(57)【要約】【課題】乳化剤を添加しないでエマルションジョン燃料を効率的に燃焼させる。【解決手段】エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置１０と、エマルジョン燃料供給装置１０に連絡し、エマルジョン燃料を高温蒸気として噴射する蒸気発生装置４０と、蒸気発生装置４０に連絡し、高温蒸気にされたエマルジョン燃料を燃焼する燃焼装置７０とを備える。エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置１０と、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置９０と、エマルジョン燃料供給装置１０に連絡し、エマルジョン燃料を高温蒸気として噴射する蒸気発生装置４０と、可燃ガス供給装置９０と蒸気発生装置４０とに連絡し、高温蒸気にされたエマルジョン燃料と可燃ガスとを混合する混合装置８０と、混合装置８０に連絡し、高温蒸気にされたエマルジョン燃料と可燃ガスとの混合燃料を燃焼する燃焼装置７０とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置と、
前記エマルジョン燃料供給装置に連絡し、前記エマルジョン燃料を高温蒸気として噴射する蒸気発生装置と、
前記蒸気発生装置に連絡し、前記高温蒸気にされた前記エマルジョン燃料を燃焼する燃焼装置と
を備えることを特徴とするエマルジョン燃料燃焼装置。
【請求項２】
エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置と、
可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、
前記エマルジョン燃料供給装置に連絡し、前記エマルジョン燃料を高温蒸気として噴射する蒸気発生装置と、
前記可燃ガス供給装置と前記蒸気発生装置とに連絡し、前記高温蒸気にされた前記エマルジョン燃料と前記可燃ガスとを混合する混合装置と、
前記混合装置に連絡し、前記高温蒸気にされた前記エマルジョン燃料と前記可燃ガスとの混合燃料を燃焼する燃焼装置と
を備えることを特徴とするエマルジョン燃料燃焼装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のエマルジョン燃料燃焼装置において、
前記エマルジョン燃料供給装置は、
燃料油と水とを混合して前記エマルジョン燃料を生成する混合器と、
前記混合器で生成された前記エマルジョン燃料を貯留する撹拌槽と、
前記撹拌槽内の前記エマルジョン燃料を送り出すポンプを設けた供給管路と、
前記ポンプより前記撹拌槽側の前記供給管路に設けられ、前記燃焼装置の着火時に前記燃料油を供給するように前記供給管路を前記燃料油の供給側に切り替える３方切替弁と
を備えることを特徴とするエマルジョン燃料燃焼装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか記載のエマルジョン燃料燃焼装置において、
前記蒸気発生装置から噴射される蒸気温度は、エマルジョン燃料を構成する水と燃料油との気化温度より高く、発火温度より低い
ことを特徴とするエマルジョン燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と燃料油とを混合したエマルジョン状の混合燃料を、急速過熱により蒸気にして燃焼させるエマルジョン燃料燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、燃料油と水とを混合したエマルジョン状の混合燃料（以下、エマルジョン燃料と称する）を燃焼することで、ＮＯｘ発生量を抑制することが知られている。
本来、油と水および気体を物理的な混合をして分離しない流動体にすることは大変困難である。
そこで、従来のエマルジョン燃料の燃焼は、その殆どが石油系燃料に水を加え界面活性剤等の乳化剤（分離防止剤）を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７１１２６号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料油と水との親和性を増すために界面活性剤などの乳化剤（分離防止剤）を添加すると、着火時に安定しない、送油管に乳化剤が詰まり易い、乳化剤の添加量が多すぎるとノズル内で固まり易い、エマルジョン燃料が分離する等の不具合があった。
【０００５】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、乳化剤を添加しないでエマルションジョン燃料を効率的に燃焼させる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置と、エマルジョン燃料供給装置に連絡し、エマルジョン燃料を高温蒸気として噴射する蒸気発生装置と、蒸気発生装置に連絡し、高温蒸気にされたエマルジョン燃料を燃焼する燃焼装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置と、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、エマルジョン燃料供給装置に連絡し、エマルジョン燃料を高温蒸気として噴射する蒸気発生装置と、可燃ガス供給装置と蒸気発生装置とに連絡し、高温蒸気にされたエマルジョン燃料と可燃ガスとを混合する混合装置と、混合装置に連絡し、高温蒸気にされたエマルジョン燃料と可燃ガスとの混合燃料を燃焼する燃焼装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載のエマルジョン燃料燃焼装置において、エマルジョン燃料供給装置は、燃料油と水とを混合してエマルジョン燃料を生成する混合器と、混合器で生成されたエマルジョン燃料を貯留する撹拌槽と、撹拌槽内のエマルジョン燃料を送り出すポンプを設けた供給管路と、ポンプより撹拌槽側の供給管路に設けられ、燃焼装置の着火時に燃料油を供給するように供給管路を燃料油の供給側に切り替える３方切替弁とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３の何れか記載のエマルジョン燃料燃焼装置において、蒸気発生装置から噴射される蒸気温度は、エマルジョン燃料を構成する水と燃料油との気化温度より高く、発火温度より低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料油と水の割合を任意に変えて混合し易くするため、混合器によって撹拌した後に蒸気にして気化するので、乳化剤を使用することなく混合状態を維持し、円滑かつ安定した燃焼を実現することができる。
また、ガス化された混合燃料に対し、可燃ガスを混合することで燃焼特性を変えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置の概要を示す説明図である。
【図２】図１のエマルジョン燃料燃焼装置に用いられる蒸気発生装置の概要を示す説明図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１を示す。
本実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１は、エマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給装置１０と、エマルジョン燃料供給装置１０に連絡し、エマルジョン燃料を高温蒸気として噴射する蒸気発生装置４０と、蒸気発生装置４０に連絡し、高温蒸気にされたエマルジョン燃料を燃焼する燃焼装置７０とを備えている。
【００１３】
エマルジョン燃料供給装置１０は、例えば、軽油、重油、重質油等の燃料油と水とを混合してエマルジョン燃料を生成するディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０と、ディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０で生成されたエマルジョン燃料を貯留する撹拌槽２１と、撹拌槽２１内のエマルジョン燃料を送り出すオイルポンプ２８を設けたエマルジョン燃料供給管路２６と、オイルポンプ２８より撹拌槽２１側のエマルジョン燃料供給管路２６に設けられ、燃焼装置７０の着火時に燃料油を供給するようにエマルジョン燃料供給管路２６を燃料油の供給側に切り替える３方切替弁２７とを備えている。
【００１４】
燃料油は、オイルタンク１１に貯留され、オイルタンク１１は、配管１２を介してディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０と３方切替弁２７とに連絡している。
配管１２は、バルブ１３と計量吐出ポンプ１４と３方切替弁１５とを備えている。３方切替弁１５は、ディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０と３方切替弁２７とに連絡し、燃焼装置７０の着火時に燃料油の供給ができるように制御されている。
【００１５】
水は、水タンク１６に貯留され、水タンク１６は、配管１７を介してディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０に連絡している。
配管１７には、バルブ１８と計量吐出ポンプ１９とを備えている。
ディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０は、計量吐出ポンプ１４により供給される燃料油と計量吐出ポンプ１９により供給される水とを混合してエマルジョン燃料として撹拌槽２１へ送り出す。
【００１６】
撹拌槽２１は、撹拌モータ２２によって回転される撹拌翼２３と、液面計２４と、エマルジョン燃料を送り出すエマルジョン燃料供給管路２６を備えている。
液面計２４は、計量吐出ポンプ１４，１９の比例制御を行う制御器２５に連絡している。制御器２５は計量吐出ポンプ１４，１９に連絡している。
【００１７】
エマルジョン燃料供給管路２６は、３方切替弁２７、オイルポンプ２８、圧力計３１、バルブ３２、流量調整弁３３、チェックバルブ３４、逆止弁３５を備えている。オイルポンプ２８と圧力計３１との間のエマルジョン燃料供給管路２６と撹拌槽２１との間には、流量調整により必要圧力を超えると作動しエマルジョン燃料を撹拌槽２１に戻すレリーフ弁３０を備えた戻り管路２９が分岐して備えられている。
【００１８】
蒸気発生装置４０は、例えば、特許第３７９０５０３号公報に記載の蒸気発生システムに用いられる流体加熱装置４１を使用している。
なお、蒸気発生装置４０において、エマルジョン燃料を蒸気を発生させるために霧状にして噴射することが要求される。特許第３７９０５０３号公報においては、スプレーを備えているが、本実施形態では、スプレーに代えて、エマルジョン燃料供給管路２６におけるオイルポンプ２８の吐出圧や、流量調整弁３３及びチェックバルブ３４での流量調整や、パイプジョイント５８にオリフィスを設けている。
【００１９】
次に、図２を用いて流体加熱装置４１の詳細について説明する。
流体加熱装置４１は、噴射されたエマルジョン燃料を高温蒸気にするために導電性管状コイル５４に通電を行わせるＩＨ（Induction Heating:電磁誘導加熱）電源６２を備えている。
導電性を有するステンレス製の筒状部材４２には、蒸気発生部である貫通穴４３が形成されている。この貫通穴４３は、軸長方向に貫通する円形形状を有している。貫通穴４３の表面は、切削加工を行った後、ホーミング加工等の研磨加工により、鏡面状に精度良く仕上げられ、管摩擦抵抗が小さくされている。筒状部材４２の一端側の外縁部には、円環状のフランジ部４４が一体形成されている。
【００２０】
このフランジ部４４の側面には、貫通穴４３と同心円上に複数の雌螺子孔が形成されている。また、貫通穴４３の両端部には、円形状のスリーブ挿入穴４５が拡径形成されている。このスリーブ挿入穴４５には、ステンレス製の円筒状のスリーブ４６が挿入されている。
このスリーブ４６には、テーパ状の支持部材当接部が形成されている。また、筒状部材４２の一端側には金属製の円環状のポート部材４７が配置されており、他端側には金属製の円環状のポート部材４８が配置されている。
【００２１】
ポート部材４７の側面には、フランジ部４４の雌螺子孔の位置と対応する位置にボルト挿通孔が貫通して形成されている。このボルト挿通孔の筒状部材４２と反対側には、座ぐり孔が拡径形成されている。また、ポート部材４７の中心には、スリーブ４６の内径寸法よりも小さな内径寸法の流入側開口部が形成されている。この流入側開口部の貫通穴４３側は、筒状部材４２側に向けて広がるテーパ状に形成されており、この端部の径寸法は、スリーブ４６の内径寸法と同一に形成されている。
【００２２】
また、ポート部材４７の筒状部材４２側の側面には、側方に突出する円環状の凸部が一体形成されている。この凸部の外形寸法は、スリーブ挿入穴４５の内径寸法に対応する寸法とされている。そして、ポート部材４７は、凸部をスリーブ挿入穴４５に嵌合し、ボルトを雌螺子孔に螺合することにより筒状部材４２のフランジ部４４に固定されている。
さらに、ポート部材４７の筒状部材４２側と反対側には、導電性管状コイル５４に連結される配管５９と連結された連結部４９が形成されている。
【００２３】
また、ポート部材４８の側面には、ボルト挿通孔が貫通して形成されている。このボルト挿通孔の筒状部材４２と反対側には、座ぐり孔が拡径形成されている。また、ポート部材４８の中心には、スリーブ４６の内径寸法よりも小さな内径寸法の流出側開口部５０が形成されている。この流出用開口部５０の貫通穴４３側は、筒状部材４２側に向けて広がるテーパ状に形成されており、この端部の径寸法は、スリーブ４６の内径寸法と同一に形成されている。
【００２４】
さらに、ポート部材４８の筒状部材４２側の側面には、側方に突出する円環状の凸部が一体形成されている。この凸部の外形寸法は、スリーブ挿入穴４５の内径寸法に対応する寸法とされている。そして、ポート部材４８は、凸部をスリーブ挿入穴４５に嵌合し、ボルトを雌螺子孔に螺合することにより筒状部材４２のフランジ部４４に固定されている。
【００２５】
また、筒状部材４２には、貫通穴４３の中心軸Ｚ上に金属製のコア部材５１が６個配置されている。このコア部材５１の中心軸Ｚ方向両側には、金属製のコア支持部材５２がコア部材５１を挟持して配置されている。このコア支持部材５２は、貫通穴４３の中心軸Ｚを中心にして回転可能とされている。なお、この実施形態では、コア部材５１の側部にそれぞれ４個のコア支持部材５２が配置されている。
【００２６】
また、筒状部材４２の外周面には、軸長方向に沿って円筒状に断熱層である断熱材５３が巻回されている。この断熱材５３の外周には、導電性管状コイル５４が筒状部材４２の他端側から挿入されている。そして、この導電性管状コイル５４内に水が流通され、導電性管状コイル５４が冷却される。そのため、導電性管状コイル５４には銅等の耐食性の良い材料が用いられる。
【００２７】
また、筒状部材４２を覆うようにステンレス製のカバー部材５６が筒状部材４２の他端側から挿入されている。このカバー部材５６は、螺子によりポート部材４８に、不図示の螺子によりポート部材４７に固定されている。また、カバー部材５６には、導電性管状コイル５４と干渉せずに挿通するためにスリットが形成されている。そして、このカバー部材５６と筒状部材４２とポート部材４８とにより、導電性管状コイル５４を収容する収容部が形成され、この収容部も断熱層としての役割を果たしている。
【００２８】
導電性管状コイル５４一端にはパイプジョイント５７が外嵌され、さらに、このパイプジョイント５７にはホース５５の一端が連結されている。ホース５５の他端はパイプジョイント５８に連結され、このパイプジョイント５８には配管５９が内嵌されている。また、導電性管状コイル５４の他端にも、パイプジョイント５７が外嵌され、さらに、このパイプジョイント５７にはホース５５の一端が連結されている。ホース５５の他端はパイプジョイント５８に連結され、このパイプジョイント５８にはエマルジョン燃料供給管路２６が内嵌されている。また、導電性管状コイル５４の両端側に設けられたターミナル６０にはそれぞれハーネス６１が半田付けされ、このハーネス６１はＩＨ電源６２の両極に接続される。
【００２９】
次に、流体加熱装置４１の昇温方法について説明する。
導電性管状コイル５４に電流を流すとその周囲に磁力線が発生し、筒状部材４２にうず電流が発生し、筒状部材４２に抵抗熱が発生する。この抵抗熱により、筒状部材４２の貫通穴４３を通過するエマルジョン燃料が気化され、蒸気となる。ここで、導電性管状コイル５４に流す電流に関しては、２０ＫＨｚ以上の高周波電流が好ましい。
【００３０】
また、導電性管状コイル５４には、電流が通電されるため、導電性管状コイル５４自身も発熱する。この発熱した導電性管状コイル５４の冷却は、その管内を流れる水により行われる。この水は、温水タンクまたは吸水口等から供給される。また、導電性管状コイル５４により昇温された水は、蒸気となって配管５９より流出し、連結部４９より貫通穴４３内へ流入する。
【００３１】
そして、蒸気は、ポート部材４７の流入側開口部から貫通穴４３内に流入し、流入側のコア支持部材５２の外側の隙間と内側の隙間とを通過して分散され、筒状部材４２の貫通穴４３の中心軸Ｚ上に支持される球形状のコア部材５１の先端から外周面に沿って貫通穴４３の内壁側に拡散され、貫通穴４３の内周面とコア部材５１の外周面とにより圧縮された後、再び拡散され、流出側のコア支持部材５２の外側の隙間と内側の隙間とを通過して分散され、そして、ポート部材４８の流出側開口部５０において一体化されて、混合された状態で流出される。
【００３２】
この際に、蒸気の流れによりコア支持部材５２が貫通穴４３の中心軸Ｚを中心にして回転し、蒸気を分散する流路が不規則に変化する。すなわち、蒸気は、流路の横断面積が変化することにより、分散・拡散・圧縮・拡散・分散が繰り返され、流体流動により攪拌され、さらに、蒸気を分散する流路の不規則な変化により、さらに攪拌流動が発生して均一に混合される。
【００３３】
蒸気発生装置４０のポート部材４８の流出側開口部５０には、蒸気供給管路６３が設けられている。
蒸気供給管路６３は、温度計６４を備えている。温度計６４は、蒸気発生装置４０から噴出されるエマルジョン燃料の気化ガスの温度を常時計測し、流量調整弁３３に信号を送るように構成されている。流量調整弁３３では、温度計６４からのデータに基づいてエマルジョン燃料軒かガス温度が上昇すると、エマルジョン燃料供給管路２６の流量を抑え、温度が低下すると流量を増加するように調整を行う。
【００３４】
蒸気供給管路６３は、燃焼装置７０に連絡している。
燃焼装置７０は、一般的な燃焼用バーナーであれば良く、特に限定するものではない。
燃焼装置７０には、蒸気供給管路６３に連絡するノズル７１と、ノズル７１の噴出口に設けられる着火器７２と、着火器７２のコイルに電流を供給する点火トランス７３と、ノズル７１を装着する風洞７４と、ダンパー７６を設け、風洞７４内に空気を供給する空気供給部７５と、空気供給部７５内に設けられるダンパ７６と、ダンパ７６の開閉を制御するアクチュエータ７７とを備えている。
【００３５】
次に、本実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１の作用を説明する。
先ず、オイルタンク１１内の燃料油が配管１２を介してディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０へ供給されるように、３方切替弁１５を向きを調整する。
【００３６】
次に、バルブ１３，１８を開き、計量吐出ポンプ１４，１９を駆動してオイルタンク１１内の燃料油と水タンク１６内の水とをディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０へ供給する。ここで、燃料油と水との混合比率は、使用する燃料油によって異なるが、燃料油５０％〜８５％：５０％〜１５％とする。
次に、ディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０では、所定割合の燃料油と水とを通過させることで水粒子を微細均一化させながらエマルション燃料を製造する。
【００３７】
次に、ディスパージョンミキサー（吸入混合器）２０で製造されたエマルジョン燃料は、撹拌槽２１へ送られる。撹拌槽２１では、撹拌モータ２２によって回転される撹拌翼２３によってエマルジョン燃料が分離しないように攪拌混合される。また、液面計２４によって導入されるエマルジョン燃料の量が監視される。液面計２４のデータは制御器２５へ送られ、計量吐出ポンプ１４，１９のモータ比例制御が行われる。
以上によって、オイルタンク１１内の燃料油と水タンク１６内の水とを混合してエマルジョン燃料が製造される。
【００３８】
次に、このようにして製造されたエマルジョン燃料の燃焼について説明する。
先ず、燃焼装置７０の着火に際し、オイルタンク１１内の燃料油が配管１２ａを介してエマルジョン燃料供給管路２６に送り出されるように、配管１２の３方切替弁１５とエマルジョン燃料供給管路２６の３方切替弁２７をそれぞれ切り替える。
この操作は、燃焼装置７０の始動や過熱対称物の温度制御燃焼運転では、着火及び停止があるため、エマルジョン燃料の着火不良（ミスファイヤー）が起こる虞があるため、着火時のみ燃焼装置７０に純燃料油を供給して着火を確実にするために行われる。
【００３９】
次に、純燃料油は、オイルポンプ２８によって蒸気発生装置４０に送り出される。
次に、蒸気発生装置４０においては、急速に温度を上げ純燃料油を気化にすることができ、それにより急速に膨張した気化ガスの気体の流速が上がり、蒸気発生装置４０のポート部材４８の流出側開口部５０から蒸気供給管路６３に向かって噴出される。
蒸気発生器４０からの蒸気温度は、例えば、１００℃〜１８０℃の範囲で任意に設定できるが、温度設定は、燃料油の特性により異なるので、水および燃料油の気化温度より高く、発火温度より低く設定してある。
【００４０】
次に、蒸気供給管路６３を介して供給される気化ガスは、燃焼装置７０のノズル７１において点火器７２によって点火され燃焼される。
次に、燃焼装置７０が着火して燃焼が安定することを確認後、３方切替弁１５，２７を切り替え純燃料油の供給を止め、攪拌槽２１内のエマルジョン燃料の供給に切り替える。
【００４１】
次に、攪拌槽２１内のエマルジョン燃料をオイルポンプ２８によってエマルジョン燃料供給管路２６に導出する。エマルジョン燃料は、オイルポンプ２８の吐出圧を圧力計３１によって計測されながら、流量調整弁３３、チェックバルブ３４及び逆止弁３５を経て、パイプジョイント５８から蒸気発生装置４０へ送り込まれる。
この際、蒸気発生装置４０において、エマルジョン燃料を蒸気を発生させるために霧状にして噴射することが要求されるので、本実施形態では、エマルジョン燃料供給管路２６におけるオイルポンプ２８の吐出圧や、流量調整弁３３及びチェックバルブ３４での流量調整や、パイプジョイント５８にオリフィスを設けることによって、エマルジョン燃料を霧状に近い状態にしている。
【００４２】
また、エマルジョン燃料が蒸気発生装置４０に導入されると、エマルジョン燃料の気化に伴いエマルジョン燃料がエマルジョン燃料供給管路２６に戻ろうとするが、逆止弁３５によってエマルジョン燃料の戻りを抑えている。
さらに、流量調整により必要圧力を超えると、レリーフ弁３０が作動し、その分の流量を撹拌槽２１へ逃がす。この作用は、オイルポンプ２８による撹拌作用が働き、撹拌槽２１内のエマルジョン燃料を循環しさらに強力に混合する効果を出す。
【００４３】
次に、蒸気発生装置４０においては、急速に温度を上げエマルジョン燃料を気化にすることができ、それにより急速に膨張した気化ガスの気体の流速が上がり、蒸気発生装置４０のポート部材４８の流出側開口部５０から蒸気供給管路６３に向かって噴出される。
蒸気供給管路６３内に供給されるエマルジョン燃料の気化ガス温度は、温度計６４によって常時計測され、エマルジョン燃料供給管路２６の流量調整弁３３が温度計６４の計測値に基づいてエマルジョン燃料の供給を制御している。
【００４４】
次に、蒸気供給管路６３を介して供給されるエマルジョン燃料の気化ガスは、燃焼装置７０のノズル７１から噴出し、燃焼される。
以上のように、本実施形態によれば、エマルジョン燃料供給装置１０によって水と燃料油とを一定の割合で混合したエマルジョン燃料を、蒸気発生装置４０によって急速過熱により蒸気にした後、燃焼装置７０にて燃焼させるので、乳化剤（分離防止剤）を使用することなく混合状態を維持し、円滑かつ安定した燃焼を実現することができる。
【００４５】
図３は、本発明の第二実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１Ａを示す。
本実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１Ａは、蒸気発生装置４０によって生成されるエマルジョン燃料の気化ガスに、水素ガスを添加する水素ガス供給装置９０を備えた点で、本発明の第一実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１とは異なる。その他の構成は、本発明の第一実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１と同じであるから、これらの説明は省略する。
【００４６】
本実施形態では、蒸気供給管路６３と燃焼装置７０との間には、スタティックミキサー８０が装着されている。スタティックミキサー８０は、撹拌効果により気泡を微細化し、かつ均一に分散させることができる。そのため、水素ガスを細かい気泡に分散させてエマルジョン燃料の蒸気に接触界面積を増加させることによって水素ガスの吸収効率を高めることができる。
その結果、燃料油と水と水素ガスとの混合割合の範囲を広く選択できる。
【００４７】
スタティックミキサー８０は、蒸気発生装置４０側に水素ガスを吸引するための接続部８１が設けられている。
水素ガス供給装置９０は、公知の水素ガス発生器９１によって発生される。発生された水素ガスは水素ガス供給管路９２を介して供給される。水素ガス供給管路９２には、圧力計９３、流量計９４、バルブ９５、チェックバルブ９６、逆止弁９７が備えられている。
【００４８】
本実施形態において、蒸気発生器４０からの蒸気温度は、例えば、１００℃〜１８０℃の範囲で任意に設定できるが、温度設定は、水素ガスと燃料油の特性により異なるので、水素ガスと水および燃料油の気化温度より高く、発火温度より低く設定してある。
蒸気発生器４０は急速に温度を上げ気化することができ、それにより急速に膨張した気化ガスの気体の流速が上がり、スタティックミキサー８０の吸引力により、吸い込まれガスはスタティックミキサー８０による混合効果が高められる。
【００４９】
本実施形態では、蒸気発生器４０による加熱蒸気化によって、例えば、次のような効果が奏される。
１．急速に気化させることで膨張させ噴出圧を出し、安定して燃焼装置７０にガスを送ることができる。その結果、安定燃焼する。
２．水が気化するときの気化熱による燃焼温度低下を少なくすることができる。
３．温度低下の結露を防止することができる。その結果、エマルジョン燃料の分離を防止することができる。
４．水素ガスとの度合を容易にすることができる。
【００５０】
本実施形態によれば、水素ガスを添加することができるので、本発明の第一実施形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１に比べて燃焼温度を上げることが可能となる。
なお、本実施形態では、可燃ガスとして水素ガスを添加する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、プロパンガス、メタンガス、アセチレンガスなどを用いても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ  エマルジョン燃料燃焼装置
１０  エマルジョン燃料供給装置
１１  オイルタンク
１２，１７  配管
１５，２７  ３方切替弁
１６  水タンク
２０  ディスパージョンミキサー（吸入混合器）
２１  撹拌槽
２６  エマルジョン燃料供給管路
２８  オイルポンプ
３０  レリーフ弁
４０  蒸気発生装置
４１  流体加熱装置
５４  導電性管状コイル
５７，５９  パイプジョイント
６３  蒸気供給管路
７０  燃焼装置
８０  スタティックミキサー
９０  水素ガス供給装置
９１  水素ガス供給管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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