JP5895039B1

JP5895039B1 - 燃料油改質装置、及び、燃料油改質方法、並びに、燃料油供給システム

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Publication number: JP5895039B1
Application number: JP2014242642A
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Inventors: 紘志内田
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Publication date: 2016-03-30
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Abstract

【課題】燃料油を短期間で燃焼効率の優れた燃料油に改質することができる燃料油改質装置、及び、燃料油改質方法、並びに、燃料油供給システムを提供する。【解決手段】サブタンク５は、第一燃料油導入部５１１が設けられた第一燃料油貯蔵室５１と、第一燃料油排出部５２２及び第二燃料油導入部５２１が設けられた第二燃料油貯蔵室５２とに分割し、第二燃料油貯蔵室５２から第一燃料油貯蔵室５１へオーバーフローをするよう設けられた仕切り板５３を備え、燃料油循環部７は、第一燃料油貯蔵室５１に設けられ、第一燃料油貯蔵室５１から燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出する第二燃料油排出部５１２からなる第二循環部７２を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、燃費を向上させるよう燃料油を改質する燃料油改質装置、及び、燃料油改質方法、並びに、燃料油供給システムに関する。

この種の燃料油改質装置として、従来、図８に示す技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この燃料油の改質装置１００は、貯油槽１０１に貯油槽１０１内の燃料油を貯油槽１０１外で循環させる循環路１０２及びバーナーやディーゼルエンジン等の燃料油消費域１０６に燃料を供給する供給路１０３を設けるとともに、循環路１０２及び供給路１０３の途中に燃料油を磁気処理する磁気処理装置１０４及び１０４'を設けている。

この燃料油の改質装置１００によれば、貯油槽１０１に一時蓄えられた燃料油は、ポンプ１０５'により磁気処理装置１０４'へ送り込まれ、供給路１０３から燃料油消費域１０６に供給されるか、或いは、ポンプ１０５により循環路１０２を通って循環される。この循環によって、これまでの燃料油改質装置だけでは得られなかった燃料油の改質効果を得ることができる。

特開平４−３２３２９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の燃料油の改質装置１００では、貯油槽１０１に送り込まれる燃料油は、循環路１０２を通って循環され改質されるものの、改質が不十分な燃料油と改質が進んだ燃料油とが貯油槽１０１で混在し、油粒径の大きいものと小さいものとが平均化されてしまうので、貯油槽１０１の全ての燃料油を燃焼効率のよい油粒径まで改質するには時間がかかってしまうという問題があった。

また、改質が不十分な燃料油と改質が進んだ燃料油とが貯油槽１０１で混在するため、燃料油の油粒径が大きいままのものが混じった状態で燃料油消費域１０６に供給される虞があり、粒径が大きい燃料油は、燃料油の中で不燃物となり燃焼せず煤塵となってしまうので、ボイラー燃焼機でスケール付着や黒煙を発生させるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、燃料油を短期間で燃焼効率の優れた燃料油に改質することができる燃料油改質装置、及び、燃料油改質方法、並びに、燃料油供給システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の第１の側面に係る燃料油改質装置によれば、燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質装置であって、メインタンクからの前記燃料油を貯蔵するサブタンクと、前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を導入する第一燃料油導入部と、前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部と、前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部とを備え、前記燃料油循環部は、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第二燃料油導入部とからなる第一循環部を備えるよう構成できる。前記構成により、メインタンクから油粒径の大きい燃料油がサブタンクの上方に導入されるとともに、サブタンクの下方において、油粒径を小さくする改質処理が循環して行われるため、サブタンク内では改質具合の分布が下に向かうほど進むことになる。加えて、燃焼機に燃料油を排出する燃料油供給部がサブタンクの下方に設けられているため、サブタンク内で改質が進んだ燃料油を燃焼機へ供給することができる。

すなわち、燃料油改質処理部を設けてサブタンク内の燃料油を何度も循環させて燃料油を改質すること、及び、その循環方法を工夫してより改質の進んだ領域とそうでない領域とに改質の進行具合を分けることで、短期間に燃焼効率の優れた燃料油に改質することができる。

また、本発明の第２の側面に係る燃料油改質装置によれば、前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一燃料油貯蔵室と、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二燃料油貯蔵室とに分割し、前記第二燃料油貯蔵室から前記第一燃料油貯蔵室へオーバーフローをするよう設けられた仕切り板を備え、前記燃料油循環部は、前記第一燃料油貯蔵室に設けられ、前記第一燃料油貯蔵室から前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部からなる第二循環部を備えるよう構成できる。前記構成により、第一循環部と第二循環部との二つの循環部を、同時に循環させることで、さらに早く燃料油を改質することができる。

また、前記構成により、仕切り板によって分けられた第一燃料油貯蔵室には、メインタンクから導入された燃料油が貯蔵され、第二燃料油貯蔵室には、改質の進んだ燃料油が貯蔵されるので、サブタンクが仕切り板によって分けられていない場合より、改質が進んだ燃料油と改質が不十分な燃料油とを完全に分けることができる。

すなわち、第二燃料油貯蔵室では、第二循環部で改質の進んだ燃料油が第二導入部から導入されるので、第二燃料油貯蔵室の燃料油は、第一燃料油貯蔵室よりも改質の進んだ燃料油となり、また、第二燃料油貯蔵室の下方では改質の進んだ燃料油をさらに第一循環部で循環させるため、より改質の進んだ燃料油が第二燃料油貯蔵室の下方に導入され、そこから随時燃焼機に送り出されるため、燃焼機で使用する燃料油の燃焼効率が向上する。

また、メインタンクから導入された燃料油を貯蔵する第一燃料油貯蔵室においても、第二燃料油貯蔵室からオーバーフローした改質の進んだ燃料油が第一燃料油貯蔵室へ導入されることで、改質の進んだ燃料油が占める割合が増加し、第一燃料油貯蔵室の燃料油の改質具合が向上するので、向上した第一燃料油貯蔵室の燃料油を第二燃料油貯蔵室へ送ることができ、効率よく燃料油を改質することができる。

さらにまた、本発明の第３の側面に係る燃料油改質装置によれば、前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一サブタンクと、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二サブタンクと、前記第二サブタンクから前記第一サブタンクへオーバーフローをするよう設けられた連結管とを備え、前記燃料油循環部は、前記第一サブタンクに設けられ、前記第一サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部からなる第二循環部を備えるよう構成できる。前記構成により、第一循環部と第二循環部との二つの循環部を設け、同時に循環させることで、さらに早く燃料油を改質することができる。

また、前記構成により、第一サブタンクには、メインタンクから導入された燃料油が貯蔵され、第二サブタンクには、改質の進んだ燃料油が貯蔵されるので、サブタンクが一基の場合より、改質が進んだ燃料油と改質が不十分な燃料油とを完全に分けることができる。

すなわち、第二サブタンクでは、第二循環部で改質の進んだ燃料油が第二燃料油導入部から導入されるので、第二サブタンクの燃料油は、第一サブタンクよりも改質の進んだ燃料油となり、また、第二サブタンクの下方では改質の進んだ燃料油をさらに第一循環部で循環させるため、より改質の進んだ燃料油が第二サブタンクの下方に導入され、そこから随時燃焼機に送り出されるため、燃焼機で使用する燃料油の燃焼効率が向上する。

また、前記構成により、第一サブタンクには、メインタンクから導入された燃料油が貯蔵され、第二サブタンクには、改質の進んだ燃料油が貯蔵されるので、改質が進んだ燃料油と改質が不十分な燃料油とが別々のタンクに貯蔵され、改質の進んだ第二サブタンクの燃料油から随時燃焼機に送り出されるため、燃焼機で使用する燃料油の改質効率が向上する。

また、前記構成により、一度にサブタンク二基で燃料油を循環させることができるので、構造的にタンクを大きくすることができ、より多量の燃料油を取り扱うことができる。

また、メインタンクから導入された燃料油を貯蔵する第一サブタンクにおいても、第二サブタンクからオーバーフローした改質の進んだ燃料油が連結管を介して第一サブタンクへ導入されることで、改質の進んだ燃料油が占める割合が増加し、第一サブタンクの燃料油の改質具合が向上するので、向上した第一サブタンクの燃料油を第二サブタンクへ送ることができ、効率よく燃料油を改質することができる。

さらにまた、本発明の第４の側面に係る燃料油改質装置によれば、前記燃料油循環部は、前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させるよう構成できる。従来、粒径が大きい燃料油は、燃料油の中で不燃物となり燃焼せず煤塵として大気中に逃がしていたところ、前記構成により、サブタンク内の燃料油の油粒径を３０μｍ以下にすることで燃料油を完全に燃焼させることができ、燃料油の燃焼効率を向上させることができる。

また、燃料油が完全に燃焼することで、二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物の排出を削減することができる。すなわち、前記構成により、例えばボイラー燃焼機で問題となっているスケール付着や黒煙発生を防止することができる。

さらにまた、本発明の第５の側面に係る燃料油改質装置によれば、前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径を測定し、該油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させるよう前記燃料油循環部を制御する燃料油粒径制御部を備えるよう構成できる。前記構成により、燃料使用量やサブタンクの大きさをユーザが考慮せずとも、燃料油の循環回数を自動制御することができるので、ユーザの管理負担が軽減される。

さらにまた、本発明の第６の側面に係る燃料油改質方法によれば、燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質方法であって、前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部によって、前記メインタンクから前記燃料油を導入する燃料油導入工程と、前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部によって、前記燃料油の油粒径を微細化する燃料油改質処理工程と、前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部によって、前記燃料油を循環させる燃料油循環工程と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部によって、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給工程とを含み、前記燃料油循環工程は、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第二燃料油導入部とによって、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出し、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一循環工程を含むよう構成できる。

さらにまた、本発明の第７の側面に係る燃料油改質方法によれば、前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一燃料油貯蔵室と、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二燃料油貯蔵室とに分割し、前記第二燃料油貯蔵室から前記第一燃料油貯蔵室へオーバーフローをするよう設けられた仕切り板を備え、前記燃料油循環工程は、前記第一燃料油貯蔵室に設けられ、前記第一燃料油貯蔵室から前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部によって、前記サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二循環工程を含むよう構成できる。

さらにまた、本発明の第８の側面に係る燃料油改質方法によれば、前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一サブタンクと、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二サブタンクと、前記第二サブタンクから前記第一サブタンクへオーバーフローをするよう設けられた連結管とを備え、前記燃料油循環工程は、前記第一サブタンクに設けられ、前記第一サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部によって、前記第一サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二循環工程を含むよう構成できる。

さらにまた、本発明の第９の側面に係る燃料油改質方法によれば、前記燃料油循環工程は、前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させるよう構成できる。

さらにまた、本発明の第１０の側面に係る燃料油改質方法によれば、前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径を測定し、該油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させるよう前記燃料油循環部を制御する燃料油粒径制御工程を含むよう構成できる。

さらにまた、本発明の第１１の側面に係る燃料油供給システムによれば、燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムであって、前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部と、前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部と、前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部とを備え、前記燃料油循環部は、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第二燃料油導入部とからなる第一循環部を備えるよう構成できる。

本発明の第一実施例に係る燃料油供給システムの全体構成を示す模式図である。本発明の第一実施例に係る燃料油改質装置の概略図である。本発明に係る燃料油改質処理部の説明に供する図であって、図３Ａは、導磁板と磁石の形状及び配置を示しており、図３Ｂは、導磁板と磁石の積層状態を示しており、図３Ｃは、燃料油改質処理部の概略図である。本発明に係る燃料油改質方法を示すフローチャートである。本発明の第二実施例に係る燃料油改質装置の概略図である。本発明の第三実施例に係る燃料油改質装置の概略図である。本発明の第三実施例に係る燃料油改質装置の改質具合を示す結果であって、図７Ａは、改質前の燃料油の電子顕微鏡写真であり、図７Ｂは、第三実施例に係る燃料油改質装置によって２４時間改質処理を行った場合の電子顕微鏡写真であり、図７Ｃは、同燃料油改質装置によって７２時間改質処理を行った場合の電子顕微鏡写真である。燃料油の改質装置の従来例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

（第一実施例）
（燃料油供給システムの構成）
本発明の第一実施例に係る燃料油供給システム１の全体構成を示す模式図を図１に示す。燃料油供給システム１は、メインタンク２からの燃料油Ｆを燃料油改質装置３に導入し、燃料油Ｆを燃料油改質装置３で循環させて改質した後に、改質された燃料油Ｆを燃焼機４へ供給する。

（燃料油改質装置の構成）
燃料油改質装置３は、図２に示すように、メインタンク２からの燃料油Ｆを貯蔵するサブタンク５と、燃料油改質処理部６と、燃料油循環部７と、燃料油供給部５２３を主要部として備えている。

サブタンク５は、第一燃料油貯蔵室５１と、第二燃料油貯蔵室５２とに仕切り板５３によって分割されている。

第一燃料油貯蔵室５１は、上方に第一燃料油導入部５１１を備え、メインタンク２からの燃料油Ｆが第一燃料油導入部５１１を介して導入され、第二燃料油排出部５１２を介して燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出する。

第一燃料油導入部５１１は、メインタンク２からの燃料油Ｆを第一燃料油貯蔵室５１の上方から導入する管５１１１と、管５１１１が挿入される開口部５１１２（図示せず）とからなり、メインタンク２と第一燃料油貯蔵室５１とを連結している。

第二燃料油排出部５１２は、例えば、第一燃料油貯蔵室５１の下方に設けられ、燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出する管５１２１と、管５１２１が挿入される開口部５１２２（図示せず）とからなり、第一燃料油貯蔵室５１と燃料油改質処理部６とを連結している。

第二燃料油貯蔵室５２は、下方に、第二燃料油導入部５２１と燃料油供給部５２３と制御部５２４とを備え、燃料油改質処理部６からの燃料油Ｆが第二燃料油導入部５２１を介して導入され、第一燃料油排出部５２２を介して燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出する。また、制御部５２４は、油粒径サイズを測定する検出部５２４１（図示せず）からの信号に基づいて、燃料油Ｆの油粒径が、３０μｍ以下となるまで循環を繰り返し、その後、燃料油供給部５２３から第二燃料油貯蔵室５２の燃料油Ｆを第二燃料油貯蔵室５２の下方から燃焼機４へ供給する。

第二燃料油導入部５２１は、燃料油改質処理部６からの燃料油Ｆを第二燃料油貯蔵室５２の下方から導入する管５２１１と、管５２１１が挿入される開口部５２１２（図示せず）とからなり、燃料油改質処理部６と第二燃料油貯蔵室５２とを連結している。

第一燃料油排出部５２２は、第二燃料油貯蔵室５２の下方に設けられ、燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出する管５２２１と、管５２２１が挿入される開口部５２２２（図示せず）とからなり、第二燃料油貯蔵室５２と燃料油改質処理部６とを連結している。

燃料油供給部５２３は、第二燃料油貯蔵室５２の下方に設けられ、燃料油Ｆを燃焼機４へ排出する管５２３１と、管５２３１が挿入される開口部５２３２（図示せず）とからなり、第二燃料油貯蔵室５２と燃焼機４とを連結している。

制御部５２４は、例えば、燃料油Ｆの油粒径の大きさを検出する検出部５２４１と、圧送部７３を動作させる制御回路５２４２（図示せず）とを備えており、検出部５２４１が油粒径の大きさが３０μｍ以下であると検知するまで、燃料油Ｆを繰り返し循環させる。

仕切り板５３は、燃料油Ｆが第二燃料油貯蔵室５２から第一燃料油貯蔵室５１へオーバーフローをするよう、例えば、図３に示すように、サブタンク５の上方に隙間を設けるように配設される。なお、仕切り板５３は、燃料油Ｆが第二燃料油貯蔵室５２から第一燃料油貯蔵室５１へオーバーフローをする構成であればよく、仕切り板５３の上方に開口部を設けるようにしてもよい。

燃料油改質処理部６は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、例えば３５００ガウスの円板状の磁石６１を磁極片の両側にＮ極が磁極片に向くように配したものと、磁石６１を磁極片の両側にＳ極が磁極片に向くように配したものとを、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、導磁板６２を介して複数積層したものを一串とし、ハウジング６３内に３行×１５列に３ｍｍ間隔で配している。

磁石６１は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、例えば、厚さ１０ｍｍの円板状であって、導磁板６２を間に介して、同磁極片が向かい合うように合計９枚が鉄製の棒で串刺しされ、両端からボルトによって螺着されている。

導磁板６２は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、例えば、厚さ２ｍｍの円板状であって、一串の両端２枚と磁石６１同士の間に８枚との合計１０枚が鉄製の棒で串刺しされている。

燃料油改質処理部６は、全体の反発磁場が、例えば１０５００ガウスとなる。この反発磁場によって、燃料油Ｆ内の油粒径が小さくなり、燃焼効率の高い燃料油Ｆが形成される。なお、燃料油改質処理部６は、燃料油Ｆを改質するものであればよい。

燃料油循環部７は、第一循環部７１と、第二循環部７２と、圧送部７３とからなる。

第一循環部７１は、第一燃料油排出部５２２と、第二燃料油導入部５２１とからなり、第二燃料油貯蔵室５２の下方で改質の進んだ燃料油Ｆをさらに循環させる。

第二循環部７２は、第一燃料油導入部５１１と、第二燃料油排出部５１２とからなり、メインタンク２から導入された燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出し、燃料油改質処理部６を通過した後、第二燃料油貯蔵室５２に導入する。そして、第二循環部７２は、第二燃料油貯蔵室５２からオーバーフローをした燃料油Ｆを第一燃料油貯蔵室５１に導入するよう循環させる。

圧送部７３は、例えばポンプであり、燃料油改質処理部６の前段に設けられる。圧送部７３の前段において、第一燃料油貯蔵室５１からの配管と、第二燃料油貯蔵室５２からの配管とが合流しており、第一燃料油貯蔵室５１に燃料油Ｆがない場合には、第二燃料油貯蔵室５２からのみ燃料油Ｆが燃料油循環部７を循環することとなる。一方、第二燃料油貯蔵室５２に燃料油Ｆがない場合には、第一燃料油貯蔵室５１からのみ燃料油Ｆが燃料油循環部７を循環することとなる。第一燃料油貯蔵室５１及び第二燃料油貯蔵室５２の何れにも燃料油Ｆが存在する場合には、両方から燃料油Ｆが燃料油循環部７を循環することとなる。

燃焼機４は、例えば、ボイラー、船舶，大型車輌，重機，ディーゼル機関車等の内燃機関を挙げることができる。

（燃料油改質方法）
次に、本発明の第一実施例に係る燃料油改質方法について、図２及び図４のフローチャートを参照しながら説明する。

燃料油改質方法は、図４に示すように、メインタンク２から第一燃料油貯蔵室５１へ燃料油Ｆを導入するステップＳＴ１（請求項６における燃料油導入工程に対応する。）と、第一燃料油貯蔵室５１及び第二燃料油貯蔵室５２から燃料油改質処理部６を通過して第二燃料油貯蔵室５２へ燃料油Ｆを循環するステップＳＴ２（請求項６及び請求項７における燃料油循環工程に対応する。）と、燃料油Ｆを燃焼機４へ供給するステップＳＴ３（請求項６における燃料油供給工程に対応する。）とで構成されている。

ステップＳＴ１では、図２に示すように、第一燃料油導入部５１１が、メインタンク２からの燃料油Ｆを、第一燃料油貯蔵室５１へ、第一燃料油貯蔵室５１の上方から導入する。

ステップＳＴ２では、燃料油改質処理部６が、燃料油Ｆの油粒径が小さくなるよう反発磁場による改質処理を行う。

先ず、ステップＳＴ２では、第二燃料油排出部５１２が、ステップＳＴ１によって第一燃料油貯蔵室５１へ導入された燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出し、燃料油改質処理部６を通過した燃料油Ｆを第二燃料油導入部５２１から第二燃料油貯蔵室５２の下方へ導入する第二循環工程を行う。

また、ステップＳＴ２では、第一燃料油排出部５２２が、第二燃料油貯蔵室５２の下方に導入された改質の進んだ燃料油Ｆを燃料油改質処理部６へ排出し、再度、燃料油Ｆを第二燃料油貯蔵室５２の下方へ導入し、制御部５２４により油粒径が３０μｍ以下であると検知されるまで繰り返し循環する第一循環工程を行う。

ここで、第二燃料油貯蔵室５２からオーバーフローした燃料油Ｆは、第一燃料油貯蔵室５１へ導入され、第二循環工程の第二燃料油排出部５１２よって燃料油改質処理部６へ排出され、再度、第二循環工程を行う。なお、第二循環工程と第一循環工程とは通常並列して実行される。

ステップＳＴ３では、第二燃料油貯蔵室５２の下方に設けられた燃料油供給部５２３が、燃料油Ｆを燃焼機４へ供給する。

（第二実施例）
第一実施例では、サブタンク５を第一燃料油貯蔵室５１と、第二燃料油貯蔵室５２とに仕切り板５３によって分割し、第二循環部７２と第一循環部７１とで燃料油Ｆを循環している。これにより、第二燃料油貯蔵室５２の燃料油Ｆは、第一燃料油貯蔵室５１よりも改質の進んだ燃料油Ｆとなる。加えて、第二燃料油貯蔵室５２の下方では改質の進んだ燃料油Ｆをさらに第一循環部７１で循環させるため、より改質の進んだ燃料油Ｆが第二燃料油貯蔵室５２の下方に導入され、そこから随時燃焼機４に送り出されるため、燃焼機４で使用する燃料油Ｆの燃焼効率が向上する効果を得ることができるが、以下のようにしても同じような効果を得ることができる。

図５は、本発明の第二実施例に係る燃料油改質装置３の概略図である。この第二実施例は、サブタンク５が、第一燃料油導入部５１１が設けられた第一サブタンク５４と、第一燃料油排出部５２２及び第二燃料油導入部５２１が設けられた第二サブタンク５５と、第二サブタンク５５から第一サブタンク５４へオーバーフローをするよう設けられた連結管５６とを備えている。

これにより、第一サブタンク５４には、メインタンク２から導入された燃料油Ｆが貯蔵され、第二サブタンク５５には、改質の進んだ燃料油Ｆが貯蔵されるので、改質が進んだ燃料油Ｆと改質が不十分な燃料油Ｆとを完全に別々のタンクに分けることができる。

この結果、第二循環部７２で改質の進んだ燃料油Ｆが第二燃料油導入部５２１から導入されるので、第二サブタンク５５の燃料油Ｆは、第一サブタンク５４よりも改質の進んだ燃料油Ｆとなり、また、第二サブタンク５５の下方では改質の進んだ燃料油Ｆをさらに第一循環部７１で循環させるため、より改質の進んだ燃料油Ｆが第二サブタンク５５の下方に導入され、そこから随時燃焼機４に送り出されるため、燃焼機４で使用する燃料油Ｆの燃焼効率が向上する。

（第三実施例）
第一実施例では、サブタンク５は、第一燃料油貯蔵室５１と、第二燃料油貯蔵室５２とに仕切り板５３によって分割され、第二実施例では、第一サブタンク５４と、第二サブタンク５５とを備え、第一サブタンク５４と第二サブタンク５５とが連結管５６を介して連結され、燃料油Ｆが第一燃料油貯蔵室５１から第二燃料油貯蔵室５２へ、又は、第一サブタンク５４から第二サブタンク５５へオーバーフローするよう構成していた。

これにより、第一燃料油貯蔵室５１、又は、第一サブタンク５４における改質の進んだ燃料油Ｆが占める割合が増加し、第一燃料油貯蔵室５１、又は、第一サブタンク５４の燃料油Ｆの改質具合が向上するので、向上した第一燃料油貯蔵室５１又は第一サブタンクの燃料油Ｆを第二燃料油貯蔵室５２又は第二サブタンク５５へ送ることができ、効率よく燃料油Ｆを改質することができるが、以下のようにしても、これと同じような効果を得ることができる。

図６は、本発明の第三実施例に係る燃料油改質装置３の概略図である。この第三実施例は、サブタンク５は一基であり、メインタンク２から油粒径の大きい燃料油Ｆがサブタンク５の上方に導入されるとともに、サブタンク５の下方において、燃料油Ｆの油粒径を小さくする改質処理が循環して行われている。

これにより、サブタンク５内では改質具合の分布が下に向かうほど進むことになる。燃料油供給部５２３は、サブタンク５の下方に設けられているので、サブタンク５内で改質が進んだ燃料油Ｆを燃焼機４へ供給することができる。すなわち、サブタンク５内を改質の進んだ領域とそうでない領域とに改質の進行具合を分けることで、短期間に燃焼効率の優れた燃料油Ｆに改質することができる。

（本発明の第三実施例に係る燃料油改質方法による燃料油の評価）
本発明が燃料油を改質する性能を有していることについて以下に述べる方法で評価を行った。

１．燃料油改質装置による燃料油の改質具合の確認
（方法）
燃料油改質装置３を設置して、未処理の燃料油Ｆと、２４時間処理後の燃料油Ｆと、７２時間処理後の燃料油Ｆとを走査型電子顕微鏡で観察を行った。

（実験結果）
図７は、本実験の燃料油Ｆの改質具合を示す図である。図７Ｂに示すように、２４時間処理後の燃料油Ｆは、図７Ａに示す未処理の燃料油Ｆと比較して、燃料油Ｆ中のスラッジが減少し、さらに、図７Ｃに示すように、７２時間処理後の燃料油Ｆは、油粒径が３０μｍ以下となり、燃料油Ｆが改質できたといえる。

２．未処理の燃料油と燃料油改質装置による循環処理後の燃料油との燃費の比較実験
Ａ．ボイラーによる燃費比較
（方法）
同火力で未処理のＡ重油と２４時間処理後のＡ重油とを、ボイラーＮｏ．１と、ボイラーＮｏ．２との２つのボイラーで燃焼実験をし、その時の燃費（＝ｈ／Ｌ）を夫々計算し、比較した。

（実験結果）
ボイラーＮｏ．１では、２４時間処理後のＡ重油の燃費が、９．８％向上した。
ボイラーＮｏ．２では、２４時間処理後のＡ重油の燃費が、７．９％向上した。

Ｂ．エンジンによる燃費比較
（方法）
同火力で未処理の軽油と５時間処理後の軽油とを、負荷を水動力計にて４５０ｋｗ／２１００ｒｐｍに固定したエンジン（クローラードリル搭載の米国カミンズ社ＱＳＫ１９、最大出力５５５ＫＷ／２１００ｒｐｍ）で燃焼実験をし、その時の燃費（＝ｈ／Ｌ）を夫々計算し、比較した。

（実験結果）
５時間処理後の軽油の燃料消費量が、約６％削減した。

以上の実験結果から、対象となる燃料機の種類に拘わらず、燃料消費量が大幅に削減されることが分かった。

以上の通り、本発明によれば、燃料油を短期間で燃焼効率の優れた燃料油に改質することができる燃料油改質装置、及び、燃料油改質方法、並びに、燃料油供給システムを提供できる。

なお、本発明は前述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

１…燃料油供給システム、２…メインタンク、３…燃料油改質処理装置、４…燃焼機、５…サブタンク、５１…第一燃料油貯蔵室、５１１…第一燃料油導入部、５１１１…管、５１１２…開口部、５１２…第二燃料油排出部、５１２１…管、５１２２…開口部、５２…第二燃料油貯蔵室、５２１…第二燃料油導入部、５２１１…管、５２１２…開口部、５２２…第一燃料油排出部、５２２１…管、５２２２…開口部、５２３…燃料油供給部、５２３１…管、５２３２…開口部、５２４…制御部、５２４１…検出部、５２４２…制御回路、５３…仕切り板、５４…第一サブタンク、５５…第二サブタンク、５６…連結管、６…燃料油改質処理部、６１…円板状の磁石、６２…導磁板、６３…ハウジング、７…燃料油循環部、７１…第一循環部、７２…第二循環部、７３…圧送部、Ｆ…燃料油、１００…燃料油の改質装置、１０１…貯油槽、１０２…循環路、１０３…供給路、１０４，１０４'…磁気処理装置、１０５，１０５'…磁気処理装置、１０６…燃料油消費域

Claims

燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質装置であって、
メインタンクからの前記燃料油を貯蔵するサブタンクと、
前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部と、
前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部と、
前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部と、
前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部とを備え、
前記燃料油循環部は、前記サブタンクの下方であって、前記燃料油供給部の近傍に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクの下方へ導入する第二燃料油導入部と、前記サブタンクの下方であって、前記第二燃料油導入部の近傍に設けられ、前記サブタンクの下方から改質の進んだ前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第一燃料油排出部とからなる第一循環部を備えることを特徴とする燃料油改質装置。
燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質装置であって、
メインタンクからの前記燃料油を貯蔵するサブタンクと、
前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部と、
前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部と、
前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部と、
前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部とを備え、
前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一燃料油貯蔵室と、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二燃料油貯蔵室とに分割し、前記第二燃料油貯蔵室から前記第一燃料油貯蔵室へオーバーフローをするよう設けられた仕切り板を備え、
前記燃料油循環部は、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第二燃料油導入部とからなる第一循環部と、前記第一燃料油貯蔵室に設けられ、前記第一燃料油貯蔵室から前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部からなる第二循環部とを備えることを特徴とする燃料油改質装置。
燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質装置であって、
メインタンクからの前記燃料油を貯蔵するサブタンクと、
前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部と、
前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部と、
前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部と、
前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部とを備え、
前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一サブタンクと、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二サブタンクと、前記第二サブタンクから前記第一サブタンクへオーバーフローをするよう設けられた連結管とを備え、
前記燃料油循環部は、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第二燃料油導入部とからなる第一循環部と、前記第一サブタンクに設けられ、前記第一サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部からなる第二循環部とを備えることを特徴とする燃料油改質装置。
請求項１〜３の何れか一に記載の燃料油改質装置であって、
前記燃料油循環部は、前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させることを特徴とする燃料油改質装置。
請求項４に記載の燃料油改質装置であって、
前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径を測定し、該油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させるよう前記燃料油循環部を制御する燃料油粒径制御部を備えることを特徴とする燃料油改質装置。
燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質方法であって、
前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部によって、前記メインタンクから前記燃料油を導入する燃料油導入工程と、
前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部によって、前記燃料油の油粒径を微細化する燃料油改質処理工程と、
前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部によって、前記燃料油を循環させる燃料油循環工程と、
前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部によって、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給工程とを含み、
前記燃料油循環工程は、前記サブタンクの下方であって、前記燃料油供給部の近傍に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクの下方へ導入する第二燃料油導入部と、前記サブタンクの下方であって、前記第二燃料油導入部の近傍に設けられ、前記サブタンクの下方から改質の進んだ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部とによって、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出し、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一循環工程を含むことを特徴とする燃料油改質方法。
燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質方法であって、
前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部によって、前記メインタンクから前記燃料油を導入する燃料油導入工程と、
前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部によって、前記燃料油の油粒径を微細化する燃料油改質処理工程と、
前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部によって、前記燃料油を循環させる燃料油循環工程と、
前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部によって、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給工程とを含み、
前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一燃料油貯蔵室と、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二燃料油貯蔵室とに分割し、前記第二燃料油貯蔵室から前記第一燃料油貯蔵室へオーバーフローをするよう設けられた仕切り板を備え、
前記燃料油循環工程は、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第二燃料油導入部とによって、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出し、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一循環工程と、前記第一燃料油貯蔵室に設けられ、前記第一燃料油貯蔵室から前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部によって、前記サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二循環工程とを含むことを特徴とする燃料油改質方法。
燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムにおける燃料油改質方法であって、
前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部によって、前記メインタンクから前記燃料油を導入する燃料油導入工程と、
前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部によって、前記燃料油の油粒径を微細化する燃料油改質処理工程と、
前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部によって、前記燃料油を循環させる燃料油循環工程と、
前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部によって、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給工程とを含み、
前記サブタンクは、前記第一燃料油導入部が設けられた第一サブタンクと、前記第一燃料油排出部及び前記第二燃料油導入部が設けられた第二サブタンクと、前記第二サブタンクから前記第一サブタンクへオーバーフローをするよう設けられた連結管とを備え、
前記燃料油循環工程は、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出する第一燃料油排出部と、前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第二燃料油導入部とによって、前記燃料油改質処理部へ前記燃料油を排出し、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一循環工程と、前記第一サブタンクに設けられ、前記第一サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二燃料油排出部によって、前記第一サブタンクから前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第二循環工程とを含むことを特徴とする燃料油改質方法。
請求項６〜８の何れか一に記載の燃料油改質方法であって、
前記燃料油循環工程は、前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させることを特徴とする燃料油改質方法。
請求項９に記載の燃料油改質方法であって、
前記燃焼機へ供給する燃料油の油粒径を測定し、該油粒径が３０μｍ以下となるまで燃料油を循環させるよう前記燃料油循環部を制御する燃料油粒径制御工程を含むことを特徴とする燃料油改質方法。
燃料油が貯蔵されたメインタンクからサブタンクを介して燃料油を燃焼機に供給する燃料油供給システムであって、
前記サブタンクの上方に設けられ、前記メインタンクからの前記燃料油を前記サブタンクへ導入する第一燃料油導入部と、
前記燃料油の油粒径を微細化するための燃料油改質処理部と、
前記サブタンクと前記燃料油改質処理部との間で前記燃料油を循環させる燃料油循環部と、
前記サブタンクの下方に設けられ、前記燃料油を前記燃焼機へ供給する燃料油供給部とを備え、
前記燃料油循環部は、前記サブタンクの下方であって、前記燃料油供給部の近傍に設けられ、前記燃料油改質処理部を通過した前記燃料油を前記サブタンクの下方へ導入する第二燃料油導入部と、前記サブタンクの下方であって、前記第二燃料油導入部の近傍に設けられ、前記サブタンクの下方から改質の進んだ前記燃料油を前記燃料油改質処理部へ排出する第一燃料油排出部とからなる第一循環部を備えることを特徴とする燃料油供給システム。