JPH1089625A - 気体燃料の液体中燃焼装置 - Google Patents
気体燃料の液体中燃焼装置Info
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- JPH1089625A JPH1089625A JP24327296A JP24327296A JPH1089625A JP H1089625 A JPH1089625 A JP H1089625A JP 24327296 A JP24327296 A JP 24327296A JP 24327296 A JP24327296 A JP 24327296A JP H1089625 A JPH1089625 A JP H1089625A
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- liquid
- combustion
- gaseous fuel
- water
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は液体中で気体燃料を燃焼しその液体
を効率良く加熱する燃焼装置を提供する。 【解決手段】 気体燃料と酸素が混合器８で混合され、
微細気泡発生装置１１を介して燃焼容器９へ供給され
る。燃焼容器９内には水が供給される。水中に混合気体
の微細気泡が存在した状態となっている燃焼容器９内に
音波発生器１２で音圧を加える。これによって微細気泡
内で球面状衝撃波が爆縮して気泡が燃焼し容器９内の水
が加熱される。
を効率良く加熱する燃焼装置を提供する。 【解決手段】 気体燃料と酸素が混合器８で混合され、
微細気泡発生装置１１を介して燃焼容器９へ供給され
る。燃焼容器９内には水が供給される。水中に混合気体
の微細気泡が存在した状態となっている燃焼容器９内に
音波発生器１２で音圧を加える。これによって微細気泡
内で球面状衝撃波が爆縮して気泡が燃焼し容器９内の水
が加熱される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の加熱、液体
中反応の促進などのために液体中で気体燃料を燃焼させ
る液体中燃焼装置に関する。
中反応の促進などのために液体中で気体燃料を燃焼させ
る液体中燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】気体燃料を液体中で燃焼させ、発生する
燃焼熱で直接その液体を内部から加熱する装置に関して
は、従来技術は見当たらない。
燃焼熱で直接その液体を内部から加熱する装置に関して
は、従来技術は見当たらない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液体中で気
体燃料を燃焼させ、その燃焼熱で直接液体の温度を効率
良く上昇させることのできる気体燃料の液体中燃焼装置
を提供することを課題としている。
体燃料を燃焼させ、その燃焼熱で直接液体の温度を効率
良く上昇させることのできる気体燃料の液体中燃焼装置
を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、気体燃料と酸素とを混合する混合器、同混
合器からの混合ガスを燃焼容器内の液体中に微細気泡と
して放出する気体放出装置、及びその燃焼容器内の液体
中に音波を発生させ同液体中の前記微細気泡に爆縮を発
生させるための音波発生器を有する気体燃料の液体中燃
焼装置を提供する。
決するため、気体燃料と酸素とを混合する混合器、同混
合器からの混合ガスを燃焼容器内の液体中に微細気泡と
して放出する気体放出装置、及びその燃焼容器内の液体
中に音波を発生させ同液体中の前記微細気泡に爆縮を発
生させるための音波発生器を有する気体燃料の液体中燃
焼装置を提供する。
【０００５】本発明による気体燃料の液体中燃焼装置に
おける気体放出装置は、気体燃料と適量の酸素ガスとを
混合した混合ガスを液体中に直径が数百μm 以下の微細
気泡として放出する。液体中での気体燃料と酸素ガスの
混合気体の微細気泡は、直径が数百μm 以下であるた
め、気泡の形状はほぼ真球となる。
おける気体放出装置は、気体燃料と適量の酸素ガスとを
混合した混合ガスを液体中に直径が数百μm 以下の微細
気泡として放出する。液体中での気体燃料と酸素ガスの
混合気体の微細気泡は、直径が数百μm 以下であるた
め、気泡の形状はほぼ真球となる。
【０００６】一方、音波発生器からは、気体燃料と酸素
ガスの混合気体の微細気泡を含む液体に、百数十デシベ
ル以上の強い音波を加える。このように微細気泡を含む
液体に強い音波を加えると、音波が液体中を伝播し、微
細気泡の表面に均等に音圧が加わる。
ガスの混合気体の微細気泡を含む液体に、百数十デシベ
ル以上の強い音波を加える。このように微細気泡を含む
液体に強い音波を加えると、音波が液体中を伝播し、微
細気泡の表面に均等に音圧が加わる。
【０００７】気泡表面は、加えられた音圧により、均等
に収縮し、微細気泡内では、気泡表面の収縮によって球
面状衝撃波が形成される。形成された球面状衝撃波は、
気泡の中心に向かって収縮し、気泡の中心部で爆発（爆
縮）が起こる。
に収縮し、微細気泡内では、気泡表面の収縮によって球
面状衝撃波が形成される。形成された球面状衝撃波は、
気泡の中心に向かって収縮し、気泡の中心部で爆発（爆
縮）が起こる。
【０００８】球面状衝撃波の爆縮によって、微細気泡の
中心部付近では、混合気体の温度が数万ケルビン以上と
なり極端に上昇し、この温度上昇によって混合気体は燃
焼する。混合気体の燃焼に伴って燃焼熱が発生し、この
燃焼熱で液体が加熱される。
中心部付近では、混合気体の温度が数万ケルビン以上と
なり極端に上昇し、この温度上昇によって混合気体は燃
焼する。混合気体の燃焼に伴って燃焼熱が発生し、この
燃焼熱で液体が加熱される。
【０００９】なお、本発明による液体中燃焼装置で用い
る気体燃料としては、水素、一酸化炭素、メタン、アセ
チレン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン、１
−ブチレン、ｎ−ブタン、ベンゼン、炭化水素などがあ
り、また、液体の代表的なものとしては水がある。
る気体燃料としては、水素、一酸化炭素、メタン、アセ
チレン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン、１
−ブチレン、ｎ−ブタン、ベンゼン、炭化水素などがあ
り、また、液体の代表的なものとしては水がある。
【００１０】以上説明した微細気泡内での球面状衝撃波
の発生と、爆縮、及び気泡内混合気体の温度上昇を模式
的に図２〜図４に示してあり、以下、これについて説明
する。図２〜図４において、（ａ）図は気泡の状態を示
し、（ｂ）図は気泡内における温度変化をそれぞれ示し
ている。
の発生と、爆縮、及び気泡内混合気体の温度上昇を模式
的に図２〜図４に示してあり、以下、これについて説明
する。図２〜図４において、（ａ）図は気泡の状態を示
し、（ｂ）図は気泡内における温度変化をそれぞれ示し
ている。
【００１１】図２は、液体中の混合気体の微細気泡１に
音圧２が加わり、微細気泡内に球面状衝撃波３が発生し
た状況を示す。微細気泡内を中心に向かって収縮する球
面状衝撃波は、図３に示すように、収縮するに従いその
強度が増加するため、衝撃波背後の混合気体温度も上昇
する。球面状衝撃波が、図４に示すように、微細気泡の
中心付近で爆縮すると、微細気泡の中心付近には超高温
領域５が形成される。
音圧２が加わり、微細気泡内に球面状衝撃波３が発生し
た状況を示す。微細気泡内を中心に向かって収縮する球
面状衝撃波は、図３に示すように、収縮するに従いその
強度が増加するため、衝撃波背後の混合気体温度も上昇
する。球面状衝撃波が、図４に示すように、微細気泡の
中心付近で爆縮すると、微細気泡の中心付近には超高温
領域５が形成される。
【００１２】なお、水中の気泡に或る値以上の音圧を加
えた場合、気泡の内部に球面状衝撃波が形成され、その
爆縮により中心付近に超高温領域が形成される現象は、
公知である。本発明は、この爆縮によって発生する超高
温領域を利用して、気体燃料を液体中で燃焼させる装置
を提供している。
えた場合、気泡の内部に球面状衝撃波が形成され、その
爆縮により中心付近に超高温領域が形成される現象は、
公知である。本発明は、この爆縮によって発生する超高
温領域を利用して、気体燃料を液体中で燃焼させる装置
を提供している。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明による気体燃料の液
体中燃焼装置を図１に示した実施の一形態に基づいて具
体的に説明する。図１の液体中燃焼装置は、水中で気体
燃料を燃焼させることにより水の温度を上昇させる装置
に本発明を適用したものである。
体中燃焼装置を図１に示した実施の一形態に基づいて具
体的に説明する。図１の液体中燃焼装置は、水中で気体
燃料を燃焼させることにより水の温度を上昇させる装置
に本発明を適用したものである。
【００１４】図１に示した装置は、気体燃料タンク６、
酸素タンク７、気体燃料と酸素の混合器８、気体燃料と
酸素の混合気体を燃焼容器９に供給するためのコンプレ
ッサ１０、混合気体を燃焼容器に注入する際に微細気泡
化するための微細気泡発生装置１１を備えている。ま
た、図１の装置は、燃焼容器９内の液体（この場合は
水）に注入された微細気泡に音圧を加えるために燃焼容
器９に接続した音波発生器１２及び音波発生器コントロ
ーラ１３と電源１４を備えている。
酸素タンク７、気体燃料と酸素の混合器８、気体燃料と
酸素の混合気体を燃焼容器９に供給するためのコンプレ
ッサ１０、混合気体を燃焼容器に注入する際に微細気泡
化するための微細気泡発生装置１１を備えている。ま
た、図１の装置は、燃焼容器９内の液体（この場合は
水）に注入された微細気泡に音圧を加えるために燃焼容
器９に接続した音波発生器１２及び音波発生器コントロ
ーラ１３と電源１４を備えている。
【００１５】更に、燃焼容器に水１５を供給するための
水供給ポンプ１６、燃焼容器内で加熱した水を所要の機
器へ供給するための加熱水供給管１７、及び、気体燃料
用のバルブ１８、酸素タンク用のバルブ１９、混合気体
供給用のバルブ２０、水供給用のバルブ２１などから構
成される。
水供給ポンプ１６、燃焼容器内で加熱した水を所要の機
器へ供給するための加熱水供給管１７、及び、気体燃料
用のバルブ１８、酸素タンク用のバルブ１９、混合気体
供給用のバルブ２０、水供給用のバルブ２１などから構
成される。
【００１６】以上の構成をもつ図１の装置において、気
体燃料は、酸素と混合器８で混合され、コンプレッサ１
０で微細気泡発生装置１１を介して燃焼容器９へ供給さ
れる。一方、水は、水供給ポンプ１６により燃焼容器９
へ供給される。
体燃料は、酸素と混合器８で混合され、コンプレッサ１
０で微細気泡発生装置１１を介して燃焼容器９へ供給さ
れる。一方、水は、水供給ポンプ１６により燃焼容器９
へ供給される。
【００１７】燃焼容器９内では、水中に混合気体の微細
気泡が存在した状態となる。この状態で音波発生器１２
で音圧を加えると、先に説明したように微細気泡内で球
面状衝撃波が爆縮して、気泡が燃焼し、燃焼熱が放出さ
れ水の温度が上昇する。温度が上昇した水は、加熱水供
給管１７により各種の機器へ供給される。なお、混合気
体と水の供給、微細気泡の燃焼は連続して行う。
気泡が存在した状態となる。この状態で音波発生器１２
で音圧を加えると、先に説明したように微細気泡内で球
面状衝撃波が爆縮して、気泡が燃焼し、燃焼熱が放出さ
れ水の温度が上昇する。温度が上昇した水は、加熱水供
給管１７により各種の機器へ供給される。なお、混合気
体と水の供給、微細気泡の燃焼は連続して行う。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば液
体中で気体燃料の燃焼を可能とした装置が提供される。
そして本発明による装置では、液体中での内部燃焼とな
るため従来の気体燃料を使用した加熱装置（外部燃焼）
に対し、加熱効率が格段に向上する。このため、本発明
により、高効率の液体（水）加熱装置、ボイラ等の開発
が可能となる。
体中で気体燃料の燃焼を可能とした装置が提供される。
そして本発明による装置では、液体中での内部燃焼とな
るため従来の気体燃料を使用した加熱装置（外部燃焼）
に対し、加熱効率が格段に向上する。このため、本発明
により、高効率の液体（水）加熱装置、ボイラ等の開発
が可能となる。
【図１】本発明の実施の一形態による気体燃料の液体中
燃焼装置を示す構成図。
燃焼装置を示す構成図。
【図２】液体中での気体燃料と酸素の混合ガスの微細気
泡において、音圧を加えることにより、微細気泡内部に
球面状衝撃波が発生する状態を示した説明図。
泡において、音圧を加えることにより、微細気泡内部に
球面状衝撃波が発生する状態を示した説明図。
【図３】球面状衝撃波が微細気泡内を中心に向って収縮
してゆく状態を示した説明図。
してゆく状態を示した説明図。
【図４】爆縮して微細気泡の中心部に超高温領域が形成
される状態を示した説明図。
される状態を示した説明図。
６ 気体燃料タンク ７ 酸素タンク ８ 混合器 ９ 燃焼容器 １０ コンプレッサ １１ 微細気泡発生装置 １２ 音波発生器 １３ 音波発生器コントローラ １４ 電源 １５ 液体（水） １６ 水供給ポンプ １７ 加熱水供給管 １８ 気体燃料用のバルブ １９ 酸素タンク用のバルブ ２０ 混合気体供給用のバルブ ２１ 水供給用のバルブ
Claims (1)
- 【請求項１】 液体を収容した燃焼容器、気体燃料と酸
素とを混合する混合器、同混合器からの混合ガスを前記
燃焼容器内の液体中に微細気泡として放出する気体放出
装置、及び前記燃焼容器内の液体中に音波を発生させ同
液体中の前記微細気泡に爆縮を発生させるための音波発
生器を有することを特徴とする気体燃料の液体中燃焼装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24327296A JP3595418B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 気体燃料の液体中燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24327296A JP3595418B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 気体燃料の液体中燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089625A true JPH1089625A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3595418B2 JP3595418B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=17101407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24327296A Expired - Lifetime JP3595418B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 気体燃料の液体中燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3595418B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100458283C (zh) * | 2007-02-07 | 2009-02-04 | 南京理工大学 | 压电激波火焰喷射装置 |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP24327296A patent/JP3595418B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100458283C (zh) * | 2007-02-07 | 2009-02-04 | 南京理工大学 | 压电激波火焰喷射装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3595418B2 (ja) | 2004-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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