JP2011256321A - 加水燃料の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料油と水を化学的にイオン化融合させ一体化させることで分離を完全に防ぎ、これにより長期の安定性、耐凍結性、燃焼性、発熱量、耐腐食性の確保などに優れた加水燃料の製造方法を提供する。
【解決手段】ベースとなる例えばＡ重油や軽油等の燃料油及び水にカタラーゼを添加する。燃料油及び水にマイクロ波による振動波を送る。この振動波によって励起させた天然鉱物又は金属を配設する水管に、燃料油及び水を通水接触させて分子集合体を細分化する。次にこれらの燃料油及び水を攪拌混合して混合油にした後、加温工程と、加圧工程とを経ることで、透明で安定化した加水燃料が生成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軽油や灯油、重油等の燃料油に水を加えた加水燃料の製造方法及び製造装置に係り、特に、従来の加水燃料（エマルジョン燃料とも言うが、以下、加水燃料と称する）では避けられなかった油と水との分離、発熱量(カロリー)の低下、ならびに凍結や、ボイラーおよび付帯設備等の発錆などの影響を完全に防止する加水燃料の製造方法及び製造装置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）や窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の有害物質の低減に対する環境対策が講じられている。

この対策として化石燃料の消費を抑制する取り決めがされているが、この化石燃料が欠かせない製造や物流業界では、産業そのものを衰退させ経済発展を阻害することから足並みは揃わず、代替エネルギーとしてバイオ燃料、太陽電池、風力発電、波力発電、水素ガスなどの技術開発が進められている。

しかし、これらの新エネルギーは、従来の化石燃料の多様性、応用性、安定性、経済性、発熱量などには及ばす、特に大量に消費される産業界においては化石燃料に代わって利用されるまでには至っていない。

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加水燃料技術が見直されているが、それは加水により得られる次の三つの特長を利用するものである。

一つ目は、燃焼時に加水された水を包んでいる外側の油が燃えて、中の水が急激に沸騰し微爆発を起こし、同時に油も微粒子化することで空気との接触面積が飛躍的に増大し、また水は更に水性ガス類似反応によりＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２のガス燃料に変わることで、均質で効率の良い燃焼が得られ、この結果二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）やさらに粒子状物質 (PM) の発生を抑えることから、環境負荷が低減されることである。

二つ目は、微爆発により微粒子化した水は、水蒸気となり急膨張するため、流入する冷たい外気量を大幅に絞れることから、炉内で新たに加温する空気量が少なくて済み、熱エネルギーの消費が削減されることである。

三つ目は、流入する外気量が少ないことは、燃焼により排出されるガスも少量で済み、炉内で加温された潜熱が排気で奪われることが少ないことである。

このような利点を持つ加水燃料は２０〜３０年前から実用化されており、その製造方法に関しては、それぞれの技術開発により各種の生成方法が提案されている。

当初、加水燃料の加水率は油水分離や発熱量への影響から、軽油やＡ重油の場合で１０％程度といわれていたが、この加水率では環境負荷の低減にはなるものの、経済的メリットは全くなく、そこで、その後の技術開発で乳化剤（界面活性剤）を添加し、あるいは燃料油と水の分子集合体（クラスター）を細分化するなどして、現在は３０％から５０％にまで加水率を上げた加水燃料が提案されている。

特許文献１には、乳化剤（界面活性剤）を添加するエマルジョン燃料の製造方法が記載されている。すなわち、体積５０％以上の燃料油と、体積５０％以下の乳化剤水溶液とを超音波を付与しながら攪拌・混合する。この製造方法では、乳化剤水溶液を使用することで油水分離を防止しようとするものである。

一方、特許文献２は、当発明者が先に提案したもので、酵素を添加した油水に天然鉱石を接触させ、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、乳化剤なしで１ヶ月防止できるものになった。

特開２００６-０２８２１５号公報 特開２００９―１９１２６１号公報

特許文献１のように、乳化剤を使用する方法によると、乳加剤の作用で加水燃料の粘度が高くなる不都合が生じていた。そのため、加水燃料を霧化して炉内へ最適噴射させることが困難になり、完全燃焼させることができなくなる。また、発火点が２０〜３０℃も上昇することから、着火装置（バーナー）の改良や、炉内の温度を上昇させるために従来の燃料油による予備燃焼装置等が必要になる。このように、乳化剤を使用した加水燃料では、発熱量が著しく低下し、通常の燃料に比べると運転時間の延長が必要となり、結果的に燃料油の使用量が増加する虞があった。

そこで、特許文献２の如く、酵素を添加した油水に天然鉱石を接触させ、同時に超音波振動を与えながら攪拌・混合する製造方法によると、乳化剤を使用して６ヶ月程度、乳化剤を使用しない場合でも１ヶ月程度の油水分離防止効果が得られている。ところが、経済的メリットを追求するために加水率を増加すると、乳化剤を使用していなくても加水燃料の発熱量が低下することが分かった。

加水燃料は、燃料油に水分を混合した燃料であるから、通常の燃料油と同等の発熱量が得られる場合は、水分の量だけ燃料油の使用量が少なくなる。例えば、加水率５０％の加水燃料では、通常の燃料油と比べて燃費が１／２になる優れた性質を有するものである。しかしながら、これまでの加水燃料では、通常の燃料油と同等の発熱量は得ることはできず、前述のように燃焼効率が向上しても通常の燃料油と比べると２０〜４０％の発熱量の低下は避けられなかった。

しかも、従来の加水燃料では、保存条件等によって差があるとしても、油水の分離は時間の経過により必ず発生するものであった。これまで、油水の分離を防止する限度は最長でも半年程度が限界であり、この分離現象を完全に防止することはできなかった。

油水の分離が始まると、加水燃料の品質が低下して燃焼中に鎮火したり、分離した水分が寒冷地では氷結して燃料パイプ等に詰まったり、またタンク内や燃料供給経路の金属材に作用して錆が発生するなどの不都合が生じる。このため、従来の加水燃料は、通常の燃料と同様の使用ができなかった。

従来の加水燃料がエマルジョン状態にあるときは、油分が分子レベル若しくはクラスターレベルの粒子となって水の粒子と混合しているので、乳白色乃至茶褐色の乳濁した液体になっている。そして、油水が分離してくると比重の軽い油は上層に浮き、比重の重い水は下層に沈下して、油水が上下二層に分離することになる。

したがって、従来の加水燃料の如く、エマルジョン状態が乳濁色であることは、油水が混合若しくは結合状態にあることであり、この状態では時間の経過とともに油水が分離することを防止することはできなかった。しかしながら、当発明者の研究によると、分子レベルを超えて油水のイオン化融合が実現した場合には、イオンレベルで油水が一体化するために透明な加水燃料となり、極めて安定した性質に改質され、油水の分離現象が全くなくなると予見されていた。

そこで本発明は、燃料油と水とを化学的にイオン化融合させて透明状態の加水燃料を実現することで、エマルジョン状態からの油水の分離現象が全くなくなり、しかも、通常の燃料と同等の発熱量が得られると共に、通常の燃料と全く同様に使用することが可能な加水燃料の製造方法及び製造装置の提供を目的とするものである。

本発明の第１の手段は、燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造方法において、燃料油及び水にカタラーゼを添加する酵素添加工程１００と、振動波によって励起させた天然鉱物又は金属に、燃料油及び水を接触させて燃料油及び水の分子集合体を細分化した後、燃料油及び水を攪拌混合する撹拌混合工程２００と、攪拌混合された燃料油及び水に、熱と圧力を加えてイオン融合せしめる融合工程３００とを備え、加水燃料のエマルジョン状態を透明にする製造方法にある。油水の融合工程３００は最終工程となるが、撹拌混合工程２００と酵素添加工程１００の順序は問わない。

第２の手段は、前記酵素添加工程１００における前記カタラーゼを、水又は燃料油のそれぞれの体積に対して０．１％〜１％添加するものである。

第３の手段は、前記撹拌混合工程２００における前記振動波として、マイクロ波又は超音波を使用するものである。

第４の手段は、前記撹拌混合工程２００における前記振動波として、天然鉱物又は金属が配設された水管に対して異なる波長の振動波を交互に与えるものとする。

第５の手段は、前記撹拌混合工程２００における前記天然鉱物又は金属として、トルマリン、黒曜石、ニッケル、パラジュウム、アルミニウムのいずれか又はこれらの混合体を使用するものである。

第６の手段は、前記融合工程３００において、撹拌混合された前記燃料油及び水を３０℃〜１５０℃に加熱する加熱手段と、圧力３気圧〜１０気圧で加圧する加圧手段と、を有するものである。

第７の手段は、燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造装置において、燃料油に混合する水を貯蔵する水タンク１と、燃料油を貯蔵する油タンク２と、燃料油及び水に添加するカタラーゼを貯蔵する酵素タンク３と、燃料油及び水に振動波で励起した天然鉱物又は金属を接触させる水管６と、水管６内の天然鉱物又は金属に振動波を与えるマイクロ波発生装置４，５と、振動波を与えた燃料油及び水を混合攪拌する混合攪拌装置７と、混合攪拌された燃料油及び水を加熱手段と加圧手段とで融合する融合装置９とを備えた加水燃料製造装置とするものである。

第８の手段において、前記水管６は、振動波により励起する天然鉱物又は金属が水管６の内部に配設され、該水管６を通過する燃料油や水に励起した天然鉱物又は金属を接触させるように構成したことにある。

本発明の請求項１により、撹拌混合工程２００と酵素添加工程１００とによって分子集合体が細分化された燃料油及び水に、熱と圧力を加えてイオン融合する融合工程３００を備えたことにより、従来のエマルジョン状態の乳濁色からまったく濁りのない透明な加水燃料を生成することが実現された。この透明な加水燃料は、油水の分離現象が全くなくなり、油水が融合されて水が燃料に変質し、通常の燃料と同等の発熱量が得られる性質を有し、通常の燃料と全く同様に使用することができる。

すなわち、従来の加水燃料では、水と油の分子集合体を細分化することはできても、そのサイズは分子レベルであり、エマルジョン状態では乳濁するものであったが、本発明の場合はさらに分子を細分化してイオン化させるために、水分は油分に融合して透明な状態になる。そのため、油水分離、発熱量低下、金属腐食、凍結、着火点の上昇等、従来の加水燃料の課題を全て解決することに成功した。

しかも、請求項１及び２のように、カタラーゼを添加する酵素添加工程１００は、過酸化水素を水素と酸素に分解し酸素はガスとして大気に放出させる促進作用がある。この結果、含有水素比率を増大させて発熱量の低下を防止することができる。そのため、通常の燃料油と同等若しくはそれ以上の発熱量が得られた。しかも、通常の燃料油と同等以上の発熱量が得られることから、燃料油対水の混合比率を７０対３０から、３０対７０にまで調整可能になり、より高い省エネ効果を期待できる。

更に、加水率を増加すると粘度の高い重油等でも粘度を下げることができるので、霧化が容易になり燃焼効率を上げる効果もある。したがって、従来ではＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯ2等の有害物質排出による環境負荷が心配された低質油や廃油でも利用可能になり、有効な再生エネルギーを得ることができる。

また、請求項３乃至請求項５の撹拌混合工程２００のように、燃料油および水にマイクロ波等の振動波を与えると分子のクラスターが細分化される。本発明では、さらに燃料油および水が天然鉱石の配設された水管で通水接触することにより、分子集合体はより細分化される。その際に、異なる波長の振動波を交互に与えてトルマリン、黒曜石、ニッケル、パラジュウム、アルミ等を励起させることで分子集合体の細分化効果を更に高めることができる。

さらに請求項６に記載の融合工程３００の如く、撹拌混合された燃料油と水を３０℃〜１５０℃に加熱する加熱手段と、３気圧〜１０気圧で加圧する加圧手段とにより、油水が完全にイオン融合され、エマルジョン状態でも透明にすることに成功した。しかも、この透明な加水燃料は、極めて安定した高カロリーの燃料に改質されていることが証明されている。

請求項７及びに８に記載の加水燃料製造装置により、透明で安定した加水燃料を合理的に製造することが可能になる。

このように、本発明によれば、ガソリン、灯油、軽油、重油等の燃料油と適量の水を混合させた加水燃料が透明なエマルジョン状態となり、油水が分離せず、しかも粘度も低く、耐凍結性、燃焼性、熱量などが安定するなど、産業上有益な高性能の加水燃料を提供することができる。

本発明に用いる加水燃料製造装置の一例を示す図である。 本発明加水燃料製造方法を示すブロック図である。 図中、（Ｉ）はＡ重油タイプを、（ＩＩ）は軽油タイプの透明度を比較したもので、各（ａ）は本発明加水燃料、各（ｂ）は従来の加水燃料を撮影した写真である。 図中、（Ｉ）はＡ重油タイプを、（ＩＩ）は軽油タイプの凍結状態を比較したもので、各（ａ）は本発明加水燃料、各（ｂ）は従来の加水燃料撮影した写真である。 図中、（Ｉ）はＡ重油タイプを、（ＩＩ）は軽油タイプの発錆状態を比較したもので、各（ａ）は本発明加水燃料、各（ｂ）は従来の加水燃料を撮影した写真である。

本発明の加水燃料の製造方法は、酵素添加工程１００、撹拌混合工程２００、融合工程３００を有するものである（図２参照）。

酵素添加工程１００は、燃料油と水のいずれか一方又は両方にカタラーゼを添加する工程である。カタラーゼは過酸化水素を水素と酸素に分解し酸素はガスとして大気に放出させる促進作用があり、その結果、含有水素比率を増大させることができる。そのため、加水したことにより燃焼カロリーの素となる炭化水素の減少分を補い、発熱量の低下を防止することができる。カタラーゼの添加比率は、実験によると、燃料油と水のそれぞれの重量に対して０．１〜１％になるように添加するのが好ましい。このカタラーゼは燃料油及び水の両方に添加しているが、いずれか一方に添加しても良く特に水に添加することが望ましい。更に、後述する混合工程２００の後に添加しても良い。

更に、カタラーゼの添加によって、加水燃料の水素の含有比率が上昇すると共に、加水燃料のベースとなった通常の燃料油では検出されない酸素も含有することが判明した。これらの性質の変化が、燃料油と同等の燃焼性や熱量を確保することができる要因になっていると推測される。

撹拌混合工程２００は、振動波によって励起させた天然鉱物又は金属に、燃料油及び水を接触させた後、燃料油と水とを攪拌混合する工程である。本発明では、燃料油と水との両方又はいずれか一方を接触させた後、燃料油と水とを攪拌混合する工程を含む。この工程により、燃料油及び水の分子集合体を細分化させる。使用する振動波は、マイクロ波又は超音波とするものである。

加水燃料の燃料油又は水の分子集合体は、この分子集合体を細分化してイオン化するために、好ましくは２０〜３０μｍ、あるいは、２０μｍ以下の分子集合体に形成することが望まれる。そのため、水管６内に配設された天然鉱物に、周波数が２ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの範囲内で周波数が異なる二種の振動波を交互に与えて天然鉱物を励起させておき、この水管を燃料油及び水を通過させると、分子集合体をより細分化することができる（図１参照）。このように微細化した燃料油と水の分子はイオン化が促進するので、その後の融合工程３００により、燃料油と水の分子がイオン化レベルで融合する準備が整うものである。

本発明で使用するマイクロ波は、２〜３．５ｋHｚの範囲で、実施例は２ｋHｚと３．５ｋHｚを交互に使って振動波を送る。このマイクロ波に替えて超音波を使用しても良いが、マイクロ波の方が天然鉱物を励起させる効果が高い。ちなみに超音波の周波数は２ｋHｚ〜５ｋHｚである。

振動波によって励起させる天然鉱物として、トルマリンや黒曜石の使用が効果的である。また、金属としては、ニッケル、パラジュウム、アルミニウムを選択するものとし、いずれかの混合体でもよい。

天然鉱石としてトルマリンを使用すると、柱状結晶や極状結晶により燃料油および水との接触面積が大きくなり、マイクロ波等の振動波を与えて励起することで0.06ミリアンペアという微弱電流が流れ、水を電気分解させ界面活性効果が増す。さらに分子集合体を細分化する時間が短くなり、本装置の性能を高めるのに適している。また、このトルマリンは、振動用の水管６内に、ケイ素、マグネシウム、カルシウムの付着を防止する効果もある。

融合工程３００は、分子集合体が細分化されイオン化が促進された燃料油及び水に、熱と圧力を加えてイオン融合せしめる工程である。この工程には、更に、加熱手段と加圧手段とを備えている。加熱手段は、混合された燃料油と水を３０〜１５０℃に加熱し、加圧手段は、圧力３〜１０気圧で加圧する。加熱手段と加圧手段の調整は、灯油、軽油、重油、ガソリン等の燃料油の粘度によって調整するもので、基本的には粘度が高くなるほど高温、高圧に設定する。

例えば、重油や廃油などの低質油は高温度、高加圧に、また軽油、灯油などは中温度、高加圧またガソリンなどの場合は、低温度、中加圧など油種に応じて加温と加圧のバランスをコントロールすることで安定化した加水燃料に改質される。なお、加温、加圧の順序は逆でも良いが、実験では加温、加圧の順の方が改質し易い。

次に、本発明加水燃料製造装置について説明する（図２参照）。この改質燃料生成装置の構成は、水タンク１、燃料油タンク２、酵素タンク３のタンク群を備えている。水タンク１は、燃料油に混合する水を貯蔵するもので、燃料油タンク２は燃料油を貯蔵し、酵素タンク３は、カタラーゼを貯蔵するものである。

水タンク１は、水管６を介して酵素による酵素タンク３に接続し、随時適量の酵素を水に混合攪拌することができる。また、油タンク２も同様に、水管６を介して酵素タンク３に接続し、随時適量の酵素を燃料基油に混合攪拌するものである。

マイクロ波発生装置４、５は、燃料油と水に接触させる天然鉱物に振動派を与え励起させることで、分子集合体を細分化する作用を促進させる装置である。

水管６は、内部に天然鉱物又は金属が配設されており、水管６を通過する燃料油や水に天然鉱物又は金属を接触させるものである。この水管６内の鉱物は、トルマリン、黒曜石とし、金属はニッケル、パラジュウム、アルミニウムの粉砕品（粒度１０ｍｍ〜２０ｍｍ）または切削片（厚さ２ｍｍ〜５ｍｍ）で構成されたものを使用する。マイクロ波を使用する場合の水管６は、プラスチックを用いないと水管内の天然鉱物を励起させることが不十分になる。ただし超音波を使用する場合は金属の水管６でも良い。

水管６の内部は仕切部材によって燃料油用と水用とに分離した状態で設置されており、天然鉱物又は金属又はこれらを任意適量に配合した混合体を収納する。また、燃料油用と水用とにそれぞれの水管６を設けても良い。そして、振動波により励起されたことで燃料油と水に接触しながら水と燃料油の分子集合体を細分化若しくは分解するものである。

混合攪拌装置７は、分子集合体が細分化された水と燃料油とを混合する装置である。このとき使用するミキサーは、ダイナミックミキサーでもスタティックミキサーでも良いが、大きな遠心加速度を付与し、流体の旋回流により強い混合・撹拌作用が生成されるＯＨＲラインミキサー（（株）ＯＨＲ流体工学研究所）を使用すると、燃料油と水はさらに均一で良好な混合油が得られる。

混合攪拌された混合油は混合油貯蔵タンク８に貯蔵される。この混合油貯蔵タンク８から、さらに加温と加圧を加える融合装置９へ流れ、融合した加水燃料となり貯蔵タンク１０に貯蔵される。

融合装置９は、混合油水を加熱手段と加圧手段とで融合する装置である。この加熱手段として、八光電器製加熱ユニット（加熱機の型式HOP 5050）または類似の性能の加熱装置９Ａを使用する。一方、加圧手段として、例えば日本クロイド工業（株）製ポンプ（ポンプの型式１−1037 SUS）または類似の性能の加圧装置９Ｂを使用する。したがって、融合装置９は、これらの加熱装置９Ａと加圧装置９Ｂとを備えたものである。このような加熱装置９Ａと加熱装置９Ａの両方を使って燃料油の性質に応じて温度と圧力を調整することにより、最適で安定した加水燃料が得られる。

水温１３℃の井戸水５０体積部と、Ａ重油（出光興産（株））５０体積部に対してカタラーゼ（「レオネットＦ−３５」、ナガセサンバイオ（株））を１体積％添加して攪拌した。天然鉱石のトルマリン粉砕品（粒度１０ｍｍ〜２０ｍｍ）を配設した接触振動用の水管６を設けた。この水管６に、周波数２ｋＨｚと３．５ｋＨｚとの二種類のマイクロ波を与えながら、供給ポンプにて燃料油及び水それぞれ３０Ｌ／分として１分間通水させた。

その後スタティックミキサーにより、燃料油及び水を３０秒間混合して混合油貯蔵タンク８に貯留した。この段階では従来の加水燃料と同様に乳濁した混合油である。

貯留された混合油を、融合装置９に送り、八光電器製加熱ユニット（加熱機の型式HOP 5050）製の加熱装置９Ａにて９０℃に加熱した。更に、日本クロイド工業（株）製ポンプ（ポンプの型式１−１０３７SUS）製の加圧装置９Ｂを使用して４気圧に加圧すると、乳濁した混合油が透明な加水燃料に変化した。

水温１３℃の井戸水５０体積部と、軽油（出光興産（株））５０体積部に対してカタラーゼ（「レオネットＦ−３５」、ナガセサンバイオ（株））を１体積％添加して攪拌した。天然鉱石のトルマリン粉砕品（粒度１０ｍｍ〜２０ｍｍ）を配設した接触振動用の水管６を設けた。この水管６に、周波数２ｋＨｚと３．２ｋＨｚとの二種類のマイクロ波を与えながら、供給ポンプにて燃料油及び水それぞれ３０Ｌ／分として１分間通水させた。

その後スタティックミキサーにより、燃料油及び水を３０秒間混合して混合油貯蔵タンク８に貯留した。この段階では乳濁した混合油である。

貯留された混合油を、融合装置９に送り、八光電器製加熱ユニット（加熱機の型式HOP 5050）製の加熱装置９Ａにて８０℃に加熱した。更に、日本クロイド工業（株）製ポンプ（ポンプの型式１−１０３７SUS）製の加圧装置９Ｂを使用して３気圧に加圧すると、乳濁した混合油が透明な加水燃料に変化した。

実施例１及び実施例２によって製造された本発明加水燃料と、特許文献１に記載の従来の加水燃料とを撮影した写真を図３乃至図５に示している。いずれの図も、（Ｉ）はＡ重油タイプを比較し、（ＩＩ）は軽油タイプを比較したものである。また、各（ａ）は本発明加水燃料を示し、各（ｂ）は従来の加水燃料を示している。

図３は、各加水燃料の透明度を撮影したもので、Ａ重油タイプ（Ｉ）、軽油タイプ（ＩＩ）共に、本発明加水燃料（ａ）は透明な状態であり、従来の乳濁した加水燃料（ｂ）と比べてその差は歴然である。また、本発明のＡ重油タイプ（Ｉ）‐（ａ）は、本発明の軽油タイプ（ＩＩ）‐（ａ）に比べて色合いが濃くなっているが、一定の透明感を有していることが分かる。一方、従来の加水燃料（ｂ）は、Ａ重油タイプ（Ｉ）、軽油タイプ（ＩＩ）共に、乳濁していることがわかる。

図４は、Ａ重油タイプ（Ｉ）、軽油タイプ（ＩＩ）それぞれを、−２０度に冷凍した状態を撮影している。本発明加水燃料各（ａ）は、いずれも全く凍結していないが、従来の加水燃料各（ｂ）は、水分が多く残存しているため凍結していることが分かる。本発明のＡ重油タイプ（Ｉ）-（ａ）は、容器の表面に結露が生じて内部が見えにくいが、水位の変化がないことから凍結していないことがわかる。一方、従来の加水燃料（ｂ）は、Ａ重油タイプ（Ｉ）、軽油タイプ（ＩＩ）共に、シャーベット状に凍結している。

図５は、Ａ重油タイプ（Ｉ）、軽油タイプ（ＩＩ）それぞれの、本発明加水燃料各（ａ）と、従来の加水燃料各（ｂ）との中に鉄板を浸して発錆の有無を撮影したものである。本発明加水燃料各（ａ）に浸漬した鉄板は、Ａ重油タイプ（Ｉ）、軽油タイプ（ＩＩ）共に、１ヶ月後でも発錆が認められない。一方、従来の加水燃料各（ｂ）に浸漬した鉄板は、Ａ重油タイプ（Ｉ）、軽油タイプ（ＩＩ）共に、僅か１週間で発錆した。写真では、鉄板の黒くなっている部分が錆である。この錆は、容器の内部にも残っていることがわかる。

発熱量、燃焼成分測定データ
基油データは施行令別表および各種公表データを参照
[分析・試験方法]
・総発熱量 ：JIS K 2279 熱研式自動ボンベ熱量計
・真発熱量 ：JIS K 2279 総発熱量、水分、水素より算出
・水分 ：JIS K 2275 カールフィッシャー電量滴定法
・密度 ：JIS K 2249 振動式密度計
・炭素分、水素分、窒素分：自動元素分析装置
・酸素分 ：不活性ガス中−インパルス加熱・融解→NDIR検出法

表１は、図３乃至図５の各（ａ）に示す如く、本発明の透明な加水燃料の性質及び成分を分析した結果を示している。すなわち、表１のデータは、本発明の実施例１（Ａ重油タイプ）及び実施例２（軽油タイプ）で製造した加水燃料に関するデータであり、発熱量（ＪＩＳ Ｋ ２２７９により測定）及び燃焼成分を、（株）住化分析センターに依頼して測定したものである。尚、表１において、本発明の加水燃料を項目「改質燃料（ａ）」に、加水する前の基の燃料油を項目「基油」に、特許文献１に記載の従来の加水燃料を項目「従来燃料（ｂ）」にそれぞれ記載している。

表１の「総発熱量」の項目に注目すると、本発明のＡ重油タイプ「改質燃料（ａ）」が４６．０ＭＪ/kgであり、基の燃料油である「基油」の３９．１〜４５．２ＭＪ/kgを超えていることが分かる。同様に軽油においても、「基油」の３７．７〜４２．８ＭＪ/kgに対して、「改質燃料（ａ）」は４５．９ＭＪ/kgとなっている。

この結果、本発明加水燃料は、ベースとした燃料油のＡ重油ならびに軽油と同等以上の発熱量を有していた。一方、Ａ重油タイプ「従来燃料（ｂ）」の総発熱量は、３２〜３６ＭＪ/kgであり、軽油タイプ「従来燃料（ｂ）」の総発熱量は、３０〜３４ＭＪ/kgであるから、いずれのタイプも「基油」の総発熱量まで達していないことが分かる。

また、表１の「水分」の項目に注目すると、本発明のＡ重油タイプ「改質燃料（ａ）」は０．０１％になっており、基の燃料油である「基油」の０．０５％よりも少ない。更に本発明の軽油タイプ「改質燃料（ａ）」の水分は、０．００９％になっており、基の燃料油である「基油」の０．０５％よりも少ないことがわかる。

本発明加水燃料は、加水率が５０％であるから、「基油」よりも水分量が多くなるはずであるが、分子集合体が細分化されイオン化が促進された燃料油及び水に、熱と圧力を加えてイオン融合したことによって、燃料油及び水の分子が一体化された結果、水分は変質し、加水燃料中にはごく微量にしか存在していないことを証明している。燃料油中の水分がなくなっていることは、本発明加水燃料が乳濁せずに透明になる要因になり、本発明加水燃料が凍結や錆が発生しないことを裏付けている（図３乃至５の各（ａ）参照）。一方、「従来燃料（ｂ）」の水分は、４８〜５０．０％であるから、加水した水分量がほぼそのまま存在していることがわかる。

このように、本発明によって製造された加水燃料は、混合前の油水の性質が明らかに変化していることが証明されている。

本発明においては、Ａ重油や軽油に水を加えた加水燃料の製造方法として説明しているが、灯油、重油、ガソリン等の燃料油や廃油などにも対応できる。このように、改質する燃料油はこの種類に限定されるものではない。また、本発明によって製造された加水燃料の用途も限定されるものではない。

１ 水タンク
２ 燃料油タンク
３ 酵素タンク
４ マイクロ波発生装置
５ マイクロ波発生装置
６ 水管
７ 混合攪拌装置
８ 混合油貯蔵タンク
９ 融合装置
１０ 貯蔵タンク
１００ 酵素添加工程
２００ 撹拌混合工程
３００ 融合工程

本発明の第１の手段は、燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造方法において、燃料油及び水にカタラーゼを添加する酵素添加工程１００と、振動波によって励起させた天然鉱物又は金属に、燃料油及び水を接触させて燃料油及び水の分子集合体を細分化した後、燃料油及び水を攪拌混合する撹拌混合工程２００と、撹拌混合された燃料油及び水を３０℃〜１５０℃に加熱する加熱手段及び圧力３気圧〜１０気圧で加圧する加圧手段を有する融合工程３００とを備え、加水燃料のエマルジョン状態の透明度を高める製造方法にある。

第６の手段は、燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造装置において、燃料油に混合する水を貯蔵する水タンク１と、燃料油を貯蔵する油タンク２と、燃料油及び水に添加するカタラーゼを貯蔵する酵素タンク３と、燃料油及び水に振動波で励起した天然鉱物又は金属を接触させる水管６と、水管６内の天然鉱物又は金属に振動波を与えるマイクロ波発生装置４，５と、振動波を与えた燃料油及び水を混合攪拌する混合攪拌装置７と、混合攪拌された燃料油及び水を加熱手段と加圧手段とで融合する融合装置９とを備えた加水燃料製造装置とするものである。

第７の手段において、前記水管６は、振動波により励起する天然鉱物又は金属が水管６の内部に配設され、該水管６を通過する燃料油や水に励起した天然鉱物又は金属を接触させるように構成したことにある。

本発明の請求項１により、撹拌混合工程２００と酵素添加工程１００とによって分子集合体が細分化された燃料油及び水に、熱と圧力を加えて融合する融合工程３００を備えたことにより、従来のエマルジョン状態の乳濁色からまったく濁りのない透明な加水燃料を生成することが実現された。この透明な加水燃料は、油水の分離現象が全くなくなり、油水が融合されて水が燃料に変質し、通常の燃料と同等の発熱量が得られる性質を有し、通常の燃料と全く同様に使用することができる。さらに、融合工程３００において、撹拌混合された燃料油と水を３０℃〜１５０℃に加熱する加熱手段と、３気圧〜１０気圧で加圧する加圧手段とにより、油水が完全に融合され、エマルジョン状態でも透明にすることに成功した。しかも、この透明な加水燃料は、極めて安定した高カロリーの燃料に改質されていることが証明されている。

請求項６及び７に記載の加水燃料製造装置により、透明で安定した加水燃料を合理的に製造することが可能になる。

Claims (8)

1. 燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造方法において、
   燃料油及び水にカタラーゼを添加する酵素添加工程と、
   振動波によって励起させた天然鉱物又は金属に、燃料油及び水を接触させて燃料油及び水の分子集合体を細分化した後、燃料油及び水を攪拌混合する撹拌混合工程と、
   攪拌混合された燃料油及び水に、熱と圧力を加えてイオン融合せしめる融合工程とを備え、加水燃料のエマルジョン状態を透明にすることを特徴とする加水燃料の製造方法。
2. 前記酵素添加工程において、前記カタラーゼは、燃料油及び水のそれぞれの体積に対して０．１％〜１％添加する請求項１記載の加水燃料の製造方法。
3. 前記撹拌混合工程において、前記振動波は、マイクロ波又は超音波を使用する請求項１記載の加水燃料の製造方法。
4. 前記撹拌混合工程において、前記振動波は、天然鉱物又は金属が配設された水管に対して異なる波長の振動波を交互に与えるようにした請求項１又は３記載の加水燃料の製造方法。
5. 前記撹拌混合工程において、前記天然鉱物又は金属として、トルマリン、黒曜石、ニッケル、パラジュウム、アルミニウムのいずれか又はこれらの混合体を使用する請求項１又は４記載の加水燃料の製造方法。
6. 前記融合工程において、撹拌混合された前記燃料油及び水を３℃〜１５０℃に加熱する加熱手段と、圧力３気圧〜１０気圧で加圧する加圧手段と、を有する請求項１記載の加水燃料の製造方法。
7. 燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造装置において、
   燃料油に混合する水を貯蔵する水タンクと、燃料油を貯蔵する油タンクと、
   燃料油及び水に添加するカタラーゼを貯蔵する酵素タンクと、
   燃料油及び水に振動波で励起した天然鉱物又は金属を接触させる水管と、
   水管内の天然鉱物又は金属に振動波を与えるマイクロ波発生装置と、
   振動波を与えた燃料油及び水を混合攪拌する混合攪拌装置と、
   混合攪拌された燃料油及び水を加熱手段と加圧手段とで融合する融合装置と
   を備えたことを特徴とする加水燃料の製造装置。
8. 前記水管は、振動波により励起する天然鉱物又は金属が水管の内部に配設され、該水管を通過する燃料油や水に励起した天然鉱物又は金属を接触させるように構成した請求項７記載の加水燃料の製造装置。