(57)【要約】【課題】限りある資源である石油の消費を抑えるための技術として、従来石油と水を乳化（エマルジョン）させた状態で燃焼させる技術が開発されているが、そのエマルジョン燃料内に存在する水が原因でさまざまな問題が発生しており、普及の妨げとなっている。【解決手段】本発明は石油と水を、改質装置を使用して石油内の炭素粒子及び水の粒子を極限まで超微粒子化させた後、水を分解する添加剤を加えて石油と水を撹拌しながらナノミキサーにて炭素と水素及び酸素を結合させる事により、燃料内に水の存在しないまったく新しい形状の燃料にすることで、エマルジョン燃料が抱えていたさまざまな問題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の粒子に特定の周波数の波動を照射することで粒子の大きさを超微粒子化すると共に、レアアースを混入したセラミックにてイオン化処理をした改質水に、分解酵素を添加して攪拌させた処理水と、石油系燃油を混合攪拌させた後、磁力波照射装置、ナノミキサーの順に一定時間循環させることで、燃油と水が完全に一体化した、まったく新しい省資源、低炭素社会を実現できる新たな燃料の製造方法とその製造装置。
【請求項２】
請求項１に示す新燃料製造装置を使用して、加熱を目的としたボイラー等の燃焼装置に使用できるように、重油又は軽油と水を原料として油：水の比率を６：４〜４：６の割合で新たな燃料を製造する事で、省資源、省コスト、ＣＯ２排出削減に大きく貢献する事が出来る新たな燃料の製造方法と製造装置。
【請求項３】
請求項１に示す新燃料製造装置を使用して、内燃機関に使用する軽油、ガソリン等と水を原料として油：水の比率を６：４〜４：６の割合で新たな燃料とすることで、省資源、省コスト、ＣＯ２排出削減に大きく貢献する事が出来る新たな燃料の製造方法と製造装置。
【請求項４】
請求項１に示す新燃料製造装置を使用して、新たな燃料を製造する際に使用する燃油に予めナノレベルに微粉末化した炭素粉末を混合する事で、混合に使用する水の量を多くして、天然資源の石油の使用量を減少する事が出来る製造方法と製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、限りある天然資源である石油の消費量を削減して石油資源の枯渇を延命するだけでなく、産業のコスト削減を可能にすることで産業の競争力を高める事が可能であると共に、最大の目的は石油の消費量を減らす事でＣＯ２の排出量を大幅に削減する事が可能となり、地球環境の保護に大きく貢献することが可能となる技術を広く世の中に提供するものである。
従来、石油の消費量を削減する目的で、さまざまな方法で油と水を混合した、エマルジョン燃料が開発されているが、あくまでも油と水は乳化しているだけで、油と水は個別の物質として存在しており、ほとんどのエマルジョン燃料は時間経過で分離してしまうという弱点がある。またエマルジョン燃料の場合、専用の燃焼装置が必要になるので導入には新たに高額のコストが必要になる。そこで本発明では、乳化ではなく完全に一体化された燃料を実現した事により、その新たな燃料の中には既に水は存在しないので、このような問題は一切なく、従来の石油系燃料と同じ燃焼方法が可能であり、燃焼温度も従来の石油系燃料と同等以上であることが分析結果及び燃焼テストにより証明されており、性能利便性にもまったく問題ない新たな燃料を広く世の中に提供するものである。
【背景技術】
【０００２】現在、世の中に存在するエマルジョン燃料には次の様なものがある。
１．石油と水を強力な攪拌機を使用して混合させて直ぐに燃焼させることで分離を防ぐタイプ。
２．地底深くから取り出した、元々水の粒子が小さい水を使用して分離までの時間を長くさせる事で一時保管が出来るタイプ。
３．水を機械的にナノ水に仕上げて分離までの時間を長くして一時保管を可能にしたタイプ。【０００３】１．油と水を強制的に乳化させるタイプのものは殆どが船舶等の内燃機関用で水の添加量も１０％〜２０％ほどで、目的も水の蒸気爆発を利用することと、燃焼温度を下げる事でＮＯｘ、ＳＯｘの排出量削減目的に使用されていますが、装置が非常に高価な事が弱点と言えます。
２．元々粒子の小さな水を使用するエマルジョンには良い物も完成しているが、燃焼させる際の方法が煩雑であり、問題も多く、一般には普及していない。
３．水の粒子を機械的に微粒子化するタイプにも良い装置が有り、本発明で使用している水の改質装置でもエマルジョン燃料は製造が可能であるが、やはり燃焼装置のメンテナンスの問題等、第３者的要因で一般には普及していない。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】現代社会が抱える大気の汚染、オゾン層の破壊、限りある天然資源の節約等の問題解決のため、石油に水を加えてコスト削減と環境保護に貢献できる新しい燃料の開発を市場から求められているが、現在開発されているエマルジョン燃料では、燃料内に水分が残留している事により、実用には以下のような解決しなければならない課題が存在する。
１）従来のエマルジョン燃料をボイラー等の燃焼装置で燃焼させる場合、燃焼温度の違いから、点火装置を改善するか、予備燃焼として従来の燃油で点火して燃焼室の温度を上げた後にエマルジョン燃料に変更する必要がある。
２）従来のエマルジョン燃料をボイラー等の燃焼装置で使用した場合、凍結防止と再点火目的で、消火の際にも従来の燃油に変更して燃焼させた後に消火させなければならない。
３）従来のエマルジョン燃料を内燃機関（ジーゼルエンジン・ガソリンエンジン等）に使用して自動車等を動かす場合、点火時期の違いから内燃機関の燃焼システムを根本からエマルジョン燃料に合わせる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】従来のエマルジョン燃料の課題は、全てエマルジョン燃料内に存在する水により起きているが、この問題を解決する手段として、本発明では油と水を乳化させるのではなく、油と水を完全に一体化させることで水の存在そのものを無くす事により課題を解決する。
１）従来のエマルジョン燃料をボイラー等の燃焼装置で燃焼させる場合、燃焼原理の違いから、点火装置を改善するか、従来の燃油で予備燃焼させて燃焼室の温度を上げた後にエマルジョン燃料に変更して燃焼させる必要があった。又凍結防止と再点火目的で、消火の際にも従来の燃油に変更して燃焼させた後に消火させなければならないという作業が必要であったが、本発明の製造方法と製造装置を使用して油と水を原料とした新たな形の燃料にする事により、この問題を全て解決して、従来の燃焼方法そのままで使用する事が可能になる。
２）従来のエマルジョン燃料を内燃機関（ジーゼルエンジン等）に使用して自動車、船舶等を動かす場合、点火時期の違いから内燃機関（ジーゼルエンジン等）の構造をエマルジョン燃料に合わせる必要があり、その開発には相当な費用と時間を必要とするために実現させる事が難しかったが、本発明の製造方法と製造装置を使用して油と水を原料とした新たな形の燃料にする事により、この問題を全て解決することが可能で、現状の内燃機関（ジーゼルエンジン・ガソリンエンジン等）にそのまま利用可能となる。
【発明の効果】
【０００６】本発明は、石油を燃焼させて熱源に利用したり、内燃機関としてさ動力源に使用したり、さまざまな利用環境に対して以下に示す効果を提供するものである。
１．  従来から各種工場で熱源として利用している、ボイラー用の燃料である石油（Ａ重油・灯油等）を本発明の新燃料に変更する事で石油の消費量が半減するので、コストダウン及びＣＯ２排出量の排出制限基準クリア等を実現することにより企業競争力が増し企業のイメージアップに繋がる。
２．  火力発電所の燃料を新燃料に変換する事で石油の消費量が半減するので、大幅なコストダウンとＣＯ２排出量の大幅削減が可能となり環境先進国となる。
３．  農業分野にてハウス栽培に使用されている燃料を本発明の新燃料に変更する事で石油の消費量が半減するので、大幅なコストダウンとＣＯ２排出削減が可能となる。
４．  自動車等に使用されている燃料（軽油・ガソリン等）を本発明の新燃料に変更する事で石油の消費量が半減するので、今後も価格の高騰は有っても下がることは期待できない燃料代の大幅なコストダウンとＣＯ２排出削減が可能となり、地球規模での環境改善が可能となる。
【０００７】本発明の製造方法と製造装置で製造された新燃料を、同量の従来の燃料（重油、灯油）と同一条件（図３に示す燃焼装置を使用）にて実際に燃焼させた場合、従来の燃料と比較して、それぞれの燃焼時間は変わりなく、燃焼温度は新燃料が約５％ほど高い値（図４）が示されたことから、熱カロリー、燃焼温度、共に同等の能力であり、従来の燃料に変えて使用可能である事が証明された。このテスト結果が正しい事の裏付けとして、図２に示されている分析センターでの分析結果でＡ重油、軽油と水を原料とした２種類の新燃料（データでは改質燃料と表示）とＡ重油、軽油の比較データに示されているように、新燃料の発熱量はバージンオイルの公表データ最大値と同等であり、水素の含有量については新燃料のほうが高くなっている事で証明されている。
【０００８】本発明の製造方法と製造装置にて製造された新燃料には、図２に示されているように、バージンオイルでは５００ｐｐｍ存在している水分量が、新燃料では９０〜１１７ｐｐｍしか存在しない。当初にバージンオイルと同量を投入した水が分解されているだけでは無く、従来保有していた水分までもが分解されていることが証明されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を立証するために用いた製造方法と製造装置の概念図である。図面に表示されている▲１▼は水を供給するための配管、▲２▼は水を改質するために循環させる配管、▲３▼は処理前の石油原料を供給するための配管、▲４▼は改質水を混合タンクに送るための配管、▲４▼‘は処理前の石油原料を混合タンクに送るための配管、▲５▼は混合タンク内の石油原料と処理水の混合液を改質処理するために循環させる配管、▲６▼は水を改質処理するための循環ギアポンプ、▲７▼は石油原料と処理水の混合液を循環させるためのギアポンプ、▲８▼は磁力高周波照射装置、▲９▼はナノミキサー、▲１０▼は処理前の石油原料計量タンク、▲１１▼は石油原料と処理水の混合液及び改質処理後完成した新燃料の一時貯蔵タンク、▲１２▼は処理前の水の計量及び貯蔵タンク、▲１３▼は改質水製造装置、▲１４▼は波動発生用電子装置、▲１５▼は完成した燃料の排出管、▲１６▼は添加剤投入のための配管、をそれぞれ表している。
【図２】本発明の製造方法と製造装置でＡ重油及び軽油と水を原料に製造した新燃料とＡ重油及び軽油のバージンオイルとを比較分析したデータである。本発明の製造方法と製造装置でＡ重油と軽油にそれぞれ同量の水を加えて油５０％：水５０％の比率で製造した新燃料を分析センターに持ち込み従来のＡ重油と軽油の公表データと比較した分析結果を示す。
【図３】本発明の製造方法と製造装置で製造した新燃料の燃焼テストに使用した燃焼装置の概念図である。図面に表示されている▲１▼は燃焼室、▲２▼はバーナー、▲３▼はバーナーノズルをそれぞれ表している。
【図４】本発明の製造方法と製造装置で製造した新燃料とバージンオイルの燃焼比較データである。オリンピア製のバーナーに円筒形状の燃焼室を設置して、開放状態にて燃焼させる燃焼装置に、その燃焼室の中心へ温度計を設置して燃焼時間と燃焼温度を計測した。
【発明の発明を実施するための形態】
【００１０】本発明は、従来のエマルジョン燃料が課題としていた様々な問題を解決して、石油と言う貴重な天然資源に、あらゆる地域で自由に入手可能で環境破壊の心配の無い水を石油の代用品として４０〜６０％の割合で使用可能にした発明であり、次のような形態で実施される。
１．  まず本発明の製造方法と製造装置の基本は水を分解して石油に含まれる炭素に結合させることで全く新しい燃料とすることであり、その為に必要な技術はまず水の粒子を極限まで微粒子化する必要がある。次にその水の粒子の分解を促進させる添加剤を加えて処理水を製造する。この処理水を石油に混合するが、その混合する石油も石油に含まれる炭素粒子を微粒子化するために磁力波を高周波で回転させながら照射する。この様に石油と水を事前に微粒子化する処理をした後に、油と水を任意の割合で混合撹拌した後にナノミキサーを通す事で分解した水と炭素が結合して一体化した新たな燃料が完成する。
２．次に、１項の製造方法と製造装置を実際に開発時に使用した実験用製造装置を例に詳しく順をおって実施形態を説明すると、まず図１の点線で区分けされた部分が改質水製造装置であり、図１−▲１▼の配管から図１−▲１２▼のタンクに水を所定量注入した後、図１−▲１３▼の改質水製造装置に図１−▲２▼の配管を通して図１−▲６▼のポンプにて一定時間循環させて改質水を製造するが、此処でこの改質水製造装置の原理について解説すると、改質水処理装置は図１−▲１３▼の上部から見た図で示す通り内部が二重構造となっており、その外周部分を水が巡回するが、その外周部には水をイオン化するためにレアアースを混合したセラミックが詰めてある。またその中心部には水に共振する周波数の波動発生電子装置図１−▲１４▼があり、この装置により水の粒子を超微粒子にする事が可能になる。今回のテスト用改質水処理装置では水をイオン化するためにレアアースを混合したセラミックを使用しているが必ずしもこのセラミックに特定する物ではない。
３．次に、完成した改質水を図１−▲４▼の配管を通して図１−▲１１▼のタンクに移し、図１−▲１６▼の配管から図１−▲１７▼の添加剤を一定量（今回の装置では改質水の総量に対して０．８％を添加したが必ずしもこの配分にこだわる物ではない）加えた後一定時間（今回の装置では５分間撹拌したが必ずしもこの時間にこだわる物ではない）撹拌して完成した処理水に所定の割合（今回の装置では油５０：処理水５０の割合であるが、使用する石油及び水により変化するので必ずしもこの割合が最良と言う事ではない）の石油（Ａ重油・石油・灯油は既にテスト済みであり、ガソリンについては安全性を考慮してテストはしていないが同様に可能である）を図１−▲３▼の配管を通して図１−▲１０▼のタンクに予め計量しておいた石油を図１−▲４▼‘の配管を通して図１−▲１１▼のタンクに注入して、予め注入されている処理水と全体を撹拌しながら、図１−▲５▼の配管を通して図１−▲７▼のギアポンプ、図１−▲８▼の磁力波照射装置、図１−▲９▼のナノミキサーの順に所定時間（今回の装置では１５分間であるが処理量により時間も変動する）循環させると新燃料として完成する。
【発明の実施例】
【００１１】本発明の製造方法と製造装置にて軽油と水を原料として５０：５０の比率で製造された新燃料を使用して、トラック協会が大型トラックに規定重量まで荷物を積んだ状態で走行テストを実施した結果、走行には全く問題なく、排ガスもクリーンであり、従来の燃料となんら変わりなく使用できることが確認された。
【００１２】本発明の製造方法と製造装置にて軽油と水を原料として５０：５０の比率で製造された新燃料を使用してガラス加工企業の工場内で使用しているフォークリフトでテストを行った結果、パワー、燃費共にそん色は無い事が確認された。
【００１３】本発明の製造方法と製造装置にてＡ重油と水を原料として５０：５０の比率で製造された新燃料を使用して病院の暖房、給湯用のボイラーにてテストをした結果、燃焼温度、燃料消費、共に全く問題は無く、ボイラーも正常に消火、再着火作動を繰り返し、排気ガスも綺麗である事が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００１４】現在、日本国内に於いて石油系燃料を利用している産業分野としては、各業種の工場における熱源としての利用、特に食品関連の工場における利用、農業分野でのハウス栽培用としての利用、火力発電所の熱源としての利用等が熱源としてボイラー等の形状で燃焼させている利用形態であり、市場規模は数兆円になる。また乗用車、トラック、作業用車（重機、フォークリフト等）船舶等の内燃機関を加えると産業のほとんどに関係しており、その影響度は計り知れない。
但し、現在の日本の法律では乗用車及びトラック用は燃料に課税されている重量税等の関係で即実施には課題もある。【００１５】また現在日本にて製造業を営んでいる企業の最大の課題はＣＯ２の排出制限枠を如何にクリアするかであり、本発明はまさにこの問題をクリアする事ができる技術の提供であり、早急に本発明の技術が普及する事が望まれる。
【符号の説明】
【００１６】１．  改質水
水を超微粒子化すると同時にイオン化させた水。
２．  処理水
改質水に分解酵素を一定量混入した水。
３．  ナノミキサー
混合液を通過させるだけで流体をコントロールしてナノレベルで分離撹拌が可能な      ミキサー。
４．  分解酵素
本発明で使用する改質水に添加する物であり、各メーカーより販売されているので      特に限定される物では無い。
５．  新たな燃料又は新燃料
本発明の製造方法と製造装置を使用して完成する燃料。
６．  燃油
燃焼用のボイラー等及び内燃機関に使用する燃料の総称。
７．  ＣＯ２
二酸化炭素の化学式。
８．  エマルジョン燃料
油と水を乳化させた燃料。
９．  凍結防止と再点火
ボイラーを設置した地域が寒冷地であったり、冬場氷点下になるような環境下では      燃料に水分が含まれていると凍結してしまい燃料パイプが凍結してしまうための防      止策。また再点火とは、ボイラーが設定温度に到達して一時燃焼を止め、その後温      度が下がり、改めてボイラーに点火する事。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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