乳化燃料的制造装置、乳化燃料的制造方法、使用乳化燃料的方法及乳化燃料

摘要

本发明提供乳化燃料、在使用时制造出必要的量的乳化燃料的制造装置、乳化燃料的制造方法及使用乳化燃料的方法。在与燃烧元件(23)连通的燃料供给通路(20)的中途具有燃料供给泵(24)。将形成有混合室(30)的液体混合元件(10)与燃料供给通路(20)的上游侧连通，该混合室(30)使一侧通过喷射口(32)与燃料箱(12)连通并使另一侧与水箱(16)连通。使朝燃烧元件(23)供给燃料的燃料供给泵(24)的负压波及到混合室(30)，以将来自燃料箱(12)的燃料从喷射口(32)朝混合室(30)喷射并导入来自水箱(16)的水，从而使燃料与水在混合室(30)内混合。通过燃料与水在混合室(30)内的混合，制造出一部分乳化而剩余部分成为燃料与水的混合混状态的乳化燃料，并将该乳化燃料导入燃料供给泵(24)以促进乳化燃料的乳化。

说明书

技术领域

本发明涉及用于在制造出乳化燃料后立即使其燃烧的乳化燃料的制造装置、乳化燃料的制造方法、使用乳化燃料的方法及乳化燃料。

背景技术

目前，广泛地已知使轻油、重油、灯油、汽油等燃料、水及乳化剂混合来制造各种乳化燃料。在制造乳化燃料的情况下，一般已知有以下方法：在乳化燃料的制造箱即大型的混合箱内放入燃料、水及表面活性剂等乳化剂，利用大型的搅拌装置(由设于箱外的驱动元件和因该驱动元件而旋转并设于箱内的搅拌叶片构成)来搅拌混合箱内的三种液体(专利文献1)。

制造乳化燃料的混合箱不与燃烧乳化燃料的燃烧器(燃烧元件)直接连结，一般而言，将制造出的乳化燃料转移至与燃烧器直接连结的贮存箱，在必要时将乳化燃料从贮存箱供给至燃烧器。然而，由于在贮存箱内贮存的乳化燃料一般会在短时间内分离，因此，在作为乳化燃料使用前，使用大型的搅拌装置(具有驱动元件和搅拌叶片)将分离后的乳化燃料进行再乳化，然后，将再乳化后的乳化燃料供给至燃烧器并使其燃烧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-323288号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在现有制造乳化燃料的情况下，对于乳化燃料的制造和贮存分别需要两种大型的箱(混合箱和贮存箱)。因此，存在不仅需要具有与两种大型箱对应的较大的空间，且两种大型箱的费用较高这样的缺点。另外，在混合箱中必须具有用于将燃料、水及乳化剂这三种液体混合搅拌的大型的搅拌装置，且在贮存箱中必须具有用于使在贮存箱内分离后的乳化燃料再乳化的大型的搅拌装置。因此，需要两种大型的搅拌装置，从而存在制造成本变高这样的缺点。此外，为了制造乳化燃料，还存在以下不良情况：由于使用表面活性剂(化学品)，所以，成本较高，并因该表面活性剂的燃烧而会产生二恶英。

目前，在锅炉等中使用的燃烧器装置中内置有燃烧器(燃烧元件)、燃料供给泵及燃料供给通路，其中，上述燃料供给泵将燃料输送至该燃烧器；上述燃料供给通路在中途经由上述燃料供给泵到达燃烧器。在燃烧器装置中，随着锅炉的停止而停止燃烧器、燃料供给泵的工作。在使用乳化燃料作为燃料的情况下，在从燃烧器、燃料供给泵的停止到下次开始工作的期间，在燃料供给泵和燃料供给通路中充满的乳化燃料分离成燃料和水。存在因该分离出的水而使燃料供给泵(能使用于燃料但不能使用于水的泵)故障这样的不良情况。另外，在寒冷地区，存在分离后的水冻结而使燃料供给泵、燃料供给通路破损的不良情况。由于这些不良情况，因此，妨碍了乳化燃料的普及。

本发明的目的在于提供能在制造出乳化燃料后立即使用乳化燃料的乳化燃料的制造装置、乳化燃料的制造方法、使用乳化燃料的方法及乳化燃料。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的乳化燃料的制造装置适用于从在中途具有燃料供给泵的燃料供给通路朝燃烧元件供给燃料的情况，其特征是，包括：燃料箱，该燃料箱用于对燃料进行收容；水箱，该水箱用于对水进行收容；液体混合元件，该液体混合元件具有使燃料与水混合的混合室和朝上述混合室喷射燃料的喷射口，并使上述混合室与上述燃料供给通路的上游侧连通；燃料通路，该燃料通路的一端与上述燃料箱连通，另一端与上述液体混合元件的上述喷射口连通；以及水通路，该水通路的一端与上述水箱连通，另一端与上述液体混合元件的上述混合室连通，将上述燃料箱内的燃料从上述燃料通路经由上述喷射口朝上述混合室内喷射，并将上述水箱内的燃料从上述水通路导入上述混合室内，从而使燃料与水在上述混合室内混合以制造乳化燃料。本发明的特征是，在上述燃料通路的中途具有送出用燃料泵，该送出用燃料泵将燃料朝上述液体混合元件的上述喷射口送出，在上述水通路的中途具有送出用水泵，该送出用水泵用于朝上述液体混合元件的上述混合室送出水。本发明的特征是，使上述燃料供给泵、上述送出用燃料泵、上述送出用水泵的起动—停止动作同时进行。本发明的特征是，在上述燃料通路的中途具有燃料用流量调节元件，该燃料用流量调节元件用于对流过上述燃料通路的燃料的流量进行调节，在上述水通路的中途具有水用流量调节元件，该水用流量调节元件用于对流过上述水通路的水的流量进行调节。本发明的特征是，在上述水通路的中途具有开闭阀，该开闭阀用于对上述水通路进行打开关闭。本发明的特征是，将上述燃料箱及上述水箱配置于比上述液体混合元件高的位置。本发明的特征是，使由蓖麻油、葵花油、菜油及米糠油中的至少一种油构成的植物油与上述水箱内的水混合。本发明的特征是，具有第二液体混合元件，该第二液体混合元件在上述液体混合元件的下游侧相邻，将在上述液体混合元件的上述混合室中混合而成的乳化燃料导入，在上述第二液体混合元件的内部具有第二混合室和第二喷射口，其中，上述第二混合室与上述燃料供给通路的上游侧连通，上述第二喷射口将在上述液体混合元件的上述混合室中混合后的燃料和水朝上述第二混合室内喷射。本发明的特征是，设置植物油通路，该植物油通路与上述第二液体混合元件的上述第二混合室连通，使该植物油通路与配置于比上述第二液体混合元件的位置高的位置的对植物油进行收容的植物油箱连通。本发明的特征是，上述植物油由蓖麻油、葵花油、菜油及米糠油中的至少一种油构成。本发明的特征是，在上述水为一般的水的情况下，在混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为45％以上，使水的容积比率为55％以下。本发明的特征是，对收容于上述水箱内的水使用将簇处理得较小的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是为含有溶解氧和活性氢中的至少一方而处理过的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是按离子交换树脂、电气石、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的顺序流过而成的加工水和按离子交换树脂、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石、电气石的顺序流过而成的加工水中的任一种加工水。本发明的特征是，上述加工水是循环流过火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的水。本发明的特征是，在水为加工水的情况下，在混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为35％以上，使水的容积比率为65％以下。

本发明所涉及的乳化燃料的制造方法的特征是，在与燃烧元件连通的燃料供给通路的中途具有朝上述燃烧元件供给燃料的燃料供给泵，具有液体混合元件，该液体混合元件具有用于使燃料与水混合的混合室和朝上述混合室喷射燃料的喷射口，并与上述燃料供给通路连通，通过燃料通路使对燃料进行收容的燃料箱与上述液体混合元件的上述喷射口连通，通过水通路使对水进行收容的水箱与上述混合室连通，通过上述燃料供给泵的工作使上述燃料供给泵的负压经由上述燃料供给通路波及到上述混合室，利用上述负压将上述水通路内的水导入上述混合室并使上述燃料通路内的燃料经由上述喷射口朝上述混合室喷射，以在上述混合室内形成乳化燃料，将上述乳化燃料从上述燃料供给泵朝上述燃烧元件供给。本发明的特征是，在上述燃料通路的中途具有送出用燃料泵，该送出用燃料泵将燃料朝上述液体混合元件的上述喷射口送出，在上述水通路的中途具有送出用水泵，该送出用水泵用于朝上述液体混合元件的上述混合室送出水。本发明的特征是，使上述燃料供给泵、上述送出用燃料泵、上述送出用水泵的起动—停止动作同时进行。本发明的特征是，在上述燃料通路的中途具有燃料用流量调节元件，该燃料用流量调节元件用于对流过上述燃料通路的燃料的流量进行调节，在上述水通路的中途具有水用流量调节元件，该水用流量调节元件用于对流过上述水通路的水的流量进行调节。本发明的特征是，在上述水通路的中途具有开闭阀，该开闭阀用于对上述水通路进行打开关闭。本发明的特征是，将上述燃料箱及上述水箱配置于比上述液体混合元件高的位置。本发明的特征是，使由蓖麻油、葵花油、菜油及米糠油中的至少一种油构成的植物油与上述水箱内的水混合。本发明的特征是，具有第二液体混合元件，该第二液体混合元件在上述液体混合元件的下游侧相邻，将在上述液体混合元件的上述混合室中混合而成的乳化燃料导入，在上述第二液体混合元件的内部具有第二混合室和第二喷射口，其中，上述第二混合室与上述燃料供给通路的上游侧连通，上述第二喷射口将在上述液体混合元件的上述混合室中混合的燃料与水朝上述第二混合室内喷射。本发明的特征是，设置植物油通路，该植物油通路与上述第二液体混合元件的上述第二混合室连通，使该植物油通路与配置于比上述第二液体混合元件的位置高的位置的对植物油进行收容的植物油箱连通。本发明的特征是，上述植物油由蓖麻油、葵花油、菜油及米糠油中的至少一种油构成。本发明的特征是，在上述水为一般的水的情况下，在混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为45％以上，使水的容积比率为55％以下。本发明的特征是，对收容于上述水箱内的水使用将簇处理得较小的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是为含有溶解氧和活性氢中的至少一方而处理过的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是按离子交换树脂、电气石、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的顺序流过而成的加工水和按离子交换树脂、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石、电气石的顺序流过而成的加工水中的任一种加工水。本发明的特征是，上述加工水是循环流过火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的水。本发明的特征是，在水为加工水的情况下，在混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为35％以上，使水的容积比率为65％以下。

本发明所涉及的使用乳化燃料的方法的特征是，在与燃烧元件连通的燃料供给通路的中途具有朝上述燃烧元件供给燃料的燃料供给泵，具有液体混合元件，该液体混合元件具有用于使燃料与水混合的混合室和朝上述混合室内喷射燃料的喷射口，并与上述燃料供给通路连通，通过上述喷射口和燃料通路使对燃料进行收容的燃料箱与上述混合室连通，通过水通路使对水进行收容的水箱与上述混合室连通，在上述水通路的中途设置对上述水通路进行打开关闭的开闭阀，通过上述燃料供给泵的工作使上述燃料供给泵的负压波及到上述混合室，利用上述负压使上述燃料通路内的燃料经由上述喷射口导入上述混合室并使上述水通路的水导入上述混合室，从而使燃料与水在上述混合室中混合以制造出不完全的乳化燃料，在将上述燃料供给泵停止前，利用上述开闭阀关闭上述水通路，在关闭了该上述水通路的状态下使上述燃料供给泵继续工作，并在由燃料填满上述燃料供给通路内和上述燃料供给泵内的乳剂内后，停止上述燃料供给泵。本发明的特征是，在上述燃料通路的中途具有送出用燃料泵，该送出用燃料泵将燃料朝上述液体混合元件的上述喷射口送出，在上述水通路的中途具有送出用水泵，该送出用水泵用于朝上述液体混合元件的上述混合室送出水。本发明的特征是，在上述水为一般的水的情况下，在上述混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为45％以上，使水的容积比率为55％以下。本发明的特征是，对收容于上述水箱内的水使用将簇处理得较小的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是为含有溶解氧和活性氢中的至少一方而处理过的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是按离子交换树脂、电气石、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的顺序流过而成的加工水和按离子交换树脂、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石、电气石的顺序流过而成的加工水中的任一种加工水。本发明的特征是，上述加工水是循环流过火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的水。本发明的特征是，在水为加工水的情况下，在混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为35％以上，使水的容积比率为65％以下。

本发明所涉及的乳化燃料仅由燃料和水构成，其特征是，使80％以上的容积比率的由燃料和水乳化而成的乳化燃料与20％以下的未被乳化的燃料和水处于混合的状态。本发明的特征是，在上述水为一般的水的情况下，在上述混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为45％以上，使水的容积比率为55％以下。本发明的特征是，对收容于上述水箱内的水使用将簇处理得较小的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是为含有溶解氧和活性氢中的至少一方而处理过的加工水。本发明的特征是，收容于上述水箱内的水是按离子交换树脂、电气石、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的顺序流过而成的加工水和按离子交换树脂、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石、电气石的顺序流过而成的加工水中的任一种加工水。本发明的特征是，上述加工水是循环流过火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的水。本发明的特征是，在水为加工水的情况下，在混合室中被混合的燃料与水的混合容积比率100％中，使燃料的容积比率为35％以上，使水的容积比率为65％以下。

发明效果

根据本发明所涉及的乳化燃料制造装置及其制造方法，无需用于使燃料与水混合的混合箱、用于贮存制造出的乳化燃料的贮存箱。所以，无需目前所需的两种大型的箱的空间。另外，由于无需用于将燃料、水及乳化剂混合来制造乳化燃料和使分离后的乳化燃料再乳化的大型搅拌装置，因此，能以非常低的价格制造乳化燃料制造装置。在本发明中，仅将已设的燃料供给泵作为燃料与水的乳化用驱动元件，并利用已设的燃料供给泵的吸引力使燃料与水碰撞混合来制造乳化燃料，因此，该乳化方法非常简单，而且能大幅度降低作为装置的成本。

在本发明中，此外还发现，即使是包含一部分未乳化的燃料和水的乳化燃料(以下，作为“不完全的乳化燃料”)，在制造后立刻燃烧的情况下，其也能在燃烧元件中可靠地燃烧。由于不完全的乳化燃料也能在制造后立刻燃烧，因此，使用包含在燃烧器装置中的已设燃料供给泵，利用该燃料供给泵产生的吸引力在液体混合元件的混合室内制造出不完全的乳化燃料(80％以上的乳化燃料与剩余的20％以下的燃料和水的混合状态的物质)。所以，无需目前所需的用于通过压出的方式使燃料与水混合乳化的专用泵，从而能制造出价格更便宜的乳化燃料制造装置。另外，通过利用燃料供给泵来将不完全的乳化燃料搅拌混合，不完全的乳化燃料中的水成为较细的颗粒，并能使这些颗粒广泛地分散在乳化燃料和未被乳化的燃料内，从而能使该不完全的燃料在燃料元件中可靠地燃烧。

在燃料通路的中途设置送出用燃料泵，在水通路的中途设置送出用水泵。利用上述送出用燃料泵和送出用水泵以在液体混合元件中由燃料和水生成乳化燃料所需的合适的压力来将燃料、水输送至液体混合元件。另外，由于具有送出用燃料泵和送出用水泵，从而能将朝液体混合元件的下游侧的燃料供给通路供给的乳化燃料的压力变为恰当的压力，进而能将在燃料供给通路的中途设有的燃料供给泵的寿命保持得较长。此外，使朝燃烧元件供给燃料用的燃料供给泵的工作开关、在燃料通路的中途设置的送出用燃料泵的动作开关及在水通路的中途设置的送出用水泵的动作开关同时进行接通—断开动作。藉此，能省略在水通路的中途设置的开闭阀，从而能降低装置的制造成本。

在本发明所涉及的使用乳化燃料的方法中，在停止燃烧元件、燃料供给泵的工作前，利用开闭阀将朝使燃料与水混合的液体混合元件的混合室供给水的水通路的中途关闭。藉此，在停止燃烧元件、燃料供给泵的工作前，燃料供给泵、燃料供给通路仅导入有来自燃料箱的燃料，从而形成燃料供给泵、燃料供给通路被燃料填满的状态。燃料供给泵、燃料供给通路被燃料填满后，停止燃烧元件、燃料供给泵的工作。当燃烧元件、燃料供给泵停止时，在燃料供给泵、燃料供给通路中仅充满了燃料，从而使不完全的乳化燃料不存在。其结果是，使乳化燃料分离而产生的水不存在，从而能防止因水的存在而引起的燃料供给泵的故障的产生、寒冷时水的冻结而引起的燃料供给泵、燃料供给通路的故障的产生。此外，在再次开启利用燃料元件的燃烧时，由于最初在燃料供给泵、燃料供给通路中仅存在燃料，因此，燃烧元件对燃料的点火性变得良好，从而能可靠地进行点火。

本发明所涉及的乳化燃料，即便供给至燃料元件的乳化燃料是不完全的乳化燃料(乳化燃料的容积比率在80％以上且未被乳化的燃料与水的容积比率在20％以下的混合体)，在制造出后立即燃烧的情况(优选是包含于不完全的乳化燃料中的水以较小的颗粒广泛地混合在乳化燃料、燃料中的状态)下，也能使该不完全的乳化燃料在燃烧元件中可靠地燃烧。因此，不使用目前使用的表面活性剂等乳化剂，而仅使用燃烧与水来制造乳化燃料。本发明所涉及的乳化燃料是不完全的乳化燃料(80％以上的乳化燃料与剩余的20％以下的未被乳化的燃料和水的混合状态的物质)，即便是这样的不完全的乳化燃料，若包含于内部的水成为较小的颗粒并大致均等地分散在乳化燃料、未被乳化的燃料内，则成为较小的颗粒的水不会妨碍燃烧，即便是不完全的乳化燃料也能充分地燃烧。然后，在液体混合装置中被制造出的不完全的乳化燃料被已设的燃料供给泵旋转搅拌，从而使不完全的乳化燃料内的水成为更小的颗粒并处于流动状态，因此，即便不使用表面活性剂，也能利用燃烧元件使该不完全的乳化燃料可靠地燃烧。由于本发明的乳化燃料不使用表面活性剂等乳化剂，因此，能大幅度削减乳化燃料的制造成本，而且不会产生二恶英，从而能作为不伤害环境的燃料来使用。

对在本发明所涉及的乳化燃料中使用的水使用按离子交换树脂、电气石、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的顺序流过而成的加工水、按离子交换树脂、火成岩中含有大量二氧化硅的岩石、电气石的顺序流过而成的加工水、及使上述两种加工水中的任一种加工水循环流过火成岩中含有大量二氧化硅的岩石的加工水中任一种加工水。通过使以上任一种加工水与燃料在液体混合元件混合，即便是不完全的乳化燃料，也能制造出大致90％的容积比率的乳化燃料，与使用一般的水的不完全的乳化燃料相比，能在燃烧时释放出较高的燃烧能量。

附图说明

图1是表示本发明的乳化燃料的制造装置的一实施例的结构图。

图2是图1的乳化燃料的制造装置中使用的液体混合元件的剖视图。

图3是表示本发明的乳化燃料的制造装置的另一实施例的结构图。

图4是表示本发明的乳化燃料的制造装置的另一实施例的结构图。

图5是表示本发明的乳化燃料的制造装置的又一实施例的结构图。

符号说明

10    液体混合元件

12    燃料箱

14    燃料通路

16    水箱

18    水通路

20    燃料供给通路

22    燃烧器装置

23    燃烧元件

24    燃料供给泵

26    叶片

30    混合室

32    喷射口

40    燃料流量调节阀

44    水流量调节阀

48    开闭阀

50    第二液体混合元件

52    植物油通路

54    植物油箱

56    第二混合室

58    第二喷射口

60    送出用燃料泵

62    送出用水泵

具体实施方式

本发明在使用乳化燃料时利用燃料和水来制造必要量的乳化燃料。

实施例1

接着，根据附图对本发明进行说明。图1是表示本发明的乳化燃料制造装置的一实施例的结构图，图2是图1中使用的液体混合元件的剖视图。本发明的乳化燃料制造装置包括：将燃料与水混合的液体混合元件10；对燃料进行收容的燃料箱12；将液体混合元件10与燃料箱12连通的燃料通路14；对水进行收容的水箱16；以及将液体混合元件10与水箱16连通的水通路18。燃料箱12及水箱16被设定为：其配置于液体混合元件10的附近，而且配置于比液体混合元件10更高的位置，从而使来自燃料箱12的燃料和来自水箱16的水因重力而导入液体混合元件10。收容于燃料箱12内的燃料使用重油、轻油、灯油、汽油、乙醇(也包含生物乙醇)、废油等各种燃料。收容于水箱16内的水使用自来水等一般的水(或后述的加工水)。然而，在本发明中，不使用作为化学品的表面活性剂。

液体混合元件10与燃料供给通路20的一端连接，该燃料供给通路20的另一端例如与燃烧装置(例如燃烧器装置)22连通。液体混合元件10配置于燃烧装置22的附近是较为理想的。在燃烧装置22中一般内置有燃烧元件(例如燃烧器)23和用于朝该燃烧元件23供给燃料的燃料供给泵24。燃料供给通路20经由设于其中途的燃料供给泵24而与燃烧元件23连结。内置有燃烧元件23、燃料供给泵24、燃料供给通路20的燃烧装置22是现有已知的装置。对燃料供给泵24一般使用具有叶片26的泵。为了促进导入燃料供给泵24内的不完全的乳化燃料的搅拌，使燃料供给泵24具有叶片26是较为理想的。

如图2所示，液体混合元件10具有外壳28a、28b，在这些外壳28a、28b的内部具有混合室30和朝混合室开口的喷射口32。此外，在液体混合装置10中还形成有第一导入口34、第二导入口36及排出口38，其中，上述第一导入口34将一端与燃料通路14连通，并将另一端与喷射口32连通；上述第二导入口36将一端与水通路18连通，并将另一端与混合室30连通；上述排出口38将一端与混合室30连通，并将另一端与燃料供给通路20连通。喷射口32的截面设定为与燃料通路14的截面、水通路18的截面、混合室30的截面、排出口38的截面相比较小。液体混合元件10用于将两种液体混合，例如，可以是双流体喷嘴。在以上结构的液体混合元件10中，来自燃料箱12的燃料从喷射口32朝混合室30喷射，来自水箱16的水被导入混合室30，从而使燃料与水在混合室30内碰撞混合。液体混合元件10使用例如直径为2～3cm、长度为5～6cm的大小的元件是较为理想的。

在将液体混合元件10与燃料箱12连通的燃料通路14的中途，从下游侧(液体混合元件10侧)朝上游侧(燃料箱12侧)依次设有燃料流量调节阀40和单向阀42。在将液体混合元件10与水箱16连通的水通路18的中途，从下游侧(液体混合元件10侧)朝上游侧(水箱16侧)依次设有水流量调节阀44、单向阀46及电磁阀等开闭阀48。开闭阀48用于在燃烧元件23的燃烧开始时刻前后、燃烧结束时刻前后停止水从水通路18朝液体混合元件10的供给。利用燃料流量调节阀40和水流量调节阀44来对导入液体混合元件10的混合室30内的燃料与水的混合比率进行调节。

调节燃料流量调节阀40和水流量调节阀44，例如，当将在混合室30内混合的燃料与水的总计的比率设为100％时，使燃料的比率为45％以上，并使水的比率为55％以下。通过在混合室30内使混合比率为45％以上的燃料与混合比率为55％以下的水碰撞混合，来生成80％以上的乳化燃料和剩余的20％以下的未乳化的处于燃料与水的混合状态的不完全的乳化燃料。在此，当水的比率超过55％时，乳化燃料的生成比率会变小，从而不能起到乳化燃料的作用。

接着，对使用图1的乳化燃料制造装置来制造乳化燃料的方法进行说明。在最初使用乳化燃料制造装置的情况下，预先利用开闭阀48关闭水通路18，从而使燃料从燃料箱12经由燃料通路14在液体混合元件10内的混合室30和燃料供给通路20内充满。接着，在利用燃料元件23开始燃烧并使燃料供给泵24工作的同时，利用开闭阀48打开水通路18，从而能将来自水通路18的水导入液体混合元件10的混合室30内。来自燃料通路14的燃料被设定成在任何时候都能导入液体混合元件10的混合室30内。

当燃料供给泵24工作以从燃料供给泵24朝燃烧元件23供给燃料时，在燃料供给泵24的位置的上游侧的燃料供给通路20内会产生吸引力即负压，该负压经由燃料供给通路20到达液体混合元件10的混合室30内。到达混合室30内的负压一方面经由喷射口32从燃料通路14到达燃料箱12内，另一方面从水通路18到达水箱16内。因该混合室30内的负压而使来自燃料通路14的燃料从喷射口32被吸引喷射至混合室30内，并使来自水通路18的水被吸引至混合室30内。在混合室30内，由于从喷射口32高速喷射出的燃料与吸入混合室30内的水碰撞，因此，燃料与水碰撞混合，从而形成一部分未乳化的不完全的乳化燃料(100％容积中、80％以上的容积成为乳化燃料，剩余的20％的容积处于燃料与水未被乳化而混合的状态)。为了生成80％以上的容积成为乳化燃料的不完全的乳剂，根据燃料供给泵24的吸引力、燃料供给通路20设定燃料喷射口32的内径、燃料供给通路20的燃料导入量、水导入量等。

由于燃料供给泵24的吸引力而在混合室30内被制造出的不完全的乳化燃料此后会因燃料供给泵24的吸引力经由燃料供给通路24被导入燃料供给泵24。被导入燃料供给泵24的不完全的乳化燃料例如被叶片26搅拌，从而使燃料与水成为较小的颗粒并均等地分布于乳化燃料内，而且处于流动状态。随后，不完全的乳化燃料从燃料供给泵24被输送至燃烧元件23，在燃烧元件23中被燃烧。不完全的乳化燃料包含未被乳化的水，但该未被乳化的水成为较小的颗粒均等地分布在乳化燃料内。由于使在不完全的乳化燃料中包含的未被乳化的水作为较小的颗粒均等地混在乳化燃料内，因此，不会阻碍借助燃烧元件23的燃烧，其结果是，能可靠地使不完全的乳化燃料燃烧。

如上所述，在本发明中，仅将用于朝燃烧元件23供给燃料的现有已知的燃料供给泵24用作以燃料和水制造乳化燃料的唯一的驱动元件。即，通过因燃料供给泵24的工作而产生的负压使燃料与水在液体混合元件10的混合室30内碰撞混合，从而制造出不完全的乳化燃料(80％以上为乳化燃料，剩余的20％以下处于燃料与水未被乳化而混合的状态)。然后，通过将不完全的乳化燃料吸引至燃料供给泵24，并利用该燃料供给泵24的叶片26的动作来更均等地搅拌不完全的乳化燃料，从而使未被乳化的水成为更细的颗粒并均等地分布在不完全的乳化燃料内。被燃料供给泵24的叶片26搅拌后的不完全的乳化燃料其乳化燃料的容积比率与在混合室30内被制造出时的容积比率相同，但水成为更细的颗粒并均等地分布在不完全的乳化燃料内。在燃烧元件23中被燃烧的燃料即使是不完全的乳化燃料，其也能完全燃烧，因而通过燃烧而获得的发热能量即便与100％乳化的乳化燃料相比也大致相等。

在本发明中，在收容于水箱16内的水是自来水等一般的水的情况下，当将在液体混合元件10的混合室30内被混合的燃料与水的容积设为100％时，使燃料的容积比率为45％以上，并使水的容积比率为55％以下。在该情况下，即便不使用表面活性剂，也可使燃料与水在混合室30内碰撞混合，当将导入混合室30内的燃料与水的容积设为100％时，以80％以上的容积比率的比例制造乳化燃料，并以剩余的20％以下的容积比率的比例使燃料和水以未被乳化的方式剩余。即，成为不完全的乳化燃料(80％以上的乳化燃料和20％以下的未被乳化的燃料与水的混合体)。然后，该不完全的乳化燃料被导入燃料供给泵24内并被搅拌，20％以下的燃料与水成为比80％以上的乳化燃料细的颗粒，并以在乳化燃料整体均等分布的状态混合。这样，不完全的乳化燃料尽管未被100％乳化，但由于该不完全的乳化燃料内存在的水成为较细的颗粒并均等地混合在乳化燃料和燃料内，因此，能使该不完全的乳化燃料在燃烧元件23中作为乳化燃料充分地燃烧。

例如，在欲使锅炉(未图示)的运转停止(使燃烧元件23、燃料供给泵24的工作停止)的情况下，在停止该动作前，利用开闭阀48关闭水通路18，从而使水不会从水通路18导入液体混合元件10的混合室30。在水不被导入混合室30的状态下使燃烧元件23、燃料供给泵24的工作继续例如30秒左右，以在燃料供给泵24、燃料供给通路20及混合室30中处于充满来自燃料通路14的燃料的状态后，停止燃烧元件23和燃料供给泵24的工作。若在燃料供给泵24和燃料供给通路20的内部残留有乳化燃料的情况下，则在再次借助燃烧元件23进行燃烧之前的期间，乳化燃料会分离为燃料和水，该分离后的水成为燃料专用的燃料供给泵24故障的原因，并成为冻结时的燃料供给通路20破裂的原因。然而，本发明的使用乳化燃料的方法中，在使燃烧元件23、燃料供给泵24的工作停止的状态下，在燃料供给泵24和燃料供给通路20的内部仅残留有从燃料通路14被供给的燃料，从而能防止发生燃料供给泵24和燃料供给通路20的破损。此外，在再次开启借助燃料元件23的燃烧时，由于最初只有燃料供给至燃烧元件23，因此，燃烧元件23对燃料的点火性变得良好，从而能可靠地进行点火。在再次开启借助燃烧元件23的燃烧时，开闭阀48打开水通路18的时间点在燃料供给泵24的工作开始时刻的前后即可，例如，使该时间点与燃料供给泵24的工作开始时刻为同一时间。

如上所述，根据本发明的乳剂制造装置及乳剂制造方法，由于驱动元件只是朝燃烧元件23供给燃料的现有已知的燃料供给泵24的吸引力，因此，作为乳剂制造装置的结构构件，使用液体混合元件10、各种通路(燃料通路14和水通路18)及多种阀(燃料流量调节阀40、水通路调节阀44、开闭阀48)即可，从而能大幅度削减成本。另外，在本发明中，由于在制造乳化燃料的同时，消耗制造出的乳化燃料，因此，无需使用用于制造乳化燃料的大型的混合箱、用于贮存制造出的乳化燃料的大型的贮存箱。所以，无需这些箱的空间。

本申请发明人发现，即使在燃烧元件23中被燃烧的乳化燃料是不完全的乳化燃料(80％以上的乳化燃料和剩余的20％以下的未被乳化的燃料与水混合的物质)，若制造后立刻使用的话，即便是不完全的乳化燃料也能完全燃烧。从这点可以看出，朝燃烧元件23供给的乳化燃料无需使用处于100％乳化状态下的乳化燃料。所以，在本发明中，仅使用现有已知的燃料供给泵24作为使燃料与水乳化混合的驱动元件，而且，即便不使用表面活性剂，也可制造出能在燃烧元件23中燃烧的不完全的乳化燃料。在本发明中，只要使用已知的燃料供给泵24作为使燃料与水乳化混合的驱动元件即可，从而在经济上大幅度地降低了价格。而且，由于未使用作为化学剂的表面活性剂，因此，能防止二恶英的产生。

在以上的说明中，收容在水箱16中的水使用自来水等一般的水，但也能使用特殊的加工水来代替一般的水。能通过使用加工水来进一步促进在混合室30内制造的乳化燃料与水的乳化。作为在本发明中使用的加工水，能使用几种水中的任一种水。首先，第一，可考虑以减小了簇的水作为加工水。能通过减小水的簇使水具有表面活性力。例如，能通过使水在由磁体等形成的磁场中流过、或使水在电磁波中流过、或使超声波与水抵接、或使紫外线照射到水、或使远红外线照射到水来减小水的簇。作为减小水的簇的方法并不局限于这些方法。第二，可考虑为含有大量溶解氧(例如，离饱和状态(8.4mg/l)较近的值)而处理过的水、为含有大量活性氢(例如，离饱和状态(吸光度3.0)较近的值)而处理过的水。例如，能通过使臭氧与水接触来使水含有大量溶解氧，但使水含有溶解氧的方法并不局限于此。例如，能通过使水流过磁场来含有大量活性氢，但作为使水含有大量活性氢的方法并不局限于此。同时含有大量溶解氧和活性氢是较为理想的，但只要包含至少一方就可良好地进行乳化。第三，可考虑将以离子交换树脂、电气石、火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石(例如黑耀石)的顺序通过而成的水、或以离子交换树脂、火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石、电气石的顺序通过而成的水中的任一种水作为加工水。第四，可考虑将使第三种的水中的任一种水在火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石内多次循环流过的水作为加工水。尤其在使用第三、第四种加工水的情况下，混合室30内的燃料与水的乳化比例会变大，且使在燃烧元件23内燃烧乳化燃料时的热量变大。

加工水能促进燃料与水在混合室30内的乳化。在使用加工水的情况下，若将混合的燃料与加工水的容积设为100％，并使燃料的容积比例为35％以上，使加工水的容积比率为65％以下，则当燃料与水在混合室30内碰撞混合时，会形成不完全的乳化燃料。当使用加工水时，不完全的乳化燃料形成为90％以上的乳化燃料和剩余的10％以下的未被乳化的燃料与水混合的状态的物质。即，通过使用加工水，与一般的水相比，能增大混合室30内制造出的乳化燃料的比例。即便使用不完全的乳化燃料，也可在燃料元件23中充分地燃烧，从而能作为乳化燃料充分使用。即，若使用加工水来代替自来水，则能进一步降低燃料的使用比例。

也可使植物油与收容在水箱16中的自来水等一般的水或加工水混合。作为植物油，使用由蓖麻油、葵花油、菜油及米糠油中的至少一种油构成的植物油。该植物油相对于燃料与水的总计100％混合0.1％以上。植物油促进燃料与水的乳化，起到与表面活性剂相同的作用。由于植物油不会因燃烧而产生二恶英，因此，对于促进燃料与水的乳化是优异的。

实施例2

在实施例1中使用了一个液体混合元件10，但也可串联地配置多个与液体混合元件10相同结构的液体混合元件加以使用。如图3所示，在液体混合元件10的排出口38的出口连结有与该液体混合元件10相同结构的第二液体混合元件50。将燃料供给通路20的上游端与该第二液体混合元件50的排出口38(参照图2)连接。在图3的情况下，将植物油通路52的一端与第二液体混合元件50的第二导入口36(参照图2)连结，并将植物油箱54与该植物油通路52的另一端连通。在第二液体混合元件50中设有第二混合室56和第二喷射口58，其中，上述第二混合室56与植物油通路52连通，上述第二喷射口58朝该第二混合室56喷射由液体混合元件10制造出的不完全的乳化燃料。在第二液体混合元件50中，能使从植物油通路52导入的植物油与由液体混合元件10制造出的不完全的乳化燃料在第二混合室56内碰撞混合，并能利用植物油促进导入燃料供给泵24的不完全的乳化燃料的乳化。

另外，也可在第二液体混合元件50的下游侧再连结与液体混合元件10(第二液体混合元件50)相同结构的液体混合元件。在该情况下，将在下游侧新连结的液体混合元件的第二导入口36(参照图2)关闭。即使在使植物油与燃料和水混合的情况下，从燃料供给泵24供给至燃烧元件23的乳化燃料也可能未被全部乳化，即便一部分以燃料与水未被乳化的状态残留，不完全的乳化燃料也能在燃烧元件23中充分地燃烧，从而能作为乳化燃料充分使用。在将水作为加工水的情况下，若加工水的容积混合比率为65％以下，燃料的容积混合比率为35％以上，则乳化燃料能在燃烧元件23中充分地燃烧，从而能作为乳化燃料充分使用。

实施例3

在实施例1中，表示了液体混合元件10、燃料箱12、水箱16及燃烧元件23配置于彼此理想的位置的状态。即，燃料箱12及水箱16处于配置于液体混合元件10的附近且配置于比液体混合元件10更高的位置的状态。此外，液体混合元件10处于配置于燃烧装置22的附近的状态。然而，在已有的燃烧设备中，存在已设的燃料箱、已设的水箱高度配置于与燃烧元件23的高度相同的高度或比燃烧元件23的高度低的高度的情况，或存在已设的燃料箱、已设的水箱以远离燃烧元件23的方式配置的情况。实施例3特别针对配置有已设的燃料箱、已设的水箱的情况使用本发明，根据图4对实施例3进行说明。不过，即使在未设置有已设的燃料箱、已设的水箱的情况下，也能使用本发明。在图4中，与图1的构件符号相同的符号表示同一构件。

即使在该实施例3中，也与实施例1相同，除了已设的燃料箱、已设的水箱以外，还将燃料箱12及水箱16配置于液体混合元件10附近的上方位置。与实施例1相同地利用燃料通路14将燃料箱12与液体混合元件10连通。在该燃料通路14的中途，在离燃料箱12较近的位置新设置送出用燃料泵60。即，在燃料通路14的中途，在燃料泵60的下游侧具有单向阀42、燃料流量调节阀40。另外，与实施例1相同地利用水通路18将水箱16与液体混合元件10连通。在该水通路18的中途，在离水箱16较近的位置新设置送出用水泵62。即，在水通路18的中途，在送出用水泵62的下游侧具有开闭阀48、单向阀46、水流量调节阀44。

在已有的设备即已设燃料箱64上连通有已设燃料通路66的一端，已设燃料箱64内的燃料经由已设燃料通路66移动。在该已设燃料通路66的中途具有已设燃料泵68。在已设燃料箱64配置于与燃烧元件23的高度相同的高度或比该燃烧元件23的高度低的高度的情况下，或在已设燃料箱64配置于远离燃烧元件23的位置的情况下，已设燃料通路66的另一端例如与现有已知的乳剂制造装置(未图示)连通。另一方面，在已有的设备即已设水箱70上连通有已设水通路72的一端，已设水箱70内的水经由已设水通路72移动。在该已设水通路72的中途设有已设水泵74。在已设水箱70配置于与燃烧元件23的高度相同的高度或比该燃烧元件23的高度低的高度的情况下，或在已设水箱70配置于远离燃烧元件23的位置的情况下，已设水通路72的另一端例如与现有已知的乳剂制造装置(未图示)连通。

在使用已设燃料箱64、已设燃料通路66、已设燃料泵68的情况下，切断已设燃料通路66的另一端作为自由端，以能从已设燃料通路66的自由端朝燃料箱12内供给燃料。由于已设燃料泵68的流量较大，因此，与燃料通路14断开，将从已设燃料泵68输送而来的燃料暂时放入燃料箱12内。藉此，不会使流量较大的已设燃料泵68的影响波及到燃料通路14及其下游。另一方面，在使用已设水箱70、已设水通路72、已设水泵74的情况下，切断已设水通路72的另一端作为自由端，以能从已设水通路72的自由端朝水箱16内供给水。由于已设水泵74的流量较大，因此，与水通路18断开，将从已设水泵74输送而来的燃料暂时放入水箱16内。藉此，不会使流量较大的已设水泵74的影响波及到水通路18及其下游。

无论在使用或不使用已设燃料箱64、已设水箱70的情况下，都可在燃料通路14的中途，在离燃料箱12较近的位置设置送出用燃料泵60。此外，在水通路18的中途，在离水箱16较近的位置设置送出用水泵62。送出用燃料泵60和送出用水泵62的流量与已设燃料泵68、已设水泵74的流量相比较小，能以使燃料与水在液体混合元件10良好地混合来生成乳化燃料所需的合适的压力来将燃料、水输送至液体混合元件10。即，送出用燃料泵60和送出用水泵62将输送至液体混合元件10的燃料的压力、水的压力设为恰当的压力。除此之外，送出用燃料泵60和送出用水泵62还将朝液体混合元件10的下游侧的燃料供给通路20供给的乳化燃料的压力设为恰当的压力，其结果是，具有使在燃料供给通路20的中途设有的燃料供给泵24的寿命保持得较长的效果。

实施例4

接着，将实施例3(图4)的改良作为实施例4并在图5中进行表示。在图5中，与图4的构件符号相同的符号表示同一构件。在图5(实施例4)中，其与图1(实施例1)不同的主要部位是省略了在水通路18的中途设置的开闭阀48这点。此外，实施例4与实施例3的不同之处是使燃料供给泵24、送出用燃料泵60及送出用水泵62的开关的接通—断开连动地工作。用于使燃料供给泵24、燃料箱12及水箱16的开关连动地工作的连动开关是现有已知的技术，因此，省略该连动开关的图示。另外，在图5(实施例4)中，与图4相同，表示了已设燃料箱64、已设燃料通路66、已设燃料泵68、已设水箱、已设水通路72、已设水泵74，但也可省略这些构件。

存在将配置于液体混合元件10的位置的上游的燃料箱12及水箱16与配置于液体混合元件10的位置的下游的燃料供给泵24彼此靠近地配置的情况。在制造出乳化燃料并立刻使用制造出的乳化燃料的情况下，使朝燃烧元件23供给燃料用的燃料供给泵24、燃料箱12的下方的送出用燃料泵60及水箱16的下方的送出用水泵62同时起动—停止工作。因此，也可使用用于使燃料供给泵24的工作开关(未图示)、送出用燃料泵60的工作开关(未图示)及送出用水泵62的工作开关(未图示)同时接通—断开的例如连动开关。藉此，能省略在水通路18的中途设置的开闭阀48。尽管使用了使燃料供给泵24、送出用燃料泵60及送出用水泵62连动的开关，但由于省略了开闭阀48，因此，能降低装置的制造成本。