JPS6365212A - 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適用される
もので、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す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６（１−２５２０１
８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。

液体燃料気化装置の先行技術として、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。

まず、特願昭６０−１３７８３７号に記載されたものに
ついて、第２図及び第３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４８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３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
に燃料供給管４６が接続される一方、内端部は受熱体４
１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し孔４２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４図を参照して概説する。第４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を有し且つ外周面に
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。燃料気化装置６０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６
３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５図を参照して概説する。第５図において、
燃焼筒７１内はハニカム通路６９−７つ 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６
６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
出させる噴出ロア２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
せるのに長時間を要し、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、先行技術としての前記燃焼器に使用されている液
体燃料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、加熱栓の温度を燃焼器の状態に応じ
て適宜に広範囲にわたって調節することができず満足で
きるものではない。

まず、第２図及び第３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の放熱面積である
伝熱面積が小さく、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、更に燃焼器の燃焼状態、
液体燃料の種類等に応じて加熱栓４５の温度調節を広範
囲にわたって行うことができず、必ずしも満足できるも
のではないという問題点を有している。

また、第４図に示された特願昭６０−２０７３３０号及
び第５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
化袋Ｍ７０についても、第２図に示した気化装置と同様
に、加熱栓６１及び加熱栓７５は中実構造のもののみで
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、液体燃料を急速に且つ確実に気化さ
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（、
更に燃焼器の燃焼状態、液体燃料の種類等に応じて加熱
栓４５の温度調節を行うことができず、必ずしも満足で
きるものではない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
の加熱栓によって液体燃料を急速に且つ確実に気化させ
て気化燃料を生成し、しかも前記加熱栓の温度調節を可
能に構成して、液体燃料の種類、燃焼器の燃焼状態等に
応じて前記加熱栓の温度を最適状態に調節することがで
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
に筒状ヒータコアを嵌合し、前記筒状ヒータコア内に燃
料通路を形成するように中実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、
前記筒状ヒータコアがセラミックから成り且つヒータコ
イルがプリントされることによって構成され、前記中実
状ヒータコアには抵抗線が埋め込まれており、前記ヒー
タコイルと前記抵抗線とは並列に又は直列に結線されて
おり、また前記筒状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
路と前記燃料導入パイプの通路とが連通しており、更に
燃焼器の燃焼室に配置して使用され、しかも前記ヒータ
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筒状
ヒータコアを嵌合し、前記筒状ヒータコア内に燃料通路
を形成するように中実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筒状ヒータコアが中空であり、筒
状の内周が放熱面積である伝熱面積になると共に前記中
実状ヒータコアも放熱面積である伝熱面積となり、伝熱
面積が極めて大きくなり、二重に熱を与えられ、液体燃
料が気化熱を十分に与えられる状態となり、液体燃料は
急速に且つ確実に気化されることとなる。更に、前記筒
状ヒータコアにはヒータコイルがプリントして固定され
ており、前記中実状ヒータコアには抵抗線が埋め込まれ
ており、前記ヒータコイルと前記抵抗線とは並列に又は
直列に結線されているので、燃焼器の燃焼状態、液体燃
料の種類等によって前記ヒータコアと前記中実状ヒータ
コアから成る加熱栓の温度を調節することができ、また
伝熱面積が大きいため低温によって液体燃料を気化させ
ることもできる。

〔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。この発明による液
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１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
即ち筒状ヒータコア３及び中実状ヒータコア１２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内に筒状ヒー
タコア３が嵌合され、筒体２と筒状ヒータコア３との間
には密着状態に構成されている。筒状ヒータコア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。筒状ヒータ
コア３内には中実状ヒータコア１２が挿入されており、
従って筒状ヒータコア３と中実状ヒータコア１２との間
には燃料通路８が形成されている。中実状ヒータコア１
２にはタングステンから成る抵抗線１０が埋め込まれて
いる。また、燃料通路８の下流部位には気化燃料噴出部
１５が形成されている。

液体燃料導入パイプ９の液体燃料導入口１４の付近にお
ける筒状ヒータコア３の上流端部には、燃料通孔１３が
形成されている。従って、燃料導入パイプ９と筒状ヒー
タコア３内の燃料通路８とは、燃料通孔１３を通じて連
通している。筒状ヒータコア３及び中実状ヒータコア１
２の基端部には、それぞれ端子１１が設けられている。

筒状ヒータコア３及び中実状ヒータコア１２の材質とし
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及び抵抗線１０の材質としては、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。

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ジングの一端部
を密封する金属製の蓋板から構成されている。前記外筒
ハウシ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、更に前記外筒ハウジングの筒状部には
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側の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４図又は第５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、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は、前記気化室に設置された点
火用グロープラグの近傍に位置させられている。

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。

液体燃料気化装置１の作用の理解を一層分かり易くする
ために、液体燃料気化装置１が上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
筒状ヒータコア３のヒータコイル４の抵子１１から通電
し、筒状ヒータコア３及びヒータコイル４並びに中実状
ヒータコア１２の抵抗線１０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。液体燃料は液体燃
料導入パイプ９の液体燃料導入口１４を通って燃料通孔
１３から燃料通路８に導かれ、加熱されたヒータコア３
及びヒータコイル４及び中実状ヒータコア１２の抵抗ｖ
Ａ１０に接触して気化される。次いで、気化された気化
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燃焼器の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、空気取入パイプから送り込まれ、外筒
ハウジングと燃焼筒との間の環状空間を旋回して空気導
入孔から燃焼室に吹き込まれる。燃焼室に吹き込まれた
燃焼空気の一部は仕切板の開口である切欠通路を通って
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、燃焼室に吹き出さ
れ、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、燃焼筒に形成されて
いる燃焼ガス送出口から燃焼ガス送出パイプを通って熱
交換器等に送出される。

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である加熱栓即ち
ヒータコイル４及び抵抗線１０への通電を停止する。そ
の後は、前記燃焼室から輻射熱を受けて筒体２内に伝熱
され、液体燃料は伝熱された熱即ち気化熱によって筒体
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。ヒータコイル
４及び抵抗線１０は直列又は並列に結線することができ
、いずれの場合においても加熱栓の大きな範囲で温度制
御を行うことができる。

例えば、燃焼器の燃焼を最初から盛んにする時、急速に
液体燃料を気化させることを望む場合、あるいは気化し
難いような種類の液体燃料の場合には、両者の筒状ヒー
タコア３のヒータコイル４及び中実状ヒータコア１２の
抵抗線１０に通電し、また気化し易い液体燃料を使用す
るような場合には、一方のみの通電によることもできる
。また、燃焼器の燃焼状態が弱い場合には、何れか一方
の加熱栓を通電状態にして、液体燃料の気化を促進する
こともできる。

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、筒状ヒータコアを
筒体に密着した状態で嵌合しているが、必ずしも密着す
る必要はなく、隙間が存在していてもよいことは勿論で
ある。また、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＼゛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、楕円筒状等積々の形状に形成することがで
きる。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、外周面に受熱フィンを
備えた筒体内に筒状ヒータコアを嵌合し、前記筒状ヒー
タコア内に燃料通路を形成するように中実状ヒータコア
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筒状ヒータコ
アが中空であり、筒状の内周が放熱面積である伝熱面積
になると共に中実状ヒータコアも放熱面積である伝熱面
積となり、放熱面積が極めて太き（なり、二重に熱を与
えられ、液体燃料が気化熱を十分に与えられる状態とな
り、急速に且つ確実に気化され、気化された気化燃料は
噴出口からスムースに噴出されることとなる。それ故に
、液体燃料を急速度で且つ確実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。更に、前記筒状ヒータコアにはヒータコイ
ルがプリントされ、前記中実状ヒータコアには抵抗線が
埋め込まれており、前記ヒータコイルと前記抵抗線とは
並列に又は直列に結線されているので、燃焼器の燃焼状
態、液体燃料の種類等によって前記筒状ヒータコアと前
記中実状ヒータコアから成る加熱栓の温度を調節するこ
とができ、また低温によって液体燃料を気化させること
もできる。更に、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。また、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３図は第２図の
受熱体を示す平面図、第４図は先行技術である燃焼器に
使用される気化装置の一例を示す断面図、及び第５図は
先行技術である燃焼器に使用される気化装置の一例を示
す断面図である。 １−−−一−−液体燃料気化装置、２−−−−筒体、３
−筒状ヒータコア、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、１
　（１−−−−抵抗線、１１−　端子、１２−　中実状
ヒータコア、１３−−−−一燃料通孔、１４−−−−−
燃料導入口、１５−−−−噴出部、１６−−−一端部。 特許出願人　　　いす＼゛自動車株式会社代理人　弁理
士　　　　尾　仲　−宗 繊　　２　　図 第　３　　図 ４４　　４ｊ

Claims (8)

【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筒状ヒータ
   コアを嵌合し、前記筒状ヒータコア内に燃料通路を形成
   するように中実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ことを特徴とする液体燃料気
   化装置。
2. （２）前記筒状ヒータコアにはヒータコイルがプリント
   され、前記中実状ヒータコアには抵抗線が埋め込まれて
   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）前記筒状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）前記ヒータコイルと前記抵抗線とは並列に結線さ
   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）前記ヒータコイルと前記抵抗線とは直列に結線さ
   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。
6. （６）前記筒状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
   前記燃料導入パイプの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
   。
7. （７）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
   。
8. （８）前記筒状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７項に記載の液体燃料気化装置。