者の高沸点成分は、油が長時間高温に
さらされると特に著しく生成されるものである。

従来例の構成では、発熱体５の熱が、吸上体２
を下方に伝わるため、吸上体２で前述の高沸点化
現象は生じるものであつた。例えば灯油を用いた
場合、吸上体２頂部は200〜300℃の範囲であつた
が、発熱体５の下端より10mm下元では吸上体２は
約100℃であつた。

またこのような現象を防止するために、従来の
構成のまま、発熱体５と油面の間隔を短かくすれ
ば吸上体２の温度は低下するものの、吸上体が入
つている油面近傍の温度が上昇し、かつその油面
は長時間に渡つて高温であるのでやはり酸化が生
じるものであつた。

問題点を解決するための手段 本発明は吸上体の下端がふれている液体燃料に
流れを与えることにより、吸上体およびその近傍
の燃料温度を低下せしめ、燃料の高温酸化を防止
するとともに吸上体の一部に突出部を設け、この
突出部によつて流動する液体燃料を吸い上げる構
成とした。

作 用 この技術的手段による作用を以下に述べる。す
なわち、吸上体の下方の浸漬している液体燃料に
流速を与えることによつて、燃料面が発熱体の伝
熱によつて高温になることを避けるものである。
そして、それとともに、流動する燃料が突出部で
吸い上げることにより、発熱体と燃料面の間隔を
大として伝熱による燃料の高温化をより一層防止
するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図とと
もに説明する。発熱体８の外周を包んで設けられ
た吸上体９の下部は燃料に循環路１０の流れの中
におかれている。燃料タンク１１の燃料はポンプ
１２によつて吐出管１３を通じて循環器１０に吸
いあげられ、そして上手から下流へ向つて下向き
に傾斜した循環路１０の底に位置する吸上体９の
下部を通過しリターン管１４で燃料タンク１１へ
流下する。発熱体８は通電によつて加熱されるコ
イル状の抵抗体である。また吸上体９はアルミ
ナ、ミリカ等の耐熱性繊維によつて作られたもの
で、前述の燃料を循環路１０の底部より発熱体８
まで毛管作用によつて吸上げている。すなわち、
発熱体８と吸上体９によつて液体を気化する気化
部を構成しているものである。

気化部の上流の送風機１５によつて燃焼用空気
は気化部に送られている。また燃焼用送風機１５
の空気の一部は気化部を通らずに、循環路１０の
外周の空気圧管１６を通り、バーナ１７と循環路
１０の接続部の間隔１８よりバーナ１７方向へ流
れている。またバーナ１８は断熱材１９を介して
空気圧管１６に取り付けられているものである。

さらに、発熱体８と吸上体９よりなる気化部
は、循環路１０の上部蓋２０に固定されており、
空気圧管蓋２１を開けることによつて循環路１０
より脱着容易な構成となつている。

また、吸上体９はコイル状の発熱体８の外周に
密着して巻かれ、吸上体９の両端は２枚重ねとな
つて突出部２２を形成している。この２枚重ねの
部分２２は耐熱系、金属片等で固着され、コイル
状の発熱体８の全周が吸上体９で覆われる。この
突出部２２が油の吸上部となり、吸上体９の円筒
部２３が気化面となつている。このような構成の
本発明の具体的な動作関係について以下に詳述す
る。

燃料タンク１１の燃料はポンプ１２によつて循
環路１０へ送られているが、下流方向に下向きの
勾配を有する循環路１０の底部を燃料は流れリタ
ーンパイプ１４を通じてもとの燃料タンク１１へ
戻つている。この場合、この流量は常に気化する
量より大である。ここで発熱体８に通電を開始す
ると、毛管によつて燃料を吸上げる吸上体９の上
部より燃料は加熱による気化を行なう。この気化
量は発熱体８に通電した電力量と常に一定の関係
をもつものである。この気化ガスは送風機１５の
空気と混合してバーナ１７へ流れ燃焼するもので
ある。一方、循環路１０の外周を流れる空気は間
隔１８より流入し、すでに空気と混合した気化ガ
スを再度混合希釈している。この空気圧管１６は
気化部を着脱可能とした上部蓋２１および間隔１
８よりの気化ガスが装置外にもれることを防止す
るためのものである。また間隔１８はバーナ１７
の熱が気化部へ伝熱することを防止している。さ
らに断熱材１９の目的も同じである。この伝熱を
防止する必要性については後述する。

このような構成で、吸上体９の下方には常に燃
料が流れているため、吸上体９の下部の突出部２
２は低温に保たれている。発熱体８に接する吸上
体９の円筒部２３は高温である点は従来と同じで
あるが下部の突出部２２がほぼ室温に近く保たれ
ているので吸上体９を毛管で上昇する燃料が吸上
体９の高温域を通過する時間は短縮する。すなわ
ち、下部に流れる与えることによつて、吸上体９
の上下方向の温度勾配を急にすることが可能であ
り、高沸点化させやすい温度領域を狭くしている
ものである。むろん本発明ではリターンする燃料
は若干の温度上昇を生じるが、燃料タンク１１が
気化部と分離されており、かつ燃料タンク１１が
放熱しているので、タールが生じる高温になるも
のではない。

上述のように、本発明では高温である発熱体８
と油面の間を突出部２２で油を吸い上げているた
め、発熱体８の熱は下方に逃げにくいものであ
る。もし突出部２２がなく円筒部２３の一部に油
が流れるならば、発熱体８の熱は大量に流動する
油にうばわれ油を高温化する。すろん、厚い吸上
体９を円筒状に巻いて円筒部２３を形成し、突出
部を廃止しても発熱体８と油面の間隔は拡がり熱
は逃げにくくなるが、吸上体９全体の熱容量が大
となつて、点火時の応答遅れが発生する。あるい
は、円筒部２３で発生した気化ガスの一部が油面
に触れて変質するといつた問題をもつ。したがつ
て、本発明の円筒部２３と突出部２２によつて構
成する吸上体９がもつとも、応答性および熱伝導
の防止、ガスの放散性より好ましい。

本発明の実験例をもつて説明すると、燃料が流
動していない場合、灯油が変質を著しくする100
℃以上になる部分は、発熱体８の下端より10mm以
上の領域であつたが、これを流動することによつ
て３mmに短縮した。この部分で高温による酸化を
起した燃料はさらに毛管によつて上昇し吸上体９
上部より気化するが、すでに酸化した高沸点分を
吸上課程において大量に生成した従来例の構成で
は、気化しきれない成分が気化部に蓄積し、次第
に吸上を阻害する毛管の目づまりを起し気化量を
低下してしまう。このような現象を本発明は改良
したものである。

また流動化した第２の効果は毛管の吸上能力の
増大である。静止した流体を吸上げる場合は単に
吸上体と液体の親和力によつてのみ吸上げる毛管
作用のみが力として働くが、流動した液体の場
合、液体の流れの力が流れの抵抗体としての吸上
体に加わつている。すなわち、いいかえれば毛管
作用＋ポンプ圧の一部が吸上力として働くもので
ある。実験では気化しうる最大の量は流動化する
ことによつて約20％向上した。

このことは流動化すると、たとえ高沸点成分が
タール化して毛管を多少目づまりさせても燃料を
気化する部位に上昇しうる能力に余裕をもたせた
といえるものである。前述の温度勾配の作用と相
まつて本発明の寿命に対する効果を著しくするも
のである。

また前述のごとくバーナ１７と循環路１０を熱
的に分離した意味も循環路１０および気化部の燃
焼熱による高温化を防止するためのものであり、
本発明の効果をより明確にする一手段である。さ
らに、上部蓋２０は単に気化部の脱着を容易とす
るためのものではなく、気化ガス通路を全部循環
路１０と一体とした時に、循環流による冷却で気
化ガス通路全体が低温となり、気化したガスが凝
縮しリターンすることを防止しているものであ
る。上部蓋２０は循環路１０と別体で形成されて
いるので循環流の冷却は受けにくいといえる。こ
の凝集液体はすでに高温で気化した履歴をもつた
め著しく酸化されているもので、この凝縮を防止
したことによつて本発明は一層その効果を高める
ものである。また本発明では、空気と燃料の流れ
を同方向としている。

これは、対抗流とすると空気の抵抗で燃料が流
れにくくなり、結果的に循環路１０に滞留する時
間が増加することを防止している。すなわち流動
をより早くする効果をもつものである。また循環
路１０に下流に向つて下向きの勾配を与えている
ことの理由も同じ目的である。また本発明の吸上
体に触媒を担体させた場合、ポンプを停止、発熱
体通電、送風機運転の条件下で蓄積された高沸点
成分はすみやかに除去されるもので、このような
手段を加えれば本発明の特長はさらに著しくなる
ものである。

第３図は本発明の他の実施例である。循環路１
０の上蓋２０と循環路１０の間に、吸上体９の突
出部２２が貫通するスリツト２４を有する仕切板
２５を設けたものである。仕切板２５の下方は油
が循環するもので、上方に円筒部２３が臨んでい
る。この仕切板２５によつて円筒部２３で気化し
たガスが搬送用空気により運ばれる間に、低温で
ある循環油流に触れて凝縮することが防止されて
いる。もし多量に凝縮すれば、油はその熱によつ
て高温化するのみならず、一度気化し十分に酸素
と触れた燃料（激しい酸化重合を起しているた
め、このガスの凝縮した油は極めて高い沸点を示
す）の悪影響を免れないものである。

前述の仕切板２５自体も高温であることが望ま
しいことはいうまでもない。したがつて上部蓋２
０と一体に形成しているものである。

また、吸上体９９の突出部２２の厚みを円筒部
２３の２倍としているものである。これは本発明
の吸上体９を構成する極めて自然な形態でもある
が特性上も必須要件である。すなわち、突出部２
２は円筒部２３を巻いた残りの吸上体９で２枚重
ねで形成しているが、これを第４図ａ，ｂに示す
ように４枚あるいは１枚にすることも考えられ
る。当然重ねる枚数が少ないほど、突出部２２は
薄くなり、発熱体８の熱を下方の循環流に伝えに
くいものである。実験を行なつた結果１枚は吸い
上げ量の不足によつて通電した電力に比例した気
化量が得られないものであり、４枚６枚とすると
同じく、通電した熱が下方に伝わつて放散するた
め気化量は十分ではないもので、最も効率的に気
化をするのは２枚すなわち円筒部と突出部の厚み
が１：２の時であつた。

発明の効果 このように本発明は吸上体が吸上げる液体燃料
に流速を与えているので、気化部からの液体燃料
への伝熱が緩和されるとともに流動する燃料が突
出部で吸い上げられ、気化部と燃料面の間隔を大
にでき、燃料の高温化を防止することができる。

また仕切板は燃料の循環路と吸上体の円筒部間
を仕切つているので混合気が液体流にふれて凝縮
するのを防止できる。さらに吸上体は円筒部と突
出部の厚みが１：２にあるので、効率的に気化作
用を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明液体燃料燃焼装置の一実施例の
断面図、第２図は第１図のＡ−A′線の断面図、
第３図は本発明の他実施例の要部断面図、第４図
ａ，ｂは同説明比較のための要部側面図、第５図
は従来例の断面図である。 ８……発熱体、９……吸上体、１０……循環
路、１２……ポンプ、２２……突出部、２３……
円筒体、２５……仕切板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通電によつて発熱する発熱体および液体燃料
   の吸上体で構成される気化部と、前記気化部に気
   化ガス搬送用空気を送る送風手段と、前記気化部
   と燃料タンク間に燃料を循環させるポンプおよび
   循環路とを有し、前記吸上体は内周に前記発熱体
   を有する円筒形とし、かつ前記円筒形の一部に設
   けた突出部を前記燃料の循環路に位置させたもの
   であつて、前記循環路が送風機の送る空気流の流
   れ方向に、下向きの勾配を有し、かつ液面上の空
   間が少なくとも空気流路の一部を形成した構成の
   液体燃料燃焼装置。 ２ 燃料の循環路と吸上体の円筒部間に仕切板を
   設け、前記仕切板と前記円筒部間に気化ガス搬送
   用の空気経路を設けた特許請求の範囲第１項記載
   の液体燃料燃焼装置。 ３ 吸上体の円筒部と突出部の厚みの比率を略
   １：２とした特許請求の範囲第１項記載の液体燃
   料燃焼装置。