(57)【要約】【課題】本発明の目的は、液体燃料を用いる内燃機関、例えば自動車、船舶等の燃費を改善し、自動車、特にディーゼルエンジンから排出される煤煙を減量すること、および、かかる目的を達成できる燃料を得るために燃料を改質する方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、以下の（１）〜（３）等を提供する。（１）アルミニウム、カルシウム、鉄、カリウム、マグネシウム、ナトリウムおよびチタンから選択される少なくとも１種の金属、珪酸、グラファイトおよび有機物と水性液を混捏し、任意の形状に成形した後８００℃以上の温度で処理して得られる多孔質セラミックを含む燃料改質剤。（２）金属、珪酸およびグラファイトがこれらの成分の含有物である（１）記載の燃料改質剤。（３）金属、珪酸およびグラフィトの含有物がグラファイトシリカである（２）記載の燃料改質剤。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム、カルシウム、鉄、カリウム、マグネシウム、ナトリウムおよびチタンから選択される少なくとも１種の金属、珪酸、グラファイト、有機物および水性液を混捏し、任意の形状に成形した後８００℃以上の温度で処理して得られる多孔質セラミックを含む燃料改質剤。
【請求項２】
金属、珪酸およびグラファイトがこれらの成分の含有物である請求項１記載の燃料改質剤。
【請求項３】
金属、珪酸およびグラファイトの含有物がグラファイトシリカである請求項２記載の燃料改質剤。
【請求項４】
金属、珪酸およびグラファイトまたはそれらの含有物の平均粒径が５００μｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
【請求項５】
金属、珪酸およびグラファイトまたはそれらの含有物の平均粒径が１００μｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
【請求項６】
有機物が微生物または生物細胞である請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
【請求項７】
有機物と水性液が微生物の培養液またはその濃縮液である請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
【請求項８】
処理温度が８００〜２０００℃である請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
【請求項９】
多孔質セラミックが粒状形態である請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
【請求項１０】
該多孔質セラミックが球形乃至楕円体であって、直径１〜３０ｍｍである請求項９記載の燃料改質剤。
【請求項１１】
液体燃料と請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料改質剤とを接触させることを特徴とする燃料の改質方法。
【請求項１２】
該液体燃料が石油系燃料である請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
該接触が、液体燃料の出入り口を設けた槽、容器またはカートリッジに燃料改質剤を充填した装置で行なわれる請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
該接触がガソリンスタンドの燃料貯蔵槽内または配管中で行なわれる請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１５】
該接触が石油精製から製品貯槽に至る工程で行なわれる請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１６】
該接触が自動車の燃料タンク内または燃料配管中で行なわれる請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の方法によって得られる燃料。
【請求項１８】
該燃料が軽油である請求項１７記載の燃料。
【請求項１９】
アルミニウム、カルシウム、鉄、カリウム、マグネシウム、ナトリウムおよびチタンから選択される少なくとも１種の金属、珪酸、グラファイト、有機物および水性液を混捏し、任意の形状に成形した後８００℃以上の温度で処理して得られる多孔質セラミック。
【請求項２０】
金属、珪酸およびグラファイトがこれらの成分の含有物である請求項１９記載の多孔質セラミック。
【請求項２１】
金属、珪酸およびグラファイトの含有物がグラファイトシリカである請求項２０記載の多孔質セラミック。
【請求項２２】
金属、珪酸、グラファイトおよび有機物またはそれらの含有物の平均粒径が５００μｍ以下である請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
【請求項２３】
金属、珪酸、グラファイトおよび有機物またはそれらの含有物の平均粒径が１００μｍ以下である請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
【請求項２４】
有機物が微生物または生物細胞である請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
【請求項２５】
有機物と水性液が微生物の培養液またはその濃縮液である請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
【請求項２６】
処理温度が８００〜２０００℃である請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
【請求項２７】
粒状形態である請求項１９〜２６のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
【請求項２８】
球形乃至楕円体であって、直径１〜３０ｍｍである請求項２７記載の多孔質セラミック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム等の金属、珪酸、グラファイト、有機物および水性液を混捏し、これを高温処理して得られる多孔質セラミックを含む燃料改質剤、これを利用して液体燃料を改質する方法および改質された燃料等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石墨質断層角礫岩で、通称グラファイトシリカ、シリカブラック、または神明鉱石と呼ばれる黒鉛珪石は、常温で高レベルの遠赤外線を放出し、脱臭作用、滅菌作用を有することが知られており、特開平７−１７３９２０号公報には、この天然の黒鉛珪石すなわちグラファイトシリカの特性を利用した健康用敷物が開示されている。
【０００３】
また特開平９−２８０１２２号公報にはグラファイトシリカを炭化水素系燃料と接触させることによって燃料の燃焼効率が改善されることが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液体燃料を用いる内燃機関、例えば自動車、船舶等の燃費を改善し、自動車、特にディーゼルエンジンから排出される煤煙を減量すること、および、かかる目的を達成できる燃料を得るために燃料を改質する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の（１）〜（２８）を提供する。
（１）アルミニウム、カルシウム、鉄、カリウム、マグネシウム、ナトリウムおよびチタンから選択される少なくとも１種の金属、珪酸、グラファイトおよび有機物と水性液を混捏し、任意の形状に成形した後８００℃以上の温度で処理して得られる多孔質セラミックを含む燃料改質剤。
（２）金属、珪酸およびグラファイトがこれらの成分の含有物である（１）記載の燃料改質剤。
（３）金属、珪酸およびグラフィトの含有物がグラファイトシリカである（２）記載の燃料改質剤。
（４）金属、珪酸およびグラファイトまたはそれらの含有物の５００μｍ以下である（１）〜（３）のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
（５）金属、珪酸およびグラファイトまたはそれらの含有物の平均粒径が１００μｍ以下である（１）〜（３）のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
（６）有機物が微生物または生物細胞である（１）〜（５）のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
（７）有機物と水性液が微生物の培養液またはその濃縮液である（１）〜（６）のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
（８）処理温度が８００〜２０００℃である（１）〜（７）のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
（９）多孔質セラミックが粒状形態である（１）〜（８）のいずれか１項に記載の燃料改質剤。
（１０）該多孔質セラミックが球形乃至楕円体であって、直径１〜３０ｍｍである（９）記載の燃料改質剤。
（１１）液体燃料と（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の燃料改質剤とを接触させることを特徴とする該燃料の改質方法。
（１２）該液体燃料が石油系燃料である（１１）記載の方法。
（１３）該接触が、燃料の出入り口を設けた槽、容器またはカートリッジに燃料改質剤を充填した装置で行なわれる（１１）または（１２）記載の方法。
（１４）該接触がガソリンスタンドの燃料貯蔵槽内または配管中で行なわれる（１１）または（１２）記載の方法。
（１５）該接触が石油精製から製品貯槽に至る工程で行なわれる（１１）または（１２）記載の方法。
（１６）該接触が自動車の燃料タンク内または燃料配管中で行なわれる（１１）または（１２）記載の方法。
（１７）（１１）〜（１６）のいずれか１項に記載の方法によって得られる燃料。
（１８）該燃料が軽油である（１７）記載の燃料。
（１９）アルミニウム、カルシウム、鉄、カリウム、マグネシウム、ナトリウムおよびチタンから選択される少なくとも１種の金属、珪酸、グラファイト、有機物および水性液を混捏し、任意の形状に成形した後８００℃以上の温度で処理して得られる多孔質セラミック。
（２０）金属、珪酸およびグラファイトがこれらの成分の含有物である（１９）記載の多孔質セラミック。
（２１）金属、珪酸およびグラファイトの含有物がグラファイトシリカである（２０）記載の多孔質セラミック。
（２２）金属、珪酸、グラファイトおよび有機物またはそれらの含有物が５００μｍ以下である（１９）〜（２１）のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
（２３）金属、珪酸、グラファイトおよび有機物またはそれらの含有物が１００μｍ以下である（１９）〜（２１）のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
（２４）有機物が微生物または生物細胞である（１９）〜（２３）のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
（２５）有機物と水性液が微生物の培養液またはその濃縮液である（１９）〜（２４）のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
（２６）処理温度が８００〜２０００℃である（１９）〜（２５）のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
（２７）粒状形態である（１９）〜（２６）のいずれか１項に記載の多孔質セラミック。
（２８）球形乃至楕円体であって、直径１〜３０ｍｍである（２７）記載の多孔質セラミック。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるアルミニウム、カルシウム、鉄、カリウム、マグネシウム、ナトリウムおよびチタンの金属、珪酸およびグラファイトとしてはそれぞれ純粋な物を用いることができるが、これらの成分を含有する天然物、例えば金属含有鉱石、グラファイトシリカ（黒鉛珪石）、ゼオライト、ランプストーン（アルミナ、シリカ、ナトリウム、カルシウム等を含有する）等を用いることもできる。天然物は多孔質セラミックの生成および多孔質セラミックによる燃料の改質に非常に悪い影響を与えない限り他の金属や他の成分を含有していてもよい。
【０００７】
金属、珪酸およびグラファイトの各成分は、それぞれ珪酸およびグラファイト１０〜９０重量％、金属０．１〜５重量％の比率で使用されるのが好ましい。
これらの成分またはそれらの含有物は、好ましくは平均粒径５００μｍ以下により好ましくは平均粒径１００μｍ以下に粉砕して用いられる。
金属の粉砕、粉末化には金属や鉱石の粉砕機、グラインダー、グリンディングミル等が市販されていて、これらを用いて粉末を製造できる。
【０００８】
有機物としては、微小粉末化が可能であればいずれの有機物も用い得る。炭素、キチン、キトサン、微生物の菌体、生物細胞等が好ましく、有機物と水性液としては、例えば、微生物の培養液をそのまま、またはその濃縮液を用いることができる。微生物としては、バチルス属、メタノバクテリウム属、メタノサルシナ属、ハロバクテリウム属、ハロアルキュラ属、ナトリノバクテリウム属、サーモプラズマ属、サルフォロバス属、サーモクックス属、スファロチルス属等の微生物を利用できる。特に好熱性菌が好ましく例えば、バチルス・ブレビスの近縁の種である好熱性Ｃ−１菌と、バチルス・ブレビスの近縁の種である好熱性Ｃ−３菌と、バチルス・ステアロサーモフィラスかまたはその近縁の種である好熱性Ｃ−４菌との混合菌としてＡＴＣＣ−ＰＴＡ−１７７３があげられる。これらの微生物または菌株の詳細については特許３１４６３０５号公報に記載されている。この菌株はＡＴＣＣにブタベスト条約条件で国際寄託されている。
【０００９】
金属、珪酸、グラファイト、有機物および水性液を混捏し、任意の形状に成形した後、８００℃以上、好ましくは８００〜２０００℃で０．５〜１０時間、処理することによって、多孔質セラミックが得られる。このとき、金属、珪酸およびグラファイトの総量１００重量部に対し有機物を好ましくは０．１〜１重量部および水性液を好ましくは５〜１５重量部、混合した後、混捏機で混捏し、ついで成形するのが好ましい。水性液としては原材料を混捏成形できる水性液であればいずれも使用でき、水、微生物の培養液等が、混捏物の成形に都合よい量で用いられる。培養液をそのまま用いる場合、新たに水性液を加えなくてもよい。また、水分が多い場合は培養液を濃縮して用いてもよい。
【００１０】
成形する際はいかなる形状に成形してもよいが、取扱いの便利さ、液体燃料との接触反応に都合のよい球状乃至楕円体が好ましい。大きさとしては使用個所に好ましいサイズを選択できるが、通常直径が１〜３０ｍｍであるのが好ましい。成形後常温〜１１０℃で２〜１５時間養生させることが好ましい。
多孔質セラミックを用いた液体燃料の改質は、液体燃料と多孔質セラミックとを好ましくは１０分間〜２日間、２０〜６０℃、通常加熱することなく常温で接触反応させることによって行なわれる。接触時間は接触方法によっても差があるので、効果を確認して最適な接触時間を決定できる。
【００１１】
接触方法としては、例えば、燃料貯蔵槽内に燃料改質剤を入れて燃料と接触させる方法等があげられるが、好ましくは、燃料の出入り口を設けた装置、例えば槽、容器、カートリッジ等に燃料改質剤を充填し燃料を連続的に、必要な接触時間を充填槽内の平均滞留時間とする条件で供給して接触反応させればよい。具体的には石油精製工場内、石油運搬タンク車内、ガソリンスタンド内、自動車のタンク内等、適当な接触可能ないずれの場所でも接触を行なうことができる。石油精製工場においては、各溜分の排出口から貯槽に至る工程に多孔質セラミックの充填槽を設けこの槽を必要な滞留時間通過させることによって各溜分が改質される。ガソリンスタンドや自動車においては貯槽またはタンク内に多孔質セラミックを入れておいて定期的に多孔質セラミックを交換すればよい。より便利には配管の途中に多孔質セラミックを充填したカートリッジを設け、このカートリッジを液体燃料が通過するように設備して利用できる。カートリッジの大きさとしては通常の使用速度でカートリッジ中に接触反応必要時間滞留するような大きさを設定すればよい。
【００１２】
多孔質セラミックが燃料とくに炭化水素系燃料の燃焼効率の向上と燃焼ガス内の有害成分を低減する理由は定かではないが、多孔質セラミックを燃料と接触させた後の燃焼ガス中のＣＯ、ＨＣ（ハイドロカーボン）、ＣＯ２、ＮＯＸによって代表される有害成分の低減効果は、長期にわたって安定していることが確認された。
【００１３】
【実施例】
実施例１
グラファイトシリカの原石を粉砕機によって粉末化し、平均粒径が１００μｍ以下で、表面比が１０ｍ２／ｇ以上の粉末１０００ｋｇを製造した。微生物（ＡＴＣＣ−ＰＴＡ−１７７３）の培養液１００Ｌを混合し混捏後、直径凡そ１０ｍｍの球状に成形した。この粒子を１０００℃の炉で１時間焼成し多孔質セラミックを得た。
【００１４】
得られた多孔質セラミックを用いて市販の軽油の改質試験を行なった。軽油２Ｌに多孔質セラミック２００ｇを投入し攪拌後、軽油炭化水素分析、常圧蒸留試験、セタン指数、３０℃における動粘度について分析の結果表１の結果を得た。対照として未処理軽油についても試験した。
【００１５】
【表１】
2004035793.tif 000002
【００１６】
表１から本発明の多孔質セラミックの燃料改質効果が明確である。即ち、３環芳香族炭化水素の量が処理によって激減していて、ディーゼル車の黒煙の減量化が期待できる。常圧蒸留試験の各溜分の温度が低下していることから、当然に燃焼効率、煤煙の減少が期待される。
実施例２
実施例１で得られた多孔質セラミック３００ｇを３台のディーゼル車Ａ、ＢおよびＣの各軽油タンクに入れて燃費の試験を行なった。対照として多孔質セラミックを入れていない軽油タンクの燃費のデータを用いた。結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
2004035793.tif 000003
【００１８】
表２における走行距離、消費燃料および燃費については左側の数値が本発明の軽油を使用した場合のものであり、右側の数値が対照の場合（市販の軽油使用）のものを示す。表２から明らかなように１０〜２０％の燃費の改善がみられた。また目視で市販軽油では煤煙がかなり排出されていたのに対し、本発明の燃料の使用においては排気ガス中に煤煙は全くみられなかった。
【００１９】
【発明の効果】
（１）本発明の燃料改質剤を液体燃料、特に軽油等石油系燃料と接触させることによって、例えば、自動車における燃料の燃焼効率の向上と燃焼ガスの煤煙等公害の減少が図られる。
（２）石油精製工場、ガソリンスタンドや燃料貯蔵タンク等の自動車への燃料供給機関で本発明を適用すれば、現在使用されている自動車に対しての改良・対策を行わなくとも、燃費、排気ガスに対して同様の効果を得ることが可能であり、炭化水素系の燃料であれば種類を問わず、あらゆる燃料タンクや貯蔵タンクで利用することができる。