(57)【要約】【課題】再生可能エネルギーである植物油を、できるだけエネルギーを投入することなくディーゼルエンジンに連続して供給できる性状と状態にする。【解決手段】植物油を加熱するエネルギーを、ディーゼルエンジンを冷却して高温となったエンジン冷却水から供給し（廃熱利用）、連続して繰り返し濾過、沈殿及び混合を行い、燃料として使用できる性状に改質してディーゼルエンジンに連続的に供給するとともに、これを加圧して、ディーゼルエンジンに供給する燃料の粘度をＡ重油や軽油と同程度まで低下させることなく（加熱に要するエネルギーを軽減して）、燃料噴射装置が良好な作動を行うことができるようにすることにより、植物油を燃料化する際に投入するエネルギーを最小限にすることができる植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムと、それを用いた燃料製造・供給方法を提供する。【選択図】図１
2019183800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生可能エネルギーである植物油を原料として、濾過、加熱、沈殿、加圧及び混合という物理的手法のみを用いて燃料化する燃料製造装置及び燃料供給システムとそれを用いた燃料製造・供給方法であって、
原料となる植物油の貯蔵タンク（以下、原料貯蔵タンクと記す）、保温されタンク底部が傾斜した原料となる植物油の供給タンク（以下、原料供給タンクと記す）と、それに隣接されて原料供給タンクへのオーバーフロー機構を備えるとともに保温されタンク底部が傾斜した燃料となる植物油の供給タンク（以下、燃料供給タンクと記す）、濾過装置、加熱装置、沈殿システム、混合装置、コントローラ及びそれらの機器の間に設置されたポンプ、流量計、流量調整装置、圧力調整弁、ドレン弁、レベルセンサー及び圧力センサーから構成され、
原料貯蔵タンクから供給原料濾過装置、原料移送ポンプを経てタンク底部が傾斜した原料供給タンク内に設置された導入管を経てタンク底部の最も浅い側に流出した植物油は、原料供給タンクの最も深い側の下位レベルに設置された取出口から流出し、循環原料濾過装置、原料循環ポンプ、原料加熱用熱交換器、循環原料流量計を経て燃料供給タンク内に設置された導入管により燃料供給タンク内の下部位置に導かれてタンク底部の最も浅い側に流出して、
その一部は、燃料供給タンクからオーバーフローして（溢れ出て）原料供給タンクに流入することにより、燃料供給タンクは常にフルレベル（満杯）の状態に保たれ、原料加熱用熱交換器によって加熱された植物油が燃料供給タンクと原料供給タンクに連続的に供給されることにより、保温されたそれぞれのタンクは加熱装置を必要としなくなるとともに、
残りは、燃料供給タンクの上位レベルに設置された取出口から流出して、供給燃料流量計、燃料供給ポンプ、混合装置、燃料加熱用熱交換器を経てディーゼルエンジンに供給され、
燃料供給ポンプの吐出側に混合装置とバイパス流路を設けて、バイパス流路の途中に供給燃料圧力調整弁を設置し、燃料供給ポンプの吐出側から混合装置と供給燃料圧力調整弁を経て燃料供給ポンプの吸入側に至る循環流路を形成して、燃料となる植物油を繰り返し混合するとともにディーゼルエンジンに供給する燃料の圧力を比較的高圧（例えば0.4 MPa）に設定することにより、
原料貯蔵タンク、原料供給タンク、燃料供給タンクにおける沈殿作用によって植物油から分離できなかった燃料油中に含まれる微小な水分等を均一化させることにより、加熱により水分を分離させるために、植物油を水の沸点（大気圧下においては100℃）まで加熱するとともにこれを気化させるためのエネルギーを投入する必要がなくなるとともに、
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に比較的高圧の燃料を供給し、燃料油の粘度をＡ重油や軽油と同程度まで低下させることなく（燃料油温度を上昇させることなく）燃料噴射装置が良好な作動を行うことができるような構造と機能を持つとともに、
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置から燃料供給ポンプの吸入側に導かれて、供給燃料流量計から燃料供給ポンプに至る流路と合流する燃料循環流路を設けることにより、ディーゼルエンジンの起動時に助燃用燃料などを必要としないことを特徴とする、植物油を原料とするディーゼルエンジン用燃料製造装置及び燃料供給システムと、それを用いたディーゼルエンジン用燃料製造・供給方法。
【請求項２】
ディーゼルエンジンの各シリンダを冷却した冷却水が、冷却水集合管を経てエンジン冷却水用ラジエターやエンジン冷却水用クーラー等の冷却水用熱交換器に至る“エンジン冷却水流路”において、冷却水集合管出口を出た高温（約75℃）の冷却水を燃料加熱用熱交換器に導き、燃料供給流路を流れる燃料となる植物油に熱を供給して燃料油の温度を約70℃まで加熱するとともに、
燃料加熱用熱交換器を出たエンジン冷却水を原料加熱用熱交換器に導き、原料循環流路を流れる原料となる植物油に熱を供給して原料油の温度を約60℃まで加熱することにより、
原料となる植物油や燃料となる植物油を加熱するエネルギーを、ディーゼルエンジンを冷却して高温となったエンジン冷却水以外から供給する必要がなくなる（廃熱利用）とともに、加熱される原料油及び燃料油の温度を、全ての流路において約70℃以下とすることにより、
原料となる植物油と燃料となる植物油の加熱ために外部から供給するエネルギーを零（0）にすることができるとともに、原料となる植物油や燃料となる植物油が加熱装置の高温部に接して炭化・劣化することを防止することを特徴とする、植物油を原料とするディーゼルエンジン用燃料製造装置及び燃料供給システムと、それを用いたディーゼルエンジン用燃料製造・供給方法。
【請求項３】
タンク底部が傾斜した原料供給タンクの最も深い側の下位レベルに設置された取出口から流出し、循環原料濾過装置、原料循環ポンプ、原料加熱用熱交換器及び循環原料流量計を経てタンク底部が傾斜した燃料供給タンクに至る植物油は、
燃料供給タンク内に設置された導入管により、タンク底部が傾斜した燃料供給タンク内の最も浅い側の下部位置に導かれて流出し、
植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質は流出口からタンク底部が傾斜した燃料供給タンクの最も深い側に移動してタンク底部の最も深い側に滞留し、
残りは燃料供給タンク内を上方に向かって移動し、その一部は燃料供給タンクの上位レベルに設置された取出口から流出して供給燃料流量計、燃料供給ポンプ、燃料加熱用熱交換器を経てディーゼルエンジンに至るとともに、その一部は燃料供給タンクからオーバーフローして原料供給タンクに至るという過程を連続的に繰り返すことにより、
燃料供給タンクの上位レベルに設置された取出口から流出してディーゼルエンジンに至る植物油は、燃料供給タンクにおいて効果的な沈殿が行なわれたことによりディーゼルエンジンに使用可能な性状に改質されるとともに、
植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質は燃料供給タンク底部に蓄積され、
燃料供給タンク底部に設置されたドレン弁を開けることにより、タンク底部に蓄積された植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質は、植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムから除去されるという機能を持つことを特徴とする請求項１記載の植物油を原料とするディーゼルエンジン用燃料製造装置及び燃料供給システムと、それを用いたディーゼルエンジン用燃料製造・供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物油を原料とするディーゼルエンジン用燃料製造装置及び燃料供給システムと、それを用いたディーゼルエンジン用燃料製造・供給方法、詳しくは、植物から採取した油や使用済みの植物性食用油などを原料とするディーゼルエンジン用燃料製造装置及び燃料供給システムと、それを用いたディーゼルエンジン用燃料製造・供給方法に関する。ここで、（１）燃料製造装置は、原料となる植物油の貯蔵タンク（以下、原料貯蔵タンクと記す）、保温されタンク底部が傾斜した原料となる植物油の供給タンク（以下、原料供給タンクと記す）と、それに隣接されて原料供給タンクへのオーバーフロー機構を備えるとともに保温されタンク底部が傾斜した燃料となる植物油の供給タンク（以下、燃料供給タンクと記す）、濾過装置、加熱装置、沈殿システム、加圧装置、混合装置、コントローラ及びそれらの機器の間に設置されたポンプ、流量計、流量調整装置、圧力調整弁、ドレン弁、レベルセンサー及び圧力センサーから構成され、（２）それを用いた燃料製造方法とは、濾過、加熱、沈殿、加圧及び混合という物理的手法のみを用いて、植物油をディーゼルエンジンの燃料として使用できる性状及び状態にする方法をさす。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対応技術として、動植物性燃料などの再生可能エネルギーの活用が求められている。しかしながら、植物から採取された油は粘度が高い、不純物を含むなどの特徴を有しており、そのままディーゼルエンジンの燃料として使用した場合には、析出物により燃料噴射装置を構成する燃料ポンプや噴射ノズルに不具合を発生することが懸念される。そこで、近年では、「メチルエステル化」などの化学的処理を実施して原料である植物油からグリセリンを取り除くことで、動植物油を脂肪酸メチルエステルなどの軽油に近い性状に変換した「ディーゼル自動車用燃料（バイオディーゼル燃料）」が使用されている。
【０００３】
このバイオディーゼル燃料は、例えば、特許文献１に記載されているように、化学的な手法を用いるため、複雑かつ高コストな工程を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１１０９８号公報
【０００５】
これに対し、例えば特許文献２に記載されているように、化学的な手法を用いず、食用廃油から沈殿、濾過、加熱という物理的手法のみを用いてボイラー等の燃料を生産できるとの報告もあるが、
一般に食用廃油などから燃料を製造するには、沈殿、濾過により夾雑物を取り除くとともに、加熱により水分を分離させるという工程を必要とする。
【０００６】
【特許文献２】特許第５５４５６３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、加熱により水分を分離させるために、植物油を水の沸点（大気圧下においては100℃）まで加熱するとともにこれを気化させるために多量のエネルギーを投入する必要があり、再生可能エネルギーとしての活用という趣旨に相反する。また、植物油の粘度は、通常、ディーゼルエンジン用の燃料として使用されている軽油やＡ重油に比べると約10倍高い（40℃における軽油やＡ重油の動粘度が4〜5 cStに対して、同じ温度における植物油の動粘度は40 cSt以上）ため、これを加熱することにより軽油やＡ重油と同程度の粘度まで低下させるためのエネルギーを必要とする。
【０００８】
そこで本発明は、植物油を水の沸点以下の比較的高温（例えば70℃）まで加熱するとともに、連続し
て繰り返し濾過、沈殿及び混合を行うことにより、燃料として使用できる性状に改質してディーゼルエンジンに連続して供給できるようにするとともに、
これを加圧して比較的高圧（例えば0.4MPa）にすることにより、比較的高粘度の状態（20〜30 cSt）でもディーゼルエンジンの燃料噴射装置が良好に作動するような状態にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、再生可能エネルギーである植物油を原料として、濾過、加熱、沈殿、加圧及び混合という物理的手法のみを用いて燃料化する燃料製造装置及び燃料供給システムとそれを用いた燃料製造・供給方法であって、
原料貯蔵タンク、保温され底部が傾斜した原料供給タンクと、それに隣接されて原料供給タンクへのオーバーフロー機構を備えるとともに保温され底部が傾斜した燃料供給タンク、濾過装置、加熱装置、沈殿システム、混合装置、コントローラ及びそれらの機器の間に設置されたポンプ、流量計、流量調整装置、圧力調整弁、ドレン弁、レベルセンサー及び圧力センサーから構成され、
原料貯蔵タンクから供給原料濾過装置、原料移送ポンプを経てタンク底部が傾斜した原料供給タンク内に設置された導入管を経てタンク底部の最も浅い側に流出した植物油は、原料供給タンクの最も深い側の下位レベルに設置された取出口から流出し、循環原料濾過装置、原料循環ポンプ、循環原料加熱用熱交換器、循環原料流量計を経て燃料供給タンク内に設置された導入管により燃料供給タンク内の下部位置に導かれてタンク底部の最も浅い側に流出して、
その一部は、燃料供給タンクからオーバーフローして（溢れ出て）原料供給タンクに流入することにより、燃料供給タンクは常にフルレベル（満杯）の状態に保たれ、原料加熱用熱交換器によって加熱された植物油が燃料供給タンクと原料供給タンクに連続的に供給されることにより、保温されたそれぞれのタンクは加熱装置を必要としなくなるとともに、
残りは、燃料供給タンクの上位レベルに設置された取出口から流出して、供給燃料流量計、燃料供給ポンプ、混合装置、燃料加熱用熱交換器を経てディーゼルエンジンに供給され、
燃料供給ポンプの吐出側に混合装置とバイパス流路を設けて、バイパス流路の途中に供給燃料圧力調整弁を設置し、燃料供給ポンプの吐出側から混合装置と供給燃料圧力調整弁を経て燃料供給ポンプの吸入側に至る循環流路を形成することにより、燃料となる植物油を繰り返し混合するとともにディーゼルエンジンに供給する燃料の圧力を比較的高圧（例えば0.4 MPa）に設定することにより、
原料貯蔵タンク、原料供給タンク、燃料供給タンクにおける沈殿作用によって植物油から分離できなかった燃料油中に含まれる微小な水分等を均一化させ、加熱により水分を分離させるために、植物油を水の沸点（大気圧下においては100℃）まで加熱するとともにこれを気化させるために多量のエネルギーを投入する必要がなくなるとともに、
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に比較的高圧の燃料を供給し、燃料油の粘度をＡ重油や軽油と同程度まで低下させることなく（燃料油温度を上昇させることなく）燃料噴射装置が良好な作動を行うことができるような構造と機能を持つとともに、
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置から燃料供給ポンプの吸入側に導かれて、供給燃料流量計から燃料供給ポンプに至る流路と合流する燃料循環流路を設けることにより、ディーゼルエンジンの起動時に助燃用燃料などを必要としないような構造と機能を持っている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ディーゼルエンジンの各シリンダを冷却した冷却水が冷却水集合管を経てエンジン冷却水用ラジエターやエンジン冷却水用クーラー等の冷却水用熱交換器に至る“エンジン冷却水流路”において、冷却水集合管出口を出た高温（約75℃）の冷却水を燃料加熱用熱交換器に導き、燃料供給流路を流れる燃料となる植物油に熱を供給して燃料油の温度を約70℃まで加熱するとともに、
燃料加熱用熱交換器を出たエンジン冷却水を原料加熱用熱交換器に導き、原料循環流路を流れる原料となる植物油に熱を供給して原料油の温度を約60℃まで加熱することにより、
原料となる植物油や燃料となる植物油を加熱するエネルギーを、ディーゼルエンジンを冷却して高温となったエンジン冷却水以外から供給する（廃熱利用）必要がなくなるとともに、加熱される原料油及び燃料油の温度を、全ての流路において約70℃以下とすることにより、
原料となる植物油と燃料となる植物油を加熱ために外部から供給するエネルギーを零（0）にすることができるとともに、加熱装置の高音部に接した原料となる植物油や燃料となる植物油が劣化・炭化することを防止するという機能を持っている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、タンク底部が傾斜した原料供給タンクの傾斜の最も深い側の下位レベルに設置された取出口から流出し、循環原料濾過装置、原料循環ポンプ、原料加熱用熱交換器及び循環原料流量計を経てタンク底部が傾斜した燃料供給タンクに至る植物油は、
燃料供給タンク内に設置された導入管によりタンク底部が傾斜した燃料供給タンク内の最も浅い側の下部位置に導かれて流出し、
植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質は流出口からタンク底部が傾斜した燃料供給タンクの最も深い側に移動してタンク底部の最も深い側に滞留し、
残りは燃料供給タンク内を上方に向かって移動し、その一部は燃料供給タンクの上位レベルに設置された取出口から流出して供給燃料流量計、燃料供給ポンプ、燃料加熱用熱交換器を経てディーゼルエンジンに至るとともに、その一部は燃料供給タンクからオーバーフローして原料供給タンクに至るという過程を連続的に繰り返すことにより、
燃料供給タンクの上位レベルに設置された取出口から流出してディーゼルエンジンに至る植物油は、燃料供給タンクにおいて効果的な沈殿が行なわれることによりディーゼルエンジンに使用可能な性状に改質されるとともに、
植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質は燃料供給タンク底部に蓄積され、
燃料供給タンク底部に設置されたドレン弁を開けることにより、タンク底部に蓄積された植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質は、植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムから除去されるという機能を持っている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、植物油を加熱するエネルギーを、ディーゼルエンジンを冷却して高温となったエンジン冷却水から供給して（廃熱利用）水の沸点以下の比較的高温（例えば70℃）まで加熱するとともに、連続して繰り返し濾過、沈殿及び混合を行い、燃料として使用できる性状に改質してディーゼルエンジンに連続的に供給するとともに、これを加圧して比較的高圧（例えば0.4MPa）にして、ディーゼルエンジンに供給する燃料の粘度をＡ重油や軽油と同程度まで低下させることなく（加熱に要するエネルギーを軽減して）、燃料噴射装置が良好な作動を行うことができるようにすることにより、再生可能エネルギーである植物油に投入するエネルギーを最小限にすることができる、植物油を原料とするディーゼルエンジン用燃料製造装置及び燃料供給システムと、それを用いたディーゼルエンジン用燃料製造・供給方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態としての植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムの概念図。
【図２】燃料供給タンクにおける効果的な沈殿方法を示す概念図。
【図３】制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態としての植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムの概念図である。
【００１５】
植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムＡは、図1に示すように、（１）濾過、加熱、沈殿、加圧及び混合という物理的手法のみを用いて、植物油をボイラーやエンジンの燃料として使用できる性状及び状態に改質できる、（２）その際に、植物油中に含まれる水分を除去するために、「水の沸点（大気圧下においては100℃）以上まで加熱し、更にこれを蒸発させることにより水分を除去する。」という工程を必要としないため、温度上昇と気化に必要なエネルギーを削減できる、（３）保温された燃料貯蔵タンクと燃料供給タンクを隣接させ、燃料供給タンクの原料を常時フルレベル（満杯）にするとともにその一部を原料供給タンクにオーバーフローさせることにより燃料供給タンクの液面制御を必要としないとともに、（４）原料を連続的に循環させるため原料循環流路のいずれか１箇所に加熱装置を設けることにより、原料供給タンクと燃料供給タンクの加熱装置を必要としない、（５）燃料供給ポンプの吐出側に混合装置を設けて、燃料供給ポンプの吐出側から混合装置を経て燃料供給ポンプの吸入側に至る循環流路を形成することにより、原料貯蔵タンク、原料供給タンク、燃料供給タンクにおける沈殿作用によって植物油から分離できなかった燃料油中に含まれる微小な水分等を均一化させることにより、加熱により水分を分離させるために、植物油を水の沸点（大気圧下においては100℃）まで加熱するとともにこれを気化させるために多量のエネルギーを投入する必要がなくなるとともに、（６）燃料供給ポンプにバイパス流路を設けてその途中に供給燃料圧力調整弁を設け、ディーゼルエンジンに供給する燃料の圧力を比較的高圧（例えば0.4MPa）に設定することにより、ディーゼルエンジンに供給する燃料の粘度を軽油やＡ重油と同等の値まで低減するために燃料を加熱するエネルギーを低く抑えることができ、植物油を燃料化する際に投入するエネルギーを低く抑えつつ高品質の燃料を製造・供給することが可能となる。
【００１６】
〔原料供給流路CL1及び原料循環流路CL2と燃料供給流路FSLの機能〕
植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムＡは、図１に示すように、原料貯蔵タンクTK1、レベルセンサーLS1を備えた原料供給タンクTK2とそれに隣接されたレベルセンサーLS2を備えた燃料供給タンクTK3、供給原料濾過装置FL1、循環原料濾過装置FL2、原料加熱用熱交換器HT1、原料供給タンクTK2及び燃料供給タンクTK3を用いた沈殿システム、燃料加熱用熱交換器HT2及びそれらの機器の間に設置された原料移送ポンプPM1、原料循環ポンプPM2、燃料供給ポンプPM3、循環原料流量計FM1、供給燃料流量計FM2、供給燃料圧力調整弁CV1、循環燃料圧力調整弁CV2、ドレン弁DV1、DV2、DV3、圧力センサーPS1、PS2及びコントローラCTRから構成されている。
この構成要素のうち、
（１）原料供給タンクTK2から流出し、循環原料濾過装置FL2を経て原料循環ポンプPM2に至り、原料加熱用熱交換器HT1、原料流量計FM1を経て燃料供給タンクTK3に至る原料循環流路CL2により、植物油は原料加熱用熱交換器HT1により加熱されて流動性が増した（粘度が低下した）状態で、植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質が原料供給タンクTK2と燃料供給タンクTK3における沈殿作用により除去される。また、
（２）原料供給タンクTK2にはレベルセンサーLS1が設置されており、このセンサーとコントローラCTRにより、原料貯蔵タンクTK1から原料供給タンクTK2に補給する燃料を制御するとともに、原料の補給の際に基準となる油面位置（レベル）を上回った場合と、ディーゼルエンジンの運転に際して必要となる油面位置（レベル）を下回った場合に警報を発して、それぞれに対する対応（処置）を促す。また、燃料供給タンクTK3にはレベルセンサーLS2が設置されており、燃料供給タンクから原料供給タンクへのオーバーフローが途絶える油面位置（レベル）になった場合と、油面位置（レベル）が燃料供給タンクの上位位置（オーバーフロー油面とタンク中央位置との中間付近の油面）に設定されたディーゼルエンジンに至る取出口に近くなった場合に警報を発して、それぞれに対する対応（処置）を促す。さらに、
（３）燃料供給タンクTK3から供給燃料流量計FM2、燃料供給ポンプPM3、混合装置MIX、燃料加熱用熱交換器HT2を経てディーゼルエンジンに至る燃料供給流路FSLにおいて、混合装置MIXを出て供給燃料圧力調整弁CV1側に流れた燃料が燃料供給ポンプPM3の入口側に至る循環流路を形成することにより、原料貯蔵タンク、原料供給タンク、燃料供給タンクにおける沈殿作用によって植物油から分離できなかった燃料油中に含まれる微小な水分等が均一化される。
また、燃料供給ポンプPM3とそれをバイパスする流路に設置された供給燃料圧力調整弁CV1により、ディーゼルエンジンに供給する燃料の圧力を比較的高圧（例えば0.4MPa）に設定されるとともに、燃料油は、燃料加熱用熱交換器HT2により加熱されて流動性が増した（粘度が低下した）状態で、ディーゼルエンジンに供給される。
【００１７】
〔燃料供給タンクTK3による沈殿作用〕
〔TK3内における植物油中に含まれる、油分よりも密度が大きな金属、鉱物、水分及び微小粒子の挙動〕
図2に、燃料供給タンクにおける効果的な沈殿方法を示す概念図を示す。原料供給流路CL2は、保温されタンク底部が傾斜した原料供給タンクの最も深い側の下位レベルに設置された流出口から流出して循環原料濾過装置、原料循環ポンプ、原料加熱用熱交換器、循環原料流量計を経て燃料供給タンクに至り、保温されタンク底部が傾斜した燃料供給タンクTK3内の最も浅い側に挿入された管を下降し、タンク底面に近い位置でタンク内に流出する。
そのほとんどは燃料供給タンクTK3の上方に向かって上昇し、タンクの上位レベルに設置された取り出し口から流出して、燃料供給流路FSLを経てディーゼルエンジンに至るとともに、オーバーフローして（溢れ出て）原料供給タンクTK2に流入し、
残りは、下降して燃料供給タンクTK3の底部に蓄積する。
この時、タンク内において上方へ向かう流れの速度をV-UP [ m/s ]、タンク内において下方へ向かう流れの速度をV-DN [ m/s ]、植物油の密度をD-FO、粘度をη、植物油中に含まれる金属・鉱物及び微小な夾雑物等や水分の直径をDIA、密度をD-MAとすると、植物油中に含まれる、油分よりも密度が大きな金属、鉱物、水分及び微小粒子等の夾雑物の流体中における沈降速度（終端速度）V-ST [ m/s ] は次式（ストークスの式）により示される。
【数式】
【００１８】
2019183800.tif 000003
ストークスの式（１）で示される「植物油中に含まれる油分よりも密度が大きな金属、鉱物、水分及び微小粒子等の夾雑物の下降速度」とタンク内における上方へ向かう流れの速度V-UPが、(a) 等しいと上方へ向かう流れの中に停止し、(b) V-STがV-UPよりも小さいと上方へ向かう流れとともに上昇し、(c) V-STがV-UPよりも大きいと流れに逆らって下降し、燃料供給タンク最下部に蓄積された後、ドレン弁DV3を開くことにより植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムＡの外に排出される。
【００１９】
〔沈殿を効果的に行う方法〕
ストークスの式（１）より、植物油中に含まれる金属、鉱物、水分などの油分よりも密度が大きな物質及び微小粒子等の夾雑物の直径DIA、密度D-MA及び植物油の密度D-FOを一定とすると、沈降速度（沈殿効果）は植物油の粘度ηが小さいほど早くなる（改善される）。
このことから、燃料供給タンク内における植物油の温度を高くして粘度を低下させることにより沈殿効果は改善されることになる。
しかし、温度を高くするには加熱に要するエネルギーを投入する必要があること、本装置に多く使用されている流量計、レベルセンサー、圧力センサーには耐熱温度があること、タンク内の温度を高くするほど周囲との温度差が大きくなり、放熱損失等の熱損失が増加すること等を考慮する必要がある。
【００２０】
〔ドレン弁DV2、DV3の機能〕
植物油は、原料供給タンクTK2、燃料供給タンクTK3において、連続して繰り返し行われる加熱と沈殿作用により、植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質が除去される。
具体的には、原料供給タンクTK2及び燃料供給タンクTK3の底部に滞留する植物油中に含まれる金属や鉱物、微小な夾雑物及び水分等の油分よりも密度が大きな物質は、
原料供給タンクTK2及び燃料供給タンクTK3の底部にそれぞれ設置されたドレン弁DV2及びDV3を定期的に開くことにより、燃料製造装置Aの外に排出される。
【００２１】
[ディーゼルエンジンに供給する燃料の温度を通常よりも低く設定出来るための装置と方法]
植物油の粘度は、通常、ボイラーやディーゼルエンジン用の燃料として使用されている軽油やＡ重油に比べると約10倍高い（40℃における軽油やＡ重油の動粘度が4〜5 cStに対して、同じ温度における植物油の沿動粘度は40 cSt以上）ため、これを加熱することにより軽油やＡ重油と同等の粘度まで低下させるためには多くのエネルギーを必要とする。
図３に、ボイラー・燃料に供給する燃料の温度を通常よりも低く設定出来るための装置と方法を示す制御ブロック図を示す。
ディーゼルエンジンに装備されている燃料噴射ポンプは、周囲を燃料で満たされ、側面に燃料吸入孔を備えたバレルと、その中を縦方向に摺動するプランジャにより構成されている。プランジャが燃料吸入孔よりも下方へ移動すると燃料が吸入されるが、その吸入率（単位時間あたりの吸入量）は燃料吸入孔の直径と燃料の粘度に比例するが、燃料吸入孔の直径は燃料噴射ポンプの仕様によって決まっている。機関速度が速い（高回転の）エンジンでは高い吸入率が求められるが、燃料の粘度が高いとポンプハウジング内に吸入される燃料の量が不足して機関に不具合を生じる可能性がある。このような理由により、通常、ディーゼルエンジンの燃料として使用されている軽油やＡ重油よりも高い粘度を持つ植物油は、粘度を低下させるために加熱する必要がある。
【００２２】
本装置は、燃料供給ポンプPM3にバイパス流路を設けてその途中に燃料供給ポンプの供給燃料圧力調整弁CV1を設けることにより、ディーゼルエンジンに供給する燃料の圧力を比較的高圧（例えば0.4MPa）に設定することができる。これにより（ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に比較的高圧の燃料を供給することにより）、バレルの周囲を満たす燃料の圧力が高くなり、プランジャが燃料吸入孔よりも下方に移動した際に燃料を圧入することにより、燃料油の粘度をＡ重油や軽油と同等まで低下させることなく（燃料油温度を上昇させることなく）燃料噴射装置を良好に作動させることが可能となる。
【００２３】
具体的には、図１に示す「本実施形態としての植物油を原料とする燃料製造装置及び燃料供給システムの概念図」と、図３に示す「制御ブロック線図」において、圧力センサーPS2によりディーゼルエンジンに供給される燃料の圧力を検知して、燃料供給ポンプのバイパス流路に設置された供給燃料圧力調整弁CV1によりディーゼルエンジンに供給される燃料の圧力を調整することにより、ディーゼルエンジンに供給される燃料の圧力を比較的高圧（例えば0.4MPa）に設定することができる。
これにより、燃料噴射ポンプを含む燃料噴射装置の作動を良好にし、燃料油の温度を上昇させて動粘度を低下させるのと同様の効果を得ることが可能となる。
【００２４】
[ディーゼルエンジンの起動時に助燃用燃料や助燃装置を必要としないための装置と方法]
動物性燃料や使用済み潤滑油は、濾過、加熱、沈殿、加圧及び混合という物理的手法を用いてその性状及び状態を改善しても、ディーゼルエンジンの最初の運転開始時、長期間の停止後又は短時間（例えば１時間以上）の停止後の起動時においては、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置は装置が設置されている大気又は室内温度に近いため、通常装置を停止する前、又は起動直前に装置内に滞留する燃料を軽油やA重油などの低粘度の燃料に切り替える等の処置を行う必要がある。
これに対して本装置には、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置出口から燃料供給ポンプPM3の吸入側に導かれて、供給燃料流量計FM2から燃料供給ポンプPM3に至る流路と合流する燃料循環流路FCLが設置されているため、ディーゼルエンジンの起動時に助燃用燃料や助燃装置を必要としない構造と機能を備えている。
【符号の説明】
【００２５】
TK1  原料貯蔵タンク
TK2  原料供給タンク
TK3  燃料供給タンク
HT1  原料加熱用熱交換器
HT2  燃料加熱用熱交換機 
FL1  供給原料濾過装置
FL2  循環原料濾過装置
CTR  コントローラ
PM1  原料移送ポンプ
PM2  原料循環ポンプ
PM3  燃料供給ポンプ
MIX  混合装置
FM1  循環原料流量計
FM2  供給燃料流量計
CV1  供給燃料圧力調整弁
CV2  循環燃料圧力調整弁
DV1  原料貯蔵タンクドレン弁
DV2  原料供給タンクドレン弁
DV3  燃料供給タンクドレン弁
PS1  供給原料圧力センサー
PS2  供給燃料圧力センサー
LS1  原料供給タンクレベルセンサー
LS2  燃料供給タンクレベルセンサー
CL1  原料供給流路
CL2  原料循環流路
FSL  燃料供給流路
FCL  燃料循環流路
CWL エンジン冷却水流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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