JPH073281B2 - 液体燃料燃焼装置 - 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気化して燃焼する装置で、暖房，給
湯，加熱，乾燥等の分野に利用される。

従来の技術 従来の気化装置は、例えば、特願昭59−210801号に示さ
れるように、第３図に示す構成になっていた。すなわ
ち、気化ケース１内において、吸上体２の下端は燃料タ
ンク３の燃料中に浸漬されており、燃料タンク３の燃料
油面は密閉式燃料タンク４によって略定油面となってい
る。また吸上体２は発熱体５を包含するように設けられ
ている。

上記従来例による動作原理を以下に説明する。吸上体２
は燃料タンク３より燃料を発熱体５近傍まで毛細管現象
により吸上げている。ここで発熱体５に通電すると、発
熱によって、燃料が気化する。この気化ガスは、気化ケ
ース１の上流に設けた送風機６より供給される気化ガス
搬送用空気によって、バーナ７に送られ、そこで燃焼す
るという構成であった。

発明が解決しようとする問題点 上述した従来の構成では、燃料気化量が、経時的に低下
し、燃焼装置の寿命が短いという問題点がある。その理
由を以下に述べる。

燃料気化量の低下を起こす原因は吸上体２に発生するタ
ール分が吸上体２の毛細管を閉塞することによって生じ
る。前記タール分は、燃料油中に元来混在している高沸
点成分、あるいは燃料油が空気中の酸素によって、酸化
−重合した高沸点成分より生じるものであり、前記高沸
点成分が吸上体２の表面から気化しきれずにタール化す
るものである。ここで、前記空気酸化によって生成する
後者の高沸点成分は、燃料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り、吸上体２を用いた
場合に、経時的に気化量が低下する原因のほとんどは、
この後者の原因による。

従来例の構成では、発熱体５の熱が、その周囲の吸上体
２に伝わり、さらに、吸上体２の下方まで伝わるため
に、吸上体高温部が非常に広くなり、吸上げられた燃料
は、発熱体周囲の吸上体２で気化するまでに、吸上げら
れてゆく課程の中で、高温に長くおかれるため、前述の
空気酸化による高沸点化成分の生成およびタール化が起
こりやすいものであった。例えば、灯油を用いた場合、
吸上体２頂部は200〜300℃の範囲の温度となるが、発熱
体５の下端より10mm下方でも約100℃となっている。

また、このような現象を防止するため、従来の構成のま
ま、発熱体５の燃料油面と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２の下部が浸漬し
ている燃料油面の温度が上昇し、かつ前記燃料油面は、
静止しているため、長時間にわたって高温状態におかれ
るため、空気酸化による高沸点成分の生成−タール化が
起こりやすい。

上述した燃料油の空気酸化によるタール化が起こりやす
く、そのことに起因する気化量の経時的低下が従来の構
成の問題点である。

本発明は上記従来の問題点を解消するもので、気化部か
らの燃料油中への伝熱を抑制するとともに、いったん気
化したガスの凝縮防止をはかり気化部にタール分の発生
するのを軽減するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の手段は発熱体と液体燃料の吸上体で構成される
気化部と、前記気化部下流側に設けられたバーナ部と、
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設けたポンプを有する吐出管
およびリターンパイプとを有し、かつ、前記気化部の一
部を液体燃料循環流中に設け、前記気化ガス搬送用空気
流路と液体燃料循環流流路との間に、流路分割部を設け
たものである。

作 用 上記手段により、吸上体の一部が浸漬している燃料油を
流動させ、油面が発熱体からの伝熱により高温になるこ
とを防止すると共に、気化ガス搬送用空気流路と液体燃
料循環流流路とを分離することにより、いったん気化し
た高温の燃料ガスが低温の液体燃料循環流に直接接触
し、そこで凝縮することを防止する。前者の燃料油の高
温化防止は、前述した空気酸化による燃料油のタール化
防止を計るものであり、後者の燃料気化ガスの凝縮防止
も同様のタール化防止を目的とする。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図と共に説明する。

発熱体８の外周を包んで設けられた吸上体９の下部は、
循環流路10を流れる燃料の中におかれている。気化ガス
搬送用空気流路12と循環流路10とは、仕切板の役目をす
る流路分割部11により上下に分割されている。燃料タン
ク13の燃料は、ボンプ14によって吐出管15を通じて吸い
あげられ、循環流路10の吸上体９の下部を通過し、リタ
ーンパイプ16で燃料タンク13へ流下する。発熱体８は通
電によって発熱するコイル状の抵抗体である。また吸上
体９は、アルミナ，シリカ等の耐熱性無機繊維体で作ら
れたもので、前述の燃料を循環流路10の底部より発熱体
８までも毛細管現象によって吸上げている。すなわち、
発熱体８と吸上体９によって液体燃料を気化する気化部
を構成しているものである。この気化部の上流側に設け
られた送風機17によって、燃料気化ガス搬送用空気が気
化部に送られている。また、気化ガス搬送用空気の一部
は、気化部を通らずに、循環流路10の外周の空気圧管18
を通り、バーナ20と気化ガス搬送用空気流路12の接続部
の間隙19より、バーナ20方向へ流れている。またバーナ
20は、間隙19を介して空気圧管18に取り付けられてい
る。

さらに、発熱体８と吸上体９よりなる気化部は、気化ガ
ス搬送用空気流路12の上部蓋22に固定されており、空気
圧管蓋23を開けることによって装置より脱着容易な構成
となっている。

上記実施例において、燃料タンク13の燃料はポンプ14に
よって循環流路10へ送られ、下流方向に下向きの勾配を
有する循環流路10の底部を燃料は流れリターンパイプ16
を通じて、もとの燃料タンク13に戻る。この場合、燃料
流量は、常に、必要とする気化量より大である。ここで
発熱体８に通電を開始すると、毛細管によって吸上げら
れた燃料は、吸上体９の上部より、加熱により気化す
る。この気化量は、通電した電力量と常に一定の関係を
有する。気化ガスは、送風機17より送られてきた気化ガ
ス搬送用空気と混合しバーナ20に送られ燃焼する。この
時、高温の気化ガスは、流路分割部11により、循環流路
10を流れる低温の燃料循環流と直接接触しないため、燃
料への凝縮が起こらない構成となっている。

一方、循環流路10の外周を流れる空気は、間隙19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。この空気は、気化部を脱着可能とした上部蓋22
および間隙19より気化ガスが装置外にもれることを防止
する。また間隙19は、バーナ20からの燃焼熱が気化部に
伝熱することを防止している。さらに断熱材21の目的も
同様である。バーナ部からの伝熱を防止する必要性につ
いては後述する。

上記構成により吸上体９の下方には常に低温の燃料が流
れているため、吸上体９の下部は低温に保たれる。発熱
体８に接する吸上体９の上部が高温となる点は従来構成
と同じであるが、下部がほぼ室温に保たれるため、吸上
体９の毛細管を上昇する燃料が気化するまでにおかれる
高温域を非常に狭くすることができる。すなわち、下部
に燃料の流れを与えることにより吸上体９の上下方向の
温度勾配を急にすることが可能であり、酸化、タール化
しやすい高温領域を狭くすることにより、燃料のタール
化を著しく抑制するものである。また従来構成で見られ
る、吸上体２が浸漬している燃料油が滞留している場合
に生じる燃料油面の局部的高温化も起こらない。もちろ
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13が気化部と分離されており、
かつ燃料タンク13が放熱しているため、タールが生じる
ような高温までに燃料温度は上昇しない。

また流路分割部11がない場合、燃料気化ガスの燃料循環
流にふれての凝縮によってもリターン油温度は上昇する
が、本発明の構成によって、この凝縮を防止でき、燃料
油の温度上昇を防止できる。

本発明の構成により、タール化抑制に対して著しい効果
が得られることは、上述したとうりであるが、さらに本
発明の構成により、吸上体９の毛細管の吸上能力を増大
することができる。静止した燃料を吸上げる場合、吸上
体中の毛細管による毛細管現象による力だけが働らく
が、流動した燃料の場合、燃料の流れの力が、流れの抵
抗体としての吸上体９に加わっている。この流れの力が
燃料の吸上量を増大させ、実験では、同じ吸上体で気化
しうる最大の吸上量が、流動化することにより約20％増
加した。

この結果は、燃料の流動化により、たとえタール化して
毛細管が多少目詰まりを起こしても、燃料を気化する部
位まで上昇することが可能となることを示すものであ
り、吸上能力に余裕をもたせたといえる。前述の温度勾
配の作用と相まって本発明の寿命特性の改善に著しい効
果を発揮させるものである。

本発明に構成において、前記液体燃料循環流流路の上流
部を下流部に対して上方となる傾斜を設けることが望ま
しい。これは循環流の流速を早くすることにより、発熱
体８からの熱伝導による燃料油の高温化を防止すること
により、吸上体９の吸上能力の低下をより効果的に防止
でき、かつ上述した流速増加による吸上能力の増大も計
れるためである。

また、本発明の構成において、気化部の液体燃料吸上体
を気化ガス搬送用空気の流れ方向に対して略平行に設置
することが望ましい。これは、流れ方向に対して略平行
でない場合、特に流れに対して直交した場合気化ガス搬
送用空気流が、気化部で乱流化しやすくなり、気化ガス
が流路壁などに凝縮しやすくなるためである。凝縮した
燃料は、すでに高温で気化した履歴をもつため、著しく
酸化されており、気化部でのタール化を早める要因とな
る。しかしながら上記乱流化は、空気流量の大なる場合
（気化量大なる場合）に発生する問題であり、気化量が
余り多く必要としない場合は、空気量も余り多く必要で
ないため、通常使時には、気化部の寿命特性には問題と
ならない。

さらに、バーナ20と気化ガス搬送流路12とを熱的に分離
することにより、気化部および循環流の燃焼熱伝熱によ
る高温化を防止することでき、本発明のタール化抑制効
果をより高めるものである。さらに上部蓋22は、単に気
化部の脱着を容易とするためだけのものでなく、気化ガ
ス流路が低温の循環流により冷却され、流路壁での気化
ガスの凝縮を防止することにもあり、この目的に対して
良好な結果が得られる。

さらに吸上体９上に白金族系触媒を担持することが望ま
しい。これは、上記触媒を担持することにより、長時間
使用後吸上体上に蓄積したタール成分を触媒作用により
酸化分解することができ、吸上体の再生を計ることがで
きる理由による。

発明の効果 このように本発明は吸上体と発熱体により主として構成
される液体燃料燃焼装置の気化装置の液体燃料タール化
による気化量の経時的な低下を著しく改善することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における気化装置の縦断面、
第２図は第１図Ａ−Ａ′の断面図、第３図は従来例の断
面図である。 ８……発熱体、９……吸上体、10……循環流路、11……
流路分割部、14……ポンプ、17……送風機。

フロントページの続き (72)発明者 保坂 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−140011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−285308（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−136924（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱体と液体燃料吸上体で構成される気化
   部と、前記気化部下流側に設けられたバーナ部と、前記
   気化部上流側に設置し、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設け
   たポンプを有する吐出管と、液体燃料循環流流路および
   リターンパイプとを有し、前記ポンプにより前記燃料タ
   ンクより燃料を吸い上げ、燃料が前記吐出管、液体燃料
   循環流流路、リターンパイプを経由して燃料タンクに戻
   る液体燃料循環流路を形成し、かつ前記液体燃料循環流
   流路において、上流部が下流部に対して上方となる傾斜
   を設け、前記気化部の一部を前記液体燃料循環流路中に
   設け、さらに前記気化ガス搬送用空気流路と前記液体燃
   料循環流路を分離する流路分割部を設けてなる液体燃料
   燃焼装置。
2. 【請求項２】気化部の液体燃料吸上体を前記気化ガス搬
   送用空気の流れ方向に対して略平行に設置した特許請求
   の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。