JPH0443165B2 - - Google Patents
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- JPH0443165B2 JPH0443165B2 JP30740887A JP30740887A JPH0443165B2 JP H0443165 B2 JPH0443165 B2 JP H0443165B2 JP 30740887 A JP30740887 A JP 30740887A JP 30740887 A JP30740887 A JP 30740887A JP H0443165 B2 JPH0443165 B2 JP H0443165B2
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D5/00—Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、家庭用石油ストーブから工業窯炉ま
での幅広い範囲における液体燃料の燃焼装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a liquid fuel combustion device that can be used in a wide range of applications from household kerosene stoves to industrial kilns.
(従来の技術)
液体燃料の燃焼には、ストーブのように暖房を
目的とした燃焼や、被加熱物を加熱するための燃
焼、あるいは内燃機関のような動力発生機関とし
ての燃焼等がある。(Prior Art) Combustion of liquid fuel includes combustion for the purpose of heating as in a stove, combustion for heating a heated object, and combustion as a power generating engine such as an internal combustion engine.
従来の燃焼は、液体燃料を直接気化させて燃焼
させるか、または噴霧装置によつて一度細かい霧
状に分裂させて燃焼させるかのいずれかの燃焼方
法が用いられている。 Conventional combustion methods include either directly vaporizing and combusting liquid fuel, or splitting it into fine mist using a spray device and then combusting it.
前者の直接気化燃焼は、一般家庭用石油ストー
ブで多用されており、ポツト式(実開昭58−
35713号公報)や芯式(特開昭58−203307号、特
開昭60−64134号各公報)あるいは気化式
(JIS3030)に代表される。 The former type of direct vaporization combustion is often used in general household kerosene stoves.
35713), the core type (Japanese Patent Application Laid-open Nos. 58-203307 and 60-64134), and the vaporization type (JIS 3030).
ポツト式は燃料を蒸発皿によつて蒸発燃焼させ
る方式で、気化部と燃焼部が一体となつている。
芯式は燃料タンク中に挿入したアスベスト等の芯
に燃料を吸収して蒸発しやすいようにその表面積
が拡大されている。着火すると炎は芯全部に広が
り燃焼を継続する。 The pot type uses an evaporation plate to evaporate and burn the fuel, and the vaporization section and combustion section are integrated.
The wick type has a wick of asbestos or other material inserted into the fuel tank that absorbs the fuel and has an expanded surface area to facilitate evaporation. When ignited, the flame spreads throughout the wick and continues burning.
また、気化式は燃料を気化室又は気化管内で蒸
発させた後、燃焼部で燃焼させる方式で、気化部
と燃焼部が区分されているものである。 Further, the vaporization type is a method in which the fuel is evaporated in a vaporization chamber or a vaporization tube and then burned in a combustion section, and the vaporization section and the combustion section are separated.
一方、噴霧燃焼は家庭用石油ストーブでも一部
使用されているが、その多くは工業窯炉ボイラー
等で多用されている。この燃焼は液体燃料を細か
い油滴に霧化させ、空気との接触面積を増大さ
せ、蒸発と燃焼反応の促進がはかられる方式であ
る。 On the other hand, although spray combustion is used in some household oil stoves, it is mostly used in industrial furnace boilers and the like. This combustion atomizes liquid fuel into fine oil droplets, increasing the area of contact with air and promoting evaporation and combustion reactions.
一般に使用される油バーナは、ロータリーバー
ナ、ジエツトバーナ(蒸気噴霧、空気噴霧、機械
噴霧)、特殊バーナ(ガンタイプ高圧噴霧、低圧
噴霧)等によつて燃焼させるものである。また、
一種の点火装置として液体燃料を泡沫化して電気
火花により着火させる例もみられる(特公昭49−
42018号、特開昭47−38368号公報)。 Commonly used oil burners include rotary burners, jet burners (steam atomization, air atomization, mechanical atomization), special burners (gun type high pressure atomization, low pressure atomization), and the like. Also,
There is also an example of a type of ignition device in which liquid fuel is turned into foam and ignited by an electric spark (Special Publication No. 49-
No. 42018, Japanese Unexamined Patent Publication No. 47-38368).
(発明が解決しようとする問題点)
液体燃料を直接気化させるポツト式等の燃焼方
法は、点火後、燃焼室が十分温められるまでは、
燃焼を急速に増加させることが困難であり、石油
ストーブ等では、点火後暖かくなるまで結構時間
を要する。また、芯式等の燃焼方式では、燃焼量
の可変範囲が狭く、外気条件や室の大きさによつ
てはいつも快適な暖をとることができない。(Problems to be Solved by the Invention) In the pot-type combustion method, which directly vaporizes liquid fuel, after ignition, until the combustion chamber is sufficiently warmed,
It is difficult to increase combustion rapidly, and it takes a considerable amount of time for kerosene stoves and the like to become warm after ignition. In addition, with combustion methods such as the wick type, the range in which the amount of combustion can be varied is narrow, and depending on the outside air conditions and the size of the room, it is not always possible to provide comfortable warmth.
更に、点火時や消化時の臭いはいかんともしが
たく、石油ストーブは臭いのするものであるとい
つた観念のあることは周知の事実である。 Furthermore, it is a well-known fact that there is a belief that kerosene stoves emit a smell, as the odor produced when ignited or extinguished is unbearable.
特に消化時の臭いは安全性との兼合いもあつ
て、速やかに消す必要があり、(例えば、JISでは
地震等の振動または誤まつて器具を転倒させた場
合には、10秒以内で消えることを義務づけてい
る)、その反動として、消化時の臭いがかえつて
強くなる傾向にあるのが実情である。 In particular, odors during digestion must be eliminated quickly due to safety considerations (for example, JIS stipulates that if the equipment is shaken by an earthquake or accidentally knocked over, it will disappear within 10 seconds). As a reaction to this, the fact is that the smell of digestion tends to become even stronger.
これは、消化操作後、それだけ早く炎がなくな
ることであり、例えば石油ストーブの場合には、
消化後も灯芯や・ポツトから燃料蒸気が蒸発して
おり、それがまだ熱い燃焼筒内に通過する時に、
刺激臭を有するアルデヒド等に酸化させるため強
い臭となり、不快感を与える等の問題となつてい
る。 This means that the flame disappears faster after the extinguishing operation, for example in the case of a kerosene stove.
Even after extinguishing, fuel vapor still evaporates from the wick or pot, and as it passes into the still-hot combustion cylinder,
It oxidizes to aldehydes and the like that have a pungent odor, resulting in a strong odor that causes discomfort and other problems.
一方、噴霧燃焼方式として、幾種類もの燃焼器
はあるものの、いずれも油滴が空気と共に噴霧さ
れる時に、油滴群は広い粒径分布を有し、各粒子
は互いに相互作用を呈しながら、異なつた方向に
異なつた速度で移動する。 On the other hand, although there are many types of combustors for the spray combustion method, in all of them, when oil droplets are sprayed together with air, the oil droplets have a wide particle size distribution, and each particle interacts with each other. Move in different directions and at different speeds.
従つて、噴霧燃焼は均一性を欠き、油滴は蒸発
と混合の過程が不十分のまま、火炎前面に到達し
拡散炎にかこまれることになり、不均一炎となり
易い。従つて、被加熱物の局部過熱を起し易い等
の問題がある。 Therefore, the spray combustion lacks uniformity, and the oil droplets reach the front of the flame and are surrounded by the diffusion flame without undergoing sufficient evaporation and mixing processes, which tends to result in a non-uniform flame. Therefore, there are problems such as local overheating of the object to be heated.
また、油を噴霧するための設備が必要となり、
動力費等のランニングコストも高くなる欠点があ
つた。 Additionally, equipment for spraying oil is required.
The disadvantage was that running costs such as power costs were high.
特公昭49−42018号公報や特開昭47−38368号公
報に掲示されている例は、点火装置として機能す
るものであつて、継続的な燃焼を安定して行う手
段にはなりえない。 The examples disclosed in Japanese Patent Publication No. 49-42018 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-38368 function as ignition devices, and cannot be used as means for stably performing continuous combustion.
(問題点を解決するための手段)
本発明は液体燃料の燃料量可変範囲の拡大と、
点火および消化時の臭い防止と、噴霧の不均一炎
を改善するため、液体燃焼を泡沫化して継続燃焼
させる燃焼器を提供するものである。(Means for Solving the Problems) The present invention expands the range of variable fuel amount of liquid fuel,
To provide a combustor that converts liquid combustion into foam and continuously burns it, in order to prevent odor during ignition and extinguishment, and to improve uneven flame spray.
ここで、泡沫とは、液体燃料の薄膜で空気や酸
素等の気体を包囲した気泡の集合体をいう。具体
的には灯油等の液体燃料中に空気等の気体を吹き
込んで得られるものであり、泡沫化促進のため、
発泡剤を添加して得られるものをも包含する。 Here, the foam refers to an aggregate of bubbles surrounding a gas such as air or oxygen with a thin film of liquid fuel. Specifically, it is obtained by blowing gas such as air into liquid fuel such as kerosene, and to promote foaming,
It also includes those obtained by adding a blowing agent.
この泡沫の燃焼において、注目すべき特性は、
従来と違つた状態で、燃料と空気との接触面積を
増大させることができ、蒸発と燃焼反応の促進が
はかられることである。 The noteworthy characteristics of this foam combustion are:
It is possible to increase the contact area between fuel and air in a manner different from conventional methods, thereby promoting evaporation and combustion reactions.
本発明は、このような泡沫化した燃料を安定し
て燃焼させ、かつ燃焼量の可変範囲を拡大させた
燃焼装置である。 The present invention is a combustion device that stably burns such foamed fuel and expands the variable range of combustion amount.
第1図は、本発明の構成を示す断面図、第2図
は平面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the present invention, and FIG. 2 is a plan view.
図において1は燃焼器、2は集泡筒、3はオリ
フイス、4は泡沫生成器、5は多孔質エレメント
を示す。泡沫生成器4には外部から液体燃料を供
給するための燃料供給管6が接続されている。 In the figure, 1 is a combustor, 2 is a bubble collector, 3 is an orifice, 4 is a foam generator, and 5 is a porous element. A fuel supply pipe 6 for supplying liquid fuel from the outside is connected to the foam generator 4.
一方、泡沫生成器4の内部には多孔質エレメン
ト5が設置されており、外部から空気等の気体を
供給できるように起泡用空気供給管7が接続され
ている。8は燃焼用二次空気供給管、9は二次空
気供給孔である。 On the other hand, a porous element 5 is installed inside the foam generator 4, and a foaming air supply pipe 7 is connected thereto so that gas such as air can be supplied from the outside. 8 is a secondary air supply pipe for combustion, and 9 is a secondary air supply hole.
燃焼器1は、下方にオリフイス3があり、側部
は円筒状または方形に形成された筒体であつて、
二次空気供給孔9が多数開設されている。 The combustor 1 is a cylindrical body with an orifice 3 at the bottom and a cylindrical or rectangular side part,
A large number of secondary air supply holes 9 are provided.
したがつて、泡沫化された燃料は、集泡筒2か
らオリフイス3に至り、その開孔10から燃焼器
1に供給され、泡沫の気泡中に含む空気および二
次空気供給孔9から供給される空気によつて容易
に燃焼され、上方に火炎が形成される。 Therefore, the foamed fuel reaches the orifice 3 from the bubble collection tube 2, is supplied to the combustor 1 through the opening 10, and is supplied through the air contained in the bubbles of the foam and the secondary air supply hole 9. It is easily combusted by the surrounding air, forming a flame upward.
第3図に本発明による液体燃料の燃焼状態を示
す。 FIG. 3 shows the combustion state of the liquid fuel according to the present invention.
hは泡沫の上昇高さである。11は燃料、12
は起泡用空気、13は燃焼用二次空気を示す。 h is the rising height of the foam. 11 is fuel, 12
13 indicates bubbling air, and 13 indicates secondary combustion air.
多孔質エレメント5は焼結金属あるいは多孔質
セラミツクス等が用いられる。泡沫生成器4に供
給される液体燃料は、この多孔質エレメント5か
ら噴出する微細な気流により容易に発泡する。 The porous element 5 is made of sintered metal, porous ceramics, or the like. The liquid fuel supplied to the foam generator 4 is easily foamed by the fine airflow ejected from the porous element 5.
燃焼器1は、集泡筒2の上部にオリフイス3を
介して一体構造で形成されているが、分割されて
いてもかまわない。 The combustor 1 is formed integrally with an orifice 3 interposed in the upper part of the bubble collector cylinder 2, but the combustor 1 may be divided into parts.
一般に、灯油等の液体燃料のみで得られる泡沫
の発泡倍率(泡沫体積/液体燃料体積)は、おお
よそ5〜50倍である。これに対して、泡沫中の空
気(酸素)のみで完全燃焼させるには、発泡倍率
として、約9000倍(酸素の場合1900倍)必要とな
る。 Generally, the foaming ratio (volume of foam/volume of liquid fuel) of foam obtained only with liquid fuel such as kerosene is approximately 5 to 50 times. On the other hand, in order to achieve complete combustion using only the air (oxygen) in the foam, the foaming ratio needs to be approximately 9000 times (1900 times in the case of oxygen).
従つて、泡沫燃焼には起泡用空気12とは別に
燃焼用空気13が必要である。この燃焼用空気1
3は二次空気供給管8から供給し、燃焼器1の側
部に取付けた孔9から吐出させて燃料を完全燃焼
させる。14は生成される燃焼火炎を示す。 Therefore, combustion air 13 is required in addition to foaming air 12 for foam combustion. This combustion air 1
3 is supplied from a secondary air supply pipe 8 and discharged from a hole 9 attached to the side of the combustor 1 to completely burn the fuel. 14 indicates the combustion flame generated.
燃焼器1に接続させる集泡筒2内の泡沫2′は、
燃焼火炎14の輻射熱を受けると消泡が促進さ
れ、泡沫の粒径や薄膜の厚さが不均一となり、脈
動燃焼を引起す。 Foam 2' in the bubble collection tube 2 connected to the combustor 1 is
When exposed to radiant heat from the combustion flame 14, defoaming is promoted, the particle size of the foam and the thickness of the thin film become non-uniform, causing pulsating combustion.
本発明は、燃焼器1と集泡筒2の間にオリフイ
ス(絞り機構)3を設け、燃焼器1で生じる火炎
14から、集泡筒2の内部への直接輻射を抑制す
るものである。従つて、泡沫2′の消泡が最小に
おさえられ、安定燃焼を継続する。 The present invention provides an orifice (throttle mechanism) 3 between the combustor 1 and the bubble collecting tube 2 to suppress direct radiation from the flame 14 generated in the combustor 1 into the bubble collecting tube 2. Therefore, defoaming of the foam 2' is suppressed to a minimum, and stable combustion continues.
また、オリフイス3は燃焼器1の方向に円錐状
に広げた盃状の形状であることが望ましい。こう
することによつて泡沫の蒸発に作用する面積を可
変とし、蒸発量可変装置としての機能をもたせる
ことができる。15は蒸発量可変機能部を示す。 Further, it is desirable that the orifice 3 has a cup-like shape that expands conically in the direction of the combustor 1. By doing so, the area that acts on the evaporation of foam can be made variable, and the device can function as an evaporation amount variable device. Reference numeral 15 indicates an evaporation amount variable function section.
起泡用空気12の流量を変化させて、泡沫上昇
高さhをコントロールし、泡沫2′の蒸発面積を
変えることにより自在に燃焼量を制御する。これ
によつて、その燃焼可変制御範囲を大幅に改善し
た。 By changing the flow rate of the foaming air 12 to control the rising height h of the foam, and by changing the evaporation area of the foam 2', the amount of combustion can be freely controlled. This greatly improved the combustion variable control range.
第4図は、本発明の他の実施例を示すが、燃焼
器1に設置した円錐状に広がりを持つた蒸発量可
変機能部15の構造が段階15a,15b,15
cように階段状に構成したものである。 FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, in which the structure of the evaporation amount variable function section 15 installed in the combustor 1 and having a conical spread is set at stages 15a, 15b, 15.
It has a step-like structure as shown in c.
従つて、本実施例では、燃焼量を大きく3段階
に分けて燃焼制御する場合に適してきる。なお、
段数はこれに限定されない。段階15a,15
b,15cには、それぞれ垂直に伸びる断面積の
変化しない部分が存在し、起泡用空気12の変動
あるいは、他の要因で泡沫上昇高さhが多少変化
しても、泡沫の蒸発面積が各々、同一垂直部内の
変化であれば、燃焼量はほぼ一定である。従つ
て、燃焼負荷をいくつかの段階に分けて制御する
場合に適している。 Therefore, this embodiment is suitable for controlling combustion by dividing the combustion amount into three stages. In addition,
The number of stages is not limited to this. Steps 15a, 15
b and 15c, each has a vertically extending portion whose cross-sectional area does not change, and even if the foam rising height h changes somewhat due to fluctuations in the foaming air 12 or other factors, the foam evaporation area will not change. For each change within the same vertical section, the combustion amount is approximately constant. Therefore, it is suitable for controlling the combustion load in several stages.
なお、オリフイス3の構造を単に1枚のプレー
トで絞る構造としてもよいが、その場合は燃焼火
炎14の輻射熱を受ける影響が大きい。オリフイ
ス3の温度がある程度上昇した方が良い場合もあ
るが、燃料の性状等により適宜に設定する。 Note that the orifice 3 may have a structure in which the orifice 3 is simply constricted by one plate, but in that case, the influence of the radiant heat of the combustion flame 14 is large. Although it may be better to raise the temperature of the orifice 3 to a certain extent, this should be set appropriately depending on the properties of the fuel, etc.
一般に集泡筒2内への輻射伝熱(時間輻射)
は、影響は小さいものの消泡を促進することにな
るので、本発明の第1の実施例ではオリフイス構
造を盃状としてくびれ部を形成し、最大絞り部の
外側を空気等で冷却し、集泡筒2内への間接輻射
伝熱を抑制するようにしている。 Generally, radiant heat transfer into the bubble collecting tube 2 (time radiation)
Although the influence is small, it promotes defoaming. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the orifice structure is shaped like a cup to form a constricted part, and the outside of the maximum constriction part is cooled with air etc. Indirect radiation heat transfer into the bubble tube 2 is suppressed.
(発明の効果)
以上、詳しく説明したように、本発明は液体燃
料を泡沫化して燃焼させる燃焼器で、従来の直接
気化させて燃焼させる方法に比べて、点火時に芯
あ使わないで容易に着火させることができると共
に、点火直後の燃焼量制御も簡単にできる等の泡
沫化燃焼特有の利点のほかに、更に燃焼の安定化
および燃焼量の可変範囲を拡大し適用範囲を大幅
に改善するものである。(Effects of the Invention) As explained in detail above, the present invention is a combustor that burns liquid fuel by turning it into foam, which is easier to ignite without using a wick, compared to the conventional direct vaporization method. In addition to the unique advantages of foam combustion, such as being able to ignite and easily controlling the amount of combustion immediately after ignition, it also stabilizes combustion and expands the variable range of combustion amount, greatly improving the range of applications. It is something.
更に、点火、消化に際しての臭気の発生も大幅
に減少される効果をも奏する。 Furthermore, it has the effect of significantly reducing the generation of odor during ignition and extinguishing.
第1図は本発明の構成を示す縦断面図、第2図
は平面図、第3図は本発明による燃焼状態を説明
する説明図、第4図は本発明の他の実施例を示す
説明図である。
1:燃焼器、2:集泡筒、3:オリフイス、
4:泡沫生成器、5:多孔質エレメント、9:二
次空気供給孔、10:開孔、15:蒸発量可変機
能部。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of the present invention, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the combustion state according to the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. It is a diagram. 1: Combustor, 2: Foam collector, 3: Orifice,
4: Foam generator, 5: Porous element, 9: Secondary air supply hole, 10: Open hole, 15: Evaporation amount variable function section.
Claims (1)
て、燃焼器と該燃焼器に燃料を送る集泡筒との間
にオリフイスを設けたことを特徴とする液体燃料
の燃焼装置。 2 オリフイスの形状が燃焼器の方向に円錐状に
広げた盃状であつて、蒸発量可変機能を有するよ
うに形成した特許請求の範囲第1項記載の燃焼装
置。 3 オリフイスの形状が燃焼器の方向に段階状に
広げた形状である特許請求の範囲第1項又は第2
項記載の燃焼装置。 4 オリフイス形状が盃状または段階状に広げた
形状であつて、くびれ部を有し外部から冷却でき
るように構成した特許請求の範囲第1項、第2項
又は第3項記載の燃焼装置。[Scope of Claims] 1. A liquid fuel combustion device for turning liquid fuel into foam and combusting it, characterized in that an orifice is provided between a combustor and a bubble collecting tube that sends fuel to the combustor. 2. The combustion device according to claim 1, wherein the orifice has a cup-like shape that expands conically in the direction of the combustor, and is formed to have a variable evaporation amount function. 3. Claim 1 or 2, in which the shape of the orifice is expanded in stages in the direction of the combustor.
Combustion device as described in section. 4. The combustion device according to claim 1, 2, or 3, wherein the orifice shape is a cup-like shape or a stepped shape, and has a constricted part so that it can be cooled from the outside.
Priority Applications (1)
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JPH01150706A JPH01150706A (en) | 1989-06-13 |
JPH0443165B2 true JPH0443165B2 (en) | 1992-07-15 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30740887A Granted JPH01150706A (en) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Burner for liquid fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01150706A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0221106A (en) * | 1988-07-08 | 1990-01-24 | Nippon Steel Corp | Liquid fuel-burner |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP30740887A patent/JPH01150706A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01150706A (en) | 1989-06-13 |
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