JP2011064440A - 混合燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排ガス硫黄酸化物及び窒素酸化物等の有害物質の低減に効果的で且つ燃焼効率の向上にも有効な加水型の混合燃料供給装置を提供する。
【解決手段】燃料油、水及び乳化剤を混合する手段と、前記混合手段にて得られた混合油を高圧ポンプ２０で供給し、微粒子化する微粒子化装置１０とを備え、微粒子化装置１０は、複数の薄片を微小間隙を有するように並設したもので、燃料油に乳化剤を用いて加水混合し、複数の薄片を並設した微小間隙を通過させる際に薄片同士が相互に振動し、エマルジョン粒子が微粒子化することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】燃料油、水及び乳化剤を混合する手段と、前記混合手段にて得られた混合油を高圧ポンプ２０で供給し、微粒子化する微粒子化装置１０とを備え、微粒子化装置１０は、複数の薄片を微小間隙を有するように並設したもので、燃料油に乳化剤を用いて加水混合し、複数の薄片を並設した微小間隙を通過させる際に薄片同士が相互に振動し、エマルジョン粒子が微粒子化することを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、重油、灯油、ガソリン等の燃料油に水を乳化混合した混合油の微粒化安定性向上に効果的な混合燃料供給装置に関する。
重油、灯油、ガソリン等に乳化剤を用いて水を混合する加水型エマルジョン燃料は公知であり、各種エマルジョン化方法が研究、開発されている。
加水型エマルジョン燃料は、排ガス中の硫黄酸化物、窒素酸化物を低減し、燃料効率の向上が期待されるものの、従来のエマルジョン化方法はエマルジョン粒子の安定性に欠け、充分な効果が得られていない。
例えば、特許文献１には、直径５００μｍ以下の多孔壁を通過させることで液流同士の乱流により生じるキャビテーションにてあるいは小孔を加圧通過させることでオリフィスで生じる乱流のキャビテーションにて超微粒子状態を得る技術を開示するが、微細孔を用いる技術のために長期的に且つ安定的に使用するのが難しい問題がある。
加水型エマルジョン燃料は、排ガス中の硫黄酸化物、窒素酸化物を低減し、燃料効率の向上が期待されるものの、従来のエマルジョン化方法はエマルジョン粒子の安定性に欠け、充分な効果が得られていない。
例えば、特許文献１には、直径５００μｍ以下の多孔壁を通過させることで液流同士の乱流により生じるキャビテーションにてあるいは小孔を加圧通過させることでオリフィスで生じる乱流のキャビテーションにて超微粒子状態を得る技術を開示するが、微細孔を用いる技術のために長期的に且つ安定的に使用するのが難しい問題がある。
本発明は、排ガス硫黄酸化物及び窒素酸化物等の有害物質の低減に効果的で且つ燃焼効率の向上にも有効な加水型の混合燃料供給装置の提供を目的とする。
本発明に係る混合燃料供給装置は、燃料油、水及び乳化剤を混合する手段と、前記混合手段にて得られた混合油を高圧ポンプで供給し、微粒子化する微粒子化装置とを備え、微粒子化装置は、複数の薄片を微小間隙を有するように並設したものであることを特徴とする。
ここで、微粒子化装置は、薄片の厚みｔ＝０．２〜０．６ｍｍ、微小間隙ｄ＝０．２〜０．８ｍｍ、薄片の枚数ｎ＝１５〜４０枚に設定するのがよい。
また、高圧ポンプを用いて、加水混合燃料を微粒子化装置に供給する際には、高圧ポンプの吐出圧に対して薄片間隙通過時の圧力が１／５〜１／１５になるように流路径を設計するのが好ましい。
ここで、微粒子化装置は、薄片の厚みｔ＝０．２〜０．６ｍｍ、微小間隙ｄ＝０．２〜０．８ｍｍ、薄片の枚数ｎ＝１５〜４０枚に設定するのがよい。
また、高圧ポンプを用いて、加水混合燃料を微粒子化装置に供給する際には、高圧ポンプの吐出圧に対して薄片間隙通過時の圧力が１／５〜１／１５になるように流路径を設計するのが好ましい。
本発明においては、燃料油に乳化剤を用いて加水混合した複数の薄片を並設した微小間隙の間を通過させる際に薄片同士が相互に振動し、エマルジョン粒子が微粒子化するので、安定性の高い微粒子になる。
ここで、複数の薄片の間を通過させる際に高圧ポンプの吐出圧より１／５〜１／１５の圧に下げると、薄片間の振動がさらに大きくなり、さらに微粒子化効果が高くなる。
また、薄片を並設する簡単な構造なので安価に製造できるのみならず、目詰まり等の恐れもなく長期的に安定して使用できる。
ここで、複数の薄片の間を通過させる際に高圧ポンプの吐出圧より１／５〜１／１５の圧に下げると、薄片間の振動がさらに大きくなり、さらに微粒子化効果が高くなる。
また、薄片を並設する簡単な構造なので安価に製造できるのみならず、目詰まり等の恐れもなく長期的に安定して使用できる。
本発明に係る混合燃料供給装置を適用し、ボイラーの燃料供給系統系に組み込んだ構成例を図１に示す。
燃料の使用量が比較的多い場合には、重油、灯油等の燃料を地下タンク４に貯留する。
地上のサービスタンク２にギヤポンプ３等にて地下タンク４から移送する。
バルブＶ２，Ｖ４，Ｖ９を開き、電磁弁Ｅ２を開にし、本実施例ではＡ重油を供給する。
一方、バルブＶ８を開いた状態で電磁弁Ｅ１を開にし、給水手段にて水を供給する。
乳化剤タンク７からは乳化剤をバルブＶ８を開にして滴下する。
ここでＡ重油容量１００に対して、水の容量１０〜３０、乳化剤の容量０．１〜０．３％を混合する。
乳化剤は一般に市販されている水−油乳化剤を用いてもよく、本発明では上記に示したように０．１〜０．３％程度の少ない量で充分である。
Ａ重油＋水＋乳化剤の混合液はストレーナー６を経由して、混合タンク５０Ａ，５０Ｂに交互に供給するようになっている。
例えば、混合タンク５０Ａに供給する場合には、バルブＶ１２を開いた状態にし、電磁弁Ｅ４を開にし、混合液を混合タンク５０Ａに貯留する。
混合タンク５０Ａは液面センサー５２と攪拌機５１を備えている。
所定の液面まで混合液が溜まると、電磁弁Ｅ４が閉じ、攪拌機５１が回転し、予め１０分間程度、予備的に撹拌混合する。
この状態では、加水燃料がエマルジョン化されても粒子は比較的大きい状態にある。
混合タンク５０Ｂも同様の構造になっていて、バルブＶ１３及び電磁弁Ｅ５の作動により混合タンク５０Ａと切り換え使用する。
混合タンクを二基設けたのは、交互に燃料を混合備蓄し、連続的に供給できるようにするためである。
燃料の使用量が比較的多い場合には、重油、灯油等の燃料を地下タンク４に貯留する。
地上のサービスタンク２にギヤポンプ３等にて地下タンク４から移送する。
バルブＶ２，Ｖ４，Ｖ９を開き、電磁弁Ｅ２を開にし、本実施例ではＡ重油を供給する。
一方、バルブＶ８を開いた状態で電磁弁Ｅ１を開にし、給水手段にて水を供給する。
乳化剤タンク７からは乳化剤をバルブＶ８を開にして滴下する。
ここでＡ重油容量１００に対して、水の容量１０〜３０、乳化剤の容量０．１〜０．３％を混合する。
乳化剤は一般に市販されている水−油乳化剤を用いてもよく、本発明では上記に示したように０．１〜０．３％程度の少ない量で充分である。
Ａ重油＋水＋乳化剤の混合液はストレーナー６を経由して、混合タンク５０Ａ，５０Ｂに交互に供給するようになっている。
例えば、混合タンク５０Ａに供給する場合には、バルブＶ１２を開いた状態にし、電磁弁Ｅ４を開にし、混合液を混合タンク５０Ａに貯留する。
混合タンク５０Ａは液面センサー５２と攪拌機５１を備えている。
所定の液面まで混合液が溜まると、電磁弁Ｅ４が閉じ、攪拌機５１が回転し、予め１０分間程度、予備的に撹拌混合する。
この状態では、加水燃料がエマルジョン化されても粒子は比較的大きい状態にある。
混合タンク５０Ｂも同様の構造になっていて、バルブＶ１３及び電磁弁Ｅ５の作動により混合タンク５０Ａと切り換え使用する。
混合タンクを二基設けたのは、交互に燃料を混合備蓄し、連続的に供給できるようにするためである。
予備的に混合した燃料は、電磁弁Ｅ５，Ｅ６の切り換えにより、高圧ポンプにて約４０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の高圧状態にして、微粒子化装置１０に供給し、エマルジョン粒子を微粒子化する。
微粒子化装置の構造を図２に示す。
内部が中空の本体部１１の一方に流入口１２、他方に吐出口１３を有する。
なお、流入口１４は他の流体を混合する際に用いる。
本体部１１の中空部は薄片並設体１５を収容する薄片並設体１５の据え付け部１１ｂと微粒子化液誘導空間１１ａを有する。
薄片並設体１５は、流路の上流側に向けて先端が頂部となる断面略三角形の燃料分散部材１５ａの後方側に板厚ｔ＝０．３ｍｍの薄片２６枚を間隙０．６ｍｍになるように重ね並設した構造になっている。
図３には下流側から見た状態を示す。
高圧ポンプにて４０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の高圧状態になった混合液は薄片の間隙を通過する際に圧力１／５〜１／１５に下がるように設定されている。
これにより、薄片が相互に振動するようになり、ここを混合燃料が通過する際に微粒子化する。
微粒子化装置の構造を図２に示す。
内部が中空の本体部１１の一方に流入口１２、他方に吐出口１３を有する。
なお、流入口１４は他の流体を混合する際に用いる。
本体部１１の中空部は薄片並設体１５を収容する薄片並設体１５の据え付け部１１ｂと微粒子化液誘導空間１１ａを有する。
薄片並設体１５は、流路の上流側に向けて先端が頂部となる断面略三角形の燃料分散部材１５ａの後方側に板厚ｔ＝０．３ｍｍの薄片２６枚を間隙０．６ｍｍになるように重ね並設した構造になっている。
図３には下流側から見た状態を示す。
高圧ポンプにて４０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の高圧状態になった混合液は薄片の間隙を通過する際に圧力１／５〜１／１５に下がるように設定されている。
これにより、薄片が相互に振動するようになり、ここを混合燃料が通過する際に微粒子化する。
微粒子化された混合燃料はフローベッド３０を経由してリザーブタンク４０に貯留される。
リザーブタンク４０からはバルブＶ３を開にし、ボイラー１等の燃焼機関に燃料供給される。
リザーブタンク４０からはバルブＶ３を開にし、ボイラー１等の燃焼機関に燃料供給される。
比較例として、ボイラーにＡ重油を直接供給する方法と、上記のように燃料供給系統に本発明に係る混合燃料供給装置を組み込んだ場合の燃焼実験結果を図４に表に示す。
本発明による燃料供給方法では、比較例に対して排ガス量が約１３％、硫黄酸化物が約５４％、窒素酸化物が４４％も減少していた。
また、排ガス中の二酸化炭素の濃度が半減し、燃焼効率が１１．４％も向上していた。
本発明による燃料供給方法では、比較例に対して排ガス量が約１３％、硫黄酸化物が約５４％、窒素酸化物が４４％も減少していた。
また、排ガス中の二酸化炭素の濃度が半減し、燃焼効率が１１．４％も向上していた。
１ ボイラー
２ サービスタンク
３ ポンプ
４ 地下タンク
５ 給水手段
６ ストレーナー
７ 乳化剤タンク
１０ 微粒子化装置
２０ 高圧ポンプ
４０ リザーブタンク
５０Ａ，５０ｂ 混合タンク
２ サービスタンク
３ ポンプ
４ 地下タンク
５ 給水手段
６ ストレーナー
７ 乳化剤タンク
１０ 微粒子化装置
２０ 高圧ポンプ
４０ リザーブタンク
５０Ａ，５０ｂ 混合タンク
Claims (2)
- 燃料油、水及び乳化剤を混合する手段と、
前記混合手段にて得られた混合油を高圧ポンプで供給し、微粒子化する微粒子化装置とを備え、
微粒子化装置は、複数の薄片を微小間隙を有するように並設したものであることを特徴とする混合燃料供給装置。 - 微粒子化装置は、薄片の厚みｔ＝０．２〜０．６ｍｍ、微小間隙ｄ＝０．２〜０．８ｍｍ、薄片の枚数ｎ＝１５〜４０枚に設定してあることを特徴とする混合燃料供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009218193A JP2011064440A (ja) | 2009-09-19 | 2009-09-19 | 混合燃料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009218193A JP2011064440A (ja) | 2009-09-19 | 2009-09-19 | 混合燃料供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011064440A true JP2011064440A (ja) | 2011-03-31 |
Family
ID=43950878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009218193A Pending JP2011064440A (ja) | 2009-09-19 | 2009-09-19 | 混合燃料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011064440A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101262792B1 (ko) | 2011-07-01 | 2013-05-09 | 김미화 | 이온 파쇄형 디젤유 에멀션 장치 |
| WO2014162281A2 (en) | 2013-04-05 | 2014-10-09 | Fuber Limited | Device and method for making emulsions of water in fuel oil or in a mixture containing mainly fuel oil |
-
2009
- 2009-09-19 JP JP2009218193A patent/JP2011064440A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101262792B1 (ko) | 2011-07-01 | 2013-05-09 | 김미화 | 이온 파쇄형 디젤유 에멀션 장치 |
| WO2014162281A2 (en) | 2013-04-05 | 2014-10-09 | Fuber Limited | Device and method for making emulsions of water in fuel oil or in a mixture containing mainly fuel oil |
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