(57)【要約】      （修正有）【課題】停止時に管路に残留したエマルジョン燃料によるトラブルのない燃料供給装置を提供する。【解決手段】エマルジョン燃料の混合槽１４からエマルジョン燃料を燃焼室２に供給し、上流から分岐部Ａ、Ｂ、Ｃを備える配管路９、配管路９から分岐する分岐部Ａの下流の分岐部Ｃで配管路９と合流する配管路１１、配管路１１に設けた循環用ポンプＰ、分岐部Ａと分岐部Ｃの間から分岐部Ｂで分岐し混合槽１４に接続した配管路１３を備え、燃焼室２へのエマルジョン燃料の供給停止時に、エマルジョン燃料が混合槽１４から配管路９、分岐部Ａ、配管路１１、分岐部Ｃ、配管路９、分岐部Ｂ、配管路１３を経て混合槽１４に戻るモード（１）、エマルジョン燃料が分岐部Ａから配管路１１、分岐部Ｃを経て配管路９を通り分岐部Ａに戻るモード（２）から選択される循環モードが実現されるエマルジョン燃料供給装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室２にエマルジョン燃料を供給して燃焼させるための装置であり、
エマルジョン燃料を一時的に貯留する混合槽１４、
混合槽１４からエマルジョン燃料を燃焼室２に供給し、上流側から分岐部Ａ、分岐部Ｂ、分岐部Ｃを備える配管路９、
配管路９から分岐部Ａで分岐し、分岐部Ａの下流の配管路９の分岐部Ｃで、配管路９と合流する配管路１１、
配管路１１に設けられた循環用ポンプＰ、
配管路９の分岐部Ａと分岐部Ｃの間の配管路９から分岐部Ｂで分岐し混合槽１４に接続された配管路１３を備えるエマルジョン燃料供給装置。
【請求項２】
燃焼室２へのエマルジョン燃料の供給が停止している時に、
循環用ポンプＰの稼動により、エマルジョン燃料が混合槽１４から配管路９、分岐部Ａ、配管路１１、分岐部Ｃ、配管路９、分岐部Ｂ、配管路１３を経て混合槽１４に戻る経路で循環する循環モード（１）、
循環用ポンプＰの稼動により、エマルジョン燃料が分岐部Ａから配管路１１、分岐部Ｃを経て配管路９を通り分岐部Ａに戻る経路で循環する循環モード（２）
から選択される循環モードが実現される請求項１に記載のエマルジョン燃料供給装置。
【請求項３】
さらに、配管路９から分岐部Ｃの下流の分岐部Ｄで分岐し、燃料油を貯留する燃料油タンク１１ｂと燃料油を燃料油タンク１１ｂから燃焼室２に供給する配管路１５とを備え、燃焼室２の起動時に燃料油のみが配管路１５を経て燃焼室２に供給され、起動後に前記エマルジョン燃料に切りかえられる請求項１または２に記載のエマルジョン燃料供給装置。
【請求項４】
燃焼室２での燃焼が停止する前に燃料油のみが配管路１５を経て燃焼室２に供給される請求項３に記載のエマルジョン燃料供給装置。
【請求項５】
配管路９の分岐部Ｃの下流にスタティックミキサーが設置された請求項１から４のいずれかに記載のエマルジョン燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン燃料を燃焼室に供給して燃焼させる燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エマルジョン燃料とは、燃料油に水と乳化剤とを添加し、乳化させたものである。エマルジョン燃料は、燃料油の燃焼効率を向上させるのに有効であるとともに、燃焼時に発生する窒素酸化物と粒子状浮遊物質を軽減するうえで有効といわれている。
【０００３】
しかし、エマルジョン燃料は、経時により水と燃料油とが分離するという問題がある。このため、使用直前に燃料油に水や乳化剤を混合し乳化させることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は燃料油と水や乳化剤との混合をバッチ計量で行うことができず、それぞれの供給速度を燃焼器の稼動とタイミングを一致させて厳密にコントロールしなければならない。乳化のための貯蔵槽を設けて一時的に混合液をリザーブしてその貯蔵槽で乳化することも開示されている（例えば、特許文献２参照）が、稼動停止時にその貯蔵槽あるいは配管路内に滞留した液を放置するとその液が油水分離して再稼動のときに燃焼部に導入されてトラブルとなる可能性がある。
【特許文献１】特開２００２−２９４２６０号公報
【特許文献２】特開２００７−２５５２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、エマルジョン燃料の燃焼装置において、装置の停止時に配管路に残留したエマルジョン燃料によるトラブルのない、エマルジョン燃料を燃焼室に供給する燃料供給装置を提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の要旨とするところは、燃焼室２にエマルジョン燃料を供給して燃焼させるための装置であり、
エマルジョン燃料を一時的に貯留する混合槽１４、
混合槽１４からエマルジョン燃料を燃焼室２に供給し、上流側から分岐部Ａ、分岐部Ｂ、分岐部Ｃを備える配管路９、
配管路９から分岐部Ａで分岐し、分岐部Ａの下流の配管路９の分岐部Ｃで、配管路９と合流する配管路１１、
配管路１１に設けられた循環用ポンプＰ、
配管路９の分岐部Ａと分岐部Ｃの間の配管路９から分岐部Ｂで分岐し混合槽１４に接続された配管路１３を備えるエマルジョン燃料供給装置であることにある。
【０００６】
前記エマルジョン燃料供給装置においては、
燃焼室２へのエマルジョン燃料の供給が停止している時に、
循環用ポンプＰの稼動により、エマルジョン燃料が混合槽１４から配管路９、分岐部Ａ、配管路１１、分岐部Ｃ、配管路９、分岐部Ｂ、配管路１３を経て混合槽１４に戻る経路で循環する循環モード（１）、
循環用ポンプＰの稼動により、エマルジョン燃料が分岐部Ａから配管路１１、分岐部Ｃを経て配管路９を通り分岐部Ａに戻る経路で循環する循環モード（２）
から選択される循環モードが実現され得る。
【０００７】
前記エマルジョン燃料供給装置は、さらに、配管路９から分岐部Ｃの下流の分岐部Ｄで分岐し、燃料油を貯留する燃料油タンク１１ｂと燃料油を燃料油タンク１１ｂから燃焼室２に供給する配管路１５を備え得、燃焼室２の起動時に燃料油のみが配管路１５を経て燃焼室２に供給され得、起動後に前記エマルジョン燃料に切りかえられ得る。
【０００８】
前記エマルジョン燃料供給装置においては、燃焼室２での燃焼が停止する前に燃料油のみが配管路１５を経て燃焼室２に供給され得る。
【０００９】
前記エマルジョン燃料供給装置においては、配管路９の分岐部Ｃの下流にスタティックミキサーが設置され得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、装置の停止時に配管路に残留したエマルジョン燃料によるトラブルのない、エマルジョン燃料を燃焼室に供給する燃料供給装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１により本発明のエマルジョン燃料供給装置１の態様を説明する。エマルジョン燃料８の原料となる添加用水５０、燃料油１０が、それぞれ用水タンク１１ａ、燃料油タンク１１ｂに貯蔵されている。添加用水５０は水と乳化剤との混合液である。各タンクからは、原料を混ぜ合わせる混合槽１４へ原料を供給する配管路７ａ、７ｂおよび供給ポンプＰａ、Ｐｂが設置されており、操作によって原料がそれぞれの分量ずつ混合槽１４へ投入され、原料が混ぜ合わされエマルジョン化し、エマルジョン燃料８となって混合槽１４と燃焼室２を繋ぐ配管路９を経由して燃焼室２へ送り出されるものである。水と乳化剤とが別々に混合槽１４に供給されてもよい。混合槽１４は槽内の液を攪拌してエマルジョン化するためのマグネチックスタラーのような攪拌手段５２を備えている。
【００１２】
燃焼室２は燃料を燃焼室内の燃焼部に送り込んで燃焼させるための不図示の燃料ポンプを内蔵し、エマルジョン燃料供給装置より供給された燃料が燃料ポンプにより燃焼室２の燃焼部へ送り込まれる。
【００１３】
配管路９は途中、上流側から順に分岐部Ａ、分岐部Ｂ、分岐部Ｃ、分岐部Ｄで枝分かれしている。分岐部Ａと分岐部Ｃとは循環用ポンプＰを介して配管路１１で導通している。配管路９は燃焼室２に向かう途中で分岐部Ｂで枝分かれし、枝分かれした配管路１３が混合槽１４に接続されている。分岐部Ｂと混合槽１４との間には開閉弁Ｖ１が、分岐部Ａと分岐部Ｂとの間には開閉弁Ｖ２が、分岐部Ｃと燃焼室２との間には開閉弁ＳＶ２がそれぞれ設けられている。さらに、燃料油タンク１１ｂには燃料油１０を燃焼室２に直接送り出すための配管路１５が設けられ、配管路１５は開閉弁ＳＶ１を介して配管路９の分岐部Ｃと燃焼室２の間の分岐部Ｄにおいて配管路９と接続している。また、配管路９の分岐部Ｃの下流には燃料油と水との混合状態の均一化のうえでスタティックミキサー１６が設置されていることが好ましい。
【００１４】
次に、本装置の動作について説明する。
燃焼室２を備える燃焼装置の運転スタート時：
開閉弁ＳＶ２の閉状態で開閉弁ＳＶ１を開放→循環用ポンプＰ起動→燃焼室２の燃料ポンプ起動と着火→循環用ポンプＰ停止とともに開閉弁ＳＶ２を開放→開閉弁ＳＶ１を閉じる
これにより、定常運転に入る。
運転状態から長時間の運転停止状態に入る時：
開閉弁ＳＶ１を開放→開閉弁ＳＶ２を閉じる→燃焼室２の燃料ポンプ停止と消火
運転状態から一時的に短期間運転停止する時（アイドリング状態に入る時）：
燃焼室２の燃料ポンプ停止と消火→循環用ポンプＰ起動
となる。この状態でアイドリング状態が継続される。
一時的短期間停止状態から運転を再開する時：
循環用ポンプＰ停止→燃焼室２の燃料ポンプ起動と着火
となる。
一時的短期間停止状態から長時間の運転停止状態に入る時：
循環用ポンプＰ停止→開閉弁ＳＶ１を開放→開閉弁ＳＶ２を閉じる→燃焼室２の燃料ポンプ起動と着火→燃焼室２の燃料ポンプの停止と消火
となる。
【００１５】
このような操作により、本発明のエマルジョン燃料供給装置１においては、燃焼装置の始動時に純粋な燃料油１０のみが配管路１５を経由して燃焼室２に供給されて始動させることができ、安定した着火が行われる。その後開閉弁ＳＶ１と開閉弁ＳＶ２を上記のように操作することによりエマルジョン燃料８が燃焼室２に継続的に供給され、定常的な燃焼が行われる。また、燃焼室２を長時間にわたって停止させるときは、停止の直前に開閉弁ＳＶ１と開閉弁ＳＶ２を上記のように操作することにより停止の直前に純粋な燃料油のみで燃焼させることができ、分岐部Ｄの下流の配管路内のエマルジョン燃料が燃料油でパージされて、停止後に分岐部Ｄの下流の配管路内に燃焼室２にエマルジョン燃料が残留することはない。
【００１６】
燃焼装置の運転停止直後には、分岐部Ｄの上流の配管路内にエマルジョン燃料が残留した状態であり、このエマルジョン燃料は水と燃料油が分離してしまっていることが多い。本発明のエマルジョン燃料供給装置１においては、燃焼装置の運転再開時にこの分離した状態の水が燃焼室２に送られることを防止できる。すなわち、長時間の運転停止状態からの運転開始時に上記のように開閉弁ＳＶ１、開閉弁ＳＶ２及び循環用ポンプＰを操作すると、図２（ａ）に示すように、開閉弁ＳＶ２の上流の配管路内に残留したエマルジョン燃料を配管路９、配管路１３、混合槽１４、配管路１７、循環ポンプＰ、配管路１１を巡って矢印の方向に循環する循環モード（１）が実現し、分離した状態の水や燃料油がエマルジョン燃料と渾然一体に混合される。これにより、開閉弁ＳＶ２の上流の配管路内にはエマルジョン燃料が入った状態となり、エマルジョン燃料の供給が開始されてたときに分離した状態の水が燃焼室２に送られることを防止できる。なお、配管路１７は配管路９の混合槽１４と接続する最上流の部分である。
【００１７】
また、混合槽１４に燃料油１０と添加用水５０とを導入した後に開閉弁Ｖ１開、開閉弁Ｖ２閉、開閉弁ＳＶ２閉にして循環用ポンプＰを作動させると、同様に液が循環して混合槽１４内での液の攪拌がなされ混合液のエマルジョン化が促進される。
【００１８】
図３は混合槽１４と配管路１３との接続の好ましい態様を示す平面図であり、配管路１３は先端部の流れ方向の向きが混合槽１４の側壁の平面視の接線方向となるように混合槽１４と接続されている。これにより、配管路１３から混合槽１４内に送り込まれた液が矢印方向に循環して混合槽１４内のエマルジョン燃料と効率よく均一に混合される。また混合槽１４内の液も効率よく攪拌される。
【００１９】
さらに、燃焼装置を一時的に短時間停止させるときは、図２（ｂ）に示すように、開閉弁ＳＶ１閉、開閉弁Ｖ２開閉弁ＳＶ２とが開状態において燃焼室２の燃料ポンプを停止して循環用ポンプＰ起動することにより、配管路１１、配管路９を巡ってエマルジョン燃料が矢印の方向に循環して循環モード（２）が実現され、燃焼装置の一時的停止時における循環経路内のエマルジョン燃料の油水分離が防止できる。
【００２０】
燃焼装置が運転状態から長時間の運転停止状態に入る時は、開閉弁ＳＶ１を開放して開閉弁ＳＶ２を閉じることにより燃料油のみを燃焼室２で燃焼させた後燃焼室２の燃料ポンプの停止と消火がなされるので、運転停止状態において燃焼室２にエマルジョン燃料が残留していることがない。
【００２１】
このように、本発明のエマルジョン燃料供給装置１においては、燃焼装置の起動時において分離した水が燃焼室２に供給されることがなく、エマルジョン燃料の安定的な燃焼が可能となる。
【００２２】
開閉弁Ｖ１、Ｖ２、ＳＶ１、ＳＶ２の開閉、供給ポンプ４０、４１、循環用ポンプＰの起動停止は、タイマーやセンサーを備える制御用シーケンサーと組み合わせて所定のタイミングや燃焼室２の起動、停止や燃焼部の温度にあわせて自動的に行わせてもよい。また、必要に応じて手動で行ってもよい。
【００２３】
本発明における燃焼室２はボイラーや内燃機関の燃焼室である。
【００２４】
本発明において用いられる燃料油としては、重油、軽油、灯油が挙げられる。
【００２５】
本発明において用いられる添加用水は水と、燃料油を乳化する乳化剤との混合物であり、乳化剤は各種の界面活性剤、有機溶剤、有機酸、アルカリ水等から対象の燃料油の乳化状態に応じて適宜配合されて用いられる。
【００２６】
その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のエマルジョン燃料供給装置の態様の一例を示す配管系統図である。
【図２】本発明のエマルジョン燃料供給装置における配管の循環モードを示す配管系統図である。
【図３】本発明のエマルジョン燃料供給装置における混合槽と配管路の接続の態様の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：エマルジョン燃料供給装置
２：燃焼室
７ａ、７ｂ、９、１１、１３、１５、１７：配管路
８：エマルジョン燃料
１０：燃料油
１１ａ：用水タンク
１１ｂ：燃料油タンク
１４：混合槽
１６：スタティックミキサー
５０：添加用水
５２：攪拌手段
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：分岐部
Ｐ：循環用ポンプ
Ｐａ、Ｐｂ：供給ポンプ
Ｖ１、Ｖ２、ＳＶ１、ＳＶ２：開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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