JPH08135926A

JPH08135926A - 液体燃料燃焼装置

Info

Publication number: JPH08135926A
Application number: JP6272331A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kuwako; 繁桑子; Takao Arai; 孝夫新井; Minoru Sugimoto; 実杉本; Noboru Takahashi; 昇高橋; Yoichi Uchida; 陽一内田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1994-11-07
Publication date: 1996-05-31
Also published as: CN1132839A; KR100199158B1; KR960018338A; CN1123730C

Abstract

(57)【要約】【目的】気化筒の耐熱性の向上を図り、蒸発温度の高
い液体燃料を使用した場合でも、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。【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により供給された液体
燃料を気化する気化筒１と、周壁部２０Ｂに複数の炎孔
２１を有し、前記気化筒１の上端開口部に装着されたバ
ーナヘッド２０と、前記気化筒２０内部に燃焼用空気を
供給する送風機７とを備え、前記気化筒１はその下部を
２７０℃以上に加熱可能な耐熱アルミニウム合金にて作
られており、かつ、その上端部にはバーナヘッド２０の
周壁部２０Ｂに対向する複数の熱回収用突部２９が一体
に設けられている。

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】そこで、気化筒内部のタールの残留を防止
するためには、気化筒の温度を上げれば良いが、その場
合、従来の気化筒は、Ａｌ−Ｓｉ系やＡｌ−Ｍｇ系、ま
たは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金にて作ら
れているため、耐熱性がそれ程高くなく変形する心配が
あった。

【０００５】本発明は上述した事実に鑑みてなされたも
のであり、気化筒の耐熱性の向上を図り、蒸発温度の高
い液体燃料を使用した場合でも、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を目的としてい
る。

【０００６】

【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
段により供給された液体燃料を気化する気化筒と、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、前記気化筒はその下部を２７
０℃以上に加熱可能な耐熱アルミニウム合金にて作られ
ており、かつ、その上端部にはバーナヘッドの周壁部に
対向する複数の熱回収用突部が一体に設けられている構
成である。

【０００７】請求項２記載の液体燃料燃焼装置において
は、熱回収用突部の側方近傍に点火ロッドの放電部を臨
ませた構成である。

【０００８】請求項３記載の液体燃料燃焼装置において
は、送風機は気化筒内部に燃焼用一次空気を供給すると
ともに、バーナケースと気化筒との間の空間に燃焼用二
次空気を供給するようにした構成である。

【０００９】請求項４記載の液体燃料燃焼装置において
は、バーナケースの周壁部に二次空気供給管の出口部を
位置させるとともに、この二次空気供給管の出口部近く
に、その出口部と所定間隔を存して対向する対向面部を
有する送風ガイドを設けた構成である。

【００１０】

【作用】このように、気化筒はその下部を２７０℃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、気化筒を従来より高温に加熱しても、膨れや溶解等
の熱変形を生じる心配がない。また、気化筒の上端部に
はバーナヘッドの周壁部に対向する複数の熱回収用突部
が一体に設けられているので、燃焼時にはこれら複数の
熱回収用突部が火炎の高温部に焙られて加熱され、この
加熱された熱回収用突部の熱は気化筒の下部に伝わり、
気化筒の下部を約２７０℃以上の高温に加熱でき、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、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。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図７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。

【００１２】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。

【００１３】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対向面部１１Ａを有し、
バーナケース９の周壁部９Ａ内面に装着された状態で一
側面のみ開放されているが、左右両側面を開放したもの
でも良い。

【００１４】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注射針状の燃料ノ
ズルであり、この燃料ノズル１２は、その先端噴出口１
２Ａ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、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。

【００１５】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
された円盤状の邪魔板であり、円筒部１７Ａとは間隔を
存している。

【００１６】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
は、耐熱ステンレス鋼板の絞り加工により天面板部２０
Ａと周壁部２０Ｂとを一体成形してなり、かつ、その周
壁部２０Ｂには混合ガスを噴出する多数の炎孔２１、２
１が設けられている。また、前記多数の炎孔２１、２１
は、上下３段に分割してバーナヘッド２０の周壁部２０
Ｂに設けられている。また、２２、２２は前記バーナヘ
ッド２０の周壁部２０Ｂの内外両面に密着して設けた炎
孔金網である。

【００１７】２３は前記絞り板１７の絞り通路１８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てい
る。そして、混合整流筒２３は、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とに、それぞれ直径が約２ｍｍに設定
された多数の小孔２４、２４、２５、２５を設けてな
り、有天状筒部２３Ａの周壁部は無孔壁となっている。

【００１８】前記混合整流筒２３の有天状筒部２３Ａ
は、絞り板１７の絞り通路１８の径よりも大径となさ
れ、その高さはバーナヘッド２０の上段の炎孔２１と略
同じに形成され、環状平面部２３Ｂの高さは、バーナヘ
ッド２０下段の炎孔２１よりも低く形成されている。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。

【００１９】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２０Ｂ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。

【００２０】２９、２９は前記バーナヘッド２０の周壁
部２０Ｂに対向するように気化筒１の周壁部の上端に一
体成形してなる複数の熱回収用突部であり、これら複数
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６〜８ｍｍ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、燃焼時、気化筒１の上部は４５０℃以上に加熱さ
れ、その下部は約２７０℃〜３３０℃の温度に加熱され
る。

【００２１】３０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、３１は炎孔２１から噴出する混合
ガスに点火する点火ロッドであり、この点火ロッド３１
の先端放電部３１Ａは、図３及び図４に示すように、上
述した複数の熱回収用突部２９、２９のうちの一つの熱
回収用突部２９の側方に、この熱回収用突部２９と約２
〜３ｍｍの距離Ｖを隔てて対向位置させ、図４に示すよ
うに、放電部３１Ａのスパークを熱回収用突部２９に向
けて飛ばすようにしている。なお、図１中の３２は燃焼
筒、３３は燃焼用空気入口３４に設けられたフィルター
である。

【００２２】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が液体燃料の気化可能温度以上に上
昇すると、送風機７と燃料ポンプ１４が作動し、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。

【００２３】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、バーナヘッド２０の天面板部２０
Ａの下面に沿って流れ、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３１の先端放電部３１Ａから熱回収用突部２９に向か
って飛ぶスパークで着火され、火炎Ｆを形成して燃焼を
開始する。

【００２４】一方、二次空気管１０を介してバーナケー
ス９内に送り込まれた，燃焼用二次空気は、二次空気管
１０の先端出口部１０Ａから送風ガイド１１内に流出
し、この送風ガイド１１によって横向きに流され、送風
ガイド１１の開放面から気化筒１とバーナケース９との
間の空間Ｘに流出し、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。

【００２５】こうして燃焼を開始した後には、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、電気ヒータ３への通電を停
止しても、気化筒１は約２８０〜３３０℃の高温に維持
されるので、液体燃料は気化し続けることになり、燃焼
が継続して行われる。

【００２６】本実施例によれば、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、Ａｌ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、気化筒１を従来より高温（下部で２７
０℃以上、上部で４５０℃以上）に加熱しても、膨れや
溶解等の熱変形が生じないようにできる。

【００２７】また、気化筒１の周壁部の上端部には、複
数の炎孔２１、２１を設けたバーナヘッド２０の周壁部
２０Ｂに対向する複数の熱回収用突部２９、２９が一体
成形されているので、燃焼時にはこれら複数の熱回収用
突部２９、２９が火炎Ｆの高温部に焙られて加熱され、
この加熱された熱回収用突部２９の熱は気化筒１の気化
部に伝わり、気化部の下部を約２７０℃〜３３０℃の高
温に加熱でき、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、気化筒１内部にタ
ールが残留するのを防止でき、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。こ
こで、気化筒１内部に供給する液体燃料が、１００％蒸
発させるのに約３５０℃の温度を必要とする軽油に近い
蒸留性状のものでは、気化筒１の下部を３５０℃〜４０
０℃の高温に加熱させるようにすれば、気化筒１内部の
タールの残留を抑制できる。

【００２８】また、点火ロッド３１の先端放電部３１Ａ
を、熱回収用突部２９と約２〜３ｍｍの距離Ｖを隔てて
熱回収用突部２９の側方に対向位置させ、放電部３１Ａ
からのスパークを熱回収用突部２９に向けて飛ばすよう
にしたので、この放電部３１Ａから熱回収用突部２９に
飛ぶスパークは、図４に示すように、炎孔２１から噴出
する混合ガス流を必ず横ぎることになり、スパークを混
合ガス流と幅広く接触させることができる。従って、ス
パークは混合ガスにおけるガス濃度の濃い部分との接触
確率が高まり、短時間で確実に点火させることが可能と
なり、点火ミスを起こしたり、着火までに時間がかかり
すぎるようなことがなく、点火性能を向上できる。

【００２９】また、送風機８は一次空気筒４を介して気
化筒１内部に燃焼用一次空気を供給するとともに、二次
空気管１０を介してバーナケース９と気化筒１との間の
空間Ｘに燃焼用二次空気を供給する構成となっている。
このように、気化筒１内部に供給する燃焼用一次空気
と、火炎Ｆの外周部に供給する燃焼用二次空気とを、同
じ送風機７から得るようにすると、燃焼用二次空気を温
風用送風機（図示せず）の送風の一部で得るようにした
液体燃料燃焼装置と比べて、ＣＯの発生が少なくなる。

【００３０】即ち、燃焼用二次空気を温風用送風機（図
示せず）の送風の一部で得るようにした液体燃料燃焼装
置では、温風用送風機（図示せず）のフィルター部が綿
埃等で目詰まりした場合、二次空気不足でＣＯ発生しや
すい燃焼状態でありながら、燃焼用一次空気を取り込む
フィルターが目詰まりしない限り、火炎Ｆは青い炎のま
まであり、フレームロッド３０が異常燃焼を感知せず、
ＣＯが発生しやすい燃焼状態を継続させてしまう。

【００３１】しかしながら、本実施例のように、燃焼用
一次空気と燃焼用二次空気を共通の送風機８で供給する
構成としたものでは、温風用送風機（図示せず）のフィ
ルター部が綿埃等で目詰まりした場合、温風用送風機の
送風能力が低下するが、二次空気不足でＣＯが発生しや
すい燃焼状態とはならない。二次空気不足となるのは、
燃焼用空気入口３４に設けたフィルター３３が綿埃等で
目詰まりを生じた場合であり、その場合は、気化筒１内
部に供給される燃焼用一次空気も不足し、この一次空気
不足で炎孔２１から噴出する混合ガスは燃料過剰とな
り、火炎Ｆは赤い炎となってフレームロッド３０が異常
燃焼を感知し、ＣＯが多量に発生する前に燃焼を停止さ
せてしまうため、安全である。

【００３２】また、バーナケース９の周壁部９Ａに、送
風機７からの燃焼用二次空気をバーナケース９内に供給
するための二次空気供給管１０の出口部１０Ａを位置さ
せ、その出口部１０Ａ近くのバーナケース９内に、出口
部１０Ａと約５〜１０ｍｍの間隔を存して対向する対向
面部１１Ａを有する送風ガイド１１を設けているので、
二次空気供給管１０の出口部１０Ａから流出する燃焼用
二次空気を、対向面部１１Ａに沿わせて横向きの流れと
することができ、出口部１０Ａから流出する冷たい燃焼
用二次空気が、気化部となる気化筒１０の周壁下部に向
かって直接流れることがない。そのため、燃焼用二次空
気による気化筒１０の冷却が抑制され、気化筒１０を温
度低下させないようにできる。

【００３３】

【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、気化筒はその下部を２７０℃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、気化筒を従来よりも高温に加熱しても、膨れや溶解
等の熱変形が生じないように耐熱性を向上でき、しか
も、気化筒の上端部にはバーナヘッドの周壁部に対向す
る複数の熱回収用突部が一体に設けられているので、気
化筒は従来よりも高温に温度上昇させることが可能とな
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、安定
した気化燃焼を継続できる。

【００３４】請求項２記載の液体燃料燃焼装置において
は、熱回収用突部の側方近傍に点火ロッドの放電部を臨
ませたことにより、短時間で確実に点火させることが可
能となり、点火ミスを起こしたり、着火までに時間がか
かりすぎるようなことがなく、点火性能を向上できる。

【００３５】請求項３記載の液体燃料燃焼装置において
は、送風機は気化筒内部に燃焼用一次空気を供給すると
ともに、バーナケースと気化筒との間の空間に燃焼用二
次空気を供給するようにしたことにより、燃焼用二次空
気を温風用送風機の送風の一部で得るようにした液体燃
料燃焼装置と比べて、ＣＯの発生による危険を回避でき
る。

【００３６】請求項４記載の液体燃料燃焼装置において
は、バーナケースの周壁部に二次空気供給管の出口部を
位置させるとともに、この二次空気供給管の出口部近く
に、その出口部と所定間隔を存して対向する対向面部を
有する送風ガイドを設けたことにより、二次空気供給管
の出口部から流出する常温の燃焼用二次空気が、気化筒
の周壁に向かって直接流れることがないため、燃焼用二
次空気による気化筒の冷却が抑制され、気化筒を温度低
下させないようにできる。

【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】同じく要部の平面図である。

【図４】同じく図３の要部拡大平面図である。

【図５】同じく気化筒単体の斜視図である。

【図６】同じく送風ガイドを装着した状態のバーナケー
スの斜視図である。

【図７】同じく送風ガイド単体の斜視図である。

【符号の説明】

１気化筒７送風機９バーナケース９Ａバーナケースの周壁部１０二次空気供給管１０Ａ出口部１１送風ガイド１１Ａ対向面部１２燃料ノズル（燃料供給手段）２０バーナヘッド２０Ｂバーナヘッドの周壁部２１炎孔２９熱回収用突部３１点火ロッド３１Ａ放電部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋昇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 (72)発明者内田陽一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

【特許請求の範囲】

【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り供給された液体燃料
を気化する気化筒と、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
記気化筒はその下部を２７０℃以上に加熱可能な耐熱ア
ルミニウム合金にて作られており、かつ、その上端部に
はバーナヘッドの周壁部に対向する複数の熱回収用突部
が一体に設けられていることを特徴とする液体燃料燃焼
装置。
【請求項２】前記熱回収用突部の側方近傍に点火ロッ
ドの放電部を臨ませたことを特徴とする請求項１記載の
液体燃料燃焼装置。
【請求項３】前記送風機は気化筒内部に燃焼用一次空
気を供給するとともに、バーナケースと気化筒との間の
空間に燃焼用二次空気を供給するようにしたことを特徴
とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項４】前記バーナケースの周壁部に二次空気供
給管の出口部を位置させるとともに、この二次空気供給
管の出口部近くに、その出口部と所定間隔を存して対向
する対向面部を有する送風ガイドを設けたことを特徴と
する請求項３記載の液体燃料燃焼装置。