JP3138647U - 油水混合燃焼装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造で旋回気流を発生させて安定した燃焼を確保する。
【解決手段】油タンク２及び水タンク３から所定の割合で供給される油と水を収容して攪拌機４により攪拌混合する攪拌タンク５と、該攪拌タンク５から油水混合燃料６を吸引して所定の圧力で供給する圧力ポンプ７と、該圧力ポンプ７から供給される油水混合燃料を噴射すると共に空気の送風により旋回気流を発生させて燃焼させるバーナー８とを備え、前記バーナー８は、バーナー筒体８ａと、該バーナー筒体８ａの奥部に縮径して設けられ送風機１７から供給される送風空気を軸方向に沿って導入する送風導入路１４と、該送風導入路１４の軸心部に配置された燃料噴射ノズル１５と、該燃料噴射ノズル１５の上流側軸心線上に回転自在に設けられ送風圧により回転して旋回気流を発生させる羽根車１６とを有している。
【選択図】図１

Description

本考案は、油水混合燃焼装置に係り、特に旋回気流により油水混合燃料を効率よく燃焼させて各種の熱源として利用可能とした技術に関するものである。
この種の油水混合燃焼装置ないしバーナーとしては、例えば特許文献１に記載されたもの（前者の装置という）や特許文献２に記載されたもの（後者の装置という）が知られている。前者の装置（油水混合燃焼装置）は、油と水を１対１の割合で混合して燃焼させるもので、油タンクと水タンクから流入制御装置を経て油と水を前記割合で混合加圧ポンプに送り、該混合加圧ポンプから圧送される油水混合燃料を燃料噴射ノズルから噴射して燃焼させるものである。なお、前記燃料噴射ノズルは、燃料を噴射する際に生じる負圧により空気を送り込むようになっている。
一方、後者の装置（水エマルジョン燃料及び全種類油の燃焼対応バーナー）は、複数の傾斜空気スリットを内周に有し、中央に直管の燃料送油パイプを配置した構造の旋回外部混合噴霧燃焼ノズルを備えてなるものである。
特開２００５−２０１６１５号公報 特開２００３−２４７７０３号公報
しかしながら、前記前者の装置においては、燃料を噴射する際に生じる負圧により空気を送り込むようにしている構造上、燃料と空気を十分に混合することが難しく、安定した燃焼を確保することが難しい。一方、後者の装置においては、高速旋回気流により燃焼の安定化を図ることが可能であるが、円周上に配置した複数の傾斜スリットの外周より高圧空気を圧入して旋回気流を起こすようにしている構造上、構造の複雑化を余儀なくされ、製造コストの増大を招きやすい。
本願考案者は、各種バーナーを試作して燃焼試験を行った結果、油水混合燃料を噴射ノズルから噴射し、空気を単に送風しただけでは、燃焼が断続的となり、安定した燃焼は得られなかったが、送風圧で羽根車を回転させて旋回気流を起こさせることにより極めて簡単な構造で安定した燃焼を確保できることを見出し、本考案を完成するに至ったものである。
本考案は、前記事情を考慮してなされたもので、簡単な構造で旋回気流を発生させて安定した燃焼を確保することができる油水混合燃焼装置を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、本考案は、油タンク及び水タンクから所定の割合で供給される油と水を収容して攪拌機により攪拌混合する攪拌タンクと、該攪拌タンクから油水混合燃料を吸引して所定の圧力で供給する圧力ポンプと、該圧力ポンプから供給される油水混合燃料を噴射すると共に空気の送風により旋回気流を発生させて燃焼させるバーナーとを備え、前記バーナーは、バーナー筒体と、該バーナー筒体の奥部に縮径して設けられ送風機から供給される送風空気を軸方向に沿って導入する送風導入路と、該送風導入路の軸心部に配置された燃料噴射ノズルと、該燃料噴射ノズルの上流側軸心線上に回転自在に設けられ送風圧により回転して旋回気流を発生させる羽根車とを有していることを特徴とする。
前記羽根車は、前記燃料噴射ノズルの上流側軸心線上に複数設けられていることが好ましい。前記油タンク及び水タンクから攪拌タンクに通じる管路と、攪拌タンクから圧力ポンプに通じる管路には、ゴミを除去するための金網を有するストレーナが設けられていることが好ましい。
本考案によれば、バーナー筒体の奥部に縮径して設けられ送風機から供給される送風空気を軸方向に沿って導入する送風導入路の軸心部に燃料噴射ノズルを配置すると共に、該燃料噴射ノズルの上流側軸心線上に送風圧により回転して旋回気流を発生させる羽根車を回転自在に設けているため、簡単な構造で旋回気流を発生させて安定した燃焼を確保することができる。
以下に、本考案を実施するための最良の形態について、添付図面を基に詳述する。図１は本考案の実施形態である油水混合燃焼装置の構成を概略的に示す説明図である。
図１に示すように、油水混合燃焼装置１は、油タンク２及び水タンク３から所定の割合で供給される油と水を収容して攪拌機４により攪拌混合する攪拌タンク５と、該攪拌タンク５から油水混合燃料６を吸引して所定の圧力で供給する圧力ポンプ７と、該圧力ポンプ７から供給される油水混合燃料６を噴射すると共に空気の送風により旋回気流を発生させて燃焼させるバーナー８とを備えている。
前記油タンク２内に収容される油は、例えば重油、軽油、灯油等である。また、前記水タンク３内に収容される水は、例えば水道水、雨水、河川の水等である。前記油タンク２及び水タンク３から攪拌タンク５に通じる管路９ａ，９ｂにはそれぞれ開閉弁１０ａ，１０ｂと流量調節弁１１ａ，１１ｂが設けられ、油と水を所定の割合（体積比）例えば１対１〜１対８で攪拌タンク５に供給することができる。
前記攪拌タンク５内の油水は、分離することなく常時乳白色状態を維持するよう所定の回転数例えば５０〜１５００ｒｐｍで攪拌機４により攪拌されている。前記油タンク２及び水タンク３から攪拌タンク５に通じる管路９ａ，９ｂ好ましくは両管路が合流した合流管路部９ｃと、攪拌タンク５から圧力ポンプ７に通じる管路８には、ゴミを除去するための金網を有するストレーナ１２ａ，１２ｂが設けられていることが好ましい。この場合、金網は、５０メッシュ〜２００メッシュであることが好ましい。
前記圧力ポンプ７は、例えば高圧プランジャーポンプからなっている。この圧力ポンプ７は電動モータ（例えばギヤ付モータ）１３により回転駆動されるようになっている。電動モータ１３の回転数は例えば３００〜６００ｒｐｍ程度であり、圧力ポンプ７の出力は例えば０〜５０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力である。
前記バーナー８は、バーナー筒体８ａと、該バーナー筒体８ａの奥部に縮径して設けられ送風機１７から供給される送風空気を軸方向に沿って導入する送風導入路１４と、該送風導入路１４の軸心部に配置された燃料噴射ノズル１５と、該燃料噴射ノズル１５の後方すなわち上流側軸心線上に回転自在に設けられ、送風機１７からの送風圧により回転して旋回気流を発生させる羽根車１６とを有している。バーナー筒体８ａは、前端が開放された円筒状に形成され、その奥部にはバーナー筒体８ａの直径よりも小径の筒状の送風導入路１４が漏斗状に漸次縮径した傾斜部１８を介して接続されている。前記送風導入路１４の後端部（図１の左端）は閉じている。
前記送風導入路１４内にはその後端部からその軸心に沿って燃料導入管１９が挿入された状態に設けられ、この燃料導入管１９の後端部には前記圧力ポンプ７の突出口が燃料圧送管２０を介して接続されている。この燃料導入管１９の先端部には油水混合燃料を霧状に噴射するための前記燃料噴射ノズル１５が取付けられている。前記燃料圧送管２０としては、例えば直径８ｍｍの銅製の高圧パイプが好ましい。
前記送風導入路１４の後端部には、送風機（ブロワ）１７が送風管（ダクト）２１を介して接続されており、送風導入路１４の後端部から送風導入路１４内を通って所定流量及び風圧の空気が導入されるようになっている。そして、この風圧を利用して簡単な構造で効果的に旋回気流を発生させるために、前記燃料噴射ノズル１５の上流側軸心線上には前記燃料導入管１９の軸回りに前記羽根車１６が回転自在に取付けられている。羽根車１６は、軸流タイプであり、スクリュウ状やプロペラ状に形成されている。
前記羽根車１６は、前記燃料噴射ノズル１５の上流側軸心線上すなわち燃料導入管１９上に適宜間隔で複数例えば３個設けられていることが強い旋回気流を発生させる上で好ましい。この場合、羽根車１６は、燃料導入管１９の軸回りにベアリングを介して回転自在に取付けられていることが好ましい。また、複数の羽根車１６は、下流側に向かって回転速度を段階的に上げるべく、羽根の迎え角が大きくなっていることが好ましい。バーナー筒体８ａには、該バーナー筒体８ａ内で燃料を含む旋回気流に着火（点火）するための着火バーナーが取付けられている。
前記羽根車１６の回転により送風導入路１４内でその内周に沿って旋回しながら前方（下流側）へ進む旋回気流が発生し、送風導入路１４の出口付近の軸心部に配置された燃料噴射ノズル１５から噴射される燃料を巻き込みながら傾斜部１８からバーナー筒体８ａの内周に沿って竜巻状の旋回気流が拡大して形成され、燃料を含む旋回気流がバーナー筒体８ａ内で点火されて燃焼し、炎が旋回しながらバーナー筒体８ａ外の前方（下流側）へ噴射されるようになっている。そして、前記バーナー筒体８ａは、燃料を含む旋回気流の点火により急速に高温になり、この高温で燃料のガス化が促進され、旋回気流と相俟って連続した炎の安定した燃焼を確保することができる。
以上の構成からなる油水混合燃焼装置１によれば、油タンク２及び水タンク３から所定の割合で供給される油と水を収容して攪拌機４により攪拌混合する攪拌タンク５と、該攪拌タンク５から油水混合燃料を吸引して所定の圧力で供給する圧力ポンプ７と、該圧力ポンプ７から供給される油水混合燃料６を噴射すると共に空気の送風により旋回気流を発生させて燃焼させるバーナー８とを備え、前記バーナー８は、バーナー筒体８ａと、該バーナー筒体８ａの奥部に縮径して設けられ送風機１７から供給される送風空気を軸方向に沿って導入する送風導入路１４と、該送風導入路１４の軸心部に配置された燃料噴射ノズル１５と、該燃料噴射ノズル１５の上流側軸心線上に回転自在に設けられ送風機１７からの送風圧により回転して旋回気流を発生させる羽根車１６とを有しているため、簡単な構造で旋回気流を発生させて安定した燃焼を確保することができる。
特に、前記羽根車１６は、前記燃料噴射ノズル１５の上流側軸心線上に複数設けられているため、旋回気流を加速させることができ、安定した強い燃焼を得ることができる。前記油タンク２及び水タンク３から攪拌タンク５に通じる管路９ａ，９ｂ又は９ｃと、攪拌タンク５から圧力ポンプ７に通じる管路８には、ゴミを除去するための金網を有するストレーナ１２ａ，１２ｂが設けられているため、水や油に含まれるゴミを除去することができると共に、油水混合燃料の油水の分離を防止することができ、安定した燃焼に寄与することができる。
以上、本考案の実施の形態を図面により詳述してきたが、本考案は前記実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。
本考案の実施形態である油水混合燃焼装置の構成を概略的に示す説明図である。
符号の説明
１ 油水混合燃焼装置
２ 油タンク
３ 水タンク
４ 攪拌機
５ 攪拌タンク
６ 油水混合燃料
７ 圧力ポンプ
８ バーナー
１２ａ，１２ｂ ストレーナ
１４ 送風導入路
１５ 燃料噴射ノズル
１６ 羽根車
１７ 送風機

Claims (3)

  1. 油タンク及び水タンクから所定の割合で供給される油と水を収容して攪拌機により攪拌混合する攪拌タンクと、該攪拌タンクから油水混合燃料を吸引して所定の圧力で供給する圧力ポンプと、該圧力ポンプから供給される油水混合燃料を噴射すると共に空気の送風により旋回気流を発生させて燃焼させるバーナーとを備え、前記バーナーは、バーナー筒体と、該バーナー筒体の奥部に縮径して設けられ送風機から供給される送風空気を軸方向に沿って導入する送風導入路と、該送風導入路の軸心部に配置された燃料噴射ノズルと、該燃料噴射ノズルの上流側軸心線上に回転自在に設けられ送風圧により回転して旋回気流を発生させる羽根車とを有していることを特徴とする油水混合燃焼装置。
  2. 前記羽根車は、前記燃料噴射ノズルの上流側軸心線上に複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の油水混合燃焼装置。
  3. 前記油タンク及び水タンクから攪拌タンクに通じる管路と、攪拌タンクから圧力ポンプに通じる管路には、ゴミを除去するための金網を有するストレーナが設けられていることを特徴とする請求項１記載の油水混合燃焼装置。
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