(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼効率が高く、しかも、燃費を向上させることができるＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置を提供する。【解決手段】水を主成分とする電解液からＨＨＯガスを発生させるＨＨＯガス発生装置１と、内燃機関や燃焼装置に供給するための軽油、重油あるいはガソリン等の液体燃料を貯留する燃料タンク２と、マイクロまたはナノバブルの微細気泡を発生する微細気泡発生装置３と、この微細気泡発生装置３と燃料タンク２とを連通させる循環流路４を備え、微細気泡発生装置３には、ＨＨＯガス発生装置１により発生させたＨＨＯガスと、燃料タンク２の液体燃料を導入し、液体燃料中にＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を生成させ、燃料タンク２と微細気泡発生装置３との間に循環流路４を形成し、循環させる。【選択図】図１
2013142154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を主成分とする電解液からＨＨＯガスを発生させるＨＨＯガス発生装置と、内燃機関や燃焼装置に供給するための軽油、重油あるいはガソリン等の液体燃料を貯留する燃料タンクと、マイクロまたはナノバブルの微細気泡を発生する微細気泡発生装置と、この微細気泡発生装置と前記燃料タンクとを連通させる燃料流路とを備え、
前記微細気泡発生装置に前記ＨＨＯガス発生装置のＨＨＯガスと、前記燃料タンクの液体燃料を導入して、前記液体燃料中に前記ＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を生成させ、
前記燃料流路を介して前記混合燃料を前記燃料タンクに導入するとともに、前記燃料タンク内の液体燃料を微細気泡発生装置に導入する循環流路を形成したことを特徴とするＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置。
【請求項２】
前記ＨＨＯガス発生装置は、水を主成分とする電解液を貯留する電解槽と、陽極及び陰極で構成される複数組の電極と、前記電解槽の上端を密閉する密閉蓋とを有し、電源装置を用いて前記複数組の各陽極及び陰極間に電流を流すことにより電気分解してＨＨＯガスを発生させる電気分解装置と、前記各電極における陽極及び陰極との間に流す電流を所定の電流値に制御する電流制御装置を備え、密閉蓋の設けた吐出口から微細気泡発生装置に前記ＨＨＯガスを導入する請求項１に記載のＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置。
【請求項３】
内燃機関や燃焼装置は、前記微細気泡発生装置と前記燃料タンクとを連通させる前記燃料流路の一端に連結された燃料供給路から前記混合燃料を供給する請求項１に記載のＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置。
【請求項４】
内燃機関や燃焼装置は、前記燃料流路のうち、前記微細気泡発生装置の吐出側及び前記燃料タンクから前記混合燃料を供給する請求項３に記載のＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、内燃機関や燃焼装置に供給する軽油、重油あるいはガソリン等の液体燃料にＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を製造するＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  水素と酸素が２対１の混合比で混ざり合った状態の水素と酸素の混合ガスは、無公害エネルギーとして様々な分野で使用が検討されている。特に、自動車用のエンジンなどの内燃機関の燃料として注目されている。このような水素と酸素の混合ガスは、ＨＨＯガスあるいはブラウンガスと称されている。以下、本明細書では、このような混合ガスをＨＨＯガスと称する。【０００３】  ＨＨＯガスを発生する装置としては、プラズマを利用したＨＨＯガス発生装置、あるいは、電気分解を利用したＨＨＯガス発生装置が知られている。ＨＨＯガスは、可燃性のガスであることから、自動車エンジンなどの内燃機関やバーナーなどの燃焼装置の燃料として用いることが提案されている。例えば、特開平１０−２６６９００号公報（特許文献１）、特開平１０−２２０２３７号公報（特許文献２）には、ＨＨＯガス発生装置によって生成されたＨＨＯガスをエンジンに燃料として供給し、内燃機関を駆動する例が記載されている。【０００４】  しかしながら、ＨＨＯガスを自動車エンジン用の燃料として、一般に使用されているガソリンあるいは軽油などの代替燃料として使用するためには、大量のＨＨＯガスが必要になる。このため、必然的に大型のＨＨＯガス発生装置が必要になるが、大型のＨＨＯガス発生装置を自動車に搭載することは困難であり、しかも、大きな電力を必要とするため、一般的な車載用のバッテリーでは容量が不足し、また、自動車の発電機から十分な電力が得られないなどの理由から、未だ実用化されていない。【０００５】  このような背景から、本出願人は、特願２０１０−１７３２３４号（特許文献３）において、ガソリンあるいは軽油などの燃料により駆動される自動車用エンジンに、比較的少量のＨＨＯガスを混合させて燃料の燃焼を加速または補助することで、完全燃焼を促進させることを提案した。このような、ハイブリッド型の燃焼システムにより、３０％〜７０％の著しい燃費の向上効果が得られ、しかも、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の他、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を大幅に削減することが確認され、現在、実用化されつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２６６９００号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０２３７号公報
【特許文献３】特願２０１０−１７３２３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかしながら、上述したハイブリッド型の燃焼システムは、自動車用エンジンにＨＨＯガスを混合させるために、例えば自動車用エンジンの吸気口を追加工するなどの改良を施し、ＨＨＯガス発生装置から送出されたＨＨＯガスを流入するため、自動車用エンジンの改良には高度な技能が必要となる問題がある。一方、大型の船舶のエンジンの場合は、比較的大量のＨＨＯガスが必要となるため、必然的にＨＨＯガス発生装置が大型化することから、大きな設置スペースが必要になるとともに、設置費用が高額になる問題がある。【０００８】  本発明が解決しようとする課題は、燃料タンク内の燃料をＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料としてエンジンに供給することができ、この混合燃料を使用することにより、エンジンに追加工することなく燃焼効率が高く、しかも、燃費を向上させることができるＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  そこで、本発明によるＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置は、水を主成分とする電解液からＨＨＯガスを発生させるＨＨＯガス発生装置と、内燃機関や燃焼装置に供給するための軽油、重油あるいはガソリン等の液体燃料を貯留する燃料タンクと、マイクロまたはナノバブルの微細気泡を発生する微細気泡発生装置と、この微細気泡発生装置と前記燃料タンクとを連通させる燃料流路とを備え、前記微細気泡発生装置に前記ＨＨＯガス発生装置のＨＨＯガスと、前記燃料タンクの液体燃料を導入して、前記液体燃料中に前記ＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を生成させ、前記燃料流路を介して前記混合燃料を前記燃料タンクに導入するとともに、前記燃料タンク内の液体燃料を微細気泡発生装置に導入する循環流路を形成している。【００１０】  また、前記ＨＨＯガス発生装置は、水を主成分とする電解液を貯留する電解槽と、陽極及び陰極で構成される複数組の電極と、前記電解槽の上端を密閉する密閉蓋とを有し、電源装置を用いて前記複数組の各陽極及び陰極間に電流を流すことにより電気分解してＨＨＯガスを発生させる電気分解装置と、前記各電極における陽極及び陰極との間に流す電流を所定の電流値に制御する電流制御装置を備え、密閉蓋の設けた吐出口から微細気泡発生装置に前記ＨＨＯガスを導入するようにしている。【００１１】  さらに、内燃機関や燃焼装置は、前記微細気泡発生装置と前記燃料タンクとを連通させる前記燃料流路の一端に連結された燃料供給路から前記混合燃料を供給するようにしている。【００１２】  内燃機関や燃焼装置は、前記燃料流路のうち、前記微細気泡発生装置の吐出側及び前記燃料タンクから前記混合燃料を供給するようにしている。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によれば、ＨＨＯガス発生装置から発生させたＨＨＯガスを微細気泡発生装置によって、マイクロまたはナノバブルのＨＨＯガスの微細気泡を発生させて、燃料タンク内の液体燃料をＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料に生成する循環流路を形成しているので、燃料タンク内の液体燃料を混合燃料の状態にすることができる。この混合燃料を自動車や船舶のエンジンなどの内燃機関或いはバーナーなどの燃焼装置の燃料とすることにより、内燃機関或いは燃焼装置の燃焼を微細気泡となったＨＨＯガスが、液体燃料の燃焼を加速または補助することで、完全燃焼を促進させるので、著しい燃費の向上効果を得ることができる。しかも、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の他、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を大幅に削減することが可能となる。【００１４】  また、ＨＨＯガス発生装置は、複数組の電極を有しているため、多量のＨＨＯガスを安定的に発生させることが可能となる。しかも、各各電極における陽極及び陰極との間に流す電流を所定の電流値に制御する電流制御装置を備えているので、各電極における電流値を適正に制御することから、必要以上に電流が流れることによる電解液の温度上昇を未然に防止することが可能となる。このＨＨＯガス発生装置から安定的に発生するＨＨＯガスを微細気泡発生装置に導入することにより、マイクロまたはナノバブルのＨＨＯガスの微細気泡を安定的に発生させるので、燃料タンク内の液体燃料を常に混合燃料の状態にすることが可能となる。【００１５】  さらに、内燃機関や燃焼装置を、微細気泡発生装置と燃料タンクとを連通させる燃料流路の一端に連結された燃料供給路から混合燃料を供給することにより、燃料タンク内の液体燃料をＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料にすることに並行して、内燃機関や燃焼装置に混合燃料を供給することができる。このため、万一、ＨＨＯガス発生装置あるいは微細気泡発生装置の少なくとも一方が故障した場合であっても、燃料タンク内の液体燃料を内燃機関や燃焼装置に供給できるので、いかなる場合にも内燃機関や燃焼装置を運転させることが可能となる。【００１６】  さらにまた、内燃機関や燃焼装置を、燃料流路のうち、微細気泡発生装置の吐出側及び燃料タンクから混合燃料を供給することにより、内燃機関や燃焼装置を始動するときに、例え燃料タンク内の液体燃料にＨＨＯガスの微細気泡の残量が少ない場合であっても、微細気泡発生装置から速やかに混合燃料を供給するので、始動時から燃費の向上効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に関わるＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】ＨＨＯガス発生装置を示す斜視図である。
【図３】微細気泡発生装置の一実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に関わるＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置の他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明に関わるＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置を燃焼装置に適用した実施例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  ＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置は、水を主成分とする電解液からＨＨＯガスを発生させるＨＨＯガス発生装置と、内燃機関や燃焼装置に供給するための軽油、重油あるいはガソリン等の液体燃料を貯留する燃料タンクと、マイクロまたはナノバブルの微細気泡を発生する微細気泡発生装置と、この微細気泡発生装置と燃料タンクとを連通させる循環流路を備えている。微細気泡発生装置には、ＨＨＯガス発生装置により発生させたＨＨＯガスと、燃料タンクの液体燃料を導入し、液体燃料中にＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を生成させる。そして、燃料タンクと微細気泡発生装置との間には循環流路を形成し、燃料タンク内の液体燃料を微細気泡発生装置に導入した後、微細気泡発生装置によって生成させた混合燃料を燃料タンクに導入し、再び微細気泡発生装置に導入するように循環させている。
【００１９】  以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。図１は、ＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置を、内燃機関として例えばディーゼルエンジンに適用した例を示している。
【００２０】  まず、ＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置について説明する。ＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置は、ＨＨＯガスを発生させるＨＨＯガス発生装置１と、内燃機関や燃焼装置に供給するための液体燃料を貯留する燃料タンク２と、マイクロまたはナノバブルの微細気泡を発生する微細気泡発生装置３と、この微細気泡発生装置３と燃料タンク２とを連通させる燃料流路４を備えている。燃料タンク２は、自動車や船舶などの内燃機関の場合は、エンジンに供給するガソリン、軽油などを貯留するために自動車や船舶などに備えられた燃料タンクであり、また、バーナーなどの燃焼装置であれば、燃料となる重油などを貯留するために燃焼装置などに備えられた燃料タンクである。この燃料タンク２には、燃料を入れる給油口２ａが設けられる他、後述する混合燃料から滲出する微量のＨＨＯガスを排出する通気口２ｂが設けられている。なお、この通気口２ｂは、通常の液体燃料から気化した気体を外部に排出するために設けた一般的なものであっても良い。
【００２１】  ＨＨＯガスを発生させるＨＨＯガス発生装置１は、図２に示すように、電気分解装置１００と、電気分解装置１００の各電極における陽極と陰極との間に流す電流が所定の電流値となるように制御を行う電流制御装置１１０と、直流電源としての電源装置１２０を有している。
【００２２】  電気分解装置１００は、内部に水（純水）を主成分とする電解液を貯留する電解槽１０１と、電解槽１０１の上端開口部を密閉する密閉蓋１０２と、それぞれの組が陽極及び陰極で構成される例えば３組からなる複数組の電極（図２においては、電極１０３のみを示し、他の２組の電極は図示しない）のそれぞれに電力を供給するための陽極側電極端子１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ及び陰極側電極端子１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、電気分解によって生成されたＨＨＯガスを排出するＨＨＯガス排出ノズル１０６とを備えている。なお、図示しないが、密閉蓋１０２には、電解液１０７を電解槽１０１内に供給するための電解液供給口が設けられる。また、必要に応じて、標高の違いなどによる気圧変化に対応して電解槽１０１内の圧力を調整する圧力調整部が備えられる。この圧力調整部は、標高の違いだけではなく、電解槽１０１内の圧力が何らかの原因で高くなった場合にも、電解槽１０１内の圧力を逃がすように作動することにより、電解槽１０１内の圧力を適正な圧力に保持する機能も有している。
【００２３】  電解槽１０１は、強化合成樹脂により形成され、また、密閉蓋１０２は、電解槽１０１よりも強度的に低い合成樹脂によって構成されている。このように、密閉蓋１０２を電解槽１０１よりも強度的に低い合成樹胎としたのは、仮に、電解槽１０１の内部の圧力が何らかの原因で異常に高くなって電解槽１０１が破裂するような場合を想定したときに、電解槽１０１よりも強度的に低い密閉蓋１０２のみが破壊されるので、破壊による電解液の流出も阻止され、損失を最小限に抑えることができる。
【００２４】  また、隣接する２つの電極の間には、合成樹脂などによる板状部材によって形成された仕切り板１０８が備えられている。この仕切り板１０８は、その下端辺が電解槽１０１の内部底面に密接し、かつ、両側の側端辺が電解槽１０１の内部側面に密接した状態で電解槽１０１内に設置される。また、仕切り板１０８の上端辺の高さは、電極１０３の高さよりも若干高く設定され、仕切り板１８０の上端辺と密閉蓋１０２の内面との間は連通している。このように、電極の間にそれぞれ仕切り板１０８を設けることにより、電解槽１０１が多少傾いた場合においても、電解液１０１が各仕切り部屋ごとに水平となり、特定の電極が電解液１０１の液面から露出することを防止することができる。
【００２５】  電極１０３における陽極及び陰極は、１枚の陽極板１０３ａと２枚の陰極板１０３ｂとで構成されており、１枚の陽極板１０３ａの両面に２枚の陰極板１０３ｂが一定間隔を置いて挟むように対向配置されている。これらの陽極板１０３ａと２枚の陰極板１０３ｂは、下端側が電解槽１０１の内部底面に動きが規制された状態で支持されている。また、１枚の陽極板１０３ａは、上端部が陽極板吊り下げ金具１０９ａに取り付けられ、２枚の陰極板１０３ｂは、陰極板吊り下げ金具１０９ｂに取り付けられることにより固定されている。上記陽極板吊り下げ金具１０９ａは、陽極側電極端子１０４ａに電気的に接続され、陰極板吊り下げ金具１０９ｂは、陰極側電極端子１０５ａに電気的に接続されている。この陽極板吊り下げ金具１０９ａおよび陰極板吊り下げ金具１０９ｂによる取り付けは、電極１０３を含めた３組の電極においても同一構成としている。
【００２６】  なお、電極１０３の陽極板１０３ａは、基材としてチタン材が用いられ、チタン材にイリジウム皮膜が塗布法、めっき法又は溶着法によって形成されている。一方、陰極板１０３ｂも基材としてはチタンが用いられ、チタン材にプラチナ皮膜が塗布法、めっき法又は溶着法によって形成されている。このように陽極板１０３ａ及び陰極板１０３ｂを構成とすることにより、耐電蝕性に優れた電極とすることができるので、電蝕によって劣化することを抑制でき、長期間の使用にも耐え得る電極とすることができる。
【００２７】  次に、電流制御装置１１０は、３組の電極のそれぞれに対応した３個の電流流制御部１１１、１１２、１１３を有している。電流制御部１１１の正（＋）側端子は電気分解装置１００に設けられている陽極側電極端子１０４ａに接続され、電流制御部１１０の負（−）側端子は、電気分解装置１００に設けられている負極側電極端子１０５ａに接続されている。また、電流制御部１１２の正（＋）側端子は電気分解装置１００に設けられている陽極側電極端子１０４ｂに接続され、電流制御部１１２の負（−）側端子は電気分解装置１００に設けられている負極側電極端子１０５ｂに接続されている。また、電流制御部１１３の正（＋）側端子は電気分解装置１００に設けられている陽極側電極端子１０４ｃに接続され、電流制御部１１３の負（−）側端子は電気分解装置１００に設けられている負極側電極端子１０５ｃに接続されている。
【００２８】  上記電解槽１０１に貯留する電解液１０７は、水（純水）を主成分とするが、ＨＨＯガス発生装置１における電解液１０７は、蒸留水に所定量の炭酸ナトリウムを重量比で０．１％から２０％、好ましくは、５％程度溶解した炭酸ナトリウム水溶液を用いている。このような成分の電解液１０７によって、電気分解を促進することができる。なお、電解液としては、安価かつ安全性を得られるならば、他の物質を溶解しても良い。また、この電解液１０７を寒冷地において使用可能とする場合には、凍結防止剤として、例えば、エチレングリコールなどを使用場所の気温に応じて適量だけ混入することが好ましい。
【００２９】  また、電源装置１２０としては、自動車に搭載されている１２ボルトまたは２４ボルトの蓄電池を使用することが好ましい。この蓄電池から電流制御部１１１、１１２、１１３に電力を供給して、３つの電極１０３などにおける陽極板と陰極板との間に流す電流を所定の電流値となるように制御する。このように、電流制御部１１１、１１２、１１３によって、電流値を制御することにより、ＨＨＯガス発生装置１から最適量のＨＨＯガスを発生させるとともに、３つの電極１０３などの発熱を抑制して室温程度に抑えることができる。
【００３０】  以上のように構成したＨＨＯガス発生装置１からＨＨＯガスを発生させるには、まず電流制御部１１１、１１２、１１３に電源装置１２０から電力を印加する。電流制御部１１１、１１２、１１３により、各電極１０３などにおける陽極板と陰極板との間に制御された所定の電流値の電流を流すことにより、電解液１０７が電気分解されて泡状のＨＨＯガスが発生する。このＨＨＯガスは、電解槽１０１の電解液１０７の上部に蓄積された後にＨＨＯガス排出ノズル１０６から排出され、所定のパイプを通って、微細気泡発生装置３に供給される。
【００３１】  図３は、微細気泡発生装置３の一実施例を示している。ここでは、エジェクター式の微細流体発生装置３を実施例として説明する。微細流体発生装置３は、図１に示すように、後述する内燃機関や燃焼装置に供給するための軽油、重油あるいはガソリン等の液体燃料を貯留する燃料タンク２との間にパイプ５を接続した液送ポンプ６で加圧された液体燃料を導入する液体燃料流路３１と、ＨＨＯガス発生装置１から供給されるＨＨＯガスを導入する混入流体導入孔３２ａを備えた混入流体導入流路３２と、液体燃料中にＨＨＯガスを微細化し分散させる微細流体発生空間３３ａおよび微細流体混合室３３を有する。
【００３２】  液体燃料流入孔３１ａと微細流体発生空間３３ａとは、複数本（この場合は３本）の液体燃料流路３１で連通しており、微細流体発生空間３３ａは、液体燃料流路３１に交わる形で設けられた液体燃料誘導溝３１ｃを有している。液体燃料誘導溝３１ｃを設けることにより、液体燃料誘導溝３１ｃの微細流体発生空間３３ａ側に設けた液体燃料流出孔から微細流体発生空間３３ａに吐出された液体燃料は、混入流体導入孔３２ａを有する吐出面にキャビテーションを伴う剥離域が発生することで、導入したＨＨＯガスを均一かつ微細化することができ、これにより、微細流体混合室３３には、液体燃料にＨＨＯガスのマイクロまたはナノバブルの微細気泡を分散させた混合燃料が生成される。
【００３３】  混入流体導入孔３２ａと、微細流体発生装置３の側面に接続される混入流体導入管３４は、微細流体発生装置３内に設けられる混入流体導入流路３２によって連通している。なお、ＨＨＯガスの導入量を調整する場合には、混入流体導入管３４に調整弁を設けて調整するようにしても良い。
【００３４】  このように構成したエジェクター式の微細流体発生装置３は、加圧液体燃料を微細流体発生空間に高速で噴出させ、その出口付近に生じるキャビテーションを伴う剥離域の乱流作用により、混入したＨＨＯガスが１０μｍ以下の微細気泡（マイクロバブルからナノバブル）に微細化することができる。
【００３５】  なお、微細流体発生装置３は、エジェクター式の微細気泡発生方法に限らず、キャビテーション方式、旋回方式、あるいは、加圧溶解方式のいずれかの微細気泡発生方法を選択できる。液体燃料として、水のように粘度が低い液体はいずれの微細気泡発生方法も採用できるが、軽油や重油のように、粘度が高い燃料は、上述したエジェクター式の微細気泡発生方法が好ましい。
【００３６】  このように、微細流体発生装置３によって液体燃料中にＨＨＯガスのマイクロまたはナノバブルの微細気泡を分散させた混合燃料は、配管７を経由して燃料タンク２に導入して貯留する。そして、混合燃料が混合された液体燃料は、前述したように、液送ポンプ６で加圧されて再び微細流体発生装置３によりＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を生成させ、配管７を経由して燃料タンク２に導入して貯留する。すなわち、燃料タンク２と微細気泡発生装置３との間には循環流路４が形成され、燃料タンク２内の液体燃料は、次第にＨＨＯガスの微細気泡の量が所定量に達した混合燃料に変化する。
【００３７】  この混合燃料におけるＨＨＯガスのマイクロまたはナノバブルの微細気泡の容量比率は、液体燃料の容量に対して、１／５００〜１／５００００程度であり、好ましくは、１／３０００〜１／７０００の少量で良い。ＨＨＯガスの微細気泡の比率が大きい場合は、後述する内燃機関において、ＨＨＯガスの燃焼が優位になることから、点火時期を再調整する必要があるため好ましくない。そこで、混合燃料におけるＨＨＯガスの微細気泡の比率を所定の容量比率にするために、微細流体発生装置３へのＨＨＯガスの導入量を調整弁によって調整する手段、ＨＨＯガス発生装置１の運転をＨＨＯガスの微細気泡の比率に応じて稼働と停止を間欠的に行う手段、もしくは、微細流体発生装置３へ導入するＨＨＯガスに空気を混合してＨＨＯガスの比率を調整する手段などにより調整することが望ましい。
【００３８】  一方、微細気泡発生装置３によって生成させた混合燃料は、上述したように、燃料タンク２に導入して貯留するとともに、図１に示すような、自動車、船舶等のディーゼルエンジンの燃料として供給される。図１は、一例として、一般的に使用されているコモンレール式ディーゼルエンジンの燃料供給システムを示している。この図１において、燃料となる混合燃料は、微細流体発生装置３から供給される。微細流体発生装置３からエンジンの燃焼室２０までの燃料供給路には、サプライポンプ２０１、コモンレール２０２、インジェクタ２０３が設けられている。なお、必要に応じて、微細流体発生装置３とサプライポンプ２０１の間にフィルタが設けられる
【００３９】  なお、インジェクタ２０３の数は、燃焼室２０の数と同数設けられる。図１では４気筒エンジンを例に挙げているので四個のインジェクタ２０３を備えているが、例えば６気筒エンジンの場合には６個となる。
【００４０】  この燃料供給システムは、サプライポンプ２０１により微細流体発生装置３から混合燃料を受けて高圧にした後、コモンレール２０２内に蓄積させておき、このコモンレール２０２内の高圧となった混合燃料を、各インジェクタ２０３を介してエンジンの燃焼室２０内に噴射するように構成している。
【００４１】  なお、サプライポンプ２０１に送られながらコモンレール２０２に圧送されなかった混合燃料は、燃料リターン通路（図示しない）を介して、また、コモンレール２０２に送られながらインジェクタ２０３へ圧送されなかった混合燃料は、燃料リターン通路２０４を介して、さらに、インジェクタ２０３に圧送されながら燃焼室２０へ噴射されずに余った燃料は、燃料リターン通路２０５を介して、それぞれ燃料タンク２へ戻されるようになっている。
【００４２】  なお、サプライポンプ２０１からの燃料リターン通路に対し、コモンレール２０２からの燃料リターン通路２０４およびインジェクタ２０３からの燃料リターン通路２０５が合流するように接続されている。これらのリターン燃料のうち、特にインジェクタ２０３からのリターン燃料は、例えば百数十℃もの高温になっている関係から、この高温のリターン燃料がそのまま燃料タンク２内に戻されると、燃料タンク２内の燃料の温度上昇をもたらすので好ましくない。そこで、通常の場合は、インジェクタ２０３から燃料タンク２への燃料リターン通路２０５の上流側に、その内部を流れる燃料を冷却するための冷却手段が設けられる。
【００４３】  また、これらのリターン燃料が燃料リターン通路２０４および燃料リターン通路２０５が合流して燃料タンク２へ戻されるとき、前述した循環流路４に合流する。リターン燃料がサプライポンプ２０１により直接コモンレール２０２内へ流入させないように、サプライポンプ２０１及び微細流体発生装置３と燃料タンク２の間には、逆止弁８が設けられている。
【００４４】  このようなディーゼルエンジンには、発電機２０６（またはダイナモ）が連結されていて、この発電機２０６は、前述した電流制御装置１１０の電源装置１２０としての蓄電池に接続されている。そして、ディーゼルエンジンが回転駆動したときに、発電機２０６から発電された電力が電源装置１２０としての蓄電池に蓄電され、電流制御装置１１０の電源としている。
【００４５】  図１に示すコモンレール式ディーゼルエンジンに対し、通常の軽油の代わりに、軽油の中にＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を使用して、ディーゼルエンジンを備えた自動車により実験した。実験車Ａは、排気量が２６５０ｃｃの軽油を燃料とするディーゼル車を使用した。一般の軽油を燃料として、一般道を約２００Ｋｍ走行したときの燃費は、８．３Ｋｍ／リットルであった。次に、ＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を燃料として、同一条件で走行したときの燃費は、１２．２Ｋｍ／リットルであった。この結果、混合燃料を燃料とした場合には、４５％の燃費が向上した。また、ディーゼルエンジン車に求められる黒煙の排出量を測定したところ、通常の軽油を使用した場合は１５％であったが、混合燃料を使用した場合は、８％に減少し、約５０％改善することが確認された。さらに、排気ガスについても、４７％が削減された。このように、燃費、黒煙排出量、排気ガス量のいずれについても、著しく改善されることが確認できた。
【００４６】  次に、実験車Ｂについても同様の実験を行った。実験車Ｂは、排気量が２６６０ｃｃの軽油を燃料とするディーゼル車を使用した。走行する条件は実験車Ａと同じである。その結果、一般の軽油を燃料としたときの燃費は、６．７Ｋｍ／リットルであったが、ＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を燃料としたときの燃費は、１１．０Ｋｍ／リットルとなり、６４％の燃費向上が確認された。また、実験車Ｂにおいても、黒煙の排出量を測定したところ、通常の軽油を使用した場合は１８％であったが、混合燃料を使用した場合は７％に減少し、さらに、排気ガスについても、６１％削減される結果となった。
【００４７】  実験車Ａと実験車Ｂについて、燃費、黒煙排出量、排気ガス量に差が生じた原因は究明中であるが、車種によるディーゼルエンジンの型式の相違によるものと考えられる。ただし、いずれの車種においても、少なくとも燃費が４０％以上向上することは確かである。
【００４８】  一方、船舶などの重油を燃料としたエンジンの場合は、初期の実験の結果では、燃費が約５５％向上することが確認された。重油の場合は、粘度が高いため、ＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を生成することが比較的困難であるが、ＨＨＯガスの微細気泡の容量比率が、重油の容量に対して、１／５００〜１／５００００程度と比較的微量で良いことから、粘度が高くても重油内に所定比率のＨＨＯガスの微細気泡を分散させることができる。この重油の場合は、粘度が高いことから、分散されたＨＨＯガスの微細気泡の浮上速度が遅くなり、特にナノバブル化したＨＨＯガスの場合は、２４時間経過後も所定の容量比率を保持することから、前述したＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置により製造した混合燃料をタンクに貯蔵しておき、必要なときに船舶などの燃料タンクに注入して使用することもできる。
【００４９】  図４は、図１と同様に、コモンレール式ディーゼルエンジンの燃料供給システムを示しているが、図１と相違する点は、燃料となる混合燃料を燃料タンク２から供給するようにしたことである。なお、図４において図１と同符号は同一の構成を示し、その詳細な説明は省略する。図４に示すＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置は、図１と同様であり、微細流体発生装置３によって液体燃料中にＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を、配管７を経由して燃料タンク２に導入して貯留し、この混合燃料が混合された液体燃料を液送ポンプ６で加圧されて再び微細流体発生装置３によりＨＨＯガスのマイクロまたはナノバブルの微細気泡を分散させた混合燃料を生成させた後、配管７を経由して燃料タンク２に導入して貯留する循環流路４を形成し、燃料タンク２内の液体燃料を次第に混合燃料に変化させている。
【００５０】  図４に示すコモンレール式ディーゼルエンジンの燃料供給システムにおいては、燃料タンク２内に貯留された混合燃料を、燃料供給路を介して燃焼室２０に供給している。この例の場合でも、軽油の中に所定量のＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を使用しているので、燃費、黒煙排出量、排気ガス量を著しく改善させることができる。
【００５１】  上述した各実施例に示したＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置は、場合によっては故障することも想定される。この装置の故障により、自動車または船舶が運行不能に至ることは、損失の原因となる。このため、本発明によるＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置においては、故障した場合であっても、通常の運行状態に復帰できるように配慮されている。
【００５２】  図１に示したＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置において、万一、ＨＨＯガス発生装置１が故障した場合、微細流体発生装置３へＨＨＯガスが供給されなくなる。このとき、エジェクター式の微細流体発生装置３は、液体燃料誘導溝３１ｃを設けていることから、例えＨＨＯガス発生装置１からＨＨＯガスが供給されなくなっても、液体燃料が流通することができる。そのため、内燃機関の燃焼室には、通常の場合と同様の液体燃料が供給されることになるため、通常の運行状態に復帰できる。また、図４に示したＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置においては、燃料となる混合燃料を燃料タンク２から供給しているので、例え循環流路４におけるＨＨＯガス発生装置１、微細流体発生装置３、もしくは液送ポンプ６の少なくとも一つが故障したときでも、燃料が燃料タンク２から供給されるので、何らの支障なく通常の運行状態に復帰できる。
【００５３】  一方、自動車または船舶の内燃機関（エンジン）を始動するときは、ＨＨＯガス発生装置１及び微細流体発生装置３も同時に始動するため、燃料タンク２内の液体燃料にＨＨＯガスの微細気泡が存在しないか、あるいは、微細気泡の残量が少なくなっている。この場合であっても、微細気泡発生装置３から速やかに混合燃料を供給するので、始動時から燃費の向上効果を得ることが可能となる。
【００５４】  図５は、ＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置を燃焼装置に適用した実施例を示している。図５において図１と同符号は同一の構成を示し、その詳細な説明は省略する。図５に示すＨＨＯガス微細気泡混合燃料の製造装置は、図１と同様であり、微細流体発生装置３によって液体燃料中にＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を、配管７を経由して燃料タンク２に導入して貯留し、この混合燃料が混合された液体燃料を液送ポンプ６で加圧されて再び微細流体発生装置３によりＨＨＯガスのマイクロまたはナノバブルの微細気泡を分散させた混合燃料を生成させた後、配管７を経由して燃料タンク２に導入して貯留する循環流路４を形成し、燃料タンク２内の液体燃料を次第に混合燃料に変化させている。
【００５５】  図５に示す燃焼装置は、一例としてバーナー３０を示し、多くはＡ重油を燃料としている一般に多用されているものである。このバーナー３０に供給する燃料は、燃料タンク２内に貯留された混合燃料をバーナー３０に供給している。この例の場合でも、例えばＡ重油の中に所定量のＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料を使用しているので、燃費、黒煙排出量、排気ガス量を著しく改善させることができる。
【００５６】  以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。前述した各実施例において、内燃機関や燃焼装置の液体燃料として、軽油、重油を例示したが、その他、ガソリン、バイオエタノール、バイオガソリン、潤滑油や食用油などの各種廃油等であっても、ＨＨＯガスの微細気泡を分散させた混合燃料とすることができる。また、内燃機関や燃焼装置としては、自動車、船舶のエンジンの他、エンジン付発電機、トラクター、耕耘機、田植機、稲刈り機、刈払い機等の各種農業用機械、航空機のエンジン、あるいは、建設・建築機械用のエンジンにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】１      ＨＨＯガス発生装置
２      燃料タンク
３      微細気泡発生装置
４      燃料流路
８      逆止弁
２０    エンジンの燃焼室
１００  電気分解装置
１０１  電解槽
１０２  密閉蓋
１０３  電極
１０６  ＨＨＯガス排出ノズル
１０７  電解液
１０８  仕切り板
１１０  電流制御装置
１１１、１１２、１１３  電流制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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