JPH0534563B2 - - Google Patents

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JPH0534563B2
JPH0534563B2 JP62183813A JP18381387A JPH0534563B2 JP H0534563 B2 JPH0534563 B2 JP H0534563B2 JP 62183813 A JP62183813 A JP 62183813A JP 18381387 A JP18381387 A JP 18381387A JP H0534563 B2 JPH0534563 B2 JP H0534563B2
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JP
Japan
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fuel
liquid fuel
furnace zone
compartment
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JP62183813A
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JPS6341719A (ja
Inventor
Jozefu Sunaidaa Uiriamu
Jon Rizeusuki Hooru
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Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/104Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet intersecting at a sharp angle, e.g. Y-jet atomiser

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、後混合型液体燃料焚きバーナに関す
るものであり、特には後混合型液体燃料焚きバー
ナ用の噴霧装置に関する。
発明の背景 後混合型バーナは、燃料と酸化体とが別々の通
路を通して炉のようなバーナ外の地点まで送給さ
れ、そこで燃料と酸化体とが混合しあいそして燃
焼する型式のバーナである。後混合型バーナの分
野での最近の著しい進歩例の一つは米国特許第
4541796号に記載されるバーナであり、これは酸
化体として酸素或いは酸素富化空気を使用してバ
ーナ効率における著しい改善の実現を可能ならし
める。こうした後混合型バーナが液体燃料を用い
て作動される時、液体燃料は、それが燃焼帯域に
おいて主酸化体と混合燃焼する前に、先ず霧化さ
れねばならない。
従来技術とその問題点 液体燃料噴霧装置は知られているが、一般にそ
れらは操作或いは作動上の欠点を呈する。例え
ば、液体燃料を非常に小さな通路を通して高速で
強送することを必要とする圧力噴霧装置は、必要
とされる高圧の故に作動が複雑でありそして使用
されねばならない非常に小さなオリフイスの故に
閉塞を生じやすい。液体燃料を小さな液滴に分散
せしめるのに回転部材或いは超音波振動を使用す
るメカニカル噴霧装置は可動部品の存在によりそ
の適用を制約される。
発明の目的 本発明の目的は、使用が簡単でありそしてこれ
まで知られた噴霧装置及び噴霧方法により遭遇し
た諸問題を回避しうる、後混合型バーナ用噴霧装
置及び後混合型バーナにおいて液体燃料を噴霧化
する為の方法を提供することである。
発明の概要 本発明は、その一様相において、酸化体が供給
されている炉帯域に燃料を供給する後混合型バー
ナ用噴霧装置であつて、 (A) 比較的小さな一定の断面を有する第1区画
と、該第1区画の出口から半径方向外方へのテ
ーパを有する。次第に増大する断面を持つ第2
区画と、前記炉帯域と連通しそして該第2区画
のテーパ端から一定もしくは減少する断面を有
する第3区画とを具備する液体燃料通路、及び (B) 前記第1区画及び第2区画の交差点において
噴射端を有しそして前記液体燃料通路と斜めに
連通して該第2区画の前記外方テーパ及び第3
区画表面に沿つて噴霧用流体を差向ける少なく
とも一つの噴霧用流体通路 を備える後混合型バーナ用噴霧装置を提供する。
本発明は、また別の様相において、酸化体が供
給されている炉帯域に燃料を供給する後混合型バ
ーナにおいて液体燃料を噴霧するための方法にし
て、 (A) 比較的小さな一定の断面を有する第1区画
と、該第1区画の出口から半径方向外方へのテ
ーパを有する、次第に増大する断面を持つ第2
区画と、前記炉帯域と連通しそして該第2区画
のテーパ端から一定もしくは減少する断面を有
する第3区画とを具備する液体燃料通路を通し
て液体燃料を流す段階と、 (B) 前記第2区画の半径方向外方へのテーパの始
端に近接して流送中の液体燃料と物理的接触状
態に噴霧用燃料を斜めに差し向けそして該第2
区画テーパ内面に沿つて押進せしめて、該第2
区画の内面に沿つて薄層化された燃料層を形成
する段階と、 (C) 薄層化燃料及び噴霧用流体を第3区画に沿つ
て該第3区画端まで流しそして薄層化燃料を炉
帯域内へと流入するに際して細かい液滴に剪断
し、噴霧として炉帯域に供給する段階と を包含する後混合型バーナにおいて液体燃料を噴
霧するための方法を提供する。
実施例の説明 本発明方法及び装置を図面を参照して詳述す
る。
第1図を参照すると、燃料通路1は3つの区画
から成る。第1区画2は、相対的に小さな断面を
有しそして第2区画3と連通する。第2区画3
は、半径方向外方へのテーパを有しそして次第に
増大する断面を有し、次いで第3区画4と連通す
る。第4区画は、相対的に大きな断面を有しそし
て炉帯域5と連通する。燃料通路1は液体燃料源
に接続される。液体燃料は、一般に0.126〜0.756
×106Kcal/時間(0.5〜3.0×106BTU/時間)の
範囲内の燃焼速度を発生するに有効な任意の流量
において燃料通路を通過する。本発明において
は、任意の有効な液体燃料が使用されうる。例え
ば、No.2燃料油、No.6燃料油及び石炭−水混合物
を例として挙げることが出来る。液体燃料は、一
般に、2.3〜40.6、好ましくは15〜16センチポア
ズの範囲内の粘稠度を有する。もつと粘稠度の高
い燃料は本発明で使用するに適当な範囲内にその
粘稠度を持ちきたすよう予熱されうる。No.2燃料
油、即ちデイーゼル燃料が使用される時、流量は
一般に0.23〜1.36/分(0.06〜0.36ガロン/分)
の範囲内にある。No.6燃料油が使用される時、流
量は一般に0.22〜1.29/分(0.05〜0.34ガロ
ン/分)の範囲内にある。
燃料は、燃料通路を出た後、炉帯域5内で酸化
体と混合しそして燃焼する。酸化体は、燃料が炉
帯域5に供給される地点から成る距離において炉
帯域5に供給される。好ましくは、酸化体は、純
酸素乃至は少くとも25%酸素を含む酸素富化空気
でありそして燃料が炉帯域に供給される地点から
酸化体噴流直径の少くとも4倍離れて噴流として
炉帯域に供給される。
噴霧用流体は、少くとも1つの噴霧用流体通路
6を経て燃料通路に供給される。噴霧用流体通路
6は、燃料通路1と第2区画3の外方テーパの始
点に最近接して或る角度をなして連通し、そして
その噴射点は噴霧用流体を第2区画を通して流れ
る液体燃料と物理的接触状態に差向けるよう配置
される。燃料通路1の軸線に対する噴霧用流体通
路6の角度は、45〜75度の範囲内にありそして好
ましくは約60度である。この噴霧用流体は、燃料
通路1内に相対的に高速で、一般に300〜471m/
秒(1000〜1570ft/秒)の範囲内で差向けられ
る。液体燃料と接触状態に流入する高速噴霧用流
体は、燃料を第2区画3の外方テーパ付き壁に押
接せしめ、そして該第2区画外方テーパ壁の増大
する面積の故に、液体燃料はそれが該テーパ壁に
沿つて押進されるにつれ次第に積層化する層を形
成せしめられる。第2区画3のテーパは燃料通路
軸線に対して35〜55度の範囲内となしえ、好まし
くは約45度である。
薄い液体燃料層が第3区画の終端まで燃料通路
に沿つて押進されると、燃料皮膜の薄い性状によ
り、燃料はそれが炉帯域5に流入するに際して非
常に細かい液滴に剪断され、分散せしめられる。
第3区画は、噴霧燃料が炉帯域においてそこに
別途供給される酸化体と効率的に反応するように
噴霧燃料を目標地点に差し向ける作用をなす。第
3区画はまた、第2区画で薄層化された燃料をそ
れが燃焼へと連続的に噴霧されるようプールする
貯蔵部としても作用する。
使用される噴霧用流体通路の数は臨界的でない
けれども、3〜7本の等間隔で配位される噴霧用
流体通路が使用されることが好ましい。奇数の噴
霧用流体通路が特に好ましい。一般に、各噴霧流
体通路6は円形断面とされそして0.76〜1.27mm
(0.03〜0.05インチ)の範囲内の直径を有してい
る。好ましくは、噴霧用流体通路の直径は、燃料
通路の第1区画の直径の0.5〜1.0倍の範囲内とさ
れる。
本発明の実施において、任意の有効な噴霧用流
体が使用されうる。その例としては、窒素、スチ
ーム並びに空気、酸素富化空気及び純酸素のよう
な酸化体が挙げられる。本発明方法の好ましい具
体例において、噴霧用流体は酸化体でありそして
この噴霧用酸化体の少くとも一部は燃料通路内で
液体燃料と燃焼する。この内部燃焼は大量の高温
燃焼ガスの発生をもたらし、これは燃料通路の壁
に沿つての液体燃料の押進と薄層化を更に増進し
そして一層高い気体流出速度をもたらし、それに
より液体燃料が第3区画4から出現するに際して
液体皮膜の剪断作用が向上し、そのため液体燃料
が炉帯域5に流入する際その一層大きな程度の噴
霧化をもたらす。
第1図はまた、噴霧装置の外周が螺刻されてい
る点で本発明の好ましい具体例を示し、これによ
り噴霧装置のバーナヘツド内へのまたそこからの
挿入或いは取外しが容易となる。
第2図は、噴霧用流体が酸化体でありそして燃
料と噴霧用酸化体の燃焼が燃料通路内で起る場合
に有用な本発明のまた別の具体例を示す。第2図
の番号は第1図と共通部品に対して同じである。
第2図の具体例は、第1図のものとは、第3区画
4の出口部分が炉帯域5との連通点に最近接して
リング要素7の挿入による等して断面積を減少さ
れている点でのみ異なる。第2図の具体例の使用
により、流体通路1の収歛性は気体出口速度を急
激に増大せしめ、従つて燃料が炉帯域5内に噴霧
されるに際して燃料皮膜の剪断効果を向上する。
これは一層、液体皮膜の噴霧化に寄与する。
発明の効果 本発明の使用により、後混合型バーナにおいて
液体燃料を容易に且つ効率的に従来より小さな液
滴に噴霧化することが可能となり、同時に可動部
品の機械的故障或いは非常に小さい液体燃料オリ
フイスの閉塞といつたこれまで経験した多くの問
題は一切回避される。
本発明の具体例について説明したが、本発明の
範囲内で多くの改変を為しうることを銘記された
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の噴霧装置の一具体例の断面
図である。第2図は、噴霧用流体が酸化体である
場合に特に好ましい、また別の具体例の断面図で
ある。 1:燃料通路、2:第1区画、3:第2区画、
4:第3区画、5:炉帯域、6:噴霧用流体通
路、7:リング要素。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化体が供給されている炉帯域に燃料を供給
    する後混合型バーナ用噴霧装置であつて、 (A) 比較的小さな一定の断面を有する第1区画
    と、該第1区画の出口から半径方向外方へのテ
    ーパを有する。次第に増大する断面を持つ第2
    区画と、前記炉帯域と連通しそして該第2区画
    のテーパ端から一定もしくは減少する断面を有
    する第3区画とを具備する液体燃料通路、及び (B) 前記第1区画及び第2区画の交差点において
    噴射端を有しそして前記液体燃料通路と斜めに
    連通して該第2区画の前記外方テーパ及び第3
    区画表面に沿つて噴霧用流体を差向ける少なく
    とも一つの噴霧用流体通路 を備える後混合型バーナ用噴霧装置。 2 3〜7個の噴霧用流体通路を有する特許請求
    の範囲第1項記載の装置。 3 テーパが燃料通路の軸線に対して35〜55度の
    範囲内の角度にある特許請求の範囲第1項記載の
    装置。 4 液体燃料通路の第3区画が炉帯域への連通点
    に近接して断面を減少する特許請求の範囲第1項
    記載の装置。 5 断面積の減少が炉帯域との連通点に近接して
    第3区画内に挿入されるリング要素により実現さ
    れる特許請求の範囲第4項記載の装置。 6 噴霧用流体通路が燃料通路の第1区画の直径
    の0.5〜1.0倍の直径を有する円形断面を有する特
    許請求の範囲第1項記載の装置。 7 噴霧用流体通路が燃料通路の軸線に対して45
    〜75度の範囲内の角度において燃料通路と斜めに
    連通する特許請求の範囲第1項記載の装置。 8 酸化体が供給されている炉帯域に燃料を供給
    する後混合型バーナにおいて液体燃料を噴霧する
    ための方法にして (A) 比較的小さな一定の断面を有する第1区画
    と、該第1区画の出口から半径方向外方へのテ
    ーパを有する。次第に増大する断面を持つ第2
    区画と、前記炉帯域と連通しそして該第2区画
    のテーパ端から一定もしくは減少する断面を有
    する第3区画とを具備する液体燃料通路を通し
    て液体燃料を流す段階と、 (B) 前記第2区画の半径方向外方へのテーパの始
    端に近接して流送中の液体燃料と物理的接触状
    態に噴霧用流体を斜めに差し向けそして該第2
    区画テーパ内面に沿つて押進せしめて、該第2
    区画の内面に沿つて薄層化された燃料層を形成
    する段階と、 (C) 薄層化燃料及び噴霧用流体を第3区画に沿つ
    て該第3区画端まで流しそして薄層化燃料を炉
    帯域内へと流入するに際して細かい液滴に剪断
    し、噴霧として炉帯域に供給する段階と を包含する後混合型バーナにおいて液体燃料を噴
    霧するための方法。 9 液体燃料がNo.2燃料油或いはNo.6燃料油であ
    る特許請求の範囲第8項記載の方法。 10 液体燃料が石炭−水混合物である特許請求
    の範囲第8項記載の方法。 11 噴霧用流体が窒素及びスチームから選択さ
    れる特許請求の範囲第8項記載の方法。 12 噴霧用流体が空気、酸素富化空気及び純酸
    素から選択される酸化体である特許請求の範囲第
    8項記載の方法。 13 噴霧用流体が300〜471m/秒(1000〜
    1570ft/秒)の範囲内の速度において液体燃料と
    接触状態に差向けられる特許請求の範囲第8項記
    載の方法。 14 噴霧用流体が燃料通路の軸線に対して45〜
    75度の範囲の角度で液体燃料と接触状態に差向け
    られる特許請求の範囲第8項記載の方法。 15 燃料通路から炉帯域に通る燃料が炉帯域で
    燃焼するに先立つて噴霧用酸化体の少なくとも一
    部を燃料通路内で液体燃料と燃焼せしめる特許請
    求の範囲第12項記載の方法。 16 液体燃料が2.3〜40.6センチポアズの範囲
    内の粘稠度を有する特許請求の範囲第8項記載の
    方法。 17 液体燃料が0.126〜0.756×106Kcal/時間
    (0.5〜3.0×106BTU/時間)の範囲内のバーナ燃
    焼速度を確立する流量にある特許請求の範囲第8
    項記載の方法。
JP62183813A 1986-07-25 1987-07-24 後混合型バーナ用噴霧装置及び噴霧方法 Granted JPS6341719A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US889199 1986-07-25
US06/889,199 US4738614A (en) 1986-07-25 1986-07-25 Atomizer for post-mixed burner

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Publication Number Publication Date
JPS6341719A JPS6341719A (ja) 1988-02-23
JPH0534563B2 true JPH0534563B2 (ja) 1993-05-24

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ID=25394673

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US (1) US4738614A (ja)
EP (1) EP0263250B1 (ja)
JP (1) JPS6341719A (ja)
BR (1) BR8703861A (ja)
CA (1) CA1271697A (ja)
DE (1) DE3762064D1 (ja)
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