200815583 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種可用作汽油引擎、柴油引擎、織等之燃 料的乳化燃料及其製造裝置與製造方法。 【先前技術】 乳化燃料通常為W/0型（油包水型）乳液。該乳化燃料藉由 水粒子於引擎等燃燒n喊溫氣體環境巾微爆，使包圍水分子之 燃料粒子（油粒子）進-步細化，藉此，燃料油與空氣之混合狀 恶雙良好，兩者之接觸面積增大，故燃料油可完全燃燒，可減少 排放軋體中之煤或煤塵。即，1個氣壓下氣化之水之體積會膨脹至 約1700倍，W/0型乳化燃料中所含之水粒子瞬間沸騰，氣化並膨 脹，引起微爆，粉碎並飛濺周圍油粒子，藉由該微爆，燃料油完 全燃燒。 该種乳化燃料可降低空氣比進行燃燒，故排放氣體之逃逸熱 損失會相應地減少。又，燃燒用空氣量減少，故燃燒氣體於燃燒 器内滯留時間延長，可有效進行熱交換，降低熱損失。進而，因 燃燒氣體完全燃燒，故乳化燃料具有可抑制Ν〇χ或s〇x產生量之 優點。 由於相關乳化燃料使用無相溶性之水及油，故必須使用界面 活性劑以降低界面張力，使之乳化，實施乳化處理。作為先前之 乳化燃料，專利文獻1中記载有混合重量百分比7〇〜95且沸點為 5 200815583 130〜425t之石油系液體燃料（即輕油或重油）、乙醇重量百分比 2〜25以及水重量百分比G·〜⑽中混合界面活性劑重量百分 比5〜廳，所述界面活性劑可為胺類界面活性劑 ;=:;::_百分比㈣ ==重置百分比50以下之方法。再者，於專利文獻 片、…水進仃礼化時施加超聲波振動之方法。 【專利文獻U日本專利特表2004-515641公報 【專利文獻2】日本專利特表2〇〇5-5〇4875公報 【專利文獻3】日本專利特開施—娜4公報 [發明所欲解決之問題] 然而’上奴狀乳倾料存在如下_。 右 ⑴由於魏敎性低，故常溫m液形態 卜因此，若長時間保存，油水會分離，無法使用/、持數天左 要h輕㈣⑽’補需要顿大 大量界面活性劑，從而導致成本增高，並不實用。^而準備 =施了乳化，所獲得之乳化狀態亦極不穩定：：= 十、僅適祕柴㈣擎、麵等，並不_於搭载 、‘、、、 引擎’使用範圍狹窄。 / I上之心 6 200815583 ^ M倾料進行初期點火，此，使用乳化燃料時， 目士別係百输編、輕油，驅動㈣、_等，待驅動_定 ㈣用乳卿，！祕集_彻⑽料完成赌。 本發明係鑒於上述問題開發而成者，其目的在
保持為穩定乳液狀態之乳化燃料，不僅可長時間貯存，且可J ^方^其是汽油，用作汽油引擎用燃料，進而，亦可初期點火， 【發明内容】
/申請树細第i項所述伽之乳化_特徵在於：以石、、由 糸液體燃㈣奸分比2G〜7G 如丨壬b >里里臼刀比5〜70、界面活性 知1百分比1〜10、驗性水重量百分比3〜15、餘醇重量百分 〜0.5以及油量百分比⑪3〜α3為主成分，通過陶曼 成形體之纽，喊為_乳化之助型餘。 a申請專利制第2項所述發明係中請專嫌圍第丨項所述之 礼化燃料，其驗在於：上述石H夜體㈣係汽油。 A申轉纖圍第3項所述發明係巾請專利範圍第丨項所述之 礼化燃料’其特徵在於：上述界面活__離子界面活性劑及 陰離子界面活性劑。 、申明專”第4項所述發明之乳化燃料製造裝置特徵在 二Ί使液體產生授拌流之擾拌H，所述液體係於供給如申 專她圍第1至3項所述之液體的同時所供給之液體；乳化器， 7 200815583 其包含具有微細多孔之陶£成形體，將自上述祕器供給之液體 ^、、、σ至内部’通過上述多孔而生成乳液；以及使上述液體於乳化 裔與攪拌裔之間循環之循環通道。 申w專利範圍第5項所述發明之乳化燃料製造方法特徵在 ^ 備使液體產生攪H之攪拌製如及使液體通過陶曼成形 體之多孔而成為乳液之乳化製程，⑽環進行鮮製程及乳化製
> 系’練燃料供給水後，供給以非離子界面活性劑、液狀 醇、油劑及雜水為主體之添加劑A，然後供給赌離子界面活 _及驗财為主叙添㈣B，使轉之混合胁上述授掉製 私及乳化製程間循環複數次。 .申請專利範圍第6項所述發明係申請專利範圍第5項所述之 礼化燃枓製造枝，其特徵在於：上述水_粒子化處理後再供 給0
1¾、明双果J 一根據本發日化簡，額石油系液體燃料、水、界面活 性劑、雜水、液辑及油劑作為 卞使忒寻之混合液通過陶 尤成开/體之夕孔’而成為穩定之乳液。因此，可 年以上）貯存，油水不會發生分離。又哪起動時可3進嫩， 3代替⑽或重油，自—開始便用作燃料。進而 燃料相對於汽油可實現穩定之乳化，_於汽邮2礼 根據本發明β倾㈣造錢，其結構t钟猜器及 8 200815583 包含陶£成形體之乳化器，使混合液於該等之間循環而 化；故結構簡單，可實現小型化。因此，無需對汽車進行大規^ 改le即可組入至汽車引擎中使用，可廣泛被運用。 、 根據本發日狀乳她造綠，域如下順序進行製迭. 向石油系液趣驗給水後，供給轉料界_蝴、液^、 油劑及鹼性水為主體之添加劑A，然後供給以陰離子界面活性劑 •及驗性水為主體之添加劑β ;故可製造穩定之w/〇型乳化辦料: 又’乳化時，通過陶技形體之多孔並且循環，故可將乳液粒子 '、田粒化為1 μιη以下。藉此’所製造之乳化燃料可長時間貯存，油 林會分離’即使明油為補，亦可製造穩定之乳化燃料。 【貫施方式】 本务明之礼化燃料含有石㈣液趣料、水及界面活性劑、 鹼性水、液狀醇、油劑作為主成分。 作為石油系液_料’可分別單獨使用重油、輕油、汽油。 如下所述’本發明之特徵在於，不僅可使用—直以來用於乳化辦 科之重油、輕油’亦可使用難簡作乳化燃料之原料的汽油。即， 本發明即歧収油作為⑽綠魏料，村實現穩定之乳 化’可長時間保存。以汽油為首之石油系液體燃料依據重量百分 =0〜70之調配比例使用。此處，使用汽油作為石油系液體燃料 日η周配比例較好的是重量百分比3()〜⑹，與以往乳化燃料相比， 可減少使用比例。 9 200815583 水可使用易獲得之自來水，依據重量百分比5〜70之調配比 例’幸父好的是以重量百分比2〇〜6〇之調配比例使用。本發明中， 即使增加水與石油系液體燃料之調配比，仍可完全燃燒且燃燒效 率不會降低。其原因在於：本發明之w/〇型乳液粒子為1μιη或低 於Ιμπι ’於引擎等燃燒爐内可快速且準確地向乳液粒子進行熱傳 遞。由於水之調配比增加，相對地可減少石油系液體燃料之調配 比，故可控制燃料費用。 界面活性劑依據重量百分比1〜10之調配比例使用。至於界 面活性劑，使用非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑。至於非 離子界面活性劑，可自聚氧化脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯等脂 肪或山梨糖醇單椰子油、山梨糖醇單硬脂_旨或聚氧乙稀 (poe)羊毛脂等中選擇—種_數種。使用汽油作為石油系液 體燃料時，較好的是使用聚氧化麟_旨絲氧乙稀脂肪酸醋等 石油系界面活性劑。 至於陰離子界面活性劑，可自商品名為「up〇LAN四德」 ⑴⑽株式會社）所代表之}雜雜鹽、月桂基硫酸納、單硬 脂酸甘油S旨、聚乙二醇單月桂_旨、聚氧乙烯硬脂細、聚甘油 脂肪酸I絲硫_、二甲聚魏垸絲、細旨肪酸醋中選 擇種或複數種。使用汽油作為石油系液體燃料時，較好的是使 用α-烯基石黃酸納等α_烯基石黃酸鹽作為陰離子界面活性劑。疋 以上界面活性劑之調配比例可根據所使用之石油系液體燃料 10 200815583 之種類、調配比以及水之調配比，於上述調配比例之範圍内確定。 又1造乳化_時，非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑並 非同禮用，應首先混合非離子界面活性劑，然後混合陰離子界 面活性劑。 至於驗性水，可使關、鉀等鹼金屬之水溶液，鎂、解域 土類金屬之水溶液以及該等之混合液。藉由·該等雜水，可 ^上述水成為離子水，容易進行乳化。鹼性水之調配比例可為重 里百分比3〜15，較好的是重量百分比8〜12。 液狀_怖_之除糊，於本發财，藉由將該液 加至乳倾料，可無需於汽利料制除水劑。至於該 ==使用異丙醇Ο無水乙醇、甲醇等低分子醇中之 内適=種。_之概比射_百分比⑽〜Μ範圍 油、=Γ'，:使用親水性凡士林、甘油、白色凡士林、撖欖 石、、由12 夕油等中之—種或複數種。使用汽油作為 仃於重置百分比0.03〜0.3範圍内任意選擇。 料、料製造方法係於獅汽料石油綠體燃 形下，首先由使之通過喊成形體之多孔。該情 然後混合包含非離子界面活性== 做 d之添加劑A，之後供給包含離子 200815583 界面活性劑之添加劑B。 添加劑A _餘化蘭__離子界騎_及上述液 狀醇、油劑、鹼性水為主體之混合液。添加劑B細α稀基錯酸 鹽及鹼性水為主體之混合液。即，本發明之製造方法係首先由以 非離子界祕㈣為域之添加劑Α進行第丨階段乳化，繼而添 加以陰離子界面活性劑為主體之添加劑B，進行第2階段乳化。 _除此之外，本發明使該等混合液循環通過陶竟成形體之多孔複數 次，藉此’粒徑減小，可製作乳化狀態穩定之w/〇型乳化燃料。 *圖1表示本㈣-實_態之製造裝置丨，赫器2與乳化器 3橫向連接設置’該等裝置配置於循環容器4内。 =攪拌器2上部開口有入口 2a，内部設有可旋轉之餅葉輪$。 勝葉輪5絲於騎6錢_ 6a上，躺秘G之驅動而於 攪拌器2内高速旋轉。7係供給電力以旋轉馬達6之直流電源。藉 __拌葉輪5之高速旋轉，攪拌導人至獅器2内之液體，職 攪拌’况後排出’導入至乳化器3内。 礼化|§ 3由具有微細多孔之陶航雜形成 以例如玄武岩、鐵礦石、沸石、黏土等為基趙而成的有底筒狀體糸 成形為有底筒狀體後，藉由素燒或假燒結，成為具有多孔之狀態。 形成於陶:光成形體中之多孔較好的是直徑為10〜5.0μιη，且氣孔 率為70乂以上。上述乳化器3 一側之導入口 3a連接至攪拌器2之 出口 2b，接受來自攪拌器2之液體。導入至乳化器3内之液體會 200815583 根據擾掉葉輪5之旌艟而… 孔内，並於多孔内拌流，故觀入陶究成形體之多 人、乳化，減 多孔⑽動過財，㈣進4滿 排出至 口 Μ讀，並且贿粒子化，然 陶瓷成形體外側。 夕孔， 循壞容器4以向與士々ua 1 已圍攪拌态2及乳化器3外側 f 導自乳化器3排出夕气、广志A '^万式汉置 置！將·^ 攪拌11 2内。因此，該製造裝
修Γΐ之乳液於咖2及乳化器3内_複數次，藉由 該德械-步進魏化，並且進行微粒子化。彳轉特定次數後之 乳化燃料自设於循環容器4中 、> r孔化σσ 3下游侧之排出口 13排出， 供給至引擎等燃燒器内。 於圖1中’8係汽油等石油系液體燃料之入口，9係水之入口， 1〇係添加劑A、Β之入口，設置於循環容器4中乳化器3之相反 側。另外，於循環容器4中游器、2之入口 2a相對向之部分，垂 下設置有隔板U。該隔板U用於避免乳化前之石油系液體燃料、 水、添加劑A、B之_與於乳化器3内乳化後之乳液的流動產 生衝突，以便順利地將上述液體導入攪拌器2内。 、k而就使用上述衣造裝置1，製造汽油之乳$燃料的步驟力口 以說明。馬達6可使用輸出為67 w者，藉由12 v左右之直流電 壓驅動。攪拌葉輪5藉由該馬達6之购，以㈣—之轉速高 速旋轉。藉由擾拌葉輪5之南速旋轉，攪拌器2内產生〇18 Kpa 之流體壓力。藉由該流體壓力，液體於循環容器4内以13·7升7 13 200815583 分鐘之流量流動。 混合聚氧化脂肪酸g旨重量百公卜 白刀比25、ΙΡΑ重量百分比1〇、親 水性凡士林重量百分比1.5、包含_爷 辽虱化鈣之鹼性溶液重量百分比 65，製作為整體重量百分比1〇〇 「之添加劑Α。另-方面，混合商 品名「LIPOLAN」重量百分比？ s 刀比2.5、鹼性水重量百分比1〇， 為玉體重里百刀比100之添加劑B。進而，水使用自來水，將 氣石浸潰於該自來水中，放置片刻，對自來水進行微粒子化處理。 礼化燃料之娜_為：市售汽油駿量百糾5〇，經微粒 子化處理之自來水賴量百分比4G，添㈣A為重量百分比6， 添加劑B為重量百分比4，以絮iiL敕 乂衣以整體為1升之乳化燃料 進行調製。 丁心乃式 圖2表示利用圖1之劁袢驻 “衣置1製造乳化燃料時的時序圖。 百先，於時刻T1，利用電源7驅動 ㈣馬達6，局速旋轉攪拌葉輪5。 於該狀態下，將相當於重量百分卜 里里h比5G之量的汽油自人口 循環容器4内。於時刻丁〗德车 了 Η傻之㈣T2，_ #於重量百分 之量的經微粒子化處理之水自 水自入口 9導入至循環容器4内。於並 後之時刻T3，將相當於重量 、，、 里白刀比6之I的添加劑A自入口 1〇 導入至循環容器4内。被導 溉¥入之δ亥寻液體沿攪拌流移動， 拌器取獅3，通過乳㈣之多孔時朗乳化及微粒子化二 於_ Τ3後之時刻Τ4，將相當於添加劑β重量百分比 入口 10導入至循環容器4内。藉此，所有原料均被導入猶環容】 14 200815583 4内。繼而’利職拌葉輪5之高輕轉對财频攪拌後，導入 至乳化器3内，通過喊成雜之多孔，通過多简進行乳化及 微粒子化，成魏化㈣。進而，购__成形體之多 孔排出後’沿相反方向於循環容器4内流動，再次於攪拌哭2内 授拌’然親魏化!| 3之純，再錢行乳鍵錄子化。以 上循環至少進行3次’便可製造粒縣丨_以下、敎之動
型乳化燃料。 依據以上方式製造之乳化燃料熱交換效率好，可降低熱損 失’燃燒氣體會完全職，故可控鑛〇χ或叫之產生量，不僅 具有上述乳化_本身所具有之優點，亦可吨油絲^製造乳 化燃料。又’由於汽__之伽餘少，故界面活性劑之量 亦同樣變少’價格低。進而’由於係經微粒子化處理之穩定之彻 型乳液’故可貯存丨年以上，油水不會分離，可實現長時間貯存。 又’引擎起_可精點火，可储汽油，自1始㈣作燃料。 圖3表示將本發明之製造裝置i組入至汽車中現有汽油引擎 内之實施形態。於該圖中，21為水槽。石22填充於其内部， 對水進行微粒子化處理。於該情形下，可使用沸石、麥飯石、離 子交換樹〗旨、智㈣石、活性炭代替魏石。23躲加劑A之貯 槽’ 24為添加劑B之貯槽。該等貯槽内分別連接有流量感應器Μ、 26、27，流量感應器25、26、27連接至泵28、29、30。 水槽之泵28連接至製造裝置1的入口 9，添加劑a之貯槽23 15 200815583 1 ): 及添加㈣之貯槽24的杲29、30連接至製造裝ii的入口 10。 載簡貯槽，經由調關32連接至製造裝置1的入口 8。 衣置Μ工由汽化器34連接至汽油引擎乃，經過汽化器弘， 將所製造之乳化燃料供給至汽油引擎35。 么士人圖3所不，H 29、30及製造裝置1連接至控制器45， 結合要使狀汽油量，控制水、添加劑Α及Β之供給量及製造裝 • 置^馬達之轉速。如此，將製造褒置1連接至車載汽油引擎時， 5各汽車之最佳乳化燃料，並將所製造之乳化燃料供給 至其引擎内，可根據汽車採取相應之製造方法。 [實施例] (實施例1) 混合聚氧化脂肪_旨重量百分比25、IPA重量百分比1〇、親 桃凡士林重量百分比u及包含氫氧化舰液之紐水重量百 •刀比63.5，製作1升添加液A。又，將包含商品名rup〇LAN」 ^界面活性猶量百触Μ混合至包含氫氧化触液之驗性水 ，製作1升添加劑β。進而，將450g電氣石浸潰於1升自來水 中，製作經微粒子化處理之水。 向圖1所不之製造裝置1内供給汽油，依據圖2所示之時序 供給以上水、添加劑A及B，於製造裝置1 _環3次，製作乳 化燃料。 使用該乳健料及市售汽油，比較其雜量。所使用之引擎 16 200815583 為YANMAR製造之「R0488」，排氣量為n3cc。運行丨小時後， 市售汽油第H肖耗量為I89 ee，本實施例之乳化燃料第一次 之消耗量為199⑷市售汽油第二次之消耗量為· cc，本實施例 之乳化燃料第二次之消耗量為199 cc ;市售汽油第三次之消耗量 為199 CC ’本實施例之乳化燃料第三次之消耗量為2〇〇 cc。由此可 知，本實施例之乳化燃料之消耗量與市售汽油大致相同。
【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明一實施形態之製造裝置的剖面圖。 圖2係表示製造步驟之時序圖。 圖3係將製造裝置組入車載汽油引擎時之方塊圖。 【主要元件符號說明】 1製造裝置 1〇添加劑A、B入口 11隔板 13排出口 2 攪拌器 2b出口 21水槽 22電氣石 23貯槽 24貯槽 17 200815583 25流量感應器 26流量感應器 27流量感應器 28泵 29泵 30泵 3 乳化器 3a 導入口 31車載燃料貯槽 32調節閥 34汽化器 35 汽油引擎 4 循環容器 45控制器 5 攪拌葉輪 6 馬達 7 電源 8 石油系液體燃料入口 9 水入口 18