NO136224B

NO136224B -

Info

Publication number: NO136224B
Application number: NO4410/73A
Authority: NO
Inventors: N Rokudo; T Ishiguro; M Hori
Original assignee: Matsushita Electric Ind Co Ltd
Priority date: 1972-11-17
Filing date: 1973-11-16
Publication date: 1977-04-25
Also published as: NL170457B; ZA738715B; JPS529855B2; DE2356863A1; AT348644B; NL7315765A; CH578711A5; AU6234173A; GB1452502A; NL170457C; CA988838A; IT999416B; JPS4972724A; US3904347A; ATA962773A; DE2356863C2; DK139322C; FR2208505A5; NO136224C; BE807466A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer et forbrenningsapparat The present invention relates to a combustion apparatus

av den type som omfatter en ytre luftkanal med et atomiseringshorn for flytende brennstoff, hvilket horn vibreres ved hjelp av en ultralydvibrator som er anordnet i nevnte ytre luftkanal koaksialt med denne, en indre luftkanal som er anordnet i nevnte ytre.luftkanal koaksialt med-denne mellom frontdelen of the type that comprises an outer air duct with an atomizing horn for liquid fuel, which horn is vibrated by means of an ultrasonic vibrator arranged in said outer air duct coaxially with it, an inner air duct arranged in said outer air duct coaxially with it between the front part

av nevnte "horn og nevnte ytre luftkanal, indre lufthvixvlings-skovler som er anordnet med nevnte indre luftkanal-, ytre luft-hvirvling.sskovler anordnet mellom nevnte indre og ytre luftkanaler, og en utad divergerende kjegleformet kappe som er festet til frontenden- av nevnte ytre luftkanal, idet frontdelen av nevnte kjegleformede kappe er boyd radialt innad for å definere en midtåpning. of said "horn and said outer air channel, inner air swirling vanes which are arranged with said inner air channel, outer air swirling vanes arranged between said inner and outer air channels, and an outwardly diverging cone-shaped shroud which is attached to the front end of said outer air channel, the front part of said cone-shaped cover being boyed radially inwards to define a central opening.

I et slikt apparat er de kinetiske energier av atomiserte brennstoffpartikler mindre slik at de begynner å falle oye-blikkelig fra den atomiserende overflate av hornet- Derfor blåses luft fra baksiden av hornet for å spre de atomiserte brennstof fpartik-lene i fremover-retningen. For å muliggjore blandingen av atomiserte brennstoffpartikler med luft og dannel-sen av et distribusjonsmonster for atomiserte brennstoffpartikler som er optimalisert for fullstendig forbrenning, er indre og ytre lufthvirvlings-skovler anordnet rundt frontendedelen av hornet for således å hvirvle luftstrommer, og en utad divergerende, kappe med avkortet kjegleform er festet til den åpne frontenden av en ytre luftkanal for å kontrollere et flamme-monster. Hvis imidlertid forholdet mellom en vinkel O-j. mellom de ytre og indre skovler og aksen for hornet og en vinkel 0-eller skrå vinkel mellom den avsmalnede del av kappen med av kortet kjegleform og aksen for hornet og forholdet mellom diameteren D av en midtåpning i kappen og lengden L i den aksiale retning av kappen ikke er innenfor forutbestemte om-råder, vil ufullstendig forbrenning inntreffe. In such a device, the kinetic energies of atomized fuel particles are less so that they begin to fall immediately from the atomizing surface of the horn. Therefore, air is blown from the rear of the horn to disperse the atomized fuel particles in the forward direction. To enable the mixing of atomized fuel particles with air and the formation of a distribution pattern for atomized fuel particles optimized for complete combustion, inner and outer air swirl vanes are arranged around the front end of the horn to thus swirl air streams, and an outwardly diverging shroud with a truncated cone shape is attached to the open front end of an outer air duct to control a flame monster. If, however, the ratio of an angle O-j. between the outer and inner vanes and the axis of the horn and an angle 0-or an oblique angle between the tapered part of the shell with a short cone shape and the axis of the horn and the ratio between the diameter D of a central opening in the shell and the length L in the axial direction of mantle is not within predetermined areas, incomplete combustion will occur.

Forbrenningsapparatet kjennetegnes ifolge oppfinnelsen ved According to the invention, the combustion device is characterized by

at tuppene av nevnte indre luftvirvlingsskovler er adskilt fra hverandre og fra nevnte horn for å definere et rom mellom nevnte horn og nevnte indre lufthvirvlingsskpvler, og that the tips of said inner swirl vanes are separated from each other and from said horns to define a space between said horns and said inner swirl vanes, and

at forholdet mellom en vinkel ©, mellom nevnte indre og ytre lufthvirvlingsskovler og aksen av nevnte horn, og en. vinkel. ©2mellom den avsmalnede del av nevnte kappe og" nevnte akse av nevnte horn er mellom 3/10 og 1. that the ratio of an angle ©, between said inner and outer swirl vanes and the axis of said horn, and a. angle. ©2between the tapered part of said mantle and" said axis of said horn is between 3/10 and 1.

Ytterligere trekk ved apparatet ifolge oppfinnelsen vil frem-gå av de efterfSigende krav samt av den efterfolgende beskri-velse under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et shittriss av et forbrenningsapparat ifolge den-, foreliggende oppfinnelse. Fig. 2A er et delbilde av fig. 1, og viser brennstoff-luft-blandingsseksjonen. Further features of the apparatus according to the invention will be apparent from the following claims and from the following description with reference to the drawings. Fig. 1 shows a block diagram of a combustion apparatus according to the present invention. Fig. 2A is a partial view of fig. 1, showing the fuel-air mixture section.

Fig. 2B er et sideriss av seksjonen i fig.. 2A. Fig. 2B is a side view of the section of Fig. 2A.

Fig. 2C er et riss som illustrerer skovler eller lufthvirvlingsskovler i apparatet ifolge. oppfinnelsen. Fig. 3 er et riss som anvendes for forklaring av dispersjons-måten for atomiserte brennstof fpartikler.. Fig. 4 er et perspektivriss av en indre luftkanal med indre lufthvirvlingsskovler. Fig. 5 er et diagram som anvendes for forklaring av forbrenningene når vinklene 0^og Q^, som indikert i fig. 2A og 2B varieres. Fig. 6A og 6B er riss som anvendes for forklaring av strom av luft og atomiserte brennstoffpartikler. Fig. 7A til 7D er riss som anvendes for forklaring av forbrenningene når forholdet mellom en diameter av midtåpningen av en kappe og en lengde av denne varieres. Fig. 8 er et diagram som illustrerer forbrenningstilstandene som er vist i fig. 7A til 7D. Fig. 2C is a diagram illustrating vanes or swirling vanes in the apparatus according to the invention. the invention. Fig. 3 is a diagram used to explain the dispersion method for atomized fuel particles. Fig. 4 is a perspective diagram of an internal air channel with internal air swirl vanes. Fig. 5 is a diagram used to explain the combustions when the angles 0^ and Q^, as indicated in fig. 2A and 2B are varied. Fig. 6A and 6B are diagrams used to explain the flow of air and atomized fuel particles. Fig. 7A to 7D are diagrams used to explain the burns when the ratio between a diameter of the central opening of a jacket and a length thereof is varied. Fig. 8 is a diagram illustrating the combustion conditions shown in Figs. 7A to 7D.

I fig. 1 har en luftkanal 1 med stor diameter sin ene ende (den venstre enden) i forbindelse med utblåsningsporten for en vifte (ikke vist) og den andre forbundet med en ytre luftkanal 2 med en avsmalnet del 2a." En indre luftkanal 3 understottes av et flertall knekter 3b innenfor den ytre luftkanalen 2 koaksialt med denne. Én ultralydvibrator 4 er festet til et horn 5 som er tilpasset til å forsterke ultraiydvibrasjonen. Hornet 5 er understøttet koaksialt med den ytre luftkanalen 2 av ét flertall knekter eller ben 7, som er festet til nodepunktene i hornét 5 og vibratoren 4. In fig. 1 has a large diameter air duct 1 at one end (the left end) connected to the exhaust port of a fan (not shown) and the other connected to an outer air duct 2 with a tapered portion 2a." An inner air duct 3 is supported by a plurality of jacks 3b within the outer air channel 2 coaxially with it. One ultrasonic vibrator 4 is attached to a horn 5 adapted to amplify the ultrasonic vibration. The horn 5 is supported coaxially with the outer air channel 2 by one plurality of jacks or legs 7, which are attached to the node points in the horn 5 and the vibrator 4.

Som best vist i fig. 2B, er et flertall lufthvirvlingsskovler 9 forlopende innad fra den indre overflaten av den indre luftkanalen 3y og de frie endene av disse lufthvirvlingsskovlene 9 defi-nerer ét ringformet rom mellom dem og hornet 5 for således å la luft stromme langs den ytre overflaten av hornet 5. Skovlene 9 forloper på en slik måte at de er tangent til dén ytre sirkulære grense av det ringformede rom 3a. Meliom den ytre luftkanalen 2 og den indre luftkanalen 3 er det anordnet likevinklet ét flertall tangentielle lufthvirvlingsskovler 8 som er tangentielle til den indre luftkanalen 3, som best vist i fig. 2B. As best shown in fig. 2B, a plurality of air swirl vanes 9 extend inwardly from the inner surface of the inner air channel 3y and the free ends of these air swirl vanes 9 define an annular space between them and the horn 5 so as to allow air to flow along the outer surface of the horn 5 The vanes 9 extend in such a way that they are tangent to the outer circular boundary of the annular space 3a. Between the outer air duct 2 and the inner air duct 3, a plurality of tangential air swirl vanes 8 are arranged at right angles, which are tangential to the inner air duct 3, as best shown in fig. 2B.

I fig. 1 blir brennstofftilforselen fra en brennstofftank (ikke vist) tii hornet 5 gjennom et brennstoffmateror 11 kontrollert av en brennstoffstromregulator 10. En brennstofftilforselpas-sasje 12 forloper langs aksen for hornet 5 for å fore brennstoff som tilfores fra brennstoffmaterorér 11 til en brennstoffatomi-seringsoverflate ved den frie enden av hornet 5. En ultralyd-frekvensgenerator 14 er forbundet gjennom lederlinjer 13 til en spole 13a som er montert på ultralydvibratoren 4 for å be-virke sistnevnte til å vibrere med ultralydfrekvenser. In fig. 1, the fuel supply from a fuel tank (not shown) to the horn 5 through a fuel feeder 11 is controlled by a fuel flow regulator 10. A fuel supply passage 12 runs along the axis of the horn 5 to direct fuel supplied from the fuel feeder 11 to a fuel atomization surface at the free end of the horn 5. An ultrasonic frequency generator 14 is connected through conductor lines 13 to a coil 13a which is mounted on the ultrasonic vibrator 4 to cause the latter to vibrate with ultrasonic frequencies.

Til den åpne enden av den ytre luftkanalen 2 er det festet en kappe 15 med avkortet kjegleform, hvilken består av en utad divergerende eller avsmalnet del 15a og en åpningsbegrensende del 16, hvilken er radielt innadboyet fra den ytre kanten av den avsmalnede delen 15a. Attached to the open end of the outer air duct 2 is a cap 15 with a truncated cone shape, which consists of an outwardly diverging or tapered part 15a and an opening limiting part 16, which is radially inwardly bent from the outer edge of the tapered part 15a.

Operasjonsmåten vil så bli beskrevet i det etterfolgende. Brennstoff hvis stram kontrolleres av brennstof f regulatoren 10-, tilfores atomiseringsoverflaten 5a ved den frie enden av hornet 5, The operating method will then be described in the following. Fuel whose tension is controlled by the fuel f regulator 10-, is supplied to the atomizing surface 5a at the free end of the horn 5,

og brennstoffet dannar en tynn film over den atomiserende overflaten 5a på grunn av overflatespenningen og brennstoffets viskositet. En tynn brennstoff-film som er dannet på atomiseringsoverflaten 5a, brytes opp i findelte partikler på grunn av ultra-lydvibrasjonen av hornet 5, og de fint oppdelte eller atomiserte brennstoffpartikler spres fremover fra atomiseringsoverflaten 5a. Imidlertid^vil atomiseringen av brennstoff kun ved ultralyd-vibrasjonert av hornet 5 resultere i en feett konsentrert sone a i fig. S akkurat i nærheten av atomiseringsoverfIaten 5ar og en tynt konsentrert- sone b vekk fra atomiseringsoverf laten Sa-. De atomiserte brennstoffpartiklene har en tendens til å falle i nærheten av atomiseringsoverf laten.- Således kan et foretrukket monster av atomisert brennstoffpartikkeldistribusjon ikke oppnås i det hele tatt. For å overvinne dette problem er viften (ikke vist) tilveiebragt for å tvinge de atomiserte brennstoffpartiklene til å spre seg fremad fra atomiseringsoverflaten ved hjelp av luften som passerer gjennom luftkanalen l,som har stor diameter, og_ den ytre luftkanalen 2. Videre er ifolge den foreliggende oppfinnelse de ytre og indre lufthvirvlingsskovler 8 og 9 og kappen 15 tilveiebragt for å danne den optimale tenningssone. and the fuel forms a thin film over the atomizing surface 5a due to the surface tension and the viscosity of the fuel. A thin fuel film formed on the atomizing surface 5a is broken up into finely divided particles due to the ultra-sonic vibration of the horn 5, and the finely divided or atomized fuel particles are spread forward from the atomizing surface 5a. However, the atomization of fuel only by ultrasonic vibration of the horn 5 will result in a fat-concentrated zone a in fig. S just near the atomization surface 5ar and a thin concentrated zone b away from the atomization surface Sa-. The atomized fuel particles tend to fall near the atomization surface. Thus, a preferred sample of atomized fuel particle distribution cannot be achieved at all. To overcome this problem, the fan (not shown) is provided to force the atomized fuel particles to spread forward from the atomization surface by means of the air passing through the large diameter air passage 1 and the outer air passage 2. Furthermore, according to the present invention the outer and inner air swirl vanes 8 and 9 and the jacket 15 provided to form the optimum ignition zone.

Som vist i fig. 1, deles luft som når seksjonen med liten diameter av den ytre luftkanalen 2 inn i luftstrømmen A som passerer gjennom det ringformede rommet mellom hornet 5 og tuppene av skovlene 9, luftstrømmen B som.passerer gjennom den indre luftkanalen 3, og luftstrbmmen C som passerer gjennom det ringformede rommet mellom den ytre og indre luftkanalen 2 og 3. Luftstrbmmen A som passerer gjennom det ringformede rommet 3a, tjener til å tvinge de atomiserte brennstoffpartiklene bort fra atomiseringsoverf laten 5a. Luftstrommen B som passerer gjennom den indre luftkanalen 3, hvirvles av lufthvirvlingsskovlene 9 og tilfores luftstrommen A som passerer gjennom det ringformede rommet 3a, As shown in fig. 1, air reaching the small diameter section of the outer air channel 2 is divided into the air stream A passing through the annular space between the horn 5 and the tips of the vanes 9, the air stream B passing through the inner air channel 3, and the air stream C passing through the annular space between the outer and inner air channels 2 and 3. The air stream A passing through the annular space 3a serves to force the atomized fuel particles away from the atomization surface 5a. The air stream B passing through the inner air channel 3 is swirled by the air swirl vanes 9 and supplied to the air stream A passing through the annular space 3a,

og dermed hviryler og blander de atomiserte brennstoffpartiklene med luft. Luftstrommen B tjener videre til å tvinge de atomiserte brennstoffpartiklene bort fra atomiseringsoverflaten 5a. thereby swirling and mixing the atomized fuel particles with air. The air stream B also serves to force the atomized fuel particles away from the atomization surface 5a.

I motsetning til de konvensjonelle apparater er de frie endene In contrast to the conventional appliances, the ends are free

av lufthvirvlingsskovlene 9 i den indre luftkanalen 3 ikke anordnet i kontakt med den ytre overflaten av hornet 5 for å definere det ringformede rommet 3a, slik at luftstrommen som passerer gjennom det ringformede rommet 3a ikke separeres fra luftstrommen som passerer gjennom den indre luftkanalen 3, og de blandes godt med hverandre-. Det frembringes derfor ingen hvirvel som ugunstig påvirker blandingen av de atomiserte brennstoffpartiklene med luft. Videre består de atomiserte brennstoffpartiklene som spres bort fråden hvirvlende luftstrommen, av luftstrommen A som passerer gjennom det ringformede'rommet 3a,og luftstrommen B som passerer gjennom den indre luftkanalen 2, kan hvirvles av den hvirvlende luftstrommen C som passerer gjennom rommet mellom den ytre og indre luftkanalen 2 og 3, slik at de atomiserte brennstoffpartiklene kan bli godt blandet med luft. of the air swirl vanes 9 in the inner air channel 3 not arranged in contact with the outer surface of the horn 5 to define the annular space 3a, so that the air stream passing through the annular space 3a is not separated from the air stream passing through the inner air channel 3, and they mix well with each other-. No vortex is therefore produced which adversely affects the mixture of the atomized fuel particles with air. Furthermore, the atomized fuel particles that are dispersed from the swirling air stream consist of the air stream A passing through the annular space 3a, and the air stream B passing through the inner air channel 2 can be swirled by the swirling air stream C passing through the space between the outer and internal air duct 2 and 3, so that the atomized fuel particles can be well mixed with air.

For å oppnå den optimale forbrenning,, må de atomiserte brennstoff-jpartiklene fordeles jevnt i luft, og. en hensiktsmessig tenningssone må dannes i et hensiktsmessig monster og ved en hensiktsmessig lokasjon, slik at den normale forbrenning kan fortsette. For dette formål må hastighetene og-retningen av hvirvlingen av luftstrommene være slik bestemt at de danner en slik optimal tenningssone. Hvis hastigheten av luftstrommen A som passerer gjennom det ringformede rommet 3a, er for hurtig, vil hastigheten av de atomiserte brennstoffpartiklene i retningen av aksen for hornet være i overkant av forbrenningshastigheten, hvilket resulterer i springende flammer. På den annen side, hvis hastigheten av luftstrommen er for lav, vil flammen trekkes bakover av atomiseringsoverflaten 5a på grunn av det negative trykk som frembringes av lufthvirvlingsskovlene 9 innenfor den indre luftkanalen 3, hvilket resulterer i fortenning og akkumulering av karbon på atomiseringsoverflaten 5a. Når luftstrommene A, B og C kolliderer mot hverandre i tenningssonene, vil videre hvirvler som i ugunstig grad påvirker forbrenningen, tilveiebringes. Ettersom hvirvlene har en tendens til å bevege seg fra ett sted til et annet, driver også brennstoffpartiklene, hvilket resulterer i variasjonen og ustabiliteten i flammene og den okede stoyen. In order to achieve optimal combustion, the atomized fuel particles must be evenly distributed in air, and. an appropriate ignition zone must be formed in an appropriate monster and at an appropriate location, so that normal combustion can proceed. For this purpose, the speeds and direction of the swirling of the air currents must be determined in such a way that they form such an optimal ignition zone. If the speed of the air stream A passing through the annular space 3a is too fast, the speed of the atomized fuel particles in the direction of the axis of the horn will be in excess of the combustion speed, resulting in bursting flames. On the other hand, if the speed of the air stream is too low, the flame will be pulled back by the atomizing surface 5a due to the negative pressure generated by the air swirl vanes 9 within the inner air channel 3, resulting in ignition and accumulation of carbon on the atomizing surface 5a. When the air currents A, B and C collide with each other in the ignition zones, further vortices which adversely affect the combustion will be produced. As the vortices tend to move from one place to another, the fuel particles also drift, resulting in the variability and instability of the flames and the resulting noise.

For å overvinne disse problemer er det ifolge foreliggende oppfinnelse festet en utad divergerende kappe 15a til den åpne enden av den ytre luftkanalen 7, og forholdet mellom vinkelen mellom den avsmalnede delen 15a og aksen for hornet 15 og vinkelen for de ytre lufthvirvlingsskovlene 8, bestemmes således at visse betingelser tilfredsstilles, hvilke vil bli beskrevet i nærmere detalj i det etterfolgendé. In order to overcome these problems, according to the present invention, an outwardly diverging cover 15a is attached to the open end of the outer air channel 7, and the ratio between the angle between the tapered part 15a and the axis of the horn 15 and the angle of the outer air swirl vanes 8 is thus determined that certain conditions are met, which will be described in more detail below.

Som vist i fig. 2C, er vinkelen mellom de ytre og indre lufthvirvlingsskovler 8 og 9 og aksen for den indre luftkanalen 3 betegnet med 0^,og som vist i fig. 2A, er vinkelen for den avsmalnede del 15a av kappen 15 med hensyn til aksen av denne betegnet med Ifolge vidtgående eksperimenter som er utfort av oppfinneren, korreleres^ disse vinkler ©1og ©2som vist i fig. 5. As shown in fig. 2C, the angle between the outer and inner air swirl vanes 8 and 9 and the axis of the inner air channel 3 is denoted by 0^, and as shown in fig. 2A, the angle of the tapered part 15a of the jacket 15 with respect to the axis thereof is denoted by According to extensive experiments carried out by the inventor, these angles ©1 and ©2 are correlated as shown in fig. 5.

i fig. 5 uttrykkes den rette linjen av in fig. 5 the straight line is expressed by

og den rette linjen Y2 er gitt av and the straight line Y2 is given by

Når vinkelen ©^er mindre enn 10°, oppnås det ingen fordel i praksis. P-området som er omgitt av den rette linjen Y1 og When the angle ©^ is less than 10°, no advantage is obtained in practice. The area P which is surrounded by the straight line Y1 and

Q^-aksen, indikerer et ikkeforbrenningsområde. Q-området mellom de rette linjene Y^og Y2indikerer et fullstendig forbrenningsområde, og R-området som er omgitt av den rette linjen Y2og ©2~aksen, indikerer et ufullstendig forbrenningsområde. The Q^-axis, indicates a non-combustion area. The Q region between the straight lines Y2 and Y2 indicates a complete combustion region, and the R region enclosed by the straight line Y2 and the 2 axis indicates an incomplete combustion region.

I fig. 6A og 6B er luftstrommen indikert av helopptrukne linjer, mens retningene av driften av atomiserte brennstoffpartikler er indikert med brutte linjer. Tilstanden som er vist i fig. 6A, korresponderer med P-området i fig. 5, og tilstanden som er vist i fig. 6B, korresponderer med R-området i fig. 5. I fig. 6A er vinkelen ©2for liten med hensyn til vinkelen 0^, slik at.atomiserte brennstoffpartikler tvinges til å stote mot innerveggen av kappen 15 ved hjelp av de sterke, hvirvlende luftstrommehe Innenfor kappen 15. De atomiserte brennstoffpartiklene som stoter mot, omdannes^til flytende brennstoff, som fores ut fremad ved hjelp av luftstrommen, hvilket resulterer i den ufullstendige forbrenningen. Når vinkelen ©2er for liten, reduseres den radiale komponent av den. hvirvlende luftstrommen, mens den aksiale komponent qkes, slik at luftstrommen ikke vil ekspandere i den radiale retning som indikert av de helopptrukne linjene i fig. 6A foran kappen 15. In fig. 6A and 6B, the airflow is indicated by solid lines, while the directions of drift of atomized fuel particles are indicated by broken lines. The condition shown in fig. 6A, corresponds to the P area in fig. 5, and the condition shown in fig. 6B, corresponds to the R region in fig. 5. In fig. 6A, the angle ©2 is too small with regard to the angle 0^, so that atomized fuel particles are forced to impinge against the inner wall of the jacket 15 by means of the strong, swirling air currents within the jacket 15. The atomized fuel particles that impinge are converted into liquid fuel, which is carried forward by the air stream, resulting in the incomplete combustion. When the angle ©2 is too small, the radial component of it is reduced. swirling the air stream, while the axial component is reduced, so that the air stream will not expand in the radial direction as indicated by the solid lines in fig. 6A in front of the cover 15.

I fig. 6B er vinkelen G>2for stor. med hensyn til vinkelen. 0^, slik at atomiserte brennstoffpartikler ikke gis.tilstrekkelige energier til å stote mot innerveggen .av kappen 15 selv om de hvirvles inne i kappen 15. Derfor minskes mengden av uforbrente atomiserte brennstoffpartikler, men de.atomiserte brennstoffpartiklene blandes ikke med luften i.nærheten av grensen for den hvirvlende luftstrommen. Med andre ord blir luften som fores ut fra kappen, ikke tilstrekkelig blandet med atomiserte brennstoffpartikler, hvilket resulterer i den ufullstendige forbrenningen. In fig. 6B, the angle G>2 is too large. with respect to the angle. 0^, so that atomized fuel particles are not given enough energy to hit the inner wall of the jacket 15 even if they are swirled inside the jacket 15. Therefore, the amount of unburned atomized fuel particles is reduced, but the atomized fuel particles do not mix with the air in the vicinity of the boundary of the swirling air stream. In other words, the air fed out from the jacket is not sufficiently mixed with atomized fuel particles, resulting in the incomplete combustion.

Så langt er vinklene for de ytre og indre lufthvirvlingsskovler So far the angles are for the outer and inner swirl vanes

8 og 9 blitt beskrevet å være lik hverandre, men de kan være forskjellige. 8 and 9 have been described to be similar to each other, but they may be different.

Som beskrevet i det foregående, korreleres vinklene 9-^og 02As described above, the angles 9-^ and 02 are correlated

hva angår forbrenningen, slik at de må tilfredsstille visse betingelser. Videre må lengden L for kappen 15 og diameteren D as far as combustion is concerned, so that they must satisfy certain conditions. Furthermore, the length L for the jacket 15 and the diameter D

av dens åpning 15b også tilfredsstille visse betingelser. Korreleringen mellom lengden og L og diameteren D som oppnås av vidtgående eksperimenter som er utfort av oppfinneren, er vist i fig. 7A til 7D. Fig. 7A viser korreleringen når både lengden L og diameteren D er mindre. Ettersom den hvirvlende luftstrommen ikke er tilstrekkelig attenuert eller dempet innenfor kappen 15 og diameteren D er liten, vil luftstrommen som fores ut av kappen, plutselig ekspandere i den radiale retning, hvilket resulterer i en kuleformet flamme. Den aksiale komponent for energien i den hvirvlende luftstrommen er mindre enn den radiale komponent, og luft kan ikke i tilstrekkelig grad trenge inn i et legeme av atomiserte brennstoffpartikler slik at den tilstrek-kelige blanding mellom luften og atomiserte brennstoffpartikler kan oppnås, hvilket resulterer i ufullstendig forbrenning. of its opening 15b also satisfy certain conditions. The correlation between the length and L and the diameter D obtained by extensive experiments carried out by the inventor is shown in fig. 7A to 7D. Fig. 7A shows the correlation when both the length L and the diameter D are smaller. Since the swirling airflow is not sufficiently attenuated or damped within the jacket 15 and the diameter D is small, the airflow fed out of the jacket will suddenly expand in the radial direction, resulting in a spherical flame. The axial component of the energy in the swirling airflow is less than the radial component, and air cannot sufficiently penetrate a body of atomized fuel particles so that adequate mixing between the air and atomized fuel particles can be achieved, resulting in incomplete combustion.

I fig. 7B er lengden L kortere, men diameteren D er storre, In fig. 7B, the length L is shorter, but the diameter D is larger,

slik at den aksiale komponent.er sterkere, men den aksiale komponent blir ikke attenuert eller dempet tilstrekkelig. Derfor vil inekvilibrium mellom de aksiale og radiale komponenter svært ofte inntreffe foran kappen 15 slik at flammen har tendens til å bli brutt, hvilket resulterer i springende flammer. so that the axial component is stronger, but the axial component is not sufficiently attenuated or dampened. Therefore, imbalance between the axial and radial components will very often occur in front of the jacket 15 so that the flame tends to be broken, resulting in bursting flames.

I fig. 7C er lengden L lenger og diameteren D mindre, slik at luftstrommen som avgis ut fra kappen 15,. reduseres for meget. Således varierer luftstrommen med resultatet at det blir "blow-off". Når diameteren D er for liten,, slår de atomiserte brennstof fpartiklene mot den indre overflaten av den åpningsredu-serende delen 16 og går over i flytende brennstoff, hvilket så-iedes resulterer i den ufullstendige forbrenningen. In fig. 7C, the length L is longer and the diameter D is smaller, so that the air stream emitted from the jacket 15,. is reduced too much. Thus, the airflow varies with the result that there is a "blow-off". When the diameter D is too small, the atomized fuel particles strike the inner surface of the opening reducing part 16 and turn into liquid fuel, thus resulting in the incomplete combustion.

I fig. 7C er lengden L lenger og -diameteren D også storre, slik at den radiale komponenten attenueres for mye, mens den aksiale komponenten okes, hvilket resulterer i en ekstraordinær lang flamme med et lite tverrsnitt.. I nedstromsretningen minskes den aksiale komponent slik at blandingen av atomiserte brennstoffpartikler med luft ikke kan utfores på en tilfredsstillende måte. Som et resultat inntreffer den ufullstendige forbrenningen,og sot frembringes fra enden av flammen. In fig. 7C, the length L is longer and the diameter D is also larger, so that the radial component is attenuated too much, while the axial component is increased, resulting in an extraordinarily long flame with a small cross-section. In the downstream direction, the axial component is reduced so that the mixture of atomized fuel particles with air cannot be carried out satisfactorily. As a result, incomplete combustion occurs and soot is produced from the end of the flame.

Forbrenningstilstandene som er beskrevet tidligere med henvisning til fig. 7A til 7D, er illustrert i fig. 8 for sammenlik-nings skyld. Det skraverte området betegner forholdet mellom vinklene 0^og 0^, og forholdet, mellom lengden L og diameteren D som sikrer den optimale forbrenning. Det vil si, det optimale forhold av vinkelen Q- i forhold til vinkelen 0^ er mellom 3/10 og 1 når forholdet D/L varieres innenfor det optimale området mellom 1,25 og 3. The combustion conditions described earlier with reference to fig. 7A to 7D, are illustrated in Figs. 8 for the sake of comparison. The shaded area denotes the ratio between the angles 0^ and 0^, and the ratio between the length L and the diameter D which ensures optimal combustion. That is, the optimum ratio of the angle Q- in relation to the angle 0^ is between 3/10 and 1 when the ratio D/L is varied within the optimum range between 1.25 and 3.

I fig. 8 indikerer det skraverte området et område hvor ©2/ei = 3/10 - 1 og D/L = 1,25 -3. Ved punktet P i det skraverte området er ©1= 45°, ©2= 20° og D/L = 2,8, og ved punktet Q er 0^= 60°,©2 = 30° og D/L = 2. Regionene eller områdene som er indikert ved fig. 7A, 7B, 7C og 7D i fig. 8, viser områdene eller regionene hvor forbrenningene som vist i fig. 7A, 7B, 7C og 7D, inntreffer respektivt. In fig. 8, the shaded area indicates an area where ©2/ei = 3/10 - 1 and D/L = 1.25 -3. At point P in the shaded area, ©1= 45°, ©2= 20° and D/L = 2.8, and at point Q, 0^= 60°, ©2 = 30° and D/L = 2 The regions or areas indicated by fig. 7A, 7B, 7C and 7D in Figs. 8, shows the areas or regions where the burns as shown in fig. 7A, 7B, 7C and 7D, occur respectively.

De optimale tilstander for generering av 4 000 - 40 000 Kcal/ time er 01= 45°, 02= 20°, D = 70 mm og L = 25 mm. I forbrenningsapparatet med ultralydvibratoren og de ytre og indre hvirvlingsskovlene blir korrelasjonene mellom 0^og ©2 og D og L som beskrevet ovenfor, opprettholdt uansett posisjonene og konfigurasjonene for de andre komponentdelene. The optimal conditions for generating 4,000 - 40,000 Kcal/hour are 01= 45°, 02= 20°, D = 70 mm and L = 25 mm. In the combustor with the ultrasonic vibrator and the outer and inner swirl vanes, the correlations between 0^ and 2 and D and L as described above are maintained regardless of the positions and configurations of the other component parts.

Claims

1. Combustion device of the type comprising an outer air channel with an atomizing horn for liquid fuel, which horn is vibrated by means of an ultrasonic vibrator which is arranged in said outer air channel coaxially with this, an inner air channel which is arranged in said outer air channel coaxially with this between the front part of said horn and said outer air channel, inner air swirl vanes arranged in said inner air channel, outer air swirl vanes arranged between said inner and outer air channels, and an outwardly diverging cone-shaped cover which is attached to the front end of said outer air channel, the front part of said cone-shaped casing is bored radially inwards to define a central opening, characterized in that the tips of said internal air-

swirl vanes (9) are separated from each other and from said horn (5) to define a space between said horn and said inner air swirl vanes (9), and that the ratio between an angle ©1between said inner and outer air swirl vanes (8, 9) and the axis of said horn (5), and an angle ©2 between the tapered part (15a) of said sheath (15) and said axis of said horn (5) is between 3/10 and 1.

2. Combustion device as stated in claim 1, characterized in that the ratio between a diameter D of said central opening of said jacket (15) and the length L in the axial direction between the open end of said outer air duct (2) and the front end of said jacket (15) is between 1.25 and 3.