JPS5917334B2 - Method of generating thermal energy by intermittent combustion of suspended air - Google Patents

Method of generating thermal energy by intermittent combustion of suspended air

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JPS5917334B2
JPS5917334B2 JP56164892A JP16489281A JPS5917334B2 JP S5917334 B2 JPS5917334 B2 JP S5917334B2 JP 56164892 A JP56164892 A JP 56164892A JP 16489281 A JP16489281 A JP 16489281A JP S5917334 B2 JPS5917334 B2 JP S5917334B2
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air
suspended air
combustion chamber
thermal energy
suspended
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有機物質から熱エネルギーを発生させる方法
に関し、更に詳細には、空気中に分散した微細な有機ダ
スト、すなわち、専門的には懸濁気を燃焼させることに
よって熱エネルギーを発生させる方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for generating thermal energy from organic substances, and more particularly to a method for burning fine organic dust dispersed in the air, or technically suspended air. The present invention relates to a method for generating thermal energy by.

熱エネルギー発生のため従来から用いられている典型的
なシステムは、石油、天然ガス、石炭及び他の化石燃料
;木材及びこれと類似の植物;水力発電システム、原子
炉システム及び他の資本集約型の転換器とか\わりを有
している。
Typical systems traditionally used for thermal energy generation include oil, natural gas, coal and other fossil fuels; wood and similar plants; hydroelectric systems, nuclear reactor systems and other capital intensive systems. It has something like a converter.

しかしながら、これらシステムは総て不轟に低効率で、
極度に環境汚染を招き、少い資源を枯渇させるものであ
り、費用も割高である。
However, all of these systems have extremely low efficiency;
It causes extreme environmental pollution, depletes scarce resources, and is relatively expensive.

本発明の目的は、空気中に分散する炭素質の物質の微粒
子から成る煙、すなわち懸濁気を順次装入し、間欠的に
爆発させることによって、空気、水などを安価にかつ効
率よく加熱するための方法を提供することにあり、この
場合、懸濁気の初期装入圧力は大気圧又はこれを越え、
装入した懸濁気が燃焼を起す各時間間隔は、熱エネルギ
ーが実質的に燃焼室、すなわち内燃室の壁から完全に消
散するまで繰返されることなく延長される。
The object of the present invention is to heat air, water, etc. inexpensively and efficiently by sequentially charging smoke, that is, suspended air, consisting of fine particles of carbonaceous substances dispersed in the air and exploding it intermittently. In this case, the initial charge pressure of the suspended air is at or above atmospheric pressure,
Each time interval during which combustion of the charged suspension takes place is extended without being repeated until the thermal energy is substantially completely dissipated from the walls of the combustion chamber, ie the internal combustion chamber.

従って、燃焼は高温高圧で行われるから、高い効率が確
保されるが、全体的には比較的低温での運転と比較的低
温での構造材料の使用が可能である。
Combustion therefore takes place at high temperature and pressure, thus ensuring high efficiency, but overall allowing operation at relatively low temperatures and the use of construction materials at relatively low temperatures.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

図面に示されている装置は、特に空気又は水を加熱する
ための熱発生器であって、内燃室10と、爆発用の懸濁
気装入物を内燃室10内に間欠的に導入してこの内燃室
から燃焼生成物を掃気する流れシステム12と、高温高
圧で懸濁気を間欠的に順次爆発させる点火システム14
とを夫々備えている。
The device shown in the drawing is a heat generator, in particular for heating air or water, comprising an internal combustion chamber 10 and into which a suspended charge for explosion is introduced intermittently. a flow system 12 for scavenging combustion products from the internal combustion chamber; and an ignition system 14 for intermittent sequential explosion of suspended air at high temperature and pressure.
They are equipped with the following.

流れシステム12は、圧力空気供給室18と、ダスト貯
蔵室20とを備え、両者は次のように連なっている。
The flow system 12 comprises a pressurized air supply chamber 18 and a dust storage chamber 20, which are connected as follows.

すなわち、圧力空気供給室18は制御弁22を経てベン
チュリ混合器24に接続され、該ベンチュリ混合器には
、前記ダスト貯蔵室20も接続されている。
That is, the pressurized air supply chamber 18 is connected via a control valve 22 to a venturi mixer 24, to which the dust storage chamber 20 is also connected.

また、ベンチュリ混合器24は、制御弁26、急速連結
弁28及びチェックバルブ30を介して前記内燃室10
に接続されている。
Further, the venturi mixer 24 is connected to the internal combustion chamber 10 via a control valve 26, a quick connection valve 28, and a check valve 30.
It is connected to the.

制御弁26が開くと、前記圧力空気供給室18の空気が
ベンチュリ混合器24を経て激しく流れるので、ダスト
貯蔵室20からの微粒子がベンチュリ混合器を流れる上
記空気と混合する。
When the control valve 26 opens, the air in the pressurized air supply chamber 18 flows violently through the venturi mixer 24, so that particulates from the dust storage chamber 20 mix with the air flowing through the venturi mixer.

このようにして形成された懸濁気は内燃室10に圧送さ
れる。
The suspended air thus formed is pumped into the internal combustion chamber 10.

そして、後記する懸濁気装入物の爆発後、燃焼生成物は
排気管32を経て内燃室10から流出する。
After the explosion of the suspended charge, which will be described later, the combustion products exit the internal combustion chamber 10 via the exhaust pipe 32.

排気管の直径は、内燃室内で加熱された燃焼生成物がそ
のエネルギーの大部分を内燃室壁に伝達するまで内燃室
内に留っているように、内燃室内の圧力が漸減するよう
な大きさに選定されている。
The diameter of the exhaust pipe is such that the pressure in the internal combustion chamber gradually decreases so that the combustion products heated in the internal combustion chamber remain within the internal combustion chamber until they transfer most of their energy to the internal combustion chamber walls. has been selected.

点火システム14は電源34によって逓昇変圧器36を
介して給電され、内燃室10内の点火コイル38はこの
逓昇変圧器36によって給電される。
The ignition system 14 is powered by the power supply 34 via a step-up transformer 36, by which the ignition coil 38 in the internal combustion chamber 10 is powered.

スイッチ40は電流計42と直列の前記逓昇変圧器36
の一次コイルを電源34に接続する。
A switch 40 connects the step-up transformer 36 in series with an ammeter 42.
Connect the primary coil to the power source 34.

そして電流計42と並列にパイロットランプ44が接続
されている。
A pilot lamp 44 is connected in parallel with the ammeter 42.

燃焼スイッチ46は、前記圧力空気供給室18とダスト
貯蔵室20とから懸濁気を急速連結弁28及びチェック
バルブ30を介して内燃室10に装入させるために、制
御弁、すなわち電磁弁26のソレノイドを電源34に接
続させる。
The combustion switch 46 is connected to a control valve, ie, a solenoid valve 26 , in order to charge suspended air from the pressurized air supply chamber 18 and the dust storage chamber 20 into the internal combustion chamber 10 via the quick coupling valve 28 and the check valve 30 . Connect the solenoid to the power supply 34.

内燃室10内では、装入された懸濁気の爆発が起り、内
燃室内壁に熱が発生する。
Inside the internal combustion chamber 10, the charged suspended air explodes and heat is generated on the internal combustion chamber wall.

この熱の一部は内燃室外壁のフィン48に接触して流れ
る空気に伝えられて加熱ダクトに送られ、他の一部はコ
イル状のチューブ50に伝えられ、その中を流れる水を
加熱する。
Part of this heat is transferred to the air flowing in contact with the fins 48 on the outer wall of the internal combustion chamber and sent to the heating duct, and the other part is transferred to the coiled tube 50 to heat the water flowing therein. .

また、前記発生熱はクーピッや他の原動機にも応用でき
る。
Furthermore, the generated heat can be applied to coupis and other prime movers.

次に、以上のような構成におけるエネルギー発生方法に
ついて説明する。
Next, a method of generating energy in the above configuration will be explained.

こ\で用いられる懸濁気について述べると、空気中のダ
ストの最小濃度は大気圧で空気1,000立方フイート
(28,32立方メートル)当りダスト25オンス(7
09グラム)であるのが望ましい。
Regarding the suspended air used here, the minimum concentration of dust in the air is 25 ounces (7 ounces) of dust per 1,000 cubic feet (28,32 cubic meters) of air at atmospheric pressure.
09 grams).

そして、ダストの平均粒子サイズは1ミクロンから20
0メツシユの範囲内であることが望ましい。
The average particle size of dust is from 1 micron to 20 microns.
It is desirable that it be within the range of 0 meshes.

また点火のために必要な最小のスパークエネルギーは1
5ミリジユ一ル以上であることが望ましい。
The minimum spark energy required for ignition is 1
It is desirable that the amount is 5 millijoules or more.

そして、ダストを構成している典型的な物質は、例えば
、トウモロコシの穂軸ミール、コーンスターチ、棉の実
、ガールの種子、堅果の殻、玉ねぎ、豆、アルファルフ
ァ、じゃがいも、米、大豆、砂糖、トング(tong)
、小麦、殻、酵母などの農業副産物や、石炭、亜炭等の
化石炭化水素、樹皮粉末、コルク、天然ゴム、木材粉末
、ゴム等の化石質の炭化水素や、ロジン、セルロースア
セテート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリスチレ
ン等の樹脂類である。
Typical materials that make up dust include corn cob meal, corn starch, cotton nuts, gar seeds, nut shells, onions, beans, alfalfa, potatoes, rice, soybeans, sugar, tongs
, agricultural by-products such as wheat, husk, and yeast, fossil hydrocarbons such as coal and lignite, fossil hydrocarbons such as bark powder, cork, natural rubber, wood powder, and rubber, rosin, cellulose acetate, and polyvinyl acetate. , polyethylene, polystyrene, and other resins.

農業副産物として例示されている好ましいダスト組成物
は、通常バイオマス物質として知られている。
Preferred dust compositions exemplified as agricultural by-products are commonly known as biomass materials.

実際には、順次爆発が行われるが、次の爆発までに発生
熱は消散する。
In reality, explosions occur one after the other, but the heat generated is dissipated before the next explosion.

また内燃室はアルミ鋳物又は鋳鋼製で、直径5〜50C
rrL、長さ100〜1,000crfLが好ましい。
The internal combustion chamber is made of cast aluminum or cast steel, and has a diameter of 5 to 50C.
rrL and a length of 100 to 1,000 crfL are preferred.

次に前記の構成における動作について説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.

空気供給室18の圧力は少くとも大気圧ζこ等しく、通
常平方インチ当り20〜200ポンド(1,41〜14
.06kg/ff1)で大気圧より高い方が好ましい。
The pressure in the air supply chamber 18 is at least equal to atmospheric pressure ζ, typically between 20 and 200 pounds per square inch.
.. 06 kg/ff1), which is preferably higher than atmospheric pressure.

スイッチ40は制御ユニット52の監視下にあり、該ス
イッチ40が動作すると変圧器36が給電される。
The switch 40 is monitored by a control unit 52 and when the switch 40 is actuated, the transformer 36 is energized.

その後すぐに、同じく制御ユニット52の監視下にある
燃焼スイッチ46が動作して電磁弁26が開くので、空
気供給室18からの空気とダスト貯蔵室20からのダス
トとがベンチュリ混合器、すなわちベンチュリノズル2
4で混合する。
Immediately thereafter, the combustion switch 46, also monitored by the control unit 52, is actuated and the solenoid valve 26 is opened, so that the air from the air supply chamber 18 and the dust from the dust storage chamber 20 are mixed into the venturi mixer, i.e. the venturi mixer. Nozzle 2
Mix at step 4.

そして、この混合された懸濁気は予め設定された圧力と
濃度で、急速連結弁28及びチェックバルブ30を経て
内燃室10に装入される。
Then, this mixed suspended air is charged into the internal combustion chamber 10 through the quick connection valve 28 and the check valve 30 at a preset pressure and concentration.

そして、この内燃室内の圧力が圧力計56と圧力スイッ
チ58とで定めた予定のレベルに達すると、点火コイル
38によって爆発が始まり、熱を内燃室の壁面に伝達し
ながら温度と圧力が最大に達するまで爆発が続けられる
When the pressure inside the internal combustion chamber reaches a predetermined level determined by the pressure gauge 56 and pressure switch 58, an explosion is started by the ignition coil 38, and the temperature and pressure are maximized while transferring heat to the wall of the internal combustion chamber. The explosion will continue until the explosion is reached.

なお圧力スイッチ58は変圧器36の二次コイルの両端
と点火コイル38の両端とを結ぶループをオン・オフす
るように、このループ内に設けられていてよい。
Note that the pressure switch 58 may be provided within the loop connecting both ends of the secondary coil of the transformer 36 and both ends of the ignition coil 38 so as to turn on/off this loop.

上述の爆発によって発生した熱は、内燃室外壁に接触し
ながら、又は近傍を通る空気及び/又は水等の流体によ
って、完全に持ち去られる。
The heat generated by the explosion described above is completely carried away by a fluid such as air and/or water that passes in contact with or in the vicinity of the outer wall of the internal combustion chamber.

すなわち、空気の場合には、内燃室10外壁のフィン4
8に接して流れる空気が空調ユニットのダクト内に導か
れる。
That is, in the case of air, the fins 4 on the outer wall of the internal combustion chamber 10
The air flowing in contact with 8 is guided into the duct of the air conditioning unit.

また水の場合には、コイル状のチューブ50を流れる水
が高温水タンクに貯蔵される。
In the case of water, the water flowing through the coiled tube 50 is stored in a high temperature water tank.

第二の排気管54が圧力計56につながっている。A second exhaust pipe 54 is connected to a pressure gauge 56.

制御ユニット52は、各爆発がその前の爆発によって発
生した熱の総てが前記の熱交換システムで完全に消散し
終るまで起らぬよう、爆発の時間を制御している。
The control unit 52 times the explosions so that each explosion does not occur until all of the heat generated by the previous explosion has been completely dissipated in the heat exchange system.

上述の開示において、既述の特許請求の範囲の記載から
逸脱することなく、種々の変更又は変形が可能であるの
で、以上の説明に述べられかつ図面に示された総ての事
柄は例示のためのものであって限定のためのものではな
いと解釈すべきである。
Since various changes and modifications can be made in the above disclosure without departing from the scope of the following claims, all matters stated in the above description and shown in the drawings are intended to be illustrative only. should be construed as intended for purposes only and not for purposes of limitation.

本発明の要旨を概略的に述べると、本発明は、種々に応
用し得る安価で効率の良い熱エネルギーを得るために、
懸濁気を間欠的に爆発させるようにした方法に係るもの
である。
To summarize the gist of the present invention, the present invention aims to obtain inexpensive and efficient thermal energy that can be used in various ways.
This method involves intermittently exploding suspended air.

以上説明したように、本発明の方法によれば、点火しに
くい農産物、化石、植物及び樹脂等の部類から選択され
た有機物質を粒子化し、この固体粒子を空気と混合して
懸濁気を形成することにより、この懸濁気を間欠的に爆
発させて燃焼することが可能となる。
As explained above, according to the method of the present invention, organic substances selected from categories such as agricultural products, fossils, plants, and resins that are difficult to ignite are pulverized, and the solid particles are mixed with air to create suspended air. By forming this, it becomes possible to intermittently explode and burn this suspended air.

従って本発明によれば、石油、天然ガス、石炭、木材等
の従来の燃え易い燃料を用いることなく、農業廃棄物や
産業廃棄物等に属する燃えにくい有機物質を燃料として
、安価にかつ効率良く熱エネルギを得ることができ、省
資源に寄与する所が大である。
Therefore, according to the present invention, without using conventional combustible fuels such as petroleum, natural gas, coal, and wood, low-flammability organic substances belonging to agricultural waste, industrial waste, etc. can be used as fuel, inexpensively and efficiently. Thermal energy can be obtained, which greatly contributes to resource conservation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は、機械的な部分の断面図と電気的な部分のブロッ
ク線図とを含んだ本発明の一実施例の説明図である。 なお図面に用いられている符号において、10・・・・
・・内燃室(燃焼室)、12・・・・・・流れシステム
、14・・・・・・点火システム、32・・・・・・排
気管、40・・・・・・主スィッチ、46・・・・・・
燃焼スイッチ、52・・・・・・制御ユニット、56・
・・・・・圧力計、58・・・・・・圧力スイッチであ
る。
The drawing is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention, including a cross-sectional view of mechanical parts and a block diagram of electrical parts. In addition, in the symbols used in the drawings, 10...
... Internal combustion chamber (combustion chamber), 12 ... Flow system, 14 ... Ignition system, 32 ... Exhaust pipe, 40 ... Main switch, 46・・・・・・
Combustion switch, 52...Control unit, 56.
...Pressure gauge, 58...Pressure switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 次の各工程を具備することを特徴とする懸濁気の間
欠燃焼による熱エネルギの発生力法。 (a) 分散した微細な固体粒子と空気との混合物か
ら成る懸濁気を間欠的に形成すること。 (b) 上記固体粒子は点火しにくい農産物、化石、
植物及び樹脂等の部類から選択された有機物質から成る
こと。 (c) 上記固体粒子の平均直径は1ミクロンないし
200メツシユであること。 (d) 上記懸濁気の圧力は少なくとも大気圧であっ
て、その最小濃度は1,000立方フイート(28,3
2立方メートル)当り25オンス(709グラム)であ
ること。 (e) 次に上記懸濁気をほぼ上記大気圧に保ちなが
ら燃焼室に導入すること。 げ)次にこの導入された懸濁気を、上記燃焼室内でほぼ
上記大気圧にして、少なくとも15ミリジユールのエネ
ルギを有する電流で間欠的に活性化し、これによりこの
懸濁気を所定の期間、高温度で爆発させること。 上記懸濁気を活性化し爆発させる間欠的な時間間隔は、
この爆発によって発生した熱エネルギが熱交換システム
の中にほぼ完全に消散してしまうに充分な長さであるこ
と。 (g) 次に上記爆発で発生し、上記熱交換システム
を介して伝達された熱エネルギを、所定の機器に供給す
ること。 (h) そして上記活性化されて爆発した燃焼生成物
の残滓を、上記燃焼室から排出すること。 2 上記所定の機器は加熱器である特許請求の範囲第1
項記載の方法。 3 上記所定の機器は空気加熱器である特許請求の範囲
第1項記載の方法。 4 上記所定の機器は水加熱器である特許請求の範囲第
1項記載の方法。 5 上記所定の機器は原動機である特許請求の範囲第1
項記載の方法。 6 上記固体粒子はバイオマス物質から成る特許請求の
範囲第1項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A method for generating thermal energy through intermittent combustion of suspended air, characterized by comprising the following steps: (a) The intermittent formation of a suspension consisting of a mixture of dispersed fine solid particles and air. (b) The solid particles mentioned above are agricultural products, fossils, etc. that are difficult to ignite.
Consists of organic substances selected from the categories of plants and resins, etc. (c) The solid particles have an average diameter of 1 micron to 200 mesh. (d) The pressure of the suspended air is at least atmospheric and its minimum concentration is 1,000 cubic feet (28.3 cubic feet).
25 ounces (709 grams) per 2 cubic meters. (e) Next, introducing the suspended air into the combustion chamber while maintaining it at approximately the atmospheric pressure. (g) The introduced suspended air is then brought to approximately the atmospheric pressure in the combustion chamber and activated intermittently with an electric current having an energy of at least 15 millijoules, whereby the suspended air is heated for a predetermined period of time. detonate at high temperature. The intermittent time intervals for activating and exploding the suspended air are:
be long enough that the thermal energy generated by this explosion is almost completely dissipated into the heat exchange system; (g) then supplying the thermal energy generated in said explosion and transferred via said heat exchange system to a predetermined equipment; (h) and discharging the residue of the activated and exploded combustion products from the combustion chamber. 2. Claim 1, wherein the predetermined device is a heater.
The method described in section. 3. The method of claim 1, wherein the predetermined device is an air heater. 4. The method according to claim 1, wherein the predetermined device is a water heater. 5 Claim 1 in which the above-mentioned predetermined device is a prime mover
The method described in section. 6. The method of claim 1, wherein the solid particles are comprised of biomass material.
JP56164892A 1981-10-15 1981-10-15 Method of generating thermal energy by intermittent combustion of suspended air Expired JPS5917334B2 (en)

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JPS5864459A JPS5864459A (en) 1983-04-16
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