(57)【要約】【課題】重油や軽油の量を減少させてもある程度の発熱量を維持できるエマルジョン燃料の燃焼方法および燃焼装置を提供する。【解決手段】重油または軽油と水とを混合したエマルジョン燃料の燃焼方法であって、エマルジョン燃料Ｅは、原油由来燃料と水との体積割合が７：３〜４：６となるように調整されており、エマルジョン燃料Ｅに対して、酸素濃度９５％以上の高濃度酸素気体を、前記エマルジョン燃料の流量の２〜８倍の流量となるように供給しながらエマルジョン燃料を燃焼させる。【選択図】図１
2020180773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重油または軽油と水とを混合したエマルジョン燃料の燃焼方法であって、
エマルジョン燃料は、
原油由来燃料と水との体積割合が７：３〜４：６となるように調整されており、
前記エマルジョン燃料に対して、酸素濃度９５％以上の高濃度酸素気体を、前記エマルジョン燃料の流量の２〜８倍の流量となるように供給しながらエマルジョン燃料を燃焼させる
ことを特徴とするエマルジョン燃料の燃焼方法。
【請求項２】
前記エマルジョン燃料には界面活性剤が混合されており、
前記エマルジョン燃料に対する界面活性剤の混合割合が、前記エマルジョン燃料の１５体積％以下となるように調整されている
ことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料の燃焼方法。
【請求項３】
前記界面活性剤は、
けん化価が１００〜１５０ｍｇ／ＫＯＨ／ｇであり、ｐＨが５．０〜８．０である
ことを特徴とする請求項２記載のエマルジョン燃料の燃焼方法。
【請求項４】
エマルジョン燃料を燃焼する装置であって、
原油由来燃料と水とを混合するエマルジョン燃料生成部と、
エマルジョン燃料生成部から供給されるエマルジョン燃料を吹き出すノズルと、
該ノズルの上流部に設けられた、高濃度酸素をエマルジョン燃料に混合する混合部と、を備えており、
該エマルジョン燃料生成部は、
前記エマルジョン燃料における原油由来燃料と水との体積割合が７：３〜４：６となるように調整し、
前記混合部は、
前記エマルジョン燃料の流量に対して、２〜８倍の流量で酸素濃度９５％以上の高濃度酸素気体の流量で供給する
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項５】
前記混合部は、
一端から前記高濃度酸素が供給される第一流路と、
該流路の軸方向と交差する方向から前記エマルジョン燃料を該流路に供給する第二流路とを備えている
ことを特徴とする請求項４記載の燃焼装置。
【請求項６】
前記第二流路は、
その軸方向と前記第一流路の軸方向が直交し、かつ、前記第一流路の第一端部と第二端部との間で接続されるように設けられている
ことを特徴とする請求項５記載の燃焼装置。
【請求項７】
前記エマルジョン燃料には界面活性剤が混合されており、
前記エマルジョン燃料に対する界面活性剤の混合割合が、前記エマルジョン燃料の１５体積％以下となるように調整されている
ことを特徴とする請求項４、５または６記載の燃焼装置。
【請求項８】
前記界面活性剤は、
けん化価が１００〜１５０ｍｇ／ＫＯＨ／ｇであり、ｐＨが５．０〜８．０である
ことを特徴とする請求項７記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン燃料の燃焼方法および燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環境問題に配慮した燃料として、重油に水を混合したエマルジョン燃料の開発が行われている。かかるエマルジョン燃料は、使用燃料が大幅に削減できるため、化石燃料の使用量を減少できる他、使用する燃料の量が削減された分だけ二酸化炭素の排出量が減少できる等の利点が得られる。
【０００３】
例えば、特許文献１、２には、重油と水と高濃度酸素とを混合して燃料を形成する装置、および、この燃料をバーナーで燃焼する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−０９１４９７号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３１０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、特許文献１、２には、重油と水と高濃度酸素とを混合して燃料とすることは記載されているが、実際のボイラなどにおいて使用する場合に、従来の燃料を使用した場合と同等程度の発熱量を維持しつつ重油の量を減らすための適切な混合割合等は示されていない。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑み、重油や軽油の量を減少させてもある程度の発熱量を維持できるエマルジョン燃料の燃焼方法および燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のエマルジョン燃料の燃焼方法は、重油または軽油と水とを混合したエマルジョン燃料の燃焼方法であって、エマルジョン燃料は、重油または軽油と水との体積割合が７：３〜４：６となるように調整されており、前記エマルジョン燃料に対して、酸素濃度９５％以上の高濃度酸素気体を、前記エマルジョン燃料の流量の２〜８倍の流量となるように供給しながらエマルジョン燃料を燃焼させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
（構造物の設置方法）
本発明によれば、エマルジョン燃料に含まれる重油や軽油の量が少なくても、十分な発熱量を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の燃焼装置１の概略説明図である。
【図２】他の実施形態の燃焼装置２０の概略説明図である。
【図３】（Ａ）は比較例１の燃焼状況の写真であり、（Ｂ）実施例２の燃焼状況の写真である。
【図４】（Ａ）は比較例２の燃焼状況の写真であり、（Ｂ）実施例３の燃焼状況の写真である。
【図５】実施例１の実験状況の説明図であって、（Ａ）は重油と水を混合しただけの状態の写真であり、（Ｂ）は重油と水に界面活性剤を混ぜで形成したエマルジョン燃料の写真であり、（Ｃ）は酸素濃度計の測定値を示した写真であり、（Ｄ）は燃焼温度の測定値を示した写真である。
【図６】実施例２の実験における燃焼温度の測定値を示した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のエマルジョン燃料の燃焼方法は、重油や軽油に水を混ぜたエマルジョン燃料の燃焼方法であって、エマルジョン燃料の発熱量をある程度高く維持することができるようにしたことに特徴を有している。
【００１１】
本発明のエマルジョン燃料の燃焼方法によって燃焼される燃料は、原油由来燃料であればよく重油や軽油に限られない。
【００１２】
＜エマルジョン燃料Ｅ＞
本実施形態のエマルジョン燃料の燃焼方法に使用されるエマルジョン燃料Ｅは、重油または軽油などの原油由来燃料と、水と、界面活性剤と、を混合したものである。
【００１３】
このエマルジョン燃料Ｅでは、原油由来燃料と、水と、界面活性剤と、が、所定の割合となるように混合されている。具体的には、原油由来燃料と水との混合割合が、体積割合で、７：３〜４：６となり、原油由来燃料と水とを混合した混合燃料に対する界面活性剤の混合割合が、混合燃料の体積の１５体積％以下となるように調整されている。例えば、原油由来燃料と水とを、それぞれ５００ｍｍ３ずつ混合した混合燃料に１０００ｍｍ３に対して、界面活性剤を３ｍｍ３だけ（混合燃料対して３体積％）混合したものや、原油由来燃料を５００ｍｍ３、水を４００ｍｍ３、界面活性剤を１００ｍｍ３（混合燃料対して約１１体積％）混合したものを、本実施形態のエマルジョン燃料の燃焼方法に使用されるエマルジョン燃料Ｅとして挙げることができる。
【００１４】
＜燃焼装置１＞
つぎに、本実施形態のエマルジョン燃料の燃焼方法に使用される燃焼装置１を説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の燃焼装置１は、エマルジョン燃料を調製するエマルジョン燃料生成部２を備えている。このエマルジョン燃料生成部２は、内部が中空な貯留空間２ｈとなっており、その内部に重油などの液体を貯留することができるものである。このエマルジョン燃料生成部２の内部には、下端に攪拌翼２ｂを有する攪拌装置２ａが設けられている。この攪拌装置２ａを作動させることによって、貯留空間２ｈ内の液体を攪拌することができるようになっている。
【００１６】
このエマルジョン燃料生成部２の貯留空間２ｈ内は、配管などによって、水タンク３、界面活性剤タンク４、原油由来燃料タンク５に連通されている。そして、水タンク３、界面活性剤タンク４、原油由来燃料タンク５から、水と、界面活性剤と、原油由来燃料と、が所定の割合（上述した混合割合）で、エマルジョン燃料生成部２の貯留空間２ｈ内に供給されるようになっている。例えば、各タンクとエマルジョン燃料生成部２とを繋ぐ配管に流量調整弁が設けられており、各タンクから、水と、界面活性剤と、原油由来燃料とが所定の割合で供給されるようになっている。
【００１７】
このため、エマルジョン燃料生成部２の貯留空間２ｈ内の液体を攪拌装置２ａによって攪拌すれば、各液体が所定の割合で混合されたエマルジョン燃料Ｅを調製することができる。
【００１８】
＜ノズル１１＞
ノズル１１は、配管によってエマルジョン燃料生成部２の貯留空間２ｈに連通されている。このノズル１１は、エマルジョン燃料を所定の粒径の液滴となるように吹き出すことができるものである。例えば、エバーロイスプレーノズル（株式会社共立合金製作所）などをノズル１１として使用することができる。
【００１９】
＜混合部１０＞
ノズルとエマルジョン燃料生成部２との間には混合部１０が設けられている。この混合部１０は、エマルジョン燃料生成部２から供給されるエマルジョン燃料Ｅに対して、高濃度酸素気体を混合するものである。具体的には、酸素濃度９５％以上、望ましくは９８％以上の高濃度酸素を形成する酸素濃縮装置等の高濃度酸素気体発生装置６と配管で接続されており、この配管を通して、所定の流量で高濃度酸素気体を供給できるようになっている。
【００２０】
＜本実施形態のエマルジョン燃料の燃焼方法＞
本実施形態の燃焼装置１が以上のような構成であるので、以下のようにすれば、所定の割合に調整されたエマルジョン燃料Ｅを燃焼させることができる。
【００２１】
まず、ノズル１１の先端近傍に種火ノズルを設けて種火を付けておき、その状態で配管に設けたポンプによって一定の流量でノズル１１にエマルジョン燃料Ｅを供給する。このとき、高濃度酸素気体発生装置６からも所定の流量になるように高濃度酸素気体を混合部１０に供給する。
【００２２】
すると、混合部１０において高濃度酸素気体が混合されたエマルジョン燃料Ｅがノズル１１から吹き出されるので、液滴となったエマルジョン燃料Ｅに着火することができる。つまり、ノズル１１から吹き出されたエマルジョン燃料Ｅを燃焼させることができる。
【００２３】
しかも、エマルジョン燃料Ｅに高濃度酸素気体が含まれており、エマルジョン燃料Ｅの燃焼状態を良好な状態に維持できるので、ノズル１１から吹き出されたエマルジョン燃料Ｅを連続的に燃焼させることができる。
【００２４】
＜エマルジョン燃料Ｅおよび高濃度酸素気体の割合＞
混合部１０においてエマルジョン燃料Ｅに混合する高濃度酸素気体の割合はとくに限定されず、エマルジョン燃料Ｅを連続的に安定して燃焼させることができる割合であればよい。
【００２５】
具体的には、エマルジョン燃料Ｅの流量に対して、高濃度酸素気体の流量が２〜８倍となるようにすれば、エマルジョン燃料Ｅを連続的に安定して燃焼させやすくなる。例えば、
エマルジョン燃料Ｅの流量が１０００ｍｍ３／ｍｉｎの場合であれば、酸素濃度９５％以上の高濃度酸素を２０００〜８０００ｍｍ３／ｍｉｎとすることが考えられる。
【００２６】
＜界面活性剤について＞
エマルジョン燃料Ｅに混合する界面活性剤はとくに限定されない。原油由来燃料と水とを十分に混合した状態で維持できるものであればよい。例えば、界面活性剤として、けん化価が１００〜１５０ｍｇ／ＫＯＨ／ｇであり、ｐＨが５．０〜８．０（２０％エタノール溶液）である界面活性剤を使用することが望ましい。かかる界面活性剤を使用すれば、上述した混合燃料であっても、長時間（例えば１時間程度）、原油由来燃料と水とが分離することを防止できる。かかる界面活性剤としては、例えば、青木油脂工業株式会社製のブラウノンＣＷ−１０等を挙げることができる。
【００２７】
また、エマルジョン燃料Ｅを調整してからごく短時間で燃焼させる場合などのように原油由来燃料と水とが分離しない条件で使用するのであれば、界面活性剤は必ずしも使用しなくてもよい。
【００２８】
＜他の実施形態の燃焼装置２０＞
また、エマルジョン燃料Ｅを燃焼する装置は、以下に示す燃焼装置２０としてもよい。この燃焼装置２０を使用すれば、連続してエマルジョン燃料Ｅをノズル３１に供給することができる。したがって、燃焼装置２０を長期間連続して燃焼させることができる。しかも、使用する界面活性剤の混合割合を非常に少なくできるし、安定して高濃度酸素をエマルジョン燃料Ｅに混合することができる。
【００２９】
図２に示すように、燃焼装置２０は、エマルジョン燃料生成部２１と、高濃度酸素気体発生装置２５と、混合部３０と、ノズル３１と、を備えている。
【００３０】
＜エマルジョン燃料生成部２１＞
図１に示すように、本実施形態の燃焼装置１は、エマルジョン燃料Ｅを調製するエマルジョン燃料生成部２１を備えている。このエマルジョン燃料生成部２１は、２つのタンク２１ａを備えており、それぞれのタンク２１ａ内においてエマルジョン燃料Ｅを調製できるようになっている。
【００３１】
各タンク２１ａには、配管Ｐａを介してタンクＴから重油などの原油由来燃料が供給されるようになっている。なお、配管ＰａにはポンプＰ１が設けられており、原油由来燃料を所定の流量で供給できるようになっている。また、各タンク２１ａには、配管Ｐｂを介して水道などの水供給源から水が供給されるようになっている。さらに、各タンク２１ａには、界面活性剤供給部２２から配管Ｐｃを介して所定の流量で界面活性剤が供給されるようになっている。そして、各タンク２１ａには、各タンク２１ａと混合部３０との間を連通する配管Ｐｄが設けられている。この配管ＰｄにはポンプＰ２が設けられており、各タンク２１ａ内で調製されたエマルジョン燃料Ｅを混合部３０に所定の流量で供給できるようになっている。
【００３２】
そして、各タンク２１ａには攪拌翼を有する攪拌装置２１ｂが設けられている。この攪拌装置２１ｂを作動させることによって、各タンク２１ａ内の液体を攪拌することができるようになっている。
【００３３】
このため、タンクＴ、水供給源、界面活性剤供給部２２から原油由来燃料、水、界面活性剤を適切な割合になるように各タンク２１ａに供給して、攪拌装置２１ｂによって攪拌すれば、各液体が所定の割合で混合されたエマルジョン燃料Ｅを調製することができる。
【００３４】
なお、攪拌装置２１ｂの構造はとくに限定されず、各タンク２１ａ内の液体を攪拌できるものであればよい。とくに、攪拌装置２１ｂの攪拌軸を鉛直方向に対して傾斜した状態となるように配置すれば、各タンク２１ａ内の液体を攪拌する攪拌効率を高くできる。
【００３５】
＜高濃度酸素気体発生装置２５＞
高濃度酸素気体発生装置２５は高濃度の酸素を生成する装置である。この高濃度酸素気体発生装置２５は、酸素濃度９５％以上、望ましくは酸素濃度９８％以上の気体を形成する装置である。この高濃度酸素気体発生装置２５としては、例えば、酸素濃縮装置（エアーテクニカ株式会社製：型番ＳＲＶ−８０Ｓ）等の装置を使用することができる。この高濃度酸素気体発生装置２５は、配管Ｐｅによって混合部３０に連通されている。なお、配管Ｐｅには、混合部３０からエマルジョン燃料Ｅ等が逆流することを防止するために、逆止弁が設けられていることが望ましい。
【００３６】
なお、高濃度酸素気体発生装置２５に代えて、高濃度の酸素が貯蔵されたボンベなどから高濃度酸素気体を混合部３０に供給してもよい。
【００３７】
＜混合部３０＞
混合部３０は、エマルジョン燃料生成部２１のタンク２１ａから供給されるエマルジョン燃料Ｅに対して、高濃度酸素気体発生装置２５から供給される高濃度酸素気体を混合する装置である。この混合部３０には、その内部を直線状に貫通する第一流路３０ａと、この第一流路３０ａの側方に連通された第二流路３０ｂとを備えている。つまり、混合部３０は、その軸方向が交差するように設けられた第一流路３０ａと第二流路３０ｂとを備えている。例えば、第一流路３０ａと第二流路３０ｂとがなす角θは、９０度（つまり両者が直交）でもよいし、６０〜９０度程度でもよい。
【００３８】
この混合部３０の第一流路３０ａの第一端部には、高濃度酸素気体発生装置２５に連通された配管Ｐｅが接続されており、第一流路３０ａの第二端部には、ノズル３１に連通された配管Ｐｆが接続されている。一方、第二流路３０ｂは、第一端部は第一流路３０ａに接続されおり、第二端部は第一流路３０ａに接続されおり、各タンク２１ａに接続されている配管Ｐｄが接続されている。つまり、高濃度酸素気体発生装置２５から供給される高濃度酸素気体はノズル３１に向かって直線状に流れるのに対し、エマルジョン燃料Ｅは流動方向が屈曲するように、混合部３０は設けられている。
【００３９】
かかる構成とすることによって、混合部３０において、エマルジョン燃料Ｅに対して高濃度酸素気体を効果的に混合できる。
【００４０】
以上のような構成であるので、燃焼装置２０では、エマルジョン燃料生成部２１のタンク２１ａにおいて原油由来燃料、水、界面活性剤が混合されたエマルジョン燃料Ｅを調製できる。そして、このエマルジョン燃料Ｅに対して、混合部３０において高濃度酸素気体が混合することができ、て高濃度酸素気体が混合されたこのエマルジョン燃料Ｅをノズル３１から噴射することができる。すると、ノズル３１から噴射したエマルジョン燃料Ｅを燃焼させることができ、その燃焼熱をボイラＢ等における熱源とすることができる。
【００４１】
しかも、エマルジョン燃料生成部２１がタンク２１ａを２つ有しているので、一方のタンク２１ａでエマルジョン燃料Ｅを調製している間に、他のタンク２１ａ内の既に調整されたエマルジョン燃料Ｅを混合部３０に供給できる。すると、エマルジョン燃料Ｅを連続して混合部３０のに供給できるし、供給するエマルジョン燃料Ｅの調製状態を適切に調製しやすくなるので、燃焼を安定させやすくなる。
【００４２】
なお、燃焼装置２０には、配管Ｐａと配管Ｐｆとを連通する配管Ｐｇを設けてもよい。この配管Ｐｇを設けておけば、エマルジョン燃料生成部２１にトラブルがあった場合に、タンクＴから原油由来燃料を直接ノズル３１に供給することによって燃焼を継続することができる。
【００４３】
また、各配管Ｐａ〜Ｐｇにはバルブが設けられており、このバルブを開閉することによって、原油由来燃料などの供給停止等を調整できるようになっている。これらのバルブは手動で開閉してもよいが、電磁バルブを使用すれば制御部等によって自動的に開閉を操作することができる。すると、装置にセンサを設けておき、このセンサからの信号に応じて、タンクＴから原油由来燃料を供給するタンク２１ａの変更や、混合部３０にエマルジョン燃料Ｅを供給するタンク２１ａの変更、ノズル３１に供給する燃料の変更などを、迅速に変更できるので、装置のトラブルなどを未然に防止できる。
【実施例１】
【００４４】
本発明のエマルジョン燃料を燃焼した場合に、十分な発熱量が得られることを確認した。
実験では、バケツに入れたエマルジョン燃料に高濃度酸素気体を供給しながら燃焼して、その燃焼温度を測定した。
【００４５】
実験では、軽油と水と界面活性剤（ブラウノンＣＷ−１０：青木油脂工業株式会社製）とを５００ｍｍ３：５００ｍｍ３：３ｍｍ３で混合したもの（対象１）と、軽油と水と界面活性剤（ブラウノンＣＷ−１０：青木油脂工業株式会社製）とを５００ｍｍ３：４００ｍｍ３：１００ｍｍ３で混合したもの（対象２）と、重油と水と界面活性剤（ブラウノンＣＷ−１０：青木油脂工業株式会社製）とを５００ｍｍ３：４００ｍｍ３：１００ｍｍ３で混合したもの（対象３）と、について、燃焼時間と温度を測定した。比較として、軽油１０００ｍｍ３（比較例１）と、重油１０００ｍｍ３（比較例２）と、についても、燃焼時間と温度を測定した。
【００４６】
高濃度酸素気体は９５％が酸素の気体であり、酸素濃縮装置（エアーテクニカ株式会社製：型番ＳＲＶ−８０Ｓ）から細径の真鍮製の管（内径０．６ｍｍ）を通して流量８０００ｍｍ３／ｍｉｎ．でバケツに供給した。
【００４７】
なお、高濃度酸素気体の酸素濃度は、酸素濃縮装置に設けられている酸素濃度計によって測定し、燃焼温度は放射温度計（株式会社カスタム製：型番ＩＲ−３０９）によって測定した。
【００４８】
対象１のエマルジョン燃料を図５に示す。
まず、重油と水と混合する。このとき、静置すれば図５（Ａ）に示すように、重油と水とが界面を形成して、完全に分離した。この重油と水と混合した液に、界面活性剤を混合して攪拌すると、図５（Ｂ）に示すようなエマルジョン燃料が形成された。このエマルジョン燃料は、１時間程度静置しても重油と水が分離せず、図５（Ｂ）のような状態に維持された（対象１のエマルジョン燃料）。
このエマルジョン燃料に対して、真鍮製の管を通して高濃度酸素気体（酸素濃度１００％、図５（Ｃ）参照）を供給して燃焼させると、７１８．４℃で燃焼することが確認された（図５（Ｄ）参照）。
【００４９】
また、対象２、３、および比較例２、３の実験結果を図３および図４に示す。
なお、対象２、３は対象１と同じ作業で生成し、比較例１、２は重油や軽油を水と混合する工程以外は、実施例１と同じ作業で実施した。
【００５０】
図３および図４に示すように、対象２、３のエマルジョン燃料は、比較例１、２と変わらない炎を上げながら燃焼した。対象２、３、比較例１、２とも、約１０分間で全ての燃料が燃焼した。燃焼温度も、対象２、３、比較例１、２の全てで６００〜７００℃であった。
【００５１】
以上の結果より、本発明の燃焼方法であれば、本発明のエマルジョン燃料は、重油や軽油と同等程度の燃焼状態で燃焼することが確認された。
【実施例２】
【００５２】
実施例２では、図２に示す燃焼装置２０によって本発明のエマルジョン燃料を燃焼した場合に、十分な発熱量が得られることを確認した。
つまり、図２に示す燃焼装置２０において、エマルジョン燃料生成部２１で生成されたエマルジョン燃料に、高濃度酸素発生装置２５から供給される高濃度酸素を混合部３０で混合し、高濃度酸素が混合されたエマルジョン燃料を流量４５００ｍｍ３／ｍｉｎ．でノズル３１から噴射しながら燃焼させて、その燃焼温度を測定した。
【００５３】
実験では、重油と水とを５５：４５で混合したもの（５００００ｍｍ３）に、界面活性剤（ブラウノンＣＷ−１０：青木油脂工業株式会社製）を０．００１体積％で混合したもの（対象４）と、重油と水とを４５：５５で混合したもの（５００００ｍｍ３）に、界面活性剤（ブラウノンＣＷ−１０：青木油脂工業株式会社製）を０．００１体積％で混合したもの（対象５）について、燃焼温度を測定した。
【００５４】
高濃度酸素気体は９５％が酸素の気体であり、流量７０００ｍｍ３／ｍｉｎ．でエマルジョン燃料に供給した。
【００５５】
なお、高濃度酸素気体の酸素濃度は、酸素濃縮装置に設けられている酸素濃度計によって測定し、燃焼温度は放射温度計（株式会社カスタム製：型番ＩＲ−３０９）によって測定した。
【００５６】
図６（Ａ）に示すように、対象３のエマルジョン燃料の燃焼温度は５００〜６００度であり（図６（Ａ）の測定タイミングでは５３６．８度）、重油や軽油に比べて若干温度が低くなっているものの、図２に示す燃焼装置２０であれば、エマルジョン燃料に添加する界面活性剤の量が少なくても十分な温度でエマルジョン燃料を燃焼させることができることが確認できた。
【００５７】
一方、図６（Ｂ）に示すように、対象４のエマルジョン燃料は、燃焼温度は４００〜５００度であり（図６（Ｂ）の測定タイミングでは４５６．８度）、重油や軽油に比べて燃焼温度は低いものの、ボイラや温泉施設の給湯器、温室の暖房設備等に使用する場合には十分な燃焼温度を確保できていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のエマルジョン燃料の燃焼方法では、ボイラなどにエマルジョン燃料を使用する場合に、エマルジョン燃料を燃焼する方法として適している。
【符号の説明】
【００５９】
１          燃焼装置
２          エマルジョン燃料生成部
２ａ        攪拌装置
３          水タンク
４          界面活性剤タンク
５          重油タンク
６          高濃度酸素気体発生部
１０          混合部
１１          ノズル
２０          燃焼装置
２１          エマルジョン燃料生成部
２１ａ        タンク
２１ｂ        攪拌装置
２２          界面活性剤
２５          高濃度酸素気体発生装置
３０          混合部
３０ａ        第一流路
３０ｂ        第二流路
３１          ノズル
Ｅ          エマルジョン燃料
Ｔ          タンク
Ｂ          ボイラ
【図１】
2020180773.tif 000003
【図２】
2020180773.tif 000004
【図３】
2020180773.tif 000005
【図４】
2020180773.tif 000006
【図５】
2020180773.tif 000007
【図６】
2020180773.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月24日(2020.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エマルジョン燃料を燃焼する装置であって、
原油由来燃料と水とを混合するエマルジョン燃料生成部と、
エマルジョン燃料生成部から供給されるエマルジョン燃料を吹き出すノズルと、
該ノズルの上流部に設けられた、高濃度酸素をエマルジョン燃料に混合する混合部と、を備えており、
該エマルジョン燃料生成部は、
前記エマルジョン燃料における原油由来燃料と水との体積割合が７：３〜４：６となるように調整し、
前記混合部は、
一端から前記高濃度酸素が供給される、該混合部を直線状に貫通する第一流路と、
該第一流路の側方に連通された、該第一流路の軸方向と交差する方向から前記エマルジョン燃料を該第一流路に供給する第二流路とを備えており、
該第二流路は、
該第二流路から前記第一流路から前記エマルジョン燃料が流入すると、該エマルジョン燃料の流動方向が屈曲するよう設けられており、
該混合部は、
前記エマルジョン燃料の流量に対して、２〜８倍の流量で酸素濃度９５％以上の高濃度酸素気体の流量で供給する
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記第二流路は、
その軸方向と前記第一流路の軸方向が直交し、かつ、前記第一流路の第一端部と第二端部との間で接続されるように設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記エマルジョン燃料には界面活性剤が混合されており、
前記エマルジョン燃料に対する界面活性剤の混合割合が、前記エマルジョン燃料の１５体積％以下となるように調整されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記界面活性剤は、
けん化価が１００〜１５０ｍｇ／ＫＯＨ／ｇであり、ｐＨが５．０〜８．０である
ことを特徴とする請求項３記載の燃焼装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、燃焼装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑み、重油や軽油の量を減少させてもある程度の発熱量を維持できる燃焼装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によれば、エマルジョン燃料Ｅに対して高濃度酸素気体を効果的に混合できるので、エマルジョン燃料に含まれる重油や軽油の量が少なくても、十分な発熱量を維持することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
以上のような構成であるので、燃焼装置２０では、エマルジョン燃料生成部２１のタンク２１ａにおいて原油由来燃料、水、界面活性剤が混合されたエマルジョン燃料Ｅを調製できる。そして、このエマルジョン燃料Ｅに対して、混合部３０において高濃度酸素気体が混合することができ、高濃度酸素気体が混合されたこのエマルジョン燃料Ｅをノズル３１から噴射することができる。すると、ノズル３１から噴射したエマルジョン燃料Ｅを燃焼させることができ、その燃焼熱をボイラＢ等における熱源とすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
しかも、エマルジョン燃料生成部２１がタンク２１ａを２つ有しているので、一方のタンク２１ａでエマルジョン燃料Ｅを調製している間に、他のタンク２１ａ内の既に調整されたエマルジョン燃料Ｅを混合部３０に供給できる。すると、エマルジョン燃料Ｅを連続して混合部３０に供給できるし、供給するエマルジョン燃料Ｅの調製状態を適切に調製しやすくなるので、燃焼を安定させやすくなる。