(57)【要約】      （修正有）【課題】エマルション化にあたり、活性剤や乳化剤を加えず、また加える水も身近な水道水等を利用し、さらに油と水の比率が配合調整器により、均一安定した状態で生成器へ送られエマルション化した燃料となり、また熱量が重油のみの場合と同等であり、さらに排出ガスの二酸化炭素などの排出量を削減するエマルション化した燃料の製造方法を提供する。【解決手段】重油や軽油などの液体燃料に、容積比８〜２６％普通水を加えたもの、さらにテンプラ油、また廃テンプラ油再生油及び廃油の再生油等を容積比３〜３０％混合し貯蔵タンクに投入する。概貯蔵タンクの油と水を、エマルション生成器へ送る際、概貯蔵タンクの配合調整器において、均一安定した状態で生成器へ送る。生成器に送られた油と水は、生成器において加圧衝突を繰り返すことによりエマルション化した燃料を生成する。【選択図】図１
2011116923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重油及び軽油などの液体燃料に水を加えたもの、さらにテンプラ油や廃テンプラ油再生油及び廃油の再生油等を加え、これを加圧衝突によりエマルション化した燃料を生成する生成器
【請求項２】
請求項１の重油及び軽油などの液体燃料と水、さらに廃テンプラ油再生油等を混合する際、配合を均一安定にするための配合調整装置
【請求項３】
燃料をノズルへ安定供給するタンク兼用燃料リターン装置
【請求項４】
請求項１の生成器、及び請求項２の配合調整器、請求項３の供給タンク兼用燃料リターン装置を、使用したボイラー燃料供給装置
【発明の詳細な説明】
【発明の技術分野】
【０００１】  この発明は、重油及び軽油に普通水を加え混合し、またさらにテンプラ油や、廃テンプラ油再生油、及び廃油の再生油等を加え、エマルション化した燃料を生成する生成器と、水と油の配合調整器及び、燃料をノズルへ安定供給する供給タンク兼用リターン装置を使用した、ボイラー燃料の供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、ビニールハウスや温泉、クリーニング等で設置されている温風ボイラーや温水ボイラーの燃料は、重油や軽油またはＬＰガスなどが多く使用されている。
重油等のボイラーは、燃焼ノズルに水分が混入しないように、水を遮断するフイルターが設置されている。これは水が燃焼を阻害するという前提で作られた原点技術であります。
つまり、ボイラー燃料の重油タンク内の空気が、タンクの外気温度の変化や自然現象などの影響により水滴となり、タンクの底に溜った水分を重油と共にノズルへ吸引したり、また重油に何らかの作用で混入した水分をノズルへと吸引されて行く過程で、フイルターで遮断し、油のみをノズルへ送り、燃焼させる構造になっている。
また、従来のボイラーを使用している、果物や花、野菜などをハウスで育てている農家では、重油を燃料としているが煙が地域環境へ与えることや、ハウス内で育てる野菜、花・果物などへ、化石燃料独特の臭いが移る事などがある。
また、病院や温泉、畜産農家などのボイラー施設では煙や臭いへの過敏な注意をはらっている。
さらに、冬場しか使用しないハウス農家では、放置している時間が長いため、ススがボイラーの中やノズルに付着して、付着部分から錆びてくるなど、メンテ管理の経費もかかり、また機械の耐用年数にも影響を与えている状態である。
また近年、石油の価格が不安定で、平成２０年、世界的な石油高騰の嵐が吹き荒れ、石油資源のない我が国はもろに影響を受け、漁業関係者が全国で一斎休業する事態となり、石油燃料に頼っている国民は勿論、農家や企業も直接負担を背負うことになりました。
【発明の開示】
【０００３】  そこで、ボイラーなどの燃料に水を混入し、経費節減や排ガスが与える環境への対応や、試みが他方で行われています。
例えば「［特許文献１］特開２０００−３２９３０８号公報」にある、エマルジョン燃料の生成方法があります。
重油・軽・廃油など液体燃料に、酸化還元電位−１００〜２５００ｍＶに低下された還元水を、容積比で５〜２０％混合し、且つ、これを減圧沸騰してエマルジョン化してから燃焼させる。エマルジョン化して燃焼する記述があります。さらにエマルジョン化する為に、減圧沸騰させる減圧装置が必要とあります。
つまり概方法は、酸化還元水を製造する装置と、燃料を減圧沸騰させる減圧装置が設備として設置しなければエマルジョン化した燃料になりません。
また、同文献中研究の結果、燃焼効率とダイオキシンの文面がありますが還元水を５％未満では効果が少なく、２０％を越えると効果が低減した。
さらに１５％のとき効果があったとの記述がありました。
【０００４】  また、「［非特許文献１］茨城県牛久市中央５丁目１５番５号有限会社環境技研発行パンフレット」のエマルジョン燃料供給システム  ＭＡＲＶＥＬなるものがあります。これは直軽１０ｃｍ、高さ１２ｃｍ程度の円筒形をしております。
概エマルジョン機器の構造は、円筒形の中に、肉厚１ｍｍ程度の鉄板を円錐の形にし、この表面に直軽２ｍｍ程度の穴を数十箇所あけてある。
穴あきの円錐形をした鉄板は、円筒形の中間部に設置固定し蓋を施してある。
さらに、両端の蓋部分に直軽２０ｍｍ程度のパイプを施してある構造になっており、燃料の油と水は、概円錐形をした山の方より入り、円錐の下方へと穴を通り抜けて行くようになっている。
また、概供給システムなるセットの、サービスタンクに油と水と投入するパイプがあり、いずれも電磁弁で投入量の調整がほどこされています。
さらに、タンクの半分より上部、６合目位にエマルジョン機器より繋がるパイプが設置されており、半分より下３合目位にバーナーへ供給するパイプが設置され、下方、２合目位のところにポンプへ繋がるパイプが設置されています。さらに下方底の部分に水抜き用のパイプが設置された構造であります。
つまり、タンクに投入された、油と水はタンクに入り、下方の２合目の位置のパイプよりポンプを経てエマルジョン機器へ入り、また再度タンク内に入る構造であります。
燃焼ノズルへは混合され溜まっている、タンクの３合目の位置から、ノズルへ供給されて行く仕組みであります。
概装置をビニールハウスの温風ボイラーで設置使用した結果、最初の着火はできず、１５分ぐらいポンプを回した状態でのエマルジョン化と説明があり、１５分ぐらいポンプを回した液体燃料を、重油で着火後概燃料を給油したところ燃焼はできた。
また、概施設でのエマルジョン燃料を試験管に取り出し、観察したところ数分で分離した。
その後、ある温泉施設での実施において、概温泉のボイラー装置は、一定温度で燃焼が自動で停止する仕組みであり、この停止時間もエマルジョンなる生成器へ送油するポンプは回っていますが、給油は止まっている状態であります。
そこで温水の温度が下がり、温度を上げる数分後、つまり追い焚きの時着火しなかった。この原因を追究したところ、ノズルへ給油するパイプの中の混合が数分の間で、水と油に分離していることが判明した。
また数十分燃焼すると、サービスタンクの中の燃料が少なくなり、タンクの残量が一定の量になると、次の油と水が一定量投入される。
しかし、タンク内の量が一定になった時点で、再度鎮火させてしまった。
この原因は水と油がエマルジョン化せず、比重の重い水が先に吸入され、ノズルへ水が送られたことが判明した。
また、数回タンクに投入するたびに、水分の多いエマルジョン化されない部分がタンクの下方の溜まり、これを吸入していることも判明した。
つまり、前述したタンクの３合目の位置のところに設置された、ボイラーノズルへ給油するパイプの高さに、溜まった部分の燃料に水分が多く混入しており、エマルジョン化されない不都合が発生し、さらに鎮火問題となった混合油をタンクより試験管に取り出して観察したところ、数分で水と油に分離したが判明した。
この文面にも、比率水５〜２０％とうたわれ、現場での説明では１４．５％が最適としている。
【０００５】  非特許文献２は、「微粒子・粉体の作製と応用、２０００年１１月１日、株式会社シーエムシー出版」にありますエマルジョンについての記述、乳化技術がいくつかあります。
その中に、「微粒子・粉体の最先端技術」変則乳化重合・液滴からの粒子形成・医薬品製剤・コーテング剤に至る色々なエマルジョン技術がありますが殆ど乳化剤によるものであります。
【０００６】  非特許文献３は、熊本県内で企業向けの機関誌「経済」に掲載され紹介された、九州油設工業（株）はＡ重油使用量を１０％削減と、のカタログの説明と同機器の実用試験を観察した結果、同機器は円形の筒に水と油を比率で投入し、高速回転させて混合攪拌する方法であり、つまりカタログに掲載されたとおり攪拌であります。高速回転攪拌で乳濁はしますが、カタログに油と水を均一にナノレベルまで微粒化することに  成功しました。とありますが完全な燃料としてのエマルションとしては疑問がのこります。
また１０％水を混入とありますが、１０％では設備費の負担を考えれば、年間使用量の少ない個人農家では、あまり経済効果が望めません。
また、燃焼効率に関し、水滴が水蒸気爆発を起こし、油が更に微細化され燃焼効率が向上する。などの説明がありますが、疑問があります。
【０００７】  特許文献特の公開１０−４７６２５にあります、エマルジョン燃料生成法、また公開１０−３０６９１６の同生成方法の記述に、いずれも油と水繋ぎとして界面活性剤を使用する旨があります。つまり界面活性剤などの乳化剤を使用しないと、エマルジョン燃料が出来ないことを物語っております。
【発明が解決しょうとする課題】
【０００８】  しかし、発明の開示にあります、幾つかの実例や実験機また、記述を総合的に解読・実験して、次のような問題点があった。
▲１▼完全エマルション化し燃料として使用できなければならない。また、燃焼構造からすれば、エマルション化した燃料をノズルへ直接給油すべき構造であること。
▲２▼また、ボイラーの着火から使用できるものあること。
▲３▼油と水の配合比が均一安定しなければならない。
▲４▼水混合比率を８〜２６％にし、重油の熱量と同等の熱量がなければならない。（２０％前後を理想とする）と同時に経費削減を目的とする。
▲５▼混合する水に関し、水道水や地下水など身近な水でも良い。
▲６▼燃料として使用し、臭いや煙を押さえ地域に与える影響を、重油だけを使用した場合に比べ軽減する。（窒素酸化物、二酸化炭素、硫黄酸化物の排出を抑える）
▲６▼エマルション化した燃料を連続使用の場合や、時間を置いての追い焚き燃焼時においても、重油と同等の着火燃焼状態でなければならない。
▲７▼経済性を考慮して、高価な添加物（乳化剤）を使用しないでエマルション化し、さらに燃料費削減と設備の価格も考慮しなければならない。
▲８▼また、廃テンプラ油等の再生油を使用すれば、経済性や環境的な見地から望ましいこと。
などの問題点をあげる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、本研究と実施の結果、重油や軽油の液体燃料に、身近な水道水を加え混合し、更にテンプラ油及び廃テンプラ油の再生油や廃油の再生油を加え、これを生成器において加圧衝突により、燃焼用燃料とする目的の、エマルション化燃料生成法および燃料供給装置である。
【００１０】  また、エマルション化した燃料を燃焼させると、窒素酸化物、二酸化炭素、硫黄酸化物等の排出が、重油の燃焼時に比べ大幅に削減できるという知見に基づくものである。つまり、焼却技術の発展によりロータリーキルンなどが開発され、また焼却炉の排気ガス（煙）などに水を噴霧し、急速冷却することで飛灰は煙突の中で固まり石灰処理され、外に飛散せず、煙突からは急速冷却された水が水蒸気となります。これは一般的周知の事実であります。
このことから、油と水のエマルション燃料が、燃焼する際水滴が水蒸気爆発して、完全燃焼する事と、排気ガスに水分が与える影響で黒煙が発生しない。との知見であります。
【００１１】  これら燃料の燃焼に基づくもので、本発明は請求項１のように重油や軽油等の液体燃料に、水を容積比率で８〜２６％を加え混合し、更にテンプラ油及び廃テンプラ油の再生油や廃油の再生油を、容積比率で３〜３０％を加え、且つこれを生成器においてエマルション化し、液体燃料として完全燃焼させるものである。
また、実施例で後述する水比率は、実用実験の結果２０％程度がＡ重油に近い数字の温風ボイラーの炉内最高温度であった。（表１参照）
また、この比率で燃焼した際、煙突からでる煙は重油だけの時と比べ、無色に近い状態であった。
さらに、本発明の混合の廃テンプラ油再生油の使用について、実施例で後述（００２６）するが、Ａ重油７２％、廃テンプラ油再生油１４％、水１４％を加え混合し、生成器に通したところ、数秒で素早い反応を示しエマルション化された燃料を完成した。
概燃料をボイラーで燃焼実験したところ、重油のみの場合１５分で炉内最高温度４２４℃に到達したが、概エマルション化燃料は５分で炉内温度４２８度に到達した。つまりＡ重油のみの燃焼時の炉内最高温度に比べ、１０分も早く炉内温度を超し、さらに１５分後では５５５度の炉内最高温度の結果を得た。（表三参照）
（なお炉内温度測定箇所は、炉の大きさが直径７５ｃｍ・長さ１．４ｍの円形温風ボイラーで、中心の位置にあるノズル部分から、左へ２０ｃｍ・上へ１５ｃｍにある、通称のぞき穴の位置である。
こののぞき穴に、長さ４６ｃｍの温度センサーを差し込んで、測定を実施したものである。全文中における温度測定の位置はこの一点である）
【００１２】  本発明の水は、身近にある水道水や地下水、浄化された池の水、さらに河川の水、雨水、さらに浄化された汚水でもよく、焼酎廃液などを分離した水分の再利用でもよい。
【００１３】  本発明の液体燃料の、重油や軽油に加える物は、テンプラ油及び廃テンプラ油の再生油、又廃油の再生油等いずれかでもよい。また組み合わせる混合比率は任意でよい。
また、法律で禁止されている廃油もデーター上は可能である。
【００１４】  本発明のエマルション燃料は、温泉施設での実施実験で、着火時から連続燃焼において実施された。
温水タンクの温水温度が、ある設定温度になれば燃焼が止まり、設定温度が下がれば再度燃焼する方式のボイラーであり、この時間を置いて繰り返す、追い焚きの燃焼も問題なくスムーズに行われた。
【００１５】  本発明のエマルション燃料の配合は、重油と水および廃テンプラ油再生油を均一にするため、いずれも電磁弁で投入量を調整し、一定量をそれぞれのサブタンクへ一時溜める。
これを貯蔵タンクに送り、さらに次のサブタンクに一時溜められた量分を、貯蔵タンクへ送る。これを繰り返し、貯蔵タンク内を一定量にする。
貯蔵タンクでは、底の調整器で水と油を吸引する方法で、配合比を均一にするものである。つまり水と重油及び、廃テンプラ油再生油などをサブタンクに一回分の一定量を溜め、一回分を貯蔵タンクへ送った後、サブタンクへ次の一回分の量が溜まり貯蔵タンクへ送られ、これを繰り返す方法で次々タンクへ貯蔵するものである。
また、貯蔵タンクに一定量貯溜した場合、サブタンクの一定量貯溜するが、貯蔵タンクへの送油は停止し、燃焼により貯蔵タンクの量が一定量減った時、貯蔵タンクへの送油、サブタンクへの貯溜作業が動き出す方法を持つ構造である。
均一性を確かなものにするため、配合調整を二回繰り返えして行う方法である。
これをエマルション生成器へ送り、生成器内で加圧衝突させて完全エマルション化された燃料が完成する。
【００１６】  本発明がもたらす経済性や、排気ガスの削減はもとより、燃料費を削減した経費と設備を導入した経費を比べ、２・３年くらいで原価償却できなければ、燃料使用量の少ない個人農家での導入は無理があります。
この目的を達成する為、２０％前後の削減が望ましいこと、又廃テンプラ油の再生油を混入することで、さらなる高燃焼効率を得ることができ、さらに排気ガスのＣＯ２などの削減、および燃料経費削減が本発明の目的を達成させるものである。
【発明の効果】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  燃焼するエマルション化した燃料を生成するための生成器は、円筒形ケース▲１０▼の筒の両端を蓋で覆ってあり、概蓋にはパイプが設置してある。
概パイプの片方が吸入口▲１１▼、もう片方が排出口▲１２▼である。
なお概円筒形ケースの内径より１ｍｍ程度小さ目の、鉄製の棒を砲弾型に加工し、さらに概先端を潰した台形（図１−５）をなしている。
先端の台形のすそは、鉄製の棒の砲弾型の外径より６〜７ｍｍ程度小さめに加工されている。
さらに、台形の砲弾型の肩から十字の位置に、幅２ｍｍ、厚み２ｍｍの溝を二条台形で掘ってある。概溝は四方より鉄の棒の側面に、それぞれのピッチ１０ｍｍの幅で、螺旋状の溝を鉄の棒の下方まで掘ってある。
この螺旋は、肩から四方の４箇所より４本が右回り▲１３▼に、さらに概４箇所の位置より中心角４５度ずらした位置より４本は左回り▲１４▼に螺旋が掘られている。また、概螺旋の始まる位置や角度は任意でもよく、方向は逆でもよくなんら問うものでもない。また形の寸法やピッチなど任意でもよい。
なお概先端の台形において、円形の角を削った形の台形でもよい。
概円筒形ケースの中は、吸入口より入った油と水が、加圧され螺旋状の溝を通過し、溝が交わる点で衝突する。
この衝突を繰り返すことで、水と油に圧を加え擦り込みながら混合していく方法をもつて、微細粒子の状態、つまりエマルション化した燃料を完成することになる。
これらは、連続燃焼また間隙燃焼での燃焼結果が明らかにしている通りである。（表一・二参照）
【燃料配合調整器は以下の構造と調整機能を発揮する】
【００１８】。
生成器に重油と廃テンプラ油再生油、及び水を送り込む前に、概油等と水を混入するための貯蔵タンクがあり、この配合調整器付のタンクに貯蔵する。
当然タンクに投入する概油等と水を電子弁で配合を調整して投入するが、概タンクに投入した時点で、比重の違う水が下方に溜まり、油は上方に溜まることになる。
そのままの状態で、生成器に送り込んでは、水が最初吸入され、後から油が吸入されることになる。
連続燃焼で、タンクに次々重油等と水を投入して燃料を生成することになるが、これを繰り返すことで、水分が下に多く溜まることになる。
その状況では、水分を吸引し燃焼時に、鎮火トラブルを誘引してしまうことになる。
そこで、油等と水を均一にするため、重油、水および廃テンプラ油再生油は電磁弁で調整した一定量をサブタンクへ投入貯溜する。
水と油等を同時に、貯蔵タンクに送り、さらに次の一定量分をサブタンクに一時溜め、概一定量分を水と油等を貯蔵タンクへ送り貯蔵する。
つまり、一回分の少量時にそれぞれをサブタンクで溜め、貯蔵タンクに投入することを繰り返す方法で、大量に貯溜することに比べ、比重の重い水が下方に多く溜まらなくなる方法である。
また、概投入方法において、水と油等を上方より投入しても良いが、さらに本発明では、油等を貯蔵タンクの下方より投入し、水を上方より投入する構造も可能である。この理論は、油を投入した場合、油等は比重が水より軽いため上へあがり、上から投入した水は比重が油等より重いため、下方へ沈んでいく過程で、下から上がってくる油などと衝突する形を形成する。この衝突で水を分解、水の塊ではなく、水球を多く形成することになる。
これを織り成すことで、水と油等の混合状態をすでに形成することになる
【配合調整器構造について】
【００１９】  円筒パイプの片方端にネジ▲１７▼を切り込み、ネジ部分の両側面に、立て方向に水吸入用の溝▲１８▼を入れた構造をなしている。またネジ部の反対側に中間部より上部に油吸入用の縦長の穴溝▲１６▼を掘ってある。これが配合調整器である。
配合調整器のパイプを貯蔵タンク底板にねじ込め固定（図３）する。
貯蔵タンク低板上に溜まっている水は、配合調整器の水吸入溝▲１８▼より吸入され、油は配合調整器パイプの上部油給入口▲１５▼及び油吸入穴溝▲１６▼より吸入されるものである。
つまり、配合調整器パイプのめじ込む高さで、水吸入溝▲１８▼の隙間が決まり、同時にこの溝▲１８▼より吸入される水の量が決まる。調整器パイプの油吸入口▲１５▼および油吸入穴溝▲１６▼を通過吸入される油の量は変わらないため、水と油を均一安定した比率配合が確保できるものである。
これを、先のエマルション燃料生成器に送ることで均一な安定した燃料が完成するものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  本発明を具体化するため以下図面を参照して、本発明の実施の態様に係り詳細に説明する。
【エマルション生成器の構造】
エマルション化生成器は、円筒形ケース▲１０▼の筒の両端を蓋で覆ってあり、概蓋にはパイプが設置してある。
概パイプの片方が吸入口▲１１▼、もう片方が排出口▲１２▼である。
なお概円筒形ケースの内径より１ｍｍ程度小さ目の、鉄製の棒を砲弾型に加工し概先端を潰し台形（図１−５）をなしている。
台形のすそは、鉄製の棒の砲弾型の外径より６〜７ｍｍ程度小さめに加工されている。
さらに、台形の砲弾型の肩から十字の位置に、幅２ｍｍ、厚み２ｍｍの溝を二条台形で掘ってある。概溝は四方より鉄の棒の側面に、それぞれのピッチ１０ｍｍの幅で、螺旋状の溝を鉄の棒の下方まで掘ってある。
この螺旋は、肩から四方の４箇所より４本が右回り▲１３▼に、さらに概４箇所の位置より中心角４５度ずらした位置より４本は左回り▲１４▼に螺旋が掘られている。
また、概螺旋の始まる左右方向、及び位置や角度は任意でもよく、方向は逆でもよい。
【加圧衝突が織り成す状態】
【００２１】  ポンプで送られてくる油と水が、エマルション生成器の吸入口より圧が加えられ、台形の肩より側面の螺旋状の溝を通過する。螺旋が交差するところで加圧衝突し、この衝突を棒の下方まで数回繰り返すことで、擦り込む状態になりエマルションを生成するものである。
なお概機器は鉄棒であるが、ステンレス、真鋳、セラミック、ウレタンでもよく、材質や溝、また形状・組み合わせなど問うものでもない。
【配合調整装置の構造と機能】
【００２２】  概配合調整装置は先に記述したとりであるが、円筒パイプの片方端に一定の高さにネジ▲１７▼を切り込み、その部分の両側に立て溝▲１８▼を入れる。またネジの反対側の中間部より外側に向かい、縦長の穴溝▲１６▼を掘ってある。この円筒パイプを燃料貯蔵タンク▲１▼底板にねじ込め固定設置した構造（図３）である。
水はパイプのねじ部の水吸入溝▲１８▼より吸入され、油はパイプの油吸入口▲１５▼と油吸入縦長の穴溝▲１６▼より吸入されるものである。
また、水吸入溝は一本でも良く、溝の代わりに、穴を数箇所開けてもよい。
概機能について、パイプのネジ込む高さで、パイプの溝より吸入される水の量が決まり、パイプの中を通過吸入される油の量は変わらないため、安定した均一な比率配合が完成する。
また、概装置は材質や形状など問うものでもない。
【燃料をノズルへ安定供給するタンク兼用、燃料リターン装置構造と機能】
【００２３】  燃料をノズルへ安定供給する、供給タンク兼用燃料リターン装置▲８▼について円筒形の両側にパイプ付の蓋が施されている。この円筒形を供給タンクとし、さらに円筒形供給タンクの、側面にパイプ２２が設置されている構造である。
この蓋に取り付けられた一方のパイプは吸入側▲２０▼で、片方のパイプは排出側２１になり、側面に取り付けられたパイプ２２はリターン用で、コック付きである。これがノズルへ燃料を安定して供給するタンクである。
概機能を説明すれば、ポンプによる液体物を送る過程で、何らかの作用によるものか判明しないが、液体中に空気が混入し燃焼効率に影響を与えてしまいます。この空気は、ノズルポンプ部に空気抜きが施された既設の構造で対応されている。
また、従来のボイラーは、燃料を送る場合、重油タンクより自然流動した送油方法をとり、ノズルに付いているポンプで燃やせる能力だけ吸引し、概ポンプ圧でノズル先端より、噴射して燃焼するものである。
これを踏まえ、このパイプ付の円筒形供給タンク▲８▼を、ボイラーノズルの直手前に設置し、生成器よりポンプの圧力で、送られてくるエマルション化された液体燃料は、このパイプ付の円筒形供給タンク▲８▼に、一時貯溜するものである。燃焼作動中においてエマルション化した燃料は、概供給タンク▲８▼を充満する。
また、燃焼および燃焼中断時も燃料は送り続けられ、ノズルやパイプへの影響を回避するため、貯蔵タンクへ返し圧力等の影響を下げる方法をとる構造機能である。
さらに、概供給タンクを充満することで、自然流動の状態を再現し、既存ボイラーの吸引噴射という能力機能が発揮されるものである。
既存の燃焼される量と、貯蔵タンクへ返される量を、コックで調整することができる構造を兼ね備えている。
【エマルションのメカニズム】
【００２４】  当初エマルション燃料を生成する際、ポンプの電源を入れポンプを回転させタンクの油と水を吸入し、この概生成器を通過させる。通過したエマルション燃料は、着火されてないので再度タンクへ戻される。
一段階で、タンク内の温度が２５度の時、直径５〜１０ｍｍぐらいの、油球が大小無数に製造される。概油球は乳濁しており、油球の周りは油が捲いている状態を発生させる。
また、温度３０度ぐらいでは高さ３ｍｍ長さ１０ｍｍぐらいの楕円形をなした油球が製造され、規則的に積み重なっている。いずれも油球は乳濁し周りは油で巻かれている。
概油球は乳濁しているが、油球の中の下方に透明な球が発見される。
これは分解されてない水分と思料される。
がしかし、二段階では、乳濁の油球が１ｍｍ程度となり、全体が乳濁する。
さらに三段階には全体が乳濁し油球は発生しない状態となった。
この間の時間は、２〜１５秒程度であり、ここでエマルション生成された燃料はボイラーのノズルへ送られ着火燃焼へと進む。
当初は、油球が発生するが時間が１０秒程度で、その後はエマルション化された燃料が貯蔵タンクへ戻され、エマルション化されてない燃料に触れ、生成器を通過した後は、油球は発生しないことが判明した。
【廃テンプラ油再生油追加混入のエマルション燃料について】
【００２５】本発明である、廃テンプラ油再生油追加混入のエマルション燃料について
Ａ重油７２％、廃テンプラ油再生油１４％、水１４％を混合して、生成器を通過させた結果。一回数秒の通過でクリーム状の乳濁を呈した。
概燃料を試験管で調べた結果油球は発見されず、全体が乳濁であり、燃焼の実験実施したところ、着火もスムーズに行い、燃焼も問題なくおこなわれた。
また燃焼効率について実験調査したところ、Ａ重油のみの場合、炉内最高燃焼温度は１５分で４３４℃であったが、廃テンプラ再生油１４％と水１４％の場合４分で４２８℃に達し、１５分では５５５度の炉内最高燃焼温度に到達し、最高燃焼温度は、重油の同時間に１００℃以上の結果を得た。
また、重油８７％と水１３％の混合の場合、重油のみの炉内最高温度到達時間より３分早く到達し、最高温度は同時間で３℃高い結果を得た。（表三参照）
さらに、エマルションは油と水、また貯蔵するタンク内の温度や、外気温度の関係で、早くエマルション化することが判明した。概温度調整も実施例で後述する。（００２９）
【エマルション生成器及びリターン装置を使用した燃料供給装置】
【００２６】  一次的に水と重油および、廃テンプラ油再生油などを貯溜するサブタンクがそれぞれ設置され、投入量調整の電磁弁の作用で一定量貯溜する。
これを貯蔵タンク▲１▼に、前述の作業を数回繰り返し一定量投入した後、サブタンクからの投入を停止する。
貯蔵タンクに貯溜された油等と水は、貯蔵タンク底の配合調整器▲５▼を通過し、ポンプ▲６▼で水と油等を吸引しエマルション生成器▲７▼へ送られる。
エマルション生成器で生成された燃料は、パイプを通じてボイラーノズルの安定供給タンク▲８▼へと送られ、既設ノズルポンプの作用で燃焼する。（図５参照）
一定時間燃焼し、貯蔵タンクの量が一定量減った場合、順次水・重油・廃テンプラ油再生油などを、それぞれのサブタンクへ溜める作業から、貯溜タンクへ投入する作業が動き出す。これを繰り返し燃料が生成され燃焼となる。
これが基本であるが、応用構造で一次貯溜するサブタンクを、重油と廃テンプラ油再生油用の併用サブタンク、また水と廃油再生油用のサブタンクを併用した構造でもよく、組み合わせは現場に応じて変えることは可能である。
燃焼が一次停止した場合、つまり温水器や温風ボイラー等では、一定温度で燃焼が停止される装置構造になっているものがある。
この時点でもエマルション燃料の供給油送は動いており、既設のノズルの手前に設置された、燃料安定供給タンク内の、余分な燃料はリターン装置の配管▲１０▼を通じて貯蔵タンク▲１▼に返される構造をなしている。
また、燃焼が停止した時点で、ポンプも停止する構造で、ポンプの消耗や電気料、さらに貯蔵タンクや生成器の温度を下げる構造も可能である。この同時停止が概構造において、連続燃焼ボイラーにおいて問題なく実施できた。
【概装置の設置について】
【００２７】  既設の重油燃料配管より枝分けし、概配管▲３▼は一次貯溜タンク▲４▼への投入配管▲３▼となる。貯蔵タンク▲１▼からエマルション生成器▲７▼を通じ、ノズル直手前の燃料安定供給タンク▲８▼への配管を接続する。
一次投入に際し、水および廃油再生油などは、それぞれのタンクへ溜まられるが、また重油と水・重油と廃テンプラ再生油・廃テンプラ油再生油と水を同じタンクへ溜め置く、組み合わせが出来る構造である。
既設の重油配管は、枝分けした部分より燃料安定供給タンクの排出パイプとノズルとの間に接続した構造である。なお添付図は廃テンプラ油再生油と重油を同一のサブタンクへした構造である。
また、重油配管▲３▼の枝分けした箇所に、エマルション生成器▲７▼の方と、既設のノズルの方へ流れるようにする切り替えコックを設け、さらにノズル手前の重油用配管にもコックが取り付けられてある。
つまり、エマルション生成器へ送油している場合、重油は既設のボイラーノズルへの給油はコックで停止され、同時にノズル手前のコックも閉められていることになる。
既設のボイラー燃料供給配管の、途中に接続するだけの装置であり、ボイラーなどには手を加えないものである。またメンテ等のために既設重油配管とボイラーノズルへの接続は残して置くこともよい。
配置図例にあるとおりで、シンプル且つ単純な構造と装置において、経済的、燃焼効率的、環境的良好な燃料供給装置を提供できるものである。
【燃焼実施実験のデーター】
【００２８】  本発明は、本発明者の研究結果次のとおりであった。
１、表一
2011116923.tif 000003
２、表二
2011116923.tif 000004
３、表三
2011116923.tif 000005
【実施例１】
【００２９】  温度調整の冷却実施例
エマルション生成器の材質を、本発明実施ではステンレスの丸棒を使用し、さらに外側の円筒形もステンレス材を使用しているため、加圧衝突時に熱が発生する。そのため概エマルション燃料化された燃料も、熱を浴びてしまい、貯蔵タンクに返されタンク内の温度が４５度ぐらいになった。
このときの外気温度が３０度ぐらいの時であり、外気と燃料タンクの温度差が１５度と判明したので、そのため、温度を１５度前後に下げる工夫がなされた。
まずタンクに羽を数枚取り付け風による冷却方法、またタンクの中央部に穴を数本開け、この穴に筒を数本取り付け、穴に風を送る方法。
また、概タンクの大きさより、５ｃｍほど大きいタンクを接続し、外のタンクに水を還流す方法などを実施した。
いずれも温度を１０度ぐらい下げることに成功し、エマルションの燃料の生成温度を確保できた。
【実施例２】
【００３０】  ボイラーの始動に関する実施例
本発明のボイラー燃焼は、送風排気ファンのスイチが入り、ファンが回り始め、１０〜３０秒した後重油がノズルへ送られ着火し燃焼するものであった。
エマルション化が完全でない、他の器機では常にポンプを回しておかなければならない。
しかし本発明では、概ボイラーは温度を必要する温度が保たれ、燃焼を一次停止する場合、ポンプの回転を止め、温度が下がり再度追焚き燃焼すると同時にポンプが回り燃料を供給する方式をとることに成功した。
これは、ハウス農家のボイラーでは、１日３００回位の回数で燃焼スイッチの切り入れを繰り返している。これらのことから、一日中ポンプを回転させては、ポンプのシーリングに影響を与える事になり、また、電気代などの経費面を考慮すれば、こまめにスイチは切ったほうが経済的である。
が、しかしスイッチの切り入れが多い場合、電気料がかさむことも考慮し、作動したままでもよい構造である。
【実施例３】
【００３１】  燃料の配合に関する実施例
混合する燃料は基本的には、重油と水であるが、本発明ではさらに廃テンプラ油の再生油を使用し、水は水道水を混入して実施した。
つまり、重油６５〜７８％、廃テンプラ油再生油２〜１５％、水１０〜２０％の混入でエマルション生成器により生成実験したところ、全てすこぶる早くエマルション化した。
また、色は肌色を呈した乳濁であり、燃焼の結果重油と変わらない熱量を得ることができた。
これを基に考査実験したところ、テンプラ油の比重が重油より重いことが分かり、試験管の中で下方は水、中央にテンプラ油、残り上部に重油を呈していた。比重が重油より重く、水より軽いことと考査する。
エマルションが早く進む原因は水に近い比重のテンプラ油は水と混ざりやすく、さらに比重が重油に近いテンプラ油は重油と混ざりやすい事が判明し、その相乗関係でエマルション化が完成したものと考査する。
【実施例４】
【００３２】  軽油ボイラーでの実施例
使用されているボイラーの中で、重油と軽油を燃料とした設備が多いが、軽油と重油の価格は相当な差がある。
燃料代が重油より高い軽油ボイラーがあるのは色々な関係で問議しないが、個人農家では安い重油を使いたがっている。
野菜ハウス農家で本発明を実施したところ、既設の設備的には、ノズルを軽油用から重油用に替えるだけであった。重油用のノズルを取り替えるだけで、本発明のエマルション燃料が使え、燃料削減と完全燃焼することなどで、経済的、排出する黒煙がなくなり、地域環境に与える影響も効果的である。
また、野菜に与える匂いも、概農家に訪ねたところ気にならないとの評価を得た。
【実施例５】
【００３３】  エマルション生成時の温度について
エマルション生成にあたり、生成器を通過する際に、加圧衝突時に熱が発生する。この熱が一次タンクにも戻り、貯蔵タンク内の温度も上昇する。
また、生成器や装置の周囲の外気温度との相関関係を有していることが判明した。
さらに実験の結果外の温度が２５℃ぐらいの時、エマルション化がスムーズに完成し、３０℃ぐらいでは油球が大きく発生し、エマルション化が遅い事が判明した。しかし連続燃焼においては、次々に投入される油と水が常温であるため、タンク内の温度を下げる効果があり、冷却装置による冷却運動が少なくてもよいことが判明した。
【実施例６】
【００３４】  使用した燃料のＡ重油について、
地域で購入したＡ重油の燃焼した結果。国内にある石油販売メーカーのＡ重油の色が違いは目視で分かり、燃焼したところ最高温度の差が１４０℃あった。
これは、エマルション燃料燃焼実験で、早く温度が上がる時と、最高温度の差を、水の配合量や外気温度でなかと疑問を感じていたが、購入した石油店を代えて購入したところ、重油の色違いを発見し、さらに燃焼実験の結果、燃焼温度の最高温度に差があることが判明した。
概Ａ重油の最高温度は実験の結果、５００℃から６４０℃まであり、その差は１４０℃であった。
メーカーの違いにより熱量が変わることは問題ではあるが、実施例の熱量は、熱量の低い重油をエマルション燃料にした場合との差は少なくなり、重油のみの熱量を超す事が出来ることで、いずれにも対応出来るエマルション燃料生成器である。（表二及び三の最高温度がその例であり、実験時の重油購入先を変えてみたところ、重油のみの温度差が判明した。）
【産業上の利用可能性】
【００３５】  本発明は、ビニールハウス農家のボイラー、温泉施設、お茶乾燥、タバコ乾燥、病院・ホテルなどのボイラー、また海苔などの乾燥、さらにクリーニング乾燥、畜産施設などありとあらゆる小型から中型施設、また焼却場などの大型施設のボイラーに対応できるものである。
概装置での燃料経費の削減は２０％可能である。また経済効果や地域へ与える環境も低減できる優れた効果を有する。
また、配置図例は廃テンプラ再生油の使用時の、サブタンクを設置してあり、重油タンクと同一タンクにした、シンプル且つ単純な構造と装置において、経済的、燃焼効率的、環境的良好な燃料供給装置を提供できる
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】エマルション生成器図
【図２】配合調整器
【図３】本発明の実施形態を示す配合調整器のタンク設置図
【図４】本発明の燃料をノズルへ安定供給するタンク及び兼用燃料リターン装置図
【図５】本発明の実施形態を示すエマルション燃料供給装置配置図
【符号の説明】
【００３７】１−１、本発明の実施形態を示すエマルション生成器の斜視図
１−２、図１の透視図
１−３、図１のエマルション生成器本体図
１−４、同エマルション生成器部分拡大図
１−５、同エマルション生成器断面図
１−６、同エマルション生成器の上面図及び底面図
２−１、本発明の実施形態を示す配合調整器の斜視図
２−２、同調整器の正面図
２−３、同調整器の断面図
２−４、同調整器の上面図
２−５、同調整器の底面図
４−１  燃料をノズルへ安定供給するタンク兼用リターン装置斜視図
４−２  燃料をノズルへ安定供給するタンク兼用リターン装置正面図
４−３  燃料をノズルへ安定供給するタンク兼用リターン装置上面図
４−４  燃料をノズルへ安定供給するタンク兼用リターン装置底面図
１・・・燃料貯蔵タンク
２・・・水供給サブタンク
３・・・重油供給配管
４・・・廃テンプラ油・廃油の再生油及び重油サブタンク
５・・・配合調整器
６・・・ポンプ
７・・・エマルション生成器本体
８・・・ノズルへ安定供給タンク兼用リターン装置
９・・・既存ボイラー
１０・・・リターン配管
１１・・・エマルション生成器流入口
１２・・・エマルション生成器排出口
１３・・・２条台形右ねじ
１４・・・２条台形左ねじ
１５・・・調整器油吸入口
１６・・・調整器油吸入穴溝
１７・・・調整ねじ
１８・・・調整器水吸入溝
１９・・・燃料流入口
２０・・・燃料流排出口
２１・・・廃テンプラ油再生油等供給配管
【図１】
2011116923.tif 000006
【図２】
2011116923.tif 000007
【図３】
2011116923.tif 000008
【図４】
2011116923.tif 000009
【図５】
2011116923.tif 000010