JPH07122490B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は中央部に燃料供給ノズルが配設されると共に、
燃料ノズルの周囲に複数のエゼクタを有するエゼクタ装
置が配設され、且つ複数の案内羽根を備えた噴霧状の流
体燃料と酸素を含むガスとを燃焼する燃焼装置に関す
る。

（従来の技術） この種の燃焼装置においては、所定時間、作動後に燃料
噴射ノズル及びノズルの下部の円筒空間の壁部に燃料内
に含まれる不純物若しくは燃料の不完全燃焼による生成
物が付着することが経験的に知られている。この場合、
高品質の燃料を用いたり、スエーデン国特許第8403010
−５号に開示されるように燃料供給ノズルの下部にエゼ
クタを斜めに配置して燃焼ガスに渦巻きを発生させる構
成がとられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述のスエーデン特許による燃焼装置では
充分に渦巻き流が形成されるに至らず、不完全燃焼生成
物の付着を満足できる程度に低減できず、また高品質の
燃料を用いるときはコスト高になり過ぎる問題もあつ
た。

しかして本発明の目的は長期間、通常の品質の燃料を使
用可能で、従来の燃料供給ノズルにおける燃焼生成物の
付着を充分に低減し得る燃焼装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、上記目的は中央部に配置された燃料供
給ノズルと、燃料ノズルに周囲に配置され複数のエゼク
タと、複数の案内羽根とを備え、エゼクタは燃料供給ノ
ズルの下部の燃焼室を囲撓する排気ガス空間から、燃料
供給ノズルの下部に近接し且つ燃焼室の上部に配置され
る実質的に円筒状の空間へ延びるダクト内に配設され、
円筒状の空間は複数のエゼクタを支承するハブにより区
画され、エゼクタには燃料供給ノズルの下部の空間を介
し燃焼ガスの一部を燃焼室内に流動する駆動ガスとして
酸素ガスが供給可能に設けられ、複数の案内羽根がダク
トとノズルとの間において円筒状の空間内に下方に延び
且つ空間の軸に対して直角な平面内において螺旋状をな
すように配置されてなる、噴霧状の流体燃料と酸素を含
むガスとを燃焼する燃焼装置により達成される。

（作用） 上述の如く本発明においては特に、燃料供給ノズル近傍
の円筒状の下開口部においてその上部分に螺旋状の案内
羽根を配設せしめるから、燃焼ガスに充分な渦巻き流を
生じさせ得、不完全燃焼による生成物付着を確実に低減
できる。

（実施例） 第１図には基本的な燃焼装置が示されており、この燃焼
装置には、内部が空洞で内部圧が高圧、例えば3Mpa（メ
ガパスカル）に維持されたシエル部１が包有される。シ
エル部１の内部空間にはその中央に燃焼室４が配置され
ており、この燃焼室４が高温になつている場合にその熱
損失を防止するため、シエル部１には断熱材２、３が配
設されている。

燃焼室４はほぼ回転対称の燃焼圧力室として構成され、
燃焼室４内には加熱管５が好適な間隙を置き離間させて
配設されており、生成された燃焼ガスは燃焼室４から加
熱管５間の間隙を経て環形空間６へ流動される。環形空
間６自体は排気ガス放出部（図示せず）へ連通されてい
る。且つ加熱管５は熱機関即ちスターリング・エンジン
（図示せず）に対し一体に形成されている。

また第２図を併照するに燃焼室４はその一部がハブ７に
より区画され、ハブ７自体には２個のデイスク状のカバ
ー８、９が支承され、カバー８、９間にはダクト10が形
成される。ハブ７には略90度曲げられた酸素供給管11に
連結される。酸素供給管11を90度曲げることにより、略
３倍、熱に対し柔軟性が向上され得、熱応力に対する抵
抗力が増大される。ハブ７の垂直方向に延びる中央開口
部12には燃料供給ノズル13が装着され、且つハブ７の下
部に形成された円筒状の下開口部14は燃焼室４と連通さ
れている。複数のエゼクタ15が燃料供給ノズル13と共に
下開口部14に臨ませて配置される（第３図併照）。

各エゼクタ15にはベンチユリ管16が包有され、ベンチユ
リ管16の開口部17はハブ７の中央垂直軸に対し変位させ
て配向されており、下開口部14内部に渦巻きが生ぜしめ
られる。駆動ガスとして使用される酸素ガスは180度曲
げられた駆動ガス供給管18から供給され、駆動ガス供給
管18自体はハブ７に連結されている。この場合、駆動ガ
ス供給管18はハブ７内の環形酸素室19に連通され、環形
酸素室19は酸素供給管11に連通されることになる。エゼ
クタ15の駆動ガスはベンチユリ管16の後端部20から燃焼
ガス内に放出される。

燃焼室４内部で生成された燃焼ガスは加熱管５間の間隙
を経て環形空間６内に導入され、大幅に例えば1400℃か
ら800℃に冷却される。冷却されたガスの一部は環形空
間６からダクト10へ導入される。主にハブ７、カバー
８、９及びエゼクタ15からなる構成部は燃料供給用の長
手のフレキシブル管21に支持される。

更に抜差し可能なヒータ・プラグ22は燃焼装置の点火に
使用される。

一方燃焼装置の作動中に生じる固形燃焼生成物は燃料供
給ノズル13に隣接する下開口部14の壁部と燃料供給ノズ
ル13自体の表面とに堆積され勝ちになるが、本発明にお
いては特に第２図及び第４図に示す如く、燃料供給ノズ
ル13近傍の円筒状の下開口部14の部分、即ち下開口部14
の上部分に、下開口部14を区画する上端壁から下方に垂
下する案内羽根23が具備され、この案内羽根23は螺旋状
をなしている。これにより燃焼室４及び下開口部14の中
央垂直軸に対し直角な平面において、案内羽根23は開口
部17から燃料供給ノズル13へ向かつて螺旋状に延び、燃
焼ガスに充分に渦巻き流を生じさせ得る。この案内羽根
23の数はエゼクタ15の数と等しいことが好ましい。

且つ案内羽根23の垂直方向の寸法は開口部17の直径の約
50％十分に重なるように配列する必要がある。

実際上、本発明による燃焼装置において１〜3MPaの高圧
下で燃焼を行つたところ、燃料ノズル近傍に燃焼生成物
の付着を生じない連続運転時間が3000時間以上に達する
ことが判明した。且つまた通常の品質のデイーゼル燃料
オイルを使用し得ることも判明した。

これに対し案内羽根23を具備しない燃焼装置において上
記と同条件で燃焼を行つたところ、燃料供給ノズル13近
傍での燃焼生成物の付着によつて約10時間〜20時間を越
える運転が困難であつた。

（発明の効果） 上述のように構成された本発明の燃焼装置によれば通常
の品質の燃料を使用できるから燃費を大巾に低下でき、
且つ長時間に亘り燃焼生成物の付着を抑制し得、耐用性
を顕著に向上できる等の効果を達成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に採用する燃焼装置の縦断面図、第２図
は本発明による燃焼装置の部分拡大縦断面図、第３図は
同燃焼装置に使用されるエゼクタの断面図、第４図は第
２図の線IV−IVから見た底面図である。 １……シエル部、２、３……断熱材、４……燃焼室、５
……加熱管、６……環形空間、７……ハブ、８、９……
カバー、10……ダクト、11……酸素供給管、12……中央
開口部、13……燃料供給ノズル、14……下開口部、15…
…エゼクタ、16……ベンチユリ管、17……開口部、18…
…駆動ガス供給管、19……環形酸素室、20……後端部、
21……フレキシブル管、22……ヒータ・プラグ、23……
案内羽根。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央部に配置された燃料供給ノズルと、燃
   料ノズルの周囲に配置され複数のエゼクタと、複数の案
   内羽根とを備え、エゼクタを燃料供給ノズルの下部の燃
   焼室を囲繞する排気ガス空間から、燃料供給ノズルの下
   部に近接し且つ燃焼室の上部に配置される実質的に円筒
   状の空間へ延びるダクト内に配置され、円筒状の空間は
   複数のエゼクタを支承するハブにより区画され、エゼク
   タには燃料供給ノズルの下部の空間を介し燃焼ガスの一
   部を燃焼室内に流動する駆動ガスとして酸素ガスが供給
   可能に設けられ、複数の案内羽根がダクトとノズルとの
   間において円筒状の空間内において下方に延び且つ空間
   の軸に対して直角な平面内において螺旋状をなすように
   配置されてなる、噴霧状の流体燃料と酸素とを含むガス
   とを燃焼する燃焼装置。