JPS6331682B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は液体燃料用燃焼器に用いられる燃焼芯
に関するもので、その目的とするところは燃焼芯
の燃料気化部におけるタール状物質の生成蓄積を
抑え、長期間にわたつて安定した燃焼を維持し得
る燃焼芯を提供することにある。 液体燃料を燃焼芯の毛細管現象によつて吸い上
げ、燃料気化部の表面から液体燃料を気化させて
燃焼させる、いわゆる吸い上げ気化式の燃焼器
は、石油ストーブ、石油コンロ等に広く用いられ
ている。この種の燃焼器では、燃料気化部が、高
温でかつ酸素の介在する雰囲気に暴露されている
ために、燃焼中において燃料気化部に含有される
燃料の一部が酸化、重合反応等によつてタール状
物質となり、燃料気化部に蓄積される。特に燃料
中に微量の高沸点成分が混入したり（例えば灯油
中に機械油、軽油、サラダ油等が混入した場合）、
あるいは燃料成分の一部が変質（例えば灯油を長
期間高温、あるいは直射日光下に保存し、酸化
物、過酸化物、樹脂等が成生されている場合）し
たりしている場合等には、前記タール状物質の生
成、蓄積量が著しく増大する。 このタール状物質が燃料気化部に蓄積した時、
燃料気化部の表面あるいは内部の毛細管が閉塞さ
れ、燃料の吸上げや気化が阻害される。このため
燃料気化量が異常に低下し、燃焼室における空燃
比が崩れて臭気、ススや有害な一酸化炭素が大量
に発する様になる。また点火時には上記タール状
物質によつて燃料気化部の速かなる温度上昇、燃
料気化量の増加が妨げられ、安定燃焼に至るまで
に著しく長時間を要し、その間には不安定過渡燃
焼による臭気、スス、一酸化炭素等が大量に発生
していた。更にタール状物質が燃焼芯とこれを支
持する金属部とを固着させ、燃焼芯の機械的動作
を不可能ならしめ、燃焼芯を下げて消火操作を不
能とし、危険なものであつた。 本発明はこれら従来の欠点を解消するために、
タール状物質の生成蓄積を抑制するもので、以下
本発明の一実施例を添付図面と共に説明する。 第１図において、１は主芯で、シリカ―アルミ
ナ系のセラミツクフアイバー（シリカ：アルミナ
≒50：50、重量比）をシリカ系結合剤で結合させ
たものである。２は吸い上げ芯で、ポリプロピレ
ン布よりなり、主芯１に連接されている。３は燃
料気化部で、燃焼器（図示せず）に装着した時、
燃焼室に露出される部分である。燃料気化部３の
上方表面は被覆材４で覆われている。この被覆材
４は、無機顔料、無水珪酸、および水溶性有機結
着からなるもので、多孔性を失わないように燃料
気化部３の表面に塗布している。５は縫製糸、６
は接着テープである。 上記構成において、液体燃料は吸い上げ芯２か
ら主芯１へと吸い上げられ、燃料気化部３表面か
ら気化する。ここで燃料の流れについて詳述する
と、第２図に示す様になる。即ち、燃料ｆは主芯
１内を吸い上げられ、燃料気化部３表面から気化
する。一方燃料ｆの一部は燃料気化部３表面近
傍、特に高温にさらされる燃料気化部３先端の表
面近くで、温度と酸素の影響を受けタール状物質
ｔに変化する。また灯油の中に含まれている不純
成分（変質成分もしくはサラダ油等の高沸点成
分）も灯油等により芯上部に押し上げられ上部に
蓄積される。それが目詰りをおこし気化面積を減
少させて、発熱量を低化させる。ところが本実施
例のごとく被覆材４を設けると、初期からその部
分の気化量が少なくなり、この結果この燃料気化
部３の表面および内部の温度が高くなる。よつて
この部分に高沸点成分があつてもそれらの成分が
気化したり分解したりしやすくなる。また燃料気
化部３の内部は、直接空気にふれないため、灯油
の酸化も少なくなり、いわゆる重縮合による高分
子量のタール成分も出来にくくなる。 さらに詳しくこれらの原理を説明すると、灯油
をもちいる灯芯気化タイプの従来の燃焼芯の燃料
気化部３の温度は灯油の成分によつて限定され、
一般に市販されているJIS―号灯油を使用した場
合、同燃料気化部３（先端から２―３mm下）の温
度は160℃〜170℃である。しかしこれぐらいの温
度では、それら灯油中にごくわずか含まれている
不純成分（高沸点成分）を気化したり分解したり
することはできず、この結果これら高沸点成分が
内部に蓄積して気化量が落ちてくる。そしてこう
なつて始めて燃料気化部３の温度が上昇するので
あるがこの時にはすでに発熱量が落ちているた
め、排ガス特性が悪くなつたり、臭気が強くなつ
たりする。しかし本発明実施例のごとく燃料気化
部３を灯油の気化をおさえる目的で被覆材４で覆
うと発熱量が落ちなくても温度が上昇して高温に
なつているので、それら成分をも簡単に分解し、
タール成分が蓄積されにくい。なお被覆材４は耐
熱性（600〜700℃）を有するものであればどのよ
うな成分のものでも良いが、顔料の粒子はあまり
細かすぎても又あまり大きすぎても良くなく、燃
料気化部３の平均細孔よりやや細かい10μ〜100μ
程度が良い。またこの被覆材４を燃料気化部４に
塗布する場合に結合剤が必要であるが、この結合
剤は耐熱性で燃料気化部３との接着性にすぐれ、
また耐熱性も十分にあり、さらに燃料気化部４の
内部に浸透せず、また被覆材４の多孔性もある程
度そこなわないようにすることが必要である。本
発明では、これら結着剤と顔料との成分比に関す
るものであり、以下具体的な実施例によりその効
果を説明する。 次の様な各種灯芯を用意した。なお灯芯の基本
構成は、第１図に示した構成であり、主芯１のみ
をそれぞれ変えた。 〔１〕 ガラス・スフ混紡で形成した主芯１ 〔２〕 ガラス・スフ混紡でありかつ先端露出部
にFeOを主成分とした黒色の顔料固形分100に
対しコロイダルシリカ固形分５、ポリビニルア
ルコール（品番PVA117）２の割合で混合した
被覆材４を上端から４mm設けた主芯１。 〔３〕 シリカアルミナ系セラミツク芯により形
成し、燃料気化部３は未処理の主芯。 〔４〕 〔３〕の主芯１で前述の被覆材４を上端
から３mmに塗工したもの。 以上４種類の主芯１を用意した。そして促進実
験のために、サラダ油0.1％混入した灯油を使用
し、ポータブル石油ストーブをもちいて連続燃焼
させた。結果を第１表に示した。

【表】 第１表から明らかなように〔１〕，〔２〕の主芯
１では被覆材４を設けても設けなくても、３〜４
時間程度で主芯１の先端より５〜10mmの所にター
ルが出来、そのため灯油を吸い上げ性が不足して
燃焼量劣化をおこした。〔３〕，〔４〕の主芯１の
場合被覆材４を設けていない〔３〕のものは、約
10時間で20％カロリーダウンとなり、タールも主
芯１の内部、先端からやや下に蓄積していた。被
覆材４を設けた〔４〕のものは、30時間で20％カ
ロリーダウンし、主芯１の先端部付近表面にター
ルが析出していたが、内部に蓄積されたタールは
ほとんどなかつた。又30％カロリーダウンするま
で約80時間もかかり〔３〕の主芯１に比して約５
倍の寿命があつた。 次に上記〔３〕の主芯１を用意し、下記の第２
表に示す様な配合で各種主芯１を作り、燃焼特性
をこの第２表に示した。なおこの主芯１は有機結
着剤を使用したもので厚み３mmでかつフレキシブ
ルなものである。この有機結着剤は水に溶解しな
いもので撥水性があつた。

【表】 なお第２図中、 Ａ （無機顔料、無水珪酸、有機結着剤の固形分
比率を言う。） Ｂ （0.1％サラダ油混入灯油での連続燃焼時間
を言い、初期からの燃焼量が80％の時を20％ダ
ウン、70％の時を30％ダウンと言う。） Ｃ （FeO，MnO₂を主成分とした黒色顔料で、
水のサスペンジヨン状態のものである。） Ｄ （20％コロイダルシリカ溶液で日産化学(株)ス
ノーテツクスＣ―20を使用した。） Ｅ （ポリビニルアルコールでクラレ(株)PVA117
を使用した。） 第２表の〔５〕，〔６〕からわかるように結着剤
である無水珪酸が無機顔料に対して２以下のもの
は結着性が悪いため20％燃焼量劣化までは他のも
のとかわらず、未処理の主芯より良い特性を示し
ているが、燃焼中に被覆材４がはがれ出し30％劣
化の時間も短くなるし又、一度燃焼を中断し、再
燃焼させた時は、性能は未処理のものと変らなく
なつてしまつた。また

〔９〕の主芯１のごとく逆
に無水珪酸が顔料に対し10以上になると、主芯１
中に顔料、結着剤である無水珪酸が浸透して先端
付近の含油量が少くなるために、被覆材４を設け
た効果がほとんどなくなつてしまつた。また
〔14〕の主芯１で示す様に有機結着剤が５をこえ
たものはそれが燃焼中にタール成分に変わるため
被覆材４による効果がなかつた。また〔12〕の主
芯１のごとく顔料と有機結着剤のみを用いたのは
初期特性は良いが、一度空焼を行うと結着性がな
くなり、はがれ出してしまつた。 以上の説明から明らかなように被覆材４の効果
を発揮させるためには、無機顔料に対して適当な
結着剤が必要であり、かつその比は顔料100に対
し無水珪酸２〜10、有機結着剤が５以下が適当で
あつた。また無水珪酸としてその他水ガラス系の
ものがあるが、これは、熱を加えると割れ現象が
おき、効果的ではなかつた。有機結着剤はある程
度の量では、あつてもなくても燃焼量劣化に対し
ては影響ないが、被覆材４の安定性から見ると非
常に効果がある。しかし有機結着剤の量が多すぎ
ると、被覆材４は安定なものが出来るが、燃焼中
に有機結着剤がタール化して目詰りをおこし、燃
焼量劣化をおこしてしまう。 以上の様に本発明によればタール状物質の生成
蓄積を抑え、長期間に渡る安定燃焼を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる燃焼芯の部
分断面図、第２図はその作用説明図である。 １……主芯、２……吸い上げ芯、３……燃料気
化部、４……被覆材、５……縫製糸、６……接着
テープ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料気化部がシリカアルミナ系セラミツク繊
   維からなり、その燃料気化部表面の少なくとも一
   部を、無機顔料、無水珪酸、および有機結着剤よ
   り構成される被覆材で被覆し、その配合比率が無
   機顔料100に対し無水珪酸２〜10、有機結着剤５
   以下であることを特徴とする燃焼芯。