(57)【要約】【課題】蒸気ボイラおよびバーナーなどの燃料として安定に燃焼する乳化燃料の製造方法および装置を提供すること。【解決手段】燃料油、水および添加剤を用いて製造する乳化燃料の製造方法について、界面活性剤と希釈剤を用いて添加剤を製造する添加剤製造工程と、前記添加剤製造工程で製造した添加剤と、燃料油及び水を混合撹拌することで乳化燃料を製造する第一段乳化燃料製造工程と、前記第一段乳化燃料製造工程で製造した乳化燃料を微粒子化する第二段乳化燃料製造工程とを含むものとした。【選択図】図１
2014105260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料油、水および添加剤を用いて製造する乳化燃料の製造方法において、
界面活性剤と希釈剤を用いて添加剤を製造する添加剤製造工程と、
前記添加剤製造工程で製造した添加剤と、燃料油及び水を混合撹拌することで乳化燃料を製造する第一段乳化燃料製造工程と、
前記第一段乳化燃料製造工程で製造した乳化燃料を微粒子化する第二段乳化燃料製造工程と、
を含むことを特徴とする乳化燃料の製造方法。
【請求項２】
前記添加剤製造工程は、
界面活性剤と希釈剤を混合撹拌し、添加剤を製造する第一段添加剤製造工程と、
前記第一段添加剤製造工程で製造した添加剤を微粒子化する第二段添加剤製造工程と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の乳化燃料の製造方法。
【請求項３】
燃料油、水および添加剤を用いて製造する乳化燃料の製造装置において、
界面活性剤と希釈剤を用いて添加剤を製造する添加剤製造装置と、
燃料油供給部と、水供給部と、前記添加剤製造装置により製造された添加剤を供給する添加剤供給部と、
前記燃料油供給部から供給される燃料油と、前記水供給部から供給される水及び前記添加剤供給部から供給される添加剤を連続的に混合することで第一段乳化燃料を製造する多段羽撹拌機構と、
前記多段羽撹拌機構により製造された第一段乳化燃料を貯留する第一段乳化燃料貯槽と、
前記第一段乳化燃料貯槽に貯槽された第一段乳化燃料をさらに微粒子化して第二段乳化燃料を製造する微粒子化機構と、
前記微粒子化機構により製造された第二段乳化燃料を貯留する第二段乳化燃料貯槽と、
を備えることを特徴とする乳化燃料の製造装置。
【請求項４】
前記添加剤製造装置は、
界面活性剤供給部と、希釈剤供給部と、
前記界面活性剤供給部から供給される界面活性剤と、前記希釈剤供給部から供給される希釈剤を混合して第一段添加剤を製造する撹拌混合機構と、
前記撹拌混合機構により製造された第一段添加剤を微粒化して第二段添加剤を製造する微粒子化機構と、
前記微粒子化機構により製造された第二段添加剤を貯留する第二段添加剤貯槽と、
を備えることを特徴とする請求項３記載の乳化燃料の製造装置。
【請求項５】
前記微粒子化機構は、前記第一段乳化燃料をスプレー噴射する、或いは高速で噴射させて衝突させる機構であることを特徴とする請求項３又は４記載の乳化燃料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気ボイラ及びバーナーなどの燃料として使用されている重油及び軽油の消費量を削減できる燃料油と水及び界面活性剤を混合した乳化燃料の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料油と水および界面活性剤と混合してなる乳化燃料は、燃料油消費量および温室効果ガスの排出量を削減できる効果が有るとされている。そのため、従来から乳化燃料や、それを製造する方法が様々開発されてきている。例えば、特許文献１には、液体の攪拌流を発生させる攪拌工程及び液体をセラミック成形体の多孔を通過させることによりエマルジョンとする乳化工程を備え、攪拌工程及び乳化工程を循環している石油系液体燃料に対し、水を供給した後、非イオン界面活性剤、液状アルコール、油剤及びアルカリ水を主体とした添加剤Ａを供給し、その後、陰イオン界面活性剤及びアルカリ水を主体とした添加剤Ｂを供給し、これらの混合液を前記攪拌工程及び乳化工程の間で複数回循環させることを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法が開示されており、これにより、安定したエマルジョン燃料を製造することができるとしている。
【０００３】
また、特許文献２には、水と油と乳化剤を混合させた混合液を、圧力をかけながら、フィルタが配置された混合部を通過させてエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造方法において、前記混合部の出口を絞り、該出口直前にフィルタを配置させたことを特徴とするエマルジョン燃料製造方法が開示されている。この技術によると、混合部の出口で生じるキャビテーションを有効に利用して混合液の細分化が図れるので、混合液に対してそれほどの高圧をかける必要がない。このため、装置の配管や継ぎ手を高圧耐用とする必要がなく、きわめて簡易な構成で燃料製造工程が行える。したがって、メンテ作業やフィルタの交換作業もきわめて容易となるとしている。
【０００４】
また、効率良く燃料の細分化が図れるので、特に混合部を複数形成する必要もなく、その点でも装置の簡易化が図れる。もちろん、攪拌装置や振動装置も不要なので、それらを要する他の方法と比較して、設置コストやランコストがきわめて低廉で済む。しかも、この方法によって得られる燃料は、細分化にあたって油と水とがより強固に結合することになり、分離する時間がより遅く、燃料の長期保存が可能となる質の高い燃料が連続的に得られる。すなわち、質の高い燃料が簡易な構成で効率良く得られるという顕著な効果が認められるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３６３３公報
【特許文献２】特開２００８−１５６４３８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献に開示されている技術では、乳化燃料の混合と微粒化が不十分であるため、乳化燃料単独では着火不良を起こすことがあった。この現象を解決するため、着火時は燃料油のみを供給し、着火後は乳化燃料に切り替える操作を行う必要があり、改善の余地があるとされている。また、乳化燃料で着火したとしても、短期間に油水分離が進行して安定した燃焼が得られないという指摘がされている。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためのもので、蒸気ボイラおよびバーナーなどの燃料として安定に燃焼する乳化燃料の製造方法および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】
上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、燃料油、水および添加剤を用いて製造する乳化燃料の製造方法において、界面活性剤と希釈剤を用いて添加剤を製造する添加剤製造工程と、前記添加剤製造工程で製造した添加剤と、燃料油及び水を混合撹拌することで乳化燃料を製造する第一段乳化燃料製造工程と、前記第一段乳化燃料製造工程で製造した乳化燃料を微粒子化する第二段乳化燃料製造工程とを含むことを特徴とする乳化燃料の製造方法である。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の乳化燃料の製造方法であって、前記添加剤製造工程は、界面活性剤と希釈剤を混合撹拌し、添加剤を製造する第一段添加剤製造工程と、前記第一段添加剤製造工程で製造した添加剤を微粒化する第二段添加剤製造工程とを含むことを特徴としている。
【００１０】
そして、請求項３記載の発明は、燃料油、水および添加剤を用いて製造する乳化燃料の製造装置において、界面活性剤と希釈剤を用いて添加剤を製造する添加剤製造装置と、燃料油供給部と、水供給部と、前記添加剤製造装置により製造された添加剤を供給する添加剤供給部と、前記燃料油供給部から供給される燃料油と、前記水供給部から供給される水及び前記添加剤供給部から供給される添加剤を連続的に混合することで第一段乳化燃料を製造する多段羽撹拌機構と、前記多段羽撹拌機構により製造された第一段乳化燃料を貯留する第一段乳化燃料貯槽と、前記第一段乳化燃料貯槽に貯留された第一段乳化燃料をさらに微粒子化して第二段乳化燃料を製造する微粒子化機構と、前記微粒子化機構により製造された第二段乳化燃料を貯留する第二段乳化燃料貯槽とを備えることを特徴とする乳化燃料の製造装置である。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の乳化燃料の製造装置であって、前記添加剤製造装置は、界面活性剤供給部と、希釈剤供給部と、前記界面活性剤供給部から供給される界面活性剤と、前記希釈剤供給部から供給される希釈剤を混合して第一段添加剤を製造する撹拌混合機構と、前記撹拌混合機構により製造された第一段添加剤を微粒化して第二段添加剤を製造する微粒子化機構と、前記微粒子化機構により製造された第二段添加剤を貯留する第二段添加剤貯槽とを備えることを特徴としている。さらに、請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の乳化燃料製造装置であって、前記微粒子化機構は、第一段乳化燃料をスプレー噴射する、或いは高速で噴射させて衝突させる機構であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、乳化燃料の燃焼による燃料油の消費量は、燃料油単独と比較して大きく（２０〜２５%程度）低減できるため、燃料油使用に係るコストおよび温室効果ガスの排出量を削減できる。また、乳化燃料を微粒子化するため、油水分離が抑制されて安定した燃焼が得られる。またさらに、多段羽混合撹拌機構と微粒子化機構との組合せで製造した燃料油に水を３０〜３５%程度添加した場合、それによる乳化燃料は、燃料粒子の粒子径が１０μm以下に微粒子化されるため、「空気との接触面積が増加」、「理論値に近い空気量で燃焼」の効果により、空気加熱に奪われる熱損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る乳化燃料の製造方法の実施形態を示したブロックフロー図である。
【図２】本発明に係る乳化燃料の製造方法における添加剤の製造方法を示したブロックフロー図である。
【図３】本発明に係る乳化燃料の製造装置の実施形態を示した系統図である。
【図４】本発明に係る乳化燃料の製造方法における添加剤製造装置を示した系統図である。
【図５】本発明に係る乳化燃料の製造装置におけるスプレー噴射機構を示した系統図である。
【図６】本発明に係る乳化燃料の製造装置における高速衝突機構を示した概略図である。
【図７】本発明に係る乳化燃料の製造装置においてスプレー噴射機構により製造した乳化燃料を真空式給湯暖房温水機で燃焼した際の燃料消費量を測定した結果を示した棒グラフである。
【図８】本発明に係る乳化燃料の製造装置において高速衝突機構により製造した乳化燃料の粒子径を測定した結果を示したグラフである。
【図９】本発明に係る乳化燃料の製造装置において高速衝突機構により製造した乳化燃料をバーナーで燃焼した際の燃焼炎温度を測定した結果を示したグラフである。
【図１０】本発明に係る乳化燃料の製造装置において高速衝突機構により製造した乳化燃料をバーナーで燃焼した際の燃料消費量を測定した結果を示した棒グラフである。
【図１１】本発明に係る乳化燃料の製造装置において高速衝突機構により製造した乳化燃料を蒸気ボイラで燃焼した際の排気ガス温度を測定した結果を示したグラフである。
【図１２】本発明に係る乳化燃料の製造装置において高速衝突機構により製造した乳化燃料を蒸気ボイラで燃焼した際の燃料消費量を測定した結果を示した棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る乳化燃料の製造方法の実施形態について図１を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る乳化燃料の製造方法の実施形態を示したブロックフロー図を表している。
【００１５】
図１にあるように、本発明に係る乳化燃料の製造方法における第１の実施形態は、まず、界面活性剤供給部からの界面活性剤の供給、そして、希釈剤供給部からの希釈剤の供給を受け、添加剤製造工程において添加剤が製造される。次に、燃料油供給部からの燃料油、水供給部からの水、さらに、添加剤供給部からの添加剤製造工程において製造された添加剤の供給を受け、第一段乳化燃料製造工程において、第一段乳化燃料が製造される。続いて、第一段乳化燃料の供給を受け、第二段乳化燃料製造工程において、第二段乳化燃料が製造され、最終的に乳化燃料が得られるというものである。
【００１６】
次に、本発明に係る乳化燃料の製造方法における第２の実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。本実施形態は、図１中の添加剤製造工程が、図２に表す工程となっているもので、まず、界面活性剤供給部から界面活性剤が、希釈剤供給部から希釈剤がそれぞれ供給され、第一段添加剤製造工程においてこれらが混合攪拌されることで、第一段添加剤が製造される。そして、この第一段添加剤が第二段添加剤製造工程において、微粒子化されることで第二段添加剤が製造される。
【００１７】
次に、図１に表すように、燃料油供給部からの燃料油、水供給部からの水、さらに、添加剤供給部からの添加剤製造工程において製造された添加剤（第二段添加剤）の供給を受け、第一段乳化燃料製造工程において、第一段乳化燃料が製造される。続いて、第一段乳化燃料の供給を受け、第二段乳化燃料製造工程において、第二段乳化燃料が製造され、最終的に乳化燃料が得られることになる。
【００１８】
続いて、本発明に係る乳化燃料の製造装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図３は、本発明に係る乳化燃料の製造装置の実施形態を示した系統図で、１０は乳化燃料の製造装置、１２は燃料油貯槽、１４は燃料油、１６は水貯槽、１８は水、２０は添加剤製造装置、２２は添加剤貯槽、２４は添加剤、２６は多段羽混合攪拌機構、２８は第一段乳化燃料貯槽、３０は乳化燃料微粒子化機構、３２は第二段乳化燃料貯槽、３４は燃料油移送ポンプ、３６は水移送ポンプ、３８は添加剤移送ポンプ、４０は羽根、４２は回転軸、４４はケーシング、４６は仕切り板、４８は第一段乳化燃料、５０は乳化燃料供給ポンプ、５２は第二段乳化燃料を示している。
【００１９】
まず、本実施形態における乳化燃料の製造装置１０は、燃料油１４を貯留する燃料油貯槽１２と、水１８を貯留する水貯槽１６と、添加剤製造装置２０により製造される添加剤２４を貯留する添加剤貯槽２２を備えている。そしてさらに、燃料油貯槽１２内の燃料油１４を多段羽混合攪拌機構２６に移送する燃料油移送ポンプ３４と、水１８を多段羽混合攪拌機構２６に移送する水移送ポンプ３６と、添加剤２４を多段羽混合攪拌機構２６に移送する添加剤移送ポンプ３８を備えている。
【００２０】
続いて、多段羽混合攪拌機構２６は、ケーシング４４内に羽４０が多段に取り付けられた回転軸４２が収納されてなるもので、またケーシング４４の内壁に、仕切り板４６が羽根４０と交互に取り付けられた構成となっている。なお、多段羽混合撹拌機構２６内では、回転軸４２が例えば、９６０ｒｐｍで回転するため、移送されてくる燃料油１４と水１８および添加剤２４が連続的に混合撹拌され、その結果、第一段乳化燃料４８が製造されることになる。そして、乳化燃料の製造装置１０は、第一段乳化燃料貯槽２８を備えており、多段羽混合撹拌機構２６により製造された第一段乳化燃料４８を貯留することができる構成となっている。
【００２１】
次に、乳化燃料の製造装置１０には、第一段乳化燃料４８を微粒子化させる乳化燃料微粒子化機構３０と、この乳化燃料微粒子化機構３０に第一段乳化燃料４８を供給する乳化燃料供給ポンプ５０と、第二段乳化燃料貯槽３２とがそれぞれ備えられている。そして、乳化微粒子化機構３０では、微粒子化された第二段乳化燃料５２が製造され、この第二段乳化燃料５２は、第二段乳化燃料貯槽３２に貯留される。
【００２２】
ここで、乳化燃料微粒子化機構３０の実施例を図５、図６に示す。まず、図５は乳化燃料微粒子化機構３０の第１の構成を表したものであり、５４は攪拌混合槽、５６はスプレーノズル、５８はスプレー治具を示している。乳化燃料微粒子化機構３０は、攪拌混合槽５４を備えており、攪拌混合槽５４内にはスプレー治具５８が取り付けられている。また、本実施例では、スプレー冶具５８には口径約０．７ｍｍのスプレーノズル５６が４０個装着されている。
【００２３】
乳化燃料供給ポンプ５０により第一段乳化燃料４８をスプレーノズル５６に供給すると、第一段乳化燃料４８は２〜４ｍ／ｓｅｃの線流速で噴出し、微粒子化された第二段乳化燃料５２が製造されて第二段乳化燃料貯槽３２に貯留されるという仕組みである。
【００２４】
次に、図６は、乳化燃料微粒子化機構３０の第２の構成を表したもので、６０は衝突治具、６２は噴射板、６４は衝突球、６６は乳化燃料入口部、６８は乳化燃料出口部を示している。乳化燃料微粒子化機構３０は、衝突治具６０を備えており、衝突治具６０内の流路には耐摩耗性に優れたアルミナ製の噴射板（直径１５ｍｍ、厚さ９ｍｍ）６２が設置されている。また、噴射板６２の中心部には直径０．７ｍｍの貫通孔が設けられている。
【００２５】
そして、同流路の延長線上にアルミナ製の衝突球（直径１２ｍｍ）６４が設置されている。乳化燃料供給ポンプ５０から供給された第一段乳化燃料４８は、乳化燃料入口部６６と噴射板６２の貫通孔を通過して衝突球６４に衝突する。噴射板６２の貫通孔を通過する際の第一段乳化燃料４８の線流速は約９０ｍ／ｓｅｃであり、第一段乳化燃料４８は高速で衝突球６４に衝突してより微粒子化される。
【００２６】
微粒子化された乳化燃料は、衝突球６４と通路の隙間を通って乳化燃料出口部６８を通過し、第二段乳化燃料５２として第二段乳化燃料貯槽３２に貯留される。なお、乳化燃料を衝突させる形状は、球以外にラグビーボール状の楕円、あるいは板であっても良い。
【００２７】
続いて、本発明に係る乳化燃料の製造装置の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態における乳化燃料の製造装置に備えられている添加剤製造装置の構成を表したものである。なお、符号については、２０が添加剤製造装置、７０が界面活性剤供給部、７２が希釈剤供給部、７４がミキサー、７６が攪拌混合槽、７８が第一段添加剤、８０が添加剤微粒化子機構、８２が添加剤供給ポンプ、８４が第二段添加剤、８６が第二段添加剤貯槽を示している。
【００２８】
本実施形態における添加剤製造装置２０は、攪拌混合槽７６と、攪拌混合槽７６内の内容物を攪拌するミキサー７４と、攪拌混合槽７６内に界面活性剤を供給する界面活性剤供給部７０及び希釈剤を供給する希釈剤供給部７２とが備えられている。そしてさらに、攪拌混合槽７６において製造される第一段添加剤７８を微粒化させる添加剤微粒化機構８０と、攪拌混合槽７６から添加剤微粒化子機構８０に第一段添加剤７８を供給する添加剤供給ポンプ８２と、添加剤微粒化機構８０において微粒子化された第二段添加剤８４を貯留する第二段添加剤貯槽８６が備えられている。
【００２９】
ここで、本実施形態における添加剤製造装置２０を用いた添加剤の製造方法について図４を参照しながら説明する。原液の界面活性剤は粘度が大きいため、そのままの濃度ではポンプによる移送が困難である。そこで、原液の界面活性剤を希釈剤により希釈して撹拌混合槽７６内で第一段添加剤７８を製造する。なお、界面活性剤は燃料油粒子内に水粒子を分散させるためＬＨＢ４〜６の範囲が好ましい。
【００３０】
また、希釈剤は乳化燃料を安定して燃焼させるため、燃料油と同じ種類の油を選定する。本実施例では燃料油がＡ重油であるため、希釈剤はＡ重油を選定した。界面活性剤供給部７０より界面活性剤を体積比率で２０％、希釈剤供給部７２よりＡ重油を体積比率で８０％の割合で撹拌混合槽７６に投入する。攪拌混合槽７６では、界面活性剤および希釈剤がミキサー７４により撹拌混合されて第一段添加剤７８が製造される。
【００３１】
次に、添加剤供給ポンプ８２により第一添加剤７８を添加剤微粒子化機構８０に供給する。添加剤微粒子化機構８０の詳細は前述の実施例（図５、図６）に記載したものの何れかを利用する。添加剤微粒子化機構８０内では第一添加剤７８がスプレー噴射または高速衝突されて微粒子化する。微粒子化してなる第二段添加剤８４は第二添加剤貯槽８６に貯留される。
【００３２】
（燃焼試験１）
続いて、図３の乳化燃料の製造装置に図５のスプレー噴射機構を組み込んだ装置により乳化燃料を製造して真空式給湯暖房温水機による燃焼試験を実施した。実施手順は、燃料油貯槽からＡ重油１６８Ｌ／ｈ、水貯槽から水７２Ｌ／ｈ、添加剤貯槽から添加剤１．２Ｌ／ｈ（界面活性剤としては０．２４Ｌ／ｈ）を、各々、多段羽混合撹拌機構に供給した。全供給量は２４０Ｌ／ｈであるため、各々の体積比率はＡ重油が７０％、水が３０％、界面活性剤が０．１％の割合である。多段羽混合撹拌機構内ではＡ重油と水および界面活性剤が連続的に混合撹拌されて第一段乳化燃料が製造される。第一段乳化燃料は、多段羽混合撹拌機構の出口から排出されて第一段乳化燃料貯槽に貯留される。
【００３３】
次に、第一段乳化燃料を２４０Ｌ／ｈの流量でスプレー噴射機構に供給する。スプレー噴射機構のスプレー槽内では第一段乳化燃料がスプレー噴射（線流速４ｍ／ｓｅｃ）されて微粒子化する。微粒子化された第二段乳化燃料は第二段乳化燃料貯槽に貯留される。引き続き、真空式給湯暖房温水機２台に第二段乳化燃料を供給し、乳化燃料の燃焼試験を実施した。なお、この真空式給油暖房温水機は、通常の運転ではＡ重油を燃料としている。
【００３４】
ここで、上記燃焼試験の結果を図７に示す。乳化燃料の運転試験を４４時間実施した結果、Ａ重油が２４９０Ｌ、水が１０７０Ｌ、添加剤中の界面活性剤が０．７Ｌ、合計３５６０Ｌであった。一方、Ａ重油のみを同一の時間燃焼した際のＡ重油消費量は３０９０Ｌであった。本試験結果より、乳化燃料運転におけるＡ重油消費量は、Ａ重油単独運転と比較して１９％削減できることがわかった。
【００３５】
以上のように、真空式給湯暖房温水機の代替燃料に本発明の多段羽撹拌機構とスプレー噴射機構の組合せを備える乳化燃料の製造装置により製造した乳化燃料を適用することにより、Ａ重油、軽油などの消費量を削減できるとともに、温室効果ガス（二酸化炭素）の排出量も削減することができる。なお、バーナーおよび蒸気ボイラでもスプレー噴射機構で製造した乳化燃料の燃焼試験を実施し、真空式給湯暖房温水機と同様にＡ重油消費量の削減率は２０％前後が得られた。
【００３６】
（燃焼試験２）
上記燃焼試験１におけるスプレー噴射機構では、燃料油の消費量の削減率は２０％程度が限界であった。燃料油の消費量をさらに削減するため、図３の乳化燃料の製造装置に図６の高速衝突機構を組み込んだ装置で乳化燃料を製造し、バーナーおよび蒸気ボイラによる燃焼試験を実施した。
【００３７】
バーナーによる燃焼試験を実施するに当たっての多段羽供給機構による第一段乳化燃料の製造条件は以下の通りである（表１）。
【００３８】
【表１】
2014105260.tif 000003
【００３９】
上記表１中（１）、（２）の各々の合計供給量は１２０Ｌ／ｈである。多段羽混合撹拌機構内ではＡ重油と水および界面活性剤が連続的に混合撹拌されて第一段乳化燃料が製造される。第一段乳化燃料は、多段羽根混合撹拌機構の出口から排出されて第一段乳化燃料貯槽に貯留される。
【００４０】
次に第一段乳化燃料を５４０Ｌ／ｈの流量で高速衝突機に供給する。高速衝突機構内では第一段乳化燃料が線流速９０ｍ／ｓｅｃにて衝突球に衝突し、より微粒子化された第二段乳化燃料が製造され、第二段乳化燃料貯槽に貯留される。第二段乳化燃料を光学顕微鏡で観察して粒子の粒径を測定した結果を図８に示す。乳化燃料の粒子は粒子径が１０μｍ以下であり、高速衝突により微粒子化したことがわかる。
【００４１】
引き続き、コンクリートおよび砂利などの乾燥などに使用されているバーナーに第二段乳化燃料を供給して燃焼試験を実施した。燃焼炎の温度測定結果を図９に示す。図９はバーナー燃焼炎温度の経時変化であり、○印は乳化燃料の水の添加割合３５％、□印は乳化燃料の水の添加割合４０％、△印はＡ重油単独である。バーナー燃焼炎の温度は、乳化燃料の水添加割合３５％とＡ重油単独ではほとんど同じ値を示し、８２５℃〜８５０℃の範囲で推移した。一方、乳化燃料の水添加割合４０％では、急激に温度が低下し、７５０℃〜７７５℃の範囲であった。本試験結果より乳化燃料に添加する水は３５％以下が望ましいことがわかる。
【００４２】
次に、乳化燃料の水添加割合３５％とＡ重油単独での燃料消費量を測定した。燃料消費量の測定結果を図１０に示す。乳化燃料のＡ重油消費量は４．３Ｌ／ｈ、Ａ重油単独でのＡ重油消費量は５．８Ｌ／ｈであった。本試験結果より、乳化燃料運転におけるＡ重油消費量は、Ａ重油単独運転と比較して２６％削減できることがわかった。
【００４３】
以上のように本発明の多段羽撹拌機構と高速噴射機構の組合せで製造した乳化燃料は、微粒子化するため「空気との接触面積が増加」、「理論値に近い空気量で燃焼」の効果により、空気加熱に奪われる熱損失を小さくできることがわかった。これらの効果により乳化燃料のＡ重油消費量は、Ａ重油単独と比較して２６％削減できた。
【００４４】
（燃焼試験３）
本燃焼試験では、前述の燃焼試験２で製造した乳化燃料を蒸気ボイラで燃焼試験した結果を説明する。なお、燃焼試験は、燃焼試験２で製造した第二段乳化燃料を５日間経過後に実施した。乳化燃料燃焼中の排気ガス温度の測定結果を図１１に示す。図には比較のためにＡ重油単独で燃焼した際の排気ガス温度も示した。蒸気ボイラの排気ガス温度は、乳化燃料およびＡ重油単独とも１８０℃前後で推移した。
【００４５】
次に燃料消費量の測定結果を図１２に示す。乳化燃料のＡ重油消費量は３４Ｌ／ｈ、Ａ重油単独でのＡ重油消費量は４５Ｌ／ｈであった。本試験結果より、乳化燃料運転におけるＡ重油消費量はＡ重油単独運転と比較して２４％削減率できた。以上のように本発明の多段羽撹拌機構と高速噴射機構の組合せで製造した乳化燃料は、微粒子化するため「空気との接触面積が増加」、「理論値に近い空気量で燃焼」の効果により、空気加熱に奪われる熱損失を小さくできることがわかった。
【００４６】
また、微粒子化したことにより製造後５日間経過した乳化燃料でも安定して燃焼し、この時のＡ重油消費量はＡ重油単独と比較して２４％削減できることも分かった。なお、真空式給湯暖房温水機およびバーナーでも乳化燃料の燃焼試験を実施し、蒸気ボイラと同様にA重油消費量の削減率は２５％前後が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る乳化燃料の製造方法及びその製造装置は、空気加熱に奪われる熱損失が小さい乳化燃料を製造することができるため、燃料油使用に係るコストや温室効果ガスの排出量を削減させる目的に対し、好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  乳化燃料の製造装置
１２  燃料油貯槽
１４  燃料油
１６  水貯槽
１８  水
２０  添加剤製造装置
２２  添加剤貯槽
２４  添加剤
２６  多段羽混合攪拌機構
２８  第一段乳化燃料貯槽
３０  乳化燃料微粒子化機構
３２  第二段乳化燃料貯槽
３４  燃料油移送ポンプ
３６  水移送ポンプ
３８  添加剤移送ポンプ
４０  羽根
４２  回転軸
４４  ケーシング
４６  仕切り板
４８  第一段乳化燃料
５０  乳化燃料供給ポンプ
５２  第二段乳化燃料
５４  攪拌混合槽
５６  スプレーノズル
５８  スプレー治具
６０  衝突治具
６２  噴射板
６４  衝突球
６６  乳化燃料入口部
６８  乳化燃料出口部
７０  界面活性剤供給部
７２  希釈剤供給部
７４  ミキサー
７６  攪拌混合槽
７８  第一段添加剤
８０  添加剤微粒子化機構
８２  添加剤供給ポンプ
８４  第二段添加剤
８６  第二段添加剤貯槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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