JP2006112666A - Combustion device provided with emulsified fuel supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion device provided with an emulsified fuel supply system wherein burdens of air supply and exhaust utilities are small, capable of carrying out the operation of the combustion device responding to a regulation value on the basis of an actual combustion state and a concentration of a harmful matter in exhaust gas. <P>SOLUTION: The emulsified fuel supply system has an emulsified fuel supply device supplying emulsified fuel, a boiler 73 burning the emulsified fuel, a detecting means 83 for detecting an exhaust gas temperature in the boiler 73, and an exhaust gas analyzing means 85 for detecting CO or NOx in the exhaust gas exhausted from the emulsified fuel combustion device. It is provided with a controller 87 adjusting a moisture content in the emulsified fuel on the basis of a detection value of the temperature detecting means 83 and/or an analysis value of the exhaust gas analyzing means 85. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料油と水を攪拌して製造したエマルジョン燃料を供給する機能を有すると共に、該エマルジョン燃料を燃焼してエネルギー利用するエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置に関する。   The present invention relates to a combustion apparatus having a function of supplying emulsion fuel produced by stirring fuel oil and water, and having an emulsion fuel supply system that uses the energy by burning the emulsion fuel.

軽油、重油、重質油等の燃料油に水を添加して攪拌し、燃料油中に水を分散させたエマルジョン燃料が知られている。ここで、重質油とは、常温では流動性に乏しく高温に加熱しないと流動しない油で、好ましくは常圧での沸点340℃以上の成分を90重量%以上含む次に示す油が含まれる。石油系アスファルト類およびその油の混合物、石油系アスファルト各種処理物、その中間製品、残渣及びそれらの混合物、常温で流動しない高流動点油あるいは原油、石油系タールピッチ及びその油混合物、ビチューメン類、天然アスファルト、オリノコタール、タール、残渣油。
エマルジョン燃料は、高温場に噴霧されたとき、燃料液滴中の水は瞬時に沸騰して、燃料液滴をさらに微粒化して(ミクロ爆発)、これによって高速で高効率の燃焼を実現し、COやすすの生成を抑制できる。また、水の蒸発によって火炎温度が低下するので、排ガス中のNOxの低減効果もある。
Emulsion fuels are known in which water is added to fuel oil such as light oil, heavy oil, heavy oil, and stirred to disperse water in the fuel oil. Here, the heavy oil is an oil that has poor fluidity at room temperature and does not flow unless heated to a high temperature, and preferably includes the following oils containing 90% by weight or more of components having a boiling point of 340 ° C. or higher at normal pressure. . Petroleum asphalts and mixtures of oils, various processed petroleum asphalts, intermediate products, residues and mixtures thereof, high pour point oil or crude oil that does not flow at room temperature, petroleum tar pitch and oil mixtures thereof, bitumens, Natural asphalt, orinocotar, tar, residual oil.
When emulsion fuel is sprayed in a high temperature field, the water in the fuel droplets boils instantaneously and further atomizes the fuel droplets (micro explosion), thereby realizing high-speed and high-efficiency combustion, Production of CO soot can be suppressed. Further, since the flame temperature is lowered by the evaporation of water, there is an effect of reducing NOx in the exhaust gas.

このような特徴を有するエマルジョン燃料の特徴を生かした燃焼装置として、液体燃料ポンプと水ポンプと、それぞれのポンプの下流に液体燃料と水の混合装置を設け、この混合装置の下流に油ノズルを設けた低NOx油バーナが提案されている(特許文献1参照)。
特開平6-26618号公報(請求項1参照)
As a combustion apparatus that makes use of the characteristics of emulsion fuel having such characteristics, a liquid fuel pump and a water pump, a liquid fuel and water mixing device are provided downstream of each pump, and an oil nozzle is provided downstream of the mixing device. A provided low NOx oil burner has been proposed (see Patent Document 1).
JP-A-6-26618 (refer to claim 1)

上記特許文献1においては、エマルジョン燃料の有する低NOx効果を利用しており、バーナの低NOx運転が期待できる。
しかし、バーナの操業状態によって排ガス中のNOx排気量は変動し、操業条件によっては規制値を超えることがあるため、排ガス処理装置の負担が大きくなることがある。
すなわち、特許文献1に記載された低NOx油バーナにおいては、実際に排出されている排ガスの性状に基づいた低NOx運転はできない。
In the said patent document 1, the low NOx effect which emulsion fuel has is utilized, and the low NOx driving | operation of a burner can be anticipated.
However, the NOx exhaust amount in the exhaust gas varies depending on the operation state of the burner, and may exceed the regulation value depending on the operation condition, which may increase the burden on the exhaust gas treatment device.
That is, the low NOx oil burner described in Patent Document 1 cannot perform a low NOx operation based on the properties of the exhaust gas actually discharged.

仮に、排ガス性状に基づいて燃焼制御を行なうとすれば燃焼過程において空気過剰率を調整することになる。例えば、NOxの規制の厳しい地域での運転を行なうためにNOxを低減するために空気過剰率を下げることになる。しかし、空気過剰率を下げ過ぎると、燃焼のための空気量が不足して不完全燃焼による熱損失が増加し、また、COやすすが発生することにもなる。逆に、COやすすの発生を低減するために空気過剰率を上げると、燃焼に必要な空気以外の余分な空気が加熱されて大気中に放出されて、排ガス熱損失が大きくなり無駄になるし、NOx発生絶対量の増加にもなる。このように、空気過剰率による燃焼制御はその制御範囲が狭く、十分な制御ができない。   If combustion control is performed based on the exhaust gas properties, the excess air ratio is adjusted in the combustion process. For example, the excess air ratio is reduced in order to reduce NOx in order to operate in a region where NOx regulations are severe. However, if the excess air ratio is lowered too much, the amount of air for combustion is insufficient, heat loss due to incomplete combustion increases, and CO soot is also generated. Conversely, if the excess air ratio is increased in order to reduce the generation of CO soot, excess air other than the air necessary for combustion is heated and released into the atmosphere, resulting in increased waste heat loss and waste. However, this also increases the absolute amount of NOx generation. Thus, the combustion control based on the excess air ratio has a narrow control range and cannot be controlled sufficiently.

また、空気過剰率の調整による燃焼制御の場合には、給気側と排気側の付属機器が増減される空気量に対応できる能力を備えることが必要となる。例えば、空気過剰率を高くして運転することを想定するならば、排気ガスの処理装置の能力を高くする必要があるし、また、給気側の給気ファンの能力を高める必要がある。
このように、空気過剰率による燃焼制御は、十分な制御が出来ないのみならず、給気と排気の付属設備の負担が大きいという問題がある。
In addition, in the case of combustion control by adjusting the excess air ratio, it is necessary for the auxiliary equipment on the supply side and the exhaust side to have the ability to handle the amount of air that is increased or decreased. For example, if it is assumed that the engine is operated with a high excess air ratio, it is necessary to increase the capacity of the exhaust gas processing device, and it is necessary to increase the capacity of the supply air supply fan.
As described above, the combustion control based on the excess air ratio has a problem that not only a sufficient control cannot be performed but also the burden on the auxiliary equipment for the supply air and the exhaust is heavy.

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、実際の燃焼状態や排ガス中の有害物質の濃度に基づいて、規制値に応じた燃焼装置の運転ができ、また、付帯設備の負担の少ないエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and based on the actual combustion state and the concentration of harmful substances in the exhaust gas, the combustion apparatus can be operated according to the regulation value, and the burden on the incidental equipment is also provided. An object of the present invention is to obtain a combustion apparatus equipped with an emulsion fuel supply system with a low content.

(1)本発明に係るエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置は、エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置と、該エマルジョン燃料を燃焼するエマルジョン燃料燃焼装置と、該エマルジョン燃料燃焼装置における排ガス温度、前記エマルジョン燃料燃焼装置から排出される排ガス中のCO濃度またはNOx濃度のうちの少なくとも一つを検出する検出手段と、を有し、前記エマルジョン燃料供給装置は前記検出手段の検出値に基づいて前記エマルジョン燃料中の含水率を調整する含水率調整手段を備えてなることを特徴とするものである。
含水率調整手段は、排ガス温度、排ガス中のNOx濃度、排ガス中のCO濃度、のいずれか一つの検出値に基づいて含水率を制御してもよいし、これら3つのうちのいずれか2つの検出値に基づいて含水率を制御してもよいし、排ガス中のNOx濃度またはCO濃度のいずれか一つと排ガス温度の2つの検出値に基づいて含水率を制御してもよいし、あるいはこれら3つの検出値の全てに基づいて含水率を制御してもよい。
(1) A combustion apparatus equipped with an emulsion fuel supply system according to the present invention includes an emulsion fuel supply apparatus that supplies emulsion fuel, an emulsion fuel combustion apparatus that burns the emulsion fuel, an exhaust gas temperature in the emulsion fuel combustion apparatus, Detecting means for detecting at least one of CO concentration or NOx concentration in the exhaust gas discharged from the emulsion fuel combustion device, and the emulsion fuel supply device is based on a detection value of the detection means. It is characterized by comprising water content adjusting means for adjusting the water content in the emulsion fuel.
The moisture content adjusting means may control the moisture content based on any one of detected values of exhaust gas temperature, NOx concentration in exhaust gas, CO concentration in exhaust gas, or any two of these three The moisture content may be controlled based on the detected value, or the moisture content may be controlled based on two detected values of the NOx concentration or the CO concentration in the exhaust gas and the exhaust gas temperature, or these The moisture content may be controlled based on all three detection values.

(2)また、上記(1)に記載のエマルジョン燃料供給装置は、燃料油と水を混合してエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造装置を備えてなることを特徴とするものである。
エマルジョン燃料製造装置は、燃料油と添加水を含む混液を攪拌容器内で攪拌してエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造装置であって、前記攪拌容器に燃料油と添加水を含む混液を供給する混液供給手段と、攪拌容器内の混液に第1の旋回流を形成する第1旋回流形成手段と、該第1の旋回流の旋回径よりも小径の第2の旋回流を前記第1の旋回流の下方に形成する第2旋回流形成手段と、を備えてなるものが好ましい。
また、エマルジョン燃料製造装置における第1旋回流形成手段は攪拌容器の周方向に混液を噴射する噴射ノズルからなり、第2旋回流形成手段は少なくとも撹拌翼を備えてなることが好ましい。第2旋回流形成手段は、攪拌翼のみから構成してもよいし、あるいは第1旋回流形成手段と同様に容器の周方向に混液を噴射する噴射ノズルと攪拌翼との2つの手段から構成してもよい。
さらに、エマルジョン燃料製造装置においては、第1の旋回流の平均旋回径が攪拌容器内径の0.7〜0.9倍であり、第2の旋回流の平均旋回径が攪拌容器内径の0.1〜0.3倍であることが好ましい。
またさらに、エマルジョン燃料製造装置の攪拌容器は、その排出口に向って滑らかな曲面で縮径する縮径ノズルを備えてなることが好ましい。
(2) The emulsion fuel supply device described in (1) above is characterized by including an emulsion fuel production device for producing emulsion fuel by mixing fuel oil and water.
The emulsion fuel production apparatus is an emulsion fuel production apparatus for producing an emulsion fuel by stirring a mixed solution containing fuel oil and added water in a stirring vessel, and supplying the mixed solution containing fuel oil and added water to the stirring vessel. Mixed liquid supply means; first swirl flow forming means for forming a first swirl flow in the mixed liquid in the stirring vessel; and a second swirl flow having a diameter smaller than the swirl diameter of the first swirl flow. And a second swirling flow forming means formed below the swirling flow.
Moreover, it is preferable that the 1st swirl | flow flow formation means in an emulsion fuel manufacturing apparatus consists of an injection nozzle which injects a liquid mixture to the circumferential direction of a stirring container, and a 2nd swirl | flow flow formation means is provided with the stirring blade at least. The second swirl flow forming means may be composed of only the stirring blades, or may be composed of two means of the injection nozzle and the stirring blades for injecting the mixed liquid in the circumferential direction of the container similarly to the first swirl flow forming means. May be.
Further, in the emulsion fuel production apparatus, the average swirling diameter of the first swirling flow is 0.7 to 0.9 times the inner diameter of the stirring vessel, and the average swirling diameter of the second swirling flow is 0. 0 of the inner diameter of the stirring vessel. It is preferably 1 to 0.3 times.
Furthermore, it is preferable that the stirring container of the emulsion fuel production apparatus includes a diameter-reducing nozzle that is diameter-reduced with a smooth curved surface toward the discharge port.

さらにまた、エマルジョン燃料製造装置は、添加水と燃料油を予混合する予混合槽と、該予混合槽内の添加水と燃料油を含む混液を加熱する混液加熱手段と、前記予混合槽に添加水を加熱して供給する添加水加熱供給手段と、前記予混合槽に燃料油を加熱して供給する燃料油加熱供給手段と、前記予混合槽内の混液の粘度を検出する粘度検出手段と、該粘度検出手段の検出値に基づいて前記混液加熱手段の加熱温度、前記添加水加熱供給手段の加熱温度及び/又は添加量、前記燃料油加熱供給手段の加熱温度及び/又は供給量、のうち少なくとも1つを制御する制御手段を備えてなることが好ましい。   Furthermore, the emulsion fuel production apparatus includes a premixing tank for premixing added water and fuel oil, a mixed liquid heating means for heating a mixed liquid containing the added water and fuel oil in the premixing tank, and the premixing tank. Added water heating and supplying means for heating and supplying added water, fuel oil heating and supplying means for heating and supplying fuel oil to the premixing tank, and viscosity detecting means for detecting the viscosity of the mixed liquid in the premixing tank And the heating temperature of the mixed liquid heating means, the heating temperature and / or addition amount of the added water heating supply means, the heating temperature and / or supply amount of the fuel oil heating supply means based on the detection value of the viscosity detection means, It is preferable that a control means for controlling at least one of them is provided.

(3)また、上記(1)または(2)に記載のエマルジョン燃料燃焼装置は、ボイラ、ディーゼルエンジン、ガスタービンのいずれかであることを特徴とするものである。 (3) Moreover, the emulsion fuel combustion apparatus as described in said (1) or (2) is any one of a boiler, a diesel engine, and a gas turbine.

本発明においては、エマルジョン燃料燃焼装置の排ガス温度や、排ガス中のNOx濃度とCO濃度に基づいて、エマルジョン燃料の水分添加量を調整するようにしたので、NOxやCO濃度の規制値に適合した運転が実現できる。また、水分添加量による燃焼制御であるから、給気と排気の付帯設備の負担を大きくする必要がなく設備コストを低減できる。   In the present invention, the amount of water added to the emulsion fuel is adjusted on the basis of the exhaust gas temperature of the emulsion fuel combustion apparatus, the NOx concentration and the CO concentration in the exhaust gas, and therefore conforms to the regulation values of the NOx and CO concentrations. Driving can be realized. In addition, since the combustion control is based on the amount of water added, it is not necessary to increase the burden on the supply and exhaust incidental facilities, and the facility cost can be reduced.

[実施の形態1]
図1は本発明の一実施の形態に係るエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置の説明図である。
本実施の形態に係るエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置は、エマルジョン燃料を製造して燃焼装置に供給するエマルジョン燃料製造・供給系と、供給されたエマルジョン燃料を燃焼すると共に燃焼によるエネルギーを利用する燃焼・エネルギー利用系と、燃焼・エネルギー利用系における排ガス出口温度及び/または排ガスの状態を検知して検知結果に基づいてエマルジョン燃料製造・供給系にフィードバックしてエマルジョン燃料の水分添加量を制御する制御系と、を備えている。以下、各系統を構成する機器について各系統ごとに詳細に説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an explanatory view of a combustion apparatus provided with an emulsion fuel supply system according to an embodiment of the present invention.
A combustion apparatus equipped with an emulsion fuel supply system according to the present embodiment includes an emulsion fuel production / supply system that produces emulsion fuel and supplies the emulsion fuel to the combustion apparatus, and burns the supplied emulsion fuel and uses energy from the combustion Control the amount of water added to the emulsion fuel by detecting the exhaust gas outlet temperature and / or the exhaust gas state in the combustion / energy utilization system and feeding back to the emulsion fuel production / supply system based on the detection result And a control system. Hereinafter, the devices constituting each system will be described in detail for each system.

<エマルジョン燃料製造・供給系>
エマルジョン燃料製造・供給系は、添加水と燃料油と乳化剤の供給を受けてこれらを予混合する予混合槽1と、予混合槽1で予混合された混液をさらに攪拌混合してエマルジョン燃料を製造する攪拌装置3と、を備えている。
予混合槽1には攪拌羽根5、ヒータ等からなる槽加熱手段7、予混合槽内の混液の粘度を検出する粘度検出手段9、予混合槽内の混液の温度を検出する温度検出手段11を備えている。
粘度検出手段9としては、回転トルク式粘度計等、リアルタイムで粘度を検出できるものを用いる。
<Emulsion fuel production and supply system>
The emulsion fuel production / supply system is supplied with added water, fuel oil and emulsifier, and premixes the premixed tank 1 and the mixture premixed in the premixing tank 1 to further agitate and mix the emulsion fuel. And a stirring device 3 to be manufactured.
The premixing tank 1 has a stirring blade 5, a tank heating means 7 including a heater, a viscosity detecting means 9 for detecting the viscosity of the mixed liquid in the premixing tank, and a temperature detecting means 11 for detecting the temperature of the mixed liquid in the premixing tank. It has.
As the viscosity detecting means 9, a device capable of detecting the viscosity in real time such as a rotational torque viscometer is used.

また、予混合槽1には予混合槽1に燃料油を供給する燃料油供給管13、添加水を供給する添加水供給管15、乳化剤を供給する乳化剤供給管17が接続されており、さらに予混合槽1で予混合された混液を攪拌装置3側へ供給する混液供給管18が接続されている。
燃料油供給管13の基端側には燃料油を貯留する燃料油貯留槽19が設けられており、燃料油供給管13には燃料貯留槽内の燃料油を移送する燃料油移送ポンプ21と、燃料油を加熱する加熱手段23が設けられている。
添加水供給管15の基端側は添加水供給源に連結されており、また添加水供給管15の途中には添加水供給管15を流れる添加水の流量を検出する流量計25、添加水を移送する移送ポンプ27、添加水供給管15を流れる添加水の流量を調整する流量調整弁29が設けられている。さらに、添加水供給管15には添加水を加熱して80℃〜120℃に調整できる添加水加熱手段31が設けられている。
乳化剤供給管17の基端側には乳化剤を貯留する乳化剤貯留槽33が設けられ、乳化剤供給管17の途中には乳化剤貯留槽33の乳化剤を移送する移送ポンプ35が設けられている。
混液供給管18には、後述の戻り配管57側と予混合槽1側との流路の制御を行なう制御弁37と、混液を攪拌装置3側に移送するための移送ポンプ39が設けられている。
The premix tank 1 is connected to a fuel oil supply pipe 13 for supplying fuel oil to the premix tank 1, an added water supply pipe 15 for supplying additional water, and an emulsifier supply pipe 17 for supplying emulsifier. A mixed liquid supply pipe 18 for supplying the mixed liquid premixed in the premixing tank 1 to the stirring device 3 side is connected.
A fuel oil storage tank 19 for storing fuel oil is provided on the base end side of the fuel oil supply pipe 13, and a fuel oil transfer pump 21 for transferring the fuel oil in the fuel storage tank to the fuel oil supply pipe 13; A heating means 23 for heating the fuel oil is provided.
The base end side of the additional water supply pipe 15 is connected to an additional water supply source, and in the middle of the additional water supply pipe 15, a flow meter 25 for detecting the flow rate of the additional water flowing through the additional water supply pipe 15, and the additional water And a flow rate adjusting valve 29 for adjusting the flow rate of the added water flowing through the added water supply pipe 15. Further, the added water supply pipe 15 is provided with an added water heating means 31 that can heat the added water and adjust it to 80 ° C. to 120 ° C.
An emulsifier storage tank 33 for storing the emulsifier is provided on the base end side of the emulsifier supply pipe 17, and a transfer pump 35 for transferring the emulsifier of the emulsifier storage tank 33 is provided in the middle of the emulsifier supply pipe 17.
The mixed liquid supply pipe 18 is provided with a control valve 37 for controlling a flow path between a return pipe 57 side and a premixing tank 1 side, which will be described later, and a transfer pump 39 for transferring the mixed liquid to the stirring device 3 side. Yes.

<攪拌装置>
攪拌装置3は、図2に示すように攪拌容器41と、攪拌容器41の側壁に設置された噴射ノズル43と、攪拌容器41の底部に設けられた攪拌翼45を備えている。以下、各構成を説明する。
(1)攪拌容器
攪拌容器41は、略円筒形の容器本体部47と、その上方に形成された上方に向って縮径する縮径ノズル部49と、容器本体部47の下方に形成された縮径部51から構成される。
縮径ノズル部49は、上方に向って延びる内側に凸の滑らかな曲面で構成され、その上端部が液体(エマルジョン燃料又はエマルジョン化される前の混液等)の出口になっている。
縮径ノズル部49の出口側には制御弁53が設けられ、縮径ノズル部49から排出される液体を、燃焼・エネルギー利用系側に供給する供給管55または噴射ノズル43側に戻す戻り配管57に適宜振り分ける。
<Agitator>
As shown in FIG. 2, the stirring device 3 includes a stirring container 41, an injection nozzle 43 installed on the side wall of the stirring container 41, and a stirring blade 45 provided at the bottom of the stirring container 41. Each configuration will be described below.
(1) Stirrer container The agitator container 41 is formed below the container body part 47, a substantially cylindrical container body part 47, a diameter-reduced nozzle part 49 that is formed above the container, and a diameter-reducing nozzle part 49. The reduced diameter portion 51 is configured.
The diameter-reduced nozzle portion 49 is formed by an inwardly convex smooth curved surface extending upward, and an upper end portion thereof serves as an outlet for liquid (emulsion fuel or mixed liquid before being emulsified).
A control valve 53 is provided on the outlet side of the reduced diameter nozzle portion 49, and a return pipe for returning the liquid discharged from the reduced diameter nozzle portion 49 to the combustion / energy utilization system side or the injection nozzle 43 side. 57.

(2)噴射ノズル
噴射ノズル43は、図2のA−A断面図である図3に示すように、容器本体部47の上部周壁に、該噴射ノズル43から噴射される液体によって容器本体内の液体に旋回流が形成できるように設置されている。具体的には、噴射ノズル43は、噴射ノズル43から噴射される液体の噴射方向が、攪拌容器内径Dの0.7〜0.9倍の径dの同心円59の接線方向に向くように設置されている。
このように設置された噴射ノズル43には、予混合槽1側から燃料油、添加水、乳化剤を含む混液が供給され、供給された混液が噴射ノズル43から噴射されると、攪拌容器内に液体が満たされた状態では、噴射ノズル43からの噴射流によって攪拌容器内に第1の旋回流61が発生する。
噴射ノズル43から噴射される液体の噴射方向が、攪拌容器内径Dの0.7〜0.9倍の径dの同心円59の接線方向に向くように設置すると、第1の旋回流61の旋回平均径が攪拌容器内径の0.7〜0.9倍となる。
(2) Injection nozzle As shown in FIG. 3 which is AA sectional view of FIG. 2, the injection nozzle 43 is formed on the upper peripheral wall of the container main body 47 by liquid injected from the injection nozzle 43. It is installed so that a swirling flow can be formed in the liquid. Specifically, the ejection nozzle 43 is arranged so that the ejection direction of the liquid ejected from the ejection nozzle 43 is directed in a tangential direction of a concentric circle 59 having a diameter d 1 that is 0.7 to 0.9 times the stirring vessel inner diameter D. is set up.
When the mixed liquid containing fuel oil, added water, and an emulsifier is supplied from the premixing tank 1 side to the injection nozzle 43 installed in this way, and the supplied mixed liquid is injected from the injection nozzle 43, In a state where the liquid is filled, a first swirl flow 61 is generated in the stirring vessel by the jet flow from the jet nozzle 43.
If the spraying direction of the liquid sprayed from the spray nozzle 43 is set so as to face the tangential direction of the concentric circle 59 having a diameter d 1 which is 0.7 to 0.9 times the stirring vessel inner diameter D, the first swirling flow 61 The swirling average diameter is 0.7 to 0.9 times the stirring container inner diameter.

噴射ノズル43に連結される混液供給管18には制御弁37が設置されており、戻り配管57から戻された混液、または、新たに供給される燃料油、添加水、乳化剤を含む混液が選択的に供給される。なお、制御弁37は図示しない制御手段によって制御される。   A control valve 37 is installed in the mixed liquid supply pipe 18 connected to the injection nozzle 43, and a mixed liquid returned from the return pipe 57 or a mixed liquid containing newly supplied fuel oil, added water, and emulsifier is selected. Supplied. The control valve 37 is controlled by control means (not shown).

(3)攪拌翼
攪拌翼45は、容器本体底部に設置され、容器本体底部の外側に設置されたモータ63によって回転可能に設置されている。攪拌翼45を回転させることによって容器本体下部に第2の旋回流65が発生するが、この第2の旋回流65の平均旋回径dは攪拌容器内径Dの0.1〜0.3倍であることが望ましい。
ここで、攪拌翼45の直径dfと平均旋回径dの間には、図4に示すように、d=df/2の関係がある。したがって、第2の旋回流65の平均旋回径を攪拌容器内径Dの0.1〜0.3倍にするには、攪拌翼45の直径dfを攪拌容器内径の0.2〜0.6倍にすればよい。
攪拌翼45の直径dfをこのような径にすることで、攪拌翼45の負荷を軽減して消費電力を軽減でき、また、攪拌翼45の損耗を抑制でき、メンテナンスコストを低減できる。
(3) Stirring blade The stirring blade 45 is installed at the bottom of the container body and is rotatably installed by a motor 63 installed outside the bottom of the container body. By rotating the stirring blade 45, a second swirling flow 65 is generated at the lower part of the container body. The average swirling diameter d2 of the second swirling flow 65 is 0.1 to 0.3 times the stirring vessel inner diameter D. It is desirable that
Here, as shown in FIG. 4, there is a relationship of d 2 = df / 2 between the diameter df of the stirring blade 45 and the average turning diameter d 2 . Therefore, in order to make the average swirling diameter of the second swirling flow 65 0.1 to 0.3 times the stirring vessel inner diameter D, the diameter df of the stirring blade 45 is 0.2 to 0.6 times the stirring vessel inner diameter D. You can do it.
By setting the diameter df of the stirring blade 45 to such a diameter, the load on the stirring blade 45 can be reduced to reduce power consumption, and the wear of the stirring blade 45 can be suppressed, and the maintenance cost can be reduced.

<燃焼・エネルギー利用系>
燃焼・エネルギー利用系は、図1に示すように、エマルジョン燃料を燃料とする燃焼器71を備えたボイラ73と、該ボイラ73の蒸気の供給を受けて発電を行なう蒸気タービン式発電機75とを備えている。ボイラ73には燃焼用の空気を供給するためのブロワ74が設けられている。蒸気タービン式発電機75に供給された蒸気は復水器76によって回収されてボイラ73側に再供給される。
また、燃焼・エネルギー利用系は、ボイラ73の排ガスを処理する排ガス処理装置77と、排ガス処理装置77で処理された処理済み排ガスを煙突79側に誘引して大気放散する誘引ファン81を備えている。
<Combustion and energy utilization system>
As shown in FIG. 1, the combustion / energy utilization system includes a boiler 73 having a combustor 71 that uses emulsion fuel as a fuel, and a steam turbine generator 75 that generates electric power by supplying steam from the boiler 73. It has. The boiler 73 is provided with a blower 74 for supplying combustion air. The steam supplied to the steam turbine generator 75 is recovered by the condenser 76 and supplied again to the boiler 73 side.
The combustion / energy utilization system includes an exhaust gas processing device 77 that processes exhaust gas from the boiler 73, and an induction fan 81 that attracts the processed exhaust gas processed by the exhaust gas processing device 77 to the chimney 79 side to dissipate into the atmosphere. Yes.

<制御系>
制御系は、制御情報を取得するための制御情報取得手段として、ボイラの排ガス出口温度を検知する温度検知手段83と、ボイラ73からの排ガスの供給を受けて該排ガス中のNOx濃度、CO濃度を分析する排ガス分析手段85を備えている。
また、制御系は、前述した予混合槽内の混液の粘度を検出する粘度検出手段9、予混合槽内の混液の温度を検出する温度検出手段11、添加水の流量を検出する流量計25からの情報も制御情報として取得する。
さらに、制御系は、前記取得した制御情報を入力して、添加水の流量を調整する流量調整弁29、添加水を加熱調整する添加水加熱手段31、燃料油を加熱調整する加熱手段23、予混合槽1を加熱調整する槽加熱手段7、ボイラ73に燃焼用の空気を供給するブロワ74、を制御するコントローラ87を備えている。
<Control system>
The control system, as control information acquisition means for acquiring control information, receives temperature supply means 83 for detecting the exhaust gas outlet temperature of the boiler, and supply of exhaust gas from the boiler 73 to receive NOx concentration and CO concentration in the exhaust gas. Exhaust gas analyzing means 85 for analyzing the above is provided.
The control system also includes a viscosity detecting means 9 for detecting the viscosity of the mixed liquid in the premixing tank, a temperature detecting means 11 for detecting the temperature of the mixed liquid in the premixing tank, and a flow meter 25 for detecting the flow rate of the added water. Is also acquired as control information.
Further, the control system inputs the acquired control information, a flow rate adjusting valve 29 for adjusting the flow rate of the added water, an added water heating unit 31 for heating and adjusting the added water, a heating unit 23 for heating and adjusting the fuel oil, A controller 87 for controlling the tank heating means 7 for heating and adjusting the premixing tank 1 and the blower 74 for supplying combustion air to the boiler 73 is provided.

<動作説明>
上記のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
予混合槽1に加熱された添加水、加熱された燃料油、乳化剤が供給され、これらが攪拌羽根5によって混合される。予混合槽1においては、混液の粘度、温度が検出され、これら検出値に基づいて混液の粘度、温度を所定の範囲にするようにコントローラ87によって予混合槽1の温度、添加水の温度、燃料油の温度が制御される。
そして、これらが最適値になった後、予混合槽1内の混液を攪拌装置側に供給する。
<Description of operation>
The operation of the present embodiment configured as described above will be described.
Heated addition water, heated fuel oil, and emulsifier are supplied to the premixing tank 1, and these are mixed by the stirring blade 5. In the premixing tank 1, the viscosity and temperature of the mixed liquid are detected, and based on these detection values, the controller 87 controls the temperature of the premixing tank 1, the temperature of the added water, and the temperature of the mixed liquid to be within a predetermined range. The temperature of the fuel oil is controlled.
And after these become an optimal value, the liquid mixture in the premix tank 1 is supplied to the stirring apparatus side.

攪拌装置側では、制御弁53によって縮径ノズル部49の出口と戻り配管57を連通させると共に、制御弁37によって混液の供給管18と噴射ノズル43とを連通させておく。
この状態で、燃料油と、添加水と、乳化剤とが所定の割合で混合された混液を噴射ノズル43に供給し、噴射ノズル43から攪拌容器内に混液を噴射する。噴射ノズル43から供給された混液が攪拌容器41の攪拌翼45よりも上位置にくると、モータ63を稼動して攪拌翼45を回転させる。このとき、攪拌翼45の回転数は図示しない制御手段によって適宜最適値に調整する。攪拌容器内が混液で満たされた状態になると、制御弁37を操作して混液供給経路を閉止し、戻り配管57と噴射ノズル43のみを連通させ、噴射ノズル43、攪拌容器41、戻り配管57、噴射ノズル43という循環経路を形成する。そして、混液を、循環経路内に循環させながら攪拌容器41内で攪拌してエマルジョン化する。
On the stirring device side, the outlet of the reduced diameter nozzle portion 49 and the return pipe 57 are communicated with each other by the control valve 53, and the mixed liquid supply pipe 18 and the injection nozzle 43 are communicated with each other by the control valve 37.
In this state, a mixed liquid in which fuel oil, added water, and an emulsifier are mixed at a predetermined ratio is supplied to the injection nozzle 43, and the mixed liquid is injected into the stirring container from the injection nozzle 43. When the mixed liquid supplied from the spray nozzle 43 comes to a position above the stirring blade 45 of the stirring container 41, the motor 63 is operated to rotate the stirring blade 45. At this time, the rotation speed of the stirring blade 45 is appropriately adjusted to an optimum value by a control means (not shown). When the inside of the agitation container is filled with the mixed liquid, the control valve 37 is operated to close the mixed liquid supply path, and only the return pipe 57 and the injection nozzle 43 are communicated, and the injection nozzle 43, the agitation container 41, and the return pipe 57 are connected. A circulation path called the injection nozzle 43 is formed. Then, the mixed liquid is emulsified by being stirred in the stirring container 41 while being circulated in the circulation path.

ここで、攪拌容器41内におけるエマルジョン化のメカニズムを図2に基づいて説明する。
噴射ノズル43から混液が攪拌容器内に噴射されることによって、攪拌容器内の混液に水平方向に第1の旋回流61が形成される。また、攪拌翼45を回転することによって、第1の旋回流の平均旋回径よりも小径の第2の旋回流65が第1の旋回流の下方に形成される。
このように、第1の旋回流61と第2の旋回流65からなる二重旋回流が形成されることで、図2に示すように、第1の旋回流61の外周側から攪拌容器底部へ向かうと共に、第2の旋回流65の内側を通過して上方に向う二次流れ91が形成される。
Here, the mechanism of emulsification in the stirring vessel 41 will be described with reference to FIG.
By spraying the mixed liquid from the injection nozzle 43 into the stirring container, a first swirl flow 61 is formed in the horizontal direction in the mixed liquid in the stirring container. Further, by rotating the stirring blade 45, a second swirl flow 65 having a diameter smaller than the average swirl diameter of the first swirl flow is formed below the first swirl flow.
Thus, by forming a double swirl flow composed of the first swirl flow 61 and the second swirl flow 65, as shown in FIG. 2, the bottom of the stirring vessel from the outer peripheral side of the first swirl flow 61. And a secondary flow 91 that passes through the inside of the second swirling flow 65 and faces upward is formed.

第1の旋回流61によって混液の攪拌がなされるが、このとき大きな液滴あるいは水を多く含む液滴のように質量の大きいものが遠心力によって外周側に移動し、これが二次流れ91によって下方に移動し、攪拌翼45によって攪拌される。このとき、攪拌翼45のせん断作用によって液滴がさらに微粒化されて再び上方に移動し、第1の旋回流61によって攪拌される。このような攪拌容器41内での循環により、混液は燃料油中に水滴のあるいわゆるW/O型エマルジョンになる。このW/O型エマルジョンのうち、微粒径のものは質量が小さいので、第1の旋回流61の遠心力で周方向に移動することなく、上方の縮径ノズル側に流れる上向流に乗って排出口へと移動する。このとき、縮径ノズル部49は下流側、すなわち上方に行くに従って縮径していることから、下流側に進行するに従って液体は旋回速度を増し、せん断力が作用して微粒化が促進される。   The mixed liquid is agitated by the first swirl flow 61. At this time, a large liquid droplet such as a large liquid droplet or a water-rich liquid droplet moves to the outer peripheral side by centrifugal force, and this is caused by the secondary flow 91. It moves downward and is stirred by the stirring blade 45. At this time, the droplets are further atomized by the shearing action of the stirring blade 45, move upward again, and are stirred by the first swirling flow 61. By such circulation in the stirring vessel 41, the mixed solution becomes a so-called W / O type emulsion having water droplets in the fuel oil. Among these W / O type emulsions, those having a small particle size have a small mass, so that they do not move in the circumferential direction due to the centrifugal force of the first swirl flow 61, but flow upward in the reduced diameter nozzle side. Get on and move to the outlet. At this time, since the diameter-reduced nozzle portion 49 is reduced in diameter toward the downstream side, that is, upward, the liquid increases its swirl speed as it progresses downstream, and shear force acts to promote atomization. .

一定時間上記のような循環を行なった後、W/O型エマルジョンが形成されたら、縮径ノズル部49の先端部の制御弁53をボイラ側に開放する。これによって、エマルジョン化された液体が縮径ノズル部49から排出され、エマルジョン燃料としてボイラで利用される。
噴射ノズル43からは新たな混液が供給され、第1の旋回流61と二次流れ91の作用によって、微粒化されるまで攪拌容器内を循環する。そして、微粒化がされたものは、上向流に乗って縮径ノズル部49側に移動し、縮径ノズル部49によってさらに微粒化されてボイラ側に供給される。
After the circulation as described above for a certain period of time, when the W / O type emulsion is formed, the control valve 53 at the tip of the reduced diameter nozzle portion 49 is opened to the boiler side. As a result, the emulsified liquid is discharged from the reduced-diameter nozzle portion 49 and used in the boiler as emulsion fuel.
A new mixed liquid is supplied from the injection nozzle 43 and circulates in the stirring container until it is atomized by the action of the first swirl flow 61 and the secondary flow 91. Then, the atomized product rides on the upward flow and moves to the reduced diameter nozzle portion 49 side, and is further atomized by the reduced diameter nozzle portion 49 and supplied to the boiler side.

ボイラ側では、エマルジョン燃料が燃焼器71に供給されて燃焼される。このとき、エマルジョン燃料は、高温場で微粒化したとき、燃料油中の水が瞬時に沸騰して、燃料液滴を微細化することで二次的な微粒化を行い(ミクロ爆発)、これによって高速で高効率の燃焼を実現するので、COやすすの生成を抑制した燃焼が行なわれる。また、水の蒸発による火炎温度低下効果によって排ガス中のNOxも低減される。
ボイラ73で生成された蒸気は蒸気タービン式発電機75に供給されて発電に供される。ボイラ73からの排気ガスは排ガス処理装置77で処理されて大気放散される。
On the boiler side, the emulsion fuel is supplied to the combustor 71 and burned. At this time, when the emulsion fuel is atomized in a high temperature field, the water in the fuel oil boils instantaneously, and the fuel droplets are atomized to make secondary atomization (micro explosion). Thus, high-speed and high-efficiency combustion is realized, so that combustion with suppressed generation of CO soot is performed. Moreover, NOx in exhaust gas is also reduced by the flame temperature lowering effect due to water evaporation.
The steam generated in the boiler 73 is supplied to the steam turbine generator 75 for power generation. Exhaust gas from the boiler 73 is processed by the exhaust gas processing device 77 and diffused into the atmosphere.

ボイラ73でのエマルジョン燃料が燃焼されると、ボイラ出口の排ガス温度が温度検知手段83で検知され、また排ガス中のNOxとCOの濃度が排ガス分析装置85で分析され、これらの検知信号、分析信号がコントローラ87に入力される。コントローラ87では検知温度及び分析値に基づいて流量調整弁29の開度を調整することでエマルジョン燃料の水分添加量を調整したり、ブロワ74の送風量を調整したりする。
例えば、NOx濃度が高く、かつCO濃度が低く、かつボイラ出口の排ガス温度が高い場合には、含水率を高くするために流量調整弁29の開度を大きくして添加水の量を増加する。添加水を増やすことによって、水の蒸発による火炎温度低下効果によってNOxを低減できる。なお、エマルジョン燃料はミクロ爆発による燃焼効率が高いので、添加水を少し増加しても不完全燃焼等になることはなく、CO濃度が急激に増加することはない。
When the emulsion fuel in the boiler 73 is combusted, the exhaust gas temperature at the boiler outlet is detected by the temperature detection means 83, and the concentrations of NOx and CO in the exhaust gas are analyzed by the exhaust gas analyzer 85, and these detection signals and analysis A signal is input to the controller 87. The controller 87 adjusts the amount of water added to the emulsion fuel by adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve 29 based on the detected temperature and the analysis value, and adjusts the air flow rate of the blower 74.
For example, when the NOx concentration is high, the CO concentration is low, and the exhaust gas temperature at the boiler outlet is high, the amount of added water is increased by increasing the opening degree of the flow control valve 29 in order to increase the moisture content. . By increasing the amount of added water, NOx can be reduced by the flame temperature lowering effect due to water evaporation. In addition, since the emulsion fuel has high combustion efficiency by micro-explosion, even if the added water is slightly increased, incomplete combustion does not occur and the CO concentration does not increase rapidly.

また、NOx濃度が低く、かつCO濃度が高く、かつボイラ出口の排ガス温度が低い場合には、含水率を低くするために流量調整弁29の開度を小さくして添加水の量を少なくする。添加水を減少させることによって、燃焼効率を高めCO濃度を低減できる。このとき、添加水の制御量を少し変化させることで燃焼効率を高めCO濃度を低減できるので、NOx濃度の増加にはならない。
また、NOx濃度が高く、かつCO濃度が高く、かつボイラ出口の排ガス温度が高い場合には、含水率を高くするため流量調整弁29の開度を大きくして添加水の量を増加し、水の蒸発による火炎温度低下効果によってNOxを低減し、さらにCO濃度が高いことは空気不足と考えられることから、空気ブロワによる空気供給量を増やす。
Further, when the NOx concentration is low, the CO concentration is high, and the exhaust gas temperature at the boiler outlet is low, the opening of the flow rate adjusting valve 29 is reduced to reduce the amount of added water in order to reduce the moisture content. . By reducing the added water, the combustion efficiency can be increased and the CO concentration can be reduced. At this time, since the combustion efficiency can be increased and the CO concentration can be reduced by slightly changing the control amount of the added water, the NOx concentration does not increase.
Further, when the NOx concentration is high, the CO concentration is high, and the exhaust gas temperature at the boiler outlet is high, the amount of added water is increased by increasing the opening of the flow control valve 29 in order to increase the moisture content, Since NOx is reduced by the flame temperature lowering effect due to evaporation of water and a higher CO concentration is considered to be an air shortage, the amount of air supplied by the air blower is increased.

以上のように、本実施の形態においては、ボイラ出口の排ガス温度や、排ガス中のNOxとCOの濃度に基づいて、エマルジョン燃料の水分添加量を調整するようにしたので、NOxやCO濃度の規制値に適合したボイラの運転が実現できる。
また、本実施の形態においては、攪拌容器内において噴射ノズル43による第1の旋回流61と攪拌翼45による第2の旋回流65からなる二重旋回流を発生させ、さらに二次流れ91を発生させて、燃料油、添加水、乳化剤の攪拌を行なうようにしたので、攪拌翼のみによって攪拌する場合に比較して、液滴の微粒化が促進されて乳化分散されるので、攪拌翼を小型化できトルクを小さくできることからその電力消費量を低減できる。また、トルク軽減により、攪拌翼の損耗を抑制でき、メンテナンスのコストを低減できる。
As described above, in the present embodiment, the moisture addition amount of the emulsion fuel is adjusted based on the exhaust gas temperature at the boiler outlet and the concentration of NOx and CO in the exhaust gas. Boiler operation that conforms to regulatory values can be realized.
Further, in the present embodiment, a double swirling flow composed of the first swirling flow 61 by the injection nozzle 43 and the second swirling flow 65 by the stirring blade 45 is generated in the stirring vessel, and the secondary flow 91 is further generated. Since the fuel oil, added water, and emulsifier are agitated, the atomization of droplets is promoted and emulsified and dispersed as compared with the case of agitating only with the agitating blade. Since the size can be reduced and the torque can be reduced, the power consumption can be reduced. Further, by reducing the torque, the agitation blade can be prevented from being worn, and the maintenance cost can be reduced.

また、本実施の形態においては、攪拌容器内において二重旋回流を発生させて燃料油、添加水、乳化剤の攪拌を行なうようにしたので、大きな液滴あるいは水を多く含む液滴のように質量の大きいものが選択的に攪拌容器内に長時間循環して微粒化が図られ、微粒化されたものが選択的に排出される。このため、エマルジョン燃料を短時間で製造できる。そのため、従来のように長時間かけてエマルジョン燃料を製造する場合にはエマルジョン燃料を製造しつつそれをそのまま燃料として使用するというオンライン化ができなかったが、本実施の形態によれば、図1に示すように、攪拌容器41で製造したエマルジョン燃料を、大容量の貯留タンク等を介することなく直接、ボイラ等のエマルジョン燃料利用機器に供給して利用できる。
また、本実施の形態では、排出側に縮径ノズル部49を設けたので、攪拌容器41からエマルジョン燃料を排出の際にもさらに旋回流によるせん断力を作用させて微粒化ができる。
また、上記の実施の形態においては、エマルジョン燃料供給系として、添加水と燃料油と乳化剤と供給して、エマルジョン燃料を製造する例を示したが、エマルジョン燃料を製造して直ちに燃焼させるような場合等乳化分散を維持する必要がない場合には乳化剤の供給を省いてもよい。
In the present embodiment, since a double swirl flow is generated in the stirring vessel to stir the fuel oil, the added water, and the emulsifier, such as a large droplet or a droplet containing a large amount of water. A material having a large mass is selectively circulated in the stirring vessel for a long time to be atomized, and the atomized material is selectively discharged. For this reason, an emulsion fuel can be manufactured in a short time. Therefore, when the emulsion fuel is produced over a long period of time as in the prior art, it has not been possible to make the emulsion fuel online while using it as it is, but according to the present embodiment, FIG. As shown in FIG. 4, the emulsion fuel produced in the stirring vessel 41 can be directly supplied to an emulsion fuel utilization device such as a boiler without using a large-capacity storage tank or the like.
Further, in the present embodiment, since the reduced-diameter nozzle portion 49 is provided on the discharge side, even when the emulsion fuel is discharged from the stirring vessel 41, it is possible to further atomize by applying a shearing force due to the swirling flow.
In the above-described embodiment, an example has been shown in which an emulsion fuel is manufactured by supplying additive water, fuel oil, and an emulsifier as an emulsion fuel supply system. However, an emulsion fuel is manufactured and immediately burned. In the case where it is not necessary to maintain the emulsified dispersion, the supply of the emulsifier may be omitted.

なお、上記の実施の形態においては、第2旋回流形成手段として攪拌翼45を設置する例に挙げたが、攪拌翼45に代えて噴射ノズル43と同様の噴射ノズルを設けてもよい。この場合には、第2の旋回流の平均旋回径を第1の旋回流の平均旋回径よりも小径にするために、新たに設ける噴射ノズルは噴射ノズル43よりも中心寄りに混液を噴射するようにする必要がある。
なお、噴射ノズルと攪拌翼を併用するようにしてもよい。
In the above embodiment, the example in which the stirring blade 45 is installed as the second swirl flow forming means has been described. However, instead of the stirring blade 45, an injection nozzle similar to the injection nozzle 43 may be provided. In this case, in order to make the average swirling diameter of the second swirling flow smaller than the average swirling diameter of the first swirling flow, the newly provided injection nozzle injects the mixed liquid closer to the center than the injection nozzle 43. It is necessary to do so.
In addition, you may make it use an injection nozzle and a stirring blade together.

また、上記の実施の形態においては、エマルジョン燃料を製造する機能を備えた例を示したが、エマルジョン燃料を製造する機能を備えずに、別途製造されたエマルジョン燃料を用いて、当該エマルジョン燃料に、必要に応じて水分をさらに添加して攪拌し、燃焼器に供給する段階でエマルジョン燃料の含水率を排ガス温度及び/または排ガス性状に基づいて調整するようにしてもよい。
さらに、上記の実施の形態においては予混合槽1を設けた例を示したが、予混合槽を設けることなく攪拌装置3の攪拌容器41に、燃料油、添加水、乳化剤を直接供給するようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、攪拌装置として噴射ノズルと攪拌翼を備えた例を示したが、静止型ミキサ、ホモジナイザ等の型式の攪拌装置を用いてもよい。
Moreover, in the above embodiment, an example having a function of manufacturing an emulsion fuel has been shown. However, an emulsion fuel that is separately manufactured without using a function of manufacturing an emulsion fuel is used to produce the emulsion fuel. If necessary, water may be further added and stirred, and the water content of the emulsion fuel may be adjusted based on the exhaust gas temperature and / or the exhaust gas properties at the stage of supply to the combustor.
Furthermore, although the example which provided the premixing tank 1 was shown in said embodiment, fuel oil, addition water, and an emulsifier are directly supplied to the stirring container 41 of the stirring apparatus 3 without providing a premixing tank. It may be.
In the above-described embodiment, an example in which an injection nozzle and a stirring blade are provided as the stirring device has been described. However, a type of stirring device such as a static mixer or a homogenizer may be used.

[実施の形態2]
図5は本発明の他の実施の形態の説明図であり、本実施の形態においては燃焼装置として実施の形態1におけるボイラ73に代えてディーゼルエンジン100を用いたものである。図5において、図1と同様の部分には同一の符号を付している。また、本実施の形態において図5に記載した構成以外は図1に記載したものと同一の構成である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. In this embodiment, a diesel engine 100 is used as a combustion device in place of the boiler 73 in the first embodiment. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. Further, in the present embodiment, the configuration other than the configuration described in FIG. 5 is the same as the configuration described in FIG.

図5に示すように、本実施の形態においては、攪拌装置3で製造されたエマルジョン燃料を噴射ポンプ101を介して噴射ノズル103からディーゼルエンジン100の燃焼室に噴射して燃焼させ、排ガスの温度及び/または排ガス性状に基づいてエマルジョン燃料の水分添加量や給気量を調整する。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the emulsion fuel produced by the stirring device 3 is injected from the injection nozzle 103 into the combustion chamber of the diesel engine 100 via the injection pump 101 and burned, and the temperature of the exhaust gas And / or the water addition amount and the air supply amount of the emulsion fuel are adjusted based on the exhaust gas properties.

本実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。
また、エマルジョン燃料を用いていることからいわゆるミラーサイクルエンジンが実現できる。
ミラーサイクルエンジンとは、吸気行程の途中で吸気の流れを遮って行程容積を減少させることで圧縮比を下げ、ノッキングを防止するというものである。このようなミラーサイクルエンジンを実現するには、燃焼時間を短くする必要があるが、エマルジョン燃料を用いることで、エマルジョン燃料のミクロ爆発効果によって短時間燃焼が実現され、ミラーサイクルエンジンが実現できる。
According to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Further, since the emulsion fuel is used, a so-called Miller cycle engine can be realized.
The Miller cycle engine is to prevent knocking by lowering the compression ratio by blocking the flow of intake air during the intake stroke and reducing the stroke volume. In order to realize such a mirror cycle engine, it is necessary to shorten the combustion time. However, by using emulsion fuel, short-time combustion is realized by the micro-explosion effect of the emulsion fuel, and a mirror cycle engine can be realized.

[実施の形態3]
図6は本発明の他の実施の形態の説明図であり、本実施の形態においては燃焼装置として実施の形態1におけるボイラ73に代えてガスタービン105を用いたものである。図6において、図1と同様の部分には同一の符号を付している。また、本実施の形態において図6に記載した構成以外は図1に記載したものと同一の構成である。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. In this embodiment, a gas turbine 105 is used instead of the boiler 73 in the first embodiment as a combustion apparatus. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. Further, in the present embodiment, the configuration is the same as that described in FIG. 1 except for the configuration described in FIG.

図6に示すように、本実施の形態においては、攪拌装置3で製造されたエマルジョン燃料を燃焼器71で燃焼し、その燃焼ガスをガスタービン105に供給する。そして、ガスタービン105から排気される排気ガス温度及び/または排ガス性状に基づいてエマルジョン燃料の水分添加量や給気量が調整される。   As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the emulsion fuel produced by the stirring device 3 is burned by the combustor 71 and the combustion gas is supplied to the gas turbine 105. Based on the exhaust gas temperature exhausted from the gas turbine 105 and / or the exhaust gas properties, the water addition amount and the air supply amount of the emulsion fuel are adjusted.

本実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。   According to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

本発明の一実施の形態に係るエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置の説明図である。It is explanatory drawing of the combustion apparatus provided with the emulsion fuel supply system which concerns on one embodiment of this invention. 図1の一部を拡大して示す拡大図である。It is an enlarged view which expands and shows a part of FIG. 図2の矢視A−A断面図である。It is arrow AA sectional drawing of FIG. 図2に示した攪拌翼と該攪拌翼によって形成される第2の旋回流の平均旋回径の関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the stirring blade shown in FIG. 2, and the average turning diameter of the 2nd turning flow formed with this stirring blade. 本発明の実施の形態2の説明図である。It is explanatory drawing of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3の説明図である。It is explanatory drawing of Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 予混合槽
3 攪拌装置
29 流量調整弁
73 ボイラ
83 温度検知手段
85 排ガス分析手段
87 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Premix tank 3 Stirrer 29 Flow control valve 73 Boiler 83 Temperature detection means 85 Exhaust gas analysis means 87 Controller

Claims (3)

エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置と、該エマルジョン燃料を燃焼するエマルジョン燃料燃焼装置と、該エマルジョン燃料燃焼装置における排ガス温度、前記エマルジョン燃料燃焼装置から排出される排ガス中のCO濃度またはNOx濃度のうちの少なくとも一つを検出する検出手段と、を有し、前記エマルジョン燃料供給装置は前記検出手段の検出値に基づいて前記エマルジョン燃料中の含水率を調整する含水率調整手段を備えてなることを特徴とするエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置。 Emulsion fuel supply device for supplying emulsion fuel, emulsion fuel combustion device for burning the emulsion fuel, exhaust gas temperature in the emulsion fuel combustion device, CO concentration or NOx concentration in the exhaust gas discharged from the emulsion fuel combustion device Detecting means for detecting at least one of them, and the emulsion fuel supply device comprises a moisture content adjusting means for adjusting the moisture content in the emulsion fuel based on a detection value of the detecting means. A combustion apparatus equipped with an emulsion fuel supply system. エマルジョン燃料供給装置は、燃料油と水を混合してエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造装置を備えてなることを特徴とする請求項1に記載のエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置。 2. The combustion apparatus with an emulsion fuel supply system according to claim 1, wherein the emulsion fuel supply apparatus comprises an emulsion fuel production apparatus for producing an emulsion fuel by mixing fuel oil and water. エマルジョン燃料燃焼装置は、ボイラ、ディーゼルエンジン、ガスタービンのいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載のエマルジョン燃料供給系を備えた燃焼装置。 The combustion apparatus having an emulsion fuel supply system according to claim 1 or 2, wherein the emulsion fuel combustion apparatus is any one of a boiler, a diesel engine, and a gas turbine.
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