(57)【要約】【課題】  廃食用油をＡ重油と同様に圧力噴霧式バーナにより燃焼させることができる、廃食用油の燃焼方法および燃焼装置を提供する。【解決手段】  廃食用油の燃焼を、廃食用油を噴霧ノズル１４ｂに供給する内管１１と、廃食用油の一部を供給側に戻す外管１２とを備えてなる圧力噴霧式バーナＢによりなすものであって、廃食用油を所定圧力に昇圧するとともに所定温度に昇温し、廃食用油の量を所定量増量して噴霧ノズル１４ｂまで供給し、増量された廃食用油を噴霧ノズル１４ｂから前記バーナＢに供給される廃食用油を保温しながら供給側に戻すものである。【選択図】  図１
2006329463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力噴霧式バーナによる廃食用油の燃焼方法であって、
前記バーナに供給される廃食用油を所定圧力に昇圧する手順と、
前記バーナに供給される廃食用油を所定温度に昇温する手順と、
前記廃食用油の量を所定量増量して噴霧ノズルまで供給する手順と、
前記増量された廃食用油を、噴霧ノズルから前記バーナに供給される廃食用油を保温しながら供給側に戻す手順
とを含んでいることを特徴とする廃食用油の燃焼方法。
【請求項２】
前記所定温度が、９０℃〜１１０℃とされていることを特徴とする請求項１記載の廃食用油の燃焼方法。
【請求項３】
前記所定圧力が、１．８ＭＰａ〜２．５ＭＰａとされていることを特徴とする請求項１記載の廃食用油の燃焼方法。
【請求項４】
供給側に戻す廃食用油の割合が、噴霧させる廃食用油の３倍以上で、かつ、前記所定温度が確保されるものとされていることを特徴とする請求項１記載の廃食用油の燃焼方法。
【請求項５】
圧力噴霧式バーナを備えた廃食用油の燃焼装置であって、
前記バーナが、廃食用油を噴霧ノズルに供給する内管と、前記廃食用油の一部を供給側に戻す外管とを備えてなることを特徴とする廃食用油の燃焼装置。
【請求項６】
廃食用油を所定温度に昇温する加熱器を備えてなることを特徴とする請求項５記載の廃食用油の燃焼装置。
【請求項７】
前記所定温度が、９０℃〜１１０℃とされていることを特徴とする請求項６記載の廃食用油の燃焼装置。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の燃焼方法に適用される圧力噴霧式バーナであって、廃食用油を噴霧ノズルに供給する内管と、前記廃食用油の一部を供給側に戻す外管とを備えてなることを特徴とする圧力噴霧式バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃食用油の燃焼方法および燃焼装置に関する。さらに詳しくは、廃食用油をＡ重油などと同様に燃焼がなし得る廃食用油の燃焼方法および燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、家庭、料理店、食品製造業者などにおいて各種料理や調理などに食用油が利用され、その利用にともない家庭などから発生する廃食用油は、年間４０万トン〜５０万トンにも上るともいわれている。この廃食用油のほぼ半分は食品製造業者などの業者からのもので、その内大手業者からのものは回収業者により回収され、その７割程度が飼料用に利用され、その残りは溶剤、工業用原料などに再利用されている。
【０００３】
一方、残りの半分を占める家庭、料理店、小規模食品製造業者などからの廃食用油の大半は、何等の処理もなされることなく下水などに排出されている。そのため、この廃食用油による環境汚染が発生している。
【０００４】
この対策として、一部の地方自治体においては、廃食用油の回収を促進するとともに例えば廃食用油からバイオディーゼル油を再合成し、廃食用油の持つエネルギーの有効活用を図ろうとする試みがなされている。しかしながら、その設備が大掛かりなものとなり設備費用がかさむため、全国的な規模で普及するまでには至っていない。また、バイオディーゼル油を軽油に混ぜて使用することも考えられるが、そうすると軽油取引税がかかるため、経済的に成立しなくなる。
【０００５】
しかるに、廃食用油をＡ重油等の燃料油と同様に、ボイラや吸収冷凍機において圧力噴霧式バーナにより燃焼させることができれば、廃食用油の回収が促進されてそれによる環境汚染も解消されるものと期待される。
【０００６】
しかしながら、廃食用油を、図５に示すような従来の圧力噴霧式バーナ１００により燃焼させた場合、未燃物が炉壁等の伝熱面に大量に析出・付着し、熱伝達を阻害すると同時に、そのような未燃物の除去、清掃を頻繁に行う必要が生じるといった問題がある。
【０００７】
なお、液体状の主燃料と一定量の廃食用油とを予混合させて燃焼させる技術については、特許文献１に提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２２３３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、廃食用油をＡ重油と同様に圧力噴霧式バーナにより燃焼させることができる、廃食用油の燃焼方法および燃焼装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、かかる課題に対し鋭意研究した結果、廃食用油の温度を９０℃〜１１０℃に加熱するとともに、ウインドボックス内における燃焼用空気による廃食用油の冷却を防止することにより、Ａ重油と同様の噴霧粒子径および粒子径分布が得られ、圧力噴霧式バーナによっても良好な燃焼がなし得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の廃食用油の燃焼方法は、圧力噴霧式バーナによる廃食用油の燃焼方法であって、前記バーナに供給される廃食用油を所定圧力に昇圧する手順と、前記バーナに供給される廃食用油を所定温度に昇温する手順と、前記廃食用油の量を所定量増量して噴霧ノズルまで供給する手順と、前記増量された廃食用油を、噴霧ノズルから前記バーナに供給される廃食用油を保温しながら供給側に戻す手順と、を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
本発明の廃食用油の燃焼方法においては、前記所定温度が、９０℃〜１１０℃とされているのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の廃食用油の燃焼方法においては、前記所定圧力が、１．８ＭＰａ〜２．５ＭＰａとされているのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の廃食用油の燃焼方法においては、供給側に戻す廃食用油の割合が、噴霧させる廃食用油の３倍以上で、かつ、前記所定温度が確保されるものとされているのが好ましい。
【００１４】
一方、本発明の廃食用油の燃焼装置は、圧力噴霧式バーナを備えた廃食用油の燃焼装置であって、前記バーナが、廃食用油を噴霧ノズルに供給する内管と、前記廃食用油の一部を供給側に戻す外管とを備えてなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の廃食用油の燃焼装置においては、廃食用油を所定温度に昇温する加熱器を備えてなるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の廃食用油の燃焼装置においては前記所定温度が、９０℃〜１１０℃とされているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、廃食用油を完全燃焼させることができ、燃焼室等の熱交換面に不完全燃焼物の付着や堆積がない清浄面が維持されるという優れた効果が得られる。また、それにより、廃食用油がＡ重油と同様の燃料として利用される道が開かれ、その回収および再利用が促進されて廃食用油による環境汚染が防止されるという優れた効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る燃焼方法に適用されるリターン形圧力噴霧式バーナを有する燃焼装置の要部を図１に断面図で示し、同燃焼装置を備えた吸収冷凍機の燃焼装置周りの燃料系統等を図２に示す。
【００２０】
リターン形圧力噴霧式バーナＢは、図１および図２に示すように、廃食用油を供給する廃食用油供給部１０と、廃食用油の燃焼用空気を供給する空気供給部２０とを主要部として備えてなる。
【００２１】
廃食用油供給部１０は、廃食用油を供給する内管（供給管、例えば内径５ｍｍφ）１１および供給された廃食用油の一部を供給側に戻す外管（戻し管、例えば内径１０ｍｍφ）１２とからなる二重管１０Ａとされ、この二重管１０Ａの基端部には給排ブロック１３が配設され、その先端部には噴霧ブロック１４が配設されている。噴霧ブロック１４は公知のリターン形圧力噴霧式バーナに用いられている、防滴弁１４ａと噴霧ノズル１４ｂとを組み合わせた噴霧ノズルと同様とされているので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００２２】
ここで、供給側に戻される廃食用油の割合は、噴霧される廃食用油を燃焼用空気による冷却を防止しながら所定温度に維持する観点から、供給される廃食用油の３割以上とされる。つまり、噴霧させる廃食用油の３倍以上で、かつ、前記所定温度を確保するものとされる。
【００２３】
内管１１先端は、外管１２より所定長さ突出させられて噴霧ブロック１４に嵌合されている。この嵌合された内管１１は、噴霧ブロック１４内に形成された流路（図示省略）に連通させられるとともに、内管１１の外管１２から突出する箇所つまり外管１２先端部には、図示はされていないが、適宜シール部材、例えば蓋が設けられて、その箇所のシールが図られている。また、内管１１の外管１２先端部に位置する箇所には、図示はされていないが、廃食用油の一部を外管１２に戻すための戻し穴が所要数設けられている。廃食用油供給部１０が、かかる構成とされていることにより、供給管１１の廃食用油の温度が所定温度に維持されている。つまり、戻し管１２を流れる戻り油により、供給管１１内部の廃食用油の燃焼用空気による冷却が防止されその保温が図られている。
【００２４】
給排ブロック１３は、図１および図３に示すように、二重管１０Ａ基端側から廃食用油を戻す戻し部１５と、廃食用油を供給する供給部１６とがこの順で一体的に接合形成された直方体状のブロック体とされている。
【００２５】
戻し部１５には、二重管１０Ａと面する面１５ａに外管１２が嵌合される嵌合部１５ｂが形成され、一側面に戻し口１５ｃが開口形成され、供給部１６と接合される面１５ｄに内管挿通路１５ｅが貫通形成されている。この戻し口１５ｃは、戻し部１５内部に形成される連通路１５ｆを介して嵌合部１５ｂに嵌合される外管１２と連通されている。この嵌合部１５ｂに嵌合される外管１２の基端部１２ａは、図３に示すように、先細テーパー状に形成されている。これにより、基端部１２ａの嵌合が容易になされる。
【００２６】
供給部１６には、戻し部１５との接合面１６ａに内管１１が嵌合される嵌合部１６ｂが形成され、一側面に供給口１６ｃが開口形成されている。この供給口１６ｃが形成される面は、前記戻し口１５ｃが形成される面と異なる面とされるのが、供給配管ＦＰおよび戻し配管ＲＰの施工の煩雑さを避ける点から好ましい。この供給口１６ｃは、供給部１６内部に形成される連通路１６ｄを介して嵌合部１６ｂに嵌合される内管１１と連通されている。この嵌合部１６ｂおよび内管挿通路１５ｅに嵌合される内管１１の基端部１１ａは、図３に示すように、外径が小さくされて薄肉に形成されている。なお、基端部１１ａは必ずしも薄肉に形成される必要はない。
【００２７】
空気供給部２０は、具体的には、二重管１０Ａが装着されたウインドボックスとされる。
【００２８】
次に、図２を参照しながら、かかる構成とされているリターン形圧力噴霧式バーナＢを有する燃焼装置Ａへの燃料系統および燃焼用空気系統を説明する。なお、図２は燃焼装置Ａを備えた吸収冷凍機の燃焼装置周りの系統図である。
【００２９】
燃料系統Ｆは、廃食用油系統ＬＦから構成されている。
【００３０】
廃食用油系統ＬＦは、燃焼装置Ａに廃食用油を供給する廃食用油供給配管ＦＰと、燃焼装置Ａに供給された廃食用油の一部を前記供給配管ＦＰに戻す廃食用油戻し配管ＲＰとを含む。
【００３１】
廃食用油供給配管ＦＰには、図２に示すように、廃食用油が供給される上流側から入口止弁４１、ストレーナ４２、空気分離器４３、噴霧ポンプ（昇圧送給手段）４４、加熱器４５、第１電磁弁４６および第２電磁弁４７がこの順で介装され、その先端部が燃焼装置Ａの給排ブロック１３の供給口１６ｃに嵌合されている。この供給配管ＦＰの加熱器４５の出口から給排ブロック１３までの部分は、テープ状加熱部材で被覆されてその部分の加熱および保温が図られている。なお、給排ブロック１３も同様に保温がなれている。
【００３２】
噴霧ポンプ４４は例えばギァポンプとされ、廃食用油の圧力をＡ重油と同等の噴霧粒径が得られる噴出エネルギーを与えるに十分な圧力、例えば１．８ＭＰａ〜２．５ＭＰａまで昇圧する能力を有するものとされる。
【００３３】
加熱器４５は制御性および小型化の観点から電気式加熱器とされ、廃食用油の粘度をＡ重油と同等の噴霧粒径が得られる温度、例えば８５℃〜１１０℃まで、好ましくは９０℃〜１１０℃まで昇温する能力を有するものとされる。ただし、加熱器４５は電気式加熱器に限定されるものではなく、電気式加熱器と同等の制御性および小型化が図られるのであれば、蒸気式加熱器とされてもよい。
【００３４】
また、燃焼装置Ａの給排ブロック１３からの戻し配管ＲＰは、ストレーナ４２と空気分離器４３との間に戻されている。つまり、戻し配管ＲＰの先端は、ストレーナ４２と空気分離器４３との間の供給配管ＦＰに接合されている。戻し配管ＲＰをこの位置に戻すのは、戻し配管ＲＰ内の圧力変化などにより戻し配管ＲＰ内に発生した気泡を空気分離器４３により分離させるとともに、新たに供給される廃食用油を加熱するためである。
【００３５】
この戻し配管ＲＰには、図２に示すように、上流側（給排ブロック１３側）から流量制御電動弁５１、電磁弁（以下、戻油電磁弁という）５２および逆止弁５３が介装され、この流量制御電動弁５１の上流側には温度スイッチ５４が設けられている。この逆止弁５３と戻油電磁弁５２とにより吸収冷凍機などの停止中における、戻し配管ＲＰによる廃食用油の逆流が防止されている。
【００３６】
また、この戻し配管ＲＰには、流量制御電動弁５１および戻油電磁弁５２をバイパスするバイパス配管５５が設けられている。バイパス配管５５には、図２に示すように、オリフィス５６と油電磁弁５７が介装されて、起動時に油供給部１０に供給される廃食用油の保温がなし得る廃食用油が戻るようにされている。
【００３７】
燃焼用空気系統ＦＡは、送風機７１とダンパ（空気流量制御弁）７２とを含む。
【００３８】
燃料点火系統ＩＧは、点火プラグ８１を含む。
【００３９】
しかして、かかる構成とされているリターン形圧力噴霧式バーナＢを有する燃焼装置Ａを備えた吸収冷凍機などにおいては、図２に示すように、燃焼用空気系統ＦＡの送風機７１からの燃焼用空気がダンパ７２により流量制御されてウインドボックスに供給され、ディフューザ２１を介して燃焼用空気として燃焼部に供給され、廃食用油の燃焼に供される。
【００４０】
そして、リターン形圧力噴霧式バーナＢの廃食用油供給部１０から噴霧された廃食用油は、燃焼用空気と混合された後、燃料点火系統ＩＧの点火プラグ８１により着火されて燃焼が開始される。
【００４１】
廃食用油の着火は、具体的には、次のようにしてなされる。すなわち、廃食用油が加熱されて所定温度に達すると、つまり廃食用油の噴霧粒径を燃焼可能な粒径とすることができる温度に到達すると、温度スイッチ５４が作動して燃焼装置Ａの燃焼制御器（図示省略）が燃焼動作を開始する。
【００４２】
まず、噴霧ポンプ４４により廃食用油が所定時間昇圧され、廃食用油の圧力が防滴弁１４ａの通過圧力以上となって噴霧ノズル１４ｂから廃食用油が噴霧される。ついで、この噴霧された廃食用油は、点火プラグ８１の電気火花により直接着火される。
【００４３】
この着火の後、負荷に応じて流量制御電動弁５１およびダンパ７２が制御される。
【００４４】
このように、本実施形態においては、廃食用油を９０℃〜１１０℃に加熱して廃食用油供給部１０に供給して圧力噴霧させているので、Ａ重油と同様に燃焼させることができる。そのため、廃食用油を有効な燃料源とすることができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により、本発明をより具体的に説明する。
【００４６】
参考例
本実施形態のリターン形圧力噴霧式バーナＢによりＡ重油の温度を２５℃（常温）として適正な噴霧圧力（１．８ＭＰａ）により噴霧を行い、その噴霧粒子径および粒子径分布を測定し、その結果を図４に参考例として示す。
【００４７】
実施例
リターン形圧力噴霧式バーナＢへの供給を廃食用油に変更するとともに、その温度を１１０℃とした他は参考例と同様にして噴霧を行い、その噴霧粒子径および粒子径分布を測定し、その結果を図４に実施例として併せて示す。
【００４８】
比較例
廃食用油の温度を８０℃とした他は実施例と同様にして噴霧を行い、その噴霧粒子径および粒子径分布を測定し、その結果を図４に比較例として併せて示す。
【００４９】
図４より、実施例においては参考例と同様の噴霧特性が得られているのがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、圧力噴霧式バーナを用いた廃食用油の燃焼に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃食用油の燃焼方法に適用されるリターン形圧力噴霧式バーナの概略図である。
【図２】同燃焼方法に適用される燃焼装置周り系統図である。
【図３】同バーナの給排ブロックの断面図である。
【図４】実施例、比較例および参考例の噴霧特性を示すグラフである。
【図５】従来のリターン形圧力噴霧式バーナの概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０        廃食用油供給部
１０Ａ      二重管
１１        内管、供給管
１２        外管、戻し管
１３        給排ブロック
１４        噴霧ブロック
１４ａ      防滴弁
１４ｂ      噴霧ノズル
２０        空気供給部
４３        空気分離器
４４        加熱器
４５        噴霧ポンプ（昇圧送給手段）
５４        温度スイッチ
７１        送風機
７２        ダンパ（空気流量制御弁）
Ａ        燃焼装置
Ｂ        リターン形圧力噴霧式バーナ
Ｆ        燃料系統
ＦＡ        燃焼用空気系統
【図１】
2006329463.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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