JPS6365211A - 液体燃料気化装置 - 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〕 この発明は、内燃機関等を搭載した車両、トレーラ等の
車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所、ビニールハウス等
の室に用いられる間接又は直接的な暖房装置、乾燥装置
、ボイラー、湯沸器等に適用できる燃焼器に使用されて
いる液体燃料を気化させて気化燃料を生成する液体燃料
気化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、車両の室内暖房については、内燃機関の
冷却水を温水配管で取出し、これをヒータ装置に導き、
間接的に熱交換を行って温風を室内に送り込んで室内暖
房を行っているものがある。

また、内燃機関とは無関係にバーナ即ち燃焼器によって
燃料を燃焼させて発生ずる熱量によって室内暖房を行う
自動車用暖房装置（例えば、特開昭６０−２５２０１８
号公報参照）がある。更に、燃焼器の燃焼ガスを熱交換
器を経て機関の吸気ポートへ供給すると共に、この熱交
換器により加熱される空気を車室へ導くようにしたエン
ジンの暖機装置（例えば、特開昭６１−７９８６４号公
報参照）がある。

先行技術として、例えば、本出願人による出願である特
願昭６０−１３７８３７号、特願昭６０−２０７３３０
号、特願昭５９−２８１１６２号等に開示されたものが
ある。

特願昭６０−１３７８３７−号に記載されたものについ
て、第３図及び第４図を参照して概説する。

液体燃料気化装置４０は外管４７、内管４８及び内管４
８に配置されるグロープラグ等の加熱栓４５から構成さ
れている。外管４７は気化室へ開口する複数の噴孔４９
を備えており、燃焼室に突出する大径の閉鎖端壁に受熱
体４１が形成される。

受熱体４１は、第４図に示すように、溝４４を設け、多
数のフィン４３が形成されている。外管４７の外端部に
は断熱ガスケット５１を介して内管４８の外端部が螺合
支持されている。内管４８の外端部には燃料供給管４６
が接続される一方、内管４８の内端部は受熱体４１の近
くまで延び、かつ内管４８と外管４７との間に隙間５０
が形成されている。内管４８の外端部に設けたねじ孔４
２に加熱栓４５の基端部が螺合支持され、この先端側加
熱部が内管４８との間に隙間５０を存して受熱体４１の
方へ突出される。

また、特願昭６０−２０７３３０号に記載されたものに
ついて、第５図を参照して概説する。第５図において、
燃焼筒５９の内部を周縁部に複数個の切欠通路５３を有
する仕切板５２により気化室５４と周壁に空気導入孔５
５を有する燃焼室５６とに仕切り、前記気化室５４へ開
口する気化燃料噴出用のノズル５７を有し■っ外周面に
フィン５８を有する燃料気化装置６０を備えた燃焼器が
開示されている。燃料気化袋’１１６０は外管６３にグ
ロープラグ等である加熱栓６１が挿入されたものであり
、加熱栓６１の一端には端子６４が設けられている。外
管６３内への加熱栓６１の挿入は、燃料通路６５を形成
されるように配置される。また、外管６３には燃料供給
バイブロ２が取付けられている。加熱栓６１は中実構造
であり、窒化ケイ素部材にタングステンから成る抵抗線
（図示省略）が埋込まれたものである。

更に、特願昭５９−２８１１６２号に記載されたものに
ついて、第６図を参照して概説する。第６図において、
燃焼筒７１内はハニカム通路６９によって気化室６７と
燃焼室６８とに仕切られている。気化室６７の上流端部
には空気導入孔を有する外周壁６６が取付けられている
。空気ダクト７３中に設けられて燃焼筒７１内に斜めに
配設され、上部７４より燃料を噴出させる噴出し」７２
を有した気化装置７０を設けた急加熱用燃焼器が開示さ
れている。気化装置７０は外管７６内にグロープラグ等
である加熱栓７５が燃料通路７７を形成するように挿入
されている。加熱栓７５の一端には端子７９が設けられ
、また外管７６には燃料供給パイプ７８が取付けられて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記内燃機関の冷却水を利用して室内暖
房を行うものについては、冷却水の温度上昇の速度が緩
慢であるためヒータ本体が温風を送り出すまでに長時間
を要し、その間はヒータの暖房機能はほとんどない状態
である。また、上記内燃機関とは無関係に燃焼器を用い
る自動車用暖房装置又はエンジンの暖機装置については
、燃焼の周期、排ガスの処理等に時間、手数を要し、複
雑な機構、制御装置を必要とし、また液体燃料を気化さ
せるのに時間を要し、そのため気化燃料に対する点火及
び燃焼が遅れるという原因となっている等の問題点を有
している。

また、先行技術としての上記燃焼器に使用されている気
化装置については、液体燃料をある程度までは確実に且
つ急速に気化させることはできるが、まだ十分とは言え
ず、また、加熱栓等にカーボンが付着する等の好ましく
ない状態が発生するという問題点を有している。次に前
記先行技術についての問題点を説明する。

まず、第３図及び第４図に示されている特願昭６０−１
３７８３７号に記載された燃焼器の燃料気化装置につい
ては、燃焼が盛んになった後には、受熱体４１によって
燃料気化装置の内管４８の端部から外管４７へ流入する
燃料が加熱気化されることとなり、燃焼器の運転開始後
は格別加熱栓に通電をしてなくても燃料の完全な気化が
達成され、消費電力の節減に役立つと共に、燃料の気化
効率が向上し、燃料の着火性が向上し且つ安定した燃焼
状態が得られるが、しかしながら、外管４７内に内管４
８が配置され、その内管４８内に中実構造のグロープラ
グである加熱栓４５が配置されているものであり、液体
燃料が気化熱を得るための加熱栓４５の放熱面積が小さ
く、液体燃料の燃料通路についても１つの環状通路のみ
であり、そのため液体燃料が気化するため十分な気化熱
を得ることができず、気化した気化燃料の流れについて
も改善の余地があり、液体燃料を急速に且つ確実に気化
させ、噴孔４９から気化燃料を噴出させるという点では
必ずしも十分でなく、更に燃料通路の下流に位置する加
熱栓４５、内管４８及び外管４７にカーボンが付着する
という問題点を有している。

また、第５図に示された特願昭６０−２０７３３０号及
び第６図に示された特願昭５９−２８１１６２号に記載
された燃焼器に使用されている燃料気化装置６０及び気
化装置７０についても、第３図に示した液体燃料気化装
置４０と同様に、加熱栓６１及び加熱栓７５は中実構造
であり、液体燃料が加熱栓と接触する接触面積即ち伝熱
面積が小さく、そのため液体燃料が気化するため低温で
の十分な気化熱を得ることができず、液体燃料を急速に
且つ良好に気化させ、気化燃料噴出用のノズル５７及び
噴出ロア２から気化燃料を噴出させるという点では必ず
しも十分でなく、更に燃料通路の下流に位置する加熱栓
６１及び外管６３、並びに加熱栓７５及び外管７６にカ
ーボンが付着するという問題点を有している。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、燃料を急速度で気化して、気化燃料を燃焼させる燃焼
器に使用する液体燃料気化装置であり、グロープラグ等
の加熱栓を低温、例えば、約４００℃〜５００℃に維持
した状態で液体燃料に十分に気化熱を与え、液体燃料を
急速に且つ良好に気化させて気化燃料を生成し、しかも
前記加熱栓及びその付近にカーボンが付着するのを防止
できる液体燃料気化装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。

即ち、この発明は、外周面に受熱フィンを備えた筒体内
に燃料通路を形成するように筒状ヒータコアを配置し、
前記筒体の一端に気化燃料噴出パイプを取付け、前記筒
体の他端に燃料導入パイプを取付け、更に前記燃料通路
の下流側に位置する前記ヒータコアに多数の孔又は突起
が形成されていることを特徴とする液体燃料気化装置に
関し、更に具体的に詳述すると、前記燃料通路の上流側
に位置する前記ヒータコアにヒータコイルが配置されて
おり、前記ヒータコイルがセラミックから成る前記ヒー
タコアにプリントして固着されており、前記ヒータコア
には前記燃料導入パイプが取付けられた部位に燃料通孔
が形成され、前記燃料通路と前記ヒータコア内とが連通
しており、燃焼器の燃焼室に配置して使用され、前記ヒ
ータコアが前記燃焼器における気化用グロープラグとし
て機能することを特徴とする液体燃料気化装置に関する
。

〔作用〕

この発明による液体燃料気化装置は、上記のように構成
されており、次のように作用する。即ち、この液体燃料
気化装置は、外周面に受熱フィンを備えた筒体内に燃料
通路を形成するように筒状ヒータコアを配置し、前記筒
体の一端に気化燃料噴出パイプを取付け、また前記筒体
の他端に燃料導入パイプを取付けたので、ヒータコイル
が取付けられた前記ヒータコアが筒状であり、筒状の内
周及び外周が放熱面積である伝熱面積となり、前記ヒー
タコアを低温、例えば、約４００℃〜５００℃に維持し
た状態で液体燃料に十分に気化熱を与えられる状態とな
り、液体燃料が急速に且つ確実に気化されることとなる
。また、前記ヒータコイルが前記ヒータコアの上流側部
位に配置され、燃料噴出部の下流側部位に多数の孔又は
突起が形成されているので、これらが熱交換の機能を果
たし、気化燃料は噴出口からスムースに噴出され、前記
加熱栓及び前記筒体にカーボンが付着するようなことが
ない。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して、この発明による液体燃料気化
装置の一実施例を説明する。

第１図において、この発明による液体燃料気化装置が符
号１によって全体的に示されている。この液体燃料気化
装置１については、例えば、ディーゼルエンジン又はガ
ソリンエンジンのエアクリーナ、単独のエアクリーナ等
を通じて取り入れる空気、あるいは直接的に外気又は室
内から取り入れる空気を、空気取入パイプから導入し、
燃焼ガスを燃焼ガス送出パイプから直接的に室内等に送
り出すか、又は下流に設置された熱交換器（図示省略）
に送り出す燃焼器に使用されるものである。

この液体燃料気化装置１の構造について、第１図を参照
して説明する。液体燃料気化装置ｌは、金属製の気化パ
イプ即ち筒体２内に気化用グロープラグ等である加熱栓
即ちヒータコア３が内蔵されたものである。筒体２の外
周面には多数の受熱フィン５が形成されている。筒体２
の一端部に気化燃料噴出バイブロが取付けられ、また筒
体２の他端部に液体燃料導入パイプ９が取付けられてい
る。

筒体２内にヒータコア３が挿入され、筒体２とヒータコ
ア３との間には環状の燃料通路８が形成されている。ヒ
ータコア３については、円筒状等の筒状の形状であり、
しかもヒータコイル４がプリントによって固着されてい
る。燃料通路８の下流部位即ち気化燃料噴出部１５にお
けるヒータコア３の先端部には、多数の孔１２が形成さ
れている。

ヒータコイル４は、ヒータコア３の先端部にプリントさ
れておらず、ヒータコア３の上流側部位（中間部位を含
む）にプリントされている。液体燃料導入パイプ９の液
体燃料導入口１４の付近におけるヒータコア３の上流端
部には、燃料通孔１３が形成されている。従って、燃料
通路８とヒータコア３内の燃料通路１０とは、燃料通孔
１３を通じて連通している。また、ヒータコア３の基端
部には端子１１が設けられている。ヒータコア３の材料
としては、例えば、セラミック、窒化ケイ素部材等であ
り、ヒータコイル４の材料としては、例えば、タングス
テンから成る抵抗線である。図中、矢印は燃料の流れ方
向を示す。

第２図において、この発明による液体燃料気化装置１の
別の実施例が示されている。第２図に示す液体燃料気化
装置１については、第１図に示す液体燃料気化装置１に
おけるヒータコア３の先端部に多数の孔１２を形成した
ことに代えて、ヒータコア３の先端部に多数の突起１６
を形成したものであり、それ以外についての構成は両者
は全く同一のものである。従って、同一の構成について
の説明は省略する。

次に、この発明による液体燃料気化装置１が適用される
燃焼器の一例について説明する。前記燃焼器は、セラミ
ック製の燃焼筒、その外周を覆う金属製の外筒ハウシン
グ、並びに前記燃焼筒及び前記外筒ハウシングの一端部
を密封する金属製の蓋板から構成されている。前記外筒
ハウジングの下端部には金属製の燃焼ガス送出パイプが
設けられており、更に前記外筒ハウシングの筒状部には
金属製の空気取入パイプが側部に設けられている。

前記燃焼筒の内部は、周縁部に複数個の開口である切欠
通路を有する仕切板によって２つの室、即ち、気化室と
燃焼室とに仕切られている。前記燃焼室を構成している
前記燃焼筒の周壁には多数の空気導入孔が形成されてい
る。前記気化室とは反対何の前記燃焼室の端部即ち下部
には燃焼ガス送出口が形成されている。この発明による
液体燃料気化装置１は、例えば、第５図及び第６図に示
すように、前記燃焼室の下流部位即ち前記燃焼室の角部
から前記仕切板の中央部に形成されている連通孔に向か
って斜めに伸長し、前記連通孔を貫通して設置されてい
る。また、前記気化室には加熱プラグである点火用グロ
ープラグが設置されている。そして、気化燃料噴出バイ
ブロの先端に形成された噴出ロアを、前記気化室に設置
された前記点火用グロープラグの近傍に位置させる。

この発明による液体燃料気化装置１は、以上のように構
成されており、次のように作用する。

この発明による液体燃料気化装置１の作用を一層分かり
易く理解するために、液体燃料気化装置１が前記燃焼器
に適用された場合の一例について説明する。

まず、筒体２内の気化用グロープラグである加熱栓即ち
ヒータコア３のヒータコイル４の抵抗線に端子１１から
通電し、ヒータコア３を加熱すると共に、燃料導入パイ
プ９から液体燃料を供給する。液体燃料は燃料通路８及
び燃料通孔１３から燃料通路１０に導かれ、加熱された
ヒータコア３に接触して気化される。ヒータコア３の先
端に形成された多数の孔１２は熱交換の機能を果たし、
気化された気化燃料は孔１２を出入りし、次いで、気化
燃料は、気化燃料噴出部１５から気化燃料噴出バイブロ
を通って噴出ロアから前記燃焼器の前記気化室に噴出さ
れる。この場合、最初は気化燃料に混じって油滴もわず
かに噴出されることがあるが、この油滴は気化燃料に点
火される時に点火を極めてスムースにする機能を有して
いる。一方、燃焼空気は、前記空気取入パイプから送り
込まれ、前記外筒ハウジングと前記燃焼筒との間の前記
環状空間を旋回して前記空気導入孔から前記燃焼室に吹
き込まれる。前記燃焼室に吹き込まれた燃焼空気の一部
は前記仕切板の前記開口である前記切欠通路を通って前
記気化室に送り込まれる。気化燃料と燃焼用空気は混合
され、ホモジニアス即ち均質な状態に混合されて混合気
を生成し、そこで、燃料は前記点火用グロープラグによ
って点火されて燃焼される。次いで、気化燃料は着火さ
れて燃焼し且つ燃焼空気と混合されながら、前記燃焼室
に吹き出され、前記燃焼室において完全に燃焼されるよ
うになる。燃焼した気化燃料は燃焼ガスとなって、前記
燃焼筒に形成されている前記燃焼ガス送出口から前記燃
焼ガス送出パイプを通って熱交換器等に送出される。前
記燃焼室での燃焼状態が盛んになると、液体燃料気化装
置１の筒体２に設けた多数の受熱フィン５を介して燃焼
熱即ち輻射熱を受けるようになる。この状態になって液
体燃料気化装置１の気化用グロープラグ即ちヒータコイ
ル４への通電を停止する。その後、受熱フィン５は前記
燃焼室から輻射熱を受熱して筒体２内の燃料通路８に気
化熱として伝熱し、液体燃料は筒体２内で気化して気化
燃料にされ、気化燃料噴出バイブロから前記気化室に噴
出されるようになる。

以上のように、この発明による液体燃料気化装置の実施
例について詳述したが、必ずしもこれらの細部に限定さ
れるものではない。例えば、図では、ヒータコアの先端
には多数の孔が形成されているが、必ずしも孔である必
要はなく、熱交換の機能を果たすように、第２図に示す
ように、突起が形成されてもよいことは勿論である。突
起が形成された場合には、第１図に示すものが有する効
果即ち熱交換についての効果に関して殆ど同様な効果を
奏するものである。また、筒体に形成されている受熱フ
ィンは、筒体の円周方向に形成されているが、必ずしも
筒体の円周方向に形成される必要はなく、筒体の長手方
向、傾斜方向等に形成されてもよ（、液体燃料気化装置
が設置される燃焼器の構造によって形状変更されてもよ
いことは勿論である。更に、気化燃料噴出パイプかへ字
型の形状に形成されているが、燃焼器の構造に応じて種
々の形状に形成することも可能である。燃料導入パイプ
を筒体に対してはｙ゛直角取付けているが、必ずしもそ
のような取付は構造に限定されるものでなく、平行にあ
るいは筒体に埋め込まれた状態に取付けられてもよく、
液体燃料気化装置を燃焼器に取付ける場合に燃焼器の構
造に応じて種々の形状に形成することも可能である。更
に、筒体、ヒータコア及び気化燃料噴出パイプを円筒状
に形成しているが、角筒状、楕円筒状等種々の形状に形
成することができる。また、気化燃料噴出部における気
化燃料噴出パイプの端部を面取りをして気化燃料の流れ
がスムースになるように形成してもよいことは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

この発明による液体燃料気化装置は、上記のように構成
されており、次のような効果を有する。

即ち、この液体燃料気化装置は、筒体の外周面に受熱フ
ィンを形成し、前記筒体内に燃料通路を形成するように
燃料気化用ヒータコイルを有する筒状ヒータコアを配置
し、前記筒体の一端に気化燃料噴出パイプを取付け、ま
た前記筒体の他端に燃料導入パイプを取付けたので、前
記ヒータコイルが取付けられた前記ヒータコアが筒状で
あり、筒状の内周及び外周が放熱面積である伝熱面積と
なり、前記ヒータコアを低温、例えば、約４００℃〜５
００℃に維持した状態で液体燃料に十分に気化熱が与え
られ状態となり、言い換えれば、液体燃料が気化熱、例
えば、液体燃料が炭化しない程度の低温の気化熱を広い
伝熱面積にわたって１−分に与えられる状態となり、液
体燃料は急速に旧つ良好に気化され気化燃料となる。す
だ、前記ヒータコイルが前記燃料通路の上流側（中間部
を含む）に位置する前記ヒータコアの部位に配置され、
燃料噴出部付近部ち前記燃料通路の下流側に位置する前
記ヒータコアの部位に多数の孔又は突起が形成されてい
るので、熱交換の機能を十分に果たすことができ、気化
された気化燃料は噴出口からスムースに噴出され、更に
前記加熱栓及び前記筒体にカーボンが付着するようなこ
とがない。それ故に、液体燃料を急速度で且つ良好に気
化させることができ、気化燃料となって完全燃焼するこ
とができ直ちに気化燃料を燃焼させることができ、暖房
等に迅速に供することができる。また、構造が極めて簡
単で、液体燃料気化装置そのものの組立て及び燃焼器へ
の取付けを簡単に行うことができ、メインテナンス等が
容易である。更に、液体燃料気化装置への燃料供給につ
いて、燃焼に必要な量だけの気化燃料を逐次に生成する
ために、最適量の液体燃料を燃料導入パイプを通じて液
体燃料気化装置に供給するように構成されており、しか
も燃焼初期においては液体燃料を気化させるため、ヒー
タコイルの断接によって制御でき、安全性の面からも極
めて好ましいものである等、種々の効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による液体燃料気化装置の一実施例を
示す断面図、第２図はこの発明による液体燃料気化装置
の別の実施例を示す断面図、第３図は先行技術である燃
焼器に使用される燃料気化装置の一例を示す断面図、第
４図は第３図の受熱体を示す平面図、第５図は先行技術
である燃焼器に使用される気化装置の別の例を示す断面
図、及び第６図は先行技術である燃焼器に使用される気
化装置の更に別の例を示す断面図である。 １−−−−−−液体燃料気化装置、２−　筒体、３−ヒ
ータコア、４−　ヒータコイル、５−　受熱フィン、６
−−−−気化燃料噴出パイプ、７　　噴出口、８−燃料
通路、９−−燃料導入パイプ、１０−−燃料通路、１１
−　端子、１２　　孔、１３−〜燃料通孔、１４−−−
燃料導入口、１５−　噴出部、１６−−−−−突起。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面に受熱フィンを備えた筒体内に燃料通路を
   形成するように筒状ヒータコアを配置し、前記筒体の一
   端に気化燃料噴出パイプを取付け、また前記筒体の他端
   に燃料導入パイプを取付け、更に前記燃料通路の下流側
   に位置する前記ヒータコアに多数の孔又は突起が形成さ
   れていることを特徴とする液体燃料気化装置。
2. （２）前記燃料通路の上流側に位置する前記ヒータコア
   にヒータコイルが配置されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の液体燃料気化装置。
3. （３）前記ヒータコアはセラミックから成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の液体燃料気化装置
   。
4. （４）前記ヒータコイルは前記ヒータコアにプリントさ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の液体燃料気化装置。
5. （５）前記ヒータコアには前記燃料導入パイプが取付け
   られた部位に燃料通孔が形成され、前記燃料通路と前記
   ヒータコア内の燃料通路とが連通していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の液体燃料気化装置。
6. （６）燃焼器の燃焼室に配置して使用されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の液体燃料気化装置
   。
7. （７）前記ヒータコアは前記燃焼器における気化用グロ
   ープラグとして機能することを特徴とする特許請求の範
   囲第６項に記載の液体燃料気化装置。