JP2010117116A - 油性物質燃焼装置及び油性物質の燃焼方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の油性物質燃焼装置は、油性物質を燃焼させる燃焼装置であって、油性物質、水及び気泡、又は油性物質及び気泡の撹拌混合により気泡含有油水分散液又は気泡含有油が調製される混合タンクと、燃焼バーナーと、前記気泡含有油水分散液又は気泡含有油を混合タンクから燃焼バーナーに供給する供給ポンプを備えているとともに、前記混合タンク内に、気泡含有油水分散液又は気泡含有油を通過させて噴出させることにより気泡含有油水分散液又は気泡含有油中に微細気泡を発生させる環状スリットを備える微細気泡発生装置が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
図1で示される油性物質燃焼装置を用い、微細気泡発生装置6を作動させ、重油(油性物質;エクソンモービル社製、商品名「FOA 01」)と水と気泡(空気)とから得られる気泡含有油水分散液[重油と水の割合:重油/水(重量比)=70/30]を、供給ポンプ8により、0.27kg/minの供給速度で燃焼バーナー11へ送液し、ノズル12から噴射して、気泡含有油水分散液中の重油を燃焼させた。なお、図2で示されるように、油性物質燃焼装置の燃焼バーナー11のノズル12とは反対側の端部の先に円筒状の熱交換器101を設置し、重油の燃焼により得られた熱を熱交換器内の伝熱管を通過する水の温度上昇に用いた。
熱交換器101への水の流量を200kg/minとし、安定運転時における熱収支をとった。その結果、重油1kg当たりの水の温度上昇は、3.39K(ケルビン)/kgであり、燃焼加熱効率(水の顕熱/理論燃焼熱量)は、0.566(比較例1の1.01倍)であった。供給ポンプ8の吐出側の圧力は、3MPa(ゲージ圧)であった。
図1で示される油性物質燃焼装置を用い、微細気泡発生装置6を作動させ、重油(油性物質;エクソンモービル社製、商品名「FOA 01」)と水と気泡(空気)とから得られる気泡含有油水分散液[重油と水の割合:重油/水(重量比)=80/20]を、供給ポンプ8により、0.27kg/minの供給速度で燃焼バーナー11へ送液し、ノズル12から噴射して、気泡含有油水分散液中の重油を燃焼させた。なお、図2で示されるように、油性物質燃焼装置の燃焼バーナー11のノズル12とは反対側の端部の先に円筒状の熱交換器101を設置し、重油の燃焼により得られた熱を熱交換器内の伝熱管を通過する水の温度上昇に用いた。
熱交換器101への水の流量を200kg/minとし、安定運転時における熱収支をとった。その結果、重油1kg当たりの水の温度上昇は、3.54K(ケルビン)/kgであり、燃焼加熱効率(水の顕熱/理論燃焼熱量)は、0.589(比較例1の1.05倍)であった。供給ポンプ8の吐出側の圧力は、3MPa(ゲージ圧)であった。
図1で示される油性物質燃焼装置を用い、微細気泡発生装置6を作動させ、重油(油性物質;エクソンモービル社製、商品名「FOA 01」)と水と気泡(空気)とから得られる気泡含有油水分散液[重油と水の割合:重油/水(重量比)=90/10]を、供給ポンプ8により、0.32kg/minの供給速度で燃焼バーナー11へ送液し、ノズル12から噴射して、気泡含有油水分散液中の重油を燃焼させた。なお、図2で示されるように、油性物質燃焼装置の燃焼バーナー11のノズル12とは反対側の端部の先に円筒状の熱交換器101を設置し、重油の燃焼により得られた熱を熱交換器内の伝熱管を通過する水の温度上昇に用いた。
熱交換器101への水の流量を200kg/minとし、安定運転時における熱収支をとった。その結果、重油1kg当たりの水の温度上昇は、3.67K(ケルビン)/kgであり、燃焼加熱効率(水の顕熱/理論燃焼熱量)は、0.610(比較例1の1.08倍)であった。供給ポンプ8の吐出側の圧力は、3MPa(ゲージ圧)であった。
図1で示される油性物質燃焼装置を用い、微細気泡発生装置6を作動させ、重油(油性物質;エクソンモービル社製、商品名「FOA 01」)と水と気泡(空気)とから得られる気泡含有油水分散液[重油と水の割合:重油/水(重量比)=97.5/2.5]を、供給ポンプ8により、0.38kg/minの供給速度で燃焼バーナー11へ送液し、ノズル12から噴射して、気泡含有油水分散液中の重油を燃焼させた。なお、図2で示されるように、油性物質燃焼装置の燃焼バーナー11のノズル12とは反対側の端部の先に円筒状の熱交換器101を設置し、重油の燃焼により得られた熱を熱交換器内の伝熱管を通過する水の温度上昇に用いた。
熱交換器101への水の流量を200kg/minとし、安定運転時における熱収支をとった。その結果、重油1kg当たりの水の温度上昇は、3.67K(ケルビン)/kgであり、燃焼加熱効率(水の顕熱/理論燃焼熱量)は、0.610(比較例1の1.08倍)であった。供給ポンプ8の吐出側の圧力は、3MPa(ゲージ圧)であった。
図1で示される油性物質燃焼装置を用い、微細気泡発生装置6を作動させ、重油(油性物質;エクソンモービル社製、商品名「FOA 01」)と気泡(空気)とから得られる気泡含有油[重油のみ(水を含まず)]を、供給ポンプ8により、0.37kg/minの供給速度で燃焼バーナー11へ送液し、ノズル12から噴射して、気泡含有油中の重油を燃焼させた。なお、図2で示されるように、油性物質燃焼装置の燃焼バーナー11のノズル12とは反対側の端部の先に円筒状の熱交換器101を設置し、重油の燃焼により得られた熱を熱交換器内の伝熱管を通過する水の温度上昇に用いた。
熱交換器101への水の流量を200kg/minとし、安定運転時における熱収支をとった。その結果、重油1kg当たりの水の温度上昇は、3.73K(ケルビン)/kgであり、燃焼加熱効率(水の顕熱/理論燃焼熱量)は、0.622(比較例1の1.10倍)であった。供給ポンプ8の吐出側の圧力は、3MPa(ゲージ圧)であった。
微細気泡発生装置6を作動させることなく、重油(油性物質)と水とから得られる油水分散液を燃料として用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、重油1kg当たりの水の温度上昇は、3.37K/kgであり、燃焼加熱効率(水の顕熱/理論燃焼熱量)は、0.563であった。供給ポンプ8の吐出側の圧力は、3MPa(ゲージ圧)であった。
2 油供給タンク
3a,3b 流量計
4 撹拌機(ミキサー)
5 混合タンク
6 微細気泡発生装置
61 本体部
62 モーター部
7 コンプレッサー
8 気泡含有油水分散液又は気泡含有油供給ポンプ
9a,9b 切り替え弁
10 気泡含有油水分散液又は気泡含有油供給ライン
11 燃焼バーナー
12 ノズル
13 送風機
14 着火バーナー
15 外部循環ライン
16 スタティックミキサー
17a,17b ポンプ
18a,18b,18c,18d,18e 開閉弁
101 熱交換器
102 排気口
103 水供給ライン
104 水排出ライン
201,301 回転軸
202,302 気泡形成ガス(空気)経路
203,303 ボルト
204 孔部
205,305 液流入口
206 回転体
206a 円盤
206b,306b 遠心翼
207 ステータ部(上部ステータ部)
208 ステータ部(下部ステータ部)
209,309 環状スリット
209a,309a 流路縮小部
209b,309b 間隙最小部
209c,309c 流路拡大部
210,310 流路
307 円盤上部
308 円盤下部
311 撹拌翼
Claims (8)
- 油性物質を燃焼させる燃焼装置であって、油性物質、水及び気泡、又は油性物質及び気泡の撹拌混合により気泡含有油水分散液又は気泡含有油が調製される混合タンクと、燃焼バーナーと、前記気泡含有油水分散液又は気泡含有油を混合タンクから燃焼バーナーに供給する供給ポンプを備えているとともに、前記混合タンク内に、気泡含有油水分散液又は気泡含有油を通過させて噴出させることにより気泡含有油水分散液又は気泡含有油中に微細気泡を発生させる環状スリットを備える微細気泡発生装置が設けられていることを特徴とする油性物質燃焼装置。
- 微細気泡発生装置における環状スリットが、内径側から外径側に向かって間隙最小部から拡大するように設けられた流路拡大部を備えている請求項1記載の油性物質燃焼装置。
- 微細気泡発生装置が、略円盤状のステータと、ステータ内部に設けられ、周方向に回転する回転体と、ステータにそれぞれ設けられた液流入口及び気泡形成ガス流入口と、上部ステータと下部ステータの対向面周縁部に周方向に設けられ、ステータ内部で形成された気泡含有油水分散液又は気泡含有油を通過させて噴出させることにより気泡含有油水分散液又は気泡含有油中に微細気泡を発生させる環状スリットからなる微細気泡分散撹拌機である請求項1又は2記載の油性物質燃焼装置。
- 微細気泡発生装置が、周方向に回転する略円盤状の回転体を備え、該回転体の下部にそれぞれ設けられた液流入口及び気泡形成ガス流入口と、該回転体を形成する互いに対向する円盤周縁部に周方向に設けられ、該回転体の対向する円盤内部で形成された気泡含有油水分散液又は気泡含有油を通過させて噴出させることにより、気泡含有油水分散液又は気泡含有油中に微細気泡を発生させる環状スリットからなる微細気泡分散撹拌機である請求項1又は2記載の油性物質燃焼装置。
- さらに、供給ポンプから燃焼バーナーへ供給される気泡含有油水分散液又は気泡含有油の一部を混合タンクに戻す循環ラインを備えている請求項1〜4の何れかの項に記載の油性物質燃焼装置。
- 油性物質が、重油、灯油、植物油及び廃油から選択される少なくとも1種の油性物質である請求項1〜5の何れかの項に記載の油性物質燃焼装置。
- 気泡含有油水分散液又は気泡含有油における油性物質と水との混合割合が、油性物質:水(重量比)=60:40〜100:0の範囲である請求項1〜6の何れかの項に記載の油性物質燃焼装置。
- 油性物質と水と気泡、又は油性物質と気泡とを混合撹拌して得られる気泡含有油水分散液又は気泡含有油を燃焼バーナーに供給して油性物質を燃焼させる方法であって、請求項1〜7の何れかの項に記載の油性物質燃焼装置を用いることを特徴とする油性物質の燃焼方法。
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