专利名称：掺水新型燃料与生产法及制造它的静态乳化合成装置的制作方法
掺水新型燃料与生产法及制造它的静态乳化合成装置属节能技术，领域，具体涉及到同一发明构思下的一种节能燃料与生产方法及制造它的专用设备三方面的技术内容。
世界性能源的缺乏，使各国竞相开发新的能源和在节能方面开展研究。水是人们开辟新能源和用来节能的一种重要物质，水分解后的氢和氧均可直接燃烧又还原为水，也不污染环境。正因为如此，液体燃料掺水技术普遍受到重视。如汽油掺水、柴油掺水等技术。查新检索中见到这类技术很多，其中与本发明较为接近的技术有CN1033832A(申请号88107331.8)的“用水混合燃料的方法、实施该方法的设备或燃料-水乳液”，该专利是关于柴油掺水技术，其利用专用设备-有类似大肚长颈小口瓶样或涡旋形乳化腔体的机械，通过泵把柴油与水按一定比例范围加压送入乳化腔体中迫使液体涡旋运动进而迫使其进入第二乳化腔体涡旋运动，如此循环十个周期以上，直至将柴油掺水燃料乳化混和，乳液微粒平均粒径达到3-6微米之间。使用这种专用设备实施了柴油掺水乳化方法并制得了柴油掺水混合燃料。该设备乳化是静态的，即设备不动(如不转动)，靠乳化腔体的形状及给液流加一定压力使液流产生自涡旋运动，达到乳化混合之效果。与本发明相比，上述这套专用设备庞大而复杂，对于加工制造又成本高，不易于推广、普及和使用。而本发明在完成同样乳化混和目标效果中使用了制作简单、结构精巧、乳化效果好的静态乳化合成器，它是本发明所述的专用设备的关键部件。此外，国际上还有人在掺水燃料中添加乳化活性剂，如Al2O3协助燃料与掺水相互易于溶融混和一起，这也是燃料掺水技术的一个发展方向。
本发明的目的是提供燃料掺水乳化混和的新方法与专用设备及新型燃料。达到发明目的的具体措施包括设计一种制做简单、结构精巧又乳化效果好的静态乳化合成器为主体的专用设备，用该设备并使用助燃料添加少许乳化剂，提出一种燃料掺水的生产方法以及制得的掺水新型燃料。上述专用设备和新生产方法使掺水新型燃料与原燃料的成份结构明显不同，使该燃料具有更高的燃烧热值，达到了掺水节能效果，带来了经济和社会效益。
本发明的技术方案之一是关于掺水新型燃料的生产方法，该生产方法首先把燃料按一定比例范围掺水并添加少许乳化剂在溶器中常温、常压、搅拌下混合，尔后该混合液被送到有一定压力的乳化合成装置中受迫激烈运动，混和均匀乳化。该掺水新型燃料各组份材料及其重量比例为燃料∶水∶乳化剂＝38.35～93.455%∶6.5～60%∶少许适量(0.005～1.65%)→100%，即式中各组份材料选用的比例变化之总重量须满足100%。在该生产法的专用设备-乳化合成装置中混合液经过加压泵(如齿轮油泵)，在2-6个大气压力下被泵入静态乳化合成器中。这个静态乳化合成器是不动的，故称静态。它的结构是等圆片沿径向开缝形成的开缝异形曲面园叶片为一级，所谓异形曲面是三维立体之非圆、椭圆、双曲面等正规曲面的特殊异常形态的曲面，它的立体形状椭圆叶片面积、开缝长短、大小及圆叶片安装间距等有关，并随之便呈不同异形，各级在同轴圆心线下相互以一定间距又多级分成一组相互以开缝绕同轴圆心线逐级左或/和右旋差一定角度，排列为间或呈左螺旋或/和右螺旋状若干组，安装在与圆叶片同径的圆管中，组成了多级圆叶片的圆管道，又数根圆管串接一起，构成了由开缝使两边通连的异形曲面圆叶片为界面的逐级间隔园柱空间。混合液在此结构中受到前进阻力与后推压力、左右交变旋转力、向心力与离心力、混合液微观亿万液珠间相互碰撞力等多种力的合作用，迫使混合液宏观整体以一定频率左右交变涡旋与体积交替膨缩，且液体形成涡流、旋流、湍流状;还迫使混合液微观亿万微小液珠在上述乳化合成器每级间隔园柱空间中作着瞬态万变的三维异形曲线运动，这种运动包括着掺水新型燃料各组份材料微观亿万微小液珠间类似分子间的相互碰撞，因此称为三维异形曲线运动将是时空变量瞬息万变的函数，仅微观液珠间的相互碰撞单一运动就无法用特定曲线描述出来。液体宏观整体和微观液珠的这种综合运动，还包括上述种种运动的一次谐波和多次谐波运动。因为混合液在该乳化合成器中的运动实质上是液体在一定形态容器中的波动。混合液在强迫的激烈运动下，使其各组份材料的分子活化能增加，容易达到该燃料各组份材料微观微小液珠混和均匀的乳化。
如上所述的掺水新型燃料的生产方法，详细的技术内容有a、掺水前的燃料包括粗燃料和助燃料两种。粗燃料是指一切含碳素成份可燃烧的液体化合物质的粗制品(包括初级品、次品、次废品、混杂品)如粗醇类、次废轻油类与油脂类、纯度不合格的汽油、柴油、煤油等。助燃料系由轻油、C4以上烃类衍生物、醇类、植物油脂类、汽油、柴油、煤油等各料之一种或两种以上多种构成。b、较好的掺水新型燃料按下述各组份材料及其重量比例分步在容器中常温、常压、搅拌下配成1号混合料，粗燃料∶助燃料∶水＝50～85%∶10～40%∶5～10%→100%，2号混合料，助燃料∶水∶乳化剂＝5～10%∶87～94.9%∶0.1～3%→100%，掺水新型燃料混合液，1号混合料∶2号混合料∶助燃料＝40～80%∶5～55%∶5～15%→100%，三式中的“→100%”表示各式中各组份材料选用的比例变化之总重量均须满足100%。c、乳化剂应按如下各组份材料及其重量比例在容器中常温、常压、搅拌下混和而成乳化活性剂∶乳化渗透剂∶乳化缓和剂∶乳化调和剂∶乳化添加剂+稀释剂＝0.01～2%∶0.6～2.7%∶1.4～3.8%∶41.5～70%∶28～45%+适量→100%+适量(稀释剂)，即式中除稀释剂加适量外，其余各剂选用的比例变化之总重量须满足100%。d、乳化程度掺水新型燃料的微观液珠混和均匀的乳化是经过静态乳化合成器一次或多次乳化输出的掺水新型燃料乳化成品，其各组份材料的微观亿万微小液珠平均粒径达到微米数量级的均匀混和乳化。
总括起来，上述生产方法的工艺流程步骤是备料→选配料→掺水混合→均匀混和乳化→罐储或瓶装备用。其中备料-应按配制掺水新型燃料所需的各组份材料购置备用。选配料-从备用的各组份材料中选定需用的材料种类且按各配方比例范围选定适当比例配制各组份材料。掺水混合-按各配方把选好的料分步骤混合配成掺水新型燃料的混合液，该步工艺条件是在容器中(如混合罐中)常温、常压、搅拌下进行。均匀混和乳化-把该燃料之混合液送入静态乳化合成装置中加压激烈运动，使其混和均匀乳化成掺水新型燃料成品。该工艺条件是在专用设备中常温、加压2-6大气压进行一次或多次性乳化，直至制出成品为止。罐储和瓶装备用-把掺水新型燃料成品储于储料罐中装瓶备使用之。
本发明的技术方案之二是关于掺水新型燃料产品。按照本发明上述的生产方法制成的掺水新型燃料，是由燃料按一定重量比例范围掺水添加少许乳化剂混和均匀乳化而成。该燃料各组份材料及其重量比例为燃料∶水∶乳化剂＝38.35～93.455%∶6.5～60%∶少许适量(0.005～1.65%)→100%，即式中各组份材料选用的比例变化之总重量须满足100%。按上述比例在常温、常压、搅拌下配成混合液，经机械装置(如静态乳化合成装置)在一定压力下迫使液体激烈运动，乳化混和成各组份材料的微观亿万微小液珠平均粒径达到微米数量级的混和均匀乳化。这种高度均匀乳化的物理混和过程，使掺水新型燃料的各组份材料的分子活化能增加，从微观的角度讲，混合物的微小液珠会以分子团、链结构甚至分子级液珠均匀混和于乳化液体之中。混和均匀乳化的结果是掺水新型燃料的成份结构业已不同于掺水前的燃料成份结构。不仅如此，更由于高度混和均匀性，使原燃料分子周围充彻了更多的水分子存在，在分子级间距下，分子的内能、作用力、电离解、键亲和等等产生了变化，使燃料任一分子一挨燃烧会从周围方便得到充分的氧分子，使燃烧充分、彻底，在如此良好的热效应下，掺入的水将直接提供氢和氧参加燃烧，这就使此种新型燃料具备了充分燃烧的优良性能，使它的燃烧热值大大提高。起到了掺水节能之效果，带来了经济和社会效益。由于掺水燃烧，另一个优点是不会污染环境。这也正是掺水新型燃料具有广阔前景的根由所在。
如上所述的掺水新型燃料a、在掺水前的燃料包括粗燃料和助燃料，详细说来，该燃料由粗燃料与助燃料掺水添加少许乳化剂按一定重量比例范围混和均匀乳化而成。粗燃料是该燃料的主要成份，它品位低、来源广、廉价实惠、经济节约。助燃料是精良燃料，配制它的作用是起引燃或导燃作用，协助粗燃料进行燃烧，故称助燃料。b、该掺水新型燃料分步骤按下述组份材料及其重量比例配制效果更好，1号混合料∶粗燃料∶助燃料∶水＝50～85%∶10～40%∶5～10%→100%;2号混合料，助燃料∶水∶乳化剂＝5～10%∶87～94.9%∶0.1～3%→100%;掺水新型燃料混合液1号混合料∶2号混合料∶助燃料＝40～80%∶5～55%∶5～15%→100%，上三式中“→100%”表示各组份材料选用的比例变化之总重量应分别满足100%，而且上述配制的混合料在容器中(如混合罐中)在常温、常压、搅拌下进行。c、所述的乳化剂也由下述组份材料及其重量比例在容器中常温、常压下均匀混和而成，乳化活性剂∶乳化渗透剂∶乳化缓和剂∶乳化调和剂∶乳化添加剂+稀释剂＝0.01～2%∶0.6～2.7%∶1.4～3.8%∶41.5～70%∶28～45%+适量→100%+适量(稀释剂)，即式中除稀释剂加适量外，其余各组份材料选用比例变化之总重量须满足100%。d、按上述组份材料配制的掺水新型燃料混合液被泵入静态乳化合成器中经过一次或多次混和均匀乳化，直至从静态乳化合成器输出合格成品，这时掺水新型燃料各组份材料的微观亿万微小液珠平均粒径达到微米数量级的均匀混和乳化指标。
如上所述的掺水新型燃料，它使用的添加成份乳化剂的各组份材料详细成份为乳化活性剂系由元素周期表中ⅦB族和Ⅷ族元素的单一或多种元素构成;乳化渗透剂是盐酸、甘油、液碱、三乙醇胺、丙酮、肥皂液及天然油脂磺化产品等任选其中若干种或全部之混合物;乳化缓和剂系由碱金属或碱土金属、元素周期表中ⅡA族元素的氧化物、NaOH、KOH、Ca(OH)2，从中选择任两种混和而成;乳化调合剂系由所述的助燃料中任选其中两种或两种以上的多种混和而成;乳化添加剂由混合基烃、甲苯、乙苯、二甲苯、苯中任选一种或多种混和而成;稀释剂是轻油。上述各剂的组份材料混合比例不严格，可自行掌握。
本发明的技术方案之三是制造掺水新型燃料的专用设备-一种静态乳化合成装置由储料罐、混合罐、加压泵、静态乳化合成器及按生产工艺流程需要连接该装置各部件之管道和管道上的开关或阀门，以及控制工艺流程、开关、阀门的电器控制柜组装而成，其中所述的储料罐包括掺水新型燃料成品及它的各组份材料的储料罐。电器控制柜包括它的电源部份、电子控制电路及其元器件、指示与显示部件(如指示灯等)，仪器仪表(如电流、电压表头等)以及控制的泵及管道等的开关与电磁阀门。电子控制柜的技术可由电子的公知技术提供。最重要的是该装置的关键部件-静态乳化合成器。它由等园片沿任意径向开缝形成任意适定长度开缝的异形曲面园叶片为一级，各级园叶片在同轴圆心线下相互以任意适定的间距又多级为一组相互以开缝绕同轴圆心线左或/和右旋差任意适定角度，排列为间或呈左螺旋或/右螺旋状若干组，安装在与圆叶片同径的圆管中，组成了多级圆叶片之圆管道又数根首尾串接一起，构成了由开缝使两边通连的异形曲面园叶片为界面的逐级间隔圆柱空间。该静态乳化合成器的入口管道与加压泵出口管道密封连接而其出口管道与掺水新型燃料的成品储料罐输入管道密封连接，或与加压泵输入管道密封连接。静态乳化合成装置的其它部分按照工艺流程需要连接情况是混合罐有管道(管道带有开关或电磁阀门)分别和粗燃料、助燃料、水、乳化剂等各储料罐以及加压泵输入管道密封通连。
如上所述的静态乳化合成装置，在静态乳化合成器的每根园管中的多级园叶片开的缝均等长且小于园叶片之直径又大于其半径。各园叶片之间距一定且等距离，而且这些园叶片的开缝绕同轴圆心线相互旋差一定又大小相等的角度(如30或50度角)，形成间或呈左螺旋与右螺旋的若干组。另外在左螺旋和右螺旋各组间隔处可加有与园叶片等园且同轴圆心线安装的阻隔园片，其上有使阻隔园片两边同连的单孔或多孔(如三孔、四孔……)。
如上所述的静态乳化合成装置，它的静态乳化合成器之阻隔园片上的孔直径均相等且其上的多孔是以园心或园面成对称或非对称布列设置的。
掺水新型燃料的优点是1、使用的燃料主体为粗次杂品燃料和水，粗燃料品位低、来源广、廉价实惠、经济节约，甚至有些粗燃料可谓废品再利用;2、掺水比例大，具有好的节能效果且掺水直接参与燃烧又不污染环境;3、借助于好的专用设备和生产方法，该燃料乳化混和均匀性高，可提供较高的燃烧热值;4、该掺水新型燃料是一项有经济和社会效益的产品，值得推广使用。
掺水新型燃料的生产方法优点是1、该法采用了少量助燃料为精燃料作引燃或导燃大量粗燃料为主的低劣燃料，构思巧妙，既经济又节能;2、该法采用了少许乳化剂作添加剂，它的作用能使掺水新型燃料各组份材料乳化时易于自身分离又便于和其它材料溶融，促进混和乳化达到微观下的高度均匀;3、设计了静态乳化合成器，该合成器比类似用途的洋设备结构精奇、制作间单、成本低廉、乳化效果好;4、该生产方法是一种简便易行、经济实惠、效果良好的掺水燃料生产方法。
制造掺水新型燃料的专用设备-静态乳化合成装置优点是1、该装置的关键部件静态乳化合成器设计精巧、制作简单、造价低廉、乳化有奇效;2、这套装置要比同类国际产品结构简单、成本低廉、生产效果好;3、这套装置还适用于一切液体混和乳化场合中使用。
说明书的附图有
图1、静态乳化合成装置图，其中1、工业用水储料罐;2、乳化剂储料罐;3、助燃料储料罐;4、粗燃料储料罐;5、混合罐;6、齿轮油泵;7、静态乳化合成器;8、掺水新型燃料成品储料罐;9、电器控制柜;10、13、14、15为开关;11、12电磁阀门;16、连接各部件的管道。图中虚线表示电控柜对各部件的控制关系。图2、开缝异形曲面园叶片图，其中a图为正视图，b图为侧视图，图中20、开缝;21、22为从开缝裂开的左右叶片，实线和虚线示出安装前后开裂状态。图3、为阻隔园片图，其中30为阻隔园片上的通连孔。图4、为静态乳化合成器截段剖面图。图中40.合成器圆管;41.每根合成器圆管的端头结构;42.开缝异形曲面圆叶片;43.每组左或右螺旋多级圆叶片间的阻隔圆片，图4中的20-22、30同于图2中的20-22和图3中的30。
本发明的非限定实施例如下例一、掺水新型燃料的专用设备-静态乳化合成装置.该例的静态乳化合成装置示于图1-图4中，图中1-4分别为水、乳化剂、助燃料、粗燃料的储料罐，5为混合罐，它有管道16与1-4储料罐通连，管道16上有开关10、13、14、15和电磁阀门11、12作进料用，还有管道16与6加压泵M通连，6为齿轮油泵，可加压力约3.5个大气压力，泵6有输出管道16与静态乳化合成器7通连。静态乳化合成器7的输出管道16与掺水新型燃料成品储料罐8通连。成品罐8上还有输出管道16及其上的开关和阀门备装瓶用(未在图中示出)。上述管道16与各部件间、管道间的连接均为密封连接，各管道上的开关10等与阀门11等可以由手动控制，也可由电子控制。图中9是本装置的电器控制柜，它有电源部分、电子控制电路及其元器件、指示与显示部件(如指示灯等)、仪器仪表(如电流表、电压表等)、以及控制开关10等、电磁阀门11等的电磁组件、继电器组件等，电子控制均用虚线示出。电子方面的技术可用该领域的公知技术提供即可。该装置的关键部件是静态乳化合成器7，它由图2-图4合示出，它由N根半径为R的圆管40组成，相邻两根圆管40尾首用管道密封连接，每根圆管40两端有管头41，41是半径为R的两半圆片垂直正交固结构成，安装于圆管40端头。每根圆管中安装M组圆叶片42，每组有K片圆叶片42，每片圆叶片42作一级，它与圆管半径R相同，每个圆叶片42上开相等长L的缝20，使2R＞L＞R。开缝的圆叶片沿缝20的两半叶21与22，作成异形曲面状，这种异形曲面圆叶片42圆心垂直过圆管轴心线地安装圆管中，各片间距均相等为icm，每一组K片圆叶片42的开缝绕圆管轴心线逐级左或/和右旋差相等角度j度，每组K片圆叶片42形成一组左螺旋或右螺旋状结构，间或呈设在圆管中，构成了由开缝20使两边通连的异形曲面圆叶片42为界面的逐级间隔的圆柱空间，在两组左螺旋和右螺旋状交界处可以加设阻隔圆片43，该圆片示在图3中，它与圆管半径R相同，其上可以设置单孔或多孔30，使阻隔圆片两边通连，孔30的孔径均相等，对于多孔情况，多孔可以圆片之心或圆面成对称或非对称分布。总结起来，上述的静态乳化合成器有N根，每根M组，每组K片，共有NMK(乘积)级圆叶片42，开缝长L，圆叶片间距icm，相互以开缝旋差j度，圆管半径R，其中N、M、K为1、2、3…自然整数，R、L、i单位为cm，三者有一定关系，在设计中要选配好这些数字。例如R为2寸管时，i约为50cm，L要选在R～2R之间，还如圆叶片42绕圆轴心线相互旋差j度、j可以为180度/K或360度/K。这里要指出的是，本例中N、M、K、R、L、i、j及有无阻隔圆片43与其上有多少孔等可以作出一系列的变化或选择，可以引出许许多多非限定实施例来，由于篇幅所限，只好把许多例子集缩于该例中，特此说明。
该例的静态乳化合成装置工作和操作过程如下首先使电控柜9开始通电正常工作，该设备的各电子控制部件(如泵、开关、阀门等)已通电待工作，按掺水新型燃料各组分材料及其重量比例范围选定适当比例，注意到每个配方之总重量满足100%情况下，通过电子控制开关10等和电磁阀门11等，使各储料罐1-4中的料进入混合罐5中(由于在管道中流动代替搅拌作用)，配成掺水新型燃料混合液，开动齿轮油泵6使混合液经泵6加压3.5个大气压力，尔后被送入静态乳化合成器7中，在7中混合液受到多种力的合作用，宏观整体乃至微观液珠都激烈运动，均匀混合乳化达到微观亿万微小液珠平均粒径为微米数量级的乳化成品标准，从7中进入成品储料罐8中，储放或装瓶备用。待此批燃料制造完后，关断各部件之电源，再关断电控柜9之电源，操作过程完。
例二.掺水新型燃料的生产方法.该例掺水新型燃料的生产方法，首先是该燃料的成分结构，它由燃料掺水添加少许乳化剂均匀混和乳化而成。其组份材料及其重量比例配方如下，燃料∶水∶乳化剂＝38.35～93.455%∶6.5～60%∶少许适量(0.005～1.65%)→100%，即式中各组份材料选用的比例变化之总重量须满足100%。式中掺水前的燃料分为粗燃料和助燃料。粗燃料是指一切含有碳素成分可燃烧的液体化合物之粗制品(包括初级品、次品、次废品、混杂品等)。它们可使用粗、次、杂醇类(甲、乙醇等)、次、废植物油脂类(如蓖麻油次废品等)、次、废柴油、汽油、煤油、粗次轻油以及上述粗燃料的同类或各类混杂品。这是该燃料的主燃料，用上述粗次废燃料，足见其原料来源之广，既经济又节能的优点。助燃料系指轻油、C4以上烃类的衍生物、醇类、植物油脂类、汽油、煤油、柴油等。助燃料用量不必多，作为精良燃料起引燃导燃作用，故称助燃料。掺用的水可以是工业用水。乳化剂只用少许，但不可缺少，它是掺水燃料各组分材料微观液珠能达到物理的充分混和、高度均匀、精细乳化理想状态之添加剂，起到“以巧破千斤”的奇妙效果，因其能帮助乳化，故称乳化剂。乳化剂由下列各组份材料按重量比例配制而成，乳化活性剂∶乳化渗透剂∶乳化缓和剂∶乳化调合剂∶乳化添加剂+稀湿剂＝0.01～2%∶0.6～2.7%∶1.4～3.8%∶41.5～70%∶28～45%+适量→100%+适量(稀释剂)，式中除稀释剂添加适量外，其余各组份材料选用比例变化之总重量须满足100%。更仔细地说乳化剂的各组份材料的明细成分是乳化活性剂将使用元素周期表中ⅤⅡB族元素锰、锝等和ⅤⅢ族元素铁、钴、镍、钌、铑、钯等的单一或多种元素构成;乳化渗透剂使用盐酸、甘油、液碱、三乙醇胺、丙酮、肥皂液及天然油脂磺化产品，任选多种或其全部之混合物，例如可选用盐酸、甘油与丙酮之混合物或采用液碱、三乙醇胺和肥皂液三者配成，还可用乳化渗透剂所列全部之混合物;乳化缓和剂采用元素周期表中的碱金属锂、钠、钾、铷、铯等，碱土金属铍、镁、钙、锶、钡等，还有周期表中ⅡA族元素的氧化物MgO、CaO、SrO、BaO等，以及NaOH、Ca(OH)2、KOH等任选两种混合而成。乳化调合剂是前述的助燃料所列各料中任选两种混合而成，比如用汽油与柴油、柴油与煤油、或轻油与蓖麻油等等;乳化添加剂使用混合基烃、甲苯、乙苯、二甲苯、苯等料的任一种或任意多种，例如选用甲苯、二甲苯等，或是几种苯、烃的混合物;稀释剂使用的轻油，掺入数量要适当。上述乳化剂各剂成分的混合比例不严格，可自行掌握。只有乳化渗透剂使用甘油配制时，甘油不可过多，以免不安全。根据上述所有组分材料与前述燃料掺水添加少许乳化剂配方等价的分步配比方法产生的掺水新型燃料效果更佳。1号混合料.粗燃料∶助燃料∶水＝50～85%∶10～40%∶5～10%→100%，2号混合料.助燃料∶水∶乳化剂＝5～10%∶87～94.9%∶0.1～3%→100%，掺水新型燃料混合液.1号混合料∶2号混合料∶助燃料＝40～80%∶5～55%∶5～15%→100%。三式中的“→100%”表示各式的组分材料选用的比例变化之总重量均须满足100%。
其次是该方法的工艺流程步骤及工艺操作条件，工艺流程步骤是备料→选配料→掺水混合→均匀混和乳化→罐储或瓶装备用。其中备料-应按配制掺水新型燃料各组份材料购置备用;选配料-从备用的各组份材料中选定需用的材料种类且按各配方比例范围选定适当比例配制各组份材料;掺水混合-按各配方把选好的料分步骤混合成掺水新型燃料的混合液，其工艺条件是在容器中(如混合罐中)常温、常压、搅拌(管道里输送可代替搅拌)下进行;均匀混和乳化一把该燃料混合液送入静态乳化合成装置中加压迫使其激烈运动，使该燃料微观液珠平均粒径达到微米数量级的均匀混和乳化，其工艺条件是常温、加压2～6个大气压力，在静态乳化合成器中一次或多次进行。所述的静态乳化合成装置中的关键部件是静态乳化合成器，它的结构如图2～4中示出，它由等圆片沿径向开缝形成开缝的异形曲面圆叶片为一级，各级在同轴圆心线下相互以一定间距又多级分一组相互以开缝绕同轴圆心线逐级左或/和右旋差一定角度，排列为间或呈左螺旋或/和右螺旋状若干组，安装在与圆叶片同径圆管中，组成了多级圆叶片的圆管道又数根串接一起，构成了由开缝使两边通连的异形曲面圆叶片为界面的逐级间隔圆柱空间。还可以在左和右螺旋组交界处加阻隔圆片。混合液在该结构中受到前进阻力与后推压力、左右交变旋转力、向心力与离心力、混合液微观亿万微小液珠间相互碰撞力等多种力的合作用，迫使混合液宏观整体以一定频率左右交变涡旋与体积交替膨缩，且液体形成涡流、旋流、湍流状。还迫使混合液微观亿万微小液珠在上述乳化合成器的每级间隔圆柱空间中作着瞬态万变的三维异形曲线运动，该运动包括着掺水新型燃料各组份材料微观亿万微小液珠间类似分子间的相互碰撞。液体宏观整体与微观液珠的这种综合运动还包括上述种种运动的一次谐波乃至多次谐波运动，结果使液体的分子活化能增大。液体在这种乳化合成器中一次或多次强迫的激烈运动下达到该该燃料均匀混和乳化的标准-混合液的各组份材料微观亿万微小液珠平均粒径达到微米数量级的均匀混和的乳化，制成了掺水新型燃料成品，罐储或瓶装待使用。在该例中粗燃料、助燃料、掺的水、乳化剂按各配方比例范围选择不同的变化比例，将会出现许许多多实施例。例如每种组份材料比例范围选择两端点和中点值，配制掺水新型燃料，将会出现排列与组合的许多种非限定实施例。因篇幅所限，不宜列举出更多实施例，特此说明。
例三.掺水新型燃料.该例的掺水新型燃料用例二所述的生产方法生产并用例一所述的专用设备制得。它由燃料掺水添加少许乳化剂均匀混和乳化而成，其重量比例如下燃料∶水∶乳化剂＝38.35～93.455%∶6.5～60%∶少许适量(0.005～1.65%)→100%，即式中各组份材料选用的比例变化总重量须满足100%。我们可以在该配方比例范围中选择燃料、水、乳化剂之不同比例配制掺水新型燃料若干例。如选上述组分之比例范围的边界点和中点。更可取的是与上述配方等价的分步配方配比的掺水新型燃料效果较佳。其中掺水前的燃料包括粗燃料和助燃料。粗燃料指一切含碳素可燃烧的液体化合物的粗制品(包括次、废、杂品)，是配制该燃料的主燃料，节能、廉价、经济。助燃料是精良燃料，需用量虽少，却是起导燃或引燃作用的。分步配方如下1号混合液∶粗燃料∶助燃料∶水＝50～85%∶10～40%∶5～10%→100%，2号混合液.助燃料∶水∶乳化剂＝5～10%∶87～94.9%∶0.1～3%→100%，掺水新型燃料混合液1号混合液∶2号混合液∶助燃料＝40～80%∶5～55%∶5～15%→100%。上三式中的“→100%”表示各式各组份材料选用的比例变化之总重量均须满足100%。例如我们可以选用各组份材料比例范围的边界和中点值配成许多例掺水新型燃料。上述配料在乳化合成装置的混合罐中，工艺条件为常温、常压下进行，液体在管道中流动将代替了搅拌。乳化剂按下述配方配制而成乳化活性剂∶乳化渗透剂∶乳化缓和剂∶乳化调合剂∶乳化添加剂+稀释剂＝0.01～2%∶0.6～2.7%∶1.4～3.8%∶41.5～70%∶28～45%+适量→100%+适量(稀释剂)，即上式中除稀释剂加适量外，其余各组份材料选用的比例变化之总重量须满足100%。例如我们可以选用各组份材料不同比例范围的边界点和中点值配制许多种乳化剂使用。乳化剂的配制工艺条件是在容器中(如在乳化剂储料罐中)，常温、常压、搅拌下进行。乳化剂的详细组份材料全同例二中所述。将配制好的该燃料混合液被泵加压(2～6个大气压力范围)送入静态乳化合成器中一次或多次迫使其激烈运动，致使该混合液均匀混和乳化成掺水新型燃料成品，使该燃料中组份材料的微观亿万微小液珠平均粒径达到微米数量级的均匀混合乳化。将配制成的掺水新型燃料罐装或装瓶待用。制成的掺水新型燃料的成分结构不同于掺水前的燃料，而比原燃料具有更高的燃烧热值，达到掺水节能效果，具有大的社会与经济效益。如上所述知，该例可以选择不同比例配制许多不同的掺水新型燃料实施例，但因篇幅所限，这里不宜多举，特此说明。
权利要求
1.一种掺水新型燃料的生产方法是把燃料按一定比例范围掺水并添加少许乳化剂，在溶器中常温、常压、搅拌下混合，尔后该混合液被送到有一定压力的乳化合成装置中激烈运动下混和均匀乳化，特征在于a、该掺水新型燃料各组份材料及其重量比例为燃料∶水∶乳化剂=38.35～93.455%∶6.5～60%∶少许适量(0.005～1.65%)→100%，即式中各组份材料选用的比例变化之总重量须满足100%；b、在乳化合成装置中，混合液在2～6个大气压力下被泵入静态乳化合成器中，该乳化合成器是等圆片沿径向开缝形成的开缝异形曲面圆叶片为一级，各级在同轴圆心线下相互以一定间距又多级分成一组相互以开缝绕同轴圆心线逐级左或/和右旋差一定角度，排列为间或呈左螺旋或/和右螺旋状若干组，安装在与圆叶片同径的圆管中，组成了多级圆叶片之圆管道又数根串接一起，构成了由开缝使两边通连的异形曲面圆叶片为界面的逐级间隔圆柱空间，混合液在该结构中受到多种力合作用，迫使混合液宏观整体以一定频率左右交变涡旋与体积交替膨缩且液体形成涡流、旋流、湍流状，还迫使混合液微观液珠在每级间隔圆柱空间中作着瞬态万变的三维异形曲线运动，这运动包括着掺水新型燃料各组份材料微观液珠间类似液体分子间的相互碰撞，液体宏观整体和微观液珠的这种综合运动还包括上述种种运动的一次谐波乃至多次谐波运动，混合液在如此激烈运动下达到该燃料各组份材料微观液珠混和均匀的乳化。
2.如权利要求1所述的掺水新型燃料的生产方法，特征在于a、所述的掺水前的燃料包括粗燃料和助燃料，粗燃料是指一切含有碳素成份可燃烧的液体化合物质的粗制品，助燃料系由轻油、C4以上烃类的衍生物、醇类、植物油脂类、汽油、柴油、煤油各料之一种或两种以上多种构成;b、所述的掺水新型燃料按下述组份及其重量比例的配方分步在容器中常温、常压、搅拌下配成1号混合料粗燃料∶助燃料∶水＝50～85%∶10～40%∶5～10%→100%;2号混合料∶助燃料∶水∶乳化剂＝5～10%∶87～94.9%∶0.1～3%→100%;掺水新型燃料混合料1号混合料∶2号混合料∶助燃料＝40～80%∶5～55%∶5～15%→100%，三式中“→100%”表示三式中各组份材料选用的比例变化之总重量均须满足100%;c、掺水新型燃料的微观液珠混和均匀的乳化是经过静态乳化合成器一次或多次乳化输出的掺水新型燃料乳化成品，其各组份材料的微观液珠平均粒径达到微米量级的均匀混合乳化。d、所述的乳化剂按如下组份材料及其重量比例在溶器中常温、常压、搅拌下混合而成乳化活性剂∶乳化渗透剂∶乳化缓和剂∶乳化调合剂∶乳化添加剂+稀释剂＝0.01～2%∶0.6～2.7%∶1.4～3.8%∶41.5～70%∶28～45%+适量→100%+适量(稀释剂)，即式中除稀释剂加适量外，其余各剂选用的比例变化之总重量须满足100%。
3.如权力要求1或2所述的生产方法制造的掺水新型燃料，由燃料按一定比例范围掺水添加少许乳化剂混和均匀乳化而成，特征在于该掺水新型燃料各组份材料及其重量比例为燃料∶水∶乳化剂＝38.35～93.455%∶6.5～60%∶少许适量(0.005～1.65%)→100%，即式中各组份材料选用的比例变化之总重量须满足100%，按上述比例配成的混合液在机械装置内受一定压力激烈运动，乳化混和成各组份材料的微观液珠平均粒径达微米量级的混和均匀乳化，这种燃料的成份结构已不同于掺水前的原燃料且比原然料具有更高的燃烧热值。
4.如权利要求3所述的掺水新型燃料，特征在于a、该掺水新型燃料由粗燃料与助燃料掺水添加少许乳化剂按一定重量比例范围混和均匀乳化而成;b、该掺水新型燃料按下述组份材料及其一定重量比例范围分步配成1号混合料组份材料是粗燃料、助燃料和水;2号混合料组份材料是助燃料、水和乳化剂;掺水新型燃料混合液组份材料是1号混合料、2号混合料和助燃料;c、所述的乳化剂由如下组份材料且它们按一定重量比例范围均匀混和而成乳化活性剂、乳化渗透剂、乳化缓和剂、乳化调合剂、乳化添加剂并另加稀释剂。
5.如权利要求4所述的掺水新型燃料，特征在于所述的乳化剂组份材料是乳化活性剂系由元素周期表中VⅡB族和VⅢ族元素的单一或多种元素构成;乳化渗透剂是盐酸、甘油、液碱、三乙醇胺、丙酮、肥皂液及天然油脂磺化产品中任选其中若干种或全部之混合物;乳化缓和剂系由碱金属或碱土金属，元素周期表中ⅡA族元素之氧化物，NaOH、KOH、Ca(OH)2选择其中任两种混合而成;乳化调合剂系由所述的助燃料中任选其中两种或两种以上多种混和而成;乳化添加剂由混合基烃、甲苯、乙苯、二甲苯、苯中任选一种或多种混和而成;稀释剂是轻油。
6.如权利要求1与2中所述的生产方法中使用的专用设备-静态乳化合成装置，由储料罐、混合罐、加压泵、静态乳化合成器及按生产工艺流程连接它们的管道和管道上的开关、阀门以及控制工艺流程和开关、阀门的电器控制柜组装而成，所述的储料罐包括掺水新型燃料的成品及该燃料各组份材料的储料罐;电器控制柜包括它的电源部分、电子控制电路及其元器件、指示与显示部件、仪器仪表以及控制的部件与管道的开关与电磁阀门;特征在于所述的静态乳化合成器是由等园片沿任一径向开缝形成任意适定长度开缝的异形曲面园叶片为一级，各级园叶片在同轴园心线下相互以任意适定的间距又多级为一组相互以开缝绕同轴圆心线逐级左或/和右旋差任意适定角度，安装在与圆叶片同径的圆管中，组成了多级圆叶片的圆管道又数根串接一起，构成了由开缝使两边通连的异形曲面圆叶片为界面的逐级间隔圆柱空间，该静态乳化合成器入口管道和加压泵出口管道密封连接，它的出口管道与掺水新型燃料成品储料罐输入管道密封连接，或与加压泵入口管道密封连接。
7.如权利要求6所述的静态乳化合成装置，特征在于所述的静态乳化合成器每根园管中的多级园叶片开的缝是小于园叶片直径又大于其半径的等长开缝，各级园叶片相互间距一定又等距且它们分组相互以开缝绕同轴圆心线左或右旋差一定又大小相同的角度，形成间或呈左螺旋或/和右螺旋的若干组，在左旋和右旋各组间隔处加有与园叶片等园且同轴圆心线安装的阻隔园片，其上有使阻隔园片两边通连的单孔或多孔。
8.如权利要求7所述的静态乳化合成装置，特征在于静态乳化合成器中的阻隔园片上孔的直径均相等且多孔是以园心或圆面成对称或非对称布列的。
全文摘要
本发明的掺水新型燃料与生产法及制造它的静态乳化合成装置属节能技术领域。所用的主燃料是一切含碳素可燃烧的液体化合物的粗次混杂之粗燃料，配以少量精良助燃料作引燃，掺大量的水(占重量比例范围6.5～60％)，添加少许乳化剂协助掺水乳化混合均匀、更由于使用了开缝异形曲面圆叶片构成的圆管道的静态乳化合成器、燃料混合液在其中加压受迫激烈运动下均匀混合乳化，使其组分材料的微观液珠平均粒径达到微米量级指标。它的成分结构业已不同於原燃料，而比原燃料具有更高的燃烧热值，是一种有前途的工业与民用燃料，其生产方法先进、经济、节能、乳化设备结构简单、造价低廉、乳化有奇效。
文档编号C10L1/00GK1071946SQ9110805
公开日1993年5月12日 申请日期1991年10月26日 优先权日1991年10月26日
发明者张昌武 申请人:张昌武