(57)【要約】【課題】触媒作用により炭化水素燃料に励起を発生させ、時間と温度と触媒の添加量によって励起促進させることで、炭素の鎖を断ち切り微細化し、炭化水素燃料の燃焼時火炎の伝搬効率を高め、燃焼効率を大幅に向上させる液体燃料改質触媒を提供する。【解決手段】炭化水素液体燃料の改質に用いられる液体触媒であって、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）の各無機質典型元素に、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）の各遷移金属を組み合わせた構成とし、更に、これを液状イオン化してなることで、遷移金属と炭化水素の各イオン間で電位差による活性化反応が起きる作用を利用し、炭化水素液体燃料の不飽和炭化水素が持つ炭素の鎖を断ち切り飽和化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素液体燃料の改質に用いられる液体触媒であって、少なくともマンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）の各遷移金属を含む無機質成分を液状イオン化してなることを特徴とする炭化水素燃料改質液体触媒。
【請求項２】
炭化水素液体燃料の改質に用いられる液体触媒であって、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）の各無機質典型元素に、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）の各遷移金属を組み合わせた構成とし、更に、これを液状イオン化してなることを特徴とする炭化水素燃料改質液体触媒。
【請求項３】
前記液体触媒は、遷移金属と炭化水素の各イオン間で電位差による活性化反応が起きる作用を利用し、炭化水素液体燃料の不飽和炭化水素が持つ炭素の鎖を断ち切り飽和化する作用を有することを特徴とする請求項１又は２記載の炭化水素燃料改質液体触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン、軽油、灯油、ケロシン、アルコール、再生油、重油、植物油等の炭化水素液体燃料の改質に用いられる炭化水素燃料改質液体触媒に関するもので、例えば、自動車、トラック、船舶、発電機、飛行機等の内燃機関又はボイラー、バーナー、焼却炉に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内燃機関やボイラー等の燃焼効率を高める燃料改質触媒としては、先ず、第１の方法として、セラミック材料を用いたものがある。この種の材料は、所定の無機質成分を組み合わせてセラミック材料とし、焼結して粒状等の材料を使用している。従来の燃料改質材の無機質成分としては、石油の改質に用いられる金属等を考慮して選定されている。具体的には、カルシウム、銅、アルミニウム、白金、ニッケル等が用いられる。これら各成分の配含比は、粒子等の表面積に応じて設定される。
【０００３】
第２の方法として、液体の添加剤として石油系炭化水素は有機物であるという観点から、植物を腐敗発酵させて後の酵素を石油系炭化水素に適量添加する方法を用いる。
【０００４】
第３の方法として、低周期の放射線を発生させる材料を練りこんだ物質を燃料供給系統の一部に固定して、強力な放射線によって石油系炭化水素の各分子を励起して、炭化水素を活性化させる方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２２８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記第１の方法では、このような従来形固形の燃料改質材は、その設置場所によって、十分な燃料の改質効果が得られない。例えば、自動車のガソリンタンクに燃料改質材を投入設置すると、ガソリンの燃焼の促進効果が不安定になりやすい。また、タンク内部ですり減り、微細な不純物が発生して燃料フィルターを詰まらせる原因になる。しかも、燃料改質材の内部を流れる燃料がまんべんなく均―に流れて常に安定した燃料活性化状態にすることは難しい。更に、燃料改質材を固定する治具の設置と燃料を通過させるホースの設置取り付け等で発生するホースバンドの緩み、圧力によって燃料漏れを発生させる原因となり危険が伴う。
【０００７】
上記第２の方法では、安定的濃度を得る事は難しく、たとえ得られたとしても、メーカーカタログデータでは２％〜３％程度の燃料削減効果でしかなく、実際その程度では効果の計測は至難である。
【０００８】
上記第３の方法では、放射性物質を使用すること自体が社会通念上問題であり、製品化は不可能であるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明者は、上記第２の方法の課題として、燃料の改質作用が十分ではないことについて検討したところ、改質前の燃料と改質後の燃料の粒子の性状に差があることを知見した。すなわち、改質前においては、炭化水素燃料分子中の炭素分子がいくつか集まって集合体を形成し、不飽和炭化水素となっている。種々のサイズの集合体が炭化水素燃料中に形成されているが、改質後の炭化水素燃料は、不飽和炭化水素を形成する燃料の炭素分子が分散し、燃料が均質な励起状態となっていなければならない。しかしながら、上記第２の方法の場合は燃料の炭素分子が分散している訳でなく、密度及び動粘度等に変化は無かった。
【００１０】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、触蝶作用により炭化水素燃料の励起状態を時間に比例して促進させ、設置場所に影響され難く、しかも、炭化水素燃料の燃焼効率を大幅に向上させる炭化水素燃料液体触媒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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明にあっては、炭化水素液体燃料の改質に用いられる液体触媒であって、少なくともマンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）の各遷移金属を含む無機質成分を液状イオン化してなることを特徴とする。
【００１２】
また、炭化水素液体燃料の改質に用いられる液体触媒であって、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）の各無機質典型元素に、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）の各遷移金属を組み合わせた構成とし、更に、これを液状イオン化してなることを特徴とする。
【００１３】
更に、前記液体触媒は、遷移金属と炭化水素の各イオン間で電位差による活性化反応が起きる作用を利用し、炭化水素液体燃料の不飽和炭化水素が持つ炭素の鎖を断ち切り飽和化する作用を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の炭化水素燃料液体触媒によれば、次のような優れた効果を奏する。
（ａ）改質後の燃料の励起状態が時間と温度と量に比例して増加する。それは時間経過とともに燃料が更に良くなることを表す。微細になった燃料は燃焼時に酸素分子と結合し易く、燃焼の伝搬をスムースに進行させて燃焼させ易くすることが可能で、燃料消費を少なくすることができる。
（ｂ）燃焼効率を向上させれば、機関の出力が高まり、燃費の向上に役立つ。
（ｃ）燃料の不飽和炭化水素を飽和化することは、酸化し易くなるが、長期の備蓄燃料に使用すると燃料タンクの燃料表面に酸化被膜を形成して、内部下方の燃料が大気と接触し難くなる。従って長期間の備蓄が可能で備蓄時のロスが減少する。
【００１５】
すなわち、本発明によれば、遷移金属の形態については、炭化水素液体燃料の分子レベルに最も接触可能な形態であり、より平均的にバランスよく接触可能な形態として液状にしてあることから、触蝶作用により炭化水素液体燃料の励起状態を長時間持続させて、設置場所に影響され難く、しかも、炭化水素液体燃料の燃焼効率を大幅に向上させることができる。また、遷移金属類については、これらの固体に代えて、これらの無機質成分が含まれる物質であれば触媒作用が発揮されるため有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を実施するための一形態における燃料改質液体触媒の効果を検証する装置を示す概略構成図である。
【図２】触媒有無の場合における比較データを示すもので（ａ）は安定期運転時のデータの比較図、（ｂ）は燃料省エネの比較図である。
【図３】燃料改質液体触媒の燃焼促進効果の試験のために、燃料タンクに、燃料改質液体触媒を投入してベンチテストを行ったときの説明図である。
【図４】（ａ）重油の燃料改質液体触媒の有無に応じた熱重量測定ＴＧと示差熱分析ＤＴＡとによる試験結果を示す図、（ｂ）同じく重油の燃料改質液体触媒の有無に応じた熱重量測定ＴＧと示差熱分析ＤＴＡとによる試験結果を示す図、（ｃ）同じく重油の燃料改質液体触媒の有無に応じた熱重量測定ＴＧと示差熱分析ＤＴＡとによる試験結果を示す図である。
【図５】ＦＣＡ分析による着火及び燃焼特性結果を示す図である。
【図６】従来の燃焼と燃料改質液体触媒を添加した燃焼との比較例を示す説明図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は動粘度分析結果を示す図である。
【図８】燃料改質液体触媒の使用前後のトルク比較（ａ）及び馬力比較（ｂ）の計測結果を示す図である。
【図９】（ａ）ボイラー燃焼実験において、燃料改質液体触媒の投入後の燃焼時一酸化炭素（ＣＯ）及び空気比等の測定結果を示す排気ガス計測記録の図、（ｂ）ボイラー燃焼実験において、燃料改質液体触媒の投入後の燃焼時二酸化炭素（ＣＯ２）、空気比及び機械効率等の測定結果を示す排気ガス計測記録の図である。
【図１０】ボイラー燃焼試験において、灯油燃料に燃料改質液体触媒の使用後の燃焼時一酸化炭素（ＣＯ）及び空気比の測定結果を示す排気ガス計測記録の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態において使用される燃料改質液体触媒は、カリウム（Ｋ：最外殻電子軌道４ｓ１）、カルシウム（Ｃａ：最外殻電子軌道４ｓ２）、ナトリウム（Ｎａ：最外殻電子軌道３ｓ１）、マグネシウム（Ｍｇ：最外殻電子軌道３ｓ２）、アルミニウム（Ａｌ：最外殻電子軌道３ｐ１）、シリコン（Ｓｉ：最外殻電子軌道３ｐ２）の各無機質典型元素に、マンガン（Ｍｎ：ｄ５ｓ２）、鉄（Ｆｅ：ｄ６ｓ２）、銅（Ｃｕ：ｄ１０ｓ１）の各遷移元素（遷移金属）を組み合わせた形態をとり、更に、これを液状イオン化することで液体状の触媒としている。なお、触媒とは自身の成分が変化せずに相手成分を変化させるものと定義される。
【００１８】
ここで、本実施形態における遷移金属であるマンガン（Ｍｎ：ｄ５ｓ２）、鉄（Ｆｅ：ｄ６ｓ２）、銅（Ｃｕ：ｄ１０ｓ１）は、周知のように原子構造を構成する電子軌道の最外殻より内側の不完全ｄ殻が順次充たされてゆく主遷移元素であり、マンガンは常磁性、鉄は強磁性、銅は反磁性を示す。
【００１９】
炭化水素液体燃料中に燃料改質液体触媒を投入すると、炭化水素液体燃料を構成する炭素分子に液体触媒が接触する。燃料改質液体触媒はマンガン（Ｍｎ：ｄ５ｓ２）、鉄（Ｆｅ：ｄ６ｓ２）、銅（Ｃｕ：ｄ１０ｓ１）というプラスの電位を帯びた遷移金属類を含むものであり、炭素分子と比較すれば電位が異なり、差が大きい。
【００２０】
具体的には、石油系液体燃料の単結合鎖状の炭化水素は、ＣｎＨ２ｎ＋２の分子（アルカン）がコロイド状となった形態をとる。このコロイドは、時間の経過に比例して、液体凝集力であるファンデルワールス力（遠距離分散引力）という分子間弱結合力によって集合し、この集合体が時間と温度に比例して増加し所謂スラッジとなる。更に、このスラッジは大気中の酸素と結び付き、油中に水分が増えてスラッジの増加を助長する。このスラッジを元のコロイド単体に分散分解（活性化）するために、本実施形態の燃料改質液体触媒が使用される。
【００２１】
すなわち、Ｃ（炭素）で形成された上記コロイドの周囲は高いマイナス電位を有し、これに対し燃料改質液体触媒Ｐに含まれる上記遷移金属であるマンガン（Ｍｎ：ｄ５ｓ２）、鉄（Ｆｅ：ｄ６ｓ２）、銅（Ｃｕ：ｄ１０ｓ１）はプラスの電位を帯びている。上記したコロイド集合体（スラッジ）は上記分子間弱結合力による集合体であることから、Ｃ（炭素原子）と遷移金属との間は高い電位差を有し、燃料改質液体触媒の投入によって各コロイドの分子間弱結合力を弱体化させ、活性分子化したコロイド単体への分散分解を促進させる。
【００２２】
この燃料改質液体触媒を燃料中に投入添加する手段については、炭化水素液体燃料をエンジンや燃焼機類の燃料タンク容器に圧送する場合、圧送ホースの内部に適量を投入してから圧送することで、平均的に液体燃料中に拡散することができる。また、巨大な備蓄タンクであれば、遠距離をバイプラインで燃料改質液体触媒を輸送することから、パイプライン上に挿入用バルブを設け、機械的な注入器を用いて本燃料改質液体触媒を適量投入することが可能である。また、タンクローリーによって燃料改質液体触媒を事業所等の主燃料タンクに注入する場合は、そのタンクローリーの燃料タンクに、本燃料改質液体触媒を投入してから、圧送して主燃料タンクに注入する。
【００２３】
図１には、具体的な燃料改質液体触媒Ｐの効果を検証する装置が示されている。バルブ４ａを介して複管流量計３ａを上部に備え且つバルブ４ｂを介して下部に補給水流量計３ｂを備え、更に、往還流量計９にて共に不図示の補給水源に接続されてなるドラム状のボイラー１（３０万ｋｃａｌ／ｈ）と、該ボイラー１に燃料流量計５及びバルブ５ａを介して接続された耐圧ステンレス製の燃料サブタンク６と、該燃料サブタンク６の上部に配した分岐管６ａ及び点滴流量調整器７及びバルブ７ａを介して接続された点滴装置８とから概ね構成されている。なお、上記分岐管６ａはバルブ６ａを介して炭化水素燃料に接続されている。
【００２４】
点滴装置８には燃料改質液体触媒Ｐ（商品名：タンクタイガーＰＳ−１Ｂ）を適量入れておき、下方の点滴流量調整器７により流量を調整する。燃料サブタンク６にボイラー１からの燃料が流入する圧力を感知し、負圧を発生させて点滴装置８から燃料改質液体触媒Ｐが混入する。この燃料サブタンク６は混合を目的として最低２０分程度の安定した混合液を作ることができる。この場合、積算補給水量から複管水量を引き、その値を積算燃料量で除した値を算出する。
【００２５】
図２（ａ）には、上記した燃料改質液体触媒Ｐの効果検証装置において、運転開始直後を除いて、運転が安定した状態の触媒有無（触媒の使用、未使用）の場合における比較データが示されている。このように、安定期では１２．８％の省エネとなり、ボイラー１は立ち上げより連続運転時間が最も安定している（図２（ｂ）も参照）。
【００２６】
マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）の各遷移金属類の組み合わせについては、種々の無機質成分の組み合わせによる実験の結果、最も燃焼効率が高く、しかも燃料の励起状態の持続効果の大きい成分の組み合わせを選定し、触媒の性質として、接触時間、温度、触媒の量に効果が比例する性質を実験によって確認した。これらの成分以外の成分の液体が含まれていても、十分な触媒作用を期待することができる。また、遷移金属類については、これらの固体に代えて、これらの無機質成分が含まれる物質であれば触媒作用が発揮されるため有効である。
【００２７】
次に、本実施形態による燃料改質液体触媒Ｐの燃焼促進効果について試験を行ったので、図３において説明する。試験は、自動車の燃料タンクに、燃料改質液体触媒Ｐを投入してベンチテストを行った。
【実施例１】
【００２８】
車両エンジンによる燃料改質液体触媒Ｐの使用前後のトルク及び馬力の比較計測結果を図８に示す。このように、エンジン回転数（ｒｐｍ）の増加と共に燃料改質液体触媒Ｐを使用していないときに比較して燃料改質液体触媒Ｐを使用した場合は、トルク（ｋｇｍ）、馬力（ＰＳ）とも共に増加している。
【実施例２】
【００２９】
ボイラー燃焼実験（設置場所：Ａ、タンク容量２０ｋＬ）において、Ａ重油燃料に燃料改質液体触媒Ｐの投入後の燃焼時一酸化炭素（ＣＯ）及び空気比等の測定結果を示す排気ガス計測記録を図９（ａ）に示す。この場合、燃料改質液体触媒Ｐ（商品名：タンクタイガーＰＳ−１Ｂ）の供給量の割合を約１００００分の１とし、燃料消費量を１時間当たり１２００Ｌとしている。この結果においては、一酸化炭素（ＣＯ）の排出量の最低値が１０ｐｐｍ（空気比１．６２ｍ）である。
【実施例３】
【００３０】
ボイラー燃焼実験（設置場所：Ａ、タンク容量２０ｋＬ）において、Ａ重油燃料に燃料改質液体触媒Ｐの投入後の燃焼時二酸化炭素（ＣＯ２）、空気比及び機械効率等の測定結果を示す排気ガス計測記録を図９（ｂ）に示す。この場合も上記実施例２と同様に、燃料改質液体触媒Ｐ（商品名：タンクタイガーＰＳ−１Ｂ）の供給量の割合を約１００００分の１とし、燃料消費量を１時間当たり１２００Ｌとしている。この結果においては、一酸化炭素（ＣＯ）が０ｐｐｍであり、機械の最大効率は９４．６（空気比１．２９ｍ）である。
【００３１】
因みに、図１０には、ボイラー燃焼試験（設置場所：Ｂ、タンク容量２ｋＬ）において、灯油燃料に燃料改質液体触媒Ｐ（ＰＳ−１：供給量３００ｃｃ）の使用後の燃焼時一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、空気比、燃焼効率等の測定結果を示す排気ガス計測記録を示す。なお、この場合の試験では、設定温度より１５ｄｅｇ以下は低燃焼となるようセーブ運転が行われている。この結果によれば、燃料改質液体触媒Ｐの投入後の燃焼時一酸化炭素（ＣＯ）の排出量が０ｐｐｍとなり、燃焼効率が８１．４％、空気比１．１５ｍとなることが解る。
【実施例４】
【００３２】
Ｃ重油の燃焼ガス分析機器で燃料改質液体触媒Ｐの使用前後の計測を行った（後述する図５参照）。
【実施例５】
【００３３】
灯油に燃料改質液体触媒Ｐの使用前後の動粘度変化を計測した（後述する図７参照）。
【００３４】
図３に示す例は、ガソリンエンジン用の燃料タンク２内に燃料改質液体触媒Ｐを投入した場合の概念図である。燃料改質液体触媒Ｐは、燃料タンク２の内部でガソリン分子中の炭素分子に接触して、炭素分子を燃料タンク２内で励起させる。炭化水素であるガソリンは時間の経過とともに酸化してスラッジ化するが、このとき燃料改質液体触媒Ｐで励起させれば、スラッジ化したガソリンの不飽和炭化水素も飽和化（スラッジの減少、微細化）する。
【００３５】
上記実施例２及び実施例３に示すように、いずれの条件の時も、燃料改質液体触媒Ｐの使用前と使用後では、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）の濃度が減少し、空気比が理想値の１．２ｍから１．３ｍに近づくことから燃焼効率が向上した。
【００３６】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、熱重量測定ＴＧと示差熱分析ＤＴＡによる試験結果が示されている。ここでＴＧは、試料の温度を一定のプログラムに従って変化させながら、その試料の質量を温度の関数として測定する方法と定義され、試料を加熱又は冷却した時に、試料の質量変化を連続的に測定する方法である。一方、ＤＴＡは、試料を加熱又は冷却した際に起こる物理的変化や化学的変化に伴って試料内で発生する熱変化を基準物質との温度差として検出する方法と定義される。基準物質との温度差は、試料ホルダー感熱板等に溶接された熱電対により検出される。
【００３７】
図４（ｃ）はＡ重油の中にある炭素成分の塊が分解したことを裏付けている。Ａ重油の燃料改質液体触媒Ｐ無添加の場合の燃焼頂点が３４８．４℃で、燃料改質液体触媒Ｐ添加の場合の燃焼頂点が３３０．８℃であることから、スラッジ成分の溶解によって燃焼の頂点が平準化したものと判断される。このように燃料改質液体触媒Ｐ添加の場合には吸熱点が８．８ｄｅｇ高いことから、スラッジ成分の溶解により、通常よりも高粘度（＋０．２６）になったことで、ガス化する温度が高くなったものと推測される。また、燃料改質液体触媒Ｐ添加の場合の重油は燃焼温度が低いが、燃焼の持続性があるために基準物質に影響して、当該基準物質の温度が上昇し、ＤＴＡ曲線との面積の相違が明白である。因みに、この面積の差が熱量の相違となる。
【００３８】
図５に示すように、ＦＣＡ分析機器によるＣ重油（試料油名：ＨＦ０（５００ｃＳｔ））に本燃料改質液体触媒Ｐの使用前後の燃焼特性比較を行ったところ、燃料改質液体触媒Ｐの使用前と使用後では、使用前に比較して最大熱発生率（圧力上昇率）は９．４％の向上がみられた。これにより燃焼効率が向上していることが判る。ＦＩＡ−１００／ＦＣＡは、２００６年２月に制定された英国エネルギー協会の試験規格ＩＰ５４１／０６「舶用残渣燃料油の着火燃焼性の測定−定容燃焼容器法」に基づいた着火燃焼試験装置である。
【００３９】
次に、本実施形態における燃料改質液体触媒Ｐの遷移金属類による作用原理について説明する。
【００４０】
炭化水素液体燃料中に燃料改質液体触媒Ｐを投入すると、炭化水素液体燃料を構成する炭素分子に燃料改質液体触媒Ｐが触れる。燃料改質液体触媒Ｐは遷移金属類であり、上記したようにマイナス電位を帯びた炭素分子と比較すれば、電位がプラスで正反対であり、その電位差が大きいことから炭素分子の不飽和炭化水素を励起し続けて飽和化させる。ここにＡ重油を例にとれば、仮に分子をＣ２０Ｈ４２とすれば、燃焼は「Ｃ２０Ｈ４２＋３０．５Ｏ２＝２０ＣＯ２＋２１Ｈ２Ｏ」となり、Ａ重油の分子Ｃ２０Ｈ４２は酸化し燃焼熱を発生してなくなる。構造式は図６に示す通りである。
【００４１】
図６には従来の燃焼と燃料改質液体触媒Ｐを添加した燃焼との比較例を示す。すなわち、図に示すように、燃焼前の石油は、Ｃ−Ｃ結合が１９固であり、Ｃ−Ｈ結合が４２個ある。Ｃ−Ｈ結合では外側の６個と比較して内側の３６個では結合力に差が有る。それらの結合力の総和が生成熱と呼ばれる。例えば、Ｃ−Ｃ結合では、４４９．４ｋｊ／ｍｏｌで１０７．３ｋｃａｌ／ｍｏｌ、Ｃ−Ｈ結合（外）では、４５７．０ｋｊ／ｍｏｌで１０９．２ｋｃａｌ／ｍｏｌ、Ｃ−Ｈ結合（中間）では、３３４．７ｋｊ／ｍｏｌで７９．９４ｋｃａｌ／ｍｏｌとなる。従来の燃焼では、水素が先に燃えて炭素は後から燃える。従って、不完全燃焼し易く、黒煙が出易いため公害の原因となる。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態の燃料改質液体触媒Ｐは炭化水素分子を構成する炭素の鎖に働きかけて、結合を弱めたり結合を切る働きをする。重油の炭素結合が切れたり弱まれば重油の分解熱は低く成り、燃焼熱が上がる。具体的には、燃料改質液体触媒Ｐは１万分の１という少量添加でも、ナノサイズであるため、重油分子に入り込み、燃焼前にＣ−Ｃ結合が切れる。このとき切断部分はラジカル（遊離基）状態となり、非常に酸化され易く完全燃焼し易い。しかも、重油が燃焼すると重油分子は分解して無くなるが、燃焼するときは重油の分解熱が燃焼熱から引かれている。燃料改質液体触媒Ｐによって重油分子の結合が切れるというのはマイナスの分解熱が減ることであるから、燃料改質液体触媒Ｐを添加するとマイナスが減る分だけ燃焼熱が増加する。従って、燃料改質液体触媒Ｐを投入する（すなわち均一系触媒反応を起こす）ことによって、重油の分解熱が下がれば燃焼熱が増加することとなり、これによりエネルギーが増加する。
【００４３】
例えば、燃料改質液体触媒ＰによってＣ−Ｃ結合が３か所、Ｃ−Ｈ結合が外が１か所、Ｃ−Ｈ結合の中が２か所切断した場合は、燃焼熱は１０８８０ｋｃａｌ／ｋｇに対して１９．３％の燃料削減となる。
【００４４】
また、図７（ａ）に示すように、一般性状分析としての動粘度分析結果を見れば、Ｃ重油であって約５００ｃＳｔの高粘度である燃料に常温で燃料改質液体触媒Ｐを適量投入して１日、５日、８日と放置している場合において、動粘度が無添加で５１６．３ｃＳｔであるものが、５０９．８ｃＳｔ〜５１２．７ｃＳｔ〜５１８．１ｃＳｔへと変化をし続けて増加した。図７（ｂ）に示すように、１日目では炭素の鎖が切れて飽和化した炭化水素とまだ分子の塊が大きな炭化水素とが混在している段階であるが、５日目は分子の塊が徴細に変化して分子密度が増加している。更に８日目は分子密度が増加する為に粘度も高くなり、動粘度が上昇する。このような動粘度の増加は炭化水素の炭素の鎖を切断したことを示している。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態においては、
（ａ）改質後の燃料の励起状態が時間と温度と量に比例して増加する。それは時間経過とともに燃料が更に良くなることを表す。微細になった燃料は燃焼時に酸素分子と結合し易く、燃焼の伝搬をスムースに進行させて燃焼させ易くすることが可能で、燃料消費を少なくすることができる。
（ｂ）燃焼効率を向上させれば、機関の出力が高まり、燃費の向上に役立つ。
（ｃ）燃料の不飽和炭化水素を飽和化することは、酸化し易くなるが、長期の備蓄燃料に使用すると燃料タンクの燃料表面に酸化被膜を形成して、内部下方の燃料が大気と接触し難くなる。従って長期間の備蓄が可能で備蓄時のロスが減少する。
【符号の説明】
【００４６】
Ｐ                燃料改質液体触媒
１                ボイラー
２                燃料タンク
３ａ              複管流量計
３ｂ              補給水流量計
４ａ、４ｂ        バルブ
５                燃料流量計
５ａ              バルブ
６                燃料サブタンク
６ａ              分岐管
６ｂ              バルブ
７                点滴流量調整器
７ａ              バルブ
８                点滴装置
９                往還流量計
【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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【図６】
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【図７】
2016198721.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016198721.tif 000011
【図１０】
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