JP2688120B2 - 液体燃料の泡沫化燃焼方法およびその装置 - Google Patents
液体燃料の泡沫化燃焼方法およびその装置Info
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- JP2688120B2 JP2688120B2 JP3037515A JP3751591A JP2688120B2 JP 2688120 B2 JP2688120 B2 JP 2688120B2 JP 3037515 A JP3037515 A JP 3037515A JP 3751591 A JP3751591 A JP 3751591A JP 2688120 B2 JP2688120 B2 JP 2688120B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D5/00—Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)
- Evaporation-Type Combustion Burners (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用石油ストーブか
ら工業窯炉までの幅広い範囲における液体燃料特に、軽
質油燃料（灯油、軽油、等）を泡沫化して燃焼させる方
法およびその燃焼装置に関するものである。
ら工業窯炉までの幅広い範囲における液体燃料特に、軽
質油燃料（灯油、軽油、等）を泡沫化して燃焼させる方
法およびその燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃焼は、液体燃料を直接気化させ
て燃焼させるか、または噴霧装置によって一度細かい霧
状に分裂させて燃焼させるかのいずれかの燃焼方法が用
いられている。本出願人は特開平１−９５２０５号公報
で、液体燃料の燃焼量可変範囲の拡大とポット式や噴霧
燃焼方式の欠点を改善した全く新しい液体燃料の泡沫化
燃焼方式を提案した。
て燃焼させるか、または噴霧装置によって一度細かい霧
状に分裂させて燃焼させるかのいずれかの燃焼方法が用
いられている。本出願人は特開平１−９５２０５号公報
で、液体燃料の燃焼量可変範囲の拡大とポット式や噴霧
燃焼方式の欠点を改善した全く新しい液体燃料の泡沫化
燃焼方式を提案した。
【０００３】また、特開平２−２１１０６号公報におい
て、泡沫生成器に使用する多孔質フィルター（エレメン
ト）を液体燃料の表面張力より臨界表面張力の低い表面
性状を有する物質とすることで、燃焼の消火時における
燃料の逆流を防止する燃焼装置を提案した。更に本出願
人は、特開平２−２５９３１１号公報において、燃焼器
と蒸発皿および泡沫生成器を近接して設け、泡沫生成器
内の多孔質エレメントの外側に液体燃料を供給し、内側
に発泡用の気体を供給して液体燃料を泡沫とし、燃料の
蒸発面積を著しく増加させ、しかる後直ちに燃焼させる
方法およびその装置を提案している。
て、泡沫生成器に使用する多孔質フィルター（エレメン
ト）を液体燃料の表面張力より臨界表面張力の低い表面
性状を有する物質とすることで、燃焼の消火時における
燃料の逆流を防止する燃焼装置を提案した。更に本出願
人は、特開平２−２５９３１１号公報において、燃焼器
と蒸発皿および泡沫生成器を近接して設け、泡沫生成器
内の多孔質エレメントの外側に液体燃料を供給し、内側
に発泡用の気体を供給して液体燃料を泡沫とし、燃料の
蒸発面積を著しく増加させ、しかる後直ちに燃焼させる
方法およびその装置を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような泡沫化燃焼
は、泡沫燃料を形成する気泡径の直径ばらつきによって
燃焼特性が左右されたり、液体燃料中に多孔質エレメン
トを介して供給する空気量の多少によって泡沫の発泡倍
率が大きく異なったり、単に気泡の塊が液体燃料中に分
散している状態で留まったり、あるいは気泡の塊が液体
燃料中を吹き抜ける状態を呈したりすることが、燃焼特
性に大きく影響する。本発明は、泡沫燃料の均一性およ
び発泡性の安定化を達成し、燃料の蒸発を容易にしてよ
り一層の安定燃焼を図る燃焼方法およびその装置を提供
するものである。ここで、泡沫燃料の均一性とは、泡沫
（気泡の集合体）を形成する各々の気泡の直径のばらつ
きが小さいことをいう。また、発泡性の安定化とは、各
々の気泡の直径が小さくて、発泡倍率（泡の体積／液の
体積）が安定して大きいことをいう。
は、泡沫燃料を形成する気泡径の直径ばらつきによって
燃焼特性が左右されたり、液体燃料中に多孔質エレメン
トを介して供給する空気量の多少によって泡沫の発泡倍
率が大きく異なったり、単に気泡の塊が液体燃料中に分
散している状態で留まったり、あるいは気泡の塊が液体
燃料中を吹き抜ける状態を呈したりすることが、燃焼特
性に大きく影響する。本発明は、泡沫燃料の均一性およ
び発泡性の安定化を達成し、燃料の蒸発を容易にしてよ
り一層の安定燃焼を図る燃焼方法およびその装置を提供
するものである。ここで、泡沫燃料の均一性とは、泡沫
（気泡の集合体）を形成する各々の気泡の直径のばらつ
きが小さいことをいう。また、発泡性の安定化とは、各
々の気泡の直径が小さくて、発泡倍率（泡の体積／液の
体積）が安定して大きいことをいう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は液体燃料の泡沫
化燃焼において、空気を平均気孔径（目開き）が１μｍ
以上、２００μｍ以下である多孔質エレメントを通して
液体燃料中に供給し、燃料を直径の小さな気泡の集合体
からなる泡沫とした後、該泡沫燃料を燃焼器で完全燃焼
するのに必要な空気を別に供給して燃焼させる方法およ
びそれを具現化する装置であり、発泡用気体が多孔質エ
レメントを通過する見掛けの速度、すなわち空塔速度が
０．０１ｍ／ｓ以上、１ｍ／ｓ以下であることを含むも
のである。
化燃焼において、空気を平均気孔径（目開き）が１μｍ
以上、２００μｍ以下である多孔質エレメントを通して
液体燃料中に供給し、燃料を直径の小さな気泡の集合体
からなる泡沫とした後、該泡沫燃料を燃焼器で完全燃焼
するのに必要な空気を別に供給して燃焼させる方法およ
びそれを具現化する装置であり、発泡用気体が多孔質エ
レメントを通過する見掛けの速度、すなわち空塔速度が
０．０１ｍ／ｓ以上、１ｍ／ｓ以下であることを含むも
のである。
【０００６】すなわち、本発明の要旨とするところは、
（１）液体燃料に平均気孔径（目開き）が１μｍ以上、
２００μｍ以下の多孔質エレメントを介して空気を供給
し、燃料を直径の小さな気泡の集合体からなる泡沫とし
た後、該泡沫燃料を燃焼器で完全燃焼するのに必要な空
気を別に供給して燃焼させるようにした液体燃料の泡沫
化燃焼方法であり、必要により発泡用気体が多孔質エレ
メントを通過する見掛けの速度、すなわち空塔速度を
０．０１ｍ／ｓ以上、１ｍ／ｓ以下とする。
（１）液体燃料に平均気孔径（目開き）が１μｍ以上、
２００μｍ以下の多孔質エレメントを介して空気を供給
し、燃料を直径の小さな気泡の集合体からなる泡沫とし
た後、該泡沫燃料を燃焼器で完全燃焼するのに必要な空
気を別に供給して燃焼させるようにした液体燃料の泡沫
化燃焼方法であり、必要により発泡用気体が多孔質エレ
メントを通過する見掛けの速度、すなわち空塔速度を
０．０１ｍ／ｓ以上、１ｍ／ｓ以下とする。
【０００７】更に本発明は平均気孔径が１μｍ以上、２
００μｍ以下である多孔質エレメントと、該多孔質エレ
メントに気体供給管を接続して発泡域を形成する泡沫生
成器と、該泡沫生成器の上部に近接して設けられ、泡沫
燃料に燃焼用空気を供給して燃焼域を形成する燃焼器と
からなる液体燃料の泡沫化燃焼装置であり、必要により
多孔質エレメントを密度４．０〜６．０gr／cm3 、空隙
率３５〜４５％の焼結金属により構成し、多孔質エレメ
ントを密度２．０〜５．０gr／cm3 、見掛けの気孔率１
５〜４５％のセラミックス体により構成し、多孔質エレ
メントの目開き方向を横向きとして、煤やスケールによ
る発泡機能の障害を防止せしめ、多孔質エレメントの目
開き方向を下向きとして、煤やスケールによる発泡機能
の障害を防止せしめ、多孔質エレメントがリング状の形
状をなしていることにある。
００μｍ以下である多孔質エレメントと、該多孔質エレ
メントに気体供給管を接続して発泡域を形成する泡沫生
成器と、該泡沫生成器の上部に近接して設けられ、泡沫
燃料に燃焼用空気を供給して燃焼域を形成する燃焼器と
からなる液体燃料の泡沫化燃焼装置であり、必要により
多孔質エレメントを密度４．０〜６．０gr／cm3 、空隙
率３５〜４５％の焼結金属により構成し、多孔質エレメ
ントを密度２．０〜５．０gr／cm3 、見掛けの気孔率１
５〜４５％のセラミックス体により構成し、多孔質エレ
メントの目開き方向を横向きとして、煤やスケールによ
る発泡機能の障害を防止せしめ、多孔質エレメントの目
開き方向を下向きとして、煤やスケールによる発泡機能
の障害を防止せしめ、多孔質エレメントがリング状の形
状をなしていることにある。
【０００８】図１は本発明の実施態様を示す要部縦断面
図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）
（ｂ）は本発明における多孔質エレメントの平均気孔径
と通気抵抗の関係および着火の安定度の関係を示す図表
である。図５は本発明における空塔速度と発泡倍率の関
係を示す図表である。図６および図７は本発明に関わる
泡沫生成器の他の構成例を示す要部縦断面図であり、図
６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）
（ｂ）は本発明における多孔質エレメントの平均気孔径
と通気抵抗の関係および着火の安定度の関係を示す図表
である。図５は本発明における空塔速度と発泡倍率の関
係を示す図表である。図６および図７は本発明に関わる
泡沫生成器の他の構成例を示す要部縦断面図であり、図
６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【０００９】
【作用】以下本発明を図面にもとづいて説明する。図１
は本発明の実施態様例を示すもので、その要部を縦断面
で示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。１は
泡沫生成器で、２は燃料を発泡させる機能を有する多孔
質エレメント、３は蒸発皿を示す。４は燃焼器で、該燃
焼器４の下部には、蒸発皿３と更にその下方に泡沫を生
成させるための泡沫生成器１が連続して近接配置されて
いる。
は本発明の実施態様例を示すもので、その要部を縦断面
で示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。１は
泡沫生成器で、２は燃料を発泡させる機能を有する多孔
質エレメント、３は蒸発皿を示す。４は燃焼器で、該燃
焼器４の下部には、蒸発皿３と更にその下方に泡沫を生
成させるための泡沫生成器１が連続して近接配置されて
いる。
【００１０】蒸発皿３の上方にある燃焼器４は、その外
側に燃焼用空気を供給するための風箱７が設置されてい
る。液体燃料は泡沫生成器１に内接した多孔質エレメン
ト２の上部に供給されるが、下部に設けた発泡用気体供
給管５から空気で代表される気体があらかじめ吹き込ま
れているので、燃料（灯油、軽油等）は直ちに発泡し直
径の小さな気泡の集合体からなる泡沫の状態で上昇す
る。
側に燃焼用空気を供給するための風箱７が設置されてい
る。液体燃料は泡沫生成器１に内接した多孔質エレメン
ト２の上部に供給されるが、下部に設けた発泡用気体供
給管５から空気で代表される気体があらかじめ吹き込ま
れているので、燃料（灯油、軽油等）は直ちに発泡し直
径の小さな気泡の集合体からなる泡沫の状態で上昇す
る。
【００１１】点火はこの泡沫に直接点火ヒータ１３で点
火し、燃焼を継続する。燃焼に供される液体燃料は、通
常灯油が多用されるが軽油も使用可能である。これらの
液体燃料は燃料タンク１０からポンプ１１、燃料供給管
６を通して供給される。９は保炎器で燃焼リング１４と
対をなして継続燃焼を安定化させるもので、燃焼器４の
内部に設けられる。１２は火炎を示す。泡沫生成器１は
蒸発皿３の中央部の下方に設けられる。泡沫生成器１の
中には、多孔質エレメント２が蒸発皿の底面以下に設け
た凹み２３よりも下方に設けられる。多孔質エレメント
２には、図示の例では下方から発泡用の気体供給管５が
接続されて発泡域ａを形成する。このようにして設けら
れる多孔質エレメント２は、泡沫燃料の均一化や発泡性
の安定化に極めて重要な役割を持つものであり、本発明
では、この多孔質エレメントの平均気孔径（目開き）を
１μｍ以上、２００μｍ以下としている点に特徴があ
る。図３（ａ）に点火、消火試験における圧力損失を示
した。また、図３（ｂ）に点火時の失火頻度を表した。
いずれも本発明者等の実験に基づくものである。これら
の試験によれば、多孔質エレメントの平均気孔径が１μ
ｍ未満になると、発泡用空気の通気抵抗が多きくなるほ
か、しまいには目詰まりを生じることがわかった。ま
た、２００μｍ超であると、泡沫を形成する気泡の直径
が全体に大きくなり供給空気の吹き抜けが発生し、安定
した泡沫の形成ができなくなることがわかった。
火し、燃焼を継続する。燃焼に供される液体燃料は、通
常灯油が多用されるが軽油も使用可能である。これらの
液体燃料は燃料タンク１０からポンプ１１、燃料供給管
６を通して供給される。９は保炎器で燃焼リング１４と
対をなして継続燃焼を安定化させるもので、燃焼器４の
内部に設けられる。１２は火炎を示す。泡沫生成器１は
蒸発皿３の中央部の下方に設けられる。泡沫生成器１の
中には、多孔質エレメント２が蒸発皿の底面以下に設け
た凹み２３よりも下方に設けられる。多孔質エレメント
２には、図示の例では下方から発泡用の気体供給管５が
接続されて発泡域ａを形成する。このようにして設けら
れる多孔質エレメント２は、泡沫燃料の均一化や発泡性
の安定化に極めて重要な役割を持つものであり、本発明
では、この多孔質エレメントの平均気孔径（目開き）を
１μｍ以上、２００μｍ以下としている点に特徴があ
る。図３（ａ）に点火、消火試験における圧力損失を示
した。また、図３（ｂ）に点火時の失火頻度を表した。
いずれも本発明者等の実験に基づくものである。これら
の試験によれば、多孔質エレメントの平均気孔径が１μ
ｍ未満になると、発泡用空気の通気抵抗が多きくなるほ
か、しまいには目詰まりを生じることがわかった。ま
た、２００μｍ超であると、泡沫を形成する気泡の直径
が全体に大きくなり供給空気の吹き抜けが発生し、安定
した泡沫の形成ができなくなることがわかった。
【００１２】さらに本発明者等の実験によれば、燃料と
発泡用空気との接触面積を増加させ、燃料の蒸発量を点
火や燃焼に必要な加熱範囲にするには、泡の状態を示す
発泡倍率で５倍以上の泡沫とすることが必要であること
を見いだした。しかし、発泡倍率は、多孔質エレメント
の平均気孔径を適正にしても、図４に示すように、燃料
の種類や温度によって変化することから、多孔質エレメ
ントを通過する気体の空塔速度を０．０１ｍ／ｓ以上、
１ｍ／ｓ以下の範囲が適正域として選択される。
発泡用空気との接触面積を増加させ、燃料の蒸発量を点
火や燃焼に必要な加熱範囲にするには、泡の状態を示す
発泡倍率で５倍以上の泡沫とすることが必要であること
を見いだした。しかし、発泡倍率は、多孔質エレメント
の平均気孔径を適正にしても、図４に示すように、燃料
の種類や温度によって変化することから、多孔質エレメ
ントを通過する気体の空塔速度を０．０１ｍ／ｓ以上、
１ｍ／ｓ以下の範囲が適正域として選択される。
【００１３】すなわち、空塔速度が０．０１ｍ／ｓ未満
になると、液体燃料の温度で異なるものの気泡の大部分
は、液体燃料中に留まって分離している状態、すなわ
ち、図４に示す気泡分離域での泡の状態となり、通常使
われる燃料の種類や温度において、点火や継続燃焼に必
要な燃料蒸気が不足する状態となる。また、この空塔速
度が１ｍ／ｓ超になると気体の塊が液体燃料中を吹き抜
ける状態となり、もはや安定した泡沫が形成されなくな
り、点火や継続燃焼が不安定になる。
になると、液体燃料の温度で異なるものの気泡の大部分
は、液体燃料中に留まって分離している状態、すなわ
ち、図４に示す気泡分離域での泡の状態となり、通常使
われる燃料の種類や温度において、点火や継続燃焼に必
要な燃料蒸気が不足する状態となる。また、この空塔速
度が１ｍ／ｓ超になると気体の塊が液体燃料中を吹き抜
ける状態となり、もはや安定した泡沫が形成されなくな
り、点火や継続燃焼が不安定になる。
【００１４】次に、本発明を具現化する多孔質エレメン
トの具体的構成について述べる。平均気孔径が１μｍ以
上、２００μｍ以下の多孔質エレメントとして実用可能
なものは例えば、多孔質の焼結金属やセラミックスがあ
げられる。多孔質エレメントに焼結金属を用いるとき
は、焼結体の密度が４．０〜６．０gr／cm3 、空隙率が
３５〜４５％のものを、またセラミックス体を用いると
きは、セラミックス体の密度が２．０〜５．０gr／c
m3、見掛け気孔率が１５〜４５％のものを選択するとよ
い。
トの具体的構成について述べる。平均気孔径が１μｍ以
上、２００μｍ以下の多孔質エレメントとして実用可能
なものは例えば、多孔質の焼結金属やセラミックスがあ
げられる。多孔質エレメントに焼結金属を用いるとき
は、焼結体の密度が４．０〜６．０gr／cm3 、空隙率が
３５〜４５％のものを、またセラミックス体を用いると
きは、セラミックス体の密度が２．０〜５．０gr／c
m3、見掛け気孔率が１５〜４５％のものを選択するとよ
い。
【００１５】なお本発明者等の他の実験によると、長時
間燃焼による煤の生成、あるいは保炎器などからのスケ
ールの落下があることから、このような場合には、多孔
質エレメント２の目開きを図６に示すように横向きとす
るか、あるいは図７に示すように下向きとして泡沫生成
器を構成すると良い。すなわち図６に示す例では、多孔
質エレメント２をリング状に形成し、発泡用気体供給管
５から接線方向に発泡用気体を供給するように示してい
る。これらの例によると、燃料の煤やスケールがエレメ
ント上に堆積することがないので安定した点火や燃焼を
継続することができる。
間燃焼による煤の生成、あるいは保炎器などからのスケ
ールの落下があることから、このような場合には、多孔
質エレメント２の目開きを図６に示すように横向きとす
るか、あるいは図７に示すように下向きとして泡沫生成
器を構成すると良い。すなわち図６に示す例では、多孔
質エレメント２をリング状に形成し、発泡用気体供給管
５から接線方向に発泡用気体を供給するように示してい
る。これらの例によると、燃料の煤やスケールがエレメ
ント上に堆積することがないので安定した点火や燃焼を
継続することができる。
【００１６】なお、本発明における泡沫生成器、蒸発
皿、燃焼器は図２に示すように、その平面が円形に限定
されるものではなく、正方形や長方形等の変型も包含さ
れる。いずれの場合にも本発明の構成によれば、燃料供
給管６から供給する燃料と、発泡用気体供給管５から供
給する空気量を多くして泡沫生成量を増加させると共
に、燃焼用空気管８からの空気量を増やすことにより、
燃焼量を容易に増加させることができ、その可変範囲も
十分広いものである。
皿、燃焼器は図２に示すように、その平面が円形に限定
されるものではなく、正方形や長方形等の変型も包含さ
れる。いずれの場合にも本発明の構成によれば、燃料供
給管６から供給する燃料と、発泡用気体供給管５から供
給する空気量を多くして泡沫生成量を増加させると共
に、燃焼用空気管８からの空気量を増やすことにより、
燃焼量を容易に増加させることができ、その可変範囲も
十分広いものである。
【００１７】
【実施例】図１に示す実施態様と同様の構成により下記
の燃焼器で燃焼させた時の実施例および比較例について
説明する。ここで使用した燃焼器および泡沫生成器の仕
様は以下の通りである。 ・燃焼器の直径×高さ ：内径 １５０mmφ×１５０mm ・泡沫生成器の直径×高さ ：内径 ４０mmφ× ２０mm ・多孔質エレメントの直径×厚さ ：有効直径 ４０mmφ× ２mm （焼結金属およびセラミックス体） ・蒸発皿逆円錐形上縁部直径×底部直径：内径 １５０mmφ× ４０mmφ ・保炎器 ：燃焼リング付保炎器 燃焼試験は、点火後そのまま燃焼を４８時間継続して消
火する長時間繰り返し連続試験と、点火後３０分間の燃
焼、その後消火し１５分間停止させて再び試験を繰り返
す点火、消火試験に分けて実施した。
の燃焼器で燃焼させた時の実施例および比較例について
説明する。ここで使用した燃焼器および泡沫生成器の仕
様は以下の通りである。 ・燃焼器の直径×高さ ：内径 １５０mmφ×１５０mm ・泡沫生成器の直径×高さ ：内径 ４０mmφ× ２０mm ・多孔質エレメントの直径×厚さ ：有効直径 ４０mmφ× ２mm （焼結金属およびセラミックス体） ・蒸発皿逆円錐形上縁部直径×底部直径：内径 １５０mmφ× ４０mmφ ・保炎器 ：燃焼リング付保炎器 燃焼試験は、点火後そのまま燃焼を４８時間継続して消
火する長時間繰り返し連続試験と、点火後３０分間の燃
焼、その後消火し１５分間停止させて再び試験を繰り返
す点火、消火試験に分けて実施した。
【００１８】長時間連続試験は、燃焼器４の燃焼用空気
管８から所定の空気量を供給し、次に直径４０mmの多孔
質エレメント２に接続した発泡用気体供給管５から所定
の発泡用空気を供給しながら、灯油の所定量をポンプ１
１を介して泡沫生成器１に内接して設けてある多孔質エ
レメント２の上部に供給した。ここで灯油は直ちに泡沫
となって点火ヒータ１３で着火され約２分後に所定の空
気比、燃焼量に調整されて燃焼を継続する。その後、燃
焼が定常状態となってから、４時間毎に燃焼排ガス中の
ＣＯ，ＮＯｘ，ＢＲ（煤），アルデヒドを測定した。そ
れらの結果を表１に比較例とともに示した。
管８から所定の空気量を供給し、次に直径４０mmの多孔
質エレメント２に接続した発泡用気体供給管５から所定
の発泡用空気を供給しながら、灯油の所定量をポンプ１
１を介して泡沫生成器１に内接して設けてある多孔質エ
レメント２の上部に供給した。ここで灯油は直ちに泡沫
となって点火ヒータ１３で着火され約２分後に所定の空
気比、燃焼量に調整されて燃焼を継続する。その後、燃
焼が定常状態となってから、４時間毎に燃焼排ガス中の
ＣＯ，ＮＯｘ，ＢＲ（煤），アルデヒドを測定した。そ
れらの結果を表１に比較例とともに示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】本発明は表１に示すように、燃焼特性値の
いずれにおいても良好であった。これらの結果は、液体
燃料の泡沫化燃焼が単に燃料の蒸発促進のみでなく、蒸
発燃料と燃焼用空気との均一混合性も大きく改善できる
ことを意味している。
いずれにおいても良好であった。これらの結果は、液体
燃料の泡沫化燃焼が単に燃料の蒸発促進のみでなく、蒸
発燃料と燃焼用空気との均一混合性も大きく改善できる
ことを意味している。
【００２１】また、表２には多孔質エレメントの平均気
孔径（目開き）と空塔速度により、燃焼特性値を整理し
て示した。この結果からも、本発明で示す多孔質エレメ
ントの平均気孔径の範囲および空塔速度の範囲が有効で
あることがわかる。なお表１の比較例に示すように、多
孔質エレメントの平均気孔径（目開き）が本発明の範囲
にあっても、空塔速度が本発明の範囲を逸脱する場合に
は、最良の燃焼状態が得られないものであった。
孔径（目開き）と空塔速度により、燃焼特性値を整理し
て示した。この結果からも、本発明で示す多孔質エレメ
ントの平均気孔径の範囲および空塔速度の範囲が有効で
あることがわかる。なお表１の比較例に示すように、多
孔質エレメントの平均気孔径（目開き）が本発明の範囲
にあっても、空塔速度が本発明の範囲を逸脱する場合に
は、最良の燃焼状態が得られないものであった。
【００２２】
【表２】
【００２３】また多孔質エレメント部の空塔速度は、目
開きの限界近傍で点火の安定性に大きく影響するほか、
長時間連続試験でも表２に示すように、燃焼排ガス中の
ＣＯ，ＮＯｘ，ＢＲ（煤）に影響するほか、図５に示す
消火時間にも影響する。この多孔質エレメント部の空塔
速度は、これらのいずれの燃焼試験結果にあっても、そ
の適正範囲は０．０１〜１ｍ／ｓであった。
開きの限界近傍で点火の安定性に大きく影響するほか、
長時間連続試験でも表２に示すように、燃焼排ガス中の
ＣＯ，ＮＯｘ，ＢＲ（煤）に影響するほか、図５に示す
消火時間にも影響する。この多孔質エレメント部の空塔
速度は、これらのいずれの燃焼試験結果にあっても、そ
の適正範囲は０．０１〜１ｍ／ｓであった。
【００２４】
【発明の効果】本発明は泡生成器の多孔質エレメントの
平均気孔径（目開き）を最適に選択したので、発泡用気
体の通気抵抗を小さくでき、また、多孔質エレメント部
の空塔速度を限定することにより、生成される泡沫も直
径が０．５〜５mmの小さな気泡の集合体となり、安定し
た点火や継続燃焼を達成させるものであり、産業上多大
な効果を奏するものである。
平均気孔径（目開き）を最適に選択したので、発泡用気
体の通気抵抗を小さくでき、また、多孔質エレメント部
の空塔速度を限定することにより、生成される泡沫も直
径が０．５〜５mmの小さな気泡の集合体となり、安定し
た点火や継続燃焼を達成させるものであり、産業上多大
な効果を奏するものである。
【図１】本発明の実施態様を示す要部の縦断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明における多孔質エレメン
トの平均気孔径と通気抵抗の関係および着火の安定度の
関係を示す図表である。
トの平均気孔径と通気抵抗の関係および着火の安定度の
関係を示す図表である。
【図４】本発明における空塔速度と発泡倍率の関係を示
す図表である。
す図表である。
【図５】本発明の実施例における空塔速度と消火時間の
関係を示す図表である。
関係を示す図表である。
【図６】 （ａ）は本発明に関わる泡沫生成器の他の構成例を示す
要部の縦断面図であり 、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ縦断面図である。
要部の縦断面図であり 、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ縦断面図である。
【図７】本発明に関わる泡沫生成器の他の構成例を示す
要部の縦断面図である。
要部の縦断面図である。
１ 泡沫生成器 ２ 多孔質エレメント ３ 蒸発皿 ４ 燃焼器 ５ 発泡用気体供給管 ６ 燃料供給管 ７ 風箱 ８ 燃焼用空気供給管 ９ 保炎器 １０ 燃料タンク １１ ポンプ １２ 火炎 １３ 点火ヒータ １４ 燃焼リング
Claims (8)
- 【請求項１】 液体燃料に平均気孔径（目開き）が１μ
ｍ以上、２００μｍ以下の多孔質エレメントを介して空
気を供給し、燃料を直径の小さな気泡の集合体からなる
泡沫とした後、該泡沫燃料を燃焼器で完全燃焼するのに
必要な空気を別に供給して燃焼させるようにした液体燃
料の泡沫化燃焼方法。 - 【請求項２】 発泡用気体が多孔質エレメントを通過す
る見掛けの速度、すなわち空塔速度が０．０１ｍ／ｓ以
上、１ｍ／ｓ以下である請求項１記載の液体燃料の泡沫
化燃焼方法。 - 【請求項３】 平均気孔径が１μｍ以上、２００μｍ以
下である多孔質エレメントと、該多孔質エレメントに気
体供給管を接続して発泡域を形成する泡沫生成器と、該
泡沫生成器の上部に近接して設けられ、泡沫燃料に燃焼
用空気を供給して燃焼域を形成する燃焼器とからなる液
体燃料の泡沫化燃焼装置。 - 【請求項４】 多孔質エレメントを密度４．０〜６．０
gr／cm3、空隙率３５〜４５％の焼結金属により構成し
た請求項３記載の液体燃料の泡沫化燃焼装置。 - 【請求項５】 多孔質エレメントを密度２．０〜５．０
gr／cm3、見掛けの気孔率１５〜４５％のセラミックス
体により構成した請求項３記載の液体燃料の泡沫化燃焼
装置。 - 【請求項６】 多孔質エレメントの目開き方向を横向き
として、煤やスケールによる発泡機能の障害を防止した
請求項３記載の液体燃料の泡沫化燃焼装置。 - 【請求項７】 多孔質エレメントの目開き方向を下向き
として、煤やスケールによる発泡機能の障害を防止した
請求項３記載の液体燃料の泡沫化燃焼装置。 - 【請求項８】 多孔質エレメントがリング状の形状をな
している請求項６記載の液体燃料の泡沫化燃焼装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910701141A KR950012775B1 (ko) | 1990-03-20 | 1990-03-15 | 액체연료의 포말화 연소방법 및 그 장치 |
| US07/741,503 US5192203A (en) | 1990-03-20 | 1991-03-15 | Method and apparatus for burning foamed liquid fuel |
| PCT/JP1991/000353 WO1991014900A1 (fr) | 1990-03-20 | 1991-03-15 | Procede et dispositif pour bruler du combustible liquide apres l'avoir transforme en bulles |
| EP19910906260 EP0478789A4 (en) | 1990-03-20 | 1991-03-15 | Method of and device for burning liquid fuel after turning thereof into bubbles |
| CA002049009A CA2049009C (en) | 1990-03-20 | 1991-03-15 | Method and apparatus for burning foamed liquid fuel |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-71557 | 1990-03-20 | ||
| JP7155790 | 1990-03-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214106A JPH04214106A (ja) | 1992-08-05 |
| JP2688120B2 true JP2688120B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=13464147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037515A Expired - Lifetime JP2688120B2 (ja) | 1990-03-20 | 1991-03-04 | 液体燃料の泡沫化燃焼方法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2688120B2 (ja) |
| KR (1) | KR950012775B1 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5697708A (en) * | 1980-01-08 | 1981-08-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid fuel combustor |
| JPS5821715U (ja) * | 1981-08-03 | 1983-02-10 | ティーディーケイ株式会社 | 燃焼装置 |
| JPS643946U (ja) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | ||
| JPH0195205A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-13 | Nippon Steel Corp | 液体燃料の燃焼方法 |
-
1990
- 1990-03-15 KR KR1019910701141A patent/KR950012775B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3037515A patent/JP2688120B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR920701752A (ko) | 1992-08-12 |
| KR950012775B1 (ko) | 1995-10-21 |
| JPH04214106A (ja) | 1992-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970715 |