(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油を燃料とするボイラー用の燃焼バーナーであって、ボイラーの燃焼バーナーは、高圧燃料噴射ノズルと、噴射した燃料の燃焼室と、噴射ノズルに供給する廃油燃料の予備加熱手段とを備え、予備加熱手段は、燃焼室の周囲にコイル状の配管を設け、当該のコイル状配管に廃油燃料を通すことで燃焼熱により、当該廃油燃料の温度が２００〜４００℃の範囲になるように予備加熱するものであり、重油と廃油との供給切り替え手段を有し、重油を予備的に燃焼し、コイル状の配管部が２００℃以上になると、燃料を廃油に切り替えるものであることを特徴とする廃油を燃料とする燃焼バーナー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンオイル等の潤滑油が使用済みになった廃油を燃料として用いることができるボイラー用等の燃焼バーナー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンオイルや機械の作動油等に用いられている潤滑油は一般に粘度が高く、これまでは、使用済み後は廃油として処分されていた。
廃油を廃棄物として処分するには費用がかかるだけでなく、環境負荷物質になってしまう問題があった。
従って、廃油を燃料として用いることができれば、産業廃棄物ではなく、有価物質として大きな付加価値が生まれることになるが、廃油は先に説明したとおり、粘度が高く、発火点、引火点も高いので灯油や重油のように一般的な燃料にすることはできなかった。
【０００３】
特開２０００−４６３１３号公報に、廃油を燃焼させるための廃油燃焼装置を開示するが、廃棄物としての廃油を燃焼処理するものであり、複雑な装置となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開特開２０００−４６３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、廃油を燃料として有効活用でき、従来の重油ボイラーに簡単に組み込むことも可能な燃焼バーナー装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、廃油を燃料とするボイラー用の燃焼バーナーであって、ボイラーの燃焼バーナーは、高圧燃料噴射ノズルと、噴射した燃料の燃焼室と、噴射ノズルに供給する廃油燃料の予備加熱手段とを備えていることを特徴とする。
予備加熱手段は、燃焼室の周囲にコイル状の配管を設け、当該のコイル状配管に廃油燃料を通すことで燃焼熱により予備加熱するものであるとよい。
【０００７】
エンジンオイル等の廃油は粘度が高いために圧力をかけて燃料噴射するのがよく、ボイラーの大きさによるが少なくとも５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上の高圧がよく、理想的には１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上がよい。
また、廃油は発火点が約１８０℃以上もあり、重油が約１０℃であると比較するといかに燃えにくいかが分かる。
そこで本発明は、廃油を燃料として噴射ノズルに供給する前に予備加熱することにしたものである。
ここで廃油の発火点は約１８０℃なので、予備加熱温度は２００℃以上が好ましく、高温になり過ぎると危険であるので４００℃以下がよい。
通常は廃油の予備加熱温度を約３００℃程度にするとよい。
また、助燃ガスとして供給するエアーも燃料と混合しやすいようにエアー吐出口に空気を撹拌するためのフィンを設けてもよい。
【０００８】
廃油の予備加熱手段としては電気ヒーター等の電気エネルギーを用いてもよいことはいうまでもないが、燃焼室の炎の輻射熱を利用するのが構造的に簡単で省エネルギー化にもなる。
そこでボイラーの稼働初期に燃焼室の輻射熱が充分に発生し、コイル状の配管部が２００℃以上になるまで重油を一時的に燃料として用いるとよい。
この場合には、重油と廃油との供給切り替え手段を設けるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、発火点の高い廃油であっても燃料噴射前に予備加熱することで、非常に効率高く燃焼することが可能である。
従来は、廃油が産業廃棄物として処分されていたのと比較すると、本発明により、新たなエネルギー資源として活用でき、高温熱源としてボイラーの小型化にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る燃焼バ−ナー装置の例を以下図面に基づいて説明する。
本発明に係る燃焼バーナー装置は、熱源を必要とする装置に組み込むことで各種用途への展開が可能であるが、ボイラー用の燃焼バーナー装置に用いると効果的である。
図１に本発明に係るシステム構成例を示す。
ガソリンスタンドや修理工場等から回収した使用済みエンジンオイル等の廃油（潤滑油，作動油等）を廃油タンク４０に貯留し、ストレーナー５０にて固形異物を除去した後に高圧ポンプ２０にて約１００ｋｇｆ／ｃｍ２の高圧にて燃料配管１５を経由して燃焼バーナー１０に供給される。
なお、重油タンク３０に稼働立上げ燃料として重油を貯留しておき、電磁バルブＶ１，Ｖ２にて切り替えが可能になっている。
高圧ポンプ、燃焼ファン（エアーブロー装置）をインバーター制御により、予熱時の重油は低速回転で送り、廃油に切り替えた時に高速、高圧にする。
【００１１】
燃焼バーナー１０の拡大図を図２に示し、燃焼室１６付近の断面模式図を図３に示す。
燃焼室１６は、前方が開口した略円筒状になっていて、後方の中心部には燃料を高圧噴射する噴射ノズル１１を配設してある。
噴射ノズルの詳細構造は図示省略したが、液体燃料型ボイラーに用いられるものと同じ構造のものが用いられるが、高温に耐えられるタイプのものがよい。
本発明の特徴は、噴射ノズル１１に供給する廃油の燃料配管系にある。
燃料配管を燃焼室１６の周囲に同心円状にしたコイル状配管にし、燃焼炎の輻射熱による予備加熱部１２を設けてある。
予備加熱部は２００〜４００℃の範囲、理想的には約３００℃前後になるように断熱材１８にて覆い、ケーシング１７にて保温されている。
燃焼により４００℃を超える高温になるとリングブロー装置１４を作動し、エアー噴射配管１４ｂからエアーを吹き付け冷却制御する。
このリングブロー装置１４は、バーナー着火時に使用するパイロットバーナー用エアーとしても使用し、その場合の配管を１４ａとして示す。
また、噴射ノズル１１の後方には、エアー誘導管１３ａを有し、エアーブロー装置１３が配管接続されている。
この場合にエアーが燃料と撹拌混合するのを促進するために図４に示した放射状で羽根の先端を傾斜させた整流板１９を取り付けてある。
バーナーの燃焼を止めるときには廃油のバルブＶ１を閉じ、重油バルブＶ２を開いてコイル状配管の中味を重油にし、さらに、リターンポンプ２１を作動し、コイル配管中の重油を抜き取る。
これにより初期状態に戻る。
【００１２】
次に廃油の燃焼実験結果について説明する。
重油タンク３０の電磁バルブＶ２を開き、燃焼バーナーを稼働させ、予備加熱部が約２００℃になるようにした後に電磁バルブＶ２を閉じ、電磁バルブＶ１を開き、廃油供給に切り替えた。
実験に用いた廃油の分析結果を図５に示す。
この廃油を燃料として燃焼させ、ボイラーの煙道から燃焼ガスを引き込み、排ガスを分析した結果を図６〜図９に示す。
これにより、本発明に係る廃油を用いた燃焼バーナー装置はボイラーの熱源として充分に適用できることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る燃焼バーナー装置のシステム構成例を示す。
【図２】燃焼バーナーの外観図を示す。
【図３】燃焼室の構造例を示す。
【図４】送気のための整流板の構造例を示す。
【図５】廃油の分析結果を示す。
【図６】廃ガスの測定結果を示す。
【図７】分析の試算式を示す。
【図８】分析の試算式を示す。
【図９】分析の試算式を示す。
【符号の説明】
【００１４】
１０      燃焼バーナー
１１      ノズル
１２      予備加熱部
１３      エアーブロー装置
１４      リングブロー装置
１５      燃料配管
１６      燃焼室
１７      ケーシング
１８      断熱材
２０      高圧ポンプ
２１      リターンポンプ
３０      重油タンク
４０      廃油タンク
５０      ストレーナー
【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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