JPS63204008A - 液体燃料用燃焼装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体燃料を気体にて微細な粒子に霧化して燃焼
させる液体燃料用燃焼装置に係り、特に気体による液体
燃料の霧化を再度行ない燃料の霧化性能を向上させた液
体燃料用燃焼装置に関するものである。

〔従来の技術〕

高圧気体のエネルギを利用して液体を霧化する方法は、
かなり以前より実用化されている。この霧化原理は、気
体の有する運動量と液体の有する運動量との運動量交換
に基づくものである。この二流体アトマイザの代表的な
ものにＹジェットアトマイザがある。この名称は、気体
通路と液体通路が７字のようにある角度を有して交叉し
ていることに由来している。

第５図は液体燃料（軽油、重油、微粉炭と水または油の
混合したスラリ）を微細化して噴霧し、燃焼性を向上さ
せるようにした燃焼装置（バーナ）のバーナノズルチッ
プを中心とした構造を示す。

この装置は外筒２１と、内筒２２と、その内部に形成さ
れた霧化用気体（蒸気、空気）１の通路２４と、外筒２
１と内筒２２の間に形成された液体燃料１１の通路２３
とからなる。通路２４を進行した気体は１は気体孔２を
経て合流孔７に噴射される。一方、液体燃料は通路２３
から液体燃料孔１２に流入し、気体孔２からの噴流によ
り合流孔３において微細化されたのち噴射孔４から噴射
される。なお、２６は液体燃料や霧化用気体が通過する
通路を構成したスプレヤプレートであり、１０はこのス
ブレヤプレート２６を保護する防護キャンプである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術の第１の欠点は、特に高粘度の低質油に対して
最適な霧化が得られる条件の範囲が狭いことであった。

すなわち、第４図は、油圧が高い場合の油の霧化状況を
示す図であるが、油１１の油圧が霧化用蒸気１の圧力に
対して高すぎると、合流孔３の油孔１２の対壁３ａに油
が接触し、この部分から合流孔３の壁面に沿って油フィ
ルム１７を形成し、粗大粒１８となって流出するために
充分な微粒が得られないことがあった。逆に油圧が蒸気
圧に比較して低すぎる場合には、気体によって押し戻さ
れ、合流孔の油孔側の壁面３ｂに沿って油が流出するた
めに充分な微粒が得られないことがあった。このように
、最適な微粒が得られる圧力比の領域が狭くなっていた
。

上記のように従来技術による、例えばＹジェットアトマ
イザでは、合流孔の壁面に沿って油フイルム状に流れる
領域があり、気体との霧化作用能力が低下し、合流化先
端より粗粒子１８が吹きちぎられるように放出される。

特に高粘度の液体においては、この現象が著しくなると
いう問題点があった。上記問題点は微粉炭と水もしくは
油の混合流体であるスラリ燃料についても全く同様であ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
重油、軽油、スラリ燃料などの液体燃料を供給する液体
燃料孔と交叉連通するように第１合流孔を形成し、この
第１合流孔に連設するように第１の霧化用気体孔を形成
し、第１合流孔に連設して第２合流孔を形成し、第２合
流孔と交叉連通するように第２の霧化用気体孔を形成し
、上記第１合流孔において第１霧化用気体孔からの気体
の噴流により液体燃料を微細化するとともに、この微細
化された液体燃料と気体の混合体を第２合流孔に供給し
、第２合流孔においては上記混合体を第２の霧化用気体
孔からの気体の噴流によりさらに微細化するように構成
した液体燃料用燃焼装置である。

〔実施例〕

以下、本発明の内容について図面を用いて詳細に説明す
る。第１図は本発明の一実施例であるＹジェットアトマ
イザ式燃料ノズルの断面図を示す。

霧化蒸気流１は、ボイラで発生した蒸気の一部分を抽気
し、調圧して送気されてくる。一方、重油、軽油などの
液体燃料１１は、貯蔵タンクよりごみを除去するフィル
タを介して加圧ポンプに送られここで所定圧に昇圧され
て調整弁を介して供給される。

供給された霧化蒸気１の一部は、第１の霧化用蒸気孔２
を通して第１合流孔３に噴射され、さらに第２合流孔４
を通り、外部に噴出される。残りの霧化蒸気１は、蒸気
連通孔５を通り、蒸気室（Ａ）６および蒸気室（Ｂ）７
へ供給される。これらの蒸気室より第１合流孔３と第２
合流孔４との境界に設けられた第２の霧化用蒸気孔であ
るスリット８を経て第２合流孔４へ供給される。

一方、液体燃料１１は、液体燃料孔１２を通り第１合流
孔３へ供給され、ここで第１霧化用蒸気孔２より供給さ
れる霧化蒸気１によって微粒化される。第１合流孔３の
出口において上記スリット８より流れに直交するように
霧化蒸気１が再度噴出され、第２合流孔４で２段目の微
粒化が行なわれるように構成されている。

第２図は、第１図における六方向からの矢視図を示す。

図では、第２合流孔４が３個ずつ対称に設けられている
が、孔の数、配置については、本発明は特に限定される
ものではない。

第３図は、第１．２図に示すＹジェットアトマイザの一
部分を拡大した具体例を示す。図示したように霧化蒸気
１は第１合流孔３へ供給する部分と、第２合流孔４へ供
給する部分に分けて供給される。液体燃料１１は、液体
燃料孔１２を通り・第１合流孔３へ供給されるが、第１
霧化用蒸気孔２からの噴流により曲げられ図示のように
なる。

第１合流孔３の液体燃料孔１２の対向壁に液体燃料１１
の一部が触れると油フィルム１７（第４図に示す）が生
成され、粗大粒子生成の原因となる。

そこで、蒸気連通孔１４を通して蒸気室（Ａ）６、蒸気
室（Ｂ）７に供給された霧化蒸気１は、図示のような第
２の霧化用蒸気孔であるスリット８より噴出させる。図
から明らかなように、第１合流孔３での流れ（霧化蒸気
と液体との混和流）のベクトルとほぼ直交した流れとな
る。したがって第１合流孔３の壁面（３ａ、３ｂ）を流
れる液体燃料フィルムは、剥離蒸気１５および剥離蒸気
１６のようにスリット８からの蒸気により吹きちぎられ
霧化されて流れるので、少なくとも第２合流孔４の側壁
に沿って流れる液体の燃料フィルム状の流れを完全に防
止することができる。同時にスリット８からの霧化蒸気
１の付加によって第２段の粉砕も行なわれるので液体は
超微粒子化される。

なお、第１図、第３図に示した断面構造では、一体で製
作することができないので、第１図に示す溶接部１３に
よってスブレヤプレート２６と先端部１０を一体化させ
るか、あるいは先端部をキャップ状に構成し、ネジ２０
でノズル本体外筒部にねじ込んでもよい（第５図参照）
。

本発明による他の実施例として、例えば第２合流孔４の
断面形状を末広状とすることによって、噴霧の拡がりを
大きくすることができる。本実施例では、気体として蒸
気による液体の微粒化として説明したが、気体や液体に
ついて限定していない。つまり蒸気以外の気体例えば空
気であっても何ら差し支えないし、液体として曲以外で
も通用して差し支えない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液体燃料とそれを霧化する気体の圧力
の比の広い範囲にわたって充分な霧化効果をあげること
ができるので、ボイラなどの燃焼装置の負荷が変化した
場合、例えば負荷が最小値になった場合は燃料量と霧化
用蒸気９をそれに合わせて絞るが、その際蒸気圧がある
程度下がっても充分な霧化が行なえる。したがって、燃
焼装置の最３！！Ｉ燃焼負荷範囲を拡大することができ
る。

また、霧化が比較的困難とされていた高粘度の低質油や
、スラリ燃料に対しても霧化特性が向上でき、未燃分の
少ない高燃焼率の燃焼を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すＹジェットアトマイ
ザ式燃料ノズルの断面図、第２図は、第１図Ａ視図、第
３図は、第１図の霧化部の拡大図、第４図は、従来技術
による装置の霧化部の拡大図、第５図は、従来技術にな
る液体燃料用燃焼装置のバーナノズルチップの断面図で
ある。 ■・・・霧化蒸気流、２・・・第１霧化用蒸気孔、３・
・・第１合流孔、４・・・第２合流孔、６．７・・・蒸
気室、８・・・第２霧化用蒸気孔（スリット）、１０・
・・先端部、１１・・・液体燃料、１２・・・液体燃料
孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体燃料を供給する液体燃料孔と交叉連通するように第
   １合流孔を形成し、この第１合流孔に連設するように第
   １の霧化用気体孔を形成し、第１合流孔に連設して第２
   合流孔を形成し、第２合流孔と交叉連通するように第２
   の霧化用気体孔を形成し、上記第１合流孔において第１
   霧化用気体孔からの気体の噴流により液体燃料を微細化
   するとともに、この微細化された液体燃料と気体の混合
   体を第２合流孔に供給し、第２合流孔においては上記混
   合体を第２の霧化用気体孔からの気体の噴流によりさら
   に微細化するように構成した液体燃料用燃焼装置。