JP2015199884A - 新燃料及び新燃料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】水と燃料油とを同化融合させて燃料量を増加し、燃焼性を良好にしてCO2や粒子状物質の排出量を低減し、完全燃焼により燃焼効率を向上させて燃費の向上を図った新燃料及び新燃料の製造方法の提供。
【解決手段】水を微粒子化し、更に水に高周波及び低周波を照射し水の分子結合を不安定な状態にし、この不安定な状態の水に酵素を加え、この酵素を加えた水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、OHラジカルを生成し、このOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料とした水と燃料油から生成した新燃料。
【選択図】図1
【解決手段】水を微粒子化し、更に水に高周波及び低周波を照射し水の分子結合を不安定な状態にし、この不安定な状態の水に酵素を加え、この酵素を加えた水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、OHラジカルを生成し、このOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料とした水と燃料油から生成した新燃料。
【選択図】図1
Description
この発明は新燃料及び新燃料の製造方法に係り、特に、水を原料として燃料の増量を図り、燃焼性の向上を図った新燃料及び新燃料の製造方法に関する。
内燃機関や燃焼機に使用される燃料量の削減、燃焼効率の向上、排出されるCO2や粒子状物質等の削減を図るために、水と軽油などの燃料油とを混合した燃料の実用化がすすめられている。
水と燃料油とを混合した燃料としては、軽油などの液体燃料に水を加え、さらに再生油等を加えて混合物とし、この混合物を加圧して互いに交差する複数の螺旋状の溝に流し、溝の交差部において混合物を衝突させることでエマルジョン化したものがある。(特開2011−116923号公報)
また、水と燃料油とを混合した燃料には、水に超音波を放射してキャビテーション作用によりイオン化水とし、このイオン化水に超音波を放射してキャピラリー波を生成させてイオン化ミストとし、このイオン化ミストを燃料油や燃料ガスに対し20〜45%容量の範囲で混合させたものがある。(特開2012−87281号公報)
また、水と燃料油とを混合した燃料には、水に超音波を放射してキャビテーション作用によりイオン化水とし、このイオン化水に超音波を放射してキャピラリー波を生成させてイオン化ミストとし、このイオン化ミストを燃料油や燃料ガスに対し20〜45%容量の範囲で混合させたものがある。(特開2012−87281号公報)
ところが、従来の水と燃料油とを混合した燃料においては、水と燃料油との混合状態を安定して維持することが難しいため、長期間の品質保持が困難であった。このため、従来の水と燃料油とを混合した燃料は、製造後に直ちに使用しなければならなかった。また、長期間の保存で水と燃料油とに分離した燃料は、燃焼性が悪化してCO2や粒子状物質などの排出量が増加するだけでなく、不完全燃焼により燃焼効率が低下して燃費を悪化させる問題があった。
さらに、従来の水と燃料油とを混合した燃料は、長期間保存せず、製造直後でも不完全燃焼がおき、水の分離、残留で燃焼効率が悪化し、内燃機関や燃焼機の故障を惹起する問題があった。また、従来の水と燃料油とを混合した燃料は、燃料油に水を混合することで燃料油の使用量削減を図るものであったが、発熱量の増大による燃料の増量効果を得るものではなかった。
さらに、従来の水と燃料油とを混合した燃料は、長期間保存せず、製造直後でも不完全燃焼がおき、水の分離、残留で燃焼効率が悪化し、内燃機関や燃焼機の故障を惹起する問題があった。また、従来の水と燃料油とを混合した燃料は、燃料油に水を混合することで燃料油の使用量削減を図るものであったが、発熱量の増大による燃料の増量効果を得るものではなかった。
この発明は、水の性状を変化させて、その変化した水と燃料油とを同化融合させて燃料量を増加し、燃焼性を良好にしてCO2や粒子状物質の排出量を低減し、完全燃焼により燃焼効率を向上させて燃費の向上を図った新燃料及び新燃料の製造方法を提供することを目的とする。
この発明は、水の分子結合を不安定な状態にし、この不安定な状態の水に酵素を加え、この酵素を加えた水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、OHラジカルを生成し、このOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料としたことを特徴とする。
また、この発明は、水の分子結合を不安定な状態にするステップと、前記分子結合を不安定な状態にした水に酵素を加えるステップと、前記酵素を加えた水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、OHラジカルを生成し、このOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料とするステップと、を有することを特徴とする。
また、この発明は、水の分子結合を不安定な状態にするステップと、前記分子結合を不安定な状態にした水に酵素を加えるステップと、前記酵素を加えた水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、OHラジカルを生成し、このOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料とするステップと、を有することを特徴とする。
この発明の新燃料の製造方法は、分子結合を不安定な状態にした水に酵素を加え、この水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、生成したOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料とし、新燃料を製造している。
これにより、この発明の新燃料の製造方法は、水と燃料油とを同化融合させた水成分を含まない新燃料を製造することができ、燃料量を増加させることができる。製造された新燃料は、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができ、燃費を向上することができる。また、この発明の新燃料の製造方法は、水分の分離、残留がない新燃料を製造できる。製造された新燃料は、燃焼性を良好にしてCO2や粒子状物質の排出量を低減でき、完全燃焼により燃焼効率を向上することができる。
これにより、この発明の新燃料の製造方法は、水と燃料油とを同化融合させた水成分を含まない新燃料を製造することができ、燃料量を増加させることができる。製造された新燃料は、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができ、燃費を向上することができる。また、この発明の新燃料の製造方法は、水分の分離、残留がない新燃料を製造できる。製造された新燃料は、燃焼性を良好にしてCO2や粒子状物質の排出量を低減でき、完全燃焼により燃焼効率を向上することができる。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
図1、図2は、この発明の実施例を示すものである。図1において、1は新燃料の製造方法を実施する製造装置である。新燃料の製造装置1は、水の分子結合を不安定な状態にす行程を実施する水改質行程部Aと、燃料油を微粒子化する行程を実施する油微粒子化行程部Bと、水と燃料油とを反応させる行程を実施する反応行程部Cとからなる。
前記水改質行程部Aは、第1、第2の水用タンク2、3と、水用ナノミキサ4と、第1〜第3の水改質装置5〜7と、高周波照射装置8H及び低周波照射装置8Lとを有している。第1の水用タンク2は、水用開閉弁9を有する水用注入通路10を備えている。第1の水用タンク2と第2の水用タンク3とは、互いに並列な第1の水用通路11と第2の水用通路12とにより接続している。第1の水用通路11には、第1の水用三方切換弁13を備えている。第2の水用通路12には、第2の水用三方切換弁14を備えている。
第1の水用三方切換弁13と第2の水用三方切換弁14とは、第3の水用通路15によって接続している。第3の水用通路15には、第1の水用三方切換弁13から第2の水用三方切換弁14に向かって、前記水用ナノミキサ4と、第1〜第3の水改質装置5〜7と、高周波照射装置8H及び低周波照射装置8Lとを順次に配置している。高周波照射装置8H及び低周波照射装置8Lは、第3の水改質装置7に併設している。
前記第2の水用タンク3と第1の水用三方切換弁13との間の第1の水用通路11には、第3の水用三方切換弁16を備えている。第3の水用三方切換弁16には、第4の水用通路17の一端側を接続している。第4の水用通路17は、他端側を後述する反応行程部Cの撹拌タンク31に接続している。
第1の水用三方切換弁13と第2の水用三方切換弁14とは、第3の水用通路15によって接続している。第3の水用通路15には、第1の水用三方切換弁13から第2の水用三方切換弁14に向かって、前記水用ナノミキサ4と、第1〜第3の水改質装置5〜7と、高周波照射装置8H及び低周波照射装置8Lとを順次に配置している。高周波照射装置8H及び低周波照射装置8Lは、第3の水改質装置7に併設している。
前記第2の水用タンク3と第1の水用三方切換弁13との間の第1の水用通路11には、第3の水用三方切換弁16を備えている。第3の水用三方切換弁16には、第4の水用通路17の一端側を接続している。第4の水用通路17は、他端側を後述する反応行程部Cの撹拌タンク31に接続している。
前記油微粒子化行程部Bは、第1、第2の燃料油用タンク18、19と、燃料油用ナノミキサ20とを有している。第1の燃料油用タンク18は、燃料油用開閉弁21を有する燃料油用注入通路22を備えている。第1の燃料油用タンク18と第2の燃料油用タンク19とは、互いに並列な第1の燃料油用通路23と第2の燃料油用通路24とにより接続している。第1の燃料油用通路23には、第1の燃料油用三方切換弁25を備えている。第2の燃料油用通路24には、第2の燃料油用三方切換弁26を備えている。第1の燃料油用三方切換弁25と第2の燃料油用三方切換弁26とは、第3の燃料油用通路27によって接続している。第3の燃料油用通路27には、前記燃料油用ナノミキサ20を配置している。
前記第2の燃料油タンク19と第1の燃料油用三方切換弁25との間の第1の燃料油用通路23には、第3の燃料油用三方切換弁28を備えている。第3の燃料油用三方切換弁28には、第4の燃料油用通路29の一端側を接続している。第4の燃料油用通路29は、他端側を後述する反応行程部Cの撹拌タンク31に接続している。
前記第2の燃料油タンク19と第1の燃料油用三方切換弁25との間の第1の燃料油用通路23には、第3の燃料油用三方切換弁28を備えている。第3の燃料油用三方切換弁28には、第4の燃料油用通路29の一端側を接続している。第4の燃料油用通路29は、他端側を後述する反応行程部Cの撹拌タンク31に接続している。
前記反応行程部Cは、酵素タンク30と、撹拌タンク31と、反応用ナノミキサ32とを有している。酵素タンク30は、酵素注入通路33で撹拌タンク31に接続している。撹拌タンク31には、前記水改質行程部Aの第4の水用通路17を接続し、また、前記油微粒子化行程部Bの第4の燃料油用通路29を接続している。
前記撹拌タンク31には、U字形状の反応用通路34の上流端と下流端とを接続している。反応用通路34には、前記反応用ナノミキサ32を配置している。なお、この実施例においては、撹拌タンク31に反応用通路34を2つ接続し、各反応用通路34にそれぞれ反応用ナノミキサ32を配置している。
前記撹拌タンク31には、U字形状の反応用通路34の上流端と下流端とを接続している。反応用通路34には、前記反応用ナノミキサ32を配置している。なお、この実施例においては、撹拌タンク31に反応用通路34を2つ接続し、各反応用通路34にそれぞれ反応用ナノミキサ32を配置している。
前記製造装置1は、図示しない制御手段によって、制御対象である水用ナノミキサ4、第1〜第3の水改質装置5〜7、高周波照射装置8H、低周波照射装置8L、水用開閉弁9、第1、第2の水用三方切換弁13、14、第3の水用三方切換弁16、燃料油用ナノミキサ20、燃料油用開閉弁21、第1、第2の燃料油用三方切換弁25、26、第3の燃料油用三方切換弁28、反応用ナノミキサ32を動作制御して、新燃料を製造する。
製造装置1の水改質行程部Aにおいては、水用注入通路10の水用開閉弁9を開き、図示しない水の供給源から第1の水用タンク2に水を注入する。水用開閉弁9は、第1の水用タンク2に注入される水が設定量に達すると閉じられる。第1の水用タンク2の水は、図示しない移送手段によって、第1の水用通路11、第1の水用三方切換弁13、第3の水用通路15、第2の水用三方切換弁14、第2の水用通路12を経て、第2の水用タンク3に移送される。第2の水用タンク3に移送される水は、第3の水用通路15において、水用ナノミキサ4により微粒子化し、第1〜第3の水改質装置5〜7により鉱石や磁石を当ててイオン化し、高周波照射装置8Hにより高周波を照射するとともに低周波照射装置8Lにより低周波を照射して分子結合を不安定な状態にする。
また、前記水改質行程部Aにおいては、第1の水用タンク2の水が全て第2の水用タンク3に移送されると、第1、第2、第3の水用三方切換弁13、14、16を切り替えて、第2の水用タンク3に溜められた水を、第1の水用通路11、第3の水用三方切換弁16、第1の水用三方切換弁13、第3の水用通路15、第2の水用三方切換弁14、第2の水用通路12を経て、第1の水用タンク2へ移送する。第1の水用タンク2に移送される水は、第3の水用通路15において、水用ナノミキサ4により微粒子化し、第1〜第3の水改質装置5〜7によりイオン化し、高周波照射装置8H及び低周波照射装置8Lにより分子結合を不安定な状態にする。
前記水改質行程部Aにおいては、この行程を1回として所定回数繰り返すことで、水の分子結合を不安定な状態にする。
また、前記水改質行程部Aにおいては、第1の水用タンク2の水が全て第2の水用タンク3に移送されると、第1、第2、第3の水用三方切換弁13、14、16を切り替えて、第2の水用タンク3に溜められた水を、第1の水用通路11、第3の水用三方切換弁16、第1の水用三方切換弁13、第3の水用通路15、第2の水用三方切換弁14、第2の水用通路12を経て、第1の水用タンク2へ移送する。第1の水用タンク2に移送される水は、第3の水用通路15において、水用ナノミキサ4により微粒子化し、第1〜第3の水改質装置5〜7によりイオン化し、高周波照射装置8H及び低周波照射装置8Lにより分子結合を不安定な状態にする。
前記水改質行程部Aにおいては、この行程を1回として所定回数繰り返すことで、水の分子結合を不安定な状態にする。
前記油微粒子化行程部Bにおいては、燃料油用注入通路22の燃料油用開閉弁21を開き、図示しない燃料油の供給源から第1の燃料油用タンク18に燃料油(例えば、軽油、重油など)を注入する。燃料油用開閉弁21は、第1の燃料油用タンク18に注入される燃料油が設定量に達すると閉じられる。第1の燃料油用タンク18の燃料油は、図示しない移送手段によって、第1の燃料油用通路23、第1の燃料油用三方切換弁25、第3の燃料油用通路27、第2の燃料油用三方切換弁26、第2の燃料油用通路24を経て、第2の燃料油用タンク19に移送される。第2の燃料油用タンク19に移送される水は、第3の燃料油用通路27において、燃料油用ナノミキサ20により微粒子化する。
また、前記油微粒子化行程部Bにおいては、第1の燃料油用タンク18の燃料油が全て第2の燃料油用タンク19に移送されると、第1、第2、第3の燃料油用三方切換弁25、26、28を切り替えて、第2の燃料油用タンク19に溜められた燃料油を、第1の燃料油用通路23、第3の燃料油用三方切換弁28、第1の燃料油用三方切換弁25、第3の燃料油用通路27、第2の燃料油用三方切換弁26、第2の燃料油用通路24を経て、第1の燃料油用タンク18へ移送する。第1の燃料油用タンク18に移送される燃料油は、第3の燃料油用通路27において、燃料油用ナノミキサ20により微粒子化する。
前記油微粒子化行程部Bにおいては、この行程を1回として所定回数繰り返すことで、燃料油を微粒子化する。
また、前記油微粒子化行程部Bにおいては、第1の燃料油用タンク18の燃料油が全て第2の燃料油用タンク19に移送されると、第1、第2、第3の燃料油用三方切換弁25、26、28を切り替えて、第2の燃料油用タンク19に溜められた燃料油を、第1の燃料油用通路23、第3の燃料油用三方切換弁28、第1の燃料油用三方切換弁25、第3の燃料油用通路27、第2の燃料油用三方切換弁26、第2の燃料油用通路24を経て、第1の燃料油用タンク18へ移送する。第1の燃料油用タンク18に移送される燃料油は、第3の燃料油用通路27において、燃料油用ナノミキサ20により微粒子化する。
前記油微粒子化行程部Bにおいては、この行程を1回として所定回数繰り返すことで、燃料油を微粒子化する。
前記反応行程部Cにおいては、前記水改質行程部Aの第3の水用三方切換弁16を切り替えて、第2の水用タンク3に溜められた分子結合が不安定な状態の水を第4の水用通路17により撹拌タンク31に移送する。水が移送された撹拌タンク31には、酵素タンク30から必要量の酵素(例えば、水に対して1容量%のカタラーゼなど)を酵素注入通路33により注入し、不安定な状態の水と酵素を所定時間(例えば、3分から7分程度)撹拌する。
また、前記反応行程部Cにおいては、前記油微粒子化行程部Bの第3の燃料油用三方切換弁28を切り替えて、第2の燃料油用タンク19に溜められた微粒子化が完了した必要量の燃料油(例えば、水に対して50容量%、あるいはそれ以上の軽油、重油など)を第4の燃料油用通路29により撹拌タンク31に移送し、分子結合を不安定な状態にして酵素を加えた水に微粒子化した燃料油を混合して撹拌する。水と酵素と燃料油とは、反応用通路34により撹拌タンク31と反応用ナノミキサ32との間を循環される間に、撹拌タンク31で撹拌され、反応用ナノミキサ32で反応して水成分を含まない燃料となる。
前記反応行程部Cにおいては、この行程を所定条件(例えば、温度35℃〜40℃、圧力0.4hPa以上)の下で所定時間(例えば、20分以上)行い、水成分を含まない燃料として新燃料を製造する。
また、前記反応行程部Cにおいては、前記油微粒子化行程部Bの第3の燃料油用三方切換弁28を切り替えて、第2の燃料油用タンク19に溜められた微粒子化が完了した必要量の燃料油(例えば、水に対して50容量%、あるいはそれ以上の軽油、重油など)を第4の燃料油用通路29により撹拌タンク31に移送し、分子結合を不安定な状態にして酵素を加えた水に微粒子化した燃料油を混合して撹拌する。水と酵素と燃料油とは、反応用通路34により撹拌タンク31と反応用ナノミキサ32との間を循環される間に、撹拌タンク31で撹拌され、反応用ナノミキサ32で反応して水成分を含まない燃料となる。
前記反応行程部Cにおいては、この行程を所定条件(例えば、温度35℃〜40℃、圧力0.4hPa以上)の下で所定時間(例えば、20分以上)行い、水成分を含まない燃料として新燃料を製造する。
次に、新燃料の製造方法を説明する。
混合燃料の製造方法においては、図2に示すように、先ず、水の粒子を水用ナノミキサ4により微粒子化し、第1〜第3の水改質装置5〜7でイオン化した後に、高周波照射装置8Hにより高周波を照射するとともに低周波照射装置8Lにより低周波を照射して水の分子結合を不安定な状態にする(ステップ01)。高周波照射装置8Hは、例えば、3000〜7000Hzの高周波を、1回の照射時間を1分とし、5回以上繰り返して照射する。低周波照射装置8Lは、例えば、1〜30Hzの低周波を、1回の照射時間を1分とし、5回以上繰り返して照射する。前記水の分子結合を不安定な状態にする処理(ステップ1)は、第1の水用タンク2から第2の水用タンク3に水を移送した後に、第2の水用タンク3から第1の水用タンク2に水を移送する行程を1回として、所定回数に達するまで(ステップ02:YES)、繰り返し行われる。
一方、燃料油は、燃料油用ナノミキサ20を通すことで微粒子化する(ステップ03)。燃料油を微粒子化する処理(ステップ03)は、第1の燃料油用タンク18から第2の燃料油タンク19に水を移送した後に、第2の燃料油用タンク19から第1の燃料油用タンク18に水を移送する行程を1回として、所定回数に達するまで(ステップ04:YES)、繰り返し行われる。
混合燃料の製造方法においては、図2に示すように、先ず、水の粒子を水用ナノミキサ4により微粒子化し、第1〜第3の水改質装置5〜7でイオン化した後に、高周波照射装置8Hにより高周波を照射するとともに低周波照射装置8Lにより低周波を照射して水の分子結合を不安定な状態にする(ステップ01)。高周波照射装置8Hは、例えば、3000〜7000Hzの高周波を、1回の照射時間を1分とし、5回以上繰り返して照射する。低周波照射装置8Lは、例えば、1〜30Hzの低周波を、1回の照射時間を1分とし、5回以上繰り返して照射する。前記水の分子結合を不安定な状態にする処理(ステップ1)は、第1の水用タンク2から第2の水用タンク3に水を移送した後に、第2の水用タンク3から第1の水用タンク2に水を移送する行程を1回として、所定回数に達するまで(ステップ02:YES)、繰り返し行われる。
一方、燃料油は、燃料油用ナノミキサ20を通すことで微粒子化する(ステップ03)。燃料油を微粒子化する処理(ステップ03)は、第1の燃料油用タンク18から第2の燃料油タンク19に水を移送した後に、第2の燃料油用タンク19から第1の燃料油用タンク18に水を移送する行程を1回として、所定回数に達するまで(ステップ04:YES)、繰り返し行われる。
前記分子結合を不安定な状態にする処理(ステップ01)が所定回数に達すると(ステップ02:YES)、第2の水用タンク3から分子結合を不安定な状態にした水を撹拌タンク31に移送し、この水に酵素タンク30から必要量の酵素を加えて撹拌する(ステップ05)。この撹拌(ステップ05)は、所定時間に達するまで(ステップ06:YES)、行われる。
前記水に酵素を撹拌する処理(ステップ05)が所定時間に達すると(ステップ06:YES)、第2の燃料用タンク19から撹拌タンク31に微粒子化した必要量の燃料油を移送して、水と酵素と燃料油とを撹拌タンク31で撹拌し、反応用ナノミキサ32で反応させる(ステップ07)。
この反応の処理(ステップ07)においては、水の分子状態を分断し、水成分を含まない燃料とし、新燃料を製造する。すなわち、分子結合を不安定な状態にした水の粒子を酵素の力によりH2O→H+OHラジカルを含む液体にし、そして、OHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、分断された炭素にHとOHラジカルを結合し、燃料たる液体とする。
この処理(ステップ07)を、所定条件の下で所定時間に達するまで(ステップ08:YES)行い、水成分を含まない燃料として新燃料を製造する。
前記水に酵素を撹拌する処理(ステップ05)が所定時間に達すると(ステップ06:YES)、第2の燃料用タンク19から撹拌タンク31に微粒子化した必要量の燃料油を移送して、水と酵素と燃料油とを撹拌タンク31で撹拌し、反応用ナノミキサ32で反応させる(ステップ07)。
この反応の処理(ステップ07)においては、水の分子状態を分断し、水成分を含まない燃料とし、新燃料を製造する。すなわち、分子結合を不安定な状態にした水の粒子を酵素の力によりH2O→H+OHラジカルを含む液体にし、そして、OHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、分断された炭素にHとOHラジカルを結合し、燃料たる液体とする。
この処理(ステップ07)を、所定条件の下で所定時間に達するまで(ステップ08:YES)行い、水成分を含まない燃料として新燃料を製造する。
上記の製造方法により新燃料を製造し、燃焼実験を行った。製造においては、20リットルの水に200ccの酵素、20リットルの燃料油(軽油)を加えて、40リットルの新燃料を製造した。燃焼実験では、製造された新燃料から2リットルを取りだし、2リットルの新燃料と2リットルの燃料油(軽油)とをそれぞれ800℃の温度になるように燃焼させ、燃焼時間を計測した。その結果、燃料油(軽油)の燃焼時間は約7分、新燃料の燃焼時間は約14分であり、新燃料は元の燃料油(軽油)に対し約2倍の燃焼時間が得られた。
新燃料は、燃料油の炭素と水の分離したH、OHラジカルとを結合して燃焼させ、また、水の分断した酸素(O)で水素(H)の燃焼を補助し、水素を燃焼させることで、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができた。これより、水と燃料油(軽油)とを同化融合させた新燃料を使用することで、燃料油(軽油)の使用量を削減でき、燃費を向上することができた。
新燃料は、燃料油の炭素と水の分離したH、OHラジカルとを結合して燃焼させ、また、水の分断した酸素(O)で水素(H)の燃焼を補助し、水素を燃焼させることで、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができた。これより、水と燃料油(軽油)とを同化融合させた新燃料を使用することで、燃料油(軽油)の使用量を削減でき、燃費を向上することができた。
上記の結合反応を証明するテストデータ及び現象を、以下に列記する。
1.日本海事検定協会での新燃料の分析データと燃料油との比較(図3参照)では、燃料油をA重油、軽油とした新燃料のテストを行った場合、新燃料中には水分の残留はほとんど無かった(A重油:0.027%、軽油:0.00057%)。
2.燃料油を軽油とした新燃料の発熱量と軽油の発熱量との比較(図3参照)では、新燃料の発熱量(45870J/g)が軽油の発熱量(38200J/g)と比較して20%ほど増加している。
3.燃料油を軽油とした新燃料の蒸留還元テスト(図4参照)では、350度95%までテストを行っても、還元された新燃料の成分には水分は一切見うけられなかった。
4.燃料油を軽油とした新燃料のセタン価(図4参照)は、JIS規格(45以上)を充分クリア(54.9)している。
5.燃料油を軽油とした新燃料の場合、内燃機関(ディーゼル内燃機関)を使用しての燃費のテスト(図5参照)では、発熱量の増量分による消費燃料の低減(1.17L→0.93L、1.64L→1.42L)により燃費改善が確認できた。
6.燃焼温度と燃費の比較(図6参照)では、燃料油を軽油とした新燃料の場合も、燃料油をA重油とした新燃料の場合も、共にバーナーでの燃焼テストではほとんど空気を使用しない(空気取り入れ口を90%以上閉塞した状態)で燃焼が行われ、その燃焼温度も20%ほど高い温度で燃焼(軽油の例で、844℃→1043℃)した。これを燃焼効率に置き換えると、約2倍の燃焼効率(軽油の例で、06:16→13:25)になる結果が得られた。
1.日本海事検定協会での新燃料の分析データと燃料油との比較(図3参照)では、燃料油をA重油、軽油とした新燃料のテストを行った場合、新燃料中には水分の残留はほとんど無かった(A重油:0.027%、軽油:0.00057%)。
2.燃料油を軽油とした新燃料の発熱量と軽油の発熱量との比較(図3参照)では、新燃料の発熱量(45870J/g)が軽油の発熱量(38200J/g)と比較して20%ほど増加している。
3.燃料油を軽油とした新燃料の蒸留還元テスト(図4参照)では、350度95%までテストを行っても、還元された新燃料の成分には水分は一切見うけられなかった。
4.燃料油を軽油とした新燃料のセタン価(図4参照)は、JIS規格(45以上)を充分クリア(54.9)している。
5.燃料油を軽油とした新燃料の場合、内燃機関(ディーゼル内燃機関)を使用しての燃費のテスト(図5参照)では、発熱量の増量分による消費燃料の低減(1.17L→0.93L、1.64L→1.42L)により燃費改善が確認できた。
6.燃焼温度と燃費の比較(図6参照)では、燃料油を軽油とした新燃料の場合も、燃料油をA重油とした新燃料の場合も、共にバーナーでの燃焼テストではほとんど空気を使用しない(空気取り入れ口を90%以上閉塞した状態)で燃焼が行われ、その燃焼温度も20%ほど高い温度で燃焼(軽油の例で、844℃→1043℃)した。これを燃焼効率に置き換えると、約2倍の燃焼効率(軽油の例で、06:16→13:25)になる結果が得られた。
このように、新燃料の製造方法では、分子結合を不安定な状態にした水に酵素を加え、この水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、生成したOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料とし、新燃料を製造している。
これにより、この新燃料の製造方法は、水と燃料油とを同化融合させた新燃料を製造することができ、燃料量を増加させることができる。製造された新燃料は、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができ、燃費を向上することができる。また、この発明の新燃料の製造方法は、水分の分離、残留がない新燃料を製造することができる。製造された新燃料は、燃焼性を良好にしてCO2や粒子状物質の排出量を低減でき、完全燃焼により燃焼効率を向上することができる。
なお、上述実施例においては、酵素としてカタラーゼを例示したが、水を分子状態に分断する作用を奏する酵素であれば良く、カタラーゼに限定されるものではない。また、上述実施例においては、水に対する酵素の割合として1容量%を例示したが、この割合は水の性状に応じて変更することができる。
また、上述実施例においては、高周波照射装置8Hにより高周波を照射するとともに低周波照射装置8Lにより低周波を照射して水の分子結合を不安定な状態にしたが、高周波照射装置8Hのみを用いて水の分子結合を不安定な状態にすることができ、あるいは低周波照射装置8Lのみを用いて水の分子結合を不安定な状態にすることができる。即ち、高周波照射装置8H及び又は低周波照射装置8Lを用いて水の分子結合を不安定な状態にすることができる。
これにより、この新燃料の製造方法は、水と燃料油とを同化融合させた新燃料を製造することができ、燃料量を増加させることができる。製造された新燃料は、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができ、燃費を向上することができる。また、この発明の新燃料の製造方法は、水分の分離、残留がない新燃料を製造することができる。製造された新燃料は、燃焼性を良好にしてCO2や粒子状物質の排出量を低減でき、完全燃焼により燃焼効率を向上することができる。
なお、上述実施例においては、酵素としてカタラーゼを例示したが、水を分子状態に分断する作用を奏する酵素であれば良く、カタラーゼに限定されるものではない。また、上述実施例においては、水に対する酵素の割合として1容量%を例示したが、この割合は水の性状に応じて変更することができる。
また、上述実施例においては、高周波照射装置8Hにより高周波を照射するとともに低周波照射装置8Lにより低周波を照射して水の分子結合を不安定な状態にしたが、高周波照射装置8Hのみを用いて水の分子結合を不安定な状態にすることができ、あるいは低周波照射装置8Lのみを用いて水の分子結合を不安定な状態にすることができる。即ち、高周波照射装置8H及び又は低周波照射装置8Lを用いて水の分子結合を不安定な状態にすることができる。
この発明により製造された新燃料は、ディーゼル内燃機関や温水用ボイラーなどの燃焼機の燃料として利用することができる。
1 製造装置
2 第1の水用タンク
3 第1の水用タンク
4 水用ナノミキサ
5 第1の水改質装置
6 第2の水改質装置
7 第3の水改質装置
8 高周波照射装置
9 水用開閉弁
13 第1の水用三方切換弁
14 第2の水用三方切換弁
16 第3の水用三方切換弁
18 第1の燃料油用タンク
19 第1の燃料油用タンク
20 燃料油用ナノミキサ
21 燃料油用開閉弁
25 第1の燃料油用三方切換弁
26 第2の燃料油用三方切換弁
28 第3の燃料油用三方切換弁
30 酵素タンク
31 撹拌タンク
32 反応用ナノミキサ
2 第1の水用タンク
3 第1の水用タンク
4 水用ナノミキサ
5 第1の水改質装置
6 第2の水改質装置
7 第3の水改質装置
8 高周波照射装置
9 水用開閉弁
13 第1の水用三方切換弁
14 第2の水用三方切換弁
16 第3の水用三方切換弁
18 第1の燃料油用タンク
19 第1の燃料油用タンク
20 燃料油用ナノミキサ
21 燃料油用開閉弁
25 第1の燃料油用三方切換弁
26 第2の燃料油用三方切換弁
28 第3の燃料油用三方切換弁
30 酵素タンク
31 撹拌タンク
32 反応用ナノミキサ
上記の製造方法により新燃料を製造し、燃焼実験を行った。
製造においては、20リットルの水に200ccの酵素、20リットルの燃料油(軽油)を加えて、40リットルの新燃料を製造した。
新燃料は、反応工程において、燃料油中の炭素の鎖を分断し、分断された炭素にHとOHラジカルを結合することで製造される。このため、図7・図8に示すように、新燃料(図7・図8では「HBディーゼル」と記載)は、燃料油(図7・図8では「ディーゼル」と記載)に対して、直鎖の短いC8〜C20の炭化水素を多く含有している一方で、直鎖の長いC21〜C28の炭化水素が少なくなっている。
また、新燃料は、反応工程において、燃料油に加えられた水の粒子を酵素の力により分断し、H+OHラジカルを生成している。このとき、燃料油に元から含まれていた水も、酵素の力で分断されてH+OHラジカルを生成し、新燃料の製造に使われる。このため、図9に示すように、新燃料(図9では「HBディーゼル」と記載)は、燃料油(図9では「ディーゼル」と記載)に対して、含まれる水が少なくなっている。
燃焼実験では、製造された新燃料から2リットルを取りだし、2リットルの新燃料と2リットルの燃料油(軽油)とをそれぞれ800℃の温度になるように燃焼させ、燃焼時間を計測した。その結果、燃料油(軽油)の燃焼時間は約7分、新燃料の燃焼時間は約14分であり、新燃料は元の燃料油(軽油)に対し約2倍の燃焼時間が得られた。
新燃料は、燃料油の炭素と水の分離したH、OHラジカルとを結合して燃焼させ、また、水の分断した酸素(O)で水素(H)の燃焼を補助し、水素を燃焼させることで、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができた。これより、水と燃料油(軽油)とを同化融合させた新燃料を使用することで、燃料油(軽油)の使用量を削減でき、燃費を向上することができた。
製造においては、20リットルの水に200ccの酵素、20リットルの燃料油(軽油)を加えて、40リットルの新燃料を製造した。
新燃料は、反応工程において、燃料油中の炭素の鎖を分断し、分断された炭素にHとOHラジカルを結合することで製造される。このため、図7・図8に示すように、新燃料(図7・図8では「HBディーゼル」と記載)は、燃料油(図7・図8では「ディーゼル」と記載)に対して、直鎖の短いC8〜C20の炭化水素を多く含有している一方で、直鎖の長いC21〜C28の炭化水素が少なくなっている。
また、新燃料は、反応工程において、燃料油に加えられた水の粒子を酵素の力により分断し、H+OHラジカルを生成している。このとき、燃料油に元から含まれていた水も、酵素の力で分断されてH+OHラジカルを生成し、新燃料の製造に使われる。このため、図9に示すように、新燃料(図9では「HBディーゼル」と記載)は、燃料油(図9では「ディーゼル」と記載)に対して、含まれる水が少なくなっている。
燃焼実験では、製造された新燃料から2リットルを取りだし、2リットルの新燃料と2リットルの燃料油(軽油)とをそれぞれ800℃の温度になるように燃焼させ、燃焼時間を計測した。その結果、燃料油(軽油)の燃焼時間は約7分、新燃料の燃焼時間は約14分であり、新燃料は元の燃料油(軽油)に対し約2倍の燃焼時間が得られた。
新燃料は、燃料油の炭素と水の分離したH、OHラジカルとを結合して燃焼させ、また、水の分断した酸素(O)で水素(H)の燃焼を補助し、水素を燃焼させることで、燃焼性を向上して発熱量を増大させることができた。これより、水と燃料油(軽油)とを同化融合させた新燃料を使用することで、燃料油(軽油)の使用量を削減でき、燃費を向上することができた。
Claims (2)
- 水の分子結合を不安定な状態にし、この不安定な状態の水に酵素を加え、この酵素を加えた水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、OHラジカルを生成し、このOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料としたことを特徴とする新燃料。
- 水の分子結合を不安定な状態にするステップと、前記分子結合を不安定な状態にした水に酵素を加えるステップと、前記酵素を加えた水と微粒子化した燃料油とを反応させ、水の分子状態を分断し、OHラジカルを生成し、このOHラジカルにより燃料油中の炭素の鎖を分断し、水成分を含まない燃料とするステップと、を有することを特徴とする新燃料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014081002A JP2015199884A (ja) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 新燃料及び新燃料の製造方法 |
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JP2015218266A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 小林 博 | 新燃料及び新燃料の製造方法 |
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- 2014-04-10 JP JP2014081002A patent/JP2015199884A/ja active Pending
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JP2015218266A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 小林 博 | 新燃料及び新燃料の製造方法 |
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