JP3127046U - プラズマガスバーナー - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼効率を向上できるプラズマガスバーナーを提供する。
【解決手段】プラズマトーチ１と、燃焼機具２とを含む。燃焼機具２には燃料調整室２２があって、燃料管２４を連接して燃料を燃料室まで導入する。燃料調整室２２に入口２２１があり、プラズマトーチ１の噴射口１１の一側に設けられ、炎を導出できる出口２２２がある。燃焼機具２に冷却装置２３と給気装置２５が設置されている。それにより、プラズマトーチ１が発生した高温の炎が燃焼室に導入された燃料を瞬時に分解および気化させるように調整でき、且気化した燃料にはより優れた燃焼効率を持たせることができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、プラズマガスバーナーの構造に関する。

従来知られた伝統の燃焼機は、普通、機器本体に送風機を連接して機器内に気流を起こし、また、機器本体に一つのオイルパイプを連接して、且該オイルパイプのノズルを機器内部に設け、更にノズルの前方に点火装置を設けて、オイルパイプに燃油を注入してノズルによって機器内部に導入することができ、そして、機器内部の気流と合わせて点火装置によって引火すると、炎が燃焼機の前方から噴出されて燃焼するものである。
しかしながら、前記構造では、機器内部に導入された液体燃油を空気と充分に混合できないため、点火装置によって引火されても、充分に燃油のエネルギーを利用できないし、迅速に温度を高めて物体を燃焼させることもできないため、燃焼効率が悪いという欠点を有している。

従来知られたプラズマトーチとは、瞬時的に約５０００℃以上のプラズマ炎を発生して物体を迅速に加熱させることができるが、プラズマトーチ自体は電源によるエネルギーを利用するため、使用時、極めて電気を消耗することになり、焼却炉、溶融炉などの長時間による加熱を行う機具に対応しにくい。
故に、前記の伝統の燃焼機はエネルギー面では効率が悪い欠点を有しているが、コスト面ではプラズマトーチより低い一方、プラズマトーチはエネルギー面では効率がより優れているが、コスト面では伝統の燃焼機より遥かに高くて経済効率がない。

本考案の目的は、迅速に高温まで達して燃料を分解および気化させることができ、且燃焼効率の向上及び省エネになることである。

本考案では、プラズマトーチと燃焼機具とを含み、該燃焼機具には燃料調整室があって、且燃料管を連接して燃料を燃料室まで導入し、又、該燃料調整室に入口があり、且プラズマトーチの噴射口の一側に設けられ、そして、炎を導出できる出口があり、又、燃焼機具に冷却装置、給気装置を設置し、それにより、プラズマトーチが発生した高温の炎が燃焼室に導入された燃料を瞬時に分解および気化させるように調整でき、且気化した燃料にはより優れた燃焼効率を持たせることができる。

図１と図２を参照する。本考案の第一実施例によるプラズマガスバーナーは、プラズマトーチ１と燃焼機具２があり、該燃焼機具１は電源エネルギーを利用し、且噴射口１１から高温のプラズマ炎１２を噴出することができる。
燃焼機具２には高温に強い耐熱材で造られたパイプ２１があり、該パイプ２１内に燃料調整室２２があり、該燃料調整室２２に入口２２１があって且プラズマトーチ１の噴射口１１の一側に設けられて、且炎を導出するための出口２２２があり、又、パイプ２２の外側に冷却装置２３を設置し、且該冷却装置２３がパイプ２１を包み、且導管（図の中に未表示）があり、そして、該導管に入口２３１と出口２３２があって外界の冷却液（例えば、水）を導入してパイプ２１を冷却させることができ、又、燃料管２４を設置し、該燃料管２４がパイプ２１を貫通しており、且出口が燃料調整室２２に通じており、且燃料管２４が一個または一個以上あってもよく、又、給気装置２５を設置して、外界の空気または酸素を導入して燃料調整室２２の出口２２２に対して給気するための給気口２５１を持たせる。

図２を参照する。本実施例の燃焼機具２は、燃料調整室２２の出口に対応する位置に噴射管２６を設置でき、且該噴射管２６に炉体３（例えば、焼却炉、溶融炉）或いはその他の加熱目的物を連接して設けることができる。そして、加熱を実施するとき、プラズマトーチ１の噴射口１１から高温のプラズマ炎１２を噴出でき、該プラズマ炎１２の内炎の温度は約５０００℃以上になり、そして、外炎の温度は大体３０００℃〜７０００℃になれるため、瞬時に燃料調整室２２の中は液体燃料を瞬時分解および気化させるぐらいの高温になることができ、又、冷却装置２３から導入された外界の冷却液がパイプ２１を冷却させることにより、パイプ２１が熔けることを防止できる。

又、燃料管２４から液体燃料を燃料調整室２２に導入する。該液体燃料とは、重油、ディーゼル油、ガソリン、液体瓦斯、バイオ燃料（例えば、植物油脂、液化有機溶剤、アルコール、果糖など）であってもよく、且該液体燃料（炭水化物ＣｎＨｎＯｎ）が燃料調整室２２においてプラズマ炎１２の高温を受けて瞬時に分解および気化して調整され（ＣＯ＋Ｈ２＋Ｃ＋Ｃｎ＋Ｈｎなど）、且気化した燃料は空気または酸素と有効に混合できるため、気化した燃料はより優れた燃焼効率を持つようになる。そして、給気装置２５の給気口２５１から導入された外界の空気或いは酸素を燃料調整室２２の出口２２２へ給気することで、噴射管２６から噴出したメーンフレーム２７の燃焼効率を向上でき、且燃料調整室２２内の炎が約３０００℃〜７０００℃の高温になれるため、噴射管２６から噴出したメーンフレーム２７の温度が迅速に高められて炉体３へ向かって加熱できるため、炉体３が迅速に所定の温度まで達することができ、大幅に炉体３の予熱時間を低下できる。

図３を参照する。本考案の第二の実施例では、プラズマトーチ１および燃焼機具４があり、且燃焼機具４には内パイプ４１、外パイプ４２、冷却装置４３、燃料管４４および給気装置４５がある。その中において、内パイプ４１は高温に強い材質で造られ、且内パイプ４１には燃料調整室４１１があり、且入口にプラズマトーチ１が連接されており、且出口から炎を導出でき、又、内パイプ４１の出口に噴射管４１２を設置し、且該噴射管４１２には内噴射管４１３、外リングスリーブ４１４がある。該内噴射管４１２が燃料調整室４１１に通じており、又、外リングスリーブ４１４が内噴射管４１３の外側に設けられ、且内噴射管４１３と外リングスリーブ４１４との間にリング溝４１５を設け、且接合孔４１６を設けてリング溝４１５と通じるようにする。又、外リングスリーブ４１４の前方に幾つかの接合孔４１７を設ける。又、外パイプ４２は内パイプ４１の外側に設けられ、且内パイプ４１と外パイプ４２との間に断熱材４２１を設置する。又、冷却装置４３は内パイプ４１の外側に設けられ、且冷却装置４３には内パイプ４１の周りを取囲む導管があり、そして、該導管の入口４３１から冷却液（例えば、水）を導入することができる。且蒸気ドラムがあり、そして、その一部の導出管の出口４３２が燃料管４４を貫通している。制御弁が設けてあり、又、燃料管４４は内パイプ４１と外パイプ４２を貫通しており、燃料を内パイプ４１の燃料調整室４１１に導入することができる。

図３と図４を合わせて参照する。給気装置４５には、複数の高圧給気管４５１、高圧酸素供給管４５２、給気管４５３および給気管４５４がある。該高圧給気管４５１には圧縮空気供給装置（図の中に未表示）が連接されており、且出口を内パイプ４１の出口の位置に接合孔４１６と連接するように設け、輸入量が調節できる制御弁を有する。又、高圧給気管４５１の一部を内パイプ４１の外側に内パイプ４１の熱エネルギーを吸収するように設ける。又、高圧酸素供給管４５２には圧縮酸素供給装置（図の中に未表示）が連接されており、且出口を内パイプ４１の出口の位置に接合孔４１７と連接するように設けて、且輸入量が調節できる制御弁を有する。又、高圧酸素供給管４５２の一部を内パイプ４１の外側に内パイプ４１の熱エネルギーを吸収するように設けて、又、給気管４５３と給気管４５４は送風機（図の中に未表示）と連接しており、且その出口は其々外パイプ４２を貫通して外パイプ４２と対応して違った角度の位置に設けられるため、図４に示すように、内パイプ４１と外パイプ４２との間にあるチェンバーにおいて渦気流を発生できる。

図５を参照する。燃焼機具４の外パイプ４２の出口に炉体３（例えば、焼却炉、溶融炉）またはその他の加熱を待っている物体が連接されている。そして、加熱を実施するとき、プラズマトーチ１の噴射口１１から高温のプラズマ炎１２を噴出でき、該プラズマ炎１２の内炎の温度は大体５０００℃以上になり、一方、外炎が大体３０００℃〜７０００℃になれるため、瞬時に燃料調整室４１１の中は液体燃料を瞬時分解および気化させるぐらいの高温になることができる。又、冷却装置４３から導入された外界の冷却液（例えば、水）がパイプ４１を冷却させることにより、パイプ４１が熔けることを防止できる。

又、燃料管４４から液体燃料を燃料調整室４１１に導入する。該液体燃料とは、重油、ディーゼル油、ガソリン、液体ガス、バイオ燃料（例えば、植物油脂、液化有機溶剤、アルコール、果糖など）であってもよい。且該液体燃料（炭水化物ＣｎＨｎＯｎ）が燃料調整室４１１においてプラズマ炎１２の高温を受けて瞬時に分解および気化して調整され（ＣＯ＋Ｈ２＋Ｃ＋Ｃｎ＋Ｈｎなど）、且気化した燃料は空気または酸素と有効に混合できるため、気化した燃料はより優れた燃焼効率を持つようになる。又、冷却装置４３内にある冷却液が高温の内パイプ４１を冷却させてから、その出口４３２において蒸気を形成し、制御弁によって一部の蒸気圧力を調整してから、再び燃料管４４の出口から導出されるため、導出された圧力によって燃料油の流動を加速して粘度の影響を低下させることができる一方、蒸気圧力が燃料油の霧化に役立ち、燃料を二水炭酸（ＣＯ＋Ｈ２）に調整することにも助けになる。

又、高圧給気管４５１と高圧酸素供給管４５２は内パイプ４１の出口の噴出管４１２の位置へ空気と酸素を供給し、そして、該高圧空気をリング溝４１５から噴出でき、且高圧での空気と酸素の供給の圧力によって内パイプ４１内の炎が噴出され、更に、給気管４５３と給気管４５４と合わせて渦気流が発生することで、霧化した燃料油の燃焼が一層効率的になる。該高圧給気管４５１と高圧酸素供給管４５２は内パイプ４１の熱エネルギーを吸収することができるので、内パイプ４１の冷却に役立ち、且輸出された熱気、熱酸素により同時に燃焼効率も高められる。又、本実施例では、燃料管４４から輸入された燃料油の種類に合わせて分解および調整を経た分子の成分により空気に含まれる酸素の比例を調整混合することができるため、より優れた燃焼効果が獲得でき、且Ｎｏｘの生成を減少できる。例えば、燃焼しにくい燃油に対しては酸素供給量を増やして助燃にさせ、より燃えやすい燃料に対しては酸素供給量を減らして酸素の消耗を減少させることができるため、燃料調整室４１１内の炎は３０００℃〜５０００℃の高温になり、燃焼機具４から噴出したメーンフレーム４６の温度を迅速に上昇でき、炉体３に対して加熱を行い、炉体３が迅速に所定の温度まで達することができ、大幅に炉体３を予熱する時間を低下できる。

本実施例では、主な燃焼エネルギーとは液体燃料である一方、プラズマトーチ１は主として液体燃料を瞬時に分解および気化させるため、主な燃焼源ではないので、プラズマトーチ１の電気消耗が低く、且本実施例には燃焼効率の向上及び省エネの効果を兼備させ、又、飛灰溶融或いはその他の高温加熱における利用も適宜である。
前記の実施形態とはあくまでも例示として本考案を説明するためのものであり、本考案の実用新案請求の範囲を制限するものではなく、そして、本考案の燃料管は一個以上設けることもいいし、且本考案は前記の本考案の概念を説明する範囲内を超えない限り、変更または修正することができる。

本考案の第一実施例によるプラズマガスバーナーを示す模式図である。 本考案の第一実施例によるプラズマガスバーナーの燃焼状態を示す模式図である。 本考案の第二実施例によるプラズマガスバーナーを示す模式図である。 本考案の第二実施例によるプラズマガスバーナーの他の方向の断面構造を示す模式図である。 本考案の第二実施例によるプラズマガスバーナーの燃焼状態を示す模式図である。

符号の説明

１ プラズマトーチ、２ 燃焼機具、３ 炉体、４ 燃焼機具、１１ 噴射口、１２ プラズマ炎、２１ パイプ、２２ 燃料調整室、２３ 冷却装置、２４ 燃料管、２５ 給気装置、２６ 噴射管、２７ メーンフレーム、４１ 内パイプ、４２ 外パイプ、４３ 冷却装置、４４ 燃料管、４５ 給気装置、４６ メーンフレーム、２２１ 入口、２２２ 出口、２３１ 入口、２３２ 出口、２５１ 給気口、４１１ 燃焼調整室、４１２ 噴射管、４１３ 内噴射管、４１４ 外リングスリーブ、４１５ リング溝、４１６ 接合孔、４１７ 接合孔、４２１ 断熱材、４３１ 入口、４３２ 出口、４５１ 高圧給気管、４５２ 高圧酸素供給管、４５３ 給気管、４５４ 給気管

Claims (7)

1. プラズマトーチと、燃焼機具とを備え、燃料管に連接する燃料調整室を有し、燃料管により燃料を燃料調整室まで導入可能であり、前記燃料調整室には、プラズマトーチの噴射口の一側に設置されている入口と、炎を導出する出口とが設けられていることを特徴とするプラズマガスバーナー。
2. 燃焼機具は、高温に強い耐熱材で造られたパイプを有し、前記パイプ内に燃料調整室があり、パイプの外側に冷却装置が設置され、前記燃料管はパイプを貫通しており、出口が燃料調整室に通じており、給気装置が設置され、給気口があって燃料調整室の出口に対して給気可能であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマガスバーナー。
3. 冷却装置は、パイプの外側に設置され、導管があり、前記導管に出口と入口があり、外界の冷却液を導入可能であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマガスバーナー。
4. 冷却装置の導管の一部の出口は、燃料管を貫通して延びており、制御弁が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマガスバーナー。
5. 燃焼機具のパイプは、内パイプと外パイプがあり、内パイプには燃料調整室が設けられ、外パイプは内パイプの外側に設けられ、内パイプと外パイプとの間に断熱材が設置され、給気装置には高圧給気管、高圧酸素供給管および給気管があり、前記高圧給気管と高圧酸素供給管は其々高圧給気装置、高圧酸素供給装置を連接しており、高圧空気と高圧酸素を内パイプの出口に導入可能であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマガスバーナー。
6. 高圧給気管と高圧酸素供給管の一部は、内パイプの外側に設けられて内パイプの熱エネルギーを吸収することを特徴とする請求項５に記載のプラズマガスバーナー。
7. 給気装置は、少なくとも外パイプの違った角度の位置に設置されている二つの給気管があり、その出口が導管を貫通してガスを内パイプと外パイプのチェンバーに導入可能であり、渦気流を発生可能であることを特徴とする請求項５に記載のプラズマガスバーナー。

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