(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽油、Ａ重油、若しくは軽油及びＡ重油の混合物からなる油成分少なくとも１００重量部と、
水４０重量部〜１００重量部と、
ＨＬＢ５〜１６の、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドバノールエーテルから選ばれた少なくとも１種のエーテル型非イオン界面活性剤、若しくは、前記エーテル型非イオン界面活性剤から選ばれた少なくとも１種と、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンオレイン酸エステル、又は、ポリオキシエチレンソルビタンオレイン酸エステルから選ばれた少なくとも１種のエステル型非イオン界面活性剤との混合物、からなる乳化剤０．５重量部〜１．５重量部と、を混合し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であって、
エマルジョンを収容するタンクと、
前記タンク内で、前記エマルジョンを攪拌するアジテータと、
前記タンクから流出された前記エマルジョンを、再度当該タンク内へ流入させる循環配管と、
前記循環配管に介設され、前記タンクから流出された前記エマルジョンを当該タンク内へ流入させるポンプと、
前記循環配管の前記ポンプ下流側に介設され、前記エマルジョンを攪拌するスタティックミキサと、
前記循環配管の前記ポンプ下流側に介設され、前記エマルジョンを磁気処理する磁気処理器と、
当該エマルジョン燃料製造装置の全体の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記油成分、前記水、及び、前記乳化剤の混合物を、前記アジテータ、前記スタティックミキサ、及び、前記磁気処理器を介して攪拌することによって、平均粒径８μｍ〜１２μｍの第１エマルジョンを生成する第１攪拌工程と、
前記第１攪拌工程の後、前記第１エマルジョンを５分以上前記タンク内で静置することによって、複数の分散質が連なった会合体が形成された第２エマルジョンを得る静置工程と、
前記第２エマルジョンを前記アジテータ、前記スタティックミキサ、及び、前記磁気処理器を介して攪拌し、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料を生成する第２攪拌工程と、を順次実行することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記制御部は、
前記第１攪拌工程及び前記第２攪拌工程において、前記ポンプによって前記タンク内の液体を前記循環配管を介して循環させることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記アジテータは、回動可能に構成された回転軸と、当該回転軸の先端部に装着された攪拌翼と、を備え、
前記攪拌翼は、前記回転軸の軸方向に垂直に係止された円板状の基体部と、該基体部の外周部に沿って該基体部に対して垂直方向に立設された複数の羽根部と、を備え、
前記基体部は、当該基体部の中心位置に前記回転軸が挿通されて係止され、
前記複数の羽根部は、それぞれ、上下方向に交互に立設された平板状部材からなり、
前記平板状部材は、回転方向の先端側が回転方向の後端側に対して径方向の外周側に傾斜して形成されている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３に記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記アジテータは、前記攪拌翼を１分間当り１０００回転以上、且つ、１分間当り３０００回転以下の回転速度で回転させる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３又は請求項４に記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記タンクは、略円筒状のタンクであって、
前記攪拌翼の直径は、前記タンクの直径の（１／６）以上、且つ、前記タンクの直径の（１／３）以下に形成されていることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記回転軸は、前記タンクの中心軸に対して、１０度以上、且つ、３０度以下の傾斜角で配設されていることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のエマルジョン燃料製造装置において、
前記攪拌翼は、その中心位置が、
前記タンク底面から、前記タンクの底面から前記タンクに収容されているエマルジョン燃料の液面までの深さであるエマルジョン燃料深さの（１／４０）以上、且つ、前記エマルジョン燃料深さの（１／３）以下の距離だけ離間した位置であって、
前記タンク側面から、前記タンクの直径の（１／６）以上、且つ、前記タンクの直径の（１／３）以下の距離だけ離間した位置に配設されている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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽油、Ａ重油、若しくは軽油とＡ重油の混合物からなる油成分と、水と、乳化剤と、を混合し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、及び、エマルジョン燃料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油の消費量の低減による省エネルギ効果の発揮、及び、石油を燃焼した際のＮＯｘ、粒子状物質等の排出量の低減による環境対策を目的として、重油等に水を乳化混合したエマルジョン燃料を利用することが提案されている。
【０００３】
また、エマルジョン燃料の製造方法、製造装置として種々の技術が開示されている。例えば、共鳴電磁波により水を活性化し、ギアポンプ及びスタティックミキサにより活性水と基燃油とを混合することによって、長時間安定したエマルジョン燃料を生成する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３８３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の生成方法によって生成されたエマルジョン燃料は、２４時間程度の安定が確認されているにとどまり、必要とされる程度の長期間に亘って安定したエマルジョン燃料は得られない。
【０００６】
例えば、エマルジョン燃料を燃焼するボイラ設備を、メンテナンス、又は老朽化に伴う設備更新等のために休止する場合には、エマルジョン燃料を長期間（例えば、１週間程度）タンク内に貯留することがある。このような場合には、長期間に亘って安定したエマルジョン燃料が必要となる。
【０００７】
従来のエマルジョン燃料において長期的な安定性が得られないのは、エマルジョン燃料中の分散質の粒径が大きく、比重差によって油水が短時間で分離してしまうことが原因と考えられる。即ち、エマルジョン燃料の安定性を向上させるためには、エマルジョン燃料中の分散質の粒径を小さくする必要がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、長期間に亘って安定したエマルジョン燃料を製造することが可能なエマルジョン燃料製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法は、以下のように構成されている。
【００１０】
即ち、本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法は、軽油、Ａ重油、若しくは軽油とＡ重油の混合物からなる油成分と、水と、乳化剤と、を混合してエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料の製造方法であって、この製造方法は、少なくとも前記油成分１００重量部と、前記水４０重量部〜１００重量部と、ＨＬＢ５〜ＨＬＢ１６の前記乳化剤０．５重量部〜１．５重量部とを混合し、攪拌することによって、平均粒径８μｍ〜１２μｍの第１エマルジョンを生成する第１攪拌工程と、前記第１攪拌工程の後、前記第１エマルジョンを５分以上静置して第２エマルジョンを得る静置工程と、前記第２エマルジョンを再度攪拌し、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料を生成する第２攪拌工程と、を実行する（以下、本発明製造方法と称する。）。
【００１１】
本発明製造方法において用いられる「油成分」は、軽油、Ａ重油、若しくは軽油とＡ重油の混合物からなる。即ち、本発明製造方法においては、油成分として軽油のみを用いる場合、Ａ重油のみを用いる場合、及び軽油とＡ重油の混合物を用いる場合がある。
【００１２】
ここで、前記「軽油」は、原油の蒸留によって得られる沸点範囲が１８０℃〜３５０℃程度の石油製品（炭化水素混合物）であり、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０４に規定されたものである。一方、「Ａ重油」は、ＪＩＳ  Ｋ２２０５に規定された１種重油（１号及び２号）である。Ａ重油は、日本独自の税制上の油種区分では重油の一種とされているが、化学組成的、世界標準的には、軽油の一種である。
【００１３】
本発明製造方法において用いられる「水」は、一般的に水と称されているものであれば特に限定されるものではない。本発明製造方法においては、水道水を用いることが好ましいが、その他、地下水、イオン交換水或いは蒸留水などを用いても良い。
【００１４】
本発明製造方法において水は、前記油成分１００重量部に対し、４０重量部〜１００重量部混合される。この混合割合は、油成分に対する水の混合割合が少なくなれば、石油の消費量の低減による省エネルギ効果の達成が不十分となり、一方、油成分に対する水の混合割合が多くなれば、燃焼性や着火性が悪くなることから設定されたものである。
【００１５】
本発明製造方法において用いられる「乳化剤」は、界面活性作用を有し、非極性溶媒である前記油成分と、極性溶媒である前記水と共に混合、攪拌された際にエマルジョンを形成するものを意味する。この乳化剤としては、ＨＬＢ（親水親油バランス）が５〜１６のものであれば特に限定されるものではない。ＨＬＢが５以下、若しくはＨＬＢが１６以上となると、後述する第１攪拌工程において８μｍ〜１２μｍの平均粒径を有する第１エマルジョンの生成が困難となったり、後述する第２攪拌工程において４μｍ〜６μｍの平均粒径を有するエマルジョン燃料の生成が困難となったりする。
【００１６】
本発明製造方法において乳化剤は、前記油成分１００重量部に対し、０．５重量部〜１．５重量部（好ましくは１±０．２重量部）混合される。乳化剤の混合割合が０．５重量部未満となれば、後述する第１攪拌工程において８μｍ〜１２μｍの平均粒径を有する第１エマルジョンの生成が困難となったり、後述する第２攪拌工程において４μｍ〜６μｍの平均粒径を有するエマルジョン燃料の生成が困難となったりする。一方、乳化剤の混合割合が１．５重量部を超えると、エマルジョン燃料がコスト高となったり、着火性や燃焼性が悪くなったりする場合がある。
【００１７】
乳化剤としては、イオン性のものと非イオン性のものがあり、本発明においてはいずれを用いても良いが、イオン性の乳化剤と比較して、油成分への溶解性が高く乳化力が大きい非イオン性界面活性剤を用いることが好ましい。
【００１８】
非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンドバノールエーテル（ドバノールは三菱化学工業社製の炭素数８〜炭素数２４（分枝型を含む）の高級アルコール混合物の商品名であり、ポリオキシエチレンドバノールエーテルは、炭素数８〜炭素数２４のアルキル基を疎水基とするポリオキシエチレンアルキルエーテルの混合物と解される。）、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどの「エーテル型非イオン性界面活性剤」、ポリオキシエチレンラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンオレイン酸エステル、ソルビタンモノ（又はジ）オレイン酸エステル、ソルビタンモノ（又はジ）ラウリン酸エステル、ソルビタンモノ（又はジ）イソステアリン酸エステルなどの「エステル型非イオン性界面活性剤（エーテルエステル型非イオン性界面活性剤を含む）」を挙げることができる。なお、非イオン性界面活性剤のＨＬＢは、主としてポリオキシエチレン鎖の付加モル数を変えることによって調整することができる。
【００１９】
本発明においては、これらの乳化剤から選ばれた一種、若しくは適宜選択された複数種を用いることができる。中でも、乳化力が特に大きいエーテル型非イオン性界面活性剤から選ばれた一種、若しくは適宜選択された複数種を主成分として用いることが好ましい。エーテル型非イオン性界面活性剤を主成分とする場合にあっては、エステル型非イオン性界面活性剤を副成分として併用することが好ましく、特に、ＨＬＢ５〜ＨＬＢ１５のエーテル型非イオン性界面活性剤に対し、ＨＬＢ１０〜ＨＬＢ１６のエステル型非イオン性界面活性剤を用いることが好ましい。この場合、エーテル型非イオン性界面活性剤と、エステル型非イオン性界面活性剤とを重量比で１００：５〜５０となるようにして用いることが好ましい。このようにＨＬＢの異なる複数種の乳化剤を併用すれば、最終的に生成されるエマルジョン燃料の乳化状態を一層安定させることができる。なお、複数の乳化剤を併用する場合にあっては、複数の乳化剤が予め混合された混合乳化剤を用いることが取り扱い上の観点から好ましい。
【００２０】
本発明のエマルジョン燃料の製造方法においては、まず、少なくとも前記油成分１００重量部と、前記水４０重量部〜１００重量部と、ＨＬＢ５〜ＨＬＢ１６の前記乳化剤０．５重量部〜１．５重量部とを混合し、攪拌することによって、平均粒径８μｍ〜１２μｍの第１エマルジョンを生成する第１攪拌工程を実行する。
【００２１】
この際、油成分、水及び乳化剤に加えて、アルキレングリコールを更に混合すれば、係るアルキレングリコールが乳化安定剤として機能し、最終的に生成されるエマルジョン燃料の乳化状態をより安定させることができる。アルキレングリコールの具体例としては、エチレングリコールやプロピレングリコール等を挙げることができる。アルキレングリコールの混合割合としては、油成分１００重量部に対し、０．００５重量部〜０．１重量部とすることが好ましい。
【００２２】
混合された油成分、水及び乳化剤等（以下、混合組成物と称する）を攪拌する手段としては、特に限定されるものではない。本発明においては、回転攪拌式ミキサ、ホモミキサ、ホモジナイザ、インラインミキサ、スタティックミキサ、モーションレスミキサなどの水‐油系エマルジョンを調整する際に用いられる攪拌用機器（乳化用ミキサ）を用いることが好ましい。
【００２３】
ここで、前記特定の混合割合で混合された混合組成物を攪拌した場合、長時間にわたって強く攪拌しても、平均粒径が８μｍ以下のエマルジョンにはならず、前記特定の混合割合であれば、平均粒径は、概ね８μｍ〜１２μｍの範囲となることが確認されている。これより、本発明においては、第１エマルジョンの平均粒径が８μｍ〜１２μｍの範囲となった時点を第１攪拌工程の終点とする。なお、前記「平均粒径」は、ＪＩＳ Ｚ８８２５‐１に記載された測定原理（光散乱法（２５℃））に基づき、ＨＯＲＩＢＡ社製レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置（ＬＡ‐３００）にて測定した算術平均粒径である（以下、エマルジョンの粒径分布に関する値の測定において同じ手段を用いた）。
【００２４】
第１攪拌工程終了後、本発明製造方法においては、前記第１エマルジョンを５分以上静置することによって、第２エマルジョンを得る静置工程を実行する。
【００２５】
第１エマルジョンは、静置されることによって、分散質同士が接近して、複数の分散質が連なった会合体を形成し、会合体の形成が定常状態となった第２エマルジョンとなる。ここで、「会合体」とは、複数の分散質が連なって形成された分散質の集まりを意味している。この定常状態は、乳化剤の混合割合が多い場合などにあっては、液全体が懸濁している定常状態（相分離が目視で確認できない定常状態）となるが、乳化剤の混合割合が少ない場合などにあっては、上層に油成分の一部が移行して凝集し、油成分の一部が相分離した定常状態となる。
【００２６】
なお、この定常状態は、長期間にわたって維持され得る状態を意味するものではなく、分散質の接近・会合が落ち着いた状態を意味する。この定常状態の第２エマルジョンは、第１攪拌工程の終了後、５分以上第１エマルジョンを静置することによって得られることが確認されている。
【００２７】
なお、エマルジョンは熱力学的に不安定な系であり、長期間にわたって微細混合されている状態が保たれるわけではなく、最終的に必ず油と水に分かれる。前記第２エマルジョンも、数日間静置すれば、会合体を構成する分散質が合体して粒径が大きくなり、最終的に油と水とに分かれる。従って、静置工程における静置時間である５分以上とは、５分以上、且つ、平均粒径が８μｍ〜１２μｍの範囲内にある間を意味する。静置工程において第１エマルジョンを静置する期間は、第１攪拌終了後、５分以上６０分以下とすることが好ましい。
【００２８】
静置工程において別段の加熱や冷却は必要ない。従って、静置工程は常温下で行うことができる。本発明製造方法においては、２０℃〜４０℃（好ましくは３０℃〜４０℃）程度の温和な温度条件下で、前記第１エマルジョンを静置すれば良い。
【００２９】
第２エマルジョンが得られた後、本発明製造方法においては、前記第２エマルジョンを再度攪拌し、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料を生成する第２攪拌工程を実行する。
【００３０】
前記特定の混合割合で混合された混合組成物を連続的に長時間にわたって強く攪拌しても、平均粒径８μｍ〜１２μｍの第１エマルジョンにしかならないのに対し、前記第１攪拌工程の後、前記静置工程を経て、第２攪拌工程を行えば、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料となることが確認されている。又、第２攪拌工程における攪拌条件によって、エマルジョン燃料の生成時間（第２攪拌工程の終点）は変わってくるが、長時間にわたって強く攪拌しても、エマルジョン燃料中の分散質の平均粒径は一定値以下になることは殆ど無い。混合組成物の混合割合を前述のとおりとし、前記第１攪拌工程の後、前記静置工程を経て、第２攪拌工程を実行すれば、第２攪拌工程の攪拌条件にかかわらず、エマルジョン燃料中の分散質の平均粒径は、概ね４μｍ〜６μｍの範囲となることが確認されている。これより、本発明においては、エマルジョン燃料の平均粒径が４μｍ〜６μｍの範囲となった時点を第２攪拌工程の終点とする。
【００３１】
ここで、前記第１攪拌工程の後、前記静置工程を経て、第２攪拌工程を行うことによって、エマルジョン燃料の平均粒径が４μｍ〜６μｍとなるメカニズムの詳細は現在のところ不明である。おそらく、第１攪拌工程を長時間続けても、第１エマルジョン中において十分に分散された分散質は、その後、いくら攪拌しても液中を粒径を維持したまま不規則に移動させられるだけで、大きな剪断力が与えられないのに対し、静置工程によって会合体を形成した後に第２攪拌工程を行えば、特に第２攪拌工程初期において会合体に対する大きな剪断力が与えられ、その結果、平均粒径が小さくなっているものと考えられる。
【００３２】
なお、本発明製造方法においては、前記第１攪拌工程に先立ち、前記油成分と前記乳化剤とを混合することによって、前記油成分と前記乳化剤とが混合された混合液を生成する混合液生成工程を更に実行することが好ましい。この混合液生成工程を実行した場合、前記第１攪拌工程において、混合液生成工程において生成された混合液と、前記水と、を混合して攪拌し、前記第１エマルジョンを生成する。
【００３３】
この混合液生成工程を実行すれば、最終的に生成されるエマルジョン燃料の乳化状態をより安定させることができる。このメカニズムの詳細は現在のところ不明であるが、油成分と乳化剤とが予め均一に混合されることによって、第一攪拌工程の攪拌初期において、乳化剤が油成分及び水と接触する機会が増えることが原因と想定される。
【００３４】
また、本発明製造方法においては、前記第１攪拌工程に先立ち、前記油成分又は前記水の一方又は両方に対し磁気処理を行う磁気処理工程を実行することが好ましい。
【００３５】
この磁気処理工程を実行すれば、更に安定した乳化状態のエマルジョン燃料を生成することができる。このメカニズムの詳細は現在のところ不明であるが、磁気処理によって油成分や水の表面張力が変化することが原因と想定される。
【００３６】
本発明のエマルジョン燃料は、前記本発明製造方法によって製造されたエマルジョン燃料であって、このエマルジョン燃料は、第２攪拌工程後、少なくとも２週間の期間、４μｍ〜６μｍのメジアン径が維持されることを特徴とする。
【００３７】
本発明のエマルジョン燃料は、分散質の粒径が小さいことから、長期間にわたって安定した乳化状態を維持する。
【００３８】
ところで、本発明において「エマルジョン燃料の安定した乳化状態」とは、第２攪拌工程後、少なくとも２週間の間エマルジョン燃料が相分離しないことを意味しているのではない。又、第２攪拌工程後、少なくとも２週間の間、平均粒径が４μｍ〜６μｍを維持することを意味するものでもない。例えば、混合される乳化剤の種類や量によって、本発明のエマルジョン燃料は、第２攪拌工程後２週間以内に相分離する場合もある。又、平均粒径は時間の経過と共に徐々に大きくなる。しかしながら、本発明のエマルジョン燃料は、相分離した場合にあっても、緩やかな振動や循環、或いは緩やかな攪拌を行うことによって、液全体が速やかに懸濁し、分散質である油滴が均一に分散された状態に回復することが確認されている。又、本発明のエマルジョン燃料は、時間の経過とともに平均粒径は徐々に大きくなるが、分布の最大値であるメジアン径は長期間にわたって４μｍ〜６μｍを維持する。従って、本発明において、「エマルジョン燃料の安定した乳化状態」とは、第２攪拌後、エマルジョン燃料が、少なくとも２週間の間、４μｍ〜６μｍのメジアン径を維持することを意味する。
【００３９】
本発明のエマルジョン燃料においては、ニトロ化合物が配合されてなるものが好ましい態様となる。
【００４０】
エマルジョン燃料に配合されたニトロ化合物は、特に、エマルジョン燃料の着火性を向上する着火性向上剤として機能する。ニトロ化合物の具体例としては、ニトロメタン、ニトロエタン、１‐ニトロプロパン、２‐ニトロプロパン、ニトロベンゼン、２‐エチルヘキシルニトレート等を挙げることができる。ニトロ化合物の配合量としては、油成分１００重量部に対し、０．００５重量部〜０．０５重量部とすることが好ましい。
【００４１】
又、本発明のエマルジョン燃料においては、アミン化合物が配合されてなるものが好ましい態様となる。
【００４２】
エマルジョン燃料に配合されたアミン化合物は、エマルジョン燃料を製造する装置や保存容器の腐食を防止する防錆剤として機能する。アミン化合物の具体例としては、安息香酸、パラニトロ安息香酸、メタニトロ安息香酸などの安息香酸類のアミン塩や、モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩、モノイソプロピルアミン塩等を挙げることができる。アミン化合物の配合量としては、油成分１００重量部に対し、０．００５重量部〜０．０５重量部とすることが好ましい。
【００４３】
前記ニトロ化合物及びアミン化合物を配合するタイミングとしては、前記本発明製造方法におけるいずれの工程において配合しても良く、又、エマルジョン燃料が製造された後に配合しても良い。前記ニトロ化合物及びアミン化合物は、前記本発明製造方法における第１攪拌工程において配合することが好ましい。又、前記ニトロ化合物及びアミン化合物は、前記乳化剤に予め混合された状態で第１攪拌工程において配合することが好ましい。
【００４４】
上記課題を解決するために、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、以下のように構成されている。
【００４５】
即ち、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、軽油、Ａ重油若しくは軽油及びＡ重油の混合物からなる油成分と、水と、乳化剤と、を混合し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であって、少なくとも前記油成分１００重量部と、前記水４０重量部〜１００重量部と、ＨＬＢ５〜ＨＬＢ１６の前記乳化剤０．５重量部〜１．５重量部とを混合し、攪拌することによって、平均粒径８μｍ〜１２μｍの第１エマルジョンを生成する第１攪拌工程と、前記第１攪拌工程の後、前記第１エマルジョンを５分以上静置して第２エマルジョンを得る静置工程と、前記第２エマルジョンを再度攪拌し、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料を生成する第２攪拌工程と、を実行することを特徴としている。
【００４６】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料製造装置によれば、前記水４０重量部〜１００重量部と、ＨＬＢ５〜ＨＬＢ１６の前記乳化剤０．５重量部〜１．５重量部とを混合し、攪拌することによって、平均粒径８μｍ〜１２μｍの第１エマルジョンを生成する第１攪拌工程と、前記第１攪拌工程の後、前記第１エマルジョンを５分以上静置して第２エマルジョンを得る静置工程と、前記第２エマルジョンを再度攪拌し、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料を生成する第２攪拌工程と、が実行されるため、分散質の平均粒径が４μｍ〜６μｍと非常に小さくなされたエマルジョン燃料を製造することができるので、長期間に亘って安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【００４７】
また、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、軽油、Ａ重油、若しくは軽油とＡ重油の混合物からなる油成分と、水と、乳化剤とを混合し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であって、エマルジョンを収容するタンクと、前記タンク内で前記エマルジョンを攪拌するアジテータと、前記タンクから流出された前記エマルジョンを、再度当該タンク内へ流入させる循環配管と、前記循環配管に介設され、前記タンクから流出された前記エマルジョンを当該タンク内へ流入させるポンプと、前記循環配管の前記ポンプ下流側に介設され、前記エマルジョンを攪拌するスタティックミキサと、前記循環配管の前記ポンプ下流側に介設され、前記エマルジョン燃料を磁気処理する磁気処理器と、を備える。
【００４８】
ここで、「エマルジョン」とは、本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法において実行される第１攪拌工程、静置工程、及び、第２攪拌工程で、それぞれ生成されるエマルジョン又はエマルジョン燃料を含む概念である。すなわち、「エマルジョン」とは、前記第１攪拌工程で生成される第１エマルジョン、前記静置工程で得られる第２エマルジョン、及び、前記第２攪拌工程で生成されるエマルジョン燃料を含む概念である。
【００４９】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料製造装置によれば、タンクに収容されたエマルジョンがアジテータによって攪拌されると共に、ポンプによってエマルジョンが循環配管を介して、スタティックミキサを通過させられることにより攪拌されるため、エマルジョンを効果的に攪拌することができる。更に、ポンプによってエマルジョンが循環配管を介して、磁気処理器を通過させられることにより磁気処理されるため、安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【００５０】
また、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、前記アジテータが、回動可能に構成された回転軸と、当該回転軸の先端部に装着された攪拌翼と、を備え、前記攪拌翼が、前記回転軸の軸方向に垂直に係止された円板状の基体部と、該基体部の外周部に沿って該基体部に対して垂直方向に立設された複数の羽根部と、を備え、前記基体部が、当該基体部の中心位置に前記回転軸が挿通されて係止され、前記複数の羽根部が、それぞれ、上下方向に交互に立設された平板状部材からなり、前記平板状部材が、回転方向の先端側が回転方向の後端側に対して径方向の外周側に傾斜して形成されていることが好ましい。
【００５１】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料製造装置によれば、アジテータの回転軸の先端部に装着された攪拌翼が、回転軸の軸方向に垂直に係止された円板状の基体部の外周部に沿って、該基体部に対して垂直方向に立設された複数の羽根部を有しており、この複数の羽根部が、それぞれ、上下方向に交互に立設された平板状部材からなり、この平板状部材が、回転方向の先端側が回転方向の後端側に対して径方向の外周側に傾斜して形成されているため、攪拌翼が高速（例えば、１５００ｒｐｍ）で回転することによって、複数の羽根部によってエマルジョンに高い剪断効果が付与される。したがって、エマルジョンの細粒化、均一化を促進することができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【００５２】
また、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、前記アジテータが、前記攪拌翼を１分間当り１０００回転以上、且つ、１分間当り３０００回転以下の回転速度で回転させることが好ましい。
【００５３】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料製造装置によれば、アジテータの攪拌翼が、１分間当り１０００回転以上、且つ、１分間当り３０００回転以下の回転速度で回転されるため、エマルジョンに更に高い剪断効果を付与することができる。したがって、エマルジョンの細粒化、均一化を促進することができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【００５４】
また、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、前記タンクが、略円筒状のタンクであって、前記攪拌翼の直径が、前記タンクの直径の（１／６）以上、且つ、前記タンクの直径の（１／３）以下に形成されていることことが好ましい。
【００５５】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料製造装置によれば、タンクが、略円筒状のタンクであって、アジテータの攪拌翼の直径が、タンクの直径の（１／６）以上、且つ、タンクの直径の（１／３）以下に形成されているため、タンク内に収容されたエマルジョンの全体を対流させると共に、エマルジョンに更に高い剪断効果を付与することができる。したがって、エマルジョンの細粒化、均一化を促進することができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【００５６】
また、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、前記回転軸が、前記タンクの中心軸に対して、１０度以上、且つ、３０度以下の傾斜角で配設されていることが好ましい。
【００５７】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料製造装置によれば、アジテータの回転軸が、タンクの中心軸に対して、１０度以上、且つ、３０度以下の傾斜角で配設されているため、タンク内に収容されたエマルジョンの全体を更に効果的に対流させることができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【００５８】
また、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置は、前記攪拌翼が、その中心位置が、前記タンク底面から、前記タンクの底面から前記タンクに収容されているエマルジョン燃料の液面までの深さであるエマルジョン燃料深さの（１／４０）以上、且つ、前記エマルジョン燃料深さの（１／３）以下の距離だけ離間した位置であって、前記タンク側面から、前記タンクの直径の（１／６）以上、且つ、前記タンクの直径の（１／３）以下の距離だけ離間した位置に配設されていることが好ましい。
【００５９】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料製造装置によれば、アジテータの攪拌翼の中心位置が、エマルジョン燃料深さの（１／４０）以上、且つ、エマルジョン燃料深さの（１／３）以下の距離だけ離間した位置であって、タンク側面から、タンクの直径の（１／６）以上、且つ、タンクの直径の（１／３）以下の距離だけ離間した位置に配設されているため、タンク内に収容されたエマルジョンの全体を更に効果的に対流させることができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【００６０】
上記課題を解決するために、本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法は、以下のように構成されている。
【００６１】
即ち、本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法は、軽油、Ａ重油若しくは軽油及びＡ重油の混合物からなる油成分と、水と、乳化剤と、を混合してエマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料の製造方法であって、本発明に係る上記エマルジョン燃料製造装置を用いて、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料を製造することを特徴としている。
【００６２】
かかる構成を備えるエマルジョン燃料の製造方法によれば、均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料が、本発明に係る上記エマルジョン燃料製造装置を用いて製造されるため、長期間に亘って安定したエマルジョン燃料を効率的に製造することができる。
【発明の効果】
【００６３】
本発明に係るエマルジョン燃料製造装置によれば、長期間に亘って安定したエマルジョン燃料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１攪拌工程終了時において得られた第１エマルジョンの粒径分布図である。
【図２】図１に示す第１エマルジョンの粒径分布をデータで示す図表である。
【図３】第１攪拌工程終了時において得られた第１エマルジョンを撮影した電子顕微鏡写真である。
【図４】第１攪拌工程後、静置工程（５分）を経て得られた第２エマルジョンの粒径分布図である。
【図５】図４に示す第２エマルジョンの粒径分布をデータで示す図表である
【図６】第１攪拌工程後、静置工程（５分）を経て得られた第２エマルジョンを撮影した電子顕微鏡写真である。
【図７】第１攪拌工程後、静置工程（１０分）を経て得られた第２エマルジョンの粒径分布図である。
【図８】図７に示す第２エマルジョンの粒径分布をデータで示す図表である。
【図９】第１攪拌工程後、静置工程（１０分）を経て得られた第２エマルジョンを撮影した電子顕微鏡写真である。
【図１０】第２攪拌工程後に得られたエマルジョン燃料の粒径分布図である。
【図１１】図１０に示すエマルジョン燃料の粒径分布をデータで示す図表である。
【図１２】第２攪拌工程後に得られたエマルジョン燃料を撮影した電子顕微鏡写真である。
【図１３】第２攪拌工程後、２週間経過した後のエマルジョン燃料の粒径分布図である。
【図１４】図１３で示すエマルジョン燃料の粒径分布をデータで示す図表である。
【図１５】第２攪拌工程後、２週間経過した後のエマルジョン燃料を撮影した電子顕微鏡写真である。
【図１６】本発明に係るエマルジョン燃料製造装置の一例を示す全体構成図である。
【図１７】図１６のエマルジョン燃料製造装置に配設される磁気処理器としての磁気処理器の一例を示す側面断面図である。
【図１８】図１６のエマルジョン燃料製造装置に配設されるスタティックミキサの一例を示す側面断面図である。
【図１９】図１６のエマルジョン燃料製造装置に配設される混合タンク及びアジテータの一例を示す透視側面図である。
【図２０】図１９に示すアジテータの攪拌翼の一例を示す側面図及び平面図である。
【図２１】本発明に係るエマルジョン燃料製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２２】図２１に示すフローチャートのステップＳ１における水磁気処理の一例を示す詳細フローチャートである。
【図２３】図２２に示す水磁気処理における水の流れを示す説明図である。
【図２４】図２１に示すフローチャートのステップＳ２における重油磁気処理の一例を示す詳細フローチャートである。
【図２５】図２４に示す重油磁気処理におけるＡ重油の流れを示す説明図である。
【図２６】図２１に示すフローチャートのステップＳ３における混合液生成処理の一例を示す詳細フローチャートである。
【図２７】図２６に示す混合液生成処理における乳化剤及び混合液の流れを示す説明図である。
【図２８】図２１に示すフローチャートのステップＳ４における第１攪拌処理の一例を示す詳細フローチャートである。
【図２９】図２８に示す第１攪拌処理における水及びエマルジョンの流れを示す説明図である。
【図３０】図３１に示すフローチャートのステップＳ６における第２攪拌処理の一例を示す詳細フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
以下、本発明を実施するための形態を説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００６６】
［実施例１〜実施例１０］
‐成分‐
油成分として、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０５（１９８０）に規定された１種（Ａ重油）１号（ＬＳＡ重油）を用いた。
【００６７】
水として、水道水を用いた。
【００６８】
乳化剤として、コスゲン社製、商品名：サンアクア（乳化主成分としての複数種のポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＨＬＢ８〜ＨＬＢ１２）と、乳化副成分としてのエステル型非イオン性界面活性剤（ＨＬＢ１４）を含有し、更に、少量のエチレングリコール、ニトロ化合物及びアミン化合物が添加されたもの）を用いた。
【００６９】
‐第１攪拌工程‐
前記各成分を所定割合で混合し、５００ｇを１リットルビーカー内にて、ホモミキサーで十分に攪拌し（２０００ｒｐｍ、３５℃）、第１エマルジョンを生成した。各成分の混合割合を表１に示し、第１エマルジョンの粒径分布に関するデータを下記表２に示す。なお、粒径分布は、ＨＯＲＩＢＡ社製レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置（ＬＡ‐３００）にて３回測定した値の平均値である。
【００７０】
又、参考として、第１攪拌工程終了時において得られた第１エマルジョン（実施例５のもの）の粒径分布図を図１に示し、その粒径分布をデータで示す図表を図２に示し、その電子顕微鏡写真を図３に示す。
【００７１】
【表１】
0004791603.tif 000002
【００７２】
【表２】
0004791603.tif 000003
【００７３】
表２、図１及び図２に示す結果より、第１攪拌工程によって、第１エマルジョン中の分散質の平均粒径は、実施例１〜実施例１０において、８μｍ〜１２μｍの範囲内にあることが認められた。又、標準偏差（算術標準偏差）は、３．５μｍ〜６μｍの範囲内にあり、メジアン径は、８μｍ〜１１．５μｍの範囲内にあることが確認された。又、図３に示す電子顕微鏡写真により、第１攪拌工程終了時において、第１エマルジョン中の分散質Ｍは十分に分散していることが認められた。なお、ホモミキサーの攪拌速度を上げ、更に攪拌時間を延ばして第１攪拌工程を行っても８μｍ〜１２μｍの範囲内の粒径分布となることが確認されている。
【００７４】
‐静置工程‐
第１攪拌工程で得られた第１エマルジョンを、静置（５分及び１０分）する静置工程を行うことにより第２エマルジョンを得た。得られた第２エマルジョンの状態（目視により判定）、及び測定した平均粒径（油相が上層に相分離している場合は、下層のエマルジョン相の平均粒径）を表３に示す。
【００７５】
又、参考として、得られた第２エマルジョン（実施例５（５分静置））の粒径分布図を図４に示し、その粒径分布をデータで示す図表を図５に示し、その電子顕微鏡写真を図６に示す。更に、得られた第２エマルジョン（実施例５のもの（１０分静置））の粒径分布図を図７に示し、その粒径分布をデータで示す図表を図８に示し、その電子顕微鏡写真を図９に示す。
【００７６】
【表３】
0004791603.tif 000004
【００７７】
表３、図４、図５、図７、図８に示す結果より、静置工程を行って得られた第２エマルジョンは、８μｍ〜１２μｍの平均粒径を維持していることが認められた。又、図６及び図９に示す電子顕微鏡写真により、第２エマルジョン中の分散質Ｍ（特に粒径の大きいもの）は、静置工程によって接近・会合し、複数の分散質Ｍが連なった会合体Ｇを形成していることが認められた。
【００７８】
‐第２攪拌工程‐
５分の静置工程によって得られた第２エマルジョンをホモミキサーで再度攪拌し（２０００ｒｐｍ、３５℃）、エマルジョン燃料を生成した。
【００７９】
第２攪拌工程終了時のエマルジョン燃料の粒径分布を下記表４に示す。
【００８０】
又、参考として、得られた第２攪拌工程終了時のエマルジョン燃料（実施例５のもの）の粒径分布図を図１０に示し、その粒径分布をデータで示す図表を図１１に示し、その電子顕微鏡写真を図１２に示す。
【００８１】
【表４】
0004791603.tif 000005
【００８２】
表４、図１０及び図１１に示す結果より、第２攪拌工程によって得られたエマルジョン燃料中の分散質の平均粒径は４μｍ〜６μｍの範囲内にあり、第１攪拌終了時よりかなり小さくなっていることが確認された。又、標準偏差（算術標準偏差）は、２．５μｍ〜４μｍの範囲となり、メジアン径は、４μｍ〜６μｍの範囲内にあることが認められた。更に、粒径６μｍ以下の分散質の割合は５０％以上で、粒径４μｍ〜６μｍの分散質の割合は、２５％〜４０％となっており、粒径６μｍ以下の分散質の割合が高いことが認められた。図１２に示す電子顕微鏡写真からも、エマルジョン燃料中の分散質ｍは粒径が小さくなって、十分に分散していることが確認できた。
【００８３】
その後、各実施例に係るエマルジョン燃料を２週間静置した。下記表５は、第２攪拌工程終了後２週間経過時に測定したエマルジョン燃料の粒径分布及びそのときの状態を示す表である。
【００８４】
又、参考として、第２攪拌工程終了後２週間経過時のエマルジョン燃料（実施例５のもの）の粒径分布図を図１３に示し、その粒径分布をデータで示す図表を図１４に示し、その電子顕微鏡写真を図１５に示す。
【００８５】
【表５】
0004791603.tif 000006
【００８６】
表５、図１３、図１４に示す結果より、第２攪拌工程終了後２週間経過した時点のエマルジョン燃料の分散質の平均粒径は、８μｍ〜１２μｍとなり、又、標準偏差（算術標準偏差）は、１６μｍ〜２０μｍとなっていることから、時間の経過と共に、分布の広がりが生じていることが認められた。しかしながら、その際のメジアン径は、第２攪拌直後に測定したメジアン径とほぼ同等であった。又、粒径６μｍ以下の分散質の割合は４０％以上有り、粒径４μｍ〜６μｍの分散質の割合は１５％〜３０％となっていることから、粒径６μｍ以下の分散質の割合が高いまま、しかも粒径４μｍ〜６μｍの分散質の割合が高いまま維持されていることが認められた。図１５に示す電子顕微鏡写真からも、粒径４μｍ〜６μｍの分散質ｍの頻度が高いことを確認することができた。
【００８７】
なお、実施例１及び２において得られたエマルジョン燃料は、２週間経過後に相分離していることが確認されたが、軽く攪拌するだけで再び均一に懸濁することが認められた。
【００８８】
‐燃焼試験‐
実施例１〜実施例１０にて得られたエマルジョン燃料（２週間経過後のものを３５℃に加温し、軽く攪拌して均一に懸濁させたもの）をバーナーにて着火し、その着火性及び燃焼安定性について評価した結果を下記表６に示す。
【００８９】
なお表中の評価は、着火性については、
◎：バーナーの炎に触れた瞬間速やかに着火
○：バーナーの炎に晒された後、２秒〜３秒経過して着火
△：バーナーの炎に晒された後、しばらく経過した後着火
×：着火せず
を意味する。
【００９０】
又、燃焼安定性については、
◎：安定的に燃焼
○：炎に若干の揺らぎが認められる
△：炎にかなりの揺らぎが認められる
×：安定して燃焼しない
を意味する。
【００９１】
【表６】
0004791603.tif 000007
【００９２】
表６に示す結果より、実施例１〜実施例１０にて得られたエマルジョン燃料の良好な着火性及び燃焼安定性が認められた。
【００９３】
［実施例１１〜実施例１８］
‐成分‐
油成分として、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０５（１９８０）に規定された１種（Ａ重油）１号（ＬＳＡ重油）を１００重量部用いた。
【００９４】
水として、水道水５０重量部を用いた。
【００９５】
乳化剤として、下記表７に示すものをそれぞれ１重量部用いた。
【００９６】
【表７】
0004791603.tif 000008
【００９７】
油成分、水及び各乳化剤を混合し、前記実施例１〜実施例１０と同様の条件で、第１攪拌工程、静置工程及び第２攪拌工程に供することによって、エマルジョン燃料を得た。
【００９８】
各工程における粒径分布を下記表８に示す。
【００９９】
【表８】
0004791603.tif 000009
【０１００】
表８に示す結果より、第１攪拌工程によって得られた第１エマルジョンの平均粒径は、各実施例においていずれも８μｍ〜１２μｍの範囲内であったのに対し、静置工程を経て、第２攪拌工程を行うことによって、平均粒径４μｍ〜６μｍの範囲内のエマルジョン燃料となっていることが確認された。又、各実施例において得られたエマルジョン燃料は、２週間経過した後も４μｍ〜６μｍの範囲内のメジアン径を維持していることが認められた、なお、２週間経過した後のエマルジョン燃料における粒径６μｍ以下の分散質の割合は、各実施例においていずれも４０％以上であり、しかも粒径４μｍ〜６μｍの分散質の割合は、２０％〜３０％の範囲内であった。更に、各実施例において得られたエマルジョン燃料は、いずれも良好な着火性及び燃焼性を示すことが確認された。
【０１０１】
なお、前記実施例１〜実施例１８は、油成分としてＬＳＡ重油を用いているが、ＬＳＡ重油に替えて、その他の種類のＡ重油（例えば、ＨＳＡ重油等）や軽油、或いはＡ重油と軽油の混合物を用いても、第１攪拌工程によって得られる第１エマルジョンの平均粒径は８μｍ〜１２μｍの範囲内にあり、静置工程を経て、第２攪拌工程を行うことによって精製されるエマルジョン燃料の平均粒径は４μｍ〜６μｍの範囲内にあった。又、このエマルジョン燃料は、２週間経過した後も４μｍ〜６μｍの範囲内のメジアン径を維持しており、２週間経過した後のエマルジョン燃料における粒径６μｍ以下の分散質の割合は４０％以上であり、しかも粒径４μｍ〜６μｍの分散質の割合は、２０％〜３０％の範囲内であった。更に、このエマルジョン燃料は、良好な着火性及び燃焼性を示すことが確認された。
【０１０２】
続いて、本発明のエマルジョン燃料装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【０１０３】
−エマルジョン燃料製造装置１００−
まず、図１６〜図２０を参照して、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置１００の一実施形態について説明する。図１６は、本発明に係るエマルジョン燃料製造装置１００の一例を示す全体構成図である。以下、図１６を参照してエマルジョン燃料製造装置１００の全体構成について説明する。エマルジョン燃料製造装置１００は、油成分と、水と、乳化剤とを混合し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であって、基油タンク１及びエマルジョン燃料タンク８に配管を介して接続されている。
【０１０４】
基油タンク１は、油成分を収容するタンクである。後述するように、基油タンク１に収容された油成分は、エマルジョン燃料製造装置１００に配設された基油混合ポンプ２によって混合タンク７へ移送される。ここでは、基油タンク１に収容される油成分は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０５に規定された１種（Ａ重油）１号（ＬＳＡ重油）である。本実施形態では、油成分がＬＳＡ重油である場合について説明するが、その他の種類のＡ重油（例えば、ＨＳＡ重油等）である形態でも良く又、軽油であっても、Ａ重油と軽油の混合物であっても良い。
【０１０５】
エマルジョン燃料タンク８は、エマルジョン燃料製造装置１００によって製造されたエマルジョン燃料を収容するタンクである。エマルジョン燃料タンク８に収容されたエマルジョン燃料は、配管を介してボイラに供給される。ここで、ボイラでエマルジョン燃料が燃焼される際には、エマルジョン燃料中の水が沸騰し蒸発して微爆発を起こすため、エマルジョン燃料中のＡ重油が微粒子化される。したがって、Ａ重油と空気との接触面積が増加するため、Ａ重油が完全燃焼されて、ＮＯｘ及び粒子状物質の発生が低減される。
【０１０６】
エマルジョン燃料製造装置１００は、基油混合ポンプ２、水タンク３、水ポンプ４、乳化剤タンク５、乳化剤ポンプ６、及び、混合タンク７を備えている。
【０１０７】
基油混合ポンプ２は、Ａ重油を基油タンク１から混合タンク７へ移送すると共に、混合タンク７に収容されたエマルジョン燃料を、磁気処理器７２及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管（図２５、図２７参照）を介して循環させるポンプである。なお、磁気処理器７２は、特許請求の範囲に記載された発明における「磁気処理器」に相当し、この磁気処理器７２については、図１７を用いて後述する。また、スタティックミキサ７３については、図１８を用いて後述する。ここでは、基油混合ポンプ２は、例えば、トロコイドポンプ（日本オイルポンプ株式会社の登録商標）である。なお、トロコイドポンプは、トロコイド曲線を使用した内接ギアポンプである。また、基油混合ポンプ２の吐出量は、ここでは、毎分３６リットルである。ここで、基油混合ポンプ２は、特許請求の範囲に記載された発明における「ポンプ」に相当する。
【０１０８】
水タンク３は、外部（例えば、上水道）から供給された水を収容するタンクである。ここで、水タンク３の容量は、２０リットルである。水タンク３に収容された水は、水ポンプ４によって磁気処理器３３が介設された循環配管（図２３参照）を介して循環されると共に、水ポンプ４によって混合タンク７へ移送される。なお、磁気処理器３３は、特許請求の範囲に記載された発明における「磁気処理器」に相当し、この磁気処理器３３については、図１７を用いて後述する。
【０１０９】
水ポンプ４は、水タンク３に収容された水を、磁気処理器３３が介設された循環配管（図２３参照）を介して循環させると共に、水タンク３に収容された水を混合タンク７へ移送するポンプである。ここでは、水ポンプ４は、マグネット駆動式渦巻ポンプである。また、水ポンプ４の吐出量は、ここでは、毎分９リットルである。
【０１１０】
乳化剤タンク５は、乳化剤を収容するタンクである。なお、乳化剤は、作業者によって乳化剤タンク５に適宜補充される。乳化剤タンク５に収容された乳化剤は、乳化剤ポンプ６によって混合タンク７へ移送される。ここで、乳化剤タンク５の容量は、２５リットルである。また、乳化剤タンク５に収納される乳化剤は、安定なエマルジョン燃料を形成するために添加される両親媒性物質であり、ＨＬＢ５〜ＨＬＢ１６のものが用いられる。ここでは乳化剤として、コスゲン株式会社製、商品名「サンアクア」を用いた。
【０１１１】
乳化剤ポンプ６は、乳化剤タンク５に収容された乳化剤を、混合タンク７へ移送するポンプである。乳化剤ポンプ６は、ここでは、マグネット駆動式渦巻ポンプである。また、乳化剤ポンプ６の吐出量は、ここでは、毎分０．１２リットルである。
【０１１２】
混合タンク７は、エマルジョン（第１エマルジョン、第２エマルジョン、又は、エマルジョン燃料）を収容するタンクである。混合タンク７に収容されたエマルジョンは、混合タンク７に配設されたアジテータ７１で攪拌されると共に、基油混合ポンプ２によって磁気処理器７２及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管（図２５、図２７参照）を介して循環される。なお、磁気処理器７２については、図１７を用いて後述する。また、スタティックミキサ７３については、図１８を用いて後述する。ここで、混合タンク７の容量は、７０リットルである。ここで、混合タンク７は、特許請求の範囲に記載された発明における「タンク」に相当する。
【０１１３】
基油タンク１と基油混合ポンプ２との間の配管には、電動バルブ２１が介設されている。また、混合タンク７の流出側（下端吐出口）と基油混合ポンプ２の流入側との間の配管には、電動バルブ２２が介設されている。基油混合ポンプ２の吐出側と混合タンク７の流入側（上端流入口）との間の配管には、電動バルブ２３、磁気処理器７２及びスタティックミキサ７３がこの順序で直列に介設されている。基油混合ポンプ２の吐出側とエマルジョン燃料タンク８との間の配管には、電動バルブ２４が介設されている。
【０１１４】
更に、上水道と水タンク３との間の配管には、電動バルブ３１が介設されている。水ポンプ４の吐出側と、水タンク３の流入側（上端流入口）との間の配管には、電動バルブ３２が介設されている。水ポンプ４の吐出側と、混合タンク７の流入側（上端流入口）との間の配管には、磁気処理器３３及び電動バルブ３４がこの順序で直列に介設されている。
【０１１５】
加えて、乳化剤タンク５と乳化剤ポンプ６の流入側との間には、電動バルブ６１が介設されている。乳化剤ポンプ６の吐出側と乳化剤タンク５の流入側（上端流入口）との間の配管には、電動バルブ６２が介設されている。乳化剤ポンプ６の吐出側と混合タンク７の流入側（上端流入口）との間の配管には、電動バルブ６３が介設されている。
【０１１６】
このようにして、混合タンク７に収容されたエマルジョンがアジテータ７１によって攪拌されると共に、基油混合ポンプ２によってエマルジョンが循環配管を介して、スタティックミキサ７３を通過させられることにより攪拌されるため、エマルジョンを効果的に攪拌することができる。更に、基油混合ポンプ２によってエマルジョンが循環配管を介して、磁気処理器７２を通過させられることにより磁気処理されるため、安定した乳化状態のエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１１７】
本実施形態では、スタティックミキサ７３が磁気処理器７２の下流側に配設されている場合について説明するが、スタティックミキサ７３が磁気処理器７２の上流側に配設されている形態でもよい。
【０１１８】
また、本実施形態では、混合タンク７の循環配管に１つのスタティックミキサ７３と１つの磁気処理器７２とが直列に介設されている場合について説明するが、混合タンク７の循環配管に少なくとも１つのスタティックミキサ７３と少なくとも１つの磁気処理器７２とが直列に介設されている形態であればよい。
【０１１９】
例えば、混合タンク７の循環配管に直列に配設された複数のスタティックミキサ７３と、直列に配設された複数の磁気処理器７２とが直列に介設されている形態でもよい。この場合には、エマルジョンを更に効果的に攪拌することができると共に、更に安定した乳化状態のエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１２０】
また、例えば、混合タンク７の循環配管に並列に配設された複数のスタティックミキサ７３と、並列に配設された複数の磁気処理器７２とが直列に介設されている形態でもよい。この場合には、エマルジョンの単位時間当りの循環流量を増大することができるため、エマルジョン燃料を効率的に製造することができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、混合タンク７内に１つのアジテータ７１が配設される場合について説明するが、混合タンク７内に複数のアジテータ７１が配設される形態でもよい。この場合には、エマルジョンを更に効果的に攪拌することができる。
【０１２２】
本実施形態では、基油タンク１及びエマルジョン燃料タンク８が、エマルジョン燃料製造装置１００の外部に設置されている場合について説明するが、基油タンク１及びエマルジョン燃料タンク８の少なくとも一方が、エマルジョン燃料製造装置１００の内部に配設されている形態でもよい。
【０１２３】
−磁気処理器３３、７２−
図１７は、図１６のエマルジョン燃料製造装置１００に配設される磁気処理器３３、７２の一例を示す側面断面図である。図１７を参照して、磁気処理器３３、７２の構造について説明する。なお、磁気処理器３３、７２は、略同一の構造を有するため、以下の説明においては、便宜上、磁気処理器３３について説明する。
【０１２４】
磁気処理器３３は、水、Ａ重油、エマルジョン等の流体を強力な磁界中を通過させて、磁気処理するものである。磁気処理器３３は、図１７に示すように、外周側遮蔽板３３１、外周側磁石３３２、内周側磁石３３３、内周側遮蔽板３３４、外周管３３５、外筒３３６及び内筒３３７を備えている。
【０１２５】
外周側遮蔽板３３１は、外周側磁石３３２の外周側に配設され、外周側磁石３３２からの磁力線が外部に漏れることを防止する遮蔽板である。
【０１２６】
外周側磁石３３２は、外周側遮蔽板３３１と外周管３３５との間に配設され、対向して配置された内周側遮蔽板３３４との間で強力な磁場（例えば、１４０００ガウス）を形成するネオジム磁石（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍｕ  ｍａｇｎｅｔ）である。
【０１２７】
内周側磁石３３３は、内筒３３７の外周面と内周側遮蔽板３３４の間に配設され、対向して配置された外周側磁石３３２との間で強力な磁場を形成するネオジム磁石である。
【０１２８】
内周側遮蔽板３３４は、内周側磁石３３３の内周側に配設され、内周側磁石３３３（例えば、上側の内周側磁石３３３）からの磁力線が対向する内周側磁石３３３（例えば、下側の内周側磁石３３３）に漏れることを防止する遮蔽板である。
【０１２９】
外周管３３５は、円筒状の管であって、内部に内筒３３７が配設され、外周管３３５の内周面と内筒３３７の外周面との間に、水、Ａ重油、エマルジョン等の流体が流される流路を形成するものである。
【０１３０】
外筒３３６は、外周側遮蔽板３３１及び外周側磁石３３２の外周側に配設され、端部が外周管３３５に接続された円筒状の筐体である。
【０１３１】
内筒３３７は、内周側磁石３３３及び内周側遮蔽板３３４が中心軸に対して線対称に配設される円筒状部材であって、その外周面が外周管３３５の内周面と予め設定された所定距離（例えば、５ｍｍ）だけ離間した状態で、外周管３３５に固定されている。
【０１３２】
図１７の左側から流入した流体は、内筒３３７の左側端部位置で、矢印Ｖ１１、Ｖ２１で示す上下方向に分流する。そして、流体は、外周側磁石３３２と内周側磁石３３３との間の強力な磁場内を、矢印Ｖ１２、Ｖ２２、及び、矢印Ｖ１３、Ｖ２３で示すように流れる。更に、流体は、内筒３３７の右側端部位置で、合流する。
【０１３３】
このように、磁気処理器３３、７２によって形成された強力な磁場中を、水、Ａ重油、エマルジョン等の流体が流されるため、該流体を効果的に磁気処理することができる。
【０１３４】
−スタティックミキサ７３−
図１８は、エマルジョン燃料製造装置１００に配設されるスタティックミキサ７３の一例を示す側面断面図である。（ａ）は、スタティックミキサ７３による分割作用の一例を示す側面断面図であり、（ｂ）は、エマルジョン燃料製造装置１００に配設されるスタティックミキサ７３の一例を示す側面断面図である。
【０１３５】
図１８に示すように、スタティックミキサ７３は、駆動部のない静止型混合器であって、外筒部７３１、及び、エレメント７３２、７３３を備えている。外筒部７３１の一方側端部（ここでは、左側端部）からスタティックミキサ７３内に入った流体（ここでは、Ａ重油、エマルジョン等）は、エレメント７３２、７３３により順次攪拌混合される。エレメント７３２、７３３は、それぞれ、長方形の板を１８０度ねじった形で構成されており、ねじれの方向により、右エレメント７３２と左エレメント７３３とが交互に配設されている。なお、各エレメント７３２、７３３の軸方向の長さは、スタティックミキサ７３の直径に対して、約１．５倍の長さに設定されている。
【０１３６】
図１８（ａ）に示すように、流体は、１つのエレメント７３２、７３３を通過するごとに２つに分割される。最上流側の右エレメント７３２に、左から右に向けて流体が矢印Ｖ３１、Ｖ４１で示す向きに流入する場合について、スタティックミキサ７３による分割作用について、以下に具体的に説明する。
【０１３７】
最上流側の右エレメント７３２に流入した流体は、最上流側の右エレメント７３２に沿って矢印Ｖ３２、Ｖ４２で示す向き（進行方向に向かって反時計回り）に旋回される。そして、最上流側の右エレメント７３２に隣接する２段目の左エレメント７３３の上流側端面で２つに分割され、矢印Ｖ３３、Ｖ４３で示すように２段目の左エレメント７３３に流入する。次に、２段目の左エレメント７３３に流入した流体は、２段目の左エレメント７３３に沿って矢印Ｖ３３、Ｖ４３で示す向き（進行方向に向かって時計回り）に旋回される。そして、２段目の左エレメント７３３に隣接する３段目の右エレメント７３２の上流側端面で２つに分割され、矢印Ｖ３４、Ｖ４４で示すように３段目の右エレメント７３２に流入する。３段目の右エレメント７３２に流入した流体は、３段目の右エレメント７３２に沿って矢印Ｖ３５、Ｖ４５で示す向き（進行方向に向かって反時計回り）に旋回される。
【０１３８】
このように、スタティックミキサ７３に配設されたエレメント７３２、７３３の個数Ｎに応じて、次の（１）式によって流体の分割数Ｍが決定される。
（分割数Ｍ）＝２N      （１）
【０１３９】
また、流体は、エレメント７３２、７３３ごとに回転方向が変わり、急激な慣性力の反転を受けて乱流攪拌される。したがって、スタティックミキサ７３は、エレメント７３２、７３３の個数Ｎが多い程、細かく分割されると共に、攪拌効果が大きくなる。
【０１４０】
図１８（ｂ）に示すように、エマルジョン燃料製造装置１００に配設されるスタティックミキサ７３には、８個のエレメント７３２、７３３が配設されているため、上記（１）式より、分割数Ｍは、２５６個となる。
【０１４１】
このように、スタティックミキサ７３によって、Ａ重油、エマルジョン等の流体が効果的に分割される（細粒化される）と共に、攪拌される。
【０１４２】
本実施形態では、スタティックミキサ７３が、８個のエレメント７３２、７３３を有する場合について説明するが、スタティックミキサ７３が、その他の個数のエレメント７３２、７３３を有する形態でもよい。なお、上述のように、エレメント７３２、７３３の個数Ｎが多い程、細かく分割されると共に、攪拌効果が大きくなるため、エレメント７３２、７３３の個数Ｎは多い方が好ましい。
【０１４３】
−アジテータ７１−
図１９は、図１６のエマルジョン燃料製造装置に配設される混合タンク７及びアジテータ７１の一例を示す透視側面図である。図２０は、図１９に示すアジテータ７１の攪拌翼の７１３一例を示す側面図及び平面図である。図２０（ａ）は、攪拌翼の７１３の側面図であって、図２０（ｂ）は、攪拌翼の７１３の平面図である。以下、図１９及び図２０を参照して、アジテータ７１の構造及び配設位置について説明する。アジテータ７１は、駆動部７１１、回転軸７１２、及び、攪拌翼７１３を備えている。
【０１４４】
駆動部７１１は、モータ等の駆動源を備え、回転軸７１２を駆動するものである。駆動部７１１は、混合タンク７の上面に、混合タンク７の中心軸に対して予め設定された角度θで傾斜した状態で固定されている。ここで、角度θは、次の（２）式を満たすべく設定されている。なお、本実施形態においては、角度θは、１６度である。また、角度θは、特許請求の範囲に記載された発明における「傾斜角」に相当する。
１０度≦（角度θ）≦３０度      （２）
【０１４５】
回転軸７１２は、駆動部７１１によって回転駆動されるものであって、先端部に攪拌翼７１３が固定されている。回転軸７１２が駆動部７１１によって回転駆動され、回転軸７１２の先端部に固定された攪拌翼７１３が回転することによって、混合タンク７内の流体が攪拌される。ここでは、回転軸７１２は、駆動部７１１によって、予め設定された回転速度ＮＡで回転駆動される。また、回転速度ＮＡは、次の（３）式を満たすべく設定されている。なお、本実施形態においては、回転速度ＮＡは、１５００ｒｐｍに設定されている。
１０００ｒｐｍ≦（回転速度ＮＡ）≦３０００ｒｐｍ      （３）
【０１４６】
攪拌翼７１３は、混合タンク７内の流体を攪拌するものであって、攪拌翼７１３の直径ｄ２は、混合タンク７の直径Ｄと比較して、次の（４）式を満たすべく形成されている。なお、本実施形態では、混合タンク７の直径Ｄは４００ｍｍであって、攪拌翼７１３の直径ｄ２は１００ｍｍに設定されている。
（直径Ｄ）／６≦（直径ｄ２）≦（直径Ｄ）／３      （４）
【０１４７】
また、攪拌翼７１３における中心位置の混合タンク７底面からの高さｈ１は、混合タンク７の底面から混合タンク７に収容されているエマルジョン燃料の液面までの深さであるエマルジョン燃料深さＨと比較して、次の（５）式を満たすべく配置されている。なお、本実施形態では、エマルジョン燃料深さＨは４００ｍｍであって、高さｈ１は、７０ｍｍに設定されている。
（深さＨ）／４０≦（高さｈ１）≦（深さＨ）／３      （５）
【０１４８】
更に、攪拌翼７１３における中心位置の混合タンク７側面からの距離ｄ１は、混合タンク７の直径Ｄと比較して、次の（６）式を満たすべく配置されている。なお、本実施形態では、距離ｄ１は、１２０ｍｍに設定されている。
（直径Ｄ）／６≦（距離ｄ１）≦（直径Ｄ）／３      （６）
【０１４９】
次に、図２０を参照して、攪拌翼７１３の構造を説明する。攪拌翼７１３は、基体部７１４、及び、複数の（ここでは、１６個の）羽根部７１５を備えている。基体部７１４は、回転軸７１２の軸方向に対して垂直に係止された円板状の部材である。また、基体部７１４の中心位置には、回転軸７１２が挿通されて係止される孔７１６が形成されている。
【０１５０】
羽根部７１５は、基体部７１４の外周部に沿って基体部７１４に対して垂直方向に立設されたものである。また、羽根部７１５は、それぞれ、上下方向に交互に立設された平板状部材からなり、該平板状部材は、回転方向の先端側が回転方向の後端側に対して径方向の外周側に角度ψで傾斜した状態で形成されている。ここで、矢印Ｖ５は、攪拌翼７１３の回転方向を示しており、ここでは、反時計回りである。また、角度ψは、本実施形態では、６０度である。また、羽根部７１５の高さｈ２は、ここでは、２０ｍｍである。
【０１５１】
具体的には、複数の羽根部７１５は、それぞれ、基体部７１４の外周部から、基体部７１４と一体に径方向に延設された平板状部材からなり、該板状部材の外周端部が、上下方向に交互に立設するべく直角に屈曲されて形成されている。
【０１５２】
このように、アジテータ７１の回転軸７１２の先端部に装着された攪拌翼７１３が、回転軸７１２の軸方向に垂直に係止された円板状の基体部７１４の外周部に沿って、該基体部７１４に対して垂直方向に立設された複数の羽根部７１５を有しており、この複数の羽根部７１５が、それぞれ、上下方向に交互に立設された平板状部材からなり、この平板状部材が、回転方向の先端側が回転方向の後端側に対して径方向の外周側に角度ψで傾斜した状態で形成されているため、攪拌翼７１３が高速（例えば、１５００ｒｐｍ）で回転することによって、複数の羽根部７１５がエマルジョンに高い剪断効果を付与することができる。従って、エマルジョン燃料の細粒化、均一化を促進することができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１５３】
また、アジテータ７１の攪拌翼７１３が、上記（３）式を満たす回転速度ＮＡ（例えば、１５００ｒｐｍ）で回転されるため、エマルジョン燃料に更に高い剪断効果を付与することができる。従って、エマルジョンの細粒化、均一化を促進することができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１５４】
更に、混合タンク７が、円筒状のタンクであって、アジテータ７１の攪拌翼７１３の直径ｄ２が、上記（４）式を満たすべく形成されているため、混合タンク７内に収容されたエマルジョンの全体を対流させると共に、エマルジョンに更に高い剪断効果を付与することができる。従って、エマルジョンの細粒化、均一化を促進することができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１５５】
加えて、アジテータ７１の回転軸７１２が、混合タンク７の中心軸に対して、上記（２）式を満たす角度θで傾斜して配設されているため、混合タンク７内に収容されたエマルジョンの全体を更に効果的に対流させることができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１５６】
また、アジテータ７１の攪拌翼７１３における中心位置の、混合タンク７の底面からの高さｈ１が、上記（５）式を満たすべく配置され、且つ、アジテータ７１の攪拌翼７１３における中心位置の、混合タンク７の側面からの距離ｄ１が、上記（６）式を満たすべく配置されているため、混合タンク７内に収容されたエマルジョンの全体を更に効果的に対流させることができるので、更に安定したエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１５７】
本実施形態では、羽根部７１５の角度ψが６０度である場合について説明するが、羽根部７１５の角度ψは、攪拌翼７１３の直径ｄ２及び回転速度ＮＡに応じて、適宜、適正な値に設定すればよい。なお、回転速度ＮＡが大きい程、及び、直径ｄ２が大きい程、羽根部７１５のエマルジョン燃料に対する相対速度が大きくなるため、羽根部７１５の角度ψは直角（９０度）に近い値に設定することが好ましい。
【０１５８】
また、本実施形態では、羽根部７１５の高さｈ２が２０ｍｍである場合について説明するが、羽根部７１５の高さｈ２は、攪拌翼７１３の直径ｄ２及び回転速度ＮＡに応じて、適宜、適正な値に設定すればよい。なお、回転速度ＮＡが大きい程、及び、直径ｄ２が大きい程、羽根部７１５のエマルジョン燃料に対する相対速度が大きくなるため、羽根部７１５の高さｈ２は小さい値に設定することが好ましい。
【０１５９】
更に、本実施形態では、羽根部７１５の個数が１６個である場合について説明するが、羽根部７１５の個数は、攪拌翼７１３の直径ｄ２及び回転速度ＮＡに応じて、適宜、適正な値に設定すればよい。なお、回転速度ＮＡが大きい程、及び、直径ｄ２が大きい程、羽根部７１５のエマルジョンに対する相対速度が大きくなるため、羽根部７１５の個数は小さい値に設定することが好ましい。
【０１６０】
−エマルジョン燃料の製造−
次に、図２１〜図３０を参照して、本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法について説明する。図２１は、本発明に係るエマルジョン燃料の製造方法の一例を示すフローチャートである。なお、以下の全ての処理は、エマルジョン燃料製造装置１００に配設された図略の制御部によって当該エマルジョン燃料製造装置１００の全体の動作が制御されて、当該エマルジョン燃料製造装置１００によって実行されるものである。なお、以下の処理においては、便宜上、Ａ重油が予め基油タンク１に充填され、乳化剤が予め乳化剤タンク５に充填されている場合について説明する。また、図２１に示すフローチャートでは、便宜上、予め設定された所定量（ここでは、４０リットル）のエマルジョン燃料を生成する処理について説明する。なお、図２１に示すフローチャートを繰り返し実行することにより、所望する量のエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１６１】
まず、ステップＳ１において、磁気処理器３３によって水を磁気処理する水磁気処理が実行される。ここで、ステップＳ１は、特許請求の範囲に記載された発明における「（水に対する）磁気処理工程」に相当する。また、ステップＳ１と並行して、ステップＳ２において、磁気処理器７２によってＡ重油を磁気処理する重油磁気処理が実行される。ここで、ステップＳ２は、特許請求の範囲に記載された発明における「（油成分に対する）磁気処理工程」に相当する。ステップＳ２が終了すると、ステップＳ３において、Ａ重油と乳化剤とを混合して攪拌し、Ａ重油と乳化剤とが混合された混合液を生成する混合液生成処理が実行される。ここで、ステップＳ３は、特許請求の範囲に記載された発明における「混合液生成工程」に相当する。
【０１６２】
ステップＳ１の処理及びステップＳ３の処理が終了すると、ステップＳ４において、ステップＳ３において生成された混合液と、ステップＳ１において磁気処理された水と、を混合して攪拌し、第１エマルジョンを生成する第１攪拌処理が実行される。ここで、ステップＳ４は、特許請求の範囲に記載された発明における「第１攪拌工程」に相当する。
【０１６３】
そして、ステップＳ５において、ステップＳ４において生成された第１エマルジョンが、予め設定された第１閾値時間ＴＨ１以上静置されて、第２エマルジョンが生成される。ここで、ステップＳ５は、特許請求の範囲に記載された発明における「静置工程」に相当する。なお、第１閾値時間ＴＨ１は、少なくとも５分以上となるように、予め設定されている。
【０１６４】
次に、ステップＳ６において、ステップＳ５において生成された第２エマルジョンを攪拌して、エマルジョン燃料を生成する第２攪拌処理が実行される。ここで、ステップＳ６は、特許請求の範囲に記載された発明における「第２攪拌工程」に相当する。
【０１６５】
最後に、ステップＳ７において、ステップＳ６において生成されたエマルジョン燃料が、基油混合ポンプ２によって混合タンク７からエマルジョン燃料タンク８へ移送されて、処理が終了される。
【０１６６】
このようにして、ステップＳ５において静置処理が実行されて、Ａ重油、水及び乳化剤が攪拌されて生成された第１エマルジョンが静置されることによって、第２エマルジョンが得られる。そして、ステップＳ６において第２攪拌処理が実行されて、ステップＳ５において生成された第２エマルジョンが攪拌され、エマルジョン燃料が生成される。
【０１６７】
また、ステップＳ３において混合液生成処理が実行されて、Ａ重油と乳化剤とが攪拌されて、混合された混合液が生成される。そして、ステップＳ４において第１攪拌処理が実行されて、ステップＳ３において生成された混合液と、水と、が攪拌されて、第１エマルジョンが生成される。したがって、乳化剤が均一にＡ重油に混合された混合液が、水と混合されて第１エマルジョンが生成される。この混合液生成処理によって、最終的に生成されるエマルジョン燃料の乳化状態が安定する。
【０１６８】
更に、ステップＳ３において混合液生成処理が実行されて、磁気処理器７２によって磁気処理されたＡ重油と乳化剤とが攪拌されて、混合液が生成されるため、乳化剤が更に均一にＡ重油に混合された混合液を生成することができる。これより、最終的に生成されるエマルジョン燃料の乳化状態が更に安定する。
【０１６９】
加えて、ステップＳ１において水磁気処理が実行されて、磁気処理器３３によって水が磁気処理される。そして、ステップＳ４において第１攪拌処理が実行されて、磁気処理された水と、乳化剤がＡ重油に混合された混合液とが、攪拌されて、第１エマルジョンが生成される。これより、最終的に生成されるエマルジョン燃料の乳化状態がさらに安定する。
【０１７０】
また、ステップＳ５において静置される期間の最小値である第１閾値時間ＴＨ１を適正な値（例えば、８分間）に設定することによって、第２エマルジョンを生成することができる。
【０１７１】
更に、第１閾値時間ＴＨ１は、５分以上の適当な値に設定することができる。例えば、図２１に示す全工程の所要時間を短縮するために、第１閾値時間ＴＨ１を小さく設定することができる。
【０１７２】
本実施形態では、ステップＳ１における水磁気処理と、ステップＳ２における重油磁気処理及びステップＳ３における混合液生成処理と、が並行して実行される場合について説明するが、水磁気処理、重油磁気処理及び混合液生成処理が順次実行される形態でもよい。この場合には、処理のシーケンスが簡略化される。
【０１７３】
−水磁気処理−
次に、図２２、図２３を参照して水磁気処理について説明する。図２２は、図２１に示すフローチャートのステップＳ１における水磁気処理の一例を示す詳細フローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、水が水タンク３に充填される。次いで、ステップＳ１０３において、水ポンプ４によって、水タンク３内の水が、磁気処理器３３が介設された循環配管を循環されて、水タンク３内の水が磁気処理される。
【０１７４】
そして、ステップＳ１０５において、予め設定された閾値時間ＴＨＡが経過したか否かの判定が行われる。なお、閾値時間ＴＨＡは、水タンク３内の全ての水が循環配管を１回循環される時間（ここでは、１．４分間）以上の時間（例えば、２．０分間）に予め設定されている。ステップＳ１０５でＹＥＳの場合には、処理が図２１に示すフローチャートのステップＳ４へリターンされる。ステップＳ１０５でＮＯの場合には、処理がステップＳ１０３に戻され、ステップＳ１０３以降の処理が繰り返し実行される。
【０１７５】
図２３は、図２２に示す水磁気処理における水の流れを示す説明図である。図２２に示すステップＳ１０１において、電動バルブ３１が開状態にされて、実線の矢印Ｆ１で示すように、上水道から水が水タンク３に流入する。また、図２２に示すステップＳ１０３において、電動バルブ３１及び電動バルブ３４が閉状態にされると共に、電動バルブ３２が開状態にされ、水ポンプ４が駆動されて、破線の矢印Ｆ２で示すように、水タンク３内の水が、磁気処理器３３が介設された循環配管を循環される。ここで、循環配管とは、破線の矢印Ｆ２に沿った配管であって、水タンク３の下端から水ポンプ４、磁気処理器３３、及び、電動バルブ３２を順次経由して、水タンク３の上端に戻る配管である。
【０１７６】
このようにして、水タンク３内の水が磁気処理器３３によって磁気処理される。本実施形態では、閾値時間ＴＨＡが、水タンク３内の全ての水が循環配管を１回循環される時間以上の時間に予め設定されている場合について説明するが、閾値時間ＴＨＡが、水タンク３内の全ての水が循環配管を複数回循環される時間以上の時間に予め設定されている形態でもよい。この場合には、水タンク３内の水が磁気処理器３３によって更に磁気処理される。
【０１７７】
−重油磁気処理−
次に、図２４、図２５を参照して重油磁気処理について説明する。図２４は、図２１に示すフローチャートのステップＳ２における重油磁気処理の一例を示す詳細フローチャートである。まず、ステップＳ２０１において、基油混合ポンプ２によって、Ａ重油が基油タンク１から混合タンク７へ移送され、混合タンク７内にＡ重油が充填される。次に、ステップＳ２０３において、基油混合ポンプ２によって、混合タンク７内のＡ重油が、磁気処理器７２、及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管を循環されて、混合タンク７内のＡ重油が磁気処理されると共に細粒化される。
【０１７８】
そして、ステップＳ２０５において、予め設定された閾値時間ＴＨＢが経過したか否かの判定が行われる。なお、閾値時間ＴＨＢは、混合タンク７内の全てのＡ重油が循環配管を１回循環される時間（ここでは、０．７６分間）以上の時間（例えば、１．５０分間）に予め設定されている。ステップＳ２０５でＹＥＳの場合には、処理が図２１に示すフローチャートのステップＳ３へリターンされる。ステップＳ２０５でＮＯの場合には、処理がステップＳ２０３に戻され、ステップＳ２０３以降の処理が繰り返し実行される。
【０１７９】
図２５は、図２４に示す重油磁気処理におけるＡ重油の流れを示す説明図である。図２４に示すステップＳ２０１において、電動バルブ２２及び電動バルブ２４が閉状態にされると共に、電動バルブ２１及び電動バルブ２３が開状態にされ、基油混合ポンプ２が駆動されて、実線の矢印Ｆ３で示すように、Ａ重油が基油タンク１から混合タンク７に流入する。
【０１８０】
また、図２４に示すステップＳ２０３において、電動バルブ２１及び電動バルブ２４が閉状態にされると共に、電動バルブ２２及び電動バルブ２３が開状態にされ、基油混合ポンプ２が駆動されて、破線の矢印Ｆ４で示すように、混合タンク７内のＡ重油が、磁気処理器７２及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管を循環される。ここで、循環配管とは、破線の矢印Ｆ４に沿った配管であって、混合タンク７の下端から電動バルブ２２、基油混合ポンプ２、電動バルブ２３、磁気処理器７２、及び、スタティックミキサ７３を順次経由して、混合タンク７の上端に戻る配管である。
【０１８１】
このようにして、混合タンク７内のＡ重油が磁気処理器７２によって磁気処理されると共に、スタティックミキサ７３によって細粒化される。本実施形態では、閾値時間ＴＨＢが、混合タンク７内の全てのＡ重油が循環配管を１回循環される時間以上の時間に予め設定されている場合について説明するが、閾値時間ＴＨＢが、混合タンク７内の全てのＡ重油が循環配管を複数回循環される時間以上の時間に予め設定されている形態でもよい。この場合には、混合タンク７内のＡ重油が磁気処理器７２によって更に磁気処理されると共に、スタティックミキサ７３によって更に細粒化される。
【０１８２】
−混合液生成処理−
次に、図２６、図２７を参照して混合液生成処理について説明する。図２６は、図２１に示すフローチャートのステップＳ３における混合液生成処理の一例を示す詳細フローチャートである。まず、ステップＳ３０１において、乳化剤ポンプ６によって、乳化剤タンク５に収容された乳化剤が、混合タンク７に投入される。そして、ステップＳ３０３において、予め設定された閾値時間ＴＨＣが経過したか否かの判定が行われる。なお、閾値時間ＴＨＣは、予め設定された量（例えば、０．２４リットル）の乳化剤を混合タンク７内に投入する時間（ここでは、２．０分間）に予め設定されている。ステップＳ３０３でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ３０９に進められる。ステップＳ３０３でＮＯの場合には、処理がステップＳ３０１に戻され、ステップＳ３０１以降の処理が繰り返し実行される。
【０１８３】
また、ステップＳ３０１と並行して、ステップＳ３０５において、混合タンク７内のＡ重油（又は、混合液）がアジテータ７１によって攪拌される。そして、ステップＳ３０７において、基油混合ポンプ２によって、混合タンク７内のＡ重油（又は、混合液）が、磁気処理器７２、及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管を循環されて、混合タンク７内のＡ重油が磁気処理されると共に攪拌される。
【０１８４】
ステップＳ３０３でＹＥＳの場合には、ステップＳ３０９において、予め設定された閾値時間ＴＨＤが経過したか否かの判定が行われる。なお、閾値時間ＴＨＤは、混合タンク７内の全ての混合液が循環配管を１回循環される時間（ここでは、０．７６分間）以上の時間（例えば、１．１７分間）に予め設定されている。ステップＳ３０９でＹＥＳの場合には、処理が図２１に示すフローチャートのステップＳ４へリターンされる。ステップＳ３０９でＮＯの場合には、処理がステップＳ３０５に戻され、ステップＳ３０５以降の処理が繰り返し実行される。
【０１８５】
図２７は、図２６に示す混合液生成処理における乳化剤及び混合液の流れを示す説明図である。図２６に示すステップＳ３０１において、電動バルブ６２が閉状態とされると共に、電動バルブ６３が開状態とされ、乳化剤ポンプ６が駆動されて、実線の矢印Ｆ５で示すように、乳化剤タンク５から乳化剤が混合タンク７に投入される。
【０１８６】
また、図２６に示すステップＳ３０７において、電動バルブ６３、電動バルブ２１及び電動バルブ２４が閉状態にされると共に、電動バルブ２２及び電動バルブ２３が開状態にされ、基油混合ポンプ２が駆動されて、破線の矢印Ｆ６で示すように、混合タンク７内の混合液が、磁気処理器７２及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管を循環される。ここで、循環配管とは、破線の矢印Ｆ６に沿った配管であって、混合タンク７の下端から電動バルブ２２、基油混合ポンプ２、電動バルブ２３、磁気処理器７２、及び、スタティックミキサ７３を順次経由して、混合タンク７の上端に戻る配管である。
【０１８７】
このようにして、混合タンク７内の混合液が磁気処理器７２によって磁気処理されると共に、スタティックミキサ７３によって攪拌される。本実施形態では、閾値時間ＴＨＤが、混合タンク７内の全ての混合液が循環配管を１回循環される時間以上の時間に予め設定されている場合について説明するが、閾値時間ＴＨＤが、混合タンク７内の全ての混合液が循環配管を複数回循環される時間以上の時間に予め設定されている形態でもよい。この場合には、混合タンク７内の混合液が磁気処理器７２によって更に磁気処理されると共に、スタティックミキサ７３によって更に攪拌される。
【０１８８】
−第１攪拌処理−
次に、図２８、図２９を参照して第１攪拌処理について説明する。図２８は、図２１に示すフローチャートのステップＳ４における第１攪拌処理の一例を示す詳細フローチャートである。まず、ステップＳ４０１において、水ポンプ４によって、水タンク３に収容された水が、混合タンク７に移送される。そして、ステップＳ４０３において、水タンクの液面がＬレベル（ローレベル）に到達したか否かの判定が行われる。ステップＳ４０３でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ４０９に進められる。ステップＳ３０３でＮＯの場合には、処理がステップＳ４０１に戻され、ステップＳ４０１以降の処理が繰り返し実行される。
【０１８９】
また、ステップＳ４０１と並行して、ステップＳ４０５において、混合タンク７内の混合液（又は、第１エマルジョン）がアジテータ７１によって攪拌される。そして、ステップＳ４０７において、基油混合ポンプ２によって、混合タンク７内の混合液（又は、第１エマルジョン）が、磁気処理器７２、及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管を循環されて、混合タンク７内の第１エマルジョンが磁気処理されると共に攪拌される。
【０１９０】
ステップＳ４０３でＹＥＳの場合には、ステップＳ４０９において、予め設定された閾値時間ＴＨＥが経過したか否かの判定が行われる。なお、閾値時間ＴＨＥは、混合タンク７内の全ての第１エマルジョンが循環配管を１回循環される時間（ここでは、１．１１分間）以上の時間（例えば、２．２３分間）に予め設定されている。ステップＳ４０９でＹＥＳの場合には、処理が図２１に示すフローチャートのステップＳ５へリターンされる。ステップＳ４０９でＮＯの場合には、処理がステップＳ４０５に戻され、ステップＳ４０５以降の処理が繰り返し実行される。
【０１９１】
図２９は、図２８に示す第１攪拌処理における水及び混合液（又は、第１エマルジョン）の流れを示す説明図である。図２８に示すステップＳ４０１において、電動バルブ３２が閉状態とされると共に、電動バルブ３４が開状態とされ、水ポンプ４が駆動されて、実線の矢印Ｆ７で示すように、水が水タンク３から混合タンク７に移送される。
【０１９２】
また、図２８に示すステップＳ４０７において、電動バルブ２１及び電動バルブ２４が閉状態にされると共に、電動バルブ２２及び電動バルブ２３が開状態にされ、基油混合ポンプ２が駆動されて、破線の矢印Ｆ８で示すように、混合タンク７内の第１エマルジョンが、磁気処理器７２及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管を循環される。ここで、循環配管とは、破線の矢印Ｆ８に沿った配管であって、混合タンク７の下端から電動バルブ２２、基油混合ポンプ２、電動バルブ２３、磁気処理器７２、及び、スタティックミキサ７３を順次経由して、混合タンク７の上端に戻る配管である。
【０１９３】
このようにして、混合タンク７内の第１エマルジョンが、それぞれ、混合タンク７内でのアジテータ７１の回転による攪拌と、循環配管に介設されたスタティックミキサ７３の通過による攪拌とによって効果的に攪拌されるため、第１エマルジョンを均一に攪拌することができる。また、混合タンク７内の第１エマルジョンが磁気処理器７２によって磁気処理されるため、最終的に生成するエマルジョン燃料の乳化状態を更に安定することができる。
【０１９４】
本実施形態では、閾値時間ＴＨＥが、混合タンク７内の全ての第１エマルジョンが循環配管を１回循環される時間以上の時間に予め設定されている場合について説明するが、閾値時間ＴＨＥが、混合タンク７内の全ての第１エマルジョンが循環配管を複数回循環される時間以上の時間に予め設定されている形態でもよい。この場合には、混合タンク７内の第１エマルジョンが磁気処理器７２によって更に磁気処理されると共に、スタティックミキサ７３によって更に攪拌される。
【０１９５】
−第２攪拌処理−
次に、図３０を参照して第２攪拌処理について説明する。図３０は、図２１に示すフローチャートのステップＳ６における第２攪拌処理の一例を示す詳細フローチャートである。まず、ステップＳ６０１において、混合タンク７内の第２エマルジョンがアジテータ７１によって攪拌される。そして、ステップＳ６０３において、基油混合ポンプ２によって、混合タンク７内の第２エマルジョンが、磁気処理器７２、及びスタティックミキサ７３が介設された循環配管を循環されて、混合タンク７内の第２エマルジョンが磁気処理されると共に攪拌される。
【０１９６】
次いで、ステップＳ６０５において、予め設定された第２閾値時間ＴＨ２が経過したか否かの判定が行われる。なお、第２閾値時間ＴＨ２は、例えば、１５分間であって、乳化剤の種類及び濃度の少なくとも一方に基づいて、予め設定されている。ステップＳ６０５でＹＥＳの場合には、処理が図２１に示すフローチャートのステップＳ７へリターンされる。ステップＳ６０５でＮＯの場合には、処理がステップＳ６０１に戻され、ステップＳ６０１以降の処理が繰り返し実行される。なお、第２攪拌処理における第２エマルジョンの流れは、図２９に破線の矢印Ｆ８で示す第１エマルジョンの流れと同一である。
【０１９７】
このようにして、混合タンク７内の第２エマルジョンが、それぞれ、混合タンク７内でのアジテータ７１の回転による攪拌と、循環配管に介設されたスタティックミキサ７３の通過による攪拌とによって効果的に攪拌されるため、第２エマルジョンを均一に攪拌することができる。また、混合タンク７内の第２エマルジョンが磁気処理器７２によって磁気処理される。したがって、第２攪拌処理によって更に安定した乳化状態のエマルジョン燃料を生成することができる。
【０１９８】
また、第２エマルジョンが予め設定された第２閾値時間ＴＨ２以上攪拌されるため、第２閾値時間ＴＨ２を適正な値（例えば、１５分）に設定することによって、平均粒径の非常に小さいエマルジョン燃料を製造することができる。
【０１９９】
更に、乳化剤の種類及び濃度の少なくとも一方に基づいて、第２閾値時間ＴＨ２が予め設定されているため、第２閾値時間ＴＨ２を適正な値に設定することができる。例えば、乳化剤の乳化作用が強い程、図２１に示す全工程の所要時間を短縮するために、第２閾値時間ＴＨ２を小さく設定することができる。また、乳化剤の濃度が濃い程、乳化作用が高いため、図２１に示す全工程の所要時間を短縮するために、第２閾値時間ＴＨ２を小さく設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
本発明は、少なくとも油成分と、水と、乳化剤とを混合し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利用可能であり、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０５に規定された１種（Ａ重油）１号（ＬＳＡ重油）と、水と、乳化剤とを混合し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利用することができる。
【符号の説明】
【０２０１】
１  基油タンク
８  エマルジョン燃料タンク
１００  エマルジョン燃料製造装置
２  基油混合ポンプ（ポンプ）
３  水タンク
４  水ポンプ
５  乳化剤タンク
６  乳化剤ポンプ
７  混合タンク（タンク）
３３  磁気処理器
３３１  外周側遮蔽板
３３２  外周側磁石
３３３  内周側磁石
３３４  内周側遮蔽板
３３５  外周管
３３６  外筒
３３７  内筒
７１  アジテータ
７１１  駆動部
７１２  回転軸
７１３  攪拌翼
７１４  基体部
７１５  羽根部
７２  磁気処理器
７３  スタティックミキサ
７３１  外筒部
７３２  右エレメント
７３３  左エレメント
Ｍ  分散質
ｍ  分散質
Ｇ  会合体
【要約】
【課題】長期間に亘って安定したエマルジョン燃料を製造する。
【解決手段】ステップＳ４において、油成分と水と乳化剤とを混合して攪拌し、平均粒径８μｍ〜１２μｍの第１エマルジョンを生成する第１攪拌処理を実行する。また、ステップＳ５において、第１エマルジョンを５分以上静置して、第２エマルジョンを生成する静置処理を実行する。更に、ステップＳ６において、第２エマルジョンを攪拌して、平均粒径４μｍ〜６μｍのエマルジョン燃料を生成する第２攪拌処理を実行する。
【選択図】図１６【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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