JPH06221517A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

液体燃料燃焼装置

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JPH06221517A
JPH06221517A JP29282691A JP29282691A JPH06221517A JP H06221517 A JPH06221517 A JP H06221517A JP 29282691 A JP29282691 A JP 29282691A JP 29282691 A JP29282691 A JP 29282691A JP H06221517 A JPH06221517 A JP H06221517A
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Katsuhiko Uno
克彦 宇野
Katsuhiko Ishikawa
克彦 石川
Norio Yotsuya
規夫 肆矢
Tomomichi Asou
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0846Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with jets being only jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼の立ち上がりの瞬間性、燃焼量調節幅の
拡大と低騒音化、小型化を図ることのできる液体燃料燃
焼装置を提供することを目的とする。 【構成】 所定の角度に対向して設けられた少なくとも
2個以上の燃料ノズル19と、これら各々の燃料ノズル
19外周にあって、燃料ノズル19の噴出流に微粒化用
空気を供給する空気ノズル25とから微粒子装置を2を
構成し、微粒化用空気のせん断力で微粒化した後、さら
に噴流を衝突させ噴霧量の広い調節範囲で均一な微小粒
子を得る。微小な燃料粒子は微粒化用空気と一次空気と
ともに混合されて可燃混合気となり炎口13に供給さ
れ、予混合燃焼する。この構成により噴霧量の広い調節
範囲で均一な微小粒子が得られるので、燃焼量調節範囲
の拡大、燃焼騒音の低減が図れる。炎口13へは可燃混
合気が供給されるので、瞬時着火燃焼が可能である。ま
た、二次空気の供給により燃焼速度が大きくなり、火炎
の短炎化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、給湯・暖房機器等の熱
源に使用される液体燃料燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年石油燃焼機器においては、瞬間性、
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、この種の液体燃料燃焼装置は大別し
て、液体燃料を噴霧装置で微粒化し、燃焼粒子をそのま
ま燃焼させる装置と、液体燃料を一旦気化して燃焼させ
る装置のものがある。
【0004】例えば、前者の噴霧燃焼の装置は、図3に
示すように、燃料タンク31から供給された液体燃料は
ポンプ32で加圧され、燃料供給管33を通って、圧力
噴霧ノズル34から噴出して霧化され、燃焼室35に噴
霧される。そして、燃焼用空気は、送風ファン36によ
り送風路37を通り、燃焼室35へ供給される。このと
き、圧力噴霧ノズル34より噴霧された燃料と燃焼反応
し、火炎を形成する構成であった。
【0005】また、後者の気化燃焼の装置は、図4に示
すように、燃料タンク41から供給された液体燃料は、
ポンプ42によって送油管43を通り、ノズル44から
電気ヒータ45の埋め込まれた気化筒46で形成された
高温状態の気化室47へ液適となって送出され、加熱気
化される。燃焼用空気は送風ファン48により送風路4
9を通り、ノズル44の外周に設けたスロート部50か
ら気化室47へ供給される。このとき、気化した燃料と
混合し、燃焼室51内に設けられた炎口52で火炎を形
成する構成であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の噴霧燃焼の装置(図3)は、圧力噴霧ノズル34から
噴出される液体燃料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。また、燃焼装置は燃
料粒子が火炎によって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。
【0007】更に、燃焼量を小さくするために燃料の噴
出圧を下げると噴出速度も小さくなって、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
節幅は極めて狭いものとなっていた。
【0008】一方、気化燃焼の装置(図4)では、液体
燃料を気化させて燃焼させるため、構造が複雑になると
ともに、気化筒46および気化室47を加熱するための
電力が必要であるのに加え、昇温するための予熱時間が
必要なため、瞬時着火燃焼ができず、瞬間性の悪いもの
であった。
【0009】本発明は上記課題を解決するもので、燃焼
の瞬間性、低騒音化、小型化、燃焼量調節幅の拡大を図
ることのできる液体燃料燃焼装置を提供することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の液体燃料燃焼装
置は上記目的を達成するために、所定の角度に対向して
設けられた少なくとも2個以上の燃料ノズルと、この燃
料ノズル外周にあって燃料ノズルの噴出流に微粒化用空
気を供給する空気ノズルとからなる微粒化装置と、燃料
ノズルに液体燃料を供給する燃料供給手段と、空気ノズ
ルに空気を供給する空気供給手段と、一次空気を供給す
る一次空気供給部と、微粒化手段から噴出した燃料粒子
と空気を混合する混合室と、この混合室下流にあり炎口
を有するバーナと、このバーナに空気を供給する二次空
気供給部から構成している。
【0011】
【作用】本発明は上記構成によって、燃料ノズルから噴
射した液体燃料に、高速の空気流によるせん断力を作用
させて微粒化し、さらに衝突によって均一な微小粒子と
するので、液体燃料の噴霧量の広い調節範囲で、粒子径
の小さな粒子を得ることができ、燃焼量調節幅を大きく
とることができる。また、小さな燃料粒子を空気と混合
した状態で可燃混合気としてバーナに送り込むため、瞬
時着火燃焼が可能であるとともに、霧化粒子で予混合的
に燃焼させるので、火炎の短炎化や機器の小型化を図る
ことができる。また微小な燃料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。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2を
参照しながら説明する。図に示すように、霧化室1内に
は微粒化装置2が設けられ、この微粒化装置2には燃料
供給管3を接続し、液体燃料が一定量に保たれた燃料タ
ンク4から液体燃料を電磁ポンプ5で加圧してくみ上
げ、微粒化装置2に供給する。
【0013】また、霧化室1内で飛散した液体燃料は戻
り管6により戻される。そして、空気供給管7により空
気供給手段8から送られた微粒化空気を微粒化装置2に
供給するように設け、微粒化装置の下流側には混合板9
を設けて混合室10を形成し、混合室10の下流にはバ
ーナ11を設け、空気と混合した燃料粒子は均圧板12
で均一に分散され、炎口13に供給され燃焼するように
設けられている。
【0014】また、送風機14から送られた空気の一部
を霧化室1に供給する一次空気供給部15と、送風機1
4から送られた空気の一部をバーナ11に供給する二次
空気供給部16を設け、二次空気は炎口13に細分割さ
れた二次空気孔(図示せず)に供給するように構成す
る。
【0015】次に、微粒化装置2の詳細について図2を
参照しながら以下に説明する。図に示すように、2つの
ノズルブロック17を所定の角度で中心線Y−Y′に対
称に対向させて構成し、内部には先端中央に微細な燃料
噴出孔18を有した燃料ノズル19をノズルホルダー2
0により支持するように設け、前記燃料ノズル19およ
びノズルホルダー20には燃料通路21を形成し、ノズ
ルホルダー20後部に接続された燃料供給管3から液体
燃料が供給されるように構成されている。
【0016】また、燃料ノズル19内の燃料通路21先
端には旋回部22を設け、その先端にはテーパ部23を
形成し、このテーパ部23には旋回用の溝(図示せず)
が設けられ、前記旋回部22は燃料ノズル19先端内壁
に固定具24により圧着されている。そして、空気ノズ
ル25は先端部に空気噴出孔26を設け、燃料ノズル1
9を装着したノズルホルダー20は、空気ノズル25内
に装着され空気ノズル25先端と燃料ノズル19先端に
わずかな間隙27を設定するように縮径部28にて固定
される。また、燃料ノズル19と空気ノズル25間には
空気通路29が設けられ、空気供給管7から微粒化用空
気が供給される。以上の如くして燃料ノズル19と空気
ノズル25は軸線X1 −X1 ′に対し同心上に設定され
る。
【0017】上記構成において、電源(図示せず)を投
入すると、電磁ポンプ5が作動し、燃料タンク4から液
体燃料を吸い上げて、加圧状態で燃料供給管3を通し燃
料ノズル19内の燃料通路21に供給され旋回部22の
溝を通して燃料に旋回を付与した後、燃料噴出孔18か
ら噴出される。
【0018】これと同時に空気供給手段8が作動し、微
粒化用空気が空気供給管7を通して空気通路29に供給
され、旋回流となって間隙27を通して空気噴出孔26
から高速で噴出される。したがって燃料噴出孔18から
噴出した燃料は空気流によってせん断され、微粒化され
る。
【0019】通常、微粒化用空気を流さない場合、液体
燃料は、燃料噴出孔18から薄い膜状に噴出され、膜先
端の乱れによって微粒化が促進するが、この場合得られ
る粒子径はかなり大きい。しかし、実施例では微粒化用
空気を供給することにより、薄い液膜状の液体燃料に直
接高速の空気を当てるので、低い空気圧で微粒化が可能
である。また、燃料供給圧を下げて燃料噴出量を減少さ
せた場合、液体燃料自体の噴霧状態は悪化するが、高速
の空気流で微粒化するので、得られる粒子の状態はほと
んど変化しない。
【0020】さらに、実施例ではノズルブロック17を
2箇所定の角度で中心線Y−Y´に対し対称に対向させ
ているので、2つのノズルブロック17から微粒化され
て噴出した燃料粒子と空気の混合流は各々の軸線X1
1 ′とX2 −X2 ′の交点で衝突して再度微粒化され
る。したがって、燃料噴霧量の広い調節範囲で非常に小
さな粒子を効果的に得ることができる。
【0021】このように微粒化装置2によって液体燃料
は粒径の均一な微粒子群となって霧化室1に噴霧され
る。一つのノズルブロック17からの噴出流はかなり高
速であるであるが、噴出流を衝突させているので、衝突
後の粒子速度はかなり低減されるのに加え、微粒化用空
気が一次空気の一部として作用するので空気と燃料粒子
の混合状態は良好に保たれる。霧化室1に噴霧された粒
子は一次空気供給部15から供給された空気と混合され
ながら、混合室10に導入され、十分に混合される。こ
の空気と燃料の混合気は、混合度合をより高めながらバ
ーナ11へ送られ均圧板12によってバーナ11全体に
均一に分散され、可燃混合気体となって炎口13に供給
され、予混合燃焼する。また、炎口13には二次空気供
給部16から燃焼用空気が供給されるので短炎を形成す
る。
【0022】以上のように、燃料ノズル19から噴射し
た液体燃料に、高速の空気流によるせん断力を作用させ
て微粒化し、さらに衝突によって均一な微小粒子とし、
微粒化用空気と混合しながら炎口13に供給するととも
に二次空気も供給されるようになっているので優れた燃
焼特性を得ることができる。また、実施例の微粒化装置
2によれば噴霧量の広い調節範囲で均一な微小粒子を得
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。微粒化用空気は一次空気の一部として作用する
ので、炎口13で予混合的燃焼をすることができる。し
たがって、燃焼速度を拡散燃焼よりも大きくし、炎口1
3での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、均一で微細な燃料粒子を得るこ
とができるので従来の噴霧燃焼のように大きな燃料粒子
が火炎によって急激に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、微粒化された
燃料粒子と微粒化用空気の混合気に一次空気が供給され
可燃混合気となって炎口13に供給されるので、瞬時点
火燃焼が可能になり瞬間性を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の液体燃料燃焼装置によれば次の効果が得られる。 (1)燃料ノズルから噴射した液体燃料に高速の空気流
によるせん断力を作用させて微粒化し、さらに衝突によ
って均一な微小粒子を得ることができる。この微小粒子
に微粒化用空気と一次空気と混合しながら炎口に供給す
るとともに二次空気も供給されるようになっているの
で、優れた燃焼特性を得ることができる。 (2)微粒化装置の空気流によるせん断力と衝突力によ
って噴霧量の広い調節範囲で均一な微小粒子が得られる
ので、燃焼量調節幅を大きくとることができる。 (3)均一で微細な燃料粒子を得ることができるので従
来の噴霧燃焼のように大きな燃料粒子が火炎によって急
激に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。 (4)微粒化用空気は一次空気の一部として作用するの
で、炎口で予混合的燃焼をすることができる。したがっ
て、燃焼速度を拡散燃焼よりも大きくし、炎口での火炎
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。 (5)微粒化された燃料粒子と微粒化用空気の混合に一
次空気が供給され可燃混合気となって炎口に供給される
ので、瞬時点火燃焼が可能になり瞬間性を得ることがで
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
要部断面図
【図2】本発明の一実施例における液体燃料燃焼装置内
の微粒化装置の要部断面図
【図3】従来の液体燃料燃焼装置の要部断面図
【図4】従来の他の液体燃料燃焼装置の要部断面図
【符号の説明】
2 微粒化装置 4 燃料供給手段 8 空気供給手段 10 混合室 12 バーナ 13 炎口 15 一次空気供給部 16 二次空気供給部 19 燃料ノズル 25 空気ノズル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年11月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】また、霧化室1内で飛散した液体燃料のう
ち、壁等に付着して結露したものは戻り管6により戻さ
れる。そして、空気供給管7空気供給手段8から送ら
れた空気を微粒化装置2に供給するように設け、微粒化
装置の下流側には混合板9を設けて混合室10を形成
し、混合室10の下流にはバーナ11を設け、空気と混
合した燃料粒子は均圧板12で均一に分散され、炎口1
3に供給され燃焼するように設けられている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 麻生 智倫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の角度に対向して設けられた少なくと
    も2個以上の燃料ノズルと、これら各々の燃料ノズル外
    周にあって燃料ノズルからの液体燃料の噴出流に微粒化
    用空気を供給する空気ノズルとからなる微粒化装置と、
    前記燃料ノズルに液体燃料を供給する燃料供給手段と、
    前記空気ノズルに微粒化用空気を供給する空気供給手段
    と、一次空気を供給する一次空気供給部と、前記微粒化
    装置から噴出した燃料粒子と空気を混合する混合室と、
    この混合室下流にあり炎口を有するバーナと、このバー
    ナに空気を供給する二次空気供給部とからなる液体燃料
    燃焼装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0839578A1 (en) * 1996-10-30 1998-05-06 The Boc Group, Inc. Atomising device and method
WO2013107881A1 (de) * 2012-01-20 2013-07-25 Ecotecfuel Llc Verfahren und vorrichtung zur abtrennung ausdampfbarer komponenten aus einem fluid
CN105546531A (zh) * 2016-02-02 2016-05-04 深圳涌源设备科技开发有限公司 一种燃烧机

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EP0839578A1 (en) * 1996-10-30 1998-05-06 The Boc Group, Inc. Atomising device and method
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CN105546531A (zh) * 2016-02-02 2016-05-04 深圳涌源设备科技开发有限公司 一种燃烧机

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