CN109647267A - 混合流体生成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实施了针对混合器的过热的对策的混合流体生成装置。混合流体生成装置(1)具备：混合器(3)，其对多种流体进行搅拌来生成乳化状态的混合流体；以及检测部(4)，其检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量是否为规定量以下。

Description

混合流体生成装置
技术领域
本发明涉及一种对多种流体进行搅拌的混合流体生成装置。
背景技术
为了提高发动机的排气性能，乳化(emulsion)燃料受到关注。(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2001-65411号公报
发明内容
发明要解决的问题
对水和燃料进行搅拌的混合器进行高速旋转，因此当向混合器供给的水、燃料等流体的流量比设想的流量少时，混合器有可能过热。当混合器过热而密封部损坏时，从密封部泄漏燃料等。因此，在生成乳化燃料时，需要防止混合器的过热。专利文献1关注于削减乳化的燃料的量，没有特别实施针对混合器的过热的对策。
本发明提供一种实施了针对混合器的过热的对策的混合流体生成装置。
用于解决问题的方案
在本发明的一个方式中，提供一种混合流体生成装置，具备：混合器，其对多种流体进行搅拌来生成混合流体；以及检测部，其检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量是否为规定量以下。所述混合流体可以为乳液。
也可以是，还具备流量计，所述流量计测量向所述混合器供给的所述多种流体中的被供给得最多的流体的流量，所述检测部基于由所述流量计测量出的流量，来检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量是否为规定量以下。
也可以是，还具备阀，所述阀配置于向所述混合器供给的所述多种流体的流路上，所述检测部基于所述阀的开度，来检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量是否为所述规定量以下。
也可以是，还具备电流传感器，所述电流传感器测量对所述混合器进行旋转驱动的电动机的电流，所述检测部基于由所述电流传感器测量出的电流，来检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量是否为所述规定量以下。
也可以是，还具备温度传感器，所述温度传感器测量所述混合器周边的温度，所述检测部基于由所述温度传感器测量出的温度，来检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量是否为所述规定量以下。
也可以是，还具备控制部，当由所述检测部检测出所述多种流体中的至少一种流体的供给量为所述规定量以下时，所述控制部使所述混合器的搅拌动作停止。
也可以是，具备多个所述混合器，多个所述混合器中的各个混合器对所述多种流体进行搅拌，当在多个所述混合器中的至少一个混合器中检测出所述多种流体的供给量为所述规定量以下时，所述控制部使所述多个混合器的搅拌动作停止。
也可以是，具备多个所述混合器，多个所述混合器中的各个混合器对所述多种流体进行搅拌，所述控制部按各个混合器来控制是否使所述多个混合器的搅拌动作停止。
也可以是，所述控制部在要使所述多个混合器中的一部分混合器的搅拌动作停止时，控制所述多种流体的流量，以避免其余的混合器中的所述多种流体的混合比率发生变化。
也可以是，所述检测部检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量的总和是否为所述规定量以下。
也可以是，所述多种流体包括水和燃料，所述混合器通过对所述多种流体的搅拌来生成乳化燃料。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种实施了针对混合器的过热的对策的混合流体生成装置。
附图说明
图1是具备基于一个实施方式的混合流体生成装置的燃料供给系统的框图。
图2是基于图1的第一变形例的混合流体生成装置的框图。
图3是基于图1的第二变形例的混合流体生成装置的框图。
附图标记说明
1：混合流体生成装置；2：燃料供给系统；3：混合器；4：检测部；5：通知部；6：阀；7：泵；8：发动机；9：分隔阀；10：电动机；11：电流传感器；12：温度传感器；13：流量计；20：控制部。
具体实施方式
下面，详细地说明本发明的实施方式。
图1是具备基于本发明的一个实施方式的混合流体生成装置1的燃料供给系统2的框图。图1的混合流体生成装置1利用混合器3对燃料和水进行搅拌来生成混合流体。混合流体例如为乳液。乳液是指分散质和分散介质都是流体，流体的具体的材质不特别被限制。下面，主要说明混合流体为乳化燃料的例子。在生成乳化燃料时供给的燃料例如使用粘性比A重油的粘性高的C重油。此外，如后述的那样，可以使用A重油代替C重油来生成乳化燃料。
图1的混合流体生成装置1具备混合器3、检测部4以及通知部5。另外，虽然不是必要的构成部，但图1的混合流体生成装置1可以具备控制部20。图1的混合流体生成装置1具备三个混合器3，但混合器3的个数没有特别限制。通过设置多个混合器3，且并列地生成乳化燃料，各混合器3的负荷变小，能够使各混合器3小型化。另外，如后述的那样，通过设置多个混合器3，即使其中一部分混合器3因为某种理由而停止，也能够利用其它混合器3继续进行搅拌动作。
各混合器3对多种流体进行搅拌来生成例如乳化状态的混合流体。各混合器3与用于供给燃料的纯燃料供给线L1及用于供给水的注水线L2连接。纯燃料供给线L1及注水线L2与用于控制燃料的供给量的阀6连接。各阀6能够单独地控制开闭。各混合器3的输出端口经由阀6而与燃料循环线L3连接。各混合器3还能够将搅拌后生成的乳化燃料从输出端口输出，还能够将从纯燃料供给线L1供给的燃料不经过搅拌而直接从输出端口输出。
燃料循环线L3与泵7及发动机8连接。泵7将从各混合器3输出的乳化燃料或纯燃料供给到发动机8。发动机8使乳化燃料或纯燃料燃烧来驱动未图示的活塞。在图1中只图示出一个泵7，但也可以将多个泵7并联连接。
燃料循环线L3与用于将泵7直接连结于纯燃料供给线L1的旁路L4连接，在旁路L4上连接有分隔阀9。分隔阀9通常为关闭状态，但能够根据需要设为打开状态，来不经由混合器3地向发动机8输送燃料。
各混合器3与用于对水和燃料进行搅拌的电动机10、对流过电动机10的电流(以下称作电动机电流)进行检测的电流传感器11连接。另外，燃料循环线L3可以根据需要与温度传感器12连接。
水和燃料的总量越多，则电动机10的负荷越大，因此电动机电流越大。另外，在电动机10的滑动部的滑动阻力由于经时变化等而变大的情况下，电动机电流也增大。另一方面，水和燃料的总量越少，则电动机电流越少。
在向发动机8供给乳化燃料的情况下，利用各混合器3进行水与燃料的搅拌动作。在将向发动机8供给的燃料从乳化燃料向纯燃料切换的情况下，利用各混合器3持续进行搅拌动作，直到燃料循环线L3的水消失为止，当来自燃料循环线L3的水消失时，使各混合器3停止。在各混合器3停止的状态下，不向各混合器3供给水，经由纯燃料供给线L1供给到各混合器3的燃料直接通过各混合器3后从输出端口输出。
混合器3在进行搅拌动作时以预先决定的转速进行高速旋转。当进行高速旋转时，混合器3的滑动部发热。如果向混合器3供给的水和燃料的总量充足，则能够利用所供给的水和燃料来冷却混合器3的滑动部，但当所供给的水和燃料的总量不充足时，不能够冷却混合器3的滑动部，混合器3的密封部件由于滑动部的发热而损坏，有可能从混合器3泄漏燃料等。
因此，在本实施方式中，利用电流传感器11测量各混合器3的电动机电流。测量出的电动机电流被传递到检测部4。检测部4检测向各混合器3供给的多种流体的供给量是否为规定量以下。多种流体的供给量为规定量以下是指例如多种流体的供给量的总和为规定量以下。更具体地说，在电动机电流不在规定的限制范围内的情况下，检测部4判断为使混合器3停止较好，并且向通知部5发送停止指示信号。通知部5发出使混合器3停止较好的意思的通知。通知部5进行的通知的方式是任意的，例如可以显示于控制面板等，也可以利用警报声、语音等进行通知。另外，可以在多处进行通知。此外，也可以省略通知部5。此外，各混合器3的电动机被进行转矩控制。
控制部20接收来自检测部4的停止指示信号，使从检测部4指示的混合器3的搅拌动作停止。此外，在另外存在进行搅拌动作的混合器3的情况下，可以使存在停止指示的混合器3的搅拌动作迅速地停止。在该情况下，该混合器3将从纯燃料供给线L1供给的燃料直接从输出端口输出。另外，新供给的水停止。
检测部4设定的限制范围的大小是任意的，在检测出向混合器3供给的水和燃料的总量变为规定量以下的情况下，关于电动机电流的限制范围，设定电动机电流的下限值即可。在不问原因地想要抑制混合器3的过热的情况下，只要检测电动机电流是否在下限值与上限值之间以外的范围即可。
像这样，检测部4至少检测向混合器3供给的多种流体的供给量是否为规定量以下，也可以通过电动机电流以外的方法进行检测。也可以是，检测部4检测向混合器3供给的多种流体中的燃料的供给量是否为规定量以下，当为规定量以下时，输出停止指示信号。即，检测部4可以根据向混合器3供给的燃料的供给量来判断是否输出停止指示信号。或者，也可以是，检测部4检测向混合器3供给的多种流体的供给量的总和是否为规定量以下，当为规定量以下时，输出停止指示信号。
图2是基于图1的第一变形例的混合流体生成装置1的框图。图2的混合流体生成装置1在纯燃料供给线L1上的各混合器3的前侧连接有流量计13。各流量计13测量向对应的混合器3供给的燃料的流量。更具体地说，各流量计13测量向对应的混合器3供给的多种流体中的被供给得最多的流体的流量。
图2的检测部4检测向各混合器3供给的燃料的流量是否为规定量以下，如果为规定量以下，则对通知部5发送混合器3的停止指示信号。更具体地说，检测部4基于由各流量计13测量出的流量，来检测向各混合器3供给的多种流体的供给量是否为规定量以下。
纯燃料供给线L1的燃料的流量依赖于与纯燃料供给线L1连接的各阀6的开度。因而，也可以检测各阀6的开度，来代替利用流量计13测量燃料的流量，如果各阀6的开度为规定的阈值以下，则判断为向混合器3供给的燃料的供给量少而存在过热的可能性，对通知部5发送停止指示信号。
图3是基于图1的第二变形例的混合流体生成装置1的框图。混合器3的内部的滑动部最过热。因而，在第二变形例中，利用温度传感器12测量混合器3的滑动部或其周边的温度。由各温度传感器12测量出的温度被发送到检测部4。如果由各温度传感器12测量出的温度为规定的阈值以上，则图3的检测部4判断为对应的混合器3过热，并对通知部5发送混合器3的停止指示信号。
在图1～图3的混合流体生成装置1中，可以在使三个混合器3中的至少一个混合器3停止的情况下，其余两个混合器3继续生成乳化燃料，或者也可以使所有的混合器3停止。在只使一部分混合器3停止并且在其余的混合器3中继续生成乳化燃料的情况下，需要进行控制，以避免向这些其余的混合器3供给的水的量增加。当注水线L2只有一个时，由于使一个混合器3停止而向其余的两个混合器3供给的水的量增加，水与燃料的混合比率发生变化，导致无法生成期望的品质的乳化燃料。因此，期望的是按各混合器3分别设置注水线L2等，即使只使一部分混合器3停止，向其余的混合器3供给的水的量也不发生变化。在不能够单独地控制向各混合器3供给的水的流量的情况下，在使一部分混合器3停止了的情况下，期望使全部的混合器3停止，来使乳化燃料的生成本身停止。在该情况下，使有可能损坏的混合器3立即停止，其余的混合器3继续进行搅拌动作，直到燃料循环线L3内的水消失为止，并且在燃料循环线L3内的水消失的状态下停止。
或者，可以代替不向停止的混合器3供给燃料和水，而是使向其余的混合器3供给的燃料和水增大，以避免其余的混合器3中的燃料与水的混合比率发生变化。在该情况下，向其余的混合器3供给的燃料和水的总量增加，因此期望提高混合器3的搅拌力。由此，即使一部分混合器3停止，也能够使用其余的混合器3来生成与全部混合器3进行搅拌动作时大致相同的量的乳化燃料。
图1～图3的混合流体生成装置1例如能够用于生成向船舶用的发动机8供给的乳化燃料。船舶有时利用价格低的C重油来驱动发动机8。在本实施方式中，能够代替将C重油直接供给到发动机8，而是将对C重油和水进行搅拌所得到的乳化燃料供给到发动机8，来降低氮氧化物(NOx)排出量。另外，通过并用废气再循环(EGR：Exhaust Gas Recirculation)系统和本实施方式中的乳化燃料生成装置，能够进一步削减NOx排出量，并且还能够降低燃油消耗。
另外，基于本实施方式的混合流体生成装置1能够利用于生成乳化燃料以外的各种乳化介质。在此，乳化介质是对两种以上的液体进行搅拌所得到的悬浊液，例如在生成蛋黄酱、调味汁等食品液剂、粘接剂、颜料、光敏剂、密封剂等时，也能够应用基于本实施方式的混合流体生成装置1。
像这样，在本实施方式中，当检测出向混合器供给的多种流体的供给量的总和为规定量以下时，进行规定的通知处理，因此能够提前防止由于多种流体的供给量少而导致混合器过热之类的故障。因而，能够防止由于过热导致的混合器的损坏，能够生成稳定的质量的乳液。
本发明的方式不限定于上述的各个实施方式，还包括本领域技术人员所能够想到的各种变形，本发明的效果也不限定于上述的内容。即，在不超出能够根据权利要求书规定的内容及其等同物导出的本发明的概念性的思想和主旨的范围内，能够进行各种追加、变更以及局部的删除。

Claims (12)

1.一种混合流体生成装置，具备：
混合器，其对被供给的多种流体进行搅拌来生成混合流体；以及
检测部，其检测向所述混合器供给的所述多种流体中的至少一种流体的供给量是否为规定量以下。
2.根据权利要求1所述的混合流体生成装置，其特征在于，
所述混合流体为乳液。
3.根据权利要求1或2所述的混合流体生成装置，其特征在于，
还具备流量计，所述流量计测量向所述混合器供给的所述多种流体中的被供给得最多的流体的流量，
所述检测部基于由所述流量计测量出的流量，来检测向所述混合器供给的所述多种流体中的至少一种流体的供给量是否为规定量以下。
4.根据权利要求1或2所述的混合流体生成装置，其特征在于，
还具备阀，所述阀配置于向所述混合器供给的所述多种流体的流路上，
所述检测部基于所述阀的开度，来检测向所述混合器供给的所述多种流体中的至少一种流体的供给量是否为所述规定量以下。
5.根据权利要求1或2所述的混合流体生成装置，其特征在于，
还具备电流传感器，所述电流传感器测量对所述混合器进行旋转驱动的电动机的电流，
所述检测部基于由所述电流传感器测量出的电流，来检测向所述混合器供给的所述多种流体中的至少一种流体的供给量是否为所述规定量以下。
6.根据权利要求1或2所述的混合流体生成装置，其特征在于，
还具备温度传感器，所述温度传感器测量所述混合器周边的温度，
所述检测部基于由所述温度传感器测量出的温度，来检测向所述混合器供给的所述多种流体中的至少一种流体的供给量是否为所述规定量以下。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的混合流体生成装置，其特征在于，
还具备控制部，当由所述检测部检测出所述多种流体中的至少一种流体的供给量为所述规定量以下时，所述控制部使所述混合器的搅拌动作停止。
8.根据权利要求7所述的混合流体生成装置，其特征在于，
具备多个所述混合器，多个所述混合器中的各个混合器对所述多种流体进行搅拌，
当在多个所述混合器中的至少一个混合器中检测出所述多种流体中的至少一种流体的供给量为所述规定量以下时，所述控制部使多个所述混合器的搅拌动作停止。
9.根据权利要求7所述的混合流体生成装置，其特征在于，
具备多个所述混合器，多个所述混合器中的各个混合器对所述多种流体进行搅拌，
所述控制部按各个混合器来控制是否使搅拌动作停止。
10.根据权利要求9所述的混合流体生成装置，其特征在于，
所述控制部在要使多个所述混合器中的一部分混合器的搅拌动作停止时，控制所述多种流体的流量，以避免其余的混合器中的所述多种流体的混合比率发生变化。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的混合流体生成装置，其特征在于，
所述检测部检测向所述混合器供给的所述多种流体的供给量的总和是否为所述规定量以下。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的混合流体生成装置，其特征在于，
所述多种流体包括水和燃料，
所述混合器通过对所述多种流体的搅拌来生成乳化燃料。
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