JP2007204600A - Apparatus for producing and feeding emulsion fuel - Google Patents

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昭仁 青田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for producing and feeding an emulsion fuel, making anxiety of water separation, and a storage tank inevitably required in a batch treatment unnecessary on the structure, and enabling the miniaturization; and to provide a feeding method. <P>SOLUTION: The apparatus for producing and feeding the emulsion fuel is constituted as follows. A raw material 10 is charged from a raw material tank 11 to a mixing vessel 14 by a feed pump 12, and a mixed fluid 13 obtained by mixing water 10a, an emulsifier 10b and a light oil 10c is made. The mixed fluid 13 is sent to an emulsifier 3 by a pump 15 to provide the emulsion fuel 8, and emulsion fuel 8 is fed to an engine 2 by a fuel pump 4. A pipe connected to the mixing vessel 14 through a relief valve 5 is installed in the midway of the pipe between the emulsifier 3 and the engine 2. The light oil tank 11c is connected by a pipe branched at the midway of the pipe to the mixing vessel 14, to a feed valve 6 of a three-way valve present just before the fuel pump 4 to enable the fuel to be properly switched between the pure light oil 10c and the emulsion fuel 8 at the start or stop of the apparatus 1. The feeding method is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジンなどの燃焼装置の燃料となる、水と燃料油とのエマルジョン燃料の製造および供給装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for producing and supplying an emulsion fuel of water and fuel oil, which is a fuel for a combustion apparatus such as a diesel engine.

近年、環境保護意識の高まりから、ディーゼルエンジンを含めた内燃機関からの排気ガス規制が年々、強化されつつある。自動車NOx・PM法はその一例である。ディーゼルエンジンはガソリンエンジンと比較しても、熱効率が高く、本来は環境負荷が低く時代のニーズにマッチしたものであるはずである。ところが、一般的にディーゼルエンジンは、窒素酸化物の排出量や黒煙(粒子状浮遊物質)の吐出が多い事から、日本や米国では問題視されているのが現状である。 In recent years, exhaust gas regulations from internal combustion engines including diesel engines have been strengthened year by year due to increasing awareness of environmental protection. The automobile NOx / PM method is one example. Diesel engines have higher thermal efficiency than gasoline engines, and should have a lower environmental impact and match the needs of the times. However, in general, diesel engines are regarded as a problem in Japan and the United States because they emit large amounts of nitrogen oxides and black smoke (particulate suspended matter).

窒素酸化物は光化学スモッグや酸性雨の原因になるほか、人体へも特に呼吸器系への影響が指摘されている。窒素酸化物の生成を抑制する技術として、エンジンにおいて燃料噴射時期を遅延する方法があるが、この手法ではトレードオフ関係にある粒子状浮遊物質の排出量が増加することが知られている。エンジンに補機類を増設できる場合や大幅な変更が許される場合では、排気ガス再循環システムや高圧燃料噴射システム等が考えられるが、いずれも多大な費用が必要となる。 Nitrogen oxides cause photochemical smog and acid rain, and have been pointed out to the human body, especially the respiratory system. As a technique for suppressing the generation of nitrogen oxides, there is a method of delaying the fuel injection timing in the engine. It is known that this method increases the emission amount of particulate suspended matter in a trade-off relationship. When an auxiliary machine can be added to the engine or when a large change is allowed, an exhaust gas recirculation system, a high-pressure fuel injection system, and the like can be considered.

そのような中、窒素酸化物と粒子状浮遊物質を同時に削減できる唯一の技術としてエマルジョン燃料が実証されている。エマルジョン燃料とは、燃料中に水と界面活性剤(以下、乳化剤と呼ぶ)を添加し、均一に分散、安定化させたものである。燃料中に水が存在する事によって、機関内での燃焼温度が抑制され、通常燃料で生じる空気中の窒素と酸素の熱解離により生じる窒素酸化物の生成が抑制される。また、粒子状浮遊物質の削減メカニズムとしては、ディーゼルサイクルの圧縮工程において、燃料油の着火点よりも水の沸点の方が低い事から、噴霧された燃料中の水の気化作用により、噴霧の微細化が促進され、未燃が生じにくくなるという説もある。
特許公開2002−294260 特許公開2004−67913
Under such circumstances, emulsion fuel has been demonstrated as the only technology that can simultaneously reduce nitrogen oxides and particulate suspended solids. Emulsion fuel is obtained by adding water and a surfactant (hereinafter referred to as an emulsifier) to fuel and uniformly dispersing and stabilizing the fuel. Due to the presence of water in the fuel, the combustion temperature in the engine is suppressed, and the generation of nitrogen oxides caused by the thermal dissociation of nitrogen and oxygen in the air, which is normally generated in fuel, is suppressed. As a mechanism for reducing particulate suspended solids, the boiling point of water is lower than the ignition point of fuel oil in the compression process of the diesel cycle. There is also the theory that composting is promoted and unburned is less likely to occur.
Patent Publication 2002-294260 Patent Publication 2004-67913

エマルジョン燃料を普及させる上での、最大の課題は、水の分離という点である。水と燃料油という通常では混ざり合わない液体の混合物であるため、どうしても安定性に欠け、水分の分離が懸念される。水の分離は機関の停止や腐食といった問題があるため、絶対に避けなければならない。これまで上市されているエマルジョン燃料製造機は、タンクに水および燃料油を各々、定量供給し、その後、攪拌、乳化するバッチ処理のものが大半であり、製造したエマルジョン燃料を既存エンジンの燃料タンクに給油する方式である。 The biggest challenge in spreading emulsion fuel is the separation of water. Since it is a liquid mixture of water and fuel oil that does not normally mix, it is inevitably lacking in stability and there is a concern about separation of moisture. Water separation must be avoided due to problems such as engine shutdown and corrosion. Most of the emulsion fuel production machines that have been put on the market in the past are batch treatments in which water and fuel oil are supplied in a fixed amount to the tank, and then stirred and emulsified. This is a method of refueling.

ところが、農機のコンバインのように年間稼働日が収穫期の数日のみというような使用の場合に、軽油タンクにそのままエマルジョン燃料を補給する従来の方法では、タンクや配管内での分離が想定される。また、他にも内燃機関用の燃料フィルターの種類によっては、水を除去する機能を有するものも有り、該当するフィルターを有する機関には使用することが困難である。
また、エマルジョン燃料はディーゼルエンジンのみならず、原料である燃料油種をオリジナルのバーナーの油種に変更すれば、ボイラ用バーナーのような連続燃焼器用燃料としても使用でき、エンジンのケースと同等の効果が確認されている。
However, in the case of use where the annual working days are only a few days during the harvest period, as in the case of a combine in an agricultural machine, the conventional method of replenishing emulsion fuel to the light oil tank as it is is supposed to separate the tank or piping. The In addition, some types of fuel filters for internal combustion engines have a function of removing water and are difficult to use for engines having such filters.
Emulsion fuel can be used not only as a diesel engine but also as a fuel for a continuous combustor such as a boiler burner if the fuel oil type used as a raw material is changed to the oil type of the original burner. The effect has been confirmed.

上述した従来型のバッチ処理によるエマルジョン燃料製造装置及びその燃料供給方法では、水分離の懸念により、安心して使用できる装置であるとは言い難い。また仮に、その対策として、エマルジョン燃料製造装置を車上に搭載して、必要量のみの燃料を製造するとしても、バッチ処理を行っているため、1バッチ製造するために要する時間分に相当する機関の最大燃料消費量をどこかに貯め置く必要があり、装置が大型化して車載するには現実的ではない。そこで、バッチ処理から連続処理にシステムを変更する必要があるが、連続処理では安定した水、油の混合比率の実現が難しい。例えば、タンクレスのシステムで連続処理を構築すると、定量ポンプを使用しても配管内圧の変動により定量が確保できず、吐出量のばらつきによって、混合比率もばらつき、結果として安定した燃焼が得られない。 It is difficult to say that the above-described conventional emulsion fuel production apparatus by batch processing and its fuel supply method are apparatuses that can be used with peace of mind due to concerns about water separation. Also, as a countermeasure, even if an emulsion fuel production device is mounted on the vehicle and only the required amount of fuel is produced, since the batch processing is performed, it corresponds to the time required to produce one batch. It is necessary to store the maximum fuel consumption of the engine somewhere, and it is not realistic to increase the size of the device and mount it on the vehicle. Therefore, it is necessary to change the system from batch processing to continuous processing, but it is difficult to achieve a stable mixing ratio of water and oil in continuous processing. For example, if a continuous process is constructed with a tankless system, even if a metering pump is used, the metering cannot be ensured due to fluctuations in the internal pressure of the pipe, and the mixing ratio varies due to variations in the discharge rate, resulting in stable combustion. Absent.

次に、連続式のエマルジョン燃料製造装置が実現できたとしても、エマルジョン燃料のみで始動ならびに停止まで行うと、長期停止時の水分離の懸念が完全に払拭された訳ではない。ただし、通常の燃料系のラインでは燃料の供給を過剰に行って、戻し回路を設置し、タンクに戻すのが常套であり、エマルジョン燃料でもこれに倣うとポンプによる流動の結果、水分離はほとんどしなくなる。最終的に、燃料が不動であり、水分離の可能性が残るのは戻し回路より下流側の機関内部になるが、長期停止時における機関内部の水分離は、既存システムでは払拭できない。 Next, even if a continuous emulsion fuel production apparatus can be realized, if starting and stopping with only emulsion fuel, the concern of water separation at the time of long-term stop has not been completely wiped out. However, in the normal fuel system line, it is usual to supply the fuel excessively, install a return circuit and return it to the tank, and even in the case of emulsion fuel, water separation is almost as a result of flow by the pump. No longer. Eventually, the fuel is stationary and the possibility of water separation remains in the engine downstream of the return circuit. However, the water separation inside the engine at the time of long-term stop cannot be wiped out by the existing system.

定量ポンプを使用して連続処理システムを実現するには、ポンプの吐出側への圧力が安定するようにすれば良い。そこで、バッチ式のように小さなタンク(溜まり)を回路内に用意し、ここを大気開放もしくはリリーフ弁で一定圧を保つようにすれば、ここに供給する全ての定量ポンプに背圧がかかることがなくなり、定量を確保できる。この時、全ての原料に対して定量ポンプを使用する必要はなく、例えば、燃料油の供給は落差で行い、その流量を流量計で拾ってフィードバック制御により水や乳化剤の吐出量を定量ポンプで制御するという事も可能である。また、乳化剤は全量に対し、0.01%〜5.0%程度と微量であり、完全な同期制御は必要でなく、タンク制御容量の3分の1の燃料を消費するのに要する時間以下の間に供給すれば十分間に合う。 In order to realize a continuous processing system using a metering pump, the pressure on the discharge side of the pump may be stabilized. Therefore, if a small tank (reservoir) is prepared in the circuit as in the batch type, and this is opened to the atmosphere or maintained at a constant pressure with a relief valve, back pressure will be applied to all metering pumps supplied here. Quantities can be secured. At this time, it is not necessary to use a metering pump for all the raw materials.For example, the fuel oil is supplied by a head, the flow rate is picked up by a flow meter, and the discharge amount of water and emulsifier is controlled by feedback control using the metering pump. It is also possible to control. Moreover, the emulsifier is a small amount of about 0.01% to 5.0% with respect to the total amount, and complete synchronous control is not necessary, and the time required for consuming the fuel of one third of the tank control capacity is less than If it supplies during, it will be enough.

機関内部に残留するエマルジョン燃料の水分離を解消するには、機関内部にエマルジョン燃料を残留させなければよい。つまり、キーオフ操作による機関終了処理の信号を受けた時点で自動的に燃料供給配管を燃料油に切替え、戻り側を前述のタンクに配管し、燃料が切り替わるまでアイドリング時の燃料消費時間から算出して、タイマーで機関を停止させればよい。ここでの記述は、機関を想定しているが、バーナーのような連続燃焼装置でも、同等である。 In order to eliminate water separation of the emulsion fuel remaining inside the engine, it is sufficient that the emulsion fuel does not remain inside the engine. In other words, when a signal for engine termination processing by key-off operation is received, the fuel supply pipe is automatically switched to fuel oil, the return side is piped to the aforementioned tank, and the fuel consumption time at idling is calculated until the fuel is switched. And stop the engine with a timer. The description here assumes an engine, but the same applies to a continuous combustion apparatus such as a burner.

本発明により、連続式のエマルジョン燃料製造機が可能となり、従来からあるバッチ処理式では必ず必要である貯蔵タンクが構造上不要となるため、その分、小型化が可能となる。その結果、車載して走行しながらエマルジョン燃料を必要量のみ、作製、供給する事ができ、水分離の懸念も払拭することが可能となる。さらに、タンクなどの構造が簡略される事や、電気制御が簡易になるため、製造原価を抑える事ができる。これらの効果は、工場などに設置されている排気量が10000ccを超えるような自家発電用ディーゼルエンジンに対しても、本発明の連続式エマルジョン燃料製造装置では、コスト面とサイズ面で大きな効果がある。その結果、エマルジョン燃料の普及が可能となり、エマルジョン燃料の効果である窒素酸化物と粒子状浮遊物質の生成量を低減することが出来るため、環境汚染の抑制に貢献できる。 According to the present invention, a continuous emulsion fuel production machine can be realized, and a storage tank that is absolutely necessary in the conventional batch processing type is not necessary in terms of structure, and accordingly, the size can be reduced accordingly. As a result, it is possible to produce and supply only the necessary amount of emulsion fuel while running on a vehicle, and it is possible to eliminate concerns about water separation. Furthermore, since the structure of the tank and the like are simplified and electrical control is simplified, the manufacturing cost can be reduced. These effects are also significant in terms of cost and size in the continuous emulsion fuel production apparatus of the present invention even for a diesel engine for in-house power generation with a displacement exceeding 10,000 cc installed in a factory or the like. is there. As a result, the spread of emulsion fuel becomes possible, and the generation amount of nitrogen oxides and particulate suspended solids, which are the effects of emulsion fuel, can be reduced, thereby contributing to the suppression of environmental pollution.

以下、図面に基づいて本発明の実施例であるエマルジョン燃料製造供給装置(本装置)1を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本実施例は燃焼装置として排気量2000cc以下のディーゼルエンジンを想定し、該ディーゼルエンジンを搭載した車両に搭載可能な連続式のエマルジョン燃料製造供給装置を想定している。 Hereinafter, an emulsion fuel production and supply apparatus (this apparatus) 1 which is an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this. In this embodiment, a diesel engine having a displacement of 2000 cc or less is assumed as a combustion device, and a continuous emulsion fuel production and supply device that can be mounted on a vehicle equipped with the diesel engine is assumed.

図1は、本装置1の構成を表す図である。すなわち、エマルジョン燃料8の原料10となる水10a、乳化剤10b、軽油10cが、原料タンク11(それぞれ水タンク11a、乳化剤タンク11b、軽油タンク11c)に貯蔵されている。なお、軽油タンク11cは車両の燃料タンクを共用することができる。各原料タンク11からは、原料10を混ぜ合わせる混合槽14へ原料10を供給する配管および供給ポンプ12が設置されており、操作によって原料10がそれぞれの分量ずつ混合槽14へ投入され、原料10が混ぜ合わされた混合流体13が作られる。なお、混合槽14内部には液面センサー16が設置されており、混合流体13が一定量作られて液面センサー16が作動すると、供給ポンプ12は動作を停止し、それ以上混合流体13を作らないようになっている。 FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the apparatus 1. That is, the water 10a, the emulsifier 10b, and the light oil 10c used as the raw material 10 of the emulsion fuel 8 are stored in the raw material tank 11 (the water tank 11a, the emulsifier tank 11b, and the light oil tank 11c, respectively). The light oil tank 11c can share the fuel tank of the vehicle. From each raw material tank 11, a pipe for supplying the raw material 10 to the mixing tank 14 in which the raw material 10 is mixed and a supply pump 12 are installed, and the raw material 10 is charged into the mixing tank 14 in an amount corresponding to the operation. A mixed fluid 13 in which is mixed is produced. In addition, a liquid level sensor 16 is installed inside the mixing tank 14, and when the liquid level sensor 16 is activated when a certain amount of the mixed fluid 13 is produced, the supply pump 12 stops its operation, and the mixed fluid 13 It is not made.

混合流体13はポンプ15により乳化装置3へ送り出され、乳化装置3を通過することで混合流体13はエマルジョン化し、エマルジョン燃料8となって燃料ポンプ4によりエンジン2へ送り出されるものである。なお、乳化装置3とエンジン2を繋ぐ配管は途中で枝分かれし、一定の圧力が加わると乳化装置3から混合槽14方向へのみ弁が開くリリーフ弁5を介して混合槽14へ繋がる配管が設定されている。また、軽油タンク11cからは混合槽14への配管途中で枝分かれし、燃料ポンプ4の直前に三方弁である供給弁6を介して接続される。また、エンジン2への燃料供給が過多の場合、燃料を軽油タンク11cあるいは混合槽14へ戻すために、燃料ポンプ4とエンジン2の間には分岐が設けられており、燃料ポンプ4側から分岐した配管は三方弁である戻し弁7を介して軽油タンク11cまたは混合槽14に接続されているものである。 The mixed fluid 13 is sent to the emulsifying device 3 by the pump 15, and the mixed fluid 13 is emulsified by passing through the emulsifying device 3, and becomes the emulsion fuel 8 and sent to the engine 2 by the fuel pump 4. The piping connecting the emulsifying device 3 and the engine 2 is branched in the middle, and when a certain pressure is applied, a piping connecting to the mixing vessel 14 via the relief valve 5 that opens only in the direction of the mixing vessel 14 from the emulsifying device 3 is set. Has been. The light oil tank 11 c branches off in the middle of the piping to the mixing tank 14, and is connected to the fuel pump 4 through a supply valve 6 that is a three-way valve immediately before the fuel pump 4. Further, when the fuel supply to the engine 2 is excessive, a branch is provided between the fuel pump 4 and the engine 2 in order to return the fuel to the light oil tank 11c or the mixing tank 14, and branch from the fuel pump 4 side. The pipe is connected to the light oil tank 11c or the mixing tank 14 via a return valve 7 which is a three-way valve.

次に、本実施例の実際の動作について説明する。図2は本実施例の動作時の燃料等の流れについて表したものである。エマルジョン燃料8は製造時には安定してエマルジョン化した状態を保ってはいるが、一定の時間を経過すると状態が不安定になり場合によっては原料である水10a、乳化剤10b、軽油10cに分離してしまうことがある。そうするとエンジン2の始動等に適した状態とは言えず、場合によってはエンジン2が破損するおそれさえあるため、始動時に限っては純粋な軽油10cのみで始動させることが好ましい。 Next, the actual operation of this embodiment will be described. FIG. 2 shows the flow of fuel and the like during operation of the present embodiment. The emulsion fuel 8 maintains a stable emulsified state at the time of manufacture, but the state becomes unstable after a certain period of time, and in some cases, it is separated into water 10a, emulsifier 10b, and light oil 10c as raw materials. It may end up. If this is the case, it cannot be said that the engine 2 is suitable for starting, and the engine 2 may even be damaged in some cases. Therefore, it is preferable to start with pure light oil 10c only at the time of starting.

まず、本装置1を始動させたとき、軽油10c等は図2Aに示す太線の部分でのみ移動を行うものである。すなわち、供給弁6は軽油タンク11c→エンジン2の方向にのみ開き、軽油タンク11cから供給される軽油10cは、図に示す矢印の方向へ流れていき、燃料ポンプ4によってエンジン2へ送り込まれ、エンジン2は100%の純度の軽油10cで始動する。なおこの際、戻し弁7はエンジン2→軽油タンク10c方向にのみ開き、供給過多となった軽油10cは軽油タンク11cへ戻されることとなる。一方で、前回の起動時に残ったエマルジョン燃料8は、前述したように配管内で分離した状態で残っていることが予想されるから、ポンプ15を作動させてエマルジョン燃料8を製造して送り出すと、供給弁6が混合槽14→エンジン2の方向には閉塞されているから、リリーフ弁5を介して混合槽14へ戻されることとなる。 First, when the present apparatus 1 is started, the light oil 10c and the like move only at the thick line portion shown in FIG. 2A. That is, the supply valve 6 opens only in the direction of the light oil tank 11c → the engine 2, and the light oil 10c supplied from the light oil tank 11c flows in the direction of the arrow shown in the drawing and is sent to the engine 2 by the fuel pump 4, The engine 2 is started with light oil 10c having a purity of 100%. At this time, the return valve 7 opens only in the direction of the engine 2 → the light oil tank 10c, and the excessively supplied light oil 10c is returned to the light oil tank 11c. On the other hand, since it is expected that the emulsion fuel 8 remaining at the previous start-up remains in the state separated in the pipe as described above, when the emulsion fuel 8 is manufactured and sent out by operating the pump 15. Since the supply valve 6 is closed in the direction of the mixing tank 14 → the engine 2, it is returned to the mixing tank 14 through the relief valve 5.

こうしてエンジン2を始動させ、配管内の分離したエマルジョン燃料8を全て混合槽14へ戻す作業が完了すると、続いて図2Bに示す運転時の状態へ移行することとなる。通常運転時は、供給弁6は混合槽14→エンジン2方向、戻し弁7はエンジン2→混合槽14方向にのみそれぞれ開くものであり、図2Bに示す太線の部分でのみ移動を行う。すなわち、各原料10はそれぞれの原料ポンプ12により混合槽14へ送られ、液面センサー16が反応する程度まで混合流体13を形成する。混合流体13はポンプ15により乳化装置3へ送られてエマルジョン化し、製造されたエマルジョン燃料8は燃料ポンプ4を介してエンジン2へ送り込まれ、供給過多分は混合槽14へ戻されるものである。なお、当然に液面センサー15が反応しなくなれば混合槽14内の混合流体13が不足していることであり、再び液面センサー15が反応するまで各原料10が一定の割合で投入される。なお、混合流体13はポンプ15により送り出されることで既にある程度エマルジョン化しており、場合によっては乳化装置3を設置しなくても、エマルジョン燃料としての使用に問題は無い。 When the operation of starting the engine 2 and returning all the separated emulsion fuel 8 in the pipe to the mixing tank 14 is completed, the operation state shown in FIG. 2B is subsequently shifted. During normal operation, the supply valve 6 opens only in the direction of the mixing tank 14 → the engine 2 and the return valve 7 opens only in the direction of the engine 2 → the mixing tank 14, respectively, and moves only at the thick line portion shown in FIG. 2B. That is, each raw material 10 is sent to the mixing tank 14 by the respective raw material pump 12 to form the mixed fluid 13 to the extent that the liquid level sensor 16 reacts. The mixed fluid 13 is sent to the emulsifying device 3 by the pump 15 to be emulsified, and the produced emulsion fuel 8 is sent to the engine 2 via the fuel pump 4, and the excess supply is returned to the mixing tank 14. Of course, if the liquid level sensor 15 does not react, the mixed fluid 13 in the mixing tank 14 is insufficient, and each raw material 10 is charged at a constant rate until the liquid level sensor 15 reacts again. . The mixed fluid 13 has already been emulsified to some extent by being sent out by the pump 15, and there is no problem in use as an emulsion fuel even if the emulsifying device 3 is not installed in some cases.

本装置1を停止させるときには、前述したように配管内にエマルジョン燃料8が残っていると分離してしまい次回の始動に不具合が生じるため、エンジン2内部およびエンジン2直近の配管に残るエマルジョン燃料8を全て純粋な軽油10cに入れ替える必要がある。そのため、図3Cに示すように供給弁6は軽油タンク11c→エンジン2方向、戻し弁はエンジン2→混合槽14方向にのみ開くものとし、軽油タンク11cから直接エンジン2へ軽油10cを送り込む。また、この際に軽油10cが供給過多となった場合は混合槽14へ戻すものとする。これは軽油タンク11cにエマルジョン燃料8が混入することを防止するためである。なおこの際、混合槽14に軽油10cが混入することになり、戻された軽油10cの分量が不明な場合は軽油10cの濃い混合流体13が作られることとなるが、その結果製造されるエマルジョン燃料8の燃焼に関しては全く問題はない。 When the present apparatus 1 is stopped, as described above, if the emulsion fuel 8 remains in the pipe, the emulsion fuel 8 is separated and a problem occurs in the next start. Therefore, the emulsion fuel 8 remaining in the engine 2 and in the pipe immediately adjacent to the engine 2 is generated. Must be replaced with pure light oil 10c. Therefore, as shown in FIG. 3C, the supply valve 6 is opened only in the direction of the light oil tank 11c → the engine 2 and the return valve is opened only in the direction of the engine 2 → the mixing tank 14, and the light oil 10c is fed directly from the light oil tank 11c to the engine 2. At this time, if the light oil 10c becomes excessively supplied, it is returned to the mixing tank 14. This is to prevent the emulsion fuel 8 from entering the light oil tank 11c. At this time, the light oil 10c is mixed in the mixing tank 14, and if the amount of the returned light oil 10c is unknown, a mixed fluid 13 that is rich in the light oil 10c is produced. There is no problem with the combustion of the fuel 8.

こうして図2A〜Cに示す一連の動作によって、本装置1は燃料を純粋な軽油10cとエマルジョン燃料8に適時切り替えることができ、エンジン2の安定した始動性と通常運転時の環境汚染物質の排出を抑えることができる。また、例えばエンジン2の負荷やアクセル開度を検知するセンサーを設置してポンプの吐出量をフィードバック制御することで、エマルジョン燃料8の油水比率を動的に比例制御することも可能である。 2A to 2C, the apparatus 1 can switch the fuel to the pure light oil 10c and the emulsion fuel 8 in a timely manner, and can stably start the engine 2 and discharge environmental pollutants during normal operation. Can be suppressed. Further, for example, by installing a sensor for detecting the load of the engine 2 and the accelerator opening and performing feedback control on the discharge amount of the pump, the oil-water ratio of the emulsion fuel 8 can be dynamically proportionally controlled.

本実施例のエマルジョン燃料製造供給装置の各部品と配管の系統を示す図である。It is a figure which shows the system of each component and piping of the emulsion fuel manufacture supply apparatus of a present Example. 本実施例のエマルジョン燃料製造供給装置の各部品と配管の、動作時における運転状況を示す図である。It is a figure which shows the operation condition at the time of operation | movement of each component and piping of the emulsion fuel manufacture supply apparatus of a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 本装置
2 エンジン
3 乳化装置
4 燃料ポンプ
5 リリーフ弁
6 供給弁
7 戻し弁
8 エマルジョン燃料
10 原料
10a 水
10b 乳化剤
10c 軽油
11 原料タンク
11a 水タンク
11b 乳化剤タンク
11c 軽油タンク
12 原料ポンプ
12a 水ポンプ
12b 乳化剤ポンプ
12c 軽油ポンプ
13 混合流体
14 混合槽
15 ポンプ
16 液面センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 This apparatus 2 Engine 3 Emulsifier 4 Fuel pump 5 Relief valve 6 Supply valve 7 Return valve 8 Emulsion fuel 10 Raw material 10a Water 10b Emulsifier 10c Light oil 11 Raw material tank 11a Water tank 11b Emulsifier tank 11c Light oil tank 12 Raw material pump 12a Water pump 12b Emulsifier pump 12c Light oil pump 13 Mixed fluid 14 Mixing tank 15 Pump 16 Liquid level sensor

Claims (7)

燃料油と水および界面活性剤を原料としてエマルジョン燃料を製造して燃焼装置へ供給するエマルジョン燃料製造供給装置であって、前記原料のうち複数を供給される小容量の混合槽からなり、前記混合槽より供給される前記原料の混合流体をエマルジョン化させ、エマルジョン燃料となった後直接燃焼装置に供給されることを特徴とするエマルジョン燃料製造供給装置。 An emulsion fuel production and supply device for producing an emulsion fuel using fuel oil, water and a surfactant as raw materials, and supplying the emulsion fuel to a combustion apparatus, comprising a small-capacity mixing tank to which a plurality of the raw materials are supplied, wherein the mixing An emulsion fuel production and supply device, wherein the mixed fluid of the raw materials supplied from the tank is emulsified to become emulsion fuel and then directly supplied to the combustion device. 前記混合層の容積が、燃焼装置の毎分最大燃料消費量の2倍以下であることを特徴とする請求項1記載のエマルジョン燃料製造供給装置。 The emulsion fuel production and supply apparatus according to claim 1, wherein the volume of the mixed layer is not more than twice the maximum fuel consumption per minute of the combustion apparatus. リリーフ弁が前記乳化装置より後に設置され、燃焼装置に供給されるエマルジョン燃料の流量が消費量よりも多い場合は、前記リリーフ弁を操作して余剰分の前記エマルジョン燃料を前記混合層に戻すことを特徴とする請求項1または請求項2記載のエマルジョン燃料製造供給装置。 When the relief valve is installed after the emulsifying device and the flow rate of the emulsion fuel supplied to the combustion device is greater than the consumption, the relief valve is operated to return the excess emulsion fuel to the mixed layer. The emulsion fuel production and supply device according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記混合層に供給する界面活性剤の供給装置が、トロコイドポンプなどの定容量型ポンプとステッピングモーターにより構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3記載のエマルジョン燃料製造供給装置。 4. The emulsion fuel production and supply device according to claim 1, wherein the surfactant supply device supplied to the mixed layer comprises a constant capacity pump such as a trochoid pump and a stepping motor. 燃料の消費を停止する信号を受けてから、前記エマルジョン燃料から前記燃料油に供給側の配管経路を切替え、前記燃焼装置内に残留する前記エマルジョン燃料を完全に排除して純粋な燃料油に置換した後に前記燃料油の供給を自動的に停止する前記配管経路の自動切替装置を設置したことを特徴とする請求項1から請求項4記載のエマルジョン燃料製造供給装置。 After receiving a signal to stop the consumption of fuel, the piping path on the supply side is switched from the emulsion fuel to the fuel oil, and the emulsion fuel remaining in the combustion device is completely eliminated and replaced with pure fuel oil. 5. The emulsion fuel production and supply device according to claim 1, further comprising an automatic switching device for the piping path that automatically stops the supply of the fuel oil after the operation. 前記燃焼装置の運転条件を検出し、前記原料の混合比が前記燃焼装置の負荷状態に最適になるよう、前記原料の供給量をフィードバック制御することを特徴とする請求項1から請求項5記載のエマルジョン燃料製造供給装置。 6. The feed rate of the raw material is feedback-controlled so that the operating condition of the combustion device is detected and the mixing ratio of the raw material is optimized to the load state of the combustion device. Emulsion fuel production and supply equipment. 燃料油と水および界面活性剤を原料としてエマルジョン燃料を製造して燃焼装置へ供給するエマルジョン燃料製造供給に関する方法であって、
通常運転時には前記原料を小容量の混合槽へ同時に供給して混合流体とし、前記混合流体を乳化装置へ供給してエマルジョン化させエマルジョン燃料となった後、直接燃焼装置に供給され、
運転停止時には前記原料の混合槽への供給を停止して前記燃料油を直接燃焼装置に供給することで前記燃焼装置内および配管内の前記エマルジョン燃料を燃焼させ純粋な燃料油に置換した後に運転を停止し、
運転始動時には前記燃料油を直接前記燃焼装置に供給することで安定した始動性を確保するとともに、前記乳化装置を作動させて通常運転に移行するためのエマルジョン燃料の製造を開始するとともに配管内の分離したエマルジョン燃料を混合槽へ戻した後、通常運転に移行することを特徴とするエマルジョン燃料製造供給方法。
A method for producing and supplying emulsion fuel using fuel oil, water and a surfactant as raw materials and supplying the fuel to a combustion device,
During normal operation, the raw material is simultaneously supplied to a small-capacity mixing tank to form a mixed fluid, and the mixed fluid is supplied to an emulsifying device to be emulsified to become an emulsion fuel, which is then directly supplied to the combustion device.
When the operation is stopped, the supply of the raw material to the mixing tank is stopped, and the fuel oil is directly supplied to the combustion device so that the emulsion fuel in the combustion device and the piping is combusted and replaced with pure fuel oil. Stop
At the start of operation, the fuel oil is directly supplied to the combustion device to ensure stable startability, and the emulsification device is operated to start production of emulsion fuel for shifting to normal operation. A method for producing and supplying an emulsion fuel, wherein the separated emulsion fuel is returned to the mixing tank and then shifted to a normal operation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009125633A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 Fukai Toshiharu Emulsion production apparatus
KR101389978B1 (en) * 2012-10-17 2014-04-30 한양대학교 에리카산학협력단 Emulsified Fuel Manufacturing Apparatus

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