JP2000320809A - エマルジョン燃料燃焼方法およびエマルジョン燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でエマルジョン燃料を燃焼させ
る。 【解決手段】 灯油タンク１０、水タンク１２、界面活
性剤タンク１４は、それぞれ供給パイプ１５、１６、１
７によってエマルジョン燃料を生成するミキサー２６に
接合さており、生成されたエマルジョン燃料は、エマル
ジョンタンクを経由して供給パイプ３８によってバーナ
３４へ供給される。灯油タンク１０は、上記供給パイプ
とは別に、供給パイプ４０によりバーナ３４へと灯油を
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエマルジョン燃料燃
焼方法およびエマルジョン燃料燃焼装置に係り、より詳
細には、種火によりエマルジョン燃料を燃焼させるエマ
ルジョン燃料燃焼方法およびエマルジョン燃料燃焼装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、石油系燃料に水と少量の界面
活性剤を添加混合してエマルジョン化したエマルジョン
燃料（水乳化燃料）を燃焼させる種々の装置が提案され
ている。エマルジョン燃料の燃焼のためには、燃焼用の
種火が必要であるが、この種火の燃料としてガスを使用
するエマルジョン燃料燃焼装置が知られている。

【０００３】しかしながら、上記の技術では、ガス用の
タンクが必要であるため、該装置の構造が複雑になると
いう問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたもので、あらためてガスボン
ベ及びバーナを必要とせず、簡単な構造でエマルジョン
燃料を燃焼させるエマルジョン燃料燃焼装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、エマルジョン燃料燃焼方法
としてエマルジョン燃料を噴射させ、種火によって燃焼
させる場合に、前記種火の燃料として、前記エマルジョ
ン燃料の原料である石油系燃料を使用する。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、種火を発生
させる発生手段と、前記発生手段により発生する種火に
向かってエマルジョン燃料を噴射させる噴射手段と含ん
で構成され、前記発生手段はエマルジョン燃料の原料で
ある石油系燃料を用いて種火を発生させる。

【０００７】請求項１または請求項２記載の発明によれ
ば、種火の燃料とエマルジョン燃料の原料が同一である
ため、貯留場所を共有することができ、エマルジョン燃
料燃焼装置を簡易な構造とすることが可能である。

【０００８】なお、本発明は、石油系燃料、水、界面活
性剤を混合してエマルジョン燃料を生成する生成手段に
石油系燃料を供給する石油系燃料供給手段が、前記発生
手段に石油系燃料を供給するものであってもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。

【００１０】図１に示すように、本実施の形態のエマル
ジョン燃料燃焼装置は、石油系燃料である灯油、水、界
面活性剤をそれぞれ蓄える灯油タンク１０、水タンク１
２、界面活性剤タンク１４、これらを混合・攪拌してエ
マルジョン燃料を生成するミキサー２６、生成されたエ
マルジョン燃料を蓄えておくエマルジョンタンク２８、
圧縮空気を送るコンプレッサー３０、コンプレッサー３
２、エマルジョン燃料を燃焼させる部分であるバーナ３
４、及び、バーナ３４でエマルジョン燃料が燃焼して発
生した熱により水を加熱するボイラー３６を備えてい
る。

【００１１】灯油タンク１０、水タンク１２、界面活性
剤タンク１４は、それぞれポンプ２０、２２、２４を介
し、供給パイプ１５、１６、１７によってミキサー２６
に接合されている。ミキサー２６は供給パイプ２７によ
ってエマルジョンタンク２８に接合されており、エマル
ジョンタンク２８はポンプ４６を介し、供給パイプ３８
によってバーナ３４に接合されている。なお、ポンプ４
６及び供給パイプ３８は本発明の供給手段を構成する。
また、灯油タンク１０は、前記供給パイプ１５とは別
に、ポンプ１８を介し、供給パイプ４０によってバーナ
３４にも接合されている。コンプレッサー３０、３２は
それぞれ供給パイプ４４、４２によってバーナ３４に接
合されている。ボイラー３６は、バーナ３４の下部に設
置されている。

【００１２】バーナ３４は、図２に示すように下向きの
エマルジョンノズル６０を備えている。エマルジョンノ
ズル６０には下向きにエマルジョン燃料を供給する供給
パイプ６６及び圧縮空気を供給する供給パイプ６８が接
合され、供給パイプ６６は９０度屈曲して電磁弁５４を
介して供給パイプ３８に、供給パイプ６８は電磁弁５６
を介して供給パイプ４４に接合されている。供給パイプ
６６の前記屈曲部７５の上部（図３（Ｂ））には、空気
吸入部として空気孔７４があけられている。パイロット
ノズル５８は、エマルジョンノズル６０の燃焼部にむか
って種火を噴射するように設置されており、パイロット
ノズル５８には下向きに灯油を供給する供給パイプ７０
及び圧縮空気を供給する供給パイプ７２が接合され、供
給パイプ７０は９０度屈曲して電磁弁５２を介して供給
パイプ４０に、供給パイプ７２は電磁弁５０を介して供
給パイプ４２に接合されている。供給パイプ７０の前記
屈曲部７７の上部（図３（Ａ））には、空気吸入部とし
て空気孔７６があけられている。パイロットノズル５８
の種火燃焼部近辺には、点火電極６４が設置され、点火
電極６４は点火用トランス６２に接続されている。

【００１３】なお、供給パイプ６６及び供給パイプ７０
は垂直下向きに設置される必要はなく、水平レベルから
ある程度角度をもって設置されていればよい。

【００１４】また、供給パイプにあけた空気孔７４及び
７６は、開閉が自在なものとすることも可能である。

【００１５】なお、バーナ３４には、図示しない送風機
から空気が送風されている。

【００１６】次に、図４により本装置の制御系について
説明する。

【００１７】電磁弁５０、電磁弁５２、電磁弁５４、電
磁弁５６及び点火トランス６２はマイクロコンピュータ
（以下「マイコン」という）７８に接続されている。ま
た、入力装置７６はマイコン７８に接続されている。

【００１８】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００１９】灯油タンク１０、水タンク１２、界面活性
剤タンク１４より、灯油、水、及び界面活性剤をミキサ
ー２６に供給し、ミキサー２６で混合・攪拌してエマル
ジョン燃料を生成する。ここで、灯油、水、及び界面活
性剤は重量比で１〜０．５：１：０．００４〜０．００
８の割合で供給する。これにより、平均粒径０．０５〜
３μｍ程度のエマルジョンが生成される。また、界面活
性剤としてはＣ₁₂Ｈ₂₅（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）₆Ｈを使用する
ことができる。エマルジョン燃料の原料としては灯油の
他、Ａ重油、軽油等の石油系燃料を用いることができ
る。

【００２０】生成したエマルジョン燃料はエマルジョン
タンク２８に貯留し、ポンプ４６の駆動によりバーナ３
４へと供給する。また、灯油タンク１０からは、灯油だ
けをポンプ１８の駆動によりバーナ３４に供給する。コ
ンプレッサー３０、３２からは、圧縮空気をそれぞれバ
ーナ３４に供給する。

【００２１】バーナ３４に供給されたエマルジョン燃
料、灯油、及び圧縮空気は、電磁弁５４、５２、５０、
５６によってノズル部への流出が制御されている。

【００２２】図４に示すように、電磁弁５０、電磁弁５
２、電磁弁５４、電磁弁５６及び点火トランス６２は、
マイコン７８の制御により作動し、入力装置７６は燃焼
開始及び終了の指示をマイコン７８に送信する。

【００２３】入力装置７６にある図示しない燃焼開始ボ
タンにより燃焼開始指示を入力すると、図５に示すエマ
ルジョン燃料燃焼処理が開始する。

【００２４】ステップ８０で、電磁弁５０及び５２が開
かれる。電磁弁５２が開くと灯油が供給パイプ７０を通
ってパイロットノズル５８に供給される。また、電磁弁
５０が開くと圧縮空気が供給パイプ７２を通ってパイロ
ットノズル５８に供給される。パイロットノズル５８内
で前記灯油及び圧縮空気が混合され、パイロットノズル
５８の先端部より噴霧される。同時に点火トランス６２
が作動し点火電極６４が放電することにより、噴霧され
た灯油が燃焼する。エマルジョン燃料が燃焼するために
は、種火が必要であるが、この灯油の燃焼がエマルジョ
ン燃料燃焼のための種火となる。

【００２５】なお、このとき空気孔７６から空気が取り
込まれ灯油と混ざり合うことからパイロットノズル５８
先端部からの噴霧状態が良好となり、灯油と空気の接触
面積が多くなるため、燃焼状態がよくなる。

【００２６】ステップ８２で、電磁弁５４、５６が開か
れる。電磁弁５４が開くとエマルジョン燃料が供給パイ
プ６６を通ってエマルジョンノズル６０に供給される。
電磁弁５６が開くと圧縮空気が供給パイプ６８を通って
エマルジョンノズル６０に供給される。エマルジョンノ
ズル６０内で前記エマルジョン燃料が圧縮空気により吸
出され、エマルジョンノズル６０の先端部より噴霧さ
れ、前記種火によって燃焼する。

【００２７】なお、このとき空気孔７４から空気が取り
込まれエマルジョン燃料と混ざり合うことからエマルジ
ョンノズル６０先端部からの噴霧状態が良好となり、エ
マルジョン燃料と空気の接触面積が多くなるため、燃焼
状態がよくなる。

【００２８】ステップ８４で、入力装置７６の図示しな
いボタンにより停止指示の入力があった場合には、ステ
ップ８６のエマルジョン燃料燃焼停止処理（図６）が行
われる。

【００２９】ここで、エマルジョン燃料燃焼停止処理を
説明する。ステップ９０で、電磁弁５４が閉鎖され、エ
マルジョン燃料の供給が停止される。ステップ９２で供
給パイプ６６に残留したエマルジョン燃料が排出・燃焼
されるための一定時間が経過したかどうかを判断する。
前記一定時間の経過を必要とするのは以下の理由によ
る。即ち、電磁弁５４の閉鎖直後は供給パイプ６６には
エマルジョン燃料が滞留しているが、このエマルジョン
燃料は、供給パイプ６６が下向きに設置されていること
及び空気孔７４があけられていることにより、エマルジ
ョンノズル６０先端部の気圧の低下（圧縮空気の噴出に
よるもの）及びエマルジョン燃料自体の自重によって供
給パイプ６６から排出され、燃焼する。そのため、電磁
弁５４の閉鎖後も圧縮空気を噴出させたままで一定時間
経過することが必要となる。なお、エマルジョン燃料の
排出方法としては、電磁弁５４を介して圧縮空気をエマ
ルジョンノズル６０に供給するようにして、エマルジョ
ンノズル６０側に押し出すようにすることも可能であ
る。

【００３０】前記一定時間が経過したときは、ステップ
９４で、電磁弁５６を閉鎖して圧縮空気の供給も停止す
る。これによりエマルジョンノズル６０の燃焼は停止す
る。

【００３１】ステップ９６、ステップ９８、ステップ１
００では、前記ステップ９０以下の手順と同様にしてパ
イロットノズル５８の種火消化処理を行う。なお、灯油
の排出方法としては、エマルジョン燃料と同様に、電磁
弁５２を介して圧縮空気をパイロットノズル５８に供給
するようにして、パイロットノズル５８側に押し出すよ
うにすることも可能である。これにより、エマルジョン
燃料燃焼停止処理は終了する。

【００３２】なお前記実施形態では、パイロットノズル
５８の種火は、継続して燃焼させているが、エマルジョ
ン燃料の燃焼時には消火しておくことも可能である。

【００３３】また、前記実施形態ではボイラーに利用す
るエマルジョン燃料燃焼装置としたが、ガスタービン、
家庭用の暖房器具等に利用するすることもできる。

【００３４】以上説明してきたように本実施形態によれ
ば、エマルジョン燃料燃焼装置停止の際に、電磁弁の閉
鎖後に供給パイプ６６内に残留するエマルジョン燃料及
び給送パイプ７０内に残留する灯油を種火燃焼部へと排
出・燃焼させることができ、残留燃料による供給パイプ
６６、エマルジョンノズル６０内のエマルジョン燃料の
硬化、及び残留燃料の漏出によるボイラー３６の腐食を
防止することができる。

【００３５】また、エマルジョン燃料の原料である灯油
を種火の燃料としたので、１つの灯油タンク１０からエ
マルジョン燃料の原料及び種火の原料を供給することが
でき、エマルジョン燃料燃焼装置の構造を簡易なものと
することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、種
火の燃料とエマルジョン燃料の原料を同一のものとした
ので、簡単な構造でエマルジョン燃料を燃焼させるエマ
ルジョン燃料燃焼装置を提供することができる、という
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 エマルジョン燃料燃焼装置の概略構成図であ
る。

【図２】 バーナの概略構成図である。

【図３】 バーナ内の供給パイプ屈曲部を上部から見た
概略図である。

【図４】 エマルジョン燃料燃焼装置の燃焼開始および
停止を制御する部分のブロック図である。

【図５】 エマルジョン燃料燃焼処理のルーチンを示す
流れ図である。

【図６】 エマルジョン燃料燃焼処理の停止部分のルー
チンを示す流れ図である。

【符号の説明】

１０ 灯油タンク（石油系燃料供給手段） ２０ ポンプ（石油系燃料供給手段） ２６ ミキサー（生成手段） ５８ パイロットノズル（発生手段） ６０ エマルジョンノズル（噴射手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K052 GA07 GA10 GB04 GB06 GC01 GD01 GD03 GE01 HA01 3K068 AA15 AB03 AB05 BA02 BA03 BB14 CA05 CA18 CB01 EA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エマルジョン燃料を噴射させ、種火によ
   って燃焼させるエマルジョン燃料燃焼方法において、 前記種火の燃料として、前記エマルジョン燃料の原料で
   ある石油系燃料を使用することを特徴とするエマルジョ
   ン燃料燃焼方法。
2. 【請求項２】 種火を発生させる発生手段と、 前記発生手段により発生する種火に向かってエマルジョ
   ン燃料を噴射させる噴射手段と、 を備えたエマルジョン燃料燃焼装置であって、 前記発生手段は、エマルジョン燃料の原料である石油系
   燃料を用いて種火を発生させることを特徴とするエマル
   ジョン燃料燃焼装置。
3. 【請求項３】 石油系燃料、水、界面活性剤を混合して
   エマルジョン燃料を生成する生成手段に石油系燃料を供
   給する石油系燃料供給手段が、前記発生手段に石油系燃
   料を供給することを特徴とする請求項２記載のエマルジ
   ョン燃料燃焼装置。