JP6957574B2

JP6957574B2 - 液体燃料燃焼装置

Info

Publication number: JP6957574B2
Application number: JP2019181101A
Authority: JP
Inventors: 健一友澤; 伊藤　貴之
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2039-10-01
Also published as: CN112594681B; TW202115347A; TWI811556B; JP2021055970A; KR20210039278A; CN112594681A

Description

本発明は、液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を、その周囲から噴出される燃焼用気体と混合させて燃焼させる液体燃料燃焼装置に関するものである。特に、液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を、その周囲から噴出される燃焼用気体と混合させて燃焼させる液体燃料燃焼装置において、液体燃料を燃焼させるにあたり、液体燃料と混合させる燃焼用気体に酸素を供給して熱効率を高め、省エネルギー化を図ると共に、酸素を供給させて液体燃料を燃焼させた場合に生じる燃焼時の騒音を低下させるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、液体燃料燃焼装置としては、特許文献１、２等に示されるように、オイル等の液体燃料を燃焼用気体と一緒にして燃料噴霧ノズルの先端から噴霧させて燃焼させるようにしたものが用いられている。

ここで、このような液体燃料燃焼装置において、オイル等の液体燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させる場合、燃焼用酸素と混合させて燃焼させる場合に比べて、熱効率が低いという問題があった。

また、従来においては、特許文献１に示されるように、液体燃料のオイルを噴出させるオイルノズルの外周に第２空気ノズルと第１空気ノズルとを設け、これらの外周側から高温の予熱燃焼用空気を供給してオイルを燃焼させるにあたり、第１空気ノズルを進退させて、オイルノズルと第２空気ノズルとの間に冷却空気を通す冷却空気通路を形成できるようにし、第２空気ノズル内に少量の低温空気を供給して、オイルノズルが高温化するのを防止し、また第２空気ノズルの先端部が第１空気ノズルの先端部より前になるようにして、第１空気ノズルの先端部内面にオイルが付着するのを防止し、高温の予熱燃焼用空気を用いて重質オイルを燃焼できるようにしたものが示されている。

しかし、この特許文献１に示されるものにおいては、前記のように高温の予熱燃焼用空気を用いて重質オイルを燃焼できるが、酸素で燃焼させるときのように液体燃料の熱効率を高めることはできなかった。

また、特許文献２に示されるものにおいては、液体燃料の熱効率を高めるため、酸素を供給する酸素供給口を、液体燃料に圧力をかけて噴霧させる液体燃料供給ノズルの先端近傍の外周に設け、液体燃料供給ノズルの先端から噴霧された液体燃料と前記の酸素供給口から供給された酸素とを混合させて、液体燃料を燃焼させるようにしたものが提案されている。

ここで、特許文献２に示されるように、液体燃料供給ノズルから液体燃料に圧力をかけて噴霧させ、その外周に設けた酸素供給口から供給させた酸素とすぐに混合させて液体燃料を燃焼させるようにすると、液体燃料の熱効率を高めて、省エネルギー化を図ることができるが、このように液体燃料供給ノズルから噴霧された液体燃料を酸素とすぐに混合させて燃焼させた場合、燃焼時における騒音が大きくなるという問題があった。

特公昭６３−３２０６号公報特開昭５４−２４３２３号公報

本発明は、液体燃料供給ノズルの先端から噴出されるオイル等の液体燃料を、その周囲から噴出される燃焼用気体と混合させて燃焼させる液体燃料燃焼装置における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

特に、液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を、その周囲から噴出される燃焼用気体と混合させて燃焼させるにあたり、液体燃料と混合させて燃焼させる燃焼用気体に酸素を供給させて熱効率を高め、省エネルギー化を図ると共に、燃焼用気体に酸素を供給させて液体燃料を燃焼させる場合に生じる燃焼時の騒音を低下させることを課題とするものである。

本発明における液体燃料燃焼装置においては、前記のような課題を解決するため、液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を、その周囲から噴出される燃焼用気体と混合させて燃焼させる液体燃料燃焼装置において、前記の液体燃料供給ノズルの外周側に、この液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させる第１燃焼用気体を供給する噴霧用気体供給ノズルを設けると共に、この噴霧用気体供給ノズルの外周側に一次燃焼用気体供給ノズルを設け、前記の噴霧用気体供給ノズルから供給された第１燃焼用気体により霧状に噴霧された液体燃料に対して、前記の一次燃焼用気体供給ノズルから第２燃焼用気体を噴出させて、前記の液体燃料を一次燃焼させるにあたり、前記の噴霧用気体供給ノズルに対して酸素を供給する酸素供給パイプと空気を供給する空気供給パイプとを設けて、前記の酸素供給パイプと空気供給パイプとの少なくとも一方から噴霧用気体供給ノズルに第１燃焼用気体を供給させると共に、一次燃焼用気体供給ノズルに対して酸素を供給する酸素供給パイプと空気を供給する空気供給パイプとを設けて、前記の酸素供給パイプと空気供給パイプとの少なくとも一方から一次燃焼用気体供給ノズルに第２燃焼用気体を供給させるようにし、前記の噴霧用気体供給ノズルと一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に酸素を導入させるようにすると共に、前記の一次燃焼用気体供給ノズルから離れた外周側の位置に酸素供給ノズルを設け、この酸素供給ノズルから前記の一次燃焼されている液体燃料に酸素を噴出させて液体燃料を二次燃焼させるようにし、前記の液体燃料供給ノズルに供給する液体燃料の量を調整する燃料調整バルブを設けると共に、前記の第１燃焼用気体を供給する噴霧用気体供給ノズルと、前記の第２燃焼用気体を供給する一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に調整バルブを設け、この調整バルブにより前記の第１燃焼用気体及び／又は第２燃焼用気体における空気と酸素との比率を調整するようにした。

そして、本発明に係る液体燃料燃焼装置においては、前記のように液体燃料供給ノズルの先端から液体燃料を噴出させ、このように液体燃料供給ノズルから噴出された液体燃料を、この液体燃料供給ノズルの外周側に設けた噴霧用気体供給ノズルから噴出させた第１燃焼用気体によって霧状にして噴霧させ、この霧状に噴霧された液体燃料に対して、噴霧用気体供給ノズルの外周側に設けた第２燃焼用気体供給ノズルから燃焼用気体を噴出させて液体燃料を一次燃焼させるにあたり、前記の噴霧用気体供給ノズルに供給する第１燃焼用気体と一次燃焼用気体供給ノズルに供給する第２燃焼用気体とに空気及び／又は酸素を用いて、前記の噴霧用気体供給ノズルと一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に酸素を導入させるようにして一次燃焼させ、さらに前記の一次燃焼用気体供給ノズルから離れた外周側の位置に設けた酸素供給ノズルから酸素を噴出させて、一次燃焼された液体燃料を二次燃焼させるようにしている。

このように、液体燃料供給ノズルから噴出された液体燃料を、噴霧用気体供給ノズルから噴出させた第１燃焼用気体によって霧状にして噴霧させ、このように霧状に噴霧された液体燃料に一次燃焼用気体供給ノズルから第２燃焼用気体を噴出させて、液体燃料を一次燃焼させるにあたり、噴霧用気体供給ノズルに供給する第１燃焼用気体と一次燃焼用気体供給ノズルに供給する第２燃焼用気体とに空気及び／又は酸素を用いて、前記の噴霧用気体供給ノズルと一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に酸素を導入させて液体燃料を一次燃焼させ、さらに一次燃焼用気体供給ノズルから離れた外周側の位置に設けた酸素供給ノズルから酸素を噴出させて、一次燃焼された液体燃料を二次燃焼させるようにすると、酸素が混合された第１燃焼用気体及び／又は第２燃焼用気体によって液体燃料が効率よく一次燃焼されると共に、酸素供給ノズルから噴出させた酸素によって一次燃焼された液体燃料が広い範囲で効率よく二次燃焼されるようになり、液体燃料の熱効率を高めて省エネルギー化できる。また、前記の第１燃焼用気体と第２燃焼用気体とに空気及び／又は酸素を用いて、液体燃料の噴霧及び／又は一次燃焼において、酸素と空気を混合させるようにすると、酸素だけで噴霧や一次燃焼させる場合に比べて、燃焼時における騒音も小さくなる。

また、本発明に係る液体燃料燃焼装置においては、前記のように液体燃料供給ノズルに供給する液体燃料の量を調整する燃料調整バルブを設けると共に、前記の第１燃焼用気体を供給する噴霧用気体供給ノズルと、前記の第２燃焼用気体を供給する一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に、前記の第１燃焼用気体及び／又は第２燃焼用気体における空気と酸素との比率を調整する調整バルブを設けるようにした。

このようにすると、液体燃料供給ノズルに供給する液体燃料の量や燃焼条件等に対応させて、噴霧用気体供給ノズルや一次燃焼用気体供給ノズルから噴出させる燃焼用気体に酸素を導入させるタイミングや導入させる酸素の量を適切に制御して、噴霧された液体燃料を導入された酸素によって適切な状態で一次燃焼させることができると共に、酸素供給ノズルから噴出させる酸素の量を制御して、一次燃焼された液体燃料を二次燃焼させる状態を適切に制御できるようになり、液体燃料の熱効率を高めてさらに省エネルギー化できるようになる。

本発明における液体燃料燃焼装置においては、前記のように液体燃料供給ノズルから噴出された液体燃料を、噴霧用気体供給ノズルから噴出させた第１燃焼用気体により霧状にして噴霧させ、このように霧状に噴霧された液体燃料に対して一次燃焼用気体供給ノズルから第２燃焼用気体を噴出させて液体燃料を一次燃焼させるにあたり、噴霧用気体供給ノズルに供給する第１燃焼用気体と一次燃焼用気体供給ノズルに供給する第２燃焼用気体とに空気及び／又は酸素を用いて、噴霧用気体供給ノズルと一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に酸素を導入させるようにして液体燃料を一次燃焼させ、さらに一次燃焼用気体供給ノズルから離れた外周側の位置に設けた酸素供給ノズルから酸素を噴出させて、一次燃焼された液体燃料を二次燃焼させるようにしたため、酸素が混合された第１燃焼用気体及び／又は第２燃焼用気体によって液体燃料が効率よく一次燃焼されると共に、酸素供給ノズルから噴出させた酸素によって一次燃焼された液体燃料が広い範囲で効率よく二次燃焼されるようになり、液体燃料の熱効率を高めて省エネルギー化できる。また、前記の第１燃焼用気体と第２燃焼用気体とに空気及び／又は酸素を用いて、液体燃料の噴霧及び／又は一次燃焼において、酸素と空気を混合させるようにすると、酸素だけで噴霧や一次燃焼させる場合に比べて、燃焼時における騒音も小さくできるようになる。

この結果、本発明における液体燃料燃焼装置においては、液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を、その周囲から噴出される燃焼用気体と混合させて燃焼させるにあたり、液体燃料と、酸素が混合された第１燃焼用気体及び／又は第２燃焼用気体によって一次燃焼させた後、酸素供給ノズルから噴出させた酸素によって一次燃焼された液体燃料を広い範囲で効率よく二次燃焼させるようにして、液体燃料の熱効率を高め、省エネルギー化を図ることができる。また、前記の第１燃焼用気体と第２燃焼用気体とに空気及び／又は酸素を用いて、液体燃料の噴霧及び／又は一次燃焼において、酸素と空気を混合させるようにすると、酸素だけで噴霧や一次燃焼させる場合に比べて、燃焼時における騒音を低下させることができるようになった。

本発明の一実施形態において使用する液体燃料燃焼装置の概略断面説明図である。前記の実施形態に使用する液体燃料燃焼装置において、液体燃料供給ノズルに適当量の液体燃料を供給して噴出させ、噴霧用気体供給ノズルから空気と酸素とを適当な割合に混合させた第１燃焼用気体を噴出させて前記の液体燃料を噴霧させると共に、一次燃焼用気体供給ノズルから空気と酸素とを適当な割合に混合させた第２燃焼用気体を噴出させて前記の液体燃料を一次燃焼させ、さらに一次燃焼用気体供給ノズルから離れた外周側に設けた酸素供給ノズルから適当量の酸素を噴出させて前記のオイルを二次燃焼させる状態を示した概略断面説明図である。前記の実施形態に使用する液体燃料燃焼装置において、前記の噴霧用気体供給ノズルから第１燃焼用気体として適当量の空気だけを噴出させて前記の液体燃料を噴霧させる一方、一次燃焼用気体供給ノズルから第２燃焼用気体として適当量の酸素だけを噴出させて液体燃料を一次燃焼させ、その後、酸素供給ノズルから適当量の酸素を噴出させて前記の液体燃料を二次燃焼させる状態を示した概略断面説明図である。前記の実施形態に使用する液体燃料燃焼装置において、前記の噴霧用気体供給ノズルから第１燃焼用気体として適当量の酸素だけを噴出させて前記の液体燃料を噴霧させる一方、一次燃焼用気体供給ノズルから第２燃焼用気体として適当量の空気だけを噴出させて液体燃料を一次燃焼させ、その後、酸素供給ノズルから適当量の酸素を噴出させて前記の液体燃料を二次燃焼させる状態を示した概略断面説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る液体燃料燃焼装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る液体燃料燃焼装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

この実施形態においては、図１に示すように、炉１の炉壁１ａに設けた液体燃料燃焼装置１０の中心部に、オイル等の液体燃料を炉１内に向けて噴出させる液体燃料供給ノズル１１を設けると共に、この液体燃料供給ノズル１１に液体燃料を導く燃料供給管１１ｂに燃料調整バルブ１１ａを設け、この燃料調整バルブ１１ａによって液体燃料供給ノズル１１に供給する液体燃料の量を調整するようにしている。

また、この液体燃料供給ノズル１１の外周側に噴霧用気体供給ノズル１２を設け、この噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、前記の液体燃料供給ノズル１１の先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させるようにしている。

ここで、この噴霧用気体供給ノズル１２に第１燃焼用気体を供給するにあたっては、噴霧用気体供給ノズル１２に対して第１燃焼用気体を導く第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂに、酸素を供給する酸素供給パイプ１２ｂ１と空気を供給する空気供給パイプ１２ｂ２とを接続させ、前記の酸素供給パイプ１２ｂ１に供給する酸素の量を調整する酸素調整バルブ１２ａ１を設けると共に、前記の空気供給パイプ１２ｂ２に供給する空気の量を調整する空気調整バルブ１２ａ２を設けている。

また、前記の噴霧用気体供給ノズル１２の外周側に一次燃焼用気体供給ノズル１３を設け、この一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から前記のように霧状にして噴霧された液体燃料に対して第２燃焼用気体を噴出させて、前記の液体燃料を一次燃焼させるようにしている。

ここで、この一次燃焼用気体供給ノズル１３に第２燃焼用気体を供給するにあたっては、一次燃焼用気体供給ノズル１３に対して第２燃焼用気体を導く第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂに、酸素を供給する酸素供給パイプ１３ｂ１と空気を供給する空気供給パイプ１３ｂ２とを接続させ、前記の酸素供給パイプ１３ｂ１に供給する酸素の量を調整する酸素調整バルブ１３ａ１を設けると共に、前記の空気供給パイプ１３ｂ２に供給する空気の量を調整する空気調整バルブ１３ａ２を設けている。

そして、前記の一次燃焼用気体供給ノズル１３から離れた外周側の炉壁１ａの位置に複数の酸素供給ノズル１４を設け、各酸素供給ノズル１４の先端から前記のように一次燃焼されている液体燃料に対して酸素を噴出させて、液体燃料を二次燃焼させるようにしている。

ここで、前記の各酸素供給ノズル１４に酸素を供給するにあたっては、各酸素供給ノズル１４に対してそれぞれ酸素を導く酸素供給パイプ１４ｂを設け、各酸素供給パイプ１４ｂにそれぞれ酸素供給ノズル１４に供給する酸素の量を調整する酸素調整バルブ１４ａを設けている。

次に、前記の液体燃料燃焼装置１０において、オイル等の液体燃料を前記の液体燃料供給ノズル１１の先端から炉１内に向けて噴出させて燃焼させる例について説明する。なお、図中の各バルブは、開の場合を白抜きで、閉の場合を黒塗りで示した。

ここで、図２に示す第１の例においては、前記の燃料調整バルブ１１ａによって燃料供給管１１ｂを通して液体燃料供給ノズル１１に供給する液体燃料の量を調整し、この液体燃料供給ノズル１１の先端から液体燃料を炉１内に向けて噴出させると共に、前記の噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料供給ノズル１１の先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させるようにしている。

そして、このように噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料供給ノズル１１の先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させるにあたり、第１の例においては、噴霧用気体供給ノズル１２に第１燃焼用気体を導く第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂに接続された、酸素を供給する酸素供給パイプ１２ｂ１に設けた酸素調整バルブ１２ａ１と、空気を供給する空気供給パイプ１２ｂ２に設けた空気調整バルブ１２ａ２とをそれぞれ所定量開けて、酸素と空気とが所定割合になった第１燃焼用気体を、前記の第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂから噴霧用気体供給ノズル１２に供給し、この第１燃焼用気体を噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料を噴霧させるようにしている。

また、前記の噴霧用気体供給ノズル１２の外周側に設けた一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から第２燃焼用気体を、前記のように霧状に噴霧された液体燃料に向けて噴出させて、前記の液体燃料を一次燃焼させるようにしている。

ここで、このように一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から第２燃焼用気体を霧状に噴霧された液体燃料に向けて噴出させて、液体燃料を一次燃焼させるにあたり、第１の例においては、一次燃焼用気体供給ノズル１３に第２燃焼用気体を導く第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂに接続された、酸素を供給する酸素供給パイプ１３ｂ１に設けた酸素調整バルブ１３ａ１と、空気を供給する空気供給パイプ１３ｂ２に設けた空気調整バルブ１３ａ２とをそれぞれ所定量開けて、酸素と空気とが所定割合になった第２燃焼用気体を、前記の第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂから一次燃焼用気体供給ノズル１３に供給し、この第２焼用気体を一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から霧状に噴霧された液体燃料に向けて噴出させて、液体燃料を一次燃焼されるようにしている。なお、このように噴霧用気体供給ノズル１２の先端から噴出させる第１燃焼用気体と一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から噴出させる第２燃焼用気体とに、空気に酸素を混合させた燃焼用気体を用いると、このように混合された酸素によって霧状に噴霧された液体燃料が効率よく一次燃焼されるようになる。

次いで、前記のように液体燃料供給ノズル１１の先端から炉１内に向けて噴出させて一次燃焼させた液体燃料に対し、前記のように一次燃焼用気体供給ノズル１３から離れた外周側の炉壁１ａの位置に設けた各酸素供給ノズル１４の先端から酸素を噴出させて、一次燃焼された液体燃料をさらに二次燃焼させるようにしている。なお、このように各酸素供給ノズル１４の先端から酸素を噴出させて、一次燃焼された液体燃料をさらに二次燃焼させるにあたっては、各酸素供給ノズル１４に酸素を導く各酸素供給パイプ１４ｂに設けられた酸素調整バルブ１４ａにより、各酸素供給パイプ１４ｂを通して各酸素供給ノズル１４の先端から噴出させる酸素の量を調整して、液体燃料供給ノズル１１から噴出された液体燃料が適切に二次燃焼されるようにしている。

ここで、前記のように液体燃料供給ノズル１１の先端から炉１内に向けて噴出させた液体燃料に対し、噴霧用気体供給ノズル１２や一次燃焼用気体供給ノズル１３から酸素と空気とが所定割合になった燃焼用気体を噴出させて、前記の液体燃料を一次燃焼させると、液体燃料が効率よく一次燃焼されるようになる。その後、前記のように各酸素供給ノズル１４の先端から適当量の酸素を噴出させて、効率よく一次燃焼された液体燃料をさらに二次燃焼させるようにすると、一次燃焼された液体燃料を広い範囲で効率よく二次燃焼させて、液体燃料の熱効率をさらに高め、省エネルギー化を図ることができると共に、燃焼用気体に多くの酸素をまとめて供給させて液体燃料を燃焼させる場合に比べて、燃焼時に発生する騒音を低下させることができるようになる。

また、図３に示す第２の例においても、前記の第１の例と同様に、前記の燃料調整バルブ１１ａによって燃料供給管１１ｂを通して液体燃料供給ノズル１１に供給する液体燃料の量を調整し、この液体燃料供給ノズル１１の先端から液体燃料を炉１内に向けて噴出させると共に、前記の噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料供給ノズル１１の先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させるようにしている。

ここで、このように噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料供給ノズル１１の先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させるにあたり、第２の例においては、噴霧用気体供給ノズル１２に第１燃焼用気体を導く第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂに接続された、酸素を供給する酸素供給パイプ１２ｂ１に設けた酸素調整バルブ１２ａ１を閉じる一方、空気を供給する空気供給パイプ１２ｂ２に設けた空気調整バルブ１２ａ２を所定量開けて、所定量の空気からなる第１燃焼用気体を、前記の第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂから噴霧用気体供給ノズル１２に供給し、この第１燃焼用気体を噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料を噴霧させるようにしている。

また、前記の噴霧用気体供給ノズル１２の外周側に設けた一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から第２燃焼用気体を、前記のように霧状に噴霧された液体燃料に向けて噴出させて、前記の液体燃料を一次燃焼させるにあたり、第２の例においては、一次燃焼用気体供給ノズル１３に第２燃焼用気体を導く第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂに接続された、酸素を供給する酸素供給パイプ１３ｂ１に設けた酸素調整バルブ１３ａ１を所定量開ける一方、空気を供給する空気供給パイプ１３ｂ２に設けた空気調整バルブ１３ａ２を閉じて、所定量の酸素からなる第１燃焼用気体を、前記の第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂから一次燃焼用気体供給ノズル１３に供給し、この第２焼用気体を一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から霧状に噴霧された液体燃料に向けて噴出させて、液体燃料を一次燃焼されるようにしている。

ここで、このように噴霧用気体供給ノズル１２の先端から所定量の空気からなる第１燃焼用気体を噴出させる一方、一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から所定量の酸素からなる第２燃焼用気体を噴出させるようにした場合においても、前記の第１の例の場合と同様に、空気の他に適当量の酸素が混合されて、霧状に噴霧された液体燃料が効率よく一次燃焼されるようになる。

その後は、前記の第１の例の場合と同様に、前記のように一次燃焼させた液体燃料に対して、前記の各酸素供給ノズル１４の先端から酸素を噴出させ、一次燃焼された液体燃料をさらに二次燃焼させるようにしている。

このようにすると、前記の第１の例の場合と同様に、効率よく一次燃焼された液体燃料をさらに広い範囲で効率よく二次燃焼させて熱効率をさらに高めて、省エネルギー化を図ることができると共に、燃焼用気体に酸素を供給させて液体燃料を燃焼させる場合に生じる燃焼時の騒音を低下させることができるようになる。

また、図４に示す第３の例においても、前記の第１及び第２の例と同様に、前記の燃料調整バルブ１１ａによって燃料供給管１１ｂを通して液体燃料供給ノズル１１に供給する液体燃料の量を調整し、この液体燃料供給ノズル１１の先端から液体燃料を炉１内に向けて噴出させると共に、前記の噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料供給ノズル１１の先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させるようにしている。

ここで、このように噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料供給ノズル１１の先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させるにあたり、第３の例においては、噴霧用気体供給ノズル１２に第１燃焼用気体を導く第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂに接続された、酸素を供給する酸素供給パイプ１２ｂ１に設けた酸素調整バルブ１２ａ１を所定量開ける一方、空気を供給する空気供給パイプ１２ｂ２に設けた空気調整バルブ１２ａ２を閉じて、所定量の酸素からなる第１燃焼用気体を、前記の第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂから噴霧用気体供給ノズル１２に供給し、この第１燃焼用気体を噴霧用気体供給ノズル１２の先端から第１燃焼用気体を噴出させて、液体燃料を噴霧させるようにしている。

また、前記の噴霧用気体供給ノズル１２の外周側に設けた一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から第２燃焼用気体を、前記のように霧状に噴霧された液体燃料に向けて噴出させて、前記の液体燃料を一次燃焼させるにあたり、第３の例においては、一次燃焼用気体供給ノズル１３に第２燃焼用気体を導く第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂに接続された、酸素を供給する酸素供給パイプ１３ｂ１に設けた酸素調整バルブ１３ａ１を閉じる一方、空気を供給する空気供給パイプ１３ｂ２に設けた空気調整バルブ１３ａ２を所定量開けて、所定量の空気からなる第２燃焼用気体を、前記の第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂから一次燃焼用気体供給ノズル１３に供給し、この第１燃焼用気体を一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から霧状に噴霧された液体燃料に向けて噴出させて、液体燃料を一次燃焼されるようにしている。

ここで、このように噴霧用気体供給ノズル１２の先端から所定量の酸素からなる第１燃焼用気体を噴出させる一方、一次燃焼用気体供給ノズル１３の先端から所定量の空気からなる第２燃焼用気体を噴出させるようにした場合においても、前記の第１及び第２の例の場合と同様に、空気の他に適当量の酸素が混合されて、霧状に噴霧された液体燃料が効率よく一次燃焼されるようになる。

その後は、前記の第１及び第２の例の場合と同様に、前記のように一次燃焼させた液体燃料に対して、前記の各酸素供給ノズル１４の先端から酸素を噴出させ、一次燃焼された液体燃料をさらに二次燃焼させるようにしている。

このようにすると、前記の第１及び第２の例の場合と同様に、効率よく一次燃焼された液体燃料をさらに広い範囲で効率よく二次燃焼させて熱効率をさらに高めて、省エネルギー化を図ることができると共に、燃焼用気体に酸素を供給させて液体燃料を燃焼させる場合に生じる燃焼時の騒音を低下させることができるようになる。

ここで、この実施形態における液体燃料燃焼装置１０においては、液体燃料供給ノズル１１の外周側に設ける噴霧用気体供給ノズル１２に第１燃焼用気体を導く第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂに対して、酸素を供給する酸素供給パイプ１２ｂ１と空気を供給する空気供給パイプ１２ｂ２とを接続させると共に、この噴霧用気体供給ノズル１２の外周側に設ける一次燃焼用気体供給ノズル１３に第２燃焼用気体を導く第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂに対して、酸素を供給する酸素供給パイプ１３ｂ１と空気を供給する空気供給パイプ１３ｂ２とを接続させるようにしているが、前記の第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂと第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂとの両方に、酸素を供給する酸素供給パイプ１２ｂ１、１３ｂ１と、空気を供給する空気供給パイプ１２ｂ２、１３ｂ２とを接続させる必要はない。

図示していないが、例えば、噴霧用気体供給ノズル１２に第１燃焼用気体を導く第１燃焼用気体供給パイプ１２ｂに対して、酸素を供給する酸素供給パイプ１２ｂ１だけを接続させる一方、一次燃焼用気体供給ノズル１３に第２燃焼用気体を導く第２燃焼用気体供給パイプ１３ｂに対して、空気を供給する空気供給パイプ１３ｂ２だけを接続させるようにすることや、またその場合と逆のパイプだけを接続させるようにすることも可能である。

１：炉
１ａ：炉壁
１０：液体燃料燃焼装置
１１：液体燃料供給ノズル
１１ａ：燃料調整バルブ
１１ｂ：燃料供給管
１２：噴霧用気体供給ノズル
１２ａ１：酸素調整バルブ
１２ａ２：空気調整バルブ
１２ｂ：第１燃焼用気体供給パイプ
１２ｂ１：酸素供給パイプ
１２ｂ２：空気供給パイプ
１３：一次燃焼用気体供給ノズル
１３ａ１：酸素調整バルブ
１３ａ２：空気調整バルブ
１３ｂ：第２燃焼用気体供給パイプ
１３ｂ１：酸素供給パイプ
１３ｂ２：空気供給パイプ
１４：酸素供給ノズル
１４ａ：酸素調整バルブ
１４ｂ：酸素供給パイプ

Claims

液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を、その周囲から噴出される燃焼用気体と混合させて燃焼させる液体燃料燃焼装置において、前記の液体燃料供給ノズルの外周側に、この液体燃料供給ノズルの先端から噴出される液体燃料を霧状にして噴霧させる第１燃焼用気体を供給する噴霧用気体供給ノズルを設けると共に、この噴霧用気体供給ノズルの外周側に一次燃焼用気体供給ノズルを設け、前記の噴霧用気体供給ノズルから供給された第１燃焼用気体により霧状に噴霧された液体燃料に対して、前記の一次燃焼用気体供給ノズルから第２燃焼用気体を噴出させて、前記の液体燃料を一次燃焼させるにあたり、前記の噴霧用気体供給ノズルに対して酸素を供給する酸素供給パイプと空気を供給する空気供給パイプとを設けて、前記の酸素供給パイプと空気供給パイプとの少なくとも一方から噴霧用気体供給ノズルに第１燃焼用気体を供給させると共に、一次燃焼用気体供給ノズルに対して酸素を供給する酸素供給パイプと空気を供給する空気供給パイプとを設けて、前記の酸素供給パイプと空気供給パイプとの少なくとも一方から一次燃焼用気体供給ノズルに第２燃焼用気体を供給させるようにし、前記の噴霧用気体供給ノズルと一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に酸素を導入させるようにすると共に、前記の一次燃焼用気体供給ノズルから離れた外周側の位置に酸素供給ノズルを設け、この酸素供給ノズルから前記の一次燃焼されている液体燃料に酸素を噴出させて液体燃料を二次燃焼させるようにし、前記の液体燃料供給ノズルに供給する液体燃料の量を調整する燃料調整バルブを設けると共に、前記の第１燃焼用気体を供給する噴霧用気体供給ノズルと、前記の第２燃焼用気体を供給する一次燃焼用気体供給ノズルとの少なくとも一方に調整バルブを設け、この調整バルブにより前記の第１燃焼用気体及び／又は第２燃焼用気体における空気と酸素との比率を調整することを特徴とする液体燃料燃焼装置。