改质燃料油、其制造方法以及其制造装置的制作方法

专利名称：改质燃料油、其制造方法以及其制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及改质燃料油、连续地制造该改质燃料油的制造方法以及连续地制造该 改质燃料油的制造装置。
背景技术：
作为改质燃料油制造装置的一种形态，存在有由网眼状的连续多孔体形成的圆柱 状的远红外线放射性陶瓷体和贯通插入该远红外线放射性陶瓷体、内部具有中空形状的远 红外线放射性圆筒体陶瓷构成的改质燃料油制造装置(例如，参照专利文献1)。该改质燃料油制造装置中，流体燃料接受远红外线的放射而活性化，因此可以提 高燃烧效率。专利文献1 日本特开平11-106762号公报

发明内容
但是，上述改质燃料油制造装置虽然提高了燃烧效率，但是并不能达到令人满意 的效果。为了解决上述课题，在发明中提供以下的改质燃料油。本发明第一方面提供一种改质燃料油，通过进行初级改质处理和二级改质处理而 得到，该初级改质处理中，通过离心力使燃料油流动，并且使该燃料油向与其流动交叉的方 向重复分流、合流地以弯曲状态流动，该二级改质处理中，通过压送力使该被初级改质处理 后的燃料油流动，并且使该被初级改质处理后的燃料油向与其流动交叉的方向重复分流、 合流地以弯曲状态流动，从而得到。本发明第二方面提供一种如第一方面提供的改质燃料油，在被初级改质处理后的 燃料油中加入微量的空气后进行二级处理而得到。为了解决上述课题，本发明的第三、四方面提供如下的改质燃料油制造方法。本发明第三方面提供一种改质燃料油制造方法，其具有初级改质处理工序和二级 改质处理工序，该初级改质处理工序中，通过离心力使燃料油重复切割状的分流和压缩状 的合流地以弯曲状态流动，从而进行改质处理，该二级改质处理工序中，通过压送力使在该 初级改质处理工序中被初级改质处理后的燃料油重复切割状的分流和压缩状的合流地以 弯曲状态流动，从而进行改质处理。本发明第四方面提供一种如第四方面提供的改质燃料油制造方法，在二级改质处 理工序之前，设置供给微量的空气的微量空气供给工序。为了解决上述课题，本发明的第五、六方面提供如下的改质燃料油制造装置。本发明第五方面提供一种改质燃料油制造装置，其具有初级改质处理部和二级改 质处理部，该初级改质处理部通过离心力使燃料油流动，并且使该燃料油向与其流动交叉 的方向重复切割状的分流和压缩状的合流地以弯曲状态流动，从而进行改质处理，该二级 改质处理部通过压送力使被该初级改质处理部初级改质处理后的燃料油流动，并且使该初级改质处理后的燃料油向与其流动交叉的方向重复切割状的分流和压缩状的合流地以弯 曲状态流动，从而进行改质处理。本发明第六方面提供一种如第五方面提供的改质燃料油制造装置，其在初级改质 处理部和二级改质处理部之间，具有微量空气供给部。在本发明中，通过将燃料油中的微粒夹杂物微细化的初级改质处理和进一步将该 燃料油中的微粒夹杂物超微细化的二级改质处理，至少在两阶段进行均勻的改质，从而可 以使燃料油完全燃烧，减少所期待的燃烧温度所需要的燃料油的消耗量。其结果，可以提高 燃烧效率。在此，作为燃料油，可以使用汽油、航空涡轮机用燃料油(喷气式飞机燃料油)、 灯油、轻油、燃气轮机用燃料油、重油等，但是本发明特别对重油的改质有效，即使是废油， 通过改质也可以成为可以有效利用的改质废油。在初级改质处理后的燃料油中加入微量的空气，并进行二级改质处理的情况下， 在二级改质处理中，可以使微量的空气也成为超微细的气泡，并均勻地与燃料油混合(可 以形成混有超微细的气泡的改质燃料油)。例如，使得微量空气、微量夹杂物的筛下体积 75%以下的粒径(平均粒径)至少为4iim以下，liim 4iim中的最大粒径为2iim。由于 该气泡浮力减少，因此可以稳定地分散在改质燃料油中。并且，通过超微细的气泡可以增加 气-液界面的面积(燃烧表面积)。这是，存在有直径lPm左右、进一步被超微细化为纳 米量级至亚微米量级的气泡，通过这样的超微细的气泡，可以进一步增加气-液界面的面 积(燃烧表面积)以及静电极化引起的表面活性(如表面活性剂功能)。并且，直径lym 左右、进一步被超微细化为纳米量级至亚微米量级的气泡中的氧容易溶解在燃料油中，因 此可以形成溶存氧量大的改质燃料油。其结果，本发明可以提供大幅削减燃料消耗量并且 进一步提高燃烧效率的改质燃料油，以及其制造方法和其制造装置。在此，纳米量级为不满 1 U m的量级。亚微米量级为0. 1 ii m 1 ii m的量级。


图1是表示本发明的改质燃料油制造装置的构成的概念说明图。图2是表示实验结果的图表。图3是表示该实验结果的直方图。图4是表示时间_燃烧温度特性的图表。图5是表示随时间变化的燃料消耗量的直方图。图6是表示各改质燃料油的燃烧温度的直方图。图7是粒子尺寸分布图。图8是粒子尺寸分布的放大显微镜照片。图9是旋转式流体改质器的改质器主体的侧面图。图10是改质器主体的上方的旋转体的底面图。图11是改质器主体的下方的旋转体的平面12是表示分别形成于上 下方的旋转体的流路形成用凹部彼此的连通状态的 平明说明图。图13是图12的I-I线剖面说明图。图14是下方的旋转体的底面图。
图15是表示第一实施方式的流体改质器的正剖面图。图16是表示第一实施方式的流体改质器的改质单元的分解正剖面图。图17(a)是表示第一实施方式的改质单元的第一改质部件的右侧面图、图17(b) 是左侧面图。图18(a)是表示第一实施方式的改质单元的第二改质部件的左侧面图、图18(b) 是右侧面图。图19是表示第一实施方式的改质单元的立体图。图20是表示第一实施方式的改质单元的组装状态的分解立体图。图21是表示形成于第一实施方式的改质部件的凹部的抵接状态的说明图。图22是表示第二实施方式的流体改质器的正剖面图。图23是表示第二实施方式的流体改质器的改质单元的分解正剖面图。图24(a)是表示第二实施方式的改质单元的集合流路形成部件的右侧面图、图 24(b)是左侧面图。图25是表示第二实施方式的改质单元的安装状态的分解立体图。图26是表示第二实施方式的改质单元的安装状态的集合流路形成部件的右侧面 说明图。图27(a)表示第二实施方式中的改变的第二改质部件的左侧面图、图27 (b)是将 正面图横向放倒状态的图，图27(c)是右侧面图。图28是表示第三实施方式的流体改质器的正剖面图。图29是表示第三实施方式的流体改质器的改质单元的分解正剖面图。图30是表示第三实施方式的改质单元的组装状态的分解立体图。图31 (a)是表示第三实施方式的改质单元的导出侧部件的左侧面图，图31 (b)是 右侧面图。图32是表示第四实施方式的流体改质器的正剖面图。图33是表示第四实施方式的流体改质器的改质单元的分解正剖面图。图34是表示第四实施方式的改质单元的组装状态的分解立体图。图35(a)是表示集合流路形成部件的变化例的改质单元的组装状态的右侧说明 图，图35(b)为图35(a)的II-II线剖面图，图35(c)为图35(a)的III-III线剖面图。图36是表示第一实施方式的流体改质器的改变例的剖面侧面说明图。图37是表示第一实施方式的流体改质器的其它改变例的剖面侧面说明图。符号说明A 改质燃料油制造装置1 连通管2 压送泵3 吸气管4 供油部11 11E:流体改质器24:改质单元24a 缝隙状的开口(流出口)
25 改质流路26 集合流路30 第一改质部件31:流入口40 第二改质部件35a、41a 角部(分流部、合流部)52:导向体60 导出侧部件63:放出口80 旋转式改质器100 分隔体102 错流生成体
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。[改质燃料油制造装置的说明]图1是本发明的该改质燃料油制造装置(以下称为“本装置”)A的概图。本装置 A，如图1所示，具有预先对燃料油均勻搅拌并改质处理的作为初级改质处理部的旋转式流 体改质器80、对由该旋转式流体改质器80改质处理后的初级处理液进行进一步改质处理 的作为二级改质处理部的静止型流体改质器11。两改质器80、11经由连通部的连通管1连 通连接，通过设置在该连通管1的中部的压送泵2将规定量的初级处理液从旋转式改质器 80压送到静止型流体改质器11。在位于该压送泵2的吸入口侧(正上游)的连通管1的 中部，连接有与导入微量的空气的作为微量空气导入部(微量空气供给部)的吸气管3的 基端部，开口量调整阀(为图示)自由调整开口量地安装在该吸气管3的前端部，使该前端 部能够以适当的开口量向大气开口。另外，逆止阀、开关阀等的阀部可以设置在连通管1的 适当的位置。另外，压送泵2还设置在连通管1的适当的位置。图1中，4为通过供油泵等向旋转式改质器80供给规定量的燃料油的供油部。6 为经由连通管1与静止型流体改质器11连通连接的燃烧器等的燃料装置，在静止型流体改 质器11被改质处理后的作为最终处理液的改质燃料油，由设置在上述连通管1的中部的压 送泵2压送供给到燃料装置6。另外，向燃料装置6供给时剩余的改质燃料油，从连通管1 分流而储存在储存部(未图示)，从该储存部适当地经由连通管1回流从而供给到燃烧装置 6。此时，可以使改质燃料油从储存部回流到静止型流体改质器11的上游，在该静止型流体 改质器11中进行多次改质处理后供给到燃烧装置6。另外，图1中，12为第1三通阀、13为第2三通阀、14为设置于两第1、第2三通阀 12、13之间的返回管，根据需要对两第1 第2三通阀12、13进行切换操作，从而可以将改 质处理液循环地送入旋转式流体改质器80和静止型流体改质器11，以规定次数(例如10 次)或规定时间(例如20分钟)重复改质处理，从而将作为所希望的最终处理液的改质燃 料油供给到燃料装置6。另外，关于旋转式流体改质器80和静止型流体改质器11将在后面 详述。
在此，作为压送泵2，可以使用能够进行气液混合移送的泵，即可以使用在压送作 为气液改质流体的改质燃料油时也可以确保稳定的吐出压力和吐出流量的泵(例如，尼可 尼股份有限公司制的“气液移送泵”)。另外，从吸气管3可以通过喷吸作用(利用了连通管1中的压力与吸气管3中的 压力差的吸引作用)将空气(外气)导入连通管1。向燃料油导入微量空气的微量空气导入量(微量空气供给量)可以通过从吸气管 3利用所述开口量调整阀(未图示)等的调节部向连通管1的导入量或通过压送泵2的吸 引量进行适当的设定调节。作为最终处理液的改质燃料油的微量空气导入量(微量空气供 给量)优选改质的燃料油的体积的0% 3% (在此，微量空气导入量为0%是指通过关闭 所述开口量调整阀关闭吸气管3的前端部，从而不从该吸气管3导入空气的情况)。更优 选 2%左右，最优选2%。另外，在通过喷吸作用不能一次导入所希望的空气量的情况 下，如上所述，使改质处理液经由返回管14循环，多次导入空气，由此可以形成作为所希望 的最终处理液的改质燃料油。另外，作为微量空气导入部(微量空气供给部)，只要是至少 可以在二级改质处理部的上游(流体导入口侧)向以此改质处理液中供给百分之几的微量 空气的结构就可以，并不限于如上述的从吸入管3吸入微量空气的结构，也可以是压入微 量空气等的结构。下面，对通过上述本装置A制造改质燃料油的方法(改质燃料油制造方法)进行 说明。即，本发明的改质燃料油制造方法具有由后述的旋转式流体改质器80进行的初级改 质处理工序和由后述的静止型流体改质器11进行的二级改质处理工序，其中在初级改质 处理工序中，通过离心力使燃料油一边重复切割状的分流和压缩状的合流一边以弯曲状流 动，从而进行改质处理，在二级改质处理工序中，通过压送力使在该初级改质处理工序中被 改质处理的燃料油一边重复切割状的分流和压缩状的合流一边以弯曲状流动，从而进行改 质处理，在二级改质处理工序之前，可以根据需要设置供给微量空气的微量空气供给工序。在初级改质处理工序中，静止型流体改质器11对燃料油均勻搅拌，由改质处理形 成初级改质液在二级改质处理工序中通过静止型流体改质器11将该改质液均勻搅拌，由 改质处理形成作为二级改质液或最终处理液的改质燃料油。另外，在微量空气供给工序中，在从旋转式流体改质器80经由连通泵1供给到静 止型流体改质器11的途中的改质液中，通过喷吸作用经由吸气管3导入规定量的微量的空 气。在使微量的空气流入的情况下，通过静止型流体改质器11对空气和改质液进行气一液 改质，从而连续地制造出混有微细气泡的改质燃料油。另外，作为最终处理液的改质燃料油 供给到燃烧装置(燃烧器)6等中(根据需要可以适当的经由所述储存部)。在此，燃料油中的微粒夹杂物，通过作为初级改质处理部的旋转式流体改质器80 被进一步微细化(2 5 y m)，燃料油成为这些物质被均勻分散的初级改质液，在作为二级 改质处理部的静止型流体改质器11中，被供给的初级混合液中的微粒夹杂物被超微细化 为纳米等级(不满1 P m)，并且将导入的微量的空气形成直径纳米量级(不满1 P m)的超微 细的气泡，从而可以形成将这些物质均勻地混合 分散的二级改质液。在本实施方式中，使 得微粒夹杂物或微细气泡的筛下体积75%以下的粒径(平均粒径)至少为4 y m以下(优 选2 ii m以下，更优选0. 95 ii m 1. 5 ii m)，1 ii m 4 ii m中的最大粒径为2 y m。另外，为了 使这些微粒夹杂物、气泡具有所希望的平均粒径，根据需要，可以如上述采用在旋转式流体改质器80和静止型流体改质器11中循环送入改质处理液，以规定次数(例如10次)或规 定时间(例如20分钟)重复改质处理的循环工序。在此，微粒夹杂物的直径为1 ii m 200 ii m左右，主要为蒸馏装置、流动接触分解 装置、罐、配管等中产生的锈、腐蚀物质，包含有氧化铁、硫化铁、氯化铁等。另外，也存在有 在石油精制设备中利用的各种催化剂的微粒化产物。在本实施方式中，将燃料油含有的空 气以外的含有物称为微粒夹杂物。所涉及的微粒夹杂物可以通过网眼小的燃料油过滤器对 燃料油进行过滤而去除，但是存在过滤效果不好的问题。因此，只过滤掉较大的微粒夹杂物 (例如lOOym以上)，较小的微粒夹杂物通过上述的对燃料油进行的改质处理来处理与微 量的空气一起被微细化、超微细化。由此，可以提高改质燃料油的燃烧效率。另外，微细化的气泡的浮力减少，因此稳定地分散在改质燃料油中。并且，通过超 微细的气泡，可以增加气-液界面的面积(燃烧表面积)。该情况下，还存在有直径lPm左 右、进一步为纳米量级至亚微米量级的超微细的气泡，通过这样的超微细的气泡，可以进一 步增加气-液界面的面积(燃烧表面积)以及增大静电极化引起的表面活性(如表面活性 剂的功能)。被超微细化的直径为lPm左右、进一步为纳米量级至亚微米量级的气泡中的 氧容易溶解在燃料油中，因此可以形成溶存氧量多的改质燃料油。其结果，通过本实施方式 的改质燃料油，可以大幅度削减燃料消耗量，并且可以进一步提高燃料油的燃烧效率。另外，作为本实施方式的变形例，可以不进行初级改质处理工序而直接进行二级 改质处理。另外，在重复循环改质处理的循环工序中，从初级改质处理工序经过二级改质处 理工序后，可以不返回到初级改质处理工序，而只在二级改质处理工序中重复循环。在这些 情况下，存在有导入和不导入微量的空气的情形。上述本装置A通过计算机自动控制各功 能部，可以连续自动地制造出改质燃料油。[第一实验结果]下面，通过上述本装置A(作为改质处理部使用后述的旋转式流体改质器80、作为 二级改质处理器使用后述的静止型流体改质器11B)制造A重油的改质燃料油。对制造出 的改质燃料油和作为比较例的A重油(未改质)在燃料装置(例如使用尼可尼股份有限公 司制的机械枪式燃烧器MGHA-161)中的燃烧效率进行比较。在此，将导入了空气(作为改 质处理液的A重油的体积的左右)的A重油的改质燃料油作为第一改质燃料油，将没有 导入空气的A重油的改质燃料油作为第二改质燃料油。另外，该改质处理中，将改质处理液 向旋转式流体改质器80和静止型流体改质器11中重复循环输送15分钟。图2是表示将第一改质燃料油和第二改质燃料油和A重油(未改质)分别向燃料 装置供给并使其燃烧时的随时间变化的燃烧温度的图表。图表G1表示第一改质燃料油的 燃烧温度的变化。图标G2以点划线表示第二改质燃料油的燃烧温度的变化。图表G3以虚 线表示A重油(未改质)的燃烧温度的变化。图表G1和图表G3为大致相同形状的温度变 化图表，经过35分钟后的温度几乎没有差别。图表G2为与这两个图表Gl、G2形状相似的 温度变化图表，35分钟后大致有50度的温度差。图3为表示第一改质燃料油和第二改质燃料油和A重油(未改质)的随时间变化 的燃料消耗量的直方图。35分钟后各自的燃料消耗量，第一改质燃料油为7. 67L、第二改质 燃料油为8.29L、A重油(未改质)为8.79L。结果，第一改质燃料油相对于A重油(未改 质)的削减率为12.7%，第二改质燃料油相对于A重油(未改质)的削减率为5.6%。
[第二实验结果]下面，进行与第一实验相同的实验。但是，导入到第一改质燃料油的空气量为作为 改质处理液的A重油的体积的2%,重复循环的改质处理进行20分钟。此时，将规定的空气 量压入供给到第一改质燃料油。图4是表示将第一改质燃料油、第二改质燃料油、A重油(未改质)分别供给到燃 料装置(燃烧器)并使其燃烧时的随时间变化的燃烧温度的图表(时间-燃烧温度特性图 表)。图表G1中由实线表示第一改质燃料油的燃烧温度的变化。图表G2中由点划线表示 第二改质燃料油的燃烧温度的变换。图表G3中由虚线表示A重油(未改质)的燃烧温度 的变环。燃烧时间为45分钟。将第一改质燃料油、第二改质燃料油、A重油(未改质)的 燃烧时间30分钟 45分钟的燃烧温度设定为大致相同(结果，图表G1 图表G3的燃烧 时间30分钟 45分钟的燃烧温度成为大致同一形状的温度变换图表。)分别对燃料消耗 量进行比较。图5为表示第一改质燃料油、第二改质燃料油、A重油(未改质)的随时间变化的 燃料消耗量的直方图。经过45分钟后的各燃料消耗量，第一改质燃料油为7. 23L、第二改 质燃料油为7.8L、A重油(未改质)为8.37L。结果，第一改质燃料油相对于A重油(未改 质)的削减率为13.6%，第二改质燃料油相对于A重油(未改质)的削减率为6.8%。[第三实验结果]下面进行与上述第二实验相同的实验。但是，导入第一改质燃料油的空气量为作 为改质处理液的A重油的体积的(第1-1改质燃料油)、2% (第1-2改质燃料油)、3% (第1-3改质燃料油)这样的三种类型，重复循环改质处理20分钟。此时，向第一改质燃料 油中压入供给了规定的空气量。然后，在燃料装置(燃烧器)的燃烧开始后，测定30分钟 45分钟的燃烧温度 的平均值。结果，如图6中的直方图所示，A重油(未改质)为872°C、第二改质燃料油为 912°C、第1-1改质燃料油为919°C、第1-2改质燃料油为956°C、第1_3改质燃料油为861°C。另外，各改质燃料油相对于A重油(未改质)的燃料消耗量的削减率(经过45 分钟后)第1-1改质燃料油为7.5%、第1-2改质燃料油为13.6%、第1-3改质燃料油为 1.8%,第二改质燃料油为6.8%。从上述第一 第三实验结果可知，燃料消耗量的削减率，第一改质燃料油中的第 1-2改质燃料油(为作为改质处理液的A重油的体积的2% )最佳。另外，第1-1改质燃料 油(为作为改质处理液的A重油的体积的)、第二改质燃料油(为作为改质处理液的A 重油的体积的0%)也有效。利用株式会社seishin (七^ * > )制的SK激光微米筛分机LMS_2000e (商品名) 进行第1-2改质燃料油中的气泡、微粒夹杂物的粒径分布测定。在此，作为试样，将第1-2 改质燃料油通过n-己烷(分散介质)5倍稀释后测定。其结果表示在图7的粒径尺寸分布(直方图)中。如图7所示，粒子尺寸的频度 在1. 783 iim 2.000 iim的区间中，为最大值14. 85%。另外，筛下(体积)74. 98 %时，粒 子尺寸为3. 991iim以下。图8为由光学显微镜(株)岛津理化制的“数字显微镜DMBA200 (商品名)，，放大 1500倍拍下的第一、二改质燃料油的照片。
由图7以及图8可知，第一、二改质燃料油中的气泡、微粒夹杂物中的大部分被均 勻化(改质处理)为超微细(丨！！！！！左右 未满*!!!!!)的粒子。下面分别具体说明作为初级改质处理部的旋转式流体改质器80和作为二级改质 处理部的静止型流体改质器11 11E的结构。[旋转式流体改质器的说明]图9是作为旋转式流体改质器80的主要部的改质器主体81的侧面图。旋转式流 体改质器80主要具有收容被改质的被处理流体(本发明中为A重油、C重油等的燃料油) 的收容槽(未图示)、设置在该收容槽内对被改质物进行改质从而形成改质液的上述改质 器主体81、旋转驱动该改质器主体81的作为驱动源的电动马达(未图示)。另外，在收容 槽的上部，连通连接有上述供油部4的前端部，并且在该收容槽的下部，连通连接有所述连 通管1的基端部。如图9所示，改质器主体81中，旋转轴82的上端部可以自由拆卸地联动连接于所 述电动马达的驱动轴，在该旋转轴82的下端部以上下对置状态同轴配置有一对旋转体83、 84，并且它们一体连接设置。如图10所示，上方的旋转体83中，在形成为一定厚度的圆板状的旋转主体85的 下表面，在除了中央部86和一定宽度的外周部87之外的位置，整齐且紧密地在半径方向以 及圆周方向上形成有仰视为六边形的流路形成用凹部88，从而形成蜂窝状。在此，旋转主体 85的中央部86与流路形成用凹部88的下表面共面，外周部87与流路形成用凹部88的上 表面共面，在旋转主体85的上表面中心位置形成有旋转轴插通孔85a，并且在该旋转主体 85的上表面一体连接设置有所述旋转轴插通孔85a连通的筒状连接部85b。另外，如图11所示，下方的旋转体84中，在与上述旋转体主体85具有大致相同形 状的、即大致相同厚度、相同外径的旋转主体89的中央部，形成有在上下方向贯通的作为 流入部的流入口 90，在该旋转主体89的上表面，在除了一定宽度的外周部91的位置，整齐 且紧密地在半径方向以及圆周方向上形成有仰视为六边形的流路形成用凹部92，从而形成 蜂窝状。在此，在旋转主体89的中心位置，即流入口 90的中心位置，配置有具有旋转轴插 通孔89a的孔缘部89b，该孔缘部89b经由连接片89c与形成该流入口 90的旋转主体89的 内周缘部连接。如同12所示，两旋转体83、84以两旋转轴插通孔85a、89a在上下方向重合的方式 相对连接。82c为旋转轴82的下端部形成的雄螺纹部，82d、82e为雌螺纹部，82f、82g为垫 圈。另外，如图9 图11所示，96为上方螺钉孔、97为下方螺钉孔、98为螺钉。形成于两旋转体83、84的流路形成用凹部88、92彼此以位置错开的状态相对。即， 如图12所示，使相邻的三个流路形成用凹部88的中心部位于相对的一个流路形成用凹部 92的中心部的位置，使相邻的三个流路形成用凹部92的中心部位于相对的一个流路形成 用凹部88的中心部的位置，在两流路形成用凹部88、92之间，被处理流体从一个流路形成 用凹部88(92)被剪切(剪切状)并分流到对面的两个流路形成用凹部92(88)，另外，从两 个流路形成用凹部88 (92)被压缩(压缩状)并合流到对面的一个流路形成用凹部92(88)， 从而形成弯曲并沿放射状方向流动的改质流路93。在上方的旋转体83的外周部87与下方 的旋转体84的外周部91之间，作为流出部形成有贯穿外周缘的流出口 94。如上所述，如图13所示，上下一对的旋转体83、84由电动马达驱动旋转后，被处理
10流体R(图18箭头所示)从形成于下方的旋转体84的中央部的流入口 90流入，在改质流 路93中，从一个流路形成用凹部88 (92)分流到对面的两个流路形成用凹部92 (88)，或从两 个流路形成用凹部88(92)合流到对面的一个流路形成用凹部92(88)，这样重复分流(分 散)和合流(集合)，并且弯曲地在放射方向被切割并流动，从流出口 94流出。接着，从上述流出口 94流出的被处理流体R沿着收容槽的周壁的内面从上方向下 方一从收容槽的底面向上方顺利地流动，再次流入(回流到)流入口 90。这样，从流入口 90流入的被处理流体R在改质流路93中流动，从流出口 94流出， 再次流入流入口 90，从而形成流入口 90 —改质流路93 —流出口 94 —流入口 90这样的被 处理流体R的循环流路。因此，可以高效地使被处理流体R循环并使微粒夹杂物(有时是 气泡)微细化，对作为被处理流体R的燃料油进行改质。并且，如图9、图13以及图14所示，在下方的旋转体84的下表面，在圆周方向上隔 开一定间隔突出设置有多个(本实施方式中为3个)流入促进用叶片99，该流入促进用叶 片99具有直角三角形状的作用面99a，该作用面99a从旋转体84的中心在放射线方向延 伸，向下方突出的宽度逐渐变大。99b为流入促进用叶片99的锥形状背面，99c为流入促进 用叶片99的端面。这样，流入促进用叶片99与旋转体84 —体旋转，通过流入促进用叶片99的作用 面99a的对被处理流体R的作用，在流入孔90的外周附近的位置产生将被处理流体R吸入 流入孔90侧的流动，从而促进了被处理流体R向该流入孔90的流动。因此，即使是在改质 黏度高的流体例如作为燃料油的C重油和水的情况下，也可以顺利地流入流入孔90，高效 地进行基于回流的C重油等的被处理流体R的改质。[静止型流体改质器的说明]下面，对改质气体和液体(气-液)、液体和液体(液-液)等的被处理流体(以 下简单成为流体)的作为静止型流体改质器(以下称为“流体改质器”)的第一实施方式 第四实施方式的流体改质器11 11E说明。[第一实施方式的流体改质器11]参照图15 图21，说明第一实施方式的流体改质器11。S卩，如图15所示，流体改 质器11具有两端开口的圆筒形状的壳体主体21。在壳体主体21的两端的各开口部形成 有凸缘21a、21b，在各凸缘21a、21b自由装拆地安装有壳体主体21的盖体22、23。在盖体 22、23形成有流体改质器11的流体R的出入口即开口 22a、23a。在本实施方式中，位于图 15中的左侧的盖体22的开口作为流体导入口 22a，位于右侧的盖体23的开口作为流体导 出口 23a。在壳体主体21内收容有对处理流体实施改质处理的多组改质单元24 (本实施方 式中为5组)，并且该壳体主体21的内周面与各改质单元24的外周面没有缝隙地紧密接 触。如图16所示，各改质单元24都为相同结构，分别具有对置配置的两片盘状(大致 圆盘形状)的部件，更具体地说，分别具有圆盘形状的第一 第二改质部件30、40。两片第 一 第二改质部件30、40中，配置在流体导入口侧(上游)的第一改质部件30，以流体R(图 15等中箭头所示)的流入口 32为贯通状态的方式形成在圆盘状的部件主体31的中央部。在部件主体31的外周缘部，在整个圆周上形成有向下游突出的厚壁的周壁部33，由部件主体31和周壁部33形成具有圆形开口的朝向下游的凹陷部34。另外，符号“31a” 为朝向部件主体31的流体导入口 22a侧的上游侧面，符号“31b”为朝向部件主体31的流 体导出口 23a侧的下游侧面(与第二改质部件40相对一侧的面)。如图17所示，在部件主体31的下游侧面31b，以没有缝隙的状态形成有多个开口 形状为正六角形的凹部35。即形成有所谓的蜂窝状的多个凹部35。另外，符号“36”为将 第二改质部件40螺栓固定于第一改质部件30时使用的螺栓用插通孔。如图16以及图18所示，两片改质部件中，配置在流体导出口侧(下游)的第二改 质部件40比第一改质部件30的直径小。另外，第二改质部件40的直径比第一改质部件30 的凹陷部34的直径小，第二改质部件40嵌入到凹陷部34。另外，在第二改质部件40的、与第一改质部件30相对的面，即朝向流体导入口 22a 侧的上游侧面(与第一改质部件相对的面)40a,与第一改质部件30的部件主体31相同，以 没有缝隙的状态形成有多个开口形状为正六角形的凹部41。在与上游侧面相反的下游侧面 40b，形成有三个突起42。另外，符号“43”为形成有将第二改质部件40螺栓固定于第一改 质部件30时使用的雌螺纹的螺纹孔。两改质部件30、40，以图19以及图20所示的配置进行组装。具体地讲，将第二改 质部件40配置在第一改质部件30的凹陷部34内。此时，确定第二改质部件40的朝向，使 第一改质部件30的下游侧面31b的蜂窝状的多个凹部35的开口面与第二改质部件40的 上游侧面40a的蜂窝状的多个凹部41的开口面以相对状态抵接(参照图20)。第二改质部 件40朝向该方向后，形成有突起42的面成为从外部可以看到的状态(参照图19)。该状 态下，将第一改质部件30的插通孔36与第二改质部件40的螺纹孔43的位置对正，由螺栓 44螺栓固定。如图19所示，第二改质部件40的直径比第一改质部件30的凹陷部34的直径小。 但是，直径的差很小。因此，组装两改质部件30、40后，在第一改质部件的周壁部33的内周面33a与第 二改质部件40的外周端面40c之间，作为流出路24a形成有沿第二改质部件40的外周端 面的整个圆周上的环状的缝隙，位于该流出路24a的下游的终端开口部为流体的流出口， 是朝向下游的环状开口。供给到第一改质部件30的流入口 32的流体，通过后述的改质流路25 (参照图15) 后，从该流出口被放出。流出路24a的流出宽度t在整个圆周上大致相同，例如，形成为第 二改质部件40的半径的二十分之一左右(更具体地讲为2_左右)的宽度(参照图21)。这样，由于位于第二改质部件40的外周的整个圆周的流出路24a的流出口的宽度 大致相等，可以使流体在整个圆周上均勻流出，因此不容易产生流体压力的不均勻，防止了 由于改质部件24的外周部的位置引起的流体的流出量的不均衡。若防止了流出量的不均 衡，则流路阻力降低，另外，可以防止局部区域产生流体压力为高压的地方在本实施方式中，如图21所示，流出路24a的尺寸，即缝隙的宽度t在整个圆周上 大致相等。由此可以确实地降低流路阻力，防止局部的高压区域的产生，特别是流出路24a 附近的局部的高压区域的产生。在此，对改质部件30、40的抵接侧的面上形成的蜂窝状的多个凹部35、41的相互 关系进行说明。
如图21所示，两改质部件30、40的抵接面，以第二改质部件40的凹部41的角部 41a位于第一改质部件的凹部35的中心位置的状态相互抵接。通过该状态下的抵接，流体可以在第一改质部件30的凹部35与第二改质部件40 的凹部41之间流动。另外，角部41a为三个凹部41的角部41a聚集的位置。所以，例如，流体从第一改质部件30的凹部35侧流入第二改质部件40的凹部41 侧的情况下，流体分流为三个流路。即，位于第一改质部件30的凹部35的中央位置的第二改质部件40的角部41a，具 有作为将流体分流为两方的分流部的功能。相反地，流体从第二改质部件40侧流入第一改 质部件30侧的情况下，从两方流过来的流体流入到一个凹部35而合流。该情况下，位于第 二改质部件40的中央位置的角部41a具有作为合流部的功能。另外，第一改质部件30的凹部35的角部35a位于第二改质部件40的凹部41的 中心位置。该情况下，第一改质部件30的角部35a具有作为上述的分流部、合流部的功能。这样，改质流路25 (参照图15)如下形成，即从中央的流入口 32供给向两改质部 件30、40(壳体主体21)的轴线方向的流体，在相互对置的两改质部件30、40之间，朝向放 射线方向(半径方向)，一边重复被切割(切割状)的分流和被压缩(压缩状)的合流一边 沿两改质部件30、40的放射线方向(半径方向)流动。在流经该改质流路25的过程中，流体被施以改质处理(被超微细化为纳米量级)。 通过了改质流路25的流体，之后，从在改质单元24的背面侧外周部朝向下游环状开口的流 出路24a的流出口流出到改质单元24的外部。如图15所示，在本实施方式的流体改质器11中，在壳体主体21内设置有5个改 质单元24。设置多个改质单元24时，位于上游的改质单元24的第二改质部件40的突起 42与设置在下游的改质单元24的第一改质部件30的(部件主体31的)上游侧面31a抵接。由此，可确保由相邻配置的改质单元24、24和壳体主体21形成的圆盘状空间，并 确保使从流出口 24a的流出口流出的流体流经圆盘状空间流入到下游的改质单元24的流 入口 32的集合流路26。另外，配置在最下游的改质单元24的第二改质部件40的突起42与壳体主体21 的下游的盖体23抵接。由此，可确保由改质单元24和盖体23以及壳体主体21形成的圆盘状空间，并确 保使从最下游的改质单元24的流出路24a流出的流体流经圆盘状空间而流入壳体的流体 导出口 23a的集合流路26。下面，对利用这样构成的流体改质器11对流体进行改质处理的情况进行说明。在 此，对由流体改质器11对水和空气的气液改质流体实施改质处理的例子进行说明。首先，在使流体改质器11的流体导入口 22a和流体导出口 23a与连通管1连接的 状态下，使压送泵2工作，向由所述初级改质处理部进行了初级改质处理的处理液中供给 规定量的空气，从而形成气液流体，将该气液流体供给到流体改质器11的流体导出口 23a。如图15所示，供给到流体改质器11的气液改质流体流入到配置在壳体内的最上 游的第一改质单元24的第一改质部件30的流入口 32，被送到第一改质单元24的改质流路 25。
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被送到改质流路25的气液改质流体，在此重复分流和合流并且被切割，流到形成 在改质单元24的外周侧的流出路24a。S卩，由于在重复分路和合流的过程中还弯曲地流动， 因此，气液改质流体在从圆盘形状的改质单元24的中心向外周侧放射状地扩散流动并且 重复分流和合流的过程中被施以改质处理。即，在气液改质流体内微粒夹杂物和气泡被超 微细化(从纳米量级到数4 111量级)。特别是，气泡被均勻化。从第一改质单元24的流出路24a流出的流体，流经第一改质单元24与配置在该 第一改质单元24的下游的第二改质单元24之间的集合流路26，流到第二改质单元24的流 入口 32。另外，在各改质单元24中的流体的流动都与第一改质单元24中的流体的流动相 同，因此省略其说明，但是，通过设置多个改质单元24，使混合流体重复被切割的分流和被 压缩的合流，可以更确实地对气泡、微量夹杂物进行超微细化且均勻化的流体改质处理。另外，也可以进行如下操作。在图1中，切换操作第1三通阀12，使从流体改质器 11的流体导出口 23a导出的流体流入返回管14，并且，切换操作第2三通阀13，使返回管 14的流体流入连通管1。然后，使流体流经返回管14循环地流入流体改质器11。这样，在此有效地实施流 体改质处理，可以在流体内生成更微细且均勻尺寸的气泡。另外，根据需要以规定时间进行了循环后，切换操作第1 第2三通阀12、13，导出 处理流体。这样，可以更确实地实施流体改质处理，在流体中生成更微细且更均勻尺寸的所 希望的气泡。在此，分流总数由形成于各改质部件30、40的凹部35、41的数量、设置在流体改质 器11的壳体主体21内的改质单元24的数量，以及表示在流体改质器11中进行了多少次 循环的循环次数来决定。例如，若凹部35、41具有俯视为六角形状的孔，并且是将凹部的数量为12室、18 室、18室(共计48室)的三列状的第一改质部件30，与室数为15室、15室(共计30室) 的两列状的第二改质部件40重合的情况下，则合计分流总数达到一千五百次 一千六百 次。另外，在此所说的分流总数是指在第一改质部件30与第二改质部件40间形成的改质 流路25的分流部中的分流数。[第二实施方式的流体改质器11A]下面，参照图22 图27说明第二实施方式的流体改质器11A。即，流体改质器1IA 与第一实施方式的改质单元24不同，在从改质单元24A的流出路24a流出的流体流经的集 合流路26上还具有导向体52(参照附图24)。另外，对与上述第一实施方式的流体改质器 11相同的构成付与相同的符号，省略其说明。如图22所示，该实施方式的流体改质器IlA的改质单元24A除了具有第一改质部 件30和第二改质部件40之外，还具有集合流路形成部件50，该集合流路形成部件50具有 作为使集合流路26的流路截面积稳定的部件的导向体52。其中，第二改质部件40与第一实施方式的第二改质部件40不同，不具有突起42。 即，第二改质部件40的朝向流体导出口侧的下游侧面40b为平面。除此之外，与第一实施 方式的第二改质部件40相同。在图23中，符号“45”为将第二改质部件40螺栓固定于第 一改质部件30时使用的螺栓用插通孔。
如图24以及图26所示，集合流路形成部件50具有形成为与第二改质部件40同 直径、壁薄的圆盘形状的部件主体51，和设置在该部件主体51的单侧面即下游侧面51b的 周缘部的导向体52。设置在壳体主体21内的状态下与朝向第二改质部件40侧面接触的上游侧面51a 为平面。另外，在朝向流体导出口 23a的下游侧面51b的周缘部一体形成有多个突起状的 导向体52。导向体52为大致扇形形状的平板部件，由与第二改质部件40的外周缘具有相同 曲率的圆弧面的外周圆弧面52a、从该外周圆弧面52a的两端向部件主体51的中心侧延伸 并连接的一对侧面52b、52b，以及与部件主体51平行的平面的抵接面52c构成，一对侧面 52b、52b所成的角度(顶角)设定为45度，侧面52b的延伸宽度设定为部件主体51的半径 的大致三分之一。在本实施方式的部件主体51的圆周部，在圆周方向隔开相同间隔设置有共计8个 导向体52。导向体52中，外周圆弧面52a与集合流路形成部件50的外周端面以及第二改 质部件40的外周端面共面，并且，相邻的导向体52的相对的侧面52b、52b彼此在圆周方向 上相互平行。因此，相邻的导向体52、52的侧面52b、52b和下游侧面51b所形成的槽部55的槽 部宽度W，在从集合流路形成部件50的圆周朝向中心的方向上相同。另外，符号“53”为形 成有将集合流路形成部件50 —体螺纹固定于第一改质部件30及第二改质部件40时所使 用的雌螺纹的螺纹孔。具有这样的集合流路形成部件50的改质单元24A如图22所示组装。首先，与第一实施方式相同，将第二改质部件40组装入第一改质部件30，然后配 置集合流路形成部件50(参照图23及图25)，使集合流路形成部件50与第二改质部件40重合。此时，使朝向外侧的第二改质部件40的平面状的下游侧面40b与集合流路形成部 件50的平面状的上游侧面51a面接触。这样，集合流路形成部件50的形成有导向体52的面朝向下游。该状态下，将各改质部件30、40的插通孔36、45与集合流路形成部件50的螺纹孔 53的位置对齐，并通过螺栓54安装固定。另外，如图22所示，在第二实施方式的流体改质器1IA中，在壳体主体21内设置 有5个改质单元24A。设置多个改质单元24A时，在位于上游的改质单元24A的集合流路 形成部件50上设置的导向体52的抵接面52c与位于下游的改质单元24A的第一改质部件 30的上游侧面31a抵接。由此，在相邻配置的改质单元24A之间，保持有导向体52的厚度的量的空间，可确 保使从流出路24a的流出口流出的流体流入下游的改质单元24A的流入口 32的集合流路 26。并且，如图22以及图24所示，在集合流路形成部件50中，如上所述，形成于相互 相邻的导向体52、52之间的槽部55的宽度一定。因此，使导向体52的抵接面52c与下游的第一改质部件30的上游侧面31a抵接 时，形成于槽部55与第一改质部件30的上游侧面31a之间的集合流路26的流路截面为圆周方向的细长四边形形状，该流路截面积在集合流体的方向上，即从外周侧朝向中心侧的 方向上，在形成有槽部55的部分是一定的。另外，导向体52为对流体的流动进行整流的部 件。通过设置导向体52使得流体顺利地流动。如果没有这样的导向体52，集合流路26越向外周侧，则流路截面积越大，随着接 近与放出口相连的中心，流路截面积急剧变窄。流路截面积急剧增减的结构导致了流路阻 力增大，也导致了局部产生高压流体部分。如果流路阻力增大，则流体的压力变为高压并且 流量下降。另外，若局部产生高压处，则会导致从该处漏出流体。因此，在本实施方式的流体改质器IlA中，8个导向体52在圆周方向上隔开一定间 隔配置在部件主体51的周缘部，形成集合流路26的8个槽部55形成为放射状，在集合流 动方向上即从外周侧到中心部的放出口附近的方向上，集合流路26中的流路截面积稳定。因此，从环状的流出路24a的流出口流出的流体，从部件主体51的外周缘部流入 到在圆周方向上均勻配置的最接近的集合流路26的上游，由于该集合流路26的流路截面 积到下游的放出口附近都是稳定的，因此流路阻力降低，或者说可防止局部产生高压流体 处。另外，在此说明的第二实施方式中，在独立于第二改质部件40的集合流路形成部 件50上形成有导向体52，但如图27所示，也可以将导向体52—体形成于第二改质部件40。此时，不需要部件主体51，可以实现流体改质器11的小型化。另外，由于零件数目 减少，因此安装作业简单。在如本实施方式的流体改质器IlA这样的流路比较狭窄的装置 中，维护的机会很多，分解·组装这样的维护容易进行是很重要的。另外，设置在第二改质部件40的导向体52可以作为第一实施方式中的突起42来 使用。因此，有了导向体52以后不需要另外设置突起。另外，利用第二实施方式的流体改质器IlA生成气泡的方法本身与利用第一实施 方式的流体改质器11生成气泡的情况是相同的，因此在此省略了其说明。对于下面说明的 第三实施方式也是相同的。[第三实施方式的流体改质器11B]下面，参照图28 图31对第三实施方式的流体改质器IlB进行说明。另外，对与 上述第二实施方式的流体改质器IlA相同的构成付予相同的符号，省略对其的说明。第三实施方式的流体改质器IlB与第二实施方式的流体改质器IlA不同，作为设 置在壳体主体21内的改质单元的构成部件，具有与集合流路形成部件50相对配置的导出 侧部件60。下面具体说明，如图29所示，第三实施方式的流体改质器IlB的改质单元24B除 了第二实施方式的第一改质部件30、第二改质部件40、集合流路形成部件50之外还具有导 出侧部件60。另外，第一以及第二改质部件30、40与第二实施方式中的相同。另外，如图29所 示，本实施方式的集合流路形成部件50利用螺栓固定中使用的插通孔56代替了第二实施 方式的螺纹孔53。除此之外，与第二实施方式的集合流路形成部件50相同。如图29所示，导出侧部件60在圆盘状部件主体61的中央部，以贯通状态形成有 流体R(如图28等中的箭头所示)的流体放出口 62。另外，在部件主体61的外周缘部，在整个圆周上厚壁的周壁部63形成为朝向上游的突出状，通过部件主体61和周壁部63，形成有朝向上游具有圆形开口的凹部64。另外， 符号“61a”为部件主体61的上游侧面(与集合流路形成部件50相对侧的面)。如图31所示，在部件主体61的上游侧面61a，以没有缝隙的状态形成有开口形状 为正六边形的多个凹部65。即，形成所谓的蜂窝状的多个凹部65。另外，符号“66”为将导 出侧部件60螺栓固定于第一改质部件30等时所使用的螺纹孔。如图29以及图30所示，导出侧部件60中，部件主体61和周壁部63分别形成为 与第一改质部件30的部件主体31和周壁部33大致相同的直径，并且周壁部63、33的端面 彼此隔着密封件67而相对。S卩，导出侧部件60比集合流路形成部件50的直径大。部件主体61的直径比部件 主体51的直径大，在凹部64中以嵌入状态收容集合流路形成部件50。但是，直径差很小。因此，组装两部件50、60后，在集合流路形成部件50的外周端面51c和导出侧部 件60的周壁部63的内周面63a之间，作为流入路24b，形成了沿着集合流路形成部件50的 外周端面的整个圆周的环状的缝隙，位于该流入路24b的上游的开始端开口部为流体的流 入口，是朝向上游环状开口。流入路24b的流入宽度在整个圆周上大致相等，例如，形成为集合流路形成部件 50的半径的二十分之一左右(更具体地说为2_左右)的宽度。在此，集合流路形成部件50和第二改质部件40的直径大致相等的本实施方式中， 流入路24b与形成在第一 ·第二改质部件30、40间的流出路24a形成为大致相同直径·大 致相同宽度，并且相对配置。流出路24a的流出口与流入路24b的流入口连接，形成环状的连通连接路68。并且，连通连接路68中，在整个圆周上朝向下游环状开口的流出路24a的流出口 与在整个圆周上朝向上游环状开口的流入路24b的流入口相互对齐，互相接近·对峙，因 此，可以大幅度降低流出路24a —流入路24b —集合流路26的流动的流体的压力损失，提 高单位时间的处理量，确实地避免流体从密封部即密封件67的漏出。改质单元24B如图28 图30所示配置安装。具体地说，在第一改质部件30的凹 陷部34内，配置第二改质部件40，在导出侧部件60的凹部64内配置集合流路部件50。此时，确定第二改质部件40的朝向，以使第一改质部件30的下游侧面31b的蜂窝 状的多个凹部35的开口面与第二改质部件40的上游侧面40a的蜂窝状的多个凹部41的 开口面以相对状态抵接，并且确定各部件30、40、50、60的朝向，以使导出侧部件60的上游 侧面61a的蜂窝状的多个凹部65的开口面与集合流路形成部件50的导向体52的抵接面 52c以相对状态抵接(参照图29)。该状态下，将第一改质部件30的插通孔36、第二改质部件40的螺纹孔45、集合流 路形成部件50的插通孔56以及导出侧部件60的螺纹孔66的位置对齐，通过螺栓54进行
螺栓固定。此时，导出侧部件60的周壁部63与第一改质部件30的周壁部33的端面彼此隔 着密封件67以相对状态紧密接触，并且，两周壁部33、63(改质单元24B)的内侧，形成为环 状的作为流出口的缝隙24a与作为流入口的缝隙24b以相对状态连通。其结果，从流出路24a流出的流体从流入路24b流入到形成在集合流路形成部件 50与导出侧部件60之间的集合流路26。
这样，形成了第二改质部件40的外周的整个圆周的流出路24a，并且，形成了集合 流路形成部件50的外周的整个圆周的流入路24b，可以使流体在整个圆周上流出 流入，因 此，防止了改质单元24B的外周部的位置产生的流体的流出量不均衡。若防止了流出量的不均衡，则可以防止流路阻力下降，另外还可以防止局部产生 高压流体区域。另外，在本实施方式中，流出路·流入路24a、24b的尺寸，即缝隙的宽度在 整个圆周上大致相等。由此，可以确实地降低流路阻力，防止局部产生高压区域，特别可以防止流出 口·流入口 24a、24b附近局部地产生高压区域。另外，通过这样的结构，在流体的流路中途，不存在流体容易滞留的所谓的死区。 若存在死区，流体会滞留在死区中，流体改质处理品质(例如，生成的气泡的尺寸等的品 质)容易不稳定。对于该点，在本实施方式中，死区为最小限度，因此可以将这样的不良情况的发生 抑制在最小限度，可以对流体进行更均勻的改质处理，生成尺寸更均勻的气泡。如上所述，在集合流路形成部件50与导出侧部件60之间，形成有集合流路26 (参 照图28)，流体从流入路24b流入集合流路26。流体流经集合流路26流向流体放出口 63 (参照图29)，流入到下一个改质部件 24B的流入口 32，从壳体的盖体23的流体导出口 23a导出。在集合流路26中，流体集合流路形成部件50的外周侧朝向中心侧流动。在集合 流路形成部件50的外周侧形成有导向体52，在相邻的导向体52之间形成有槽部55。槽部 55的宽度一定，由槽部55和导出侧部件60的上游侧面61a包围的流路截面积一定。由此，流路截面积稳定，流路阻力、压力稳定，流体的流通稳定。另外，如图31所示，在导出侧部件60的凹部64的底面即上游侧面61a，形成有所 谓的蜂窝形状的多个凹部65。集合流路形成部件50的导向体52的抵接面52c为平面，因 此，即使导出侧部件60侧的抵接面上有蜂窝形状的凹部(凹凸形状)，流体也不会分流、合 流。但是，若导出侧部件60的凹部64的底面存在凹部65，则可以对流过集合流路26 内即凹部65的开口的附近的流体起到切断力引起的改质效果，以及机械的气穴等引起的 改质效果。例如，利用面对集合流路26的表面上具有多个凹部65的导出侧部件60，可以使流 到集合流路26内即凹部65的开口的附近的流体中产生局部的高压部分、局部的低压部分。在这样的流体中，在产生局部的低压部分(例如真空部分等的负压部分)时，产生 所谓的发泡现象，在液体中生成气体，微小的气泡膨胀(破裂)，生成的气体(气泡)崩溃 (消失)，产生所谓的气穴现象。通过这样的气穴出现时产生的力，对改质对象进行微细化，促进流体混合。但是，如上所述，若利用面对集合流路26的表面具有凹部65的导出侧部件60，只 可以在导出侧部件60的凹部65的开口面对的区域的流体中产生局部的高压部分、局部的 低压部分。对于其他部分，例如在流出路24a、与其相对配置的流入路24b(参照图28)的附近 等的容易发生流体漏出的区域中，流路截面积稳定，能够维持防止产生局部高压部分的状
18态。所以，能防止流体漏出的发生。另外，作为导出侧部件60，并不限于在凹陷部64的底面形成多个凹部的本实施方 式，也可以利用各种方式。例如，代替凹部而在凹陷部64的底面形成多个凸部，或在凹陷部 64的底面形成多个凹部和多个凸部，或凹陷部64的底面为平面。[第四实施方式的流体改质器11C]下面，参照图32 图34对第四实施方式的流体改质器IlC进行说明。另外，对与 上述第三实施方式的流体改质器1IB相同的构成付予相同的符号，省略其说明。第四实施方式的流体改质器IlC与第三实施方式的流体改质器IlB不同，作为设 置在壳体主体21内的改质单元的构成部件，没有设置集合流路形成部件50。具体地讲，如图33所示，第四实施方式的流体改质器IlC的改质单元24C，具有第 三实施方式的第一改质部件30、第二改质部件40、代替集合流路形成部件50而设置的一对 分隔件100、100以及导出侧部件60。在此，分隔件100形成为两端具有开口端的筒状，由该分隔件100的筒长的尺寸来 适当设定第二改质部件40与导出侧部件60的间隔、即形成在两部件40、60之间的圆盘状 空间集合流路26的流路深度Z(参照图32)，可以通过替换具有适当筒长的分隔件100从而 容易地变更该集合流路26的流路深度Z。改质单元24C安装为图32 图34所示的状态。S卩，第一改质部件30、第二改质部件40以及导出侧部件60的组装状态与上述第三 实施方式相同，将第一改质部件30的插通孔36、36、第二改质部件40的螺纹孔43、43、一对 分隔件100、100的开口端、导出侧部件60的螺纹孔66、66的位置对齐，通过螺栓54、54进 行螺栓固定。这样，在第二改质部件40与导出侧部件60之间夹着分隔件100、100地进行组装 后，在两部件40、60之间的外周，形成在整个圆周上的环状的缝隙即流入路24b (参照图 27)。该流入路24b的开始端开口部为形成在第二改质部件40与导出侧部件60之间的集 合流路26的流入口。另外，如图32所示，为环状开口的集合流路26的流入路24b位于与流出路24a相 对的位置。即，从形成在第二改质部件40的外周缘上的流出路24a流出的流体直接从环状 的流入路24b流入到形成在第二改质部件40与导出侧部件60之间的集合流路26。通过这样的结构，在流体的流路中，不会产生流体容易滞留的所谓死区。若存在死 区，则流体滞留在该死区，流体改质处理品质(例如，生成的气泡的尺寸等的品质)变的不 稳定关于这一点，在本实施方式中，由于死区为最小限度，因此可以将这样的不良情况 抑制在最小限度，可以更均勻地对流体进行改质处理，生成均勻尺寸的气泡。并且，在该流 体改质器IlC中，与上述第三实施方式相比可以实现结构的简单化和低成本化。如上所述，在第二改质部件40与导出侧部件60之间形成有集合流路26 (参照图 27)，流体从流入路24b流入集合流路26。在集合流路26中，流体沿着第二改质部件40的背面从其外周侧向中心侧流动，流 到流体放出口 63 (参照图27)，又流入下一个改质部件24C的流入口 32，从壳体的盖体23 的流体导出口 23a导出。
此时，由于利用了在面对集合流路26的表面上具有多个凹部65的导出侧部件60， 因此可以在流经集合流路26内的凹部65的开口附近的流体中产生局部的高压部分、局部 的低压部分。在这样的流体中，在产生局部的低压部分(例如真空部分等的负压部分)时，产生 所谓发泡现象，在液体中产生气泡，微小的气泡膨胀(破裂)，生成的气体(气泡)崩溃(消 失)，产生所谓的气穴现象。通过这样的气穴出现时产生的力，对改质对象进行微细化，促进流体改质。[集合流路形成部件50的变形例]图35是集合流路形成部件50的变形例，在部件主体51的下游侧面51b，一体成形 并突出设置有多个作为错流生成装置的错流生成体102，在相邻的错流生成体102之间形 成有集合流路26。在本变形例中，如图35(a) (c)所示，错流生成体102呈大致圆柱形状，并且作 为与流体的接触面的周面形成为凸状面103或凹状面104，为了增大与流体的接触面积，在 部件主体51的周缘部在圆周方向上隔开间隔地配置有多个(本实施方式中为8个)具有 凸状面103的错流生成体102，并且相邻的错流生成体102、102之间的靠近中央部的位置配 置有多个(本实施方式中为4个)具有凹状面104的错流生成体102。105为抵接面。这样，从流出路24a流入到集合流路26内的改质流体沿着这些凸状面103或凹状 面104流动，反复形成错流·脉动流而成为乱流，流入下游相邻的改质单元的流入口 32或 流体放出口 63。在此，错流是指擦着物体的面而流动的流体，错流生成装置为具有生成错流的面 的凸状物。另外，脉动流为流路截面积断续变化的流体。因此，通过在集合流路26内设置错流生成体102，在流体通过集合流路26内时，由 于错流生成体102的存在而重复形成错流 脉动流，在流体中产生局部的高压部分、局部的 低压部分。在这样的流体中，在产生局部的低压部分(例如真空部分等的负压部分)时，产生 所谓的发泡现象，在液体中产生气泡，微小的气泡膨胀(破裂)，生成的气体(气泡)崩溃 (消失)，产生所谓的气穴现象。通过这样的气穴出现时产生的力，对改质对象进行微细化，促进流体改质。另外，如上所述，在流体容易漏出的位置或该位置附近产生局部的流体高压部分 时，容易出现流体的漏出，因此不希望产生局部的高压部分。但是，如上所述，若在集合流路26内配置错流生成体102，只能在从流出口到放出 口的流路中的、配置有错流生成体102的位置的流体中产生局部的高压部分、局部的低压 部分，从而促进流体改质。另外，在本实施方式中，在部件主体51上设置了具有凸状面103的错流生成体102 和具有凹状面104的错流生成体102两者，但也可以在部件主体51上只设置其中一种的错 流生成体102。错流生成装置的形状只要是形成错流的形状就可以，并不限于本实施方式的 大致圆柱状。在此，说明了多种实施方式中的流体改质器，但是并不限于上述方式，可以进行各 种变形。
例如，在上述的各实施方式中的流体改质器中，凹部35、41的开口形状为正六边 形，但不限于此，例如可以为正三角形等的三角形、正四边形等的四边形、正八边形等的八 边形等的形状。另外，在上述实施方式中使用的流体改质器中，具有密封用的密封件的为第三实 施方式、第四实施方式的流体改质器11B、11C，但是也可以在第一实施方式、第二实施方式 的流体改质器IlUlA中设置密封部件。设置了密封部件后，可以进一步提高密封性，确实 地防止流体漏出等的发生。另外，在上述实施方式中，使所谓的死区为最小限度的为图22所示的第三实施方 式、图28所示的第四实施方式的流体改质器11B、11C，但是，也可以是使第一实施方式、第 二实施方式的流体改质器11、1IA为尽量减少死区的结构。例如，进一步加厚第一改质部件的周壁部33的厚度(轴线方向的厚度)等，使该 周壁部33的下游侧面(流体导出口侧的面)即端面与配置在下游的另外的改质单元24的 第一改质部件的上游侧面(流体导入口侧的面)抵接的结构。[第一实施方式的变形例的流体改质器11D]如图36所示，流体改质器11D，为构成第一实施方式的改质单元24的部件中、与处 理流体接触的部分的角部成为圆角的光滑面的变形例。例如，如图36的部分放大图所示， 形成于第一改质部件30的凹陷部34的凹部35的开口端的角部成为圆角的光滑面。另外，也可以使与处理流体接触的部分的隅部为圆角的光滑面。例如，如图36的 部分放大图所示，使形成于第一改质部件30的凹陷部34的凹部35的底面的隅部为圆角的 光滑面。这样形成圆角且光滑面，可以减少流路阻力，增大单位时间的处理量。另外，由于角部呈圆角，因此可以减少死区，使流体更均勻地改质，提高流体改质 处理性能。例如，可以生成尺寸更均勻的气泡，进一步提高生成的气泡的尺寸均勻性。另外，图36的流体改质器IlD为第一实施方式的流体改质器11的变形，但是也可 以同样地对第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式的流体改质器11A、11B、11C进行 变形。[第一实施方式的其他变形例的流体改质器11E]如图37所示，流体改质器IlE中，在流体改质器11设置温度控制单元70。温度控 制单元70具有覆盖流体改质器IlE的壳体主体21的外周的套管部71、向该套管部71内 供给温度控制用的流体(在此为水)的与未图示供水泵连接的供水管72、用于从套管部71 导出水的排水管73。套管部71为将半圆筒形状的分割套管体71a、71a整合组装的结构，从而可以自由 装拆地安装于壳体主体21。在套管部71的与壳体主体21接触的部分安装有密封件74，以 防止温度控制用的水漏出。通过设置这样的温度控制单元70，在想要防止流体改质处理对象的流体(例如作 为气泡生成处理对象的气液改质流体)的温度上升时，可以简单地通过向套管部供给冷却 水来防止处理流体的温度上升。另外，图37的流体改质器IlE为第一实施方式的流体改质 器11的变形，但也可以对其他实施方式的流体改质器11A、11B、11C、11D进行同样的变形。另外，图37所示的温度控制单元70利用冷却水等的冷却介质进行冷却等的温度控制，但是不限于这样的方法，例如也可以利用在壳体上安装散热用的风扇等的方法，等 等，可以采用各种各样的方法。[流体改质器的基本构成所达到的效果]通过上述那样构成的流体改质器的基本构成所达到的效果如下所述。即，在流体改质器中，作为流出口，形成有在第二改质部件的外周缘与第一改质部 件之间形成的缝隙状的孔。即沿着第二改质部件的外周缘，形成有环绕第二改质部件的外 周整个圆周的流出口。使第二改质部件的相对面的尺寸比第一改质部件的相对侧的面的尺 寸小，使该孔位于第一改质部件的外周缘内侧。即，作为流出口的孔形成于两改质部件构成 的改质部件的下游的面，即形成于与形成有所述流入口的面相反侧的面。通过这样的结构， 两改质部件间的改质流路经由流出口直接与两改质部件下游的流路连通，另外，因为在整 个圆周上存在流出口，所以不容易产生流体压力不均衡，其结果，降低了流路阻力。流路阻 力降低后，即使供给的流体的压力为高压，也可以增大处理量，防止密封部出的流体漏出， 增大处理量。特别是，通过流体改质器，可以在被处理流体中生成平均粒径500nm以下的气泡， 还可以在被处理流体中生成平均粒径50nm以下的气泡。例如，水通常并不以单分子的形式 存在，而是形成多个分子构成的分子团，由流体改质器处理水时，可以得到分子团的尺寸更 小的改质水。分子团的尺寸更小的改质水，容易通过直径为纳米量级(不足Ιμπι)的超微 细气泡与燃料油均勻地改质。另外，可以得到如下效果。(1)在流体改质器中，压力损失降低。压力损失降低后， 在供给相同量的处理流体时，可以减小泵等的处理流体供给装置的输出。(2)若维持相同 输出，则增大了处理能力。(3)压力损失降低也可以看作是如下效果的一个原因，即伴随流 体改质处理而产生的噪音减小，安静性提高并且振动减小。(4)若流体改质处理时的噪音、 振动减小，则例如可以设置在医院等安静性要求高的场所。(5)因为压力损失减小，所以可 以以低压进行流体改质处理，无需密封件等的密封部件。由此，无需密封部件的交换等的作 业，容易维护。在燃烧器等的燃烧装置上连通连接本发明的改质燃料油制造装置，通过向该燃烧 装置供给乳化燃料，可以提高该燃烧装置的燃烧效率。
权利要求
一种改质燃料油，其特征在于，通过进行初级改质处理和二级改质处理而得到，该初级改质处理中，通过离心力使燃料油流动，并且使该燃料油在与其流动方向交叉的方向重复分流、合流并以弯曲状流动，该二级改质处理中，通过压送力使该经初级改质处理的燃料油流动，并且使该经初级改质处理的燃料油在与其流动方向交叉的方向重复分流、合流并以弯曲状流动，从而得到。
2.如权利要求1所述的改质燃料油，其特征在于在被初级改质处理后的燃料油中加入微量的空气后进行二级处理而得到。
3.一种改质燃料油制造方法，其特征在于具有初级改质处理工序和二级改质处理工序，该初级改质处理工序中，通过离心力使燃料油重复切割状的分流和压缩状的合流，并 以弯曲状流动，从而进行改质处理，该二级改质处理工序中，通过压送力使在该初级改质处理工序中被初级改质处理的燃 料油重复切割状的分流和压缩状的合流，并以弯曲状流动，从而进行改质处理。
4.如权利要求3所述的改质燃料油制造方法，其特征在于在二级改质处理工序之前，设置供给微量空气的微量空气供给工序。
5.一种改质燃料油制造装置，其特征在于具有初级改质处理部和二级改质处理部，该初级改质处理部通过离心力使燃料油流动，并且使该燃料油在与其流动方向交叉的 方向重复切割状的分流和压缩状的合流，并以弯曲状流动，从而进行改质处理，该二级改质处理部通过压送力使被该初级改质处理部初级改质处理后的燃料油流动， 并且使该初级改质处理后的燃料油向与其流动方向交叉的方向重复切割状的分流和压缩 状的合流并以弯曲状流动，从而进行改质处理。
6.如权利要求5所述的改质燃料油制造装置，其特征在于在初级改质处理部和二级改质处理部之间，具有微量空气供给部。
全文摘要
一种能够提高燃烧效率的改质燃料油。以需要次数循环初级改质处理和二级改质处理从而进行改质处理，该初级改质处理中，通过离心力使燃料油流动，并且使该燃料油向与其流动交叉的方向重复分流、合流地以弯曲状态流动，该二级处理中，通过压送力使该被初级改质处理后的燃料油流动，并且使该被初级改质处理后的燃料油向与其流动交叉的方向重复分流、合流地以弯曲状态流动。
文档编号F23K5/08GK101932880SQ20088011219
公开日2010年12月29日 申请日期2008年10月21日 优先权日2007年10月22日
发明者最上贤一, 熊泽英博 申请人:株式会社盛长;丸福水产株式会社