JP2015187407A - emulsion engine system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an emulsion engine system that enables fuel oil and other fluid to be held in an emulsified state over a long period so as to avoid troubles resulting from separation of the fuel oil and the other fluid from each other.SOLUTION: An emulsion engine system 100 includes an engine 101, a first emulsion device 102A for mixing fuel oil and water to produce emulsion fuel, a fuel oil tank 104, a water tank 105, a second emulsion device 102B, and a pump 106 for sucking emulsion fuel produced by the second emulsion device 102B and supplying it to the engine 101. Each of the emulsion devices 102A, 102B sucks a second fluid such as water from outside a distribution path for a first fluid such as fuel oil with a negative pressure, and imparts shearing force to the sucked second fluid in the distribution path for the first fluid for shearing the second fluid into fine water particles, thereby forming oil-water emulsion.

Description

本発明は、エンジンに供給する燃料としてエマルション化の技術により燃料油と他の流体を混合したエマルション燃料を生成するエマルションエンジンシステムに関する。   The present invention relates to an emulsion engine system that generates an emulsion fuel in which fuel oil and other fluid are mixed by an emulsification technique as a fuel to be supplied to an engine.

従来、走行車や農業機械等のエンジンにガソリンや軽油等の燃料油を供給する際に、その燃料油に水を混合して油水混合燃料を生成する技術が知られている。かかる技術によれば、エンジンの燃焼効率を向上させることができたり、燃料油の使用量を減少させることができたりする。   2. Description of the Related Art Conventionally, when supplying fuel oil such as gasoline or light oil to an engine of a traveling vehicle, an agricultural machine, or the like, there is known a technique for generating an oil-water mixed fuel by mixing water with the fuel oil. According to such a technique, the combustion efficiency of the engine can be improved, or the amount of fuel oil used can be reduced.

特許文献1には、燃料油に水を混入させたエマルション燃料(油水混合燃料)によるディーゼルエンジンに関する技術が開示されている。具体的には、特許文献1には、エンジンの停止直前に、燃料切換弁を切り換えて燃料供給源からの燃料油をそのままエンジンに供給し、燃料切換弁とエンジンとの間の配管内およびエンジン内のエマルション燃料が燃料油に置換された時点でエンジンを停止させ、さらに、エンジンの停止期間中には、燃料切換弁の上流側にてエマルション燃料を強制循環させるというエンジンの運転方法が記載されている。なお、燃料切換弁は、エンジンに対する燃料の供給経路をエマルション燃料用の経路と燃料油の直接的な供給経路とで切り換えるための弁である。   Patent Document 1 discloses a technique related to a diesel engine using an emulsion fuel (oil-water mixed fuel) in which water is mixed into fuel oil. Specifically, in Patent Document 1, immediately before the engine is stopped, the fuel switching valve is switched to supply the fuel oil from the fuel supply source to the engine as it is, and in the piping between the fuel switching valve and the engine and the engine The engine operation method is described in which the engine is stopped when the emulsion fuel is replaced with fuel oil, and the emulsion fuel is forcibly circulated upstream of the fuel switching valve during the engine stop period. ing. The fuel switching valve is a valve for switching the fuel supply path to the engine between the emulsion fuel path and the fuel oil direct supply path.

特開平2−33458号公報JP-A-2-33458

確かに、特許文献1に記載の技術によれば、燃料供給用の配管内やエンジンの燃料噴射ノズル等にエマルション燃料から分離した水分が残留することがなくなり、配管等の錆の発生やエンジン再起動の際の水分による失火を防止することができ、エマルション燃料の強制循環によってエンジン停止時における燃料油と水の分離を防止することができると考えられる。   Certainly, according to the technique described in Patent Document 1, the water separated from the emulsion fuel does not remain in the fuel supply piping or the fuel injection nozzle of the engine. It is considered that misfire due to moisture at the time of start-up can be prevented, and separation of fuel oil and water when the engine is stopped can be prevented by forced circulation of the emulsion fuel.

しかしながら、特許文献1に記載の技術によれば、エンジンに対する燃料の供給経路を切り換えるための燃料切換弁や、エマルション燃料を強制循環させるためのバイパス弁を有するバイパス経路や、燃料切換弁およびバイパス弁に対する制御信号を発信したりエンジンを遅延させて停止させる際の遅延時間を計測したりするための制御装置等を備える必要がある。このため、エンジン周りの構造が煩雑になりやすく、コストも高くなりやすい。   However, according to the technique described in Patent Document 1, a fuel switching valve for switching a fuel supply path to the engine, a bypass path having a bypass valve for forcibly circulating emulsion fuel, a fuel switching valve, and a bypass valve It is necessary to provide a control device or the like for transmitting a control signal for measuring the delay time or measuring the delay time when the engine is delayed and stopped. For this reason, the structure around the engine tends to become complicated and the cost tends to increase.

また、実際には、エマルション燃料については、燃料油と水の混合比等にもよるが、エマルション化させるために煩雑な技術が必要となり、燃料油と水を混合して一旦エマルション化した後に燃料油と水とが互いに分離しやすく、燃料としての長期保存が困難であるという問題がある。燃料油と水が分離することは、上述のとおり分離した水分により配管等の錆やエンジン起動時の失火の原因となったり、エンジンにおいて良好な燃焼効率を得る妨げとなったりする。   In actuality, although emulsion fuel depends on the mixing ratio of fuel oil and water, etc., complicated techniques are required for emulsification, and after fuel oil and water are mixed and emulsified once, the fuel There is a problem that oil and water are easily separated from each other, and long-term storage as fuel is difficult. Separation of fuel oil and water may cause rusting of pipes and the like and misfire at engine start-up due to the separated water as described above, or may prevent obtaining good combustion efficiency in the engine.

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジン周りの構造を簡単な構造にすることができるとともに、エマルション燃料について燃料油と他の流体がエマルション化した状態を長期にわたって保持することが可能であり、燃料油と他の流体とが互いに分離することに起因する不具合を解消することができるエマルションエンジンシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can simplify the structure around the engine, and can maintain a state in which fuel oil and other fluids are emulsified for an emulsion fuel for a long period of time. It is an object of the present invention to provide an emulsion engine system that can be held over and can solve problems caused by separation of fuel oil and other fluids from each other.

本発明に係るエマルションエンジンシステムは、エンジンと、燃料油と他の流体とを混合してエマルション燃料を生成する第1エマルション装置と、前記第1エマルション装置に供給される燃料油を貯溜する第1のタンクと、前記第1エマルション装置に供給される他の流体を貯溜する第2のタンクと、前記エンジンに対する燃料の供給経路において前記第1エマルション装置の下流側に設けられ、前記第1エマルション装置により生成されたエマルション燃料の供給を受けて、燃料油と他の流体とを混合してエマルション燃料を生成する第2エマルション装置と、前記第2エマルション装置により生成されたエマルション燃料を吸引して前記エンジンに供給するためのポンプと、を備え、前記第1エマルション装置および前記第2エマルション装置の各エマルション装置は、両端に開口部を有する筒状の混合器本体を有し、該混合器本体には、一端開口部から導入した第1流体を軸線方向に流動させて他端開口部から導出する軸線流路と、前記混合器本体の周壁に形成した本体導入孔から導入した第2流体を前記混合器本体の内周面に沿わせて前記軸線流路の軸線を中心とする螺旋状に旋回させながら流動させて第1流体と第2流体とを混合して他端開口部から導出する螺旋流路とが形成されているものである。   An emulsion engine system according to the present invention includes a first emulsion device that generates an emulsion fuel by mixing an engine, fuel oil, and another fluid, and a first fuel oil that is supplied to the first emulsion device. , A second tank for storing other fluid to be supplied to the first emulsion device, and a fuel supply path to the engine on the downstream side of the first emulsion device, the first emulsion device The second emulsion device that receives the supply of the emulsion fuel generated by the above and mixes the fuel oil with another fluid to generate the emulsion fuel, and sucks the emulsion fuel generated by the second emulsion device and A pump for supplying to the engine, the first emulsion device and the second emulsion Each emulsion device has a cylindrical mixer body having openings at both ends, and the first fluid introduced from the one end opening is caused to flow in the axial direction in the mixer body to open the other end. Axis flow path led out from the section and the second fluid introduced from the main body introduction hole formed in the peripheral wall of the mixer main body along the inner peripheral surface of the mixer main body and centering on the axis of the axial flow path A spiral flow path is formed in which the first fluid and the second fluid are mixed while being swirled in a spiral shape to be led out from the other end opening.

また、本発明に係るエマルションエンジンシステムは、前記エンジンに供給されるエマルション燃料の余剰燃料を受け、該余剰燃料を燃料油と他の流体とに分離するセパレータをさらに備え、前記セパレータにより分離された燃料油を前記第1のタンクに戻し、前記セパレータにより分離された他の流体を前記第2のタンクに戻すものである。   The emulsion engine system according to the present invention further includes a separator that receives surplus fuel of the emulsion fuel supplied to the engine and separates the surplus fuel into fuel oil and other fluid, and is separated by the separator. The fuel oil is returned to the first tank, and the other fluid separated by the separator is returned to the second tank.

また、本発明に係るエマルションエンジンシステムは、前記第1エマルション装置から前記第2エマルション装置に供給されたエマルション燃料から分離した他の流体を前記セパレータに導くための戻り配管をさらに備えたものである。   The emulsion engine system according to the present invention further includes a return pipe for guiding other fluid separated from the emulsion fuel supplied from the first emulsion device to the second emulsion device to the separator. .

また、本発明に係るエマルションエンジンシステムは、前記エンジンに供給されるエマルション燃料の余剰燃料を前記第1エマルション装置に戻す燃料戻り配管をさらに備え、前記第1エマルション装置は、燃料油と他の流体と前記燃料戻り配管により戻された前記余剰燃料とを混合してエマルション燃料を生成するものである。   The emulsion engine system according to the present invention further includes a fuel return pipe for returning surplus fuel of the emulsion fuel supplied to the engine to the first emulsion device, and the first emulsion device includes fuel oil and other fluids. And the surplus fuel returned by the fuel return pipe are mixed to produce an emulsion fuel.

また、本発明に係るエマルションエンジンシステムは、前記第2エマルション装置から前記エンジンに対するエマルション燃料の供給経路に設けられ前記余剰燃料を送り出すフィードポンプをさらに備えたものである。   The emulsion engine system according to the present invention further includes a feed pump that is provided in a supply path of emulsion fuel from the second emulsion device to the engine and feeds the surplus fuel.

本発明によれば、エンジン周りの構造を簡単な構造にすることができるとともに、エマルション燃料について燃料油と他の流体がエマルション化した状態を長期にわたって保持することが可能であり、燃料油と他の流体とが互いに分離することに起因する不具合を解消することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to make the structure around an engine simple, it is possible to hold | maintain the state which emulsified the fuel oil and the other fluid about the emulsion fuel over a long period of time. The problem caused by the separation of the fluid from each other can be solved.

本発明の第1実施形態に係るエマルションエンジンシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the emulsion engine system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るエマルション装置の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the emulsion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るエマルション装置の構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the structure of the emulsion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る流体混合器の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the fluid mixer which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図4におけるI−I矢視断面図である。It is II sectional view taken on the line in FIG. 本発明の第1実施形態に係る混合器本体の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the mixer main body which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る混合器本体の展開説明図である。It is expansion | deployment explanatory drawing of the mixer main body which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る混合器本体の本体導入孔の説明図である。It is explanatory drawing of the main body introduction hole of the mixer main body which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る混合器本体の正面図である。It is a front view of the mixer main body which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る被覆体の側面図である。It is a side view of the covering which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図10におけるII−II矢視断面図である。It is II-II arrow sectional drawing in FIG. 本発明の第1実施形態に係るエマルション装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the emulsion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る流体混合器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the fluid mixer which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図13におけるIII−III矢視断面図である。It is III-III arrow sectional drawing in FIG. 本発明の第1実施形態に係る流体混合器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the fluid mixer which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る流体混合器の変形例の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the modification of the fluid mixer which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る流体混合器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the fluid mixer which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るエマルションエンジンシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the emulsion engine system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るエマルションエンジンシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the emulsion engine system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るエマルションエンジンシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the emulsion engine system which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係るエマルションエンジンシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the emulsion engine system which concerns on 5th Embodiment of this invention.

本発明は、エンジンに供給する燃料としてエマルション化の技術を用いて燃料油と他の流体(例えば水)を混合したエマルション燃料を生成するエンジンシステムにおいて、燃料油と他の流体を混合してエマルション化することでエマルション燃料を生成するに際し、燃料油と他の流体の少なくともいずれかを螺旋状に旋回流動させる構成を採用することにより、簡単な構成により、長期にわたってエマルション化した状態を保持させ、エンジンの燃料として高品質なエマルション燃料を得ようとするものである。   The present invention relates to an engine system for producing an emulsion fuel in which fuel oil and other fluid (for example, water) are mixed by using an emulsification technique as fuel to be supplied to an engine. By adopting a configuration in which at least one of fuel oil and other fluids spirally flows when producing emulsion fuel by making it into an emulsion, it is possible to maintain an emulsified state over a long period of time by a simple configuration, It is intended to obtain high quality emulsion fuel as engine fuel.

以下に説明する本発明の実施の形態では、エマルションエンジンシステムは、燃料油に混合する他の流体として水を採用し、エマルション燃料として油水混合燃料を生成する。そして、油水混合燃料をエンジン内に供給する直前において、水粒子をせん断しながら燃料油に吸引混合することで燃料油と水(以下「油水」ともいう。)をエマルション化し、しかも同時にエンジンからの戻り燃料のエマルション化処理をも行うものである。ここで、油水をエマルション化するに際しては、特願2010-285833、特願2011-167100、PCT/JP2011/079637の発明者である秦隆志が開発した二液エマルション化の技術が用いられる。すなわち、燃料油の流通路外側方から水を負圧吸引し、吸引した水に燃料油の流通路内においてせん断力を付与して水を微細な水粒子にせん断し、油水のエマルション化を行うエマルション装置が用いられる。エンジンに供給されるエマルション燃料についての燃料油と水の混合比率は、例えば、燃料油約80%、水約20%である。かかるエマルション装置によれば、油水混合燃料として燃料油と水とが可及的に分離しにくくなる。以下、本発明の実施の形態を説明する。   In the embodiment of the present invention described below, the emulsion engine system employs water as another fluid to be mixed with the fuel oil, and generates an oil-water mixed fuel as the emulsion fuel. Immediately before supplying the oil / water mixed fuel into the engine, the fuel oil and water (hereinafter also referred to as “oil / water”) are emulsified by sucking and mixing the water particles into the fuel oil while shearing the water particles. The return fuel is also emulsified. Here, when emulsifying the oil and water, a two-component emulsion technique developed by Takashi Tsuji, the inventor of Japanese Patent Application Nos. 2010-285833, 2011-167100, and PCT / JP2011 / 079637 is used. That is, water is suctioned from the outside of the fuel oil flow passage, and a shearing force is applied to the sucked water in the fuel oil flow passage to shear the water into fine water particles, thereby emulsifying the oil. An emulsion device is used. The mixing ratio of fuel oil and water for the emulsion fuel supplied to the engine is, for example, about 80% fuel oil and about 20% water. According to such an emulsion apparatus, it becomes difficult to separate fuel oil and water as oil-water mixed fuel as much as possible. Embodiments of the present invention will be described below.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について説明する。まず、図1を用いて、本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100の構成について説明する。図1に示すように、エマルションエンジンシステム100は、エンジン101と、エンジン101の外部に設置されたエマルション装置102(102A,102B)と、エマルション装置102の外部に設置された燃料油タンク104および水タンク105と、エマルション装置102から燃料を吸引してエマルション燃料である油水混合燃料をエンジン101の燃料噴射弁101aに供給するための吸引ポンプであるポンプ106とを備える。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of an emulsion engine system 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, an emulsion engine system 100 includes an engine 101, an emulsion device 102 (102A, 102B) installed outside the engine 101, a fuel oil tank 104 and water installed outside the emulsion device 102. A tank 105 and a pump 106 which is a suction pump for sucking fuel from the emulsion device 102 and supplying oil-water mixed fuel which is emulsion fuel to the fuel injection valve 101 a of the engine 101 are provided.

エマルションエンジンシステム100は、エマルション装置102として、第1エマルション装置102Aと、エンジン101に対する燃料の供給経路において第1エマルション装置102Aの下流側に設けられた第2エマルション装置102Bとを有する。つまり、エマルションエンジンシステム100は、エンジン101に対する燃料の供給経路において連設された2つのエマルション装置102(102A,102B)を有する。第2エマルション装置102Bは、第1エマルション装置102Aにより生成された油水混合燃料の供給を受けて、燃料油と水とを混合して油水混合燃料を生成する。   The emulsion engine system 100 includes, as the emulsion device 102, a first emulsion device 102A and a second emulsion device 102B provided on the downstream side of the first emulsion device 102A in the fuel supply path to the engine 101. That is, the emulsion engine system 100 includes two emulsion devices 102 (102A and 102B) connected in a fuel supply path to the engine 101. The second emulsion device 102B receives the supply of the oil / water mixed fuel generated by the first emulsion device 102A and mixes the fuel oil and water to generate the oil / water mixed fuel.

エマルション装置102は、エンジン101に供給される燃料として燃料油等の第1流体と水等の第2流体とを混合してエマルション燃料を生成する。エマルション装置102は、外装部分を構成するケーシング2と、ケーシング2内に設けられた筒状の流体混合器10とを有する。流体混合器10は、燃料油の入口(吸引口)となる始端入口10aと、流体の出口となる終端出口10bとを有する。すなわち、始端入口10aは、燃料油タンク104からの燃料油等の第1流体を吸引するための構成であり、終端出口10bは、ポンプ106の吸引力によって油水混合燃料を排出するための構成である。始端入口10aは、流体混合器10の筒軸方向の一端部に設けられ、終端出口10bは、流体混合器10の筒軸方向の他端部に設けられている。これらの構成は、第1エマルション装置102Aと第2エマルション装置102Bとで共通の構成である。   The emulsion device 102 mixes a first fluid such as fuel oil and a second fluid such as water as fuel supplied to the engine 101 to generate emulsion fuel. The emulsion apparatus 102 includes a casing 2 constituting an exterior part and a cylindrical fluid mixer 10 provided in the casing 2. The fluid mixer 10 includes a starting end inlet 10a that serves as an inlet (suction port) for fuel oil and a terminal outlet 10b that serves as an outlet for fluid. That is, the start end inlet 10 a is configured to suck the first fluid such as fuel oil from the fuel oil tank 104, and the end outlet 10 b is configured to discharge the oil-water mixed fuel by the suction force of the pump 106. is there. The start end inlet 10 a is provided at one end of the fluid mixer 10 in the cylinder axis direction, and the end outlet 10 b is provided at the other end of the fluid mixer 10 in the cylinder axis direction. These configurations are common to the first emulsion device 102A and the second emulsion device 102B.

燃料油タンク104は、第1エマルション装置102Aおよび第2エマルション装置102Bに供給される燃料油を貯溜する第1のタンクである。水タンク105は、第1エマルション装置102Aおよび第2エマルション装置102Bに供給される水を貯溜する第2のタンクである。   The fuel oil tank 104 is a first tank that stores fuel oil supplied to the first emulsion device 102A and the second emulsion device 102B. The water tank 105 is a second tank that stores water supplied to the first emulsion device 102A and the second emulsion device 102B.

燃料油タンク104内の燃料油は、第1燃料油供給路112aにより第1エマルション装置102Aに供給される。すなわち、第1エマルション装置102Aと燃料油タンク104とは、燃料油タンク104内の燃料油を第1エマルション装置102Aに供給するための第1燃料油供給路112aにより互いに接続されている。第1燃料油供給路112aの一端側(上流側)の端部は、燃料油タンク104に接続され、第1燃料油供給路112aの他端側(下流側)の端部は、第1エマルション装置102Aに対して流体混合器10の始端入口10aに接続されている。このように、燃料油タンク104内の燃料油は、第1燃料油供給路112aによって第1エマルション装置102Aに対して直接的に供給される。   The fuel oil in the fuel oil tank 104 is supplied to the first emulsion device 102A through the first fuel oil supply path 112a. That is, the first emulsion device 102A and the fuel oil tank 104 are connected to each other by the first fuel oil supply path 112a for supplying the fuel oil in the fuel oil tank 104 to the first emulsion device 102A. One end (upstream side) end of the first fuel oil supply path 112a is connected to the fuel oil tank 104, and the other end (downstream side) end of the first fuel oil supply path 112a is the first emulsion. The device 102A is connected to the start end inlet 10a of the fluid mixer 10. In this manner, the fuel oil in the fuel oil tank 104 is directly supplied to the first emulsion device 102A through the first fuel oil supply path 112a.

水タンク105内の水は、第1水供給路113aにより第1エマルション装置102Aに供給される。すなわち、第1エマルション装置102Aと水タンク105とは、水タンク105内の水を第1エマルション装置102Aに供給するための第1水供給路113aにより互いに接続されている。第1水供給路113aの一端側(上流側)の端部は水タンク105に接続され、水供給路113の他端側(下流側)の端部は第1エマルション装置102Aに対してケーシング2に連通接続されている。   The water in the water tank 105 is supplied to the first emulsion device 102A through the first water supply path 113a. That is, the first emulsion device 102A and the water tank 105 are connected to each other by the first water supply path 113a for supplying the water in the water tank 105 to the first emulsion device 102A. One end (upstream side) end of the first water supply path 113a is connected to the water tank 105, and the other end (downstream side) end of the water supply path 113 is the casing 2 with respect to the first emulsion device 102A. It is connected in communication.

このように燃料油タンク104からの燃料油、および水タンク105からの水の供給を受ける第1エマルション装置102Aにおいて、燃料油と水とが混合され、所定の混合比の油水混合燃料が生成される。本実施形態では、第1エマルション装置102Aにおける燃料油と水との混合比は、燃料油約50%、水約50%である。   In this way, in the first emulsion device 102A that receives the fuel oil from the fuel oil tank 104 and the water from the water tank 105, the fuel oil and water are mixed, and an oil-water mixed fuel with a predetermined mixing ratio is generated. The In the present embodiment, the mixing ratio of fuel oil and water in the first emulsion device 102A is about 50% fuel oil and about 50% water.

第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料は、第1混合燃料通路118により、第1エマルション装置102Aの下流側に位置する第2エマルション装置102Bに供給される。すなわち、第1エマルション装置102Aと第2エマルション装置102Bとは、第1混合燃料通路118により互いに接続されている。第1混合燃料通路118の一端側(上流側)の端部は、第1エマルション装置102Aの終端出口10bに接続され、第1混合燃料通路118の他端側(下流側)の端部は、第2エマルション装置102Bの始端入口10aに接続されている。つまり、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料は、第1エマルション装置102Aに対する燃料油タンク104からの燃料油と同様にして、第2エマルション装置102Bの始端入口10aから第2エマルション装置102Bに流入する。   The oil / water mixed fuel produced in the first emulsion device 102A is supplied to the second emulsion device 102B located on the downstream side of the first emulsion device 102A through the first mixed fuel passage 118. That is, the first emulsion device 102 </ b> A and the second emulsion device 102 </ b> B are connected to each other by the first mixed fuel passage 118. One end (upstream side) end of the first mixed fuel passage 118 is connected to the terminal outlet 10b of the first emulsion device 102A, and the other end (downstream) end of the first mixed fuel passage 118 is It is connected to the start end inlet 10a of the second emulsion device 102B. That is, the oil-water mixed fuel generated in the first emulsion device 102A is similar to the fuel oil from the fuel oil tank 104 for the first emulsion device 102A, and the second emulsion device 102B from the start inlet 10a of the second emulsion device 102B. Flow into.

また、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料には、第2エマルション装置102Bに流入する手前で、燃料油タンク104からの燃料油が混合される。このため、燃料油タンク104からは、第1エマルション装置102Aと第2エマルション装置102Bとの間に介在する第1混合燃料通路118に合流する第2燃料油供給路112bが延設されている。すなわち、第2燃料油供給路112bの一端側(上流側)の端部は、燃料油タンク104に接続され、第2燃料油供給路112bの他端側(下流側)の端部は、第1混合燃料通路118の所定の位置に接続されており、燃料油タンク104内の燃料油が、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料が通る第1混合燃料通路118内に導入される。これにより、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料に燃料油が加えられ、燃料油の濃度が高められる。このように、燃料油タンク104内の燃料油は、第2燃料油供給路112bによって第2エマルション装置102Bに対して第1混合燃料通路118を介して間接的に供給される。   Moreover, the fuel oil from the fuel oil tank 104 is mixed with the oil-water mixed fuel produced | generated with 102 A of 1st emulsion apparatuses before flowing into the 2nd emulsion apparatus 102B. For this reason, from the fuel oil tank 104, the 2nd fuel oil supply path 112b joined to the 1st mixed fuel path 118 interposed between the 1st emulsion apparatus 102A and the 2nd emulsion apparatus 102B is extended. That is, one end (upstream side) end of the second fuel oil supply path 112b is connected to the fuel oil tank 104, and the other end (downstream side) end of the second fuel oil supply path 112b is The fuel oil in the fuel oil tank 104 is connected to a predetermined position of the first mixed fuel passage 118, and is introduced into the first mixed fuel passage 118 through which the oil / water mixed fuel generated in the first emulsion device 102A passes. . Thereby, fuel oil is added to the oil-water mixed fuel produced | generated by 102 A of 1st emulsion apparatuses, and the density | concentration of fuel oil is raised. Thus, the fuel oil in the fuel oil tank 104 is indirectly supplied to the second emulsion device 102B via the first mixed fuel passage 118 by the second fuel oil supply passage 112b.

また、水タンク105内の水は、第2水供給路113bにより第2エマルション装置102Bに供給される。すなわち、第2エマルション装置102Bと水タンク105とは、水タンク105内の水を第2エマルション装置102Bに供給するための第2水供給路113bにより互いに接続されている。第2水供給路113bの一端側(上流側)の端部は水タンク105に接続され、第2水供給路113bの他端側(下流側)の端部は第2エマルション装置102Bに対してケーシング2に連通接続されている。   The water in the water tank 105 is supplied to the second emulsion device 102B through the second water supply path 113b. That is, the second emulsion device 102B and the water tank 105 are connected to each other by the second water supply path 113b for supplying the water in the water tank 105 to the second emulsion device 102B. One end (upstream side) of the second water supply channel 113b is connected to the water tank 105, and the other end (downstream) of the second water supply channel 113b is connected to the second emulsion device 102B. The casing 2 is connected in communication.

このように第1エマルション装置102Aにより生成された後に燃料油の濃度が高められた油水混合燃料、および水タンク105からの水の供給を受ける第2エマルション装置102Bにおいて、燃料油の濃度が高められた油水混合燃料と水とが混合され、所定の混合比の油水混合燃料が生成される。本実施形態では、第2エマルション装置102Bにより生成される油水混合燃料についての燃料油と水との混合比は、燃料油約80%、水約20%である。すなわち、第2エマルション装置102Bにおいて最終的に得られる油水混合燃料についての燃料油と水との混合比が約8:2となるように、約5:5の混合比の油水混合燃料が通過する第1混合燃料通路118に対する第2燃料油供給路112bによる燃料油の供給量、および第2水供給路113bによる水タンク105からの第2エマルション装置102Bに対する水の供給量が調整される。   In this way, in the oil-water mixed fuel in which the concentration of the fuel oil is increased after being generated by the first emulsion device 102A, and in the second emulsion device 102B that receives the supply of water from the water tank 105, the concentration of the fuel oil is increased. The oil / water mixed fuel and water are mixed to produce an oil / water mixed fuel having a predetermined mixing ratio. In the present embodiment, the mixing ratio of the fuel oil to the water for the oil / water mixed fuel produced by the second emulsion device 102B is about 80% fuel oil and about 20% water. That is, the oil / water mixed fuel having a mixing ratio of about 5: 5 passes through so that the mixing ratio of the fuel oil and water of the oil / water mixed fuel finally obtained in the second emulsion apparatus 102B is about 8: 2. The amount of fuel oil supplied to the first mixed fuel passage 118 by the second fuel oil supply passage 112b and the amount of water supplied from the water tank 105 to the second emulsion device 102B by the second water supply passage 113b are adjusted.

このように、本実施形態のエマルションエンジンシステム100は、エンジン101に対する燃料の供給経路において互いに上流側・下流側の関係にある2つのエマルション装置102を備え、上流側の第1エマルション装置102Aにおいてまず比較的低い燃料油の濃度で油水混合燃料を生成し、その油水混合燃料に燃料油を追加したものを下流側の第2エマルション装置102Bにおいて水と混合させることで、比較的高い燃料油の濃度の油水混合燃料を生成する。すなわち、エマルションエンジンシステム100は、互いに直列に接続された2つのエマルション装置102を備え、各エマルション装置102における燃料油と水と混合作用を経ることで、油水混合燃料の燃料油の濃度を段階的に高くしている。   As described above, the emulsion engine system 100 according to the present embodiment includes the two emulsion devices 102 that are in the upstream / downstream relationship with each other in the fuel supply path to the engine 101. First, the first emulsion device 102A on the upstream side includes the first emulsion device 102A. An oil-water mixed fuel is produced at a relatively low fuel oil concentration, and a fuel oil added to the oil-water mixed fuel is mixed with water in the second emulsion device 102B on the downstream side, whereby a relatively high fuel oil concentration The oil-water mixed fuel is produced. That is, the emulsion engine system 100 includes two emulsion devices 102 connected in series with each other, and the concentration of the fuel oil in the oil-water mixed fuel is stepped by mixing the fuel oil and water in each emulsion device 102. To be high.

本実施形態のエマルションエンジンシステム100は、まず、第1エマルション装置102Aにおいて、燃料油タンク104から流体混合器10内に導入される燃料油と、水タンク105からケーシング2内に導入される水とを混合し、燃料油と水の混合比が約5:5の油水混合燃料を生成する。そして、エマルションエンジンシステム100は、第2エマルション装置102Bにおいて、第1エマルション装置102Aにて生成され燃料油タンク104からの燃料油の追加を受けて流体混合器10内に導入される油水混合燃料と、水タンク105からケーシング2内に導入される水とを混合し、燃料油と水の混合比が約8:2となるように油水混合燃料を生成する。   In the emulsion engine system 100 of the present embodiment, first, in the first emulsion device 102A, fuel oil introduced into the fluid mixer 10 from the fuel oil tank 104, and water introduced into the casing 2 from the water tank 105, Are mixed to produce an oil-water mixed fuel having a fuel oil / water mixing ratio of about 5: 5. The emulsion engine system 100 includes an oil-water mixed fuel that is generated in the first emulsion device 102A and introduced into the fluid mixer 10 in response to the addition of the fuel oil from the fuel oil tank 104 in the second emulsion device 102B. Then, the water introduced into the casing 2 from the water tank 105 is mixed, and the oil / water mixed fuel is generated so that the mixing ratio of the fuel oil and water becomes about 8: 2.

このように、エマルションエンジンシステム100は、2段階で燃料油の濃度を高めており、第1エマルション装置102Aにおける燃料油と水との混合比を第1の混合比とした場合、第1エマルション装置102Aによって第1の混合比の油水混合燃料を生成し、その第1の混合比の油水混合燃料を用いて、第2エマルション装置102Bによって、第1の混合比よりも燃料油の濃度が高い第2の混合比の油水混合燃料を生成する。   As described above, the emulsion engine system 100 increases the concentration of the fuel oil in two stages, and the first emulsion device when the mixing ratio of the fuel oil and water in the first emulsion device 102A is the first mixing ratio. 102A generates an oil / water mixed fuel having a first mixing ratio, and the second emulsion device 102B uses the oil / water mixed fuel having the first mixing ratio to have a fuel oil concentration higher than the first mixing ratio. An oil / water mixed fuel having a mixing ratio of 2 is generated.

本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100では、第1エマルション装置102Aにおいて混合される流体に関し、流体混合器10に導入される第1流体は、燃料油タンク104からの燃料油であり、ケーシング2内に導入される第2流体は、水タンク105からの水である。また、第2エマルション装置102Bにおいて混合される流体に関し、第1流体は、第1エマルション装置102Aによって生成された油水混合燃料に燃料油が加えられたものであり、第2流体は、水タンク105からの水である。   In the emulsion engine system 100 according to the present embodiment, with respect to the fluid mixed in the first emulsion device 102A, the first fluid introduced into the fluid mixer 10 is fuel oil from the fuel oil tank 104, and the inside of the casing 2 The second fluid introduced into the water is water from the water tank 105. Regarding the fluid mixed in the second emulsion device 102B, the first fluid is obtained by adding fuel oil to the oil-water mixed fuel generated by the first emulsion device 102A, and the second fluid is the water tank 105. From the water.

なお、本実施形態では、第1エマルション装置102Aと第2エマルション装置102Bとの間に介在する第1混合燃料通路118に導入する燃料油として、第1エマルション装置102Aに供給する燃料油を貯溜する燃料油タンク104の燃料油を用いているが、第1混合燃料通路118に導入する燃料油を貯溜する燃料油タンクを燃料油タンク104とは別に設けてもよい。また、第2エマルション装置102Bに供給される水についても、第1エマルション装置102Aに供給する水を貯溜する水タンク105とは別に設けた水タンクから供給する構成であってもよい。ただし、第1混合燃料通路118に導入する燃料油を貯溜する燃料油タンク、および第2エマルション装置102Bに供給する水を貯溜する水タンクについては、本実施形態のように燃料油タンク104および水タンク105を共用する構成を採用することで、エマルションエンジンシステム100の装置構成を簡略なものにすることができる。   In the present embodiment, the fuel oil supplied to the first emulsion device 102A is stored as fuel oil introduced into the first mixed fuel passage 118 interposed between the first emulsion device 102A and the second emulsion device 102B. Although the fuel oil in the fuel oil tank 104 is used, a fuel oil tank for storing the fuel oil introduced into the first mixed fuel passage 118 may be provided separately from the fuel oil tank 104. The water supplied to the second emulsion device 102B may also be supplied from a water tank provided separately from the water tank 105 that stores the water supplied to the first emulsion device 102A. However, the fuel oil tank for storing the fuel oil introduced into the first mixed fuel passage 118 and the water tank for storing the water supplied to the second emulsion device 102B are the same as in the present embodiment. By adopting a configuration in which the tank 105 is shared, the device configuration of the emulsion engine system 100 can be simplified.

第2エマルション装置102Bで生成された油水混合燃料は、第2混合燃料通路111によりエンジン101に供給される。すなわち、第2エマルション装置102Bとエンジン101とは、第2エマルション装置102Bで生成された油水混合燃料をエンジン101に供給するための第2混合燃料通路111により互いに接続されている。第2混合燃料通路111の一端側(上流側)の端部は第2エマルション装置102Bの終端出口10bに接続され、第2混合燃料通路111の他端側(下流側)の端部はエンジン101の燃料噴射弁101aに接続されている。   The oil / water mixed fuel generated by the second emulsion device 102 </ b> B is supplied to the engine 101 through the second mixed fuel passage 111. That is, the second emulsion device 102B and the engine 101 are connected to each other by the second mixed fuel passage 111 for supplying the oil / water mixed fuel produced by the second emulsion device 102B to the engine 101. One end (upstream side) of the second mixed fuel passage 111 is connected to the terminal outlet 10b of the second emulsion device 102B, and the other end (downstream) of the second mixed fuel passage 111 is connected to the engine 101. The fuel injection valve 101a is connected.

第2混合燃料通路111に、上述したポンプ106が設けられる。ポンプ106は、第2エマルション装置102Bにより生成されたエマルション燃料を吸引してエンジン101に供給するための構成である。したがって、第2エマルション装置102Bとエンジン101とを繋ぐ第2混合燃料通路111は、第2エマルション装置102Bの終端出口10bとポンプ106の吸引口106aとを互いに連通させる上流側通路部111aと、ポンプ106の吐出口106bとエンジン101の燃料噴射弁101aとを互いに連通させる下流側通路部111bとを有する。   The pump 106 described above is provided in the second mixed fuel passage 111. The pump 106 is configured to suck the emulsion fuel generated by the second emulsion device 102B and supply it to the engine 101. Therefore, the second mixed fuel passage 111 that connects the second emulsion device 102B and the engine 101 includes an upstream passage portion 111a that connects the terminal outlet 10b of the second emulsion device 102B and the suction port 106a of the pump 106, and a pump. A downstream passage portion 111b that allows the discharge port 106b of the engine 106 and the fuel injection valve 101a of the engine 101 to communicate with each other.

また、エマルションエンジンシステム1においては、エンジン101に供給される油水混合燃料についての余剰燃料を受け、この余剰燃料を燃料油と水とに分離するセパレータ107が設けられている。セパレータ107の流入側(始端側)には、燃料噴射弁101aの手前となる第2混合燃料通路111の下流側通路部111bから分岐する燃料戻り配管114の一端側(下流側)が接続される。つまり、燃料戻り配管114の上流側部は、第2混合燃料通路111の下流側通路部111bに連通し、燃料戻り配管114の下流側端は、セパレータ107の流入側に連通接続される。   The emulsion engine system 1 is provided with a separator 107 that receives surplus fuel for the oil-water mixed fuel supplied to the engine 101 and separates the surplus fuel into fuel oil and water. One end side (downstream side) of the fuel return pipe 114 branched from the downstream side passage portion 111b of the second mixed fuel passage 111 that is in front of the fuel injection valve 101a is connected to the inflow side (start end side) of the separator 107. . That is, the upstream portion of the fuel return pipe 114 communicates with the downstream passage portion 111 b of the second mixed fuel passage 111, and the downstream end of the fuel return pipe 114 is connected to the inflow side of the separator 107.

セパレータ107の流出側(終端側)には、セパレータ107において分離された燃料油を燃料油タンク104に戻すための燃料油戻り配管115と、セパレータ107において分離された水を水タンク105に戻すための水戻り配管116それぞれの一端側(上流側)が接続されている。すなわち、燃料油戻り配管115は、セパレータ107の流出側と燃料油タンク104内とを互いに連通させ、水戻り配管116は、セパレータ107の流出側と水タンク105内とを互いに連通させる。   On the outflow side (termination side) of the separator 107, a fuel oil return pipe 115 for returning the fuel oil separated in the separator 107 to the fuel oil tank 104 and water separated in the separator 107 are returned to the water tank 105. One end side (upstream side) of each of the water return pipes 116 is connected. That is, the fuel oil return pipe 115 connects the outflow side of the separator 107 and the inside of the fuel oil tank 104 to each other, and the water return pipe 116 connects the outflow side of the separator 107 and the inside of the water tank 105 to each other.

セパレータ107は、燃料戻り配管114から戻った油水混合燃料を燃料油と水とに分離する機能を有する。セパレータ107は、例えば、燃料油と水の比重さを利用して燃料油と水とを互いに分離させるための分離タンクを有し、燃料戻り配管114から流入した油水混合燃料を分離タンクに所定時間貯溜することにより燃料油と水とを互いに分離させる。セパレータ107により分離された燃料油と水は、燃料油戻り配管115および水戻り配管116によりそれぞれ燃料油タンク104および水タンク105に戻される。   The separator 107 has a function of separating the oil / water mixed fuel returned from the fuel return pipe 114 into fuel oil and water. The separator 107 has, for example, a separation tank for separating the fuel oil and water from each other using the specific gravity of the fuel oil and water, and the oil-water mixed fuel flowing from the fuel return pipe 114 is supplied to the separation tank for a predetermined time. The fuel oil and water are separated from each other by storage. The fuel oil and water separated by the separator 107 are returned to the fuel oil tank 104 and the water tank 105 through the fuel oil return pipe 115 and the water return pipe 116, respectively.

また、エマルションエンジンシステム100においては、水タンク105から供給される水の凍結を防止するために、あるいは既に凍結した水を解凍するために、電気ヒータやエンジン101の排熱を利用することができる。具体的には、第1水供給路113aおよび第2水供給路113bのそれぞれに、加熱部108(108a,108b)を設ける。加熱部108は、例えば、水供給路(113a,113b)を構成する配管を囲繞する層部分(加熱層)として設けられる。加熱部108には、エンジン101から延出される排熱配管117が連通接続される。第1水供給路113aに設けられた加熱部108aには排熱配管117の第1分岐配管117aが接続され、第2水供給路113bに設けられた加熱部108bには排熱配管117の第2分岐配管117bが接続される。   In addition, in the emulsion engine system 100, in order to prevent the water supplied from the water tank 105 from freezing or to thaw the already frozen water, the exhaust heat of the electric heater or the engine 101 can be used. . Specifically, the heating unit 108 (108a, 108b) is provided in each of the first water supply path 113a and the second water supply path 113b. The heating unit 108 is provided, for example, as a layer portion (heating layer) that surrounds the piping constituting the water supply path (113a, 113b). An exhaust heat pipe 117 extending from the engine 101 is connected to the heating unit 108 in communication. A first branch pipe 117a of the exhaust heat pipe 117 is connected to the heating section 108a provided in the first water supply path 113a, and a first exhaust pipe 117 of the exhaust heat pipe 117 is connected to the heating section 108b provided in the second water supply path 113b. A two-branch pipe 117b is connected.

加熱部108は、排熱配管117によってエンジン101からの排熱の供給を受けることで、水供給路(113a,113b)を介して水タンク105内あるいは水供給路(113a,113b)内の水を加熱する。加熱部108には、電気ヒータ等の加熱手段が設けられてもよい。   The heating unit 108 receives the supply of exhaust heat from the engine 101 through the exhaust heat pipe 117, so that water in the water tank 105 or the water supply path (113a, 113b) is passed through the water supply path (113a, 113b). Heat. The heating unit 108 may be provided with heating means such as an electric heater.

以上のような構成を備える本実施形態のエマルションエンジンシステム1において重要な構成は以下の通りである。
(1)エマルション装置102として、エンジン101への燃料供給経路中でエンジン101の上流側直前に設置した第2エマルション装置102Bと、この第2エマルション装置102Bの上流側に設置した第1エマルション装置102Aとを備えること。
(2)燃料油と水との混合比率について、第1エマルション装置102Aでは燃料油:水を約5:5の比率とし、第2エマルション装置102Bでは燃料油8〜7に対し水2〜3の比率とすること。すなわち、第1エマルション装置102Aにおいて、燃料油と水とを水約50%、燃料油約50%の混合比率で混合した後、第1エマルション装置102Aからの油水混合燃料が通過する第1混合燃料通路118に対して第2燃料油供給路112bから燃料油を供給することで、第2エマルション装置102Bにおける燃料油と水との混合比率を燃料油約80%、水約20%とすること。
(3)エンジン101に油水混合燃料を供給するためのポンプ106の上流側に互いに直列に接続配置された第1エマルション装置102Aおよび第2エマルション装置102Bが配設され、これらのエマルション装置102はポンプ106の吸引負圧を利用して燃料油と水とを混合する機能を有するものであること。
(4)エンジン101に供給される油水混合燃料の余剰燃料は、セパレータ107によって燃料油と水とに分離されて燃料油タンク104および水タンク105に戻され、第1エマルション装置102Aおよび第2エマルション装置102Bにおいて混合されてエンジン101に戻されること。
An important configuration in the emulsion engine system 1 of the present embodiment having the above-described configuration is as follows.
(1) As the emulsion device 102, a second emulsion device 102B installed immediately before the upstream side of the engine 101 in the fuel supply path to the engine 101, and a first emulsion device 102A installed upstream of the second emulsion device 102B And providing.
(2) About the mixing ratio of fuel oil and water, in the first emulsion apparatus 102A, the ratio of fuel oil: water is about 5: 5, and in the second emulsion apparatus 102B, water 2-3 is contained in the fuel oil 8-7. To be a ratio. That is, in the first emulsion device 102A, the fuel oil and water are mixed at a mixing ratio of about 50% water and about 50% fuel oil, and then the first mixed fuel through which the oil-water mixed fuel from the first emulsion device 102A passes. By supplying the fuel oil from the second fuel oil supply path 112b to the passage 118, the mixing ratio of the fuel oil and water in the second emulsion apparatus 102B is about 80% fuel oil and about 20% water.
(3) A first emulsion device 102A and a second emulsion device 102B connected in series with each other are arranged upstream of a pump 106 for supplying oil / water mixed fuel to the engine 101. These emulsion devices 102 are pumps. It has a function of mixing fuel oil and water using the suction negative pressure of 106.
(4) The surplus fuel of the oil-water mixed fuel supplied to the engine 101 is separated into fuel oil and water by the separator 107 and returned to the fuel oil tank 104 and the water tank 105, and the first emulsion device 102A and the second emulsion Mixing in device 102B and returning to engine 101.

なお、本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100は、第1エマルション装置102Aおよび第2エマルション装置102Bによる2段階の油水の混合を行う構成であるが、これに限定されず、3つ以上のエマルション装置102を備え、3段階以上の油水の混合を行う構成であってもよい。   The emulsion engine system 100 according to the present embodiment is configured to perform two-stage mixing of oil and water by the first emulsion device 102A and the second emulsion device 102B, but is not limited to this, and three or more emulsion devices. The structure which comprises 102 and mixes oil-water 3 steps or more may be sufficient.

(エマルション装置の詳細な構成)
本実施形態のエマルションエンジンシステム1が備えるエマルション装置102の詳細な構成について説明する。エマルション装置102は、第1流体としての燃料油(第1エマルション装置102Aの場合)、または燃料油と水とが混合された油水混合燃料(第2エマルション装置102Bの場合)と、第2流体としての水とを混合し、エマルション燃料としての油水混合燃料を生成する装置である。燃料油と水の混合によるエマルション化において、燃料油(または油水混合燃料)が連続相となり、水が分散相となる。エマルション装置102においては、流体混合器10の始端入口10aから導入される流体が第1流体となり、流体混合器10の周囲においてケーシング2内に導入される流体が第2流体となる。
(Detailed configuration of emulsion device)
The detailed structure of the emulsion apparatus 102 with which the emulsion engine system 1 of this embodiment is provided is demonstrated. The emulsion device 102 includes a fuel oil as the first fluid (in the case of the first emulsion device 102A) or an oil-water mixed fuel in which the fuel oil and water are mixed (in the case of the second emulsion device 102B), and a second fluid. It is an apparatus which mixes with water and produces | generates the oil-water mixed fuel as an emulsion fuel. In emulsification by mixing fuel oil and water, fuel oil (or oil-water mixed fuel) becomes a continuous phase and water becomes a dispersed phase. In the emulsion apparatus 102, the fluid introduced from the start end inlet 10a of the fluid mixer 10 becomes the first fluid, and the fluid introduced into the casing 2 around the fluid mixer 10 becomes the second fluid.

なお、第1エマルション装置102Aと第2エマルション装置102Bとは、始端入口10aから導入される流体(第1流体)が燃料油であるかあるいは油水混合燃料であるかという点以外は基本的には共通であるため、以下では、第1エマルション装置102Aの場合について主に説明する。したがって、エマルション装置102の説明において、第1エマルション装置102Aの説明における「燃料油」を「油水混合燃料」と適宜読み替えることで、第2エマルション装置102Bに対応した説明となる。   The first emulsion device 102A and the second emulsion device 102B are basically the same except that the fluid introduced from the starting end inlet 10a (first fluid) is fuel oil or oil-water mixed fuel. Since it is common, the case of the first emulsion device 102A will be mainly described below. Therefore, in the description of the emulsion device 102, “fuel oil” in the description of the first emulsion device 102A is appropriately replaced with “oil-water mixed fuel”, thereby providing a description corresponding to the second emulsion device 102B.

図2に示すように、エマルション装置102は、ケーシング2と、ケーシング2内に配置された流体混合器10とを有する。ケーシング2内には、水タンク105から水供給路113により供給される水が収容されている。   As shown in FIG. 2, the emulsion apparatus 102 includes a casing 2 and a fluid mixer 10 disposed in the casing 2. In the casing 2, water supplied from the water tank 105 through the water supply path 113 is accommodated.

流体混合器10の一端側(基端側)には、始端入口10aを構成する第1連通路としての第1連通パイプ3を介して、一端側が燃料油タンク104に接続される第1燃料油供給路112aの他端側が連通接続されている。流体混合器10の他端側(先端側)には、終端出口10bを構成する第2連通路としての第2連通パイプ5を介して、一端側が第2エマルション装置102Bの始端入口10aに接続される第1混合燃料通路118の他端が連通接続されている。第2エマルション装置102Bにおいては、流体混合器10の基端側には、第1連通パイプ3を介して第1混合燃料通路118の下流側の端部が接続され、流体混合器10の先端側には、第2連通パイプ5を介して、一端側がポンプ106の吸引口106aに接続される第2混合燃料通路111の上流側通路部111aの他端側が連通接続されている。   A first fuel oil whose one end side is connected to the fuel oil tank 104 is connected to one end side (base end side) of the fluid mixer 10 via a first communication pipe 3 as a first communication path constituting the start end inlet 10a. The other end side of the supply path 112a is connected in communication. One end side of the fluid mixer 10 is connected to the start end inlet 10a of the second emulsion device 102B via a second communication pipe 5 as a second communication path constituting the end outlet 10b. The other end of the first mixed fuel passage 118 is connected in communication. In the second emulsion apparatus 102 </ b> B, the downstream end of the first mixed fuel passage 118 is connected to the proximal end side of the fluid mixer 10 via the first communication pipe 3, and the distal end side of the fluid mixer 10 is connected. In addition, the other end side of the upstream side passage portion 111 a of the second mixed fuel passage 111 whose one end side is connected to the suction port 106 a of the pump 106 is connected through the second communication pipe 5.

このような構成により、ポンプ106を吸引作動させることで、燃料油タンク104内の燃料油が第1燃料油供給路112aを介して第1連通パイプ3から流体混合器10内に導入されるとともに(矢印F1参照)、吸引効果により減圧された流体混合器10内にケーシング2内の水が導入され(矢印F2参照)、流体混合器10内で燃料油と水が混合され、エマルション化された混合流体としての油水混合燃料(エマルション燃料)が第2連通パイプ5から第1混合燃料通路118に流出される(矢印F3参照)。第2連通パイプ5から流出する油水混合燃料は、第1混合燃料通路118を通過して、第2エマルション装置102Bに供給される。第2エマルション装置102Bにおいては、第1混合燃料通路118を介して第1連通パイプ3から流体混合器10内に導入された油水混合燃料が、流体混合器10内において水と混合され、第2連通パイプ5から第2混合燃料通路111の上流側通路部111aに流出される。第2エマルション装置102Bから流出した油水混合燃料は、上流側通路部111a、ポンプ106、下流側通路部111bを通過して、エンジン101の燃料噴射弁101aに供給される。   With such a configuration, by operating the pump 106 with suction, the fuel oil in the fuel oil tank 104 is introduced into the fluid mixer 10 from the first communication pipe 3 via the first fuel oil supply path 112a. (See arrow F1), water in the casing 2 was introduced into the fluid mixer 10 decompressed by the suction effect (see arrow F2), and fuel oil and water were mixed and emulsified in the fluid mixer 10. Oil-water mixed fuel (emulsion fuel) as a mixed fluid flows out from the second communication pipe 5 to the first mixed fuel passage 118 (see arrow F3). The oil / water mixed fuel flowing out from the second communication pipe 5 passes through the first mixed fuel passage 118 and is supplied to the second emulsion device 102B. In the second emulsion device 102B, the oil / water mixed fuel introduced into the fluid mixer 10 from the first communication pipe 3 through the first mixed fuel passage 118 is mixed with water in the fluid mixer 10 to obtain the second It flows out from the communication pipe 5 to the upstream side passage portion 111 a of the second mixed fuel passage 111. The oil-water mixed fuel that has flowed out of the second emulsion device 102B passes through the upstream passage 111a, the pump 106, and the downstream passage 111b, and is supplied to the fuel injection valve 101a of the engine 101.

図2および図3に示すように、流体混合器10は、筒軸方向の両端に開口部を有する円筒状の混合器本体11と、混合器本体11の外周を一定の間隔を保持して被覆する円筒状の被覆体30とを有し、混合器本体11と被覆体30とによって略二重筒状に構成されている。混合器本体11は、その基端部を被覆体30から突出させるとともに、被覆体30中に抜き差し自在に挿入された状態で設けられている。混合器本体11および被覆体30は、例えば合成樹脂等により薄肉軽量に形成され、構造簡易かつ安価に製造可能な構成となっている。しかも、被覆体30から混合器本体11を抜き取ることで、流体混合器10を簡単に分解して、それぞれの洗浄作業やメンテナンス作業をすることができる。   As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the fluid mixer 10 includes a cylindrical mixer body 11 having openings at both ends in the cylinder axis direction, and the outer periphery of the mixer body 11 is covered with a constant interval. And the mixer main body 11 and the covering body 30 are formed in a substantially double cylinder shape. The mixer main body 11 is provided in a state in which the base end portion protrudes from the covering body 30 and is inserted into the covering body 30 so as to be freely inserted and removed. The mixer main body 11 and the covering 30 are formed thin and light, for example, with a synthetic resin or the like, and have a structure that can be manufactured simply and inexpensively. Moreover, by extracting the mixer main body 11 from the covering body 30, the fluid mixer 10 can be easily disassembled and the respective cleaning operations and maintenance operations can be performed.

混合器本体11の基端部に、柔軟性素材により形成された第1連通パイプ3の先端部が着脱自在に外嵌されて連通連結されている。混合器本体11の先端部外周面には、ゴム等の弾性素材にて円筒状に形成したスペーサ20が外嵌され、スペーサ20の外周面と被覆体30の先端部内周面との間に、第2連通パイプ5の基端部が着脱自在に嵌入されて連通連結されている。このような構成により、流体混合器10が第1連通パイプ3、第2連通パイプ5から簡単に着脱可能とされ、流体混合器10の洗浄作業やメンテナンス作業の容易化が図られている。   A distal end portion of a first communication pipe 3 made of a flexible material is detachably fitted to and connected to a proximal end portion of the mixer body 11. A spacer 20 formed in a cylindrical shape with an elastic material such as rubber is fitted on the outer peripheral surface of the tip of the mixer main body 11, and between the outer peripheral surface of the spacer 20 and the inner peripheral surface of the tip of the covering 30, A base end portion of the second communication pipe 5 is detachably fitted and connected in communication. With such a configuration, the fluid mixer 10 can be easily attached to and detached from the first communication pipe 3 and the second communication pipe 5, and the cleaning operation and the maintenance operation of the fluid mixer 10 are facilitated.

混合器本体11について説明する。図2〜図9に示すように、混合器本体11は、一端開口部12から他端開口部13側に向かって漸次拡径させて漏斗状に形成した基端側筒状部16と、基端側筒状部16の終端から他端開口部13まで略同径に形成した円筒状の先端側筒状部17および先端筒状部18とから、全体として直状に形成されている。第2エマルション装置102Bにおいては、他端開口部13に、第2連通パイプ5および第2混合燃料通路111の上流側通路部111aを介してポンプ106の吸込口が連通連結されている。   The mixer body 11 will be described. As shown in FIGS. 2 to 9, the mixer main body 11 includes a proximal-side cylindrical portion 16 that is gradually expanded from the one-end opening 12 toward the other-end opening 13 and formed into a funnel shape. A cylindrical front end side cylindrical portion 17 and a front end cylindrical portion 18 formed to have substantially the same diameter from the terminal end of the end side cylindrical portion 16 to the other end opening 13 are formed in a straight shape as a whole. In the second emulsion device 102 </ b> B, the suction port of the pump 106 is connected to the other end opening 13 through the second communication pipe 5 and the upstream passage portion 111 a of the second mixed fuel passage 111.

図6において、寸法L1は混合器本体11の長手幅(長さ)であり、寸法L2は基端側筒状部16の長手幅である。また、角度θ1は基端側筒状部16の周面傾斜角度である。図6および図9において、寸法D1は一端開口部12の内径であり、寸法D2は他端開口部13の内径であり、寸法D3は先端側筒状部17の内径である。   In FIG. 6, the dimension L <b> 1 is the longitudinal width (length) of the mixer main body 11, and the dimension L <b> 2 is the longitudinal width of the proximal end side tubular portion 16. Further, the angle θ <b> 1 is a peripheral surface inclination angle of the proximal end side tubular portion 16. 6 and 9, the dimension D1 is the inner diameter of the one end opening 12, the dimension D2 is the inner diameter of the other end opening 13, and the dimension D3 is the inner diameter of the distal end side cylindrical section 17.

先端側筒状部17の周壁は、軸線方向に軸線方向幅L3〜L7の間隔で五等分割され、各軸線方向幅L3〜L7内には、その長手方向との間に一定の鋭角θ2(例えば、20°〜30°の範囲内の角度)をなして伸延するスリット状の本体導入孔15が形成されている。本実施形態では5個の本体導入孔15が形成されている。そして、各本体導入孔15は、先端側筒状部17の周壁に描いた単一仮想螺旋Sに沿わせて配置されるとともに、複数の本体導入孔15は、単一仮想螺旋Sの伸延方向に一定の間隔を開けて配置されている。各本体導入孔15の伸延方向は単一仮想螺旋Sに沿っている。単一仮想螺旋Sは、図7に示すように、先端側筒状部17を展開させた状態では仮想直線を描いており、この仮想直線上に一定の間隔を開けてスリット状の本体導入孔15が形成されている。そして、円筒状に屈曲して形成された本来の先端側筒状部17において、この仮想直線が単一仮想螺旋Sを描いている。寸法L8は先端筒状部18の軸線方向幅(長さ)である。   The peripheral wall of the distal cylindrical portion 17 is divided into five equal parts in the axial direction at intervals of the axial widths L3 to L7. Within each axial width L3 to L7, a constant acute angle θ2 ( For example, a slit-like main body introduction hole 15 extending at an angle in a range of 20 ° to 30 ° is formed. In the present embodiment, five main body introduction holes 15 are formed. The main body introduction holes 15 are arranged along the single virtual spiral S drawn on the peripheral wall of the distal end side cylindrical portion 17, and the plurality of main body introduction holes 15 are extended in the direction of extension of the single virtual spiral S. Are arranged at regular intervals. The extending direction of each main body introduction hole 15 is along a single virtual spiral S. As shown in FIG. 7, the single virtual spiral S draws a virtual straight line in a state where the distal end side cylindrical portion 17 is expanded, and a slit-like main body introduction hole is provided at a certain interval on the virtual straight line. 15 is formed. And in the original front end side cylindrical part 17 formed by bending in a cylindrical shape, this virtual straight line describes a single virtual spiral S. The dimension L8 is the axial width (length) of the distal end tubular portion 18.

各本体導入孔15は、単一仮想螺旋S上において、先端側筒状部17の周壁の一部を切欠するとともに、他端開口部13側の一端を円周方向に切欠した一側端縁部17aを内方へ屈曲させることで、一端開口部12側から他端開口部13側に向かって漸次拡径状に開口させて形成されている。寸法W1は本体導入孔15の最大開口幅である。なお、本体導入孔15の個数は、特に限定されず、例えば10個以上等、多数の本体導入孔15が形成されてもよい。   Each main body introduction hole 15 is formed on the single virtual spiral S by cutting out a part of the peripheral wall of the distal end side cylindrical portion 17 and one end on the other end opening 13 side in the circumferential direction. By bending the part 17a inwardly, the diameter is gradually opened from the one end opening 12 side toward the other end opening 13 side. The dimension W1 is the maximum opening width of the main body introduction hole 15. The number of main body introduction holes 15 is not particularly limited, and a large number of main body introduction holes 15 such as 10 or more may be formed.

一側端縁部17aは、外方(先端側筒状部17の半径方向)へ凸状に屈曲する外表面が本体導入孔15から導入される水の導入案内面として機能する一方、内表面が旋回流動される水の旋回案内面として機能する(矢印F2参照)。したがって、単一仮想螺旋Sに沿わせて配置された各本体導入孔15を形成する一側端縁部17aが水を堅実に螺旋状に旋回案内する。   The one side edge portion 17a has an outer surface that bends outwardly (in the radial direction of the distal end cylindrical portion 17) functions as an introduction guide surface for water introduced from the main body introduction hole 15, while the inner surface Functions as a swivel guide surface for water that is swirled and flowed (see arrow F2). Therefore, the one side edge 17a that forms each main body introduction hole 15 arranged along the single virtual spiral S firmly guides the water to turn spirally.

混合器本体11内には、図2に示すように、一端開口部12からポンプ106により吸引して導入した燃料油(矢印F1参照)を軸線方向に流動させて他端開口部13から導出する直状の軸線流路14が形成されている。また、混合器本体11の先端側筒状部17の周縁部には、螺旋流路19が形成されている。螺旋流路19では、本体導入孔15から導入された水が先端側筒状部17の内周面に沿って軸線流路14の軸線を中心として軸線流路14の外周を螺旋状に旋回されながら流動される。そして、螺旋流路19を流動する水が、軸線流路14を流動する燃料油に剪断・分散作用して混和し、混和した後に他端開口部13から混合流体として導出される(矢印F3参照)。   In the mixer main body 11, as shown in FIG. 2, fuel oil (see arrow F <b> 1) sucked and introduced by the pump 106 from the one end opening 12 flows in the axial direction and is led out from the other end opening 13. A straight axial flow path 14 is formed. In addition, a spiral channel 19 is formed in the peripheral edge portion of the distal end side cylindrical portion 17 of the mixer main body 11. In the spiral flow path 19, the water introduced from the main body introduction hole 15 is spirally swung around the outer periphery of the axial flow path 14 about the axis of the axial flow path 14 along the inner peripheral surface of the distal end side cylindrical portion 17. While flowing. Then, the water flowing through the spiral flow path 19 is mixed with the fuel oil flowing through the axial flow path 14 by shearing and dispersing action, and after mixing, is led out as a mixed fluid from the other end opening 13 (see arrow F3). ).

次に、被覆体30について説明する。被覆体30は、図4、図5、図10および図11に示すように、一端開口部31から他端開口部32に向かって漸次拡径させて漏斗状に形成した被覆基端筒状部33と、被覆基端筒状部33の終端から他端開口部32に向かって略同径にて伸延する円筒状の被覆本体34と、被覆本体34の終端から他端開口部32まで伸延する円筒状の被覆先端筒状部35とから、全体として直状に形成されている。一端開口部31の内周縁部には、混合器本体11の基端側筒状部16の外周面中途部が当接するようにしている。図10において、寸法L9は被覆体30の長手幅であり、寸法L10は被覆基端筒状部33の軸線幅であり、寸法L11は被覆本体34の長手幅であり、寸法L12は被覆先端筒状部35の軸線幅である。また、寸法D4は一端開口部31の内径であり、寸法D5は他端開口部32の内径である。θ3は被覆基端筒状部33の周面傾斜角度であり、周面傾斜角度θ3>周面傾斜角度θ1となっている。   Next, the covering 30 will be described. As shown in FIGS. 4, 5, 10, and 11, the covering body 30 is a covered proximal cylindrical portion formed in a funnel shape by gradually increasing the diameter from the one end opening 31 toward the other end opening 32. 33, a cylindrical covering main body 34 extending from the terminal end of the covering base end tubular portion 33 toward the other end opening 32 with substantially the same diameter, and extending from the end of the covering main body 34 to the other end opening 32. The cylindrical covering tip cylindrical portion 35 is formed in a straight shape as a whole. A middle portion of the outer peripheral surface of the proximal-side cylindrical portion 16 of the mixer main body 11 is in contact with the inner peripheral edge of the one-end opening 31. In FIG. 10, the dimension L9 is the longitudinal width of the covering 30, the dimension L10 is the axial width of the covering proximal cylindrical portion 33, the dimension L11 is the longitudinal width of the covering main body 34, and the dimension L12 is the covering distal end cylinder. This is the axial width of the shaped portion 35. The dimension D4 is the inner diameter of the one end opening 31, and the dimension D5 is the inner diameter of the other end opening 32. θ3 is a peripheral surface inclination angle of the covering proximal cylindrical portion 33, and the peripheral surface inclination angle θ3> the peripheral surface inclination angle θ1.

被覆本体34の周壁には、全幅にわたって長手方向に沿って直状に伸延するスリット状の被覆体導入孔36が複数形成されている。本実施形態では2個の被覆体導入孔36が形成されている。2個一対の被覆体導入孔36は、被覆体30の軸線を中心とする点対称の位置に配置されている。各被覆体導入孔36は、被覆本体34の長手幅L11にわたって周壁を軸線方向に直状に切欠するとともに、両端を円周方向に切欠した一側端縁部34aを内方へ屈曲させることで、一端開口部12から他端開口部13に向かって略同一幅に開口させて形成されている。   A plurality of slit-like covering introduction holes 36 extending straight along the longitudinal direction are formed in the peripheral wall of the covering main body 34 along the longitudinal direction. In the present embodiment, two covering body introduction holes 36 are formed. The two pairs of covering body introduction holes 36 are arranged at point-symmetrical positions around the axis of the covering body 30. Each of the covering body introduction holes 36 is formed by cutting the peripheral wall straight in the axial direction over the longitudinal width L11 of the covering main body 34 and bending one end edge 34a having both ends cut in the circumferential direction inwardly. The first opening 12 and the second opening 13 are formed with substantially the same width.

一側端縁部34aは、外方(被覆本体34の半径方向)へ凸状に屈曲する外表面が被覆体導入孔36から導入される水の導入案内面として機能する一方、内表面が旋回流動される水の旋回案内面として機能する(矢印F2参照)。したがって、点対称の位置に配置された一対の被覆体導入孔36を形成する一側端縁部34aが水を堅実に旋回案内する。   The one side edge 34a functions as an introduction guide surface for water introduced from the coating body introduction hole 36 while the outer surface bent outwardly (in the radial direction of the coating main body 34) functions as a water introduction guide surface. It functions as a swivel guide surface for flowing water (see arrow F2). Therefore, the one side edge part 34a which forms a pair of covering body introduction hole 36 arrange | positioned in the point-symmetrical position carries out turning guidance of water firmly.

被覆本体34の内周面と混合器本体11の先端側筒状部17の外周面との間には、図3に示すように一定の間隔W3が保持された円筒状の旋回流路37が形成されている。この旋回流路37内で水が旋回流動される(矢印F2参照)。ここで、旋回流路37の幅となる一定の間隔W3は、混合器本体11の内径以下でその内径の半分以上、好ましくは、その内径と略同径の寸法とされる。そして、旋回流路37では、被覆体導入孔36から導入された水が被覆本体34の内周面に沿って軸線流路14の軸線を中心に旋回されながら流動するとともに、混合器本体11の本体導入孔15から混合器本体11内に導入される。図11に示す寸法W2は、被覆体導入孔36の最大開口幅である。このように、旋回流路37は、被覆体30の周壁に形成された被覆体導入孔36から導入された燃料油を被覆体30の内周面に沿わせて軸線流路14の軸線を中心に旋回させながら流動させて混合器本体11の本体導入孔15に導入させる。すなわち、流体混合器10においては、被覆体30の被覆体導入孔36が外側導入孔として機能し、混合器本体11の本体導入孔15が内側導入孔として機能する。   Between the inner peripheral surface of the coating main body 34 and the outer peripheral surface of the front end side cylindrical portion 17 of the mixer main body 11, there is a cylindrical swirl passage 37 having a constant interval W 3 as shown in FIG. Is formed. Water is swirled in the swirling flow path 37 (see arrow F2). Here, the fixed interval W3 which becomes the width of the swirl flow path 37 is not more than the inner diameter of the mixer main body 11 and is not less than half of the inner diameter, and preferably has the same diameter as the inner diameter. In the swirling flow path 37, the water introduced from the covering body introduction hole 36 flows while swirling around the axis of the axial flow path 14 along the inner peripheral surface of the covering main body 34, and in the mixer main body 11. It is introduced into the mixer main body 11 from the main body introduction hole 15. A dimension W <b> 2 shown in FIG. 11 is the maximum opening width of the covering body introduction hole 36. Thus, the swirling flow path 37 is centered on the axis of the axial flow path 14 with the fuel oil introduced from the covering body introduction hole 36 formed in the peripheral wall of the covering body 30 along the inner peripheral surface of the covering body 30. To the main body introduction hole 15 of the mixer main body 11. That is, in the fluid mixer 10, the covering body introduction hole 36 of the covering body 30 functions as an outer introduction hole, and the main body introduction hole 15 of the mixer body 11 functions as an inner introduction hole.

被覆本体34の周壁に形成した被覆体導入孔36の長手幅L11内には、混合器本体11の先端側筒状部17の周壁に形成した5個の本体導入孔15が配置されている。被覆体導入孔36を通して被覆本体34内に導入された水は、旋回流路37内で旋回されながら5個の本体導入孔15を通して混合器本体11内に導入される(矢印F2参照)。   In the longitudinal width L11 of the covering body introduction hole 36 formed in the peripheral wall of the covering body 34, five main body introduction holes 15 formed in the peripheral wall of the distal end side tubular portion 17 of the mixer body 11 are arranged. The water introduced into the coating body 34 through the coating body introduction hole 36 is introduced into the mixer body 11 through the five body introduction holes 15 while being swirled in the swirling flow path 37 (see arrow F2).

以上のように混合器本体11および被覆体30を有する流体混合器10によれば、次のような作用が得られる。図2および図3に示すように、混合器本体11内の軸線流路14を燃料油が軸線方向に沿って流動されると(矢印F1参照)、混合器本体11内の軸線流路14が減圧される。そして、その減圧効果から生じる吸引によりケーシング2内に収容した水は、被覆体導入孔36を通して被覆本体34内に旋回されながら導入されて、被覆本体34内の旋回流路37で旋回流動される(矢印F2参照)。さらに、旋回流路37で旋回流動されている水は、本体導入孔15を通して混合器本体11内に導入されるとともに、軸線流路14を軸線流動されている燃料油(矢印F1)の周囲にて螺旋状に旋回流動されて、螺旋流路19の全域において、燃料油と旋回混流される。また、このようにして、燃料油と水とが旋回混流されて混合された混合流体としての油水混合燃料が生成され、油水混合燃料は、他端開口部13から導出される(矢印F3参照)。このように、流体混合器10は、軸線流路14を軸線流動する燃料油と、その周囲を螺旋状に旋回流動する水とを、螺旋流路19の全域において混合させて他端開口部13から導出させるように構成されている。   As described above, according to the fluid mixer 10 having the mixer main body 11 and the covering 30, the following operation is obtained. As shown in FIGS. 2 and 3, when fuel oil flows along the axial direction in the axial flow path 14 in the mixer main body 11 (see arrow F <b> 1), the axial flow path 14 in the mixer main body 11 is changed. Depressurized. Then, the water accommodated in the casing 2 by suction generated from the pressure reducing effect is introduced while being swung into the covering main body 34 through the covering body introduction hole 36 and swirled in the swirling flow path 37 in the covering main body 34. (See arrow F2). Furthermore, the water swirling and flowing in the swirling flow path 37 is introduced into the mixer main body 11 through the main body introducing hole 15, and the fuel oil (arrow F1) flowing in the axial line around the axial flow path 14. And swirl in a spiral manner, and swirl and mixed with fuel oil over the entire spiral flow path 19. In addition, in this way, an oil-water mixed fuel is generated as a mixed fluid in which fuel oil and water are swirled and mixed, and the oil-water mixed fuel is led out from the other end opening 13 (see arrow F3). . As described above, the fluid mixer 10 mixes fuel oil that flows axially in the axial flow path 14 and water that swirls and spirals around the fuel oil in the entire area of the spiral flow path 19 to open the other end opening 13. It is comprised so that it may derive from.

この際、水は、旋回流路37で予備的に軸線流路14の軸線を中心に旋回され、続いて、螺旋流路19を通して軸線流路14の軸線を中心とする螺旋状に旋回流動される。つまり、軸線流路14の外周側から軸線中心(同芯)に向けて漸次旋回半径を小さくしながら旋回される。そのため、旋回流動されている水が、軸線中心側で加速されて高速で燃料油に剪断作用する。その結果、燃料油は微細かつ均等に分散される。したがって、燃料油に水を高速で旋回混流させることができて、燃料油と水を均一に混和させることができる。   At this time, the water is preliminarily swirled around the axis of the axial flow path 14 in the swirling flow path 37, and then swirled and flowed spirally around the axis of the axial flow path 14 through the spiral flow path 19. The That is, the turning is performed while gradually reducing the turning radius from the outer peripheral side of the axial flow path 14 toward the axial center (concentric). Therefore, the swirling water is accelerated on the axial center side and shears the fuel oil at a high speed. As a result, the fuel oil is finely and evenly dispersed. Therefore, water can be swirled and mixed with the fuel oil at high speed, and the fuel oil and water can be mixed uniformly.

また、混合器本体11の基端側筒状部16を漸次拡径させて形成しているため、基端側筒状部16内を流動される燃料油の分散性を漸次高めることができる。先端側筒状部17を基端側筒状部16の終端から先端筒状部18まで略同径に形成して、先端側筒状部17内において水が螺旋状に旋回流動されるようにしているため、基端側筒状部16から先端側筒状部17に流動される燃料油と、先端側筒状部17において螺旋状に旋回流動される水との混和性と旋回性を促進させることができる。   Moreover, since the base end side cylindrical part 16 of the mixer main body 11 is formed by gradually expanding the diameter, the dispersibility of the fuel oil flowing in the base end side cylindrical part 16 can be gradually increased. The distal end side cylindrical portion 17 is formed to have substantially the same diameter from the end of the proximal end side cylindrical portion 16 to the distal end cylindrical portion 18 so that water is swirled in the distal end side cylindrical portion 17 in a spiral manner. Therefore, the miscibility and swirlability of the fuel oil flowing from the proximal end side cylindrical portion 16 to the distal end side cylindrical portion 17 and the water spirally flowing in the distal end side cylindrical portion 17 are promoted. Can be made.

また、本体導入孔15は、先端側筒状部17の周壁にその長手方向に対して(長手方向との間に)一定の鋭角θ2をなして伸延するスリット状に5個形成され、その5個の本体導入孔15は、単一仮想螺旋Sに沿わせてかつその伸延方向に間隔を開けて配置されている。このような構成により、本体導入孔15から導入された水は混合器本体11内で堅実に螺旋状に旋回される。また、被覆体導入孔36が被覆本体34の周壁にその長手方向に沿って伸延するスリット状に形成されているため、被覆体導入孔36から導入された水は被覆本体34の内周面に沿って流動されて堅実に旋回される。したがって、水が、外周における予備的な旋回流から内周における螺旋状の旋回流に変化して、高速の旋回流となって燃料油に堅実に剪断・分散化作用する。その結果、燃料油がサブマイクロレベルで微細化かつ均一化される。このように、本実施形態の流体混合器10は、少なくとも軸線流路14と螺旋流路19を具備するとともに、これらの流路14,19に加えて旋回流路37を具備している。   Further, five main body introduction holes 15 are formed in the peripheral wall of the distal end side tubular portion 17 in the form of slits extending at a constant acute angle θ2 with respect to the longitudinal direction (between the longitudinal directions). The individual main body introduction holes 15 are arranged along the single virtual spiral S and at intervals in the extending direction. With such a configuration, the water introduced from the main body introduction hole 15 is firmly and spirally swirled in the mixer main body 11. Further, since the covering body introduction hole 36 is formed in the peripheral wall of the covering body 34 in a slit shape extending along the longitudinal direction, the water introduced from the covering body introduction hole 36 is formed on the inner peripheral surface of the covering body 34. It is fluidized along and swirled steadily. Accordingly, the water changes from a preliminary swirl flow at the outer periphery to a spiral swirl flow at the inner periphery, and becomes a high-speed swirl flow, which is firmly sheared and dispersed in the fuel oil. As a result, the fuel oil is made finer and uniform at the sub-micro level. As described above, the fluid mixer 10 according to the present embodiment includes at least the axial flow path 14 and the spiral flow path 19, and includes the swirl flow path 37 in addition to the flow paths 14 and 19.

なお、本実施形態では、流体混合器10を備えたエマルション装置102により、いずれも液体である燃料油と水(第1エマルション装置102A)、あるいは燃料油の水の混合物である油水混合燃料と水(第2エマルション装置102B)を混合させる場合について説明したが、これらの場合に限らず、同様の構成を用いて燃料油に対して水以外の液体あるいは気体を混合させることもできる。つまり、第1流体である燃料油または油水混合燃料と混合される第2流体(他の流体)としては、水等の液体および気体を含む。また、流体混合器10を形成する各部の大きさ等は、燃料油および水の粘度等に適応させて適宜設定される。   In the present embodiment, fuel oil and water (first emulsion device 102A), which are both liquids, or oil / water mixed fuel and water, which are mixtures of water of fuel oil, are provided by the emulsion device 102 including the fluid mixer 10. Although the case where (2nd emulsion apparatus 102B) is mixed was demonstrated, it is not restricted to these cases, Liquid or gas other than water can also be mixed with fuel oil using the same structure. That is, the second fluid (other fluid) mixed with the fuel oil or the oil-water mixed fuel that is the first fluid includes a liquid such as water and a gas. In addition, the size of each part forming the fluid mixer 10 is appropriately set according to the viscosity of the fuel oil and water.

続いて、上述したような構成を備える流体混合器10と、流体混合器10を収容するケーシング2との互いの間の支持構造の一例について、図12を用いて説明する。図12に示すように、ケーシング2は、円筒状の外形をなす閉塞ケース状に構成されており、流体混合器10の大部分を囲繞する。ケーシング2は、被覆基端筒状部33の基端部外周面と第2連通パイプ5の基端部外周面との間に位置する被覆体30の部分を囲繞するように構成されている。   Next, an example of a support structure between the fluid mixer 10 having the above-described configuration and the casing 2 that houses the fluid mixer 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, the casing 2 is formed in a closed case shape having a cylindrical outer shape, and surrounds most of the fluid mixer 10. The casing 2 is configured to surround a portion of the covering body 30 located between the proximal end outer peripheral surface of the covering proximal cylindrical portion 33 and the proximal end outer peripheral surface of the second communication pipe 5.

ケーシング2は、円筒状の周壁形成部40と、周壁形成部40の筒軸方向の一側端部を塞ぐ一側端壁形成部41と、周壁形成部40の筒軸方向の他側端部を塞ぐ他側端壁形成部42とを有し、内部に水を収容可能に構成されている。ケーシング2は、一側端壁形成部41および他側端壁形成部42に被覆体30の長手方向の両端部をそれぞれ貫通させた状態で、一側端壁形成部41と他側端壁形成部42との間に被覆体30を架設させた態様で、流体混合器10を支持する。ケーシング2は、円筒状の周壁形成部40に対して流体混合器10を同心配置させた状態で支持する。ケーシング2の一側端壁形成部41には、一側端壁形成部41から外側に向けて円筒状に突出する部分であって被覆基端筒状部33の中途部周面を取り囲む基端側取付部43が設けられている。ケーシング2の他側端壁形成部42には、他側端壁形成部42から外側に向けて円筒状に突出する部分であって被覆先端筒状部35の基端部外周面を取り囲む先端側取付部44が設けられている。   The casing 2 includes a cylindrical peripheral wall forming portion 40, a one side end wall forming portion 41 that closes one end of the peripheral wall forming portion 40 in the cylinder axis direction, and another end of the peripheral wall forming portion 40 in the cylinder axis direction. And the other end wall forming portion 42 that closes the water, and is configured to accommodate water therein. The casing 2 forms the one side end wall forming portion 41 and the other side end wall in a state where both ends in the longitudinal direction of the covering 30 are passed through the one side end wall forming portion 41 and the other side end wall forming portion 42, respectively. The fluid mixer 10 is supported in such a manner that the covering 30 is installed between the part 42 and the part 42. The casing 2 supports the fluid mixer 10 concentrically with respect to the cylindrical peripheral wall forming portion 40. The one end wall forming portion 41 of the casing 2 is a portion that protrudes in a cylindrical shape outward from the one end wall forming portion 41 and surrounds the peripheral surface of the middle portion of the covering proximal cylindrical portion 33. A side attachment portion 43 is provided. The other end wall forming portion 42 of the casing 2 is a portion that protrudes in a cylindrical shape outward from the other end wall forming portion 42 and surrounds the outer peripheral surface of the base end portion of the coated distal end tubular portion 35. A mounting portion 44 is provided.

周壁形成体60の基端側には、水供給路113の下流側の端部を構成する水供給パイプ45の先端部が連通連結されている。そして、水供給パイプ45の先端開口部46は、周壁形成体60の内周面でかつ下流側に指向させて設けられており、先端開口部46から吸引・流入される水が被覆体30の軸線廻りに螺旋状の旋回流をなすように構成されている。   A distal end portion of a water supply pipe 45 that constitutes an end portion on the downstream side of the water supply passage 113 is connected to the proximal end side of the peripheral wall forming body 60. The leading end opening 46 of the water supply pipe 45 is provided on the inner peripheral surface of the peripheral wall forming body 60 and directed downstream, and the water sucked / inflowed from the leading end opening 46 of the covering body 30 is provided. It is configured so as to form a spiral swirl around the axis.

このように構成することによって、燃料油が混合器本体11内を吸引・流動されると、混合器本体11内が減圧されて、水タンク105内の水が水供給路113から水供給パイプ45を通して先端開口部46からケーシング2内に吸引・流入され、吸引・流入された水が被覆体30の軸線廻りに螺旋状の旋回流を形成する。その結果、ケーシング2内には予備的な旋回流路37が形成されて、水が旋回されながら被覆体導入孔36を通して被覆体30内に吸入される。なお、ケーシング2の形状は円筒状に限らず例えば直方体状等であってもよい。   With this configuration, when the fuel oil is sucked / flowed in the mixer main body 11, the pressure in the mixer main body 11 is reduced, and the water in the water tank 105 flows from the water supply path 113 to the water supply pipe 45. Then, the water sucked and introduced into the casing 2 from the tip opening 46 forms a spiral swirling flow around the axis of the covering 30. As a result, a preliminary swirl passage 37 is formed in the casing 2, and water is sucked into the cover 30 through the cover introduction hole 36 while swirling. The shape of the casing 2 is not limited to a cylindrical shape, and may be a rectangular parallelepiped shape, for example.

(流体混合器の変形例1)
流体混合器の第1変形例について、図13および図14を用いて説明する。図13および図14に示すように、流体混合器の第1変形例としての流体混合器10Aにおいては、被覆本体34に、その内周面の接線方向に直状に伸延して被覆本体34を貫通する被覆体導入孔70が多数個整列させて形成されている。すなわち、被覆体導入孔70は、被覆本体34の軸線方向に一定の間隔をあけて形成されるとともに、円周方向に一定の間隔をあけて形成している。図に示す例では、被覆体導入孔70は、円周廻りに60°の間隔をあけて6個形成されている。そして、円周方向に隣接する被覆体導入孔70は、被覆本体34の外周面においてその軸線方向に伸延する略仮想螺旋上に配置されている。
(Variation 1 of the fluid mixer)
A first modification of the fluid mixer will be described with reference to FIGS. 13 and 14. As shown in FIGS. 13 and 14, in the fluid mixer 10 </ b> A as a first modification of the fluid mixer, the coating body 34 is extended to the coating body 34 by extending straight in the tangential direction of the inner peripheral surface thereof. A large number of through-hole introduction holes 70 are formed in alignment. That is, the covering body introduction holes 70 are formed at a constant interval in the axial direction of the covering main body 34 and are formed at a constant interval in the circumferential direction. In the example shown in the figure, six covering body introduction holes 70 are formed at intervals of 60 ° around the circumference. The covering body introduction hole 70 adjacent in the circumferential direction is disposed on a substantially virtual spiral that extends in the axial direction on the outer peripheral surface of the covering body 34.

第1変形例の流体混合器10Aは、図14に示すように、被覆本体34内には多数個の被覆体導入孔70のそれぞれを通して水が反時計廻りに吸入されるように構成されている。そして、被覆本体34内の旋回流路37では、水が混合器本体11の内周面に沿って、その軸線廻りに螺旋状の旋回流となる(矢印F2参照)。旋回流となった水は、反時計廻りに旋回されながら本体導入孔15を通して混合器本体11内に吸入される。   As shown in FIG. 14, the fluid mixer 10 </ b> A of the first modified example is configured such that water is sucked counterclockwise through each of a large number of coating body introduction holes 70 in the coating body 34. . Then, in the swirl flow path 37 in the coating main body 34, water forms a spiral swirl flow around the axis along the inner peripheral surface of the mixer main body 11 (see arrow F2). The swirling water is sucked into the mixer main body 11 through the main body introduction hole 15 while swirling counterclockwise.

(流体混合器の変形例2)
流体混合器の第2変形例について、図15および図16を用いて説明する。図15および図16に示すように、流体混合器の第2変形例としての流体混合器10Bにおいては、被覆体30が省略されており、流体混合器10Bは、混合器本体11のみから構成されている。この変形例の場合における流体混合器10Bとケーシング2との互いの支持構造の一例を、図16に示す。
(Variation 2 of the fluid mixer)
A second modification of the fluid mixer will be described with reference to FIGS. 15 and 16. As shown in FIGS. 15 and 16, in the fluid mixer 10 </ b> B as the second modification of the fluid mixer, the covering body 30 is omitted, and the fluid mixer 10 </ b> B includes only the mixer body 11. ing. An example of the mutual support structure of the fluid mixer 10B and the casing 2 in the case of this modification is shown in FIG.

図16に示すように、第2変形例としての流体混合器10Bは、円筒状の外形をなす閉塞ケース状に構成されたケーシング2により大部分が囲繞された状態で設けられる。流体混合器10Bにおいては、基端側筒状部16の中途部外周面と第2連通パイプ5の基端部外周面との間に位置する混合器本体11の部分がケーシング2により囲繞される。   As shown in FIG. 16, the fluid mixer 10 </ b> B as the second modification is provided in a state in which the fluid mixer 10 </ b> B is mostly surrounded by a casing 2 configured in a closed case shape having a cylindrical outer shape. In the fluid mixer 10 </ b> B, a portion of the mixer main body 11 located between the midway outer peripheral surface of the base end side tubular portion 16 and the base end outer peripheral surface of the second communication pipe 5 is surrounded by the casing 2. .

そして、流体混合器10Bは、ケーシング2の一側端壁形成部41および他側端壁形成部42に混合器本体11の長手方向の両端部をそれぞれ貫通させた状態で、一側端壁形成部41と他側端壁形成部42との間に混合器本体11を架設させた態様で支持される。流体混合器10Bは、円筒状の周壁形成部40に対して同心配置された状態で支持される。また、一側端壁形成部41の基端側取付部43により、基端側筒状部16の中途部周面が取り囲まれ、他側端壁形成部42の先端側取付部44により、第2連通パイプ5の基端部外周面が取り囲まれる。なお、周壁形成部40の基端側には、図12に示す場合と同様に、水供給路113の下流側の端部を構成する水供給パイプ45の先端部が連通連結されており、水供給パイプ45の先端開口部46から吸引・流入される水が混合器本体11の軸線廻りに螺旋状の旋回流をなすように構成されている。   The fluid mixer 10B is formed with one side end wall in a state in which both end portions in the longitudinal direction of the mixer body 11 are passed through the one side end wall forming portion 41 and the other side end wall forming portion 42 of the casing 2, respectively. The mixer main body 11 is supported between the portion 41 and the other side end wall forming portion 42 in a supported manner. The fluid mixer 10B is supported in a state of being concentrically arranged with respect to the cylindrical peripheral wall forming portion 40. In addition, the middle surface of the proximal-side tubular portion 16 is surrounded by the proximal-side mounting portion 43 of the one-side end wall forming portion 41, and the distal-side mounting portion 44 of the other-side end wall forming portion 42 The outer peripheral surface of the base end portion of the two communicating pipes 5 is surrounded. Note that the distal end portion of the water supply pipe 45 constituting the downstream end portion of the water supply passage 113 is connected to the proximal end side of the peripheral wall forming portion 40 in the same manner as in the case shown in FIG. The water sucked / inflowed from the distal end opening 46 of the supply pipe 45 is configured to form a spiral swirl around the axis of the mixer body 11.

このように構成することによって、燃料油が混合器本体11内を吸引・流動されると、混合器本体11内が減圧されて、水タンク105内の水が水供給パイプ45を通して先端開口部46からケーシング2内に吸引・流入され、吸引・流入された水が混合器本体11の軸線廻りに螺旋状の旋回流を形成する。その結果、ケーシング2内には予備的な旋回流路37が形成されて、水が旋回されながら本体導入孔15を通して混合器本体11内に吸入される。   With this configuration, when the fuel oil is sucked / flowed in the mixer main body 11, the pressure in the mixer main body 11 is reduced, and the water in the water tank 105 passes through the water supply pipe 45 to the tip opening 46. Then, the water sucked and introduced into the casing 2 forms a spiral swirling flow around the axis of the mixer main body 11. As a result, a preliminary swirl flow path 37 is formed in the casing 2 and water is sucked into the mixer main body 11 through the main body introduction hole 15 while swirling.

(流体混合器の変形例3)
流体混合器の第3変形例について、図17を用いて説明する。図17に示すように、流体混合器の第3変形例としての流体混合器10Cは、第2変形例としての流体混合器10Bと基本的構造を同じくしているが、ケーシング2を周壁形成部40の内周面に螺旋状の旋回手段50を配設して構成し、ケーシング2内に吸引・流入された水が混合器本体11の軸線廻りに堅実な螺旋状の旋回流となされるようにして、ケーシング2内に予備的な旋回流路37が形成されるようにしている点で異なる。
(Modification 3 of the fluid mixer)
A third modification of the fluid mixer will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, the fluid mixer 10 </ b> C as the third modification of the fluid mixer has the same basic structure as the fluid mixer 10 </ b> B as the second modification. A spiral swirling means 50 is arranged on the inner peripheral surface of the water 40 so that the water sucked and introduced into the casing 2 becomes a solid spiral swirling flow around the axis of the mixer body 11. Thus, the difference is that a preliminary swirl passage 37 is formed in the casing 2.

旋回手段50は、円筒状の周壁形成部40の内周面に沿わせて、帯状の旋回案内片51を周壁形成部40の軸線廻りに螺旋状かつ周壁形成部40の内方に凸条に取り付けて構成されている。そして、ケーシング2内に吸引・流入された水が旋回案内片51の側壁に沿って流動されて、周壁形成部40の軸線廻りに螺旋状かつ周壁形成部40の内方に凸条に混合器本体11の外周で形成されて、堅実に旋回されながら本体導入孔15を通して混合器本体11内に吸入される。なお、旋回手段50は、円筒状の周壁形成部40の内周面に凹条溝を周壁形成部40の軸線廻りに螺旋状に形成して構成し、水が凹条溝に沿って螺旋状の旋回流となされて、旋回されながら本体導入孔15を通して混合器本体11内に吸入されるように構成することもできる。   The swiveling means 50 has a belt-like swiveling guide piece 51 spirally around the axis of the peripheral wall forming portion 40 and protruding inward of the peripheral wall forming portion 40 along the inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall forming portion 40. Installed and configured. Then, the water sucked / inflowed into the casing 2 is flowed along the side wall of the swivel guide piece 51, spirally around the axis of the peripheral wall forming portion 40, and mixed into a convex line inward of the peripheral wall forming portion 40. It is formed on the outer periphery of the main body 11 and is sucked into the mixer main body 11 through the main body introduction hole 15 while being pivoted firmly. The swivel means 50 is configured by forming a groove groove spirally around the axis of the peripheral wall forming portion 40 on the inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall forming portion 40, and water spirally along the groove groove. The swirl flow can be configured to be sucked into the mixer main body 11 through the main body introduction hole 15 while being swirled.

このように、第3変形例では、エマルション装置に、ケーシング2に旋回手段50を配設した構成とすることで、ケーシング2に予備的な旋回流路37を堅実に形成する旋回流路形成機能を持たせている。つまり、第3変形例では、ケーシング2と旋回手段50を含む構成が、旋回流路形成機能を有する被覆体30としても機能するように構成されている。   As described above, in the third modification, the swirl flow path forming function that firmly forms the preliminary swirl flow path 37 in the casing 2 by providing the emulsion device with the swivel means 50 disposed in the casing 2. Is given. That is, in the third modification, the configuration including the casing 2 and the swivel means 50 is configured to function also as the covering body 30 having a swirl flow path forming function.

本実施形態に係るエマルション装置102を構成する流体混合器10の構成とそれに対応する作用は次のとおりである。   The structure of the fluid mixer 10 which comprises the emulsion apparatus 102 which concerns on this embodiment, and the effect | action corresponding to it are as follows.

本実施形態に係る流体混合器10は、両端に開口部を有する筒状の混合器本体11を有し、この混合器本体11には、一端開口部12から導入した燃料油を軸線方向に流動させて他端開口部13から導出する軸線流路14と、ケーシング2内に収容した燃料油をその流動による減圧効果から生じる吸引により混合器本体11の周壁に形成した本体導入孔15を介して燃料油の軸線流路14の外周から導入した水を混合器本体11の内周面に沿わせて軸線流路14の軸線を中心とする螺旋状に旋回させながら流動させて燃料油と水とを混合して他端開口部13から導出する螺旋流路19とが形成されている。   A fluid mixer 10 according to this embodiment has a cylindrical mixer body 11 having openings at both ends, and fuel oil introduced from one end opening 12 flows in the mixer body 11 in the axial direction. Through the main body introduction hole 15 formed in the peripheral wall of the mixer main body 11 by suction generated from the decompression effect caused by the flow of the axial flow path 14 led out from the other end opening 13 and the casing 2. The water introduced from the outer periphery of the axial flow path 14 of the fuel oil is caused to flow along the inner peripheral surface of the mixer main body 11 while being swirled spirally around the axis of the axial flow path 14 so that the fuel oil and water And a spiral channel 19 that is led out from the other end opening 13 is formed.

このような構成によれば、水を収容したケーシング2内に流体混合器10を配置し、燃料油を混合器本体11の一端開口部12から他端開口部13に向けて軸線流路14を通して軸線方向に沿って流動させる(他端開口部13側からポンプ106で引き入れる)ことで、軸線流路14内を減圧させることができて、水を本体導入孔15から混合器本体11内に引き込みながら導入することができる。続いて、混合器本体11の本体導入孔15から混合器本体11内に引き込まれながら導入された水は、軸線流路14を流動している燃料油の周囲にて螺旋流路19を通して螺旋状に旋回流動されて、燃料油を螺旋流路19の全域において剪断・分散する。その結果、燃料油と水が均一に混和される。この際、水は、螺旋流路19を通して軸線流路14の軸線を中心とする螺旋状に旋回流動される。つまり、軸線流路14の外周側から軸線中心(同芯)に向けて漸次旋回半径を小さくしながら旋回される。そのため、旋回流動が軸線中心側で加速されて高速で燃料油に剪断作用し、燃料油を微細かつ均等に分散する。   According to such a configuration, the fluid mixer 10 is disposed in the casing 2 containing water, and the fuel oil is directed from the one end opening 12 to the other end opening 13 of the mixer main body 11 through the axial flow path 14. By flowing along the axial direction (with the pump 106 drawn from the other end opening 13 side), the pressure in the axial flow path 14 can be reduced, and water is drawn into the mixer main body 11 from the main body introduction hole 15. Can be introduced. Subsequently, the water introduced while being drawn into the mixer main body 11 from the main body introduction hole 15 of the mixer main body 11 spirals through the spiral flow path 19 around the fuel oil flowing through the axial flow path 14. The fuel oil is sheared and dispersed throughout the spiral flow path 19. As a result, the fuel oil and water are mixed uniformly. At this time, the water is swirled and flowed spirally around the axis of the axial channel 14 through the spiral channel 19. That is, the turning is performed while gradually reducing the turning radius from the outer peripheral side of the axial flow path 14 toward the axial center (concentric). Therefore, the swirl flow is accelerated on the axial center side and shears on the fuel oil at a high speed, and the fuel oil is finely and evenly dispersed.

また、本実施形態に係る流体混合器10は、混合器本体11の外周を一定の間隔を保持して被覆する被覆体30を有し、被覆体30に、その周壁に形成した被覆体導入孔36から導入した水を被覆体30の内周面に沿わせて軸線流路14の軸線を中心に旋回させながら流動させて混合器本体11の本体導入孔15に導入させる旋回流路37を形成して、軸線流路14を軸線流動する燃料油と、その周囲を螺旋状に旋回流動する水とを、螺旋流路19の全域において混合させて他端開口部13,32から導出させるようにしている。   Further, the fluid mixer 10 according to the present embodiment has a covering body 30 that covers the outer periphery of the mixer body 11 while maintaining a certain interval, and the covering body 30 has a covering body introduction hole formed in the peripheral wall thereof. A swirling flow path 37 is formed in which water introduced from 36 is caused to flow along the inner peripheral surface of the covering 30 while being swung around the axis of the axial flow path 14 and introduced into the main body introduction hole 15 of the mixer main body 11. Then, the fuel oil that flows axially through the axial flow path 14 and the water that swirls spirally around the fuel oil are mixed in the entire area of the spiral flow path 19 and led out from the other end openings 13 and 32. ing.

このような構成によれば、水を収容したケーシング2内に流体混合器10を配置し、燃料油を混合器本体11の一端開口部12から他端開口部13に向けて軸線流路14を通して軸線方向に沿って流動させる(他端開口部13側からポンプ106で引き入れる)。そうすることで、軸線流路14内を減圧させることができて、水を被覆体30の被覆体導入孔36から被覆体導入孔36内に引き込みながら導入することができる。そして、被覆体30内に導入された水は、旋回流路37を通して旋回されるとともに、混合器本体11の本体導入孔15から混合器本体11内に引き込まれながら導入される。続いて、混合器本体11の本体導入孔15から混合器本体11内に引き込まれながら導入された水は、軸線流路14を流動している燃料油の周囲にて螺旋流路19を通して螺旋状に旋回流動されて、燃料油を螺旋流路19の全域において剪断・分散する。その結果、燃料油と水が均一に混和される。この際、水は、旋回流路37で予備的に軸線流路14の軸線を中心に旋回され、続いて、螺旋流路19を通して軸線流路14の軸線を中心とする螺旋状に旋回流動される。つまり、軸線流路14の外周側から軸線中心(同芯)に向けて漸次旋回半径を小さくしながら旋回される。そのため、旋回流動が軸線中心側で加速されて高速で燃料油に剪断作用し、燃料油を微細かつ均等に分散する。   According to such a configuration, the fluid mixer 10 is disposed in the casing 2 containing water, and the fuel oil is directed from the one end opening 12 to the other end opening 13 of the mixer main body 11 through the axial flow path 14. It is made to flow along an axial direction (it pulls in with the pump 106 from the other end opening part 13 side). By doing so, the inside of the axial flow path 14 can be depressurized, and water can be introduced while being drawn into the covering body introduction hole 36 from the covering body introduction hole 36 of the covering body 30. The water introduced into the covering 30 is swirled through the swirling flow path 37 and introduced while being drawn into the mixer main body 11 from the main body introduction hole 15 of the mixer main body 11. Subsequently, the water introduced while being drawn into the mixer main body 11 from the main body introduction hole 15 of the mixer main body 11 spirals through the spiral flow path 19 around the fuel oil flowing through the axial flow path 14. The fuel oil is sheared and dispersed throughout the spiral flow path 19. As a result, the fuel oil and water are mixed uniformly. At this time, the water is preliminarily swirled around the axis of the axial flow path 14 in the swirling flow path 37, and then swirled and flowed spirally around the axis of the axial flow path 14 through the spiral flow path 19. The That is, the turning is performed while gradually reducing the turning radius from the outer peripheral side of the axial flow path 14 toward the axial center (concentric). Therefore, the swirl flow is accelerated on the axial center side and shears on the fuel oil at a high speed, and the fuel oil is finely and evenly dispersed.

また、流体混合器10は、両端に開口部を有する筒状の混合器本体11と、混合器本体11の外周を一定の間隔を保持して被覆する被覆体30とで構成することができるため、合成樹脂等により軽量で構造簡易かつ安価に製造することができる。   In addition, the fluid mixer 10 can be composed of a cylindrical mixer body 11 having openings at both ends, and a covering 30 that covers the outer periphery of the mixer body 11 with a constant interval. It is lightweight and can be manufactured with a simple structure and at a low cost by using a synthetic resin or the like.

また、本実施形態に係る流体混合器10においては、混合器本体11は、一端開口部12から他端開口部13に向かって漸次拡径させて形成した基端側筒状部16と、基端側筒状部16の終端から他端開口部13まで略同径に形成した先端側筒状部17とを具備し、先端側筒状部17の周壁には、その長手方向との間に一定の鋭角をなして伸延するスリット状の本体導入孔15を複数個形成するとともに、各本体導入孔15は単一仮想螺旋に沿わせてかつその伸延方向に間隔を開けて配置されている。   Further, in the fluid mixer 10 according to the present embodiment, the mixer main body 11 includes a proximal-side cylindrical portion 16 formed by gradually increasing the diameter from the one end opening 12 toward the other end opening 13, and a base A distal end side cylindrical portion 17 formed with substantially the same diameter from the terminal end of the end side cylindrical portion 16 to the other end opening 13, and the peripheral wall of the distal end side cylindrical portion 17 is between the longitudinal direction thereof. A plurality of slit-like main body introduction holes 15 extending at a certain acute angle are formed, and each main body introduction hole 15 is arranged along a single virtual spiral and spaced in the extension direction.

このような構成によれば、混合器本体11の基端側筒状部16を漸次拡径させて形成し、先端側筒状部17を基端側筒状部16の終端から他端開口部13まで略同径に形成して、先端側筒状部17内において水が螺旋状に旋回流動されるようにしているため、基端側筒状部16から先端側筒状部17に流動される燃料油と、先端側筒状部17において螺旋状に旋回流動される水との混和性と旋回性を促進させることができる。この際、本体導入孔15は、先端側筒状部17の周壁には、その長手方向との間に一定の鋭角をなして伸延するスリット状に複数個形成するとともに、複数個の本体導入孔15は単一仮想螺旋上に配置しているため、本体導入孔15から導入された水は混合器本体11内で堅実に螺旋状に旋回される。   According to such a configuration, the proximal end side cylindrical portion 16 of the mixer body 11 is formed by gradually expanding the diameter, and the distal end side cylindrical portion 17 is opened from the end of the proximal end side cylindrical portion 16 to the other end opening portion. 13 so that water is spirally swirled in the distal end side cylindrical portion 17 so that it flows from the proximal end side cylindrical portion 16 to the distal end side cylindrical portion 17. Therefore, the miscibility and the swirlability of the fuel oil and the water that swirls and spirals in the distal end side cylindrical portion 17 can be promoted. At this time, a plurality of main body introduction holes 15 are formed in the peripheral wall of the distal end side cylindrical portion 17 in a slit shape extending at a certain acute angle with the longitudinal direction, and a plurality of main body introduction holes are formed. Since 15 is arranged on a single virtual spiral, the water introduced from the main body introduction hole 15 is steadily swirled in the mixer main body 11 in a spiral shape.

また、本実施形態に係る流体混合器10においては、被覆体30の周壁には、その長手方向に沿って伸延するスリット状の被覆体導入孔36が形成されている。   Further, in the fluid mixer 10 according to the present embodiment, a slit-like covering introduction hole 36 extending along the longitudinal direction is formed in the peripheral wall of the covering 30.

このような構成によれば、被覆体導入孔36を被覆体30の周壁にその長手方向に沿って伸延するスリット状に形成しているため、被覆体導入孔36から導入された水は被覆体30の内周面に沿って流動されて堅実に旋回される。したがって、水が、外周における予備的な旋回流から内周における螺旋状の旋回流に変化して、高速の旋回流となって燃料油に剪断・分散化作用する。その結果、燃料油がサブマイクロレベルで微細化かつ均一化される。   According to such a configuration, since the covering body introduction hole 36 is formed in a slit shape extending along the longitudinal direction on the peripheral wall of the covering body 30, the water introduced from the covering body introduction hole 36 is not covered by the covering body. It flows along the inner peripheral surface of 30 and is swirled firmly. Accordingly, the water changes from a preliminary swirl flow at the outer periphery to a spiral swirl flow at the inner periphery, and becomes a high-speed swirl flow, which acts to shear and disperse the fuel oil. As a result, the fuel oil is made finer and uniform at the sub-micro level.

また、本実施形態に係るエマルション燃料の生成方法は、ポンプ106により吸引されて軸線流路14をその軸線方向に沿って流動する燃料油と、その外周において、旋回流路37を通して旋回流動させた後に、燃料油の流動による減圧効果から生じる吸引により螺旋流路19を通して螺旋状に旋回流動する水とを、軸線流路14の軸線を中心とする螺旋状に旋回させて流動させながら混合するものである。   In addition, in the method for producing emulsion fuel according to the present embodiment, the fuel oil that is sucked by the pump 106 and flows in the axial flow path 14 along the axial direction thereof, and the swirl flow through the swirl flow path 37 at the outer periphery thereof. Later, water that spirally flows through the spiral channel 19 by suction generated from the pressure reduction effect caused by the flow of the fuel oil is mixed while being swirled in a spiral shape around the axis of the axis channel 14 and flowing. It is.

このような方法によれば、軸線流路14をその軸線方向に沿って流動する燃料油に対して、その外周において、旋回流路37を通して予備的に旋回流動させた後に、螺旋流路19を通して高速化して螺旋状に旋回流動する水を、軸線流路14の軸線方向に流動させながら混和させることができる。その結果、水が微細化されるとともに、燃料油に均一に分散される。   According to such a method, the fuel oil flowing along the axial direction of the axial flow path 14 is preliminarily swirled through the swirl flow path 37 on the outer periphery thereof, and then passed through the spiral flow path 19. The water that is swirled and spiraled at high speed can be mixed while flowing in the axial direction of the axial flow path 14. As a result, the water is refined and uniformly dispersed in the fuel oil.

また、本実施形態に係るエマルション燃料の生成方法は、水を収容したケーシング2内において、軸線流路14内に燃料油をポンプ106により吸引して導入し、軸線流路14内の軸線方向に沿う燃料油の流動による減圧効果から生じる吸引により、ケーシング2内に収容した水を軸線流路14内に導入するとともに、軸線流路14の軸線を中心とする螺旋状に旋回させながら燃料油と水とを混合させるものである。   Further, in the method for producing emulsion fuel according to the present embodiment, in the casing 2 containing water, the fuel oil is sucked into the axial flow path 14 by the pump 106 and introduced in the axial direction in the axial flow path 14. The water contained in the casing 2 is introduced into the axial flow path 14 by suction generated from the decompression effect caused by the flow of the fuel oil along the fuel oil, and the fuel oil and the fuel oil are swirled around the axis of the axial flow path 14 It is a mixture with water.

このような方法によれば、軸線流路14内で燃料油を軸線方向に沿って流動させることで軸線流路14内を減圧して、水を旋回させながら導入して燃料油に剪断・分散化作用させることができる。そのため、水の微細化と燃料油への均一化を良好に確保することができる。しかも、かかる混合流体を短時間に安価に生成することができる。   According to such a method, the fuel oil is caused to flow in the axial flow path 14 along the axial direction, thereby reducing the pressure in the axial flow path 14 and introducing water while swirling it to shear and disperse the fuel oil. Can be activated. Therefore, it is possible to satisfactorily ensure water miniaturization and uniform fuel oil. Moreover, such a mixed fluid can be generated in a short time at a low cost.

以上説明したような本実施形態のエマルションエンジンシステム100によれば、エンジン周りの構造を簡単な構造にすることができるとともに、燃料油と水とを混合してエマルション化させたエマルション燃料についてエマルション化した状態を長期にわたって保持することが可能であり、燃料油と水とが互いに分離することに起因する不具合を解消することができる。   According to the emulsion engine system 100 of the present embodiment as described above, the structure around the engine can be simplified, and the emulsion fuel obtained by emulsifying the fuel oil and water is emulsified. It is possible to maintain this state for a long period of time, and it is possible to eliminate problems caused by the separation of fuel oil and water from each other.

本実施形態のエマルションエンジンシステム100によれば、エンジン101の燃焼室の直前において、負圧吸引作用によるせん断力により微粒子化した水粒子と燃料油とが混合してエマルション化されるので、完全にエマルション化された状態の油水混合燃料をエンジン101に燃焼燃料として供給することができる。このため、エンジン101における燃焼効率の向上を図ることができ、しかも、エンジン101の燃焼室の直前で油水混合するためにエンジン101に供給する前に水と燃料油とが分離する恐れがなく完全にエマルション化した状態の燃料を効率よくエンジンに供給することができる。   According to the emulsion engine system 100 of the present embodiment, immediately before the combustion chamber of the engine 101, water particles and fuel oil that have been atomized by the shearing force due to the negative pressure suction action are mixed and emulsified, so The oil-water mixed fuel in an emulsified state can be supplied to the engine 101 as combustion fuel. For this reason, the combustion efficiency in the engine 101 can be improved, and there is no fear that water and fuel oil are separated before being supplied to the engine 101 for oil-water mixing just before the combustion chamber of the engine 101. The fuel in an emulsified state can be efficiently supplied to the engine.

また、本実施形態のエマルションエンジンシステム100は、エンジン101に供給される油水混合燃料についての余剰燃料を燃料油と水とに分離するセパレータ107を備える。これにより、余剰燃料が燃料油と水とに分離されて再度精製、混合(エマルション化)されてエンジン101の燃焼室に供給されることになるため、有益な燃料消費効率を保持することができる。   Moreover, the emulsion engine system 100 of this embodiment is provided with the separator 107 which isolate | separates the surplus fuel about the oil-water mixed fuel supplied to the engine 101 into fuel oil and water. As a result, surplus fuel is separated into fuel oil and water, purified and mixed (emulsified) again, and supplied to the combustion chamber of the engine 101, so that it is possible to maintain beneficial fuel consumption efficiency. .

また、本実施形態に係るエマルション装置102によれば、構造簡易で安価に分散相をマイクロレベルないしサブマイクロレベルに微細化するとともに均一化することができる。つまり、マイクロレベルからサブマイクロレベルの微粒の水滴を生成することができる。具体的には、水滴の粒子径が1〜100μm程度のエマルション燃料を得ることができる。特に、例えば図2に示すように混合器本体11と被覆体30とを有する流体混合器10を備える構成によれば、エマルション燃料の水滴の大部分の粒子径を約1μmにすることができ、サブマイクロレベルの極めて微粒の水滴を生成することができるという優れた性能を得ることができる。また、界面活性剤等の乳化剤なしで、長期(例えば数か月)にわたって安定的なマイクロエマルションを生成することができ、しかも粒子径が均一な水滴を生成できるという優れた性能も得ることができる。このように、本実施形態に係るエマルション装置102によれば、極めて優れたエマルション生成能力(流体混合能力)を得ることができる。なお、エマルション装置102において生成されるエマルションの平均粒子径及び粒子数等にその粘性の影響はほとんど無く、粒子径はポンプ圧、粒子数は導入量によって支配されることが実験等により確認されている。   Moreover, according to the emulsion apparatus 102 according to the present embodiment, the dispersed phase can be refined to a micro level or a sub micro level and made uniform at a low cost with a simple structure. That is, it is possible to generate fine water droplets from the micro level to the sub micro level. Specifically, an emulsion fuel having a water droplet particle size of about 1 to 100 μm can be obtained. In particular, according to the configuration including the fluid mixer 10 having the mixer body 11 and the covering 30 as shown in FIG. 2, for example, the particle diameter of most of the water droplets of the emulsion fuel can be reduced to about 1 μm. It is possible to obtain an excellent performance capable of generating very fine water droplets at the sub-micro level. In addition, it is possible to produce a stable microemulsion over a long period of time (for example, several months) without using an emulsifier such as a surfactant, and it is also possible to obtain excellent performance that water droplets having a uniform particle diameter can be produced. . Thus, according to the emulsion apparatus 102 according to the present embodiment, it is possible to obtain an extremely excellent emulsion generation ability (fluid mixing ability). The viscosity of the average particle size and the number of particles of the emulsion produced in the emulsion apparatus 102 is hardly affected, and it has been confirmed by experiments that the particle size is governed by the pump pressure and the number of particles is controlled by the amount introduced. Yes.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第1実施形態と共通の部分については同一の符号を付する等して説明を適宜省略する。本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100Aは、第1実施形態のエマルションエンジンシステム100との比較において、第1エマルション装置102Aにより得られた油水混合燃料に燃料油を追加するのではなく、第1エマルション装置102Aにより生成された油水混合燃料を、第2エマルション装置102Bのケーシング2内に供給する構成を採用する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate. In comparison with the emulsion engine system 100 of the first embodiment, the emulsion engine system 100A according to the present embodiment does not add fuel oil to the oil / water mixed fuel obtained by the first emulsion device 102A, but the first emulsion. The structure which supplies the oil-water mixed fuel produced | generated by apparatus 102A in the casing 2 of the 2nd emulsion apparatus 102B is employ | adopted.

すなわち、本実施形態では、第2エマルション装置102Bにおいて、水タンク105からの水に代えて、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料がケーシング2内に導入され、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料に代えて、燃料油タンク104からの燃料油が流体混合器10内に供給される。したがって、本実施形態のエマルションエンジンシステム100Aは、第1実施形態のエマルションエンジンシステム100が備える第1燃料油供給路112aおよび第1混合燃料通路118に代えて、図18に示すように、燃料油タンク104と第1エマルション装置102Aとの間に介設された第2燃料油供給路122、および第1エマルション装置102Aと第2エマルション装置102Bとの間に介設された第1混合燃料通路128を有する。   That is, in the present embodiment, in the second emulsion device 102B, instead of the water from the water tank 105, the oil-water mixed fuel generated in the first emulsion device 102A is introduced into the casing 2, and the first emulsion device 102A Instead of the generated oil / water mixed fuel, the fuel oil from the fuel oil tank 104 is supplied into the fluid mixer 10. Therefore, in the emulsion engine system 100A of the present embodiment, as shown in FIG. 18, instead of the first fuel oil supply path 112a and the first mixed fuel path 118 provided in the emulsion engine system 100 of the first embodiment, the fuel oil A second fuel oil supply passage 122 interposed between the tank 104 and the first emulsion device 102A, and a first mixed fuel passage 128 interposed between the first emulsion device 102A and the second emulsion device 102B. Have

具体的には、図18に示すように、エマルションエンジンシステム100Aにおいては、燃料油タンク104から、第2エマルション装置102Bの流体混合器10に燃料油を供給するための第2燃料油供給路122が延設されている。すなわち、第2燃料油供給路122の一端側(上流側)の端部は、燃料油タンク104に接続され、燃料油供給路112の他端側(下流側)の端部は、第2エマルション装置102Bの流体混合器10の始端入口10aに接続されている。かかる構成により、燃料油タンク104の燃料油は、第1燃料油供給路112aによる第1エマルション装置102Aへの供給と同様にして、第2燃料油供給路122によって第2エマルション装置102Bに供給される。   Specifically, as shown in FIG. 18, in the emulsion engine system 100A, the second fuel oil supply path 122 for supplying fuel oil from the fuel oil tank 104 to the fluid mixer 10 of the second emulsion device 102B. Is extended. That is, one end (upstream side) end of the second fuel oil supply path 122 is connected to the fuel oil tank 104, and the other end (downstream side) end of the fuel oil supply path 112 is the second emulsion. It is connected to the start end inlet 10a of the fluid mixer 10 of the apparatus 102B. With this configuration, the fuel oil in the fuel oil tank 104 is supplied to the second emulsion device 102B through the second fuel oil supply passage 122 in the same manner as the supply to the first emulsion device 102A through the first fuel oil supply passage 112a. The

また、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料は、第1混合燃料通路128により、第1エマルション装置102Aの下流側に位置する第2エマルション装置102Bのケーシング2内に供給される。すなわち、第1エマルション装置102Aと第2エマルション装置102Bとは、第1混合燃料通路128により互いに接続されている。第1混合燃料通路128の一端側(上流側)の端部は、第1エマルション装置102Aの終端出口10bに接続され、第1混合燃料通路128の他端側(下流側)の端部は、第2エマルション装置102Bのケーシング2に対して連通接続されている。また、第1混合燃料通路128には、第1エマルション装置102Aにより得られた油水混合燃料を吸引して第2エマルション装置102Bのケーシング2内へと圧送ためのポンプ129が設けられている。   Further, the oil / water mixed fuel generated in the first emulsion device 102A is supplied into the casing 2 of the second emulsion device 102B located on the downstream side of the first emulsion device 102A through the first mixed fuel passage 128. That is, the first emulsion device 102 </ b> A and the second emulsion device 102 </ b> B are connected to each other by the first mixed fuel passage 128. One end side (upstream side) of the first mixed fuel passage 128 is connected to the terminal outlet 10b of the first emulsion device 102A, and the other end side (downstream side) of the first mixed fuel passage 128 is The second emulsion device 102B is connected to the casing 2 in communication. The first mixed fuel passage 128 is provided with a pump 129 for sucking the oil / water mixed fuel obtained by the first emulsion device 102A and pumping it into the casing 2 of the second emulsion device 102B.

このように、本実施形態では、第2エマルション装置102Bのケーシング2内には、水タンク105からの水ではなく、第1エマルション装置102Aで生成された油水混合燃料が導入される。したがって、第1実施形態において水タンク105から第2エマルション装置102Bに対して延設される第2水供給路113b(図1参照)が省略されている。すなわち、本実施形態のエマルションエンジンシステム100Aでは、第1エマルション装置102Aにおいて混合される流体に関し、流体混合器10に導入される第1流体は、燃料油タンク104からの燃料油であり、ケーシング2内に導入される第2流体は、水タンク105からの水である。また、第2エマルション装置102Bにおいて混合される流体に関し、第1流体は燃料油タンク104からの燃料油であり、第2流体は第1エマルション装置102Aからの油水混合燃料である。   Thus, in this embodiment, not the water from the water tank 105 but the oil / water mixed fuel produced in the first emulsion device 102A is introduced into the casing 2 of the second emulsion device 102B. Therefore, in the first embodiment, the second water supply path 113b (see FIG. 1) extending from the water tank 105 to the second emulsion device 102B is omitted. That is, in the emulsion engine system 100A of the present embodiment, regarding the fluid mixed in the first emulsion device 102A, the first fluid introduced into the fluid mixer 10 is fuel oil from the fuel oil tank 104, and the casing 2 The second fluid introduced into the water is water from the water tank 105. Regarding the fluid mixed in the second emulsion device 102B, the first fluid is fuel oil from the fuel oil tank 104, and the second fluid is oil-water mixed fuel from the first emulsion device 102A.

以上のような構成を備える本実施形態のエマルションエンジンシステム100Aは、まず、第1エマルション装置102Aにおいて、燃料油タンク104から流体混合器10内に導入される燃料油と、水タンク105からケーシング2内に導入される水とを混合し、燃料油と水の混合比が約5:5の油水混合燃料を生成する。そして、エマルションエンジンシステム100Aは、第1エマルション装置102Aで得た油水混合燃料に第2エマルション装置102Bにおいて燃料油を混合することで、燃料油と水の混合比が約8:2の油水混合燃料を得る。すなわち、エマルションエンジンシステム100Aは、第2エマルション装置102Bにおいて、燃料油タンク104から流体混合器10内に導入される燃料油と、第1エマルション装置102Aにて生成されケーシング2内に導入される油水混合燃料とを混合し、燃料油と水の混合比が約8:2となるように油水混合燃料を生成する。   In the emulsion engine system 100A of the present embodiment having the above-described configuration, first, in the first emulsion device 102A, the fuel oil introduced into the fluid mixer 10 from the fuel oil tank 104, and the casing 2 from the water tank 105. The water introduced therein is mixed to produce an oil-water mixed fuel having a mixing ratio of fuel oil to water of about 5: 5. The emulsion engine system 100A mixes the fuel oil in the second emulsion device 102B with the oil / water mixed fuel obtained in the first emulsion device 102A, so that the mixture ratio of the fuel oil and water is about 8: 2. Get. That is, the emulsion engine system 100A includes a fuel oil introduced from the fuel oil tank 104 into the fluid mixer 10 in the second emulsion device 102B, and an oil water generated in the first emulsion device 102A and introduced into the casing 2. The mixed fuel is mixed to produce an oil / water mixed fuel so that the mixing ratio of the fuel oil and water is about 8: 2.

このように、エマルションエンジンシステム100Aは、2段階で燃料油の濃度を高めており、第1エマルション装置102Aにおける燃料油と水との混合比を第1の混合比とした場合、第1エマルション装置102Aによって第1の混合比の油水混合燃料を生成し、その第1の混合比の油水混合燃料を用いて、第2エマルション装置102Bによって、第1の混合比よりも燃料油の濃度が高い第2の混合比の油水混合燃料を生成する。   As described above, the emulsion engine system 100A increases the concentration of the fuel oil in two stages, and the first emulsion device when the mixing ratio of the fuel oil and water in the first emulsion device 102A is the first mixing ratio. 102A generates an oil / water mixed fuel having a first mixing ratio, and the second emulsion device 102B uses the oil / water mixed fuel having the first mixing ratio to have a fuel oil concentration higher than the first mixing ratio. An oil / water mixed fuel having a mixing ratio of 2 is generated.

[第3実施形態]
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100Bは、図19に示すように、第2実施形態の構成において、第1エマルション装置102Aから第2エマルション装置102Bに供給された油水混合燃料から分離した水(他の流体)をセパレータ107に導くための戻り配管131を備える。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 19, the emulsion engine system 100B according to the present embodiment has water (others) separated from the oil / water mixed fuel supplied from the first emulsion device 102A to the second emulsion device 102B in the configuration of the second embodiment. The return pipe 131 for guiding the fluid) to the separator 107 is provided.

図19に示すように、本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100Bは、第1エマルション装置102Aから第1混合燃料通路128によって第2エマルション装置102Bのケーシング2内に導かれた油水混合燃料がそのケーシング2内において分離することで生じた水を、戻り配管131によってセパレータ107へ戻すように構成されている。すなわち、戻り配管131は、第2エマルション装置102Bのケーシング2内において油水混合燃料が分離することで生じた水をケーシング2から抜き出すための構成である。   As shown in FIG. 19, in the emulsion engine system 100B according to the present embodiment, the oil-water mixed fuel introduced into the casing 2 of the second emulsion device 102B by the first mixed fuel passage 128 from the first emulsion device 102A is in its casing. The water generated by the separation in 2 is returned to the separator 107 by the return pipe 131. That is, the return pipe 131 is a structure for extracting water generated by the separation of the oil / water mixed fuel from the casing 2 in the casing 2 of the second emulsion device 102B.

上述したように、第2実施形態の構成においては、第1エマルション装置102Aで生成された混合比が約5:5の油水混合燃料が、第1混合燃料通路128により第2エマルション装置102Bのケーシング2内に供給される。この第2エマルション装置102Bのケーシング2内に供給された油水混合燃料は、時間の経過や周囲の状況等により燃料油と水に分離する可能性がある。そこで、本実施形態のエマルションエンジンシステム100Bにおいては、第2エマルション装置102Bのケーシング2内で生じた水を戻り配管131により抜き出し、セパレータ107へと導く構成を採用する。   As described above, in the configuration of the second embodiment, the oil-water mixed fuel having a mixing ratio of about 5: 5 generated by the first emulsion device 102A is converted into the casing of the second emulsion device 102B by the first mixed fuel passage 128. 2 is supplied. The oil / water mixed fuel supplied into the casing 2 of the second emulsion device 102B may be separated into fuel oil and water depending on the passage of time, surrounding conditions, and the like. Therefore, the emulsion engine system 100B of the present embodiment employs a configuration in which water generated in the casing 2 of the second emulsion device 102B is extracted by the return pipe 131 and led to the separator 107.

具体的には、図19に示すように、戻り配管131の一端側(上流側)の端部は、第2エマルション装置102Bのケーシング2における所定の位置に連通接続される。ここで、例えば、ケーシング2内において分離した水は、燃料油と水の比重の関係から、重力の影響によってケーシング2の下側の部分に滞留することになる。このため、戻り配管131の一端側(上流側)の端部は、ケーシング2において水が滞留することになる下側の部分に対して連通接続される。また、戻り配管131の他端側(下流側)の端部は、セパレータ107への油水混合燃料の導入経路であって第2混合燃料通路111の下流側通路部111bから分岐する燃料戻り配管114の中途部に連通接続される。ただし、戻り配管131は、燃料戻り配管114とは別配管としてセパレータ107に直接的に接続されてもよい。   Specifically, as shown in FIG. 19, one end side (upstream side) end of the return pipe 131 is connected to a predetermined position in the casing 2 of the second emulsion device 102B. Here, for example, the water separated in the casing 2 stays in the lower part of the casing 2 due to the influence of gravity due to the specific gravity of the fuel oil and water. For this reason, the end of one end side (upstream side) of the return pipe 131 is connected in communication with a lower part in the casing 2 where water will stay. The other end side (downstream side) of the return pipe 131 is an oil / water mixed fuel introduction path to the separator 107, and the fuel return pipe 114 is branched from the downstream side path portion 111 b of the second mixed fuel path 111. It is connected to the midway part. However, the return pipe 131 may be directly connected to the separator 107 as a separate pipe from the fuel return pipe 114.

このような構成においては、第2エマルション装置102Bのケーシング2内において油水混合燃料が分離することにより生じた水、あるいは水の割合が高い油水混合燃料が、戻り配管131によってセパレータ107へと導かれる。戻り配管131には、例えば、第2エマルション装置102Bのケーシング2からセパレータ107側への一方向の流れを形成するための逆止弁等の弁機構や、第2エマルション装置102Bのケーシング2から水を抜き出してセパレータ107に導くためのポンプ等が適宜設けられる。   In such a configuration, the water generated by the separation of the oil / water mixed fuel in the casing 2 of the second emulsion device 102B or the oil / water mixed fuel having a high ratio of water is guided to the separator 107 by the return pipe 131. . The return pipe 131 includes, for example, a valve mechanism such as a check valve for forming a one-way flow from the casing 2 of the second emulsion device 102B to the separator 107, or water from the casing 2 of the second emulsion device 102B. A pump or the like is suitably provided for extracting the water and guiding it to the separator 107.

以上のような本実施形態のエマルションエンジンシステム100Bによれば、第2エマルション装置102Bのケーシング2内において油水混合燃料の分離が生じた場合であっても、ケーシング2内から水を排出することが可能となる。これにより、第2エマルション装置102Bの流体混合器10において燃料油タンク104から第2燃料油供給路122によって供給される燃料油と混合される対象となる第2エマルション装置102Bのケーシング2内の油水混合燃料について、分離することによって混合比率が変化することを抑制することができる。したがって、第2エマルション装置102Bから第2混合燃料通路111によって油水混合燃料を供給する構成において、所定の混合比率の油水混合燃料をエンジン101に安定して供給することが可能となる。つまり、第2エマルション装置102Bにより生成される油水混合燃料の燃料油と水の混合比率の安定性を向上させることができる。   According to the emulsion engine system 100B of the present embodiment as described above, water can be discharged from the casing 2 even when the oil-water mixed fuel is separated in the casing 2 of the second emulsion device 102B. It becomes possible. As a result, in the fluid mixer 10 of the second emulsion device 102B, the oil water in the casing 2 of the second emulsion device 102B that is to be mixed with the fuel oil supplied from the fuel oil tank 104 through the second fuel oil supply path 122. It can suppress that a mixing ratio changes by isolate | separating about mixed fuel. Therefore, in the configuration in which the oil / water mixed fuel is supplied from the second emulsion device 102B through the second mixed fuel passage 111, it becomes possible to stably supply the oil / water mixed fuel with a predetermined mixing ratio to the engine 101. That is, the stability of the mixing ratio of the fuel oil and water of the oil / water mixed fuel produced by the second emulsion device 102B can be improved.

[第4実施形態]
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100Cは、エンジン101に供給される油水混合燃料の余剰燃料に関し、上述したようにセパレータ107により燃料油と水とを互いに分離して燃料油タンク104および水タンク105の各タンクに戻す構成に代えて、余剰燃料を油水混合燃料のまま第1エマルション装置102Aのケーシング2内に戻すための構成を備える。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described. In the emulsion engine system 100C according to the present embodiment, the fuel oil and the water tank 105 are separated from each other by the separator 107 as described above with respect to the surplus fuel of the oil / water mixed fuel supplied to the engine 101. It replaces with the structure returned to each of these tanks, and the structure for returning surplus fuel in the casing 2 of 102 A of 1st emulsion apparatuses with an oil-water mixed fuel is provided.

具体的には、図20に示すように、本実施形態のエマルションエンジンシステム100Cは、余剰燃料を燃料油と水に分離して第1エマルション装置102Aに戻すのではなく、余剰燃料をそのまま直接的に第1エマルション装置102Aに戻し、燃料油と水と余剰燃料との三者混合を行って再度所定の油水混合燃料を生成するように構成されている。したがって、エマルションエンジンシステム100Cは、エンジン101に供給されるエマルション燃料の余剰燃料を第1エマルション装置102Aに戻す燃料戻り配管141を備える。燃料戻り配管141は、燃料噴射弁101aの手前となる第2混合燃料通路111の下流側通路部111bから分岐するとともに、下流側の端部が第1エマルション装置102Aのケーシング2内に連通接続される。燃料戻り配管141によれば、第2混合燃料通路111の下流側通路部111bから余剰燃料が第1エマルション装置102Aのケーシング2内に戻される。そして、第1エマルション装置102Aは、燃料油と水と燃料戻り配管141により戻された余剰燃料との三者を混合してエマルション燃料を生成する。なお、図20に示す例は、第2実施形態のエマルションエンジンシステム100Aの構成をベースにしている。   Specifically, as shown in FIG. 20, the emulsion engine system 100C of the present embodiment does not separate the surplus fuel into fuel oil and water and return it to the first emulsion device 102A, but directly surplus fuel as it is. Returning to the first emulsion device 102A, the fuel oil, water and surplus fuel are mixed three times to generate a predetermined oil / water mixed fuel again. Therefore, the emulsion engine system 100C includes the fuel return pipe 141 that returns the surplus fuel of the emulsion fuel supplied to the engine 101 to the first emulsion device 102A. The fuel return pipe 141 branches from the downstream passage portion 111b of the second mixed fuel passage 111 that is in front of the fuel injection valve 101a, and the downstream end portion thereof is connected to the casing 2 of the first emulsion device 102A. The According to the fuel return pipe 141, surplus fuel is returned from the downstream side passage portion 111 b of the second mixed fuel passage 111 into the casing 2 of the first emulsion device 102 </ b> A. Then, the first emulsion device 102A mixes the fuel oil, water, and the surplus fuel returned by the fuel return pipe 141 to generate emulsion fuel. In addition, the example shown in FIG. 20 is based on the structure of the emulsion engine system 100A of 2nd Embodiment.

このように、本実施形態では、燃料戻り配管141を第1エマルション装置102Aに連通させて余剰燃料がケーシング2内の水と混合される。このケーシング2内の余剰燃料と水との混合流体は、被覆体30の被覆体導入孔36および本体導入孔15、あるいは変形例の場合は本体導入孔15のみを通って混合器本体11内に吸引され、せん断作用によって微粒子化される。これにより、流体混合器10内において、余剰燃料および水の混合流体と燃料油とが混合された三者混合の油水混合燃料が生成され、その油水混合燃料が第2エマルション装置102Bへと導入され、第2エマルション装置102Bによる混合を経て、第2混合燃料通路111によってエンジン101に供給される。   Thus, in this embodiment, the fuel return pipe 141 is communicated with the first emulsion device 102 </ b> A, so that surplus fuel is mixed with the water in the casing 2. The mixed fluid of surplus fuel and water in the casing 2 passes through the covering body introduction hole 36 and the main body introduction hole 15 of the covering body 30 or, in the modification, only the main body introduction hole 15 into the mixer body 11. Aspirated and atomized by shearing action. As a result, in the fluid mixer 10, a three-way mixed oil / water mixed fuel in which the mixed fluid of surplus fuel and water and the fuel oil are mixed is generated, and the oil / water mixed fuel is introduced into the second emulsion device 102B. After being mixed by the second emulsion device 102 </ b> B, it is supplied to the engine 101 by the second mixed fuel passage 111.

本実施形態のように余剰燃料を第1エマルション装置102A内において燃料油と水と共に混合する構成においては、適正な油水混合燃料を得るため、燃料油と水と余剰燃料との混合比の制御が行われることが望ましい。かかる混合比の制御を行うための構成として、エマルションエンジンシステム100Cは、図20に示すように、エンジン101に供給される油水混合燃料の粘度を計測するための粘度センサ142と、第1エマルション装置102Aに供給される水の量を制御するための制御弁143と、これら粘度センサ142と制御弁143とを互いに結線するフィードバック回線144とを備える。   In the configuration in which the surplus fuel is mixed with the fuel oil and water in the first emulsion device 102A as in the present embodiment, the control of the mixing ratio of the fuel oil, water, and surplus fuel is performed in order to obtain an appropriate oil / water mixture fuel. It is desirable to be done. As a configuration for controlling the mixing ratio, as shown in FIG. 20, an emulsion engine system 100C includes a viscosity sensor 142 for measuring the viscosity of the oil / water mixed fuel supplied to the engine 101, and a first emulsion device. A control valve 143 for controlling the amount of water supplied to 102A and a feedback line 144 for connecting the viscosity sensor 142 and the control valve 143 to each other are provided.

粘度センサ142は、第2エマルション装置102Bで生成された油水混合燃料をエンジン101に導く第2混合燃料通路111に設けられる。図20に示す例では、粘度センサ142は、第2混合燃料通路111におけるポンプ106の上流側の部分である上流側通路部111aに設けられている。なお、粘度センサ142は、第2混合燃料通路111の下流側通路部111bに設けられてもよい。   The viscosity sensor 142 is provided in the second mixed fuel passage 111 that guides the oil / water mixed fuel generated by the second emulsion device 102 </ b> B to the engine 101. In the example shown in FIG. 20, the viscosity sensor 142 is provided in the upstream-side passage portion 111 a that is the upstream portion of the pump 106 in the second mixed fuel passage 111. The viscosity sensor 142 may be provided in the downstream passage portion 111 b of the second mixed fuel passage 111.

制御弁143は、水タンク105から第1エマルション装置102Aに対する第1水供給路113aに設けられている。制御弁143は、例えば電磁制御弁であり、粘度センサ142による検出信号に基づいて開閉動作についての制御を受ける。制御弁143は、その開閉動作によって第1水供給路113aの通路面積を制御する。つまり、制御弁143の開閉動作により、第1水供給路113aから第1エマルション装置102Aに供給される水の量が制御される。   The control valve 143 is provided in the first water supply path 113a from the water tank 105 to the first emulsion device 102A. The control valve 143 is, for example, an electromagnetic control valve, and receives control on the opening / closing operation based on a detection signal from the viscosity sensor 142. The control valve 143 controls the passage area of the first water supply passage 113a by its opening / closing operation. That is, the amount of water supplied from the first water supply passage 113a to the first emulsion device 102A is controlled by the opening / closing operation of the control valve 143.

粘度センサ142と制御弁143は、フィードバック回線144を介して互いに接続されることで、制御弁143の開閉動作が、粘度センサ142により検出される油水混合燃料の粘度に基づいてフィードバック制御されるように構成されている。すなわち、エンジン101に供給される油水混合燃料の粘度について予め所定の粘度が設定され、粘度センサ142により検出される油水混合燃料の粘度がその所定の粘度となるように、制御弁143の開閉動作、つまり第1エマルション装置102Aに対する単位時間当たりの水の供給量がフィードバック制御される。   The viscosity sensor 142 and the control valve 143 are connected to each other via a feedback line 144 so that the opening / closing operation of the control valve 143 is feedback-controlled based on the viscosity of the oil / water mixed fuel detected by the viscosity sensor 142. It is configured. That is, the opening / closing operation of the control valve 143 is performed so that a predetermined viscosity is set in advance for the viscosity of the oil / water mixed fuel supplied to the engine 101 and the viscosity of the oil / water mixed fuel detected by the viscosity sensor 142 becomes the predetermined viscosity. That is, the amount of water supplied per unit time to the first emulsion device 102A is feedback-controlled.

粘度センサ142からの信号に基づく制御弁143のフィードバック制御に関しては、粘度センサ142または制御弁143と一体的にあるいは別体として設けられる制御部が用いられる。ただし、このフィードバック制御については、エンジン101が備えるECU(Engine Control Unit)が用いられてもよい。この場合、粘度センサ142および制御弁143はそれぞれECUに接続され、ECUにより粘度センサ142からの信号に基づく制御弁143のフィードバック制御が行われる。   For feedback control of the control valve 143 based on a signal from the viscosity sensor 142, a control unit provided integrally or separately with the viscosity sensor 142 or the control valve 143 is used. However, for this feedback control, an ECU (Engine Control Unit) provided in the engine 101 may be used. In this case, the viscosity sensor 142 and the control valve 143 are each connected to the ECU, and feedback control of the control valve 143 based on a signal from the viscosity sensor 142 is performed by the ECU.

以上のようなフィードバック制御構成を採用することにより、燃料油、水、および戻り余剰燃料の三者混合の油水混合燃料の粘度、すなわち、燃料油と水との混合比を適正に制御することができる。本実施形態では、水タンク105から第1エマルション装置102Aへの水の供給量を制御することにより、燃料油、水、余剰燃料の三者を適切な比率で混合する構成を採用している。   By adopting the feedback control configuration as described above, it is possible to properly control the viscosity of the oil / water mixed fuel of the three-component mixture of the fuel oil, water, and the return surplus fuel, that is, the mixing ratio of the fuel oil and water. it can. In this embodiment, the structure which mixes three of fuel oil, water, and an excess fuel by an appropriate ratio is controlled by controlling the supply amount of the water from the water tank 105 to the 1st emulsion apparatus 102A.

本実施形態のエマルションエンジンシステム100Cによれば、エンジン101に供給される油水混合燃料についての余剰燃料を燃料油と水に分離することなく、第1エマルション装置102Aにおいて再度混合(エマルション化)されて第2エマルション装置102Bを経てからエンジン101の燃焼室に供給されることになる。このため、セパレータ等の燃料油と水と分離するための構成を設ける必要がなく、簡単な構成により、有益な燃料消費効率を保持することができる。   According to the emulsion engine system 100C of the present embodiment, the surplus fuel of the oil / water mixed fuel supplied to the engine 101 is mixed (emulsified) again in the first emulsion device 102A without being separated into fuel oil and water. It will be supplied to the combustion chamber of the engine 101 after passing through the second emulsion device 102B. For this reason, it is not necessary to provide a configuration for separating the fuel oil and water such as a separator, and useful fuel consumption efficiency can be maintained with a simple configuration.

なお、本実施形態では、水タンク105から第1エマルション装置102Aへの水の供給量を制御することにより、燃料油、水、余剰燃料の三者の混合比率を制御する構成を採用しているが、かかる構成に代えてあるいは加えて、燃料油タンク104から第1エマルション装置102Aへの燃料油の供給量を制御することで、三者の混合比率を制御する構成を採用してもよい。この場合、例えば、燃料油タンク104から第1エマルション装置102Aに対する第1燃料油供給路112aに制御弁が設けられ、この制御弁の開閉動作が、粘度センサ142の検出信号に基づいてフィードバック制御される構成が用いられる。また、本実施形態のように余剰燃料を油水混合燃料のまま第1エマルション装置102Aのケーシング2内に戻すための構成に加えて、第1実施形態のようなセパレータ107により燃料油と水とを互いに分離して燃料油タンク104および水タンク105の各タンクに戻す構成が用いられてもよい。つまり、第1実施形態のセパレータ107を含む構成と、第4実施形態の直接的な燃料戻り配管141との組合せであってもよい。   In addition, in this embodiment, the structure which controls the mixing ratio of fuel oil, water, and a surplus fuel is controlled by controlling the supply amount of water from the water tank 105 to the first emulsion device 102A. However, instead of or in addition to such a configuration, a configuration in which the mixing ratio of the three components is controlled by controlling the amount of fuel oil supplied from the fuel oil tank 104 to the first emulsion device 102A may be employed. In this case, for example, a control valve is provided in the first fuel oil supply path 112a from the fuel oil tank 104 to the first emulsion device 102A, and the opening / closing operation of the control valve is feedback-controlled based on the detection signal of the viscosity sensor 142. Is used. Further, in addition to the configuration for returning the surplus fuel to the casing 2 of the first emulsion device 102A as the oil-water mixed fuel as in this embodiment, the fuel oil and water are separated by the separator 107 as in the first embodiment. A configuration may be used in which the fuel oil tank 104 and the water tank 105 are separated and returned to each other. That is, a combination of the configuration including the separator 107 of the first embodiment and the direct fuel return pipe 141 of the fourth embodiment may be used.

また、本実施形態のエマルションエンジンシステム100Cは、エンジン101に供給される油水混合燃料の余剰燃料を第1エマルション装置102Aのケーシング2内に戻すための構成に代えてまたは加えて、同余剰燃料を第2エマルション装置102Bのケーシング2内に戻すための構成を備えてもよい。この場合、例えば図20に示すように、第2混合燃料通路111の下流側通路部111bから分岐するとともに下流側の端部が第2エマルション装置102Bのケーシング2内に連通接続される燃料戻り配管145が設けられる。燃料戻り配管145によれば、第2混合燃料通路111の下流側通路部111bから余剰燃料が第2エマルション装置102Bのケーシング2内に戻される。そして、第2エマルション装置102Bは、燃料油タンク104からの燃料油と、第1エマルション装置102Aにより生成された油水混合燃料と、燃料戻り配管145により戻された余剰燃料との三者を混合してエマルション燃料を生成する。   In addition, the emulsion engine system 100C according to the present embodiment replaces or adds the surplus fuel of the oil / water mixed fuel supplied to the engine 101 into the casing 2 of the first emulsion device 102A. You may provide the structure for returning in the casing 2 of the 2nd emulsion apparatus 102B. In this case, for example, as shown in FIG. 20, a fuel return pipe branching from the downstream passage portion 111b of the second mixed fuel passage 111 and having a downstream end connected in communication with the casing 2 of the second emulsion device 102B. 145 is provided. According to the fuel return pipe 145, surplus fuel is returned from the downstream side passage portion 111b of the second mixed fuel passage 111 into the casing 2 of the second emulsion device 102B. Then, the second emulsion device 102B mixes the fuel oil from the fuel oil tank 104, the oil / water mixed fuel generated by the first emulsion device 102A, and the surplus fuel returned by the fuel return pipe 145. To produce emulsion fuel.

なお、図20に示す例では、第2実施形態のエマルションエンジンシステム100Aの構成をベースにして燃料戻り配管141や粘度センサ142等の第4実施形態に係る構成を示しているが、第4実施形態に係る構成は、第1実施形態のエマルションエンジンシステム100において適用されてもよい。   In the example shown in FIG. 20, the configuration according to the fourth embodiment such as the fuel return pipe 141 and the viscosity sensor 142 is shown based on the configuration of the emulsion engine system 100A of the second embodiment. The structure which concerns on a form may be applied in the emulsion engine system 100 of 1st Embodiment.

[第5実施形態]
本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態に係るエマルションエンジンシステム100Dは、図21に示すように、第4実施形態の構成において、第2エマルション装置102Bからエンジン101に対するエマルション燃料の供給経路に設けられ余剰燃料を送り出すフィードポンプ151を備える。フィードポンプ151は、エンジン101とポンプ106との間において、燃料戻り配管141の始端が連通するように設けられる。フィードポンプ151は、第2混合燃料通路111のエンジン101とポンプ106との間の部分である下流側通路部111bに設けられている。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 21, an emulsion engine system 100D according to the present embodiment is provided in a supply path for emulsion fuel from the second emulsion device 102B to the engine 101 in the configuration of the fourth embodiment. Is provided. The feed pump 151 is provided between the engine 101 and the pump 106 so that the start end of the fuel return pipe 141 communicates. The feed pump 151 is provided in the downstream side passage portion 111 b that is a portion of the second mixed fuel passage 111 between the engine 101 and the pump 106.

このような構成によれば、ポンプ106により油水混合燃料が第2エマルション装置102Bから第2混合燃料通路111を介して吸引されてエンジン101の燃料噴射弁101aに供給されるとともに、フィードポンプ151により余剰燃料が燃料戻り配管141によって所定の圧力で確実に第1エマルション装置102Aのケーシング2内へと戻される。これにより、上述したように粘度センサ142および制御弁143を含む構成によってフィードバック制御する燃料油と水の混合比を安定して適正に制御することができる。   According to such a configuration, the oil-water mixed fuel is sucked from the second emulsion device 102B through the second mixed fuel passage 111 by the pump 106 and supplied to the fuel injection valve 101a of the engine 101, and by the feed pump 151. Excess fuel is reliably returned into the casing 2 of the first emulsion device 102A by the fuel return pipe 141 at a predetermined pressure. Thereby, as described above, the mixing ratio of the fuel oil and water to be feedback-controlled by the configuration including the viscosity sensor 142 and the control valve 143 can be stably and appropriately controlled.

なお、エンジン101に供給される油水混合燃料の余剰燃料を第2エマルション装置102Bに戻すための燃料戻り配管145を備える構成においては、図示は省略するが、燃料戻り配管145の始端が連通するフィードポンプを第2混合燃料通路111に設けてもよい。かかる構成によれば、ポンプ106により油水混合燃料が第2エマルション装置102Bから混合燃料通路111を介して吸引されてエンジン101の燃料噴射弁101aに供給されるとともに、フィードポンプにより余剰燃料が燃料戻り配管145によって所定の圧力で確実に第2エマルション装置102Bのケーシング2内へと戻される。   In the configuration including the fuel return pipe 145 for returning the surplus fuel of the oil / water mixed fuel supplied to the engine 101 to the second emulsion device 102B, although not shown in the drawing, the feed to which the starting end of the fuel return pipe 145 communicates is omitted. A pump may be provided in the second mixed fuel passage 111. According to such a configuration, the oil / water mixed fuel is sucked from the second emulsion device 102B via the mixed fuel passage 111 by the pump 106 and supplied to the fuel injection valve 101a of the engine 101, and excess fuel is returned to the fuel by the feed pump. The pipe 145 reliably returns the casing 2 of the second emulsion apparatus 102B to a predetermined pressure.

さらに、余剰燃料を第2エマルション装置102Bに戻すための燃料戻り配管145を備える第4実施形態に係る構成を第1実施形態のエマルションエンジンシステム100において適用した場合、第2エマルション装置102Bに水を供給するための第2水供給路113bに、第2混合燃料通路111の粘度センサ142に対して所定のフィードバック回線を介して接続される制御弁を設けてもよい。かかる構成により、第2エマルション装置102Bに対する単位時間当たりの水の供給量がフィードバック制御される。このような構成によれば、上述のように燃料戻り配管145の始端が連通するフィードポンプを第2混合燃料通路111に設ける構成を採用することで、第2エマルション装置102Bにおける流体の混合比を安定して適正に制御することができる。   Furthermore, when the structure which concerns on 4th Embodiment provided with the fuel return piping 145 for returning excess fuel to the 2nd emulsion apparatus 102B is applied in the emulsion engine system 100 of 1st Embodiment, water is supplied to the 2nd emulsion apparatus 102B. A control valve connected to the viscosity sensor 142 of the second mixed fuel passage 111 via a predetermined feedback line may be provided in the second water supply passage 113b for supply. With this configuration, the amount of water supplied per unit time to the second emulsion device 102B is feedback controlled. According to such a configuration, the fluid mixing ratio in the second emulsion device 102B can be increased by adopting a configuration in which the feed pump that communicates with the start end of the fuel return pipe 145 is provided in the second mixed fuel passage 111 as described above. It can be controlled stably and properly.

以上の各実施形態を用いて説明した本発明に係るエマルションエンジンシステムによれば、次のような効果が奏される。すなわち、本発明に係るエマルションエンジンシステムは、エマルション装置を構造簡易で軽量・コンパクトかつ安価に製造することができる。そのため、必要な初期コストに対する効果は非常に大きい。そして、エマルション装置の洗浄作業やメンテナンス作業を迅速かつ簡単に行うことができる。また、本発明に係るエマルション燃料の生成方法は、分散相としての第2流体(水等)を効率良く剪断・分散することができる。しかも、第2流体をマイクロレベルないしはサブマイクロレベルに微細化するとともに均一化することができる。そのため、短時間に大量の混合流体としてのエマルション燃料を安価に生成することができる。特に、本発明は、液相−液相の2相を高速で旋回混流させることによりマイクロエマルション(マイクロオーダーのエマルション)を生成することができるものであり、乳化速度を飛躍的に向上させることができるものである。したがって、エマルションの短時間・大量・安価生成に好適なものである。   According to the emulsion engine system according to the present invention described using the above embodiments, the following effects are exhibited. That is, the emulsion engine system according to the present invention can manufacture the emulsion device with a simple structure, light weight, compact size and low cost. Therefore, the effect on the required initial cost is very large. And the washing | cleaning operation | work and maintenance operation | work of an emulsion apparatus can be performed quickly and easily. In addition, the method for producing an emulsion fuel according to the present invention can efficiently shear and disperse the second fluid (water or the like) as a dispersed phase. In addition, the second fluid can be miniaturized to a micro level or a sub micro level and uniform. Therefore, emulsion fuel as a large amount of mixed fluid can be produced at a low cost in a short time. In particular, the present invention can generate a microemulsion (micro-order emulsion) by swirling and mixing two phases of a liquid phase and a liquid phase at high speed, and can dramatically improve the emulsification rate. It can be done. Therefore, it is suitable for short-time, large-scale and inexpensive production of emulsions.

また、本発明に係るエマルションエンジンシステムは、エンジンに対する燃料の供給経路において、少なくとも2つのエマルション装置を備え、これらのエマルション装置によって第1流体と第2流体の混合比を段階的に変化させる構成を採用する。このため、本発明に係るエマルションエンジンシステムによれば、第1流体と第2流体の混合比について所望の混合比のエマルション燃料を効率的に得ることができる。   In addition, the emulsion engine system according to the present invention includes at least two emulsion devices in a fuel supply path to the engine, and has a configuration in which the mixing ratio of the first fluid and the second fluid is changed stepwise by these emulsion devices. adopt. For this reason, according to the emulsion engine system according to the present invention, it is possible to efficiently obtain emulsion fuel having a desired mixing ratio with respect to the mixing ratio of the first fluid and the second fluid.

近年、マイクロエマルション生成の手法は、半導体分野で用いられるフォトレジストを用いて基盤上に微細な溝を形成し、油(あるいは水)を押し出すことによって生成する手法に移りつつある。この手法は均一な粒子径を生成できる利点がある反面、微細加工等の単価が高いことや生成されるエマルション数の時間効率が悪いなどの欠点が挙げられる。一方、本発明に係るエマルション装置は、低コストでマイクロオーダーのエマルション燃料を生成可能なことや、エマルション燃料を生成する時間効率が高い等の効果を奏する。つまり、水−油を引き入れるポンプ出力の可変制御のみで多量から少量までの均一なエマルションの生成が可能であり、スケールアップが容易である。さらには、界面活性剤等の乳化剤を含まずに安定性のあるエマルション燃料の生成が可能である。   In recent years, the microemulsion generation method has been shifted to a method of forming fine grooves on a substrate using a photoresist used in the semiconductor field and extruding oil (or water). While this method has an advantage that a uniform particle size can be generated, there are disadvantages such as a high unit price for fine processing and a poor time efficiency of the number of emulsions to be generated. On the other hand, the emulsion apparatus according to the present invention can produce micro-order emulsion fuel at low cost, and has effects such as high time efficiency for producing emulsion fuel. That is, it is possible to produce a uniform emulsion from a large amount to a small amount only by variable control of the pump output for drawing water-oil, and it is easy to scale up. Furthermore, it is possible to produce a stable emulsion fuel without containing an emulsifier such as a surfactant.

10 流体混合器
11 混合器本体
12 一端開口部
13 他端開口部
14 軸線流路
15 本体導入孔
19 螺旋流路
30 被覆体
100 エマルションエンジンシステム
101 エンジン
102 エマルション装置
102A 第1エマルション装置
102B 第2エマルション装置
104 燃料油タンク(第1のタンク)
105 水タンク(第2のタンク)
106 ポンプ
131 戻り配管
141 燃料戻り配管
151 フィードポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fluid mixer 11 Mixer main body 12 One end opening part 13 Other end opening part 14 Axis flow path 15 Main body introduction hole 19 Spiral flow path 30 Covering body 100 Emulsion engine system 101 Engine 102 Emulsion apparatus 102A 1st emulsion apparatus 102B 2nd emulsion Device 104 Fuel oil tank (first tank)
105 Water tank (second tank)
106 Pump 131 Return pipe 141 Fuel return pipe 151 Feed pump

Claims (5)

エンジンと、
燃料油と他の流体とを混合してエマルション燃料を生成する第1エマルション装置と、
前記第1エマルション装置に供給される燃料油を貯溜する第1のタンクと、
前記第1エマルション装置に供給される他の流体を貯溜する第2のタンクと、
前記エンジンに対する燃料の供給経路において前記第1エマルション装置の下流側に設けられ、前記第1エマルション装置により生成されたエマルション燃料の供給を受けて、燃料油と他の流体とを混合してエマルション燃料を生成する第2エマルション装置と、
前記第2エマルション装置により生成されたエマルション燃料を吸引して前記エンジンに供給するためのポンプと、を備え、
前記第1エマルション装置および前記第2エマルション装置の各エマルション装置は、両端に開口部を有する筒状の混合器本体を有し、該混合器本体には、一端開口部から導入した第1流体を軸線方向に流動させて他端開口部から導出する軸線流路と、前記混合器本体の周壁に形成した本体導入孔から導入した第2流体を前記混合器本体の内周面に沿わせて前記軸線流路の軸線を中心とする螺旋状に旋回させながら流動させて第1流体と第2流体とを混合して他端開口部から導出する螺旋流路とが形成されている、
エマルションエンジンシステム。
Engine,
A first emulsion device that mixes fuel oil with another fluid to produce an emulsion fuel;
A first tank for storing fuel oil supplied to the first emulsion device;
A second tank for storing other fluid supplied to the first emulsion device;
In the fuel supply path to the engine, the emulsion fuel is provided on the downstream side of the first emulsion device, receives the emulsion fuel generated by the first emulsion device, and mixes the fuel oil and other fluids to give the emulsion fuel. A second emulsion device for generating
A pump for sucking the emulsion fuel produced by the second emulsion device and supplying it to the engine,
Each emulsion device of the first emulsion device and the second emulsion device has a cylindrical mixer body having openings at both ends, and the first fluid introduced from the one end opening is supplied to the mixer body. An axial flow path that flows in the axial direction and is led out from the opening at the other end, and the second fluid introduced from the main body introduction hole formed in the peripheral wall of the mixer main body along the inner peripheral surface of the mixer main body A spiral flow path is formed in which the first fluid and the second fluid are mixed while being swirled in a spiral shape around the axis of the axial flow path and led out from the other end opening.
Emulsion engine system.
前記エンジンに供給されるエマルション燃料の余剰燃料を受け、該余剰燃料を燃料油と他の流体とに分離するセパレータをさらに備え、
前記セパレータにより分離された燃料油を前記第1のタンクに戻し、
前記セパレータにより分離された他の流体を前記第2のタンクに戻す、
請求項1に記載のエマルションエンジンシステム。
A separator for receiving surplus fuel of the emulsion fuel supplied to the engine and separating the surplus fuel into fuel oil and other fluid;
The fuel oil separated by the separator is returned to the first tank,
Returning the other fluid separated by the separator to the second tank;
The emulsion engine system according to claim 1.
前記第1エマルション装置から前記第2エマルション装置に供給されたエマルション燃料から分離した他の流体を前記セパレータに導くための戻り配管をさらに備えた、
請求項2に記載のエマルションエンジンシステム。
A return pipe for guiding other fluid separated from the emulsion fuel supplied from the first emulsion device to the second emulsion device to the separator;
The emulsion engine system according to claim 2.
前記エンジンに供給されるエマルション燃料の余剰燃料を前記第1エマルション装置に戻す燃料戻り配管をさらに備え、
前記第1エマルション装置は、燃料油と他の流体と前記燃料戻り配管により戻された前記余剰燃料とを混合してエマルション燃料を生成する、
請求項1に記載のエマルションエンジンシステム。
A fuel return pipe for returning surplus fuel of the emulsion fuel supplied to the engine to the first emulsion device;
The first emulsion device mixes fuel oil, another fluid, and the surplus fuel returned by the fuel return pipe to produce emulsion fuel.
The emulsion engine system according to claim 1.
前記第2エマルション装置から前記エンジンに対するエマルション燃料の供給経路に設けられ前記余剰燃料を送り出すフィードポンプをさらに備えた、
請求項2〜4のいずれか1項に記載のエマルションエンジンシステム。
A feed pump that is provided in a supply path of emulsion fuel from the second emulsion device to the engine and that feeds the surplus fuel;
The emulsion engine system according to any one of claims 2 to 4.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017115638A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 深井 利春 Fuel supply device for internal combustion engine and its supply method
DE102016200751A1 (en) 2016-01-20 2017-07-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for controlling or regulating the amount of a fuel mixture
WO2020059361A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Internal combustion engine for ship
CN111219278A (en) * 2018-11-27 2020-06-02 保时捷股份公司 Mixing device for a fuel injection system of an internal combustion engine
JP7437557B2 (en) 2019-06-24 2024-02-22 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Marine internal combustion engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08303305A (en) * 1995-05-10 1996-11-19 New Sulzer Diesel Ag Emulsion mixing-supplying method and equipment for internal combustion type diesel-engine
JP2001248501A (en) * 2000-03-08 2001-09-14 Seiichi Futaboshi Hydrous oily fuel, its manufacturing method and device
JP2009180418A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Nippon Yusen Kk Fuel blend feeding device and feeding method for fuel blend
JP2011032998A (en) * 2009-08-05 2011-02-17 Koikeda Akira Internal combustion engine
WO2012086685A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 独立行政法人国立高等専門学校機構 Fluid mixer and fluid mixing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08303305A (en) * 1995-05-10 1996-11-19 New Sulzer Diesel Ag Emulsion mixing-supplying method and equipment for internal combustion type diesel-engine
JP2001248501A (en) * 2000-03-08 2001-09-14 Seiichi Futaboshi Hydrous oily fuel, its manufacturing method and device
JP2009180418A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Nippon Yusen Kk Fuel blend feeding device and feeding method for fuel blend
JP2011032998A (en) * 2009-08-05 2011-02-17 Koikeda Akira Internal combustion engine
WO2012086685A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 独立行政法人国立高等専門学校機構 Fluid mixer and fluid mixing method

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017115638A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 深井 利春 Fuel supply device for internal combustion engine and its supply method
DE102016200751A1 (en) 2016-01-20 2017-07-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for controlling or regulating the amount of a fuel mixture
DE102016200751B4 (en) 2016-01-20 2018-03-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for controlling or regulating the amount of a fuel mixture
CN108350834A (en) * 2016-01-20 2018-07-31 宝马股份公司 For open loop or the method and apparatus of the amount of closed-loop control fuel mixture
US10598131B2 (en) 2016-01-20 2020-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for the open-loop or closed-loop control of the amount of a fuel mixture
JP2020051259A (en) * 2018-09-21 2020-04-02 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Marine internal combustion engine
WO2020059361A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Internal combustion engine for ship
KR20210044901A (en) * 2018-09-21 2021-04-23 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 Marine internal combustion engine
CN112739902A (en) * 2018-09-21 2021-04-30 日本发动机股份有限公司 Internal combustion engine for ship
JP7228355B2 (en) 2018-09-21 2023-02-24 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション marine internal combustion engine
KR102531804B1 (en) * 2018-09-21 2023-05-11 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 internal combustion engines for ships
CN111219278A (en) * 2018-11-27 2020-06-02 保时捷股份公司 Mixing device for a fuel injection system of an internal combustion engine
CN111219278B (en) * 2018-11-27 2021-11-12 保时捷股份公司 Mixing device for a fuel injection system of an internal combustion engine
JP7437557B2 (en) 2019-06-24 2024-02-22 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Marine internal combustion engine

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