JPH094821A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変質灯油や蒸発温度の高い液体燃料を使用し
た場合でも、気化筒内部にタールが残留するのを防止
し、長期間にわたり安定した気化性能を維持できるよう
にすることと、気化筒の温度を検出する温度検出器の耐
久性を高めることができるようにする。 【構成】 バーナケース９と、このバーナケース９内に
収容され、液体燃料供給手段１２によって供給された液
体燃料を気化する気化筒１と、この気化筒１の温度を検
出する温度検出器３０と、周壁部２０Ａに複数の炎孔２
１を有し、気化筒１の上端開口部に装着されたバーナヘ
ッド２０と、気化筒１内部に燃焼用空気を供給する送風
機とを備えている。そして、気化筒１の上端部には、バ
ーナヘッド２０の周壁部２０Ａに対向し、かつ、燃焼中
に気化筒１の下部の温度を約３３０℃以上に昇温させる
複数の熱回収用突部２９、２９を一体に設けるととも
に、温度検出器３０を気化筒１の下部に設置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として石油ファンヒ
ータ等に使用される石油気化式の液体燃料燃焼装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に、この種の液体燃料燃焼装置
は、有底筒状のバーナケース内に、電気ヒータを有する
気化筒を収容しており、この気化筒の上端開口部には周
壁部に複数の炎孔を有するバーナヘッドを装着してい
る。そして、気化筒内部に液体燃料と燃焼用一次空気を
供給して、液体燃料を気化させるとともに空気と混合さ
せ、この混合ガスをバーナヘッドに送り込み、バーナヘ
ッドの周壁部の各炎孔から噴出して点火ロッドのスパー
クで着火燃焼させる構造となっている。また、気化筒
は、運転開始時に気化筒の周壁に埋設された電気ヒータ
への通電により加熱され、燃焼開始後はバーナヘッドの
炎孔に形成される火炎によって加熱されるため、燃焼開
始から約１〜５分経過した時点で電気ヒータへの通電を
停止する。このように、電気ヒータへの通電を停止して
も、気化筒は火炎の熱で約２４０〜２６０℃の温度に維
持されて、液体燃料を気化し続け、燃焼を継続するもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の液体燃料燃焼装置においては、気化筒の温度が
約２４０〜２６０℃の温度に維持される構成であるた
め、日本国で市販されている未変質のＪＩＳ１号灯油を
使用した場合には、気化筒内部へのタールの残留等の問
題がないが、例えば、長期間の保存によって変質したＪ
ＩＳ１号灯油を使用したり、或るいは、ＪＩＳ１号灯油
よりも蒸発温度の高い液体燃料を使用した場合には、気
化筒内部にタールが残留し、気化性能が低下して安定し
た気化燃焼が行えなくなる問題があった。

【０００４】本発明は上述の実情に鑑みてなされたもの
であり、変質灯油や蒸発温度の高い液体燃料を使用した
場合でも、気化筒内部にタールが残留するのを防止し、
長期間にわたり安定した気化性能を維持できるようにす
ることと、気化筒の温度を検出する温度検出器の耐久性
を高めることができるようにすることを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、バーナケー
スと、このバーナケース内に収容され、液体燃料供給手
段によって供給された液体燃料を気化する気化筒と、こ
の気化筒の温度を検出する温度検出器と、周壁部に複数
の炎孔を有し、前記気化筒の上端開口部に装着されたバ
ーナヘッドと、前記気化筒内部に燃焼用空気を供給する
送風機とを備え、前記気化筒の上端部には、バーナヘッ
ドの周壁部に対向し、かつ、燃焼中に前記気化筒の下部
の温度を約３３０℃以上に昇温させる複数の熱回収用突
部を一体に設けるとともに、前記温度検出器を気化筒の
下部に設置した構成である。

【０００６】請求項２記載の液体燃料燃焼装置において
は、気化筒が約４５０℃以上に加熱可能な耐熱アルミニ
ユム合金にて作られている構成である。

【０００７】

【作用】このように、気化筒の上端部には、バーナヘッ
ドの周壁部に対向し、かつ、燃焼中に気化筒の下部の温
度を約３３０℃以上に昇温させる複数の熱回収用突部が
一体に設けられているので、燃焼開始から所定時間経過
した後の燃焼中には、火炎の高温部に焙られて加熱され
た熱回収用突部の熱が気化筒の下端部にまで伝わり、気
化筒は下部の温度が約３３０℃以上の高温となり、変質
した不良灯油や蒸発温度の高い液体燃料を使用した場合
でも、気化筒内部にタールが残留するのを抑制でき、長
期間にわたり良好な気化状態が維持される。また、気化
筒の温度を検出する温度検出器を気化筒の下部に設置し
たので、温度検出器は気化筒の周壁部のうち、最も温度
の低い所に位置することになり、耐久性が向上される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図６の
図面に基づいて説明する。図において、１は上部を開口
したダイカスト製で有底円筒状の気化筒であり、この気
化筒１はＡｌ−Ｍｎ系の耐熱アルミニウム合金にて作ら
れており、この気化筒１の周壁部の一部には、その周壁
部の接線方向に向けて開口させた空気導入口２を設けて
いる。また、気化筒１の材料となる耐熱Ａｌ合金は、Ａ
ｌを主成分とし、Ｍｎの他にＳｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、
Ｃｕ、Ｍｇ等が含有され、Ｍｎは２．５〜６．０重量％
とＡｌ以外では最も含有量が多い。

【０００９】３は気化筒１の周壁上部に埋設されたシー
ズヒータ等の電気ヒータ、４は一端部が気化筒１の空気
導入口２に接続された一次空気筒であり、この一次空気
筒４は、その他端部がモータ５にて駆動される給気ファ
ン６を内蔵した送風機７のケーシング８に接続され、送
風機７からの燃焼用一次空気を空気導入口２を通して前
記気化筒１の内部に送り込むものである。９は気化筒１
の外周に設けられた有底筒状のバーナケース、１０はバ
ーナケース９と気化筒１との間の空間Ｘに燃焼用二次空
気を送り込む二次空気管であり、この二次空気管１０の
先端出口部１０Ａは、バーナケース９の周壁部９Ａを貫
通してバーナケース９内に臨ませるとともに、前記周壁
部９Ａ近くに開口させており、二次空気管１０の基端入
口部１０Ｂは、一次空気筒４と同じく送風機７のケーシ
ング８に接続されている。

【００１０】１１は前記二次空気管１０の先端出口部１
０Ａを覆うようにバーナケース９の周壁部９Ａ内面に装
着した金属板製の送風ガイドであり、この送風ガイド１
１は前記二次空気管１０の先端出口部１０Ａと約５〜１
０ｍｍの間隔を存して対向するように、バーナケース９
の周壁部９Ａ内面に装着されており、二次空気管１０の
先端出口部１０Ａから流出した二次空気が、直接、気化
筒１の周壁に接触するのを防止している。

【００１１】１２は空気導入口２及び一次空気筒４の一
端部内にそれらと同心的に配置された燃料ノズルであ
り、この燃料ノズル１２は、それの先端部を気化筒１の
内部に臨ませて灯油等の液体燃料を気化筒１内部に噴出
するもので、それの他端部は燃料供給管１３及び電磁ポ
ンプ等の燃料ポンプ１４を介して燃料タンク１５内と連
通している。１６は燃料タンク１５に液体燃料を補給す
る着脱自在なカートリッジタンクである。

【００１２】１７は前記気化筒１の上部開口に嵌合装着
したダイカスト製の絞り板であり、この絞り板１７は気
化筒１と同じく耐熱性に優れたＡｌ−Ｍｎ系の耐熱Ａｌ
合金にて作られており、この絞り板１７の中央部には絞
り通路１８を形成する円筒部１７Ａが一体に垂下成形さ
れている。１９は絞り板１７の円筒部１７Ａの直下に配
された邪魔板であり、円筒部１７Ａとは間隔を存してい
る。

【００１３】２０は前記気化筒１の上部に装着した有天
円筒状のバーナヘッドであり、このバーナヘッド２０の
周壁部２０Ａには、図６に示すように、混合ガスを噴出
する多数の炎孔２１、２１が上下３段に分割されて設け
られており、また、バーナヘッド２０の周壁部２０Ａの
内外両面には周壁部２０Ａに密着させて炎孔金網２２、
２２を設けている。２３は前記絞り板１７の絞り通路１
８を上から覆うようにバーナヘッド２０内に配設した混
合整流筒であり、この混合整流筒２３は、耐熱ステンレ
ス鋼板の絞り加工により、側面から見て略凸状に形成さ
れ、それの中央部に設けられた有天状筒部２３Ａの天面
と、下部外周に設けられた環状平面部２３Ｂには、それ
ぞれ直径が約２ｍｍに設定された多数の小孔２４、２
４、２５、２５が設けられ、有天状筒部２３Ａの周壁部
は無孔壁となっている。そして、前記絞り板１７、バー
ナヘッド２０及び混合整流筒２３は複数の取付ねじ２６
にて気化筒１に固定されている。

【００１４】２７は前記バーナヘッド２０の外周に配さ
れた燃焼リングであり、この燃焼リング２７は耐熱ステ
ンレス鋼板にて作られており、気化筒１の上端部に載置
されてネジ（図示せず）止めされている。また、バーナ
ヘッド２０の周壁部２０Ａに対向する燃焼リング２７の
環状壁２７Ａには、円周方向に所定の間隔を存して複数
の縦スリット２８、２８を設けている。

【００１５】２９、２９は前記バーナヘッド２０の周壁
部２０Ａに対向するように気化筒１の周壁部の上端部に
一体成形してなる６個の熱回収用突部であり、これら６
個の熱回収用突部２９、２９は、図５に示すように、そ
れぞれ円柱状に形成され、その径Ｔが約７ｍｍに、高さ
Ｈが約８〜１０ｍｍに設定され、環状となっている気化
筒１の上端部の円周方向に相互に略等しい約２５〜３５
ｍｍの間隔Ｓを存して設けられ、気化筒１に効率良く熱
回収できるようにしてあり、これら複数の熱回収用突部
２９、２９を気化筒１の上端に一体成形したことによ
り、燃焼中に気化筒１の底壁部は約３３０〜３６０℃の
高温度に加熱される。

【００１６】３０は気化筒１の温度を検出するバーナサ
ーミスタ等の温度検出器であり、この温度検出器３０は
気化筒１の底壁部付近の温度を検出するように、気化筒
１の下端部に設置され、それの先端検出部３０Ａは気化
筒１の周壁部の下端部に設けられた横向きの溝に挿入さ
れ、それの途中適所は、図４に示すように、固定具３１
によりバーナケース９の周壁部９Ａに固定されている。

【００１７】また、前記気化筒１の周壁部及び底壁部の
内面略全体には、膜厚が約２０〜４０μｍの耐熱性の塗
膜３２が形成されている。この塗膜３２は耐熱性有機塗
料を気化筒１の内面に塗布した後に焼き付けたものであ
る。

【００１８】３３はバーナヘッド２０の炎孔２１に形成
された火炎Ｆの有無を検出するとともに酸素濃度を検出
するフレームロッド、３４は炎孔２１から噴出する混合
ガスに点火する点火ロッド、３５は温風用送風機（図示
せず）からの送風を温風吹出口（図示せず）に導く温風
用送風ダクト、３６は温風用送風ダクト３５の底壁部３
５Ａに立てて設けた燃焼筒であり、この燃焼筒３６内の
下部に前記バーナヘッド２０を臨ませている、３７は燃
焼用空気入口３８に設けられたフィルター、３９は給気
ファン６の回転数を検出する回転検出器である。

【００１９】上述の構成において、電気ヒータ３への通
電によって気化筒１の下部が約２５０℃の温度に達する
と、その温度上昇を温度検出器３０が検出して送風機７
が作動し、そして、約５秒間のプレパージを行い、この
プレパージ後に燃料ポンプ１４が作動する。この燃料ポ
ンプ１４と送風機７の作動により、燃料供給管１３を介
して燃料ノズル１２から液体燃料が、また、一次空気筒
４を介して空気導入口２から燃焼用一次空気が、ぞれぞ
れ気化筒１の内部へ供給される。

【００２０】ここで、気化筒１内部へ供給された燃料
は、気化筒１の内壁面に接触して気化され、この気化ガ
スは一次空気と混合して混合ガスとなり、この混合ガス
は絞り板１７の絞り通路１８を通って混合整流筒２３内
に流入する。この混合整流筒２３内に流入した混合ガス
は、その一部が環状平面部２３Ｂの多数の小孔２５、２
５を通って下段の炎孔２１及び中段の炎孔２１に向かっ
て流れ、これら各炎孔２１、２１から噴出し、残りは有
天状筒部２３Ａ内を上昇し、この有天状筒部２３Ａ内で
混合が促進されながら天面部に向かい、この天面部の多
数の小孔２４、２４を通過する。この小孔２４、２４を
通過した混合ガスは、上段の各炎孔２１及び中段の各炎
孔２１へ向かい、それらの炎孔２１から噴出する。こう
して、各炎孔２１から噴出した混合ガスは、点火ロッド
３４のスパークで着火され、火炎Ｆを形成して燃焼を開
始する。

【００２１】一方、二次空気管１０を介してバーナケー
ス９内に送り込まれる燃焼用二次空気は、二次空気管１
０の先端出口部１０Ａから流出し、この送風ガイド１１
によって横向きに流されて気化筒１とバーナケース９と
の間の空間Ｘに入り、この空間Ｘ内を上昇して、気化筒
１の上部とバーナケース９の上部との間の隙間を通り、
火炎Ｆの外周囲に供給され、火炎Ｆの二次燃焼を促進さ
せる。

【００２２】こうして燃焼が開始されると、火炎Ｆの熱
が熱回収用突部２９及び燃焼リング２７から気化筒１に
伝導して熱回収が行われ、燃焼開始から約２〜５分経過
した時点で、電気ヒータ３への通電を停止しても、気化
筒１は高温に維持され、気化筒１内に供給された液体燃
料は気化し続けて燃焼状態が継続する。そして、燃焼開
始から約３０〜４０分経過すると、最も温度上昇の遅い
気化筒１の底壁部付近の温度も約３３０〜３６０℃の高
温状態となる。

【００２３】本実施例によれば、バーナヘッド２０の周
壁部２０Ｂに対向するように、６個の熱回収用突部２
９、２９を気化筒１の周壁部の上端部に一体に設け、こ
れら６個の熱回収用突部２９、２９の径Ｔを約７ｍｍ
に、高さＨを約８〜１０ｍｍに設定し、燃焼開始から約
３０〜４０分経過後には、上部に比べて温度上昇しにく
い気化筒１の底壁部付近の温度を、約３３０℃以上（約
３３０〜３６０℃）の高温度に昇温維持させるようにし
ている。そのため、変質した不良灯油や蒸発温度の高い
液体燃料を使用した場合でも、燃料中の各種成分を瞬時
にして残らず蒸発させ、気化筒１内部に壁部にタールが
残留する防止し、気化筒１は長期間にわたり良好な気化
状態が維持され、安定した気化燃焼を継続できる。しか
も、気化筒１の内部にタールが残留するのを防止できる
ので、タールに浸透した液体燃料が消火後に蒸発し続け
て、消火時に強い臭気が発生するような事態も改善でき
る。

【００２４】また、気化筒１の温度を検出するバーナサ
ーミスタ等の温度検出器３０を気化筒１の下端部に設置
しているので、温度検出器３０は気化筒１の周壁部のう
ち、最も温度の低い所に配置されることになり、耐久性
が高められる。即ち、気化筒１の底壁部付近の温度を約
３３０℃以上（約３３０〜３６０℃）の高温度に昇温さ
せた場合、気化筒１の周壁部の中間部分では約４００℃
前後、気化筒１の周壁部の上端部分では約４５０℃前後
まで温度上昇し、温度検出器３０の耐久性に問題が生じ
てしまう。このように、温度検出器３０を気化筒１の下
端部に設置すれば、温度検出器３０は断線等の故障の心
配がない。

【００２５】また、液体燃料を気化するダイカスト製の
気化筒１が、Ａｌ−Ｍｎ系の耐熱Ａｌ合金にて作られて
いるので、２．５〜６．０重量％含有されたＭｎが、Ａ
ｌの耐熱性や強度等の機械的性質を高める働きをするた
め、最も温度上昇しやすい気化筒の上端部の温度が約４
５０℃以上にまで上昇しても、膨れや溶解等の熱変形が
生じないようにできる。

【００２６】また、上述の実施例では、気化筒１の周壁
及び底壁の内面略全体に、膜厚が約２０〜４０μｍの耐
熱性の塗膜３２を形成している。この塗膜３２の膜厚を
約２０〜４０μｍに設定すると、塗膜３２で液体燃料の
浸透性を保ちながら、塗膜３２による断熱作用を抑制
し、塗膜３２表面の温度を気化筒１の温度と略同等の温
度とすることができ、タールの残留抑制効果が高まる。
即ち、塗膜３２の膜厚が５０μｍ以上であると、塗膜３
２自体が断熱材となって、塗膜３２の表面温度が気化筒
１の温度よりも低くなり、その分、液体燃料の気化が抑
制される。また、塗膜３２の膜厚が１５μｍ以下では、
液体燃料の浸透性が悪くなり、気化面で粒状となった燃
料が飛び跳ねて、気化が遅れてしまう。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体燃料
燃焼装置によれば、気化筒の上端部に一体に設けた複数
の熱回収用突部によって気化筒の下部の温度を約３３０
℃以上に昇温させる構成としたので、変質した不良灯油
や蒸発温度の高い液体燃料を使用した場合でも、気化筒
内部にタールが残留するのを防止し、長期間にわたり良
好な気化状態を維持できるとともに、消火時の臭気の発
生も抑制できる等、変質した不良灯油や蒸発温度の高い
液体燃料の使用に対する信頼性を高めることができるば
かりでなく、気化筒の温度を検出する温度検出器を気化
筒の下部に設置しているので、温度検出器は気化筒の高
温度に対して保護され、温度検出器の耐久性を向上でき
る。

【００２８】請求項２記載の液体燃料燃焼装置において
は、液体燃料を気化する気化筒が、約４５０℃以上に加
熱可能な耐熱アルミニウム合金にて作られているので、
最も温度上昇しやすい気化筒の上端部の温度が約４５０
℃以上にまで上昇しても、膨れや溶解等の熱変形が生じ
ないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置の全
体構成の断面図である。

【図２】同じく要部の拡大断面図である。

【図３】同じく図２とは異なる断面での要部の拡大断面
図である。

【図４】同じく要部の拡大平断面図である。

【図５】同じく気化筒単体の斜視図である。

【図６】同じくバーナヘッドの炎孔と気化筒の熱回収用
突部との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 気化筒 ７ 送風機 ９ バーナケース １２ 燃料ノズル（燃料供給手段） ２０ バーナヘッド ２０Ａ バーナヘッドの周壁部 ２１ 炎孔 ２９ 熱回収用突部 ３０ 温度検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 光嘉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナケースと、このバーナケース内に
   収容され、液体燃料供給手段によって供給された液体燃
   料を気化する気化筒と、この気化筒の温度を検出する温
   度検出器と、周壁部に複数の炎孔を有し、前記気化筒の
   上端開口部に装着されたバーナヘッドと、前記気化筒内
   部に燃焼用空気を供給する送風機とを備え、前記気化筒
   の上端部には、バーナヘッドの周壁部に対向し、かつ、
   燃焼中に前記気化筒の下部の温度を約３３０℃以上に昇
   温させる複数の熱回収用突部を一体に設けるとともに、
   前記温度検出器を気化筒の下部に設置したことを特徴と
   する液体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記気化筒が約４５０℃以上に加熱可能
   な耐熱アルミニユム合金にて作られていることを特徴と
   する請求項１記載の液体燃料燃焼装置。