JPH0634119A - 霧化式石油バーナ - Google Patents

霧化式石油バーナ

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JPH0634119A JP4208550A JP20855092A JPH0634119A JP H0634119 A JPH0634119 A JP H0634119A JP 4208550 A JP4208550 A JP 4208550A JP 20855092 A JP20855092 A JP 20855092A JP H0634119 A JPH0634119 A JP H0634119A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃油その他の重質油を完全燃焼させるのに、
油を圧力を掛けた強制噴射によらず、霧吹きの原理を応
用して霧化させることにより完全燃焼させるようにした
燃焼装置。 【構成】 先端部が二重構造をした燃焼用空気供給管３
の内管開口部３ａ中央に位置する漏斗状の燃料噴霧ノズ
ル１を包囲するように燃焼用内筒１４を設けて、該内筒
１４とノズル縁１ａとにより燃焼用空気通路に狭隙部５
を形成すると共に、前記内筒の外側に空気通路１７を形
成して燃焼用外筒１５を前記空気供給管３の外管開口部
３ｂに設けて燃焼筒を二重構造とし、更に、前記内筒内
にはスタティックミキサー１６を設けて噴霧バーナを構
成し、前記二重構造の燃焼筒は、内筒の先端部１４ａ内
面が外向きにテーパ状に開口し、該テーパの延長線上に
外筒の先端部１５ａが一致するように存在すると共に外
筒の先端部１５ａ外面が内向きにテーパを形成した構造
をしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願の発明は、液体燃料の燃焼装
置に用いるバーナに係わるもので、特に、廃油等の燃焼
処理装置に適した噴霧式バーナのノズルに関するもので
ある。更に詳しくいえば、燃焼炉内に於いて、液体燃料
を圧力により強制的に噴射させることなしに、霧吹きの
原理を応用して霧化させることにより完全燃焼させる様
にしたバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から用いられている石油等の液体燃
料を用いた燃焼方法としては、燃料をタンク等の受け皿
に一定量溜めたものを灯芯等の毛細管現象により吸い上
げて燃焼させる方法、燃料を燃焼用空気と一緒に圧力を
かけて噴射させてから燃焼させる方法（圧力噴霧式）、
燃料を加熱して気化させてから燃焼させる方法、燃料を
遠心力により霧散させてから燃焼させるか、加熱と遠心
力とを組み合わせた燃料を霧化してから燃焼させる方法
（遠心噴霧式）、他の燃料と組み合わせて燃やす混合燃
焼方法等があるが、一般的に良く用いられているのは、
圧力噴霧式と遠心噴霧式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】圧力噴霧式の燃焼装置
は、故障も少なくて、種々の燃焼装置や色々な液体燃料
に適用されているが、空気と燃料との混合比の調節が難
しく、中でも、重質油、特にスラッヂ等の固体粒子が多
く混ざった重質の廃油等を燃料として用いる場合には、
不完全燃焼を生じやすく、粒子によるノズルの目詰まり
も起こしやすい。また、遠心噴霧式の燃焼装置は、完全
燃焼を行いやすいが、重質で粘性の高い液体燃料には不
向きで、特に上記したような重質の廃油の場合には、遠
心気化器やノズル部分に付着物が生じて油の気化分散が
悪くなったり、構造上からも用いられる燃焼炉に制約が
あると共に、故障が発生し易い等の欠点があった。これ
らの欠点をなくすものとしては、実開昭６３−１７９４
２６号公報に記載されたような、霧吹きの原理を応用し
て、燃焼用空気の量に比例して燃料が自動的に増減する
ようにしたものがあるが、これも粘性が高い液体燃料や
廃油等には不向きである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、重質の廃油等
の粘度が高くて固体粒子を含む液体燃料であっても、霧
吹きの原理に基づいて自然に霧化することができて、且
つ、完全燃焼をさせることができる噴霧バーナを得るた
めに、液体燃料噴霧ノズルの外周に燃焼用空気流を形成
するための円筒体を設け、前記ノズル端縁と円筒体内面
との間の間隙部を狭く絞った形状にして、燃焼用空気の
圧力をやや高めた後、該間隙部を通過する空気の流速を
大きくしたことにより、該間隙部を通過直後の空気の圧
力が急激に小さくなるようにして、霧吹きの効果を生じ
させることにより、液体燃料を霧化させて完全燃焼させ
るようにする。
【０００５】
【作用】液体燃料噴霧ノズル１を燃焼用空気供給管３の
管口中央部に臨ませ、該空気供給管の管口部３ａに燃焼
筒４を載置すると共に、ノズル端縁１ａと燃焼筒４内面
とで形成する間隙５を、その前後部分に比して極めて狭
く絞った状態となして燃焼バーナを構成して、該間隙部
５を通過する燃焼用空気の流速が、その前後部分での流
速に比して極めて大きくなるようにした。この様にした
ことにより、前記間隙部分の前後近くに於いては、ベル
ヌーイの定理
【０００６】
【式１】
【０００７】の式が成り立つので、燃焼用空気が前記狭
隙を通過する部分では圧力が急激に低下するので、液体
燃料噴霧ノズル内の液体燃料は自然に吸いだされて燃焼
用空気流中に拡散、霧化して、燃焼筒内で火炎となって
燃焼路内へ送りだされて完全燃焼される。
【０００８】
【実施例】本願の発明について、実施例に基づき、図面
を参照しつつ説明する。
【０００９】図１に示すものは、本発明の第一実施例の
燃焼バーナの縦断面図で、燃焼用空気供給管３の開口部
３ａの中央位置に外形が漏斗状をして中心部に流路を形
成した液体燃料噴霧ノズル１を位置せしめ、該ノズルは
燃料供給管２を介して燃料タンクに連結されていて、タ
ンク内の油は重質油や廃油等の油質によっては、必要に
応じてタンク内で最適な温度に加熱されてから、前記燃
料供給管２を通して燃料の油がノズル１に供給されるよ
うになっている。そして、燃焼用空気供給管３の開口部
３ａには燃焼筒４がノズル１を包囲するように設けら
れ、該燃焼筒内面とノズル端縁１ａとにより空気通路に
狭隙部５を形成すると共に、燃焼筒４の側壁には炉内か
らの空気取り入れ孔４ａが形成されている。
【００１０】以上のような構成に於いて、今、パイロッ
トバーナに点火すると同時にブロワー等により燃焼用空
気供給管２に強制的に空気を送ってやると、狭隙部５の
少し手前に於いては空気は加圧状態にあり、この空気が
狭隙部を通過する際には高速の流れとなるので、ベルヌ
ーイの定理によれば、ノズル先端部近傍は減圧状態とな
り、ノズル１内の燃料は非常に霧化し易い状態に置かれ
ているので、燃料を供給するための圧力は非常に小さく
て済み、単にノズルの先端位置に液面を維持する程度で
よい。この様にして容易に霧化して空気と混合した燃料
はパイロットバーナ６により着火して燃焼を開始する。
【００１１】尚、図２に示すように、燃料噴霧ノズル１
を燃焼筒４の炉内空気取り入れ孔４ａの上部近傍に設け
るようにしてもよい。
【００１２】図６に示すものは、本発明の他の実施例
で、燃焼筒を二重構造としたものである。図１に示す様
な第一実施例の構造のものは、長い時間使用しているう
ちに、燃焼筒の先端部４ｂ近傍に炭化物の付着が見られ
るようになることがあるから、これらの発生を防止する
ために燃焼筒を二重構造にしたものである。先端部が二
重構造の燃焼用空気供給管３の内管開口部３ａ中央に位
置する漏斗状の燃料噴霧ノズル１を包囲するように燃焼
用内筒１４を設けて、該内筒１４とノズル縁１ａとによ
り燃焼用空気通路に狭隙部５を形成すると共に、前記内
筒の外側に空気通路１７を形成して燃焼用外筒１５を前
記空気供給管３の外管開口部３ｂに設けて燃焼筒を二重
構造とし、更に、前記内筒内にはスタティックミキサー
１６を設けて噴霧バーナを構成した。この様にした二重
構造の燃焼筒は、内筒の先端部１４ａ内面が外向きにテ
ーパ状に開口し、該テーパの延長線上に外筒の先端部１
５ａが一致するように存在すると共に外筒の先端部１５
ａ外面が内向きにテーパを形成した構造をしている。
【００１３】この様な構成にしたことにより、例え、重
質の廃油を燃料として用いて、霧化した燃料中に固体粒
子が存在しても、固体粒子は内筒１４内に設けられたス
タティックミキサー１６により燃焼空気流と共に混合攪
拌されて微細化して、空気と均一に混合、拡散されて完
全燃焼する。この際、内筒先端部１４ａ近傍に於ける火
炎は、外筒１５内を通ってくる内筒内の空気流よりも流
速の大きい空気流に引き込まれて燃焼するが、先端部に
急激な温度変化が生じないので、炭化物の発生を防ぐこ
とができる。
【００１４】尚、スタティックミキサーとしては、その
形状が図８に見るような断面が曲面三角形状をした棒状
体２６から成るものを、図１０に示す様に尖った角部を
ノズル方向へ下向きにした状態で直角に交差した第一及
び第二素子，の中間位置、即ち、４５度ずれた位置
に第三の素子を積み重ねる、この様な状態を図９に示
すように繰り返し積み重ねて構成したものは、粘度が高
くて、残留粒子を多く含んだ廃油に適していて、霧化し
た油と空気が燃焼筒内でスタティックミキサーにより右
廻りや左廻りの旋回流を生じて、残留粒子は微細化して
完全燃焼する。
【００１５】以上述べたように、本発明のバーナに於け
るノズルを、従来の強制噴霧式に於けるノズルのように
先端部に絞りチップを設けずに、逆円錐面をした中央に
ノズル開口部を形成した構造にしたので、より一層霧吹
きの効果が生じて、燃料の油が自然に霧化して空気と混
合されて、完全燃焼されるものである。本発明のバーナ
を図７に示す様な廃油燃焼処理装置に適用したところ、
非常に効率よく完全燃焼して、公害防止に役立つことが
立証された。即ち、燃焼炉２０内に於いて、本発明のバ
ーナにより廃油６０を燃焼させて、含水率の高い廃油タ
ンク７０から熱交換器３０に供給、加熱して、蒸発器４
０により油水分離を行い、含油臭水蒸気を燃焼炉２０内
に送って燃焼処理したところ、完全燃焼した火炎により
油分は燃焼されて熱交換器を通って、無煙、無臭となっ
て煙突から排気され、また、分離した廃油分はタンク内
で廃油６０に混ぜて燃料として用いても何ら支障がなか
った。
【００１６】
【発明の効果】本願の発明は、ベルヌーイの定理に基づ
く霧吹きの効果により液体燃料を霧化させるようにした
ので、空気の流量に比例して燃料が霧化するので、燃料
と空気量との混合比率を調節する面倒な制御を行う必要
もなしに、簡単な操作で完全燃焼を行わせることができ
る。また、従来のような噴射法に比べて燃料を供給する
のに大きな動力を必要としないので、動力を節約できる
と共に故障の発生も少ない。更に、燃焼筒を二重構造と
した内筒内にスタティックミキサーを設けたことによ
り、霧化した燃料中の固体粒子も微細化して混合、拡散
して完全燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例の説明図
【図２】第一の実施例の変形例の説明図
【図３】第一の実施例の燃焼筒の側面図
【図４】第一の実施例の燃焼筒の横断面図
【図５】燃焼筒の図４に於けるＡ−Ａ断面図
【図６】本発明の第二の実施例の説明図
【図７】本発明を廃油燃焼処理装置に適用した説明図
【図８】スタティックミキサーの構成素子の説明図
【図９】スタティックミキサーの構成素子積み重ね状態
を示す底面図
【図１０】燃焼筒の図９に於けるＢ−Ｂ断面図
【符号の説明】
１ 燃料噴霧ノズル ２ 燃料供給管 ３ 燃焼用空気供給管 ４ 燃焼筒 ５ 狭隙部 １４ 燃焼用内筒 １５ 燃焼用外筒 １６ スタティックミキサー １７ スタティックミキサーの構成素子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼用空気供給管の開口端部の中央に先
    端が漏斗状をした燃料噴霧ノズルを位置せしめ、前記燃
    焼用空気供給管の開口端部に円筒状の燃焼筒を前記燃料
    噴霧ノズルを包囲するように載置すると共に、該燃焼筒
    内面とノズル端縁との間に画成される空気流路をその前
    後に比して極めて狭隙に形成したことを特徴とする霧化
    式石油バーナ。
  2. 【請求項２】 燃焼筒のノズル端縁より上部壁に内側方
    向へ切り欠き片を形成して空気供給孔を設けたことを特
    徴とする請求項１に記載した霧化式石油バーナ。
  3. 【請求項３】 燃焼用空気供給管の開口端部に円筒状壁
    面の内側方向へ切り欠き片を形成して空気供給孔を設け
    た燃焼筒を載置し、前記燃焼筒内の空気供給孔の上部位
    置に先端が漏斗状をした燃料噴霧ノズルを位置せしめる
    と共に、該ノズル端縁と燃焼筒内面との間に画成される
    空気流路をその前後に比して極めて狭隙に形成したこと
    を特徴とする霧化式石油バーナ。
  4. 【請求項４】 燃焼用空気供給管の開口端部の中央に先
    端が漏斗状をした燃料噴霧ノズル位置せしめ、前記燃料
    噴霧ノズルを包囲するように前記燃焼用空気供給管の開
    口端部に円筒状の燃焼用内筒を載置すると共に、該燃焼
    筒内面とノズル端縁との間に画成される空気流路を狭隙
    となし、前記内筒の外側に空気通路を形成して燃焼用外
    筒を設けたことを特徴とする霧化式石油バーナ。
  5. 【請求項５】 燃焼用内筒の先端部内面は外向きのテー
    パ面を形成し、該テーパの延長線上に燃焼用外筒の先端
    部が一致するように設けると共に外筒の先端部外面に内
    向きのテーパ面を形成したことを特徴とする請求項４に
    記載した霧化式石油バーナ。
  6. 【請求項６】 燃焼用内筒内にスタティックミキサーを
    設けたことを特徴とする請求項４または５に記載した霧
    化式石油バーナ。
  7. 【請求項７】 スタティックミキサーの構成素子は断面
    鋭角三角形状をした棒状体から成り、角部が下向きに設
    けられたことを特徴とする請求項６に記載した霧化式石
    油バーナ。
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