(57)【要約】      （修正有）【課題】加水率が高いにも関わらず燃焼の安定性に優れた新規のエマルジョン燃料と、このエマルジョン燃料の燃焼に適した燃焼装置を提供する。【解決手段】有機性廃棄物を炭化して粒径３０μｍ以下に微粉砕して得たマイクロパウダーと、液体化石燃料と、水と、界面活性剤とからなるエマルジョン燃料、及び、燃焼室１と、燃焼室１内に設けられた点火プラグ５と、燃焼室１にエマルジョン燃料を噴射するメインノズル６と、燃焼室１に液体化石燃料を噴射する補助ノズル７と、燃焼室１に空気を供給する空気供給路９と、空気供給路９の空気を加圧するコンプレッサとを備え、燃焼室１の燃焼熱によって空気供給路９の空気を加熱するように構成されたエマルジョン燃料の燃焼装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を炭化して粒径３０μｍ以下に微粉砕して得たマイクロパウダーと、液体化石燃料と、水と、界面活性剤とからなることを特徴とするエマルジョン燃料。
【請求項２】
液体化石燃料と水の体積比が１：３〜６であることを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料。
【請求項３】
請求項１又は２記載のエマルジョン燃料を燃焼させるための燃焼装置であって、燃焼室と、この燃焼室内に設けられた点火プラグと、前記燃焼室にエマルジョン燃料を噴射するメインノズルと、前記燃焼室に液体化石燃料を噴射する補助ノズルと、前記燃焼室に空気を供給する空気供給路と、この空気供給路の空気を加圧するコンプレッサとを備え、前記燃焼室の燃焼熱によって前記空気供給路の空気を加熱するように構成したこと特徴とするエマルジョン燃料の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン燃料及びその燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油と水を混合してエマルジョン化して得られるエマルジョン燃料は、化石燃料の節約、二酸化炭素の排出量の削減に効果を有するため、幅広く研究されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、有機物を熱分解させて生成した炭素素材を粉化処理し、所定割合の水を混合させた液状炭素燃料が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、燃料１に対し水２〜５を加えてエマルジョン化した加水燃料が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、有機性物質の熱分解により生成した炭化物と液体状可燃成分とを混合したエマルジョン燃料が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１３０６６３号公報
【特許文献２】特開２００２−８９８３２号公報
【特許文献３】特開２００５−２７２６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
化石燃料の節約、二酸化炭素の排出量の削減のためには、エマルジョン燃料の加水率を増加させることが有効である。
【０００７】
しかし、特許文献１の液状炭素燃料は、炭素素材の微粉末８〜６に対して水の容積比率は２〜４であり、加水率が高いとはいえなかった。
【０００８】
また、特許文献２の加水燃料は、水の比率が高いものの、その分だけ燃焼の安定性に欠けるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献３のエマルジョン燃料は、水分をほとんど含まないものであり、加水率を増加させることを意図しないものであった。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、加水率が高いにも関わらず燃焼の安定性に優れた新規のエマルジョン燃料と、このエマルジョン燃料の燃焼に適した燃焼装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を達成するため種々検討した結果、有機性廃棄物を炭化して粒径３０μｍ以下に微粉砕して得たマイクロパウダーと、灯油と、水と、界面活性剤とを混合することによって、加水率が高いにも関わらず燃焼時の安定性に優れたエマルジョン燃料が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明の請求項１記載のエマルジョン燃料は、有機性廃棄物を炭化して粒径３０μｍ以下に微粉砕して得たマイクロパウダーと、液体化石燃料と、水と、界面活性剤とからなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２記載のエマルジョン燃料は、請求項１において、液体化石燃料と水の体積比が１：３〜６であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のエマルジョン燃料の燃焼装置は、請求項１又は２記載のエマルジョン燃料を燃焼させるための燃焼装置であって、燃焼室と、この燃焼室内に設けられた点火プラグと、前記燃焼室にエマルジョン燃料を噴射するメインノズルと、前記燃焼室に液体化石燃料を噴射する補助ノズルと、前記燃焼室に空気を供給する空気供給路と、この空気供給路の空気を加圧するコンプレッサとを備え、前記燃焼室の燃焼熱によって前記空気供給路の空気を加熱するように構成したこと特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加水率が高いにも関わらず燃焼の安定性に優れた新規のエマルジョン燃料と、このエマルジョン燃料の燃焼に適した燃焼装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のエマルジョン燃料は、有機性廃棄物を炭化して粒径３０μｍ以下に微粉砕して得たマイクロパウダーと、液体化石燃料と、水と、界面活性剤とからなる。
【００１７】
本発明に用いる有機性廃棄物としては、炭化が可能であるものであれば特定のものに限定されないが、例えば、下水道汚泥、食品汚泥、木屑、畜糞、食品残渣、廃タイヤなどを用いることができる。
【００１８】
そして、炭化炉を用いて有機性廃棄物を炭化温度６００〜９００℃で炭化し、ブレードミル又はデトネーション発生装置を用いて粒径３０μｍ以下に微粉砕することで、本発明のエマルジョン燃料に用いられるマイクロパウダーが得られる。そして、このマイクロパウダーに、液体化石燃料と、水と、界面活性剤を加えて混合することで、本発明のエマルジョン燃料が得られる。マイクロパウダーは、表面に炭の特徴である微細孔を多数有するため、加水率を大幅に上げても安定した、いわば水中油滴カーボン型のエマルジョンが得られる。なお、マイクロパウダーの粒系が３０μｍを超えると、後述する水性ガス反応の効率が低下するので好ましくない。
【００１９】
ここで、液体化石燃料、水、マイクロパウダーの体積比は１：３〜６：０．５〜２とすることで、燃焼効率のよいエマルジョン燃料が得られる。また、界面活性剤は、混合物全体に対して０．５〜１％加える。
【００２０】
液体化石燃料としては、噴霧のしやすさと経済面から灯油が最も好ましく用いられるが、ガソリン、軽油、重油なども好適に用いることができる。また、水としては工業用廃水や食品汚泥廃水などをそのまま用いて、廃水中の有機物を燃焼分として利用することができる。海水を用いても効率のよい燃焼効果が得られる。界面活性剤としては、特定のものに限定されるものではないが、例えば、エーテル型非イオン界面活性剤などが好適に用いられる。
【００２１】
このエマルジョン燃料を燃焼させる場合は、燃焼装置の炉内にエマルジョン燃料を噴霧して燃焼させる。エマルジョン燃料中の液体化石燃料とマイクロパウダーが燃焼する燃焼熱によって水が加熱され、沸点に達しミクロ爆発と呼ばれる水蒸気爆発をし、この水蒸気爆発により周囲の液体化石燃料と水の粒子が飛散して、さらに液体化石燃料と水の粒子が微粒化される。このため、液体化石燃料の粒子の表面積が大きくなり、燃焼効率が向上する。
【００２２】
また、水蒸気化した水は、約１０００℃でエマルジョン燃料に含まれる未燃分のマイクロパウダーの炭素と水性ガス反応をして、一酸化炭素と水素ガスが発生する。このように未燃分であったマイクロパウダーがガス化して、一酸化炭素と水素ガスとしての可燃分に転換され、この可燃分がさらに燃焼することにより、全体としての燃焼熱量が大きくなり、その結果として液体化石燃料の量を節約することができる。
【００２３】
以上のように、本発明のエマルジョン燃料は、粒径３０μｍ以下に微粉砕されたマイクロパウダーを含有することにより、加水率を高くしても燃焼の安定性が損なわれることがない。また、長期保存した場合においても安定したエマルジョンの状態が保たれる。
【００２４】
また、有機性廃棄物を炭化したマイクロパウダーを用いることによって今まで８０％以上が焼却処分されていた有機性廃棄物を燃料化できることから、化石燃料の大幅な削減、有害廃棄ガスの削減を可能にし、廃棄物処理、不法投棄、環境問題の解決に貢献することができる。
【００２５】
また、水として工業用廃水や食品汚泥廃水をそのまま使用できることから、排水設備の軽減を図ることができるとともに、廃水中の有機物を可燃分として利用することができる。
【００２６】
つぎに、本発明のエマルジョン燃料の燃焼装置の一実施例について、添付した図１を参照しながら説明する。
【００２７】
１は一端に開口部２を有する燃焼室であって、略円筒形状の円筒体３と、この円筒体３の他端を閉塞する閉塞板４とに囲まれて形成されている。燃焼室１内には点火プラグ５が設けられ、閉塞板４には、燃焼室１にエマルジョン燃料を噴射するメインノズル６と、燃焼室１に液体化石燃料を噴射する補助ノズル７が設けられている。メインノズル６と補助ノズル７は、燃焼室１の中央部に向けて噴射口が形成されており、点火プラグ５は、補助ノズル７の噴射方向に設置されている。
【００２８】
円筒体３は、内側円筒部８と、この内側円筒部８の外側に中空の空気供給路９によって隔てられて設けられた外側円筒部10から構成されている。空気供給路９は、円筒体３の全体にわたって略円筒状に形成されており、閉塞板４に形成された空気導入路11を経由して図示しないコンプレッサによって加圧された圧縮空気が空気供給路９へ供給されるように構成されている。内側円筒部８の他端側には、複数の空気ノズル12が空気導入路11から燃焼室１へ連通して形成されており、空気供給路11から燃焼室１へ空気が供給されるようになっている。また、空気供給路９の一端側はドーナツ状の閉塞部13により閉塞されている。そして、燃焼室１の燃焼熱によって空気供給路９の空気が加熱されるように構成されている。
【００２９】
つづいて、本実施例のエマルジョン燃料の燃焼装置の使用方法について説明する。
【００３０】
はじめに、補助ノズル７から液体化石燃料を約０．７ＭＰａの圧力で噴射し、点火プラグ５により着火する。そして、コンプレッサにより約０．７ＭＰａに加圧された空気を燃焼室１へ供給しながら燃焼を継続し、燃焼室１内の温度を上昇させる。
【００３１】
燃焼室１内の温度が所定の温度に達したら、メインノズル６から本発明のエマルジョン燃料を約０．７ＭＰａの圧力で噴射するとともに、補助ノズル７からの噴射を停止する。空気供給路９の空気は燃焼室１の燃焼熱によって加熱され、加熱された高温空気が空気ノズル12から燃焼室１内に供給されるため、不完全燃焼することなく、極めて効率よく燃焼が継続する。このときの燃焼室１内の温度は、１０００℃以上となる。なお、補助ノズル７は、上記のような着火用のほか、火力調整用として用いてもよい。
【００３２】
以上のように、本実施例のエマルジョン燃料の燃焼装置は、本発明のエマルジョン燃料を燃焼させるための燃焼装置であって、燃焼室１と、この燃焼室１内に設けられた点火プラグ５と、前記燃焼室１にエマルジョン燃料を噴射するメインノズル６と、前記燃焼室１に液体化石燃料を噴射する補助ノズル７と、前記燃焼室１に空気を供給する空気供給路９と、この空気供給路９の空気を加圧するコンプレッサとを備え、前記燃焼室１の燃焼熱によって前記空気供給路９の空気を加熱するように構成したものであり、空気供給路９の空気は燃焼室１の燃焼熱によって加熱され、加熱された高温空気が燃焼室１内に供給されるため、本発明のエマルジョン燃料を極めて効率よく燃焼させることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のエマルジョン燃料の燃焼装置の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  燃焼室
５  点火プラグ
６  メインノズル
７  補助ノズル
９  空気供給路
【図１】
2007119506.tif 000003