(57)【要約】【課題】保存性及び燃焼効率が良い燃料組成物を提供する。【解決手段】燃料油を含む燃料組成物であって、該燃料組成物の０．１〜５質量％の、８０℃以上の温度で分解する熱分解型発泡剤をさらに含むことを特徴とする、燃料組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料油を含む燃料組成物であって、該燃料組成物の０．１〜５質量％の、８０℃以上の温度で分解する熱分解型発泡剤をさらに含むことを特徴とする、燃料組成物。
【請求項２】
熱分解型発泡剤が、炭酸水素ナトリウム、スルホニルヒドラジド系発泡剤及びアゾ系発泡剤から選ばれる少なくとも１種である、請求項１記載の燃料組成物。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料組成物に関し、詳細には熱分解型発泡剤を含む燃料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関で燃焼させる燃料油としては、重油、軽油、灯油等が用いられている。これらの化石燃料を用いた場合、燃焼効率が低く、NOxや粒子状物質(PM)が排出され地球環境を汚染するという問題がある。
【０００３】
これを解決する手段として、燃料油に水を添加してエマルジョン燃料とすることで、燃料効率を向上し、NOxを低減することが知られている (例えば特許文献１)。エマルジョン燃料の内燃機関における燃焼では、まず低沸点の水粒子が気化する。その際、水を取り囲む油が飛散し、より細かい径の油粒子となる。これにより油の単位体積あたりの酸素と接する面積が大きくなり、燃焼効率が高まりPMの発生量が減少する。同時に、含有する水の影響で内燃機関の温度が比較的低温となることから、NOxの発生も抑えられる。
【０００４】
しかし、エマルジョン燃料は、保存している間に油相と水相が分離するという問題がある。そのため、なるべく使用直前にボイラーに補充しなければならず、メンテナンスが厄介である。また、油水の混合比率によって、燃焼効率とコストのバランスがとれず、場合によっては元の燃料油よりもコストが高くなる場合もある。例えば、水の添加比率を高めると、原料コストは低減できるが、水の気化熱の影響を受けて、燃焼効率が低くなり、より多量の燃料が必要となり、コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2009-51939号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、保存性及び燃焼効率が良い燃料組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、種々検討した結果、熱分解型発泡剤を用いることによって、上記課題を達成することができることを見出した。即ち、本発明は燃料油を含む燃料組成物であって、該燃料組成物の０．１〜５質量％の、８０℃以上の温度で分解する熱分解型発泡剤をさらに含むことを特徴とする、燃料組成物である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃料組成物は、燃焼時に熱分解性発泡剤から発生する細かい泡により、燃料油の表面積が大きくなるため、燃焼効率が高くなり、また、相分離すること無く保存安定性にも優れる。さらに、該熱分解型発泡剤の分散性を高める分散剤を配合すると、より保存安定性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】熱分解型発泡剤が燃料油中で気泡を発生することを示す写真である。
【図２】図１の気泡部分及び分解生成物に印を付した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
燃料油としては、ガソリン、灯油、軽油、重油、植物油等を使用することができる。これらのうち、軽油及び重油が好ましく、重油がより好ましい。
【００１１】
熱分解型発泡剤（以下、「発泡剤」という場合がある）は、燃料油の燃焼温度未満の温度で分解して気体を発生するものであればよいが、あまり低い温度で分解するものも保存安定性の点で問題である。従って、８０℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上で分解するものが使用される。発生されるガスとしては、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水蒸気、アンモニア等が挙げられる。
【００１２】
熱分解反応は、発熱反応であっても吸熱反応であっても構わないが、燃焼効率の点では発熱反応であることが好ましい。ここで、燃焼効率は、実験室で実機中の状態を再現することが困難であるので、本発明では以下に説明するように、燃料を徐々に加熱して、燃料中で発泡剤による気泡の発生具合を、目視で確認することによって、評価した。泡の発生具合が、一様で強い場合は、燃料の粒も細かくなって、燃焼効率が高いと考えられる。
【００１３】
図１は、熱分解型発泡剤が燃料油中で気泡を発生することを示す写真である。該写真は、５０ｍｌのサンプル瓶に、軽油と１質量％の熱分解型発泡剤（ｐ，ｐ'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）を含む燃料組成物２０ｇを入れて攪拌し、ヒーター上で徐々に加熱して撮影したものである。図２は、図１において気泡が観察された部分等に印を付したものである。加熱される前の燃料組成物は、熱分解型発泡剤が分散された状態で、白濁していたが、加熱するにつれ、気泡が確認されると共に、組成物の色が淡黄色となり、底部に熱分解により生成された分解生成物と考えられる固体状沈殿物が観察された。該沈殿物は、燃料に何ら変化を起こさず、爾後発生する気泡の強さを低下することもなかった。
【００１４】
該発泡剤としては、燃料中で反応等起こすことがなく、一様に、細かく発泡するものであればよく、例えば、炭酸水素ナトリウム、亜鉛ジベンゼンスルフィネート及び亜鉛ジトルエンスルフィネート、スルホニルヒドラジド系発泡剤、例えば、ｐ−ベンゼンスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ，ｐ'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド；アゾ系発泡剤、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、４，４'−アゾビスシアノバレリックアシッド、ｔ−ブチルアゾホルムアミド、２，４−ビス−（アゾスルホニル）トルエン、２，２'−アゾビスイソブチロアミド、メチル−２，２'−アゾビスイソブチレート、２−（カルバモイルアゾ）イソブチロニトリル、 １，１'−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等；及びニトロソ系発泡剤、例えば、Ｎ，Ｎ'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、Ｎ，Ｎ'−ジニトロソＮ，Ｎ'−ジメチルテレフタルアミド、が挙げられる。これらのうち、炭酸水素ナトリウム、スルホニルヒドラジド系発泡剤及びアゾ系発泡剤が好ましく、分解反応が発熱反応である点でスルホニルヒドラジド系発泡剤及びアゾ系発泡剤がより好ましく、発生ガスが燃焼を阻害しないガスである点で、スルホニルヒドラジド系発泡剤、例えばｐ，ｐ'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドが最も好ましい。これら発泡剤の２種以上の混合物であってもよい。
【００１５】
発泡剤の量は、発泡剤及び燃料油の種類によって異なるが、典型的には燃料組成物の０．１〜５質量％、好ましくは０．５〜３質量％である。前記下限値より少ないと発泡が不充分となり、前記上限値より多いと、燃料油中に分散させることが困難となるので好ましくない。発泡剤によっては、１質量％の配合で、燃料組成物の体積の約２倍量の気体を発生することが可能であり、理論的には、燃料油の表面積を約１．６倍にすることができる。
【００１６】
燃料油中に発泡剤を安定に分散させるために、高分子分散剤を配合することが好ましい。該樹脂としては、高分子分散剤として公知の任意の樹脂を使用することができる。例えば、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、エチレン−酢ビ系樹脂、石油樹脂、クマロンインデン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、塩酢ビ系樹脂、キシレン樹脂、アルキド樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアミドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアミドと極性酸エステルの塩、櫛形構造の高分子分散剤、例えば、主鎖にポリアミド構造を有し、側鎖にポリエステル構造を有した櫛型のポリマー、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエステルポリアミン、ステアリルアミンアセテート等が挙げられる。これらのうち、アルキド樹脂、及び主鎖にポリアミド構造を有し、側鎖にポリエステル構造を有した櫛型のポリマー(例えば商品名：「ソルスパース１１２００」日本ルーブリゾール製)  が好ましい。
【００１７】
高分子分散剤の量は、発泡剤を安定に分散するために有効な量であればよい。典型的には、燃料組成物の０．１〜５質量％、好ましくは０．５〜３質量％である。前記下限値より少ないと分散効果が十分ではなく、前記上限値より多いと、燃料組成物の粘度が高くなる場合があるので好ましくない。
【００１８】
上記各成分に加えて、本発明の燃料組成物は、燃料に添加される公知の添加剤を、本発明の目的を阻害しない量で、含むことができる。該添加剤としては、スラッジ分散剤、煤塵防止剤、腐食防止剤、灰分改質剤、流動性向上剤等が挙げられる。
【００１９】
本発明の燃料組成物は、燃料油に、発泡剤及び、所望により高分子分散剤、添加剤を加えて、ミキサー等公知の混合手段により混合することによって作ることができる。
【００２０】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１〜４＞
表１に示す処方（質量％）に従い、燃料油、発泡剤、及び高分子分散剤を攪拌機により混合して、燃料組成物を調製した。アルキド樹脂は、アラキード６９０２：荒川化学工業株式会社製を用いた。
【００２１】
＜比較例１＞
発泡剤も高分子分散剤も配合しないものを比較例１とした。
【００２２】
＜比較例２＞
表１に示す処方に従い、エマルジョン燃料を調製した。
【００２３】
＜燃焼効率＞
燃料組成物２０ｇを５０ｍｌのサンプル瓶に入れ、徐々に加熱して、目視により、気泡の発生具合を観察し、下記基準により評価した。
【表１】
2013173836.tif 000002
【００２４】
＜貯蔵安定性＞
燃料組成物３０ｇを５０ｍｌのサンプル瓶に入れて密封した状態で、室温にて１週間放置した後、目視により、沈殿、相分離等の有無を調べ、以下の基準で評価した。
【表２】
2013173836.tif 000003
【００２５】
【表３】
2013173836.tif 000004
【００２６】
表１から分かるように、実施例１〜４の燃料組成物は、比較例１に比べて、気泡の発生具合に優れ、又、エマルジョン燃料（比較例２）に比べて、貯蔵安定性に優れた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の燃料組成物は、燃焼効率が高いだけでなく、相分離を起こすことなく保存することができるので、ボイラーのメンテナンスを容易にすることができる。
【図１】
2013173836.tif 000005
【図２】
2013173836.tif 000006