JPS61291808A - 燃焼装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、燃焼装置に係り、特に燃油を瞬時にガス化青
炎燃焼させ、燃焼量の変化にかかわらず安定した燃焼を
維持させるのに好適な燃焼装置に関するものである。

〔発明の背景〕

ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に含まれ
るディーゼル微粒子は、最近の公害対策の一環として規
制が厳しくなりつつあり、その対策が急務となっている
。

ディーゼル微粒子の酸化反応温度は６００〜８００℃と
いわれており、ディーゼル微粒子を捕集し燃焼させる方
法が確実な公害対策と考えられ、燃焼性能の優れた燃焼
装置の研究開発が進められるに至った。

燃焼装置の先行技術としては、特開昭５７−１４１０９
号公報に記載されているものがある。

まず、当該公報から引用した第２図を参照して従来の燃
焼装置の構成と作用を説明し、従来の装置で配慮されて
いなかった点について述べる。

第２図に示す燃焼装置は、前面を椀状に形成し、　　　
　′中部に円筒状拡大部２ａを形成した気化筒２と。

気化筒２の外周に同心円状に配設され複数の２次空気進
入孔１１を有する燃焼筒９と、この燃焼筒９と同心円状
に配設された外筒１２とを備え、気化筒２内の気化室１
の後端部に燃料供給手段および点火手段を備えて成るも
のである。

燃料供給手段において、４は１次空気進入孔。

５はノズル、６はノズルセット、７は供油パイプ。

８は点火プラグ、１４は点火プラグ８のスパーク用トラ
ンス、Ｍは電源、Ｐは燃油ポンプである。

円筒状拡大部２ａには複数の濱炎孔８が穿設されている
。１０は燃焼用の２次空気１６を導く気流抵抗板、１３
、は燃焼筒９と外筒１２とを接続する支持片である。

このような構成の燃焼装置の作用を説明する。

燃油は、供給パイプ７、ノズルセット６を経てノズル５
から燃焼用の１次空気１５とともに霧状に気化室１内に
噴出されて充満する。そこで、気化室１に臨む点火プラ
グ８により点火すると、気化室１の外側の円筒状拡大部
２ａに環状に等間隔に配列された噴炎孔３から燃油の気
化ガス１７が火炎となって放出される。やがて点火プラ
グ８は一方、燃焼用の２次空気１６は、燃焼筒９と外筒
１２との間の空間を流通し、この燃焼用の２次空気１６
は、燃焼筒９に設けられた２次空気進入孔１１から矢印
のように流入し、噴炎孔３から放出される火炎に向って
供給される。その結果、噴炎孔３から長く伸びた火炎は
気化室１の外周をとりまき、当該気化器１を十分加熱し
て気化器１内の霧状の燃油の気化を促進する。

以上述べたところが、従来の燃焼装置の構成および作用
であるが、従来の装置では次の点について配慮されてい
なかった。

つまり、噴炎孔３より噴出する火炎は気化室１内で気化
され一部燃焼した状態であるが、気化筒２の温度等によ
り燃料の気化量が変わりガス化された燃料と空気の比が
変化する。また、一部の燃料はガス化されず微粒子のま
ま噴炎孔より噴出する。このため、噴炎孔３に形成され
る火炎はその時の気化筒温度やガス化された燃料中の空
気の割合に大きく左右され、その時の条件で火炎が長く
なったり短かくなったり、時には噴炎孔３で保炎ができ
なくなることもあり、非常に不安定な火炎となる。この
ため、燃焼時−酸化炭素の発生量が増したり、気化筒２
の外壁への媒の付着などを生じる欠点があった。

また、一定燃焼量でも上述した如くであるからして、燃
焼量を制御する場合などにおいては、その影響は非常に
大きくなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、噴炎孔下流に形成される火炎のリフト
、赤火、媒および一酸化炭素の発生を少なくし、安定し
た燃焼火炎を得ることにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、パイロットフレームに着目し噴炎孔下
部に補助火炎を設けることにより噴炎孔の火炎のリフト
等を防止し安定した火炎が得られるようにしたものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、２１は、前面を椀状に中部を環状に形
成した気化筒で、２１ａは椀状部、２１ｂは環状部を示
し、気化筒２１の内部に気化室２０を形成している。

２３は、気化筒２１の外周に同心円状に配設され、複数
列、各列複数個の２次空気孔３６ａ。

３６ｂを有する燃焼筒、２４は、前記燃焼筒２３の外周
に同心円状に配設された外筒である。これら燃焼筒２３
と外Ｗｉ２４とで形成する空間は、空気室に係る２次空
気通路３５となっている。

前記気化ｉ２１の環状部２１ｂの端部には燃焼筒２３に
接続する接合フランジ２２が形成されており、この接合
フランジ２２には、環状に等間隔に複数の気化ガス噴炎
孔３８が穿設されている。

２５は２次空気室である。

気化室２０の後端部には、次に述べる燃料供給手段およ
び点火手段を備えている。

２７は供油パイプで、矢印に示す燃油２６を送給する配
管であり、２８はノズルで、これらで燃油供給系を構成
している。

また、３０は、矢印に示す燃焼用空気を１次空気２９と
してノズル３０へ送る空気配管である。

３２は、２次空気３１を２次空気室２５へ送る空気配管
である。

３３は点火プラグである。

ノズル２８９点火プラグ３３などは２次空気室２５内に
収納されている。

前記燃焼筒２３には、既に述べたように２次空気孔３６
ａ、３６ｂが複数列、各列複数個穿設されており、はと
んどが前述の２次空気通路３５から２次空気孔３６ｂを
経て気化筒２１前部の燃焼室３７へ、一部が接合フラン
ジ２２に設けられた噴炎孔３８の近傍より２次空気孔３
６ａを経て気化室２０へ２次空気３１が矢印のように流
入する。

次に、このような構成の燃焼位置の作用を説明する。

燃料の燃油２６は、ノズル２８から気化室２０へ噴出さ
れる。

一方、１次空気２９は、配管３０を経てノズル２８に送
給され、燃油２６を微粒化しながら気化室２０へ燃油２
６とともに噴出される。

２次空気３１は、２次空気室２５へ供給されたのち、２
次空気通路３５を経て燃焼筒２３の２次空気孔３６ｂか
ら燃焼室３７へ、また、ノズル２８周囲及び２次空気孔
３６ａから気化室２０へ噴出される。

ノズル２８から第１図の破線形状に噴出される燃油２６
，１次空気２９の混合流体に点火プラグ３３により着火
する。火炎は、放電している点火プラグ３３を保炎部と
して気化筒２０内で拡散火炎となって燃焼する。

数秒から数十秒間、点火プラグ３３を放電し。

火炎により気化筒２１を加熱したのち放電を止めると、
気化室２０内では保炎部がなくなることや。

高負荷燃焼となり、空気不足となるため、火炎が空気が
供給されている接合フランジ２２部の噴炎孔３８方へ移
動する。

このとき、２次空気孔３６ａより気化室２ｏ内に噴出す
る２次空気３１と未燃の燃料が反応し、噴炎孔３８上流
の２次空気孔３６ａ近傍に火炎が形成される。更に未燃
の燃料は接合フランジ２２部の噴炎孔３８下流の燃焼室
３７へ噴出し、２次空気通路３５より噴出する２次空気
３１と反応し燃焼室３７内に火炎を形成、気化筒２１を
内外部から加熱する。

気化筒２１の椀状部２１ａに衝突した燃油２６は、気化
筒２１の保有熱で気化する。このとき、−緒に噴出した
１次空気２９は、気化筒２１の気化面＆と沿った流れと
なり、燃油２６の気化を促進し、燃油２６と混合する。

このようにして発生した気化ガス３４は、前記噴炎孔３
８から燃焼室３７へ噴出する。

一方、２次空気３１は、２次空気通路３５がら燃焼筒２
３の２次空気孔３６ａ、３６ｂを経て気化室２０及び燃
焼室３７へ噴出する。

気化筒２１の接合フランジ部２２の下流、すなわち燃焼
室３７側の火炎は２次空気孔３６ｂがら゛燃焼室３７へ
噴出する２次空気３１により燃焼を完全に行わせるよう
になっている。

ここで、２次空気孔３６ａの作用について詳細に述べる
。

２次空気孔３６ａから噴出する２次空気３１は２次空気
孔３６ａの近傍に火炎帯を形成し、気化室２０内で完全
にガス化されなかった燃料の微粒子を完全にガス化する
とともに、接合フランジ２２部の噴炎孔３８から噴出す
る気化ガスの温度を上昇させ燃焼速度をより早くするた
め火炎が短かくなり、かつ、この火炎帯が噴炎孔３８の
下流側に形成される火炎の種火となる。このため、気化
室２０内の燃焼条件が変動しても、噴炎孔３８に形成さ
れる火炎は予混合火炎となり、種火となる２次空気孔３
６ａの火炎帯も作用して、リフト現象を生じにくく、媒
の生成もない安定した火炎となる。

なお、本発明の燃焼装置の応用例として、ディーゼル微
粒子の燃焼について付記する。

特に図示して説明することはしないが、一般にディーゼ
ルエンジンから排出された排気ガスは、排気管を経て捕
集微粒子フィルタを通り、大気へ放出される。ディーゼ
ル微粒子はこのフィルタで捕集される。この捕集フィル
タにディーゼル微粒子が多量に付着し、エンジン性能へ
影響を及ぼす前に切換弁により、もう一方の捕集フィル
タへ排気ガスを導き、ディーゼル微粒子を捕集する。ま
た、捕集が終了した最初のフィルタへは、本発明の燃焼
装置により燃焼ガスを供給し、フィルタを加熱し、フィ
ルタに付着したディーゼル微粒子を燃焼除去することに
よりフィルタの再生を行う。

このとき、燃焼ガスがもう一方の捕集しているフィルタ
に流れないよう切換弁で調節する。

この動作を繰り返し行うことにより、ディーゼルエンジ
ンから排出される排気ガス中のディーゼル微粒子をエン
ジン性能に影響をほとんど与えずに除去することができ
る。

また、フィルタによっては一度に高温にすると溶融する
ものもあるため、徐々に温度を上昇させなければならな
い、この点においても本発明の燃焼装置は燃焼量を制御
できるため対応することができる。

また、将来酸化触媒によりディーゼル微粒子の処理を行
う場合も、触媒反応温度まで融媒を予熱しなければなら
ず、本発明の燃焼装置をこの予熱用としても使用するこ
とができる。

なお、ここに本発明の燃焼装置の応用例として、ディー
ゼル微粒子除去用の燃焼装置を説明したが、本発明の燃
焼装置は、ディーゼル微粒子除去用に限定されるもので
はなく、広く利用されるものであることはいうまでもな
い。また、ノズルの温度上昇を防止するため燃料を循環
させ、ノズルを燃料で冷却することも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、気化筒の温度変化による
燃料のガス化量の不均一やこれからくる空気との混合比
との不均一、あるいは燃焼量の制御による空気と燃料の
混合化の不均一などの燃焼条件においても、−酸化炭素
の発生量が少なく、媒の生成がない安定した燃焼が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の正面断面は、第２図は従来実
施例の正面断面図である。 ２０・・・気化室、２１・・・気化筒、２１ａ・・・椀
状部、２１ｂ・・・環状部、２２・・・接合フランジ、
２３・・・燃焼筒、２４・・・外筒、２５・・・２次空
気室、２６・・・燃油、２７・・・給油パイプ、２８・
・・ノズル、２９・・・１次空気、３０．３２・・・空
気配管、３１・・・２次空気、３３・・・点火プラグ、
３４・・・気化ガス、３５・・・２次空気通路、３６ａ
、３６ｂ・・・２次空気孔、３７・・・第　／　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、前面を椀状に中部を環状に形成した気化筒と、この
   気化筒の外周に同心円状に配設され複数の空気孔を有す
   る燃焼筒と、この燃焼筒の外周に同心円状に配設された
   外筒とを備え、前記気化筒の気化室の後端部に燃料供給
   手段および点火手段を備え、前記燃焼筒と前記外筒との
   空間に空気室を形成し、かつ、前記気化筒の環状部と前
   記燃焼筒との接合フランジ部に複数の気化ガス噴炎孔を
   穿設してなる燃焼装置において、前記気化ガス噴炎孔の
   上流側近傍の燃焼筒に単数または複数列で、かつ複数個
   の２次空気孔を設けたことを特徴とする燃焼装置。