(57)【要約】      （修正有）【課題】水と油の混合液体を燃料とした、燃焼効率の高い水油燃焼装置を提供する。【解決手段】ケーシングを有する燃焼加熱器３０を備え、ケーシングの中心線上に、前端がケーシングの中央に位置するように配置されたバーナー部分３４が設けられ、ケーシング内に、螺旋状のパイプ３６が配置され、所定の圧力以上の圧力で水油混合液体が供給されるように構成されており、パイプ３６の前端が、バーナー部分３４の後端に連通しており、バーナー部分３４が、円筒形の本体と、螺旋状のパイプに連通するように本体の中心軸線上に配置された直線状のパイプと、その先端に取り付けられたノズル４８とを有しており、バーナー部分３４の本体中央部に、送風機から空気が供給される開口があり、その前端に、第１の空気整流羽根５６が配置されており、前端と開口との間の箇所に、第２の空気整流羽根５８が配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と油を適当な割合で混合させた水油混合液体を燃焼させる燃焼装置であって、
燃焼加熱器を備え、燃焼加熱器がケーシングを有し、ケイシングの中心軸線上に、前端がケーシングの中央に位置するように配置されたバーナー部分が設けられており、ケーシング内に、その周壁に沿って、螺旋状のパイプが配置され、螺旋状のパイプに、所定の圧力以上の圧力で水油混合液体が供給されるように構成されており、
螺旋状のパイプの前端が、バーナー部分の後端に連通しており、
バーナー部分が、円筒形の本体と、螺旋状のパイプに連通するように前記本体の中心線上に配置された直線状のパイプと、直線状のパイプの先端に取り付けられたノズルを有しており、
バーナー部分の本体の中央部に、送風機から空気が供給される開口が設けられており、
バーナー部分の本体には、その前端に、前記本体の長さ方向軸線と直交する方向に延びた第１の空気整流羽根が配置されており、前記前端と前記開口との間の箇所に、本体の長さ方向軸線と直交する方向に延びた第２の空気整流羽根が配置されていることを特徴とする水油燃焼装置。
【請求項２】
前記所定の圧力が、少なくとも２０ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の水油燃焼装置。
【請求項３】
前記空気整流羽根が、ノズルの側から見て、前記直線状のパイプを中心として風車状に配置された複数の羽根部材によって構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の水油燃焼装置。
【請求項４】
前記羽根部材の数が、１２〜２４枚であることを特徴とする請求項３に記載の水油年相装置。
【請求項５】
前記水と油の混合割合が、点火時に５：５、燃焼時に５：５〜９：１であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水油燃焼装置。
【請求項６】
燃焼時の前記混合割合が、７：３であることを特徴とする請求項５に記載の水油燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は一般に、燃焼装置に関し、より詳細には、水と油を適当な割合で混合させた液体を燃焼させる燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、燃焼装置は重油等の燃料油を所定の圧力で噴霧することで燃焼させていた。
この場合、燃料油には不純物が含まれていないことが望ましく、不純物が含まれている場合は著しく燃焼効率を低下させることになる。【０００３】  最近では装置の小型化や高効率化が進み高性能の燃焼装置も数多く提供されている。【０００４】  また、水は圧力を加えることで、水の分子運動を引き起こす。この時、クラスターが分解されて最小の単分子水に近づけることができることが知られている。【０００５】  しかしながら、何れの燃焼装置も不純物を含まない燃料油の使用が前提であり、燃料に一定量以上の水が含まれていると点火しないという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１３７０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  水と油の混合液体は、時間経過とともに分離しやすく、エマルジョン化させるために、界面活性剤を使わなければならない。さらに、水と油の混合液体を燃料とした場合、燃料油だけで燃焼させる時と比較して、発熱量が大幅に低下する。【０００７】  本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、水と油を適当な比率で混合し、燃料として使用でき、界面活性剤等を一切使わず、発熱量の高い工業的に利用できる燃焼装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  高圧下の水は亜臨界水となり、水のクラスターを分解して最小の単分子水に近づき、複次的効果により重油が保有している特性をより引き出すことができる。【０００９】  また、高温により分解された水分子は水素と酸素に別れ、水素は燃料ガスとして、酸素は燃焼に必要な供給空気中の酸素を補う役目をはたす。【００１０】  すなわち、水油燃焼装置は、高温・高圧下の重油と水の混合燃料により、一般的な重油バーナーのおよそ１．３倍の発熱量を得ることが解っている。【００１１】  本願請求項１に記載の水油燃焼装置は、燃焼加熱器を備え、核燃焼加熱器が、ケーシングを有し、ケーシングの軸中心軸線上に、前端がケーシングの軸中央に位置するように配置させたバーナー部分が設けられており、ケーシング内に、その周壁に沿って、螺旋状のパイプが配置され、螺旋状のパイプに所定の圧力で水と油の混合液体が供給されるように構成されており、バーナー部分が、円筒形の本体と、螺旋状のパイプに連通するように前記本体の軸中心線上に配置されたパイプと、直線状のパイプの先端に取り付けられたノズルを有しており、バーナー部分の本体の軸中心部に送風機から空気が供給される開口が設けられており、バーナー部分の本体には、その前端に、前記本体の長さ方向軸線と直行する方向に延びた第１の空気整流羽根が配置されており、前記前端と前記開口との間の箇所に、本体の長さ方向軸線と直行する方向に延びた第２の空気整流羽根が配置されていることを特徴とするものである。【００１２】  本願請求項２に記載の水油燃焼装置は、前記請求項１の装置において、所定の圧力が少なくとも２２．４Ｍｐａ付近であることを特徴とするものである。【００１３】  本願請求項３に記載の水油燃焼装置は、前記請求項１又は２の装置において、前記空気整流羽根が、ノズルの側から見て、前記直線状のパイプを中心として風車状に配置された複数の羽根部材によって構成されていることを特徴とするものである。【００１４】  本願請求項４に記載の水油燃焼装置は、前記請求項３の装置において、前記羽部材の数が１２〜２４枚であることを特徴とするものである。【００１５】  本願請求項５に記載の水油燃焼装置は、前記請求項１〜４のいずれか１項の装置に置いて、前記水と油の混合比率が、点火時に５：５、燃焼時に５：５〜９：１であることを特徴とするものである。【００１６】  本願請求項６に記載の水油燃焼装置は、前記請求項５の装置において、燃焼時の前記混合割合が７：３であることを特徴とするものである。
【本発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  次に、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係わる水油燃焼装置の全体を示した概略図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係わる水油燃焼装置は、油を収容する油タンク１２と、水を収容する水タンク１４と、攪拌タンク１６とを備えている。
【００１８】  油タンク１２と攪拌タンク１６とは、第１のパイプ１８によって連通しており、水タンク１４と攪拌タンク１６とは、第２のパイプ２０によって連通している。第１及び第２のパイプ１８、２０の途中には、ポンプ２２、２４がそれぞれ配置されている。また、攪拌タンク１６中には、攪拌ブレード２６が配置されている。
【００１９】  水油燃焼装置１０は更に、燃焼加熱器３０を備えている。燃焼加熱器３０は、円形のケーシング３２を有している。ケーシング３２の中心軸上には、前端がケーシング３２の中央に位置するように配置されたバーナー部分３４が設けられている。
【００２０】  ケーシング３２内には、その周壁に沿って、第３のパイプ３６が螺旋状に配置されており、第３のパイプ３６の後端が、第４のパイプ３８を介して、攪拌タンク１６と連通している。第４のパイプ３８の途中にはポンプ４０が配置されている。また、第３のパイプ３６の前端は、第５のパイプ４２を介して、バーナー部分３４の後端に連通している。
【００２１】  図２は、水油燃焼装置１０の燃焼加熱器３０の周辺を示した図であり、図３は、バーナー部分３４を示した拡大図である。バーナー部分３４は、円筒形の本体４４と、第５のパイプ４２に連通するように円筒形の本体４４の中心軸線上に配置された第６のパイプ４６と、第６のパイプ４６の先端に取り付けられたノズル４８とを有している。
【００２２】  バーナー部分３４の本体４４の中央部には、開口５０が設けられており、開口５０には、第７のパイプ５２の一端が連結され、第７のパイプ５２の他端には、送風機５４が配置されている。また、第７のパイプ５２には、空気量を調整するための空気調整ダンパー５２ａが設けられている。
【００２３】  バーナー部分３４の本体４４には、その前端に、本体４４の長さ方向軸線と直交スｒｙ方向に延びた第１の空気整流羽根５６が配置されている。また、バーナー部分３４の本体４４には、前記前端と開口５０との間の箇所に、本体４４の長さ方向軸線と直交する方向に延びた第２の空気整流羽根５８が配置されている。なお、空気整流羽根を２箇所設けたのは、送風機５４からノズル４８に供給される空気に渦が発生するのを回避するためである。
【００２４】  第１の空気整流羽根５６は、図４に示されるように、ノズル４８の側から見て、第６のパイプ４６を中心として風車状に配置された複数の羽部材５６ａによって構成されている。図４では、１２枚の羽根部材５６ａが示されているが、羽根部材５６ａの数は、１２枚〜２４枚の任意の数でよい。第２の空気整流羽根５８も、第１の空気整流羽根と実質的に同一の構造を有している。
【００２５】  なお、本明細書において、「前端」とは、ノズル４８が位置する側を意味しており、「後端」とは、ノズル４８が位置する側と反対の側を意味している。
【００２６】  次に、以上のように構成された水油燃焼装置１０がどのように作動するかについて説明する。まず、油タンク１２および水タンク１４から、ポンプ２２、２４によって、第１および第２のパイプ１８、２０を介して、攪拌タンク１６に、水と油を供給し、攪拌用ブレード２６を回転させて水と油を攪拌ｓｈ、水油混合液体を作る。この際、水と油の割合は、それぞれ５０容量％程度であるのが好ましい。ついで、水油混合液体を、ポンプ４０によって、第４のパイプ３８を介して、少なくとも２０ＭＰａ以上の圧力で、燃焼加熱器３０に供給する。次いで、水油混合液体に点火する。点火は、普通の点火装置を使用してよい。次いで、送風機５４を作動させ、第７のパイプ５２を介して、バーナー部分３４に空気を供給する。ノズル４８から噴射する水油混合液体が燃焼することにより、ノズル４８の周辺は高熱になり、第３のパイプ３６を通る水油混合液体の温度が上昇する。圧力をかけた水油混合液体は亜臨界状態に達し、水は単分子化する。複次的効果により油の分子運動を活性化し、根本的に油の保有している特性を引き出すことができ、燃焼可能になる。
【実施例】
【００２７】  本発明の燃焼試験結果を表１に示す。
【表１】
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【発明の効果】
【００２８】  本発明によれば、燃焼用燃料として、油に水を混合した水油混合液体を使用するので、油の燃焼に伴って発生する窒素酸化物や硫黄酸化物の量を減少させることが出来るとともに、油の消費量を減らすことができ、燃料コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係わる水油燃焼装置の全体概略図である。
【図２】水油燃焼装置の燃焼加熱器の周辺を示した図である。
【図３】燃焼加熱器のバーナー部分を示した拡大図である。
【図４】図３の４−４から見た図である。
【符号の説明】
【００３０】１０  水油燃焼装置
３０  燃焼加熱器
３４  バーナー部分
３６  螺旋状のパイプ
４８  ノズル
５４  送風機
５６、５８  空気整流羽根
【図１】
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【図２】
2009079883.tif 000005
【図３】
2009079883.tif 000006
【図４】
2009079883.tif 000007