JP2002168154A - エマルジョン燃料供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小さい屋内設置スペースですみ、かつ、安価に
エマルジョン燃料の凍結を防止できるエマルジョン燃料
供給システムを提供すること。 【解決手段】エマルジョン燃料供給システム１におい
て、燃料供給用タンク２０と、第５管路４５とを設け、
ディーゼルエンジン３０からの戻り燃料を燃料供給用タ
ンク２０内に戻すように構成した。従って、燃料供給用
タンク２０内のエマルジョン燃料をディーゼルエンジン
３０からの戻り燃料によって常に温めることができ、燃
料供給用タンク２０内のエマルジョン燃料の凍結を防止
できる。これにより燃料供給用タンク２０を温めるヒー
タ２１を小さくでき、省スペース化を図ることができ
る。また、従来はディーゼルエンジン３０のフィードポ
ンプ３１に戻していた戻り燃料を利用しているので燃料
コストを抑えることができる。

Description

【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、詳しくは、エマルジョン燃料を内
燃機関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、複数の液体が混合されて製造さ
れたエマルジョン燃料を内燃機関で利用することが知ら
れており、たとえば、ディーゼルエンジンでは、当該エ
ンジンの排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、黒煙等の有害
物質を低減するために、燃料と水とを混合したエマルジ
ョン燃料を用いることが知られている。このようなエマ
ルジョン燃料は、大型の貯留タンクに貯留されてこの貯
留タンクからディーゼルエンジンに供給されたり、ま
た、エマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造
装置から直接ディーゼルエンジンに供給されたりしてい
る。

【０００３】ところで、上述したようなエマルジョン燃
料の貯留タンクやエマルジョン燃料製造装置は、通常大
型である故、屋外に設置されることが多い。しかし、エ
マルジョン燃料は、水を含んでいるため、冬季等の寒冷
時に外気温がたとえば零下２℃〜３℃まで下がると凍結
してしまう可能性がある。このようなエマルジョン燃料
の凍結を防止するため、エマルジョン燃料製造装置また
は貯留タンクを屋内に設けた上でヒータで保温したり、
また、エマルジョン燃料の中に不凍液を混入したりして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たエマルジョン燃料の凍結防止方法では、以下のような
問題がある。エマルジョン燃料製造装置または貯留タン
クを屋内に設けて保温する前者の場合、屋内スペースと
して、エマルジョン燃料製造装置または貯留タンクを設
置するスペース、および、製造装置または貯留タンクを
保温するためのヒータの設置スペースが必要となる。こ
のため、広い屋内設置スペースを要するという問題があ
る。一方、エマルジョン燃料の中に不凍液を混入する後
者の場合、燃料コストが上がるという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、小さい屋内設置スペース
ですみ、かつ、安価にエマルジョン燃料の凍結を防止で
きるエマルジョン燃料供給システムを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のエマルジョン燃
料供給システムは、上記目的を達成するために、以下の
構成を備える。請求項１に記載の発明は、内燃機関にエ
マルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給システ
ムであって、前記内燃機関に供給されるエマルジョン燃
料を貯留する燃料供給用タンクを備え、前記内燃機関の
燃料噴射系統からの戻り燃料を前記燃料供給用タンクに
戻す戻り流路が設けられていることを特徴とするもので
ある。

【０００７】この発明によれば、内燃機関にエマルジョ
ン燃料を供給する燃料供給用タンク内に、内燃機関の燃
料噴射系統からの戻り燃料を戻すように構成したから、
燃料供給用タンク内のエマルジョン燃料を内燃機関から
の戻り燃料によって常に温めることができ、燃料供給用
タンク内のエマルジョン燃料の凍結を防止できる。これ
により燃料供給用タンクを温めるヒータを不要または小
さくでき、省スペース化が図れる。また、従来は、内燃
機関のフィードポンプ等に戻していた戻り燃料を利用し
ているので、不凍液を用いた場合よりも燃料コストが抑
えられる。さらに、電力を用いずに燃料供給用タンク内
のエマルジョン燃料を温めているので、通常のエマルジ
ョン燃料供給システムと略同等の防災設備を備えればよ
く、エマルジョン燃料の凍結防止にかかるコストを抑え
ることができる。

【０００８】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、前記燃料供
給用タンク内に貯留されるエマルジョン燃料を製造する
エマルジョン燃料製造装置、またはエマルジョン燃料を
貯留するとともに前記燃料供給用タンクに供給可能な燃
料貯留用タンクが、前記燃料供給用タンクの上流側に配
置されていることを特徴とするものである。この発明に
よれば、燃料供給用タンクの上流側には、エマルジョン
燃料製造装置または燃料貯留用タンクが設けられてお
り、これら製造装置または燃料貯留用タンクとして従来
から使用されているものを本発明のエマルジョン燃料供
給システムに用いれば、従来のシステムをそのまま使用
することができる。つまり、従来のエマルジョン燃料製
造装置または燃料貯留用タンクと、これら製造装置また
は貯留用タンクから供給されるエマルジョン燃料を使用
する内燃機関との間に本発明の燃料供給用タンクを設
け、この燃料供給用タンクに戻り流路を設ければよいの
で、従来のシステムをそのまま利用でき、コストを抑え
ることができる。なお、エマルジョン燃料製造装置を燃
料供給用タンクの上流側に配置した場合には、エマルジ
ョン燃料を製造しながら内燃機関に供給でき、燃料貯留
用タンクを燃料供給用タンクの上流側に配置した場合に
は、たとえば購入したエマルジョン燃料を大量に貯留し
ておくことができる。

【０００９】請求項３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、前記エマル
ジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造装置と、こ
のエマルジョン製造装置で製造したエマルジョン燃料を
貯留するとともに前記燃料供給用タンクに供給可能な燃
料貯留用タンクとが、前記燃料供給用タンクの上流側に
配置されていることを特徴とするものである。この発明
によれば、エマルジョン燃料製造装置および燃料貯留用
タンクを設けたので、エマルジョン燃料製造装置で製造
したエマルジョン燃料を燃料貯留用タンク内に貯留し、
この燃料貯留用タンクから内燃機関に必要な量だけエマ
ルジョン燃料を燃料供給用タンクに供給すれば、燃料供
給用タンク内に貯留するエマルジョン燃料の量を少なく
でき、戻り燃料による凍結防止をより効果的に行うこと
ができる。

【００１０】請求項４に記載の発明は、内燃機関にエマ
ルジョン燃料を供給するエマルジョン燃料供給システム
であって、前記エマルジョン燃料を製造するエマルジョ
ン燃料製造装置と、前記エマルジョン燃料製造装置で製
造されたエマルジョン燃料を貯留するとともに当該エマ
ルジョン燃料を前記内燃機関に供給可能な複数の燃料供
給用タンクとを備え、前記エマルジョン燃料製造装置で
製造されたエマルジョン燃料の貯留先を切り換える第１
切換手段と、前記内燃機関へ供給されるエマルジョン燃
料の供給元を切り換える第２切換手段とを備え、前記エ
マルジョン燃料製造装置のエマルジョン燃料の貯留先と
なっている燃料供給用タンクと、前記内燃機関のエマル
ジョン燃料の供給元となっている燃料供給用タンクとが
異なっており、前記供給元となっている燃料供給用タン
クに、前記内燃機関の燃料噴射系統からの戻り燃料を戻
す戻り流路と、前記第２切換手段によって前記エマルジ
ョン燃料の供給元が切り換えられる際に前記戻り流路を
切り換える第３切換手段とが設けられていることを特徴
とするものである。

【００１１】この発明によれば、第１切換手段により、
エマルジョン燃料の貯留先を複数の燃料供給用タンクの
うちから選択し、第２切換手段により、エマルジョン燃
料の供給元を複数の燃料供給用タンクのうちから選択す
る。ここで、エマルジョン燃料の貯留先となる燃料供給
用タンクと、供給元なる燃料供給用タンクとは異なって
おり、第３切換手段によって戻り流路が切り換えられて
供給元の燃料供給用タンクに戻り燃料が戻るようになっ
ている。このような構成において、たとえば、供給元の
タンク内のエマルジョン燃料がなくなると、第１および
第２切換手段によって、内燃機関へエマルジョン燃料を
供給していたタンクが貯留先に切り換えられ、エマルジ
ョン燃料製造装置からのエマルジョン燃料を貯留してい
たタンクが供給元に切り換えられるとともに、第３切換
手段によってこの供給元となったタンク内に内燃機関か
らの戻り燃料が供給されるようになる。このように、戻
り流路および第３切換手段によって、複数の燃料供給用
タンクのうち、供給元となっている燃料供給用タンクに
常に戻り燃料を戻すように構成したから、すぐに必要と
する供給元の燃料供給用タンク内の燃料凍結を確実に防
止できる。また、複数の燃料供給用タンクが備えられて
いるので、１つのタンクでエマルジョン燃料を貯留して
内燃機関に供給する場合と異なって、燃料供給用タンク
自体の容量を小さくでき、エマルジョン燃料の凍結をよ
り効果的に防止できる。さらに、従来、内燃機関のフィ
ードポンプ等に戻していた戻り燃料を利用しているの
で、不凍液を用いた場合よりも燃料コストが抑えられ
る。そして、電力を用いずに燃料供給用タンク内のエマ
ルジョン燃料を温めているので、通常のエマルジョン燃
料供給システムと略同等の防災設備を備えればよく、エ
マルジョン燃料の凍結防止にかかるコストを抑えること
ができる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
請求項４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、前記燃料供給用タンクの容量は、内部の
エマルジョン燃料が前記戻り燃料の熱量によって少なく
とも凍結しない程度に温められる大きさであることを特
徴とするものである。この発明によれば、燃料供給用タ
ンクの容量を、内燃機関からの戻り燃料の熱量によって
少なくとも凍結しない程度に温められる大きさとしたの
で、寒冷時におけるタンク内のエマルジョン燃料の凍結
を確実に防止できる。

【００１３】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、前記燃料供給用タンクは、断熱材で覆わ
れていることを特徴とするものである。この発明によれ
ば、燃料供給用タンクを断熱材で覆っているので、内燃
機関の停止時、つまり戻り燃料が供給されない時におい
ても燃料供給用タンク内のエマルジョン燃料の凍結を防
止できる。また、燃料供給用タンクの容量は上述したよ
うに大きいものではないので、タンクを覆う断熱材も小
さくてすむうえ、電力等を用いないから省力化が図れ
る。

【００１４】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
テムにおいて、前記燃料供給用タンクには、ヒータが設
けられていることを特徴とするものである。この発明に
よれば、燃料供給用タンクにヒータを設けたので、内燃
機関の停止時、つまり戻り燃料が供給されない時におい
ても燃料供給用タンク内のエマルジョン燃料の凍結を確
実に防止できる。また、燃料供給用タンクの容量は上述
したように大きいものではないので、小さなヒータでエ
マルジョン燃料の凍結を防止できて経済的である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 ［第１実施形態］図１には、本発明の第１実施形態に係
るシステムが示されており、このシステムは、エマルジ
ョン燃料製造装置１０および燃料供給用タンク２０を含
んで構成されたエマルジョン燃料供給システム１と、こ
のエマルジョン燃料供給システム１から供給されるエマ
ルジョン燃料を利用する内燃機関としてのディーゼルエ
ンジン３０とを備えている。

【００１６】エマルジョン燃料製造装置１０は、供給さ
れた適量ずつの複数の液体、たとえば水、燃料（たとえ
ば軽油、灯油、Ａ重油等）、および界面活性剤を乳化状
態に混合してエマルジョン燃料を製造するものであり、
このようにして製造されたエマルジョン燃料は、エマル
ジョン燃料製造装置１０の下流側に配置された燃料供給
用タンク２０内に貯留される。このようなエマルジョン
燃料製造装置１０は、たとえば、図示しない建物の屋上
等に設置されている。ここで、エマルジョン燃料製造装
置１０と燃料供給用タンク２０とを接続する第１管路４
１の途中には、流量調整弁４１Ａが設けられ、この流量
調整弁４１Ａによって、エマルジョン燃料製造装置１０
から燃料供給用タンク２０へと供給されるエマルジョン
燃料の供給量を調節できるようになっている。

【００１７】燃料供給用タンク２０は、エマルジョン燃
料製造装置１０で製造されたエマルジョン燃料をその内
部に貯留するとともに、この貯留されたエマルジョン燃
料を燃料供給用タンク２０の下流側に配置されたディー
ゼルエンジン３０に供給可能としている。燃料供給用タ
ンク２０の容量は、内部のエマルジョン燃料がディーゼ
ルエンジン３０の後述する戻り燃料の熱量によって少な
くとも凍結しない程度に温められる大きさとされてい
る。このような燃料供給用タンク２０には、当該燃料供
給用タンク２０内のエマルジョン燃料を温める小型のヒ
ータ２１が設けられている。

【００１８】ディーゼルエンジン３０は、図示は省略す
るが、空気をシリンダ内で圧縮して高温・高圧とし、燃
料噴射ノズルを含む噴射装置によってエマルジョン燃料
をシリンダ内に噴霧させて自然着火させるものである。
そして、シリンダ内の爆発力によって図示しないクラン
クシャフトを回転させて、このクランクシャフトに接続
されたフライホイール３０Ａを介して動力が取り出せる
ようになっている。このようなディーゼルエンジン３０
は、たとえば発電機やポンプ等に利用される。

【００１９】ここで、ディーゼルエンジン３０の燃料噴
射系統３０Ｂについて説明する。燃料噴射系統３０Ｂ
は、燃料供給用タンク２０から供給されたエマルジョン
燃料を、ディーゼルエンジン３０のシリンダ（気筒）内
に噴射する燃料噴射ノズル（図示せず）まで導く系統で
あり、フィードポンプ３１と、燃料フィルタ３２と、複
数（本実施形態では４つ）の燃料噴射ポンプエレメント
３３１を有した燃料噴射ポンプ本体３３と、図示しない
複数（本実施形態では燃料噴射ポンプエレメント３３１
の数に対応して４つ）の燃料噴射ノズルとを含んで構成
されている。なお、燃料噴射ポンプエレメント３３１
は、図示は省略するが、プランジャ（ピストン）および
プランジャバレル（シリンダ）を含んで構成されてい
る。

【００２０】フィードポンプ３１は、ディーゼルエンジ
ン３０のカムシャフトやクランクシャフト等から駆動力
を得ており、燃料供給用タンク２０からの燃料吸入を行
うとともに、燃料フィルタ３２から燃料噴射ポンプエレ
メント３３１までの燃料吐出（送油）を行っている。燃
料供給用タンク２０の出口とフィードポンプ３１の入口
とを接続する第２管路４２の途中には、流量調整弁４２
Ａが設けられ、この流量調整弁４２Ａによって、燃料供
給用タンク２０からフィードポンプ３１へと供給される
エマルジョン燃料の供給量を調節できるようになってい
る。燃料フィルタ３２は、エマルジョン燃料中のゴミや
汚れを取り除くためのものであり、燃料フィルタ３２の
入口は、第３管路４３を介してフィードポンプ３１の出
口に接続されている。

【００２１】燃料噴射ポンプ本体３３において、複数の
燃料噴射ポンプエレメント３３１は、ハウジング３３２
内に収納されており、このハウジング３３２内には、燃
料噴射ポンプエレメント３３１を駆動する図示しないカ
ムシャフトも収納されている。燃料噴射ポンプエレメン
ト３３１は、ディーゼルエンジン３０が有するシリンダ
数に対応した数だけ設けられ、これら燃料噴射ポンプエ
レメント３３１が、複数の燃料噴射ノズル（図示せず）
にそれぞれエマルジョン燃料を圧送することで、各シリ
ンダ内にエマルジョン燃料が噴射されるようになってい
る。ハウジング３３２には、燃料噴射ポンプエレメント
３３１にエマルジョン燃料を供給するための燃料供給流
路３３２Ａが形成されている。この燃料供給流路３３２
Ａの入口３３２Ｂは、第４管路４４を介して燃料フィル
タ３２の出口に接続され、燃料供給流路３３２Ａの出口
３３２Ｃは、戻り流路としての第５管路４５を介して燃
料供給用タンク２０に接続されている。

【００２２】このような燃料噴射ポンプ本体３３の構成
において、フィードポンプ３１によって圧送されたエマ
ルジョン燃料は、燃料フィルタ３２を通って、入口３３
２Ｂから燃料供給流路３３２Ａに入り、各燃料噴射ポン
プエレメント３３１に供給される。燃料噴射ポンプエレ
メント３３１に供給された燃料は、その一部が燃料噴射
ポンプエレメント３３１に圧送されて燃料噴射ノズルか
らシリンダ（気筒）内に噴射され、他の一部が燃料噴射
ポンプエレメント３３１のプランジャバレル内からオー
バーフローして燃料供給流路３３２Ａに戻される。再び
燃料供給流路３３２Ａに戻された戻り燃料（オーバーフ
ロー燃料）は、出口３３２Ｃから排出され、第５管路４
５を通って燃料供給用タンク２０内に供給される。ここ
で、本実施形態では、第５管路４５を介して燃料供給用
タンク２０内に戻される燃料の量（戻り燃料の量）は、
たとえば、全ての燃料噴射ノズルからシリンダ内に噴射
される燃料の量の約１〜２倍となっている。なお、戻り
燃料の量は、前述した数値に限定されるものではなく、
たとえば燃料供給用タンク２０の大きさや、戻り燃料の
温度等に応じて適宜設定されればよい。

【００２３】上述したディーゼルエンジン３０からの戻
り燃料の温度、すなわち燃料供給流路３３２Ａの出口３
３２Ｃでの燃料温度は、入口３３１Ｂでの燃料温度より
も約２０℃〜３０℃高くなっており、この燃料の温度上
昇の２つの主な理由を以下に説明する。燃料噴射ポンプ
エレメント３３１では、たとえばカムシャフトから得た
駆動力によってプランジャバレル内でプランジャが上下
動されており、プランジャが上昇する際にプランジャバ
レル内の燃料が燃料噴射ノズルに圧送されてシリンダ内
に噴射されるようになっている。噴射の最終時にプラン
ジャバレル内に残った高圧状態の燃料は、急に低圧な燃
料供給流路３３２Ａに排出されるので、当該燃料供給流
路３３２Ａに高速で噴出される。このため、燃料供給流
路３３２Ａ内の燃料が内部摩擦により発熱して温度上昇
し、これにより、燃料供給流路３３２Ａの出口３３２Ｃ
での燃料の温度が上昇する。また、燃料噴射ポンプ本体
３３のハウジング３３２内に収納されたカムシャフトや
軸受け等の駆動部は潤滑油によって潤滑されているか
ら、この潤滑油の温度（たとえば８０℃前後）によっ
て、燃料噴射ポンプ本体３３が温められて温度上昇し、
この燃料噴射ポンプ本体３３の熱によって燃料供給流路
３３２Ａ内の燃料が加熱されて温度上昇する。上述した
２つの主な理由によって温度上昇した燃料を、燃料供給
流路３３２Ａの出口３３２Ｃおよび第５管路４５を介し
て燃料供給用タンク２０内に戻しているので、燃料供給
用タンク２０内のエマルジョン燃料が温められて凍結が
防止される。なお、上記２つの燃料温度上昇の理由のう
ち、前者の方が燃料の温度上昇への影響度が大きい。

【００２４】次に、本実施形態の作用を説明する。エマ
ルジョン燃料製造装置１０で製造されたエマルジョン燃
料は、燃料供給用タンク２０内に貯留される。ディーゼ
ルエンジン３０が始動すると、燃料供給用タンク２０内
のエマルジョン燃料がフィードポンプ３１によって吸入
されて各燃料噴射ポンプエレメント３３１に供給され
る。各燃料噴射ポンプエレメント３３１からオーバーフ
ローしたエマルジョン燃料（戻り燃料）は、再び燃料供
給流路３３２Ａに高速で戻されて出口３３２Ｃから排出
され、第５管路４５を通って燃料供給用タンク２０内に
供給される。このように、ディーゼルエンジン３０の作
動時では、燃料供給用タンク２０内に常に燃料噴射系統
３０Ｂからの高温の戻り燃料が供給されているから、寒
冷時において燃料供給用タンク２０内のエマルジョン燃
料の凍結を防止できるようになる。また、ディーゼルエ
ンジン３０の停止時では、燃料供給用タンク２０に設け
られたヒータ２１を用いることでエマルジョン燃料の凍
結を防止できるようになる。なお、本実施形態では、燃
料噴射ポンプエレメント３３１からの戻り燃料のみを燃
料供給用タンク２０に戻しているが、たとえば、図示し
ない燃料噴射ノズルからの戻り燃料も燃料供給用タンク
２０に戻すようにしてもよい。このような場合、独立し
た配管を用いて戻り燃料を燃料供給用タンク２０内に戻
すようにしてもよく、または、燃料噴射ノズルに接続さ
れるとともに第５管路４５に合流する配管を用いて戻り
燃料を戻すようにしてもよい。

【００２５】上述のような本実施形態によれば、次のよ
うな効果がある。 （１）エマルジョン燃料供給システム１において、燃料
供給用タンク２０と、第５管路４５とを設け、ディーゼ
ルエンジン３０からの戻り燃料を燃料供給用タンク２０
内に戻すように構成したから、燃料供給用タンク２０内
のエマルジョン燃料をディーゼルエンジン３０からの戻
り燃料によって常に温めることができ、燃料供給用タン
ク２０内のエマルジョン燃料の凍結を防止できる。これ
により燃料供給用タンク２０を温めるヒータ２１を小さ
くでき、省スペース化を図ることができる。また、従来
は、ディーゼルエンジン３０のフィードポンプ３１に戻
していた戻り燃料を利用しているので、不凍液を用いた
場合よりも燃料コストが抑えることができる。さらに、
電力を用いずに燃料供給用タンク２０内のエマルジョン
燃料を保温しているので、従来のエマルジョン燃料供給
システムと略同等の防災設備を備えればよく、エマルジ
ョン燃料の凍結防止にかかるコストを抑えることができ
る。

【００２６】（２）燃料供給用タンク２０をエマルジョ
ン燃料製造装置１０とディーゼルエンジン３０との間に
設置したので、たとえば、エマルジョン燃料製造装置１
０のみからなる従来のエマルジョン燃料供給システムに
燃料供給用タンク２０および第５管路を設ければ、本発
明に係るエマルジョン燃料供給システム１を構成でき、
コストを抑えることができる。

【００２７】（３）燃料供給用タンク２０の容量を、デ
ィーゼルエンジン３０からの戻り燃料の熱量によって少
なくとも凍結しない程度に温められる大きさとしたの
で、寒冷時における燃料供給用タンク２０内のエマルジ
ョン燃料の凍結を確実に防止できるうえ、燃料供給用タ
ンク２０に設けたヒータ２１を小さなものですますこと
ができ、経済的である。

【００２８】（４）燃料供給用タンク２０にヒータ２１
を設けたので、ディーゼルエンジン３０の停止時におい
てもエマルジョン燃料の凍結を確実に防止できる。

【００２９】［第２実施形態］図２には、本発明の第２
実施形態に係るシステムが示され、このシステムは、エ
マルジョン燃料供給システム２と、このエマルジョン燃
料供給システム２から供給されるエマルジョン燃料を利
用するディーゼルエンジン３０とを備えている。ここ
で、本実施形態のシステムは、前述した第１実施形態の
システムとエマルジョン燃料供給システムが異なるのみ
で、このエマルジョン燃料供給システムからエマルジョ
ン燃料が供給されるディーゼルエンジンは略同様な構成
であるから、同符号を付してその説明を省略する。

【００３０】まず、エマルジョン燃料供給システム２の
概略について説明する。エマルジョン燃料供給システム
２は、エマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製
造装置５０と、このエマルジョン燃料製造装置５０に第
１燃料供給用タンク６１および第２燃料供給用タンク６
２とを含んで構成されている。第１燃料供給用タンク６
１および第２燃料供給用タンク６２は、エマルジョン燃
料製造装置５０で製造されたエマルジョン燃料の貯留が
可能となっているとともに、エマルジョン燃料の原料と
なる水、燃料、および界面活性剤が投入されてこれら原
料のエマルジョン燃料製造装置５０への供給が可能とな
っている。つまり、エマルジョン燃料製造装置５０は、
第１および第２燃料供給用タンク６１，６２から供給さ
れた原料からエマルジョン燃料を製造し、製造したエマ
ルジョン燃料を第１および第２燃料供給用タンク６１，
６２に貯留している。エマルジョン燃料供給システム２
では、このようにして製造されたエマルジョン燃料をデ
ィーゼルエンジン３０に供給している。

【００３１】次に、エマルジョン燃料供給システム２の
各構成について詳細に説明する。第１燃料供給用タンク
６１および第２燃料供給用タンク６２は、前述の第１実
施形態の燃料供給用タンク２０と同様に、内部のエマル
ジョン燃料がディーゼルエンジン３０からの戻り燃料の
熱量によって少なくとも凍結しない程度に温められる大
きさの容量とされている。第１燃料供給用タンク６１の
出口には、第１原料供給用管路６１１を介してエマルジ
ョン燃料製造装置５０が接続されているとともに、第１
燃料供給用管路６１２を介してディーゼルエンジン３０
のフィードポンプ３１の入口が接続されている。これら
第１原料供給用管路６１１および第１燃料供給用管路６
１２の途中には、それぞれ第１開閉弁６１１Ａおよび第
２開閉弁６１２Ａが設けられている。また、第１燃料供
給用タンク６１の入口には、第１燃料貯留用管路６１３
を介してエマルジョン燃料製造装置５０が接続されてい
るとともに、戻り流路としての第１戻り燃料供給用管路
６１４を介してディーゼルエンジン３０の燃料供給流路
３３２Ａの出口３３２Ｃが接続されている。これら第１
燃料貯留用管路６１３および第１戻り燃料供給用管路６
１４の途中にも、それぞれ第３開閉弁６１３Ａおよび第
４開閉弁６１４Ａが設けられている。

【００３２】第２燃料供給用タンク６２の入口および出
口も、第１燃料供給用タンク６１と同様に、それぞれ第
２原料供給用管路６２１、第２燃料供給用管路６２２、
第２燃料貯留用管路６２３、および戻り流路としての第
２戻り燃料供給用管路６２４を介してエマルジョン燃料
製造装置５０およびディーゼルエンジン３０に接続され
ており、これら管路６２１〜６２４の途中には、それぞ
れ第５〜第８開閉弁６２１Ａ〜６２４Ａが設けられてい
る。

【００３３】ここで、第１燃料供給用タンク６１に接続
された各管路６１１〜６１４の第１〜第４開閉弁６１１
Ａ〜６１４Ａ、および第２燃料供給用タンク６２に接続
された各管路６２１〜６２４の第５〜第８開閉弁６２１
Ａ〜６２４Ａの開閉動作は、コントローラ７０によって
制御できるようになっている。このコントローラ７０
は、図示は省略するが、第１燃料供給用タンク６１およ
び第２燃料供給用タンク６２にそれぞれ設けられた各液
面センサからの入力信号によって作動するようになって
おり、各液面センサは、各タンク６１，６２内の液面高
さが予め設定した高さよりも低くなったとき、つまり、
内部のエマルジョン燃料が少なくなったときに信号をコ
ントローラ７０に出力するようになっている。なお、本
発明の第１切換手段は、コントローラ７０と、第３およ
び第７開閉弁６１３Ａ，６２３Ａとを含んで構成され、
本発明の第２切換手段は、コントローラ７０と、第２お
よび第６開閉弁６１２Ａ，６２２Ａとを含んで構成さ
れ、本発明の第３切換手段は、コントローラ７０と、第
４および第８開閉弁６１４Ａ，６２４Ａとを含んで構成
されている。

【００３４】エマルジョン燃料製造装置５０は、前述の
第１実施形態におけるエマルジョン燃料製造装置１０と
略同様のものであり、供給された適量ずつの複数の液
体、たとえば水、燃料（たとえば軽油、灯油、Ａ重油
等）、および界面活性剤を乳化状態に混合して水エマル
ジョン燃料を製造するものである。エマルジョン燃料製
造装置５０は、循環ポンプ５１と、乳化手段５２とを含
んで構成されている。循環ポンプ５１は、第１燃料供給
用タンク６１および第２燃料供給用タンク６２から原料
を吸入して乳化手段５２まで圧送するとともに、乳化手
段５２で製造されたエマルジョン燃料をさらに第１燃料
供給用タンク６１および第２燃料供給用タンク６２まで
圧送するものである。循環ポンプ５１の入口には、前述
した第１および第２原料供給用管路６１１，６２１が接
続されて、循環ポンプ５１の出口には、乳化手段５２が
接続されている。乳化手段５２は、循環ポンプ５１から
圧送された混合液を、乳化状態に混合するものであり、
図示は省略するが、このような乳化手段５２としては、
たとえば、高速回転のミキサー装置や、混合液を高速で
噴射して流体摩擦を生じさせることで乳化状態に混合す
る装置等が挙げられる。

【００３５】次に、コントローラ７０の動作を図３のフ
ローチャートを参照しながら説明し、この説明に伴って
本実施形態の作用を説明する。まず、作業者がエマルジ
ョン燃料供給システム２およびディーゼルエンジン３０
を始動させると、第１および第２燃料供給用タンク６
１，６２のうち、一方にエマルジョン燃料製造装置５０
で製造したエマルジョン燃料が貯留され始め、他方から
ディーゼルエンジン３０にエマルジョン燃料が供給され
始める。このとき、コントローラ７０は、第１および第
２燃料供給用タンク６１，６２の各液面センサからの入
力信号の監視が開始され（Ｓ１）、各燃料供給用タンク
６１，６２からの入力信号が入るまで待機状態となる。

【００３６】エマルジョン燃料の製造にあたっては、図
示しない原料供給装置から水、燃料、および界面活性剤
が第１燃料供給用タンク６１または第２燃料供給用タン
ク６２に供給される。なお、原料供給装置は、たとえば
水、燃料、界面活性剤の混合液に旋回流を与えながら当
該混合液を第１燃料供給用タンク６１または第２燃料供
給用タンク６２に供給するものであってもよい。ここ
で、たとえば第１燃料供給用タンク６１に製造した燃料
が貯留されるようになっている場合には、第１および第
３開閉弁６１１Ａ，６１３Ａが開いていて、第２および
第４開閉弁６１２Ａ，６１４Ａが閉じている。第１燃料
供給用タンク６１から第１原料供給用管路６１１を介し
て、エマルジョン燃料製造装置５０に原料が供給される
と、これら原料が乳化手段５２で混合されてエマルジョ
ン燃料となり、このエマルジョン燃料は第１燃料貯留用
管路６１３を介して第１燃料供給用タンク６１に貯留さ
れる。

【００３７】一方、エマルジョン燃料の供給にあたって
は、第１燃料供給用タンク６１または第２燃料供給用タ
ンク６２内にあるエマルジョン燃料が、それぞれ第１ま
たは第２燃料供給用管路６１２，６２２を介してディー
ゼルエンジン３０に供給される。ここで、たとえば第２
燃料供給用タンク６２内のエマルジョン燃料がディーゼ
ルエンジン３０に供給されるようになっている場合に
は、第６および第８開閉弁６２２Ａ，６２４Ａが開いて
いて、第５および第７開閉弁６２１Ａ，６２３Ａが閉じ
ていて、ディーゼルエンジン３０からの戻り燃料が第２
燃料供給用タンク６２内に供給される。

【００３８】第１燃料供給用タンク６１の液面センサか
らの信号が入力されると（Ｓ２）、すなわちディーゼル
エンジン３０にエマルジョン燃料を供給している第１燃
料供給用タンク６１内の燃料が少なくなってくると、第
１・第３・第６・第８開閉弁６１１Ａ，６１３Ａ，６２
２Ａ，６２４Ａに開動作信号および第２・第４・第５・
第７開閉弁６１２Ａ，６１４Ａ，６２１Ａ，６２３Ａに
閉動作信号が出力されて（Ｓ３）、各開閉弁６１１Ａ，
６１３Ａ，６２２Ａ，６２４Ａが開くとともに、各開閉
弁６１２Ａ，６１４Ａ，６２１Ａ，６２３Ａが閉じる。
つまり、第２燃料供給用タンク６２がディーゼルエンジ
ン３０へのエマルジョン燃料の供給元となり、第１燃料
供給用タンク６１がエマルジョン燃料製造装置５０のエ
マルジョン燃料の貯留先となる。また、第４開閉弁６１
４Ａが閉じているとともに、第８開閉弁６２４Ａが開い
ているから、ディーゼルエンジン３０からの戻り燃料が
第２戻り燃料供給用管路６２４を通って第２燃料供給用
タンク６２内に供給される。

【００３９】上述した信号出力（Ｓ３）の後、または、
第１燃料供給用タンク６１の液面センサからの信号の入
力がない場合（Ｓ２）、第２燃料供給用タンク６２の液
面センサからの信号が入力されると（Ｓ４）、すなわち
ディーゼルエンジン３０にエマルジョン燃料を供給して
いる第２燃料供給用タンク６２内の燃料が少なくなって
くると、第１・第３・第６・第８開閉弁６１１Ａ，６１
３Ａ，６２２Ａ，６２４Ａに閉動作信号および第２・第
４・第５・第７開閉弁６１２Ａ，６１４Ａ，６２１Ａ，
６２３Ａに開動作信号が出力されて（Ｓ５）、各開閉弁
６１１Ａ，６１３Ａ，６２２Ａ，６２４Ａが閉まるとと
もに、各開閉弁６１２Ａ，６１４Ａ，６２１Ａ，６２３
Ａが開く。つまり、第１燃料供給用タンク６１がディー
ゼルエンジン３０へのエマルジョン燃料の供給元とな
り、第２燃料供給用タンク６２がエマルジョン燃料製造
装置５０のエマルジョン燃料の貯留先となる。また、第
４開閉弁６１４Ａが開いているとともに、第８開閉弁６
２４Ａが閉じているから、ディーゼルエンジン３０から
の戻り燃料が第１戻り燃料供給用管路６１４を通って第
１燃料供給用タンク６１内に供給される。

【００４０】上述した信号出力（Ｓ５）の後、または、
第１燃料供給用タンク６１の液面センサからの信号の入
力がない場合（Ｓ４）、液面センサ監視の終了信号が入
力されると（Ｓ６）、監視が終了できるようになってい
る。一方、終了信号が入力されないと（Ｓ６）、引き続
いて、第１燃料供給用タンク６１および第２燃料供給用
タンク６２の各液面センサからの出力信号が入るまで待
機状態となる。

【００４１】上述のような本実施形態によれば、前述の
第１実施形態の効果（１）〜（４）に加えて、次のよう
な効果がある。 （５）エマルジョン燃料供給システム２において、第１
および第２戻り燃料供給用管路６１４，６２４、コント
ローラ７０、第４および第８開閉弁６１４Ａ，６２４Ａ
によって、第１および第２燃料供給用タンク６１，６２
のうち、供給元となっている燃料供給用タンクに常に戻
り燃料を戻すように構成したから、すぐに必要とする供
給元の燃料供給用タンク内の燃料凍結を確実に防止でき
る。また、エマルジョン燃料供給システム２には、２つ
の第１および第２燃料供給用タンク６１，６２が備えら
れているので、１つのタンクでエマルジョン燃料を貯留
してディーゼルエンジン３０に供給する場合と異なっ
て、各燃料供給用タンク６１，６２自体の容量を小さく
でき、エマルジョン燃料の凍結をより効果的に防止でき
る。

【００４２】なお、本発明は前記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範囲での変
形、改良は、本発明に含まれるものである。たとえば、
前記第１実施形態では、燃料供給用タンク２０に保温の
ためのヒータ２１を設けたが、これに限らず、たとえば
燃料供給用タンク２０を断熱材で覆ってもよく、また
は、他の保温手段により燃料供給用タンク２０を保温す
るようにしてもよく、このようにすれば、ディーゼルエ
ンジン３０の停止時、つまり戻り燃料が供給されない時
においても燃料供給用タンク２０内のエマルジョン燃料
の凍結を防止できる。特に、断熱材で燃料供給用タンク
２０を覆った場合には、電力等を用いないから省力化を
図ることができる。また、前記第２実施形態において、
第１および第２燃料供給用タンク６１，６２には上述の
ような保温手段を設けてないが、設けてもよく、このよ
うな場合も本発明に含まれる。なお、本発明に係る燃料
供給用タンクには、上述のような保温手段を必ずしも設
ける必要はなく、設けられない場合であっても本発明に
含まれる。

【００４３】前記第１実施形態では、燃料供給用タンク
２０の上流側にエマルジョン燃料製造装置１０が配置さ
れていたが、エマルジョン燃料製造装置１０の代わり
に、たとえば購入してきたエマルジョン燃料を貯留して
おく燃料貯留用タンクを設けてもよく、このような場合
は、大量のエマルジョン燃料を貯留しておくことができ
る。また、エマルジョン燃料製造装置１０と燃料供給用
タンク２０との間に燃料貯留用タンクを配置してもよ
い。このような場合、エマルジョン燃料製造装置１０で
製造したエマルジョン燃料を燃料貯留用タンク内に貯留
し、この燃料貯留用タンクからディーゼルエンジン３０
に必要な量だけエマルジョン燃料を燃料供給用タンク２
０に供給すれば、燃料供給用タンク２０内に貯留するエ
マルジョン燃料の量を少なくでき、戻り燃料による凍結
防止をより効果的に行うことができる。

【００４４】前記第２実施形態では、エマルジョン燃料
供給システム２に、第１および第２燃料供給用タンク６
１，６２の２つの燃料供給用タンクを設けたが、３つ以
上の燃料供給用タンクを設けてもよい。このような場
合、エマルジョン燃料製造装置５０の貯留先のタンクの
数を増やしたり、ディーゼルエンジン３０の供給元のタ
ンクの数を増やしたりすることで、エマルジョン燃料製
造装置５０の燃料製造量と、ディーゼルエンジン３０の
燃料消費量とのバランス調整が容易にできるようにな
る。

【００４５】前記各実施形態では、各燃料供給用タンク
２０，６１，６２の容量を、内部のエマルジョン燃料が
ディーゼルエンジン３０からの戻り燃料の熱量によって
少なくとも凍結しない程度に温められる大きさとした
が、本発明に係る燃料供給用タンクはこれに限定される
ものではなく、より大きな容量を有する燃料供給用タン
クであってもよい。このような場合、燃料供給用タンク
内のエマルジョン燃料の凍結を確実に防止するために、
タンクにヒータを設けたり、タンクを断熱材で覆ったり
してもよく、当該タンクのエマルジョン燃料は戻り燃料
による熱量によっても温められているのでヒータの小型
化または断熱材の少量化が図れ、経済的である。

【００４６】前記各実施形態では、内燃機関として、デ
ィーゼルエンジン３０を挙げたが、本発明に係る内燃機
関はこれに限定されるものではなく、たとえばガソリン
エンジン等であってもよく、要するに、エマルジョン燃
料を利用する内燃機関であればよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明のエマルジョン燃料供給システム
によれば、屋内設置スペースをとらずに、かつ、安価に
エマルジョン燃料の凍結を防止できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るエマルジョン燃料
供給システムおよびディーゼルエンジンを示す概略図で
ある。

【図２】本発明の第２実施形態に係るエマルジョン燃料
供給システムおよびディーゼルエンジンを示す概略図で
ある。

【図３】前記実施形態における作用を説明するためのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１，２ エマルジョン燃料供給システム ３０ 内燃機関であるディーゼルエンジン ２０，６１，６２ 燃料供給用タンク ３０Ｂ 燃料噴射系統 １０，５０ エマルジョン燃料製造装置 ４５，６１４，６２４ 戻り流路である第５管路、第１
および第２戻り燃料供給用管路 ７０，６１３Ａ，６２３Ａ 第１切換手段であるコント
ローラ、第３および第７開閉弁 ７０，６１２Ａ，６２２Ａ 第２切換手段であるコント
ローラ、第２および第６開閉弁 ７０，６１４Ａ，６２４Ａ 第３切換手段であるコント
ローラ、第４および第８開閉弁 ２１ ヒータ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G092 AA02 AA06 AB03 AB04 AB15 AB17 BB20 DE03S DE05S DE12S DE13S DE14S DE17S DE18S DF09 DG01 FA17 FA18 FA41 FA50 HB04X HB05X HB09Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関にエマルジョン燃料を供給する
   エマルジョン燃料供給システムであって、 前記内燃機関に供給されるエマルジョン燃料を貯留する
   燃料供給用タンクを備え、 前記内燃機関の燃料噴射系統からの戻り燃料を前記燃料
   供給用タンクに戻す戻り流路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。
2. 【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、 前記燃料供給用タンク内に貯留されるエマルジョン燃料
   を製造するエマルジョン燃料製造装置、 またはエマルジョン燃料を貯留するとともに前記燃料供
   給用タンクに供給可能な燃料貯留用タンクが、 前記燃料供給用タンクの上流側に配置されていることを
   特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
3. 【請求項３】 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、 前記エマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造
   装置と、 このエマルジョン製造装置で製造したエマルジョン燃料
   を貯留するとともに前記燃料供給用タンクに供給可能な
   燃料貯留用タンクとが、 前記燃料供給用タンクの上流側に配置されていることを
   特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
4. 【請求項４】 内燃機関にエマルジョン燃料を供給する
   エマルジョン燃料供給システムであって、 前記エマルジョン燃料を製造するエマルジョン燃料製造
   装置と、 前記エマルジョン燃料製造装置で製造されたエマルジョ
   ン燃料を貯留するとともに当該エマルジョン燃料を前記
   内燃機関に供給可能な複数の燃料供給用タンクとを備
   え、 前記エマルジョン燃料製造装置で製造されたエマルジョ
   ン燃料の貯留先を切り換える第１切換手段と、 前記内燃機関へ供給されるエマルジョン燃料の供給元を
   切り換える第２切換手段とを備え、 前記エマルジョン燃料製造装置のエマルジョン燃料の貯
   留先となっている燃料供給用タンクと、前記内燃機関の
   エマルジョン燃料の供給元となっている燃料供給用タン
   クとが異なっており、 前記供給元となっている燃料供給用タンクに、前記内燃
   機関の燃料噴射系統からの戻り燃料を戻す戻り流路と、 前記第２切換手段によって前記エマルジョン燃料の供給
   元が切り換えられる際に前記戻り流路を切り換える第３
   切換手段と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。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４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、 前記燃料供給用タンクの容量は、内部のエマルジョン燃
   料が前記戻り燃料の熱量によって少なくとも凍結しない
   程度に温められる大きさ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。
6. 【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、 前記燃料供給用タンクは、断熱材で覆われていることを
   特徴とするエマルジョン燃料供給システム。
7. 【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において、 前記燃料供給用タンクには、ヒータ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。