JPS58203309A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents
液体燃料燃焼装置Info
- Publication number
- JPS58203309A JPS58203309A JP8589182A JP8589182A JPS58203309A JP S58203309 A JPS58203309 A JP S58203309A JP 8589182 A JP8589182 A JP 8589182A JP 8589182 A JP8589182 A JP 8589182A JP S58203309 A JPS58203309 A JP S58203309A
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- JP
- Japan
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- fuel
- liquid film
- collision
- air
- liquid
- Prior art date
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- Granted
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evaporation-Type Combustion Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は衝突霧化現象を用いて、液体燃料を微粒化して
燃焼させる液体燃料燃焼装置に関するものである。
燃焼させる液体燃料燃焼装置に関するものである。
衝突霧化現象に関しては従来から広く研究されておシ、
細孔を有するノズルから液体を噴出させ、これを衝突体
に衝突させて微粒化を行なうものである。ノズルから噴
出する液体は、最初は平滑な円柱状をしているが次第に
振動しはじめ、ついには分断して滴状流になる。衝突霧
化には、噴流を平滑流領域で衝突させる方式と、筒状流
領域で衝突させる方式があるが、本発明は前者の平滑流
領域で衝突させる方式に関するものである〇２・・−：
・ この方式は、筒状流領域で衝突させる方式に比べて、霧
化効率が高く、ノズルから衝突体重での距離を小さくで
きる等の長所がある。すなわち、筒状流領域で衝突させ
る方式では、ノズルから噴出させた液体燃料の半分程度
しか微粒化できず、装置も大型化することが避けられな
い。しかし、平滑流領域で衝突させる方式でも霧化効率
は１００チではなく、いくらかは衝突体に付着してしま
う。
細孔を有するノズルから液体を噴出させ、これを衝突体
に衝突させて微粒化を行なうものである。ノズルから噴
出する液体は、最初は平滑な円柱状をしているが次第に
振動しはじめ、ついには分断して滴状流になる。衝突霧
化には、噴流を平滑流領域で衝突させる方式と、筒状流
領域で衝突させる方式があるが、本発明は前者の平滑流
領域で衝突させる方式に関するものである〇２・・−：
・ この方式は、筒状流領域で衝突させる方式に比べて、霧
化効率が高く、ノズルから衝突体重での距離を小さくで
きる等の長所がある。すなわち、筒状流領域で衝突させ
る方式では、ノズルから噴出させた液体燃料の半分程度
しか微粒化できず、装置も大型化することが避けられな
い。しかし、平滑流領域で衝突させる方式でも霧化効率
は１００チではなく、いくらかは衝突体に付着してしま
う。
また、生成される噴霧粒子径は比較的大きく、完全燃焼
させるためには種々の工夫が必要になってくる。本発明
は、このような平滑流領域で衝突させる衝突霧化の欠点
を改善するためなされたものであり、霧化効率の向上と
微粒化特性の改善をはかり、液体燃料を効率よく完全燃
焼させることができる液体燃料燃焼装置を提供するもの
である。
させるためには種々の工夫が必要になってくる。本発明
は、このような平滑流領域で衝突させる衝突霧化の欠点
を改善するためなされたものであり、霧化効率の向上と
微粒化特性の改善をはかり、液体燃料を効率よく完全燃
焼させることができる液体燃料燃焼装置を提供するもの
である。
では先ず従来例を図面とともに説明する。
第１図ａ、ｂは、従来の衝突霧化式燃焼装置である。燃
料タンク（図示せず）から供給された燃料はポンプ１に
より加圧されて、ノズル２の細孔より噴出する。衝突体
３は、衝突面４が噴流の平３べ一５゛ 滑流領域で噴流に対して直角に位置するようにノズル２
に取付けられている。また、衝突面４は摩擦によって燃
料の持つ運動量を減少させないように鏡面に研摩されて
いる。ノズル２から噴出した燃料噴流は、衝突面４に衝
突して液膜を形成し、液膜周辺部から分裂して微粒子と
なる。生成された微粒子は、送風ファン５によって供給
され整流格子６で整流された空気流によって搬送され、
炎口部７で燃焼する。
料タンク（図示せず）から供給された燃料はポンプ１に
より加圧されて、ノズル２の細孔より噴出する。衝突体
３は、衝突面４が噴流の平３べ一５゛ 滑流領域で噴流に対して直角に位置するようにノズル２
に取付けられている。また、衝突面４は摩擦によって燃
料の持つ運動量を減少させないように鏡面に研摩されて
いる。ノズル２から噴出した燃料噴流は、衝突面４に衝
突して液膜を形成し、液膜周辺部から分裂して微粒子と
なる。生成された微粒子は、送風ファン５によって供給
され整流格子６で整流された空気流によって搬送され、
炎口部７で燃焼する。
完全燃焼させるためには生成する微粒子径は小さいほど
良く、そのためには衝突面４で形成される液膜の厚さを
小さくしなければならない。液膜厚さは、燃料油の液膜
内での半径方向への速度によって決まるので、衝突面４
で燃料噴流の持つ運動量をできるだけ保存する必要があ
る。そのため衝突面４表面での摩擦を減少させるため、
衝突面１歳 ４＃鏡面にしている。しかし１．衝突面４上で広が１つ
だ液膜は、衝突面４周辺から空間に飛び出す時に、衝突
体側面と燃料油との親和力によって、その半径方向の速
゛度を減じられるとともに、衝突体３側面を濡らすこと
になる。このために、形成される液膜が厚くなり、生成
される噴霧の粒子径を十分小さくすることができない。
良く、そのためには衝突面４で形成される液膜の厚さを
小さくしなければならない。液膜厚さは、燃料油の液膜
内での半径方向への速度によって決まるので、衝突面４
で燃料噴流の持つ運動量をできるだけ保存する必要があ
る。そのため衝突面４表面での摩擦を減少させるため、
衝突面１歳 ４＃鏡面にしている。しかし１．衝突面４上で広が１つ
だ液膜は、衝突面４周辺から空間に飛び出す時に、衝突
体側面と燃料油との親和力によって、その半径方向の速
゛度を減じられるとともに、衝突体３側面を濡らすこと
になる。このために、形成される液膜が厚くなり、生成
される噴霧の粒子径を十分小さくすることができない。
また、ノズルから噴出する燃料をすべて霧化することが
できず１、一部分は衝突体３側面に付着してタレを生じ
るなどの欠点がある。さらに、生成された直後の噴霧は
非常に密度が高く、粒子間の相対的速度差により粒子同
士を合体を生じて粒子径が大きくなる。
できず１、一部分は衝突体３側面に付着してタレを生じ
るなどの欠点がある。さらに、生成された直後の噴霧は
非常に密度が高く、粒子間の相対的速度差により粒子同
士を合体を生じて粒子径が大きくなる。
その結果、微粒化特性が悪化し、不完全燃焼の原因とな
る。
る。
本発明はこれらの欠点を改善するためになされたもので
あり、微粒化特性と霧化効率が向上し、効率よく完全燃
焼を実現するものである。
あり、微粒化特性と霧化効率が向上し、効率よく完全燃
焼を実現するものである。
大径として支持部にかけて徐々に径が小さくなっている
。衝突体８はリング状の空気口９を有しており、送風フ
ァン１ｏより供給された空気は、空気供給管１１を通っ
て衝突体８に供給される。なお、矢印は空気の流れを示
す。このように、衝突５４・−２・ 体８の中心から外方向に空気流を形成することにより、
衝突面１２で形成され半径方向に速度をもっだ液膜は、
この空気流によってさらに半径方向に広げられて、液膜
の厚さが薄くなり、生成される噴霧の粒径が小さくなる
ものである。また、生成された噴霧は、この空気流によ
って密度が下げられると同時に、半径方向への広がりも
大きくなるので相対的な密度はさらに下げられて、粒子
同士の合体を防ぐことができる。さらに、衝突面１２で
形成された液膜は、空間に飛び出す際に衝突体８と燃料
油との親和力に、燃料油の表面張力と空気流により広げ
られる力が打ち勝ち、燃料油が衝突体８側面を濡らすこ
とがなくなる。したがって、ノズル１３から噴出した燃
料のほぼ全量を霧化することが可能である。ここで、空
気流の流速は、速ければ速いほどその効果は大きい。
。衝突体８はリング状の空気口９を有しており、送風フ
ァン１ｏより供給された空気は、空気供給管１１を通っ
て衝突体８に供給される。なお、矢印は空気の流れを示
す。このように、衝突５４・−２・ 体８の中心から外方向に空気流を形成することにより、
衝突面１２で形成され半径方向に速度をもっだ液膜は、
この空気流によってさらに半径方向に広げられて、液膜
の厚さが薄くなり、生成される噴霧の粒径が小さくなる
ものである。また、生成された噴霧は、この空気流によ
って密度が下げられると同時に、半径方向への広がりも
大きくなるので相対的な密度はさらに下げられて、粒子
同士の合体を防ぐことができる。さらに、衝突面１２で
形成された液膜は、空間に飛び出す際に衝突体８と燃料
油との親和力に、燃料油の表面張力と空気流により広げ
られる力が打ち勝ち、燃料油が衝突体８側面を濡らすこ
とがなくなる。したがって、ノズル１３から噴出した燃
料のほぼ全量を霧化することが可能である。ここで、空
気流の流速は、速ければ速いほどその効果は大きい。
本実施例で用いたノズル１３は細孔の径が８０μｍで、
衝突体８の衝突面の最大直径は０８ｍである。また、ノ
ズル１３で得られる燃料噴流の平滑流領域の長さは約７
０圏であった。これはノズ６ べ−・・ ル細孔の形状や、外的じよう乱によって決するものであ
るが、衝突面１２は常にこの領域内に位置させる必要が
ある。本実施例では、ノズル先端から衝突面１２までの
距離は４０ｗｎとした。また、燃料油に加える圧力は、
燃焼量や平滑流領域の長さを決定するから、これらを勘
案して決めればよい。しかし、微粒化特性上からは、圧
力Ｐと衝突面１２で形成される液膜の直径りがｄＤ／ｄ
Ｐ（０なる関係が成立する領域に設定することが望捷し
い。圧力Ｐと液膜径りの関係を説明すると、圧力Ｐを徐
々に増加させていくと、形成される液膜径りは最初はＰ
の増加とともに大きくなる。すなわち、この領域ではｄ
Ｄ／ｄＰ）Ｏであり、形成される液膜は平滑な層流膜で
、噴霧粒子はほとんど液膜周辺部のみで生成される。し
かし、さらにＰを増加させると、形成される液膜は乱流
膜となり、ｄＤ／ｄＰ（Ｏとなる。この領域では噴霧粒
子は液膜の周辺部以外でも生成されるようになり、この
時の粒子径は層流膜から生成される粒子径よりも小さく
なる。従って、圧力Ｐはこの領域内で設定７こ−・・ することが望ましい。
衝突体８の衝突面の最大直径は０８ｍである。また、ノ
ズル１３で得られる燃料噴流の平滑流領域の長さは約７
０圏であった。これはノズ６ べ−・・ ル細孔の形状や、外的じよう乱によって決するものであ
るが、衝突面１２は常にこの領域内に位置させる必要が
ある。本実施例では、ノズル先端から衝突面１２までの
距離は４０ｗｎとした。また、燃料油に加える圧力は、
燃焼量や平滑流領域の長さを決定するから、これらを勘
案して決めればよい。しかし、微粒化特性上からは、圧
力Ｐと衝突面１２で形成される液膜の直径りがｄＤ／ｄ
Ｐ（０なる関係が成立する領域に設定することが望捷し
い。圧力Ｐと液膜径りの関係を説明すると、圧力Ｐを徐
々に増加させていくと、形成される液膜径りは最初はＰ
の増加とともに大きくなる。すなわち、この領域ではｄ
Ｄ／ｄＰ）Ｏであり、形成される液膜は平滑な層流膜で
、噴霧粒子はほとんど液膜周辺部のみで生成される。し
かし、さらにＰを増加させると、形成される液膜は乱流
膜となり、ｄＤ／ｄＰ（Ｏとなる。この領域では噴霧粒
子は液膜の周辺部以外でも生成されるようになり、この
時の粒子径は層流膜から生成される粒子径よりも小さく
なる。従って、圧力Ｐはこの領域内で設定７こ−・・ することが望ましい。
衝突体８の材料については、特に限定するものではない
が、金属、セラミックなどの硬度の高いものが好ましい
。
が、金属、セラミックなどの硬度の高いものが好ましい
。
以上の説明から明らかなように、本発明は、非常に高い
霧化効率と、良好な微粒化特性を有する燃料微粒化手段
を実現したもので、液体燃料を効率よく完全燃焼させる
ことができる液体燃料燃焼装置を提供できるものである
。
霧化効率と、良好な微粒化特性を有する燃料微粒化手段
を実現したもので、液体燃料を効率よく完全燃焼させる
ことができる液体燃料燃焼装置を提供できるものである
。
第１図ａは従来の液体燃料燃焼装置を一部断面で示した
側面図、第１図すは第１図ａのＢ部の拡大断面図、第２
図ａは本発明の一実施例にかかる液体燃料燃焼装置を一
部断面で示した側面図、第２図すは第２図ａのＢ部拡大
断面図である。 １■・・・・ポンプ、１３・Φ１１ｅ・・ノズル、８■
・・０衝突体、１０・・・・・・送風ファン、、１２・
・・・・・衝突面。
側面図、第１図すは第１図ａのＢ部の拡大断面図、第２
図ａは本発明の一実施例にかかる液体燃料燃焼装置を一
部断面で示した側面図、第２図すは第２図ａのＢ部拡大
断面図である。 １■・・・・ポンプ、１３・Φ１１ｅ・・ノズル、８■
・・０衝突体、１０・・・・・・送風ファン、、１２・
・・・・・衝突面。
Claims (1)
- 液体燃料の噴流を衝突させる衝突体の中心から外向きの
空気流を形成させる構成とした液体燃料燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8589182A JPS58203309A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 液体燃料燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8589182A JPS58203309A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 液体燃料燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58203309A true JPS58203309A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0343528B2 JPH0343528B2 (ja) | 1991-07-02 |
Family
ID=13871509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8589182A Granted JPS58203309A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 液体燃料燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58203309A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2022209049A1 (ja) | 2021-03-30 | 2022-10-06 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635604U (ja) * | 1979-08-23 | 1981-04-06 |
-
1982
- 1982-05-20 JP JP8589182A patent/JPS58203309A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635604U (ja) * | 1979-08-23 | 1981-04-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0343528B2 (ja) | 1991-07-02 |
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