JP2014196859A - 燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法 - Google Patents
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Abstract
【目的】本発明は、水と燃料とを混合攪拌した状態の燃料混合物を、ボイラーで燃焼させて、燃料使用量を減少させるための燃焼方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】1個の噴射ノズルから噴射する燃料をボイラーで燃焼させるものにおいて、燃料:水が99:1〜60:40で混合攪拌した燃料混合物を、液圧が0.45〜0.95の範囲で空気導入通路の開度が0.05〜2.85(両端の数値を含む)の範囲で燃焼させることにより、基油の使用量より少ない基油の量で同じ熱量を出すことができる。【選択図】図5
Description
本発明は、燃料と水との燃料混合物を、ノズルの液圧(燃料圧)の所定領域と空気導入通路の開度の所定領域とからなる燃焼領域で経済効率よくボイラーで燃焼させるための燃焼方法に関するものである。
従来から、ボイラーには一般に2個の燃料噴射ノズルが設けられており、使用状況に応じて、低燃焼の場合には1個のノズルから噴射された燃料を燃焼させ、高燃焼の場合には2個のノズルから噴射された燃料を燃焼させている。
ボイラーの燃料としては一般に、A重油が多く用いられており、燃料圧と空気導入量とによっては、良好な燃焼を行なう範囲と、燃焼はするが不完全燃焼等の不良な燃焼を行なう範囲と、燃焼できない範囲とが存在する。このため、ボイラーの大きさ等の種類(機種)に応じて、良好な燃焼を行なうために、ノズルの液圧(燃料圧)の範囲と空気導入量(空気導入通路のバルブ位置でのバルブの開度)の範囲が、メーカーや機種に応じて細かく設定されている。
ボイラーの燃料として、基油(燃料のみ)に代えてエマルジョン燃料を使用することが特許文献1に知られている。この特許文献1のエマルジョン燃料は、化石燃料と水に乳化剤を添加して混合してエマルジョン燃料を生成し、そのエマルジョン燃料と種火用化石燃料とをボイラー内で噴射燃焼させるものである。
従来からエマルジョン燃料は、水と燃料とが完全に乳化したものとして知られており、エマルジョン燃料では水と燃料との乳化に必ず乳化剤が用いられている。エマルジョン燃料をボイラーに使用した場合に、基油と比べて熱量が出ないという欠点があった。
エマルジョン燃料において、基油と同じ熱量を出すためには、基油と同量の燃料を必要とするものであり、また、基油と同じ熱量を得るために、基油よりも大量の時間がかかる。このため、ボイラー等にエマルジョン燃料を使用する利点がないことから、エマルジョン燃料は使用されていなかった。
本発明は、燃料と水とを混合して攪拌しただけの状態の燃料混合物を、基油と同じ熱量を基油よりも少ない基油の使用量でボイラーで燃焼させることができる燃料混合物のボイラーでの燃焼方法を提供することを目的とするものである。
本発明の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法は、1個の噴射ノズルから噴射する燃料をボイラーで燃焼させるものにおいて、燃料:水が99:1〜60:40で混合攪拌した燃料混合物を、液圧が0.45〜1.05の範囲で空気導入通路の開度が0.05〜2.05の範囲で燃焼させることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が99:1〜70:30で混合攪拌した燃料混合物を、液圧が0.25〜1.05の範囲で空気導入通路の開度が0.45〜2.05の範囲で燃焼させることを特徴とするものである。本発明は、前記液圧が0.85〜0.95の範囲としたことを特徴とするものである。
本発明は、水を最初にイオン交換樹脂に通過させ、その後にトルマリンと、流紋岩または花崗岩の少なくとも1つからなる二酸化珪素を65〜76%含む岩石とのどちらか一方を先に他方を後に通過させることによって生成するものを特殊な水とし、前記燃料混合物に使用する水を前記特殊な水とすることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が99:1〜85:15の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が1.25〜1.35であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が85:15〜75:25の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が1.15〜1.25であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が75:25〜65:35の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が0.75〜0.85であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が65:35〜60:40の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が0.15〜0.25であることを特徴とするものである。本発明は、基油のみを噴射させるための噴射ノズルの内径をDとし、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径をdとした場合、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径dを10/12D<d<18/19Dとすることを特徴とすることを特徴とするものである。本発明は、前記流紋岩を黒曜石,真珠岩,松脂岩のうち少なくとも1つからなる岩石としたことを特徴とするものである。本発明は、前記特殊な水を生成するためのトルマリンにアルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも1種類の金属を混合させたことを特徴とするものである。
本発明は、水を最初にイオン交換樹脂に通過させ、その後にトルマリンと、流紋岩または花崗岩の少なくとも1つからなる二酸化珪素を65〜76%含む岩石とのどちらか一方を先に他方を後に通過させることによって生成するものを特殊な水とし、前記燃料混合物に使用する水を前記特殊な水とすることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が99:1〜85:15の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が1.25〜1.35であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が85:15〜75:25の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が1.15〜1.25であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が75:25〜65:35の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が0.75〜0.85であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が65:35〜60:40の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が0.15〜0.25であることを特徴とするものである。本発明は、基油のみを噴射させるための噴射ノズルの内径をDとし、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径をdとした場合、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径dを10/12D<d<18/19Dとすることを特徴とすることを特徴とするものである。本発明は、前記流紋岩を黒曜石,真珠岩,松脂岩のうち少なくとも1つからなる岩石としたことを特徴とするものである。本発明は、前記特殊な水を生成するためのトルマリンにアルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも1種類の金属を混合させたことを特徴とするものである。
本発明の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法は、2個の噴射ノズルから噴射する燃料をボイラーで燃焼させるものにおいて、燃料:水が99:1〜60:40で混合攪拌した燃料混合物を、液圧が0.65〜0.75の範囲で空気導入通路の開度が1.35〜4.75の範囲で燃焼させることを特徴とするものである。本発明は、前記燃料混合物が燃料:水が99:1〜70:30で混合し、液圧が0.25〜0.95の範囲で空気導入通路の開度が1.75〜4.75の範囲で燃焼させることを特徴とするものである。本発明は、水を最初にイオン交換樹脂に通過させ、その後にトルマリンと、流紋岩または花崗岩の少なくとも1つからなる二酸化珪素を65〜76%含む岩石とのどちらか一方を先に他方を後に通過させることによって生成するものを特殊な水とし、前記燃料混合物に使用する水を前記特殊な水とすることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が99:1〜85:15の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が2.45〜2.55であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が85:15〜75:25の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が2.15〜2.25であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が75:25〜65:35の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が1.45〜1.55であることを特徴とするものである。本発明は、燃料:水が65:35〜60:40の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が1.45〜2.05であることを特徴とするものである。本発明は、基油のみを噴射させるための2個の噴射ノズルの内径をD1、D2とし、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径をd1、d2とした場合、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径d1、d2を10/12D1<d1<18/19D1並びに10/12D2<d2<18/19D2とすることを特徴とするものである。本発明は、前記流紋岩を黒曜石,真珠岩,松脂岩のうち少なくとも1つからなる岩石としたことを特徴とするものである。本発明は、前記特殊な水を生成するためのトルマリンにアルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも1種類の金属を混合させたことを特徴とするものである。
本発明で使用する燃料と水との燃料混合物は、燃料と水とを混合攪拌した状態としたものを使用するものである。本発明の燃料混合物は、完全なエマルジョンにしないため、材料としては燃料と水のみであり、従来既知のエマルジョン燃料で必要とした乳化剤を使用することが無いため、余分なコストがかかることがない。
また、燃料と水とを混合攪拌した状態の燃料混合物を使用することから、従来の基油のみを使用した場合の予め指定されたノズルの液圧の範囲や予め指定された空気導入通路開度の範囲と比べて、その範囲から外れた低い範囲において燃焼を可能とする。更に、燃料と水との混合比率で、しかも燃料混合物の燃焼領域で所定の熱量を得る場合には、基油のみで所定の熱量を得る場合と比べて、少ない燃料とすることができ、経済効率が高いものである。
また、燃料と水とを混合攪拌した状態の燃料混合物を使用することから、従来の基油のみを使用した場合の予め指定されたノズルの液圧の範囲や予め指定された空気導入通路開度の範囲と比べて、その範囲から外れた低い範囲において燃焼を可能とする。更に、燃料と水との混合比率で、しかも燃料混合物の燃焼領域で所定の熱量を得る場合には、基油のみで所定の熱量を得る場合と比べて、少ない燃料とすることができ、経済効率が高いものである。
水は、水道水でも特殊な水(創生水)でも構わないが、特殊な水(創生水)を使用する方が、水道水を使用する場合と比べて、所定の熱量を得る場合には、少ない燃料で済ますことができ、しかもそれにかかる時間を短縮することができる。
本発明は、燃料と水とを混合攪拌した燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法であり、従来既知の基油の適正な液圧と適正な空気通路開度と比べて、その適正な液圧より低い液圧、その適正な空気通路開度とより低い空気通路開度での燃焼を行なわせ、基油と比べて同じ熱量を得るものである。
本発明に係る水と燃料との混合物のボイラーでの燃焼方法について説明する前に、先ず、本発明で使用する特殊な水(以下、「創生水」とする)について、図1乃至図3に基づいて説明する。図1は創生水の製造装置の一実施例を示す構成図である。第1の軟水生成器10と第2の軟水生成器12とイオン生成器14と岩石収納器16とを、連絡管18a,18b,18cを介して、順に直列に連結する。第1の軟水生成器10には、例えば水道のような圧力のある水が水供給管20から連絡管22を介して内部に導入される。水供給管20と連絡管22との間には、蛇口のような入口用開閉弁24が備えられ、連絡管22の途中には逆止弁26が備えられる。岩石収納器16の出口側には吐出管28が取り付けられ、吐出管28の先端または途中に出口用開閉弁30が備えられる。
水道水の場合、水供給管20から送り出される水は、第1の軟水生成器10と第2の軟水生成器12とイオン生成器14と岩石収納器16の順を経て、出口用開閉弁30を開くことによって吐出管28から取り出される。水道水以外の場合は、図示しないが、水槽に溜めた水をポンプによって、水供給管20を経由して第1の軟水生成器10に導入する。この場合、ポンプと第1の軟水生成器10との間に逆止弁26を備える。
第1の軟水生成器10と第2の軟水生成器12は、その内部に粒状のイオン交換樹脂32を大量に収納するもので、その断面図を図2に示す。軟水生成器10,12の本体34は筒状をしており、その筒状の上下端面に水の出入口36a,36bを有する。筒状の本体34の内部には、上下の端面からやや離れた位置の内壁に、それぞれ中央に穴を開けたシールド部材38a,38bを備える。その一対のシールド部材38a,38bの間に、イオン交換樹脂32を細かい網40に入れた状態で収納する。上下の出入口36a,36bからやや離れた位置の内壁に、中央に穴を開けたシールド部材38を備えるのは、イオン交換樹脂32を入れた網40を一対のシールド部材38の間に配置し、出入口36a,36b付近に空間42a,42bを形成させるためである。また、シールド部材38a,38bの中央の穴から水を出入りさせるようにしたのは、水がイオン交換樹脂32に必ず接触させるためである。イオン交換樹脂32を網40に入れるのは、粒状のイオン交換樹脂32を洗浄するために取り出す際に、網40ごと粒状のイオン交換樹脂32を取り出せるようにしたものである。
第1の軟水生成器10と第2の軟水生成器12は、その高さを例えば80cmとし、内径を10cmとする。そして、例えばイオン交換樹脂32の収納高さを70cmとし(上下に空間42a,42bを存在させる)。この際、イオン交換樹脂32の収納高さは、水にイオン交換が充分行なえるような高さが必要である。一方、イオン交換樹脂32の収納高さが高くなりすぎると(例えばイオン交換樹脂32の収納高さが約200cm以上になると)、イオン交換樹脂32が水の抵抗となって軟水生成器の内部を通過する流量が減少するため、イオン交換樹脂32の収納高さを流量が減少しない高さにする。イオン交換樹脂32を収納する容器を2つに分けたのは、第1の軟水生成器10や第2の軟水生成器12の高さをイオン生成器14や岩石収納器16と同じ程度の高さに低く押えるためと、そこを通過する水の圧損失によって流量が減少することを避けるためである。また、2つの軟水生成器10,12を1つにまとめて、1つの軟水生成器にすることも可能である。
イオン交換樹脂32は、水に含まれているCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンを除去して、水を軟水にするためのものであり、特に水の硬度をゼロに近い程度に低くするためのものである。イオン交換樹脂32としては、例えば、スチレン・ジビニルベンゼンの球状の共重合体を均一にスルホン化した強酸性カチオン交換樹脂(RzSO3 Na)を用いる。このイオン交換樹脂32は、水に含まれているCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンとは、以下のイオン交換反応を生じる。
2RzSO3Na + Ca2+ → (RzSO3)2Ca + 2Na+
2RzSO3Na + Mg2+ → (RzSO3)2Mg + 2Na+
2RzSO3Na + Fe2+ → (RzSO3)2Fe + 2Na+
即ち、イオン交換樹脂32を通すことによって、水に含まれているCa2+やMg2+やFe2+等を除去することができる。イオン交換樹脂32として強酸性カチオン交換樹脂(RzSO3Na)を用いることによって、ナトリウムイオン(Na+)が発生する。イオン交換樹脂32としては、Na+ 以外のものが発生するものであっても構わないが、Na+を発生させるもの、例えば強酸性カチオン交換樹脂(RzSO3Na)を用いることが望ましい。水が水道水であれば、その水道水の中にはCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンの他に塩素が含まれているが、水道水がイオン交換樹脂32を通ることによって、この塩素には何も変化が生じない。
2RzSO3Na + Ca2+ → (RzSO3)2Ca + 2Na+
2RzSO3Na + Mg2+ → (RzSO3)2Mg + 2Na+
2RzSO3Na + Fe2+ → (RzSO3)2Fe + 2Na+
即ち、イオン交換樹脂32を通すことによって、水に含まれているCa2+やMg2+やFe2+等を除去することができる。イオン交換樹脂32として強酸性カチオン交換樹脂(RzSO3Na)を用いることによって、ナトリウムイオン(Na+)が発生する。イオン交換樹脂32としては、Na+ 以外のものが発生するものであっても構わないが、Na+を発生させるもの、例えば強酸性カチオン交換樹脂(RzSO3Na)を用いることが望ましい。水が水道水であれば、その水道水の中にはCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンの他に塩素が含まれているが、水道水がイオン交換樹脂32を通ることによって、この塩素には何も変化が生じない。
一方、水(H2O)がイオン交換樹脂32を通ることによって、以下のように変化する。
H2O → H+ + OH- ……(1)
H2O + H+ → H3 O+ ……(2)
即ち、(1)(2)に示すように、イオン交換樹脂32を通ることによって、水からは水酸化イオン(OH-)とヒドロニウムイオン(H3O+)とが発生する。
H2O → H+ + OH- ……(1)
H2O + H+ → H3 O+ ……(2)
即ち、(1)(2)に示すように、イオン交換樹脂32を通ることによって、水からは水酸化イオン(OH-)とヒドロニウムイオン(H3O+)とが発生する。
このように、水が硬水であった場合に、イオン交換樹脂32を通過することによって、水からCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンが除去されて軟水となる。また、イオン交換樹脂32を通過することによって、水の中にNa+とOH-とヒドロニウムイオン(H3O+)とが発生する。しかし、水道水に含まれている塩素(Cl)はイオン化しないでそのまま通過する。
次に、前記イオン生成器14の部分断面図を図3に示す。イオン生成器14は、複数個のカートリッジ44を同じ配置で上下に連続して直列に連結したものである。各カートリッジ44の内部に、粒状のトルマリン46のみか、粒状のトルマリン46と板状の金属48との混合物かのいずれかを収納する。トルマリンは、プラスの電極とマイナスの電極とを有するもので、このプラスの電極とマイナスの電極によって、水に4〜14ミクロンの波長の電磁波を持たせ、かつ水のクラスターを切断してヒドロニウムイオン(H3O+)を発生させるためのものである。その4〜14ミクロンの波長の電磁波が持つエネルギは0.004watt/cm2である。ここで、トルマリン46とは、トルマリン石を細かく砕いたものであっても良いが、トルマリンとセラミックと酸化アルミニウム(銀を含むものもある)との重量比を約10:80:10とする市販のトルマリンペレットと呼ばれるトルマリン混合物であっても良い。このトルマリンペレットに含まれるセラミックは、プラスの電極とマイナスの電極を分離しておく作用をする。ここで、トルマリン46をセラミックに対し重量比10%以上の割合で混合させて800°C以上で加熱することによって、水の攪拌によって所定の期間(例えば直径4mmで約3ヶ月)で消滅するトルマリン46を作ることができる。トルマリン46は、加熱によって強度が増し、耐摩滅期間を長くすることができる。イオン交換樹脂32を通過させて水を硬度がゼロに近い軟水にして、その軟水の中でトルマリン46同士をこすり合わせる。硬度がゼロに近い軟水では、トルマリン46のマイナスの電極にマグネシウムイオンやカルシウムイオンが付着するのを防ぐことができ、トルマリン46のプラスとマイナスの電極としての働きを低下させることを防ぐことができる。
前記金属48としては、アルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも1種類の金属を用いる。この金属48としては、水中で錆を発生させたり水に溶けたりしない金属が望ましい。この金属48のうち、アルミニウムは殺菌作用や抗菌作用と共に漂白作用を有しており、ステンレスは殺菌作用や抗菌作用と共に洗浄向上作用を有しており、銀は殺菌作用や抗菌作用を有している。金属48としては、銅や鉛は毒性を有しているので採用することができない。また、金等の高価な素材はコスト上からも採用することができない。前記トルマリン46と金属48との重量比は、10:1〜1:10が望ましい。その範囲を超えると、一方の素材が多くなりすぎ、両方の素材の効果を同時に発揮することができない。
カートリッジ44は一端を開放した筒状をしており、その底面50に多数の穴52が設けられている。カートリッジ44の内部にトルマリン46と金属48とを入れた場合に、底面50の穴52をトルマリン46や金属48が通過しないように穴52の大きさを設定する。図3に示すように、各カートリッジ44は多数の穴52を設けた底面50を下側にし、その底面50の上にトルマリン46や金属48を載せる。そして、各カートリッジ44の内部を下位から上位に向かって流れるように設定する。即ち、各カートリッジ44においては、底面50の多数の穴52を通過した水が、下から上に向けてトルマリン46と金属48とに噴射するように設定されている。ここで、水道水は高い水圧を有するので、その水圧を有する水がカートリッジ44内のトルマリン46と金属48に勢いよく衝突し、その水の勢いでトルマリン46と金属48とがカートリッジ44内で攪拌されるように、穴52の大きさ並びに個数を設定する。水をトルマリンに噴射してトルマリンを攪拌するのは、その攪拌によってトルマリンと水とに摩擦が生じ、トルマリンからプラスとマイナスの電極が水に溶け出して水のクラスターを切断し、ヒドロニウムイオン(H3O+)を大量に発生させるためである。
実際の設置例としては、内径5cmで深さが7cmの収容容積を有するカートリッジ44を4段に重ね、そのカートリッジ44内にトルマリン46と金属48とを充分収納するが、トルマリン46と金属48とがカートリッジ44内で水の勢いによって自由に移動できるような分量とする。カートリッジ44の段数を増減しても構わないし、収容容積を大きくした1個のカートリッジ44にしても良い。このように、トルマリン46と金属48を収容容積を小さくした複数のカートリッジ44に分散させて、それらの複数のカートリッジ44を接続させることで、水の勢いによってトルマリン46と金属48との撹拌効率を高めることができる。カートリッジ44内に収納したトルマリン46は、水に溶けて数ヶ月で消滅するので、各カートリッジ44は例えば螺合等の手段によって容易に着脱出来るようにし、各カートリッジ44内にトルマリン46を容易に補充できるようにする。なお、金属48は水に溶けないので補充する必要がないが、トルマリン46と金属48とを入れたカートリッジ44全体を取替えることも可能である。カートリッジ44は使用流量の大小に応じてその収容容積を変えるようにしても良い。
カートリッジ44を通過する水に加えるマイナスイオンを増やすためには、トルマリン46同士がこすり合うことでプラスの電極とマイナスの電極が発生し、そのトルマリン46に水が接触することで、マイナスイオンの増加が達成できる。また、水のクラスターを切断し、ヒドロニウムイオン(H3O+)を大量に発生させるためには、カートリッジ44内にトルマリン46のみを収容すれば良い。しかし、金属48をトルマリン46と混合させることによって、それらが接触し合ってトルマリン46に発生するマイナスイオンをより増加させることができる。
トルマリン46にはプラス電極とマイナス電極とを有するため、トルマリンが水で攪拌されると、水(H2O)は水素イオン(H+)と水酸化イオン(OH-)とに解離する。
H2O → H+ + OH- ……(1)
更に、水素イオン(H+)と水(H2O)とによって、界面活性作用を有するヒドロニウムイオン(H3O+)が発生する。このヒドロニウムイオン(H3O+)の発生量は、前記イオン交換樹脂32によって発生する量よりはるかに多い量である。
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
このヒドロニウムイオン(H3O+)の一部は、水(H2O)と結びついてヒドロキシルイオン(H3O2 -)と水素イオン(H+)になる。
H3O+ + H2O → H3O2 - + 2H+ ……(3)
H2O → H+ + OH- ……(1)
更に、水素イオン(H+)と水(H2O)とによって、界面活性作用を有するヒドロニウムイオン(H3O+)が発生する。このヒドロニウムイオン(H3O+)の発生量は、前記イオン交換樹脂32によって発生する量よりはるかに多い量である。
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
このヒドロニウムイオン(H3O+)の一部は、水(H2O)と結びついてヒドロキシルイオン(H3O2 -)と水素イオン(H+)になる。
H3O+ + H2O → H3O2 - + 2H+ ……(3)
イオン交換樹脂32を通過した水を、イオン生成器14を通過させることによって、水の内部にヒドロニウムイオン(H3O+)とヒドロキシルイオン(H3O2 -)とH+とOH-とが発生する。なお、イオン交換樹脂32を通過した塩素(Cl)と、イオン交換樹脂32で発生したNa+とは、反応することなくそのままイオン生成器14を通過する。
イオン生成器14を通過した水を、次に、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石(二酸化珪素を約65〜76%含む岩石)54を収納する岩石収納器16の内部を通過させる。火成岩(火山岩と深成岩とに分けられる)のうち二酸化珪素を多く含む岩石54としては、火山岩には黒曜石や真珠岩や松脂岩等の流紋岩があり、深成岩には花崗岩がある。岩石収納器16の内部には、黒曜石,真珠岩,松脂岩,花崗岩の岩石のうちの少なくとも1種類以上の岩石を収納する。黒曜石や真珠岩や松脂岩等の流紋岩、あるいは花崗岩はマイナス電子を帯びている。更に、黒曜石や真珠岩や松脂岩等の流紋岩や花崗岩は酸性岩である。流紋岩は花崗岩と同じ化学組成を持つものである。
これら火成岩のうちの二酸化珪素を約65〜76%を含む岩石(黒曜石や真珠岩や松脂岩等の流紋岩、あるいは花崗岩等の深成岩)は、原石の状態で−20〜−240mVの酸化還元電位を有する。但し、岩石54は水に溶けるものを除く。岩石収納器16は例えば内径を10cmとし、高さを80cmの筒とし、その内部に例えば5mm〜50mm粒程度の大きさの火成岩のうちの二酸化珪素を多く含む岩石54を、水の通過流量を落とさない程度の量を収容する。
この岩石収納器16の内部に、イオン生成器14を通過した水を通過させると、水にe-(マイナス電子)が加えられる。この結果、水道水に含まれている塩素(Cl)はマイナス電子によって、塩素イオンとなる。
Cl + e- → Cl- ……(4)
このCl-と前記Na+とはイオンとして安定した状態になる。安定した状態とは、蒸発することなくイオン状態が長期間保たれることを意味する。また、前記ヒドロキシルイオン(H3O2 -)もイオンとして安定した状態になる。水が岩石54を通過することによって、イオン生成器14を通過した水と比べて、ヒドロニウムイオン(H3O+)が更に発生し、かつヒドロキシルイオン(H3O2 -)も水素イオン(H+)も更に発生する。
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
H3O+ + H2O → H3O2 - + 2H+ ……(3)
水が岩石54を通過することによって、その他に、以下の反応も発生する。
OH- + H+ → H2O ……(5)
2H+ + 2e- → 2H2 ……(6)
更に、水が岩石収納器16を通過すると、岩石54のマイナス電子によって、水の酸化還元電位が+340mVから−20〜−240mVになる。水に代えてお湯を使うと、マイナスの酸化還元電位がより安定する。更に、岩石54を通過した水は、溶存酸素や活性水素を大量に含む。
Cl + e- → Cl- ……(4)
このCl-と前記Na+とはイオンとして安定した状態になる。安定した状態とは、蒸発することなくイオン状態が長期間保たれることを意味する。また、前記ヒドロキシルイオン(H3O2 -)もイオンとして安定した状態になる。水が岩石54を通過することによって、イオン生成器14を通過した水と比べて、ヒドロニウムイオン(H3O+)が更に発生し、かつヒドロキシルイオン(H3O2 -)も水素イオン(H+)も更に発生する。
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
H3O+ + H2O → H3O2 - + 2H+ ……(3)
水が岩石54を通過することによって、その他に、以下の反応も発生する。
OH- + H+ → H2O ……(5)
2H+ + 2e- → 2H2 ……(6)
更に、水が岩石収納器16を通過すると、岩石54のマイナス電子によって、水の酸化還元電位が+340mVから−20〜−240mVになる。水に代えてお湯を使うと、マイナスの酸化還元電位がより安定する。更に、岩石54を通過した水は、溶存酸素や活性水素を大量に含む。
図1に示すように、水が、最初にイオン交換樹脂を通過し、次にトルマリン46(またはトルマリン46と金属48とを混合させたもの)に通過し、その後に岩石収納器16を通過したものが特殊な水(創生水)である。創生水には、Na+と、Cl-と、H+と、OH-と、H2と、ヒドロニウムイオン(H3O+)と、ヒドロキシルイオン(H3O2 -)と、活性水素と、溶存酸素とを多く含む。この水のエネルギは0.004watt/cm2である4〜14ミクロンの波長の電磁波を有し、−20〜−240mVの酸化還元電位を有する。
本発明に係る水と燃料との混合物のボイラーでの燃焼方法に使用する水としては、水をイオン交換樹脂32,トルマリン46(またはトルマリン46と金属48とを混合したもの),岩石54の順に通過させた創生水を使用する。図1では、水をイオン交換樹脂32,トルマリン46(またはトルマリン46と金属48とを混合したもの),岩石54の順に通過させたが、水をイオン交換樹脂32,岩石54,トルマリン46(またはトルマリン46と金属48とを混合したもの)の順に通過させたものを使用しても良い。即ち、図4に示すように、水を第1の軟水生成器10と第2の軟水生成器12と岩石収納器16とイオン生成器14の順に通過させるようにしてもよい。
この図4においては、イオン交換樹脂32を通過した水は、次に岩石54を通過する。この岩石54によって、水の内部にe-(マイナス電子)が発生する。この結果、水道水に含まれている塩素はマイナス電子によって、塩素イオンとなる。
Cl + e- → Cl- ……(4)
このCl-とイオン交換樹脂32によって発生したNa+とはイオンとして安定した状態になる。なお、イオン交換樹脂32を通過した水であっても、Na+を含まない場合もある。
イオン交換樹脂32を通過した水には、前記(1)(2)に示すように、H+とOH-とヒドロニウムイオン(H3O+)とが存在する。イオン交換樹脂32を通過した水が、その後、岩石54を通過することによって、以下の反応も発生する。
OH- + H+ → H2O ……(5)
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
2H+ + 2e- → 2H2 ……(6)
この反応においては、ヒドロニウムイオン(H3O+)が、イオン交換樹脂32によって発生する量よりも更に多くの量が発生する。
以上のように、イオン交換樹脂32の後に岩石54を通過することによって、水の中に従来から存在したNa+とOH-と、新たに発生するCl-とヒドロニウムイオン(H3 O+)とが存在することになる。また、岩石54を通過させた水は、酸化還元電位が−20〜−240mVになる。水に代えてお湯を使うと、マイナスの酸化還元電位が更に安定する。更に、岩石54を通過した水は、溶存酸素や活性水素を大量に含む。
Cl + e- → Cl- ……(4)
このCl-とイオン交換樹脂32によって発生したNa+とはイオンとして安定した状態になる。なお、イオン交換樹脂32を通過した水であっても、Na+を含まない場合もある。
イオン交換樹脂32を通過した水には、前記(1)(2)に示すように、H+とOH-とヒドロニウムイオン(H3O+)とが存在する。イオン交換樹脂32を通過した水が、その後、岩石54を通過することによって、以下の反応も発生する。
OH- + H+ → H2O ……(5)
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
2H+ + 2e- → 2H2 ……(6)
この反応においては、ヒドロニウムイオン(H3O+)が、イオン交換樹脂32によって発生する量よりも更に多くの量が発生する。
以上のように、イオン交換樹脂32の後に岩石54を通過することによって、水の中に従来から存在したNa+とOH-と、新たに発生するCl-とヒドロニウムイオン(H3 O+)とが存在することになる。また、岩石54を通過させた水は、酸化還元電位が−20〜−240mVになる。水に代えてお湯を使うと、マイナスの酸化還元電位が更に安定する。更に、岩石54を通過した水は、溶存酸素や活性水素を大量に含む。
この岩石54を通過した水を、次にトルマリン46と金属48を内蔵するイオン生成器14の内部を通過させる。これによって、以下の反応が生じる。
H2O → H+ + OH- ……(1)
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
このヒドロニウムイオン(H3O+)は大量に発生する。またヒドロニウムイオン(H3O+)の一部はヒドロキシルイオン(H3O2 -)になる。
H3O+ + H2O → H3O2 - + 2H+ ……(3)
この結果、トルマリン46と金属48を通過させた水には、ヒドロニウムイオン(H3O+)と、ヒドロキシルイオン(H3O2 -)と、OH-と、H+とが増加する。
H2O → H+ + OH- ……(1)
H2O + H+ → H3O+ ……(2)
このヒドロニウムイオン(H3O+)は大量に発生する。またヒドロニウムイオン(H3O+)の一部はヒドロキシルイオン(H3O2 -)になる。
H3O+ + H2O → H3O2 - + 2H+ ……(3)
この結果、トルマリン46と金属48を通過させた水には、ヒドロニウムイオン(H3O+)と、ヒドロキシルイオン(H3O2 -)と、OH-と、H+とが増加する。
図4に示すように、水をイオン交換樹脂32,岩石54,トルマリン46(またはトルマリン46と金属48とを混合したもの)の順に通過させたものは、Na+と、Cl-と、OH-と、ヒドロニウムイオン(H3O+)と、ヒドロキシルイオン(H3O2 -)と、H+と、溶存酸素と、活性水素とを含み、図1で創り出した創生水と同じ成分を含む。更に、0.004watt/cm2 のエネルギを有する4〜14ミクロンの電磁波と、−20〜−240mVの酸化還元電位を有する。この結果、図4で創り出した水と図1で創り出した創生水とは、同じ効果を有する。図4の装置で生成する水は、図1で生成する創生水と、水に含むものは結果的に同じであるので、図4の装置で生成する水も創生水とする。
この創生水の水質検査結果を、以下に示す。この創生水と比較する水道水の値をカッコ内に示す。但し、水道水において創生水と同じ値は、「同じ」とする。亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素:1.8mg/l(同じ)、塩素イオン:6.8mg/l(9.0mg/l)、一般細菌:0個/ml (同じ)、シアンイオン0.01mg/l未満(同じ)、水銀:0.0005mg/l未満(同じ)、有機リン:0.1mg/l未満(同じ)、銅:0.01mg/l未満(同じ)、鉄:0.05mg/l未満(0.08mg/l未満)、マンガン:0.01mg/l未満(同じ)、亜鉛:0.005mg/l未満(0.054mg/l未満)、鉛:0.01mg/l未満(同じ)、六価クロム:0.02mg/l未満(同じ)、カドミウム:0.005mg/l未満(同じ)、ヒ素:0.005mg/l未満(同じ)、フッ素:0.15mg/l未満(同じ)、カルシウムイオン・マグネシウムイオン等(硬度):1.2mg/l(49.0mg/l)、フェノール類:0.005mg/l未満(同じ)、陰イオン海面活性剤0.2mg/l未満(同じ)、pH値:6.9(同じ)、臭気:異臭なし(同じ)、味:異味なし(同じ)、色度:2度(同じ)、濁度:0度(1度)
創生水は、以下に列挙する多くの特徴を有する。
(a) ヒドロニウムイオン(H3O+)と、ヒドロキシルイオン(H3O2 -)と、水素イオン(H+)と、水素と、水酸基(OH-)と、硫酸イオン(SO4 2-)と、炭酸水素イオン(HCO3 -)と、炭酸イオン(CO3 2-)と、メタケイ酸(H2SiO3)と、遊離二酸化炭素(CO2)とを含んでいる。
(b) 界面活性作用がある。
界面活性作用(OW型創生水乳化作用)を有する。
(c)微弱エネルギ(育成光線)作用がある。
トルマリンは微弱エネルギ(4〜14ミクロンの波長の電磁波)を放出する。この微弱エネルギは水の大きいクラスターを切断して、クラスター内に抱えこまれていた有毒ガスや重金属類を水から外部に放出する。
(d) −20〜−240mVの酸化還元電位を有している。
(e) 溶存酸素や活性水素を含んでいる。
(f) カルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去した軟水である。
イオン交換樹脂に水道水等を通すことによって、水に含まれているカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去することができる。
(a) ヒドロニウムイオン(H3O+)と、ヒドロキシルイオン(H3O2 -)と、水素イオン(H+)と、水素と、水酸基(OH-)と、硫酸イオン(SO4 2-)と、炭酸水素イオン(HCO3 -)と、炭酸イオン(CO3 2-)と、メタケイ酸(H2SiO3)と、遊離二酸化炭素(CO2)とを含んでいる。
(b) 界面活性作用がある。
界面活性作用(OW型創生水乳化作用)を有する。
(c)微弱エネルギ(育成光線)作用がある。
トルマリンは微弱エネルギ(4〜14ミクロンの波長の電磁波)を放出する。この微弱エネルギは水の大きいクラスターを切断して、クラスター内に抱えこまれていた有毒ガスや重金属類を水から外部に放出する。
(d) −20〜−240mVの酸化還元電位を有している。
(e) 溶存酸素や活性水素を含んでいる。
(f) カルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去した軟水である。
イオン交換樹脂に水道水等を通すことによって、水に含まれているカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去することができる。
次に、本発明に係る燃料と水との燃料混合物のボイラーでの燃焼方法は、燃料と水とを混合攪拌した状態の燃料混合物(燃料と水とは乳化していない状態のもの)をノズルからボイラーに噴射させてボイラーで燃焼させるものである。
ここで、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図5は、ボイラーの低燃焼に関し、従来既知の基油(燃料例えばA重油)を使用した場合の燃焼可能領域と、本発明の燃料混合物を使用した場合の燃焼可能領域とを表で示すものである。従来既知の基油(燃料例えばA重油)のみを使用して燃焼する場合の「低燃焼の燃焼可能領域」を(C)で示し、本発明に係る燃料混合物を使用して燃焼する場合の「低燃焼の燃焼可能領域」を4種類の(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)の領域で示す。低燃焼とは燃料を噴射するノズルを1個とするものである。本発明に係る燃料混合物は、基油(燃料)と水を用いて、基油(燃料)と水とを容器内で単に混合攪拌したもので、水と燃料とが原則乳化しない状態のもの(但し、部分的に乳化しているものを含んでも良い)である。
ここで、(A−1)は燃料:水の混合比率が90:10の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を実線で示し、(A−2)は燃料:水の混合比率が80:20の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を一点鎖線で示し、(A−3)は燃料:水の混合比率が70:30の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を二点鎖線で示し、(A−4)は燃料:水の混合比率が60:40の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を実線で示すものである。
図5の表の縦軸は燃料の液圧(ノズルの噴射口から噴射する液圧)であり、数値の単位はMpaである。図5の表の横軸はボイラーへの空気を導入するための空気導入通路のバルブ位置での断面の開度を示すものである。その開度の数値は、空気導入通路断面の断面全体(100%)を開いた場合の開度を開度10とし、通路断面の50%の断面を開く場合の開度を開度5とし、通路断面の20%の断面を開く場合の開度を開度2とするものである。即ち、開度の数値×10が通路断面の開度%である。
先ず、図5の(C)の従来既知の「基油標準・低燃焼」の燃焼領域(燃焼可能領域)について説明する。この(C)の「基油標準・低燃焼」は、燃料として基油のみを使用したものであり、基油を使用してボイラーを稼働させる際に、燃焼効率が良い「液圧の範囲」と、「空気導入通路断面開度の範囲」を、ボイラーメーカーから予め指示されるものであり、この範囲内でボイラーを稼働させている。
図5の(C)の「基油標準・低燃焼」において燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域は、ノズルから噴射する基油の液圧(Mpa)が1.25〜1.35で、ボイラーへの空気の導入通路の開度が2.25〜3.75に囲まれた領域のことである。この燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧が1.25〜1.35で、空気導入通路の開度が2.35〜2.45に囲まれた領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。ボイラーの大きさや種類に応じて、(C)の燃焼効率が良いとされる燃焼領域の範囲や最良の燃焼領域は若干ずれることはあるが、図5の(C)で示された燃焼領域が標準領域である。
1個のノズルを用いた(C)の「基油標準・低燃焼」において使用されるノズルは、純正ノズル60度(噴射角度60°)、ノズルの内径は10.5mmである。この低燃焼に使用するノズルの内径も、液圧(Mpa)も、空気の導入通路の開度も、ボイラーメーカーから予め指定されている。「低燃焼」において、(C)「基油標準」と、4種類の(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)「燃料混合物」とにおいて、ボイラーの炉内圧力を1KPaから9KPaまでに上昇させる際に、どれだけの燃料を使用し、どれだけの時間がかかったかを、それぞれ3回ずつ測定しその平均値を調べた。(C)「基油標準・低燃焼」では、最良の燃焼状態で使用した基油の量は1.43リットルであり、かかった時間は109秒であった。
本発明において使用するノズルの内径は、従来の基油のみを使用するノズル(内径は10.5mm)より1ランク小さい内径のもの(9.5mm)を用いる。即ち、基油のみを使用した場合のノズルに対して、本発明は燃料混合物を使用した場合のノズルの内径をやや小さくすることで、燃料混合物を使用した場合の燃焼効率を高めることができる。ノズルの内径の寸法は、各国によってミリやインチ等のように異なっている。図5の(C)ノズルの内径は、図5の(A)のノズルの内径と比べて、その国で設定してある寸法のランクにおいて、1ランクか2ランク低いランク(小さい内径)のノズルを使用する。例えば、ある国でノズルの内径が0.5mmごとにランクが設定されているには、基油のみを使用した場合のノズル10.5mmでは、10.0mmか9.5mmの内径のノズルを使用する。ミリやインチを考慮すると、燃料混合物を使用した場合のノズルの内径dは、基油のみを使用した場合のノズルの内径Dに対して、10/12D<d<18/19D(両端の数値を含む)を用いるのが望ましい。
次に、本発明に係る「燃料混合物・低燃焼」(図5の(A−1),(A−2),(A−3),(A−4))について説明する。図5の(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)の「燃料混合物」に関しては、燃料(基油例えばA重油)と創生水とを混合攪拌したもの(燃料と創生水とは原則乳化しないもの)である。図5の(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)の燃料混合物の燃焼可能領域を調べるために、液圧を特定の値(燃焼効率が最良と考えられる値)に固定し、特定の液圧におけるどの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、限度の両端の開度を基準にその開度におけるどの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについても実験した。更に、開度を特定の値(開度が最良と考えられる値)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、限度の両端の液圧を基準にその液圧におけるどの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについても実験した。
次に、(A−1)の「燃料:水の混合比率が90:10の燃料混合物」を使用する場合について説明する。液圧を例えばMpaを0.9(0.85〜0.95の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば1.3(1.25〜1.35の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.9(0.85〜0.95の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が1.05〜2.05の範囲で、燃料混合物を良好に燃焼させることができた。開度が1.05(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.33リットルであり、かかった時間は147秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができた。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.33÷1.43)×100≒7.0%であった。開度が1.05(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が1.05未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を1.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜1.15であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.9で、開度が2.05(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.41リットルであり、かかった時間は157秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.41÷1.43)×100≒1.4%であった。開度が2.05(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が2.05を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を2.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜1.05であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(A−1)の「燃料:水の混合比率が90:10の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.25〜1.05で、開度が1.05〜2.05の領域(図5の実線で図示した四角い領域)で、良好に燃焼をさせることができる。即ち、(A−1)の燃料混合物では、良好に燃焼を行なわせる範囲が基油の場合((C)において良好に燃焼を行なわせることができる範囲)と比べて広いものであり、液圧や開度が多少ずれても良好に燃焼を行なうことができるものである。
(A−1)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が1.25〜1.35の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.24リットルで、かかった時間は142秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.24÷1.43)×100≒13.3%であった。燃料:水が99:1〜85:15(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が1.25〜1.35(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(A−1)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が1.25〜1.35の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.24リットルで、かかった時間は142秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.24÷1.43)×100≒13.3%であった。燃料:水が99:1〜85:15(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が1.25〜1.35(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
次に、(A−2)の「燃料:水の混合比率が80:20の燃料混合物」を使用する場合について、液圧を例えばMpaを0.9(0.85〜0.95の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば1.2(1.15〜1.25の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.9(0.85〜0.95の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が0.85〜2.05の範囲で、燃料混合物を良好に燃焼させることができた。開度が0.85(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.38リットルであり、かかった時間は171秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.38÷1.43)×100≒3.5%であった。開度が0.85(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が0.85未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を0.85に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜1.05であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.9で、開度が2.05(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.39リットルであり、かかった時間は182秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.39÷1.43)×100≒2.8%であった。開度が2.05(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が2.05を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を2.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜1.05であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(A−2)の「燃料:水の混合比率が80:20の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.25〜1.05で、開度が0.85〜2.05の領域(図5の一点鎖線で図示した四角い領域)で、良好に燃焼をさせることができる。即ち、(A−2)の燃料混合物では、良好に燃焼を行なわせる範囲が基油の範囲((C)において良好に燃焼を行なわせることができる範囲)と比べて広いものであり、液圧や開度が多少ずれても良好に燃焼を行なうことができるものである。
(A−2)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が1.15〜1.25の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.29リットルで、かかった時間は152秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.29÷1.43)×100≒9.8%であった。燃料:水が85:15〜75:25(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が1.10〜1.25(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(A−2)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が1.15〜1.25の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.29リットルで、かかった時間は152秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.29÷1.43)×100≒9.8%であった。燃料:水が85:15〜75:25(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が1.10〜1.25(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
次に、(A−3)の「燃料:水の混合比率が70:30の燃料混合物」を使用する場合について、液圧を例えばMpaを0.9(0.85〜0.95の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば0.8(0.75〜0.85の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.9(0.85〜0.95の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が0.45〜1.55の範囲で、燃料混合物を良好に燃焼させることができた。開度が0.45(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.37リットルであり、かかった時間は188秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.37÷1.43)×100≒4.2%であった。開度が0.45(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が0.45未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を0.45に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜1.05であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.9で、開度が1.55(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.41リットルであり、かかった時間は197秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.41÷1.43)×100≒1.4%であった。開度が2.05(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が2.05を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を2.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜1.15であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(A−3)の「燃料:水の混合比率が70:30の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.25〜1.05で、開度が0.45〜1.55の領域(図5の二点鎖線で図示した四角い領域)で、良好に燃焼をさせることができる。即ち、(A−3)の燃料混合物では、良好に燃焼を行なわせる範囲が基油の場合と比べて広いものであり、液圧や開度が多少ずれても良好に燃焼を行なうことができるものである。
(A−3)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が0.75〜0.85の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.31リットルで、かかった時間が161秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.31÷1.43)×100≒8.4%であった。燃料:水が75:25〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が0.50〜1.10(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(A−3)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が0.75〜0.85の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.31リットルで、かかった時間が161秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.31÷1.43)×100≒8.4%であった。燃料:水が75:25〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が0.50〜1.10(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
次に、(A−4)の「燃料:水の混合比率が60:40の燃料混合物」を使用する場合について、液圧を例えばMpaを0.9(0.85〜0.95の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば0.2(0.15〜0.25の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.9(0.85〜0.95の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が0.05〜1.55の範囲で、燃料混合物を燃焼させることができた。開度が0.05(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.39リットルであり、かかった時間は186秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.39÷1.43)×100≒2.8%であった。開度が0.05(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が0.05未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を0.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.45〜1.05であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.9で、開度が1.55(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.39リットルであり、かかった時間は186秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.39÷1.43)×100≒2.8%であった。開度が1.55(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が1.55を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を1.55に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.45〜1.15であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(A−4)の「燃料:水の混合比率が60:40の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.45〜1.05で、開度が0.45〜1.55の領域(図5で示す実線の領域)で、良好に燃焼をさせることができる。即ち、(A−4)の燃料混合物では、良好に燃焼を行なわせる範囲が基油の場合と比べて広いものであり、液圧や開度が多少ずれても良好に燃焼を行なうことができるものである。
(A−4)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が0.15〜0.25の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.29リットルで、かかった時間は172秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.29÷1.43)×100≒9.8%であった。燃料:水が60:40〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が0.15〜0.50(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(A−4)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.85〜0.95で、開度が0.15〜0.25の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.29リットルで、かかった時間は172秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.29÷1.43)×100≒9.8%であった。燃料:水が60:40〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95(両端の数値を含む)で、開度が0.15〜0.50(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
以上のように、(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)に示す本発明に係る燃料混合物の燃焼可能領域は、図5から分るように、(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)の4種類の領域で、液圧(Mpa)が0.85〜0.95において、それぞれの開度で最良の燃焼効率を達成できることが分った。また、(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)のそれぞれで、液圧(Mpa)が0.45〜1.05で、開度が0.05〜2.05の領域で良好な燃焼が可能であった。更に、(A−1),(A−2),(A−3)においては、液圧(Mpa)が0.25〜1.05で、開度が0.45〜2.05の領域では、良好な燃焼が可能であり、燃料(基油)のみを使用した場合と比べて、良好な燃焼の範囲がより広くなる。その良好な燃焼範囲においても、本発明に係る燃料を使用した場合には、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量を、基油に対し減少させることができる。
図5における従来の基油の良好な燃焼領域(C)と、本発明に係る燃料混合物をした場合の良好な燃焼可能領域(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)とを比較すると、図5から分るように、本発明の燃料混合物の燃焼領域(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)は従来の基油の燃焼領域(C)と重なる領域は無い。しかも本発明の燃料混合物の燃焼領域(A−1),(A−2),(A−3),(A−4)は従来の基油の燃焼領域(C)と比べて、液圧が低い領域であり、空気導入通路の開度が比較的小さい領域である。この結果、ボイラーにおいて、本発明の燃料混合物を使用する場合は、従来の基油を使用するものと比べて、液圧が低いことにより燃料の噴射量を抑えることができ、開度が小さいことにより空気量を少なして、装置を小さくすることができる。
次に、ボイラーの「高燃焼」の燃焼領域(燃焼可能領域)を図6に基づいて説明する。ボイラーの高燃焼とは、燃料を噴射するノズルを2個使用するものである。図6では、従来既知の基油(燃料例えばA重油)のみを使用した場合の燃焼可能領域(D)と、本発明の燃料混合物を使用した場合の燃焼可能領域(B−1),(B−2),(B−3),(B−4)とを表で示すものである。この図6において、従来既知の「基油標準・高燃焼」は、従来既知の良好な燃焼領域を(D)(液圧の範囲と、空気導入通路断面開度の範囲)で示し、2個のノズルから燃料として基油(燃料)のみを噴射させるものである。
本発明に係る燃料混合物は、基油(燃料)と水を用いて、水と基油(燃料)とを容器内で単に混合攪拌したもので、水と燃料とが原則乳化しない状態のものである。ここで、(B−1)は燃料:水の混合比率が90:10の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を示し、(B−2)は燃料:水の混合比率が80:20の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を示し、(B−3)は燃料:水の混合比率が70:30の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を示し、(B−4)は燃料:水の混合比率が60:40の燃料混合物を使用した燃焼可能領域を示すものである。
図6の表も図5の表と同じく、縦軸は燃料の液圧(ノズルの噴射口から噴射する液圧)であり、数値の単位はMpaである。横軸はボイラーへの空気を導入するための空気導入通路のバルブ位置での断面の開度を示すものである。その開度の数値は、空気導入通路断面の断面全体(100%)を開いた場合の開度を開度10とし、通路断面の50%の断面を開く場合の開度を開度5とし、通路断面の20%の断面を開く場合の開度を開度2とするものである。即ち、開度の数値×10が通路断面の開度%である。
次に、図6の(D)の従来既知の「基油標準・高燃焼」の燃焼領域(燃焼可能領域)について説明する。図6の(D)の従来既知の「基油標準・高燃焼」の燃焼可能領域は、ノズルから噴射する基油の液圧(Mpa)が1.15〜1.25で、ボイラーへの空気の導入通路の開度が3.95〜6.25に囲まれた領域のことである。この良好な燃焼可能領域のうち、×印の領域(液圧(Mpa)が1.15〜1.25で、空気の導入通路の開度が4.05〜4.15に囲まれた領域)が、燃焼効率が最良でしかも燃焼時間を短縮できる燃焼領域である。図6の(D)の「基油標準・高燃焼」の燃焼領域は、ボイラーメーカーから予め指定されたものである。ボイラーの大きさや種類に応じて、(D)の燃焼領域の位置や範囲は若干ずれることはあるが、図6の(D)で示された位置とほぼ近い位置となっている。
2個のノズルを用いた高燃焼で使用されるノズルは、従来既知の基油のみを用いる場合には、純正ノズル60度(噴射角度60°)で、ノズルの内径は10.5mmと9.5mmのものを用いる。この際に使用するノズルは、内径も、液圧(Mpa)も、空気の導入通路の開度も、ボイラーメーカーから予め指定されている。これに対して、本発明に係わる燃料混合物で使用する2個のノズルの内径は、従来の基油のみを用いるノズルより1〜2ランク小さい内径のもの(9.5mmと、9mmのもの)を用いる。燃料混合物を使用した場合のノズルの内径d1、d2は、基油のみを使用した場合のノズルの内径D1、D2に対して、10/12D1<d1<18/19D1(両端の数値を含む)や、10/12D2<d2<18/19D2(両端の数値を含む)が望ましい。「高燃焼」において、(D)「基油標準」と、4種類の(B−1),(B−2),(B−3),(B−4)「燃料混合物」とにおいて、ボイラーの炉内圧力を1KPaから9KPaまでに上昇させる際に、どれだけの燃料を使用し、どれだけの時間がかかったかを、それぞれ3回ずつ測定しその平均値を調べた。(D)「基油標準・低燃焼」では、使用した基油の量は1.59リットルであり、かかった時間は109秒であった。
次に、本発明に係る「燃料混合物・高燃焼」(図6の(B−1),(B−2),(B−3),(B−4))について説明する。図6の(B−1),(B−2),(B−3),(B−4)の「燃料混合物」に関しては、燃料(基油例えばA重油)と創生水とを混合攪拌したものであり、「燃料混合物・高燃焼」は2個のノズルから燃料混合物を噴射させるものである。図6の(B−1),(B−2),(B−3),(B−4)の燃料混合物の燃焼可能領域を調べるために、液圧を特定の値(燃焼効率が最良と考えられる値)に固定し、特定の液圧におけるどの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、限度の両端の開度を基準にその開度におけるどの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについても実験した。更に、開度を特定の値(開度が最良と考えられる値)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、限度の両端の液圧を基準にその液圧におけるどの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについても実験した。
次に、(B−1)の「燃料:水の混合比率が90:10の燃料混合物」を使用する場合について説明する。液圧を例えばMpaを0.7(0.65〜0.75の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば2.4(2.45〜2.55の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.7(0.65〜0.75の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が2.35〜4.75の範囲で、燃料混合物を燃焼させることができた。開度が2.35(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.47リットルであり、かかった時間は124秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.47÷1.59)×100≒7.5%であった。開度が2.35(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が2.35未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を2.35に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜0.95であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.7で、開度が4.75(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.52リットルであり、かかった時間は120秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.52÷1.59)×100≒4.4%であった。開度が4.75(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が4.75を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を4.75に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜0.95であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(B−1)の「燃料:水の混合比率が90:10の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.25〜0.95で、開度が2.35〜4.75の領域で、良好に燃焼をさせることができる。即ち、(B−1)の燃料混合物では、良好に燃焼を行なわせる範囲が基油の場合と比べて広いものであり、液圧や開度が多少ずれても良好に燃焼を行なうことができるものである。
(B−1)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が2.45〜2.55の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.36リットルであり、かかった時間は96秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.36÷1.59)×100≒14.5%であった。燃料:水が99:1〜85:15(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が2.35〜2.85(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(B−1)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が2.45〜2.55の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.36リットルであり、かかった時間は96秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.36÷1.59)×100≒14.5%であった。燃料:水が99:1〜85:15(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が2.35〜2.85(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
次に、(B−2)の「燃料:水の混合比率が80:20の燃料混合物」を使用する場合について、液圧(Mpa)を例えば0.7(0.65〜0.75の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば2.2(2.15〜2.25の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.7(0.65〜0.75の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が2.05〜3.55の範囲で、燃料混合物を燃焼させることができた。開度が2.05(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.44リットルであり、かかった時間は114秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.44÷1.59)×100≒9.4%であった。開度が2.05(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が2.05未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を2.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜0.95であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.7で、開度が3.35(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.54リットルであり、かかった時間は120秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.54÷1.59)×100≒3.1%であった。開度が3.35(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が3.35を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を3.35に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜0.95であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(B−2)の「燃料:水の混合比率が80:20の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.25〜0.95で、開度が2.05〜3.55の領域で、良好に燃焼をさせることができる。即ち、(B−2)の燃料混合物では、良好に燃焼を行なわせる範囲が基油の場合と比べて広いものであり、液圧や開度が多少ずれても良好に燃焼を行なうことができるものである。
(B−2)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が2.15〜2.25の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.37リットルで、かかった時間は112秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.37÷1.59)×100≒13.8%であった。燃料:水が85:15〜75:25(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が2.10〜2.35(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(B−2)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が2.15〜2.25の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.37リットルで、かかった時間は112秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.37÷1.59)×100≒13.8%であった。燃料:水が85:15〜75:25(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が2.10〜2.35(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
次に、(B−3)の「燃料:水の混合比率が70:30の燃料混合物」を使用する場合について、液圧を例えばMpaを0.7(0.65〜0.75の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば2.0(1.95〜2.05の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.7(0.65〜0.75の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が1.75〜3.55の範囲で、燃料混合物を燃焼させることができた。開度が1.75(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.53リットルであり、かかった時間は108秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.53÷1.59)×100≒3.8%であった。開度が1.75(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が1.75未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を1.75に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜0.95であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.7で、開度が3.55(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.47リットルであり、かかった時間は120秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.56÷1.49)×100≒1.9%であった。開度が3.55(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が3.55を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を3.55に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.25〜0.95であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(B−3)の「燃料:水の混合比率が70:30の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.25〜0.95で、開度が1.75〜3.55の領域で、良好に燃焼をさせることができる。即ち、(B−3)の燃料混合物では、良好に燃焼を行なわせる範囲が基油の場合と比べて広いものであり、液圧や開度が多少ずれても良好に燃焼を行なうことができるものである。
(B−3)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が1.95〜2.05の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.40リットルで、かかった時間は126秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.40÷1.59)×100≒11.9%であった。燃料:水が75:25〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が1.75〜2.10(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(B−3)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が1.95〜2.05の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.40リットルで、かかった時間は126秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.40÷1.59)×100≒11.9%であった。燃料:水が75:25〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が1.75〜2.10(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
次に、(B−4)の「燃料:水の混合比率が60:40の燃料混合物」を使用する場合について、液圧を例えばMpaを0.7(0.65〜0.75の中間)に固定し、どの範囲の開度で燃焼が可能かどうかについて実験した。また、開度を例えば1.5(1.45〜1.55の中間)に固定し、どの範囲の液圧で燃焼が可能かどうかについて実験した。
液圧(Mpa)を0.7(0.65〜0.75の中間)に固定して、種々開度を変化させると、開度が1.35〜2.05の範囲で、燃料混合物を燃焼させることができた。開度が1.35(開度の下限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.55リットルであり、かかった時間は151秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.55÷1.59)×100≒2.5%であった。開度が0.05(開度の下限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が0.05未満では燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を0.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。液圧(Mpa)が0.65〜0.75の範囲での燃料混合物を燃焼させることができ、燃料(基油)使用量は基油に対して減少させるものであった。
液圧(Mpa)が0.7で、開度が2.05(開度の上限)の場合、燃料(基油)の使用量は1.57リットルであり、かかった時間は163秒であった。燃料混合物を使用した場合は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料使用量を減少させることができるものである。燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は基油に対して、(1−1.57÷1.59)×100≒1.3%であった。開度が2.05(開度の上限)の場合には燃料混合物を燃焼させることが出来たが、開度が2.05を超える場合には燃料混合物を燃焼させることができなかった。今度は、開度を2.05に固定して液圧(Mpa)を変化させて燃焼可能範囲を調べた。その際の燃焼可能範囲は、液圧(Mpa)が0.65〜0.75であった。この範囲での燃料混合物の燃料(基油)使用量は基油に対して減少させることができた。
以上のことから、(B−4)の「燃料:水の混合比率が60:40の燃料混合物」を使用すると、液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が1.35〜2.05の領域で、良好に燃焼をさせることができる。
(B−4)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が1.45〜1.55の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.48リットルで、かかった時間は222秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.48÷1.59)×100≒7.0%であった。燃料:水が60:40〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が1.45〜1.75(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
(B−4)の燃料混合物における燃焼効率が良いとされる燃焼可能領域の中で、×印の領域(液圧(Mpa)が0.65〜0.75で、開度が1.45〜1.55の領域)が、燃焼効率が最良とされる領域である。この最良の領域における燃料混合物の燃料(基油)の使用量は1.48リットルで、かかった時間は222秒であった。この領域での燃料混合物の燃料(基油)の使用量は、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対して、(1−1.48÷1.59)×100≒7.0%であった。燃料:水が60:40〜65:35(両端の数値を含む)のそれぞれの範囲で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75(両端の数値を含む)で、開度が1.45〜1.75(両端の数値を含む)の領域において、燃料使用量を最良に減少させることができた。
以上のように、(B−1),(B−2),(B−3),(B−4)の燃料混合物の燃焼可能領域は、図6から分るように、(B−1),(B−2),(B−3),(B−4)の4種類の領域(燃料:水が99:1〜60:40)で、液圧(Mpa)が0.65〜0.75でそれぞれの開度で最良な燃焼が可能であった。また、(B−1),(B−2),(B−3)のそれぞれで液圧(Mpa)が0.25〜0.75で、開度が1.75〜4.75の領域で良好な燃焼が可能であった。本発明に係る燃料を使用した場合には、燃料(基油)のみを使用するものと比べて、燃料混合物の燃料(基油)使用量の減少率は、基油に対し大幅に減少することができた。
実施例1も実施例2も、燃料混合物に使用する水を創生水として実験した。創生水に代えて普通の水(例えば水道水)を使用しても同様の結果を得ることができた。しかし、創生水に代えて普通の水を使用した場合には、創生水を使用した場合と比べて、燃焼時間が長くなり、使用する燃料が多くなるため、燃料混合物に使用する水を創生水とするのが望ましい。
10 第1軟水生成器
12 第2軟水生成器
14 イオン生成器
16 岩石収納器
32 イオン交換樹脂
46 トルマリン
48 金属
54 岩石
12 第2軟水生成器
14 イオン生成器
16 岩石収納器
32 イオン交換樹脂
46 トルマリン
48 金属
54 岩石
Claims (21)
- 1個の噴射ノズルから噴射する燃料をボイラーで燃焼させるものにおいて、燃料:水が99:1〜60:40で混合攪拌した燃料混合物を、液圧が0.45〜1.05の範囲で空気導入通路の開度が0.05〜2.05の範囲で燃焼させることを特徴とする燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が99:1〜70:30で混合攪拌した燃料混合物を、液圧が0.25〜1.05の範囲で空気導入通路の開度が0.45〜2.05の範囲で燃焼させることを特徴とする請求項1項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 前記液圧が0.85〜0.95の範囲としたことを特徴とする請求項1または2記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 水を最初にイオン交換樹脂に通過させ、その後にトルマリンと、流紋岩または花崗岩の少なくとも1つからなる二酸化珪素を65〜76%含む岩石とのどちらか一方を先に他方を後に通過させることによって生成するものを特殊な水とし、前記燃料混合物に使用する水を前記特殊な水とすることを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が99:1〜85:15の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が1.25〜1.35であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が85:15〜75:25の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が1.15〜1.25であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が75:25〜65:35の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が0.75〜0.85であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が65:35〜60:40の場合、液圧が0.85〜0.95で、空気導入通路の開度が0.15〜0.25であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 基油のみを噴射させるための噴射ノズルの内径をDとし、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径をdとした場合、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径dを10/12D<d<18/19Dとすることを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 前記流紋岩を黒曜石,真珠岩,松脂岩のうち少なくとも1つからなる岩石としたことを特徴とする請求項4項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 前記特殊な水を生成するためのトルマリンにアルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも1種類の金属を混合させたことを特徴とする請求項4または9項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 2個の噴射ノズルから噴射する燃料をボイラーで燃焼させるものにおいて、燃料:水が99:1〜60:40で混合攪拌した燃料混合物を、液圧が0.65〜0.75の範囲で空気導入通路の開度が1.35〜4.75の範囲で燃焼させることを特徴とする燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 前記燃料混合物が燃料:水が99:1〜70:30で混合し、液圧が0.25〜0.95の範囲で空気導入通路の開度が1.75〜4.75の範囲で燃焼させることを特徴とする燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 水を最初にイオン交換樹脂に通過させ、その後にトルマリンと、流紋岩または花崗岩の少なくとも1つからなる二酸化珪素を65〜76%含む岩石とのどちらか一方を先に他方を後に通過させることによって生成するものを特殊な水とし、前記燃料混合物に使用する水を前記特殊な水とすることを特徴とする請求項12または13項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が99:1〜85:15の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が2.45〜2.55であることを特徴とする請求項12または13記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が85:15〜75:25の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が2.15〜2.25であることを特徴とする請求項12または13記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が75:25〜65:35の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が1.95〜2.05であることを特徴とする請求項12または13記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 燃料:水が65:35〜60:40の場合、液圧が0.65〜0.75で、空気導入通路の開度が1.45〜1.55であることを特徴とする請求項12または13記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 基油のみを噴射させるための2個の噴射ノズルの内径をD1、D2とし、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径をd1、d2とした場合、前記燃料混合物を噴射させるための噴射ノズルの内径d1、d2を10/12D1<d1<18/19D1並びに10/12D2<d2<18/19D2とすることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 前記流紋岩を黒曜石,真珠岩,松脂岩のうち少なくとも1つからなる岩石としたことを特徴とする請求項14項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
- 前記特殊な水を生成するためのトルマリンにアルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも1種類の金属を混合させたことを特徴とする請求項14または20項記載の燃料混合物をボイラーで燃焼させるための燃焼方法。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1108776A1 (en) * | 1999-12-09 | 2001-06-20 | Setsuo Matsumoto | Water-in-oil emulsion fuel oil production method and system |
JP2007078301A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Atom Service Kk | 化石燃料燃焼方法及び化石燃料燃焼装置 |
JP2010117116A (ja) * | 2008-11-15 | 2010-05-27 | Teikoku Electric Mfg Co Ltd | 油性物質燃焼装置及び油性物質の燃焼方法 |
JP2012036342A (ja) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Toshiharu Fukai | 不完全エマルジョン燃料及び不完全エマルジョン燃料の高熱量発生方法 |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013072162A patent/JP2014196859A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1108776A1 (en) * | 1999-12-09 | 2001-06-20 | Setsuo Matsumoto | Water-in-oil emulsion fuel oil production method and system |
JP2007078301A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Atom Service Kk | 化石燃料燃焼方法及び化石燃料燃焼装置 |
JP2010117116A (ja) * | 2008-11-15 | 2010-05-27 | Teikoku Electric Mfg Co Ltd | 油性物質燃焼装置及び油性物質の燃焼方法 |
JP2012036342A (ja) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Toshiharu Fukai | 不完全エマルジョン燃料及び不完全エマルジョン燃料の高熱量発生方法 |
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