(57)【要約】【課題】表面燃焼バーナに供給する燃焼用空気と冷却用空気の両者についてそれぞれ空気ポンプ、流量計および制御装置が必要になることを回避することを可能とする、灯油気化器を提供する。【解決手段】気化灯油と空気との混合気体を表面燃焼バーナに供給するための灯油気化器であって、内部で灯油を気化させるための、ヒータを備えた灯油気化ポット；灯油気化ポットに灯油を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である灯油流路；灯油気化ポットに空気を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である第一の空気流路；灯油気化ポットから気化灯油と空気との混合気体を排出するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である混合気体流路；第一の空気流路から分岐した流路である第二の空気流路；および、第二の空気流路に設けられたオリフィスを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化灯油と空気との混合気体を表面燃焼バーナに供給するための灯油気化器であって、
内部で灯油を気化させるための、ヒータを備えた灯油気化ポット；
灯油気化ポットに灯油を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である灯油流路；
灯油気化ポットに空気を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である第一の空気流路；
灯油気化ポットから気化灯油と空気との混合気体を排出するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である混合気体流路；
第一の空気流路から分岐した流路である第二の空気流路；および、
第二の空気流路に設けられたオリフィス
を含む灯油気化器。
【請求項２】
前記オリフィスの内径が、第二の空気流路の内径の３３〜４０％であり、かつ、
前記オリフィスの長さが、オリフィス内径の２５〜４０％である
請求項１記載の灯油気化器。
【請求項３】
前記ヒータを灯油気化ポットに挿入するための穴を有し、
該穴にヒータが挿入され、
該穴の壁面とヒータが接触するか、該穴の壁面とヒータとが１ｍｍ以下の間隔をもって近接する、
請求項１または２記載の灯油気化器。
【請求項４】
前記灯油流路が、第一の空気流路の灯油気化ポットへの開口を通り、
灯油流路の灯油気化ポット内部への開口が、灯油気化ポットの灯油気化面の直上に位置する
請求項１〜３の何れか一項記載の灯油気化器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面燃焼バーナに灯油と空気との混合気体を供給するために用いられる、灯油を気化させる灯油気化器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面燃焼バーナは、例えば、特許文献１に開示されているように、ガス燃料を燃焼させるためのものが殆どであり、この場合においては、燃料を気化する気化器は不要である。一方、液体燃料である灯油を燃料とした表面燃焼バーナが特許文献２に開示されている。特許文献２においては、気化器に関する記載もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１７２３１４号公報
【特許文献２】特開２００２−９８３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
灯油を燃料とする表面燃焼バーナは、燃料として気体燃料を使用する表面燃焼バーナと異なり、逆火しやすい。例えば天然ガスの主成分であるメタンの自然発火温度は５５０℃程度であるのに対して、灯油の自然発火温度が２６０℃程度と低い。灯油を燃料とした表面燃焼バーナにおいては、バーナの温度を抑えることが、逆火を防止するための有効な手段となる。
【０００５】
灯油を燃料とする表面燃焼バーナにおいては、冷却剤を表面燃焼バーナに供給し、気化灯油と燃焼用空気の混合気体が通過する流路を冷却剤によって外側から冷却して、逆火が発生せず、かつ混合気体内の灯油蒸気が凝縮しない温度に管理することが望まれる。
【０００６】
冷却剤として空気（冷却用空気）を用いることができる。従来の気化器を利用した場合、燃焼用空気と冷却用空気のそれぞれに対して、空気を供給するための空気ポンプと、その流量を計測する為の流量計、流量計による計測値を基に空気ポンプの出力を制御するための制御装置が必要となる。このことが、高コスト化や複雑化の原因となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、燃焼用空気と冷却用空気の両者についてそれぞれ空気ポンプ、流量計および制御装置が必要になることを回避することを可能とする、灯油気化器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明により、
気化灯油と空気との混合気体を表面燃焼バーナに供給するための灯油気化器であって、
内部で灯油を気化させるための、ヒータを備えた灯油気化ポット；
灯油気化ポットに灯油を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である灯油流路；
灯油気化ポットに空気を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である第一の空気流路；
灯油気化ポットから気化灯油と空気との混合気体を排出するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路である混合気体流路；
第一の空気流路から分岐した流路である第二の空気流路；および、
第二の空気流路に設けられたオリフィス
を含む灯油気化器が提供される。
【０００９】
前記オリフィスの内径が、第二の空気流路の内径の３３〜４０％であり、かつ、
前記オリフィスの長さが、オリフィス内径の２５〜４０％である
灯油気化器が好ましい。
【００１０】
前記ヒータを灯油気化ポットに挿入するための穴を有し、
該穴にヒータが挿入され、
該穴の壁面とヒータが接触するか、該穴の壁面とヒータとが１ｍｍ以下の間隔をもって近接する、
灯油気化器が好ましい。
【００１１】
前記灯油流路が、第一の空気流路の灯油気化ポットへの開口を通り、
灯油流路の灯油気化ポット内部への開口が、灯油気化ポットの灯油気化面の直上に位置する
灯油気化器が好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、燃焼用空気と冷却用空気の両者についてそれぞれ空気ポンプ、流量計および制御装置が必要になることを回避することを可能とする、灯油気化器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係わる灯油気化器を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の灯油気化器の一実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１５】
図１に示した灯油気化器は、気化灯油と空気との混合気体を表面燃焼バーナに供給するための灯油気化器であって、次の構成要素を含む。
・内部で灯油を気化させるための、ヒータ６を備えた灯油気化ポット２。
・灯油気化ポットに灯油を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路（灯油流路７）。
・灯油気化ポットに空気を導入するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路（第一の空気流路）。第一の空気流路は、供給空気流路１、分岐部１０および燃焼用空気流路１１から構成される。第一の空気流路は、開口９において灯油気化ポット内部に開口する。
・灯油気化ポットから気化灯油と空気との混合気体を排出するための、灯油気化ポットの内部に連通する流路（混合気体流路３）。
・第一の空気流路から分岐した流路（第二の空気流路）。第二の空気流路は、分岐部１０および冷却用空気流路４から構成される。第二の空気流路は、第一の空気流路から分岐した空気を、灯油気化ポットを経ずに灯油気化器から排出させる。
・第二の空気流路に設けられたオリフィス５。
【００１６】
上記流路は、適宜の配管を用いて形成することができる。図示した灯油気化器では、丸管（直管）を組合せて、適宜Ｔ字部を形成して、流路を形成している。
【００１７】
図１に示すように、液体として供給された灯油は灯油流路７により灯油気化ポット２の内部へ供給される。灯油気化ポット２には、ヒータ６が備えられている。灯油気化ポットの内部で、供給された灯油がヒータによって加熱され気化する。なお、ヒータ６としては電気ヒータを用いることができる。
【００１８】
灯油気化ポットの内部には空隙が形成されており、この空隙は灯油気化室として用いられる。灯油気化室には灯油および燃焼用空気が供給され、灯油気化室にてこれらが混合して混合気体が形成される。
【００１９】
また、灯油気化ポット２には、熱電対８が備えられる。これにより測定した温度に基づいてヒータを制御することにより、灯油気化ポットを所定の温度に制御することができる。
【００２０】
灯油が気化されると同時に、空気が供給空気流路１より供給される。供給された空気は、分岐部１０において、燃焼用空気と冷却用空気とに、適当な比率にて分配される。この際の分配は、流量計測装置や、流量制御装置を用いることなく、灯油気化器内部で分配される。
【００２１】
燃焼用空気は、気化灯油と混合させて混合気体を形成させるための空気である。供給空気流路１から分岐部１０を経、さらに燃焼用空気流路１１を経て、燃焼用空気が灯油気化ポット内部に供給される。燃焼用空気流路は灯油気化ポット内部に連通している。
【００２２】
燃焼用空気は、灯油気化ポット内部で気化した灯油と混合する。このようにして形成された混合気体は、混合気体流路３を経て、灯油気化器から排出される。灯油気化器から排出された混合気体は、表面燃焼バーナ（不図示）へ供給され、燃焼される。
【００２３】
冷却用空気は、表面燃焼バーナを冷却することで逆火を防止するために用いられる空気である。供給空気流路１から分岐部１０を経て、冷却用空気流路４から空気が排出される。冷却用空気流路から排出された空気は、表面燃焼バーナへ供給され、冷却剤として利用される。表面燃焼バーナを冷却した後の冷却用空気を、混合気体の燃焼によって形成された火炎に、二次燃焼空気として供給することもできる。
【００２４】
灯油気化器は、灯油を気化させることができ、気化灯油と燃焼用空気との混合気体を排出することができると同時に、冷却用空気も排出することができる。
【００２５】
燃焼用空気の灯油気化器への空気流入口と冷却用空気の灯油気化器への空気流入口は同一（図１における供給空気流路１の開口）である。そして、灯油気化器は、灯油気化器内部で制御装置を用いることなく、燃焼用空気量と冷却用空気量を適当な比率で分配する構造を有する。この構造は、冷却用空気流路にオリフィスを設けることで形成される。
【００２６】
冷却用空気流路４にオリフィス５を設けることにより、供給空気流路１を経て供給された空気を、燃焼用空気と冷却用空気に一定の比率で分配することができる。オリフィスの内径を、冷却用空気流路４のオリフィスが設けられる部分の内径に対して、３３〜４０％とし、同時にオリフィス長をオリフィス径の２５〜４０％とすることが好ましい。オリフィスの寸法をこのようにすることで、適当な空気の流量分配が容易に実現される。
【００２７】
図示した灯油気化器では、灯油気化ポットは、内部に空隙を有する、有底円筒状の容器を有する。この容器内にヒータを挿入するための穴を形成するための、かつ灯油流路を形成する配管を挿入するための穴を形成するための部材が設けられ、残りの空隙が灯油気化室１２とされる。図１（ｂ）においては紙面上方が鉛直上方と一致する。灯油気化器は図１（ｂ）に示した配置で使用される。灯油気化室の底面（下底面）は灯油気化面１３として機能する。灯油気化室の底面の下に熱電対８が設けられている。混合気体流路は容器の上底に接続される。
【００２８】
液体にて供給された灯油を、灯油気化ポット２の灯油気化面の直上に灯油流路７から滴下し、気化することができる。
【００２９】
灯油気化ポットの材料は熱伝導性の良好な材料、例えば黄銅とされる。
【００３０】
灯油気化器は、内部に灯油気化用のヒータを持ち、灯油を安定的に気化させることができる。
【００３１】
灯油気化ポット２にヒータ６を挿入するための穴を設け、この穴にヒータ６を挿入することができる。このヒータにより、灯油の気化に必要な気化熱が供給される。このとき、灯油気化ポット２を安定的に加熱するため、ヒータ６を上記穴の壁面に接触させるか、或いはヒータを、上記穴の壁面との間隔が１ｍｍ以下となるように近接させることが好ましい。なお、ヒータを挿入するための穴は、灯油気化室まで貫通しない。
【００３２】
このようにして気化された灯油は、灯油気化ポット２の側面に設けた燃焼用空気流通用の穴、すなわち第一の空気流路（燃焼用空気流路）の灯油気化ポット内部への開口９、より流入した燃焼用空気に同伴され、混合気体として混合気体流路３から排出され、表面燃焼バーナに供給される。
【００３３】
灯油流路７を、灯油気化ポット側面の燃焼用空気流通用の穴９を通過させ、灯油流路の灯油気化ポット内部への開口が灯油気化ポットの灯油気化面（灯油気化室の底面）の直上に位置するよう配置することが好ましい。
【００３４】
灯油気化ポットへの液体灯油供給流速については、灯油流路の配管径において、気化ポットへの灯油供給流速、すなわち灯油流路の出口端における灯油流速を０．０６ｍ／ｓｅｃ以上、０．１２ｍ／ｓｅｃ以下とすることで、より安定的な気化灯油の発生が可能となる。
【００３５】
本発明の灯油気化器を用いることにより、灯油を燃料とする表面燃焼バーナに対して、気化灯油と燃焼用空気との混合気体を供給すると同時に、バーナ冷却用の空気（さらには二次燃焼空気として用いられることもできる）も供給することが可能となり、灯油を燃料とする表面燃焼バーナにおいて懸念される逆火の抑制が容易となる。
【００３６】
灯油蒸気との混合気体を形成する燃焼用空気と、バーナを冷却してバーナ缶体を適性温度に保つ冷却用空気への流量分配が、自動的に、流量計等を用いることなく実現される。すなわち、従来は燃焼用空気用と冷却用空気用にそれぞれ必要であった空気ポンプのような空気供給手段と、その流量を計測する為の流量計、および流量計による計測値を基に空気ポンプの出力を制御するための制御装置を、一つに纏めることが可能となる。その結果、装置の簡素化や低コスト化が可能となる。
【００３７】
この分配については、冷却空気流路に設けられたオリフィスによって行なうことができ、その寸法を前述の特定の範囲とすることで、適当な空気の流量分配が優れて実現される。
【００３８】
また、液体にて供給された灯油の気化については、熱伝導性の良好な材料、例えば黄銅製の、灯油気化ポットの灯油気化室底面直上に滴下して、灯油を気化することができる。灯油に必要な気化熱の供給については、気化ポットに穴を開け、ここにヒータを挿入することで実現することができる。ヒータの出力については、気化ポットの下部に挿入された熱電対を利用して制御することができる。
【００３９】
このようにして気化された灯油は、気化ポット側面に開いた穴より流入した燃焼用空気に同伴され、混合気体として灯油気化器から排出されることができる。排出された混合気体は表面燃焼バーナに供給されることとなる。
【００４０】
また、灯油気化ポットへの液体灯油供給流速を、前述の特定の範囲とすることで、安定的な気化灯油の発生が容易となる。
【符号の説明】
【００４１】
１  供給空気流路
２  灯油気化ポット
３  混合気体流路
４  冷却用空気流路
５  オリフィス
６  ヒータ
７  灯油流路
８  熱電対
９  灯油流路の灯油気化ポット内部への開口
１０  分岐部
１１  燃焼用空気流路
１２  灯油気化室
１３  灯油気化面
【図１】
2010230248.tif 000003