(57)【要約】【課題】食用油や電気絶縁油、マシン油などの廃油を利用して、燃焼が不安定な始動時の問題を改善し、安定してディーゼルエンジンの運転を継続することができ、廃油のリサイクル利用を可能とした廃油燃焼型発動発電装置を提供するものである。【解決手段】廃油タンク１と、ディーゼルエンジン用燃料タンク２と、これら両タンク１、２の廃油と燃料の混合比率を制御する比率制御装置３と、所定の比率で混合された廃油と燃料を攪拌してエマルジョン化する燃料改質装置４と、このエマルジョン化された混合油を保管する混合油タンク５と、発電機８を接続したディーゼルエンジン７と、混合油とディーゼルエンジン用燃料を選択的に前記ディーゼルエンジン７に供給する切換選択制御装置９とから構成されたものである。【選択図】　　図１
2004144073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油タンクと、ディーゼルエンジン用燃料タンクと、これら両タンクの廃油と燃料の混合比率を制御する比率制御装置と、所定の比率で混合された廃油と燃料を攪拌してエマルジョン化する燃料改質装置と、このエマルジョン化された混合油を保管する混合油タンクと、発電機を接続したディーゼルエンジンと、混合油とディーゼルエンジン用燃料を選択的に前記ディーゼルエンジンに供給する切換選択制御装置とから構成されたことを特徴とする廃油燃焼型発動発電装置。
【請求項２】
少なくとも、発電機を接続したディーゼルエンジンと、混合油タンクとを１個のケーシング内に収納し、ディーゼルエンジンを冷却するラジエーターの排気ダクトに近接して前記混合油タンクを配置したことを特徴とする請求項１記載の廃油燃焼型発動発電装置。
【請求項３】
廃油と燃料の混合比率を制御する比率制御装置が、燃料タンクから燃料改質装置に燃料を供給する管路に設けられた流量計と、燃料改質装置から混合油タンクに混合油を供給する管路に設けられた流量計と、これら流量計で計測された流量からその比率を測定して、所定の比率になるように、燃料タンクから燃料改質装置に燃料を供給する燃料ポンプを制御するインバーターとに接続されていることを特徴とする請求項１記載の廃油燃焼型発動発電装置。
【請求項４】
請求項１記載の廃油燃焼型発動発電装置に、更に混合油タンクの混合油を、燃料改質装置に戻して再度改質する循環管路を設けたことを特徴とする廃油燃焼型発動発電装置。
【請求項５】
請求項１記載の廃油燃焼型発動発電装置に、更にディーゼルエンジンの使用済みエンジンオイルまたは／および水を燃料改質装置に供給する供給管路を設けたことを特徴とする廃油燃焼型発動発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃油を利用した廃油燃焼型発動発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、食用油（廃食油）は年間約４万トン排出されているといわれているが、この内、リサイクル使用されているのは食品工場や食堂などの事業所から排出された一部の廃油が飼料や石鹸等に利用されている程度である。また変圧器等に使用されている電気絶縁油も定期点検で交換した後に廃油が発生する。更に機械工場などからは機械設備のマシン廃油が相当量排出され、また自動車のエンジン潤滑油なども定期的に相当量排出され、これらの廃油は産業廃棄物として処理しているのが現状である。
【０００３】
またボイラー燃料として、重油に水を混合して均質化したエマルジョン燃料が使用されているが、時間の経過とともに沈殿をはじめるのでディーゼルエンジンの代替燃料として使用すると、燃焼が不安定な始動時に、不純物の未燃焼により燃料噴射ポンプやエンジンシリンダーに、ピッチやタールが付着してエンジンが停止する恐れがあり実用化されていなかった。このため、ディーゼルエンジンの代替燃料として、排出ガスである硫黄酸化物（ＳＯｘ）の低減が図れる廃油のリサイクル使用の実用化が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、食用油や電気絶縁油、マシン油などの廃油を利用して、燃焼が不安定な始動時の問題を改善し、安定してディーゼルエンジンの運転を継続することができ、廃油のリサイクル利用を可能とした廃油燃焼型発動発電装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の廃油燃焼型発動発電装置は、廃油タンクと、ディーゼルエンジン用燃料タンクと、これら両タンクの廃油と燃料の混合比率を制御する比率制御装置と、所定の比率で混合された廃油と燃料を攪拌してエマルジョン化する燃料改質装置と、このエマルジョン化された混合油を保管する混合油タンクと、発電機を接続したディーゼルエンジンと、混合油とディーゼルエンジン用燃料を選択的に前記ディーゼルエンジンに供給する切換選択制御装置とから構成されたことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２記載の廃油燃焼型発動発電装置は、少なくとも、発電機を接続したディーゼルエンジンと、燃料改質装置および混合油タンクとを１個のケーシング内に収納し、ディーゼルエンジンを冷却するラジエーターの排気ダクトに近接して前記混合油タンクを配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３記載の廃油燃焼型発動発電装置は、廃油と燃料の混合比率を制御する比率制御装置が、燃料タンクから燃料改質装置に燃料を供給する管路に設けられた流量計と、燃料改質装置から混合油タンクに混合油を供給する管路に設けられた流量計と、これら流量計で計測された流量からその比率を測定して、所定の比率になるように、燃料タンクから燃料改質装置に燃料を供給する燃料ポンプを制御するインバーターとに接続されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４記載の廃油燃焼型発動発電装置は、請求項１の装置に、更に混合油タンクの混合油を、燃料改質装置に戻して再度改質する循環管路を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
更に請求項５記載の廃油燃焼型発動発電装置は、請求項１の装置に、更にディーゼルエンジンの使用済みエンジンオイルまたは／および水を燃料改質装置に供給する供給管路を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図１および図２を参照して詳細に説明する。図１は廃油燃焼型発動発電装置の概略構成を示すもので、図において１は食用油や電気絶縁油、マシン油などの廃油を貯蔵する廃油タンク、２は重油や、軽油、灯油などのディーゼルエンジン用燃料を貯蔵する燃料タンク、３は廃油タンク１内の廃油と、燃料タンク２内の燃料との混合比率を制御する比率制御装置である。
【００１１】
また４は、所定の比率で混合されて廃油と燃料を攪拌してエマルジョン化する燃料改質装置、５はエマルジョン化された混合油を保管する混合油タンク、６は混合油タンク５に隣接して設けられ、前記は燃料タンク２からディーゼルエンジン用燃料を供給して保管する小燃料タンクである。
【００１２】
また７はディーゼルエンジン、８はエンジンに接続された発電機、９はディーゼルエンジン７に、エマルジョン化された廃油と、ディーゼルエンジン用燃料とを切換えて供給する切換選択制御装置、１０は燃料改質装置４に接続された水タンク、１１はエンジンの潤滑油槽、１２は潤滑油改質装置でフィルター１３を通して清浄化するものである。
【００１３】
また前記燃料改質装置４と、混合油タンク５、小燃料タンク６、ディーゼルエンジン７、発電機８、切換選択制御装置９、エンジンの潤滑油槽１１、潤滑油改質装置１２はケーシング１５内に設置されている。またディーゼルエンジン７を冷却するラジエーター１６の排気ダクト１７に近接して、前記混合油タンク５と小燃料タンク６が設置されている。
【００１４】
また前記廃油タンク１には廃油用給油ポンプ２０が接続され、外部から搬入してきた廃油を廃油タンク１に供給するものである。この廃油タンク１から燃料改質装置４に廃油を供給する供給管路２１には廃油ポンプ２２と流量計２３が設けられている。前記廃油ポンプ２２は、比率制御装置３に接続されたインバーター２４によりポンプ回転数を制御するようになっている。
【００１５】
また燃料タンク２から燃料改質装置４にディーゼルエンジン用燃料を供給する供給管路２１にも燃料ポンプ２６と流量計２３が設けられている。この燃料ポンプ２６も、比率制御装置３に接続されたインバーター２４によりポンプ回転数を制御するようになっている。廃油ポンプ２２で送られた廃油と、燃料ポンプ２６で送られた燃料は供給管路２１を通って燃料改質装置４に供給されるようになっている。更に燃料タンク２から前記小燃料タンク６に直接燃料を供給する供給管路２７に燃料バイパスポンプ２８が設けられている。
【００１６】
また前記水タンク１０は水ポンプ３０と流量計２３を介して燃料改質装置４に接続されている。更に燃料改質装置４は混合油タンク５に供給管路３１で接続されていると共に、循環管路３２で接続され、混合油を戻す閉ループが構成されている。また混合油タンク５とディーゼルエンジン７は供給管路３４で接続され、ここに混合油タンク５に接続する電動弁３５Ａと、小燃料タンク６に接続する電動弁３５Ｂが取付けられ、これらは切換選択制御装置９により開閉するようになっている。またディーゼルエンジン７と潤滑油改質装置１２とを接続する循環管路３７には、潤滑油ポンプ３８が設けられている。
【００１７】
また廃油燃焼型発動発電装置の断面構造は図２に示すように、ケーシング１５の内部に、ディーゼルエンジン７とこれに接続する発電機８が設置され、ディーゼルエンジン７のラジエーター１６の前方には排気ダクト１７が設けられている。この排気ダクト１７の下方には混合油タンク５と、これに接続する燃料改質装置４が設けられている、また図において４１は、発電機８の上方に設けられた発電機制御装置、４２は発電された電気を外部に送る高圧配電開閉機器である。
【００１８】
上記構成の廃油燃焼型発動発電装置は、先ず外部から搬入した廃油を廃油用給油ポンプ２０により廃油タンク１に貯蔵すると共に、燃料タンク２に重油や、軽油、灯油などのディーゼルエンジン用燃料を貯蔵する。また燃料バイパスポンプ２８を作動させて燃料タンク２内の燃料を小燃料タンク６に供給し、ここに一時的に保管しておく。
【００１９】
次に比率制御装置３により、２個のインバーター２４、２４を制御して廃油ポンプ２２と燃料ポンプ２６を運転し、廃油と燃料の混合比率を所定の割合に調整して供給管路２１を通して、燃料改質装置４に供給する。混合された油は燃料改質装置４でエマルジョン化され、このエマルジョン化された混合油は供給管路３１を通って混合油タンク５に一時的に貯蔵される。この場合、水タンク１０から水を水ポンプ３０で燃料改質装置４に送り、ここで廃油と燃料と水を混合してエマルジョン化しても良い。
【００２０】
発電機８の始動時には、切換選択制御装置９により、電動弁３５Ａを閉じた状態で、先ず電動弁３５Ｂを開いて小燃料タンク６から燃料をディーゼルエンジン７に供給して運転し、ディーゼルエンジン７の燃焼が安定するまでの所定時間運転する。
【００２１】
その後、電動弁３５Ａを開いて、混合油タンク５に蓄えられていた混合油をディーゼルエンジン７に送り、電動弁３５Ｂを閉じる。ディーゼルエンジン７は、始動時に燃料だけで運転するので、滑らかに始動し、エンジン７が高温になって安定した燃焼状態になってから、エマルジョン化された混合油を供給するので安定した燃焼を継続することができる。また混合油タンク５はディーゼルエンジン７を冷却するラジエーター１６の排気ダクト１７に近接して配置されているので、混合油が、排気ダクト１７を通過する冷却済の温風により加熱され、ディーゼルエンジン７に供給した時に効率よく燃焼させることができる。
【００２２】
発電機８は停止命令が入るまでその状態で運転を続け、停止命令が下されて停止動作に入ると、電動弁３５Ｂが開いて燃料の供給が開始された後、電動弁３５Ａが閉じて混合油の供給が停止される。この後は、所定の時間、燃料だけで運転してから停止する。このため、混合油の燃焼により生じた、ピッチやタールなどの不純物の未燃焼物が完全に燃焼されて、燃料噴射ポンプやエンジンシリンダーが清浄化される。
【００２３】
なお、混合システムの一部に故障が生じ、燃料と廃油の安定供給や燃料改質装置４の運転が出来なくなった場合には、直ちに混合システム機器を停止し、燃料バイパスポンプ２８を運転して供給管路２７を通して小燃料タンク６に燃料を供給し、電動弁３５Ｂを介抱して、燃料タンク６からディーゼルエンジン７に燃料を連続的に供給して発電機８の安定運転を継続させることができる。
【００２４】
長期間運転を停止する場合には、混合油タンク５に貯蔵しておいたエマルジョン化した混合油が分離して沈殿する虞があるので、混合油タンク５と燃料改質装置４との間を、供給管路３１と循環管路３２で接続して閉ループ配管を構成し、燃料改質装置４を単独で運転して混合油タンク５内の混合油を再度改質することにより長期停止後の運転再開でも良質のエマルジョン化した混合油を供給することができる。
【００２５】
図３は本発明の他の実施の形態を示すもので、ディーゼルエンジン７の潤滑油は、フィルター方式による潤滑油改質装置１２を循環させて清浄化するようになっている。この潤滑油改質装置１２と燃料改質装置４とを供給管路４４で接続し、ここに廃油ポンプ４３と流量計２３を設け、廃油ポンプ４３を比率制御装置３で制御するようにしたものである。
【００２６】
この装置では、潤滑油を潤滑油改質装置１２に循環させて清浄化しているが、使用中に次第に劣化してくるので、定期的に潤滑油改質装置１２のドレインから廃油ポンプ４３で抜き取って、これを燃料改質装置４に送り、使用済みの潤滑油を混合油の原料として再利用することができる。
【００２７】
図４は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、廃油タンク１と燃料タンク２は隣接して１台の架台に設置されている。また燃料改質装置４はケーシング１５の外部に設けられ、これに供給管路２１、２１で前記廃油タンク１と燃料タンク２に接続されている。廃油タンク１側の供給管路２１にはヒーターユニット４５と定格電圧駆動の廃油ポンプ２２が設けられている。また燃料タンク２と燃料改質装置４を接続する供給管路２１には、燃料ポンプ２６と流量計２３が設けられ、この燃料ポンプ２６はインバーター２４を介して比率制御装置３に接続されている。また燃料改質装置４と混合油タンク５を接続する供給管路３１にも燃料ポンプ２６が設けられ、これら２個の燃料ポンプ２６、２６は比率制御装置３に接続されている。
【００２８】
ケーシング１５の内部には、ディーゼルエンジン７とこれに接続する発電機８が設置され、更に混合油タンク５とエンジンの潤滑油槽１１およびフィルター１３が設けられている。また混合油タンク５とディーゼルエンジン７を接続する供給管路３４には三方電磁弁４６が設けられ、これと燃料タンク２が供給管路２７で接続され、切換選択制御装置９により三方電磁弁４６を切換えることにより、混合油と燃料を選択的にディーゼルエンジン７に供給するようになっている。
【００２９】
上記構成の廃油燃焼型発動発電装置は、廃油を貯蔵する廃油タンク１から定格電圧駆動の廃油ポンプ２２を駆動させて、供給管路２１を通して廃油を燃料改質装置４に供給する。この時、粘性の高い廃油をヒーターユニット４５で加熱して流動性を高める。また燃料タンク２からは燃料ポンプ２６を駆動させて燃料改質装置４に燃料を供給する。燃料と廃油は混合されて燃料改質装置４でエマルジョン化され、このエマルジョン化された混合油は供給管路３１を通って混合油タンク５に送られ、ここに貯蔵される。
【００３０】
この時、比率制御装置３では燃料改質装置４に供給される燃料の量を流量計２３で計測し、また燃料改質装置４から排出される混合油の量を流量計２３で計測しその差から、燃料と廃油の比率を測定して、所定の比率になるように、インバーター２４で燃料ポンプ２６を制御して、燃料の量を調整することにより最適の混合比率に制御するようになっている。また流量計２３、２３は、粘性の低い燃料と、混合油の流量をそれぞれ測定し、粘性の高い廃油の流量を測定していないので、流路の測定や制御が容易で、しかも図１および図２に示す装置に比べて１台のインバーター２４で制御することができる。
【００３１】
また運転の開始時や停止時には三方電磁弁４６を燃料側に切換えて、燃料タンク２から直接、ディーゼルエンジン７に燃料を供給するので、ケーシング１５内に設置されていた小燃料タンク６は不要となる。更に燃料改質装置４もケーシング１５の外部に設けられているので、ケーシング１５の小型化を図ることができる。
【００３２】
なお図４に示す比率制御装置３では、一方の流量計２３を燃料改質装置４から排出される供給管路３１に設けた場合について示したが、廃油と燃料が合流して燃料改質装置４に入る直前の混合状態で流れる管路部分に設けても良い。また廃油タンク１の供給管路２１にヒーターユニット４５を設けた場合について示したが、ヒーターユニット４５を廃油タンク１内に設けた構造でも良い。この場合、廃油タンク１内の廃油全体が加熱されるので、部分的な廃油の固着を防止することができる。また上記説明では、１台の混合油タンク５に１台のディーゼルエンジン７を連結した場合について示したが、複数台のディーゼルエンジン７を並設した構造でも良い。また本発明で使用できる廃油としては、使用済みの廃食油や、食品の製造過程で生成される油脂類、植物や動物から抽出された油脂類、あるいは使用済みの電気絶縁油、マシン油、エンジン潤滑油など、ディーゼルエンジン用燃料として広く利用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載の廃油燃焼型発動発電装置によれば発電機の始動時には、ディーゼルエンジンは燃料だけで運転するので、滑らかに始動し、エンジンが高温になって安定した燃焼状態になってから、エマルジョン化された混合油を供給するので安定した燃焼を継続することができる。また発電機の停止時には、混合油から燃料に切換えて、所定の時間、燃料だけで運転してから停止するので、混合油の燃焼により生じた、ピッチやタールなどの不純物の未燃焼物が完全に燃焼されて、燃料噴射ポンプやエンジンシリンダーを清浄化することができる。更に、排出ガスである硫黄酸化物（ＳＯｘ）の低減を図ることができる。
【００３４】
また請求項２記載の廃油燃焼型発動発電装置は、少なくとも、発電機を接続したディーゼルエンジンと、混合油タンクとを１個のケーシング内に収納し、ディーゼルエンジンを冷却するラジエーターの排気ダクトに近接して混合油タンクを配置したので、混合油タンク内の混合油が、排気ダクトを通過する冷却済の温風により加熱され、ディーゼルエンジンに供給した時に効率よく燃焼させることができる。
【００３５】
また請求項３記載の廃油燃焼型発動発電装置は、廃油と燃料の混合比率を制御する比率制御装置が、燃料タンクから燃料改質装置に燃料を供給する管路に設けられた流量計と、燃料改質装置から混合油タンクに混合油を供給する管路に設けられた流量計と、これら流量計で計測された流量からその比率を測定して、所定の比率になるように、燃料タンクから燃料改質装置に燃料を供給する燃料ポンプをインバーターで制御するようにしたので、１台のインバーターで制御でき、設備費の低減と装置のコンパクト化を図ることができる。
【００３６】
また請求項４記載の廃油燃焼型発動発電装置は、混合油タンクの混合油を、燃料改質装置に戻して再度改質する循環管路を設けたので、長期間運転を停止していて、混合油タンクに貯蔵しておいた混合油が沈殿して分離した場合にも、混合油を再度改質することにより、運転再開時に良質のエマルジョン化した混合油を供給することができる。
【００３７】
また請求項５記載の廃油燃焼型発動発電装置は、ディーゼルエンジンの使用済みのエンジンオイルまたは／および水を燃料改質装置に供給する供給管路を設けたので、使用済みのエンジンオイルを混合油の原料として再利用できる。また水を添加することにより燃焼効率を高めることができると共に硫黄酸化物の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による廃油燃焼型発動発電装置の概略構成図である。
【図２】廃油燃焼型発動発電装置の断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による廃油燃焼型発動発電装置の概略構成図である。
【図４】本発明の異なる他の実施形態による廃油燃焼型発動発電装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１　　　　廃油タンク
２　　　　燃料タンク
３　　　　比率制御装置
４　　　　燃料改質装置
５　　　　混合油タンク
６　　　　小燃料タンク
７　　　　ディーゼルエンジン
８　　　　発電機
９　　　　切換選択制御装置
１０　　水タンク
１１　　潤滑油槽
１２　　潤滑油改質装置
１５　　ケーシング
１６　　ラジエーター
１７　　排気ダクト
２４　　インバーター
２６　　燃料ポンプ
３５Ａ電動弁
４５　　ヒーターユニット
４６　　三方電磁弁
【図１】
2004144073.tif 000003
【図２】
2004144073.tif 000004
【図３】
2004144073.tif 000005
【図４】
2004144073.tif 000006