JPS59225207A - 燃焼方法及び装置 - Google Patents
燃焼方法及び装置Info
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- JPS59225207A JPS59225207A JP58098507A JP9850783A JPS59225207A JP S59225207 A JPS59225207 A JP S59225207A JP 58098507 A JP58098507 A JP 58098507A JP 9850783 A JP9850783 A JP 9850783A JP S59225207 A JPS59225207 A JP S59225207A
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/16—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour in which an emulsion of water and fuel is sprayed
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F23C2900/03005—Burners with an internal combustion chamber, e.g. for obtaining an increased heat release, a high speed jet flame or being used for starting the combustion
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は燃焼方法及び装置特に油と水及び霧化用空気
の三者を特殊構造の噴霧が云状１Ｃ以圧、 −三流体噴
霧／々−ナーと称する）で混合した粒子の水性ガス転化
反応を利用して燃料の燃焼効率を顕著に高める燃焼方法
及び装置に関する。従来油水エマルジョンを燃焼させる
ことは一般に行われているが火焔の失熱防止の必要上か
ら水の添加量に限界があり、かつ使用する燃焼炉の構造
、又は被加熱物の種類、加熱条件等により燃焼効率が大
巾に左右され、汎用性に乏しい。しかして水の添加量の
効率的な上限は概ね２０％以下〒あり、燃料節減も数％
に止まるものであった。この発明は圧力空気権旋回流と
して外周から吹き込みうる様にした耐熱構造のガス化反
応燃焼器と油、水、霧化用・空気の３者を混合噴霧燃焼
させる特殊構造の三流体噴霧ノ々−ナーとを一体化構成
したもので４０％ないし５０％の高い率の水混合油噴霧
の燃焼においても水性ガス転化反応による高カロリーガ
スを燃焼反応に利用することにより失熱することなく燃
焼効率を高めることができる。即ち油水混合噴霧粒子は
反応燃焼器内に於て７００℃〜１０００℃の高温下〒予
熱旋回全気流により圧縮、滞留現象によって熱分解され
、その際発生する水素及び反応生成水性ガスの同時燃焼
効果ならびに発生酸素による理論空気量以下１の迅速か
２完全な燃焼の相乗効果により燃焼を大巾に効率化し、
かつ著しく汎用性を向上せしめることができる。
の三者を特殊構造の噴霧が云状１Ｃ以圧、 −三流体噴
霧／々−ナーと称する）で混合した粒子の水性ガス転化
反応を利用して燃料の燃焼効率を顕著に高める燃焼方法
及び装置に関する。従来油水エマルジョンを燃焼させる
ことは一般に行われているが火焔の失熱防止の必要上か
ら水の添加量に限界があり、かつ使用する燃焼炉の構造
、又は被加熱物の種類、加熱条件等により燃焼効率が大
巾に左右され、汎用性に乏しい。しかして水の添加量の
効率的な上限は概ね２０％以下〒あり、燃料節減も数％
に止まるものであった。この発明は圧力空気権旋回流と
して外周から吹き込みうる様にした耐熱構造のガス化反
応燃焼器と油、水、霧化用・空気の３者を混合噴霧燃焼
させる特殊構造の三流体噴霧ノ々−ナーとを一体化構成
したもので４０％ないし５０％の高い率の水混合油噴霧
の燃焼においても水性ガス転化反応による高カロリーガ
スを燃焼反応に利用することにより失熱することなく燃
焼効率を高めることができる。即ち油水混合噴霧粒子は
反応燃焼器内に於て７００℃〜１０００℃の高温下〒予
熱旋回全気流により圧縮、滞留現象によって熱分解され
、その際発生する水素及び反応生成水性ガスの同時燃焼
効果ならびに発生酸素による理論空気量以下１の迅速か
２完全な燃焼の相乗効果により燃焼を大巾に効率化し、
かつ著しく汎用性を向上せしめることができる。
以上の水性ガス転化反応は次の反応式を基礎とするもの
である。
である。
ＣｍＨｎ＋ｍＨ２Ｏｄ ｍｃＯ＋（ｍ＋１）Ｈ２ＣＯ＋
Ｈ２１ｉ：！ ＣＯ２＋Ｈ２ ＣＯ＋５Ｈ２＃ ＣＨ４＋Ｈ２０ この時反応の進行度は反応条件に於ける平衡常数より定
まる。
Ｈ２１ｉ：！ ＣＯ２＋Ｈ２ ＣＯ＋５Ｈ２＃ ＣＨ４＋Ｈ２０ この時反応の進行度は反応条件に於ける平衡常数より定
まる。
一方重油の熱分解過程は
ＣｍＨｎ→ｒｎＣ＋（）Ｈ２
であり止釘反応生成ガス及び熱分解した炭素及び水素は
燃焼反応に於て次の発熱反応を行うＣ＋０２ ＝Ｃ０２
＋ ９７．６ Ｋｃ ａ ｌ／ｍｏ ｌＨ２＋ＨＯ２＝
Ｈ２，Ｏ＋６８．５Ｋｃａｌ冷ｏＩＣＨ４＋２０２ ＝
ＣＯ２＋２Ｈ２０＋２３４２Ｋ ｃ ａ １７ｍｏ Ｉ
ＣＯ＋−ｚ０２＝ＣＯ２＋６８．２Ｋｃａｌ／ｎ１ｏ１
即ちこの発明による反応燃焼器と三流体噴霧ノ々−ナー
をセットした油水混合霧の燃焼においては上記の反応高
カロリー生成ガスを利用することにより手−ザー条件の
如例を問わず従来の市販オイルノ々−ナーによる油専焼
に比べ、又この発明の反応燃焼器と三流体噴霧ノ々−ナ
ーをセットした方法によらない単なる油水エマルジョン
燃焼と比べても多大の燃料節減を可能としたもの１ある
。又４０％ないし５０％の高率水混合霧の燃焼を可能に
したことによりＮＯｘ、８０５等の、減少が顕著に認め
られ、公害防止面からも有効な方法及び装置を得たもの
〒ある。
燃焼反応に於て次の発熱反応を行うＣ＋０２ ＝Ｃ０２
＋ ９７．６ Ｋｃ ａ ｌ／ｍｏ ｌＨ２＋ＨＯ２＝
Ｈ２，Ｏ＋６８．５Ｋｃａｌ冷ｏＩＣＨ４＋２０２ ＝
ＣＯ２＋２Ｈ２０＋２３４２Ｋ ｃ ａ １７ｍｏ Ｉ
ＣＯ＋−ｚ０２＝ＣＯ２＋６８．２Ｋｃａｌ／ｎ１ｏ１
即ちこの発明による反応燃焼器と三流体噴霧ノ々−ナー
をセットした油水混合霧の燃焼においては上記の反応高
カロリー生成ガスを利用することにより手−ザー条件の
如例を問わず従来の市販オイルノ々−ナーによる油専焼
に比べ、又この発明の反応燃焼器と三流体噴霧ノ々−ナ
ーをセットした方法によらない単なる油水エマルジョン
燃焼と比べても多大の燃料節減を可能としたもの１ある
。又４０％ないし５０％の高率水混合霧の燃焼を可能に
したことによりＮＯｘ、８０５等の、減少が顕著に認め
られ、公害防止面からも有効な方法及び装置を得たもの
〒ある。
第１図及び第２図に基づいてこの発明による装置の実施
例について説明すれば、この発明によるガス化反応燃焼
器１０は内筒１、空気予熱筒２、外筒３とからなり三流
体噴霧ノ９−ナー２０の先端に装着される。この三流体
噴霧ノ々−ナーのノズル２２の構造は第２図の如きもの
である。第２図において、３１は水の流れるスリット、
３２は重油の流れる間隙、３６は噴霧用空気の流れる間
隙である。矢印Ａは三流体の噴出方向を示す。外筒６は
送風機５に接続し、内筒１には周囲に小孔７が旋回噴射
される如く若干側あけられている。油及水を規定比率１
送油、送水する定量デンゾ６０から送られた油及び水は
ロータリーブロワ−２１か送られた霧化用空気と共に三
流体噴霧・々−ナー２０より反応燃焼器１０中に混合霧
化噴射する。符号４はこの噴射霧流を示す。
例について説明すれば、この発明によるガス化反応燃焼
器１０は内筒１、空気予熱筒２、外筒３とからなり三流
体噴霧ノ９−ナー２０の先端に装着される。この三流体
噴霧ノ々−ナーのノズル２２の構造は第２図の如きもの
である。第２図において、３１は水の流れるスリット、
３２は重油の流れる間隙、３６は噴霧用空気の流れる間
隙である。矢印Ａは三流体の噴出方向を示す。外筒６は
送風機５に接続し、内筒１には周囲に小孔７が旋回噴射
される如く若干側あけられている。油及水を規定比率１
送油、送水する定量デンゾ６０から送られた油及び水は
ロータリーブロワ−２１か送られた霧化用空気と共に三
流体噴霧・々−ナー２０より反応燃焼器１０中に混合霧
化噴射する。符号４はこの噴射霧流を示す。
送風機５からの二次空気は外筒３に入り二手に分れて一
部は８から二次空気予熱筒２に入り小孔から旋回流と、
して内筒１内に噴射される。この予熱二次空気により混
合圧縮された油水混合霧粒は約７００℃〜１０００℃に
加熱されたこの内筒内に滞留し、微粒化されている水滴
が高熱によって爆発し燃料と共に気化し水分の熱分解が
行われると共に水性ガス転化反応を惹起し発生した水素
又は反応生成水性ガスと霧化燃料油とが混合して燃、焼
を行う。しかも水の分解にｊり同時発生した酸素により
理論空気量以下フ迅速に完全燃焼が行われるため、燃料
油の大巾な節減が可能となる。
部は８から二次空気予熱筒２に入り小孔から旋回流と、
して内筒１内に噴射される。この予熱二次空気により混
合圧縮された油水混合霧粒は約７００℃〜１０００℃に
加熱されたこの内筒内に滞留し、微粒化されている水滴
が高熱によって爆発し燃料と共に気化し水分の熱分解が
行われると共に水性ガス転化反応を惹起し発生した水素
又は反応生成水性ガスと霧化燃料油とが混合して燃、焼
を行う。しかも水の分解にｊり同時発生した酸素により
理論空気量以下フ迅速に完全燃焼が行われるため、燃料
油の大巾な節減が可能となる。
この発明の燃焼方法及び装置は以上のようであって、バ
ーナーの熱効率は従来の重油専焼に比し６０％以上高く
油消費量も３５％〜４０％少くて済む極めて効率よく省
エネルギーに貢献する方法及び装置を得たものであり、
油水エマル・クヨン製造装置も不要！燃油量の拡大も容
易であり汎用性に富む実用的な油水混合燃焼装置を開発
したものである。
ーナーの熱効率は従来の重油専焼に比し６０％以上高く
油消費量も３５％〜４０％少くて済む極めて効率よく省
エネルギーに貢献する方法及び装置を得たものであり、
油水エマル・クヨン製造装置も不要！燃油量の拡大も容
易であり汎用性に富む実用的な油水混合燃焼装置を開発
したものである。
第１図は本発明の装置の概略説明図、第２図は本装置に
おけるノズルの拡大縦断面図〒ある。 符号 １・・・内筒 ２・・・２次空気予熱筒 ６・・・外筒
４・・・噴射火焔 ５・・・送風機 ６・・・噴射ロア
・・・予熱空気噴射口 ８川原間 １０・・・燃焼器 ２ｏ・・・三流体噴霧ノ々−ナー２
１・・・ロータリープ四ツ−２２・・・ノズル３０・・
・定量ポンプ。 代理人 予熱空気は小孔１７から約４５度の傾きで後方に向って
吹き入れられ、又取入口９からの予熱空気は小孔７」と
補正する。 （８） 同第６頁第１９行の「る。」とあるな［る。 こ−の発明の燃焼機構を採用りだ焼土炉（２４時間連続
操業中）の実施例をみても、水添加（Ａ重油１００：水
５０）燃焼の場合、従来型ガンタイゾＡ重油専焼と比較
して燃焼用空気が１７□、７であ７）Ｋも不拘、燃焼ガ
ス分析の結果、では残存未燃分を示すＧＯ値がｐｐｍで
５０ ： ｓｏｏと１／１ｏに低下し、００ ＋ Ｈ２
Ｏ＝００２ ＋ Ｈ２＋ １０４００ Ｋｃａ’／Ｋｒ
ｎｏ ｌの発熱反応式の示す如く完全燃焼と発熱効果に
より炉内温度も同じ２０ｔ／Ｈ燃焼で１２６０℃ニア９
５℃と大きく上昇し℃いる結果燃料節減率も約３５％を
得ている。 又排ガス゛分析の結果においてもＮＯ□値が２戸で６．
９ ： ２Ｂと水添加燃焼で大巾に低下し公害防止効果
も併せて大いに向上したものである。」と補正する。 （９）同第７頁第１行ないし第２行の［第２図は本装置
におけるノズルの拡大縦断面図である。」とあるｆ［第
２図（Ａｔは本装置忙おけるノズルの拡大縦断面図、第
２図０３１は第２図（Ａ）ｆＲ力方向らみた図である。 」と補正する。 ａｌ−同第７頁第６行の「７・・・予熱空気噴射口」と
ある管、「７，１７・・・予熱空気噴射口」と補正する
。 μυ 同第７頁第６行の「８・・・隙間」とあるを「８
，９・・・予熱空気取入口」と補正する。 ａｚ 同第７頁第９行「３ｏ−−・定量ポンプ」とあ
るを「２９・・・油ポンプ、３０・・・水ポンプ、３１
・・・水スリット、３２・・・重油スリット、３３・−
・噴霧空気スリット、３４・・・噴口」と補正する。 Ｑ３ 図面第１図、第２図を、今回提出の第１図、第
２図（Ａｌ、第２図（ＢＪに補正する。 Ｑ４ ％許請求の範囲を別紙の如く補正する。（誤字
の訂正） 特許請求の範囲 １）重油又は軽質油と水及び霧化用空気の玉流体を混合
噴射燃焼せしめる機能を有するバーナーを使用して其の
噴射ノズル内で混合噴射燃焼せしめる燃焼方法において
、オイルバーナーの先端に装着したガス化反応燃焼器内
にオイル、水、噴霧用空気を混合噴射燃焼させ、その際
燃焼器の内筒外周から圧力空気を導入旋回せしめること
Ｋより油水混合９Ｌ霧火焔を筒内で圧縮・滞留させ、熱
による水滴のミクロ爆発及び油水混合粒子の熱分解によ
って発生する水素、並びに水性ガス転化反応による高カ
ロリーガスを燃焼に利用し、且つ発生酸素の活用により
燃焼空気をしぼり大巾に燃料を節減せしめること？特徴
とする燃焼方法。 ２）油と水及び霧化用空気を混合噴射燃焼する特殊構造
の玉流体噴霧バーナーの先端に装着する内筒、二次空気
予熱筒、外筒よりなる＃熱ガス化反応燃焼器で内筒の周
囲に圧力空気を旋回噴射させる小孔を設け、これにより
油水混合噴霧火焔を旋回、圧縮、滞留させ、水の粒子を
ミクロ爆発させると同時に油水混合粒子を熱分解し発生
水素及び水性ガス等を燃焼エネルギーとして利用し、且
つ発生酸素の活用で所要空気を理論数値量以下に押、え
これらの総合効果として燃料を大巾に節約することを特
徴とした燃焼装置。 手続補正書 昭和５９年を月３Ｑ日 特許庁長官殿 （特許庁審査官 殿）■、小事
件表示 昭和５８年特許願第 ９８５０７ 号２、発明の名称 燃焼方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 田中明雄 栄光特許事務所 電話（５８１）−９６０１（代表）昭
和 年 月 日（発送日 昭和 年 月
７日）６ 補正により増加する発明の数 ０ ７ 補正の対象 明細書全文及び図面（第３図追加） 明 細 書 １、発明の名称 燃焼方法及び装置 ２、特許請求の範囲 １）」■上置と水及び霧化用空気の三流体を温合噴射燃
焼せしめる機能を有するバーナーを使用して其の噴射ノ
ズル内で混合噴射燃焼せしめる燃焼方法において、オイ
ルバーナーの先端に装着したガス化反応燃焼器内に燃料
油、水、噴霧用空気を混合噴射燃焼させ、その際燃焼器
の内筒外周から圧力空気を導入旋回せしめることにより
油水混合噴霧火焔を筒内で圧縮・滞留させ、熱による水
滴のミクロ爆発及び油水混合粒子の熱分解によって発生
する水素、並びに水性ガス転化反応による高カロリーガ
スを燃焼に利用し、且つ発生酸素の活用によシ燃焼空気
をしＩＹＦ）大巾に燃料を節減せしめることを特徴とす
る燃焼方法。 ２）燃料油と水及び霧化用空気を混合噴射燃焼する特殊
構造の三流体噴霧バーナーの先端に装着する内筒、二次
空気予熱筒、外筒よりなる耐熱ガス化反応燃焼器で内筒
の周囲に圧力空気を旋回噴射させる小孔を設け、これに
よシ油水混合噴霧火焔を旋回、圧縮、滞留させ、水の粒
子をミクロ爆発させると同時に油水混合粒子を熱分解し
、発生水素及び水性ガス等を燃焼エネルギーとして利用
し、且つ発生酸素の活用で所要空気を理論数値量以下に
押え、これらの総合効果として燃料を大巾に節約するこ
とを特徴とする燃焼装置。 五 発明の詳細な説明 この発明は燃焼方法及び装置、特に燃料油と水及び霧化
用空気の王者を特殊構造の噴霧バーナー（以下三流体噴
霧バーナーと称する）で混合した粒子の水性ガス転化反
応を利用して燃料の燃焼効率を顕著に高める燃焼方法及
び装置に関する。ここで燃料油と称しているのは重油、
又は軽質油の他に、重油と微細石炭粉との混合物（いわ
ゆるコムと称せられるもの）、及び微細石炭粉と水との
混合物（いわゆるスラリー）等を指している。尚今後油
という表現はここでいう燃料油を指している。 従来油水エマルジョンを燃焼させることは一般に行われ
ているが火焔の失熱防止の必要上から水の添加量に限界
があシ、かつ使用する燃焼炉の構造、又は被加熱物の種
類、加熱条件等により燃焼効率が大巾に左右され、汎用
性に乏しい。しかして水の添加量の効率的な上限は概ね
２０チ以下であり、燃料節減も数チに止まるものであっ
た。この発明は圧力空気を旋回流として外周から吹き込
みうる様にした耐熱構造のガス化反応燃焼器と燃料油と
水、霧化用空気の三者を混合噴霧燃焼させる特殊構造の
三流体噴霧バーナーとを一体化構成したもので４０チな
いし５０チの高い率の水混合油噴霧の燃焼においても水
性ガス転化反応による高カロリーガスを燃焼反応に利用
することにより失熱することなく燃焼効率を高める、こ
とができる。 即ち油水混合噴霧粒子は反応燃焼器内に於て７００℃〜
１０００℃の高温下で予熱旋回空気流によシ圧縮、滞留
現象によって熱分解され、その際発生する水素及び反応
生成水性ガスの同時燃焼効果ならびに発生酸素による理
論空気量以下での迅速かつ完全な燃焼の相乗効果にょシ
燃焼を大巾に効率化し、かつ著しく汎用性を向上せしめ
ることができる。 以上の水性ガス転化反応は次の反応式を基礎とするもの
である。 （’ｍＥｎ ＋ｍ Ｈ２Ｏｄ ｍｏｏ＋（ｎ＋＋Ｈ）
１ｈＣｊＯ＋ Ｈ２Ｏｄ ００２ ＋ ＨｚＣｏ’
−１−５Ｈ２ｄ ＣＨ２＋Ｈ２０この時反応の進行度は
反応条件に於ける平衡常数により定まる。 一方重油の熱分解過程は ＣｍＨｎ → ｍｅ ＋ （−ｚ） Ｈ２でちり上記
反応生成ガス及び熱分解した炭素及び水素は燃焼反応に
於て次の発熱反応を行う。 ０ ＋０２ ＝００２ ＋９７．６ ｋｏａｌ／ｍｏｌ
Ｈ２＋Ｖ２Ｏ２＝Ｈ２０＋６ａ３ｋｃａｌ／／ｍ０１Ｃ
Ｈａ −１−２０２＝ ００２−１−２ Ｈ２０−１−
２５４，２ｋｃａｌ／ｍｏ１００＋ ％５０２ ＝ ０
０２ ＋ ６ａ２ ｋｃａｌ／ｍｏｌ即ちこの発明によ
る反応燃焼器と三流体噴霧バーナー金セットした油水混
合霧の燃焼においては上記の反応高カロリー生成ガスを
利用することにより一一ザー条件の如何を問わず従来の
市販オイルバーナーによる油専焼に比べ、又この発明の
反応燃焼器と玉流体噴霧バーナーをセットした方法によ
らない単なる油水エマルジョン燃焼と比べても多大の燃
料節減を可能をしたも？である。又４０％ないし５０％
の高率油水混合霧の燃焼を可能にしたこと釦よりＮＯｘ
、 ｓｏ３等の減少が顕著に認められ、公害防止面か
らも有効な方法及び装置を得たものである。 この発明の装置の断面図である第１図、及びノズル部分
の第１実施例の拡大断面図である第２図（Ａ）、ならび
に第２図（Ａ）全矢印Ｒの方向からみた正面図である第
２図（Ｂ）に基づいてこの発明の装置について説明すれ
ば、この発明によるガス化反応燃焼器１０は内筒し、空
気予熱筒２、外筒３とがらなシ、玉流体噴霧バーナー２
ｏの先端に装着される。この玉流体噴霧バーナーのノズ
ル２２（Ｄｍ１実施例の構成Ｆｉ第２図（Ａ）、φ）に
訃いて示される。 即ち３１Ｆｉ水の流れるスリット、３２は燃料油の流れ
る間隙、３３は噴霧用空気の流れる間隙、３４Ｆｉ噴口
である。矢印へは玉流体からなる霧の噴出方向を示す。 外筒３は送風機５に接続し、内筒１には周囲に小孔７及
び１７が、若干側あけられ、そこから霧が旋回噴射され
る。燃料油及び水を規定比率で送る定量ポンプ２９及び
３０から送られた燃料油及び水はロータリーブロワ−２
１から送られた霧化用空気と共に玉流体噴霧バーナー２
０から反応燃焼器１０中に混合霧化噴射される。 符号４けこの噴射霧流を示している。 送風機５からの二次空気は空気予熱筒２に入り、二手に
分れて一部は空気取入口８から、又一部は他の空気取入
口９から外筒３に入って更に加熱され、取入口８からの
予熱空気は小孔１７かも約４５度の傾きで後方に向って
吹き入れられ、又取入口９からの予熱空気は小孔７から
旋回流として内筒１内に噴射される。この予熱二次空気
により混合圧縮された油水混合霧粒は約７００℃〜１０
００℃に加熱されたこの内筒内に滞留し、微粒化されて
いる水滴が高熱によって燭発し燃料上共に気化し水分の
熱分解が行われる七共に水性ガス転化反応を惹起し発生
した水素又は反応生成水性ガスと膠化燃料油とが混合し
て燃焼を行う。しかも水の分解により同時発生した酸素
により理論空気量以下で迅速に完全燃焼が行われるため
、燃料油の大巾な節減が可能となる。 路３１から入り、燃料油はその周囲の通路・３２から旋
回して導入される。通路３１の先端は栓３６で閉塞され
、水性分岐通路３５で通路３２の燃料油と内部で混合さ
れる。空気は最外側の通路３３から入り、ノズル先端で
王者は混合し、噴口３４から噴射霧化される。 この発明の燃焼方法及び装置は以上のようであって、バ
ーナーの熱効率は従来の重油専焼に比し６０％以上高く
、燃料油消費量も３５チ〜４０％少くて済む、極めて効
率よく省エネルギーに貢献する方法及び装置を得たもの
であシ、油水エマルジョン製造装置も不要で燃料油の拡
大も容易であり汎用性に富む実用的な油水温合燃焼の方
法と装置を得たものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明の装置の概略説明図、第２図（Ａ）は
ノズルの断面図、第２図（Ｂ）は第２図体）をＲ方向゛
からみた正面図、第３図＜Ａ）ｉｉノズルの変形例の断
面図、第３図体）は第３図（Ａ）をＲ方向からみた正面
図である。 １・・・内筒、２・・・２次空気予熱筒、３・・・外筒
、４・・・噴射霧、５・・・送風機、６・・・噴射口、
７．１７・・・予熱空気噴射口、８，９・・・予熱、空
気取入口、１０・・・燃焼器、２０・・・玉流体噴霧バ
ーナー、２１−・ロータリーブロワ−１２２・・健・ノ
ズル、２９・・・油ポンプ、３０・・・水ポンプ、３１
・・・水通路、３２・・・燃料油通路、３ろ・・・空気
通路、３４・・・噴口。 （ほか３名） ゛ 第 ３ 図
おけるノズルの拡大縦断面図〒ある。 符号 １・・・内筒 ２・・・２次空気予熱筒 ６・・・外筒
４・・・噴射火焔 ５・・・送風機 ６・・・噴射ロア
・・・予熱空気噴射口 ８川原間 １０・・・燃焼器 ２ｏ・・・三流体噴霧ノ々−ナー２
１・・・ロータリープ四ツ−２２・・・ノズル３０・・
・定量ポンプ。 代理人 予熱空気は小孔１７から約４５度の傾きで後方に向って
吹き入れられ、又取入口９からの予熱空気は小孔７」と
補正する。 （８） 同第６頁第１９行の「る。」とあるな［る。 こ−の発明の燃焼機構を採用りだ焼土炉（２４時間連続
操業中）の実施例をみても、水添加（Ａ重油１００：水
５０）燃焼の場合、従来型ガンタイゾＡ重油専焼と比較
して燃焼用空気が１７□、７であ７）Ｋも不拘、燃焼ガ
ス分析の結果、では残存未燃分を示すＧＯ値がｐｐｍで
５０ ： ｓｏｏと１／１ｏに低下し、００ ＋ Ｈ２
Ｏ＝００２ ＋ Ｈ２＋ １０４００ Ｋｃａ’／Ｋｒ
ｎｏ ｌの発熱反応式の示す如く完全燃焼と発熱効果に
より炉内温度も同じ２０ｔ／Ｈ燃焼で１２６０℃ニア９
５℃と大きく上昇し℃いる結果燃料節減率も約３５％を
得ている。 又排ガス゛分析の結果においてもＮＯ□値が２戸で６．
９ ： ２Ｂと水添加燃焼で大巾に低下し公害防止効果
も併せて大いに向上したものである。」と補正する。 （９）同第７頁第１行ないし第２行の［第２図は本装置
におけるノズルの拡大縦断面図である。」とあるｆ［第
２図（Ａｔは本装置忙おけるノズルの拡大縦断面図、第
２図０３１は第２図（Ａ）ｆＲ力方向らみた図である。 」と補正する。 ａｌ−同第７頁第６行の「７・・・予熱空気噴射口」と
ある管、「７，１７・・・予熱空気噴射口」と補正する
。 μυ 同第７頁第６行の「８・・・隙間」とあるを「８
，９・・・予熱空気取入口」と補正する。 ａｚ 同第７頁第９行「３ｏ−−・定量ポンプ」とあ
るを「２９・・・油ポンプ、３０・・・水ポンプ、３１
・・・水スリット、３２・・・重油スリット、３３・−
・噴霧空気スリット、３４・・・噴口」と補正する。 Ｑ３ 図面第１図、第２図を、今回提出の第１図、第
２図（Ａｌ、第２図（ＢＪに補正する。 Ｑ４ ％許請求の範囲を別紙の如く補正する。（誤字
の訂正） 特許請求の範囲 １）重油又は軽質油と水及び霧化用空気の玉流体を混合
噴射燃焼せしめる機能を有するバーナーを使用して其の
噴射ノズル内で混合噴射燃焼せしめる燃焼方法において
、オイルバーナーの先端に装着したガス化反応燃焼器内
にオイル、水、噴霧用空気を混合噴射燃焼させ、その際
燃焼器の内筒外周から圧力空気を導入旋回せしめること
Ｋより油水混合９Ｌ霧火焔を筒内で圧縮・滞留させ、熱
による水滴のミクロ爆発及び油水混合粒子の熱分解によ
って発生する水素、並びに水性ガス転化反応による高カ
ロリーガスを燃焼に利用し、且つ発生酸素の活用により
燃焼空気をしぼり大巾に燃料を節減せしめること？特徴
とする燃焼方法。 ２）油と水及び霧化用空気を混合噴射燃焼する特殊構造
の玉流体噴霧バーナーの先端に装着する内筒、二次空気
予熱筒、外筒よりなる＃熱ガス化反応燃焼器で内筒の周
囲に圧力空気を旋回噴射させる小孔を設け、これにより
油水混合噴霧火焔を旋回、圧縮、滞留させ、水の粒子を
ミクロ爆発させると同時に油水混合粒子を熱分解し発生
水素及び水性ガス等を燃焼エネルギーとして利用し、且
つ発生酸素の活用で所要空気を理論数値量以下に押、え
これらの総合効果として燃料を大巾に節約することを特
徴とした燃焼装置。 手続補正書 昭和５９年を月３Ｑ日 特許庁長官殿 （特許庁審査官 殿）■、小事
件表示 昭和５８年特許願第 ９８５０７ 号２、発明の名称 燃焼方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 田中明雄 栄光特許事務所 電話（５８１）−９６０１（代表）昭
和 年 月 日（発送日 昭和 年 月
７日）６ 補正により増加する発明の数 ０ ７ 補正の対象 明細書全文及び図面（第３図追加） 明 細 書 １、発明の名称 燃焼方法及び装置 ２、特許請求の範囲 １）」■上置と水及び霧化用空気の三流体を温合噴射燃
焼せしめる機能を有するバーナーを使用して其の噴射ノ
ズル内で混合噴射燃焼せしめる燃焼方法において、オイ
ルバーナーの先端に装着したガス化反応燃焼器内に燃料
油、水、噴霧用空気を混合噴射燃焼させ、その際燃焼器
の内筒外周から圧力空気を導入旋回せしめることにより
油水混合噴霧火焔を筒内で圧縮・滞留させ、熱による水
滴のミクロ爆発及び油水混合粒子の熱分解によって発生
する水素、並びに水性ガス転化反応による高カロリーガ
スを燃焼に利用し、且つ発生酸素の活用によシ燃焼空気
をしＩＹＦ）大巾に燃料を節減せしめることを特徴とす
る燃焼方法。 ２）燃料油と水及び霧化用空気を混合噴射燃焼する特殊
構造の三流体噴霧バーナーの先端に装着する内筒、二次
空気予熱筒、外筒よりなる耐熱ガス化反応燃焼器で内筒
の周囲に圧力空気を旋回噴射させる小孔を設け、これに
よシ油水混合噴霧火焔を旋回、圧縮、滞留させ、水の粒
子をミクロ爆発させると同時に油水混合粒子を熱分解し
、発生水素及び水性ガス等を燃焼エネルギーとして利用
し、且つ発生酸素の活用で所要空気を理論数値量以下に
押え、これらの総合効果として燃料を大巾に節約するこ
とを特徴とする燃焼装置。 五 発明の詳細な説明 この発明は燃焼方法及び装置、特に燃料油と水及び霧化
用空気の王者を特殊構造の噴霧バーナー（以下三流体噴
霧バーナーと称する）で混合した粒子の水性ガス転化反
応を利用して燃料の燃焼効率を顕著に高める燃焼方法及
び装置に関する。ここで燃料油と称しているのは重油、
又は軽質油の他に、重油と微細石炭粉との混合物（いわ
ゆるコムと称せられるもの）、及び微細石炭粉と水との
混合物（いわゆるスラリー）等を指している。尚今後油
という表現はここでいう燃料油を指している。 従来油水エマルジョンを燃焼させることは一般に行われ
ているが火焔の失熱防止の必要上から水の添加量に限界
があシ、かつ使用する燃焼炉の構造、又は被加熱物の種
類、加熱条件等により燃焼効率が大巾に左右され、汎用
性に乏しい。しかして水の添加量の効率的な上限は概ね
２０チ以下であり、燃料節減も数チに止まるものであっ
た。この発明は圧力空気を旋回流として外周から吹き込
みうる様にした耐熱構造のガス化反応燃焼器と燃料油と
水、霧化用空気の三者を混合噴霧燃焼させる特殊構造の
三流体噴霧バーナーとを一体化構成したもので４０チな
いし５０チの高い率の水混合油噴霧の燃焼においても水
性ガス転化反応による高カロリーガスを燃焼反応に利用
することにより失熱することなく燃焼効率を高める、こ
とができる。 即ち油水混合噴霧粒子は反応燃焼器内に於て７００℃〜
１０００℃の高温下で予熱旋回空気流によシ圧縮、滞留
現象によって熱分解され、その際発生する水素及び反応
生成水性ガスの同時燃焼効果ならびに発生酸素による理
論空気量以下での迅速かつ完全な燃焼の相乗効果にょシ
燃焼を大巾に効率化し、かつ著しく汎用性を向上せしめ
ることができる。 以上の水性ガス転化反応は次の反応式を基礎とするもの
である。 （’ｍＥｎ ＋ｍ Ｈ２Ｏｄ ｍｏｏ＋（ｎ＋＋Ｈ）
１ｈＣｊＯ＋ Ｈ２Ｏｄ ００２ ＋ ＨｚＣｏ’
−１−５Ｈ２ｄ ＣＨ２＋Ｈ２０この時反応の進行度は
反応条件に於ける平衡常数により定まる。 一方重油の熱分解過程は ＣｍＨｎ → ｍｅ ＋ （−ｚ） Ｈ２でちり上記
反応生成ガス及び熱分解した炭素及び水素は燃焼反応に
於て次の発熱反応を行う。 ０ ＋０２ ＝００２ ＋９７．６ ｋｏａｌ／ｍｏｌ
Ｈ２＋Ｖ２Ｏ２＝Ｈ２０＋６ａ３ｋｃａｌ／／ｍ０１Ｃ
Ｈａ −１−２０２＝ ００２−１−２ Ｈ２０−１−
２５４，２ｋｃａｌ／ｍｏ１００＋ ％５０２ ＝ ０
０２ ＋ ６ａ２ ｋｃａｌ／ｍｏｌ即ちこの発明によ
る反応燃焼器と三流体噴霧バーナー金セットした油水混
合霧の燃焼においては上記の反応高カロリー生成ガスを
利用することにより一一ザー条件の如何を問わず従来の
市販オイルバーナーによる油専焼に比べ、又この発明の
反応燃焼器と玉流体噴霧バーナーをセットした方法によ
らない単なる油水エマルジョン燃焼と比べても多大の燃
料節減を可能をしたも？である。又４０％ないし５０％
の高率油水混合霧の燃焼を可能にしたこと釦よりＮＯｘ
、 ｓｏ３等の減少が顕著に認められ、公害防止面か
らも有効な方法及び装置を得たものである。 この発明の装置の断面図である第１図、及びノズル部分
の第１実施例の拡大断面図である第２図（Ａ）、ならび
に第２図（Ａ）全矢印Ｒの方向からみた正面図である第
２図（Ｂ）に基づいてこの発明の装置について説明すれ
ば、この発明によるガス化反応燃焼器１０は内筒し、空
気予熱筒２、外筒３とがらなシ、玉流体噴霧バーナー２
ｏの先端に装着される。この玉流体噴霧バーナーのノズ
ル２２（Ｄｍ１実施例の構成Ｆｉ第２図（Ａ）、φ）に
訃いて示される。 即ち３１Ｆｉ水の流れるスリット、３２は燃料油の流れ
る間隙、３３は噴霧用空気の流れる間隙、３４Ｆｉ噴口
である。矢印へは玉流体からなる霧の噴出方向を示す。 外筒３は送風機５に接続し、内筒１には周囲に小孔７及
び１７が、若干側あけられ、そこから霧が旋回噴射され
る。燃料油及び水を規定比率で送る定量ポンプ２９及び
３０から送られた燃料油及び水はロータリーブロワ−２
１から送られた霧化用空気と共に玉流体噴霧バーナー２
０から反応燃焼器１０中に混合霧化噴射される。 符号４けこの噴射霧流を示している。 送風機５からの二次空気は空気予熱筒２に入り、二手に
分れて一部は空気取入口８から、又一部は他の空気取入
口９から外筒３に入って更に加熱され、取入口８からの
予熱空気は小孔１７かも約４５度の傾きで後方に向って
吹き入れられ、又取入口９からの予熱空気は小孔７から
旋回流として内筒１内に噴射される。この予熱二次空気
により混合圧縮された油水混合霧粒は約７００℃〜１０
００℃に加熱されたこの内筒内に滞留し、微粒化されて
いる水滴が高熱によって燭発し燃料上共に気化し水分の
熱分解が行われる七共に水性ガス転化反応を惹起し発生
した水素又は反応生成水性ガスと膠化燃料油とが混合し
て燃焼を行う。しかも水の分解により同時発生した酸素
により理論空気量以下で迅速に完全燃焼が行われるため
、燃料油の大巾な節減が可能となる。 路３１から入り、燃料油はその周囲の通路・３２から旋
回して導入される。通路３１の先端は栓３６で閉塞され
、水性分岐通路３５で通路３２の燃料油と内部で混合さ
れる。空気は最外側の通路３３から入り、ノズル先端で
王者は混合し、噴口３４から噴射霧化される。 この発明の燃焼方法及び装置は以上のようであって、バ
ーナーの熱効率は従来の重油専焼に比し６０％以上高く
、燃料油消費量も３５チ〜４０％少くて済む、極めて効
率よく省エネルギーに貢献する方法及び装置を得たもの
であシ、油水エマルジョン製造装置も不要で燃料油の拡
大も容易であり汎用性に富む実用的な油水温合燃焼の方
法と装置を得たものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明の装置の概略説明図、第２図（Ａ）は
ノズルの断面図、第２図（Ｂ）は第２図体）をＲ方向゛
からみた正面図、第３図＜Ａ）ｉｉノズルの変形例の断
面図、第３図体）は第３図（Ａ）をＲ方向からみた正面
図である。 １・・・内筒、２・・・２次空気予熱筒、３・・・外筒
、４・・・噴射霧、５・・・送風機、６・・・噴射口、
７．１７・・・予熱空気噴射口、８，９・・・予熱、空
気取入口、１０・・・燃焼器、２０・・・玉流体噴霧バ
ーナー、２１−・ロータリーブロワ−１２２・・健・ノ
ズル、２９・・・油ポンプ、３０・・・水ポンプ、３１
・・・水通路、３２・・・燃料油通路、３ろ・・・空気
通路、３４・・・噴口。 （ほか３名） ゛ 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）４１油又は軽質油と水及び霧化用空気の三流体な混
合噴射燃焼せしめる機能を有する・々−ナーを使用して
其の噴射ノズル内で混合噴射燃焼せしめる燃焼方法にお
いて、オイルノ々−ナーの先端に装着したガス化反応燃
焼器内にオイル、水、噴霧用を気を混合噴射燃焼させ、
その際燃焼器の内筒外周から圧力空気を導入旋回せしめ
ることにより油水混合噴霧火焔を筒内で圧縮・滞留させ
、熱による水滴のミクロ爆発及び油水混合粒子の熱分解
によって発生する水素、並びに水性ガス転化反応による
高カロリーガスな燃焼に利用し、且つ発生酸素の活用に
より燃焼空気をしぼり大巾に燃料を節減せしめることを
特徴とする燃焼方法。 ２）油と水及び霧化用空気を混合噴射燃焼する特殊構造
の三流体噴務ノ９−ナーの先端に装着する内筒、二次空
気予熱筒、外筒よりなる耐熱ガス化反応燃焼器で内筒の
周囲に圧力空気を旋回噴射させる小孔を設け、これによ
り油水混合噴霧火焔を旋回、圧縮、滞留させ、水の粒子
をミクロ爆発させると同時に油水混合粒子を熱分解し発
生水素及び水性ガス等を燃焼エネルギーとして利用し、
且つ発生酸素の活用１所要空気を理論数値量以下に押え
これらの総合効果として燃料を大巾に節約することを特
徴とした燃焼装置。
Priority Applications (8)
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Publications (1)
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Family
ID=14221554
Family Applications (1)
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Country Status (8)
| Country | Link |
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| US (1) | US4519769A (ja) |
| JP (1) | JPS59225207A (ja) |
| BE (1) | BE899793A (ja) |
| CA (1) | CA1230819A (ja) |
| DE (1) | DE3420065A1 (ja) |
| FR (1) | FR2547020A1 (ja) |
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