JPH102512A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JPH102512A
JPH102512A JP15434296A JP15434296A JPH102512A JP H102512 A JPH102512 A JP H102512A JP 15434296 A JP15434296 A JP 15434296A JP 15434296 A JP15434296 A JP 15434296A JP H102512 A JPH102512 A JP H102512A
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JP
Japan
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fuel
burner
combustion
water
tile
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Withdrawn
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JP15434296A
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English (en)
Inventor
Hisamichi Nobuhara
九吾 延原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】NOx、CO2 の排出量を低減できると共に、
燃焼効率を向上させ、省エネ化を図ることができる燃焼
装置を提供する。 【解決手段】この燃焼装置は、燃焼室1の一部に取付け
られ、バーナを取付けるためのバーナ孔4と円錐孔5を
貫通して設けたバーナタイル2と、バーナタイル2内に
埋設され、バーナタイル2の受ける熱により通過する燃
料を加熱する燃料加熱管6と、燃料加熱管6の一端に接
続され、水と燃料油を混合した混合液体燃料を燃料供給
ポンプ19により加圧して燃料加熱管6に供給する燃料
供給管9と、燃料加熱管6の他端に接続管を介して接続
されると共に、バーナタイル2のバーナ孔4に先端部を
挿入・固定したバーナ10と、を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種ボイラー、乾
燥炉、焼却炉、工業炉などに使用され、水と燃料油の混
合流体をバーナに供給して効率良く燃焼させる燃焼装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、NOxの排出量の低減を目的とし
て、水と燃料油のエマルジョンをバーナに供給して燃焼
させる燃焼装置が、各種の文献で提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、水と燃料油の
エマルジョンを燃料とするこの種の燃焼装置は、水・油
エマルジョンを燃料とすることの理由により、種々の問
題が生じていた。即ち、水・油エマルジョンは、一般
に、時間経過と共に分離しやすく、不安定な流体であ
る。したがって、安定した水・油エマルジョンを生成す
るためには、界面活性剤を水と燃料油に一定の割合で添
加し、高性能ミキサーで撹拌する必要があった。
【0004】このため、高性能ミキサーと共に、界面活
性剤を定量供給するための定量注入装置を付帯設備とし
て設置する必要があり、設備費が増大する問題があっ
た。さらに、水・油エマルジョンを燃焼させた場合、油
の燃焼カロリーが水の分解に使用されるため、そのカロ
リー分だけ燃焼温度が低下し、燃料油のみの燃焼と比べ
燃焼効率が低下する問題があった。
【0005】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、NOx、CO2 の排出量を低減できると共に、燃焼
効率を向上させ、省エネ化を図ることができる燃焼装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の燃焼装置は、燃焼室の一部に取付けられ、
バーナを取付けるためのバーナ孔と円錐孔を貫通して設
けたバーナタイルと、バーナタイル内に埋設され、バー
ナタイルの受ける熱により通過する燃料を加熱する燃料
加熱管と、燃料加熱管の一端に接続され、水と燃料油を
混合した混合液体燃料を燃料供給ポンプにより加圧して
燃料加熱管に供給する燃料供給管と、燃料加熱管の他端
に接続管を介して接続されると共に、バーナタイルのバ
ーナ孔に先端部を挿入・固定したバーナと、を備えたこ
とを特徴とする。
【0007】ここで、燃料加熱管は、バーナタイルの円
錐孔の内面に沿って円錐形螺線状に巻装された形態で、
バーナタイル内に埋設することができる。
【0008】
【作用・効果】このような構成の燃焼装置では、所定の
割合で混合された水と燃料油が、燃料供給ポンプにより
高圧に加圧されて燃料供給管からバーナタイル内の燃料
加熱管に送られ、燃料加熱管を通過した燃料はバーナに
供給されそのノズルから燃料室内に放出され、燃焼され
る。
【0009】バーナタイル内で発生する燃焼炎の輻射熱
によりバーナタイルは約1200℃以上にまで加熱さ
れ、そこに埋設された燃料加熱管もそのような高温に加
熱される。そのため、燃料加熱管を通過する水と燃料油
の混合液体は、そこで加熱による内圧と高温により熱分
解され、その中の水は水素と酸素に分解され、また燃料
油も熱分解され、燃料は混合ガスとなってバーナから放
出され、燃焼する。
【0010】このように、水が熱分解され燃料油と共に
ガス化され混合ガスとなってバーナに送られ放出される
ため、燃焼効率を低下させることがない。
【0011】即ち、水が液体の状態で燃焼室に噴霧され
ると、燃焼室内での燃料の燃焼カロリーが水の熱分解に
消費されるが、本装置では、熱分解された状態で燃焼室
に放出されるため、水の分解に燃料の燃焼カロリーが使
用されず、高い燃焼効率で燃焼させることができる。ま
た、水が熱分解される燃料加熱管は、燃焼炎の輻射熱で
加熱されるため、燃焼カロリーが余分に使用されること
はない。
【0012】このように、従来の水・油エマルジョンを
燃料とした燃焼装置に比べ、より高い燃焼効率で燃焼さ
せることができ、エマルジョンを生成するための設備や
界面活性剤が不要となる。また、燃料油のみを燃料とす
る場合に比べ、燃料油に代えて水が入る割合だけ、CO
2 の発生を減少させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0014】図1は燃焼装置の断面構成図を示してい
る。1は耐火レンガ等で形成された燃焼室であり、この
燃焼室1のバーナを取付る箇所には、バーナタイル2が
固定される。燃焼室1は、各種ボイラー、乾燥炉、焼却
炉、工業炉などにおける燃焼部を形成するものである。
【0015】バーナタイル2は、その内部に、バーナ1
0の先端が挿入されるバーナ孔4と、バーナ孔4の前方
に円錐状に広がる円錐孔5を貫通するように設け、所定
形状に形成される。
【0016】さらに、このバーナタイル2内には、円錐
孔5の内面に沿って燃料加熱管6が円錐螺線状に巻装し
た形状で埋設される。バーナタイル2は、キャスタブル
な不定形耐火物により所定形状の型を用いて成形される
が、その成形時、成形型内に円錐螺線状の燃料加熱管6
がインサートとして成形型内にセットされ、成形され
る。燃料加熱管6には、高圧パイプである圧力配管用の
炭素鋼鋼管を使用することができる。
【0017】バーナタイル2のバーナ孔4に先端を挿入
・固定されるバーナ10は、外側管11内に内側管12
を間隙をあけて同軸上に取付け、内側管12の先端にノ
ズル13を固定して構成される。
【0018】ノズル13の先端にはタングステン・カー
バイト製など超硬合金製のノズルチップが設けられ、ノ
ズルの消耗防止する。外側管11の一部には空気供給口
14が設けられ、さらに、ノズル13の前方には、燃料
流体を拡散させるためのフィン状のディフューザ15が
外側管11内取付けられる。
【0019】バーナタイル2内に埋設した燃料加熱管6
の一端には、燃料を供給する燃料供給管9が接続され、
燃料加熱管6の他端は、接続管8を介してバーナ10の
内側管12の末端に接続される。燃料供給管9は燃料供
給ポンプ19の吐出側に接続される。燃料供給ポンプ1
9には例えば100〜500kg/cm2 或はそれ以上の
吐出圧を生じる高圧ポンプが使用され、供給管9には圧
力計18が接続される。
【0020】燃料供給ポンプ19の吸入側は管を介して
燃料槽20に配管・接続される。燃料槽20には燃料と
して水と燃料油が所定の割合で入れられ、撹拌機21に
より撹拌される。一方、バーナ10の空気供給口14に
は、燃焼用空気を供給するブロワ17が管路を介して接
続される。また、バーナタイル2の上方にはパイロット
バーナ7が設けられる。なお、燃料供給管9には安全用
に圧力スイッチ22が設けられ、燃料加熱管6が破損し
供給管9の圧力が急激に低下した場合、燃料供給ポンプ
19を非常停止させる構造である。
【0021】次に、上記構成の燃料装置の動作を説明す
ると、燃料槽20には水と燃料油が例えば1:2の割合
で入れられ、撹拌機21により撹拌される。この撹拌は
水と燃料油が混合されればよく、エマルジョンとする必
要はない。
【0022】燃料供給ポンプ19の運転により、燃料槽
20内の水と油の混合液体は、燃料供給管9を通して、
バーナタイル2内の燃料加熱管6通り、さらに接続管8
を通過してバーナ10に送られる。
【0023】この燃料供給ポンプ19による混合液体の
供給は、例えば100〜500kg/cm2 或はそれ以上
の高圧で行われ、バーナ10では、この高圧の混合液体
が、ブロワ17により供給される燃焼空気と共に、ノズ
ル13からディフューザ15を通して燃焼室内に向けて
噴霧される。このため、ノズル13から放出される燃料
は約0.1μm程度の粒に超微粒子化して噴霧され、パ
イロットバーナ7によってこの噴霧燃料に点火される。
【0024】バーナ10の点火によって生じた燃焼炎の
輻射熱により、バーナタイル2は急速に加熱され、その
温度は短時間で約1200℃以上にまで達する。このバ
ーナタイル2の加熱によって、そこに埋設された燃料加
熱管6が加熱され、その内部を通る水と油の混合液体を
約1200℃或はそれ以上の温度で加熱する。このた
め、通過する混合液体は、この燃料加熱管6内での高温
・高圧状態により熱分解され、その中の水は水素と酸素
に分解され、燃料は混合ガスとなってノズル13から放
出され、燃焼する。燃料加熱管6はバーナタイル2内に
埋設され、燃焼炎に曝されることがないため、酸化等に
よる劣化を抑制することができる。
【0025】このように、水が熱分解され燃料油と共に
ガス化され混合ガスとなってバーナ10に送られ、ノズ
ル13から放出されるため、燃焼室内の燃焼カロリーが
水の熱分解に使用されず、燃焼効率を低下させることが
ない。つまり、水が液体の状態で燃焼室に噴霧される
と、燃焼室内での燃料の燃焼カロリーが水の熱分解に消
費されるが、本装置では、熱分解された状態で燃焼室に
放出されるため、水の分解に燃料の燃焼カロリーが使用
されず、高い燃焼効率で燃焼させることができる。ま
た、水が熱分解される燃料加熱管6は、燃焼炎の輻射熱
で加熱されるため、燃焼カロリーが余分に使用されるこ
とはない。
【0026】このように、従来の水・油エマルジョンを
燃料とした燃焼装置に比べ、より高い燃焼効率で燃焼さ
せることができ、エマルジョンを生成するための設備や
界面活性剤が不要となる。また、燃料油のみを燃料とす
る場合に比べ、燃料油に代えて水が入る割合だけ、CO
2 の発生を減少させることができ、NOxの発生も減少
させることができる。
【0027】
【実施例】次に、本発明の効果を確認するために行った
実施例について説明する。本発明の実施例として、図1
に示すような構造の燃焼装置を試作し、使用した。
【0028】燃焼室1には、内径550mm、長さ220
0mm、容積0.52m3 で、負荷熱量約530000k
cal/m3 の燃焼室を使用し、燃料槽20内に水とA
重油を1:2の割合で混合・撹拌し、30L/時間の量
の混合液体燃焼をバーナ10に供給した。
【0029】比較例として、通常の燃焼室に一般的なガ
ンタイプバーナを取付けた燃焼装置を使用した。燃焼室
は、実施例と同様に、内径550mm、長さ2200mm、
容積0.52m3 で、負荷熱量約530000kcal
/m3 とし、燃料としてA重油を30L/時間の流量で
供給した。
【0030】図2は、上記実施例の燃焼装置と比較例の
燃焼装置について燃焼実験を実施し、その際の燃焼室の
特定位置(バーナ先端より1500mm離れた側壁部)の
温度を、時間経過と共に測定した際の測定データをグラ
フにしたものである。
【0031】この図2のグラフから、本発明の実施例の
燃焼装置は、通常の燃焼室に一般的なガンタイプバーナ
を取付けた燃焼装置に比べ、燃焼室内の温度上昇率が高
く、高い燃焼効率で燃焼することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す燃焼装置の断面構成
図である。
【図2】本発明の実施例と比較例における燃焼温度の上
昇を示すグラフである。
【符号の説明】
1−燃焼室 2−バーナタイル 4−バーナ孔 5−円錐孔 6−燃焼加熱管 8−接続管 9−燃料供給管 10−バーナ 19−燃料供給ポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室の一部に取付けられ、バーナを取
    付けるためのバーナ孔と円錐孔を貫通して設けたバーナ
    タイルと、 該バーナタイル内に埋設され、該バーナタイルの受ける
    熱により通過する燃料を加熱する燃料加熱管と、 該燃料加熱管の一端に接続され、水と燃料油を混合した
    混合液体燃料を燃料供給ポンプにより加圧して該燃料加
    熱管に供給する燃料供給管と、 該燃料加熱管の他端に接続管を介して接続されると共
    に、該バーナタイルのバーナ孔に先端部を挿入・固定し
    たバーナと、 を備えたことを特徴とする燃焼装置。
  2. 【請求項2】 前記燃料加熱管が前記バーナタイルの円
    錐孔の内面に沿って円錐形螺線状に巻装された形態で該
    バーナタイル内に埋設された請求項1記載の燃焼装置。
JP15434296A 1996-06-14 1996-06-14 燃焼装置 Withdrawn JPH102512A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15434296A JPH102512A (ja) 1996-06-14 1996-06-14 燃焼装置

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JP15434296A JPH102512A (ja) 1996-06-14 1996-06-14 燃焼装置

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Publication Number Publication Date
JPH102512A true JPH102512A (ja) 1998-01-06

Family

ID=15582064

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15434296A Withdrawn JPH102512A (ja) 1996-06-14 1996-06-14 燃焼装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH102512A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100529700B1 (ko) * 2004-05-04 2005-11-22 송종은 중질유용 버너
JP2011021803A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Communication Link Co Ltd 水油燃焼装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100529700B1 (ko) * 2004-05-04 2005-11-22 송종은 중질유용 버너
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030902