專利名稱：動(dòng)植物油燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油燃燒裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及動(dòng)植物油，廢動(dòng)植物油(在下面稱為“動(dòng)植物油”)的燃燒裝置。
背景技術(shù)：
在過去，即使在燃燒動(dòng)植物油的情況下，仍無法使用重油，燈油等的燃燒裝置。
在過去的重油，燈油等的燃燒裝置中，火焰不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生不穩(wěn)定燃燒，吹滅。由此，通過在噴射燃料的噴嘴附近，形成低速空氣流區(qū)域，循環(huán)空氣流區(qū)域的方式，進(jìn)行火焰的形成和空氣的混合，制作著火火焰，讓二次空氣(擴(kuò)散燃燒空氣)作用于該著火火焰，由此，實(shí)現(xiàn)燃燒(氧化)。

發(fā)明內(nèi)容
動(dòng)植物油為以丙三醇和脂肪酸相結(jié)合的甘油酯為主要成分的復(fù)雜的多重結(jié)合物，從化學(xué)上講完全不同于以精制分離的液狀碳化氫為主要成分的礦物油，從物理方面說，也不像汽油，重油那樣，著火點(diǎn)(-40℃～80℃)低，在高達(dá)370℃的溫度下著火，由此，如果采用過去的重油，燈油等的燃燒裝置，強(qiáng)制地燃燒，則熱分解較慢，難于完全燃燒。在不完全燃燒的場合，產(chǎn)生煤灰，煤，一氧化碳，未燃燒液滴等，造成公害的問題。另外，如果熱分解較慢，則形成長火焰，由此，只能使用爐體較長的燃燒裝置。
如果為了實(shí)現(xiàn)完全燃燒，大量地將燃燒空氣供給到爐內(nèi)，使燃燒氣氛整體以紊流方式擴(kuò)散，則燃燒速度容易較慢地上升，由此，即使在設(shè)置保焰器的情況下，火焰仍非常不穩(wěn)定。
在過去的重油，燈油等的燃燒裝置的噴霧分散度的場合，一部分的液滴燃料還與燃燒器噴管的內(nèi)壁，與燃燒器噴管連接的鍋爐等的內(nèi)壁碰撞，附著于其上。附著的液滴中的揮發(fā)成分作為可燃性氣體而揮發(fā)，但是，炭無法與氧發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)而堆積。如果進(jìn)行炭的堆積，則產(chǎn)生不能點(diǎn)火，火焰不穩(wěn)定，產(chǎn)生煤灰，產(chǎn)生振動(dòng)等的不利情況，不可能進(jìn)行燃燒裝置本身的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，一部分液滴燃料還附著于位于低速空氣流區(qū)域，循環(huán)空氣流區(qū)域的保焰器，噴霧燃料噴嘴等處，產(chǎn)生同樣的不利情況。
最近，為了減少二氧化碳，故人們尋求作為新能的，無碳的生物量(biomass)的使用，但是，目前的情況是沒有用于將動(dòng)植物油用作燃料的燃燒裝置。
于是，為了解決上述課題，本發(fā)明的目的在于提供適合動(dòng)植物油的燃燒的新的結(jié)構(gòu)的燃燒裝置。
權(quán)利要求1所述的發(fā)明涉及一種動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于該動(dòng)植物油燃燒裝置包括燃燒器噴管；動(dòng)植物油供給機(jī)構(gòu)，該動(dòng)植物油供給機(jī)構(gòu)使動(dòng)植物油形成霧滴化處理后的霧化燃料，將其供給到上述燃燒器噴管內(nèi)部；離心力作用區(qū)域形成機(jī)構(gòu)，該離心力作用區(qū)域形成機(jī)構(gòu)通過回旋氣流的作用，在上述燃燒器噴管中，形成離心力的作用區(qū)域，在上述燃燒器噴管內(nèi)，于離心力的作用下，使上述動(dòng)植物油燃燒。
權(quán)利要求2所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于動(dòng)植物油供給機(jī)構(gòu)按照向回旋氣流的軸向中心，噴射霧滴化處理后的霧化燃料的方式構(gòu)成。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括質(zhì)量調(diào)整機(jī)構(gòu)，該質(zhì)量調(diào)整機(jī)構(gòu)按照所提供的，借助離心力的作用分離的霧化燃料與上述燃燒器噴管的內(nèi)面非接觸的方式，調(diào)整所噴射的霧化燃料的液滴的質(zhì)量。
權(quán)利要求4所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于燃燒器噴管呈圓筒狀。
權(quán)利要求5所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括在燃燒器噴管的中心部，形成燃燒火焰的位置的火焰位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求6所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還設(shè)置直進(jìn)氣流送入機(jī)構(gòu)，該氣流送入機(jī)構(gòu)將從燃燒器噴嘴的周圍，向開口方向而直進(jìn)的氣流送入燃燒器噴管的內(nèi)部。
權(quán)利要求7所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求6所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括調(diào)整直進(jìn)氣流相對(duì)回旋氣流的相對(duì)風(fēng)量和風(fēng)壓的氣流調(diào)整機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求8所述的發(fā)明涉及權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括點(diǎn)火燃燒器，該點(diǎn)火燃燒器提供動(dòng)植物油連續(xù)燃燒傳遞的熱能。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的動(dòng)植物油燃燒裝置；圖2為圖1的動(dòng)植物油燃燒裝置的示意性的剖視圖；圖3為說明圖1的動(dòng)植物油燃燒裝置的燃燒器噴管內(nèi)的氣流的狀態(tài)的圖；圖4為說明圖1的動(dòng)植物油燃燒裝置的燃燒器噴管內(nèi)的燃燒狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1～4，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
下面對(duì)實(shí)施例的動(dòng)植物油燃燒裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
標(biāo)號(hào)1表示動(dòng)植物油燃燒裝置，該動(dòng)植物油燃燒裝置1包括圓筒狀的燃燒器噴管3。
燃燒器噴管3的前端開口部與鍋爐4連接，在后端部，安裝有風(fēng)箱5。
標(biāo)號(hào)7表示一次空氣供給通路，該一次空氣供給通路7按照穿過燃燒器噴管3的后壁9的方式形成。該一次空氣供給通路7位于燃燒器噴管3的軸線方向中心部。該一次空氣供給通路7與風(fēng)箱5連接。
標(biāo)號(hào)11表示一次空氣供給管，該一次空氣供給管11的前端與風(fēng)箱5連接，其后端與鼓風(fēng)機(jī)13連接。
直進(jìn)氣流導(dǎo)入機(jī)構(gòu)由一次空氣供給通路7，風(fēng)箱5，一次空氣供給管11和鼓風(fēng)機(jī)13構(gòu)成。
另外，“一次空氣”指點(diǎn)火(著火)用空氣。
標(biāo)號(hào)15表示燃料管，在該燃料管15的前端，設(shè)置有霧化燃料噴嘴17。該燃料管15分別與燃料(F)，即，廢動(dòng)植物油的供給源和加壓空氣(A)的供給源連接。燃料通過加壓空氣的高速氣流而截?cái)?，然后從霧化燃料噴嘴17噴射霧粒處理后的霧化燃料(S)。
燃料管15的一部分和霧化燃料噴嘴17設(shè)置于一次空氣供給通路7的軸線上。于是，霧化燃料(S)在獲取到一次空氣中的狀態(tài)，噴射到燃燒器噴管3中。
在本實(shí)施例中，動(dòng)植物油供給機(jī)構(gòu)由燃料管15和霧化燃料噴嘴17構(gòu)成。
標(biāo)號(hào)19表示二次空氣供給通路，該二次空氣供給通路19按照穿過燃燒器噴管3的側(cè)壁21的方式形成。該二次空氣供給通路19沿與燃燒器噴管3的軸線方向相垂直的方向延伸，位于該二次空氣供給通路19的前端的開口端26沿基本切線方向與燃燒器噴管3的側(cè)壁21的內(nèi)面23連接。該二次空氣供給通路19的后端通過二次空氣供給管25，與鼓風(fēng)機(jī)27連接。
通過二次空氣供給通路19，將回旋氣流送入燃燒器噴管3的內(nèi)部。
另外，“二次空氣”指擴(kuò)散燃燒空氣。
回旋氣流送入機(jī)構(gòu)由二次空氣供給通路19和鼓風(fēng)機(jī)27構(gòu)成。通過二氣空氣，即，回旋氣流的送入，燃燒器噴管3內(nèi)部形成從中心軸，向側(cè)壁21的離心力的作用區(qū)域。
通過調(diào)整一次空氣送入機(jī)構(gòu)和二次空氣送入機(jī)構(gòu)的任意者或兩者，調(diào)整直進(jìn)氣流相對(duì)回旋氣流的風(fēng)量和風(fēng)壓。比如，調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)13和鼓風(fēng)機(jī)27中的任意者或兩者的動(dòng)作條件，調(diào)整二次情況供給通路19相對(duì)二次空氣供給通路7的截面積。
標(biāo)號(hào)29表示點(diǎn)火燃燒器，圖中未示出的燃料氣體供給源和空氣供給源分別與該點(diǎn)火燃燒器29連接。該點(diǎn)火燃燒器29可提供能實(shí)現(xiàn)廢動(dòng)植物油的連續(xù)的燃燒傳播的程度的熱能。
標(biāo)號(hào)31表示超聲波振蕩器，燃料(F)通過由該超聲波振蕩器31施加的超聲波振動(dòng)，進(jìn)行分束(cluster)細(xì)微化處理，然后提供。由于廢動(dòng)植物油通常包含水，故在采用廢動(dòng)植物油的場合，還同時(shí)進(jìn)行乳化處理。
超聲波振蕩器31為本申請(qǐng)人的JP特開2002-195536號(hào)文獻(xiàn)公開的類型。由于通過該超聲波振蕩器31進(jìn)行了分束(cluster)細(xì)微化處理(以及根據(jù)情況而進(jìn)行乳化處理)的燃料(F)從霧化燃料噴嘴17噴射，故噴射后的相應(yīng)的液滴燃料(D)的質(zhì)量(即，粒度)與不進(jìn)行超聲波處理的燃料相比較，進(jìn)一步減小。
質(zhì)量調(diào)整機(jī)構(gòu)由超聲波振蕩器31和霧化燃料噴嘴17構(gòu)成。
下面對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行描述。
圖3表示燃燒器噴管3內(nèi)的氣流的狀態(tài)。
存在從二次空氣供給通路19送入的回旋氣流，與從一次空氣供給通路7送入的直進(jìn)氣流。
圖4表示回旋氣流中的相應(yīng)的噴霧的霧化燃料(S)的狀態(tài)。
經(jīng)霧滴化處理的霧化燃料(S)按照霧化燃料噴嘴17的設(shè)置位置和回旋氣流的形成位置之間的關(guān)系，向回旋氣流的軸向中心噴射。
另外，按照霧化燃料噴嘴17和點(diǎn)火燃燒器29的前端的噴嘴的設(shè)置位置之間的關(guān)系，燃燒火焰(K)形成于燃燒器噴管3的中心部。
由于從霧化燃料噴嘴17噴射的液滴燃料(D)具有質(zhì)量，故因離心力的作用，該液滴燃料在回旋氣流中，與和相應(yīng)的質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的軌道分離開。質(zhì)量較大的液滴燃料，在外側(cè)較輕的液滴燃料形成內(nèi)的回旋軌道。如果從與燃燒器噴管3的側(cè)壁21相垂直的截面觀看，在燃燒器噴管3的內(nèi)部，分散有液滴燃料(D)。于是，相應(yīng)的液滴燃料(D)與空氣接觸，容易燃燒。
質(zhì)量較大的液滴燃料最接近燃燒器噴管3的側(cè)壁21的內(nèi)面23側(cè)，即，取最外的軌道，但是，由于通過超聲波振蕩器31的超聲波處理，調(diào)整已噴射的液滴燃料(D)的質(zhì)量(粒度)，故質(zhì)量較大的炭量也不與內(nèi)面23接觸。
如果液滴燃料(D)通過空氣而完全燃燒(氧化)，則變?yōu)椴皇茈x心力作用的燃燒氣體，集中于中間部，接著，通過從一次空氣供給通路7送入的直進(jìn)氣流，向鍋爐4的方向噴射。
液滴燃料(D)在回旋氣流中連續(xù)地滯留，直至沒有質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)氣化，故即使在炭量較多，熱分解慢的情況下，也必然完全燃燒。另外，由于在回旋氣流中，連續(xù)地滯留，故不形成長火焰，這樣還可用于爐體較短的鍋爐等。
動(dòng)植物油燃燒裝置1的動(dòng)作中呈現(xiàn)的燃燒火焰(K)通過卷繞于其周圍的回旋氣流的保焰作用，不與燃燒器噴管3的內(nèi)面23接觸，這樣，在浮游狀態(tài)穩(wěn)定地連續(xù)存在。
下面對(duì)該動(dòng)植物油燃燒裝置1的使用方法進(jìn)行描述。
首先，將一次空氣和二次空氣送入燃燒器噴管3內(nèi)部，形成直進(jìn)氣流和回旋氣流。接著，使點(diǎn)火燃燒器29動(dòng)作，形成著火火焰。
接著，如果從霧化燃料噴嘴17，噴射經(jīng)調(diào)整的液滴燃料(D)，則按照上述的原理，進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒。
以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是，本發(fā)明的具體方案不限于該實(shí)施例，即使在具有不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等的情況下，其仍包含在本發(fā)明內(nèi)。
比如，顯然，本發(fā)明的動(dòng)植物油燃燒裝置還可用于動(dòng)植物油和礦物油的混合物，重質(zhì)油，廢油，微粉炭，COM，CWM等的燃燒。
另外，為了按照不與燃燒器噴管3的內(nèi)面23接觸的方式對(duì)液滴燃料的最外軌道進(jìn)行調(diào)整，也可在從霧化燃料噴嘴17噴射時(shí)，通過加壓空氣，以細(xì)微程度截?cái)嘁旱稳剂?D)，由此，對(duì)液滴燃料(D)的粒度進(jìn)行細(xì)化處理，對(duì)燃料進(jìn)行加熱，使噴霧液滴的粒度變小，或?qū)?yīng)于燃燒量，調(diào)整燃燒器噴管3的直徑，長度。
采用本發(fā)明的實(shí)施例的動(dòng)植物油燃燒裝置1，在實(shí)驗(yàn)1的條件下，進(jìn)行24小時(shí)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。采用巴卡拉克煙霧試驗(yàn)機(jī)(バガラツクスモ一クテスタ){霍達(dá)卡株式會(huì)社制(ホダカ株式會(huì)社制)}，按照1次/小時(shí)的速度，檢查煙道的煙濃度，此時(shí)，通常，其結(jié)果呈現(xiàn)煙濃度1(為優(yōu)秀。幾乎不產(chǎn)生煤煙)，并且穩(wěn)定地燃燒。另外，在經(jīng)過24小時(shí)后，觀察燃燒器噴管3的內(nèi)部，此時(shí)，也沒有炭的堆積。
(實(shí)驗(yàn)1)
①使用廢食用油成分廢植物油(菜種油)約75％水分約15％1mm以上的尺寸的雜居物(動(dòng)物油脂，食物渣，炭化物等)約10％②使用廢食用油溫度在40℃～50℃的范圍內(nèi)③通過超聲波與機(jī)械攪拌，進(jìn)行分束(cluster)細(xì)微化處理和乳化處理④

⑤燃燒器噴管3直徑280mm，長度350mm⑥點(diǎn)火燃燒器29丁烷氣體100000千卡產(chǎn)業(yè)上的利用的可能性本發(fā)明的動(dòng)植物油燃燒裝置實(shí)現(xiàn)下述的效果。
(1)完全燃燒。
(2)不形成長火焰。
(3)燃燒火焰穩(wěn)定。
(4)炭堆積于設(shè)置于燃燒器噴管等的內(nèi)壁，燃燒器噴管內(nèi)的噴霧燃料噴嘴等上。
于是，本發(fā)明的動(dòng)植物油燃燒裝置可靈活地將動(dòng)植物油(包含其廢油)用作燃料。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于該動(dòng)植物油燃燒裝置包括燃燒器噴管；動(dòng)植物油供給機(jī)構(gòu)，該動(dòng)植物油供給機(jī)構(gòu)使動(dòng)植物油形成進(jìn)行了霧滴化處理的霧化燃料，將其供給到上述燃燒器噴管內(nèi)部；離心力作用區(qū)域形成機(jī)構(gòu)，該離心力作用區(qū)域形成機(jī)構(gòu)通過回旋氣流的作用，在上述燃燒器噴管中，形成離心力的作用區(qū)域，在上述燃燒器噴管內(nèi)，于離心力的作用下，使上述動(dòng)植物油燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于動(dòng)植物油供給機(jī)構(gòu)按照向回旋氣流的軸向中心噴射霧滴化處理后的霧化燃料的方式構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括質(zhì)量調(diào)整機(jī)構(gòu)，該質(zhì)量調(diào)整機(jī)構(gòu)按照所提供的，借助離心力的作用分離的霧化燃料與上述燃燒器噴管的內(nèi)面非接觸的方式，調(diào)整所噴射的霧化燃料的液滴的質(zhì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于燃燒器噴管呈圓筒狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括在燃燒器噴管的中心部，形成燃燒火焰的位置的火焰位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還設(shè)置直進(jìn)氣流送入機(jī)構(gòu)，該氣流送入機(jī)構(gòu)將從燃燒器噴管的周圍，向開口方向而直進(jìn)的氣流送入燃燒器噴管的內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括調(diào)整直進(jìn)氣流相對(duì)回旋氣流的相對(duì)風(fēng)量和風(fēng)壓的氣流調(diào)整機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中的任意一項(xiàng)所述的動(dòng)植物油燃燒裝置，其特征在于其還包括點(diǎn)火燃燒器，該點(diǎn)火燃燒器提供動(dòng)植物油的連續(xù)燃燒傳遞的熱能。
全文摘要
本發(fā)明涉及將作為相對(duì)軸線方向直進(jìn)的直進(jìn)氣流的一次空氣送入燃燒器噴管(3)的內(nèi)部，將作為沿燃燒器噴管(3)的側(cè)壁(21)的內(nèi)面(23)而行進(jìn)的回旋氣流的二次空氣送入，此時(shí)，通過回旋氣流，離心力作用于液滴燃料(D)，沿截面方向分散，由此，容易實(shí)現(xiàn)完全燃燒。另外，由于預(yù)先以較小程度調(diào)整液滴燃料的粒度，然后對(duì)其噴射，故液滴燃料(D)即使在含炭的情況下，仍不會(huì)附著于內(nèi)壁等處的軌道。
文檔編號(hào)F23D11/10GK1714257SQ0382562
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者大賀繁, 巖崎博光, 大賀俊和, 大賀誠 申請(qǐng)人:山一金屬株式會(huì)社, 株式會(huì)社山一新技術(shù)