JPH01147204A - 液体燃料加湿燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体燃料を加湿して燃焼させる燃焼装置に係る
もので、詳しくは液化燃料を使用する暖房機の気化器と
燃焼用空気送風機との間に超音波加湿器を設置して燃焼
効率を向上させ、排気ガスに包含された有害成分を除去
し得るようにした液体燃料加湿燃焼装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

一般に液体燃料の水添加混合燃焼装置は、第４図に示し
たように液体燃料と水とをエマルジョン状態に混合して
燃焼きせる装置（以下、エマルジョン混合燃焼装置と称
す）と、第５図に示したように液体燃料と水とを機械的
に噴射して混合燃焼させる装置（以下、機械的噴射混合
燃焼装置と称す）、並びに第６図に示したように、液体
燃料と水とを機械的に蒸発噴射して混合燃焼させる装置
（以下、機械的蒸発噴射混合燃焼装置と称す）とが用い
られている。

しかし、このような従来の液体燃料の水添加混合燃焼装
置は次のような欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕 すなわち、従来のエマルジョン混合燃焼装置は主に大型
のボイラーのような産業機械用に適応されていて、第４
図に示したように液体燃料と水とを各々燃料タンク（１
）と水タンク（２）から混合器（３）に供給してエマル
ジョン状態に混合し、そのエマルジョン状態の混合燃料
（Ｍ）を空気（Ａ）と混合してバーナー（４）で燃焼さ
せるようになっているため、それらの装置を設置するに
はかなりの空間を必要とすると共に製作及び施設費が高
価になる欠点があった。且つ、液体燃料と水との強い還
元性によりエマルジョン状態が長く維持されず、よって
不完全燃焼になりやすく煤煙が発生する欠点があった。

又、従来の機械的噴射混合燃焼装置は第５図に示したよ
うに、燃料タンク（１）と水タンク　（２）から液体燃
料と水とを各々ポンプ（５）（６）により噴射し、その
噴射された燃料（Ｆ）と噴射水（Ｗ）とを空気（Ａ）と
共に混合してバーナー（４）で燃焼させるようになって
いるため、噴射による騒音がはげしく、且つ、噴射され
た燃料（Ｆ）と噴射水（Ｗ）との粒子が大きいために完
全燃焼がされない欠点があった。

更に、従来の機械的蒸発噴射混合燃焼装置は第６図に示
したように、燃料タンク（１）と水タンク（２）から蒸
発器（７）（８）により各々蒸発されて各ポンプ（９）
　（１０）により噴射され、空気（Ａ）と混合されてバ
ーナー（４）に送られて燃焼されるようになっているが
、それら燃料と水とを蒸発させるための装置が腐蝕して
破損され易く、よって耐久性が低下し、且つ、蒸発され
ろ水粒子が大きい（２０〜５０廂程度）ため燃焼効率が
減少して不完全燃焼になり易く、熱量変化による水の供
給量調節がむづかしい欠点があった。

このような欠点を解決するため、本発明者達は研究を重
ねた結果次のような液体燃料加湿燃焼装置を提供しよう
とするのである。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明によれば、バーナーが上部に設置され
る気化器と空気を加圧流動させる送風機とを１次空気供
給管に連結し、燃料タンクから供給される液体燃料を前
記気化器に安定に供給する静油面器に前記１次空気供給
管から分岐された加圧管を連結し、前記静油面器から延
設したオリフィスを前記１次空気供給管を通して前記気
化器に連結し、該気化器と前記送風機との間に振動子を
有する超音波加湿器を設置して該超音波加湿器で霧散さ
れる微細な水粒子が空気と共にその気化器に供給されて
燃焼し得るように構成することにより、燃焼効率を増大
すると共に燃料の節約を図り、排気ガス中の有害成分（
窒素酸化物、硫酸化物、−酸化炭素及び煤）の発生を抑
制し、悪臭を顕著に減少させて快適な暖房を図り得るよ
うにしたのである。

〔実施例〕

以下、本発明による実施例を図面を用いて詳細に説明す
るが、本発明は特許請求の範囲をはずれない限り本実施
例に限定されるものでないことは勿論である。

第１実施例 第１図及び第２図に示したように、バーナー（１）が上
部位に着設された気化器（２）と、空気を加圧して送風
する送風機（３）と、内部に燃料の油面が通常一定に維
持されるように設けられた静油面器（４）とをそれぞれ
具備した液体燃料燃焼装置に於いて、 前記送風器（３）の空気は１次空気供給管（６）を通り
、前記気化器（２）の周囲に形成された冷却筒（７）を
通って前記気化器（２）に導入され、前記１次空気供給
管（６）から一方側に分岐された加圧管（８）を通って
前記静油面器（４）に導入されると共に、他方側に分岐
された連結管（９）を通って超音波加湿器（５）に導入
されるようになっている。

前記静油面器（４）には燃料タンク（２０）から燃料を
供給するための燃料供給管（１ｏ）が連結され、その静
油面器（４）の内部には燃料供給電子ポンプ（１１）が
設置され、その静油面器（４）から延設したオリフィス
（１２）が前記１次空気供給管（６）を通って前記気化
器（２）の内部に露出されている。

前記超音波加湿器（５）には振動子（１３）が設けられ
、該振動子（１３）の振動により霧散された　−微細な
水粒子と空気とが混合されて移動する２次空気供給管（
１４）がその超音波加湿器（５）から前記冷却筒（７）
に連結されている。又、前記気化器（２）の周囲には予
熱ヒーター（１７）が設置され、その気化器（２）の底
部位にはサーミスタ（１８）が設置され、前記バーナー
（１）の上部位には静油板（１９）が固設されることに
より、本実施例による液体燃料加湿燃焼装置並びに周辺
の暖房機構が構成されている。

図中、未説明符号１４′は前記２次空気供給管（１４）
下端部位と前記超音波加湿器（５）の振動子（１３）側
上部位とに連結される水粒子筒を示し、１５は加圧管（
８）に設置されたソレノイド弁を示し、１６は気化器（
２）に供給される空気量を調節する空気調節器である。

このように構成された液体燃料加湿燃焼装置は点火ボタ
ン（図示されていない）を押すと、電気予熱ヒータ（１
７）により前記気化器（２）の温度が２３０〜２４０℃
程度に予熱され、この温度がサーミスタ（１８）により
検知されて一定温度に維持され、予熱が完了すると送風
機（３）及び燃料供給電子ポンプ（１１）が作動するが
この過程をプレパージと称す。このプレパージ過程を約
１０〜２０秒間行った後、ソレノイド弁（１５）と通常
の点火変圧器並びに対流用送風器モーター（図示されて
いない）等が通電されて作動するようになる。

すなわち、電子ポンプ（１１）により燃料タンク（２０
）から燃料供給管（１０）を通って静油面器（４）に供
給された液体燃料はその静油面器（４）で通常一定な油
面に維持され、前記送風機（３）から流入された空気は
加圧管（８）を通って前記静油面器（４）に供給され、
該静油面器（４）内の燃料は加圧されて供給された空気
圧によりオリフィス（１２）を通って気化器（２）に送
油される。

且つ、送風器（３）から送風される空気の一部は空気調
節器（１６）で調節されて１次空気供給管（６）を通っ
て気化器（２）に供給され、オリフィス（１２）の一方
端部のノズル（１２’）で燃料粒子を微粒子に粉砕して
噴射させる。このように供給される燃料は気化器（２）
の予熱温度約２３０〜２４０℃により瞬間的に気化され
て静油板（１９）を通過し、バーナー（１）に供給され
て前記１次空気供給管（６）から圧送される空気と混合
して点火放電により燃焼される。

又、前記送風機（３）から超音波加湿器（５）に供給さ
れる空気は２次空気供給管（１４）の下端部の水粒子筒
（１４’　）を通過しながら振動子（１３）により霧化
された１０−以下の微細な水粒子と混合され、その２次
空気供給管（１４）を通って前記気化器の冷却筒（７）
に供給されて前記気化器（２）の過熱を防止し、バーナ
ー（１）の燃焼を活性化させると共に排気ガス中の有害
成分を抑制させる。且つ、前記振動子（１３）を具備し
た加湿器（５）は水位調節弁ｉ図示されていない）によ
り通常一定の水面が維持され、加湿量は燃焼装置の発熱
量及び燃料供給量により調節される。

前述の燃焼過程に於いて、超音波加湿器（５）で霧散し
て空気と混合され、２次空気供給管（１４）を通ってバ
ーナー（１）に供給される微細な水粒子は次の（１）・
（２）・（３）式のような反応で分解される。

Ｈ２０＋Ｈ−→　Ｉ（２＋（ｉｌ＋　　　−−−−−−
−一一−−−−−甲−（１）ｕｚｏ＋ｏ　　→　ＯＨ＋
　０１１　　−−−−−−−−−−−−−−輪−（２）
■２　＋０　→　□Ｈ＋　Ｈ−−−−−−−−−−−−
−−−（３）そして、ＯＨ基の生成を増加させて該ＯＨ
基が燃焼の際発生する排気ガスＣＯと次式（４）のよう
に反応して Ｃｏ　十ＯＲ−丑　ＣＯ□＋Ｉ＋　　　−−−−−−−
−−−−甲−−（４）ＣＯの発生を抑制させる。且つ、
重合反応（ｐｏｌｙｍｅ−ｒｉｚａｔｉｏｎ）により炭
素の生成を抑制して煤及び臭いを顕著に減少させ、水粒
子の微細爆発に依る燃焼の活性化により完全燃焼を促進
し、硫酸化物（ＳＯＸ）及びその地下完全燃焼により発
生する汚染物質を減少させる。このように作用される加
湿水添加量は７〜１０％で最も好ましくは８％である。

以上説明したように本実施例による液体燃料燃坑装置は
、１次及び２次空気供給管を通って供給される空気と超
音波加湿器により供給される微細な水粒子との混合流入
により燃焼効率が向上して完全燃焼が行われ、排気ガス
中の有害成分（窒素酸化物、硫酸化物、−酸化炭素及び
煤）の発生を抑制し、悪臭を減少させて快適な環境を造
成することができる。

第２実施例 第３図は本発明による第２実施例の液体燃料加湿燃焼装
置を示す系統図で、図面に示したように、送風機（３）
から送風される空気の一部が空気調節器（１６）により
調節されて１次空気供給管（６）を通って超音波加湿器
（５）に供給され、振動子（１３）により霧散された１
０廂以下の微細な水粒子と混合されてその１次空気供給
管（６）の噴射側（６′）を通って気化器（２）に噴射
され、ノズル（１２”）から噴射される液体燃料を微粒
子に粉砕させて霧化させるようになっている。その霧化
された燃料は前記気化器（２）の温度（約２３０〜２４
０℃）により瞬間的に気化されると同時に、空気と共に
供給された微細な水粒子により爆発されて静油板（１９
）を通ってバーナー（１）に供給され、点火放電により
点火燃焼される。一方、送風器（３）から送風される空
気の一部は２次空気供給管（１４）を通って冷却筒（７
）に供給されて気化器（２）の過熱を防止すると共に燃
焼に必要な２次空気を供給するようになっている。

すなわち、１次空気供給管（６）の中間部位に超音波加
湿器（５）を連結し、気化器（２）の冷却筒（７）に連
結される２次空気供給管（１４）を前記１次空気供給管
（６）に直接連結し、前記超音波加湿器（５）で霧散さ
れた水粒子がオリフィス（１２）に供給される液体燃料
と混合されて前記気化器（２）に供給されるように構成
されている。

よって、前記超音波加湿器（５）で霧散された水粒子が
液体燃料と共に気化器（２）に直接供給されることによ
り燃焼効率が一層向上されて排気ガス中の有害成分が減
少される。

それで、前記超音波加湿器（５）で霧散され、前記送風
機（３）から１次空気供給管（６）に供給される空気と
混合して前記気化器（２）に供給されろ水粒子は前記気
化器（２）内で前述の（１）〜（４）式と同様な反応に
よりＣＯの発生を抑制し、重合反応により炭素の生成を
抑制して煤゛と臭いを顕著に減少させる。又、水粒子の
微細爆発により燃焼が活性化されて完全燃焼を促進し、
硫酸化物（ＳＯＸ）及び窒素酸化物（ＮＯＸ）等の汚染
物質の発生を顕著に減少させる。

更に、燃料と共に微細な水粒子を１次空気に混合噴射し
、気化させて燃焼させることにより燃料の液滴中に水の
液滴が包含され、その水の液滴が加熱されて爆発しなが
ら燃料の液滴を微細に爆発させるようになり、微粒子に
なった燃料は空気との接触面積が増大されて燃焼効率は
一層向上される。

本実施例による加湿水添加量は１０〜３０％が好ましく
、２０％が最好適である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、燃焼用空気送風
機と、燃焼用バーナーとの間に超音波加湿器を設置し、
該超音波加湿器で霧散された微細な水粒子と前記空気送
風機の空気とを混合させてノズルから気化器内に供給し
、気化器内で霧化した燃料の液滴と微細な水粒子が爆発
燃焼されるようになっているため、燃焼効率の向上並び
に有害成分（窒素酸化物、硫酸化物、−酸化炭素及び煤
）の発生を抑制する効果がある。又、燃焼効率の向上と
完全燃焼により燃料費の節約をはかると共に、有害成分
の減少による悪臭を防止して快適な暖房を行い得る効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１実施例の液体燃料加湿燃焼装
置の系統図、第２図は、第１図の要部の気化器部の拡大
断面図、第３図は本発明による第２実施例の液体燃料加
湿燃焼装置を示す系統図、第４図乃至第６図は従来液体
燃料の水添加混合燃焼装置を示した図面で、第４図は液
体燃料と水とをエマルジョン状態に混合して燃焼させる
装置の系統図、第５図は液体燃料と水とを機械的に噴射
して混合燃焼させる装置の系統図、第６図は液体燃料と
水とを機械的に蒸発噴射して混合燃焼させる装置の系統
図を示し、 図中、 １：バーナー　　　　　２：気化器 ゛　３：送風機　　　　　　４：静油面器５：超音波加
湿器　　　６：１次空気供給管７：冷却筒　　　　　　
８：加圧管 ９：連結管　　　　　　１２ニオリフイス１３：振動子
　　　　　１４：２次空気供給管２０：燃料供給タンク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バーナー（１）を上部に設置した気化器（２）が１
   次空気供給管（６）により送風機（３）に連結され、燃
   料供給タンク（２０）から供給される液体燃料を前記気
   化器（２）に安定に供給するための静油面器（４）を設
   置し、該静油面器（４）には前記１次空気供給管（６）
   から分岐された加圧管（８）が連結され、その静油面器
   （４）から延設されたオリフィス（１２）が前記１次空
   気供給管（６）の中心を通って前記気化器（２）に連結
   された燃料燃焼装置であって、 前記気化器（２）と前記送風機（３）との間に振動子（
   １３）を有する超音波加湿器（５）を設置して、該超音
   波加湿器（５）から霧散された微細な水粒子を前記気化
   器（２）に空気と共に供給して燃焼させるように構成す
   ることを特徴とする液体燃料加湿燃焼装置。 ２、前記１次空気供給管（６）から連結管（９）を分岐
   して該連結管（９）を前記超音波加湿器（５）に連結し
   、前記気化器（２）の周囲に冷却筒（７）を設置して該
   冷却筒（７）と前記超音波加湿器（５）との間に２次空
   気供給管（１４）を連結することにより霧化した微細な
   水粒子と混合された空気をその気化器（２）に供給し得
   るようにして成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の液体燃料加湿燃焼装置。 ３、前記１次空気供給管（６）の中間部位に前記超音波
   加湿器（５）を設置し、その１次空気供給管（６）から
   前記２次空気供給管（１４）を分岐させて該２次空気供
   給管（１４）を前記気化器（２）に直接連結して成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体燃料加
   湿燃焼装置。