(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エマルジョン燃料を燃焼装置に供給するエマルジョン燃料供給システムにおいて、
前記エマルジョン燃料は、燃料系統を腐食させる添加物および燃料を含む少なくとも２種類以上の液体を原材料とするとともにそれらを混合して形成され、
前記燃焼装置は、タイマーの停止スイッチを操作することで所定時間経過後に停止するように設けられており、
前記原材料を供給するエマルジョン原材料供給手段と、
前記原材料を混合する混合手段と、
前記エマルジョン燃料における原材料の混合比を変えるエマルジョン燃料混合比変更手段とを備え、
このエマルジョン燃料混合比変更手段による前記原材料の混合比の変更は、前記燃焼装置の運転停止前に、前記燃料に対する前記添加物の比率を減少させて行われ、かつ前記停止スイッチを操作してから当該燃焼装置が停止するまでの前記所定時間の間に、前記添加物の比率を減少させたエマルジョン燃料が前記混合手段から前記燃焼装置の燃料噴射装置までの燃料系統中に溜まるように行われることを特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、
前記添加物は水であり、この水の比率は、前記燃料の容量１００に対して１５〜３５容量パーセントであることを特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、
前記原材料は添加剤を含み構成され、
前記エマルジョン燃料混合比変更手段による前記原材料の混合比の変更は、前記燃焼装置の運転停止前に、前記燃料に対する前記添加物の比率を減少させるとともに前記添加剤の比率を増加させて行われ、かつ当該燃焼装置が停止するまでの間に、前記添加物の比率を減少させて前記添加剤の比率を増加させたエマルジョン燃料が前記混合手段から前記燃焼装置の燃料噴射装置までの燃料系統中に溜まるように行われることを特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
【請求項４】
エマルジョン燃料を燃焼装置に供給するエマルジョン燃料供給システムにおいて、
前記エマルジョン燃料は、燃料、添加物、およびこれらの燃料と添加物との混合を安定させる添加剤を含む少なくとも３種類以上の液体を原材料とするとともにそれらを混合して形成され、
前記燃焼装置は、タイマーの停止スイッチを操作することで所定時間経過後に停止するように設けられており、
前記原材料を供給するエマルジョン原材料供給手段と、
前記原材料を混合する混合手段と、
前記エマルジョン燃料における原材料の混合比を変えるエマルジョン燃料混合比変更手段とを備え、
このエマルジョン燃料混合比変更手段による前記原材料の混合比の変更は、前記燃焼装置の運転停止前に、前記燃料に対する前記添加剤の比率を増加させて行われ、かつ前記停止スイッチを操作してから当該燃焼装置が停止するまでの前記所定時間の間に、前記添加剤の比率を増加させたエマルジョン燃料が前記混合手段から前記燃焼装置の燃料噴射装置までの燃料系統中に溜まるように行われることを特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
【請求項５】
請求項４に記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、
前記添加剤は界面活性剤であり、この界面活性剤の比率は、前記燃料の容量１００に対して３〜７容量パーセントであることを特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、
前記エマルジョン原材料供給手段は、複数の原材料をそれぞれ供給する原材料供給回路を備え、これらの原材料供給回路には、それぞれ、複数の原材料の混合比を変更可能なバイパス回路を有した方向制御弁が設けられていることを特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のエマルジョン燃料供給システムを備えたことを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エマルジョン燃料供給システムに係り、さらに詳しくは、水、アルコールおよび廃プラ油等の添加物および燃料を含む少なくとも２種類以上の液体同士を混合したエマルジョン燃料をエンジン等の燃焼装置に供給するエマルジョン燃料供給システムに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、ディーゼルエンジン等のエンジン運転時に、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、黒煙等の有害物質を低減するために、燃料と、水等の添加物とを混合した水エマルジョン燃料を用いることが知られている。このような水エマルジョン燃料では、燃料と水等の添加物との混合を良好にするために、添加剤が用いられており、添加剤としては界面活性剤が用いられている。
【０００３】
ところで、水エマルジョン燃料を燃焼させてディーゼルエンジン等におけるエンジンを運転する場合、水エマルジョン燃料全体における燃料の比率が多いと、水エマルジョン燃料の分離が起こりにくくなるので、水が水エマルジョン燃料から分離して燃料系統を腐食させる作用を防止することができる。また、燃料の比率が多いと、始動性がよくなるとともに安定した運転が可能となる。
しかし、その反面、水の比率が少なくなるため、エンジンの排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、黒煙等の有害物質を低減することができなくなり、排ガス規制をクリアすることができない。
また、燃料と水とを混合するために添加剤として界面活性剤を用いる場合、界面活性剤が少ないと、燃料と水との混合が充分に行われないので、停止時等に、水が分離し、水による錆が発生する可能性がある。
【０００４】
以上のような問題点を解決するために、従来、(1) 水と燃料油との比率比を、実質上所望どおり一定に維持しつつ、水と燃料油とのエマルジョン燃料を生成供給する水および燃料油の混合供給システムが知られている（特開昭５９−３３３９２号公報）。
また、(2) エンジン等の運転中は燃料と水とが混合された状態で使用するが、エンジン等の始動時には、燃料のみで運転するように切り替え、水を添加しない状態で運転するような装置も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記(1) の装置では、水と燃料油との比率比が一定に維持されるので、始動時の運転に対応させて比率を決めようとすると、スムーズな駆動を得るために燃料を多くせざるを得ず、その結果、水が分離しにくくなり腐食防止を図ることができるとともに、始動性がよく安定した始動時の運転は期待できるが、エンジンの排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、黒煙等の有害物質を低減することができず、排ガス規制はクリアできないという問題が生じる。
また、水と燃料油との比率比が一定に維持されるので、界面活性剤の比率も一定となる。その結果、界面活性剤の比率が少ない場合は、エンジン等の停止時に水が分離しやすくなり、燃料系統の腐食防止効果を期待できない。
【０００６】
(2) の装置では、運転中は水と燃料とを混合した水エマルジョン燃料による運転となっているが、始動時の運転は燃料だけの運転となっている。従って、始動性がよく、始動時は安定した運転は期待できるが、水が添加されていないので、エンジンの排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、黒煙等の有害物質を低減することができず、排ガス規制はクリアできないという問題が生じる。
また、この装置では、燃料だけの運転と、水と燃料とを混合した水エマルジョン燃料による連続運転とに切り替えるため、界面活性剤を用いるのは連続運転時のみとなる。しかし、この場合でも界面活性剤は高価であるため、少比率しか使用されない。そのため、運転停止時には、水が分離されやすく、燃料系統の腐食防止効果を期待できない。
【０００７】
本発明の目的は、燃焼装置の運転停止時における燃料系統の腐食防止を図れるとともに、始動性がよくなって始動時間の短縮を図れるエマルジョン燃料供給システムおよびその装置を備えた燃焼装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段と作用効果】
請求項１に記載の発明は、エマルジョン燃料を燃焼装置に供給するエマルジョン燃料供給システムにおいて、前記エマルジョン燃料は、燃料系統を腐食させる添加物および燃料を含む少なくとも２種類以上の液体を原材料とするとともにそれらを混合して形成され、  前記燃焼装置は、タイマーの停止スイッチを操作することで所定時間経過後に停止するように設けられており、前記原材料を供給するエマルジョン原材料供給手段と、前記原材料を混合する混合手段と、前記エマルジョン燃料における原材料の混合比を変えるエマルジョン燃料混合比変更手段とを備え、このエマルジョン燃料混合比変更手段による前記原材料の混合比の変更は、前記燃焼装置の運転停止前に、前記燃料に対する前記添加物の比率を減少させて行われ、かつ前記停止スイッチを操作してから当該燃焼装置が停止するまでの前記所定時間の間に、前記添加物の比率を減少させたエマルジョン燃料が前記混合手段から前記燃焼装置の燃料噴射装置までの燃料系統中に溜まるように行われることを特徴とするエマルジョン燃料供給システムである。
【０００９】
このような本発明では、エマルジョン燃料における原材料の混合比を変えることができるので、燃料の比率を運転停止前に増加させることにより、燃料タンクからエンジン内の燃料配管系、燃料噴射装置に至る燃料系統中での燃料の含まれる比率を増加させることができる。従って、次の運転までの間、エマルジョン燃料の分離が起こりにくくなり、安定したエマルジョン燃料状態を保てるので、添加物がエマルジョン燃料から分離して腐食作用を引き起こすことを防止でき、その結果、運転休止中のエンジン内の燃料配管系、燃料噴射装置等の腐食を防止することができる。
また、次の運転の始動時、燃料の比率が高いので、始動性がよくなり、始動時間の減少や始動後の白煙排出時間の短縮化が可能となる。
【００１０】
以上の請求項１の発明において、添加物としては、水、メチルアルコール（メタノール）やエチルアルコール（エタノール）等のアルコール、および廃プラ油等を用いることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、前記添加物は水であり、この水の比率は、前記燃料の容量１００に対して１５〜３５容量パーセントであることを特徴とするものである。
このような本発明では、水が分離しにくい比率で混合されているので、運転停止時における燃料系統の腐食防止を図れるとともに、始動性がよくなって始動時間の短縮を図れる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、前記原材料は添加剤を含み構成され、前記エマルジョン燃料混合比変更手段による前記原材料の混合比の変更は、前記燃焼装置の運転停止前に、前記燃料に対する前記添加物の比率を減少させるとともに前記添加剤の比率を増加させて行われ、かつ当該燃焼装置が停止するまでの間に、前記添加物の比率を減少させて前記添加剤の比率を増加させたエマルジョン燃料が前記混合手段から前記燃焼装置の燃料噴射装置までの燃料系統中に溜まるように行われることを特徴とするものである。
このような本発明では、燃料の比率と界面活性剤の比率とを運転停止前に同時に増加させることにより、燃料系統の腐食の防止を、さらに確実にできる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、エマルジョン燃料を燃焼装置に供給するエマルジョン燃料供給システムにおいて、前記エマルジョン燃料は、燃料、添加物、およびこれらの燃料と添加物との混合を安定させる添加剤を含む少なくとも３種類以上の液体を原材料とするとともにそれらを混合して形成され、前記燃焼装置は、タイマーの停止スイッチを操作することで所定時間経過後に停止するように設けられており、前記原材料を供給するエマルジョン原材料供給手段と、  前記原材料を混合する混合手段と、前記エマルジョン燃料における原材料の混合比を変えるエマルジョン燃料混合比変更手段とを備え、このエマルジョン燃料混合比変更手段による前記原材料の混合比の変更は、前記燃焼装置の運転停止前に、前記燃料に対する前記添加剤の比率を増加させて行われ、かつ前記停止スイッチを操作してから当該燃焼装置が停止するまでの前記所定時間の間に、前記添加剤の比率を増加させたエマルジョン燃料が前記混合手段から前記燃焼装置の燃料噴射装置までの燃料系統中に溜まるように行われることを特徴とするエマルジョン燃料供給システムである。
【００１４】
このような本発明では、界面活性剤の比率を運転停止前に増加させることにより、燃料タンクからエンジン内の燃料配管系、燃料噴射装置に至る燃料系統における界面活性剤の含まれる比率を増加させることができる。従って、次の運転の始動までの間、エマルジョン燃料の分離が起こりにくくなり、安定したエマルジョン燃料状態を保てるので、水等の添加物がエマルジョン燃料から分離して腐食作用を引き起こすことを防止でき、その結果、運転休止中のエンジン内の燃料配管系、燃料噴射装置等の腐食を防止することができる。
また、界面活性剤の比率が高い状態で始動できるので、燃料と水等の添加物とをエンジン始動後素早く乳化させるとともに、乳化製造立ち上がり時のエマルジョン燃料の安定性を増加させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、前記添加剤は界面活性剤であり、この界面活性剤の比率は、前記燃料の容量１００に対して３〜７容量パーセントであることを特徴とするものである。
【００１６】
このような本発明では、界面活性剤の比率が大きくなっているので、エマルジョン燃料の分離が起こりにくく、安定したエマルジョン燃料状態を保てる。従って、水等の添加物がエマルジョン燃料から分離して腐食作用を引き起こすことを防止でき、その結果、運転休止中のエンジン内の燃料配管系、燃料噴射装置等の腐食を防止することができる。
また、始動時に界面活性剤の比率が上がっているので、燃料と混合物をエンジン始動後素早く乳化させるとともに、乳化製造立ち上がり時の混合燃料の安定性を増加させることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエマルジョン燃料供給システムにおいて、前記エマルジョン原材料供給手段は、複数の原材料をそれぞれ供給する原材料供給回路を備え、これらの原材料供給回路には、それぞれ、複数の原材料の混合比を変更可能なバイパス回路を有した方向制御弁が設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
このような本発明では、バイパス回路に、方向切替弁等を設けることで、制御が容易となり、また、例えばモータの回転速度を制御する場合等に比べて、コストが安くなる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のエマルジョン燃料供給システムを備えたことを特徴とする燃焼装置である。
このような本発明では、運転停止時における燃料系統の腐食防止を図れるとともに、始動性がよくなって始動時間の短縮を図れ、かつ運転時に、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、黒煙等の有害物質を低減することができることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態のエマルジョン燃料供給システム（以下、単に供給システムという）１は、複数の液体、例えば燃料、水および添加剤としての界面活性剤を、混合比率を変更可能に混合し、かつ、乳化状態にして製造した水エマルジョン燃料を、燃焼装置としてのディーゼルエンジン等のエンジン２の燃料噴射装置２Ａに供給するものである。
【００２１】
供給システム１は、エマルジョン原材料供給手段１０、混合手段２０、フィードポンプ３０、昇圧ポンプ４０、乳化手段５０、エマルジョン燃料貯蔵タンク６０、コントローラ７０および信号発生手段８０およびエマルジョン燃料混合比変更手段９０を備えている。
【００２２】
エマルジョン原材料供給手段１０は、水エマルジョン燃料を構成する原材料の一つとしての燃料を供給する燃料供給手段１１、原材料の一つとしての添加物である水を供給する水供給手段１２、および原材料の一つとしての添加剤である界面活性剤を供給する界面活性剤供給手段１３を含んで構成されている。
【００２３】
燃料供給手段１１は、内部に燃料が収容される燃料タンク１１Ａを備え、この燃料タンク１１Ａの出口には、原材料供給回路の一つである燃料用回路１１Ｂが接続されている。燃料用回路１１Ｂにおける燃料タンク１１Ａの下流には、回転速度可変のモータ１１Ｃにより駆動される燃料用ポンプ１１Ｄが設けられている。なお、燃料タンク１１Ａ内に収容される燃料としては、例えば、軽油、重油および灯油等が用いられる。
【００２４】
水供給手段１２は、内部に燃料が収容される水タンク１２Ａを備え、この水タンク１２Ａの出口には、原材料供給回路の一つである水用回路１２Ｂが接続されている。水用回路１２Ｂにおける水タンク１２Ａの下流には、回転速度可変のモータ１２Ｃにより駆動される水用ポンプ１２Ｄが設けられている。
【００２５】
界面活性剤供給手段１３は、内部に界面活性剤が収容される界面活性剤タンク１３Ａを備え、この界面活性剤タンク１３Ａの出口には、原材料供給回路の一つである界面活性剤用回路１３Ｂが接続されている。界面活性剤用回路１３Ｂの下流には、回転速度可変のモータ１３Ｃにより駆動される界面活性剤用ポンプ１３Ｄが設けられている。
【００２６】
混合手段２０は、燃料供給手段１１、水供給手段１２、および界面活性剤供給手段１３から流入する燃料、水および添加剤を混合するものであり、図２に示すように、例えば電動モータ２１を内蔵する基台２２の上に、縦長円筒状の本体２３が設けられ、本体２３内に流入した燃料、水および添加剤を、電動モータ２１でインペラ２４を回すことにより均一に混合し、その後、出口２５からフィードポンプ３０に送り出す構造となっている。
【００２７】
フィードポンプ３０は、混合手段２０で製造された混合液を圧送して昇圧ポンプ４０に供給するためのポンプである。フィードポンプ３０の吐出圧は、当該フィードポンプ３０よりも下流側に配置されている昇圧ポンプ４０の入口圧が負圧（大気圧に対して）とならない程度に設定されていればよい。このようにすることで、昇圧ポンプ４０の入口でキャビテーションを防止できるようになる。
【００２８】
昇圧ポンプ４０は、例えば可変容比率形のプランジャポンプが使用され、その種類としては、斜軸式アキシャル形プランジャポンプ、斜板式アキシャル形プランジャポンプや回転シリンダ式ラジアル形プランジャポンプ等が挙げられる。このような昇圧ポンプ４０は、回転速度が変更可能な電動モータによって駆動されている。
【００２９】
乳化手段５０は、均一に混合され、かつ、フィードポンプ３０を経て昇圧ポンプ４０から高圧で送られた水エマルジョン燃料を乳化状態とするものである。
この乳化手段５０は、図示しないが、例えば円筒状の本体を備え、本体の内部には、例えば複数枚の隔壁によって仕切られた複数の部屋が形成されている。それぞれの隔壁には複数の小穴があけられ、また、本体には液体が旋回流となって流れるように流体入り口が形成され、旋回流となって流れる液体が、隔壁の小穴から順次隣の部屋に高圧で流入するようになっている。この際、小穴から噴出される混合液と、隣の部屋に充満している混合液との流体摩擦により、混合液の粒子が分裂して乳化状態となり、粒径の小さな水エマルジョン燃料が得られるような構造となっている。
【００３０】
エマルジョン燃料貯蔵タンク６０は、乳化手段５０から送られた乳化状態の水エマルジョン燃料を所定比率蓄えておき、エンジン２で消費する比率に応じて適宜エンジン２の燃料噴射装置２Ａに送るものである。この貯蔵タンク６０には内部の水エマルジョン燃料を拡販するミキサー６１が設けられ、また、貯蔵タンク６０には、その内部に、常に適比率の貯蔵が行われているか否かを検知する、ハイレベル検知センサ６２Ａおよびローレベル検知センサ６２Ｂが設けられている。
【００３１】
コントローラ７０は、原材料供給手段１０の燃料供給手段１１、水供給手段１２、および界面活性剤供給手段１３から混合手段２０へ供給する燃料、水、および添加剤の混合比を調整できるようになっている。
すなわち、コントローラ７０には、燃料用ポンプ１１Ｄを駆動するモータ１１Ｃ、水用ポンプ１２Ｄを駆動するモータ１２Ｃ、添加剤用ポンプ１３Ｄを駆動するモータ１３Ｃがそれぞれ接続されている。各モータ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃの回転速度はコントローラ７０により変更可能となっており、各モータ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃの回転速度を変えることにより、燃料タンク１１Ａ、水タンク１２Ａおよび添加剤タンク１３Ａから混合手段２０へ流入させる燃料、水、および添加剤の比率、つまり原材料の比率を多くしたり、少なくしたりして調整することができる。
【００３２】
このようなコントローラ７０は、エンジン２の運転の始動前あるいは停止前に、信号発生手段８０から出力される始動または停止信号により駆動されるようになっている。
そして、ここにおいて、前記コントローラ７０、信号発生手段８０、各モータ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ、各ポンプ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄを含んで前記エマルジョン燃料混合比変更手段９０が構成されている。
【００３３】
ここで、水エマルジョン燃料を構成する燃料と水との混合比は、排気ガス低減と腐食防止との両方を満たすことができるように、運転の状況に応じて適宜変更される。
燃料に対して水の比率が多いと、燃料が少ないために生じる始動性の悪さから始動時の運転の不安定を招き、また、水が分離しやすくなり、停止時の腐食を招く。一方、水の比率を少なくすると、燃料が多くなるため、始動性がよくなり始動時の運転が安定するとともに、水が分離しにくくなり、腐食の防止を図ることはできるが、排気ガス低減の効果は少なくなり、排ガス規制等をクリアすることが難しくなる。
【００３４】
通常、エンジン２の運転時には、例えば、水と燃料との混合比が５０：５０に設定されており、このとき、窒素酸化物（ＮＯｘ）は１００ｐｐｍ以下となり、最も排ガス効果を得ることができる。しかし、その反面、水の比率が多いので、運転停止時の腐食を防止することは困難となる。
ここで、排ガス効果を得ることができる一方で、運転停止時の腐食をも防止することができる限界値として、水と燃料との混合比が２０：８０となるように設定されていることが好ましい。
【００３５】
そのため、本実施形態では、運転停止前、水の比率が、燃料の容量１００に対して１５〜３５容量パーセントとなるように制御し、上記混合比２０：８０に近づけている。
【００３６】
また、界面活性剤と燃料との混合比について述べると、水エマルジョン燃料を構成する添加剤としての界面活性剤と燃料との混合比は、排気ガス低減と腐食防止との両方を満たすことができるように、運転の状況に応じて変更される。
燃料に対して界面活性剤の比率が多いと、水が分離しにくくなるので、錆が生じず、運転停止中でも腐食防止が可能となる。これに対して、界面活性剤の比率が少ないと、水分離しやすくなり、錆が生じやすく、運転停止中の腐食防止を図ることができない。
【００３７】
通常、運転時は、界面活性剤が高価なため、燃料の容量１００に対して１容量パーセント程度しか使用されないが、本実施形態では、運転停止前に、燃料の容量１００に対して界面活性剤が３〜７容量パーセントの範囲内となるように制御されている。
【００３８】
運転停止前に、水の比率を少なく、あるいは界面活性剤の比率を多くする制御を行うには、例えば、タイマーでエンジン停止するような場合、停止スイッチを押してから、所定時間、例えば１０〜３０分経過した後に停止するように、タイマーの時間を遡ってセットしておき、その間、コントローラ７０により、水用ポンプ１２Ｄの回転を少なくして混合手段２０への水の供給を減らすようにする。そうすることにより、停止までの間に、燃料の比率の多いエマルジョン燃料が、混合手段２０からエンジン２の燃料噴射装置２Ａまでの間に供給されることになる。
【００３９】
運転始動時は、例えば５〜１０分経過した後に始動されるようにタイマーをセットする。これは、上述のように、運転停止中に、混合手段２０からエンジン２の燃料噴射装置２Ａまでの間に、燃料の比率の多いエマルジョン燃料が供給されており、始動と同時に、溜まっている燃料の比率の多いエマルジョン燃料が使用されるため、その間に、混合手段２０に燃料の比率の多いエマルジョン燃料を供給することができればよいからである。
【００４０】
次に、第１実施形態の作用を説明する。
運転停止前に水の比率を少なくする場合は、水と燃料との容量の混合比が５０：５０で運転していたのに対し、エンジン２の運転停止前、水の比率を燃料の容量１００に対して１５〜３５容量パーセントの範囲内となるように制御する。
まず、運転停止前、例えば、１０分〜３０分前に、タイマーのスイッチを押すとともに、信号発生手段８０から停止信号をコントローラ７０に出力させる。
【００４１】
コントローラ７０により、水用ポンプ１２Ｄを駆動するモータ１２Ｃの回転を少なくして水の比率を少なくして供給する。そのため、エンジン２の運転停止までの時間に、燃料の比率が多いエマルジョン燃料が、混合手段２０からエンジン２の燃料噴射装置２Ａまでの間に供給され、停止後もその状態が維持される。
このとき、添加剤用回路２３Ｂからは、燃料の容量１００に対して例えば１容量パーセントの界面活性剤が混合手段２０に供給されている。
【００４２】
運転始動時は、例えば、５分〜１０分前に、タイマーのスイッチを押すとともに、信号発生手段８０から始動信号をコントローラ７０に出力させる。
コントローラ７０は、モータ１２Ｃの回転を少なくし、水の比率を少なくして供給する。５分〜１０分の間に、混合手段２０では燃料の比率の多いエマルジョン燃料が製造されるので、始動と同時に、混合手段２０からエンジン２の燃料噴射装置２Ａまでの間に供給されていた燃料の比率が多いエマルジョン燃料が、燃料噴射装置２Ａで燃焼され始めても、混合手段２０から引き続き燃料の比率の多いエマルジョン燃料が供給される。
【００４３】
次に、界面活性剤の比率を多くする場合は、運転停止前に、界面活性剤の比率が、燃料の容量１００に対して３〜７容量パーセントとなるように、モータ１３Ｃの回転を早くして、界面活性剤の比率を多くする。
【００４４】
また、水の比率を少なくするとともに、界面活性剤の比率を多くする場合は、運転停止前に、モータ１２Ｃの回転を遅くして水の比率を少なくすると同時に、モータ１３Ｃの回転を早くして、界面活性剤の比率を多くする。
運転始動時は、上述と同様、水の比率を少なくすると同時に、界面活性剤の比率を多くする制御を行う。
【００４５】
以上のような第１施形態によれば、次のような効果がある。
(1) コントローラ７０により、水の比率を燃料の容量１００に対して１５〜３５容量パーセントで制御することができるので、運転停止前に、燃料の比率を増加させることにより、混合手段２０からエンジン２の燃料噴射装置２Ａまでの間に、燃料の比率の多いエマルジョン燃料を供給することができる。従って、エマルジョン燃料の分離を起こりにくくして安定したエマルジョン燃料状態を保つことができ、水が分離することにより発生する腐食作用を防止でき、運転停止中のエンジン内の燃料配管系、燃料噴射装置等の腐食を防止することができる。
【００４６】
(2) 運転停止後、次の運転の始動時は、燃料の多い状態で始動することができるので、始動性がよくなり、始動時の運転が安定するとともに、始動時間の減少や始動後の白煙排出時間の短縮化が可能となる。
【００４７】
(3) コントローラ７０により、界面活性剤の比率を燃料の容量１００に対して３〜７容量パーセントで制御することができるので、運転停止前に界面活性剤を増加させることにより、混合手段２０からエンジン２の燃料噴射装置２Ａまでの間に、界面活性剤の比率の多いエマルジョン燃料を供給することができる。従って、次の運転の始動までの間、エマルジョン燃料の分離が起こりにくくなり、安定したエマルジョン燃料状態を保てるので、水が分離することにより発生する腐食作用を防止でき、運転休止中のエンジン内の燃料配管系、燃料噴射装置等の腐食を防止することができる。
【００４８】
(4) 運転停止後、次の運転の始動時は、界面活性剤の多い状態で始動することができるので、燃料と水とをエンジン始動後素早く乳化させるとともに、乳化製造立ち上がり時のエマルジョン燃料の安定性を増加させ、より均一な燃料を作り出すことができる。
【００４９】
(5) 界面活性剤の増量は、運転停止前および始動時のみであり、運転中の界面活性剤の比率は燃料の容量１００に対して１容量パーセントであるので、運転中は、高価な界面活性剤の比率を低くできるので、添加剤を節約することができて経済性がよい。
(6) 燃料に対する水の比率を減少させると同時に、燃料に対する添加剤の比率を増加させることもできるので、燃料系統の腐食の防止をより一層確実にできる。
【００５０】
次に、図３に基づいて第２実施形態を説明する。
第２実施形態は、エマルジョン原材料供給手段１００およびエマルジョン燃料混合比変更手段１９０が第１実施形態と異なるが、他の構成は同じである。従って、異なる部分のみ説明する。
【００５１】
第２実施形態では、燃料、水および添加剤の混合比の変更を、コントローラ７０による流量調整弁１１Ｆ，１２Ｆ，１３Ｆの制御で行うものである。
すなわち、原材料供給手段１００は、燃料供給手段１１１と、水供給手段１１２と、添加剤供給手段１１３とを含み構成されている。
燃料供給手段１１１の燃料用回路１１１Ｂには、一定速度で回転するモータ１１Ｅで駆動される燃料用ポンプ１１Ｄと、流量調整弁１１Ｆが設けられ、水供給手段１１２の水用回路１１２Ｂには、一定速度で回転するモータ１２Ｅで駆動される水用ポンプ１２Ｄと、流量調整弁１２Ｆが設けられ、添加剤供給手段１１３の添加剤用回路１１３Ｂには、一定速度で回転するモータ１３Ｅで駆動される添加剤用ポンプ１３Ｄと、流量調整弁１３Ｆが設けられている。
そして、コントローラ７０、信号発生手段８０、各モータ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ、各ポンプ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄを含んで前記エマルジョン燃料混合比変更手段１９０が構成されている。
【００５２】
このような第２実施形態での作用は、水の比率を少なくする場合は流量調整弁１２Ｆを制御して行い、界面活性剤の比率を増やす場合は流量調整弁１３Ｆを制御して行い、また、水の比率を少なくするとともに、添加剤の比率を増やす場合は、流量調整弁１２Ｆと流量調整弁１３Ｆとを制御して行う。
【００５３】
以上のような第２施形態によれば、前記(1) 〜(6) と同様の効果の他、
(7) 流量調整弁１２Ｆ等の制御で混合比を調整できるので、モータ１１Ｃ等の回転速度を変えて調整する場合と比べて、安価な装置とすることができるという効果がある。
【００５４】
次に、図４に基づいて第３実施形態を説明する。
第３実施形態は、エマルジョン原材料供給手段２００およびエマルジョン燃料混合比変更手段２９０が第１実施形態と異なるが、他の構成は同じである。従って、異なる部分のみ説明する。
【００５５】
第３実施形態では、燃料、水および添加剤の混合比の変更を、コントローラ７０による方向制御弁１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｇの制御および、バイパス回路２１１Ｃ，２１２Ｃ，２１３Ｃで行うものである。
すなわち、エマルジョン原材料供給手段２００は、燃料供給手段２１１と、水供給手段２１２と、添加剤供給手段２１３とを含み構成されている。
燃料供給手段２１１の燃料用回路２１１Ｂには、前記モータ１１Ｅ、燃料用ポンプ１１Ｄと、方向制御弁１１Ｇが設けられ、水供給手段２１２の水用回路２１２Ｂには、前記モータ１２Ｅ、水用ポンプ１２Ｄと、方向制御弁１２Ｇが設けられ、添加剤供給手段２１３の添加剤用回路２１３Ｂには、前記モータ１３Ｅ、添加剤用ポンプ１３Ｄと、方向制御弁１３Ｇが設けられている。
【００５６】
各方向制御弁１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｇは、それぞれ同じ構造となっている。例えば方向制御弁１２Ｇで代表して説明すると、方向制御弁として２ポート切替弁が用いられ、一方のポートの流路Ａが１本であるのに対して、他方のポートには２本の流路Ｂ、Ｃがある。流路Ｂは回路２１２Ｂに沿って水が流れるようになっており、流路Ｃはバイパス回路２１２Ｃに連通されている。
【００５７】
方向制御弁１２Ｇの流路Ａ，Ｂ，Ｃでは、水用回路２１２Ｂを流れる水の全体の比率が１として、Ａの比率が１に対して、流路Ｂ、Ｃで１となるように形成され、流路Ｂ、Ｃは、予め、例えばＢが０．７でＣが０．３となるように、流路が絞られている。従って、水タンク２２Ａからポンプ１２Ｄを経て方向制御弁１２Ｇに水が送られてきたとき、運転時は流路Ａを通り、運転停止前には流路Ｂ，Ｃを通るように切り替えられる。流路Ｂには０．７の比率で水が通り、つまり、調整されて少ない比率の水が混合手段２０に供給され、残り０．３の比率の水は、流路Ｃからバイパス回路２１２Ｃに流入し、水タンク２２Ａに戻されるようになっている。
【００５８】
なお、流路Ｂ、Ｃの流路の絞りは、Ｂが０．７でＣが０．３でなくてもよく、燃料の供給比率等に対応して、腐食防止と始動性のよさ、および排ガス効果を得ることができる範囲で、適宜変更してもよい。
また、前記コントローラ７０、信号発生手段８０、各モータ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ、各ポンプ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄ、方向制御弁１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｇを含んで前記エマルジョン燃料混合比変更手段２９０が構成されている。
【００５９】
このような第３実施形態での作用は、水の比率を少なくする場合は方向制御弁１２Ｇを制御して行い、添加剤の比率を増やす場合は方向制御弁１３Ｇを制御して行い、また、水の比率を少なくするとともに、添加剤の比率を増やす場合は、方向制御弁１２Ｇおよび方向制御弁１３Ｇを制御して行う。
【００６０】
以上のような第３施形態によれば、前記(1) 〜(6) と同様の効果の他、
(8) 方向制御弁１２Ｇ等の制御で原材料の混合比を調整できるので、第１実施形態のように、モータ１１Ｃ等の回転速度を変えて調整する場合と比べて、制御が容易であるとともに、安価な装置とすることができるという効果がある。
【００６１】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、他の変形形態を含むものである。
例えば、前記各実施形態において、水の比率を少なくする場合、モータ１２Ｃを制御し、流量調整弁１２Ｆを制御し、あるいは方向制御弁１２Ｇを制御して行っているが、これに限らず、燃料用のモータ１１Ｃを制御し、燃料用の流量調整弁１１Ｆを制御し、あるいは燃料用の方向制御弁１１Ｇを制御して、燃料の比率を多くし、結果的に水の比率を少なくなるようにしてもよい。要は、水の比率を燃料の容量１００に対して１５〜３５容量パーセントに制御できればよい。
【００６２】
また、前記第２、第３実施形態において、燃料用ポンプ１１Ｄ、水用ポンプ１２Ｄ、添加剤用ポンプ１３Ｄに、それぞれ、モータ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅを設けたが、これに限らず、１つのモータで各ポンプ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄを駆動できるようにしてもよい。
【００６３】
さらに、前記各実施形態において、エマルジョン燃料供給システムは燃焼装置としてのディーゼルエンジン２用に用いたが、これに限らず、燃焼装置としてのボイラにも適用することができる。また、エンジン２は外燃機関用、内燃機関用を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエマルジョン燃料供給システムの第１実施形態を示す全体図である。
【図２】本発明のエマルジョン燃料供給システムにおける混合手段を示す縦断面図である。
【図３】本発明のエマルジョン燃料供給システムの第２実施形態を示す全体図である。
【図４】本発明のエマルジョン燃料供給システムの第３実施形態を示す全体図である。
【符号の説明】
１    エマルジョン燃料供給システム
２    エンジン
１０，１００，２００  エマルジョン原材料供給手段
２０    混合手段
３０    フィードポンプ
４０    昇圧ポンプ
５０    乳化手段
６０    エマルジョン燃料貯蔵タンク
７０    コントローラ
８０    信号発生手段
９０，１９０，２９０  エマルジョン燃料混合比変更手段
２１１Ｃ，２１２Ｃ，２１３Ｃ  バイパス回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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