JPWO2009054377A1 - エマルジョン燃料及びその製造法並びにその製造装置 - Google Patents

Abstract

適正な燃焼条件下で内燃機関を燃焼させる燃料として使用することができるエマルジョン燃料を提供する。連続相としての燃料油と分散相としての水との混合液に、微量の空気を付加して混合してなるものである。このようにして、浮力が減少した微細な気泡は、疎水性であるため、水滴の表面には付着せずに、燃料油中に分散して、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。その結果、本エマルジョン燃料では水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。

Description

本発明は、エマルジョン燃料と、同エマルジョン燃料を連続的に製造する製造法と、同エマルジョン燃料を連続的に製造する製造装置に関する。

エマルジョン燃料製造法の一形態として、燃料油と水をミキサーにより撹拌・混合することによりエマルジョン燃料を製造する方法がある。（例えば、特許文献１参照）。

かかるエマルジョン燃料製造法は、基本的に、乳化剤を用いることなく、燃料油中に微細な水滴を均一に分散させたエマルジョン燃料の製造を図っているものである。
特開平５−１５７２２１号公報

しかしながら、上記したエマルジョン燃料製造法は、一つのミキサーにより燃料油と水を撹拌・混合するだけであるために、得られたエマルジョン燃料では未だ水滴同士が凝集して水滴径の分散が不均一となり、かかるエマルジョン燃料を燃焼装置で燃焼させると燃焼効率が悪化してすすや黒煙を発生するという不具合がある。

前記課題を解決するため、本発明では、以下のようなエマルジョン燃料を提供するものである。

（１）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水との混合液に、微量の空気を付加して混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。

（２）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての微細な気泡混じりの水とを混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。

（３）本発明は、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての水とを混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。

（４）本発明は、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。

（５）本発明は、連続相としての水と分散相としての微細な気泡混じりの燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。

（６）本発明は、連続相としての水と分散相としての燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなるエマルジョン燃料である。

（７）本発明は、分散相として改質処理した水と連続相としての燃料油とを混合してなるエマルジョン燃料である。

（８）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水とを前段で微細化して混合し、後段で超微細化して混合してなるエマルジョン燃料である。

ここで、微量の空気の直径をナノレベルないしはサブミクロンレベルの超微細な気泡となした場合には、直径がナノレベルないしはサブミクロンレベルの超微細な気泡混じりのエマルジョン燃料となすことができる。この場合、超微細な気泡によるより一層の気−液界面の面積（燃焼表面積）増加、及び、静電分極による表面活性（界面活性剤のような機能）の増大を図ることができて、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中でより一層安定化させることができる。その結果、良好な燃焼効率をより一層向上させることができる。なお、ナノレベルとは、１μｍ未満のレベルをいう。サブミクロンレベルとは、０．１μｍ〜１μｍのレベルをいう。

前記課題を解決するため、本発明では、以下のようなエマルジョン燃料の製造法を提供するものである。

（９）本発明は、燃料油と水を混合処理して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴からなる混合液となし、続いて、この混合液に微量の空気を付加してさらに混合処理することにより、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

（１０）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

（１１）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理することにより、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

（１２）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理することにより、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

（１３）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理することにより、連続相としての水と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

（１４）本発明は、水と燃料油を混合処理することにより、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴を含有する水滴からなるエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

（１５）本発明は、あらかじめ分散相としての水を改質処理し、その後に改質処理した分散相としての水と連続相としての燃料油を混合処理することにより、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

（１６）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水とを前段で微細化混合処理して混合液となし、その後に、後段でこの混合液を超微細化混合処理することにより、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

前記課題を解決するため、本発明では、以下のようなエマルジョン燃料の製造装置を提供するものである。

（１７）本発明は、燃料油と水を混合処理して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴からなる混合液となす一次混合処理部と、この混合液に微量の空気を付加してさらに混合処理する二次混合処理部とを具備して、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（１８）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（１９）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（２０）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理して、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となす二次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する三次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（２１）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡からなる混合液となす二次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する三次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（２２）本発明は、水と燃料油を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となす一次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴を含有する水滴からなるエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（２３）本発明は、分散相としての水を改質処理して改質処理水となす改質処理部と、この改質処理水を分散相とし燃料油を連続相として混合処理する混合処理部とを具備して、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（２４）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水とを微細化混合処理して混合液となす前段の一次混合処理部と、この混合液を超微細化混合処理する後段の二次混合処理部とを具備して、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。

（１）本発明では、連続相としての燃料油と、分散相としての水と、微量の空気とを微細化して混合することにより、浮力が減少した微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。
ここで、浮力が減少した微細な気泡は、疎水性であるため、水滴の表面には付着せずに、燃料油中に分散して、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。
その結果、かかるエマルジョン燃料では水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。
なお、上記した微細な気泡混じりのエマルジョン燃料は、燃料油と水の混合比を調整することにより、適正な燃焼条件下で内燃機関を燃焼させる燃料としても使用することができる。また、燃料油としては、ガソリン、航空タービン用燃料油（ジェット機燃料油）、灯油、軽油、ガスタービン用燃料油、重油などがあるが、本発明は、特に重油の改質に有効なものであり、廃油であっても改質して、有効利用可能な改質廃油となすことができる。さらに、難燃性の廃油を燃料油として用いた場合でも、本発明に係るＷ／Ｏ型のエマルジョン燃料とすることで安定的に燃焼させることができる。

（２）本発明では、燃料油を連続相とすると共に、微細な気泡混じりの水を分散相として混合することにより、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。
ここで、分散相としての水中には、浮力が減少した微細な気泡が存在するが、かかる気泡は疎水性であるため、水滴の表面には付着せずに、燃料油と混合した際に燃料油中に分散する。
そのため、この場合も、水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。

（３）本発明では、微細な気泡混じりの燃料油を連続相とすると共に、水を分散相として混合することにより、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。
ここで、連続相としての燃料油には、空気を微細化して混合しているため、燃料油中に空気中の酸素を効率良く溶解させることができて、燃料油中の溶存酸素量を増大させることができる。
そのため、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、より良好な燃焼効率を確保することができる。

（４）本発明では、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合することにより、燃料油／微細な気泡混じりの水／燃料油（Ｏ／Ｗ／Ｏ）型のエマルジョン燃料を製造することができる。
かかるエマルジョン燃料では、エマルジョン燃料の特徴である水滴の急激な蒸発による膨張（微爆）が、水滴中の超微細（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）な油滴の燃焼熱のためにさらに促進される。
そのため、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、より一層燃焼効率を高めることができる。

（５）本発明では、連続相としての水と分散相としての微細な気泡混じりの燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合することにより、微細な気泡混じりの燃料油／水／燃料油（Ｏ／Ｗ／Ｏ）型のエマルジョン燃料を製造することができる。
この場合も、エマルジョン燃料の特徴である水滴の急激な蒸発による膨張（微爆）が、水滴中の超微細（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）な油滴の燃焼熱のためにさらに促進されて、より一層燃焼効率を高めることができる。

（６）本発明では、連続相としての水と分散相としての燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合することにより、燃料油／水／燃料油（Ｏ／Ｗ／Ｏ）型のエマルジョン燃料を製造することができる。
この場合も、エマルジョン燃料の特徴である水滴の急激な蒸発による膨張（微爆）が、水滴中の超微細（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）な油滴の燃焼熱のためにさらに促進されて、良好な燃焼効率を確保することができる。

（７）本発明では、分散相として改質処理した水と連続相としての燃料油とを混合することにより、エマルジョン燃料を製造することができる。
ここで、液体の水は、水分子が１分子の状態で存在するのではなく、水分子間の水素結合によって多くの水分子が互いに結合したクラスター（会合体で(H₂O)nの状態）を形成している。
そこで、本発明では、任意の水分子の周辺にある隣接水分子の数をできるだけ小さくするように改質処理することにより、微細化した水の粒子の均一化を図ることができて、均一化された水の粒子を燃料油が包み込む状態に均一に微細化して混合したエマルジョン燃料となすことができる。従って、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、この場合も良好な燃焼効率を確保することができる。

（８）本発明では、連続相としての燃料油と分散相としての水とを前段で微細化して混合し、後段で超微細化して混合することにより、エマルジョン燃料を製造することができる。
ここで、水滴とそれを包み込む状態にある燃料油中の微量夾雑物は、あらかじめ微細化（ミクロンレベル）かつ均一化されて混合され、後段で超微細化（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）されて混合される。
そのため、水滴と燃料油中の微量夾雑物を超微細化かつ均一化して燃料油中に安定化させることができて、燃料効率の良いエマルジョン燃料を安価に得ることができる。

本発明に係る第１実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 本発明に係る第２実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 本発明に係る第３実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 本発明に係る第４実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 本発明に係る第５実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 本発明に係る第６実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 本発明に係る第７実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 本発明に係る第８実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の構成を示す概念説明図である。 回転式撹拌混合器の撹拌混合器本体の側面図である。 撹拌混合器本体の上方の撹拌体の底面図である。 撹拌混合器本体の下方の撹拌体の平面図である。 上・下方の撹拌体にそれぞれ形成した流路形成用凹部同士の連通状態を示す平面説明図である。 図１２のI-I線断面説明図である。 下方の撹拌体の底面図である。 第１実施形態の流体混合器を示す正断面図である。 第１実施形態の流体混合器の混合ユニットを示す分解正断面図である。 （ａ）は、第１実施形態の混合ユニットの第１混合エレメントを示す右側面図であり、（ｂ）は、左側面図である。 （ａ）は、第１実施形態の混合ユニットの第２混合エレメントを示す左側面図であり、（ｂ）は、右側面図である。 第１実施形態の混合ユニットを示す斜視図である。 第１実施形態の混合ユニットの組み付け状態を示す分解斜視図である。 第１実施形態の各混合エレメントに形成された凹部の当接状態を示す説明図である。 第２実施形態の流体混合器を示す正断面図である。 第２実施形態の流体混合器の混合ユニットを示す分解正断面図である。 （ａ）は、第２実施形態の混合ユニットの集合流路形成エレメントを示す右側面図であり、（ｂ）は、左側面図である。 第２実施形態の混合ユニットの組み付け状態を示す分解斜視図である。 第２実施形態の混合ユニットの組み付け状態を示す集合流路形成エレメントの右側面説明図である。 （ａ）は、第２実施形態についての改変した第２混合エレメントを示す左側面図であり、（ｂ）は、正面図を横に倒した状態のものであり、（ｃ）は、右側面図である。 第３実施形態の流体混合器を示す正断面図である。 第３実施形態の流体混合器の混合ユニットを示す分解正断面図である。 第３実施形態の混合ユニットの組み付け状態を示す分解斜視図である。 （ａ）は、第３実施形態の混合ユニットの導出側エレメントを示す左側面図であり、（ｂ）は、右側面図である。 第４実施形態の流体混合器を示す正断面図である。 第４実施形態の流体混合器の混合ユニットを示す分解正断面図である。 第４実施形態の混合ユニットの組み付け状態を示す分解斜視図である。 （ａ）は、集合流路形成エレメントの変容例を示す混合ユニットの組み付け状態の右側面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）のII-II線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIII-III線断面図である。 第１実施形態の流体混合器の改変例を示す断面側面説明図である。 第１実施形態の流体混合器の別の改変例を示す断面側面説明図である。 ^１７Ｏ―ＮＭＲにより測定した改質水のグラフである。 ^１７Ｏ―ＮＭＲにより測定した精製水のグラフである。 ^１７Ｏ―ＮＭＲにより測定した水道水のグラフである。 一次混合処理液の粒度分布図である。 エマルジョン燃料の粒度分布図である。 粒度分布の試料間比較である。 各エマルジョン燃料の燃焼温度棒グラフである。

符号の説明

Ａ１〜Ａ８ エマルジョン燃料製造装置
１ 連通パイプ
２ 圧送ポンプ
３ 吸気管
４ 給油部
５ 給水部
１１〜１１Ｅ 流体混合器
２４ 混合ユニット
２４ａ 隙間状の開口（流出口）
２５ 混合流路
２６ 集合流路
３０ 第１混合エレメント
３１ 流入口
４０ 第２混合エレメント
３５ａ，４１ａ 角部（分流部、合流部）
５２ ガイド体
６０ 導出側エレメント
６３ 放出口
８０ 回転式撹拌混合器
１００ スペーサー
１０２ 錯流生起体

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図１は、本発明に係る第１実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第１装置」と称する。）Ａ１の概念図である。第１装置Ａ１は、図１に示すように、予備的に燃料油と水を均一に撹拌・混合する一次混合処理部としての回転式撹拌混合器８０と、同回転式撹拌混合器８０にて撹拌・混合された混合液をさらに撹拌・混合する二次混合処理部としての静止型流体混合器１１とを具備している。そして、両混合器８０，１１は、連通部としての連通パイプ１を介して連通連結して、同連通パイプ１の中途部に設けた圧送ポンプ２により回転式流体混合器８０から静止型流体混合器１１に所定量の一次処理液を圧送するようにしている。この圧送ポンプ２の吸入口側（直上流側）に位置する連通パイプ１の中途部に、微量の空気を取り入れる微量空気取り入れ部（微量空気供給部）としての吸気管３の基端部を連通連結して、同吸気管３の先端部に開口量調整弁（図示せず）を開口量調整自在に取り付けて、同先端部を適宜開口量だけ大気に開口させることができるようにしている。なお、逆止弁や開閉弁等の弁部は連通パイプ１の適宜箇所に配設することができる。また、圧送ポンプ２はその他にも連通パイプ１の適宜箇所に配設することができる。

そして、図１中、４は回転式撹拌混合器８０に所定量の燃料油を給油ポンプ等により供給する給油部、５は回転式撹拌混合器８０に所定量の水を給水ポンプ等により供給する給水部である。１２は第１三方弁、１３は第２三方弁、１４は両第１・第２三方弁１２,１３間に介設した戻り管であり、必要に応じて、両第１・第２三方弁１２,１３を切替操作することにより、同戻り管１４を通して混合液を循環的に静止型流体混合器１１に送り込んで、混合処理を所定回数（例えば１０回）ないしは所定時間（例えば２０分間）だけ繰り返すことができるようにしている。なお、混合液は、回転式撹拌混合器８０の上流側に戻して、循環的に回転式撹拌混合器８０と静止型流体混合器１１に送り込んで、混合処理を所定回数ないしは所定時間だけ繰り返すこともできる。また、回転式撹拌混合器８０と静止型流体混合器１１の詳細な説明は後述する。

ここで、圧送ポンプ２としては、気液混合移送が可能なポンプ、すなわち、気液混合流体であるエマルジョン燃料を圧送する際にも、安定した吐出圧力及び吐出流量を確保することができるポンプ（例えば、株式会社ニクニ製の「気液移送ポンプ」）を使用することができる。

また、吸気管３から連通パイプ１には、エジェクタ効果（連通パイプ１中の圧力と吸気管３中の圧力との圧力差を利用した吸引効果）により空気（外気）を取り入れ可能としている。

そして、燃料油への微量空気取り入れ量（微量空気供給量）は、前記開口量調整弁（図示せず）等の調節部を介した吸気管３から連通パイプ１への取り入れ量や、圧送ポンプ２の吸引量により適宜設定調節することができるようにしている。例えば、吸入する微量の空気（外気）の体積（流入量）は、圧送ポンプ２から圧送される燃料油と水の混合液の体積（所定流量）の１％前後（0.7％〜1.2％）に設定して、エジェクタ効果により吸気管３から連通パイプ１に取り入れ可能とすることができる。
最終的に燃料装置６に供給されるエマルジョン燃料の微量空気取り入れ量（微量空気供給量）としては、燃料油と水の混合液の体積の０％〜３％が好ましい（ここで、微量空気取り入れ量が０％は、前記開口量調整弁を閉弁して吸気管３の先端部を閉塞することにより、同吸気管３から空気を取り入れない場合である）。より好ましくは、１％前後〜２％前後で、最も好ましいのは２％である。なお、エジェクタ効果により一度に所望の空気量を吸入することができない場合には、前記したように戻り管１４を介して混合処理液を循環させて、複数回にわたって空気を取り込むことで、所望の最終処理液であるエマルジョン燃料となすことができる。なお、微量空気取り入れ部（微量空気供給部）としては、少なくとも二次混合処理部の上流側（流体導入口側）において、一次混合処理液中に数％の微量空気を供給することができる構造であればよく、上記したように吸気管３から微量空気を吸入する構造に限らず、微量空気を圧入等して供給する構造でもよい。

ここで、エマルジョン燃料を製造するに際して、撹拌・混合される燃料油と水の体積比は、燃料油：水＝６〜９：４〜１である。燃料油としてＡ重油を用いる場合は、好ましくは、燃料油：水＝８：２、燃料油としてＣ重油を用いる場合は、好ましくは、燃料油：水＝8.5：1.5、燃料油として廃油を用いる場合は、好ましくは、廃油：水＝９：１の体積比で撹拌・混合することにより、エマルジョン燃料を製造することができる。

次に、上記した第１装置Ａ１によりエマルジョン燃料を製造する方法（エマルジョン燃料製造法）について説明する。すなわち、本発明に係るエマルジョン燃料製造法は、燃料油と水の混合液を遠心力によりせん断状の分流と圧縮状の合流を繰り返しながら蛇行状態に流動させて混合・撹拌する後述の回転式流体混合器８０による一次混合処理行程と、同一次混合処理行程で一次混合処理された混合液を圧送力によりせん断状の分流と圧縮状の合流を繰り返しながら蛇行状態に流動させて二次混合処理する後述の静止型流体混合器１１による二次混合処理行程とを有しており、二次混合処理行程の前には、必要に応じて微量の空気を供給する微量空気供給行程を設けている。

そして、一次混合処理行程において、回転式撹拌混合器８０により燃料油と水とを均一に撹拌・混合させて混合液となし、微量空気供給行程において回転式撹拌混合器８０から連通パイプ１を通して静止型流体混合器１１に供給される途中の混合液中に、エジェクタ効果により、吸気管３を通して取り入れた微量の空気を流入させて、二次混合処理行程において、静止型流体混合器１１により混合液と空気とを気-液混合することにより、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を連続的に製造する。続いて、かかる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料は、燃料装置（バーナー）６等に（必要に応じて後述する貯留部を介して適宜）供給する。

このようにして製造したエマルジョン燃料において、浮力が減少した微細な気泡は、疎水性であるため、水滴の表面には付着せずに、燃料油中に分散して、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。

その結果、かかるエマルジョン燃料では水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。なお、上記した微細な気泡混じりのエマルジョン燃料は、燃料油と水の混合比を調整することにより、適正な燃焼条件下で内燃機関を燃焼させる燃料としても使用することができる。

特に、分散相である水滴は、一次処理として回転式撹拌混合器８０により微細化（２〜５μｍ）されて、連続相である燃料油中に撹拌・混合さらには均一に分散された混合液となり、二次処理として静止型流体混合器１１では、微細化された水滴はもとより、供給された微量の空気を直径がナノレベル（１μｍ未満）の超微細な気泡となして混合液と混合し、直径がナノレベルの超微細な水滴と気泡混じりのエマルジョン燃料となすことにより、超微細な気泡によるより一層の気−液界面の面積（燃焼表面積）増加、及び、静電分極による表面活性（界面活性剤のような機能）の増大を図ることができて、超微細化した水滴の合一を防止し、同水滴をエマルジョン燃料中でより一層安定化させることができる。

また、上記した一次処理と二次処理とにより、燃料油自体が改質処理される。すなわち、燃料油中の微粒夾雑物は、取り入れられた微量の空気とともに、一次混合処理部としての回転式流体混合器８０により微細化（２〜５μｍ）されて、燃料油はこれらが均一に分散された一次改質液となり、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１では、供給された一次混合液中の微粒夾雑物と微細気泡をナノレベル（１μｍ未満）に超微細化して、これらを均一に混合・分散させた二次改質液となすことができる。本実施形態では、微粒夾雑物と微細気泡のふるい下体積７５％以下の粒径（平均粒径）が少なくとも４μｍ以下（好ましくは２μｍ以下、より好ましくは０.９５μｍ〜１.５μｍ）で、１μｍ〜４μｍにおけるモード径が２μｍの気泡や夾雑物粒子となるようにしている。また、これら微粒夾雑物や気泡を所望の平均粒径にするために、必要であれば、前記したように改質処理液を循環的に回転式流体混合器８０と静止型流体混合器１１に送り込んで改質処理を所定回数（例えば１０回）ないしは所定時間（例えば２０分間）だけ繰り返す循環行程を採用することができる。

ここで、微粒夾雑物は、直径が１μｍ〜２００μｍ程度の大きさで、主として蒸留装置、流動接触分解装置、タンク、配管などで発生する錆や腐食物質であり、酸化鉄、硫化鉄、塩化鉄などが含まれている。また、石油精製プラントで用いた各種触媒が微粒化したものもある。本実施形態では、燃料油に含まれている含有物を微粒夾雑物と称している。かかる微粒夾雑物は、目開きの小さい燃料油フィルターに燃料油を通して濾過することもできるが、濾過効率が良くないという不具合がある。そこで、大きめの微粒夾雑物（例えば、１００μｍ以上）だけを濾過して、それよりも小さめの微粒夾雑物は、上記のように燃料油を改質処理することでエマルジョン燃料の燃焼効率を向上させることができる。

その結果、本実施形態に係るエマルジョン燃料は、燃焼装置により超微細水滴を含有した油滴に分散され、同油滴中では微粒夾雑物や気泡が超微細化されているため、完全燃焼する。そのため、ＣＯ２を削減することができて、地球温暖化防止を図ることができる。

〔実験結果〕
また、本発明に係る第１装置Ａ１（静止型流体混合器としては後述する第３実施形態の静止型流体混合器１１Ｂを使用）により燃料油としてのＡ重油：水＝７：３の体積比のエマルジョン燃料を製造して、同エマルジョン燃料を燃焼装置としてのバーナーに供給して燃焼させたところ、燃焼開始５分後には、燃焼温度が８００℃に達し、燃焼開始３０分後には１０００℃に達し、燃焼開始後２時間３０分後に１１５０℃に達した。この際、黒煙は見られなかった。これより、本発明に係る第１装置Ａ１により製造したエマルジョン燃料が、１１００℃以上の高温度で完全燃焼していることが分かった。

［第２実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図２は、本発明に係る第２実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第２装置」と称する。）Ａ２の概念図である。第２装置Ａ２は、図２に示すように、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１に連通パイプ１を介して給水部５を連通連結し、同連通パイプ１の中途部に吸気管３の基端部を連通連結して、同吸気管３の先端部を大気に開口させている。そして、上記静止型流体混合器１１には連通パイプ１を介して二次混合処理部としての静止型流体混合器１１を連通連結し、同連通パイプ１の中途部に圧送ポンプ２を設けて、同圧送ポンプ２の下流側に位置する連通パイプ１の部分に給油部４を連通連結している。また、吸気管３の基端部よりも上流側に位置する連通パイプ１の部分と、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１よりも下流側に位置する連通パイプ１の部分との間に、第１・第２三方弁１２,１３を介して戻り管１４を介設して、同戻り管１４を通して静止型流体混合器１１中に気泡混じりの水を循環させることができるようにしている。

このようにして、第２装置Ａ２では、一次混合処理行程において、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、二次混合処理行程において、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。ここで、エマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比は、前記した第１実施形態としてのエマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比と同様であり、例えば、燃料油：水＝８：２の体積比で、空気の体積比は、これらの混合液の体積（所定流量）の２％となるように設定することができる。

このように、一次混合処理行程において、あらかじめ水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となすことにより、付加する微量の空気の微細化を堅実に行うことができる。この際、気泡混じりの水は、静止型流体混合器１１中を所要時間だけ循環せることにより、気泡の所要の微細化と気泡量の増量を図ることができる。

そして、その後の二次混合処理行程において、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる混合液となすことができるため、ワンパス工程にて簡単かつ確実に微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を安価に製造することができる。

この場合、分散相としての水中には、浮力が減少した微細な気泡が存在するが、かかる気泡は疎水性であるため、水滴の表面には付着せずに、燃料油と混合した際に燃料油中に分散する。その結果、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。そのため、第２装置Ａ２により製造されたエマルジョン燃料でも水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置６で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。

［第３実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図３は、本発明に係る第２実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第３装置」と称する。）Ａ３の概念図である。第３装置Ａ３は、図３に示すように、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１に連通パイプ１を介して給油部４を連通連結し、同連通パイプ１の中途部に吸気管３の基端部を連通連結して、同吸気管３の先端部を大気に開口させている。そして、上記静止型流体混合器１１には連通パイプ１を介して二次混合処理部としての静止型流体混合器１１を連通連結し、同連通パイプ１の中途部に圧送ポンプ２を設けて、同圧送ポンプ２の下流側に位置する連通パイプ１の部分に給水部５を連通連結している。また、吸気管３の基端部よりも上流側に位置する連通パイプ１の部分と、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１よりも下流側に位置する連通パイプ１の部分との間に、第１・第２三方弁１２,１３を介して戻り管１４を介設して、同戻り管１４を通して静止型流体混合器１１中に気泡混じりの燃料油を循環させることができるようにしている。

このようにして、第３装置Ａ３では、一次混合処理行程において、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、二次混合処理行程において、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理することにより、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。ここで、エマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比は、前記した第１実施形態としてのエマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比と同様であり、例えば、燃料油：水＝８：２の体積比で、空気の体積比は、これらの混合液の体積（所定流量）の例えば２％となるように設定することができる。

このように、一次混合処理行程において、あらかじめ燃料油と微量の空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となすことにより、付加する微量の空気の微細化を堅実に行うことができると共に、微細な気泡を燃料油中に均一に分散させることができる。この際、気泡混じりの燃料油は、静止型流体混合器１１中を所要時間だけ循環せることにより、気泡の所要の微細化と気泡量の増量を図ることができる。

そして、その後の二次混合処理行程において、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる混合液となすことができる。その結果、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。従って、この場合も、ワンパス工程にて簡単かつ確実に微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を安価に製造することができる。

この場合、浮力が減少した微細な気泡は疎水性であるため、燃料油中に分散したまま水滴の表面には付着しない。その結果、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。そのため、第３装置Ａ３により製造されたエマルジョン燃料でも水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置６で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。

［第４実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図４は、本発明に係る第４実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第４装置」と称する。）Ａ４の概念図である。第４装置Ａ４は、図４に示すように、前記した第２装置Ａ２の二次混合処理部としての静止型流体混合器１１に、連通パイプ１を介して三次混合処理部としての回転式撹拌混合器８０を連通連結し、同連通パイプ１の中途部に圧送ポンプ２を設けて、同圧送ポンプ２の下流側に位置する連通パイプ１の部分に給油部４を連通連結して構成している。

このようにして、第４装置Ａ４では、一次混合処理行程において、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、二次混合処理行程において、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、この微細な気泡混じりの水と燃料油（例えば、体積比で水：燃料油＝７：３）を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、さらに続いて、三次混合処理行程において、三次混合処理部として回転式撹拌混合器８０により、この混合液と燃料油（例えば、燃料油と水の最終的な体積比が燃料油：水＝８：２で、空気の体積比が、これらの混合液の体積（所定流量）の例えば２％を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。ここで、エマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比は、前記した第１実施形態としてのエマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比と同様となるように設定することができる。

このように、水と空気を混合処理した微細な気泡混じりの水→この微細な気泡混じりの水を連続相とすると共に燃料油を分散相とした混合液→この混合液を分散相とすると共に燃料油を連続相とした燃料油／微細な気泡混じりの水／燃料油（Ｏ／Ｗ／Ｏ）型のエマルジョン燃料を、ワンパス工程にて簡単かつ確実に微細な気泡混じりのエマルジョン燃料として安価に製造することができる。

この場合、エマルジョン燃料の特徴である水滴の急激な蒸発による膨張（微爆）が、水滴中の超微細（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）な油滴の燃焼熱のためにさらに促進される。この際、疎水性である気泡は、水滴の表面には付着しないため、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。そのため、第４装置Ａ４により製造されたエマルジョン燃料を例えば燃焼装置６で燃焼させると、より一層燃焼効率を高めることができて、すすや黒煙が発生するという不具合を堅実に解消することができる。

［第５実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図５は、本発明に係る第５実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第５装置」と称する。）Ａ５の概念図である。第５装置Ａ５は、図５に示すように、前記した第３装置Ａ３の二次混合処理部としての静止型流体混合器１１に、連通パイプ１を介して三次混合処理部としての回転式撹拌混合器８０を連通連結し、同連通パイプ１の中途部に圧送ポンプ２を設けて、同圧送ポンプ２の下流側に位置する連通パイプ１の部分に給油部４を連通連結して構成している。

このようにして、第５装置Ａ５では、一次混合処理行程において、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、二次混合処理行程において、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、この微細な気泡混じりの燃料油と水（例えば、体積比で燃料油：水＝３：７）を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡からなる混合液となし、さらに続いて、三次混合処理行程において、三次混合処理部として回転式撹拌混合器８０により、この混合液と燃料油（例えば、燃料油と水の最終的な体積比が燃料油：水＝８：２で、空気の体積比が、これらの混合液の体積（所定流量）の２％となるように設定）を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。ここで、エマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比は、前記した第１実施形態としてのエマルジョン燃料の最終的な燃料油と水と空気の体積比と同様となるように設定することができる。

このように、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油→この微細な気泡混じりの燃料油を分散相とすると共に水を連続相とした混合液→この混合液を分散相とすると共に燃料油を連続相とした微細な気泡混じりの燃料油／水／燃料油（Ｏ／Ｗ／Ｏ）型のエマルジョン燃料を、ワンパス工程にて簡単かつ確実に微細な気泡混じりのエマルジョン燃料として安価に製造することができる。

この場合も、エマルジョン燃料の特徴である水滴の急激な蒸発による膨張（微爆）が、水滴中の超微細（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）な油滴の燃焼熱のためにさらに促進される。この際、疎水性である気泡は、燃料油中に分散したまま水滴の表面には付着しないため、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。そのため、第５装置Ａ５により製造されたエマルジョン燃料を例えば燃焼装置６で燃焼させると、より一層燃焼効率を高めることができて、すすや黒煙が発生するという不具合を堅実に解消することができる。

［第６実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図６は、本発明に係る第６実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第６装置」と称する。）Ａ６の概念図である。第６装置Ａ６は、図６に示すように、所定量の燃料油を給油ポンプ等により供給する給油部４と、所定量の水を給水ポンプ等により供給する給水部５と、これら給油部４及び給水部５から供給される燃料油と水を予備的に均一に撹拌・混合する一次混合処理部として静止型流体混合器１１と、同静止型流体混合器１１にて撹拌・混合された混合液をさらに撹拌・混合する二次混合処理部としての回転式撹拌混合器８０と、両混合器１１，８０間に介設した連通部としての連通パイプ１とを具備し、同連通パイプ１の中途部には、静止型流体混合器１１から回転式撹拌混合器８０に所定量の混合液を圧送するための圧送ポンプ２を設けており、同圧送ポンプ２の下流側に位置する連通パイプ１の中途部に、所定量の燃料油を給油ポンプ等により供給する給油部４を連通連結している。

このようにして、第６装置Ａ６では、一次混合処理行程において、一次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、水と燃料油（例えば、体積比で水：燃料油＝７：３）を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、続いて、二次混合処理行程において、二次混合処理部としての回転式撹拌混合器８０により、この混合液と燃料油（例えば、燃料油と水の最終的な体積比が燃料油：水＝８：２となるように設定）を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴を含有する水滴からなるエマルジョン燃料を製造することができる。ここで、エマルジョン燃料の最終的な燃料油と水の体積比は、前記した第１実施形態としてのエマルジョン燃料の最終的な燃料油と水の体積比と同様となるように設定することができる。

このように、水を連続相とすると共に燃料油を分散相とした混合液→この混合液を分散相とすると共に燃料油を連続相とした燃料油／水／燃料油（Ｏ／Ｗ／Ｏ）型のエマルジョン燃料を、ワンパス工程にて簡単かつ確実にそして安価に製造することができる。

この場合も、エマルジョン燃料の特徴である水滴の急激な蒸発による膨張（微爆）が、水滴中の超微細（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）な油滴の燃焼熱のためにさらに促進される。そのため、第６装置Ａ６により製造されたエマルジョン燃料を例えば燃焼装置６で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができる。

［第７実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図７は、本発明に係る第７実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第７装置」と称する。）Ａ７の概念図である。第７装置Ａ７は、図７に示すように、所定量の水を給水ポンプ等により供給する給水部５と、同給水部５から供給される水を改質処理して改質処理水（以下「改質水」ともいう。）となす改質処理部としての静止型流体混合器１１と、所定量の燃料油を給油ポンプ等により供給する給油部４と、これら給油部４及び改質処理部としての静止型流体混合器１１から供給される燃料油と改質水を予備的に均一に撹拌・混合する一次混合処理部として回転式撹拌混合器８０と、同回転式撹拌混合器８０にて撹拌・混合された混合液をさらに撹拌・混合する二次混合処理部としての静止型流体混合器１１と、両混合器１１，８０間に介設した連通部としての連通パイプ１とを具備し、同連通パイプ１の中途部には、静止型流体混合器１１や回転式撹拌混合器８０に所定量の混合液を圧送するための圧送ポンプ２を設けている。ここで、改質処理部としての静止型流体混合器１１は、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１よりも小型サイズのものを適宜使用することができる。

そして、改質処理部としての静止型流体混合器１１よりも上流側に位置する連通パイプ１の部分と、同改質処理部としての静止型流体混合器１１よりも下流側に位置する連通パイプ１の部分との間に、第１・第２三方弁１２,１３を介して戻り管１４を介設して、同戻り管１４を通して改質水を適宜循環させることができるようにしている。すなわち、必要に応じて、両第１・第２三方弁１２,１３を切替操作することにより、改質水を循環的に静止型流体混合器１１に送り込んで改質処理を所定回数（例えば１０回）ないしは所定時間（例えば１５分間）だけ繰り返すことにより、改質度合いを高めることができるようにしている。ここで、改質度合いとは、水分子間の水素結合によって多くの水分子が互いに結合して形成しているクラスター（会合体で(H₂O)nの状態）を小さくする、つまり、任意の水分子の周辺にある隣接水分子の数をできるだけ小さくするように改質処理する度合いをいう。

このようにして、第７装置Ａ７では、改質処理工程において、あらかじめ分散相としての水を、改質処理部としての静止型流体混合器１１により改質処理することにより、任意の水分子の周辺にある隣接水分子の数が小さくかつ微細化された水の粒子が均一化された改質水となす。そして、一次混合処理において、かかる改質水と燃料油を、例えば、体積比で改質水：燃料油＝２：８の割合で一次混合処理部としての回転式撹拌混合器８０により混合処理して、均一化された改質水の粒子を燃料油の粒子が包み込む状態に均一に微細化（数μｍ〜数１０μｍのミクロンレベル）して混合する。続いて、二次混合処理において、二次混合処理部としての静止型流体混合器１１により、この混合液をさらに混合処理することにより、均一化された改質水の粒子を燃料油の粒子が包み込む状態に均一に超微細化（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）して混合する。ここで、エマルジョン燃料の最終的な改質水と燃料油の体積比は、改質水：燃料油＝１〜３：９〜７となるように設定することができる。

このように、あらかじめ静止型流体混合器１１により微細化かつ均一化した改質水を分散相とし、燃料油を連続相として回転式撹拌混合器８０により一次混合処理し、さらに、静止型流体混合器１１により二次混合処理することにより、エマルジョン燃料をワンパス工程にて簡単かつ確実にそして安価に製造することができる。

この場合も、エマルジョン燃料の特徴である水滴の急激な蒸発による膨張（微爆）が、水滴中の超微細（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）な油滴の燃焼熱のためにさらに促進される。そのため、第７装置Ａ７により製造されたエマルジョン燃料を例えば燃焼装置６で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができる。

〔第１実験結果〕
次に、改質処理部としての静止型流体混合器による改質処理実験と、その結果について説明する。静止型流体混合器としては、後述する第３実施形態の静止型流体混合器１１Ｂを使用し、同静止型流体混合器１１Ｂ中に精製水（精製された不純物のない水）を１５分間繰り返し循環させて精製水の改質処理を行った。そして、改質処理した改質水について、測定核を^１７Ｏ（酸素核）として核磁気共鳴法（NMR、"Nuclear Magnetic Resonance"、以下「^１７Ｏ―ＮＭＲ」という。）により半値幅を測定した。ここで、使用装置：日本電子ＪＮＭ-Ａ500、温度：26.2℃（チャートＣＴＥＭＰの数値）、測定条件：４０９６回積算（チャートＴＩＭＥＳの数値）、繰り返し時間：0.1sec（チャートＰＤの数値）、90ーパルス(チャートＰＷ１=12.50usec)、no lock測定である。
図３８に示すグラフＧ１は、^１７Ｏ―ＮＭＲによる上記改質水の測定結果としてのグラフである。このグラフＧ１から改質水の半値幅を測定した結果、半値幅＝43.910Ｈzであった。
図３９に示すグラフＧ２は、^１７Ｏ―ＮＭＲによる比較対象としての精製水（未改質）の測定結果としてのグラフである。このグラフＧ２から精製水の半値幅を測定した結果、半値幅＝50.497Ｈzであった。
図４０に示すグラフＧ３は、^１７Ｏ―ＮＭＲによる比較対象としての水道水（未改質）の測定結果としてのグラフである。このグラフＧ３から水道水の半値幅を測定した結果、半値幅＝96.602Ｈzであった。

これより、改質水の半値幅は、精製水（未改質）の約８０％、水道水（未改質）の約４５％で、狭くなっていることが分かった。半値幅が狭いことは、水分子の水素と酸素間で共鳴し分子運動が活発化したことを現している。従って、改質水のクラスターは、精製水（未改質）や水道水（未改質）のクラスターよりも小さく改質されているものと思われる。

次に、上記した改質水と燃料油としてのＡ重油を、第７装置Ａ７（二次混合処理部としての静止型流体混合器としては、後述する第３実施形態の静止型流体混合器１１Ｂを使用）により混合処理してエマルジョン燃料を製造した。この際、改質水とＡ重油の混合割合は、体積比で改質水：Ａ重油を、１：９（第１パターン）、1.5：8.5（第２パターン）、２：８（第３パターン）、2.5：7.5（第４パターン）、３：７（第５パターン）とした。また、Ａ重油のみを第６パターン（Ａ重油専焼）とした。
そして、上記第１〜第６パターンの燃料油をそれぞれ燃焼装置６としてのバーナー（コロナ（株）製メカニカルガンバーナＭＧＨＡ−９１）に供給して、同バーナーで炉内を燃焼させ、同炉内温度が９００℃に達するのに要する時間（所要時間）をそれぞれ測定した。そして、炉内温度軸を縦軸とし、時間軸を横軸として、経時的な炉内温度変化をグラフにした。

その結果、パターン毎の経時的な炉内温度変化が曲線グラフで得られた。全てのパターンを重ね合わせてみると、第１〜第３パターンのエマルジョン燃料では、所要時間まで第６パターン（Ａ重油専焼）の場合とほぼ同じ曲線グラフが得られたが、第４，第５パターンでは６００℃あたりから温度勾配が鈍くなり、所要時間は第６パターン（Ａ重油専焼）の場合の約1.4培〜約1.8培となった。従って、９００℃域での燃料消費率の観点から、改質水：燃料油＝２：８（第３パターン）が好ましいことが分かった。また、９００℃に達するまでの立ち上がりに難のある第５パターンでも、例えば、立ち上がり（所要時間）は第６パターンのＡ重油専焼とし、その後は第５パターンに切り替えて継続的に同第５パターンを使用すれば、燃料消費率の観点から非常に有効であることが分かった。

〔第２実験結果〕
次に、上記した第７装置Ａ７（改質処理部として後述する第３実施形態の静止型流体混合器１１Ｂを使用し、一次混合処理部として後述する回転式流体混合器８０を使用し、二次混合処理部として後述する静止型流体混合器１１Ｂを使用した。）によりエマルジョン燃料を製造した。具体的には、まず、静止型流体混合器１１Ｂ中に精製水（精製された不純物のない水）を１５分間繰り返し循環させて精製水の改質処理を行い、それを改質水として使用した。次に、Ｃ重油と改質水を８.５：１.５の体積比で回転式流体混合器８０に供給して、同回転式流体混合器８０により５分間一次混合処理した。その後、一次混合処理液を静止型流体混合器１１Ｂ中に５回だけ繰り返し循環させて、二次混合処理液（最終処理液）としてのエマルジョン燃料を製造した。
そして、上記した一次混合処理液と二次混合処理液であるエマルジョン燃料をそれぞれ試料として、各試料中の水滴や微量夾雑物の粒度分布測定を行った。この際、各試料は、トルエン（分散媒）で希釈して測定した。
図４１は、測定結果としての一次混合処理液の粒度分布図である。表１は測定結果の要約データ表である。

一次混合処理液中の水滴や微量夾雑物を粒子は、図４１の粒度分布図から１μｍ前〜１０μｍ後の範囲に分布し、表１からふるい下５０％の粒径が３.３４７μｍであることが分かった。これより一次混合処理液中の水滴や微量夾雑物は、微細化（マイクロレベル）かつ均一化されていることが分かった。
図４２は、測定結果としてのエマルジョン燃料の粒度分布図である。
エマルジョン燃料中の水滴や微量夾雑物を粒子は、図４２の粒度分布図から０.４μｍ前〜９μｍ前の範囲に分布し、表１からふるい下５０％の粒径が１.５４２μｍであることが分かった。これよりエマルジョン燃料中の水滴や微量夾雑物は、超微細化（ナノレベルないしはサブマイクロレベル）かつ均一化されていることが分かった。
図４３は、粒度分布の試料間比較である。これより回転式流体混合器８０による水滴や微量夾雑物の微細化（マイクロレベル）かつ均一化状況と、静止型流体混合器１１Ｂによる水滴や微量夾雑物の超微細化（ナノレベルないしはサブマイクロレベル）かつ均一化状況の差異を、明確に認識することができた。

［第８実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置の説明］
図８は、本発明に係る第８実施形態としてのエマルジョン燃料製造装置（以下、「第８装置」と称する。）Ａ８の概念図である。第８装置Ａ８は、図８に示すように、前記した第１装置Ａ１と基本的構成を同じくしているが、微量空気取り入れ部としての吸気管３を設けていない点において異なる。すなわち、第８装置Ａ８は、予備的に燃料油と水を均一に撹拌・混合する一次混合処理部として回転式撹拌混合器８０と、同回転式撹拌混合器８０にて撹拌・混合された混合液をさらに撹拌・混合する二次混合処理部としての静止型流体混合器１１とを具備している。そして、両混合器８０，１１は、連通部としての連通パイプ１を介して連通連結して、同連通パイプ１の中途部に設けた圧送ポンプ２により回転式流体混合器８０から静止型流体混合器１１に所定量の一次処理液を圧送するようにしている。

そして、図１中、４は回転式撹拌混合器８０に所定量の燃料油を給油ポンプ等により供給する給油部、５は回転式撹拌混合器８０に所定量の水を給水ポンプ等により供給する給水部である。１２は第１三方弁、１３は第２三方弁、１４は両第１・第２三方弁１２,１３間に介設した戻り管であり、必要に応じて、両第１・第２三方弁１２,１３を切替操作することにより、戻り管１４を通して混合液を循環的に静止型流体混合器１１に送り込んで混合処理を所要時間だけ繰り返すことができるようにしている。

このようにして、第８装置Ａ８では、一次混合処理行程において、連続相としての燃料油と分散相としての水（例えば、体積比で燃料油：水＝８：２）とを、前段の一次混合処理部としての回転式撹拌混合器８０により微細にかつ均一に撹拌・混合処理して混合液となし、その後に、二次混合処理行程において、同回転式撹拌混合器８０から連通パイプ１を通して後段の二次混合処理部としての静止型流体混合器１１に供給して、同静止型流体混合器１１によりこの混合液を超微細にかつ均一に混合処理してエマルジョン燃料を連続的に製造するようにしている。そして、かかるエマルジョン燃料は、燃料装置（バーナー）６等に（必要に応じて後述する貯留部を介して適宜）供給するようにしている。ここで、エマルジョン燃料の最終的な燃料油と水の体積比は、前記した第１実施形態としてのエマルジョン燃料の最終的な燃料油と水の体積比と同様となるように設定することができる。

この際、前段の微細化混合処理を行うことにより、水の粒子とそれを包み込む状態にある燃料油の粒子は、あらかじめ微細化かつ均一化して混合される。そして、後段の超微細化混合処理を行うことにより、水の微粒子を包み込む状態にある燃料油の微粒子は、段階的に微細化（ミクロンレベル）から超微細化（ナノレベルないしはサブミクロンレベル）して混合する超微細化かつ均一化した水と燃料油の粒子からなる安定したエマルジョン燃料として安価に製造される。

その結果、得られたエマルジョン燃料では水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。なお、上記した微細な気泡混じりのエマルジョン燃料は、燃料油と水の混合比を調整することにより、適正な燃焼条件下で内燃機関を燃焼させる燃料としても使用することができる。

特に、分散相である水滴は、一次処理として回転式撹拌混合器８０により微細化（２〜５μｍ）されて、連続相である燃料油中に撹拌・混合さらには均一に分散された混合液となり、二次処理として静止型流体混合器１１では、微細化された水滴の直径がナノレベルの超微細な水滴混じりのエマルジョン燃料となすことができる。その結果、エマルジョン燃料は、燃焼装置により超微細水滴を含有した油滴に分散されて、完全燃焼する。そのため、ＣＯ２を削減することができて、地球温暖化防止を図ることができる。

また、前記した第１装置Ａ１に設けた開口量調整弁（図示せず）を閉口調整して、空気の取り込みを停止させることによっても、第８装置Ａ８により製造されるエマルジョン燃料と同様のエマルジョン燃料を製造することができる。

〔総合的実験結果〕
次に、前記した第１装置Ａ１と第７装置Ａ７と第８装置Ａ８とをそれぞれ使用して、空気取り入れ量が燃料油＋水の体積の１％,２％,３％のエマルジョン燃料と、改質水使用のエマルジョン燃料と、空気取り入れ量が０％のエマルジョン燃料を製造して、各エマルジョン燃料の燃焼温度と燃料消費量の削減率を比較した。
ここで、各装置Ａ１,Ａ７,Ａ８において、改質処理部として後述する静止型流体混合器１１Ｂを使用し、一次混合処理部として後述する回転式流体混合器８０を使用し、二次混合処理部として後述する静止型流体混合器１１Ｂを使用した。改質水を使用していないエマルジョン燃料では水道水を使用した。そして、改質水を使用したエマルジョン燃料は、燃料油としてのＡ重油：改質水＝８：２の混合割合とした。それ以外のエマルジョン燃料は、燃料油としてのＡ重油：水（水道水）＝９：１,８：２,７：３の混合割合とした。比較例としてＡ重油を専焼させた。
そして、改質水は、静止型流体混合器１１Ｂ中に水道水を２０分間繰り返し循環させて、同水道水を改質処理することにより製造した。エマルジョン燃料は、回転式流体混合器８０と静止型流体混合器１１Ｂ中にＡ重油と水道水を所定の割合で供給して、これらを２０分間繰り返し循環させて混合処理することにより製造した。この際、混合処理液には所定の空気量を圧入して供給した。
上記のようにして製造したエマルジョン燃料と比較例としてのＡ重油を、それぞれ燃料装置（コロナ株式会社製のメカニカルガンバーナＭＧＨＡ−１６１を使用した。）に供給して、同燃焼装置の燃焼効率を実験した。
表２は、燃焼をスタートさせてから３０分〜４５分までの温度変化の平均値を、実験結果の燃焼温度として算出した。図４４は、表２に示す各エマルジョン燃料の燃焼温度を棒グラフ表示したものである。ここで、改質水を使用したエマルジョン燃料の燃焼温度は、９３２℃であった。Ａ重油専焼の燃焼温度は、８７２℃であった。エマルジョン燃料は、Ａ重油と比較して、略同等の燃焼温度に達するまでに消費される量が少なかった。そこで、表３に、Ａ重油専焼に対するエマルジョン燃料の燃料消費量の削減率（燃料削減率）を示した。

これより、最も燃料削減率が良いのは、Ａ重油：水（水道水）＝８：２の混合割合で、空気量が２％のエマルジョン燃料であり、その次が改質水を使用したエマルジョン燃料であることが分かった。そして、Ａ重油：水（水道水）＝８：２の混合割合であれば、空気量が１％,２％も有効であることが分かった。また、Ａ重油：水（水道水）＝７：３の混合割合のエマルジョン燃料は、実験時に９００℃以上の温度帯での燃焼安定性が良くないことが視認できた。

［エマルジョン燃料製造装置全体に共通する説明］
第１装置Ａ１〜第８装置Ａ８は、それぞれ水や燃料油を混合処理中に改質することができるが、あらかじめ水ないしは燃料油を単独で改質することもできる。
すなわち、第７装置Ａ７が具備する改質処理部、すなわち、給水部５から供給される水を単独で改質処理して改質処理水となす改質処理部は、必要に応じて第１〜第６装置Ａ１〜Ａ６及び第８装置Ａ８の各給水部５の直下流側に設けることができる。その場合には、上記した改質処理水と燃料油を混合処理した際の効果を同様に得ることができる。そして、各装置が独自に奏する効果との相乗効果も得ることができる。

また、各装置Ａ１〜Ａ８の各給油部４の直下流側に、給油部４から供給される燃料油を単独で改質処理して改質処理油（以下「改質油」ともいう。）とする改質処理部を設けることもできる。かかる改質処理部では、燃料油中の微粒夾雑物や気泡が超微細化されると共に均一化された改質油となすことができる。従って、未改質水と改質水と未改質油と改質油とを適宜組み合わせて混合処理することで、エマルジョン燃料を多種多様に製造することができて、各装置Ａ１〜Ａ８が独自に奏する効果との相乗効果も得ることができる。その結果、エマルジョン燃料としての選択自由度ないしは採択自由度を増大させることができる。

なお、上記した第１〜第８装置Ａ１〜Ａ８において、燃料装置６に供給した際の余剰の改質燃料油は、連通パイプ１から分流させて貯留部（図示せず）に貯留し、同貯留部から適宜連通パイプ１に環流させて燃焼装置６に供給することができるようにしている。この際、改質燃料油は、貯留部から静止型流体混合器１１及び／又は回転式撹拌混合器８０で再度改質処理した後に燃焼装置６に供給することもできる。また、上記した第１〜第８装置Ａ１〜Ａ８は、コンピュータにより各機能部を自動制御して、エマルジョン燃料を連続的にかつ自動的に製造することもできる。

上記のように構成した第１〜第８装置Ａ１〜Ａ８により製造されるエマルジョン燃料は、水（ないしは改質水）と燃料油（ないしは改質油）を高圧超微細化（１μｍ程度）状態で混合し、燃料油の粒子が水の粒子を包み込む状態に微細混合されているものである。換言すると、高圧超微細化され平均的に微細混合された水と燃料油がその状態のまま燃料となるので、乳化剤等は一切必要がない。そして、かかるエマルジョン燃料には、分子動力学の加速度、キャビテーション（気泡と気化の作用）、潜熱等の作用が生じていると考えられる。すなわち、分子動力学では水分子は気化に向かい、加速度的に体積を増加（H₂O密度は減少）させ、キャビテーションは燃料油の燃焼により水粒子が瞬時に気化するため、圧力増加と振動を生じさせる。加速度的に広がる水分子をキャビテーションによる圧力の増加で押さえ込むと同時に振動により衝撃を与え、潜熱を発生させて熱伝導を起こしていると考えられる。また、燃焼装置６の炉内燃焼時の熱量に減衰が見られないが、これは水の水素結合という特殊な性質から考慮しても、水の蒸発熱は40.8KJ／mol、０℃〜１００℃迄の加熱熱容量は7.53KJ／molという数値で、前述のような状態が生じ、連鎖した熱エネルギーの伝動が行われていると考えられる。従って、第１〜第８装置Ａ１〜Ａ８により製造されるエマルジョン燃料の熱量については、単にその物質が持っている燃焼時の熱量比較では説明し得ない熱量の交換・伝達等の働きが、１μｍ程度という異なる物質の微粒子の燃焼の中で行われているということができる。

以下に、一次〜三次混合処理部として適宜採用する回転式撹拌混合器８０と静止型流体混合器１１〜１１Ｅの構造をそれぞれ具体的に説明する。

［回転式撹拌混合器の説明］
図９は、回転式撹拌混合器８０の主要部である撹拌混合器本体８１の側面図である。基本的に、回転式撹拌混合器８０は、撹拌・混合する被処理流体（本発明では燃料油と水）を収容する収容槽（図示せず）と、同収容槽内に配置して被撹拌混合物を撹拌・混合して混合液となす上記撹拌混合器本体８１と、同撹拌混合器本体８１を回転駆動させる駆動源としての電動モータ（図示せず）を具備している。なお、収容槽の上部には、前記給油部４及び／又は給水部５の各先端部を連通連結すると共に、同収容槽の下部には、前記連通パイプ１の基端部を連通連結している。

撹拌混合器本体８１は、図９に示すように、前記電動モータの駆動軸に回転軸８２の上端部を着脱自在に連動連結し、同回転軸８２の下端部に一対の撹拌体８３，８４を上下対向状態にして同軸的に配置すると共に、一体的に連設している。

そして、上方の撹拌体８３は、図１０に示すように、一定肉厚の円板状に形成した撹拌本体８５の下面において、中央部８６と一定幅の外周部８７を除いて、半径方向及び円周方向に底面視六角形の流路形成用凹部８８を整然と密に形成してハニカム形状となしている。ここで、撹拌本体８５の中央部８６は、流路形成用凹部８８の下面と面一となす一方、外周部８７は、流路形成用凹部８８の上面と面一となしており、撹拌本体８５の上面中心位置に回転軸挿通孔８５ａを形成すると共に、同撹拌本体８５の上面に筒状連結部８５ｂを上記回転軸挿通孔８５ａと連通させて一体に連設している。

一方、図１１に示すように、下方の撹拌体８４は、上記した撹拌本体８５と略同形、すなわち、略同一肉厚、略同一外径に形成した撹拌本体８９の中央部に流入部としての流入口９０を上下方向に貫通させて開口し、同撹拌本体８９の上面において、一定幅の外周部９１を除いて、半径方向及び円周方向に底面視六角形の流路形成用凹部９２を整然と密に形成してハニカム形状となしている。ここで、撹拌本体８９の中心位置、すなわち、流入口９０の中心位置には、回転軸挿通孔８９ａを有するボス部８９ｂを配置し、同流入口９０を形成する撹拌本体８９の内周縁部に連結片８９ｃを介してボス部８９ｂを連結している。

そして、図１２に示すように、両撹拌体８３,８４を対向させて、両回転軸挿通孔８５ａ、８９ａを上下方向に符合させて重合状態に連結している。８２ｃは回転軸８２の下端部に形成した雄ねじ部、８２ｄ,８２ｅは雌ねじ部、８２ｆ,８２ｇはワッシャである。なお、図９〜図１１に示す、９６は上方のビス孔、９７は下方のビス孔、９８はビスである。

しかも、両回転体８３,８４に形成した流路形成用凹部８８,９２同士は、位置ずれさせた状態で対面させている。すなわち、図７に示すように、隣接する三つの流路形成用凹部８８の中心部を、対面する一つの流路形成用凹部９２の中心部に位置させると共に、隣接する三つの流路形成用凹部９２の中心部を、対面する一つの流路形成用凹部８８の中心部に位置させて、両流路形成用凹部８８,９２間にて、被処理流体が、一つの流路形成用凹部８８（９２）から対面する二つの流路形成用凹部９２（８８）にせん断されながら（せん断状に）分流し、また、二つの流路形成用凹部８８（９２）から対面する一つの流路形成用凹部９２（８８）に圧縮して（圧縮状に）合流するように、蛇行しながら放射線方向に流動する撹拌混合流路９３を形成している。そして、上方の回転体８３の外周部８７と、下方の回転体８４の外周部９１との間に、流出部として外周縁にわたって開口する流出口９４を形成している。

このようにして、図１３に示すように、上下一対の撹拌体８３，８４を電動モータにより回転させると、下方の撹拌体８４の中央部に形成した流入口９０から被処理流体Ｒ（図１３に矢印で示す）が流入し、撹拌混合流路９３において、一つの流路形成用凹部８８（９２）から対面する二つの流路形成用凹部９２（８８）に分流し、ないしは、二つの流路形成用凹部８８（９２）から対面する一つの流路形成用凹部９２（８８）に合流するというように、分流と合流とを繰り返しながら、しかも、蛇行しながら放射線方向に流動して、流出口９４から流出するようにしている。

続いて、上記流出口９４から流出した被処理流体Ｒは、収容槽の周壁の内面に沿って上方から下方へ→収容槽の底面から上方へ向けて円滑に流動し、再度、流入口９０に流入する（環流される）ようにしている。

このように、流入口９０から流入された被処理流体Ｒが、撹拌混合流路９３を流動して、流出口９４から流出され、再度、流入口９０から流入されて、流入口９０→撹拌混合流路９３→流出口９４→流入口９０という被処理流体Ｒの循環流路が形成されるようにしている。その結果、効率よく被処理流体Ｒを循環させながら微粒夾雑物（や場合によっては気泡）を微細化して、被処理流体Ｒである燃料油を改質することができる。

しかも、図９、図１３及び図１４に示すように、下方の撹拌体８４の下面には、円周方向に一定の間隔を開けて複数（本実施の形態では３個）の流入促進用羽根９９を突設しており、同流入促進用羽根９９は、撹拌体８４の中心から放射線方向に伸延し、かつ漸次下方へ突出する幅を大きく形成した直各三角形状の作用面９９ａを有している。９９ｂは流入促進用羽根９９のテーパー状背面、９９ｃは流入促進用羽根９９の端面である。

このようにして、流入促進用羽根９９が撹拌体８４と一体的に回転して、被処理流体Ｒに流入促進用羽根９９の作用面９９ａが作用することにより、流入孔９０の外周近傍位置に、流入孔９０側に被処理流体Ｒを吸入する流れが生起されて、同流入孔９０への被処理流体Ｒの流入が促進される。そのため、粘度の高い流体、例えば、燃料油であるＣ重油と水とを撹拌・混合する場合でも、流入孔９０に円滑に流入させることができて、環流に基づく被処理流体Ｒの撹拌・混合を効率よく行うことができる。

［静止型流体混合器の説明］
以下に、気体と液体（気−液）,液体と液体（液−液）等の被処理流体（以下、単に流体と称することがある）を混合する静止型流体混合器（以下、「流体混合器」と称する。）としての第１実施形態〜第４実施形態の流体混合器１１〜１１Ｅについて説明する。

〔第１実施形態としての流体混合器１１〕
第１実施形態の流体混合器１１について図１５〜図２１を参照しながら説明する。すなわち、流体混合器１１は、図１５に示されるように、両端が開口している円筒形状のケーシング本体２１を有する。ケーシング本体２１の両端の各開口部にはフランジ２１ａ，２１ｂが形成されており、各フランジ２１ａ，２１ｂにケーシング本体２１の蓋体２２，２３が着脱自在に取り付けられている。各蓋体２２，２３には、流体混合器１１の流体Ｒの出入口である開口２２ａ，２３ａが形成されている。本実施形態では、図１５において左側に位置する蓋体２２の開口を流体導入口２２ａとして用いる一方、右側に位置する蓋体２３の開口を流体導出口２３ａとして用いている。

そして、ケーシング本体２１内には、流体に混合処理を施す混合ユニット２４が複数組（本実施形態では５組）収容されていると共に、同ケーシング本体２１の内周面と各混合ユニット２４の外周面とは、隙間のない密着状態となっている。

図１６に示されるように、各混合ユニット２４は、いずれも同様の構造であり、対向配置された２枚の盤状（略円盤形状）の部材、より具体的には円盤形状の第１・第２混合エレメント３０，４０を備えている。２枚の第１・第２混合エレメント３０，４０のうち、流体導入口側（上流側）に配置される第１混合エレメント３０は、円盤状のエレメント本体３１の中央部に、流体Ｒ（図１５等において矢印で示す）の流入口３２が貫通状態で形成されている。

そして、エレメント本体３１の外周縁部には、全周に亘って肉厚の周壁部３３が下流側に突出状に形成されて、エレメント本体３１と周壁部３３とにより、下流側に向けて円形の開口を有する凹み部３４が形成されている。なお、符号「３１ａ」は、エレメント本体３１の流体導入口２２ａ側に向けられる上流側面であり、符号「３１ｂ」は、エレメント本体３１の流体導出口２３ａ側に向けられる下流側面（第２混合エレメント４０と対向する側の面）である。

図１７に示されるように、エレメント本体３１の下流側面３１ｂには、開口形状が正六角形の凹部３５が隙間のない状態で複数形成されている。いわゆるハニカム状に多数の凹部３５が形成されている。なお、符号「３６」は、第１混合エレメント３０に第２混合エレメント４０をねじ留めにより固定する際に用いられるねじ用の挿通孔である。

図１６及び図１８に示されるように、２枚の混合エレメントのうち、流体導出口側（下流側）に配置される第２混合エレメント４０は、第１混合エレメント３０よりも小径である。そして、第２混合エレメント４０の直径は、第１混合エレメント３０の凹み部３４の直径よりも小径であり、凹み部３４に第２混合エレメント４０が嵌入されるようになっている。

また、第２混合エレメント４０の、第１混合エレメント３０との対向面、すなわち流体導入口２２ａ側に向けられる上流側面（第１混合エレメントと対向する面）４０ａには、第１混合エレメント３０のエレメント本体３１と同様に、開口形状が正六角形の凹部４１が隙間のない状態で複数形成されている。そして、上流側面とは反対の下流側面４０ｂの面には、３つの突起４２が形成されている。なお、符号「４３」は、第１混合エレメント３０に第２混合エレメント４０をねじ留めにより固定する際に用いられる雌ねじが形成されたねじ穴である。

そして、両混合エレメント３０，４０は、図１９及び図２０に示されるような配置で組み付けられる。具体的に説明すると、第１混合エレメント３０の凹み部３４内に、第２混合エレメント４０を位置させる。このとき、第１混合エレメント３０の下流側面３１ｂのハニカム状の多数の凹部３５の開口面と、第２混合エレメント４０の上流側面４０ａのハニカム状の多数の凹部４１の開口面とが対面状態に当接するように、第２混合エレメント４０の向きを定める（図２０参照）。第２混合エレメント４０をこの向きに向けると、突起４２が形成された面が外から見える状態になる（図１９参照）。この状態で、第１混合エレメント３０の挿通孔３６と、第２混合エレメント４０のねじ穴４３の位置を整合させてねじ４４でねじ止めして組み付ける。

図１９に示されるように、第２混合エレメント４０の直径は、第１混合エレメント３０の凹み部３４の直径よりも小径になっている。ただし直径の違いは僅かである。

従って、両混合エレメント３０，４０を組み付けると、第１混合エレメントの周壁部３３の内周面３３ａと第２混合エレメント４０の外周端面４０ｃとの間に、第２混合エレメント４０の外周端面に沿って全周に亘りリング状の間隙が流出路２４ａとして形成され、同流出路２４ａの下流側に位置する終端開口部が流体の流出口であり、下流側に向けてリング状に開口されている。

そして、第１混合エレメント３０の流入口３２に供給された流体は、後述する混合流路２５（図１５参照）を通過した後、この流出口から放出される。流出路２４ａの流出幅ｔは、全周にわたって略均等幅に形成されており、例えば、第２混合エレメント４０の半径の２０分の１前後（もっと具体的には２ｍｍ前後）の幅で形成される（図２１参照）。

このように、第２混合エレメント４０の外周に全周に亘る流出路２４ａの流出口を略均等幅に形成すると、全周に亘って流体を略均等に流出させることができるため、流体圧力のばらつきが発生しにくくなり、混合ユニット２４の外周部の位置によって流体の流出量に偏りが生ずるような不具合が防止される。流出量の偏りが防止されれば、流路抵抗が低下し、また局所的に流体の圧力が高圧になる場所が生ずることが防止される。

また、本実施形態では、図２１に示すように、流出路２４ａの大きさ、すなわち間隙の幅ｔが全周に亘って略均等になっている。これにより、より確実に流路抵抗を低下させることができて、局所的高圧領域の発生、特に流出路２４ａ近傍における局所的高圧領域の発生を防止できる。

ここで、各混合エレメント３０，４０の当接側の面に形成されるハニカム状の多数の凹部３５，４１の相互関係について説明する。

図２１に示されるように、両混合エレメント３０，４０の当接面は、第１混合エレメントの凹部３５の中心位置に、第２混合エレメント４０の凹部４１の角部４１ａが位置する状態で当接している。

このような状態で当接させると、第１混合エレメント３０の凹部３５と第２混合エレメント４０の凹部４１との間で流体を流すことができる。また、角部４１ａは３つの凹部４１の角部４１ａが集まっている位置である。

従って、例えば、第１混合エレメント３０の凹部３５側から第２混合エレメント４０の凹部４１側に流体が流れる場合を考えると、流体は、３つの流路に分流されることになる。

つまり、第１混合エレメント３０の凹部３５の中央位置に位置された第２混合エレメント４０の角部４１ａは、流体を２方に分流する分流部として機能する。逆に、第２混合エレメント４０側から第１混合エレメント３０側に流体が流れる場合を考えると、２方から流れてきた流体が１つの凹部３５に流れ込むことで合流することになる。この場合、第２混合エレメント４０の中央位置に位置された角部４１ａは、合流部として機能する。

また、第２混合エレメント４０の凹部４１の中心位置にも、第１混合エレメント３０の凹部３５の角部３５ａが位置する。この場合は、第１混合エレメント３０の角部３５ａが上述した分流部や合流部として機能する。

このように、相互に対向配置された両混合エレメント３０，４０の間には、中央の流入口３２から両混合エレメント３０，４０（ケーシング本体２１）の軸線方向に供給された流体が、放射線方向（半径方向）に、せん断されながらの（せん断状に）分流と、圧縮されながらの（圧縮状に）合流とを繰り返しながら両混合エレメント３０，４０の放射線方向（半径方向）に流れる混合流路２５（図１５参照）が形成されている。

この混合流路２５を流れる過程で、流体に混合処理が施される。そして、混合流路２５を通過した流体は、その後、混合ユニット２４の背面側外周部に下流側に向けてリング状に開口した流出路２４ａの流出口から混合ユニット２４の外部に流出される。

図１５に示されるように、本実施形態の流体混合器１１では、ケーシング本体２１内に５つの混合ユニット２４が設置されている。複数の混合ユニット２４を設置すると、上流側に位置する混合ユニット２４の第２混合エレメント４０の突起４２が下流側に設置された混合ユニット２４の第１混合エレメント３０の（エレメント本体３１の）上流側面３１ａに当接する。

これにより、隣接して配置される混合ユニット２４,２４とケーシング本体２１とにより形成される円盤状空間が確保され、流出路２４ａの流出口から流出した流体を、円盤状空間を通して下流側の混合ユニット２４の流入口３２に流す集合流路２６が確保される。

なお、最も下流側に配置された混合ユニット２４の第２混合エレメント４０の突起４２は、ケーシング本体２１の下流側の蓋体２３に当接する。

これにより、混合ユニット２４と蓋体２３とケーシング本体２１とにより形成される円盤状空間が確保され、最下流側の混合ユニット２４の流出路２４ａから流出した流体を、円盤状空間を通してケーシングの流体導出口２３ａに流す集合流路２６が確保される。

次に、上記のように構成した流体混合器１１を用いて流体に混合処理を施す場合について説明する。ここでは、流体混合器１１により水と空気の気液混合流体に混合処理を施す場合を例に説明する。

まず、流体混合器１１の流体導入口２２ａと流体導出口２３ａに連通パイプ１を連結した状態にて、圧送ポンプ２を作動させることにより、前記一次混合処理部にて一次混合処理された処理液に、気体である空気を所定量だけ取り込んだ気液流体にして、流体混合器１１の流体導出口２３ａに供給する。

すると、図１５に示されるように、流体混合器１１に供給された気液混合流体は、ケーシング内の最も上流側に配置された第１混合ユニット２４の第１混合エレメント３０の流入口３２に流入され、第１混合ユニット２４の混合流路２５に送られる。

混合流路２５に送られた気液混合流体は、ここで分流と合流を繰り返しつつ、混合ユニット２４の外周側に形成された流出路２４ａに流れる。つまり、分流と合流を繰り返す過程で蛇行しながら流動するので、概略的には、円盤形状の混合ユニット２４の中心から外周側に放射状に広がる方向に流動しつつ、分流と合流を繰り返し、その過程で気液混合流体に混合処理が施される。すなわち、気液混合流体内では微粒夾雑物と気泡が超微細化（ナノレベルから数μｍレベルまで）されている。特に気泡は均一化されている。

第１混合ユニット２４の流出路２４ａから流出した流体は、第１混合ユニット２４と、その下流に配置された第２混合ユニット２４との間の集合流路２６を流れて、第２混合ユニット２４の流入口３２に送られる。なお、各混合ユニット２４における流体の流れは、いずれも、第１混合ユニット２４における流体の流れと同様であるので、その説明については省略するが、混合ユニット２４を複数設置して、せん断されながらの分流と圧縮されながらの合流が繰り返されるようにすることで、より確実に気泡や微量夾雑物を超微細化かつ均一化する流体混合処理が施される。

また、次のようにしてもよい。図１において、流体混合器１１の流体導出口２３ａから導出された流体が戻り管１４に流れ込むように、第１三方弁１２を切替操作すると共に、戻り管１４の流体が連通パイプ１に流れ込むように第２三方弁１３を切替操作する。

そして、戻り管１４を通して流体を循環的に流体混合器１１に送り込むようにする。このようにすると、さらに確実に流体混合処理が施され、さらに微細で均一な大きさの気泡を流体内に生成することができる。

さらに、必要に応じた時間、循環させた後、第１・第２三方弁１２，１３を切替操作して、処理流体を導出させる。

このようにすることで、より確実な流体混合処理を施すことができ、より微細かつ均一な大きさの所望の気泡を流体中に生成できる。

ここで、分流総数は、各混合エレメント３０，４０に形成した凹部３５，４１の数と、流体混合器１１のケーシング本体２１内に設置された混合ユニット２４の数と、流体混合器１１に何回循環させるかという繰り返し回数とによって決定される。

例えば、凹部３５，４１が平面視六角形状の開口を有するものであれば、凹部の室数が１２室、１８室、１８室（計４８室)の３列状の第１混合エレメント３０と、室数が１５室、１５室（計３０室)の２列状の第２混合エレメント４０とを重合させた場合では、合計した分流総数は千五百回〜千六百回にも達することになる。なお、ここでいう分流総数とは、第１混合エレメント３０と第２混合エレメント４０の間に形成された混合流路２５の分流部において分流される数のことである。

〔第２実施形態の流体混合器１１Ａ〕
次に、第２実施形態の流体混合器１１Ａについて、図２２〜図２７を参照しながら説明する。すなわち、流体混合器１１Ａは、第１実施形態の混合ユニット２４と異なり、混合ユニット２４Ａの流出路２４ａから流出した流体が流れる集合流路２６にガイド体５２を備えている（図２４参照）。なお、上記第１実施形態の流体混合器１１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２２に示されるように、この実施形態の流体混合器１１Ａの混合ユニット２４Ａは、第１混合エレメント３０と、第２混合エレメント４０に加えて、集合流路２６の流路断面積を安定させる部材であるガイド体５２を具備する集合流路形成エレメント５０を備えている。

これらのうち、第２混合エレメント４０は、第１実施形態のものとは異なり、突起４２を備えていない。つまり、第２混合エレメント４０の流体導出口側に向けられる下流側面４０ｂは平面になっている。これ以外の点は、第１実施形態の第２混合エレメント４０と同じである。図２３において、符号「４５」は、第１混合エレメント３０に第２混合エレメント４０をねじ留めにより固定する際に用いられるねじ用の挿通孔である。

図２４及び図２６に示されるように、集合流路形成エレメント５０は、第２混合エレメント４０と同径で薄肉円盤形状に形成したエレメント本体５１の片面である下流側面５１ｂの周縁部にガイド体５２を設けている。

そして、ケーシング本体２１内に設置する状態で第２混合エレメント４０側に向けられて面接触する上流側面５１ａは平面になっている。また、流体導出口２３ａ側に向けられる下流側面５１ｂの周縁部に、複数の突起状のガイド体５２が一体的に形成されている。

ガイド体５２は、第２混合エレメント４０の外周縁と同一曲率の円弧面に形成した外周円弧面５２ａと、同外周円弧面５２ａの両端からエレメント本体５１の中心側へ伸延させて接続した一対の側面５２ｂ,５２ｂと、エレメント本体５１と平行する平面となした当接面５２ｃとから略扇型形状に形成した平板部材であり、一対の側面５２ｂ,５２ｂがなす角（頂角）は４５度、側面５２ｂの伸延幅はエレメント本体５１の半径の略３分の１に設定している。

本実施形態のエレメント本体５１の円周部には、都合８つのガイド体５２が円周方向に同一間隔を開けて配置されている。そして、ガイド体５２は、外周円弧面５２ａが集合流路形成エレメント５０の外周端面及び第２混合エレメント４０の外周端面と面一で、かつ、隣接するガイド体５２の相対向する側面５２ｂ,５２ｂ同士が円周方向で相互に平行になるように形成されている。

従って、隣接するガイド体５２,５２の側面５２ｂ,５２ｂと下流側面５１ｂとで形成される溝部５５は、その溝部幅Ｗが集合流路形成エレメント５０の円周側から中心側に向けて一定の同一幅になっている。なお、符号「５３」は、第１混合エレメント３０及び第２混合エレメント４０に集合流路形成エレメント５０を、一体的にねじ留めによって固定する際に用いられる雌ねじが形成されたねじ穴である。

このような集合流路形成エレメント５０を備える混合ユニット２４Ａは、図２２に示されるように組み付けられる。

まず、第１実施形態と同様に、第１混合エレメント３０に第２混合エレメント４０を組み込み、第２混合エレメント４０に重ね合わせるように、集合流路形成エレメント５０を配置する（図２３及び図２５参照）。

このとき、外側に向けられた第２混合エレメント４０の平面状の下流側面４０ｂと、集合流路形成エレメント５０の平面状の上流側面５１ａとを面接触させる。

すると、集合流路形成エレメント５０のガイド体５２が形成された面が下流側に向けられる。

この状態で、各混合エレメント３０，４０の挿通孔３６，４５と、集合流路形成エレメント５０のねじ穴５３の位置を整合させてねじ５４止めして組み付ける。

また、図２２に示されるように、第２実施形態の流体混合器１１Ａでは、ケーシング本体２１内に５つの混合ユニット２４Ａが設置されている。複数の混合ユニット２４Ａを設置すると、上流側に位置する混合ユニット２４Ａの集合流路形成エレメント５０に設けたガイド体５２の当接面５２ｃが、下流側に位置する混合ユニット２４Ａの第１混合エレメント３０の上流側面３１ａに当接する。

これにより、隣接して配置される混合ユニット２４Ａとの間に、ガイド体５２の肉厚分の空間が保持され、流出路２４ａの流出口から流出した流体を下流側の混合ユニット２４Ａの流入口３２に流す集合流路２６が確保される。

しかも、図２２及び図２４に示されるように、集合流路形成エレメント５０において、相互に隣接するガイド体５２,５２の間に形成されている溝部５５は、上述したように、その幅寸法が一定になっている。

従って、ガイド体５２の当接面５２ｃを下流側の第１混合エレメント３０の上流側面３１ａに当接させたときに、溝部５５と第１混合エレメント３０の上流側面３１ａとの間に形成される集合流路２６は、円周方向に細長四角形状の流路断面で、その流路断面積が集合流れの方向である外周側から中心側に向けて、溝部５５が形成されている区間については一定になっている。また、ガイド体５２は、流体の流れを整流するものでもある。ガイド体５２を設けることで流体がスムーズに流れる。

このようなガイド体５２がなければ、集合流路２６は、外周側ほど流路断面積が大きく、放出口につながる中心に近づくに連れて急激に流路断面積が狭くなる。流路断面積が急激に増減する構造は、流路抵抗の原因になったり、局所的に流体が高圧になる部分を生じさせる原因になったりする。流路抵抗が大きくなると、流体の圧力がより高圧になると共に流量が低下したりする。また、局所的に高圧の場所が生ずるとそこから流体の漏れが生じたりする。

この点、本実施形態の流体混合器１１Ａでは、８個のガイド体５２がエレメント本体５１の周縁部に円周方向に一定の間隔を開けて設けられて、集合流路２６をなす８本の溝部５５が放射状に形成され、集合流れの方向である外周側から中心部の放出口近傍まで集合流路２６における流路断面積が安定している。

従って、リング状の流出路２４ａの流出口から流出した流体は、エレメント本体５１の外周縁部から、円周方向に均等配置された最寄りの集合流路２６の上流側に流入することになるが、この集合流路２６の流路断面積が下流側である放出口近傍まで安定していると、流路抵抗が低下し、あるいは局所的に流体の圧力が高圧になる場所が生ずるようなことが防止される。

また、ここまで説明した第２実施形態では、第２混合エレメント４０とは別体の集合流路形成エレメント５０にガイド体５２を形成しているが、図２７に示されるように、第２混合エレメント４０にガイド体５２を一体に形成するようにしてもよい。

この場合、エレメント本体５１が不要になり、流体混合器１１の小型化を図ることができる。そして、部品点数が減少するので、組み付け作業が容易になる。本実施形態の流体混合器１１Ａのように流路が比較的狭い装置では、メンテナンスを行なう機会が少なくなく、分解・組立て作業など、メンテナンスが容易であることは重要である。

また、第２混合エレメント４０に備えたガイド体５２は、第１実施形態の突起４２としても用いることができる。従って、ガイド体５２とは別に突起を設ける必要がないという利点もある。

なお、第２実施形態の流体混合器１１Ａを用いて気泡を生成する方法自体は、第１実施形態の流体混合器１１を用いて気泡を生成する場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。次に説明する第３実施形態についても同様である。

〔第３実施形態の流体混合器１１Ｂ〕
次に、第３実施形態の流体混合器１１Ｂについて図２８〜図３１を参照しながら説明する。なお、上記第２実施形態の流体混合器１１Ａと同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第３実施形態の流体混合器１１Ｂは、第２実施形態の流体混合器１１Ａと異なり、ケーシング本体２１内に設置された混合ユニットの構成部材として、集合流路形成エレメント５０に対向配置される導出側エレメント６０を備えている。

具体的に説明すると、図２９に示されるように、第３実施形態の流体混合器１１Ｂの混合ユニット２４Ｂは、第２実施形態の第１混合エレメント３０と、第２混合エレメント４０と、集合流路形成エレメント５０に加えて、導出側エレメント６０を備えている。

なお、第１及び第２混合エレメント３０，４０は、第２実施形態のものと同一である。また、図２９に示されるように、本実施形態の集合流路形成エレメント５０は、第２実施形態のねじ穴５３に替えて、ねじ留めに用いられる挿通孔５６を備えている。この点以外は、第２実施形態の集合流路形成エレメント５０と同様である。

図２９に示されるように、導出側エレメント６０は、円盤状のエレメント本体６１の中央部に、流体Ｒ（図２８等において矢印で示す）の流体放出口６２が貫通状態で形成されている。

そして、エレメント本体６１の外周縁部には、全周に亘って肉厚の周壁部６３が上流側に突出状に形成されて、エレメント本体６１と周壁部６３とにより、上流側に向けて円形の開口を有する凹み部６４が形成されている。なお、符号「６１ａ」は、エレメント本体６１の上流側面（集合流路形成エレメント５０と対向する側の面）である。

図３１に示されるように、エレメント本体６１の上流側面６１ａには、開口形状が正六角形の凹部６５が隙間のない状態で複数形成されている。いわゆるハニカム状に多数の凹部６５が形成されている。なお、符号「６６」は、第１混合エレメント３０等に導出側エレメント６０をねじ留めにより固定する際に用いられるねじ穴を示すものである。

図２９及び図３０に示されるように、導出側エレメント６０は、エレメント本体６１も周壁部６３も、第１混合エレメント３０のエレメント本体３１と周壁部３３と略同径に形成すると共に、パッキン６７を介して周壁部６３,３３の端面同士を対面させている。

すなわち、導出側エレメント６０は、集合流路形成エレメント５０よりも大径である。そして、エレメント本体６１の直径は、エレメント本体５１の直径よりも大径であり、凹み部６４に集合流路形成エレメント５０が嵌入状態に収容されるようになっている。ただし直径の違いは僅かである。

従って、両エレメント５０，６０を組み付けると、集合流路形成エレメント５０の外周端面５１ｃと導出側エレメント６０の周壁部６３の内周面６３ａとの間に、集合流路形成エレメント５０の外周端面に沿って全周に亘りリング状の間隙が流入路２４ｂとして形成され、同流入路２４ｂの上流側に位置する始端開口部が流体の流入口であり、上流側に向けてリング状に開口されている。

流入路２４ｂの流入幅は、全周にわたって略均等幅に形成されており、例えば、集合流路形成エレメント５０の半径の２０分の１前後（もっと具体的には２ｍｍ前後）の幅で形成される。

ここで、かかる流入路２４ｂは、集合流路形成エレメント５０と第２混合エレメント４０の直径を略同径となしている本実施形態では、第１・第２混合エレメント３０,４０間に形成される流出路２４ａと略同径・略同幅に形成されて対面配置されることになる。

そして、流出路２４ａの流出口と流入路２４ｂの流入口とが接続されて、リング状の連通連結路６８が形成されることになる。

しかも、連通連結路６８は、全周にわたって下流側に向けてリング状に開口する流出路２４ａの流出口と、全周にわたって上流側に向けてリング状に開口する流入路２４ｂの流入口とが、整合状態にて近接・対面して形成されるため、流出路２４ａ→流入路２４ｂ→集合流路２６へと流動する流体の圧力損失を大幅に低下させることができて、単位時間当たりの処理量を大きくすることができ、シール部であるパッキン６７からの流体漏れも確実に回避することができる。

混合ユニット２４Ｂは、図２８から図３０に示されるような配置で組み付けられる。具体的に説明すると、第１混合エレメント３０の凹み部３４内に、第２混合エレメント４０を配置する一方、導出側エレメント６０の凹み部６４内に、集合流路形成エレメント５０を配置する。

このとき、第１混合エレメント３０の下流側面３１ｂのハニカム状の多数の凹部３５の開口面と、第２混合エレメント４０の上流側面４０ａのハニカム状の多数の凹部４１の開口面とが対面状態に当接するように、第２混合エレメント４０の向きを定めると共に、導出側エレメント６０の上流側面６１ａのハニカム状の多数の凹部６５の開口面と、集合流路形成エレメント５０のガイド体５２の当接面５２ｃとが対面状態に当接するように、各エレメント３０,４０,５０,６０の向きを定める（図２９参照）。

この状態で、第１混合エレメント３０の挿通孔３６と、第２混合エレメント４０のねじ孔４５と、集合流路形成エレメント５０の挿通孔５６と、導出側エレメント６０のねじ穴６６の位置を整合させてねじ５４でねじ止めして組み付ける。

この際、導出側エレメント６０の周壁部６３と第１混合エレメント３０の周壁部３３の端面同士がパッキン６７を介して対面状態に密着されると共に、両周壁部３３,６３（混合ユニット２４Ｂ）の内方にリング状に形成される流出口としての間隙２４ａと流入口としての間隙２４ｂとが対向状態に連通される。

その結果、流出路２４ａから流出した流体は、流入路２４ｂから集合流路形成エレメント５０と導出側エレメント６０の間に形成されている集合流路２６に流れ込む。

このように、第２混合エレメント４０の外周に全周に亘る流出路２４ａを形成するとともに、集合流路形成エレメント５０の外周に全周に亘る流入路２４ｂを形成すると、全周に亘って流体を流出・流入させることができるので、混合ユニット２４Ｂの外周部の位置によって流体の流出量に偏りが生ずるような不具合が防止される。

流出量の偏りが防止されれば、流路抵抗が低下し、また局所的に流体の圧力が高圧になる場所が生ずることが防止される。また、本実施形態では、流出路・流入路２４ａ,２４ｂの大きさ、すなわち間隙の幅が全周に亘って略均等になっている。

これにより、より確実に流路抵抗を低下させることができて、局所的高圧領域の発生、特に流出口・流入口２４ａ,２４ｂ近傍における局所的高圧領域の発生を防止できる。

また、このような構造にすると、流体の流路の途中に、流体が滞留しやすいいわゆるデッドスペースが無くなる。デッドスペースがあると、そのスペースに流体が滞留してしまい、流体混合処理品質（例えば、生成する気泡の大きさなどの品質）にばらつきが生じやすくなる。

この点、本実施形態では、デッドスペースが最小限になっているので、このような不具合の発生が最小限に抑制され、流体により均一な混合処理を施すことができ、より均一な大きさの気泡を生成できる。

先に説明したように、集合流路形成エレメント５０と導出側エレメント６０の間には、集合流路２６（図２８参照）が形成されており、流体は、流入路２４ｂから集合流路２６に流れ込むようになっている。

流体は、集合流路２６を通って流体放出口６３（図２９参照）へと流れ、次の混合ユニット２４Ｂの流入口３２に流れ込んだり、ケーシングの蓋体２３の流体導出口２３ａから導出されたりする。

集合流路２６では、流体は、集合流路形成エレメント５０の外周側から中心側に向けて流れる。集合流路形成エレメント５０の外周側には、ガイド体５２が形成されており、隣接するガイド体５２の間には溝部５５が形成されている。溝部５５の幅寸法は一定になっており、溝部５５と導出側エレメント６０の上流側面６１ａとに囲まれた流路断面積は一定になっている。

このように、流路断面積が安定していると、流路抵抗や圧力が安定し、流体の流通が安定する。

ところで、図３１に示されるように、導出側エレメント６０の凹み部６４の底面である上流側面６１ａには、いわゆるハニカム形状の凹部６５が多数形成されている。集合流路形成エレメント５０のガイド体５２の当接面５２ｃは平面であるので、導出側エレメント６０側の当接面にハニカム形状の凹部（凹凸形状）があっても、流体が分流されたり、合流されたりすることはない。

ところが、導出側エレメント６０の凹み部６４の底面に凹部６５があると、集合流路２６内であって凹部６５の開口の近傍を流れる流体に対して、せん断力による混合効果や、機械的なキャビテーション等による混合効果を与えることができる。

例えば、集合流路２６に面する表面に複数の凹部６５を備える導出側エレメント６０を用いると、集合流路２６内であって凹部６５の開口の近傍を流れる流体中に、局所的高圧部分や局所的低圧部分を生じさせることができる。

そして、このような流体中で、局所的低圧部分（例えば真空部分などの負圧部分）が生じるときに、いわゆる発泡現象が生じて液体中に気体が生じたり、微小な気泡が膨張（破裂）したり、生じた気体（気泡）が崩壊（消滅）したりする、いわゆるキャビテーションと称される現象が生ずる。

このようなキャビテーションが起こるときに生ずる力によって、混合対象物の微細化が行われ、流体混合が促進される。

ただし、上記のように、集合流路２６に面する表面に凹部６５を備える導出側エレメント６０を用いれば、導出側エレメント６０の凹部６５の開口が面するところでのみ、流体中に局所的高圧部分や局所的低圧部分を生じさせることができる。

そして、その他の部分、例えば流出路２４ａやこれに対向配置された流入路２４ｂ（図２８参照）の近傍など流体の漏れが生じやすい領域では、流路断面積が安定化されており、局所的高圧部分の発生が防止される状態が維持される。従って、流体の漏れが生じやすくなることは防止されている。

なお、導出側エレメント６０としては、凹み部６４の底面に凹部が複数形成された本実施形態に限られるものではなく、種々の形態のものを用いることができる。例えば、凹み部６４の底面に凹部に代えて凸部が複数形成されるもの、凹み部６４の底面に凹部と凸部の両方が複数形成されるもの、さらには、凹み部６４の底面が平面であるものでもよい。

〔第４実施形態の流体混合器１１Ｃ〕
次に、第４実施形態の流体混合器１１Ｃについて図３２〜図３４を参照しながら説明する。なお、上記第３実施形態の流体混合器１１Ｂと同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第４実施形態の流体混合器１１Ｃは、第３実施形態の流体混合器１１Ｂと異なり、ケーシング本体２１内に設置された混合ユニットの構成部材として、集合流路形成エレメント５０を設けていない。

具体的に説明すると、図３３に示されるように、第４実施形態の流体混合器１１Ｃの混合ユニット２４Ｃは、第３実施形態の第１混合エレメント３０と、第２混合エレメント４０と、集合流路形成エレメント５０に代えて設けた一対のスペーサー１００，１００と、導出側エレメント６０を備えている。

ここで、スペーサー１００は、両端に開口端を有する筒状に形成して、同スペーサー１００の筒長の大きさにより、第２混合エレメント４０と導出側エレメント６０との間隔、すなわち、両エレメント４０，６０間に形成される円盤状空間である集合流路２６の流路深度Ｚ（図３２参照）を適宜設定することができるようにしており、かかる集合流路２６の流路深度Ｚの変更は、適切な筒長を有するスペーサー１００に付け替えることにより簡単に行うことができる。

そして、混合ユニット２４Ｃは、図３２〜図３４に示される状態に組み付けられる。

すなわち、第１混合エレメント３０と、第２混合エレメント４０と、導出側エレメント６０との組み付け状態は、前記第３実施形態と同様であり、第１混合エレメント３０の挿通孔３６，３６と、第２混合エレメント４０のねじ穴４３，４３と、一対のスペーサー１００，１００の開口端と、導出側エレメント６０のねじ穴６６，６６の位置を符合させて、ねじ５４，５４でねじ止めして組み付ける。

なお、上記のように第２混合エレメント４０と導出側エレメント６０の間にスペーサー１００，１００を介在させて組み付けると、両エレメント４０，６０間の外周に、全周に亘るリング状の間隙である流入路２４ｂ（図３２参照）が形成される。この流入路２４ｂの始端開口部は、第２混合エレメント４０と導出側エレメント６０の間に形成される集合流路２６への流入口である。

また、図３２に示されるように、リング状の開口である集合流路２６への流入路２４ｂは、流出路２４ａに対向する位置に配置される。つまり、第２混合エレメント４０の外周縁に形成された流出路２４ａから流出した流体は、直接、リング状の流入路２４ｂから第２混合エレメント４０と導出側エレメント６０の間に形成される集合流路２６に流れ込む。

このような構造にすると、流体の流路の途中に、流体が滞留しやすいいわゆるデッドスペースが無くなる。デッドスペースがあると、そのスペースに流体が滞留してしまい、流体混合処理品質（例えば、生成する気泡の大きさなどの品質）にばらつきが生じやすくなる。

この点、本実施形態では、デッドスペースが最小限になっているので、このような不具合の発生が最小限に抑制され、流体により均一な混合処理を施すことができ、より均一な大きさの気泡を生成できる。しかも、かかる流体混合器１１Ｃでは、前記した第３実施形態に比べて構造の簡易化と低コスト化を図ることができる。

先に説明したように、第２混合エレメント４０と導出側エレメント６０の間には、集合流路２６（図３２参照）が形成されており、流体は、流入路２４ｂから集合流路２６に流れ込むようになっている。

集合流路２６では、流体は、第２混合エレメント４０の背面に沿って、その外周側から中心側に向けて流れ、流体放出口６３（図３２参照）へと流れ、次の混合ユニット２４Ｃの流入口３２に流れ込んだり、ケーシングの蓋体２３の流体導出口２３ａから導出されたりする。

この際、集合流路２６に面する表面に複数の凹部６５を備える導出側エレメント６０を用いるため、集合流路２６内であって凹部６５の開口の近傍を流れる流体中に、局所的高圧部分や局所的低圧部分を生じさせることができる。

そして、このような流体中で、局所的低圧部分（例えば真空部分などの負圧部分）が生じるときに、いわゆる発泡現象が生じて液体中に気体が生じたり、微小な気泡が膨張（破裂）したり、生じた気体（気泡）が崩壊（消滅）したりする、いわゆるキャビテーションと称される現象が生ずる。

このようなキャビテーションが起こるときに生ずる力によって、混合対象物の微細化が行われ、流体混合が促進される。

〔集合流路形成エレメント５０の変用例〕
図３５は、集合流路形成エレメント５０の変用例であり、エレメント本体５１の下流側面５１ｂに、多数の錯流生起手段としての錯流生起体１０２を一体成形して突設し、隣接する錯流生起体１０２間に集合流路２６を形成している。

そして、錯流生起体１０２は、本変容例では、図３５（ａ）〜（ｃ）に示すように、略円柱状に形成すると共に、流体との接触面となる周面を凸状面１０３ないしは凹状面１０４となして、流体との接触面を大きく形成し、エレメント本体５１の周縁部に円周方向に間隔を開けて複数（本実施形態では８個）の凸状面１０３を有する錯流生起体１０２を配置すると共に、隣接する錯流生起体１０２,１０２間の中央部より位置に複数（本実施形態では４個）の凹状面１０４を有する錯流生起体１０２を配置している。１０５は当接面である。

このようにして、流出路２４ａから集合流路２６内に流入する混合流体が、これら凸状面１０３ないしは凹状面１０４に沿って流れて錯流・脈流を繰り返し形成し、乱流となって下流側に隣接する混合ユニットの流入口３２ないしは流体放出口６３へと流れ込むようにしている。

ここで、錯流とは、流体が物体の面を擦りながら流動する流れであり、錯流生起手段は、錯流を生起する面を有する突状物である。また、脈流は、流路断面積が断続的に変化する流れである。

従って、集合流路２６内に錯流生起体１０２を配置することにより、集合流路２６内を流体が通過するとき、錯流生起体１０２の存在によって流体が錯流・脈流を繰り返し形成して、流体中に、局所的高圧部分や局所的低圧部分が生じる。

そして、このような流体中では、局所的に低圧部分（例えば真空部分などの負圧部分）が生じるときに、いわゆる発泡現象が生じて液体中に気体が生じたり、微小な気泡が膨張（破裂）したり、生じた気体（気泡）が崩壊（消滅）したりするといったいわゆるキャビテーションと称される現象が生ずる。

このようなキャビテーションが起こるときに生ずる力によって、混合対象物の微細化が行われ、流体混合が促進される。

なお、先に説明したように、流体の漏れが生じやすい位置またはその近傍で局所的に流体高圧部分が生ずると、流体の漏れが生じやすくなるので、その意味では局所的高圧部分が生ずることは好ましくない。

ただし、上記のように、集合流路２６内に錯流生起体１０２を配置すれば、流出口から放出口までの流路のうち、錯流生起体１０２が配置された個所でのみ、流体中に局所的高圧部分や局所的低圧部分を生じさせることができて、流体混合が促進される。

また、本実施形態では、凸状面１０３を有する錯流生起体１０２と凹状面１０４を有する錯流生起体１０２の両方をエレメント本体５１に設けているが、いずれか一方の錯流生起体１０２だけをエレメント本体５１に設けることもできる。錯流生起手段の形状は、錯流を形成する形状であればよく、本実施形態の略円柱状に限られるものではない。

ここまで、流体混合器について、いくつかの実施形態を説明したが、上記形態に限られず、種々の改変をすることができる。

例えば、上記各実施形態の流体混合器では、凹部３５，４１の開口の形状は、正六角形の開口であったが、これに限られるものではなく、例えば、正三角形などの三角形や、正四角形などの四角形や、正八角形などの八角形などの形状でもよい。

また、上記実施形態で用いられている流体混合器のうち、シール用のパッキンを備えているのは、第３実施形態や第４実施形態の流体混合器１１Ｂ，１１Ｃであるが、第１実施形態や第２実施形態の流体混合器１１，１１Ａにシール部材を設置してもよい。シール部材を設置すると、よりシール性が向上し、流体漏れなどの発生がより確実に防止される。

また、上記実施形態のうち、いわゆるデッドスペースを最小限にしているのは、図２８に示した第３実施形態や図３２に示した第４実施形態の流体混合器１１Ｂ，１１Ｃであるが、第１実施形態や第２実施形態の流体混合器１１，１１Ａにおいても、できるだけデッドスペースをなくす構造にしてもよい。

例えば、第１混合エレメントの周壁部３３の厚さ（軸線方向の厚さ）をさらに厚くするなどして、当該周壁部３３の下流側面（流体導出口側の面）である端面を、下流側に配置される別の混合ユニット２４の第１混合エレメントの上流側面（流体導入口側の面）に当接させるような構造を挙げることができる。

〔第１実施形態の改変例としての流体混合器１１Ｄ〕
図３６に示されるように、流体混合器１１Ｄは、第１実施形態の混合ユニット２４を構成するエレメントのうち、処理流体に接する部分の角部に、丸みをつけて滑らかな面にした改変例である。例えば、図３６の部分拡大図に示すように、第１混合エレメント３０の凹み部３４に形成した凹部３５の開口端の角部に丸みをつけて滑らかにしている。

また、処理流体に接する部分の隅部を、丸みをつけた滑らかな面にしてもよい。例えば、図３６の部分拡大図に示すように、第１混合エレメント３０の凹み部３４に形成した凹部３５の底面の隅部に丸みをつけた滑らかにしてもよい。

このように丸みをつけて滑らかにすると、流路抵抗が減少し、単位時間当たりの処理量を増大させることができる。

また、隅部に丸みをつけることで、デッドスペースが減少し、流体をより均一に混合することができ、流体混合処理性能を向上させることができる。例えば、より均一の大きさの気泡を生成できるようになるなど、生成される気泡の大きさなどについてのばらつきをより小さくすることができる。

なお、図３６の流体混合器１１Ｄは、第１実施形態の流体混合器１１を改変したものであるが、第２実施形態や第３実施形態や第４実施形態の流体混合器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを同様に改変しても良い。

〔第１実施形態の別の改変例としての流体混合器１１Ｅ〕
図３７に示されるように、流体混合器１１Ｅは、流体混合器１１に温度制御ユニット７０を設置して構成している。温度制御ユニット７０は、流体混合器１１Ｅのケーシング本体２１の外周を覆うジャケット部７１と、当該ジャケット部７１内に温度制御用の流体（ここでは水）を供給する図示しない給水ポンプに接続された給水管７２と、ジャケット部７１から水を導出するための排水管７３とを備えている。

ジャケット部７１は、半円筒形状の分割ジャケット体７１ａ，７１ａを組み整合させてなるものであり、着脱自在にケーシング本体２１に取り付けられるようになっている。そして、ジャケット部７１のケーシング本体２１との接触部にはパッキン７４が取り付けられており、温度制御用の水が漏れないようになっている。

このような温度制御ユニット７０が設置されていれば、流体混合処理対象の流体（例えば気泡生成処理対象である気液混合流体）の温度上昇を防止したいときには、ジャケットに冷却水を供給することで、簡単に処理流体の温度上昇を防止できる。なお、図２８の流体混合器１０Ｅは、第１実施形態の流体混合器１１を改変したものであるが、他の実施形態の流体混合器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを同様に改変しても良い。

また、図３７に示される温度制御ユニット７０は、冷却水などの冷媒を用いて冷却等の温度制御を行なうものであるが、このような方法に限られず、例えば、ケーシングに放熱用のフィンを設ける方法など、種々の方法を挙げることができる。

〔流体混合器の基本構成に係る効果〕
上記のように構成した流体混合器の基本的構成に係る効果は、以下の通りである。

すなわち、流体混合器では、流出口として、第２混合エレメントの外周縁と第１混合エレメントとの間に形成される隙間状の開口を形成している。つまり、第２混合エレメントの外周縁に沿って、第２混合エレメントの外周全周に亘る流出口が形成されている。そして、第２混合エレメントの対向面の大きさを第１混合エレメントの対向する側の面の大きさよりも小さく形成し、当該開口を第１混合エレメントの外周縁よりも内側に位置させている。つまり、流出口である開口は、両混合エレメントからなる混合ユニットの下流側の面すなわち前記流入口が形成されている面とは反対側の面に形成されている。このような構成にすると、両混合エレメント間の混合流路は、流出口を介して両混合エレメントの下流側の流路に直接連通することになり、また全周に流出口が存在するので流体圧力のばらつきが発生しにくくなり、結果として、流路抵抗が低下する。流路抵抗が低下すると、供給する流体の圧力を高圧にしなくても処理量を増大させることができ、シール部における流体漏れを防止しつつ、処理量を増大させることができる。

特に、流体混合器によれば、平均粒径が５００ｎｍ以下の気泡を被処理流体中に生成でき、そして平均粒径が５０ｎｍ以下の気泡を被処理流体中に生成できる。この際、被処理流体を改質することができる。たとえば、水は、通常、単一の分子で存在しているのではなく、多数の分子からなるクラスターを形成しているところ、流体混合器で水が処理されると、クラスターの大きさがより小さい改質水を得ることができる。クラスターの大きさがより小さい改質水は、直径がナノレベル（１μｍ未満）の超微細な気泡を介して燃料油と均一に混合されやすくなり、界面活性剤等を用いることなくエマルジョン燃料を製造することができる。

また、次のような効果も得られる。（１）流体混合器では、圧力損失が低下する。圧力損失が低下すると、同じ量の処理流体を供給する際、ポンプなどの処理流体供給手段の出力を小さくすることができる。（２）同じ出力を維持するのであれば、処理能力が増大する。（３）圧力損失の低下も一因であると考えられるが、流体混合処理に伴い発生する騒音が小さくなり、静粛性が向上していると共に、振動が小さくなる。（４）流体混合処理時の騒音や振動が小さくなれば、例えば病院など、静粛性等が要求されるような場所への設置が可能になる。（５）圧力損失が小さくなったので、低圧で流体混合処理を行なうことができるようになり、パッキンなどのシール部材を使用する必要がなくなった。これにより、シール部材の交換などの作業が不要になり、メンテナンスが容易になる。

バーナー等の燃焼装置に本発明に係るエマルジョン燃料製造装置を連通連結して、同燃焼装置にエマルジョン燃料を供給することにより、同燃焼装置の燃焼効率を向上させることができる。

【０００１】
［０００１］
本発明は、エマルジョン燃料と、同エマルジョン燃料を連続的に製造する製造法と、同エマルジョン燃料を連続的に製造する製造装置に関する。
背景技術
［０００２］
エマルジョン燃料製造法の一形態として、燃料油と水をミキサーにより撹拌・混合することによりエマルジョン燃料を製造する方法がある。（例えば、特許文献１参照）。
［０００３］
かかるエマルジョン燃料製造法は、基本的に、乳化剤を用いることなく、燃料油中に微細な水滴を均一に分散させたエマルジョン燃料の製造を図っているものである。
特許文献１：特開平５−１５７２２１号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００４］
しかしながら、上記したエマルジョン燃料製造法は、一つのミキサーにより燃料油と水を撹拌・混合するだけであるために、得られたエマルジョン燃料では未だ水滴同士が凝集して水滴径の分散が不均一となり、かかるエマルジョン燃料を燃焼装置で燃焼させると燃焼効率が悪化してすすや黒煙を発生するという不具合がある。
課題を解決するための手段
［０００５］
前記課題を解決するため、本発明では、以下のようなエマルジョン燃料を提供するものである。
［０００６］
（１）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水との混合液に、微量の空気を付加して流体混合器により混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料であって、前記流体混合器は、中央部に流体の流入口を形成した円板状の第１混合エレメントに、円板状の第２混合エレメントを対向させて配置すると共に、両混合エレメントの間に上記流入口から流入した流体を放射線方向に流動させて混合する混合流路を形成した混合ユニットを構成し、上記混合ユニットを円筒状に形成したケーシング本体内にその軸線方向に間隔を開けて複数配置して、隣接する混合ユニットとケーシング本体とで流路成形用空間を形成し、同流路形成用空間内には、円板状の集合流路形成エレメントを配置して、前記混合流路を通過した流体が、リング状に開口する流出口の全周から略均等に流出して、ケーシング本体の軸芯側に流動して集合する集合流路が形成されるようにして、前記集合流路形成エレメントにはエレメント本体の一側面に流路断面積を安定させる膨出状のガイド体を形成すると共に、同ガイド体は、エレメント本体の外周縁と同一曲率の円弧面に形成した外周円弧面と、同外周円弧面の両端からエレメント本体の中心側へ伸延させて接続した一対の側面と、エレメント本体と平行する平面となした当接面とから略扇型平板形状に形成し、しかも、前記ガイド体は、エレメント本体の円周部にその円周方向に同一間隔を開けて複数配置して、各ガイド体の外周円弧面が集合流路形成エレメントの外周端面及び第２混合エレメントの外周端面と面一で、かつ、隣接するガイド体の相対向する側面同士が円周方向で相互に平行になるように形成して、隣接するガイド体の側面とエレメント本体の背面とで形成される溝部の溝部幅を、集合流路形成エレメントの円周側から中心側に向けて略同一幅となしていることを特徴とするエマルジョン燃料である。
［０００７］
（２）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての微細な気泡混じりの水とを前記（１）の流体混合器により混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。
［０００８］
（３）本発明は、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての水とを前記（１）の流体混合器により混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。
［０００９］
（４）本発明は、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての燃料油とを前記（１）の流体混合器により混合した

【０００２】
混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。
［００１０］
（５）本発明は、連続相としての水と分散相としての微細な気泡混じりの燃料油とを前記（１）の流体混合器により混合した混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料である。
［００１１］
（６）本発明は、連続相としての水と分散相としての燃料油とを前記（１）の流体混合器により混合した混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなるエマルジョン燃料である。
［００１２］
（７）本発明は、分散相として改質処理した水と連続相としての燃料油とを前記（１）の流体混合器により混合してなるエマルジョン燃料である。
［００１３］
（８）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水とを前段で微細化して混合し、後段で前記（１）の流体混合器により超微細化して混合してなるエマルジョン燃料である。
［００１４］
ここで、微量の空気の直径をナノレベルないしはサブミクロンレベルの超微細な気泡となした場合には、直径がナノレベルないしはサブミクロンレベルの超微細な気泡混じりのエマルジョン燃料となすことができる。この場合、超微細な気泡によるより一層の気−液界面の面積（燃焼表面積）増加、及び、静電分極による表面活性（界面活性剤のような機能）の増大を図ることができて、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中でより一層安定化させることができる。その結果、良好な燃焼効率をより一層向上させることができる。なお、ナノレベルとは、１μｍ未満のレベルをいう。サブミクロンレベルとは、０．１μｍ〜１μｍのレベルをいう。
［００１５］
前記課題を解決するため、本発明では、以下のようなエマルジョン燃料の製造法を提供するものである。
［００１６］
（９）本発明は、燃料油と水を混合処理して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴からなる混合液となし、続いて、この混合液に微量の空気を付加してさらに前記（１）の流体混合器により混合処理することにより、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。
［００１７］
（１０）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、この微細な気泡混じりの水と燃料油を前記（１）の流体混合器により混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる微細な気泡混じりのエマルジョ

【０００３】
ン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。
［００１８］
（１１）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、この微細な気泡混じりの燃料油と水を前記（１）の流体混合器により混合処理することにより、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。
［００１９］
（１２）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、この微細な気泡混じりの水と燃料油を前記（１）の流体混合器により混合処理することにより、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。
［００２０］
（１３）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、この微細な気泡混じりの燃料油と水を前記（１）の流体混合器により混合処理することにより、連続相としての水と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。
［００２１］
（１４）本発明は、水と燃料油を前記（１）の流体混合器により混合処理することにより、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴を含有する水滴からなるエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。
［００２２］
（１５）本発明は、あらかじめ分散相としての水を改質処理し、その後に改質処理した分散相としての水と連続相としての燃料油を前記（１）の流体混合器により混合処理することにより、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。
［００２３］
（１６）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水とを前段で微細化混合処理して混合液となし、その後に、後段でこの混合液を前記（１）の流体混合器で超微細化混合処理することにより、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法である。

【０００４】
［００２４］
前記課題を解決するため、本発明では、以下のようなエマルジョン燃料の製造装置を提供するものである。
［００２５］
（１７）本発明は、燃料油と水を混合処理して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴からなる混合液となす一次混合処理部と、この混合液に微量の空気を付加してさらに混合処理する二次混合処理部とを具備して、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記二次混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
［００２６］
（１８）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記二次混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
［００２７］
（１９）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記二次混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
［００２８］
（２０）本発明は、水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理して、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となす二次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する三次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記二次混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
［００２９］
（２１）本発明は、燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡からなる混合液となす二次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する三次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からな

【０００５】
る微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記二次混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
［００３０］
（２２）本発明は、水と燃料油を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となす一次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴を含有する水滴からなるエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記一次混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
［００３１］
（２３）本発明は、分散相としての水を改質処理して改質処理水となす改質処理部と、この改質処理水を分散相とし燃料油を連続相として混合処理する混合処理部とを具備して、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
［００３２］
（２４）本発明は、連続相としての燃料油と分散相としての水とを微細化混合処理して混合液となす前段の一次混合処理部と、この混合液を超微細化混合処理する後段の二次混合処理部とを具備して、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置であって、前記二次混合処理部は前記（１）の流体混合器であることを特徴とするエマルジョン燃料製造装置である。
発明の効果
［００３３］
（１）本発明では、連続相としての燃料油と、分散相としての水と、微量の空気とを微細化して混合することにより、浮力が減少した微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することができる。
ここで、浮力が減少した微細な気泡は、疎水性であるため、水滴の表面には付着せずに、燃料油中に分散して、気−液界面の面積（燃焼表面積）を増加させると共に静電分極により表面活性（界面活性剤のような機能）を発揮して、微細化した水滴の合一を防止して、同水滴をエマルジョン燃料中で安定化させることができる。
その結果、かかるエマルジョン燃料では水滴径の分散が均一化して、かかるエマルジョン燃料を例えば燃焼装置で燃焼させると、良好な燃焼効率を確保することができて、すすや黒煙が発生するという不具合を解消することができる。
なお、上記した微細な気泡混じりのエマルジョン燃料は、燃料油と水の混合比を調整することにより、適正な燃焼条件下で内燃機関を燃焼させる燃料としても使用する

Claims (24)

1. 連続相としての燃料油と分散相としての水との混合液に、微量の空気を付加して混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料。
2. 連続相としての燃料油と分散相としての微細な気泡混じりの水とを混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料。
3. 連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての水とを混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料。
4. 連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料。
5. 連続相としての水と分散相としての微細な気泡混じりの燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料。
6. 連続相としての水と分散相としての燃料油との混合液を分散相として、連続相としての燃料油と混合してなるエマルジョン燃料。
7. 分散相として改質処理した水と連続相としての燃料油とを混合してなるエマルジョン燃料。
8. 連続相としての燃料油と分散相としての水とを前段で微細化して混合し、後段で超微細化して混合してなるエマルジョン燃料。
9. 燃料油と水を混合処理して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴からなる混合液となし、続いて、この混合液に微量の空気を付加してさらに混合処理することにより、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
10. 水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
11. 燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理することにより、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
12. 水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となし、続いて、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理することにより、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
13. 燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となし、続いて、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理することにより、連続相としての水と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
14. 水と燃料油を混合処理することにより、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となし、続いて、この混合液と燃料油を混合処理することにより、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴を含有する水滴からなるエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
15. あらかじめ分散相としての水を改質処理し、その後に改質処理した分散相としての水と連続相としての燃料油を混合処理することにより、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
16. 連続相としての燃料油と分散相としての水とを前段で微細化混合処理して混合液となし、その後に、後段でこの混合液を超微細化混合処理することにより、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造法。
17. 燃料油と水を混合処理して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴からなる混合液となす一次混合処理部と、この混合液に微量の空気を付加してさらに混合処理する二次混合処理部とを具備して、微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
18. 水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な水滴及び微細な気泡からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
19. 燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての微細な気泡混じりの燃料油と分散相としての微細な水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
20. 水と空気を混合処理して微細な気泡混じりの水となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの水と燃料油を混合処理して、連続相としての微細な気泡混じりの水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となす二次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する三次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
21. 燃料油と空気を混合処理して微細な気泡混じりの燃料油となす一次混合処理部と、この微細な気泡混じりの燃料油と水を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡からなる混合液となす二次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する三次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴及び微細な気泡を含有する水滴からなる微細な気泡混じりのエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
22. 水と燃料油を混合処理して、連続相としての水と分散相としての微細な油滴からなる混合液となす一次混合処理部と、この混合液と燃料油を混合処理する二次混合処理部とを具備して、連続相としての燃料油と分散相としての微細な油滴を含有する水滴からなるエマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
23. 分散相としての水を改質処理して改質処理水となす改質処理部と、この改質処理水を分散相とし燃料油を連続相として混合処理する混合処理部とを具備して、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。
24. 連続相としての燃料油と分散相としての水とを微細化混合処理して混合液となす前段の一次混合処理部と、この混合液を超微細化混合処理する後段の二次混合処理部とを具備して、エマルジョン燃料を製造することを特徴とするエマルジョン燃料製造装置。

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