JPH0674883B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液体燃料を気化させて燃焼する液体燃量燃焼
装置に関するものである。

従来の技術 近年、燃焼装置においては、燃焼量の可変範囲を拡大す
る努力がなされており、それに対応できる気化筒の開発
が必要となっている。

以下図面を参照しながら、上述した液体燃料燃焼装置の
一例について説明する。

第６図、第７図は対向炎を利用した液体燃料燃焼装置の
断面図である。第６図、第７図において、13は燃料を噴
出するノズル、14は燃焼用空気を供給する燃焼用空気
口、15は燃料を気化し、燃焼用空気と混合させる気化筒
で、長細く形成してあり、上部開口には気化筒蓋16を取
り付けて密閉し、底部にはヒータ17を埋設してある。18
は上記気化筒15の長手方向に沿って上部に配設した燃焼
部、19は前記気化筒15の出口からの混合ガスを燃焼部18
に供給する燃料供給路である。20は上記燃焼部18に設け
た炎口、21はこの炎口20に形成される火炎である。

以上のように構成された液体燃料燃焼装置について、以
下その動作について説明する。

まずヒータ17に通電され、気化筒15が所定の温度に達す
ると気化筒15内に燃焼用空気と液体燃料が送られる。液
体燃料はノズル13より噴出し、気化筒15によって気化
し、気化筒15の上部開口が気化筒蓋16で密閉されている
ので、燃焼用空気供給口14からの燃焼用空気と混合しな
がら燃料供給路19を経て燃焼部18に供給される。燃焼部
18に供給された混合ガスは炎口20より噴出し適当な点火
手段によって点火され火炎21が形成される。

発明が解決しようとする課題 しかし上記従来の液体燃料燃焼装置は気化筒15の底部が
平面であるため燃料は気化筒底部に層状に広がることに
なり、燃焼量可変範囲を拡大すべく燃焼量（燃料供給
量）を増すと、ノズル13より噴出した液体燃料はその流
動抵抗のため気化筒底部の限られた範囲にしか広がらな
い。したがってこの限られた範囲に存在する液体燃料量
は多く、その結果気化筒15の底部から液体燃料への伝熱
量が不足する。よって液体燃料の気化量よりも液体燃料
の供給量のほうが多くなり、気化筒15の底部に気化しな
い液体燃料が残り気化遅れを生じることになる。その結
果、気化筒15の底部にタールが発生し、発生したタール
が液体燃料の気化をさらに妨げ、タールの発生を促進す
るといった悪循環を生じる。また燃焼を停止した時に炎
がなかなか消えず臭気を発生することにもなっていた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、液体燃料の
供給量が多くなった強燃焼時でも、速やかに液体燃料の
気化を行い、液体燃料のタール化や消火時の臭気発生の
防止を図ることを第１の目的とし、さらに液体燃料の気
化を速やかにした状態において液体燃料供給量を少なく
した弱燃焼時に起こりやすい脈動燃焼を防止することを
第２の目的としたものである。

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、まず気化筒の底部上
流側に、液体燃料の噴出方向及び燃焼用空気の流れる方
向に凹凸の溝を設けるとともに、この凹凸の溝の終端附
近に該溝と交差する燃料広がり範囲規制用の突起を設け
た構成としてある。

そして第２の目的を達成するため上記凹凸の溝はノズル
から噴出された強燃焼時の燃料の到達点附近から下流側
であって、かつ気化筒出口よりも上流側に設け、これよ
りも上流側の弱燃焼時の燃料の到達附近は平面としてあ
る。

作 用 上記構成により、気化筒底部に衝突して分散・微滴化し
た燃料は凹凸の溝に沿って燃料及び燃焼用空気の流れ方
向に進み、気化筒底部の広範囲を燃料気化面とするた
め、燃料供給量が多量になっても気化筒からの伝熱量は
不足しないので気化遅れ等を生じず、速やかに燃料を気
化できる。

また、凹凸の溝に分散した燃料は、隣の溝を流れる燃料
と結合して層状になるのを阻止され、より速やかに気化
が促進される。

この時、分散した燃料は凹凸の溝に沿って流れ、その一
部は気化筒の出口部へ到達しようとするが、凹凸の溝の
途中に溝と交差するように設けた燃料広がり範囲規制用
の突起に当たり、この部分で気化されるため、未気化燃
料が気化筒出口から出るのを防止できる。また弱燃焼時
には燃料が少なくその噴出勢が弱いため、燃料は凹凸の
溝部分には到達せず平面部に落下する。したがって平面
部であるがゆえに生じる気化遅れが発生し、燃料供給用
ポンプの発振周波数に起因する燃料噴出周期と連動した
脈動燃焼（気化量の増減）が緩和される。

実施例 以下、本発明の一実施例の液体燃料燃焼装置を添付図面
に基づいて説明する。

第１図〜第４図において、１は燃料を噴出するノズル
で、パルスポンプ２に連通している。３は上記ノズル１
の周囲より燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給口であ
り、逆風機４に連通している。５は燃料を気化し燃焼用
空気と混合させる気化筒で、長細く形成してあり、底部
にはヒータ６を埋設してある。７は上記気化筒５の底部
の上流側約半分の位置に設けた凹凸の溝で、ノズル１か
ら燃料が噴出される方向及び燃焼用空気が流れる方向、
すなわち気化筒５の長手方向に設けてある。7aは凹凸の
溝７の終端に溝と交差するように設けた燃料広がり範囲
規制用の突起である。８は気化筒５の上部開口に設けた
気化筒蓋である。９は上記気化筒５内で気化混合された
混合ガスを上記気化筒５の長手方向に沿って配設した燃
焼部10に供給する燃料供給路である。11は上記燃焼部10
に設けた炎口で、この炎口11より噴出した混合ガスは火
災12を形成する。

上記構成において、次にその動作を説明する。まず、ヒ
ータ６に通電され、気化筒が所定の温度に達すると、送
風機４が運転され、燃焼用空気供給口３より燃焼用空気
が供給される。またパルスポンプ２も作動し、燃料はノ
ズル１より噴出され、気化筒５の底部に衝突する。この
とき気化筒の底部にある凹凸の溝７が衝突する燃料の分
散化を促進する。また分散した燃料は凹凸の各溝７に沿
って流れ、隣の溝を流れる燃料との結合を阻止され、凹
凸の溝に沿って燃料及び燃焼用空気の流れ方向に進み、
気化筒底部の広範囲を燃料気化面とするため、燃料供給
量が多量になっても気化筒からの伝熱量は不足しないの
で気化遅れ等を生じず、速やかに燃料を気化できる。

このようにして分散した燃料の大部分は、凹凸の溝７に
沿って流れながら気化されるが一部の燃料はそのまま凹
凸の溝７に沿って流れ、燃焼供給路９の方向へ到達しよ
うとする。

この時、突起7aがない場合は、気化されない燃料は気化
出口からそのまま流出し、温度の低い燃料供給路９へ入
り気化遅れを生じ、それが起因して燃料供給路９にター
ルが発生する。

ところが本実施例の場合、気化されず凹凸の溝７に沿っ
て流れる燃料は、突起7aに当たり気化されるので、前述
したように燃料供給路９におけるタール発生を防止する
ことができる。

さらに気化筒５の底部に設けた凹凸の溝７により燃料に
熱を伝える伝熱面積が増える。以上の作用によって燃料
は速やかに気化される。気化した燃料は燃焼用空気と混
合され燃料供給路９を経て燃焼部10に供給され、燃焼部
10に設けた炎口11より噴出し、点火されて均一な火炎12
が形成される。

ここで上記燃焼装置を弱燃焼にすると、前記の如く燃料
の気化が速やかに行なわれるようになるので、脈動燃焼
が目立ちやくなる。すなわちパルスポンプ２は所定の発
振周波数に基づいて燃料を一定周期で断続的に供給しぃ
ているため脈動燃焼（脈動気化）が生じており、強燃焼
時は例えばその発振周波数が27Hzと多いため目立たない
が、弱燃焼時は6Hzと極端に少なくなるため脈動燃焼が
目立ちやすくなる。その上前述したようにこの燃焼装置
は燃料の気化が速やかに行なわれるため脈動燃焼が明確
に目立つようになる。

第５図はこのような問題をも解決したものである。すな
わち同図において、凹凸の溝７はノズル２から噴出され
た強燃焼時の燃料の到達点附近から下流に設け、これよ
りも上流側の弱燃焼時の燃料の到達点附近は平面7bとし
てある。これにより弱燃焼時の燃料は気化筒底部の平面
7bに落下し、従来と同様層状に広がって気化遅れを発生
する。この気化遅れは燃料の量が少ないのでタール化す
るほどではないが、この遅れ気化がパルスポンプの断続
的な燃料供給による脈動燃焼（脈動気化）を緩和するよ
うになる。その結果、弱燃焼時でも安定した燃焼を行な
うようになる。

発明の効果 以上のように本発明は、気化筒の底部上流側に液体燃料
の噴出方向及び燃焼用空気の流れ方向に沿う凹凸の溝を
設けたことにより気化筒に供給した燃料は凹凸の溝に沿
って広がり、気化筒底部の広範囲を気化面として速やか
に気化し、気化遅れにより発生するタールや消火時の臭
気を防ぐことができる。すなわち、気化筒底部に燃料及
び燃焼用空気の流れに関係なく無作為に凹凸を設けた場
合や、燃料及び燃焼用空気の流れに交差するように凹凸
の溝を設けた場合は、気化筒底部に衝突した燃料は分散
・微滴化しても燃料及び燃焼用空気の流れに沿って流れ
にくく、限られた範囲に存在するため、燃料供給量が多
量になると気化筒底部からの伝熱量が不足し、気化しな
い燃料が気化筒底部に残り、気化遅れやそれが起因して
気化筒底部にタールを発生する。しかしながら本発明に
よればこのようなことはなく、タールや消火時の臭気を
防止することができる。

また、上記凹凸の溝と交差する突起を設けることによ
り、未気化燃料の燃料供給路への到達を防ぎ気化遅れや
燃料供給路内でのタール発生を防止することができる。

さらに上記凹凸の溝はノズルから噴出された強燃焼時の
燃料の到達府近から下流に設け、これよりも上流側は平
面とすることにより弱燃焼時には上記平面部で気化遅れ
を生じさせて脈動燃焼を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の目的を解決した一実施例の液体
燃料装置の断面図、第２図は同上面からみた断面図、第
３図は同気化筒の平面図、第４図は第３図に示す気化筒
のＡ−Ａ断面図、第５図は第２の目的を解決した一実施
例の液体燃料燃焼装置の気化筒平面図、第６図は従来の
液体燃料燃焼装置の断面図、第７図は同上面からみた断
面図である。 １……ノズル、３……燃焼用空気供給口、５……気化
筒、７……凹凸溝、7a……突起、7b……平面、８……気
化筒蓋、９……燃料供給路、10……燃焼部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端にノズルと燃焼用空気供給口を設けて
   燃焼と燃焼用空気の入口とし、他端を混合ガスの出口と
   した横長の気化筒と、この気化筒の長手方向に沿って配
   設された燃焼部とを備え、上記気化筒底部上流側には燃
   料の噴出方向及び燃焼用空気の流れる方向に凹凸の溝を
   設けるとともに、この凹凸の溝の終端附近に該溝と交差
   する燃料広がり範囲規制用の突起を設けた液体燃料燃焼
   装置。
2. 【請求項２】気化筒底部の凹凸の溝はノズルから噴出さ
   れた強燃焼時の燃料の到達点附近から下流側であって、
   かつ気化筒出口よりも上流側に設け、強燃焼時の燃料の
   到達点よりも上流側の弱燃焼時の燃料の到達点附近は平
   面とした特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装
   置。