JPH08145362A - 多孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装置 - Google Patents
多孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装置Info
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- JPH08145362A JPH08145362A JP30965394A JP30965394A JPH08145362A JP H08145362 A JPH08145362 A JP H08145362A JP 30965394 A JP30965394 A JP 30965394A JP 30965394 A JP30965394 A JP 30965394A JP H08145362 A JPH08145362 A JP H08145362A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼効率を向上し排気エミッションを低減し
得る多孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装
置を提供する。 【構成】 微粒化用気流通路１６の一端に複数のオリフ
ィス１９を燃料噴出ニードル１５と同芯状に設けると共
に、オリフィス１９の対向間距離をＤ1 、燃料噴出ニー
ドル１５の対向間距離をｄ1 ：燃料噴出ニードル１５の
外壁間距離ｄ2 とするとき ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、燃料噴出ニードル１５の
噴出端から噴出する流体燃料を、燃料噴出ニードル１５
の回りを流通しつつオリフィス１９の開口から噴出する
微粒化用気流によって良好に微粒化する。
得る多孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装
置を提供する。 【構成】 微粒化用気流通路１６の一端に複数のオリフ
ィス１９を燃料噴出ニードル１５と同芯状に設けると共
に、オリフィス１９の対向間距離をＤ1 、燃料噴出ニー
ドル１５の対向間距離をｄ1 ：燃料噴出ニードル１５の
外壁間距離ｄ2 とするとき ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、燃料噴出ニードル１５の
噴出端から噴出する流体燃料を、燃料噴出ニードル１５
の回りを流通しつつオリフィス１９の開口から噴出する
微粒化用気流によって良好に微粒化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔２流体噴射装置と
これを装備した噴霧式燃焼装置、特に車載用に適した小
型の多孔２流体噴射装置と噴霧式燃焼装置に関する。
これを装備した噴霧式燃焼装置、特に車載用に適した小
型の多孔２流体噴射装置と噴霧式燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車載用の小型の多孔２流体噴射装置と噴
霧式燃焼装置は、特開昭６２─７７５２２号公報、特開
昭６２─２０６３１１号公報、特開昭６２─２４５０１
１号公報にそれぞれ開示されているように、燃焼用空気
流が導入されて軸芯の回りに旋回する円筒状の旋回室の
一端側に、他端側へ流体燃料を噴霧する単孔の２流体噴
射装置を設け、旋回室の他端側に燃焼室を連設してい
る。
霧式燃焼装置は、特開昭６２─７７５２２号公報、特開
昭６２─２０６３１１号公報、特開昭６２─２４５０１
１号公報にそれぞれ開示されているように、燃焼用空気
流が導入されて軸芯の回りに旋回する円筒状の旋回室の
一端側に、他端側へ流体燃料を噴霧する単孔の２流体噴
射装置を設け、旋回室の他端側に燃焼室を連設してい
る。
【０００３】単孔２流体噴射装置は、流体燃料が先端開
口から噴出する燃料ノイズを空気通路の軸芯位置に配置
し、燃料ノズルの噴出端を、空気通路の先端に設けたオ
リフィスの開口に対面させ、燃焼ノズルの噴出端から噴
出する流体燃料を、燃料ノズルの外側位置を燃料ノズル
の噴出方向に流れる空気流によって微粒化する構成にし
ている。
口から噴出する燃料ノイズを空気通路の軸芯位置に配置
し、燃料ノズルの噴出端を、空気通路の先端に設けたオ
リフィスの開口に対面させ、燃焼ノズルの噴出端から噴
出する流体燃料を、燃料ノズルの外側位置を燃料ノズル
の噴出方向に流れる空気流によって微粒化する構成にし
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の単孔
２流体噴射装置は、燃料の噴霧角度が狭く、噴霧の貫徹
力が強いので、図４に示すように噴霧の分散が悪く、燃
料噴霧と燃焼用空気流との混合が十分ではない。特に、
燃料の流量を多くすると、燃料噴霧の一部が燃焼せずに
燃焼室を通過することがある。反対に、燃料の流量を少
なくすると、燃料の噴霧が不安定になり、火炎が振動し
て吹き消えることがある。結局、燃焼が良好に行われる
燃料流量の範囲が狭いといった実用上解決すべき課題が
ある。
２流体噴射装置は、燃料の噴霧角度が狭く、噴霧の貫徹
力が強いので、図４に示すように噴霧の分散が悪く、燃
料噴霧と燃焼用空気流との混合が十分ではない。特に、
燃料の流量を多くすると、燃料噴霧の一部が燃焼せずに
燃焼室を通過することがある。反対に、燃料の流量を少
なくすると、燃料の噴霧が不安定になり、火炎が振動し
て吹き消えることがある。結局、燃焼が良好に行われる
燃料流量の範囲が狭いといった実用上解決すべき課題が
ある。
【０００５】また、Ｙジェットタイプの従来の２孔２流
体噴射弁は、ボイラやガスタービン燃焼器等に実用化さ
れている。しかし、この多孔２流体噴射弁は液体燃料の
微粒化に多量の高速空気流や蒸気流を使用する。このた
め、供給源のエネルギー消費量が極めて大きく実用上問
題がある。またこの多孔２流体噴射弁は燃料流量より少
ない気流で微粒化しようとすると、噴霧粒径が大きくな
り、分布が片寄るという実用上の不具合が生じる。
体噴射弁は、ボイラやガスタービン燃焼器等に実用化さ
れている。しかし、この多孔２流体噴射弁は液体燃料の
微粒化に多量の高速空気流や蒸気流を使用する。このた
め、供給源のエネルギー消費量が極めて大きく実用上問
題がある。またこの多孔２流体噴射弁は燃料流量より少
ない気流で微粒化しようとすると、噴霧粒径が大きくな
り、分布が片寄るという実用上の不具合が生じる。
【０００６】本発明の目的は、上記のような従来の課題
を解決することである。すなわち、本発明は、少ない気
流又はエネルギーで、液体燃料を微粒化するとともに均
一に噴霧を燃焼室内に分散させて、燃焼器の燃焼効率を
向上させるとともに、排気エミッションを低減させる多
孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装置を提
供することを目的にする。
を解決することである。すなわち、本発明は、少ない気
流又はエネルギーで、液体燃料を微粒化するとともに均
一に噴霧を燃焼室内に分散させて、燃焼器の燃焼効率を
向上させるとともに、排気エミッションを低減させる多
孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装置を提
供することを目的にする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体燃料が先
端の開口から噴出する円筒状の燃料噴出ニードルを互い
に間隔を保持して複数設け、微粒化用気流が導入されて
各燃料噴出ニードルの回りに流通する円筒状の微粒化用
気流通路を形成し、微粒化用気流通路の一端に複数のオ
リフィスを燃料噴出ニードルと同芯状に設けると共に、
オリフィスの開口径をＤ1 、燃料噴出ニードルの開口径
をｄ1 、燃料噴出ニードルの外壁間距離をｄ2 とすると
き ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、燃料噴出ニードルの噴出
端から噴出する流体燃料を、燃料噴出ニードルの回りを
流通しつつオリフィスの開口から噴出する微粒化用気流
によって微粒化する構成にしたことを特徴とする多孔２
流体噴射装置である。
端の開口から噴出する円筒状の燃料噴出ニードルを互い
に間隔を保持して複数設け、微粒化用気流が導入されて
各燃料噴出ニードルの回りに流通する円筒状の微粒化用
気流通路を形成し、微粒化用気流通路の一端に複数のオ
リフィスを燃料噴出ニードルと同芯状に設けると共に、
オリフィスの開口径をＤ1 、燃料噴出ニードルの開口径
をｄ1 、燃料噴出ニードルの外壁間距離をｄ2 とすると
き ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、燃料噴出ニードルの噴出
端から噴出する流体燃料を、燃料噴出ニードルの回りを
流通しつつオリフィスの開口から噴出する微粒化用気流
によって微粒化する構成にしたことを特徴とする多孔２
流体噴射装置である。
【０００８】さらに、本発明は、燃焼用空気が導入され
て軸芯の回りに旋回する円筒状の燃焼用空気流旋回室の
一端側に、他端側へ流体燃料を噴霧する多孔２流体噴出
装置を設け、燃焼用空気流旋回室の他端側に燃焼室を連
設した噴霧式燃焼装置であって、流体燃料が先端の開口
から噴出する円筒状の燃料噴出ニードルを互いに間隔を
保持して複数設け、微粒化用気流が導入されて各燃料噴
出ニードルの回りに流通する円筒状の微粒化用気流通路
を形成し、微粒化用気流通路の一端に複数のオリフィス
を燃料噴出ニードルと同芯状に設けると共に、オリフィ
スの開口径をＤ1 、燃料噴出ニードルの開口径をｄ1 、
燃料噴出ニードルの外壁間距離ｄ2 とするとき ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、燃料噴出ニードルの噴出
端から噴出する流体燃料を、燃料噴出ニードルの回りを
流通しつつオリフィスの開口から噴出する微粒化用気流
によって微粒化する構成にした多孔２流体噴射装置を装
備したことを特徴とする噴霧式燃焼装置である。
て軸芯の回りに旋回する円筒状の燃焼用空気流旋回室の
一端側に、他端側へ流体燃料を噴霧する多孔２流体噴出
装置を設け、燃焼用空気流旋回室の他端側に燃焼室を連
設した噴霧式燃焼装置であって、流体燃料が先端の開口
から噴出する円筒状の燃料噴出ニードルを互いに間隔を
保持して複数設け、微粒化用気流が導入されて各燃料噴
出ニードルの回りに流通する円筒状の微粒化用気流通路
を形成し、微粒化用気流通路の一端に複数のオリフィス
を燃料噴出ニードルと同芯状に設けると共に、オリフィ
スの開口径をＤ1 、燃料噴出ニードルの開口径をｄ1 、
燃料噴出ニードルの外壁間距離ｄ2 とするとき ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、燃料噴出ニードルの噴出
端から噴出する流体燃料を、燃料噴出ニードルの回りを
流通しつつオリフィスの開口から噴出する微粒化用気流
によって微粒化する構成にした多孔２流体噴射装置を装
備したことを特徴とする噴霧式燃焼装置である。
【０００９】
【作用・効果】本発明においては、流体燃料は、複数の
燃料噴出ニードルの噴出端から、燃焼用空気流旋回室に
噴出するに際し、複数の燃料噴出ニードルの回りを流通
しつつオリフィスの開口から噴出する微粒化用気流によ
って微粒化される。従って、流体燃料を微粒化する気流
が複数の燃料噴射ノズルの回りから噴出供給するので、
図４に示すように、従来に比して噴霧粒径が小さく燃料
の噴霧が安定化すると共に、噴霧の角度が広くなって噴
霧の貫徹力が弱くなることにより、噴霧の分散が良くな
り、燃料の噴霧が燃焼用空気流と混合し易くなる。そし
て、燃料の流量を多くしても、燃料噴霧の一部が燃焼せ
ずに燃焼室を通過することがない。また、燃料の噴霧が
安定化するので、図６に示すように、従来に比して燃料
の流量を少なくしても、燃料の噴霧ないし火炎が振動し
たり、火炎が吹き消えることがない。このため、本発明
においては、燃料流量の広い範囲にわたって、燃焼が良
好に行われる。
燃料噴出ニードルの噴出端から、燃焼用空気流旋回室に
噴出するに際し、複数の燃料噴出ニードルの回りを流通
しつつオリフィスの開口から噴出する微粒化用気流によ
って微粒化される。従って、流体燃料を微粒化する気流
が複数の燃料噴射ノズルの回りから噴出供給するので、
図４に示すように、従来に比して噴霧粒径が小さく燃料
の噴霧が安定化すると共に、噴霧の角度が広くなって噴
霧の貫徹力が弱くなることにより、噴霧の分散が良くな
り、燃料の噴霧が燃焼用空気流と混合し易くなる。そし
て、燃料の流量を多くしても、燃料噴霧の一部が燃焼せ
ずに燃焼室を通過することがない。また、燃料の噴霧が
安定化するので、図６に示すように、従来に比して燃料
の流量を少なくしても、燃料の噴霧ないし火炎が振動し
たり、火炎が吹き消えることがない。このため、本発明
においては、燃料流量の広い範囲にわたって、燃焼が良
好に行われる。
【００１０】すなわち、本発明においては、燃料噴出の
運動量と同等またはそれ以下の運動量をもつ気流で、３
０μｍ程度の微細な燃料噴霧を形成できる。また、本発
明はターンダウン比１：３０以上の流量範囲で、上記微
粒化を確保すると共に、噴霧角もほぼ一定の９０°を保
つことができる。さらに、本発明は、渦巻燃焼器の軸中
心に燃料噴霧を噴出しないため、安定な循環と死水領域
が形成できる。また、本発明は旋回流の強制渦領域に空
気を伴う噴霧流を噴射することで、混合促進が図れ、煙
や、ＨＣ、ＣＯ等の排出を低減できる。しかも、本発明
は燃料噴孔が分離独立して形成されているため、燃焼用
空気の巻き込みが容易で、混合が良好となる。また、本
発明は、燃料がニードルから噴出した後、空気流で吹き
飛ばされるため、燃料ダレやそれがカーボン化すること
がない等の実用的効果を奏する。
運動量と同等またはそれ以下の運動量をもつ気流で、３
０μｍ程度の微細な燃料噴霧を形成できる。また、本発
明はターンダウン比１：３０以上の流量範囲で、上記微
粒化を確保すると共に、噴霧角もほぼ一定の９０°を保
つことができる。さらに、本発明は、渦巻燃焼器の軸中
心に燃料噴霧を噴出しないため、安定な循環と死水領域
が形成できる。また、本発明は旋回流の強制渦領域に空
気を伴う噴霧流を噴射することで、混合促進が図れ、煙
や、ＨＣ、ＣＯ等の排出を低減できる。しかも、本発明
は燃料噴孔が分離独立して形成されているため、燃焼用
空気の巻き込みが容易で、混合が良好となる。また、本
発明は、燃料がニードルから噴出した後、空気流で吹き
飛ばされるため、燃料ダレやそれがカーボン化すること
がない等の実用的効果を奏する。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の代表的な一実施例について説
明する。本実施例の多孔２流体噴射装置を備えた噴霧式
燃焼装置は、図１、図２、図３、図５にそれぞれ示すよ
うに、旋回器１の中心部に形成された円筒形状の燃焼用
空気流旋回室２の一端側に、他側へ液体燃料を噴霧する
多孔２流体噴射装置１１を同芯状に設けてある。燃焼用
空気流旋回室２の他端側には、第１絞り２０を介して旋
回室２より大径の円筒形状の第１燃焼室２１が同芯状に
連設されている。第１燃焼室２１の中央部即ち多孔２流
体噴射装置１１の燃料噴霧領域には、点火栓２２の先端
の点火部を突出し、点火栓２２の基端の端子に点火源
（図示せず）を接続されている。第１燃焼室２１の出口
には、第２絞り２４を介して第１燃焼室２１より小径の
円筒形状の第２燃焼室２５が同芯状に連設されている。
明する。本実施例の多孔２流体噴射装置を備えた噴霧式
燃焼装置は、図１、図２、図３、図５にそれぞれ示すよ
うに、旋回器１の中心部に形成された円筒形状の燃焼用
空気流旋回室２の一端側に、他側へ液体燃料を噴霧する
多孔２流体噴射装置１１を同芯状に設けてある。燃焼用
空気流旋回室２の他端側には、第１絞り２０を介して旋
回室２より大径の円筒形状の第１燃焼室２１が同芯状に
連設されている。第１燃焼室２１の中央部即ち多孔２流
体噴射装置１１の燃料噴霧領域には、点火栓２２の先端
の点火部を突出し、点火栓２２の基端の端子に点火源
（図示せず）を接続されている。第１燃焼室２１の出口
には、第２絞り２４を介して第１燃焼室２１より小径の
円筒形状の第２燃焼室２５が同芯状に連設されている。
【００１２】旋回器１は、図５に示すように、燃焼用空
気流旋回室２の周壁を形成している内周壁３とその外周
り位置に同芯状に配置した円筒形状の外周壁４の前後端
に前端に前端板５と後端板６を設けて、円環状の空気旋
回路７を形成し、外周壁４の一個所にその個所の接線方
向に沿って空気導入管（図示せず）を接続して、空気旋
回路７に接続した空気導入路を形成し、空気導入路に空
気供給源を接続し、内周壁３の４個所に、それぞれ、そ
の個所の内周面の接続方向に沿って空気導入孔を貫設し
て、空気旋回路７を燃焼用空気流旋回室２に接続し、燃
焼用空気流旋回室２にその軸芯の回りに旋回する燃焼用
空気流を導入する構成にしてある。
気流旋回室２の周壁を形成している内周壁３とその外周
り位置に同芯状に配置した円筒形状の外周壁４の前後端
に前端に前端板５と後端板６を設けて、円環状の空気旋
回路７を形成し、外周壁４の一個所にその個所の接線方
向に沿って空気導入管（図示せず）を接続して、空気旋
回路７に接続した空気導入路を形成し、空気導入路に空
気供給源を接続し、内周壁３の４個所に、それぞれ、そ
の個所の内周面の接続方向に沿って空気導入孔を貫設し
て、空気旋回路７を燃焼用空気流旋回室２に接続し、燃
焼用空気流旋回室２にその軸芯の回りに旋回する燃焼用
空気流を導入する構成にしてある。
【００１３】多孔２流体噴射装置１１は、図１、図２、
図３にそれぞれ示すように、噴射側の先端部を燃焼用空
気流旋回室２の後端板６の中心孔に貫着しており、燃料
供給源１２に接続した燃料供給路１３からの液体燃料
を、空気供給源９に接続した空気供給路１４からの空気
流によって微粒化する多孔２流体噴霧形である。図１に
示すように、燃料供給路１３に接続した４〜８個の本例
では８個の中空円筒状の燃料噴出ニードル１５を軸芯よ
り４０°傾斜する位置に配置し、８個の燃焼噴出ニード
ル１５の回りに円筒状の微粒化用気流通路１６を同芯状
に形成されている。ここで燃料噴出ニードル１５の開口
径ｄ1 は、０．２〜０．８ｍｍ好ましく本実施例では
０．５ｍｍである。また燃料噴出ニードル１５の外径ｄ
2 は０．７〜１．６ｍｍが好ましく本例では１．３ｍｍ
である。微粒化用気流通路１６の周壁１７の２個所に
は、それぞれ空気導入孔１８を貫設し空気供給路１４を
介して微粒化用気流通路１６に接続されている。そし
て、微粒化用気流通路１６にはその軸芯より４０°傾斜
する８個の燃料噴出ニードル１５の回りに燃焼用空気流
と連通する微粒化用空気流を導入する構成にしてある。
図３にそれぞれ示すように、噴射側の先端部を燃焼用空
気流旋回室２の後端板６の中心孔に貫着しており、燃料
供給源１２に接続した燃料供給路１３からの液体燃料
を、空気供給源９に接続した空気供給路１４からの空気
流によって微粒化する多孔２流体噴霧形である。図１に
示すように、燃料供給路１３に接続した４〜８個の本例
では８個の中空円筒状の燃料噴出ニードル１５を軸芯よ
り４０°傾斜する位置に配置し、８個の燃焼噴出ニード
ル１５の回りに円筒状の微粒化用気流通路１６を同芯状
に形成されている。ここで燃料噴出ニードル１５の開口
径ｄ1 は、０．２〜０．８ｍｍ好ましく本実施例では
０．５ｍｍである。また燃料噴出ニードル１５の外径ｄ
2 は０．７〜１．６ｍｍが好ましく本例では１．３ｍｍ
である。微粒化用気流通路１６の周壁１７の２個所に
は、それぞれ空気導入孔１８を貫設し空気供給路１４を
介して微粒化用気流通路１６に接続されている。そし
て、微粒化用気流通路１６にはその軸芯より４０°傾斜
する８個の燃料噴出ニードル１５の回りに燃焼用空気流
と連通する微粒化用空気流を導入する構成にしてある。
【００１４】すなわち、微粒化用気流通路１６の先端に
は、８個のオリフィス１９を軸芯より４０°傾斜する位
置にそれぞれ設け、複数のオリフィス１９の環状の開口
に複数の燃料噴出ニードル１５の噴出端を図３に示すよ
うに対向配設して、燃料噴出ニードル１５の噴出端から
噴出する液体燃料を、燃料噴出ニードル１５の回りを流
通しつつオリフィス１９の開口から噴出する微粒化用空
気流によって微粒化する構成にしてある。ここでオリフ
ィス１９の開口径Ｄ1 は１．８〜３．２ｍｍが好ましく
本実施例では２．５ｍｍである。
は、８個のオリフィス１９を軸芯より４０°傾斜する位
置にそれぞれ設け、複数のオリフィス１９の環状の開口
に複数の燃料噴出ニードル１５の噴出端を図３に示すよ
うに対向配設して、燃料噴出ニードル１５の噴出端から
噴出する液体燃料を、燃料噴出ニードル１５の回りを流
通しつつオリフィス１９の開口から噴出する微粒化用空
気流によって微粒化する構成にしてある。ここでオリフ
ィス１９の開口径Ｄ1 は１．８〜３．２ｍｍが好ましく
本実施例では２．５ｍｍである。
【００１５】このように、本実施例の多孔２流体噴射装
置はオリフィス１９の開口径（対向間距離）をＤ1 燃料
噴出ニードル１５の開口径（対向間距離）をｄ1 、燃料
噴出ニードル１５の外径（外壁間距離）をｄ2 とすると
き ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成してある。すなわち、本実施
例の多孔２流体噴射装置は、燃料噴出ニードル１５が円
柱で、円周等間隔に数本突出形成されている。そして燃
料噴出ニードル１５間の開き角度は６０〜１００°で本
例では８０°程度である。また、燃料噴出ニードル１５
の先端が空気オリフィス１９の内面につく位置程度で、
オリフィス１９の外面より外に突出されていない。さら
に微粒化用流気通路１６を燃料通路の外周に配置し、断
熱層となるように構成されている。また、噴射弁先端の
燃料噴出ニードル１５の周りには、一体の空気通路空間
を形成している。そして、オリフィス１９の開口径
Ｄ1 、燃料噴出ニードル１５の外径ｄ2 、燃料噴出ニー
ドル１５の開口径ｄ1 はそれぞれ円形で、同軸的に配置
してある。
置はオリフィス１９の開口径（対向間距離）をＤ1 燃料
噴出ニードル１５の開口径（対向間距離）をｄ1 、燃料
噴出ニードル１５の外径（外壁間距離）をｄ2 とすると
き ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成してある。すなわち、本実施
例の多孔２流体噴射装置は、燃料噴出ニードル１５が円
柱で、円周等間隔に数本突出形成されている。そして燃
料噴出ニードル１５間の開き角度は６０〜１００°で本
例では８０°程度である。また、燃料噴出ニードル１５
の先端が空気オリフィス１９の内面につく位置程度で、
オリフィス１９の外面より外に突出されていない。さら
に微粒化用流気通路１６を燃料通路の外周に配置し、断
熱層となるように構成されている。また、噴射弁先端の
燃料噴出ニードル１５の周りには、一体の空気通路空間
を形成している。そして、オリフィス１９の開口径
Ｄ1 、燃料噴出ニードル１５の外径ｄ2 、燃料噴出ニー
ドル１５の開口径ｄ1 はそれぞれ円形で、同軸的に配置
してある。
【００１６】さらに詳述すれば、Ｄ1 ／ｄ1 ＝４以下で
は微粒化が著しく悪化するため限界である。また、Ｄ1
／ｄ1 ＝１４以上では微粒化用気流を多量に必要とする
ことになり駆動動力が著しく多くなるため限界である。
開口径ｄ1 は小さすぎると微粒化性能が悪くなるととも
に製作が困難になる欠点がある。また、大きすぎると燃
料噴射が不安定になるとともに微粒化性能が悪くなる欠
点がある。したがって、ｄ1 ＝０．５ｍｍが安定性と微
粒化性能の点でもっともバランスが良い。
は微粒化が著しく悪化するため限界である。また、Ｄ1
／ｄ1 ＝１４以上では微粒化用気流を多量に必要とする
ことになり駆動動力が著しく多くなるため限界である。
開口径ｄ1 は小さすぎると微粒化性能が悪くなるととも
に製作が困難になる欠点がある。また、大きすぎると燃
料噴射が不安定になるとともに微粒化性能が悪くなる欠
点がある。したがって、ｄ1 ＝０．５ｍｍが安定性と微
粒化性能の点でもっともバランスが良い。
【００１７】開口径Ｄ1 は、小さすぎると気流の噴出速
度が大きくなりすぎて、噴霧が広がらない欠点がある。
また、大きすぎると気流が多量に必要となり駆動動力が
大きすぎる欠点がある。したがって、Ｄ1 ＝２．５ｍｍ
が上記の点でもっともバランスが良い。また、燃料噴出
ニードル１５の外径ｄ2 は小さすぎると強度が不足する
とともに製作が困難となる欠点がある。大きすぎると微
粒化性能が悪化する欠点がある。したがって、ｄ2 ＝
１．３ｍｍが上記の点でもっともバランスが良い。
度が大きくなりすぎて、噴霧が広がらない欠点がある。
また、大きすぎると気流が多量に必要となり駆動動力が
大きすぎる欠点がある。したがって、Ｄ1 ＝２．５ｍｍ
が上記の点でもっともバランスが良い。また、燃料噴出
ニードル１５の外径ｄ2 は小さすぎると強度が不足する
とともに製作が困難となる欠点がある。大きすぎると微
粒化性能が悪化する欠点がある。したがって、ｄ2 ＝
１．３ｍｍが上記の点でもっともバランスが良い。
【００１８】
【その他の発明の説明】また、燃料噴出ニードル１５の
先端と空気オリフィス１９の内側面位置との距離をｌ1
とし、空気オリフィス１９の通路距離をｌ2 とすると
き、以下の範囲とする。 −（ｄ2 ／２）≦ｌ1 ≦ｌ2 ｌ1 ＝−（ｄ2 ／２）より離れると燃料がオリフィ
ス１９に付着すると共に微粒化性能が悪くなる欠点があ
る。 ｌ1 ＝ｌ2 以上では微粒化性能が悪くなるとともに
製作が困難であるし、火炎にさらされて耐久性が悪くな
る欠点がある。 以上の点からｌ1 ＝０がもっともバランスが良い。
先端と空気オリフィス１９の内側面位置との距離をｌ1
とし、空気オリフィス１９の通路距離をｌ2 とすると
き、以下の範囲とする。 −（ｄ2 ／２）≦ｌ1 ≦ｌ2 ｌ1 ＝−（ｄ2 ／２）より離れると燃料がオリフィ
ス１９に付着すると共に微粒化性能が悪くなる欠点があ
る。 ｌ1 ＝ｌ2 以上では微粒化性能が悪くなるとともに
製作が困難であるし、火炎にさらされて耐久性が悪くな
る欠点がある。 以上の点からｌ1 ＝０がもっともバランスが良い。
【００１９】また、０．５ｄ1 ≦ｌ2 ≦Ｄ1 とする。 ｌ1 ＝−（ｄ2 ／２）以下では微粒化が悪くなると
ともに製作が困難になる欠点がある。 ｌ1 ＝Ｄ1 以上では噴霧がオリフィス１９に付着す
るとともに微粒化が悪くなる欠点がある。 以上の点からｌ2 ＝２ｍｍがもっともバランスが良い。
ともに製作が困難になる欠点がある。 ｌ1 ＝Ｄ1 以上では噴霧がオリフィス１９に付着す
るとともに微粒化が悪くなる欠点がある。 以上の点からｌ2 ＝２ｍｍがもっともバランスが良い。
【００２０】本実施例の多孔２流体噴射装置１１におい
ては、オリフィス１９の開口径をＤ1 、燃料噴出ニード
ル１５の開口径をｄ1 、燃料噴出ニードル１５の外径を
ｄ2とするとき、 ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成してある。この設定範囲内で
あると、燃料噴出ニードル１５の噴出端から噴出する流
体燃料を、燃料噴出ニードル１５の周りを流通しつつオ
リフィス１９の開口から噴出する微粒化用気流によって
効率良く的確に微粒化することができる。また、本実施
例ではオリフィス１９の開口の微粒化用空気流通過面積
を燃料噴出ニードル１５の噴出端の開口面積の約８倍以
上で４０倍以下に設定している。この設定範囲内である
と、微粒化用空気流の流量を必要最小限にして、図４、
図６に示すように燃料の噴霧ないし火炎を安定を図るこ
とができる。
ては、オリフィス１９の開口径をＤ1 、燃料噴出ニード
ル１５の開口径をｄ1 、燃料噴出ニードル１５の外径を
ｄ2とするとき、 ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成してある。この設定範囲内で
あると、燃料噴出ニードル１５の噴出端から噴出する流
体燃料を、燃料噴出ニードル１５の周りを流通しつつオ
リフィス１９の開口から噴出する微粒化用気流によって
効率良く的確に微粒化することができる。また、本実施
例ではオリフィス１９の開口の微粒化用空気流通過面積
を燃料噴出ニードル１５の噴出端の開口面積の約８倍以
上で４０倍以下に設定している。この設定範囲内である
と、微粒化用空気流の流量を必要最小限にして、図４、
図６に示すように燃料の噴霧ないし火炎を安定を図るこ
とができる。
【００２１】また、燃料噴出ニードル１５の噴出端の開
口径ｄ1 を本実施例では０．５ｍｍに設定しているが、
これに限らず０．２〜０．８ｍｍの設定範囲内である
と、燃料の流量は１ｇ／ｓ〜３０ｇ／ｓにしても、燃料
の噴霧が振動せずに極めて安定化するのである。また、
燃料噴出ニードル１５の噴出端をオリフィス１９の開口
面に対向し、オリフィス１９の開口から噴出する微粒化
用空気流の縮流部近傍に配置してある。この両者の重な
り具合は０〜２ｍｍが好ましく本実施例の場合、図１、
図３に示すように０である。
口径ｄ1 を本実施例では０．５ｍｍに設定しているが、
これに限らず０．２〜０．８ｍｍの設定範囲内である
と、燃料の流量は１ｇ／ｓ〜３０ｇ／ｓにしても、燃料
の噴霧が振動せずに極めて安定化するのである。また、
燃料噴出ニードル１５の噴出端をオリフィス１９の開口
面に対向し、オリフィス１９の開口から噴出する微粒化
用空気流の縮流部近傍に配置してある。この両者の重な
り具合は０〜２ｍｍが好ましく本実施例の場合、図１、
図３に示すように０である。
【００２２】このように配置すると、燃料噴出ニードル
１５の噴出端から噴出する燃料は、図４に示すようにオ
リフィス１９の開口から噴出する微粒化用空気流（空気
噴射圧力Ｐは１．１≦Ｐ／Ｐ0 ≦２．０ここで、Ｐ0 は
燃焼器内圧力である。）に円滑に混合して搬送され、燃
料の噴霧が安定化すると共に微粒化が良好に行われる。 Ｐ／Ｐ0 ＝１．１以下では、流量が遅くなりすぎて微
粒化が悪化する。 Ｐ／Ｐ0 ＝２．０以上では噴霧角が狭くなるとともに
駆動動力が多くなりすぎる欠点がある。 したがって本実施例の場合：Ｐ＝１．５Ｐ0 がもっとも
バランスが良い。
１５の噴出端から噴出する燃料は、図４に示すようにオ
リフィス１９の開口から噴出する微粒化用空気流（空気
噴射圧力Ｐは１．１≦Ｐ／Ｐ0 ≦２．０ここで、Ｐ0 は
燃焼器内圧力である。）に円滑に混合して搬送され、燃
料の噴霧が安定化すると共に微粒化が良好に行われる。 Ｐ／Ｐ0 ＝１．１以下では、流量が遅くなりすぎて微
粒化が悪化する。 Ｐ／Ｐ0 ＝２．０以上では噴霧角が狭くなるとともに
駆動動力が多くなりすぎる欠点がある。 したがって本実施例の場合：Ｐ＝１．５Ｐ0 がもっとも
バランスが良い。
【図１】本実施例の多孔２流体噴射装置を示す縦断図面
【図２】本実施例の多孔２流体噴射装置を示す平面面
【図３】本実施例の多孔２流体噴射装置における燃料噴
出ニードルとオリフィスの関係を示す概要図
出ニードルとオリフィスの関係を示す概要図
【図４】本実施例の多孔２流体噴射装置と従来における
噴霧粒径の対比を示す線図
噴霧粒径の対比を示す線図
【図５】本実施例の噴霧式燃焼装置を示す縦断面図
【図６】本実施例の噴霧式燃焼装置と従来におけるＮＯ
ｘ排出の対比を示す線図
ｘ排出の対比を示す線図
１ 旋回器 ２ 燃焼用空気流旋回室 １１ 多孔２流体噴射装置 １５ 複数の燃料噴出ニードル Ｄ1 オリフィスの開口径 ｄ1 燃料噴出ニードルの開口径 ｄ2 燃料噴出ニードルの外壁間距離 １６ 微粒化用気流通路 １９ 複数のオリフィス ２１ 第１燃焼室 ２５ 第２燃焼室
Claims (2)
- 【請求項１】 流体燃料が先端の開口から噴出する円筒
状の燃料噴出ニードルを互いに間隔を保持して複数設
け、 微粒化用気流が導入されて各燃料噴出ニードルの回りに
流通する円筒状の微粒化用気流通路を形成し、 微粒化用気流通路の一端に複数のオリフィスを燃料噴出
ニードルと同芯状に設けると共に、オリフィスの開口径
をＤ1 、燃料噴出ニードルの開口径をｄ1 、燃料噴出ニ
ードルの外壁間距離をｄ2 とするとき ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、燃料噴出ニードルの噴出
端から噴出する流体燃料を、燃料噴出ニードルの回りを
流通しつつオリフィスの開口から噴出する微粒化用気流
によって微粒化する構成にしたことを特徴とする多孔２
流体噴射装置。 - 【請求項２】燃焼用空気流が導入されて軸芯の回りに旋
回する円筒状の燃焼用空気流旋回室の一端側に、他端側
へ流体燃料を噴霧する多孔２流体噴射装置を設け、燃焼
用空気流旋回室の他端側に燃焼室を連設した噴霧式燃焼
装置であって、 流体燃料が先端の開口から噴出する円筒状の燃料噴出ニ
ードルを互いに間隔を保持して複数設け、 微粒化用気流が導入されて各燃料噴出ニードルの回りに
流通する円筒状の微粒化用気流通路を形成し、 微粒化用気流通路の一端に複数のオリフィスを燃料噴出
ニードルと同芯状に設けると共に、オリフィスの開口径
をＤ1 、燃料噴出ニードルの開口径をｄ1 、燃料噴出ニ
ードルの外壁間距離ｄ2 とするとき ４≦（Ｄ1 ／ｄ1 ）≦１４、ｄ1 ＜ｄ2 ＜Ｄ1 の関係を満たすように構成し、 燃料噴出ニードルの噴出端から噴出する流体燃料を、燃
料噴出ニードルの回りを流通しつつオリフィスの開口か
ら噴出する微粒化用気流によって微粒化する構成にした
多孔２流体噴射装置を装備したことを特徴とする噴霧式
燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30965394A JPH08145362A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 多孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30965394A JPH08145362A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 多孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145362A true JPH08145362A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17995646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30965394A Pending JPH08145362A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 多孔２流体噴射装置とこれを装備した噴霧式燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145362A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010255944A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタービンエンジンの燃料噴霧装置 |
| CN114307467A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-12 | 马鞍山市方正机械制造有限责任公司 | 一种环形时变干雾抑尘装置 |
-
1994
- 1994-11-18 JP JP30965394A patent/JPH08145362A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010255944A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタービンエンジンの燃料噴霧装置 |
| JP4733195B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2011-07-27 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジンの燃料噴霧装置 |
| US8935911B2 (en) | 2009-04-27 | 2015-01-20 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel spray apparatus for gas turbine engine |
| CN114307467A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-12 | 马鞍山市方正机械制造有限责任公司 | 一种环形时变干雾抑尘装置 |
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