JPS5827236Y2 - 液化ガス燃焼装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、プロパン、ブタン等の液化ガスを燃焼させる
為の燃焼装置に係る。

プロパン、ブタン等の液化ガスは家庭用及び工業用の燃
料として広く使用されているが、従来これらいずれの用
途に於ても、液化ガスは一旦気化された後、気体燃料と
してバーナに導かれ燃焼すれている。

この種の液化ガスを家庭用燃料として使用する場合には
、その単位時間浩りの消費量が比較的小さいので、ボン
ベ内に於る液化ガスの自然蒸発によって必要な量の気体
燃料を得ることができるが、工業用の燃料として例えば
ボイラーに燃料を供給する場合には、ボンベ或はタンク
内に於る液化ガスの自然蒸発によっては必要な量の気体
燃料を賄うことができず、このような場合には別途に気
化装置を設け、貯蔵容器より液化ガスを一旦気化装置へ
導き、ここで外部より積極的に熱を加えることにより液
化ガスを気化させることが行なわれている。

従って液化ガスを工業用燃料として使用する場合には、
一般に重油、灯油等の液体燃料を使用する場合に比して
、燃料送給系統が複雑になり、操業費、設備費等が増大
すると言う問題がある。

上述の如き不便に鑑み、液化ガスを液体のｉｔバーナへ
導いて燃焼させることが考えられる。

このように液化ガスを液体の１筐燃焼させれば、上述の
如き別個の気化装置を設けることを必要とせず、燃焼設
備が簡略化されると同時に、貯蔵タンク内に於ては液化
ガスはそれ自身の蒸気圧によって加圧状態にあるので、
この圧力を利用して燃料ポンプを用いることなく燃料の
送給を行うことができ、このことによっても燃焼設備の
一層の簡略化が可能となる。

しかし液化ガスを液体のｉｔバ−ナヘ導いて燃焼させよ
うとする場合に克服されるべき一つの重要な問題がある
。

それは配管内に生ずる気泡の処理の問題である。

貯蔵タンク内に於る液化ガスは飽和状態にあるので、そ
の液相部より液化ガスを液体として増出した場合にも、
該液化ガスはそれが配管を通って導かれる途中に於て、
周囲から熱を受けることにより、あるいは配管抵抗によ
り減圧効果を生ずる結果、配管内にてその一部が蒸発し
、その流れの中に気泡を生ずる。

かかる気液混合体がその１まバーナに送られると、バー
ナのノズル部から液体が噴射されるときと気体が噴射さ
れるときとでは燃焼状態が著るしく異なる為、燃焼の不
安定を生じ、所謂脈燃を生じ、更には火炎の立ち消えを
生ずることもある。

かかる問題に対処して、液化ガスタンクから供給される
液化ガスをバーナへ導くに先立ってバーナの近くに配置
された気液分離装置へ導き、ここでそれまでの液化ガス
の搬送の途中にて生じた気相を液相よ部分離し、液相燃
料はそれを液体燃料噴射バーナへ導いてこれよシ噴射し
、気相燃料はこれを気体燃料噴射バーナへ導いてこれよ
り噴射することにより、両者を一旦分離して個別に燃焼
させることが、本願出願人と同一の出願人の先の出願に
係る特願昭５２−３５３８８号（特開昭５３−１２２１
５２号）に於て提案されている。

この先の提案に於ては、液体燃料噴射バーナと気体燃料
噴射バーナとから噴射される燃料の量は気液分離装置の
入口側に設けられた制御弁によって制御されるようにな
っているが、液化ガスタンクより導かれた液化ガスがそ
の消費端である液体燃料噴射バーナ及び気体燃料噴射バ
ーナに近接して配置された気液分離装置へ至るまでには
、液化ガスの一部が気化することによジ液化ガス中にか
なりの量の気化したガスが含まれているので、かかる気
泡を含んだ液化ガスの流れを気相と液相の間の比率を保
って制御するためには特別の制御弁が必要とされる。

本考案は、このように液化ガスタンクより気液分離装置
へ至る間にかなりの量の液化ガスが気化し、その気相が
液相に対し占める体積は比較的大きく、従ってその流量
を制御するに尚って液相と気相の流量の割合を一定に保
つことが重要であるとしても、質量に換算すれば気相の
占める質量は液相の占める質量に比してかなり小さい値
であり、従ってこうして導かれてきた気相を含む液化ガ
スを噴射燃焼するに邑って、その燃焼量、即ち発熱量を
制御する観点からは、液相の状態にある液化ガスのみの
流量を制御することにより、消費燃料全体の流量をほぼ
問題なく制御することができることに着目し、先の提案
に於ける如き気相と液相を同じ割合にて制御する如き特
別の制御弁を要することなく、その全体的流量を制御し
つつ、気相を含む液化ガスを気体と液体とに分離し、そ
れぞれを側方１ｊ７）バーナにより安定して噴射燃焼せ
しめる如き液化ガス燃焼装置を提供することを目的とし
ている。

かかる目的は、本考案によれば、液化ガスタンクと、気
液分離装置と、液体燃料噴射バーナと、気体燃料噴射バ
ーナとを有し、前記気液分離装置は前記液体燃料噴射バ
ーナに近接して配置され、前記液化ガスタンクに貯容さ
れた液化ガス燃料は前記気液分離装置へ導かれ、該気液
分離装置より液相燃料は前記液体燃料噴射バーナへ導か
れ該液体燃料噴射バーナより噴射されて燃焼され、前記
気液分離装置より気相燃料は前記気体燃料噴射バーナへ
導かれ該気体燃料噴射バーナより噴射されて燃焼される
ようになっている液化ガス燃焼装置に於て、前記液体燃
料噴射バーナは燃料噴射ポートと、該燃料噴射ポートに
直接係合して該燃料噴射ポートの開閉並びに開度を制御
するニードル要素とを有するニードル弁型液体燃料噴射
バーナとして構成されていることを特徴とする液化ガス
燃焼装置によって達成される。

かかる構成によれば、液体燃料噴射バーナ動径て噴射燃
焼される液体状態にある液化ガスは、液体燃料噴射バー
ナの噴射ポートを通過して噴霧される最終段隔に於て該
燃料噴射ポートに直接係合するニードル要素によってそ
の流量を正しく制御され、この液体燃料として供給され
る液化ガスの量が気体燃料として供給される液化ガスの
量に比して圧倒的に多い量にてほぼ比例関係にあること
から、この液体燃料の流量が制御されることにより、気
体燃料を含む全燃料の噴射量が全体として十分正確に制
御される。

液体燃料はかかるニードル要素による流量制御を受ける
段階にてそのかなりの部分が気化することになるが、そ
の気化は既に正確な流量制徊曖達成した後であり、かか
るニードル要素による絞り効果によって液化ガスの気化
する割合が如何様に変化しても流量制御の精度が阻害さ
れる慮ればない。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本考案による液化ガス燃焼装置の一つの実施例
を示す概略図である。

図に於て、１は液化ガスタンクであり、プロパン、ブタ
ン等の液化ガス燃料を貯容するタンクである。

液化ガスタンクの液体燃料取出しポート２には、途中に
開閉弁３及び流量計４を含む燃料導管５の一端が接続さ
れており、該燃料導管の他端は気液分離装置６の入口ポ
ート７に接続されている。

気液分離装置６は、更に液体燃料出口ポート８及び気体
燃料出口ポート９を有する図にて解重的に示す如き一つ
の容器構造体であり、更に図にて解重的に示す如くフロ
ート要素１０によって制御されて気体燃料出口ボート９
を開閉する弁要素１１を備えており、該容器構造体内に
於る液面レベルが所定のレベルに達すると気体燃料出口
ポート９は閉じられ、斗た液面レベルがそれ以下に低下
すると気体燃料出口ポート９は開かれるようになってい
る。

気液分離装置６の液体燃料出口ポート８は導管１２を経
てこれに近接して配置された液体燃料噴射バーナ１３の
燃料入口ポート１４に接続されており、方該気液分離装
置の気体燃料出口ポート９は導管１５を経て気体燃料噴
射バーナ１６の燃料入口ポート１７に接続されている。

但し、図示の実施例に於ては、液体燃料噴射バーナ１３
と気体燃料噴射バーナ１６とは一体に組合わされた複合
バーナ１８を構成している。

１９はバーナ１８が発生する火炎を受ける炉である。

作動に於ては、液化ガスタンク１に貯容された液化ガス
燃料はその液体燃料取出しポート２より導管５を経て気
液分離装置６の入口ポート７より該気液分離装置内へ導
入される。

気泡を含オない状態で液化ガスタンク１の液体燃料取出
しポート２より導出された液化ガスも、導管５を通って
導かれる間に周囲より熱を受け、會た導管の途中、特に
開閉弁３及び流量計４等に於る流れ抵抗によって圧力降
下を生ずることから、該液化ガスが気液分離装置６内に
達するときにはかなりの量の気泡を含んだ状態となって
いる。

かかる気泡は気液分離装置６内にて浮上し、該気液分離
装置の上部空間に気相を形成して、下方の液相と分離し
、その間に液面が形成される。

この液面レベルが所定ルヘル以下にあるときには、フロ
ート１０によって制御される弁要素１１は気体燃料出口
ボート９を開いている。

かかる状態に於ては、気液分離装置６の液体燃料出口ポ
ート８からは、その液相燃料が気液分離装置６内に於る
液化ガスの飽和蒸気圧とその液相の静水圧によって液体
燃料噴射バーナ１３へ向けて送り出され、曾た気液分離
装置の気体燃料出口ポート９からはその気相燃料が気液
分離装置内の液化ガスの飽和蒸気圧によって気体燃料噴
射バーナ１６へ向けて送出される。

かぐして液体燃料噴射バーナ１３からは液体燃料が噴射
燃焼され、気体燃料噴射バーナ１６からは気体燃料が噴
射燃焼される。

第２図は複合バーナ１８の一つの実施例を示す概略断面
図である。

この複合バーナは同心に配置された同筒体２０及び２１
を有しており、円筒体２０の内部がポート１４より液体
燃料を供給される液体燃料噴射バーナ１３を構成してお
り、−！た円筒体２０と２１によって郭定された環状通
路がポート１７より気体燃料を供給される気体燃料噴射
バーナ１６を構成している。

円筒体２０の中心部にはニードル要素２２が配置されて
おり、該ニードル要素はその先端部にてオリフィス要素
２３によって郭定された液体燃料噴射ポート２４を開閉
制御するようになっている。

円筒体２０と２１によって郭定された環状空間の先端部
には気体燃料噴射ポート２５が形成されている。

ボイラーその他の工業用燃焼装置に於ては、上述の如く
燃料送給系に於て自然発生する気体燃料の量は全燃料消
費量に比して極く僅であり、従って燃料の燃焼量の制御
は主として液体燃料噴射バーナ１３より噴射される液体
燃料の量を制御することによって制御される。

従って第２図に示す如き複合バーナ１８を組込んだ第１
図に示す如き液化ガス燃焼装置に於ては、ニードル要素
２２によって液体燃料噴射ポート２４の開度な制御する
ことにより、はぼ全体としての燃料の噴射量を制御する
ことができ、この場合気体燃料噴射ポート２５から噴射
される気体燃料の噴射量は、液体燃料噴射ポート２４よ
り噴射される液体燃料噴射量にほぼ比例した値となる。

しかし、もし必要なら。気体燃料導管の途中に適当な制
御弁が設けられてもよい。

第３図は第２図に示す複合バーナ１８の一つの修正例を
示す概略図である。

第３図に示す構造に於ては、ニードル要素２２によって
開閉制御される燃料噴射ポート２４の前方に更に旋回要
素２６及び他の一つのオリフィス要素２７によって郭定
されたオリフィスポート２８が設けられている。

かかる旋回要素２６及びオリフィス要素２７を追加する
ことにより、燃料噴射ポート２４より噴射された液体燃
料の液滴な更に微細化することができる。

第４図は気液分離装置６と第３図に示す如き複合バーナ
１８′ とを組合せて一体に構成した一つの実施例を示
す棚略図である。

第４図に於て、第１図及び第３図に示す部分に対応する
部分は、第１図及び第３図に於けると同じ符号により示
されている。

このように気液分離装置とバーナとを一体に構成するこ
とにより、気液分離装置と液体燃料噴射バーナとを互い
により近接して配置することができ、気液分離装置に於
て一旦気泡を分離された液相燃料内にそれが液体燃料噴
射バーナより噴射される以前に再び気泡が発生する問題
がより確実に回避される。

以上に於ては本考案を幾つかの実施例について詳細に説
明したが、本考案がこれらの実施例にのみ限られるもの
ではなく、本考案の範囲内にて種種の修正が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による液化ガス燃焼装置の基本的実施例
を示す概略図、第２図は第１図に示す液化ガス燃焼装置
に組込筐れる複合バーナの一つの実施例を示す概略断面
図、第３図は第２図に示す複合バーナの一つの修正例を
示す概略断面図、第４図は気液分離装置と第３図に示す
複合バーナとを一体に組合せた構造の一つの実施例を示
す概略断面図である。 １・・・・・・液化ガスタンク、２・・・・・・液体燃
料増出しポート、３・・・・・・開閉弁、４・・・・・
・流量計、５・・・・・・導管、６・・・・・・気液分
離装置、７・・・・・・燃料入口ポート、８・・・・・
・液体燃料出口ポート、９・・・・・・気体燃料出口ポ
ート、１０・・・・・・フロート、１１・・・・・・弁
要素、１２・・・・・・導管、１３・・・・・・液体燃
料噴射バーナ、１４・・・・・・燃料入口ポート、１５
・・・・・・導管、１６・・・・・・気体燃料噴射バー
ナ、１７・・・・・・燃料入口ポート、１８・・・・・
・複合バーナ、１９・・・・・・炉、２０，２１・・・
・・・円筒体、２２・・・・・・ニードル要素、２３・
・・・・・オリフィス要素、２４・・・・・・液体燃料
噴射ポート、２５・・・・・・気体燃料噴射ポート、２
６・・・・・・旋回要素。 ２７・・・・・・オリフィス要素、２８・・・・・・オ
リフィスポート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液化ガスタンクと、気液分離装置と、液体燃料噴射バー
   ナと、気体燃料噴射バーナとを有し、前記気液分離装置
   は前記液体燃料噴射バーナに近接して配置され、前記液
   化ガスタンクに貯容された液化ガス燃料は前記気液分離
   装置へ導かれ、該気液分離装置より液相燃料は前記液体
   燃料噴射バーナへ導かれ該液体燃料噴射バーナより噴射
   されて燃焼され、前記気液分離装置より気相燃料は前記
   気体燃料噴射バーナへ導かれ該気体燃料噴射バーナより
   噴射されて燃焼されるようになっている液化ガス燃焼装
   置に於て、前記液体燃料噴射バーナは燃料噴射ポートと
   、該燃料噴射ポートに直接係合して該燃料噴射ポートの
   開閉並びに開度を制御するニードル要素とを有するニー
   ドル弁型液体燃料噴射バーナとして構成されていること
   を特徴とする液化ガス燃焼装置。