JP3161982B2 - 廃油混合型液体燃料燃焼用ノズル及び燃焼方法 - Google Patents

廃油混合型液体燃料燃焼用ノズル及び燃焼方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は廃油混合型液体燃料
燃焼用ノズル及び燃焼方法に関し、詳しくは、ボイラー
及び燃焼炉等に用いられる油圧噴霧式バーナにおいて、
廃油の有効利用を図った廃油混合型液体燃料燃焼用ノズ
ル及び燃焼方法に関する。
【0002】本発明を用いることにより、油圧噴霧式バ
ーナを具備する燃焼炉、或いはボイラー等の燃焼設備を
有する事業所或いは病院、ホテル等の施設において、自
家排出する廃油、即ち、天ぷら油、サラダ油等に代表さ
れる食用油や廃潤滑油等を、従来使用している燃料に混
合して自家燃焼することを可能とする。このことは廃油
のリサイクルに繋がるものであり、省エネルギー技術と
して貢献するものである。また、廃油を混合燃焼するた
めの基油としては一般的に灯油、A重油およびC重油の
石油系燃料が多く使用されているが、液体燃料であれば
特に制限を受けない。
【0003】食用油や潤滑油等の廃油処理は、一般に排
出者が経費を支払い廃油処理専門業者に委ね、廃油処理
専門業者が焼却等の処理を施す。また、一般家庭におい
ては市販されている「固めるテンプル(登録商標)」や
「油っ固(登録商標)」等の固化剤を用いて廃食用油を
固体状態にして地方自治体の処理施設に委ねる、等が現
状である。
【0004】しかし、食用油の大口消費者であるホテル
等を対象に食用廃油の燃焼処理について専門誌「設備と
管理」1996年6号で明らかなように、自家ボイラー
による燃焼処理方法が検討されている。これらの方法は
従来使用している燃料油と廃油を燃料タンク内或いはバ
ーナ供給前段階でポンプやミキシング機器により予め混
合し、その混合した燃料油をバーナに供給するものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】油圧噴霧式バーナを使
用した燃焼炉、或いはボイラー等の燃焼設備を有する事
業所や施設において燃料油の一部として廃油を燃焼処理
することにあり、自身が所有する設備を用いて処理する
ことにより、第三者の手に委ねることなく、廃油の有効
利用としてのサイクルを可能にし、尚かつ処理経費を節
約し、省エネルギーに貢献することである。
【0006】前述の予め廃油を混合した燃料油をバーナ
に供給して燃焼する方法は、液体燃料と廃油を混合する
手段として撹拌機器等を必要とし、また、廃油に燃料油
と良く混じり合う性質、即ち、相溶性が要求される。例
えば、水分や塩分等の混入により、供給送路において錆
や機器の損傷を招く懸念がある。それ故、安定操業をす
るために二次的な防御手段を施す必要が生ずる。このこ
とは設備の繁雑化や設備費の高騰に繋がるものである。
【0007】本発明は排出する廃油、特に多量に排出す
るホテルや病院等の施設において、自家燃焼処理を可能
とすると共に、本来のボイラーの機能に何ら影響を及ぼ
すことなく廃油を別系統から供給し、尚かつ燃焼直前で
混合することによりこれらの問題を解決する技術を提供
することにある。即ち本発明は、廃油の有効利用を図る
ことを目的とした燃料油と廃油とを混合する燃焼用ノズ
ル及び燃焼方法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題は、1、
ボイラー及び燃焼炉等に用いられる油圧噴霧式バーナに
おいて、単一に設けられるノズルチップ噴霧口の前段に
旋回室を設けると共に、傘型に形成されているノズルデ
ィスク部の先端側の表面に液体燃料油流路用の複数の旋
回溝を設けて燃料油流路となし、また、該ノズルディス
ク部の内部からその表面に通じる細孔を設けて廃油注入
孔となし、前記旋回室において前記旋回する燃料油の旋
回力により廃油を旋回させ、前記燃料油と廃油とを攪拌
することを特徴とする廃油混合型液体燃料燃焼用ノズ
ル、
【0009】2、廃油注入孔の出口が、ノズルディスク
部の先端部に設けられており、廃油が旋回室に直接に注
入されることを特徴とする前記1に記載の廃油混合型液
体燃料燃焼用ノズル、
【0010】
【0011】3、廃油注入孔の出口が、ノズルディスク
部の先端傾斜部の燃料油流路用の複数の旋回溝に設けら
れていることを特徴とする前記1に記載の廃油混合型液
体燃料燃焼用ノズル、
【0012】4、ボイラー及び燃焼炉等に用いられる油
圧噴霧式バーナの燃焼方法において、単一に設けられる
ノズルチップ噴霧口の前段に旋回室を設けてあり、且つ
液体燃料油用旋回溝を含む液体燃料油用の流路を設ける
と共に、ノズルディスク部に設けられた廃油供給孔から
廃油を供給し、噴霧直前の旋回室で前記旋回する燃料油
の旋回力により廃油を旋回させ、前記燃料油と廃油とを
攪拌混合した後、直ちに燃焼することを特徴とする油圧
噴霧式バーナの燃焼方法、によって達成される。
【0013】以上のように本発明は油圧噴霧式バーナに
おいて、バーナの先端部を構成するノズル部の旋回室に
ノズルディスク内部を通じて廃油を供給し、従来、旋回
室に潜在している燃料の旋回流による攪拌力を利用し混
合し、直ちに燃焼することにより廃油を処理することを
特徴とする廃油混合型液体燃料燃焼用ノズル及び燃焼方
法である。
【0014】本発明者は、既存のバーナ機構を大きく変
えることなく、油圧噴霧式バーナにおいて噴霧直前のノ
ズルディスク部に廃油の供給機構を設けることにより、
液体燃料油流により潜在する攪拌能力、即ち、旋回溝で
生ずる高速流及び旋回室で生ずる渦流の攪拌力を利用し
て効率よく燃料油と廃油とを混合し、直ちに燃焼するこ
とによって、廃油の有効利用を図った本発明を完成する
に至った。
【0015】本発明は、食用油や潤滑油等の廃油を多量
に排出する事業所や施設において、自己所有する燃焼炉
やボイラーを用いて自家処理を可能とするため、既存の
バーナ機構を大きく変えることなく、また既存の機器に
弊害を与えることなく処理する技術を鋭意研究した結
果、到達した技術である。
【0016】本発明による廃油混合型液体燃料燃焼用ノ
ズルは、油圧噴霧式バーナにおいて、噴霧直前のノズル
チップ内部の旋回室で燃料油と廃油を合流させ、旋回溝
で生ずる高速流によって旋回室に生ずる激しい渦流によ
る燃料油の攪拌力による分散性により効率よく燃料油と
廃油を微粒化混合し、燃焼させるものである。
【0017】従来、油圧噴霧式バーナは圧送されてきた
燃料油がノズルチップ部のノズルディスク部に設けられ
た数本の旋回溝(燃料油給送路)で流速を増し旋回溝に
入り、圧力と旋回力を持った燃料油としてノズルチップ
口より噴出して霧化され、燃焼される。本発明は旋回室
に面したノズルディスク部に廃油自身の供給機構、即
ち、廃油供給孔を設けることによって、旋回室中に存在
する旋回力から生ずる乱流を利用して、効率よく燃料油
と廃油との混合物を作るものである。
【0018】本発明において、ノズルディスク部に設け
る廃油供給孔の数、或いは廃油供給孔の大きさは、燃料
油量に対する廃油の供給率等によって決まるものであ
る。
【0019】本発明に用いられる廃油としては、例え
ば、大豆油、菜種油、綿の実油、コーン油、米ぬか油、
やし油、パーム油、ごま油、ひまわり油、あまに油、サ
フラワー油、或いはこれらの混合油等の廃食用油やエン
ジン油、ギヤー油、タービン油、作動油、マシン油等の
廃潤滑油等が挙げられる。本発明に用いられる廃油の燃
料に対する混合割合は、廃油及び燃料の種類によって異
なるが、燃料100重量部に対して1〜60重量部、好
ましくは1〜40重量部程度が適当である。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について添付
図面に基づき説明する。 実施例1 図1、図2、図3は本発明による廃油混合型液体燃料燃
焼用ノズルの実施例を示すもので、ノズルディスク部か
ら旋回室に向けて直孔の廃油供給孔を1個設けたものの
概略図である。噴射ポンプで加圧された燃料油Fは固定
具1の外部に沿って流れ、燃料油溜り3に入り、旋回溝
4を通り旋回室5に導かれる。他方、廃油Oはノズルデ
ィスク部2の内部に設けられた送路7を通り廃油供給孔
8より旋回室5に入る。旋回室5に入った廃油Oは旋回
室5で渦流下にある燃料油Fと合流し、燃料油Fの渦流
による攪拌力で攪拌混合され、直ちにノズルチップ6の
ノズルチップ噴霧口9から噴霧され、燃焼される。
【0021】実施例2 図4、図5、図6は本発明による廃油混合型液体燃料燃
焼用ノズルの他の実施例を示すもので、燃料給送路の旋
回溝に向けて廃油供給孔を設けたものの概略図である。
噴射ポンプで加圧された燃料油Fは固定具1の外部に沿
って流れ、燃料油溜り3に入り、旋回溝4に導かれる。
一方、廃油Oはノズルディスク部2の内部に設けられた
送路7を通り廃油供給孔8から旋回溝4に入る。旋回溝
4で加速された燃料油Fは廃油供給孔8からの廃油Oと
合流し、相互に混じり合いながら旋回室5に入る。燃料
油Fと廃油Oは旋回室5で生ずる渦流により更に拡散さ
れる。燃料油F中に廃油Oが均一に分散された燃料は、
直ちにノズルチップ6のノズルチップ噴霧口9から噴霧
され、燃焼される。
【0022】本発明において、旋回溝もしくは旋回室の
いずれに向けて廃油供給孔を設ける場合も、この供給孔
はノズルチップ先端部のなるべく近くに設ける必要があ
り、同先端部より15mm以内、好ましくは10mm以
内の位置がよい。これ以上距離を隔てると、燃料給送路
内の曲線流路内で遠心力等の力により、密度の異なる燃
料油と廃油との分離が起こり易くなり、効果が小さくな
る傾向がある。本発明は別にミキサー等の攪拌機を組み
込むことなく、潜在する攪拌能力を利用する画期的な方
法である。
【0023】尚、本発明の実施例では、廃油供給孔8を
1個または4個設けた例を挙げたが、これに限定されな
い。
【0024】尚また、廃油混合型液体燃料燃焼用ノズル
を具備した燃焼設備の一例を図7に示す。図7におい
て、10はバーナノズル、11は逆止弁、12は電磁
弁、13は燃料油噴射ポンプ、14は廃油供給ポンプ、
15は流量計、16はフィルター、17は燃料油タン
ク、18は廃油タンクである。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、廃油の有効利用を図る
ことを目的とした燃料油と廃油とを混合する燃焼用ノズ
ル及び燃焼方法を提供することができる。
【0026】また、本発明によれば、燃料油と廃油との
混合に攪拌機等の機器を組み込む必要がなく、潜在する
燃料油の攪拌能力を利用して、効率よく均一な粒子径を
有する燃料油と廃油の混合物を作り出すことができる。
【0027】さらに、燃料油と廃油との混合は、噴霧直
前のノズルチップ内部、即ち、混合後、直ちに燃焼に繋
がるノズルチップ先端部より極めて近い部分でなされる
ので、混合物の安定性を必要としない。従って、乳化剤
等の界面活性剤を使用する必要がない。混合後は瞬時に
噴霧されるので、燃料油の中に廃油が均一に分散された
状態のまま燃焼の場に供給されることになり、界面活性
剤を使用したりする必要がない。
【0028】さらに、燃料油と廃油との混合に回転子等
の駆動部分を持たないので耐久性の点でも優れている。
【0029】また更に、燃料油と廃油との混合が噴霧直
前のノズルチップ内部、即ち、混合後、即燃焼に繋がる
ノズルチップ先端部より極めて近い部分でなされるの
で、従来技術の課題である水分や塩分等の不純物混合に
よる錆や機器の損傷等のトラブルの心配がない。また、
従来の燃料供給系と廃油の供給系が別系統であるので、
装置の廃油の種類による対応が容易である。
【0030】本発明は、既存の燃焼設備で対応可能な技
術であり経済的メリットが大きい。即ち、廃油の燃焼に
より、従来使用している燃料油の消費量が節約になる。
また、廃油を自家処理するので外部依託することがなく
なり、委託経費の節減になる。更に、社会的観点から廃
油のリサイクルに繋がり、省エネルギーに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る廃油混合型液体燃料燃焼用ノズル
の実施例を示すもので、ノズルディスク部から旋回室に
向けて直孔の廃油供給孔を1個設けたものの概略図であ
る。
【図2】図1のノズルディスク部の正面図である。
【図3】図1のノズルディスク部の詳細図である。
【図4】本発明に係る廃油混合型液体燃料燃焼用ノズル
の他の実施例を示すもので、燃料給送路の旋回溝に向け
て廃油供給孔を設けたものの概略図である。
【図5】図4のノズルディスク部の正面図である。
【図6】図4のノズルディスク部の詳細図である。
【図7】廃油混合型液体燃料燃焼用ノズルを具備した燃
焼設備の一例である。
【符号の説明】
1 固定具 2 ノズルディスク部 3 燃料油溜り 4 旋回溝 5 旋回室 6 ノズルチップ 7 送路 8 廃油供給孔 9 ノズルチップ噴霧口 10 バーナノズル 11 逆止弁 12 電磁弁 13 燃料油噴射ポンプ 14 廃油供給ポンプ 15 流量計 16 フィルター 17 燃料油タンク 18 廃油タンク F 燃料油 O 廃油

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボイラー及び燃焼炉等に用いられる油圧噴
    霧式バーナにおいて、単一に設けられるノズルチップ噴
    霧口の前段に旋回室を設けると共に、傘型に形成されて
    いるノズルディスク部の先端側の表面に液体燃料油流路
    用の複数の旋回溝を設けて燃料油流路となし、また、該
    ノズルディスク部の内部からその表面に通じる細孔を設
    けて廃油注入孔となし、前記旋回室において前記旋回す
    る燃料油の旋回力により廃油を旋回させ、前記燃料油と
    廃油とを攪拌することを特徴とする廃油混合型液体燃料
    燃焼用ノズル。
  2. 【請求項2】廃油注入孔の出口が、ノズルディスク部の
    先端部に設けられており、廃油が旋回室に直接に注入さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の廃油混合型液体
    燃料燃焼用ノズル。
  3. 【請求項3】廃油注入孔の出口が、ノズルディスク部の
    先端傾斜部の燃料油流路用の複数の旋回溝に設けられて
    いることを特徴とする請求項1に記載の廃油混合型液体
    燃料燃焼用ノズル。
  4. 【請求項4】ボイラー及び燃焼炉等に用いられる油圧噴
    霧式バーナの燃焼方法において、単一に設けられるノズ
    ルチップ噴霧口の前段に旋回室を設けてあり、且つ液体
    燃料油用旋回溝を含む液体燃料油用の流路を設けると共
    に、ノズルディスク部に設けられた廃油供給孔から廃油
    を供給し、噴霧直前の旋回室で前記旋回する燃料油の旋
    回力により廃油を旋回させ、前記燃料油と廃油とを攪拌
    混合した後、直ちに燃焼することを特徴とする油圧噴霧
    式バーナの燃焼方法。
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