(57)【要約】      （修正有）【課題】石油類やガス類に水を微粒化して均質に分散混合させ、高い燃焼性と燃費の低減化及び排出炭酸ガス等の削減化を可能とするエマルジョン燃料の生成用分散混合モジュールを提供する。【解決手段】所要の口径と長さのケーシングの１一方側には供給口２、他方側に供出口３が設けられ、且ケーシング１内の前部に分散挿通調整区画４と、後部には分散圧力調整区画５が設けられ、而もその中央には円形板材でその中心から外周縁に１５乃至３０度の円弧線と、且外周縁から中心に向って所定間隔毎の円周線との交叉部分には、所要の形状と面積の誘導孔６Ｅが形成された分散挿通板材が多数枚、それぞれの誘導孔６Ｅをズラして流通路６Ｇが形成されるよう接合配設された構成からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の口径と長さのケーシングの一方側には供給口、他方側には供出口が設けられ、且ケーシング内の前部に分散挿通調整区画及び後部には分散圧力調整区画が設けられるとともに、該分散挿通調整区画及び分散圧力調整区画の間には、ケーシング内に密着挿入しえる直径と適宜厚さの円形板材からなり、その中心より１５乃至３０度の円弧線上で且外周縁から中心に至る３乃至５ヶ所の円周線上の交叉位置には、円弧線と分割円弧線及び円周線で囲まれる面積の誘導孔が切欠形成された分散挿通板材が多数枚で、且接合に際して該誘導孔のそれぞれが５乃至１０度の配位角度にズラせて以って流通路が形成されるよう接合配設させた構成からなるエマルジョン燃料用分散混合モジュール。
【請求項２】
分散挿通板材の中心部に、その周縁に係合凹部が３２乃至４８個に形成された係合穴が設けられ、且所要の径及び長さでその外表面に係合凹部と係合しえる係合凸条が所要数形成された接合配設具を用い、多数枚の分散挿通板材の係合穴の係合凹部を該接合配設具の係合凸条と５乃至１０度の配位角度をズラせて多数枚を接合且係合させ、以って流通路を形成させる請求項１記載のエマルジョン燃料用分散混合モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は石油類と水若しくはガス類と水とを均質に分散混合させ且水の液滴を微粒化させて、以って燃焼性を保持しつつ大幅な燃費の低減化と排出ガスの削減化を可能とするエマルジョン燃料用の分散混合モジュールに存する。
【背景技術】
【０００２】  石油類やガス類は、産業活動はもとより生活活動においても燃焼エネルギーの燃焼源としては極めて有用であることから、今日に至るまで極めて莫大な量が燃焼消費されてきたことにより既に資源の枯渇化が危惧されており、且他方においてはかかる莫大な燃焼消費に伴い排出された炭酸ガス等の温暖化ガスの重積により、世界各地での健康被害の頻発はもとより異常気象による農作物の育成不良ばかりか、集中豪雨による河川の氾濫と家屋や施設の水没等膨大な損害発生も再々に亘って招来されている。
かかる状況に鑑み発明者等は、石油類やガス類等の天然資源に水を分散混合させたエマルジョン化燃料に代替させることにより、天然資源の枯渇防止と且排出炭酸ガス等の削減化による環境汚染の防止も可能なることに注目した。【０００３】  ところでエマルジョン化燃料については、とりわけ石油類と水とのエマルジョン化燃料については早くから注目されてなるものの、石油類と水とは非相溶性の関係にあることから高速ミキシング装置やホモジナイザー、振動混合、或いは超音波処理等多様に亘る分散混合が試みられたものの、短時に分離し燃焼性を維持するに至っていない。これがため止む無く乳化剤を添加せしめて化合的結合作用を用いたエマルジョン化燃料が形成されているものの、石油類に水が分散混合されたエマルジョン化燃料が、燃焼性を保持しつつ安定して燃焼するためには石油類と水とが均質に分散混合されていることと、混合される水の液滴が可能な限り微粒化されて、微爆作用の積極的発揮と且燃焼時の気化熱の剥奪を防止せねばならない。【０００４】  してみると乳化剤の使用によるエマルジョン化燃料は、乳化剤の化学的結合により石油類と水との分散混合はなされるものの、水の液滴には常に乳化剤と油とが結合していることから微粒化がなされず、従って微爆作用が十分に発揮されぬばかりか燃焼時における気化熱の剥奪も激しく、従って燃焼性が悪く且水の分散混合割合もせいぜい７乃至８容量％以下が限界とされるため、燃費の低減化や排出炭酸ガス等の削減化も期待できない。加えて近年に至っては乳化剤が環境ホルモンの生成原因たることも究明されるに至り、今後の使用も制限される状況にあり、更に留意すべきはボイラーやタービン等の産業用燃焼機器も近年においては逐次その燃焼源を石油類からガスへと転換がなされており、且家庭用燃焼機器ではその大半が燃焼源にガスを使用するものであって、ガスと水とのエマルジョン化のためには乳化剤は不用であること等より、新たな分散混合手段が求められている。【０００５】  そこで発明者等は鋭意研究を重ねた結果、石油類と水の如く非相溶性素材においても、相互を低負圧下で急激に衝突、撹乱、破砕のうえ可能な限り微粒化を図ることにより暫くの間均質な分散混合状態が保持され、且この分散混合状態においては水の混合容量を略５０容量％程度までに混合されても燃焼性が保持されて燃焼が可能なること及びガス類と水との分散混合においては、水の微粒化が進めば進む程、相互の均質な分散混合がなされ、水の分散混合割合も略５０容量％程度の混合でも燃焼性が保持され燃焼が可能なることを究明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は石油類若しくはガス類に水を微粒化して均質に分散混合させ、以って高い燃焼性と燃費の低減化及び排出炭酸ガス等の削減化を可能とするエマルジョン燃料を簡便で能率的に生成しうる分散混合モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上述の課題を解決するために本発明が採用した技術的手段は、所要の口径と長さの円筒状ケーシングの一方側には、所要の容量割合で分散混合させる灯油や軽油若しくは重油からなる石油類と水、或いは都市ガスやＬＰＧ若しくはＬＮＧからなるガス類と水とを供給させる供給口が設けられており、且該ケーシングの他方側には相互が分散混合されたエマルジョン燃料を供出させる供出口が設けられている。
そしてケーシング内の供給口近傍には膨大数に拡散形成されてなる衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔内に分散挿通させるための分散挿通調整区画が、及び供出口の近傍には分散圧力調整区画が配位されてなるとともに、該ケーシング内には多数の円形板材からなり、且その中心より１５乃至３０度の円弧線上に沿って、而も外周縁からその中心に至る３乃至５ヶ所の円周線上の所定位置には、適宜の形状で且所要面積の誘導孔が切欠形成された分散挿通板材が、所要数枚で且接合に際してそれぞれ円弧線に対し５乃至１０度の配位角度にズラせて接合配設された構成からなるエマルジョン燃料用分散混合モジュールに存する。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は前述の如き構成からなるため、次の如き特有の作用効果を発揮する。即ち本発明は全体が所要の口径と長さの円筒状のケーシング内に配位されるとともに、その一方側に設けた供給口からは分散混合させる灯油や軽油若しくは重油と水、或いは都市ガスやＬＰＧ若しくはＬＮＧと水とを所要の容量割合で供給させるとともに、該ケーシング内に供給された分散混合させる石油類と水或いはガス類と水とが、一旦分散挿通調整区画内で自在に拡散しえるため、引続いて分散挿通される衝突、撹乱、破砕混合誘導孔内を均等に選択され分散挿通されるために、少ない負圧を以って比較的高速に衝突、撹乱、破砕混合がなされる。そしてこの衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔は、多数枚に亘る円形板材でその中心より１５乃至３０度の円弧線上に沿って、而も外周縁からその中心に至る３乃至５ヶ所の円周線上の位置には適宜形状で且所要面積の誘導孔が切欠形成されたうえ、この誘導孔が形成された分散挿通板材が所要枚数で且接合に際してそれぞれ５乃至１０度の配位角度で接合配設されてなるため、分散挿通され且高速で流通する石油類と水、或いはガス類と水とが、膨大数の衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔内で激しく衝突し、且配位角度による流通接触抵抗で撹乱され且破砕されて、水分の微粒化とともに相互が分散混合される。【０００９】  そして本発明分散混合モジュールは、分散挿通板材の配位角度を５乃至１０度の範囲で変化させることにより衝突、撹乱、破砕、混合性を多様に変化しえるため、とりわけ粘性の異なる灯油や軽油若しくは重油等にも、且水の微粒化による分散混合割合も多量に混合できることとなる。
更に本発明では相互に非相溶性の石油類と水との分散混合においても、高速で且負圧が少ないうえ膨大数の衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔内を接触流通されることにより、強度の衝突による撹乱や破砕とともに水が著しく微粒化されるため、供出されたエマルジョン燃料が分散混合性を維持するとともに即時に燃焼されるため、燃焼性が保持され且安定した燃焼がなされる。
加えて本発明は極めて小型軽量で且供給させるのみでエマルジョン燃料化が図れるため、設備的に極めて安価で且生産性も極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  所要の口径と長さの円筒状ケーシングの一方側に供給口、他方側に供出口が設けられ、且該ケーシング内の供給口近傍には分散挿通調整区画と供出口近傍には分散圧力調整区画が設けられ而もその中央には多数の円形板材からなりその中心より１５乃至３０度の円弧線上に沿って、且外周縁から中心に至る３乃至５ヶ所の円周線上の位置には適宜形状で且所要面積の誘導孔が切欠形成された分散挿通板材が所要数枚で且接合に際して、それぞれ５乃至１０度の配位角度をズラせて接合配設された構成。
【実施例１】
【００１１】  以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は本発明の内部説明図であって、本発明は所要の口径と長さの円筒状のケーシング１の一方側には、本発明において灯油や軽油若しくは重油等の石油類１Ａと水１Ｃ、或いは都市ガスやＬＰＧ若しくはＬＮＧ等のガス類１Ｂと水１Ｃとを均質に且水の液滴を可能な限り微粒化させて分散混合させてエマルジョン燃料７を生成せしむるものであるから、石油類１Ａと水１Ｃ若しくはガス類１Ｂと水１Ｃとを所要の容量割合で混合供給させるための供給口２が形成されている。【００１２】  そしてこのケーシング１において供給される石油類１Ａと水１Ｃ、若しくはガス類１Ｂと水１Ｃとが所要の混合割合で供給されたうえ衝突、撹乱、破砕及び混合され生成されるエマルジョン燃料７を燃焼バーナー等に供出移送させるため、該ケーシング１の他方側には供出口３が形成されている。
かかる場合においてケーシング１の口径や供給口２、若しくは供出口３の口径については、生成するエマルジョン燃料７の生成量によって具体的に決定されるものであるが、一般的目安としては供給口２や供出口３の口径が略１０乃至１６ｍｍ、ケーシング１の口径で５０乃至６０ｍｍの場合では流通圧力や負圧によっても変動するが概ね１０乃至２０ｌ／ｍｉｎ程度である。【００１３】  供給口２よりケーシング１内に供給される所要混合割合の石油類１Ａと水１Ｃ若しくはガス類１Ｂと水１Ｃは、その内部に配設される膨大数で且広範囲に亘って配位形成されてなる衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔６Ｅに成可く均等に分散のうえ挿通させるうえから、供給口２の近傍には、該供給口２より供給された石油類１Ａと水１Ｃ、若しくはガス類１Ｂと水１Ｃとの全体を均等に分散せしめたうえそれぞれの誘導孔６Ｅに挿通させるための分散挿通調整区画４が配位されている。この分散挿通調整区画４は供給口２から集中的に供給される石油類１Ａと水１Ｃ若しくはガス類１Ｂと水１Ｃを自在に拡散せしめて、広範囲に拡散して配設され形成されてなる分散挿通板材６に形成されてなる衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔６Ｅ内を挿通させることが出来れば十分であって、供給口２や供出口３の口径が略１０乃至１６ｍｍ、ケーシング１の口径が５０乃至６０ｍｍの場合でせいぜい１０乃至２０ｍｍ程度で十分である。【００１４】  かくしてなる分散挿通調整区画４に隣接して接合配設される分散挿通板材６は、供給された石油類１Ａと水１Ｃ、若しくはガス類１Ｂと水１Ｃとを膨大数で拡散状に形成されたうえ流通路６Ｇとなる衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔６Ｅを僅かづつ接合配設に際して角度をズラして形成されることにより接合段差６Ｈが形成され流通に際して複雑多様な衝突、撹乱、破砕及び混合作用が創出されて、石油類１Ａと水１Ｃ若しくはガス類１Ｂと水１Ｃとが均質に分散混合されるとともに、石油類１Ａと水１Ｃとの如く液体状のものでも、極微粒化がなされる。
即ちかかる分散挿通板材６の接合配設及び該接合配設により形成される流通路６Ｇについて更に詳しく説明すれば、図２は接合配設される分散挿通板材６の見取図であって、該分散挿通板材６はケーシング１内に所要数枚が密着挿入配設されるものであるから、その直径としてはケーシング１の内径に密着挿入しえる円形板状で、且一般的には略１乃至２０ｋｇ／ｃｍ２程度の移送圧力が付加されて使用されるものであるから強靭な素材が望ましく、具体的にはアルミ板材やステンレス板材或いは鋼板材等が挙げられる。【００１５】  反面該分散挿通板材６の厚さについては、該分散挿通板材６に形成される衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔６Ｅの接合配設に際して形成される流通路６Ｇ内の接合段差６Ｈを大きく形成させる場合、即ち多量に亘る流通量の場合では分散挿通板材６の厚さも略２乃至１０ｍｍ程度のものが要請されることもあるが、小型ボイラー用のモジュールとして、若しくは家庭用燃焼機器等においては流通量も比較的少なく、かかる場合では分散挿通板材６の厚さも、せいぜい０．２乃至２．０ｍｍ程度が望ましい。【００１６】  更に該分散挿通板材６は、図示するようにその中心６Ａより外周縁６Ｃに向って１５乃至３０度の角度を有する円弧線６Ｂに沿って、且外周縁６Ｃから中心６Ｂに向って所定間隔に相当する複数の円周線６Ｆ、６Ｆ・・・には３乃至５個で、適宜の形状と面積を以って、分散挿通板材６を切欠させてなる誘導孔６Ｅが形成されている。
この場合において形成される誘導孔６Ｅの具体的面積や形成数等は、分散挿通板材６の円弧角度による円弧線６Ｄの数や誘導孔６Ｅの形成数、或いは分散挿通板材６の場合配設枚数及び接合配設角度のズラしによる形成される流通路６Ｇの閉塞度合等により決定されるものであるが、概ね供給口２より供給される移送圧力に対して略２．０乃至２０．０倍程度の流通抵抗が保持される程度が目安となる。【００１７】  加えて留意すべきことは、前記の如く供給口２から供給される石油類１Ａと水１Ｃとの混合割合や供給量、移送圧力或いはガス類１Ｂと水１Ｃとの混合割合や供給量、移送圧力に対応してケーシング１内に多数枚に接合配設される分散挿通板材６全体に亘って切欠形成された衝突、撹乱、破砕混合誘導孔６Ｅにより形成される流通路６Ｇの接合段差６Ｈ及び閉塞度合を調整し、以って相互の均質な分散混合と且とりわけ石油類１Ａ及び水１Ｃの極微粒化を図ることが肝要となる。【００１８】  而して流通路６Ｇの接合段差６Ｈは、使用する分散挿通板材６の厚さの選択により画一的に決定しえるが、供給口２より供給され且分散挿通調整区画４にて全体を均等に分散せしめて該分散挿通板材６の全体に亘って均等に形成されたそれぞれの流通路６Ｇ内を流通させるためには、該流通路６Ｇを形成する衝突、撹乱、破砕、混合誘導孔６Ｅも該分散挿通板材６の面積に対応して均等に形成させる必要が生じ、且多数に形成される流通路６Ｆの閉塞度合も簡便になしえる手段が要請される。【００１９】  これがためには分散挿通板材６の中心６Ａから外周縁６Ｃに向って１５乃至３０度、望ましくは２２．５度の角度を以って円弧線６Ｄを形成し、更には外周縁６Ｃから中心に向って所定の等間隔３乃至５ヶ所の円周線６Ｆと、更には中心６Ｂより相互の円弧線６Ｄ、６Ｄを分割する分割円弧線６Ｉとを囲む面積を以って誘導孔６Ｅを切欠形成させることが提案される。
即ちかかる構成によって分散挿通板材６に該誘導孔６Ｅを切欠形成させることにより、誘導孔６Ｅが分散挿通板材６の全面に対して均等な面積を以って配位されることとなる。【００２０】  そしてかかる分散挿通板材６の全面に対して均等な面積を以って配位された誘導孔６Ｅは、その多数枚を接合させ流通される石油類１Ａと水１Ｃ、若しくはガス類１Ｂと水１Ｃとの均質な分散混合と且石油類１Ａ及び水１Ｃについてはとりわけ微粒化させる流通路６Ｇを形成させるうえからは、所要の厚さの分散挿通板材６の使用とともに、多数枚の分散挿通板材６相互の接合配設位置を僅かにズラせた状態で誘導孔６Ｅ面積を適宜割合で閉塞させ接合させて流通路６Ｇを形成させることが望ましい。【００２１】  かかる流通路６Ｇの簡便な接合配設手段としては図３に示す如く分散挿通板材６の中心部には、その周縁に係合凹部８Ａが、望ましくは３２乃至４８個に形成された係合穴８が設けられてなり、この係合凹部８Ａが形成されてなる係合穴８を有する多数枚の分散挿通板材６を相互に適宜にズラした状態に係止させるために、所要の径及び長さで且その外表面に係合凹部８Ａと係合しえる係合凸条９Ａが所要数形成された接合配設具９が用いられる。
即ちかかる構成による分散挿通板材６と接合配設具９を用いて分散挿通板材６の係合凹部８Ａに係合凸条９Ａを適宜間隔毎にズラして係合させることにより分散挿通板材６の全体に亘って形成される誘導孔６Ｅは、それぞれ外周縁６Ｃより所定間隔の円周線上に形成されてなるから、それぞれの誘導孔６Ｅは図４に示す如く所要の面積割合を以って閉塞されつつ接合され、且図１においても明らかな如く形成される流通路６Ｆは傾斜方向に連通される構成となる。【００２２】  従って膨大数で広範囲に形成された誘導孔６Ｅの接合配設により形成される流通路６Ｇは、分散挿通板材６自体の厚さと、相互の配位がズラされて接合配設される誘導孔６Ｅの適宜割合による閉塞及び傾斜連通とも相俟って、極めて優れた相互の分散混合並びに石油類１Ａや水１Ｃの微粒化も図られる。
かかる如くして相互の均質な分散混合並びに石油類１Ａや水１Ｃの微粒化がなされてエマルジョン燃料７が生成されたうえは、それぞれの流通路６Ｇからの生成エマルジョン燃料７を分散圧力調整区画５内で圧力の均質化を図ったうえ、供出口３よりボイラーや家庭用燃焼機器のバーナー部に移送させて燃焼がなされる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  石油類やガス類を燃焼源とするボイラーや家庭用燃焼機器に、石油類やガス類に最大５０容量％の水を混合させたうえ、分散混合モジュールにより衝突、撹乱、破砕、混合させてエマルジョン燃料となし燃費低減化と排気ガスの削減化による燃焼が可能。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  本発明の内部説明図である。
【図２】  分散挿通板材の説明図である。
【図３】  分散挿通板材の接合配設係止方法の説明図である。
【図４】  誘導孔の閉塞状態の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】１    ケーシング
１Ａ  石油類
１Ｂ  ガス類
１Ｃ  水
２    供給口
３    供出口
４    分散挿通調整区画
５    分散圧力調整区画
６    分散挿通板材
６Ａ  円形板材
６Ｂ  中心
６Ｃ  外周縁
６Ｄ  円弧線
６Ｅ  誘導孔
６Ｆ  円周線
６Ｇ  流通路
６Ｈ  接合段差
６Ｉ  分割円弧線
７    エマルジョン燃料
８    係合穴
８Ａ  係合凹部
９    接合配設具
９Ａ  係合凸条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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