(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼による環境負荷を軽減し、簡易な構成にて実現でき、燃焼効率の高い燃料燃焼方法を提供すること。【解決手段】燃料噴射ノズルのノズル本体１０に形成された燃料流通路の一端からエマルジョン燃料Ｙ１を供給するとともに、前記燃料噴射ノズルの外筒部材２０の側壁から、ノズル本体と外筒部との間に水素ガスを供給して、前記燃料噴射ノズル内で前記エマルジョン燃料と前記水素ガスとを混合し、この混合燃料を前記燃料噴射ノズルから噴射して、当該混合燃料に着火する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エマルジョン燃料に水素ガスを混合し、この混合燃料を噴射して、当該混合燃料に着火する、
燃料燃焼方法。
【請求項２】
燃料噴射ノズルにエマルジョン燃料と水素ガスとを供給して、前記燃料噴射ノズル内で前記エマルジョン燃料と前記水素ガスとを混合し、この混合燃料を前記燃料噴射ノズルから噴射して、当該混合燃料に着火する、
燃料燃焼方法。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料燃焼方法であって、
前記燃料噴射ノズルを構成するノズル本体に形成された燃料流通路の一端から前記エマルジョン燃料を供給して、当該エマルジョン燃料を前記燃料流通路の他端に向かって流通させ、
前記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面を覆う外筒部材の側壁から、前記ノズル本体の外側面と前記外筒部材の内側面との間に前記ノズル本体の先端部に向かって形成された気体流通路に前記水素ガスを供給し、
前記燃料流通路の閉塞した他端側に形成された当該燃料流通路から前記気体流通路に連通する連通路を介して、前記燃料流通路を流通する前記エマルジョン燃料を前記気体流通路に流通させて、当該気体流通路にて前記エマルジョンと前記水素ガスとを混合して、
前記エマルジョン燃料と前記水素ガスとの混合燃料を、前記気体流通路にて前記ノズル本体の先端部に向かって流通させ、
前記混合燃料を前記ノズル本体の先端部の最先端から外部に噴射して、当該混合燃料に着火する、
燃料燃焼方法。
【請求項４】
エマルジョン燃料が供給され当該エマルジョン燃料が流通する燃料流通路と、水素ガスが供給され当該水素ガスが流通する気体流通路と、前記燃料流通路と前記気体流通路とを連通する連通路と、当該連通路を介して混合された前記エマルジョン燃料と前記水素ガスとの混合燃料が流通する混合燃料流通路と、当該燃料流通路を流通した前記混合燃料を外部に噴射する噴射口と、を備えた、
燃料噴射ノズル。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料噴射ノズルであって、
一端から前記エマルジョン燃料が供給されると共に他端が閉塞し、当該エマルジョン燃料を一端から他端に向かって流通させる前記燃料流通路を内部に有するノズル本体と、
前記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面を覆う略筒状の部材であり、当該略筒状の部材の内側面と前記ノズル本体の外側面との間に、外部から供給された前記水素ガスを前記ノズル本体の先端部に向かって流通させる前記気体流通路を形成する外筒部材と、を備え、
前記ノズル本体は、前記燃料流通路の閉塞した他端側に、当該燃料流通路から前記気体流通路に連通して当該気体流通路に前記エマルジョン燃料を流通させる連通路を有し、
前記連通路を流通した前記エマルジョン燃料と前記気体流通路を流通した前記水素ガスとを混合すると共にこの混合燃料を前記ノズル本体の先端部に向かって流通させる前記混合燃料流通路を、前記気体流通路の前記ノズル本体先端部側に形成し、
前記ノズル本体の先端部の最先端に、前記混合燃料流通路を流通した前記混合燃料を外部に噴射する前記噴射口を形成した、
燃料噴射ノズル。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の燃料噴射ノズルと、
前記噴射口に近接して設けられ、当該噴射口から噴射された前記混合燃料に供給する火花を発生させる着火装置と、を備えた、
燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料燃焼方法にかかり、特に、エマルジョン燃料を燃焼させる燃料燃焼方法に関する。また、本発明は、エマルジョン燃料を噴射する燃料噴射ノズル及びこれを用いた燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を燃焼させて得た熱を水に伝え、水蒸気や温水に換えるボイラーなどの熱源機器では、その燃焼させる燃料として、燃料油に水と界面活性剤を添加し、攪拌して燃料油中に水を分散させたエマルジョン燃料が利用される。このエマルジョン燃料は、その燃焼に伴い発生する窒化酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ（particulate  matter））等の発生を抑えることができ、排出ガスがもたらす環境負荷を軽減させる効果ある。このため、近年では、ますますエマルジョン燃料が注目されつつある。
【０００３】
そして、特許文献１には、ボイラーなどの燃焼装置に燃料を噴射する燃料噴射ノズルが開示されている。この燃料噴射ノズルは、エマルジョン燃料の燃焼効率を高めるべく構成されており、具体的には、燃料に空気を混合させ、旋回させながらノズル孔から噴出させる、という構成を採っている。これにより、燃料の空気との接触面積を増大させて、燃焼効率の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５４０３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した燃料噴射方法であっても、依然として、エマルジョン燃料と空気とが混合されて燃焼するため、二酸化炭素（ＣＯ２）の発生量を抑制することができず、大気汚染という問題が生じる。また、エマルジョン燃料と空気との混合燃料では、当該混合燃料が着火するよう種火となる可燃燃料を供給する必要があり、構成の複雑化と燃料の増加、という問題が生じうる。
【０００６】
このため、本発明の目的は、上述した課題である、燃焼による環境負荷を軽減し、簡易な構成にて実現でき、燃焼効率の高い燃料燃焼方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である燃料燃焼方法は、
エマルジョン燃料に水素ガスを混合し、この混合燃料を噴射して、当該混合燃料に着火する、という構成をとる。
【０００８】
また、本発明の他の形態である燃料燃焼方法は、燃料噴射ノズルにエマルジョン燃料と水素ガスとを供給して、上記燃料噴射ノズル内で上記エマルジョン燃料と上記水素ガスとを混合し、この混合燃料を上記燃料噴射ノズルから噴射して、当該混合燃料に着火する、
という構成をとる。
【０００９】
そして、上記燃料燃焼方法は、具体的に、
上記燃料噴射ノズルを構成するノズル本体に形成された燃料流通路の一端から上記エマルジョン燃料を供給して、当該エマルジョン燃料を上記燃料流通路の他端に向かって流通させ、
上記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面を覆う外筒部材の側壁から、上記ノズル本体の外側面と上記外筒部材の内側面との間に上記ノズル本体の先端部に向かって形成された気体流通路に上記水素ガスを供給し、
上記燃料流通路の閉塞した他端側に形成された当該燃料流通路から上記気体流通路に連通する連通路を介して、上記燃料流通路を流通する上記エマルジョン燃料を上記気体流通路に流通させて、当該気体流通路にて上記エマルジョンと上記水素ガスとを混合して、
上記エマルジョン燃料と上記水素ガスとの混合燃料を、上記気体流通路にて上記ノズル本体の先端部に向かって流通させ、
上記混合燃料を上記ノズル本体の先端部の最先端から外部に噴射して、当該混合燃料に着火する、
という構成をとる。
【００１０】
また、本発明の他の形態である燃料噴射ノズルは、
エマルジョン燃料が供給され当該エマルジョン燃料が流通する燃料流通路と、水素ガスが供給され当該水素ガスが流通する気体流通路と、上記燃料流通路と上記気体流通路とを連通する連通路と、当該連通路を介して混合された上記エマルジョン燃料と上記水素ガスとの混合燃料が流通する混合燃料流通路と、当該燃料流通路を流通した上記混合燃料を外部に噴射する噴射口と、を備えた、
という構成をとる。
【００１１】
そして、上記燃料噴射ノズルは、具体的に、
一端から上記エマルジョン燃料が供給されると共に他端が閉塞し、当該エマルジョン燃料を一端から他端に向かって流通させる上記燃料流通路を内部に有するノズル本体と、
上記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面を覆う略筒状の部材であり、当該略筒状の部材の内側面と上記ノズル本体の外側面との間に、外部から供給された上記水素ガスを上記ノズル本体の先端部に向かって流通させる上記気体流通路を形成する外筒部材と、を備える。
【００１２】
さらに、上記ノズル本体は、上記燃料流通路の閉塞した他端側に、当該燃料流通路から上記気体流通路に連通して当該気体流通路に上記エマルジョン燃料を流通させる連通路を有し、
上記連通路を流通した上記エマルジョン燃料と上記気体流通路を流通した上記水素ガスとを混合すると共にこの混合燃料を上記ノズル本体の先端部に向かって流通させる上記混合燃料流通路を、上記気体流通路の上記ノズル本体先端部側に形成し、
上記ノズル本体の先端部の最先端に、上記混合燃料流通路を流通した上記混合燃料を外部に噴射する上記噴射口を形成した、
という構成をとる。
【００１３】
また、本発明の他の形態である燃焼装置は、
上述した燃料噴射ノズルと、
上記噴射口に近接して設けられ、当該噴射口から噴射された上記混合燃料に供給する火花を発生させる着火装置と、を備えた、
という構成をとる。
【００１４】
上記構成の燃料燃焼方法、燃料噴射ノズル、燃焼装置によると、エマルジョン燃料と水素ガスとを混合して、この混合燃料を噴射しているため、当該混合燃料に火花を与えることで燃焼させることができる。従って、噴射された混合燃料に対して、別途、可燃燃料を燃焼させることによって発生させた火種を供給する必要がない。その結果、燃焼装置においては、火花を供給する簡易な着火装置を装備すればよいため、簡易な構成で低コストにて、燃料の燃焼を実現できる。そして、特に本発明では、エマルジョン燃料と水素ガスとを混合した混合燃料を燃焼させているため、二酸化炭素の発生量を抑制して環境負荷を軽減でき、かつ、燃焼効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のように構成されることにより、簡易な構成で低コストにて、燃料の燃焼を実現できると共に、燃焼による環境負荷を軽減でき、かつ、燃焼効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ノズル本体の構成を示す正面図である。
【図２】図１に開示したノズル本体の断面図である。
【図３】図１に開示したノズル本体のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に開示したノズル本体の右側側面図である。
【図５】図１に開示したノズル本体に外筒部材を装着したときの構成を示す正面図である。
【図６】図５に開示したノズル本体に外筒部材を装着したときの構成の断面図である。
【図７】図５に開示したノズル本体に外筒部材を装着したときの構成の右側側面図である。
【図８】図５に開示した構成に蓋部とナットを装着した燃料噴射ノズルの構成を示す正面図である。
【図９】図８に開示した燃料噴射ノズルの断面図である。
【図１０】図８に開示した燃料噴射ノズルの右側側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図１０を参照して説明する。図１乃至図４は、ノズル本体の構成を示す図である。図５乃至図７は、ノズル本体に外筒部材を装着した時の構成を示す図である。図８乃至図１０は、ノズル本体に装着した外筒部材にさらに蓋部とナットを装着した燃料噴射ノズルの構成を示す図である。
【００１８】
［構成］
本実施形態における燃料噴射ノズル１は、図８乃至図９に示すように、ノズル本体１０と、外筒部材２０と、蓋部３０と、ナット４０と、が組み付けられて構成されている。そして、エマルジョン燃料と水素ガスとを、ノズル本体１０内を流通させて蓋部３０が位置するノズル本体１０の先端側から噴射して着火することで、簡易な構成で、環境負荷を軽減し、かつ、効率よく燃焼させる、というものである。従って、例えば、ボイラーなどの燃焼装置に用いられる。なお、エマルジョン燃料は、燃料油に水と界面活性剤を添加し、攪拌して燃料油中に水を分散させた燃料である。以下、燃料噴射ノズルの構成について詳述する。
【００１９】
（ノズル本体）
まず、図１乃至図４を参照して、ノズル本体１０について説明する。なお、図１は、ノズル本体の構成を示す正面図であり、図２は、その断面図である。また、図３は、図１に開示したノズル本体のＡ−Ａ線断面図である。また、図４は、図１に開示したノズル本体の右側側面図である。
【００２０】
ノズル本体１０は、所定の長さを有する部材であり、内部に長手方向に沿って延びる所定の径の燃料流通路１８が形成されており、略筒状に形成されている。この燃料流通路１８は、図２の断面図に示すように、左側の一端側が開口してエマルジョン燃料が供給されるエマルジョン燃料流入側となっており、右側の他端側では閉塞している。なお、燃料流通路１８については後述する。
【００２１】
また、ノズル本体１０の外径は、長手方向に段階的に外径が変化して形成されている略円筒形状である。つまり、ノズル本体１０は、それぞれ外径の異なる円筒形状（円柱形状）の部材が、軸方向に複数連結した形状になっている。以下、ノズル本体１０の形状について、左側の一端側から右側の他端側（先端側）に向かって順に説明する。
【００２２】
具体的に、ノズル本体１０は、図１及び図２の左側である一端側には、最も外径が小さく形成されたエマルジョン燃料流入口部１１が形成されている。このエマルジョン燃料流入口部１１は、外周つまり円筒形状の外側面にネジ部が形成されており、図示しない燃焼装置に設置されたエマルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給管などに連結される。そして、エマルジョン燃料流入口部１１付近の燃料流通路１８は、エマルジョン燃料供給管などから供給されるエマルジョン燃料が流入する流入口１８ａとして機能する。
【００２３】
また、エマルジョン燃料流入口部１１に隣接する他端側（先端側）には、当該エマルジョン燃料流入口部１１よりも外径が大きいベース部１２が形成されている。そして、このベース部１２に隣接する他端側には、さらに外径が大きいツバ部１３が形成されている。なお、ベース部１２及びツバ部１３の内部にも、上記燃料流通路１８が形成されている。
【００２４】
また、上記ツバ部１３に隣接する他端側には、当該ツバ部１３及びベース部１２よりも外径が小さい外筒係合部１４が形成されている。この外筒係合部１４の外径は、後述する外筒部材２０の一端側の内径とほぼ同一である。そして、外筒係合部１４の外側面にはネジ部が形成されており、これに対応して、後述する外筒部材２０の内側面にもネジが形成されている。これにより、後述するように、ノズル本体１０に外筒部材２０を装着することができる。なお、外筒係合部１４の内部にも、上記燃料流通路１８が形成されている。
【００２５】
また、上記外筒係合部１４よりも他端側には、当該外筒係合部１４よりも外径がさらに小さい気体流入部１５が形成されている。この気体流入部１５は、後述するように外周が外筒部材２０で覆われた場合には、当該外筒部材２０の内側面との間に円環状の空間部Ｓ１（図６参照）が形成され、外筒部材２０に形成された気体流入口２２から流入した水素ガスが流入される。なお、気体流入部１５の内部にも、上記燃料流通路１８が形成されている。
【００２６】
また、上記気体流入部１５に隣接する他端側には、上記外筒係合部１４とほぼ外径の等しい気体流通路形成部１６が形成されている。そして、図３には、図１のＡ−Ａ線断面図を示すが、気体流通路形成部１６の外側面には、ノズル本体１０の長手方向に沿って所定の深さの溝状の気体流通路１６ａが、一定の間隔で複数形成されている。そして、この気体流通路１６ａは、後述するように外周が外筒部材２０で覆われた場合には、当該外筒部材２０の内側面との間に、水素ガス単体、あるいは、水素ガスとエマルジョン燃料との混合燃料が流通する燃料空間部Ｓ２（気体流通路、混合燃料流通路（図６参照））を形成する。
【００２７】
また、上述したノズル本体１０内部に形成された燃料流通路１８は、上記気体流通路形成部１６の内部で閉塞しており、当該燃料流通路１８の閉塞箇所付近の内側面からは、上記各気体流通路１６ａに連通する連通路１６ｂが複数形成されている。具体的に、連通路１６ｂは、図３に示すように、燃料流通路１８からノズル本体１０の長手方向に対して垂直に、かつ、放射状に、各気体流通路１６ａまで連通するよう形成されている。これにより、流入口１８ａから燃料流通路１８に流入し（図６の矢印Ｙ１参照）、閉塞端１８ｂまで流通したエマルジョン燃料は、当該閉塞端１８ｂ付近で各連通路１６ｂに流入し（図６の矢印Ｙ２参照）、当該各連通路１６ｂを流通して気体流通路１６ａへと流れる。
【００２８】
また、上記気体流通路形成部１６に隣接する他端側、つまり、ノズル本体１０の他端には、燃料を噴射する先端部１７が形成されている。この先端部１７は、気体流通路形成部１６側は上記空気流通路１６ａの底面位置が外径となる円柱形状となっており、さらに先端に進むにつれて尖った円錐体形状となっている。
【００２９】
そして、円錐形状である先端部１７の傾斜した側面の表面には、図１に示すように、所定の長さであり、所定の深さの溝状の旋回流路１７ａが複数形成されている。この旋回流路１７ａは、その長手方向が最先端部に向かって真っすぐに延びているわけではなく、ノズル本体１０の長手方向に対して傾き、かつ、ねじれる方向に延びて形成されている。つまり、図１及び図４に示すように、各旋回流路１７ａの向きは、上述した気体流通路１６ａが延びる方向に対して、一定の角度だけ傾いて形成されている。
【００３０】
なお、上述したノズル本体１０の形状は一例であって、本発明の燃料噴射ノズルに用いられるノズル本体１０は、上述した形状に限定されない。
【００３１】
（外筒部材）
次に、図５乃至図７を参照して、外筒部材２０について説明する。ここで、図５は、ノズル本体１０に外筒部材２０を装着したときの構成を示す正面図であり、図６は、その断面図であり、図７は、その右側側面図である。
【００３２】
外筒部材２０は、上述したノズル本体１０のベース部１２とほぼ同一の外径を有し、かつ、外筒係合部１４の外径とほぼ同一の内径を有する、略円筒形状に形成された部材である。但し、ノズル本体１０の先端部１７側、つまり、図５，６の右側に位置する端部には、ほぼ閉塞した円形の端面２４を有している。そして、図７に示すように、端面２４の中心には、円形に開口したノズル孔２４ａが形成されている。このノズル孔２４ａの径は、例えば、端面２４の径の３分の１から５分の１程度である。但し、ノズル孔２４ａの径は、上述した大きさに限定されない。
【００３３】
また、外筒部材２０の端面２４とは反対側の端部付近の内側面には、ネジ部２１が形成されており、上述したノズル本体１０の外筒係合部１４の外側面に形成されたネジ部に螺合可能である。これにより、外筒部材２０を、ノズル本体１０の外側面を覆うよう装着することができる。
【００３４】
また、外筒部材２０がノズル本体１０に装着された場合において、当該ノズル本体１０の気体流入部１５の形成箇所に位置する外筒部材２０の内径は、気体流入部１５の外径よりも大きく形成されている。このため、外筒部材２０の内側面とノズル本体１０の気体流入部１５との間には、円環状の空間部Ｓ１（図６参照）が形成される。そして、さらに、外筒部材２０の側壁には、上記空間部Ｓ１に通ずる気体流入口２２が形成されている。これにより、気体流入口２２から水素ガスが供給されると、円環状の空間部Ｓ１に水素ガスが流入する。
【００３５】
また、外筒部材２０がノズル本体１０に装着された場合において、当該ノズル本体１０の気体流通路形成部１６の形成箇所に位置する外筒部材２０の内径は、空気流通路形成部１６の最大外径箇所とほぼ同じ径に形成されている。つまり、外筒部材２０の内側面は、気体流通路形成部１６の凸状箇所と密着するが、当該気体流通路形成部１６の外側面に形成された溝状（凹状）の気体流通路１６ａとの間に、複数本の燃料空間部Ｓ２（気体流通路、混合燃料流通路）が形成される。そして、この燃料空間部Ｓ２は、一端が上記円環状の空間部Ｓ１に連通しているため、当該空間部Ｓ１に流入した水素ガスは燃料空間部Ｓ２へと流通する（図６の矢印Ｙ３参照）。
【００３６】
そして、上記気体流通路１６ａには、上述したように内部に形成された燃料流通路１８から延びる連通路１６ｂが連通しているため、当該燃料流通路１８から連通路１６ｂをエマルジョン燃料が流通して、気体流通路１６ａに流入する。すると、この気体流通路１６ａと外筒部材２０との間に形成された燃料空間部Ｓ２、つまり、気体流通路１６ａの先端側では、空間部Ｓ１から流入した水素ガス（矢印３参照）と、連通路１６ｂから流入したエマルジョン燃料（矢印Ｙ２参照）とが、混合して混合燃料となり、当該混合燃料がノズル本体１０の先端部１７に向かって流通する（矢印Ｙ４参照）。従って、上記燃料空間部Ｓ２は、気体流通路１６ａのうち連通路１６ｂよりも後端側は、水素ガスが流通する気体流通路として機能し、連通路１６ｂよりも先端側は、当該連通路１６ｂから流入したエマルジョン燃料と水素ガスとの混合燃料が流通する混合燃料流通路して機能する。
【００３７】
また、外筒部材２０がノズル本体１０に装着された場合において、当該ノズル本体１０の先端部１７の形成箇所に位置する外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂは、上記ノズル本体１０の円錐形状である先端部１７の側面に対応して、逆円錐形状に形成されている。すると、ノズル本体１０の先端部１７の尖った最先端箇所が、外筒部材２０の端面２４に形成されたノズル孔２４ａから突出するが、先端部１７の側面の最先端箇所を除いた周囲は、外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂと接触した状態となる。
【００３８】
但し、先端部１７の側面には、上述したように溝状の旋回流路１７ａが形成されているため、この旋回流路１７ａと外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂとの間には、隙間（図示せず）が形成される。すると、この隙間（旋回流路１７ａ）は、上述した燃料空間部Ｓ２と連通しているため、当該隙間に混合燃料が流入し、当該混合燃料が旋回流路１７ａに沿って先端部１７の最先端箇所に向かって旋回して流通する。そして、混合燃料は、ノズル孔２４ａに露出した旋回流路１７ａの他端から、つまり、先端部１７の最先端箇所から外部に噴射される（図６の矢印Ｙ５参照）。
【００３９】
また、外筒部材２０の端面２４が形成された端部付近の外側面には、ネジ部２３が形成されている。そして、ネジ部２３の外径は、ノズル本体１０と係合する当該ノズル本体１０の外筒係合部１４側における外筒部材２０の外径よりも小さく形成されている。なお、ネジ部２３には、後述する蓋部３０とナット４０が螺合して装着される。
【００４０】
なお、上述した外筒部材２０の形状は一例であって、本発明の燃料噴射ノズルに用いられる外筒部材２０は、上述した形状に限定されない。
【００４１】
（蓋部）
次に、図８乃至図１０を参照して、蓋部３０について説明する。ここで、図８は、上述したノズル本体１０及び外筒部材２０の構成に蓋部とナットを装着した構成を示す正面図であり、図９は、その断面図であり、図１０は、その右側側面図である。
【００４２】
蓋部３０は、一端が開口して略円筒形状であり、他端が閉塞した蓋面３１を有し、断面コ字状に形成されている。そして、蓋部３０の内径は、上記外筒部材２０の一端側の外径とほぼ同一であり、開口側の内側面にはネジ部が形成されており、外筒部材２０の端面２４付近に形成されたネジ部２３と螺合可能である。これにより、蓋部３０を外筒部材２０の端面２４側に装着することができる。
【００４３】
また、蓋部３０の蓋面３１には、その中心に、上述したノズル孔２４ａよりも径の小さい噴射孔３２（噴射口）が形成されている。また、蓋面３１の内面（内底面）であり、噴射孔３２の周囲は、上記ノズル本体１０の円錐形状である先端部１７の最先端箇所の形状に対応して、逆円錐形状に形成されたテーパー部３３を有する。そして、蓋部３０を外筒部材２０の端面２４側に装着することで、蓋面３１がノズル本体１０の先端部１７つまり外筒部材２０に形成されたノズル孔２４ａを覆うことになるが、噴射孔３２の中心に、先端部１７の最先端箇所とノズル孔２４ａの中心とが位置することとなる。
【００４４】
このとき、外筒部材２０のネジ部２３に対して、蓋部３０のネジ部の螺合状態を調整することにより、外筒部材２０の端面２４と蓋部３０の蓋面３１との距離を調整することができ、つまり、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を可変することができる（図９の矢印Ｙ６参照）。すると、ノズル本体１０の先端部１７の最先端箇所の表面と、蓋部３０の蓋面の内面のテーパー部３３との間に、噴射空間部Ｓ３が形成される。これにより、上述したようにノズル孔２４ａから噴射された混合燃料が、噴射空間部Ｓ３を流通して、噴射孔３２から噴射されることとなる（図９の矢印Ｙ７参照）。
【００４５】
そして、外筒部材２０に対する蓋部３０のねじ込み状態、つまり、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を調整することで、噴射空間部Ｓ３の大きさを可変することができる。具体的には、ノズル本体１０の先端部１７の外形に対応して略円錐の側面に沿った形状の流通路（噴射空間部Ｓ３）の大きさを可変することができる。これにより、ノズル孔２４ａから噴射された混合燃料のうち、噴射孔３２から外部に出力される噴射量を調整することができる。例えば、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を短くすることで、噴射空間部Ｓ３が狭くなり、噴射孔３２からの噴射量が少なくなる。一方、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を長くすることで、噴射空間部Ｓ３が広くなり、噴射孔３２からの噴射量が多くなる。
【００４６】
なお、噴射空間部Ｓ３を略円錐の側面に沿った形状の流通路に形成することで、ノズル孔２４ａから出力された混合気体を、円滑に噴射孔３２に導くことができ、噴射効率の向上を図ることができる。
【００４７】
（ナット）
次に、図８乃至図１０を参照して、ナット４０（蓋部固定部材）について説明する。ナット４０は、円環状のナットであり、内径が上記外筒部材２０の一端側の外径とほぼ同一であり、内周面にはネジ部が形成されている。つまり、上述した蓋部３０の内側面と同様の内径を有し、また、ネジ部が形成されており、外筒部材２０の端面２４付近に形成されたネジ部２３と螺合可能である。これにより、ナット４０を外筒部材２０の端面２４側に装着することができる。
【００４８】
そして、上記ナット４０を、図８及び図９に示すように、蓋部３０の開口側に位置するよう外筒部材２０の端面２４側に装着し、当該蓋部３０と接触させることで、蓋部３０の位置を固定することができる。つまり、ナット４０で外筒部材２０の端面２４に対する蓋部３０の位置を固定することで、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を固定することができ、噴射孔３２からの混合燃料の噴射量を一定に保つことができる。なお、蓋部３０の位置を固定する手段としては、上述したようにナット４０を用いることに限定されない。
【００４９】
また、上記燃料噴射ノズル１は、ボイラーなどの燃焼装置に組み込まれる。そして、燃料噴射ノズル１は、燃焼装置内において、ノズル１自体の先端側の最先端に形成された噴射孔３２から、燃焼装置を構成する燃焼室に混合燃料を噴射するよう装備される。さらに、燃焼装置内において、燃料噴射ノズル１の燃料を噴射する噴射孔３２に近接した位置には、当該噴射孔３２から噴射された混合燃料に供給する火花を発生させるスパークプラグなどの着火装置（図示せず）が備えられる。
【００５０】
ここで、上記では、燃料噴射ノズル１は、その先端に蓋部３０とナット４０とを装着している場合を説明したが、蓋部３０とナット４０とは燃料噴射ノズル１に装着されていなくてもよい。つまり、燃料噴射ノズル１は、燃料の噴射量を調節可能な構造でなくてもよい。
【００５１】
［動作］
次に、上述した燃料噴射ノズル１の動作を説明する。まず、事前に、燃料噴射ノズル１を、ボイラーなどの燃焼装置に組み込む。具体的に、燃料噴射ノズル１を、燃焼装置内において、ノズル１自体の先端側の最先端に形成された噴射孔３２から、燃焼装置を構成する燃焼室に混合燃料を噴射するよう設置する。このとき、燃焼装置内において、燃料噴射ノズル１の燃料を噴射する噴射孔３２に近接した位置に、燃料装置内に装備されたスパークプラグなどの着火装置が位置する設置する。これにより、噴射孔３２から噴射された混合燃料に、着火装置にて発生された火花が着火することとなる。
【００５２】
また、燃焼装置に設置されたエマルジョン燃料を供給する配管に、上記ノズル本体１０に形成された燃料流通路１８の一端側を連結する。これにより、エマルジョン燃料がエマルジョン燃料流通路５３に供給される。また、ノズル本体１０に装着された外筒部材２０に形成された気体流入口２２に、水素ガスを供給する水素供給管を連結する。これにより、水素ガスが、後述する空間部Ｓ１及び燃料空間部Ｓ２に流入する。
【００５３】
そして、上述したようにノズル本体１０の燃料流通路１８の流入口１８ａにエマルジョン燃料が供給されると、燃料流通路１８を流入口１８ａから流入したエマルジョン燃料は（図６の矢印Ｙ１参照）、燃料流通路１８の閉塞端１８ｂまで流通する。そして、エマルジョン燃料は、燃料流通路１８の閉塞端１８ｂ付近で各連通路１６ｂに流入し（図６の矢印Ｙ２参照）、当該各連通路１６ｂを流通して気体流通路１６ａへと流れる。
【００５４】
ここで、上記気体流通路１６ａには、上述したように外筒部材２０に連結された気体供給管から水素ガスが供給されている。つまり、まず、気体供給管から、ノズル本体１０と外筒部材２０との間に形成された円環状の空間部Ｓ１に水素ガスが供給され、この水素ガスが気体流通路１６ａである燃料空間部Ｓ２へと流通する（図６の矢印Ｙ３参照）。すると、この気体流通路１６ａの先に位置する混合燃料流通路である燃料空間部Ｓ２には、上述したように連通路１６ｂからエマルジョン燃料が流入しているため、水素ガスとエマルジョン燃料とが混合される。そして、この混合燃料は、燃料空間部Ｓ２を流通して、ノズル本体１０の先端部１７に向かって流通する（図６の矢印Ｙ４参照）。
【００５５】
その後、ノズル本体１０の先端部１７では、当該先端部１７の側面に形成された旋回流路１７ａと外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂとの間の隙間（図示せず）を、混合燃料が流通する。すると、混合燃料は、上記旋回流路１７ａに沿って先端部１７の最先端に向かって旋回して流通し、外筒部材２０に形成されたノズル孔２４ａから出力される（図６の矢印Ｙ５参照）。
【００５６】
このとき、ノズル孔２４ａは蓋部３０の蓋面３１にて覆われているが、ノズル孔２４ａと蓋面３１に形成された噴射孔３２との距離が適切に離間していることで、ノズル孔２４ａから出力された混合燃料が、噴射孔３２から噴射される（図９の矢印Ｙ７参照）。なお、蓋部３０の装着位置、つまり、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を調節することで、噴射量を調整することができる。
【００５７】
そして、上述したスパークプラグにて火花を発生させることで、噴射孔３２から噴射された混合燃料が着火し、当該混合燃料が燃焼する。
【００５８】
以上のように、本発明によると、燃焼装置においては、火花を供給する簡易な着火装置を装備すればよいため、簡易な構成で低コストにて、上述したようにエマルジョン燃料と水素ガスとを混合した混合燃料を燃焼させる燃料燃焼方法を実現できる。そして、エマルジョン燃料と水素ガスとを混合した混合燃料を燃焼させているため、二酸化炭素の発生量を抑制して環境負荷を軽減でき、かつ、燃焼効率の向上を図ることができる。特に、ボイラーなどの一般的な燃焼装置には、予めスパークプラグなどの着火装置が装備されているため、当該燃焼装置に上述したエマルジョン燃料と水素ガスとを混合して噴射するノズルを組み込むことで、低コストにて、環境負荷の権限及び燃焼効率の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ボイラーなどの燃焼装置にてエマルジョン燃料を燃焼させる燃料燃焼方法として利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００６０】
１  燃料噴射ノズル
１０  ノズル本体
１１  エマルジョン燃料流入口部
１２  ベース部
１３  ツバ部
１４  外筒係合部
１５  気体流入部
１６  気体流通路形成部
１６ａ  気体流通路
１６ｂ  連通路
１７  先端部
１７ａ  旋回流路
１８  燃料流通路
１８ａ  流入口
１８ｂ  閉塞端
２０  外筒部材
２２  気体流入口
２４ａ  ノズル孔
３０  蓋部
３１  蓋面
３２  噴射孔
３３  テーパー部
４０  ナット
Ｓ１  空間部
Ｓ２  燃料空間部
Ｓ３  噴射空間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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