JP2007137909A - 燃料改善剤 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料を節約し、かつ排気公害を減少する燃料改善剤を提供する。
【解決手段】燃料に混入して使用する燃料改善剤であって、イソプロピルアルコールを主成分とし、これに二価三価鉄塩を含有してなる。また、前記二価三価鉄塩は所定濃度の水溶液として含有されている。
【効果】燃料改善剤中に含有されているイソプロピルアルコール及び前記二価三価鉄塩、特に前記二価三価鉄塩の作用により、燃料分子を活性化させると共に燃料クラスターが微細化改質されて酸素との接触面積が増大して燃焼効率が大巾に向上し、完全燃焼する。これにより、燃料の消費量を節減すると共に排気ガス中のＣＯ，ＣＯ_２，ＮＯ_Ｘ等が減少する。
【選択図】なし

Description

本発明は、各種エンジン用或いはボイラー用等の燃料に混入して使用し、燃料を節約すると共に排気公害を減少する燃料改善剤に関するものである。

従来、燃料改善剤に関する発明として、貝殻類と天然ゼオライト及びイソプロピルアルコールを使用して製造した燃料添加剤がある（例えば、特許文献１参照）。この発明は、天然ゼオライト鉱物を粉砕して焼成すると共に貝殻類を焼成して粉砕し、前記ゼオライト粉砕物と貝殻類粉砕物を、前者２０％：後者８０％の割合で混合して再度焼成した後、これを５ミクロン程度の粒子に微粉砕する。そして、前記微粉砕物をイソプロピルアルコールに重量比で０．５％添加して製造するものである。
前記添加剤は、石油燃料に３〜５％添加混合して使用するものである。これにより、燃焼効率を高めて燃費を向上させ、同時に排気公害ガスを減少させるものである。

他の発明として、トルエン，メタノール，イソプロピルアルコール及びイソプロピルエーテルからなるガソリン用添加剤がある（例えば、特許文献２参照）。この発明の添加剤は、ガソリンに０．３％〜０．５％添加して使用するものであり、これにより、ガソリンの燃料効率を上げて不完全燃焼を防ぎ、エンジンパワーの増加と燃費の向上を実現すると共に排気ガス中の一酸化炭素濃度を減少させるものである。

上記したように、イソプロピルアルコールは、ガソリン等の燃料に添加混合することにより、燃料の燃焼効率を高めて燃費を改善向上すると共に排気公害を減少することは知られている。しかしながら、燃料にイソプロピルアルコールだけを混合した場合には、その効果は充分期待することはできなかった。この事実は本発明者による実験の結果判明している。
特開２００４−０９９８４９号公報 特開平１１−２０９７６５号公報

本発明は、イソプロピルアルコールを有効成分として利用し、上述した発明とは別の手段により、燃料を節約すると共に排気公害を減少し得る燃料改善剤を提供することを目的とするものである。

本発明者は上記課題を解決するために研究、実験を続けた結果、その目的を達成したので、ここにその発明を提供する。

即ち、本発明のうち１つの発明（第１の発明）は燃料に混入して使用する燃料改善剤であって、イソプロピルアルコールを主成分として含み、これに二価三価鉄塩を含有することを特徴とする。
本発明の燃料改善剤は、ガソリン，軽油，重油，灯油等の液体燃料、或いは液化石油ガス等の気体燃料に広く適用できる。

本発明において、前記二価三価鉄塩は、その種類等について特に限定するものではないが、例えば式、Ｆｅ^＋２ _ｍ Ｆｅ^＋３ _ｎ Ｃｌ_{２ｍ＋３ｎ}（式中、ｍ及びｎは正の整数）で表示される二価三価鉄塩を採用することができる。

前記式で示される二価三価鉄塩は近年開発された活性物質で、この活性物質（二価三価鉄塩）は二価鉄と三価鉄との中間の性質を示す単一の化合物、或いは二価鉄と三価鉄が共存する単一の化合物であると思われる。この二価三価鉄塩は現在工業的に生産可能である（例えば、特公平３−６３５９３号公報、特公平４−２７１７１号公報参照）。

前記二価三価鉄塩は、例えば塩化第二鉄を水酸化ナトリウム，水酸化カルシウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム等の強アルカリの水溶液に投入して原子価変換を起こさせた場合の遷移形態等として得られる（第１の方法）。この第１の方法による具体的製造方法として、例えば次の工程により得たものを例示する。即ち、塩化第二鉄を強アルカリの水溶液に溶解させる工程、この溶液を中和する工程、この中和した溶液を濃縮する工程、とを含んで製造する。

また、前記二価三価鉄塩は、三価の鉄塩と二価の金属塩とを混合した溶液によっても得られる。具体的には、例えば三価の鉄塩及び二価の金属塩を所定の比率で含有する所定濃度の希薄水溶液に、第二鉄塩を添加して溶解させ、得られた溶液を濃縮して製造することができる（第２の方法）。前記第二鉄塩としては、例えば塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄を用いることができる。前記二価の金属塩としては、例えば塩化カルシウム，塩化マグネシウム，塩化亜鉛，硫酸マグネシウム，硝酸カルシウム，硝酸マグネシウム，硝酸亜鉛を用いることができる。

前記二価三価鉄塩の前記式中のｍ：ｎの比は前記化合物製造に用いる物質の種類等により特定の数値をとる。

前記二価三価鉄塩の活性物質は水と接触することにより、種々の作用を有する。即ち、通常の水に前記活性物質を超微量（例えば、濃度２×１０^−１２モルないし２×１０^−１８モル）混入することにより、この水溶液（以下、この水溶液を便宜上「パイウォーター」という）は水分子の構造変化，脱イオン反応，ＰＨの安定効果等の特性を持つことが判明している。

イソプロアルコールに対する前記二価三価鉄塩の配合比（添加量）は特に限定するものではないが、微量で十分に本発明の目的を達成する。また、本発明において、前記第１及び第２の方法で製造した二価三価鉄塩を蒸留水等の水で溶解した所定濃度の水溶液（前記二価三価鉄塩を含有する原液）を製造し、この原液を使用することができる。これらの点については後述する二価三価鉄塩においても同様である。

本発明の燃料改善剤は、燃料に適量添加混入して使用するものである。これにより、燃料分子が活性化すると共に燃料クラスターが微細化改質されて酸素との接触面積が増大するので、燃焼効率が大巾に向上し、完全燃焼する。これにより、燃料の消費量を節減する。また、排気ガス中のＣＯ，ＣＯ_２，ＮＯ_Ｘ等が顕著に減少する。

本発明において、前記二価三価鉄塩は前記式で示される化合物に代え、磁性を帯びた二価三価鉄塩を採用することができる。この磁性を帯びた二価三価鉄塩は、電磁気処理による特性と化学処理による特性の両方を同時に兼ね備えた活性物質で、例えば、磁鉄鉱を化学処理して得られる。前記磁性を帯びた二価三価鉄塩としては、例えば磁鉄鉱を濃塩酸に溶解させた後、この溶液を中和し、この中和した溶液を濃縮して得られた結晶を、磁鉄鉱を濃塩酸に半溶解ないし溶解させた溶液に加える工程を含んで得られる化合物で構成することができる。

前記磁性を帯びた二価三価鉄塩の活性物質は水と接触することにより、次のような作用を有する特性をもつことが判明している。即ち、通常の水に前記活性物質を超微量（例えば濃度２×１０^−１２モルないし２×１０^−１８モル）混入することにより、この水溶液は上述したパイウォーターのもつ特性に加え、電磁気処理した活性水と同様な特性をもち、特にこの活性物質は水に溶解して共存するので、外部から磁場をかけた活性水に比べて水に強く、かつ効果的に作用する。

そして、前記磁性を帯びた二価三価鉄塩を採用した燃料改善剤によっても前記式で示される二価三価鉄塩を採用した燃料改善剤と同様の作用効果を発揮する。

本発明のうち他の１つの発明は（第２の発明）、第１の発明の燃料改善剤において、成分として、さらにイソブチルアルコールを含有することを特徴とするものである。第２の発明において、イソプロピルアルコールとイソブチルアルコールとの配合比は特に限定するものではないが、例えば重量比で前者約８５％〜約９５％：後者約５％〜約１５％程度の範囲を挙げることができる。
なお、第２の発明において、燃料改善剤を適用する燃料、前記二価三価鉄塩の構成及びその他の構成等については第１の発明と同様である。

第２の発明の燃料改善剤は、第１の発明と同様に燃料に適量添加混入して使用するものである。これにより、第１の発明の燃料改善剤と同様の作用効果を発揮する。

本発明の燃料改善剤は、燃料へ適量添加混入することにより、燃焼効率を向上して燃料を完全燃焼させる。したがって、燃料を節約できると共に排気公害を減少させることができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による燃料改善剤は、イソプロピルアルコールを主成分とし、これに式、Ｆｅ^＋２ _ｍ Ｆｅ^＋３ _ｎ Ｃｌ_{２ｍ＋３ｎ}（式中、ｍ及びｎは正の整数を示す）で示される二価三価鉄塩を含有して製造される。
実施の形態１において、前記二価三価鉄塩は後述する方法により製造した二価三価鉄塩を含有する水溶液（原液）を採用している。以下、前記水溶液（原液）の具体的製造方法の一例について説明する。

（二価三価鉄塩を含有する原液の製造例１）
１．０ｍｇの塩化第二鉄を１００ｍｌの０．５Ｎカセイソーダ水溶液に入れ、攪拌溶解させて２４時間静置する。前記溶液中に生じた不溶性物質を除去し、この溶液を塩酸で中和した後、減圧濃縮してデシケーター中で乾燥結晶化する。得られた結晶に５０ｍｌのイソプロピルアルコール８０重量％水溶液を加えて再溶解し、減圧濃縮して溶媒を除去、乾燥させ、この再溶解，濃縮，乾燥を数回繰り返すことにより０．２５ｍｇの結晶（二価三価鉄塩）を得た。この結晶を蒸留水で溶解して約１０００〜約１０万倍に希釈した水溶液、即ち、前記二価三価鉄塩約０．１％〜約０．００１％水溶液（原液Ａ）とする。

（二価三価鉄塩を含有する原液の製造例２）
濃度１０ミリモルの塩化カルシウム水溶液１００ｍｌに、塩化第二鉄２７０ｍｇを添加して溶解させた。この溶液を水（蒸留水）で希釈して、濃度１０^−１０ミリモルの希薄溶液を調製した。この希薄溶液２０ｍｌに結晶状態の塩化第二鉄１ｇを溶解させた後、これを磁器製等の蒸発皿に入れ、湯煎で徐々に蒸発させて濃縮した。得られた固溶状の濃縮物をデシケーター中で乾燥して結晶（二価三価鉄塩）を得た。この結晶を蒸留水で溶解して約１０００〜約１０万倍に希釈した水溶液、即ち、前記二価三価鉄塩約０．１％〜約０．００１％水溶液（原液Ｂ）とする。

実施の形態１の燃料改善剤は、イソプロピルアルコールと前記二価三価鉄塩を含んで製造される。具体的にはイソプロピルアルコールに対し、前記二価三価鉄塩を含有する原液Ａ又はＢを所定量添加して製造される。イソプロピルアルコールに対する前記原液Ａ又はＢの配合比は特に限定されるものではないが、例示的な配合比として燃料改善剤の全体容量に対して原液Ａ又はＢを約０．２５％ないし約０．６５％程度の範囲に設定することができる。即ち、イソプロピルアルコール約９９．７５％〜約９９．３５％：前記原液Ａ又はＢ約０．２５％〜約０．６５％の割合で配合して燃料改善剤を製造することができる。この点に関しては後述する実施の形態においても同様である。

実施の形態１の燃料改善剤は、燃料に所定量添加混入して使用される。燃料に対する燃料改善剤の添加量は特に限定するものではないが、例えば燃料に対して約０．１％〜約２．０％程度の割合で添加混入して使用することができる。この点に関しては後述する各実施の形態においても同様である。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による燃料改善剤は、実施の形態１の燃料改善剤において、二価三価鉄塩を前記式で示される化合物に代え、磁性を帯びた二価三価鉄塩を採用したことを特徴とするものである。

前記磁性を帯びた二価三価鉄塩は上述したように、電磁気処理による特性と化学処理による特性の両方を同時に兼ね備えた活性物質で、この物質としては例えば磁鉄鉱を化学処理したものが例示でき、この物質の具体的製造方法として、次の工程により得たものを例示する。即ち、磁鉄鉱を濃塩酸に溶解させる工程、この溶液を水酸化ナトリウム，水酸化カルシウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム等の強アルカリで中和する工程、この中和した溶液を濃縮して結晶を得る工程、この結晶を、磁鉄鉱を濃塩酸に半溶解ないし溶解させた溶液に加える工程とを含んで製造する。

実施の形態２において、前記磁性を帯びた二価三価鉄塩は後述する方法により製造した磁性を帯びた二価三価鉄塩を含有する水溶液（原液）を採用している。以下前記原液の具体的製造方法の一例について説明する。

（二価三価鉄塩を含有する原液の製造例３）
０．１ｇの磁鉄鉱を１０ｍｌの濃塩酸に入れ、攪拌溶解させて２４時間静置する。この溶液に２５ｍｌの２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えて２４時間静置して、中和する。この溶液を減圧濃縮して結晶を析出し、空気乾燥器中で結晶を乾燥する。この結晶を１０ｍｌのエチルアルコールに入れて洗浄する。この洗浄操作を数回繰り返して結晶を精製し、活性物質（結晶）を得る。この際の収率は０．８８ｇであった。次いで、５ｇの磁鉄鉱を１０ｍｌの濃塩酸に入れ、攪拌して半溶解させた後、上記工程で得られた活性物質結晶を０．１ｇ加え、良く攪拌して２４時間静置する。この上澄み液をデカンテーション法により不溶の磁鉄鉱と分離し、活性物質溶液（磁性を帯びた二価三価鉄塩の活性物質の溶液）を得た。この活性物質溶液を蒸留水で溶解して約１００〜約１万倍に希釈した水溶液、即ち、前記活性物質溶液約１％〜約０．０１％水溶液（原液Ｃ）とする。

実施の形態２の燃料改善剤は、二価三価鉄塩として前記原液Ｃを採用する以外は実施の形態１の燃料改善剤と同様であるため、説明を省略する。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による燃料改善剤は、実施の形態１又は２の燃料改善剤において、さらにイソブチルアルコールを含有してなることを特徴とするものである。具体的には、イソプロピルアルコールにイソブチルアルコールを配合し、これに前記二価三価鉄塩を含有する原液Ａ〜Ｃの内から選択した一種類の原液を所定量添加して製造される。

実施の形態３の燃料改善剤において、イソプロピルアルコールに対するイソブチルアルコールの配合比は特に限定するものではないが、例えば重量比で前者約８５％〜約９５％：後者約５％〜約１５％の範囲に設定することができる。また、イソプロピルアルコールとイソブチルアルコールの配合物に対する前記原液Ａ又はＢ又はＣの配合比についても特に限定するものではないが、例示的な配合比として燃料改善剤の全体容量に対し、前記原液Ａ又はＢ又はＣを約０．２５％〜約０．６５％程度の範囲に設定することができる。
即ち、イソプロピルアルコールとイソブチルアルコールの配合物約９９．７５％〜約９９．３５％：前記原液Ａ又はＢ又はＣ約０．２５％〜約０．６５％の割合で配合して燃料改善剤を製造することができる。

次に本発明の実施例を説明する。下記の実施例はその一例として開示したもので、本発明はこれらに限定されるものではないこと勿論である。

以下に示す実施例では、前記原液Ａとして、実施の形態１の二価三価鉄塩を含有する原液の製造例１により製造した約１万倍希釈の水溶液、即ち、前記製造例１の前記二価三価鉄塩約０．０１％水溶液を採用した。
また、前記Ｂ液として、実施の形態１の二価三価鉄塩を含有する原液の製造例２により製造した約１万倍希釈の水溶液、即ち、前記製造例２の前記二価三価鉄塩約０．０１％水溶液を採用した。
さらにまた、原液Ｃとして、実施の形態２の二価三価鉄塩を含有する原液の製造例３により製造した約１０００倍希釈の水溶液、即ち、製造例３の前記活性物質溶液約０．１％水溶液を採用した。

イソプロピルアルコール２４９０ｍｌに前記原液Ａを１０ｍｌ添加して燃料改善剤を得た。

次に実施例１の燃料改善剤について実施した試験例を以下に示す。

（試験例１）
実施例１の燃料改善剤を添加した燃料を使用した車輌と、前記燃料改善剤を添加しない燃料を使用した車輌で走行し、燃費の測定試験を実施した。その測定結果を下記表１に示す。
下記表１（下記表２及び３についても同じ）中、使用燃料の項目の対照区１はガソリンのみの燃料、対照区２はガソリン約２０リットルに対し、イソプロピルアルコールを約１００ミリリットルの割合で添加混入した燃料、本発明はガソリン約２０リットルに対し、実施例１の燃料改善剤を約１００ミリリットルの割合で添加混入した燃料を示す。また、下記表１〜３中、燃費の項目の小数点以下二桁目の数値は四捨五入して示す。
試験例１においては、車輌として、ホンダ・オデッセイ（６気筒エンジン，２３５０ｃｃ，４輪駆動車）を使用して測定試験を実施した。

試験例１は、時速１００ｋｍの定速で走行して測定試験を実施した。上記表１により明らかなとおり、対照区１に比べ対照区２は燃費が２．４％向上した。一方、本発明は対照区１に比べて１３．８％燃費が向上した。
なお、上記試験走行では、ガソリンタンク容量の約１／４しか消費しておらず、本発明の性能を十分に引き出していないと思われる。特に、本発明の場合には、毎分の燃費モニター計で、試験終盤になる粗燃費向上が確認でき、タンク容量の半分ないし全量を消費する走行試験を行えば、本発明の効果は一層明確になると思われた。

（試験例２）
試験例２においては、車輌として、ダイハツ・ムーブ（３気筒エンジン，６５９ｃｃ，２輪駆動車）を使用し、燃費の測定試験を実施した。その測定結果を表２に示す。

上記表２により明らかなとおり、対照区１に比べて対照区２は燃費が２．１％向上した。一方、本発明は対照区１に比べて１９．２％燃費が向上した。
試験例２においては、時速１００ｋｍの定速走行での試験を試みたが、走行道路は折り返し地点付近で、斜度約４％の長い登坂車線があり、軽自動車（試験例２の車輌は軽自動車）には限界に近い負担となった。そのため、時速１００ｋｍを保てず、対照区１及び同２では時速８９ｋｍ、本発明では時速９３ｋｍまで速度が低下した。この登坂車線で、対照区１及び同２よりも明らかに本発明の方がパワーアップを実感できた。また、本発明においては、平坦路の走行時には気付かない間に速度超過気味になって、アクセルを控えないとならない状態がしばしば続いた。

（試験例３）
試験例３においては、車輌として、トヨタコロナＥｘｉｖ（４気筒エンジン，１９９９ｃｃ，２輪駆動車）を使用し、燃費の測定試験を実施した。その測定結果を表３に示す。

上記表３により明らかなとおり、対照区２は対照区１に比べ燃費が２．８％向上した。一方、本発明は対照区１に比べて２１．１％燃費が向上した。

上記した試験例１〜３の測定結果の上記表１〜３に示すように、ガソリンにイソプロピルアルコールのみを添加混入して調製した燃料（対照区２）であってもガソリン（対照区１）に比べて燃費が向上することが確認されたが、ガソリンに実施例１の燃料改善剤を添加混入した燃料（本発明）の場合には、対照区１に比べて燃費が大巾に向上することが判明した。

実施例１の前記原液Ａに代え、前記原液Ｂを採用する以外は実施例１と全く同様の方法で調製して燃料改善剤を得た。

実施例１の前記原液Ａに代え、前記原液Ｃを採用する以外は実施例１と全く同様の方法で調製して燃料改善剤を得た。

実施例２及び３の各燃料改善剤について実施例１の前記試験例１〜３と同じ方法で燃費の測定試験を実施したところ、実施例１と同様の結果が得られることが判明した。

２２４０ｍｌのイソプロピルアルコールにイソブチルアルコールを２５０ｍｌ混入し、これに前記原液Ａを１０ｍｌ添加して燃料改善剤を得た。

実施例４の前記原液Ａに代え、前記原液Ｂを採用する以外は実施例４と全く同様の方法で調製して燃料改善剤を得た。

実施例４の前記原液Ａに代え、前記原液Ｃを採用する以外は実施例４と全く同様の方法で調製して燃料改善剤を得た。

実施例４〜６の各燃料改善剤について実施例１の前記試験例１〜３と同じ方法で燃費の測定試験を実施したところ、実施例１と同様の結果が得られることが判明した。また、実施例１〜６の各燃料改善剤をガソリンに添加してエンジンの燃料として使用することにより、排気ガス中のＣ０，ＣＯ_２，ＮＯ_Ｘ等が顕著に減少することも確認された。

なお、上記実施例では本発明の燃料改善剤をガソリンエンジン車の燃料に添加混入して実施した試験例を開示したが、本発明の燃料改善剤はディーゼルエンジン車の燃料（軽油）や重油等の燃料に添加混入した場合においても前記と同様の結果が得られることが判明している。排気ガス中のＣ０，ＣＯ_２，ＮＯ_Ｘ等が減少することについても同様である。

また、上記実施例ではエンジン用の燃料に添加して実施した試験例を開示したが、本発明の燃料改善剤は、例えばボイラーに使用する重油、或いは灯油その他の火力用の燃料に添加混入して使用することができる。この場合においても、燃焼効率を大巾に向上し、完全燃焼して火力をアップさせる。これにより、燃料の消費量を節減できる。また、燃焼時における排気ガス中のＣ０，ＣＯ_２，ＮＯ_Ｘ等の公害ガスを減少させることができる。

Claims (7)

1. 燃料に混入して使用する燃料改善剤であって、
   イソプロピルアルコールを主成分として含み、これに二価三価鉄塩を含有することを特徴とする、燃料改善剤。
2. 前記二価三価鉄塩は、式、
   Ｆｅ^＋２ _ｍ Ｆｅ^＋３ _ｎ Ｃｌ_{２ｍ＋３ｎ}（式中、ｍ及びｎは正の整数を示す）
   で示される化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料改善剤。
3. 前記二価三価鉄塩は、磁性を帯びていることを特徴とする、請求項１記載の燃料改善剤。
4. 前記二価三価鉄塩は、磁鉄鉱を濃塩酸に溶解させた後に中和し、この溶液を濃縮して得られて結晶を、磁鉄鉱を濃塩酸に半溶解ないし溶解させた溶液に加える工程を含んで得られる化合物であることを特徴とする、請求項３に記載の燃料改善剤。
5. 前記二価三価鉄塩は水に溶解して含有されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料改善剤。
6. 前記二価三価鉄塩は水に溶解した所定濃度の水溶液として、燃料改善剤の全体容量に対して約０．２５％ないし約０．６５％含有していることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料改善剤。
7. 燃料改善剤は、さらにイソブチルアルコールを含有していることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の燃料改善剤。