乳胶制造装置的制作方法

专利名称：乳胶制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乳胶制造装置，尤其涉及制造作为低公害燃料使用的稳定 性高的乳胶燃料的装置。
背景技术：
已知有一种在轻油、重油、重质油等燃料油中添加水后进行搅拌、使水分 散在燃料油中的乳胶燃料。在此，作为重质油，是在常温下流动性差且不加热至高温便不会流动的油，最好是包括常压下的沸点为34(TC以上的成分占重量 的90%以上的下面所示的油。即石油沥青类及其油的混合物，石油沥青的各种 处理物、其中间产品、残渣及它们的混合物，常温下不流动的高流动点油或原 油，石油焦油沥青及其油的混合物，沥青类，天然沥青，奥里诺科焦油(Orinoco tar)，焦油，残渣油等。当乳胶燃料在高温场所进行喷雾时，燃料液滴中的水会瞬时沸腾，从而使 燃料液滴成为微粒(微爆)，由此，可实现高速且高效率的燃烧，并可抑制co 和煤的生成。另外，由于火焰温度会因水的蒸发而下降，因此乳胶燃料还具有 减少排气中的N0x的效果，因而作为低公害燃料而周知。在制造乳胶燃料时，混合装置(混合器)性能的好坏会对所制造的乳胶燃 料的燃烧性能和长期稳定性产生很大的影响。以往，在混合装置、尤其直列式 的混合装置中使用的是静态混合器和高压均化器等。在静态混合器的场合，在管路内插入有扭转方向交替翻转的翅片列，以 使流体一边交替地旋转一边前进。另一方面，在高压均化器的场合，则用几百 几千大气压的高压使流体从 微小喷嘴喷出，并用此时产生的大的剪切力来促进微细混合。在高速下撞击，利用转动体进行搅拌，并使其通过磁场施加装置，利用电 动势将胶束粒子的各分子团扯开，促进胶束粒子的混合和扩散，从而使粒径变小。例如参照日本专利特开2004-161943号公报。另外，作为以沥青和油砂等重质油为对象的方法，公开了如下的乳胶燃料的制造方法在用静态混合器将由定量泵从保持于规定温度的重质油箱、乳化剂箱和水箱供给来的各原料预混合后，用高剪切搅拌机(在此使用的是日本特殊机化工业株式会社(日文特殊機化工)生产的管道式均 匀混合器)进行搅拌，使其成为乳胶燃料，并在经由温度调节器后将其输送到重质油乳胶燃料箱7中。例如参照日本专利特开平8-209157号公报。 另外， 一般而言，乳胶燃料其自身作为乳胶燃料并非长时间稳定。艮P， 只是使水变成微小的粒子后分散在油中的乳胶燃料不久后会凝聚，从而油 在上层、水在下层地两相分离。这种油和水两相分离的燃料已无法作为燃 料使用。因此，需要在运输和储藏时确保长时间分散稳定性。为了确保这 种长时间稳定性，以往提出了使分散水粒子的粒径微小化或添加稳定剂的 技术。例如参照日本专利特开平2-105890号公报。然而，在乳胶燃料的制造中，在使用上述静态混合器的场合无法获得 充分的微细混合。另外，对于高压均化器来说存在有与乳胶燃料制造时所消耗的能量相 比制造量少、且装置的价格也极高的问题。另外，在以重质油为对象时，作为使水分散在燃料油中的手段使用的 是高剪切搅拌机。然而，为了仅利用高剪切搅拌机的搅拌叶片高速旋转而 形成的搅拌作用使水充分分散在燃料油中，需要大型的搅拌叶片，搅拌机 的负载大，搅拌叶片的更换频率高，且电费也高。另外，在利用搅拌叶片形成的单重旋转流进行搅拌的场合，由于质量 大的粗粒液滴会因离心力而附着在搅拌容器的内壁上，因此很难在短时间 内均匀地混合，很难联机地精密控制乳胶燃料的含水率。尤其是在C重油 等高粘性燃料油的场合，很难实现这种短时间内的均匀混合。另外，为了利用搅拌叶片形成的单重旋转流对C重油等高粘性燃料油进行搅拌、混合，需要加热到14(TC左右以提高流动性，从而需要加热用的 能量、时间、设备，无法廉价地使用低质燃料。另外，需要以几个百分比的程度混合乳化剂，但若以几个百分比的程 度来混合乳化剂，则存在乳胶燃料的价格会变高、且乳化剂会给燃烧造成 不良影响的问题。发明内容鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种高性能且可制造稳定的乳胶燃 料的乳胶制造装置。本发明实施形态的乳胶制造装置包括圆筒状容器；配置在该圆筒状 容器的大致中心轴上、从上端部供给有至少两种液体、并在将这些液体混 合后在所述圆筒状容器的底部上方放出的混合液管；与该混合液管同心地 配置、可旋转地设置在所述容器内的中空转轴；包括呈放射状地固接在该 中空转轴下端部的多个叶片板、以及固接有这些叶片板的下端部并形成在 所述多个叶片板之间将从所述混合液管的下端部流出的所述混合液向所述 圆筒状容器的内壁方向引导的放射状流路的圆锥状底板的第一转子；在所 述圆筒状容器的上部、包括呈放射状固接在所述中空转轴上的多个叶片板 的第二转子；固定在该第二转子与所述第一转子之间的所述圆筒状容器的内壁 上、将所述转轴可自由旋转地支撑、并设置有供所述混合液流过的多个通过孔 的中间支撑体；以及驱动所述中空转轴旋转的驱动部件。另外，在所述乳胶制造装置中，所述中空转轴被第一轴承和第二轴承可 自由旋转地支撑，所述第一轴承设置在所述圆筒状容器的上端固定板内， 所述第二轴承设置在圆柱状的中间支撑体内，该中间支撑体设置在所述第 一转子与所述第二转子之间的所述圆筒状容器内。另外，在所述乳胶制造装置中，所述第一转子包括固定在所述中空 转轴上的第一旋转体、以及固定在该第一旋转体下方的圆锥状底板，所述 多个叶片板的上端和下端分别与所述第一旋转体和圆锥状底板结合，所述 混合液管的下端在由所述第一旋转体和圆锥状底板形成的空间内开口。另外，在所述乳胶制造装置中，所述第二转子在所述圆筒状容器的上 端固定板与圆柱状的中间支撑体之间的空间内具有固定在所述中空转轴上 的第二旋转体，在该第二旋转体的周围固定有所述多个叶片板。另外，在所述乳胶制造装置中，在所述圆柱状的中间支撑体上形成有 多个长孔，这些长孔将所述第一转子与第二转子之间彼此连通。在所述乳胶制造装置中，所述中空转轴以至少10000rpm以上的转速高 速旋转。在所述乳胶制造装置中，所述中空转轴还具有马达，该马达配置在所 述圆筒状容器的下侧，该马达的转轴与所述第一转子的圆锥状底板连结。在所述乳胶制造装置中，在所述第一转子和第二转子上分别等角度地 竖立设置有十二个叶片。在所述乳胶制造装置中，所述混合液管的上端分成双叉。在所述乳胶制造装置中，所述两种液体是油和水。在所述乳胶制造装置中，所述油是轻油、重油或重质油。


图1是表示本发明的乳胶制造装置的一实施形态的剖视图。图2是表示构成本发明的乳胶制造装置的第一转子的桨叶的配置的俯视图。图3是表示构成本发明的乳胶制造装置的支撑体的长孔的配置的俯视图。
具体实施方式
下面参照附图对用于实施本发明的乳胶制造装置的最佳形态进行说明。图1是表示本发明的乳胶制造装置的一实施形态的剖视图。 如图1所示，乳胶制造装置的基本结构为沿圆筒状容器1的中心轴在垂 直方向上设置有将油(轻油、灯油、A重油等)与水混合输送的混合液管2。 该混合液管2其上部具有呈Y字状分支的分支管2a、 2b，在分支管2a、 2b上分别连接有油箱3和水箱4。 g卩，该混合液管2由不锈钢形成，在上部的呈Y 字状分叉的分支管2a、 2b上分别设置有流量阀4a、 4b。通过这些流量阀 4a、 4b，分支管2a、 2b的前端中的一方配置在油箱3的底部，另一方配置 在水箱4的底部。另外，油箱3和水箱4均由不锈钢形成，在它们的内部 内置有用于将储藏在各自的内部的液体(水或油)的温度保持成规定温度 (例如55°C)的加热器5、 6。在混合液管2的外侧与混合液管2同心并与混合液管2分离地配置有 高速旋转的中空转轴7。该中空转轴7的上部通过第一轴承8a可自由旋转 地支撑在固定板8上，下部固定在第一转子9的圆柱状的第一旋转体10上。 该第一转子9由不锈钢形成，如图2的俯视图所示，在第一旋转体10的下 表面10a上呈放射状地固定有十二个板状的第一桨叶11。在第一转子9的 下方设置有圆锥状底板12，该圆锥状底板12与第一转子9形成为一体。圆 锥状底板12具有圆锥状的上表面12a和平坦的底面12b。圆锥状的上表面 12a的顶点12c与混合液管2的下端部相对配置，上表面12a的顶角形成为 大致60度。在第一转子9的第一旋转体10的下表面10a与圆锥状底板12 的上表面12a之间形成有第一腔室13。该腔室13的周围部被十二个第一桨 叶11呈放射状地分割。另外，第一桨叶11的顶边lla插设在第一旋转体 10的下表面10a内，第一桨叶11的底边llb插设在圆锥状底板12的倾斜 的上表面12a内。第一转子9包括第一旋转体10、十二个第一桨叶11和圆 锥状底板12。在这样构成的第一转子9的周围与圆筒状容器1的侧壁之间 形成有作为流路的间隙g。在圆锥状底板12上直接连结有马达14的转轴 14a，该马达14设置在圆筒状容器1的外侧下部。中空转轴7的大致中央部可自由旋转地被第二轴承15a支撑，该第二 轴承15a设置在一体地固定在圆筒状容器l上的圆柱状的中间支撑体15内。 如图3的水平剖视图所示，在该圆柱状的支撑体15上沿周向等间隔地设置 有六个长孔(孔眼)16。这些长孔16与在第一转子9的周围与圆筒状容器 1的侧壁之间的作为流路的间隙g—起形成液体的流路。在圆柱状的中间支撑体15的上部设置有第二腔室17。该第二腔室17在固定板8与圆柱状的支撑体15之间形成圆筒状的封闭空间，并形成圆筒状容器1的一部分。在该第二腔室17内配置有与中空转轴7 —体高速旋转 的第二转子18。该第二转子18与图2所示的第一转子9 一样，在圆柱状的第二旋转体 20周围呈放射状地固定有十二个板状的第二桨叶19。在所述第二腔室17 中，在其底面上形成有流入孔17a，该流入孔17a供流经设在圆柱状的中间 支撑体15上的六个长孔16的流体流入。另外，在第二腔室17的侧面上形 成有流出口 17b，该流出口 17b用于将流入到第二腔室17内的流体向圆筒 状容器l的外部排出。第二转子18与第一转子9一样，由不锈钢形成，第 二桨叶19的面均进行了镜面加工。下面对上述结构的乳胶制造装置的动作进行说明。另外，图1的箭头 均表示液体的流动方向。用设置在混合液管2下方的第一转子9的第一桨 叶11对在混合液管2中自由落下的水和油的混合液施加剪切力而使其粉碎 而微粒化，从而使其成为乳胶燃料。艮P，在马达14的旋转下，中空转轴7通过动力传递机构而以15000rpm 高速旋转。因此，固接在中空转轴7上的第一转子9和第二转子18也以 15000rpm高速旋转。另外，中空转轴7最好是至少为10000rpm以上的转速。另一方面，储藏在油箱3和水箱4中的液体(例如轻油和水)的温度 分别由加热器5、 6维持在55'C左右。各个箱3、 4内的液体分别从分支管 2a、 2b经由流量阀4a、 4b而流入混合液管2中，在混合液管2的内部成为 水和油的混合液，并沿混合液管2的内部自由落下。另外，流入混合液管2中的液体分别由流量阀4a、 4b调整，沿混合液 管2的内部自由落下的混合液的比例为水油的体积比=40: 60。沿混合液管2的内部自由落下的混合液流入到第一腔室13中，撞击圆 锥状底板12的上表面12而沿周向飞散，并流入到被第一桨叶11分割的流 路内。由于第一桨叶11朝着右侧旋转，因此混合液被第一桨叶11粉碎， 从而转换成由粒径^为5ym左右的微粒构成的乳胶燃料。接着，转换后的 的乳胶燃料因第一转子9的离心力而撞击圆筒状容器1的侧壁，并在圆筒状容器1与第一转子9周围之间形成的间隙g内上升，从而撞击圆柱状的中间支撑体15的下表面。如图3所示，由于在中间支撑体15上形成有用于使乳胶燃料压縮后流 过的长孔16，因此乳胶燃料在流过长孔16时从膨胀状态转换成压縮状态。 接着，流过了长孔16的压縮状态的乳胶燃料经由流入孔17a流入到第二腔 室17内。由于在第二腔室17内设置有高速旋转的第二转子18，因此流入 到第二腔室17内的乳胶燃料撞击第二桨叶19而被进一步粉碎，从而微粒 化。该微粒化后的乳胶燃料从设在第二腔室17侧面上的流出口 17b向外部 流出，并例如向锅炉的燃烧器等供给。采取这样取出的乳胶燃料并用激光散乱方式的粒度分布测量仪对胶束 (缔合体)粒径的平均值进行了测量，得到的4)为0. lym。另外，在一个 月的时间内以静态放置状态对该乳胶燃料进行了观察，结果完全没有分离， 确认是稳定性极好的乳胶燃料。另外，上述乳胶制造装置也可应用于食用乳胶的制造中。当然，从业 人员可以在容易想到的各种改进的状态下实施。另外，本发明并不局限于上述实施形态，在实施阶段，可以在不脱离 本发明主旨的范围内改变构成要素后具体实施。另外，可利用在上述实施 形态中公开的多个构成要素的适当组合来形成各种发明。例如，也可以在 实施形态所公开的所有构成要素中删除几个构成要素。再者，也可以适当 组合不同实施形态中的构成要素。
权利要求
1.一种乳胶制造装置，其特征在于，包括圆筒状容器；混合液管，该混合液管配置在所述圆筒状容器的大致中心轴上，从上端部供给有至少两种液体，并在将这些液体混合后在所述圆筒状容器的底部上方放出；中空转轴，该中空转轴与所述混合液管同心地配置，可旋转地设置在所述容器内；第一转子，该第一转子包括多个叶片板和圆锥状底板，所述多个叶片板呈放射状地固接在所述中空转轴下端部，所述圆锥状底板固接有所述叶片板的下端部，并形成在所述多个叶片板之间将从所述混合液管的下端部流出的所述混合液向所述圆筒状容器的内壁方向引导的放射状的流路；第二转子，该第二转子在所述圆筒状容器的上部，包括呈放射状固接在所述中空转轴上的多个叶片板；中间支撑体，该中间支撑体固定在所述第二转子与所述第一转子之间的所述圆筒状容器的内壁上，将所述转轴可自由旋转地支撑，并设置有供所述混合液流过的多个通过孔；以及驱动部件，该驱动部件驱动所述中空转轴旋转。
2. 如权利要求1所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述中空转轴被第 一轴承和第二轴承可自由旋转地支撑，所述第一轴承设置在所述圆筒状容 器的上端固定板内，所述第二轴承设置在圆柱状的中间支撑体内，该中间 支撑体设置在所述第一转子与所述第二转子之间的所述圆筒状容器内。
3. 如权利要求2所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述第一转子包 括固定在所述中空转轴上的第一旋转体、以及固定在该第一旋转体下方 的圆锥状底板，所述多个叶片板的上端和下端分别与所述第一旋转体和圆 锥状底板结合，所述混合液管的下端在由所述第一旋转体和圆锥状底板形 成的空间内开口。
4. 如权利要求3所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述第二转子在所述圆筒状容器的上端固定板与圆柱状的中间支撑体之间的空间内具有固 定在所述中空转轴上的第二旋转体，在该第二旋转体的周围固定有所述多 个叶片板。
5. 如权利要求3所述的乳胶制造装置，其特征在于，在所述圆柱状的 中间支撑体上形成有多个长孔，该长孔将所述第一转子与第二转子之间彼 此连通。
6. 如权利要求5所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述中空转轴以 至少10000rpra以上的转速高速旋转。
7. 如权利要求6所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述中空转轴还 具有马达，该马达配置在所述圆筒状容器的下侧，该马达的转轴与所述第 一转子的圆锥状底板连结。
8. 如权利要求6所述的乳胶制造装置，其特征在于，在所述第一转子 和第二转子上分别等角度地竖立设置有十二个叶片。
9. 如权利要求7所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述混合液管的 上端分成双叉。
10. 如权利要求8所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述两种液体是 油和水。
11. 如权利要求9所述的乳胶制造装置，其特征在于，所述油是轻油、 重油或重质油。
全文摘要
一种乳胶制造装置，包括在混合液管(2)的下方、固定在中空转轴(7)上的将混合液微粒化的第一转子(9)；设置在该第一转子(9)的上方、将流过所述第一转子(9)的混合液压缩的中间支撑体(15)；以及固定在所述中空转轴(7)上以使流过设在所述中间支撑体(15)上的长孔(16)后的液体进一步微粒化的第二转子(18)。
文档编号F23K5/12GK101230983SQ20081000468
公开日2008年7月30日 申请日期2008年1月21日 优先权日2007年1月26日
发明者黑泽敬次 申请人:价值供给及发展株式会社;富士见工程株式会社