JP2537423B2 - 水，水性液体及び液体燃料のような流体の精製のための固体物質体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水、水性液体及び液体燃料のような流体
（fluid）を精製するための方法及び固体物質体、並び
にそのための合金に関する。特に、水性液体中に溶解も
しくは懸濁した不純物を除去する目的及び内燃エンジン
に使用する液体燃料の燃焼特性を改善する目的を達成す
るために、水、ガソリン及びジーゼル燃料のような液体
を処理するための方法及び合金に関する。

従来、燃料の燃焼特性を改善する目的及び、水又は水
性液体から不純物を除去する目的で、多くの試みがなさ
れてきた。しかしながら、これらの試みは２つの完全に
別個の研究経路で行なわれており、本出願人の知る限り
では、上記の２つの別々の課題は、これらの両方を１つ
の解決法を見出すように一体として検討されたことはこ
れまでになかった。

従って、水及び水性液体の場合には、フィルター、限
外過装置、逆浸透装置等のような多くの方法及び装置
が望ましくない塩類を除去するために考案されている。
しかしながら、これらの多くは非効率的であるかあるい
は著しくコストがかかるものである。より受け入れやす
い方法は、望ましくはい金属塩類を硬度を上げない他の
より害の少ない塩類に変換する化学物質で水を処理する
方法、及び同様の結果をもたらすゼオライト等のイオン
交換物質で水を処理する方法である。

燃料の場合にも、これまでに燃料の燃焼特性を改善す
るために多くの検討がなされている。そのうちには、燃
焼室へ流入する際に燃料に対して静電場又は磁場を加え
ることを包含するプロセスがある。また、その燃焼特性
を改善するために、液体燃料と接触させる合金を使用す
ることを包含するプロセスも知られている。しかしなが
ら、これらのプロセスで使用する合金は、銀のような高
価な金属を含む必要があり、このためこの合金を用いる
装置は相対的にコストの高いものとなり、これにより達
成される特性の改善はむしろ低いのでコスト的につり合
わないものである。

本出願人はまた、硬度と腐食性を減少させるための多
数の種々のタイプの水処理装置が存在することを知って
いるが、これらは鉛を含み合金製の接触部材を使用する
ものである。しかしながら、鉛を成分として含むこれら
の合金のすべては、この金属の周知の環境汚染性及び毒
性を考慮すると重大な欠点を有している。

本発明の目的は、燃料に付随する問題点を最大限に少
なくする、固体の合金材料を使用することにより液体を
精製する方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、水及び水性液体の硬度を
減少させ、またこれら液体の輸送に使用する配管内での
スケール付着、錆、及び腐食の問題を減少させる、水及
び水性液体の精製方法並びにこれを達成するための合金
を提供することである。

本発明のもう一つの他の目的は、燃料の純度及び燃焼
特性の改善をもたらし、その結果炭化水素やCO等の汚染
性ガスの発生を減少させる、燃料の精製方法を提供する
ことである。

本発明は、入口部分と出口部分とを有する中空チャン
バーを設置し、金属合金によって形成されている固体物
質体を前記チャンバー内に配置し、前記液体を前記固体
物質体に接触するために前記液体を前記チャンバー内に
通し、前記チャンバーから精製液体を回収するステップ
を含む水、水性液体及び液体燃料のような液体の精製方
法であって、前記固体物質体を、合金全重量に対して50
〜60％の銅、20〜28％の亜鉛、0.5〜８％のニッケル、
0.005〜2.5％のアルミニウム、７〜15％のマンガン及び
1.3〜4.5％のすずによって構成されている金属合金の物
体として提供することを特徴とする方法を包含する。

水又は水性液体をチャンバー内に配置した本発明の合
金の細長い物体（elongate body）に接触させつつ中空
の長細いチャンバー内を通過させると、水又は水性液体
の精製が達成される。この際、塩類、錆及びスケール形
成性物質が懸濁状態となり、その結果これらを含む系と
これらの物質との反応が防止されるため、水又は水性液
体が通る配管内あるいはこれらを含む容器内での有害な
スケールの形成、錆及び腐食の発生を回避しうる程度に
その硬度が減少した水又は水性液体がチャンバーから流
出する。

水泳用プール、水プール、水タンク等においては、本
発明の合金との接触による精製処理により、塩素の使用
量を70〜80％減少させることができる。従って、塩素
臭、眼の刺激性、水の硬度並びに水が通過する配管、ポ
ンプ及びフィルター中での錆やスケールの発生が減少す
る。

一方、上記の処理は水性液体又は水のpHを増大させる
ため、塩素処理の効率が向上し、水の濁りを防止する。

他方、内燃エンジン用の液体燃料を本発明の合金の細
長い固体物体に接触させつつ中空の細長いチャンバー内
を通過させた場合も、同じく精製が達成される。すなわ
ち、燃料の燃焼特性が改善され、その結果、汚染性物質
の発生が約65〜75％減少する。このため、エンジン、ク
リーナー、発火プラグ等の維持コストが少なくてすみ、
チューニングの問題点が減少し、インジェクターの性能
及び寿命が向上し、低オクタン価ガソリンにより生じる
ノッキングが減少する。従って、燃費の節約となり、炭
化水素及びCOの発生が減少して環境汚染が少なくなると
共に、エンジンの寿命が向上する。

水、水性液体及び液体燃料のような流体を精製する本
発明の方法は、液体を中空の細長いチャンバー内に導入
し、チャンバー内に配置された約50〜60重量％の銅、約
20〜28重量％の亜鉛、約0.5〜８重量％のニッケル、約
0.005〜2.5重量％のアルミニウム、約７〜15％のマンガ
ン及び約1.3〜4.5重量％のすずより調製される合金で構
成された細長い固体物質体に液体を接触させ、そしてチ
ャンバーから精製液体を取り出すステップを含む。

本発明の処理チャンバーは、処理する液体を受け入れ
る入口部分と精製された液体を排出する出口部分とを有
している。この精製チャンバーは、水、水性液体又は液
体燃料ラインに挿入すると好都合であり、好ましくは
水、水性液体又は液体燃料の供給源にできるだけ近い部
分に挿入する。

例えば、蒸気発生装置では供給水を取入れ口ラインで
精製処理し、ボイラーでは水処理は供給ラインで行な
い、冷却塔では本発明の処理はボイラーと同様に行な
う。また自動車の場合には、本発明の燃料精製処理は、
燃料タンクとキャブレターの間で、好ましくは燃料タン
クに近い所で行うのが好ましい。

チャンバー内に置かれる固体物質体は、好ましくは細
長い棒状体であり、チャンバーの入口部分から出口部分
へチャンバーを通過する液体と接触する表面を有してい
る。

本発明はさらに、固体物質体が調製される合金をも包
含する。この合金は約50〜60重量％の銅、約20〜28重量
％の亜鉛、約0.5〜８重量％のニッケル、約0.005〜2.5
重量％のアルミニウム、約７〜15重量％のマンガン及び
約1.3〜4.5重量％のすずを含む。

好ましくは、本発明の合金は、約52〜56重量％の銅、
約23〜27重量％の亜鉛、約３〜７重量％のニッケル、約
0.25〜1.5重量％のアルミニウム、約９〜13重量％のマ
ンガン及び約２〜５重量％のすずを含み、これらのすべ
てのパーセンテージは合金の全重量に基づくものであ
る。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
ただし、これらの実施例は単に説明のためのものであっ
て、本発明を一切限定するものではない。

実施例１ 5.5kgの銅と300gのスズと1.1kgのマンガンと100gのア
ルミニウムとを、適当な容器中、約1900〜2200゜Fの温
度で一緒に加熱して溶融物を形成した。次に、この容器
を2700〜2800゜Fの範囲内の温度まで加熱した後、該溶
融物に500gのニッケルを加えた。その後、該容器を3200
〜3400゜Fの範囲に、溶融物に2.5kgの亜鉛を加えた。５
分以上の十分な時間の経過後、該溶融物を鋳型の中に注
入し、細長い棒の形状に固化させた。

この細長い棒を冷却した後、円筒状ハウジングの対向
末端に流体入口と流体出口をもつ該ハウジング内に該棒
を導入した。このようにして得られた流体処理装置を、
該装置を覆う電気絶縁スリーブにより電気的に絶縁し
て、触媒コンバータをもたないが排気ガス放出物再循環
装置を備えた車両1987年型マツダ626の内燃機関のキャ
ブレターと流体ポンプとの間の流体導管内に取り付け
た。以下の実施例により、この処理装置をテストした。

実施例２ 実施例１に記載の車両を、はじめに本発明の流体処理
装置を付けずに、10〜55KPHの速度で平均的なロードテ
ストに掛け、その後実施例１に記載のように流体処理装
置を取り付けて同様にテストした。

該車両の排気ガス放出物を分析し、以下に示す上記２
つのテスト結果を得た。

実施例３ 該車両を実施例２に記載のものと同様のテストに掛け
た。但し、速度は平均20.3KPHの都市道路速度（urban h
ighway speed）とした。

排気ガス放出物のテスト結果は以下のとおりであっ
た。

実施例４ 実施例１に記載の処理装置を、同様に、記載の車両に
おいて平均40.2KPHの郊外道路速度（suburban highway
speed）でテストした。前記車両の排気ガス放出物につ
いて、以下の結果を得た。

実施例５ 実施例１に記載の本発明装置を、同様に、平均59.7KP
Hの地方道路速度（rural highway speed）で該車両を走
行させてテストし、以下の結果を得た。

実施例６ 実施例１に記載の該装置を、同様に、平均90.3KPHの
自動車専用道路速度（motor way speed）で該車両を疾
走させてテストし、以下の結果を得た。

上記の結果から分かるように、本発明の流体処理装置
は、試験車両の排気ガス放出物中の汚染ガスを有意に減
少させ、また特に高速及び低速において該車両の燃料消
費の顕著な減少を達成した。なお、このような燃料消費
の節約は自動車走行速度（motoring speed）においては
幾分低下した。

実施例７ 実施例１に記載の燃料処理装置に類似した水処理装置
を、以下の割合の成分を含有する合金から製造した：亜
鉛23％，ニッケル４％，アルミニウム１％，マンガン10
％，スズ３％及び銅59％。

このようにして得た水処理装置を、以下の実施例に記
載するような種々の装置の水供給ライン中に取り付け、
水に及ぼす該装置の効果を分析した。

実施例８ 実施例７に記載の装置を、ボイラーシステムの水供給
ライン中に挿入した。水の硬度、アルカリ度及び全固形
分量が非常に高い値か又は非常に低い値に目標設定され
ており、且つ処理水の消費が幾分高いために、このシス
テムは、最適の運転条件下に該システムを保持しようと
する際に、極めて重大な問題に直面していた。実施例７
に記載の水処理ユニットを取り付けた後、該ユニットの
取り付け後にボイラー用の水を制御し易くなるような方
法に、上記パラメータの結果を修正した。

上記ボイラーシステム内への該水処理ユニットの取り
付け前及び該ユニットの取り付け後に、サンプル供給水
を分析した。水の種々のパラメータに関して得られた結
果は以下のとおりであった。

上記の結果は、該装置に悪影響を及ぼすと考えられる
パラメータのいくつかがいかに減少したかという明白な
証拠を提示している。さらにまた、水処理反応物の取り
入れ量が、通常このボイラーで使用される従来のdosifi
cationよりも低いということが指摘されねばならない。

実施例９ 実施例７に記述した水処理ユニットを、２つの同じよ
うなホテル水泳用プールの１つに設置した。それは、プ
ールの水でそのユニットの効果を比較するためである。

ユニットが設けられたプールは、継続して慣例的な塩
素処理を施し、比較証拠用のプールも正確に同じ処理を
施した。すると次の結果が得られた。

ユニットなしのプール中の残留塩素 3.0ppm開始時 ユニットを設けたプール中の残留塩素 3.0ppm開始時 塩素適用の５時間後 ユニットなしのプール中の残留塩素 0.0ppm ユニットを設けたプール中の残留塩素 2.0ppm このとき比較証拠用のプールを塩素化し、他方はその
ままとした。すると次の結果が観測された。

ユニットなしのプール中の残留塩素 3.0ppm ユニットを設けたプール中の残留塩素 2.0ppm ５時間後： ユニットなしのプール中の残留塩素 0.3ppm ユニットを設けたプール中の残留塩素 0.6ppm 上記の結果から理解できるように、本発明の水処理ユ
ニットは、残留塩素を長い間（約２倍）水に接触させた
状態とする。更に、同じ時間内では、半分の投与量でず
っと高い塩素濃度が獲得される。

また細菌学的分析を、同じ塩素残留濃度（3.0ppm）を
維持している両方のプールからの水に対して実施する
と、次の結果が得られた。

100ml中のコロニの数 ユニットなしのプール 54 100ml中のコロニの数 ユニットを設けたプール 4 100ml中の好気性細菌 ユニットなしのプール 17 100ml中の好気性細菌 ユニットを設けたプール 0 100ml中のコリバシュルス（Colibacillus）両テストで
陰性 100ml中のコリアレジェネアスバクテリア（Coliaregene
ous） ユニットなしのプール 5 ユニットが設けられたプール 0 その日の終り、両方のプールが極低濃度の塩素残留物
を含んでいたとき、結果は次のようであった。

100ml中のコロニの数 ユニットなしのプール 76 100ml中のコロニの数 ユニットを設けたプール 2 100ml中の好気性細菌 ユニットなしのプール 33 100ml中の好気性細菌 ユニットを設けたプール 7 ユニット有りなしのプール コリバシュルス陰性 100ml中のコリアロジェナスバクテリア（Coliarogenou
s） ユニットを設けたプール 9 ユニットなしのプール 38 上記の結果から気付くように、塩素が含まれていよう
がいまいが、本発明の水処理ユニットの細菌学的効果
は、塩素のみの効果よりもずっと高いので、水を精製す
るという目的を達成することは明らかである。そしてそ
の残留効果は塩素が水中にもはや存在しないときでさ
え、より長い期間保たれる。

実施例10 実施例７に記述されている水処理装置を水道水を処理
するための家の水道ラインに設けた。そして水をその処
理前，処理後分析すると、次の結果が得られた。

サンプルの記述 mg/（ppm） 水道水 カルシウム 48.8 マグネシウム 28.1 ビカーボネート 30.6 pH 8.85単位 処理後の水 カルシウム 45.1 マグネシウム 21.3 ビカーボネート 18.0 pH 8.56単位 実施例11 実施例７に記述した水処理装置を、グランドサイマン
（Grand Cayman）島から米国に受入れ戻される黒味がか
かった水をその装置に通するために、使用した。処理
前，処理後のその黒味がかった水の分析結果（処理のた
めに３回の通過がなされた）は次の通りである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｆ ５４０ ５４０Ｄ ５６０ ５６０Ｂ Ｃ１０Ｌ 1/04 6958−4Ｈ Ｃ１０Ｌ 1/04 // Ｃ２２Ｃ 9/04 Ｃ２２Ｃ 9/04 (56)参考文献 特開 平１−315489（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−289894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−89923（ＪＰ，Ａ) 米国特許3974071（ＵＳ，Ａ) 米国特許3919068（ＵＳ，Ａ) 米国特許3448034（ＵＳ，Ａ) 仏国特許2404053（ＦＲ，Ａ) 仏国特許2184632（ＦＲ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水、水性液体及び液体燃料のような流体に
   直接接触することによってそれを精製するための固体物
   質体であって、合金全重量に対して50〜60％の銅、20〜
   28％の亜鉛、0.5〜８％のニッケル、0.005〜2.5％のア
   ルミニウム、７〜15％のマンガン及び1.3〜4.5％のすず
   を含む金属合金の物体を含んでなる固体物質体。
2. 【請求項２】前記合金がその全重量に対して52〜57％の
   銅、23〜27％の亜鉛、３〜７％のニッケル、0.25〜1.5
   ％のアルミニウム、９〜15％のマンガン及び２〜４％の
   すずを含む請求項１に記載の固体物質体。