液体燃料燃烧装置 本发明涉及主要用于石油风扇加热器等的石油气化式液体燃料燃烧装置。
以往，一般该种液体燃料燃烧装置的结构是，在有底的筒状燃烧器壳体中收容着具有电热器的气化筒，在该气化筒的上端开口部上安装着在其周壁上具有多个火焰孔的燃烧头，向气化筒内供应液体燃料和燃烧用一次空气，在使液体燃料气化的同时使其与空气混合，将该混合气体送入燃烧头中，并从燃烧头周壁部的各个火焰孔喷出，再用点火杆的电火花引燃。此外，气化筒在运转开始时通过对埋设在气化筒周壁中的电热器通电而受到加热，燃烧开始后则被燃烧头的火焰孔形成的火焰加热，所以在燃烧开始大约1至5分钟后停止电热器通电。对电热器停止供电后，靠火焰的热可使气化筒保持约240～260℃的温度，从而使液体燃料继续气化，燃烧继续进行。
但是，在上述以往的液体燃料燃烧装置中，由于其构成是使气化筒的温度保持在约240～260℃地温度，虽然使用在日本国内销售的未变质JIS1号煤油时不会出现在气化筒内产生残留焦油的问题，但若使用例如由于长期保存而变质的JIS1号煤油，或者使用蒸发温度比JIS1号煤油高的液体燃料时，气化筒内就会残留焦油，从而因气化性能降低而不能进行稳定的气化燃烧。
本发明是鉴于上述问题而为的，目的是即使在使用变质煤油或蒸发温度高的液体燃料时也能防止在气化筒内有焦油残留，保持气化性能的长期稳定，并提高检测气化筒温度的温度检测器的耐久性。
本发明的构成是，具有燃烧器壳体，和收容在该燃烧器壳体内、对由液体燃料供应机构供应的液体燃料进行气化的气化筒，和检测该气化筒温度的温度检测器，和在周壁部上具有多个火焰孔、安装在上述气化筒的上端开口部上的燃烧头，和向上述气化筒内部供应燃烧用空气的送风机；在上述气化筒的上端部上与该上端部共为一体地设置了多个与燃烧头的周壁部对置的、并且在燃烧过程中能使上述气化筒的下部温度升温到约330℃以上的热回收用凸部，而且，将上述温度检测器设在气化筒的下部。
权利要求2所记载的液体燃料燃烧装置的构成是，气化筒由能加热到约450℃以上的耐热铝合金制成。
由于在气化筒的上端部上与该上端部共为一体地设置着多个与燃烧头的周壁部对置的、并且在燃烧过程中能使上述气化筒的下部温度上升到330℃以上的热回收用凸部，所以在燃烧开始后经过一定时间后的燃烧过程中，被火焰高温部烘烤加热了的热回收用凸部的热能传导到气化筒的下端部，使气化筒下端部的温度能达到330℃以上的高温，因而即使使用变质的劣质煤油或蒸发温度高的液体燃料也能抑制焦油在气化筒内残留，从而能长期保持良好的气化状态。此外，由于将上述温度检测器设在气化筒的下部，使温度检测器处在气化筒周壁部中温度最底的位置上，因而能够提高耐久性。
以下简要说明附图。
图1是本发明一个实施例中的液体燃料燃烧装置的整体构成的断面图。
图2是图1所示液体燃料燃烧装置的主要部分的放大断面图。
图3是图1所示液体燃料燃烧装置的在与图2不同的断面上的主要部分放大断面图。
图4是图1所示液体燃料燃烧装置的主要部分的放大平断面图。
图5是图1所示液体燃料燃烧装置的气化筒单体的斜视图。
图6是显示图1所示液体燃料燃烧装置的燃烧头的火焰孔与气化筒的热回收用凸部之间关系的图。
以下结合图1至图6说明本发明的一个实施例。图中，1是压铸而成的上部开口的有底圆筒状气化筒，气化筒1由铝锰系的耐热铝合金制成，在该气化筒1的周壁部的一部分上设有向上述周壁部的切线方向开口的空气导入口2。此外，构成气化筒1的原材料耐热铝合金，以铝为主要成分，除含有锰外，还含有硅、铁、镍、钛、铜、镁等，其中锰含量为2.5～6.0重量％，是除了铝之外含量最多的。
3是埋设在气化筒1的周壁上部的、例如是保护套型加热器等的电热器，4是将一个端部与气化筒1的空气导入孔2接通的一次空气筒，它的另一个端部与送风机7的壳体8接通，所述送风机7在内部装有靠马达5驱动的供气风扇6，来自送风机7的燃烧用一次空气通过空气导入口2送入上述气化筒1内部。9是设在气化筒1外周的有底筒状燃烧器壳体，10是用于向燃烧器壳体9与气化筒1之间的空间X输送燃烧用二次空气的二次空气管，该二次空气管10的顶端出口部10A贯通了燃烧器9的周壁部9A，显现于燃烧器壳体9之内，并且在上述周壁部9A的近旁开口，二次空气管10的基端入口部10B与一次空气筒4一样，也与送风机7的壳体8接通。
11是金属板制成的送风导向件，它以覆盖上述二次空气管10的顶端出口部10A的形态安装在燃烧器壳体9的周壁部9A的内面，该送风导向件11与上述二次空气管10的顶端出口部10A保持大约5至10mm的间隔，与之对置地安装在燃烧器壳体9的周壁部9A的内面，以防止从二次空气管10的顶端出口部10A流出的二次空气直接与气化筒1的周壁接触。
12是在空气导入口2以及一次空气筒4的一个端部之内与它们同圆心地设置的燃料喷嘴，该燃料喷嘴12的顶端部显现在气化筒1之内，用于向气化筒1内部喷出煤油等液体燃料，它的另一个端部通过燃料供应管13以及例如是电磁泵等的燃料泵14，与燃料罐15的内部连通。16是向燃料罐15补充液体燃料的能够自由装卸的卡式油箱。
17是嵌合在上述气化筒1的上部开口上的压铸而成的节流板，该节流板17与气化筒1一样，也是用铝-锰系的耐热铝合金制成，在该节流板17的中央部分，与其共为一体地下垂形成了作为节流通路18的圆筒部17A。19是配置在节流板17的圆筒部17A的垂直下方的阻挡板，它与圆筒部17A之间留有间隔。
20是安装在上述气化筒1上部的带盖圆筒状燃烧头，如图6所示，在该燃烧头20的周壁部20A上分上下3段设有用于喷射混合气体的多个火焰孔21、21。此外，在燃烧头20的周壁部20A的内外两面与周壁部20A紧密结合地设置着火焰孔金属网22、22。23是以从上方覆盖上述节流板17的节流通路18的形态配置在燃烧头20内的混合整流筒，该混合整流筒23用耐热不锈钢板经拉深加工而成，从侧面观察呈大体凸状，在其中央部分形成的带盖筒部23A的盖面和设置其下部外周的环状平面部分23B上，分别设置着直径被设定为约2mm的多个小孔24、24和25、25，带盖筒部23A的周壁部是无孔壁。此外，上述节流板17、燃烧头20以及混合整流筒23用多个安装螺丝26固定在气化筒1上。
27是配置在燃烧头20外周的燃烧环，该燃烧环27由耐热不锈钢板制成，载置于气化筒1的上端部，并用螺丝(图未示出)固定。此外，在与燃烧头20的周壁部20A对置的燃烧环27的环状壁27A上，沿圆周方向保持一定间隔地设置着多个纵向切口28、28。
29、29是与上述燃烧头20的周壁部20A对置的、在气化筒1的周壁部的上端部上通过整体成形而形成的6个热回收用凸部，如图5所示，这些热回收用凸部29、29分别形成为圆柱状，其直径T约7mm，高H约8至10mm，沿着呈环状的气化筒1的上端部的圆周方向，被设定为相互之间保持有约25至35mm的大致相等的间隔S，能够有效地对气化筒1进行热回收。通过使该多个热回收用凸部29、29在气化筒1的上端整体成形而成，在燃烧过程中使气化筒1的底壁部被加热到约330～360℃的高温。
30是用于检测气化筒1的温度的温度检测器，该温度检测器30设置于气化筒1的下端部，以检测气化筒1的底壁部附近的温度，内部装有热敏电阻等温度检测元件的顶端检测部30A被插入设在气化筒1的周壁部的下端部的横向槽中，如图4所示，在其中间的适当位置，借助固定件31被固定在燃烧器壳体9的周壁部9A上。
另外，在上述气化筒1的周壁部以及底壁部的大体整个内面上形成有厚度约为20～40μm耐热塗膜32，该塗膜32是将耐热有机塗料塗到气化筒内面后再加以烘烤而成的。
33是用于检测燃烧头20的火焰孔21有无火焰F形成以及检测氧气浓度的火焰杆；34是向从火焰孔21喷出的混合气体点火的点火杆；35是将来自热风用送风机(图未示出)的风引向热风吹出口(图未示出)的热风用送风管道；36是直立地设在热风用送风管道35的底壁部35A上的燃烧筒，在该燃烧筒36内的下部有上述燃烧头20与之靠近；37是设在燃烧用空气入口38中的过滤器；39是用于检测供气风扇6的转数的转数检测器。
根据以上的构成，通过向电热器3通电使气化筒1的下部温度达到约250℃，当上述温度的上升被温度检测器30检测到后，送风机7便起动，然后进行大约5秒钟的清炉，在清炉之后燃料泵14起动。随着燃料泵14和送风机7的起动，液体燃料和燃烧用一次空气分别经过燃料供应管13和一次空气筒4，并分别从燃料喷嘴12和空气导入口2供到气化筒1的内部。
供到气化筒1内部的燃料在接触到气化筒1的内壁面后被气化，该气化气体与一次空气混合后成为混合气体，该混合气体通过节流板17的节流通路18后流入混合整流筒23中。流到该混合整流筒23中的混合气体，其中一部分通过环状平面部23B的多个小孔25、25后向下段的火焰孔21以及中段的火焰孔21流去，并从这些火焰孔21、21喷出；其余部分上升到带盖筒部23A内，并在 带盖筒部23内加速混合后流向盖部，再从盖部的多个小孔24、24通过。通过了上述多个小孔24、24的混合气体流向上段的各个火焰孔21以及中段的各个火焰孔21，再从这些火焰孔21喷出。从各个火焰孔21喷出的混合气体被点火杆34的电火花引燃，形成火焰F，这样燃烧便开始。
另一方面，经过二次空气管10送到燃烧器壳体9中的燃烧用二次空气从二次空气管10的顶端出口部10A流出，在送风导向件11的作用下向横向流动，并进入气化筒1与燃烧器壳体9之间的空间X中，再在该空间X中上升，通过气化筒1的上部与燃烧器壳体9的上部之间的空隙，供到火焰F的外围，以促进火焰F的二次燃烧。
如上述那样开始燃烧之后，火焰F的热从热回收用凸部29以及燃烧环27传导到气化筒1，以进行热回收。在燃烧开始后约经过2至5分钟时，即使对电热器3停止通电，气化筒1也能保持高温，从而使气化筒1内的液体燃料继续得以气化并继续保持燃烧状态。另外，从燃烧开始经过30至40分钟后，温度上升最慢的气化筒1的底壁部附近的温度也能达到约330～360℃的高温状态。
根据本实施例，由于在气化筒1的周壁部的上端部上通过整体成形而形成与燃烧头20的周壁部20A对置的6个热回收用凸部29、29，这些热回收用凸部29、29被设定为直径T约7mm，高H约8至10mm，在燃烧开始约30至40分钟后，能使比上部温度上升慢的气化筒1的底壁部附近的温度上升并保持约330℃以上(330～360℃)的高温状态，因此，即使使用变质的劣质煤油或蒸发温度高的液体燃料，也能使燃料中的各种成分在瞬间内彻底蒸发，从而能够防止在气化筒1内部的壁部上残留焦油，使气化筒长期保持良好的气化状态，维持稳定的气化燃烧。而且，浸到焦油内的液体燃料在熄火后会继续蒸发而使熄火时产生强烈臭味，但由于能够防止在气化筒1的壁部残留焦油，因而能使上述问题得到改善。
另外，在温度检测器30的检测部30A内部装有用于检测气化筒1温度的热敏电阻等，由于将该温度检测器30设置于气化筒1的下端部，也就是将该温度检测器30设在气化筒1的周壁部中温度最低的位置上，所以能够提高耐久性。换言之，当气化筒1的底壁部附近温度上升到约330℃以上(约330～360℃)的高温时，气化筒1周壁部的中间部分的温度就会达到大约400℃左右，气化筒1周壁部的上端部分的温度则达到大约450℃左右。如果温度检测器30的耐热温度为360℃左右，那么，如果象以往那样将温度检测器30安装在气化筒1周壁部的中间以上的位置上，就会使温度检测器30的耐久性产生问题。因此，将温度检测器30设在气化筒1的下端部，就不会使温度检测器30发生断线等故障。
另外，由于用于气化液体燃料的压铸气化筒1是由铝-锰系的耐热铝合金制成的，含量为2.5～6.0重量％的锰能提高铝的耐热性和强度等机械性能，因此，即使温度最容易上升的气化筒上端部的温度上升到约450℃左右，也不会产生鼓胀或熔化等热变形。
另外，在上述实施例中，在气化筒1的周壁部以及底壁部的大体整个内面上形成有厚度约为20～40μm耐热塗膜32。由于将该耐热塗膜32的厚度设定为约20～40μm，这既能保持液体燃料对塗膜32的渗透性，又能抑制塗膜32产生的隔热作用，使塗膜32的表面温度与气化筒1的温度大体相同，从而提高抑制残留焦油的效果。也就是说，如果使塗膜32的厚度达到50μm以上，那么塗膜32本身就会变成隔热材料，使塗膜32的表面温度低于气化筒1的温度，因此会抑制液体燃料的气化。如果使塗膜32的厚度降到15μm以下，液体燃料的浸透性就会变差，在气化面化作颗粒状的燃料会产生飞溅，从而使气化减慢。
综上所述，根据本发明的液体燃料燃烧装置，由于具有在气化筒1的周壁部的上端部上与其共为一体地设置了多个热回收用凸部，以使气化筒下部的温度上升到约330℃以上的构成，因此，即使使用变质的劣质煤油或蒸发温度高的液体燃料，也能防止在气化筒内部残留焦油，使气化筒长期保持良好的气化状态，并能抑制在熄火时产生臭味，这样不仅能提高使用变质的劣质煤油或蒸发温度高的液体燃料时的可靠性，而且，由于将用于检测气化筒温度的温度检测器设在气化筒的下部，因而避免了温度检测器受到气化筒的高温影响，提高了温度检测器的耐久性。
在权利要求2中记载的液体燃料燃烧装置中，由于用于气化液体燃料的气化筒是用可加热到约450℃以上的耐热铝合金制成的，所以，即使温度最易上升的气化筒上部的温度上升到约450℃以上，也不会出现鼓胀或熔化等热变形。