JPH08261412A - Atomizing combustor - Google Patents
Atomizing combustorInfo
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- JPH08261412A JPH08261412A JP8623495A JP8623495A JPH08261412A JP H08261412 A JPH08261412 A JP H08261412A JP 8623495 A JP8623495 A JP 8623495A JP 8623495 A JP8623495 A JP 8623495A JP H08261412 A JPH08261412 A JP H08261412A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は噴霧ノズルによって液体
燃料を燃焼筒内に噴霧供給して、燃焼を行なう噴霧燃焼
器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spray combustor for spraying liquid fuel into a combustion cylinder by a spray nozzle to perform combustion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１に従来の噴霧燃焼器の断面構成図を
示す。この噴霧燃焼器は、保炎器の中心孔を通って送り
込まれる空気と、保炎器の本体である旋回羽根を通って
送り込まれる空気とを燃焼筒内に供給する一方、別の空
気を燃焼筒の内周面の孔から、燃焼器中心軸に向かって
送り込み、さらに燃料噴射ノズルから噴射された燃料
は、保炎器の中心孔を通して空気とともに燃焼空間に供
給するようにしている。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a conventional spray combustor. This spray combustor supplies the air that is sent through the central hole of the flame stabilizer and the air that is sent through the swirl vanes that are the main body of the flame stabilizer into the combustion cylinder, while burning another air. The fuel sent from the hole on the inner peripheral surface of the cylinder toward the central axis of the combustor and further injected from the fuel injection nozzle is supplied to the combustion space together with air through the central hole of the flame stabilizer.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このタイプ
の噴霧燃焼器によって形成される火炎は、黄色火炎であ
り、局所的な高温領域が多く存在し、多量のＮＯｘが排
出されるという問題を有していた。However, the flame formed by the spray combustor of this type is a yellow flame, and there are many local high temperature regions, and there is a problem that a large amount of NOx is discharged. Was.
【０００４】そこで本発明は、上記従来の噴霧燃焼器の
欠点を解消し、燃焼に際してＮＯｘの発生を低減させる
ことのできる噴霧燃焼器の提供を目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a spray combustor which solves the above-mentioned drawbacks of the conventional spray combustor and can reduce the generation of NOx during combustion.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の噴霧燃焼器は、中心部に中心孔を有する旋回羽根
と、旋回羽根の前記中心孔を通して燃料を燃焼筒内に噴
霧する燃料噴射部とを有し、中心孔から燃料とともに噴
出される空気を一次空気として導入される噴霧燃焼器に
おいて、燃焼筒側壁には、半径中心方向とある旋回角度
を有するように開口される複数の旋回空気孔を多段に亘
って設けたことを第１の特徴としている。また、本発明
の噴霧燃焼器は、前記第１の特徴に加えて、前記多段の
旋回空気孔の各段の間に、燃焼筒内径より小径の空気絞
り板を設けていることを第２の特徴としている。また、
本発明の噴霧燃焼器は、前記第１または２の特徴に加え
て、絞り板の各中心孔径は、下流に向かって次第に大き
くなることを第３の特徴としている。また、本発明の噴
霧燃焼器は、前記第１、２または３の特徴に加えて、前
記多段の旋回空気孔のうち少なくとも一段の旋回方向を
前記旋回羽根の旋回方向に対して逆方向にすることを第
４の特徴としている。また、本発明の噴霧燃焼器は、前
記第１、２、３または４の特徴に加えて、前記多段二次
旋回空気孔の下流部の燃焼筒側壁には、複数の向芯空気
孔を多段に亘って設け、前記向芯空気孔を通して噴出さ
れる空気を、二次空気の一部として導入することを第５
の特徴としている。また、本発明の噴霧燃焼器は、前記
第１、２、３、４または５の特徴に加えて、前記多段の
旋回空気孔の下流部には、全周から内側に向かって流入
する環状スリットを設け、前記環状スリットを通して噴
出される空気を、二次空気の一部として導入することを
第６の特徴としている。A spray combustor of the present invention that achieves the above object has a swirl vane having a central hole in its center, and a fuel injection for spraying fuel into a combustion cylinder through the central hole of the swirl vane. And a plurality of swirls opened on the side wall of the combustion cylinder so as to have a certain swirl angle with respect to the radial center direction. The first feature is that the air holes are provided in multiple stages. Further, in addition to the first characteristic, the spray combustor of the present invention has an air throttle plate having a diameter smaller than the inner diameter of the combustion cylinder between the stages of the multistage swirling air holes. It has a feature. Also,
In addition to the first or second feature, the spray combustor of the present invention has a third feature that the diameter of each central hole of the diaphragm plate gradually increases toward the downstream side. Further, in the spray combustor of the present invention, in addition to the first, second or third feature, at least one stage of the multistage swirling air holes has a swirling direction opposite to a swirling direction of the swirl vanes. This is the fourth feature. Further, in addition to the first, second, third, or fourth feature, the spray combustor of the present invention has a plurality of multi-directional air holes in the combustion cylinder side wall at the downstream portion of the multi-stage secondary swirling air hole. The fifth aspect is to introduce the air ejected through the centripetal air holes as a part of the secondary air.
It is a feature of. In addition to the features of the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the spray combustor of the present invention has an annular slit that flows inward from the entire circumference in the downstream portion of the multistage swirling air hole. The sixth feature is that the air ejected through the annular slit is introduced as a part of the secondary air.
【０００６】[0006]
【作用】上記第１の特徴によれば、二次空気は半径中心
方向とある旋回角度で多段に亘って流入されるため、旋
回羽根より送り込まれる旋回流の旋回方向と同じ方向の
場合には、火炎は二次空気により包み込まれる状態とな
って保炎効果を促進し、より安定した火炎となる。ま
た、噴霧の偏りなどが生じた場合においても、多段に亘
って二次空気の旋回流が生じるため、多段階で火炎をお
おいそれを修正する方向に作用する。また、上記第２の
特徴によれば、二次旋回空気を絞り板によって絞ること
によって、いったん縮流した後、放射状に拡がる。従っ
て、噴霧の存在する空間密度が高く、比較的大きな粒径
の噴霧粒子が存在している噴霧の境界近傍と、上記旋回
空気の縮流域がほぼ一致するため、噴霧境界付近での空
気と燃料噴霧との混合を活発にし、噴霧の蒸発・燃焼を
促すことができる。また、上記第３の特徴によれば、多
段に配置した旋回空気孔の下流部にそれぞれ絞り板を設
け、各絞り板の中心孔径を下流になるにしたがって大き
くすると、孔径に比例して噴霧境界が拡がるので、噴霧
の境界近傍での噴霧と空気との混合を活発にする効果が
ある。また、上記第４の特徴によれば、旋回空気孔から
流入する空気の旋回方向を、旋回羽根より流入する一次
旋回空気の旋回方向と逆方向にすることにより、噴霧境
界付近に存在する噴霧粒と二次空気との混合が促進さ
れ、噴霧燃料の蒸発・燃焼をいっそう良好にすることが
可能となる。なお、二次空気の旋回流を一次空気の旋回
流と逆にしたとしても、二次空気は火炎の中心を貫通し
ないので、保炎には殆ど悪影響を及ぼさない。また、上
記第５の特徴によれば、この向芯空気孔を通過する空気
は、旋回空気流の拡がりを抑え、また、燃料と空気との
混合を活発にして完全燃焼させる効果があり、その結
果、短炎化が実現できる。また、上記第６の特徴によれ
ば、この環状スリットを通過する空気は、全周から中心
方向に向かって流入するので、スリット上流部で導入さ
れた旋回空気および燃焼ガスを中心方向へ抑え、火炎が
放射状に大きく拡がるのを防ぐように作用する。本発明
はこれらの作用により、燃焼用空気と燃料との混合が良
好になり、その結果、燃料噴霧粒子のガス化が促進さ
れ、火炎は青みを帯びた不輝炎になりやすくなる。不輝
炎は、通常の液体燃料による赤黄色火炎よりも放射能力
が小さいため火炎温度が低くなり、ＮＯｘの発生量が抑
えられる。According to the first feature described above, the secondary air is introduced in multiple stages at a certain swirling angle with respect to the radial center direction. Therefore, when the swirling flow sent from the swirl vanes is in the same swirling direction, , The flame becomes a state in which it is wrapped by the secondary air, promotes the flame holding effect, and becomes a more stable flame. Even if the spray is unevenly distributed, a swirling flow of the secondary air is generated in multiple stages, so that the flame is covered in multiple stages to act to correct the flame. Further, according to the second feature, the secondary swirling air is squeezed by the diaphragm plate to once contract and then radially spread. Therefore, the vicinity of the boundary of the spray where the spray has a high spatial density and the spray particles of a relatively large particle size and the contraction region of the swirling air substantially coincide with each other. The mixture with the spray can be activated to promote evaporation and combustion of the spray. Further, according to the third feature, when the throttle plates are provided at the downstream portions of the swirling air holes arranged in multiple stages and the central hole diameter of each throttle plate is increased toward the downstream side, the spray boundary is proportional to the hole diameter. Spreads, which has the effect of activating the mixing of spray and air in the vicinity of the spray boundary. Further, according to the fourth feature, by making the swirling direction of the air flowing in from the swirling air holes opposite to the swirling direction of the primary swirling air flowing in from the swirling vanes, the spray particles existing in the vicinity of the spray boundary And secondary air are promoted to be mixed, and it becomes possible to further improve the evaporation and combustion of the spray fuel. Even if the swirling flow of the secondary air is made opposite to the swirling flow of the primary air, the secondary air does not penetrate through the center of the flame, so the flame holding is hardly adversely affected. According to the fifth feature, the air passing through the eccentric air hole has the effects of suppressing the spread of the swirling air flow and activating the mixing of fuel and air to completely burn the air. As a result, a shorter flame can be realized. Further, according to the sixth feature, since the air passing through the annular slit flows in from the entire circumference toward the center, the swirling air and the combustion gas introduced at the slit upstream portion are suppressed toward the center, It acts to prevent the flame from spreading greatly in the radial direction. According to the present invention, due to these effects, the combustion air and the fuel are mixed well, and as a result, the gasification of the fuel spray particles is promoted, and the flame tends to become a bluish flame. Since the flame retardant has a smaller radiation capacity than the red-yellow flame generated by a normal liquid fuel, the flame temperature becomes low, and the amount of NOx generated can be suppressed.
【０００７】[0007]
【実施例】図２は、本発明の噴霧燃焼器の一実施例を示
す縦断面図、図３、４は、その要部の詳細図である。以
下図面に基づいて説明する。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the spray combustor of the present invention, and FIGS. A description will be given below with reference to the drawings.
【０００８】ノズル取付フランジ１の一方の面に、ほぼ
円管状の一次空気筒２と、一次空気筒２に所定間隔をあ
けて設けたほぼ円管状の空気整流筒３と、空気整流筒３
に所定間隔をあけて設けた外筒４とが取付られており、
外筒４の外周部には、燃焼空気供給用ファン５が取り付
けられている。一次空気筒２は、一端部に先すぼまり状
のコーン部２ａを一体に連続して有しており、他端部が
ノズル取付フランジ１に嵌合している。一次空気筒２の
コーン部２ａ側には、一次空気筒ガイド６の一端部が外
側から嵌合している。一次空気筒ガイド６の他端平板部
６ａには、旋回羽根７が一体にして成形されており、旋
回羽根中心孔７ａは、一次空気筒中心孔２ｂと接合して
いる。On one surface of the nozzle mounting flange 1, a primary air tube 2 having a substantially circular tube shape, an air flow straightening tube 3 having a substantially circular tube shape provided at a predetermined interval in the primary air tube 2, and an air flow straightening tube 3 are provided.
The outer cylinder 4 provided at a predetermined interval is attached to
A combustion air supply fan 5 is attached to the outer peripheral portion of the outer cylinder 4. The primary air cylinder 2 integrally has a conical cone portion 2 a that is tapered at one end, and the other end is fitted to the nozzle mounting flange 1. One end of the primary air cylinder guide 6 is fitted to the cone portion 2a side of the primary air cylinder 2 from the outside. A swirl vane 7 is integrally formed on the other flat plate portion 6a of the primary air cylinder guide 6, and the swirl vane central hole 7a is joined to the primary air cylinder central hole 2b.
【０００９】第一燃焼筒８の円筒部８ａは、旋回羽根７
の環状板部と所定間隔をあけて一次空気筒ガイド６に嵌
合しており、円筒部側壁には、半径方向とある旋回角度
θ1をもつ切り起こし型の第一旋回空気孔８ｂが旋回羽
根７の旋回方向とは逆方向に空気が流入するように開口
されている。第一燃焼筒８の他端部は、第一環状空気絞
り板８ｃが一体にして成形されており、環状平板部中央
には、旋回羽根７の外径Ｄ0 より大きな内径Ｄ1 を有す
る第一空気絞り孔８ｄが、バーナの中心軸と軸を同じく
して開口されている。第二燃焼筒９の円筒部９ａは、第
一環状空気絞り板８ｃと所定間隔をあけて第一燃焼筒円
筒部８ａに嵌合しており、円筒部側壁には、半径方向と
ある旋回角度θ2 をもつ切り起こし型の第二旋回空気孔
９ｂが旋回羽根７の旋回方向と同方向に空気が流入する
ように開口されている。第二燃焼筒９の他端部は、第二
環状空気絞り板９ｃが一体にして成形されており、環状
平板部中央には、第一空気絞り孔８ｄの内径Ｄ1 より大
きな内径Ｄ2 を有する第二空気絞り孔９ｄが、バーナの
中心軸と軸を同じくして開口されている。なお、旋回角
度θ1 と旋回角度θ2 とは同じ角度でもよく又は異なる
角度としてもよい。The cylindrical portion 8a of the first combustion cylinder 8 has a swirl vane 7
Is fitted to the primary air cylinder guide 6 at a predetermined distance from the annular plate part of the above, and a cut-and-raised first swirling air hole 8b having a swirling angle θ 1 with the radial direction swirls on the side wall of the cylindrical part. The blade 7 is opened so that air flows in a direction opposite to the swirling direction. The other end of the first combustion cylinder 8 is integrally formed with a first annular air throttle plate 8c, and has a first inner diameter D 1 larger than the outer diameter D 0 of the swirl vane 7 at the center of the annular flat plate portion. One air throttle hole 8d is opened with the same axis as the central axis of the burner. The cylinder portion 9a of the second combustion cylinder 9 is fitted to the first combustion cylinder cylinder portion 8a with a predetermined distance from the first annular air throttle plate 8c, and the side wall of the cylinder portion has a radial direction and a certain turning angle. A cut-and-raised second swirling air hole 9b having θ 2 is opened so that air flows in the same direction as the swirling direction of the swirling vanes 7. The other end of the second combustion cylinder 9 is integrally formed with a second annular air throttle plate 9c, and an inner diameter D 2 larger than the inner diameter D 1 of the first air throttle hole 8d is formed in the center of the annular flat plate portion. The second air throttle hole 9d is provided so as to be coaxial with the central axis of the burner. The turning angle θ 1 and the turning angle θ 2 may be the same or different.
【００１０】第三燃焼筒１０の環状板部１０ａは、第二
環状空気絞り板９ｃと接合しており、円筒部１０ｂに
は、多段に亘って複数の向芯空気孔１０ｃが開口されて
おり、他端環状板部１０ｄにはダボ１０ｅが円周を等数
分割して形成されている。燃焼筒ガイド１１の環状板部
１１ａの中心には、第二空気絞り孔９ｄよりも大きな内
径を有する燃焼ガス通過孔１１ｂが、バーナの中心軸と
軸を同じくして開口されており、燃焼筒ガイド１１の先
端側の環状板部１１ａは、前記第三燃焼筒１０のダボ１
０ｅと接合しており、燃焼筒ガイド１１の環状板部１１
ａと第三燃焼筒１０の環状板部１０ｄとの間には、環状
スリット１０ｆが形成されている。燃焼筒ガイド１１の
円管部は、第一燃焼筒８、第二燃焼筒９、第三燃焼筒１
０とそれぞれ所定間隔をあけて外嵌しており、燃焼筒ガ
イド１１の基端部１１ｃは、外筒４と接合している。The annular plate portion 10a of the third combustion cylinder 10 is joined to the second annular air throttle plate 9c, and the cylindrical portion 10b is provided with a plurality of directional air holes 10c in multiple stages. A dowel 10e is formed on the other end annular plate portion 10d by dividing the circumference into equal parts. A combustion gas passage hole 11b having an inner diameter larger than that of the second air throttle hole 9d is opened in the center of the annular plate portion 11a of the combustion cylinder guide 11 so as to be coaxial with the central axis of the burner. The annular plate portion 11a on the front end side of the guide 11 is provided with the dowel 1 of the third combustion cylinder 10.
0e and is joined to the annular plate portion 11 of the combustion cylinder guide 11.
An annular slit 10f is formed between a and the annular plate portion 10d of the third combustion cylinder 10. The circular pipe portion of the combustion cylinder guide 11 includes a first combustion cylinder 8, a second combustion cylinder 9, and a third combustion cylinder 1.
The outer end of each combustion cylinder guide 11 is joined to the outer cylinder 4 at a predetermined distance from each other.
【００１１】ノズル取付フランジ１の中心部には、ノズ
ルアダプタ１２が内嵌しており、ノズルアダプタ１２の
先端部には、燃料を噴射するノズル等の燃料噴射部１３
が取り付けられている。ノズルアダプタ１２の近傍に
は、燃料に着火するためのイグナイタ１４が取り付けら
れている。燃料噴射部１３には、燃料供給管１５とノズ
ルアダプタ１２を介して、図外の燃料供給装置から燃料
が圧送される。なお、前記燃料噴射部１３は、圧力噴射
弁による他、ノズル等燃料を噴射するものであれば特に
限定されるものではない。また、液体燃料の噴射に限ら
ず、ガス燃料および予混合ガスの噴射部であってもよ
い。A nozzle adapter 12 is fitted in the center of the nozzle mounting flange 1, and a fuel injection portion 13 such as a nozzle for injecting fuel is provided at the tip of the nozzle adapter 12.
Is attached. An igniter 14 for igniting the fuel is attached near the nozzle adapter 12. Fuel is pressure-fed to the fuel injection unit 13 from a fuel supply device (not shown) via the fuel supply pipe 15 and the nozzle adapter 12. The fuel injection unit 13 is not particularly limited as long as it is a pressure injection valve, as well as a nozzle or the like that injects fuel. Further, it is not limited to the injection of liquid fuel, but may be an injection unit for gas fuel and premixed gas.
【００１２】以上の構成により、ノズル取付フランジ１
と一次空気筒２とによって囲まれ、一次空気筒中心孔２
ｂを介して燃焼空間に連通する第１の空気室１６と、一
次空気筒２と一次空気筒ガイド６との間に構成される第
２の空気室１７と、空気整流筒３と、一次空気筒２、一
次空気筒ガイド６および第一燃焼筒８、第二燃焼筒９お
よび第三燃焼筒１０との間に構成される第３の空気室１
８と、外筒４と空気整流筒３との間に構成される第４の
空気室１９とが形成される。空気整流筒３側壁には、第
４の空気室１９と第３の空気室１８とを連通させる複数
の空気整流孔３ａが開口されている。一次空気筒２側壁
には、第３の空気室１８と第１の空気室１６とを連通さ
せる複数の空気整流孔２ｂが開口されている。一次空気
筒ガイド６側壁には、第３の空気室１８と第２の空気室
１７とを連通させる複数の空気整流孔６ｂが開口されて
いる。With the above construction, the nozzle mounting flange 1
Surrounded by the primary air cylinder 2 and the primary air cylinder center hole 2
b, a first air chamber 16 communicating with the combustion space, a second air chamber 17 formed between the primary air cylinder 2 and the primary air cylinder guide 6, an air rectifying cylinder 3, and a primary air chamber. Third air chamber 1 formed between cylinder 2, primary air cylinder guide 6 and first combustion cylinder 8, second combustion cylinder 9 and third combustion cylinder 10.
8 and a fourth air chamber 19 formed between the outer cylinder 4 and the air rectifying cylinder 3. A plurality of air rectifying holes 3a for communicating the fourth air chamber 19 and the third air chamber 18 are opened on the side wall of the air rectifying cylinder 3. On the side wall of the primary air cylinder 2, a plurality of air rectifying holes 2b for opening the third air chamber 18 and the first air chamber 16 into communication are opened. On the side wall of the primary air cylinder guide 6, a plurality of air rectifying holes 6b that open the third air chamber 18 and the second air chamber 17 to each other are opened.
【００１３】図５は、本発明の噴霧燃焼器の他の実施例
を示す縦断面図であり、図６、７は、その要部の詳細図
である。本実施例は、請求項１、２、３、４、または６
に記載の例である。図２と比較して、多段に亘って開口
された複数の向芯空気孔１０ｃは、本実施例において
は、開口されていない点で相違する。また、図８は、本
発明の噴霧燃焼器のさらに他の実施例を示す縦断面図で
あり、図９、１０は、その要部の詳細図である。本実施
例は、図２と比較して、一段目および二段目の旋回空気
孔（８ｂ、９ｂ）がそれぞれ逆向きになっている例であ
る。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing another embodiment of the spray combustor of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are detailed views of the essential parts thereof. In the present embodiment, the claims 1, 2, 3, 4, or 6
Is an example described in. Compared with FIG. 2, the plurality of directional air holes 10c opened in multiple stages are different in this embodiment in that they are not opened. Further, FIG. 8 is a vertical sectional view showing still another embodiment of the spray combustor of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are detailed views of the main part thereof. This embodiment is an example in which the swirling air holes (8b, 9b) in the first and second stages are in opposite directions as compared with FIG.
【００１４】次に図２の実施例を基にして作用を説明す
る。燃料供給管１５とノズルアダプタ１２とを介して燃
料噴射部１３に供給された燃料は、燃料噴射部１３の噴
射孔から噴射され、旋回羽根中心孔７ａを通過して第一
燃焼筒８および第二燃焼筒９内に流入する。一方、燃焼
空気供給用ファン５によって、第４の空気室１９に圧送
された燃焼用空気は、空気整流筒３側壁に開口された整
流孔３ａを通過し、第３の空気室１８に送られる。この
空気は、一次空気筒２側壁に開口された整流孔２ｂを通
過して第１の空気室１６に送られる空気と、一次空気筒
ガイド６側壁に開口された整流孔６ｂを通過して第２の
空気室１７に送られる空気と、第一燃焼筒８、第二燃焼
筒９、および第三燃焼筒１０側の壁に開口された旋回空
気孔８ｂ、９ｂ、向芯空気孔１０ｃおよび環状スリット
１０ｆを通過する空気とに分配される。第１の空気室１
６に送られた空気は、燃料噴射部１３から噴射された燃
料とともに、一次空気Ａ１の一部として、旋回羽根中心
孔７ａを通過して第一燃焼筒８および第二燃焼筒９内に
流入する。また、第２の空気室１７に送られた空気は、
旋回羽根７を通過し、一次空気Ａ１の一部として供給さ
れる。また、第３の空気室１８に送られた空気の一部
は、二次空気Ａ２の一部として、第一燃焼筒８および第
二燃焼筒９の側壁に開口された第一旋回空気孔８ｂ、 お
よび第二旋回空気孔９ｂを通過し、図２に示されるよう
に、第一環状空気絞り板８ｃ、および第二環状空気絞り
板９ｃによって旋回空気が絞られ、その後、下流方向に
放射状に広がりながら流れる。また、第一旋回空気孔８
ｂを通過する空気は、旋回羽根７の旋回方向とは逆方向
に流入する。さらに第二旋回孔９ｂを通過する空気は、
第一旋回空気孔８ｂを通過する旋回空気と旋回方向が逆
方向になるように流入する。また、第３の空気室１８に
送られた空気の一部は、二次空気Ａ２の一部として、中
心方向に向かって向芯空気孔１０ｃを通過する。また、
第３の空気室１８に送られた空気の一部は、二次空気Ａ
２の一部として、全周から中心方向に向かって環状スリ
ット１０ｆを通過する。以上のような一次空気Ａ１およ
び二次空気Ａ２を導入した後、イグナイタ１４を作動さ
せ、燃料噴射部１３によって燃料噴霧を噴射し、着火・
燃焼を行なう。火炎は、一次空気Ａ１によって旋回羽根
の後流に保炎され、二次空気Ａ２によって燃焼が完結す
る。Next, the operation will be described based on the embodiment shown in FIG. The fuel supplied to the fuel injection unit 13 through the fuel supply pipe 15 and the nozzle adapter 12 is injected from the injection hole of the fuel injection unit 13, passes through the swirl vane center hole 7a, and passes through the first combustion cylinder 8 and the first combustion cylinder 8. It flows into the second combustion cylinder 9. On the other hand, the combustion air that has been pressure-fed to the fourth air chamber 19 by the combustion-air supply fan 5 passes through the rectification holes 3 a opened in the side wall of the air rectification cylinder 3 and is sent to the third air chamber 18. . This air passes through the straightening hole 2b opened in the side wall of the primary air cylinder 2 and is sent to the first air chamber 16, and the straightening hole 6b opened in the side wall of the primary air cylinder guide 6 and then flows into the first air chamber 16. The air sent to the second air chamber 17, the swirling air holes 8b and 9b, the centripetal air hole 10c, and the annular hole which are opened in the walls of the first combustion cylinder 8, the second combustion cylinder 9, and the third combustion cylinder 10 side. It is distributed to the air passing through the slit 10f. First air chamber 1
The air sent to 6 passes through the swirl vane central hole 7a and flows into the first combustion cylinder 8 and the second combustion cylinder 9 as a part of the primary air A1 together with the fuel injected from the fuel injection unit 13. To do. Further, the air sent to the second air chamber 17 is
It passes through the swirl vanes 7 and is supplied as a part of the primary air A1. Further, a part of the air sent to the third air chamber 18 is a part of the secondary air A2, and the first swirling air hole 8b opened in the side wall of the first combustion cylinder 8 and the second combustion cylinder 9. , And the second swirling air hole 9b, and as shown in FIG. 2, the swirling air is throttled by the first annular air diaphragm plate 8c and the second annular air diaphragm plate 9c, and then radially in the downstream direction. It flows while spreading. In addition, the first swirling air hole 8
The air passing through b flows in the direction opposite to the swirling direction of the swirl vanes 7. Further, the air passing through the second swirl hole 9b is
The swirling air passing through the first swirling air hole 8b is introduced so that the swirling direction is opposite to the swirling direction. Further, a part of the air sent to the third air chamber 18 passes through the eccentric air hole 10c toward the center direction as a part of the secondary air A2. Also,
A part of the air sent to the third air chamber 18 is the secondary air A.
As a part of 2, the annular slit 10f passes from the entire circumference toward the center. After introducing the primary air A1 and the secondary air A2 as described above, the igniter 14 is operated, the fuel spray is injected by the fuel injection unit 13, and the ignition /
Burn. The flame is retained in the wake of the swirl vane by the primary air A1, and the combustion is completed by the secondary air A2.
【００１５】[0015]
【発明の効果】本発明は、中心部に中心孔を有する旋回
羽根と、旋回羽根の前記中心孔を通して燃料を燃焼筒内
に噴霧する燃料噴射部とを有し、中心孔から燃料ととも
に噴出される空気を一次空気として導入される噴霧燃焼
器において、燃焼筒側壁には半径中心方向とある旋回角
度を有するように開口される複数の旋回空気孔を多段に
亘って設けたので、保炎効果を促進し安定した火炎とな
るのみならず噴霧の偏りが生じても偏りを修正する方向
に作用する。また本発明は、多段の旋回空気孔の各段間
に燃焼筒内径より小径の空気絞り板を設けたので、二次
旋回空気は縮流した後、放射状に拡がる。噴霧境界付近
での空気と燃料噴霧との混合が活発化し、噴霧の蒸発・
燃焼を促進することができた。さらに本発明は、空気絞
り板の各中心孔径を下流に向かって次第に大きくなるよ
うにしたので、孔径に比例して噴霧境界が拡がり、噴霧
境界近傍での噴霧と空気との混合がさらに活発化する。
また、多段の旋回空気孔のうち少なくとも一段の旋回方
向を前記旋回羽根の旋回方向に対して逆方向にしたの
で、噴霧境界付近での噴霧と空気との混合が尚一層促進
される。さらに、多段の旋回空気孔の下流部の燃焼筒側
壁には、複数の向芯空気孔を多段に亘って設け、前記向
芯空気孔を通して噴出される空気を二次空気の一部とし
て導入したので、向芯空気孔を通過する空気により旋回
空気流が拡がるのを抑制でき、燃料との混合が促進さ
れ、結果として短炎化が実現できる。また本発明は、多
段の旋回空気孔の下流部に、全周から内側に向かって流
入する環状スリットを設けたので、スリット上流部で導
入された旋回空気および燃焼ガスを中心方向へ抑制し、
火炎が放射状に大きく拡がるのを防止することができ
た。以上のような構成による燃焼用空気の相互作用によ
り、燃料噴霧粒子のガス化が促進され、火炎は青みを帯
びた不輝炎になりやすくなる。その結果、局所的な高温
領域が形成されにくくなり、ＮＯｘの発生量を抑える効
果がある。The present invention has a swirl vane having a central hole in the center and a fuel injection portion for spraying fuel into the combustion cylinder through the central hole of the swirl vane, and is ejected together with the fuel from the central hole. In a spray combustor that introduces air as primary air, a plurality of swirling air holes opened so as to have a swirling angle with the radial center direction are provided in multiple stages on the side wall of the combustion cylinder. Not only becomes a stable flame, but also acts in the direction of correcting the bias even if the spray is biased. Further, according to the present invention, since the air throttle plate having a diameter smaller than the inner diameter of the combustion cylinder is provided between each stage of the multi-stage swirling air holes, the secondary swirling air contracts and then spreads radially. Mixing of air and fuel spray near the spray boundary is activated, resulting in evaporation of the spray and
It was able to accelerate combustion. Further, according to the present invention, since each central hole diameter of the air restrictor plate is gradually increased toward the downstream side, the spray boundary expands in proportion to the hole diameter, and the mixing of the spray and air in the vicinity of the spray boundary is further activated. To do.
Further, since the swirling direction of at least one stage of the multi-stage swirling air holes is opposite to the swirling direction of the swirl vanes, the mixing of the spray and air near the spray boundary is further promoted. Further, on the side wall of the combustion cylinder downstream of the multi-stage swirling air holes, a plurality of eccentric air holes are provided in multiple stages, and the air ejected through the eccentric air holes is introduced as a part of the secondary air. Therefore, the swirling airflow can be prevented from expanding due to the air passing through the eccentric air hole, the mixing with the fuel is promoted, and as a result, the shortening of the flame can be realized. Further, the present invention, in the downstream portion of the multi-stage swirling air holes, since an annular slit that flows inward from the entire circumference is provided, suppress the swirling air and combustion gas introduced in the slit upstream portion toward the center,
It was possible to prevent the flame from spreading greatly radially. Due to the interaction of the combustion air with the above configuration, the gasification of the fuel spray particles is promoted, and the flame is likely to become a bluish flame. As a result, it becomes difficult to form a local high-temperature region, which has an effect of suppressing the amount of NOx generated.
【図１】従来例装置を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a conventional device.
【図２】本発明の実施例を示す噴霧燃焼器の縦断面図で
ある。FIG. 2 is a vertical sectional view of a spray combustor showing an embodiment of the present invention.
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【図５】その他の実施例を示す噴霧燃焼器の縦断面図で
ある。FIG. 5 is a vertical sectional view of a spray combustor showing another embodiment.
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。6 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である。7 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【図８】その他の実施例を示す噴霧燃焼器の縦断面図で
ある。FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a spray combustor showing another embodiment.
【図９】図８のＡ−Ａ断面図である。9 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図１０】図８のＢ−Ｂ断面図である。10 is a sectional view taken along line BB of FIG.
２ 一次空気筒 ７ 旋回羽根 ７ａ 旋回羽根中心孔 ８ 第一燃焼筒 ８ｂ 第一旋回空気孔 ８ｃ 第一環状空気絞り板 ９ 第二燃焼筒 ９ｂ 第二旋回空気孔 ９ｃ 第二環状空気絞り板 １０ 第三燃焼筒 １０ｃ 向芯空気孔 １０ｆ 環状スリット １３ 燃料噴射部 2 primary air cylinder 7 swirl vane 7a swirl vane center hole 8 first combustion cylinder 8b first swirl air hole 8c first annular air throttle plate 9 second combustion cylinder 9b second swirl air hole 9c second annular air throttle plate 10th Three combustion cylinders 10c Directional air holes 10f Annular slits 13 Fuel injection part
Claims (6)
回羽根の前記中心孔を通して燃料を燃焼筒内に噴霧する
燃料噴射部とを有し、中心孔から燃料とともに噴出され
る空気を一次空気として導入される噴霧燃焼器におい
て、燃焼筒側壁には半径中心方向とある旋回角度を有す
るように開口される複数の旋回空気孔を多段に亘って設
けたことを特徴とする噴霧燃焼器。1. A swirl vane having a central hole in the central part, and a fuel injection part for spraying fuel into the combustion cylinder through the central hole of the swirl vane, and the air ejected together with the fuel from the central hole is primary. In a spray combustor introduced as air, a plurality of swirling air holes opened so as to have a swirl angle with a radial center direction are provided in multiple stages on a side wall of a combustion cylinder.
燃焼筒内径より小径の空気絞り板を設けていることを特
徴とする請求項１に記載の噴霧燃焼器。2. Between each stage of the multi-stage swirling air holes,
The spray combustor according to claim 1, wherein an air throttle plate having a diameter smaller than the inner diameter of the combustion cylinder is provided.
向かって次第に大きくなることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の噴霧燃焼器。3. The spray combustor according to claim 1, wherein each of the central hole diameters of the air throttle plate gradually increases toward the downstream side.
一段の旋回方向を前記旋回羽根の旋回方向に対して逆方
向にすることを特徴とする請求項１、２または３に記載
の噴霧燃焼器。4. The spray combustor according to claim 1, wherein the swirling direction of at least one of the multistage swirling air holes is opposite to the swirling direction of the swirl vanes. .
側壁には、複数の向芯空気孔を多段に亘って設け、前記
向芯空気孔を通して噴出される空気を二次空気の一部と
して導入することを特徴とする請求項１、２、３または
４に記載の噴霧燃焼器。5. A plurality of eccentric air holes are provided in a plurality of stages on a side wall of the combustion cylinder at a downstream portion of the multi-stage swirling air holes, and air ejected through the eccentric air holes is used as a secondary air. The spray combustor according to claim 1, 2, 3 or 4, which is introduced as a part.
周から内側に向かって流入する環状スリットを設け、前
記環状スリットを通して噴出される空気を二次空気の一
部として導入することを特徴とする請求項１、２、３、
４または５に記載の噴霧燃焼器。6. An annular slit, which flows inward from the entire circumference, is provided at a downstream portion of the multistage swirling air hole, and air ejected through the annular slit is introduced as a part of secondary air. Claims 1, 2, 3,
4. The spray combustor according to 4 or 5.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP08623495A JP3575105B2 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Spray combustor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08623495A JP3575105B2 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Spray combustor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261412A true JPH08261412A (en) | 1996-10-11 |
| JP3575105B2 JP3575105B2 (en) | 2004-10-13 |
Family
ID=13881112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08623495A Expired - Fee Related JP3575105B2 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Spray combustor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3575105B2 (en) |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP08623495A patent/JP3575105B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JP3575105B2 (en) | 2004-10-13 |
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