JPH06235507A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気化器３内に成長するタール成分の除去と、
気化器温度制御に関係が深い立ち上がり時間の短縮とを
同時に解決する。 【構成】 燃料供給ポンプ１から供給される燃料を加熱
しガス化する気化器３と、このガス化した燃料と燃焼用
空気との混合気を作る混合管１９と、混合管１９の下流
に設けられ火炎を形成する炎口２３と、炎口２３と混合
管１９との間に設けられ混合気を炎口２３に均一に送り
込む混合室２１とを備え、前記気化器３内に導電性の自
己発熱型触媒体からなるフィルタ部材７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料を気化器にてガ
ス化して空気との混合気を作り、これを燃焼プレート上
で燃焼させる燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体燃料に対する制御性を向上さ
せて、着消火はもちろん燃焼中の火力調節を簡単にしか
も広範囲に調節可能な方式として、気化式の燃焼装置が
ある。このような気化式燃焼装置における気化器は、そ
の熱容量と立ち上がり時間が重要視される。暖房器の運
転スイッチを入れてから温風が出るまでの時間は性能評
価の対象となる。気化器の設定温度保持に必要な熱エネ
ルギは、電気ヒータと燃焼熱で賄われている。構造とし
ては、例えば燃焼プレート（バーナ）の下流に気化器の
一部を突き出して設けることで、灯油のガス化に必要な
大方の熱を燃焼熱から回収できるが、この場合には熱容
量が大きくなりがちであった。気化器温度は高すぎても
低すぎても灯油の蒸発を円滑に行うことができない。そ
のため、燃焼熱の回収だけでなく電気ヒータによる補足
が必要になる。

【０００３】電気ヒータは、気化器に埋め込んで一体化
したり、気化器に接触させた形式にして電気入力の増減
で気化器温度を設定値に保つ構造になっている。このこ
とも熱容量の増大や、熱ロスにつながり、したがって立
ち上がり時には、電気ヒータで熱容量の大きい気化器全
体を昇温することになって時間を要したり、ガス化に直
接関わるフィルタ部分の昇温がスムーズに行われないこ
とからヒータ容量も大きくなるなどの不具合があった。

【０００４】また、気化式燃焼装置においては、長期間
使用すると気化器部分にタール成分が付着して徐々に成
長する。このような現象が発生すると、 (1) 室温が低いにも拘らず強燃焼にならない。

【０００５】(2) 消火時の消炎性が悪い。

【０００６】(3) 不完全燃焼となって臭気を発生する。

【０００７】などの不具合を生じていた。

【０００８】このような状況下では、次のような対応策
を講じていた。

【０００９】(1) 気化器温度を通常の設定温度よりも昇
温して気化器内部のタールを焼ききる。

【００１０】(2) あらかじめタール除去フィルタを気化
器内に挿入しておき、このフィルタを交換する。

【００１１】(3) 気化器自体を交換する。

【００１２】ところが、このような対応策では、次のよ
うな問題が発生する。一番目のタールを焼ききる方式で
は、開放型の燃焼器（ファンヒータ等）では室内に生ガ
スや臭気が出てしまう。二番目のフィルタ交換は、ユー
ザでは対応できないので、サービスマンコールとなって
ユーザに部品代金より高額な負担をかける。三番目の気
化器ごとの交換は、気化器ヒータを含めた交換となり、
高額となってユーザの負担が更に大きくなる。

【００１３】また、暖房機器として比較的安価な芯式石
油ストーブなども共通の課題としてタール除去対策があ
る。この燃焼装置は燃料を供給する手段として各種の繊
維を利用した芯が用いられている。その繊維の毛細管現
象を利用して燃料タンクから灯油を吸い上げ燃焼室に供
給するのである。灯油の吸い上げ量は、燃焼室の温度に
依存するもので、高温の燃焼室に突き出た芯の上端から
蒸発する灯油を、下方の燃料タンクから吸い上げる。こ
の方式では、灯油が蒸発する芯の上端部分にタールが付
着する。長時間使用すると、付着したタールの影響で必
要量の灯油が供給できなくなり、不完全燃焼を起こし臭
気を発生することになり問題であった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の燃
焼装置にあっては、気化器内に付着したタールにより、
制御性の不具合や不完全燃焼及び臭気の発生などの問題
があり、また、それらを改善するための補修、点検時で
の不具合が発生する。また、燃焼熱を気化器における灯
油のガス化に必要な熱に利用しているので、気化器の熱
容量アップにつながり、制御性の不具合を招いたり、立
ち上がりに時間を要する等の問題が発生していた。

【００１５】そこでこの発明は、気化器内に成長するタ
ール成分の除去と、気化器温度制御に関係が深い立ち上
がり時間の短縮とを同時に解決することを目的としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、燃料供給手段から供給される燃料を加
熱しガス化する気化器と、このガス化した燃料と燃焼用
空気との混合気を作る混合室部と、この混合室部の下流
側に設けられ火炎を形成する燃焼プレートとを備えた燃
焼装置において、前記気化器内に導電性の自己発熱型触
媒体からなるフィルタ部材を設けた構成としてある。

【００１７】

【作用】このような構成の燃焼装置によれば、気化器内
部に設けた導電性の自己発熱型触媒体に通電すること
で、燃料のガス化時に発生していたタール分が燃焼除去
されるとともに、気化器内部を通過する燃料のみを主対
象に温度上昇させることができ、気化器全体が設定温度
に到達しなくとも燃焼を開始することが可能となり、立
ち上がり時間が短縮される。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１は、この発明の一実施例を適用した石油フ
ァンヒータの内部構造を示している。

【００１９】この石油ファンヒータは、燃料供給手段と
しての燃料供給ポンプ１から供給される燃料である灯油
を気化させる気化器３を備えている。燃料供給ポンプ１
は、室温と設定温度との差により、制御回路５を介して
あらかじめ定められた流量を気化器３内に吐出する。気
化器３は円筒形状を呈しており、内部には導電性の自己
発熱型触媒体からなるフィルタ部材７が収納されてい
る。フィルタ部材７には一対の電極９ａ，９ｂが設けら
れており、この電極９ａ、９ｂは気化器３の一方の端部
より外部に取り出されている。また、フィルタ部材７に
は触媒温度センサ１１が、気化器３には気化器温度セン
サ１３がそれぞれ備えられており、これら各センサ１
１，１３の検出信号は前記制御回路５に入力される。

【００２０】気化器３にはノズル１５が取り付けられて
おり、内部でガス化した灯油はこのノズル１５より噴出
する。そのときノズル１５近傍の空気１７を巻き込んで
混合気を作り、ノズル１５の前方に配置された混合管１
９に吹き込まれる。混合管１９の入口端部１９ａは、ノ
ズル１５近傍の空気１７を巻き込み易いようにベルマウ
ス形状を呈している。混合管１９の出口端部１９ｂは、
燃料と空気とを均一に混合させる混合室２１に連通して
いる。混合管１９と混合室２１とで混合室部を構成して
いる。混合室２１の上部開口側には、燃焼プレートとな
るバーナ炎口２３が設置され、この炎口２３の下流側に
は点火装置２５が設けられている。炎口２３の上方にお
ける気化器３側の、炎口２３の下流に形成する火炎２７
の中に、気化器３に燃焼熱を導入するための突起部３ａ
が臨んでいる。火炎２７によって生成される温風は、対
流ファン２９により暖房に供される。

【００２１】このような構成の石油ファンヒータにおい
て、暖房開始時の動作状況を説明する。運転スイッチが
操作されると、制御回路５からの指令により自己発熱型
触媒体からなるフィルタ部材７の電極９ａ，９ｂが通電
され、フィルタ部材７を規定の温度（２６０℃）まで上
昇させる。フィルタ部材７が規定の温度に達したこと
を、触媒センサ１１が検出すると、制御回路５は室温と
設定温度との差に応じた灯油を、燃料供給ポンプ１によ
り気化器３に供給させるよう制御する。

【００２２】気化器３に供給された灯油は、発熱状態の
フィルタ部材７に触れてガス化し、ノズル１５から混合
管１９に向かって噴出する。ノズル１５から噴出した灯
油は、ノズル１５近傍の空気１７を巻き込んで混合管１
９内に流入する。燃焼用空気の供給は、前述したような
ノズル１５からの噴出によるエジェクタ効果を利用した
ものでもよく、燃焼ファンを別途設けた方式でもよい。

【００２３】混合管１９に流入した混合気は、混合室２
１内にて燃料と空気とが均一に混合された後、炎口２３
の上流に送られる。触媒センサ１１が検出するフィルタ
部材７の温度が規定の温度に達した時点で、昇温を開始
している点火装置２５に混合気が到達すると、燃焼が開
始される。燃焼後、炎口２３の下流に形成された火炎２
７によって気化器３の突起部３ａが加熱され、気化器３
の温度を高めて行く。気化器３の温度が設定値（３００
℃）に近くなると、気化器温度センサ１３の検出信号に
より、フィルタ部材７への通電は制御回路５を介して制
限される。これにより、燃焼中の消費電力を軽減でき
る。しかし、微妙な温度制御部分はフィルタ部材７が受
け持つ。気化器３への燃焼熱回収率の少ない弱燃焼時に
は、フィルタ部材７への通電時間も長くなり、フィルタ
部材７自体の温度が上昇し、気化器３内に発生するター
ル成分を燃焼分解する。強燃焼状態が続く場合には、一
定時間燃焼後、制御回路５からの指令でフィルタ部材７
の温度を徐々に上昇させ、規定の温度に昇温しタール成
分を反応させる。

【００２４】なお、自己発熱型触媒体からなるフィルタ
部材７は、セラミックスや金属のハニカム構造、あるい
は箔を積層したもの、プレートに複数の孔を設けたも
の、発泡あるいはネット形状でも棒状でもよい。但し、
材質が金属の場合には、その表面を非導電性の処理を施
し、触媒剥離防止処理を行って触媒を担持する。また、
触媒温度センサ１１及び気化器温度センサ１３は、必ず
しも両方設ける必要はなく、いずれか一つだけでもよ
い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、気化器内部に導電性の自己発熱型触媒体からなる
フィルタ部材を設けたため、自己発熱型触媒体を通電発
熱させることで、燃料のガス化時に発生するタール分が
燃焼除去され、これにより気化器の長寿命化、低室温時
での良好な強燃焼状態の維持、消炎特性の向上、不完全
燃焼防止などが達成できる。また、自己発熱型触媒体の
発熱により、気化器内部を通過する燃料のみを主対象に
温度上昇させることができ、気化器全体が設定温度に到
達しなくとも燃焼を開始することが可能となり、立ち上
がり時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す石油ファンヒータの
内部構造図である。

【符号の説明】

１ 燃料供給ポンプ（燃料供給手段） ３ 気化器 ７ フィルタ部材（自己発熱型触媒体） １９ 混合管（混合室部） ２１ 混合室（混合室部） ２３ 炎口（燃焼プレート）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 如海 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給手段から供給される燃料を加熱
   しガス化する気化器と、このガス化した燃料と燃焼用空
   気との混合気を作る混合室部と、この混合室部の下流側
   に設けられ火炎を形成する燃焼プレートとを備えた燃焼
   装置において、前記気化器内に導電性の自己発熱型触媒
   体からなるフィルタ部材を設けたことを特徴とする燃焼
   装置。