JP3352005B2

JP3352005B2 - 燃焼助材およびその製造方法

Info

Publication number: JP3352005B2
Application number: JP32158597A
Authority: JP
Inventors: 一男佐藤
Original assignee: 朴澤尋己
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2002-12-03
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: JPH11157922A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼助材およびそ
の製造方法に関し、一層詳細には、燃料として使用され
る液体状炭化水素化合物、すなわち、石油類の燃焼効率
を向上させることができる燃焼助材およびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】地球上における原油の残埋蔵量はわずか
数十年分であるといわれており、原油の枯渇を回避する
ために省資源化が世界的規模で図られている。また、原
油から精製されたガソリン、軽油、灯油、重油等の液体
状炭化水素化合物（以下、石油類ともいう）を燃焼させ
た際、未燃焼の炭化水素化合物やＣＯ、ＮＯ_x等を含む
排出ガスが発生することが問題となっている。これらは
大気中に分散され、地球の温暖化を招くとともに酸性雨
の原因ともなるからである。

【０００３】このような背景から、石油類を効率的に燃
焼させることが検討されている。すなわち、燃焼効率を
向上させることにより原油の使用量を低減することがで
きるからである。また、燃料を効率的に燃焼させると、
排出ガス中の炭化水素化合物やＣＯ、ＮＯ_x等が著しく
低減するからである。

【０００４】燃料を効率的に燃焼させる燃焼機器につい
ては、従来から種々のものが検討されている。しかしな
がら、この場合、燃焼機器を設置するための高額の投資
が必要となる。したがって、燃焼に要するコストが高騰
し、例えば、一般家庭において使用されるストーブ等の
燃焼機器や自動車等の価格高騰を招くという不具合があ
る。

【０００５】ところで、液体状炭化水素化合物において
は、分子同士が互いに水素結合することにより数十〜数
百個の巨大な分子集団を形成していることが知られてい
る。また、この分子集団が小さくなればなるほど該液体
状炭化水素化合物と酸素との化合が容易になること、す
なわち、石油類の燃焼効率が向上することがこれまでの
検討により明らかにされている。

【０００６】分子集団をより小さなものにするために
は、液体状炭化水素化合物の分子同士間の水素結合を解
離させればよい。これを実現する方法として、石油類に
磁力線や遠赤外線を照射する方法や、石油類の周囲の空
気に遠赤外線を放射して酸素原子を振動させることによ
り酸素を活性化し、該石油類とより化合し易くする方法
が報告されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法はいずれも高コストであり、また、燃費の向上効
果は３〜５％程度と低く、さらに、排出ガス中のＣＯ、
ＮＯ_x等を低減する効果はほとんど認められない。

【０００８】一方、ゼオライト鉱物を利用して上記効果
を達成させる方法も知られている。しかしながら、この
方法においては、効果が長期間持続しないのでゼオライ
ト鉱物を１ヶ月程度で交換する必要があり、結局、燃焼
に要するコストの上昇を招くという不具合がある。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、液体状炭化水素化合物の分子同士間の
水素結合を解離することにより該液体状炭化水素化合物
の燃焼効率を高め、これにより、燃焼に際して発生する
排出ガス中の炭化水素化合物やＣＯ、ＮＯ_x等を低減す
ることができ、また、黒煙の発生量を低減することがで
きる燃焼助材およびその製造方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る燃焼助材は、６８０〜８８０℃で１
０〜６０分間加熱することにより熱処理された４０〜６
０重量％の天然ゼオライトの粉末と、２５〜３５重量％
の貝殻の粉末と、１２〜１８重量％の二酸化ケイ素・酸
化アルミニウム含有鉱物の粉末と、２〜７重量％の酸化
銅、酸化ナトリウム、酸化セレン、酸化モリブデン、酸
化白金、酸化リチウムからなる群から選択された少なく
とも１つとが焼結されてなることを特徴とする。

【００１１】天然ゼオライトとしては特に限定されるも
のではなく、モルデナイト、クリノプチロルライト等を
例示することができる。また、貝殻も特に限定されるも
のではなく、カキ殻、ホタテ貝の殻等を例示することが
できる。さらに、二酸化ケイ素・酸化アルミニウム含有
鉱物としては、シリカを７０〜９０重量％、アルミナを
５〜２５重量％含有するものが好ましい。

【００１２】貝殻または二酸化ケイ素・酸化アルミニウ
ム含有鉱物の少なくともいずれか１つは、予め熱処理さ
れたものが好ましい。

【００１３】この燃焼助材は、石油類が燃焼される際に
その燃焼効率を向上させる。例えば、該燃焼助材を自動
車の燃料タンクに入れて走行すると、この自動車の燃費
が著しく向上する。また、この燃焼助材を灯油タンク内
に入れて燃焼機器を使用すると、該燃焼機器の燃焼効率
が向上する。しかも、燃焼に際して発生する排出ガス中
の炭化水素化合物やＣＯ、ＮＯ_x等を低減することがで
きる。自動車がディーゼル車である場合には、黒煙の発
生量を低減することができる。

【００１４】また、本発明に係る燃焼助材の製造方法
は、６８０〜８８０℃で１０〜６０分間加熱された熱処
理済天然ゼオライトの粉末を４０〜６０重量％、貝殻の
粉末を２５〜３５重量％、二酸化ケイ素・酸化アルミニ
ウム含有鉱物の粉末を１２〜１８重量％、酸化銅、酸化
ナトリウム、酸化セレン、酸化モリブデン、酸化白金、
酸化リチウムからなる群から選択された少なくとも１つ
を２〜７重量％の割合で混合してさらに有機バインダを
混合した後に成形して成形体とし、前記成形体を５００
〜６００℃で１〜６時間焼成し、さらに７００〜１００
０℃で１０〜４８時間焼成することにより焼結させるこ
とを特徴とする。

【００１５】貝殻または二酸化ケイ素・酸化アルミニウ
ム含有鉱物の少なくともいずれか１つは、予め熱処理す
ることが好ましい。天然ゼオライトの熱処理は、該天然
ゼオライトを６８０〜８８０℃で１０〜６０分間加熱す
ることにより行うことができる。

【００１６】このような熱処理を行う前には、天然ゼオ
ライト、貝殻、二酸化ケイ素・酸化アルミニウム含有鉱
物のうち少なくともいずれか１つを粉砕しておくことが
好ましい。この場合、これらの平均粒径を５０μｍ以下
に粉砕すると好適である。

【００１７】なお、有機バインダとしては、粉体を成形
する場合に一般的に用いられる水飴状食品添加物等を用
いることができ、これを数百〜数万ｐｐｍ程度混合すれ
ばよい。この有機バインダは、焼結の際に除去される。
すなわち、燃焼助材にはほとんど残存しない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃焼助材につ
きその製造方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、詳
細に説明する。

【００１９】まず、第１の実施の形態に係る燃焼助材に
ついて説明する。

【００２０】硬質系モルデナイトを主体とする天然ゼオ
ライトを平均粒径約２μｍに粉砕して粉末とした。

【００２１】これとは別に、カキ殻、ホタテ貝の殻等の
貝殻をロータリーキルンを用いて１７５０℃で３０分間
熱処理した。次いで、熱処理された貝殻を平均粒径約２
μｍに粉砕して熱処理済貝殻粉末とした。

【００２２】また、二酸化ケイ素を約８０重量％、酸化
アルミニウムを約１５重量％含有する二酸化ケイ素・酸
化アルミニウム含有鉱物を６５０℃で３０分間熱処理
し、次いで平均粒径約２μｍに粉砕して熱処理済鉱物粉
末とした。

【００２３】これらの粉末を、天然ゼオライト粉末を５
０重量％、熱処理済貝殻粉末を３０重量％、熱処理済鉱
物粉末を１５重量％の割合で混合し、さらに、５重量％
の酸化銅および１０００ｐｐｍの有機バインダを混合し
た。そして、回転ドラムを使用して、この混合粉末を粒
径５ｍｍの粒状体に成形した。

【００２４】次いで、この粒状体を電気炉で５５０℃で
２時間焼成し、さらにその後８４０℃に昇温して１２時
間焼成することにより粒状体を焼結させ、第１の実施の
形態に係る燃焼助材を得た。

【００２５】この第１の実施の形態に係る燃焼助材を用
いて、レギュラーガソリンを燃料とする排気量１８００
ｃｃの自動車により燃費試験を行った。具体的には、第
１の実施の形態に係る燃焼助材を３５０ｇ充填した濾過
器を燃料タンクからエンジンに至る燃料供給ラインに介
装した状態で、満容量のガソリンを燃料タンクに充填し
て走行した。以下、これを実施例１という。また、燃料
供給ラインに前記した濾過器を介装せずに満容量のガソ
リンを燃料タンクに充填して走行した。以下、これを比
較例１という。そして、所定の距離を走行した後に給油
を行い、その際の給油量を走行距離で除して各々におけ
る燃費を求めた。これを実施例１については３回、比較
例１については２回繰り返した。結果を図１に示す。

【００２６】図１から、燃料供給ラインに前記濾過器が
介装されている自動車が高燃費であることが明らかであ
る。すなわち、比較例１における平均燃費が１５．１ｋ
ｍ／リットルであるのに対して、実施例１における平均
燃費は１６．３ｋｍ／リットルと約８％高くなってい
る。これは、第１の実施の形態に係る燃焼助材によりガ
ソリンの燃焼効率が高められたためであると考えられ
る。

【００２７】なお、天然ゼオライトの熱処理は、６８０
〜８８０℃で１０〜６０分間加熱することにより行う。

【００２８】次に、第２の実施の形態に係る燃焼助材に
ついて説明する。

【００２９】硬質系モルデナイトを主体とする天然ゼオ
ライトを平均粒径約２μｍに粉砕して粉末とした。

【００３０】これとは別に、カキ殻、ホタテ貝の殻等の
貝殻をロータリーキルンを用いて１７８０℃で２０分間
熱処理した。次いで、熱処理された貝殻を平均粒径約２
μｍに粉砕して熱処理済貝殻粉末とした。

【００３１】また、二酸化ケイ素を約８０重量％、酸化
アルミニウムを約１５重量％含有する二酸化ケイ素・酸
化アルミニウム含有鉱物を７２０℃で２０分間熱処理
し、次いで平均粒径約２μｍに粉砕して熱処理済鉱物粉
末とした。

【００３２】これらの粉末を、天然ゼオライト粉末を４
８重量％、熱処理済貝殻粉末を３５重量％、熱処理済鉱
物粉末を１４重量％の割合で混合し、さらに、３重量％
の酸化銅および１０００ｐｐｍの有機バインダを混合し
た。そして、回転ドラムを使用して、この混合粉末を粒
径５ｍｍの粒状体に成形した。

【００３３】次いで、この粒状体を電気炉により５３０
℃で３時間焼成し、さらにその後８１５℃に昇温して３
０時間焼成することにより粒状体を焼結させ、第２の実
施の形態に係る燃焼助材を得た。

【００３４】この第２の実施の形態に係る燃焼助材３ｇ
を、図２に示す灯油ランプ１２の灯油貯蔵部に入れられ
た約１００ｇの灯油内に浸漬した。この状態で２６日間
放置した後に灯油ランプ１２の灯油燃焼試験を行った。
具体的には、ステンレスバッド１６の上面を時計皿２０
で覆うことにより加熱に伴う水量の減少を抑制した状態
で、灯油ランプ１２を燃焼させて５００ｇの水を入れた
ステンレスバッド１６を加熱し、所定の温度に達するま
でに要した灯油量を求めた。水の温度は温度計１８によ
り測定した。また、熱電対１４により燃焼時の火炎中心
温度を測定した。以下、これを実施例２という。比較の
ために、燃焼助材が浸漬されていない灯油を使用したこ
とを除いては実施例２に準拠して燃焼試験を行った。以
下、これを比較例２という。

【００３５】実施例２および比較例２における、初期温
度が２０℃であった水を４０℃または５０℃まで昇温す
るのに要した灯油量を図３に示す。図３から、実施例２
における灯油量は、比較例２よりも約５０％少ないこと
が諒解される。また、実施例２および比較例２における
火炎中心温度を図４に示す。図４から、実施例２の火炎
中心温度は比較例２よりも平均で３５℃高いことが判
る。

【００３６】以上の結果から、実施例２においては、比
較例２よりも灯油が良好に燃焼していることが明らかで
ある。この理由は、灯油が第２の実施の形態に係る燃焼
助材に接触することにより、該灯油中における炭化水素
化合物同士の水素結合が解離されたためであると推察さ
れる。

【００３７】なお、この場合における熱処理も、天然ゼ
オライトを６８０〜８８０℃で１０〜６０分間加熱する
ことにより行う。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る燃焼
助材によれば、液体状炭化水素化合物の分子同士間の水
素結合を解離し、分子集団を小さくすることができる。
その結果、ガソリン、軽油、灯油、重油等の石油類の燃
焼効率が向上するので、燃焼機器における燃費が向上す
るとともに、燃焼により発生する排出ガス中の炭化水素
化合物やＣＯ、ＮＯ_x等が低減されるという効果が達成
される。

【００３９】また、本発明に係る燃焼助材の製造方法に
よれば、実用上充分な強度を有するとともに上記したよ
うな効果を奏する燃焼助材を得ることができる。

【００４０】なお、燃焼助材としては粒径が３〜１０ｍ
ｍ程度の粒状体であると取り扱い等が容易であるが、形
状、寸法とも特にこれに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の燃費試験の結果を示す図表である。

【図２】灯油燃焼試験を行う際の概略全体説明図であ
る。

【図３】灯油燃焼試験において、水の昇温に要した灯油
量を示す図表である。

【図４】灯油燃焼試験において、火炎中心温度を示す図
表である。

【符号の説明】

１２…灯油ランプ１４…熱電対１６…ステンレスバッド１８…温度計２０…時計皿

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】６８０〜８８０℃で１０〜６０分間加熱す
ることにより熱処理された４０〜６０重量％の天然ゼオ
ライトの粉末と、２５〜３５重量％の貝殻の粉末と、１
２〜１８重量％の二酸化ケイ素・酸化アルミニウム含有
鉱物の粉末と、２〜７重量％の酸化銅、酸化ナトリウ
ム、酸化セレン、酸化モリブデン、酸化白金、酸化リチ
ウムからなる群から選択された少なくとも１つとが焼結
されてなることを特徴とする燃焼助材。
【請求項２】請求項１記載の燃焼助材において、前記貝殻または前記二酸化ケイ素・酸化アルミニウム含
有鉱物の少なくともいずれか１つが予め熱処理されたも
のであることを特徴とする燃焼助材。
【請求項３】６８０〜８８０℃で１０〜６０分間加熱さ
れた熱処理済天然ゼオライトの粉末を４０〜６０重量
％、貝殻の粉末を２５〜３５重量％、二酸化ケイ素・酸
化アルミニウム含有鉱物の粉末を１２〜１８重量％、酸
化銅、酸化ナトリウム、酸化セレン、酸化モリブデン、
酸化白金、酸化リチウムからなる群から選択された少な
くとも１つを２〜７重量％の割合で混合してさらに有機
バインダを混合した後に成形して成形体とし、前記成形体を５００〜６００℃で１〜６時間焼成し、さ
らに７００〜１０００℃で１０〜４８時間焼成すること
により焼結させることを特徴とする燃焼助材の製造方
法。
【請求項４】請求項３記載の燃焼助材の製造方法におい
て、前記貝殻または前記二酸化ケイ素・酸化アルミニウム含
有鉱物の少なくともいずれか１つを予め熱処理すること
を特徴とする燃焼助材の製造方法。
【請求項５】請求項３または４記載の燃焼助材の製造方
法において、熱処理を行う前に、前記天然ゼオライト、前記貝殻、前
記二酸化ケイ素・酸化アルミニウム含有鉱物のうち少な
くともいずれか１つを粉砕することを特徴とする燃焼助
材の製造方法。
【請求項６】請求項３〜５のいずれか１項に記載の燃焼
助材の製造方法において、前記天然ゼオライト、前記貝殻、前記二酸化ケイ素・酸
化アルミニウム含有鉱物のうち少なくともいずれか１つ
を平均粒径５０μｍ以下に粉砕することを特徴とする燃
焼助材の製造方法。