JP2018039953A

JP2018039953A - 油を水で希釈した燃料の製造方法

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Publication number: JP2018039953A
Application number: JP2016176833A
Authority: JP
Inventors: 泰弘山本; Yasuhiro Yamamoto
Original assignee: Eneco Holdings; Eneco Holdings Inc
Current assignee: Eneco Holdings; Eneco Holdings Inc
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2036-09-09
Also published as: JP6434465B2; WO2018047318A1

Abstract

【課題】水と油を合成し、２度と水と油に分離せず、しかも透明度が高い油を水で希釈した燃料の製造方法を提供すること。
【解決手段】燃料油と水とを混合する油を水で希釈した燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、
燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤を投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、
撹拌混合された燃料油及び水に対し、１５℃〜８０℃の温度と１．５Ｐａ〜２０Ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えた。
これにより、イオン化工程及び添加剤投入工程により水が大幅に改善され、燃料油との親和性が向上し、燃料油の増大させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、添加剤及び天然鉱石または人工鉱石に接触させた燃料油に、添加剤及び天然鉱石または人工鉱石等により改善された水を加えた油を水で希釈した燃料（加水燃料）の製造方法に関するものである。

近年、地球温暖化の阻止は世界の課題となり、特に化石燃料の消費によって排出される二酸化炭素（ＣＯ²）の低減を図る技術について、種々提案がされている。

このような中で、化石燃料の特長を生かしつつ環境負荷の低減、コスト低下を期待する方法として、従来からあった燃料油と水と界面活性剤とを混合して生成する油を水で希釈した燃料に関する技術が見直されているが、そのような従来技術としては下記特許文献１に記載されたものがある。

この、特許文献１の技術は、酵素を添加した油水に天然鉱石または人工鉱石を接触させ、同時に超音波振動を与えながら攪拌・混合し、さらに撹拌混合された燃料油及び水を３０℃〜１５０℃に加熱し、また圧力１．５Ｐａ（気圧）〜２０Ｐａで加圧するエマルジョン燃料の製造方法である。この製造方法により、加水比率５０％以上のエマルジョン燃料の油水分離現象を防止でき、また油水が高度に融合され、エマルジョン状態でも透明にできる上、安定した高カロリーの燃料を実現している。

特許第４６８２２８７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、油水分離現象を防止できる期間に限度があり、２〜３か月を経過すると油水分離現象が生じる可能性がある。また、油を水で希釈した燃料の透明度合いも油の透明度と比較すると低い値になるという問題点があった。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、１度合成されたら２度と水と油に分離せず、しかも透明度が高く、通常の油と区別がつかないほどの油を水で希釈した燃料の製造方法を提供することである。

すなわち本発明の油を水で希釈した燃料の製造方法は、上記目的を達成するため、燃料油と水とを混合する油を水で希釈した燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、
望ましくは水に添加剤として、ナトリウム、塩化マグネシム、マグネシウム、を添加する添加剤投入工程と、
燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、
撹拌混合された燃料油及び水に対し、１５℃〜８０℃の温度と１．５Ｐａ〜９Ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えたことを特徴とする。

この方法において、上記イオン化工程及び添加剤投入工程により水が大幅に改善されるため、燃料油との親和性が向上し、燃料油の増大化を図ることができる。

前記イオン化工程においては、水に１５ｋＨｚ〜３５ｋＨｚの超音波を照射させる。
また、このイオン化工程においては、水の分子集合体を細分化することが目的である。
また、前記添加剤投入工程においては、水の体積に対して０．００４重量％〜２重量％添加してもよく、或いは前記ナトリウム、塩化マグネシウムは、水に対して０．００１重量％未満〜０．１重量％添加してもよい。マグネシウムは任意の数量を投入できる。

本発明によれば、上記構成により、１度合成されたら２度と水と油に分離せず、しかも透明度が高く、通常の油と区別がつかないほどの油を水で希釈した燃料が実現される。また、本発明の油を水で希釈した燃料は既存の燃料油と単位分量当たりの発熱量が同等又はそれ以上であり、さらに既存の燃料油と比較して、燃焼後の燃焼室、排気管等の劣化や腐食が少ないといった効果がある。また本発明の油を水で希釈した燃料は、完全燃焼性に優れ、一酸化炭素が生成されにくく、また二酸化炭素の排出量も少ないなど、種々の効果がある。

本発明の第１の実施の形態に係る油を水で希釈した燃料の製造方法を説明するフローチャートである。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る油を水で希釈した燃料の製造方法を説明するフローチャートである。この図に示されるように、本発明の油を水で希釈した燃料の製造方法は、原料となる水の分子集合体を細分化するイオン化工程（水改質工程）１と、望ましくは水に添加剤を投入する添加剤投入工程２と、水と燃料油（以下、単に油という）を混合して撹拌する撹拌混合工程３と、撹拌された水と油を融合させる融合工程４とを有する。

イオン化工程（水改質工程）
イオン化工程（水改質工程）１では、種々の方法で原料となる水の分子集合体を細分化する。細分化とともに、水に波動を与えて水分子がラジカルで分子移動が起き易い状態にする。第１の方法としては、水と天然鉱石に超音波を照射させることにより、水の分子集合体を細分化する方法がある。この方法では、多孔質イオン化物質、天然鉱石または人工鉱石、イオン発生材料、を水の中に入れ水の対流に合わせて上記材料に水を接触させるようにする。その後、超音波を照射させることにより天然鉱石または人工鉱石とイオンの発生を活性させる。この超音波を照射して得られる水の酸化還元電位ＯＲＰ（ｍｖ）は、１００ｍｖ〜−９００ｍｖ以下が好ましい。ちなみに、通常の水道水の酸化還元電位ＯＲＰ（ｍｖ）は５００ｍｖ〜６００ｍｖが一般的である。超音波を照射させる工程では、１５ｋＨｚ〜３５ｋＨｚの超音波を照射させる。またこの超音波を照射する効果の一つに、超音波照射時に酸素が放出されて含有水素比率は向上することになる。
また、水改質に使用する天然鉱石などには、遠赤外線や、波動が放出されるものが含まれて、水の改質における水の細分化や水が亜臨界状態に似た状態になる効果が得られる。
加えて、この水に添加剤として、ナトリウム、塩化マグネシム、マグネシウム、を添加する添加剤投入することにより、水の酸化還元電位（ＯＲＰ）はマイナス０００ｍｖ〜−９００ｍｖになることが望ましい。

水改質工程手順
はじめに、日本における水道水基準の水を改質タンク内に投入し、天然鉱石に水を接触させる。１日に数度の温度変化を設けて、一定の水流を保ちながら水をタンク内で循環させる。
温度変化とは、水が１０℃の下限から、１００℃以上の上限まで、温度を上げたり下げたりするのを繰り返すことである。
これを、日に数度行うことが望ましい。
そして、水の改質に要する時間を１日から１ヶ月と設けて水が変化しているか判断する。水を改質する室内環境にも注意を図らなければならない。室内温度は２０℃、湿度は３０％前後が望ましい。
水の改質の変化を判断するには、ＰＨ（ペーハー）、ＯＲＰの数値を計測して判断する。水道水を基準として、数値の変化が大きく変わることが確認に必要で、ＰＨなら、弱アルカリに変化するか、天然鉱石の配合によっては、弱酸性に変化する。変化はそのどちらでも良いものとする。ＯＲＰは、投入時の水道水より酸化還元していてＯＲＰの数値は下降するのが望ましい。
水は改質された後は、水に投入する添加剤を投入する。

添加剤としては水にナトリウムを添加する。ナトリウムの添加は、水に対して０．００１重量％未満〜１重量％の添加量で添加剤としての役目を十分に発揮する。添加剤として塩化マグネシウムを添加する。マグネシウムの添加は、水に対して任意の添加量で添加剤としての役目を十分に発揮する。０．０１重量％〜１重量％が目安になるが、さらに多くても良い。
それぞれの添加剤の添加方法は、上述のように改質、イオン化及び水細分化が行われた水改質工程の次に撹拌のできる容器又はタンクに添加剤を投入し撹拌混合操作することにより実行する。
前記添加剤投入工程において、前記酵素は、燃料油及び水のそれぞれの体積に対して０．００４重量％〜２重量％添加するものとする。
また前記添加剤投入工程において、前記過酸化水素水溶液は、水に対して０．００１重量％未満〜０．１重量％添加するものとする。

水改質工程
添加剤を投入後、ＰＨとＯＲＰの数値はさらに変化する。ＰＨは、両極のどちらかの方向に行く。
ＯＲＰの数値は、添加剤投入前よりも下降する。
日に何度も低温と高温に水がなるように繰り返しながら、添加剤投入後も水改質工程を数日行う。
水改質工程の完成の目安として、ＰＨは、次第に中性値に戻ることになることを確認することが必要である。
またＯＲＰは、−５００ｍｖ以上降下していることを確認することが必要である。
上記の２つの条件が揃うことが出来て次の工程に進む。

水改質の安定化
前項までの水改質が行われた後は、改質された水の重量３０％を上限として、改質されていない水を投入した時に、水が触媒として働きかけて、新規に投入した水、所謂水道水は、瞬時に水の改質が行われるという反応を起こす。
改質された水が、ラジカル反応を起こし、電位が不安定な状態になる。そこに新規の水を投入すると投入された水は、すぐに改質された水に融合しＰＨ、ＯＲＰともに改質された水の状態と同じ数値を示す。
改質水に投入してある天然鉱石に向けて超音波を照射する。
天然鉱石は励起し、石の持てる波動や遠赤外線、超高質ヘルツ帯を放射する。超高質ヘルツ帯とは、通常の超音波帯である数１００ｋＨｚ以上の周波数帯のことを指す。
例えば、テラヘルツ帯の周波数を照射することも有効である。
改質された水に超音波や、遠赤外線、高周波帯音波、高周波帯光線などを放射させ、水の性質が亜臨界点状態に擬似するような雰囲気を生成する。
その水は、ある条件を満たした油とは親水性の状態になり、その界面張力はなくなる。
改質した水を油水融合に有効とする温度条件として４℃〜７０℃である。
改質した水を油水融合に有効とする圧力条件として１Ｐａ〜５Ｐａである。

撹拌混合工程
次に撹拌混合工程について説明する。この撹拌混合工程では、上述のように改質された水は、特殊な添加剤投入後に水と、油とを混合する。その操作は次のようにして行う。先ず、油のみを撹拌混合タンクに投入し、この油を撹拌混合タンクＯＨＲミキサーを通し循環させる。そこへ、前記改質された水と、添加剤投入された水を少量ずつ添加混合し融合させていく。その時のＯＨＲミキサーへの圧力は１Ｐａ（気圧）以上が必要である。油水とタンク内環境とＯＨＲミキサーの温度は１５℃〜８０℃に設定する。

融合工程
次に融合工程について説明する。この融合工程では、上述のように撹拌混合後の水と油を融合する。その操作は次のようにして行う。すなわち、加温（４０℃〜８０℃）、加圧（１．５Ｐａ〜２０Ｐａ）を加えたまま、混合されている油と水に対し撹拌混合工程を繰り返し行う。これにより得られた油を水で希釈した燃料は２度と水と油に分離せず、液体燃料としての機能を発揮する。これに要する時間は１５分から３０分程度を必要とする。
融合工程
次に前述のように攪拌と混合を繰り化した後に、あらかじめタンクに隣接して設置してある、融合タンクを経由して循環を行う工程に移る。隣接した融合タンクとは、一定の長さと太さが必要な円筒状の筒であり、フィルターのようにその筒の中には天然鉱石が敷き詰められて、水と油が改質された工程における反応を融合工程においても促進させる役目になる。
油と水を融合タンク内に投入し、攪拌、循環させる工程とその融合タンクに攪拌、循環しながら配管経路を、前述した天然鉱石を配置した筒状フィルターを通過させて１０分から３０分、あるいはそれ以上その工程を行う。
融合工程に適した、温度は３５℃〜６０℃である。
融合工程に適した、圧力は０．５Ｐａ〜２０Ｐａである。

（実施の形態２）
上記第１の実施の形態における改質工程１とは別の方法として、原料となる水に、天然鉱石より抽出した、凝縮ミネラルを添加する。複数の微細成分が含有する鉱石ミネラルを添加することで、改質の促進と水の微細化も行われる。この鉱石ミネラルには水の微細化、イオン化、発熱量を設けるための酸素欠乏効果を促す作用が存在することから、水のイオン化、改質の有効手段の一つとして選択し得る。なお、上述のようにして生成された水及び蒸留水は、通常、水は通電しないのに対して、鉱石ミネラルの添加により通電性を有する。
そして、原料となる水に、天然鉱石より抽出した凝縮ミネラルを添加することにより、超音波を照射しなくても水のイオン化を十分に促進させることが出来る場合は、超音波の照射によるイオン化、改質工程を省くことが出来る。

本発明において、油と改善された水を混合して得られた油を水で希釈した燃料は、１度合成されたら２度と水と油に分離せず、しかも透明度が高く、通常の油と区別がつかないほどの特性を持ち、化石燃料の有効利用の上で有用である。

１イオン化工程
２添加剤投入工程
３撹拌混合工程
４融合工程

Claims

燃料油と水とを混合する油を水で希釈した燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、
燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤を投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、
撹拌混合された燃料油及び水に対し、１５℃〜８０℃の温度と１．５Ｐａ〜２０ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えたことを特徴とする油を水で希釈した燃料の製造方法。
燃料油と水とを混合する油を水で希釈した燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、
水に添加剤として酵素、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化マグネシム、ナトリウム、マグネシウム、過酸化水素水溶液を添加する添加剤投入工程と、
燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、
撹拌混合された燃料油及び水に対し、４０℃〜８０℃の温度と３Ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えたことを特徴とする油を水で希釈した燃料の製造方法。
前記イオン化工程においては、原料となる水に１０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの超音波を照射させ、また２００ｋＨｚ以上の超音波を照射させる、二つの照射動作を行うことにより、水の分子集合体を細分化することを特徴とする請求項１または２記載の油を水で希釈した燃料の製造方法。
前記イオン化工程においては、原料となる水にＳＰＧ膜乳化技術を加えることにより、水の分子集合体を細分化することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の油を水で希釈した燃料の製造方法。
前記イオン化工程においては、原料となる水に天然鉱石より抽出した、凝縮ミネラルを添加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の油を水で希釈した燃料の製造方法。
前記イオン化工程においては、原子状炭素の粉末と水とを混合して生成されたマイナスイオン水を、原料として用いるか、または原料となる水に添加することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の油を水で希釈した燃料の製造方法。
前記添加剤投入工程において、前記酵素は、燃料油及び水のそれぞれの体積に対して０．００４重量％〜２重量％添加することを特徴とする請求項２記載の油を水で希釈した燃料の製造方法。
前記添加剤投入工程において、前記水酸化ナトリウムは、水に対して０．００１重量％未満〜０．１重量％添加することを特徴とする請求項２記載の油を水で希釈した燃料の製造方法。
前記添加剤投入工程において、前記過酸化水素水溶液は、水に対して０．００１重量％未満〜０．１重量％添加することを特徴とする請求項２記載の油を水で希釈した燃料の製造方法。