JPS58182013A - 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
、気化筒内面に分散滴下してガス化し、そのガス化燃料
をバーナ部で燃焼させる、いわゆる回転噴霧式の液体燃
料燃焼装置に関し、燃料粒子の分散滴下幅を拡大して気
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＃１分割化と均等の散布パター
ンを得ることにより、気化熱の有効利用と１次空気と気
化ガスとの混合を促進し、燃焼の安定化１ｒ：図るもの
である。

従来この種の回転噴霧式バーナは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資を及ぼし、最終的には燃
焼不能な状態に至るという欠点があった。以下第７図〜
第１１図に従りて従来例を説明する。

第７図において１０１はバーナモータであり、回転軸１
０２にはコーン１０３及び回転板１０４が固定されてい
る。１０５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。

モーフ１０１の回転軸１０２に取付けられたテーパ状コ
ーン１０３及び回転板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
の表面に刺着し、遠心力の作用によりテーパ状コーン１
０３の表面に這い」ニリ、回転板１０４周辺から噴霧さ
れ、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ｔ１の散布パターンは線状ないしは幅の狭い帯
状となって気化筒１０６の内面に散布されるため、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ていた。さらに混合板を
有していないために一次空気と気化ガスの混合が極めて
悪く、赤火が発生し易い欠点を有していた。

第８図の例では、回転板１０４の外側に回転板１０４と
一体と彦り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１０
７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、羽根板１０７０作
用には限度があり、また羽根板１０７０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９図の例では、回転体１０８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１０８と同程度の散布中を期待したも
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。さらには
、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。

　− 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、かつ均一に蒸発気化面に当たるこ
と、すなわち蒸発面における気化負荷率を下げることが
方策のひとつとなる。第１０図において説明する。

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ｎている。さらにコーン１０３と回転円板１２２ａ〜
１２２ｅの接する部分には開口部１２５ｂ〜１２６ｅが
設けである。

１０５は燃料供給［ｌである。

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γした燃料はコーン１０３０表面をはい上が
９、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１２５ｅを通過してコーン１０
３０表面を上が９、漸次回転円板１２２ｄ〜１２２＆の
円周先端からそ扛ぞｎ飛散する。

このようにして複数個の回転円板を使用して微粒子を散
布すｎは気化部におけるタール生成を防６１　　゛ 止（低減）することができる。しかし、コーン１０３と
回転体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」二は問題があった。

不発明は合理的でしかも簡単な構造で液体燃料の分散幅
の拡大及び微粒化を行うとともに微粒子と空気との混合
を促進し、前記従来例の欠点を解決したものである。

具体的には、不発明は回転体により噴霧さ扛た液体燃料
微粒子を気化面上で気化（ガス化）させる回転噴霧式バ
ーナにおいて、テーパ状やコーンの大径側端部に中空路
円錐状の回転体を取付け、回転体の周辺に複数個の旋回
羽根を設け、さらに回転体の周囲表部に多段に設けた開
口部から均等に燃料微粒子を回転噴霧させることによっ
て気化筒内面への負荷を軽減し、気化部へのタール生成
を防止するとともに、空気と気化ガスとの混合を促進し
、燃焼の安定化を実現させたものである。

以下不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、バ
ーナケース２、燃焼筒３の順に連結さｎており、燃焼筒
３とバーナケース２との間には耐熱性バッキング４を介
在させている。５はモータケース１内に設置したモータ
で、モータ軸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１で伸びている。

壕だモータケース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内と連通す
る複数の連通孔８をそ扛ぞ扛設けている。９はバーナケ
ース２内において回転軸６の中程に取付は固定したター
ボファンで、こｎは複数段（第１図では二段）設けてお
り、各ターボファン９の吐出側にはバーナケース２に固
定さ扛たガイド羽根１０を設けている。こｎらのターボ
ファン９とガイド羽根１０の組み合せによって起風室１
１を構成しており、その組合せ段数を増すことにより静
圧を大さ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に固定した仕切
板で、その中央部には回転軸６が貫通する比較的太さな
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１ｏを通過した送風空
気はこの分流室１６で二つに分子、その一方は仕切板１
２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１２よジも風下
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ｎており
、仕切板１２に近い端部近くの周壁に７−ズヒーターＴ
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に取付けら針、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ど
バーナケース２との間は二次空気入　　− 口１４と連通した二次空気室１９となっており、二次空
気はこの吹出口２Ｑを介して燃焼室２１内に流扛込むよ
うになっている。

一方気化室１Ｂ内に突出した回転軸６の先端部にはテー
パ状のコーン２３が取イ」けてあり、テーパ状コーン２
３の大径側端部に中空路円錐状の回転体２２を固定し、
他端をテーパ状コーン２３の外周において小径側へ向け
て漸次大径の開放端としである。次に第２図の２２ａ〜
２２（１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、開口面積は適度
に調整しである。２４は回転体２２の開放端周辺に設け
らｒした攪拌羽根であり、気化筒１６の気化面での気化
（ガス化）を促進するとともに、−次空気人口１３から
の空気（第２図における矢印）と気化燃料との混合を良
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）から送ら扛る工うになっているが、このパイプ２６
は分流室１５を通して回転軸６ｘ。

り少し−Ｌ万へ導かｎｌそこで逆Ｕ字状にわん曲し、　
０ その先端開口を円錐形状のテーパ状コーン２３の−に方
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１２ａｉｄ気化室１８内に
若干突出するようテーパ状に形成さｎ−でおり、−次空
気人口１３はコーン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
先端部［１近くに取付は固定したバーナヘッドで、複数
の細穴を有しており、捷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よジ突出している。

−に記構酸において、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１で気化筒１６の温度が上昇すると、バーナケース（
図示せず）がオンとなり、モータ６が始動し、回転軸６
０回転とともにターボファン９、コーン２２、振り切り
板２３、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［１７・１
１ モータケース１内−洲連通孔８−＞起風室１１を通り、
次に分流室１５で二つに分流し、−万は一次空気人口１
３を通って気化室１８に入る一次空気となり、他方は二
二次イと電入１］１４を通って二次空気室１９に入る二
１次空気となる。丑だ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バイブ２６を通って
テーパ状コーン２３上に供給さ扛る。テーパ状コーン２
３」二に供給さ扛た液体燃料はテーバ状コーン２３が円
錐形状となっているので回転遠心力に工ってテーパ状コ
ーン２３の径の太合い万へ移行し、ついで回転体２２の
内面を上昇し、最初に開口部２２＆から燃料の一部が噴
霧さ扛る。（この場合間１」部が軸方向に４段になって
いるので燃料はほぼ−〜−が理想である。）　　　６ さらに残りの燃料は回転体２２の内面を上昇し、開口部
２２ｂ〜２２（ｉから次々と噴霧さ扛、結果として全燃
料が回転体２２の周囲外表面から噴霧さ扛、気化筒１６
の気化面に向かって飛散していく。気化筒１６は前述し
たとおＦ）丁でにカロ熱さｔているので霧化燃料は瞬時
に気化燃料となる。−万気化室１Ｂには一次空気人口１
３から気化筒１６内に一次空気が送らｔているので、こ
の気化燃料と一次空気が混会さ扛て混合ガス流となる。

こ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で着火してや扛ば、バーナヘ
ッド２γで青炎の燃焼炎Ａが形成さｎる。

そして燃焼検出用フレームロンド２８が燃焼中であるこ
とを検出する。−万、二次空気室１９に送らｎ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。

ここで不実施例においては回転体２２表面の開に１部２
２＋Ｌ〜２２ｄの位置を回転軸６軸方向に多段に設定し
、かつ開口部２２ａ〜２２ｄの開口面積を適度に調整し
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の気化面に対して均等に分散さ０て飛散し、壁面か
らの受熱により速やかにガス化する。

同時に回転体２２の開放端周辺に設けである攪拌羽根２
４の作動に工って一次空気人口１３から　３ の空気の一部（第２図における実線矢印）は気化筒１６
の気化面にそってバーナヘッド２７側へ流１′しる。こ
の時に適度に分散さ扛た油膜の蒸発面近辺における燃料
分子の拡散層が破壊さｎ、薄くなるので、油膜と周囲空
気流との速度勾配が犬になり、気化筒２２気化面からの
気化速度が一層速くなる。さらにこの時点で気化燃料と
一次空気との混合が行わｎる。

さらに不実施例においては、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からの空気の流
で、を開口部２２＋Ｌ〜２２ｄへ導入しているため開口
部２２ａ〜２２（１から噴出さ扛る微粒子の噴出速度が
より犬になり、微粒化が一層促進さｎる。

さて開口部２２ａ〜２２ｄの形状は実施例ではスリン）
・状で説明しているがこ扛にとられ扛ることなく、小径
円等でも同様の効果を発揮することかでさる。又、不実
症例では回転体２２と攪拌羽根２４を別体としたが、第
６図のごとく回転体２２の開口端延長部で攪拌羽根２４
を切起して一体に　４ 形成しても良い。

以上のように不発明によｎば液体燃料微粒子を気化面で
気化させる回転噴霧式バーナにおいて、テーパ状コーン
の大径側端面に中空路円錐状の回転体を数句け、回転体
の開放端周辺に複数個の攪拌羽根を設け、回転体の周囲
に多段に設けた開口部から気化面へ均等に燃料微粒子を
噴霧させることによって次の効果を得ることができる。

（１）気化筒の広い気化面に均一な液体燃料を供給しつ
つ、強制的に空気流を与えることにより、気化速度を促
進し、気化面の温度を極端に低下させることなく、設定
温度近辺で気化させることができるので、タール析出を
防止し、バーナの長寿命化が図ｎ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）気化面の温度は通常燃料蒸発時に奪わ扛る熱量を
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
−８−が普通であるが、不発明では気１５　− 化領域を広くとり気化負荷を軽減しているので気化部の
予熱時間を短縮して定常運転に移行させることができる
。

（４）従来この種のタイプの燃焼器は機構的に低燃焼量
向さく　６０００ｋａｌ／ｈ　）であったが気化面を有
効に利用（噴霧粒子の分散、微粒化）することによって
高燃焼量への対応も容易である。

（５）　　気化面での気化速度が促進さ扛るたぬ、着火
。

消火時の応答が速く臭気も低減さ２”Ｌる。

【図面の簡単な説明】

第１図１は不発明の液体燃料燃焼装置の一実施例を示す
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同転
体の側面図、第６図は同回転体の正面図、第６図は回転
体の他の実施例の止面図、第７図、第８図、第９図、第
１０図はそ扛ぞ扛従米例を示す構成図、第１１図は第１
０図における回転体の噴霧分布図である。 ６・・　回転１１＋、１７・・・・・ンーズヒータ、１
３・・・−次空電入［Ｊ払　１６・・・・・・気化筒、
２２・・・・回転体、２２１Ｌ〜２２ｄ・・・・・・開
口部、２３・・・・・・コーン、２４・・・・・・攪拌
羽根、２６・・・・・液体燃料供給パイプ、２了・・・
バーナヘッド。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＼ 第２図 第４図 第６図 ４ 捻７図 第８図 第９図 ７へ２７．。 ／θ８王力土カ 第１０図 ／１１７３　／１２６ 第１１図 一矢北面＃方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に数句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、他端を前記テーパ状コーンの外周を、
   その小径側へ向けて漸次大径となる開放端とし、開放端
   周辺に複数個の攪拌羽根を設け、前記回転体の周囲に、
   回転軸軸方向に対して多段に開口部を設けた液体燃料燃
   焼装置。
2. （２）複数個の攪拌羽根は、回転体とは別体で設けた特
   許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置・
3. （３）複数個の攪拌羽根は、回転体の開放端の延長上に
   切起して設けた特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃
   焼装置。