(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と水と添加剤とを混合する混合槽(1)に、所定量の燃料と水と添加剤とを投入する投入工程と、前記混合槽(1)から投入液を汲み出して乳化器(12)を通し、又混合槽(1)に戻す工程を所定時間行う乳化工程とを有するエマルジョン燃料の製造方法において、
乳化工程終了後、混合槽(1)から乳化後のエマルジョン燃料を汲み出し、乳化器(12)を通した後、エマルジョン燃料を貯留する貯油槽(4)へ送る送油工程を設けたことを特徴とするエマルジョン燃料製造方法。
【請求項２】
燃料と水と添加剤とを乳化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装置において、
燃料と水と添加剤とを混合する混合槽(1)と、
該混合槽(1)に所定量の燃料と水と添加剤とを供給する供給制御手段(20)と、
燃料と水と添加剤との混合液を送給する混合液ポンプ(11)と、
燃料と水と添加剤との混合液を乳化させる乳化器(12)と、
乳化したエマルジョン燃料を貯留する貯油槽(4)と、
前記混合槽(1)と混合液ポンプ(11)と乳化器(12)と貯油槽(4)とを順次、直列に連結する送液回路(10)と、
該送液回路上(10)の、前記乳化器(12)と貯油槽(4)との間に設けた送液回路開閉弁(13)と、
前記乳化器(12)と送液回路開閉弁(13)との間で送液回路(10)と混合槽(1)とを連結する循環回路(14)と、
該循環回路上(14)に設けた循環回路開閉弁(15)とを備えた
ことを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【請求項３】
燃料と水と添加剤とを乳化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装置において、
燃料と水と添加剤とを混合する混合槽(1)と、
該混合槽(1)に所定量の燃料と水と添加剤とを供給する供給制御手段(20)と、
燃料と水と添加剤との混合液を送給する混合液ポンプ(11)と、
燃料と水と添加剤との混合液を乳化させる第１の乳化器及び第２の乳化器と、
乳化したエマルジョン燃料を貯留する貯油槽(4)と、
乳化したエマルジョン燃料を送給する送液ポンプ(18)と、
前記混合槽(1)と送液ポンプ(18)と前記第１の乳化器と貯油槽(4)とを順次、直列に連結する送液回路(10)と、
該送液回路上(10)の、混合槽(1)と送液ポンプ(18)との間に設けられた送液回路開閉弁(13)とを備え、
前記混合槽(1)と混合液ポンプ(11)と前記第２の乳化器とを順次、直列に連結し、混合槽(1)に戻る循環回路(14)と、
該循環回路(14)上の、混合槽(1)と混合液ポンプ(11)との間に設けられた循環回路開閉弁(15)とを備えた
ことを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記混合槽(1)の容積を、前記混合液ポンプ(11)の１分間の吐出量の０．５〜２倍とした
ことを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【請求項５】
請求項２〜４記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記貯油槽(4)の上部に、送液回路(10)の流体エネルギを用いて回転駆動力を得るタービン翼(5)を設け、該タービン翼(5)に、貯油槽(4)内のエマルジョン燃料を攪拌する貯油槽攪拌機(6)を連結した
ことを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン用の、水と燃料との混合体であるエマルジョン燃料の製造方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ガス中のスモーク、あるいは窒素酸化物等の有害物質の発生を低減するディーゼルエンジン用の燃料として、水と燃料とを混合したエマルジョン燃料の製造技術に関してはいくつかの提案がなされているが、その一例として特開２０００−２６３０６２号公報に開示されたものがある。
【０００３】
図３は特開２０００−２６３０６２号公報に開示された改質水の製造装置の概略正面図である。水タンク１Ａには水を供給する水供給回路２３が設けられている。又、水タンク１Ａからの液を再び水タンク１Ａに戻す循環回路１４が設けられ、循環回路１４上には、循環回路開閉弁１５、循環ポンプ１１Ａおよび微細渦流発生装置４０と磁場印加装置４１とが順次、直列に介装されている。循環回路１４の、循環回路開閉弁１５と循環ポンプ１１Ａとの間には補助剤添加装置４２が回路４３により連結され、回路４３上には回路開閉弁４４が設けられている。改質水を貯留する貯水タンク４Ａは水タンク１Ａと送液回路１０により連結され、送液回路１０上には送液回路開閉弁１３と送液ポンプ１８とが順次、直列に設けられている。貯水タンク４Ａには吐出回路開閉弁１７を有する吐出回路１６が設けられている。
【０００４】
次に作動について説明する。先ず、水タンク１に水供給回路２３から水を供給する。次に、循環回路開閉弁１５を開き、循環ポンプ１１Ａを作動させる。同時に、回路開閉弁４４を所定時間開いて所定量の添加剤である界面活性剤を補助剤添加装置４２から循環回路１４に添加する。すると水と界面活性剤との液は微細渦流発生装置４０と磁場印加装置４１とを経て改質され、水タンク１Ａに戻される。これを繰り返すことにより水タンク１Ａの液は完全に改質し、良質の改質水が得られる。この工程が終了後、循環回路開閉弁１５を閉じ、循環ポンプ１１Ａを停止する。次に、送液回路開閉弁１３を開いて送液ポンプ１８を作動し、貯水タンク４Ａに改質液を送り、所要に応じて吐出回路開閉弁１７を開いて外部に供給する。
【０００５】
上記において、水タンク１Ａに水と石油燃料とを供給することによりエマルジョン燃料が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成においては、水タンク１Ａ内の水を循環ポンプ１１Ａで汲み出して循環させるだけなので、水タンク１Ａ内の改質水あるいはエマルジョン燃料はかならずしも均一に分布せず、部分的に改質不十分のものが存在する恐れがある。したがって、それが貯水タンク４Ａに送給され、製品の中に品質の悪い改質水、あるいはエマルジョン燃料が混入する恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、品質の悪いエマルジョン燃料が混入する恐れがなく、生産効率の高いエマルジョン製造方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、燃料と水と添加剤とを混合する混合槽に所定量の燃料と水と添加剤とを投入する投入工程と、前記混合槽から投入液を汲み出して乳化器を通し、又混合槽に戻す工程を所定時間行う乳化工程とを有するエマルジョン燃料の製造方法において、乳化工程終了後、混合槽から乳化後のエマルジョン燃料を汲み出し、乳化器を通した後、エマルジョン燃料を貯留する貯油槽へ送る送油工程を設けた方法としている。
【０００９】
第１発明によると、混合槽での乳化工程終了後に貯油槽に送るエマルジョン燃料を、必ず乳化器を通すようにしたため確実に乳化されたエマルジョン燃料が貯油槽に送られることとなり、確実に、良質のエマルジョン燃料が得られる。
【００１０】
第２発明は、燃料と水と添加剤とを乳化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装置において、燃料と水と添加剤とを混合する混合槽と、該混合槽に所定量の燃料と水と添加剤とを供給する供給制御手段と、燃料と水と添加剤との混合液を送給する混合液ポンプと、燃料と水と添加剤との混合液を乳化させる乳化器と、乳化したエマルジョン燃料を貯留する貯油槽と、前記混合槽と混合液ポンプと乳化器と貯油槽とを順次、直列に連結する送液回路と、該送液回路上の、前記乳化器と貯油槽との間に設けた送液回路開閉弁と、前記乳化器と送液回路開閉弁との間で送液回路と混合槽とを連結する循環回路と、該循環回路上に設けた循環回路開閉弁とを備えた構成としている。
【００１１】
第３発明は、燃料と水と添加剤とを乳化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装置において、燃料と水と添加剤とを混合する混合槽と、該混合槽に所定量の燃料と水と添加剤とを供給する供給制御手段と、燃料と水と添加剤との混合液を送給する混合液ポンプと、燃料と水と添加剤との混合液を乳化させる第１の乳化器及び第２の乳化器と、乳化したエマルジョン燃料を貯留する貯油槽と、乳化したエマルジョン燃料を送給する送液ポンプと、前記混合槽と送液ポンプと前記第１の乳化器と貯油槽とを順次、直列に連結する送液回路と、該送液回路上の、混合槽と送液ポンプとの間に設けられた送液回路開閉弁とを備え、前記混合槽と混合液ポンプと前記第２の乳化器とを順次、直列に連結し、混合槽に戻る循環回路と、該循環回路上の、混合槽と混合液ポンプとの間に設けられた循環回路開閉弁とを備えた構成としている。
【００１２】
第２、第３発明によると、混合液を混合槽と乳化器との間を循環回路を介して循環させることにより、混合液を十分に乳化させることができる。そして、乳化したエマルジョン燃料を、必ず乳化器を介して貯油槽に送るため、確実に乳化されたエマルジョン燃料が貯油槽に送給されることとなり、安定した品質のエマルジョン燃料を得ることができる。又、貯油槽のエマルジョン燃料を使用しながら、混合槽でエマルジョン燃料をバッチ方式で製造し、逐次貯油槽に供給することにより連続してエマルジョン燃料を使用することができるエマルジョン燃料製造装置が得られる。
【００１３】
第４発明は、第２、第３発明において、前記混合槽の容積を、前記混合液ポンプの１分間の吐出量の０．５〜２倍とした構成としている。
【００１４】
第４発明によると、混合槽の容量を混合液ポンプの１分間の吐出量の０．５〜２倍としたため、混合槽内の混合物が均質に混ざりやすく、良質のエマルジョン燃料が得られ易い。又、装置の小型化が図れる。
【００１５】
第５発明は、第２〜４発明において、前記貯油槽の上部に、送液回路の流体エネルギを用いて回転駆動力を得るタービン翼を設け、該タービン翼に、貯油槽内のエマルジョン燃料を攪拌する貯油槽攪拌機を連結した構成としている。
【００１６】
第５発明によると、貯油槽内に貯油槽攪拌機を設けたため、エマルジョン燃料の貯油槽内でのよどみの発生を防止でき、良質のエマルジョン燃料の供給が可能である。又、貯油槽に送給される流体エネルギを利用して貯油槽攪拌機を駆動するため、貯油槽攪拌機駆動用のモータが不要となり、動力の節約が可能になると共に、送液エネルギの一部が回収できて効率的である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るエマルジョン燃料製造方法およびその装置の実施形態について、図面を参照して詳述する。
【００１８】
図１は第１実施形態のエマルジョン燃料製造装置のブロック図である。図１において、エマルジョン燃料を製造する混合槽１には混合槽攪拌機２及びドレン弁７が設けられている。製造されたエマルジョン燃料を貯留する貯油槽４の上部入口にはタービン翼５が設けられ、タービン翼５には貯油槽攪拌機６が連結されている。混合槽１と貯油槽４の下部にはそれぞれドレン弁７が設けられている。混合槽１と貯油槽４とは送液回路１０により連結され、送液回路１０上には、混合槽１側から、混合液ポンプ１１と、乳化器１２と、送液回路開閉弁１３とが順次、直列に設けられている。乳化器１２と送液回路開閉弁１３との間で送液回路１０と混合槽１とは循環回路１４により連結され、循環回路１４上には循環回路開閉弁１５が設けられている。混合槽１の容量は混合液ポンプ１１の１分間の吐出量に対して０．５〜２倍に設定されている。貯油槽４には吐出回路開閉弁１７を有する吐出回路１６が設けられている。混合槽１に石油燃料を供給する燃料供給回路２１には燃料回路開閉弁２２が、水を供給する水供給回路２３には水回路開閉弁２４が、添加剤供給回路２５には添加剤定量ポンプ２６がそれぞれ設けられている。混合槽１には上方から順に、オーバフロー液面スイッチ３０と、水液面スイッチ３１と、燃料液面スイッチ３２と、ローレベル液面スイッチ３３とが設けられている。貯油槽４には上方から順に、オーバフロー液面スイッチ３０と、燃料追加液面スイッチ３４と、ローレベル液面スイッチ３３とが設けられている。制御装置３５は、混合槽１に設けられたオーバフロー液面スイッチ３０、水液面スイッチ３１、燃料液面スイッチ３２、ローレベル液面スイッチ３３から検出信号を入力し、燃料回路開閉弁２２と、水回路開閉弁２４と、添加剤定量ポンプ２６とに制御信号を出力するようになっていて、供給制御手段２０を構成している。又、制御装置３５は、貯油槽４に設けられたオーバフロー液面スイッチ３０、ローレベル液面スイッチ３３、燃料追加液面スイッチ３４からの検出信号を入力し、混合槽攪拌機２と、混合液ポンプ１１と、送液回路開閉弁１３と、循環回路開閉弁１５と、警報器３６とに制御信号を出力するようになっている。
【００１９】
次にエマルジョン燃料の製造工程について説明する。制御装置３５は制御信号を出力して送液回路開閉弁１３を閉じ、循環回路開閉弁１５を開く。次に燃料回路開閉弁２２に制御信号を出力して開き、燃料供給回路２１から混合槽１に石油燃料を油液面スイッチ３２がＯＮするまで供給し、燃料回路開閉弁２２を閉じる。次に、制御装置３５は水回路開閉弁２４に制御信号を出力して開き、水供給回路２３から混合槽１に水と石油燃料とが水液面スイッチ３１がＯＮするまで供給し、水回路開閉弁２４を閉じる。同時に添加剤定量ポンプ２６に制御信号を出力し、添加剤供給回路２５から所定量の添加剤を混合槽１内に添加する。制御装置３５は混合槽攪拌機２を作動し、混合液を攪拌する。次に制御装置３５は混合液ポンプ１１を駆動する。すると混合液は乳化器１２を通ってエマルジョン化され、混合槽１に戻る。この作業を所定時間繰り返すことにより製造工程は終了し、安定したエマルジョン燃料が製造される。非常事態により水と石油燃料とが混合槽１のオーバフロー液面スイッチ３０をＯＮさせたときには、制御装置３５は制御信号を出力して全作動を停止し、警報器３６で警報を発する。作業者は警報にしたがって所定の処置を取る。循環時間が所定時間に達すると制御装置３５は循環回路開閉弁１５を開き、送液回路開閉弁１３を閉じる。エマルジョン燃料は混合液ポンプ１１により、送液回路１０を経て乳化器１２を通過し、貯油槽４に送給される。貯油槽４の上部に設けられたタービン翼５はエマルジョン燃料の流体エネルギによって回転し、貯油槽攪拌機６を駆動して貯油槽４内のエマルジョン燃料を攪拌する。貯油槽４内に貯留したエマルジョン燃料は、必要に応じて吐出回路開閉弁１７を開いて外部に供給される。混合槽１内のエマルジョン燃料が減少してローレベル液面スイッチ３３がＯＮすると、制御装置３５は循環回路開閉弁１５を開いて、次に送液回路開閉弁１３を閉じて、混合槽１から貯油槽４へのエマルジョン燃料の送給を停止する。そして、最初の工程に戻り、エマルジョン燃料を製造する。貯油槽４のエマルジョン燃料が増加してオーバフロー液面スイッチ３０がＯＮすると、制御装置３５は混合槽１から貯油槽４へのエマルジョン燃料の送給を停止する。貯油槽４のエマルジョン燃料が減少し、燃料追加液面スイッチ３４がＯＮすると、制御装置３５は混合槽１内で製造工程を終了したエマルジョン燃料を貯油槽４に供給する。貯油槽４のエマルジョン燃料が減少し、非常事態によりローレベル液面スイッチ３３がＯＮすると、制御装置３５からの制御信号により警報器３６は警報を発し、作業者は所定の処置を取る。
【００２０】
本発明のエマルジョン燃料の製造装置および製造方法は上記のようにしたため、以下のような効果が得られる。
混合槽１からエマルジョン燃料を貯油槽４に送給する場合、必ず乳化器１２を通過する。そのため、確実に乳化されたエマルジョン燃料が貯油槽４に送給され、良質のエマルジョン燃料が得られる。
混合槽１と貯油槽４とを設け、制御装置３５により、混合槽１でバッチ式に製造したエマルジョン燃料を、貯油槽４の貯油量を検知しながら、常時貯油槽４にエマルジョン燃料が存在するように供給するようにしている。そのため、１個の混合槽１で自動的に、かつ、連続的にエマルジョン燃料を提供できると共に、装置の小型化が図れ、コストの低減が可能となる。
混合槽１の容量を、混合液ポンプ１１の１分間の吐出量の０．５〜２倍とし、かつ、混合槽攪拌機２を設けたため、混合槽１内のエマルジョン燃料の均質性が向上する。又、装置を小型化できる。
貯油槽４に貯油槽攪拌機６を設け、貯留しているエマルジョン燃料を攪拌するため、吐出されるエマルジョン燃料の均質性が向上する。又、貯油槽攪拌機６をタービン翼５により、給送されるエマルジョン燃料の流体エネルギを利用して駆動するようにしたため、貯油槽攪拌機５用のモータが不要となると共に、送液のエネルギを一部回収できて効率的である。
【００２１】
図２は第２実施形態のエマルジョン燃料製造装置のブロック図である。第１実施形態のものと同一部材には同一符号を付して説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。混合槽１には、混合槽１から出て混合槽１に戻る循環回路１４が設けられ、循環回路１４上には、循環回路開閉弁１５、混合液ポンプ１１、乳化器１２が順次、直列に設けられている。混合槽１と貯油槽４とを連結する送液回路１０が設けられ、送液回路１０上には、送液回路開閉弁１３、送液ポンプ１８、乳化器１２が順次、直列に配置されている。制御器３５は送液ポンプ１８とも接続しており、混合槽１でエマルジョン燃料製造中は循環回路開閉弁１５を開いて混合液ポンプ１１を駆動し、送液回路開閉弁１３を閉じて送液ポンプ１８を停止する。エマルジョン燃料製造工程が終了し、エマルジョン燃料を混合槽１から貯油槽４に給送する場合には、循環回路開閉弁１５を閉じて混合液ポンプ１１を停止し、送液回路開閉弁１３を開いて送液ポンプ１８を駆動する。その他の作用、効果は第１実施形態のものと同一なので説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のエマルジョン燃料製造装置のブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態のエマルジョン燃料製造装置のブロック図である。
【図３】従来の改質水製造装置の概略正面図である。
【符号の説明】
１…混合槽、２…混合槽攪拌機、４…貯油槽、５…タービン翼、６…貯油槽攪拌機、１０…送液回路、１１…混合液ポンプ、１２…乳化器、１３…送液回路開閉弁、１４…循環回路、１５…循環回路開閉弁、１６…吐出回路、１７…吐出回路開閉弁、１８…送液ポンプ、２０…供給制御手段、２１…燃料供給回路、２２…燃料回路開閉弁、２３…水供給回路、２４…水回路開閉弁、２５…添加剤供給回路、２６…添加剤定量ポンプ、３０…オーバフロー液面スイッチ、３１…水液面スイッチ、３２…油液面スイッチ、３３…ローレベル液面スイッチ、３４…燃料追加液面スイッチ、３５…制御装置、３６…警報器。
【図１】
0004796703.tif 000002
【図２】
0004796703.tif 000003
【図３】
0004796703.tif 000004