JPS60245914A - Liquid fuel evaporating type burner - Google Patents

Liquid fuel evaporating type burner

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JPS60245914A
JPS60245914A JP10156484A JP10156484A JPS60245914A JP S60245914 A JPS60245914 A JP S60245914A JP 10156484 A JP10156484 A JP 10156484A JP 10156484 A JP10156484 A JP 10156484A JP S60245914 A JPS60245914 A JP S60245914A
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combustion
air
burner
nozzle
fuel
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Hiroshi Kobayashi
博志 小林
Mikio Sawai
沢井 巳喜夫
Nobuhisa Sasaki
佐々木 伸久
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a complete blue flame by completely separating a nozzle zone, a combustion air zone, a combustion evaporating zone, a mixing zone, a combustion zone, and a high temperature combustion gas circulating zone from each other. CONSTITUTION:The recessed portion at the rear of a smoothening plate 8 becomes a staying point of the air flow. At this point, a high temperature fuel gas stays, and is discharged from an outlet of a cone 6 and is evaporated, and becomes an ignition source to a fuel gas mixed with air. Further, the smoothening plate 8 is made of porous ceramics having a water absorptive property similar to the burner cone 6, and functions as a fuel evaporating surface similar to the burner cone 6, in addition to the function of smoothening the air flow and the that of an ignition source. As a result, a blue flame rises up from small holes formed in the smoothening plate 8, and it is possible to perform the complete combustion and to improve the combustion efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発朗は家庭用の給湯機ボイラー等に使用するガンタイ
プ式の液体燃料気化式バーナー、特に出力範囲が23.
000乃至57.0001ocalのバーナーに関する
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) This Hatsuro is a gun-type liquid fuel vaporizing burner used in home water heater boilers, etc., especially in the output range of 23.
000 to 57.0001ocal burner.

(従来の技術) 灯油の燃焼はその様態により胃炎と自失の二つに大別さ
れ、十分酸素をふくむ予混合火炎では胃炎となり、拡散
火炎では自失(輝炎)となる。燃焼の過程は第4図に示
すフローチャートのようなものであると推定される。
(Prior Art) The combustion of kerosene is roughly divided into two types, gastritis and gastritis, depending on its mode. A premixed flame containing sufficient oxygen causes gastritis, and a diffusion flame causes gastritis (luminous flame). It is estimated that the combustion process is similar to the flowchart shown in FIG.

第4図のフローチャートでわかるように、両燃焼の違い
は酸素の拡散の仕方で生じているが、この酸素の拡散に
影響を及ぼす因子として次のものがある。
As can be seen from the flowchart in FIG. 4, the difference between the two combustions is caused by the way oxygen diffuses, and the following factors affect this oxygen diffusion.

■燃焼用空気量(即ち酸素量) ■燃料の質量 ■流れの乱れ 青炎燃焼を行う為には、燃焼用空気量が十分多いか、燃
料の質量が小さい(即ら噴霧燃料の場合には微粒化がよ
くて油滴の大きさが小さい)か、あるいは、流れの乱れ
が大きく燃料と酸素との混合が十分に行われる必要があ
る。
■Amount of combustion air (i.e., amount of oxygen) ■Mass of fuel ■Flow disturbance In order to perform blue flame combustion, either the amount of combustion air is sufficiently large or the mass of fuel is small (i.e., in the case of atomized fuel) Either the atomization is good and the size of the oil droplets is small), or the flow is highly turbulent and the fuel and oxygen need to be mixed sufficiently.

ところが、一般の灯油燃焼の場合によく用いられるガン
タイプバーナーの燃焼の場合には、上記の条件を満した
としても青炎燃焼をさせることは難しい。これは、一般
のガンタイプバーナーにおいては噴霧燃料ノズルの直後
に火炎保持体が設置され、この部分で安定な炎が形成さ
れ、後続の燃料への着火源となる為、第3図で示された
燃焼の各段階が同時に進行し、噴霧された油滴は質量の
軽い完全なガス体に熱分解される以前に、油滴の周囲に
おいて着火し、同心の拡散火炎法に囲まれて燃焼する。
However, in the case of combustion using a gun-type burner that is often used for general kerosene combustion, it is difficult to achieve blue flame combustion even if the above conditions are met. This is because in general gun-type burners, a flame holder is installed immediately after the atomized fuel nozzle, and a stable flame is formed in this part, which becomes the ignition source for the subsequent fuel, as shown in Figure 3. Each stage of combustion proceeds simultaneously, and the sprayed oil droplets are ignited around the oil droplets before being thermally decomposed into a complete gaseous body with a light mass, and are surrounded by concentric diffusion flames and combust. do.

この為、酸素の拡散が不十分であり、青炎とはならずに
内炎燃焼となるものである。
For this reason, oxygen diffusion is insufficient, and internal flame combustion occurs instead of blue flame.

内炎燃焼(拡散燃焼)においては、酸素の拡散は、拡散
火炎法の火炎を通り内部の油滴表面の上記層への拡散で
あり、又、燃料と空気の混合は燃料が油滴形態であり質
量が大きい為、流れの大きな乱れ、あるいは過剰の空気
量により促進してやる必要がある。この為、自失燃焼バ
ーナーは流れの大きな乱れを発生させる為の方策(例え
ば最大衝撃流の発生)を採用し、又、過剰な空気量の供
給が必要となる。
In internal flame combustion (diffusion combustion), the diffusion of oxygen is through the flame of the diffusion flame method to the above layer on the surface of the internal oil droplets, and the mixing of fuel and air is due to the fact that the fuel is in the form of oil droplets. Due to its large mass, it must be promoted by large turbulence in the flow or by excessive air volume. For this reason, self-burning burners require measures to generate large turbulence in the flow (for example, generation of maximum impact flow), and also require the supply of an excessive amount of air.

内炎燃焼においては、コロイド状炭素の酸化反応が起こ
るが、この際、酸素の拡散が不十分であると、このコロ
イド状炭素は、煤となって排出される。このような酸素
の拡散の不十分さは酸素量が十分であっても、局部的な
混合の不良により起こる可能性がある。
In internal flame combustion, an oxidation reaction of colloidal carbon occurs, but if oxygen diffusion is insufficient at this time, this colloidal carbon is discharged as soot. Such insufficient diffusion of oxygen may occur due to local mixing defects even if the amount of oxygen is sufficient.

又、酸素の拡散の不十分さにより、酸化中間生成物(多
くの場合、−酸化炭素)の排出が起こる。
Insufficient oxygen diffusion also results in the emission of oxidized intermediates (often -carbon oxides).

以上二つの燃焼排出物の含有量の増大は、空気過剰率を
下げた場合に顕著に表われ、この理由により拡散燃焼に
おいてはある一定の空気過剰率以下にすることは難しか
った。
The increase in the content of the above two combustion emissions becomes noticeable when the excess air ratio is lowered, and for this reason, it has been difficult to reduce the excess air ratio below a certain level in diffusion combustion.

内炎燃焼においては混合の促進の為、流れの大きな乱れ
を発生させることが必要であるが、これが燃焼中の拡散
火炎法を含む流れの乱れである為、音が大きく、内炎燃
焼の際の燃焼騒音の主な原因となっていた。又、完全燃
焼をさせる為、流れの乱れを大きくすればする程、音は
大きくなるという欠点を有していた。又、このような乱
れの発生の為に火炎保持体の後方の流路を絞る方法を執
ることが普通であるが、こうすると火炎は一部開口部を
持つ狭い空間で形成されることになるので、音は大きく
なる。
In internal flame combustion, it is necessary to generate large turbulence in the flow to promote mixing, but since this is turbulence in the flow including the diffusion flame method during combustion, the noise is loud and was the main cause of combustion noise. Another disadvantage is that the more turbulent the flow is to achieve complete combustion, the louder the noise becomes. Additionally, to prevent such turbulence from occurring, it is common practice to narrow down the flow path at the rear of the flame holder, but in this case the flame is formed in a narrow space with some openings. So the sound gets louder.

一方、胃炎燃焼においでは、酸素の拡散は蒸発したガス
状燃料との拡散である為、拡散し易く、流れの大きな乱
れや過剰の空気量の必要性が少ない。
On the other hand, in gastritis combustion, oxygen is diffused with vaporized gaseous fuel, so it is easy to diffuse, and there is little need for large turbulence in the flow or excessive amount of air.

この為、青炎燃焼においては空気過剰率をほぼ理論比近
くまで下げることが可能である。
Therefore, in blue flame combustion, it is possible to reduce the excess air ratio to almost the stoichiometric ratio.

青炎においては、コロイド状炭素の生成割合が小さく、
又、ガス状燃料と酸素との拡散、混合が良い為、空気過
剰率を下げても煤、及び−酸化炭素の排出が少なく完全
燃焼に近い燃焼をすることが可能である。
In blue flame, the proportion of colloidal carbon produced is small;
In addition, since the gaseous fuel and oxygen are well diffused and mixed, even if the excess air ratio is lowered, soot and carbon oxide emissions are small, and it is possible to perform combustion close to complete combustion.

このように空気過剰率を下げて理論燃焼空気量に近いと
ころでの燃焼が可能であり、又混合が良い為、燃焼域が
狭くなるので火炎の温度は断熱火炎温度に近くなり高温
化することになる。
In this way, by lowering the excess air ratio, combustion is possible close to the theoretical combustion air amount, and because the mixing is good, the combustion area is narrowed, so the flame temperature becomes close to the adiabatic flame temperature, which increases the temperature. Become.

青炎燃焼は、混合が完了した後で燃焼する為、音が静か
であり、又、開放端における炎の形成となるので、−音
が静か枦なる。
Blue flame combustion is quieter because it burns after mixing is complete, and it is quieter because the flame is formed at the open end.

以上のように液体燃料気化式バーナーの燃焼方式として
は青炎燃焼の方が内炎燃焼より明らかに優れている。
As described above, blue flame combustion is clearly superior to internal flame combustion as a combustion method for liquid fuel vaporization burners.

(発明が解決しようとする問題点) 而して、本発明は液体燃料気化式バーナー、特に出力範
囲が23,000乃至57.oo。
(Problems to be Solved by the Invention) Therefore, the present invention provides a liquid fuel vaporizing burner, particularly a liquid fuel vaporizing burner having an output range of 23,000 to 57. oo.

)(catのバーナーにおいて婚何にして完全な青炎燃
焼を達成するかを命題とし、ノズル域、燃焼空気流域、
燃料気化域、混合域と燃焼域、高渇燃焼ガス循環域の分
離を完全に行うことにより、該ノズル域のノズルから噴
霧された油滴をまず燃料気化域において油滴の状態で着
火することなしに、循環域を通って吸引された高温燃焼
ガスによる熱で気化してガス状となし、その後、混合域
において上記ガス状となった燃料を空気と混合して、そ
の後に燃焼域で安定に着火するようになりものであるが
、完全な胃炎燃焼をさせる為には、酸素の拡散(即ら混
合)以外にノズル域、燃焼空気流域、燃料気化域と混合
域と、燃焼域、高温燃焼ガス循環域の分離が必要である
) (The mission is to achieve complete blue flame combustion in a cat burner, and the nozzle area, combustion air region,
By completely separating the fuel vaporization region, mixing region, combustion region, and high-dry combustion gas circulation region, the oil droplets sprayed from the nozzle in the nozzle region are first ignited in the form of oil droplets in the fuel vaporization region. The fuel is vaporized into a gaseous state by the heat from the high-temperature combustion gas sucked through the circulation zone, and then the gaseous fuel is mixed with air in the mixing zone, and then stabilized in the combustion zone. However, in order to achieve complete gastritis combustion, in addition to oxygen diffusion (that is, mixing), the nozzle area, combustion air area, fuel vaporization area, mixing area, combustion area, and high temperature are required. Separation of the combustion gas circulation area is required.

然る処、このようなノズル域、燃焼空気流域、燃料気化
域、混合域と燃焼域、高温燃焼ガス循環域のの分離の為
には、燃料気化域において混合及び炎の形成があっては
ならないし、又、゛混合域において、炎の形成があって
はならない。
However, in order to separate the nozzle region, the combustion air region, the fuel vaporization region, the mixing region and the combustion region, and the hot combustion gas circulation region, there must be mixing and flame formation in the fuel vaporization region. There should be no flame formation in the mixing zone.

而して、本発明が解決しようとする問題点は、燃料気化
域におtプる酸素不足の高温燃料気化体と、酸素過剰の
燃料不足混気体の混合の防止及び混合域における炎の形
成の防止を計かり、ノズル域、燃焼空気流域、燃料気化
域、混合域。
Therefore, the problems to be solved by the present invention are to prevent the mixing of the oxygen-deficient high-temperature fuel vapor flowing into the fuel vaporization region and the oxygen-excess fuel-deficient mixture, and to prevent the formation of flame in the mixing region. The nozzle area, combustion air area, fuel vaporization area, and mixing area are designed to prevent this.

燃焼域、高温燃焼ガス循環域を完全に分離することであ
る。
The goal is to completely separate the combustion zone and high-temperature combustion gas circulation zone.

(問題点を解決するための手段) 上記、問題を解決するために本発明が講する技術手段は
燃料噴霧ノズルと、燃料噴霧ノズル周辺に該ノズルを囲
んでこれと同軸に設りられた空気吹出口と、吸水性を有
する多孔質セラミック製で、後部に開口した円筒部を有
すると共に該円筒部前端に連続して前方へ上記ノズルの
噴霧角度より稍狭い角度で拡開して開口づる円筒状の拡
開部を有し、燃料噴霧ノズルの前方に該グズルの燃料噴
霧区域を囲んで上記ノズル及び空気吹出口と同軸に設け
られたバーナーコーンと、吸水性を有する多孔質セラミ
ック製で、底面を開口した中空の円錐状又は半球状に形
成し、バーナーコーン前端の開口部に凸面をバーナーコ
ーン内部に向け、その外周面と上記開口部口縁との間に
適当な間隔を有してバーナーコとし、空気吹出速度を1
9IIl/SeC≧吹出速度≧1Qm/secとするも
のである。
(Means for Solving the Problems) The technical means taken by the present invention to solve the above-mentioned problems include a fuel spray nozzle, and an air system provided around the fuel spray nozzle, surrounding the nozzle and coaxially with the fuel spray nozzle. and a cylinder made of porous ceramic having water absorption properties and having a cylindrical part that opens at the rear, and that continues from the front end of the cylindrical part and expands forward at an angle slightly narrower than the spray angle of the nozzle. a burner cone having a widening part shaped like a shape, and provided in front of the fuel spray nozzle surrounding the fuel spray area of the guzzle and coaxially with the nozzle and the air outlet, and made of a porous ceramic having water absorbing properties; The bottom surface is formed into a hollow conical or hemispherical shape with an opening, the convex surface is directed toward the inside of the burner cone at the opening at the front end of the burner cone, and there is an appropriate distance between the outer circumferential surface and the rim of the opening. Set the burner control and set the air blowing speed to 1.
9IIl/SeC≧Blowing speed≧1Qm/sec.

(作用) 而して、燃料噴霧ノズルから噴霧された油滴がバーナー
コーンの円筒部の間口から吸込まれる高温循環ガスによ
り加熱されたバーナーコーン及び整流板内面に到達し、
−担セラミック面に吸入保持された後、上記バーナーコ
ーン及び整流板の熱により瞬時に気化して一次気化燃料
体となる。
(Function) The oil droplets sprayed from the fuel spray nozzle reach the burner cone and the inner surface of the rectifier plate, which are heated by the high-temperature circulating gas sucked in from the frontage of the cylindrical part of the burner cone.
- After being sucked into and held by the ceramic support surface, it is instantaneously vaporized by the heat of the burner cone and rectifying plate to become a primary vaporized fuel body.

またバーナーコーン及び整流板内面に到達しない細かい
油滴のうちで燃料気化域に達したものは高温循環ガスの
熱で気化して二次気化燃料体となる。
Also, among the fine oil droplets that do not reach the burner cone and the inner surface of the baffle plate, those that reach the fuel vaporization region are vaporized by the heat of the high-temperature circulating gas and become secondary vaporized fuel bodies.

この気化燃料と高温燃焼ガス循環域を通って吸引された
高温循環ガスがバーナー」−ン内面に沿って流れ、該部
近傍は燃焼下限界以下の酸素i91度となる。即ちバー
ナーコーン内面近傍には酸素不足層が形成され、これに
より燃料気化域におシブる炎の形成が防止される。
This vaporized fuel and the high-temperature circulating gas sucked through the high-temperature combustion gas circulation region flow along the inner surface of the burner, and the vicinity of the burner has an oxygen i of 91 degrees below the lower combustion limit. That is, an oxygen-deficient layer is formed near the inner surface of the burner cone, thereby preventing the formation of a flame in the fuel vaporization region.

一方、バーナーコーンの中心部分には空気吹出口から吹
出された空気が流れる燃焼空気気流域であり、ここには
整流板に当って気化した一次気化燃料体及び空気流に巻
き込まれた1部油滴とが混入されているがそれらの燃料
の量は極めて少く燃焼下限界以下の濃度となる。即ち燃
が防止される。
On the other hand, the central part of the burner cone is the combustion air air region where the air blown out from the air outlet flows. Although some fuel droplets are mixed in, the amount of these fuels is extremely small and the concentration is below the lower flammability limit. That is, combustion is prevented.

以上のように本発明ではバーナーコーン内への燃焼ガス
吸引が不可欠であるが、空気吹出口の径が小さすぎると
、空気の吹出速度が連なり過ぎ、整流板に衝突して後方
に向かって背圧をかけ、循環ガスの吸込みが悪くなると
ともに燃焼音も大きくなり、逆に大きすぎると空気の流
内径≦948とし、空気の吹出し速度を10m/ Se
C乃至19m/secとしたことと、ノ\−ブ−−コー
ン及び整流板の出来るだけ抵抗を少なくした形状とが相
俟って最適量の高温燃焼ガスがバーナーコーン内に吸引
される。
As described above, suction of combustion gas into the burner cone is essential in the present invention, but if the diameter of the air outlet is too small, the air blows out at too high a speed, colliding with the current plate and pushing backward. When pressure is applied, the suction of circulating gas becomes worse and the combustion noise becomes louder.On the other hand, if it is too large, the inner diameter of the air flow is set to ≦948, and the air blowing speed is set to 10m/Se.
The optimum amount of high-temperature combustion gas is sucked into the burner cone due to the combination of C to 19 m/sec and the shapes of the nozzle cone and rectifying plate that reduce the resistance as much as possible.

従って、バーナーコーン中心部の燃焼空気流域には空気
が流れ、コーン壁面イ」近の燃料気化域においては高速
の空気流により吸込まれた酸素不足の燃焼ガスと、コー
ンの熱によりガス化した燃料ガスが流れ、この二つの互
いに可燃限界に入らない流れはバーナーコーン内部では
混合することがなく、整流板とバーナーコーン出口の絞
り部において初めて両者が混合し、その後バーナーコー
ン前端及び整流板部分からなる燃焼域で安定した炎が形
成される。
Therefore, air flows in the combustion air region at the center of the burner cone, and in the fuel vaporization region near the cone wall surface, oxygen-deficient combustion gas is sucked in by the high-speed air flow and fuel gasified by the heat of the cone. Gas flows, and these two flows that are not within the flammability limit of each other do not mix inside the burner cone, and only mix at the baffle plate and the constricted part of the burner cone outlet, and then from the front end of the burner cone and the baffle plate part. A stable flame is formed in the combustion zone.

即ち、ノズル域、燃焼空気域、燃料気化域。namely, the nozzle area, the combustion air area, and the fuel vaporization area.

混合域、燃焼域、高温燃焼ガス循環域の分離が完全に行
なわれるので完全な青炎燃焼が得られる。
Since the mixing zone, combustion zone, and high temperature combustion gas circulation zone are completely separated, perfect blue flame combustion can be obtained.

(実施例) 以下、本発明の実施の一例を図に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, an example of implementation of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明バーナーを搭載した給湯機の要部の縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the main parts of a water heater equipped with a burner of the present invention.

この図示例の場合給湯機(B)に搭載されるバーナー(
Δ)は出力が35000Kcal /Hで円筒状の燃焼
室(2)の周壁部に設けた熱交換器フランジバイブ(1
0)部分に設けられて燃焼室(2)内に臨んでいる。
In this illustrated example, the burner (
Δ) is a heat exchanger flange vibrator (1) with an output of 35000 Kcal/H and installed on the peripheral wall of a cylindrical combustion chamber (2).
0) and faces into the combustion chamber (2).

バーナー(A)は、燃料噴霧ノズル(3)と燃料噴霧ノ
ズル(3)周辺に該ノズル(3)を囲んで設けられる空
気吹出口(4)と、燃料噴霧ノズル(3)の燃料噴霧域
を囲んで設けられるバーナーコーン(6)と、バーナー
コーン(6)の出口部に設【ノられる整流板(8)と、
整流板(8)の前方に設けられる保炎リング(9)を備
えている。
The burner (A) includes a fuel spray nozzle (3), an air outlet (4) provided around the fuel spray nozzle (3) surrounding the nozzle (3), and a fuel spray area of the fuel spray nozzle (3). a burner cone (6) provided surrounding the burner cone (6); a current plate (8) provided at the outlet of the burner cone (6);
A flame-holding ring (9) is provided in front of the current plate (8).

空気吹出口(4)は熱交換器フランジパイプ(10)か
ら燃焼室(2)の軸方向に対して直交方向に開口するス
トレートな円筒状に形成され、後部を燃焼室〈2)外部
において送J!1m <ii>の風道(12)に連絡す
る。
The air outlet (4) is formed in a straight cylindrical shape that opens from the heat exchanger flange pipe (10) in a direction perpendicular to the axial direction of the combustion chamber (2), and the rear part is connected to the outside of the combustion chamber (2). J! Contact the wind path (12) at 1m <ii>.

また空気吹出口く4)内にはノズルホルダー(1)が同
軸に設けられており、該ノズルホルダー(1)に保持さ
れた燃料噴霧ノズル(3)の先端が空気吹出口(4)の
前端開口部から後述のバーナーコーン(6)中心に臨ん
でいる。
Further, a nozzle holder (1) is provided coaxially within the air outlet (4), and the tip of the fuel spray nozzle (3) held in the nozzle holder (1) is at the front end of the air outlet (4). The opening faces the center of a burner cone (6), which will be described later.

この空気吹出口(4)はΦ37≦内径≦48、長さ/内
径>0.5、長さ> 20’mmでなければならず、こ
の実施例においては内径を40φ、全長を551TIT
11に形成している。
This air outlet (4) must have Φ37≦inner diameter≦48, length/inner diameter>0.5, length>20'mm, and in this embodiment, the inner diameter is 40φ and the total length is 551TIT.
11.

尚、ノズルホルダー(1)の径は21φである。Note that the diameter of the nozzle holder (1) is 21φ.

また送Il!1m (11)により空気吹出口(4)か
ら吹出される空気に関しては、風fit0.5乃至1 
、3 Nm/m 、 19m /sec≧吹出速度≧1
0m/seaでなければならず、この実施例においては
風量が0.8Nm/m 、吹出速度16IIl/SeC
に設定されている。
I'll send it again! Regarding the air blown out from the air outlet (4) by 1m (11), the wind fit is 0.5 to 1.
, 3 Nm/m, 19 m/sec≧Blowing speed≧1
In this example, the air volume is 0.8 Nm/m, and the blowing speed is 16 IIl/SeC.
is set to .

燃料噴霧ノズル(3)は従来周知の構造形態を有する噴
霧角度が60°のノズルであり、後部がノズルホルダー
(1)を軸方向に挿通する送油管り13)を介して給油
源(14)に連絡する。
The fuel spray nozzle (3) is a nozzle with a spray angle of 60° and has a conventionally well-known structural form, and its rear part connects to the oil supply source (14) through an oil supply pipe 13) that passes through the nozzle holder (1) in the axial direction. Contact.

送油管(13)は中途部に電磁ポンプ(15)を備えて
おり、該電磁ポンプ(15)の作動によりノズル(3)
から噴霧される油量は4.34/Hに設定されている。
The oil pipe (13) is equipped with an electromagnetic pump (15) in the middle, and the nozzle (3) is operated by the electromagnetic pump (15).
The amount of oil sprayed is set to 4.34/H.

尚、上記油量は2.6乃至7.017Hであることが必
要である。
Incidentally, the above oil amount needs to be 2.6 to 7.017H.

バーナーコーン(6)は図示形状、即ち、後部にストレ
ートなあるいは、わずかにテーパーのある円筒部(6a
)が形成されると共に該円筒部(6a)の前端に連続し
て前方へ拡開状に延びる円錐状の拡開部(6b)が形成
されており、適当な保持部材(17)により保持せしめ
て空気吹出口(4)の前方に、該空気吹出口(4)との
間に空隙〈5)を存して上記燃料噴霧ノズル(3)と同
軸に設けられる。
The burner cone (6) has the shape shown, that is, a cylindrical portion with a straight or slightly tapered rear part (6a
) is formed, and at the same time, a conical widening part (6b) is formed at the front end of the cylindrical part (6a) and extends forward in a conical shape, and is held by a suitable holding member (17). The fuel spray nozzle (3) is provided coaxially with the fuel spray nozzle (3) in front of the air outlet (4), with a gap (5) existing between the air outlet (4) and the air outlet (4).

バーナーコーン(6)は、円筒部内径〉48φ、円筒部
内径/空気吹出口内径〉1.3、空気吹出口通路面積/
(円筒部断面積−空気吹出口断面積)く1、円筒部断面
積−空気吹出口断面積>O,00077mでなければな
らず、本実施例では円筒部内径が63φ、円筒部断面積
−空気吹出口断面積=0.00173mに形成されてい
る。
The burner cone (6) has a cylindrical part inner diameter>48φ, a cylindrical part inner diameter/air outlet inner diameter>1.3, an air outlet passage area/
(Cylindrical section cross-sectional area - air outlet cross-sectional area) (1) Cylindrical section cross-sectional area - air outlet cross-sectional area > O, 00077 m In this example, the inner diameter of the cylindrical section is 63φ, and the cylindrical section cross-sectional area - The cross-sectional area of the air outlet is 0.00173 m.

またバーナーコーン(6)は全長が100m/mで拡開
部(6b)が30’の拡開角度で前方に拡間し、その前
端部が104Φの内径を右しており、その後端と空気吹
出口(4)前端との間の間隙(5)は20m/IIIの
幅を有している。
The burner cone (6) has a total length of 100m/m, and the expansion part (6b) expands forward at an expansion angle of 30', the front end of which is on the right side of the 104Φ inner diameter, and the rear end and air The gap (5) between the front end of the air outlet (4) has a width of 20 m/III.

上記バーナーコーン(6)後端の開口部と空気吹出口(
4)との間の空隙(5)は、空気吹出口(4)からの高
速な空気吹出により周辺に生ずる負圧を利用して燃焼室
(2)内の高温燃焼ガスをバーナーコーン(6)内に吸
引する吸引口部(5)を構成するものである。
The opening at the rear end of the burner cone (6) and the air outlet (
The gap (5) between the combustion chamber (2) and the burner cone (6) utilizes the negative pressure generated around it due to high-speed air blowing from the air outlet (4). This constitutes a suction port (5) for sucking inward.

整流板(8)は底面を開口した円錐状又は半球状に形成
して、凸面をバーナーコーン(6)側に向けて、その大
部分をバーナーコーン(6)内に挿入した状態でバーナ
ーコーン(6)と同軸に設け、その外周とバーナーコー
ン(6)出 。
The baffle plate (8) is formed into a conical or hemispherical shape with an open bottom, and is inserted into the burner cone (6) with its convex surface facing the burner cone (6). 6), and its outer periphery and burner cone (6) come out.

口部との間に環状の間隙(18)を形成する。An annular gap (18) is formed between the opening and the mouth.

この整流板(8)は全長が451R/Itに形成される
と共に開口部径が90φに形成されており、その頂部が
空気吹出口(4)前端から82m/mの位置なるように
バーナーコーン(6)出口部に挿入配備され、その前端
部がバーナーコーン(6)前端から7m/mだけ前方へ
突出する。
The current plate (8) has a total length of 451R/It and an opening diameter of 90φ, and the burner cone (8) is positioned so that its top is 82m/m from the front end of the air outlet (4). 6) It is inserted into the outlet and its front end protrudes forward by 7 m/m from the front end of the burner cone (6).

また整流板(8)にはその中心部を除いた位置に、6Φ
の小孔(7)が36個開穿されている。
In addition, the current plate (8) has a 6Φ
Thirty-six small holes (7) are drilled.

そして、この整流板(8)とバーナーコーン(6)によ
りバーナーコーンく6)出口部に形成される上記環状の
間隙(18)は即ちバーナーコーン(6)の実質的出口
は間隙面積/(空気吹出口の通路面積−ト(バーナーコ
ーン円筒部断面積−空気吹出口断面積))>1間隙面積
〉0.00154−m’でかつ、バーナーコーン(6)
出口部におけるバツクファイヤー防止のために0.00
154ゴ〈間隙面積<0.00667蕾である必要があ
り、本実施例の場合36個の小孔(7)を含めて0.0
0410mに形成されている。
The annular gap (18) formed at the outlet of the burner cone (6) by the baffle plate (8) and the burner cone (6) is the gap area/(air Passage area of outlet - (cross-sectional area of burner cone cylindrical part - cross-sectional area of air outlet)) > 1 gap area >0.00154-m', and burner cone (6)
0.00 to prevent backfire at the exit
154 pores (gap area < 0.00667 buds, in this example, 0.0 including 36 small holes (7))
It is formed at 0410m.

尚、小孔(7)は環状の間隙(18)、即ち実質的なバ
ーナーコーン(18)出口の上記条件を満足する限り、
その数や径を若干増減することが可能である。
In addition, as long as the small hole (7) satisfies the above conditions for the annular gap (18), that is, the substantial outlet of the burner cone (18),
It is possible to slightly increase or decrease their number and diameter.

上記、バーナーコーン(6)と整流板(8)はけい素4
2%、窒化けい素18%、粘土40%を原料とする多孔
質セラミック製であり、気孔率30%に形成されている
Above, the burner cone (6) and current plate (8) are made of silicon 4
It is made of porous ceramic made of 2% silicon nitride, 18% silicon nitride, and 40% clay, and has a porosity of 30%.

尚、上記バーナーコーン(6)の気孔率は50乃至20
%の範囲内において変更可能である。
Incidentally, the porosity of the burner cone (6) is 50 to 20.
It can be changed within the range of %.

保炎リング(7)は耐熱性に優れた金属にて断面形状が
略V字型又はU字型の環状体に形成して、凸面を整流板
(6)及びバーナーコーン(5)側に向けて整流板(6
)の前方に設けられる。
The flame-holding ring (7) is made of metal with excellent heat resistance and is formed into an annular body with a substantially V-shaped or U-shaped cross section, with the convex surface facing the current plate (6) and burner cone (5) side. rectifier plate (6
) is provided in front of the

上記保炎リング(9)は外径が130Φ、内径がバーナ
ーコーン(6)出口部の径と同径、即ち104Φで、長
さがi5m/mに形成されており、後端がバーナーコー
ン(6)前端から12111 /mの間隔をおいて整流
板(8)の前方に位置する。
The flame stabilizing ring (9) has an outer diameter of 130 Φ, an inner diameter of 104 Φ, which is the same diameter as the outlet of the burner cone (6), and a length of i5 m/m, with the rear end of the burner cone ( 6) Located in front of the current plate (8) at a distance of 12111 m/m from the front end.

尚、図中(19)はイグナイターで、燃料噴霧ノズル(
3)に近接する位置で、空気吹出口(4)からの空気の
流れを阻害しない位置に1対設けられている。
In addition, (19) in the figure is the igniter, and the fuel spray nozzle (
A pair of air blowers are provided at positions close to air outlet (4) that do not obstruct the flow of air from the air outlet (4).

而して、断るバーナー(A>において、送風II(11
)及び電磁ポンプ(15)を作動させると共にイグナイ
ター(19)にイグニッションを生じせしめると、まず
燃料噴霧ノズル(3)から噴霧された燃料と空気吹出口
(4)から吹出した空気の混合気にイグナイター(19
)の火花が着火し、バーナーコーン(6)中央部に黄炎
が形成される。
Then, at the burner (A>) that refuses, the blower II (11
) and the electromagnetic pump (15) are activated and the igniter (19) is ignited. First, the igniter is applied to the mixture of fuel sprayed from the fuel spray nozzle (3) and air blown from the air outlet (4). (19
) is ignited, and a yellow flame is formed in the center of the burner cone (6).

また空気は空気吹出口(4)から吹き出されることによ
り吸引作用を生じ、周囲空気を吸弓1する。
Furthermore, the air is blown out from the air outlet (4), thereby producing a suction effect and sucking the surrounding air.

この結果、バーナーコーン(6)出口部より、バーナー
コーン(6)入口部と空気吹出口(4)との間の空隙、
即ち燃焼ガス吸引口(5)を通ってコーン(6)内部に
至る循環流が生じる。
As a result, the gap between the burner cone (6) inlet and the air outlet (4) is smaller than the burner cone (6) outlet.
That is, a circulating flow is generated through the combustion gas suction port (5) and into the interior of the cone (6).

着火後、上記循環作用により熱い燃焼ガスをバーナーコ
ーンく6)内に吸込み、その熱により噴霧燃料を瞬時に
気化する。気化された燃料はコーン(6)内面に沿って
循環ガスと共に酸素不足層(a)を形成してコーン(6
)出口部と整流板(8)との間に形成される絞り部(2
0〉に流れ、核部(20)においてコーン(6)中央部
を流れてきた燃焼用空気との混合を促進される。
After ignition, hot combustion gas is sucked into the burner cone 6) by the above circulation action, and the atomized fuel is instantaneously vaporized by the heat. The vaporized fuel forms an oxygen-deficient layer (a) with the circulating gas along the inner surface of the cone (6).
) A constriction part (2) formed between the outlet part and the current plate (8).
0> and is promoted to mix with the combustion air that has flowed through the center of the cone (6) at the core (20).

そして、バーナーコーン(6)内部の黄金は、燃焼ガス
を吸込むとfi11時に整流板(8)後流部に移動し、
ここで上記混合気が着火して青炎となる。
When the burner cone (6) inhales the combustion gas, the gold inside the burner cone (6) moves to the downstream part of the rectifying plate (8) at fi11,
At this point, the mixture ignites and becomes a blue flame.

一方、噴霧ノズル(3)から噴霧され、吸引された燃焼
ガスで気化されなかった油滴は、バーナーコーン(6)
内周面、特に拡開部内周面にぶつかるが、コーン(6)
が吸水性のある多孔質セラミック製であるため、一旦セ
ラミック内に吸入保持される。そして、コーン(6)は
高温燃焼ガスによる対流熱伝達で高温になっているため
、吸入された燃料はすぐに蒸発、気化してコーン(6)
出口へ流動し、整流板(8)とコーン(6)出[1の絞
り部(20)において空気と混合され、整流板(8)後
流部、即ち整流板(8)背後の凹部にて着火する。
On the other hand, oil droplets sprayed from the spray nozzle (3) and not vaporized by the suctioned combustion gas are removed from the burner cone (6).
It hits the inner circumferential surface, especially the inner circumferential surface of the expanded part, but the cone (6)
Since it is made of porous ceramic that absorbs water, it is once sucked into the ceramic and retained. Since the cone (6) is at a high temperature due to convective heat transfer by the high-temperature combustion gas, the inhaled fuel quickly evaporates and vaporizes and returns to the cone (6).
Flows to the outlet, mixes with air at the constriction part (20) of the baffle plate (8) and the cone (6) outlet [1], and in the downstream part of the baffle plate (8), that is, the concave part behind the baffle plate (8). ignite.

上記整流板(8)背後の凹部は、気流の81留点となり
、この部分で高温燃焼ガスが滞留し、コーン(6)出口
より放出されて気化し、空気と混合した燃料ガスへの着
火源となる。従って、整流板(8)に開けた小孔(7)
から青炎が立つことになる。
The concave portion behind the baffle plate (8) serves as the 81 station of the airflow, and high-temperature combustion gas remains in this portion, is released from the outlet of the cone (6), vaporizes, and ignites the fuel gas mixed with air. Become the source. Therefore, the small hole (7) made in the current plate (8)
A blue flame will rise from it.

また、整流板(8)は、バーナーコーン(6〉と同様の
吸水性を有する多孔質セラミック製としたことにより、
気流の整流、着火源に加えてバーナーコーン(6)と同
様に燃料気化面としての機能を果すことが可能となる。
In addition, the current plate (8) is made of porous ceramic that has the same water absorption properties as the burner cone (6).
In addition to rectifying airflow and serving as an ignition source, it can also function as a fuel vaporization surface similar to the burner cone (6).

更に、整流板(8)端部にて着火しな力Xつだ未燃ガス
は、保炎リング(9)の内外周面に沿って流れ保炎リン
グ(9)背後の凹部に−(着火する。
Furthermore, the unburned gas that is ignited at the end of the current plate (8) flows along the inner and outer peripheral surfaces of the flame-holding ring (9) and enters the recess behind the flame-holding ring (9). do.

上記保炎リング(9)背後の四部は、整流板(8)背後
の凹部同様、気流の滞留点となり、−1この部分で高温
燃焼ガスが滞留し、整流板(8)部分で着灸しなかった
未燃ガスへの着火源となる。従って、保炎リング(8)
の端部に安定した青炎が立つことになる。
The four areas behind the flame stabilizing ring (9), like the recesses behind the baffle plate (8), serve as retention points for the airflow. It becomes a source of ignition for unburned gas. Therefore, the flame-holding ring (8)
A stable blue flame will appear at the end of the flame.

尚、本願は出力の範囲が23.000乃至57、0OO
Kcal /l−(ニ’)イテ(7)気化式バーナーに
関するものであるがこれ以上の出力のバーナーについて
も本願の形状を相似的に拡大すれば本願と同様の効果を
期待し得る。
In addition, in this application, the output range is 23,000 to 57,000
Kcal/l-(N')ite (7) This relates to a vaporizing burner, but the same effects as the present invention can be expected for burners with higher outputs if the shape of the present application is similarly expanded.

(効果) 本発明は上記の構成であるから以下の利点を有する。(effect) Since the present invention has the above configuration, it has the following advantages.

く1) 青炎がバーナーコーン前部で立つので、完全燃
焼し、燃焼効率が高い (2) 完全燃焼するので6の発生が少ない。
(1) The blue flame stands at the front of the burner cone, resulting in complete combustion and high combustion efficiency (2) Complete combustion reduces the occurrence of 6.

(3) 燃焼騒音、即ちバーナーの運転音が小さく静か
である。
(3) Combustion noise, that is, the operating sound of the burner, is low and quiet.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す液体燃料気化式バーナ
ーの断面図、第2図は正面図で一部切欠して示しである
。第3図は灯油の燃焼の過程を示すフローチャートであ
る。 A・・・バーナー 3・・・燃料噴霧ノズル4・・・空
気吹出口 5・・・高温燃焼ガスの吸引口部 6・・・バーナーコーン 6a・・・円筒部6b・・・
拡開部 8・・・整流根 性 許 出 願 人 東陶機器株式会社代 理 人 早
 川 政 ←へ 手続補正書 昭和59年8月2日 特許庁長官 志 賀 学 殿 昭和59年特許願第101564号 2、発明の名称 液体燃料気化式バーナー 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏名(名称)(AO8)東陶機器株式会社4、代理人 昭和 年 月 日 6、 補正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄
FIG. 1 is a sectional view of a liquid fuel vaporizing burner showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view with a portion cut away. FIG. 3 is a flowchart showing the process of burning kerosene. A... Burner 3... Fuel spray nozzle 4... Air outlet 5... High temperature combustion gas suction port 6... Burner cone 6a... Cylindrical part 6b...
Expansion part 8... Rectification spirit Applicant: Toto Kiki Co., Ltd. Representative: Masa Hayakawa Procedural amendment to August 2, 1980 Manabu Shiga, Commissioner of the Japan Patent Office Patent Application No. 101564, filed in 1988 No. 2, Name of the invention Liquid fuel vaporizing burner 3, Relationship to the case of the person making the amendment Name of patent applicant (AO8) Totokiki Co., Ltd. 4, Agent Showa Month/Date 6, Subject of amendment ( 1) Detailed description of the invention in the specification

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 燃料噴霧ノズルと、燃料噴霧ノズル周辺に該ノズルを凹
んでこれと同軸に設けられた空気吹出口と、吸水性を有
する多孔質セラミック製で後部に開口した円筒部を有す
ると共に該円筒部前端に連続して前方へ上記ノズルの噴
霧角度より稍狭い角度で拡開して開口する円筒状の拡開
部を有し、燃料噴霧ノズルの前方に該ノズルの燃料噴霧
区域を囲んで上記ノズル及び空気吹出口と同軸に設けら
れたバーナーコーンと、吸水性を有する多孔質セラミッ
ク製で、底面を開口した中空の円錐状又は半球状に形成
し、バーナーコーン前端の開口部に凸面をバーナーコー
ン内部に向け、その外周面と上記開口部口縁との間に適
当な間隔を有してバーナーコーンと同軸に設けられた整
流板とを備え、上記空気吹出口の内径をΦ37≦内径≦
 φ48とし、空気吹出口から吹出される空気の吹出速
度を191/sea≧吹出し速度≧1Qm/secとす
ることを特徴とする液体燃料気化式バーナー。
A fuel spray nozzle, an air outlet recessed around the fuel spray nozzle and provided coaxially with the nozzle, and a cylindrical part made of water-absorbing porous ceramic and opened at the rear, and at the front end of the cylindrical part. The fuel spray nozzle has a cylindrical widening part that continuously widens forward and opens at a slightly narrower angle than the spray angle of the nozzle, and surrounds the fuel spray area of the nozzle in front of the fuel spray nozzle, so that the nozzle and the air The burner cone is installed coaxially with the air outlet, and the burner cone is made of water-absorbing porous ceramic and has a hollow conical or hemispherical shape with an open bottom, and a convex surface inside the burner cone at the opening at the front end of the burner cone. A baffle plate is provided coaxially with the burner cone with an appropriate distance between the outer circumferential surface and the rim of the opening, and the inner diameter of the air outlet is set such that Φ37≦inner diameter≦
A liquid fuel vaporization type burner having a diameter of 48 mm and having a blowing speed of air blown out from an air blowing port such that 191/sea≧blowout speed≧1Qm/sec.
JP10156484A 1984-05-18 1984-05-18 Liquid fuel evaporating type burner Granted JPS60245914A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54137944U (en) * 1978-03-15 1979-09-25
JPS5837413A (en) * 1981-08-28 1983-03-04 Nissei Oobaru Kk Combustion equipment for liquid fuel

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