(2)水蒸发产生的水蒸气所带来的比热增加的影响。
[0093]在图8中，由于“微小水粒型水混合燃料”的水粒是几μπι?约20μπι的粒径，所以通过微爆效果改善燃料消耗。
[0094]如图9以及图10所示，由于“微小油粒型水混合燃料”不需要进行基于燃烧喷射装置的微粒化，所以(I)不仅通过燃烧室中的微粒化过程消失并且改善燃烧能够使燃料消耗大幅度减少，(2)而且不需要燃料喷射装置中的微粒化机构，使装备于锅炉、柴油机的燃料喷射装置的低成本.高性能化成为可能。
[0095]另外，若从使用图10所示的“微小油粒型水混合燃料”的情况下的负荷率与燃料消耗的关系来看，在全负荷率下，燃料消耗被改善7?8%。据此可知，无论燃料喷射量、喷射压力、燃烧室的温度等的外在因素怎样，燃烧都被改善。
[0096]图11表示水混合燃料使用时的喷雾燃烧的模型图。图11(a)是仅燃料油的情况，Qa将被喷射的燃料油的量图示为棒状。图11(b)是在燃料油混合有水的情况，通过在燃料油混合水，从而通过对被喷射的燃料的量Qb加有被混合的水的量Qc，从而总喷射量(Qb+Qc)增加，并且被导入喷雾的空气量增加。即，与图11 (a)比较相对于与Qa大致相等的被喷射的燃料的量Qb的空气量增加，因此扩散燃烧期间的燃烧特别被促进，存在PM伴随着燃料消耗被改善而减少的可能性。另外，通过水蒸发时的气化热与蒸发后的比热的增加，燃烧温度降低，NOx减少。在图4?图6中，若水的混合比例增加则燃料消耗被改善，并且NOx与PM减少被认为是基于这样的理由。
[0097]图12表示燃料油的喷雾燃烧过程的模式图。如图12所示，从燃料喷射阀的较细的喷嘴的喷口以高速喷出的燃料油F在燃烧室内微粒化并且蒸发。在该微粒化过程以及其后的蒸发过程中与从周围导入的空气混合成为可燃性混合气，在约Ims(毫秒)后自己着火开始燃烧。这样，在现有的喷雾燃烧装置中，从燃烧喷射装置喷射的燃料经由“微粒化”、“蒸发”这两个过程移至燃烧过程。
[0098]图13表示由本实施方式的水混合燃料生成装置A生成的“微小油滴型水混合燃料”的喷雾燃烧过程的模式图。如图13所示，通过将图12所示的燃料油取代为“微小油粒型水混合燃料”，从而不用经由图12所示的“微粒化过程”地在燃烧室内开始“蒸发过程”，因此燃料消耗进一步被改善。但是，燃烧被活性化从而NOx的生成被促进，因此NOx具有成为增加趋势的可能性。在图5所示的相同运转状态下，“微小油滴型水混合燃料”的NOx的值比“微小水滴型水混合燃料”的NOx的值高被认为是因为该理由。
[0099]根据上述结果，通过在燃料油罐Tl与发动机或者锅炉等的机器K中的燃料喷射装置之间设置本实施方式的水混合燃料生成装置A，(l)能够实现燃料消耗、NOx以及PM的同时减少，并且(2)通过设置于燃料喷射装置的一个方式亦即发动机或者锅炉等的机器K与燃料油罐Tl之间，向燃烧室供给“微小油滴型水混合燃料”，从而能够将被微粒化的油滴直接喷射于燃烧室(能够使燃料喷射装置中的微粒化机构消失)，因此不仅能够将燃料喷射装置简单化，而且能够改善喷雾燃烧(促进燃烧)。
[0100]另外，通过与SCR、EGR等其他NOx减少技术的组合，也能够期待作为IMO(国际海事机构:Internat1nal Maritime Organizat1n)的3次限制对应技术的作用。
[0101][总结]
[0102]1.使用无新开发的添加剂就能够生成两种水混合燃料的水混合燃料生成装置，进行了明确水混合燃料对废气排放造成的影响的实验。其结果示出了( I)通过使“微小水粒型水混合燃料”中的水的添加比例为30%，从而在附加率75%，能够同时使燃料消耗减少约5%，使NOx减少约35%，使PM减少约60%。示出了(2)在使“微小油粒型水混合燃料”中的水的混合比例为30%的情况下，在负荷率25%、50%、75%，也能够将燃料消耗改善7%?8%。
[0103]2.通过在燃料油罐与锅炉、柴油机等的需要燃料喷射装置的机器之间设置不需要新开发的添加剂的水混合燃料生成装置，在这些机器生成“微小油粒型水混合燃料”，从而不需要燃料喷射装置的“微粒化机构”，因此装备于锅炉、柴油机的燃料喷射装置的低成本.高性能化成为可能。
[0104]附图标记说明:
[0105]A-??水混合燃料生成装置;M.??流体混合器;Tl.??燃料油罐;T2...水罐;T3…分离罐；Rl…第一流量计;R2…第二流量计;VI…第一电动流量调整阀；V2…第二电动流量调整阀；V3…紧急关闭阀；V4…压力调整阀;Pl.??水混合燃料用电动栗;P2…燃料油用电动栗;P3…水用电动栗;VcI第一电动三通阀；Vc2第二电动三通阀；J…循环流路;C…控制器;Op…操作部;W…水;Wa…水粒;F...燃料油;Fa...油粒；l...燃料油流出管;2…水流出管;3…合流流体导入管;4…水混合燃料导出管;5…水混合燃料循环管;6…水混合燃料回收管;7…燃料油回收管;8…水回收管;9...燃料油供给管；10...返回管。
【主权项】
1.一种水混合燃料生成装置，其特征在于， 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，并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进行喷射，从而无添加剂地生成并导出水混合燃料。2.根据权利要求1所述的水混合燃料生成装置，其特征在于， 能够将作为连续相或分散相的水的混合比例设定为任意值。3.根据权利要求1或2所述的水混合燃料生成装置，其特征在于， 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。4.根据权利要求3所述的水混合燃料生成装置，其特征在于， 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，通过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。
【专利摘要】本发明提供能够无添加剂地生成水混合燃料的水混合燃料生成系统。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μm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进行喷射，从而无添加剂地生成并导出水混合燃料。
【IPC分类】B01F3/08, F02M25/022, C10L1/32
【公开号】CN105531356
【申请号】CN201480046901
【发明人】前田和幸, 最上贤一
【申请人】独立行政法人水产大学校, 丸福水产株式会社, 乐活株式会社, Ｊｒｃｓ株式会社
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年8月29日
【公告号】WO2015030187A1