(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油燃焼装置の二次燃焼空間に一次燃焼空間に醸成された高温旋回気流に新鮮空気を加えて高温旋回酸化気流よりなる高温燃焼可能雰囲気を形成させ、適温加熱された廃棄用クーラントを高圧空気や圧送装置を介しての噴霧手段により前記高温旋回酸化気流に対して下方向に直截状噴霧膜を形成させて、該噴霧膜内の加熱ＬＬＣ（廃棄用クーラント）の微粒子の流れと前記高温旋回酸化気流の酸素の流れとを直交させて接触させ、前記クーラントの蒸発と熱酸化とに基づく完全燃焼とを可能とした、ことを特徴とするＬＬＣ燃焼処理方法。
【請求項２】
廃油供給手段と、燃焼室と、燃焼用空気の送風手段と、よりなる廃油燃焼装置において、
廃棄用クーラントの加熱部と、加熱クーラントのインジェクト用圧搾空気源を含むインジェクターや圧送装置と、上記燃焼室上部に設けた噴霧ノズルと、を備える構成とし、
前記廃油供給手段には廃油加熱部を設け、前記燃焼室は廃油燃焼用の下部一次燃焼空間と廃棄用クーラント燃焼用の上部二次燃焼空間とより構成し、送風手段は前記上下の燃焼空間に分岐供給するとともにノズル吹き出し方向を燃焼室軸旋回気流形成用に燃焼室の軸芯に対し偏心させて設け、さらに前記噴霧ノズルは前記燃焼室軸旋回気流に対して下方向に直截状噴霧膜を形成するように下方向に複数の噴霧孔を設けたことを特徴とするＬＬＣ燃焼処理装置。
【請求項３】
上記噴霧ノズルは、中央より複数個の分岐ノズルにより構成した、ことを特徴とする請求項２記載のＬＬＣ燃焼処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃油を燃焼させ、それを熱源として、暖房機器や原動機等の冷却系より、排出されるエチレングリコールを主成分とする廃棄用クーラント（以下廃ＬＬＣという）の完全燃焼を可能とする、ＬＬＣ燃焼処理方法とその処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から環境対策上の観点より、産業廃棄物である廃油類も安全且つ効率的処理方法が強く求められ、なかでも溶剤や油などの廃油類の処理には化学反応処理、分離精製処理、焼却処理等が適宜選択使用されている。
【０００３】
例えば、図３の模式図には従来の廃油燃焼装置の概略の構成が示してある。
図に見るように、円筒状炉壁５１を有する燃焼室５２が設けられ、該燃焼室の上部には排気筒５３が設けられ、前記燃焼室５２の側壁には複数の圧縮空気の噴出ノズル５４が設けられ、また、燃焼室５２の底部には上向き燃料噴射バーナー５５が設けられ、その外周部には流下した未燃焼廃油の貯留溜り５６が設けられている。
【０００４】
一方、廃油は、ポンプ５９により外部に設けられた廃油槽６０から前記排気筒５３の上端頂部よりその内壁に添い、加熱されながら流下させ、前記噴出ノズル５４より噴出する圧縮空気により噴霧霧化されて、底部に設けた噴射バーナー５５より噴射された火炎により急速に加熱燃焼するようにしてある。
上記構成の場合、廃油は炉壁５１の内部に添い加熱されながら流下して噴出ノズル５４に達するため、廃油は濃縮され着火し易い微細粒子となり効率的燃焼を可能にしている。また、未燃焼廃油を貯留溜り５６より前記廃油槽に還流するようにしてあるため未燃焼廃油も再度燃焼室に送り込むことができ確実に廃油処理ができる。
【０００５】
上記構成の場合、廃油の粘性により前記炉壁流下速度が左右され結局処理速度が左右される問題を内蔵するとともに、燃焼室の炉壁全面が廃油との間の熱交換により冷却され、燃焼室内の温度低下を招来し廃油の完全燃焼は不可能となり、不完全燃焼物も排気ガスとともに排出される問題の発生も余儀なくされている状況である。
なお、一般に処理を必要とする廃油には、エンジンオイル、ギヤオイル、スピンドル油、マシン油、冷凍機油、不水溶油、油圧油、焼入油、切削油、灯油、軽油、Ａ重油、ダイナモ油等があり、その粘度範囲は広く一概に律し得ないものがある。
【０００６】
主成分であるエチレングリコールの沸騰点が１９７．６℃で着火温度が高いにも関わらず、水が多く含まれたＬＬＣはさらに着火温度が高く常温での燃焼は困難な問題点を内蔵している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、
まず、廃油燃焼装置において上記不完全燃焼等の問題点解決して安定燃焼を可能とし、安定燃焼する廃油燃焼装置の燃焼熱を利用して高温燃焼可能雰囲気を形成させて廃ＬＬＣの完全燃焼を可能としたＬＬＣ燃焼処理方法とその処理装置の提供を目的とするものである。
【０００８】
ところで、前記したように多種多様にわたる廃油の完全燃焼により安定した燃焼雰囲気を得るためには廃油の適温加熱処理を必要とし、また、着火温度の高い廃ＬＬＣに対しても適温加熱処理を必要とする。
一方、廃ＬＬＣの高温燃焼可能雰囲気は、該雰囲気により微粒子状廃ＬＬＣが気化するに必要な熱源と熱伝達機構が必要とされ、また、気化した廃ＬＬＣ蒸気の熱酸化に基づく燃焼に必要な潤沢な酸素の供給機構が必要である。
【０００９】
即ち、本発明では、上記高温燃焼可能雰囲気の熱源には廃油の完全燃焼により得られる高熱エネルギーを使用し、
また、熱伝達機構は、廃ＬＬＣの微粒子形成と、形成された微粒子を高温旋回酸化気流に高速噴霧により惹起される効率的接触により可能とする。
また、高温燃焼可能雰囲気の熱酸化に必要な潤沢な酸素の供給機構は、送風手段による廃ＬＬＣ燃焼用の上部二次燃焼空間への追加送風により可能としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のＬＬＣ燃焼処理方法は、
廃油燃焼装置の二次燃焼空間に一次燃焼空間に醸成された高温旋回気流に新鮮空気を加えて高温旋回酸化気流よりなる高温燃焼可能雰囲気を形成させ、適温加熱された廃棄用クーラントを高圧空気や圧送装置を介しての噴霧手段により前記高温旋回酸化気流に対して下方向に直截状噴霧膜を形成させて、該噴霧膜内の加熱ＬＬＣ（廃棄用クーラント）の微粒子の流れと前記高温旋回酸化気流の酸素の流れとを直交させて接触させ、前記クーラントの蒸発と熱酸化とに基づく完全燃焼とを可能とした、ことを特徴とする。
【００１１】
【００１２】
また、本発明のＬＬＣ燃焼処理装置は、
廃油供給手段と、燃焼室と、燃焼用空気の送風手段と、よりなる廃油燃焼装置において、
廃棄用クーラントの加熱部と、加熱クーラントのインジェクト用圧搾空気源を含むインジェクターや圧送装置と、上記燃焼室上部に設けた噴霧ノズルと、を備える構成とし、
前記廃油供給手段には廃油加熱部を設け、前記燃焼室は廃油燃焼用の下部一次燃焼空間と廃棄用クーラント燃焼用の上部二次燃焼空間とより構成し、送風手段は前記上下の燃焼空間に分岐供給するとともにノズル吹き出し方向を燃焼室軸旋回気流形成用に燃焼室の軸芯に対し偏心させて設け、さらに前記噴霧ノズルは前記燃焼室軸旋回気流に対して下方向に直截状噴霧膜を形成するように下方向に複数の噴霧孔を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
また、請求項３記載の噴霧ノズルは、
中央より複数個の分岐ノズルにより構成した、ことを特徴とする。
【００１５】
【作用】
従って、本発明のＬＬＣ燃焼処理方法によれば、
廃油燃焼装置の一次燃焼空間で得られ上部の二次燃焼空間に導入された高温燃焼空気に新に新鮮空気を追加送風して一次燃焼空間で形成された高温燃焼空気に潤沢な酸素を補給した高温旋回酸化気流を形成し、高温燃焼可能雰囲気が形成される。
そこへ、予め適温加熱した廃棄用クーラントである廃ＬＬＣに高圧空気により作動するインジェクターや圧送装置を介して適当量の当該廃ＬＬＣを微粒子状に吸い上げ噴霧ノズルより上記高温燃焼可能雰囲気に高速噴霧すれば、噴霧された廃ＬＬＣの微粒子は前記高温雰囲気内に奥深く分散混合されて効率的接触により気化される。さらに該雰囲気内に潤沢に包含されている高温酸素と結合して熱酸化に基づく完全燃焼を可能にする。
【００１６】
このようにして、廃油の燃焼により得られた燃焼エネルギーを有効に利用して廃ＬＬＣの燃焼用の高温燃焼可能雰囲気を形成して、該廃ＬＬＣの完全燃焼を図ることができる。
なお、上記噴霧ノズルを介しての噴霧が高温旋回酸化気流の中に向け行われる構成にしてあるため、気化微粒子の生成及び酸素ガスとの接触も高能率的に可能となり、完全燃焼を促進する。
【００１７】
さらに、本発明は、二次燃焼空間に形成された完全燃焼可能雰囲気の高温旋回酸化気流に対し、直截状の噴霧膜を形成でき、その結果該噴霧膜内の加熱ＬＬＣの微粒子の流れと前記高温旋回酸化気流の酸素の流れとを直交させて接触させ、高速噴霧された廃ＬＬＣの微粒子は高い接触効率で接触でき、ひいては該微粒子の気化の促進および熱酸化に基づく完全燃焼を促進できる。
【００１８】
また、本発明のＬＬＣ燃焼処理装置によれば、
廃油供給手段、燃焼室、燃焼用空気の送風手段を備えた廃油燃焼装置に、廃ＬＬＣの加熱部と該加熱廃ＬＬＣを吸引し微粒子状に高速噴霧を可能とするインジェクト用圧搾空気源を含むインジェクターや圧送装置と噴霧ノズルを設けたものである。
又、圧送装置を使用することによって上記同様の効果が生ずる。
上記加熱部により廃ＬＬＣは予め適温に加熱され着火可能に近い状態にし、その加熱廃ＬＬＣをインジェクターにより適宜空気圧のもとに適量吸引して加熱高速噴霧状微粒子となし噴霧ノズルにより燃焼室上部の二次燃焼空間に対して下方向に高速噴霧分散される。
【００１９】
なお、前記廃油供給手段には、廃油加熱部を設け種々雑多の廃油に対し安定した着火燃焼をさせ送風手段とともに廃油の完全燃焼を可能にして、廃油燃焼による高温燃焼エネルギーの発生を可能とした廃油燃焼用の一次燃焼空間を形成できるようにしてある。
また、前記したように燃焼室は、廃油燃焼用の下部一次燃焼空間と廃ＬＬＣ燃焼用の上部二次燃焼空間を設ける構成としてあるため、下部一次燃焼空間で形成された高温燃焼空気は上昇して上部二次燃焼空間に導入され高温燃焼可能雰囲気を形成する。
即ち、下部一次燃焼空間で廃油の燃焼により形成された高温燃焼エネルギーを内蔵する上部二次燃焼空間での高温燃焼可能雰囲気で、上記廃ＬＬＣの分散加熱微粒子は気化され且つ送風手段により新に供給された酸素による熱酸化を起し、所用の燃焼が可能となる。
【００２０】
また、送風手段の構成により、ノズル吹き出し方向を燃焼室の軸芯に対し偏心させた構成としてあるため、燃焼室内には、常に新たな酸素を含む空気が旋回酸化気流を形成しながら補給され、上下燃焼空間における完全燃焼を可能にしている。
【００２１】
また、請求項３記載の噴霧ノズルの構成により、
請求項２記載の送風手段により形成された燃焼用高温旋回酸化気流に噴霧膜を複数個形成でき、噴霧ノズルより高速噴霧される廃ＬＬＣ微粒子と酸素を潤沢に含む前記高温旋回酸化気流に効率的に接触可能にし、前記微粒子の気化と熱酸化に基づく完全燃焼を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明のＬＬＣ燃焼処理装置の概略の構成を示す図で、図２は図１の運転状況を示すフローチャートである。
【００２３】
図１に示すように、本発明のＬＬＣ燃焼処理装置は、燃焼室１０と廃油供給部１３と廃ＬＬＣ供給部１５と燃焼空気供給部２５とより構成する。
上記燃焼室１０は廃油燃焼用下部一次燃焼空間１０ａと廃ＬＬＣ燃焼用上部二次燃焼空間１０ｂと排気筒１０ｃとより構成し、下部一次燃焼空間１０ａにおける廃油燃焼により得られた高温の燃焼エネルギーを利用してその上部の上部二次燃焼空間１０ｂに高温の燃焼可能空間を形成するようにしてある。
【００２４】
また、廃油供給部１３は廃油タンク１１と該タンクより供給された廃油を所定適温まで加熱しての廃油の完全着火と完全燃焼を図る廃油加熱フロート１２とより構成し、下部一次燃焼空間１０ａにおいて後記する下部送風部２５ａによる酸化流を形成する過剰燃焼空気の供給と相俟って廃油の完全燃焼を可能にしている。
また、燃焼空気供給部２５は下部送風部２５ａと上部送風部２５ｂとよりなり、それぞれ前記下部一次燃焼空間１０ａと上部廃ＬＬＣ燃焼空間１０ｂにそれぞれ過剰燃焼空気を供給し各空間に酸化流を形成させ、上部二次燃焼空間においては下部一次燃焼空間における廃油の完全燃焼に基づく高温燃焼空気により、上部空間に供給された廃ＬＬＣに対し下部着火を可能にしてある。
【００２５】
また上記上下送風部２５ａ、２５ｂのノズルの空気吹き出し方向は燃焼室１０の軸芯に対し稍上向き偏心状に設け、上下送風部の空気吹き出しにより上下燃焼空間１０ａ、１０ｂに燃焼空気の上向きの上昇旋回気流を形成させ、燃焼空気と被燃焼部材との効率的接触を可能にしている。上記高温旋回気流は、後記する上部二次燃焼空間において、上部送風部２５ｂよりの過剰酸素を含む燃焼空気の供給を受け、高温旋回酸化気流を形成し、噴霧ノズル２１により形成されるラジアル方向下方直截状噴霧膜の構造とにより有効に作用し酸素と可燃物との効率的接触を可能にしている。
【００２６】
廃ＬＬＣ供給部１５は、廃ＬＬＣタンク１６と廃ＬＬＣ加熱部１７と圧搾空気１８とエアレギュレータ１９とインジェクター２０と噴霧ノズル２１とより構成し、沸点温度の高いエチレングリコールを主成分とし且つ水を多量に含む廃ＬＬＣの燃焼に際しての着火を確実容易にすべく予め廃ＬＬＣタンク１６よりの供給を受け廃ＬＬＣ加熱部１７で適温に加熱し、加熱ＬＬＣを前記圧搾空気１８によるインジェクター２０を介しての吸引作用により微粒子状にして噴霧ノズル２１より、燃焼室１０の上部二次燃焼空間１０ｂに加熱廃ＬＬＣ微粒子を高速噴霧するようにしてある。
【００２７】
また、上記噴霧ノズル２１は、燃焼室１０の軸芯より複数個の分岐ノズルより構成し、且つ各ノズルには無数の下方向の噴霧孔を設け、前記高温旋回酸化気流に対し下方向に直截状噴霧膜を形成させ、該噴霧膜内の加熱ＬＬＣ微粒子の流れと前記高温旋回酸化気流の酸素の流れとを直交させ、効率的接触を形成させ、該微粒子の気化および酸化に基づく完全燃焼を可能にしている。
【００２８】
図２に示すフローチャートに図１のＬＬＣ燃焼処理装置の運転状況が示してあるが、同図に見るように、廃ＬＬＣの燃焼工程と、廃ＬＬＣの燃焼より消火させる消火工程の場合について示してある。即ち、
１）廃ＬＬＣ燃焼工程；
ｓ３１で、バルブ１１ａを開き廃油タンク１１より廃油加熱フロート１２に廃油を充填するとともに、バルブ１６ａを開き廃ＬＬＣタンク１６より廃ＬＬＣを廃ＬＬＣ加熱部１７に充填する。
ｓ３２で、上記廃油加熱フロート１２及び廃ＬＬＣ加熱部１７の加熱用ヒータ１２ａ及び１７ａに電源を投入し、廃油及び廃ＬＬＣをそれぞれ適温に加熱する。
ｓ３３で、燃焼室１０に適量の灯油を注入して点火する。
ｓ３４で、ブロワーに電源を投入し、下部送風部２５ａ上部送風部２５ｂの風量調整弁を全開にして点火させた灯油を燃焼させる。
ｓ３５で、廃油加熱フロート１２の給油バルブ１２ｂを開き燃焼室１０の下部に適温に加熱された加熱廃油を注入する。
ｓ３６で、燃焼中の灯油により上記注入加熱廃油は容易に点火する。
この際、点火しない場合はｓ４３，ｓ４４を経由して加熱廃油の給油を停止させるとともにブロワーの電源をカットしｓ３３に戻り灯油の注入点火工程より再度廃油の点火をやり直す。
なお、点火した場合は、次ステップへ移行する。
ｓ３７で、加熱廃油の給油バルブを全開より絞り、ｓ３８で廃油燃焼用一次燃焼空間１０ａの温度を所用の適温に設定し、上部二次燃焼空間１０ｂに高温旋回酸化気流よりなる高温燃焼可能雰囲気を形成させる。
ｓ３９で、圧搾空気１８の送気バルブ１８ａを開き、エアレギュレータ１９を介して適量制御のもとにインジェクター２０を作動させ、適温加熱された廃ＬＬＣを前記高温旋回酸化気流に対し直截状微粒子状噴霧膜を形成させる。
ｓ４０で、微粒子は高温酸素に効率的に接触して気化、酸化過程を経て廃ＬＬＣは高温度に加熱され該高温度により点火する下部点火の形態を取る。
この場合、不点火の場合はｓ４５を経て前記圧搾空気の送気バルブ１８ａを閉めｓ４３、ｓ４４を経由して、ｓ３３に戻りｓ３８での温度の設定をし直す。
なお、点火した場合は、次ステップへ移行する。
ｓ４１、ｓ４２で、廃ＬＬＣの燃焼を開始、完全燃焼過程へ移行する。
２）消火工程；
ｓ４６で、圧搾空気の送気バルブを閉める。
ｓ４７で、ついで、加熱廃油の給油バルブ１２ａを閉め加熱廃油の供給を停止させる。廃油の燃焼を停止消火させる。
ｓ４８で、上記消火確認の後ブロワーをＯＦＦする。
ｓ４９で、斯くして消火は終了する。
【００２９】
本発明のＬＬＣ燃焼処理装置においては、上記廃ＬＬＣの燃焼処理の際発生する燃焼熱をボイラー用熱源として利用出来る。
また、廃ＬＬＣを燃焼させないときは廃油ストーブとして利用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の上記構成により、水を多く含まれたＬＬＣを主成分とするエチレングリコールが高い沸点を持つため、従来より燃焼困難であった廃ＬＬＣの燃焼処理を廃油燃焼の際得られる高エネルギーの熱源を利用した、低コストで完全燃焼を可能とした燃焼処理方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明のＬＬＣ燃焼処理装置の概略の構成を示す図である。
【図２】  図１の運転状況を示すフローチャートである。
【図３】  従来の廃油燃焼装置の概略の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０      燃焼室
１０ａ    下部一次燃焼空間
１０ｂ    上部二次燃焼空間
１１      廃油タンク
１２      廃油加熱フロート
１３      廃油供給部
１５      廃ＬＬＣ供給部
１６      廃ＬＬＣタンク
１７      廃ＬＬＣ加熱部
１８      圧搾空気
１９      エアレギュレータ
２０      インジェクター
２１      噴霧ノズル
２５      燃焼空器供給部
２５ａ    下部送風部
２５ｂ    上部送風部
【図１】
0003913837.tif 000002
【図２】
0003913837.tif 000003
【図３】
0003913837.tif 000004