氫溶解燃料及其制造裝置的制作方法

專利名稱：氫溶解燃料及其制造裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將以柴油、煤油等化石燃料為基礎、并在其中溶解了 氫氣的燃料通過燃燒器連續燃燒的氫溶解燃料以及其制造裝置。該氫溶解 燃料可用于旅館、飯店、公共浴池、溫水泳池設施、醫院、洗衣店等的燒 水用鍋爐、或者作為船舶和火力發電所等蒸汽渦輪用或者食品工業等的工 業用蒸汽發生源的鍋爐等所有的鍋爐。
背景技術：
目前，并用化石燃料和氫氣的鍋爐，由本申請人等提出(參照專利文 獻l).該鍋爐具有柴油燃燒器和氫燃燒器，通過使利用氫燃燒器而燃燒的
利用柴油燃燒器燃燒的化石燃料完全燃燒，從而在提高燃燒效率的同時， 能夠減少煤的產生。
另外，提出有能以液體燃料(汽油)和氫氣作為燃料4吏用的利用氫的
內燃機(參照專利文獻2 )。該技術將由氫生成機構生成的氫氣通過微泡發 生裝置作為微小氣泡混合到液體燃料中，將混合了該氫氣的液體燃料利用 筒內pAX器噴射到引擎內進行爆炸燃燒。
專利文獻1: JP特開2007 - 139405號公報 專利文獻2: JP特開2007 - 77930號公報
上述專利文獻l的技術是與用于鍋爐的連續燃燒有關的技術，但氫氣 4_從柴油燃燒器的周圍向其火焰噴射的，與柴油燃燒器火焰的噴出部分接 觸而一同燃燒。由此，必須將利用水電解等的氫生成裝置接近鍋爐地設置， 鍋爐設備變得昂責，而且由于從柴油燃燒器的周圍施加氬氣燃燒的影響， 所以大量地消耗氬氣。
另一方面、專利文獻2的技術、雖利用了混合了氫的液體燃料，但涉 及以所限定的短暫時間內結束燃燒的內燃機的爆發燃燒的技術，而與燃燒器用的連續燃燒的燃燒方式不同。還有由此，需要將較為大量的氫與液體 燃料混合，需要生成氬氣的氫生成手段，并且利用微泡發生裝置在液體燃 料中將氫氣微泡化而進行混合。利用該技術，即使氫氣會某種程度地溶解 于液體燃料中，也以微泡狀態在液體燃料中均勻地存在，在燃燒時從注射 器或者燃燒器被噴霧時，氫氣氣泡的直徑成為向霧滴的微細化發展的限 制，而且有可能妨礙良好的燃燒。

發明內容
因此、本發明的目的在于，提供一種燃料及其制造裝置，通過將在化 石燃料中溶解了氫氣的燃料用燃燒器連續燃燒，從而通過氬的燃燒完全燃 燒化石燃料以減少煤的產生、并能夠抑制氬氣的消耗量，實現節能。
本發明涉及的氫溶解燃料，其特征在于，具^ft石燃料和、被供給溶 解到該化石燃料中的氫，該氫溶解燃料被用于在燃燒器上燃燒的連續燃 料，基于溶解到上述化石燃料中的上述氫的燃燒而使得火焰溫度上升， 該火焰溫度的上升循環且連續地影響后續的燃料的燃燒。
此外，上述氫溶解燃料是以氬被溶解在了化石燃料中為基礎的燃料， 但有時候一部氫氣溶解不完，會以微泡或者納米微泡混在一起，這個情況 的燃料在燃燒器的方式等中也能夠無障礙地燃燒，上述氫溶解燃料是包含 這種情況的燃料。
上述氫氣相對于上述/ffc^燃料以1 /10 ~ 1 / 5的體積比被溶解。即， 相對于11化石燃料使用0.1 ~ 0.2 1的量的氬氣。
例如若參照圖1或2，則本發明涉及的氫溶解燃料，通過連續^MM匕 石燃料中混合溶解氫氣的氫溶解裝置(3 )，將氫以過飽和狀態溶解在化石 燃料中而生成。
優選地，在使來自燃料罐(1) (lj的燃料流出以及再次流入的循環 管路(10)上，設置有導入來自氫氣供給裝置(2)的氫氣的氫導入管(11) 及上述氫溶解裝置(3 )，通過在上述循環管路(10)中循環上述燃料罐(1) 內的燃料，從而將在化石燃料中以過飽和狀態溶解了氫的燃料在新鮮的狀 態下從上述燃^供給到上述燃燒器。將在上述化石燃料中溶解了上述氫的燃料裝入到內壓被保持在2.5 ~ 4.5 kg/cm2的燃g內，相對于燃料消耗能力為501 /h的燃燒器以0.1 ~ 0.41 / min的比例來供給氫氣。
本發明的氬溶解燃料的制it^置，其特征在于，例如若參照圖l或者 圖2則具有氫氣供給裝置(2);氫溶解裝置(3)，其連續在化石燃料中 混合溶解氫氣；燃料罐(1) (^) (13 )，其存積通過上述氫溶解裝置(3) 在4W燃料中溶解了氫的燃料.
優選地，設置有循環管路(10 )，以使來自上述燃料罐(1) (h)的燃 料流出以及再次流入，其中該循環管路(10)上設置有泵(9)，在該循環 管路(10 )上設置有導入來自上述氫氣供給裝置(2 )的氫氣的氫導入管(11) 以及上述氫溶解裝置(3)，通過在上述循環管路(10)中循環上述燃tt^ (1)內的燃料，將氫以過飽和狀態溶解到4t^燃料中。
上述氬氣供給裝置是儲氣罐等氬存儲單元(2 )，上述燃M ( ^ )是 壓力容器，在將上述燃M的內壓保持在2.5 ~ 4.5 kg / cm2的同時，相對 于燃料消耗能力為50 1/h的燃燒器以0.1 ~0.4 1/min的比例向該燃^ (h )供給氬氣。
而且，在上述氫溶解裝置(3 )的流入側(3a)配置燃料冷卻裝置(12 ), 將被供給到上述氬溶解裝置(3 )的混合了氫氣的化石燃料以規定低溫狀態 保持，并將上述氫以過飽和狀態溶解于該化石燃料。
此外，上述括孤內的附圖標記是用于與附圖對照的附圖標記，由此不 會^^權利要求所記栽的結構受到任何影響。
根據技術方案1涉及的本發明，化石燃料中所溶解的氫與化石燃料一 同蒸發、燃燒，由化石燃料的燃燒導致的火焰溫度會4^上升，該 WLh 升帶來的影響傳到后續燃料的燃燒，其進一步使后續燃料的蒸發、燃燒狀 態變化，該影響進一步繼續循環地影響被供給到連續燃燒處的燃料的燃 燒。由此，雖然化石燃料中所溶解的氫氣的量很少，但上述循環的現象連 續并成為穩定狀態，能夠良好地保持連續燃燒。上述循環的現象，與在所 限定的時間內必須結束燃燒的內燃機不同，在能夠確保充分的時間的連續 燃燒中變成可能。尤其是在由燃燒器進行的液體燃料的噴霧的燃燒中，上述蒸發過程通 過強的輻射加熱來促進燃燒、形成在下游側的燃燒區域如果是高溫的，則 蒸發所需的時間就會縮短，其結果能夠縮短火焰長度。
另外，由于氫溶解在化石燃料內，所以微泡等氬氣的微細氣泡(例如
30 ~ 60jim )不會成為液體燃料的噴霧液滴#^化的限制，且所溶解的氫均 勻地混在化石燃料的噴霧液滴中，在從燃燒器噴射的整個范圍內均等地呈 現由上述循環的現象帶來的良好的連續燃燒。
由燃燒器進行的連續燃燒， 一般地，作為化石燃料使用柴油、煤油等 高沸點材料，但在這些揮發性不太好且粘性大的材料中，也顯著發揮上述 的帶來的良好的燃燒。
根據以上各效果，通過將本氫溶解燃料用作連續燃燒，能夠得到高溫 的火焰長度短的良好的火焰，同時能夠原樣使用通常的化石燃料用鍋爐、 且通過完全燃燒防止煤的產生，減少鍋爐維護，并且作為鍋爐用燃料能夠 提供有效的燃料。另外，能夠提供一種消耗的氫的量很少且不需要;t^ 的氫生成裝置，還能夠抑制鍋爐設備等初始投資以及運行成本的效率佳的 燃料。另外，上述的高效的化石燃料中，因氫氣的燃料，C02的排放也減 少，對一環境的改4^能夠做出貢獻。
根據技術方案2涉及的本發明，相對于化石燃料，體積比為1/10~1 /5的氫氣tUL夠，氫氣的消耗少，能夠實現大幅的成本降低，且如果是 該程度的氫含量，即使在化石燃料中例如氣泡化，其直徑也小(微泡、納 米微泡)，不會給上述燃燒帶來陣礙。
根據技術方案3涉及的本發明，能夠以比較簡單的裝置容易地制造通 過氬溶解裝置在化石燃料中溶解了氬的燃料。
根據技術方案4涉及的本發明，在燃^W設置使燃料循環的循環管路， 在該循環管路上，在導入氫氣的同時設置有氬溶解裝置，通過使燃料罐內 的燃料循環，在燃料罐內的燃料中以過飽和狀態溶解必要量的氫，能夠將 該燃料以新鮮的狀態從燃ft^供給到燃燒器進行燃燒。
^L據技術方案5涉及的本發明，向內壓為2.5 ~ 4.5 kg / cm2的燃^W ^氫溶解燃料，被保持在該壓力狀態的氫溶解燃料能夠溶解上述有效燃.
:^L夠量的氫氣。因為上述內壓在2.5~4.5 kg/cm2，所以燃^H^用低壓 容器就足夠，設M資比^S:價，且由于氫氣的供給量為0.1~0.4l/min， 比較少，由此能夠將運行成本抑制到較低。另外，上述內壓在2.5kg/cm2 以下時用于上述有效的燃燒的氫氣的溶解量不充分，且即4吏設為4.5 kg/ 112以上時，氫氣的溶解量也不會增加，還會為了壓力容器等而變成成本 增大的原因。氬供給量在0.1l/min以下時，上述有效的燃燒不充分，在 0.4 1/min以上時，氫氣氣泡4t，而且有時會成為大的氣泡(不4^微泡、 納米微泡)，M礙有效的燃燒，且氫消耗量變大，變成成本增高的原因。
根據技術方案6涉及的本發明，能夠以比較簡單的裝置容易地制造通 過氫溶解裝置在化石燃料中溶解了氫的燃料。
根據技術方案7涉及的本發明，通it^燃^HS設置燃料循環的循環管 路，在該循環管路上，在導入氫氣的同時設置氫溶解裝置，使燃料罐內的 燃料循環，從而能夠在燃料罐內的燃料中以過飽和狀態溶解必需量的氫。
根據技術方案8涉及的本發明，氫溶解燃料的氫氣的使用量不多，因 此作為氫氣的供給源，用儲氣罐等氬存儲單元即可，不需要大M且操作 麻煩的氫生成裝置，能夠將氫溶解燃料的制it^置做成簡單且操作容易的 裝置。另外，燃^^用內壓為2.5~4.5 kg/ci^的壓力比較低的壓力容器 就足夠，作為鍋爐設備的一部分也能夠容易地配置。另外，氫溶解燃料， 用上述比較簡單的裝置，通過上述內壓2.5 ~ 4.5 kg/cm2下的0.1 ~ 0.41 / miii的氬氣的供給，可以最佳地溶解氫，從而能夠以低的運行成本進行上 述的高效的燃燒。
根據技術方案9涉及的本發明，利用燃料冷卻裝置使化石燃料處于規 定低溫狀態，從而能夠將足夠量的氫以過飽和狀態溶解。


圖l是表示附設了本發明的氫溶解燃料制造裝置的鍋爐的示意圖。
圖2是表示附設了其他實施方式的氫溶解燃料制造裝置的鍋爐的示 意圖。
圖3是表示存積氫溶解燃料的燃料罐的示意圖。圖4是表示以燃料罐內壓為參數的氫氣供給量和升溫時間的關系的 曲線圖。
附圖標記的說明
1, I" 13燃g、 2氫氣供給裝置(氫儲氣罐)、3氫溶解裝置、10 ，10，循環管路、11氬導入管、12燃料冷卻裝置、25燃燒器
具體實施例方式
以下，按照

本發明的實施方式。生成本發明的氫溶解燃料的 制it^置，附設在鍋爐、例如目前的燒水用鍋爐B。如圖l所示，氫溶解 燃料的制造裝置Ul具有燃M 1、構成氫氣供給裝置的氬氣儲氣罐2以及 氬溶解裝置3。
在燃,1上連接著使該罐內的燃料流出以及再次流入的循環管路 10，在該循環管路上從其流出側10a起依次設置有閘門閥20、來自氬氣儲 氣罐2的導入管11、燃料冷卻裝置12、氫溶解裝置3，該氫溶解裝置3的 噴出側口 3b與罐1的流入口 10b連通。氫氣儲氣罐2的氫氣H2利用流量 調整閥21調整為適宜的流量，并從導入管ll被供給、混合到在循環管路 IO流動的燃料中。此外，氫氣供給裝置2，因其氫氣消耗量、設備費用以 及維護等而優選上述氫氣儲氣罐，但不限于此，也可以是利用有機氬化物、
碳系材料素材、貯氬m、多孔性金屬有m造體、sy^系、硼氬化物(求 口，、行卜'，寸卜')系、鋁氬化物(:r，凈一卜)系等其他的固體貯氫材料
形成的貯氫單元、還可以是利用電解的氫生成裝置。
燃tt^l是上方向大氣開放的敞開式的容器，存積有規定量的化石燃
料、例如A柴油、煤油。操作人員可以觀察燃^^1內的燃料液面，并適 當M鋼筒等向該燃料罐1供^ft石燃料，另外也可以如圖1所示那樣， 預先設置另外的化石燃M6，以利用浮閥等使燃tt^1內的燃料液面保 持固定的方式，從上述化石燃M 6利用泵22向該燃M 1供^f匕石燃料。
上述氫溶解裝置3具有螺旋流形成部、氣液反應部以及超聲波照射部，混合了氫氣H2的化石燃料從其流入口 3a被供給，通過螺旋流形成部以及 氣液>^應部而被剪斷、攪拌、混合，并且同時使用利用超聲波的振動、壓 力變化作用，連續地將氫氣以過飽和狀態溶解到化石燃料中。此外，本氫 溶解裝置3以JP特開2007-185576號公報所示的裝置為基礎，能夠有效, 氫氣溶解到化石燃料中，但不限于此，也可以是向化石燃料中噴射氫氣、 利用空穴作用的方法、利用這些的組合等的其他方法的裝置。
從上述燃^ 1向鍋爐B的燃燒器25連通著供給管路26。該供給管 路26經由泵27、閘門閥29、流量計30等而被導向燃燒器25的噴出口。 燃燒器25，除上述燃料，還導入有空氣來燃燒上述燃料。
鍋爐B表示燒水用的鍋爐，將由燃燒器25產生的燃燒室33中的高熱 量高效地熱交換到螺旋管35的水中，并存到存水罐36中。此外，上迷鍋 爐B表示是燒水用的，但顯然也可以是蒸汽發生用鍋爐。
接著，對上述的裝置的作用進行說明。氫溶解燃料的制造裝置U1，在 燃Ml內存積著規定量的化石燃料(例如A柴油)。然后，驅動泵9，以 將燃料在循環管路IO中循環的狀態，打開流量調整閥21，以規定流量向 管路10內供給氫氣H2，并且使冷卻裝置12以及氫溶解裝置3工作。由此， 循環管路IO內的燃料被冷卻裝置12冷卻，變成氫氣容易溶入的狀態，然 后，混合了氫氣H2的化石燃料，利用氫溶解裝置3而被剪斷、攪拌，并同 時被施加超聲波振動，在化石燃料中氫氣H2被溶解成飽和狀態。此外， 也會有一部分的氫氣H2變成微泡、納米微泡在^te中漂浮。
上述循環管路10上的氫氣的溶解作業被進行多次，在燃^Ht 1內的化 石燃料中溶解有規定量(例如10~20% )的氫氣H2。氫氣H2大致均勻地 被溶解到燃料罐1內的化石燃料中，并盡可能在新鮮時期(氫氣未散到大 氣中的狀態)，驅動泵27并同時打開閘門閥29，將燃Ml內的氳溶解燃 料供給到燃燒器25進行燃燒，
在該氫溶解燃料燃燒時，首先氫氣燃燒，借助其熱量促進化石燃料的 蒸發。由于氫氣均勻地溶解在化石燃料內，所以與來自外部的氫氣的供給 相比，即^JL氣的熱量不大，也能夠促進化石燃料在該整個區域范圍內蒸 發，加快化石燃料的燃燒并且略提高火焰溫度。由該微小的燃燒早期化以 及火焰溫度的提高帶來的影響傳到后續燃料的燃燒，其進一步使后續燃料的蒸發、燃燒狀態變化，該影響進一步繼續，從而循環地給被供給到連續 燃燒處的燃料的燃燒帶來影響。由此，即使溶解于化石燃料的氫氣的量很 少，上述循環的現象也會連續并成為穩定狀態，良好地保持燃燒。即，能 以短的火焰長度進行高溫燃燒，且通過完全燃燒能夠防止煤的產生。
在圖l所示的裝置中，由于燃^1的上方開放，所以溶解到了化石 燃料中的氫氣，隨時間會擴散到大氣中。因此，優選為在盡可能在新鮮時
期、例如在循環管路10進行氫的溶解作業同時從供給管路26將燃料供給 到燃燒器25進行燃燒，^管如此，氫氣H2也會從燃^Ht 1的上方擴散。 因此，如圖l的虛線所示，以覆蓋燃^Nf 1的上方的方式配置氫氣集聚部 材37，在該集聚部材37集中的氫氣H2經由管路39輸送到燃燒器25，與 氫溶解燃料一起燃燒該集聚氫氣H2。
由此，在能夠有效地利用擴散的氫氣的同時，能夠提高安全性。此外， 最好在氫氣的集聚供給路徑上設置存積氫氣的氫氣存積單元以及能夠切 斷供給的閥。
在圖l所示的燃Ml中，借助循環管路10提高氫的溶解量的同時在 新鮮時期使用，從而得到了規定的氫溶解量，但還存在希望溶解更多的氫 氣的情況。
圖2是為此的實施方式，通過將燃M做成壓力容器1"從而提高氫 溶解量。由壓力容器構成的燃料罐h，利用調壓安全閥39保持在規定壓 力(例如2.5 ~ 4.5 kg / cm2 )。被保持在該壓力狀態下的燃^ 1內的化石 燃料可溶解并保持更多的氬氣H2。
氫溶解燃料制造裝置U2也能夠配置在一列狀的管路40上。將存積化 石燃料的罐6經流量調整閥41而與該管路40的一端連接，且在該管路40 連通著來自氬儲氣罐2的導入管lli。而且，在該管路40的下流側依次設 置有止回閥43、燃料冷卻裝置12以及氫溶解裝置3，該管路40的另一端 與燃^M^連接。
因此，通過泵42的驅動，罐6的化石燃料和儲氣罐2的氫氣，分別用 流量調整閥41、 21適當調節而供給到管路40，經止回閥43以及冷卻裝置 12被導向氫溶解裝置3。然后，氫溶解裝置3以通過與該噴出側連通的燃料罐h的內壓而被加壓的狀態，被剪斷、攪拌、混合并同時通it^適聲波被 振動，由此溶解更多的氫。而且，溶解了該氫的化石燃料，在高壓狀態的
燃料罐h內原^持高的氫溶解狀態。此外，即使泵42停止，來自管路 40的化石燃料以及氫氣的供給被停止，由于設置有止回閥43，所以燃M h也^L保持為規定壓力。
由該壓力容器構成的燃tt^ h內的燃料，利用泵27以及閘門閥29的 連通，經由供給管路26被供給到燃燒器25進行燃燒。由于燃料罐h的燃 料的使用等，該罐內的燃料的液面會變化，但是為了在即使該液面變化了 的情況下，也#^內的壓力維持在規定高壓，所以在本實施方式中，在該 罐h上連通著儲液器42和空氣泵43。由此，即使由于使用而導致燃料液 面降低，利用儲液器42也能夠將燃^N^h內保持在規定內壓。此外，也 可以通過以使得燃料液面保持一定的方式調整來自化石燃料罐6的供給 量，從而取消上述儲液器42以及空氣泵43等。
另外，本制造裝置U2利用一列狀的管路40進行了說明，但與圖l所 示的情況同樣地，也可以使用循環管路IO。
在本實施方式中，在燃料罐h上設置循環管路10，，該循環管路10， 上設置有閘門閥20、泵9,在上述冷卻裝置12和止回閥43之間合流于上 述管路40。另夕卜，在來自氫氣儲氣罐2的管路上設置有方向切換閥41,利 用該切換閥41,切換到直接連通到一列狀管路40的導入管lh和、導入到 循環管路IO，的導入管112。
在利用循環管路10，的情況下，驅動泵9，使由壓力容器構成的燃^Ht h的燃料循環，并從導入管112混入氫氣，進而用冷卻裝置12冷卻并通過 氫溶解裝置3溶解氫。由此，燃料罐h的燃料被循環規定次數，能夠將更 多的氫氣溶解于化石燃料。此外，此時，循環管路IO，的壓力液體，因止 回閥43而不M過管路40流到化石燃料罐6側。與圖1所示的裝置同樣 地，燃料罐h內的燃料借助循環管路10，反復規定次數，并通過氬溶解裝 置3溶解氫氣，從而能夠將更多的氫氣H2溶解于化石燃料。
即^^1圖1及圖2所示的制造裝置Ul、 U2,通過用循環管路26的流 量計30計量使用量，也可以出售氬溶解燃料自身，但需##氬溶解燃料制 造裝置Ul， U2設置在鍋爐的附近。圖3表示將氫溶解燃料用圖1或者圖2所示的制iti^置制造，ife運該燃料而用于其他鍋爐的燃tt^。
圖3所示的燃料罐13由壓力容器構成，上壁i殳置有可變安全閥39、壓 力計45、壓力注入用閥46以及燃料余量計47。另 一方面，該罐13的下部 設置有帶閥門的導入管連結部49以及同樣帶閥門的導出管連結部50。
本燃料罐13的、由氫溶解制造裝置U1、 U2制造的氫溶解燃料從供給 管路26或者氫溶解裝置3的噴出口被直##給。此時，壓力注入用閥46
被開放，罐上方空間的空氣^L跑。在燃料罐l3充滿了氫溶解燃料之后， 以導入連結部49的閥門已被關閉的狀態,借助從燃料中擴散的氫或者經壓 力注入用閥46壓入的氫或者空氣，將該燃tt^ 13^#在規定壓力。
另夕卜，在該狀態下，本燃料罐13被搬運到規定的鍋爐設備，設置在那 里后，在燃^^l3的導出管連接部50連接鍋爐的供給管路，然后打開其
閥門。由此，燃料罐l3內的氫溶解燃料被供給到鍋爐的燃燒器進行燃燒。
雖然通過使用，罐13內的燃料液面會降低，但是由于來自燃料的擴散 氫氣或者來自壓力注入用閥46的氫、空氣的壓入，罐l3內被維持在規定 壓力。另外，可變安全閥39使用具有在罐l3內為負壓時PiU^空^^力的 止回閥功能的裝置，即使隨著因使用導致燃料液面下降，也能夠順利地供 給燃料。
通過利用本燃料罐13，沒有氫溶解燃料制a置的設備的鍋爐也能容 易地使用氫溶解燃料，且由于罐由壓力容器構成，施加了規定壓力，所以 總是能夠維持規定的氫溶解量。本實施方式，以搬運充滿了燃料的燃^ 13自身，使用后回收并再充填的方式進行了說明，但也可以將本燃料罐13 設置于鍋爐詔J法中不變，利用油罐車等搬運專用罐，在現場向本燃tt^13 填充氫溶解燃料。
此外，在上述的氫溶解燃料的制造裝置U1、 U2中，冷卻裝置12也可 以沒有，另外顯然也可以應用于蒸汽發生用鍋爐等其他鍋爐。
圖4表示將上述的氫溶解燃料應用于鍋爐進行了燃燒的實驗結果。將 存水罐的水量設定為相同，測量該罐內的水從50r變成65r的時間。化石 燃料利用A柴油，氫氣從氬儲氣罐供給到燃料罐，溶解了氫的燃料在供給 到能力為50 1/h的燃燒器的同時將空氣以6.0 1/min的方式進行供給并燃燒。
在不向A柴油中t氫氣，以現有的方法進行了燃燒的情況下，升溫 時間約為10: 23min。在將氫氣以0.4 l/min供給時，且燃糾內的壓力 為0大氣壓時，約為10: 20min，不太有效，且氫溶解量不充分，可以認 為氫氣沒有到達燃燒器。使燃^H攀內壓為2.0 kg/cm2，雖使氬氣供給量 按O.l 1/min、 0.2 1/min、 0.4 1/min、 0.6 l/min的方式增加，但升溫 時間幾乎沒有變化，在罐內壓力為2.0 kg/cm2，推測即使增加氫氣供給 量，其溶解量也有限。
若使罐內壓力為3.0 kg/cm2，使氬氣供給量以0.1 1/min、 0.2 1/ min、 0.4 l/min的方式增加時，升溫時間在0.2 1/ min最縮短，在0.4 1 /min反而升溫時間變長。另外，在使罐內壓力為4.0 kg/cm2、使氫氣 供給量為0.2 l/min時，成為與上述罐內壓力3.0 kg/cn^下的最佳時間 大致相同的結果。
因此研究出，由上述的本氫氣溶解燃料進行的燃燒，在氫氣供給量為 0.2 l/min附近為最佳效率，為了該氫溶解量為0.2 1/min，罐內壓力需 要在3.0 kg/cm2左右。
從圖4來看，如果罐內壓力大于2.5 kg/cm2，就能夠得到具有大致 的實用方面效果的氫'溶解量，在氬含量處于0.2 l/min時，內壓3 kg/cm2 和4 kg/cm2都大致相同，所以即使罐內壓大于4.5 kg/cm2，氫溶解量 也不那么變化，反而會出現必須要有耐壓容器等不利因素，所以罐內壓力 為2.5 4.5kg/cm2即可。氫氣供給量絲于上述罐內壓力，但圖4的M 線部分中的效果在實用方面已被確認，也可以為0.1 0.4l/min，尤其優 選為0.1~0.3 1/min、 0.15 ~ 0.3 1/min。
權利要求
1.一種氫溶解燃料，其特征在于，具備化石燃料和被供給溶解到該化石燃料中的氫，該氫溶解燃料被用于在燃燒器上燃燒的連續燃料，基于溶解到上述化石燃料中的上述氫的燃燒而使得火焰溫度上升，該火焰溫度的上升循環且連續地影響后續的燃料的燃燒。
2. 如權利要求l所記載的氫溶解燃料，其特征在于， 上述氫氣相對于上述化石燃料以1 / 10 ~ 1 / 5的體積比被溶解。
3. 如權利要求l所記栽的氫溶解燃料，其特征在于，利用連續地在化石燃料中混合溶解氫氣的氫溶解裝置，將氬以過飽 和狀態溶解于化石燃料。
4. 如權利要求2所記栽的氫溶解燃料，其特征在于，在用于使來自燃料罐的燃料流出以及再次流入的循環管路上，設置 有導入來自氫氣供給裝置的氪氣的氫導入管和上述氬溶解裝置，通過在上述循環管路中循環上述燃料罐內的燃料，從而將在化石燃 料中以過飽和狀態溶解了氫的燃料在新鮮的狀態下從上述燃料罐供給 到上述燃燒器。
5. 如權利要求l所記栽的氫溶解燃料，其特征在于， 將在上述化石燃料中溶解了上述氫的燃料裝入到內壓被保持在2.5 ~ 4.5 kg/ cm2的燃料罐內，相對于燃料消耗能力為50 1 / h的燃燒器 以0.1 0.41/min的比例來供給氫氣。
6. —種氫溶解燃料的制造裝置，其特征在于，具有 氬氣供給裝置；氫溶解裝置，其連續在化石燃料中混合溶解氬氣；燃料罐，其存積通過上述氫溶解裝置在化石燃料中溶解了氫的燃料。
7. 如權利要求6所記栽的氬溶解燃料的制造裝置，其特征在于， 設置有循環管路，以使來自上述燃料罐的燃料流出以及再次流入，其中該循環管路上設置有泵，在該循環管路上設置有導入來自上述氫氣供給裝置的氬氣的氫導 入管以及上述氫溶解裝置，通過在上述循環管路中循環上述燃料罐內的燃料，將氫以過飽和狀 態溶解到化石燃料中。
8. 如權利要求6所記栽的氫溶解燃料的制造裝置，其特征在于，上述氫氣供給裝置是儲氣罐等氫存儲單元， 上述燃料罐是壓力容器，在將上述燃料罐的內壓保持在2.5 ~ 4.5 kg / cm2的同時，相對于燃 料消耗能力為501/h的燃燒器以0.1 0.41/min的比例向該燃料罐供 給氫氣。
9.如權利要求6所記載的氬溶解燃料的制造裝置，其特征在于， 在上述氫溶解裝置的流入側配置燃料冷卻裝置， 將被供給到上述氫溶解裝置的混合了氫氣的化石燃料以規定低溫 狀態保持，并將上述氫以過飽和狀態溶解于該化石燃料。
全文摘要
本發明提供一種在用燃燒器連續燃燒時完全燃燒，減少煤的產生、并能夠抑制氫氣的消耗量，實現節能的燃料及其制造裝置。將燃料罐(1)內的燃料在循環管路(10)通過泵(9)進行循環。燃料混入來自儲氣罐(2)的氫氣，通過氫溶解裝置(3)溶解成過飽和狀態。用燃燒器(25)連續燃燒時，基于溶解于化石燃料中的氫的燃燒導致的火焰溫度的提高，循環且連續地影響后續的燃燒，在提高火焰溫度的同時縮短火焰長度。
文檔編號C10L1/12GK101633856SQ20091016123
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月24日 優先權日2008年7月24日
發明者大島正敬, 安永龍裕, 齋藤寬泰 申請人:株式會社設備