专利名称：液体燃料燃烧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将气化后的液体燃料与燃烧用空气预先混合再燃烧的液体燃料燃烧装置。
图11所示为特开平5-149514号公报上提出的液体燃料燃烧装置的断面图，其中，1为气化器，是液体燃料气化之处；2是电热器，该电热器埋设在气化器1的侧壁，用于加热气化器1；3是固定在气化器1上部的节流件；4是设在节流件上面的燃烧器头部；5是设在燃烧器头部4侧壁的多个火孔。另外，6是绕火孔5外周并紧贴外壁装设的金属网，7是设在燃烧器头部4上部的顶盖，8是将燃烧器头部4和顶盖7固定在节流件3上的特制螺栓。
9是混合板，该混合板设置在燃烧器头部4内，底面上有多个孔，气化后的液体燃料经过该混合板9整流后，再从多个火孔5喷出。10是稳焰环，该稳焰环围绕燃烧器头部4安装在气化器1的上部。
11是喷咀，该喷咀设在气化器1的侧壁上开口朝向气化器1内，该喷咀11通过空气管(图中未画出)与燃烧用风机(图中未画出)连通、喷咀11由入口部11a、收缩部11b以及喉部11c构成。12是燃料供给管，该管与喷咀11在同一轴线上，其前端作为燃料供给口12a从喉部11c伸出，使燃料罐(图中未画出)的液体燃料由燃料泵(图中未画出)供入气化器1内。
下面就工作原理加以说明。首先，接通电热器将气化器1预热到液体燃料气化所需的温度(200～300℃)。
预热结束后，由燃烧用风机提供的燃烧用空气通过空气管后从喷咀11喷入气化器1内。此外，将一定量的液体燃料从燃料供给管供入气化器1内。一定量的液体燃料是指使一次空气系数(等于实际供空气量与理论空气量的比值)达到最适于点火时的值。
供给的液体燃料被燃烧用空气气雾化，并在气化器1的内壁面上气化。气化后的液体燃料在通过节流件3时，进一步与燃烧用空气预混使浓度分布均匀。之后，气化燃料与燃烧用空气的混合气体流过混合板9底面上的孔并被整流，在混合板9侧壁的作用下，使燃烧器头部4上下方向上的流速分布均匀。
混合气体在燃烧器头部4的火孔5上被点火装置(图中未画出)点燃，形成一次火焰14和二次火焰15。燃烧开始后，由稳焰环10等从火焰回收热量，以加热气化器1，因此，可关闭电热器2。
然而，这种燃烧装置在熄火时，是同时切断燃料泵和燃烧用风机的电源的。这种情况下，燃料泵几乎在瞬间就停止了，即使燃烧用风机电压消失，由于其惯性，其转动也是慢慢降低转数经数秒后再停止的。
所以，燃料的减少如图12中实线所示那样非常快，如果在T0时切断燃料泵的电源，由于气化等原因，有若干余热量在T1时才变为零。
而另一方面，燃烧用空气的减少速度比燃料要慢，如虚线所示那样，到T2时才停止供给。在这种燃烧器上，从关火时的T0到T的这段时间内，燃烧用空气与燃料的比率，即一次空气系数学可燃的范围，所以，燃烧会继续，但是，从T以后，空气开始过剩，火焰被吹灭(blow off)。所以，由于两者的减少速度不均衡，熄火时的一次空气系数在瞬间增大，将火焰吹灭，使部分未燃尽残余燃料(如图12中斜线部分所示)排至室内。这时，未燃尽残余燃料的一部分与燃烧装置的高温部接触而氧化，生成乙醛等物质，产生刺激性臭味。
为了解决这个问题，过去，采用如实公平3-45010号公报所提出的方法，即保持熄火时的一次空气系数一定，燃烧量尽量降到通常燃烧量以下。图13所示为上述实用新型公报的实施例的气化管式燃烧器。图13中，在气化器2内气化后的燃料从喷咀31喷到燃烧器32中，从火孔6流向外部燃烧。这时，燃烧用空气是由气化燃料从喷咀31喷出时，利用引射效应从周围吸入的。
这种结构形式中，燃烧量的变化是由泵21输送的燃料油量的改变而达成的。另一方面，由于燃烧用空气是靠引射作用吸入的，所以，会相应喷咀31中喷出燃料的比例而增减。因此，熄火时，一旦燃烧量减少，一次空气系数几乎保持不变，而火焰变小，最后贴近燃烧器32的表面。当火焰贴近燃烧器32时，从火焰传给燃烧器32的热量增加，火焰被冷却而熄灭。而在火焰消失或即将消失时，电磁阀33关闭。
在这样结构的燃烧器上，用作燃料和燃烧用空气不能分别独立改变，所以，在电磁阀33关闭时，燃料和燃烧用空气两方面的供给都停止了，熄火时存留在燃烧器32内的混合气体没有排出，成为未燃尽的残余气体。因此，这种情况下，虽然为燃尽的残余气体比图12中所示残余气体量减少了，但这部分残余的混合气是慢慢从燃烧器32向外部扩散的，所以，臭味会长时间持续不断。
作为改善熄火时发出臭味的另一种方法，如实公昭61-30035号公报及实公昭62-29809号公报所示那样，是考虑在关火时，分流一部分燃烧用空气，使火焰在关火时不易被吹灭。具体地说，如上述实公昭62-29809号公报所示，是在燃烧用空气的供风通道上设置阀门，关火时，使一部分燃烧用空气逸出外部。这种情况下，在关火时燃料与燃烧用空气的状况如图14所示，从关火最初的时间T0起，燃烧用空气的减少情况如虚线所示那样，当一次空气系数增大到发生火焰被吹灭时的时间为T，那么，与图12所示情况相比，发生火焰被吹灭时的燃烧量更小。因此，减少了若干未燃尽残余燃料。
但是，这时，燃烧用风机及燃料泵的停止方法与过去一样，所以，燃烧用空气及燃料降至零的时间(图14从T0～T1及T0～T2)和过去一样，斜线部分所示未燃尽残余燃料的降低效果不明显，熄火后较长时间内都会发出刺激性臭味。
在这种方法中，为了减少斜线部分所示的为燃尽残余燃料，也可加大逸出外部的燃烧用空气比例，但是，燃烧用空气的减少，会使燃料量处于过剩状态，从而产生黄焰或煤烟。并且，在这类实施例中，必须设使燃烧用空气逸出的机构，所以，燃烧器的外部结构变得复杂。
由于传统的液体燃料燃烧装置是如上的结构形式，因此，存在着不能有效减少熄火时排出的臭气以及燃烧装置大型化、高成本化等问题。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，目的在于提供一种液体燃料燃烧装置，该燃烧装置的燃烧器结构简单，在较大的燃烧量范围内，熄火后臭味少，臭气不会长时间持续。
本发明的液体燃料燃烧装置，其方法是至少控制燃料供给装置和燃烧用风机中任何一方，使关火时液体燃料供给量的减少与燃烧用空气供给量的减少比例接近，同时设置控制电路，使燃烧用风机在熄火后再启动。
并且，本发明具有以下特征关火时，利用对上述燃烧用风机的控制使燃烧用空气减少，伴随此过程，控制上述对流风扇，使其快速停止，使对流用空气降至零，并且经过设定的时间后再启动。
图1是本发明实施例1的液体燃料燃烧装置结构图。
图2是本发明实施例1中燃烧用空气减少情况的说明图。
图3是本发明实施例1中燃烧用风机附加制动时的电源波形图。
图4是本发明实施例1中熄火后再供入燃烧用空气时，燃烧用空气增加情况的说明图。
图5是本发明实施例1与传统装置臭气排出情况的说明图。
图6是本发明实施例2，为延迟供入熄火后的燃烧用空气时，燃烧用空气增加情况的说明图。
图7是本发明实施例3，为降低熄火后燃烧用空气的增加速度时，燃烧用空气增加情况的说明图。
图8是本发明实施例4的石油暖风机的断面图。
图9是本发明实施例4中熄火后对流用空气增加或减少情况的说明图。
图10是本发明实施例4与传统装置的臭气排出情况的说明图。
图11是传统液体燃料燃烧装置的燃烧器部分的断面图。
图12是传统液体燃料燃烧装置中，熄火后的燃料及燃烧用空气减少情况的说明图。
图13是另一传统燃烧器的断面图。
图14是传统燃烧器中燃烧及燃烧用空气减少情况的说明图。
实施例1以下，参照图示对本发明的实施例1加以说明。图1是本发明的实施例1中液体燃料燃烧装置构成图。其中与图11所示传统例相同之处或相同部分的符号相同，在此就不再加以说明。
图1中，21是传统例中也使用的燃料泵(燃料供给装置)，用以提供液体燃料，该燃料泵21的一端置于燃料储罐22中，另一端与燃料管12连接。
23是空气管(燃烧用空气供给通道)，与喷咀11连接，供给燃烧用空气；24是燃烧用风机。25是控制电路，用于控制燃料泵21和燃烧用风机24。
下面，就工作原理进行说明。燃烧开始(点火)的动作与传统例大致相同。当气化器1加热至所设定的温度(200～300℃时，燃烧用风机转动，向气化器1提供燃烧所必需的空气量。点火装置(图中未画出)动作后，开始启动燃料泵21提供液体燃料。
喷入气化器1内的液体燃料在气化壁上气化，与燃烧用空气混合成预混气体。该预混气体通过节流件及混合板9，并在燃烧器头部4的火孔5处被点燃，形成一次火焰14和二次火焰15。燃烧后的气体与来自对流风扇(图中未画出)的空气混合，被用于室内采暖等。
关火时，当使用者切断电源开关(图中未画出)进行关火时，控制电路25随即停止向燃料泵21供电。这时，燃料泵21的停止方法与过去一样，燃料如图2中实线所示那样经过T0～T1的时间后减少至零。其减少的速度与图12所示传统例的情况相同。
另一方面，燃烧用空气的情况，假如燃烧用风机24的驱动电源未交流电，则利用控制电路切换驱动电路，将交流电源进行如图3所示的半波整流，从而给燃烧用风机24加一制动，减少空气流量。此时，燃烧用空气的流量如图2中虚线所示那样，比图12所示传统例的情况能在更短的时间内降至零。
因此，燃烧用空气与燃料的减少速度大致相同(T1＝T2)，燃烧量在一次空气系数不变的情况下逐渐减少。
而随着燃烧量减少，一次火焰贴近燃烧器头部4，因此一次火焰14被燃烧器头部4冷却，当冷却吸热量大于燃烧发热量时(图2中时间T时)，火焰熄灭。此时为燃尽残余燃料为图2中斜线所示部分，与图12所示的传统例相比，减少了很多。
并且，在火焰被吹灭时(T点)，再次启动燃烧用风机，供给燃烧用空气。此时燃烧用空气的流量如图4中虚线所示。而残留在燃烧器头部4中的未燃尽量被燃烧用空气排出，对减少刺激性臭味、改善臭气时间持续的问题非常有效。
上述情况具有代表性的臭气测定结果如图5所示。图5中，用碳化氢(Hydrocarbon＝HC)浓度作为臭气量的指标。采用传统的关火方法时，如图12所示那样，存在大量的未燃尽残余燃料，所以，碳化氢如图5中虚线所示那样，在熄火之后达到很高浓度，而与此相比，采用本实施例1的关火方法时，如图2所示那样，未燃尽残余燃料非常少。所以，熄火后排出的臭气很少，如图5中实线A部分所示那样，只有传统例的1/5。
但是，此时未燃尽残余燃料还未减少至零，不过，由于熄火后燃烧用风机24再次启动，燃烧用空气供入气化器1内，将气化器1内残存的燃料直接排出，所以，由燃烧用风机24再启动后排出的臭气如图5中实线B部分所示，是极少的，只有传统例的1/3。实施例2在图4中，虽然燃烧用风机24再启动的时间正好是火焰被吹灭的时间(T点)，但如图6所示那样，即使燃烧用风机24再启动的时间比火焰被吹灭的时间(T点)晚几秒(T2，T3点)，也可得到与上述实施例1相同的效果，并且，可使图4中实线B部分在时间轴上向后移，从而与A部分拉开间隔，可更有效地稀释臭气。实施例3另外，如图7所示那样，也可通过控制燃烧用风机24再启动时的启动速度，改变燃烧用空气的增加速度，此时图5中实线B部分的上升坡度较小，可以获得与上述实施例同样的效果。实施例4以下介绍本发明的实施例4。实施例4的基本构成与上述实施例1相同，只在控制电路25部分有所不同，关火时，控制图8中所示的对流风扇43，使对流空气的供给量如图9中点划线所示那样。具体地说，关火时，随着燃料供给量的减少，燃烧用空气的供给量也减少，同时，给对流风扇43加一制动，使其在熄火的T时刻，供给的对流用空气量为零，并在T4时再次启动对流风扇43。
对流用空气的供给量做了这样的改变后，图5中实线A所示的关火时产生的臭气中，A部分的臭气从图8中所示燃烧筒42内向外壳41上部空间扩散，并从暖房出口44排出，从而减少至如图10中实线所示的A1部分。之后，由于燃烧用风机24的再启动而产生的排出峰值(如图5中实线B部分所示)被对流风扇43再启动所产生的对流空气从暖房出口44排出，变为图10中B1部分。这样，熄火后排出的臭气，其A1部分只有传统例的1/10，而B1部分只有传统例的1/5。
发明的效果如上所述，依据本发明，在关火时，相应液体燃料供给量的减少而减少燃烧用空气的供给量。并且，在火焰熄灭后，再次启动燃烧用风机，向气化器内供入空气，所以，不管关火时燃烧量多大，关火过程中混合气体浓度保持在可燃范围内，从而不会发生过去那种火焰被吹灭的现象，火焰在燃烧量极小的时候才熄灭，减少了未燃尽残余燃料。并且，就这极少的未燃尽残余燃料也被有效地排出，所以，可在不使燃烧器结构复杂化的情况下，以低成本获得减少熄火后产生的刺激性臭味的效果。
另外，根据本发明，在关火时，相应液体燃料供给量的减少而减少燃烧用空气的供给量，并且，在火焰熄灭时停止对流风扇的供风，当排出的臭气在燃烧筒内等地方扩散后，再启动对流风扇，因此，可在燃烧器结构不复杂化的情况下，以低成本获得减少熄火后产生的刺激性臭味的效果。
符号说明1 气化室4 燃烧器头部12 燃料管(燃料供给通道)21 燃料泵(燃料供给装置)22 燃料储罐24 燃烧用风机25 控制电路42 燃烧筒43 对流风扇
权利要求
1.一种液体燃料燃烧装置。该液体燃料燃烧装置由以下部分构成燃料供给系统，包括提供液体燃料的泵等；燃烧用风机，提供燃烧用空气；控制电路，控制上述燃料供给系统和燃烧用风机；气化器，将供入的液体燃料气化；燃烧器头部，燃烧气化液体燃料和燃烧用空气的预混气体；燃烧筒，罩住在燃烧器头部上形成的火焰；对流风扇，将燃烧后的气体向室内扩散，其特征在于上述控制电路在关火时控制上述燃烧用风机及上述燃料供给系统，使火焰在燃烧用空气和液体燃料的减少比例相近的情况下熄灭，并且，熄火后，再次启动燃烧用风机。
2.如权利要求1所述的液体燃料燃烧装置。其特征在于关火时，控制上述燃烧用风机，使燃烧用空气减少，同时，控制上述对流风扇，使其快速停止，减少对流用空气，并且，在设定时间后，再次启动对流风扇。
全文摘要
提供一种不使燃烧器结构复杂化而能够减少熄火后的臭气的液体燃料燃烧装置。关火时，使液体燃料与燃烧用空气的减少比例相近，使火焰不易吹灭，从而减少未燃尽残余燃料。并且，熄火后再次启动燃烧用风机24，利用燃烧用空气排出未燃尽残余燃料，另外，熄火时关闭对流风扇43，使对流用空气减至零，当臭气在燃烧筒内扩散后，再启动对流风扇43，将臭气从暖房出口44排出。
文档编号F24C5/02GK1167234SQ9611793
公开日1997年12月10日 申请日期1996年12月23日 优先权日1996年5月31日
发明者丹泽聪, 田村真史, 福野克哉, 关户研司, 椙本照男, 佐藤稔 申请人:三菱电机株式会社