混合燃料供給システム
【課題】燃料と水とを充分に混合することができ、連続的に均質な混合燃料を供給可能な混合燃料供給システムを提供する。
【解決手段】混合槽１と、第１の混合装置２と、第２の混合装置３と、燃料供給装置４とを備える混合燃料供給システムであって、第１の混合装置２で混合槽１内の液体と燃料とを混合し、第２の混合装置３で混合槽１内の液体と水とを混合する。また、燃料供給装置４では、燃焼装置５の動作開始直後及び動作終了直前は燃料を供給し、それ以外の期間は混合槽１で生成した混合燃料を供給する。
【解決手段】混合槽１と、第１の混合装置２と、第２の混合装置３と、燃料供給装置４とを備える混合燃料供給システムであって、第１の混合装置２で混合槽１内の液体と燃料とを混合し、第２の混合装置３で混合槽１内の液体と水とを混合する。また、燃料供給装置４では、燃焼装置５の動作開始直後及び動作終了直前は燃料を供給し、それ以外の期間は混合槽１で生成した混合燃料を供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は混合燃料供給システムに関する。詳しくは、燃料（油）と水とを混合した混合燃料を供給する混合燃料供給システムに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用、民生用を問わず多くの機器や装置類の運用のために化石燃料が利用されており、特に、重油や軽油等の石油系燃料が広く利用されている。
【０００３】
ところで、近年では地球温暖化の原因とされる二酸化炭素の低減を図るべく、電気を始めとして液化石油ガス（ＬＰＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ）や液化天然ガス（ＬＮＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ）の利用も目を向けられつつある。
【０００４】
しかし、石油系燃料は、電気、ＬＰＧ及びＬＮＧよりも一般に廉価である上に、ディーゼル機関に代表される熱機関の燃料としては重油や軽油の根強い需要が保たれている。
【０００５】
そのために、重油や軽油をより効率的に利用するために、所定の重量比で燃料と水とを混合した混合燃料が注目されている。なお、「混合燃料」とは、水を燃料（油）中に分散させて混合させたものである。
【０００６】
ここで、混合燃料の原始的な製造手段としては燃料槽内の重油や軽油に対して適宜乳化剤と共に水を添加し、攪拌翼で回転させる方法が採用されていた。
【０００７】
しかし、攪拌翼の回転による混合燃料の製造方法の場合には、原則としてバッチ処理に頼らざるを得ないために、製造される混合燃料の成分比等にムラが生じてしまう。更には、混合の度合いが不充分であるために、短時間のうちに燃料と水との２層に分離してしまう。
【０００８】
こうした状況に対応すべく、液体燃料に、その液体燃料に対する体積比で５〜５０％の量であり、粒径が０．２μｍ以下の微細な粒子の状態の水を分散させることによって、経時安定性を確保する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、油槽の油面上の空間に陽電極を配置すると共に、油槽の油中に陰電極を配置し、陰電極より油中に電子を過度に放出させて陽電極と油面との間でプラズマ放電を生じさせることで、油に水との親和性を付与する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２−１０５８９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の技術の様に、水を微細な粒子とするだけでは、未だ燃料と水との混合度合いが充分では無く、短時間のうちに燃料と水とが２層に分離してしまう現象を抑制することは困難であった。
【００１２】
また、特許文献２に記載の技術の様に、プラズマ放電により親和性を付与したとしても、こうした処理はバッチ処理での対応となり、大量生産を前提とする混合燃料の実製造には充分に適した技術とは言い難いものであった。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、燃料と水とを充分に混合することができ、連続的に均質な混合燃料を供給可能な混合燃料供給システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機と、前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、前記混合機は、略円筒状の中空部を有する容器と、該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成され、前記燃料供給装置は、少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された。
【００１５】
また、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機とを備える混合燃料供給システムであって、前記混合機は、略円筒状の中空部を有する容器と、該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成された。
【００１６】
ここで、本発明の混合燃料供給システムの混合機によれば、流体導入口から容器内に混合槽内の流体を導入することにより渦流が発生し、吐出口から吐出されることとなる。このとき、吐出口では、吐出される流体の渦流によってその旋回軸（中心軸）に負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。そして、吐出口の近傍に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを備えるために、このノズルから供給される燃料若しくは水が渦流の中心軸の負圧によって吸い込まれ、渦流によって攪拌されることによって、混合槽内から導入された流体と混合されることとなる。
【００１７】
ところで、ノズルから供給される燃料若しくは水は、容器内の吐出口の近傍に供給され、この吐出口近傍において吐出される混合槽内から導入された流体に混合され、流体と共に放出されるので容器内に滞留することはない。
【００１８】
また、ノズルから供給される燃料若しくは水は、容器内で発生させる渦流や負圧部分に影響を与えないので、ノズルの口径は小さくする必要はない。そのため、例えば粘度の高い燃料を供給したとしても、ノズルや容器内が目詰まりすることはない。
【００１９】
更に、容器が、流体導入口が設けられた第１室と、吐出口が設けられた第２室とから構成され、第１室と第２室とが連通孔により接続されて構成されているために、第１室内で発生した渦流は第２室に入り、吐出口に向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第２室内の吐出口と連通孔とを結ぶ面（以下、「境界面」と称する。）よりも外側の空間内の流体は、境界面の渦流の流れによって第２室内で攪拌されることとなる。また、ノズルから第２室内に供給される燃料若しくは水は、境界面に衝突した際に剪断されると共に、境界面よりも外側の空間内の流体内に浸入し、更に攪拌、混合されることとなる。こうした混合物は、更に境界面によって剪断されながら、吐出口から吐出される。
【００２０】
なお、ノズルから供給される燃料若しくは水は、第２室内に供給されるのであって、第１室には直接供給されることがないために、第１室内での渦流形成に影響を及ぼしにくい。
【００２１】
また、本発明の混合燃料供給システムの燃料供給装置が、燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を燃焼装置に供給することによって、燃焼装置の非動作期間における燃焼装置内の混合燃料の残存を低減することができ、水に起因する燃焼装置の劣化を抑制することができる。この点について、以下、詳細に説明を行う。
【００２２】
先ず、燃料供給装置から供給された混合燃料や燃料は瞬時に燃焼するわけではないために、燃焼装置の動作終了の直前に燃料供給装置から供給された混合燃料や燃料については、燃焼装置に残存した状態で燃焼装置の動作が終了することも考えられる。そして、燃料と水とを充分に混合した混合燃料であったとしても、長期間の放置によって燃料と水とに分離してしまう。
そのため、燃焼装置の動作終了の直前に燃料供給装置から燃焼装置に混合燃料が供給された場合には、燃焼装置に混合燃料が残存した状態で燃焼装置の動作が終了してしまい、燃焼装置内に残存した混合燃料が燃料と水とに分離し、分離によって生じた水によって燃焼装置が劣化する恐れがある。
従って、上記した様に、燃料装置の動作終了前の所定期間は燃料供給装置から燃料を供給することとし、燃料装置の動作が終了した後に燃料装置内に混合燃料が残存しない様にすることで、水に起因する燃料装置の劣化を抑制することができるのである。
【００２３】
また、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機と、前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、前記第１の混合機は、略円筒状の中空部を有する第１の容器と、該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、前記第１の容器は、前記第１の流体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、前記第２の混合機は、略円筒状の中空部を有する第２の容器と、該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、前記第２の容器は、前記第２の流体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成され、前記燃料供給装置は、少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された。
【００２４】
また、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機とを備える混合燃料供給システムであって、前記第１の混合機は、略円筒状の中空部を有する第１の容器と、該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、前記第１の容器は、前記第１の液体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、前記第２の混合機は、略円筒状の中空部を有する第２の容器と、該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、前記第２の容器は、前記第２の液体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成された。
【００２５】
ここで、本発明の混合燃料供給システムの第１の混合機によれば、第１の流体導入口から第１の容器内に混合槽内の流体を導入することにより渦流が発生し、第１の吐出口から吐出されることとなる。このとき、第１の吐出口では、吐出される流体の渦流によってその旋回軸（中心軸）に負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。そして、第１の吐出口の近傍に燃料を供給する第１のノズルを備えるために、この第１のノズルから供給される燃料が渦流の中心軸の負圧によって吸い込まれ、渦流によって攪拌されることによって、混合槽内から導入された流体と混合されることとなる。
【００２６】
ところで、第１のノズルから供給される燃料は、第１の容器内の第１の吐出口の近傍に供給され、この第１の吐出口近傍において吐出される混合槽内から導入された流体に混合され、流体と共に放出されるので第１の容器内に滞留することはない。
【００２７】
また、第１のノズルから供給される燃料は、第１の容器内で発生させる渦流や負圧部分に影響を与えないので、第１のノズルの口径は小さくする必要はない。そのため、例えば粘度の高い燃料を供給したとしても、第１のノズルや第１の容器内が目詰まりすることはない。
【００２８】
更に、第１の容器が、第１の流体導入口が設けられた第１室と、第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、第１室と第２室とが第１の連通孔により接続されて構成されているために、第１室内で発生した渦流は第２室に入り、第１の吐出口に向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第２室内の第１の吐出口と第１の連通孔とを結ぶ面（以下、「第１の境界面」と称する。）よりも外側の空間内の流体は、第１の境界面の渦流の流れによって第２室内で攪拌されることとなる。また、第１のノズルから第２室内に供給される燃料は、第１の境界面に衝突した際に剪断されると共に、第１の境界面よりも外側の空間内の流体内に浸入し、更に攪拌、混合されることとなる。こうした混合物は、更に第１の境界面によって剪断されながら、第１の吐出口から吐出される。
【００２９】
なお、第１のノズルから供給される燃料は、第２室内に供給されるのであって、第１室内には直接供給されることがないために、第１室内での渦流形成に影響を及ぼしにくい。
【００３０】
また、本発明の混合燃料供給システムの第２の混合機によれば、第２の流体導入口から第２の容器内に混合槽内の流体を導入することにより渦流が発生し、第２の吐出口から吐出されることとなる。このとき、第２の吐出口では、吐出される流体の渦流によってその旋回軸（中心軸）に負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。そして、第２の吐出口の近傍に水を供給する第２のノズルを備えるために、この第２のノズルから供給される水が渦流の中心軸の負圧によって吸い込まれ、渦流によって攪拌されることによって、混合槽内から導入された流体と混合されることとなる。
【００３１】
ところで、第２のノズルから供給される水は、第２の容器内の第２の吐出口の近傍に供給され、この第２の吐出口近傍において吐出される混合槽内から導入された流体に混合され、流体と共に放出されるので第２の容器内に滞留することはない。
【００３２】
また、第２のノズルから供給される水は、第２の容器内で発生させる渦流や負圧部分に影響を与えないので、第２のノズルの口径は小さくする必要はない。
【００３３】
更に、第２の容器が、第２の流体導入口が設けられた第３室と、第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、第３室と第４室とが第２の連通孔により接続されて構成されているために、第３室内で発生した渦流は第４室に入り、第２の吐出口に向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第４室内の第２の吐出口と第２の連通孔とを結ぶ面（以下、「第２の境界面」と称する。）よりも外側の空間内の流体は、第２の境界面の渦流の流れによって第４室内で攪拌されることとなる。また、第２のノズルから第４室内に供給される水は、第２の境界面に衝突した際に剪断されると共に、第２の境界面よりも外側の空間内の流体内に浸入し、更に攪拌、混合されることとなる。こうした混合物は、更に第２の境界面によって剪断されながら、第２の吐出口から吐出される。
【００３４】
なお、第２のノズルから供給される水は、第４室内に供給されるのであって、第３室内には直接供給されることがないために、第３室内での渦流形成に影響を及ぼしにくい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明を適用した混合燃料供給システムでは、燃料と水とを充分に混合することができ、連続的に均質な混合燃料を供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用した混合燃料供給システムの一例の全体構成を説明するための模式図である。
【図２】混合槽を説明するための模式図である。
【図３】第１の混合装置及び第２の混合装置を説明するための模式図（１）である。
【図４】第１の混合装置及び第２の混合装置を説明するための模式図（２）である。
【図５】第１の混合装置及び第２の混合装置を説明するための模式図（３）である。
【図６】混合機内の状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」と称する。）について説明する。
【００３８】
［混合燃料供給システムの全体構成］
図１は本発明を適用した混合燃料供給システムの一例の全体構成を説明するための模式図であり、ここで示す混合燃料供給システムは、主として、混合槽１と、第１の混合装置２と、第２の混合装置３と、燃料供給装置４と、燃焼装置（ボイラー）５から構成されている。
【００３９】
［混合槽の構成］
混合槽１は、図２で示す様に、略円筒状の中空構造に構成された金属製容器であり、５０リットルの有効容積を有している。なお、混合槽１を略円筒形状の中空構造に構成することによって、流体の滞留が生じにくくなる。
【００４０】
また、混合槽１の底部を基準として約２／３の高さの位置にステンレス製の第１の金網６が固定されている。なお、第１の金網６が設けられることによって、第１の金網６よりも下方で液体（燃料と水との混合液体）が激しく流動していたとしても、第１の金網６の下方から上方に向けて液体が通過する際に、液体の流動を安定化させることができ、第１の金網６の上方に設けられた混合燃料の取出口７４の近傍の液体の動きや圧力の安定化が実現することとなる。
【００４１】
また、混合槽１の底部近傍にはドレイン排出部（ＤＲ）７が設けられており、ドレイン排出部７のやや上方にステンレス製の第２の金網８が固定されている。なお、第２の金網８が設けられることによって、第２の金網８よりも上方で激しく流動する液体が第２の金網８を通過する際に整流化されることとなる。即ち、第２の金網８の上方では激しく流動していた液体であったとしても、第２の金網８を通過する際にその流速が失われほぼ静止状態となる。そのために、第２の金網８の上方から下方に向けては、液体は、混合槽１内に投入された燃料から発生する不純物や残渣と共に通過するものの、第２の金網８の下方から上方に向けては整流化されているために、不純物や残渣が通過することはない。従って、第２の金網８によって、不純物や残渣を沈殿せしめることが可能となる。
【００４２】
更に、混合槽１の底部はドレイン排出部７に向かって下り傾斜となる様に構成されている。これによって、沈殿した不純物や残渣は、ドレイン排出部７に接続されたバルブを開放することによって容易に排出することが可能となる。
【００４３】
また、混合槽１には、混合槽１内の液体の温度測定を可能とすべく温度計９が取り付けられている。液体の油成分の粘度は温度によって変化するために、液体の油成分の粘度を把握すべく、温度変化を監視するためである。
【００４４】
更に、第１の金網６と混合槽１の上端部との間には、液面計１０が配設されており、この液面計１０によって、取出口から製品（混合燃料）を取り出し可能な液面が保たれているか否かを確認することができる。
【００４５】
また、混合槽１には、上方及び下方に冷却装置３０が配設されており、混合槽１内の液体の温度を所定以下に保つことができる様に構成されている。即ち、混合槽１内では、液体が激しく流動すると共に、燃料と水とが激しく衝突するために、液体温度が上昇することとなる。そして、液体温度が過度に上昇した場合には、液体の油成分（燃料）の引火点に近づいてしまうために、危険性を回避すべく冷却装置を配設しているのである。なお、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を停止することによって液体温度の上昇を停止させることも考えられるが、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を停止させることによる不具合（例えば、燃料と水との分離）を回避すべく、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を停止させることなく液体温度の上昇を停止するために、本実施の形態では冷却装置を配設している。また、本実施の形態では、混合槽１の上方及び下方の２カ所に冷却装置３０が配設された場合を例に挙げて説明を行っているが、冷却装置３０の配設数及び配設位置については特に限定はない。
【００４６】
更に、混合槽１には、浮き球スイッチ（フロートスイッチ）３１が配設されており、このフロートスイッチ３１は、下限フロートスイッチＦｓ４、第１の中間フロートスイッチＦｓ３、第２の中間フロートスイッチＦｓ２及び上限フロートスイッチＦｓ１から構成されている。
【００４７】
ここで、下限フロートスイッチＦｓ４は、許容可能な液面の最下限に位置しており、下限フロートスイッチＦｓ４が液面に浮いた状態がスイッチＯＮの状態であり、下限フロートスイッチＦｓ４がＯＮの状態であることを前提として第１の混合装置２及び第２の混合装置３が駆動できることとなる。即ち、液面が下降して下限フロートスイッチＦｓ４がＯＦＦの状態となると、液中ポンプ１２，５２を緊急停止して第１の混合装置２及び第２の混合装置３を緊急停止させる。
【００４８】
また、第１の中間フロートスイッチＦｓ３は、上述した液面計１０の下限に位置しており、混合槽１内の液面が液面計１０の下限よりも上昇し、第１の中間フロートスイッチＦｓ３が液面に浮いた状態となるとスイッチＯＮの状態となる。
【００４９】
更に、第２の中間フロートスイッチＦｓ２は、上述した液面計１０の上限に位置しており、混合槽１内の液面が液面計１０の上限よりも上昇し、第２の中間フロートスイッチＦｓ２が液面に浮いた状態となるとスイッチＯＮの状態となる。
【００５０】
また、上限フロートスイッチＦｓ１は、許容可能な液面の最上限に位置しており、上限フロートスイッチＦｓ１が液面に浮いた状態がスイッチＯＮの状態であり、上限フロートスイッチＦｓ１がＯＦＦの状態であることを前提として第１の混合装置２及び第２の混合装置３が駆動できることとなる。即ち、液面が上昇して上限フロートスイッチＦｓ１がＯＮの状態となると、液中ポンプ１２，５２を緊急停止して第１の混合装置２及び第２の混合装置３を緊急停止させる。
【００５１】
ところで、本実施の形態では、有効容積が５０リットルである混合槽１を例に挙げて説明を行っているが、混合槽１の有効容積については用途に応じて適宜変更可能であることは勿論である。
【００５２】
また、本実施の形態では、液体の滞留が生じる可能性が少なくなる様に、略円筒状の中空構造に構成された混合槽１を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも円筒形状である必要はない。
【００５３】
更に、本実施の形態では、混合燃料の取出口７４近傍の液体の動きや圧力を安定化させるべく安定化手段の一例として第１の金網６を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも第１の金網６である必要はなく、例えば、ステンレス板に対して直径が数ｍｍ程度の貫通孔を多数個形成したパンチングメタルであっても構わない。
【００５４】
また、本実施の形態では、不純物や残渣を沈殿せしめるための整流化手段の一例として第２の金網８を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも第２の金網８である必要はなく、例えば、ステンレス板に対して直径が数ｍｍ程度の貫通孔を多数個形成したパンチングメタルであっても構わない。
【００５５】
［第１の混合装置の構成］
また、混合槽１には、その底部を基準として約１／２の高さの位置に第１の混合装置２が取り付けられており、第１の混合装置２は、図３〜図５で示す様に、後述する混合機１１と、混合機１１へ混合槽１内の液体を吸引して送出する液中ポンプ１２と、液中ポンプ１２より吸引する液体中の固体粒を分離するストレーナ１３とを備える。
【００５６】
混合機１１は、略円筒状の中空部１４を有する容器１５と、この容器１５内に液体を導入する液体導入口１６と、容器１５内に流体を導入する流体導入口１７と、容器１５の流体導入口１７と対向する位置に設けられた吐出口１８と、容器１５内の吐出口１８の近傍に燃料を供給するノズル１９とを有する。なお、液体導入口１６は流体導入口の一例である。
【００５７】
容器１５は、流体導入口１７側の第１室２０Ａと、吐出口１８側の第２室２０Ｂとに分かれており、第１室２０Ａと第２室２０Ｂとは、連通孔２１により接続されている。第１室２０Ａは、半球状部２０ａと、円筒状部２０ｂと、半球状部２０ｃとから構成されている。第２室２０Ｂは、第１室２０Ａの半球状部２０ｃの外側の面２１ａと、半球の天井（頂点）部分を切断して開口した形状の筒状部２１ｂとから構成されている。吐出口１８は、この筒状部２１ｂの切断された開口部分である。
【００５８】
円筒状部２０ｂと半球状部２０ｃとの間には円盤状の隔壁２２が設けられている。半球状部２０ａには、流体導入口１７が形成された配管としての中空のソケット２３が設けられている。ソケット２３には、流体が供給される配管２４が接続されている。また、円筒状部２０ｂには、液体導入口１６が形成された配管としての中空の長ニップル２５が設けられている。長ニップル２５には、液中ポンプ１２により送出される液体が供給される配管２６が接続されている。長ニップル２５は、この配管２６から供給される液体が、第１室２０Ａ内に液体導入口１６から円筒状部２０ｂの壁面に沿って導入される方向、すなわち円筒状部２０ｂの断面円の接線方向に設けられている。なお、液体導入口１６は、隔壁２２よりも流体導入口１７に近い側であって第２室２０Ｂに近い位置に設けられている。また、本実施の形態では、液体導入口１６は、隔壁２２に隣接して設けられている。
【００５９】
また、連通孔２１が形成されている第１室２０Ａの流体導入口１７と対向する位置には、隔壁２２及び半球状部２０ｃを貫通する連通管としての中空のパイプ２７が設けられている。パイプ２７は、連通孔２１から流体導入口１７に向かって液体導入口１６よりも流体導入口１７に近い位置まで延ばして設けられている。なお、連通孔２１とパイプ２７の中空部の径は同じである。吐出口１８の径は連通孔２１よりも大きく、流体導入口１７の径は連通孔２１よりも小さい。また、パイプ２７は、第１室２０Ａの容積を二分する面よりも連通孔２１側の手前の位置までの長さとされている。
【００６０】
ノズル１９は、容器１５の外壁に設けられたノズル受けボス２８によって吐出口１８近傍に固定されている。ノズル１９の先端１９ａの開口径は連通孔２１よりも小さく、流体導入口１７とほぼ同じである。このノズル１９の先端１９ａは第２室２０Ｂ内に突き出した状態に配置されている。ノズル１９には、燃料が供給される配管２９が接続されている。
【００６１】
［第１の混合装置の動作］
上記の様に構成された第１の混合装置２の動作について以下に説明を行う。なお、図６は第１の混合装置２内の流体の状態を示すための模式的な断面図である。
【００６２】
本発明の第１の混合装置２では、液体導入口１６から導入されるのは混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）であり、ノズル１９の配管２９には燃料を供給する。具体的には、混合槽１内の液体を第１の液体取り出し口７０から取り出し、取り出された液体を液体導入口１６に導入可能に構成されると共に、重油や軽油等の燃料が蓄積された燃料タンク７１と配管２９とが接続されて構成されている。
【００６３】
また、流体導入口１７は、混合槽１の上方から取り出した混合燃料を燃焼装置（ボイラー）５で利用しない場合に混合燃料を導入する。なお、混合槽１の上方から取り出された混合燃料のうち、燃焼装置（ボイラー）５で利用されないために再び混合槽１に戻す混合燃料を、以下では説明の便宜上、「戻り混合燃料」と称する。
【００６４】
さて、第１の混合装置２では、液中ポンプ１２を運転すると、混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）はストレーナ１３を介して吸引され、配管２６及び長ニップル２５を経て液体導入口１６から容器１５の第１室２０Ａ内へと導入される。図６で示す様に、第１室２０Ａ内へ導入された液体４０ａは、液体導入口１６から円筒状部２０ｂの壁面に沿って導入されることにより、第１室２０Ａ内を旋回し、渦流４１を発生させる。このとき、吐出口１８では、この渦流４１によってその旋回軸（中心軸）の負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。ここで、第２室２０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル１９からは、渦流４１の中心軸の負圧によって燃料４３が吸い込まれ、渦流によって攪拌され、混合されることとなる。
【００６５】
また、渦流４１の中心軸の負圧によって流体導入口１７からは戻り混合燃料４２が吸い込まれる。吸い込まれた戻り混合燃料４２は、渦流４１の液体４０ａによって攪拌されると共に、第１室２０Ａからパイプ２７内へ流入し、連通孔２１から第２室２０Ｂ、吐出口１８へと移動していく。このとき、液体４０ａと戻り混合燃料４２との比重差によって、液体４０ａには遠心力が働き、戻り混合燃料４２には向心力が働くので、渦流４１の旋回軸上に更に強い負圧部分が形成される。これにより、渦流４１の旋回軸上への吸引力が増すと共に、旋回軸上に集まった戻り混合燃料４２が圧縮された状態で旋回軸上を通過し、吐出口１８から勢いを増して噴出されることとなる。
【００６６】
また、このとき、戻り混合燃料４２及び液体４０ａは、広い第１室２０Ａから狭いパイプ２７内へ旋回しながら流入する際に、旋回速度が速くなると共に圧力が高くなる。一方、第２室２０Ｂでは、渦流４１の中心軸の負圧によって周囲の液体４０ｂが吐出口１８から第２室２０Ｂ内に浸入しようとする力が働き、連通孔２１から第２室２０Ｂへと流入しようとする戻り混合燃料４２及び液体４０ａと押し合う状態となる。
【００６７】
連通孔２１から第２室２０Ｂへと流入しようとする戻り混合燃料４２及び液体４０ａは、この負圧によって吸い込まれる液体４０ｂを避ける様にして吐出口１８から流出する。また、渦流４１の中心軸に集まった戻り混合燃料４２は、液体４０ａと液体４０ｂとの境界部分で剪断されることにより多量の微細気泡となって液体４０ａと混合され、混合物４４となって吐出口１８から噴出される。
【００６８】
更にこのとき、第２室２０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル１９からは、渦流４１の中心軸の負圧によって燃料４３が吸い込まれ、同じく液体４０ａと液体４０ｂとの境界部分に到達する。これにより、燃料４３も剪断され、戻り混合燃料４２と共に混合物４４に混合されて吐出口１８から噴出する。
【００６９】
また、容器１５が、第１室２０Ａと第２室２０Ｂとに分けられ、連通孔２１により接続されているので、第１室２０Ａ内で発生した渦流４１は第２室２０Ｂに入った際、吐出口１８へ向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第２室２０Ｂ内の吐出口１８と連通孔２１とを結ぶ境界面よりも外側の空間内の液体４０ｃは、この境界面の渦流の流れによって第２室２０Ｂ内で攪拌されることとなる。ここで、ノズル１９から第２室２０Ｂ内に供給される燃料４３は、境界面に衝突した際に剪断されると共に、境界面よりも外側の空間内の液体４０ｃ内に浸入し、更に攪拌、混合される様になる。また、ノズル１９から供給される燃料４３は、第２室２０Ｂ内に供給され、第１室２０Ａには直接供給されなくなっているので、燃料４３は、より第１室２０Ａ内に浸入し難く、また、第１室２０Ａ内での渦流４１の形成に影響を及ぼしにくい。
【００７０】
また、連通孔２１には、流体導入口１７に向かって液体導入口１６よりも流体導入口１７に近い位置まで延ばして設けられたパイプ２７が接続されているので、液体導入口１６から供給される液体４０ａが、このパイプ２７の周りを回転することで乱れの少ない渦流４１が形成され、流体導入口１７から導入される戻り混合燃料４２はこの乱れの少ない渦流４１の中心の負圧部分を通過して液体４０ａと液体４０ｂとの境界部分に到達する様になる。また、このパイプ２７は、第１室２０Ａの容積を二分する面の手前の位置までの長さとしているので、液体導入口１６から供給される液体４０ａが、形成された渦流４１に与える影響を少なくすると共に、形成された渦流４１が、流体導入口１７から導入された戻り混合燃料４２と共に滑らかにパイプ２７内へと流入することとなる。
【００７１】
また、この第１の混合装置２は、配管２４の途中に流体導入口１７へ導入される戻り混合燃料４２の量を調整するバルブ４５を備え、配管２９の途中にノズル１９から供給される燃料４３の量を調整するバルブ４６を備える構成とすることができ、こうしたバルブ４５，４６により、流体導入口１７へ導入される戻り混合燃料４２の量及びノズル１９へ導入される燃料４３の量をそれぞれ調整することができる。
【００７２】
［第２の混合装置の構成］
また、混合槽１には、その底部を基準として約１／２の高さの位置に第２の混合装置３が、第１の混合装置２と対向して取り付けられており、第２の混合装置３は、図３〜図５で示す様に、後述する混合機５１と、混合機５１へ混合槽１内の液体を吸引して送出する液中ポンプ５２と、液中ポンプ５２より吸引する液体中の固体流を分離するストレーナ５３とを備える。
【００７３】
混合機５１は、略円筒状の中空部５４を有する容器５５と、この容器５５内に液体を導入する液体導入口５６と、容器５５内に流体を導入する流体導入口５７と、容器５５の流体導入口５７と対向する位置に設けられた吐出口５８と、容器５５内の吐出口５８の近傍に水を供給するノズル５９とを有する。なお、液体導入口５６は流体導入口の一例である。
【００７４】
容器５５は、流体導入口５７側の第３室６０Ａと、吐出口５８側の第４室６０Ｂとに分かれており、第３室６０Ａと第４室６０Ｂとは、連通孔６１により接続されている。第３室６０Ａは、半球状部６０ａと、円筒状部６０ｂと、半球状部６０ｃとから構成されている。第４室６０Ｂは、第３室６０Ａの半球状部６０ｃの外側の面６１ａと、半球の天井（頂点）部分を切断して開口した形状の筒状部６１ｂとから構成されている。吐出口５８は、この筒状部６１ｂの切断された開口部分である。
【００７５】
円筒状部６０ｂと半球状部６０ｃとの間には円盤状の隔壁６２が設けられている。半球状部６０ａには、流体導入口５７が形成された配管としての中空のソケット６３が設けられている。ソケット６３には、流体が供給される配管６４が接続されている。また、円筒状部６０ｂには、液体導入口５６が形成された配管としての中空の長ニップル６５が設けられている。長ニップル６５には、液中ポンプ５２により送出される液体が供給される配管６６が接続されている。長ニップル６５は、この配管６６から供給される液体が、第３室６０Ａ内に液体導入口５６から円筒状部６０ｂの壁面に沿って導入される方向、すなわち円筒状部６０ｂの断面円の接線方向に設けられている。なお、液体導入口５６は、隔壁６２よりも流体導入口５７に近い側であって第４室６０Ｂに近い位置に設けられている。また、本実施の形態では、液体導入口５６は、隔壁６２に隣接して設けられている。
【００７６】
また、連通孔６１が形成されている第３室６０Ａの流体導入口５７と対向する位置には、隔壁６２及び半球状部６０ｃを貫通する連通管としての中空のパイプ６７が設けられている。パイプ６７は、連通孔６１から流体導入口５７に向かって液体導入口５６よりも中退導入口５７に近い位置まで延ばして設けられている。なお、連通孔６１とパイプ６７の中空部の径は同じである。吐出口５８の径は連通孔６１よりも大きく、流体導入口５７の径は連通孔６１よりも小さい。また、パイプ６７は、第３室６０Ａの容積を二分する面よりも連通孔６１側の手前の位置までの長さとされている。
【００７７】
ノズル５９は、容器５５の外壁に設けられたノズル受けボス６８によって吐出口５８近傍に固定されている。ノズル５９の先端５９ａの開口径は連通孔６１よりも小さく、流体導入口５７とほぼ同じである。このノズル５９の先端５９ａは第４室６０Ｂ内に突き出した状態に配置されている。ノズル５９には、水が供給される配管６９が接続されている。
【００７８】
［第２の混合装置の動作］
上記の様に構成された第２の混合装置３の動作について以下に説明を行う。なお、図６は第２の混合装置３内の流体の状態を示すための模式的な断面図である。
【００７９】
本発明の第２の混合装置３では、液体導入口５６から導入されるのは混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）であり、ノズル５９の配管６９には水を供給する。具体的には、混合槽１内の液体を第２の液体取り出し口７２から取り出し、取り出した液体を液体導入口５６に導入可能に構成されると共に、水が蓄積された水タンク７３と配管６９とが接続されて構成されている。
【００８０】
また、流体導入口５７は、必要に応じて例えば乳化剤等を導入する。なお、流体導入口５７から流体を導入しない場合には流体導入口５７は閉塞する。
【００８１】
さて、第２の混合装置３では、液中ポンプ５２を運転すると、混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）はストレーナ５３を介して吸引され、配管６６及び長ニップル６５を経て液体導入口５６から容器５５の第３室６０Ａ内へと導入される。図６で示す様に、第３室６０Ａ内へ導入された液体８０ａは、液体導入口５６から円筒状部６０ｂの壁面に沿って導入されることにより、第３室６０Ａ内を旋回し、渦流８１を発生させる。このとき、吐出口５８では、この渦流８１によってその旋回軸（中心軸）の負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。ここで、第４室６０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル５９からは、渦流８１の中心軸の負圧によって水８３が吸い込まれ、渦流によって攪拌され、混合されることとなる。
【００８２】
また、渦流８１の中心軸の負圧によって流体導入口５７からは乳化剤８２が吸い込まれる。吸い込まれた乳化剤８２は、渦流８１の液体８０ａによって攪拌されると共に、第３室６０Ａからパイプ６７内へ流入し、連通孔６１から第４室６０Ｂ、吐出口５８へと移動していく。このとき、液体８０ａと乳化剤８２との比重差によって、液体８０ａには遠心力が働き、乳化剤８２には向心力が働くので、渦流８１の旋回軸上に更に強い負圧部分が形成される。これにより、渦流８１の旋回軸上への吸引力が増すと共に、旋回軸上に集まった乳化剤８２が圧縮された状態で旋回軸上を通過し、吐出口５８から勢いを増して噴出されることとなる。
【００８３】
また、このとき、乳化剤８２及び液体８０ａは、広い第３室６０Ａから狭いパイプ６７内へ旋回しながら流入する際に、旋回速度が速くなると共に圧力が高くなる。一方、第４室６０Ｂでは、渦流８１の中心軸の負圧によって周囲の液体８０ｂが吐出口５８から第４室６０Ｂ内に浸入しようとする力が働き、連通孔６１から第４室６０Ｂへと流入しようとする乳化剤８２及び液体８０ａと押し合う状態となる。
【００８４】
連通孔６１から第４室６０Ｂへと流入しようとする乳化剤８２及び液体８０ａは、この負圧によって吸い込まれる液体４０ｂを避ける様にして吐出口５８から流出する。また、渦流８１の中心軸に集まった乳化剤８２は、液体８０ａと液体８０ｂとの境界部分で剪断されることにより多量の微細気泡となって液体８０ａと混合され、混合物８４となって吐出口５８から噴出される。
【００８５】
更にこのとき、第４室６０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル５９からは、渦流８１の中心軸の負圧によって水８３が吸い込まれ、同じく液体８０ａと液体８０ｂとの境界部分に到達する。これにより、水８３も剪断され、乳化剤８２と共に混合物８４に混合されて吐出口５８から噴出する。
【００８６】
また、容器５５が、第３室６０Ａと第４室６０Ｂとに分けられ、連通孔６１により接続されているので、第３室６０Ａ内で発生した渦流８１は第４室６０Ｂに入った際、吐出口５８へ向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第４室６０Ｂ内の吐出口５８と連通孔６１とを結ぶ境界面よりも外側の空間内の液体８０ｃは、この境界面の渦流の流れによって第４室６０Ｂ内で攪拌されることとなる。ここで、ノズル５９から第４室６０Ｂ内に供給される水８３は、境界面に衝突した際に剪断されると共に、境界面よりも外側の空間内の液体８０ｃ内に浸入し、更に攪拌、混合される様になる。また、ノズル５９から供給される水８３は、第４室６０Ｂ内に供給され、第３室６０Ａには直接供給されなくなっているので、水８３は、より第３室６０Ａ内に浸入し難く、また、第３室６０Ａ内での渦流８１の形成に影響を及ぼしにくい。
【００８７】
また、連通孔６１には、流体導入口５７に向かって液体導入口５６よりも流体導入口５７に近い位置まで延ばして設けられたパイプ６７が接続されているので、液体導入口５６から供給される液体８０ａが、このパイプ６７の周りを回転することで乱れの少ない渦流８１が形成され、流体導入口５７から導入される乳化剤８２はこの乱れの少ない渦流８１の中心の負圧部分を通過して液体８０ａと液体８０ｂとの境界部分に到達する様になる。また、このパイプ６７は、第３室６０Ａの容積を二分する面の手前の位置までの長さとしているので、液体導入口５６から供給される液体８０ａが、形成された渦流８１に与える影響を少なくすると共に、形成された渦流８１が、流体導入口５７から導入された乳化剤８２と共に滑らかにパイプ６７内へと流入することとなる。
【００８８】
また、この第２の混合装置３は、配管６４の途中に流体導入口５７へ導入される乳化剤８２の量を調整するバルブ８５を備え、配管６９の途中にノズル５９から供給される水８３の量を調整するバルブ８６を備える構成とすることができ、こうしたバルブ８５，８６により、流体導入口５７に導入される乳化剤８２の量及びノズル５９へ導入される水８３の量をそれぞれ調整することができる。
【００８９】
［燃料供給装置の構成］
燃料供給装置４は、燃料タンク７１から燃料が供給される燃料ラインＡと、混合槽１の取出口７４から混合燃料が供給される混合燃料ラインＢとに接続されており、燃焼装置５の運転開始から所定期間（動作開始後の所定期間）と、燃焼装置５の運転停止前の所定期間（動作終了前の所定期間）は燃料ラインＡから供給される燃料を燃焼装置５に供給し、それ以外の期間は混合燃料ラインＢから供給される混合燃料を燃焼装置５に供給する様に制御されている。
【００９０】
なお、燃料供給装置４が燃料ラインＡから供給される燃料を燃焼装置５に供給している期間は、燃料供給装置４に混合燃料ラインＢから供給された混合燃料はリターンラインＣによって混合槽１に戻されることとなる。なお、リターンラインＣは配管２４と接続されている。
【００９１】
ここで、混合燃料は一定以上の温度でなければ着火し難いことが一般に知られている。そのために、燃料供給装置４では、燃焼装置５の運転開始から所定期間は燃料ラインＡから供給される燃料を燃焼装置５に供給する様に構成されている。但し、上述の様に、混合槽１内では、液体が激しく流動することに起因して液体温度が上昇するために、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を一定期間動作させることによって、燃焼装置５内が一定以上の温度に達していなくても、混合燃料自体が暖められることによって、充分に着火する温度に達することも考えられる。そのため、燃焼装置５の運転開始時に必ずしも混合燃料を利用できないというものではないが、より確実に着火するためには、燃焼装置５の運転開始から所定期間は燃料ラインＡから供給される燃料を利用する方が好ましい。
【００９２】
また、燃料供給装置４から供給された混合燃料や燃料は燃焼装置５によって瞬時に利用されてしまうわけではないので、燃焼装置５の運転終了後においても、燃焼装置５内に燃料供給装置４から供給された混合燃料や燃料が残存することが充分に考えられる。そして、混合燃料は長期間の放置によって燃料と水とに分離してしまうために、燃焼装置５の運転終了直前に燃料供給装置４から混合燃料が供給された場合には、燃焼装置５内に残存した混合燃料から分離した水によって燃焼装置が劣化する恐れがある。そのため、水に起因する燃焼装置の劣化を抑制するために、燃焼装置５の運転停止前の所定期間は燃料ラインＡから供給される燃料を供給する。
【００９３】
［混合燃料供給システムの動作］
上記の様に構成された混合燃料供給システムの一連の動作について以下に説明を行う。
ところで、混合槽１内に初めて液体（燃料や水）を供給する場合には、混合槽１内に液体を供給する工程が必要となるために、先ずは、混合槽１内に初めて液体を供給する場合について説明を行う。なお、２度目以降の使用であり、既に混合槽１内に液体が供給されている場合には、後述する［共通工程］以降の工程のみを行えば充分である。
【００９４】
（混合槽１内に初めて液体を供給する場合）
先ず、混合槽１の上方に設けられた投入口７５から燃料（重油や軽油等の油成分）を注油する。なお、燃料の注油量は下限フロートスイッチＦｓ４がＯＮとなるまで行う。なお、下限フロートスイッチＦｓ４がＯＮとなるまで注油するのは、後述する様に、第２の混合装置３を駆動させることによって、燃料と水とを所定割合に調整しているためである。
【００９５】
次に、配管６９に設けられた水導入電磁弁７７を開放して第２の混合装置３を駆動させる。第２の混合装置３を駆動させることによって、ノズル５９から水が供給されるために、混合槽１内に水が供給されることとなる。この様に、第２の混合装置３を駆動させることによって、混合槽１内の燃料と水とが所定割合となる様に調整を行う。なお、混合槽１内の燃料と水とが所定割合となる様に混合槽１内に水を供給することによって、混合槽１内の液面が上昇し、第１の中間フロートスイッチＦｓ３がＯＮの状態となる。
【００９６】
以上の調整工程が、混合槽１内に初めて液体を供給する場合にのみ必要となる工程である。従って、既に混合槽１内に液体が存在する場合には、以下に記載する工程のみを行うこととなる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、第２の混合装置３を駆動することによって、燃料と水とを所定割合に調整する場合を例に挙げて説明を行っているが、燃料と水とが所定割合に調整することができれば、必ずしも第２の混合装置３を駆動することによって調整する必要は無い。例えば、所定割合となる様な分量の燃料と水とを投入口７５から供給しても良い。
【００９８】
（共通工程）
続いて、混合槽１内の燃料と水とが所定の割合となった後に、配管２９に設けられた燃料導入電磁弁７６及び第２の混合装置３の流体導入口５７に乳化剤を供給する乳化剤導入電磁弁（図示せず）を開放し、第１の混合装置１を駆動させる。即ち、第１の混合装置２及び第２の混合装置３の双方が駆動することとなる。
【００９９】
そして、第１の混合装置２及び第２の混合装置３の双方が駆動し、混合槽１内で燃料と水と乳化剤とが充分に攪拌されることによって、混合燃料が生成されることとなる。
【０１００】
ところで、第１の混合装置２及び第２の混合装置３が駆動すると、第１の混合装置２にはノズル１９から燃料が供給され、第２の混合装置３にはノズル５９から水が供給されると共に流体導入口５７から乳化剤が供給される。そのために、取出口７４からの混合燃料の取り出し量が、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を駆動することによって混合槽１内に供給される燃料、水及び乳化剤の供給量よりも少量である場合には、混合槽１内の液面が上昇することになる。そして、第２の中間フロートスイッチＦｓ２がＯＮの状態となると、燃料導入電磁弁７６、水導入電磁弁７７及び乳化剤導入弁（図示せず）が閉鎖される。但し、第２の中間フロートスイッチＦｓ２がＯＮの状態となったとしても、液中ポンプ１２，５９は停止させないために、混合槽１内の攪拌は依然として継続されることとなる。
【０１０１】
なお、第２の中間フロートスイッチＦｓ２がＯＮの状態となることで、混合槽１内への燃料、水及び乳化剤の供給が停止し、液面の上昇が停止するはずである。しかし、何らかの不具合により、更に液面が上昇し、上限フロートスイッチＦｓ１がＯＮの状態となると、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を緊急停止させる。
【０１０２】
こうした過程を経て生成された混合燃料は混合燃料ラインＢによって燃料供給装置４に供給され、燃焼装置５に供給されることとなる。
【０１０３】
なお、燃焼装置５の中には、一定温度に達した場合に一時的に停止状態（燃焼装置５の運転終了ではない）となる装置が存在し、この様な停止状態は混合燃料の利用も停止することとなるために、かかる場合には、混合燃料供給ラインＢから供給された混合燃料はリターンラインＣによって混合槽１に戻されることとなる。
【０１０４】
本発明を適用した混合燃料供給システムでは、第１の混合装置２によって液体（燃料と水との混合液体）と燃料とを充分に混合することができ、更に、第２の混合装置３によって液体（燃料と水との混合液体）と水とを充分に混合することができるために、結果として極めて充分に燃料と水とを混合することができ、連続的に均質な混合燃料を供給することが可能である。
【０１０５】
また、本発明を適用した混合燃料供給システムでは、燃料供給装置４によって燃料ラインＡから供給される燃料と、混合燃料ラインＢから供給される混合燃料とを適宜使い分けているために、着火不充分な状況を回避することができると共に、水に起因した燃焼装置５の劣化をも低減することができる。
【０１０６】
［変形例］
上記した実施の形態では、第１の混合装置２及び第２の混合装置３とを備える場合を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも複数の混合装置を備える必要はなく、単一の混合装置によって混合燃料を生成しても良い。但し、液体（燃料と水との混合液体）と燃料とを混合する混合装置（本実施の形態の第１の混合装置２に相当）と、液体（燃料と水との混合液体）と水とを混合する混合装置（本実施の形態の第２の混合装置３に相当）の両者を備えた方がより充分に燃料と水とを混合することができると考えられる。
【０１０７】
また、上記した実施の形態では、燃焼装置５が単一の場合を例に挙げて説明を行っているが、混合槽１から複数の燃焼装置５に混合燃料を供給する構成としても良い。なお、複数の燃焼装置５に混合燃料を供給する場合には、燃焼装置５毎に燃料供給装置４を設けても良いし、単一の燃料供給装置４で複数の燃焼装置５に混合燃料を供給しても良い。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 混合槽
２ 第１の混合装置
３ 第２の混合装置
４ 燃料供給装置
５ 燃焼装置（ボイラー）
６ 第１の金網
７ ドレイン排出部
８ 第２の金網
９ 温度計
１０ 液面計
１１、５１ 混合機
１２、５２ 液中ポンプ
１３、５３ ストレーナ
１４、５４ 中空部
１５、５５ 容器
１６、５６ 液体導入口
１７、５７ 流体導入口
１８、５８ 吐出口
１９、５９ ノズル
１９ａ、５９ａ 先端
２０Ａ 第１室
２０Ｂ 第２室
２０ａ、６０ａ 半球状部
２０ｂ、６０ｂ 円筒状部
２０ｃ、６０ｃ 半球状部
２１、６１ 連通孔
２１ａ、６１ａ 外側の面
２１ｂ、６１ｂ 筒状部
２２、６２ 隔壁
２３、６３ ソケット
２４、６４ 配管
２５、６５ 長ニップル
２６、６６ 配管
２７、６７ パイプ
２８、６８ ノズル受けボス
２９、６９ 配管
３０ 冷却装置
３１ 浮き球スイッチ（フロートスイッチ）
４０ａ、８０ａ 液体
４１、８１ 渦流
４２ 混合燃料（戻り混合燃料）
４３ 燃料
４４、８４ 混合物
４５、８５ バルブ
４６、８６ バルブ
６０Ａ 第３室
６０Ｂ 第４室
７０ 第１の液体取り出し口
７１ 燃料タンク
７２ 第２の液体取り出し口
７３ 水タンク
７４ 取出口
７５ 投入口
７６ 燃料導入電磁弁
７７ 水導入電磁弁
８２ 乳化剤
８３ 水
【技術分野】
【０００１】
本発明は混合燃料供給システムに関する。詳しくは、燃料（油）と水とを混合した混合燃料を供給する混合燃料供給システムに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用、民生用を問わず多くの機器や装置類の運用のために化石燃料が利用されており、特に、重油や軽油等の石油系燃料が広く利用されている。
【０００３】
ところで、近年では地球温暖化の原因とされる二酸化炭素の低減を図るべく、電気を始めとして液化石油ガス（ＬＰＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ）や液化天然ガス（ＬＮＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ）の利用も目を向けられつつある。
【０００４】
しかし、石油系燃料は、電気、ＬＰＧ及びＬＮＧよりも一般に廉価である上に、ディーゼル機関に代表される熱機関の燃料としては重油や軽油の根強い需要が保たれている。
【０００５】
そのために、重油や軽油をより効率的に利用するために、所定の重量比で燃料と水とを混合した混合燃料が注目されている。なお、「混合燃料」とは、水を燃料（油）中に分散させて混合させたものである。
【０００６】
ここで、混合燃料の原始的な製造手段としては燃料槽内の重油や軽油に対して適宜乳化剤と共に水を添加し、攪拌翼で回転させる方法が採用されていた。
【０００７】
しかし、攪拌翼の回転による混合燃料の製造方法の場合には、原則としてバッチ処理に頼らざるを得ないために、製造される混合燃料の成分比等にムラが生じてしまう。更には、混合の度合いが不充分であるために、短時間のうちに燃料と水との２層に分離してしまう。
【０００８】
こうした状況に対応すべく、液体燃料に、その液体燃料に対する体積比で５〜５０％の量であり、粒径が０．２μｍ以下の微細な粒子の状態の水を分散させることによって、経時安定性を確保する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、油槽の油面上の空間に陽電極を配置すると共に、油槽の油中に陰電極を配置し、陰電極より油中に電子を過度に放出させて陽電極と油面との間でプラズマ放電を生じさせることで、油に水との親和性を付与する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２−１０５８９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の技術の様に、水を微細な粒子とするだけでは、未だ燃料と水との混合度合いが充分では無く、短時間のうちに燃料と水とが２層に分離してしまう現象を抑制することは困難であった。
【００１２】
また、特許文献２に記載の技術の様に、プラズマ放電により親和性を付与したとしても、こうした処理はバッチ処理での対応となり、大量生産を前提とする混合燃料の実製造には充分に適した技術とは言い難いものであった。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、燃料と水とを充分に混合することができ、連続的に均質な混合燃料を供給可能な混合燃料供給システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機と、前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、前記混合機は、略円筒状の中空部を有する容器と、該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成され、前記燃料供給装置は、少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された。
【００１５】
また、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機とを備える混合燃料供給システムであって、前記混合機は、略円筒状の中空部を有する容器と、該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成された。
【００１６】
ここで、本発明の混合燃料供給システムの混合機によれば、流体導入口から容器内に混合槽内の流体を導入することにより渦流が発生し、吐出口から吐出されることとなる。このとき、吐出口では、吐出される流体の渦流によってその旋回軸（中心軸）に負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。そして、吐出口の近傍に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを備えるために、このノズルから供給される燃料若しくは水が渦流の中心軸の負圧によって吸い込まれ、渦流によって攪拌されることによって、混合槽内から導入された流体と混合されることとなる。
【００１７】
ところで、ノズルから供給される燃料若しくは水は、容器内の吐出口の近傍に供給され、この吐出口近傍において吐出される混合槽内から導入された流体に混合され、流体と共に放出されるので容器内に滞留することはない。
【００１８】
また、ノズルから供給される燃料若しくは水は、容器内で発生させる渦流や負圧部分に影響を与えないので、ノズルの口径は小さくする必要はない。そのため、例えば粘度の高い燃料を供給したとしても、ノズルや容器内が目詰まりすることはない。
【００１９】
更に、容器が、流体導入口が設けられた第１室と、吐出口が設けられた第２室とから構成され、第１室と第２室とが連通孔により接続されて構成されているために、第１室内で発生した渦流は第２室に入り、吐出口に向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第２室内の吐出口と連通孔とを結ぶ面（以下、「境界面」と称する。）よりも外側の空間内の流体は、境界面の渦流の流れによって第２室内で攪拌されることとなる。また、ノズルから第２室内に供給される燃料若しくは水は、境界面に衝突した際に剪断されると共に、境界面よりも外側の空間内の流体内に浸入し、更に攪拌、混合されることとなる。こうした混合物は、更に境界面によって剪断されながら、吐出口から吐出される。
【００２０】
なお、ノズルから供給される燃料若しくは水は、第２室内に供給されるのであって、第１室には直接供給されることがないために、第１室内での渦流形成に影響を及ぼしにくい。
【００２１】
また、本発明の混合燃料供給システムの燃料供給装置が、燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を燃焼装置に供給することによって、燃焼装置の非動作期間における燃焼装置内の混合燃料の残存を低減することができ、水に起因する燃焼装置の劣化を抑制することができる。この点について、以下、詳細に説明を行う。
【００２２】
先ず、燃料供給装置から供給された混合燃料や燃料は瞬時に燃焼するわけではないために、燃焼装置の動作終了の直前に燃料供給装置から供給された混合燃料や燃料については、燃焼装置に残存した状態で燃焼装置の動作が終了することも考えられる。そして、燃料と水とを充分に混合した混合燃料であったとしても、長期間の放置によって燃料と水とに分離してしまう。
そのため、燃焼装置の動作終了の直前に燃料供給装置から燃焼装置に混合燃料が供給された場合には、燃焼装置に混合燃料が残存した状態で燃焼装置の動作が終了してしまい、燃焼装置内に残存した混合燃料が燃料と水とに分離し、分離によって生じた水によって燃焼装置が劣化する恐れがある。
従って、上記した様に、燃料装置の動作終了前の所定期間は燃料供給装置から燃料を供給することとし、燃料装置の動作が終了した後に燃料装置内に混合燃料が残存しない様にすることで、水に起因する燃料装置の劣化を抑制することができるのである。
【００２３】
また、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機と、前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、前記第１の混合機は、略円筒状の中空部を有する第１の容器と、該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、前記第１の容器は、前記第１の流体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、前記第２の混合機は、略円筒状の中空部を有する第２の容器と、該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、前記第２の容器は、前記第２の流体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成され、前記燃料供給装置は、少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された。
【００２４】
また、本発明の混合燃料供給システムでは、混合槽と、該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機とを備える混合燃料供給システムであって、前記第１の混合機は、略円筒状の中空部を有する第１の容器と、該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、前記第１の容器は、前記第１の液体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、前記第２の混合機は、略円筒状の中空部を有する第２の容器と、該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、前記第２の容器は、前記第２の液体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成された。
【００２５】
ここで、本発明の混合燃料供給システムの第１の混合機によれば、第１の流体導入口から第１の容器内に混合槽内の流体を導入することにより渦流が発生し、第１の吐出口から吐出されることとなる。このとき、第１の吐出口では、吐出される流体の渦流によってその旋回軸（中心軸）に負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。そして、第１の吐出口の近傍に燃料を供給する第１のノズルを備えるために、この第１のノズルから供給される燃料が渦流の中心軸の負圧によって吸い込まれ、渦流によって攪拌されることによって、混合槽内から導入された流体と混合されることとなる。
【００２６】
ところで、第１のノズルから供給される燃料は、第１の容器内の第１の吐出口の近傍に供給され、この第１の吐出口近傍において吐出される混合槽内から導入された流体に混合され、流体と共に放出されるので第１の容器内に滞留することはない。
【００２７】
また、第１のノズルから供給される燃料は、第１の容器内で発生させる渦流や負圧部分に影響を与えないので、第１のノズルの口径は小さくする必要はない。そのため、例えば粘度の高い燃料を供給したとしても、第１のノズルや第１の容器内が目詰まりすることはない。
【００２８】
更に、第１の容器が、第１の流体導入口が設けられた第１室と、第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、第１室と第２室とが第１の連通孔により接続されて構成されているために、第１室内で発生した渦流は第２室に入り、第１の吐出口に向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第２室内の第１の吐出口と第１の連通孔とを結ぶ面（以下、「第１の境界面」と称する。）よりも外側の空間内の流体は、第１の境界面の渦流の流れによって第２室内で攪拌されることとなる。また、第１のノズルから第２室内に供給される燃料は、第１の境界面に衝突した際に剪断されると共に、第１の境界面よりも外側の空間内の流体内に浸入し、更に攪拌、混合されることとなる。こうした混合物は、更に第１の境界面によって剪断されながら、第１の吐出口から吐出される。
【００２９】
なお、第１のノズルから供給される燃料は、第２室内に供給されるのであって、第１室内には直接供給されることがないために、第１室内での渦流形成に影響を及ぼしにくい。
【００３０】
また、本発明の混合燃料供給システムの第２の混合機によれば、第２の流体導入口から第２の容器内に混合槽内の流体を導入することにより渦流が発生し、第２の吐出口から吐出されることとなる。このとき、第２の吐出口では、吐出される流体の渦流によってその旋回軸（中心軸）に負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。そして、第２の吐出口の近傍に水を供給する第２のノズルを備えるために、この第２のノズルから供給される水が渦流の中心軸の負圧によって吸い込まれ、渦流によって攪拌されることによって、混合槽内から導入された流体と混合されることとなる。
【００３１】
ところで、第２のノズルから供給される水は、第２の容器内の第２の吐出口の近傍に供給され、この第２の吐出口近傍において吐出される混合槽内から導入された流体に混合され、流体と共に放出されるので第２の容器内に滞留することはない。
【００３２】
また、第２のノズルから供給される水は、第２の容器内で発生させる渦流や負圧部分に影響を与えないので、第２のノズルの口径は小さくする必要はない。
【００３３】
更に、第２の容器が、第２の流体導入口が設けられた第３室と、第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、第３室と第４室とが第２の連通孔により接続されて構成されているために、第３室内で発生した渦流は第４室に入り、第２の吐出口に向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第４室内の第２の吐出口と第２の連通孔とを結ぶ面（以下、「第２の境界面」と称する。）よりも外側の空間内の流体は、第２の境界面の渦流の流れによって第４室内で攪拌されることとなる。また、第２のノズルから第４室内に供給される水は、第２の境界面に衝突した際に剪断されると共に、第２の境界面よりも外側の空間内の流体内に浸入し、更に攪拌、混合されることとなる。こうした混合物は、更に第２の境界面によって剪断されながら、第２の吐出口から吐出される。
【００３４】
なお、第２のノズルから供給される水は、第４室内に供給されるのであって、第３室内には直接供給されることがないために、第３室内での渦流形成に影響を及ぼしにくい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明を適用した混合燃料供給システムでは、燃料と水とを充分に混合することができ、連続的に均質な混合燃料を供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用した混合燃料供給システムの一例の全体構成を説明するための模式図である。
【図２】混合槽を説明するための模式図である。
【図３】第１の混合装置及び第２の混合装置を説明するための模式図（１）である。
【図４】第１の混合装置及び第２の混合装置を説明するための模式図（２）である。
【図５】第１の混合装置及び第２の混合装置を説明するための模式図（３）である。
【図６】混合機内の状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」と称する。）について説明する。
【００３８】
［混合燃料供給システムの全体構成］
図１は本発明を適用した混合燃料供給システムの一例の全体構成を説明するための模式図であり、ここで示す混合燃料供給システムは、主として、混合槽１と、第１の混合装置２と、第２の混合装置３と、燃料供給装置４と、燃焼装置（ボイラー）５から構成されている。
【００３９】
［混合槽の構成］
混合槽１は、図２で示す様に、略円筒状の中空構造に構成された金属製容器であり、５０リットルの有効容積を有している。なお、混合槽１を略円筒形状の中空構造に構成することによって、流体の滞留が生じにくくなる。
【００４０】
また、混合槽１の底部を基準として約２／３の高さの位置にステンレス製の第１の金網６が固定されている。なお、第１の金網６が設けられることによって、第１の金網６よりも下方で液体（燃料と水との混合液体）が激しく流動していたとしても、第１の金網６の下方から上方に向けて液体が通過する際に、液体の流動を安定化させることができ、第１の金網６の上方に設けられた混合燃料の取出口７４の近傍の液体の動きや圧力の安定化が実現することとなる。
【００４１】
また、混合槽１の底部近傍にはドレイン排出部（ＤＲ）７が設けられており、ドレイン排出部７のやや上方にステンレス製の第２の金網８が固定されている。なお、第２の金網８が設けられることによって、第２の金網８よりも上方で激しく流動する液体が第２の金網８を通過する際に整流化されることとなる。即ち、第２の金網８の上方では激しく流動していた液体であったとしても、第２の金網８を通過する際にその流速が失われほぼ静止状態となる。そのために、第２の金網８の上方から下方に向けては、液体は、混合槽１内に投入された燃料から発生する不純物や残渣と共に通過するものの、第２の金網８の下方から上方に向けては整流化されているために、不純物や残渣が通過することはない。従って、第２の金網８によって、不純物や残渣を沈殿せしめることが可能となる。
【００４２】
更に、混合槽１の底部はドレイン排出部７に向かって下り傾斜となる様に構成されている。これによって、沈殿した不純物や残渣は、ドレイン排出部７に接続されたバルブを開放することによって容易に排出することが可能となる。
【００４３】
また、混合槽１には、混合槽１内の液体の温度測定を可能とすべく温度計９が取り付けられている。液体の油成分の粘度は温度によって変化するために、液体の油成分の粘度を把握すべく、温度変化を監視するためである。
【００４４】
更に、第１の金網６と混合槽１の上端部との間には、液面計１０が配設されており、この液面計１０によって、取出口から製品（混合燃料）を取り出し可能な液面が保たれているか否かを確認することができる。
【００４５】
また、混合槽１には、上方及び下方に冷却装置３０が配設されており、混合槽１内の液体の温度を所定以下に保つことができる様に構成されている。即ち、混合槽１内では、液体が激しく流動すると共に、燃料と水とが激しく衝突するために、液体温度が上昇することとなる。そして、液体温度が過度に上昇した場合には、液体の油成分（燃料）の引火点に近づいてしまうために、危険性を回避すべく冷却装置を配設しているのである。なお、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を停止することによって液体温度の上昇を停止させることも考えられるが、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を停止させることによる不具合（例えば、燃料と水との分離）を回避すべく、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を停止させることなく液体温度の上昇を停止するために、本実施の形態では冷却装置を配設している。また、本実施の形態では、混合槽１の上方及び下方の２カ所に冷却装置３０が配設された場合を例に挙げて説明を行っているが、冷却装置３０の配設数及び配設位置については特に限定はない。
【００４６】
更に、混合槽１には、浮き球スイッチ（フロートスイッチ）３１が配設されており、このフロートスイッチ３１は、下限フロートスイッチＦｓ４、第１の中間フロートスイッチＦｓ３、第２の中間フロートスイッチＦｓ２及び上限フロートスイッチＦｓ１から構成されている。
【００４７】
ここで、下限フロートスイッチＦｓ４は、許容可能な液面の最下限に位置しており、下限フロートスイッチＦｓ４が液面に浮いた状態がスイッチＯＮの状態であり、下限フロートスイッチＦｓ４がＯＮの状態であることを前提として第１の混合装置２及び第２の混合装置３が駆動できることとなる。即ち、液面が下降して下限フロートスイッチＦｓ４がＯＦＦの状態となると、液中ポンプ１２，５２を緊急停止して第１の混合装置２及び第２の混合装置３を緊急停止させる。
【００４８】
また、第１の中間フロートスイッチＦｓ３は、上述した液面計１０の下限に位置しており、混合槽１内の液面が液面計１０の下限よりも上昇し、第１の中間フロートスイッチＦｓ３が液面に浮いた状態となるとスイッチＯＮの状態となる。
【００４９】
更に、第２の中間フロートスイッチＦｓ２は、上述した液面計１０の上限に位置しており、混合槽１内の液面が液面計１０の上限よりも上昇し、第２の中間フロートスイッチＦｓ２が液面に浮いた状態となるとスイッチＯＮの状態となる。
【００５０】
また、上限フロートスイッチＦｓ１は、許容可能な液面の最上限に位置しており、上限フロートスイッチＦｓ１が液面に浮いた状態がスイッチＯＮの状態であり、上限フロートスイッチＦｓ１がＯＦＦの状態であることを前提として第１の混合装置２及び第２の混合装置３が駆動できることとなる。即ち、液面が上昇して上限フロートスイッチＦｓ１がＯＮの状態となると、液中ポンプ１２，５２を緊急停止して第１の混合装置２及び第２の混合装置３を緊急停止させる。
【００５１】
ところで、本実施の形態では、有効容積が５０リットルである混合槽１を例に挙げて説明を行っているが、混合槽１の有効容積については用途に応じて適宜変更可能であることは勿論である。
【００５２】
また、本実施の形態では、液体の滞留が生じる可能性が少なくなる様に、略円筒状の中空構造に構成された混合槽１を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも円筒形状である必要はない。
【００５３】
更に、本実施の形態では、混合燃料の取出口７４近傍の液体の動きや圧力を安定化させるべく安定化手段の一例として第１の金網６を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも第１の金網６である必要はなく、例えば、ステンレス板に対して直径が数ｍｍ程度の貫通孔を多数個形成したパンチングメタルであっても構わない。
【００５４】
また、本実施の形態では、不純物や残渣を沈殿せしめるための整流化手段の一例として第２の金網８を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも第２の金網８である必要はなく、例えば、ステンレス板に対して直径が数ｍｍ程度の貫通孔を多数個形成したパンチングメタルであっても構わない。
【００５５】
［第１の混合装置の構成］
また、混合槽１には、その底部を基準として約１／２の高さの位置に第１の混合装置２が取り付けられており、第１の混合装置２は、図３〜図５で示す様に、後述する混合機１１と、混合機１１へ混合槽１内の液体を吸引して送出する液中ポンプ１２と、液中ポンプ１２より吸引する液体中の固体粒を分離するストレーナ１３とを備える。
【００５６】
混合機１１は、略円筒状の中空部１４を有する容器１５と、この容器１５内に液体を導入する液体導入口１６と、容器１５内に流体を導入する流体導入口１７と、容器１５の流体導入口１７と対向する位置に設けられた吐出口１８と、容器１５内の吐出口１８の近傍に燃料を供給するノズル１９とを有する。なお、液体導入口１６は流体導入口の一例である。
【００５７】
容器１５は、流体導入口１７側の第１室２０Ａと、吐出口１８側の第２室２０Ｂとに分かれており、第１室２０Ａと第２室２０Ｂとは、連通孔２１により接続されている。第１室２０Ａは、半球状部２０ａと、円筒状部２０ｂと、半球状部２０ｃとから構成されている。第２室２０Ｂは、第１室２０Ａの半球状部２０ｃの外側の面２１ａと、半球の天井（頂点）部分を切断して開口した形状の筒状部２１ｂとから構成されている。吐出口１８は、この筒状部２１ｂの切断された開口部分である。
【００５８】
円筒状部２０ｂと半球状部２０ｃとの間には円盤状の隔壁２２が設けられている。半球状部２０ａには、流体導入口１７が形成された配管としての中空のソケット２３が設けられている。ソケット２３には、流体が供給される配管２４が接続されている。また、円筒状部２０ｂには、液体導入口１６が形成された配管としての中空の長ニップル２５が設けられている。長ニップル２５には、液中ポンプ１２により送出される液体が供給される配管２６が接続されている。長ニップル２５は、この配管２６から供給される液体が、第１室２０Ａ内に液体導入口１６から円筒状部２０ｂの壁面に沿って導入される方向、すなわち円筒状部２０ｂの断面円の接線方向に設けられている。なお、液体導入口１６は、隔壁２２よりも流体導入口１７に近い側であって第２室２０Ｂに近い位置に設けられている。また、本実施の形態では、液体導入口１６は、隔壁２２に隣接して設けられている。
【００５９】
また、連通孔２１が形成されている第１室２０Ａの流体導入口１７と対向する位置には、隔壁２２及び半球状部２０ｃを貫通する連通管としての中空のパイプ２７が設けられている。パイプ２７は、連通孔２１から流体導入口１７に向かって液体導入口１６よりも流体導入口１７に近い位置まで延ばして設けられている。なお、連通孔２１とパイプ２７の中空部の径は同じである。吐出口１８の径は連通孔２１よりも大きく、流体導入口１７の径は連通孔２１よりも小さい。また、パイプ２７は、第１室２０Ａの容積を二分する面よりも連通孔２１側の手前の位置までの長さとされている。
【００６０】
ノズル１９は、容器１５の外壁に設けられたノズル受けボス２８によって吐出口１８近傍に固定されている。ノズル１９の先端１９ａの開口径は連通孔２１よりも小さく、流体導入口１７とほぼ同じである。このノズル１９の先端１９ａは第２室２０Ｂ内に突き出した状態に配置されている。ノズル１９には、燃料が供給される配管２９が接続されている。
【００６１】
［第１の混合装置の動作］
上記の様に構成された第１の混合装置２の動作について以下に説明を行う。なお、図６は第１の混合装置２内の流体の状態を示すための模式的な断面図である。
【００６２】
本発明の第１の混合装置２では、液体導入口１６から導入されるのは混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）であり、ノズル１９の配管２９には燃料を供給する。具体的には、混合槽１内の液体を第１の液体取り出し口７０から取り出し、取り出された液体を液体導入口１６に導入可能に構成されると共に、重油や軽油等の燃料が蓄積された燃料タンク７１と配管２９とが接続されて構成されている。
【００６３】
また、流体導入口１７は、混合槽１の上方から取り出した混合燃料を燃焼装置（ボイラー）５で利用しない場合に混合燃料を導入する。なお、混合槽１の上方から取り出された混合燃料のうち、燃焼装置（ボイラー）５で利用されないために再び混合槽１に戻す混合燃料を、以下では説明の便宜上、「戻り混合燃料」と称する。
【００６４】
さて、第１の混合装置２では、液中ポンプ１２を運転すると、混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）はストレーナ１３を介して吸引され、配管２６及び長ニップル２５を経て液体導入口１６から容器１５の第１室２０Ａ内へと導入される。図６で示す様に、第１室２０Ａ内へ導入された液体４０ａは、液体導入口１６から円筒状部２０ｂの壁面に沿って導入されることにより、第１室２０Ａ内を旋回し、渦流４１を発生させる。このとき、吐出口１８では、この渦流４１によってその旋回軸（中心軸）の負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。ここで、第２室２０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル１９からは、渦流４１の中心軸の負圧によって燃料４３が吸い込まれ、渦流によって攪拌され、混合されることとなる。
【００６５】
また、渦流４１の中心軸の負圧によって流体導入口１７からは戻り混合燃料４２が吸い込まれる。吸い込まれた戻り混合燃料４２は、渦流４１の液体４０ａによって攪拌されると共に、第１室２０Ａからパイプ２７内へ流入し、連通孔２１から第２室２０Ｂ、吐出口１８へと移動していく。このとき、液体４０ａと戻り混合燃料４２との比重差によって、液体４０ａには遠心力が働き、戻り混合燃料４２には向心力が働くので、渦流４１の旋回軸上に更に強い負圧部分が形成される。これにより、渦流４１の旋回軸上への吸引力が増すと共に、旋回軸上に集まった戻り混合燃料４２が圧縮された状態で旋回軸上を通過し、吐出口１８から勢いを増して噴出されることとなる。
【００６６】
また、このとき、戻り混合燃料４２及び液体４０ａは、広い第１室２０Ａから狭いパイプ２７内へ旋回しながら流入する際に、旋回速度が速くなると共に圧力が高くなる。一方、第２室２０Ｂでは、渦流４１の中心軸の負圧によって周囲の液体４０ｂが吐出口１８から第２室２０Ｂ内に浸入しようとする力が働き、連通孔２１から第２室２０Ｂへと流入しようとする戻り混合燃料４２及び液体４０ａと押し合う状態となる。
【００６７】
連通孔２１から第２室２０Ｂへと流入しようとする戻り混合燃料４２及び液体４０ａは、この負圧によって吸い込まれる液体４０ｂを避ける様にして吐出口１８から流出する。また、渦流４１の中心軸に集まった戻り混合燃料４２は、液体４０ａと液体４０ｂとの境界部分で剪断されることにより多量の微細気泡となって液体４０ａと混合され、混合物４４となって吐出口１８から噴出される。
【００６８】
更にこのとき、第２室２０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル１９からは、渦流４１の中心軸の負圧によって燃料４３が吸い込まれ、同じく液体４０ａと液体４０ｂとの境界部分に到達する。これにより、燃料４３も剪断され、戻り混合燃料４２と共に混合物４４に混合されて吐出口１８から噴出する。
【００６９】
また、容器１５が、第１室２０Ａと第２室２０Ｂとに分けられ、連通孔２１により接続されているので、第１室２０Ａ内で発生した渦流４１は第２室２０Ｂに入った際、吐出口１８へ向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第２室２０Ｂ内の吐出口１８と連通孔２１とを結ぶ境界面よりも外側の空間内の液体４０ｃは、この境界面の渦流の流れによって第２室２０Ｂ内で攪拌されることとなる。ここで、ノズル１９から第２室２０Ｂ内に供給される燃料４３は、境界面に衝突した際に剪断されると共に、境界面よりも外側の空間内の液体４０ｃ内に浸入し、更に攪拌、混合される様になる。また、ノズル１９から供給される燃料４３は、第２室２０Ｂ内に供給され、第１室２０Ａには直接供給されなくなっているので、燃料４３は、より第１室２０Ａ内に浸入し難く、また、第１室２０Ａ内での渦流４１の形成に影響を及ぼしにくい。
【００７０】
また、連通孔２１には、流体導入口１７に向かって液体導入口１６よりも流体導入口１７に近い位置まで延ばして設けられたパイプ２７が接続されているので、液体導入口１６から供給される液体４０ａが、このパイプ２７の周りを回転することで乱れの少ない渦流４１が形成され、流体導入口１７から導入される戻り混合燃料４２はこの乱れの少ない渦流４１の中心の負圧部分を通過して液体４０ａと液体４０ｂとの境界部分に到達する様になる。また、このパイプ２７は、第１室２０Ａの容積を二分する面の手前の位置までの長さとしているので、液体導入口１６から供給される液体４０ａが、形成された渦流４１に与える影響を少なくすると共に、形成された渦流４１が、流体導入口１７から導入された戻り混合燃料４２と共に滑らかにパイプ２７内へと流入することとなる。
【００７１】
また、この第１の混合装置２は、配管２４の途中に流体導入口１７へ導入される戻り混合燃料４２の量を調整するバルブ４５を備え、配管２９の途中にノズル１９から供給される燃料４３の量を調整するバルブ４６を備える構成とすることができ、こうしたバルブ４５，４６により、流体導入口１７へ導入される戻り混合燃料４２の量及びノズル１９へ導入される燃料４３の量をそれぞれ調整することができる。
【００７２】
［第２の混合装置の構成］
また、混合槽１には、その底部を基準として約１／２の高さの位置に第２の混合装置３が、第１の混合装置２と対向して取り付けられており、第２の混合装置３は、図３〜図５で示す様に、後述する混合機５１と、混合機５１へ混合槽１内の液体を吸引して送出する液中ポンプ５２と、液中ポンプ５２より吸引する液体中の固体流を分離するストレーナ５３とを備える。
【００７３】
混合機５１は、略円筒状の中空部５４を有する容器５５と、この容器５５内に液体を導入する液体導入口５６と、容器５５内に流体を導入する流体導入口５７と、容器５５の流体導入口５７と対向する位置に設けられた吐出口５８と、容器５５内の吐出口５８の近傍に水を供給するノズル５９とを有する。なお、液体導入口５６は流体導入口の一例である。
【００７４】
容器５５は、流体導入口５７側の第３室６０Ａと、吐出口５８側の第４室６０Ｂとに分かれており、第３室６０Ａと第４室６０Ｂとは、連通孔６１により接続されている。第３室６０Ａは、半球状部６０ａと、円筒状部６０ｂと、半球状部６０ｃとから構成されている。第４室６０Ｂは、第３室６０Ａの半球状部６０ｃの外側の面６１ａと、半球の天井（頂点）部分を切断して開口した形状の筒状部６１ｂとから構成されている。吐出口５８は、この筒状部６１ｂの切断された開口部分である。
【００７５】
円筒状部６０ｂと半球状部６０ｃとの間には円盤状の隔壁６２が設けられている。半球状部６０ａには、流体導入口５７が形成された配管としての中空のソケット６３が設けられている。ソケット６３には、流体が供給される配管６４が接続されている。また、円筒状部６０ｂには、液体導入口５６が形成された配管としての中空の長ニップル６５が設けられている。長ニップル６５には、液中ポンプ５２により送出される液体が供給される配管６６が接続されている。長ニップル６５は、この配管６６から供給される液体が、第３室６０Ａ内に液体導入口５６から円筒状部６０ｂの壁面に沿って導入される方向、すなわち円筒状部６０ｂの断面円の接線方向に設けられている。なお、液体導入口５６は、隔壁６２よりも流体導入口５７に近い側であって第４室６０Ｂに近い位置に設けられている。また、本実施の形態では、液体導入口５６は、隔壁６２に隣接して設けられている。
【００７６】
また、連通孔６１が形成されている第３室６０Ａの流体導入口５７と対向する位置には、隔壁６２及び半球状部６０ｃを貫通する連通管としての中空のパイプ６７が設けられている。パイプ６７は、連通孔６１から流体導入口５７に向かって液体導入口５６よりも中退導入口５７に近い位置まで延ばして設けられている。なお、連通孔６１とパイプ６７の中空部の径は同じである。吐出口５８の径は連通孔６１よりも大きく、流体導入口５７の径は連通孔６１よりも小さい。また、パイプ６７は、第３室６０Ａの容積を二分する面よりも連通孔６１側の手前の位置までの長さとされている。
【００７７】
ノズル５９は、容器５５の外壁に設けられたノズル受けボス６８によって吐出口５８近傍に固定されている。ノズル５９の先端５９ａの開口径は連通孔６１よりも小さく、流体導入口５７とほぼ同じである。このノズル５９の先端５９ａは第４室６０Ｂ内に突き出した状態に配置されている。ノズル５９には、水が供給される配管６９が接続されている。
【００７８】
［第２の混合装置の動作］
上記の様に構成された第２の混合装置３の動作について以下に説明を行う。なお、図６は第２の混合装置３内の流体の状態を示すための模式的な断面図である。
【００７９】
本発明の第２の混合装置３では、液体導入口５６から導入されるのは混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）であり、ノズル５９の配管６９には水を供給する。具体的には、混合槽１内の液体を第２の液体取り出し口７２から取り出し、取り出した液体を液体導入口５６に導入可能に構成されると共に、水が蓄積された水タンク７３と配管６９とが接続されて構成されている。
【００８０】
また、流体導入口５７は、必要に応じて例えば乳化剤等を導入する。なお、流体導入口５７から流体を導入しない場合には流体導入口５７は閉塞する。
【００８１】
さて、第２の混合装置３では、液中ポンプ５２を運転すると、混合槽１内の液体（燃料と水との混合液体）はストレーナ５３を介して吸引され、配管６６及び長ニップル６５を経て液体導入口５６から容器５５の第３室６０Ａ内へと導入される。図６で示す様に、第３室６０Ａ内へ導入された液体８０ａは、液体導入口５６から円筒状部６０ｂの壁面に沿って導入されることにより、第３室６０Ａ内を旋回し、渦流８１を発生させる。このとき、吐出口５８では、この渦流８１によってその旋回軸（中心軸）の負圧部分が形成され、その旋回軸に吸引力が発生する。ここで、第４室６０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル５９からは、渦流８１の中心軸の負圧によって水８３が吸い込まれ、渦流によって攪拌され、混合されることとなる。
【００８２】
また、渦流８１の中心軸の負圧によって流体導入口５７からは乳化剤８２が吸い込まれる。吸い込まれた乳化剤８２は、渦流８１の液体８０ａによって攪拌されると共に、第３室６０Ａからパイプ６７内へ流入し、連通孔６１から第４室６０Ｂ、吐出口５８へと移動していく。このとき、液体８０ａと乳化剤８２との比重差によって、液体８０ａには遠心力が働き、乳化剤８２には向心力が働くので、渦流８１の旋回軸上に更に強い負圧部分が形成される。これにより、渦流８１の旋回軸上への吸引力が増すと共に、旋回軸上に集まった乳化剤８２が圧縮された状態で旋回軸上を通過し、吐出口５８から勢いを増して噴出されることとなる。
【００８３】
また、このとき、乳化剤８２及び液体８０ａは、広い第３室６０Ａから狭いパイプ６７内へ旋回しながら流入する際に、旋回速度が速くなると共に圧力が高くなる。一方、第４室６０Ｂでは、渦流８１の中心軸の負圧によって周囲の液体８０ｂが吐出口５８から第４室６０Ｂ内に浸入しようとする力が働き、連通孔６１から第４室６０Ｂへと流入しようとする乳化剤８２及び液体８０ａと押し合う状態となる。
【００８４】
連通孔６１から第４室６０Ｂへと流入しようとする乳化剤８２及び液体８０ａは、この負圧によって吸い込まれる液体４０ｂを避ける様にして吐出口５８から流出する。また、渦流８１の中心軸に集まった乳化剤８２は、液体８０ａと液体８０ｂとの境界部分で剪断されることにより多量の微細気泡となって液体８０ａと混合され、混合物８４となって吐出口５８から噴出される。
【００８５】
更にこのとき、第４室６０Ｂ内へ突き出す様に配置されたノズル５９からは、渦流８１の中心軸の負圧によって水８３が吸い込まれ、同じく液体８０ａと液体８０ｂとの境界部分に到達する。これにより、水８３も剪断され、乳化剤８２と共に混合物８４に混合されて吐出口５８から噴出する。
【００８６】
また、容器５５が、第３室６０Ａと第４室６０Ｂとに分けられ、連通孔６１により接続されているので、第３室６０Ａ内で発生した渦流８１は第４室６０Ｂに入った際、吐出口５８へ向かって真っ直ぐに進行しようとする。このとき、第４室６０Ｂ内の吐出口５８と連通孔６１とを結ぶ境界面よりも外側の空間内の液体８０ｃは、この境界面の渦流の流れによって第４室６０Ｂ内で攪拌されることとなる。ここで、ノズル５９から第４室６０Ｂ内に供給される水８３は、境界面に衝突した際に剪断されると共に、境界面よりも外側の空間内の液体８０ｃ内に浸入し、更に攪拌、混合される様になる。また、ノズル５９から供給される水８３は、第４室６０Ｂ内に供給され、第３室６０Ａには直接供給されなくなっているので、水８３は、より第３室６０Ａ内に浸入し難く、また、第３室６０Ａ内での渦流８１の形成に影響を及ぼしにくい。
【００８７】
また、連通孔６１には、流体導入口５７に向かって液体導入口５６よりも流体導入口５７に近い位置まで延ばして設けられたパイプ６７が接続されているので、液体導入口５６から供給される液体８０ａが、このパイプ６７の周りを回転することで乱れの少ない渦流８１が形成され、流体導入口５７から導入される乳化剤８２はこの乱れの少ない渦流８１の中心の負圧部分を通過して液体８０ａと液体８０ｂとの境界部分に到達する様になる。また、このパイプ６７は、第３室６０Ａの容積を二分する面の手前の位置までの長さとしているので、液体導入口５６から供給される液体８０ａが、形成された渦流８１に与える影響を少なくすると共に、形成された渦流８１が、流体導入口５７から導入された乳化剤８２と共に滑らかにパイプ６７内へと流入することとなる。
【００８８】
また、この第２の混合装置３は、配管６４の途中に流体導入口５７へ導入される乳化剤８２の量を調整するバルブ８５を備え、配管６９の途中にノズル５９から供給される水８３の量を調整するバルブ８６を備える構成とすることができ、こうしたバルブ８５，８６により、流体導入口５７に導入される乳化剤８２の量及びノズル５９へ導入される水８３の量をそれぞれ調整することができる。
【００８９】
［燃料供給装置の構成］
燃料供給装置４は、燃料タンク７１から燃料が供給される燃料ラインＡと、混合槽１の取出口７４から混合燃料が供給される混合燃料ラインＢとに接続されており、燃焼装置５の運転開始から所定期間（動作開始後の所定期間）と、燃焼装置５の運転停止前の所定期間（動作終了前の所定期間）は燃料ラインＡから供給される燃料を燃焼装置５に供給し、それ以外の期間は混合燃料ラインＢから供給される混合燃料を燃焼装置５に供給する様に制御されている。
【００９０】
なお、燃料供給装置４が燃料ラインＡから供給される燃料を燃焼装置５に供給している期間は、燃料供給装置４に混合燃料ラインＢから供給された混合燃料はリターンラインＣによって混合槽１に戻されることとなる。なお、リターンラインＣは配管２４と接続されている。
【００９１】
ここで、混合燃料は一定以上の温度でなければ着火し難いことが一般に知られている。そのために、燃料供給装置４では、燃焼装置５の運転開始から所定期間は燃料ラインＡから供給される燃料を燃焼装置５に供給する様に構成されている。但し、上述の様に、混合槽１内では、液体が激しく流動することに起因して液体温度が上昇するために、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を一定期間動作させることによって、燃焼装置５内が一定以上の温度に達していなくても、混合燃料自体が暖められることによって、充分に着火する温度に達することも考えられる。そのため、燃焼装置５の運転開始時に必ずしも混合燃料を利用できないというものではないが、より確実に着火するためには、燃焼装置５の運転開始から所定期間は燃料ラインＡから供給される燃料を利用する方が好ましい。
【００９２】
また、燃料供給装置４から供給された混合燃料や燃料は燃焼装置５によって瞬時に利用されてしまうわけではないので、燃焼装置５の運転終了後においても、燃焼装置５内に燃料供給装置４から供給された混合燃料や燃料が残存することが充分に考えられる。そして、混合燃料は長期間の放置によって燃料と水とに分離してしまうために、燃焼装置５の運転終了直前に燃料供給装置４から混合燃料が供給された場合には、燃焼装置５内に残存した混合燃料から分離した水によって燃焼装置が劣化する恐れがある。そのため、水に起因する燃焼装置の劣化を抑制するために、燃焼装置５の運転停止前の所定期間は燃料ラインＡから供給される燃料を供給する。
【００９３】
［混合燃料供給システムの動作］
上記の様に構成された混合燃料供給システムの一連の動作について以下に説明を行う。
ところで、混合槽１内に初めて液体（燃料や水）を供給する場合には、混合槽１内に液体を供給する工程が必要となるために、先ずは、混合槽１内に初めて液体を供給する場合について説明を行う。なお、２度目以降の使用であり、既に混合槽１内に液体が供給されている場合には、後述する［共通工程］以降の工程のみを行えば充分である。
【００９４】
（混合槽１内に初めて液体を供給する場合）
先ず、混合槽１の上方に設けられた投入口７５から燃料（重油や軽油等の油成分）を注油する。なお、燃料の注油量は下限フロートスイッチＦｓ４がＯＮとなるまで行う。なお、下限フロートスイッチＦｓ４がＯＮとなるまで注油するのは、後述する様に、第２の混合装置３を駆動させることによって、燃料と水とを所定割合に調整しているためである。
【００９５】
次に、配管６９に設けられた水導入電磁弁７７を開放して第２の混合装置３を駆動させる。第２の混合装置３を駆動させることによって、ノズル５９から水が供給されるために、混合槽１内に水が供給されることとなる。この様に、第２の混合装置３を駆動させることによって、混合槽１内の燃料と水とが所定割合となる様に調整を行う。なお、混合槽１内の燃料と水とが所定割合となる様に混合槽１内に水を供給することによって、混合槽１内の液面が上昇し、第１の中間フロートスイッチＦｓ３がＯＮの状態となる。
【００９６】
以上の調整工程が、混合槽１内に初めて液体を供給する場合にのみ必要となる工程である。従って、既に混合槽１内に液体が存在する場合には、以下に記載する工程のみを行うこととなる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、第２の混合装置３を駆動することによって、燃料と水とを所定割合に調整する場合を例に挙げて説明を行っているが、燃料と水とが所定割合に調整することができれば、必ずしも第２の混合装置３を駆動することによって調整する必要は無い。例えば、所定割合となる様な分量の燃料と水とを投入口７５から供給しても良い。
【００９８】
（共通工程）
続いて、混合槽１内の燃料と水とが所定の割合となった後に、配管２９に設けられた燃料導入電磁弁７６及び第２の混合装置３の流体導入口５７に乳化剤を供給する乳化剤導入電磁弁（図示せず）を開放し、第１の混合装置１を駆動させる。即ち、第１の混合装置２及び第２の混合装置３の双方が駆動することとなる。
【００９９】
そして、第１の混合装置２及び第２の混合装置３の双方が駆動し、混合槽１内で燃料と水と乳化剤とが充分に攪拌されることによって、混合燃料が生成されることとなる。
【０１００】
ところで、第１の混合装置２及び第２の混合装置３が駆動すると、第１の混合装置２にはノズル１９から燃料が供給され、第２の混合装置３にはノズル５９から水が供給されると共に流体導入口５７から乳化剤が供給される。そのために、取出口７４からの混合燃料の取り出し量が、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を駆動することによって混合槽１内に供給される燃料、水及び乳化剤の供給量よりも少量である場合には、混合槽１内の液面が上昇することになる。そして、第２の中間フロートスイッチＦｓ２がＯＮの状態となると、燃料導入電磁弁７６、水導入電磁弁７７及び乳化剤導入弁（図示せず）が閉鎖される。但し、第２の中間フロートスイッチＦｓ２がＯＮの状態となったとしても、液中ポンプ１２，５９は停止させないために、混合槽１内の攪拌は依然として継続されることとなる。
【０１０１】
なお、第２の中間フロートスイッチＦｓ２がＯＮの状態となることで、混合槽１内への燃料、水及び乳化剤の供給が停止し、液面の上昇が停止するはずである。しかし、何らかの不具合により、更に液面が上昇し、上限フロートスイッチＦｓ１がＯＮの状態となると、第１の混合装置２及び第２の混合装置３を緊急停止させる。
【０１０２】
こうした過程を経て生成された混合燃料は混合燃料ラインＢによって燃料供給装置４に供給され、燃焼装置５に供給されることとなる。
【０１０３】
なお、燃焼装置５の中には、一定温度に達した場合に一時的に停止状態（燃焼装置５の運転終了ではない）となる装置が存在し、この様な停止状態は混合燃料の利用も停止することとなるために、かかる場合には、混合燃料供給ラインＢから供給された混合燃料はリターンラインＣによって混合槽１に戻されることとなる。
【０１０４】
本発明を適用した混合燃料供給システムでは、第１の混合装置２によって液体（燃料と水との混合液体）と燃料とを充分に混合することができ、更に、第２の混合装置３によって液体（燃料と水との混合液体）と水とを充分に混合することができるために、結果として極めて充分に燃料と水とを混合することができ、連続的に均質な混合燃料を供給することが可能である。
【０１０５】
また、本発明を適用した混合燃料供給システムでは、燃料供給装置４によって燃料ラインＡから供給される燃料と、混合燃料ラインＢから供給される混合燃料とを適宜使い分けているために、着火不充分な状況を回避することができると共に、水に起因した燃焼装置５の劣化をも低減することができる。
【０１０６】
［変形例］
上記した実施の形態では、第１の混合装置２及び第２の混合装置３とを備える場合を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも複数の混合装置を備える必要はなく、単一の混合装置によって混合燃料を生成しても良い。但し、液体（燃料と水との混合液体）と燃料とを混合する混合装置（本実施の形態の第１の混合装置２に相当）と、液体（燃料と水との混合液体）と水とを混合する混合装置（本実施の形態の第２の混合装置３に相当）の両者を備えた方がより充分に燃料と水とを混合することができると考えられる。
【０１０７】
また、上記した実施の形態では、燃焼装置５が単一の場合を例に挙げて説明を行っているが、混合槽１から複数の燃焼装置５に混合燃料を供給する構成としても良い。なお、複数の燃焼装置５に混合燃料を供給する場合には、燃焼装置５毎に燃料供給装置４を設けても良いし、単一の燃料供給装置４で複数の燃焼装置５に混合燃料を供給しても良い。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 混合槽
２ 第１の混合装置
３ 第２の混合装置
４ 燃料供給装置
５ 燃焼装置（ボイラー）
６ 第１の金網
７ ドレイン排出部
８ 第２の金網
９ 温度計
１０ 液面計
１１、５１ 混合機
１２、５２ 液中ポンプ
１３、５３ ストレーナ
１４、５４ 中空部
１５、５５ 容器
１６、５６ 液体導入口
１７、５７ 流体導入口
１８、５８ 吐出口
１９、５９ ノズル
１９ａ、５９ａ 先端
２０Ａ 第１室
２０Ｂ 第２室
２０ａ、６０ａ 半球状部
２０ｂ、６０ｂ 円筒状部
２０ｃ、６０ｃ 半球状部
２１、６１ 連通孔
２１ａ、６１ａ 外側の面
２１ｂ、６１ｂ 筒状部
２２、６２ 隔壁
２３、６３ ソケット
２４、６４ 配管
２５、６５ 長ニップル
２６、６６ 配管
２７、６７ パイプ
２８、６８ ノズル受けボス
２９、６９ 配管
３０ 冷却装置
３１ 浮き球スイッチ（フロートスイッチ）
４０ａ、８０ａ 液体
４１、８１ 渦流
４２ 混合燃料（戻り混合燃料）
４３ 燃料
４４、８４ 混合物
４５、８５ バルブ
４６、８６ バルブ
６０Ａ 第３室
６０Ｂ 第４室
７０ 第１の液体取り出し口
７１ 燃料タンク
７２ 第２の液体取り出し口
７３ 水タンク
７４ 取出口
７５ 投入口
７６ 燃料導入電磁弁
７７ 水導入電磁弁
８２ 乳化剤
８３ 水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機と、
前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、
前記混合機は、
略円筒状の中空部を有する容器と、
該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、
前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、
前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成され、
前記燃料供給装置は、
少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された
混合燃料供給システム。
【請求項２】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、
前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機と、
前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、
前記第１の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第１の容器と、
該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、
前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、
前記第１の容器は、前記第１の流体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、
前記第２の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第２の容器と、
該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、
前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、
前記第２の容器は、前記第２の流体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成され、
前記燃料供給装置は、
少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された
混合燃料供給システム。
【請求項３】
前記燃料供給装置は、前記燃焼装置の動作開始後の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された
請求項１または請求項２に記載の混合燃料供給システム。
【請求項４】
前記混合槽内の流体を所定温度以下に冷却する冷却装置を備える
請求項１または請求項２に記載の混合燃料供給システム。
【請求項５】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機とを備える混合燃料供給システムであって、
前記混合機は、
略円筒状の中空部を有する容器と、
該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、
前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、
前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成された
混合燃料供給システム。
【請求項６】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、
前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機とを備える混合燃料供給システムであって、
前記第１の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第１の容器と、
該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、
前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、
前記第１の容器は、前記第１の液体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、
前記第２の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第２の容器と、
該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、
前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、
前記第２の容器は、前記第２の液体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成された
混合燃料供給システム。
【請求項１】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機と、
前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、
前記混合機は、
略円筒状の中空部を有する容器と、
該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、
前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、
前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成され、
前記燃料供給装置は、
少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された
混合燃料供給システム。
【請求項２】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、
前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機と、
前記混合槽内の流体若しくは燃料のいずれか一方を燃焼装置に供給する燃料供給装置とを備える混合燃料供給システムであって、
前記第１の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第１の容器と、
該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、
前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、
前記第１の容器は、前記第１の流体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、
前記第２の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第２の容器と、
該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、
前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、
前記第２の容器は、前記第２の流体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成され、
前記燃料供給装置は、
少なくとも前記燃焼装置の動作終了前の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された
混合燃料供給システム。
【請求項３】
前記燃料供給装置は、前記燃焼装置の動作開始後の所定期間は燃料を前記燃焼装置に供給すべく構成された
請求項１または請求項２に記載の混合燃料供給システム。
【請求項４】
前記混合槽内の流体を所定温度以下に冷却する冷却装置を備える
請求項１または請求項２に記載の混合燃料供給システム。
【請求項５】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料若しくは水のいずれか一方との混合物を前記混合槽に吐出する混合機とを備える混合燃料供給システムであって、
前記混合機は、
略円筒状の中空部を有する容器と、
該容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する流体導入口と、
前記容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた吐出口とを有すると共に、
前記容器は、前記流体導入口が設けられた第１室と、前記吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが連通孔により接続され、更に、前記容器の第２室内の前記吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料若しくは水のいずれか一方を供給するノズルを有して構成された
混合燃料供給システム。
【請求項６】
混合槽と、
該混合槽内の流体を導入し、導入した流体と燃料との混合物を前記混合槽に吐出する第１の混合機と、
前記混合槽内の流体を導入し、導入した流体と水との混合物を前記混合槽に吐出する第２の混合機とを備える混合燃料供給システムであって、
前記第１の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第１の容器と、
該第１の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第１の流体導入口と、
前記第１の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第１の吐出口とを有すると共に、
前記第１の容器は、前記第１の液体導入口が設けられた第１室と、前記第１の吐出口が設けられた第２室とから構成され、前記第１室と前記第２室とが第１の連通孔により接続され、更に、前記第１の容器の第２室内の前記第１の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に燃料を供給する第１のノズルを有して構成され、
前記第２の混合機は、
略円筒状の中空部を有する第２の容器と、
該第２の容器内に渦流を発生させる方向に前記混合槽内の流体を導入する第２の流体導入口と、
前記第２の容器内に発生させる渦流の旋回軸上に設けられた第２の吐出口とを有すると共に、
前記第２の容器は、前記第２の液体導入口が設けられた第３室と、前記第２の吐出口が設けられた第４室とから構成され、前記第３室と前記第４室とが第２の連通孔により接続され、更に、前記第２の容器の第４室内の前記第２の吐出口の近傍であって前記渦流の旋回軸上に水を供給する第２のノズルを有して構成された
混合燃料供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２１５７１４（Ｐ２０１０−２１５７１４Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６１４５４（Ｐ２００９−６１４５４）
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（５０９０７４５６４）
【出願人】（５０９０７４３８０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（５０９０７４５６４）
【出願人】（５０９０７４３８０）
【Ｆターム（参考）】
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