(57)【要約】【課題】構造が簡単で溶接などの手間が少なく、さらに気化能力の異なるタイプも簡単に製造することのできる気化装置を提供する。【解決手段】ヒータ受熱部１３と、気化面１４とを押出加工により一体成形して気化器本体１６を構成した。一体成形することで部品数を減らし溶接や組立の手間を削減することができる。さらに、成形には押出加工を用いたので、同じ金型でも押出長を変えるだけで異なる気化能力の気化装置に対応させることができ、金型の共有による製造コストの低減も図ることができる。【選択図】図２
2014074551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータが取り付けられてヒータからの熱を受けるヒータ受熱部と、前記ヒータにより加熱され液体燃料を気化して気化ガスとする気化面とを、押出加工により一体成形した気化器本体を備えることを特徴とする気化装置。
【請求項２】
前記気化器本体は、幅方向が押出方向であり、前記ヒータ受熱部は前記気化面に対して高さ方向、若しくは奥行き方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載の気化装置。
【請求項３】
前記ヒータは平板状セラミックヒータであり、前記気化器本体には前記ヒータを設置する平面であるヒータ設置面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の気化装置。
【請求項４】
前記ヒータと前記ヒータ設置面との間に伝熱シートを介在させたことを特徴とする請求項３記載の気化装置。
【請求項５】
前記ヒータ設置面には、前記気化器本体の幅方向に沿って一対のヒータ係止部が突出形成され、このヒータ係止部の間に前記ヒータを配置するとともにヒータ押さえ金具を係止させて前記ヒータを固定することを特徴とする請求項３または４記載の気化装置。
【請求項６】
前記気化面には、筋状の凹凸を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の気化装置。
【請求項７】
気化ガスを噴出するノズル部と、前記気化器本体に取り付けられる気化室側壁を備え、前記気化面と前記気化室側壁により気化ガスを収容する気化室が構成され、前記ノズル部は前記気化室を貫通して設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の気化装置。
【請求項８】
火炎から燃焼熱を回収する熱回収部を備え、前記熱回収部と前記ヒータ受熱部と前記気化面を押出加工により一体成形して前記気化器本体が構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の気化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灯油等の液体燃料を加熱気化して気化ガスを生成する気化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の気化装置として特許文献１に示すようなものがある。特許文献１の気化装置は液体燃料を加熱気化する筒状の気化部と、この気化部と連通し交差配設され気化部で加熱気化された気化ガスを先端部の噴出口より噴出するノズル部とから構成されている。
【０００３】
そして気化部は、筒状の発熱体の内側に基端部から前記液体燃料が供給される内管を設けてこれを前段気化室とし、この筒状の発熱体を収納管に収納し、この収納管の外側に気化ガス通路となる間隙を介して更に内管と先端部で連通する外管を設けてこの外管の内側即ちこの外管と収納管との間を前段気化室と折り返し連通する後段気化室とし、この後段気化室の下流側に前記ノズル部と連通する連通口を設けた構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７８０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来の気化装置は構造が複雑でかつ部品点数も多いため、溶接や組立の手間がかかるものであった。また、この種の気化装置は、搭載される燃焼装置の燃焼量に応じて気化能力の異なるタイプが必要とされるが、気化能力の異なる気化装置を製造するためには、それぞれのタイプごとに長さや大きさの異なる部品、またそれを成形するための金型が必要になってしまうため、製造コストを低減することが難しかった。
【０００６】
本発明は、構造が簡単で溶接などの手間が少なく、さらに気化能力の異なるタイプも簡単に製造することのできる気化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ヒータが取り付けられてヒータからの熱を受けるヒータ受熱部と、前記ヒータにより加熱され液体燃料を気化して気化ガスとする気化面とを、押出加工により一体成形した気化器本体を備えることを特徴とする気化装置である。
【０００８】
また、前記気化器本体は、幅方向が押出方向であり、前記ヒータ受熱部は前記気化面に対して高さ方向、若しくは奥行き方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載の気化装置である。
【０００９】
また、前記ヒータは平板状セラミックヒータであり、前記気化器本体には前記ヒータを設置する平面であるヒータ設置面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の気化装置である。
【００１０】
また、前記ヒータと前記ヒータ設置面との間に伝熱シートを介在させたことを特徴とする請求項３記載の気化装置である。
【００１１】
また、前記ヒータ設置面には、前記気化器本体の幅方向に沿って一対のヒータ係止部が突出形成され、このヒータ係止部の間に前記ヒータを配置するとともにヒータ押さえ金具を係止させて前記ヒータを固定することを特徴とする請求項３または４記載の気化装置である。
【００１２】
また、前記気化面には、筋状の凹凸を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の気化装置である。
【００１３】
また、気化ガスを噴出するノズル部と、前記気化器本体に取り付けられる気化室側壁を備え、前記気化面と前記気化室側壁により気化ガスを収容する気化室が構成され、前記ノズル部は前記気化室を貫通して設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の気化装置である。
【００１４】
また、火炎から燃焼熱を回収する熱回収部を備え、前記熱回収部と前記ヒータ受熱部と前記気化面を押出加工により一体成形して前記気化器本体が構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の気化装置である。
【発明の効果】
【００１５】
上述のように構成することにより、部品点数を削減して溶接などの手間を減らすことができるとともに、気化能力の異なる気化装置を押出長を変えるだけで簡単に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の気化装置の外観図である。
【図２】本発明の気化装置の断面図である。
【図３】気化器本体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。
【００１８】
本発明の気化装置は、ヒータ受熱部と気化面とを押出加工により一体成形した気化器本体を備えており、これにより部品点数を減らし溶接や組立の手間を削減することができる。さらに、成形には押出加工を用いたので、押出長を変えるだけで異なる気化能力の気化装置に対応する部品を製造することができるため、金型の共有による製造コストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、気化器本体の幅方向を押出方向とし、ヒータ受熱部を気化面に対して高さ方向、若しくは奥行き方向に配置することで、押出長を変えることにより気化面の面積とヒータ受熱量を増減して気化能力を変更することができるため、気化能力の調整を容易に行うことができる。
【００２０】
また、セラミックヒータはワット密度が高く熱容量が小さいため熱効率がよく、さらに平板状とすることでヒータ設置面との接触面積が増えるので、気化装置を素早く昇温させることができる。なお、ヒータ設置面が歪んでいたり細かい凹凸があったりすると、ヒータとの間に隙間ができて加熱効率が低下したり、取り付けの際にヒータが破損してしまうおそれがあるが、押出加工で成形された表面は非常に滑らかであるため、仕上げ加工を施さなくてもヒータとヒータ設置面とを密着させることができる。
【００２１】
また、気化装置の製造工程においてヒータ設置面に異物が付着してしまうと、ヒータ設置面が滑らかであってもヒータとヒータ設置面の間に隙間ができて加熱効率が低下してしまうが、伝熱シートを介在させることで隙間を防止することができる。
【００２２】
また、ヒータ設置面に形成した一対のヒータ係止部とヒータ押さえ金具によりヒータを固定するため、確実にヒータ設置面とヒータとを密着させることができる。さらに、このヒータ係止部は気化器本体の幅方向に沿って設けられているため、押出加工の際に形成することができ加工の手間もかからない。
【００２３】
また、押出加工の際に気化面に筋状の凹凸を形成することができ、この凹凸により液体燃料の球状化と転がりが緩和され、効率よく液体燃料を気化させて気化ガスを発生させることができる。
【００２４】
また、気化器本体とは別部品であるノズル部を気化室に貫通させて気化装置を構成することで、気化器本体の形状が簡素化されるため押出加工による成形を容易に行うことができる。
【００２５】
また、バーナの燃焼熱を回収する熱回収部を備えた気化装置においても、同様の効果を有するものである。
【実施例１】
【００２６】
以下本発明の一実施例としての液体燃料燃焼装置を図面により説明する。
【００２７】
図１は気化装置の外観図、図２は気化装置の断面図である。気化装置１は、液体燃料を気化して気化ガスとする気化部１０と、気化部１０で生成された気化ガスを噴出するノズル部２０と、ノズル部２０を開閉させるプランジャー部３０とから構成されている。
【００２８】
気化部１０は、図示しないバーナで形成される火炎の燃焼熱を回収する熱回収部１１と、通電することで発熱するヒータ１２と、ヒータ１２と密着するヒータ設置面１３１が形成されてヒータ１２が発する熱を受けるヒータ受熱部１３と、液体燃料を気化する気化室１４を備えている。そして、ヒータ１２とヒータ設置面１３１の間には伝熱シート１５が挟みこまれ、ヒータ押さえ金具１２１によりヒータ１２がヒータ設置面１３１に密着固定されている。
【００２９】
このように気化装置１が熱回収部１１を備えることにより、燃焼開始時にはヒータ１２が発する熱により気化装置１を加熱し、燃焼が開始してバーナで火炎が形成された後は熱回収部１１が回収した燃焼熱により気化装置１が加熱される。気化装置１が加熱されることで気化室１４内が高温となり、気化室１４に供給された液体燃料が気化されて気化ガスとなる。
【００３０】
この気化室１４は、四方を金属部材によって囲まれることで内部に空間が形成された形状であり、気化室１４の底面と前面は液体燃料を気化する気化面１４１となっていて、液体燃料の気化を促進するための筋状の凹凸が形成されている。この気化面１４１と、熱回収部１１と、ヒータ受熱部１３は押出加工により一体に成形されて気化器本体１６を構成している。図３は気化器本体１６を示す図であって、以下の説明においては、気化器本体１６の横幅を「幅方向Ｘ」、鉛直方向を「高さ方向Ｙ」、ノズル部２０が気化部１０を貫通する方向を「奥行き方向Ｚ」として説明を行う。
【００３１】
気化器本体１６は、気化面１４１に対して高さ方向Ｙにヒータ受熱部１３および熱回収部１１が配置されており、幅方向Ｘの断面（Ｙ−Ｚ断面）が全ての点において同一の形状をなしている。このような形状とすることで、気化器本体１６の幅方向Ｘを押出方向として金型から押し出すことで気化器本体１６が成形されるため、従来の構造と比べて溶接の手間を大幅に低減することができる。そして、気化面１４１の筋状の凹凸も押し出した際に同時に形成することができる。なお、本実施例においては、気化器本体１６は全ての点におけるＹ−Ｚ断面が同一形状であるが、押出加工後に抜き加工や曲げ加工を行うことにより断面形状が異なるようにしてもよい。
【００３２】
また、気化面１４１とヒータ受熱部１３と熱回収部１１の配置は実施例に限るものではなく、押出加工時において幅方向Ｘの断面が同一形状であれば気化器本体１６を押出加工により成形することができるのであるから、例えば気化面１４に対してヒータ受熱部１３を奥行き方向Ｚに配置していてもよい。
【００３３】
また、この種の気化装置１は、搭載される燃焼装置の燃焼量に応じて気化能力の異なるタイプが必要とされる。気化能力は気化面１４１の面積、ヒータ１２からの受熱量、熱回収量を調整することで変更されるため、従来は気化能力の異なる気化装置１を製造するためには長さや大きさの異なる部品、またそれを成形するための金型がタイプごとに必要になってしまっていた。ところが、本発明の気化装置１は、気化器本体１６の幅方向Ｘの長さを変えることによって気化面１４１の面積、ヒータ１２の受熱量、熱回収量を増減させて気化能力を変更することができ、さらにそれを押出加工の押出長により調整することができるため、１つの押出金型で気化能力の異なる気化器本体１６を製造することができる。つまり、気化器本体１６を押出加工で一体に成形することで、溶接工程の低減だけでなく、金型の共通化も可能となるため、従来と比べて大幅に気化装置の製造能力を向上させることができる。
【００３４】
ヒータ１２は、アルミナや窒化ケイ素などの材料からなる平板状のセラミックヒータを用いている。セラミックヒータは、ワット密度が高く熱容量が小さいため熱効率がよく、また形状を平板状とすることでヒータ設置面１３１との接触面積が増えるので、気化装置１を素早く昇温させることができる。
【００３５】
ヒータ設置面１３１からは、気化器本体１６の幅方向Ｘに沿って一対のヒータ係止部１３２が突出形成されている。このヒータ係止部１３２は、ヒータ設置面１３１から立ち上がる突出部１３３と、突出部１３３の先端に設けられたフランジ部１３４からなり、気化器本体１６の押出加工時に同時に形成されるものである。そして、突出部１３３の間にヒータ１２を嵌め込むことでヒータ１２が位置決めされて、さらにフランジ部１３４にヒータ押さえ金具１２１を引っ掛けて固定することで、ヒータ１２がヒータ設置面１３１に押し付けられて固定される。
【００３６】
ところで、ヒータ設置面１３１が歪んでいたり細かい凹凸があったりすると、ヒータ１２とヒータ設置面１３１の間に隙間ができてしまい加熱効率が低下してしまう。特にセラミックヒータはそれ自身に柔軟性がないため、歪みや凹凸の程度によっては取り付けの際にヒータ１２が破損してしまうおそれがあり、歪みや凹凸がある場合には仕上げ加工を行い表面を滑らかにしなくてはならない。しかし、押出加工で成形された表面は非常に滑らかであるため、ヒータ設置面１３１には仕上げ加工を施さなくてもヒータ１２とヒータ設置面１３１とを密着させることができる。
【００３７】
また、気化装置１の製造工程においてヒータ設置面１３１に異物が付着すると、ヒータ設置面１３１が滑らかであってもヒータ１２とヒータ設置面１３１の間に隙間ができて加熱効率が低下してしまう。そこで、ヒータ１２とヒータ設置面１３１との間に伝熱シート１５を挟み込むことで、異物が付着した際の隙間を防止している。伝熱シート１５の素材としては様々なものがあるが、熱伝導性が高く柔軟性のあるグラファイト系の伝熱シートが好ましい。
【００３８】
気化室１４の気化面１４１以外の面（両側面および背面）は、コの字状の部材である気化室側壁１４２により構成され、この気化室側壁１４２には気化室１４の温度を検知するためのサーミスタ（図示せず）が取り付けられている。そして、気化器本体１６と気化室側壁１４２を組み合わせることにより気化部１０が形成される。
【００３９】
さらに、気化室１４には送油パイプ４と接続された燃料吐出口１８が設けられていて、この送油パイプ４は電磁ポンプ３を介して油受皿２に繋がっており、電磁ポンプ３を駆動することで送油パイプ４を通して油受皿２に貯められた液体燃料が気化室１４に供給される。そして、気化室１４の前面と背面にはノズル部２０が貫通する貫通孔１４３、１４４が形成されている。
【００４０】
ノズル部２０は、気化室１４に設けられた貫通孔１４３、１４４を貫通し、後端がプランジャー部３０に接続されている筒状のノズルパイプ２１から構成されている。このノズルパイプ２１の上部には気化室１４と連通する連通口２４が形成されるとともに、先端には噴出口２２が設けられており、気化室１４で発生した気化ガスは、連通口２４からノズルパイプ２１内に流入し、噴出口２２よりバーナに向けて噴出される。
【００４１】
このように、ノズル部２０を気化器本体１６とは別部品として設けることで、気化器本体１６の形状が簡素化されるため、容易に押出加工による成形を行うことができる。
【００４２】
プランジャー部３０は、円筒部３１１と小径部３１２が深絞り加工により一体に形成された筒体３１と、ソレノイドコイル３２を備え、ソレノイドコイル３２の内部に筒体３１を貫通して構成される。また、この筒体３１の円筒部３１１には、後端に固定された固定片３４と、内部を摺動自在な可動片３３と、固定片３４と可動片３３の間に介在するスプリング３５が設けられている。ソレノイドコイル３２は通電されることで磁気力を発生し、この磁気力により可動片３３を吸引する。
【００４３】
固定片３４には小空間であるニゲ部３６が形成され、このニゲ部３６を通じて気化室１４やノズルパイプ２１内に残留した気化ガスを油受皿２に戻すためのニゲパイプ５が接続されている。
【００４４】
可動片３３は、内部に固定片３４のニゲ部３６を閉塞するプランジャー弁３７が挿入固定されるとともに、ノズルパイプ２１側に向けてバルブロッド３８が取り付けられており、このバルブロッド３８は先細り形状をなしていてその先端にはノズルパイプ２１の噴出口２２を開閉する弁針３８１が形成されている。また、可動片３３はスプリング３５の付勢力により常時ノズルパイプ２１側に押圧されていて、これにより弁針３８１が噴出口２２を閉塞した状態となっている。
【００４５】
次に、上述の構成における気化装置の動作について説明する。
【００４６】
燃焼開始が指示されると、ヒータ１２への通電が行われ、ヒータ１２の発する熱はヒータ受熱部１３を介して伝熱され、気化室１４の温度を上昇させる。気化室１４の温度はサーミスタにより検知されており、気化室１４が液体燃料を気化することのできる温度まで上昇すると電磁ポンプ３が始動して油受皿２内の液体燃料を汲み上げ、液体燃料は送油パイプ４を通過して燃料吐出口１８から気化室１４内に供給される。
【００４７】
気化室１４に供給された液体燃料は気化面１４１に接触することで気化し、気化ガスとなる。気化面１４１の温度が液体燃料の沸点よりも高いと、供給された液体燃料はライデンフロスト現象により球状となって転がり、蒸発速度が遅くなってしまうが、気化面１４１に筋状の凹凸を設けることで球状化と転がりが緩和され、効率よく液体燃料を気化させて気化ガスを発生させることができる。
【００４８】
気化面１４１で発生した気化ガスは気化室１４内に拡散し、連通口２４からノズルパイプ２１内に流入する。ノズルパイプ２１は気化室１４の熱により高温に維持されるので、ノズルパイプ２１に流入した気化ガスの温度を低下させないため、燃焼状態を良好に維持することができる。
【００４９】
そして、電磁ポンプ３の始動に相前後してソレノイドコイル３２に通電が行われ、ソレノイドコイル３２の磁気力により可動片３３が吸引されて固定片３４側に摺動する。可動片３３が摺動することでバルブロッド３８も固定片３４側に移動するため、バルブロッド３８の先端に設けられた弁針３８１が噴出口２２から離脱し、さらにプランジャー弁３７が固定片３４のニゲ部３６を閉塞するため、ノズルパイプ２１内に流入した気化ガスは噴出口２２よりバーナに向けて噴出される。
【００５０】
バーナで火炎が形成されると、熱回収部１１は火炎に晒されて燃焼熱を回収するので、熱回収部１１が火炎から回収した燃焼熱は、ヒータ受熱部１３を介して気化室１４へ伝熱し、気化室１４を加熱するようになる。
【００５１】
サーミスタは常時気化室１４の温度を検知しており、気化室１４の温度が液体燃料の気化に適した温度となるようヒータ１２への通電が制御され、熱回収部１１が回収した熱により気化室１４が十分に加熱される状態であれば、ヒータ１２への通電を停止する。これにより、燃焼中の消費電力を低減させることができる。
【００５２】
そして、燃焼停止の指示があると、ヒータ１２及び電磁ポンプ３への通電を停止させると同時にソレノイドコイル３２への通電を停止する。ソレノイドコイル３２への通電が停止されると、可動片３３はスプリング３５の付勢力によってノズルパイプ２１側に摺動して押圧されるので、バルブロッド３８も噴出口２２側へ移動して先端の弁針３８１が噴出口２２を閉塞するため、気化室１４内に残った気化ガスが噴出口２２から漏れ出すことが防止される。また同時に、プランジャー弁３７によって閉塞されていたニゲ部３６が開放されるので、気化室１４やノズルパイプ２１内に残留する気化ガスはニゲ部３６からニゲパイプ５を通って油受皿２に戻される。
【００５３】
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、本実施例においては熱回収部１１を備えた気化装置を例に説明をしているが、熱回収部１１を備えない構造であってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１      気化装置
１１    熱回収部
１２    ヒータ
１２１  ヒータ押さえ金具
１３    ヒータ受熱部
１３１  ヒータ設置面
１３２  ヒータ係止部
１４    気化室
１４１  気化面
１４２  気化室側壁
１５    伝熱シート
１６    気化器本体
２０    ノズル部
【図１】
2014074551.tif 000003
【図２】
2014074551.tif 000004
【図３】
2014074551.tif 000005