水混合燃料生成装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水混合燃料生成装置，详细而言，涉及(I)混合作为连续相的燃料油与作为分散相的水生成水混合燃料的装置、以及(2)混合作为连续相的水与作为分散相的燃料油生成水混合燃料的装置。这里，水混合燃料是指(I)混合作为分散质的水与作为分散媒的燃料油、以及(2)混合作为分散质的燃料油与作为分散媒的水而成的分散系燃料，以下，将通过(I)生成的水混合燃料称为“微小水粒型水混合燃料”，将通过(2)生成的水混合燃料称为“微小油粒型水混合燃料”。
【背景技术】
[0002]向燃料添加水的技术作为在发动机、锅炉等的机器中能够比较容易并且可靠地进行NOx减少的方法而被众所周知。另外，虽然也存在通过向燃料添加水从而能够同时减少NOx与燃料消耗的报告，但一般而言，为了将水与轻油、A重油混合，需要添加剂(表面活性剂)(例如参照专利文献I)。
[0003]专利文献I:日本特开2010 — 275380号公报
[0004]然而，在使用添加剂的情况下，需要考虑用于投入添加剂的装置、添加剂所需要的费用，存在燃料消耗的改善效果被抵消的可能性。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的在于提供能够无添加剂地选择性地生成两种(“微小水粒型水混合燃料”与“微小油粒型水混合燃料”)的水混合燃料的水混合燃料生成装置。
[0006]技术方案I记载的发明的特征在于，通过将作为连续相的燃料油与作为分散相的水、或者作为连续相的水与作为分散相的燃料油导入流体混合器内，将导入的作为分散相的水或者燃料油，利用设置于燃料喷射装置附近的流体混合器微细化至包含几μπι以下的粒径，并且使其在导入的作为连续相的燃料油中或者水中均匀化，在水与燃料油分离之前喷射，从而无添加剂地生成并导出水混合燃料。
[0007]技术方案2记载的发明在技术方案I记载的发明的基础上的特征在于，能够将作为连续相或者分散相的水的混合比例设定为任意值。这里，水的混合比例(添加比例)是在水的添加量[kg]除以水的添加量[kg]与消耗燃料量[kg]的和的值上乘以100的百分率。
[0008]技术方案3记载的发明在技术方案I或2记载的发明的基础上的特征在于，能够选择:通过将作为连续相的燃料油与作为分散相的水导入流体混合器内，利用流体混合器将导入的作为分散相的水微细化至包含几μπι以下的粒径而成为微小的水粒，并且使其在导入的作为连续相的燃料油中均匀化，从而无添加剂地生成微小的水粒混合存在的水混合燃料的方式；以及通过将作为连续相的水与作为分散相的燃料油导入流体混合器内，将导入的作为分散相的燃料油利用流体混合器微细化至包含几μπι以下的粒径而成为微小的油粒，并且使其在导入的作为连续相的水中均匀化，从而无添加剂地生成微小的油粒混合存在的水混合燃料的方式。
[0009]技术方案4记载的发明在技术方案3记载的发明的基础上的特征在于，在生成并导出微小的水粒混合存在的水混合燃料的情况下，通过在流体混合器内预先仅导入作为连续相的燃料油，然后，使导入流体混合器内的作为连续相的燃料油逐渐减少至规定的比例，并且使导入流体混合器内的作为分散相的水逐渐增大至规定的比例，从而将作为连续相的燃料油与作为分散相的水以规定的比例导入流体混合器内，另一方面，在生成并导出微小的油粒混合存在的水混合燃料的情况下，在流体混合器内预先仅导入作为连续相的水，然后，使导入流体混合器内的作为连续相的水减少至规定的比例，并且使导入流体混合器内的作为分散相的燃料油增大至规定的比例，从而将作为连续相的水与作为分散相的燃料油以规定的比例导入流体混合器内。
[0010]发明的效果
[0011]本发明通过将作为分散相的水或者燃料油微细化至包含几μπι以下的粒径，能够提供无添加剂地选择性地生成两种水混合燃料的水混合燃料生成装置。
【附图说明】
[0012]图1是作为本实施方式的水混合燃料生成装置的概念图。
[0013]图2是水混合燃料的模式图。
[0014]图3是控制框图。
[0015]图4是表示两种水混合燃料中的水的混合比例所带来的燃料消耗的变化的图表。
[0016]图5是表示两种水混合燃料中的水的混合比例所带来的NOx的变化的图表。
[0017]图6是表示“微小水粒型水混合燃料”中的水的混合比例所带来的PM的变化的图表。
[0018]图7是表示“微小水粒型水混合燃料”中的水的混合比例所带来的PM的减少效果的照片。
[0019]图8是“微小水粒型水混合燃料”中的水粒子的粒径分布(在C重油中混合有水的情况)。
[0020]图9是“微小油粒型水混合燃料”中的油粒子的显微镜照片。
[0021]图10是表示“微小油粒型水混合燃料”中的水的混合比例为30%的情况下的燃料消耗的变化的图。
[0022]图11是水混合燃料使用时的喷雾燃烧的模型图。
[0023]图12是燃料油的喷雾燃烧过程的模式图。
[0024]图13是“微小油滴型水混合燃料”的喷雾燃烧过程的模式图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是作为本实施方式的水混合燃料生成装置A的概念图，图2表示由水混合燃料生成装置A生成的水混合燃料的模式图。而且，图2(a)是在燃料油F中混合存在有微小的水粒Wa的“微小水粒型水混合燃料”的模式图，图2(b)是在水W中混合存在有微小的油粒Fa的“微小油粒型水混合燃料”的模式图。
[0026]如图1以及图2所示，水混合燃料生成装置A具有如下特征:在燃料油F中或者水W中混合水W或者燃料油F时，(I)不需要添加剂，(2)选择性地设定“微小水粒型水混合燃料”(微小的水的粒子亦即水粒Wa混合存在于燃料油F中的状态)、与“微小油粒型水混合燃料”(微小的燃料油的粒子亦即油粒Fa混合存在于水W中的状态)这两种状态，从而能够生成任一种状态的水混合燃料。
[0027]因此，水混合燃料生成装置A(I)能够实现NOx以及PM的同时减少，并且(2)通过设置于作为燃料喷射装置的一个方式的后述的发动机或者锅炉等的机器K、与后述的燃料油罐Tl之间，向机器K的燃烧室供给由水混合燃料生成装置A生成的“微小油滴型水混合燃料”，能够将被微粒化的油滴Fa直接喷射于燃烧室(能够取消燃料喷射装置中的微粒化机构)，因此不仅能够将燃料喷射装置简化，也能够改善喷雾燃烧(促进燃烧)。而且，(3)能够期待作为国际海事机构(MO)的N0x3次限制对应技术的活用。
[0028]如图1所示，对于水混合燃料生成装置A而言，在发动机或者锅炉等的机器K的正前方与连接燃料油罐Tl与发动机或者锅炉等的机器K的作为燃料供给线的燃料油供给管9连接，并且与燃料油F的供给源亦即燃料油罐Tl连接。即，对于水混合燃料生成装置A而言，能够通过经由后述的水混合燃料导出管4与燃料油流出管I之后附加于现有的燃料油供给管9与燃料油罐Tl来应用，从而能够利用从燃料油罐Tl通过燃料油流出管I供给的燃料油F生成水混合燃料，并且能够通过燃料油供给管9向发动机或者锅炉等的机器K供给生成的水混合燃料。此外，在本实施方式中，不仅通过上述结构，而且经由后述的返回管10将水混合燃料生成装置A之后附加于发动机或者锅炉等的机器K。
[0029]若具体进行说明则是:水混合燃料生成装置A使收容于燃料油罐Tl内的作为连续相或者分散相的燃料油F(例如轻油、重油)、与收容于水罐T2内的作为分散相或者连续相的7KW(例如自来水、纯水)合流导入流体混合器M内，并且将导入的作为分散相的水W或者燃料油F通过流体混合器M微细化至包含几μπι以下的粒径，优选微细化至几μπι?约20μπι的粒径，并且在导入的燃料油F中或者水W中均匀化。
[0030]此时，流体混合器M构成为，设置于作为燃料喷射装置的一个方式的发动机或者锅炉等的机器K的附近(尽可能接近的位置)，在均匀化的燃料油F与水W分离之前，在机器K的燃烧室内被喷射。
[0031]通过这样构成，在水混合