JPS58182014A - 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細分
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
の安定化を図ったものである。

従来回転噴霧式バーす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響を及ぼし、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６図〜第９図に
従って従来例を説明する。

第６図において１０１はバーナモータでアリ、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。１Ｑ５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１０６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
の表面に利着し、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１０４の周辺から噴霧さ
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
であるから液体燃料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６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＄１Ｏ７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広がりと同時に羽根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、まだ羽根１０γ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々と、一
定した分散滴下効果は得られなかった。

第７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を発泡金属の回転体１０８の
外周面から回転体１０８と同程度の散布幅を期待したも
のであるが、実際には個々の発泡体の気泡分布の微妙な
相違が、遠心力の影響で外周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
火時において回転体１０８に含油されだ液体燃料の影響
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
のひとつとなる。これを第８図、第９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１２２１Ｌ〜
１２２θ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
〜１２２ｅの接する部分には開口部１２６ｂ〜１２５ｅ
が設けである。１０６は燃料供給口である。

次に作用を説明する。燃料供給口１０５からコーン１０
３に滴下された液体燃料はコーン１０３の表面をはい上
がり、一部の液体燃料は回転円板１２２ｅの円周先端か
ら飛散する。他の液体燃料は開口部１２５ｅを通過して
コーン１０３の表面を昇り、漸次回転円板１２２ｄ〜１
２２ａ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１２２ｄ〜１２２ａを
使用して微粒子を散布すれば気化部におけるタール生成
を防止（低減）することができる。しかし、コーン１０
３と回転円板１２２Ｌ　〜１２２８の構造が複雑なうえ
、組立時の開口部１２６ｂ〜１２６θの寸法精度が１１
′１にくいという問題があった。

　　　一 本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。

本発明は回転体により噴霧された液体燃料微粒子を気化
面上で気化（ガス化）させる回転噴霧式の液体燃料燃焼
装置において、テーパ状コーンの大径側端面に中空路円
錐状の回転体を取付け、回転体の同軸円周方向に複数個
の旋回羽根を設け、さらに回転体の周囲表面に多段に設
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
によって気化面への負荷を軽減し、気化面へのタール生
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。

以下本発明の一実施例について第１図〜第４図を用いて
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の順に連結されており、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。６はモ−タ７ 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。

まだモータケース１の側部には空気取入口子、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内において回転軸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、各ターボファン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１０を設けている。これらのターボ
ファン９どガイド羽根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１５と
なっており、最終段のガイド羽根１０を通過した送風空
気はこの分流室１６で二つに分れ、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よりも風下
側の空気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ータ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、二次空気はこの吹出口２０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軸先の先端部には
テーバ状コーン２３が取付けてあり、テ　　− −パ状コーン２３の大径側端部に中空路円錐状の回転体
２２の一端を固定し、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。

２２２Ｌ〜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の同軸円
周方向に設けられた複数個の攪拌羽根であり、気化筒１
６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
化燃料との混合を自ら回転することによって一次空気を
発生させるとともに、攪拌して良好にするものである。

２４′は回転体２２の一端に設けられている通気孔であ
る。

なお、液体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１５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バ
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１２１　ｏ　・− 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パ状に形成されており、−次
空気人口１３はテーバ状コーン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、複数の細穴を有しており、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ンド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、コーン２２、振す切す板
２３、攪拌羽根２４が回転する。夕〜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
１６で二つに分流し、一方は−次空気１１− 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
」二に供給されだ液体燃料はテーパ状コーン２３が円錐
形状となっているので回転遠心力によってテーパ状コー
ン２３の径の大きい方へ移行し、ついで回転体２２の内
面を上昇し、最初に開口部２２＆から液体燃料の一部が
噴霧される（この場合開口部が４段になっているので液
体燃料はほぼ全体の１／４〜１／６が理想である。）。

さらに残りの液体燃料は回転体２２の内面を上昇し、開
口部２２ｂ〜２２（ｉから次々と噴霧され、結果として
全液体燃料が回転体２２の周囲外表面から噴霧され、気
化筒１６の気化面に向かって飛散していく。噴霧粒子の
一部は途中攪拌羽根２４０回転によって再微粒化が行わ
れる。

気化筒１６は前述したとおりすでに加熱されているので
霧化燃料は瞬時に気化燃料となる。一方気化室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。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
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２０
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２２
ａ〜２２ｄの位置を回転軸６の軸方向に多段に設定し、
かつ開口部２２ａ〜２２（ｉ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れて飛散し、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の同軸円周方向に設けである　３　− 複数個の攪拌羽根２４の作動によって一次空気人口１３
からの空気（第２図における実線矢印）は気化筒１６の
気化面にそってノ・−ナベノド２フ側へ流れる。さらに
複数個の攪拌羽根２４によって発生した空気は気化筒１
６の気化面へ微粒子群とともに噴射される。この空気流
により、適度に分散された油膜の気化面近辺における燃
料分子の拡散層が破壊され、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。又、複数個の攪拌羽根２４が
回転することにより気化筒１６気化面で熱せられた空気
の一部（あるいは混合気の一部）が通気孔２４′から複
数個の攪拌羽根２４へと進入し、この時点で微粒子群の
一部を気化させることができる。

さらに本実施例においては前記のように遠ノ已力による
微粒化だけではなく、−次空気人口１３からの空気の流
れを開口部２２ａ〜２２ｄへ導入しているため開口部２
２ａ〜２２ｄから噴出される微粒子の噴出速度がより犬
になり微粒化が一層促１４′ 進される。

さて開口部２２＋Ｌ〜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
円等でも同様の効果を発揮することができる。又、本実
施例は回転体２２及び攪拌羽根２４の構成が比較的簡単
であり、加工性及び寸法管理も容易である。

以上のように本発明によれば液体燃料微粒子を気化面で
気化させる回転噴霧式の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を取
付け、回転体の外周上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、設定温度近辺で蒸
発させることができるのでタール析出を防止し、バーナ
の長寿命化が図れる。

１６　− （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、気化領域を広くとり電
荷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
向き（６０００Ｗ、／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れるため、着火。

消火時の応答が速く臭気も低減される。

【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回転体
部の正面図、第６図、第６図、第７図、第８図はそれぞ
れ従来例の概略構成図、第９図は第８図における回転体
の噴霧分布図である。 ６　・・・・回転軸、１３　・・・・−次空気入口、１
７・・シーズヒータ、１６・・・気化筒、２２・・・・
回転体、２２＆〜２２ｄ・・　・・開口部、２３・・・
・・・コーンじγ・・・・・・攪拌羽根、２４′・・・
・通気孔、２６・・・・液体燃料供給パイプ、２７・川
・・バーナヘッド〇代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏
　男　ほか１名第２図 第３図 １１１．ゆ、、１ｊ 第５図 １（／ｚ 第６図 第７図 ７７Ａ 第８図 第９図 一矢化働Ｊ！１７衣臼

Claims (2)

【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
   に液体燃オ」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
   ーンの外周をその小径側へ向けて漸次大径となる開放端
   とし、前記回転体の外周方向に複数個の攪拌羽根を設け
   るとともに、同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）回転体の一端に複数個の通気孔を設けた特許請求
   の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。