JP5147006B2 - Emulsion fuel, emulsion fuel production method, emulsion fuel production apparatus and emulsion fuel supply apparatus - Google Patents

Emulsion fuel, emulsion fuel production method, emulsion fuel production apparatus and emulsion fuel supply apparatus Download PDF

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Description

本発明は、エマルジョン燃料、エマルジョン燃料の製造方法、エマルジョン燃料の製造装置及びエマルジョン燃料の供給装置に関する。   The present invention relates to an emulsion fuel, an emulsion fuel manufacturing method, an emulsion fuel manufacturing apparatus, and an emulsion fuel supply apparatus.

水と燃料を乳化混合して得られる油中水滴型のエマルジョン燃料は、燃焼時にNOxや粒子状物質(PM)等の発生が少ないため、大気汚染の防止に有効な燃料として注目されている。このようなエマルジョン燃料の製造方法としては、例えば、特開2006−329438号公報(特許文献1)や特開平10−185183号公報(特許文献2)に、燃料油と水とをミキサーで乳化混合する方法が開示されている。しかしながら、特許文献1〜2に記載のような従来のエマルジョン燃料の製造方法を採用して得られるエマルジョン燃料は燃焼性が十分なものではなかった。
特開2006−329438号公報 特開平10−185183号
A water-in-oil type emulsion fuel obtained by emulsifying and mixing water and fuel is attracting attention as an effective fuel for preventing air pollution because it generates little NOx and particulate matter (PM) during combustion. As a method for producing such an emulsion fuel, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-329438 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-185183 (Patent Document 2) emulsify and mix fuel oil and water with a mixer. A method is disclosed. However, the emulsion fuel obtained by adopting the conventional method for producing an emulsion fuel as described in Patent Documents 1 and 2 has not been sufficiently combustible.
JP 2006-329438 A JP-A-10-185183

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分に高度な燃焼性を有し、NOxやCOの発生を十分に抑制することが可能なエマルジョン燃料を効率よく且つ確実に製造することが可能なエマルジョン燃料の製造方法、その製造方法により得られるエマルジョン燃料、そのエマルジョン燃料を製造することが可能なエマルジョン燃料の製造装置、並びに、そのエマルジョン燃料を燃焼器内に供給可能なエマルジョン燃料の供給装置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 of the prior art. An emulsion fuel that has sufficiently high combustibility and that can sufficiently suppress the generation of NOx and CO can be efficiently and reliably produced. Manufacturing method of emulsion fuel that can be manufactured in the same manner, emulsion fuel obtained by the manufacturing method, apparatus for manufacturing emulsion fuel capable of manufacturing the emulsion fuel, and supply of the emulsion fuel into the combustor An object of the present invention is to provide an emulsion fuel supply device.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解するか或いは炭酸水と燃料油とを乳化混合することにより、十分に高度な燃焼性を有し、NOxやCOの発生を十分に抑制することが可能なエマルジョン燃料を効率よく且つ確実に製造することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention sufficiently dissolved CO 2 in the water phase of the water-in-oil emulsion or mixed the carbonated water and the fuel oil. Has found that it is possible to efficiently and reliably produce an emulsion fuel having a high combustibility and capable of sufficiently suppressing the generation of NOx and CO. The present invention has been completed. .

すなわち、本発明の第一のエマルジョン燃料の製造方法は、水相と燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョンの前記水相中にCOを溶解させて、COが溶解した水相を有する油中水滴型エマルジョン燃料を得ることを特徴とする方法である。 That is, the method of manufacturing the first emulsion fuel of the present invention, the aqueous phase and oil phase and the aqueous phase of a water-in-oil emulsion having a consisting of fuel oil by dissolving CO 2, CO 2 is dissolved It is a method characterized by obtaining a water-in-oil emulsion fuel having an aqueous phase.

また、本発明の第二のエマルジョン燃料の製造方法は、炭酸水と燃料油とを混合して乳化することにより、COが溶解した水相と前記燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョン燃料を得ることを特徴とする方法である。 Further, the second method for producing an emulsion fuel of the present invention comprises mixing an aqueous solution of carbonated water and a fuel oil to emulsify, so that an oil phase comprising an aqueous phase in which CO 2 is dissolved and an oil phase comprising the fuel oil is contained. This is a method characterized by obtaining a water droplet emulsion fuel.

さらに、上記本発明の第一及び第二のエマルジョン燃料の製造方法においては、前記油中水滴型エマルジョン燃料の水相中に常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解していることが好ましい。 Further, in the first and second emulsion fuel production methods of the present invention, CO in an amount exceeding the saturation dissolution amount of CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure in the water phase of the water-in-oil emulsion fuel. 2 is preferably dissolved.

また、本発明のエマルジョン燃料は、水相と燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョン燃料であって、前記水相中に常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解していることを特徴とするものである。 The emulsion fuel of the present invention is a water-in-oil emulsion fuel having an aqueous phase and an oil phase composed of fuel oil, and a saturated dissolved amount of CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure in the aqueous phase. An excess amount of CO 2 is dissolved.

本発明の第一のエマルジョン燃料の製造装置は、燃料油と水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョンを製造するための混合装置と、前記混合装置から供給される油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させて油中水滴型エマルジョン燃料を得るためのCO溶解装置とを備えることを特徴とするものである。 The first emulsion fuel production apparatus of the present invention comprises a mixing apparatus for producing a water-in-oil emulsion by emulsifying and mixing fuel oil and water, and a water-in-oil emulsion supplied from the mixing apparatus. And a CO 2 dissolving device for obtaining a water-in-oil emulsion fuel by dissolving CO 2 in an aqueous phase.

また、本発明の第二のエマルジョン燃料の製造装置は、燃料油と炭酸水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョン燃料を製造するための混合装置を備えることを特徴とするものである。   The second emulsion fuel production apparatus of the present invention comprises a mixing apparatus for producing a water-in-oil emulsion fuel by emulsifying and mixing fuel oil and carbonated water.

さらに、本発明のエマルジョン燃料の供給装置は、上記本発明の第一又は第二のエマルジョン燃料製造装置と、前記エマルジョン燃料製造装置から供給されるエマルジョン燃料を燃焼器内に噴霧するための噴霧装置とを備えることを特徴とするものである。   Furthermore, the emulsion fuel supply device of the present invention includes the first or second emulsion fuel production device of the present invention, and a spray device for spraying the emulsion fuel supplied from the emulsion fuel production device into a combustor. Are provided.

なお、本発明のエマルジョン燃料によって、十分に高度な燃焼性を有し、NOxやCOの発生を十分に抑制することが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。ここで、先ず、図1及び図2を参照しながら、燃焼器内における一般の油中水滴型エマルジョン燃料の噴霧燃焼の過程について説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。このような油中水滴型エマルジョン燃料の噴霧燃焼の過程においては、先ず、油中水滴型エマルジョン燃料が燃焼器内に噴霧されると、燃料油1と水2とを含有する油中水滴型エマルジョン燃料の噴霧滴10が燃焼器内に拡散される。次に、燃焼器内において、前記噴霧滴10の表面に着火される(図1(b))。このようにして噴霧滴の表面に着火されると、噴霧滴10中の水2が突沸してミクロ爆発が起こり、燃料1がより微細な二次微粒子となって燃焼器中に拡散される(図1(c))。このようにして燃焼器中に燃料油1が二次微粒化されて微細な粒子となって拡散されると、燃料油1の燃焼性を向上させることが可能となる。ここで、前述のミクロ爆発は、図2に示すように噴霧滴10中の水2中において気泡核4が発生し、この気泡核4が急激に成長することにより発生する。なお、このようなミクロ爆発は全ての噴霧滴10において起こるとは限らず、従来の油中水滴型エマルジョン燃料においては、その効率が十分なものではなかった。   The reason why the emulsion fuel of the present invention has a sufficiently high combustibility and can sufficiently suppress the generation of NOx and CO is not necessarily clear, but the present inventors are as follows. To guess. First, the process of spray combustion of a general water-in-oil emulsion fuel in the combustor will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted. In the process of spray combustion of the water-in-oil emulsion fuel, first, when the water-in-oil emulsion fuel is sprayed into the combustor, the water-in-oil emulsion containing the fuel oil 1 and the water 2 is used. Fuel spray droplets 10 are diffused into the combustor. Next, the surface of the spray droplet 10 is ignited in the combustor (FIG. 1B). When the surface of the spray droplet is ignited in this way, the water 2 in the spray droplet 10 bumps and a micro explosion occurs, and the fuel 1 becomes finer secondary particles and diffuses into the combustor ( FIG. 1 (c)). When the fuel oil 1 is secondarily atomized and diffused as fine particles in the combustor in this way, the combustibility of the fuel oil 1 can be improved. Here, the above-described micro explosion occurs when bubble nuclei 4 are generated in the water 2 in the spray droplets 10 as shown in FIG. 2, and the bubble nuclei 4 grow rapidly. Such micro-explosion does not always occur in all spray droplets 10, and the efficiency of conventional water-in-oil emulsion fuels is not sufficient.

そこで、本発明においては、エマルジョン燃料中の水相にCOを溶解させている。このようにして水相中にCOを溶解させることにより水相において気泡核の発生エネルギーが低下し、気泡核を効率よく発生させることが可能となる。そのため、本発明で得られるエマルジョン燃料においては、二次微粒化の発生頻度と強度とが飛躍的に向上する。また、本発明においては、二次微粒化が効率よく進行するため、燃料油の燃焼時において燃料滴の表面積をより十分に増大させることが可能となり、燃焼効率を飛躍的に向上させることが可能となる。したがって、本発明のエマルジョン燃料においては、燃料油を十分に燃焼させることが可能であり、燃焼時にNOx、CO、煤塵の発生を十分に抑制することが可能となるものと本発明者らは推察する。 Therefore, in the present invention, CO 2 is dissolved in the aqueous phase in the emulsion fuel. Thus, by dissolving CO 2 in the aqueous phase, the generation energy of bubble nuclei is reduced in the aqueous phase, and bubble nuclei can be generated efficiently. Therefore, in the emulsion fuel obtained in the present invention, the frequency and strength of secondary atomization are dramatically improved. Further, in the present invention, since the secondary atomization proceeds efficiently, the surface area of the fuel droplets can be increased more sufficiently during the combustion of the fuel oil, and the combustion efficiency can be drastically improved. It becomes. Therefore, the present inventors speculate that in the emulsion fuel of the present invention, fuel oil can be sufficiently combusted, and generation of NOx, CO, and dust can be sufficiently suppressed during combustion. To do.

本発明によれば、十分に高度な燃焼性を有し、NOxやCOの発生を十分に抑制することが可能なエマルジョン燃料を効率よく且つ確実に製造することが可能なエマルジョン燃料の製造方法、その製造方法により得られるエマルジョン燃料、そのエマルジョン燃料を製造することが可能なエマルジョン燃料の製造装置、並びに、そのエマルジョン燃料を燃焼器内に供給可能なエマルジョン燃料の供給装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, a method for producing an emulsion fuel capable of efficiently and reliably producing an emulsion fuel having a sufficiently high combustibility and capable of sufficiently suppressing the generation of NOx and CO, It is possible to provide an emulsion fuel obtained by the production method, an emulsion fuel production apparatus capable of producing the emulsion fuel, and an emulsion fuel supply apparatus capable of supplying the emulsion fuel into the combustor. Become.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.

[第一のエマルジョン燃料の製造方法]
先ず、本発明の第一のエマルジョン燃料の製造方法について説明する。本発明の第一のエマルジョン燃料の製造方法は、水相と燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョンの前記水相中にCOを溶解させて、COが溶解した水相を有する油中水滴型エマルジョン燃料を得ることを特徴とする方法である。
[First emulsion fuel production method]
First, the manufacturing method of the 1st emulsion fuel of this invention is demonstrated. The first method for producing an emulsion fuel according to the present invention includes a water phase in which CO 2 is dissolved by dissolving CO 2 in the water phase of a water-in-oil emulsion having an aqueous phase and an oil phase comprising fuel oil. It is a method characterized by obtaining a water-in-oil emulsion fuel having

このような燃料油としては、エマルジョン燃料に用いることが可能な燃料油であればよく特に制限されず、軽油、重油、灯油などを適宜用いることができる。また、前記水相を形成させる水としては特に制限されるものではなく、地下水、水道水、井戸水等の通常の水を適宜用いることができる。また、このような油中水滴型エマルジョンにおける水と燃料油の混合割合は特に制限されず、目的とする用途等に応じて適宜調整することが可能である。また、このような油中水滴型エマルジョンにおいては、乳化剤等のエマルジョン燃料に用いることが可能な公知の成分を適宜含有させてもよい。更に、前記油中水滴型エマルジョンの調製方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。   Such fuel oil is not particularly limited as long as it is a fuel oil that can be used for emulsion fuel, and light oil, heavy oil, kerosene, and the like can be appropriately used. Moreover, it does not restrict | limit especially as water which forms the said water phase, Normal water, such as ground water, tap water, and well water, can be used suitably. Further, the mixing ratio of water and fuel oil in such a water-in-oil emulsion is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the intended use. In addition, such a water-in-oil emulsion may appropriately contain known components that can be used in an emulsion fuel such as an emulsifier. Furthermore, the method for preparing the water-in-oil emulsion is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed.

また、前記油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させる方法としては、前記水相中にCOを溶解させることが可能な方法であればよく特に制限されず、例えば、油中水滴型エマルジョンにドライアイスを溶解させることにより水相中にCOを溶解させる方法、油中水滴型エマルジョンにCOをバブリングすることにより水相中にCOを溶解させる方法、密封容器内に油中水滴型エマルジョンを配置し、前記密封容器内を脱気した後、前記密封容器内にCOガスを充填して圧力変化がなくなるまで静置することで水相中にCOを溶解させる方法等を適宜採用することができる。このような水相中にCOを溶解させる工程において水相中に所望の量のCOが溶解させる方法は、目的とするエマルジョン燃料の設計に応じて、前述ドライアイスの使用量やバブリングの時間等の諸条件を適宜調整することにより達成することができる。なお、所望の量のCOを溶解させるために、ドライアイスの使用量等の条件と油中水滴型エマルジョン燃料の水相中に溶解されるCOの溶解量との関係等を予め調べておき、その関係に従ってCOを溶解させるための条件を適宜選択して所望の量のCOを溶解させてもよい。 The method for dissolving CO 2 in the water phase of the water-in-oil emulsion is not particularly limited as long as it is a method capable of dissolving CO 2 in the water phase. A method of dissolving CO 2 in the water phase by dissolving dry ice in the water droplet emulsion, a method of dissolving CO 2 in the water phase by bubbling CO 2 in the water droplet in oil emulsion, and in a sealed container After disposing the water-in-oil emulsion and degassing the sealed container, the sealed container is filled with CO 2 gas and allowed to stand until there is no pressure change to dissolve CO 2 in the aqueous phase. Methods and the like can be adopted as appropriate. In the process of dissolving CO 2 in such an aqueous phase, a method for dissolving a desired amount of CO 2 in the aqueous phase is based on the amount of dry ice used or bubbling depending on the design of the target emulsion fuel. This can be achieved by appropriately adjusting various conditions such as time. In order to dissolve the CO 2 in the desired amount, by empirically determining the relationship among the amount of dissolved CO 2 to be dissolved in the aqueous phase of the condition and the water-in-oil emulsion fuel of the use amount of the dry ice Alternatively, a desired amount of CO 2 may be dissolved by appropriately selecting conditions for dissolving CO 2 according to the relationship.

また、このようなCOを溶解させる工程において、水相に溶解させるCOの量は特に制限されないが、常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量(大気圧下および液体温度が20度の場合で大気中に380ppmのCOが含まれる場合には0.69mg/L)を超える量であることが好ましく、噴霧滴の二次微粒化の発生頻度と強度をより十分に向上させるために、得られる油中水滴型エマルジョン燃料の水相中にエマルジョン燃料を使用する際の雰囲気圧力及びエマルジョン燃料温度における飽和溶解量以上の量のCOを溶解させることがより好ましい。ここで、エマルジョン燃料を使用する雰囲気圧力及び温度における飽和溶解量以上の量のCOを溶解されている状態は、例えば、燃焼器内の雰囲気中のCOの分圧よりも高圧のCOを用いて、燃焼器内に噴霧する前のエマルジョン燃料の水相中にCOを溶解させることで実現可能となる。例えば、10kg/cmの高圧COを使用してエマルジョン燃料の水相中に水1リットルあたり21.08kg/L(COの圧力10kg/cm、液体温度15℃における水へのCOの飽和溶解量)の量のCOを溶解させてエマルジョン燃料を製造し、その後、燃料噴霧ノズルに10kg/cmの圧力を印加して燃焼器内にエマルジョン燃料を噴霧する場合が挙げられる。この場合、燃焼器内のCO分圧は燃料噴霧ノズルにかける圧力よりも低く、一時的に雰囲気圧力における飽和溶解量以上のCOが溶解したエマルジョン燃料が噴霧される。これにより相当の効果を期待できるエマルジョン燃料が得られることが予想される。 Further, in the step of dissolving such CO 2, the amount of CO 2 dissolved in the aqueous phase is not particularly limited, saturated dissolution amount (atmospheric pressure and temperature of the liquid CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure is 20 In the case of 380 ppm of CO 2 in the atmosphere, the amount is preferably more than 0.69 mg / L), and the frequency and intensity of secondary atomization of spray droplets are more sufficiently improved. Therefore, it is more preferable to dissolve CO 2 in an amount equal to or higher than the saturated dissolution amount at the atmospheric pressure and emulsion fuel temperature when the emulsion fuel is used in the aqueous phase of the resulting water-in-oil emulsion fuel. Here, the state of being dissolved CO 2 saturation dissolution amount or more of the amount of ambient pressure and temperature using the emulsion fuel, for example, a pressure higher than the partial pressure of CO 2 in the atmosphere within the combustor CO 2 This can be realized by dissolving CO 2 in the aqueous phase of the emulsion fuel before being sprayed into the combustor. For example, 21.08 kg / L per liter of water in a water phase of emulsion fuel using 10 kg / cm 2 of high pressure CO 2 (CO 2 pressure of 10 kg / cm 2 , CO 2 to water at a liquid temperature of 15 ° C. In this case, the emulsion fuel is produced by dissolving CO 2 in an amount of (saturated dissolution amount), and then the emulsion fuel is sprayed into the combustor by applying a pressure of 10 kg / cm 2 to the fuel spray nozzle. In this case, the CO 2 partial pressure in the combustor is lower than the pressure applied to the fuel spray nozzle, and the emulsion fuel in which CO 2 having a saturation dissolution amount or more at the atmospheric pressure is temporarily dissolved is sprayed. As a result, an emulsion fuel that can be expected to have a considerable effect is expected to be obtained.

また、前記水相に常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOをより確実に溶解させる方法としては、用いる油中水滴型エマルジョンの種類等によっても異なるものであり一概には言えないが、例えば、大気圧下において10vol%の水相を有する油中水滴型エマルジョン1Lに対して3〜5g程度のドライアイスを溶解させる方法を採用してもよい。また、エマルジョン燃料の使用時の雰囲気圧力及び温度における飽和溶解量以上の量のCOを水相に溶解させる方法としては、例えば、使用時の雰囲気圧力及び温度よりも高圧及び/又は低温の条件下において水相にCOを飽和溶解量となるように溶解させる方法を採用することができる。なお、本発明においては、前記水相にCOを溶解させる際に採用する条件により、その条件下で水相中に溶解したとみなせる水1LあたりのCOの量をエマルジョン燃料の水相中に溶解している水1LあたりのCOの量(mg/L)とみなしてもよい(例えば、溶解させる際に採用した条件が飽和溶解量までCOが溶解したとみなせるような条件である場合にはエマルジョン燃料の水相中に飽和溶解量のCOが溶解したものとみなしてもよい)。 In addition, the method for more reliably dissolving CO 2 in an amount exceeding the saturated dissolution amount of CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure in the aqueous phase varies depending on the type of water-in-oil emulsion used. For example, a method in which about 3 to 5 g of dry ice is dissolved in 1 L of a water-in-oil emulsion having an aqueous phase of 10 vol% under atmospheric pressure may be employed. In addition, as a method for dissolving CO 2 in an amount equal to or higher than the saturated dissolution amount at the atmospheric pressure and temperature at the time of use of the emulsion fuel, for example, conditions higher and / or lower than the atmospheric pressure and temperature at the time of use. Below, a method of dissolving CO 2 in the aqueous phase so as to have a saturated dissolution amount can be employed. In the present invention, the amount of CO 2 per liter of water that can be regarded as dissolved in the aqueous phase under the conditions used when dissolving CO 2 in the aqueous phase is determined in the aqueous phase of the emulsion fuel. May be regarded as the amount (mg / L) of CO 2 per liter of water dissolved in the solution (for example, the conditions adopted when dissolving are conditions that allow the CO 2 to be dissolved up to the saturated dissolution amount). In some cases, it may be considered that a saturated dissolved amount of CO 2 is dissolved in the aqueous phase of the emulsion fuel).

また、本発明の第一のエマルジョン燃料の製造方法によれば、後述する本発明のエマルジョン燃料を効率よく製造することができる。なお、このような本発明のエマルジョン燃料については後述する。   Moreover, according to the first method for producing an emulsion fuel of the present invention, the emulsion fuel of the present invention described later can be efficiently produced. Such an emulsion fuel of the present invention will be described later.

[第二のエマルジョン燃料の製造方法]
次に、本発明の第二のエマルジョン燃料の製造方法について説明する。すなわち、本発明の第二のエマルジョン燃料の製造方法は、炭酸水と燃料油とを混合して乳化することにより、COが溶解した水相と燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョン燃料を得ることを特徴とする方法である。
[Second Emulsion Fuel Production Method]
Next, the manufacturing method of the 2nd emulsion fuel of this invention is demonstrated. That is, in the second method for producing an emulsion fuel according to the present invention, water droplets in oil having a water phase in which CO 2 is dissolved and an oil phase composed of fuel oil are obtained by mixing and emulsifying carbonated water and fuel oil. The method is characterized in that a type emulsion fuel is obtained.

本発明にかかる燃料油は、上記本発明の第一のエマルジョン燃料の製造方法において説明したものと同様のものである。   The fuel oil according to the present invention is the same as that described in the first method for producing an emulsion fuel of the present invention.

本発明にかかる炭酸水としては、エマルジョン燃料を使用する際の雰囲気圧力及び温度における飽和溶解量以上の量のCOが溶解している水であることが好ましい。このような炭酸水中のCOの溶解量が、エマルジョン燃料を使用する際の雰囲気圧力及び温度におけるCOの飽和溶解量未満では、水相における気泡核の発生エネルギーの低下度合いも減少する傾向にある。また、このような炭酸水の製造方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。また、前記炭酸水としては市販のものを用いてもよい。 The carbonated water according to the present invention is preferably water in which CO 2 in an amount equal to or greater than the saturated dissolution amount at the atmospheric pressure and temperature when using the emulsion fuel is dissolved. If the amount of CO 2 dissolved in carbonated water is less than the amount of CO 2 saturated dissolved at atmospheric pressure and temperature when using an emulsion fuel, the degree of decrease in the energy generated by bubble nuclei in the aqueous phase tends to decrease. is there. Moreover, the manufacturing method in particular of such carbonated water is not restrict | limited, A well-known method is employable suitably. Moreover, you may use a commercially available thing as said carbonated water.

本発明においては、前記炭酸水中のCOの溶解量(mg/L)は以下に示す測定方法により求められる値とする。なお、このようなCOの溶解量の測定に際しては、図3に示すような測定装置を用いる。このような図3に示すCOの溶解量の測定装置は、密封容器20(容量:550mL)と、前記密封容器20にガス流通管21を介して接続された流量計22とを備えるものである。以下、このような測定装置を用いたCOの溶解量の測定方法について説明する。すなわち、先ず、大気圧下において、容器20内に炭酸水23を500mL導入する。なお、容器20内に導入する前の炭酸水21の温度は15℃とする。次に、前記容器20内の炭酸水23に対して超音波(出力:25W、周波数:34kHz)を5時間印加する。次いで、容器内に発生したCOを、ガス流通管22を介して流量計23(シナガワ精機社製の商品名「乾式ガスメーター Model DC―2」)に流通させ、溶解しているCOの量を測定する。そして、測定されたCOの量を前記炭酸水中の水1Lあたりの溶解量に換算することで水1LあたりのCOの溶解量が求められる。本発明においては、このようにして求められた水1LあたりのCOの溶解量(mg/L)の値を炭酸水中のCOの溶解量とする。 In the present invention, the dissolution amount (mg / L) of CO 2 in the carbonated water is a value determined by the measurement method shown below. In measuring the dissolved amount of CO 2 , a measuring apparatus as shown in FIG. 3 is used. Such dissolution amount of the measuring device of CO 2 shown in FIG. 3, the sealed container 20 (volume: 550 mL) and, as it has a flow meter 22 which is connected through a gas flow pipe 21 into the sealed container 20 is there. Hereinafter, a method for measuring the dissolved amount of CO 2 using such a measuring apparatus will be described. That is, first, 500 mL of carbonated water 23 is introduced into the container 20 under atmospheric pressure. The temperature of the carbonated water 21 before being introduced into the container 20 is 15 ° C. Next, ultrasonic waves (output: 25 W, frequency: 34 kHz) are applied to the carbonated water 23 in the container 20 for 5 hours. Next, CO 2 generated in the container is circulated through a gas flow pipe 22 to a flow meter 23 (trade name “Dry Gas Meter Model DC-2” manufactured by Shinagawa Seiki Co., Ltd.), and the amount of dissolved CO 2 . Measure. Then, the amount of CO 2 dissolved per 1 L of water is determined by converting the measured amount of CO 2 into the amount dissolved per 1 L of water in the carbonated water. In the present invention, the value of the dissolved amount of CO 2 per liter of water (mg / L) thus determined is taken as the dissolved amount of CO 2 in carbonated water.

また、前記炭酸水と前記燃料油とを混合して乳化する方法としては特に制限されず、公知の油中水滴型エマルジョン燃料を製造する方法において採用される乳化方法等を適宜採用できる。また、このような乳化に際しては、乳化剤等の油中水滴型エマルジョン燃料に添加することが可能な公知の成分を適宜含有させてもよい。   Further, the method for mixing and emulsifying the carbonated water and the fuel oil is not particularly limited, and an emulsification method or the like employed in a known method for producing a water-in-oil emulsion fuel can be appropriately employed. In such emulsification, a known component that can be added to the water-in-oil emulsion fuel such as an emulsifier may be appropriately contained.

また、本発明により得られる油中水滴型エマルジョン燃料としては、水相中に、常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解していることが好ましい。また、本発明の第二のエマルジョン燃料の製造方法によれば、後述する本発明のエマルジョン燃料を効率よく製造することができる。なお、このような本発明のエマルジョン燃料については後述する。 In addition, as the water-in-oil emulsion fuel obtained by the present invention, it is preferable that an amount of CO 2 exceeding the saturation dissolution amount of CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure is dissolved in the aqueous phase. In addition, according to the second method for producing an emulsion fuel of the present invention, the emulsion fuel of the present invention described later can be efficiently produced. Such an emulsion fuel of the present invention will be described later.

[エマルジョン燃料]
次に、本発明のエマルジョン燃料について説明する。本発明のエマルジョン燃料は、水相と燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョン燃料であって、前記油中水滴型エマルジョン燃料の水相中に、常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解していることを特徴とするものである。このようなエマルジョン燃料は、水相中に、常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解しているため、水相における気泡核の発生エネルギーを低下させることができ、燃焼の際にミクロ爆発(水蒸気爆発)を効率よく発生させることが可能なものである。そのため、本発明のエマルジョン燃料は、従来の油中水滴型エマルジョンと比較して噴霧滴の二次微粒化の発生頻度と強度が飛躍的に向上したものとなる。ここで、「水相中に常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解している」とは、例えば、大気圧下、液体温度が20度で且つ大気中にCOが380ppm存在する場合では、その条件下における水へのCO飽和溶解量の0.69mg/Lを超える量のCOが水相中に溶解していることをいう。なお、ここにいうCOの溶解量は、水1Lに対して溶解しているCOの量(mg/L)を基準とする。
[Emulsion fuel]
Next, the emulsion fuel of the present invention will be described. The emulsion fuel of the present invention is a water-in-oil emulsion fuel having an aqueous phase and an oil phase composed of a fuel oil, and CO in the atmosphere at normal temperature and pressure is contained in the water phase of the water-in-oil emulsion fuel. The amount of CO 2 exceeding the saturation dissolution amount of 2 is dissolved. In such an emulsion fuel, since the amount of CO 2 exceeding the saturation dissolution amount of CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure is dissolved in the aqueous phase, the generation energy of bubble nuclei in the aqueous phase is reduced. It is possible to efficiently generate a micro explosion (steam explosion) during combustion. Therefore, the emulsion fuel of the present invention has a drastic improvement in the frequency and strength of secondary atomization of spray droplets as compared with conventional water-in-oil emulsions. Here, “the amount of CO 2 exceeding the saturation dissolution amount of CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure is dissolved in the aqueous phase” means, for example, that the liquid temperature is 20 degrees under atmospheric pressure and the atmosphere In the case where 380 ppm of CO 2 is present, it means that an amount of CO 2 exceeding 0.69 mg / L of the saturated amount of CO 2 dissolved in water under the conditions is dissolved in the aqueous phase. The amount of CO 2 dissolved here is based on the amount of CO 2 dissolved in 1 L of water (mg / L).

また、前記燃料油及び水相中の水は、上記本発明の第一のエマルジョン燃料の製造方法において説明したものと同様のものである。更に、このようなエマルジョン燃料は、上記本発明の第一及び第二のエマルジョン燃料の製造方法を採用することにより得ることができる。   The fuel oil and water in the aqueous phase are the same as those described in the first method for producing an emulsion fuel of the present invention. Further, such an emulsion fuel can be obtained by employing the above-described first and second emulsion fuel production methods of the present invention.

また、このようなエマルジョン燃料の水相中のCOの溶解量としては、噴霧滴の二次微粒化の発生頻度と強度をより十分に向上させるために、エマルジョン燃料を使用する際の雰囲気圧力及び温度におけるCO飽和溶解量以上の量であることが最も好ましい。このようなCOの溶解量とすることにより、使用時に噴霧滴のミクロ爆発(水蒸気爆発)をより効率よく発生させることが可能となる。 In addition, the amount of CO 2 dissolved in the aqueous phase of the emulsion fuel is such that the atmospheric pressure when the emulsion fuel is used in order to sufficiently improve the frequency and strength of secondary atomization of spray droplets. Most preferably, the amount is equal to or greater than the CO 2 saturated dissolution amount at the temperature. By using such a dissolved amount of CO 2 , it is possible to more efficiently generate a micro explosion (water vapor explosion) of spray droplets during use.

[第一のエマルジョン燃料製造装置]
本発明の第一のエマルジョン燃料の製造装置は、燃料油と水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョンを製造するための混合装置と、前記混合装置から供給される油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させて油中水滴型エマルジョン燃料を得るためのCO溶解装置とを備えることを特徴とするものである。以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
[First emulsion fuel production system]
The first emulsion fuel production apparatus of the present invention comprises a mixing apparatus for producing a water-in-oil emulsion by emulsifying and mixing fuel oil and water, and a water-in-oil emulsion supplied from the mixing apparatus. And a CO 2 dissolving device for obtaining a water-in-oil emulsion fuel by dissolving CO 2 in an aqueous phase. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図4は、本発明のエマルジョン燃料の製造装置の好適な一実施形態が燃焼器に接続された状態を示す模式図である。図4に示す第一のエマルジョン燃料製造装置は、基本的に、燃料貯蔵器11と、水貯蔵器12と、燃料貯蔵器11及び水貯蔵器12に配管を介して接続された混合装置13と、混合装置13に配管を介して接続されたCO溶解装置14とを備えるものである。また、本実施形態の製造装置において、CO溶解装置14は配管を介して燃焼器15に接続されている。なお、各配管には図示を省略したポンプがそれぞれ設置されており、燃料油や水等を混合装置等に供給することが可能となっている。また、図中の矢印は配管内において燃料油等が流れる方向を概念的に示したものである。 FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a preferred embodiment of the emulsion fuel production apparatus of the present invention is connected to a combustor. The first emulsion fuel production apparatus shown in FIG. 4 basically includes a fuel reservoir 11, a water reservoir 12, and a mixing device 13 connected to the fuel reservoir 11 and the water reservoir 12 via a pipe. And a CO 2 dissolving device 14 connected to the mixing device 13 via a pipe. In the manufacturing apparatus of the present embodiment, CO 2 dissolving device 14 is connected to the combustor 15 through a pipe. Each pipe is provided with a pump (not shown) so that fuel oil, water, and the like can be supplied to a mixing device or the like. Moreover, the arrows in the figure conceptually show the direction in which the fuel oil or the like flows in the pipe.

このような燃料貯蔵器11は、混合装置13に供給するための燃料油を貯蔵できるものであればよく特に制限されず、公知のエマルジョン燃料製造装置に用いられる燃料の貯蔵器(例えば燃料タンク)を適宜用いることができる。また、水貯蔵器12は、混合装置13に供給するための水を貯蔵できるものであればよく特に制限されず、公知のエマルジョン燃料製造装置に用いられる水の貯蔵器(例えば水タンク)を適宜用いることができる。更に、混合装置13は、燃料油と水とを乳化混合することが可能な装置であればよく、公知のエマルジョン燃料製造装置に用いられる混合装置(例えばミキサー、超音波ホモジナイザー等)を適宜用いることができる。   Such a fuel reservoir 11 is not particularly limited as long as it can store fuel oil to be supplied to the mixing device 13, and is a fuel reservoir (for example, a fuel tank) used in a known emulsion fuel production apparatus. Can be used as appropriate. The water reservoir 12 is not particularly limited as long as it can store water to be supplied to the mixing device 13, and a water reservoir (for example, a water tank) used in a known emulsion fuel production apparatus is appropriately used. Can be used. Furthermore, the mixing device 13 may be any device capable of emulsifying and mixing fuel oil and water, and appropriately uses a mixing device (eg, a mixer, an ultrasonic homogenizer, etc.) used in a known emulsion fuel production device. Can do.

また、CO溶解装置14は、油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させることが可能な装置である。本実施形態におけるCO溶解装置14としては、密封容器と、前記密封容器中に配置され且つ油中水滴型エマルジョンを貯蔵及び撹拌することが可能な貯蔵槽と、前記密封容器と接続され且つ前記密封容器内を脱気することが可能な真空ポンプと、前記密封容器内にCOを供給することが可能なCOガスボンベと、前記密封容器内の内圧を測定することが可能な圧力測定装置とを備える装置を利用している。また、このような密封容器は配管により外部から貯蔵槽に油中水滴型エマルジョンを供給することが可能で、且つ、前記油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させて油中水滴型エマルジョン燃料を製造した後に配管により外部に油中水滴型エマルジョン燃料を供給することが可能な構成となっている。また、このような実施形態のCO溶解装置14が備える密封容器、貯蔵槽、真空ポンプ、COガスボンベ及び圧力測定装置は特に制限されず、公知のものを適宜用いることができる。また、このような実施形態のCO溶解装置14は、前記貯蔵槽に一定量の油中水滴型エマルジョンを供給した後に油中水滴型エマルジョンの供給を停止し、前記密封容器内を密封状態として脱気した後、COガスボンベを用いて前記密封容器内にCOを供給して前記密封容器内を高圧のCO雰囲気とし、前記密封容器内の圧力の変化がなくなるまで油中水滴型エマルジョンを撹拌することにより油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させてエマルジョン燃料を得ることを可能とする装置である。なお、本実施形態においては前記圧力測定装置やガスボンベ等は図示を省略したコンピュータに接続され、コンピュータに入力される圧力に関するデータに基づいてCOの供給量等を制御している。 The CO 2 dissolving device 14 is a device capable of dissolving CO 2 in the water phase of the water-in-oil emulsion. The CO 2 dissolution apparatus 14 in the present embodiment includes a sealed container, a storage tank that is disposed in the sealed container and is capable of storing and stirring the water-in-oil emulsion, and is connected to the sealed container. A vacuum pump capable of degassing the sealed container, a CO 2 gas cylinder capable of supplying CO 2 into the sealed container, and a pressure measuring device capable of measuring the internal pressure in the sealed container Is used. Moreover, such a sealed container capable of supplying a water-in-oil emulsion in the storage tank from the outside by a pipe, and, in the aqueous phase by dissolving CO 2 water-in-oil of the oil water-emulsion After the type emulsion fuel is manufactured, the water-in-oil type emulsion fuel can be supplied to the outside through a pipe. In addition, the sealed container, storage tank, vacuum pump, CO 2 gas cylinder, and pressure measuring device provided in the CO 2 dissolving apparatus 14 of such an embodiment are not particularly limited, and known ones can be used as appropriate. Further, the CO 2 dissolving device 14 of such an embodiment stops supplying the water-in-oil emulsion after supplying a certain amount of the water-in-oil emulsion to the storage tank, and the sealed container is sealed. After deaeration, CO 2 is supplied into the sealed container using a CO 2 gas cylinder to make the sealed container a high-pressure CO 2 atmosphere, and the water-in-oil emulsion is used until the pressure in the sealed container disappears. Is a device that makes it possible to obtain an emulsion fuel by dissolving CO 2 in the aqueous phase of a water-in-oil emulsion. In the present embodiment, the pressure measuring device, the gas cylinder, and the like are connected to a computer (not shown), and the supply amount of CO 2 and the like are controlled based on data related to pressure input to the computer.

また、前記燃焼器15としてはエマルジョン燃料を燃焼させるための装置であればよく、例えば、ディーゼルエンジン、ボイラー、バーナ等が挙げられる。   The combustor 15 may be any device for burning emulsion fuel, and examples thereof include a diesel engine, a boiler, and a burner.

このような図4に示す第一のエマルジョン燃料製造装置においては、先ず、燃料貯蔵器11及び水貯蔵器12から配管を介して混合装置13に燃料油及び水が供給される。次いで、混合装置13において燃料油と水とを乳化混合することで油中水滴型エマルジョンが得られる。次に、得られた油中水滴型エマルジョンはCO溶解装置14に供給される。そして、CO溶解装置14において油中水滴型エマルジョンの水相にCOを溶解させて油中水滴型エマルジョン燃料が得られる。その後、得られた油中水滴型エマルジョン燃料は燃焼器に接続された配管内に供給される。そのため、このような実施形態のエマルジョン燃料製造装置を用いた場合には燃焼器に供給される直前の油中水滴型エマルジョン燃料の水相中にCOを溶解させることが可能となる。 In the first emulsion fuel production apparatus shown in FIG. 4, first, fuel oil and water are supplied from the fuel reservoir 11 and the water reservoir 12 to the mixing device 13 via piping. Next, a water-in-oil emulsion is obtained by emulsifying and mixing the fuel oil and water in the mixing device 13. Next, the obtained water-in-oil emulsion is supplied to the CO 2 dissolution apparatus 14. Then, the CO 2 dissolving device 14 by dissolving CO 2 in the aqueous phase of the water-in-oil emulsion water-emulsion fuel oil is obtained. Thereafter, the obtained water-in-oil emulsion fuel is supplied into a pipe connected to the combustor. Therefore, when the emulsion fuel production apparatus of such an embodiment is used, CO 2 can be dissolved in the water phase of the water-in-oil emulsion fuel immediately before being supplied to the combustor.

以上、本発明の第一のエマルジョン燃料製造装置の好適な実施形態について説明したが、本発明の第一のエマルジョン燃料製造装置は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては上述のような構成の装置を用いているが、本発明の第一のエマルジョン燃料製造装置は、燃料油と水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョンを製造するための混合装置と、前記混合装置から供給される油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させて油中水滴型エマルジョン燃料を得るためのCO溶解装置とを備えていればよく他の構成は特に制限されない。また、本発明の第一のエマルジョン燃料製造装置は、乳化剤の供給装置等のエマルジョン燃料の製造に用いることが可能な公知の装置を更に備えていてもよい。また、上記実施形態においては、上述のような構成のCO溶解装置14を用いているが、本発明においては、CO溶解装置14の構成は特に制限されず、COを油中水滴型エマルジョンにバブリングすることを可能とするような構成の装置等を用いてもよい。また、上記実施形態においては、上述のようなCO溶解装置14を用いてバッチ式で水相中にCOを溶解させているが、本発明においては、例えばCOをバブリングすることが可能なCO溶解装置14を用いて流通式で水相中にCOを溶解させてもよい。 The preferred embodiment of the first emulsion fuel production apparatus of the present invention has been described above, but the first emulsion fuel production apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the above-described apparatus is used in the above embodiment, the first emulsion fuel production apparatus of the present invention produces a water-in-oil emulsion by emulsifying and mixing fuel oil and water. And a CO 2 dissolving device for obtaining water-in-oil emulsion fuel by dissolving CO 2 in the aqueous phase of the water-in-oil emulsion supplied from the mixing device. Other configurations are not particularly limited. The first emulsion fuel production apparatus of the present invention may further include a known apparatus that can be used for production of emulsion fuel, such as an emulsifier supply apparatus. In the above embodiment employs the CO 2 dissolving device 14 configured as described above, in the present invention, construction of the CO 2 dissolving device 14 is not particularly limited, CO 2 and water-in-oil You may use the apparatus of the structure etc. which enable bubbling to an emulsion. In the above embodiment, CO 2 is dissolved in the aqueous phase in a batch manner using the CO 2 dissolving apparatus 14 as described above. However, in the present invention, for example, CO 2 can be bubbled. it may be dissolved CO 2 in the aqueous phase by the flow method using a CO 2 dissolving device 14.

[第二のエマルジョン燃料製造装置]
本発明の第二のエマルジョン燃料製造装置は、燃料油と炭酸水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョン燃料を製造するための混合装置を備えることを特徴とするものである。以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
[Second emulsion fuel production system]
The second emulsion fuel production apparatus of the present invention comprises a mixing apparatus for producing a water-in-oil emulsion fuel by emulsifying and mixing fuel oil and carbonated water. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図5は、本発明のエマルジョン燃料の製造装置の好適な一実施形態が燃焼器に接続された状態を示す模式図である。図5に示す第二のエマルジョン燃料の製造装置は、基本的に、燃料貯蔵器11と、炭酸水貯蔵器16と、燃料貯蔵器11及び炭酸水貯蔵器16に配管を介して接続された混合装置17とを備えるものである。また、混合装置17は配管を介して燃焼器15に接続されている。   FIG. 5 is a schematic view showing a state in which a preferred embodiment of the emulsion fuel production apparatus of the present invention is connected to a combustor. The second emulsion fuel production apparatus shown in FIG. 5 basically includes a fuel reservoir 11, a carbonated water reservoir 16, and a mixture connected to the fuel reservoir 11 and the carbonated water reservoir 16 via a pipe. The apparatus 17 is provided. Further, the mixing device 17 is connected to the combustor 15 through a pipe.

このような燃料貯蔵器11は上記本発明の第一のエマルジョン燃料の製造装置において説明したものと同様のものである。また、炭酸水貯蔵器16としては炭酸水を貯蔵することが可能なものであればよい。このような炭酸水貯蔵器16としては公知の水タンク等を用いてもよい。また、混合装置17は、燃料油と炭酸水とを乳化混合することが可能な装置であればよく、公知のエマルジョン燃料製造装置に用いられる混合装置(例えばミキサー等)を適宜用いることができる。   Such a fuel reservoir 11 is the same as that described in the first emulsion fuel production apparatus of the present invention. The carbonated water reservoir 16 may be anything that can store carbonated water. As such a carbonated water reservoir 16, a known water tank or the like may be used. Moreover, the mixing apparatus 17 should just be an apparatus which can emulsify and mix fuel oil and carbonated water, and can use the mixing apparatus (for example, mixer etc.) used for a well-known emulsion fuel manufacturing apparatus suitably.

このような図5に示す第一のエマルジョン燃料製造装置においては、先ず、燃料貯蔵器11及び炭酸水貯蔵器16から配管を介して混合装置17に燃料油及び炭酸水を供給される。次いで、混合装置17において燃料油と炭酸水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョン燃料が得られる。その後、得られた油中水滴型エマルジョン燃料は燃焼器に接続された配管内に供給される。そのため、このような実施形態のエマルジョン燃料製造装置を用いた場合には燃焼器内に供給される直前の油中水滴型エマルジョン燃料の水相中にCOを溶解させることが可能となる。 In the first emulsion fuel production apparatus shown in FIG. 5, first, fuel oil and carbonated water are supplied from the fuel reservoir 11 and carbonated water reservoir 16 to the mixing device 17 via piping. Next, the fuel oil and carbonated water are emulsified and mixed in the mixing device 17 to obtain a water-in-oil emulsion fuel. Thereafter, the obtained water-in-oil emulsion fuel is supplied into a pipe connected to the combustor. Therefore, when the emulsion fuel production apparatus of such an embodiment is used, CO 2 can be dissolved in the water phase of the water-in-oil emulsion fuel immediately before being supplied into the combustor.

以上、本発明の第二のエマルジョン燃料製造装置の好適な実施形態について説明したが、本発明の第二のエマルジョン燃料製造装置は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第二のエマルジョン燃料製造装置においては、燃料油と炭酸水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョン燃料を製造するための混合装置を備えていればよく、それ以外の構成は特に制限されない。また、乳化剤を供給するための装置等のエマルジョン燃料の製造に用いることが可能な公知の装置を更に備えていてもよい。   The preferred embodiment of the second emulsion fuel production apparatus of the present invention has been described above, but the second emulsion fuel production apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the second emulsion fuel production apparatus, it is only necessary to have a mixing apparatus for producing a water-in-oil emulsion fuel by emulsifying and mixing fuel oil and carbonated water, and other configurations are particularly limited. Not. Moreover, you may further provide the well-known apparatus which can be used for manufacture of emulsion fuel, such as the apparatus for supplying an emulsifier.

[エマルジョン燃料の供給装置]
本発明のエマルジョン燃料の供給装置は、上記本発明の第一又は第二のエマルジョン燃料製造装置と、前記エマルジョン燃料製造装置から供給されるエマルジョン燃料を燃焼器内に噴霧するための噴霧装置とを備えることを特徴とするものである。
[Emulsion fuel supply equipment]
The emulsion fuel supply device of the present invention comprises the first or second emulsion fuel production device of the present invention, and a spray device for spraying the emulsion fuel supplied from the emulsion fuel production device into a combustor. It is characterized by comprising.

このような噴霧装置としては、燃焼器内にエマルジョン燃料を噴霧することが可能なものであればよく特に制限されず、公知の噴霧装置を適宜用いることができる。すなわち、このような噴霧装置としては、二流体ノズル等の公知のノズルを適宜用いることができる。このようなノズルを噴霧装置として用いる場合の本発明のエマルジョン燃料の供給装置の好適な実施形態としては、例えば、ノズルと、前記ノズルに接続され且つ前記ノズルにエマルジョン燃料を供給するための配管と、前記配管の他端に接続された上記本発明の第一又は第二のエマルジョン燃料製造装置とを備える装置が挙げられる。   Such a spraying device is not particularly limited as long as it can spray the emulsion fuel in the combustor, and a known spraying device can be appropriately used. That is, as such a spraying device, a known nozzle such as a two-fluid nozzle can be used as appropriate. As a preferred embodiment of the emulsion fuel supply device of the present invention when such a nozzle is used as a spraying device, for example, a nozzle and a pipe connected to the nozzle and for supplying emulsion fuel to the nozzle And the first or second emulsion fuel production apparatus of the present invention connected to the other end of the pipe.

このような本発明のエマルジョン燃料の供給装置によれば、ノズル等の噴霧装置から噴射する直前のエマルジョン燃料の水相中にCOを溶解させることが可能となり、これにより燃料の燃焼効率を十分に向上させることが可能となる。 According to such an emulsion fuel supply device of the present invention, it is possible to dissolve CO 2 in the aqueous phase of the emulsion fuel immediately before being injected from a spray device such as a nozzle, thereby sufficiently increasing the combustion efficiency of the fuel. Can be improved.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
図6に示すCO溶解装置を用いて、本発明のエマルジョン燃料を製造した。なお、図6に示すCO溶解装置は、デシケータ30と、ガス流通管31と、COガスのシリンダ32と、真空ポンプ33とを備えるものである。また、デシケータ30内にはマグネチックスターラー34が配置されている。また、デシケータ30とCOガスのシリンダ32及び真空ポンプ33とはガス流通管31により接続されている。更に、図中の34aはローターを表す。このような溶解装置を用いたエマルジョン燃料の製造においては、先ず、灯油に水15vol%とソルビタンモノオレート(界面活性剤:花王株式会社製の商品名「エマゾール O−10V」)0.75vol%とを加え、回転数20000rpmのホモジナイザー(株式会社ヤマト科学製の商品名「ULTRA−DISPERSER MODEL LK−21」)で10分間攪拌混合して油中水滴型エマルジョンを調製した。次に、油中水滴の凝集防止のためマグネチックスターラー(450rpm)で撹拌しながらデシケータ30内部に配置された貯蔵槽に前記油中水滴型エマルジョンを導入した。このときの油中水滴型エマルジョンの温度は15℃とした。そして、デシケータ30内部を4kPaまで脱気し、2時間程脱気処理を行うことで油中水滴型エマルジョン中の溶存空気を脱気した。その後、デシケータ内部が98kPaになるまでCO(純度99.5%)を充填し、デシケータ内部の圧力の変化が一定(圧力変化率が0.3kPa/hr以下)となるまで油中水滴型エマルジョンを撹拌した。なお、デシケータ内部の圧力の変化が一定となるまでの時間はCO充填後2時間かかった。このようにして前記油中水滴型エマルジョンの水相中に、温度15℃、COの圧力98kPaにおける飽和溶解量とみなせる量のCOを溶解させて、本発明のエマルジョン燃料を得た。なお、このようにして得られたエマルジョン燃料の水相中に溶解するCOの飽和溶解量(温度15℃、COの圧力98kPa)は1900mg/Lである。また、大気圧中のCO量を380ppm、液体温度を20℃とした場合における水へのCO飽和溶解量は0.69mg/Lである。
Example 1
The emulsion fuel of the present invention was manufactured using the CO 2 dissolving apparatus shown in FIG. The CO 2 dissolving apparatus shown in FIG. 6 includes a desiccator 30, a gas flow pipe 31, a CO 2 gas cylinder 32, and a vacuum pump 33. A magnetic stirrer 34 is disposed in the desiccator 30. Further, the desiccator 30, the CO 2 gas cylinder 32 and the vacuum pump 33 are connected by a gas flow pipe 31. Furthermore, 34a in the figure represents a rotor. In the production of an emulsion fuel using such a dissolving apparatus, first, 15 vol% of water and kerosene and sorbitan monooleate (surfactant: trade name “Emazole O-10V” manufactured by Kao Co., Ltd.) 0.75 vol% The mixture was stirred and mixed with a homogenizer (trade name “ULTRA-DISPERSER MODEL LK-21”, manufactured by Yamato Kagaku Co., Ltd.) for 10 minutes to prepare a water-in-oil emulsion. Next, the water-in-oil emulsion was introduced into a storage tank disposed inside the desiccator 30 while stirring with a magnetic stirrer (450 rpm) to prevent aggregation of water-in-oil droplets. The temperature of the water-in-oil emulsion at this time was 15 ° C. And the inside of the desiccator 30 was deaerated up to 4 kPa, and the dissolved air in the water-in-oil emulsion was deaerated by performing a deaeration process for about 2 hours. Thereafter, CO 2 (purity 99.5%) is filled until the inside of the desiccator reaches 98 kPa, and the water-in-oil emulsion until the change in pressure inside the desiccator becomes constant (pressure change rate is 0.3 kPa / hr or less). Was stirred. The time required for the change in pressure inside the desiccator to become constant took 2 hours after CO 2 filling. Thus, the emulsion fuel of the present invention was obtained by dissolving an amount of CO 2 that can be regarded as a saturated dissolution amount at a temperature of 15 ° C. and a CO 2 pressure of 98 kPa in the aqueous phase of the water-in-oil emulsion. The saturated amount of CO 2 dissolved in the aqueous phase of the emulsion fuel thus obtained (temperature 15 ° C., CO 2 pressure 98 kPa) is 1900 mg / L. In addition, when the amount of CO 2 in atmospheric pressure is 380 ppm and the liquid temperature is 20 ° C., the amount of CO 2 saturated dissolved in water is 0.69 mg / L.

(比較例1)
デシケータ30の内部にCOガスを充填する工程を行わなかった以外は実施例1と同様にして、脱気処理のみを行った前記油中水滴型エマルジョンを、比較のためのエマルジョン燃料とした。
(Comparative Example 1)
The water-in-oil emulsion that had been subjected to only the degassing treatment was used as an emulsion fuel for comparison in the same manner as in Example 1 except that the step of filling the desiccator 30 with CO 2 gas was not performed.

[実施例1及び比較例1で得られたエマルジョン燃料の特性の評価]
〈加熱時のエマルジョン燃料の挙動の観測(1)〉
実施例1及び比較例1で得られたエマルジョン燃料をそれぞれ用い、各エマルジョン燃料の加熱時の挙動を以下のようにして観測した。なお、このような観測には、図7に示すような装置を用いた。図7に示す装置は、電熱炉40と、電熱炉40内に配置された石英管41と、石英管の空間内に懸垂線状にして配置されている熱電対42とを備える。また、電熱炉40にはバックライトを照射するための照明用窓40aと、ハイスピードカメラによりエマルジョン滴43を観察するための観察用窓40bが形成されている。なお、熱電対42は図示を省略したデータ自動記録装置に接続され、温度のデータを記録可能としている。
[Evaluation of characteristics of emulsion fuel obtained in Example 1 and Comparative Example 1]
<Observation of emulsion fuel behavior during heating (1)>
Using the emulsion fuels obtained in Example 1 and Comparative Example 1, the behavior of each emulsion fuel during heating was observed as follows. For such observation, an apparatus as shown in FIG. 7 was used. The apparatus shown in FIG. 7 includes an electric furnace 40, a quartz tube 41 disposed in the electric furnace 40, and a thermocouple 42 disposed in a suspended line shape in the space of the quartz tube. Further, the electric furnace 40 is provided with an illumination window 40a for irradiating a backlight and an observation window 40b for observing the emulsion droplets 43 with a high speed camera. The thermocouple 42 is connected to a data automatic recording device (not shown) so that temperature data can be recorded.

このような加熱時の挙動の観測の際には、先ず、懸垂線状の熱電対42にエマルジョン燃料を付着させ、電熱対42の先端にエマルジョン滴43を形成させた。次に、電気炉壁面温度を800℃に設定した電気炉40の内部において、エマルジョン滴を加熱し、その挙動の違いを、観察用窓40bを通してハイスピードカメラで観察した。このときのエマルジョン滴の昇温速度は最大で150℃/secであった。このようなハイスピードカメラでの観察により、初期の直径が0.9mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料の液滴は、消滅までの時間が1.7秒であり、初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料の液滴は、消滅までの時間が1.5秒であり、初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料の液滴は、消滅までの時間が2.0秒であることが確認された。   When observing such behavior during heating, first, emulsion fuel was attached to the suspended thermocouple 42, and emulsion droplets 43 were formed at the tips of the electrothermal couple 42. Next, the emulsion droplets were heated inside the electric furnace 40 with the electric furnace wall surface temperature set at 800 ° C., and the difference in behavior was observed with a high-speed camera through the observation window 40b. At this time, the temperature rise rate of the emulsion droplets was 150 ° C./sec at the maximum. By observation with such a high-speed camera, the emulsion fuel droplets obtained in Example 1 with an initial diameter of 0.9 mm have a time to disappear of 1.7 seconds, and the initial diameter is 0. The emulsion fuel droplets obtained in Example 1 of .8 mm had a time to extinction of 1.5 seconds, and the emulsion fuel droplets obtained in Comparative Example 1 having an initial diameter of 0.9 mm It was confirmed that the time until disappearance was 2.0 seconds.

また、初期の直径が0.9mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の加熱直前(0sec)、0.371秒加熱後、0.656秒加熱後、0.766秒加熱後のそれぞれの様子を図8A〜Dに示す。また、初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.320秒加熱後、1.321秒加熱後、1.322秒加熱後、1.323秒加熱後、1.500秒加熱後、1.501秒加熱後、1.502秒加熱後、1.503秒加熱後のそれぞれの様子を図9A〜Hに示す。更に、初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の加熱直前(0sec)、0.499秒加熱後、0.450秒加熱後、0.451秒加熱後、0.544秒加熱後、0.845秒加熱後のそれぞれの様子を図10A〜Fに示す。   Also, the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 having an initial diameter of 0.9 mm was heated (0 sec), heated for 0.371 seconds, heated for 0.656 seconds, and then heated for 0.766 seconds. Each subsequent state is shown in FIGS. Further, the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 having an initial diameter of 0.8 mm was heated for 1.320 seconds, after 1.321 seconds, after 1.322 seconds, and after 1.323 seconds. Each state after heating, after heating for 1.500 seconds, after heating for 1.501 seconds, after heating for 1.502 seconds, and after heating for 1.503 seconds is shown in FIGS. Further, the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Comparative Example 1 having an initial diameter of 0.9 mm was heated immediately before heating (0 sec), heated for 0.499 seconds, heated for 0.450 seconds, and then heated for 0.451 seconds. The state after heating for 0.544 seconds and after heating for 0.845 seconds is shown in FIGS.

図8A〜D、図9A〜H及び図10A〜Fからも明らかなように、本発明のエマルジョン燃料(実施例1)においては、その水相中にCOが十分に溶解されているため、CO溶解処理が行われていない比較のためのエマルジョン燃料と比較して二次微粒化の発生頻度及び強度が十分に高度なものとなっていることが確認された。また、本発明のエマルジョン燃料(実施例1)においては、効率よく二次微粒化が発生するため、液滴が消滅するまでの時間も20%程度短縮されていることが確認された。このような結果から、本発明のエマルジョン燃料は十分に燃焼効率が高いものとなることが分かった。 8A to D, FIGS. 9A to H, and FIGS. 10A to F, in the emulsion fuel of the present invention (Example 1), since CO 2 is sufficiently dissolved in the aqueous phase, It was confirmed that the occurrence frequency and strength of secondary atomization were sufficiently advanced compared to a comparative emulsion fuel that was not subjected to CO 2 dissolution treatment. In addition, in the emulsion fuel of the present invention (Example 1), it was confirmed that the secondary atomization occurred efficiently, so that the time until the liquid droplets disappeared was shortened by about 20%. From these results, it was found that the emulsion fuel of the present invention has sufficiently high combustion efficiency.

(実施例2)
容量4Lの容器に市販の炭酸水(株式会社ふくれん 甘木工場製の商品名「ただの炭酸水」)450mLと灯油2527.5mLとソルビタンモノオレート(界面活性剤:花王株式会社製の商品名「エマゾール O−10V」)22.5mlとを添加し、得られた混合物(水の体積分率15vol.%)を超音波ホモジナイザー(出力0.75W,周波数23000Hz)を使用して十分に撹拌し、本発明のエマルジョン燃料を製造した。なお、前記炭酸水中のCOの溶解量は、前述の炭酸水中のCOの溶解量の測定方法を採用して測定したところ5696mg/Lであった。
(Example 2)
450 mL of commercial carbonated water (trade name “Tadano Carbonated Water” manufactured by Fuken Amagi Factory), 2527.5 mL of kerosene, and sorbitan monooleate (surfactant: trade name “manufactured by Kao Corporation”) 22.5 ml of EMAZOL O-10V "), and the resulting mixture (water volume fraction 15 vol.%) Was thoroughly stirred using an ultrasonic homogenizer (output 0.75 W, frequency 23000 Hz), An emulsion fuel of the present invention was produced. The amount of CO 2 dissolved in the carbonated water was 5696 mg / L as measured using the above-described method for measuring the amount of CO 2 dissolved in carbonated water.

(実施例3)
先ず、容量4Lの容器に市販の炭酸水(株式会社ふくれん 甘木工場製の商品名「ただの炭酸水」)450mLと灯油2527.5mLとソルビタンモノオレート(界面活性剤:花王株式会社製の商品名「エマゾール O−10V」)22.5mlとを添加し、得られた混合物(水の体積分率15vol.%)を超音波ホモジナイザー(出力0.75W,周波数23000Hz)を使用して十分に撹拌し、油中水滴型エマルジョンを調製した。その後、前記油中水滴型エマルジョン中にドライアイス20gを導入して溶解させることで、油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させて、本発明のエマルジョン燃料を製造した。
(Example 3)
First, 450 mL of commercial carbonated water (trade name “Tadano Carbonated Water” manufactured by Fugen Amagi Factory), 2527.5 mL of kerosene, and sorbitan monooleate (surfactant: product manufactured by Kao Corporation) 22.5 ml of the name “Emazole O-10V”) was added, and the resulting mixture (water volume fraction 15 vol.%) Was sufficiently stirred using an ultrasonic homogenizer (output 0.75 W, frequency 23000 Hz). A water-in-oil emulsion was prepared. Thereafter, 20 g of dry ice was introduced into the water-in-oil emulsion and dissolved therein, so that CO 2 was dissolved in the water phase of the water-in-oil emulsion to produce the emulsion fuel of the present invention.

(比較例2)
容量4Lの容器に水道水450mLと灯油2527.5mLとソルビタンモノオレート(界面活性剤:花王株式会社製の商品名「エマゾール O−10V」)22.5mlとを添加し、得られた混合物(水の体積分率15vol.%)を超音波ホモジナイザー(出力0.75W,周波数23000Hz)を使用して十分に撹拌し、本発明のエマルジョン燃料を製造した。
(Comparative Example 2)
450 mL of tap water, 2527.5 mL of kerosene, and 22.5 ml of sorbitan monooleate (surfactant: trade name “Emazol O-10V” manufactured by Kao Corporation) were added to a 4 L container, and the resulting mixture (water Was sufficiently stirred using an ultrasonic homogenizer (output 0.75 W, frequency 23000 Hz) to produce an emulsion fuel of the present invention.

[実施例2〜3及び比較例2で得られたエマルジョン燃料の特性の評価]
〈加熱時のエマルジョン燃料の挙動の観測(2)〉
前述の加熱時のエマルジョン燃料の挙動の観測(1)と同様の方法を採用して、実施例3及び比較例2で得られたエマルジョン燃料の加熱時の挙動を観測した。なお、このような観測は、エマルジョン燃料ごとに5回(5滴)ずつ行った。
[Evaluation of characteristics of emulsion fuel obtained in Examples 2 to 3 and Comparative Example 2]
<Observation of emulsion fuel behavior during heating (2)>
The behavior during the heating of the emulsion fuel obtained in Example 3 and Comparative Example 2 was observed by adopting the same method as the observation (1) of the behavior of the emulsion fuel during the heating described above. Such observation was performed five times (5 drops) for each emulsion fuel.

このような観測の結果、本発明のエマルジョン燃料(実施例3)においては、各回の観測の際に液滴で二次微粒化の発生が観測された(5液滴中5滴)のに対して、比較のためのエマルジョン燃料(比較例2)においては、5液滴中3滴にしか二次微粒化が発生しなかった。このような結果から、本発明のエマルジョン燃料においては、二次微粒化が効率よく発生することが確認された。   As a result of such observation, in the emulsion fuel of the present invention (Example 3), the occurrence of secondary atomization was observed in the droplets at each observation (5 droplets out of 5 droplets). In the comparative emulsion fuel (Comparative Example 2), secondary atomization occurred only in 3 out of 5 droplets. From these results, it was confirmed that secondary atomization occurs efficiently in the emulsion fuel of the present invention.

〈噴霧燃焼後の排ガスの測定〉
実施例2〜3及び比較例2で得られたエマルジョン燃料をそれぞれ用い、各エマルジョン燃料を燃焼器内に二流体ノズルで噴霧して燃焼させる噴霧燃焼実験を行い、燃焼器から排出されるガス中の成分の測定を行った。すなわち、先ず、前記エマルジョン燃料を燃料タンクに導入した。その後、ポンプを用いて前記燃料タンクから二流体ノズルに前記エマルジョン燃料を供給した。なお、二流体ノズルに前記エマルジョン燃料を供給する際に、一部のエマルジョン燃料が燃料タンクに戻されるようにして、前記燃料タンク内で前記エマルジョン燃料を常時循環させて水相が凝集することを防止した。次に、前記燃焼器の内部に、二流体ノズルを用いて前記エマルジョン燃料を0.1L/minの流量で噴霧した。また、同時に前記燃焼器内において空気比が1.20の条件となるように空気を導入した。次に、燃焼器内で前記エマルジョン燃料の噴霧滴に着火し、前記エマルジョン燃料を燃焼させた。このような操作を連続して行い、燃焼器から排出されるガス温度の変化が±5K/hourとなったとき、燃焼状態が定常状態になったとみなし、その排ガスを水冷サンプリングプローブにより採取した。その後、このようにして採取した排ガスをフィルターに通し、その排ガス中に含まれる煤及び水蒸気を除去して試料ガスを得た。そして、このようにして得られた試料ガス中のO濃度、CO濃度及びNO濃度を、ポータブルガス分析計(堀場製作所製の商品名「PG−240」)を用いて分析した。なお、このようなガス分析計ではO濃度をガルバニ電極法、CO濃度を非分散系赤外線分析法、NO濃度を化学発光法でそれぞれ定量した。結果を表1に示す。
<Measurement of exhaust gas after spray combustion>
Using each of the emulsion fuels obtained in Examples 2 to 3 and Comparative Example 2, a spray combustion experiment was conducted in which each emulsion fuel was sprayed into a combustor with a two-fluid nozzle and burned, and in the gas discharged from the combustor The components of were measured. That is, first, the emulsion fuel was introduced into the fuel tank. Thereafter, the emulsion fuel was supplied from the fuel tank to the two-fluid nozzle using a pump. Note that when supplying the emulsion fuel to the two-fluid nozzle, a part of the emulsion fuel is returned to the fuel tank, and the emulsion fuel is constantly circulated in the fuel tank so that the water phase is aggregated. Prevented. Next, the emulsion fuel was sprayed into the combustor at a flow rate of 0.1 L / min using a two-fluid nozzle. At the same time, air was introduced in the combustor so that the air ratio was 1.20. Next, the spray droplets of the emulsion fuel were ignited in the combustor to burn the emulsion fuel. When such an operation was continuously performed and the change in the temperature of the gas discharged from the combustor became ± 5 K / hour, the combustion state was regarded as a steady state, and the exhaust gas was collected by a water-cooled sampling probe. Thereafter, the exhaust gas collected in this way was passed through a filter, soot and water vapor contained in the exhaust gas were removed, and a sample gas was obtained. Then, the O 2 concentration, CO concentration, and NO x concentration in the sample gas thus obtained were analyzed using a portable gas analyzer (trade name “PG-240” manufactured by Horiba, Ltd.). In such a gas analyzer, the O 2 concentration was determined by the galvanic electrode method, the CO concentration was determined by the non-dispersive infrared analysis method, and the NO x concentration was determined by the chemiluminescence method. The results are shown in Table 1.

表1に示した結果から明らかなように、本発明のエマルジョン燃料(実施例2〜3)においては、比較のためのエマルジョン燃料(比較例2)よりも排ガス中のCO及びNOの量が少なかった。また、実施例3で得られたエマルジョン燃料においては比較例2で得られたエマルジョン燃料と比較してCOの排出量が40%程度減少していることが確認された。このような結果から、本発明のエマルジョン燃料(実施例2〜3)においては、燃焼効率が十分に高く、NOxやCOの発生を十分に抑制できることが確認された。 As is apparent from the results shown in Table 1, in the emulsion fuels of the present invention (Examples 2 to 3), the amounts of CO and NO x in the exhaust gas are higher than those of the comparative emulsion fuel (Comparative Example 2). There were few. In addition, it was confirmed that in the emulsion fuel obtained in Example 3, the CO emission amount was reduced by about 40% compared to the emulsion fuel obtained in Comparative Example 2. From these results, it was confirmed that the emulsion fuel of the present invention (Examples 2 to 3) has sufficiently high combustion efficiency and can sufficiently suppress the generation of NOx and CO.

以上説明したように、本発明によれば、十分に高度な燃焼性を有し、NOxやCOの発生を十分に抑制することが可能なエマルジョン燃料を効率よく且つ確実に製造することが可能なエマルジョン燃料の製造方法、その製造方法により得られるエマルジョン燃料、そのエマルジョン燃料を製造することが可能なエマルジョン燃料の製造装置、並びに、そのエマルジョン燃料を燃焼器内に供給可能なエマルジョン燃料の供給装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently and reliably produce an emulsion fuel that has a sufficiently high combustibility and can sufficiently suppress the generation of NOx and CO. Emulsion fuel manufacturing method, emulsion fuel obtained by the manufacturing method, emulsion fuel manufacturing apparatus capable of manufacturing the emulsion fuel, and emulsion fuel supply apparatus capable of supplying the emulsion fuel into the combustor It becomes possible to provide.

したがって、本発明のエマルジョン燃料の製造方法は、ディーゼルエンジンやボイラー等の用途に用いられるエマルジョン燃料を製造するための方法として特に有用である。   Therefore, the method for producing an emulsion fuel of the present invention is particularly useful as a method for producing an emulsion fuel used for applications such as diesel engines and boilers.

燃焼器内において噴霧された油中水滴型エマルジョン燃料の噴霧燃焼過程を概念的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows notionally the spray combustion process of the water-in-oil type emulsion fuel sprayed in the combustor. 図2は油中水滴型エマルジョン燃料中の水相のみを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing only the water phase in the water-in-oil emulsion fuel. 炭酸水中のCOの溶解量を測定するための装置を示す模式図である。It is a schematic diagram illustrating an apparatus for measuring the amount of dissolved CO 2 carbonated water. 本発明の第一のエマルジョン燃料の製造装置の好適な一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows suitable one Embodiment of the manufacturing apparatus of the 1st emulsion fuel of this invention. 本発明の第二のエマルジョン燃料の製造装置の好適な一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows suitable one Embodiment of the manufacturing apparatus of the 2nd emulsion fuel of this invention. 実施例1で用いたCO溶解装置の一実施形態を示す概略縦断面図である。1 is a schematic longitudinal sectional view showing one embodiment of a CO 2 dissolving apparatus used in Example 1. FIG. 加熱時のエマルジョン燃料の挙動の観測を行うための装置を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the apparatus for observing the behavior of the emulsion fuel at the time of a heating. 初期の直径が0.9mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の加熱直前(0sec)の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode immediately before a heating (0 sec) of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.371秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.371 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.656秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.656 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.766秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.766 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.320秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 1.320 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.321秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 1.321 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.322秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 1.322 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.323秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 1.323 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.500秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after the 1.500 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.501秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 1.501 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.502秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after the 1.502 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.8mmの実施例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の1.503秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after the 1.503 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained in Example 1 whose initial diameter is 0.8 mm. 初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の加熱直前(0sec)の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode just before a heating (0 sec) of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained by the comparative example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.499秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.499 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained by the comparative example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.450秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.450 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained by the comparative example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.451秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.451 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained by the comparative example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.544秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.544 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained by the comparative example 1 whose initial diameter is 0.9 mm. 初期の直径が0.9mmの比較例1で得られたエマルジョン燃料(コロイド液滴)の0.845秒加熱後の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode after 0.845 second heating of the emulsion fuel (colloid droplet) obtained by the comparative example 1 whose initial diameter is 0.9 mm.

符号の説明Explanation of symbols

1…燃料油、2…水、3…着火された炎、4…気泡核、10…噴霧滴、11…燃料貯蔵器、12…水貯蔵器、13…混合装置、14…CO溶解装置、15…燃焼器、16…炭酸水貯蔵器、17…混合装置、20…密封容器、21…ガス流通管、22…流量計、23…炭酸水、30…デシケータ、31…ガス流通管、32…COガスのシリンダ、33…真空ポンプ、34…マグネッチクスターラー、34a…ローター、35…油中水滴型エマルジョン、40…電熱炉、40a…照明用窓、40b…観察用窓、41…石英管、42…熱電対。 1 ... fuel oil, 2 ... water, 3 ... ignited flames, 4 ... bubble nuclei, 10 ... spray droplets, 11 ... fuel reservoir, 12 ... water reservoir, 13 ... mixing apparatus, 14 ... CO 2 dissolution apparatus, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Combustor, 16 ... Carbonated water storage device, 17 ... Mixing device, 20 ... Sealed container, 21 ... Gas distribution pipe, 22 ... Flow meter, 23 ... Carbonated water, 30 ... Desiccator, 31 ... Gas distribution pipe, 32 ... CO 2 gas cylinder, 33 ... vacuum pump, 34 ... magnetic Tsu tick stirrer, 34a ... rotor, 35 ... water-in-oil emulsion, 40 ... electric furnace, 40a ... illumination window, 40b ... observation window, 41 ... a quartz tube 42 ... Thermocouple.

Claims (7)

水相と燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョンの前記水相中にCOを溶解させて、COが溶解した水相を有する油中水滴型エマルジョン燃料を得ることを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。 The aqueous phase of a water-in-oil emulsion having an oil phase consisting of an aqueous phase and fuel oil by dissolving CO 2, characterized in that to obtain a water-emulsion fuel oil with an aqueous phase CO 2 is dissolved A method for producing an emulsion fuel. 炭酸水と燃料油とを混合して乳化することにより、COが溶解した水相と前記燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョン燃料を得ることを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。 Production of an emulsion fuel characterized by obtaining a water-in-oil emulsion fuel having a water phase in which CO 2 is dissolved and an oil phase composed of the fuel oil by mixing and emulsifying carbonated water and fuel oil Method. 前記油中水滴型エマルジョン燃料の水相中に常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解していることを特徴とする請求項1又は2に記載のエマルジョン燃料の製造方法。 3. The emulsion according to claim 1, wherein an amount of CO 2 exceeding the saturation dissolution amount of CO 2 in the atmosphere at normal temperature and pressure is dissolved in the water phase of the water-in-oil emulsion fuel. Fuel manufacturing method. 水相と燃料油からなる油相とを有する油中水滴型エマルジョン燃料であって、前記水相中に常温常圧における大気中のCOの飽和溶解量を超える量のCOが溶解していることを特徴とするエマルジョン燃料。 A water-in-oil emulsion fuel having an aqueous phase and an oil phase composed of fuel oil, wherein an amount of CO 2 exceeding the saturation dissolution amount of atmospheric CO 2 at normal temperature and pressure is dissolved in the aqueous phase. An emulsion fuel characterized in that 燃料油と水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョンを製造するための混合装置と、前記混合装置から供給される油中水滴型エマルジョンの水相中にCOを溶解させて油中水滴型エマルジョン燃料を得るためのCO溶解装置とを備えることを特徴とするエマルジョン燃料の製造装置。 A mixing device for emulsifying and mixing fuel oil and water to produce a water-in-oil emulsion, and CO 2 is dissolved in the water phase of the water-in-oil emulsion supplied from the mixing device to form water-in-oil droplets. An emulsion fuel production apparatus comprising: a CO 2 dissolution apparatus for obtaining a type emulsion fuel. 燃料油と炭酸水とを乳化混合して油中水滴型エマルジョン燃料を製造するための混合装置を備えることを特徴とするエマルジョン燃料の製造装置。   An emulsion fuel production apparatus comprising a mixing device for emulsifying and mixing fuel oil and carbonated water to produce a water-in-oil emulsion fuel. 請求項5又は6に記載のエマルジョン燃料の製造装置と、
前記エマルジョン燃料製造装置から供給されるエマルジョン燃料を燃焼器内に噴霧するための噴霧装置と、
を備えることを特徴とするエマルジョン燃料の供給装置。
Emulsion fuel production apparatus according to claim 5 or 6,
A spraying device for spraying the emulsion fuel supplied from the emulsion fuel production device into a combustor;
An emulsion fuel supply apparatus comprising:
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