(57)【要約】  本発明の加水バイオ燃料用添加剤は、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含み、燃料油に水を可溶化させるものである。また、本発明の加水バイオ燃料用添加剤の製造方法は、次亜塩素酸ナトリウムの溶液に対して、水酸化ナトリウムを入れて撹拌及び混合する工程と、塩酸の溶液に対して塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを入れて撹拌及び混合する工程と、これら二種類の溶液を撹拌及び混合する工程と、を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含み、
燃料油に水を可溶化させる加水バイオ燃料用添加剤。
【請求項２】
前記加水バイオ燃料用添加剤の組成が、前記次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）９５．５〜１０４．５重量部、前記水酸化ナトリウム１．６８〜３．２６重量部、前記塩酸（２０％溶液）０．８〜１．２重量部、前記塩化マグネシウム０．０１〜０．０２重量部、及び、前記水酸化カルシウム０．０１〜０．０２重量部である、
請求項１に記載の加水バイオ燃料用添加剤。
【請求項３】
次亜塩素酸ナトリウムの溶液に対して、水酸化ナトリウムを入れて撹拌及び混合する工程と、塩酸の溶液に対して、塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを入れて撹拌及び混合する工程と、これら二種類の溶液を撹拌及び混合する工程と、を含む
加水バイオ燃料用添加剤の製造方法。
【請求項４】
前記の次亜塩素酸ナトリウムの溶液に対して、水酸化ナトリウムを入れて撹拌及び混合する工程では、前記次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）９５．５〜１０４．５重量部に対して、前記水酸化ナトリウム１．６８〜３．２６重量部を入れ、
前記の塩酸の溶液に対して、塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを入れて撹拌及び混合する工程では、前記塩酸（２０％溶液）０．８〜１．２重量部に対して、前記塩化マグネシウム０．０１〜０．０２重量部及び前記水酸化カルシウム０．０１〜０．０２重量部を入れる、
請求項３に記載の加水バイオ燃料用添加剤の製造方法。
【請求項５】
燃料油に、水及び請求項１又は２に記載の加水バイオ燃料用添加剤を配合して得られた、
加水バイオ燃料。
【請求項６】
前記燃料油が、Ｃ重油、原油、廃油からなる群から選ばれた一種類又は二種類以上の燃料油である、
請求項５に記載の加水バイオ燃料。
【請求項７】
前記加水バイオ燃料の組成が、前記燃料油７０〜９０重量部、前記水１０〜２７重量部、前記加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部である、
請求項５又は６に記載の加水バイオ燃料。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部と水１０〜２７重量部とを撹拌及び混合する工程と、該混合した溶液を燃料油７０〜９０重量部に加えながら混合及び撹拌する工程と、を含む
加水バイオ燃料の製造方法。
【請求項９】
前記加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部と前記水１０〜２７重量部とを撹拌及び混合する工程では、攪拌及び混合を５〜１５分間行う、請求項８に記載の加水バイオ燃料の製造方法。
【請求項１０】
前記混合した溶液を燃料油７０〜９０重量部に加えながら混合及び撹拌する工程では、攪拌及び混合を５〜１５分間行う、請求項８または９に記載の加水バイオ燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本国際出願は、２０１０年１１月１６日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１０−２５６１６８号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１０−２５６１６８号の全内容を本国際出願に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、加水バイオ燃料用添加剤、それを使用した加水バイオ燃料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、原油価格の高騰や地球資源である化石燃料の枯渇問題、また、それを使用する際に排出され、地球の環境破壊につながるＣＯ２等の温室効果ガスや環境汚染物質の低減化の観点から、燃料油に適量の水を混合した燃料、いわゆるエマルジョン燃料の研究が盛んに行われている。【０００４】
エマルジョン燃料は、一般には燃料油（重油や灯油、軽油、廃油等）に水と界面活性剤を添加し、機械的に撹拌して燃料油中に水を分散させた燃料であり、燃料の使用量の削減やそれに伴う環境汚染物質の低減化にある程度有効な燃料として公知である。このようなエマルジョン燃料としては、例えば特許文献１から５を始めとした様々なものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７７４１８
【特許文献２】特開２００９−５１９３９
【特許文献３】特開２００８−１５０４２１
【特許文献４】特開２００７−５１００４６
【特許文献５】特開２００６−１８８６１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のエマルジョン燃料においては、製造後に比較的短時間で燃料油と水が分離し、上層に油分の多くが移動し下層に水分の多くが移動して二層化することがある。エマルジョン燃料は、このような二層化による使用上のトラブルや、貯蔵（備蓄）と輸送の困難性及び含水の影響による燃焼効率や燃焼カロリーの低下、熱効率の低下による燃費の低下及び燃焼室の腐食等、様々な欠点や問題点を有していた。また、燃料油自体の粘性の高さから燃料油に水を混ぜるのは相当に困難である。【０００７】
したがって、エマルジョン燃料においては、これらの要因が重なり、長年にわたり研究、開発が行われているにもかかわらず、ほとんどが研究段階にてストップした状況であり、市場での普及には至っていないのが現状である。
（本発明の目的）
本発明は、水の粒子を細かくし、燃料油全体に均一に分散させ、乳化を抑制して可溶化することができる加水バイオ燃料用添加剤及びその製造方法を提供することを目的とする。【０００８】
本発明の他の目的は、燃料油と水が分離したり二層化したりすることを抑制して、製造後、品質を低下させることなく長期にわたる貯蔵と、輸送ができる加水バイオ燃料およびその製造方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、通常の燃料と比較して、燃焼効率及び燃焼カロリーの向上を図ると共に、ＣＯ２等の温室効果ガスや環境汚染物質の排出を低減することができる加水バイオ燃料及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明は、次のとおりである。
本発明の加水バイオ燃料用添加剤は、燃料油に水を可溶化させて加水バイオ燃料を得るために、当該加水バイオ燃料の原材料に添加されるものである。本発明の加水バイオ燃料用添加剤は、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを含む。【００１０】
上述の加水バイオ燃料用添加剤においては、その組成が、前記次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）９５．５〜１０４．５重量部、前記水酸化ナトリウム１．６８〜３．２６重量部、前記塩酸（２０％溶液）０．８〜１．２重量部、前記塩化マグネシウム０．０１〜０．０２重量部、及び、前記水酸化カルシウム０．０１〜０．０２重量部であってもよい。【００１１】
本発明の加水バイオ燃料用添加剤の製造方法は、次亜塩素酸ナトリウムの溶液に対して、水酸化ナトリウムを入れて撹拌及び混合する工程と、塩酸の溶液に対して、塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを入れて撹拌及び混合する工程と、これら二種類の溶液を撹拌及び混合する工程と、を含む。【００１２】
上述の加水バイオ燃料用添加剤の製造方法において、
前記の次亜塩素酸ナトリウムの溶液に対して、水酸化ナトリウムを入れて撹拌及び混合する工程では、前記次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）９５．５〜１０４．５重量部に対して、前記水酸化ナトリウム１．６８〜３．２６重量部を入れ、
前記の塩酸の溶液に対して、塩化マグネシウム及び水酸化カルシウムを入れて撹拌及び混合する工程では、前記塩酸（２０％溶液）０．８〜１．２重量部に対して、前記塩化マグネシウム０．０１〜０．０２重量部及び前記水酸化カルシウム０．０１〜０．０２重量部を入れてもよい。【００１３】
本発明の加水バイオ燃料は、燃料油に、水、及び、上述の何れかの加水バイオ燃料用添加剤を配合して得られる。
前記加水バイオ燃料においては、前記燃料油が、Ｃ重油、原油、廃油からなる群から選ばれた一種類又は二種類以上の燃料油であってもよい。【００１４】
前記加水バイオ燃料においては、その組成が、燃料油７０〜９０重量部、水１０〜２７重量部、加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部であってもよい。
本発明の加水バイオ燃料の製造方法は、上述したいずれかの加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部と水１０〜２７重量部とを撹拌及び混合する工程と、該混合した溶液を燃料油７０〜９０重量部に加えながら混合及び撹拌する工程と、を含む。【００１５】
上述の加水バイオ燃料の製造方法における、前記加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部と前記水１０〜２７重量部とを撹拌及び混合する工程では、攪拌及び混合を５〜１５分間行ってもよい。【００１６】
上述の加水バイオ燃料の製造方法における、前記混合した溶液を燃料油７０〜９０重量部に加えながら混合及び撹拌する工程では、攪拌及び混合を５〜１５分間行ってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、水の粒子を細かくし、燃料油全体に均一に分散させ、乳化を抑制して可溶化することができる加水バイオ燃料用添加剤及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明は、燃料油と水が分離したり二層化したりすることを抑制して、製造後、品質を低下させることなく長期にわたる貯蔵と、輸送ができると共に、通常の燃料と比較して、燃焼効率及び燃焼カロリーの向上を図ると共に、ＣＯ２等の温室効果ガスや環境汚染物質の排出を低減することができる加水バイオ燃料及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る加水バイオ燃料用添加剤及びそれを使用した加水バイオ燃料について説明する。
本明細書及び特許請求の範囲において、「可溶化」の用語は、水などの溶媒に本来は溶けないか又は溶けにくい物質が、その溶媒に溶ける（溶解する）ようになるという意味を含むものである。
【００１９】
本発明に係る加水バイオ燃料用添加剤及び加水バイオ燃料の原料又は成分の主な性質を以下に簡単に説明する。
前記原料又は成分は、いずれも一般市場で様々な用途に使用されているものであり、流通量も多く比較的安価なものであるため入手が容易である。
【００２０】
次亜塩素酸ナトリウム（sodium hypochlorite）は、次亜塩素酸ソーダとも呼ばれ、強アルカリ性であり、不安定なため通常は水溶液として貯蔵されている。特異な臭気を有し、酸化作用、漂白作用、殺菌作用がある。本発明では、例えば１２％溶液を使用することができる。
【００２１】
水酸化ナトリウム（sodium hydroxide）は、苛性ソーダとも呼ばれ、常温では無色無臭の固体である。潮解性が強く、空気中に放置すると徐々に吸湿して溶液状となる。
塩酸（hydrochloric acid）は、代表的な酸のひとつで、強い酸性を示す。医薬、農薬、および調味料の合成など、工業的用途は極めて多岐にわたっている。本発明では、例えば２０％溶液（希塩酸）を使用することができる。
【００２２】
塩化マグネシウム（magnesium chloride）は、潮解性があり、水及びエタノールなどに極めて溶けやすく、これを含む苦汁（にがり）は、豆腐作りなどに使用される。
水酸化カルシウム（Calcium hydroxide）は、消石灰とも呼ばれ、水溶液は強いアルカリ性を示し、二酸化炭素を簡易的に検出する試薬として使用される。また、グラウンドなどに球技用の白線を引くラインパウダーとして多用されている。
【００２３】
次に加水バイオ燃料用添加剤の各成分の作用（役割）について説明する。
燃料油の表面張力は比較的小さく（弱く）、これに対し水の表面張力は比較的大きい（強い）。次亜塩素酸ナトリウムは、燃料油と水の双方の表面張力をより小さくし、撹拌混合することで、水が燃料油に可溶化しやすいようにする働きをする。
【００２４】
塩化マグネシウムは、水の粒子を細かくする働きをする。
水酸化カルシウムは、水の表面張力の大きさを燃料油の表面張力に近づける改質作用を促進する働きをする。
【００２５】
水酸化ナトリウムは、水酸化カルシウムとは反対に燃料油の表面張力の大きさを水の表面張力に近づける改質作用を促進する働きをする。
また、塩酸は、水の粒子を細かくして燃料油と水を結合させ、水を可溶化し燃料油に包含させる働きをする。
【００２６】
加水バイオ燃料用添加剤の製造にあたり、次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）の配合割合が１０４．５重量部を超えると、燃料油と水の表面張力を小さくする作用の進行は鈍化し、他の成分の機能を抑制する傾向がある。また、次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）の配合割合が９５．５重量部に満たないと、燃料油と水の表面張力を十分に小さくすることができなくなる傾向がある。これにより、いずれの場合も加水バイオ燃料用添加剤を使用した加水バイオ燃料に含まれる水が燃料油に可溶化しにくくなる。
【００２７】
水酸化ナトリウムの配合割合が３．２６重量部を超えると、前記燃料油の表面張力の大きさを水の表面張力に近づける改質作用が鈍化する傾向がある。また、水酸化ナトリウムの配合割合が１．６８重量部に満たないと、前記改質作用が不十分となる傾向がある。これにより、いずれの場合も加水バイオ燃料用添加剤を使用した加水バイオ燃料に含まれる水が燃料油に可溶化しにくくなる。
【００２８】
塩酸（２０％溶液）の配合割合が１．２重量部を超えると、前記水の粒子を細かくして燃料油と水を結合させ、水を可溶化し燃料油に包含させる作用が鈍化する傾向がある。また、塩酸の配合割合が０．８重量部に満たないと、前記水を可溶化し燃料油に包含させる作用が不十分となる傾向がある。これにより、いずれの場合も加水バイオ燃料用添加剤を使用した加水バイオ燃料に含まれる水が燃料油に可溶化しにくくなる。
【００２９】
塩化マグネシウムの配合割合が０．０２重量部を超えると、前記水の粒子を細かくする働きが鈍化する傾向がある。また、塩化マグネシウムの配合割合が０．０１重量部に満たないと、前記働きが不十分となる傾向がある。これにより、いずれの場合も加水バイオ燃料用添加剤を使用した加水バイオ燃料に含まれる水が燃料油に可溶化しにくくなる。
【００３０】
水酸化カルシウムの配合割合が０．０２重量部を超えると、水の表面張力の大きさを燃料油の表面張力に近づける改質作用が鈍化する傾向がある。また、水酸化カルシウムの配合割合が０．０１重量部に満たないと、前記改質作用が不十分となる傾向がある。これにより、いずれの場合も加水バイオ燃料用添加剤を使用した加水バイオ燃料に含まれる水が燃料油に可溶化しにくくなる。
【００３１】
加水バイオ燃料の製造にあたり、燃料油の配合割合が７０重量部に満たないと、十分な燃焼効率と燃焼カロリーが得られない傾向がある。また、燃料油の配合割合が９０重量部を超えると、地球の環境破壊につながるＣＯ２等の温室効果ガスや環境汚染物質の排出が増加する傾向がある。
【００３２】
水の配合割合が２７重量部を超えると、十分な燃焼効率と燃焼カロリーが得られない傾向がある。また、水の配合割合が１０重量部に満たないと、地球の環境破壊につながるＣＯ２等の温室効果ガスや環境汚染物質の排出が増加する傾向がある。
【００３３】
加水バイオ燃料用添加剤の配合割合が２重量部に満たないと、水の粒子を細かくして燃料油と水を結合させることにより水を可溶化し燃料油に包含させることができなくなる傾向がある。また、加水バイオ燃料用添加剤の配合割合が３重量部を超えると、水を可溶化し燃料油に包含させることはできても、燃料油の配合割合が相対的に減るため十分な燃焼効率と燃焼カロリーが得られない傾向がある。
【００３４】
加水バイオ燃料用添加剤の製造は、撹拌機に次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）９５．５〜１０４．５重量部に対して、水酸化ナトリウム１．６８〜３．２６重量部を入れて撹拌及び混合して溶液Ａを作る工程と、塩酸（２０％溶液）０．８〜１．２重量部に対して塩化マグネシウム０．０１〜０．０２重量部と水酸化カルシウム０．０１〜０．０２重量部を入れて撹拌及び混合して溶液Ｂを作る工程と、その後、上記二つの工程にて出来た溶液Ａと溶液Ｂとを撹拌および混合して、溶液Ａと溶液Ｂとを反応させる工程を経て行われる。溶液Ａと溶液Ｂを混合した後の反応については、溶液の温度が４０〜５５℃位まで上昇することで確認ができる。
【００３５】
加水バイオ燃料は、燃料油と前記加水バイオ燃料用添加剤及び水の配合割合が、燃料油７０〜９０重量部、加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部、水１０〜２７重量部である。加水バイオ燃料の製造に用いられる燃料油は、例えば、Ｃ重油、原油、及び廃油の何れか一種であってもよいし、これらを複数種混合して使用してもよい。Ｃ重油とは、重油の一種であり、動粘度によりＪＩＳ規格で分類されたものである。
【００３６】
加水バイオ燃料の製造は、加水バイオ燃料用添加剤２〜３重量部と水１０〜２７重量部を混合し、所要時間撹拌する工程と、得られた混合液を燃料７０〜９０重量部に加えながら撹拌及び混合し、水を可溶化し包含させる工程を経て行われる。この攪拌時間は、例えば、それぞれの工程において５〜１５分間としてもよい。
（作用）
まず、燃料油と水を混合した後、燃料油と水が分離したり二層化したりする最大の要因は、燃料と水の両者の表面張力が大きく違うためである。
【００３７】
本発明に係る加水バイオ燃料用添加剤を使用して加水バイオ燃料を製造した場合、燃料油と水の表面張力の大きさが同等又は同等にきわめて近くなることにより、撹拌することによって燃料油の粒子の中に水の粒子を細かくして均一に分散させ、燃料油に対して水を可溶化し、燃料油中に水を包含させることができると思われる。この理由は明らかではないが、仮に、前記理由が正しくないとしても、本発明の成立にいささかも影響を与えるものではない。
【００３８】
本発明に係る加水バイオ燃料は、加水バイオ燃料用添加剤の存在下で水の粒子が細かくなって燃料油に可溶化していると思われるので、時間の経過と共に燃料油と水が分離したり二層化することもなく、製造後、数年経過したものも分離したり二層化しない状態、すなわち水の粒子が燃料油に可溶化した状態を保つことができる。
【００３９】
また、加水バイオ燃料の燃焼時には、一般に使用される燃料油そのものを燃料とした場合と比較して、より完全燃焼に近い状態で燃焼するので、燃焼効率の向上や燃焼カロリーが上昇すると共に、ＣＯ２等温室効果ガスや環境汚染物質の発生も抑制することができる。このことは、後述する取得データはもとより、試験施設である炉内の煤の色、量からも確認することができる。
【００４０】
以下、本発明の一実施例について説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００４１】
〔加水バイオ燃料用添加剤の製造方法〕
まず、加水バイオ燃料用添加剤の製造方法を説明する。
加水バイオ燃料用添加剤は、まず、常温において、撹拌機に次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）１００kgに水酸化ナトリウム２．４７ｋｇを入れて約１０分間撹拌及び混合して溶液Ａを作る。次に別の撹拌機に塩酸（２０％溶液）１ｋｇに塩化マグネシウム１５ｇと水酸化カルシウム１５ｇを入れて約１０分間撹拌及び混合して溶液Ｂを作る。なお、この撹拌時間は、前記各成分の配合割合や量の違いで適宜調整することができる。【００４２】
次に上記で得られた溶液Ａが入った撹拌槽に溶液Ｂを入れながら、約１０分間撹拌及び混合する。その後、反応熱の発生により、溶液の温度が４０〜５５℃位まで徐々に上昇する。なお、温度については外気温などの条件によって前記温度範囲から変化することがある。【００４３】
前記のような溶液の温度の上昇は、化学反応の進行を意味していると思われるが、そのメカニズムについては明らかではない。そして、そのまましばらく撹拌を続けると、溶液の温度が元の温度（常温）に戻るので、これが反応の終了を意味すると思われる。このようにして、加水バイオ燃料用添加剤が１０３．５ｋｇ製造された。【００４４】
前記製造方法で使用する撹拌機は、任意のもの、あるいは、公知のものが使用される。撹拌方法については、アジテータ、循環ポンプ、ラインミキサーの使用など、様々な方法があるが、本実施例においては、市販の循環ポンプにより循環させるだけの簡単な方法で撹拌を行った。循環ポンプの吐量など、撹拌の強さについては特に限定されないが、気泡が発生するような激しい撹拌を行う必要はない。
〔加水バイオ燃料の製造方法〕
次に、前記のようにして製造された加水バイオ燃料用添加剤を用いた加水バイオ燃料を製造する方法について説明する。【００４５】
撹拌機を使用し、前記のようにして製造された加水バイオ燃料用添加剤３ｋｇ（３重量部）と水２３ｋｇ（２３重量部）を撹拌及び混合する。撹拌は約１０分間行うが、撹拌時間はこれに限定するものではなく、前記原料の配合割合や量の違いで適宜調整することができる。【００４６】
前記撹拌作業によって十分に撹拌することにより、燃料油の中に加水バイオ燃料用添加剤を満遍なく均一に混合することが望ましく、こうすることで、この後加えられる水を燃料油の中に均一に分散し、燃料油に対して水を可溶化し、燃料油中に水を包含させることが可能になる。【００４７】
次に、燃料油であるＣ重油７４ｋｇ（７４重量部）に、前記加水バイオ燃料用添加剤と水を混合した溶液を加えながら、さらに撹拌する。この撹拌時間は本実施例では約１０分間であるが、撹拌時間はこれに限定されるものではなく、各原料の配合割合や量の違いで適宜調整することができる。【００４８】
なお、前記加水バイオ燃料の製造にあたっては、燃料油に加水バイオ燃料用添加剤と水を混合した溶液を撹拌及び混合する際に、それぞれの温度を６０〜８０℃の範囲で同じ温度にして撹拌及び混合して反応させることが望ましい。燃料の温度が６０℃に満たない場合は流動性が比較的低いために、燃料に水を十分に分散させて燃料油に対して水を可溶化し、燃料油中に水を包含させることが困難となる。また、製造コストの観点から、８０℃より高くする必要はない。【００４９】
このような工程を経ることで、燃料油中に水の粒子が細かくなって均等に分散し、燃料油中に水が可溶化及び包含されるので、乳化することなく、加水バイオ燃料が１００ｋｇ製造された。【００５０】
なお、加水バイオ燃料を製造する際に各成分を混合する順序は、水に加水バイオ燃料用添加剤を入れた後、これを燃料油に入れることが重要である。燃料油に加水バイオ燃料用添加剤を直接混合するとドロドロの粘性を有する状態となるため、混合する順序に間違いがないようにする。【００５１】
また、加水バイオ燃料の製造に使用する撹拌機は、本実施例ではラインミキサーであるが、他の撹拌機を使用することもできる。本実施例に係る加水バイオ燃料用添加剤を使用した加水バイオ燃料は、原料である水の種類について特に限定することなく使用することができる。つまり、いわゆる硬水でも軟水でも使用することができ、普通の水道水や井戸水を使用することもできる。
〔分離試験〕
本実施例に係る加水バイオ燃料の外観を経時的に観察した結果について、以下に説明する。比較対象となる燃料としては、本実施例の加水バイオ燃料の原料であり、一般に市販されているＣ重油を使用した。【００５２】
表１は、Ｃ重油と、本実施例に係る加水バイオ燃料の製造後における経過時間の異なるサンプルＳ１、Ｓ２の外観を示すデータである。【００５３】
【表１】
2012067069.tif 000002
【００５４】
〔考察〕
表１から分かるように、製造直後のサンプルＳ１は、原料の燃料油であるＣ重油と同様に透明度が低い茶褐色を呈しており、大きな変化はなかった。更に、製造後１５３３日（約四年三ヶ月）が経過したサンプルＳ２もサンプルＳ１と比べても外観にほとんど変化はなかった。また、サンプルＳ１、Ｓ２共に燃料油であるＣ重油と水の分離も二層化も認められなかった。このように、本実施例に係る加水バイオ燃料は、製造後、長期にわたって燃料油と水の分離及び二層化が起こらない状態を維持できることがわかった。
〔燃焼試験〕
本実施例に係る加水バイオ燃料の燃焼試験の結果について以下に説明する。【００５５】
比較対象となる燃料としては、本実施例の加水バイオ燃料の原料であるＣ重油を使用した。また、Ｃ重油と本実施例に係る加水バイオ燃料との燃焼試験は、バーナーボイラーを使用して行った。データの測定は、環境衛生科学研究所において、オルザット法、化学発光法、中和滴定法など、ＪＩＳ規格に沿った測定方法で測定した。【００５６】
具体的には、ＣＯ２等、排出ガス組成をオルザット法、窒素酸化物濃度を化学発光法、硫黄酸化物濃度を中和滴定法で測定した。
なお、使用したバーナーボイラーは、三州社製のビニールハウス暖房機ＳＫ−２００ＫＭ−ＤＦであり、使用した循環ポンプは、荏原製作所社製の１５ＧＰＥ６．４型であり、ラインミキサーは、ＯＨＲ社製のスタティクミキサーＦ型を使用した。【００５７】
表２は、Ｃ重油と、本実施例に係る加水バイオ燃料の製造後における経過時間の異なるサンプルＳ１、Ｓ２の燃焼性能を比較したデータである。【００５８】
【表２】
2012067069.tif 000003
【００５９】
〔考察〕
表２から、本実施例に係る加水バイオ燃料は、Ｃ重油と比較して燃焼温度がやや向上することが認められた。また、加水バイオ燃料は、温室効果ガスであるＣＯ２を始めとする窒素酸化物、硫黄酸化物等の各種環境汚染物質の排出量が大幅に低減することがわかった。しかも、加水バイオ燃料の製造後における経過時間に関わらず、サンプルＳ１、Ｓ２は、ほぼ同等の値を示した。【００６０】
また、前記燃焼試験の結果から、一応次のようにまとめることができる。
すなわち、バーナーボイラーでの加水バイオ燃料の燃焼は、燃料油であるＣ重油滴の燃焼であり、Ｃ重油滴の表面に物理的現象により気化したＣ重油と空気中の酸素が混合気を形成して燃焼が進行するようである。そして、加水バイオ燃料に含まれている水の粒子がこの燃焼により輻射熱を受けて加熱され、沸点に達して次々とミクロ爆発を起こし、周囲のＣ重油滴を飛散させることによりＣ重油の二次微粒化が起こるものと考えられる。【００６１】
このように、燃料油であるＣ重油が瞬時に細かくなる（超微粒化する）ことにより、空気との接触面積が増大し、急速に完全燃焼が行なわれ、燃焼排ガス中の煤煙や未燃炭素の発生を抑えると思われる。また、この接触面積の増大は、燃焼に必要な空気量が過剰になることを抑え、排気ガスによる熱の持ち去りを低く抑えることができるので、省エネルギー効果が大きくなる。【００６２】
この条件を満たすためには、燃料油の粒子の中に水の粒子を細かくして均一に分散させ、燃料油中に水を包含させることが最も重要であるが、通常、水の粒子は表面張力が比較的大きいため、例えば２０〜４０ナノメートルまで細かくすることは困難であり、従来のエマルジョン燃料はこの水の粒子を細かくすることが十分にできていないために乳化した状態となっていた。【００６３】
表３は、本実施例の加水バイオ燃料と従来のエマルジョン燃料の特徴の比較を示したものである。エマルジョン燃料については、日本国内だけでも数多くの会社が実験、研究を行っており、容易に入手することができる。ここでは、その中の１つのエマルジョン燃料を比較例として使用した。【００６４】
【表３】
2012067069.tif 000004
【００６５】
本実施例に係る加水バイオ燃料用添加剤は、燃料油に混合される水の粒径を２０〜４０ナノメートルまで細かくすることが可能であると思われる。水の粒径がナノメートル単位であることは、水がＣ重油に可溶化し、乳化することなく、色や透明度がＣ重油とそれ程変わらないことで証明することができる。これにより、加水バイオ燃料を単なる燃料油・水の混合ではなく、燃料油であるＣ重油の粒子の中に細かくなった水の粒子が均一に分散し、燃料油中に水が可溶化および包含された状態とすることができる。なお、エマルジョン燃料に含まれる水の粒子の大きさはマイクロメートル単位であり、ナノメートル単位まで細かくすることができないために乳化した状態となる。【００６６】
このように、本実施例に係る加水バイオ燃料は、エマルジョン燃料と比較して、燃焼温度、燃焼効率及び燃焼カロリーが高く燃費が低下しない。また、水の粒子は燃料油に可溶化しているために、燃料油と水が乳化することはなく、分離したり二層化することもない。したがって、長期にわたる貯蔵と、輸送をすることが可能であり、装置の腐食等、燃焼機関への影響も低減できる。【００６７】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態だけに限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術範囲に包含される。
【国際調査報告】
2012067069.tif 000005
2012067069.tif 000006