JPS61134517A - ガス圧噴霧燃焼器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガス圧噴霧燃焼器に関する。

［従来の技術］ 都市ガス等の比較的高圧の燃料ガスを霧化媒体として用
いて燃料油を噴霧するガス圧噴霧燃焼方法が、例えば特
開昭５８−１４９５２１　、実開昭５７−１３９１８、
実開昭５８−１４８４３５　、実開昭５８−１４８４３
８等に示されている。このガス圧噴霧燃焼方法は、従来
の蒸気噴霧や高圧空気噴霧燃焼に比較し、（ａ）燃料ガ
スの先行燃焼により燃料油の気化が促進されて燃焼性能
が向上し、低０２、低Ｎ　Ｏ，燃焼が可能となること、
（ｂ）低温度の蒸気もしくは高圧空気を炉内に送り込ま
ずに済むので炉の熱効率が向上すること、（ｃ）低燃焼
負荷でも、霧化媒体比率が大きいため、燃焼性が損なわ
れず、ターンダウン比を大きくとれること等の利点があ
る。このガス圧噴霧燃焼による燃焼負荷特性の特徴は、
燃料ガス供給圧力を一定とし、低燃焼負荷では、ガス専
焼として、ガス側のみの流量制御でターンダウン比を大
きくとるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のガス圧噴霧燃焼方法、特に天然ガ
ス系の都市ガスを用いたガス圧噴霧燃焼方法においては
、第４図に示すように、燃料油の噴霧に必要な高い圧力
でそのままガス専焼させると、火炎が吹飛びやすく、保
炎性に問題があり。

そのため、ガス専焼時だけガス圧力をある程度下げてノ
ズル吐出流速を低くし、火炎の吹飛びを抑える必要があ
る。したがって、ガス専焼から燃料ガスと燃料油の混焼
べ移行する場合、あるいはその逆方向に燃焼負荷が変化
する場合には、燃焼負荷を連続的に変化させることがで
きないため、結果的に燃焼器としてのターンダウン比が
小さく。

炉温制御が乱れるという欠点を有している。

本発明は、ガス専焼時の保炎性を良好化し、燃焼器自体
のターンダウン比を大きくし、燃焼負荷を連続的に変化
させることを可能とするとともに、あわせて燃焼性能自
体を向上させることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、燃料油を供給する油ノズルと、燃料ガスを供
給する主ガスノズルとを混合ノズルに連通し、燃料油と
燃料ガスを混合状態で噴出する主噴出孔を混合ノズルの
先端に形成してなるガス圧噴霧燃焼器において、燃料ガ
スを供給する副ガスノズルを設け、副ガスノズルの先端
に形成される副噴射孔を、主噴射孔の周囲に配置し、主
噴射孔を臨み、副噴射孔から噴出する燃料ガスが衝突す
る衝突面を備えてなる突起部を、副噴射孔の噴出方向の
延長線相当位置に設けるようにしたものである。

［作　用］ 本発明によれば、ガス専焼時の燃料ガスは、主噴出孔か
ら噴出されるとともに、副噴出孔からも噴出される。こ
こで、副噴出孔から噴出される燃料ガスは突起部の衝突
面に当って流速が低下する＆＆＋′Ｅ・突起部６辺″″
″１１７）′ｌｉ！！空気０巻′９８　１により、渦流
状態を形成され、副噴出孔の噴出領域に吹飛びを生ずる
ことのない安定な副火炎を形成、保持することとなる。

そこで、主噴出孔の噴出領域に生ずる主火炎が、上記副
火炎によって有効に保炎可能とされる。また、燃料油と
燃料ガスの噴霧燃焼時には、副噴出孔の噴出領域に形成
される副火炎が主噴出孔の噴出領域に形成される主火炎
を包み込み、先行燃焼する副火炎からの！晶射熱が主火
炎の油滴の気化促進に有効に作用し、燃メを性能自体を
向上可能とする。

［実施例Ｊ 第１図は本発明の一実施例に係るガス圧噴霧燃焼器１０
を示す断面図、第２図は第１図の正面図である。

ガス圧噴霧燃焼器１０は、相互に２重管構造を形成する
オイルガン外管１１とオイルガン内管１２の先端部に、
アトマイザ（バーナチップ）１３を配設している。すな
わち、アトマイザ１３は、上記外管１１と内管１２の両
者に螺合するキャップ１４によって外管１１と結合する
とともに、内管１２に直接的に螺合している。ここで、
外管１１と内管１２の間には燃料油供給通路１５が形成
され、内管１２には燃料ガス供給通路１６が形成されて
いる。

アトマイザ１３には、燃料油供給通路１５に連通ずる油
ノズル１７、燃料ガス供給通路１６に連通ずる主ガスノ
ズル１８、混合ノズル１９が形成されている。すなわち
、燃焼器１０は、燃料油を供給する油ノズル１７と、燃
料ガスを供給する主ガスノズル１８とを混合ノズル１９
に連通し、燃料油と燃料ガスを混合状態で噴出する主噴
出孔２０を混合ノズル１９の先端に形成している。なお
、混合ノズル１９は、アトマイザ１３の軸心部に形成さ
れている。

しかして、燃焼器１０は、アトマイザ１３における、主
ガスノズル１８および混合ノズル１９の周囲の周方向３
等配位置に、燃料ガス供給通路１６に連通し、燃料ガス
を供給する副ガスノズル２１を設（すている、これによ
り、燃焼器１０は、アトマイザ１３における主噴出孔２
０の開口位置の周囲の周方向３等配位置に、副ガスノズ
ル２１の先端に形成される副噴出孔２２を配置している
。ここで、副ガスノズル２１の孔径は、主ガスノズル１
８の孔径に比して十分小さく設定され、主ガスノズル１
８から油の霧化用として噴出される燃料ガスの運動量を
損なうことのないように配慮されている、 また、燃焼器ｌＯは、主噴出孔２０を臨み、１噴出孔２
２から噴出する燃料ガスが衝突する衝突面２３を備えて
なる突起部２４を、キャップ１４の先端部にお（する各
１噴出孔２ｚの噴出方向の延長線相当位置に設けている
。なお、キャー２プ１４の先端周縁部を周方向に連続し
た円環状とせずに、周方向に不連続な突起部２４を設（
すだのは、１噴出孔２２かう噴出する燃料ガス流が突起
のない部分から周囲空気を巻き込むことを意図したもの
である。

次に、１記実施例の作用について説明する。

燃焼器１０において、燃料油は第１図に矢印Ａで示すよ
うに燃料油供給通路１５から油ノズル１７を通り、また
霧化用の燃料ガスは矢印Ｂで示すように燃料ガス供給通
路１６から主ガスノズル１８を通り、それぞれ混合ノズ
ル１９に導かれて相互に混合され、主噴出孔２０から微
粒化された状態で噴出可能とされている。また、燃料ガ
スの一部は、燃料ガス供給通路１６から副ガスノズル２
１を通り、１噴出孔ｚ２から突起部２４の衝突面２３に
向けて噴出可能とされている。

しかして、ガス専焼時の燃料ガスは、大部分が主噴出孔
２０から噴出されるが、一部が１噴出孔２２から噴出さ
れる。この１噴出孔２２から噴出される燃料ガスは突起
部２４の衝突面２３に当って流速が低下するとともに、
突起部２４の周辺からの周囲空気の巻き込みにより、渦
流状態を形成され、１噴出孔２ｚの噴出領域に吹飛びを
生ずることのない安定な副火炎を形成、保持可能とする
。これにより、主噴出孔２０の噴出領域に生ずる主火炎
は、上記１噴出孔２２の噴出領域に形成される副火炎に
よって有効に保炎可能とされる。

なお、副ガスノズル２１および１噴出孔２２が設　　　
１けられていない場合には、特に天然ガス系の都市ガス
を用いる場合に、主噴出孔２０の噴出領域に形成される
主火炎がガス専焼時に吹飛び易く保炎性に不都合を生ず
る。

また、燃料油と燃料ガスの噴霧燃焼時には、１噴出孔２
２の噴出領域に形成される副火炎が、主噴出孔２０の噴
出領域に形成される主火炎を包み込み、先行燃焼する副
火炎からの輻射熱を主火炎の油滴の気化促進に有効に作
用させることにより、燃焼性能自体を向上させ、低過剰
空気燃焼、。

ばいじん等の濃度低下に寄与可能とする。

以下、本発明の具体的実施結果について説明する。上記
実施例によるガス圧噴霧燃焼器１０を、燃焼容量２２．
４Ｘ　１０　　ｋｃａｌ／時間の燃焼器に適用した。使
用燃料油はＣ重油であり、霧化媒体には天然ガス系都市
ガス１３Ａを用いた。ガス圧力は１．５ｋｇ　／ａｍ’
Ｇで作動し、燃焼負荷２５％以下でガス専焼焚とした。

ガス専焼時のガス圧力を１．５ｋｇ／ｃｎｆＧより　０
．５ｋｇ／ｃｒｒｒ’Ｇまで流量制御することにより、
ターンダウン比１：１５が連続的に実現できた。また、
ガス圧噴霧燃焼時、先行燃焼する副火炎からの輻射熱が
主火炎の油滴の気化促進に有効に働き、それによって燃
焼性が向上し、従来の蒸気または高圧空気噴霧の場合よ
りも低過剰空気燃焼が可能となった。（０２＝１％にて
連続燃焼可能）。

上記本発明に係るガス圧噴霧燃焼器によれば以下の効果
を得ることが可能である。すなわち、（ａ）ガス専焼時
、軸心上の主噴出孔２０より生ずる主火炎を、その外周
に位置する１噴出孔２２により形成される副火炎により
有効に保炎し、油の霧化に必要な高い圧力にてそのまま
燃料ガスを供給しても安定燃焼することが可能となり、
燃料ガスと燃料油の混焼時から燃料ガス専焼時へ移行す
る場合、あるいはその逆方向で燃焼負荷が変化する場合
にも、第３図に示すように、燃焼負荷を連続的に円滑に
変化させることが可能となり、燃焼器のターンダウン比
を大きく取ることが可能となる。（ｂ）さらに、従来、
連続的に燃焼負荷を変化させることができなかったこと
に起因する炉温制御の乱れを解消可能である。（Ｃ）ま
た、ガス圧噴霧燃焼時には、先行燃焼する燃料ガスの副
火炎からの４晶射熱が主火炎の油滴の気化促進に有効に
作用し、燃焼性能自体が向上し、低過剰空気燃焼、ばい
じん等の潤度低下に寄与する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明は、燃料油を供給する油ノズルと
、燃料ガスを供給する主ガスノズルとを混合ノズルに連
通し、燃料油と燃料ガスを混合状態で噴出する主噴出孔
を混合ノズルの先端に形成してなるガス圧噴霧燃焼器に
おいて、燃料ガスを供給する副ガスノズルを設け、副ガ
スノズルの先端に形成される副噴射孔を、主噴射孔の周
囲に配置し、主噴射孔を臨み、副噴射孔から噴出する燃
料ガスが衝突する衝突面を備えてなる突起部を、副噴射
孔の噴出方向の延長線相当位置に設けるようにしたもの
である。したがって、ガス専焼時の保炎性を良好化し、
燃焼器自体のターンダウン比を大きくし、燃焼負荷を連
続的に変化させることが可能となるとともに、あわせて
燃焼性能自体を向上させることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るガス圧噴霧燃焼器を示
す断面図、第２図は第１図の正面図、第３図は本発明に
よるガス圧噴霧燃焼の燃焼負荷特性を示す線図、第４図
は従来のガス圧噴霧燃焼による燃焼負荷特性を示す線図
である。 １０・・・ガス圧噴霧燃焼器、１７・・・油ノズル、１
８・・・主ガスノズル、１９・・・混合ノズル、２０・
・・主噴出孔、２１・・・副ガスノズル、２２・・・１
噴出孔、２３・・・衝突面、２４・・・突起部。 代理人　　弁理士　　塩　川　修　治 第１図 第３図　　　　　　　第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料油を供給する油ノズルと、燃料ガスを供給す
   る主ガスノズルとを混合ノズルに連通し、燃料油と燃料
   ガスを混合状態で噴出する主噴出孔を混合ノズルの先端
   に形成してなるガス圧噴霧燃焼器において、燃料ガスを
   供給する副ガスノズルを設け、副ガスノズルの先端に形
   成される副噴射孔を、主噴射孔の周囲に配置し、主噴射
   孔を臨み、副噴射孔から噴出する燃料ガスが衝突する衝
   突面を備えてなる突起部を、副噴射孔の噴出方向の延長
   線相当位置に設けたことを特徴とするガス圧噴霧燃焼器
   。