JPH081288B2 - 内部混合式アトマイザ - Google Patents
内部混合式アトマイザInfo
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- JPH081288B2 JPH081288B2 JP61192371A JP19237186A JPH081288B2 JP H081288 B2 JPH081288 B2 JP H081288B2 JP 61192371 A JP61192371 A JP 61192371A JP 19237186 A JP19237186 A JP 19237186A JP H081288 B2 JPH081288 B2 JP H081288B2
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- mixing chamber
- mixing
- atomizer
- fuel
- atomization
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
- F23D11/102—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内部混合式アトマイザに係り、特に微粉固体
を含有するスラリ状燃料の高効率、低公害燃焼化を図る
に好適な内部混合式アトマイザに関する。
を含有するスラリ状燃料の高効率、低公害燃焼化を図る
に好適な内部混合式アトマイザに関する。
CWM（高濃度石炭・水スラリ）は流体化した燃料であ
り、従来の油と同じようにアトマイザを用いて噴霧燃焼
させることができるが、微粉炭と比較した場合の問題点
として着火保炎性の悪さと未燃分が増大してしまうこと
が知られている。着火性の悪さの原因は水の蒸発に熱が
費やされるためであり、微粉炭と比較してかなり着火距
離が長くなる。また、未燃分の増加を招く原因としては
未解明な部分が少なくないが、液適内で微小な石炭粒子
が凝集しているため微粉炭のように個々の粒子のまま燃
え切らないことと、水分によって燃焼温度が低下するた
めである。さらに、石炭燃焼の特徴として、保炎性が悪
く火炎がリフトした状態では安定な還元域を形成しにく
く（しかも高温にならない）NOXを抑制するのが難しい
（この事実は微粉炭燃焼にもあてはまる）ことが挙げら
れる。したがって、CWMの燃焼効率を微粉炭並みまで上
昇させるには、噴霧性能に優れCWMの燃焼に適したアト
マイザを開発することが必要である。
り、従来の油と同じようにアトマイザを用いて噴霧燃焼
させることができるが、微粉炭と比較した場合の問題点
として着火保炎性の悪さと未燃分が増大してしまうこと
が知られている。着火性の悪さの原因は水の蒸発に熱が
費やされるためであり、微粉炭と比較してかなり着火距
離が長くなる。また、未燃分の増加を招く原因としては
未解明な部分が少なくないが、液適内で微小な石炭粒子
が凝集しているため微粉炭のように個々の粒子のまま燃
え切らないことと、水分によって燃焼温度が低下するた
めである。さらに、石炭燃焼の特徴として、保炎性が悪
く火炎がリフトした状態では安定な還元域を形成しにく
く（しかも高温にならない）NOXを抑制するのが難しい
（この事実は微粉炭燃焼にもあてはまる）ことが挙げら
れる。したがって、CWMの燃焼効率を微粉炭並みまで上
昇させるには、噴霧性能に優れCWMの燃焼に適したアト
マイザを開発することが必要である。
第13図は従来の代表的な二流体アトマイザの構造を示
す断面図である。
す断面図である。
第13図は内部混合式の一例を示し、CWMを噴出孔８よ
り噴出させるアトマイザチツプ本体１の底部には、燃料
２を導入する燃料ノズル４、微粒化媒体３を導入する微
粒化媒体供給孔５及び燃料２と微粒化媒体３を混合する
気液衝突孔６の各々を備え、混合体をアトマイザチップ
本体１の混合室７へ供給するインタメディエイトプレー
ト10が配設され、インタメディエイトプレート10に対し
アトマイザチップ本体１がキャップナット９によって一
体的に結合されている。
り噴出させるアトマイザチツプ本体１の底部には、燃料
２を導入する燃料ノズル４、微粒化媒体３を導入する微
粒化媒体供給孔５及び燃料２と微粒化媒体３を混合する
気液衝突孔６の各々を備え、混合体をアトマイザチップ
本体１の混合室７へ供給するインタメディエイトプレー
ト10が配設され、インタメディエイトプレート10に対し
アトマイザチップ本体１がキャップナット９によって一
体的に結合されている。
第13図に示すアトマイザでは、インタメディエイトプ
レート10の中心に開口する気液衝突孔６で燃料２と微粒
化媒体３を合流混合させて１次微粒化を行わせ、次いで
混合室７で滞留させた後に、噴出孔８より噴射微粒化し
ている。
レート10の中心に開口する気液衝突孔６で燃料２と微粒
化媒体３を合流混合させて１次微粒化を行わせ、次いで
混合室７で滞留させた後に、噴出孔８より噴射微粒化し
ている。
尚、この種装置に関するものとして、第13回液体微粒
化に関する講演会講演論文集（昭60/8）41頁、三菱重工
技報Vol.22,No.5（1985−９）664頁、石川島播磨重工技
報Vol.25,No.5（1985−９）308頁に記載のものがある。
化に関する講演会講演論文集（昭60/8）41頁、三菱重工
技報Vol.22,No.5（1985−９）664頁、石川島播磨重工技
報Vol.25,No.5（1985−９）308頁に記載のものがある。
しかし、従来のアトマイザにあっては、（１）各噴出
孔からの燃料を均等に配分して均質な微粒化を得ること
ができない、あるいは（２）混合室内が加圧二相流状態
（気液が分離した状態）になって内壁面に生じた液膜が
噴出孔で十分に微粒化しきれない等の問題がある。
孔からの燃料を均等に配分して均質な微粒化を得ること
ができない、あるいは（２）混合室内が加圧二相流状態
（気液が分離した状態）になって内壁面に生じた液膜が
噴出孔で十分に微粒化しきれない等の問題がある。
前者（１）の現象により、燃焼火炎に偏りが生じてゾ
ーンコントロアルが難しくなり、灰中未燃分のみならず
NOXの低減をも不可能にしている。更に、この問題はス
ケールアップするほどに顕著になる。
ーンコントロアルが難しくなり、灰中未燃分のみならず
NOXの低減をも不可能にしている。更に、この問題はス
ケールアップするほどに顕著になる。
また、後者（２）の現象により、液膜が噴出孔におい
て十分に微粒化しきれず、出口端面でちぎれるように分
裂し、比較的大きな噴霧液滴となる。
て十分に微粒化しきれず、出口端面でちぎれるように分
裂し、比較的大きな噴霧液滴となる。
第14図に示すように、噴霧流11中の大きな液滴は、火
炎内で揮発分が放出されて燃焼するが、チャーはその大
半が燃焼せずにエアヒータ部下方のホッパーからシンダ
アッシュとして排出される。このシンダアッシュは最大
径が2mmにも及ぶ果粒状粒子である。特に燃焼性の劣る
高燃料比炭の場合にシンダアッシュの排出が顕著にな
り、全未燃分のうち15％以上に達してボイラ運用の面
（出力維持や灰処理）からも無視できなくなる。
炎内で揮発分が放出されて燃焼するが、チャーはその大
半が燃焼せずにエアヒータ部下方のホッパーからシンダ
アッシュとして排出される。このシンダアッシュは最大
径が2mmにも及ぶ果粒状粒子である。特に燃焼性の劣る
高燃料比炭の場合にシンダアッシュの排出が顕著にな
り、全未燃分のうち15％以上に達してボイラ運用の面
（出力維持や灰処理）からも無視できなくなる。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消
し、高効率、低NOX燃焼を達成し、スケールアップが可
能な内部混合式アトマイザを提供することにある。
し、高効率、低NOX燃焼を達成し、スケールアップが可
能な内部混合式アトマイザを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は一次微粒化を行
う従来よりの混合室の他に燃料の２次微粒化を行うため
の第２の混合室を設けたものである。これらの第２の混
合室には、（１）前記混合室に該混合室よりも容積の小
さい第２の混合室であって、これらは混合室に各々独立
に複数個連通しており、各々の第２の混合室に複数個の
噴出孔が設けられたもの、（２）前記混合室の内部に微
粒化媒体供給路に連通する第２の混合室を前記混合室と
同心円上に設け、第２の混合室に設けた微粒化噴射ノズ
ルを前記混合室の噴出孔に向けて設けられたもの、から
なる。
う従来よりの混合室の他に燃料の２次微粒化を行うため
の第２の混合室を設けたものである。これらの第２の混
合室には、（１）前記混合室に該混合室よりも容積の小
さい第２の混合室であって、これらは混合室に各々独立
に複数個連通しており、各々の第２の混合室に複数個の
噴出孔が設けられたもの、（２）前記混合室の内部に微
粒化媒体供給路に連通する第２の混合室を前記混合室と
同心円上に設け、第２の混合室に設けた微粒化噴射ノズ
ルを前記混合室の噴出孔に向けて設けられたもの、から
なる。
燃料と微粒化媒体を混合する混合室で燃料を一次微粒
化し、次いで各々の第２の混合室で燃料は２次微粒化さ
れる。このため、混合室の内壁に生じた燃料液膜の分裂
により生じる粗い液滴の生成が抑制され、復数個の噴出
孔から微細な液滴群が噴出される。
化し、次いで各々の第２の混合室で燃料は２次微粒化さ
れる。このため、混合室の内壁に生じた燃料液膜の分裂
により生じる粗い液滴の生成が抑制され、復数個の噴出
孔から微細な液滴群が噴出される。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示す断面
図及び平面図である。第１図及び第２図においては、第
６図と同一の部分は同一の引用数字で示したので重複す
る説明は省略する。
図及び平面図である。第１図及び第２図においては、第
６図と同一の部分は同一の引用数字で示したので重複す
る説明は省略する。
アトマイザチップ本体１に複数の噴出孔11を設け、こ
の噴出孔11に連通するセカンダリノズル12（第２の混合
室）を混合室７の下流側にバーナ軸に対し対称に設けた
ものである。セカンダリノズル12は複数個が設けられ、
その容積は混合室７の容積よりも小さくされ、アトマイ
ザの円周方向に所定の間隔をもって配設されている。
の噴出孔11に連通するセカンダリノズル12（第２の混合
室）を混合室７の下流側にバーナ軸に対し対称に設けた
ものである。セカンダリノズル12は複数個が設けられ、
その容積は混合室７の容積よりも小さくされ、アトマイ
ザの円周方向に所定の間隔をもって配設されている。
第３図及び第４図は本発明の第２の実施例を示す断面
図及び平面図である。本実施例は、所定の間隔で複数の
噴出孔11を有するセカンダリノズル13（第２の混合室）
をアトマイザチツプ本体１の火炉側の面に対し突出した
状態でバーナ軸に対し円周方向に対称的な位置に固定し
ている。アトマイザチップ本体１と各々セカンダリノズ
ル13はネジにより固定されるが、アトマイザの本質的構
造は第１図及び第２図の例と同一である。各セカンダリ
ノズルの内容積は、第１図の例と同様に混合室７のそれ
よりも小さくされる。
図及び平面図である。本実施例は、所定の間隔で複数の
噴出孔11を有するセカンダリノズル13（第２の混合室）
をアトマイザチツプ本体１の火炉側の面に対し突出した
状態でバーナ軸に対し円周方向に対称的な位置に固定し
ている。アトマイザチップ本体１と各々セカンダリノズ
ル13はネジにより固定されるが、アトマイザの本質的構
造は第１図及び第２図の例と同一である。各セカンダリ
ノズルの内容積は、第１図の例と同様に混合室７のそれ
よりも小さくされる。
アトマイザチップ本体１に開口もしくは装着するセカ
ンダリノズル12、13の個数及びセカンダリノズルに開口
する噴出孔11の個数は復数個であるが、その数は任意で
あり、噴射流量に対応させて設けることができる。
ンダリノズル12、13の個数及びセカンダリノズルに開口
する噴出孔11の個数は復数個であるが、その数は任意で
あり、噴射流量に対応させて設けることができる。
なお、セカンダリノズル12、13は微粒化の促進に最も
寄与する部分であり、通常の金属材料の場合は激しい損
耗が予測されるので、一般的に耐摩耗性に極めて優れる
といわれるセラミックス等の高硬度材料で成形するのが
望ましい。
寄与する部分であり、通常の金属材料の場合は激しい損
耗が予測されるので、一般的に耐摩耗性に極めて優れる
といわれるセラミックス等の高硬度材料で成形するのが
望ましい。
次に、前記各実施例の作用効果を、第３図の実施例を
例に説明する。
例に説明する。
第５図はアトマイザ混合室７及びセカンダリノズル13
内の燃料及び微粒化媒体の流動形態を模式的に示すもの
である。燃料２と微粒化媒体３は、第３図に示す気液衝
突孔６で１次微粒化して噴射され、混合室７内は加圧二
相流となる。第５図に示す如く、混合室７内では燃料２
が内壁面上に押しやられて液膜16を形成し、また微粒化
媒体は中心軸28から混合室７内壁上に沿うように循環流
14となる。セカンダリノズル13の入口では、循環流14が
剥離しセカンダリノズル13内部でも小さいが高速の循環
流15が生じる。この急崚勾配流の循環流15に誘発される
ように、攪乱が加わる燃料液膜17はセカンダリノズル13
内で薄膜流となりきわめて微粒化し易い状態となる。こ
のような作用によって、液適径の小さい良好な噴霧30が
作りだされるようになる。さらに、噴出孔11の数を多く
するか、混合室７の流動現象を各セカンダリノズル13へ
ほぼ分配することによって、アトマイザのスケールアッ
プも可能になる。
内の燃料及び微粒化媒体の流動形態を模式的に示すもの
である。燃料２と微粒化媒体３は、第３図に示す気液衝
突孔６で１次微粒化して噴射され、混合室７内は加圧二
相流となる。第５図に示す如く、混合室７内では燃料２
が内壁面上に押しやられて液膜16を形成し、また微粒化
媒体は中心軸28から混合室７内壁上に沿うように循環流
14となる。セカンダリノズル13の入口では、循環流14が
剥離しセカンダリノズル13内部でも小さいが高速の循環
流15が生じる。この急崚勾配流の循環流15に誘発される
ように、攪乱が加わる燃料液膜17はセカンダリノズル13
内で薄膜流となりきわめて微粒化し易い状態となる。こ
のような作用によって、液適径の小さい良好な噴霧30が
作りだされるようになる。さらに、噴出孔11の数を多く
するか、混合室７の流動現象を各セカンダリノズル13へ
ほぼ分配することによって、アトマイザのスケールアッ
プも可能になる。
第６図及び第７図は燃焼試験の結果を示すものであ
る。
る。
第６図はO2濃度に対するNOX発生量を示すものであ
る。第６図から本発明になるアトマイザの方が従来例よ
りも約100ppm程度NOXが低減することがわかる。これ
は、前述したように微粒化が良好になって保炎性が向上
するのに伴ってバーナ近傍の火炎中心部に安定な還元ゾ
ーンが形成されることと、及び各セカンダリノズルに良
好に燃料が均等配分されるために火炎のフローパターン
偏りがなくなり、燃焼用空気との混合が促進されるため
である。このような燃焼性の改善は、当然のことながら
燃焼効率の向上にも寄与することになる。
る。第６図から本発明になるアトマイザの方が従来例よ
りも約100ppm程度NOXが低減することがわかる。これ
は、前述したように微粒化が良好になって保炎性が向上
するのに伴ってバーナ近傍の火炎中心部に安定な還元ゾ
ーンが形成されることと、及び各セカンダリノズルに良
好に燃料が均等配分されるために火炎のフローパターン
偏りがなくなり、燃焼用空気との混合が促進されるため
である。このような燃焼性の改善は、当然のことながら
燃焼効率の向上にも寄与することになる。
第７図は本発明と従来の未燃分率特性を示すものであ
る。第７図より明らかなように、本発明のアトマイザに
よれば、従来に比べ未燃分が２％近く低減する。
る。第７図より明らかなように、本発明のアトマイザに
よれば、従来に比べ未燃分が２％近く低減する。
石炭燃焼では、発生NOXの大半が含有Ｎ分の転換によ
りFuel NOXである。この場合、保炎を強化することが未
燃分とNOXの同時低減に最も有効である。特に、燃料比
（残留固形可燃分／揮発分の質量比）の高い低質炭ほど
効果があるため、本発明になるアトマイザは、種々の性
状を有する広範囲の炭種に対して適用可能になると考え
られる。
りFuel NOXである。この場合、保炎を強化することが未
燃分とNOXの同時低減に最も有効である。特に、燃料比
（残留固形可燃分／揮発分の質量比）の高い低質炭ほど
効果があるため、本発明になるアトマイザは、種々の性
状を有する広範囲の炭種に対して適用可能になると考え
られる。
第８図は本発明の第３の実施例を示す断面図である。
本実施例は、インタメディエイトプレート16、このイ
ンタメディエイトプレート16を内蔵するアトマイザチッ
プ本体１、及びこれらをバーナガンを構成する内筒17及
び外筒18に固着させるキャップナット９を主体にして構
成される。
ンタメディエイトプレート16を内蔵するアトマイザチッ
プ本体１、及びこれらをバーナガンを構成する内筒17及
び外筒18に固着させるキャップナット９を主体にして構
成される。
バーナガン内筒17内を燃料２が、また内筒17と外筒18
の環状隙間内を微粒化媒体３である蒸気あるいは圧縮空
気が流れアトマイザに供給される。内筒17とインタメデ
ィエイトプレート16との間にはパッキン19が設けられ、
インタメディエイトプレート16と外筒18との間にはパッ
キン20が設けられている。
の環状隙間内を微粒化媒体３である蒸気あるいは圧縮空
気が流れアトマイザに供給される。内筒17とインタメデ
ィエイトプレート16との間にはパッキン19が設けられ、
インタメディエイトプレート16と外筒18との間にはパッ
キン20が設けられている。
インタメディエイトプレート16は、バーナガン内筒17
の下流端に連通して半径方向に放射状に設けられる複数
の燃料供給孔21、外筒18と内筒17間の隙間に連通し本体
１内に微粒化媒体３を供給する微粒化媒体供給孔22、前
述外筒18内の微粒化媒体の一部をインタメディエイトプ
レート16内に同心円上に設けられた微粒化媒体噴射室24
（第２の混合室）へ供給する微粒化媒体供給孔23、該供
給孔23よりの微粒化媒体３が供給される噴射室24、該噴
射室24の天井面（下流側）に設けられて微粒化媒体３を
噴射孔８面へ噴出する微粒化媒体噴射ノズル25及び微粒
化媒体供給孔22と21の各々に連通する気液衝突孔26の各
々を備えて構成される。
の下流端に連通して半径方向に放射状に設けられる複数
の燃料供給孔21、外筒18と内筒17間の隙間に連通し本体
１内に微粒化媒体３を供給する微粒化媒体供給孔22、前
述外筒18内の微粒化媒体の一部をインタメディエイトプ
レート16内に同心円上に設けられた微粒化媒体噴射室24
（第２の混合室）へ供給する微粒化媒体供給孔23、該供
給孔23よりの微粒化媒体３が供給される噴射室24、該噴
射室24の天井面（下流側）に設けられて微粒化媒体３を
噴射孔８面へ噴出する微粒化媒体噴射ノズル25及び微粒
化媒体供給孔22と21の各々に連通する気液衝突孔26の各
々を備えて構成される。
微粒化媒体供給孔22を通過した微粒化媒体３及び供給
孔21を通過した燃料２は、気液衝突孔26において衝突混
合（１次微粒化）しアトマイザチツプ本体１の混合室７
内に噴射される。一方、微粒化媒体３の残りは微粒化媒
体供給孔23を経て、インタメディエイトプレート16の中
心部出口側によって機械的に接続された微粒化媒体噴射
室24内に供給され、その火炉側円周上に複数個開口する
微粒化媒体噴射ノズル25からアトマイザチツプ本体１の
混合室７内に噴射される。微粒化媒体供給孔23と燃料供
給孔21は円周方向になる特定の間隔で交互に開口するよ
うにする。
孔21を通過した燃料２は、気液衝突孔26において衝突混
合（１次微粒化）しアトマイザチツプ本体１の混合室７
内に噴射される。一方、微粒化媒体３の残りは微粒化媒
体供給孔23を経て、インタメディエイトプレート16の中
心部出口側によって機械的に接続された微粒化媒体噴射
室24内に供給され、その火炉側円周上に複数個開口する
微粒化媒体噴射ノズル25からアトマイザチツプ本体１の
混合室７内に噴射される。微粒化媒体供給孔23と燃料供
給孔21は円周方向になる特定の間隔で交互に開口するよ
うにする。
微粒化媒体噴射室24の微粒化媒体噴射ノズル25とアト
マイザチツプ本体１に開口する噴出孔８は、同一個数孔
を同一軸になるように配置する。また、微粒化媒体噴射
ノズル25の孔径dsは、噴出孔８の孔径diよりも小さくさ
れている。これは、微粒化媒体噴射室24の背圧（噴射
圧）を高めて、目づまりや不安定な間欠噴射の原因とな
る燃料の逆流を防止するためである。
マイザチツプ本体１に開口する噴出孔８は、同一個数孔
を同一軸になるように配置する。また、微粒化媒体噴射
ノズル25の孔径dsは、噴出孔８の孔径diよりも小さくさ
れている。これは、微粒化媒体噴射室24の背圧（噴射
圧）を高めて、目づまりや不安定な間欠噴射の原因とな
る燃料の逆流を防止するためである。
次に第８図のように構成されるアトマイザの作用効果
について説明する。
について説明する。
第９図は、第８図に示した内部混合式二流体アトマイ
ザの混合室及び噴出孔における現象を模式的に示すもの
である。気液衝突孔26で１次微粒化された気液混合物
（燃料液適はこの時点ではあまり細かくはない）は、混
合室７内で循環流と噴出孔８方向へ向う流れを作り出
す。燃料液適は、混合室７の内壁上で液膜となるか、あ
るいは噴出孔８から直接噴出される。この場合、微粒化
媒体噴射ノズル25からの微粒化媒体３の急加速作用によ
って、噴出孔８では粗い液滴が再微粒化され、また噴出
孔８の内壁面上に生じる液膜も効率よく微粒化される２
タイプの作用によって、噴霧は著しく良好になる。仮
に、噴出孔８と同軸の微粒化媒体流が存在しなければ、
第14図に示すように噴出孔内にできた燃料液膜が出口端
面で分裂し、比較的径の大きな液的群をつりく出してし
まう。このような粗い液滴が発生すると、未燃分が増大
しボイラ効率にも支障をきたすことになる。
ザの混合室及び噴出孔における現象を模式的に示すもの
である。気液衝突孔26で１次微粒化された気液混合物
（燃料液適はこの時点ではあまり細かくはない）は、混
合室７内で循環流と噴出孔８方向へ向う流れを作り出
す。燃料液適は、混合室７の内壁上で液膜となるか、あ
るいは噴出孔８から直接噴出される。この場合、微粒化
媒体噴射ノズル25からの微粒化媒体３の急加速作用によ
って、噴出孔８では粗い液滴が再微粒化され、また噴出
孔８の内壁面上に生じる液膜も効率よく微粒化される２
タイプの作用によって、噴霧は著しく良好になる。仮
に、噴出孔８と同軸の微粒化媒体流が存在しなければ、
第14図に示すように噴出孔内にできた燃料液膜が出口端
面で分裂し、比較的径の大きな液的群をつりく出してし
まう。このような粗い液滴が発生すると、未燃分が増大
しボイラ効率にも支障をきたすことになる。
第10図乃至第12図には、第８図の実施例の効果を確認
するため行った燃焼実験の結果を示す。第10図には、燃
料比の異なる数種類の石炭をスラリ化した種々の燃料に
対する未燃分の排出特性を示す。本発明によるアトマイ
ザは、実験範囲内でいずれも未燃分UBが低い。特に、燃
料比が３に近い粗悪炭の方が、本発明による燃焼促進効
果が顕著に現れる。これは微粒化促進効果によるもので
あることは明白であり、これが本アトマイザの特徴であ
る。第11図は、O2濃度に対する未燃分率UBの変化を整理
したものである。本発明アトマイザでは、O2濃度にかか
わらず、排出未燃分が従来型の半分程度まで減少してい
ることがわかる。第12図は、NOXと未燃分の関係図を示
す特性図であり、本発明によるアトマイザの性能をよく
示している。従来のアトマイザと同一NOXレベルで比較
した場合、本発明によるアトマイザは未燃分が著しく低
くなっている。一方、従来のアトマイザと同一未燃分レ
ベルで比較した場合、NOXは100ppm程度減少する。
するため行った燃焼実験の結果を示す。第10図には、燃
料比の異なる数種類の石炭をスラリ化した種々の燃料に
対する未燃分の排出特性を示す。本発明によるアトマイ
ザは、実験範囲内でいずれも未燃分UBが低い。特に、燃
料比が３に近い粗悪炭の方が、本発明による燃焼促進効
果が顕著に現れる。これは微粒化促進効果によるもので
あることは明白であり、これが本アトマイザの特徴であ
る。第11図は、O2濃度に対する未燃分率UBの変化を整理
したものである。本発明アトマイザでは、O2濃度にかか
わらず、排出未燃分が従来型の半分程度まで減少してい
ることがわかる。第12図は、NOXと未燃分の関係図を示
す特性図であり、本発明によるアトマイザの性能をよく
示している。従来のアトマイザと同一NOXレベルで比較
した場合、本発明によるアトマイザは未燃分が著しく低
くなっている。一方、従来のアトマイザと同一未燃分レ
ベルで比較した場合、NOXは100ppm程度減少する。
本発明になる二流体アトマイザは、以上の説明で特に
例として取り上げたCWMにとどまらず、他の殆どすべて
の液体（あるいは流体化）燃料に対しても適用可能であ
る。
例として取り上げたCWMにとどまらず、他の殆どすべて
の液体（あるいは流体化）燃料に対しても適用可能であ
る。
以下に、該当する燃料を列記する。
（１）軽油、A,B,C重油。
（２）COM（石炭、油スラリ）。
（３）メタコール（石炭・メタノールスラリ） （４）PWM（石油コークス・水スラリ）。
（５）ピッチ・水スラリ。
（６）劣質残渣（例えばストレートアスファルト） （７）石油液化油もしくはそのタール。
（８）オイルシェールあるいはオイルサンドからの抽出
油。
油。
この中で、特に（２）〜（５）はスラリ燃料であり、CW
M同様に比較的難燃性といえるので、本発明アトマイザ
による燃焼改善効果が期待できる。
M同様に比較的難燃性といえるので、本発明アトマイザ
による燃焼改善効果が期待できる。
以上の各実施例によれば、具体的に以下のような効果
を得ることができる。
を得ることができる。
（１）大容量化（スケールアップ）が可能になる。
（２）着火性が安定し、保炎性が向上する。
（３）上記保炎性の向上と関連し、フライアッシュ中の
灰中未燃分が低減するため燃焼効率が向上する。
灰中未燃分が低減するため燃焼効率が向上する。
（４）上記（２）、（３）と関連し、A/Hで補足される
シンダーアッシュ（燃えがら、燃え残り灰）や炉底へ落
下するクリンカアッシュの全体量が減少するばかりでな
くそれらの灰中未燃分が低減する。そのため灰処理が著
しく容易になり、灰の再利用範囲も拡大される。
シンダーアッシュ（燃えがら、燃え残り灰）や炉底へ落
下するクリンカアッシュの全体量が減少するばかりでな
くそれらの灰中未燃分が低減する。そのため灰処理が著
しく容易になり、灰の再利用範囲も拡大される。
（５）短炎化するためボイラ火炉を小さくできる。した
がって経済性の面から有利になる。
がって経済性の面から有利になる。
（６）上記（２）〜（４）の効果により燃焼性の劣る高
燃料比炭（燃料比＝固定炭素／揮発分）を用いたスラリ
燃料にも有利になる。
燃料比炭（燃料比＝固定炭素／揮発分）を用いたスラリ
燃料にも有利になる。
（７）（２）の効果により、バーナ近傍に安定な高温還
元ゾーンが形成され、NOXを低減できる。
元ゾーンが形成され、NOXを低減できる。
（８）微粒化媒体（蒸気）量を低減できる。したがっ
て、ボイラ効果が上昇し補機動力費を削減できる。
て、ボイラ効果が上昇し補機動力費を削減できる。
（９）低過剰空気燃焼が可能になる。よってＳ（イオ
ウ）分を多く含有する炭種を用いても低温腐食を防止で
きる。
ウ）分を多く含有する炭種を用いても低温腐食を防止で
きる。
以上のように本発明によれば、大容量化（スケールア
ップ）が可能となり、着火安定性及び保炎性を向上させ
ることができる。さらに、灰中未燃分が低減し、よって
灰処理が容易になり、灰の再利用範囲が拡大され、燃焼
効率を高めることができる。また、短炎化されるため、
ボイラ火炉を小さくできる。
ップ）が可能となり、着火安定性及び保炎性を向上させ
ることができる。さらに、灰中未燃分が低減し、よって
灰処理が容易になり、灰の再利用範囲が拡大され、燃焼
効率を高めることができる。また、短炎化されるため、
ボイラ火炉を小さくできる。
第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示す断面図及
び平面図、第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示
す断面図及び平面図、第５図は第３図の実施例の作用説
明図、第６図及び第７図は第１、第２実施例のO2濃度に
対するNOx及び未燃分率特性図、第８図は本発明の第３
実施例を示す断面図、第９図は第８図の実施例の作用説
明図、第10図、第11図及び第12図は本発明の第３実施例
の燃料比に対する未燃分率、O2に対する未燃分率及びNO
Xに対する未燃分率特性図、第13図は従来の内部混合式
アトマイザを示す断面図、第14図は第13図のアトマイザ
における微粒化メカニズムの説明図である。 １……アトマイザチツプ本体、４……燃料ノズル、６…
…気液衝突孔、７……混合室、8,11……噴出孔、10,16
……インタメディエイトプレート、12,13……セカンダ
リプレート、17……バーナガン内筒、18……バーナガン
外筒、22,23……微粒化媒体供給孔、24……噴射室、25
……微粒化媒体噴射ノズル、26……気液衝突孔。
び平面図、第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示
す断面図及び平面図、第５図は第３図の実施例の作用説
明図、第６図及び第７図は第１、第２実施例のO2濃度に
対するNOx及び未燃分率特性図、第８図は本発明の第３
実施例を示す断面図、第９図は第８図の実施例の作用説
明図、第10図、第11図及び第12図は本発明の第３実施例
の燃料比に対する未燃分率、O2に対する未燃分率及びNO
Xに対する未燃分率特性図、第13図は従来の内部混合式
アトマイザを示す断面図、第14図は第13図のアトマイザ
における微粒化メカニズムの説明図である。 １……アトマイザチツプ本体、４……燃料ノズル、６…
…気液衝突孔、７……混合室、8,11……噴出孔、10,16
……インタメディエイトプレート、12,13……セカンダ
リプレート、17……バーナガン内筒、18……バーナガン
外筒、22,23……微粒化媒体供給孔、24……噴射室、25
……微粒化媒体噴射ノズル、26……気液衝突孔。
Claims (3)
- 【請求項１】燃料供給路及び燃料を微粒化するための微
粒化媒体供給路と、燃料供給路から供給される燃料及び
微粒化媒体路から供給される微粒化媒体を混合する混合
室と、混合室内の混合流体を外部に噴出させる噴出孔と
を備えた内部混合式アトマイザにおいて、前記混合室に
該混合室よりも容積の小さい第２の混合室を各々独立に
複数個連通させ、各々の第２の混合室に複数個の噴出孔
を設けたことを特徴とする内部混合式アトマイザ。 - 【請求項２】燃料供給路及び燃料を微粒化するための微
粒化媒体供給路と、燃料供給路から供給される燃料及び
微粒化媒体路から供給される微粒化媒体を混合する混合
室と、混合室内の混合流体を外部に噴出させる噴出孔と
を備えた内部混合式アトマイザにおいて、前記混合室の
内部に前記微粒媒体供給路に連通する第２の混合室を前
記混合室と同心円上に設け、第２の混合室に設けた微粒
化媒噴射ノズルを前記混合室の噴出孔に向けて設けたこ
とを特徴とする内部混合式アトマイザ。 - 【請求項３】前記微粒化噴射ノズルの中心軸及び個数を
これらの対向して設けられている前記混合室の噴射孔に
一致させたことを特徴とする特許請求の範囲第（２）項
記載の内部混合式アトマイザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192371A JPH081288B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 内部混合式アトマイザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192371A JPH081288B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 内部混合式アトマイザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349615A JPS6349615A (ja) | 1988-03-02 |
| JPH081288B2 true JPH081288B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=16290172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192371A Expired - Fee Related JPH081288B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 内部混合式アトマイザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081288B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5972847B2 (ja) | 2013-10-21 | 2016-08-17 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | バーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラ |
| JP6100154B2 (ja) * | 2013-12-17 | 2017-03-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | バーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6071824U (ja) * | 1983-10-18 | 1985-05-21 | 三菱重工業株式会社 | バ−ナ装置 |
| JPS61204134U (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-23 |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP61192371A patent/JPH081288B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6349615A (ja) | 1988-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |