JPS58140505A - 液体燃料燃焼装置 - 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】 本発明は液体燃料燃焼装置、特にその気化部に関するも
のである。

従来のロータリータイプの液体燃料燃焼装置は２　゛　
パ いろいろな点において多くのメリットを有しているが、
その反面気化部にタールが析出して燃焼自体に悪影響を
及ぼし、最終的には燃焼不能な状態に至ることもあった
。以下第６図〜第９図に従って従来例を説明する。

第６図に）いて１０１はモータであり、回転軸１０２に
はテーパ状コーン１０３及び回転板１０４が固定されて
いる。１０ｇは液体燃料供給口であり、１０６は気化筒
である。次に作用を説明する。

モータ１０１の回転軸１０２に取付られたテーパ状コー
ン１０３および回転板１０４が一体となって回転し、テ
ーパ状コーン１０３の一部に液体燃料供給口１０５から
液体燃料を供給すると液体燃料はテーパ状コーン１０３
の表面に付着し、遠心力の作用によりテーパ状コーン１
０３の表面に這い上り、回転板１０４０周辺から遠心力
を受けて飛び散シ、気化筒１０６の内面に散布されて蒸
発しガス化する・。しかし、この例では回転板１０４は
比較的薄い平板状であるから、燃料の散布パターンは線
状ないしは巾の狭い帯状となって気化筒１０６の内面に
散布され、気化筒１０６の内面を局部的に冷却して気化
能率を低下させたり、タール発生の原因となったりして
いた。さらに混合板を有していないために空気と気化ガ
スの混合が極めて悪く、赤火が発生し易いものであった
。

第７図の例では、回転板１０４の外側に回転板１０４と
一体となって回転する回転羽根１０７を附加したもので
、回転板１０４から飛散する燃料粒子の一部を羽根１０
７で受は止め、羽根１０７の外周端から再散布すること
により、軸方向の散布パターンの拡がりと同時に羽根１
０７の空気攪拌作用により燃料ガスと空気との混合を図
ったものであるが、元来回転板１０４から散布される粒
子のパターンは薄い平板状であるから、羽根１０７の作
用には限度があり、また羽根１０７の角度や表面状態な
どにも微妙に依存して散布パターンが変化するなど、一
定した分散滴下効果は得られなかった。

第８図の例では、回転体として連続気泡を有する発泡金
属を用いて、液体燃料をその内側面１０９に供給し、遠
心力により液体燃料が発泡金属の回転体１０８の外周面
から回転体１０Ｂと同程度の散布中もつ、て飛散される
ようにしたものであるが、実際には個々の発泡体の気泡
分布の微妙な相違や、遠心力の影響で、外周面の特定部
分に集中する傾向があり、また粒子径のバラツキも大き
い。さらｋは、消火時に′おいて発泡体に含油された油
の影響で、消火臭気やｃｏ発生量が多い等の欠点を有し
ていた。

さて、気化部でのタール生成を防止するために液体燃料
の微粒子ができるだけ広く、かつ均一に気化面に当たる
こと、すなわち気化面における気化負荷率を下げること
が方策のひとつとなり、第９図はこの点を考慮したもの
である。

１０３はコーンであり、複数個の回転円板１２２ａ〜１
２２ｅがコーン１０３の軸方向に一定間隔を置いて固定
されている。さらにコーン１０３と回転円板１２２ａ〜
１２２・゛の接する部分には開口部１２６ｂ〜１２６ｅ
が設けである。１０６は燃料供給口である。

６ページ 次に作用を説明する。燃料供給口１０５からコーン１０
３に滴下された液体燃料はコーン１０３の表面をはい上
がり、一部の燃料は回転円板１２２ｅの円周先端から飛
散する。他の燃料は開口部１２６ｅ／′ を通過してコーン１０３の表面を昇り、漸次回転円板１
２２ｄ〜１２２ａの円周先端からそれぞれ飛散する。

このようにして複数個の回転円板１２２ａ〜１２２ｅを
使用して、微粒子を散布すれば気化部゛におけるタニル
生成を防止することができる。しかし、コーン１０３と
回転円板１２２ａ〜１２２ｅの構造が複雑なうえ組立時
の開口部１２５ｂ〜１２５ｅの寸法精度が出にくく管理
が容易でなく実用上は問題があった。

本発明は簡単な構造で液体燃料の分散幅の拡大及び微粒
化を行い、前記従来例の問題点を解決したものである。

すなわち、本発明は、回転体の遠心力を利用して液体燃
料を微粒化し、気化筒内面に飛散してガス化し、そのガ
ス化燃料をバーナ部で燃焼させる。

６　　′く　　・。

液体燃料燃焼装置において燃料粒子の分散中を拡大して
気化筒内面の局部温度低下を防止し、タール生成を防、
止するとともに、燃料粒子の細分割化と均等な散布パタ
ーンを得ることにより、気化熱を有効に利用し、また空
気と気化ガスとの混合を促進し、燃焼の安定化を図った
ものである。

この技術的課題を解消する本発明の技術的手段は、テー
パ状コーンの大径側端面に中空路円錐状の回転体を取り
付け、回転体の周囲に複数設けた開口部から均等に燃料
微粒子を飛散するものであり、これにより気化筒内面で
の気化負荷を軽減させ、気化部でのタール生成を防止す
るとともに、空気と気化ガスとの混合を促進し、燃焼の
安定化を図るものである。

以下本発明の一実施例について第１図〜第６図に従って
説明する。

第１図において、１は円筒状のモータケースであり、円
筒体のノＳ−ナケース２゛燃焼筒３が順に連結されてお
り、燃焼筒３とバー゛ナヶース２との間Ｋｉｄ耐熱性バ
ッキング４を介在させている。６はモータケース１内に
設置したモータで、回転軸６の一端はバーナケース２内
に突入し、燃焼筒３に近い位置まで伸びている。

またモータケース１の側部には空気取入ロア、バーナケ
ース２側の端面部の周縁にはバーナケース２内と連通ず
る複数の連通孔８をそれぞれ設けている。９はバーナケ
ース２内においてモータ軸６の中程に取付は固定したタ
ーボファンで、これは複数段（第１図では二段）設けて
おり、各ターボ７アン９の吐出側にはバーナケース２に
固定されたガイド羽根１ｏを設けている。これらのター
ボファンｅとガイド羽根１ｏの組み合せに゛よって起風
室１１を構成しており、その組合せ段数を増すことによ
り静圧を大きくすることができる。１２は最終段のガイ
ド羽根１ｏと適当間隔おいてバーナケース２に固定した
円板状の仕切板で、その中央部には回転軸６が貫通する
比較的大きな一次空気人口１３を設けており、その周縁
部には小さい数個の二次空気人口１４を設けている。す
なわち、最終段のガイド羽根１０と仕切板１２との間は
分流室１６となっており、最終段のガイド羽根１゜を通
過した送風空気はこの分流室１６で二つに分れ、その＝
方は仕切板１２の一次空気人口１３を通過して一次空気
となり、他方は仕切板１２の二次空気人口１４を通過し
て二次空気となる。１６はバーナケース２内の仕切板１
２よりも風下側の空間に設置した円筒状の気化筒で、ア
ルミダイカスト等の熱伝導率のよい金属材料によって構
成されており、仕切板１２に近い端部近くの周壁にシー
ズヒ＝り１７を埋め込んでいる。この気化筒１６の一端
は断熱バッキング（図示せず）を介して仕切板１２に取
付けられ、他端はバーナケース２に密接している。この
気化筒１６の内部空間は一次空気人口１３と連通した気
化室１８となっており、さらに気化筒−１６とバーナケ
ース２との間は二次空気人口１４と連通した二次空気室
１９となっており、二次空気はその吹出口２ｏを介して
燃焼室２１内に流れ込むようになっている。

−男気化室１８内に突出した回転軸６の先端部にはテー
バ状コーン２３が取付けてあり、テーパ状コーン２３の
大径側端部に中空路円錐状の回転体２２Ｇ一端を固定し
、またこの回転体２２の他端は、テーパ状コーン２３の
小径側へ向けて漸次大径の開放端としである。２２ａ〜
２２ｄは回転体２２の周囲に設けである開口部であり、
微粒化燃料を均等に噴出するために開口面積は大径の開
放端のものほど大きくしである。つまり２２ａ〈２２　
ｂ　（２２ｃ　（２２ｄとしてい、るのである。２４は
攪拌羽根であり回転体２２の開口部２２ａ〜２２ｄから
噴出された微粒子をさらに微粒化するとともに、−次空
気人口１３からの空気（第２図における矢印）との混合
を良好にするものである。

なお、燃料は液体燃料供給パイプ２６でポンプ（図示せ
ず）から送られるようになっているが、このパイプ２６
は分流室１６を通して回転軸６より少し上方へ導かれ、
そこで逆Ｕ字状にわん曲し、その先端開口をテーパ状コ
ーン２３の上方に近接させて位置させている。なお、仕
切板１２に設けた一次空気人口１３の外周部１２ａは気
化室１８内に若干突出するようテーバ状に形成されてお
り、１゜ 一次空気人口１３はテーパ状コーン２３の液体燃料供給
箇所に向けて開口させている。２７は燃焼筒３と対向し
た気化筒１６の先端開口近くに取付は固定したバーナヘ
ッドで、複数の細大を有しており、またその前方の燃焼
炎Ａ中に位置するよう燃焼検出用のフレームロッド２８
と点火用電極２９が燃焼筒３より突出している。

上記構成において、燃焼開始に″あたっては、先ずシー
ズヒータ１７に通電し、気化筒１６を加熱する。そして
この通電により液体燃料を気化するのに十分な設定温度
にまで気化筒１６の温度が上昇すると、バーナサーモ（
図示せず）がオンとなり、モータ６が始動し、回転軸６
の回転とともにターボファン９、テーパ状コーン２２、
攪拌羽根２４が回転する。ターボファン８が風圧を起生
ずると、燃焼用空気が先ず空気取入ロアーモータケース
１内一連通孔８−起風室１１を通り、次に分流室１５で
二つに分流し、一方は一次空気人口１３を通って気化室
１８に入る一次空気となり、他方は二次空気人口１４を
通って二次空気室１９に入る二次空気となる。またこの
送風開始と同時に燃料ポンプが作動し、液体燃料が液体
燃料供給パイプ２６を通ってテーパ状コーン２３上に供
給される。テーパ状コーン２３上に供給された液体燃料
はテーパ状コーン２３が円錐形状と力っているので回転
遠心力によってこのテーパ状コーン２３の大径の方へ移
行し、ついで回転体２２の一端側内面を上昇し、最初に
開口部２２ａからその一部が飛散される。（この場合開
口部２２ａ〜２２ｄが４列になっているので、燃料はほ
ぼ７〜百カ一つの開口部２２ａ〜２２ｄから飛散するよ
うにする。）さらに残りの燃料は回転体２２の内面を上
昇し、開口部２２ｂ〜２２ｄから次々と飛散され、結果
として全燃料が回転体２２の周囲外表面から飛散される
ことになる。このように飛散された微粒子は攪拌羽根２
４によってさらに細分割され、気化筒１６の内面気化部
に向かって飛散して行く。

気化筒１６は前述したとおりすでに加熱されているので
、燃料は瞬時にして気化して気化燃料となる。−男気化
室１８には一次空気人口１３から気化筒１６内に一次空
気が送られているので、この気化燃料と一次空気が混合
されて混合ガス流となる。その混合ガス流はバーナヘッ
ド２７を通り抜け、したがってここで点火用電極２９で
着火してやれば、バーナヘッド２７で青炎の燃焼炎Ａが
生成される。そして、燃焼検出用フレームロッド２８が
燃焼中であることを検出する。一方、二次空気室１９に
送られた二次空気は気化筒１６の外周を通り抜け、二次
空気吹出口２ｏから燃焼室２１内に入り燃焼に寄与する
。

ここで本実施例においては、回転体２２表面の開口部２
２ａ〜２２ｄの位置を回転軸６の軸方向に多段に複数設
け、しかも各開口部２２ａ〜２２ｄの開口面積を回転体
２２の大径閉放端側へ向かうほど大としているため微粒
子は一箇所に集中することなく気化筒１６の気化部に対
して均等に分散されて飛散され、瞬時に気化す°る。

さらに本実施例においては、“前記のように遠心力によ
る微粒化だけではなく、−次空気人口１３からの空気（
、第２図における実線矢印）の流れを開口部２２ａ〜２
２ｄへ導入しているため、開口部２２ａ〜２２ｄから噴
出される微粒子の噴出速度がより大となり、微粒化が一
層促進される。

さて開口部２２ａ〜２２ｄの形状は実施例ではスリット
状で説明しているが、これにとられれることなく小径内
でも同様の効果を発揮することができる。さらに回転体
２２の構成が比較的簡単であり、開口部２２ａ〜２２ｄ
の加工性及び寸法管理も容易となる。

以上のように本発明によれば液体燃料微粒子を気化筒で
気化させる液体燃料燃焼装置において、テーパ状コーン
の大径側端面に中空路円錐状の回転体の一端部を取り付
け、回転体の周囲に複数設けた開口部から燃料微粒子を
飛散させるものであるので、次の効果を得ることができ
る。

（１）気化筒の広い面液体燃料を供給することにより、
気化面の気化負荷が軽減でき、気化部の温度を極端に低
下させることなく、設定温度近辺で蒸発させることがで
きるので、タールの発生が防止で０、バーナの長寿命化
が図れる。

（２）液体燃料の微粒化が実現できるので燃焼用空気と
の混合が良好になり、燃焼の安定化を図ることができる
。

（３）気化部の温度は通常燃料気化時に奪われる熱量を
考慮して燃料蒸発温度より若干高めの温度に設定する場
合が普通であるが、本発明では気化面積が広いため、気
化部の温度を低く設定することができ、気化部の予熱時
間を短縮でき、定常運転に速く移行させることができる
。

（４）従来この種のタイプの液体燃料燃焼装置は機構的
に低燃焼量向きであったが、気化面を有効に利用するこ
とによって高燃焼量への対応も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体燃料燃焼装置の一実施例の断面図
、第２図は同装置における気化部の断面図、第３図は気
化部の噴霧分布図、第４図は同装置における回転体の側
′面図、第６図は同回転体の正面図、第６図、第７図、
第８図、第゛９図はそれぞれ従来例を示す構成図である
。 １５” ６・・・・・・回転軸、１７・・・・・・シーズヒータ
、１３−・・・・・−次空気入口、１６・・・・・・気
化筒、２２・・・・・・回転体、２２ａ〜２２ｄ・・・
・・・開口部、２３・・・・・・テーパ状コーン、２４
・・・・・・攪拌羽根、２６・・・・・・液体燃料供給
パイプ、２７・・・・・・バーナヘッド。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
開昭５８−１４０５０５（５） １１１２図 １１１３図 １化＠真坊自 １１１４図 第５図 ２２゜ １６図 １７図 〃２ １８図 第９図 −気化歪Ｉ釘方旬

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に取付けられたテーパ状コーンの表面近傍
   に液体燃料を供給する液体燃料供給パイプを配置し、前
   記テーパ状コーンの大径側端面に中空路円錐状の回転体
   の一端を固定し、この回転体の他端を前記テーパ状コー
   ンの小径側へ向けて漸次大径の開放端とし、前記回転体
   の周囲に軸方向に対して複数の開口部を設け、前記開口
   部から気化筒へ液体燃料微粒子を噴霧する構成とした液
   体燃料燃焼装置。
2. （２）開口部の開口面積は大径の開放端へ向かうほど大
   きくした特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置
   。