JPH0343528B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0343528B2 JPH0343528B2 JP57085891A JP8589182A JPH0343528B2 JP H0343528 B2 JPH0343528 B2 JP H0343528B2 JP 57085891 A JP57085891 A JP 57085891A JP 8589182 A JP8589182 A JP 8589182A JP H0343528 B2 JPH0343528 B2 JP H0343528B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collision
- collision surface
- fuel
- liquid film
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evaporation-Type Combustion Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は衝突霧化現象を用いて、液体燃料を微
粒化して燃焼させる液体燃料燃焼装置に関するも
のである。
粒化して燃焼させる液体燃料燃焼装置に関するも
のである。
衝突霧化現象に関しては従来から広く研究され
ており、細孔を有するノズルから液体を噴出さ
せ、これを衝突体に衝突させて微粒化を行なうも
のである。ノズルから噴出する液体は、最初は平
滑な円柱状をしているが次第に振動しはじめ、つ
いには分断して滴状流になる。衝突霧化には、噴
流を平滑流領域で衝突させる方式と、滴状流領域
で衝突させる方式があるが、本発明は前者の平滑
流領域で衝突させる方式に関するものである。
ており、細孔を有するノズルから液体を噴出さ
せ、これを衝突体に衝突させて微粒化を行なうも
のである。ノズルから噴出する液体は、最初は平
滑な円柱状をしているが次第に振動しはじめ、つ
いには分断して滴状流になる。衝突霧化には、噴
流を平滑流領域で衝突させる方式と、滴状流領域
で衝突させる方式があるが、本発明は前者の平滑
流領域で衝突させる方式に関するものである。
この方式は、滴状流領域で衝突させる方式に比
べて、霧化効率が高く、ノズルから衝突体までの
距離を小さくできる等の長所がある。すなわち、
滴状流領域で衝突させる方式では、ノズルから噴
出させた液体燃料の半分程度しか微粒化できず、
装置も大型化することが避けられない。しかし、
平滑流領域で衝突させる方式でも霧化効率は100
％ではなく、いくらかは衝突体に付着してしま
う。また、生成される噴霧粒子径は比較的大き
く、完全燃焼させるためには種々の工夫が必要に
なつてくる。本発明は、このような平滑流領域で
衝突させる衝突霧化の欠点を改善するためなされ
たものであり、霧化効率の向上と微粒化特性の改
善をはかり、液体燃料を効率よく完全燃焼させる
ことができる液体燃料燃焼装置を提供するもので
ある。
べて、霧化効率が高く、ノズルから衝突体までの
距離を小さくできる等の長所がある。すなわち、
滴状流領域で衝突させる方式では、ノズルから噴
出させた液体燃料の半分程度しか微粒化できず、
装置も大型化することが避けられない。しかし、
平滑流領域で衝突させる方式でも霧化効率は100
％ではなく、いくらかは衝突体に付着してしま
う。また、生成される噴霧粒子径は比較的大き
く、完全燃焼させるためには種々の工夫が必要に
なつてくる。本発明は、このような平滑流領域で
衝突させる衝突霧化の欠点を改善するためなされ
たものであり、霧化効率の向上と微粒化特性の改
善をはかり、液体燃料を効率よく完全燃焼させる
ことができる液体燃料燃焼装置を提供するもので
ある。
では先ず従来例を図面とともに説明する。
第１図ａ，ｂは、従来の衝突霧化式燃焼装置で
ある。燃料タンク（図示せず）から供給された燃
料はポンプ１により加圧されて、ノズル２の細孔
より噴出する。衝突体３は、衝突面４が噴流の平
滑流領域で噴流に対して直角に位置するようにノ
ズル２に取付けられている。また、衝突面４は摩
擦によつて燃料の持つ運動量を減少させないよう
に鏡面に研摩されている。ノズル２から噴出した
燃料噴流は、衝突面４に衝突して液膜を形成し、
液膜周片部から分裂して微粒子となる。生成され
た微粒子は、送風フアン５によつて供給され整流
格子６で整流された空気流によつて搬送され、炎
口部７で燃焼する。
ある。燃料タンク（図示せず）から供給された燃
料はポンプ１により加圧されて、ノズル２の細孔
より噴出する。衝突体３は、衝突面４が噴流の平
滑流領域で噴流に対して直角に位置するようにノ
ズル２に取付けられている。また、衝突面４は摩
擦によつて燃料の持つ運動量を減少させないよう
に鏡面に研摩されている。ノズル２から噴出した
燃料噴流は、衝突面４に衝突して液膜を形成し、
液膜周片部から分裂して微粒子となる。生成され
た微粒子は、送風フアン５によつて供給され整流
格子６で整流された空気流によつて搬送され、炎
口部７で燃焼する。
完全燃焼させるためには生成する微粒子径は小
さいほど良く、そのためには衝突面４で形成され
る液膜の厚さを小さくしなければならない。液膜
厚さは、燃料油の液膜内での半径方向への速度に
よつて決まるので、衝突面４で燃料噴流の持つ運
動量をできるだけ保存する必要がある。そのため
衝突面４表面での摩擦を減少させるため、衝突面
４は鏡面にしている。しかし、衝突面４上で広が
つた液膜は、衝突面４周辺から空間に飛び出す時
に、衝突体側面と燃料油との親和力によつて、そ
の半径方向の速度を減じられるとともに、衝突体
３側面を濡らすことになる。このために、形成さ
れる液膜が厚くなり、生成される噴霧の粒子径を
十分小さくすることができない。また、ノズルか
ら噴出する燃料をすべて霧化することができず、
一部分は衝突体３側面に付着してタレを生じるな
どの欠点がある。さらに、生成された直後の噴霧
は非常に密度が高く、粒子間の相対的速度差によ
り粒子同士を合体を生じて粒子径が大きくなる。
その結果、微粒化特性が悪化し、不完全燃焼の原
因となる。
さいほど良く、そのためには衝突面４で形成され
る液膜の厚さを小さくしなければならない。液膜
厚さは、燃料油の液膜内での半径方向への速度に
よつて決まるので、衝突面４で燃料噴流の持つ運
動量をできるだけ保存する必要がある。そのため
衝突面４表面での摩擦を減少させるため、衝突面
４は鏡面にしている。しかし、衝突面４上で広が
つた液膜は、衝突面４周辺から空間に飛び出す時
に、衝突体側面と燃料油との親和力によつて、そ
の半径方向の速度を減じられるとともに、衝突体
３側面を濡らすことになる。このために、形成さ
れる液膜が厚くなり、生成される噴霧の粒子径を
十分小さくすることができない。また、ノズルか
ら噴出する燃料をすべて霧化することができず、
一部分は衝突体３側面に付着してタレを生じるな
どの欠点がある。さらに、生成された直後の噴霧
は非常に密度が高く、粒子間の相対的速度差によ
り粒子同士を合体を生じて粒子径が大きくなる。
その結果、微粒化特性が悪化し、不完全燃焼の原
因となる。
本発明はこれらの欠点を改善するためになされ
たものであり、微粒化特性と霧化効率が向上し、
効率よく完全燃焼を実現するものである。
たものであり、微粒化特性と霧化効率が向上し、
効率よく完全燃焼を実現するものである。
以下、本発明の一実施例を第２図ａ，ｂにより
説明する。衝突体８は円錐形で、衝突面１２を最
大径として支持部にかけて徐々に径が小さくなつ
ている。衝突体８はリング状の空気口９を有して
おり、送風フアン１０より供給された空気は、空
気供給管１１を通つて衝突体８に供給される。な
お、矢印は空気の流れを示す。このように、衝突
体８の中心から外方向に空気流を形成することに
より、衝突面１２で形成された半径方向に速度を
もつた液膜は、この空気流によつてさらに半径方
向に広げられて、液膜の厚さが薄くなり、生成さ
れる噴霧の粒径が小さくなるものである。また、
生成された噴霧は、この空気流によつて密度が下
げられると同時に、半径方向への広がりも大きく
なるので相対的な密度はさらに下げられて、粒子
同士の合体を防ぐことができる。さらに、衝突面
１２で形成された液膜は、空間に飛び出す際に衝
突体８と燃料油との親和力に、燃料油の表面張力
と空気流により広げられる力が打ち勝ち、燃料油
が衝突体８側面を濡らすことがなくなる。したが
つて、ノズル１３から噴出した燃料のほぼ全量を
霧化することが可能である。ここで、空気流の流
速は、速ければ速いほどその効果は大きい。
説明する。衝突体８は円錐形で、衝突面１２を最
大径として支持部にかけて徐々に径が小さくなつ
ている。衝突体８はリング状の空気口９を有して
おり、送風フアン１０より供給された空気は、空
気供給管１１を通つて衝突体８に供給される。な
お、矢印は空気の流れを示す。このように、衝突
体８の中心から外方向に空気流を形成することに
より、衝突面１２で形成された半径方向に速度を
もつた液膜は、この空気流によつてさらに半径方
向に広げられて、液膜の厚さが薄くなり、生成さ
れる噴霧の粒径が小さくなるものである。また、
生成された噴霧は、この空気流によつて密度が下
げられると同時に、半径方向への広がりも大きく
なるので相対的な密度はさらに下げられて、粒子
同士の合体を防ぐことができる。さらに、衝突面
１２で形成された液膜は、空間に飛び出す際に衝
突体８と燃料油との親和力に、燃料油の表面張力
と空気流により広げられる力が打ち勝ち、燃料油
が衝突体８側面を濡らすことがなくなる。したが
つて、ノズル１３から噴出した燃料のほぼ全量を
霧化することが可能である。ここで、空気流の流
速は、速ければ速いほどその効果は大きい。
本実施例で用いたノズル１３は細孔の径が80μ
ｍで、衝突体８の衝突面の最大直径は0.8mmであ
る。また、ノズル１３で得られる燃料噴流の平滑
流領域の長さは約70mmであつた。これはノズル細
孔の形状や、外的じよう乱によつて決まるもので
あるが、衝突面１２は常にこの領域内に位置させ
る必要がある。本実施例では、ノズル先端から衝
突面１２までの距離は40mmとした。また、燃料油
に加える圧力は、燃焼量や平滑流領域の長さを決
定するから、これらを勘案して決めればよい。し
かし、微粒化特性上からは、圧力Ｐと衝突面１２
で形成される液膜の直径ＤがdD／dP＜Ｏなる関
係が成立する領域に設定することが望ましい。圧
力Ｐと液膜径Ｄの関係を説明すると、圧力Ｐを
徐々に増加させていくと、形成される液膜径Ｄは
最初はＰの増加とともに大きくなる。すなわち、
この領域ではdD／dP＞Ｏであり、形成される液
膜は平滑な層流膜で、噴霧粒子はほとんど液膜周
辺部のみで生成される。しかし、さららにＰを増
加させると、形成される液膜は乱流膜となり、
dD／dP＜Ｏとなる。この領域では噴霧粒子は液
膜の周辺部以外でも生成されるようになり、この
時の粒子径は層流膜から生成される粒子径よりも
小さくなる。従つて、圧力Ｐはこの領域内で設定
することが望ましい。
ｍで、衝突体８の衝突面の最大直径は0.8mmであ
る。また、ノズル１３で得られる燃料噴流の平滑
流領域の長さは約70mmであつた。これはノズル細
孔の形状や、外的じよう乱によつて決まるもので
あるが、衝突面１２は常にこの領域内に位置させ
る必要がある。本実施例では、ノズル先端から衝
突面１２までの距離は40mmとした。また、燃料油
に加える圧力は、燃焼量や平滑流領域の長さを決
定するから、これらを勘案して決めればよい。し
かし、微粒化特性上からは、圧力Ｐと衝突面１２
で形成される液膜の直径ＤがdD／dP＜Ｏなる関
係が成立する領域に設定することが望ましい。圧
力Ｐと液膜径Ｄの関係を説明すると、圧力Ｐを
徐々に増加させていくと、形成される液膜径Ｄは
最初はＰの増加とともに大きくなる。すなわち、
この領域ではdD／dP＞Ｏであり、形成される液
膜は平滑な層流膜で、噴霧粒子はほとんど液膜周
辺部のみで生成される。しかし、さららにＰを増
加させると、形成される液膜は乱流膜となり、
dD／dP＜Ｏとなる。この領域では噴霧粒子は液
膜の周辺部以外でも生成されるようになり、この
時の粒子径は層流膜から生成される粒子径よりも
小さくなる。従つて、圧力Ｐはこの領域内で設定
することが望ましい。
衝突体８の材料については、特に限定するもの
ではないが、金属、セラミツクなどの硬度の高い
ものが好ましい。
ではないが、金属、セラミツクなどの硬度の高い
ものが好ましい。
以上の説明から明らかなように、本発明は、非
常に高い霧化効率と、良好な微粒化特性を有する
燃料微粒化手段を実現したもので、液体燃料を効
率よく完全燃焼させることができる液体燃料燃焼
装置を提供できるものである。
常に高い霧化効率と、良好な微粒化特性を有する
燃料微粒化手段を実現したもので、液体燃料を効
率よく完全燃焼させることができる液体燃料燃焼
装置を提供できるものである。
第１図ａは従来の液体燃料燃焼装置を一部断面
で示した側面図、第１図ｂは第１図ａのＢ部の拡
大断面図、第２図ａは本発明の一実施例にかかる
液体燃料燃焼装置を一部断面で示した側面図、第
２図ｂは第２図ａのＢ部拡大断面図である。 １……ポンプ、１３……ノズル、８……衝突
体、１０……送風フアン、１２……衝突面。
で示した側面図、第１図ｂは第１図ａのＢ部の拡
大断面図、第２図ａは本発明の一実施例にかかる
液体燃料燃焼装置を一部断面で示した側面図、第
２図ｂは第２図ａのＢ部拡大断面図である。 １……ポンプ、１３……ノズル、８……衝突
体、１０……送風フアン、１２……衝突面。
Claims (1)
- １ 衝突面を最大径として支持部にかけて徐々に
径が小さくなつている円錐形の衝突体を上記支持
部を支持して空気供給管の中心に固定して衝突面
の周囲を囲むリング状の空気口を形成し、液体燃
料の噴流を衝突させる上記衝突面の全周に外向き
方向の空気流を形成する構成とした液体燃料燃焼
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085891A JPS58203309A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 液体燃料燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085891A JPS58203309A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 液体燃料燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58203309A JPS58203309A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0343528B2 true JPH0343528B2 (ja) | 1991-07-02 |
Family
ID=13871509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57085891A Granted JPS58203309A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 液体燃料燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58203309A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022209049A1 (ja) | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 日本碍子株式会社 | リチウム二次電池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635604U (ja) * | 1979-08-23 | 1981-04-06 |
-
1982
- 1982-05-20 JP JP57085891A patent/JPS58203309A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022209049A1 (ja) | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 日本碍子株式会社 | リチウム二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58203309A (ja) | 1983-11-26 |
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