專利名稱：液體燃料燃燒裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將氣化后的液體燃料與燃燒用空氣預先混合再燃燒的液體燃料燃燒裝置。


圖11所示為特開平5-149514號公報上提出的液體燃料燃燒裝置的斷面圖，其中，1為氣化器，是液體燃料氣化之處；2是電熱器，該電熱器埋設在氣化器1的側壁，用于加熱氣化器1；3是固定在氣化器1上部的節(jié)流件；4是設在節(jié)流件上面的燃燒器頭部；5是設在燃燒器頭部4側壁的多個火孔。另外，6是繞火孔5外周并緊貼外壁裝設的金屬網(wǎng)，7是設在燃燒器頭部4上部的頂蓋，8是將燃燒器頭部4和頂蓋7固定在節(jié)流件3上的特制螺栓。
9是混合板，該混合板設置在燃燒器頭部4內，底面上有多個孔，氣化后的液體燃料經(jīng)過該混合板9整流后，再從多個火孔5噴出。10是穩(wěn)焰環(huán)，該穩(wěn)焰環(huán)圍繞燃燒器頭部4安裝在氣化器1的上部。
11是噴咀，該噴咀設在氣化器1的側壁上開口朝向氣化器1內，該噴咀11通過空氣管(圖中未畫出)與燃燒用風機(圖中未畫出)連通、噴咀11由入口部11a、收縮部11b以及喉部11c構成。12是燃料供給管，該管與噴咀11在同一軸線上，其前端作為燃料供給口12a從喉部11c伸出，使燃料罐(圖中未畫出)的液體燃料由燃料泵(圖中未畫出)供入氣化器1內。
下面就工作原理加以說明。首先，接通電熱器將氣化器1預熱到液體燃料氣化所需的溫度(200～300℃)。
預熱結束后，由燃燒用風機提供的燃燒用空氣通過空氣管后從噴咀11噴入氣化器1內。此外，將一定量的液體燃料從燃料供給管供入氣化器1內。一定量的液體燃料是指使一次空氣系數(shù)(等于實際供空氣量與理論空氣量的比值)達到最適于點火時的值。
供給的液體燃料被燃燒用空氣氣霧化，并在氣化器1的內壁面上氣化。氣化后的液體燃料在通過節(jié)流件3時，進一步與燃燒用空氣預混使?jié)舛确植季鶆?。之后，氣化燃料與燃燒用空氣的混合氣體流過混合板9底面上的孔并被整流，在混合板9側壁的作用下，使燃燒器頭部4上下方向上的流速分布均勻。
混合氣體在燃燒器頭部4的火孔5上被點火裝置(圖中未畫出)點燃，形成一次火焰14和二次火焰15。燃燒開始后，由穩(wěn)焰環(huán)10等從火焰回收熱量，以加熱氣化器1，因此，可關閉電熱器2。
然而，這種燃燒裝置在熄火時，是同時切斷燃料泵和燃燒用風機的電源的。這種情況下，燃料泵幾乎在瞬間就停止了，即使燃燒用風機電壓消失，由于其慣性，其轉動也是慢慢降低轉數(shù)經(jīng)數(shù)秒后再停止的。
所以，燃料的減少如圖12中實線所示那樣非常快，如果在T0時切斷燃料泵的電源，由于氣化等原因，有若干余熱量在T1時才變?yōu)榱恪?br> 而另一方面，燃燒用空氣的減少速度比燃料要慢，如虛線所示那樣，到T2時才停止供給。在這種燃燒器上，從關火時的T0到T的這段時間內，燃燒用空氣與燃料的比率，即一次空氣系數(shù)學可燃的范圍，所以，燃燒會繼續(xù)，但是，從T以后，空氣開始過剩，火焰被吹滅(blow off)。所以，由于兩者的減少速度不均衡，熄火時的一次空氣系數(shù)在瞬間增大，將火焰吹滅，使部分未燃盡殘余燃料(如圖12中斜線部分所示)排至室內。這時，未燃盡殘余燃料的一部分與燃燒裝置的高溫部接觸而氧化，生成乙醛等物質，產(chǎn)生刺激性臭味。
為了解決這個問題，過去，采用如實公平3-45010號公報所提出的方法，即保持熄火時的一次空氣系數(shù)一定，燃燒量盡量降到通常燃燒量以下。圖13所示為上述實用新型公報的實施例的氣化管式燃燒器。圖13中，在氣化器2內氣化后的燃料從噴咀31噴到燃燒器32中，從火孔6流向外部燃燒。這時，燃燒用空氣是由氣化燃料從噴咀31噴出時，利用引射效應從周圍吸入的。
這種結構形式中，燃燒量的變化是由泵21輸送的燃料油量的改變而達成的。另一方面，由于燃燒用空氣是靠引射作用吸入的，所以，會相應噴咀31中噴出燃料的比例而增減。因此，熄火時，一旦燃燒量減少，一次空氣系數(shù)幾乎保持不變，而火焰變小，最后貼近燃燒器32的表面。當火焰貼近燃燒器32時，從火焰?zhèn)鹘o燃燒器32的熱量增加，火焰被冷卻而熄滅。而在火焰消失或即將消失時，電磁閥33關閉。
在這樣結構的燃燒器上，用作燃料和燃燒用空氣不能分別獨立改變，所以，在電磁閥33關閉時，燃料和燃燒用空氣兩方面的供給都停止了，熄火時存留在燃燒器32內的混合氣體沒有排出，成為未燃盡的殘余氣體。因此，這種情況下，雖然為燃盡的殘余氣體比圖12中所示殘余氣體量減少了，但這部分殘余的混合氣是慢慢從燃燒器32向外部擴散的，所以，臭味會長時間持續(xù)不斷。
作為改善熄火時發(fā)出臭味的另一種方法，如實公昭61-30035號公報及實公昭62-29809號公報所示那樣，是考慮在關火時，分流一部分燃燒用空氣，使火焰在關火時不易被吹滅。具體地說，如上述實公昭62-29809號公報所示，是在燃燒用空氣的供風通道上設置閥門，關火時，使一部分燃燒用空氣逸出外部。這種情況下，在關火時燃料與燃燒用空氣的狀況如圖14所示，從關火最初的時間T0起，燃燒用空氣的減少情況如虛線所示那樣，當一次空氣系數(shù)增大到發(fā)生火焰被吹滅時的時間為T，那么，與圖12所示情況相比，發(fā)生火焰被吹滅時的燃燒量更小。因此，減少了若干未燃盡殘余燃料。
但是，這時，燃燒用風機及燃料泵的停止方法與過去一樣，所以，燃燒用空氣及燃料降至零的時間(圖14從T0～T1及T0～T2)和過去一樣，斜線部分所示未燃盡殘余燃料的降低效果不明顯，熄火后較長時間內都會發(fā)出刺激性臭味。
在這種方法中，為了減少斜線部分所示的為燃盡殘余燃料，也可加大逸出外部的燃燒用空氣比例，但是，燃燒用空氣的減少，會使燃料量處于過剩狀態(tài)，從而產(chǎn)生黃焰或煤煙。并且，在這類實施例中，必須設使燃燒用空氣逸出的機構，所以，燃燒器的外部結構變得復雜。
由于傳統(tǒng)的液體燃料燃燒裝置是如上的結構形式，因此，存在著不能有效減少熄火時排出的臭氣以及燃燒裝置大型化、高成本化等問題。
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，目的在于提供一種液體燃料燃燒裝置，該燃燒裝置的燃燒器結構簡單，在較大的燃燒量范圍內，熄火后臭味少，臭氣不會長時間持續(xù)。
本發(fā)明的液體燃料燃燒裝置，其方法是至少控制燃料供給裝置和燃燒用風機中任何一方，使關火時液體燃料供給量的減少與燃燒用空氣供給量的減少比例接近，同時設置控制電路，使燃燒用風機在熄火后再啟動。
并且，本發(fā)明具有以下特征關火時，利用對上述燃燒用風機的控制使燃燒用空氣減少，伴隨此過程，控制上述對流風扇，使其快速停止，使對流用空氣降至零，并且經(jīng)過設定的時間后再啟動。
圖1是本發(fā)明實施例1的液體燃料燃燒裝置結構圖。
圖2是本發(fā)明實施例1中燃燒用空氣減少情況的說明圖。
圖3是本發(fā)明實施例1中燃燒用風機附加制動時的電源波形圖。
圖4是本發(fā)明實施例1中熄火后再供入燃燒用空氣時，燃燒用空氣增加情況的說明圖。
圖5是本發(fā)明實施例1與傳統(tǒng)裝置臭氣排出情況的說明圖。
圖6是本發(fā)明實施例2，為延遲供入熄火后的燃燒用空氣時，燃燒用空氣增加情況的說明圖。
圖7是本發(fā)明實施例3，為降低熄火后燃燒用空氣的增加速度時，燃燒用空氣增加情況的說明圖。
圖8是本發(fā)明實施例4的石油暖風機的斷面圖。
圖9是本發(fā)明實施例4中熄火后對流用空氣增加或減少情況的說明圖。
圖10是本發(fā)明實施例4與傳統(tǒng)裝置的臭氣排出情況的說明圖。
圖11是傳統(tǒng)液體燃料燃燒裝置的燃燒器部分的斷面圖。
圖12是傳統(tǒng)液體燃料燃燒裝置中，熄火后的燃料及燃燒用空氣減少情況的說明圖。
圖13是另一傳統(tǒng)燃燒器的斷面圖。
圖14是傳統(tǒng)燃燒器中燃燒及燃燒用空氣減少情況的說明圖。
實施例1以下，參照圖示對本發(fā)明的實施例1加以說明。圖1是本發(fā)明的實施例1中液體燃料燃燒裝置構成圖。其中與圖11所示傳統(tǒng)例相同之處或相同部分的符號相同，在此就不再加以說明。
圖1中，21是傳統(tǒng)例中也使用的燃料泵(燃料供給裝置)，用以提供液體燃料，該燃料泵21的一端置于燃料儲罐22中，另一端與燃料管12連接。
23是空氣管(燃燒用空氣供給通道)，與噴咀11連接，供給燃燒用空氣；24是燃燒用風機。25是控制電路，用于控制燃料泵21和燃燒用風機24。
下面，就工作原理進行說明。燃燒開始(點火)的動作與傳統(tǒng)例大致相同。當氣化器1加熱至所設定的溫度(200～300℃時，燃燒用風機轉動，向氣化器1提供燃燒所必需的空氣量。點火裝置(圖中未畫出)動作后，開始啟動燃料泵21提供液體燃料。
噴入氣化器1內的液體燃料在氣化壁上氣化，與燃燒用空氣混合成預混氣體。該預混氣體通過節(jié)流件及混合板9，并在燃燒器頭部4的火孔5處被點燃，形成一次火焰14和二次火焰15。燃燒后的氣體與來自對流風扇(圖中未畫出)的空氣混合，被用于室內采暖等。
關火時，當使用者切斷電源開關(圖中未畫出)進行關火時，控制電路25隨即停止向燃料泵21供電。這時，燃料泵21的停止方法與過去一樣，燃料如圖2中實線所示那樣經(jīng)過T0～T1的時間后減少至零。其減少的速度與圖12所示傳統(tǒng)例的情況相同。
另一方面，燃燒用空氣的情況，假如燃燒用風機24的驅動電源未交流電，則利用控制電路切換驅動電路，將交流電源進行如圖3所示的半波整流，從而給燃燒用風機24加一制動，減少空氣流量。此時，燃燒用空氣的流量如圖2中虛線所示那樣，比圖12所示傳統(tǒng)例的情況能在更短的時間內降至零。
因此，燃燒用空氣與燃料的減少速度大致相同(T1＝T2)，燃燒量在一次空氣系數(shù)不變的情況下逐漸減少。
而隨著燃燒量減少，一次火焰貼近燃燒器頭部4，因此一次火焰14被燃燒器頭部4冷卻，當冷卻吸熱量大于燃燒發(fā)熱量時(圖2中時間T時)，火焰熄滅。此時為燃盡殘余燃料為圖2中斜線所示部分，與圖12所示的傳統(tǒng)例相比，減少了很多。
并且，在火焰被吹滅時(T點)，再次啟動燃燒用風機，供給燃燒用空氣。此時燃燒用空氣的流量如圖4中虛線所示。而殘留在燃燒器頭部4中的未燃盡量被燃燒用空氣排出，對減少刺激性臭味、改善臭氣時間持續(xù)的問題非常有效。
上述情況具有代表性的臭氣測定結果如圖5所示。圖5中，用碳化氫(Hydrocarbon＝HC)濃度作為臭氣量的指標。采用傳統(tǒng)的關火方法時，如圖12所示那樣，存在大量的未燃盡殘余燃料，所以，碳化氫如圖5中虛線所示那樣，在熄火之后達到很高濃度，而與此相比，采用本實施例1的關火方法時，如圖2所示那樣，未燃盡殘余燃料非常少。所以，熄火后排出的臭氣很少，如圖5中實線A部分所示那樣，只有傳統(tǒng)例的1/5。
但是，此時未燃盡殘余燃料還未減少至零，不過，由于熄火后燃燒用風機24再次啟動，燃燒用空氣供入氣化器1內，將氣化器1內殘存的燃料直接排出，所以，由燃燒用風機24再啟動后排出的臭氣如圖5中實線B部分所示，是極少的，只有傳統(tǒng)例的1/3。實施例2在圖4中，雖然燃燒用風機24再啟動的時間正好是火焰被吹滅的時間(T點)，但如圖6所示那樣，即使燃燒用風機24再啟動的時間比火焰被吹滅的時間(T點)晚幾秒(T2，T3點)，也可得到與上述實施例1相同的效果，并且，可使圖4中實線B部分在時間軸上向后移，從而與A部分拉開間隔，可更有效地稀釋臭氣。實施例3另外，如圖7所示那樣，也可通過控制燃燒用風機24再啟動時的啟動速度，改變燃燒用空氣的增加速度，此時圖5中實線B部分的上升坡度較小，可以獲得與上述實施例同樣的效果。實施例4以下介紹本發(fā)明的實施例4。實施例4的基本構成與上述實施例1相同，只在控制電路25部分有所不同，關火時，控制圖8中所示的對流風扇43，使對流空氣的供給量如圖9中點劃線所示那樣。具體地說，關火時，隨著燃料供給量的減少，燃燒用空氣的供給量也減少，同時，給對流風扇43加一制動，使其在熄火的T時刻，供給的對流用空氣量為零，并在T4時再次啟動對流風扇43。
對流用空氣的供給量做了這樣的改變后，圖5中實線A所示的關火時產(chǎn)生的臭氣中，A部分的臭氣從圖8中所示燃燒筒42內向外殼41上部空間擴散，并從暖房出口44排出，從而減少至如圖10中實線所示的A1部分。之后，由于燃燒用風機24的再啟動而產(chǎn)生的排出峰值(如圖5中實線B部分所示)被對流風扇43再啟動所產(chǎn)生的對流空氣從暖房出口44排出，變?yōu)閳D10中B1部分。這樣，熄火后排出的臭氣，其A1部分只有傳統(tǒng)例的1/10，而B1部分只有傳統(tǒng)例的1/5。
發(fā)明的效果如上所述，依據(jù)本發(fā)明，在關火時，相應液體燃料供給量的減少而減少燃燒用空氣的供給量。并且，在火焰熄滅后，再次啟動燃燒用風機，向氣化器內供入空氣，所以，不管關火時燃燒量多大，關火過程中混合氣體濃度保持在可燃范圍內，從而不會發(fā)生過去那種火焰被吹滅的現(xiàn)象，火焰在燃燒量極小的時候才熄滅，減少了未燃盡殘余燃料。并且，就這極少的未燃盡殘余燃料也被有效地排出，所以，可在不使燃燒器結構復雜化的情況下，以低成本獲得減少熄火后產(chǎn)生的刺激性臭味的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在關火時，相應液體燃料供給量的減少而減少燃燒用空氣的供給量，并且，在火焰熄滅時停止對流風扇的供風，當排出的臭氣在燃燒筒內等地方擴散后，再啟動對流風扇，因此，可在燃燒器結構不復雜化的情況下，以低成本獲得減少熄火后產(chǎn)生的刺激性臭味的效果。
符號說明1 氣化室4 燃燒器頭部12 燃料管(燃料供給通道)21 燃料泵(燃料供給裝置)22 燃料儲罐24 燃燒用風機25 控制電路42 燃燒筒43 對流風扇
權利要求
1.一種液體燃料燃燒裝置。該液體燃料燃燒裝置由以下部分構成燃料供給系統(tǒng)，包括提供液體燃料的泵等；燃燒用風機，提供燃燒用空氣；控制電路，控制上述燃料供給系統(tǒng)和燃燒用風機；氣化器，將供入的液體燃料氣化；燃燒器頭部，燃燒氣化液體燃料和燃燒用空氣的預混氣體；燃燒筒，罩住在燃燒器頭部上形成的火焰；對流風扇，將燃燒后的氣體向室內擴散，其特征在于上述控制電路在關火時控制上述燃燒用風機及上述燃料供給系統(tǒng)，使火焰在燃燒用空氣和液體燃料的減少比例相近的情況下熄滅，并且，熄火后，再次啟動燃燒用風機。
2.如權利要求1所述的液體燃料燃燒裝置。其特征在于關火時，控制上述燃燒用風機，使燃燒用空氣減少，同時，控制上述對流風扇，使其快速停止，減少對流用空氣，并且，在設定時間后，再次啟動對流風扇。
全文摘要
提供一種不使燃燒器結構復雜化而能夠減少熄火后的臭氣的液體燃料燃燒裝置。關火時，使液體燃料與燃燒用空氣的減少比例相近，使火焰不易吹滅，從而減少未燃盡殘余燃料。并且，熄火后再次啟動燃燒用風機24，利用燃燒用空氣排出未燃盡殘余燃料，另外，熄火時關閉對流風扇43，使對流用空氣減至零，當臭氣在燃燒筒內擴散后，再啟動對流風扇43，將臭氣從暖房出口44排出。
文檔編號F24C5/02GK1167234SQ9611793
公開日1997年12月10日 申請日期1996年12月23日 優(yōu)先權日1996年5月31日
發(fā)明者丹澤聰, 田村真史, 福野克哉, 關戶研司, 椙本照男, 佐藤稔 申請人:三菱電機株式會社