JPH04350403A - 噴霧燃焼器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射弁から燃焼筒内
の燃焼室に燃料を噴霧して燃焼を行う噴霧燃焼器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の噴霧燃焼器として、図４の断面図
で示す燃焼器がある。この燃焼器は１次空気を、保炎器
３１である旋回羽根の本体の切り起こし部３１ａと中心
孔３１ｂとを通して、燃焼筒３２内の燃焼室３９に送り
込み、２次空気を燃焼筒３２の孔３３を通して燃焼室３
９に送り込む。また燃料噴射弁３５から噴霧された燃料
を保炎器３１の中心孔３１ｂを通して燃焼室３９に送り
込むように構成されたものである。しかしながら、この
従来の構成では、燃料の噴霧量を絞っていく場合に１次
空気量も絞らなければならず、そのため、保炎器３１の
下流での渦が弱くなってしまい、その結果火炎の安定性
が悪くなり、吹き消えが生じ易くなったり、ノズル３５
前面の噴霧カッタ３６上に火炎が入り込む等の問題が生
じて、燃料の噴霧量を大きく絞ることができなかった。 また１次空気の大部分が中心孔３１ｂから乱れのない状
態で噴出するので、燃料との混合が悪く、煤やＣＯ２　
の発生が多くなるという問題も生じた。

【０００３】そこで本出願人は特願平２−３１９２３９
号で、図５に示す如き器を提供した。この燃焼器では、
保炎器４１の中心孔４１ｂを通って送り込まれる空気と
保炎器４１の本体である旋回羽根４１ａを通って送り込
まれる空気とを完全に独立分離し、これにより旋回羽根
４１ａを通って送り込まれる空気量を増加させて燃焼筒
４２内の燃焼室４９に供給できるようにし、また別の空
気を燃焼筒４２の内周面の孔４３から２次空気として燃
焼室４９に送り込み、燃料噴射弁４４から噴霧された燃
料は保炎器４１の中心孔４１ｂを通して空気と共に燃焼
室に供給するようにしている。また燃焼用空気は供給管
４７から室４８に導入され、整流空気孔４８ａ、４８ｂ
、４８ｃを通ってそれぞれ一定の割合で供給されるよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが図５で示す構
成の噴霧燃焼器にしても、燃料流量を大きく絞った場合
、保炎部近傍での２次空気の供給が少ないことによって
、ＣＯ、煤等の排出量が多くなったり、一方燃料流量が
多い場合にも、燃焼筒４２の基部付近に空気不足が生じ
て、煤がでる等、今一歩燃焼性が改良されない問題があ
った。

【０００５】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、燃料流量を大流量から小流量まで大きく変化させ
ても安定な火炎を形成し、良好な燃焼特性を発揮する噴
霧燃焼器の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の噴霧燃焼器は、中心部に中心孔を有する保炎
器としての旋回羽根と、この旋回羽根の前記中心孔を通
して燃焼筒内の燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射弁とを
有する噴霧燃焼器において、前記旋回羽根の中心孔を介
して前記燃料噴射弁の周囲から燃焼室に空気を送り込む
第１の空気室と、前記旋回羽根の本体部分を通して旋回
空気流を燃焼室に送り込むと共に前記旋回羽根の外周側
に設けられるスワラ・コーンの孔を介して空気を周囲か
ら燃焼室の中心方向に向けて斜め前方に送り込む第２の
空気室と、前記燃焼筒の内周面に設けた孔から燃焼室に
空気を送り込む第３の空気室とを設けたことを特徴とし
ている。

【０００７】

【作用】第１の空気室から保炎器の中心を通って燃焼室
に送り込まれる１次空気により、燃料噴射弁から噴霧さ
れた燃料に適度な貫通力が与えられ、噴霧燃料の逆流が
防止され、また噴霧の中心部分に空気が供給される。ま
た第２の空気室から保炎器の旋回羽根部本体部分を通っ
て燃焼室に流入する１次空気が、十分な旋回流となって
良好に再循環領域を形成し、火炎を安定に保つ。また同
じく第２の空気室からスワラ・コーンの孔を介して燃焼
室に流入する２次空気が、燃料噴霧の外側から中心に向
かって斜め前方に噴出し、火炎基部の混合を促進するこ
とによって、燃焼性の向上、短炎化を促進しまた燃焼室
での煤堆積を防止する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の１実施装置における噴霧燃焼
器の概略断面図で、図２は空気制御板およびダンパの平
面図、図３は本発明実施装置と図５に示す従来装置とに
おける可燃領域の範囲を比較した図である。

【０００９】ノズル取り付けフランジ１は、円環板状の
本体部１ａと、本体部１ａの内周から一体に突設された
円筒部１ｂと、本体部１ａの一方の面から一体に突設さ
れたノズルガイド１ｃとにより構成されている。ノズル
取り付けフランジ１の一方の面には、円筒状の１次空気
筒２と、１次空気筒に所定間隔をあけて外嵌する円筒状
の２次空気筒３と、２次空気筒３に所定間隔をあけて外
嵌するほぼ円筒状の外筒４とが取り付けられている。前
記１次空気筒２は、先端側に先すぼまり状のコーン部２
ａを一体に有しており、基端部がノズル取り付けフラン
ジ１の環状フランジ部１ｄに外嵌している。２次空気筒
３は、先端部が燃焼筒８に外嵌しており、基端部がノズ
ル取り付けフランジ１の環状フランジ部１ｅに外嵌して
いる。

【００１０】空気流入筒５は燃焼用空気導入室２０を備
え、空気導入室２０の前面に空気制御板２４が設けられ
ている。空気制御板には、駆動装置７によって作動する
空気ダンパ２５が設けられている（図２参照）。空気制
御板２４には、第１の空気制御孔２４ａと第２の空気制
御孔２４ｂが設けられ、第１の空気制御孔２４ａを経た
空気は案内筒６により２次空気筒３内の第２の空気室２
２に導かれる。また第２の空気制御孔２４ｂを経た空気
は外筒４内の第３の空気室２３に導かれる。

【００１１】燃焼筒８の基端部には保炎器としてのスワ
ラ・コーン８ａが形成されている。スワラ・コーン８ａ
は前方に向けて先ひろがりにされており、複数の孔８ｂ
が形成されている。また前記燃焼筒８の内周面にも多数
の孔２７が形成されている。スワラ・コーン８ａの基端
側に旋回羽根９が設けられている。該旋回羽根９の中心
部には中心孔９ａが形成されており、孔９ａ縁が前記２
次空気筒２のコーン部２ａの先端外周に当接されている
。

【００１２】ノズルアダプタ１０は図１における左右方
向に移動可能とされ、ノズルアダプタ１０の先端に燃料
を噴霧する燃料噴射弁１１が取り付けられており、他方
には燃料供給金具１５が接続されている。ノズルガイド
１ｃの先端には燃料噴射弁１１の噴射孔から噴霧された
燃料の一部を遮断して燃焼量を調節するための噴霧カッ
タ１２が設けられている。１４は点火電極棒である。噴
霧カッタ１２により噴霧カットされた燃料は燃料回収管
１６を介して図外の定油面器に回収される。

【００１３】以上のように、空気室としては、空気流入
筒５と空気制御板２４とにより囲まれた燃焼用空気導入
室２０と、１次空気筒２とノズル取り付けフランジ１と
により囲まれて構成され、旋回羽根９の中心孔９ａを介
して燃焼室１９内に１次空気を送り込む第１の空気室２
１と、２次空気筒３とノズル取り付けフランジ１と１次
空気筒２とにより囲まれて構成され、旋回羽根９の本体
部分を介して１次空気を燃焼室１９に送り込むと共にス
ワラコーン８ａの複数の孔８ｂを介して２次空気を燃焼
室１９の中心方向に向けて斜め前方に送り込む第２の空
気室２２と、外筒４とノズル取り付けフランジ１の本体
部１ａと２次空気筒３と燃焼筒８とによりより囲まれた
第３の空気室２３とが形成されている。

【００１４】次に動作を説明する。燃料は燃料噴射弁１
１の噴射口から噴霧され、旋回羽根９の中心孔９ａを通
って燃焼筒８内に流入する。一方、燃焼用空気は図外の
送風機によって燃焼用空気導入室２０に供給され、空気
制御板２４の上面に設置された空気ダンパ２５によって
燃焼量に応じた空気量に調節される。空気制御板２４に
は第２の空気室２２に至る第１の空気制御孔２４ａ、第
３の空気室２３に至る第２の空気制御孔２４ｂが設けら
れており、燃焼量の少ない時には第２の空気制御孔２４
ｂを閉じ、第１の空気制御孔２４ａの一部を開口して燃
焼用空気を供給する。燃焼量が増えるに従って開度を増
し、燃焼量最大で第１の空気制御孔２４ａ、第２の空気
制御孔２４ｂを全開にする。

【００１５】先ず第２の空気室２２に供給された空気は
その一定割合が１次空気筒２の側面に設けられた複数個
の孔２ａを通り第１の空気室２１に供給され、燃料噴射
弁１１から噴霧された燃料と混合しながら１次空気とし
て、旋回羽根９の中心孔９ａを通って燃焼室１９へ流入
する。また第２の空気室２２に入った大半の空気は旋回
羽根９を通過することによって旋回流になるものと、ス
ワラ・コーン８ａに設けた複数個の孔８ｂを通過するも
のとがそれぞれ燃焼室１９に流入する。この第２の空気
室２２から噴出する空気は、１次空気筒２からは分離さ
れているので、抵抗の小さい旋回羽根９の中心孔９ａに
直接逃げてしまうことなく、旋回羽根９からの充分な旋
回力をもつ旋回空気流とスワラ・コーン８ａの孔８ｂか
らの高速の空気流とが燃焼室１９に形成される。これに
より、燃焼量の少ない時でも旋回羽根９の後流に再循環
領域が形成され、強い保炎がなされる。さらにスワラ・
コーン８ａの複数の孔８ｂから貫通力のある空気が供給
されることにより、燃料との混合が速やかに行われ、優
れた燃焼特性を得ることができる。

【００１６】前記空気制御板２４の第２の空気制御孔２
４ｂを通り、第３の空気室２３に供給された燃焼用空気
は、燃焼筒８内周面の複数個の孔２７から燃焼室１９に
流入する。この空気は燃焼量を増加するにしたがってそ
の量が増大されるので、燃料との良好な混合を図ること
によって、火炎の短炎化および燃焼特性を向上させる。 かくして、電極棒１４により燃焼噴射弁１１の噴射口か
ら噴霧された燃料に着火されると、燃焼室１９に安定し
た火炎が形成される。

【００１７】このように、第１の空気室２１と第２の空
気室２２とを区分して設け、旋回羽根中心からの空気量
を抑え、第２の空気室２２の圧力を高めることによって
、旋回羽根９からの旋回流を強くすると共に、特にスワ
ラ・コーン８ａの複数の孔８ｂからの斜め方向の空気流
を速くでき、燃焼量を大きく絞った場合でも安定した火
炎および燃焼特性を得ることが可能となる。なを、上記
実施例では噴霧カッタ１２による噴霧カット方式を採用
したが、燃料噴射弁として空気噴射ノズルや超音波ノズ
ルや燃料もどし方式ノズル等を採用することにより、燃
焼室１９への燃料噴射量を調節してもよい。また、空気
の供給に関し、第４の空気として燃焼室に空気を供給し
、相対湿度を下げることによって行う方法がある。この
第４の空気が付加されているものも実施例の１つである
。

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項１に記載の噴霧燃焼器によれば、旋回羽根の中心孔
を介して前記燃料噴射弁の周囲から燃焼室に空気を送り
込む第１の空気室と、前記旋回羽根の本体部分を通して
旋回空気流を燃焼室に送り込むと共に前記旋回羽根の外
周側に設けられるスワラ・コーンの孔を介して空気を周
囲から燃焼室の中心方向に向けて斜め前方に送り込む第
２の空気室と、前記燃焼筒の内周面に設けた孔から燃焼
室に空気を送り込む第３の空気室とを設けたので、燃焼
量が少ない場合でも、第２の空気室からの２種類の空気
流により旋回羽根の後流に再循環領域が形成されると共
に充分な空気量でもって混合が速やかになされ、吹き消
えや不完全燃焼を防止できる。一方燃焼量が多い場合で
も、第２の空気室からスワラ・コーンを介して吹き込ま
れる斜め方向の空気流によって、火炎基部での空気と燃
料との混合が促進され、不完全燃焼を防止して燃焼性を
向上すると共に短炎化と、煤堆積の防止とを図ることが
できる。即ち本発明によれば広い燃焼調節幅において安
定した燃焼を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施装置における噴霧燃焼器の概略
断面図である。

【図２】空気制御板およびダンパの平面図である。

【図３】本発明実施装置と図５に示す従来装置とにおけ
る可燃領域の範囲を比較した図である。

【図４】従来の噴霧燃焼器の断面図である。

【図５】従来の噴霧燃焼器の断面図である。

【符号の説明】

２　　１次空気筒 ３　　２次空気筒 ５　　空気流入筒 ８　　燃焼筒 ８ａ　　スワラ・コーン ９　　旋回羽根 １１　　燃料噴射弁 １９　　燃焼室 ２０　　燃焼用空気導入室 ２１　　第１の空気室 ２２　　第２の空気室 ２３　　第３の空気室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中心部に中心孔を有する保炎器として
   の旋回羽根と、この旋回羽根の前記中心孔を通して燃焼
   筒内の燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射弁とを有する噴
   霧燃焼器において、前記旋回羽根の中心孔を介して前記
   燃料噴射弁の周囲から燃焼室に空気を送り込む第１の空
   気室と、前記旋回羽根の本体部分を通して旋回空気流を
   燃焼室に送り込むと共に前記旋回羽根の外周側に設けら
   れるスワラ・コーンの孔を介して空気を周囲から燃焼室
   の中心方向に向けて斜め前方に送り込む第２の空気室と
   、前記燃焼筒の内周面に設けた孔から燃焼室に空気を送
   り込む第３の空気室とを設けたことを特徴とする噴霧燃
   焼器。