JP2005179462A - 加水石油燃料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃費が優れた加水軽油等と、その製造方法を提供すること。
【解決手段】 水を立型連続遠心分離機により遠心分離して得られる液体（Ｚ液）とエチルアルコールとの混合液と、軽油若しくはガソリン若しくはＣ重油との混合物とを、立型連続遠心分離機によって遠心分離処理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガソリン、軽油若しくはＣ重油等の石油燃料に関し、特にこれらの石油燃料を加水した加水石油燃料とその製造方法に関する。

軽油、ガソリン、経由あるいはＣ重油などの石油燃料に添加物を混合して燃費を向上する試みは従来種々あるが、いずれも十分な燃費改善効果が得られず、また、排ガス中のＮＯｘやＳＯｘの濃度が高いという問題があった。

本発明は燃費が優れ、かつ、排ガス中のＮＯｘやＳＯｘの濃度が低い軽油若しくはガソリン若しくはＣ重油を加工した燃料を提供するものである。本発明は、さらに、井戸水を立型連続遠心分離機により遠心分離して得られる液体（以下、「Ｚ液」という）とエチルアルコールとの混合液と、軽油若しくはガソリン若しくはＣ重油との混合物とを、立型連続遠心分離機によって遠心分離処理することにより、前記加水燃料を簡単かつ極めて経済的に製造する方法を提供するものである。

本発明の加水燃料は、立型連続遠心分離機により７５００Ｇ〜８５００Ｇの加速度で遠心分離して得られる遠心分離水と、この遠心分離水が混合される石油燃料とからなることを特徴とするものである。

また、本発明の加水燃料においては、前記遠心分離水には、３〜８％の容積比でエチルアルコールが混合されることを特徴とするものである。

さらに、本発明の加水石油燃料においては、前記石油燃料はガソリンであり、前記遠心分離水は、このガソリンに対して０．０３〜０．１％の容積比で混合されることを特徴とするものである。

さらに、本発明の加水石油燃料においては、前記石油燃料は軽油であり、前記遠心分離水は、この軽油に対して０．２〜０．１％の容積比で混合されることを特徴とするものである。

さらに、本発明の加水石油燃料においては、前記石油燃料は重油であり、前記遠心分離水は、この重油に対して０．１２〜０．３％の容積比で混合されることを特徴とするものである。

さらに、本発明の加水石油燃料においては、前記立型連続遠心分離機は、直円筒状の上半部および下方に向かい径が小さくなるテーパ円筒状の下半部を有する回転外胴と、この回転外胴内部に同心的に支持され、直円筒状の上半部および下方に向かい径が小さくなるテーパ円筒状の下半部を有し、周囲にスクリュー羽根が設けられた回転内胴と、この回転内胴の前記上半部および下半部を繋ぎかつ受け入れ液の流れを縦に分割し移送するための複数枚の縦方向分流リブ板を供えていることを特徴とするものである。

本発明の加水石油燃料の製造方法は、立型連続遠心分離機により７５００Ｇ〜８５００Ｇの加速度で遠心分離して得られる遠心分離水であるＺ液を得る工程と、このＺ液に容積比で３％〜８％のエチルアルコールを混合する工程と、この工程により得られた混合液を石油燃料に添加する工程と、この工程により得られた石油燃料を立型連続遠心分離機により９００Ｇ〜１５００Ｇの加速度で遠心分離処理する工程と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の加水石油燃料の製造方法においては、前記石油燃料は、前記Ｚ液に比して１０００倍〜３０００倍の容積比のガソリンであることを特徴とするものである。

さらに、本発明の加水石油燃料の製造方法においては、前記石油燃料は、前記Ｚ液に比して５００倍〜１０００倍の容積比の軽油であることを特徴とするものである。

さらに、本発明の加水石油燃料の製造方法においては、前記石油燃料は、前記Ｚ液に比して３００倍〜８００倍の容積比の重油であることを特徴とするものである。

本発明によれば、燃費が優れ、かつ、排ガス中のＮＯｘやＳＯｘの濃度が低い軽油若しくはガソリン若しくはＣ重油を加工した燃料が実現される。本発明によれば、さらに、前記加水燃料を簡単かつ極めて経済的に製造する方法を提供することができる。

以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。

（実施形態１）
図1に本実施形態の加水軽油の製造方法を説明をするための図を示す。図に示すように、容器１２ａ内に貯蔵された井戸水１０を立型連続遠心分離機１９に供給して、７５００Ｇ〜８５００Ｇの加速度で遠心分離し、得られる遠心分離水（以下ではＺ液という。）１１は容器１２ａに収容される。Ｚ液１１はポンプ１３ａにより容器１２ａから配管１４ａを通じて配管用チーズ１５ａに導かれる。一方、容器１２ｂに収容されたエチルアルコール１６は、容器１２ｂから配管１４ｂを通じて配管用チーズ１５ａに導かれる。ここでエチルアルコールの供給量が、Ｚ液の供給量に比して３％〜８％の容積比となるようにする。配管用チーズ１５ａでＺ液１１とエチルアルコール１６は合流し、配管１４ｃを通じて撹拌手段１７の供給口に導かれる。撹拌手段１７は、例えば、モーターとラインミキサーによって構成される。撹拌手段１７によって良く混合されたＺ液１１とエチルアルコール１６との混合液は、撹拌手段１７の排出口から配管１４ｄを通じて配管用チーズ１５ｂに導かれる。容器１２ｃに収容されたガソリン、軽油あるいは重油等の石油燃料１８は、ポンプ１３ｂにより容器１２ｃから配管１４ｅを通じて配管用チーズ１５ｂに導かれる。ここで石油燃料の供給量は、Ｚ液に比して所定の容積比となるように決定される。例えば、ガソリンの場合は、１０００倍〜３０００倍の容積比、軽油の場合は、５００倍〜１０００倍の容積比、そしてＣ重油の場合は、３００倍〜８００倍の容積比となるように決定され、供給される。配管用チーズ１５ｂでＺ液１１とエチルアルコール１６の混合液と、石油燃料１８は合流し、配管１４ｆを通じて立型連続遠心分離機１９の供給口に導かれる。Ｚ液１１とエチルアルコール１６の混合液と、石油燃料１８との混合物を再び立型連続遠心分離機１９に供給し、これにより９００Ｇ〜１５００Ｇの加速度で遠心分離処理する。遠心分離処理を行った前記の混合物は立型連続遠心分離機１９の清澄液出口から取り出し、加水石油燃料が得られる。

ここで立型連続遠心分離機１９としては、本発明者等の考案に係る実用新案登録第３０２４３５５号あるいは実用新案登録第３０８７８４１号に係る立型連続遠心分離機が好適である。

図２は立型連続遠心分離機主要部の概略縦断面図、図３は図２における回転内胴部の縦断面図、図４は図３の回転内胴部をＡ−Ａ線に沿って切断し、これを矢視方向に見た拡大断面図を示す。

この立型連続遠心分離機は、回転外胴２２、スクリュー羽根２５および分流リブ板２４が取り付けられた回転内胴２３を供えている。また、この遠心分離機は、混合物供給管２６、清澄液出口２７、スラッジ排出口２８と、回転外胴および内胴用の駆動装置２９とを有する。

回転外胴２２は、直円筒状の上半部２２ａと、下方に向かい径が小さくなるテーパ円筒状の下半部２２ｂとを有する。回転内胴２３は、図３に示されるように、回転外胴２２と同心に支持され、上半部２３ａ、下半部２３ｂ及びこれらを繋ぎかつ受け入れ液の流れを縦に分割し移送するための縦方向の分流リブ板２４が設けられている。分流リブ板２４は図４に示されるように、複数枚の分流リブ板２４がそれぞれ放射方向に等間隔で配置されている。

回転内胴の上半部２３ａ内には原液を受け入れるとともに、上半部２３ａと下半部２３ｂとの間に外部放射方向に通じる原液移送口２１を形成する。

分流リブ板２４は上縁および下縁が上述のテーパに沿って固着されるように外側に向かい上下に広がった形状をしている。スクリュー羽根２５は、分流リブ板２４で繋がれた回転内胴２３の外周面に固着され、外周縁を回転外胴２２の内周面に僅少の隙間を形成している。原液供給管２６は、回転内胴２３の上方から中心部を下方に延び、下端の開口部が回転内胴上半部２３ａの下端に位置する。複数の清澄液出口２７は、回転外胴の上半部の内周面上端に沿う回転外胴天板部に設けられ、開度調節可能な構造となっている。スラッジ排出口２８は、回転外胴２２の下端に形成されており、ここからスラッジ３２が排出される。回転駆動装置２９は、回転外胴２２と回転内胴２３を同一方向に、かつ回転外胴２２を回転内胴２３よりも僅かに速く、所定の範囲内の任意の速度差を設定して回転させることができる機能を備えている。

原液供給管２６から供給された混合液は、複数枚の放射方向の分流リブ板２４によって均等に流れが分割すなわち分流され、かつ高速運転によって固体分子がカットされるので、細分化されて遠心分離の性能が格段に向上する。

以上のようにして得られた加水石油燃料は、加工されない石油燃料に比較して、これを使用するエンジンその他の燃焼装置における燃費効率を改善することができる。例えば、Ｚ液と、Ｚ液に比して３％〜８％の容積比のエチルアルコールと、Ｚ液に比して５００倍〜１０００倍の容積比の軽油から加水軽油を試作し、ディーゼルエンジン車（バス）の燃料として試験を行った。その結果、市販の軽油を用いた場合と比べ、１７．５％の燃費向上が確認された。燃費の向上は、立型連続遠心分離機により処理したことが原因と考えられる。

また、Ｚ液と、Ｚ液に比して３％〜８％の容積比のエチルアルコールと、Ｚ液に比して１０００倍〜３０００倍の容積比のガソリンから加工ガソリンを試作し、ガソリン車（バス）の燃料として試験を行った。その結果、市販のガソリンを用いた場合と比べ、１０％〜１５％の燃費向上が確認された。燃費の向上は、立型連続遠心分離機により処理したことが原因と考えられる。

このように軽油あるいはガソリンにＺ液（水）とエチルアルコールとを混合した加水石油燃料の燃費が向上する理由は、必ずしも明確に解明されていないが、次のような原因が推測される。水を混合した燃料を燃焼させると、熱により気体化される水の分子Ｈ_２Ｏが激しい衝突を起こし、油が化学反応を起こすための促進力になっているものと考えられる。通常、水と油は混ざりにくいため、分子の衝突はそれらの境界面でのみ生ずる。この分子の衝突を多く発生させるためには、境界面を広くすればよいが、その方法としては、水の中に油を小さな油滴として分散させるか（水中油滴型）、または油の中に小さな水滴を分散させればよい（油中水滴型）。この水滴を極小の状態にし、油と水の分子の衝突を促進させるのがエマルジョン化した燃料といえる。常温においては爆発しにくい分子間のエネルギーは、熱を加えることにより活性化し、効率のよい燃焼が得られる。すなわち、水に熱を加えることにより、油の中に入ることが容易となり、気化することにより膨張し爆発の状態となり、油の粒子が微粒子化する。この結果、水分子との境界面が大きくなり、完全燃焼の状態が実現できる。

本発明の加水軽油製造方法を説明をするための図。 本発明に用いる立型連続遠心分離機の一例の主要部の概略縦断面図。 図２における回転内胴部の縦断面図。 図３におけるＡ−Ａ線部分における矢視方向の拡大断面図。

符号の説明

１１ Ｚ液
１２ 容器
１３ ポンプ
１４ 配管
１５ 配管用チーズ
１６ エチルアルコール
１７ 撹拌手段
１８ 軽油
１９ 立型連続遠心分離機
２１ 原液移送口
２２ 回転外胴
２３ 回転内胴
２４ 分流リブ板
２５ スクリュー羽根
２６ 原液供給管
２７ 清澄液出口
２８ スラッジ排出口
２９ 回転駆動装置

Claims (10)

1. 立型連続遠心分離機により７５００Ｇ〜８５００Ｇの加速度で遠心分離して得られる遠心分離水と、この遠心分離水が混合される石油燃料とからなることを特徴とする加水石油燃料。
2. 前記遠心分離水には、３〜８％の容積比でエチルアルコールが混合されることを特徴とする請求項１記載の加水石油燃料。
3. 前記石油燃料はガソリンであり、前記遠心分離水は、このガソリンに対して０．０３〜０．１％の容積比で混合されることを特徴とする請求項２記載の加水石油燃料。
4. 前記石油燃料は軽油であり、前記遠心分離水は、この軽油に対して０．２〜０．１％の容積比で混合されることを特徴とする請求項２記載の加水石油燃料。
5. 前記石油燃料は重油であり、前記遠心分離水は、この重油に対して０．１２〜０．３％の容積比で混合されることを特徴とする請求項２記載の加水石油燃料。
6. 前記立型連続遠心分離機は、直円筒状の上半部および下方に向かい径が小さくなるテーパ円筒状の下半部を有する回転外胴と、この回転外胴内部に同心的に支持され、直円筒状の上半部および下方に向かい径が小さくなるテーパ円筒状の下半部を有し、周囲にスクリュー羽根が設けられた回転内胴と、この回転内胴の前記上半部および下半部を繋ぎかつ受け入れ液の流れを縦に分割し移送するための複数枚の縦方向分流リブ板を供えていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の加水石油燃料。
7. 立型連続遠心分離機により７５００Ｇ〜８５００Ｇの加速度で遠心分離して得られる遠心分離水であるＺ液を得る工程と、このＺ液に容積比で３％〜８％のエチルアルコールを混合する工程と、この工程により得られた混合液を石油燃料に添加する工程と、この工程により得られた石油燃料を立型連続遠心分離機により９００Ｇ〜１５００Ｇの加速度で遠心分離処理する工程と、を備えたことを特徴とする加水石油燃料の製造方法。
8. 前記石油燃料は、前記Ｚ液に比して１０００倍〜３０００倍の容積比のガソリンであることを特徴とする請求項７記載の加水石油燃料の製造方法。
9. 前記石油燃料は、前記Ｚ液に比して５００倍〜１０００倍の容積比の軽油であることを特徴とする請求項７記載の加水石油燃料の製造方法。
10. 前記石油燃料は、前記Ｚ液に比して３００倍〜８００倍の容積比の重油であることを特徴とする請求項７記載の加水石油燃料の製造方法。

Images