(57)【要約】【課題】本発明は、化学法を採用せず、各種のバイオ燃料原料に対して物理的処理を適用して安全で、かつ、燃焼効率の向上を実現するバイオ燃料製造処理方法を提供する。【解決手段】本発明のバイオ燃料製造処理方法は、バイオ燃料原料に対して、高周波電磁波放射、高圧静電界印加、高圧ナノバブル付与、スレッド式ろ過、酵素添加の各処理の内の一つの処理又はこれらを組み合わせた複数種の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオ燃料原料に対して、高周波電磁波放射、高圧静電界印加、高圧ナノバブル付与、スレッド式ろ過、酵素添加の各処理の内の一つの処理又はこれらを組み合わせた複数種の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを特徴とするバイオ燃料製造処理方法。
【請求項２】
バイオ燃料原料に対して、高周波電磁波放射の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを特徴とするバイオ燃料製造処理方法。
【請求項３】
バイオ燃料原料に対して、高圧静電界印加の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを特徴とするバイオ燃料製造処理方法。
【請求項４】
バイオ燃料原料に対して、高圧ナノバブル付与の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを特徴とするバイオ燃料製造処理方法。
【請求項５】
バイオ燃料原料に対して、スレッド式ろ過の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを特徴とするバイオ燃料製造処理方法。
【請求項６】
バイオ燃料原料に対して、酵素添加の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを特徴とするバイオ燃料製造処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオ燃料製造処理方法に関し、詳しくは、各種のバイオ燃料原料に対して物理的処理や酵素処理を適用する斬新なバイオ燃料製造処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料である重油は、原油から分別蒸留によって得られ、沸点の低いものから順に分留され、最後に残油を減圧下で分留することによって得られる。
その結果、炭素はＣ１７以上になり、引火点が６０度以上となって、危険物取締法では第４類の第３石油類に属することになる。このように重油は炭素が多いことにより、ＰＭ・・・ＨＣ、ＳＯｘ、ＮＯｘが本来の燃焼効率を阻害し、燃焼熱の効率を低下させる。
【０００３】
近年、各種のバイオ燃料原料を使用してボイラーやディーゼルエンジン等の燃焼機器用の燃料とするための技術開発が盛んに行なわれているが、これらの多くはメチルエステル法を主とする化学法を採用するものが多く、この場合、複雑な排水処理工程が不可欠となり、処理コストの高価格化を余儀なくされている。
【０００４】
特許文献１には、主成分として脂肪酸メチルエステルを含むバイオディーゼル燃料を軽油に混合するようにしたバイオディーゼル燃料組成物及びその使用法の技術が提案されている。しかし、この特許文献１の場合もメチルエステル法を主とする化学法を踏襲するものである。
【特許文献１】特開２００７−０１６０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする問題点は、化学法を採用せず、各種のバイオ燃料原料に対して物理的処理や酵素処理を適用して安全で、かつ、燃焼効率の向上、排水処理不要化を実現し得るバイオ燃料製造処理方法が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバイオ燃料製造処理方法は、バイオ燃料原料に対して、高周波電磁波放射、高圧静電界印加、高圧ナノバブル付与、スレッド式ろ過及び酵素添加の各処理の内の一つの処理又はこれらを組み合わせた複数種の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、バイオ燃料原料に対して、高周波電磁波放射、高圧静電界印加、高圧ナノバブル付与、スレッド式ろ過、酵素添加の各処理の内の一つの処理又はこれらを組み合わせた複数種の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とするものであるから、総合的に燃焼効率に優れたバイオ燃料を得ることができるバイオ燃料製造処理方法を提供することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、バイオ燃料原料中の炭素減少を行ない、これにより燃焼効率の高いバイオ燃料を得ることができるバイオ燃料製造処理方法を提供することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明によれば、高圧静電界印加によりバイオ燃料原料が活性化され、高燃焼性を有するバイオ燃料を得ることができるバイオ燃料製造処理方法を提供することができる。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、バイオ燃料原料に対して、高圧ナノバブルを付与することで、燃焼時間短縮、着火遅れ時間の改善を図り、燃焼効率の高いバイオ燃料を得ることができるバイオ燃料製造処理方法を提供することができる。
【００１１】
請求項５記載の発明によれば、スレッド式ろ過処理により高品質のバイオ燃料を得ることができるバイオ燃料製造処理方法を提供することができる。
【００１２】
請求項６記載の発明によれば、酵素添加の処理によるバクテリアの増殖効果を利用してセタン価が向上したバイオ燃料を得ることができるバイオ燃料製造処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、化学法を採用せず、各種のバイオ燃料原料に対して物理的処理を適用して安全で、かつ、燃焼効率の向上、排水処理不要化を実現し得るバイオ燃料製造処理方法を提供するという目的を、バイオ燃料原料に対して、高周波電磁波放射の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とする構成により実現した。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の実施例に係るバイオ燃料製造処理方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
本実施例に係るバイオ燃料製造処理方法は、図１に示すように、各種のバイオ燃料原料に対して、高周波電磁波放射、高圧静電界印加、高圧ナノバブル付与、スレッド式ろ過、ｐＨ調整及び酵素添加の各処理の内の一つの処理又はこれらを組み合わせた複数種の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることを基本的な特徴とする。以下に各処理について個別に説明する。
【００１６】
（実施例１）：高周波電磁波放射
本実施例１に係るバイオ燃料製造処理法について以下に説明する。
【００１７】
本実施例１に係るバイオ燃料製造処理法は、多重スクリュー（多重渦状）方式による高周波電磁波をバイオ燃料原料である重油等の液体燃料に放射するという分子間結合力低減技術（ガス化熔融技術）を採用して重油等を改質し、その燃焼効率の大幅向上を可能とするものである。
【００１８】
重油等の化石燃料は、炭素と水素の原子から構成される。
炭素は完全燃焼するとＣＯ２に、水素はＨ２Ｏになる。炭素数が少ない程煤（すす）が発生せず燃焼効率は向上する。すなわち、本実施例１に係るバイオ燃料製造処理法は、重油等の炭素数を減少させ、その分ガス化させるものである。分留装置と同意である。
【００１９】
更に詳述すると、炭素と水素から構成される重油等に対して、特別に計算された多重波放射による高周波電磁波を衝突させることにより、共振現象を発生させ、共鳴させることにより化学結合を解き、ガス化させながら不純物である窒素・硫黄をも共振させ、完全燃焼と同様の状態を油の状態を形成する。この結果、炭素数が減少することになる。
【００２０】
全ての物質は発火点及び溶解点に近づく程、燃えやすくなる時間が短縮される。例えば、重油の発火点は２５０〜３８０度の範囲であり、炭素が減少することにより、温度上昇して燃えやすくなる。夏はボイラーの燃費が良くなり、冬は悪くなるのはここに要因が存在する。
【００２１】
本実施例１に係るバイオ燃料製造処理法により重油の炭素を減少させることによって燃焼熱による重油の温度上昇は、Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２＋３９５ＫＪ（１ｃａｌ＝４．１８４Ｊ）の化学式に基づいた比率となるが、その発火点には到達しない。
【００２２】
重油は原子では、炭素：Ｃ、水素：Ｈの他に、不純物として窒素：Ｎ、硫黄：Ｓが一定の比率で含まれて構成されている。重油が完全燃焼すると、順にＣＯ２、水、Ｎ２、ＳＯ２になる。実際には、順にＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ、ＳＯｘになる。これが、環境悪化、燃焼効率の悪化、熱機関の耐久性の悪化の要因になっている。
【００２３】
本実施例１による多重スクリュー方式による高周波電磁波放射に基づいた共振現象によって、重油の一部がガス化され、また全ての分子間に働く弱い吸引力であるファンデルワールス力は乖離され、クラスター化され微細化される。
【００２４】
このような炭素減少による熱上昇・ガス化された微細気泡・微細化された状態の油分は流れとなり、強力な洗浄力を持ち、配管内壁に付着した長年のスケールを溶出させ、気泡との混合・撹拌により微細化（分解）させる。そのため、ボイラー等の燃焼機器では、高燃焼時間が多くなる、すなわち燃焼効率が向上する。
【００２５】
次に、本実施例１に係るバイオ燃料製造処理法の具体例について図２乃至図５を参照して説明する。
【００２６】
本実施例１に係るバイオ燃料製造処理法は、図２に示すように、図示しない油タンク、ボイラー間に接続され、例えばバイオ燃料原料であるＡ重油をボイラーに供給する送油管１の外周に対して、一対構成で各々直方体箱型状の多重電磁波照射ユニット３Ａ、３Ｂからなる多重電磁波照射手段２を装着し、この多重電磁波照射手段２に対して商用電源（ＡＣ１００Ｖ、２００Ｖ等）に接続する電源プラグ５を備えたコントローラ４により生成した高周波電力（例えば数万Ｈｚの高周波電力、３０Ｗ程度）を多重電磁波照射手段２に供給して、この多重電磁波照射手段２から送油管１内を流れるＡ重油に対して多重スクリュー方式による高周波電磁波を照射するものである。
前記多重電磁波照射手段２、コントローラ４により多重電磁波照射装置１０を構成している。
【００２７】
前記一対の多重電磁波照射ユニット３Ａ、３Ｂは、相対向する端面部に半円形の送油管１に対する嵌装用の凹部６を備えるとともに、例えば各６極ずつの磁極を半円形配置に内蔵し、送油管１の外周に装着した状態では全体として円形配置となる合計１２極の磁極構成からなり、高周波電力により各磁極を励磁し、送油管１内を流れるＡ重油に対して多重スクリュー方式による高周波電磁波を照射する。
【００２８】
また、前記一対の多重電磁波照射ユニット３Ａ、３Ｂは、図２、図３に示すように、各々両側に相対向配置に突片７を備え、これら多重電磁波照射ユニット３Ａ、３Ｂにより送油管１を挟み込むようにして突き合わせ、ボルト８、ナット９を用いて送油管１の外周に装着し、また、取り外し可能としている。
【００２９】
更に、送油管１に対する多重電磁波照射装置１０を構成する多重電磁波照射手段２の装着個数は、図１に示すような３連装とする他、１台のみ、２連装、４連装等任意であり、この場合、図４に示すように、装置の数が多いほど送油管１内のＡ重油に対する処理効率が向上する。
【００３０】
前記一対の多重電磁波照射ユニット３Ａ、３Ｂの凹部６と、送油管１の管径（外径）との関係については、管径２０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍの送油管１に関しては容易に装着可能な構成とすることができ、更には、管径８０ｍｍ、１００ｍｍの送油管１に対応する構成とすることも可能である。
【００３１】
図５は、本実施例１に係るバイオ燃料製造処理方法による灯油の改質実験結果を示すものであり、本実施例１に係るバイオ燃料製造処理方法を実施した場合には、非実施時に比べボイラー沸騰時間で１１．８％の改質が図れ、また、Ａ重油（灯油）の使用量では２８．６％の改質が図れた。更に、バーニング回数も減少した。
【００３２】
（実施例２）：高圧静電界印加
本実施例２に係るバイオ燃料製造処理法について以下に説明する。本実施例２に係るバイオ燃料製造処理法は、例えば植物油等のバイオ燃料原料に対して、高圧静電界印加の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とするものである。
【００３３】
具体的には、図６に示すように、商用電源２１に接続した高電圧発生部２０により発生した高電圧を油層２３内に配置した電極２２に供給し、油層２３内の植物油に高圧静電界を印加するものである。高電圧発生部２０は、電圧可変、周波数可変の構成とする。なお、図６中、２４は送油管である。
【００３４】
これにより、油層２３内の植物油が高圧静電界の作用で活性化され、植物油中の菌の増殖が図れ、高燃焼性を有するバイオ燃料とすることができる。
【００３５】
（実施例３）：高圧ナノバブル
本実施例３に係るバイオ燃料製造処理法について以下に説明する。本実施例３に係るバイオ燃料製造処理法は、例えば植物油等のバイオ燃料原料に対して、高圧（例えば４０ＭＰａ）ナノバブルを供給して混入させ、植物油等に微細な空気成分を含ませることで、燃焼時の燃焼用空気との反応を早め、燃焼時間短縮、着火遅れ時間の改善を図り、総合的に燃焼効率を高めることができる。
【００３６】
具体的には、図７に示すように、商用電源３１に接続した高圧ナノバブル発生部３０により発生した高圧ナノバブルをノズル３２を介して油層３３内の植物油内に送り、植物油に微細な空気成分を含有させるものである。なお、図７中、３４は送油管である。
【００３７】
（実施例４）：スレッド式ろ過
本実施例４に係るバイオ燃料製造処理法について以下に説明する。本実施例４に係るバイオ燃料製造処理法は、図８に示すように、植物油等のバイオ燃料原料をスレッド式ろ過装置４１を通過させて、例えば外径３μｍ以上の不要物質（例えば塵埃等）除去を除去した高品質のバイオ燃料とするものである。なお、図８中、４２は送油管である。
【００３８】
スレッド式ろ過装置４１は、砂ろ過方式と大孔径ろ過方式との長所を組み合わせたものであり、例えば目開き３μｍのろ過フィルターを用いて植物油等のろ過処理を行なうように構成している。
【００３９】
（実施例５）：酵素処理
本実施例５に係るバイオ燃料製造処理法について以下に説明する。本実施例５に係るバイオ燃料製造処理法は、図９に示すように、植物油等のバイオ燃料原料を、油層５０内に一端収容し、油層５０内にバクテリア酵素、トリグリセリド（中性脂質）を入れてこれらを反応させ、バクテリアの増殖効果を利用してセタン価（ディーゼル燃料の自己燃料性）の向上を図ったバイオ燃料とするものである。なお、図９中、５１は送油管である。
【００４０】
上述したように、本発明の実施例に係るバイオ燃料製造処理方法は、各種のバイオ燃料原料に対して実施例１乃至５で述べた各処理を行なうものであるが、この場合、実施例１乃至５の各処理の内の一つの処理を行なってバイオ燃料としたり、これらを組み合わせた複数種の処理を行ない、燃焼機器に供給するバイオ燃料とすることができ、これらの処理によって、総合的に燃焼効率に優れたバイオ燃料とすることができる。
【００４１】
図１０は、本発明の実施例に係るバイオ燃料製造処理方法の実施に必要に応じて組み合わせる電解水生成装置６０を示すものであり、水道水に対して任意のｐＨで電気分解を行ない、長時間にわたりｐＨ変化のない電解水を得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ボイラー、各種エンジン等の広範な燃焼機器用のバイオ燃料製造技術として幅広く応用できる。また、本発明に係るバイオ燃料製造処理方法は、バイオ燃料原料として、インドで産出される植物であるヤトルファーを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例に係るバイオ燃料製造処理方法の基本的概念を示す工程説明図である。
【図２】本発明の実施例１に係るバイオ燃料製造処理方法を実施するための多重電磁波照射装置及び送油管の構成を示す概略図である。
【図３】本実施例１に係る多重電磁波照射装置における一対の多重電磁波照射ユニットの送油管への装着態様を示す概略説明図である。
【図４】本実施例に係る多重電磁波照射装置の送油管への設置装置数と効率との関係を示す概略グラフである。
【図５】本実施例１に係るバイオ燃料製造処理方法による灯油の改質実験結果を示す表である。
【図６】本発明の実施例２に係るバイオ燃料製造処理方法を実施するための高圧静電界印加装置及び送油管の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例３に係るバイオ燃料製造処理方法を実施するための高圧ナノバブル発生装置及び送油管の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の実施例４に係るバイオ燃料製造処理方法を実施するためのスレッド式ろ過装置及び送油管の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の実施例６に係るバイオ燃料製造処理方法である酵素添加処理を実施するための構成を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例に係るバイオ燃料製造処理方法に組み合わせる電解水生成装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    送油管
２    多重電磁波照射手段
３Ａ  多重電磁波照射ユニット
３Ｂ  多重電磁波照射ユニット
４    コントローラ
５    電源プラグ
６    凹部
７    突片
８    ボルト
９    ナット
１０    多重電磁波照射装置
２０    高電圧発生部
２１    商用電源
２２    電極
２３    油層
２４    送油管
３０    高圧ナノバブル発生部
３１    商用電源
３２    ノズル
３３    油層
３４    送油管
４１    スレッド式ろ過装置
４２    送油管
５０    油層
６０    電解水生成装置
【図１】
2008208279.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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