JPH0473042B2 - - Google Patents
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- JPH0473042B2 JPH0473042B2 JP63244699A JP24469988A JPH0473042B2 JP H0473042 B2 JPH0473042 B2 JP H0473042B2 JP 63244699 A JP63244699 A JP 63244699A JP 24469988 A JP24469988 A JP 24469988A JP H0473042 B2 JPH0473042 B2 JP H0473042B2
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- JP
- Japan
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- water
- liquid fuel
- combustion
- atomized
- fuel
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/34—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by ultrasonic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/18—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour the gaseous medium being water vapour generated at the nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2202/00—Liquid fuel burners
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は液体燃料水添加燃焼装置に関するもの
で、特に暖房装置の燃料として供給する時完全燃
焼を期することができ燃焼の過程に加湿効果をあ
らわすように構成する液体燃料水添加超音波燃焼
装置に関するものである。
で、特に暖房装置の燃料として供給する時完全燃
焼を期することができ燃焼の過程に加湿効果をあ
らわすように構成する液体燃料水添加超音波燃焼
装置に関するものである。
発明の手段とその作用
液体燃料に水を添加した時には物理的な効果と
化学的な効果が生ずる。まず物理的効果において
は、超音波霧化装置から微細な油滴と水滴を気化
器に噴射させて燃焼させると燃焼初期に水滴が加
熱されて急膨張しその効果で油滴が爆発して燃料
の微粒化が促進される。
化学的な効果が生ずる。まず物理的効果において
は、超音波霧化装置から微細な油滴と水滴を気化
器に噴射させて燃焼させると燃焼初期に水滴が加
熱されて急膨張しその効果で油滴が爆発して燃料
の微粒化が促進される。
このような現象を微細爆発(Micro
Explosion)または二次微粒化という。この時微
粒化された燃料の空気との接触面積が拡大される
ために燃焼性が良くなる。
Explosion)または二次微粒化という。この時微
粒化された燃料の空気との接触面積が拡大される
ために燃焼性が良くなる。
このため一酸化炭素(CO)と媒燃粒子の生成
量が減少してエネルギー効率が改善される。
量が減少してエネルギー効率が改善される。
次に化学的効果においては炭化水素系燃料の一
酸化炭素生成原理 CoHn+n/2Q2→nCOm/2H2と 窒素酸化物(NOX)と未燃炭素物質(Soot)の
生成抑制、即ちH2O+C(燃料)→H2+CO−
28.1Kcalの反応を示す。
酸化炭素生成原理 CoHn+n/2Q2→nCOm/2H2と 窒素酸化物(NOX)と未燃炭素物質(Soot)の
生成抑制、即ちH2O+C(燃料)→H2+CO−
28.1Kcalの反応を示す。
特にこの反応は吸熱反応であるから燃焼の初期
に局部的に温度が上昇して窒素酸化物(NOX)
が生成されるのを抑制し同時にCOが未燃炭素物
質と反応してこの発生を抑制する。
に局部的に温度が上昇して窒素酸化物(NOX)
が生成されるのを抑制し同時にCOが未燃炭素物
質と反応してこの発生を抑制する。
そして燃焼の時水は
H2O+H+→H2+OH-(吸熱)
H2O+H++→OH-+OH-(吸熱) ……(a)
H2+O++→H++OH-(吸熱)
として変換して
一酸化炭素から二酸化炭素(CO2)にの変換さ
れる時 CO+OH-→CO+H+(発熱) ……(b) CO+O2→CO2+O++(発熱) ……(c) の過程で変換される。
れる時 CO+OH-→CO+H+(発熱) ……(b) CO+O2→CO2+O++(発熱) ……(c) の過程で変換される。
この時(b)の変換の場合が、大部分で(c)の変換は
大変遅く無視できる程度である。
大変遅く無視できる程度である。
上記の変換過程(a)反応によつて生成された水酸
基(OH)が(b)の反応を促進させて一酸化炭素の
量を抑制する効果がある。
基(OH)が(b)の反応を促進させて一酸化炭素の
量を抑制する効果がある。
また上記(a)反応によつて生成された水酸基は媒
燃粒子の生成をまだ抑制しながら縮合重合反応
(Poly merization)と炭素核の生成を抑制して
媒燃粒子の生成量を減少させる。
燃粒子の生成をまだ抑制しながら縮合重合反応
(Poly merization)と炭素核の生成を抑制して
媒燃粒子の生成量を減少させる。
そして一酸化炭素(CO)が二酸化炭素(CO2)
に変換される過程で生成される熱は水(H2O)
が分解される過程で必要とする熱よりも大きいの
で火焔の温度は通常の燃料だけを単独に燃焼させ
る時の火焔温度よりたかくなるという効果があ
り、また霧化された水と燃料が一次空気と混合し
て気化器に供給される時(一次空気+水滴)ノズ
ルと(二次空気+油滴)ノズルから噴射させて衝
突旋回するので油滴と水滴及び空気との混合効果
を増大させるので燃焼の安定化と完全燃焼を得る
ことが出来るのでエネルギーが節減されるという
効果がある。
に変換される過程で生成される熱は水(H2O)
が分解される過程で必要とする熱よりも大きいの
で火焔の温度は通常の燃料だけを単独に燃焼させ
る時の火焔温度よりたかくなるという効果があ
り、また霧化された水と燃料が一次空気と混合し
て気化器に供給される時(一次空気+水滴)ノズ
ルと(二次空気+油滴)ノズルから噴射させて衝
突旋回するので油滴と水滴及び空気との混合効果
を増大させるので燃焼の安定化と完全燃焼を得る
ことが出来るのでエネルギーが節減されるという
効果がある。
発明の実施例
上記の効果を得るにもつとも適当な構成を第1
図によつて説明するとつぎのようになる。
図によつて説明するとつぎのようになる。
温度の上昇のための電気予熱ヒーター2が捲か
れる撹拌室1の上部に燃焼作用をするバーナー4
と整油板5を設置して下端には予熱温度を関知し
て一定温度範囲を維持するようにするサーミスタ
9を設置し、両側面には各々の超音波霧化発生部
21,22用のノズル8,10を設置する。
れる撹拌室1の上部に燃焼作用をするバーナー4
と整油板5を設置して下端には予熱温度を関知し
て一定温度範囲を維持するようにするサーミスタ
9を設置し、両側面には各々の超音波霧化発生部
21,22用のノズル8,10を設置する。
そして気化器筒1のまわりには点火プラグ3が
取付された冷却筒6を設置して側面には二次空気
供給連結具14を固定するための引込口7を設置
する。
取付された冷却筒6を設置して側面には二次空気
供給連結具14を固定するための引込口7を設置
する。
または上記の超音波霧化発生部21,22は
各々水と液体燃料用として、一定の容量をもちカ
ートリツジ式の供給タンク11,12が着脱され
ることができる構造になつており、これらの超音
波霧化発生部の集水室の底には超音波振動子2
0,23を設置するための柱状の保護筒19,2
4を形成してその内部に超音波波振動子20,2
3を設置して水と液体燃料が保護筒19,24の
下端に設けられた穴凹部にある超音波振動子2
0,23により水と液体燃料は霧化状態にされ
る。
各々水と液体燃料用として、一定の容量をもちカ
ートリツジ式の供給タンク11,12が着脱され
ることができる構造になつており、これらの超音
波霧化発生部の集水室の底には超音波振動子2
0,23を設置するための柱状の保護筒19,2
4を形成してその内部に超音波波振動子20,2
3を設置して水と液体燃料が保護筒19,24の
下端に設けられた穴凹部にある超音波振動子2
0,23により水と液体燃料は霧化状態にされ
る。
さらに超音波霧化発生部の集水室のカラムには
カートリツジ式水タンク7と液体燃料供給タンク
12が安着される時タンクの流出バルブにつきあ
たつて流出口を開ける突出部21aを形成して安
着されるに容易なゴムパツキング16を集水室の
上側に設置する。また、ゴムパツキング16の上
にタンクが安着された時集水室に外部の空気が流
通することができるよう空気通路をゴムパツキン
グと安着部に形成する構造とする。
カートリツジ式水タンク7と液体燃料供給タンク
12が安着される時タンクの流出バルブにつきあ
たつて流出口を開ける突出部21aを形成して安
着されるに容易なゴムパツキング16を集水室の
上側に設置する。また、ゴムパツキング16の上
にタンクが安着された時集水室に外部の空気が流
通することができるよう空気通路をゴムパツキン
グと安着部に形成する構造とする。
このような超音波霧化発生部21,22の側面
および上部に一次空気供給管30,32と水滴及
び油滴供給管13,15をホースバンドなどで連
結する。ここで一次空気供給管30,32は空気
供給調節ねじ17,17″が設置された分枝管1
8の左右側の引込口30′,32′に連結し、水滴
及び油滴供給管13,15は上述した噴射ノズル
8,10にホースバンドで連結して固定する。そ
して分岐管18の吸込口14′には冷却管6の冷
却及び二次空気引込口7に連結された二次空気供
給連結具14を連結し、下引込口には送風機26
の送風管26′を連結する。なお分枝管の上側の
引込口には空気供給調節ねじ17′を設置してい
る。
および上部に一次空気供給管30,32と水滴及
び油滴供給管13,15をホースバンドなどで連
結する。ここで一次空気供給管30,32は空気
供給調節ねじ17,17″が設置された分枝管1
8の左右側の引込口30′,32′に連結し、水滴
及び油滴供給管13,15は上述した噴射ノズル
8,10にホースバンドで連結して固定する。そ
して分岐管18の吸込口14′には冷却管6の冷
却及び二次空気引込口7に連結された二次空気供
給連結具14を連結し、下引込口には送風機26
の送風管26′を連結する。なお分枝管の上側の
引込口には空気供給調節ねじ17′を設置してい
る。
またはカートリツジ式水供給タンク11と油供
給タンク12には圧縮バネによつて通常はタンク
の流出穴を塞き霧化発生部21,22の突出口2
1a,22aによつて押上で流出口がひらく流出
バルブ11a,12aを設置している。
給タンク12には圧縮バネによつて通常はタンク
の流出穴を塞き霧化発生部21,22の突出口2
1a,22aによつて押上で流出口がひらく流出
バルブ11a,12aを設置している。
上記の構成により成る本発明の装置に電源を印
加して図示しない動作スイツチをオンさせると電
気予熱ヒーター2により気化器筒1が予熱され
230〜240℃程度の温度まで上昇し予熱完了するこ
との温度を予熱検知サーミスタ9が感知して以後
一定温度が維持される。
加して図示しない動作スイツチをオンさせると電
気予熱ヒーター2により気化器筒1が予熱され
230〜240℃程度の温度まで上昇し予熱完了するこ
との温度を予熱検知サーミスタ9が感知して以後
一定温度が維持される。
予熱完了御燃焼用送風機26が作動される(通
常この過程をプレパージという)。上記のプレパ
ージ(Prepurge)過程を約10−20秒間とつたあ
と水用超音波霧化発生部21と液体燃料(Oil)
用超音波霧化発生部22及び図示されない通常の
点火変圧器などに通電がされて作動を開始して高
知の点火プラグ放電によつて燃料に着火をさせて
燃焼が進行する。
常この過程をプレパージという)。上記のプレパ
ージ(Prepurge)過程を約10−20秒間とつたあ
と水用超音波霧化発生部21と液体燃料(Oil)
用超音波霧化発生部22及び図示されない通常の
点火変圧器などに通電がされて作動を開始して高
知の点火プラグ放電によつて燃料に着火をさせて
燃焼が進行する。
上記の着火工程で燃焼用送風器26によつて吸
入される外部の空気はフイルタ27に濾過させて
送風管を通じて分岐管18から一部は一次供給管
32を通じて液体燃料超音波霧化発生部22に供
給されてまた他の一部は一次供給管30を通じて
水用超音波霧化発生部21に供給される。
入される外部の空気はフイルタ27に濾過させて
送風管を通じて分岐管18から一部は一次供給管
32を通じて液体燃料超音波霧化発生部22に供
給されてまた他の一部は一次供給管30を通じて
水用超音波霧化発生部21に供給される。
ここに振動子20,23によつて霧化された水
滴+一次空気または油滴+一次空気は供給管1
3,15を通じて噴射ノズル8,10から予熱さ
れている撹拌室1に噴射される。
滴+一次空気または油滴+一次空気は供給管1
3,15を通じて噴射ノズル8,10から予熱さ
れている撹拌室1に噴射される。
燃焼用送風器26によつて一次空気を各々の霧
化発生部21,22に供給しながら一部の空気は
二次空気供給連結具14と引込具7を通じて冷却
筒6に供給される。供給された空気は気化器筒1
を冷却させながら上に上がつてバーナ4の部位に
燃焼反応を促進させて排気ガスとしてぬけだす。
化発生部21,22に供給しながら一部の空気は
二次空気供給連結具14と引込具7を通じて冷却
筒6に供給される。供給された空気は気化器筒1
を冷却させながら上に上がつてバーナ4の部位に
燃焼反応を促進させて排気ガスとしてぬけだす。
上記の過程で気化器筒1に噴射される水滴+一
次空気と油滴+一次空気は第2図Aのように噴射
ノズル8,10の設置角(Q1)(Q2)の設置角即
ち20°〜60°(2つの噴射ノズルの間の角として180°
より小さい40°〜120°)の範囲で供給される時設
置かたむきの角(Q3)(Q4)0〜15°のぐらいで
噴射されてまた水滴+一次空気は油滴+一次空気
にh1=h2ないしh1=h2×1.1〜1.2ぐらいのたかさ
の条件で供給されて水滴+一次空気と油滴+一次
空気とはそれぞれ撹拌室内を反対方向に旋回し衝
突することによつて完全な混合体になる。
次空気と油滴+一次空気は第2図Aのように噴射
ノズル8,10の設置角(Q1)(Q2)の設置角即
ち20°〜60°(2つの噴射ノズルの間の角として180°
より小さい40°〜120°)の範囲で供給される時設
置かたむきの角(Q3)(Q4)0〜15°のぐらいで
噴射されてまた水滴+一次空気は油滴+一次空気
にh1=h2ないしh1=h2×1.1〜1.2ぐらいのたかさ
の条件で供給されて水滴+一次空気と油滴+一次
空気とはそれぞれ撹拌室内を反対方向に旋回し衝
突することによつて完全な混合体になる。
上記の噴射過程で水滴+一次空気が二次空気よ
りひくく位置するのは気化しにくい少量の油滴が
落下するのを気化しやすい水滴が押上げるように
して油滴の落下量を減少させるためのである。
りひくく位置するのは気化しにくい少量の油滴が
落下するのを気化しやすい水滴が押上げるように
して油滴の落下量を減少させるためのである。
こうして形成された油滴+水滴+一次空気(燃
焼空気)の混合体は瞬間滴に気化されながら前述
した物理滴効果(微細爆発)をおこさせながら整
油板5を通じてバーナー4において燃焼される。
焼空気)の混合体は瞬間滴に気化されながら前述
した物理滴効果(微細爆発)をおこさせながら整
油板5を通じてバーナー4において燃焼される。
この時前述した水の化学的効果があらわれ初期
にはいくらかの物理的な効果も伴なう。
にはいくらかの物理的な効果も伴なう。
このような燃焼装置で分枝管18は第3図のよ
うに木の枝の形状で構成されていて使用する。燃
焼機器の燃料別用途に互換性をもたせるように仮
固定された各連結具14,30,32にあう一次
及び二次空気供給調節ねじ17,17′,17″を
ねじ式で設置して各燃焼機器の状態に適当なまた
はその燃焼特製にあるように空気供給量を調節す
る。
うに木の枝の形状で構成されていて使用する。燃
焼機器の燃料別用途に互換性をもたせるように仮
固定された各連結具14,30,32にあう一次
及び二次空気供給調節ねじ17,17′,17″を
ねじ式で設置して各燃焼機器の状態に適当なまた
はその燃焼特製にあるように空気供給量を調節す
る。
燃焼装置の使用途中には使用中に変動する発熱
量について全体の風量調節は回転数センサー33
を利用してモーター自体の回転数を変化させて制
御する。
量について全体の風量調節は回転数センサー33
を利用してモーター自体の回転数を変化させて制
御する。
発明の効果
このような燃焼過程による本発明の作用効果
は、振動子を利用する超音波霧化装置から発生さ
れる油滴と水滴はともに10μm以下の超微粒子で
あり、水添加量は水/液体燃料体積比が0.1〜0.4
ぐらいの関係で物理的化学的効果によつて排気ガ
スの中の窒素酸化物(NOX)、未燃炭素物質
(Soot)、一酸化炭素などが減少するので快適な
環境が形成される。
は、振動子を利用する超音波霧化装置から発生さ
れる油滴と水滴はともに10μm以下の超微粒子で
あり、水添加量は水/液体燃料体積比が0.1〜0.4
ぐらいの関係で物理的化学的効果によつて排気ガ
スの中の窒素酸化物(NOX)、未燃炭素物質
(Soot)、一酸化炭素などが減少するので快適な
環境が形成される。
そして水の添加による物理的効果及び化学的効
果によつて燃焼有効率が増大されエネルギーも節
減される。
果によつて燃焼有効率が増大されエネルギーも節
減される。
また気化器で水滴+一次空気(燃焼用空気)と
油的+一次空気(燃焼用空気)を衝突、旋回、噴
射させるので混合効果を増大させる。
油的+一次空気(燃焼用空気)を衝突、旋回、噴
射させるので混合効果を増大させる。
したがつて水添加効果をもつとも極大化するこ
とができ燃焼の安定化も図られ安全燃焼できると
いう効果がある。
とができ燃焼の安定化も図られ安全燃焼できると
いう効果がある。
また燃焼過程に水を添加するために水分による
加湿効果が増大されて別途の加湿装置を必要とし
ないという効果も期待することができる。
加湿効果が増大されて別途の加湿装置を必要とし
ないという効果も期待することができる。
以上のように本発明は液体燃料と水を超音波に
より霧化させてこれらが予熱された気化器筒で混
合されるように構成するので発熱効果が増大され
ながら完全な燃焼を得るのみならず同時に加湿効
果を発生する簡単な構造の装置であるから使用と
取扱が便利なるのみならず製作が容易でありエネ
ルギーを節減することができるという利点があ
る。
より霧化させてこれらが予熱された気化器筒で混
合されるように構成するので発熱効果が増大され
ながら完全な燃焼を得るのみならず同時に加湿効
果を発生する簡単な構造の装置であるから使用と
取扱が便利なるのみならず製作が容易でありエネ
ルギーを節減することができるという利点があ
る。
第1図は本発明に対する超音波燃焼装置の構成
図、第2図Aは本発明の中の撹拌室の平断面図、
BおよびCは本発の中の気化器の縦断面図、第3
図は本発明の中の分枝管に対する詳細図。 〔主要部分の符号の説明〕、1……気化器筒、
3……点火プラグ、6……冷却筒、8,10……
噴射ノズル、9……サーミスタ、14……二次空
気供給連結具、18……分枝管、21……水用超
音波霧化発生部、22……液体燃料用超音波霧化
発生部、26……燃焼用送風機。
図、第2図Aは本発明の中の撹拌室の平断面図、
BおよびCは本発の中の気化器の縦断面図、第3
図は本発明の中の分枝管に対する詳細図。 〔主要部分の符号の説明〕、1……気化器筒、
3……点火プラグ、6……冷却筒、8,10……
噴射ノズル、9……サーミスタ、14……二次空
気供給連結具、18……分枝管、21……水用超
音波霧化発生部、22……液体燃料用超音波霧化
発生部、26……燃焼用送風機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 液体燃料用霧化発生手段22、水用霧化発生
手段21及び該霧化発生手段からの霧化された燃
料と霧化された水の混合体を燃焼させるバーナ4
とからなる液体燃料水添加燃焼装置において、 該霧化発生手段からの霧化された燃料と霧化さ
れた水とを混合し、該混合体を該バーナに供給し
ている撹拌室1を含み、 該撹拌室の1つの断面上において該撹拌室の側
壁に霧化された燃料を該撹拌室に噴射する第1の
ノズルと該霧化された水を該撹拌室に噴射する第
2のノズルとが備えられており、該第1と第2の
ノズルの間の該断面上における角は180°より小さ
くすることによつて該第1と第2のノズルから噴
射された霧化された燃料と水とがそれぞれ反対方
向に該撹拌室の断面において旋回し衝突すること
により混合されることを特徴とする液体燃料水添
加燃焼装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載の装置におい
て、該撹拌室は略円筒状であり、該第1と第2の
ノズルは略同一の高さの該撹拌室の円筒側面に設
置されている液体燃料水添加燃焼装置。 3 特許請求の範囲第1項に記載の装置におい
て、該2つのノズル間の角は40°〜120°の範囲で
ある液体燃料水添加燃焼装置。 4 特許請求の範囲第1項に記載の装置におい
て、該霧化発生手段は超音波霧化発生装置である
液体燃料水添加燃焼装置。 5 特許請求の範囲第1項に記載の装置におい
て、該撹拌室内を予熱する手段を含む液体燃料水
添加燃焼装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1987/10872 | 1987-09-30 | ||
| KR1019870010872A KR900003476B1 (ko) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 액체 연료수(水) 첨가 초음파 연소 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291006A JPH01291006A (ja) | 1989-11-22 |
| JPH0473042B2 true JPH0473042B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=19264869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63244699A Granted JPH01291006A (ja) | 1987-09-30 | 1988-09-30 | 液体燃料水添加超音波燃焼装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01291006A (ja) |
| KR (1) | KR900003476B1 (ja) |
| TR (1) | TR24143A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4712321B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2011-06-29 | 出光興産株式会社 | 改質器、水素製造システム及び燃料電池システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53122730U (ja) * | 1977-03-08 | 1978-09-29 | ||
| JPS606962U (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-18 | 松下電器産業株式会社 | 燃焼装置 |
-
1987
- 1987-09-30 KR KR1019870010872A patent/KR900003476B1/ko not_active Expired
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63244699A patent/JPH01291006A/ja active Granted
- 1988-09-30 TR TR88/0740A patent/TR24143A/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TR24143A (tr) | 1991-04-09 |
| KR900003476B1 (ko) | 1990-05-19 |
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