JPS6138316A - 液体燃料燃焼装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は給湯や暖房を目的とした給湯機、温水ボイラ
、あるいは温風暖房機などに利用される液体燃料燃焼装
置に関する。

（ロ）従来の技術 出願人はこの種の液体燃料燃焼装置として第５図に示す
ものを提案している（特願昭５８−７５４３９号）。こ
のものは燃焼室（１１に臨ませた燃料ノズル（２）と、
このノズル（２）の周囲から燃焼室（１）に燃焼用１次
空気を噴出させる１次空気供給孔（３）と、ノズル（２
）の前方にノズルと同軸処して設置され、燃焼ゾーンの
燃焼ガスをノズル近傍に再循環させる整流筒（４）と、
この整流筒（４）の前方の燃焼室周辺部に配置され、ノ
ズル（２）および整流筒（４）の軸線と直交する方向疋
燃焼用２次空気を噴出させる多数の２次空気供給孔（５
）と、この２次空気供給孔（５）の前方で、かつノズル
（２）の燃料噴霧範囲の外側に設置され、多数の透孔（
６）または切り欠きを有する環状の保炎板（力とを備え
ている。

上述した液体燃料燃焼装置は１次空気供給孔（３）から
流速の速い１次空気を整流筒（４）内に吹き出し、整流
筒（４）と燃焼室（１）底部との間忙負圧域を作って鎖
線矢印で示す再循環流を形成するようにし、燃焼ゾーン
の燃焼ガスの一部を整流筒（４）内に戻し、整流筒（４
）内の酸素濃度を低下させることにより、ノズル（２）
から噴霧された灯油等の燃料を気化させ、ヒータレスで
ガス化燃焼させるようにしている。

また、整流筒（４）内を通過した気化燃料と１次空気と
の混合気体流に、周囲から２次空気が直交するように衝
突し、この衝突により気化燃料と空気との混合を促進す
るとともに、保炎板（７）の上部に発生する渦流を利用
して燃焼炎を保炎することができる。

しかしながら、流速の速い１次空気を利用して燃焼ガス
を再循環させる方式のため、次のような問題があった。

■　ノズル（２）近傍の流速が早いため、燃焼炎が吹き
消えやすく、着火特性が悪い。また、流速を遅くすると
、再循環流が形成されにくい。

■　１次空気が１次空気供給孔（３）を通過する際に渦
流が発生する。そしてノズル（２）から噴霧された燃料
の一部がこの渦流に巻き込まれ、燃料が気化する前に燃
焼してしまうため、ノズル近傍で買掛が発生しやすい。

■　２次空気供給孔（５）から供給される２次空気の流
速が遅く、２次空気による渦流で燃焼炎を保炎できない
ため、別個に保炎板（力が必要となる。

■　再循環流を良好に形成し、燃焼炎の均一性を保つた
めに、１次空気の風向をノズル（２）の軸線と平行にし
なければならない。このため、送風装置から送られてく
る燃焼用空気が旋回しないようにしなげればならず、送
風装置の取り付けに制約があった。

■　ノズル（２）の燃料噴霧角度のばらつき（通常±５
°の公差）によって再循環、ガス量が変化する。

すなわち、噴霧角度が大きいと再循環量が多くなり、噴
霧角度が小さいと再循環量が少なくなる。

そして、再循環量が適正値を外れて過大になると、燃焼
炎を巻き込んでノズル近傍が高温となり、ノズルおよび
ノズル近傍の部品の耐熱性が問題になる。逆に、再循環
量が過少になると、ノズル近傍の温度が燃料の気化に必
要な温度に到達せず、ガス化燃焼を行ないにくくなる。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点この発明の課題
は上述した従来技術の諸問題を解決し、再循環方式によ
る安定したガス化燃焼を行なわせることにある。

に）　問題点を解決するための手段　　　□上記課題は
この発明によれば、燃焼用空気が供給される外筒内に間
隔を存して有底の内筒を配設し、この内筒の底板に設け
た１次空気供給孔に燃料ノズルおよび点火プラグを臨設
し、ノズル前方の内筒内にノズルと同軸の整流筒を配設
し、この整流筒前方の内筒に多数の２次空気供給孔を穿
設するとともに、２次空気供給孔から吐出される２次空
気を整流筒方向に偏向させる案内部材を取付けし、上記
１次空気供給孔の吐出空気量を少量に絞る調整装置を備
えることにより解決される。

なお、１次空気量は点火プラグの火花放電が風に流され
、燃料ノズルの噴霧範囲に届（程度で良く、しかも、１
次空気供給孔の出口側で渦流を生せず、燃焼開始直後に
円筒内の７′ズル近傍が酸欠欣ｔＭ　）−？ｒムＣ灯油
の堪を−Ｉ駄Ｉ庭箭聞しｔ＠頷帯に柑し、油量が容量比
で１．２〜６％である）ように少量に絞られており、好
ましくは全燃焼用空気量の１０％以下にすると良い。

（（ホ）作用 燃料ノズルから燃料を噴霧させ、点火プラグを作動させ
ると、点火プラグの火花放電が１次空気流にて流され、
燃料ノズルの噴霧範囲に到達する。

また、１次空気量が小量に絞られ、燃焼炎の吹き消えも
ないので、着火が良好に行なわれる。燃焼が行なわれる
と、内筒内のノズル近傍はすぐに酸欠状態になり、燃焼
炎は内筒内の整流筒前方へ進む。そして、多数の２次空
気供給孔から高速で吐出される２次空気の渦流によつ【
保炎されるようになる。また、２次空気は案内部材にて
整流筒方向へ偏向され、燃焼ガスの１部を巻き込んで整
流筒を循環する再循環流を形成するため、燃料ノズルか
ら噴霧された燃料は２次空気供給孔に到達する前に気化
が促進される。このようにして、多数の２次空気供給孔
から吐出される２次空気にて保炎された分散ガス化燃焼
が行なわれる。また、１次空気の流速が遅いため、ノズ
ル近傍で渦流が発生しないようにでき、この部分で買掛
が発生するのを防止できる。また、２次空気は旋回流で
も、旋回流でなくても良く、送風装置の取り付けに制約
がない。さらにまた、案内部材が燃焼炎で加熱されてい
るため、再循環で気化されなかった燃料を案内部材に当
てて気化させることもでき、燃料ノズルの噴霧角度のば
らつきによる影響を受けないようにできる。

（へ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図はこの発明の一実施例の液体燃料燃焼装置を示す
ものである。第１図において、（８）は送風装置（図示
せず）から燃焼用空気が供給される外筒、（９）は外筒
（８）内に２次空気通路（１０）となる間隔を存して配
設されるとともに、先端部で外筒（８）と結合された有
底の内筒、圓は内筒（９）の底板（９ａ）に設けた１次
空気供給孔、ａのおよび（１３）は１次空気供給孔αＢ
に臨設した燃料ノズルおよび点火プラグ、（１徂マノズ
ルａ■前方の内筒（９）内にノズル０２）と同軸にして
配設した整流筒、α■は整流筒α滲前方の内筒（９）に
複数列にわたって多数穿設した２次空気供給孔、ａ町家
内筒（９）の先端開口部に取付けされ、開口周縁を閉塞
する環状部（１６ａ）と、この環状部（１６ａ）の内周
縁を内方へ折曲させた筒状部（１６ｂ）とからなる案内
部材、（１７）は内筒（９）内の整流筒（１４１と案内
部材（１６）との間に配設され、案内部材（１６）の働
きを補助する整流板、０町ま燃料ノズル（１のおよび点
火プラグα□□□の周囲を被覆する調整装置としてのカ
バーであり、このカバー〇（至）は１次空気供給孔０１
）の吐出空気量を全燃焼用空気量の１０％以下に絞る空
気穴α９を有している。

なお、２次空気供給孔αυは直径が２〜２．５玉の大き
さを有し、敢闘間隔で全周に亘って数列（本実施例では
５列）配列されており、全部で数百個設けられている。

次に、上述した実施例装置の動作を第２図ないし第４図
を参照して説明する。まず、燃料ノズルＱＪから燃料を
噴霧（粒径的７０μｍｍ）させるとともに、点火プラグ
０３）を作動させ、燃焼を開始させる。このとき、内筒
（９）内のノズル近傍には新鮮な空気が十分にある。ま
た、点火プラグα３）の火花放電が第２図矢印イで示す
１次空気流にて流され、ノズル（１２）から噴霧された
燃料と接触することになる。しかも、この１次空気流の
流速が弱いことから、着火は確実に行なわれ、燃焼炎が
内筒（９）内のノズル近傍に形成される。

燃焼が開始すると、１次空気供給孔α℃の吐出空気量が
少ないために、内筒（９）内のノズル近傍は酸素濃度が
急激に低下し、酸欠状態と’ｔｃる。このため、燃焼炎
が内筒（９）内の整流筒側前方へ進む。そして、多数の
２次空気供給孔（１５１から吐出される高速の２次空気
の渦流（第３図矢印口）によって保炎されるようになる
。また、２次空気は案内部材Ｑ６）と整流板（１７）と
により整流筒Ｉ方向へ偏向され、第２図矢印・・に示す
再循環流を形成する。この再循環流は燃焼ガスの１部を
巻き込むため、ノズル近傍の酸欠化が進み、ノズル（Ｉ
２）から噴霧された燃料は２次空気供給孔（１５１に到
達するまでに気化され、約５μｍの微粒子になる。また
、大きな粒径の燃　　　　　□料が残っていたとしても
、整流板（Ｉ７）が燃焼炎にて約８００℃に加熱される
ことから、整流板（１７）に当って蒸発気化する。この
ようにして、燃焼開始後、速やかにガス化燃焼に移行し
、燃焼炎は第４図に示すように、数百個の２次空気供給
孔αつの近傍で保炎された分散ガス化炎（青火）になる
。

本実施例によれば、燃焼炎が分散ガス化炎になるので、
火炎の変動が少なく、燃焼音も低下して安定したガス化
燃焼が行なわれる。また、１次空気の流速が遅いので、
着火時の燃焼炎の吹き消えがなく、着火特性の改善が図
れるとともに、ノズル（１２＋近傍に燃焼炎を巻き込む
こともなく、この部分で買掛が発生するのを防止できる
。また、燃焼炎を高速で吐出される２次空気の渦流によ
って保炎できるので、保炎板が不要になる。また、２次
空気供給孔α０から円筒（９）内に吐出される２次空気
は旋回流でも、旋回流でなくても良く、送風装置の取り
付けを自由に行なうことができる。さらにまた、案内部
材Ｑ６）および整流板０７）にて２次空気流を整流筒Ｉ
方向に偏向させ、再循環流を形成してノズルα２から噴
霧した燃料を気化させることができるとともに、整流板
αηで直接、燃料を気化させることもできるので、燃料
ノズル０２の噴霧角度のばらつきの影響も少なくなる。

（ト）　　発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、次の効果
を奏する。

ｉ）燃焼炎が２次空気にて保炎された分散ガス化炎とな
るので、保炎性に優れ、低騒音の安定燃焼が実現できる
とともに、燃焼炎が短か（なり、小型の炉にも適用でき
る。

ｉ工）燃料ノズルおよび点火プラグ近傍への炎の巻き込
みがないため、これらの汚れが殆どなくなり、清掃が不
要となる。

ｉｉｉ　）内筒が加熱されないので、バーナ筒を小形化
できる。

ｉｖ）　ヒータを使用せず、気化を行なうとともに、全
炎がほぼ青火となるガス化燃焼な行なうので、経済的で
熱効率が高く、煤煙の発生も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例装置の断面図、第２図は同
じく燃焼用空気の流れを示す説明図、第３図は同じく２
次空気による渦流の形成を示す説明図、第４図は同じく
燃焼状態を示す説明図、第５図は従来装置の１例を示す
断面図である。 （８）・・・外筒、　（９）・・・内筒、　（９ａ）・
・・底板、（１１）・・・１次空気供給孔、　（１２１
・・・燃料ノズル、　ａ■・・・点火プラグ、　（１４
）−・・整流筒、　０５１・・・２次空気供給孔、　ａ
ｅ・・・案内部材、　（１７）・・・整流板（案内部材
）、Ｑａ・・・カバー（調節装置）。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　靜　夫 第５ＷＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼用空気が供給される外筒内に間隔を存して有
   底の内筒を配設し、この内筒の底板に設けた１次空気供
   給孔に燃料ノズルおよび点火プラグを臨設し、ノズル前
   方の内筒内にノズルと同軸の整流筒を配設し、この整流
   筒前方の内筒に多数の２次空気供給孔を穿設するととも
   に、２次空気供給孔から吐出される２次空気を整流筒方
   向に偏向させる案内部材を取付けし、上記１次空気供給
   孔の吐出空気量を少量に絞る調整装置を備えたことを特
   徴とする液体燃料燃焼装置。
2. （２）１次空気供給孔の吐出空気量は全燃焼用空気量の
   １０％以下としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の液体燃料燃焼装置。