JPH08296811A - 排気循環燃焼装置 - Google Patents
排気循環燃焼装置Info
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- JPH08296811A JPH08296811A JP7135577A JP13557795A JPH08296811A JP H08296811 A JPH08296811 A JP H08296811A JP 7135577 A JP7135577 A JP 7135577A JP 13557795 A JP13557795 A JP 13557795A JP H08296811 A JPH08296811 A JP H08296811A
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- oxygen
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- Air Supply (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 燃料は燃料供給部１を通って、酸素は酸素供
給部５を通って混合器８に入り、燃料が燃焼して出来た
気体（炭酸ガス・水蒸気等から成る）は排気部１２か
ら、水蒸気が凝縮して出来る水は排水部１５から外に出
る。又、排気部１２から捨てるのと同じ組成の気体を戻
し量調節器１１を通して前記混合器８に戻す。ここで燃
料・酸素・戻し気体から成る未燃焼混合気体ができる。
この未燃焼混合気体は燃焼器９に導かれ、ここで燃焼す
る。排気循環燃焼装置の全経路は気密になっている。 【効果】 この排気循環燃焼装置では装置内に窒素が存
在しないので、窒素酸化物は原理的に全く発生しない。
窒素を取り込んで暖めて捨てる必要が無いので、熱利用
率は必然的に高くなる。燃料としては、気体・液体・固
体の全てのものが使える。尚、この燃焼装置は外部の圧
力に無関係に使用が可能である。
給部５を通って混合器８に入り、燃料が燃焼して出来た
気体（炭酸ガス・水蒸気等から成る）は排気部１２か
ら、水蒸気が凝縮して出来る水は排水部１５から外に出
る。又、排気部１２から捨てるのと同じ組成の気体を戻
し量調節器１１を通して前記混合器８に戻す。ここで燃
料・酸素・戻し気体から成る未燃焼混合気体ができる。
この未燃焼混合気体は燃焼器９に導かれ、ここで燃焼す
る。排気循環燃焼装置の全経路は気密になっている。 【効果】 この排気循環燃焼装置では装置内に窒素が存
在しないので、窒素酸化物は原理的に全く発生しない。
窒素を取り込んで暖めて捨てる必要が無いので、熱利用
率は必然的に高くなる。燃料としては、気体・液体・固
体の全てのものが使える。尚、この燃焼装置は外部の圧
力に無関係に使用が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は燃焼装置に関するもの
である。
である。
【０００２】
【従来の技術】今までの燃焼装置は、燃焼に必要な酸素
は専ら空気中酸素を利用していた。これは、普通の燃焼
には酸素だけでなく希釈剤も必要であり、空気を使うと
この酸素と希釈剤としての窒素が同時に利用できて都合
がよい事と、空気が非常に手軽に利用できるからであ
る。しかしこの燃焼では窒素酸化物が発生する事も又不
可避であった。燃焼温度を下げて窒素酸化物の発生を抑
えたり、出来た窒素酸化物を触媒等で除去してきたが十
分な効果は上がらなかった。
は専ら空気中酸素を利用していた。これは、普通の燃焼
には酸素だけでなく希釈剤も必要であり、空気を使うと
この酸素と希釈剤としての窒素が同時に利用できて都合
がよい事と、空気が非常に手軽に利用できるからであ
る。しかしこの燃焼では窒素酸化物が発生する事も又不
可避であった。燃焼温度を下げて窒素酸化物の発生を抑
えたり、出来た窒素酸化物を触媒等で除去してきたが十
分な効果は上がらなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この様な方法で窒素酸
化物の排出を抑えるのでなく、窒素酸化物が発生するは
ずがない燃焼方法を考えた。この燃焼は燃料と酸素と、
燃焼の結果発生する炭酸ガスや水蒸気の混合気体の燃焼
である。この炭酸ガスや水蒸気を希釈剤として循環使用
し、窒素は燃焼に介在していない。この燃焼では燃料中
に窒素が含まれていない限り、燃焼装置内に窒素は皆無
であるので、窒素酸化物が出来る事はない。
化物の排出を抑えるのでなく、窒素酸化物が発生するは
ずがない燃焼方法を考えた。この燃焼は燃料と酸素と、
燃焼の結果発生する炭酸ガスや水蒸気の混合気体の燃焼
である。この炭酸ガスや水蒸気を希釈剤として循環使用
し、窒素は燃焼に介在していない。この燃焼では燃料中
に窒素が含まれていない限り、燃焼装置内に窒素は皆無
であるので、窒素酸化物が出来る事はない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】図１はこの排気循環燃焼
装置の構成を示す図である。燃料は燃料供給部１を通っ
て、酸素は酸素供給部５を通って混合器８に入り、燃焼
器９で燃焼する。燃焼の結果出来た気体（炭酸ガス・水
蒸気等から成る）は分岐点に達し、気体は排気部１２か
ら、水（水蒸気が凝縮したもの）は排水部１５から外に
出る。燃焼器９から出て来る気体は、燃料が燃えて新し
く出来た気体だけでなく、燃焼装置を循環してきた旧い
気体も含まれている。燃焼器９から出て来るこの気体を
既燃焼気体と呼ぼう。又、分岐点での既燃焼気体を分岐
点気体と呼ぼう。これの組成は排出気体（排気）、戻し
気体の組成と同じである。
装置の構成を示す図である。燃料は燃料供給部１を通っ
て、酸素は酸素供給部５を通って混合器８に入り、燃焼
器９で燃焼する。燃焼の結果出来た気体（炭酸ガス・水
蒸気等から成る）は分岐点に達し、気体は排気部１２か
ら、水（水蒸気が凝縮したもの）は排水部１５から外に
出る。燃焼器９から出て来る気体は、燃料が燃えて新し
く出来た気体だけでなく、燃焼装置を循環してきた旧い
気体も含まれている。燃焼器９から出て来るこの気体を
既燃焼気体と呼ぼう。又、分岐点での既燃焼気体を分岐
点気体と呼ぼう。これの組成は排出気体（排気）、戻し
気体の組成と同じである。
【０００５】混合器８には燃料・酸素の他、戻し量調節
器１１によって排出気体と同じ組成の戻し気体も送られ
て来る。この混合器８で燃料・酸素・戻し気体から成る
未燃焼混合気体ができる。この未燃焼混合気体は燃焼器
９に導かれ、ここで燃焼する。発生した熱を熱交換器１
０で利用して既燃焼気体の温度は下がり、分岐点に達
し、外に出、又、循環するのである。戻し量調節器１１
は、気体の移送量可変のブロワー装置である。排気循環
燃焼装置の全経路は気密になっている。運転前に排気循
環燃焼装置内に炭酸ガス等の不活性気体を封入しておけ
ば、運転開始と同時に無窒素状態の燃焼となる。たとい
運転前は燃焼装置内に空気が入っていても、運転開始
後、燃焼装置内空気中の窒素は徐々に排出して（新しい
窒素が入ってくる事はない）、ある程度経つと無窒素状
態での燃焼となる。概して言うと、燃料・酸素の供給量
に対して燃焼装置の体積が小さい程、窒素は早く無くな
る。燃焼装置内残存窒素量を運転開始からの経過時間に
対して示すと図２の様になる。
器１１によって排出気体と同じ組成の戻し気体も送られ
て来る。この混合器８で燃料・酸素・戻し気体から成る
未燃焼混合気体ができる。この未燃焼混合気体は燃焼器
９に導かれ、ここで燃焼する。発生した熱を熱交換器１
０で利用して既燃焼気体の温度は下がり、分岐点に達
し、外に出、又、循環するのである。戻し量調節器１１
は、気体の移送量可変のブロワー装置である。排気循環
燃焼装置の全経路は気密になっている。運転前に排気循
環燃焼装置内に炭酸ガス等の不活性気体を封入しておけ
ば、運転開始と同時に無窒素状態の燃焼となる。たとい
運転前は燃焼装置内に空気が入っていても、運転開始
後、燃焼装置内空気中の窒素は徐々に排出して（新しい
窒素が入ってくる事はない）、ある程度経つと無窒素状
態での燃焼となる。概して言うと、燃料・酸素の供給量
に対して燃焼装置の体積が小さい程、窒素は早く無くな
る。燃焼装置内残存窒素量を運転開始からの経過時間に
対して示すと図２の様になる。
【０００６】
【作用】図３に排気循環燃焼装置の物質収支と熱収支の
モデルを表す図を示す。無窒素燃焼に到達した時の物質
収支と熱収支を考察する。先ず、この燃焼装置内の物質
収支を考える。燃料として炭化水素ＣｍＨｎ（ｍ、ｎは
正整数）を例に取る（酸素Ｏを含んでいる燃料の場合で
も、少し複雑になるが同様に行える）。これの供給量を
基準量１ｍｏｌ／ｓに採る（以下流量を表すｍｏｌ／ｓ
は省略する）。必要酸素量は燃料によって異なる。ここ
では必要最小限の酸素量で完全燃焼すると仮定する。す
ると、酸素供給量は（ｍ＋ｎ／４）となる。これが燃焼
して炭酸ガスＣＯ２と水蒸気Ｈ２Ｏの混合気体が出来
る。成分割合は燃料中の水素Ｈ２と炭素Ｃの割合によ
る。今の場合、ＣＯ２がｍ、Ｈ２Ｏがｎ／２である。発
生した熱を熱交換器１０で利用すると、この気体の温度
が下がり、分岐点に達する。この分岐点から、一方は排
気部１２・排水部１５となり、もう一方は戻し量調節器
１１を経て混合器８に続いている。簡単化のため、排出
気体・排出水温度は分岐点気体の温度に等しく、又戻し
量調節器１１・混合器８を経て燃焼器９に至る戻し気体
乃至未燃焼混合気体の温度も分岐点気体の温度に等しい
とする。この値をｔｂ℃とする。
モデルを表す図を示す。無窒素燃焼に到達した時の物質
収支と熱収支を考察する。先ず、この燃焼装置内の物質
収支を考える。燃料として炭化水素ＣｍＨｎ（ｍ、ｎは
正整数）を例に取る（酸素Ｏを含んでいる燃料の場合で
も、少し複雑になるが同様に行える）。これの供給量を
基準量１ｍｏｌ／ｓに採る（以下流量を表すｍｏｌ／ｓ
は省略する）。必要酸素量は燃料によって異なる。ここ
では必要最小限の酸素量で完全燃焼すると仮定する。す
ると、酸素供給量は（ｍ＋ｎ／４）となる。これが燃焼
して炭酸ガスＣＯ２と水蒸気Ｈ２Ｏの混合気体が出来
る。成分割合は燃料中の水素Ｈ２と炭素Ｃの割合によ
る。今の場合、ＣＯ２がｍ、Ｈ２Ｏがｎ／２である。発
生した熱を熱交換器１０で利用すると、この気体の温度
が下がり、分岐点に達する。この分岐点から、一方は排
気部１２・排水部１５となり、もう一方は戻し量調節器
１１を経て混合器８に続いている。簡単化のため、排出
気体・排出水温度は分岐点気体の温度に等しく、又戻し
量調節器１１・混合器８を経て燃焼器９に至る戻し気体
乃至未燃焼混合気体の温度も分岐点気体の温度に等しい
とする。この値をｔｂ℃とする。
【０００７】排出物質の量と組成を考える。Ｈ２Ｏは分
岐点温度ｔｂが低くなる場合には、一部は凝縮して水と
なる。Ｈ２Ｏの総量ｎ／２の内、βｎ／２が水に成って
いるとする（βを凝縮率と呼ぼう。Ｏ≦β≦１。凝縮率
については後述）。残りの（１−β）ｎ／２は気体状態
のＨ２Ｏ即ち水蒸気である。この水蒸気（１−β）ｎ／
２と水βｎ／２とＣＯ２ｍの三者を捨てる事になる。分
岐点気体中の水蒸気は飽和している、即ち相対湿度は１
００％である（排出気体、戻し気体についても同じ）。
この気体中の水蒸気割合（モル分率）をｐｂで表すと、
次のようになる。
岐点温度ｔｂが低くなる場合には、一部は凝縮して水と
なる。Ｈ２Ｏの総量ｎ／２の内、βｎ／２が水に成って
いるとする（βを凝縮率と呼ぼう。Ｏ≦β≦１。凝縮率
については後述）。残りの（１−β）ｎ／２は気体状態
のＨ２Ｏ即ち水蒸気である。この水蒸気（１−β）ｎ／
２と水βｎ／２とＣＯ２ｍの三者を捨てる事になる。分
岐点気体中の水蒸気は飽和している、即ち相対湿度は１
００％である（排出気体、戻し気体についても同じ）。
この気体中の水蒸気割合（モル分率）をｐｂで表すと、
次のようになる。
【数１】
【０００８】希釈剤として混合器に戻す物質は気体のみ
とし、水は戻さない。戻し気体の量は排出気体の量のα
倍とする（αを戻し率と呼ぼう。Ｏ≦α）。従って戻し
気体の量は、ＣＯ２がαｍとＨ２Ｏがα（１−β）ｎ／
２とである。未燃焼混合気体中の水蒸気割合（モル分
率）をｐｍで表すと、次のようになる。
とし、水は戻さない。戻し気体の量は排出気体の量のα
倍とする（αを戻し率と呼ぼう。Ｏ≦α）。従って戻し
気体の量は、ＣＯ２がαｍとＨ２Ｏがα（１−β）ｎ／
２とである。未燃焼混合気体中の水蒸気割合（モル分
率）をｐｍで表すと、次のようになる。
【数２】 この様に炭酸ガスＣＯ２と水蒸気Ｈ２Ｏを戻すので、未
燃焼混合気体と既燃焼気体の量と組成はモデル図中に示
すようになる。燃料（ｍ、ｎ）と戻し率αと凝縮率βに
よって装置内各位値での気体組成が決まる事が解る。
燃焼混合気体と既燃焼気体の量と組成はモデル図中に示
すようになる。燃料（ｍ、ｎ）と戻し率αと凝縮率βに
よって装置内各位値での気体組成が決まる事が解る。
【０００９】次に、この排気循環燃焼装置の熱収支に付
いて考える（図３参照）。燃料ＣｍＨｎが燃焼装置に持
ち込むエンタルピーをｈｆＪ／ｓとし（以下 Ｊ／ｓを
省略）、酸素Ｏ２が持ち込むエンタルピーをｈｏ２とす
る。それぞれの比熱をｃｐｆＪ／ｍｏｌ℃（以下Ｊ／ｍ
ｏｌ℃を省略）、ｃｐｏ２とし、燃料・酸素の供給温度
をｔ１℃とする。（以下 ｔ１、ｔｂの単位記号 ℃を
省略）。すると、燃料・酸素が燃焼装置に持ち込むエン
タルピーは次のようになる。
いて考える（図３参照）。燃料ＣｍＨｎが燃焼装置に持
ち込むエンタルピーをｈｆＪ／ｓとし（以下 Ｊ／ｓを
省略）、酸素Ｏ２が持ち込むエンタルピーをｈｏ２とす
る。それぞれの比熱をｃｐｆＪ／ｍｏｌ℃（以下Ｊ／ｍ
ｏｌ℃を省略）、ｃｐｏ２とし、燃料・酸素の供給温度
をｔ１℃とする。（以下 ｔ１、ｔｂの単位記号 ℃を
省略）。すると、燃料・酸素が燃焼装置に持ち込むエン
タルピーは次のようになる。
【数３】
【００１０】又、炭酸ガスＣＯ２が燃焼装置から持ち出
すエンタルピーをｈｃｏ２とし、水蒸気Ｈ２Ｏが持ち出
すエンタルピーをｈＨ２０、水が持ち出すエンタルピー
をｈｗとする。ＣＯ２の比熱をｃｐｃｏ２、Ｈ２Ｏの比
熱をｃｐＨ２０、水の比熱をｃｐｗとする。排出気体と
排出水の温度も分岐点気体の温度ｔｂに等しいとした
（既述）。これから、炭酸ガス・水蒸気・水が燃焼装置
から持ち出すエンタルピーは次のようになる。
すエンタルピーをｈｃｏ２とし、水蒸気Ｈ２Ｏが持ち出
すエンタルピーをｈＨ２０、水が持ち出すエンタルピー
をｈｗとする。ＣＯ２の比熱をｃｐｃｏ２、Ｈ２Ｏの比
熱をｃｐＨ２０、水の比熱をｃｐｗとする。排出気体と
排出水の温度も分岐点気体の温度ｔｂに等しいとした
（既述）。これから、炭酸ガス・水蒸気・水が燃焼装置
から持ち出すエンタルピーは次のようになる。
【数４】 排出物質が持ち出すエンタルピーｈｏから供給物質が持
ち込むエンタルピーｈ１を差し引いたエンタルピーをΔ
ｈで表す。即ち
ち込むエンタルピーｈ１を差し引いたエンタルピーをΔ
ｈで表す。即ち
【数５】 である。燃料ＣｍＨｎの発熱量をｑｃＪ／ｍｏｌとし、
熱交換器１０によって利用した熱量をｑｕＪ／ｍｏｌと
する。熱利用率ηをη＝ｑｕ／ｑｃで定義する。する
と、これは
熱交換器１０によって利用した熱量をｑｕＪ／ｍｏｌと
する。熱利用率ηをη＝ｑｕ／ｑｃで定義する。する
と、これは
【数６】 となる。この様に、熱利用率ηは燃料・酸素の供給温度
ｔ１、排出気体と排出水の温度（＝分岐点気体の温度ｔ
ｂ）にもよる。数６に値を代入して熱利用率ηを算出し
てみるとすぐ解るが、非常に高い値となる。それはこの
燃焼は希釈剤として空気中の窒素を利用しないので、窒
素を取り込む必要がなく、当然、高温の（取り込んだ温
よりも高温の）窒素を外部に捨てる必要がないからであ
る。尚、図３中の熱移動Δｑは、供給温度ｔ１の燃料・
酸素の温度を未燃焼混合気体温度（＝分岐点気体の温度
ｔｂ）迄高める（既述）ために必要な熱量である。
ｔ１、排出気体と排出水の温度（＝分岐点気体の温度ｔ
ｂ）にもよる。数６に値を代入して熱利用率ηを算出し
てみるとすぐ解るが、非常に高い値となる。それはこの
燃焼は希釈剤として空気中の窒素を利用しないので、窒
素を取り込む必要がなく、当然、高温の（取り込んだ温
よりも高温の）窒素を外部に捨てる必要がないからであ
る。尚、図３中の熱移動Δｑは、供給温度ｔ１の燃料・
酸素の温度を未燃焼混合気体温度（＝分岐点気体の温度
ｔｂ）迄高める（既述）ために必要な熱量である。
【００１１】次に戻し率αと凝縮率βに付いて説明を加
え、この排気循環燃焼装置のその他の特徴に付いても述
べる。戻し率αの値には存在範囲があって、どんな値で
も採れるのではない。αの最小値は火炎が逆火を起す寸
前の値であり、最大値は火炎が吹き飛びを起す寸前の値
である。このようにαの値は火炎が安定に存在する範囲
に限られる。この範囲は燃焼器 ９の形状（開口総面積
等）、燃料・酸素の供給量、未燃混合気体の温度（＝分
岐点気体の温度ｔｂ）に依存する。燃焼器９を取替えた
り、供給量・未燃焼混合気体温度を変える事によって、
安定火炎域が異なるので、αの範囲が更に変る事にな
る。これによって火炎温度を変えたり、発生総熱量を変
えたりできる。
え、この排気循環燃焼装置のその他の特徴に付いても述
べる。戻し率αの値には存在範囲があって、どんな値で
も採れるのではない。αの最小値は火炎が逆火を起す寸
前の値であり、最大値は火炎が吹き飛びを起す寸前の値
である。このようにαの値は火炎が安定に存在する範囲
に限られる。この範囲は燃焼器 ９の形状（開口総面積
等）、燃料・酸素の供給量、未燃混合気体の温度（＝分
岐点気体の温度ｔｂ）に依存する。燃焼器９を取替えた
り、供給量・未燃焼混合気体温度を変える事によって、
安定火炎域が異なるので、αの範囲が更に変る事にな
る。これによって火炎温度を変えたり、発生総熱量を変
えたりできる。
【００１２】次に凝縮率βに付いて考える。分岐点気体
の温度ｔｂがある温度ｔｃよりも高いとＨ２Ｏは全て気
体状態（β＝０）であるがこの温度ｔｃよりも低いと分
岐点気体の温度ｔｂの値に応じてＨ２Ｏの一部βが凝縮
する。この温度ｔｃは、
の温度ｔｂがある温度ｔｃよりも高いとＨ２Ｏは全て気
体状態（β＝０）であるがこの温度ｔｃよりも低いと分
岐点気体の温度ｔｂの値に応じてＨ２Ｏの一部βが凝縮
する。この温度ｔｃは、
【数７】 を満足するような温度である。凝縮率βと温度ｔｂの間
には次式の関係が成り立つ。
には次式の関係が成り立つ。
【数８】
【数９】 以上から、分岐点気体の温度ｔｂが低いと凝縮率βは大
きくなる事が解る。この時、排出気体に水蒸気量が少く
なる（逆に排出水量は多くなる）。炭酸ガスは凝縮しな
いので、これの量は分岐点気体の温度に無関係である。
希釈剤として戻す気体も分岐点気体の温度ｔｂの低下と
共に水蒸気量が少くなるが、炭酸ガスの量は一定であ
る。この様に分岐点気体の温度ｔｂが変り凝縮率βが変
ると、未燃焼混合気体の成分組成が変る（例えば水蒸気
のモル分率であれば、前記数２の様に）。すると、燃焼
速度が変り、従って実現可能なαの範囲が変る事にな
る。凝縮率βが変る事によって火炎温度は変るが、発生
総熱量は変らない。尚、分岐点気体の温度は、熱交換器
１０で多くの熱を取ってやれば（即ち前記熱利用率ηが
大きくなる様な使い方をすれば）、既燃焼気体の温度が
より下り、これが下る事になる。
きくなる事が解る。この時、排出気体に水蒸気量が少く
なる（逆に排出水量は多くなる）。炭酸ガスは凝縮しな
いので、これの量は分岐点気体の温度に無関係である。
希釈剤として戻す気体も分岐点気体の温度ｔｂの低下と
共に水蒸気量が少くなるが、炭酸ガスの量は一定であ
る。この様に分岐点気体の温度ｔｂが変り凝縮率βが変
ると、未燃焼混合気体の成分組成が変る（例えば水蒸気
のモル分率であれば、前記数２の様に）。すると、燃焼
速度が変り、従って実現可能なαの範囲が変る事にな
る。凝縮率βが変る事によって火炎温度は変るが、発生
総熱量は変らない。尚、分岐点気体の温度は、熱交換器
１０で多くの熱を取ってやれば（即ち前記熱利用率ηが
大きくなる様な使い方をすれば）、既燃焼気体の温度が
より下り、これが下る事になる。
【００１３】この様に、この排気循環燃焼装置の燃焼は
理論的に考えて実現可能である。既・未燃焼気体組成の
予測が出来るので、燃焼温度や熱利用率等の特性の予測
が出来る。但し、この燃焼は完全な予混合燃焼である。
周知の様に予混合燃焼は、拡散燃焼に比べて安定燃焼範
囲が狭い。従って供給量の調節を精密に行わなければな
らない等難しい点もある。尚、この排気循環燃焼装置は
外部との気密が完壁であるので、外部の圧力に無関係に
使用が可能である。真空中でも使用できる。
理論的に考えて実現可能である。既・未燃焼気体組成の
予測が出来るので、燃焼温度や熱利用率等の特性の予測
が出来る。但し、この燃焼は完全な予混合燃焼である。
周知の様に予混合燃焼は、拡散燃焼に比べて安定燃焼範
囲が狭い。従って供給量の調節を精密に行わなければな
らない等難しい点もある。尚、この排気循環燃焼装置は
外部との気密が完壁であるので、外部の圧力に無関係に
使用が可能である。真空中でも使用できる。
【００１４】
【実施例】図１は実施例を示す図でもある。この排気循
環燃焼装置では水素・炭化水素・含酸素炭化水素等の燃
料が使える。又、気体・液体・固体の全ての燃料が使え
る。気体燃料の場合は、燃料供給部１は燃料供給口２と
燃料供給量調節器４から成り、気化器は不必要である。
又は気化器３を備えた燃料供給部１で、この気化器３を
作用させないで使用しても良い。又、固体燃料の場合
は、微粉状にしておけば気体燃料と同じように扱う事が
出来る。微粉状の固体燃料を酸素Ｏ２及び戻し気体と良
く混合する事が大切である。液体燃料の場合は、燃料供
給部１は燃料供給口２と気化器３と燃料供給量調節器４
から成る。酸素供給部５は酸素供給口６と酸素供給量調
節器７から成る。尚、燃料の中に窒素が含まれていれ
ば、窒素酸化物が発生しない効果が薄れる。
環燃焼装置では水素・炭化水素・含酸素炭化水素等の燃
料が使える。又、気体・液体・固体の全ての燃料が使え
る。気体燃料の場合は、燃料供給部１は燃料供給口２と
燃料供給量調節器４から成り、気化器は不必要である。
又は気化器３を備えた燃料供給部１で、この気化器３を
作用させないで使用しても良い。又、固体燃料の場合
は、微粉状にしておけば気体燃料と同じように扱う事が
出来る。微粉状の固体燃料を酸素Ｏ２及び戻し気体と良
く混合する事が大切である。液体燃料の場合は、燃料供
給部１は燃料供給口２と気化器３と燃料供給量調節器４
から成る。酸素供給部５は酸素供給口６と酸素供給量調
節器７から成る。尚、燃料の中に窒素が含まれていれ
ば、窒素酸化物が発生しない効果が薄れる。
【００１５】熱交換器１０としては普通のもの以外にヒ
ートパイプ等も使える。戻し量調節器１１は、この図で
は分岐点（排気部１２及び排水部１５の設置位置）と混
合器８の間に設置しているが、混合器８と燃焼器９の
間、又は分岐点の前の垂直部に設置する事も可能であ
る。排気部１２は調節弁１３と排気口１４から成る。調
節弁１３は必須要素では無いがこれを設けると、燃焼装
置内の圧力が任意に設定出来る。又、排水部１５はコッ
ク１６と排水口１７から成る。コック１６も必須要素で
は無いがこれを設けると、燃焼装置内に空気が入らない
様にする事が容易に出来る。排水部１５は最も低い位置
に設置する。
ートパイプ等も使える。戻し量調節器１１は、この図で
は分岐点（排気部１２及び排水部１５の設置位置）と混
合器８の間に設置しているが、混合器８と燃焼器９の
間、又は分岐点の前の垂直部に設置する事も可能であ
る。排気部１２は調節弁１３と排気口１４から成る。調
節弁１３は必須要素では無いがこれを設けると、燃焼装
置内の圧力が任意に設定出来る。又、排水部１５はコッ
ク１６と排水口１７から成る。コック１６も必須要素で
は無いがこれを設けると、燃焼装置内に空気が入らない
様にする事が容易に出来る。排水部１５は最も低い位置
に設置する。
【００１６】
【発明の効果】この排気循環燃焼装置では装置内に窒素
が存在しないので、窒素酸化物は原理的に全く発生しな
い。窒素を取り込んで暖めて捨てる必要が無いので、熱
利用率は必然的に高くなる。又、装置と外部との気密が
完壁であるので、外部の圧力に無関係に使用できる。燃
料としては、気体・液体・固体の全てのものが使える。
が存在しないので、窒素酸化物は原理的に全く発生しな
い。窒素を取り込んで暖めて捨てる必要が無いので、熱
利用率は必然的に高くなる。又、装置と外部との気密が
完壁であるので、外部の圧力に無関係に使用できる。燃
料としては、気体・液体・固体の全てのものが使える。
【図１】 排気循環燃焼装置の構成図
【図２】 運転開始からの経過時間と燃焼装置内残存窒
素量との関係を表す図
素量との関係を表す図
【図３】 この燃焼装置の物質収支と熱収支のモデル図
１燃料供給部 ２燃料供給口 ３気化器 ４ 燃料供給量調節器 ５ 酸素供給部 ６ 酸素供給口 ７ 酸素供給量調節器 ８ 混合器 ９ 燃焼器 １０ 熱交換器 １１ 戻し量調節器 １２ 排気部 １３ 調節弁 １４ 排気口 １５ 排水部 １６ コック １７ 排水口 １８ 点火器
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料供給部（１）を通って来た燃料と、
酸素供給部（５）を通って来た酸素と、戻し量調節器
（１１）を通って戻って来た戻し気体を混合器（８）で
混合し、これを外部との気密を確保した燃焼器（９）に
導き、点火器（１８）によって点火、燃焼させ、この燃
焼の結果出来た気体を排気部（１２）から排出すると同
時に、上記した様にこの気体を酸素の希釈剤として循環
使用し、凝縮水を排水部（１５）から排出する、装置内
に窒素が存在しない排気循環燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135577A JPH08296811A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 排気循環燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135577A JPH08296811A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 排気循環燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296811A true JPH08296811A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=15155075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7135577A Pending JPH08296811A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 排気循環燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08296811A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004520490A (ja) * | 2001-04-27 | 2004-07-08 | ジュピター オキシジェン コーポレーション | 炉およびその炉を用いた酸素供給式燃焼システムまたは燃焼方法またはアルミニウム回収方法またはアルミニウム分離方法またはアルミニウム回収炉または廃棄物焼却装置廃棄物焼却方法若しくはその炉の制御方法 |
| JP2010014354A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Takatoshi Arimoto | 燃焼装置 |
| JP2011530690A (ja) * | 2008-08-13 | 2011-12-22 | イエフペ エネルジ ヌヴェル | 酸素燃焼室 |
| JP2013063434A (ja) * | 2005-12-28 | 2013-04-11 | Jupiter Oxygen Corp | 統合型汚染制御を備えた酸素燃料燃焼 |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP7135577A patent/JPH08296811A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004520490A (ja) * | 2001-04-27 | 2004-07-08 | ジュピター オキシジェン コーポレーション | 炉およびその炉を用いた酸素供給式燃焼システムまたは燃焼方法またはアルミニウム回収方法またはアルミニウム分離方法またはアルミニウム回収炉または廃棄物焼却装置廃棄物焼却方法若しくはその炉の制御方法 |
| JP2013063434A (ja) * | 2005-12-28 | 2013-04-11 | Jupiter Oxygen Corp | 統合型汚染制御を備えた酸素燃料燃焼 |
| JP2010014354A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Takatoshi Arimoto | 燃焼装置 |
| JP2011530690A (ja) * | 2008-08-13 | 2011-12-22 | イエフペ エネルジ ヌヴェル | 酸素燃焼室 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041005 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |