JPS61211396A - 燃料・水燃焼法及びその装置 - Google Patents
燃料・水燃焼法及びその装置Info
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- JPS61211396A JPS61211396A JP5286885A JP5286885A JPS61211396A JP S61211396 A JPS61211396 A JP S61211396A JP 5286885 A JP5286885 A JP 5286885A JP 5286885 A JP5286885 A JP 5286885A JP S61211396 A JPS61211396 A JP S61211396A
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- JP
- Japan
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- water
- fuel
- combustion
- oxygen
- reaction chamber
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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】
「産業上の利用分野」
本発明は燃料・水・添加物等の混合物燃焼法及びその装
置に関するものである。
置に関するものである。
「従来の技術」
従来より燃料に水を混入し燃焼の改善をする方法は幾多
の事例があったが、いづれも下記に示すような不具合点
があり改善の余地か残されていた◇（１）水混入の目的
がＮＯｘ、値対策の為の炉内温度低減に使われる場合、
概ね９００″Ｃ以下の温度帯で燃焼が行われる臨水の分
解反応は極めて少く未燃分も発生燃焼効率は低下傾向を
示していた。
の事例があったが、いづれも下記に示すような不具合点
があり改善の余地か残されていた◇（１）水混入の目的
がＮＯｘ、値対策の為の炉内温度低減に使われる場合、
概ね９００″Ｃ以下の温度帯で燃焼が行われる臨水の分
解反応は極めて少く未燃分も発生燃焼効率は低下傾向を
示していた。
（２１水滴を微細にして炉内に燃料と共に噴射し炭素と
水の反応による水分解燃焼を目的としても炉内に於ける
反応雰囲気が乏しく、尚且つ燃焼ゾーン内は燃焼用空気
、燃料の噴気等のガス体も動きが早く、水の分解反応ば
極めて低調、不安定な状況であった。
水の反応による水分解燃焼を目的としても炉内に於ける
反応雰囲気が乏しく、尚且つ燃焼ゾーン内は燃焼用空気
、燃料の噴気等のガス体も動きが早く、水の分解反応ば
極めて低調、不安定な状況であった。
（３） 燃料並びに燃料中の氷粒も噴射バーナーより
噴出された際粒径の大きなものが混入し燃料にあっては
充分内部迄Ｏｚの接触ができず未燃となり、氷粒にあっ
ては容積がスチーム化することにより約１２４４倍に増
大１周辺のＯＬやＣ等を飛散させる為、充分な接触がで
き難かった。この為水分解も低調に推移し充分な省エネ
的効果が出なかった。
噴出された際粒径の大きなものが混入し燃料にあっては
充分内部迄Ｏｚの接触ができず未燃となり、氷粒にあっ
ては容積がスチーム化することにより約１２４４倍に増
大１周辺のＯＬやＣ等を飛散させる為、充分な接触がで
き難かった。この為水分解も低調に推移し充分な省エネ
的効果が出なかった。
（４） 燃料油中に水を徽細粒として混入して噴射す
る方法が一般に使用されているが、油水分離が生じ易く
この為の失火や温度低下があり、且つ始動の際は油単味
の燃焼が必要な場合も多く、改善の余地が残っていた。
る方法が一般に使用されているが、油水分離が生じ易く
この為の失火や温度低下があり、且つ始動の際は油単味
の燃焼が必要な場合も多く、改善の余地が残っていた。
「発明が解決しようとする問題点」
本発明は水の気化膨張による約１２４４倍の占有容積部
分と燃料及び空気の占有容積部分との均等配分を行って
失火を防止し且つ気化水分の炭素との反応分解によるＣ
ｏ、Ｈ＆の発生を促進し尚且つ安定して燃焼させること
により燃料の燃焼効率を上昇させることを目的とするも
のである。
分と燃料及び空気の占有容積部分との均等配分を行って
失火を防止し且つ気化水分の炭素との反応分解によるＣ
ｏ、Ｈ＆の発生を促進し尚且つ安定して燃焼させること
により燃料の燃焼効率を上昇させることを目的とするも
のである。
「問題点を解決するための手段」
本発明は燃料と水を高温反応室内に酸素と共に高圧噴射
し、水の気化占有部分と燃料、酸素の占有部分との容積
むらを均す工程と、気化水分の分解工程と、燃焼工程と
よりなる燃料・水燃焼法、燃料と水並びに添加物を高温
反応室内に酸素と共に高圧噴射し、水の気化占有部分と
燃料、酸素の占有部分との容積むらを均す工程と、気化
水分の分解工程と、燃焼工程を同時に行うことよりなる
燃料・水燃焼法、 先端開口反応室の基端開口部に燃料高圧噴射ノズルを配
設し、同反応室の内部に連通気孔耐火物を配設し、噴射
燃料と燃焼用酸素等が上記耐火物を通過するよう配置し
てなる燃料・本燃焼装置によって構成される。
し、水の気化占有部分と燃料、酸素の占有部分との容積
むらを均す工程と、気化水分の分解工程と、燃焼工程と
よりなる燃料・水燃焼法、燃料と水並びに添加物を高温
反応室内に酸素と共に高圧噴射し、水の気化占有部分と
燃料、酸素の占有部分との容積むらを均す工程と、気化
水分の分解工程と、燃焼工程を同時に行うことよりなる
燃料・水燃焼法、 先端開口反応室の基端開口部に燃料高圧噴射ノズルを配
設し、同反応室の内部に連通気孔耐火物を配設し、噴射
燃料と燃焼用酸素等が上記耐火物を通過するよう配置し
てなる燃料・本燃焼装置によって構成される。
「作用」
従って燃料に水及び添加物を加え、反応室内に高圧噴射
ノズルから高圧にて噴射すると極めて微細な粒子の煙霧
状となり、同反応室の基端開口部からは酸素（空気）を
送入すると上記燃料及び水は極めて超微細な粒子となっ
て酸素と共に連通気孔耐火物内を通過し、これに点火す
ると燃料が燃焼して連通気孔耐火物及び反応室内は高温
の状態となり逐次ｉ熱されてくる。そして上記添加水の
微細水滴は高温のため気化して容積が約１２４４倍に膨
張し上記燃料粒子や空気を飛散細分化させるがそれに伴
い燃料と空気のむらも発生する。しかしこのような状態
は連通気孔耐火物を通過させることによって均等に均さ
れ気化水分占有部分は寸断、分散しその内部に燃料、空
気占有部分が介在した状態となるし、微粒子は上記連通
気孔耐火物の無数の気孔面に衝接して拡散混合微細粒化
しかつ同耐火物の保有高温によって燃料は気化燃焼する
と同時に炭素粒子と水蒸気との反応により水性ガス化し
ＣＯ，Ｈｚ〜の発生が生じ燃焼が促進され同耐火物通過
後において青色焔による燃焼状態が安定して生じるよう
になる。又、燃焼用空気の代りに０＊１０ｇ−’）ッチ
等を吹き込むと格段に上記燃焼改善が促進され、ＮＯに
の値も低減する。この現象は高圧噴射による噴射物の極
微粒子化と連通気孔耐火物を組み合せた為に得られた特
長である。上記燃焼の理論は次のとおりである。
ノズルから高圧にて噴射すると極めて微細な粒子の煙霧
状となり、同反応室の基端開口部からは酸素（空気）を
送入すると上記燃料及び水は極めて超微細な粒子となっ
て酸素と共に連通気孔耐火物内を通過し、これに点火す
ると燃料が燃焼して連通気孔耐火物及び反応室内は高温
の状態となり逐次ｉ熱されてくる。そして上記添加水の
微細水滴は高温のため気化して容積が約１２４４倍に膨
張し上記燃料粒子や空気を飛散細分化させるがそれに伴
い燃料と空気のむらも発生する。しかしこのような状態
は連通気孔耐火物を通過させることによって均等に均さ
れ気化水分占有部分は寸断、分散しその内部に燃料、空
気占有部分が介在した状態となるし、微粒子は上記連通
気孔耐火物の無数の気孔面に衝接して拡散混合微細粒化
しかつ同耐火物の保有高温によって燃料は気化燃焼する
と同時に炭素粒子と水蒸気との反応により水性ガス化し
ＣＯ，Ｈｚ〜の発生が生じ燃焼が促進され同耐火物通過
後において青色焔による燃焼状態が安定して生じるよう
になる。又、燃焼用空気の代りに０＊１０ｇ−’）ッチ
等を吹き込むと格段に上記燃焼改善が促進され、ＮＯに
の値も低減する。この現象は高圧噴射による噴射物の極
微粒子化と連通気孔耐火物を組み合せた為に得られた特
長である。上記燃焼の理論は次のとおりである。
燃料中の炭素が燃える過程でスチームと接触すると特定
温度条件下では下記の反応式の如く可燃性の一酸化炭素
と水素が生じる。この現象が上記反応室内で充分促進さ
れ発熱燃焼が効率よく行われる。尚、炭素と水蒸気の反
応は次のようなものである。
温度条件下では下記の反応式の如く可燃性の一酸化炭素
と水素が生じる。この現象が上記反応室内で充分促進さ
れ発熱燃焼が効率よく行われる。尚、炭素と水蒸気の反
応は次のようなものである。
Ｃ＋％０＝ＯＯ＋Ｈ２（２８，８ｋｃａｌＡｎｏｌ）０
＋２ Ｈ，Ｏ＝ＯＯ，＋２ Ｈ，（−１８，８ｋｃａｌ
／ｍｏｌ ）又０ＳＣｏ、Ｅ４の燃焼反応は次のような
ものである。
＋２ Ｈ，Ｏ＝ＯＯ，＋２ Ｈ，（−１８，８ｋｃａｌ
／ｍｏｌ ）又０ＳＣｏ、Ｅ４の燃焼反応は次のような
ものである。
Ｃ＋ Ｏ，＝ ＯＯ：Ｌ（＋ ９７ ｋｃａｌ／ｍｏ
ｌ ）０十％Ｑ、 ＝ ＯＯ（＋２９．４ ｋｃａｌ／
ｒＩｏｌ ）０ ＋ ＯＯ，＝ ２００ （−３８，２
ｋｃａｌ／ｍｏｌ ）２００＋０２＝２００２（＋ １
３６．４ ｋｃａｌＡｒＤｌ）００＋Ｈ２Ｏ＝ＣＯ，＋
Ｅ［ユ（＋１０．１ ＃ ）２勇＋へ＝２Ｈ２
０（＋１１５．６ ＃ ）「実施例」 燃料噴射バーナー６の先端に高圧燃料噴射ノズル４（燃
料の種類によつケは円環型ノズルを用いる）を設け、筒
状高温反応室３の基端開口部に同ノズル４を配設し、同
反応室３の中程に連通気孔耐火物５を充填する（第１図
、第２図、＃！４図、第６図〜第９図）。又円環状噴射
燃料では第１０図、第１１図のように形成し、螺旋式噴
射燃料では第１２図のように連通気孔耐火物５を螺旋状
に配設して″も良い。第２図は第１図の試験事例反応室
３であって全長Ｌ ＝ ３５００ ｒｒｒｎ、内径！＝
５ＱＯｍｍｉ度センサーａ）ｂ’ｓ ＣＳｄ及びその距
離ｅ１ｆｓ ｇｓ ）１） １が５００．８００．８０
０．１゜００１４００ｒｒｍで連通気孔耐火物の幅ｔ
＝ ７０ ｒｒｍである。
ｌ ）０十％Ｑ、 ＝ ＯＯ（＋２９．４ ｋｃａｌ／
ｒＩｏｌ ）０ ＋ ＯＯ，＝ ２００ （−３８，２
ｋｃａｌ／ｍｏｌ ）２００＋０２＝２００２（＋ １
３６．４ ｋｃａｌＡｒＤｌ）００＋Ｈ２Ｏ＝ＣＯ，＋
Ｅ［ユ（＋１０．１ ＃ ）２勇＋へ＝２Ｈ２
０（＋１１５．６ ＃ ）「実施例」 燃料噴射バーナー６の先端に高圧燃料噴射ノズル４（燃
料の種類によつケは円環型ノズルを用いる）を設け、筒
状高温反応室３の基端開口部に同ノズル４を配設し、同
反応室３の中程に連通気孔耐火物５を充填する（第１図
、第２図、＃！４図、第６図〜第９図）。又円環状噴射
燃料では第１０図、第１１図のように形成し、螺旋式噴
射燃料では第１２図のように連通気孔耐火物５を螺旋状
に配設して″も良い。第２図は第１図の試験事例反応室
３であって全長Ｌ ＝ ３５００ ｒｒｒｎ、内径！＝
５ＱＯｍｍｉ度センサーａ）ｂ’ｓ ＣＳｄ及びその距
離ｅ１ｆｓ ｇｓ ）１） １が５００．８００．８０
０．１゜００１４００ｒｒｍで連通気孔耐火物の幅ｔ
＝ ７０ ｒｒｍである。
燃料噴射圧力 ３００に９／Ｃ−
燃料噴射量 ４０ ｔ／Ｈ
燃料銘柄 Ａｊｉ油
水混入率 １０％、２０％、３０％、４０％、反応室
３は耐火材を使用した筒状両端開口フードである。又燃
料噴射時には燃料１と水２＃−１共に煙霧状（０，１μ
位い）となり浮遊し落下するものけない。
３は耐火材を使用した筒状両端開口フードである。又燃
料噴射時には燃料１と水２＃−１共に煙霧状（０，１μ
位い）となり浮遊し落下するものけない。
（実験結果〕
Ａ重油４０１／’ｆｌと水とを混合して用いその比率は
水３０％Ａ重油７０％であった。
水３０％Ａ重油７０％であった。
（１）燃料着火筒内温度上昇しＡよりａ附近が１０００
℃位に達すると燃焼室の白赤色火焔が青味を帯びはじめ
その長さも短くなる（１５０〜２０ ０ｍｎ ）。
℃位に達すると燃焼室の白赤色火焔が青味を帯びはじめ
その長さも短くなる（１５０〜２０ ０ｍｎ ）。
（２）８点１２００℃位になると青色焔がうすくなりバ
ーナー先端デフユーザー附近に若干みられる程度、他は
焔色がない状態に近くなり筒内温度は上昇、 （３）火焔の温度は油単味の時は焔の色があるので測定
した。約１６８０”Ｃ前後の値水混入時ｔｉ焔の色かう
すい為測定はできづらいが筒内温度は上昇、 （４）内部温度は下記の値で火焔も安定し燃焼も継続安
定的に推移した。
ーナー先端デフユーザー附近に若干みられる程度、他は
焔色がない状態に近くなり筒内温度は上昇、 （３）火焔の温度は油単味の時は焔の色があるので測定
した。約１６８０”Ｃ前後の値水混入時ｔｉ焔の色かう
すい為測定はできづらいが筒内温度は上昇、 （４）内部温度は下記の値で火焔も安定し燃焼も継続安
定的に推移した。
３点 １２５５℃
５点 １２６０°Ｃ
０点 １２６５℃
ｄ点 １２００℃
（５）黒煙皆無、空気過剰係数ｍ値＝０．９５（６）燃
焼時焔色が油単味時と大幅に異り青色や無色に近くなる
のはＨ２とＣｏが発生しての燃焼と思われる。
焼時焔色が油単味時と大幅に異り青色や無色に近くなる
のはＨ２とＣｏが発生しての燃焼と思われる。
（７）水の混入率は下記の如き内容迄実施、いづれも上
記同様の似かよった現象を示した。
記同様の似かよった現象を示した。
バーナー噴射量 ４０１／Ｈ
ｆｄｉ係 水係 空気過剰率（ｍ値ン９０ １０
１．０５ ８０ ２０ １．０２ ７０ ３０ ０．９５ ６０ ４０ ０．８ 以上が試験結果であるが前記のスチームに関する燃焼反
応の項で述べた水の分解と水が燃焼を促進する働きがあ
ることを実証している。
１．０５ ８０ ２０ １．０２ ７０ ３０ ０．９５ ６０ ４０ ０．８ 以上が試験結果であるが前記のスチームに関する燃焼反
応の項で述べた水の分解と水が燃焼を促進する働きがあ
ることを実証している。
尚図中１け燃料ζ６２（水、７けフィルターミ８はスタ
ティックミキサー、９は燃料油タンク、１０け水タンク
、第１図中１１は燃焼用空気旋回羽根、１２は着火電極
、１３は１高圧燃料噴射ポンプ、１４は攪拌槽、第６図
中１５ａＱ、又ｄｏ、りッチ或は０Ｊの貯留槽、４′は
水専用噴射ノズル１３′は水害用高圧噴射ポンプ、第７
図中１６はスチーム供１給管、第８図中１７＃ｉ界面活
性剤アルコール等の添加物注入槽である。連通気孔耐火
物５は第３図に拡大して示すようにアルミナ系窒化珪素
、炭化珪素、カーボランダム、セラミック材、発泡セラ
ミック、網状セラミック唖を燃料の種類と条件により気
孔率を適宜形成することができる。燃料は液体、粉体等
の燃料であれば良く石炭、コークス等の粉体社２００メ
ツシュ以下の本のを用−る。
ティックミキサー、９は燃料油タンク、１０け水タンク
、第１図中１１は燃焼用空気旋回羽根、１２は着火電極
、１３は１高圧燃料噴射ポンプ、１４は攪拌槽、第６図
中１５ａＱ、又ｄｏ、りッチ或は０Ｊの貯留槽、４′は
水専用噴射ノズル１３′は水害用高圧噴射ポンプ、第７
図中１６はスチーム供１給管、第８図中１７＃ｉ界面活
性剤アルコール等の添加物注入槽である。連通気孔耐火
物５は第３図に拡大して示すようにアルミナ系窒化珪素
、炭化珪素、カーボランダム、セラミック材、発泡セラ
ミック、網状セラミック唖を燃料の種類と条件により気
孔率を適宜形成することができる。燃料は液体、粉体等
の燃料であれば良く石炭、コークス等の粉体社２００メ
ツシュ以下の本のを用−る。
上記実験は次の条件の下に行った。
（１） 高圧噴射の圧力は１ｏｏ〜１ｏｏｏＫＰ／ｃ
−（２） 噴射される噴霧粒子は１０μ以下（３）
連通気孔耐火物温度は１０００〜１６００’Ｃ（４）
添加物蝶水、界面活性剤、アルコール加能、議案、豪素
リッチ、オゾン略、混焼用燃料（石炭、石油コークス、
その他低質油等）「効果」 本発明は上述の方法及び装置によったので水添加燃料を
失火のおそれがなくきわめて効率良く安定して燃焼し得
て省エネ及び公害対策に適用し得る効果がある０
−（２） 噴射される噴霧粒子は１０μ以下（３）
連通気孔耐火物温度は１０００〜１６００’Ｃ（４）
添加物蝶水、界面活性剤、アルコール加能、議案、豪素
リッチ、オゾン略、混焼用燃料（石炭、石油コークス、
その他低質油等）「効果」 本発明は上述の方法及び装置によったので水添加燃料を
失火のおそれがなくきわめて効率良く安定して燃焼し得
て省エネ及び公害対策に適用し得る効果がある０
第１図は本発明の燃料・本燃焼装置を示す図、第２図は
反応室の側面図、第３図は連通気孔耐火物の一部拡大図
、第４図は第２図の他の実施例の側面図、第５図は粒子
の連通気孔耐火物への接触状態の説明図、第６図は第１
図の他の実施例の説明図、第７図はスチーム添加による
本発明の説明図、第８図は第１図の他の実施例の説明図
、第９図〜第１２図はそれぞれ反応室の実施例の縦断面
図である。
反応室の側面図、第３図は連通気孔耐火物の一部拡大図
、第４図は第２図の他の実施例の側面図、第５図は粒子
の連通気孔耐火物への接触状態の説明図、第６図は第１
図の他の実施例の説明図、第７図はスチーム添加による
本発明の説明図、第８図は第１図の他の実施例の説明図
、第９図〜第１２図はそれぞれ反応室の実施例の縦断面
図である。
Claims (3)
- （１）燃料と水を高温反応室内に酸素と共に高圧噴射し
、水の気化占有部分と燃料、酸素の占有部分との容積む
らを均す工程と、気化水分の分解工程と、燃焼工程とよ
りなる燃料・水燃焼法。 - （２）燃料と水並びに添加物を高温反応室内に酸素と共
に高圧噴射し、水の気化占有部分と燃料、酸素の占有部
分との容積むらを均す工程と、気化水分の分解工程と、
燃焼工程を同時に行うことよりなる燃料・水燃焼法。 - （３）先端開口反応室の基端開口部に燃料高圧噴射ノズ
ルを配設し、同反応室の内部に連通気孔耐火物を配設し
、噴射燃料と燃焼用酸素等が上記耐火物を通過するよう
配置してなる燃料・水燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5286885A JPS61211396A (ja) | 1985-03-16 | 1985-03-16 | 燃料・水燃焼法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5286885A JPS61211396A (ja) | 1985-03-16 | 1985-03-16 | 燃料・水燃焼法及びその装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61139877A Division JPH0726107B2 (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 燃料・水燃焼法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61211396A true JPS61211396A (ja) | 1986-09-19 |
Family
ID=12926851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5286885A Pending JPS61211396A (ja) | 1985-03-16 | 1985-03-16 | 燃料・水燃焼法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61211396A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4958101A (ja) * | 1972-06-26 | 1974-06-05 | ||
| JPS54117504A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Gasification of coal |
| JPS5734192A (en) * | 1980-08-09 | 1982-02-24 | Babcock Hitachi Kk | Water gas unit |
-
1985
- 1985-03-16 JP JP5286885A patent/JPS61211396A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4958101A (ja) * | 1972-06-26 | 1974-06-05 | ||
| JPS54117504A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Gasification of coal |
| JPS5734192A (en) * | 1980-08-09 | 1982-02-24 | Babcock Hitachi Kk | Water gas unit |
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