JPH02259317A - 超音波霧化装置付燃焼装置 - 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、例えば小型ボイラ、給湯器、穀物乾燥機或い
はガスタービン等に通用される超音波霧化装置付燃焼装
置に関する。

（従来の技術〕 液体燃料を気化する方式としては、例えば実公昭５２−
２００３号公報に見られるように、地上する燃焼熱気の
一部を還元導入する熱気導入孔と、新鮮な外気を導入す
る外気導入孔とを設けた回転気化体を燃焼筒内に回転自
在に配設し、この回転気化体へ送油した液体燃料を還元
燃焼熱気の加熱により速やかに気化状としながら回転体
の周囲へ噴出させる方式がある。

また、第２図は特公昭５２−４８３３７号公報に示され
ている超音波霧化方式であり、下端に送風機３を有する
上端開口外筒１内に、送風内筒５を下部に、側壁に多数
の空気流入用小孔９を持ち且つ下端内側に蒸発溝２３を
持つ燃焼内筒４を上部に設けて送風内筒５の内外側を空
気が上方に流動するように構成し、送風内筒５内に超音
波振動中空ホーン１２をその霧化燃料噴出開口１５が上
向きになるように設け、また燃焼内筒４内には側壁に多
数の小孔６ｂを持つドーム状の助燃体６を設け、更に中
央に貫通孔２１を持つ逆杯状の空気流案内板２０を送風
内筒５と燃焼内筒４との間で且つ貫通孔２１が中空ホー
ン１２の開口１５上側に位置するように設け、以て中空
ホーン１２の開口１５から噴出した霧化燃料が空気流案
内板２０の貫通孔２１を通って助燃体６内に入り込むと
共に、着火前において助燃体６内に入った燃料が空気流
案内板２０上から蒸発溝２３内に導かれることを特徴と
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の燃焼装置においては、いずれ
も燃焼前に燃料と空気の混合を１００％行う予混合方式
であるために、混合された燃料と空気が同一方向に流出
するため、火焔が長くなり装置が大型化するという難点
があり、また、これを解決するために圧力噴霧による拡
散燃焼方式を採用すると、火焔は短くなるが輝焔が発生
したり騒音レベルが高いという問題を生じている。

この問題を解決するために、本発明者等は実願昭６３−
４３６１８号にて、燃焼外筒内に設けられる燃焼内筒お
よび該燃焼内筒内に設けられる輻射促進筒により燃焼室
および燃料蒸発室が形成され、燃焼内筒には燃焼室にと
直交するように２次空気孔が形成される一方、燃料蒸発
室に向けて１次空気孔が形成されると共に、該１次空気
孔内に超音波霧化装置が配置される燃焼装置において、
燃料液滴が１次空気と予混合され前記燃料蒸発室から燃
焼室に向けて反転して流動する反転流路を形成すること
を特徴とする超音波霧化装置付燃焼装置を提案している
。

しかしながら、上記装置においては、燃焼室を形成する
輻射促進筒を燃焼外筒の側面から取付けているため、燃
焼内筒と輻射促進筒のクリアランスの調整が困難であり
、このクリアランスの不均一によって燃焼火炎に濃淡が
でき不均一な火炎になるという問題を有している。

本発明は上記問題を解決するものであって、簡単な構造
と組立の容易性を図りつつ、上記クリアランスを一定に
することにより、ブルーフレームかつ短い火焔を実現し
て装置のコンパクト化を図ると共に、騒音レベルの低い
超音波霧化装置付燃焼装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の超音波霧化装置付燃焼装置は、燃焼
外筒内１０１に設けられる燃焼内筒１０２と、該燃焼内
筒内に設けられる輻射促進筒１０３と、これら燃焼内筒
および輻射促進筒とにより形成される燃焼室１１３およ
び燃料蒸発室ｔｔＳと、前記燃焼内筒に形成される２次
空気孔１０９と、前記燃料蒸発室に形成される１次空気
孔１０７と、該１次空気孔内に配置される超音波霧化装
置１０５とを有する燃焼装置であって、前記燃焼内筒と
輻射促進筒とは、セパレータ１１１により所定間隔をも
って固定され、燃料液滴が１次空気と予混合され前記燃
料蒸発室から燃焼室に向けて反転して流動する反転流路
を形成することを特徴とする。

なお、上記構成に付加した番号は図面と対比させるため
のものであり、これにより本発明の構成が何ら限定され
るものではない。

〔作用〕

本発明においては例えば第１図に示すように、空気取入
口１０６から導入された空気は、１次空気孔１０７側に
５〜３０！）６が、２次空気孔１０９側に９５〜７０％
の割合で分配される。この少量の１次空気は、振動子ホ
ーン１１６先端で霧化された燃料と予混合され、次いで
イグナイタで点火、燃焼が開始されると、その燃焼熱で
瞬時にガス化され、燃料蒸発室１１５、輻射促進筒１０
３の鍔部１０３ｃと燃焼内筒１０２との隙間から流出し
、燃焼内筒１０２の２次空気孔１０９から直交するよう
に供給される２次空気によって青焔にて完全燃焼される
。燃焼が進行するに伴いその燃焼熱により輻射促進筒１
０３が急速に加熱され、その輻射熱により超音波霧化さ
れた燃料液滴は蒸発が促進されると共に、燃料蒸発室１
１５、鍔部１０３Ｃと燃焼内筒１０２との隙間から燃焼
室１１３に向けて長い流路を反転しながら流動するため
、１次空気との混合が均一化され燃焼室１１３内で青焔
で完全燃焼されると共に、青焔の長さは、燃焼内筒１０
２の開口部１０２ａ近傍までと短くすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の１実施例を第１図を参照しつつ説明する
。

本発明の超音波霧化装置付燃焼装置は、概略、燃焼外筒
１０１、燃焼内筒１０２、輻射促進筒１０３および超音
波霧化装置１０５から構成されている。

燃焼外筒１０１は、略円筒形状をしており、両端には固
定板１０１ａ、底板１０１ｂが溶接固定され、送風機（
図示せず）からの空気取入口１０６が設けられている。

底板１０１ｂには、超音波霧化装置１０５の挿入孔１０
１Ｃが形成されると共に、点火プラグ（図示せず）挿入
用の筒体１０４が固定されている。

燃焼内筒１０２は、開口部１０２ａ、テーパー部を有す
る円筒部１０２ｂおよび底部１０２Ｃを有し、底部１０
２Ｃに１次空気孔１０７が設けられると共に、円筒部１
０２ｂには多数の２次空気孔１０９とボルト挿通孔１０
２ｄが形成されている。燃焼内筒１０２の底部１０２Ｃ
には、点火プラグ（図示せず）挿入用の筒体１１０が溶
接固定されている。そして、燃焼外筒１０１の固定板１
０１ａと燃焼内筒１０２の円筒部１０２ｂを溶接固定す
ると共に、燃焼外筒１０１の筒体１０４内に燃焼内筒１
０２の筒体１１０を挿入し、前後方向に摺動可能に支持
している。

輻射促進筒１０３は、側壁１０３ａと開口部１０３ｂを
有し、該開口部１０３ｂに鍔部１０３ｅおよび支持片１
０３ｄが溶接固定され、該支持片１０３ｄには雌ネジ部
を有するセパレータ１１１が溶接固定されている。この
支持片１０３ｄおよびセパレータ１１１は、輻射促進筒
１０３の外周部に３箇所程度設けられている。そして、
ボルト１１２を燃焼内筒１０２のボルト挿通孔１０２ｄ
およびセパレータ１１１の雌ネジ部に挿入、締め付ける
ことにより、輻射促進筒１０３を燃焼内筒１０２内に所
定間隔をもって配置するようにし、これにより燃焼室１
１３と燃料蒸発室１１５を形成している。

また、前記燃焼内筒１０２の１次空気孔１０７を形成す
る貫通孔内に超音波霧化装置１０５が挿入され、燃料蒸
発室１１５に対向して配置されている。この超音波霧化
装置１０５は、周知の如く、高周波発振器（図示せず）
から出力される信号を電気／音響変換素子にて超音波振
動に変換せしめ、振動子ホーン１１６の霧化領域に対し
て供給された燃料を燃料蒸発室１１５に噴霧するもので
ある。

さらに、燃料蒸発室１１５内の振動子ホーン１１６の近
傍には、筒体１０４．１１０を貫通して点火プラグが配
置される。

次に、上記構成からなる本考案の超音波霧化装置付燃焼
装置の作用を説明する。

空気取入口１０６から導入された空気は、１次空気孔１
０７側に５〜３０％が、２次空気孔１０９側に９５〜７
０％の割合で分配される。この少量の１次空気は、振動
子ホーン１１６先端で霧化された燃料と予混合され、次
いでイグナイタで点火、燃焼が開始されると、その燃焼
熱で瞬時にガス化され、燃料蒸発室１１５、輻射促進筒
１０３の鍔部１０３ｃと燃焼内筒１０２との隙間から流
出し、燃焼内？ＪＩＱ２の２次空気孔１０９から直交す
るように供給される２次空気によって青焔にて完全燃焼
される。

燃焼が進行するに伴いその燃焼熱により輻射促進筒１０
３が急速に加熱され、その輻射熱により超音波霧化され
た燃料液滴は蒸発が促進されると共に、燃料蒸発室１１
５、鍔部１０３Ｃと燃焼内筒１０２との隙間から燃焼室
１１３に向けて長い流路を反転しながら流動するため、
１次空気との混合が均一化され燃焼室１１３内で青焔で
完全燃焼されると共に、青焔の長さは、燃焼内筒１０２
の開口部１０２ａ近傍までと短くすることができる。

そのために、本発明の特徴を列挙すると、（イ）　１次
空気量と２次空気量との比率を５〜３０；９５〜７０に
設定し、少量の１次空気を燃料と予混合する点。

（ロ）燃料蒸発室１１５、鍔部１０３Ｃと燃焼内筒１０
２との隙間から燃焼室１１３に向けて長い流路を反転し
ながら流動させる反転流路を有すること。

（ハ）輻射促進筒１０３と燃焼内筒１０２との隙間およ
び燃焼内筒１０２の円筒部１０２ｂの傾斜角度を逆火が
起こらないように設定すること。

（ニ）混合気の流れと直角に２次空気を噴射させること
により混合気と空気との接触が良（なり、青炎にて完全
燃焼させること。

なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。

例えば、上記実施例においては燃焼内筒１０２の円筒部
１０２ｂを傾斜させているが、これを水平として、輻射
促進筒１０３側を傾斜させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、拡散燃焼と予混合方式を
採用し、かつ、セパレータにより燃焼室のクリアランス
を一定に保持することにより、ブルーフレーム、均一な
火炎および短い火焔を実現して装置のコンパクト化を図
ると共に、騒音レベルの低い燃焼装置を提供することが
できる。

また、クリアランスを一定に保持する構造が簡単なため
、組立時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波霧化装置付燃焼装置の１実施例
を示す断面図、第２図は従来の超音波霧化装置付燃焼装
置の断面図。 １０１・・・燃焼外筒、１０２・・・燃焼内筒、１０３
・・・輻射促進筒、１０５・・・超音波霧化装置、１０
６・・・空気取入口、１０７・・・１次空気孔、１０９
・・・２次空気孔、１１１・・・セパレータ、１１２・
・・ボルト、１１３・・・燃焼室、１１５・・・燃料蒸
発室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼外筒内に設けられる燃焼内筒と、該燃焼内筒
   内に設けられる輻射促進筒と、これら燃焼内筒および輻
   射促進筒とにより形成される燃焼室および燃料蒸発室と
   、前記燃焼内筒に形成される２次空気孔と、前記燃料蒸
   発室に形成される１次空気孔と、該１次空気孔内に配置
   される超音波霧化装置とを有する燃焼装置であって、前
   記燃焼内筒と輻射促進筒とは、セパレータにより所定間
   隔をもって固定され、燃料液滴が１次空気と予混合され
   前記燃料蒸発室から燃焼室に向けて反転して流動する反
   転流路を形成することを特徴とする超音波霧化装置付燃
   焼装置。