JPH04353304A - 液体燃料燃焼装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯・暖房機器等に使
用される液体燃料燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、石油燃焼機器においては、燃焼量
調節幅の拡大、低騒音化、小型化への要求が強くなって
きている。

【０００３】従来、給湯・暖房機器等に使用されている
液体燃料燃焼装置としては燃料を微粒化して拡散燃焼さ
せる方式の石油燃焼器が一般的に知られている。

【０００４】以下、図２を用いて従来技術について説明
する。図２は霧化拡散燃焼方式を示したものである。燃
料タンク１と燃料供給部２と、圧力噴霧ノズル３は、燃
料供給管４で連通して燃料の供給路を構成している。圧
力噴霧ノズル３は送風路５内部に配置され、燃焼室６に
臨んでいる。また、送風路５は送風ファン７に連通して
おり、送風路５の燃焼室６への開口端には旋回羽根８が
配置されている。

【０００５】上記構成において、燃料供給部２で設定圧
力まで加圧された燃料は、圧力噴霧ノズル３に供給され
、噴出孔９から噴出し、周囲空気との相対速度によって
生じるせん断力によって微粒化され燃焼室６へ噴霧され
る。一方燃焼用空気は送風ファン７より供給され、送風
路５を通り燃焼室６へ供給される。このとき旋回羽根８
により旋回流を形成し、圧力噴霧ノズル３より噴霧され
た燃料と燃焼反応し、火炎を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成においては、圧力噴霧ノズル３から噴出される噴
霧の粒子径が大きいので火炎長が長くなり機器の小型化
が難しかった。

【０００７】また、燃焼騒音は燃料粒子が急激に沸騰す
る際の破裂音によって発生するため、粒径が大きいと低
騒音化を図ることができなかった。

【０００８】更に、燃料粒子の粒径は、噴出する流体の
運動エネルギーによって決定されるので、噴出速度が小
さくなれば運動エネルギーも小さくなり十分な微粒化が
できなかった。即ち、噴出速度は燃料の燃焼量によって
決まるが、燃焼量が小さくなると噴出速度も小さくなり
運動エネルギーも小さくなる。したがって噴霧粒子径が
大きくなり良好な燃焼が得られなくなるため燃焼量調節
幅がとれなかった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、液体
燃料燃焼装置の低騒音化、小型化、燃焼量調節幅の拡大
を図ることを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、液体燃料を霧化する霧化器と、この霧化器で
生成した霧化粒子を搬送するための空気を供給する空気
供給手段と、前記霧化器の下流側に接続された炎口を有
するバーナ部と、この炎口と前記霧化器の間の少なくと
も一カ所に所定の粒子径以下の霧化粒子のみ通過させる
粒子選別手段を設けた構成としてある。さらに、その粒
子選別手段を３次元網目構造体で構成している。

【００１１】

【作用】本発明は上記構成によって、霧化器から霧化し
た燃料粒子の内、粒子径の小さな粒子のみを選別して空
気と混合した状態でバーナに送り込むため、霧化粒子で
予混合的に燃焼させることができるようになり火炎の短
炎化を図ることができる。また粒子径の小さな粒子のみ
を燃焼させるので、燃焼騒音を低減することができる。 さらに霧化量を変化させても一定の粒子径の粒子を得る
ことができるので、燃焼量調節幅を大きくとることがで
きる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図１を参照して説明す
る。

【００１３】図１において、１０は霧化器で、底部には
発振装置１１に接続された超音波振動子１２が取り付け
られている。１３は超音波振動子１２の上方の霧化器１
０内に形成された霧化室である。１４は空気供給手段で
ある送風ファンで、送風路１５を通して霧化室１３に空
気を供給する。１６は霧化器１０に液体燃料を供給する
燃料供給手段で、レベラー１７を介して霧化器１０と接
続されており、燃料面を一定に保っている。１８は霧化
器１０の下流側に設けられた送霧管、１９は送霧管１８
に接続されたバーナ部、２０は燃焼火炎が形成される炎
口である。２１は霧化器１０と炎口２０の間に設けられ
た粒子選別手段で、本実施例では霧化器１０の出口に設
けている。

【００１４】上記構成において、電源（図示せず）を投
入すると、発振装置１１、送風ファン１４が作動する。 発振装置１１の作動により超音波振動子１２が作動し、
霧化器１０内の液体燃料に超音波が照射される。超音波
によって霧化室１３内に液柱が形成され、この液柱表面
から微細な霧化粒子が生成する。

【００１５】送風ファン１４によって供給された空気は
送風路１５を通って霧化室１３の下方に供給され、霧化
粒子を搬送しながら混合し、送霧管１８を通してバーナ
部へ送られ炎口２０で燃焼される。この時、霧化器１０
の出口には粒子選別手段２１が設けてあるので空気によ
って混合されながら搬送されてきた霧化粒子のうち粒径
の大きな粒子は粒子選別手段によって篩い落とされ粒径
の小さな粒子のみが空気と混合した状態でバーナ部１９
に送られ炎口２０で燃焼される。

【００１６】一般に超音波振動子によって微粒化された
粒子は２０μｍ程度あり、このような燃料粒子を空気と
混合して予混合的に燃焼させても、燃料粒子と空気の混
合が悪く、燃料粒子表面から気化した燃料が燃焼するた
め、微視的には拡散燃焼となり炎口２０に形成される火
炎は黄炎になり、気化予混合燃焼のような青炎は得られ
にくい。

【００１７】しかし、本実施例では粒子選別手段２１を
設けているので、１０μｍ程度の小さな燃料粒子を得る
ことができる。従って、空気と良好な混合をした状態で
燃料粒子をバーナ部１９に供給でき、燃料粒子も瞬時に
気化できるので、予混合的燃焼で青炎を得ることができ
る。

【００１８】本発明のもうひとつの特徴は粒子選別手段
２１を金属、セラミック、耐油性プラスチック等の三次
元網目構造体で構成していることにある。例えば、粒子
選別手段２１に金網のようなものを使うと、霧化粒子を
選別するためにはかなり細かな目にしなければならない
が、目を細かくすると金網表面で液膜を形成し、ほとん
どの霧化粒子が結露してしまうので、バーナ部１９へ供
給される霧化粒子は大幅に減少する。したがって燃料に
対する空気の比率が多くなり燃焼は困難になる。

【００１９】しかし、本発明では粒子選別手段２１を三
次元網目構造体で構成しているので、効果的な粒子選別
を行なうことができる。即ち、三次元網目構造体は平均
気孔径は霧化粒子径よりもかなり大きい（数１００μｍ
〜）が、厚みを有する構造なので、霧化粒子の中で比較
的粒径の大きいものは三次元網目構造体を通過するうち
に構造体に衝突し、篩い落とされてしまう。これに対し
、粒径の小さなものは、空気の流れに乗って、三次元網
目構造体に衝突することなく通過してしまう。したがっ
て、金網を用いたときのような大幅な霧化粒子の減少も
なく、小さな粒子のみを選別してバーナ部に供給するの
で燃料に対する空気の比率も燃焼可能な範囲に設定する
ことができ、予混合的な良好な青炎燃焼を実現できる。

【００２０】本実施例では粒子選別手段２１は霧化器１
０の出口付近に設けているが、霧化器１０とバーナ部１
９との間であればどこでも良く、また複数ケ所に分割し
て設定しても良い。また、霧化器１０は本実施例では超
音波振動子１２を用いているが、小さな霧化粒子が得ら
れれば良く、たとえば二流体噴霧ノズルを用いることも
できる。

【００２１】以上のようにこの実施例の構成によれば、
液体燃料を霧化する霧化器１０と、この霧化器１０で生
成した霧化粒子を搬送するための空気を供給する空気供
給手段１４と、霧化器１０下流側に接続された炎口２０
を有するバーナ部１９と、この炎口２０と霧化器１０の
間の少なくとも一カ所に設けられた粒子選別手段２１を
有しているので、粒子径の小さな燃料粒子のみを選別し
て空気と混合し燃焼させることができ、気化予混合燃焼
と同様な青炎燃焼を実現することができる。

【００２２】したがって燃焼速度を拡散燃焼よりも大き
くし、火炎の短炎化を図ることができるので装置の小型
化が可能となる。また、粒子径の小さな粒子のみを燃焼
させるので、燃料粒子が沸騰する際の破裂音に起因する
燃焼騒音を低減することができる。さらに霧化器の能力
を調節して燃焼量を調節しても一定の大きさの粒子のみ
を燃焼させることができるので、燃焼量可変幅を大きく
とることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液体燃料燃
焼装置は液体燃料を霧化する霧化器と、霧化粒子を搬送
するための空気を供給する空気供給手段と霧化器下流側
に接続された炎口を有するバーナ部と、この炎口と霧化
器の間に所定の粒子以下の霧化粒子のみ通過させる粒子
選別手段を有した構成にしているため次のような効果が
得られる。 （１）粒子選別手段で粒子径の小さな粒子のみを選別す
ることがてきる。特に粒子選別手段を三次元網目構造体
で構成しているので、効果的な粒子選別が可能である。 （２）粒子径の小さな霧化粒子のみを空気と混合し、予
混合的燃焼をすることができるので火炎の短炎化を図り
機器の小型化を実現することができる。 （３）粒子径の小さな霧化粒子を得ることができるので
燃料粒子の沸騰の際に起こる破裂音に起因する燃焼騒音
を低減することができる。 （４）霧化器の能力を調節しても粒子選別手段によって
、一定の粒子径を得ることができるので、燃焼量調節幅
を大きくとることができる。

【００２４】以上のように、本発明によれば、瞬間性、
省電力という霧化燃焼の特徴を活かし、燃焼量調節幅の
拡大、機器の小型化、低騒音化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液体燃料燃焼装置の
断面図

【図２】従来の液体燃料燃焼装置の断面図

【符号の説明】

１０　　霧化器 １４　　空気供給手段 １９　　バーナ部 ２０　　炎口 ２１　　粒子選別手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体燃料を霧化する霧化器と、この霧化器
   で生成した霧化粒子を搬送するための空気を供給する空
   気供給手段と、前記霧化器の下流側に接続された炎口を
   有するバーナ部と、前記炎口と前記霧化器の間の少なく
   とも一カ所に設けられ、所定の粒子径以下の霧化粒子の
   み通過させる粒子選別手段を有した液体燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】上記粒子選別手段は、３次元網目構造体よ
   りなる請求項１記載の液体燃料燃焼装置。