JP2000263062A - Apparatus and method for producing modified water and apparatus and method for producing emulsion fuel - Google Patents
Apparatus and method for producing modified water and apparatus and method for producing emulsion fuelInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、動植物の生命の源
である水を改質・改良し、医療、農林水産業、工業・動
力エネルギー燃料産業、電気通信産業、および環境保全
に有効利用できる技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention reforms and improves water, which is a source of life of animals and plants, and can be effectively used for medical care, agriculture, forestry and fisheries, industry / power energy fuel industry, telecommunication industry, and environmental conservation. About technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、水は天然水、上水、工業用水、純
水等の形で利用されてきた。これらの水はそれぞれの使
用目的によって浄化および再利用などの処理が施され
る。これらの水処理の方法は、沈砂、濾過、塩素減菌、
紫外線減菌、蒸留、等の物理的・化学的処理が一般的で
ある。しかし、近年著しい環境汚染の進行により、自然
の浄化作用が失われつつあり、本来の水の機能を取り戻
す処理に多大なエネルギーと時間を消費しなければなら
ない等の問題点があった。2. Description of the Related Art Conventionally, water has been used in the form of natural water, tap water, industrial water, pure water and the like. These waters are subjected to treatment such as purification and reuse depending on the purpose of use. These water treatment methods include sedimentation, filtration, chlorine sterilization,
Physical and chemical treatments such as ultraviolet sterilization and distillation are common. However, due to the remarkable progress of environmental pollution in recent years, the natural purification action has been lost, and there has been a problem that a large amount of energy and time have to be consumed for the process of restoring the original water function.
【0003】また、窒素酸化物等の有害物質の発生を低
減する低公害燃料として利用が試みられてきた水と燃料
の混合体であるエマルジョン燃料の製造技術に関して
は、長時間にわたって水と燃料の分離が起こらない安定
した品質のエマルジョン燃料を製造することが困難であ
った。[0003] In addition, regarding the technology for producing an emulsion fuel, which is a mixture of water and fuel, which has been attempted to be used as a low-pollution fuel for reducing the generation of harmful substances such as nitrogen oxides, water and fuel have been used for a long time. It has been difficult to produce a stable quality emulsion fuel without separation.
【0004】特開平9−272882号公報に提案され
たエマルジョン燃料の製造方法は、水と燃料油に活性助
材を注入し、加圧循環ポンプで渦流微細化装置に圧送
し、さらに、磁界を印加し空気または酸素を注入するも
のである。このように作られたエマルジョン燃料は、空
気または酸素が混入しているために、高圧に加圧するこ
とが困難であり、ジーゼルエンジンの燃料に使用するこ
とができなかった。[0004] In a method for producing an emulsion fuel proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-272882, an active aid is injected into water and fuel oil, and is pumped to a vortex miniaturization apparatus by a pressurized circulation pump, and further, a magnetic field is applied. This is to apply air and oxygen. The emulsion fuel thus produced is difficult to pressurize to high pressure due to the inclusion of air or oxygen, and cannot be used as fuel for diesel engines.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】水の浄化・改質ならび
にエマルジョン燃料の製造に関しては、上記のごとく多
大なエネルギーと時間を消費し、かつ技術的困難が存在
する。本発明は、上記問題を解決するためになされたも
ので、低消費エネルギーでかつ短時間に水の改質を行
い、さらに、安定した品質でジーゼルエンジンの燃料に
使用することがでるエマルジョン燃料の製造を可能なら
しめる製造方法ならびに製造装置を提供することを目的
とし、多様な用途に適用可能な低コスト高品質の改質水
およびエマルジョン燃料の製造を可能ならしめるもので
ある。As described above, the purification and reforming of water and the production of emulsion fuel consume a great amount of energy and time and have technical difficulties. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The present invention provides water reforming with low energy consumption and in a short period of time, and furthermore, an emulsion fuel which can be used as fuel for diesel engines with stable quality. An object of the present invention is to provide a production method and a production apparatus that enable production, and to produce low-cost, high-quality reformed water and an emulsion fuel applicable to various uses.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の改質水製造装置
は、水と界面活性剤の混合流体を作る混合手段と、前記
混合流体に流れを与える送液手段と、前記混合流体に対
して流れ方向と交差する方向の磁場を印加する磁場印加
手段とを設けたものである。According to the present invention, there is provided a reformed water producing apparatus comprising: a mixing means for producing a mixed fluid of water and a surfactant; a liquid sending means for giving a flow to the mixed fluid; Magnetic field applying means for applying a magnetic field in a direction crossing the flow direction.
【0007】前記改質水製造装置の混合流体の流路に空
気または酸素を付加する気体付加手段を設けてもよい。
空気または酸素の注入か所は前記磁場印加手段の上流側
に配置することが好ましい。[0007] A gas adding means for adding air or oxygen may be provided in the flow path of the mixed fluid of the reformed water producing apparatus.
It is preferable that the injection point of air or oxygen is arranged on the upstream side of the magnetic field applying means.
【0008】また、本発明の水と燃料の混合体であるエ
マルジョン燃料の製造装置は、水と界面活性剤と燃料の
混合流体を作る混合手段と、前記混合流体に流れを与え
る送液手段と、前記混合流体に対して流れ方向と交差す
る方向の磁場を印加する磁場印加手段とを設けたもので
ある。The present invention also provides an apparatus for producing an emulsion fuel, which is a mixture of water and fuel, comprising: mixing means for forming a mixed fluid of water, surfactant and fuel; and liquid sending means for providing a flow to the mixed fluid. And a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the mixed fluid in a direction crossing the flow direction.
【0009】さらに、前記改質水製造装置またはエマル
ジョン燃料の製造装置の前記磁場印加手段の上流側に微
細な乱流渦を発生する微細渦流発生手段を装着すること
が好ましい。その微細渦流発生手段として同方向にねじ
れた回転羽根を複数個設けた渦流発生手段、もしくは互
いに反対方向にねじれた固定羽根を交互に設けた渦流発
生手段を用いることができる。Further, it is preferable to mount a fine vortex generating means for generating fine turbulent vortices on the upstream side of the magnetic field applying means of the reforming water producing apparatus or the emulsion fuel producing apparatus. As the fine eddy current generating means, eddy current generating means provided with a plurality of rotating blades twisted in the same direction, or eddy current generating means provided with alternating fixed blades twisted in opposite directions can be used.
【0010】そして、混合流体の流れの中に水晶を配設
することが好ましい。その水晶として少なくとも1個以
上の水晶粒を用い前記磁場印加手段の上流側または磁場
印加手段の内部に配設することができる。[0010] It is preferable to dispose quartz in the flow of the mixed fluid. At least one crystal grain may be used as the crystal and disposed on the upstream side of the magnetic field applying means or inside the magnetic field applying means.
【0011】また、磁場印加手段は流れ方向に流れを挟
んで複数個の磁石対を並べて構成することができる。こ
の複数個の磁石対は互いに密接または近接して配置さ
れ、流れに対して一方の側の磁石の極性は全て同じとし
て、他方の側の磁石の極性は全て対面する磁石の極性と
反対の極性とすることが好ましい。そして、磁場印加手
段の周囲の磁場の漏洩を低減する強磁性材料よりなる閉
回路コイルを配置することが好ましい。Further, the magnetic field applying means can be constituted by arranging a plurality of magnet pairs with the flow in the flow direction. The plurality of magnet pairs are arranged closely or closely to each other, and the magnets on one side have the same polarity with respect to the flow, and the polarity of the magnets on the other side are all opposite to the polarity of the facing magnet. It is preferable that In addition, it is preferable to dispose a closed circuit coil made of a ferromagnetic material that reduces leakage of a magnetic field around the magnetic field applying unit.
【0012】本発明の改質水の製造方法は、前記改質水
製造装置を用いて改質水を製造するものである。A method for producing reformed water according to the present invention is to produce reformed water using the above-mentioned reformed water producing apparatus.
【0013】また、本発明のエマルジョン燃料の製造方
法は前記エマルジョン燃料製造装置を用いて、水と燃料
の混合体であるエマルジョン燃料を製造するものであ
る。Further, a method of producing an emulsion fuel according to the present invention is to produce an emulsion fuel which is a mixture of water and a fuel by using the above-mentioned emulsion fuel producing apparatus.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の第1の実施例である改質
水の製造装置を示す概略正面図、図2は同改質水の製造
装置を示す流れ図である。図1に示すごとく、実施例の
改質水の製造装置は、共通架台8に載置された貯水タン
ク1と貯水タンク1の水をバルブを介して循環させる高
圧循環ポンプ2および循環水に微細渦流を発生させる微
細渦流発生装置3、さらに磁力とクオーツ作用により、
循環水に電荷を付加する磁場印加装置4と、図示してい
ない圧力検出装置の出力に基きポンプ吐出圧を調整する
ポンプ圧力調整用インバータ内蔵制御盤6により構成さ
れる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view showing an apparatus for producing reformed water according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart showing the apparatus for producing reformed water. As shown in FIG. 1, the apparatus for producing reformed water of the embodiment includes a water storage tank 1 mounted on a common gantry 8, a high-pressure circulation pump 2 for circulating water in the water storage tank 1 through a valve, and a fine circulating water. The fine eddy current generator 3 that generates the eddy current, and further, by the magnetic force and the quartz action,
It comprises a magnetic field applying device 4 for adding a charge to the circulating water and a control panel 6 with a built-in inverter for adjusting the pump pressure based on the output of a pressure detecting device (not shown).
【0015】このように構成された改質水の製造装置を
用いて、改質水を製造する場合、処理されるべき原水を
貯水タンク1に入れ循環ポンプ2を駆動すると、原水は
微細渦流発生装置3および磁場印加装置4を通過して再
び貯水タンク1に戻る。In the case of producing reformed water using the reformed water producing apparatus configured as described above, when the raw water to be treated is put into the water storage tank 1 and the circulation pump 2 is driven, the raw water generates fine eddy currents. After passing through the device 3 and the magnetic field applying device 4, it returns to the water storage tank 1 again.
【0016】微細渦流発生装置3は図5に示すように微
細な孔(直径0.5〜1mm程度)を多数保有する1枚
または複数の微細孔穿孔板20より構成されており、水
がこの微細孔穿孔板20を通過することにより微細な渦
構造を持つ乱流噴流として放出される。この時、水分子
の巨大なクラスタは乱流作用によりこまかく砕かれ小さ
なクラスタとなる。これと同様な効果は、超音波を用い
て流体を加振することによっても得られる。As shown in FIG. 5, the fine eddy current generator 3 comprises one or a plurality of fine hole perforated plates 20 having a large number of fine holes (diameter of about 0.5 to 1 mm). By passing through the microperforated plate 20, it is emitted as a turbulent jet having a fine vortex structure. At this time, the huge cluster of water molecules is broken into small clusters by turbulence. A similar effect can be obtained by vibrating the fluid using ultrasonic waves.
【0017】また、微細渦流発生装置3を図6(a)に
示すように、ケーシング21内にねじれを有する回転羽
根23a、あるいは23aを設置した円筒部材22aを
収納した構成としてもよい。固定羽根23aはねじれの
向きが同方向のものが複数個配置される。Further, as shown in FIG. 6 (a), the fine eddy current generator 3 may have a configuration in which a rotating blade 23a having a twist or a cylindrical member 22a provided with 23a is housed in a casing 21. A plurality of fixed blades 23a having the same twist direction are arranged.
【0018】または、微細渦流発生装置3として図6
(b)に示すように、ケーシング21内に表面にねじれ
を有する固定羽根23b、あるいは23bを植設した円
筒部材22bを収納した構成としてもよい。固定羽根2
3bはねじれの向きが逆の向ものが交互に配置される。
水がこの回転羽根23aあるいは固定羽根23bを通過
することにより、微細な渦構造を持つ乱流噴流として放
出される。Alternatively, the fine eddy current generator 3 shown in FIG.
As shown in (b), a configuration in which a fixed blade 23b having a twist on the surface or a cylindrical member 22b in which 23b is implanted may be stored in the casing 21. Fixed blade 2
As for 3b, the direction in which the twist direction is opposite is arranged alternately.
Water is discharged as a turbulent jet having a fine vortex structure by passing through the rotating blade 23a or the fixed blade 23b.
【0019】磁場印加装置4は、図3に示すように循環
水の流路を形成するパイプ4aに近接して磁石4c(電
磁石でもよい)が配設されており磁力線が循環水の流れ
に交差するような磁場が発生する。水がこの磁場中を通
過すると、流れの方向と磁力線の方向に対して垂直方向
に電場が発生する。水分子クラスタは、この電場により
帯電し、電場方向の運動エネルギーが付与されるため、
水分子クラスタ聞の衝突が活発になり、さらにこまかな
微細クラスタとなる。パイプ4aおよび磁石4cの周囲
は非磁性体の磁気遮蔽材4d(閉回路コイル)で覆われ
ている。As shown in FIG. 3, the magnetic field applying device 4 is provided with a magnet 4c (or an electromagnet) close to a pipe 4a forming a circulating water flow path. Magnetic field is generated. As water passes through this magnetic field, an electric field is generated perpendicular to the direction of flow and the direction of the lines of magnetic force. The water molecule cluster is charged by this electric field, and kinetic energy in the direction of the electric field is applied.
The collision of water molecule clusters becomes active, and the clusters become finer and finer. The periphery of the pipe 4a and the magnet 4c is covered with a nonmagnetic magnetic shield 4d (closed circuit coil).
【0020】このように、磁場印加装置4では、帯電し
た極めて微細な水分子クラスタが生成される。磁場印加
装置4の効果をさらに高めるためにクオーツ(水晶粒)
を利用することが有効である。パイプ4aの循環水の入
り口が拡開されており、そこに直径5mm程度の水晶球
4bを珠数状につなぎ合わせたものを設置することによ
り、水分子クラスタの微細化効率がさらに向上する。こ
れは、水晶の持つ固有振動数がクラスタの微細化に寄与
するものと考えられる。As described above, in the magnetic field applying device 4, charged very fine water molecule clusters are generated. Quartz (crystal grains) to further enhance the effect of the magnetic field applying device 4
It is effective to use. The inlet of the circulating water of the pipe 4a is expanded, and a crystal ball 4b having a diameter of about 5 mm connected in a bead shape is installed therein, thereby further improving the miniaturization efficiency of the water molecule cluster. This is considered that the natural frequency of the crystal contributes to the miniaturization of the cluster.
【0021】また、図4に示すように磁場印加装置4は
メッシュ容器4eの中に多数の水晶粒子4bを詰め込ん
だものを磁石4cの磁界中に設置しても同様の効果が得
られる。Further, as shown in FIG. 4, the same effect can be obtained even when the magnetic field applying device 4 in which a large number of quartz particles 4b are packed in a mesh container 4e is installed in the magnetic field of the magnet 4c.
【0022】さらに、磁場印加装置の効果を高める手段
として循環処理水中に大量の溶存酸素を含ませることが
有効である。これは、循環流路中に酸素または空気の供
給装置を設置することにより可能となる。図1に示す空
気供給装置9は、図7に示すように循環流路にベンチュ
リー管4を設け、ベンチュリー管24に空気・酸素注入
管25を連接しこれをバルブを介して大気開放パイプに
接続したもので循環水の流速により低下した圧力により
空気を吸引する。Furthermore, it is effective to include a large amount of dissolved oxygen in the circulating water as a means for enhancing the effect of the magnetic field applying device. This is made possible by installing an oxygen or air supply device in the circulation channel. The air supply device 9 shown in FIG. 1 is provided with a venturi pipe 4 in a circulation flow path as shown in FIG. 7, an air / oxygen injection pipe 25 is connected to a venturi pipe 24, and this is connected to an atmosphere opening pipe via a valve. The air is sucked by the pressure reduced by the flow rate of the circulating water.
【0023】このように、処理されるべき原水は、貯水
循環タンクを出て微細渦流発生装置、さらに磁場印加装
置を通過することにより、再び貯水循環タンクに戻る。
この水循環回路を維続的に運転すると、水分子クラスタ
は極微細化され、水中の電荷密度は飛躍的に増大する。
その結果、貯水タンク内の水のPH値は徐々に上昇し、
最終的にはPH値9程度の値に落ち着く。As described above, the raw water to be treated exits the water storage circulation tank, passes through the fine eddy current generator, and further passes through the magnetic field application device, and returns to the water storage circulation tank again.
When this water circulation circuit is continuously operated, the water molecule clusters are miniaturized, and the charge density in water is dramatically increased.
As a result, the PH value of water in the water storage tank gradually increases,
Eventually, it will settle to a value of about PH value 9.
【0024】このPH値に達するまでの運転時間は5分
程度であり、極めて短時間で安定したアルカリイオン水
を製造することが可能である。貯水タンク1内の水のP
H値は貯水タンク1に設けられた酸化還元電位計7によ
り測定される。The operation time until the pH value is reached is about 5 minutes, and it is possible to produce stable alkaline ionized water in a very short time. Water P in water storage tank 1
The H value is measured by an oxidation-reduction potentiometer 7 provided in the water storage tank 1.
【0025】このアルカリイオン水は放置しておくと、
徐々に中性化していくが、長期間アルカリ特性を維持す
る方法として微量の活性補助剤(界面活性剤)を添加す
ることが有効である。例えば、原水に植物系活性補助剤
(数種の食品添加剤により構成されている)を0.1容積
%程度添加し、本装置を用いてアルカリイオン水を製造
すると、1年以上の長期にわたりPH値の維持が可能で
ある。If this alkaline ionized water is left,
Although it is gradually neutralized, it is effective to add a small amount of an activity adjuvant (surfactant) as a method for maintaining alkaline properties for a long time. For example, adding about 0.1% by volume of a plant-based active adjuvant (consisting of several food additives) to raw water and producing alkaline ionized water using this device will result in a long term of more than one year. The PH value can be maintained.
【0026】この際、界面活性剤は多量の電荷供給源と
して働き、アルカリイオン水中の電荷密度を大幅に高め
る働きをする。界面活性剤はバルブを介して循環水流路
に接続された界面活性剤タンク5より供給される。At this time, the surfactant functions as a large amount of charge supply source and functions to greatly increase the charge density in the alkaline ionized water. The surfactant is supplied from a surfactant tank 5 connected to a circulating water channel via a valve.
【0027】このようにして製造された改質水は、ポン
プ10によりアルカリイオン水貯水タンク11に送られ
て貯蔵される。この改質水は、動植物の細胞水と同じ作
用が有り、成長および蘇生に有効に作用する。また、身
体に有害な活性酸素を抑えるSOD酵素を増し、抗癌作
用にも有効であることが、臨床例として報告されてい
る。工業化学分野においては、改質水は表面張力が下が
っているため、製品、部品の洗浄水として無公害油分解
洗浄剤として利用できる。The reformed water thus produced is sent to the alkaline ionized water storage tank 11 by the pump 10 and stored therein. This reformed water has the same action as cell water of animals and plants, and effectively acts on growth and resuscitation. In addition, it has been reported as a clinical example that the amount of SOD enzyme that suppresses active oxygen harmful to the body is increased and that it is also effective for anticancer action. In the field of industrial chemistry, since the surface tension of the reformed water is reduced, it can be used as cleaning water for products and parts as a pollution-free oil decomposition cleaning agent.
【0028】また、アルカリイオン水貯水タンク11を
介して家庭用水道蛇口に供給し、飲料水として利用し
た。数週間の飲料後、アトピー性皮膚炎の改善や高血圧
の低下が見られ、健康増進に顕著な効果があった。The water was supplied to a household water tap via an alkaline ionized water storage tank 11 and used as drinking water. After several weeks of drinking, atopic dermatitis was improved and hypertension was reduced, which had a remarkable effect on health promotion.
【0029】エネルギー分野における本装置ならびに本
方法の有効な利用法として、石油系燃料と水の混合燃料
(エマルジョン燃料)の製造がある。エマルジョン燃料
を作る従来方法は、燃料と水それに少量の界面活性剤を
混合し、物理的な撹拌によって製造する方法が主流であ
る。しかし、この方法で製造したエマルジョンは、短時
間のうちに水と燃料の分離が起こる問題が生じる。これ
は、水分子のクラスタが巨大な状態のまま存在し微細化
されていないため、エマルジョン中の電荷密度も極めて
希薄な状態にあり、短時間のうちに再結合が進行するた
めと考えられる。また、従来技術により製造されたエマ
ルジョン燃料を燃焼した場合、燃料の水混入率が20%
以上では5%以上の蒸発熱損失があり、燃焼効率の点で
問題があった。As an effective use of the present apparatus and the present method in the energy field, there is production of a mixed fuel (emulsion fuel) of petroleum fuel and water. The conventional method of producing an emulsion fuel is a method of mixing a fuel, water and a small amount of a surfactant, and producing the emulsion fuel by physical stirring. However, the emulsion produced by this method has a problem that water and fuel are separated in a short time. This is considered to be because the cluster of water molecules remains in a huge state and is not miniaturized, so that the charge density in the emulsion is also extremely low and recombination proceeds in a short time. Further, when the emulsion fuel produced by the conventional technique is burned, the water mixing ratio of the fuel is 20%.
Above, there is a loss of evaporation heat of 5% or more, and there is a problem in terms of combustion efficiency.
【0030】本発明は上記問題も解決する。本発明の第
2の実施例であるエマルジョン燃料製造方法を図8によ
り説明する。水タンク12と燃料タンク13から夫々バ
ルブを介して予備混合タンク14に燃料および水が供給
され、その混合物がポンプ15により第1の実施例の改
質水の製造装置から空気供給装置9を除いた改質水製造
装置に供給される。そして、改質水の製造装置で製造さ
れたマルジョン燃料はポンプ16によりエマルジョン燃
料タンク17に貯蔵され、さらに、ポンプ19によりデ
イーゼルエンジン18に供給される。水と燃料(軽油)
を等量ずつ、本発明による改質水製造装置に導き、混合
比1:1のエマルジョン燃料を製造した。このようにし
て、本装置の貯水タンク1内に水と燃料(重油、軽油、
灯油、ガソリン等いずれの燃料でも可)および少量の界
面活性剤を入れ、本装置を稼動させると、数分後に乳白
色のエマルジョン燃料が生成される。The present invention also solves the above problem. A method for producing an emulsion fuel according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Fuel and water are supplied from the water tank 12 and the fuel tank 13 to the pre-mixing tank 14 via the respective valves, and the mixture is removed by the pump 15 from the reforming water producing apparatus of the first embodiment except for the air supplying apparatus 9. And supplied to the reformed water production equipment. Then, the emulsion fuel produced by the reforming water producing device is stored in the emulsion fuel tank 17 by the pump 16 and further supplied to the diesel engine 18 by the pump 19. Water and fuel (light oil)
Were introduced into the reformed water production apparatus according to the present invention in equal amounts to produce an emulsion fuel having a mixing ratio of 1: 1. Thus, water and fuel (heavy oil, light oil,
If any fuel such as kerosene or gasoline can be used) and a small amount of a surfactant, and the apparatus is operated, a milky emulsion fuel is generated after a few minutes.
【0031】水および燃料の分子クラスタは、微細渦流
発生装置さらに磁場印加装置を通過することにより、極
微細化し電荷コロイド状にミセル乳化する。ミセルの形
成には界面活性剤が重要な役割を果たしている。界面活
性剤は分子内に親水性部分と親油性(疎水性)部分とを
合わせ持っており、水に溶けると親水基を外に親油基を
内に向けて、内部に油分子を閉じ込め外部に多数の極微
細水分子クラスタを集合させた会合体(ミセル)を形成
する。この時、ミセルの外側を形成する水分子と他のミ
セルの外側を形成する水分子は互いに同極に帯電するた
め、ミセル同士は互いに反発し合い、極めて長時間(数
千時間)にわたって極微細ミセル構造を維持できるので
ある。この新燃料を燃焼装置で燃焼した場合、中心の燃
料クラスタの燃焼に先立って、水分子クラスタが爆発的
に蒸発するので、燃料クラスタがさらに細分化され、燃
料と空気の混合状態が良くなると共に気化熱を奪うので
燃焼最高温度が下がる。また、水クラスタの爆発的蒸発
に伴い、強力な還元作用を持つ活性水素が形成されるた
め窒素酸化物の発生が抑制される。The molecular clusters of water and fuel pass through a fine eddy current generator and a magnetic field applying device, and are miniaturized and micelle-emulsified into a charged colloid. Surfactants play an important role in micelle formation. Surfactants have both a hydrophilic part and a lipophilic (hydrophobic) part in the molecule, and when dissolved in water, turn the hydrophilic group out and the lipophilic group inward, confine the oil molecules inside and the outside To form aggregates (micelles) formed by assembling a large number of ultrafine water molecule clusters. At this time, since the water molecules forming the outside of the micelle and the water molecules forming the outside of the other micelles are charged to the same polarity, the micelles repel each other and are extremely fine for an extremely long time (thousands of hours). The micellar structure can be maintained. When this new fuel is burned by the combustion device, the water molecule cluster explosively evaporates prior to the combustion of the central fuel cluster, so that the fuel cluster is further subdivided and the mixing state of fuel and air is improved. Since the heat of vaporization is taken, the maximum combustion temperature drops. Further, with the explosive evaporation of the water cluster, active hydrogen having a strong reducing action is formed, so that generation of nitrogen oxides is suppressed.
【0032】さらに、本装置を用いて、灯油と水を1:
1に混合したエマルジョン燃料を作りバーナによる燃焼
実験を行った結果、燃料と空気のミキシングが良くなっ
たことで燃焼効率が30%程度向上した。また、理論燃
焼空気量の1/2以下の空気量で、すすの発生の無いク
リーン燃焼が可能であった。本発明による方法でエマル
ジョン燃料を製造した場合、−酸化炭素、窒素酸化物、
すす等の大気汚染物質の発生を大幅に低減できる。Further, using the present apparatus, kerosene and water are mixed in a ratio of 1:
As a result of making an emulsion fuel mixed with No. 1 and conducting a combustion experiment using a burner, the combustion efficiency was improved by about 30% due to improved mixing of fuel and air. In addition, clean combustion without soot generation was possible with an air amount of 以下 or less of the theoretical combustion air amount. When an emulsion fuel is produced by the method according to the invention,-carbon oxides, nitrogen oxides,
The generation of air pollutants such as soot can be significantly reduced.
【0033】このエマルジョン燃料を300馬力のディ
ーゼルエンジンに供給し、定格出力で運転したときのN
0xの排出量を測定した。その結果、水混合率40%で
純粋燃料使用時のN0x排出量に対して60%以上の低
減効果があった。また、すすの発生はまったく検出され
なかった。さらに、定格出力時の燃料消費率を測定した
結果、軽油の消費量を2〜3%低減できることが分かっ
た。図9に水の混合率を変えてN0xの排出量を測定し
た結果を示す。This emulsion fuel was supplied to a diesel engine of 300 horsepower, and N
The emission of 0x was measured. As a result, there was a 60% or more reduction effect on the NOx emission when using pure fuel at a water mixing ratio of 40%. No soot was detected. Furthermore, as a result of measuring the fuel consumption rate at the time of rated output, it was found that the consumption of light oil could be reduced by 2 to 3%. FIG. 9 shows the result of measuring the NOx emission amount while changing the mixing ratio of water.
【0034】また、本装置を用いて水と灯油の1:1混
合エマルジョン燃料を製造し、バーナによる燃焼実験を
行った結果、燃焼温度1300℃以上の高温燃焼が達成
でき、すすの発生がまったく見られなかつた。Further, a 1: 1 mixed emulsion fuel of water and kerosene was produced using the present apparatus, and a combustion experiment was carried out with a burner. As a result, high-temperature combustion at a combustion temperature of 1300 ° C. or higher was achieved, and no soot was generated. I was not seen.
【0035】図10に本発明の第3の実施例であるエマ
ルジョン燃料製造装置を示す。この例では水タンク12
の水、燃料タンク13の燃料および界面活性剤タンク5
の界面活性剤が夫々流量計26およびコントロールバル
ブ27を通してポンプ15により吸引されて混合され
る。FIG. 10 shows an emulsion fuel producing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In this example, the water tank 12
Water, fuel in fuel tank 13 and surfactant tank 5
Are suctioned and mixed by the pump 15 through the flow meter 26 and the control valve 27, respectively.
【0036】このように混合された混合流体はポンプ1
5によりコントロールバルブ27および流量計26を通
して撹拌槽29に送り込まれ、撹拌機30により撹拌さ
れる。このように撹拌された混合流体はポンプ16によ
り、微細渦流発生装置3および磁場印加装置4を通過す
るように送られエマルジョン燃料となりディーゼルエン
ジン18に供給される。微細渦流発生装置3および磁場
印加装置4は第1の実施例で説明したものと同様のもの
である。The mixed fluid thus mixed is supplied to the pump 1
By 5, it is sent to the stirring tank 29 through the control valve 27 and the flow meter 26, and is stirred by the stirrer 30. The mixed fluid thus stirred is sent by the pump 16 so as to pass through the fine vortex generator 3 and the magnetic field applying device 4 and becomes an emulsion fuel, which is supplied to the diesel engine 18. The fine eddy current generator 3 and the magnetic field applying device 4 are the same as those described in the first embodiment.
【0037】水タンク12の水、燃料タンク13の燃料
および界面活性剤タンク5の界面活性剤の流量すなわ
ち、混合比率はコントローラ28により制御される。コ
ントローラ28にはディーゼルエンジン18の出力信号
(スロットル開度信号)が入力され、エマルジョン燃料
の供給量および混合比率を制御する。流量制御におい
て、各流量計26から設定した流量を示す信号が出力さ
れるように夫々のコントロールバルブの開度を制御す
る。このようなエマルジョン燃料製造装置によっても大
気汚染物質の発生を大幅に低減できるエマルジョン燃料
を製造することができる。The controller 28 controls the flow rates of the water in the water tank 12, the fuel in the fuel tank 13, and the surfactant in the surfactant tank 5, that is, the mixing ratio. The output signal (throttle opening signal) of the diesel engine 18 is input to the controller 28 to control the supply amount and the mixing ratio of the emulsion fuel. In the flow rate control, the opening degree of each control valve is controlled so that a signal indicating the set flow rate is output from each flow meter 26. Even with such an emulsion fuel manufacturing apparatus, an emulsion fuel capable of greatly reducing the generation of air pollutants can be manufactured.
【0038】図11に本発明の第4の実施例であるエマ
ルジョン燃料製造装置を示す。この例では水タンク12
の水、燃料タンク13の燃料および界面活性剤タンク5
の界面活性剤が夫々流量計26およびコントロールバル
ブ27を通してポンプ15により吸引されて混合され
る。FIG. 11 shows an emulsion fuel production apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In this example, the water tank 12
Water, fuel in fuel tank 13 and surfactant tank 5
Are suctioned and mixed by the pump 15 through the flow meter 26 and the control valve 27, respectively.
【0039】このように混合された混合流体はポンプ1
6により流量計26およびコントロールバルブ27を通
して微細渦流発生装置3および磁場印加装置4を通過す
るように送られエマルジョン燃料となりディーゼルエン
ジン18に供給される。微細渦流発生装置3および磁場
印加装置4は第1の実施例で説明したものと同様のもの
である。The mixed fluid thus mixed is supplied to the pump 1
By 6, it is sent to pass through the fine vortex generator 3 and the magnetic field applying device 4 through the flow meter 26 and the control valve 27 and becomes the emulsion fuel, which is supplied to the diesel engine 18. The fine eddy current generator 3 and the magnetic field applying device 4 are the same as those described in the first embodiment.
【0040】エマルジョン燃料の供給量および混合比率
の制御がコントローラ28により制御されることは第3
の実施例と同様である。このようなエマルジョン燃料製
造装置によっても大気汚染物質の発生を大幅に低減でき
るエマルジョン燃料を製造することができる。この実施
例のエマルジョン燃料製造装置は撹拌槽がないので装置
をコンパクトに構成でき、車両用ディーゼルエンジンの
燃料供給用に適している。The control of the supply amount and the mixing ratio of the emulsion fuel by the controller 28 is the third step.
This is the same as the embodiment of the present invention. Even with such an emulsion fuel manufacturing apparatus, an emulsion fuel capable of greatly reducing the generation of air pollutants can be manufactured. Since the apparatus for producing emulsion fuel of this embodiment does not have a stirring tank, the apparatus can be made compact and is suitable for supplying fuel to a diesel engine for vehicles.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の改質水の
製造方法によると、多様な用途に適用可能な低コスト高
品質改質水を低消費エネルギーでかつ短時間に製造する
ことができる。As described above, according to the method for producing reformed water of the present invention, it is possible to produce low-cost, high-quality reformed water applicable to various uses with low energy consumption and in a short time. it can.
【0042】また、本発明のエマルジョン燃料の製造装
置によると、窒素酸化物や一酸化炭素やすす等の有害物
質の発生を低減し、長時間にわたって水と燃料の分離が
起こらない安定した品質のジーゼルエンジンに使用可能
なエマルジョン燃料を製造することができる。Further, according to the apparatus for producing an emulsion fuel of the present invention, generation of harmful substances such as nitrogen oxides, carbon monoxide, and soot is reduced, and water and fuel do not separate for a long time. An emulsion fuel that can be used for a diesel engine can be manufactured.
【図1】本発明の第1の実施例である改質水の製造装置
を示す概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view showing an apparatus for producing reformed water according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同改質水の製造装置を示す流れ図である。FIG. 2 is a flowchart showing an apparatus for producing the reformed water.
【図3】図3(a)は同製造装置に用いられる磁場印加
装置を示す横断面図、図3(b)は同磁場印加装置を示
す縦断面図である。FIG. 3A is a transverse sectional view showing a magnetic field applying device used in the manufacturing apparatus, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view showing the magnetic field applying device.
【図4】図4(a)は同製造装置に用いられる磁場印加
装置の他の例を示す斜視図、図4(b)は同磁場印加装
置を示す縦断面図である。FIG. 4A is a perspective view showing another example of the magnetic field applying device used in the manufacturing apparatus, and FIG. 4B is a longitudinal sectional view showing the magnetic field applying device.
【図5】同製造装置に用いられる微細渦流発生装置の一
部部材を透視して示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a part of a fine eddy current generator used in the manufacturing apparatus in a see-through manner.
【図6】同製造装置に用いられる微細渦流発生装置の他
の例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing another example of the fine eddy current generator used in the manufacturing apparatus.
【図7】同製造装置に用いられる空気供給装置の例を示
す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an example of an air supply device used in the manufacturing apparatus.
【図8】本発明の第2の実施例であるエマルジョン燃料
製造装置を示す流れ図である。FIG. 8 is a flowchart showing an emulsion fuel production apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図9】同エマルジョン燃料製造装置を用いて製造した
燃料でジーゼルエンジンを運転したときのNOx濃度比
を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a NOx concentration ratio when a diesel engine is operated with a fuel manufactured using the emulsion fuel manufacturing apparatus.
【図10】本発明の第3の実施例であるエマルジョン燃
料製造装置を示す流れ図である。FIG. 10 is a flowchart showing an emulsion fuel production apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第4の実施例であるエマルジョン燃
料製造装置を示す流れ図である。FIG. 11 is a flowchart showing an emulsion fuel production apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
1 貯水タンク 2 高圧循環ポンプ 3 微細渦流発生装置 4 磁場印加装置、4a パイプ、4b 水晶球、4c
磁石、4d 磁気遮蔽材、4e メッシュ容器 5 界面活性剤タンク 6 インバータ内蔵制御盤 7 酸化還元電位計 8 共通架台 9 空気供給装置 10 ポンプ 11 アルカリイオン水貯水タンク 12 水タンク 13 燃料タンク 14 予備混合タンク 15 ポンプ 16 ポンプ 17 エマルジョン燃料タンク 18 ディーゼルエンジン 19 ポンプ 20 微細孔穿孔板 21 ケーシング 22a、22b 円筒部材 23a 回転羽根 23b 固定羽根 24 ベンチュリー管 25 空気・酸素注入管 26 流量計 27 コントロールバルブ 28 コントローラ 29 撹拌槽 30 撹拌機DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 2 High pressure circulation pump 3 Fine eddy current generator 4 Magnetic field application device, 4a pipe, 4b crystal ball, 4c
Magnet, 4d Magnetic shielding material, 4e Mesh container 5 Surfactant tank 6 Inverter built-in control panel 7 Redox potential meter 8 Common stand 9 Air supply device 10 Pump 11 Alkaline ion water storage tank 12 Water tank 13 Fuel tank 14 Premix tank 15 Pump 16 Pump 17 Emulsion Fuel Tank 18 Diesel Engine 19 Pump 20 Microperforated Plate 21 Casing 22a, 22b Cylindrical Member 23a Rotating Blade 23b Fixed Blade 24 Venturi Tube 25 Air / Oxygen Injection Tube 26 Flow Meter 27 Control Valve 28 Controller 29 Stirring Vessel 30 Stirrer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10L 1/08 C10L 1/08 1/32 1/32 D CRJ CRJD F02M 25/022 F02M 27/04 F // F02M 27/04 25/02 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C10L 1/08 C10L 1/08 1/32 1/32 D CRJ CRJD F02M 25/022 F02M 27/04 F / / F02M 27/04 25/02 A
Claims (13)
と、前記混合流体に流れを与える送液手段と、前記混合
流体に対して流れ方向と交差する方向の磁場を印加する
磁場印加手段とを設けたことを特徴とする改質水製造装
置。1. A mixing means for producing a mixed fluid of water and a surfactant, a liquid sending means for giving a flow to the mixed fluid, and a magnetic field application for applying a magnetic field to the mixed fluid in a direction intersecting the flow direction. And a means for producing reformed water.
気体付加手段を設けた請求項1の改質水製造装置。2. The reformed water producing apparatus according to claim 1, further comprising a gas adding means for adding air or oxygen to said mixed fluid.
流側に配置した請求項2の改質水製造装置。3. The apparatus for producing reformed water according to claim 2, wherein said gas adding means is arranged upstream of said magnetic field applying means.
合手段と、前記混合流体に流れを与える送液手段と、前
記混合流体に対して流れ方向と交差する方向の磁場を印
加する磁場印加手段とを設けたことを特徴とする水と燃
料の混合体であるエマルジョン燃料製造装置。4. A mixing means for forming a mixed fluid of water, a surfactant and a fuel, a liquid sending means for giving a flow to the mixed fluid, and applying a magnetic field to the mixed fluid in a direction intersecting a flow direction. An emulsion fuel producing apparatus comprising a mixture of water and fuel, provided with a magnetic field applying means.
を発生する微細渦流発生手段を装着したことを特徴とす
る請求項1の改質水製造装置および請求項4のエマルジ
ョン燃料製造装置。5. An apparatus for producing reformed water according to claim 1, wherein a fine vortex generating means for generating fine turbulent vortices is mounted upstream of said magnetic field applying means. apparatus.
2個以上の回転羽根を設けた渦流発生手段、もしくは互
いに反対方向にねじれた固定羽根を交互に設けた渦流発
生手段とした請求項5の改質水製造装置およびエマルジ
ョン燃料製造装置。6. The eddy current generating means having two or more rotating blades twisted in the same direction, or the eddy current generating means having alternating fixed blades twisted in opposite directions to each other. 5. A reformed water production apparatus and an emulsion fuel production apparatus.
ことを特徴とする請求項1、2、35、または6の改質
水製造装置および請求項4、5または6のエマルジョン
燃料製造装置。7. The reformed water production apparatus according to claim 1, wherein a quartz crystal is arranged in the flow of the mixed fluid, and the emulsion fuel according to claim 4, 5, or 6. manufacturing device.
粒を用い前記磁場印加手段の上流側または磁場印加手段
の内部に配設したことを特徴とする請求項1、2、3、
5、6または7の改質水製造装置および請求項4、5、
6または7のエマルジョン燃料製造装置。8. The apparatus according to claim 1, wherein at least one crystal grain is used as said crystal and is disposed upstream of said magnetic field applying means or inside said magnetic field applying means.
5. A reformed water production apparatus according to claim 5, 6, or 7, and claim 4.
The emulsion fuel production apparatus according to 6 or 7.
で複数個の磁石対を並べて構成した請求項1、2、3、
5、6、7または8の改質水製造装置および請求項4、
5、6、7または8のエマルジョン燃料製造装置。9. A magnetic field applying means comprising a plurality of magnet pairs arranged with a flow in the flow direction.
5. The reformed water production apparatus according to claim 5, 6, 7, or 8, and claim 4.
5, 6, 7 or 8 emulsion fuel production equipment.
近接して配置され、流れに対して一方の側の磁石の極性
は全て同じとして、他方の側の磁石の極性は全て対面す
る磁石の極性と反対の極性とした請求項9の改質水製造
装置およびエマルジョン燃料製造装置。10. The plurality of magnet pairs are arranged close or close to each other, and the magnets on one side have the same polarity with respect to the flow, and the magnets on the other side have the same polarity with respect to the flow. 10. The apparatus for producing reformed water and the apparatus for producing emulsion fuel according to claim 9, wherein the polarity is opposite to the polarity.
低減する強磁性材料よりなる閉回路コイルを設けた1、
2、3、5、6、7、8、9または10の改質水製造装
置および請求項4、5、6、7、8、9または10のエ
マルジョン燃料製造装置。11. A closed circuit coil comprising a ferromagnetic material for reducing leakage of a magnetic field around the magnetic field applying means.
The apparatus for producing reformed water according to claim 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, and the apparatus for producing emulsion fuel according to claim 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10.
9、10または11に記載したいずれかの装置を用いて
改質水を製造する改質水の製造方法。12. The method of claim 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8,
A method for producing reformed water using any one of the apparatuses described in 9, 10 and 11.
たは11に記載したいずれかの装置を用いて、水と燃料
の混合体であるエマルジョン燃料を製造する方法。13. A method for producing an emulsion fuel, which is a mixture of water and a fuel, using any one of the devices according to claim 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11.
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