JPH0429208Y2 - - Google Patents

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JPH0429208Y2
JPH0429208Y2 JP1987072999U JP7299987U JPH0429208Y2 JP H0429208 Y2 JPH0429208 Y2 JP H0429208Y2 JP 1987072999 U JP1987072999 U JP 1987072999U JP 7299987 U JP7299987 U JP 7299987U JP H0429208 Y2 JPH0429208 Y2 JP H0429208Y2
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combustion chamber
chamber housing
combustor
housing
ultrasonic
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【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、一般に、超音波霧化装置付き燃焼器
に関し、特に例えば、ボイラや給湯器、乾燥機及
びガスタービン等の燃焼器に好適な超音波霧化装
置付き燃焼器に関する。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention generally relates to a combustor equipped with an ultrasonic atomizer, and particularly relates to an ultrasonic atomizer suitable for combustors such as boilers, water heaters, dryers, and gas turbines. Regarding a combustor with an atomizer.

従来の技術 一般に、超音波霧化装置を具備したボイラや給
湯器或いはガスタービンのごとき燃焼器にあつて
は、前記燃焼器の燃焼室ハウジング内に、前記超
音波霧化装置を構成している超音波燃料霧化部材
たる振動子ホーンの霧化領域を臨ましめるととも
に、該振動子ホーンを高周波発振器のごとき超音
波振動発生手段にて超音波振動せしめることによ
つて、前記霧化領域に供給される液体燃料を燃料
噴霧に生成せしめ、然る後に該燃料噴霧を前記燃
焼室ハウジング内に送り込むようになつている。
上述した振動子ホーンとしては、例えば、既に本
出願人が行なつた特許出願や実用新案登録出願に
係るもので霧化領域たる振動子ホーン先端部に向
うにつれて次第に大径となつて先端部が最大径に
なつている所謂拡径形振動子ホーンや、或いは霧
化領域に複数段のエツヂ部が形成されている所謂
段付タイプの振動子ホーン等が好適に適用され
る。ところで、上述したごとき構成の振動子ホー
ンを超音波振動発生手段にて超音波振動せしめる
ことによつて、該振動子ホーンからは極めて微細
な粒径の燃料噴霧を得ることができるが、該燃料
噴霧自信は小さな運動エネルギーしか持つていな
いために、該燃料噴霧自信の持つ運動エネルギー
だけでは、該燃料噴霧を導入された外気と混合さ
せることによつて適宜な混合比を持つた混合気を
形成することができず、燃焼器を高負荷燃焼させ
たり、短炎で且つ煤の発生のない状態で燃焼を行
なわせたりすることができなつかつた。
BACKGROUND ART Generally, in a combustor such as a boiler, water heater, or gas turbine equipped with an ultrasonic atomizer, the ultrasonic atomizer is configured within the combustion chamber housing of the combustor. The atomizing region of a vibrator horn serving as an ultrasonic fuel atomizing member is brought into view, and the vibrator horn is ultrasonically vibrated by ultrasonic vibration generating means such as a high frequency oscillator, thereby supplying the atomizing region to the atomizing region. liquid fuel is formed into a fuel spray, which is then directed into the combustion chamber housing.
The above-mentioned vibrator horn, for example, is related to a patent application or a utility model registration application already filed by the present applicant, and the diameter of the vibrator horn gradually increases as it approaches the tip of the vibrator horn, which is the atomization area. A so-called enlarged-diameter vibrator horn having the maximum diameter, a so-called stepped type vibrator horn having a plurality of edge portions formed in the atomization region, etc. are suitably used. Incidentally, by causing the vibrator horn configured as described above to vibrate ultrasonically using an ultrasonic vibration generating means, it is possible to obtain fuel spray with extremely fine particle size from the vibrator horn. Since the spray itself has only a small kinetic energy, the kinetic energy of the fuel spray itself is insufficient to form a mixture with an appropriate mixing ratio by mixing the fuel spray with the introduced outside air. Therefore, it was not possible to perform high-load combustion in the combustor or to perform combustion with a short flame and no soot generation.

そこで、このような事実に鑑みて、燃焼器本体
内に、外部から導入された燃焼用空気に旋回流を
発生される例えば攪乱体のごとき旋回流発生手段
を設け、この旋回流発生手段たる攪乱体に、外部
から導入された燃焼用空気を通すことによつて該
燃焼用空気に旋回流を生ぜしめ、この旋回流によ
り前記燃料噴霧との間で適宜な混合比を持つた混
合気を形成するごとき提案が行なわれた。
Therefore, in view of this fact, a swirling flow generating means such as a stirrer, which generates a swirling flow in the combustion air introduced from the outside, is provided in the combustor main body, and By passing combustion air introduced from the outside through the combustion air, a swirling flow is generated in the combustion air, and this swirling flow forms an air-fuel mixture with an appropriate mixing ratio with the fuel spray. A number of proposals were made.

考案が解決しようとする問題点 しかるに、上述したごとき構成の超音波霧化装
置付き燃焼器にあつては、旋回流発生手段たる攪
乱体を、燃焼器本体内に配設しなければならない
ので、燃焼器の構造が複雑化するとともに大型化
せざるを得ないという不具合があつた。そのう
え、前記攪乱体の前記燃焼器本体内における配設
位置によつては、燃料垂れが生じたり或いは煤が
燃焼器内に堆積したり燃焼器壁面等に付着したり
するごとき不具合もあつた。
Problems to be Solved by the Invention However, in the case of a combustor equipped with an ultrasonic atomizer having the above-mentioned configuration, a disruptor serving as a means for generating a swirling flow must be disposed within the combustor main body. The problem was that the structure of the combustor became complicated and it had to be larger. Furthermore, depending on the position of the disruptor within the combustor body, there have been problems such as fuel dripping or soot depositing within the combustor or adhering to the combustor wall.

このような不具合を解消することを目的とし
て、本考案者等は、前述した燃焼器本体内に、該
燃焼器本体内に導入された燃焼用空気に旋回流を
発生させて該旋回流により前記超音波振動子ホー
ンにて生成された燃料噴霧を前記燃焼室ハウジン
グ内に送り込むことが可能なように、前記外気導
入部と前記燃焼室ハウジングとを連通する連通機
構を設けた超音波霧化装置付き燃焼器を提案する
に到つたものである。
In order to eliminate such problems, the present inventors generated a swirling flow in the combustion air introduced into the combustor main body, and the swirling flow caused the above-mentioned An ultrasonic atomizer provided with a communication mechanism that communicates the outside air introduction part and the combustion chamber housing so that fuel spray generated by an ultrasonic vibrator horn can be sent into the combustion chamber housing. This led us to propose a combustor with a combustor.

上述したごとき構成の超音波霧化装置付き燃焼
器を試作して実験を行つた所、燃焼器本体内に導
入された燃焼用空気は、前記連通機構を通過して
燃焼室ハウジング内に流入するに際して、強い旋
回流となり、この強い旋回流が、前記燃料噴霧を
燃焼室ハウジング内部の点火プラグのごとき点火
手段の配設位置へと確実に搬送するので、燃料垂
れが生ずることがなく又煤の発生等も極めて少な
い良好な燃焼状態を得ることができた。しかしな
がら、前述した旋回流が燃焼室ハウジング内に流
入すると、該旋回流によつて該燃焼室ハウジング
の中心軸上に長炎が形成されることが判明した。
そこで、本考案者等は、上述した構成の超音波霧
化装置付き燃焼器に更に改良を施しこの改良によ
つて、前記長炎の発生を抑制することが可能な装
置を開発することができた。
When we experimented with a prototype combustor equipped with an ultrasonic atomizer configured as described above, we found that the combustion air introduced into the combustor main body passes through the communication mechanism and flows into the combustion chamber housing. At this time, a strong swirling flow is created, and this strong swirling flow reliably transports the fuel spray to the location of the ignition means such as the spark plug inside the combustion chamber housing, thereby preventing fuel dripping and eliminating soot. Good combustion conditions with very little generation were achieved. However, it has been found that when the swirling flow described above flows into the combustion chamber housing, a long flame is formed on the central axis of the combustion chamber housing due to the swirling flow.
Therefore, the present inventors further improved the combustor with the ultrasonic atomization device configured as described above, and through this improvement, they were able to develop a device that can suppress the generation of the long flame. Ta.

本考案は、係る技術的成果に基づくものであ
る。
The present invention is based on such technical results.

目 的 従つて本考案は、上述した事実に鑑みて創案さ
れたものであつて、その目的は、燃料垂れが生じ
たり或いは煤が燃焼器内に堆積したり燃焼器壁面
等に付着したりするがごとき不具合が生じないの
は勿論、燃焼器の内部構造を複雑化することなし
に燃焼室ハウジング内の長炎の発生を抑制するこ
とができ、もつて燃焼器全体のより一層の小型化
を図ることができるとともに、より一層の高負荷
燃焼をも実現することができる超音波霧化装置付
き燃焼器を提供することである。
Purpose Therefore, the present invention was devised in view of the above-mentioned facts, and its purpose is to prevent fuel dripping or soot from accumulating in the combustor or adhering to the combustor wall surface, etc. Not only does it not cause problems such as flames, but it also suppresses the generation of long flames in the combustion chamber housing without complicating the internal structure of the combustor, thereby making the combustor even more compact. It is an object of the present invention to provide a combustor equipped with an ultrasonic atomizer that can achieve even higher load combustion.

問題点を解決するための手段 上記目的は、本考案に係る超音波霧化装置付き
燃焼器によつて達成される。要約すれば本考案
は、燃焼室ハウジングと該燃焼室ハウジングと隣
接するとともに、該燃焼室ハウジングに対して外
気を導入する外気導入部とを有する燃焼器本体ハ
ウジングと、前記燃焼器本体ハウジング内に、供
給された液体燃料を超音波振動にて霧化せしめる
超音波燃料霧化部材を臨ませた超音波霧化装置と
を具備した超音波霧化装置付き燃焼器において、
前記燃焼器本体ハウジング内に、前記外気導入部
に導入された外気に旋回流を発生させて該旋回流
により前記超音波燃料霧化部材にて生成された燃
料噴霧を前記燃焼室ハウジング内に送り込むこと
が可能なように、前記外気導入部と燃焼室ハウジ
ングとを連通する連通機構を設け、前記燃焼室ハ
ウジング内に、前記旋回流によつて前記燃焼室ハ
ウジング内を旋回流動する燃焼ガスを受けて該旋
回流動中の燃焼ガスを拡散させる燃焼ガス拡散機
構を設けたことを特徴とする超音波霧化装置付き
燃焼器である。
Means for Solving the Problems The above object is achieved by a combustor with an ultrasonic atomizer according to the present invention. In summary, the present invention provides a combustor main body housing having a combustion chamber housing and an outside air introduction part that is adjacent to the combustion chamber housing and introduces outside air into the combustion chamber housing; In a combustor equipped with an ultrasonic atomizer, the ultrasonic atomizer includes an ultrasonic fuel atomizer facing an ultrasonic fuel atomizer that atomizes the supplied liquid fuel by ultrasonic vibration,
A swirling flow of the outside air introduced into the outside air introduction portion is generated in the combustor main body housing, and the swirling flow causes fuel spray generated by the ultrasonic fuel atomization member to be sent into the combustion chamber housing. A communication mechanism is provided to communicate the outside air introduction part and the combustion chamber housing, and the combustion gas flowing in the combustion chamber housing by the swirling flow is received in the combustion chamber housing. The present invention is a combustor equipped with an ultrasonic atomizer, characterized in that a combustion gas diffusion mechanism is provided to diffuse the combustion gas in the swirling flow.

実施例 以下、図面により、本考案の一実施例に従う超
音波霧化装置付き燃焼器について説明する。
Embodiment Hereinafter, a combustor with an ultrasonic atomizer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本考案の一実施例に従う超音波霧化
装置付き燃焼器を示す。本考案の一実施例に従う
超音波霧化装置付き燃焼器の概要は、第1図を参
照して明らかなように、燃焼室ハウジング30
と、該燃焼室ハウジング30の外周部を部分的に
囲包するとともに該囲包されている燃焼室ハウジ
ング30の外壁面との間で、該燃焼室ハウジング
30によつて画定される燃焼室空間に対して外気
を導入する外気導入部20を形成する送風筒1と
から成る燃焼器本体ハウジングと、前記送風筒1
と連通しているとともに前記送風筒1内に燃焼用
空気を送り込む送風機2と、超音波振動子ホーン
6を、前記送風筒1を介して前記燃焼室ハウジン
グ30内に臨ませている超音波霧化装置とから成
るものである。前述した超音波霧化装置付き燃焼
器の構成について、更に詳述すれば、前記燃焼室
ハウジング30と前記送風筒1とは第2図を裏面
方向から見ると、ともに円筒形状を呈し、同心状
に配設されている。前記燃焼室ハウジング30
は、断面が略コ字形状を呈し、その先端部(第1
図右側)から内奥部(第1図左側)に到る区間の
途中までは大径に、そして残りの区間にかけては
小径に設定されて燃焼室空間を形成している。前
記燃焼室ハウジング30の前記内奥部側の小径に
設定された燃焼室空間には、前記内奥部に近接さ
せて点火手段即ち点火プラグ10,10が互いに
対向するようにして配設固定されている。前記内
奥部の前記点火プラグ10,10の先端部と対応
する部位には、前記燃焼室ハウジング30を構成
する部材が略垂直に折り曲げられて前記外気導入
部20と連通し、燃料噴霧と燃焼用空気との混合
気を前記点火プラグ10,10に向けて案内する
混合気案内孔22が形成されている。前記点火プ
ラグ10,10は、夫々配線を介して点火用トラ
ンス11と接続されており、該点火用トランス1
1にて昇圧された点火用の高電圧の給電を受けて
前記混合気案内孔22を介して送りこまれた混合
気に点火するようになつている。前述した送風筒
1の上部には、前述送風機2と連通し該送風機2
によつて送り込まれた燃焼用空気を前記外気導入
部20へと送風する送風管21が開口していると
ともに、前記送風筒1の前記混合気案内孔22が
形成されている部位と対応する部位には、先端部
を前記混合気案内孔22に臨ませた前記超音波振
動子ホーン6の基部5が、取り付けられている。
前記送風管21の開口部は、第2図を参照して明
らかなように、後述する空気旋回ノズル9によつ
て生ずる空気旋回流をより強力なものとするため
に、送風筒1の円周方向に偏心させて設けられて
いる。前記送風筒1、燃焼室ハウジング30、混
合気案内孔22、及び超音波振動子ホーン6の相
対位置関係は、超音波振動子ホーン6を中心とし
てその周囲に混合気案内孔22、燃焼室ハウジン
グ30の小径部、送風筒1、燃焼室ハウジング3
0の大径部の順に同心円状を呈するように配設さ
れているものである。前記超音波振動子ホーン6
について更に詳述すれば、該超音波振動子ホーン
6の基部5には、該超音波振動子ホーン6ととも
に超音波霧化装置を構成している電気/音響交換
素子4が取り付けられており、一方該超音波振動
子ホーン6の先端部は、先端部に向うに従つて
徐々に大径となつて先端部が最大径を呈する所謂
拡径形となつていて、この拡径形に形成された部
位の外周面が、供給された液体燃料を受けて一担
液体燃料の薄膜を形成した後超音波振動によつて
燃料噴霧とする霧化領域になつている。前記超音
波振動子ホーン6の基部5に取り付けられている
電気/音響変換素子4は、該電気/音響交換素子
4に対して高周波の電力を給電し、該電気/音響
交換素子4とともに超音波振動発生手段を形成す
る高周波発振器12に接続されており、前記超音
波振動子ホーン6を超音波振動させるものであ
る。
FIG. 1 shows a combustor with an ultrasonic atomizer according to an embodiment of the present invention. The outline of a combustor equipped with an ultrasonic atomizer according to an embodiment of the present invention is as shown in FIG.
and an outer wall surface of the combustion chamber housing 30 that partially surrounds the outer periphery of the combustion chamber housing 30 and is surrounded by the combustion chamber space defined by the combustion chamber housing 30. a combustor body housing consisting of a blower tube 1 forming an outside air introduction section 20 for introducing outside air into the combustion chamber;
A blower 2 that communicates with the air blower and sends combustion air into the blower tube 1, and an ultrasonic vibrator horn 6 that faces into the combustion chamber housing 30 through the blower tube 1. It consists of a conversion device. To explain in more detail the configuration of the combustor equipped with the ultrasonic atomizer described above, the combustion chamber housing 30 and the blower tube 1 both have a cylindrical shape when viewed from the back side in FIG. It is located in The combustion chamber housing 30
The cross section is approximately U-shaped, and the tip (first
The combustion chamber space is formed by having a large diameter in the middle of the section from the right side in the figure to the innermost part (the left side in Fig. 1), and a small diameter in the remaining section. Ignition means, that is, spark plugs 10, 10 are disposed and fixed in the combustion chamber space set to have a small diameter on the inner inner side of the combustion chamber housing 30 in close proximity to the inner inner side so as to face each other. ing. A member constituting the combustion chamber housing 30 is bent approximately vertically at a portion corresponding to the tips of the spark plugs 10, 10 in the innermost part and communicates with the outside air introduction part 20, so that fuel spray and combustion occur. A mixture guide hole 22 is formed to guide the mixture with the air for use toward the spark plugs 10, 10. The spark plugs 10, 10 are each connected to an ignition transformer 11 via wiring, and the ignition transformer 1
The air-fuel mixture fed through the air-fuel mixture guide hole 22 is ignited by receiving the high voltage power for ignition boosted at step 1. The upper part of the above-mentioned blower tube 1 communicates with the above-mentioned blower 2.
A blow pipe 21 for blowing the combustion air sent by the air to the outside air introduction section 20 is open, and a portion corresponding to a portion of the blow tube 1 where the mixture guide hole 22 is formed. A base portion 5 of the ultrasonic transducer horn 6 is attached to the ultrasonic transducer horn 6 with its tip facing the air-fuel mixture guide hole 22 .
As is clear with reference to FIG. 2, the opening of the blow tube 21 is formed around the circumference of the blow tube 1 in order to make the air swirl flow generated by the air swirl nozzle 9, which will be described later, more powerful. It is provided eccentrically in the direction. The relative positional relationship between the blower tube 1, the combustion chamber housing 30, the air-fuel mixture guide hole 22, and the ultrasonic vibrator horn 6 is such that the air-fuel mixture guide hole 22, the combustion chamber housing 30 small diameter parts, blower tube 1, combustion chamber housing 3
They are arranged so as to form concentric circles in the order of the large diameter portion. The ultrasonic transducer horn 6
More specifically, an electric/acoustic exchange element 4, which together with the ultrasonic transducer horn 6 constitutes an ultrasonic atomization device, is attached to the base 5 of the ultrasonic transducer horn 6. On the other hand, the tip of the ultrasonic transducer horn 6 has a so-called expanded diameter shape that gradually becomes larger toward the tip and has a maximum diameter at the tip. The outer circumferential surface of the area serves as an atomization area that receives the supplied liquid fuel, forms a thin film of the liquid fuel, and then forms a fuel spray by ultrasonic vibration. The electric/acoustic conversion element 4 attached to the base 5 of the ultrasonic transducer horn 6 supplies high frequency power to the electric/acoustic exchange element 4, and generates ultrasonic waves together with the electric/acoustic exchange element 4. It is connected to a high frequency oscillator 12 forming a vibration generating means, and causes the ultrasonic vibrator horn 6 to vibrate ultrasonically.

更に前述した超音波振動子ホーン6の基部5に
は、開口部軸線が前述超音波振動子ホーン6の霧
化領域に向けて設定された燃料供給ノズル55が
取り付けられている。前記燃料供給ノズル55
は、燃料供給管8を介して燃料ポンプ7と接続さ
れており、該燃料ポンプ7の駆動によつて燃料供
給管8内を流動してきた液体燃料を受けて、前記
超音波振動子ホーン6の霧化領域に供給するよう
になつている。
Further, a fuel supply nozzle 55 is attached to the base 5 of the ultrasonic vibrator horn 6 described above, and the opening axis thereof is set toward the atomization area of the ultrasonic vibrator horn 6. The fuel supply nozzle 55
is connected to a fuel pump 7 via a fuel supply pipe 8, and receives the liquid fuel flowing through the fuel supply pipe 8 by driving the fuel pump 7, and causes the ultrasonic vibrator horn 6 to It is adapted to supply the atomization area.

本考案に従えば、前記燃焼器本体内には、前記
外気導入部20に導入された燃焼用空気に旋回流
を発生させて、該旋回流により前記超音波振動子
ホーン6の霧化領域にて生成された燃料噴霧を前
記燃焼室ハウジング30によつて形成される燃焼
室空間内に送り込むことが可能なように、前記外
気導入部20と前記燃焼室空間とを連通する連通
機構即ち空気旋回ノズル9が前記燃焼室ハウジン
グ30の小径部に設けられるとともに、前記燃焼
室ハウジング30内には、前記旋回流によつて前
記燃焼室ハウジング30内を旋回流動する燃焼ガ
スを受けて該旋回流動中の燃焼ガスを拡散させる
燃焼ガス拡散機構即ち内部ハウジング13と該内
部ハウジング13の開口部を塞ぐ蓋体14が設け
られる。
According to the present invention, a swirling flow is generated in the combustion air introduced into the outside air introduction part 20 in the combustor main body, and the swirling flow causes the atomization region of the ultrasonic vibrator horn 6 to be generated. A communication mechanism, that is, an air swirling mechanism that communicates the outside air introduction part 20 and the combustion chamber space so that the fuel spray generated by the combustion chamber housing 30 can be sent into the combustion chamber space formed by the combustion chamber housing 30. A nozzle 9 is provided in a small diameter portion of the combustion chamber housing 30, and a nozzle 9 is provided in the combustion chamber housing 30 to receive the combustion gas swirling inside the combustion chamber housing 30 due to the swirling flow. A combustion gas diffusion mechanism, ie, an internal housing 13 for diffusing combustion gas, and a lid 14 for closing an opening of the internal housing 13 are provided.

本実施例においては、前記空気旋回ノズル9
は、第2図破線にて図示するこどく前記燃焼室ハ
ウジング30の円周方向に略等間隔で4個配設さ
れており、前記各々の空気旋回ノズル9は、夫々
の軸線方向が前記燃焼室ハウジング30の壁面の
接線方向と一致するように設定されているもので
ある。又、本実施例において、前述した燃焼ガス
拡散機構は、前記燃焼室ハウジング30を形成し
ている大径部内に設けられ、前記燃焼ガス拡散機
構を形成する内部ハウジング13は、前記燃焼室
ハウジング30と続く前記燃焼ガスの旋回流の移
動方向に延在している多孔部材によつて構成され
ており、該内部ハウジング13とともに燃焼ガス
拡散機構を形成する前記蓋体14は、断面がくの
字形状に形成されていて前記内部ハウジング13
の前記燃焼ガスの旋回流の移動方向に開口してい
る開口部を塞ぐようになつている。前記内部ハウ
ジング13と前記蓋体14とは協働して前記内部
ハウジング13内を旋回流動している燃焼ガスを
図示のごとく前記多数の孔から内部ハウジング1
3外へと流出させ拡散燃焼させるものである。更
に本考案の一実施例に従えば、前記燃焼室ハウジ
ング30の大径部の内周面即ち、前記燃焼室ハウ
ジング30の前記内部ハウジング13と対向して
いる部位の内周面に、耐火材3が配設されてお
り、該耐火材3は、前記内部ハウジング13から
流出してきた燃焼ガスにより高温に熱せられて、
燃焼の安定化、燃焼室ハウジング30内における
燃焼の完結化に寄与せしめられるようになつてい
る。
In this embodiment, the air swirl nozzle 9
Four air swirling nozzles 9 are arranged at approximately equal intervals in the circumferential direction of the combustion chamber housing 30, as shown by broken lines in FIG. It is set to coincide with the tangential direction of the wall surface of the chamber housing 30. Further, in this embodiment, the combustion gas diffusion mechanism described above is provided within the large diameter portion forming the combustion chamber housing 30, and the internal housing 13 forming the combustion gas diffusion mechanism is provided within the combustion chamber housing 30. The cover body 14, which forms a combustion gas diffusion mechanism together with the internal housing 13, has a dogleg-shaped cross section. The inner housing 13 is formed in
The opening opening in the moving direction of the swirling flow of the combustion gas is closed. The internal housing 13 and the lid body 14 cooperate to direct the combustion gas swirling and flowing inside the internal housing 13 through the many holes into the internal housing 1 as shown in the figure.
3. It flows out to the outside and causes it to diffuse and burn. Furthermore, according to an embodiment of the present invention, a refractory material is provided on the inner circumferential surface of the large diameter portion of the combustion chamber housing 30, that is, on the inner circumferential surface of the portion of the combustion chamber housing 30 that faces the internal housing 13. 3 is disposed, and the refractory material 3 is heated to a high temperature by the combustion gas flowing out from the internal housing 13.
This contributes to stabilization of combustion and completion of combustion within the combustion chamber housing 30.

上述したごとき構成の超音波霧化装置付き燃焼
器において、送風機2から送風管21を介して外
気導入部20に送り込まれた燃焼用空気は、第1
図矢印にて図示するごとく、その一部は空気旋回
ノズル9方向に流動し、又その残りは超音波振動
子ホーン6の基部5に沿つて混合気案内孔22方
向に流動する。前述した超音波振動子ホーン6の
基部5方向へと流動した空気は、前記超音波振動
子ホーン6の基部に沿つて前記超音波振動子ホー
ン6の霧化領域に向つて移動し、前記超音波振動
子ホーン6の霧化領域にて生成された燃料噴霧と
混合して適宜な混合比を持つた混合気を形成しな
がら、燃焼室ハウジング30内へと流入する。他
方前記空気旋回ノズル9から燃焼室ハウジング3
0内へと流入する空気は、前記空気旋回ノズル9
を通過する際に強い旋回流となつて燃焼室ハウジ
ング30内に流入し、この旋回流の持つ運動エネ
ルギーによつて、前記混合気案内孔22を介して
燃焼室ハウジング30内に流入した混合気を点火
プラグ10,10方向へと搬送する。
In the combustor with the ultrasonic atomizer configured as described above, the combustion air sent from the blower 2 to the outside air introduction part 20 via the blow pipe 21 is
As shown by arrows in the figure, a part of the air flows toward the air swirling nozzle 9, and the rest flows toward the air-fuel mixture guide hole 22 along the base 5 of the ultrasonic transducer horn 6. The air that has flowed in the direction of the base 5 of the ultrasonic transducer horn 6 described above moves along the base of the ultrasonic transducer horn 6 toward the atomization region of the ultrasonic transducer horn 6, and the air flows toward the atomization area of the ultrasonic transducer horn 6. The mixture flows into the combustion chamber housing 30 while mixing with the fuel spray generated in the atomization region of the sonic vibrator horn 6 to form an air-fuel mixture having an appropriate mixing ratio. On the other hand, from the air swirl nozzle 9 to the combustion chamber housing 3
The air flowing into the air swirling nozzle 9
When passing through the air-fuel mixture, it becomes a strong swirling flow and flows into the combustion chamber housing 30, and due to the kinetic energy of this swirling flow, the air-fuel mixture flows into the combustion chamber housing 30 through the air-fuel mixture guide hole 22. is conveyed in the direction of the spark plugs 10, 10.

ところで、本考案者等が前記燃焼室ハウジング
30の大径部内に内部ハウジング13及び蓋体1
4が設けられていない従来型の燃焼器にて燃焼実
験を行なつた所、外気導入部20に導入された燃
焼用空気が空気旋回ノズル9を通過する際に生じ
た強い旋回流は、燃焼室ハウジング30内部を該
燃焼室ハウジング30の内奥部側から先端部側に
向けて移動し、しかもこの旋回流によつて数百ミ
リメートル程度の長さを持つた長炎が燃焼室ハウ
ジング30の中心軸上に形成されることが判明し
た。そこで、本考案者等は、この長炎の発生を抑
制することを目的として、前記第1図にて図示し
たごとき構成の前記内部ハウジング13と蓋体1
4とから成る燃焼ガス拡散機構を燃焼室ハウジン
グ30の大径部に配設するとともに前記燃焼室ハ
ウジング30の大径部内周面に耐火材3を配設し
た超音波霧化装置付き燃焼器を試作し、この試作
した装置を使用して燃焼実験を行なつた結果、第
1図にて図示するように内部ハウジング13と蓋
体14とによつて画定された燃焼室空間内を旋回
流動する燃焼ガスは、前述した多数の孔から分散
して内部ハウジング13外へと流出するので、従
来のような数百ミリメートルもの長さを持つた長
炎は発生せず、しかも、前記分散して前記内部ハ
ウジング13外へと流出してくる燃焼ガスによつ
て前記耐火材3が、高温に熱せられるので、前記
燃焼室ハウジング30内において燃焼の完結化が
図れるのみならず、燃焼の安定化、高負荷燃焼の
実現を図ることも可能となつた。
By the way, the present inventors installed the internal housing 13 and the lid body 1 in the large diameter part of the combustion chamber housing 30.
When a combustion experiment was conducted in a conventional combustor that was not equipped with a The flame moves inside the combustion chamber housing 30 from the innermost side of the combustion chamber housing 30 toward the tip side, and due to this swirling flow, a long flame with a length of about several hundred millimeters is moved inside the combustion chamber housing 30. It was found that it is formed on the central axis. Therefore, in order to suppress the occurrence of this long flame, the inventors of the present invention have designed the inner housing 13 and the lid body 1 to have the structure shown in FIG. 1.
A combustor with an ultrasonic atomizer is provided, in which a combustion gas diffusion mechanism consisting of 4 is disposed in a large diameter part of the combustion chamber housing 30, and a refractory material 3 is disposed on the inner peripheral surface of the large diameter part of the combustion chamber housing 30. As a result of making a prototype and conducting a combustion experiment using this prototype device, it was found that as shown in FIG. Since the combustion gas is dispersed and flows out of the inner housing 13 through the many holes described above, a long flame with a length of several hundred millimeters as in the conventional case is not generated. Since the refractory material 3 is heated to a high temperature by the combustion gas flowing out of the internal housing 13, not only can combustion be completed within the combustion chamber housing 30, but also combustion can be stabilized and increased. It has also become possible to achieve load combustion.

以上説明したように、本考案に従う一実施例に
よれば、構造が簡単化することができ、火炎の保
炎性、安定性が良好で、且つ、短炎、高負荷、煤
の発生のない超音波霧化装置付き燃焼器を得るこ
とが可能となつた。更に短炎、高負荷燃焼が可能
となつたことによつて従来の燃焼器のように火炎
寸法の制約に起因する燃焼室ハウジングの小型化
に対する制限がなくなつたために従来の燃焼器と
比較してより一層の小型化を図ることも可能とな
つた。
As explained above, according to one embodiment of the present invention, the structure can be simplified, the flame holding property and stability are good, and there is no short flame, no high load, and no soot generation. It has become possible to obtain a combustor equipped with an ultrasonic atomizer. Furthermore, because short flame and high-load combustion are now possible, there is no longer a restriction on reducing the size of the combustion chamber housing due to flame size restrictions as in conventional combustors. It has also become possible to achieve further miniaturization.

考案の効果 以上説明したように、本考案によれば、燃焼垂
れが生じたり或いは煤が燃焼器内に堆積したり燃
焼器壁面等に付着したりするがごとき不具合が生
じないのは勿論、燃焼器の内部構造を複雑化する
ことなしに燃焼室ハウジング内の長炎の発生を抑
制することができ、もつて燃焼器全体のより一層
の小型化を図ることができるとともに、より一層
の高負荷燃焼をも実現することが可能な超音波霧
化装置付き燃焼器を提供することができる。
Effects of the invention As explained above, according to the invention, problems such as combustion dripping, soot accumulation in the combustor, or adhesion to the combustor wall, etc. do not occur, and the combustion The generation of long flames within the combustion chamber housing can be suppressed without complicating the internal structure of the combustor, making it possible to further downsize the combustor as a whole and reduce the burden on even higher loads. It is possible to provide a combustor with an ultrasonic atomizer that can also achieve combustion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本考案の一実施例に従う超音波霧化
装置付き燃焼器の構成を示す縦断面図である。第
2図は、本考案の一実施例に従う超音波霧化装置
付き燃焼器の構成を示す部分側面図である。 1……送風筒、3……耐火材、6……超音波振
動子ホーン、9……空気旋回ノズル、13……内
部ハウジング、14……蓋体、20……外気導入
部、30……燃焼室ハウジング。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a combustor equipped with an ultrasonic atomizer according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial side view showing the configuration of a combustor with an ultrasonic atomizer according to an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Blower tube, 3...Refractory material, 6...Ultrasonic vibrator horn, 9...Air swirl nozzle, 13...Inner housing, 14...Lid body, 20...Outside air introduction part, 30... Combustion chamber housing.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 1 燃焼室ハウジングと、該燃焼室ハウジングと
隣接するとともに、該燃焼室ハウジングに対し
て外気を導入する外気導入部とを有する燃焼器
本体ハウジングと;前記燃焼器本体ハウジング
内に、供給された液体燃料を超音波振動にて霧
化せしめる超音波燃料霧化部材を臨ませた超音
波霧化装置と;前記燃焼器本体ハウジング内に
て前記超音波霧化装置に近接して配置され、該
超音波霧化装置にて霧化された液体燃料に点火
し燃焼ガスとする点火手段とを具備した超音波
霧化装置付き燃焼器において、前記燃焼器本体
ハウジング内に形成され、前記外気導入部に導
入された外気に旋回流を発生させて該旋回流に
より前記超音波燃料霧化部材にて生成された燃
料噴霧を前記燃焼室ハウジング内に送り込むこ
とが可能なように、前記外気導入部と燃焼室ハ
ウジングとを連通する連通機構と;前記燃焼室
ハウジング内に、前記旋回流によつて前記燃焼
室ハウジング内を旋回流動する燃焼ガスを受け
て該旋回流動中の燃焼ガスを拡散させる燃焼ガ
ス拡散機構と;を設け、前記燃焼ガス拡散機構
は、前記燃焼室ハウジングと続く前記燃焼ガス
の旋回流の移動方向に延在している多孔部材か
ら成る内部ハウジングと、前記内部ハウジング
の前記燃焼ガスの旋回流の移動方向に開口して
いる開口部を塞ぐ蓋体とによつて構成されてお
り、前記内部ハウジング内を旋回流動中の燃焼
ガスは、前記多数の孔から内部ハウジング外へ
と流出することによつて拡散されることを特徴
とする超音波霧化装置付き燃焼器。 2 前記燃焼室ハウジングの前記内部ハウジング
と対向している部位の内側には、耐火材が配設
されていることを特徴とする実用新案登録請求
の範囲第1項記載の超音波霧化装置付き燃焼
器。 3 前記燃焼室ハウジングと前記燃焼器本体ハウ
ジングとは、ともに円筒形状を呈し、同心状に
配設されているとともに、前記連通機構は、前
記燃焼室ハウジングの円周方向に略等間隔で複
数個配設された空気旋回ノズルであり、前記
各々の空気旋回ノズルは、各々の軸線方向が前
記燃焼室ハウジングの壁面の接線方向と一致す
るように設定されていることを特徴とする実用
新案登録請求の範囲第1項又は第2項に記載の
超音波霧化装置付き燃焼器。
[Claims for Utility Model Registration] 1. A combustor main body housing having a combustion chamber housing and an outside air introduction part that is adjacent to the combustion chamber housing and introduces outside air into the combustion chamber housing; an ultrasonic atomization device in which an ultrasonic fuel atomization member for atomizing supplied liquid fuel by ultrasonic vibration is exposed in a housing; and an ultrasonic atomization device in the combustor body housing; In a combustor equipped with an ultrasonic atomizer, the combustor is equipped with an ignition means that is arranged adjacent to the ultrasonic atomizer and ignites the liquid fuel atomized by the ultrasonic atomizer to produce combustion gas. A swirling flow is generated in the outside air that is formed and introduced into the outside air introduction portion, and the swirling flow allows the fuel spray generated by the ultrasonic fuel atomization member to be sent into the combustion chamber housing. a communication mechanism that communicates the outside air introduction part with the combustion chamber housing; a communication mechanism that receives the combustion gas flowing in the combustion chamber housing by the swirling flow into the combustion chamber housing; a combustion gas diffusion mechanism for diffusing combustion gas; the combustion gas diffusion mechanism includes an internal housing including a porous member extending in a direction of movement of the swirling flow of the combustion gas following the combustion chamber housing; and a lid body that closes an opening of the internal housing that is open in the direction of movement of the swirling flow of the combustion gas, and the combustion gas flowing swirling inside the internal housing flows through the large number of holes. A combustor with an ultrasonic atomizer, characterized in that the combustor is diffused by flowing out from the inner housing. 2. The ultrasonic atomizer according to claim 1 of the registered utility model, characterized in that a refractory material is disposed inside a portion of the combustion chamber housing that faces the internal housing. combustor. 3. The combustion chamber housing and the combustor body housing both have a cylindrical shape and are arranged concentrically, and the communication mechanism includes a plurality of communication mechanisms arranged at approximately equal intervals in the circumferential direction of the combustion chamber housing. A utility model registration claim characterized in that the air swirling nozzles are arranged such that each of the air swirling nozzles is set such that the axial direction of each of the air swirling nozzles coincides with the tangential direction of the wall surface of the combustion chamber housing. A combustor with an ultrasonic atomizer according to item 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58182020A (en) * 1982-04-19 1983-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Burner

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JPS58182020A (en) * 1982-04-19 1983-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Burner

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