(57)【要約】      （修正有）【課題】住宅地域内の空地においてでも簡単に大豆油、菜種油、白絞油あるいはオリーブ油等を代表とする植物性食料廃油を主原料に、炭化水素油を精製、軽油代替燃料化を実現する方法と設備・装置を提供する。【解決手段】住宅地域内の空地において、植物性食料廃油を主原料として、炭化水素油に精製し転換する製造装置をドラム缶や灯油用タンクの組合せと簡単な改造で製作する。冬季や低温の時期に製造する場合には、家庭用温水ボイラーや床暖房のシステム等給湯能力を有する既存の装置から温水を分岐・供給し１０〜３０℃に加温する。又、原料の植物性食料廃油内に含まれている水分や固形不純物、ラード等を分離する際に必要な精製用動力やエネルギーは既知の圧縮空気の微細気泡浮上分離や沈殿分離技術を応用する。【選択図】図１
2008120983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性廃油と灯油のみで精製する軽油代替燃料としての炭化水素油の製造方法について。
【請求項２】
植物性廃油と灯油のみで精製する軽油代替燃料としての炭化水素油の製造設備・装置について。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、住宅地域内においてでも簡単に大豆油、菜種油、白絞油あるいはオリーブ油等を代表とする植物性食料廃油を主原料に、炭化水素油を精製、軽油代替燃料化を実現する方法と設備・装置についてである。【０００２】本発明に於ける植物性食料廃油の軽油代替燃料化精製・製造設備は、各工程用容器として既存のドラム缶や灯油燃料タンク等の各種金属製缶体あるいは合成樹脂製容器を、簡単な改造を施す事で植物性廃油を主原料に炭化水素油として軽油代替燃料に精製・製造する設備・装置として使用できる方法である事を特徴とする。【０００３】本発明と同一の目的を有する先行技術の代表として、下記特許文献の存在が挙げられるが、これら特許文献技術の全てにおいて何らかの添加物あるいは溶媒等混和物を利用した化学的あるいは物理的触媒を用いた方式なので、明らかに本発明とは異なると共に、軽油代替燃料化精製装置・設備の構造においても基本的な構想から内容を異とする為、本発明との類似性を認めることが出来ないものであった。【特許文献１】特許公開２００６−２７４０４３公報
【特許文献２】特許公開２００４−２１７７７６公報
【特許文献３】特許公開２００４−１９００２２公報
【特許文献４】特許公開２００４−１５６０２２公報
【特許文献５】特許公開２００３−３０６６８５公報
【特許文献６】特許公開２００１−０８１４８０公報
【特許文献７】特許公開平１１−３０２６６９公報
【背景技術】
【０００４】従来、植物性食料廃油を原料に炭化水素油としてディーゼル・エンジン用燃料を精製製造する方法と設備・装置については、上記〔０００３〕にて記載の他あまた多数の特徴ある方法と設備によって精製・製造されている。【０００５】それら精製製造施設・装置は、上述〔０００３〕の各〔特許文献〕の先行技術他等と比較すると、それら先行技術の全てに於いて、何らかの物質を添加あるいは混和、あるいは原料の植物性食料廃油等の精製工程において同原料用植物性食料廃油等に含有している不純物等不要成分を除去する為に電気分解方式や不要成分除去用の薬品供給設備を必要としたり、加熱・加温処理等をも必要条件とする、比較的複雑な構造の処理方法であったり、又、化学的処理を施しあるいは機械的・電気的処理を施している点や精製規模も本発明に比較して大規模な設備・装置であり、しかも、消防法上等他の法的規制を受けたりするので、本発明の如く簡単で安価な設備装置の存在は無かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】本発明は上記〔０００５〕で記述の既存先行技術に比較して、植物性食料廃油等を原料とする簡単で安価、小規模で安全な炭化水素油として軽油代替燃料を精製製造する方法と設備・装置の提供であり、原料用植物性食料廃油等に含まれる軽油代替燃料として精製過程で生じる有害・不要な不純物やゴミ等の発生も少ない他、植物性食料廃油等に含まれている軽油代替燃料には有害な成分や水分を効率良く除去・精製する方法と設備に関するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】本発明は、既存のドラム缶や灯油燃料タンク等の金属製缶体あるいは合成樹脂製缶体・容器等を簡単な加工・改造で対応出来る事に特徴を有する。
【実施例】
【０００８】上記、〔０００２〕にての記述の通り、本発明は既存のドラム缶や灯油燃料タンク等の金属製缶体あるいは合成樹脂製缶体・容器等を簡単な加工・改造で精製用分離タンクとして機能させ、植物性食料廃油等と灯油のみを原料に炭化水素油として軽油代替燃料を精製製造する設備・装置として使用出来る方法についてであり、また、炭化水素油として軽油代替燃料を精製製造の処理量が増大する場合は、同じ仕様の設備・装置のセットを複数併設する事で、容易に廉価で対応出来る特徴を有する。【０００９】本発明の精製用分離タンクにおける１回当り所要時間は、気温や原料用植物性廃油の状況によるが、２〜５日間程度である。【００１０】本発明においては、空気コンプレッサーを使用する。【００１１】用途は、原材料攪拌用コンプレッサーとして５，０〜６．５ｋｇ／平方ｃｍの圧搾空気をφ０．５〜１．５ｍｍの気泡化して、原料の植物性食料廃油等と灯油の混合油に放出・曝気・攪拌する事で、原料の植物性食料廃油等に含まれている不要な水分なゴミ・不純物等に付着し浮上あるいは沈下させて分離させる事である。【００１２】上述〔００１１〕の工程における曝気に必要な時間は１０〜３０分間の任意の時間である。この曝気の間は、原料の植物性食料廃油がタンクより圧搾空気の放出泡に同調して、あふれ出さない様にコンプレッサー側の排気バルブを調整しなければならない。【００１３】また、圧搾空気をφ０．５〜１．５ｍｍの気泡とする為の圧搾空気放出部は、φ０．５〜１．５ｍｍ用の気泡放出用孔を設けた専用に誂えた部品あるいは既製の如雨露の先端金具あるいは熱帯魚水槽用酸素供給具の先端部品等を利用すれば良い。最適な気泡は最も付着・浮上力が最も強いφ０．９ｍｍを理想とするが、上述の範囲内であれば良い。【００１４】また、上述〔００１１〕の曝期工程後、必要な温度条件を１０〜３０℃の常温状態で分離・精製タンクにて２〜５日間程度、又、製品タンクにて更に２〜５日間程度静置して精製状態を進行させ安定化を図る。【００１５】精製工程終了後は、タンク中間部の中澄み状態の中間液を不織布フィルターで濾過すれば、炭化水素油として軽油代替燃料として使用出来る。【００１６】尚、上述〔００１１〕工程の前処理として、原料の植物性食料廃油等に季節条件や原料の植物性食料廃油等の汚れや含有不純物の状況に応じて灯油を全体量の２０〜７０％の範囲内で任意の割合で混合して精製出来る柔軟な対応技術である事を特徴とする。【００１７】本発明の場合、基本的に既存のドラム缶や灯油燃料タンク等の金属製缶体あるいは合成樹脂製缶体・容器等を簡単な加工・改造で植物性食料廃油等を原料に炭化水素油として軽油代替燃料を精製製造する設備・装置はバッチ方法なので、処理量が増大する場合は、同じ仕様の精製・分離タンクのみを必要数量複数併設することで、容易に廉価で対応できる特徴を有するし、しかも、攪拌用コンプレッサーや冷却あるいは保温・加熱用設備も従来既設の１セットで対応可能であることを特徴とする。【００１８】又、更に１回当り処理量の増減や原料用植物性食料廃油等の状態の変化に応じて分離処理タンク内部に設置した排出用縦パイプの長さを付属アダプターの交換や吊り下げ用装置や紐の長さを���整する事で、簡単に精製した炭化水素油を排出出来る事を特徴とする。【００１９】調整用アダプターの構造は、所謂「テレスコピック・タイプ」と表現されている伸縮構造の排出用縦パイプの外径より大きな内径を有するパイプ組み合わせて用いる。調整用アダプター全長の３〜４分の１付近下部側に同パイプに対し直角にピンを１本通すだけで良く、同パイプ上部とタンク外部には、両者を繋ぐ鎖あるいは紐等を設け、鎖あるいは紐等を固定具付近から引き上げあるいは吊り下げる操作だけで容易に取り付け・取り外しや中澄液の液面高さに調整が出来る事を特徴とする。【００２０】排出用パイプの長さ調整は分離タンク外部に取り付けてある液面計を観察しながら炭化水素油用原料油量に応じて排出パイプの高さ調整が出来るので便利である。【００２１】排出用パイプの長さ調整用アダプターは、タンク上部よりアダプターに接続した紐あるいは鎖等を用いて、排出用パイプの長さを簡単に調整出来る事を特徴とする。【００２２】又、前処理において最も留意しなければならない事柄は、原料油に含まれているラード分の除去についてである。特にとんかつ専門店、レストラン、食堂等であるいは一般家庭から回収の植物性食料廃油の中で豚肉を調理した植物性食料廃油の場合、豚肉特有のいわゆる「ラード」が溶融している為、前処理で「ラード」を除去する必要がある。【００２３】「ラード」を完全に除去しないと、炭化水素油としてディーゼルエンジンに使用すると、使用時の温度条件が「ラード」の固化温度を下回ると、「ラード」が燃料タンクや燃料供給パイプ等の内部で固化沈殿・付着して最も細い部分や燃料フィルター部で所謂「目詰まり」を発生させ、円満な運転状況を得る事が出来なくなる恐れがあるからである。【００２４】てんぷら廃油に含まれる「ラード」を除去する方法は２通り考えられる。【００２５】先ず、冷却して、ラード分を固化・沈殿させると同時に含有不純物も沈殿・浮上分離させ除去する方法で、主に寒冷期に使用する除去法である。【００２６】冷却での「ラード分」分離・除去は、例えばモルタル混和用合成樹脂製容器等に原料用植物性食料廃油を回収用容器のまま浸し冷水で冷却すると、簡単に「ラード分」は凝固沈殿するので、回収用容器の中澄液を原料廃油として分離・精製タンクに移動、精製過程に入ることが出来る事を特徴とする。【００２７】次に原料用植物廃油を加温して原料油に含まれているラード分を溶融・浮上分離させる方法である。【００２８】上記〔００２７〕同様含有不順物を沈殿・浮上分離させ除去する方法の場合で、夏以外の低温期に処前理作業における加温は、精製しようとする者が既に所有の温水ボイラー又は温水循環式床暖房用機能を有するストーブを保有している場合は、その温水循環式床暖房用機能を有するストーブから供給される温水を分岐・利用すれば良い。【００２９】既存・遊休設備の機能をそのまま利用出来るので、設備投資費用を節約出来ることを特徴とする。【００３０】原料用植物性廃油に含まれる不純物の量は、原料の植物性食料廃油の程度に左右されるが、基本的には当初未使用のてんぷら油に材料屑やてんぷらの衣として使用した麦粉や卵の破片等の焦げた食材屑や抽出されて溶融している微量の蒸���出来なかった水分や食材よりの成分等のみなので、非常に少量に留まり、廃棄処分の負担が少ない事を特徴とする。【００３１】図２の炭化水素油分離・精製タンクに加温装置あるいは冷却装置を直接付属させて「ラード」を除去する方法もあるが、本発明の場合は、基本的には加温装置あるいは冷却装置を付属して炭化水素油分離・精製タンクにての「ラード」の除去工程を介在させず、植物性廃油回収容器のまま「ラード」を含む含有不純物を前処理段階での除去法を推奨する。【００３２】即ち、専用の前処理用容器を使用せずに、水槽状の開放型容器に固化以下の温度の冷水あるいは溶融温度以上の温水を用意、それら冷水あるいは温水に浸漬させた「ラード」等不純物を目視で中間液と分離し高度な精製処理を行う方法である。【００３３】本発明の場合、いずれの方法あるいは両方の方法を併設して前処理の方法として採用でき、その両者を季節や既存設備の状況に応じて随時使い分けて分離・精製出来る点に特徴を有する。【００３４】本発明の装置・設備の設置条件は、室外の場合は風通しが良く、直射日光の当らない日陰で比較的温度変化の少ない場所であれば、どこでも設置可能である。【００３５】また、室内に設備する場合には通常の換気が得られる場所で、直火を扱わない場所であれば、特に設置に制限を受け無い事を特徴とする。【００３６】曝気・攪拌用容器は、専用の容器を用いてもよいが、原料の植物性食料廃油収集用容器を利用しても良いし、精製・分離用タンクを利用することも可能であるが、最も簡便な方法は、植物性食料廃油収集用容器をそのまま利用する方法である。【００３７】植物性食料廃油を回収後も収集用容器のまま、例えばモルタル混和用合成樹脂製容器や水槽・浴槽等容器の冷水あるいは温水に浸して、植物性食料廃油に含有の不純物を浮上あるいは沈殿分離させ、中間液を精製・分離タンクへ移設させる事で前処理とする事が出来る簡単構造であり、工程である事を特徴とする。【００３８】また、前処理後の混和油や精製後の炭化水素油に含まれる浮遊あるいは沈殿している残留不純物の除去方法は、既知・既存の不職布を任意の複数枚数重ねた濾過方式でも対応可能あり、任意の方式を採用すれば良い柔軟性を有する技術である。【００３９】この既知・既存の不職布を任意の複数枚数重ねた濾過用フィルターは、希望する濾過性能に応じて自由に必要枚数の不職布を重ね合わせる事で対応出来るので、濾過工程の経費軽減も実現している点にも特徴を有している。【００４０】曝気・攪拌過程において、曝気・攪拌用圧搾空気が大気中に放出される際、圧搾空気の気泡表面に付着した油分が非常に微細な粒子状で圧搾空気気泡表面に付着したまま大気に放出され、室内に非常に微細な蒸気として雲状に浮遊する事があるので、十分換気に留意しなければならない。【００４１】但し、屋外にて精製・分離作業実施の場合、換気については特段の配慮は不要である。【００４２】その他、「炭化水素油製造」を標榜する先行技術及び設備・施設が数多く存在するが、ほとんどが化学的処理、物理的、電気的処理等を施す複雑で効果な設備・施設であり、本発明とは基本的な設計思想において異なっている。【００４３】しかも本発明にて精製された炭化水素油場合���その成分は原料の植物油と灯油成分のみ以外、他に何らの成分を有しない事を特徴とする。【００４４】又、植物油６０％灯油４０％混合率の場合、精製後の炭化水素油の動粘度はブルックフィールド型二重円筒回転年度系による測定の結果、測定温度５０．８℃で平均値６．２ＯＳＴであり、引火点はタグ開放式引火測定器によって平均値６７．０℃を示した。【００４５】なお、〔００１６〕の工程に於けるてんぷら廃油と灯油の混合油を作成する理由は、ディーゼル燃料としての粘度調整の為である。【００４６】従って、夏季は灯油の混合率は少なく、低温季には燃料の流動性を確保するため混合率を上記〔００１６〕にて記述の範囲内任意の混合率で調整し混合する。
【発明の効果】
【００４７】本発明は、既設の建築構造物と消防法に於ける危険物保管に関する規定の範囲内に収めることを前提としているので、自宅地内に簡単に設置・利用出来ることを特徴とする。
【００４８】本発明は、基本的には原料の植物油と灯油混合の混合物を常温常圧の下で炭化水素油製造過程を進行させ、燃焼温度まで加熱や加圧をしない安全な精製・製造方法である事を特徴とする。
【００４９】季節的に炭化水素油製造過程を進行させる上で、原料としての廃油中に含まれる不純物や不要な物質を分離・除去する際に加温する場合もあるが、基本的に１０〜３０℃の範囲内であり、原料用廃油や粘度調整用灯油の揮発温度を下回る温度での温水循環による加温なので安全で容易な製造法である事を特徴とする。
【００５０】この精製技術は、分離工程を効率的に行う為、分離・精製タンク内で原料用植物廃油と灯油の混合油が対流しないよう、外気温とタンク内外の温度を同じ保持する管理が重要な事である。
【００５１】根拠は、対流が生じると炭化水素油の分離工程の進行が進まず、静置・安定に必要な時間が長引きと共に、効率が低下し、品質の低下に繋がる恐れがあるからである。
【００５２】本発明の方法により精製された炭化水素油の成分は、原料のてんぷら油の成分と粘度調整用に使用した灯油の成分のみで、精製時に原料の植物性食料廃油に含まれているであろう不純物除去過程で何等の薬品を使用しない点に特徴を有している。
【００５３】最終的に不純物を除去する際は、先ず図２の５１下部総排出パイプの５２下部総排出部バルブを開放し、流動性を有する不純物を排出後、５１下部総排出パイプを外して５下部総排出部より掻き出して除去するが、頻度は少ない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】現在、産業廃棄物としてその終末処理に苦慮していた「植物性廃油」の再利用先として多くの「軽油代替燃料」として炭化水素油の製造方法と設備・装置が研究・開発され、実用化している技術も多いが、それらの「軽油代替燃料」として炭化水素油の製造方法と設備・装置は、化学的・物理的・電気的処理等を施さなければならず、大規模である為設備投資費用も嵩み、手軽な「軽油代替燃料」として炭化水素油の製造設備・装置を使用して精製することが出来なかった。【００５５】上記〔００５４〕にて上述の装置は、例えば１週間辺り１００リットル以上の原料用植物廃油の排出量が生じるような施設・工場、食堂等であれば、敷地条件にもよるが、同一敷地内に本発明の装置を設置して「軽油代替燃料」として炭化水素油の製造が可能なので、利用範囲が広まる可能性を有している。【００５６】本発明は全く化学的・電気的処理を施さず、しかも添加薬品や混和物を全く使用せず、既存のドラム缶や金属製あるいは合成樹脂製タンクを利用し簡単な改造で、一般住宅敷地内でも簡単に植物性廃油から軽油代替燃料としての炭化水素油を精製・製造する設備・装置であり、税法上も「炭化水素油の製造所」として関係官庁の許可を受ければ誰でも安価で簡単に設備し、炭化水素油を精製製造出来る方法として、非常に有益な方法として普遍的に普及して行く大きな可能性を示すものであり社会的に貢献出来るものである。【００５７】更に、植物性廃油から軽油代替燃料として炭化水素油を精製・製造する工程において殆ど専用の熱量や動力を消費しない簡便な方法でしかも、精製分離工程で生ずる廃棄物も極少量なので、後処理も負担が少ない点に併せ、世界的な懸念であり、重大な対策事項である二酸化炭素ガス削減にも貢献出来る特徴を表している。
【図面の簡単な説明】
【図１】精製設備の基本構造概念図
【図２】分離・精製タンク縦断面概念図（Ａ〜ａ）
【図３】分離・精製タンク横断面概念図（Ｂ〜ｂ）
【符号の説明】
Ａ〜ａ    縦断面表示ラインＢ〜ｂ    横断面表示ライン    １    分離・精製タンク    ２    炭化水素油排出パイプ  ２１    炭化水素油排出パイプの高さ調整用アダプター  ２２    炭化水素油排出パイプの高さ調整用アダプター停止用ピン  ２３    炭化水素油排出パイプの高さ調整用アダプター取り外し用紐又は鎖  ２４    炭化水素油排出パイプの高さ調整用アダプター取り外し用紐又は鎖取り付け用金具あるいは孔  ２５    タンク側炭化水素油排出用パイプの高さ調整用アダプター取り外し用紐、又は鎖取り付け用金具あるいは孔  ２６    液面計  ２７    炭化水素油排出用不織布フィルター  ２８    炭化水素油排出用不織布フィルター固定用バンド    ３    炭化水素油排出バルブ    ４    炭化水素油保存タンク    ５    下部総排出部  ５１    下部総排出パイプ  ５２    下部総排出部バルブ    ６    上部浮上不純物及び浮上不純物含有層    ７    炭化水素油    ８    下部沈殿物質含有層    ９    下部沈殿物質  １０    原料投入孔及び高さ調整アダプター用鎖取り付け部  １１    タンク用架台  １２    炭化水素油保存タンク  １３    原料収集用容器（原料タンク兼用可）
【図１】
2008120983.tif 000003
【図２】
2008120983.tif 000004
【図３】
2008120983.tif 000005