JPS6243088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は灯油等の液体燃料を予熱ヒータを用い
ることなくガス化させ青炎燃焼させるようにした
液体燃料燃焼装置に関する。

第１図は本発明の前提となる動作原理を示すも
のであり、強制空気流が流れる筒１内に開口２を
有する整流板３を設け、整流板３の開口風下側に
整流板３と空隙４をとつて整流筒５を配設してあ
る。

このようにすると、開口２を通過した空気流の
一部は空隙４が高速気流により負圧となるため、
図示矢印で示すように再循環を起こす。

従来、この原理を応用した液体燃料燃焼装置と
して第２図に示すものが知られている。第２図の
ものは送風筒６と同軸に炉筒７を設け、開口８を
有する整流板９の風上側にノズル１０と点火プラ
グ１１を配設し、風下側に整流板９と空隙１２を
もたせて整流筒１３を配設してある。

斯かる燃焼装置は第１図の原理を利用して燃焼
ガスを逆輸送させることにより、ノズル１０から
噴霧された燃料としての油滴（70〜100μｍ）を
微粒子（１〜５μｍ）状に加熱気化（ガス化）さ
せ、青炎燃焼させるようにしたものである。とこ
ろが、燃焼火炎１４は火炎密度が大きな集中火炎
となり、強力な逆輸送流の中にも火炎の一部が含
まれていて脈動燃焼となるなど、燃焼にゴーゴー
という大きな低周波騒音を伴なうとともに、十分
なガス化が行なわれる前に着火が行なわれて黄炎
が混じり、完全な青炎燃焼が期待できないという
欠点があつた。

本発明は上述した従来技術の問題点を解消せん
と図られたものであり、燃焼ガスを逆輸送（再循
環）させて液体液料をガス化させ青炎燃焼させる
ものにおいて、燃焼火炎を集中させることなく層
流とし、逆輸送流に火炎が含まれないようにして
脈動燃焼をなくし、低周波騒音の低い、安定した
青炎燃焼が行なわれるようにすることを目的とす
る。

斯かる目的を達成するための基本的構成は特許
請求の範囲に記載の通りであり、整流板にて燃焼
用空気流を分散しつつ、保炎筒の表面に発生する
小さな渦流を利用して保炎筒の表面に層流炎が保
炎されるようになし、整流筒の働きで逆輸送され
る燃焼ガスをガイド板にて燃焼炉壁に沿つて迂回
させることにより、燃焼火炎が直接逆輸送されな
いようにして脈動燃焼を阻止するとともに、燃料
及び燃焼用空気の混合物が十分にガス化しないう
ちに着火するのを防止する。

従つて本発明に依れば、燃焼火炎が層流炎とな
り、脈動のない安定した青炎燃焼が行われて低周
波騒音を大幅に低減でき、熱効率が向上して燃費
を節約できるとともに、すすの発生が少なくなる
ので保守管理も簡略化できる。

以下、本発明を図面に示す一実施例について説
明する。

第３図は本発明の液体燃料燃焼装置を温水機１
５に適用したものであり、燃焼炉１６が内筒１７
と、底板１８と、天板１９とで囲繞されて形成さ
れ、燃焼炉１６の外周を外缶２０にて囲繞して水
室２１を形成している。天板１９には燃焼排ガス
を外部へ放出するための煙突２２が連結され、底
板１８には送風機２３からの燃焼用空気を整流す
る整流板２４を出口部に有し、燃焼用空気を燃焼
炉１６内へ吐出する空気供給管２５が連結されて
いる。２６は点火プラグ２７とともに整流板２４
を貫通して燃焼炉１６内に導入された燃料噴霧用
のノズルであり、加圧ポンプ２８の介挿された給
油管２９が接続されている。３０は燃焼炉壁を形
成する底板１８から空隙３１をとつて燃焼炉１６
内に設置され、ノズル２６の燃料噴霧方向に向け
られた整流筒であり、燃焼ガスの一部を燃料及び
燃焼用空気の混合物と混合させるように、逆輸送
させる働きを有している。３２は整流筒３０の下
部開口の周囲に取着されたフランジ状のガイド板
であり、燃焼ガスの逆輸送流を底板１８に沿わせ
て迂回させるようにして燃焼火炎が直接逆輸送さ
れないようにするとともに、燃料のガス化に適し
た温度に燃焼ガスを調整するためのものである。
３３は整流筒３０の側方及び上方を囲繞するよう
にガイド板３２上に載置された金網製の保炎筒で
あり、表面３４を通過する燃焼ガス流が小さな渦
流を生じ、且つ、燃焼ガスの逆輸送流を妨げない
程度の網目（本実施例では８メツシユ）のものが
使用されている。

整流板２４は小孔の径と配列を変えることによ
り燃焼用空気の流速と分布が変化することに着目
し、適度な流速と分散した燃焼用空気流が得られ
るように多数の小孔を設け、その径と配列を定め
ており、燃料及び燃焼用空気の混合物が保炎筒３
３の表面上部に向かつて逆円錐状に広がるように
してある。尚、保炎筒３３は金網製のものに限ら
ず、多孔性の板を使用して形成しても良いが、金
網製のものは市販される安価に入手可能なものが
使用できて便利である。

次に上述した実施例の動作を第３図及び第４図
を参照して説明する。まず、送風機２３を運転し
てプリパージを行なつたのち、加圧ポンプ２８を
運転させ、点火プラグ２７に通電（数秒間）する
と、ノズル２６から噴出された燃料と整流板２４
を介して空気供給管２５から吐出された燃焼用空
気の混合物は整流筒３０内を通つて保炎筒３３内
に逆円錐状に広がり、瞬時に点火される。燃焼火
炎は第４図に示すように矢印イで示す燃料及び燃
焼用空気の混合物の流速と矢印ロで示す火炎伝幡
速度（燃焼速度ともいう）とが平衡した位置に形
成され、点火直後は燃焼炉１６内に大気中と同じ
酸素濃度があるため、点火直後の燃焼火炎は保炎
筒３３内部に形成されるとともに、層流状の黄炎
となる。そして点火から２〜３秒経過すると、整
流筒３０の働らきにより、CO₂、N₂、H₂Oなどの
成分からなる燃焼ガスの一部が逆輸送（矢印ハ参
照）され、整流筒３０内で燃料及び燃焼用空気の
混合物と混合する。このため、保炎筒３３内の酸
素濃度が低下し、燃焼速度が低下するため、点火
直後に保炎筒３３内に形成されていた燃焼火炎は
保炎筒３３外部へ移動しようとする。ところが、
保炎筒３３は金網製であるので、その表面３４に
は渦流３５が発生しており、火炎は第３図に示す
ように保炎筒３３の表面３４（主に上部）に保持
される。これと同時にノズル２６から噴霧された
70〜100μｍの油滴からなる燃料は逆輸送された
燃焼ガスの熱を受けて１〜５μｍのガス化された
微粒子となり、燃焼火炎は青炎に移行する。

保炎筒３３表面に発生する渦流３５は網目によ
る小さなものであるから、燃焼火炎はその根元が
保持される。そして、火炎全体は保炎筒３３内に
気化された燃料及び燃焼用空気の混合物が広く分
布するため、保炎筒３３の表面３４から上方に向
かう層流炎となり、燃焼に集中火炎のようなゴー
ゴー音を伴なうことがない。

又、整流筒３０の下部開口周囲にはフランジ状
のガイド板３２が設けられているため、整流筒３
０による燃焼ガスの逆輸送流は燃焼炉壁を形成す
る底板１８と熱交換するように迂回して整流筒３
０に入るようになり、ノズル２６から噴霧された
燃料を気化するのに適した温度（200〜500℃）に
調節されるとともに、気化する前の燃料を着火さ
せる温度（500℃以上）にならないようにでき
る。従つて保炎筒３３の表面に保炎された燃焼火
炎が再び整流筒３０及び保炎筒３３内に戻り、脈
動燃焼となるのを阻止でき、黄炎を含まない安定
した青炎燃焼が行なわれるようになる。

以上のように、本実施例に依れば、保炎筒３３
の表面３４に層流炎を形成でき、ガイド板３２の
働きで脈動燃焼を阻止できるため、低周波騒音が
大幅に低減されるとともに、ガス化による安定し
た青炎燃焼が実現できる。このため、熱効率が向
上され、燃費が節約できるとともに、すすの発生
が少なくなり、保守点検が簡略化できるなど、優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前提となる動作原理の説明
図、第２図は第１図の原理を応用した従来装置の
断面図、第３図は本発明装置を温水機に適用した
一実施例を示す断面図、第４図は第３図装置の点
火直後の燃焼状態を説明するための要部断面図で
ある。 １６……燃焼炉、２４……整流板、２５……空
気供給管、２６……ノズル、３０……整流筒、３
２……ガイド板、３３……保炎筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼炉内に導入された燃料墳霧用のノズル
   と、該ノズルの外側より前記燃焼炉内に燃焼用空
   気を吐出する空気供給管と、該空気供給管の出口
   部に設けられ、燃焼用空気流を分散する多数の小
   孔を備えた整流板と、前記ノズルの燃料噴霧方向
   に設けられ、燃焼ガスを燃料及び燃焼用空気の混
   合物と混合させるように、逆輸送させる整流筒
   と、該整流筒の側方及び上方を囲繞し、表面にて
   保炎を行なわせるようにした多孔性の保炎筒と、
   上記整流筒の燃焼ガス逆輸送流を燃焼炉壁に沿つ
   て迂回させるガイド板とを備えたことを特徴とす
   る液体燃料燃焼装置。 ２ 保炎筒を金網製とした特許請求の範囲第１項
   記載の液体燃料燃焼装置。