(57)【要約】【課題】自動車のディーゼルエンジンから、ＮＯＸ等の有害物質の排出を低減するために、液体燃料と水を混合したエマルジョン燃料を利用したいが、十分に混合でき、しかも簡単な構造の混合装置は未だ無い。【解決手段】内燃機関用混合燃料燃焼装置の混合装置７が、本体４１と、本体４１に形成され互いに連通する複数の円筒状の収納穴４３，４５，４７と、収納穴に収容され互いに噛み合った状態で配置された歯車５５，５７，５９と、歯車を回転させる駆動手段６１と、本体に形成され燃料タンクから収納穴へ液体燃料を供給するための液体燃料通路４９と、本体に形成され収納穴へ被混合流体を供給するための被混合流体通路５１と、燃料供給路と接続され混合燃料が混合燃料供給路に向けて排出される排出通路５３とを有し、回転する歯車によって液体燃料と被混合流体とが輸送されながら機械的に混合されて混合燃料が生成される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を貯蔵する燃料タンクと、前記燃料タンクから供給された液体燃料をその他の液体燃料、ガス燃料、水等からなる被混合流体と混合して混合燃料を生成する混合装置と、前記混合装置で生成された混合燃料をシリンダーに供給する混合燃料供給路とを備え、混合装置が、本体と、前記本体に形成され互いに連通する複数の円筒状の収納穴と、前記収納穴に収容され互いに噛み合った状態で配置された歯車と、前記歯車を回転させる駆動手段と、前記本体に形成され燃料タンクから前記収納穴へ液体燃料を供給するための液体燃料通路と、前記本体に形成され前記収納穴へ被混合流体を供給するための被混合流体通路と、燃料供給路と接続され混合燃料が前記混合燃料供給路に向けて排出される排出通路とを有し、前記回転する歯車によって液体燃料と被混合流体とが輸送されながら機械的に混合されて混合燃料が生成されることを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置。
【請求項２】
請求項１に記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、歯車は収納穴に対し偏心した位置に備えられて前記収納穴の内周面と前記歯車との間にはクリアランスが形成され、前記クリアランスは歯車の回転により排出通路側へ送られる液体燃料及び被混合流体の進み方向に沿って設けられていることを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、混合燃料供給路に設けられた定流量弁と、一端が前記定流量弁と混合装置との間で前記混合燃料供給路と接続され、他端が混合装置と接続された再混合路とを有することを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、前記燃料タンクと前記混合燃料供給路を連結するための連結路とを備え、被混合流体として腐食性物質を使用することを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置。
【請求項５】
請求項４に記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、生成された混合燃料を貯蔵する混合燃料タンクと、シリンダー内の余剰燃料を前記混合燃料タンクまたは燃料タンクのいずれかに戻す燃料回収路と、燃料の回収先を切替える回収先切替手段とを備えることを特徴とする混合燃料燃焼装置。
【請求項６】
請求項５に記載した混合燃料燃焼装置において、燃料タンクに燃料を戻す燃料回収路には燃料分離器が配置されていることを特徴とする混合燃料燃焼装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載した混合燃料燃焼装置において、混合燃料を貯蔵する混合燃料タンクを有し、前記混合燃料タンクには、混合燃料から分離した腐食性物質がタンク内の下部へ降下するのをガイドし、且つタンク内の下部に溜まった水がタンク内の上部へ移動するのを規制する調整部材が収容されていることを特徴とする混合燃料燃焼装置。
【請求項８】
請求項７に記載した混合燃料燃焼装置において、調整部材は螺旋状の板材によって構成されていることを特徴とする混合燃料燃焼装置。
【請求項９】
請求項４から８のいずれかに記載した自動車のエンジンに搭載する混合燃料燃焼装置において、腐食性物質としての水を貯蔵する水タンクと自動車のエアブレーキ用のエア供給源とを接続する接続管を備えたことを特徴とする混合燃料燃焼装置。
【請求項１０】
請求項９に記載した混合燃料燃焼装置において、接続管には遮断弁が備えられていることを特徴とする混合燃料燃焼装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の混合燃料燃焼装置を搭載した内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液体燃料を含む混合燃料の燃焼装置および該装置を搭載した内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用に内燃機関としてのディーゼルエンジンが多用されているが、最近ではＰＭやＮＯＸ等の有害物質の影響を考慮して排ガス規制が厳しくなっており、従来のディーゼルエンジンでは排ガス規制をクリアできない場合が出てきている。
そのため、上記有害物質の排出を低減するために、液体燃料と水を混合したエマルジョン燃料を利用することも提案されているが、十分に混合でき、しかも簡単な構造の混合装置は未だ無い。
さらに、エンジンの停止時にはエマルジョン燃料から分離した水により、燃料供給路やシリンダー内の燃料噴射弁等が腐食し易いとう欠点がある。
また、廃油等は単独では燃料として使用できないが、重油等と混合することにより燃料として活用できれば、環境面からも望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記課題を解決するために、十分に混合でき、しかも簡単な構造の混合装置を備えた混合燃料燃焼装置を提供することを目的とする。
また、水等の腐食性の被混合流体と混合した混合燃料を使用しても、燃料供給路やシリンダー内の燃料噴射弁等の腐食を防止できる混合燃料燃焼装置及び該装置を搭載した内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、液体燃料を貯蔵する燃料タンクと、前記燃料タンクから供給された液体燃料をその他の液体燃料、ガス燃料、水等からなる被混合流体と混合して混合燃料を生成する混合装置と、前記混合装置で生成された混合燃料をシリンダーに供給する混合燃料供給路とを備え、混合装置が、本体と、前記本体に形成され互いに連通する複数の円筒状の収納穴と、前記収納穴に収容され互いに噛み合った状態で配置された歯車と、前記歯車を回転させる駆動手段と、前記本体に形成され燃料タンクから前記収納穴へ液体燃料を供給するための液体燃料通路と、前記本体に形成され前記収納穴へ被混合流体を供給するための被混合流体通路と、燃料供給路と接続され混合燃料が前記混合燃料供給路に向けて排出される排出通路とを有し、前記回転する歯車によって液体燃料と被混合流体とが輸送されながら機械的に混合されて混合燃料が生成されることを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置である。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、歯車は収納穴に対し偏心した位置に備えられて前記収納穴の内周面と前記歯車との間にはクリアランスが形成され、前記クリアランスは歯車の回転により排出通路側へ送られる液体燃料及び被混合流体の進み方向に沿って設けられていることを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置である。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、混合燃料供給路に設けられた定流量弁と、一端が前記定流量弁と混合装置との間で前記混合燃料供給路と接続され、他端が混合装置と接続された再混合路とを有することを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、前記燃料タンクと前記混合燃料供給路を連結するための連結路とを備え、被混合流体として腐食性物質を使用することを特徴とする内燃機関用混合燃料燃焼装置である。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項４に記載した内燃機関用混合燃料燃焼装置において、生成された混合燃料を貯蔵する混合燃料タンクと、シリンダー内の余剰燃料を前記混合燃料タンクまたは燃料タンクのいずれかに戻す燃料回収路と、燃料の回収先を切替える回収先切替手段とを備えることを特徴とする混合燃料燃焼装置である。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項５に記載した混合燃料燃焼装置において、燃料タンクに燃料を戻す燃料回収路には燃料分離器が配置されていることを特徴とする混合燃料燃焼装置である。
【００１０】
請求項７の発明は、請求項４から６のいずれかに記載した混合燃料燃焼装置において、混合燃料を貯蔵する混合燃料タンクを有し、前記混合燃料タンクには、混合燃料から分離した腐食性物質がタンク内の下部へ降下するのをガイドし、且つタンク内の下部に溜まった水がタンク内の上部へ移動するのを規制する調整部材が収容されていることを特徴とする混合燃料燃焼装置である。
【００１１】
請求項８の発明は、請求項７に記載した混合燃料燃焼装置において、調整部材は螺旋状の板材によって構成されていることを特徴とする混合燃料燃焼装置である。
【００１２】
請求項９の発明は、請求項４から８のいずれかに記載した自動車のエンジンに搭載する混合燃料燃焼装置において、腐食性物質としての水を貯蔵する水タンクと自動車のエアブレーキ用のエア供給源とを接続する接続管を備えたことを特徴とする混合燃料燃焼装置である。
【００１３】
請求項１０の発明は、請求項９に記載した混合燃料燃焼装置において、接続管には遮断弁が備えられていることを特徴とする混合燃料燃焼装置である。
【００１４】
請求項１１の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の混合燃料燃焼装置を搭載した内燃機関である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の混合燃料燃焼装置は、流体の輸送過程における機械的な強制混合を利用したものであり、簡単な構造でありながら十分に混合でき、安定した混合燃料を生成できる。
また、本発明の混合燃料燃焼装置によれば、腐食性物質を含む混合燃料を生成しても、燃料供給路やシリンダー内の燃料噴射弁等は軽油等の非腐食性物質で置換されるので、腐食を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１の実施の形態に係る混合燃料としてのエマルジョン燃料を生成して燃焼させる混合燃料燃焼装置としてのエマルジョン燃料燃焼装置１を図１から図６に従って説明する。このエマルジョン燃料燃焼装置１は、内燃機関の代表的な自動車のディーゼルエンジンに搭載されたものである。
符号３は液体燃料としての軽油Ｋを貯蔵する軽油タンク（燃料タンク）を示し、この軽油タンク３は液体燃料供給路５の一端と接続されている。液体燃料供給路５の他端は乳化装置７と接続されている。
【００１７】
液体燃料供給路５には、軽油を手動操作で圧送するための手動ポンプ９が配置されている。この手動ポンプ９の本体には、油水分離を兼ねて着脱自在の水位警報付きＡフィルター（カートリッジ）１１が取り付けられている。このＡフィルター１１は走行距離等を基準に取り替えられる。
符号１３は乳化装置入口弁（電磁弁）を示し、この乳化装置入口弁１３は液体燃料供給路５の途中に設けられている。エマルジョン燃料使用時（通電時）には乳化装置入口弁１３が開かれて軽油タンク３と乳化装置７が連通して軽油Ｋが乳化装置７に供給され、一方、軽油置換時（非通電時）には乳化装置入口弁１３が閉じて軽油タンク３と乳化装置７が不通になり、軽油Ｋの供給が停止される。
【００１８】
符号１５は腐食性の被混合流体としての水Ｗを貯蔵する水タンクを示し、この水タンク１５は水供給路１７の一端と接続されている。水供給路１７の他端は混合装置としての乳化装置７と接続されている。
水供給路１７には、水Ｗをセラミックやマグネットを利用して活性化する活水器１９と、流量計２１が配置されている。活水器１９では水分子の塊を砕き細分化するので、活水器１９で処理された水を使用して乳化させると分散性が良くなり、燃焼効率の良いエマルジョン燃料Ｅが生成される。流量計２１には流量表示部の他に流量調整機構が備えられており、一定流量に調整される。
【００１９】
符号２３は加圧水弁(電磁弁）を示し、この加圧水弁２３は水供給路１７の途中に設けられている。エマルジョン燃料Ｅ生成中の水Ｗ添加時（通電時）には加圧水弁２３が開かれて水タンク１５と乳化装置７が連通して水を乳化装置７に供給し、一方、不添加時（非通電時）には加圧水弁２３が閉じられて水タンク１５と乳化装置７が不通になり、水の供給が停止される。従って、乳化装置７の故障時や燃料切換時に、乳化装置７や水供給路１７への水の余分な侵入が防止される。
【００２０】
符号２５は元空気タンクを示し、この元空気タンク２５は接続管２７の一端と接続されており、接続管２７の他端は水タンク１５と接続されている。大型車両等は車体が大きく、ペダルからブレーキまで距離がある等の理由から、確実に操作できしかも故障し難いようにするため、エア（空気制御）ブレーキが採用されている場合が多い。従って、この実施例では、エアブレーキ用のエア供給源を元空気タンク２５として利用している。エンジンにはコンプレッサーが取り付けられているので、エンジン動作中は元空気タンク２５には常に加圧空気が供給される。なお、エマルジョン燃料燃焼装置１の空気消費量は極僅かなのでエンジンに負担はかからない。
【００２１】
接続管２７には、空気圧を検出するための圧力スイッチ２９が配置されている。
符号３１は空気切換弁（電磁弁）を示し、この空気切換弁３１は接続管２７の途中に設けられている。エマルジョン燃料使用時（通電時）には、加圧側と連通して元空気タンク２５の加圧空気が水タンク１５に供給される。従って、加圧空気により水タンク１５内の水が水供給路１７に圧送される。一方、軽油置換時（非通電時）には、排気側と連通して元空気タンク２５と遮断される。また、非通電時には、水タンク１５側の残存空気が排気され、噴出し等が防止される。
【００２２】
装置が故障したり等の緊急時には空気切換弁３１は非通電となる。軽油置換時には元々非通電なので元空気タンク２５とは遮断されているが、エマルジョン燃料使用時には通電から非通電に切換り、元空気タンク２５と遮断される。従って、元空気の減少が防止される。
なお、空気切換弁３１が故障のために切換らないときには、図示しない警報発生器を動作させて警報を発生し、運転者に手動遮断弁３５の操作を促す。
符号３３は減圧弁を示し、この減圧弁３３の開き度合いにより空気圧が所望の高さまで下げられて水タンク１５に供給される。
符号３５は手動遮断弁を示す。この手動遮断弁３５が操作されると元空気タンク２５と水タンク１５との間が遮断されて、空気の供給が停止する。エアブレーキ用のエア供給源を元空気タンク２５として使用しているため、装置が故障したり、空気供給路２７が破損したり、減圧弁３３が故障したり、空気使用量が急激に増加する等の緊急時には、手動遮断弁３５を操作することで、エアブレーキへの悪影響を防止できる。
【００２３】
符号３６は圧力計を、符号３７は圧力スイッチをそれぞれ示し、いずれも水タンク１５内の水圧を検出している。各装置の故障等により残圧があると危険なため、確認用に設けられている。
符号３９は安全弁を示し、水圧が一定以上になった場合にはこの安全弁３９が開かれて空気が抜かれる。減圧弁３３等が故障すると設定圧を超える過大圧が水タンク１５にかかり、水Ｗ（即ち、添加水）が異常に増加したり、水タンク１５が破損したりするなど危険な状態になるが、このエマルジョン燃料燃焼装置１では安全弁３９が開かれて過大圧が放出されるので、事故が未然に防止される。
【００２４】
水タンク１５内には給水弁４０を開いて水を供給する。加圧方式なので、給水時に水タンク１５が加圧されていると、吸水弁４０より加圧空気が噴出して危険なので、基本的には燃料補給と同様エンジン停止時に行う。
水ポンプ加圧供給方式では、部品点数の増加、接液部の増加、駆動用電源の操作等の故障要因が増大するが、この実施例の方式では、上記のような故障要因が少なく設定圧で水を安定的に供給できる利点がある。
【００２５】
図３、図４は、乳化装置７の構造を示す。
符号４１は本体を示し、この本体４１には互いに連通する複数の円筒状の収納穴４３，４５，４７が形成されている。符号４９は本体４１に形成された液体燃料通路を示し、一端が液体燃料供給路５と連通され、他端が収納穴４７と連通されている。この液体燃料通路４９を通って軽油タンク３から収納穴４７に軽油Ｋが供給される。符号５１は本体４１に形成された水通路（被混合流体通路）を示し、一端が水供給路１７と連通され、他端が収納穴４７と接続されており、この水通路５１を通って水タンクから収納穴４７に水Ｗが供給される。
符号５３は排出通路を示し、一端が収納穴４３と接続されている。
【００２６】
収納穴４３，４５，４７には互いに噛み合った状態で歯車５５，５７，５９が配置されている。歯車５９には駆動手段としてのモーター６１が取り付けられており、モーター６１が駆動すると歯車５５，５７，５９が回転する。
歯車５５，５７，５９は収納穴４３，４５，４７に対しそれぞれ偏心した位置に備えられている。従って、収納穴４３，４５，４７の内周面６３，６５，６７と歯車５５，５７，５９との間にはクリアランス６９，７１，７３が形成されている。クリアランス６９，７１，７３は、歯車５５，５７，５９の回転により排出通路５３側へ輸送される軽油Ｋ及び水Ｗの進み方向に沿って、クリアランス６９とクリアランス７１が連通し、更に、クリアランス７１とクリアランス７３が連通するように設けられている。
【００２７】
収納穴４７に供給された軽油Ｋと水Ｗは混合・乳化されながらクリアランスを主に通って排出通路５３まで運ばれる。途中、歯車５５，５７，５９どうしの噛み合い領域では微細化されので、排出通路５３に至るときには安定したエマルジョン燃料Ｅが生成されている。
【００２８】
符号７５はエマルジョン燃料供給路（混合燃料供給路）を示し、このエマルジョン燃料供給路の一端は乳化装置７の排出経路５３と接続され、他端はエンジンの燃料噴射弁７７と接続されている。乳化装置７で生成されたエマルジョン燃料は、エマルジョン燃料供給路７５を通って燃料噴射弁７７まで供給される。
符号７９はエマルジョン燃料タンク（混合燃料タンク）を示し、このエマルジョン燃料タンク７９はエマルジョン燃料供給路７５の途中に設けられ、乳化装置７で生成されたエマルジョン燃料を一時貯蔵するようになっている。エマルジョン燃料タンク７９の下部には排水パイプ８０が取り付けられている。
【００２９】
エマルジョン燃料供給路７５には、エマルジョン燃料を手動操作で圧送するための手動ポンプ８１が配置されている。この手動ポンプ８１の本体には、油水分離を兼ねて着脱自在の水位警報付きＢフィルター（カートリッジ）８３が取り付けられている。このＢフィルター８３は走行距離等を基準に取り替えられる。フィルター８３は排水パイプ８０と接続されている。手動ポンプ８１、Ｂフィルター８３の接液部は腐食しない材料で構成されている。
【００３０】
符号８５はエマルジョン燃料弁（電磁弁）を示し、このエマルジョン燃料弁８５はエマルジョン燃料供給路７５の途中に設けられている。通電時にはエマルジョン燃料弁８５が開いてエマルジョン燃料タンク７９と燃料噴射弁７７が連通してエマルジョン燃料が燃料噴射弁７７に供給され、一方、非通電時にはエマルジョン燃料弁８５が閉じてエマルジョン燃料タンク７９と燃料噴射弁７７が不通になり、エマルジョン燃料の供給が停止される。
【００３１】
符号８７は空気抜き弁を示し、この空気抜き弁８７が開かれるとエマルジョン燃料供給路７５内の空気が抜ける。この空気抜き弁８７は初期設定用に設けられている。
符号８９は燃料噴射ポンプを示し、この燃料噴射ポンプ８９が動作することにより、軽油タンク３内の軽油Ｋが乳化装置７に供給されると共に、乳化装置７で生成されたエマルジョン燃料がエマルジョン燃料タンク７９を通過して燃料噴射弁７７まで供給される。燃料噴射ポンプ８９及び燃料噴射弁７７の噴射量は自動制御されている。
【００３２】
エマルジョン燃料タンク７９の詳細な構造を図５、図６に示す。
同図において符号１５１はタンク本体を示し、このタンク本体１５１は円筒部１５３と、円筒部１５３の下端に対し一体に形成された絞り部１５５と、絞り部１５５の下端に対し一体に形成された排水パイプ８０とによって構成されている。
円筒部１５３の高さ方向のほぼ中央には、仕切り板１５９が設けられており、この仕切り板１５９の中心には挿通穴１６１が形成されている。
また、タンク本体１５１には調整部材１６３が収容されており、この調整部材１６３は金属製の板材を螺旋状に曲げて形成されている。調整部材１６３は円筒部１５３と絞り部１５５とに跨るように備えられている。
【００３３】
一端が乳化装置７に接続された管状のエマルジョン燃料供給路７５は、円筒部１５３の上端部の周面を貫通して、他端は仕切り板１５９の上方に位置している。また、一端が燃料噴射ポンプ８９に接続されたエマルジョン燃料供給路７５は、円筒部１５３の上端部の周面を貫通して、仕切り板１５９の挿通穴１６１に挿通されて、他端が仕切り板１５９の下方の空間に位置している。エマルジョン燃料供給路７５と挿通穴１６１との間には隙間１６２が開いている。
また、タンク本体１５１の絞り部１５５には水センサー１６５が取り付けられ、排水パイプ８０には水抜きバルブ１６７が取り付けられている。
【００３４】
符号１６９は蓋を示し、この蓋１６９はタンク本体１５１の上面開口を覆う状態に取り付けられ、着脱することができる。この蓋１６９には一端にフィルター１７１を備えたベントパイプ１７３及び液面計１７５が設けられている。
また、蓋１６９の下面には波立ち防止板１７７が取り付けられ、この波立ち防止板１７７は仕切り板１５９の上方の空間に位置している。
【００３５】
符号９１は液体燃料供給路５とエマルジョン燃料供給路７５を連結するための連結路を示す。この連結路９１を通れば軽油タンク３内の軽油Ｋは乳化装置７を経由せずに燃料噴射弁７７に直接供給される。
軽油タンク３から液体燃料供給路５、連結路９１、エマルジョン燃料供給路７５を経て燃料噴射弁７７に到達する経路は、軽油をそのまま燃料として利用する従来の燃料経路に相当する。従って、既設の燃料経路を利用してエマルジョン燃料装置１を構成させる場合には、連結路９１と並行に配置される液体燃料供給路５及びエマルジョン燃料供給路７５の方を新設することになる。
【００３６】
符号９３は液体燃料弁（電磁弁）を示し、この液体燃料弁９３は連結路９１の途中に設けられている。通電時には液体燃料弁９３が閉じられて軽油タンク３と燃料噴射弁７７が不通になり軽油Ｋの供給が停止され、一方、非通電時には液体燃料弁９３が開いて軽油タンク３と燃料噴射弁７７が連通して軽油Ｋが燃料噴射弁７７に供給される。
【００３７】
符号９５は燃料回収路を示し、この燃料回収路９５の両端側はそれぞれ２つずつ分岐されている。上流側の第1分岐回収路９７の分岐端はエマルジョン燃料供給路７５と、燃料噴射弁７７と接続されており、第２分岐回収路９９の分岐端は燃料噴射ポンプ８９と接続されている。下流側の第３分岐回収路１０１の分岐端はエマルジョン燃料タンク７９と接続され、第４分岐回収路１０３の分岐端は軽油タンク３と接続されている。
【００３８】
符号１０５はエマルジョン側戻り弁（電磁弁）を示し、このエマルジョン側戻り弁１０５は第３分岐回収路１０１に設けられている。通電時にはエマルジョン側戻り弁１０５が開いて燃料噴射弁７７や燃料噴射ポンプ８９を通ったエマルジョン燃料Ｅがエマルジョン燃料タンク７９に回収され、一方、非通電時にはエマルジョン側戻り弁１０５が閉じられてエマルジョン燃料タンク７９への回収は停止される。
符号１０７は油センサーを示し、この油センサー１０７は第３分岐回収路１０１内の燃料の識別をする。
【００３９】
符号１０９は軽油側戻り弁（電磁弁）を示し、この軽油側戻り弁１０９は第４分岐回収路１０３に設けられている。通電時には軽油側戻り弁１０９が閉じられて軽油タンク３への回収は停止され、一方、非通電時には軽油側戻り弁１０９が開かれて燃料噴射弁７７や燃料噴射ポンプ８９を通った軽油Ｋが軽油タンク３に回収される。
符号１１１は油センサーを示し、この油センサー１０１は第４分岐回収路１０３内の燃料の識別をする。
符号１１３は水位警報付きの油水分離器を示す。この油水分離器１１３の分離機能により軽油タンク３に水が回収されるのを防止できる。
【００４０】
回収先切替手段は、エマルジョン側戻り弁１０５と軽油側戻り弁１０９によって構成されている。
また、乳化装置７等の各装置の動作状態、乳化装置入口弁１３等の各弁（手動弁は除く）の切換状態は運転席から確認でき、手動操作も運転席で行えるように設定されている。
このエマルジョン燃料燃焼装置１は、軽油タンク３内の軽油Ｋを燃料噴射弁７７に供給し、余剰分を回収する経路、即ち液体燃料経路５、連結路９１、エマルジョン燃料供給路７５、第１分岐回収路９７または第２分岐回収路９９、燃料回収路９５、第４分岐回収路１０３をディーゼルエンジン用の既設のものを利用し、それに乳化装置７、エマルジョン燃料タンク７９等とそれらを繋ぐ経路、即ち液体燃料経路５、エマルジョン燃料供給路７５を加えることにより製造することができる。
【００４１】
次に、エマルジョン燃料燃焼装置１の動作を説明する。
先ず、エマルジョン燃料使用時の動作について説明する。
乳化装置入口弁１３が開かれて軽油の乳化装置７への供給通路が開通される。また、圧力スイッチ３７がＯＮにされ、空気切換弁３１が加圧側に開かれ、減圧弁３３が適度に開かれ、更に加圧水弁２３が開かれて、設定圧に加圧された水の乳化装置７への供給通路が開通される。また、エマルジョン燃料弁８５、エマルジョン側戻り弁１０５が開かれて、エマルジョン燃料の回収経路が開通される。図１の太線は、エマルジョン燃料の流通経路を示す。
【００４２】
軽油タンク３内の軽油Ｋと水タンク１５内の水Ｗがそれぞれ乳化装置７に供給され、そこで混合されてエマルジョン燃料Ｅが生成され、生成されたエマルジョン燃料Ｅはエマルジョン燃料タンク７９に貯留され、エマルジョン燃料供給路７５を経由してポンプ８９、更にはエンジンの燃料噴射弁７７に供給される。その後、燃料噴射弁７７の図示しないシリンダー内に噴射されて燃焼される。
余剰エマルジョン燃料Ｅは、第１分岐回収路９７、第２分岐回収路９９、第３分岐回収路１０１を通ってエマルジョン燃料タンク７９に回収される。
動作途中で、接続管２７が破損すると圧力スイッチ２９により検出されるので、手動遮蔽弁３５を閉じることにより緊急時のエアブレーキ用の空気圧は確保される。
【００４３】
上記動作において、乳化装置７からエマルジョン燃料Ｅがエマルジョン燃料供給路７５を介して、図５、図６に示したエマルジョン燃料タンク７９へ供給されると仕切り板１５９上に落ち、エマルジョン燃料Ｅはエマルジョン供給路７５と挿通穴１６１との隙間を通って、仕切り板１５９の下方の空間に貯留される。そして、仕切り板１５９の下方の空間に貯留されたエマルジョン燃料Ｅは、エマルジョン燃料供給路７５を介して燃料噴射弁７７に送られる。
エマルジョン燃料タンク７９内においてエマルジョン燃料Ｅから水Ｗが分離すると、この水Ｗは調整部材１６３上を滑るようにして降下する。即ち、水Ｗは調整部材１６３にガイドされて、タンク本体１５１の下部の絞り部１５５及び排水パイプ８０へ移動する。また、自動車が走行する等して、エマルジョン燃料タンク７９が揺れても、調整部材１６３によって絞り部１５５から円筒部１５３へ水Ｗが移動するのが規制される。
また、エマルジョン燃料タンク７９が揺れても、波立ち防止板１７７によって仕切り板１５９の上方の空間に貯留されているエマルジョン燃料Ｅが波立つのが防止される。
【００４４】
なお、エマルジョン燃料Ｅがエマルジョン燃料タンク７９から送り出されることにより、エマルジョン燃料タンク７９内が負圧になるのを防止するため、ベントパイプ１７３からフィルター１７１を通った外気が導入される。また、エマルジョン燃料タンク７９内のエマルジョン燃料Ｅの量が液面計１７５によって検知され、液面が所定以上になると、エマルジョン燃料タンク７９に対するエマルジョン燃料Ｅの供給が停止される。
また、絞り部１５５、排水パイプ８０に溜まった水Ｗは水抜きバルブ１６７が開かれて排出される。
【００４５】
次に、軽油置換時の動作について説明する。
液体燃料弁９３が開かれて、軽油Ｋの供給経路が開通される。また、軽油側戻り弁１０９が開かれて、軽油Ｋの回収経路が開通される。図２の太線は、軽油の流通経路を示す。
軽油Ｋは軽油タンク３から連結路９１を通って燃料噴射ポンプ８９、更にはエンジンの燃料噴射弁７７に供給される。その後、燃料噴射弁７７の図示しないシリンダー内に噴射されて燃焼される。即ち、エマルジョン燃料供給路７５やシリンダー内の燃料噴射弁７７内のエマルジョン燃料Ｅが軽油Ｋに置換される。従って、エンジンの停止直前にこの置換を行えば、エマルジョン燃料燃焼装置１の既設の主要経路の腐食を防止できる。
余剰軽油Ｋは、軽油が第１分岐回収路９７、第２分岐回収路９９、第４分岐回収路１０３を通って軽油タンク３に回収される。
【００４６】
なお、油水分離器１１３が設けられているので、置換直後に流通経路上に残留したエマルジョン燃料Ｅが軽油中に取込まれたり、また、軽油側戻り弁１０９、エマルジョン燃料戻り弁１０５、燃料噴射ポンプ８９等の通過経路上の各部品が正常に動作しなかった場合に、水Ｗが軽油タンク３に混入されるのを防止できる。
また、液体燃料弁９３と軽油側戻り弁１０９は非通電時には開かれているので、ヒューズが切れても通常の運転には支障がない。
【００４７】
更に、空気抜き作業について説明する。
ディーゼルエンジンにおいては、圧送用の燃料噴射ポンプ８９や燃料の供給経路に空気が侵入すると、正常な燃圧や吐出し量を確保できず、爆発が継続できなくなり、エンジンが停止してしまうが、既設の燃料経路に乳化装置７等を設置した当初や、ガス欠（燃料切れ）や、フィルター交換時等には空気が侵入し易い。
そのため、空気侵入時には、ポンプ８９まで燃料を充填する空気抜きと呼ばれる作業を行う。
軽油置換時には、Ａフィルター１１に取り付けられている図示しない空気抜き弁を開き、手動ポンプ９を操作して軽油Ｋを吸い上げて空気を追い出した後に、空気抜き弁を閉める。更に手動ポンプ９を続けて操作して燃料噴射ポンプ８９内の空気を燃料回収路９５に送り出して作業を終了する。
【００４８】
エマルジョン燃料使用時には、Ａフィルター１１に取り付けられている空気抜き弁を開き、手動ポンプ９を操作して軽油を吸い上げて空気を追い出した後に、空気抜き弁を閉める。更に、エマルジョン燃料タンク７９が開放構造なのでエマルジョン燃料タンク７９から先へ燃料を送るために、以下の作業を行う。即ち、Ｂフィルター８３に取り付けられている空気抜き弁を開き、手動ポンプ８１を操作してエマルジョン燃料Ｅを吸い上げて空気を追い出した後に、空気抜き弁を閉める。その後は、手動ポンプ８１を続けて操作して燃料噴射ポンプ８９内の空気を燃料回収路９５に送り出して作業を終了する。
【００４９】
本発明の第２の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置２０１を図７に従って説明する。
このエマルジョン燃料燃焼装置２０１は、第１の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置１と大部分の構成は同じなので、同じ構成には同じ符号を付すことで説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
符号２０３は定流量弁を示し、この定流量弁２０３はエマルジョン燃料供給路７５の途中に設けられている。この定流量弁２０３には図示しない圧力計が備え付けられている。
符号２０５は再混合路を示し、この再混合路２０５の一端は定流量弁２０３と乳化装置７との間でエマルジョン燃料供給路７５と接続されている。他端は乳化装置７と接続されている。
符号２０６は流量調節弁を示し、この流量調節弁２０６は再混合路２０５の途中に設けられている。符号２０７は逆止弁を示し、この逆止弁２０７により、再混合路２０５では矢印方向のみ流通が可能になっている。逆止弁２０７は、図７の配置図と異なり、実際は乳化装置７の入口直前に設けられている。
【００５０】
定流量弁２０３の機能により一定流量のエマルジョン燃料がエマルジョン燃料タンク７９に供給される。従って、過剰のエマルジョン燃料は再混合路２０５を通って乳化装置７に戻る。そのとき、流量調節弁２０６により戻る流量は調整され、逆止弁２０７により乳化装置７からの逆流は防止される。
エマルジョン燃料のエンジンへの供給量が少ない場合には、過剰なエマルジョン燃料を乳化装置７で再度乳化させることにより、常に安定した状態でエンジンに供給させることができる。
【００５１】
エマルジョン燃料使用時には、乳化装置７には軽油Ｋと水Ｗが供給されており、加えて、再混合路２０５を通って乳化装置７に戻ってくるエマルジョン燃料Ｅの量が増大すると、水Ｗの割合が増えてエマルジョン燃料Ｅが薄まってくるが、その場合には、定流量弁２０３に備えられた圧力計が高い圧力を計測する。従って、その計測情報に応じて加圧水弁２３を作動させて、水の供給量を調整する。
【００５２】
以上、本発明の実施例について詳述してきたが、具体的構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、内燃機関は自動車用に限定されず、船舶、航空機、発電機、ガスタービン等も考えられる。
被混合流体は水に限らない。従って、混合装置で生成される混合燃料としては、油−水系エマルジョン燃料に限らず、重油−軽油系混合燃料や、重油−軽油−水系混合燃料も考えられる。また、重油−（工場や家庭から出る）廃油系混合燃料も考えられる。
【００５３】
上記実施の形態では、水Ｗは乳化装置７の本体４１に形成された水通路５１を通って乳化装置７に供給されているが、水通路５１と本体４１との間に細孔を形成して吹き込むようにしてもよい。
また、燃料によっては温度が混合状態に影響を与えることから、燃料や内燃機関の種類によっては温度制御機構を設けてもよい。
エアブレーキ用のエア供給源を元空気タンク２５として利用して、この元空気タンク２５の空気圧によって水タンク１５から水を圧送しているが、本発明はこれに限定されず、水圧送用の独立した元空気タンクをエアブレーキ用のエア供給源とは別に設けるようにしてもよい。
エマルジョン燃料タンク７９、即ち混合燃料タンクは、上記実施の形態では、自動車のエンジンに搭載することから設けられているが、混合燃料を回収しない場合には、かならずしも設ける必要はない。第２の実施の形態で記載した再混合機構を設け、その一方で混合燃料タンクを設けない場合には、常に高度に安定した混合燃料が燃料部に供給されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の混合燃料燃焼装置を用いれば、混合状態の安定した混合燃料を製造できる。
また、混合燃料に腐食性物質が含まれていても、混合燃料燃焼装置の主要経路の腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置を示す。
【図２】本発明の第1の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置を示す。
【図３】本発明の第1の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置に搭載される乳化装置の斜視図である。
【図４】本発明の第1の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置に搭載される乳化装置の平面図である。
【図５】本発明の第1の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置に搭載されるエマルジョン燃料タンクの斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るエマルジョン燃料燃焼装置を示す。
【符号の説明】
【００５６】
１  エマルジョン燃料燃焼装置      ３  軽油タンク
５  液体燃料供給路      ７  乳化装置      １５  水タンク
２５  元空気タンク      ２７  接続管      ７７  燃料噴射弁
７９  エマルジョン燃料タンク      ８９  燃料噴射ポンプ
９１  連結路      ９５  燃料回収路
１６３  調整部材      Ｅ  エマルジョン燃料      Ｗ  水
２０１  エマルジョン燃料燃焼装置      ２０３  定流量弁
２０５  再混合路
【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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