JPS63113209A - Combustion method for low temperature liquefied fuel gas - Google Patents

Combustion method for low temperature liquefied fuel gas

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JPS63113209A
JPS63113209A JP26008686A JP26008686A JPS63113209A JP S63113209 A JPS63113209 A JP S63113209A JP 26008686 A JP26008686 A JP 26008686A JP 26008686 A JP26008686 A JP 26008686A JP S63113209 A JPS63113209 A JP S63113209A
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JP
Japan
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lng
air
mixed
combustion
primary air
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JP26008686A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yanagioka
柳岡 洋
Minoru Takakura
高倉 稔
Kunio Ono
小野 邦男
Kenji Kobayashi
健二 小林
Shinsuke Mitsumichi
三道 信介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the combustion efficiency of liquefied natural gas, by a method wherein primary air is mixed in low temperature liquefied gas, by a method wherein primary air is mixed in low temperature fuel gas for evaporation to produce a mixing flow, and secondary air is mixed to atomize fuel liquid drops for ignition and combustion. CONSTITUTION:Primary air is introduced through a pipe 3 to an LNG nozzle 10 as it is swirled, and the primary air is accelerated by means of a swirl vane 4 to introduce it to a premixing chamber 6. LNG is mixed with swirled air in the premixing chamber 6, and the primary air is evaporated to produce a mixing flow of LNG, LNG liquid drops, and the primary air. The mixing flow is injected in a combustion chamber 7 where it is mixed and dispersed in secondary air introduced through a secondary air feed pipe 5. The mixture is ignited by means of a pilot burner, not shown. This constitution enables efficient combustion of liquefied natural gas to generate high temperature energy.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明分野〕 本発明は、低温液化燃料ガスを石油代替エネルギーとし
て燃焼利用する方法に関する。特に本発明は液化天然ガ
スを、高温エネルギーを得るために効率よく燃焼させる
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a method of burning and utilizing low-temperature liquefied fuel gas as an energy alternative to petroleum. In particular, the present invention relates to a method for efficiently burning liquefied natural gas to obtain high temperature energy.

〔従来技術〕[Prior art]

液化天然ガス(以下、LNGという)がはじめて工業的
に大量に利用されたのは昭和44年(1969年)のこ
とであり、アラスカからクリーンなエネルギーとして導
入されたことに始まる。このしNGの導入は一つには、
高カロリー家庭用ガス燃料として、もう一つは大都市に
立地する火力発電所の無公害化という社会的要請に応じ
たものであった。さらにLNGは、昭和48年以降の数
度のオイルショックの際にも、供給が確保され、安定エ
ネルギーとしての評価を得た。
Liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG) was first used in large quantities industrially in 1969, when it was introduced from Alaska as a clean energy source. One of the reasons for introducing this NG is
It was used as a high-calorie gas fuel for household use, and the other was in response to social demands for pollution-free thermal power plants located in large cities. Furthermore, LNG has been well-received as a stable energy source even during the several oil shocks since 1971.

その結果、LNGの脱石油エネルギーとしては、国家的
見地からも、原子力、石炭と並ぶ位置を与えられるよう
になり、例えば昭和70年度には4400万にすの電力
がLIIIGで供給される計画が立っている。
As a result, from a national perspective, LNG has come to be given a place alongside nuclear power and coal as an energy source that replaces petroleum. For example, there are plans to supply 44 million people with LIIIG electricity by fiscal 1985. Are standing.

同年度の電源構成について、石油、原子力、石炭がそれ
ぞれ4900万KV、4800万Kl/、 2100万
KWテあることを見れば、 LNGの比重の大きさが分
かるであろう。
If you look at the power source mix for the same fiscal year: oil, nuclear power, and coal at 49 million KV, 48 million KL, and 21 million KW, respectively, you can understand the relative importance of LNG.

しかし、石油危機は一部エネルギーの重要性を広く国民
に認識させ、省エネルギーがあらゆるところで図られ、
産業構造はエネルギー低消費型へと変化した。特にこの
数年間は総エネルギー需要は連続して減少し、GNPの
エネルギー弾性値はマイナスにまでなっている。その結
果1石油価格は驚くほど低下し1円高とあいまって、原
油の確保は一時はどの緊急性はなくなってきている。
However, the oil crisis made people widely aware of the importance of energy, and energy conservation efforts were made everywhere.
The industrial structure has changed to one that consumes less energy. In particular, over the past few years, total energy demand has been decreasing continuously, and the energy elasticity of GNP has become negative. As a result, the price of oil has dropped surprisingly, and combined with the appreciation of the yen, securing crude oil is no longer as urgent as it once was.

LNGについても一次エネルギーとしての性格から供給
過大の傾向はまぬがれず、特にサバリン、カナダなど世
界各地に潜在的供給先をかかえていることもあって、そ
の傾向は増大するものとみられる。
Due to its nature as a primary energy source, LNG is also prone to oversupply, and this trend is expected to increase, especially as LNG has potential supply destinations around the world, including Savarin and Canada.

しかし、現実的には、LNGの利用にあたっては、それ
が−160℃という低温の液体であるということから、
LNGの輸入側も輸出側も大きな設備投資を必要とし、
各々が引取保証と供給保証をする形でrTake or
 PayJ条項がつけられているし、契約期間も15〜
20年の長期にbたっている。
However, in reality, when using LNG, since it is a liquid at a low temperature of -160℃,
Both the LNG import and export sides require large capital investments.
rTake or
There is a PayJ clause and the contract period is 15~
It has been going on for a long time of 20 years.

つまり、価格は容易には上昇しないが、一方では下降も
し難いのがLNGの本質であり、この中でその利用を図
っていく必要がある。
In other words, while the price of LNG does not rise easily, it is also difficult for it to fall, and we need to utilize it accordingly.

世界の中で天然ガスの利用状態を見ると1日本以外では
、パイプライン輸送などガスとして用いている国が圧倒
的に多く、例えばアメリカでは1978年にはLNG 
10億Nm1″/年に対し、パイプライン輸送は263
億Nrri’/年である。日本はと言えばこの年154
億Nrr[’(1,100万トン)の天然ガスはすべて
LNGとして供給されたものである。したがって、 L
NGを気体の天然ガスとしてでなく、液体のLNGとし
て利用する道をさぐり、実現させるのはまさに日本に課
せられた課題である。
Looking at the status of natural gas usage around the world, 1. Outside of Japan, there are overwhelmingly many countries that use it as gas through pipeline transportation. For example, in the United States in 1978, LNG
1 billion Nm1/year, pipeline transportation is 263
It is Nri'/year. Speaking of Japan, this year it was 154.
All of the 11 million tons of natural gas was supplied as LNG. Therefore, L
The challenge for Japan is to find a way to utilize NG not as gaseous natural gas, but as liquid LNG, and to make it a reality.

〔解決しようとする問題点〕[Problem to be solved]

さて、LNGは、i知のようにメタン(C114)を主
成分とする約−162℃の沸点を持つ低温液化ガスであ
る。これは、現在都市ガスや発電用燃料として用いられ
ているものであるが、すべて気化、昇温されて、ガスの
形で用いられている。換言すれば、LNGとしてわが国
に輸入されながら、利用する段階では再び天然ガスに戻
っていることになる。昭和65年度には3100万トン
ものLNGの需要が見込まれているが、このうち都市ガ
スとして本質的にガスが必要とされるのは約600万ト
ンにすぎない。
As is well known, LNG is a low-temperature liquefied gas containing methane (C114) as its main component and having a boiling point of about -162°C. This is currently used as city gas and fuel for power generation, but all of it is vaporized and heated before being used in gas form. In other words, although it is imported into Japan as LNG, it reverts back to natural gas when it is used. Demand for LNG is expected to reach 31 million tons in fiscal 1988, but only about 6 million tons of this is essentially needed as city gas.

ここにプロセス的に大きなロスが生じてはいないだろう
か。事実、この気化の際には加熱源として海水が使用さ
れ、その設備としてアルミニウム、ステンレスなどの高
価な材料が用いられており、LNG利用にあたって大き
なコスト負担となっている。
Isn't there a big loss in the process here? In fact, seawater is used as a heating source during this vaporization, and expensive materials such as aluminum and stainless steel are used for the equipment, creating a large cost burden when using LNG.

さらに、海水へ無駄に捨てられている冷熱の回収という
問題もある。その対策として、今では空気液化分離、炭
酸ガス液化(固化)、極低温倉庫などが実現している。
Furthermore, there is the problem of recovering cold energy that is wasted into seawater. Countermeasures have now been implemented such as air liquefaction separation, carbon dioxide gas liquefaction (solidification), and cryogenic storage.

特に空気分離は利用温度がLNGの沸点に近いため、冷
熱利用効率が高く、すでにこの分野では主流を占める方
法になっている。
In particular, air separation has a high cooling heat utilization efficiency because its usage temperature is close to the boiling point of LNG, and has already become the mainstream method in this field.

しかし、これらの対象ではLNG冷熱供給可能量に見合
うほどの需要は期待できないし、冷熱の移送は本質的に
困難であることからして、発電所やLNG基地に隣接す
ることが条件となるので、立地に極めて大きな制約があ
る。これらの欠点をおぎない需要に問題のないLNG冷
熱発電も技術開発を経て商業化されている。しかし現状
では、経済的に難点があり、これ以上の進展には疑問符
がなげかけられている。つまり依然として気化設備はL
NG利用のかなりの部分を占めるコストになっているの
である。
However, in these cases, demand cannot be expected to be sufficient to match the amount of LNG cold heat that can be supplied, and since it is inherently difficult to transfer cold heat, it is necessary that the LNG be located adjacent to a power plant or LNG terminal. , there are extremely large restrictions on location. LNG cold thermal power generation, which overcomes these drawbacks and has no problem with demand, has also been commercialized through technological development. However, at present, there are economic difficulties and there are doubts about further progress. In other words, the vaporization equipment is still L.
The cost accounts for a significant portion of NG usage.

本発明は、以上のようなLNG利用の問題点を解決せん
としてなされたものである。特に、先行技術においては
、LNGを気化、昇温してから後にi焼料用していたが
、一方、LNGの本質を考究すれば、 LNGを液化し
たままの状態で燃焼すると、多大なコストの気化設備を
省略し、経済性を上げるとともにLNGのハンドリング
を容易にすることが可能になり、しかも液体のまま用い
ることによって高エネルギー密度の燃料として、航空機
、船舶、自動車にも用いることも可能となることは明ら
かである。即ち、本発明者らは、LNGの有用性は、天
然ガスとしては勿論であるが、それが液体としである時
にこそ、より以上の技術的利点が生ずることを確認した
。そこで、本発明者らは、LNGの液体としての特性に
目を向け、その効率的な燃焼方法を開発すべく研究し1
本発明をなすに至った。
The present invention has been made in an attempt to solve the above-mentioned problems in the use of LNG. In particular, in the prior art, LNG was vaporized and heated before being used as an ignition material, but if we consider the essence of LNG, it would be costly to burn LNG in its liquefied state. By omitting the need for vaporization equipment, LNG becomes more economical and easier to handle.Furthermore, by using it as a liquid, it can also be used in aircraft, ships, and automobiles as a high-energy-density fuel. It is clear that That is, the present inventors have confirmed that LNG is useful not only as natural gas, but that even greater technical advantages arise when it is used as a liquid. Therefore, the present inventors focused on the characteristics of LNG as a liquid and conducted research to develop an efficient combustion method for it.
The present invention has been accomplished.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

即ち、本発明によれば1.低温液化燃料ガスを燃焼する
方法において、液化した状態の低温燃料ガス流に一次空
気又は酸素流を混合して、該液化燃料ガスの一部を気化
させると共に、該液化燃料ガスの液滴粒子と該液化燃料
ガスの蒸気と該−次空気又は酸素との混合物流を形成し
、この混合物流を二次空気又は酸素流中に噴出させて該
液滴粒子をさらに微粒子化し、着火、燃焼させることを
特徴とする。低温液化燃料ガスを気化設備を用いずに液
体のまま直接的に燃焼させる方法が提供される。
That is, according to the present invention, 1. In a method of combusting low temperature liquefied fuel gas, a flow of primary air or oxygen is mixed with a stream of low temperature fuel gas in a liquefied state to vaporize a portion of the liquefied fuel gas and to form droplet particles of the liquefied fuel gas. Forming a mixed flow of the vapor of the liquefied fuel gas and the secondary air or oxygen, and jetting this mixed flow into the secondary air or oxygen flow to further atomize the droplet particles and ignite and burn them. It is characterized by A method is provided in which low-temperature liquefied fuel gas is directly combusted as a liquid without using vaporization equipment.

以下、低温液化燃料としてLNGを代表させて本発明を
詳述する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using LNG as a representative low-temperature liquefied fuel.

本発明の構成は、第一にLNGを従来とは異なり気化設
備を経ずして直接的に利用することである。
The structure of the present invention is, firstly, that LNG is used directly without passing through vaporization equipment, unlike in the past.

LNGはその気化した状態である天然ガスに比べて、6
00倍の密度を有するので、これをそのまま燃焼すると
、大きなエネルギー密度が得られ、特に交通機関の動力
源として有用となる。第二には、LNGの液体流の中へ
燃焼用空気または酸素(以下。
Compared to natural gas in its vaporized state, LNG
Since it has a density 00 times higher, if it is burned as it is, a large energy density can be obtained, making it particularly useful as a power source for transportation. Second, combustion air or oxygen (hereinafter referred to as ``oxygen'') is introduced into the LNG liquid stream.

単に空気とも言う)の一部を、−次空気または酸素とし
て導入することである。−次空気の址は、完全燃焼に重
要な理論空気量の2〜55vo Q ’Aの範囲、より
望ましくは5〜40vo 0%の範囲である。この範囲
より多いと、過濃可燃限界濃度より下にくることがあり
、場合によると爆発現象が起る怖れがあるからである。
(also simply called air) is introduced as secondary air or oxygen. The amount of secondary air is in the range of 2 to 55 VO Q'A, more preferably 5 to 40 VO 0% of the theoretical air amount important for complete combustion. This is because if the amount exceeds this range, the concentration may fall below the excessively concentrated flammable limit concentration, and in some cases, there is a risk that an explosion phenomenon may occur.

一方、この範囲より少ない時には、燃焼が単なる拡散に
よって起るのみで、燃焼性が低下する。この−次空気の
導入は、燃焼の化学的側面に加えて、液体流と気体流と
の相対速度差にもとず< LNGの粒子化にも役立つ。
On the other hand, when the amount is less than this range, combustion occurs simply by diffusion, resulting in a decrease in combustibility. In addition to the chemical aspects of combustion, this introduction of secondary air also aids in the atomization of the LNG due to the relative velocity difference between the liquid and gas streams.

また、LNGは沸点にあるので、空気の導入は断熱気化
を助長させることになる。しかし、−次空気の導入だけ
では、LNGの微粒子化は行なわれず燃焼に必要なだけ
の表面積の確保がなされない、第三の手段として、この
LNGの液滴粒子と一次空気の予混合物をノズルより噴
出させ、これと二次空気を混合し、この領域で燃焼を行
う、二次空気量は理論空気量の1.01〜1.10倍か
ら上記−大空気量を減じた址であることが望ましい。こ
の二次空気量は一次空気量に比して多量であるので、L
NGを微細化して燃焼するのに好適である。
Furthermore, since LNG is at its boiling point, introducing air will promote adiabatic vaporization. However, simply introducing secondary air does not atomize the LNG and do not secure enough surface area for combustion.As a third means, a premixture of LNG droplets and primary air is injected into the nozzle. The amount of secondary air is 1.01 to 1.10 times the theoretical air amount minus the large air amount mentioned above. is desirable. This amount of secondary air is large compared to the amount of primary air, so L
It is suitable for atomizing and burning NG.

次に本発明を図面により説明する。図面は本発明の燃焼
方法を実施するための燃焼装置系統図である。
Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. The drawing is a system diagram of a combustion apparatus for carrying out the combustion method of the present invention.

図面において、10はLNG/−次空気混合器(バーナ
)を示し、全体は外管lとLNG供給管(ノズル)とし
ての内管2とからなる2重管構造を有し、その外管lに
はその周壁を貫通し、−次空気を円周方向に流出させる
開口11を有する一次空気供給管3が付設され、また内
管2の先端部の外表面には旋回羽根4が付設されている
In the drawings, reference numeral 10 indicates an LNG/secondary air mixer (burner), and the whole has a double pipe structure consisting of an outer pipe l and an inner pipe 2 as an LNG supply pipe (nozzle), and the outer pipe l is provided with a primary air supply pipe 3 having an opening 11 that penetrates its peripheral wall and allows secondary air to flow out in the circumferential direction, and a swirl vane 4 is provided on the outer surface of the tip of the inner pipe 2. There is.

LNGは液状のまま内管2に供給され、−次空気は供給
管3から外管1内へ供給される。供給管3の開口を通っ
て円周方向に導入された一次空気は旋回羽根4によって
加速されて予混合室6へ送られ、ここで内管2の先端か
ら流出するLNGと混合される。
LNG is supplied to the inner tube 2 in a liquid state, and secondary air is supplied from the supply tube 3 into the outer tube 1. The primary air introduced in the circumferential direction through the opening of the supply pipe 3 is accelerated by the swirl vane 4 and sent to the premixing chamber 6, where it is mixed with the LNG flowing out from the tip of the inner pipe 2.

この予混合室6では、LNGは一次空気流との相対速度
差により粗粒子化され、またLNGの一部は一次空気の
顕熱によって気化し、その結果、LNGの液滴粒子とL
NGの蒸気と一次空気との混合物流が形成される。この
混合物流は外管lの先端がら二次混合室7内へ噴出され
ると共に、二次空気供給管5から供給される二次空気中
へ拡散混合される。この混合流の二次空気中への噴出に
よって、LNGの液滴粒子はさらに微粒子化され、燃焼
室a内で火炎8を形成しながら燃焼される。なお、9は
燃焼室壁を示す。
In this premixing chamber 6, LNG is made into coarse particles due to the relative speed difference with the primary air flow, and a portion of the LNG is vaporized by the sensible heat of the primary air, resulting in LNG droplet particles and LNG.
A mixed stream of NG vapor and primary air is formed. This mixed flow is ejected into the secondary mixing chamber 7 from the tip of the outer tube 1, and is diffused and mixed into the secondary air supplied from the secondary air supply pipe 5. By ejecting this mixed flow into the secondary air, the LNG droplets are further atomized and burned while forming a flame 8 within the combustion chamber a. Note that 9 indicates the combustion chamber wall.

〔効  果〕〔effect〕

本発明の燃焼方法によれば、LNGは気化されることな
く液状のまま燃焼されるので、第一に経済的であり、今
までの気化設備を一挙に不要とすることができるので、
その経済性向上は明らかである。今まで気化設備は、 
LNG基地における基幹設備であり、極めて高い信頼性
が要求されてきた。
According to the combustion method of the present invention, LNG is burned in a liquid state without being vaporized, so it is first of all economical, and conventional vaporization equipment can be completely eliminated.
Its economic efficiency is obvious. Until now, vaporization equipment was
It is the core equipment at LNG terminals and has been required to have extremely high reliability.

また需要側である発電設備などの負荷変動に対する追従
性、オペレーションに対する安定性、安全性なども具備
する必要があった。さらに、取扱う流体が低温の液体か
ら気体であるので、低温特性のすぐれた材料の使用、不
安定沸騰による飛沫同伴の防止など技術的にも高度のも
のが必要とされてきた。また、これらは熱源を海水とす
ることが多いので耐食性にも十分配慮することが求めら
れてきた。これらの技術的、経済的問題は本発明により
一挙に解決される。
It also needed to have the ability to follow load fluctuations in power generation equipment, which is the demand side, as well as operational stability and safety. Furthermore, since the fluids to be handled range from low-temperature liquids to gases, advanced technology has been required, including the use of materials with excellent low-temperature properties and the prevention of droplet entrainment due to unstable boiling. In addition, since these materials often use seawater as a heat source, it has been required to give sufficient consideration to corrosion resistance. These technical and economic problems are solved at once by the present invention.

本発明の方法によれば、燃焼は液体の微粒子化を原理と
するので、燃料エネルギー密度が天然ガスより600倍
も大きく、単位体積当りの燃焼量が圧倒的に大きくなる
ので、燃焼室の大きさは気体燃焼室のそれに比較して極
めて小さくなる。
According to the method of the present invention, since combustion is based on the atomization of liquid, the fuel energy density is 600 times greater than that of natural gas, and the amount of combustion per unit volume is overwhelmingly large, so the combustion chamber is large. The size is extremely small compared to that of a gaseous combustion chamber.

液体燃料を燃焼させるには一般にはスチームなどの添加
による流体アトマイジングまたは回転体の外周から遠心
力によって液を分散させる機械的アトマイジングなどが
用いられている。本発明の方法では、LNGが気化しや
すい液体であることから、スチームのような圧力を持っ
たものでなく、燃焼用空気の一部を一次空気としてLN
Gに混合することによりLNGの一次的粒子化が容易に
行なわれるという利点が生ずる。しかもこの予混合は、
LNGの可燃限界濃度の上限側にて行なわれるので、安
全に実施されるという大きな利点が得られる。
To burn liquid fuel, generally, fluid atomizing by adding steam or the like, or mechanical atomizing by dispersing liquid from the outer periphery of a rotating body by centrifugal force, is used. In the method of the present invention, since LNG is a liquid that easily vaporizes, LNG is used as a part of the combustion air as primary air, rather than as a pressure source like steam.
By mixing LNG with G, there is an advantage that primary particleization of LNG is easily performed. Moreover, this premix is
Since it is carried out at the upper limit of the flammability limit concentration of LNG, it has the great advantage of being carried out safely.

この子かしめ部分的に燃焼用空気と混合したLNGを燃
焼させることは、LNG全体としては、気/液混合流体
化された後、二次空気の中で燃焼されることになるので
、その燃焼性は向上し、−100℃以下という低温の流
体であっても着火性が優れており、容易に安定炎を得る
ことが可能である。また燃焼性がよいので、全体として
の燃焼用空気は、理論量のごく近く、実用的には1−1
0%の過剰空気量で完全燃焼させることが可能である。
Combustion of LNG partially mixed with combustion air means that the LNG as a whole is converted into a gas/liquid mixed fluid and then combusted in secondary air. It has excellent ignitability even with low temperature fluids of −100° C. or lower, and it is possible to easily obtain a stable flame. In addition, since the combustibility is good, the overall amount of combustion air is very close to the theoretical amount, which is practically 1-1.
Complete combustion is possible with 0% excess air.

このように過剰空気率が小さいということは空気汚染の
一つの成分であるNOxの発生片を小さくするという利
点もあり、本発明の方法で用いるバーナーは本質的に低
NOxバーナーとなる。さらに積極的には、LNGが燃
焼室内で急速に室内の輻射熱をうけて蒸発する際の流体
エネルギーを用いて、自作的な排ガス循環を行う手段を
設けることによって、発生するNOxをさらに削減する
ことも容易である。
Such a small excess air ratio has the advantage of reducing the size of particles that produce NOx, which is a component of air pollution, and the burner used in the method of the present invention essentially becomes a low NOx burner. More proactively, the NOx generated can be further reduced by installing a self-made means of circulating exhaust gas using the fluid energy generated when LNG evaporates in the combustion chamber as it rapidly receives indoor radiant heat. is also easy.

本発明の別の利点は、LNGを単なる発電用の燃料でな
く、そのエネルギー密度が大きいことを利用して、輸送
機関の燃料として有利に使用し得ることである。LNG
が自動車用燃料として考慮されながらも、実用に至らな
かった理由の1つは、燃料タンクの問題もさることなが
ら、従来の考え方ではエンジンに気化したガスを吸入さ
せることになるため、ピーク時の出力が低下することに
あった。しかし、本発明によれば、LNGは液体として
インジェツクシヨンされるので、エネルギー密度は高く
、そのような問題はなく、最近のハイテクを利用した精
巧な燃料噴射装置を付加して、LNG駆動自動車エンジ
ンを作ることができる。また本発明の方法は航空機用ガ
スタービンにも適用し得る。LNGはほぼ常圧で保持さ
れているので、容器としては航空機に従来用いられてき
たアルミニウムやチタンなどの軽量金属で構成すること
ができるし、さらにこれら航空機用金属は一160℃と
いう低温にて靭性があり、その使用は極めて好都合であ
る。特に航空機は、その巡航時においては、高空の温度
の低いところにあるので、LNGタンクは低温(−50
℃以下)雰囲気にあり、熱ロスによるLNGのガス化が
極小になるという利点がある。もちろん、地上時には発
生したLNGガスをガス用タービンで処理して、空調用
などに用いるなどのマイナーな対策は必要となる。いず
れにしろ、船舶用を含めて、LNGの高密度エネルギー
たる特性を利用した本発明の方法を用いることにより、
輸送機関の動力源としてのLNGの使用が可能となる。
Another advantage of the present invention is that LNG can be advantageously used not only as a fuel for power generation, but also as a fuel for transportation, taking advantage of its high energy density. LNG
Although it was considered as a fuel for automobiles, one of the reasons why it was not put into practical use is not only the problem of the fuel tank, but also the conventional idea that the engine would have to inhale vaporized gas. This resulted in a decrease in output. However, according to the present invention, since LNG is injected as a liquid, the energy density is high and there is no such problem. You can make an engine. The method of the invention can also be applied to aircraft gas turbines. Since LNG is maintained at almost normal pressure, the container can be made of lightweight metals such as aluminum and titanium, which are conventionally used in aircraft, and these aircraft metals can be stored at temperatures as low as -160°C. Its toughness makes its use extremely convenient. In particular, when an aircraft is cruising, the temperature is low at high altitude, so the LNG tank is at a low temperature (-50°C).
℃ or less), which has the advantage that gasification of LNG due to heat loss is minimized. Of course, minor measures will be necessary, such as processing the LNG gas generated on the ground with a gas turbine and using it for air conditioning. In any case, by using the method of the present invention that utilizes the high-density energy characteristics of LNG, including for ships,
It becomes possible to use LNG as a power source for transportation vehicles.

また、本発明の方法は、LNGの他、LPG等の他の低
温液化燃料ガスに対しても同様に適用されるものである
Further, the method of the present invention is similarly applicable to other low-temperature liquefied fuel gases such as LPG in addition to LNG.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を述べるが2本発明はこの実施例
に限られるものではない。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 図面に示す燃焼装置系を用いてLNGの燃焼を行った。Example 1 LNG was combusted using the combustion equipment system shown in the drawings.

即ち、 LNG 160にg/Hを管2(内径10mm
)から導入した。この管2の大部分は通常の保冷材で保
冷したが、バーナー人口部は、LNGの蒸発を避けるた
めに2重管(環状空間部は真空とする)構造とした。−
大空気50ONイ/Hは、温度20℃、圧力400mm
H2Oで管3(内径150mm)から導入した。この−
大空気は、LNGノズル10に対し旋回するように導入
され、さらに旋回羽根4によって加速され、予混合部6
へ導入された。 LNGは予混合部6で旋回する空気と
混合し、空気流との相対速度差によって粗粒子化され、
その一部は空気の顕熱によって気化した。予混合部のL
NG供給管(ノズル)2は、それに外股された旋回羽根
4とともにセラミック製であるので、その外側には空気
中の水分による氷結は事実上殆ど無視し得た。
That is, g/H is added to LNG 160 in tube 2 (inner diameter 10 mm
) was introduced from. Most of this tube 2 was kept cool with ordinary cold insulating material, but the burner section had a double tube structure (the annular space was evacuated) to avoid evaporation of the LNG. −
Large air 50ON/H has a temperature of 20℃ and a pressure of 400mm.
H2O was introduced through tube 3 (inner diameter 150 mm). This-
The large air is introduced into the LNG nozzle 10 in a swirling manner, is further accelerated by the swirling vane 4, and is then introduced into the premixing section 6.
was introduced to. The LNG is mixed with the swirling air in the premixing section 6, and is made into coarse particles due to the relative speed difference with the air flow.
Some of it was vaporized by the sensible heat of the air. L of premixing section
Since the NG supply pipe (nozzle) 2 is made of ceramic together with the swirling blades 4 that extend outward from it, freezing due to moisture in the air can be virtually ignored on the outside thereof.

予混合されたLNG/N低/合物は次いで燃焼室7へ噴
出し、二次空気供給管(内径300mm) 5から導入
された二次空気180ONm/IIの中へ混合拡散し、
これにパイロットバーナー(図示せず)により着火する
と安定な火炎8が形成した。なお、二次混合室室7の開
口端は燃焼室壁9より500mm程度燃焼室aの内部へ
突出し、二次空気とLNG微粒子とが十分に混合するよ
うにした。
The premixed LNG/N low/compound is then injected into the combustion chamber 7, mixed and diffused into the secondary air 180ONm/II introduced from the secondary air supply pipe (inner diameter 300mm) 5,
When this was ignited by a pilot burner (not shown), a stable flame 8 was formed. The open end of the secondary mixing chamber 7 protruded into the combustion chamber a by about 500 mm from the combustion chamber wall 9, so that the secondary air and the LNG particles were sufficiently mixed.

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

図面は本発明を実施するための燃焼装置系統図である。 l・・・外管、2・・・LNG供給管、3・・・−大空
気供給管、4・・・旋回羽根、5・・・二次空気供給管
、6・・・予混合室、7・・・二次混合室、8・・・火
炎、9・・・燃焼室壁、a・・・燃焼室。
The drawing is a system diagram of a combustion device for implementing the present invention. l...Outer pipe, 2...LNG supply pipe, 3...-large air supply pipe, 4...swivel vane, 5...secondary air supply pipe, 6...premixing chamber, 7... Secondary mixing chamber, 8... Flame, 9... Combustion chamber wall, a... Combustion chamber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)低温液化燃料ガスを燃焼する方法において、液化
した状態の低温燃料ガス流に一次空気又は酸素流を混合
して、該液化燃料ガスの一部を気化させると共に、該液
化燃料ガスの液滴粒子と該液化燃料ガスの蒸気と該一次
空気又は酸素との混合物流を形成し、この混合物流を二
次空気又は酸素流中に噴出させて該液滴粒子をさらに微
粒子化し、着火、燃焼させることを特徴とする、低温液
化燃料ガスを気化設備を用いずに液体のまま直接的に燃
焼させる方法。
(1) In a method of burning low-temperature liquefied fuel gas, a flow of primary air or oxygen is mixed with a flow of low-temperature fuel gas in a liquefied state to vaporize a portion of the liquefied fuel gas, and the liquid of the liquefied fuel gas is A mixed flow of the droplet particles, the vapor of the liquefied fuel gas, and the primary air or oxygen is formed, and this mixed flow is jetted into the secondary air or oxygen flow to further atomize the droplet particles, and ignite and burn them. A method for directly burning low-temperature liquefied fuel gas in its liquid state without using vaporization equipment.
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