JPS6029504A - 気化式液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ・−−・ 産業上の利用分野 本発明は暖房器、調理器などに広く利用されている気化
式液体燃料燃焼装置に関するものであシ、特にタールが
たい積すると問題になる気化面に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来装置の気化面は、アルミダイキャストや機械加工し
た平滑面を核沸騰温度域に保持しているためタールがた
い積しやすい開祖があった。

発明の目的 本発明はこのような問題点全解決した、タールのたい積
の少ない気化面からなる気化式液体燃料燃焼装置の提供
を目的とするものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は金属気化筒内面を粗
面化処理し、同処理面全高熱伝導性でかつ高ふく対性材
料、有機物分解触媒および耐熱性結合材よりなる有機物
分解皮膜で被覆し、気化面温度を膜沸騰温度に保持する
構成としたものである。この構成によって気化面積の拡
大、液体燃料粒子の再結合による粗大化の防止、ふく射
手向上による気化時間の短縮、触媒作用によりタールの
たい積が極めて少なくなる。

実施例の説明 以下、本発明の実旌例全図面を用いて説明する。

まず従来例について第１図ａ、ｂにより説明する。

平滑な内面を有する金属気化筒１の気化面に熱伝導性の
低い皮膜２を被覆し液体燃料３を空気４と共に噴出させ
、加熱気化面の皮膜２で気化し、混合ガス盆バーナヘッ
ド５で燃焼させ火炎６を形成するものである。７は気化
筒加熱用電気ヒータ、８は温度検出素子であり、気化面
温度は温度検出素子８により検出しながら電気ヒータ７
およびバーナヘッド５からの伝導熱により一定温度に保
持するものである。このような従来装置においては９に
示す場所にタールが集中してたい積する欠点があった。

次に本発明の例について説明する。

本発明の一実施例を第２図ａ　＋　ｂに示す。気化筒材
質、形状寸法、燃焼方法は第１図の従来例と同じである
が気化面は液体燃料の粒径以上に粗面５べ一−二″ 化処理し、同処理面上に有機物分解皮膜１０を被覆した
ものである。気化面温度は温度検出素子８により検出し
ながら電気ヒータ７およびバーナヘッド５からの伝導熱
により膜沸騰゛潟度に保持したものである。有機物分解
皮膜１０の一つの主要成分は高熱伝導性でかつ高ふく対
性の微粉末材料であり、炭素、黒鉛、酸化ベリリウム、
酸化マグネシウム、炭化ケイ素、バナジウムカーバイト
、タングステンカーバイド、チタンカーバイト、窒化ボ
ロン、ジルコニウムポライドの群から選んだ少なくとも
１種以上を１５〜５０重量％含有することが必要である
。また第二の主要成分は有機物分解触媒であり、チタン
、ジルコニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タ
ングステン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、
および希土類の酸化物、元素状の白金およびパラジウム
、活性白土、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、アルミナ
セメント、炭酸カリウムの群から選んだ少なくとも１種
以上’ｉ　０．１〜１５重量％含有することが必要であ
る。さらに第三の主要成分は耐熱性結合材６　゛ で、水溶性リン酸塩、水溶性グイ酸塩、シリコン系塗料
の群から選んだもの全４０〜８０重量％含有することが
必要である。

本発明の気化面金拡大して第３図に示す。金属気化筒１
の内面を粗面化処理し、その処理面に有機物分解皮膜１
０全被覆したものである。同皮膜は高熱伝導性でかつ高
ふく対性材料１１（×で表示）、有機物分解触媒１２（
Ｏで表示）および耐熱性結合材１３（斜線で表示）から
なる。このような気化面金有する装置で気化面温度を瞑
沸騰幅度に保持し、タールの原因となる不揮発成分１４
（△で表示）を含む液体燃料１を気化させると、皮膜中
に高熱伝導性でかつ高ふく対性材料１１が存在するため
伝熱およびふく射の熱的作用により燃料中の揮発成分は
極めて短時間で気化し、皮膜上での滞留時間が短くなり
タールが少なくなる。

有機物分解触媒はタールの原因となる不揮発成分の酸化
分解、部分酸化分解、もしくはクランキングによシター
ル生成を少なくする。耐熱性結合材は高熱伝導性でかつ
高ふく対性材料および有機物７パ二゛ 分解触媒全気化筒に接着するために必要な材料である。

これの主材は水溶性リン酸塩、水溶性ケイ酸塩、シリコ
ン系塗料であるが、硬化の完全化、硬化時間の短縮など
のため硬化材全使用したり、耐火性、耐油性、耐水性な
どの反映性状全確保するため充填材全使用する。耐熱性
結合材は気化筒との密着性、皮膜強度全確保するために
４０〜９０重量％必要である。

以下、具体例により説明する。

壕ず、従来例について説明する。第１図に示した構造の
気化筒全アルミニウムで製造した。板厚３ｍｍ、内径４
　Ｑ　ｍｍ、高さ３Ｑｍｍの気化筒で、気化面の皮膜２
は表面粗度１０μ以下に機械加工した平滑なアルミニウ
ム上に充填材としてフェライト、結合材としてシリコン
系塗料からなる厚さ約３０／１の皮１漢を形成した。こ
の皮膜の２００℃におけるふく対生は０．８０、熱伝導
率は０．８　’！ｉ／ｍｈ　’Ｃである。本装置におい
てヒータおよび燃焼熱により気化面温度に３５０’ｃと
し、タールの原因となる不揮発成分ｉ　３７．５　Ｔ）
ｌ）ｍ含む悪質な灯油全２．８Ｉ！ｉｔ／）（ｒ　％空
気量５．３　Ｎ　ｍ’／　Ｈｒの割合で噴霧気化し、燃
焼しながらたい積タール量の経時変化全測定すると第４
図に示す特性線Ａとなった。１０００時間で約３００　
’Ｑのクールが第１図の９の場所にたい積し、１５００
０時間では１ｙ−以上のタールが局所的にたい積する見
込みとなり、点火、消火時に臭気、炭化水素、−酸化炭
素の排出量が多くなり燃焼装置として望ましくない。こ
の従来皮膜は熱伝導率が低いため、灯油は衝突面近傍で
核沸騰気化しここにタールがたい積する問題点全示した
。

次に本発明の例について説明する。

（１）上記従来例と同様の気化筒内面全第３図に示す様
に表面粗度約７００μに粗面化処理し、その上に燃成後
の皮膜組成として黒鉛４５重量％、二酸化マンガン１０
重量％、耐熱性結合材４５重量％からなる厚さ約３０μ
の有機物分解皮膜全形成した。本実施例における耐熱性
結合材は主材として第１リン酸アルミニウム、硬化材と
してリン酸ナトリウム、充填材としてアルミナ９　ペー
ジ より構成されたものである。この皮膜の２００°Ｃにお
けるふく対生は０．９０、熱伝導率は約１５−７ｍ　ｈ
　’Ｃである。気化面温度’１３５０’ｃとし上記従来
例と同じ条件でたい積タール量の経時変化全測定すると
第４図に示す特性線１となった。１０００時間で約３．
５ｍｇのタールがたい積し、１５０００時間後において
も約５ｍ１と極めて少なくなる見込みである。本実施例
における噴霧灯油の粒径は約１　ｍｍ、気化面に衝突後
の粒径は約０．２〜０．５ｍであった。

（２）上記１の例と同様に粗面化処理した気化筒内面に
焼成後の皮膜組成として酸化ぺＩＪ　ＩＪウム２０重量
％、有機物分解触媒としてアルミナセメント２０重量％
、耐熱性結合材７０重量％からなる厚さ約３０μの有機
物分解皮膜全形成した。

本実施例における耐熱性結合材は主材としてケイ酸ナト
リウム、充填材としてシリカより構成さｎたものである
。この皮膜の２００℃におけるふく対生は０．８２、熱
伝導率は約１０１ｄ／ｍｈ’Ｃである。気化面温度を３
５０°Ｃとし、上記従来１０　ページ 例と同じ条件でたい積タール量の経時変化を測定すると
第４図に示す特性線２となった。１０００時間で約１．
０”ｇのタールが気化室底面にたい積した。

（３）上記１の例と同じ気化筒に焼成後の皮膜組成とし
て黒鉛２３重量％、耐熱性結合材７６．２重量％、有機
物分解触媒として０．２重量％の白金を担持した厚さ約
３０μの有機物分解皮膜を形成した。本実施例における
耐熱性結合材は主材として第１リン酸アルミニウム、硬
化材としてリン酸ナトリウム、充填材としてアルミナよ
り構成さ扛たものである。この皮膜の２００　’Ｃにお
けるふく対生は０．８１、熱伝導率は約７圓／ｍ−ｈ・
°Ｃである。気化面部属を３５０°Ｃとし従来例と同じ
条件でたい積タール量の経時変化を測定すると第４図に
示す特性曲線３となった。

１０００時間で約１１ｍｇのタールが気化室底面にたい
積した。

に）上記１の例と同じ気化筒に焼成後の皮膜組成として
黒鉛２３重量％、二酸化マンガン１０重１１、−ジ 量％、耐熱性結合材６７重量％からなる厚さ約３０μの
有機物分解皮膜を形成した。本実施例における耐熱性結
合材は主材としてリン酸アルミニウム、硬化材としてリ
ン酸ナトリウム、充填材としてアルミナより構成された
ものである。

この皮膜の２００℃におけるふく射手は０．８３、熱伝
導率は約６■／ｍｈ’ｃである。従来例と同じ条件でた
い積タール量の経時変化を測定すると第４図に示す特性
線４となった。１０００時間で約３２ｍ７のタールが気
化室底面にたい積した（５１　上記１の例と同じ気化筒
に焼成後のＢｌ暎組成として黒鉛２３重量％、ゼオライ
ト［Ｃａ（Ｎａ。

Ｋ）４Ａ１１６Ｓ１３ｏＯ７２〕８重量％、活性白土［
Ａｌ　２Ｓ１１３０２９］２重量％、耐熱性結合材６７
重量％からなる厚さ約３０μの有機物分解皮膜を形成し
た。本実施例における耐熱性結合材は主材トシて第１リ
ン酸アルミニウム、硬化材としてリン酸ナトリウム、充
填材としてアルミナより構成されたものである。この皮
膜の２０００Ｃにおけるふく射手は０．８３、熱伝導率
は約６ｖｍｈ’Ｃである。上記従来例と同じ条件でたい
積タール量の経時変化を測定すると第４図に示す特性線
５となった。１０００時間で約ｓｏｍ’ｉのタールが気
化室底面にたい積した。

（６）上記１の例と同じ気化筒に焼成後の皮膜組成とし
てホウ素化ジルコン２０重量％、二酸化マンガン１３重
量％、耐熱性結合材６７重量％からなる厚さ約３０μの
有機物分解皮膜全形成した。本実施例における耐熱性結
合材は主材としてシリコン樹脂、充填材としてフェライ
トより構成されたものである。この皮膜の２００℃にお
けるふく射手は０．８１、熱伝導率は約６−／ｍｈ℃で
ある。従来例と同じ条件でたい積タール量の経時変化全
測定すると第４図に示す特性線６となった。１０００時
間で約１００”ｉＦのタールが気化室底面にたい積した
。

（７）上記１の例と同じ気化筒に焼成後の皮膜組成とし
て炭化ケイ素２０重量％、ケイ酸カルシウム１０重量％
、耐熱性結合材７０重量％からなる有機物分解皮膜全形
成した。本実施例におけ１３、、、−。

る耐熱性結合材はケイ酸ナトリウムを主材としシリカケ
充填材とするものである。この皮膜の２００°Ｃにおけ
るふく射手は０．８０％熱伝導率は約４　ｋＡ　／　ｍ
　ｈ　’Ｃである。従来例と同じ条件でたい積タール量
の経時変化を測定すると第４図に示す特性線７となった
。１０００時間で約１２０１ｎｇのタールが気化室底面
にたい積した。

発明の効果、 以上のように本発明によれば、金属気化筒内面を粗面化
処理し、同処理面に高熱伝導性でかつ高ふく射性材料、
有機物分解触媒および耐熱性結合材よりなる有機物分解
皮膜を被覆し、気化面温度を膜沸騰温度に保持する構成
とすることにより、タールたい積の極めて少ない気化式
液体燃料燃焼装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは従来の気化式液体燃料燃焼装置の一実１
包例を示す断面図および上面図、第２図ａ。 ｂは本発明の気化式液体燃料燃焼装置の一実施例を示す
断面図および上面図、第３図は同装置にお１４／、−あ げる気化面の部分拡大断面図、＠４図は燃焼時間とたい
積タール量の関係を示す特性図である。 １・・・・・・金属気化筒、７・・・・・・電気ヒータ
、８・旧・・温度検出素子、１ｏ・・・・・・有機物分
解皮膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図　第２ 第３図 ４図 す在焼時間（Ｈｒ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　金属気化筒内面を粗面化処理し、同処理面に高
   熱伝導性かつ高ふく対性材料、有機物分解触媒および耐
   熱性結合材よりなる有機物分解皮膜を被ダし、気化面温
   度を膜沸騰温度に保持する構成とした気化式液体燃料燃
   焼装置。 （２）表面粗度が液体燃料の粒径以上である特許請求の
   範囲第１項記載の気化式液体燃料燃焼装置。 （３有機物分解皮膜として高熱伝導性でかつ高ふく対性
   材料１５〜５０重量％、有機物分解触媒０．１〜１５重
   量％、耐熱性結合材４０〜８０重量％よりなる特許請求
   の範囲第１項記載の気化式液体燃料燃焼装置。 Ｇ４）　高熱伝導性でかつ高ふく対性材料として、炭素
   、黒鉛、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、炭化グイ
   累、バナジウムカーバイト、タングステンカーバイド、
   チタンカーバイト、窒化ポロン、２　−・ ジルコニウムポライドの群から選んだ少なくとも１種以
   上を含む特許請求の範囲第３項記載の気化式液体燃料燃
   焼装置。 （５）　有機物分解触媒として、チタン、ジルコニウム
   、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マ
   ンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、および希土類酸
   化物、元素状の白金およびパラジウム、活性白土、ゼオ
   ライト、ケイ酸カルシウム、アルミナセメントおよび炭
   酸カリウムの群から選んだ１種以上を含む特許請求の範
   囲第３項記載の気化式液体燃料燃焼装置。 （６）＃熱性結合材として、水溶性リン酸塩塗料、水溶
   性ケイ酸塩塗料、シリコン系塗料の群より選んだ特許請
   求の範囲第３項記載の気化式液体燃料燃焼装置。 （７）燃焼熱、電気ヒータ、温度検出素子により、気化
   面温度を膜沸騰温度に保持する構成とした特許請求の範
   囲＠１項記載の気化式液体燃料燃焼装置。