JP3921597B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として気化器内で液体燃料を気化させて空気と混合し、その混合ガスを燃焼させる液体燃料燃焼装置に関するものである。

従来の液体燃料燃焼装置に、アースリングの側面に空気取り入れ口（開口）を設け、この空気取り入れ口より、弱燃焼中は火炎根元部に、強燃焼中は火炎先端部にというように、燃焼量に応じて最適の場所へ最適量の二次空気を取り込み、燃焼を完結することによりＣＯ，ＮＯｘの発生を抑制すようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３２４７０６号公報（第２−３頁、図１）

特許文献１の燃焼装置においては、アースリング（本発明の燃焼リングと同じ）の側面に設けた開口より最適量の二次空気を火炎の最適な場所に導入することにより、ＮＯｘの抑制を行っているが、送り込む場所がアースリング側面に設けた開口の形状や面積に依存しているため、燃焼中の分品の熱膨張や火炎形状のバラツキなどにより、ＮＯｘの抑制効果が安定しないという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、燃焼リングに高輻射塗料を塗布することにより燃焼リングの冷却効果を促進し、燃焼リングによって火炎の温度を下げることにより、燃焼排ガス中のＮＯｘ成分を安定して抑制するようにした液体燃料燃焼装置を提供することを目的としたものである。

本発明に係る液体燃料燃焼装置は、液体燃料を気化させて燃焼空気と混合させる気化器と、該気化器の上部に設けられ前記気化器で混合された混合ガスを燃焼させるバーナヘッドと、該バーナヘッドの周囲に設けられ燃焼火炎を保炎する燃焼リングとを備え、該燃焼リングを円筒状の周壁と該周壁の下部に設けた取付部とによって構成し、前記周壁の内外面のみに高輻射塗料を塗布したものである。

本発明は、燃焼リングの周壁の内外面のみに高輻射塗料を塗布したので、燃焼リングの周壁の外面に塗布された高幅射塗料は燃焼リングの放熱を促進し、一方、燃焼リングの周壁の内面に塗布された高幅射塗料は火炎からの吸熱を促進して、更に火炎の温度を低下させることができるため、排ガス中のＮＯｘ成分を大幅に抑制することができる。

図１は本発明の一実施の形態に係る液体燃料燃焼装置の要部の縦断面図である。
図において、１は燃焼器、２は燃焼器１内に設けられて燃焼ノズル６から送り込まれた液体燃料を気化する筒状の気化器で、上面外周にはヒーズヒータ４が埋め込まれたフランジ状の支持部３が設けられている。７は気化した混合ガスを燃焼させるバーナヘッドで、有天円筒状に形成されて下部外周に設けたフランジ部が気化器２の支持部３の上面に取付けられており、周壁には複数の炎口８が設けられている。９は気化器２の上端部に取付けられ、気化した燃料と燃焼用空気とを均一に混合するための混合板、１０はバーナヘッド７と混合板９との間に配設され、気化器２の上端部に取付けられた整流板である。

１２はバーナヘッド７の外周に設けられ、バーナヘッド７で燃焼している火炎１１から熱を回収すると共に、火炎１１を上方に導く（保炎する）燃焼リングである。
この燃焼リング１２は、図２、図３に示すように、円筒状の周壁１３と、周壁１３の下端部内周に設けたフランジ状の取付部１４とからなり、取付部１４が気化器２の支持部３の上部外周に設けた段部５に取付けられている。そして、この燃焼リング１２の表面には、高輻射塗料１５（例えば、オキツモ（株）で販売するクールテック（商品名）と称する輻射率が０．９以上の高輻射塗料）が塗布されている。

次に、上記のように構成した本発明に係る液体燃料燃焼装置の作用について説明する。
ヒーズヒータ４に通電して気化器２を予熱し、気化器２の予熱が完了するとある一定温度に保たれている気化器２内に燃料ノズル６から液体燃料が供給されて瞬時に気化され、燃焼器１内に送り込まれた燃焼用空気と混合して混合ガスとなる。この混合ガスはバーナヘッド７に送られて炎口８から外方へ噴射し、点火プラグ（図示ぜす）により燃焼して燃焼火炎１１が発生する。この燃焼火炎１１は、燃焼リング１２により保炎される。

この場合、燃焼リング１２の周壁の内外面には高幅射塗料１５が塗布されているため、燃焼リング１２の周壁の外面に塗布された高幅射塗料１５により燃焼リング１２は周囲の空気への熱伝達に加えて、幅射熱によって放熱が行われる。そのため、高幅射塗料１５が塗布されていない場合と比較すると、燃焼リング１２自体の温度が低下する（高幅射塗料１５の幅射率が０．９の場合、燃焼リング１２の温度は約２００℃低下する）。温度が低下した燃焼リング１２は、燃焼リング１２に接している燃焼火炎１１から熱を奪うため、燃焼火炎１１の温度が低下する。更に、燃焼リング１２の周壁の内面に塗布された高幅射塗料１５により燃焼火炎１１からの吸熱を促進し、より一層燃焼火炎１１の温度が低下する。その結果、周囲温度の上昇を抑えながら燃焼排ガス中のＮＯｘ成分を大幅に抑制することができる。

ところで、燃焼リング１２の全表面に高輻射塗料１５を塗布するためには、燃焼リング１２を吊すなどして、あらゆる方面から塗装しなければならないため、自動機の使用が困難であり、加工の手間がかかるばかりでなく、二重塗りになる部分が生じて塗装の膜厚が一定にならない等の問題が生じる。

このような問題を解決するため、本発明においては、高輻射塗料１５を、図２、図３に示すように、気化器２と接触する取付部１４を除き周壁１３の内外面のみに塗布するようにした。このように、高輻射塗料１５の塗布面を周壁１３のみに限定することにより、自動機による１回塗りが可能になり、加工性が向上すると共に高輻射塗料１５の膜厚が均一で高品質の塗装を行うことができた。こうして燃焼リング１２の周壁１３の内外面にのみ高輻射塗料１５を塗布した場合でも、前述したようなＮＯｘ低減効果を得ることができる。
また、燃焼リング１２の気化器２と接触する部分、すなわち、取付部１４に高輻射塗料を塗布しないことにより、気化器２側への輻射熱の伝達を防止できるため、気化器２の温度を上昇させることがなく、前述のＮＯｘ低減効果を安定して得ることができる。

本発明の一実施の形態に係る液体燃料燃焼装置の要部の縦断面図である。 図１の燃焼リングの斜視図である。 図２の燃焼リングの縦断面図である。

符号の説明

１ 燃焼器、２ 気化器、６ 燃料ノズル、７ バーナヘッド、１１ 火炎、１２ 燃焼リング、１３ 周壁、１４ 取付部、１５ 高輻射塗料。

Claims (1)

1. 液体燃料を気化させて燃焼用空気と混合させる気化器と、該気化器の上部に設けられ前記気化器で混合された混合ガスを燃焼させるバーナヘッドと、該バーナヘッドの周囲に設けられ燃焼火炎を保炎する燃焼リングとを備え、
   該燃焼リングを円筒状の周壁と該周壁の下端部に設けた取付部とによって形成し、前記周壁の内外面のみに高輻射塗料を塗布したことを特徴とする液体燃料燃焼装置。

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