JPS6151203B2 - - Google Patents
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- JPS6151203B2 JPS6151203B2 JP53155328A JP15532878A JPS6151203B2 JP S6151203 B2 JPS6151203 B2 JP S6151203B2 JP 53155328 A JP53155328 A JP 53155328A JP 15532878 A JP15532878 A JP 15532878A JP S6151203 B2 JPS6151203 B2 JP S6151203B2
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 38
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 12
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 28
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 8
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2856—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers formed or shaped by thermal heating means, e.g. splitting, branching and/or combining elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0615—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、灯油等の液体燃料を超音波振動によ
り霧化し、かつ霧化した液体燃料の微小粒子と燃
焼用空気とを予混合して燃焼させる超音波燃料霧
化燃焼装置に関するものである。
り霧化し、かつ霧化した液体燃料の微小粒子と燃
焼用空気とを予混合して燃焼させる超音波燃料霧
化燃焼装置に関するものである。
周知のように、液体を収納した容器の底部に超
音波発生用振動子を固定し、超音波を液面へ向け
て照射すると、液体表面に噴水状の液柱が形成さ
れ、この液柱から前記液体の微小粒子が生じる。
この原理を利用して、灯油等の液体燃料の霧化を
行ない、そこへフアン等を用いて搬送気流を送り
込み、この液体燃料の微小粒子を燃焼器に導いて
燃焼させる方法が試みられている。
音波発生用振動子を固定し、超音波を液面へ向け
て照射すると、液体表面に噴水状の液柱が形成さ
れ、この液柱から前記液体の微小粒子が生じる。
この原理を利用して、灯油等の液体燃料の霧化を
行ない、そこへフアン等を用いて搬送気流を送り
込み、この液体燃料の微小粒子を燃焼器に導いて
燃焼させる方法が試みられている。
しかし、単に搬送気流を送り込んで液体燃料の
小粒子を取り出して燃焼させる方法では、搬送気
流そのものが燃焼用空気となるので、以下のよう
な問題を生じる。
小粒子を取り出して燃焼させる方法では、搬送気
流そのものが燃焼用空気となるので、以下のよう
な問題を生じる。
まず第１に、搬送気流の状態と取り出される液
体燃料の微小粒子の大きさ、量が一義的に決ま
り、必ずしも燃焼に適した条件にならない。たと
えば空気と燃料の混合比をあげるために、空気量
を増やすことによつて搬送気流の速度が増加し
て、燃焼に適さない液体燃料粒子まで取り出した
り、さらに、搬送される液体燃料の微小粒子まで
増加して、目的とした混合比にならない場合さえ
ある。
体燃料の微小粒子の大きさ、量が一義的に決ま
り、必ずしも燃焼に適した条件にならない。たと
えば空気と燃料の混合比をあげるために、空気量
を増やすことによつて搬送気流の速度が増加し
て、燃焼に適さない液体燃料粒子まで取り出した
り、さらに、搬送される液体燃料の微小粒子まで
増加して、目的とした混合比にならない場合さえ
ある。
第２に、燃焼器まで搬送気流によつて送られる
液体燃料の微小粒子が、搬送路等の壁面に当た
り、凝結して、かなり失われて、霧化効率が悪く
なる。
液体燃料の微小粒子が、搬送路等の壁面に当た
り、凝結して、かなり失われて、霧化効率が悪く
なる。
第３に、液体燃料の微小粒子が必ずしもガスと
同等に扱える程に十分に小さくないため、また微
小粒子が相互に結合して大きな粒子を生成するた
め、通常のガスの燃焼器の応用では、安定した良
好な燃焼をさせることができない。
同等に扱える程に十分に小さくないため、また微
小粒子が相互に結合して大きな粒子を生成するた
め、通常のガスの燃焼器の応用では、安定した良
好な燃焼をさせることができない。
本発明は、以上に述べた欠点に鑑みて、灯油等
の液体燃料の霧化効率を最大限に維持し、かつ燃
料と燃焼用空気を適当な混合比に制御し、さらに
霧化時および搬送過程で多少の大粒子が発生して
も良好な燃焼が可能となる超音波燃料霧化燃焼装
置を提供するものである。
の液体燃料の霧化効率を最大限に維持し、かつ燃
料と燃焼用空気を適当な混合比に制御し、さらに
霧化時および搬送過程で多少の大粒子が発生して
も良好な燃焼が可能となる超音波燃料霧化燃焼装
置を提供するものである。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説
明する。第１図は本発明の一実施例の縦断面図で
あり、灯油等の液体燃料１を収容する容器２に超
音波発生用振動子３を装着したものである。容器
２内には円筒状の隔壁４が、液面とわずかの間隙
を置いて設置され、さらに隔壁４によつて形成さ
れる流路５内の途中には、粒子飛散防止板６が配
置されている。また、容器２の上部には搬送路外
筒８ａが取りつけられており、かつ、その内部に
おいて隔壁４の上端に全面に多数の微細孔１３を
有した搬送路内筒８ｂが接続されている。これら
の搬送路外筒８ａと内筒８ｂで構成される径路
が、バイパス路７となる。搬送路外筒８ａおよび
内筒８ｂの他端は、予混合室１０を形成して、終
端には、多数の炎口１４を有する熱伝導の悪い多
孔質材製のバーナヘツド１５が接続されている。
明する。第１図は本発明の一実施例の縦断面図で
あり、灯油等の液体燃料１を収容する容器２に超
音波発生用振動子３を装着したものである。容器
２内には円筒状の隔壁４が、液面とわずかの間隙
を置いて設置され、さらに隔壁４によつて形成さ
れる流路５内の途中には、粒子飛散防止板６が配
置されている。また、容器２の上部には搬送路外
筒８ａが取りつけられており、かつ、その内部に
おいて隔壁４の上端に全面に多数の微細孔１３を
有した搬送路内筒８ｂが接続されている。これら
の搬送路外筒８ａと内筒８ｂで構成される径路
が、バイパス路７となる。搬送路外筒８ａおよび
内筒８ｂの他端は、予混合室１０を形成して、終
端には、多数の炎口１４を有する熱伝導の悪い多
孔質材製のバーナヘツド１５が接続されている。
次に、上記構造の装置の動作について説明をす
る。超音波発生用振動子３に高周波電力を印加し
て共振させると、図のような噴水状の液柱１８が
生じる。そして、この液柱１８の底部近傍から無
数の液体燃料の微小粒子が、頂部近傍からも多数
の大粒の粒子が飛び出す。
る。超音波発生用振動子３に高周波電力を印加し
て共振させると、図のような噴水状の液柱１８が
生じる。そして、この液柱１８の底部近傍から無
数の液体燃料の微小粒子が、頂部近傍からも多数
の大粒の粒子が飛び出す。
今、フアン１７により、空気を容器２内に送り
こむと、黒矢印のように、その一部は液面と隔壁
４の間隙を通り、流路５へ、他の部分は容器２の
上部からバイパス路７へと流れる。流路５内に導
かれた空気流は搬送気流となつて前記液柱１８の
底部近傍で発生した微小粒子を図面上方向へと導
く。このときの搬送力Ｆは、この径路内を通る風
速によつて、次式のように決定される。
こむと、黒矢印のように、その一部は液面と隔壁
４の間隙を通り、流路５へ、他の部分は容器２の
上部からバイパス路７へと流れる。流路５内に導
かれた空気流は搬送気流となつて前記液柱１８の
底部近傍で発生した微小粒子を図面上方向へと導
く。このときの搬送力Ｆは、この径路内を通る風
速によつて、次式のように決定される。
Ｆ＝1/2CoρV2S
Co：抵抗係数
ρ：流体の密度
Ｖ：流体と粒子の相対速度
Ｓ：粒子の断面積
一方、粒子の重力によつて落下する力は、粒子
を球形と仮定して粒子の断面積Ｓ1.5に比例す
る。よつて、ここで、どの位の径の燃料粒子が上
部に運ばれるかは、流路５内の搬送気流速Ｖによ
つて一義的に決定される。また、液柱１８の分裂
により生じた大きな粒子については、その分裂時
のエネルギーにより、横向きに飛散した粒子は隔
壁４に衝突し、上方へ飛散した粒子は粒子飛散防
止板６によつてそれより上方へ飛散するのが妨げ
られ、液面に戻る。しかし、前記のように、搬送
気流中に獲えられた微小粒子は、この粒子飛散板
６を迂回して、白抜き矢印のように搬送路内筒８
ｂを経て、燃焼器９の予混合室１０に導かれる。
を球形と仮定して粒子の断面積Ｓ1.5に比例す
る。よつて、ここで、どの位の径の燃料粒子が上
部に運ばれるかは、流路５内の搬送気流速Ｖによ
つて一義的に決定される。また、液柱１８の分裂
により生じた大きな粒子については、その分裂時
のエネルギーにより、横向きに飛散した粒子は隔
壁４に衝突し、上方へ飛散した粒子は粒子飛散防
止板６によつてそれより上方へ飛散するのが妨げ
られ、液面に戻る。しかし、前記のように、搬送
気流中に獲えられた微小粒子は、この粒子飛散板
６を迂回して、白抜き矢印のように搬送路内筒８
ｂを経て、燃焼器９の予混合室１０に導かれる。
この過程で、搬送路内筒８ｂに導かれた液体燃
料の微小粒子を含む気流は、バイパス路７を経て
搬送路内筒８ｂの全面にあけられた多数の微細孔
１３から噴出してくる空気流により搬送路内筒８
ｂの中心部に閉じ込められている。すなわち、こ
れは搬送路内筒８ｂ内において、吹き出しを伴う
壁面流によつて壁面の境界層が増大し、内壁面付
近には液体燃料の微小粒子を含まない空気層が発
達するためである。
料の微小粒子を含む気流は、バイパス路７を経て
搬送路内筒８ｂの全面にあけられた多数の微細孔
１３から噴出してくる空気流により搬送路内筒８
ｂの中心部に閉じ込められている。すなわち、こ
れは搬送路内筒８ｂ内において、吹き出しを伴う
壁面流によつて壁面の境界層が増大し、内壁面付
近には液体燃料の微小粒子を含まない空気層が発
達するためである。
さらに、微細孔１３から搬送路内筒８ｂ内に噴
出した空気は液体燃料の微粒子を含む搬送気流と
徐々にそして均一に混合されて、燃焼に最適な混
合状態になり、燃焼に供される。
出した空気は液体燃料の微粒子を含む搬送気流と
徐々にそして均一に混合されて、燃焼に最適な混
合状態になり、燃焼に供される。
このようにして、液体燃料の微小粒子を含む搬
送気流と、バイパス路７を通つた空気流とは、燃
焼に最適な状態に均一混合され、バーナヘツド１
５の比較的長い直線部をもつ炎口１４より外部へ
噴出される。そして、ここに着火源（図示せず）
を置くことにより、バーナヘツド１５の表面で燃
焼を始める。
送気流と、バイパス路７を通つた空気流とは、燃
焼に最適な状態に均一混合され、バーナヘツド１
５の比較的長い直線部をもつ炎口１４より外部へ
噴出される。そして、ここに着火源（図示せず）
を置くことにより、バーナヘツド１５の表面で燃
焼を始める。
バーナヘツド１５は熱伝導の悪い多孔質材で構
成されているため、その表面部分のみ赤熱状態に
なり、燃焼を継続する。
成されているため、その表面部分のみ赤熱状態に
なり、燃焼を継続する。
第２図は、液体燃料に灯油を用い、超音波発生
用振動子３付近と液面近くの超音波振動のパワー
の比について周波数を変えて実験的に測定した結
果を示す。この結果からわかるように、共振周波
数1.6MHz付近で灯油の吸収による減衰が著し
い。そのため、本発明では、超音波発生用振動子
３の共振周波数を、1.2MHz近傍または1.8MHz
近傍に定めて使用する。
用振動子３付近と液面近くの超音波振動のパワー
の比について周波数を変えて実験的に測定した結
果を示す。この結果からわかるように、共振周波
数1.6MHz付近で灯油の吸収による減衰が著し
い。そのため、本発明では、超音波発生用振動子
３の共振周波数を、1.2MHz近傍または1.8MHz
近傍に定めて使用する。
以上のような作動状態における効果は、次のと
おりである。
おりである。
第１に、バイパス路７の作用により流路５内の
風速を常に一定に保つことができ、それにより燃
焼に最適な粒子のみを取り出すことができる。
風速を常に一定に保つことができ、それにより燃
焼に最適な粒子のみを取り出すことができる。
第２に、搬送路内筒８ｂ内で空気と液体燃料の
微粒子を含む気流とが最適混合状態に均一に混合
するため、非常に良好な燃焼が得られる。
微粒子を含む気流とが最適混合状態に均一に混合
するため、非常に良好な燃焼が得られる。
第３に、霧化粒子がその搬送の途中で搬送路内
筒８ｂより隔離されることにより、その壁面にあ
たつて凝結することがなく、霧化効率を高く維持
することができる。
筒８ｂより隔離されることにより、その壁面にあ
たつて凝結することがなく、霧化効率を高く維持
することができる。
第４に、流路５内の風速が比較的低く抑えられ
るので、液柱１５の破壊による大粒子の飛散と、
霧化の一時欠乏による不安定さがなくなり、安定
した燃焼状態を実現することができる。
るので、液柱１５の破壊による大粒子の飛散と、
霧化の一時欠乏による不安定さがなくなり、安定
した燃焼状態を実現することができる。
第５に、超音波発生用振動子３の共振周波数を
灯油の吸収減衰のもつとも少ない周波数に定める
ことにより、非常に高効率に液体燃料１を微粒化
して、燃焼させることができる。
灯油の吸収減衰のもつとも少ない周波数に定める
ことにより、非常に高効率に液体燃料１を微粒化
して、燃焼させることができる。
以上のように本発明によれば、次のようなすぐ
れた効果を有するものである。
れた効果を有するものである。
(1) 霧化部では燃料・空気比を考慮することな
く、燃焼に最適な大きさの霧化燃料粒子を取り
出すことができる。
く、燃焼に最適な大きさの霧化燃料粒子を取り
出すことができる。
(2) 長い径路で徐々に霧化燃料と空気が均一に混
合するため、燃焼効率を良好にすることができ
る。
合するため、燃焼効率を良好にすることができ
る。
(3) 霧化燃料が壁面に当つて凝結し、失すること
がないため、霧化効率を高く維持できる。
がないため、霧化効率を高く維持できる。
第１図は本発明の一実施例を示す超音波燃料霧
化燃焼装置の縦断面図、第２図は灯油における超
音波振動の減衰の測定図である。 １……液体燃料、２……容器、３……超音波発
生用振動子、４……隔壁、６……粒子飛散防止
板、７……バイパス路、９……燃焼器、１５……
バーナヘツド、１７……フアン。
化燃焼装置の縦断面図、第２図は灯油における超
音波振動の減衰の測定図である。 １……液体燃料、２……容器、３……超音波発
生用振動子、４……隔壁、６……粒子飛散防止
板、７……バイパス路、９……燃焼器、１５……
バーナヘツド、１７……フアン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波発生用振動子を底部に有する液体燃料
容器からなる霧化器、この霧化器に空気を送る送
風機、前記霧化器で発生した液体燃料微小粒子を
輸送する搬送路、前記送風機からの空気を前記霧
化器と分岐したバイパス路、前記搬送路の液体燃
料微小粒子と前記バイパス路の空気とを予混合し
て燃焼させる燃焼器からなる超音波燃料霧化燃焼
装置において、前記搬送路とバイパス路とを外筒
および略全長にわたり多数の微細孔を有する内筒
の二重構造で構成し、外側径路をバイパス路、内
側径路を搬送路とし、前記バイパス路の空気を前
記内筒の微細孔を通して前記搬送路に流入させ、
液体燃料微小粒子と空気を予混合することを特徴
とする超音波燃料霧化燃焼装置。 ２ 燃焼器が、多数の炎口を有する多孔質材のバ
ーナヘツドで構成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の超音波燃料霧化燃焼装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15532878A JPS5582209A (en) | 1978-12-15 | 1978-12-15 | Supersonic fuel atomization and conbustion apparatus thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15532878A JPS5582209A (en) | 1978-12-15 | 1978-12-15 | Supersonic fuel atomization and conbustion apparatus thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5582209A JPS5582209A (en) | 1980-06-20 |
| JPS6151203B2 true JPS6151203B2 (ja) | 1986-11-07 |
Family
ID=15603479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15532878A Granted JPS5582209A (en) | 1978-12-15 | 1978-12-15 | Supersonic fuel atomization and conbustion apparatus thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5582209A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880415A (ja) * | 1981-11-09 | 1983-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気化装置 |
| FR2694215B1 (fr) * | 1992-07-30 | 1994-10-21 | Dp Medical | Appareil pour générer un brouillard à partir d'un liquide, notamment un médicament. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5494128A (en) * | 1978-01-09 | 1979-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid fluid combustor |
-
1978
- 1978-12-15 JP JP15532878A patent/JPS5582209A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5494128A (en) * | 1978-01-09 | 1979-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid fluid combustor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5582209A (en) | 1980-06-20 |
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