專利名稱：燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒器并有效地應(yīng)用于例如二流體噴霧燃燒器， 該二流體噴霧燃燒器燃燒利用霧化用氣體霧化的液體燃料。
背景技術(shù)：
一種二流體噴霧燃燒器燃燒利用霧化用氣體霧化的液體燃料，并 被用作例如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的改質(zhì)器的熱源等等。在這種情況下， 改質(zhì)器利用在二流體噴霧燃燒器處燃燒產(chǎn)生的燃燒排氣的熱量對(duì)用于 改質(zhì)的燃料(例如甲烷氣體或煤油)進(jìn)行蒸汽改質(zhì)，以產(chǎn)生改質(zhì)氣體(富 氫氣體)，然后將已改質(zhì)氣體供給到燃料電池作為用于發(fā)電的燃料。
在產(chǎn)生用以加熱大型改質(zhì)器等的大量燃燒排氣的情況下，常規(guī)的 二流體噴霧燃燒器采用以兩個(gè)單獨(dú)步驟供給空氣的機(jī)制。在這種情況
下，步驟1中，從二流體噴霧燃燒器噴嘴噴射的諸如煤油之類的液體 燃料與從供氣源供給的空氣混合，并得以燃燒。步驟2中，空氣從另 一供氣源被供給到由步驟1中的燃燒產(chǎn)生的燃燒排氣。供給該空氣的 位置不同于第一步驟中供給空氣的位置，借此產(chǎn)生大量燃燒排氣。
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開第2002-224592號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題
然而，在前述常規(guī)二流體噴霧燃燒器中，除了在步驟1供給用于 燃燒的空氣之外，步驟2中在不同位置再次供給空氣。因此，供氣結(jié) 構(gòu)變得很復(fù)雜，且裝置尺寸總的來(lái)說(shuō)增加了。如果大量燃燒排氣趨于 通過(guò)在單個(gè)步驟中供給大量空氣，而非在步驟1和步驟2單獨(dú)供給兩次空氣而產(chǎn)生，則所供給的大量空氣過(guò)度冷卻火焰，借此使得液體燃 料的汽化率減小或者使得燃料和氧氣的反應(yīng)速度減慢。這會(huì)使得火焰 變長(zhǎng)且通常產(chǎn)生未燃燒氣體和未燃燒液體燃料(煙霧)，從而導(dǎo)致意外失 火。
鑒于前述情況，本發(fā)明的目的是提供一種諸如二流體噴霧燃燒器 之類的燃燒器，該燃燒器能利用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量燃燒排氣，而不會(huì) 產(chǎn)生未燃燒氣體以及導(dǎo)致意外失火，此外還能提供縮短的火焰以及流 量分布均勻的燃燒排氣。
技術(shù)方案
為解決前述問(wèn)題的第一發(fā)明的燃燒器是將燃料從燃料噴射器的燃
料噴嘴噴射到燃料噴嘴下面的用于燃燒的燃燒空間部并燃燒該燃料的
燃燒器，該燃燒器的特征在于包括
筒狀燃燒用空氣通道，其形成在燃料噴射器和圍繞該燃料噴射器
周邊的燃燒器外筒之間；
擋板，其將燃燒用空氣通道和燃燒空間部分開；以及 設(shè)置于擋板的外周的燃燒用空氣通道孔，其特征在于 沿燃燒用空氣通道流下的燃燒用空氣被擋板阻擋，并被引至擋板
的外周而遠(yuǎn)離燃料噴嘴，然后流過(guò)燃燒用空氣通道孔而進(jìn)入燃燒空間部。
第二發(fā)明的燃燒器是第一發(fā)明的燃燒器，其特征在于 從擋板底面向下延伸并用于延遲供給燃燒用空氣的筒被設(shè)置成在
延伸筒和燃燒器外筒之間形成不同的筒狀燃燒用空氣通道，該不同的
燃燒用空氣通道通向燃燒用空氣通道孔，以及
經(jīng)過(guò)燃燒用空氣通道孔的燃燒用空氣沿不同的燃燒用空氣通道流
下，隨后從不同的燃燒用空氣通道的下端流入燃燒空間部。
第三發(fā)明的燃燒器是第二發(fā)明的燃燒器，其特征在于從擋板的底面向下延伸、用于防止滯流的一個(gè)或多個(gè)筒設(shè)置在用 于延遲供給燃燒用空氣的筒內(nèi)部。
第四發(fā)明的燃燒器是第一到第三發(fā)明中任一個(gè)的燃燒器，其特征 在于，擋板具有多個(gè)其它燃燒用空氣通道孔，這些孔形成在比上述燃
燒用空氣通道孔更靠近中心的位置上。
第五發(fā)明的二流體噴霧燃燒器是第一到第四發(fā)明中任一個(gè)的二流 體噴霧燃燒器，其特征在于
燃料噴射器從燃料噴嘴噴射液體燃料，
筒狀氣體燃料通道形成在圍繞燃料噴射器的周邊的氣體燃料供給 管和燃料噴射器之間，以及
氣體燃料沿氣體燃料通道流下，并從氣體燃料通道的下端被噴射 到燃燒空間部而得以燃燒。
第六發(fā)明的二流體噴霧燃燒器是第一到第五發(fā)明中任一個(gè)的二流
體噴霧燃燒器，其特征在于
在中央部分開有通道孔的節(jié)流板設(shè)置在燃燒空間部中，以及 沿燃燒空間部流下的燃燒用空氣由節(jié)流板引至燃燒空間部的中央
部分，然后經(jīng)過(guò)節(jié)流板的通道孔。
第七發(fā)明的燃燒器是第六發(fā)明的燃燒器，其特征在于 渦流葉片設(shè)置在節(jié)流板上方，以及
經(jīng)過(guò)節(jié)流板通道孔的燃燒用空氣的流動(dòng)由渦流葉片形成為渦流。
第八發(fā)明的燃燒器是第六或第七發(fā)明的燃燒器，其特征在于 其中央部分具有通道孔的多孔板設(shè)置在燃燒空間部中的節(jié)流板上 方，以及
沿燃燒空間部流下的一部分燃燒用空氣由多孔板引至燃燒空間部 的中央部分而經(jīng)過(guò)多孔板的通道孔。當(dāng)前述第一到第八發(fā)明中任一個(gè)的燃燒器是二流體噴霧燃燒器 時(shí)，該二流體噴霧燃燒器可具有如下所述構(gòu)造中的任一個(gè)。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)第一構(gòu)造，第一到第八發(fā)明中任一個(gè)的燃燒器是 二流體噴霧燃燒器，其利用霧化用氣體使液體燃料霧化并燃燒霧化液 體燃料，該二流體噴霧燃燒器的特征在于包括
液體燃料箱，其具有筒狀側(cè)部以及設(shè)置在該側(cè)部下端處的底部， 液體燃料箱儲(chǔ)存從液體燃料供給管供給的液體燃料，并從一個(gè)或多個(gè) 液體燃料排出孔排出所存儲(chǔ)的液體燃料，該一個(gè)或多個(gè)液體燃料排出 孔在低于所存儲(chǔ)液體燃料的液面的位置處開于該側(cè)部或底部中，其特 征在于
利用霧化用氣體使從液體燃料箱的液體燃料排出孔排出的液體燃 料霧化，并燃燒該液體燃料。
第二構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第一構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器， 其特征在于
液體燃料排出孔開于液體燃料箱的底部中，且該燃燒器進(jìn)一步包
括
筒狀霧化用氣體通道，其形成在液體燃料箱的側(cè)部和圍繞該側(cè)部 的周邊的外筒之間；以及
二流體噴嘴，其設(shè)置于外筒的下端部處，并包括下噴嘴主體和上 霧化用氣體導(dǎo)入部，該二流體噴嘴具有
二流體合流空間部，其在噴嘴主體和霧化用氣體導(dǎo)入部的中央部 分內(nèi)形成在液體燃料排出孔下方；
一個(gè)或多個(gè)噴霧孔，其形成在噴嘴主體中，這些噴霧孔通向二流 體合流空間部；以及
一個(gè)或多個(gè)溝槽，其形成在霧化用氣體導(dǎo)入部中，這些溝槽使得 二流體合流空間部和霧化用氣體通道彼此相通，該燃燒器的特征在于
液體燃料箱安裝在霧化用氣體導(dǎo)入部上，以及從液體燃料排出孔排出而流入二流體合流空間部的液體燃料與沿霧化用氣體通道流下，并流過(guò)霧化用氣體導(dǎo)入部處的溝槽而被引入二
流體合流空間部的霧化用氣體在二流體合流空間部合流，然后，該液體燃料與霧化用氣體一同從所述一個(gè)或多個(gè)噴霧孔被噴射。
第三構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第二構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，
其中
液體燃料箱的底部的底面形成為錐形的錐形面部分，霧化用氣體導(dǎo)入部的頂面也形成為錐形的錐形面部分，以及在所述液體燃料箱的錐形面部分鄰接并配合到所述霧化用氣體導(dǎo)
入部的錐形面部分的狀態(tài)下，所述液體燃料箱安裝在所述霧化用氣體
導(dǎo)入部上。
第四構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第一構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，其特征在于
所述一個(gè)或多個(gè)液體燃料排出孔開于液體燃料箱的底部中，該燃燒器的特征在于還包括
筒狀霧化用氣體通道，其形成在液體燃料箱的側(cè)部和圍繞該側(cè)部的周邊的外筒之間；以及
二流體噴嘴，其設(shè)置在所述外筒的下端部處，該二流體噴嘴具有二流體合流空間部，其在液體燃料排出孔下方形成在中央部分內(nèi)，
以及
一個(gè)或多個(gè)噴霧孔，其通向二流體合流空間部，該燃燒器的特征
在于
液體燃料箱的底部的底面形成為錐形的錐形面部分，二流體噴嘴的頂面形成為錐形的錐形面部分，
在所述液體燃料箱的錐形面部分鄰接并配合到所述二流體噴嘴的錐形面部分的狀態(tài)下，所述液體燃料箱安裝在所述二流體噴嘴上，
一個(gè)或多個(gè)溝槽形成在所述液體燃料箱的底部處，這些溝槽使得二流體合流空間部和霧化用氣體通道彼此相通，以及從液體燃料排出孔排出而流入二流體合流空間部的液體燃料與沿霧化用氣體通道流下、然后流過(guò)液體燃料箱底部處的所述一個(gè)或多個(gè)溝槽而被引入二流體合流空間部的霧化用氣體在二流體合流空間部合流，然后，該液體燃料與霧化用氣體一同從所述一個(gè)或多個(gè)噴霧孔被噴射。
第五構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第二到第四構(gòu)造中任一個(gè)的二流
體噴霧燃燒器，其中
二流體合流空間部在俯視圖中具有圓形形狀，以及霧化用氣體導(dǎo)入部的溝槽或者液體燃料箱底部的溝槽沿著俯視圖
中的二流體合流空間部的圓周的切線方向而形成。
第六構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第二到第四構(gòu)造中任一個(gè)的二流
體噴霧燃燒器，其特征在于
二流體合流空間部在俯視圖中具有圓形形狀，以及霧化用氣體導(dǎo)入部的溝槽或者液體燃料箱底部的溝槽沿著俯視圖
中的二流體合流空間部的徑向而形成。
第七構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第五或者第六構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，其特征在于，霧化用氣體導(dǎo)入部的所述多個(gè)溝槽或者液體燃料箱底部的所述多個(gè)溝槽形成在圍繞二流體合流空間部的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處。
第八構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第二到第七構(gòu)造中任一個(gè)的二流體噴霧燃燒器，還包括
將液體燃料箱向下壓的加壓構(gòu)件，其特征在于
液體燃料箱的底部抵壓在二流體噴嘴的霧化用空氣導(dǎo)入部上，從而與其實(shí)現(xiàn)牢固接觸，或者
液體燃料箱的底部抵壓在二流體噴嘴上，從而與其實(shí)現(xiàn)牢固接觸。第九構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第一構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，
其中
液體燃料排出孔開于液體燃料箱的底部中，且該燃燒器還包括 第一筒狀霧化用氣體通道，其形成在液體燃料箱的側(cè)部和圍繞該
側(cè)部的周邊的外筒之間；以及
二流體噴嘴，其設(shè)置在所述外筒的下端部處，該二流體噴嘴具有: 二流體合流空間部，其在所述一個(gè)或多個(gè)液體燃料排出孔下方形
成在中央部分內(nèi)；以及
一個(gè)或多個(gè)噴霧孔，其通向二流體合流空間部，該燃燒器的特征
在于
二流體噴嘴的頂面形成為錐形的錐形面部分， 液體燃料箱底部的底面形成為錐形的錐形面部分，
多個(gè)支承部以突設(shè)方式設(shè)置在液體燃料箱的側(cè)部上面，且各支承 部的底面形成為錐形面部分，
在所述支承部的錐形面部分鄰接并配合到所述二流體噴嘴的錐形 面部分的狀態(tài)下，所述液體燃料箱安裝在所述二流體噴嘴上，
通過(guò)所述支承部形成在液體燃料箱的錐形面部分和二流體噴嘴的 錐形面部分之間的間隙是第二霧化用氣體通道，以及
從液體燃料排出孔排出而流入二流體合流空間部的液體燃料與沿 第一霧化用氣體通道流下、經(jīng)過(guò)支承部之間的霧化用氣體通道部、然 后流過(guò)第二霧化用氣體通道而被引入二流體合流空間部的霧化用氣體 在二流體合流空間合流，然后，該液體燃料與霧化用氣體一同從噴霧 孔被噴射。
第十構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第二到第九構(gòu)造中任一個(gè)的二流 體噴霧燃燒器，其特征在于
二流體合流空間部為倒圓錐形形狀，且噴霧孔形成在該倒圓錐形 空間的頂點(diǎn)處。
第十一構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器是第一到第十構(gòu)造中任一個(gè)的二流體噴霧燃燒器，其特征在于
液體燃料供給管的端部與液體燃料箱側(cè)部的內(nèi)周面接觸。
有益效果
根據(jù)第一發(fā)明的二流體噴霧燃燒器，沿燃燒用空氣通道流下的燃 燒用空氣被擋板阻擋，并被引入擋板的外周而遠(yuǎn)離燃料噴嘴。然后， 燃燒用空氣經(jīng)過(guò)燃燒用空氣通道孔并流入燃燒空間部。因此，在燃燒 空間部中，只是一部分燃燒用空氣與從燃料噴嘴噴射出的燃料混合， 并被用于燃燒燃料，且剩余的燃燒用空氣進(jìn)一步向下流動(dòng)而與通過(guò)燃 燒產(chǎn)生的燃燒排氣混合。借此，能由一次燃燒用空氣的供給(一個(gè)步驟) 實(shí)現(xiàn)燃燒用空氣和燃料的適度混合并產(chǎn)生大量燃燒排氣，而不會(huì)過(guò)度 冷卻火焰。從而，使得諸如二流體噴霧燃燒器之類的燃燒器能利用簡(jiǎn) 單構(gòu)造產(chǎn)生大量燃燒排氣而不會(huì)產(chǎn)生未燃燒氣體以及導(dǎo)致意外失火是 可能的。
此外，通過(guò)擋板使得燃燒用空氣在遠(yuǎn)離燃料噴嘴的位置處流入燃 燒空間部。因此，可將一部分燃燒用空氣被供給到燃料的位置設(shè)置為 朝下遠(yuǎn)離擋板。將火焰的位置也設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離擋板，借此防止煙灰 附著到擋板的底面。大量煤煙附著到擋板的底面會(huì)導(dǎo)致諸多缺陷，例 如由煤煙造成燃料噴嘴堵塞以及因煤煙吸收來(lái)自火焰的輻射熱而致使 燃料噴霧器異常發(fā)熱。然而，通過(guò)防止煤煙附著到如上所述擋板的底 面，則能避免出現(xiàn)這些缺陷。
根據(jù)第二發(fā)明的二流體噴霧燃燒器，設(shè)置從擋板底面向下延伸用 于延遲供給燃燒用空氣的筒，且通向燃燒用空氣通道孔的不同的筒狀 燃燒用空氣通道形成在該延伸筒和燃燒器外筒之間。因此，使得流過(guò) 燃燒用空氣通道孔的燃燒用空氣沿不同的燃燒用空氣通道流下，然后 從不同的燃燒用空氣通道的下端流入燃燒空間部。由此，延遲將一部 分燃燒用空氣供給到從燃料噴嘴噴射出的燃料是可能的。換句話說(shuō)， 可將一部分燃燒用空氣被供給至燃料的位置設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離擋板。因此，將火焰的位置也設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離擋板，借此防止煙灰附著到擋板 的底面。還能通過(guò)僅設(shè)置如上所述的擋板來(lái)實(shí)現(xiàn)將一部分燃燒用空氣 被供給至燃料的位置設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離擋板的操作性效果。然而，如第 二發(fā)明所述，通過(guò)設(shè)置用于延遲供給燃燒用空氣的筒，能更可靠地將 一部分燃燒用空氣被供給至燃料的位置設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離擋板。
在前述的第一發(fā)明中，當(dāng)由于燃燒器的尺寸限制等等不能將擋板 制造為足夠大，而且燃料噴嘴和燃燒用空氣孔之間的距離不能制造得 足夠長(zhǎng)時(shí)，供給到燃料的該部分燃燒用空氣的量過(guò)多而會(huì)過(guò)度冷卻火 焰。相反，通過(guò)設(shè)置與第二發(fā)明類似的用于延遲供給燃燒用空氣的筒， 能將一部分燃燒用空氣被供給至液體燃料的位置設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離擋 板，且能將供給到燃料的該部分燃燒用空氣降低到適當(dāng)?shù)牧?。因此?基于這種觀點(diǎn)，與第二發(fā)明類似的筒的設(shè)置是有效的。通過(guò)設(shè)置該筒 能減小擋板的尺寸，并能小型化燃燒器。
根據(jù)第三發(fā)明的二流體噴霧燃燒器，從擋板的底面向下延伸的用 于防止滯流的一個(gè)或多個(gè)筒設(shè)置在用于延遲供給燃燒用空氣的筒內(nèi) 部。因此，能通過(guò)用于防止滯流的筒來(lái)防止燃料的滯流(對(duì)流)出現(xiàn)在擋 板的底面附近。借此，防止擋板底面附近的燃料滯流起火以及防止煤 煙粘著到擋板底面是可能的。
根據(jù)第四發(fā)明的二流體噴霧燃燒器，所述一個(gè)或多個(gè)不同的燃燒 用空氣孔形成在比所述一個(gè)或多個(gè)燃燒用空氣孔更向內(nèi)靠近中心的位 置上，以使得一部分燃燒用空氣流過(guò)這些其它的燃燒用空氣孔。因此， 燃燒用空氣的這種流動(dòng)能抑制在擋板底面附近出現(xiàn)燃燒用空氣的滯 流，由此防止煤煙附著到擋板的底面。此外，低溫的燃燒用空氣經(jīng)由 不同的燃燒用空氣孔流到燃料噴嘴附近。借此，利用燃燒用空氣在燃 料噴嘴上獲得冷卻效果是可能的，該燃料噴嘴易于由來(lái)自火焰的輻射 熱而被過(guò)度加熱。根據(jù)第五發(fā)明的二流體噴霧燃燒器，該二流體噴霧燃燒器包括從 燃料噴嘴噴射液體燃料的燃料噴射器，以及形成在圍繞燃料噴射器的 周邊的氣體燃料供給管和燃料噴射器之間的筒狀氣體燃料通道。氣體 燃料沿氣體燃料通道流下，然后從氣體燃料通道的下端被噴入燃燒空 間部而得以燃燒。因此，從筒狀氣體燃料通道噴射出的氣體燃料在周 向上是均勻的。由此，改善燃燒特性是可能的，借此在例如以低流量 供給液體燃料時(shí)由氣體燃料實(shí)現(xiàn)火焰穩(wěn)定效果。
根據(jù)第六發(fā)明的二流體噴霧燃燒器，在中央部分開有通道孔的節(jié) 流板設(shè)置在燃燒空間部中，用以允許沿燃燒空間部流下的燃燒用空氣 由節(jié)流板引入燃燒空間部的中央部分，并允許其經(jīng)過(guò)該節(jié)流板的通道 孔，借此促進(jìn)燃燒用空氣和未燃燒氣體的混合。因此，促進(jìn)未燃燒氣 體的燃燒使得燃料完全燃燒并能縮短火焰。此外，諸如燃燒用空氣之 類的流體一度由節(jié)流板的通道孔節(jié)流，從而流體的流量分布在周向上 是均勻的。因此，利用周向上均勻的燃燒排氣來(lái)加熱熔爐等等是可能 的。
根據(jù)第七發(fā)明的燃燒器，渦流葉片設(shè)置在節(jié)流板上方，用以將經(jīng) 過(guò)節(jié)流板通道孔的燃燒用空氣的流動(dòng)形成為渦流。因此，經(jīng)過(guò)節(jié)流板 通道孔的燃燒用空氣形成渦流并在水平方向上擴(kuò)散。由此，流動(dòng)的燃 燒用空氣中央部分的壓力在通道孔下面的位置得以降低，借此產(chǎn)生燃 燒用空氣從外部到中央部分的循環(huán)流動(dòng)。借此，進(jìn)一步促進(jìn)燃燒用空 氣和未燃燒氣體的混合，從而進(jìn)一步促進(jìn)未燃燒氣體的燃燒。因而， 燃料更可能得以完全燃燒，且火焰進(jìn)一步縮短。
根據(jù)第八發(fā)明的燃燒器，在中央部分開有通道孔的各多孔板設(shè)置 在燃燒空間部?jī)?nèi)的節(jié)流板上方，從而沿燃燒空間部流下的一部分燃燒 用空氣由多孔板引入燃燒空間部的中央部分，并經(jīng)過(guò)該多孔板的通道 孔。借此，進(jìn)一步促進(jìn)燃燒用空氣和未燃燒氣體的混合，并進(jìn)一步促 進(jìn)未燃燒氣體的燃燒。因而，燃料更可能得以完全燃燒，且火焰進(jìn)一步縮短。
根據(jù)第一構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，二流體噴霧燃燒器設(shè)置有液 體燃料箱，該液體燃料箱具有筒狀側(cè)部以及設(shè)置在該側(cè)部下端處的 底部，液體燃料箱儲(chǔ)存從液體燃料供給管供給的液體燃料，并經(jīng)由所 述一個(gè)或多個(gè)液體燃料排出孔排出所儲(chǔ)存的液體燃料，所述一個(gè)或多 個(gè)液體燃料排出孔在側(cè)部或底部中開在低于所儲(chǔ)存液體燃料液面的位 置處。利用霧化用氣體使從液體燃料箱的液體燃料排出孔排出的液體 燃料霧化，并燃燒該液體燃料。因此，即便當(dāng)液體燃料間歇性地從液 體燃料供給管被供給到液體燃料箱時(shí)，也能連續(xù)地從液體燃料箱的液 體燃料排出孔排出存儲(chǔ)在液體燃料箱中的液體燃料。換句話說(shuō)，即便 液體燃料供給系統(tǒng)的泵的供給流量很低，且液體燃料間歇性地從液體 燃料供給管被供給到液體燃料箱，存儲(chǔ)在液體燃料箱中的液體燃料液 面也只是稍微地上下波動(dòng)，而導(dǎo)致從液體燃料排出孔排出的液體燃料 流量略微波動(dòng)。所供給的液體燃料的流量不像常規(guī)燃燒器那樣大幅度 波動(dòng)。因此，即便當(dāng)供給液體燃料的流量很低時(shí)，也能穩(wěn)定地供給液 體燃料，由此有利于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，并消除了產(chǎn)生未燃燒排氣和導(dǎo)致 意外失火的可能性。
根據(jù)第二構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，從液體燃料排出孔排出而流 入二流體合流空間部的液體燃料與沿霧化用氣體通道流下、并流過(guò)霧 化用氣體導(dǎo)入部處的溝槽而被引入二流體合流空間部的霧化用氣體在 二流體合流空間部合流，然后，該液體燃料和霧化用氣體一同從噴霧 孔被噴射。因此，液體燃料與流速在二流體合流空間部的溝槽處增加(水 平速度分量增加)的霧化用空氣充分混合，然后，從二流體噴嘴的噴霧 孔被噴射。因此，較之未設(shè)置二流體合流空間部和溝槽的情況，所噴 射的液體燃料的擴(kuò)散角更大，且能使液體燃料可靠地霧化，借此改善 液體燃料的燃燒特性。
根據(jù)第三構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，在液體燃料箱的錐形面部分鄰接并配合到霧化用氣體導(dǎo)入部的錐形面部分的狀態(tài)下，液體燃料箱 安裝在霧化用氣體導(dǎo)入部上。因此，易于對(duì)齊液體燃料箱和二流體噴 嘴的中心軸線。由此，將液體燃料箱安裝于中央，并可以使得霧化用 氣體通道的寬度在周向上均勻以及使得霧化用氣體通道中的霧化用氣 體在周向上的流動(dòng)均勻。這使得可以確保從二流體噴嘴的噴霧孔噴射 出的液體燃料的對(duì)稱性(或者火焰的對(duì)稱性)。
根據(jù)第四構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，從液體燃料排出孔排出而流 入二流體合流空間部的液體燃料與沿霧化用氣體通道流下并流過(guò)燃料
箱底部處的溝槽而被引入二流體合流空間部的霧化用氣體在二流體合 流空間部合流，然后，該液體燃料和霧化用氣體一同從噴霧孔被噴射。 因此，液體燃料與流速在溝槽(水平速度分量增加)處增加的霧化用氣體 在二流體合流空間部充分地混合，然后，經(jīng)由噴霧孔被噴射。由此，
較之未設(shè)置二流體合流空間部和溝槽的情況，所噴射的液體燃料的擴(kuò) 散角更大，且能使液體燃料可靠地霧化，借此改善液體燃料的燃燒特 性。
此外，在液體燃料箱的錐形面部分鄰接并配合到二流體噴嘴的錐 形面部分的狀態(tài)下，液體燃料箱安裝在二流體噴嘴上。因此，易于對(duì) 齊液體燃料箱和二流體噴嘴的中心軸線。由此，將液體燃料箱安裝于 中央，并可以使得霧化用氣體通道的寬度在周向上均勻以及使得霧化 用氣體通道中的霧化用氣體在周向上的流動(dòng)均勻。這使得可以確保從 二流體噴嘴的噴霧孔噴射出的液體燃料的對(duì)稱性(或者火焰的對(duì)稱性)。
根據(jù)第五構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，霧化用氣體導(dǎo)入部的溝槽或 者液體燃料箱底部的溝槽沿著俯視圖中的二流體合流空間部的圓周的 切線方向而形成。因此，霧化用氣體形成渦流并與液體燃料在二流體 合流空間部混合，由此更充分地混合液體燃料和霧化用氣體。借此， 能使經(jīng)由二流體噴嘴的噴霧孔而噴射的液體燃料可靠地霧化，由此改 善液體燃料的燃燒特性。根據(jù)第六構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，霧化用氣體導(dǎo)入部的溝槽或 者液體燃料箱底部的溝槽沿著俯視圖中的二流體合流空間部的徑向而 形成。因此，霧化用氣體與液體燃料在二流體合流空間部碰撞而與該 液體燃料混合，由此更充分地混合液體燃料和霧化用氣體。借此，能
使從二流體噴嘴的噴霧孔噴射出的液體燃料更可靠地霧化，由此進(jìn)一 步改善液體燃料的燃燒特性。
根據(jù)第七構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，霧化用氣體導(dǎo)入部的所述多 個(gè)溝槽或者液體燃料箱底部的所述多個(gè)溝槽形成在圍繞二流體合流空 間部中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處。因此，能使得從二流體噴嘴的噴霧 孔噴射出的液體燃料在周向上的分布均勻，借此改善液體燃料的燃燒 特性。
根據(jù)第八構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，二流體噴霧燃燒器設(shè)置有將 液體燃料箱向下壓的加壓構(gòu)件。由此，液體燃料箱的底部抵壓在二流
體噴嘴的霧化用氣體導(dǎo)入部上而與其實(shí)現(xiàn)牢固接觸，或者液體燃料箱 的底部抵壓在二流體噴嘴上而與其實(shí)現(xiàn)牢固接觸。因此，燃料箱底部 的底面和霧化用氣體導(dǎo)入部的頂面實(shí)現(xiàn)了牢固接觸。換句話說(shuō)，液體 燃料箱的錐形面部分和霧化用氣體導(dǎo)入部的錐形面部分，或者液體燃 料箱的錐形面部分和二流體噴嘴的錐形面部分實(shí)現(xiàn)了牢固接觸，由此 防止在這些接觸面之間形成間隙。因此，防止霧化用氣體流入除了溝 槽之外的位置，并充分發(fā)揮溝槽的廣噴射效果是可能的。
根據(jù)第九構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，從液體燃料排出孔排出而流 入二流體合流空間部的液體燃料與沿第一霧化用氣體通道流下、經(jīng)過(guò) 支承部之間的霧化用氣體通道、接著流過(guò)第二霧化用氣體通道而被引 入二流體合流空間部的霧化用氣體在二流體合流空間部合流，然后， 該液體燃料和霧化用氣體一同從所述一個(gè)或多個(gè)噴霧孔被噴射。因此， 液體燃料在二流體合流空間部與霧化用氣體混合，且隨后從二流體噴嘴的噴霧孔被噴射出。由此，較之未設(shè)置二流體合流空間部和溝槽的 情況，所噴射的液體燃料的擴(kuò)散角更大，且能使液體燃料可靠地霧化， 借此改善液體燃料的燃燒特性。
根據(jù)第十構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，二流體合流空間部為倒圓錐 形形狀，且噴霧孔形成于倒圓錐形空間部的頂點(diǎn)處。因此，液體燃料 可在二流體合流空間部與霧化用氣體更充分地混合。從噴霧孔噴射出 的液體燃料更可靠地得以霧化，借此進(jìn)一步改善液體燃料的燃燒特性。
根據(jù)第十一構(gòu)造的二流體噴霧燃燒器，液體燃料供給管的端部與 液體燃料箱側(cè)部的內(nèi)周面接觸，從而即便當(dāng)從液體燃料供給管排出的
液體燃料的流量很低時(shí)，液體燃料也能沿內(nèi)周面流下。因此，進(jìn)一步 穩(wěn)定從液體燃料排出孔排出液體燃料是可能的。換句話說(shuō)，當(dāng)液體燃 料以液滴形式滴落時(shí)，存儲(chǔ)在液體燃料箱中的液體燃料的液面大幅度 波動(dòng)。在液面非常低的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)液體燃料排出孔暫時(shí)暴露 而終止排出液體燃料的情況。然而，允許液體燃料沿液體燃料箱的內(nèi) 周面流下能防止出現(xiàn)這種缺陷。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器的結(jié)構(gòu)的 縱向截面視圖。
圖2是沿圖1的線A-A截取的橫向截面視圖。
圖3是沿圖1的線B-B截取的橫向截面視圖。
圖4(a)是示出了設(shè)置用于圖1的二流體噴霧燃燒器的二流體噴霧 器的放大縱向截面視圖，而圖4(b)是沿圖4(a)的線C-C截取的橫向截 面視圖。
圖5(a)是示出了二流體噴霧器的下部的放大縱向截面視圖，而圖 5(b)是示出了設(shè)置用于二流體噴霧器的二流體噴嘴的俯視圖(在圖5(a) 的箭頭D方向上的視圖)。
圖6(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的二流體噴霧燃燒器的二流體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖，而圖6(b)是示出了設(shè)置用于二
流體噴霧器的二流體噴嘴的俯視圖(在圖6(a)的箭頭E方向上的視圖)。
圖7(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的二流體噴霧燃燒器的二流 體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖，而圖7(b)是示出了設(shè)置用于二 流體噴霧器的二流體噴嘴的俯視圖(在圖7(a)的箭頭F方向上的視圖)。
圖8(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的二流體噴霧燃燒器的二流 體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖(沿圖8(b)的線G-G截取的縱向 截面視圖)；圖8(b)是示出了設(shè)置用于二流體噴霧器的液體燃料箱的仰 視圖(在圖8(a)的箭頭H方向上的視圖)；圖8(c)是在圖8(b)的箭頭I方 向上的視圖；而圖8(d)是沿圖8(a)的線J-J截取的橫向截面視圖。
圖9(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的二流體噴霧燃燒器的二流 體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖(沿圖9(b)的線K-K截取的截面 視圖)；圖9(b)是示出了設(shè)置用于二流體噴霧器的液體燃料箱的仰視圖 (在圖9(a)的箭頭L方向上的視圖)；而圖9(c)是沿圖9(a)的線M-M截 取的橫向截面視圖。
圖10(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的二流體噴霧燃燒器的二流 體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖。圖10(b)是沿圖lO(b)的線L-L 截取的橫向截面視圖。
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7的二流體噴霧燃燒器的構(gòu)造的 縱向截面視圖。
圖12是沿圖11的線O-O截取的橫向截面視圖。
圖13(a)是示出了從常規(guī)二流體噴霧燃燒器中的液體燃料供給管 端部間歇性地排出液體燃料的視圖，而圖13(b)是示出了常規(guī)二流體噴 霧燃燒器中所供給液體燃料的流量的大幅度波動(dòng)的視圖。
圖14(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例8的二流體噴霧燃燒器的結(jié)構(gòu) 的縱向截面視圖，而圖14(b)是沿14(a)的線P-P截取的橫向截面視圖。
圖15是示出了比率(L/D)和節(jié)流板的最佳安裝位置之間的關(guān)系的 曲線圖，(L)是二流體噴霧器的噴霧孔和節(jié)流板之間的距離，而(D)是燃 燒空間部的直徑。
圖16(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例9的二流體噴霧燃燒器的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖；且圖16(b)是沿圖16(a)的線Q-Q截取的橫向截面視
圖；以及圖16(C)是對(duì)應(yīng)于圖(b)的橫向截面視圖，其示出了渦流葉片的
另一結(jié)構(gòu)示例。
圖17(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例10的二流體噴霧燃燒器的結(jié) 構(gòu)的縱向截面視圖；而圖17(b)是沿圖17(a)的線R-R截取的橫向截面視圖。
圖18是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的燃料電池發(fā)電系 統(tǒng)的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
11、 二流體噴霧燃燒器；12、 二流體噴霧器；13、燃燒室；14、 氣體燃料通道；15、燃燒用空氣通道；16、第一筒；17、第二筒；18、 板；19、液體燃料箱；20、側(cè)部，20a、內(nèi)周面；20b、外周面；21、底 部；21a、內(nèi)表面(頂面)；21b、外表面(底面)；21b、外部；21b-2、內(nèi) 部；22、液體燃料排出孔；23、液面；24、液體燃料；24a、外形部； 25、液體燃料供給管；25a、端部(底端)；26、墊圈；27、噴霧器外筒； 27A、下端部；27B、上端部；28、霧化用空氣通道；29、進(jìn)氣孔；30、 霧化用空氣供給管；30A、端部；31、蓋；32、 33，螺紋部；31A、下 部；31B、梯狀部分；34、 O形環(huán)；35、墊圈；36、螺旋彈簧；37、霧
化用氣體導(dǎo)入部；37a、頂面；37b、內(nèi)周面；38、 二流體噴嘴；38a、
內(nèi)表面(頂面)；39、噴嘴本體；40、溝槽；41、空間；42、空間(溝槽)； 43、 二流體合流空間部；44、噴霧孔；45、間隙；46、霧化用空氣； 47、氣體燃料供給管；48、燃燒器外筒；48a、內(nèi)周面；49、氣體燃料； 50、燃燒用空氣；51、突起；52、燃燒用空氣通道；53、燃燒用空氣 通道；54、火花塞；61、溝槽；81、溝槽；91、支承部；91a、底面； 91a-l、外部；92、霧化用空氣通道；93、霧化用空氣通道部；101、燃 燒用空氣通道孔；111、改質(zhì)器；112、燃燒爐；113燃料電池121、節(jié) 流板；122、通道孔；123、火焰；124、渦流葉片；125、多孔板；126、 孔；127、通道孔
具體實(shí)施例方式
在下文中，參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
<實(shí)施例1>
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器的構(gòu)造的
縱向截面視圖。圖2是沿圖1的線A-A截取的橫向截面視圖。圖3是 沿圖1的線B-B截取的橫向截面視圖。圖4(a)是示出了設(shè)置在圖1的 二流體噴霧燃燒器中的二流體噴霧器的放大縱向截面視圖，而圖4(b) 是沿圖4(a)的線C-C截取的橫向截面視圖。圖5(a)是示出了二流體噴霧 器的下部的放大縱向截面視圖，而圖5(b)是示出了設(shè)置用于二流體噴霧 器的二流體噴嘴的俯視圖(在圖5(a)的箭頭D方向上的視圖)。
基于圖1到圖3對(duì)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11進(jìn)行示意性描 述。二流體噴霧燃燒器11包括燃燒器外筒48。在燃燒器外筒48內(nèi)， 二流體噴霧器12安置在上中央部分內(nèi)，而燃燒室13位于二流體噴霧 器12下面。氣體燃料供給通道14形成于二流體噴霧器12周圍，而燃 燒用空氣供給通道15形成于氣體燃料供給通道14周圍。燃燒用空氣 供給通道15和燃燒室13由作為擋板的板18隔開。在板18的底面上 設(shè)置有作為用于延遲供給燃燒用空氣的筒的第一筒16和作為用于防止 滯流的筒的第二筒17。
基于圖4和圖5詳細(xì)說(shuō)明二流體噴霧器12的構(gòu)造。注意，二流體 噴霧器12噴射兩股流體，即液體燃料和霧化用氣體(霧化用空氣)，換 句話說(shuō)，該二流體噴霧器利用霧化用氣體使液體燃料霧化并噴射該液 體燃料。
如圖4和圖5所示，二流體噴霧器12具有內(nèi)置的液體燃料箱19。 液體燃料箱19具有包括筒狀側(cè)部(本體部)20和設(shè)置于側(cè)部20底端處的 底部21的結(jié)構(gòu)。在液體燃料箱19內(nèi)，儲(chǔ)存有用于燃燒器燃燒的液體 燃料24，且微小液體燃料排出孔22開于液體燃料箱19的底部21中央處。液體燃料排出孔22位于比存儲(chǔ)在液體燃料箱19中的液體燃料24
的液面23低的位置處。
具體來(lái)說(shuō)，從液體燃料供給管25供給的液體燃料24 —度被存儲(chǔ) 在液體燃料箱19中。所儲(chǔ)存的液體燃料24從液體燃料箱19、經(jīng)由底 部處的液體燃料排出孔22被排出。此時(shí)，存儲(chǔ)在液體燃料箱19中的 液體燃料24的液面23的高度(從底部21的內(nèi)表面21a到液面23的高 度)為提供對(duì)應(yīng)于流過(guò)液體燃料排出孔22的液體燃料24的壓力損失的 液柱頭(稍后將詳細(xì)描述)的高度。用于燃燒器燃燒的液體燃料24的示 例可以是煤油、重油、酒精、乙醚等等。
在液體燃料供給管25中，從液體燃料箱19的上端將端部(下端 部)25A向下插入液體燃料箱19并將其設(shè)置成位于液體燃料箱19的中 央部分內(nèi)且位于液面23的上方。液體燃料供給管25的基端連接至未 示出的液體燃料供給系統(tǒng)的液體燃料供給泵。
如圖5(a)的點(diǎn)劃線所示，液體燃料供給管25的端部25A可與液體 燃料箱19的側(cè)部20的內(nèi)周面20a接觸。如果液體燃料供給管25的端 部25A與液體燃料箱19的內(nèi)周面20a間隔開，則在以低流量供給液體 燃料24時(shí)，液體燃料24如圖所示以液滴下落。另一方面，如果液體 燃料供給管25的端部25A與液體燃料箱19的內(nèi)周面20a接觸，則液 體燃料24沿內(nèi)周面20a流下。
液體燃料箱19以與噴霧器外筒27同心的方式被設(shè)置在筒狀噴霧 器外筒27內(nèi)。在液體燃料箱19中，側(cè)部20和噴霧器外筒27之間的 筒狀空間為用作霧化用空氣通道的霧化用空氣通道28。在噴霧器外筒 27中，開有進(jìn)氣孔29。進(jìn)氣孔29連接至霧化用空氣供給管30的端部 30A。霧化用空氣供給管30的基側(cè)連接至未示出的霧化用空氣供給系 統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)。二流體噴嘴38附接到噴霧器外筒27的下端部27A并位于液體燃 料箱19的下面。換句話說(shuō)，二流體噴霧器12被構(gòu)造成包括液體燃料 箱19，該液體燃料箱被用作插在液體燃料供給管25和二流體噴嘴38 之間、用于使供給的燃料液體流量的波動(dòng)減小的緩沖裝置。二流體噴 嘴38包括盤狀噴嘴本體39以及形成于噴嘴本體39上的作為霧化用氣 體導(dǎo)入部的霧化用空氣導(dǎo)入部37。利用鄰接在噴霧器外筒27的下端面 上的噴嘴本體39的頂面周緣以及配合到噴霧器外筒27的下端部27A 中的霧化用空氣導(dǎo)入部37、通過(guò)諸如焊接之類的固定方法將二流體噴 嘴38固定到噴霧器外筒27的下端部27A。
霧化用空氣導(dǎo)入部37形成為環(huán)形形狀并包括在中央部分具有圓 形平面圖(俯視圖)的空間41。噴嘴本體39包括中央部分內(nèi)的倒圓錐形 空間(凹部)42，以及開于該中心(倒圓錐形空間42的頂點(diǎn)位置)的微小噴 霧孔44。霧化用空氣導(dǎo)入部37的空間41延續(xù)到噴嘴本體39的空間 42，且空間41和42組成二流體合流空間部43。具體來(lái)說(shuō)，二流體合 流空間部43具有錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)具有圓形俯視圖以及朝著噴霧 孔44漸縮的直徑。在霧化用空氣導(dǎo)入部37中，溝槽(狹縫)40形成于其 周向上的兩個(gè)位置處。這些溝槽40為渦流式溝槽，并在俯視圖中的二 流體合流空間部43的圓周的切線方向上延伸。此外，溝槽40形成于 圍繞二流體合流空間部43的中心軸線(附圖的示例中的噴霧孔44的中 心軸線)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處。
另一方面，利用作為封閉件的蓋31將噴霧器外筒27的上端部27B 封閉，以防止霧化用空氣從噴霧器外筒27內(nèi)部泄漏到外部。通過(guò)將形 成于蓋31的下部31A的外周面上的螺紋部33旋擰到形成于噴霧器外 筒27的上端部27B的內(nèi)周面上的螺紋部32而將蓋31附接到噴霧器外 筒27的上端部27B。 0形環(huán)34插在蓋31的梯狀部分31B和噴霧器外 筒27的上端部27B之間，以可靠地防止霧化用空氣泄漏。液體燃料供 給管25的端部25A穿過(guò)蓋31，經(jīng)過(guò)噴霧器外筒27內(nèi)部(螺旋彈簧36 的內(nèi)部)，然后經(jīng)由液體燃料箱19的上端被插入液體燃料箱19。作為加壓構(gòu)件的螺旋彈簧36插在設(shè)置在蓋31的底面上的墊圈35 和設(shè)置在液體燃料箱19的上端上的墊圈26之間。螺旋彈簧36將液體 燃料箱19向下壓而使得液體燃料箱19的底部21的外表面(底面)21b 抵壓在霧化用空氣導(dǎo)入部37的頂面37a上。由此，互相接觸的底部21 的外表面(底面)21b與二流體噴嘴38的頂面37a(霧化用空氣導(dǎo)入部37) 彼此牢固接合，借此防止在接觸面21b和37a之間形成間隙。
間隙45設(shè)置在墊圈26和液體燃料供給管25之間，液體燃料箱 19的內(nèi)部空間和液體燃料箱19外部的噴霧器外筒27的內(nèi)部空間通過(guò) 該間隙彼此相通。換句話說(shuō)，液體燃料箱19的上端通向噴霧器外筒27 的內(nèi)部空間，而液體燃料箱19的內(nèi)部空間和霧化用空氣通道28的上 端部(上游部)彼此相通。因此，從進(jìn)氣孔29流入噴霧器外筒27、接著 流入霧化用空氣通道28的霧化用空氣46的壓力作用于存儲(chǔ)在液體燃 料箱19中的液體燃料24的液面23。
在二流體噴霧器12中，當(dāng)從液體燃料供給管25的端部25A排出 從液體燃料供給泵、經(jīng)由液體燃料供給管25而饋送并用于燃燒器燃燒 的液體燃料24時(shí)(在相對(duì)較高的流量情況下連續(xù)排出以及在如圖5(a) 所示的相對(duì)較低的流量的情況下間歇性地排出)，液體燃料24 —度被存 儲(chǔ)在液體燃料箱19中。存儲(chǔ)在液體燃料箱19中的液體燃料24從液體 燃料19的底部21的液體燃料排出孔22連續(xù)排出，并進(jìn)入二流體合流 空間部43。在液體燃料從液體燃料供給管25的端部25A間歇性地排 出的情況下，會(huì)出現(xiàn)一種反復(fù)現(xiàn)象，其中，在從液體燃料供給管25的 端部25A排出液體燃料24時(shí)液面23上升，而沒(méi)有從液體燃料供給管 25的端部25A排出液體燃料24時(shí)液面下降。盡管從液體燃料排出孔 22排出的液體燃料24的流量會(huì)根據(jù)液面中的此類波動(dòng)而變化，但這種 流量變化比常規(guī)流量變化小得多。
另一方面，從供氣泵、經(jīng)由霧化用空氣供給管30饋送的霧化用空氣46通過(guò)進(jìn)氣孔29流入噴霧器外筒27并沿液體燃料箱19和噴霧器 外筒27之間的霧化用空氣通道28流下。隨后，霧化用空氣46流過(guò)二 流體噴嘴38的霧化用空氣導(dǎo)入部37的溝槽40而增加流速，然后被引 入二流體合流空間部43。霧化用空氣46在二流體合流空間部43中變 成渦流，并與從液體燃料箱19的液體燃料排出孔22排出的液體燃料 24合流(混合)。因此，液體燃料24與霧化用空氣46充分混合，并利用 霧化用空氣46被霧化而與霧化用空氣46 —同從二流體噴嘴38的噴霧 孔44噴入用于燃燒的燃燒室13(火焰)。對(duì)霧化液體燃料24的初始點(diǎn)火 是由火花塞54進(jìn)行的。
此處詳細(xì)描述存儲(chǔ)在液體燃料箱19中的液體燃料24的液柱頭H。 能由下列基于流過(guò)液體燃料排出孔22的液體燃料24的壓力損失 AP(孔)、從液體燃料排出孔22排出的液體燃料24的動(dòng)能E以及溝槽 40處的霧化用空氣49的壓力損失APair的方程式計(jì)算液柱頭H。
液柱頭H =壓力損失AP(孔)+動(dòng)能E -壓力損失APair
能由下列基于液體燃料24的流速v和液體燃料24的密度p的方 程式計(jì)算動(dòng)能E。
動(dòng)能pv2/2
此外，存儲(chǔ)在液體燃料箱19中的液體燃料24的液面23的高度隨 著經(jīng)由液體燃料供給管25供給到液體燃料箱19的液體燃料24的流量 而變化。換句話說(shuō)，當(dāng)控制燃油輸送泵的輸出而增加所供給的液體燃 料24的流量時(shí)，液面23上升，而當(dāng)液體燃料24的流量降低時(shí)，該液 面下降。因此，根據(jù)供給液體燃料24的流量的預(yù)定調(diào)節(jié)范圍，液體燃 料箱19被構(gòu)造成具有對(duì)應(yīng)于液面23的高度變化的高度。
此外，如圖5(a)所示，以錐形形狀將液體燃料24從噴霧孔44噴 射出。噴射范圍(噴射角)由溝槽40的橫截面積(流過(guò)溝槽40的霧化用 空氣46的流速)、噴霧孔44的尺寸(或孔徑)等等決定。接下來(lái)將詳細(xì)說(shuō)明除了二流體噴霧器12之外的構(gòu)造。如圖1至圖
3所示，筒狀氣體燃料供給管47被設(shè)置成圍繞噴霧器外筒27的周邊。 氣體燃料供給管47與噴霧器外筒27同心設(shè)置，且氣體燃料供給管47 和噴霧器外筒27之間的筒狀空間為氣體燃料通道14。從氣體燃料供給 系統(tǒng)供給的用于燃燒器燃燒的氣體燃料49沿氣體燃料通道14流下而 從氣體燃料通道14的下端被噴入用于燃燒的燃燒室13中。液體燃料 24和氣體燃料49可單獨(dú)或同時(shí)燃燒。用于燃燒器燃燒的氣體燃料49 的示例為甲烷、乙垸、丙烷、丁垸、乙醚和氫。此外，在將二流體噴 霧燃燒器11用作改質(zhì)器的熱源的情況下，氣體燃料49可以是未被用 于在燃料電池中發(fā)電并回流到二流體噴霧燃燒器11的剩余改質(zhì)氣體 (參見圖13)。
燃燒器外筒48為筒狀并圍繞氣體燃料供給管47的周邊。燃燒器 外筒48和氣體燃料供給管47同心設(shè)置，且燃燒器外筒48和氣體燃料 供給管47之間的筒狀空間為第一燃燒用空氣通道15。因此，從燃燒用 空氣供給系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)供給的燃燒用空氣50沿燃燒用空氣通道15流 下。
板18設(shè)置在燃燒用空氣通道15的下端部(即氣體燃料供給管47 的下端部)與燃燒器外筒48的下端部之間。板18為環(huán)狀板且將燃燒用 空氣通道15與燃燒室13分開。在附圖的示例中，板18設(shè)置為基本上 與二流體噴嘴38的高度相同，但并不限于此，而可將其設(shè)置在高于二 流體噴嘴38的位置處。然而，如果板18設(shè)置在較高位置處，則需要 將第一筒16和第二筒17制造得比附圖中所示的更長(zhǎng)。因此，將板18 設(shè)置為與附圖示例中的二流體噴嘴38的高度相同的情況下成本最低而 且也很合理。
通過(guò)諸如焊接之類的固定方法將板18的內(nèi)周面固定到氣體燃料 供給管47的外周面。多個(gè)突起51(圖2的示例中為四個(gè)突起)形成于板 18的外周面中。通過(guò)諸如焊接之類的固定方法將突起51的端面固定到燃燒器外筒48的內(nèi)周面。因此，氣體燃料供給管47和燃燒器外筒48 附近之間的部分由板18封閉。然而，在板18的外周上，由突起51在 板18的外周面和燃燒器外筒48的內(nèi)周面48a之間形成有間隙。這些間 隙是燃燒用空氣孔52。換句話說(shuō)，燃燒用空氣通道15和燃燒室13經(jīng) 由這些燃燒用空氣孔52彼此相通。
因此，在沿燃燒用空氣通道15流下之后，燃燒用空氣50被板18 阻擋而被引入板18的遠(yuǎn)離二流體噴嘴38(噴霧孔44)的外周側(cè)，并流過(guò) 燃燒用空氣孔52而進(jìn)入燃燒室13。
此外，均向下延伸的第一筒16和第二筒17通過(guò)諸如焊接之類的 固定方法被固定到板18的底面上，且第二筒17設(shè)置在第一筒16內(nèi)部。 第一筒16位于燃燒用空氣孔52內(nèi)側(cè)的位置處并與燃燒器外筒48同心 設(shè)置。燃燒器外筒48和第一筒16之間的筒狀空間為第二燃燒用空氣 通道53。
因此，在沿第一燃燒用空氣通道15流下并經(jīng)過(guò)燃燒用空氣孔52 之后，燃燒用空氣50進(jìn)一步沿第二燃燒用空氣通道53流下。燃燒用 空氣50從燃燒用空氣通道53的下端排出并遍布整個(gè)燃燒室13。由此， 從燃燒用空氣通道53排出的一部分燃燒用空氣50(例如全部燃燒用空 氣50的大約30%)在朝下遠(yuǎn)離板18的位置處被供給到從二流體噴霧器 12(二流體噴嘴38)噴射出的液體燃料24(與液體燃料24混合)且用于燃 燒液體燃料24。設(shè)定與液體燃料24混合的燃燒用空氣50的量，以使 得空氣比的平均值例如不大于1.5。從燃燒用空氣通道53排出的剩余 燃燒用空氣50進(jìn)一步流下并與通過(guò)燃燒產(chǎn)生的燃燒排氣混合，由此產(chǎn) 生大量燃燒排氣。
第一筒16安裝用于延遲將一部分燃燒用空氣50供給到霧化液體 燃料24，也就是說(shuō)，在朝下遠(yuǎn)離板18的位置處將燃燒用空氣50供給 到霧化液體燃料24。因此，使得板18遠(yuǎn)離火焰并防止其被煤煙附著?？苫谂c板18的尺寸的關(guān)系(二流體噴嘴38的噴霧孔44和燃燒用空氣 孔52之間的距離)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一筒16的長(zhǎng)度，也就是第一筒16的端 部位置(底端)。
換句話說(shuō)，即使沒(méi)有第一筒16而僅有板18以及板18的外周中的 燃燒用空氣孔52，也能在朝下遠(yuǎn)離板18的位置處將經(jīng)過(guò)燃燒用空氣孔 51的一部分燃燒用空氣50供給到霧化液體燃料24。噴霧孔44和燃燒 用空氣孔52之間的距離越遠(yuǎn)，從板18到將一部分燃燒用空氣50供給 到霧化液體燃料24的位置的距離就越遠(yuǎn)。如果增加板18的尺寸而增 加噴霧孔44和燃燒用空氣孔52之間的距離，則二流體噴霧燃燒器11 的直徑增加。
另一方面，當(dāng)噴霧孔44和燃燒用空氣孔52之間的距離由二流體 噴霧燃燒器11的尺寸限制而限制時(shí)，在某些情況下只設(shè)置板18和燃 燒用空氣孔51不能足夠地延遲將一部分燃燒用空氣50供給到霧化液 體燃料24。在這種情況下，設(shè)置如附圖所示的第一筒16非常有效。在 這種情況下，第一筒16隨著噴霧孔44和燃燒用空氣孔52之間的距離 減小而向下延伸。然而，為防止第一筒16和所噴射的液體燃料24之 間的干擾，第一筒16的端部(下端)需要設(shè)置在所噴射的液體燃料24的 外形部24A外側(cè)(上方)的位置處。換句話說(shuō)，第一筒16的端部(下端) 不能延伸超過(guò)所噴射的液體燃料24的外形部24A。
如果噴霧孔44和燃燒用空氣孔52之間的距離減小，則第一筒16 的安裝位置變得更接近噴霧孔44，且板18和霧化液體燃料24的外形 部24A之間的距離減小。因此，不能將第一筒16制造得過(guò)長(zhǎng)。鑒于此 類限制，可適當(dāng)確定噴霧孔44和燃燒用空氣孔52之間的距離以及第 一筒16(包括第一筒16的必要構(gòu)件)的長(zhǎng)度。
第二筒17位于第一筒16內(nèi)部并與第一筒16同心設(shè)置。第二筒 17設(shè)置用于防止霧化液體燃料24的滯流(對(duì)流)出現(xiàn)在板18附近。因此，使得板18遠(yuǎn)離火焰并防止其被煤煙附著。因此，第二筒17盡可能向 下延伸。然而，為防止第二筒17和霧化液體燃料24之間的干擾，第
二筒17的端部(下端)需要設(shè)置在在霧化液體燃料24的外形部24A外側(cè) (上方)。換句話說(shuō)，第二筒17的端部(下端)最大程度上也只能延伸至霧 化液體燃料24的外形部24A。
例如，如圖1所示，二流體噴嘴38(噴霧孔44)的端部(底端)和第 二筒17的端部(底端)之間的長(zhǎng)度L2需要滿足0<L2<Lltane。此處，Ll 是二流體噴嘴38的噴霧孔44和第二筒17之間的距離，而e是所噴射 的液體燃料24的外形部24A和其水平線之間的夾角。第二筒17的總 長(zhǎng)度為L(zhǎng)2與板18的底面和二流體噴嘴38(噴霧孔44)的端部(下端)之 間的長(zhǎng)度之和。這種條件也可應(yīng)用到二流體噴嘴38(噴霧孔44)的端部 (下端)和第一筒16的端部(下端)之間的長(zhǎng)度以及第一筒16的總長(zhǎng)度。 二流體噴嘴38的噴霧孔44和第二筒16之間的距離可構(gòu)造成例如不小 于噴霧孔44(例如大約1毫米)的直徑的50倍或60倍。
如上所述，本實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11設(shè)置有液體燃料箱 19。該液體燃料箱包括筒狀側(cè)部20以及設(shè)置于側(cè)部20的下端處的底 部21，且該液體燃料箱儲(chǔ)存從液體燃料供給管25供給的液體燃料24。 液體燃料箱19被構(gòu)造成允許所儲(chǔ)存的液體燃料24從液體燃料排出孔 22排出，該液體燃料排出孔位于底部21中且開孔為低于所儲(chǔ)存的液體 燃料24的液面。利用霧化用空氣46霧化從液體燃料箱19的液體燃料 排出孔22排出的液體燃料，并燃燒該液體燃料。因此，即便液體燃料 24間歇性地從液體燃料供給管24被供給到液體燃料箱19，也能連續(xù) 地從液體燃料箱19的液體燃料排出孔22排出存儲(chǔ)在液體燃料箱19中 的液體燃料。換句話說(shuō)，即便液體燃料供給系統(tǒng)的泵的供給流量減小， 且液體燃料24間歇性地從液體燃料供給管25被供給到液體燃料箱19， 存儲(chǔ)在液體燃料箱19中的液體燃料24的液面23也只是稍微地上下波 動(dòng)而只導(dǎo)致從液體燃料排出孔22排出的液體燃料24的流量略微波動(dòng)。 供給的液體燃料的流量并不像如圖13所示的常規(guī)燃燒器那樣大幅度波動(dòng)。因此，即便供給的液體燃料的流量很低，也能穩(wěn)定地供給液體燃 料24，借此有利于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，并消除了產(chǎn)生未燃燒的排氣和導(dǎo)致 意外失火的可能性。
根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11， 二流體噴霧燃燒器11構(gòu)
造成使得從液體燃料排出孔22排出并流入二流體合流空間部43的液 體燃料22與沿霧化用空氣通道28流下并流過(guò)霧化用空氣導(dǎo)入部37處 的溝槽40而被引入二流體合流空間部43的霧化用空氣合流，然后， 該液體燃料和霧化用空氣一同從噴霧孔44被噴射。因此，液體燃料24 與流速在溝槽40處增加(水平速度分量增加)的霧化用空氣46在二流體 合流空間部43充分混合，然后，從二流體噴嘴38的噴霧孔44被噴射。 因此，較之未設(shè)置二流體合流空間部43和溝槽40的情況，液體燃料 24的擴(kuò)散角更大，且能更可靠地使液體燃料24霧化，借此改善燃燒質(zhì)
根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11，霧化用空氣導(dǎo)入部37的 溝槽40沿著俯視圖中的二流體合流空間部43的圓周的切線方向而形 成。因此，霧化用空氣46形成渦流并在二流體合流空間部43與液體 燃料24混合。由此更充分地混合液體燃料24和霧化用空氣46。借此， 能使從二流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24更可靠地霧化， 且液體燃料24的燃燒質(zhì)量也得以進(jìn)一步改善。
根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11，霧化用空氣導(dǎo)入部37的 多個(gè)溝槽40形成于圍繞二流體合流空間部43的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的 位置處。因此，能使得從二流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃 料24的周向分布均勻，借此改善液體燃料24的燃燒特性。
此外，實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11設(shè)置有將液體燃料箱19 向下壓的螺旋彈簧36。因此，液體燃料箱19的底部21抵壓在二流體 噴嘴38的霧化空氣導(dǎo)入部37上而實(shí)現(xiàn)牢固接觸。因此，燃料箱19的底部21的底面21b與霧化用空氣導(dǎo)入部37的頂面37a彼此牢固接觸， 借此防止在接觸面21b和37a之間形成間隙。因此，防止霧化用空氣 46流入除了溝槽40之外的部分并充分發(fā)揮溝槽40的廣噴射效果是可 能的。
此外，根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11, 二流體合流空間部 43為倒圓錐形的，且噴霧孔44形成于倒圓錐形空間43的頂點(diǎn)位置處。 因此，液體燃料24與霧化空氣46能在二流體合流空間部43充分混合。 從噴霧孔44噴射出的液體燃料24得以更可靠地霧化，借此進(jìn)一步改 善液體燃料24的燃燒特性。
此外，根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11， 二流體噴霧燃燒器 11構(gòu)造成使得筒狀氣體燃料通道14形成于噴霧器外筒27和圍繞噴霧 器外筒27的氣體燃料供給管47之間，并允許氣體燃料49沿氣體燃料 通道14流下而從氣體燃料通道14的下端噴射出且得以燃燒。因此， 從筒狀氣體燃料通道14噴射出的氣體燃料49為周向均勻的。因此， 改善燃燒特性是可能的，借此例如在以低流量供給液體燃料24時(shí)由氣 體燃料49實(shí)現(xiàn)火焰穩(wěn)定效果。
此外，在實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11中，在液體燃料供給管 25的端部25A與液體燃料箱19的側(cè)部20的內(nèi)周面20a接觸的情況下， 即便從液體燃料供給管25排出的液體燃料24的流量很低，液體燃料 24也能沿內(nèi)周面20a流下。因此，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定地從液體燃料排出孔22 排出液體燃料24是可能的。換句話說(shuō)，當(dāng)液體燃料24以液滴形式滴 落時(shí)，存儲(chǔ)在液體燃料箱19中的液體燃料24的液面23大幅度波動(dòng)。 在液面23非常低的情況下，可認(rèn)為液體燃料排出孔22會(huì)暫時(shí)暴露而 終止排出液體燃料24。然而，允許液體燃料24沿著液體燃料箱19的 內(nèi)周面20a流下能防止出現(xiàn)這種缺陷。
此外，根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11， 二流體噴霧燃燒器11構(gòu)造成使得燃燒用空氣50沿燃燒用空氣通道15流下之后被板18阻
擋并被引入板18的遠(yuǎn)離二流體噴嘴38的外周側(cè)，以流過(guò)燃燒用空氣 孔52而進(jìn)入燃燒室13。因此，只是一部分燃燒用空氣50在燃燒室13 與從二流體噴嘴38噴射出的液體燃料24混合并被用于燃燒液體燃料 24，且剩余的燃燒用空氣50進(jìn)一步向下流動(dòng)并與燃燒產(chǎn)生的燃燒排氣 混合。由此，經(jīng)由燃燒用空氣的一次供給(一個(gè)步驟)實(shí)現(xiàn)燃燒用空氣50 和液體燃料24的適度混合并在不過(guò)度冷卻火焰的情況下產(chǎn)生大量燃燒 排氣是可能的。換句話說(shuō)，實(shí)現(xiàn)能利用簡(jiǎn)單構(gòu)造產(chǎn)生大量燃燒排氣且 不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生未燃燒氣體和意外失火的二流體噴霧燃燒器是可能的。
此外，板18使得燃燒用空氣50在遠(yuǎn)離二流體噴嘴38的位置處流 入燃燒室13。因此，可將一部分燃燒用空氣50被供給至燃料的位置設(shè) 置為朝下遠(yuǎn)離板18。由此，火焰的位置朝下遠(yuǎn)離板18，借此防止煤煙 附著到板18的底面。盡管附著到板18底面上的大量煤煙可導(dǎo)致諸多 缺陷，例如由于煤煙致使堵塞二流體噴嘴38以及由于煤煙吸收來(lái)自火 焰的輻射熱而致使二流體噴霧器12異常發(fā)熱，但通過(guò)防止煤煙附著到 如上所述板18的底面，也能防止出現(xiàn)這樣的缺陷。
此外，根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11， 二流體噴霧燃燒器 11構(gòu)造成使得設(shè)置從板18的底面向下延伸并用于延遲供給燃燒用空氣 的第一筒16，且與燃燒用空氣孔52相通的筒狀燃燒用空氣通道53形 成于第一筒16和燃燒器外筒48之間。借此，使得經(jīng)過(guò)燃燒用空氣孔 52的燃燒用空氣50沿燃燒用空氣通道53流下，然后從燃燒用空氣通 道53的下端流入燃燒室13。因此，延遲將一部分燃燒用空氣50供給 到從二流體噴嘴38噴射出的液體燃料24是可能的。換句話說(shuō)，可將 一部分燃燒用空氣50被供給至液體燃料24的位置設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離板 18。因此，將火焰的位置也設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離板18，借此防止煤煙附著 到板18的底面。
通過(guò)僅設(shè)置如上所述的板18來(lái)實(shí)現(xiàn)將一部分燃燒用空氣50被供給至液體燃料24的位置設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離板18的操作性效果是可能的。 然而，如實(shí)施例1所述，通過(guò)設(shè)置用于延遲供給燃燒用空氣的第一筒
16，能更可靠地將一部分燃燒用空氣50被供給到液體燃料24的位置 設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離板18。
此外，當(dāng)由于二流體噴霧燃燒器11的尺寸限制等等不能將板18 制造為足夠大，而且二流體噴嘴38和燃燒用空氣孔52之間的距離不 能制造得足夠長(zhǎng)時(shí)，供給到液體燃料24的該部分燃燒用空氣50變得 過(guò)量而會(huì)過(guò)度冷卻火焰。相反，通過(guò)設(shè)置與如實(shí)施例1所示的用于延 遲供給燃燒用空氣的第一筒16，不僅能將燃燒用空氣50被供給至液體 燃料24的位置設(shè)置為朝下遠(yuǎn)離板18，且能將供給到液體燃料24的該 部分燃燒用空氣50的量降低到適當(dāng)量。由此看來(lái)，設(shè)置類似于實(shí)施例 1的第一筒16是有效的。通過(guò)設(shè)置第一筒16能減小板18的尺寸，并 能小型化二流體噴霧燃燒器11。
此外，根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11，從板18的底面延 伸的用于防止滯流的的第二筒17設(shè)置在用于延遲供給燃燒用空氣的第 一筒16內(nèi)部。因此，能通過(guò)用于防止滯流的第二筒17來(lái)防止液體燃 料24的滯流(對(duì)流)出現(xiàn)在板18的底面附近。借此，防止滯流在板18 的底面附近的液體燃料24起火以及防止煤煙附著到板18的底面是可 能的。
此外，根據(jù)實(shí)施例1的二流體噴霧燃燒器11，通過(guò)利用燃燒器外 筒48圍繞火焰，火焰(所噴射的液體燃料24)和燃燒用空氣50能在燃燒 室13充分混合，借此改善燃燒特性。
<實(shí)施例2>
圖6(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的二流體噴霧燃燒器的二流 體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖，而圖6(b)是示出了設(shè)置用于二 流體噴霧器的二流體噴嘴的俯視圖(在圖6(a)的箭頭E方向上的視圖)。如圖6(a)和圖6(b)所示，在實(shí)施例2的二流體噴霧器12的二流體 噴嘴38中，溝槽(狹縫)61形成于霧化用空氣導(dǎo)入部37周緣內(nèi)的四個(gè)位 置處。這些溝槽61為碰撞式溝槽。溝槽61分別在具有環(huán)狀俯視圖的 二流體合流空間部43的徑向上延伸，并被形成于圍繞二流體合流空間 部43的中心軸線(附圖的示例中的噴霧孔44的中心軸線)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(沿 周向等間距)的位置處。
在二流體噴霧器21中，在沿霧化用空氣通道28流下之后，霧化 用空氣46流過(guò)二流體噴嘴38中的霧化用空氣導(dǎo)入部37的溝槽61而 增加流速，并被引入二流體合流空間部43。霧化用空氣46與從液體燃 料箱19的液體燃料排出孔22排出的液體燃料24在二流體合流空間部 43中碰撞并合流(混合)。借此，能充分混合液體燃料24和霧化用空氣 46，且利用霧化用空氣46使液體燃料24霧化，然后將液體燃料與霧 化用空氣46 —同從二流體噴嘴38的噴霧孔44噴入燃燒室13。
圖6的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造與上述實(shí)施例l(圖4) 的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造相同。除了二流體噴霧器之外的 實(shí)施例2的二流體噴霧燃燒器11的構(gòu)造與實(shí)施例l(圖1到圖3)的二流 體噴霧燃燒器11的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例2的二流體噴霧燃燒器11，可實(shí)現(xiàn)以下操作性效果， 另外，能獲得與前述實(shí)施例1相同的操作性效果。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例2的二流體噴霧燃燒器11，通過(guò)沿著俯視 圖中的二流體合流空間部43的徑向形成霧化用氣體導(dǎo)入部37的溝槽 61，霧化用空氣46在二流體合流空間部43與液體燃料24碰撞而與液 體燃料24混合。由此更充分地混合液體燃料24和霧化用空氣46。能 使從二流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24更可靠地霧化， 由此進(jìn)一步改善液體燃料24的燃燒特性。此外，霧化用空氣導(dǎo)入部37的多個(gè)溝槽61形成于圍繞二流體合
流空間部43的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處。因此，能使得從二流體噴 嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24的分布在周向上均勻，借此改 善液體燃料24的燃燒特性。
<實(shí)施例3>
圖7(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的二流體噴霧燃燒器的二流 體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖，而圖7(b)是示出了設(shè)置用于二 流體噴霧器的二流體噴嘴的俯視圖(在圖7(a)的箭頭F方向上的視圖)。
如圖7所示，在實(shí)施例3的二流體噴霧器12中，液體燃料箱19 的底部21的內(nèi)表面(頂面)21a是錐形(倒圓錐形)面，且微小液體燃料排 出孔22形成于中心(倒圓錐形面的頂點(diǎn)位置)。在液體燃料箱19的底部 21的外表面(底面)21b上，外部21b-l由錐形(倒截頭圓錐形)面組成， 而內(nèi)部21b-2由環(huán)狀水平面組成。
另一方面，二流體噴嘴38的霧化用空氣導(dǎo)入部37形成為環(huán)形， 而其內(nèi)周面37b由錐形(倒截頭圓錐形)面組成。在該底部21的底面21b 的外部21b-l(錐形面部分)鄰接并配合到霧化用空氣導(dǎo)入部37的內(nèi)周面 37b(錐形面部分)的狀態(tài)下，液體燃料箱19安裝在霧化用空氣導(dǎo)入部37 上。在這種情況下，通過(guò)螺旋彈簧36(見圖4)將液體燃料箱19向下壓， 液體燃料箱19的底部21的底面21b的外部21b-l(錐形面部分)借此抵 壓在霧化用空氣導(dǎo)入部37的內(nèi)周面37b(錐形面部分)上而形成牢固接 觸，從而防止在接觸面21b-l和37b之間出現(xiàn)間隙。
二流體噴嘴38的噴嘴本體39包括形成于中央部分內(nèi)的倒圓錐形 空間(凹部)42，以及形成于該中心(倒圓錐形空間42的頂點(diǎn)位置)的微小 噴霧孔44。霧化用空氣導(dǎo)入部37的空間41與噴嘴本體39的空間42 彼此連續(xù)并組成二流體合流空間部43。換句話說(shuō)，二流體合流空間部43具有環(huán)狀平面視圖(俯視圖)，并具有錐形結(jié)構(gòu)，其直徑朝著噴霧孔
44漸縮。在霧化用空氣導(dǎo)入部37中，溝槽(狹縫)40形成于其周向上的 兩個(gè)位置處。這些溝槽40為類似于圖5的溝槽40的渦流式溝槽，并 在俯視圖中的二流體合流空間部43的圓周的切線方向上延伸。此外， 溝槽40形成于圍繞二流體合流空間部43的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置 處(沿周向等間距)。形成于霧化用空氣導(dǎo)入部37處的溝槽并不限于渦 流式溝槽，而可以是如同圖6的碰撞式溝槽。
圖7的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造與上述實(shí)施例l(圖4) 的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造相同。除了二流體噴霧器之外的 實(shí)施例3的二流體噴霧燃燒器11的構(gòu)造與實(shí)施例l(圖1到圖3)的二流 體噴霧燃燒器11的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例3的二流體噴霧燃燒器11，可實(shí)現(xiàn)以下操作性效果， 另外，能獲得與前述實(shí)施例1和實(shí)施例2相同的操作性效果。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例3的二流體噴霧燃燒器，在液體燃料箱19 的錐形面部分(底部21的底面21b的外部21b-l)鄰接并配合到霧化用氣 體導(dǎo)入部37的錐形面部分(內(nèi)周面37b)的狀態(tài)下，液體燃料箱19安裝 在霧化用氣體導(dǎo)入部37上。因此，易于對(duì)齊液體燃料箱19和二流體 噴嘴38的中心軸線。由此，液體燃料箱19被安裝于該中央。借此， 能將霧化用空氣通道28的寬度制造為在周向上均勻，從而能使霧化用 空氣46在霧化用空氣通道28中的流動(dòng)在周向上均勻。這使得保持從 二流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24的對(duì)稱性(或者火焰的 對(duì)稱性)成為可能。
此外，根據(jù)實(shí)施例3的二流體噴霧燃燒器11，通過(guò)螺旋彈簧36(見 圖4)將液體燃料箱19向下壓，液體燃料箱19的底部21抵壓在二流體 噴嘴38的霧化用空氣導(dǎo)入部37上而使得燃料箱19的底部21的錐形 面部分(外部21b-l)與霧化用空氣導(dǎo)入部37的錐形面部分(內(nèi)周面37b)牢固接觸，從而防止在接觸面21b-l和37b之間出現(xiàn)間隙。因此，防止
霧化用空氣46流入除了溝槽40之外的部分是可能的，借此充分發(fā)揮 溝槽40的廣噴射效果。
<實(shí)施例4〉
圖8(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的二流體噴霧燃燒器中的二 流體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖(沿8(b)的線G-G截取的縱向 截面視圖)；圖(b)是示出了設(shè)置用于二流體噴霧器的液體燃料箱的仰視 圖(在圖8(a)的箭頭H方向上的視圖)；圖8(c)是在圖8(b)的箭頭I方向 上的視圖；而圖8(d)是沿圖8(a)的線J-J截取的橫向截面視圖。
如圖8所示，在實(shí)施例4的二流體噴霧器12中，液體燃料箱19 的底部21的內(nèi)表面(頂面)21a由錐形(倒圓錐形)面組成，且微小液體燃 料排出孔22形成于中心(倒圓錐形面的頂點(diǎn)位置)。此外，在液體燃料 箱19的底部21的外表面(底面)21b上，外部21b-l由錐形(倒截頭圓錐 形)面組成，而內(nèi)部21b-2由環(huán)狀水平面組成。
另一方面，二流體噴嘴38不包括霧化用空氣導(dǎo)入部(見圖7)并與 噴霧器外筒27整體形成于噴霧器外筒27的下端(可通過(guò)焊接等固定單 獨(dú)體)處。二流體噴嘴38具有由錐形面(倒圓錐形)組成的內(nèi)表面(頂 面)38a。在底部21的底面21b的外部21b-l(錐形面部分)鄰接并配合到 二流體噴嘴38的內(nèi)表面38a(錐形面部分)的狀態(tài)下，液體燃料箱19安 裝在二流體噴嘴38上。在這種情況下，螺旋彈簧36(見圖4)將液體燃 料箱19向下壓，使得液體燃料箱19的底部21的底面21b的外部 21b-l(錐形面部分)抵壓在二流體噴嘴38的內(nèi)表面38a(錐形面部分)上 而實(shí)現(xiàn)牢固接觸，從而防止在接觸面21b-l和38b之間出現(xiàn)間隙。
由錐形結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面38a在二流體噴嘴38的中央部分形成的倒圓 錐形空間用作二流體合流空間部43。微小噴霧孔44形成于二流體合流 空間部43的中心(倒圓錐形空間43的頂點(diǎn)位置)并與二流體合流空間部43相通。具體來(lái)說(shuō)，二流體合流空間部43具有環(huán)狀平面視圖(俯視圖)，
并具有錐形結(jié)構(gòu)，其直徑朝著噴霧孔44漸縮。
在液體燃料箱19的底部21的底面21b側(cè)中，溝槽(狹縫)71形成 于其周緣上的兩個(gè)位置處。這些溝槽71為渦流式溝槽，并在俯視圖中 的二流體合流空間部43的圓周的切線方向上延伸。此外，溝槽71形 成于圍繞二流體合流空間部43的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處(沿周向 等間距)。
因此，在沿霧化用空氣通道28流下之后，霧化用空氣46流過(guò)液 體燃料箱19的底部21的溝槽71而增加流速，然后被引入二流體合流 空間部43。霧化用空氣46在二流體合流空間部43中變成渦流并與從 液體燃料箱19的液體燃料排出孔22排出的液體燃料24合流(混合)。 借此，液體燃料24和霧化用空氣46充分混合，且利用霧化用空氣46 使液體燃料24霧化，然后將液體燃料從二流體噴嘴38的噴霧孔44噴 入燃燒室13。
圖8的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造與上述實(shí)施例l(圖4) 的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造相同。除了二流體噴霧器之外的 實(shí)施例4的二流體噴霧燃燒器11的構(gòu)造與實(shí)施例l(圖1到圖3)的二流 體噴霧燃燒器11的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例4的二流體噴霧燃燒器11，可實(shí)現(xiàn)以下操作性效果， 另外，能獲得與前述實(shí)施例l相同的操作性效果。
根據(jù)實(shí)施例4的二流體噴霧燃燒器11，該二流體噴霧燃燒器構(gòu)造 成使得從液體燃料排出孔44排出而流入二流體合流空間部43的液體 燃料24與沿霧化用氣體通道28流下接著流過(guò)液體燃料箱19的底部21 處的溝槽71而被引入二流體合流空間部43的霧化用空氣46在二流體 合流空間部43合流，然后，該液體燃料和霧化用空氣46 —同從噴霧孔44被噴射。因此，液體燃料24在二流體合流空間部43與流速經(jīng)由 溝槽71而增加(水平速度分量增加)的霧化用空氣46充分混合，然后， 從噴霧孔44被噴射。由此，較之未設(shè)置二流體合流空間部43和溝槽 71的情況，所噴射的液體燃料24的擴(kuò)散角更大，且液體燃料24能更 可靠地得以霧化，借此改善液體燃料24的燃燒特性。
此外，在液體燃料箱19的錐形面部分(底部21的底面21b的外部 21b-l)鄰接并配合到二流體噴嘴38的錐形面部分(內(nèi)表面38a)的狀態(tài) 下，液體燃料箱19安裝在二流體噴嘴38上。由此，易于對(duì)齊液體燃 料箱19和二流體噴嘴38的中心軸線。因此，液體燃料箱19被安裝于 該中央。借此，能將霧化用空氣通道28的寬度制造為在周向上均勻， 從而能使霧化用空氣46在霧化用空氣通道28中的流動(dòng)在周向上均勻。 這使得確保從二流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24的對(duì)稱 性(或者火焰的對(duì)稱性)成為可能。
此外，液體燃料箱19的底部21的溝槽71沿著俯視圖中的二流體 合流空間部43的圓周的切線方向而形成。因此，霧化用空氣46形成 渦流并在二流體合流空間部43與液體燃料24混合。由此更充分地混 合液體燃料24和霧化用空氣46。因而，能使從二流體噴嘴38的噴霧 孔44噴射出的液體燃料24可靠地霧化，借此進(jìn)一步改善液體燃料24 的燃燒特性。
此外，液體燃料箱19的底部21的所述多個(gè)溝槽71形成于圍繞二 流體合流空間部43的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處。因此，能使得從二 流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24的在周向上分布均勻， 借此改善液體燃料24的燃燒特性。
根據(jù)實(shí)施例4的二流體噴霧燃燒器11，通過(guò)螺旋彈簧36(見圖4) 將液體燃料箱19向下壓，液體燃料箱19的底部21的底面21b抵壓在 二流體噴嘴38上，以使得燃料箱19的底部21的錐形面部分(外部21b-l)與二流體噴嘴38的錐形面部分(內(nèi)表面38a)牢固接觸，從而防止在接觸 面21b-l和38a之間出現(xiàn)間隙。因此，防止霧化用空氣46流入除了溝 槽71之外的部分是可能的，借此充分發(fā)揮溝槽71的廣噴射效果。
<實(shí)施例5>
圖9(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的二流體噴霧燃燒器中的二 流體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖(沿圖9(b)的線K-K截取的截 面視圖)；圖9(b)是示出了設(shè)置用于二流體噴霧器的液體燃料箱的仰視 圖(在圖9(a)的箭頭H方向上的視圖)；而圖9(c)是沿圖9(a)的線M- M
截取的橫向截面視圖。
如圖9所示，在實(shí)施例5的二流體噴霧器12中，液體燃料箱19 的底部21的內(nèi)表面(頂面)21a由錐形(倒圓錐形)面組成，且微小液體燃 料排出孔22形成于中心(倒圓錐形面的頂點(diǎn)位置)。此外，在液體燃料 箱19的底部21的外表面(底面)21b上，外部21b-l由錐形(倒截頭圓錐 形)面組成，而內(nèi)部21b-2由環(huán)狀水平面組成。
另一方面，二流體噴嘴38不包括霧化用空氣導(dǎo)入部(見圖7)并與 噴霧器外筒27整體形成于噴霧器外筒27的下端(可通過(guò)焊接等固定單 獨(dú)體)。二流體噴嘴38具有由錐形面(倒圓錐形)組成的內(nèi)表面(頂面)38a。 在底部21的底面21b的外部21b-l(錐形面部分)鄰接并配合到二流體噴 嘴38的內(nèi)表面38a(錐形面部分)的狀態(tài)下，液體燃料箱19安裝在二流 體噴嘴38上。在這種情況下，通過(guò)螺旋彈簧36(見圖4)將液體燃料箱 19向下壓，使得液體燃料箱19的底部21的底面21b的外部21b-l(錐 形面部分)抵壓在二流體噴嘴38的內(nèi)表面38a(錐形面部分)上而實(shí)現(xiàn)牢 固接觸，從而防止在接觸面21b-l和38b之間出現(xiàn)間隙。
由錐形結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面38a在二流體噴嘴38的中央部分形成的倒圓 錐形空間用作二流體合流空間部43。微小噴霧孔44形成于二流體合流 空間部43的中心(倒圓錐形空間43的頂點(diǎn)位置)并與二流體合流空間部43相通。具體來(lái)說(shuō)，二流體合流空間部43具有環(huán)狀平面視圖(俯視圖)，
并具有錐形結(jié)構(gòu)，其直徑朝著噴霧孔44漸縮。
在液體燃料箱19的底部21的底面21b側(cè)中，溝槽(狹縫)81形成 于其周緣上的兩個(gè)位置處。這些溝槽81為碰撞式溝槽，并在俯視圖中 的二流體合流空間部43的徑向方向上延伸。此外，溝槽81形成于圍 繞二流體合流空間部43的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處(沿周向等間距)。
在沿霧化用空氣通道28流下之后，霧化用空氣46流過(guò)液體燃料 箱19的底部21的溝槽81而增加流速，然后被引入二流體合流空間部 43。霧化用空氣46在二流體合流空間部43中與從液體燃料箱19的液 體燃料排出孔22排出的液體燃料24碰撞并合流(混合)。借此，液體燃 料24和霧化用空氣46能充分混合，且利用霧化用空氣46使液體燃料 24霧化，然后將液體燃料與霧化用空氣46 —同從二流體噴嘴38的噴 霧孔44噴入燃燒室13。
圖9的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造與上述實(shí)施例l(圖4) 的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造相同。除了二流體噴霧器之外的 實(shí)施例5的二流體噴霧燃燒器11的構(gòu)造與實(shí)施例l(圖1到圖3)的二流 體噴霧燃燒器11的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例5的二流體噴霧燃燒器11，可實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例4相同的 操作性效果，另外，能獲得與前述實(shí)施例l相同的操作性效果。
根據(jù)實(shí)施例5的二流體噴霧燃燒器11，該二流體噴霧燃燒器構(gòu)造 成使得從液體燃料排出孔44排出而流入二流體合流空間部43的液體 燃料24與沿霧化用氣體通道28流下接著流過(guò)液體燃料箱19的底部21 處的溝槽81而被引入二流體合流空間部43的霧化用空氣46在二流體 合流空間部43合流，然后，該液體燃料和霧化用空氣46 —同從噴霧 孔44被噴射。因此，液體燃料24在二流體合流空間部43與流速經(jīng)由
40溝槽81而增加(水平速度分量增加)的霧化用空氣46充分混合，然后，
從噴霧孔44被噴射。由此，較之未設(shè)置二流體合流空間部43和溝槽 81的情況，所噴射的液體燃料24的擴(kuò)散角更大，且液體燃料24能更 可靠地得以霧化，借此改善液體燃料24的燃燒特性。
此外，在液體燃料箱19的錐形面部分(底部21的底面21b的外部 21b-l)鄰接并配合到二流體噴嘴38的錐形面部分(內(nèi)表面38a)的狀態(tài) 下。由此，易于對(duì)齊液體燃料箱19和二流體噴嘴38的中心軸線，液 體燃料箱19安裝在二流體噴嘴38上。因此，液體燃料箱19被安裝于 該中央。借此，能將霧化用空氣通道28的寬度制造為在周向上均勻， 從而能使霧化用空氣46在霧化用空氣通道28中的流動(dòng)在周向上均勻。 這使得確保從二流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24的對(duì)稱 性(或者火焰的對(duì)稱性)成為可能。
此外，液體燃料箱19的底部21的溝槽81沿著俯視圖中的二流體 合流空間部43的圓周的切線方向而形成。因此，霧化用空氣46形成 渦流并在二流體合流空間部43與液體燃料24混合。由此更充分地混 合液體燃料24和霧化用空氣46。因而，能使從二流體噴嘴38的噴霧 孔44噴射出的液體燃料24可靠地霧化，借此進(jìn)一步改善液體燃料24 的燃燒特性。
此外，液體燃料箱19的底部21的所述多個(gè)溝槽81形成于圍繞二 流體合流空間部43的中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的位置處。因此，能使得從二 流體噴嘴38的噴霧孔44噴射出的液體燃料24的在周向上分布均勻， 借此改善液體燃料24的燃燒特性。
在實(shí)施例4的二流體噴霧燃燒器11中，通過(guò)螺旋彈簧36(見圖4) 將液體燃料箱19向下壓，液體燃料箱19的底部21的底面21b抵壓在 二流體噴嘴38上，以使得燃料箱19的底部21的錐形面部分(外部21b-l) 與二流體噴嘴38的錐形面部分(內(nèi)表面38a)牢固接觸，從而防止在接觸面21b-l和38a之間出現(xiàn)間隙。因此，防止霧化用空氣46流入除了溝 槽81之外的部分是可能的，借此充分發(fā)揮溝槽81的廣噴射效果。
<實(shí)施例6>
圖10(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的二流體噴霧燃燒器中的二 流體噴霧器的下部的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖；而圖10(b)是沿圖10(a)的線 N-N截取的橫向截面視圖。
如圖10所示，在實(shí)施例6的二流體噴霧器12中，液體燃料箱19 的底部21的內(nèi)表面(頂面)21a由錐形(倒圓錐形)面組成，且微小液體燃 料排出孔22形成于中心(倒圓錐形面的頂點(diǎn)位置)。液體燃料箱19的底 部21的外表面(底面)21b由錐形(倒截頭圓錐形)面組成。另一方面，二 流體噴嘴38不包括霧化用空氣導(dǎo)入部(見圖7)并與噴霧器外筒27整體 形成于噴霧器外筒27的下端(可通過(guò)焊接等固定單獨(dú)體)。在二流體噴 嘴38中，內(nèi)表面(頂面)38a由錐形(倒圓錐形)面組成。
在液體燃料箱19的側(cè)部20的外周面20b的下端部，以突設(shè)方式 設(shè)置有多個(gè)支承部91(附圖中的示例為4個(gè))。這些支承部91等間距地 設(shè)置在側(cè)部20的周向上。底面91a的外部91a-l分別由沿著二流體噴 嘴38的內(nèi)表面38a向內(nèi)傾斜的錐形面組成。由此，在支承部91的底面 91a的外部91a-l鄰接并配合到二流體噴嘴38的內(nèi)表面38a的狀態(tài)下， 液體燃料箱19受到支承。因此，確保了液體燃料箱19的底部21的外 表面21a和二流體噴嘴38的內(nèi)表面38a之間的錐形(倒截頭圓錐形)間 隙，且這些間隙被用作霧化用空氣通道92。換句話說(shuō)，外側(cè)的第一霧 化用空氣通道28經(jīng)由第二霧化用空氣通道92與內(nèi)側(cè)的二流體合流空 間部43彼此相通。
二流體合流空間部43為通過(guò)錐形結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面38a形成于二流體 噴嘴38的中央部分內(nèi)的倒圓錐形空間。微小噴霧孔44形成于二流體 合流空間部43的中心(倒圓錐形空間43的頂點(diǎn)位置)并與倒圓錐形空間
42部43相通。具體來(lái)說(shuō)，二流體合流空間部43位于液體燃料排出孔22 下面并具有錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)包括環(huán)狀平面視圖(俯視圖)，且其直 徑朝著噴霧孔44漸縮。
在沿霧化用空氣通道28流下之后，霧化用空氣46流過(guò)支承部91 之間的霧化用空氣通道部93，并流過(guò)霧化用空氣通道92而被引入二流 體合流空間部43。霧化用空氣46與從液體燃料箱19的液體燃料排出 孔22排出的液體燃料24在二流體合流空間部43碰撞并合流(混合)。 液體燃料24由霧化用空氣46霧化，然后與霧化用空氣46 —同從二流 體噴嘴38的噴霧孔44噴入燃燒室13。
圖10的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造與上述實(shí)施例l(圖4) 的二流體噴霧器12的其它部分的構(gòu)造相同。除了二流體噴霧器之外的 實(shí)施例6的二流體噴霧燃燒器11的構(gòu)造與實(shí)施例l(圖1到圖3)的二流 體噴霧燃燒器11的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例6的二流體噴霧燃燒器，可實(shí)現(xiàn)以下操作性效果，另 外，能獲得與前述實(shí)施例1相同的操作性效果。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例6的二流體噴霧燃燒器，從液體燃料排出 孔22排出而流入二流體合流空間部43的液體燃料24與沿第一霧化用 氣體通道28流下、流過(guò)支承部91之間的霧化用空氣通道部93并流過(guò) 第二霧化用空氣通道92而被引入二流體合流空間部43的霧化用空氣 46在二流體合流空間部43合流，然后，液體燃料和霧化用空氣46 — 同從噴霧孔44被噴射。因此，液體燃料24在二流體合流空間部43與 霧化用空氣46混合，然后從二流體噴嘴38的噴霧孔44被噴射。由此， 較之未設(shè)置二流體合流空間部43的情況，液體燃料24的擴(kuò)散角更大， 且能使液體燃料24可靠地霧化，借此改善液體燃料24的燃燒特性。
<實(shí)施例7>圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7的二流體噴霧燃燒器的結(jié)構(gòu)的 縱向截面視圖；而圖12是沿圖11的線O-O截取的橫向截面視圖。
如圖11和圖12所示，在實(shí)施例7的二流體噴霧燃燒器11中，板
18為多孔板。具體來(lái)說(shuō)，在環(huán)狀板18中形成有多個(gè)燃燒用空氣孔101。 所有的燃燒用空氣孔101都設(shè)置在燃燒用空氣孔52(第一筒16)內(nèi)部。 因此，在沿燃燒用空氣通道15流下之后，大部分燃燒用空氣50經(jīng)過(guò) 板19的外周上的燃燒用空氣孔52，流過(guò)位于第一筒16外側(cè)的燃燒用 空氣通道53并流入燃燒室13。同時(shí)， 一部分燃燒用空氣50流過(guò)位于 第一筒16內(nèi)側(cè)的燃燒用空氣孔101并流入燃燒室13。
圖11和圖12的二流體噴霧燃燒器11的其它部分的構(gòu)造與實(shí)施例 l(圖1到圖3)的二流體噴霧燃燒器11的其它部分的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例7的二流體噴霧燃燒器11，可實(shí)現(xiàn)以下操作性效果。 另外，能獲得與前述實(shí)施例l相同的操作性效果。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例7的二流體噴霧燃燒器11，通過(guò)將多個(gè)附 加燃燒用空氣孔101形成于燃燒用空氣孔52內(nèi)側(cè)的板18中， 一部分 燃燒用空氣50流過(guò)這些燃燒用空氣孔101。燃燒用空氣50的這種流動(dòng) 能抑制在板18的底面附近出現(xiàn)燃燒用空氣的滯流，由此減小煤煙附著 到板18上的可能性。此外，低溫的燃燒用空氣經(jīng)由其它燃燒用空氣孔 101流到二流體噴嘴38附近。因此，利用燃燒用空氣在二流體噴嘴38 上獲得冷卻效果是可能的，該二流體噴嘴易于由來(lái)自火焰的輻射熱而 被過(guò)度加熱。
<實(shí)施例8>
圖14(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例8的二流體噴霧燃燒器的結(jié)構(gòu) 的縱向截面視圖，而圖14(b)是沿14(a)的線P-P截取的橫向截面視圖； 圖15是示出了比率(L/D)和節(jié)流板的最佳安裝位置之間的關(guān)系的曲線圖。這里，(L)是二流體噴霧器的噴霧孔和節(jié)流板之間的距離，而(D) 是燃燒空間部的直徑。
如圖14(a)和圖14(b)所示，實(shí)施例8的二流體噴霧燃燒器11在燃 燒器外筒48內(nèi)的燃燒空間部13中設(shè)置有節(jié)流板121。節(jié)流板121具有 開于其中央部分的環(huán)狀通道孔(節(jié)流孔)122。節(jié)流板121在板18、第一 筒16等的下方水平地安置于延伸的燃燒器外筒48的下端部處，并通 過(guò)諸如焊接之類的固定方法被固定到燃燒器外筒48的內(nèi)表面。如圖 14(b)所示，節(jié)流板121的通道孔122位于俯視圖中的燃燒空間部13的 中央部分內(nèi)。
因此，如圖14(a)中的箭頭所示，沿燃燒空間部13流下的燃燒用 空氣50由節(jié)流板121引入燃燒空間部13的中央部分，從而經(jīng)過(guò)節(jié)流 板121的通道孔122。節(jié)流板121不一定限于由圖14(a)的實(shí)線標(biāo)明的 水平板，而可以是由圖14(a)中的點(diǎn)劃線虛擬標(biāo)明的傾斜板(倒截頭圓錐 形板)。
圖14的二流體噴霧燃燒器11的其它部分的構(gòu)造與上述實(shí)施例 l(圖1到圖3)的二流體噴霧燃燒器11的其它部分的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例8的二流體噴霧燃燒器11，獲得與上述實(shí)施例1的相 同操作性效果以及還獲得以下操作性效果是可能的。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例8的二流體噴霧燃燒器11，在其中央部分 開有通道孔122的節(jié)流板121設(shè)置用于燃燒空間部13，以便將沿燃燒 空間部13流下的燃燒用空氣50引入燃燒空間部13的中央部分，并使 其經(jīng)過(guò)節(jié)流板121的通道孔122。因此，促進(jìn)燃燒用空氣50和未燃燒 氣體(已加熱并汽化，但還未燃燒的噴霧液體燃料)的混合，從而進(jìn)一步 促進(jìn)未燃燒氣體的燃燒。借此，實(shí)現(xiàn)燃料的完全燃燒以及火焰123的 縮短是可能的。具體而言，沿燃燒用空氣通道53流下、接著從燃燒用空氣通道
53的下端流入燃燒空間部13的燃燒用空氣50(在未設(shè)置第一筒16的情 況下，流過(guò)燃燒用空氣通道孔52并流入燃燒空間部13的燃燒用空氣 50)沿燃燒空間部13流下并朝著燃燒空間部13的中央部分?jǐn)U散而與未 燃燒氣體混合用以燃燒該未燃燒氣體。然而，并不是所有的燃燒用空 氣50都會(huì)到達(dá)燃燒空間部13的中央部分，且一部分燃燒用空氣50并 不與未燃燒氣體混合而進(jìn)一步向下流動(dòng)。在燃燒空間部13未設(shè)置有節(jié) 流板12的情況下，燃燒用空氣50和未燃燒氣體混合推遲，且燃料趨 于仍未燃燒(未燃燒氣體)，從而使得火焰123變長(zhǎng)。
另一方面，在燃燒空間部13設(shè)置有如上所述的節(jié)流板121的情況 下，向下流動(dòng)的燃燒用空氣50由節(jié)流板121阻擋而被引入中央部分內(nèi) 的通道孔122(或者燃燒空間部13的中央部分)。借此，促進(jìn)燃燒用空氣 50和未燃燒氣體的混合，并促進(jìn)未燃燒氣體的燃燒。從而，易于實(shí)現(xiàn) 燃料的完全燃燒，以便減少CO并縮短火焰123。
另外，根據(jù)實(shí)施例8的二流體噴霧燃燒器11，諸如燃燒用空氣之 類的流體一度由節(jié)流板121的通道孔122節(jié)流，借此使得流體的流量 分布在周向上均勻。因此，利用周向上均勻的燃燒排氣來(lái)加熱熔爐等 等是可能的。
將L/D的范圍設(shè)定為2到IO(圖15的區(qū)域I內(nèi))是合乎需要的。這 里，如圖14所示，L是二流體噴霧器12的噴霧孔44和節(jié)流板121之 間的距離，而D是燃燒器外筒48的內(nèi)徑(燃燒空間部13的直徑)。當(dāng) L/D小于2(圖15的區(qū)域II)時(shí)，立即供給相對(duì)大量的空氣而冷卻火焰。 因此，燃料汽化的可能更小，而產(chǎn)生液滴的可能更大。另一方面，當(dāng) L/D大于IO(圖15的區(qū)域III)時(shí)，供氣推遲，而與低溫未燃燒氣體混合 的空氣的比例增加。因而，難以促進(jìn)未燃燒氣體的燃燒(與空氣中的02 反應(yīng))。在d是節(jié)流板121的通道孔的直徑的情況下，將d/D的范圍設(shè)定
為0.2到0.6以內(nèi)是合乎需要的，如圖14所示。當(dāng)d/D小于0.2時(shí)，燃 燒空間部12的壓力極大地升高。當(dāng)d/D大于0.6時(shí)，對(duì)空氣和未燃燒 氣體進(jìn)行混合的作用減小。
<實(shí)施例9〉
圖16(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例9的二流體噴霧燃燒器的結(jié)構(gòu) 的縱向截面視圖；且圖16(b)是沿圖16(a)的線Q-Q截取的橫向截面視 圖；以及圖16(c)是對(duì)應(yīng)于圖(b)的橫向截面視圖，其示出了渦流葉片的 另一結(jié)構(gòu)示例。
如圖16(a)至圖16(c)所示，實(shí)施例9的二流體噴霧燃燒器11包括 節(jié)流板121上方的渦流葉片124。多個(gè)渦流葉片124(6個(gè)葉片)在通道孔 122的周向上以等間距設(shè)置在節(jié)流板12的通道孔122周圍，并通過(guò)諸 如焊接之類的固定方法被固定到節(jié)流板121的上表面以及燃燒器外筒 48的內(nèi)表面。各渦流葉片124基本上沿著俯視圖中的環(huán)形通道孔122 的切線方向而設(shè)置。因此，經(jīng)過(guò)節(jié)流板121的通道孔122的燃燒用空 氣50的流動(dòng)由渦流葉片124形成渦流，如圖(b)和圖(c)中的箭頭所標(biāo)明 的。
渦流葉片124在俯視圖中延伸的方向受限于通道孔122的切線方 向。各渦流葉片124只需要使其側(cè)面在平面圖中相對(duì)于通道孔122的 徑向傾斜。渦流葉片124可以是如圖16(b)所示的平板狀，或者是如圖 16(c)所示的彎曲狀。
圖16的二流體噴霧燃燒器11的其它部分的構(gòu)造與如上所述實(shí)施 例1和實(shí)施例8(圖1到圖3、圖14)的二流體噴霧燃燒器11的其它部分 的構(gòu)造相同。
47根據(jù)實(shí)施例9的二流體噴霧燃燒器11，獲得與前述實(shí)施例1和實(shí)施例8相同的操作性效果，并進(jìn)一步獲得以下操作性效果是可能的。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例9的二流體噴霧燃燒器11,渦流葉片124設(shè)置在節(jié)流板121的上方，從而由渦流葉片124使得經(jīng)過(guò)節(jié)流板121的通道孔122的燃燒用空氣50形成渦流。因此，經(jīng)過(guò)節(jié)流板121的通道孔122的燃燒用空氣50形成渦流并如圖16(a)的箭頭所標(biāo)明的那樣水平地?cái)U(kuò)散。由此，燃燒用空氣50流動(dòng)時(shí)的中央部分的壓力在通道孔122下面得以降低，借此產(chǎn)生燃燒用空氣50從外部到中央部分的循環(huán)流動(dòng)，其方向如圖16(a)的箭頭所示。借此，進(jìn)一步促進(jìn)燃燒用空氣50和未燃燒氣體的混合，并進(jìn)一步促進(jìn)未燃燒氣體的燃燒。因而，燃料更可能得以完全燃燒，且火焰123進(jìn)一步縮短。
<實(shí)施例10>
圖17(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例10的二流體噴霧燃燒器的結(jié)構(gòu)的縱向截面視圖；而圖17(b)是沿圖17(a)的線R-R截取的橫向截面視圖。
如圖17(a)和圖17(b)所示，實(shí)施例10的二流體噴霧燃燒器11包括燃燒空間部13中的多個(gè)多孔板125(附圖示例中為2個(gè))。多孔板125的數(shù)量并不限于復(fù)數(shù)個(gè)，而可以是一個(gè)。多孔板125位于節(jié)流板121的上方，即，板18(第一筒16)和節(jié)流板121之間。
多孔板125為環(huán)狀板，其具有開于中央部分內(nèi)的相對(duì)較大直徑通道孔127以及開于中央部分周圍的相對(duì)較小直徑孔126。多孔板125水平安置在燃燒空間部13內(nèi)部，并通過(guò)諸如焊接之類的固定方法被固定到燃燒器外筒48的內(nèi)表面。如圖17(b)所示，多孔板125的通道孔127在平面圖中位于燃燒空間部13的中央部分處。
因此，沿燃燒空間部13流下的一部分燃燒用空氣50由多孔板125引入中央部分處的通道孔127(或者燃燒空間部13的中央部分)，從而經(jīng)
過(guò)通道127，而其它燃燒用空氣50向下流過(guò)孔126。例如，在多孔板125中的上多孔板處，朝著多孔板125向下流動(dòng)的燃燒用空氣50的20%被引入中央部分，而該燃燒用空氣的80%經(jīng)過(guò)孔126，并進(jìn)一步向下流動(dòng)。在多孔板125中的下多孔板處，朝著多孔板125向下流動(dòng)的燃燒用空氣50的40%被引入中央部分，而該燃燒用空氣的60%經(jīng)過(guò)孔126，并進(jìn)一步向下流動(dòng)。
圖17的二流體噴霧燃燒器11的其它部分的構(gòu)造與如上所述實(shí)施例1、實(shí)施例8和實(shí)施例9(圖1到圖3、圖14)的二流體噴霧燃燒器11的其它部分的構(gòu)造相同。
根據(jù)實(shí)施例10的二流體噴霧燃燒器11，獲得與前述實(shí)施例1、實(shí)施例8和實(shí)施例9相同的操作性效果，并進(jìn)一步獲得以下操作性效果是可能的。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例10的二流體噴霧燃燒器11，具有在中央部分開有通道孔127的各多孔板125設(shè)置在燃燒空間部13內(nèi)的節(jié)流板121上方，以便由多孔板125將沿燃燒空間部13流下的一部分燃燒用空氣50引入燃燒空間部13的中央部分，并使其經(jīng)過(guò)多孔板125的通道孔127。借此，進(jìn)一步促進(jìn)燃燒用空氣50和未燃燒氣體的混合，并進(jìn)一步促進(jìn)未燃燒氣體的燃燒。借此，易于實(shí)現(xiàn)燃料的完全燃燒，從而進(jìn)一步縮短火焰123。
<實(shí)施例11>
圖18是示意性示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例11的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。圖18示出了將前述實(shí)施例1到10中任一個(gè)的二流體噴霧燃燒器11用作燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的改質(zhì)器的熱源情況下的示例。
如圖18所示，燃燒爐112設(shè)置在改質(zhì)器111的上部中，前述實(shí)施例1到10中任一個(gè)的二流體噴霧燃燒器11從上方被插入燃燒爐112中。二流體噴霧燃燒器ll連接至未示出的液體燃料供給系統(tǒng)、霧化用空氣供給系統(tǒng)以及燃燒用空氣供給系統(tǒng)。二流體噴霧燃燒器11的詳細(xì)情況如上所述。
改質(zhì)器111連接至未示出的原料供給系統(tǒng)。原料供給系統(tǒng)將水以及改質(zhì)用燃料供給到改質(zhì)器111，該改質(zhì)用燃料為用于改質(zhì)的原料，例如甲烷氣體或煤油。在改質(zhì)器lll中，利用在二流體噴霧燃燒器11進(jìn)行燃燒產(chǎn)生的大量燃燒排氣對(duì)改質(zhì)用燃料進(jìn)行蒸汽改質(zhì)，由此產(chǎn)生改質(zhì)氣體(富氫氣體)。由改質(zhì)器11產(chǎn)生的改質(zhì)氣體被供給到燃料電池113的陽(yáng)極側(cè)作為用于發(fā)電的燃料。在燃料電池113中，供給到陽(yáng)極側(cè)的改質(zhì)氣體(氫氣)以及供給到陰極側(cè)的空氣(氧氣)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，用以
發(fā)電。未用于在燃料電池113進(jìn)行發(fā)電的剩余改質(zhì)氣體回流到二流體
噴霧燃燒器11并作為用于燃燒器燃燒的氣體燃料。
根據(jù)實(shí)施例11的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，改質(zhì)器111的熱源是前述實(shí)
施例1到10的二流體噴霧燃燒器11中的任一個(gè)。因此，發(fā)揮如上所
述的良好效果的二流體噴霧燃燒器11能為改質(zhì)器111提供性能改善、成本降低等等。
在以上描述中，液體燃料箱19只包括一個(gè)液體燃料排出孔22，但并不限于此。液體燃料箱19可包括多個(gè)液體燃料排出孔22。
在以在以上描述中，液體燃料排出孔設(shè)置在液體燃料箱的底部中，
但并不限于此。液體燃料排出孔可設(shè)置在液體燃料箱的側(cè)部中。具體
來(lái)說(shuō)，如果液體燃料箱包括筒狀側(cè)部以及設(shè)置在該側(cè)部下端處的底部，
且該液體燃料箱被構(gòu)造成儲(chǔ)存從液體燃料供給管供給的液體燃料并經(jīng)由單個(gè)或多個(gè)液體燃料排出孔排出所儲(chǔ)存的液體燃料，則液體燃料箱
可以是任意類型的液體燃料箱，所開的單個(gè)或多個(gè)液體燃料排出孔低于儲(chǔ)存的液體燃料的液面并位于側(cè)部或底部中。
50在以上描述中，液體燃料箱設(shè)置在噴霧器外筒內(nèi)部，但并不限于此。例如，可構(gòu)造成將該液體燃料箱設(shè)置在噴霧器外筒的外部，并經(jīng)由管子等將從液體燃料箱的液體燃料排出孔排出的液體燃料供給到液體燃料與霧化用氣體合流的空間。
在以上描述中，液體燃料箱的上端開口而允許流入霧化用空氣通道的霧化用空氣的壓力作用于存儲(chǔ)在液體燃料箱中的液體燃料的液面上，但并不限于此。例如，可將其構(gòu)造成液體燃料箱的上端可通向大氣。換句話說(shuō)，從液體燃料供給管排出的液體燃料一度存儲(chǔ)在液體燃料箱中，且通過(guò)液體燃料箱的內(nèi)部和外部(二流體合流空間部)之間的壓力平衡產(chǎn)生液體燃料的液柱頭。因此，所儲(chǔ)存的液體燃料連續(xù)地從液體燃料排出孔排出。
此外，在上述描述中，設(shè)置有兩個(gè)渦流式溝槽以及四個(gè)碰撞式溝槽。但溝槽的數(shù)量并不限于這些，而是可設(shè)定適當(dāng)?shù)臄?shù)量。然而，為了確保霧化液體燃料在周向上的均勻噴射，理想的是渦流式溝槽的數(shù)量為兩個(gè)或更多，而碰撞式溝槽的數(shù)量為三個(gè)或更多。
如上所述，設(shè)置板(擋板)、用于延遲供給燃燒用空氣的第一筒、用于防止滯流的第二筒等的構(gòu)造(發(fā)明)可以不止應(yīng)用于前述二流體噴霧燃燒器，前述二流體噴霧燃燒器包括作為用于噴射液體燃料和霧化用氣體的燃料噴射器的二流體噴霧器。前述構(gòu)造(發(fā)明)還可以應(yīng)用于包括只噴射液體燃料的燃料噴射器或噴射氣體燃料的燃料噴射器的燃燒器。
此外，在以上描述中，通過(guò)在板(擋板)的周緣上形成突起而將燃燒用空氣孔設(shè)置在該板(擋板)的外周上，但并不限于此。例如，通過(guò)在板(擋板)本身的周邊開孔，只需要將燃燒用空氣孔設(shè)置在板(擋板)的外周上且可設(shè)置在該板的外周上。在以上描述中，板(擋板)為水平板，但并不限于此。該板可從內(nèi)部朝著外部向下傾斜。例如，板18可成形為截頭圓錐形，如圖11中的點(diǎn)劃線所示。這種傾斜板不僅能提供保持燃燒用空氣遠(yuǎn)離燃料噴嘴(二流體噴嘴38)的功能，而且還能提供與第一筒功能相似的延遲供給燃燒用空氣的功能。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明涉及一種燃燒器，且有效地應(yīng)用于例如要求產(chǎn)生大量燃燒排氣來(lái)加熱大型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的改質(zhì)器等的情形。
權(quán)利要求
1. 一種燃燒器，所述燃燒器將燃料從燃料噴射器的燃料噴嘴噴射到所述燃料噴嘴下的用于燃燒的燃燒空間部并燃燒所述燃料，所述燃燒器的特征在于包括筒狀燃燒用空氣通道，所述筒狀燃燒用空氣通道形成在所述燃料噴射器和圍繞所述燃料噴射器的周邊的燃燒器外筒之間；擋板，所述擋板將所述燃燒用空氣通道和所述燃燒空間部分開；以及燃燒用空氣通道孔，所述燃燒用空氣通道孔設(shè)置于所述擋板的外周處，其特征在于沿所述燃燒用空氣通道流下的燃燒用空氣被所述擋板阻擋，并被導(dǎo)入至所述擋板的外周而遠(yuǎn)離所述燃料噴嘴，然后流過(guò)所述燃燒用空氣通道孔而進(jìn)入所述燃燒空間部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃燒器，其特征在于從所述擋板的底面向下延伸的用于延遲供給燃燒用空氣的筒被設(shè) 置成在延伸的筒和所述燃燒器外筒之間形成不同的筒狀燃燒用空氣通 道，所述不同的筒狀燃燒用空氣通道通向所述燃燒用空氣通道孔，并 且經(jīng)過(guò)所述燃燒用空氣通道孔的燃燒用空氣沿所述不同的燃燒用空 氣通道流下，從所述不同的燃燒用空氣通道的下端流入所述燃燒空間部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于 在用于延遲供給燃燒用空氣的所述筒內(nèi)設(shè)置從所述擋板的底面向下延伸的用于防止滯流的一個(gè)或多個(gè)筒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于，所 述擋板包括所處的位置比所述燃燒用空氣通道孔向內(nèi)靠近中心的多個(gè)其它燃燒用空氣通道孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于 所述燃料噴射器從所述燃料噴嘴噴射液體燃料，筒狀氣體燃料通道形成在圍繞所述燃料噴射器的周邊的氣體燃料供給管和所述燃料噴射器之間，并且氣體燃料沿所述氣體燃料通道流下并從所述氣體燃料通道的下端被噴射到所述燃燒空間部而燃燒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于設(shè)置節(jié)流板用于所述燃燒空間部，所述節(jié)流板在中央部分中開有 通道孔，并且沿所述燃燒空間部流下的燃燒用空氣由所述節(jié)流板導(dǎo)入至所述燃 燒空間部的中央部分，然后經(jīng)過(guò)所述節(jié)流板的通道孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器，其特征在于 在所述節(jié)流板上方設(shè)置渦流葉片，并且經(jīng)過(guò)所述節(jié)流板的通道孔的燃燒用空氣通過(guò)所述渦流葉片形成渦 流流動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的燃燒器，其特征在于 在所述燃燒空間部中在節(jié)流板的上方設(shè)置多孔板，所述多孔板在中央部分中具有通道孔，并且沿所述燃燒空間部流下的燃燒用空氣的一部分由所述多孔板導(dǎo)入 至所述燃燒空間部的中央部分而經(jīng)過(guò)所述多孔板的通道孔。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供燃燒器諸如二流體噴霧燃燒器，它能用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量燃燒排氣，而不導(dǎo)致未燃燒氣體及意外失火，此外還能提供縮短的火焰及流量分布均勻的燃燒排氣。因此，燃燒器包括筒狀燃燒用空氣通道(15)，形成在二流體噴霧器(12)和圍繞二流體噴霧器周邊的燃燒器外筒(48)之間；板/擋板(18)，將燃燒用空氣通道和燃燒空間部(13)分開；及燃燒用空氣通道孔(52)，設(shè)置在板外周內(nèi)。沿燃燒用空氣通道流下的燃燒用空氣(50)被板阻擋，并被引至板的外周而遠(yuǎn)離二流體噴嘴(38)。然后，燃燒用空氣流過(guò)燃燒用空氣通道孔而進(jìn)入燃燒空間部。此外，延遲供給燃燒用空氣的第一筒(16)和防止滯流的第二筒(17)設(shè)置在板的底面上。在中央部分開有通道孔的節(jié)流板設(shè)置在燃燒空間部中。
文檔編號(hào)H01M8/06GK101501397SQ20078002987
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者中川慶一, 八木克記, 后藤晃, 松田真彥, 野島繁 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社;新日本石油株式會(huì)社