JP2010169327A - Liquid fuel vaporizing combustion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、灯油や軽油などの液体燃料を気化(ガス化)させて燃焼させる形式の液体燃料気化式燃焼装置に関する。 The present invention relates to a liquid fuel vaporization type combustion apparatus in which liquid fuel such as kerosene or light oil is vaporized (gasified) and burned.
従来、灯油などの液体燃料を気化(ガス化)させて燃焼させる形式の燃焼装置として、液体燃料気化式燃焼装置が知られている。
この液体燃料気化式燃焼装置は、液体燃料を気化器にて気化させ、気化させた気化ガスを、噴射ノズルから噴射させ、燃焼室にて燃焼させている(例えば、特許文献1参照)。
この場合、液体燃料を気化させるために、電気ヒーターが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid fuel vaporization type combustion apparatus is known as a combustion apparatus of a type in which liquid fuel such as kerosene is vaporized (gasified) and combusted.
In this liquid fuel vaporization type combustion apparatus, liquid fuel is vaporized by a vaporizer, and vaporized vaporized gas is injected from an injection nozzle and burned in a combustion chamber (see, for example, Patent Document 1).
In this case, an electric heater is used to vaporize the liquid fuel.
しかしながら、従来の場合、気化のために常に電気ヒーターを使い続けなければならず、また、従来の液体燃料気化式燃焼装置では、通常、強制通風のためのファンを用いる必要があり、省エネルギー、省コストの観点からも、その改善が求められている。
また、液体燃料として軽油を用いた場合、軽油を燃焼させるには高温を必要とすることから、燃焼時に炭化し、その炭化残渣(炭化カス)が気化器内で目詰まりを発生させるおそれがあり、このため軽油を気化させて燃焼させる形式の液体燃料気化式燃焼装置は、普及していないのが実情である。
However, in the conventional case, it is necessary to always use the electric heater for vaporization, and in the conventional liquid fuel vaporization type combustion apparatus, it is usually necessary to use a fan for forced ventilation. The improvement is also demanded from the viewpoint of cost.
In addition, when light oil is used as the liquid fuel, high temperature is required to burn the light oil. Therefore, carbonization may occur during combustion, and the carbonized residue (carbonized residue) may cause clogging in the vaporizer. For this reason, the actual situation is that a liquid fuel vaporization type combustion apparatus that vaporizes and burns light oil is not widely used.
本発明は、上記従来の問題を解消し、特別のエネルギーを必要とする1次側気化手段の使用(1次側気化手段としての気化器2に向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射)は最初の立ち上がり時のみでよく、その後は燃焼室の周囲に配置された2次側気化手段を使用することによって、特別のエネルギーを必要とすることなく、液体燃料を気化(ガス化)させ、燃焼装置を燃焼させることのできる液体燃料気化式燃焼装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、強制通風のためのファンを用いる必要がなく、燃焼に必要な空気量は、噴射ノズル付近より自動的に吸入し、ガス化した液体燃料と混合させて、燃焼させることのできる液体燃料気化式燃焼装置を提供することを目的とするものである。
さらに、本発明は、液体燃料として軽油を用いた場合にも、燃焼時に炭化して、その炭化残渣(炭化カス)が気化器内で目詰まりを発生させるというおそれのない、液体燃料気化式燃焼装置を提供することを目的とするものである。
The present invention eliminates the above-mentioned conventional problems and uses primary side vaporization means that requires special energy (irradiation of a microwave or laser wave toward the
Further, the present invention does not require the use of a fan for forced ventilation, and the amount of air necessary for combustion is automatically sucked from the vicinity of the injection nozzle, mixed with the gasified liquid fuel, and burned. An object of the present invention is to provide a liquid fuel vaporization type combustion apparatus.
Furthermore, the present invention is a liquid fuel vaporization type combustion in which even when light oil is used as the liquid fuel, there is no fear that the carbonized residue (carbonized residue) is clogged in the carburetor during the combustion. The object is to provide an apparatus.
即ち、請求項1に係る本発明は、
液体燃料タンクに貯留された液体燃料を送油する送油管と、
前記送油管から送油される液体燃料を気化する気化器と、
気化したガスを噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルから噴射される気化ガスを燃焼室へと導く風洞室と、
前記風洞室を経た気化ガスを燃焼させる燃焼室と、
を備えた液体燃料気化式燃焼装置であって、
前記燃焼室の周囲に2次側気化手段として、
前記送油管から送油される液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用いると共に、
前記気化器を1次側気化手段として、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成された筒状体の内部に、前記燃焼室周囲の2次側気化手段から送油される液体燃料及び/又は気化ガスを導入するためのツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用い、かつ、
前記気化器を形成する筒状体を赤熱化させるためのマイクロ波又はレーザー波照射手段を備え、
前記2次側気化手段、前記1次側気化手段、前記噴射ノズルの順に、液体燃料タンクからの液体燃料を送油する送油管を配置した、
ことを特徴とする液体燃料気化式燃焼装置を提供するものである。
請求項2に係る本発明は、セラミックスが、通気性を有する伝導性セラミックスである、請求項1記載の液体燃料気化式燃焼装置を提供するものである。
請求項3に係る本発明は、ツイスト加工による金属製スパイラルチューブが、平滑な金属製円管をツイスト加工によりスパイラル状に成形した金属製チューブである、請求項1又は2記載の液体燃料気化式燃焼装置を提供するものである。
請求項4に係る本発明は、筒状体の内面に、酸化防止層を被覆してなる、請求項1〜3のいずれかに記載の液体燃料気化式燃焼装置を提供するものである。
That is, the present invention according to claim 1
An oil feeding pipe for feeding the liquid fuel stored in the liquid fuel tank;
A vaporizer for vaporizing liquid fuel fed from the oil feeding pipe;
An injection nozzle for injecting vaporized gas;
A wind tunnel chamber for guiding the vaporized gas injected from the injection nozzle to the combustion chamber;
A combustion chamber for burning vaporized gas that has passed through the wind tunnel chamber;
A liquid fuel vaporization combustion apparatus comprising:
As a secondary side vaporization means around the combustion chamber,
While using a spiral arrangement of a metal spiral tube by twist processing for introducing liquid fuel and / or vaporized gas fed from the oil feeding pipe,
Liquid fuel and / or vaporization sent from the secondary side vaporization means around the combustion chamber inside the cylindrical body made of ceramic mixed with carbon microcoils, using the vaporizer as the primary side vaporization means Use a spiral metal spiral tube that is twisted to introduce gas, and
A microwave or laser wave irradiation means for red-hotting the cylindrical body forming the vaporizer,
In the order of the secondary side vaporization means, the primary side vaporization means, and the injection nozzle, an oil supply pipe for supplying liquid fuel from a liquid fuel tank is disposed.
The present invention provides a liquid fuel vaporization type combustion apparatus.
The present invention according to
The present invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the liquid fuel vaporization type combustion apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein an inner surface of a cylindrical body is coated with an antioxidant layer.
本発明の液体燃料気化式燃焼装置によれば、特別のエネルギーを必要とする1次側気化手段の使用(1次側気化手段としての気化器2に向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射)は最初の立ち上がり時のみでよく、その後は燃焼室の周囲に配置された2次側気化手段を使用することによって、特別のエネルギーを必要とすることなく、液体燃料を気化(ガス化)させ、燃焼装置を燃焼させることのできる液体燃料気化式燃焼装置が提供される。
また、本発明の液体燃料気化式燃焼装置によれば、強制通風のためのファンを用いる必要がなく、燃焼に必要な空気量は、噴射ノズル付近より自動的に吸入し、ガス化した液体燃料と混合させて、燃焼させることのできる液体燃料気化式燃焼装置が提供される。
通常の工業用燃焼装置では、生オイルを噴射(微粒子化)して燃焼させるために、熱効率が非常に悪く、本来持っている発熱量が充分に生かされていないが、本発明によれば、液体燃料を気化(ガス化)させて燃焼させるので、燃焼効率が高いものとなっている。
従って、本発明によれば、省エネタイプの燃焼機器を提供することができる。
さらに、本発明の液体燃料気化式燃焼装置では、気化管としてツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用いることから、管内をガスが通常の気化管の約3倍のスピードで通過し、このため液体燃料として軽油を用いた場合にも、炭化残渣(炭化カス)は皆無に等しい。従って、本発明によれば、炭化残渣(炭化カス)が気化器内で目詰まりを発生させるというおそれのない、液体燃料気化式燃焼装置を提供することができる。
According to the liquid fuel vaporization type combustion apparatus of the present invention, the use of primary side vaporization means that requires special energy (irradiation of microwaves or laser waves toward the
Further, according to the liquid fuel vaporization type combustion apparatus of the present invention, it is not necessary to use a fan for forced ventilation, and the amount of air necessary for combustion is automatically sucked from the vicinity of the injection nozzle and gasified liquid fuel. A liquid fuel vaporization type combustion apparatus that can be mixed with and combusted is provided.
In a normal industrial combustion apparatus, since raw oil is injected (particulates) and burned, the thermal efficiency is very poor, and the calorific value originally possessed is not fully utilized, but according to the present invention, Since liquid fuel is vaporized (gasified) and burned, the combustion efficiency is high.
Therefore, according to the present invention, an energy saving type combustion device can be provided.
Furthermore, in the liquid fuel vaporization type combustion apparatus of the present invention, a metal spiral tube formed by twisting is used as the vaporization tube in a spiral shape, so that the gas in the tube is about three times as fast as a normal vaporization tube. Therefore, even when light oil is used as the liquid fuel, there is no carbonization residue (carbonized residue). Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a liquid fuel vaporization type combustion apparatus in which the carbonized residue (carbonized residue) does not cause clogging in the vaporizer.
請求項1に係る本発明は、液体燃料気化式燃焼装置に関し、
液体燃料タンクに貯留された液体燃料を送油する送油管と、
前記送油管から送油される液体燃料を気化する気化器と、
気化したガスを噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルから噴射される気化ガスを燃焼室へと導く風洞室と、
前記風洞室を経た気化ガスを燃焼させる燃焼室と、
を備えた液体燃料気化式燃焼装置であって、
前記燃焼室の周囲に2次側気化手段として、
前記送油管から送油される液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用いると共に、
前記気化器を1次側気化手段として、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成された筒状体の内部に、前記燃焼室周囲の2次側気化手段から送油される液体燃料及び/又は気化ガスを導入するためのツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用い、かつ、
前記気化器を形成する筒状体を赤熱化させるためのマイクロ波又はレーザー波照射手段を備え、
前記2次側気化手段、前記1次側気化手段、前記噴射ノズルの順に、液体燃料タンクからの液体燃料を送油する送油管を配置した、
ことを特徴とするものである。
The present invention according to claim 1 relates to a liquid fuel vaporization combustion apparatus,
An oil feeding pipe for feeding the liquid fuel stored in the liquid fuel tank;
A vaporizer for vaporizing liquid fuel fed from the oil feeding pipe;
An injection nozzle for injecting vaporized gas;
A wind tunnel chamber for guiding the vaporized gas injected from the injection nozzle to the combustion chamber;
A combustion chamber for burning vaporized gas that has passed through the wind tunnel chamber;
A liquid fuel vaporization combustion apparatus comprising:
As a secondary side vaporization means around the combustion chamber,
While using a spiral arrangement of a metal spiral tube by twist processing for introducing liquid fuel and / or vaporized gas fed from the oil feeding pipe,
Liquid fuel and / or vaporization sent from the secondary side vaporization means around the combustion chamber inside the cylindrical body made of ceramic mixed with carbon microcoils, using the vaporizer as the primary side vaporization means Use a spiral metal spiral tube that is twisted to introduce gas, and
A microwave or laser wave irradiation means for red-hotting the cylindrical body forming the vaporizer,
In the order of the secondary side vaporization means, the primary side vaporization means, and the injection nozzle, an oil supply pipe for supplying liquid fuel from a liquid fuel tank is disposed.
It is characterized by this.
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図1は、本発明の液体燃料気化式燃焼装置の1態様を示す説明図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of the liquid fuel vaporization type combustion apparatus of the present invention.
本発明の液体燃料気化式燃焼装置は、灯油や軽油などの液体燃料を気化(ガス化)させて燃焼させる形式の液体燃料気化式燃焼装置である。 The liquid fuel vaporization type combustion apparatus of the present invention is a liquid fuel vaporization type combustion apparatus in which liquid fuel such as kerosene or light oil is vaporized (gasified) and burned.
本発明の液体燃料気化式燃焼装置は、基本的には、液体燃料タンクAに貯留された液体燃料を送油する送油管1と、前記送油管1から送油される液体燃料を気化する気化器2と、気化したガスを噴射する噴射ノズル3と、前記噴射ノズル3から噴射される気化ガスを燃焼室5へと導く風洞室4と、前記風洞室4を経た気化ガスを燃焼させる燃焼室5と、を備えた液体燃料気化式燃焼装置である。
The liquid fuel vaporization combustion apparatus of the present invention basically includes an oil feed pipe 1 for feeding liquid fuel stored in a liquid fuel tank A, and a vaporization for vaporizing the liquid fuel fed from the oil feed pipe 1. , An
送油管1は、液体燃料タンクAに貯留された液体燃料を送油するものであって、供給側の送油管1A、1B、1C、1Dと、帰りの送油管1Zとからなる。送油管1内には、液体燃料の他、気化された気化ガスが流通する。
The oil feed pipe 1 feeds the liquid fuel stored in the liquid fuel tank A, and includes a supply-side
気化器2にて、送油管1から送油される液体燃料が気化され、気化器2により気化されたガスは、噴射ノズル3から噴射される。
噴射ノズル3から噴射された気化ガスは、風洞室4を経て、気化ガスを燃焼させる燃焼室5へと導かれ、燃焼される。
In the
The vaporized gas injected from the
本発明の液体燃料気化式燃焼装置は、このような構造の液体燃料気化式燃焼装置であって、まず前記燃焼室5の周囲に2次側気化手段として、前記送油管1から送油される液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6を螺旋状に配置したものを用いている。 The liquid fuel vaporization type combustion apparatus of the present invention is a liquid fuel vaporization type combustion apparatus having such a structure. First, oil is fed from the oil feed pipe 1 around the combustion chamber 5 as secondary side vaporization means. A metal spiral tube 6 that is twisted to introduce liquid fuel and / or vaporized gas is arranged in a spiral shape.
燃焼室5としては、通常用いられているものを使用することができ、耐熱性ステンレス(耐熱性SUS)などからなるものが好ましい。
ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6は、鋼管、ステンレス管(耐熱性SUSなど)、チタン管などからなる、平滑な金属製円管を、ツイスト加工によりスパイラル状に成形した金属製チューブである。
このツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6は、乱流形成されることに加えて経路が長いことから、伝熱性が高く、本発明において有効に用いられる。このツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6は、通常のパイプ容量の約3倍の流体、気体を流すことができる。
このツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6の断面構造を示す説明図を図2に示す。
図2に示す如き断面構造を有しているため、ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6は、内部をガスが通過するときに、通常の気化管(丸パイプ状のもの)の約3倍のスピードで通過する。また、併せて流量も約3倍になって流れる。
このため、液体燃料として軽油を用いた場合にも、炭化残渣(炭化カス)は皆無に等しい。従って、炭化残渣(炭化カス)が気化器内で目詰まりを発生させるというおそれがない。
これに対して、通常の気化管(丸パイプ状のもの)であると、炭化残渣(炭化カス)が内面に付着して、6ヶ月〜1年で目詰まりを起こして、所定の流量が流れなくなり、能力が低下する。
なお、このツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6の径は、5〜10ミリの範囲とし、燃焼能力(時間当たりの燃焼量に見合うものとする)に応じて異なる。
このようなツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6としては、ツイスト加工を3重、4重に施した、多重構造のもの(3重ネジ構造や4重ネジ構造のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ)が好ましい。
本発明においては、燃焼室5の周囲に2次側気化手段として、このようなツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6を螺旋状に配置し、この内部に送油管1Cを介して送られる液体燃料及び/又は気化ガスが導入される。
ここで螺旋状に配置するのは、経路を長く稼ぐことができ、装置全体の長さをよりコンパクトにできるからである。
図1では、燃焼室5の周囲に2次側気化手段として、ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6を螺旋状に10ターン(10巻き)させたものを示しているが、これに限られることはない。
また、ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6の本数は、通常1本であるが、これに限られることはない。
燃焼室5の外径や、2次側気化手段としてのツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6の内径や巻数は時間当たりの液体燃料の燃焼量との関係により異なり、一義的に決定することは困難である。
なお、2次側気化手段(ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6)の周囲には、鋼板などからなる外カバー7が配置されているが、必要に応じて省略することもできる。
As the combustion chamber 5, a commonly used one can be used, and one made of heat resistant stainless steel (heat resistant SUS) or the like is preferable.
The twisted metal spiral tube 6 is a metal tube formed by twisting a smooth metal circular tube made of a steel tube, stainless steel tube (heat resistant SUS, etc.), titanium tube, or the like into a spiral shape.
The twisted metal spiral tube 6 has a long path in addition to the formation of turbulent flow, and therefore has high heat conductivity and is effectively used in the present invention. The twisted metal spiral tube 6 can flow a fluid or gas about three times the normal pipe capacity.
An explanatory view showing a cross-sectional structure of the metal spiral tube 6 by the twisting process is shown in FIG.
Since it has a cross-sectional structure as shown in FIG. 2, the twisted metal spiral tube 6 is about three times as fast as a normal vaporization tube (round pipe-shaped) when gas passes through the inside. Pass by. At the same time, the flow rate is approximately tripled.
For this reason, even when light oil is used as the liquid fuel, there is no carbonization residue (carbonized residue). Therefore, there is no fear that the carbonized residue (carbonized residue) will cause clogging in the vaporizer.
On the other hand, in the case of a normal vaporization pipe (round pipe shape), carbonized residue (carbonized residue) adheres to the inner surface, causing clogging in 6 months to 1 year, and a predetermined flow rate flows. It disappears and the ability decreases.
In addition, the diameter of the metal spiral tube 6 by this twist process shall be the range of 5-10 mm, and changes with combustion capacity (it shall be commensurate with the amount of combustion per hour).
As the metal spiral tube 6 by such twist processing, there is a multi-layer structure (triple screw structure or metal spiral tube by twist processing of a quad screw structure) in which the twist processing is performed in triple or quadruple. preferable.
In the present invention, a metal spiral tube 6 made by such twist processing is arranged helically around the combustion chamber 5 as a secondary side vaporization means, and the liquid fuel sent through the oil feed pipe 1C and / Or vaporized gas is introduced.
Here, the spiral arrangement is made because the path can be earned longer and the overall length of the apparatus can be made more compact.
In FIG. 1, a twisted metal spiral tube 6 is twisted 10 turns (10 turns) as a secondary side vaporization means around the combustion chamber 5. However, the present invention is not limited to this. Absent.
In addition, the number of the metal spiral tubes 6 by twist processing is usually one, but is not limited thereto.
The outer diameter of the combustion chamber 5 and the inner diameter and the number of turns of the metal spiral tube 6 by twisting as the secondary side vaporization means differ depending on the relationship with the amount of combustion of liquid fuel per hour and are difficult to determine uniquely. It is.
An outer cover 7 made of a steel plate or the like is disposed around the secondary side vaporizing means (metal spiral tube 6 by twisting), but may be omitted if necessary.
次に、本発明においては、前記気化器2を1次側気化手段として、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成された筒状体2Aの内部に、前記燃焼室5周囲の2次側気化手段から送油される液体燃料及び/又は気化ガスを導入するためのツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bを螺旋状に配置したものを用いている。
Next, in the present invention, the
ここで筒状体2Aは、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成されたものである。
カーボンマイクロコイル(CMC)は、コイル径がnmオーダーからμmオーダーの螺旋形状を有する炭素系素材である。
本発明においては、取り扱い性を考慮して、カーボンマイクロコイルとして、樹脂コーティングしたもの、その中でも特にビーズ状のものを用いることが好ましい。コーティングする樹脂としては、特に制限はないが、アクリル率樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などが挙げられ、150〜250℃の温度にてガス化し揮散するものが好ましい。アクリル樹脂は、150〜250℃の温度にてガス化し揮散することから好ましい。
セラミックスに対するカーボンマイクロコイルの混入量は特に制限されないが、通常は、セラミックス100重量部に対し、カーボンマイクロコイル1〜10重量部の割合で、好ましくはセラミックス100重量部に対し、カーボンマイクロコイル1〜2重量部の割合で用いられる。
Here, the
A carbon microcoil (CMC) is a carbon-based material having a helical shape with a coil diameter in the order of nm to μm.
In the present invention, it is preferable to use a resin-coated carbon microcoil, particularly a bead-shaped carbon microcoil in consideration of handling. Although there is no restriction | limiting in particular as resin to coat, Acrylic resin, polyurethane resin, polymethylmethacrylate resin etc. are mentioned, What is gasified and volatilized at the temperature of 150-250 degreeC is preferable. The acrylic resin is preferable because it is gasified and vaporized at a temperature of 150 to 250 ° C.
The mixing amount of the carbon microcoil with respect to the ceramic is not particularly limited, but is usually 1 to 10 parts by weight of the carbon microcoil with respect to 100 parts by weight of the ceramic, preferably the carbon microcoil 1 to 100 parts by weight of the ceramic. Used in a proportion of 2 parts by weight.
筒状体2Aは、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成されたものであり、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから焼成により成形されて得られるものであるが、上記のように樹脂コーティングしたカーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから焼成により成形されて得られた筒状体が好ましい。
筒状体2Aは、上記したような樹脂コーティングしたカーボンマイクロコイルを、セラミックス中に混入したものを、筒状に成形したものである。
ここでセラミックスとしては、特に通気性を有する伝導性セラミックスを用いることが好ましい。
通気性を有する伝導性セラミックスを用いることが好ましい理由は、本発明においては、樹脂コーティングしたカーボンマイクロコイルを用いており、これを混入したセラミックスから筒状体2Aを成形する際に、焼成工程があることから、焼成時に樹脂からのガスが発生し、ヘアークラックが生じるのを防止する見地からである。
The
The
Here, as the ceramic, it is particularly preferable to use a conductive ceramic having air permeability.
The reason why it is preferable to use a conductive ceramic having air permeability is that, in the present invention, a resin-coated carbon microcoil is used, and when the
筒状体2Aを形成するのに好適な、通気性を有する伝導性セラミックスとしては、市販品を用いることもできるが、カーボンフェルトを内外の伝導性セラミックスで囲んだものであって、カーボンフェルトの中にカーボンマイクロコイルを混入させたものを用いることができる。
そのような筒状体2Aの一例を図3に示す。図3に示す筒状体2Aは、内外の伝導性セラミックス(図中、符号31が内側の伝導性セラミックス、符号33が外側の伝導性セラミックスである。)を先に焼成し、あとからカーボンマイクロコイルを混入させたカーボンフェルト32を入れ、組合せたものである。
外側の伝導性セラミックス33は通気性を有するものであって、必要に応じて、内側の伝導性セラミックス31も通気性を有するものを用いることができる。
As the conductive ceramic having air permeability suitable for forming the
An example of such a
The outer conductive ceramic 33 has air permeability, and if necessary, the inner conductive ceramic 31 can also have air permeability.
上記のような通気性を有する伝導性セラミックスから形成され、カーボンマイクロコイルを混入した筒状体2Aは、例えば以下のようなものであって、以下のようにして作成することができる。
内側の伝導性セラミックス31は、原則としては、伝導性セラミックスのみからなるものであるが、必要に応じて、樹脂コーティングしたCMCと、通気性を発生させるための物質を混入して、後述する外側の伝導性セラミックス33と同様の通気性のあるものとすることができる。
次に、中間は、カーボンマイクロコイル(CMC)を混入させたカーボンフェルト32からなる。より具体的には、カーボンフェルトの中に樹脂コーティングしたCMCを混入させたものであり、さらに好ましくは金属粉末を混入させたものである。
最後に、外側の伝導性セラミックス33には、樹脂コーティングしたCMCと、通気性を発生させるための物質が混入されている。通気性を発生するための物質とは、80〜130℃程度、好ましくは80〜100℃という低温で消失する物質であり、特に細長いものが好ましい。具体的には例えば木綿糸などの糸類がある。この他、細長いものであって前記温度で消失するものであれば特に制限はない。なお、この反対に、燃えにくい繊維質素材、例えばカーボン繊維のような細ものを利用し、その繊維に沿って通気ができればよい。
要するに、CMCにコーティングされている樹脂が焼成時に発生するガスによって、筒状体2Aを形成する伝導性セラミックスへ悪影響(ヘアークラック等の発生)がなければよい。
ここで、まず80〜130℃という低温で焼成すると、外側の伝導性セラミックス33を構成する、伝導性セラミックス中の通気性を発生させるための物質が消失して、先に通気性微細穴を作り、その後に、150〜250℃の温度にて焼成すると、中間のカーボンフェルト32中のCMCのコーティング用樹脂が、この通気性微細穴を通って、ガス体となって外部へ放出される。
つまり、最初に消失した、通気性を発生させるための物質の消失跡が通気性微細穴として残るので、この通気性微細穴を通じて、2番目に消失するCMCのコーティング用樹脂の消失時に発生するガスが通過し、外部へ飛散することになる。
それ故、CMCのコーティング用樹脂の消失時に発生するガスによる、筒状体2Aを形成する伝導性セラミックスへの悪影響(ヘアークラック等の発生)を最小限にとどめることができる。
このようにして通気性微細穴を有し、通気性を有する伝導性セラミックスから形成された筒状体2Aが得られ、本発明においては好ましくはこれを用いる。
このようにして通気性を有する、特に連通性通気口を有するものとした後に、続けて150〜200℃の温度にて焼成し、筒状体を成形することにより、連通性通気口を利用して、CMCの周囲にコーティングされた樹脂を熱消失させることができ、このため焼成時にコーティングされた樹脂からのガスが発生し、筒状体2Aにヘアークラックが生じるのを防止することができる。
換言すると、市販のカーボンマイクロコイル(CMC)は、樹脂コーティングされているため、真空炉での低温加熱処理を施してコーティングされている樹脂を焼失させる。このときにガスが発生するが、このガスが内側から外側の伝導性セラミックスに向けて、最初に消失した物質の穴を通過し、放出されて行く。この伝導性セラミックスより抜けて出た穴を通気口として利用するものである。このようにして、(微細な)通気性を有する伝導性セラミックスが得られ、これを筒状体2Aとして用いる。
The
In principle, the inner conductive ceramic 31 is made of only conductive ceramics. However, if necessary, a resin-coated CMC and a substance for generating air permeability are mixed into the outer conductive ceramic 31 to be described later. It can be made to have air permeability similar to that of the conductive ceramic 33.
Next, the middle consists of carbon felt 32 mixed with carbon microcoils (CMC). More specifically, carbon felt is mixed with resin-coated CMC, and more preferably metal powder is mixed.
Finally, the outer conductive ceramic 33 is mixed with a resin-coated CMC and a substance for generating air permeability. The substance for generating air permeability is a substance that disappears at a low temperature of about 80 to 130 ° C., preferably 80 to 100 ° C., and an elongated one is particularly preferable. Specifically, for example, there are yarns such as cotton yarn. In addition, there is no particular limitation as long as it is elongated and disappears at the above temperature. On the other hand, it is only necessary to use a fiber material that is difficult to burn, for example, a fine material such as carbon fiber, and to vent along the fiber.
In short, it is sufficient that the conductive ceramic forming the
Here, when fired at a low temperature of 80 to 130 ° C., the material for generating the air permeability in the conductive ceramics constituting the outer
That is, since the disappearance trace of the substance for generating air permeability that has disappeared first remains as the air permeable fine hole, the gas generated when the second disappearing CMC coating resin disappears through the air permeable fine hole. Will pass and scatter to the outside.
Therefore, adverse effects (occurrence of hair cracks, etc.) on the conductive ceramic forming the
In this way, a
In this way, after having air permeability, especially having a continuous air vent, the continuous air vent is utilized by firing at a temperature of 150 to 200 ° C. and forming a cylindrical body. Thus, the resin coated around the CMC can be heat-dissipated, so that gas from the resin coated at the time of firing is generated and hair cracks can be prevented from occurring in the
In other words, since the commercially available carbon microcoil (CMC) is resin-coated, the low-temperature heat treatment in a vacuum furnace is performed to burn off the coated resin. At this time, gas is generated, but this gas passes through the hole of the material first disappeared from the inner side toward the outer conductive ceramic and is released. The hole that comes out of the conductive ceramic is used as a vent. In this way, a (fine) air-permeable conductive ceramic is obtained and used as the
このようにして通気性微細穴を有し、通気性を有する伝導性セラミックスから形成された筒状体2Aが得られ、本発明においては好ましくはこれを用いる。
In this way, a
カーボンマイクロコイル(CMC)は、高温による繰返し使用により、酸化し、温度上昇効果が減ずることから、本発明においては、筒状体2Aの内面側に(必要に応じて外面側にも)、筒状体2A中のカーボンマイクロコイルの酸化を防止するための酸化防止層を被覆したものを用いることが好ましい。
ここで酸化防止層の厚さは特に制限されないが、通常、1〜2mm程度であることが好ましい。CMCが赤熱化するときに、酸素によって消失するのを防止するための手段であるから、赤熱しても無酸素状態が必要であり、そのために酸化防止層を設けている。従って、酸化防止層の厚さは、あまり厚いとマイクロ波又はレーザー波による赤熱化に時間がかかってしまうことから、その点も考慮して、通常、1〜2mm程度であることが好ましい。
Since the carbon microcoil (CMC) is oxidized by repeated use at a high temperature and the effect of increasing the temperature is reduced, in the present invention, on the inner surface side of the
Here, the thickness of the antioxidant layer is not particularly limited, but it is usually preferably about 1 to 2 mm. Since it is a means for preventing the CMC from becoming red-hot when it is red-hot, an oxygen-free state is required even when red-hot, and therefore an anti-oxidation layer is provided. Therefore, if the thickness of the antioxidant layer is too thick, it takes time to red heat with a microwave or a laser wave. Therefore, in consideration of this point, it is usually preferably about 1 to 2 mm.
本発明においては、上記した如き筒状体2Aの内部に、前記燃焼室5周囲の2次側気化手段から送油される液体燃料及び/又は気化ガスを導入するためのツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bを螺旋状に配置したものを用いている。
ここでツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bとしては、前記したツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6と同様のものが用いられる。
ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bを螺旋状に配置する理由も、前記したツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6と同様に、経路を長く稼ぐことができ、装置全体の長さをよりコンパクトにできるからである。
ここで、ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bの長さの確保は、軽油や灯油などの液体燃料がガス体になり、かつ、時間当たりの定められた吐出量(消費量)に充分見合うようにするためのチューブ内容量となる必要があるからである。
図1では、筒状体2Aの内部にツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bを螺旋状に10ターン(10巻き)させたものを示しているが、これに限られることはなく、通常、5〜15ターン(5〜15巻き)させたものが用いられる。
さらに、図1では、筒状体2Aの外側には、セラミック断熱材などからなる断熱材2Cが配置されているが、必要に応じて省略することもできる。
In the present invention, a metal spiral by twist processing for introducing liquid fuel and / or vaporized gas fed from the secondary side vaporization means around the combustion chamber 5 into the
Here, as the
The reason why the
Here, the length of the
In FIG. 1, a twisted
Further, in FIG. 1, the
また、本発明においては、前記気化器2を形成する筒状体2Aを赤熱化させるためのマイクロ波又はレーザー波照射手段(図示していない)を備えている。
マイクロ波の場合は、カーボンマイクロコイル(CMC)を混入したセラミックスから形成される筒状体2Aの適当な場所に螺旋状の電極を設け、マイクロ波(電磁波)を発信装置から伝送させることで、カーボンマイクロコイル(CMC)を混入したセラミックスから形成される筒状体2Aを加熱し昇温させることができる。
また、レーザー波の場合は、例えばカーボンマイクロコイル(CMC)を混入したセラミックスから形成される筒状体2Aの適当な場所に、光ファイバー層を設けておき、この光ファイバー層を介してレーザー光線を照射し、カーボンマイクロコイル(CMC)を混入したセラミックスから形成される筒状体2Aを加熱し昇温させることができる。
この場合、セラミックスに、カーボンマイクロコイルと共に金属粉末を混入することで、昇温時間が短縮される。
マイクロ波又はレーザー波照射手段により、カーボンマイクロコイル(CMC)を混入したセラミックスから形成される筒状体2A全体が、200〜850℃まで温度上昇ができる。
なお、図4にレーザー波照射手段の1例を示す(縦断面説明図)。図4において、符号41は光ファイバー固定ホルダーであり、符号42は光ファイバーである。また、符号43はレーザー発信器連結ホルダーであり、符号44はレーザー発信器である。
マイクロ波出力としては、600〜1MHzの範囲内である。
このマイクロ波出力を変えることによって、筒状体2Aの赤熱化温度を変えることができ、これにより、液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6も加熱され、その中を通過する液体燃料が加熱され、常に高効率な状態で気化ガスとされることになる。
なお、液体燃料気化式燃焼装置の立ち上がり時(スタート時)の約1〜3分以内に、1次側気化手段(気化器2)内の液体燃料(オイル)が、筒状体2Aの赤熱化によって加熱(加温)されればよいことから、マイクロ波又はレーザー波の照射は、加熱開始から最長で5分間程度あれば充分である。
Moreover, in this invention, the microwave or laser wave irradiation means (not shown) for making the
In the case of a microwave, by providing a spiral electrode at an appropriate location of the
In the case of a laser wave, for example, an optical fiber layer is provided at an appropriate location on the
In this case, the temperature rise time is shortened by mixing the metal powder together with the carbon microcoil into the ceramic.
The whole
FIG. 4 shows an example of laser wave irradiation means (longitudinal sectional explanatory view). In FIG. 4,
The microwave output is in the range of 600 to 1 MHz.
By changing the microwave output, the red heat temperature of the
It should be noted that the liquid fuel (oil) in the primary side vaporizer (vaporizer 2) becomes red hot in the
なお、本発明においては、1次側気化手段(気化器2)として、上記したようにカーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成された筒状体の内部に、前記燃焼室周囲の2次側気化手段から送油される液体燃料及び/又は気化ガスを導入するためのツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用いているが、必要に応じて、その代わりに、通常用いられているヒーター(電気ヒーターなど)を用いることもできる。
即ち、通常用いられている電気ヒーターは棒状であることから、これをツイスト加工による金属製スパイラルチューブの内部に内蔵させることもできるが、この場合、内臓したヒーターの寿命は2〜3年である。
In the present invention, as the primary side vaporizing means (vaporizer 2), the secondary side vaporization around the combustion chamber is formed inside the cylindrical body formed of ceramic mixed with the carbon microcoil as described above. A metal spiral tube twisted to introduce liquid fuel and / or vaporized gas to be fed from the means is used, but it is usually used instead if necessary. A heater (such as an electric heater) can be used.
That is, since the electric heater usually used is in a rod shape, it can be incorporated in a metal spiral tube by twisting, but in this case, the life of the built-in heater is 2 to 3 years. .
さらに、本発明においては、前記2次側気化手段(ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6)、前記1次側気化手段(気化器2)、前記噴射ノズル3の順に、液体燃料タンクAからの液体燃料を送油する送油管1(1A、1B、1C、1D)を配置している。また、前記したように帰りの送油管1Zが、丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)を介して配置されている。
Further, in the present invention, the liquid from the liquid fuel tank A is in the order of the secondary side vaporizing means (twisted metal spiral tube 6), the primary side vaporizing means (vaporizer 2), and the
なお、図中、符号9は火炎板、符号10は火炎板に設けられたメッシュ(網目)、符号11は燃焼板取付け棒、符号12は燃焼板である。
次に、符号13は点火プラグ、符号14はネジ継ぎ手、符号15は温度センサー、符号16は電磁ポンプ、符号17は制御盤、符号18は空気調整ダンパー、符号19は温度センサー、符号20は水冷管(20Aは入側、20Bは出側)、符号21は緊急停止装置である。
In the figure,
Next,
また、気化ガスの温度低下を防止するため、風洞室4の外周に、空気層又は断熱層22を設けることが好ましい。図1では、風洞室4の上面側のみに形成してあるものが示されているが、好ましくは風洞室4の外周全てにわたって空気層又は断熱層22を設けることが好ましい。
この空気層又は断熱層22は、保温材を用いることによって形成することもできるし、或いは真空にした層を取り付けることによって形成することもできる。さらに、超小型真空ポンプを用いて形成することもできる。
In order to prevent the temperature of the vaporized gas from decreasing, it is preferable to provide an air layer or a heat insulating layer 22 on the outer periphery of the wind tunnel chamber 4. Although FIG. 1 shows what is formed only on the upper surface side of the wind tunnel chamber 4, it is preferable to provide an air layer or a heat insulating layer 22 over the entire outer periphery of the wind tunnel chamber 4.
The air layer or heat insulating layer 22 can be formed by using a heat insulating material, or can be formed by attaching a vacuumed layer. Furthermore, it can also be formed using a micro vacuum pump.
本発明の液体燃料気化式燃焼装置は上記の構成からなるものであるが、必要に応じて、これを置くベッド(図示していない)に取り付けてもよい。
なお、本発明においては、特に指定しない限り、各構造部品の材質としては、一般に液体燃料気化式燃焼装置として用いられているものを用いることができる。
The liquid fuel vaporization combustion apparatus of the present invention has the above-described configuration, but may be attached to a bed (not shown) on which it is placed, if necessary.
In the present invention, unless otherwise specified, as the material of each structural component, those generally used as a liquid fuel vaporization type combustion apparatus can be used.
以上の如き構造を有する本発明の液体燃料気化式燃焼装置によれば、特別のエネルギーを必要とする1次側気化手段の使用(1次側気化手段としての気化器2に向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射)は最初の立ち上がり時のみでよく、その後は燃焼室の周囲に配置された2次側気化手段を使用することによって、特別のエネルギーを必要とすることなく、液体燃料が電磁ポンプで圧送されている間は、連続して液体燃料を気化(ガス化)させ、燃焼装置を燃焼させることができる。
According to the liquid fuel vaporization type combustion apparatus of the present invention having the above-described structure, the use of the primary side vaporization means that requires special energy (the microwave toward the
以下、本発明につき、操作手順を参照しつつ説明する。
まず、制御盤17のメインスイッチをONにする。
すると電磁ポンプ16が作動し、送油管1を通じて液体燃料タンクAに貯留された液体燃料の移送が開始される。
電磁ポンプ16の作動と同時に(液体燃料の移送開始とほぼ同時に)、マイクロ波又はレーザー波照射手段(図示していない)の照射スイッチを入れ、気化器2に向けてマイクロ波又はレーザー波を照射する。
ここでマイクロ波又はレーザー波の照射時間や照射エネルギーを適宜選定することにより、筒状体2Aの温度が1〜2分以内で最高800℃程度まで達するようにしておく。
すると、気化器2を形成する筒状体2Aが、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成されていることから、ジュール熱が発生して赤熱化し(ヒーターとしての役割を果たし)、筒状体2Aの温度は速やかに500℃程度に達し、1〜2分以内で最高850℃程度まで達する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to an operation procedure.
First, the main switch of the
Then, the
Simultaneously with the operation of the electromagnetic pump 16 (almost simultaneously with the start of liquid fuel transfer), the irradiation switch of the microwave or laser wave irradiation means (not shown) is turned on, and the microwave or laser wave is irradiated toward the
Here, by appropriately selecting the irradiation time and irradiation energy of the microwave or laser wave, the temperature of the
Then, since the
気化器2を形成する筒状体2Aの内部に装備されている温度センサー15にて、燃焼に最適な温度として、設定温度を例えば300℃にしておき、気化器2を形成する筒状体2Aの内部に螺旋状に配置されているツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bの外面温度が300℃に到達したときに丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)が噴射ノズル3方向に切り替わるように設定しておく。
なお、温度センサー15の代わりに、タイマーを用いることもできる。
ここでツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bの外面は、筒状体2Aの内面と接していることから、赤熱化した筒状体2Aにより加熱され、制御盤17のメインスイッチをONにしてから3分以内に、気化器2を形成する筒状体2Aの内部に螺旋状に配置されているツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bの外面の温度は300℃に達すると、丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)が作動し、噴射ノズル3方向に切り替わる。
このときツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bの内部に送られてきている液体燃料も同時に加熱され、150〜350℃前後の温度になっている。なお、センサー等の使用により、軽油の場合には150〜350℃前後の温度になるようにし、灯油の場合には100〜150℃前後の温度になるようにしておくとよい。
ここで液体燃料、例えば灯油が気化する温度は、前述のように100〜150℃℃前後であることから、送油管1(1A、1B、1C)を通じて送られてきた液体燃料は、気化器2を形成する筒状体2Aの内部に螺旋状に配置されているツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bを通過する際に気化し、気化ガスとなる。
The
Note that a timer may be used instead of the
Here, since the outer surface of the
At this time, the liquid fuel sent into the
Here, since the temperature at which liquid fuel, for example, kerosene vaporizes, is around 100 to 150 ° C. as described above, the liquid fuel sent through the oil feeding pipe 1 (1A, 1B, 1C) is
気化ガスは、送油管1Dから、噴射ノズル3方向に切り替わった丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)を通り、噴射ノズル3から風洞室4に向けて噴射される。このとき、空気調整ダンパー18にて調整されて空気が吸い込まれ、気化ガスと混合される。
気化ガスは、噴射ノズル3を通過するときに、燃焼に必要な空気量を自動的に吸い込み、燃焼を完全なものとしている。
燃焼時に必要な空気は、通常電動ブロアにて噴射ノズル近傍から送り込むのが一般である。
しかし、本発明では、噴射ノズル3より噴射する気化ガスの噴射力を利用し、噴射ノズル3より噴射する気化ガスにスピードがついた状態(風速3〜5m/s)で風洞室4を通過するため、噴射ノズル3より噴射する気化ガスによって、自らの力で空気を吸い込むこと(いわゆる自然通風型)ができる。
The vaporized gas is injected from the
When the vaporized gas passes through the
In general, air necessary for combustion is usually fed from the vicinity of an injection nozzle by an electric blower.
However, in the present invention, the vaporizing gas injected from the
丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)の噴射ノズル3方向への切替と連動して、点火プラグ13が作動を開始(ON)するように設定されているので、点火プラグ13が作動し、気化ガスと空気との混合ガスに着火し燃焼を開始することになる。
ここで気化ガスと空気との混合ガスは、燃焼室5の火炎板9に設けられたメッシュ(網目)10を通過するときに、点火プラグ13の作動により点火され、火炎となって燃焼板12に衝突し、完全燃焼状態になり、燃焼室5からボイラー缶体(図示していない)内に高温の状態になり(1400℃前後)、ボイラー缶体に入る(圧送)(10L/hr能力の場合)。
なお、通常の燃焼装置では、10L/hr能力の場合、燃焼炎の長さは40〜50cmであり、燃焼炎温度は1000〜1200℃程度であるが、本発明においては、10L/hr能力の場合、燃焼炎の長さは70〜100cmとなり、燃焼炎温度は1400〜1430℃となる。
Since the
Here, when the gas mixture of vaporized gas and air passes through a mesh (mesh) 10 provided on the
In a normal combustion apparatus, when the capacity is 10 L / hr, the length of the combustion flame is 40 to 50 cm and the temperature of the combustion flame is about 1000 to 1200 ° C. In the present invention, the capacity of 10 L / hr capacity is In this case, the length of the combustion flame is 70 to 100 cm, and the combustion flame temperature is 1400 to 1430 ° C.
なお、点火プラグ13は点火後、作動を終了(OFF)するように設定されている。
また、気化器2を形成する筒状体2Aの内部に装備されている温度センサー15の作動にて、気化器2に向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射が停止(OFF)される。温度センサー15の代わりに、タイマーにて2〜3分後に自動的に照射を停止(OFF)するようにすることもできる。
The
Moreover, the irradiation of the microwave or the laser wave toward the
但し、通常は、一旦、燃焼を開始した後は、燃焼室5の周囲に2次側気化手段として、前記送油管1から送油される液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6を螺旋状に配置したものを用いていることから、燃焼室5の燃焼と同時に、燃焼室5からの熱伝導によって、液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6の中を通過する液体燃料も常に加熱され(自己加熱し)気化されることになるので、気化器2に向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射は不要となる。
即ち、燃焼室5が燃焼を開始すると、燃焼室5の周囲に配置されている、液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6も加熱され、その中を通過する液体燃料も加熱され、気化ガスに変わる。
従って、点火プラグ13で点火された時点をもって、気化器2に向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射は、自動的に停止される。
その後は、電磁ポンプ16によって2次側気化手段に送られる液体燃料は、燃焼室5の燃焼によって生じる液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6の加熱によって加温されることから、自動的に気化ガスとなって、1次側気化手段(気化器2)を経て、噴射ノズル3を通過し、燃焼室5の火炎板9に設けられたメッシュ(網目)10を通過し、火炎となる。
このことを連続的に繰返し、燃焼し続けることになり、自動化が図られる。
なお、1次側気化手段を通過する液体燃料の気化効率が低下し、液体化傾向がある場合には、温度センサー15の働きにより、気化器2を形成する筒状体2Aに向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射が自動的に再開される。
However, normally, after the combustion is once started, as a secondary-side vaporizing means around the combustion chamber 5, the metal by the twist processing for introducing the liquid fuel and / or vaporized gas fed from the oil feeding pipe 1 is used. Since the spiral tube 6 made of a spiral is used, the metal made by twist processing for introducing liquid fuel and / or vaporized gas by heat conduction from the combustion chamber 5 simultaneously with combustion in the combustion chamber 5. Since the liquid fuel passing through the spiral tube 6 is also always heated (self-heated) and vaporized, it is not necessary to irradiate the
That is, when the combustion chamber 5 starts combustion, the metal spiral tube 6 that is disposed around the combustion chamber 5 and is twisted for introducing liquid fuel and / or vaporized gas is also heated and the liquid passing therethrough is heated. The fuel is also heated and turned into vaporized gas.
Therefore, the irradiation of the microwave or the laser wave toward the
Thereafter, the liquid fuel sent to the secondary side vaporization means by the
This will be repeated continuously, and combustion will continue, and automation will be achieved.
Note that when the vaporization efficiency of the liquid fuel passing through the primary side vaporization means is reduced and there is a tendency to liquefy, the
要約すれば、本発明においては、気化器2を形成する筒状体2Aとして、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成されたものを用いており、このような気化器2に向けてマイクロ波又はレーザー波を照射すると、ジュール熱が発生して赤熱化し(ヒーターとしての役割を果たし)、その内側に配置されたツイスト加工による金属製スパイラルチューブ2Bをも同時に赤熱化させ(このとき、灯油では100〜150℃の範囲に温度制御)ながら1次側気化手段を加熱させ、その後は燃焼室5の周囲に配置されている、液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6も加熱され、その中を通過する液体燃料も加熱され、気化ガスに変わる。
このように、一旦燃焼を開始した後は、自己の持つ熱を利用し、1次側気化手段を使用することなく、液体燃料を気化(ガス化)させ、燃焼装置を燃焼させることができる。
本発明によれば、完全燃焼により高効率化が図られ、通常の燃焼装置に比し約30%の燃料の削減が可能であり、合わせて燃焼温度も、通常の燃焼装置に比し、平均で200℃アップしており、クリーンな気化式自然通風燃焼装置といえる。
In summary, in the present invention, the
In this way, once combustion is started, it is possible to vaporize (gasify) the liquid fuel and burn the combustion device without using the primary-side vaporizing means by using the heat of the self.
According to the present invention, high efficiency is achieved by complete combustion, fuel can be reduced by about 30% compared to a normal combustion apparatus, and the combustion temperature is also an average compared to a normal combustion apparatus. The temperature is increased by 200 ° C., which can be said to be a clean vaporization type natural ventilation combustion device.
なお、本発明においては、1次側気化手段と、2次側気化手段のいずれにも、温度センサー(それぞれ温度センサー15と温度センサー19)を装備し、各気化手段の温度調整を行っているが、さらに、2次側気化手段の内部に、水冷管20(符号20Aは入側の水冷管、符号20Bは出側の水冷管)を配備し、気化手段の温度調整を図っている。
即ち、2次側気化手段の内部にある燃焼室5の温度が上がり、燃焼室5の周囲に螺旋状に配置されているツイスト加工による金属製スパイラルチューブ6内の温度が上がり過ぎている場合には、温度センサー19によってこれを検知し、電磁ポンプ(図示していない)によって2次側気化手段の内部に配備されている水冷管20(符号20Aは入側の水冷管、符号20Bは出側の水冷管)を作動させ、2次側気化手段を冷却させる。
In the present invention, both the primary side vaporizing means and the secondary side vaporizing means are equipped with temperature sensors (
That is, when the temperature of the combustion chamber 5 inside the secondary side vaporization means rises, and the temperature in the metal spiral tube 6 formed by twisting around the combustion chamber 5 is too high. Is detected by a
本発明の液体燃料気化式燃焼装置の作動を停止させる手順について説明すると、次のとおりである。
まず、自動操作の場合、停止スイッチ(図示していない)のスイッチを押すと、これに連動して電磁ポンプ16の作動が停止する。
すると、丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)において、噴射ノズル3方向への電磁弁が閉じる一方、液体燃料タンクA方向への電磁弁(リターン用電磁弁)が開く。
この結果、噴射ノズル3方向とされている丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)による送油方向が、液体燃料タンクA方向へと変わる。
液体燃料タンクA方向への電磁弁(リターン用電磁弁)の作動(開)は、通常、1〜2分以内で停止する。
なお、燃焼装置を設置している付近に臭気が漂うことを防止するため、燃焼装置を停止したときには、気化器に残留しているガス体又は液体等は、電磁切替弁を介して、液体燃料タンクAへ戻るようにしている。
The procedure for stopping the operation of the liquid fuel vaporization combustion apparatus of the present invention will be described as follows.
First, in the case of automatic operation, when the switch of a stop switch (not shown) is pressed, the operation of the
Then, in the letter-shaped electromagnetic switching valve 8 (three-way switching electromagnetic valve), the electromagnetic valve toward the
As a result, the oil feeding direction by the letter-shaped electromagnetic switching valve 8 (three-way switching electromagnetic valve) that is in the direction of the
The operation (opening) of the solenoid valve (return solenoid valve) in the direction of the liquid fuel tank A usually stops within 1 to 2 minutes.
In order to prevent odors from drifting in the vicinity of the installation of the combustion device, when the combustion device is stopped, the gas body or liquid remaining in the vaporizer is transferred to the liquid fuel via the electromagnetic switching valve. Return to tank A.
なお、2次側気化手段の内部に配備されている、水冷管20(符号20Aは入側の水冷管、符号20Bは出側の水冷管)を動作させる電磁ポンプ(図示していない)が作動中の場合、停止スイッチ(図示していない)のスイッチが押されたときには直ちに作動が停止され、水冷管20中の冷却水は、出側の水冷管20Bより貯水タンク(図示していない)に戻ることになる。
In addition, an electromagnetic pump (not shown) that operates the water-cooled pipe 20 (
符号21は緊急停止装置である。
緊急停止装置21は、地震等の非常時に備えたものであって、本発明の液体燃料気化式燃焼装置が振動した場合、例えば震度2以上の地震があった場合、自動的に全機能を停止させるものである。具体的には、稼動中(燃焼中)の消火、丁字形の電磁切替弁8(三方向切替電磁弁)の機能停止、電磁ポンプ16の作動停止、電源送電停止が行われる。
地震以外の原因による緊急停止は、自動で、或いは手動にて行われる。
The
An emergency stop due to a cause other than an earthquake is performed automatically or manually.
本発明によれば、特別のエネルギーを必要とする1次側気化手段の使用(1次側気化手段としての気化器2に向けてのマイクロ波又はレーザー波の照射)は最初の立ち上がり時のみでよく、その後は燃焼室の周囲に配置された2次側気化手段を使用することによって、液体燃料の持つ燃焼エネルギーを最大限に利用し、特別のエネルギーを必要とすることなく、液体燃料を気化(ガス化)させ、燃焼装置を燃焼させることのできる液体燃料気化式燃焼装置が提供される。
それ故、本発明は、灯油や軽油などの液体燃料を気化(ガス化)させて燃焼させる形式の液体燃料気化式燃焼装置として有効に用いられる。
According to the present invention, the use of the primary side vaporizing means that requires special energy (irradiation of the microwave or laser wave toward the
Therefore, the present invention can be effectively used as a liquid fuel vaporization type combustion apparatus in which liquid fuel such as kerosene or light oil is vaporized (gasified) and burned.
A 液体燃料タンク
1 送油管
2 気化器
2A 筒状体
2B ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ
2C 断熱材
3 噴射ノズル
4 風洞室
5 燃焼室
6 ツイスト加工による金属製スパイラルチューブ
7 外カバー
8 丁字形の電磁切替弁
9 火炎板
10 メッシュ(網目)
11 燃焼板取付け棒
12 燃焼板
13 点火プラグ
14 ネジ継ぎ手
15 温度センサー
16 電磁ポンプ
17 制御盤
18 空気調整ダンパー
19 温度センサー
20 水冷管
21 緊急停止装置
22 空気層又は断熱層
31 内側の伝導性セラミックス
32 カーボンフェルト
33 外側の伝導性セラミックス
41 光ファイバー固定ホルダー
42 光ファイバー
43 レーザー発信器連結ホルダー
44 レーザー発信器
A Liquid fuel tank 1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記送油管から送油される液体燃料を気化する気化器と、
気化したガスを噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルから噴射される気化ガスを燃焼室へと導く風洞室と、
前記風洞室を経た気化ガスを燃焼させる燃焼室と、
を備えた液体燃料気化式燃焼装置であって、
前記燃焼室の周囲に2次側気化手段として、
前記送油管から送油される液体燃料及び/又は気化ガス導入用のツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用いると共に、
前記気化器を1次側気化手段として、カーボンマイクロコイルを混入したセラミックスから形成された筒状体の内部に、前記燃焼室周囲の2次側気化手段から送油される液体燃料及び/又は気化ガスを導入するためのツイスト加工による金属製スパイラルチューブを螺旋状に配置したものを用い、かつ、
前記気化器を形成する筒状体を赤熱化させるためのマイクロ波又はレーザー波照射手段を備え、
前記2次側気化手段、前記1次側気化手段、前記噴射ノズルの順に、液体燃料タンクからの液体燃料を送油する送油管を配置した、
ことを特徴とする液体燃料気化式燃焼装置。 An oil feeding pipe for feeding the liquid fuel stored in the liquid fuel tank;
A vaporizer for vaporizing liquid fuel fed from the oil feeding pipe;
An injection nozzle for injecting vaporized gas;
A wind tunnel chamber for guiding the vaporized gas injected from the injection nozzle to the combustion chamber;
A combustion chamber for burning vaporized gas that has passed through the wind tunnel chamber;
A liquid fuel vaporization combustion apparatus comprising:
As a secondary side vaporization means around the combustion chamber,
While using a spiral arrangement of a metal spiral tube by twist processing for introducing liquid fuel and / or vaporized gas fed from the oil feeding pipe,
Liquid fuel and / or vaporization sent from the secondary side vaporization means around the combustion chamber inside the cylindrical body made of ceramic mixed with carbon microcoils, using the vaporizer as the primary side vaporization means Use a spiral metal spiral tube that is twisted to introduce gas, and
A microwave or laser wave irradiation means for red-hotting the cylindrical body forming the vaporizer,
In the order of the secondary side vaporization means, the primary side vaporization means, and the injection nozzle, an oil supply pipe for supplying liquid fuel from a liquid fuel tank is disposed.
A liquid fuel vaporization type combustion apparatus.
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JP2009012802A JP2010169327A (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Liquid fuel vaporizing combustion device |
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-
2009
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010169015A (en) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Takeuchi Seisakusho:Kk | Exhaust emission control device |
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