JP2015025634A - Oil burner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、衝突噴霧器の欠点を改良する油バーナに関する。 The present invention relates to an oil burner that improves the drawbacks of impinging atomizers.
まず、従来の衝突噴霧器を用いた油バーナを説明する。図3は、従来の衝突噴霧器を用いた油バーナの断面図を示し、図4は、その正面から見た断面図を示す。これらの図において、2つの噴霧器10,11から対向するように斜めに噴射された噴霧12,13は、バーナの軸心を含む水平面で衝突する。これによって噴霧14は粒径が更に小さくなって図の左側(以下、前方という)に流れるが、これに送風管15から送り込んだ燃焼用空気を矢印のように旋回させつつ供給すると、噴霧14を取り囲む燃焼空気の旋回によってバーナの軸心に負圧が生じ、これに噴霧14が吸引され中心に集まる。この噴霧14と燃焼用空気の混合気に点火すると小さく纏まった火炎16が生じる。
First, an oil burner using a conventional collision sprayer will be described. FIG. 3 shows a cross-sectional view of an oil burner using a conventional impinging sprayer, and FIG. 4 shows a cross-sectional view seen from the front thereof. In these drawings, sprays 12 and 13 jetted obliquely from two
このとき、二つの噴霧器10,11で良好な噴霧を得るためには、2つの噴霧12,13の中心が正確に一致しなければならない。しかし、噴霧器10,11が運転中に高温に曝されるバーナでは、噴霧器10,11が熱により変形して噴霧12、13が反れるため困難である。噴霧器10,11が変形しても噴霧性能が損なわれない構造が要求される。
At this time, in order to obtain a good spray with the two
従来の衝突噴霧器を用いた油バーナで粘度の高い油の燃焼を行うことは、噴霧12,13が合体するため困難である。
It is difficult to burn high-viscosity oil with an oil burner using a conventional impingement sprayer because the
二つの噴霧器10,11によって粒径の小さい噴霧12,13を得るためには、両噴霧12,13が衝突面に関して対称で、向き、噴霧形状などが完全に一致しなければならない。これは特に噴霧器10,11が熱による変形を受ける場合には、非常に困難である。
In order to obtain the
本発明は、熱変形によって両噴霧12,13の角度や分布が少々食い違ってもよい壁面衝突噴霧器を用いた油バーナを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an oil burner using a wall collision sprayer in which the angles and distributions of both
また、衝突噴霧において、粘度の高い液体を扱う場合には、噴霧同志が衝突する際、粘着・合体して粒径が大きくなるが、そうしたことのない衝突噴霧器を用いた油バーナを提供することを目的とする。 Also, when handling high-viscosity liquids in collision spray, an oil burner using a collision sprayer that does not have such a phenomenon that the particle size becomes large due to adhesion and coalescence when sprays collide with each other. With the goal.
本発明は、燃料を噴霧する噴霧器と、噴霧器の先端部の前方に配置した噴霧が衝突する壁面と、噴霧器および壁面を収容した耐火壁とを備えた油バーナである。 The present invention is an oil burner that includes a sprayer that sprays fuel, a wall surface that a spray disposed in front of the tip of the sprayer collides, and a fire wall that houses the sprayer and the wall surface.
本件発明によれば、噴霧を壁面に衝突させて放射状に飛散する二次噴霧を形成するから、噴霧の中心が多少狂っても二次噴霧の性能には影響しない。 According to the present invention, since the secondary spray that scatters radially by colliding the spray with the wall surface is formed, the performance of the secondary spray is not affected even if the center of the spray is slightly deviated.
図1は、本発明の壁面噴霧器を用いた油バーナの断面図を示し、図2はその正面から見た断面図を示す。ここでは、燃料を噴霧する一つの噴霧器1をバーナの軸心上に配置し、噴霧器1の先端部の前方、所定位置に壁面3を設ける。すると、噴霧2の中心が多少狂っても、壁面3は広い面積を持つ壁面であるから噴霧性能は余り変わらない。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an oil burner using the wall sprayer of the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional view seen from the front thereof. Here, one sprayer 1 for spraying fuel is disposed on the axis of the burner, and a
高粘度の噴霧が相互に衝突するか壁面3に衝突するときに噴霧粒径が大きくなる場合には、噴霧2の粘度を下げれば防げる。これには、高粘度の噴霧を加熱・昇温すればよい。
If the spray particle size becomes large when high-viscosity sprays collide with each other or collide with the
また、壁面3を高温にすると、噴霧2が壁面3に衝突する際、噴霧2の温度が上がって粘度が低下するので合体によって噴霧粒径は大きくならない。壁面3が非常に高温だと噴霧2は熱せられて蒸発し微粒化する。
Further, when the
壁面3の形状は、円形または多角形の平面または円錐体あるいは曲面体など色々考えられる。大きさも種々考えられ、これによって二次噴霧4の広がりが変わり、さらに壁面3を多角形にし、あるいは切り欠きを設けると、壁面3から飛散する二次噴霧4を不均一(濃淡)にすることができる。
The shape of the
この噴霧器1をボイラ用油バーナに用いるには、壁面3から飛び散った二次噴霧4をバーナの中心に集め、適当な形状の火炎6を形成させる必要がある。このため、図1、図2のように、バーナの軸心の回りから接線方向に二つの送風管5から空気を送って、壁面3から飛散した二次噴霧4に壁面3の周囲から矢印で示すように燃焼用空気を旋回させつつ供給する。
In order to use the sprayer 1 for a boiler oil burner, it is necessary to collect the
この空気の旋回によって壁面3より前方のバーナの軸心上に負圧が生じ、これに二次噴霧4が吸引されて二つの送風管5からの燃焼用空気と二次噴霧4が混合し、これに点火すれば纏まった形状の火炎6が生じる。
Due to the swirling of the air, a negative pressure is generated on the axial center of the burner ahead of the
噴霧器1から出た噴霧2が旋回する燃焼用空気に乱されないように噴霧器1の先端に覆い8を設ける。
A
図2のように燃焼用空気を噴霧器1の回りから接線方向に供給すれば、火炎6は壁面3の前方にできるから、噴霧器1は火炎6により直接過熱されることはなく、変形は生じない。
If the combustion air is supplied in the tangential direction from around the sprayer 1 as shown in FIG. 2, the
壁面3の形状を多角形または星形などとし、切込みを設けるなどすると、均一に分布している二次噴霧4に燃焼用空気が不均一に供給されるので、酸素濃淡・分割火炎が形成され、低NOx燃焼となる。
If the
図1のように火炎6を円筒形の耐火壁7で覆うと、二次噴霧4と燃焼用空気は外方に逃げることができないので、中心の火炎6に接近するため低空気比であっても燃焼はよくなる。
If the
燃料の粘度が高い場合は、粘着力が大きいので衝突噴霧でも壁面衝突噴霧でも合体によって噴霧粒径は大きくなる。油の粘度は、温度を上げれば低下するので油を加熱すれば粒径の増加はなくなり粒径は小さくなる。 When the viscosity of the fuel is high, since the adhesive force is large, the particle size of the spray increases due to the coalescence of both the collision spray and the wall collision spray. Since the viscosity of the oil decreases as the temperature is increased, if the oil is heated, the particle size does not increase and the particle size becomes smaller.
壁面3を加熱するには、電熱を用いる方法や火炎を用いる方法がある。前者は、壁面3の温度の制御が容易である。後者は、壁面3に火炎6が接触または近接して存在するので、これにより壁面3は加熱される。
In order to heat the
本件発明によれば、噴霧2を壁面3に衝突させて放射状に飛散する二次噴霧4を形成するから、噴霧2の中心が多少狂っても二次噴霧4の性能には影響しない。
According to the present invention, since the
従来の衝突噴霧の場合は、噴霧の広がりが大きいので、燃焼用空気の適正な供給が難しく、火炎を小さくしようと燃焼用空気の旋回を強めると噴霧が乱れる。これに対し本発明に係る壁面衝突噴霧の場合は、壁面を例えば円板とし、その周囲から燃焼用空気を旋回させて供給すると、バーナの軸心上に負圧が生じ、これに二次噴霧と火炎が引かれて短炎を形成する。 In the case of the conventional collision spray, since the spread of the spray is large, it is difficult to properly supply the combustion air, and the spray is disturbed if the swirl of the combustion air is increased to reduce the flame. On the other hand, in the case of the wall surface collision spray according to the present invention, when the wall surface is, for example, a disk and the combustion air is swirled and supplied from therearound, a negative pressure is generated on the axis of the burner, resulting in a secondary spray. And a flame is drawn to form a short flame.
壁面の周囲の形状・切欠きによっては、燃焼用空気の旋回の仕方が変化し、低NOx燃焼を行わせることができる。 Depending on the shape and notch around the wall surface, the manner in which the combustion air swirls changes, and low NOx combustion can be performed.
噴霧粒径は、小径のノズルから噴霧すると小さくなるため、油量が多い場合は、複数のノズルを使用する。 The spray particle size becomes small when sprayed from a small-diameter nozzle, and therefore a plurality of nozzles are used when the amount of oil is large.
周囲に飛び散った二次噴霧をバーナの軸心に集め、燃焼用空気を周囲に拡散しないように供給するために、火炎を円筒形の耐火壁で覆う。すると、二次噴霧と燃焼用空気は外方に逃げることができないので、中心の火炎に接近して低空気比燃焼が得られる。 The secondary spray sprayed around is collected on the axis of the burner, and the flame is covered with a cylindrical fireproof wall in order to supply combustion air so as not to diffuse around. Then, since the secondary spray and the combustion air cannot escape outward, a low air ratio combustion is obtained by approaching the center flame.
高粘度の油は、噴霧が衝突する際低温であれば粘着・合体するため、噴霧粒径が増加するが、油を高温にすればこの現象はなくなり、粒径は小さくなる。油を高温にするためには、油加熱器を設置する。壁面の加熱も有効で、壁面を高温にするには、電熱や火炎によって加熱する。
図1、図2は本発明の一実施例の構造を示すが、図1はその横断面図、図2はその正面から見た断面図である。油などは、油圧、空気・蒸気などを用いた噴霧器1から噴射されて噴霧2になって壁面3に衝突し、これによって更に微粒になって二次噴霧4となって壁面3の面に沿って飛散する。燃焼用空気は、図1、図2に示すように、送風管5から噴霧器1の基部に接線方向に供給され旋回しつつ、壁面3の外周を越えて耐火壁7によって造られた中空円錐形燃焼室に入り、壁面3の前方で旋回して負圧を造り、二次噴霧4を吸引する。この噴霧・燃焼用空気の混合気に点火すると、コンパクトに纏まった火炎6ができる。燃焼室は、図の左端で直径が小さくなっているので、燃焼用空気は、前方に流れるとき外側に広がることができないため火炎6に密着し、燃焼が強まる。
噴霧2は、燃焼用空気の旋回によって乱されることがあるので、これを防ぐため噴霧器1の先端に円錐台形の覆い8を設ける。
High-viscosity oils adhere and coalesce at low temperatures when the spray collides, so the spray particle size increases. However, if the oil is heated to a high temperature, this phenomenon disappears and the particle size decreases. An oil heater is installed to make the oil hot. Heating the wall surface is also effective. To heat the wall surface, heat it with electric heat or flame.
1 and 2 show the structure of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a transverse sectional view thereof, and FIG. 2 is a sectional view seen from the front thereof. Oil or the like is sprayed from the sprayer 1 using hydraulic pressure, air, steam, or the like, becomes
Since the
負荷(油量)が少なくなると燃焼用空気量も少なくなるので、旋回力も弱くなり、火炎6の纏まりも悪くなる。これを防ぐため噴霧器1、壁面3、覆い8は、一体となって矢印9で示すようにバーナの軸心上で移動できるようにする。これによって壁面3と耐火壁7との間隙が小さくなり、燃焼用空気の旋回力が保たれる。壁面3は、図示しない丸棒(支柱)などによって覆い8から支持される。
When the load (oil amount) is reduced, the amount of combustion air is also reduced, so that the turning force is also weakened and the
図1の噴霧器1を備えた油バーナにおいて、噴霧器1の上流に偏心配置された2つの送風管5から接線方向に供給される燃焼用空気は、強力に旋回し、これが壁面3に衝突して噴霧され、壁面から放射状に飛散する二次噴霧4に当たると、二次噴霧4は、矢印のように旋回する燃焼用空気がバーナの軸心に造る負圧に引かれて中央に集まり、ここで燃焼する。軸心の火炎6は、燃焼用空気の旋回によって小さく纏まり激しく燃焼する。火炎6の周囲には、円筒形の耐火壁7が設けられ、二次噴霧4と燃焼用空気が外方に逃げるのを防ぐ。
In the oil burner provided with the sprayer 1 of FIG. 1, the combustion air supplied in the tangential direction from the two
油バーナにおける短炎・完全燃焼・低空気比・低NOxの要求は強い。その解決には、噴霧粒径の微粒化が極めて有効である。微粒化によって急速燃焼が可能となるので短炎、完全・低空気比燃焼が達成され、低NOx化の手段が執り易くなる。従来の衝突噴霧は、超微粒化の有力な手段であるが、2つの噴霧の中心を一致させる必要がある。これに対し本発明に係る壁面衝突噴霧は、噴霧2の中心がずれても差支えない。
There are strong demands for short flame, complete combustion, low air ratio, and low NOx in oil burners. In order to solve this problem, atomization of the spray particle size is extremely effective. Since atomization makes rapid combustion possible, short flame and complete / low air ratio combustion are achieved, and it is easy to take measures to reduce NOx. The conventional impinging spray is an effective means of atomization, but the centers of the two sprays need to coincide. On the other hand, in the wall surface collision spray according to the present invention, the center of the
低負荷時に燃焼用空気量が減少して旋回力が低下し、これによって火炎6の求心力が少なくなる。これを防ぐには、壁面3と耐火壁7の隙間を小さくする機構や旋回翼の設置などによって燃焼用空気の旋回力を補う。
When the load is low, the amount of combustion air is reduced, and the turning force is reduced, whereby the centripetal force of the
壁面3を多角形や星形にしたり切り込みを入れると燃焼用空気の流れが不均一になるので、濃淡燃焼や分割火炎になって低NOx燃焼になる。小容量バーナを複数個並べると噴霧は細かくなり、バーナ毎の燃焼量や空気量を変えると濃淡燃焼や2段燃焼が得られ、低NOx化を図ることができる。
If the
図1の実施例では壁面3は平面であるが、これを円錐形または曲面形にすることもできる。この場合は凸面を噴霧2に向けるように配置する。これにより、噴霧2が円錐面または曲面の凸面に衝突することになり、噴霧2の同心円上の噴霧粒子は反射角度が微妙に変わって、二次噴霧4は特殊な空間分布を有することになる。これは火炎の形状を変化させ、燃料の燃焼特性や低NOxに有利な影響を与える。
粘度の高い燃料は、燃料と壁面3の何れか一つまたは両方を加熱すれば噴霧の粘度が低下して粘着・合体しなくなるから粒径が小さくなる。燃料の加熱には、電熱などが、また壁面3の加熱には、電熱などの他、火炎6が用いられる。
In the embodiment of FIG. 1, the
A high-viscosity fuel has a smaller particle size because either one or both of the fuel and the
低負荷(低油量)になって燃焼用空気の流量が少なくなるとその旋回力が弱くなるので、図1の噴霧器1,覆い8,壁面3が一体になって矢印9で示す図の右側へ移動すると、壁面3と耐火壁7の隙間が小さくなるので燃焼用空気の流速が高くなり、旋回力が保たれる。これだけで旋回力が十分でない場合には、図示しない旋回翼をこの隙間など適当な位置に設けて旋回力を保つ。
Since the swirl force is weakened when the flow rate of combustion air decreases due to a low load (low oil amount), the sprayer 1, the
図1のバーナを複数箇並べて設けたものが、他の実施例として考えられる。この場合には、図示しないが図1のバーナがボイラの前壁に適当な間隔を置いて平行に並べられる。 One in which a plurality of burners of FIG. 1 are arranged side by side is considered as another embodiment. In this case, although not shown, the burner of FIG. 1 is arranged in parallel with a suitable space on the front wall of the boiler.
1 噴霧器
2 噴霧
3 壁面
4 二次噴霧
5 送風管
6 火炎
7 耐火壁
8 覆い
9 摺動機構
10 噴霧器
11 噴霧器
12 噴霧
13 噴霧
14 噴霧
15 送風管
16 火炎
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013156337A JP2015025634A (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Oil burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=52490424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013156337A Pending JP2015025634A (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Oil burner |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015025634A (en) |
-
2013
- 2013-07-29 JP JP2013156337A patent/JP2015025634A/en active Pending
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