(57)【要約】【課題】従来必須であった乳化剤を用いることなく、安定した混合燃料を得ることができるようにする。【解決手段】混合燃料作成装置１を、油送給ライン２と、水送給ライン３と、サクソンバルブ４と、混合燃料ライン５とで構成する。油送給ライン２に、油ポンプ６、油加熱器７、油触媒８、油流量調節弁９および油戻しライン１０を設ける。水送給ライン３に、水ポンプ１２、水加熱器１３、水触媒１４、水流量調節弁１５および水戻しライン１６を設ける。混合燃料ライン５に、ミキシングポンプ１８、静止型ミキサ２０、２２、２４、混合燃料ポンプ２１、混合燃料加熱器２３および混合燃料戻しライン２５を設ける。前記油触媒８および水触媒１４で励起油および励起水を生成し、これを攪拌混合して混合燃料を得るようにしているので、従来必須であった乳化剤を省略することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも油ポンプ，油分子のクラスタを分散させて均質な励起状態とする油触媒，および油流量調節弁を有する油送給ラインと；少なくとも水ポンプ，水分子のクラスタを分散させて均質な励起状態とする水触媒，および水流量調節弁を有する水送給ラインと；前記両ラインからの油と水とを合流させるサクソンバルブと；少なくともミキサ，およびバーナに規定圧の混合燃料を供給するための混合燃料ポンプを有し、前記サクソンバルブからの油および水を混合して混合燃料を作成する混合燃料ラインと；を備え、前記油送給ラインは、油圧力調整弁を有して前記油流量調節弁入側の油を前記油ポンプ入側に戻す油戻しラインを備えているとともに、前記水供給ラインは、水圧力調整弁を有して前記水流量調節弁入側の水を前記水ポンプ入側に戻す水戻しラインを備えていることを特徴とする混合燃料作成装置。
【請求項２】
油送給ラインは、油を加熱する油加熱器を有していることを特徴とする請求項１記載の混合燃料作成装置。
【請求項３】
水送給ラインは、水を沸騰温度未満の任意温度に加熱する水加熱器を有していることを特徴とする請求項１または２記載の混合燃料作成装置。
【請求項４】
混合燃料ラインは、混合燃料圧力調整弁を有して混合燃料ポンプ出側の混合燃料をミキサ入側に戻す混合燃料戻しラインを備えていることを特徴とする請求項１，２または３記載の混合燃料作成装置。
【請求項５】
混合燃料ラインは、混合燃料戻しラインの上流側に、ミキシングポンプを有していることを特徴とする請求項４記載の混合燃料作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｃ重油等の油と水とを混合してエマルジョン燃料を作成するための混合燃料作成装置に係り、特に乳化剤を用いることなく安定した混合燃料を作成することができる混合燃料作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、Ｃ重油等の油と水とを混合してエマルジョン燃料を作成する混合燃料作成装置は一般に知られている。
【特許文献１】特開平５−２８０７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の混合燃料作成装置においては、Ｃ重油等の粗悪油であっても、水を添加してエマルジョン化することにより、効率よく燃焼させることができる等、多くの利点を有しているが、エマルジョン化の際に必ず乳化剤を添加する必要があり、これが混合燃料作成の際のコストを引き上げているという問題、およびエマルジョン燃料作成時に、スラッジを作成して安定的にエマルジョン燃料を作成することができないという問題がある。
【０００４】
本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、乳化剤を使用することなく、しかも乳化剤を用いた場合よりも安定した混合燃料を作成することができる混合燃料作成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の他の目的は、油触媒および水触媒を小型化してコストダウンを図ることができる混合燃料作成装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、水の潜熱を低く抑えて燃焼炉内の温度低下や熱量不足のトラブルを有効に回避することができる混合燃料作成装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、水分子を油分子に吸収し易くして、混合燃料としての安定性を長時間維持することができる混合燃料作成装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、油と水との混合比を燃焼量の変化に関係なく一定に保持することができ、また燃焼量に応じて混合比を変化させることも容易な混合燃料作成装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、燃焼炉内の温度低下を可及的少なくして燃焼効率を向上させることができる混合燃料作成装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、放熱による混合燃料の温度低下を防止することができるとともに、混合燃料の粒径をより整えることができる混合燃料作成装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、混合燃料ラインにおける混合燃料の混合性状をより安定させることができ、しかも混合燃料の粘度上昇を抑えることができる混合燃料作成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため本発明は、少なくとも油ポンプ，油分子のクラスタを分散させて均質な励起状態とする油触媒，および油流量調節弁を有する油送給ラインと；少なくとも水ポンプ，水分子のクラスタを分散させて均質な励起状態とする水触媒，および水流量調節弁を有する水送給ラインと；前記両ラインからの油と水とを合流させるサクソンバルブと；少なくともミキサ，およびバーナに規定圧の混合燃料を供給するための混合燃料ポンプを有し、前記サクソンバルブからの油および水を混合して混合燃料を作成する混合燃料ラインと；を設け、前記油送給ラインに、油圧力調整弁を有して前記油流量調節弁入側の油を前記油ポンプ入側に戻す油戻しラインを設けるとともに、前記水供給ラインに、水圧力調整弁を有して前記水流量調節弁入側の水を前記水ポンプ入側に戻す水戻しラインを設けるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明はまた、油送給ラインに、油を加熱する油加熱器を設けるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明はまた、水送給ラインに、水を沸騰温度未満の任意温度に加熱する水加熱器を設けるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明はまた、混合燃料ラインに、混合燃料圧力調整弁を有して混合燃料ポンプ出側の混合燃料をミキサ入側に戻す混合燃料戻しラインを設けるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
本発明はさらに、混合燃料ラインにおける混合燃料戻しラインの上流側に、ミキシングポンプを設けるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、少なくとも油ポンプ，油分子のクラスタを分散させて均質な励起状態とする油触媒，および油流量調節弁を有する油送給ラインと；少なくとも水ポンプ，水分子のクラスタを分散させて均質な励起状態とする水触媒，および水流量調節弁を有する水送給ラインと；前記両ラインからの油と水とを合流させるサクソンバルブと；少なくともミキサ，およびバーナに規定圧の混合燃料を供給するための混合燃料ポンプを有し、前記サクソンバルブからの油および水を混合して混合燃料を作成する混合燃料ラインと；を設け、前記油送給ラインに、油圧力調整弁を有して前記油流量調節弁入側の油を前記油ポンプ入側に戻す油戻しラインを設けるとともに、前記水供給ラインに、水圧力調整弁を有して前記水流量調節弁入側の水を前記水ポンプ入側に戻す水戻しラインを設けるようにしているので、両送給ラインに触媒を設けることで、乳化剤を使用することなく混合燃料を作成することができる。
【００１８】
また、触媒を用いることで、水の潜熱を低く抑えることができるので、燃焼炉内の温度低下を有効に回避することができ、燃焼効率の改善に寄与することができる。
【００１９】
また、触媒を用いることで、水粒子を油粒子に吸収し易くすることができる。
【００２０】
また、各送給ラインに戻しラインを設けるようにしているので、この油あるいは水が各触媒を何回も通過することになり、各触媒を小型にしてコストダウンを図っても、安定した励起油および励起水を得ることができる。
【００２１】
また、各戻しラインは、圧力調整弁を有しているので、この圧力調整弁と各送給ラインの流量調節弁とにより、油と水との混合比を燃焼量の変化に関係なく一定に維持することができ、また燃焼量に応じて混合比を変化させることも容易である。
【００２２】
また、油と水とをサクソンバルブを用いて合流させ、その後これを攪拌混合するようにしているので、流体合流時に発生する抵抗に伴なう相互作用を低減し、より効果的に攪拌混合することができる。
【００２３】
本発明はまた、油送給ラインあるいは水送給ラインに、油あるいは水を加熱する加熱器を設けるようにしているので、Ｃ重油等の粘度の高い粗悪油であっても、加熱器の熱により粘度を下げることで対応可能とし、攪拌混合を向上させ、燃焼効率を改善させることができる。
【００２４】
本発明はまた、混合燃料ラインに、混合燃料圧力調整弁を有して混合燃料ポンプ出側の混合燃料をミキサ入側に戻す混合燃料戻しラインを設けるようにしているので、放熱による混合燃料の温度低下を防止することができるとともに、混合燃料の粒径をより整えることができる。また、バーナ停止時であっても混合燃料を循環させることができるので、燃料のつまりを防止することができ、混合燃料を最適な状態で維持することができる。
【００２５】
本発明はさらに、混合燃料ラインにおける混合燃料戻しラインの上流側に、ミキシングポンプを設けるようにしているので、混合燃料ラインにおける混合燃料の混合性状をより安定させることができ、しかも混合燃料戻しラインを介して混合燃料が循環する際には、混合燃料がミキシングポンプを通過することがないので、混合燃料の粘度上昇を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明実施の一形態に係る混合燃料作成装置を示すもので、この混合燃料作成装置１は、Ｃ重油等の油を送給する油送給ライン２と、水を送給する水送給ライン３と、油と水とを合流させるサクソンバルブ４と、合流した油と水とを攪拌混合して混合燃料を作成する混合燃料ライン５とを備えている。
【００２７】
前記油送給ライン２には、図１に示すように、上流側から、油ポンプ６、油加熱器７、油触媒８および油流量調節弁９が順次設けられており、前記油ポンプ６で加圧された油は、前記油加熱器７で所定温度まで加熱されるとともに、前記油触媒８において、油粒子が分散した均質な励起状態に改質された後、前記油流量調節弁９で設定した流量で、前記サクソンバルブ４に送り込まれるようになっている。
【００２８】
前記油触媒８は、アルミニウム、シリコン、およびカルシウム等を組み合わせたものが用いられ、その成分比は、例えばアルミニウムが３３．３重量％、シリコンが３３．３重量％、カルシウムが１８．３重量％、マグネシウムが０．３重量％、カリウムが０．２重量％、ナトリウムが０．４重量％、鉄が６．８重量％、残部が灰分等７．４重量％となっていて、炭化水素液体燃料を改質できるようになっている。そして、その具体例としては、例えば特開平１１−３１９５６１号公報に開示されている燃料改質触媒を用いることができる。
【００２９】
ところで、前記油触媒８による改質前の燃料油は、油分子がいくつか集まってクラスタを形成しており、種々のサイズのクラスタが燃料油中に形成されるが、改質後の燃料油は、クラスタを形成する燃料油の分子が分散し、燃料油が均質な励起状態となる。
前記油触媒８中には、無機質成分のアルミニウム、シリコン、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、および鉄が多量に含まれている。このため、無機質成分特有の触媒作用が組み合わさり、燃料油の励起状態を維持することが可能となる。
ところで、直鎖状の分子数が多いと、燃料油のクラスタが大きくなるが、燃料油の改質後には、クラスタが消失した状態となる。すなわち、触媒の作用によって燃料油が励起状態となり、クラスタを構成する炭化水素分子が分散したものと考えられる。この結果、燃料油が均質になって、燃焼効率が向上することになる。
【００３０】
前記油送給ライン２にはまた、図１に示すように、前記油触媒８出側の油を、油ポンプ６入側に戻す油戻しライン１０が設けられており、この油戻しライン１０には、油圧力調整弁１１が設けられている。そして、この油圧力調整弁１１および油流量調節弁９により、燃焼量の変化に関係なく、油と水との混合比を変化させることも、容易に行なうことができるようになっている。なお、これについては後に詳述する。
【００３１】
また、前記水送給ライン３には、図１に示すように、上流側から、水ポンプ１２、水加熱器１３、水触媒１４および水流量調節弁１５が順次設けられており、前記水ポンプ１２で加熱された水は、前記水加熱器１３で沸騰温度未満の任意の温度まで加熱されるとともに、前記水触媒１４において、水粒子が分散した均質な励起状態に改質された後、前記水流量調節弁１５で設定した流量で、前記サクソンバルブ４に送り込まれるようになっている。そして、このサクソンバルブ４におけるエゼクタ作用により、複数の流体が合流するときに発生する抵抗による相互作用を低減し、より効果的に油と水とを攪拌混合することができるようになっている。
【００３２】
前記水触媒１４は、酸化マグネシウム、酸化シリコン、および酸化鉄等を組み合わせたものが用いられ、その成分比は、例えば酸化マグネシウムが４７．８〜５０質量％、酸化シリコンが４７．７〜４９質量％、酸化鉄が０．３〜０．５質量％、酸化アルミニウムが１．０〜１．２質量％、酸化カルシウムが０．６〜０．８質量％、酸化ジルコニウムが０．１〜０．２質量％、および酸化ゲルマニウムが０．３〜０．５質量％となっており、静電気あるいは赤外線をエネルギ源として触媒作用を発揮する。そして、その具体例としては、例えば特願２００５−１６２０３７（平成１７年６月１日出願）および特願２００５−１６３２８１（平成１７年６月２日出願）に開示されている水改質触媒を用いることができる。
【００３３】
ところで、前記水触媒１４は、水触媒を収容している容器とこの容器内を流れる水流体摩擦によって発生する静電気あるいは赤外線エネルギ源として、エネルギ波動を、水触媒１４と水の中に含まれるカルシウムやシリコン等のミネラルとの間でやり取りして、共鳴的にエネルギの授受を行なう。このときに、水分子のクラスタは細分化され、さらに分子の一部が酸素と水素とに分解される。酸素は水中より出て行くが、水素はＨ＋の形で水中に暫く留まって酸化還元電位を低下させる。この酸化還元電位が低下した水は、界面活性水としての機能を有しており、乳化剤なしに水と油とを乳化混合する機能を有している。
【００３４】
前記水送給ライン３にはまた、図１に示すように、前記水触媒１４出側の水を、前記水ポンプ１２入側に戻す水戻しライン１６が設けられており、この水戻しライン１６には、水圧力調整弁１７が設けられている。そして、この水圧力調整弁１７および水流量調節弁１５により、燃焼量の変化に関係なく、油と水との混合比を一定に保つことができるとともに、燃焼量の変化に応じて混合比を変化させることも、容易に行うことができるようになっている。
【００３５】
すなわち、燃焼量の変化に関係なく、油水混合比を一定に保つためには、油の圧力と水の圧力と、油の流量と水の流量を同一に保持すればよい。したがって、前記両圧力調整弁１１、１７および前記両流量調節弁９、１５の開度を制御して、油および水の圧力を一定に保持することにより、燃焼量の変化に関係なく油水混合比を一定に保つことができるようになっている。また、前記圧力調整弁１１、１７および前記両流量調節弁９、１５の開度制御により、油あるいは水の圧力を変化させることにより、燃焼量に応じて油水混合比を容易に変化させることができるようになっている。
【００３６】
一方、前記混合燃料ライン５には、図１に示すように、上流側から、ミキシングポンプ１８、サクソンバルブ１９、静止型ミキサ２０、混合燃料ポンプ２１、静止型ミキサ２２、混合燃料加熱器２３および静止型ミキサ２４が順次設けられており、前記ミキシングポンプ１８および静止型ミキサ２０で攪拌混合された不完全な混合燃料は、前記混合燃料ポンプ２１で加圧されて前記静止型ミキサ２２に送り込まれ、ここでの攪拌混合によりほぼ完全な混合燃料となるとともに、前記混合燃料加熱器２３により燃焼に最適な温度まで加熱された後、静止型ミキサ２４でさらに攪拌混合され、完全な混合燃料として生成されるようになっている。
【００３７】
前記混合燃料ライン５にはまた、図１に示すように、前記静止型ミキサ２４出側の混合燃料を前記サクソンバルブ１９を介して静止型ミキサ２０の入側に戻す混合燃料戻しライン２５が設けられており、この混合燃料戻しライン２５には、混合燃料圧力調整弁２６が設けられている。そして、前期混合燃料戻しライン２５を介して混合燃料を戻すことにより、放熱に伴なう混合燃料の温度低下を防止することができるとともに、前記各静止型ミキサ２０、２２、２４を複数回通過させることにより、混合燃料の粒径をより整えることができるようになっている。また、この混合燃料戻しライン２５に、混合燃料圧力調整弁２６を設けることにより、図示しない燃焼路への混合燃料の供給圧を、予め決められている規定値に維持することができるようになっている。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
混合燃料の作成に際しては、まず油送給ライン２にＣ重油等の油を送り込むとともに、水送給ライン３に油で混合される水を送り込む。
【００３９】
前記油送給ライン２に送り込まれた油は、油ポンプ６で加圧されるとともに、油加熱器７で所定温度まで加熱され、さらに油触媒８で励起油に改質された後に、油流量調節弁９で設定した流量で、サクソンバルブ４に送り込む。
【００４０】
一方、前記水送給ライン３に送り込まれた水は、水ポンプ１２で加圧されるとともに、水加熱器１３で沸騰温度未満の任意温度まで加熱され、さらに水触媒１４で励起水に改質された後に、水流量調節弁１５で設定した流量で、サクソンバルブ４に送り込まれる。そして、このサクソンバルブ４において、そのエゼクタ作用により、油送給ライン２からの油と水送給ライン３からの水とが合流することになる。
【００４１】
合流した油と水とは、混合燃料ライン５において、ミキシングポンプ１８、静止型ミキサ２０、混合燃料ポンプ２１および静止型ミキサ２２で攪拌混合されてほぼ完全な混合燃料となり、その後混合燃料加熱器２３で燃焼に最適な温度まで加熱されるとともに、静止型ミキサ２４でさらに攪拌混合され、完全な混合燃料として生成される。
【００４２】
ところで、前記油送給ライン２および水送給ライン３には、油あるいは水を励起する油触媒８および水触媒１４が組み込まれている。このため、前述のように、油と水が励起状態下において攪拌混合され、エマルジョン燃料が作成されることになる。よって、油粒子と水粒子との結合力が高まり、安定したエマルジョン燃料を長時間にわたって形成することができる。
【００４３】
しかして、混合燃料ライン５において、励起油と励起水とを攪拌混合して混合燃料を生成するようにしているので、従来必須であった乳化剤を用いることなく、安定した混合燃料を生成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明に係る混合燃料作成装置は、Ｃ重油等の油と水とを攪拌混合し、燃焼炉用の混合燃料を生成する装置として有用であり、特に乳化剤を用いることなく混合燃料を生成できる装置として適している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の一形態に係る混合燃料作成装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  混合燃料作成装置
２  油送給ライン
３  水送給ライン
４、１９  サクソンバルブ
５  混合燃料ライン
６  油ポンプ
７  油加熱器
８  油触媒
９  油流量調節弁
１０  油戻しライン
１１  油圧力調整弁
１２  水ポンプ
１３  水加熱器
１４  水触媒
１５  水流量調節弁
１６  水戻しライン
１７  水圧力調整弁
１８  ミキシングポンプ
２０、２２、２４  静止型ミキサ
２１  混合燃料ポンプ
２３  混合燃料加熱器
２５  混合燃料戻しライン
２６  混合燃料圧力調整弁
【図１】
2007032937.tif 000003