JPS6026248Y2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、空気ノズルによって微粒化した液体燃料を高
温加熱された気化板の気化面に噴射して気化させ、該気
化燃料と空気との混合気を燃焼する液体燃料燃焼装置に
関腰特にその燃焼性能の改善に関する。

上記燃焼方式の燃焼装置は、第１図に示すように燃料輸
送管２１から流出する液体燃料を該輸送管周囲を取り巻
く空気ノズル２２から噴出する空気流に巻き込んで微粒
化して吹き飛ばし、これを加熱された気化面２３に付着
して気化させ、該気化燃料と空気との混合気と燃焼する
ようになっている。

かかる空気ノズルを使用した燃料気化方式は第２図に示
すような気化面に液体燃料を滴下して気化させる方式に
比べ、燃料が微粒化されているため気化効率がよく、比
較的低温の気化面で瞬時気化を行なうことができる。

又、燃料を間欠的でなく連続的に噴射して気化させるの
で気化された燃料濃度に時間的なむらがなくしたがって
短い混合経路で混合気を均一化でき燃焼性が安定するか
ら装置の小型化につながる。

又、第３図に示すような圧力噴霧式ノズルを使用したも
のもあるが、このように燃料だけを噴射して周囲空気と
混合させるものでは燃料噴射速度を相当大きくしなけれ
ば微粒化が促進されず（通常２〜１ωｃ／ｍ１ｎ）、燃
料消費量の小さい小型燃焼装置には不適当であった。

おれに対し空気ノズル式のものでは、燃料を強制的に流
速の大きな空気流に巻き込んで噴射させるから、燃料輸
送量を小さくしても燃料の微粒化が促進され、したがっ
て燃料消費量の小さい小型燃焼装置にも適用が可能であ
る。

このように空気ノズルを備えた液体燃料燃焼装置は種々
の利点を有しはいるが、従来のものは第１図に示したよ
うに気化面が円筒中央部を閉塞するように設けられてい
たため該気化面が障害となってバーナヘッド中心部から
の２次空気の供給が困難であった。

このため炎口を燃焼装置外周方に沿って流れる２次空気
を供給可能なバーナヘッドを外周辺部だけにしか設ける
ことができずバーナヘッド上方での温度分布が中心部で
粗となり、被加熱体の不均一加熱を招く結果となってい
た。

又、かかる構成では装置を小型化しようとすると、気化
板面積ひいては気化面面積が必然的に小さくなるから未
気化燃料を生じ易く燃焼性を悪化させるばかりか、該未
気化の液体燃料が混合室内壁に付着しさらにこれに塵埃
が付着して混合室を汚す結果となるから実質上小形化を
困難にしていた。

本考案はかかる欠点に鑑み、気化板を円筒形状にして該
円筒の外周面を気化面とし、円筒内部を２次空気通路の
一部として利用することにより気化面外方に環状に形成
された混合室端部に設けた炎口群から噴出する混合気の
燃焼炎に対し、上記円筒内部と混合室外方との２方から
２次空気を供給することにより、炎口群の形成分布を均
一化して均一加熱を図ると共に燃焼性の向上を図った液
体燃料燃焼装置を提供するものである。

・以下に本考案の実施例を第４図〜第６図に基
づいて説明する。

１は中空２次円筒形状に成形された気化板で、その円筒
中心軸を重力方向に向は七設置される。

２は該気化板１の内筒外周面に形成された気化面で、円
周方向に谷溝が刻み込まれて縦断面波形形状となってい
る。

３は気化板１の底壁内部に環状に埋設された加熱用ヒー
タ、４は気化板１の気化面２下方に延長する底壁土面に
環状に形成された受は溝で、前記ヒータ３の真上位置に
近接して設けられている。

５は気化板１の外筒壁の一部を貫通して配設された燃料
噴射管で、その中心軸部にある６の燃料輸送管が出口部
がベンチュリ状に狭さくされた空気通路７ａを介して７
の空気ノズルに取り巻かれ、さらに該空気ノズル７が該
ノズル７出口外方の拡散空間７ａを隔てて８の拡散筒に
嵌入固定された構造を有している。

９は気化板１の内外筒間に環状に形成された１次混合室
、１０は気化板１の気化面３上方の内筒外周面に環状に
突出して形成された混合用突起（第１の混合板）で、１
次混合室９を迷路状として一次燃焼用空気と気化燃料と
の混合を良好にする役目をする。

１１は気化板１の頭壁に接触面１２゜１３をもって接合
したバーナヘッドで中心部に形成されたｌｌａの２次空
気導入孔が気化板１内筒内径に略一致して取り付けられ
ている。

１４は該バーナヘッド１１の外周部側壁に全周に亘って
スリット状に多数形成された炎口、１５はバーナヘッド
１１の２次空気導入孔１１ａ周縁部の壁を後述する２次
混合室１６と２次空気導入孔１１ａ出口部とを連通ずる
よう貫通して全周に亘って多数形成された炎口、１６は
気化器１の１次混合室９より上方に突出する内筒壁外周
方にバーナヘッド１１との間に画成された２次混合室で
、気化板１の頭壁周囲に複数個形成された連通孔１ａを
介して１次混合室９に連通している。

１７は該２次混合室１６内に配設された環状の混合板（
第２の混合板）で、その内周縁と気化板１内筒の外周面
との間に間隙１８をもって取り付けられ、１次混合室９
内で形成されて前記連通孔１ａより、噴出する混合気が
、拡散した後間隙１８で整流され再び拡散させる役目、
つまり混合気の混合を更に良好にする役目をする。

なお混合気は、その後外側及び内側の炎口１４，１５か
ら噴出する。

１９は気化板１内筒内部とバーナヘッドの２次空気導入
孔１１ａとで構成され前記内側の炎口１５に２次空気を
導くための２次空気通路である。

次にかかる構成の燃焼装置の作用について説明する。

燃料輸送管６出口から流出した液体燃料は空気ノズル７
の狭された空気通路７ａ出口から噴出する流速の大きな
空気流に巻き込まれて微粒化し、拡散空間８ａにおいて
円錐状に拡散して噴出されヒータ３及び接触面１２，１
３を介してバーナヘッド１１からの熱回収により加熱さ
れた気化面２に付着して気化される。

この場合気化面２は波形断面に形成されているから表面
積が大きく（例えは第５図Ａに示すように波形の頂角α
を６００とした場合その表面積は第５図Ｂに示す平断面
の場合の２倍となる）、かつ燃料微粒子が第５図Ａのよ
うにその表面に効率よく接するから第５図Ｂの場合に比
べ一滴当りの接触面積も大幅に増大する。

更に該波形断面により重力方向に燃料が垂れることを防
止できると共に、噴射圧力による風圧により第６図に示
すように気化面２に付着した燃料に円周方向への流れが
発生して該燃料と気化面２との付着面積か一層増大する
から気化性能は著しく向上する。

又、万一燃料が気化面２を流下した場合でも該燃料が気
化面２下方の油受は溝４に流入すると、該油受は溝４表
面はヒータ３に近接して最も高温に加熱されているから
瞬時に気化する。

こうして効率よく気化された燃料はまず燃料と共に空気
ノズル７から１次混合室９に流入した空気と該１次混合
室９内で混合される。

この場合空気ノズル７から噴出される空気量と燃料輸送
管８から噴出される燃料量とは該空気と燃料とが完全に
混合した場合の混合気濃度が空気過剰率０．５〜０．７
となるように設定されている。

またこの混合時において、１次混合室９内を迷路状とす
る混合用突起１０を設けている混合気が整流され良好に
混合が行われる。

そしてこのように１次混合室９て形成された混合が良好
な予混合気は混合用突起１０によって狭められた入口か
ら連通孔１ａを通って２次混合室１６内に拡散流入し、
さらに混合板１７と気化板１内筒との間隙１８を通って
整流され２次混合室１６の混合板１７上方の室に再び拡
散して流入した後、バーナヘッド１１の外側の炎口１４
及び内側炎口１５から噴出し着火燃焼される。

このように１次混合室９から炎口１４，１５に至る間に
予混合気は、混合用突起１０、連通孔１ａ、混合板１７
等により整流、拡散を数回繰り返し充分に攪拌混合され
て炎口から噴出する。

そしてバーナヘッド１１の外側の炎口１４からの噴炎は
燃焼装置外周方を自然対流或いは強制送風等の手段によ
り上方に向けて供給される２次空気を得て効率よく燃焼
腰一方バーナヘッド１１内側の炎口１５からの噴炎は気
化板１内筒内部及び２次空気導入孔１１ａを通って供給
される充分な２次空気を得て効率よく燃焼する。

炎口１５は２次空気導入孔１１ａの中心軸よりに傾斜し
て形成されているので燃焼炎と２次空気との接触効率が
よく燃焼性が高められる。

このようにしてバーナヘッド１１の外側と内側とで燃焼
が行われるから該バーナヘッド１１上方の温度分布が均
一化し被加熱体を均一加熱することができる。

尚、以上の実施例において、気化面をショツトブラスト
等による機械的表面処理、或いはエツチング等による化
学的表面処理を施して表面を細かな凹凸形状とすれば液
体燃料と気化面との親和性が増大腰燃料が気化面上に更
に薄く拡がるから瞬時気化が促進される。

本考案は以上説明したように気化板を中空円筒形状と腰
その外周面を気化面としたため、円筒内部を２次空気通
路の一部として利用でき、燃焼装置の外周方と中央部と
の２方から２次空気が供給されるから炎口群が燃焼空間
の中間部に分布させることができ加熱温度分布を均一化
させることができる。

又、円筒内部からも２次空気を供給できることにより、
２次空気供給量の全体量が増大するから、小型にして加
熱能力の大きな燃焼装置が得られる。

さらに、気化面が円筒周面に周方向に沿った溝を刻んで
断面波形形状に構成されているから、重力方向に燃料が
垂れ下がるのを防止することができ、また、気化面の表
面積が著しく増大すると共に、燃料−滴当りの接触面積
も大幅に増大し、この面からも装置の小形化が図れる。

また、万一燃料が気化面を流下して油受は溝に流入して
も、油受は溝がヒータによって高温に加熱されていから
瞬時に気化する。

なお、また、この考案によれば、第１、第２の混合室を
設けると共に、その両混合室に、混合気が整流、拡散を
数回繰り返すよう第１、第２の混合板を夫々最適に配設
しているので、コンパクトな装置であるにもかかわらず
、混合気を極めて良好に混合できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気ノズルを備えた液体燃料燃焼装置の
一部縦断面図、第２図は液体燃料滴下による気化方式を
示した図、第３図は圧力噴霧式ノズルによる気化方式を
示した図、第４図は本考案に係る液体燃料燃焼装置の一
部縦断面図、第５図Ａは第４図に示す燃焼装置の気化面
での燃料付着状態を示す図、第５図Ｂは平面状の気化面
での燃料付着状態を示す図、第６図は同燃焼装置の気化
面に付着する燃料の拡がり状態を示す平面図である。 １・・・・・・気化板、２・・・・・・気化面、５・・
・・・・燃料噴射管、７・・・・・・空気ノズル、９・
・・・・・１次混合室、１１ａ・・・・・・２次空気導
入孔、１４・・・・・・炎口、１５・・・・・・炎口、
１６・・・・・・２次混合室、１９・・・・・・２次空
気通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 微粒化した液体燃料を高温加熱された気化板の気化面に
   噴射して気化させ該気化燃料と空気との混合気を燃焼す
   る液体燃料燃焼装置において軸心を重心方向に向けて設
   置された中空円筒状内筒及び中空円筒状外筒を有し、こ
   の内筒及び外筒を、その内筒の外周面と外筒の内周面と
   の間に環状の第１の混合室が形成されるように同心状に
   組合せて形成され、かつ内筒外周面に周方向に沿った溝
   を刻んでその断面形状を波形とした気化板と、上記第１
   の混合室内に、−次燃焼用空気及びこの一次燃焼用空気
   にて微粒化され上記気化板の内筒外周面に噴射される液
   体燃料を供給する供給手段と、上記気化板の内筒外周面
   を気化面とするヒータと、上記気化板の上記ヒータ配設
   部の近傍位置に形成された油受は溝と、上記第１の混合
   室内に設けられ、その第１の混合室内を迷路状とする混
   合板と、上記第１の混合室に連通孔を介して連通ずるよ
   うに配設された第２の混合室と、この第２の混合室内に
   、上記連通孔より噴出された混合気を拡散した後整流し
   再び拡散させるよう配設された第２の混合板と、上記第
   ２の混合室端部の外周部と内周部に並設され、第２の混
   合室より噴出された混合気を燃焼させる炎口群とを備え
   、上記炎口群に上記気化板の内筒内部から二次燃焼用空
   気を供給するようにしたことを特徴とする液体燃料燃焼
   装置。