JP2006188616A - エマルジョン燃料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のエマルジョン燃料は、エマルジョンの状態が長く維持できない、燃料油への水の混合量が少ない、完全燃焼させるため非常に特殊なバーナーが必要である等の欠点を有していた。そこで、このような欠点がなく、簡単に製造でき、長時間エマルジョンの状態が維持でき、燃焼効率もよく、水を多量に混合できる製造方法を提供する。
【解決手段】 次のａ〜ｅの工程からなるエマルジョン燃料の製造方法。ａ 水と乳化剤を予備混合する、ｂ 予備混合したものをスタティックミキサー１を通過させることによって十分混合する、ｃ 該スタティックミキサー１は、多数のエレメント３が筒状体に内蔵され１エレメントごとに回転方向が替わる筒状混合機タイプである、ｄ 十分混合したものに炭化水素系燃料を添加し混合する、ｅ 炭化水素系燃料を混合したものを前記同様のスタティックミキサー１に通過させ十分混合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エマルジョン燃料の製造方法に関するものである。

エマルジョン燃料とは、燃料油に水を混合し乳化させた燃料である。通常、燃料油に水は混ざらないため、乳化剤を用いて乳化させている。このようなエマルジョン燃料は、排気ガスの清浄化、燃料効率の向上を目的として使用されている。

燃料中に燃えない水を混合しても燃焼効率は下がるように思えるが、エマルジョンの微細粒子が燃料中に飛散、拡散するため完全燃焼に限りなく近くなり効率は向上する。
また、水が含まれているため、燃焼温度が異常に上がることがなく、その結果ＮＯｘやＳＯｘの発生が抑えられる。

更に、エマルジョン燃料の場合、一般的に空気量が少なくて済むため、その分の効率も上がる。

このような理由から種々のエマルジョン燃料が使用されているが、どれもまだ十分ではない。即ち、エマルジョンの状態が長く維持できない、燃料油への水の混合量が少ない、完全燃焼させるため非常に特殊なバーナーが必要である等の欠点を有していた。

そこで、このような欠点がなく、簡単に製造でき、長時間エマルジョンの状態が維持でき、燃焼効率もよく、水を多量に混合できる製造方法を提供する。

以上のような状況に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明エマルジョン燃料の製造方法を完成したものであり、その特徴とするところは、次のａ〜ｅの工程からなる点にある。
ａ 水と乳化剤を予備混合する、
ｂ 予備混合したものをスタティックミキサーを通過させることによって十分混合する、
ｃ 該スタティックミキサーは、多数のエレメントが筒状体に内蔵され１エレメントごとに回転方向が替わる筒状混合機タイプである、
ｄ 十分混合したものにに炭化水素系燃料を添加し混合する、
ｅ 炭化水素系燃料を混合したものを前記同様のスタティックミキサーに通過させ十分混合する。

ここでいう水は通常の水でよく、特別なものである必要はない。地下水、水道水、井戸水等でよい。

本発明はまず最初に水と乳化剤を予備混合する。これは通常の攪拌装置又は手で攪拌して混合すればよい。乳化剤としては、Ｗ／Ｏ（油中水滴型）を形成するための乳化剤であればどのようなものでもよい。混合量はその乳化剤のＨＬＢ値等の物性により異なるが、一般的には、炭化水素系燃料と水の混合物１００重量部に対して、０．０５〜２．０重量部、好ましくは０．１〜０．５重量部である。
乳化剤として好ましいのは、限定はしないが、ＨＬＢが１０〜１５程度である。また、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系のものが好適である。複数のものを混合してもよい。

次に、本発明では、この混合したものを特別なスタティックミキサーに通過させてより均一に混合する。スタティックミキサーとは、自らが回転せず、被混合流体がそこを通過することによって混合されるものである。

本発明では、このスタティックミキサーとして、多数のエレメントが筒に内蔵され１エレメントごとに回転方向が替わるものを用いる。金属製やプラスチック製のものがある。プラスチック製のものが安価で好適である。これらは、市販もされているものである。例えば、株式会社ノリタケカンパニーリミテド社製の「ディスポーザブルミキサー」等である。

これは、筒状本体内に多数エレメントが内蔵されているものである。エレメントは、スクリューのように形成され、導入物をどちらかの方向に回転させるものである。１つ１つ逆方向のエレメントが多数連結されて、筒状体の中にきっちりと挿入されているのが普通である。複数種の液体や固体を一方から導入するとエレメントに沿って流れ、混合されて出口から出る。１つのエレメントの長さは、直径の１〜２倍程度のもの多い。
このスタティックミキサーのサイズは、処理量との兼ね合いで自由であるが、流速が一定範囲にあることが好ましい。例えば、容量が３ｍｌで長さが１３０ｍｍ程度のものでは、２００〜６００リットル／ｈｒ程度又はそれ以上通過させるのがよい。また、それを複数回繰り返してもよい。即ち、スタティックミキサーに複数回通過させてもよいということである。
発明者の実験では、複数回通過させた方がエマルジョンの状態が長く維持できた。

これに更に炭化水素系燃料を添加し混合する。この混合も前記の予備混合のように単なる容器内で通常の方法で混合すればよい。上記と同じ容器でも異なる容器でもよい。
ここでいう炭化水素系燃料は、灯油、重油、廃油等である。

本発明は、このスタティックミキサーを用いることと、混合する順序がポイントである。まず、最初の工程は水と乳化剤を混合する工程である。この混合は単なる容器内で行なえる。方法は、スクリューのような攪拌機や通常の混合装置を用いても、単に手動で攪拌するだけでもよい。

次に、この混合物を前記したスタティックミキサー（同じものでも別のものでもよい）に通し十分混合する。これで完成である。これで、少なくとも２日以上、場合によっては数週間も保持できる。

ここで用いたスタティックミキサーは抵抗があるところを通過させて混合するため、導入するのに圧が必要である。通常は３〜５ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。よって、ポンプ等で加圧して導入する。

ここで、炭化水素系燃料と水の混合比率は、炭化水素系燃料１００重量部に対して水が２０〜１２０重量部、好ましくは４０〜１００重量部である。これ以下ではあまり効果がなく、これ以上混合すると効果が落ちる場合がある。

本発明によるエマルジョン燃料は、混合する炭化水素系燃料用のバーナー等の燃焼装置であれば、基本的にそのまま使用できる。しかし、より効率よく燃焼させるため、改良してもよい。

本発明エマルジョン燃料の製造方法には次のような大きな利点がある。
（１） 炭化水素系燃料に水を混合し、燃料効率が向上するため、燃料代の節約になる。
（２） 燃焼廃ガスのＮＯｘやＳＯｘが減少する。
（３） 製造が簡単で単に混合するだけである。
（４） 小容量でも簡単に製造でき、また大容量製造し貯蔵しておくこともできる。１日以上はエマルジョンの好ましい状態が維持できる。スタティックミキサーを好ましい流量以上で複数回通過させると、２日以上は維持できる。

以下実施例に沿ってより詳細に説明する。

図１は、本発明に使用するスタティックミキサー１の１例を示す側面図である。筒状体２の内部に多数のエレメント３が繋がって挿入されている。この例では筒状体２は透明である。図２は、内部のエレメント３の斜視図である。矢印で示すように、第１エレメント４は右旋回、第２エレメント５は左旋回になっている。これによって強制的に混合ができる。

本発明に使用するスタティックミキサー１の１例を示す側面図である。 内部のエレメント３の斜視図である。

符号の説明

１ スタティックミキサー
２ 筒状体
３ エレメント
４ 第１エレメント
５ 第２エレメント

Claims (3)

1. 次のａ〜ｅの工程からなることを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。
   ａ 水と乳化剤を予備混合する、
   ｂ 予備混合したものをスタティックミキサーを通過させることによって十分混合する、
   ｃ 該スタティックミキサーは、多数のエレメントが筒状体に内蔵され１エレメントごとに回転方向が替わる筒状混合機タイプである、
   ｄ 十分混合したものにに炭化水素系燃料を添加し混合する、
   ｅ 炭化水素系燃料を混合したものを前記同様のスタティックミキサーに通過させ十分混合する。
2. 炭化水素系燃料と水の混合比率は、炭化水素系燃料１００重量部に対して水が４０〜１００重量部である請求項１記載のエマルジョン燃料の製造方法。
3. 乳化剤は、Ｗ／Ｏ（油中水滴型）を形成するための乳化剤であり、混合量は炭化水素系燃料と水の混合物１００重量部に対して、０．１〜０．５重量部である請求項１記載のエマルジョン燃料の製造方法。
   

Images