JP5711186B2 - 混合燃料生成装置および方法 - Google Patents
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Description
燃焼効率の良い混合燃料とするには、燃料油と水との混合が、出来るだけ細かいレベル(例、微粒子レベル)で良好になされることが要請されている。
本発明は、そのような問題点を解決することを課題とするものである。
1.燃料油を水との混合に好適な温度に保温する装置が具備された燃料油タンクと、該燃料油タンクからフィルター,第1ポンプ,第1流量計および逆止弁を経て燃料油が供給される第1ノズルとを具えた第1噴射部、
2.硬水−純水装置および安定水装置により生成された水を収容するタンクであって、水を燃料油との混合に好適な温度に保温する装置が具備された水タンクと、該水タンクからマイナスイオン水発生装置,第2ポンプおよび第2流量計を経て水が供給される第2ノズルとを具えた第2噴射部、
4.前記第1ノズルから噴射された燃料油と前記第2ノズルから噴射された水とが衝突させられて生ずる混合油を受け入れるタンクであって、混合油を混合に好適な温度に保温する装置と混合油を循環させて混合を促進する装置と混合油を前記第1ノズルへ還流させる装置とが付設されている混合タンクを具えた混合油処理部。
1.混合しようとしている燃料油の全量を正の高電位を付与して第1ノズルから噴射すると共に、混合しようとしている水の所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与し、第2ノズルから噴射し、両方の噴射を衝突させて混合する第1の過程、
2.該第1の過程での噴射の衝突により生成された混合油全量に正の高電位を付与して第1ノズルから噴射すると共に、新たな所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与して第2ノズルから噴射し、両方の噴射を衝突させて混合する第2の過程、
3.該第2の過程の後、噴射した所定分割水量の合計が燃料油全量に対する所期の混合割合量に達するまで、前回の噴射衝突混合により生成された混合油全量に正の高電位を付与して第1ノズルから噴射すると共に、別の新たな所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与して第2ノズルから噴射し、両方の噴射を衝突させて混合する過程を繰返すという第3の過程。
1.コストを低減することが出来る。
燃料油と水との混合を乳化剤を使用しなくとも良好に行うことが出来るので、生成コストを大幅に低減することが出来る。
2.混合燃料の色を、生成に使用した燃料油と同じ色にすることが出来る。
乳化剤を添加するという従来技術で生成された混合燃料の色は、乳白色となっていた。しかし、本発明では乳化剤を添加しないので乳白色となることはなく、生成に使用した燃料油と同じ色になり、いかにも燃料らしい外観を具えることになる。
図1は、本発明の混合燃料生成装置を示す図である。図1において、1は混合燃料生成装置、2は配管、3は燃料油タンク、4はヒーター、5はフィルター、6はポンプ、7は流量計、8は逆止弁、9は配管、10は直流高電圧発生装置、11はスイッチ、12は交流電源、13,14は配線、15,16はノズル、17は配管、18は流量計、19はポンプ,20はマイナスイオン水発生装置、21は水タンク、22はヒーター、23は配管、24はポンプ、25は安定水装置、26は硬水−純水装置、27は配管、28はボイラー、29,30,31,32は配管、33はラインミキサー、34,35はポンプ、36はヒーター、37は混合タンク、38はポンプ、39は配管、40は保管タンク、50はコントローラ、60は第1噴射部、61は直流高電圧発生部、62は第2噴射部、63は混合油処理部である。
また、S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7 は制御信号、D1,D2 はデータ信号である。
まず本発明装置の概要を説明する。本発明装置の主たる構成要素は、第1噴射部60と直流高電圧発生部61と第2噴射部62と混合油処理部63である。この他、必要に応じて加温用の熱源(ボイラー28)とか保管タンク40等が付設される。
第1噴射部60は、燃料油(または燃料油と水との混合油)をノズル15のところまで導いて噴射する部分である。第2噴射部62は、水をノズル16のところまで導いて噴射する部分である。
以下、各部分について詳細に説明する。
第1噴射部60は、燃料油タンク3からノズル15への配管9の途中に、フィルター5,ポンプ6,流量計7,逆止弁8が、直列に配設されて構成される。
燃料油タンク3には、配管2から燃料油が供給される。燃料油タンク3にはヒーター4が備えられ、燃料油が水との混合を良好に行うのに適した温度(例えば40℃)に保たれるようにされている。ヒーター4には、ボイラー28からの蒸気が配管27を経由して供給されている。図1に示した例では、ヒーター4の熱源としてボイラー28を用いているが、他の熱源(例、電熱)で発熱するものを用いてもよい。
ポンプ6の運転, 停止の動作は、コントローラ50からの制御信号S1 によってなされる。なお、流量計7からコントローラ50へは、計測した流量のデータ信号D1 が送られる。
第2噴射部62は、水タンク21へ水を供給する部分と、水タンク21からノズル16への配管17の途中に、マイナスイオン水発生装置20,ポンプ19,流量計18が、直列に配設されて構成される部分とから成っている。
水タンク21へ水を供給する部分は、硬水−純水装置26,安定水装置25,ポンプ24で構成される。処理された水は、配管23を経て水タンク21へ供給される。ポンプ24の運転動作は、コントローラ50からの制御信号S4 により行われる。
なお、水タンク21に供給する水を、酸化還元度の低い純水、つまりmVのプラスの度合いが低い水とする理由は、ノズル16で噴射する水の電位を出来るだけマイナスにしたいがためである。そうすれば、プラスの電位にされて噴射される燃料油との混合が、良好に行われるからである。
マイナスイオン水発生装置20は、水タンク21の水を更に酸化還元度が低い(例えば、−500〜−600mV)マイナスイオン水を発生する装置である。ノズル16には、結局、このマイナスイオン水が供給される。
ポンプ19はマイナスイオン水の供給を行い、その運転動作は、コントローラ50からの制御信号S3 により行われる。そして、配管17を流れるマイナスイオン水の量は流量計18で計測され、データ信号D2 としてコントローラ50に送られる。
なお、ノズル15,16の性能としては、噴霧となる液粒のサイズが20〜30ミクロン以下となるようなものが望ましい。
直流高電圧発生部61は、直流高電圧発生装置10と、それへの入力を制御するスイッチ11とで構成される。直流高電圧を発生させたいときにはスイッチ11はオンされ、発生を停止させたいときにはオフとされる。スイッチ11をオンにするかオフにするかの制御は、コントローラ50からの制御信号S2 により行われる。入力電源としては、商用の交流電源12を使用する。
そのため、ノズル15から噴射される燃料油(または混合油)の粒子は正に帯電され、ノズル16から噴射される水の粒子は負に帯電される。ノズル15,16の向きは、それらより噴射された燃料油や水が、空中で互いに衝突するような向きとされる。
混合油処理部63は、ノズル15から噴射された燃料油(または混合油)と、ノズル16から噴射された水との衝突により混合された混合油を受容する混合タンク37と、受容した混合油を循環させ混合させる付属設備(ポンプ34,ラインミキサー33,配管32)と、混合油を第1噴射部60に送出する付属設備(ポンプ35,配管31)とで構成される。
この付属装置は、混合液の混合度合を更に良好とするためのものである。混合液をポンプ34で吸い出し、ラインミキサー33を通して混合が更に良好となるよう混合処理し、再び混合タンク37へ戻す。
ポンプ35による配管9への混合油の送り出しは、燃料油タンク3からノズル15への燃料油の供給が終了した後の期間に行われる。ポンプ35の運転動作は、コントローラ50からの制御信号S6 により行われる。ポンプ35で吸い出された混合油は、配管31→配管9→ノズル15へと供給され、噴射される。逆止弁8は、配管31から配管9へ送られて来た混合油が、配管9の中で燃料油タンク3の方向へ流れて行くのを阻止する。
ポンプ38,配管39は、混合タンク37内に生成された最終的な混合油、即ち混合燃料を、保管タンク40へ送るためのものである。保管タンク40に保管された混合燃料が、燃料として使用に供される。
燃料油は燃料油タンク3よりノズル15に供給され、直流高電圧発生装置10により正に帯電され噴射される。一方、硬水−純水装置26および安定水装置25で生成された純水は、いったん水タンク21に入れられ、そこからマイナスイオン水発生装置20を通してマイナスイオン水とされ、ノズル16に供給される。そして、直流高電圧発生装置10により負に帯電され噴射される。
燃料油の噴射と水の噴射とが衝突すると、そこで両者の混合が行われる。燃料油の粒子は正に帯電させられ、水の粒子は負に帯電させられているので、両者の間には互いに吸引する力が働き、混合は良好に行われる。
第1の措置は、混合タンク37の混合油をラインミキサー33を通して循環させるという措置である。ラインミキサー33の作用で、混合が促進される。
第2の措置は、混合タンク37の混合油をポンプ35,配管31の経路でノズル15へ戻し、再度噴射し、ノズル16から新たに噴射される水と混合するという措置である。
そこで、本発明では、混合すべき水の量を幾つかに分割しておき、それを次に例示するような要領で、順次噴射して混合するという方法をとる。即ち、例えば最終的に混合すべき水の量を5つに分割しておき、下記(1)〜(5)のような5回の混合により混合燃料を生成する。
(2)第2回混合…第1回混合で出来た混合油全量の噴射に対して、第2の分割量の水を噴射して行う混合
(3)第3回混合…第2回混合で出来た混合油全量の噴射に対して、第3の分割量の水を噴射して行う混合
(4)第4回混合…第3回混合で出来た混合油全量の噴射に対して、第4の分割量の水を噴射して行う混合
(5)第5回混合…第4回混合で出来た混合油全量の噴射に対して、第5の分割量の水を噴射して行う混合
W=W1 +W2 +W3 +W4 +W5
つまり、いま生成しようとしている混合燃料は、燃料油と水とを下記の式で表される割合で混合した燃料である。
燃料油:水=F:W
なお、W1 ,W2 ,…,W5 の各値は、必要に応じて適宜定めることが出来る。例えば、W1 は大で、W2 ,…,W5 はそれより小とか、あるいはW1 は異なるがW2 〜W5 は等量とするとかと定めることが出来る。
(ロ)の「燃料油噴射」について言えば、T1 の期間に全量Fが噴射されることを表している。この期間には、ポンプ6がコントローラ50からの制御信号S1 により作動される。
(ハ)の「水噴射」について言えば、水がW1 ,W2 ,…,W5 という量に分割して、それぞれT1 ,T2 ,…,T5 の期間に噴射されることを表している。これらの期間毎に、ポンプ19がコントローラ50からの制御信号S3 により作動される。
(1)時刻t1 〜時刻t3 までの時間T1
この間には、直流高電圧発生装置10から、ノズル15が正の電位,ノズル16が負の電位となるよう高電圧が印加される。そして、ノズル15から燃料油の全量Fを噴射すると共に、ノズル16から水をW1 の量だけ噴射する。両方の噴射が空中で衝突させられることにより、混合が行われる。
そのためには、双方のポンプの送出量を制御してやる必要がある。即ち、燃料油を送出するポンプ6は、時間T1 の間にFの量を送出するように制御してやり、水を送出するポンプ19は、時間T1 の間にW1 の量を送出するように制御してやるのが望ましい。
なお、上記の噴射が始まると混合タンク37内に混合油が溜まり始めるから、(ニ)の「混合油循環」に示すように、適宜の時刻t2 から、ポンプ34, ラインミキサー33を通っての混合油の循環を開始させる。
この循環は、混合タンク37に溜まる混合油の全量を、次の新たな水W2 との混合を開始する迄に(つまりt4 迄に)、少なくとも数回位は循環させるように行う。
この間は、次の新たな混合動作を始めるまでの休止期間である。それゆえ、高電圧の印加も停止されるし、混合油の循環を行っているポンプ34以外のポンプも停止される。
(3)時刻t4 〜時刻t5 までの時間T2
この間は、前回の混合で混合タンク37に溜まった混合油(その量はF+W1 )と、新たなW2 の量の水との混合を行う期間である。
混合タンク37内の混合油は、ポンプ35により配管31,9を経てノズル15へ送られる。従って、ポンプ35の送出量は、F+W1 の量を時間T2 で送出するよう制御される。一方、ポンプ19は、W2 の量の水を時間T2 で送出するよう制御される。
なお、ラインミキサー33,ポンプ34による混合油の循環は、混合タンク37に溜まる混合油の全量を、次の新たな水W3 との混合を開始する迄に(つまりt6 迄に)、少なくとも数回位は循環させるように行う。
(4)時刻t5 〜時刻t6 までの時間T0
この期間も、次の新たな混合動作を始めるまでの休止期間である。
(5)時刻t11以降
所定回数の混合動作を行なうことにより生成された混合油は、混合燃料として使用し得る所期の性能を有するものになっているので、この段階で生成は完了する。
このようにして生成された混合燃料の色は、生成に使用した燃料油と同じ色となる。これは本発明の特徴の1つである。従来は乳化剤を添加して混合燃料を生成していたが、そうして生成された混合燃料の色は乳白色をしていた。乳白色では、あまり燃料油らしい外観を呈しているということは出来ない。しかし、本発明で生成される混合燃料は、燃料油と同じ色をしているから、まさしく燃料油らしい外観を呈しており、好ましい。
生成が完了した混合油は、ポンプ38を作動させ、混合タンク37から保管タンク40へと移される。
また、ポンプの圧力特性としては、1〜10Mpa程度のものが望ましい。
以上述べて来たことからも理解されるように、本願では、次のような過程から成る混合燃料生成方法の発明も、同時に提案するものである。
1.混合しようとしている燃料油の全量を正の高電位を付与してノズル15から噴射すると共に、混合しようとしている水の所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与し、ノズル16から噴射し、両方の噴射を衝突させる第1の過程
2.第1の過程での噴射の衝突により生成された混合油に正の高電位を付与してノズル15から噴射すると共に、新たな所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与してノズル16から噴射し、両方の噴射を衝突させる第2の過程
3.噴射した所定分割水量の合計が、燃料油全量に対する所期の混合割合量に達するまで第2の過程を繰返すという第3の過程
Claims (2)
- 燃料油を水との混合に好適な温度に保温する装置が具備された燃料油タンクと、該燃料油タンクからフィルター,第1ポンプ,第1流量計および逆止弁を経て燃料油が供給される第1ノズルとを具えた第1噴射部と、
硬水−純水装置および安定水装置により生成された水を収容するタンクであって、水を燃料油との混合に好適な温度に保温する装置が具備された水タンクと、該水タンクからマイナスイオン水発生装置,第2ポンプおよび第2流量計を経て水が供給される第2ノズルとを具えた第2噴射部と、
前記第1ノズルに正の高電位を付与すると共に前記第2ノズルに負の高電位を付与する直流高電圧発生装置を具えた直流高電圧発生部と、
前記第1ノズルから噴射された燃料油と前記第2ノズルから噴射された水とが衝突させられて生ずる混合油を受け入れるタンクであって、混合油を混合に好適な温度に保温する装置と混合油を循環させて混合を促進する装置と混合油を前記第1ノズルへ還流させる装置とが付設されている混合タンクを具えた混合油処理部と
を具えたことを特徴とする混合燃料生成装置。 - 混合しようとしている燃料油の全量を正の高電位を付与して第1ノズルから噴射すると共に、混合しようとしている水の所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与し、第2ノズルから噴射し、両方の噴射を衝突させて混合する第1の過程と、
該第1の過程での噴射の衝突により生成された混合油全量に正の高電位を付与して第1ノズルから噴射すると共に、新たな所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与して第2ノズルから噴射し、両方の噴射を衝突させて混合する第2の過程と、
該第2の過程の後、噴射した所定分割水量の合計が燃料油全量に対する所期の混合割合量に達するまで、前回の噴射衝突混合により生成された混合油全量に正の高電位を付与して第1ノズルから噴射すると共に、別の新たな所定分割水量であってマイナスイオン水の形にされている水に負の高電位を付与して第2ノズルから噴射し、両方の噴射を衝突させて混合する過程を繰返すという第3の過程と
を具えたことを特徴とする混合燃料生成方法。
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