JP2005257169A - Combustion device for different fuel - Google Patents
Combustion device for different fuel Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005257169A JP2005257169A JP2004069095A JP2004069095A JP2005257169A JP 2005257169 A JP2005257169 A JP 2005257169A JP 2004069095 A JP2004069095 A JP 2004069095A JP 2004069095 A JP2004069095 A JP 2004069095A JP 2005257169 A JP2005257169 A JP 2005257169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- gaseous fuel
- supply pipe
- heating element
- liquid fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Evaporation-Type Combustion Burners (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
Description
この発明は、液体燃料と気体燃料とを同時に燃焼させることができる異種燃料用燃焼装置に関するものである。 The present invention relates to a combustion apparatus for different types of fuel capable of simultaneously burning liquid fuel and gaseous fuel.
従来の燃焼装置には、液体燃料である灯油を気化室に導入し、酸化剤である空気と予混合気を形成し、この予混合気を炎孔から噴出して燃焼させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 Some conventional combustion apparatuses introduce kerosene, which is a liquid fuel, into a vaporization chamber, form premixed gas with air, which is an oxidant, and eject the premixed gas from a flame hole to burn (for example, , See Patent Document 1).
ここで、例えば、灯油を燃料とする燃料電池では、灯油を改質して水素ガスを発生させ、その水素ガスを燃料電池に供給して発電する。この水素ガスを発生させる改質器では、起動時は灯油燃焼で、改質器(触媒)を動作可能な温度まで上昇させる。その後、原料の灯油を改質器に供給して水蒸気改質を行って水素ガスを発生させ、それを燃料電池に供給する。
定常運転中は、燃料電池での使い残しのガス(以下、オフガスという)を燃焼させることにより、吸熱反応である改質反応に必要な熱を改質器に供給する。このオフガスは、例えば水素約30vol%、二酸化炭素約30vol%、メタン約3vol%、水蒸気約30vol%、および窒素約5vol%を含有し、通常の天然ガスの単位体積あたりの発熱量と比較すると、オフガスの発熱量は約1/10程度である。
Here, for example, in a fuel cell using kerosene as a fuel, kerosene is reformed to generate hydrogen gas, and the hydrogen gas is supplied to the fuel cell to generate power. In the reformer that generates this hydrogen gas, the reformer (catalyst) is raised to a temperature at which the reformer (catalyst) can be operated by kerosene combustion during startup. Thereafter, raw kerosene is supplied to the reformer to perform steam reforming to generate hydrogen gas, which is supplied to the fuel cell.
During the steady operation, the gas necessary for the reforming reaction, which is an endothermic reaction, is supplied to the reformer by burning unused gas (hereinafter referred to as off-gas) in the fuel cell. This off gas contains, for example, about 30 vol% hydrogen, about 30 vol% carbon dioxide, about 3 vol% methane, about 30 vol% water vapor, and about 5 vol% nitrogen, and compared with the calorific value per unit volume of normal natural gas, The calorific value of the off gas is about 1/10.
しかし、上記燃焼装置によれば、オフガスを灯油と同様に空気と予混合させて燃焼させようとすると、必要な燃焼量を得るためには供給するオフガス流量を大きくする必要がある。その結果、炎孔での吹き出し流速が過大となり、火炎が炎孔から吹き飛んでしまい、燃焼が継続できなくなるという問題点があった。
また、燃料電池での水素ガス利用率(消費率)が大きくなると、オフガス燃料中の可燃成分の割合が少なくなり、オフガス燃焼による発生熱量だけでは、吸熱反応である改質反応に必要な熱量が不足するという問題点があった。
However, according to the combustion apparatus described above, when the off gas is premixed with air in the same manner as kerosene to be burned, it is necessary to increase the supplied off gas flow rate in order to obtain a necessary amount of combustion. As a result, there is a problem in that the blowout flow velocity at the flame hole becomes excessive, the flame blows off from the flame hole, and combustion cannot be continued.
In addition, as the hydrogen gas utilization rate (consumption rate) in the fuel cell increases, the proportion of combustible components in the off-gas fuel decreases, and the amount of heat required for the reforming reaction, which is an endothermic reaction, can be obtained only by the amount of heat generated by off-gas combustion. There was a problem of shortage.
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、気体燃料および液体燃料を良好に燃焼させて、必要な熱量が供給可能な異種燃料用燃焼装置を得ることを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to obtain a combustion apparatus for different types of fuel capable of supplying a necessary amount of heat by favorably burning gaseous fuel and liquid fuel. It is intended.
この発明に係る異種燃料用燃焼装置は、燃料を燃焼させる燃焼室に連通する気体流路に設けられ、燃焼室に気体燃料を噴射するための複数の燃料噴出孔を一方の端部に有する気体燃料ノズルと、気体燃料ノズルの他方の端部に接続され、この気体燃料ノズルに燃料を供給するための気体燃料供給管と、燃料噴出孔近傍に酸化剤を供給するための酸化剤供給手段と、気体燃料ノズル内部に液体燃料を供給するための液体燃料供給管と、液体燃料供給管の出口近傍に設けられ、液体燃料供給管から供給された液体燃料を気化させる発熱体とを備えていることを特徴とする。 A combustion apparatus for different types of fuel according to the present invention is provided in a gas flow path communicating with a combustion chamber for burning fuel, and has a plurality of fuel injection holes for injecting gaseous fuel into the combustion chamber at one end. A fuel nozzle, a gas fuel supply pipe connected to the other end of the gas fuel nozzle, for supplying fuel to the gas fuel nozzle, and an oxidant supply means for supplying an oxidant in the vicinity of the fuel injection hole; A liquid fuel supply pipe for supplying liquid fuel into the gas fuel nozzle; and a heating element provided near the outlet of the liquid fuel supply pipe and vaporizing the liquid fuel supplied from the liquid fuel supply pipe It is characterized by that.
この発明に係る異種燃料用燃焼装置によれば、燃焼室に燃料を噴射するための複数の燃料噴出孔を一方の端部に有する気体燃料ノズルと、この気体燃料ノズルに燃料を供給するための気体燃料供給管と、燃料噴出孔近傍に酸化剤を供給するための酸化剤供給手段と、気体燃料ノズル内部に液体燃料を供給するための液体燃料供給管と、液体燃料を気化する発熱体とを備えているので、煤や一酸化炭素の発生を低減し、気体燃料と液体燃料を良好に燃焼させることができる効果がある。 According to the combustion apparatus for different types of fuel according to the present invention, a gas fuel nozzle having a plurality of fuel injection holes for injecting fuel into the combustion chamber at one end, and a fuel for supplying fuel to the gas fuel nozzle A gas fuel supply pipe, an oxidant supply means for supplying an oxidant to the vicinity of the fuel injection hole, a liquid fuel supply pipe for supplying liquid fuel into the gas fuel nozzle, and a heating element for vaporizing the liquid fuel; Therefore, the generation of soot and carbon monoxide can be reduced, and gas fuel and liquid fuel can be burned well.
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent members and parts will be described with the same reference numerals.
実施の形態1.
この発明の実施の形態1について、図に基づいて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による異種燃料用燃焼装置の構成を示す断面図である。
異種燃料用燃焼装置1は、概略有底円筒状の外筐8を有する。この外筐8の底部には、空気流入口9が形成され、この空気流入口9を介して図示しない送風機から所定の流量の空気が矢印のように、外筐8内に送り込まれるようになっている。
この外筐8の中央部には、概略円環状の液体燃料気化器2(以下、気化器と略称する)が設けられている。この気化器2は、円筒状の外壁2aと、この外壁2aの中央部に設けられた円筒状の内壁2bと、外壁2aと内壁2bとにより形成される空間の下部を塞ぐ底壁2cと、外壁2aと内壁2bとにより形成される空間の上部を塞ぐとともに、上方に形成される燃焼室(図示せず)との間を隔てる隔壁板4とを備えている。この隔壁板4は、中央部に円筒状の内壁2bにより形成された空間に連通する孔部を有し、側面部に横向きの液体燃料用炎孔5aと、上面部に上向きの液体燃料用炎孔5bとが、それぞれ全周にわたって等間隔で形成されている。外壁2aの上端部2eは熱回収壁として上方に延びている。
The
A substantially annular liquid fuel vaporizer 2 (hereinafter abbreviated as a vaporizer) is provided at the center of the
気化器2内には、ドーナッツ状の気化混合室6が設けられている。この気化混合室6は、液体燃料を気化して一次空気と混合させる混合部を成している。気化器2の底壁2cには、ドーナッツ状のヒータ7が埋め込まれている。このヒータ7は、電流が流されて発熱する熱線と、この熱線を被覆する絶縁体とから構成されている。
In the
外筐8と気化器2の外壁2aを貫通して、小径の管からなる液体燃料噴射ノズル10が外部から気化混合室6内に至って延設されている。この液体燃料噴射ノズル10と同軸に大径の1次空気流路管11が配置されている。この1次空気流路管11において外筐8と気化器2との間の空間に面する側面には1次空気供給口11aが設けられている。この1次空気流路管11により、液体燃料と混合するための1次空気が気化混合室6内に供給されるようになっている。
A liquid
気化器2の中央部に円筒状の内壁2bにより形成された空間は、1次空気以外の空気である2次空気の気体流路である中心2次空気流路12を形成している。
一方、気化器2の外壁2aと外筐8との間のリング状の空間は、2次空気の外周2次空気流路25を形成している。
The space formed by the cylindrical inner wall 2b in the central portion of the
On the other hand, a ring-shaped space between the outer wall 2a of the
中心2次空気流路12には、この中心2次空気流路12と同軸状に円筒状の気体燃料用の気体燃料ノズル13が貫通している。この気体燃料ノズル13の先端部には、4個の燃料噴出孔13aが周方向に等間隔に穿孔されている。この気体燃料ノズル13の燃焼室と反対側の端部には、気体燃料ノズル13に燃料を供給するための気体燃料供給管16が接続されている。この気体燃料供給管16には、気体燃料ノズル13内部に液体燃料を供給するための液体燃料供給管17が接続されている。この液体燃料供給管17の出口近傍には、液体燃料供給管17から供給された液体燃料を加熱し気化する発熱体18(例えば、受け皿状の電気ヒータ等)が設けられている。
A cylindrical
中心2次空気流路12の入口部には、燃料噴出孔13a近傍に酸化剤である空気に旋回を与えて供給するための中心2次空気旋回手段14が設置されている。この中心2次空気旋回手段14は、気体燃料ノズル13の側面から径方向に延びるように形成された円板状の底板14aと、この底板14a上に立設された複数枚の空気案内羽根14bとから構成されている。この空気案内羽根14bは、外周部から中心に向かって2次空気に回転を与えるように所定の角度傾いて設けられている。中心2次空気旋回手段14による空気旋回強度は、この角度が大きいほど大きくなるようになっている。この中心2次空気旋回手段14は、中心2次空気流路12の途中、または出口部の位置に設置されてもよい。
At the inlet of the central secondary
中心2次空気流路12の出口部には、円筒保炎リング15が設けられている。この円筒保炎リング15の高さ/直径の値は、中心2次空気旋回手段14による空気旋回強度、中心2次空気流路12の内径、気体燃料ノズル13の外径に応じて決定される。
なお、寸法の制約上、中心2次空気流路12の内径が小さい場合は、中心2次空気流路12の内部での旋回速度成分が減衰しやすくなるため、中心2次空気流路の入り口、途中、出口のいずれかに複数の中心2次空気旋回手段14を設ける。
A cylindrical
In addition, when the inner diameter of the center secondary
次に、異種燃料用燃焼装置1により燃料の燃焼を行わせる方法について説明する。
Next, a method for causing the fuel to be burned by the heterogeneous
a)液体燃料燃焼について
先ず、気化混合室6がヒータ7により予熱される。気化器温度測定手段(図示せず)により測定された気化器温度が所定温度になった時点で空気入り口9を経由して、1次空気供給口11aから気化器2に1次空気が供給されるとともに液体燃料ノズル10から液体燃料である灯油が供給される。供給された灯油は気化器2内でヒータ7による加熱で気化し、導入された1次空気と混合して予混合気を形成後、炎孔5a、5bから燃焼室に流出する。流出した予混合気は、点火プラグ(図示せず)により着火されて予混合火炎19a、19bを炎孔5a、5bに形成する。炎孔5aに形成された火炎により、外壁2aの上端部2eは加熱され、気化器2の外壁を通じて気化器2の底壁2cに伝導熱が伝わり、気化混合室6の温度が灯油気化に適正な温度となる。
以降は、炎孔5aの火炎からの回収熱で灯油の気化熱を賄い、ヒータ7への電力供給は不要となる。灯油の燃焼により燃焼室下流に設けられた改質器(図示せず)の触媒は徐々に加熱される。
a) Liquid fuel combustion First, the
After that, the heat of vaporization of kerosene is covered by the heat recovered from the flame of the flame hole 5a, and the power supply to the
b)気体燃料燃焼について
液体燃料の燃焼により加熱される改質触媒の温度は改質触媒温度測定手段(図示せず)によりモニタされており、この温度が所定温度になった時点で、改質器に原料灯油が供給される。改質器では原料灯油に加えて水蒸気が供給され、この両者により水蒸気改質が行われて水素ガスが発生する。この水素ガスは燃料電池(図示せず)に送られ発電される。燃料電池から排出される気体燃料であるオフガスは、気体燃料供給管16に供給される。
気体燃料供給管16から気体燃料ノズル13に供給されたオフガスは、燃料噴出孔13aから燃焼室に噴射される。一方、中心2次空気は、中心2次空気旋回手段14により旋回がかけられて中心2次空気流路12を通過し、中心2次空気流路出口から円筒保炎リング15内に供給される。
円筒保炎リング15内では燃料噴出孔13aから噴出されたオフガスと旋回した中心2次空気が混合する。この混合気は円筒保炎リング15の外に流出し、炎孔5bに形成されていた灯油気化燃焼火炎19aによって着火され、火炎13bを形成し燃焼を開始する。
b) Gas fuel combustion The temperature of the reforming catalyst heated by the combustion of the liquid fuel is monitored by a reforming catalyst temperature measuring means (not shown), and when this temperature reaches a predetermined temperature, reforming is performed. Raw kerosene is supplied to the vessel. In the reformer, steam is supplied in addition to the raw material kerosene, and both perform steam reforming to generate hydrogen gas. This hydrogen gas is sent to a fuel cell (not shown) to generate electricity. Off-gas which is gaseous fuel discharged from the fuel cell is supplied to the gaseous
The off gas supplied from the gaseous
In the cylindrical flame-holding
オフガス燃焼開始後は、それまで燃料ノズル10に供給されていた灯油の供給を停止し、オフガスの単独燃焼に移行する。オフガス燃焼後の燃焼ガスは、外周2次空気流路25を通過して燃焼室に供給される外周2次空気と燃焼室で混合、希釈され、改質器での水蒸気改質に適切な温度に調節される。
円筒保炎リング15の直径と高さを適切に設定することにより、火炎安定性と火炎の広がりが適切に調整されるとともに、燃焼ガスと外周2次空気との良好な混合がなされる。これにより、小さな燃焼空間で燃焼が完了するとともに、改質器に適正な温度で、温度均一な燃焼ガスが得られることとなる。
After the start of off-gas combustion, the supply of kerosene that has been supplied to the
By appropriately setting the diameter and height of the cylindrical flame-holding
一方、燃料電池による水素ガスの利用率が高くなると、オフガス中の水素ガスの割合が減少し、オフガス燃焼のみでは、水蒸気改質に必要な熱が賄いきれなくなって、助燃が必要となる。この場合、少量の液体燃料を、液体燃料供給管17より発熱体18に供給して気化し、オフガスと混合させ、気体燃料ノズル13に供給し、燃料噴射孔13aより高速で噴射する。これにより、乱流混合が促進され、円滑に燃焼させることとなる。
On the other hand, when the utilization rate of hydrogen gas by the fuel cell increases, the proportion of hydrogen gas in the off-gas decreases, and heat necessary for steam reforming cannot be provided by off-gas combustion alone, and auxiliary combustion is required. In this case, a small amount of liquid fuel is supplied from the liquid
以上のように、この実施の形態1の異種燃料用燃焼装置によれば、気体燃料であるオフガスおよび液体燃料である灯油蒸気の混合気と、酸化剤である空気との乱流混合を促進することができ、気体燃料および液体燃料を良好に燃焼させて、必要な熱量を供給することができる効果がある。 As described above, according to the combustion apparatus for different types of fuel of the first embodiment, turbulent mixing of an air-fuel mixture of off-gas that is gaseous fuel and kerosene vapor that is liquid fuel and air that is an oxidant is promoted. It is possible to burn the gaseous fuel and the liquid fuel satisfactorily and supply the necessary amount of heat.
実施の形態2.
図2は,この発明の実施の形態2による異種燃料用燃焼装置を示す断面図である。
異種燃料用燃焼装置1の気体燃料供給管16内部には、発熱体18より上流側で、気体燃料であるオフガスが発熱体18に直接接触するのを邪魔するステンレス板等で構成された邪魔板18aが設けられている。これにより、発熱体18の周囲を流れるオフガスの流速が遅くなるようになっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a combustion apparatus for different types of fuel according to
Inside the gaseous
以上のように、この発明の実施の形態2による異種燃料用燃焼装置によれば、気体燃料供給管16内部に邪魔板18aを設けることで、邪魔板18aの下流に流速の遅い領域を形成し、発熱体18の周囲を流れるオフガスによって持ち去られる熱量を小さくすることができ、発熱体18の消費電力を低減させることができる。
また、供給された液体燃料がオフガスの流れによって発熱体18の気化面外に飛び出し、液体燃料のまま気体燃料流路に残留するのを防止することができる。
As described above, according to the combustion apparatus for different types of fuel according to the second embodiment of the present invention, the baffle plate 18a is provided inside the gaseous
Further, it is possible to prevent the supplied liquid fuel from jumping out of the vaporization surface of the
実施の形態3.
この発明の実施の形態3による異種燃料用燃焼装置は、気体燃料供給管16の構成が実施の形態1と異なる。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
The combustion apparatus for different types of fuel according to
図3は、この発明の実施の形態3による異種燃料用燃焼装置の助燃用液体燃料供給系の構成を示す模式図である。
気体燃料供給管16は、気体燃料であるオフガスが供給される大流量供給分岐部16bと、この大流量供給管16bに流れるオフガスの流速よりも遅い流速でオフガスが供給されるとともに、液体燃料が供給される小流量供給管16aとに分岐している。この小流量供給管16aには、液体燃料供給管17が接続されている。この小流量供給管16a内には、液体燃料供給管17から供給された液体燃料を気化する発熱体18が設けられている。これにより、小流量供給管16aは、オフガスと液体燃料蒸気との混合気を下流側に供給するようになっている。
大流量供給管16bから供給されたオフガスと、小流量供給管16aから供給されたオフガスと液体燃料蒸気との混合気とは、下流に設けられた混合部20で混合された後、気体燃料ノズル13に供給されるようになっている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid fuel supply system for auxiliary combustion of a combustion apparatus for different types of fuel according to
The gaseous
After the off gas supplied from the large flow rate supply pipe 16b and the mixture of the off gas and liquid fuel vapor supplied from the small flow rate supply pipe 16a are mixed in the mixing
以上のように、この発明の実施の形態3による異種燃料用燃焼装置によれば、小流量供給管16a内でオフガスの流速を小さく設定することで、発熱体18からオフガスによって取り去られる熱量を減少させることができ、発熱体18の消費電力を低減させることができる。さらに、供給された液体燃料がオフガスの流れによって気化器の気化面外に飛び出し、液体燃料のまま気体燃料供給管16内に残留するのを防止することができる。
As described above, according to the combustion apparatus for different types of fuel according to
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4による異種燃料用燃焼装置の混合室の構成を示す平断面図であり、図5は、図4の異種燃料用燃焼装置の混合室の構成を示す側断面図である。
気体燃料供給管16と気体燃料ノズル13との間には、液体燃料と気体燃料であるオフガスとを撹拌混合する円形の円形混合室21が設けられている。この円形混合室21の混合空間21aを気体燃料は回転して流れるようになっている。この旋回流によって、円形混合室21内でのオフガスと液体燃料の蒸気の滞留時間を長くなり、オフガスと液体燃料とが十分に撹拌混合されるようになっている。
円形混合室21の側壁には、この側壁の接線方向に気体燃料供給管16が延設されている。この円形混合室21の側壁には、直方体構造の発熱体18が設けられている。この発熱体18の上方には、液体燃料供給管17が円形混合室21の円形状の天井に貫通している。この天井中央部には、気体燃料ノズル13が貫通している。発熱体18のオフガス気流の近傍には、発熱体18に接触するのを邪魔する邪魔板18aが設けられている。これにより、発熱体18の周囲を流れるオフガスの流速が遅くなるようになっている。
4 is a plan sectional view showing the configuration of the mixing chamber of the combustion apparatus for different fuels according to
Between the gaseous
On the side wall of the
次に、異種燃料用燃焼装置1の動作について説明する。
気体燃料供給管16から供給された気体燃料であるオフガスは、円形混合室21の内部の混合空間21aを回転するように流れ旋回流となる。このオフガスの旋回流は、円形混合室21の中央部に集まり、上昇気流となって気体燃料ノズル13に供給される。
液体燃料供給管17から供給された液体燃料は、発熱体18に供給され、この発熱体18の表面で加熱されて気化される。この液体燃料の蒸気は、オフガスの旋回流に乗って、オフガスと混合されることともに、円形混合室21の中央部に集まり、上昇気流となって気体燃料ノズル13に供給される。
Next, the operation of the heterogeneous
The off gas, which is the gaseous fuel supplied from the gaseous
The liquid fuel supplied from the liquid
以上のように、この発明の実施の形態4による異種燃料用燃焼装置1によれば、オフガスは混合空間21aを回転するように流れ、発熱体18で気化された液体燃料蒸気は、オフガスの旋回流に乗ってオフガスと十分に撹拌混合し、ほぼ均一な液体燃料蒸気濃度を持つオフガスと液体燃料蒸気の混合気となって気体燃料ノズル13に供給されるので、時間的な脈動が低減され、安定した火炎を得ることができる。
また、邪魔板18aにより発熱体18の周囲を流れるオフガスの流速を遅くするので、発熱体18の周囲を流れるオフガスによって持ち去られる熱量を小さくすることができ、発熱体18の消費電力を低減させることができる。
さらに、供給された液体燃料がオフガスの流れによって発熱体18の気化面外に飛び出し、液体燃料のまま気体燃料流路に残留するのを防止することができる。
As described above, according to the
Further, since the flow rate of the off gas flowing around the
Furthermore, it is possible to prevent the supplied liquid fuel from jumping out of the vaporization surface of the
実施の形態5.
この発明の実施の形態5によるによる異種燃料用燃焼装置は、混合室の構成が実施の形態4と異なる。その他の構成、動作は、実施の形態4と同様である。
図6は、この発明の実施の形態5による異種燃料用燃焼装置の混合室の構成を示す平断面図であり、図7は、図6の異種燃料用燃焼装置の混合室の構成を示す側断面図である。
気体燃料供給管16と気体燃料ノズル13との間には、液体燃料と気体燃料であるオフガスとを撹拌混合する矩形の矩形混合室22が設けられている。気体燃料ノズル13は、この矩形混合室22の天井に貫通している。この矩形混合室22の混合空間22aをオフガスは乱流するようになっている。このオフガスと液体燃料蒸気の混合気の乱流は、上昇気流となって気体燃料ノズル13に供給されるようになっている。
矩形混合室22の側壁24には、気体燃料供給管16が接続されている。この側壁24には、発熱体18が設けられている。これにより、気体燃料供給管16から供給されたオフガスの気流が、発熱体18に直接当たらないようになっている。この発熱体18の上方には、液体燃料供給管17が矩形混合室22の矩形状の天井に接続されている。
The combustion apparatus for different types of fuel according to the fifth embodiment of the present invention differs from the fourth embodiment in the configuration of the mixing chamber. Other configurations and operations are the same as those in the fourth embodiment.
6 is a plan sectional view showing a configuration of a mixing chamber of a combustion apparatus for different fuel according to
Between the gaseous
A gaseous
以上のように、この発明の実施の形態5による異種燃料用燃焼装置1によれば、気体燃料供給管16から供給されたオフガスの気流が、発熱体18に直接当たらないので、発熱体18の周囲を流れるオフガスの流速が遅くなり、発熱体18の周囲を流れるオフガスによって持ち去られる熱量を小さくすることができ、発熱体18の消費電力を低減させることができる。
さらに、供給された液体燃料がオフガスの流れによって発熱体18の気化面外に飛び出し、液体燃料のまま気体燃料流路に残留するのを防止することができる。
As described above, according to the heterogeneous
Furthermore, it is possible to prevent the supplied liquid fuel from jumping out of the vaporization surface of the
実施の形態6.
この発明の実施の形態6による異種燃料用燃焼装置は、実施の形態4と実施の形態5を合わせた構造となっている。
図8はこの発明の実施の形態6による異種燃料用燃焼装置の混合室の構成を示す平断面図であり、図9は、図8の異種燃料用燃焼装置の混合室の構成を示す側断面図である。
気体燃料供給管16と気体燃料ノズル13との間には、液体燃料と気体燃料であるオフガスとを撹拌混合する円形の略円形混合室23が設けられている。この略円形混合室23の混合空間23aをオフガスは回転して流れるようになっている。この旋回流によって、略円形混合室23内でのオフガスと液体燃料の蒸気の滞留時間が長くなり、オフガスと液体燃料とが十分に撹拌混合されるようになっている。
略円形混合室23の側壁の一部には、その円形状の接線から外側領域に平板状側面24aが形成されており、この平板状側面24aに気体燃料供給管16および発熱体18が接続されている。これにより、気体燃料供給管16から供給されたオフガスの気流が、発熱体18に直接当たらないようになっている。この発熱体18の上方には、液体燃料供給管17が略円形混合室23の天井に接続されている。この天井中央部には、気体燃料ノズル13が接続されている。
The combustion apparatus for different types of fuel according to
8 is a plan sectional view showing the structure of the mixing chamber of the combustion apparatus for different fuels according to
Between the gaseous
A plate-like side surface 24a is formed in a part of the side wall of the substantially
以上のように、この発明の実施の形態6による異種燃料用燃焼装置1によれば、オフガスは混合空間23aを回転するように流れ、発熱体18で気化された液体燃料蒸気は、オフガスの旋回流に乗ってオフガスと十分に撹拌混合し、ほぼ均一な液体燃料蒸気濃度を持つオフガスと液体燃料蒸気の混合気となって気体燃料ノズル13に供給されるので、時間的な脈動が低減され、安定した火炎を得ることができる。
また、気体燃料供給管16から供給されたオフガスの気流が、発熱体18に直接当たらないので、発熱体18の周囲を流れるオフガスによって持ち去られる熱量を小さくすることができ、発熱体18の消費電力を低減させることができる。
また、供給された液体燃料がオフガスの流れによって発熱体18の気化面外に飛び出し、液体燃料のまま気体燃料流路に残留するのを防止することができる。
また、気体燃料供給管17と発熱体18とは、同一平面側壁24aに取り付けられ単純な構造をしているので、製造コストを低く抑えることができる。
As described above, according to the
Further, since the off-gas stream supplied from the gaseous
Further, it is possible to prevent the supplied liquid fuel from jumping out of the vaporization surface of the
Further, since the gaseous
なお、以上の各実施の形態では、異種燃料用燃焼装置1を改質器の加熱に用いる場合について説明したが、他の機器に熱量を供給するのに用いてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the
また、以上の各実施の形態では、液体燃料として説明した場合について説明したが、メタノール、ジメチルエーテル、GTL(Gas to Liquid)等の液体燃料を用いてもよい。 In each of the above embodiments, the case where the liquid fuel is described has been described. However, a liquid fuel such as methanol, dimethyl ether, GTL (Gas to Liquid), or the like may be used.
1 異種燃料用燃焼装置、12 中心2次空気流路(気体流路)、13 気体燃料ノズル、13a 燃料噴出孔、14 中心2次空気旋回手段(酸化剤供給手段)、16 気体燃料供給管、16a 小流量供給管(小流量供給分岐部)、16b 大流量供給管(大流量供給分岐部)、17 液体燃料供給管、18 発熱体、18a 邪魔板、21 円形混合室、22 矩形混合室、23 略円形混合室、24 側壁、24a 平板状側面。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記気体燃料ノズルの他方の端部に接続され、前記気体燃料ノズルに気体燃料を供給するための気体燃料供給管と、
前記燃料噴出孔近傍に酸化剤を供給するための酸化剤供給手段と、
前記気体燃料ノズル内部に液体燃料を供給するための液体燃料供給管と、
前記液体燃料供給管の出口近傍に設けられ、前記液体燃料供給管から供給された前記液体燃料を気化させる発熱体とを備えていることを特徴とする異種燃料用燃焼装置。 A gas fuel nozzle provided in a gas flow path communicating with a combustion chamber for burning fuel, and having a plurality of fuel injection holes at one end for injecting fuel into the combustion chamber;
A gaseous fuel supply pipe connected to the other end of the gaseous fuel nozzle for supplying gaseous fuel to the gaseous fuel nozzle;
An oxidant supply means for supplying an oxidant in the vicinity of the fuel injection hole;
A liquid fuel supply pipe for supplying liquid fuel into the gaseous fuel nozzle;
A combustion apparatus for different types of fuel, comprising: a heating element provided near an outlet of the liquid fuel supply pipe and vaporizing the liquid fuel supplied from the liquid fuel supply pipe.
前記液体燃料供給管は、前記小流量供給分岐部に接続されており、
前記発熱体は、前記小流量供給分岐部内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の異種燃料用燃焼装置。 The gaseous fuel supply pipe includes a large flow rate supply branch portion to which the gaseous fuel is supplied, and a small flow rate supply branch to which the gaseous fuel is supplied at a flow rate slower than the flow rate of the gaseous fuel flowing through the large flow rate supply branch portion. And the gaseous fuel supplied from the large flow rate supply branching unit and the small flow rate supply branching unit is mixed and then supplied to the gaseous fuel nozzle,
The liquid fuel supply pipe is connected to the small flow rate supply branch;
2. The combustion apparatus for different types of fuel according to claim 1, wherein the heating element is provided in the small flow rate supply branch.
前記気体燃料供給管は、前記円形混合室の側壁の接線方向に接するように延設されており、
前記気体燃料ノズルは、前記円形混合室の天井中央部に貫通し、
前記液体燃料供給管は、前記発熱体の上方に位置するように前記天井に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の異種燃料用燃焼装置。 A circular mixing chamber for mixing the liquid fuel and the gaseous fuel is provided between the gaseous fuel supply pipe and the gaseous fuel nozzle, and the heating element is provided on a side wall of the circular mixing chamber. And
The gaseous fuel supply pipe extends so as to contact the tangential direction of the side wall of the circular mixing chamber,
The gaseous fuel nozzle penetrates the center of the ceiling of the circular mixing chamber,
2. The combustion apparatus for different types of fuel according to claim 1, wherein the liquid fuel supply pipe is connected to the ceiling so as to be positioned above the heating element.
前記気体燃料供給管は、前記側壁に接続されており、
前記気体燃料ノズルは、前記矩形混合室の天井に貫通し、
前記液体燃料供給管は、前記発熱体の上方に位置するように前記天井に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の異種燃料用燃焼装置。 A rectangular mixing chamber for mixing the liquid fuel and the gaseous fuel is provided between the gaseous fuel supply pipe and the gaseous fuel nozzle, and the heating element is provided on a side wall of the rectangular mixing chamber. And
The gaseous fuel supply pipe is connected to the side wall;
The gaseous fuel nozzle penetrates the ceiling of the rectangular mixing chamber,
2. The combustion apparatus for different types of fuel according to claim 1, wherein the liquid fuel supply pipe is connected to the ceiling so as to be positioned above the heating element.
前記気体燃料ノズルは、前記略円形混合室の天井中央部に貫通し、
前記液体燃料供給管は、前記発熱体の上方に位置するように前記天井に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の異種燃料用燃焼装置。 A substantially circular mixing chamber for mixing the liquid fuel and the gaseous fuel is provided between the gaseous fuel supply pipe and the gaseous fuel nozzle, and a part of the side wall of the substantially circular mixing chamber includes A flat plate-shaped side surface is formed in the outer region from the circular tangent line, and the heating element and the gaseous fuel supply pipe are connected to the flat plate-shaped side surface,
The gaseous fuel nozzle penetrates the center of the ceiling of the substantially circular mixing chamber,
2. The combustion apparatus for different types of fuel according to claim 1, wherein the liquid fuel supply pipe is connected to the ceiling so as to be positioned above the heating element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004069095A JP4108630B2 (en) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | Combustion equipment for different types of fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004069095A JP4108630B2 (en) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | Combustion equipment for different types of fuel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005257169A true JP2005257169A (en) | 2005-09-22 |
JP4108630B2 JP4108630B2 (en) | 2008-06-25 |
Family
ID=35083063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004069095A Expired - Fee Related JP4108630B2 (en) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | Combustion equipment for different types of fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4108630B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080223465A1 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | David Deng | Fuel selection valve assemblies |
US9829195B2 (en) | 2009-12-14 | 2017-11-28 | David Deng | Dual fuel heating source with nozzle |
US10066838B2 (en) | 2006-05-30 | 2018-09-04 | David Deng | Dual fuel heating system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0754360A (en) * | 1993-08-17 | 1995-02-28 | Chiba Tokushu Concrete Kogyo Kk | Wall forming block and construction method of wall |
-
2004
- 2004-03-11 JP JP2004069095A patent/JP4108630B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10066838B2 (en) | 2006-05-30 | 2018-09-04 | David Deng | Dual fuel heating system |
US20080223465A1 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | David Deng | Fuel selection valve assemblies |
US8241034B2 (en) * | 2007-03-14 | 2012-08-14 | Continental Appliances Inc. | Fuel selection valve assemblies |
US9200801B2 (en) | 2007-03-14 | 2015-12-01 | Procom Heating, Inc. | Fuel selection valve assemblies |
US9581329B2 (en) | 2007-03-14 | 2017-02-28 | Procom Heating, Inc. | Gas-fueled heater |
US9829195B2 (en) | 2009-12-14 | 2017-11-28 | David Deng | Dual fuel heating source with nozzle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4108630B2 (en) | 2008-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010032184A (en) | Burner for fuel cell reformer, and reformer equipped with it | |
JP2001201019A (en) | Combustion device for fuel cell system and hydrogen generating device using the same | |
JP6309743B2 (en) | Fuel reformer and fuel cell system | |
US20070190382A1 (en) | Hydrocarbon reformer system | |
JP4108630B2 (en) | Combustion equipment for different types of fuel | |
CN101846318A (en) | Burner | |
JP3926749B2 (en) | Combustion equipment for different types of fuel | |
JP3875928B2 (en) | Combustion device | |
JP5525855B2 (en) | Combustion device | |
JP3342203B2 (en) | Combustion equipment for hydrogen production equipment for fuel cells | |
JP2014072026A (en) | Solid oxide fuel cell device | |
KR20160045737A (en) | Burner for a hydrocarbon and alcohol reforming system, hydrocarbon and alcohol reforming system comprising it and associated process | |
KR20110035016A (en) | Fuel reformer burner of fuel cell system | |
JP2004134253A (en) | Heater for apparatus for producing hydrogen in fuel cell system | |
US20130344409A1 (en) | Multi-fuel combustor with swirl flame stabilization | |
JP2008214163A (en) | Combustible gas mixing method and mixer | |
JP2010266160A (en) | Combustion device | |
Sanata et al. | Flame behavior inside constant diameter cylindrical mesoscale combustor with different backward facing step size | |
JP2003074804A (en) | Combustion device | |
JP2002213710A (en) | Combustion device | |
JP2002162007A (en) | Burner | |
JP2006105480A (en) | Burner and fuel cell system | |
JP4187710B2 (en) | Burner and fuel cell system | |
JP2004123478A (en) | Fuel reformer | |
JP2005183216A (en) | Burner for reformer and fuel cell system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061019 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20080226 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080402 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |