JPH02176306A - 液体燃料霧化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、−４的には液体燃料を微粒化するための液体
燃料霧化装置に関するものであり、例えばファンヒータ
、ボイラ、給湯器、乾燥機或いはガスタービン、内燃機
関等に適用される。

〔従来の技術］ 従来、液体燃料の霧化方式としては、噴射ノズルの噴射
口から高圧で液体燃料または液体燃料と空気を噴射する
方式や、超音波振動により液体燃料を微粒化する方式が
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来の方式のうち、高圧で液体燃料または
液体燃料と空気を噴射する方式は、第２図のＢ線に示す
ように、低流量域で微粒化が悪く、加えて高圧の空気が
必要であるため電力消費が犬であり、さらに、初Ｍ着火
時の排ガス特性の忠化が問題になっている。すなわち、
この方式では空気と燃料の混合を図るために強い旋回流
を与える必要があり、一方、初期着火時には燃焼室自体
が低温のため、噴射された液滴が燃焼室壁面に付着する
。その結果、最初は空燃比が希薄状態となって不完全燃
焼になるため、臭気、ＨＣ，、ＣＯが増大することにな
る。

また、超音波振動により液体燃ｔ４を微粒化する方式に
おいては、第２図のＡ線に示すように、高ｖＬＮ域では
大きな液滴を生じるため、燃焼四の調節範囲の大きさを
示すターンダウン比（最大燃焼量と最小燃焼量とを示す
比）を大δこすることができないという問題を有してい
る。

本発明は上記問題を解決するものであって、超音波振動
による液体燃料の微粒化と気流微粒化とを組み合わせろ
ことにより、低流量域から高流量域まで良好な液体燃料
の霧化を促進させ、高ターンダウン比を得ることを可能
にすると共に、初期着火時の排ガス特性を向上させるこ
とができる液体燃料霧化装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段］ そのために本発明の液体燃料霧化装置は、振動子を超音
波振動させる超音波振動発生手段と、前記振動子の周囲
に形成される空気通路と、該空気通路に配置される旋回
流発生手段と、前記振動子の霧化面に対向して設けられ
る燃料噴射ノズルとを備え、低負荷時には超音波振動に
より液体燃料を微粒化させ、高負荷時には旋回流により
液体燃料を微粒化させることを特徴とする。

（作用） 本発明においては例えば第１図に示すように、初ｙ！Ｊ
１着火時には、超音波振動のみにより液体燃料を微粒化
させ、高負荷時には、燃料が旋回空気流により微粒化さ
れる。従って、第２図のＣ線に示すように、低流量域か
ら高流量域まで良好な液体燃料の霧化を促進させ、高タ
ーンダウン比を得ることができる。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図において、本発明の液体撚ｔ４ｆｆｉ化装置は、
大略、振動子１、振動子ホルダ２、噴射ノズル体３、燃
料供給管５、空気供給管６、旋回流発生手段７、超音波
発生手段９から構成される。

振動子ホルダ２の中心には中空孔１ｏが形成され、振動
子ホルダ２の内部には、燃料供給管５と連通ずる燃料通
路１１が形成される。また、振動子ホルダ２を貫通し中
空孔！０に開口する空気供給管６が設けられる。一方、
噴射ノズル体３の中心には中空孔１２、ボス部１３が形
成されると共に、噴射ノズル体３の内部には、前記燃料
通路１１と連通し中空孔１２に開口する燃料噴射ノズル
Ｉ５が形成される。燃料供給管５および空気供給管６に
は夫々開閉弁５ａ、６ａが設けられる。

振動子１の先端には、ｎ化面を形成するホーン形状の振
動子ホーン１６が設けられると共に、他端に鍔部１７、
超音波発生手段９が固定されている。振動子ｌは、前記
振動子ホルダ２および噴射ノズル体３の中心孔１０．１
２を貫通し、振動子１に設けられた鍔部１７を振動子ホ
ルダ２の上部段部に、ｉ！置し、カバー１９でボルト２
ｏにより固定される。振動子１と噴射ノズル体３の間に
は、旋回流発生手段７が配置される。該旋回流発生手段
７は、具体的には複数のスクリュウ形状の羽根からなり
、空気流が該羽根を通過する際に空気流に旋回力を与え
るようにするものである。

上記構成からなる本発明の制御方法について説明する。

初期着火時（低負荷時）には、開閉弁５ａを開き、開閉
弁６ａを閉じると共に、超音波発生手段９を駆動させて
振動子ｌを振動させる。燃料は、燃料供給管５、燃料通
路！■、噴射ノズル１５がら振動子ホーン１６に衝突し
ここで超音波振動のみにより微粒化される。従って、燃
料液体のペネトレーション（貫通力）が小さく、燃焼室
壁面への付着が少ないため、高スワール（旋回力）をか
けずに完全燃焼が可能となる。なお、消火時も同様に動
作させる。

通常運転時（高負荷時）には、開閉弁５ａ、６ａを開く
と共に、超音波発生手段９を停止させる。

空気は、空気供給管６、振動子ホルダ２の中心孔１０を
通り、旋回流発生手段７を通過する際に空気流に旋回力
が与えられる。そして、燃料が噴射ノズル体 より、混合微粒化された後、振動子ホーン１６に衝突し
ここで更に微粒化される。

第２図は、従来例と本発明による場合とで、燃料流量に
対する微粒化特性を示している。図中、Ａは超音波振動
のみによる場合、Ｂは気流微粒化による場合、Ｃは本発
明による場合の微粒化特性を示し、本発明においては、
低流量域から高流量域まで良好な液体燃料の霧化を促進
させ、高ターンダウン比を得ることができるものである
。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。

例えば、上記実施例においては、振動子ホーン１６を拡
径のホーン形状としているが、階段形状等、要するに燃
料と空気が衝突する構造であればよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、低流量域から高流量域ま
で良好な液体燃料の霧化を促進させ、高ターンダウン比
を得ることができる。

また、初期着火時の臭気、ｌＩｃ、、Ｃｏの発生が低減
され、排ガス特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体燃料霧化装置の１実施例を示す断
面図、第２図は微粒化特性を説明するための図である。 ｌ・・・振動子、２・・・振動子ホルダ、３・・・噴射
ノズル体、訃・・燃料供給管、６・・・空気供給管、７
・・・旋回流発生手段、９・・・超音波発生手段、１５
・・・燃料噴射ノズル、１６・・・振動子ホーン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動子を超音波振動させる超音波振動発生手段と
   、前記振動子の周囲に形成される空気通路と、該空気通
   路に配置される旋回流発生手段と、前記振動子の霧化面
   に対向して設けられる燃料噴射ノズルとを備え、低負荷
   時には超音波振動により液体燃料を微粒化させ、高負荷
   時には旋回流により液体燃料を微粒化させることを特徴
   とする液体燃料霧化装置。