JP3172520B1 - 燃料油と水のエマルジョン燃料の燃焼方法と燃焼装置 - Google Patents

燃料油と水のエマルジョン燃料の燃焼方法と燃焼装置

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政親 小林
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Abstract

【要約】 【課題】 乳化燃料は燃料油と水が混合されているため
着火温度が高く、乳化燃料のみでは通常のガンタイプバ
─ナ─の点火方法では着火できない。このため燃料油を
使用して着火するパイロットノズルを用意して、パイロ
ットノズルの燃料油を着火して周辺温度を高めた後にメ
インノズルから噴霧される乳化燃料を着火して乳化燃料
を燃焼させることが必要であった。 【解決手段】 始動時に点火する燃料油を燃料とするパ
イロットノズルと主に乳化燃料を燃焼させるメインノズ
ルとの二種類の燃料系統のノズルを装着し、各々のノズ
ルを同時又は個別に運転並びに制御できる噴霧式燃焼機
を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料油と水を主
成分とするエマルジョン燃料(乳化燃料)の燃焼方法と
燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から燃料油を燃焼させるには、低公
害化となるように配慮されており、燃料油を燃焼させる
には、酸素が必要であり、多くは、空気中に含まれる酸
素が使用されるが、燃焼によって炭酸ガス、一酸化炭
素、酸化窒素、酸化硫黄等が排出される。これらは、大
気を汚染する原因と成るものであり、炭酸ガス、一酸化
炭素は、地球温暖化の原因と考えられ、酸化窒素、酸化
硫黄は光化学スモッグの発生源となり、気管支病や、酸
性雨の原因と考えられている。
【0003】近年特に排出の規制を検討されている酸化
窒素については、その発生原因は、石油系燃料自体に
含まれる燃料酸化窒素と空気中で高温度で燃焼する事
により、空気中の窒素が高温状態で酸化されて発生する
熱酸化窒素とに大別される。燃料酸化窒素は、窒素分の
少ない軽質油に転換することにより低減されることがで
きた。また、熱酸化窒素の低減については低酸化窒素燃
焼方式の研究が進められていたが、経費や熱効率等から
普及化が困難であった。
【0004】燃料油に水を混入してエマルジョン化して
燃焼することにより、含有水分の蒸発による火炎温度の
低下と均一化、及び低空気比燃焼による供給空気の減少
に伴う窒素分の減少等で、熱酸化窒素が低減出来るとい
う研究が進んでおり、そして、この発明の出願人等によ
りエマルジョン燃料が開発されるに到った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、乳化燃料は燃
料油と水が混合されているため着火温度が高く、乳化燃
料のみでは通常のガンタイプバ─ナ─の点火方法では着
火できない。このため燃料油を使用して着火するパイロ
ットノズルを用意して、パイロットノズルの燃料油を着
火して周辺温度を高めた後にメインノズルから噴霧され
る乳化燃料を着火して乳化燃料を燃焼させることが必要
であった。
【0006】本発明の目的は、始動時に点火する燃料油
を燃料とするパイロットノズルと主に乳化燃料を燃焼さ
せるメインノズルとの二種類の燃料系統のノズルを装着
し、各々のノズルを同時又は個別に運転並びに制御でき
る噴霧式燃焼機を使用して乳化燃料を燃焼させることを
特徴とするエマルジョン燃料の燃焼方法と燃焼装置を提
供することである。
【0007】
【課題を解決しようとする手段】本発明の乳化燃料の燃
焼方法では、始動時に点火する燃料油を燃料とするパイ
ロットノズルと主に乳化燃料を燃焼させるメインノズル
との二種類の燃料系統のノズルを装着し、各々のノズル
を同時又は個別に運転並びに制御できる噴霧式燃焼機を
使用する。
【0008】本発明の燃焼方法は、パイロットノズルか
ら噴霧される燃料油を点火装置により着火させ、焔検出
器によりパイロットノズルの着火を検出確認して一定時
間後にメインノズルから噴霧される乳化燃料を着火さ
せ、燃焼供給空気量の調整ダンパ─の開度を乳化燃料燃
焼状態に設定させて乳化燃料を燃焼させる。
【0009】本発明の乳化燃料の燃焼装置は、燃料油槽
から燃料油が圧力調整弁により所定圧に調整され後に圧
送ポンプによりフイルタや加熱装置を通って電磁弁によ
り供給量を制御されてパイロットノズルへ送られる燃料
油供給ラインと、加熱保温装置とプロペラ式攪拌機を備
えた乳化燃料槽において燃料油と水を混合攪拌した乳化
燃料が圧力調整弁により所定圧に調整された後に圧送ポ
ンプによりフイルタを通って電磁弁により供給量を制御
されてメインノズルヘ送られる乳化燃料供給ラインとか
ら成り、燃料油供給ラインの電磁弁と乳化燃料供給ライ
ンの電磁弁及び両ラインを接続するラインの電磁弁の組
合せにより燃料油と乳化燃料の供給が燃焼条件により制
御され、それに伴って設定器がダンパ─の開度を設定し
て送風機からの送風量を変更でき、パイロットノズルの
付近には燃料油点火装置及び着火確認用焔検出器を備え
て着火を検出して乳化燃料の燃焼を制御させることを特
徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の燃料系の配管
系統図であり、図2は、燃焼方式の代表的な制御線図で
ある。図1において1は燃料油槽であり、この燃料油槽
1から燃料油が圧送ポンプ2により加熱装置5へ圧送さ
れて加熱され、フイルタ4を通った燃料油は電磁弁6に
より供給量を制御されて燃料油用パイロットノズル7へ
送られる。圧送ポンプ2により圧送される燃料油は圧力
調整弁3により所定圧に調整されている。
【0011】乳化燃料槽10は加熱保温装置とプロペラ式
攪拌機を備え、乳化燃料槽10において燃料油と水を混合
攪拌した乳化燃料は、圧送ポンプ11によりフイルタ13へ
圧送される。この時、圧送される乳化燃料は、圧力調整
弁12により所定圧に調整されている。フイルタ13を通っ
た乳化燃料は電磁弁14により供給量を制御されて乳化燃
料用メインノズル15ヘ送られる。
【0012】電磁弁16は燃料油と乳化燃料を燃料油用パ
イロットノズル7と乳化燃料用メインノズル15ヘ送る
系統を制御し、この電磁弁16と電磁弁6と電磁弁14との
組み合わせ制御することにより、単一燃料による燃焼も
可能である。
【0013】設定器19によって燃焼条件を設定すること
により、送風機17により供給される燃焼空気量がダンパ
─18によって制御される。燃料油用パイロットノズル7
の付近には、燃料油点火装置8及び着火確認用焔検出器
9が備えられている。自動温度指示調節計20は温度設定
出力と上下限温度設定出力を備え、熱電対或いは測温抵
抗体21は被加熱物の温度を検出する。
【0014】設定器19は燃料の種類によりダンパ─18の
開度によりイ)燃料油による着火及び燃焼状態、ロ)燃
料油と乳化燃料との混合燃焼状態、ハ)乳化燃料による
燃焼状態に設定できる。燃料油と乳化燃料の燃焼比によ
っては、ダンパ─18をイ)燃料油による着火及び燃焼状
態とハ)乳化燃料による燃焼状態の2段階に設定する場
合もある。
【0015】燃料油としてA重油、乳化燃料としてA重
油に容積比35%の水を加えたものを使用し、A重油は
摂氏30°C、乳化燃料は摂氏35°Cに設定した。
【0016】図2の制御線図に基づく燃焼方式の作動で
は、まづ、燃料圧送ポンプ2及び11が起動され、圧力調
整弁3及び12により燃料圧が所定圧力7kg/cm2に設定
され、その起動信号により設定器19を介してダンパ─18
が着火状態に設定される。この着火信号に基づき送風機
17が起動されて燃焼室内のエア─パ─ジを行う。
【0017】約10秒程の一定時間後に、燃料油点火装
置8が作動されるのと同時に燃料油用電磁弁6が開い
て、パイロットノズル7が着火する。焔検出器9が着火
を検出して約10秒から300秒程度の一定時間後に、
乳化燃料用電磁弁14が開いて、メインノズル15で乳化
燃料が着火すると、設定器19の設定によってダンパ─18
が燃料油と乳化燃料との混合燃焼状態に設定される。約
10から300秒程度の一定時間後に、電磁弁6が閉じ
て燃料油を停止すると同時に設定器19がハ)乳化燃料に
よる燃焼状態の設定に切り替わり、ダンパ─18は乳化燃
料燃焼状態となり、乳化燃料による燃焼となる。
【0018】対象被加熱物が昇温し、熱電対21により温
度指示調節計20が設定温度を検出すると(昇温信号)、
電磁弁14が閉じて消火すると同時に送風機17が停止さ
れ、ダンパ─18は設定器19のイ)燃料油による着火及び
燃焼状態の設定になる。なお、送風機17は、消火時も連
続運転する場合もある。対象非加熱物の温度が下降し
て、熱電対21により温度指示調節計20の下限設定値以下
を検出すると(降温信号)、自動的に着火動作を繰り返
す。
【0019】乳化燃料燃用主ノズル側が、不測の事故で
失火した場合には、自動的に再着火動作を行い、再び失
火した場合には電磁弁14が閉じて、電磁弁16が開き、燃
料油のみの燃焼にすることができる。同様にして、電磁
弁6が閉じて、電磁弁16が開くと、乳化燃料のみの燃焼
にすることができる。
【0020】本発明の乳化燃料の燃焼装置は、燃料油槽
1から燃料油が圧力調整弁3により所定圧に調整され後
に圧送ポンプ2によりフイルタ4や加熱装置5を通って
電磁弁6により供給量を制御されてパイロットノズル7
へ送られる燃料油供給ラインと、加熱保温装置とプロペ
ラ式攪拌機を備えた乳化燃料槽10において燃料油と水を
混合攪拌した乳化燃料が圧力調整弁12により所定圧に調
整された後に圧送ポンプ11によりフイルタ13を通って電
磁弁14により供給量を制御されてメインノズル15ヘ送
られる乳化燃料供給ラインとから成り、燃料油供給ライ
ンの電磁弁6と乳化燃料供給ラインの電磁弁14及び両ラ
インを接続するラインの電磁弁16の組合せにより燃料油
と乳化燃料の供給が燃焼条件により制御され、それに伴
って設定器19がダンパ─18の開度を設定して送風機17か
らの送風量を変更でき、パイロットノズル7の付近には
燃料油点火装置8及び着火確認用焔検出器9を備えて着
火を検出して乳化燃料の燃焼を制御させる。
【0021】
【発明の効果】噴霧式燃焼機において着火用のパイロッ
トノズルと主に乳化燃料を燃焼させるメインノズルとの
二種類の燃料系統を設けて乳化燃料を燃焼させたので、
引火点の高い乳化燃料の自動着火を可能とし、乳化燃料
を円滑に燃焼させることができる。
【0022】本発明によると、燃料油と乳化燃料の供給
が燃焼条件により制御でき、燃料油と乳化燃料の着火消
火を制御して乳化燃料を円滑に燃焼させる燃焼装置を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の燃料系の配管系統図である。
【図2】この発明の燃焼方式の代表的な制御線図であ
る。
【符号の説明】
1...燃料油槽 2...燃料油用圧送ポンプ 3...圧力調整弁 4...フイルタ 5...燃料油用ヒ─タ─ 6...燃料油用電磁弁 7...燃料油用パイロットノズル 8...点火装置 9...焔検出器 10...乳化燃料槽 11...乳化燃料用圧送ポンプ 12...圧力調整弁 13...フイルタ 14...乳化燃料用電磁弁 15...乳化燃料用メインノズル 16...電磁弁 17...燃焼空気用送風機 18...ダンパ─ 19...設定器 20...温度指示調節計 21...熱電対
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23C 11/00 301 F23D 11/16 F23D 17/00 F23Q 9/00 F23Q 9/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 始動時に点火する燃料油を燃料とするパ
    イロットノズルと主に乳化燃料を燃焼させるメインノズ
    ルとの二種類の燃料系統のノズルを装着し、各々のノズ
    ルを同時又は個別に運転並びに制御できる噴霧式燃焼機
    を使用して乳化燃料を燃焼させることを特徴とするエマ
    ルジョン燃料の燃焼方法。
  2. 【請求項2】 パイロットノズルから噴霧される燃料油
    を点火装置により着火させ、焔検出器によりパイロット
    ノズルの着火を検出確認して一定時間後にメインノズル
    から噴霧される乳化燃料を着火させ、燃焼供給空気量の
    調整ダンパ─の開度を乳化燃料燃焼状態に設定させて乳
    化燃料を燃焼させることを特徴とするエマルジョン燃料
    の燃焼方法。
  3. 【請求項3】 燃料油槽1から燃料油が圧力調整弁3に
    より所定圧に調整され後に圧送ポンプ2によりフイルタ
    4や加熱装置5を通って電磁弁6により供給量を制御さ
    れてパイロットノズル7へ送られる燃料油供給ライン
    と、加熱保温装置とプロペラ式攪拌機を備えた乳化燃料
    槽10において燃料油と水を混合攪拌した乳化燃料が圧力
    調整弁12により所定圧に調整された後に、圧送ポンプ11
    によりフイルタ13を通って電磁弁14により供給量を制御
    されてメインノズル15ヘ送られる乳化燃料供給ライン
    とから成り、燃料油供給ラインの電磁弁6と乳化燃料供
    給ラインの電磁弁14及び両ラインを接続するラインの電
    磁弁16の組合せにより燃料油と乳化燃料の供給が燃焼条
    件により制御され、それに伴って設定器19がダンパ─18
    の開度を設定して送風機17からの送風量を変更でき、パ
    イロットノズル7の付近には燃料油点火装置8及び着火
    確認用焔検出器9を備えて着火を検出して乳化燃料の燃
    焼を制御させることを特徴とするエマルジョン燃料の燃
    焼装置。
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