JPH0320507A - 液体燃料燃焼装置 - 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 本発明は比較的小規模な熱源として利用される電気熱源
による気化方式の液体燃料燃焼装置に関するものであん
　この気−化方式の液体燃料燃焼装置は排気がクリーン
で、制御性がよい利点のためと、電気消費料が多いとい
う欠点があるた△　おもに家庭用につかわれていも 従来の技術 従来の気化式液体燃料燃焼装置の代表例を第３図ととも
に説明すも　液体燃料はタンク２ｌよりポンプ２２で気
化用のヒータ２４を有する金属製の椀状気化部２３に送
られも　気化部２３の温度は通常は３００〜３５０度の
比較的狭い範囲に保たれも　最も一般的な液体燃料であ
る灯油の場合、沸点が約２００嵐　発火温度が約４００
度であるので、理論的にもこの温度範囲に保つ必要があ
る。

この気化部２３に液体燃料は滴下し気化すも　気化した
燃料を送風機２５の燃焼用の空気と混合したのちに燃焼
部２６に移送し燃焼部２６でヒー久放電イグナイター等
の着火手段２７により燃焼を開始するものであった　燃
焼部２６は金諷　小孔等で形戊され火炎が気化部２３に
逆火しないようになっているものである。

まな　他の従来例（請求項第４項に関する）として第４
図に示す燃焼装置がある。第３図と同じ形状の気化部２
３を持つ力交　燃焼部が第１の燃焼部２６（第３図と同
じ構成）と第２の燃焼部２８に分離しているものΔ　第
１の燃焼部２６の火炎で第２の燃焼部２８の燃焼用触媒
をその活性化温度まで予熱し　第２の燃焼部２８が所定
の温度に昇温した徴　燃料供給の一時停止　または減少
、あるいは空気量の増加操作を行なうことにより第１の
燃焼部２６を失火せしめ、　第２の燃焼部２８で第１の
燃焼部２６での燃焼段階より燃料濃度を希薄とした未燃
混合気を反応させる構成であも第１の燃焼部２６は着火
電極２７で放電着火（抵抗加熱体で着火する場合もある
）ＬＡ　　第２の燃焼部２８は触媒反応で自発的に反応
を開始獣　無炎燃焼をするものである。

発明が解決しようとする課題 このような従来装置の問題点は以下の通りである。　１
．点火用の専用部品が必要で構成が複蛛かつ着火しに＜
鶏２．着火遅れが生じるため着火時に臭気が発生すａ３
．気化部の予熱に時間がかかり、着火するまで時間がか
かん 課題を解決するための手段 第１の発明では　従来のこのような問題点を解消するた
め液体燃料を所定量供給するポンプと、このポンプの下
流に設けた液体燃料の気化熱源の気化用ヒータと、この
ヒータに設けられて前記ポンプよりの燃料を吸収分散気
化する吸収体と、この吸収体の下流に設けられた燃焼用
空気の導入孔および送風手段と、前記吸収体の上流に設
けた燃焼部とを有し　前記吸収体を燃料の着火温度以上
に加熱した後ポンプを駆動してこの吸収体に燃料を滴下
して気化させ、気化ガスを燃焼用空気と混合しつつ燃焼
部に送って燃焼させるもの玄　前記燃焼部に吸収体の発
火を伝播させ着火させる構成とした さらに第２の発明として、液体燃料を所定量供給するポ
ンプと、このポンプの下流に設けた液体燃料の気化熱源
の気化用ヒータと、このヒータに設けられて前記ポンプ
よりの燃料を吸収分散気化する吸収体と、この吸収体の
上流に設けられた燃焼用空気の送風手段と、前記吸収体
の下流に設けた第１の燃焼部と、この第１の燃焼部の下
流に設けられた燃焼用触媒を有する第２の燃焼部とを有
し　前記吸収体を燃料の着火温度以上に加熱した後ポン
プを駆動し　この吸収体に燃料を滴下して気化させ発火
させ、この火炎と気化ガスを第１の燃焼部に移行させて
燃焼し　この熱で第２の燃焼部を加熱し　所定の温度に
第２の燃焼部が昇温した後、燃料供給の一時停止　また
は減少、あるいは空気量の増加操作を行なうことにより
第１の燃焼部を失火せしめた後、第２の燃焼部で第１の
燃焼段階より希薄な燃料濃度とした未燃混合気を反応さ
せる構成とした 作　　　用 第１の発明で（友　吸収体を燃料の着火温度以上に加熱
した後ポンプを駆動し　この吸収体に燃料を滴下して気
化させ発火させるとともに　その気化ガスを燃焼用空気
と混合しつつ燃焼部に送って燃焼させるもので、前記燃
焼部に吸収体の発火を伝播させ着火させも　このため着
火専用のヒータが不要であり、かつ気化部に逆火を防止
するための金網炎口も不要で極めて簡単な構成であも　
また気化したガスが炎口で冷却されることがなく着火性
がよいものとなん　また従来の液体燃料燃焼装置で４＆
　　気化部と着火燃焼部が完全に分離しているので着火
時に着火部の混合気の燃料濃度が着火濃度範囲に急にな
らないたべ　不着火期間の未燃気化ガスが臭気となも　
しかし　本発明では気化部分である吸収体が燃料の着火
温度以上（たとえば８００〜１２００度）となっており
、気化が開始すると同時に　発火するので未燃臭気はほ
とんど発生しなし１　まｆ−　着火のための専用着火器
は不要でこの分コンパクトとなん　さらに気化部は熱容
量が極めて小さく温度上昇が早いため予熱時間が短いも
のでもある。

さらに他の発明として、第１の燃焼部の下流に燃焼用触
媒を有する第２の燃焼部を有する第２の発明で（よ　窒
素酸化物の発生の少ない触媒燃焼が可能であ也　触媒燃
焼機は排気が極めてクリーンな特長を持つバ　触媒反応
の活性化温度までその温度を高めるたへ　触媒体を加熱
することが必要であ翫　このような目的に本発明の液体
燃料燃焼装置は極めて適するものである。なぜならば前
記加熱に用いられる着火手段の汚損に起因する次のよう
な問題が生じないからであも　従来例において、触媒（
第２の燃焼部）で燃焼中１上　第１、第２の燃焼部の間
は気化ガスが充満し　ここに設けた着火手段は第２の燃
焼部で燃焼している間は低温であるので液体燃料が凝縮
しやすＬ℃　　とくに外部電源導入部は必然的に低温で
タールが溜りやすく放電不良　発熱不良の原因となるも
のであも実施例 以下本発明の第１の実施例における液体燃料燃焼装置を
第１図に基づいて説明する。

気化室１内に吸収体２を巻回している気化用の棒状のヒ
ータ３が設けられている。気化室ｌの基端部から燃焼用
送風ｍ４で燃焼用の空気が送られヒータ３の先端方向に
向かつて流路は形或され燃焼部５で開口していも　この
ヒータ３の先端部は発熱部を有し　ここに巻回された前
記吸収体２はアルミナ、シリカ、窒化珪煮　炭化珪素等
の原料を主体に作られた繊維状、発泡状、粒状等の形状
の耐熱セラミック多孔体で、毛管現象で液体燃料を拡散
する機能を持つものであも　ヒータ３は緻密な耐熱セラ
ミッ久　たとえばアルミナ、窒化珪魚　炭化珪素等で外
核６が形戊され　内部に外気と遮断された抵抗発熱部７
を持つものである。

抵抗発熱部７は外核６に密着し　この外核６に対し熱伝
導のよい構成となっていも　燃料タンク８の液体燃料は
ボンプ９により吸収体２の上方に開ロする送油管１０よ
り吸収体２に滴下される。滴下した燃料は吸収体２で気
化し気化ガスとなる。

燃焼用空気と気化ガスは気化室１内で混合し　気化室ｌ
下流の吐出口ｌ１より出も　吐出口ｌ１は金網や小孔で
はなく、消炎距離以上の開口断面を有し火炎はこの吐出
口１ｌを出入りできるものである。　１２は保炎器であ
も このような本実施例の構成で燃焼の機構を以下に説明す
る。ヒータ３に通電し　ヒータ３を９００℃以上の燃料
の着火温度以上に通電加熱した徽送風機４、ボンプ９を
駆動すも　吸収体２に滴下した燃料は吸収体２の毛管現
象で拡散し　気化面積を拡大しつつ速やかに気化すも　
燃料は気化すると同時に　高温発火すも　この気化室１
から燃焼部５に向かって、発火した火炎と未燃気化ガス
と、燃焼空気の混合体が吹き出し　燃焼部５の保炎器ｌ
２の下流に火炎が形或される。燃焼部５は気化室ｌに比
較して流速が低く設計されているので、気化室１での火
炎は非安定的であってＬ　燃焼部５では安定的である。

本実施例に用いるヒータ３は火炎にさらされしかも悪条
件の雰囲気で使用するものであるか転前述のように抵抗
発熱体７は緻密な耐熱体で外気・火炎・燃料から分離す
ることが必要である。また　吸収体２は燃料の滴下のヒ
ートショックを緩和する役割をもつので、適切な厚みが
必要である。

また　着火後吸収体２近傍の空気流速を高△　吸収体２
近傍の火炎を完全に燃焼部５に移行させムあるいはヒー
タ３通電量を低下する等のヒータ３の高温破壊を防止す
る手段を適宜選択すればヒータ３を長期的に使えるもの
であも さらに本発明の第２実施例における液体燃料燃焼装置と
して、第２図に示すようは　第１の燃焼部５と、この第
Ｉの燃焼部５の下流に設けた燃焼用触媒体を有する第２
の燃焼部１３とを備えたものがあも 燃焼用の触媒体はハニカム状のシリカ・アルミナ・マグ
ネシア・チタニア・カルシア等致　比表面積の大きい表
面に白金族等の触媒を担持し　無炎の触媒燃焼をするも
のであん　この装置の燃焼原理を以下に述べも 前述の第１の実施例で説明したような方法で第１の燃焼
部５に燃焼を開始（第１の燃焼段階）させ、所定時間第
２の燃焼部１３を予熱し触媒をその活性化温度まで昇温
させる。所定の温度に触媒が昇温した後、燃料供給の一
時停上　または減少、あるいは空気量の増加操作等を行
なうことにより第１の燃焼部５を失火せし数　第２の燃
焼段階として第２の燃焼部ｌ３で第１の燃焼段階より希
薄な燃料濃度とした未燃混合気を反応させる構成としｔ
４　　第２の段階では気化室１はガスが希薄であるとと
もに　空気速度が早いため火炎が維持できないもので、
燃焼は全量第２の燃焼部ｌ３で行なっている。

な抵　請求項ｌ記載の第１の発咀　請求項４記載の第２
の発明いずれの場合仮　吸収体２に白金族金属触媒を担
持させた場合、吸収体２は比較的低温で触媒反応を始め
るので、　ヒータ３の温度を低温にしても着火性能は維
持でき、かつ消費電力が節約できる。

さらに　この様な吸収体２を有する液体燃料燃焼装置で
は　吸収体２に液体燃料がタール化し気化を阻害し易い
ものである力支　吸収体２にこのような白金族金属触媒
を担持させれば　空焼き時のタール分解はより完全とな
り、長期間より完全な気化が維持できるものであム また　ヒータ３は矩形断面・円形・円筒いずれでもよく
、液滴Ｌ　滴下してもよく、圧力をかけて噴霧させても
良く、それぞれ適宜組み合わせればよ（１　。

発明の効果 以上のように第１の発明によれば　着火と気化が同一の
ヒータで行なわれ　かつ気化部に逆火を防止するための
金網炎口も不要で極めて簡単な構成になん　また気化が
開始すると同時ニ今火するので未燃臭気はほとんど発生
しな（１　まｆ−着火のための専用着火器は不要でコン
パクトとなもさらに気化部は熱容量が極めて小さく温度
上昇が早いため余熱時間が短いものでもあム さらに第２の発明として、第１の燃焼部の下流に燃焼用
触媒を有する第２の燃焼部を有するもので４１　　窒素
酸化物の発生の少ない触媒燃焼が可能である。触媒燃焼
機は排気が極めてクリーンな特長を持つ力丈　触媒反応
の活性化温度までその温度を高めるた△　触媒体を加熱
する手段が必要であも　このような目的に本発明の液体
燃料燃焼装置は極めて簡単な構成であり適するものであ
る。また　着火手段が第１、第２の燃焼部間に配置され
ていないの玄　この間に生じるタールで汚損されること
もなく着火性能のよいものであも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における液体燃料燃焼装
置の要部断面は　第２図は本発明の第２の実施例におけ
る液体燃料燃焼装置の要部断面阻第３＠　第４図は従来
例の要部断面図であも２・・・吸収依　３・・・ヒー久
　４・・・送風風　５・・・燃焼Ｋ５ａ・・・第１の燃
焼訊　９・・・ポンプ、　ｌ３・・・第２の燃焼龜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体燃料ポンプと、このポンプの下流に設けた液
   体燃料の気化用ヒータと、このヒータに設けられた吸収
   体と、この吸収体の上流に設けられた燃焼用空気の送風
   手段と、前記吸収体の下流に設けた燃焼部とを有し、前
   記ヒータおよび吸収体を燃料の着火温度以上に加熱した
   後、この吸収体に燃料を滴下して気化し、気化ガスを燃
   焼用空気と混合しつつ前記燃焼部に送るとともに、この
   燃焼部に前記吸収体の発火を伝播させ着火させて燃焼さ
   せるように構成したことを特徴とする液体燃料燃焼装置
   。
2. （２）着火前は吸収体の近傍空気流速を低速として吸収
   体に火炎を形成し、着火後は前述の空気速度を増加させ
   て前記吸収体近傍の火炎を燃焼部に移動させるように構
   成した請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
3. （３）吸収体の温度を着火前は液体燃料の着火温度以上
   に上昇させ、着火後は沸点以上、着火温度以下になるよ
   うヒータを制御するように構成したことを特徴とする請
   求項１記載の液体燃料燃焼装置。
4. （４）液体燃料ポンプと、このポンプの下流に設けた液
   体燃料の気化用ヒータと、このヒータに設けられた吸収
   体と、この吸収体の上流に設けられた燃焼用空気の送風
   手段と、前記吸収体の下流に設けた第１の燃焼部と、こ
   の第１の燃焼部の下流に設けられ燃焼用触媒を有する第
   ２の燃焼部とを有し、前記吸収体を燃料の着火温度以上
   に加熱した後、この吸収体に燃料を滴下して気化し気化
   ガスを燃焼用空気と混合しつつ前記燃焼部に送り、吸収
   体の発火を伝播させて燃焼させるもので、第１の燃焼部
   で気化ガスを燃焼することによって第２の燃焼部を加熱
   し、所定の温度に第２の燃焼部が昇温した後、燃料供給
   の一時停止、または減少、あるいは空気量の増加操作を
   行なうことにより第１の燃焼部を失火せしめ、第２の燃
   焼部で第１の燃焼段階より希薄な燃料濃度とした未燃混
   合気を反応させるように構成したことを特徴とする液体
   燃料燃焼装置。
5. （５）吸収体に触媒を担持させたことを特徴とする請求
   項１または４記載の液体燃料燃焼装置。