(57)【要約】【課題】            高い気化能力を有し、簡素な構成でランニングコストの低い液体気化器による液体燃料燃焼装置に有効な燃焼制御方法を提案する。【解決手段】        液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁４で隔てた二部屋Ａ，Ｂを構成し、この二部屋Ａ，Ｂのうちの一部屋Ａに液体燃料を入れ、他の一部屋Ｂに気流を通して混合気を生成し、この混合気を他の一部屋Ｂに通じるバーナ部２で燃焼させる液体燃料燃焼装置において、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、二部屋Ａ，Ｂを隔てる隔壁４の実効透過面積を変えることで変化させ燃焼を制御する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体燃料を入れ、他の一部屋に気流を通して混合気を生成し、この混合気を前記他の一部屋に通じるバーナ部で燃焼させるようにした液体燃料燃焼装置において、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、前記二部屋を隔てる隔壁の実効透過面積を変えることで変化させ燃焼を制御する燃焼制御方法。
【請求項２】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体燃料を入れ、他の一部屋に気流を通して混合気を生成し、この混合気を前記他の一部屋に通じるバーナ部で燃焼させるようにした液体燃料燃焼装置において、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、液体燃料と空気の温度をそれぞれ変えることで変化させ燃焼を制御する燃焼制御方法。
【請求項３】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体燃料を入れ、他の一部屋に気流を通して混合気を生成し、この混合気を前記他の一部屋に通じるバーナ部で燃焼させるようにした液体燃料燃焼装置において、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、前記部屋に入れた液体燃料を加圧して二部屋を隔てる前記隔壁からの透過度を変えることで変化させ燃焼を制御する燃焼制御方法。
【請求項４】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体燃料を入れ、他の一部屋に気流を通して混合気を生成し、この混合気を前記他の一部屋に通じるバーナ部で燃焼させるようにした液体燃料燃焼装置において、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、前記部屋に通す気流の量を変えることで変化させ燃焼を制御する燃焼制御方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４までのいずれかに記載の燃焼制御方法を組合せて混合気の燃料ガスの混合割合を変化させ燃焼を制御する燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料を気化させる液体気化器を用いた液体燃料燃焼装置における燃焼制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、加湿の主流は、透湿方式を用いたものになりつつある。透湿方式の加湿器では、水は通さないが、水蒸気は通す透湿膜の袋体やチューブが用いられている。袋体の中やチューブの外に水を溜め、袋体の外部やチューブ内に空気を通し、空気を透過した水蒸気で連続的に加湿するものである。なお、この種の従来技術としては、特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透湿膜を使った加湿器は、雑菌やカビのような大きなものは一切通さないクリーン性が特徴であり、ヒータ等の加熱手段なしでも高い加湿能力を有し、ランニングコストは低いといった利点がある。本発明者は、透湿膜の選択透過性に着目して、加湿以外に応用できないか思案を重ねた。そして、その結果、液体を気化できることに着目し、液体燃料のベーパー化に取組み、液体燃料燃焼装置を開発した。
【０００５】
本発明は、上記した透湿膜の特徴を応用した液体燃料燃焼装置をさらに発展させようとするものであり、その課題とするところは、高い気化能力を有し、簡素な構成でランニングコストの低い液体燃料燃焼装置における有効な燃焼制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に液体燃料を入れ、他の一部屋に気流を通して混合気を生成し、この混合気を他の一部屋に通じるバーナ部で燃焼させるようにした液体燃料燃焼装置において、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、二部屋を隔てる隔壁の実効透過面積を変えることによって変化させ燃焼を制御する手段を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、隔壁で隔てた一部屋に入れた液体燃料を、もう一部屋を介して燃焼用の混合気として取出して、この混合気を一部屋に通じるバーナ部で燃焼させるものについて、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、隔壁の実効透過面積を広くしたり狭くしたりして変化させ、燃焼を強から弱に、弱から強に有効に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の燃焼制御方法を適用する液体燃料燃焼装置は、液体気化器を中核として構成されている。液体気化器は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋からなる構成である。隔壁はミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜を、中空のチューブ体に成形したものや板状の中空体に構成したものが使用されている。隔壁で隔てた二部屋の内の一部屋に液体燃料、例えば石油を入れ、他の一部屋に空気流を通してこの部屋に通じるバーナ部で生成した混合気を、燃焼用二次空気を導入して燃焼させる。混合気は、燃焼用一次空気の混合した可燃性のものであり、そのまま燃焼させることもできる。
【０００９】
隔壁を中空のチューブ体に成形したものでは、チューブ体の内部空間を一部屋とし、チューブ体の外部空間をもう一つの部屋としたモジュールで構成されている。チューブ体の外の部屋に液体燃料を入れ、チューブ体の内部空間である一部屋に空気流を通してこの部屋の外に、石油ガスと空気の混合した混合気を取出し、バーナ部で燃焼させるようになっている。
【００１０】
この液体気化器は、ヒータ等の加熱手段なしでも高い気化能力を有し、構成もいたって簡素でランニングコストが低いといった特徴を持っている。この液体気化器を使うことにより、液体燃料から可燃性のある混合気を簡単に生成でき、簡素な構成の液体燃料燃焼装置となる。混合気の空気と燃料ガスの混合割合は、二部屋を隔てる隔壁の実効透過面積（長さ、径、表面積など）を変えることによって変化させている。隔壁の実効透過面積を変化させるには、液体燃料に浸漬するチューブや板状の中空体の浸漬数を変化させる方法が簡単で良い。浸漬数を変化させる方法は、液体燃料の液面を変化させるか、チューブや板状の中空体を可動に構成し、チューブや板状の中空体を液体燃料中を動かす仕方が良い。これによって、混合気の空気と燃料ガスの混合割合が隔壁の実効透過面積を広くしたり狭くしたりすることで変り、燃焼を強から弱に、弱から強に有効に制御することができる。
【００１１】
実施の形態１．
図１と図２は、本実施の形態の石油暖房機や石油ボイラーに使用される石油燃焼装置の断面構成図である。この石油燃焼装置は、液体燃料である石油を気化する液体気化器１とバーナ部２を備えている。液体気化器１の本体は、石油容器３内に、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁４を中空のチューブ体として構成した気化管５を図１に示すように多数本縦向きや横向きに貫通させて配設しただけの大変シンプルな構造である。チューブ体を、隔壁４を板状にした図２に示すような板状の中空体に構成してもよい。石油容器３は、給油口を有する密閉容器であり、その胴周りには加熱手段として補助ヒータ６が装着されている。各気化管５の隔壁４の外は部屋Ａにあり、石油容器３内の部屋Ａに入れられた石油に浸漬している。各気化管５の隔壁４の内側の部屋Ｂは、気化管５の一端部においてチャンバー７に通じている。このチャンバー７には石油容器より高位に配置された送風機８により送風がなされ、気化管５の部屋Ｂには一方向に気流が流れる。送風機８の吹出口近傍にも吹出し気流を加熱する補助ヒータ９が設けられている。気化管５の他端はバーナ部２として気化管５に連通している。
【００１２】
液体気化器１のコア部分のモジュールは、厚み０．２ｍｍ、直径５ｍｍ程度のチューブ体に成形した隔壁４が、端末部分を除いて石油容器３内に収められた構成となっている。隔壁４の材料としては、ミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜で有機溶媒に溶けないものが用いられている。隔壁４での気体変換は、表面積に左右されるため、スプライン状やセレーション状に構成すると良い。補助ヒータ６は、石油の気化を促進するものであるが、液体燃料が気化しやすい例えば、エタノールやメタノール等では必ずしも設けなくても良い。
【００１３】
石油容器３内の部屋Ａに液体燃料である石油を入れ、補助ヒータ６で加熱しておき、気化管５内の部屋Ｂに送風機８により補助ヒータ９で昇温した空気を通して、混合気を生成してバーナ部２に導き、着火すれば石油燃焼装置として機能する。気化管５内の部屋Ｂには、隔壁４を透過した石油ベーパーと加熱された空気の混合した燃焼用一次空気を含む混合気が生成され、これがバーナ部２で連続的に燃焼する。このようにこの石油燃焼装置は、気化する物質がガス体では無く液体であるので扱い易く、構成がいたって簡素で殆ど加熱する必要もないのでランニングコストは低く、故障も少なく保守も楽である。そして、汚れた石油でも燃焼させることができ、有効なエネルギ利用が可能である。
【００１４】
この石油燃焼装置は、混合気の空気と燃料ガスの混合割合を、二部屋Ａ，Ｂを隔てる隔壁４の実効透過面積を変えることによって変化させている。隔壁４の実効透過面積を変化させるには、液体燃料に浸漬するチューブ体や板状の中空体の浸漬数を変化させる方法が簡単である。浸漬数を変化させる方法としては、液体燃料の液面Ｌを上下に変化させるか、チューブ体や板状の中空体を可動に構成し、チューブ体や板状の中空体を、液体燃料中を動かす。これによって、混合気の空気と燃料ガスの混合割合が隔壁４の実効透過面積を広くしたり狭くしたりすることで変り、燃焼を強から弱に、弱から強に有効に制御することができる。
【００１５】
混合気の空気と燃料ガスの混合割合は、補助ヒータ９の入力制御によっても変えることができる。補助ヒータ９によって石油燃料の気化を促進したり抑えたりして混合気の混合割合を変える。また、チューブ体や板状の中空体に通す空気の量を送風機８の運転制御により変化させても混合気の混合割合を変化させることができる。さらには、石油容器３を圧力容器とし、液体燃料に圧力を加え、加圧加減で液体燃料の隔壁４からの透過を促進したり抑えたりすることもでき、これらの方法を組合せて燃焼制御することもできる。チューブ体や板状の中空体に通す空気の一部をチューブ体や板状の中空体にフィードバックさせ、混合気の石油ガスの濃度を高くすることも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】石油燃焼装置の縦断正面構成図である。（実施の形態１）
【図２】他の石油燃焼装置の縦断正面構成図である。（実施の形態１）
【符号の説明】
【００１７】
１  液体気化器、  ２  バーナ部、  ３  石油容器、  ４  隔壁、  ５  気化管、    ８  送風機、  ９  補助ヒータ、  Ａ  部屋、  Ｂ  部屋。
【図１】
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【図２】
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