JP2001323288A - エマルジョン燃料及びその製造方法、ならびにエマルジョン燃料駆動装置 - Google Patents
エマルジョン燃料及びその製造方法、ならびにエマルジョン燃料駆動装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】経時分散安定性が高く燃焼排ガスが低公害なエ
マルジョン燃料、ならびにこのエマルジョン燃料に好適
なエマルジョン燃料駆動装置を提供する。 【解決手段】ディーゼルエンジン２と、水粒子が高粘性
油膜で包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョン燃料
Ｆを貯留する燃料タンク３と、その貯留エマルジョン燃
料Ｆをエンジン２に供給する手段４と、燃料タンク３内
のエマルジョン燃料Ｆ中の油包水粒子を分散させる分散
装置５とを備えたディーゼルエンジン駆動装置とする。
エマルジョン燃料は、２０℃における動粘度が２０×１
０-6ｍ 2／ｓ以上の高粘性油５０〜９５重量部に水５０
〜５重量部を混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で包
まれてなる油包水粒子を含むエマルジョン母液をつく
り、これを軽油等の燃料油に対し５〜４０重量部混合し
て得られるものとする。
マルジョン燃料、ならびにこのエマルジョン燃料に好適
なエマルジョン燃料駆動装置を提供する。 【解決手段】ディーゼルエンジン２と、水粒子が高粘性
油膜で包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョン燃料
Ｆを貯留する燃料タンク３と、その貯留エマルジョン燃
料Ｆをエンジン２に供給する手段４と、燃料タンク３内
のエマルジョン燃料Ｆ中の油包水粒子を分散させる分散
装置５とを備えたディーゼルエンジン駆動装置とする。
エマルジョン燃料は、２０℃における動粘度が２０×１
０-6ｍ 2／ｓ以上の高粘性油５０〜９５重量部に水５０
〜５重量部を混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で包
まれてなる油包水粒子を含むエマルジョン母液をつく
り、これを軽油等の燃料油に対し５〜４０重量部混合し
て得られるものとする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にディーゼルエ
ンジンを駆動源として備えた機器、装置、設備、具体的
にはディーゼル自動車、ディーゼル電車、ディーゼル発
電機、船舶、農業機械、建設機械等に好適な、エマルジ
ョン燃料およびその製造方法、ならびにエマルジョン燃
料を使用するエマルジョン燃料駆動装置に関する。
ンジンを駆動源として備えた機器、装置、設備、具体的
にはディーゼル自動車、ディーゼル電車、ディーゼル発
電機、船舶、農業機械、建設機械等に好適な、エマルジ
ョン燃料およびその製造方法、ならびにエマルジョン燃
料を使用するエマルジョン燃料駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、エマルジョン燃料は各種
燃焼油に対して水を添加するとともに水を油中に分散さ
せて得られる燃料である。
燃焼油に対して水を添加するとともに水を油中に分散さ
せて得られる燃料である。
【０００３】エマルジョン燃料は、例えば特開平２−１
０５８９０号公報に示されるように、それ自体ではエマ
ルジョンとして経時的に安定しているわけではない。す
なわち、水を微細な粒子にして油中に分散しただけのエ
マルジョン燃料は、やがては凝集して油は上層、水は下
層と２相に分離し、かかる油水２相分離した燃料はもは
や燃料として使用することは不可能である。したがって
運搬や貯蔵時の経時分散安定性を確保する必要がある。
０５８９０号公報に示されるように、それ自体ではエマ
ルジョンとして経時的に安定しているわけではない。す
なわち、水を微細な粒子にして油中に分散しただけのエ
マルジョン燃料は、やがては凝集して油は上層、水は下
層と２相に分離し、かかる油水２相分離した燃料はもは
や燃料として使用することは不可能である。したがって
運搬や貯蔵時の経時分散安定性を確保する必要がある。
【０００４】この経時安定性確保するべく、従来、分散
水粒子の粒径を微小化したり（特開平２−１０５８９０
号公報）、安定剤を添加したり（実公昭５８−５５２３
１号公報）する技術が提案されている。
水粒子の粒径を微小化したり（特開平２−１０５８９０
号公報）、安定剤を添加したり（実公昭５８−５５２３
１号公報）する技術が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−１０５８９０号公報のように水粒子の微小化を図る
技術では、いくら水粒子の微小化を図ったとしても時間
がたてば結局は油水２相分離を起こしてしまい、しかも
一度油水２相分離を起こすと元の分散状態に戻すのが容
易ではないという問題点があった。またそのため、この
ようなエマルジョン燃料は、最終的に使用されるまで運
搬・貯蔵を繰り返すディーゼルエンジン自動車用燃料の
ようなものへの適用が困難であるという問題点もある。
２−１０５８９０号公報のように水粒子の微小化を図る
技術では、いくら水粒子の微小化を図ったとしても時間
がたてば結局は油水２相分離を起こしてしまい、しかも
一度油水２相分離を起こすと元の分散状態に戻すのが容
易ではないという問題点があった。またそのため、この
ようなエマルジョン燃料は、最終的に使用されるまで運
搬・貯蔵を繰り返すディーゼルエンジン自動車用燃料の
ようなものへの適用が困難であるという問題点もある。
【０００６】この点、実公昭５８−５５２３１号公報の
安定剤添加技術は、どの程度の経時分散安定性があるの
かは定かではないが、単に水粒子の微小化を図るよりは
経時安定性が向上するように考えられる。しかし、かか
る安定剤の添加は燃料コストが嵩むという問題点があ
る。また、かかる安定剤を添加したエマルジョン燃料を
ディーゼルエンジン用燃料として用いた場合、エンジン
およびその給気排気系統における腐蝕が発生し易くなる
という問題点があり、ディーゼルエンジン用燃料として
実用に供することは不可能である。
安定剤添加技術は、どの程度の経時分散安定性があるの
かは定かではないが、単に水粒子の微小化を図るよりは
経時安定性が向上するように考えられる。しかし、かか
る安定剤の添加は燃料コストが嵩むという問題点があ
る。また、かかる安定剤を添加したエマルジョン燃料を
ディーゼルエンジン用燃料として用いた場合、エンジン
およびその給気排気系統における腐蝕が発生し易くなる
という問題点があり、ディーゼルエンジン用燃料として
実用に供することは不可能である。
【０００７】他方、ディーゼルエンジン駆動装置の代表
例であるディーゼルエンジン自動車においては、排ガス
による公害が世界的な問題となっている。特に東京都で
は、貨物自動車に焦点を絞り、ディーゼル微粒子除去装
置（ＤＰＦ）の取付義務などの規制強化を打ち出してお
り、貨物輸送の９０％を占めるトラック運送業車は苦慮
している。このような状況にあって、低公害エンジンの
開発、燃料の改善及び低公害燃料の開発、高性能・安価
な公害物質除去装置の開発等が急務となっている。
例であるディーゼルエンジン自動車においては、排ガス
による公害が世界的な問題となっている。特に東京都で
は、貨物自動車に焦点を絞り、ディーゼル微粒子除去装
置（ＤＰＦ）の取付義務などの規制強化を打ち出してお
り、貨物輸送の９０％を占めるトラック運送業車は苦慮
している。このような状況にあって、低公害エンジンの
開発、燃料の改善及び低公害燃料の開発、高性能・安価
な公害物質除去装置の開発等が急務となっている。
【０００８】そこで、本発明の主たる課題は、経時分散
安定性が高く且つ燃焼排ガスが低公害なエマルジョン燃
料およびその製造方法を提供すること、ならびにそのエ
マルジョン燃料の使用に好適なエマルジョン燃料駆動装
置を提供することにある。
安定性が高く且つ燃焼排ガスが低公害なエマルジョン燃
料およびその製造方法を提供すること、ならびにそのエ
マルジョン燃料の使用に好適なエマルジョン燃料駆動装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のうち請求項１記載の発明は、高粘性油に水を混合分
散させて得られる、水粒子が高粘性油膜で包まれてなる
油包水粒子を含むことを特徴とするエマルジョン燃料で
ある。
明のうち請求項１記載の発明は、高粘性油に水を混合分
散させて得られる、水粒子が高粘性油膜で包まれてなる
油包水粒子を含むことを特徴とするエマルジョン燃料で
ある。
【００１０】請求項２記載の発明は、２０℃における動
粘度が２０×１０-6ｍ2／ｓ以上の高粘性油５０〜９５
重量部に水５０〜５重量部を混合分散させて、水粒子が
高粘性油膜で包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョ
ン母液をつくり、このエマルジョン母液を、軽油、灯
油、重油、廃油およびこれらのうちの２種以上を混合し
た混合油から選択された燃料油に対し、５〜４０重量部
混合して得られることを特徴とするエマルジョン燃料で
ある。
粘度が２０×１０-6ｍ2／ｓ以上の高粘性油５０〜９５
重量部に水５０〜５重量部を混合分散させて、水粒子が
高粘性油膜で包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョ
ン母液をつくり、このエマルジョン母液を、軽油、灯
油、重油、廃油およびこれらのうちの２種以上を混合し
た混合油から選択された燃料油に対し、５〜４０重量部
混合して得られることを特徴とするエマルジョン燃料で
ある。
【００１１】請求項３記載の発明は、２０℃における動
粘度が２０×１０-6ｍ2／ｓ以上の高粘性油５０〜９５
重量部に水５０〜５重量部を混合分散させて、水粒子が
高粘性油膜で包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョ
ン母液をつくる第１段階と、このエマルジョン母液を、
軽油、灯油、重油、廃油およびこれらのうちの２種以上
を混合した混合油から選択された燃料油に対し、５〜４
０重量部混合してエマルジョン燃料を得る第２段階とか
らなることを特徴とする、エマルジョン燃料の製造方法
である。
粘度が２０×１０-6ｍ2／ｓ以上の高粘性油５０〜９５
重量部に水５０〜５重量部を混合分散させて、水粒子が
高粘性油膜で包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョ
ン母液をつくる第１段階と、このエマルジョン母液を、
軽油、灯油、重油、廃油およびこれらのうちの２種以上
を混合した混合油から選択された燃料油に対し、５〜４
０重量部混合してエマルジョン燃料を得る第２段階とか
らなることを特徴とする、エマルジョン燃料の製造方法
である。
【００１２】本発明のエマルジョン燃料のポイントは、
水粒子が高粘性油膜で包まれてなる油包水粒子となって
いる点にある。すなわち、水粒子が高粘性油膜で包まれ
てなる油包水粒子となっていると、高粘性油膜の凝集力
が水粒子間の凝集力よりも強く、水粒子相互が実質的に
凝集しない。そのため、本発明のエマルジョン燃料は、
油包水粒子層と分散媒層との層分離が発生することはあ
るが、従来例のような油水２相分離が生じることは実質
的になく、軽く攪拌することにより容易に再分散し、均
質なエマルジョン液体となる。よって、本発明のエマル
ジョン燃料は従来のものとは比較にならないほどに経時
分散安定性が高いものである。また、理由は定かではな
いが、後述の実施例により証明されるように、本発明の
エマルジョン燃料の排ガスは非常に低公害なものであ
る。
水粒子が高粘性油膜で包まれてなる油包水粒子となって
いる点にある。すなわち、水粒子が高粘性油膜で包まれ
てなる油包水粒子となっていると、高粘性油膜の凝集力
が水粒子間の凝集力よりも強く、水粒子相互が実質的に
凝集しない。そのため、本発明のエマルジョン燃料は、
油包水粒子層と分散媒層との層分離が発生することはあ
るが、従来例のような油水２相分離が生じることは実質
的になく、軽く攪拌することにより容易に再分散し、均
質なエマルジョン液体となる。よって、本発明のエマル
ジョン燃料は従来のものとは比較にならないほどに経時
分散安定性が高いものである。また、理由は定かではな
いが、後述の実施例により証明されるように、本発明の
エマルジョン燃料の排ガスは非常に低公害なものであ
る。
【００１３】他方、本発明のエマルジョン燃料において
は、前述のとおり油水２相分離が生じることはないが、
ある程度の期間が経過すると油包水粒子の沈降による油
包水粒子層と分散媒層との分離が発生するため、使用に
際しては、少なくとも燃焼開始にあたり油包水粒子層と
分散媒層とに分離していないことが重要である。請求項
４〜７記載の発明はこの知見に基づいてなされたもので
ある。
は、前述のとおり油水２相分離が生じることはないが、
ある程度の期間が経過すると油包水粒子の沈降による油
包水粒子層と分散媒層との分離が発生するため、使用に
際しては、少なくとも燃焼開始にあたり油包水粒子層と
分散媒層とに分離していないことが重要である。請求項
４〜７記載の発明はこの知見に基づいてなされたもので
ある。
【００１４】すなわち請求項４記載の発明は、請求項１
または２に記載のエマルジョン燃料を貯留する燃料タン
クと、エマルジョン燃料の燃焼部と、前記燃料タンク内
のエマルジョン燃料を前記燃焼部に供給する手段と、前
記燃料タンク内に貯留されているエマルジョン燃料の油
包水粒子を分散させる分散装置とを備えたことを特徴と
する、エマルジョン燃料駆動装置である。このように分
散装置を備えることで必要に応じて又は常時油包水粒子
を良好な分散状態にすることが可能となる。
または２に記載のエマルジョン燃料を貯留する燃料タン
クと、エマルジョン燃料の燃焼部と、前記燃料タンク内
のエマルジョン燃料を前記燃焼部に供給する手段と、前
記燃料タンク内に貯留されているエマルジョン燃料の油
包水粒子を分散させる分散装置とを備えたことを特徴と
する、エマルジョン燃料駆動装置である。このように分
散装置を備えることで必要に応じて又は常時油包水粒子
を良好な分散状態にすることが可能となる。
【００１５】具体的な分散装置としては、前記燃料タン
ク内に配された攪拌翼とこれを回転駆動させる駆動手段
とを備え、かつ前記攪拌翼は前記回転駆動によって前記
タンク内の貯留エマルジョン燃料に下降流を発生させる
ように構成されたもの（請求項５記載の発明）や、前記
タンク内貯留燃料を循環させる循環路とこの循環路に配
された循環ポンプおよびラインミキサーとを備えたもの
（請求項６記載の発明）を提案する。
ク内に配された攪拌翼とこれを回転駆動させる駆動手段
とを備え、かつ前記攪拌翼は前記回転駆動によって前記
タンク内の貯留エマルジョン燃料に下降流を発生させる
ように構成されたもの（請求項５記載の発明）や、前記
タンク内貯留燃料を循環させる循環路とこの循環路に配
された循環ポンプおよびラインミキサーとを備えたもの
（請求項６記載の発明）を提案する。
【００１６】他方、例えばディーゼル自動車等において
は分散装置の駆動源としてエンジン点火等のための電源
バッテリーを用いることができるが、この場合、常に電
源バッテリーを使用して分散装置を稼動させることは実
際上不可能であり、装置に設けられた他の装置と同様、
エンジン停止中は分散装置を稼動させないようにするの
が好ましい。しかるに、エンジン始動時においては、そ
の前のエンジン停止時間の長さに応じて燃料タンク底部
に油包水粒子が沈降し、燃料供給口近傍に水分の多い油
包水粒子がより多く存在しており、場合によっては油包
水粒子層が形成されており、そのまま点火スイッチをオ
ンにすると水分の多いエマルジョン燃料又は油包水粒子
層が先にエンジンに供給されてしまいエンジンを停止さ
せてしまうおそれがある。よって、本発明のエマルジョ
ン燃料駆動装置においては、前記燃焼部の点火スイッチ
と、この点火スイッチをオンにすることにより前記分散
装置の稼働を開始させるとともに、この分散装置の稼動
開始後所定時間経過した後に前記燃焼部の点火を行わし
める手段とを備えたものとするのが好ましい（請求項７
記載の発明）。これにより、エンジン点火に先立って油
包水粒子の偏在が確実に解消し、水分の多いエマルジョ
ン燃料又は油包水粒子層が先にエンジンに供給されるこ
とがなくなる。
は分散装置の駆動源としてエンジン点火等のための電源
バッテリーを用いることができるが、この場合、常に電
源バッテリーを使用して分散装置を稼動させることは実
際上不可能であり、装置に設けられた他の装置と同様、
エンジン停止中は分散装置を稼動させないようにするの
が好ましい。しかるに、エンジン始動時においては、そ
の前のエンジン停止時間の長さに応じて燃料タンク底部
に油包水粒子が沈降し、燃料供給口近傍に水分の多い油
包水粒子がより多く存在しており、場合によっては油包
水粒子層が形成されており、そのまま点火スイッチをオ
ンにすると水分の多いエマルジョン燃料又は油包水粒子
層が先にエンジンに供給されてしまいエンジンを停止さ
せてしまうおそれがある。よって、本発明のエマルジョ
ン燃料駆動装置においては、前記燃焼部の点火スイッチ
と、この点火スイッチをオンにすることにより前記分散
装置の稼働を開始させるとともに、この分散装置の稼動
開始後所定時間経過した後に前記燃焼部の点火を行わし
める手段とを備えたものとするのが好ましい（請求項７
記載の発明）。これにより、エンジン点火に先立って油
包水粒子の偏在が確実に解消し、水分の多いエマルジョ
ン燃料又は油包水粒子層が先にエンジンに供給されるこ
とがなくなる。
【００１７】また、ディーゼルエンジン駆動装置に対す
るエマルジョン燃料の実用化を図る上では、安定剤等の
弊害を発生させる物質を燃料中に添加しないことも重要
なポイントである。請求項８記載の発明はこの知見に基
づいてなされたものであって、前記燃焼部がディーゼル
エンジンであり、かつ前記エマルジョン燃料が分散安定
剤を添加していないものとされた、請求項４〜７のいず
れか１項に記載のエマルジョン燃料駆動装置である。こ
のように、安定剤を含まないエマルジョン燃料を用いる
ことで腐蝕の心配がなくなり、実用に耐えうるものとな
る。
るエマルジョン燃料の実用化を図る上では、安定剤等の
弊害を発生させる物質を燃料中に添加しないことも重要
なポイントである。請求項８記載の発明はこの知見に基
づいてなされたものであって、前記燃焼部がディーゼル
エンジンであり、かつ前記エマルジョン燃料が分散安定
剤を添加していないものとされた、請求項４〜７のいず
れか１項に記載のエマルジョン燃料駆動装置である。こ
のように、安定剤を含まないエマルジョン燃料を用いる
ことで腐蝕の心配がなくなり、実用に耐えうるものとな
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳説する。 ＜エマルジョン燃料について＞先ず本発明のエマルジョ
ン燃料の実施形態について詳説する。本発明のエマルジ
ョン燃料は、前述のとおり、高粘性油に水を混合分散さ
せて得られる、水粒子が高粘性油膜で包まれてなる油包
水粒子を含むことを特徴とするものである。
て詳説する。 ＜エマルジョン燃料について＞先ず本発明のエマルジョ
ン燃料の実施形態について詳説する。本発明のエマルジ
ョン燃料は、前述のとおり、高粘性油に水を混合分散さ
せて得られる、水粒子が高粘性油膜で包まれてなる油包
水粒子を含むことを特徴とするものである。
【００１９】本発明のエマルジョン燃料は、具体的には
高粘性油に水を混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で
包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョン母液をつく
る第１段階と、このエマルジョン母液を、軽油、灯油、
重油、廃油およびこれらのうちの２種以上を混合した混
合油から選択された燃料油に対し混合してエマルジョン
燃料を得る第２段階とを経て製造することができる。
高粘性油に水を混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で
包まれてなる油包水粒子を含むエマルジョン母液をつく
る第１段階と、このエマルジョン母液を、軽油、灯油、
重油、廃油およびこれらのうちの２種以上を混合した混
合油から選択された燃料油に対し混合してエマルジョン
燃料を得る第２段階とを経て製造することができる。
【００２０】高粘性油としては、潤滑油の廃油がそのま
ま用いることができる点で好適であるが、他にも例えば
Ｃ重油とＡ重油とを混合した高粘性混合油等も用いるこ
とができる。
ま用いることができる点で好適であるが、他にも例えば
Ｃ重油とＡ重油とを混合した高粘性混合油等も用いるこ
とができる。
【００２１】高粘性油の動粘度の上限は本燃料の使用機
械や設備に応じて定めることができるが、あまりに粘性
が高いと取り扱いが困難となるため、一般には５００ｍ
2／ｓ以下とされる。特にディーゼルエンジン用として
は動粘度が２０〜１００ｍ2／ｓのものが好ましい。
械や設備に応じて定めることができるが、あまりに粘性
が高いと取り扱いが困難となるため、一般には５００ｍ
2／ｓ以下とされる。特にディーゼルエンジン用として
は動粘度が２０〜１００ｍ2／ｓのものが好ましい。
【００２２】高粘性油と水との混合比率は、高粘性油５
０〜９５重量部に対して水５０〜５重量部、特に高粘性
油４０〜５０重量部に対して水６０〜５０重量部とする
のが好ましい。またエマルジョン母液は燃料油に対して
５〜４０重量部混合するのが好ましい。これらの範囲外
では、エマルジョン燃料本来の性能、例えば高燃焼効率
およびＮＯＸ低減等を発揮させ難くなる。
０〜９５重量部に対して水５０〜５重量部、特に高粘性
油４０〜５０重量部に対して水６０〜５０重量部とする
のが好ましい。またエマルジョン母液は燃料油に対して
５〜４０重量部混合するのが好ましい。これらの範囲外
では、エマルジョン燃料本来の性能、例えば高燃焼効率
およびＮＯＸ低減等を発揮させ難くなる。
【００２３】本発明のエマルジョン燃料はディーゼルエ
ンジン以外、例えばボイラー等でも使用できる。ただ
し、ディーゼルエンジンでの使用を考慮する場合、前述
の理由により安定剤は添加しないほうが好ましい。
ンジン以外、例えばボイラー等でも使用できる。ただ
し、ディーゼルエンジンでの使用を考慮する場合、前述
の理由により安定剤は添加しないほうが好ましい。
【００２４】かくして製造された本発明のエマルジョン
燃料は、前述の水粒子が高粘性油膜で包まれてなる油包
水粒子となっており、高粘性油膜の凝集力が水粒子間の
凝集力よりも強く、水粒子相互が実質的に凝集しない。
そのため、本発明のエマルジョン燃料は、油包水粒子層
と分散媒層との分離が発生することはあるが、従来例の
ような油水２相分離が生じることは実質的になく、軽く
攪拌することにより容易に再分散し、均質なエマルジョ
ン液体となる。また理由は定かではないが、おそらく水
粒子の分散安定性が良好であるために、後述の実施例に
より証明されるように、排ガスが非常に低公害なものと
なる。
燃料は、前述の水粒子が高粘性油膜で包まれてなる油包
水粒子となっており、高粘性油膜の凝集力が水粒子間の
凝集力よりも強く、水粒子相互が実質的に凝集しない。
そのため、本発明のエマルジョン燃料は、油包水粒子層
と分散媒層との分離が発生することはあるが、従来例の
ような油水２相分離が生じることは実質的になく、軽く
攪拌することにより容易に再分散し、均質なエマルジョ
ン液体となる。また理由は定かではないが、おそらく水
粒子の分散安定性が良好であるために、後述の実施例に
より証明されるように、排ガスが非常に低公害なものと
なる。
【００２５】＜ディーゼルエンジンを備えたエマルジョ
ン燃料駆動装置例＞図１および図２は、本発明に係るエ
マルジョン燃料駆動装置の実施形態１，１０をそれぞれ
示しており、いずれも、燃焼部としてのディーゼルエン
ジン２と、本発明のエマルジョン燃料Ｆを貯留する燃料
タンク３と、燃料タンク３内のエマルジョン燃料Ｆをデ
ィーゼルエンジン２に供給する供給手段４と、燃料タン
ク３内に貯留されているエマルジョン燃料Ｆの油包水粒
子を分散させる分散装置５，５０とを備えている。
ン燃料駆動装置例＞図１および図２は、本発明に係るエ
マルジョン燃料駆動装置の実施形態１，１０をそれぞれ
示しており、いずれも、燃焼部としてのディーゼルエン
ジン２と、本発明のエマルジョン燃料Ｆを貯留する燃料
タンク３と、燃料タンク３内のエマルジョン燃料Ｆをデ
ィーゼルエンジン２に供給する供給手段４と、燃料タン
ク３内に貯留されているエマルジョン燃料Ｆの油包水粒
子を分散させる分散装置５，５０とを備えている。
【００２６】かくして、燃料タンク３内のエマルジョン
燃料Ｆは、分離が生じた場合等、必要に応じて分散装置
５を稼動させることによりその分散状態が維持される。
また、エンジン稼動時においては、燃料タンク３内のエ
マルジョン燃料Ｆは、供給路Ｓ１を介してフィードポン
プ４Ａにより吸い出され、供給路Ｓ２、燃料フィルター
４Ｂおよび供給路Ｓ３をこの順に介して列型噴射ポンプ
４Ｃに供給され、この列型噴射ポンプ４Ｃから供給路Ｓ
４を介してディーゼルエンジン２の燃料噴射装置２ａへ
供給され、燃焼される。また、燃料フィルター４Ｂおよ
び燃料噴射装置２ａにおいて過剰となった燃料は返送路
Ｂ１，Ｂ２をそれぞれ介して燃料タンク３に返送され
る。
燃料Ｆは、分離が生じた場合等、必要に応じて分散装置
５を稼動させることによりその分散状態が維持される。
また、エンジン稼動時においては、燃料タンク３内のエ
マルジョン燃料Ｆは、供給路Ｓ１を介してフィードポン
プ４Ａにより吸い出され、供給路Ｓ２、燃料フィルター
４Ｂおよび供給路Ｓ３をこの順に介して列型噴射ポンプ
４Ｃに供給され、この列型噴射ポンプ４Ｃから供給路Ｓ
４を介してディーゼルエンジン２の燃料噴射装置２ａへ
供給され、燃焼される。また、燃料フィルター４Ｂおよ
び燃料噴射装置２ａにおいて過剰となった燃料は返送路
Ｂ１，Ｂ２をそれぞれ介して燃料タンク３に返送され
る。
【００２７】特に図１に示す例では、分散装置５とし
て、燃料タンク３内（の底面近傍）に配された攪拌翼５
ａとこれを回転駆動させる電動モータ等の駆動手段４ｂ
とを備えており、特に攪拌翼５ａは回転時にタンク３内
の貯留エマルジョン燃料Ｆに下降流を発生させるように
形成されている。かかる攪拌翼５ａにより燃料Ｆが攪拌
され水分が油中に均一に分散される。攪拌翼５ａにより
上昇流が発生するように構成することもできるが、下降
流を発生させるように構成したほうがエマルジョン燃料
Ｆの貯留量に関係なく攪拌効果を発揮させることができ
るので好ましい。さらに具体的には、ディーゼル自動車
の場合、攪拌翼５ａは半径５ｃｍ程度のものが好まし
く、その回転数は６００〜１８００ｒｐｍが好ましい。
て、燃料タンク３内（の底面近傍）に配された攪拌翼５
ａとこれを回転駆動させる電動モータ等の駆動手段４ｂ
とを備えており、特に攪拌翼５ａは回転時にタンク３内
の貯留エマルジョン燃料Ｆに下降流を発生させるように
形成されている。かかる攪拌翼５ａにより燃料Ｆが攪拌
され水分が油中に均一に分散される。攪拌翼５ａにより
上昇流が発生するように構成することもできるが、下降
流を発生させるように構成したほうがエマルジョン燃料
Ｆの貯留量に関係なく攪拌効果を発揮させることができ
るので好ましい。さらに具体的には、ディーゼル自動車
の場合、攪拌翼５ａは半径５ｃｍ程度のものが好まし
く、その回転数は６００〜１８００ｒｐｍが好ましい。
【００２８】これに対して図２に示す例では、分散装置
５０として、タンク内貯留燃料をタンク外を通して循環
させる循環路Ｒとこの循環路Ｒに配された循環ポンプ５
２およびラインミキサー５１とを備えている。ディーゼ
ル自動車への適用を考慮すると、ラインミキサー５１
は、管径２５ｍｍ、長さ３００ｍｍ程度のものが好適で
あり、循環量は４〜６リットル／分が好適である。従っ
て、循環ポンプ５２の能力も４〜６リットル／分程度の
ものが好適である。
５０として、タンク内貯留燃料をタンク外を通して循環
させる循環路Ｒとこの循環路Ｒに配された循環ポンプ５
２およびラインミキサー５１とを備えている。ディーゼ
ル自動車への適用を考慮すると、ラインミキサー５１
は、管径２５ｍｍ、長さ３００ｍｍ程度のものが好適で
あり、循環量は４〜６リットル／分が好適である。従っ
て、循環ポンプ５２の能力も４〜６リットル／分程度の
ものが好適である。
【００２９】他方、ディーゼル自動車等においては分散
装置の駆動源としてエンジン点火等のための電源バッテ
リーを用いるのが望ましい。しかしこの場合、常に電源
バッテリーを使用して分散装置を稼動させることは実際
上不可能であるから、装置に設けられた他の装置と同
様、エンジン停止中は分散装置を稼動させないようにす
るのが好ましい。さらに前述のとおり、エンジン始動時
においては、その前のエンジン停止時間の長さに応じて
燃料タンク底部に油包水粒子が沈降し、燃料供給口近傍
に水分の多い油包水粒子がより多く存在しており、場合
によっては油包水粒子層が形成されており、そのまま点
火スイッチをオンにすると水分の多いエマルジョン燃料
又は油包水粒子層が先にエンジンに供給されてしまいエ
ンジンを停止させてしまうおそれがある。よって、本発
明のエマルジョン燃料駆動装置においては、エンジンの
点火スイッチをオンにすることにより分散装置５，５０
の稼働を開始させるとともに、この分散装置５，５０の
稼動開始後所定時間（約１〜１０秒）の経過した後にエ
ンジン２の点火を行わしめるように構成するのが好まし
い。このように分散装置５，５０の稼動とエンジン点火
との間にタイムラグを設けることにより、エンジン点火
に先立って油包水粒子の偏在が確実に解消し、水分の多
いエマルジョン燃料又は油包水粒子層が先にエンジンに
供給されることがなくなる。
装置の駆動源としてエンジン点火等のための電源バッテ
リーを用いるのが望ましい。しかしこの場合、常に電源
バッテリーを使用して分散装置を稼動させることは実際
上不可能であるから、装置に設けられた他の装置と同
様、エンジン停止中は分散装置を稼動させないようにす
るのが好ましい。さらに前述のとおり、エンジン始動時
においては、その前のエンジン停止時間の長さに応じて
燃料タンク底部に油包水粒子が沈降し、燃料供給口近傍
に水分の多い油包水粒子がより多く存在しており、場合
によっては油包水粒子層が形成されており、そのまま点
火スイッチをオンにすると水分の多いエマルジョン燃料
又は油包水粒子層が先にエンジンに供給されてしまいエ
ンジンを停止させてしまうおそれがある。よって、本発
明のエマルジョン燃料駆動装置においては、エンジンの
点火スイッチをオンにすることにより分散装置５，５０
の稼働を開始させるとともに、この分散装置５，５０の
稼動開始後所定時間（約１〜１０秒）の経過した後にエ
ンジン２の点火を行わしめるように構成するのが好まし
い。このように分散装置５，５０の稼動とエンジン点火
との間にタイムラグを設けることにより、エンジン点火
に先立って油包水粒子の偏在が確実に解消し、水分の多
いエマルジョン燃料又は油包水粒子層が先にエンジンに
供給されることがなくなる。
【００３０】なお、自動車以外のディーゼルエンジン用
の燃料としては、混合比が軽油５０：廃油２５：水２５
のエマルジョン燃料が利用でき、排気ガスの改善のみな
らず、大幅な経費節減となる。さらに本発明のエマルジ
ョン燃料をディーゼル発電機に利用すれば、少額の設備
投資で安価な電力が供給できる自家発電システムが提供
できる。
の燃料としては、混合比が軽油５０：廃油２５：水２５
のエマルジョン燃料が利用でき、排気ガスの改善のみな
らず、大幅な経費節減となる。さらに本発明のエマルジ
ョン燃料をディーゼル発電機に利用すれば、少額の設備
投資で安価な電力が供給できる自家発電システムが提供
できる。
【００３１】
【実施例】以下、実施例を示して本発明のエマルジョン
燃料の効果を明らかにする。 ＜実施例１＞２０℃における動粘度が２０×１０-6ｍ2
／ｓ以上の高粘性廃油（潤滑油）５０重量部と水５０重
量部とを混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で包まれ
てなる油包水粒子を含むエマルジョン母液をつくり、次
いでこのエマルジョン母液を、軽油に対し１０重量部混
合して本発明のエマルジョン燃料を製造した。
燃料の効果を明らかにする。 ＜実施例１＞２０℃における動粘度が２０×１０-6ｍ2
／ｓ以上の高粘性廃油（潤滑油）５０重量部と水５０重
量部とを混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で包まれ
てなる油包水粒子を含むエマルジョン母液をつくり、次
いでこのエマルジョン母液を、軽油に対し１０重量部混
合して本発明のエマルジョン燃料を製造した。
【００３２】このエマルジョン燃料を試験容器内で静置
したところ、７日後に容器下部に僅かに油包水粒子が沈
降し、若干ながら油包水粒子層が形成された。この油包
水粒子層はかるく攪拌しただけで容易に分散し、元の均
一なエマルジョンに戻った。以降、７日毎にすなわち油
包水粒子層が形成されるたびに攪拌分散を行ったが、何
回繰り返してもかるく攪拌しただけで元の均一なエマル
ジョンに戻った。
したところ、７日後に容器下部に僅かに油包水粒子が沈
降し、若干ながら油包水粒子層が形成された。この油包
水粒子層はかるく攪拌しただけで容易に分散し、元の均
一なエマルジョンに戻った。以降、７日毎にすなわち油
包水粒子層が形成されるたびに攪拌分散を行ったが、何
回繰り返してもかるく攪拌しただけで元の均一なエマル
ジョンに戻った。
【００３３】また上述のエマルジョン燃料を試験容器内
で１ヶ月以上静置したところ、油包水粒子層と油層とに
完全に分離したが、２０〜４０分間程度攪拌するだけ
で、油包水粒子が油中に分散し、元の均一なエマルジョ
ンに戻った。
で１ヶ月以上静置したところ、油包水粒子層と油層とに
完全に分離したが、２０〜４０分間程度攪拌するだけ
で、油包水粒子が油中に分散し、元の均一なエマルジョ
ンに戻った。
【００３４】さらに、上述のエマルジョン燃料を試験容
器内で１ヶ月以上静置したところ、油包水粒子層と油層
とに完全に分離したが、油水２相分離を生じなかった。
器内で１ヶ月以上静置したところ、油包水粒子層と油層
とに完全に分離したが、油水２相分離を生じなかった。
【００３５】＜実施例２＞種々の燃料組成のエマルジョ
ン燃料を調整し、上述の図１に示す構成を適用したディ
ーゼル自動車を用いて、排気ガス中のＣＯ2濃度、ＮＯ
Ｘ濃度、ＤＳ（黒鉛汚染度）について測定した。なお、
ＣＯ2濃度は非分散型赤外線分析法、ＮＯＸ濃度は化学
発光法、ＤＳはディーゼルスモークメーターによる無負
荷急加速法により測定した。
ン燃料を調整し、上述の図１に示す構成を適用したディ
ーゼル自動車を用いて、排気ガス中のＣＯ2濃度、ＮＯ
Ｘ濃度、ＤＳ（黒鉛汚染度）について測定した。なお、
ＣＯ2濃度は非分散型赤外線分析法、ＮＯＸ濃度は化学
発光法、ＤＳはディーゼルスモークメーターによる無負
荷急加速法により測定した。
【００３６】エマルジョン燃料の組成を表１に、測定結
果を表２にそれぞれ示した。
果を表２にそれぞれ示した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】この結果からも、本発明に係るエマルジョ
ン燃料は排気ガス中のＣＯ2濃度、ＮＯＸ濃度、ＤＳ
（黒鉛汚染度）が著しく低く、排ガス規制値を余裕をも
ってクリアする、非常に低公害な燃料であることが判
る。
ン燃料は排気ガス中のＣＯ2濃度、ＮＯＸ濃度、ＤＳ
（黒鉛汚染度）が著しく低く、排ガス規制値を余裕をも
ってクリアする、非常に低公害な燃料であることが判
る。
【００４０】
【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、経時分散
安定性が高く且つ燃焼排ガスが低公害なエマルジョン燃
料となる。また、そのエマルジョン燃料の使用に好適な
エマルジョン燃料駆動装置となる。
安定性が高く且つ燃焼排ガスが低公害なエマルジョン燃
料となる。また、そのエマルジョン燃料の使用に好適な
エマルジョン燃料駆動装置となる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す燃料供給系統概
要図である。
要図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す燃料供給系統概
要図である。
要図である。
【符号の説明】 １…エマルジョン燃料駆動装置、２…ディーゼルエンジ
ン、３…燃料タンク、４…燃料供給手段、５，５０…分
散装置。
ン、３…燃料タンク、４…燃料供給手段、５，５０…分
散装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｌ 1/32 ＣＳＥ Ｃ１０Ｌ 1/32 ＣＳＥＤ Ｆ０２Ｂ 47/02 Ｆ０２Ｂ 47/02 Ｆ０２Ｍ 25/022 Ｆ０２Ｍ 37/00 ３４１Ｈ 37/00 ３４１ Ｆ２３Ｋ 5/12 Ｆ２３Ｋ 5/12 Ｆ０２Ｍ 25/02 Ａ Ｔ Ｆターム(参考） 3K068 AA11 AA13 AA14 AA15 AA19 AB03 CA11 EA01 EA03 4H013 DC07 DC08
Claims (8)
- 【請求項１】高粘性油に水を混合分散させて得られる、
水粒子が高粘性油膜で包まれてなる油包水粒子を含むこ
とを特徴とする、エマルジョン燃料。 - 【請求項２】２０℃における動粘度が２０×１０-6ｍ2
／ｓ以上の高粘性油５０〜９５重量部に水５０〜５重量
部を混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で包まれてな
る油包水粒子を含むエマルジョン母液をつくり、 このエマルジョン母液を、軽油、灯油、重油、廃油およ
びこれらのうちの２種以上を混合した混合油から選択さ
れた燃料油に対し、５〜４０重量部混合して得られるこ
とを特徴とする、エマルジョン燃料。 - 【請求項３】２０℃における動粘度が２０×１０-6ｍ2
／ｓ以上の高粘性油５０〜９５重量部に水５０〜５重量
部を混合分散させて、水粒子が高粘性油膜で包まれてな
る油包水粒子を含むエマルジョン母液をつくる第１段階
と、 このエマルジョン母液を、軽油、灯油、重油、廃油およ
びこれらのうちの２種以上を混合した混合油から選択さ
れた燃料油に対し、５〜４０重量部混合してエマルジョ
ン燃料を得る第２段階とからなることを特徴とする、エ
マルジョン燃料の製造方法。 - 【請求項４】請求項１または２に記載のエマルジョン燃
料を貯留する燃料タンクと、エマルジョン燃料の燃焼部
と、前記燃料タンク内のエマルジョン燃料を前記燃焼部
に供給する手段と、前記燃料タンク内に貯留されている
エマルジョン燃料の油包水粒子を分散させる分散装置と
を備えたことを特徴とする、エマルジョン燃料駆動装
置。 - 【請求項５】前記分散装置として、前記燃料タンク内に
配された攪拌翼とこれを回転駆動させる駆動手段とを備
え、かつ前記攪拌翼は前記回転駆動によって前記タンク
内の貯留エマルジョン燃料に下降流を発生させるように
構成されている、請求項４記載のエマルジョン燃料駆動
装置。 - 【請求項６】前記分散装置として、前記タンク内貯留燃
料を循環させる循環路とこの循環路に配された循環ポン
プおよびラインミキサーとを備えた、請求項４記載のエ
マルジョン燃料駆動装置。 - 【請求項７】前記燃焼部の点火スイッチと、この点火ス
イッチをオンにすることにより前記分散装置の稼働を開
始させるとともに、この分散装置の稼動開始後所定時間
経過した後に前記燃焼部の点火を行わしめる手段とを備
えた、請求項４〜６のいずれか１項に記載のエマルジョ
ン燃料駆動装置。 - 【請求項８】前記燃焼部がディーゼルエンジンであり、
かつ前記エマルジョン燃料が分散安定剤を添加していな
いものとされた、請求項４〜７のいずれか１項に記載の
エマルジョン燃料駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000141124A JP2001323288A (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | エマルジョン燃料及びその製造方法、ならびにエマルジョン燃料駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000141124A JP2001323288A (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | エマルジョン燃料及びその製造方法、ならびにエマルジョン燃料駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001323288A true JP2001323288A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18648287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000141124A Pending JP2001323288A (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | エマルジョン燃料及びその製造方法、ならびにエマルジョン燃料駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001323288A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006019113A1 (ja) * | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Bio Media Co., Ltd. | 油水混在液処理方法 |
| JP2007120413A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| WO2009107386A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 池田好明 | 飽和水生成器及び飽和水又は飽和液体を生成する装置 |
| WO2009125633A1 (ja) | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Fukai Toshiharu | エマルジョン製造装置 |
| CN103322801A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-25 | 孝义市和中兴矿产有限公司 | 烧火油乳化雾化高温窑炉集成燃烧系统 |
| CN111536548A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-14 | 山西大学 | 一种用于燃油系统的重力式自稳压装置 |
| CN115962076A (zh) * | 2021-10-12 | 2023-04-14 | 深圳洛喀奔化工科技有限公司 | 柴油乳液促成系统及方法 |
-
2000
- 2000-05-15 JP JP2000141124A patent/JP2001323288A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103322801B (zh) * | 2013-06-21 | 2015-10-28 | 孝义市和中兴矿产有限公司 | 烧火油乳化雾化高温窑炉集成燃烧系统 |
| CN111536548A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-14 | 山西大学 | 一种用于燃油系统的重力式自稳压装置 |
| CN115962076A (zh) * | 2021-10-12 | 2023-04-14 | 深圳洛喀奔化工科技有限公司 | 柴油乳液促成系统及方法 |
| WO2023060984A1 (zh) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 深圳洛喀奔化工科技有限公司 | 柴油乳液促成系统及方法 |
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