(57)【要約】  エマルジョン燃料と、使用に必要な量を製造することができるエマルジョン燃料の製造装置、その製造方法及びエマルジョン燃料を取り扱う方法を提供する。  燃焼手段２３に連絡する燃料供給通路２０の途中に燃料供給ポンプ２４を備え、燃料供給通路２０の上流側に一方を噴射口３２を介して燃料タンク１２と連絡すると共に他方を水タンク１６と連絡する混合室３０を形成した液体混合手段１０を連絡する。燃焼手段２３に燃料を供給する燃料供給ポンプ２４の負圧を混合室３０に及ぼして、燃料タンク１２からの燃料を噴射口３２から混合室３０に噴射すると共に水タンク１６からの水を導入し、混合室３０内で燃料と水とを混合する。混合室３０内での燃料と水の混合によって、一部が乳化し残りが燃料と水との混合混状態となったエマルジョン燃料を作り、そのエマルジョン燃料を燃料供給ポンプ２４に導入してエマルジョン燃料の乳化を促進する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
途中に燃料供給ポンプを備える燃料供給通路から燃焼手段に燃料を供給するものに適用するエマルジョン燃料の製造装置であって、燃料を収容するための燃料タンクと、水を収容するための水タンクと、燃料と水とを混合する混合室と前記混合室に燃料を噴射する噴射口とを備えるものであって前記混合室が前記燃料供給通路の上流側と連絡する液体混合手段と、一方を前記燃料タンクと連絡し他方を前記液体混合手段の前記噴射口と連絡するための燃料通路と、一方を前記水タンクと連絡し他方を前記液体混合手段の前記混合室と連絡するための水通路とを有し、前記燃料タンク内の燃料を前記燃料通路から前記噴射口を経て前記混合室内に噴射し、前記水タンク内の燃料を前記水通路から前記混合室内に導入し、前記混合室内で燃料と水とを混合してエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項２】
前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項３】
前記燃料供給ポンプと前記送出し用燃料ポンプと前記送出し用水ポンプとのＯＮ−ＯＦＦ作動を同時に行なわせることを特徴とする請求項２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項４】
前記燃料通路の途中にそこを通過する燃料の流量を調整するための燃料用流量調整手段を備え、前記水通路の途中にそこを通過する水の流量を調整するための水用流量調整手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項５】
前記水通路の途中に前記水通路を開閉するための開閉弁を備えることを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項６】
前記燃料タンク及び前記水タンクを前記液体混合手段より高位に配置したことを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項７】
前記水タンク内の水に植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなる植物油を混合させたことを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項８】
前記液体混合手段の下流側に隣接して前記液体混合手段の前記混合室で混合したエマルジョン燃料を導入する第２液体混合手段を備え、その内部に前記燃料供給通路の上流側と連絡する第２混合室と前記液体混合手段の前記混合室で混合した燃料と水とを前記第２混合室内に噴射する第２噴射口とを有することを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項９】
前記第２液体混合手段の前記第２混合室と連絡する植物油通路を設け、その植物油通路を前記第２液体混合手段より上位に配置した植物油を収容する植物油タンクと連絡したことを特徴とする請求項８記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１０】
前記植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項９記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１１】
前記水が一般の水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１２】
前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１３】
前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１４】
前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とする請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１５】
前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とする請求項１４記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１６】
水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とする請求項１４記載のエマルジョン燃料の製造装置。
【請求項１７】
燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合するための混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、燃料を収容する燃料タンクと前記液体混合手段の前記噴射口とを燃料通路を介して連絡し、水を収容する水タンクと前記混合室とを水通路を介して連絡し、前記燃料供給ポンプの作動によって前記燃料供給通路を介して前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧によって前記水通路内の水を前記混合室へ導入すると共に前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ噴射して前記混合室内でエマルジョン燃料を形成し、そのエマルジョン燃料を前記燃料供給ポンプから前記燃焼手段に供給することを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１８】
前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とする請求項１７記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１９】
前記燃料供給ポンプと前記送出し用燃料ポンプと前記送出し用水ポンプとのＯＮ−ＯＦＦ作動を同時に行なわせることを特徴とする請求項１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２０】
前記燃料通路の途中にそこを通過する燃料の流量を調整するための燃料用流量調整手段を備え、前記水通路の途中にそこを通過する水の流量を調整するための水用流量調整手段を備えることを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２１】
前記水通路の途中に前記水通路を開閉するための開閉弁を備えることを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２２】
前記燃料タンク及び前記水タンクを前記液体混合手段より高位に配置したことを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２３】
前記水タンク内の水に植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなる植物油を混合させたことを特徴とする請求項２２記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２４】
前記液体混合手段の下流側に隣接して前記液体混合手段の前記混合室で混合したエマルジョン燃料を導入する第２液体混合手段を備え、その内部に前記燃料供給通路の上流側と連絡する第２混合室と前記液体混合手段の前記混合室で混合した燃料と水とを前記第２混合室内に噴射する第２噴射口とを有することを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２５】
前記第２液体混合手段の前記第２混合室と連絡する植物油通路を設け、その植物油通路を前記第２液体混合手段より上位に配置した植物油を収容する植物油タンクと連絡したことを特徴とする請求項２４記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２６】
前記植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項２５記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２７】
前記水が一般の水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２８】
前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２９】
前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項３０】
前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とする請求項１７または１８記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項３１】
前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とする請求項３０記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項３２】
水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とする請求項３０記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項３３】
燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合する混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、前記混合室に前記噴射口と燃料通路とを介して燃料を収容する燃料タンクを連絡し、前記混合室に水通路を介して水を収容する水タンクと連絡し、前記水通路の途中にその水通路を開閉する開閉弁を設け、前記燃料供給ポンプの作動によって前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧で前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ導入すると共に前記水通路の水を前記混合室へ導入して前記混合室で燃料と水とを混合し、前記混合室で燃料と水とを混合して不完全なエマルジョン燃料を製造するものであって、前記燃料供給ポンプを停止する前に前記開閉弁で前記水通路を閉じ、その前記水通路を閉じた状態で前記燃料供給ポンプを継続作動させ、前記燃料供給通路内と前記燃料供給ポンプ内のエマルジョン内を燃料で満たした後、前記燃料供給ポンプを停止することを特徴とするエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項３４】
前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とする請求項３３記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項３５】
前記水が一般の水の場合に、前記混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とする請求項３３または３４記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項３６】
前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とする請求項３３または３４記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項３７】
前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とする請求項３３または３４記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項３８】
前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とする請求項３３または３４記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項３９】
前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とする請求項３８記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項４０】
水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とする請求項３８記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項４１】
燃料と水とのみとから成るものであって、８０％以上の容積比率の燃料と水とで乳化したエマルジョン燃料と、２０％以下の乳化されない燃料と水と、を混合した状態としたことを特徴とするエマルジョン燃料。
【請求項４２】
前記水が一般の水の場合に、前記混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とする請求項４１記載のエマルジョン燃料。
【請求項４３】
前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とする請求項４１記載のエマルジョン燃料。
【請求項４４】
前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とする請求項４１記載のエマルジョン燃料。
【請求項４５】
前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とする請求項４１記載のエマルジョン燃料。
【請求項４６】
前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とする請求項４５記載のエマルジョン燃料。
【請求項４７】
水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とする請求項４５記載のエマルジョン燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン燃料の製造した後に直ちに燃焼させるためのエマルジョン燃料の製造装置、エマルジョン燃料の製造方法、エマルジョン燃料を取り扱う方法及びエマルジョン燃料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軽油，重油，灯油，ガソリン等の燃料と、水と、乳化剤とを混合して、各種エマルジョン燃料が作られることが広く知られている。エマルジョン燃料を製造する場合には、エマルジョン燃料の製造タンクである大型の混合タンク内に、燃料と水と界面活性剤等の乳化剤と入れ、混合タンク内の３種類の液体を、大型の攪拌装置（タンク外に備える駆動手段とその駆動手段によって回転させられるものであってタンク内に備える攪拌羽根とから成る）によって攪拌させる方法が一般に知られている（特許文献１）。【０００３】
エマルジョン燃料を製造する混合タンクは、エマルジョン燃料を燃焼するバーナー（燃焼手段）とは直結しておらず、一般には、製造したエマルジョン燃料をバーナーに直結する貯蔵タンクに移し、必要時にエマルジョン燃料を貯蔵タンクからバーナーに供給している。しかし、貯蔵タンク内で貯蔵するエマルジョン燃料は、一般に短時間で分離するため、エマルジョン燃料として使用する前に、大型の攪拌装置（駆動手段と攪拌羽根とを有する）を用いて、分離したエマルジョン燃料の再乳化を行なって、その後再乳化したエマルジョン燃料をバーナーに供給して燃焼させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２３２８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のエマルジョン燃料を製造する場合には、エマルジョン燃料の製造と貯蔵とにそれぞれ、２種類の大型のタンク（混合タンクと貯蔵タンク）を必要とした。このため、２種類の大型タンク分の広いスペースが必要となるだけでなく、２種類の大型タンクの費用がかかるという欠点があった。また、混合タンクには、燃料と水と乳化剤との３種類の液体を混合攪拌するための大型の攪拌装置を備えなければならないと共に、貯蔵タンクには、貯蔵タンク内で分離したエマルジョン燃料を再乳化するための大型の攪拌装置を備えなければならなかった。このため、２種類の大型の攪拌装置が必要となり、製造コストが高くつくという欠点があった。更に、エマルジョン燃料を製造するには、界面活性剤（化学品）を使用するため、コストがかかると共に、その界面活性剤の燃焼によってダイオキシンが発生するという不具合があった。【０００６】
従来から、ボイラー等に使用するバーナー装置には、バーナー（燃焼手段）と、そのバーナーに燃料を送り出す燃料供給ポンプと、途中に前記燃料供給ポンプを介してバーナーに至る燃料供給通路とを内蔵している。バーナー装置では、ボイラーの停止と共に、バーナーや燃料供給ポンプの作動を停止させる。燃料としてエマルジョン燃料を使用した場合に、バーナーや燃料供給ポンプの停止から次に作動を開始するまでの間に、燃料供給ポンプと燃料供給通路とに充満しているエマルジョン燃料は燃料と水とに分離する。この分離した水によって燃料供給ポンプ（燃料には使用できるが、水には使用できないポンプ）が故障するという不具合があった。また、寒冷地においては、分離した水が凍結して、燃料供給ポンプや燃料供給通路が破損する不具合があった。これらの不具合があることから、エマルジョン燃料の普及が妨げられていた。【０００７】
本発明は、エマルジョン燃料を製造した後で直ちにエマルジョン燃料を使用するエマルジョン燃料の製造装置、エマルジョン燃料の製造方法、エマルジョン燃料を取り扱う方法及びエマルジョン燃料を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置は、途中に燃料供給ポンプを備える燃料供給通路から燃焼手段に燃料を供給するものに適用するエマルジョン燃料の製造装置であって、燃料を収容するための燃料タンクと、水を収容するための水タンクと、燃料と水とを混合する混合室と前記混合室に燃料を噴射する噴射口とを備えるものであって前記混合室が前記燃料供給通路の上流側と連絡する液体混合手段と、一方を前記燃料タンクと連絡し他方を前記液体混合手段の前記噴射口と連絡するための燃料通路と、一方を前記水タンクと連絡し他方を前記液体混合手段の前記混合室と連絡するための水通路とを有し、前記燃料タンク内の燃料を前記燃料通路から前記噴射口を経て前記混合室内に噴射し、前記水タンク内の燃料を前記水通路から前記混合室内に導入し、前記混合室内で燃料と水とを混合してエマルジョン燃料を製造することを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とするものである。本発明は、前記燃料供給ポンプと前記送出し用燃料ポンプと前記送出し用水ポンプとのＯＮ−ＯＦＦ作動を同時に行なわせることを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中にそこを通過する燃料の流量を調整するための燃料用流量調整手段を備え、前記水通路の途中にそこを通過する水の流量を調整するための水用流量調整手段を備えることを特徴とするものである。本発明は、前記水通路の途中に前記水通路を開閉するための開閉弁を備えることを特徴とするものである。本発明は、前記燃料タンク及び前記水タンクを前記液体混合手段より高位に配置したことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内の水に植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなる植物油を混合させたことを特徴とするものである。本発明は、前記液体混合手段の下流側に隣接して前記液体混合手段の前記混合室で混合したエマルジョン燃料を導入する第２液体混合手段を備え、その内部に前記燃料供給通路の上流側と連絡する第２混合室と前記液体混合手段の前記混合室で混合した燃料と水とを前記第２混合室内に噴射する第２噴射口とを有することを特徴とするものである。本発明は、前記第２液体混合手段の前記第２混合室と連絡する植物油通路を設け、その植物油通路を前記第２液体混合手段より上位に配置した植物油を収容する植物油タンクと連絡したことを特徴とするものである。本発明は、前記植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなることを特徴とするものである。本発明は、前記水が一般の水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とするものである。本発明は、水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とするものである。【０００９】
本発明に係るエマルジョンの燃料の製造方法は、燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合するための混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、燃料を収容する燃料タンクと前記液体混合手段の前記噴射口とを燃料通路を介して連絡し、水を収容する水タンクと前記混合室とを水通路を介して連絡し、前記燃料供給ポンプの作動によって前記燃料供給通路を介して前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧によって前記水通路内の水を前記混合室へ導入すると共に前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ噴射して前記混合室内でエマルジョン燃料を形成し、そのエマルジョン燃料を前記燃料供給ポンプから前記燃焼手段に供給することを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とするものである。本発明は、前記燃料供給ポンプと前記送出し用燃料ポンプと前記送出し用水ポンプとのＯＮ−ＯＦＦ作動を同時に行なわせることを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中にそこを通過する燃料の流量を調整するための燃料用流量調整手段を備え、前記水通路の途中にそこを通過する水の流量を調整するための水用流量調整手段を備えることを特徴とするものである。本発明は、前記水通路の途中に前記水通路を開閉するための開閉弁を備えることを特徴とするものである。本発明は、前記燃料タンク及び前記水タンクを前記液体混合手段より高位に配置したことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内の水に植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなる植物油を混合させたことを特徴とするものである。本発明は、前記液体混合手段の下流側に隣接して前記液体混合手段の前記混合室で混合したエマルジョン燃料を導入する第２液体混合手段を備え、その内部に前記燃料供給通路の上流側と連絡する第２混合室と前記液体混合手段の前記混合室で混合した燃料と水とを前記第２混合室内に噴射する第２噴射口とを有することを特徴とするものである。本発明は、前記第２液体混合手段の前記第２混合室と連絡する植物油通路を設け、その植物油通路を前記第２液体混合手段より上位に配置した植物油を収容する植物油タンクと連絡したことを特徴とするものである。本発明は、前記植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなることを特徴とするものである。本発明は、前記水が一般の水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とするものである本発明は、水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とするものである。【００１０】
本発明に係るエマルジョン燃料を取り扱う方法は、燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合する混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、前記混合室に前記噴射口と燃料通路とを介して燃料を収容する燃料タンクを連絡し、前記混合室に水通路を介して水を収容する水タンクと連絡し、前記水通路の途中にその水通路を開閉する開閉弁を設け、前記燃料供給ポンプの作動によって前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧で前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ導入すると共に前記水通路の水を前記混合室へ導入して前記混合室で燃料と水とを混合し、前記混合室で燃料と水とを混合して不完全なエマルジョン燃料を製造するものであって、前記燃料供給ポンプを停止する前に前記開閉弁で前記水通路を閉じ、その前記水通路を閉じた状態で前記燃料供給ポンプを継続作動させ、前記燃料供給通路内と前記燃料供給ポンプ内のエマルジョン内を燃料で満たした後、前記燃料供給ポンプを停止することを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とするものである。本発明は、前記水が一般の水の場合に、前記混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とするものである。本発明は、水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とするものである。【００１１】
本発明に係るエマルジョン燃料は、燃料と水とのみとから成るものであって、８０％以上の容積比率の燃料と水とで乳化したエマルジョン燃料と、２０％以下の乳化されない燃料と水と、を混合した状態としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水が一般の水の場合に、前記混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記加工水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた水としたことを特徴とするものである。本発明は、水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るエマルジョン燃料製造装置及びその製造方法によれば、燃料と水を混合するための混合タンクや製造したエマルジョン燃料を貯蔵しておくための貯蔵タンクを不要とするものである。よって、従来必要とした２種類の大型のタンクのスペースを必要としない。また、燃料と水と乳化剤を混合してエマルジョン燃料の製造や分離したエマルジョン燃料の再乳化のための大型の攪拌装置とを必要としないので、エマルジョン燃料製造装置を格段に安価に製造することができる。本発明では、既設の燃料供給ポンプのみを燃料と水の乳化用駆動手段とし、既設の燃料供給ポンプの吸引力によって燃料と水とを衝突混合させてエマルジョン燃料を製造するので、その乳化方法が非常に簡単であり、しかも装置としてのコストを大幅に低減することができる。【００１３】
本発明では更に、一部に乳化しないものを含むエマルジョン燃料（以下「不完全なエマルジョン燃料」とする）であっても、製造して直ぐの場合には、燃焼手段で確実に燃焼させることを見出した。不完全なエマルジョン燃料でも製造後直ちに燃焼させることが可能なことから、バーナー装置に含まれる既設の燃料供給ポンプを使用して、その燃料供給ポンプによって発生する吸引力によって、液体混合手段の混合室内で不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の燃料と水との混合状態のもの）を作るものである。よって、従来必要とした燃料と水とを押し出によって混合乳化させるための専用ポンプを不要として、より安価なエマルジョン燃料製造装置を作ることができる。また、不完全なエマルジョン燃料を燃料供給ポンプで攪拌混合することで、不完全なエマルジョン燃料のうちの水が細かい粒となりエマルジョン燃料や乳化されていない燃料内に広く分散させることができ、燃焼手段で確実に燃焼させることができる。【００１４】
燃料通路の途中に送出し用燃料ポンプを設け、水通路の途中に送出し用水ポンプを設ける。これら送出し用燃料ポンプと送出し用水ポンプとによって、液体混合手段で燃料と水とでエマルジョン燃料を生成するために適した圧力で燃料や水を液体混合手段に送るものである。また、送出し用燃料ポンプと送出し用水ポンプを備えることによって、液体混合手段より下流側の燃料供給通路へ供給されるエマルジョン燃料の圧力を適正な圧力にすることができ、燃料供給通路の途中に備えられる燃料供給ポンプの寿命を長く保たせることができる。また、燃焼手段に燃料を供給するための燃料供給ポンプの作動スイッチと、燃料通路の途中に備えた送出し用燃料ポンプの作動スイッチと、水通路の途中に備えた送出し用水ポンプの作動スイッチと、を同時にＯＮ−ＯＦＦ作動させる。これによって、水通路の途中に備える開閉弁を省略することができ、装置の製造コストを低減することができる。【００１５】
本発明に係わるエマルジョン燃料を取り扱う方法では、燃焼手段や燃料供給ポンプの作動を停止する前に、燃料と水とを混合する液体混合手段の混合室に水を供給する水通路の途中を開閉弁で閉鎖する。これによって、燃焼手段や燃料供給ポンプの作動を停止する前には、燃料供給ポンプや燃料供給通路に燃料タンクからの燃料のみが導入され、燃料供給ポンプや燃料供給通路が燃料で満たされた状態になる。燃料供給ポンプや燃料供給通路が燃料で満たされた後で、燃焼手段や燃料供給ポンプの作動を停止する。燃焼手段や燃料供給ポンプが停止した際には、燃料供給ポンプや燃料供給通路には燃料のみが充満し、不完全なエマルジョン燃料が存在しないようにする。この結果、エマルジョン燃料が分離して生じる水の存在が無くなり、水の存在による燃料供給ポンプの故障の発生や、寒冷時の水の凍結による燃料供給ポンプや燃料供給通路の故障の発生を防止することができる。更に、燃焼手段による燃焼の再開時には、最初は燃料供給ポンプや燃料供給通路に燃料のみが存在するので、燃焼手段による燃料の着火性が良好となり、着火を確実に行なわせることができる。【００１６】
本発明に係わるエマルジョン燃料は、燃焼手段に供給されるエマルジョン燃料が不完全なエマルジョン燃料（エマルジョン燃料の容積比率が８０％以上で、乳化されていない燃料と水との容積比率が２０％以下である混合体）であっても、製造して直ぐの場合（好ましくは、不完全なエマルジョン燃料に含まれる水がエマルジョン燃料や燃料に小さい粒で広く混合されている状態）には、燃焼手段で確実に燃焼させることを見出した。このため、従来から使用していた界面活性剤等の乳化剤を使用せずに、燃焼と水とのみを使用してエマルジョン燃料を製造するものである。本発明に係わるエマルジョン燃料は、不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の乳化されない燃料と水との混合状態のもの）であり、このような不完全なエマルジョン燃料であっても、内部に含む水が小さい粒になってエマルジョン燃料や乳化されなかった燃料内にほぼ均等に分散しているならば、小さな粒となっている水は燃焼の妨げにはならず、不完全なエマルジョン燃料でも充分に燃焼することができる。液体混合装置で製造された不完全なエマルジョン燃料は、その後、既設の燃料供給ポンプによって回転攪拌され、不完全なエマルジョン燃料内の水は更に小さな粒となって流動状態となっているので、界面活性剤を用いなくても、燃焼手段によって確実に燃焼させることができる。本発明のエマルジョン燃料は、界面活性剤等の乳化剤を使用しないため、エマルジョン燃料の製造コストを大幅に削減することができ、しかもダイオキシンを発生することがないので、環境を阻害することがない燃料として使用することができる【００１７】
本発明に係わるエマルジョン燃料に使用する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水か、それら２種類のうちのいずれかの加工水を火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた加工水か、のいずれかの加工水とする。以上のいずれかの加工水と燃料とを使用して液体混合手段で混合させることで、不完全なエマルジョン燃料であっても、約９０％の容積比率のエマルジョン燃料を製造することが可能になり、一般の水を使用した不完全なエマルジョン燃料と比べて、燃焼時に高い燃焼エネルギを出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１のエマルジョン燃料の製造装置に使用する液体混合手段の断面図である。
【図３】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置の他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置のその他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置の更に他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  液体混合手段
１２  燃料タンク
１４  燃料通路
１６  水タンク
１８  水通路
２０  燃料供給通路
２２  バーナー装置
２３  燃焼手段
２４  燃料供給ポンプ
２６  羽根
３０  混合室
３２  噴射口
４０  燃料流量調整弁
４４  水流量調整弁
４８  開閉弁
５０  第２液体混合手段
５２  植物油通路
５４  植物油タンク
５６  第２混合室
５８  第２噴射口
６０  送出し用燃料ポンプ
６２  送出し用水ポンプ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、エマルジョン燃料を使用する際に必要量のエマルジョン燃料を燃料と水とから製造するものである。
【実施例１】
【００２１】
次に、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るエマルジョン燃料製造装置の一実施例を示す構成図、図２は図１で使用する液体混合手段の断面図である。本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、燃料と水とを混合する液体混合手段１０と、燃料を収容する燃料タンク１２と、液体混合手段１０と燃料タンク１２とを連絡する燃料通路１４と、水を収容する水タンク１６と、液体混合手段１０と水タンク１６とを連絡する水通路１８とを有する。燃料タンク１２並びに水タンク１６は、液体混合手段１０の近傍に配置され、しかも液体混合手段１０より高位置に配置され、燃料タンク１２からの燃料と水タンク１６からの水は、重力によって液体混合手段１０に導入されるように設定されている。燃料タンク１２内に収容される燃料は、重油、軽油、灯油、ガソリン、エタノール（バイオエタノールも含む）、廃油等の各種燃料を用いる。水タンク１６内に収容される水は、水道水等の一般の水（または後述する加工水）を用いる。但し、本発明では、化学品としての界面活性剤を用いないものである。【００２２】
液体混合手段１０は燃料供給通路２０の一端と接続し、その燃料供給通路２０の他端は例えば燃焼装置（例えばバーナー装置）２２と連絡する。液体混合手段１０は、燃焼装置２２の近傍に配置するのが望ましい。燃焼装置２２は一般に、燃焼手段（例えばバーナー）２３とその燃焼手段２３へ燃料を供給するための燃料供給ポンプ２４とを内蔵している。燃料供給通路２０は、その途中に備えた燃料供給ポンプ２４を経由して燃焼手段２３に連結されている。燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４や燃料供給通路２０を内蔵した燃焼装置２２は、従来既知のものである。燃料供給ポンプ２４には一般に、羽根２６を有するポンプが用いられている。燃料供給ポンプ２４内に導入された不完全なエマルジョン燃料の攪拌を促進するためには、燃料供給ポンプ２４は羽根２６を有するものであることが望ましい。【００２３】
図２に示すように、液体混合手段１０は、ハウジング２８ａ，２８ｂを有し、それらハウジング２８ａ，２８ｂの内部に、混合室３０と、混合室３０に開口する噴射口３２を有する。液体混合手段１０には更に、一端を燃料通路１４と連絡し他端を噴射口３２と連絡する第１導入口３４と、一端を水通路１８と連絡し他端を混合室３０と連絡する第２導入口３６と、一端を混合室３０と連絡し他端を燃料供給通路２０と連絡する吐出口３８とが形成されている。噴射口３２の断面は、燃料通路１４の断面や水通路１８の断面や混合室３０の断面や吐出口３８の断面と比べて小さいものに設定されている。液体混合手段１０は、２種類の液体を混合するものであり、例えば２流体ノズルであっても良い。以上の構成の液体混合手段１０では、燃料タンク１２からの燃料は噴射口３２から混合室３０へ噴射され、水タンク１６からの水は混合室３０へ導入され、混合室３０内において水に燃料が衝突混合される。なお、液体混合手段１０は、例えば直径が２〜３ｃｍで長さが５〜６ｃｍの大きさのものを使用するのが望ましい。【００２４】
液体混合手段１０と燃料タンク１２とを連絡する燃料通路１４の途中には、下流側（液体混合手段１０側）から上流側（燃料タンク１２側）に向けて、燃料流量調整弁４０と逆止弁４２とが順に備えられる。液体混合手段１０と水タンク１６とを連絡する水通路１８の途中には、下流側（液体混合手段１０側）から上流側（水タンク１６側）に向けて、水流量調整弁４４と逆止弁４６と電磁弁等の開閉弁４８とが順に備えられる。開閉弁４８は、燃焼手段２３の燃焼開始時前後や燃焼終了時前後に、水通路１８から液体混合手段１０への水の供給を停止するためのものである。燃料流量調整弁４０と水流量調整弁４４とで、液体混合手段１０の混合室３０内に導入する燃料と水との混合比率を調整する。【００２５】
燃料流量調整弁４０と水流量調整弁４４を調整して、例えば、混合室３０内で混合する燃料と水との合計の比率を１００％とすると、燃料の比率は４５％以上とし、水の比率は５５％以下とする。混合室３０内で、混合比率５５％以下の水に混合比率４５％以上の燃料を衝突混合させることによって、８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の乳化しない燃料と水との混合状態の不完全なエマルジョン燃料が生成される。ここで、水の比率が５５％を超えると、エマルジョン燃料の生成比率が小さくなり、エマルジョン燃料として機能を果たすことができない。【００２６】
次に、図１のエマルジョン燃料製造装置を使用して、エマルジョン燃料を製造する方法について説明する。エマルジョン燃料製造装置を最初に使用する場合には、開閉弁４８で水通路１８を閉じておき、液体混合手段１０内の混合室３０と燃料供給通路２０内に燃料タンク１２から燃料通路１４を経由して燃料を充満させておく。次に、燃焼手段２３で燃焼を開始し燃料供給ポンプ２４を作動すると同時に、開閉弁４８で水通路１８を開いて、液体混合手段１０の混合室３０内に水通路１８からの水が導入できるようにする。なお、液体混合手段１０の混合室３０内には燃料通路１４からの燃料はいつでも導入できるように設定されている。【００２７】
燃料供給ポンプ２４が作動して燃料供給ポンプ２４から燃焼手段２３に燃料が供給されると、燃料供給ポンプ２４の位置から上流側の燃料供給通路２０内に吸引力即ち負圧が発生し、その負圧は燃料供給通路２０を経て液体混合手段１０の混合室３０内に及ぶ。混合室３０内に及んだ負圧は、一方は噴射口３２を経て燃料通路１４から燃料タンク１２内に及ぶと共に、もう一方は水通路１８から水タンク１６内に及ぶ。その混合室３０内の負圧によって、燃料通路１４から燃料が噴射口３２から混合室３０内に吸引噴射されると共に、水通路１８から水が混合室３０内に吸引される。混合室３０内では、噴射口３２から高速で噴射された燃料が、混合室３０内に吸引された水に衝突するため、燃料と水とが衝突混合して、一部が乳化しない不完全なエマルジョン燃料（１００％容積のうち、８０％以上がエマルジョン燃料となり、残りの２０％は燃料と水とが乳化されずに混合された状態となる）が形成される。８０％以上がエマルジョン燃料となる不完全なエマルジョンを生成するために、燃料供給ポンプ２４の吸引力や燃料供給通路２０に応じて、燃料噴射口３２の内径や燃料供給通路２０燃料導入量や水導入量等を設定する。【００２８】
燃料供給ポンプ２４の吸引力によって混合室３０内で製造された不完全なエマルジョン燃料は、その後、燃料供給ポンプ２４の吸引力によって燃料供給通路２４を経て燃料供給ポンプ２４に導入される。燃料供給ポンプ２４に導入された不完全なエマルジョン燃料は、例えば羽根２６によって攪拌されて、燃料と水とが小さい粒になってエマルジョン燃料内に均等に分布され、しかも流動状態となる。不完全なエマルジョン燃料は、その後、燃料供給ポンプ２４から燃焼手段２３に送られ、燃焼手段２３によって燃焼される。不完全なエマルジョン燃料は、乳化されていない水を含むが、その乳化されていない水は、小さい粒になってエマルジョン燃料内に均等に分布されている。不完全なエマルジョン燃料は、その中に含まれる乳化されていない水を小さい粒としてエマルジョン燃料内に均等に混在させるので、燃焼手段２３による燃焼の妨げにならず、その結果、不完全なエマルジョン燃料を確実に燃焼させることができる。【００２９】
以上のように、本発明では、燃焼手段２３に燃料を供給するための従来既存の燃料供給ポンプ２４のみを、燃料と水とからエマルジョン燃料を製造するための唯一の駆動手段とする。即ち、燃料供給ポンプ２４の作動によって発生する負圧によって、液体混合手段１０の混合室３０内で燃料と水とを衝突混合させることで、不完全なエマルジョン燃料（８０％以上がエマルジョン燃料で、残りの２０％以下が燃料と水とが乳化されずに混合された状態であるもの）を製造することになる。その後、不完全なエマルジョン燃料を燃料供給ポンプ２４内に吸引し、その燃料供給ポンプ２４の羽根２６の働きによって不完全なエマルジョン燃料がより均等に攪拌させられて、乳化しなかった水がより細かい粒となり、不完全なエマルジョン燃料内に均等に分布する。燃料供給ポンプ２４の羽根２６によって攪拌された不完全なエマルジョン燃料は、エマルジョン燃料の容積比率は混合室３０内で製造された時と同じであるが、水はより細かい粒となり、不完全なエマルジョン燃料内に均等に分布する。燃焼手段２３で燃焼させられる燃料は、不完全なエマルジョン燃料であっても完全に燃焼することができ、燃焼によって得られる発熱エネルギは、１００％乳化したエマルジョン燃料と比べてもほぼ同じである。【００３０】
本発明では、水タンク１６内に収容される水が、水道水等の一般の水の場合に、液体混合手段１０の混合室３０内で混合される燃料と水との容積を１００％とすると、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下とするように設定する。この場合には、界面活性剤を使用しなくても、混合室３０内で燃料が水に衝突混合することによって、混合室３０内に導入される燃料と水の容積を１００％とすると、８０％以上の容積比率の割合でエマルジョン燃料が製造され、残りの２０％以下の容積比率の割合で燃料と水とが乳化されないで残る。即ち、不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、２０％以下の乳化されなかった燃料と水との混合体）となる。この不完全なエマルジョン燃料は、その後、燃料供給ポンプ２４内に導入されて攪拌され、２０％以下の燃料と水は、８０％以上のエマルジョン燃料に対して細かい粒となってエマルジョン燃料の全体にわたって均等に分布した状態で混合される。このように、不完全なエマルジョン燃料は、１００％乳化されていないが、その不完全なエマルジョン燃料内に存在する水は、細かい粒となってエマルジョン燃料や燃料内に均等に混合するので、燃焼手段２３においてエマルジョン燃料として充分に燃焼させることができる。【００３１】
例えばボイラー（図示せず）の運転を停止する（燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４の作動を停止する）場合には、その作動の停止前に開閉弁４８で水通路１８を閉鎖し、水通路１８から液体混合手段１０の混合室３０へ水が導入されないようにする。混合室３０へ水が導入されないようにした状態で、燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４の作動を例えば３０秒程継続し、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０と混合室３０に燃料通路１４からの燃料を満たした状態となった後、燃焼手段２３と燃料供給ポンプ２４の作動を停止する。もし、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０の内部にエマルジョン燃料を残した場合には、燃焼手段２３による燃焼を再開するまでの間にエマルジョン燃料は燃料と水とに分離し、その分離した水は、燃料専用の燃料供給ポンプ２４の故障の原因となり、凍結時の燃料供給通路２０の破裂の原因となる。しかし、本発明に係わるエマルジョン燃料を取り扱う方法においては、燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４の作動を停止した状態では、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０の内部には燃料通路１４から供給された燃料のみが残ることになり、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０の破損が発生することを防止することができる。更に、燃焼手段２３による燃焼の再開時には、最初は燃料のみが燃焼手段２３に供給されるので、燃焼手段２３による燃料の着火性が良好となり、着火を確実に行なわせることができる。なお、燃焼手段２３による燃焼の再開時に開閉弁４８が水通路１８を開くタイミングは、燃料供給ポンプ２４の作動開始時の前後で良く、例えば燃料供給ポンプ２４の作動開始と同時とする。【００３２】
以上のように、本発明に係るエマルジョン製造装置及びエマルジョン製造方法によれば、駆動手段は燃焼手段２３に燃料を供給する従来既存の燃料供給ポンプ２４の吸引力のみであるので、エマルジョン製造装置の構成部材としては、液体混合手段１０と各種通路（燃料通路１４と水通路１８）と複数種類の弁（燃料流量調整弁４０，水通路調整弁４４，開閉弁４８）で済ますことができ、コストを大幅に削減することができる。また、本発明では、エマルジョン燃料の製造と同時に、製造したエマルジョン燃料を消費するので、エマルジョン燃料を製造するための大型の混合タンクや製造したエマルジョン燃料を貯蔵するための大型の貯蔵タンクを必要としない。よって、それらのタンクのスペースを不要とすることができる。【００３３】
本願発明者は、燃焼手段２３で燃焼されるエマルジョン燃料が不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の乳化されなかった燃料と水とが混合しているもの）であっても、製造して直ぐ使用するものであれば、不完全なエマルジョン燃料であっても完全に燃焼することを発見した。この点から、燃焼手段２３へ供給するエマルジョン燃料は、１００％乳化した状態のものを使用する必要がなくなる。よって本発明では、燃料と水とを乳化混合させる駆動手段として従来既設の燃料供給ポンプ２４のみを使用し、しかも界面活性剤を使用しなくても、燃焼手段２３で燃焼させることができる不完全なエマルジョン燃料を作り出した。本発明では、乳化混合させる駆動手段として既設の燃料供給ポンプ２４を使用するだけで良く、経済的に大幅に安価とするものである。しかも化学剤としての界面活性剤を使用しないので、ダイオキシンの発生を防止することができる。【００３４】
以上までの説明では、水タンク１６に収容する水は、水道水等の一般の水を使用したが、一般の水に代えて特殊な加工水を使用することができる。加工水を使用することによって、混合室３０内で製造するエマルジョン燃料と水との乳化をより促進することができる。本発明で使用する加工水としては、幾つかの種類のいずれかの水を用いることができる。先ず第１に、クラスターを小さくした水が加工水として考えられる。水のクラスターを小さくすることによって、水そのものに界面活性力を持たせることができる。例えば、磁石等によって形成した磁界の中に水を通したり、電磁波の中に水を通過させたり、水に超音波を当てたり、水に紫外線を照射したり、水に遠赤外線を照射したりすることで、水のクラスターを小さくすることができる。水のクラスターを小さくする方法としては、これらの方法に限るものではない。第２に、溶存酸素を多く含む（例えば飽和状態(８．４mg/l)に近い値）よう処理した水や、活性水素を多く含む（例えば飽和状態(吸光度３．０)に近い値）よう処理した水が考えられる。例えばオゾンを水に接触させることで水に溶存酸素を多く含ませることができるが、水に溶存酸素を含ませる方法はこれに限るものではない。例えば水を磁界に通過させることで活性水素を多く含ませることができるが、活性水素を多く含ませる方法としてはこれに限るものではない。溶存酸素と活性水素の両方を多く含む方が望ましいが、少なくとも一方を含んでいることで、乳化を良好に行わせることができる。第３に、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石（例えば黒曜石）との順に通過させて成る水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとの順に通過させて成る水かのいずれかの水が加工水として考えられる。第４に、第３の水のいずれかの水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に何度か循環通過させた水が加工水として考えられる。特に、第３や第４の加工水を使用した場合に、混合室３０内での燃料と水との乳化割合いが大きくなり、かつ、燃焼手段２３でエマルジョン燃料を燃焼した際の熱量が大きくなる。【００３５】
加工水は、混合室３０内における燃料と水との乳化を促進することができる。なお、加工水を使用した場合には、混合する燃料と加工水との容積を１００％とし、燃料の容積比率を３５％以上で、加工水の容積比率を６５％以下とすれば、混合室３０内で燃料と水とが衝突混合されると、不完全なエマルジョン燃料となる。加工水を使用すると、不完全なエマルジョン燃料は、９０％以上のエマルジョン燃料と、残りの１０％以下の乳化されない燃料と水とが混合した状態のものとなる。即ち、加工水を使用することによって、一般の水と比べて、混合室３０内で製造されるエマルジョン燃料の割合を増大させることができる。不完全なエマルジョン燃料を使用しても、燃焼手段２３において充分に燃焼し、エマルジョン燃料として充分使用することができる。即ち、水道水に代えて加工水を使用すれば、燃料の使用比率をより少なくすることができる。【００３６】
水タンク１６に収容する水道水等の一般の水または加工水に、植物油を混合させても良い。植物油としては、ひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つから成る植物油を使用する。この植物油は燃料と水との合計１００％に対し０．１％以上を混合する。植物油は、燃料と水との乳化を促進するものであり、界面活性剤と同じ役割を果たすものである。植物油は燃焼によってダイオキシンを発生させるものではないため、燃料と水との乳化促進には優れている。
【実施例２】
【００３７】
実施例１では１個の液体混合手段１０を用いたが、液体混合手段１０と同一構造の液体混合手段を複数個直列に配置して使用しても良い。図３に示すように、液体混合手段１０の吐出口３８の出口に、その液体混合手段１０と同一構成の第２液体混合手段５０を連結する。この第２液体混合手段５０の吐出口３８（図２参照）に燃料供給通路２０の上流端を接続する。図３の場合には、第２液体混合手段５０の第２導入口３６（図２参照）に植物油通路５２の一端を連結し、その植物油通路５２の他端に植物油タンク５４を連絡する。第２液体混合手段５０には、植物油通路５２と連絡する第２混合室５６と、その第２混合室５６に液体混合手段１０で製造した不完全なエマルジョン燃料を噴射する第２噴射口５８とを備えている。第２液体混合手段５０においては、第２混合室５６内で植物油通路５２から導入した植物油と液体混合手段１０で製造した不完全なエマルジョン燃料を衝突混合させることができ、燃料供給ポンプ２４に導入する不完全なエマルジョン燃料の乳化を植物油によって促進させることができる。【００３８】
また、第２液体混合手段５０の下流側に、液体混合手段１０（第２液体混合手段５０）と同一構成の液体混合手段を更に連結するようにしても良い。この場合には、下流側に新たに連結する液体混合手段の第２導入口３６（図２参照）は閉鎖しておく。燃料と水に植物油を混合させた場合でも、燃料供給ポンプ２４から燃焼手段２３に供給されるエマルジョン燃料は、全てが乳化されていない可能性があり、一部に燃料と水とが乳化されない状態で残っても、不完全なエマルジョン燃料は燃焼手段２３において充分に燃焼し、エマルジョン燃料として充分使用することができる。水を加工水とした場合には、加工水の容積混合比率が６５％以下で、燃料の容積混合比率が３５％以上であれば、エマルジョン燃料は燃焼手段２３において充分に燃焼し、エマルジョン燃料として充分使用することができる。
【実施例３】
【００３９】
実施例１では、液体混合手段１０と燃料タンク１２と水タンク１６と燃焼手段２３が互いに理想的な位置に配置された状態を示している。即ち、燃料タンク１２及び水タンク１６は、液体混合手段１０の近傍に配置され、しかも液体混合手段１０より高位置に配置された状態となっている。更に、液体混合手段１０は燃焼装置２２の近傍に配置された状態となっている。しかし、既存の燃焼設備においては、既設の燃料タンクや既設の水タンクは、それらの高さが燃焼手段２３の高さと同じ高さや低い高さに配置されている場合があったり、既設の燃料タンクや既設の水タンクが燃焼手段２３から遠く離れて配置されている場合があったりする。実施例３は、既設の燃料タンクや既設の水タンクが設置されている場合に特に、本発明を適用するものであり、図４に基づいて実施例３を説明する。なお、既設の燃料タンクや既設の水タンクが設置されていない場合でも、適用できるものである。図４において図１と同一符号は同一部材を示す。【００４０】
この実施例３においても実施例１と同様に、既設の燃料タンクや既設の水タンクとは別に、燃料タンク１２及び水タンク１６を液体混合手段１０の近傍で上位に配置する。燃料タンク１２と液体混合手段１０とを、実施例１と同様に、燃料通路１４で連絡する。この燃料通路１４の途中で、燃料タンク１２に近い位置に新たに送出し用燃料ポンプ６０を設ける。即ち、燃料通路１４の途中には、燃料ポンプ６０の下流側に逆止弁４２や燃料流量調整弁４０を備える。また、水タンク１６と液体混合手段１０とを、実施例１と同様に、水通路１８で連絡する。この水通路１８の途中には、水タンク１６に近い位置に新たに送出し用水ポンプ６２を設ける。即ち、水通路１８の途中には、送出し用水ポンプ６２の下流側に開閉弁４８や逆止弁４６や水流量調整弁４４を備える。【００４１】
既存の設備である既設燃料タンク６４には、既設燃料通路６６の一端が連絡されており、既設燃料タンク６４内の燃料が既設燃料通路６６を経て移動させられる。その既設燃料通路６６の途中に、既設燃料ポンプ６８が備えられている。既設燃料タンク６４が、燃焼手段２３の高さと同じ高さやそれより低い高さに配置されている場合や、燃焼手段２３と離れた位置に配置されている場合には、既設燃料通路６６の他端は、例えば従来既知のエマルジョン製造装置（図示せず）に連絡されている。一方、既存の設備である既設水タンク７０には、既設水通路７２の一端が連絡されており、既設水タンク７０内の水が既設水通路７２を経て移動させられる。その既設水通路７２の途中に、既設水ポンプ７４が備えられている。既設水タンク７０が、燃焼手段２３の高さと同じ高さやそれより低い高さに配置されている場合や、燃焼手段２３と離れた位置に配置されている場合には、既設水通路７２の他端は例えば従来既知のエマルジョン製造装置（図示せず）に連絡されている。【００４２】
既設燃料タンク６４や既設燃料通路６６や既設燃料ポンプ６８を使用する場合には、既設燃料通路６６の他端を切断して自由端とし、既設燃料通路６６の自由端から燃料タンク１２内に燃料を供給できるようにする。既設燃料ポンプ６８は流量が大きいものであるので、燃料通路１４と切り離し、既設燃料ポンプ６８から送られてくる燃料を、一旦、燃料タンク１２内に入れるようにする。これによって、流量が大きい既設燃料ポンプ６８の影響を、燃料通路１４とそれより下流に及ぼさないようにする。一方、既設水タンク７０や既設水通路７２や既設水ポンプ７４を使用する場合には、既設水通路７２の他端を切断して自由端とし、既設水通路７２の自由端から水タンク１６内に水を供給できるようにする。既設水ポンプ７４は流量が大きいものであるので、水通路１８と切り離し、既設水ポンプ７４から送られてくる燃料を、一旦、水タンク１６内に入れる。これによって、流量が大きい既設水ポンプ７４の影響を、水通路１８とそれより下流に及ぼさないようにする。【００４３】
既設燃料タンク６４や既設水タンク７０を使用する場合でも使用しない場合でも、燃料通路１４の途中で、燃料タンク１２に近い位置に送出し用燃料ポンプ６０を設ける。更に、水通路１８の途中で、水タンク１６に近い位置に送出し用水ポンプ６２を設ける。送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２は、既設燃料ポンプ６８や既設水ポンプ７４と比べて流量が少ないものであり、液体混合手段１０で燃料と水とを良好に混合してエマルジョン燃料を生成するために適した圧力で燃料や水を液体混合手段１０に送るものである。即ち、送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２は、液体混合手段１０に送る燃料の圧力や水の圧力を適正な圧力とするものである。送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２は、その他に、液体混合手段１０より下流側の燃料供給通路２０へ供給されるエマルジョン燃料の圧力を適正な圧力とし、その結果、燃料供給通路２０の途中に備えられる燃料供給ポンプ２４の寿命を長く保たせる効果を有する。
【実施例４】
【００４４】
次に、実施例３（図４）の改良を、実施例４として図５に示す。図５において図４と同一符号は同一部材を示す。図５（実施例４）において、図１（実施例１）と相違する主な箇所は、水通路１８の途中に備えた開閉弁４８を省略した点である。更に、実施例４が実施例３と異なる点は、燃料供給ポンプ２４と送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２とのスイッチのＯＮ−ＯＦＦを連動作動させることである。燃料供給ポンプ２４と燃料タンク１２と水タンク１６とのスイッチを連動作動させるための連動スイッチに関しては、従来既知の技術であるので、その連動スイッチの図示を省略する。また、図５（実施例４）においては、図４と同様、既設燃料タンク６４や既設燃料通路６６既設燃料ポンプ６８や既設水タンクや既設水通路７２や既設水ポンプ７４を示したが、それらは省略しても良い。【００４５】
液体混合手段１０の位置より上流に配置される燃料タンク１２並びに水タンク１６と、液体混合手段１０の位置より下流に配置される燃料供給ポンプ２４とを、互いに近傍に配置する場合がある。エマルジョン燃料を製造して直ちに製造したエマルジョン燃料を使用する場合には、燃焼手段２３に燃料を供給するための燃料供給ポンプ２４と、燃料タンク１２の下方の送出し用燃料ポンプ６０と、水タンク１６の下方の送出し用水ポンプ６２と、を同時にＯＮ−ＯＦＦ作動させる。このため、燃料供給ポンプ２４の作動スイッチ（図示せず）と、送出し用燃料ポンプ６０の作動スイッチ（図示せず）と、送出し用水ポンプ６２の作動スイッチ（図示せず）とを、同時にＯＮ−ＯＦＦさせるための例えば連動スイッチを用いても良い。これによって、水通路１８の途中に備えた開閉弁４８を省略することができる。燃料供給ポンプ２４と送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２とを連動させるスイッチを用いるが、開閉弁４８を省略することから、装置の製造コストを低減することができる。
【図１】
2010047343.tif 000003
【図２】
2010047343.tif 000004
【図３】
2010047343.tif 000005
【図４】
2010047343.tif 000006
【図５】
2010047343.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月1日(2011.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼手段に燃料を供給する燃料供給通路の途中に羽根を有する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合するための混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、燃料を収容する燃料タンクと前記液体混合手段の前記噴射口とを燃料通路を介して連絡し、水を収容する水タンクと前記混合室とを水通路を介して連絡し、前記燃料供給ポンプの作動によって前記燃料供給通路を介して前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧によって前記水通路内の水を前記混合室へ導入すると共に前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ噴射して前記混合室内で１００％容積のうちエマルジョン燃料が８０％以上で残りが燃料と水とが乳化されずに混合された状態の不完全エマルジョン燃料を形成し、その不完全エマルジョン燃料を前記燃料供給ポンプの前記羽根で攪拌して、前記羽根で攪拌した不完全エマルジョン燃料を前記燃料供給通路から前記燃焼手段に供給することを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２】
前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと黒曜石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と黒曜石とトルマリンとの順に通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項３】
前記加工水を、黒曜石に循環通過させた水としたことを特徴とする請求項２記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項４】
前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項５】
前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項６】
水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項７】
前記水タンク内に収容する水が一般の水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項８】
前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項９】
前記水タンク内の水に植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなる植物油を混合させたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１０】
前記燃料供給ポンプと前記送出し用燃料ポンプと前記送出し用水ポンプとのＯＮ−ＯＦＦ作動を同時に行なわせることを特徴とする請求項８または９記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１１】
前記燃料通路の途中にそこを通過する燃料の流量を調整するための燃料用流量調整手段を備え、前記水通路の途中にそこを通過する水の流量を調整するための水用流量調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１２】
前記液体混合手段の下流側に隣接して前記液体混合手段の前記混合室で混合した不完全エマルジョン燃料を導入する第２液体混合手段を備え、その内部に前記燃料供給通路の上流側と連絡する第２混合室と前記液体混合手段の前記混合室で混合した燃料と水とを前記第２混合室内に噴射する第２噴射口とを有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１３】
前記第２液体混合手段の前記第２混合室と連絡する植物油通路を設け、その植物油通路を前記第２液体混合手段より上位に配置した植物油を収容する植物油タンクと連絡したことを特徴とする請求項１２記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１４】
前記植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１３記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項１５】
燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合する混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、前記混合室に前記噴射口と燃料通路とを介して燃料を収容する燃料タンクを連絡し、前記混合室に水通路を介して水を収容する水タンクと連絡し、前記水通路の途中にその水通路を開閉する開閉弁を設け、前記燃料供給ポンプの作動によって前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧で前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ導入すると共に前記水通路の水を前記混合室へ導入して前記混合室で燃料と水とを混合し、前記混合室で燃料と水とを混合して不完全なエマルジョン燃料を製造するものであって、前記燃料供給ポンプを停止する前に前記開閉弁で前記水通路を閉じ、その前記水通路を閉じた状態で前記燃料供給ポンプを継続作動させ、前記燃料供給通路内と前記燃料供給ポンプ内のエマルジョン内を燃料で満たした後、前記燃料供給ポンプを停止することを特徴とするエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項１６】
前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とする請求項１５記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項１７】
前記水が一般の水の場合に、前記混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とする請求項１５または１６記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項１８】
前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とする請求項１５または１６記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項１９】
前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とする請求項１５または１６記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項２０】
前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと黒曜石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と黒曜石とトルマリンとの順に通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とする請求項１５または１６記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項２１】
前記加工水を、黒曜石に循環通過させた水としたことを特徴とする請求項２０記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【請求項２２】
水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とする請求項１８乃至２１のうちのいずれか１項記載のエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】
エマルジョン燃料の製造方法及びエマルジョン燃料を取り扱う方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン燃料の製造した後に直ちに燃焼させるためのエマルジョン燃料の製造方法及びエマルジョン燃料を取り扱う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軽油，重油，灯油，ガソリン等の燃料と、水と、乳化剤とを混合して、各種エマルジョン燃料が作られることが広く知られている。エマルジョン燃料を製造する場合には、エマルジョン燃料の製造タンクである大型の混合タンク内に、燃料と水と界面活性剤等の乳化剤と入れ、混合タンク内の３種類の液体を、大型の攪拌装置（タンク外に備える駆動手段とその駆動手段によって回転させられるものであってタンク内に備える攪拌羽根とから成る）によって攪拌させる方法が一般に知られている（特許文献１）。
【０００３】
エマルジョン燃料を製造する混合タンクは、エマルジョン燃料を燃焼するバーナー（燃焼手段）とは直結しておらず、一般には、製造したエマルジョン燃料をバーナーに直結する貯蔵タンクに移し、必要時にエマルジョン燃料を貯蔵タンクからバーナーに供給している。しかし、貯蔵タンク内で貯蔵するエマルジョン燃料は、一般に短時間で分離するため、エマルジョン燃料として使用する前に、大型の攪拌装置（駆動手段と攪拌羽根とを有する）を用いて、分離したエマルジョン燃料の再乳化を行なって、その後再乳化したエマルジョン燃料をバーナーに供給して燃焼させている。
【先行技術文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２３２８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のエマルジョン燃料を製造する場合には、エマルジョン燃料の製造と貯蔵とにそれぞれ、２種類の大型のタンク（混合タンクと貯蔵タンク）を必要とした。このため、２種類の大型タンク分の広いスペースが必要となるだけでなく、２種類の大型タンクの費用がかかるという欠点があった。また、混合タンクには、燃料と水と乳化剤との３種類の液体を混合攪拌するための大型の攪拌装置を備えなければならないと共に、貯蔵タンクには、貯蔵タンク内で分離したエマルジョン燃料を再乳化するための大型の攪拌装置を備えなければならなかった。このため、２種類の大型の攪拌装置が必要となり、製造コストが高くつくという欠点があった。更に、エマルジョン燃料を製造するには、界面活性剤（化学品）を使用するため、コストがかかると共に、その界面活性剤の燃焼によってダイオキシンが発生するという不具合があった。
【０００６】
従来から、ボイラー等に使用するバーナー装置には、バーナー（燃焼手段）と、そのバーナーに燃料を送り出す燃料供給ポンプと、途中に前記燃料供給ポンプを介してバーナーに至る燃料供給通路とを内蔵している。バーナー装置では、ボイラーの停止と共に、バーナーや燃料供給ポンプの作動を停止させる。燃料としてエマルジョン燃料を使用した場合に、バーナーや燃料供給ポンプの停止から次に作動を開始するまでの間に、燃料供給ポンプと燃料供給通路とに充満しているエマルジョン燃料は燃料と水とに分離する。この分離した水によって燃料供給ポンプ（燃料には使用できるが、水には使用できないポンプ）が故障するという不具合があった。また、寒冷地においては、分離した水が凍結して、燃料供給ポンプや燃料供給通路が破損する不具合があった。これらの不具合があることから、エマルジョン燃料の普及が妨げられていた。
【０００７】
本発明は、エマルジョン燃料を製造した後で直ちにエマルジョン燃料を使用するエマルジョン燃料の製造方法及びエマルジョン燃料を取り扱う方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るエマルジョンの燃料の製造方法は、燃焼手段に燃料を供給する燃料供給通路の途中に羽根を有する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合するための混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、燃料を収容する燃料タンクと前記液体混合手段の前記噴射口とを燃料通路を介して連絡し、水を収容する水タンクと前記混合室とを水通路を介して連絡し、前記燃料供給ポンプの作動によって前記燃料供給通路を介して前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧によって前記水通路内の水を前記混合室へ導入すると共に前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ噴射して前記混合室内で１００％容積のうちエマルジョン燃料が８０％以上で残りが燃料と水とが乳化されずに混合された状態の不完全エマルジョン燃料を形成し、その不完全エマルジョン燃料を前記燃料供給ポンプの前記羽根で攪拌して、前記羽根で攪拌した不完全エマルジョン燃料を前記燃料供給通路から前記燃焼手段に供給することを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと黒曜石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と黒曜石とトルマリンとの順に通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記加工水を、黒曜石に循環通過させた水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水が一般の水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内の水に植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなる植物油を混合させたことを特徴とするものである。本発明は、前記燃料供給ポンプと前記送出し用燃料ポンプと前記送出し用水ポンプとのＯＮ−ＯＦＦ作動を同時に行なわせることを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中にそこを通過する燃料の流量を調整するための燃料用流量調整手段を備え、前記水通路の途中にそこを通過する水の流量を調整するための水用流量調整手段を備えることを特徴とするものである。本発明は、前記液体混合手段の下流側に隣接して前記液体混合手段の前記混合室で混合した不完全エマルジョン燃料を導入する第２液体混合手段を備え、その内部に前記燃料供給通路の上流側と連絡する第２混合室と前記液体混合手段の前記混合室で混合した燃料と水とを前記第２混合室内に噴射する第２噴射口とを有することを特徴とするものである。本発明は、前記第２液体混合手段の前記第２混合室と連絡する植物油通路を設け、その植物油通路を前記第２液体混合手段より上位に配置した植物油を収容する植物油タンクと連絡したことを特徴とするものである。本発明は、前記植物油をひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つからなることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係るエマルジョン燃料を取り扱う方法は、燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合する混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、前記混合室に前記噴射口と燃料通路とを介して燃料を収容する燃料タンクを連絡し、前記混合室に水通路を介して水を収容する水タンクと連絡し、前記水通路の途中にその水通路を開閉する開閉弁を設け、前記燃料供給ポンプの作動によって前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧で前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ導入すると共に前記水通路の水を前記混合室へ導入して前記混合室で燃料と水とを混合し、前記混合室で燃料と水とを混合して不完全なエマルジョン燃料を製造するものであって、前記燃料供給ポンプを停止する前に前記開閉弁で前記水通路を閉じ、その前記水通路を閉じた状態で前記燃料供給ポンプを継続作動させ、前記燃料供給通路内と前記燃料供給ポンプ内のエマルジョン内を燃料で満たした後、前記燃料供給ポンプを停止することを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とするものである。本発明は、前記水が一般の水の場合に、前記混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと黒曜石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と黒曜石とトルマリンとの順に通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記加工水を、黒曜石に循環通過させた水としたことを特徴とするものである。本発明は、水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法によれば、燃料と水を混合するための混合タンクや製造したエマルジョン燃料を貯蔵しておくための貯蔵タンクを不要とするものである。よって、従来必要とした２種類の大型のタンクのスペースを必要としない。また、燃料と水と乳化剤を混合してエマルジョン燃料の製造や分離したエマルジョン燃料の再乳化のための大型の攪拌装置とを必要としないので、エマルジョン燃料製造装置を格段に安価に製造することができる。本発明では、既設の燃料供給ポンプのみを燃料と水の乳化用駆動手段とし、既設の燃料供給ポンプの吸引力によって燃料と水とを衝突混合させてエマルジョン燃料を製造するので、その乳化方法が非常に簡単であり、しかも装置としてのコストを大幅に低減することができる。
【００１１】
本発明では更に、一部に乳化しないものを含むエマルジョン燃料（以下「不完全なエマルジョン燃料」とする）であっても、製造して直ぐの場合には、燃焼手段で確実に燃焼させることを見出した。不完全なエマルジョン燃料でも製造後直ちに燃焼させることが可能なことから、バーナー装置に含まれる既設の燃料供給ポンプを使用して、その燃料供給ポンプによって発生する吸引力によって、液体混合手段の混合室内で不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の燃料と水との混合状態のもの）を作るものである。よって、従来必要とした燃料と水とを押し出によって混合乳化させるための専用ポンプを不要として、より安価なエマルジョン燃料製造装置を作ることができる。また、不完全なエマルジョン燃料を燃料供給ポンプで攪拌混合することで、不完全なエマルジョン燃料のうちの水が細かい粒となりエマルジョン燃料や乳化されていない燃料内に広く分散させることができ、燃焼手段で確実に燃焼させることができる。
【００１２】
燃料通路の途中に送出し用燃料ポンプを設け、水通路の途中に送出し用水ポンプを設ける。これら送出し用燃料ポンプと送出し用水ポンプとによって、液体混合手段で燃料と水とでエマルジョン燃料を生成するために適した圧力で燃料や水を液体混合手段に送るものである。また、送出し用燃料ポンプと送出し用水ポンプを備えることによって、液体混合手段より下流側の燃料供給通路へ供給されるエマルジョン燃料の圧力を適正な圧力にすることができ、燃料供給通路の途中に備えられる燃料供給ポンプの寿命を長く保たせることができる。
【００１３】
本発明に係わるエマルジョン燃料を取り扱う方法では、燃焼手段や燃料供給ポンプの作動を停止する前に、燃料と水とを混合する液体混合手段の混合室に水を供給する水通路の途中を開閉弁で閉鎖する。これによって、燃焼手段や燃料供給ポンプの作動を停止する前には、燃料供給ポンプや燃料供給通路に燃料タンクからの燃料のみが導入され、燃料供給ポンプや燃料供給通路が燃料で満たされた状態になる。燃料供給ポンプや燃料供給通路が燃料で満たされた後で、燃焼手段や燃料供給ポンプの作動を停止する。燃焼手段や燃料供給ポンプが停止した際には、燃料供給ポンプや燃料供給通路には燃料のみが充満し、不完全なエマルジョン燃料が存在しないようにする。この結果、エマルジョン燃料が分離して生じる水の存在が無くなり、水の存在による燃料供給ポンプの故障の発生や、寒冷時の水の凍結による燃料供給ポンプや燃料供給通路の故障の発生を防止することができる。更に、燃焼手段による燃焼の再開時には、最初は燃料供給ポンプや燃料供給通路に燃料のみが存在するので、燃焼手段による燃料の着火性が良好となり、着火を確実に行なわせることができる。
【００１４】
本発明に係わるエマルジョン燃料は、燃焼手段に供給されるエマルジョン燃料が不完全なエマルジョン燃料（エマルジョン燃料の容積比率が８０％以上で、乳化されていない燃料と水との容積比率が２０％以下である混合体）であっても、製造して直ぐの場合（好ましくは、不完全なエマルジョン燃料に含まれる水がエマルジョン燃料や燃料に小さい粒で広く混合されている状態）には、燃焼手段で確実に燃焼させることを見出した。このため、従来から使用していた界面活性剤等の乳化剤を使用せずに、燃焼と水とのみを使用してエマルジョン燃料を製造するものである。本発明に係わるエマルジョン燃料は、不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の乳化されない燃料と水との混合状態のもの）であり、このような不完全なエマルジョン燃料であっても、内部に含む水が小さい粒になってエマルジョン燃料や乳化されなかった燃料内にほぼ均等に分散しているならば、小さな粒となっている水は燃焼の妨げにはならず、不完全なエマルジョン燃料でも充分に燃焼することができる。液体混合装置で製造された不完全なエマルジョン燃料は、その後、既設の燃料供給ポンプによって回転攪拌され、不完全なエマルジョン燃料内の水は更に小さな粒となって流動状態となっているので、界面活性剤を用いなくても、燃焼手段によって確実に燃焼させることができる。本発明のエマルジョン燃料は、界面活性剤等の乳化剤を使用しないため、エマルジョン燃料の製造コストを大幅に削減することができ、しかもダイオキシンを発生することがないので、環境を阻害することがない燃料として使用することができる
【００１５】
本発明に係わるエマルジョン燃料に使用する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとのを通過させて成る加工水か、それら２種類のうちのいずれかの加工水を火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に循環通過させた加工水か、のいずれかの加工水とする。以上のいずれかの加工水と燃料とを使用して液体混合手段で混合させることで、不完全なエマルジョン燃料であっても、約９０％の容積比率のエマルジョン燃料を製造することが可能になり、一般の水を使用した不完全なエマルジョン燃料と比べて、燃焼時に高い燃焼エネルギを出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１のエマルジョン燃料の製造装置に使用する液体混合手段の断面図である。
【図３】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置の他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置のその他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明に係るエマルジョン燃料の製造装置の更に他の実施例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、エマルジョン燃料を使用する際に必要量のエマルジョン燃料を燃料と水とから製造するものである。
【実施例１】
【００１８】
次に、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るエマルジョン燃料製造装置の一実施例を示す構成図、図２は図１で使用する液体混合手段の断面図である。本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、燃料と水とを混合する液体混合手段１０と、燃料を収容する燃料タンク１２と、液体混合手段１０と燃料タンク１２とを連絡する燃料通路１４と、水を収容する水タンク１６と、液体混合手段１０と水タンク１６とを連絡する水通路１８とを有する。燃料タンク１２並びに水タンク１６は、液体混合手段１０の近傍に配置され、しかも液体混合手段１０より高位置に配置され、燃料タンク１２からの燃料と水タンク１６からの水は、重力によって液体混合手段１０に導入されるように設定されている。燃料タンク１２内に収容される燃料は、重油、軽油、灯油、ガソリン、エタノール（バイオエタノールも含む）、廃油等の各種燃料を用いる。水タンク１６内に収容される水は、水道水等の一般の水（または後述する加工水）を用いる。但し、本発明では、化学品としての界面活性剤を用いないものである。
【００１９】
液体混合手段１０は燃料供給通路２０の一端と接続し、その燃料供給通路２０の他端は例えば燃焼装置（例えばバーナー装置）２２と連絡する。液体混合手段１０は、燃焼装置２２の近傍に配置するのが望ましい。燃焼装置２２は一般に、燃焼手段（例えばバーナー）２３とその燃焼手段２３へ燃料を供給するための燃料供給ポンプ２４とを内蔵している。燃料供給通路２０は、その途中に備えた燃料供給ポンプ２４を経由して燃焼手段２３に連結されている。燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４や燃料供給通路２０を内蔵した燃焼装置２２は、従来既知のものである。燃料供給ポンプ２４には一般に、羽根２６を有するポンプが用いられている。燃料供給ポンプ２４内に導入された不完全なエマルジョン燃料の攪拌を促進するためには、燃料供給ポンプ２４は羽根２６を有するものであることが望ましい。
【００２０】
図２に示すように、液体混合手段１０は、ハウジング２８ａ，２８ｂを有し、それらハウジング２８ａ，２８ｂの内部に、混合室３０と、混合室３０に開口する噴射口３２を有する。液体混合手段１０には更に、一端を燃料通路１４と連絡し他端を噴射口３２と連絡する第１導入口３４と、一端を水通路１８と連絡し他端を混合室３０と連絡する第２導入口３６と、一端を混合室３０と連絡し他端を燃料供給通路２０と連絡する吐出口３８とが形成されている。噴射口３２の断面は、燃料通路１４の断面や水通路１８の断面や混合室３０の断面や吐出口３８の断面と比べて小さいものに設定されている。液体混合手段１０は、２種類の液体を混合するものであり、例えば２流体ノズルであっても良い。以上の構成の液体混合手段１０では、燃料タンク１２からの燃料は噴射口３２から混合室３０へ噴射され、水タンク１６からの水は混合室３０へ導入され、混合室３０内において水に燃料が衝突混合される。なお、液体混合手段１０は、例えば直径が２〜３ｃｍで長さが５〜６ｃｍの大きさのものを使用するのが望ましい。
【００２１】
液体混合手段１０と燃料タンク１２とを連絡する燃料通路１４の途中には、下流側（液体混合手段１０側）から上流側（燃料タンク１２側）に向けて、燃料流量調整弁４０と逆止弁４２とが順に備えられる。液体混合手段１０と水タンク１６とを連絡する水通路１８の途中には、下流側（液体混合手段１０側）から上流側（水タンク１６側）に向けて、水流量調整弁４４と逆止弁４６と電磁弁等の開閉弁４８とが順に備えられる。開閉弁４８は、燃焼手段２３の燃焼開始時前後や燃焼終了時前後に、水通路１８から液体混合手段１０への水の供給を停止するためのものである。燃料流量調整弁４０と水流量調整弁４４とで、液体混合手段１０の混合室３０内に導入する燃料と水との混合比率を調整する。
【００２２】
燃料流量調整弁４０と水流量調整弁４４を調整して、例えば、混合室３０内で混合する燃料と水との合計の比率を１００％とすると、燃料の比率は４５％以上とし、水の比率は５５％以下とする。混合室３０内で、混合比率５５％以下の水に混合比率４５％以上の燃料を衝突混合させることによって、８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の乳化しない燃料と水との混合状態の不完全なエマルジョン燃料が生成される。ここで、水の比率が５５％を超えると、エマルジョン燃料の生成比率が小さくなり、エマルジョン燃料として機能を果たすことができない。
【００２３】
次に、図１のエマルジョン燃料製造装置を使用して、エマルジョン燃料を製造する方法について説明する。エマルジョン燃料製造装置を最初に使用する場合には、開閉弁４８で水通路１８を閉じておき、液体混合手段１０内の混合室３０と燃料供給通路２０内に燃料タンク１２から燃料通路１４を経由して燃料を充満させておく。次に、燃焼手段２３で燃焼を開始し燃料供給ポンプ２４を作動すると同時に、開閉弁４８で水通路１８を開いて、液体混合手段１０の混合室３０内に水通路１８からの水が導入できるようにする。なお、液体混合手段１０の混合室３０内には燃料通路１４からの燃料はいつでも導入できるように設定されている。
【００２４】
燃料供給ポンプ２４が作動して燃料供給ポンプ２４から燃焼手段２３に燃料が供給されると、燃料供給ポンプ２４の位置から上流側の燃料供給通路２０内に吸引力即ち負圧が発生し、その負圧は燃料供給通路２０を経て液体混合手段１０の混合室３０内に及ぶ。混合室３０内に及んだ負圧は、一方は噴射口３２を経て燃料通路１４から燃料タンク１２内に及ぶと共に、もう一方は水通路１８から水タンク１６内に及ぶ。その混合室３０内の負圧によって、燃料通路１４から燃料が噴射口３２から混合室３０内に吸引噴射されると共に、水通路１８から水が混合室３０内に吸引される。混合室３０内では、噴射口３２から高速で噴射された燃料が、混合室３０内に吸引された水に衝突するため、燃料と水とが衝突混合して、一部が乳化しない不完全なエマルジョン燃料（１００％容積のうち、８０％以上がエマルジョン燃料となり、残りの２０％は燃料と水とが乳化されずに混合された状態となる）が形成される。８０％以上がエマルジョン燃料となる不完全なエマルジョンを生成するために、燃料供給ポンプ２４の吸引力や燃料供給通路２０に応じて、燃料噴射口３２の内径や燃料供給通路２０燃料導入量や水導入量等を設定する。
【００２５】
燃料供給ポンプ２４の吸引力によって混合室３０内で製造された不完全なエマルジョン燃料は、その後、燃料供給ポンプ２４の吸引力によって燃料供給通路２４を経て燃料供給ポンプ２４に導入される。燃料供給ポンプ２４に導入された不完全なエマルジョン燃料は、例えば羽根２６によって攪拌されて、燃料と水とが小さい粒になってエマルジョン燃料内に均等に分布され、しかも流動状態となる。不完全なエマルジョン燃料は、その後、燃料供給ポンプ２４から燃焼手段２３に送られ、燃焼手段２３によって燃焼される。不完全なエマルジョン燃料は、乳化されていない水を含むが、その乳化されていない水は、小さい粒になってエマルジョン燃料内に均等に分布されている。不完全なエマルジョン燃料は、その中に含まれる乳化されていない水を小さい粒としてエマルジョン燃料内に均等に混在させるので、燃焼手段２３による燃焼の妨げにならず、その結果、不完全なエマルジョン燃料を確実に燃焼させることができる。
【００２６】
以上のように、本発明では、燃焼手段２３に燃料を供給するための従来既存の燃料供給ポンプ２４のみを、燃料と水とからエマルジョン燃料を製造するための唯一の駆動手段とする。即ち、燃料供給ポンプ２４の作動によって発生する負圧によって、液体混合手段１０の混合室３０内で燃料と水とを衝突混合させることで、不完全なエマルジョン燃料（８０％以上がエマルジョン燃料で、残りの２０％以下が燃料と水とが乳化されずに混合された状態であるもの）を製造することになる。その後、不完全なエマルジョン燃料を燃料供給ポンプ２４内に吸引し、その燃料供給ポンプ２４の羽根２６の働きによって不完全なエマルジョン燃料がより均等に攪拌させられて、乳化しなかった水がより細かい粒となり、不完全なエマルジョン燃料内に均等に分布する。燃料供給ポンプ２４の羽根２６によって攪拌された不完全なエマルジョン燃料は、エマルジョン燃料の容積比率は混合室３０内で製造された時と同じであるが、水はより細かい粒となり、不完全なエマルジョン燃料内に均等に分布する。燃焼手段２３で燃焼させられる燃料は、不完全なエマルジョン燃料であっても完全に燃焼することができ、燃焼によって得られる発熱エネルギは、１００％乳化したエマルジョン燃料と比べてもほぼ同じである。
【００２７】
本発明では、水タンク１６内に収容される水が、水道水等の一般の水の場合に、液体混合手段１０の混合室３０内で混合される燃料と水との容積を１００％とすると、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下とするように設定する。この場合には、界面活性剤を使用しなくても、混合室３０内で燃料が水に衝突混合することによって、混合室３０内に導入される燃料と水の容積を１００％とすると、８０％以上の容積比率の割合でエマルジョン燃料が製造され、残りの２０％以下の容積比率の割合で燃料と水とが乳化されないで残る。即ち、不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、２０％以下の乳化されなかった燃料と水との混合体）となる。この不完全なエマルジョン燃料は、その後、燃料供給ポンプ２４内に導入されて攪拌され、２０％以下の燃料と水は、８０％以上のエマルジョン燃料に対して細かい粒となってエマルジョン燃料の全体にわたって均等に分布した状態で混合される。このように、不完全なエマルジョン燃料は、１００％乳化されていないが、その不完全なエマルジョン燃料内に存在する水は、細かい粒となってエマルジョン燃料や燃料内に均等に混合するので、燃焼手段２３においてエマルジョン燃料として充分に燃焼させることができる。
【００２８】
例えばボイラー（図示せず）の運転を停止する（燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４の作動を停止する）場合には、その作動の停止前に開閉弁４８で水通路１８を閉鎖し、水通路１８から液体混合手段１０の混合室３０へ水が導入されないようにする。混合室３０へ水が導入されないようにした状態で、燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４の作動を例えば３０秒程継続し、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０と混合室３０に燃料通路１４からの燃料を満たした状態となった後、燃焼手段２３と燃料供給ポンプ２４の作動を停止する。もし、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０の内部にエマルジョン燃料を残した場合には、燃焼手段２３による燃焼を再開するまでの間にエマルジョン燃料は燃料と水とに分離し、その分離した水は、燃料専用の燃料供給ポンプ２４の故障の原因となり、凍結時の燃料供給通路２０の破裂の原因となる。しかし、本発明に係わるエマルジョン燃料を取り扱う方法においては、燃焼手段２３や燃料供給ポンプ２４の作動を停止した状態では、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０の内部には燃料通路１４から供給された燃料のみが残ることになり、燃料供給ポンプ２４と燃料供給通路２０の破損が発生することを防止することができる。更に、燃焼手段２３による燃焼の再開時には、最初は燃料のみが燃焼手段２３に供給されるので、燃焼手段２３による燃料の着火性が良好となり、着火を確実に行なわせることができる。なお、燃焼手段２３による燃焼の再開時に開閉弁４８が水通路１８を開くタイミングは、燃料供給ポンプ２４の作動開始時の前後で良く、例えば燃料供給ポンプ２４の作動開始と同時とする。
【００２９】
以上のように、本発明に係るエマルジョン製造装置及びエマルジョン製造方法によれば、駆動手段は燃焼手段２３に燃料を供給する従来既存の燃料供給ポンプ２４の吸引力のみであるので、エマルジョン製造装置の構成部材としては、液体混合手段１０と各種通路（燃料通路１４と水通路１８）と複数種類の弁（燃料流量調整弁４０，水通路調整弁４４，開閉弁４８）で済ますことができ、コストを大幅に削減することができる。また、本発明では、エマルジョン燃料の製造と同時に、製造したエマルジョン燃料を消費するので、エマルジョン燃料を製造するための大型の混合タンクや製造したエマルジョン燃料を貯蔵するための大型の貯蔵タンクを必要としない。よって、それらのタンクのスペースを不要とすることができる。
【００３０】
本願発明者は、燃焼手段２３で燃焼されるエマルジョン燃料が不完全なエマルジョン燃料（８０％以上のエマルジョン燃料と、残りの２０％以下の乳化されなかった燃料と水とが混合しているもの）であっても、製造して直ぐ使用するものであれば、不完全なエマルジョン燃料であっても完全に燃焼することを発見した。この点から、燃焼手段２３へ供給するエマルジョン燃料は、１００％乳化した状態のものを使用する必要がなくなる。よって本発明では、燃料と水とを乳化混合させる駆動手段として従来既設の燃料供給ポンプ２４のみを使用し、しかも界面活性剤を使用しなくても、燃焼手段２３で燃焼させることができる不完全なエマルジョン燃料を作り出した。本発明では、乳化混合させる駆動手段として既設の燃料供給ポンプ２４を使用するだけで良く、経済的に大幅に安価とするものである。しかも化学剤としての界面活性剤を使用しないので、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【００３１】
以上までの説明では、水タンク１６に収容する水は、水道水等の一般の水を使用したが、一般の水に代えて特殊な加工水を使用することができる。加工水を使用することによって、混合室３０内で製造するエマルジョン燃料と水との乳化をより促進することができる。本発明で使用する加工水としては、幾つかの種類のいずれかの水を用いることができる。先ず第１に、クラスターを小さくした水が加工水として考えられる。水のクラスターを小さくすることによって、水そのものに界面活性力を持たせることができる。例えば、磁石等によって形成した磁界の中に水を通したり、電磁波の中に水を通過させたり、水に超音波を当てたり、水に紫外線を照射したり、水に遠赤外線を照射したりすることで、水のクラスターを小さくすることができる。水のクラスターを小さくする方法としては、これらの方法に限るものではない。第２に、溶存酸素を多く含む（例えば飽和状態(８．４mg/l)に近い値）よう処理した水や、活性水素を多く含む（例えば飽和状態(吸光度３．０)に近い値）よう処理した水が考えられる。例えばオゾンを水に接触させることで水に溶存酸素を多く含ませることができるが、水に溶存酸素を含ませる方法はこれに限るものではない。例えば水を磁界に通過させることで活性水素を多く含ませることができるが、活性水素を多く含ませる方法としてはこれに限るものではない。溶存酸素と活性水素の両方を多く含む方が望ましいが、少なくとも一方を含んでいることで、乳化を良好に行わせることができる。第３に、イオン交換樹脂とトルマリンと火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石（例えば黒曜石）との順に通過させて成る水か、イオン交換樹脂と火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石とトルマリンとの順に通過させて成る水かのいずれかの水が加工水として考えられる。第４に、第３の水のいずれかの水を、火成岩のうち二酸化珪素を多く含む岩石に何度か循環通過させた水が加工水として考えられる。特に、第３や第４の加工水を使用した場合に、混合室３０内での燃料と水との乳化割合いが大きくなり、かつ、燃焼手段２３でエマルジョン燃料を燃焼した際の熱量が大きくなる。
【００３２】
加工水は、混合室３０内における燃料と水との乳化を促進することができる。なお、加工水を使用した場合には、混合する燃料と加工水との容積を１００％とし、燃料の容積比率を３５％以上で、加工水の容積比率を６５％以下とすれば、混合室３０内で燃料と水とが衝突混合されると、不完全なエマルジョン燃料となる。加工水を使用すると、不完全なエマルジョン燃料は、９０％以上のエマルジョン燃料と、残りの１０％以下の乳化されない燃料と水とが混合した状態のものとなる。即ち、加工水を使用することによって、一般の水と比べて、混合室３０内で製造されるエマルジョン燃料の割合を増大させることができる。不完全なエマルジョン燃料を使用しても、燃焼手段２３において充分に燃焼し、エマルジョン燃料として充分使用することができる。即ち、水道水に代えて加工水を使用すれば、燃料の使用比率をより少なくすることができる。
【００３３】
水タンク１６に収容する水道水等の一般の水または加工水に、植物油を混合させても良い。植物油としては、ひまし油とひまわり油と菜種油と米油のうちの少なくとも１つから成る植物油を使用する。この植物油は燃料と水との合計１００％に対し０．１％以上を混合する。植物油は、燃料と水との乳化を促進するものであり、界面活性剤と同じ役割を果たすものである。植物油は燃焼によってダイオキシンを発生させるものではないため、燃料と水との乳化促進には優れている。
【実施例２】
【００３４】
実施例１では１個の液体混合手段１０を用いたが、液体混合手段１０と同一構造の液体混合手段を複数個直列に配置して使用しても良い。図３に示すように、液体混合手段１０の吐出口３８の出口に、その液体混合手段１０と同一構成の第２液体混合手段５０を連結する。この第２液体混合手段５０の吐出口３８（図２参照）に燃料供給通路２０の上流端を接続する。図３の場合には、第２液体混合手段５０の第２導入口３６（図２参照）に植物油通路５２の一端を連結し、その植物油通路５２の他端に植物油タンク５４を連絡する。第２液体混合手段５０には、植物油通路５２と連絡する第２混合室５６と、その第２混合室５６に液体混合手段１０で製造した不完全なエマルジョン燃料を噴射する第２噴射口５８とを備えている。第２液体混合手段５０においては、第２混合室５６内で植物油通路５２から導入した植物油と液体混合手段１０で製造した不完全なエマルジョン燃料を衝突混合させることができ、燃料供給ポンプ２４に導入する不完全なエマルジョン燃料の乳化を植物油によって促進させることができる。
【００３５】
また、第２液体混合手段５０の下流側に、液体混合手段１０（第２液体混合手段５０）と同一構成の液体混合手段を更に連結するようにしても良い。この場合には、下流側に新たに連結する液体混合手段の第２導入口３６（図２参照）は閉鎖しておく。燃料と水に植物油を混合させた場合でも、燃料供給ポンプ２４から燃焼手段２３に供給されるエマルジョン燃料は、全てが乳化されていない可能性があり、一部に燃料と水とが乳化されない状態で残っても、不完全なエマルジョン燃料は燃焼手段２３において充分に燃焼し、エマルジョン燃料として充分使用することができる。水を加工水とした場合には、加工水の容積混合比率が６５％以下で、燃料の容積混合比率が３５％以上であれば、エマルジョン燃料は燃焼手段２３において充分に燃焼し、エマルジョン燃料として充分使用することができる。
【実施例３】
【００３６】
実施例１では、液体混合手段１０と燃料タンク１２と水タンク１６と燃焼手段２３が互いに理想的な位置に配置された状態を示している。即ち、燃料タンク１２及び水タンク１６は、液体混合手段１０の近傍に配置され、しかも液体混合手段１０より高位置に配置された状態となっている。更に、液体混合手段１０は燃焼装置２２の近傍に配置された状態となっている。しかし、既存の燃焼設備においては、既設の燃料タンクや既設の水タンクは、それらの高さが燃焼手段２３の高さと同じ高さや低い高さに配置されている場合があったり、既設の燃料タンクや既設の水タンクが燃焼手段２３から遠く離れて配置されている場合があったりする。実施例３は、既設の燃料タンクや既設の水タンクが設置されている場合に特に、本発明を適用するものであり、図４に基づいて実施例３を説明する。なお、既設の燃料タンクや既設の水タンクが設置されていない場合でも、適用できるものである。図４において図１と同一符号は同一部材を示す。
【００３７】
この実施例３においても実施例１と同様に、既設の燃料タンクや既設の水タンクとは別に、燃料タンク１２及び水タンク１６を液体混合手段１０の近傍で上位に配置する。燃料タンク１２と液体混合手段１０とを、実施例１と同様に、燃料通路１４で連絡する。この燃料通路１４の途中で、燃料タンク１２に近い位置に新たに送出し用燃料ポンプ６０を設ける。即ち、燃料通路１４の途中には、燃料ポンプ６０の下流側に逆止弁４２や燃料流量調整弁４０を備える。また、水タンク１６と液体混合手段１０とを、実施例１と同様に、水通路１８で連絡する。この水通路１８の途中には、水タンク１６に近い位置に新たに送出し用水ポンプ６２を設ける。即ち、水通路１８の途中には、送出し用水ポンプ６２の下流側に開閉弁４８や逆止弁４６や水流量調整弁４４を備える。
【００３８】
既存の設備である既設燃料タンク６４には、既設燃料通路６６の一端が連絡されており、既設燃料タンク６４内の燃料が既設燃料通路６６を経て移動させられる。その既設燃料通路６６の途中に、既設燃料ポンプ６８が備えられている。既設燃料タンク６４が、燃焼手段２３の高さと同じ高さやそれより低い高さに配置されている場合や、燃焼手段２３と離れた位置に配置されている場合には、既設燃料通路６６の他端は、例えば従来既知のエマルジョン製造装置（図示せず）に連絡されている。一方、既存の設備である既設水タンク７０には、既設水通路７２の一端が連絡されており、既設水タンク７０内の水が既設水通路７２を経て移動させられる。その既設水通路７２の途中に、既設水ポンプ７４が備えられている。既設水タンク７０が、燃焼手段２３の高さと同じ高さやそれより低い高さに配置されている場合や、燃焼手段２３と離れた位置に配置されている場合には、既設水通路７２の他端は例えば従来既知のエマルジョン製造装置（図示せず）に連絡されている。
【００３９】
既設燃料タンク６４や既設燃料通路６６や既設燃料ポンプ６８を使用する場合には、既設燃料通路６６の他端を切断して自由端とし、既設燃料通路６６の自由端から燃料タンク１２内に燃料を供給できるようにする。既設燃料ポンプ６８は流量が大きいものであるので、燃料通路１４と切り離し、既設燃料ポンプ６８から送られてくる燃料を、一旦、燃料タンク１２内に入れるようにする。これによって、流量が大きい既設燃料ポンプ６８の影響を、燃料通路１４とそれより下流に及ぼさないようにする。一方、既設水タンク７０や既設水通路７２や既設水ポンプ７４を使用する場合には、既設水通路７２の他端を切断して自由端とし、既設水通路７２の自由端から水タンク１６内に水を供給できるようにする。既設水ポンプ７４は流量が大きいものであるので、水通路１８と切り離し、既設水ポンプ７４から送られてくる燃料を、一旦、水タンク１６内に入れる。これによって、流量が大きい既設水ポンプ７４の影響を、水通路１８とそれより下流に及ぼさないようにする。
【００４０】
既設燃料タンク６４や既設水タンク７０を使用する場合でも使用しない場合でも、燃料通路１４の途中で、燃料タンク１２に近い位置に送出し用燃料ポンプ６０を設ける。更に、水通路１８の途中で、水タンク１６に近い位置に送出し用水ポンプ６２を設ける。送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２は、既設燃料ポンプ６８や既設水ポンプ７４と比べて流量が少ないものであり、液体混合手段１０で燃料と水とを良好に混合してエマルジョン燃料を生成するために適した圧力で燃料や水を液体混合手段１０に送るものである。即ち、送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２は、液体混合手段１０に送る燃料の圧力や水の圧力を適正な圧力とするものである。送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２は、その他に、液体混合手段１０より下流側の燃料供給通路２０へ供給されるエマルジョン燃料の圧力を適正な圧力とし、その結果、燃料供給通路２０の途中に備えられる燃料供給ポンプ２４の寿命を長く保たせる効果を有する。
【実施例４】
【００４１】
次に、実施例３（図４）の改良を、実施例４として図５に示す。図５において図４と同一符号は同一部材を示す。図５（実施例４）において、図１（実施例１）と相違する主な箇所は、水通路１８の途中に備えた開閉弁４８を省略した点である。更に、実施例４が実施例３と異なる点は、燃料供給ポンプ２４と送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２とのスイッチのＯＮ−ＯＦＦを連動作動させることである。燃料供給ポンプ２４と燃料タンク１２と水タンク１６とのスイッチを連動作動させるための連動スイッチに関しては、従来既知の技術であるので、その連動スイッチの図示を省略する。また、図５（実施例４）においては、図４と同様、既設燃料タンク６４や既設燃料通路６６既設燃料ポンプ６８や既設水タンクや既設水通路７２や既設水ポンプ７４を示したが、それらは省略しても良い。
【００４２】
液体混合手段１０の位置より上流に配置される燃料タンク１２並びに水タンク１６と、液体混合手段１０の位置より下流に配置される燃料供給ポンプ２４とを、互いに近傍に配置する場合がある。エマルジョン燃料を製造して直ちに製造したエマルジョン燃料を使用する場合には、燃焼手段２３に燃料を供給するための燃料供給ポンプ２４と、燃料タンク１２の下方の送出し用燃料ポンプ６０と、水タンク１６の下方の送出し用水ポンプ６２と、を同時にＯＮ−ＯＦＦ作動させる。このため、燃料供給ポンプ２４の作動スイッチ（図示せず）と、送出し用燃料ポンプ６０の作動スイッチ（図示せず）と、送出し用水ポンプ６２の作動スイッチ（図示せず）とを、同時にＯＮ−ＯＦＦさせるための例えば連動スイッチを用いても良い。これによって、水通路１８の途中に備えた開閉弁４８を省略することができる。燃料供給ポンプ２４と送出し用燃料ポンプ６０と送出し用水ポンプ６２とを連動させるスイッチを用いるが、開閉弁４８を省略することから、装置の製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  液体混合手段
１２  燃料タンク
１４  燃料通路
１６  水タンク
１８  水通路
２０  燃料供給通路
２２  バーナー装置
２３  燃焼手段
２４  燃料供給ポンプ
２６  羽根
３０  混合室
３２  噴射口
４０  燃料流量調整弁
４４  水流量調整弁
４８  開閉弁
５０  第２液体混合手段
５２  植物油通路
５４  植物油タンク
５６  第２混合室
５８  第２噴射口
６０  送出し用燃料ポンプ
６２  送出し用水ポンプ
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月26日(2011.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合する混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、前記混合室に前記噴射口と燃料通路とを介して燃料を収容する燃料タンクを連絡し、前記混合室に水通路を介して水を収容する水タンクと連絡し、前記水通路の途中にその水通路を開閉する開閉弁を設け、前記燃料供給ポンプの作動によって前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧で前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ導入すると共に前記水通路の水を前記混合室へ導入して前記混合室で燃料と水とを混合し、前記混合室で燃料と水とを混合して不完全なエマルジョン燃料を製造するものであって、前記燃料供給ポンプを停止する前に前記開閉弁で前記水通路を閉じ、その前記水通路を閉じた状態で前記燃料供給ポンプを継続作動させ、前記燃料供給通路内と前記燃料供給ポンプ内をエマルジョン燃料で満たした後、前記燃料供給ポンプを停止することを特徴とするエマルジョン燃料を取り扱う方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係るエマルジョン燃料を取り扱う方法は、燃焼手段に連絡する燃料供給通路の途中に前記燃焼手段に燃料を供給する燃料供給ポンプを備え、燃料と水とを混合する混合室とその混合室内に燃料を噴射する噴射口とを有するものであって前記燃料供給通路と連絡する液体混合手段を備え、前記混合室に前記噴射口と燃料通路とを介して燃料を収容する燃料タンクを連絡し、前記混合室に水通路を介して水を収容する水タンクと連絡し、前記水通路の途中にその水通路を開閉する開閉弁を設け、前記燃料供給ポンプの作動によって前記混合室に前記燃料供給ポンプの負圧を及ぼし、その負圧で前記燃料通路内の燃料を前記噴射口を経由して前記混合室へ導入すると共に前記水通路の水を前記混合室へ導入して前記混合室で燃料と水とを混合し、前記混合室で燃料と水とを混合して不完全なエマルジョン燃料を製造するものであって、前記燃料供給ポンプを停止する前に前記開閉弁で前記水通路を閉じ、その前記水通路を閉じた状態で前記燃料供給ポンプを継続作動させ、前記燃料供給通路内と前記燃料供給ポンプ内をエマルジョン燃料で満たした後、前記燃料供給ポンプを停止することを特徴とするものである。本発明は、前記燃料通路の途中に燃料を前記液体混合手段の前記噴射口に送出す送出し用燃料ポンプを備え、前記水通路の途中に前記液体混合手段の前記混合室へ送出すための送出し用水ポンプを備えたことを特徴とするものである。本発明は、前記水が一般の水の場合に、前記混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を４５％以上とし、水の容積比率を５５％以下としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、クラスターを小さく処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、溶存酸素か活性水素のうちの少なくとも１つを含ませるよう処理した加工水としたことを特徴とするものである。本発明は、前記水タンク内に収容する水を、イオン交換樹脂とトルマリンと黒曜石との順に通過させて成る加工水か、イオン交換樹脂と黒曜石とトルマリンとの順に通過させて成る加工水かのいずれかとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記加工水を、黒曜石に循環通過させた水としたことを特徴とするものである。本発明は、水が加工水の場合に、混合室で混合される燃料と水との混合容積比率１００％において、燃料の容積比率を３５％以上とし、水の容積比率を６５％以下としたことを特徴とするものである。
【国際調査報告】
2010047343.tif 000008
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