JPS5831202A - 灯芯 - 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】 本発明は液体燃料用燃焼器に用いられる灯芯に関するも
ので、その目的とするところは灯芯の燃料気化部におけ
るタール状物質の生成蓄積を抑え、長期間にわたって安
定した燃焼を維持し得る灯芯を提供することにある。

液体燃料を灯芯の毛細管現象によって吸い上げ、燃料気
化部の表面から液体燃料を気化させて燃焼さぜる、いわ
ゆる吸い上げ気化式の燃焼器は、石油ストーブ、石油コ
ンロ等に広く用いられている。

この種の燃焼器では、燃料気化部が、高温でかつ゛酸素
の介在する雰囲気に暴露されているために、燃焼中にお
いて燃料気化部に含有される燃料の一部が酸化２重合反
応等によってタール状物質となり、燃料気化部に蓄積さ
れる。特に燃料１１に微量の高沸点成分が混入したり（
例えば灯油中に機械油、軽油、サラダ油等が混入した場
合）、あるいは燃料成分の一部が変質（例えば灯油を長
期間高温、あるいは直射日光下に保存し、酸化物、過酸
化物、樹脂等が生成されている場合）したりしている場
合等には、前記タール状物質の生成、蓄積量が著しく増
大する。

このタール状物質が燃料気化部に蓄積した時、燃料気化
部の表面あるいは内部の毛細管が閉塞され、燃料の吸上
げや気化が阻害される。このため燃料気化量が異常に低
下し、燃焼室における空燃比が崩れて臭気、ススや有害
な一酸化炭素が犬量庄 に発′する様になる。また点火時には上記タール状物質
によって燃料気化部の速かなる温度」−昇、燃料気化量
の増加が妨げられ、安定燃焼に至るまでに著しく長時間
を要し、その間には不安定過渡燃焼による臭気、スス、
−酸化炭素等が大量に発生３　　、、。

していた。更にタール状物質が灯芯とこれを支持危険な
ものでちった。

本発明はこれら従来の欠点を解消するために、タール状
物質（以下タールと記述）の生成蓄積を抑制するもので
、以下本発明の一実施例を添付図面と共に説明する。

本発明における一実施例の要部の一部断面図を第１図に
示し、この第１図において１は生芝であり、耐熱性繊維
を主体として成る多孔体であり、機械的強度を増すだめ
に、無機、有機のバインダーを少量含ませている。２は
ポリプロピレン、綿などから構成される吸上げ芯であり
、３は生芝１の気化部に相当する場所を示している。４
は縫製糸、６は接着テープである。彦お前記耐熱性繊維
は、シリカ・アルミナ系のセラミックファイバー。

またはガラス繊維、ロックファイバーなどが適当である
。この構成において、液体燃料は、タンク（図示せず）
内から吸上げ芯２によって吸上げられ、生芝１で同様に
吸」−げられ気化部３の表面から気化されることとなる
。

燃焼量の低下等の不具合の発生の原因は燃ｔ１気化部３
に堆積するタールに、１：ることは前述の通りであるが
、もっと詳述すれば、どこにタールが生成されるかとい
うことに係ってくる。つまり燃料気化部３の表面で生成
されるタールは、その外側の雰囲気が燃焼器の燃焼熱で
非常に高温になっているだめ徐々に熱分解され、多孔性
のものとなるため、実使用上は燃料気化部３の体積が若
干増加したのと同じような状態となるだけであり、棒端
に多くならなければさほど問題にならない。そして特に
問題となるのは、表面から燃料気化部３の内部に少し入
った場所にタールが生成されたときである。このときに
は、灯芯の内側であるため温度が上がりにくり、生成さ
れたタールは熱分解されないで堆積していき、燃料を吸
」二げるための細孔を閉塞してし１い、燃料気化部３の
表面捷で燃料が到達できない状態となる。そのために燃
焼（気化）量が減少し、空燃比が変化ｉ〜、様々な不６
、−・・ 具合が現れることとなる。このような、どこにタールが
生成するかということは、ひとえに燃料が燃料気化部３
のどこで気化しているかということによるものである。

つまり表面で気化しているときには表面にタールが生成
され、やや内部に生成するときにはやや内部で気化が行
われているということである。タールの生成は化学的に
は酸化反応から発生するものであり、この反応は固相、
液相、気相の三相が共存する点、つまシ気化している点
で最も活発になるということが言える。よって表面で気
化させるようにすれば、タールの生成は最小限にするこ
とができ、前記不具合も非常に起こシにくくすることが
できる。そして燃料がどこで気化するかということは、
言い換えれば、燃料気化部３の表面付近での吸上げ能力
、つまり内部から表面への供給能力によるものであるこ
とが言える。燃焼器を使用しているときには、燃料気化
部３の温度は２００’Ｃ前後となり、特に表面では２７
０１？：程度にまで上昇している。−実燃料は、主芯１
．吸上げ芯２の毛細管現象によって吸上げられてくるが
、その吸」二げ（供給）速度は、燃料の性状と温度とそ
して、細孔の径とに」二って決められる。たとえば本実
施例では液体燃料として灯油を用いているが、このとき
の高さ１００　ｍｍの位置における吸上げ速度の温度依
存性を第２図に示している。温度が上昇することに」：
って、灯油の粘度は小さくなり吸上げ速度は大きくなる
傾向となり、一方表面張力は温度」二昇と共に小さくな
るだめ、吸上げのだめの圧力が下がり速度は小さくなる
傾向となる。これらの傾向は１６０１：程度までの温度
帯では温度上昇と共に粘度の影響の方が強くなシ、吸上
げ速度は大きくなる。そしてそれ以上の温度帯において
は、表面張力の影響の方が大きくなり吸上げ速度は急激
に小さくなる。そしてこれらの変化は、細孔径が大きい
程、大きくなり、小さいほど小さくなる。たとえば細孔
径（直径）が４０ミクロンのときには、吸上げ速度は１
００℃付近で最大値となりそれ以」二の温度では急激に
減少し、２５０℃になると吸上げ速度はほぼゼロとなる
。また細孔径が１０ミクロンのとき７　／・−１ には、４０ミクロンのときよりも値は小さいが、おおよ
そ１６０℃付近で最大値となり、それ以上の温度では、
その上昇と共にゆるやかに減少する。

このとき減少のし方がゆるやかであるため、吸上げ速度
は、細孔径が４０ミクロンと１０ミクロンでは２４０℃
付近で逆転し１０ミクロンの方が大きくなる。そして第
２図から灯芯の温度が２７ｏ０Ｃのあたりにおいては、
２０ミクロン以上の細孔では、灯油は燃料気化部表面ま
で液体で流れ出にくくなる。つまり表面より内部で気化
する状態となり、表面より内側にタールが蓄積し易くな
り前記不具合が起こることどなる。この現象は１０ミク
ロン以下では起こらず灯油は表面で気化されることとな
る。さて、繊維の素線径と、細孔径との関係であるが、
厳密には、この場合細孔は、三次元構造でもあり、円筒
状の形をしている訳でばないが、室温における吸上げ速
度の測定により、おおよそ何ミクロンの細孔に相当する
かと言うことが判明する。我々の測定によれば、素線径
の分布の中心が３ミクロンで気孔率が９０チのときには
、おおよそ１５ミクロンの細孔に相当し、素線径の分布
の中心が１ミクロンで気孔率が９０％のときには、５ミ
クロンの細孔に相当するということがわかった。このこ
とを示すのが第３図である寸だこの細孔径は、水銀圧入
法での細孔径分布の測定によっても確かめられた。

以」二の事柄から灯芯気化部３において繊維をほぼ２ミ
クロン以下（相描細孔径で１０ミクロン以下）のもので
構成することにＪ：って灯油は燃料気化部３０表面が気
化するようになり、異質油混入油や変質油などを使用し
ても、それらは表面に蓄積されるため、蓄積されると同
時に熱分解に」：り大部分は気化され、少量残ったとし
ても多孔性のものであるため、燃焼器の性能低下が著し
くなるというような不具合はほとんど発生することがな
くなるという大き々効果が得られることとなる。

以上のように本発明に」：ノ１、ばタールが燃料気化部
の表面に生成されるので、タールによる悪影響のきわめ
て少々いものにすることができる。

電不す　　　　　　　９・°−； 第１図は本発明一実施例〜一部部面面図第２図は、吸上
げ速度の温度依存性を示す特性図、第３図は素線径と相
当細孔径との関係を示す図である。

３・・・・・・燃料気化部。

代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体燃料を吸」二げ、気化部において前記液体燃料を気
   化させ、　　−少なくとも気化部は、直径が２ミクロン
   以下の耐熱性繊維を中心として構成したことを特徴とす
   る灯芯。