JPH11157922A

JPH11157922A - 炭化水素油燃焼用粒状セラミックスおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH11157922A
Application number: JP9321585A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 一男佐藤
Original assignee: Tohoku Bankin Toso Kogyo KK
Current assignee: Tohoku Bankin Toso Kogyo KK
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-15
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: JP3352005B2

Abstract

(57)【要約】【課題】石油類等の炭化水素油の燃焼効率を高めること
ができるとともに、良好な燃焼排ガス性状を得ることが
できる炭化水素油燃焼用粒状セラミックスおよびその製
造方法を提供する。【解決手段】天然のゼオライト鉱物粉と貝殻粉とシリカ
・アルミナ鉱物粉とを主要成分とし、これに酸化銅粉を
配合して焼成、粒状化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油類等の炭化水
素油の燃焼効率を高めることができる炭化水素油燃焼用
粒状セラミックスおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガソリン、軽油、灯油、重油
等の石油類の燃焼効率を高める技術が種々検討されてい
る。特に原油の枯渇が世界共通の問題となり、また全世
界的規模での環境問題が議論される昨今において、省エ
ネルギーおよび環境改善の要請に応じて、効率的な燃焼
機器や燃焼方法の技術開発とともに廃熱回収を目的とし
た技術開発等が盛んに行われている。

【０００３】このような省エネルギーのための燃焼技術
を生産設備等において工業的規模で実施しようとする場
合、省エネルギー設備のための投資が省エネルギー効果
に見合うものであるかどうかが最大の問題となる。ま
た、一般消費者が使用する家庭用燃焼機器や自家用自動
車等の場合においても、省エネルギーのための装置が商
品本体の価格を過大に押し上げることは好ましくないと
ともに、これらの機器は一般消費者が簡易かつ安全に取
り扱うことができるものであることが重要である。

【０００４】このような問題を考慮しつつ効率的な燃焼
機器や燃焼方法の技術開発を実現可能にするうえでの一
つの提言は、数十乃至百個以上の炭化水素の分子が互い
に水素結合して１個の分子集団を形成して存在している
石油類を代表とする炭化水素油の巨大分子集団を小さな
分子集団に変化させることにより、未燃の炭化水素およ
びＣＯ量を低減して燃焼効率を高くすることができ、こ
れにより、黒煙の発生を軽減することができるととも
に、ＮＯｘの発生を低減することができるという事実で
あり、この点については種々の実験により確認されてい
る。

【０００５】従来から、これら炭化水素油の巨大分子集
団を小さな分子集団に変化させる手段として、炭化水素
油に遠赤外線を放射する方法や、炭化水素油を陽イオン
交換能の高い鉱物に接触させ、或いはこれに混入する方
法が有効であることが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を考慮してなされたものであり、炭化水素油の巨大分
子集団を小さな分子集団に変化させることにより、炭化
水素油の燃焼効率を高めることができるとともに、炭化
水素油の燃焼排ガス中の未燃の炭化水素、ＣＯおよびＮ
Ｏｘの発生を低減することができ、また、黒煙の発生を
軽減することが可能な炭化水素油燃焼用粒状セラミック
スおよびその製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る炭化水素油
燃焼用粒状セラミックスは、天然のゼオライト鉱物粉４
０〜６０重量％、貝殻粉２５〜３５重量％、シリカ・ア
ルミナ鉱物粉１２〜１８重量％および酸化銅粉２〜７重
量％を焼成して調製することを特徴とする。

【０００８】この場合、他の成分と混合して焼成する前
の天然のゼオライト鉱物粉としては、その種類を特に限
定するものではなく、好適にはモルデナイト、クリノプ
チロルライト等の未焼成品を用いることができるが、さ
らにこれらの焼成品（予備焼成品）を用いることもでき
る。また、貝殻の種類も特に限定するものではなく、好
適には、蠣殻、ホタテ貝の殻等の焼成品（予備焼成品）
を用いることができる。また、シリカ・アルミナ鉱物と
しては、シリカを７０〜９０重量％、アルミナを５〜２
５重量％含有するものであれば、いずれの形態のもので
あっても適宜用いることができるが、好適にはシリカ・
アルミナ鉱物の焼成品（予備焼成品）を用いることがで
きる。なお、セラミックスの形態としては粒状でかつ平
均粒径が約３〜１０ｍｍ程度のものが取り扱い時の破砕
等の問題もなく好適であるが、これらの点で支障が無い
限り、形状、寸法ともこれに限定するものではない。

【０００９】これにより、炭化水素油、特にガソリン、
軽油、灯油、重油等の石油類の燃焼効率を高めることが
できるとともに、燃焼排ガス中の未燃の炭化水素、ＣＯ
およびＮＯｘの発生を低減し、また、黒煙の発生を軽減
することのできる炭化水素油燃焼用粒状セラミックスを
得ることができる。

【００１０】本発明に係る炭化水素油燃焼用粒状セラミ
ックスの製造方法は、平均粒径５０μｍ以下に粉砕した
天然のゼオライト鉱物粉と、６８０〜８８０℃で１０〜
６０分間予備焼成した後、平均粒径５０μｍ以下に粉砕
した貝殻予備焼成粉と、６２０〜８２０℃で１０〜６０
分間予備焼成した後、平均粒径５０μｍ以下に粉砕した
シリカ・アルミナ鉱物予備焼成粉と、酸化銅粉と、適量
の有機バインダーを混合して粒状に成形した後、該粒状
物を５００〜６００℃で１〜６時間加熱し、さらに７０
０〜１０００℃で１０〜４８時間焼成してなることを特
徴とする。

【００１１】この場合、酸化銅としては、好適には酸化
第２銅を用いるが、これに限定されるものではなく、ま
た酸化銅に代えて、ナトリウム、セレン、モリブデン、
白金またはリチウムの各酸化物を用いてもよい。また、
粒状に成形する前の段階の貝殻予備焼成粉およびシリカ
・アルミナ鉱物予備焼成粉のうち少なくともいずれか一
方を予め粉砕したものをその後予備焼成して用いること
もできる。また、粒状に成形する前の段階の貝殻予備焼
成粉およびシリカ・アルミナ鉱物予備焼成粉は、両者を
予め混合した混合物を粉砕した後予備焼成することがで
き、また混合物を予備焼成した後粉砕して用いることも
できる。

【００１２】また、他の成分と混合して焼成する前の天
然のゼオライト鉱物粉として予備焼成品を用いる場合
は、６８０〜８８０℃で１０〜６０分間予備焼成した後
平均粒径５０μｍ以下に粉砕したものを用いることがで
きる。

【００１３】本発明に係る炭化水素油燃焼用粒状セラミ
ックスの製造方法において、予備焼成および焼成するた
めの装置としては、取り扱い対象となる粉体の粉砕性等
を考慮して、電気炉、ロータリーキルン等を適宜選択し
て用いることができる。粒状物を成形するための装置に
ついても、特に限定するものではなく、回転ドラム等を
適宜選択して用いることができる。有機バインダーは、
このような粉体を成形する場合に一般的に用いられる水
飴状食品添加物等のものを適宜用いることができ、添加
量としても、通常の場合と同程度の量、例えば数百〜数
万ｐｐｍ程度添加すればよい。添加したバインダーは、
焼成後の製品には殆ど残存しない。

【００１４】これにより、本発明に係る炭化水素油燃焼
用粒状セラミックスを好適に製造することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る炭化水素油燃
焼用粒状セラミックス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。

【００１６】先ず、以下の方法により、本発明の第１の
実施の形態に係る炭化水素油燃焼用粒状セラミックスを
製造した。

【００１７】硬質系モルデナイトを主体とする天然ゼオ
ライトを約２μｍの平均粒度に粉砕して粉体を調製し
た。これとは別に、蠣殻、ほたて貝の殻等の貝殻をロー
タリーキルンを用いて約７５０℃の温度で約３０分間予
備焼成し、この予備焼成したものを約２μｍの粒度に粉
砕して貝殻の予備焼成粉を形成した。また、シリカ約８
０重量％とアルミナ約１５重量％とを含有する粘土鉱物
をロータリーキルンを用いて約６５０℃の温度で約３０
分間予備焼成し、この予備焼成したものを約２μｍの粒
度に粉砕してシリカ・アルミナ鉱物の予備焼成粉を形成
した。また、酸化銅として酸化第２銅を用いこれを粉体
に加工した。これらの粉体を、天然のゼオライト鉱物粉
５０重量％、貝殻予備焼成粉３０重量％、シリカ・アル
ミナ鉱物予備焼成粉１５重量％および酸化銅粉５重量％
の割合で配合し、これに有機バインダーとして水飴を１
０００ｐｐｍ添加した後、回転ドラムで平均粒径約５ｍ
ｍの粒状品に成形した。次いで、この粒状品を電気炉で
約５５０℃の温度で約２時間加熱し、さらにその後昇温
して約８４０℃の温度で約１２時間焼成処理することに
より、本発明の第１の実施の形態に係る炭化水素油燃焼
用粒状セラミックスが得られた。

【００１８】次に、以下の方法により、本発明の第２の
実施の形態に係る炭化水素油燃焼用粒状セラミックスを
製造した。

【００１９】硬質系モルデナイトを主体とする天然ゼオ
ライトを約２μｍの平均粒度に粉砕して粉体を調製し
た。これとは別に、蠣殻、ほたて貝の殻等の貝殻をロー
タリーキルンを用いて約７８０℃の温度で約２０分間予
備焼成し、この予備焼成したものを約２μｍの粒度に粉
砕して貝殻の予備焼成粉を形成した。また、シリカ約８
０重量％とアルミナ約１５重量％とを含有する粘土鉱物
をロータリーキルンを用いて約７２０℃の温度で約２０
分間予備焼成し、この予備焼成したものを約２μｍの粒
度に粉砕してシリカ・アルミナ鉱物の予備焼成粉を形成
した。また、酸化銅として酸化第２銅を用いこれを粉体
に加工した。これらの粉体を、天然のゼオライト鉱物粉
４８重量％、貝殻予備焼成粉３５重量％、シリカ・アル
ミナ鉱物予備焼成粉１４重量％および酸化銅粉３重量％
の割合で配合し、これに水飴を有機バインダーとして１
０００ｐｐｍ添加した後、回転ドラムで平均粒径約５ｍ
ｍの粒状品に成形した。次いで、この粒状品を電気炉で
約５３０℃の温度で約３時間加熱し、さらにその後昇温
して約８１５℃の温度で約３０時間焼成処理することに
より、本発明の第２の実施の形態に係る炭化水素油燃焼
用粒状セラミックスが得られた。

【００２０】次に、本発明の第１の実施の形態に係る炭
化水素油燃焼用粒状セラミックスを用いて自動四輪車の
燃費試験を行った。自動四輪車としては、排気量１８０
０ｃｃのレギュラーガソリンを燃料とする普通乗用車を
用いた。実施例では、燃料タンクからエンジンへの燃料
供給ラインの途中に第１の実施の形態で得られたセラミ
ックスを３５０ｇ充填した濾過器を設け、ガソリンを燃
料タンクに満タンに給油して走行した。比較例では、前
記した濾過器を設けることなく、ガソリンを燃料タンク
に満タンに給油して走行した。それぞれ、所定距離走行
した後、再度給油し、その際の給油量を走行距離で割っ
て燃費を求めた。図１にその結果を示すように、実施例
の場合、３回の実験結果の平均燃費は、ガソリン１リッ
トル当たり１６．３ｋｍであるのに対して、比較例の場
合、ガソリン１リットル当たり１５．１ｋｍであり、セ
ラミックスを充填した濾過器を設けた実施例では、燃費
が約８％改善されていることが確認された。

【００２１】なお、上記実施例にかかわらず、本発明に
係る炭化水素油燃焼用粒状セラミックスをガソリン１リ
ットル当たり２〜２０ｇの範囲内でガソリンタンクに添
加することにより、ガソリン車の燃費を大幅に低減する
ことができ、この時の排気ガス中の未燃炭化水素、ＣＯ
およびＮＯｘについても、その量、濃度を低減でき、ま
た、黒煙の発生を軽減することができる。

【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態に係る炭
化水素油燃焼用粒状セラミックスを用いて灯油燃焼試験
を行った。図２に示す灯油ランプ１２には、約１００ｇ
の灯油を入れた。実施例では、本発明の第２の実施の形
態に係る炭化水素油燃焼用粒状セラミックスを３ｇ灯油
に添加し、２６日間放置した後燃焼試験に供した。比較
例では、セラミックスは無添加であった。この灯油ラン
プ１２により、５００ｇの水を入れたステンレスバッド
１６を加熱した。ステンレスバッド１６には、温度計１
８を入れるとともに、水蒸気の流出を抑え一定条件で水
を加温するために時計皿２０を被せた。また、熱電対１
４により灯油燃焼時の火炎中心温度を測定した。

【００２３】図３に水の昇温に要した灯油量を示す。こ
の場合、２０℃の水を４０℃および５０℃まで昇温し
た。実施例では、比較例に比べて灯油の消費量が約５０
％減少した。また、図４に示すように、灯油燃焼時の火
炎中心温度は、実施例では、比較例に比べて約３５℃火
炎中心温度が高く、良好な燃焼状態であることが判明し
た。

【００２４】なお、上記実施例にかかわらず、本発明に
係る炭化水素油燃焼用粒状セラミックスを灯油１ｋｇ当
たり１０〜３００ｇの範囲内で灯油に添加することによ
り、灯油を燃料とする燃焼機器の燃焼効率および燃焼排
ガス性状を大幅に改善できる。また、上記したガソリン
または灯油は、炭化水素油の例示であり、本発明をガソ
リンまたは灯油以外の石油類をはじめとする他の炭化水
素油についても適宜適用することができることは勿論で
ある。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る炭化
水素油燃焼用粒状セラミックスは、天然のゼオライト鉱
物粉と貝殻粉とシリカ・アルミナ鉱物粉とを主要成分と
し、これに酸化銅粉を配合して焼成、粒状化している。

【００２６】このため、炭化水素油、特にガソリン、軽
油、灯油、重油等の石油類の燃焼効率を高めるととも
に、燃焼排ガス中の未燃の炭化水素、ＣＯおよびＮＯｘ
の発生を低減し、また、これにより黒煙の発生を軽減す
るのに好適な炭化水素油燃焼用粒状セラミックスを得る
ことができるという効果が達成される。

【００２７】また、本発明に係る炭化水素油燃焼用粒状
セラミックスの製造方法によれば、主要成分を所望の条
件で粉砕、予備焼成したものと酸化銅粉とを配合し、粒
状化した後、さらにこの粒状化品を所望の条件で焼成す
る。このため、本発明に係る炭化水素油燃焼用粒状セラ
ミックスを好適に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る炭化水素油燃
焼用粒状セラミックスを用いた自動四輪車の燃費試験の
結果を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る炭化水素油燃
焼用粒状セラミックスを用いた灯油燃焼試験の概略説明
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
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

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然のゼオライト鉱物粉４０〜６０重量
％、貝殻粉２５〜３５重量％、シリカ・アルミナ鉱物粉
１２〜１８重量％および酸化銅粉２〜７重量％を焼成し
てなることを特徴とする炭化水素油燃焼用粒状セラミッ
クス。
【請求項２】天然のゼオライト鉱物粉４０〜６０重量
％、貝殻粉２５〜３５重量％、シリカ・アルミナ鉱物粉
１２〜１８重量％および酸化銅粉２〜７重量％を焼成し
てなる炭化水素油燃焼用粒状セラミックスの製造方法で
あって、平均粒径５０μｍ以下に粉砕した天然のゼオライト鉱物
粉と、６８０〜８８０℃で１０〜６０分間予備焼成した
後、平均粒径５０μｍ以下に粉砕した貝殻予備焼成粉
と、６２０〜８２０℃で１０〜６０分間予備焼成した
後、平均粒径５０μｍ以下に粉砕したシリカ・アルミナ
鉱物予備焼成粉と、酸化銅粉と、適量の有機バインダー
を混合して粒状に成形した後、該粒状物を５００〜６０
０℃で１〜６時間加熱し、さらに７００〜１０００℃で
１０〜４８時間焼成してなることを特徴とする炭化水素
油燃焼用粒状セラミックスの製造方法。
【請求項３】請求項２記載の炭化水素油燃焼用粒状セラ
ミックスの製造方法において、粒状に成形する前の段階
の貝殻予備焼成粉およびシリカ・アルミナ鉱物予備焼成
粉のうち少なくともいずれか一方を予め粉砕した後、予
備焼成してなることを特徴とする炭化水素油燃焼用粒状
セラミックスの製造方法。
【請求項４】請求項２記載の炭化水素油燃焼用粒状セラ
ミックスの製造方法において、粒状に成形する前の段階
の貝殻予備焼成粉およびシリカ・アルミナ鉱物予備焼成
粉が、両者を予め混合した後、粉砕後予備焼成または予
備焼成後粉砕してなることを特徴とする炭化水素油燃焼
用粒状セラミックスの製造方法。
【請求項５】天然のゼオライト鉱物粉４０〜６０重量
％、貝殻粉２５〜３５重量％、シリカ・アルミナ鉱物粉
１２〜１８重量％および酸化銅粉２〜７重量％を焼成し
てなる炭化水素油燃焼用粒状セラミックスの製造方法で
あって、６８０〜８８０℃で１０〜６０分間予備焼成した後平均
粒径５０μｍ以下に粉砕した天然のゼオライト鉱物予備
焼成粉と、６８０〜８８０℃で１０〜６０分間予備焼成
した後平均粒径５０μｍ以下に粉砕した貝殻予備焼成粉
と、６２０〜８２０℃で１０〜６０分間予備焼成した後
平均粒径５０μｍ以下に粉砕したシリカ・アルミナ鉱物
予備焼成粉と、酸化銅粉と、適量の有機バインダーを混
合して粒状に成形した後該粒状物を５００〜６００℃で
１〜６時間加熱し、さらに７００〜１０００℃で１０〜
４８時間焼成してなることを特徴とする炭化水素油燃焼
用粒状セラミックスの製造方法。