(57)【要約】 【課題】より簡易な工程で実施できる膜透過方法であって、配管や継ぎ手も簡易な装置構成とすることができ、しかもより質の良いエマルジョン燃料が得られる技術を提供しようとする。【解決手段】、水と油と乳化剤を混合させた混合液を、圧力をかけながら、フィルタ13が配置された混合部1を通過させてエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造方法において、前記混合部13の出口112を絞り、該出口112直前にフィルタ13を配置させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と油と乳化剤を混合させた混合液を、圧力をかけながら、フィルタが配置された混合部を通過させてエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造方法において、
前記混合部の出口を絞り、該出口直前にフィルタを配置させたことを特徴とするエマルジョン燃料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エマルジョン燃料製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油と水と乳化剤とを混合して得られるエマルジョン燃料は、廃油などが再利用できるという資源の有効活用が図れるのみならず、燃費・燃焼効率の良さ、さらにはＣＯ2や汚染物質（例えばNox、黒鉛、PM等）の低減化が図れることなど、種々のメリットがあることから、近時はその利用が拡大している。
【０００３】
従来、このようなエマルジョン燃料を製造する方法としては、油と水と乳化剤の混合液を攪拌層で攪拌する攪拌方法（特許文献１及び２）、また油を多孔質膜に通過させた後、振動で水と混合する振動方法（特許文献３及び４）、さらには例えば図３に示す装置で実施されるもので、油と水を混合した混合液を圧力をかけながら（同図では混合液槽23内の混合液をポンプ20で圧力付加）、多孔部材や多孔質膜（同図では混合部に配置される筒状フィルタ21）に通過させて混合させる膜透過方法（特許文献なし）等があった。
【特許文献１】特開２０００−１４６１５２（００３９段、図２）
【特許文献２】特開２００６−２８２６８（００２８段、図９）
【特許文献３】特開平１１−３３３２７１号（００１３段、００２２段、図１、図３）
【特許文献４】特開２００６−１８７７１８（００３１〜００３２段、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記攪拌方法は、攪拌装置を要するので設置コストがかかる他、いったん攪拌層に貯留したうえで攪拌工程を伴うため、連続的に燃料を得られないので効率が良くなく、ランコストもかさむという問題がある。また、振動方法は、混合時間は前記方法よりかからないものの、連続的に燃料が得られない点やコストの点では前記方法と同様の問題がある。
【０００５】
これらに対し、膜透過方法は、装置構成がきわめて簡単で、設置及び稼働に要するコストが低廉となるばかりか、途中で混合液を貯留する必要もないことから上記した２つ方法より有用となる。しかし、この方法において、良質な燃料を得るためには、膜透過工程を複数設けたり、同工程を繰り返し行う必要があった（図３では２つの混合部22が必要）。また、フィルタに高圧力をかける必要もあることから、配管や継ぎ手についても高圧に耐える構造とする必要があった。さらに、フィルタの交換やメンテの必要から配管の組替作業を要するが、耐高圧の構造から接続部が強固に固定されており、取り外し及び取付作業がきわめて煩雑となっていた。
【０００６】
この発明は、膜透過方法の以上のような問題に鑑み創案されたもので、より簡易な構成で実施できる膜透過方法であって、配管や継ぎ手も簡易な装置構成とすることができ、しかもより質の良いエマルジョン燃料が得られる技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、この発明は、水と油と乳化剤を混合させた混合液を、圧力をかけながら、フィルタが配置された混合部を通過させてエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造方法において、前記混合部の出口を絞り、該出口直前にフィルタを配置させたことを特徴とする。
【０００８】
本発明が前提とする膜透過方法においては、圧力をかけた混合液がフィルタを通過する際、フィルタの膜干渉作用により乳化が促進され、エマルジョンが得られる。ここで、本発明では、混合部の出口が絞られているので、その直前に配置されたフィルタを通過していく混合液は、液流が増幅されながら一気に出口に通じる配管に流れていく。この液流の増幅作用は、結果として、高圧を付加することと同様の意義があると考えられ、それゆえ本発明では、フィルタを通過する混合液に高圧を付加する必要はない。しかも、この絞りによる液流の増幅作用は、高圧を付加する以上に乳化を促進させることになる。これは、絞りによる液流の増幅作用によって混合液中にキャビテーションが起こると考えられ、このキャビテーションによって、単に高圧を付加する時と比べて、フィルタを通過する際の乳化作用をより向上させるものと考えられる。この結果、本発明では、分子レベルでより細分化され、かつ強固な結合の燃料が得られていくものとなる。
【０００９】
本発明において、前記フィルタとしては多孔質の素材であれば、樹脂製でも金属製でも、また他の素材のものでも良い。ただし、後述する形態例で説明するように、例えば樹脂製のフィルタのように、不規則な孔（目）が多層となっているフィルタの場合、混合液の分子がより多数の壁に衝突しながら通過していくことになり、本発明の絞りによる液流増幅作用と相俟って、より結合の強い、より質の高い燃料（分離速度が遅く、長期保存の可能な燃料）が得られる。入手の容易さ及びコストを考慮すると、樹脂製フィルタが好適となる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、混合部の出口で生じるキャビテーションを有効に利用して混合液の細分化が図れるので、混合液に対してそれほどの高圧をかける必要がない。このため、装置の配管や継ぎ手を高圧耐用とする必要がなく、きわめて簡易な構成で燃料製造工程が行える。したがって、メンテ作業やフィルタの交換作業もきわめて容易となる。また、効率良く燃料の細分化が図れるので、特に混合部を複数形成する必要もなく、その点でも装置の簡易化が図れる。もちろん、攪拌装置や振動装置も不要なので、それらを要する他の方法と比較して、設置コストやランコストがきわめて低廉で済む。
【００１１】
しかも、この方法によって得られる燃料は、細分化にあたって油と水とがより強固に結合することになり、分離する時間がより遅く、燃料の長期保存が可能となる質の高い燃料が連続的に得られる。すなわち、質の高い燃料が簡易な構成で効率良く得られるという顕著な効果が認められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る方法を実施する具体的形態の一例を図面に基づき説明する。図１は製造装置全体の構成図、図２は装置における混合装置1の説明図である。なお、本発明が以下の形態例に限定されないことは当然である。
【００１３】
本形態例の装置は、図１に示すように、水タンク2と、油タンク3と、乳化剤タンク4と、ポンプ5と、混合装置1と、燃料タンク6と、各部材を連結する配管7、継ぎ手（図示なし）、各バルブ9とからなり、混合装置1の入り側において、水タンク2、油タンク3、乳化剤タンク4からの各配管7が各バルブ9を介して接続され、各バルブ9が開状態において、水と油と乳化剤とが混合されながらポンプ5により混合装置1に送られる回路となっている（ただし、混合装置1の故障等の緊急用として、油タンク3と燃料タンク16とを直接接続するバイパス回路7'も形成される）。
【００１４】
前記混合装置1は、図２に示すように、入り側配管10と、フィルタ部11と、ジョイント部12とから構成される。
【００１５】
入り側配管10は、回路に用いられる他の配管7と同じものを前提にしており、もちろん管径も同じであるが、その一端部に、フィルタ部11との接合用の雄ネジが切られている。
【００１６】
該フィルタ部11は、本体部110が入り側配管10とほぼ同等の内径の管であるが、出口側は、本体部110の内径のほぼ半分の径となる細管111となっている。その本体部110の入り口には雌ネジが切られ、前記入り側配管10の端部雄ネジと螺合する。一方、出口側の細管111にも雌ネジが切られ、後述するジョイント部12端部の雄ネジと螺合する。螺合状態の細管111とジョイント部12端部とにより、混合装置1の出口112が形成され、この出口112は細管111に内挿されるジョイント部12の内径となることから、混合装置1の出口112は、フィルタ部11の本体部110の内径の半分未満に絞られている。
【００１７】
前記本体部110内の出口側（出口直前）には、樹脂製フィルタ13がパッキンなしで配置される。本形態例では、該樹脂フィルタ13は、ポリプロピレン製１〜100μ孔の板型となっている。これは、他のフィルタ（例えばＳＵＳ製0.5〜100μ孔）でも良いが、樹脂製フィルタの場合、柔軟性があることにより、混合液の圧力によって本体部110の出口側端にしっかり押圧されることになり、本形態例のように、本体部110の端部（この形態では後端）に押さえ込むように配置する形態であれば、パッキンがまったく不要となる。また樹脂製フィルタの場合、本発明の作用でも説明したように、出口112の絞りによる液流増幅作用と相俟って、分子の乳化作用がより促進され、より質の高いエマルジョン燃料を得るのに好適となる。
【００１８】
前記ジョイント部12は、外周に雄ネジが切られる細管よりなる。上述のように、一端は前記フィルタ部11の出口側細管111と螺合するが、他端には、出側配管7に接合するためのワンタッチ式ジョイントアタッチメント14が取り付けられる（このため出側配管7の端部にも前記ジョイントアタッチメント14に着脱自在なサブアタッチメント15が取り付けられている）。
【００１９】
以上説明したように、混合装置1の各構成部材の接合は、単なる螺合で済むものとなっており、また部分的に用いられるワンタッチ式ジョイントも何の問題もなく利用できるものとなっている。もちろん、回路の他の配管や継ぎ手についても、特に高圧耐用のものとはしていない。これは、後述するように、ポンプ5の圧力が最高でも2.5Mpaであることによる。したがって、各部材の交換作業は通常の配管の交換作業と同様に行えるほか、特にフィルタ13の交換作業は、パッキンなしの構造と相俟って、入り側配管10とフィルタ部11の本体部110の螺合の解放及び締め直しだけで済むので、きわめて容易となる。
【００２０】
次に、以上の構成による装置の燃料製造工程を説明する。水タンク2、油タンク3、乳化剤タンク4の各バルブ9を開け、３つの液体を混合させながら、その混合液をポンプ5によって所定圧力で混合装置1に送り込む。ここで、ポンプの5の圧力は、混合装置1の出口112の絞りによる液量増幅作用が見込めるため、1.0〜2.5Mpaのレベルで良い。入り側配管10に入り込んだ混合液は、ポンプ5圧によって、フィルタ13を通過し、出口である細管111、ジョイント部12を通過していく。フィルタ13は樹脂製のため、孔（目）が不規則な多層構造となっており、混合液は孔枠である壁に何度も衝突しながらフィルタ13を通過することになる。この衝突の際の衝撃により乳化が促進されるが、本形態例では出口112の絞りによって液流が増幅されており、その増幅時のエネルギーによって、低圧ながら上記したキャビテーションが生じ、樹脂製フィルタ13による分子の衝突衝撃作用時のエネルギーを増大させることになり、混合液は効率よく乳化され、より細分化されたエマルジョン燃料が出側配管7に流れ、貯留タンク6に連続して貯留されることになる（なお図１中、16はエマルジョン燃料を原料とするボイラである）。すなわち、質の高いエマルジョン燃料が連続的に製造できるものとなっている。
【００２１】
以上のように本形態例では、装置を構成する各部材を耐高圧とする必要がなく、通常の配管回路を構成する部材を用いれば構築できるものとなっている。特に本形態例おいて重要な混合装置1についても、通常の配管やジョイントの端部にネジを切るだけで形成できものとなっており、構築コストはきわめて低廉で済むものとなっている。また、上記のとおり、配管7等の交換やフィルタ13の交換の作業、さらにはメンテナンスも容易である。
【実施例】
【００２２】
図１の装置構成によって得られたエマルジョン燃料の分離時間を調べたところ、３ヶ月を経過するまでは分離状態は見られなかった。このことより、本形態例のエマルジョン燃料は長期保存が可能な高品質であることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明は、エマルジョン燃料を用いることのできる技術分野に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る方法を実施する装置の一形態例を示し、装置全体の回路図である。
【図２】図１に用いられる混合装置の説明図であり、(a)は完成体の断面図、(b)は組み込む前の断面図である。
【図３】従来の膜透過方法の装置構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
1      混合装置
2      水タンク
3      油タンク
4      乳化剤タンク
5      ポンプ
11      フィルタ部
13      フィルタ
【図１】
2008156438.tif 000003
【図２】
2008156438.tif 000004
【図３】
2008156438.tif 000005