(57)【要約】【目的】  水分を含まない合成燃料を容易に製造可能にする。【構成】  水Ａ及び添加剤Ｂにつきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化するとともに酸化還元電位をマイナス（イオン化）にして機能水Ｃを生成する一方、種油Ｄ及び添加剤Ｅにつきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化して機能油Ｆを生成し、機能水Ｃと機能油Ｆとを所定量比率で混合攪拌して加水分解を含めた反応（複製）を生じさせ、当該反応液から少なくとも加水分解残留生成物を除去して種油Ｄと同一構造の合成燃料Ｈを作成する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水，及び炭化水素基をもつ窒素化合物の添加剤につきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化するとともに酸化還元電位をマイナス（イオン化）にして機能水を生成する一方、鉱物油種、植物油種その他の種油及び炭化水素基をもつ窒素化合物の添加剤につきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化して機能油を生成し、前記機能水と前記機能油とを所定量比率で混合攪拌して加水分解を含めた反応を生じさせ、当該反応液から少なくとも加水分解残留生成物を除去して前記種油と同一構造の合成燃料を作成することを特徴とする合成燃料の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の合成燃料の製造方法において、前記機能水を生成するに当たり、前記水及び添加剤につきその温度を一定に保ちつつ磁界及び電界を作用させながら攪拌するようにしたことを特徴とする合成燃料の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の合成燃料の製造方法において、前記機能油を生成するに当たり、前記種油につきその温度を一定に保ちつつ、磁界を作用させながら撹拌させるようにしたことを特徴とする合成燃料の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の合成燃料の製造方法において、前記合成燃料を作成するに当たり、前記機能水と前記機能油とを所定量比率で磁界を作用させつつ混合攪拌し、これによる反応液から少なくとも加水分解残留生成物を濾過により除去するようにしたことを特徴とする合成燃料の製造方法。
【請求項５】
請求項２、３、４の何れかに記載の合成燃料の製造方法において、前記攪拌の手段として攪拌対象に対して振動を付与する手段を用いたことを特徴とする合成燃料の製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の合成燃料の製造方法において、前記混合の手段として、前記機能水と前記機能油とを別々に反応槽内に微細噴霧するためのマイクロノズルを用いたことを特徴とする合成燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水分を含まない合成燃料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料高騰とバイオエタノールの見直し議論が進む中で環境に良いエマルジョン燃料の再評価が進んでいる。エマルジョン燃料は、一般的に燃料油（重油や灯油・軽油・廃油等）に水と界面活性剤を添加し、機械的に攪拌して油分中に水を分散させた燃料を言い、最近は技術の進歩により油水分離を起こさないものがある。ただ、燃料自体が透明ではなく白濁化現象が観測されるケースが多いという問題がある。このような問題の解消を主たる目的とした提案として特許文献１及び２がある。
【０００３】
【特許文献１】特許第５２５５１６２号公報
【特許文献２】特許第５３６２１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例による場合、白濁化現象の問題は解消可能であるものの、水分を含んだエマルジョン燃料である以上、燃焼効率が低いだけでなく内燃機関を痛める等の欠点があり、これに伴って燃料としての適用範囲が非常に狭いという本質的な問題が内在している。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、水分を含まない合成燃料を容易に製造可能な合成燃料の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る合成燃料の製造方法は、少なくとも水，及び炭化水素基をもつ窒素化合物の添加剤につきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化するとともに酸化還元電位をマイナス（イオン化）にして機能水を生成する一方、鉱物油種、植物油種その他の種油及び炭化水素基をもつ窒素化合物の添加剤につきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化して機能油を生成し、前記機能水と前記機能油とを所定量比率で混合攪拌して加水分解を含めた反応を生じさせ、当該反応液から少なくとも加水分解残留生成物を除去して前記種油と同一構造の合成燃料を作成する内容になっている。
【０００７】
上記発明によると、水と添加剤との機能水と、種油と添加剤との機能油とが所定量比率で混合攪拌されると加水分解を含めた化学反応が生じる。即ち、種油成分と添加剤に含まれる窒素(N)化合物の炭化水素基（-CH）との間で分子結合を起こして種油と同様な成分に変化することから、種油が転写される結果になる。当該転写物質は種油と同一構造の合成燃料になる。その一方で、水分と添加剤の窒素(N)化合物の窒素(N)との間で加水分解が生じることから、当該合成燃料には水分が含まれない。
【０００８】
上記化学反応が安定して進むのは、その反応前に予め、機能水につきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化し酸化還元電位をマイナス（イオン化）にする一方、機能油につきこの組成分子のクラスターを切断・整流化しているからである。なお、水、添加剤及び種油を単に混合攪拌しただけでは、クラスターが大きく且つイオン化もされていないことから上記化学反応が進むことはあり得ず、それ故、上記合成燃料を作成することは不可能である。
【０００９】
このように水分を含まない合成燃料が容易に製造することが可能になり、その結果、従来のエマルジョン燃料の欠点及び問題が全て解消され、本来の燃料と何ら変わりなく広い適用用途に使用することが可能になるに至った。特に製造工程がシンプルであることから、燃料自体の価格を安くすることが可能になり、大きなメリットがある。また、界面活性剤を用いることなく炭化水素基（-CH）をもつ窒素(N)化合物の添加剤により直接加水分解していることから、燃料自体につき白濁化現象が起こることがなく透明であり、この点でもメリットがある。
【００１０】
上記発明において、機能水を生成するに当たり、水及び添加剤につきその温度を一定に保ちつつ磁界及び電界を作用させながら攪拌するようにすることが好ましい。同様に、機能油を生成するに当たり、種油につきその温度を一定に保ちながら撹拌させるようにすることが好ましい。合成燃料を作成するに当たり、機能水と機能油とを所定量比率で磁界を作用させつつ混合攪拌し、これによる反応液から加水分解残留生成物等を濾過により除去することが好ましい。前記攪拌の手段として攪拌対象に対して振動を付与する手段を用いることが好ましい。前記混合の手段として、機能水と機能油とを別々に反応槽内に微細噴霧するためのマイクロノズルを用いることが好ましい。
【００１１】
これらの形態によると、上記化学反応が一層促進され、これに伴って合成燃料の製造効率が高まるという別の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を説明するための合成燃料製造装置の機能水槽を中心とした部分の概略構成図である。
【図２】同機能水槽に注入される水の組成分子のクラスターが磁界により切断される様子を示した概略図である。
【図３】同合成燃料製造装置の種油槽を中心とした部分の概略構成図である。
【図４】同合成燃料製造装置の撹拌槽及び反応濾過槽を中心とした部分の概略構成図である。
【図５】同撹拌槽の変形例を説明するための同槽の内部構成図である。
【図６】同撹拌槽の別の変形例を説明するための同槽の概略外観図である。
【図７】同反応濾過槽の変形例を説明するための同槽の概略外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
ここに例として挙げる合成燃料の製造方法は、図１乃至図４に示された合成燃料製造装置に使用されており、同装置を説明しつつ本案方法の詳細について説明することにする。
【００１５】
上記合成燃料製造装置は、図１及び図２に示されているように、少なくとも水Ａ及び添加剤Ｂにつきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化するとともに酸化還元電位をマイナス（イオン化）にして機能水Ｃを生成する機能水槽１０と、図３に示されているように、種油Ｄ及び添加剤Ｅにつきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化等して機能油Ｆを生成する機能油槽２０と、図４に示されているように、機能水Ｃと機能油Ｆとを所定量比率で混合攪拌等して加水分解を含めた反応を生じさせ、混合溶液Ｇを生成する撹拌槽３０と、混合溶液Ｇに対して上記反応を引き続き生じさせる一方、加水分解残留生成物等を濾過により除去し、これにより種油Ｄと同一構造の合成燃料Ｈを作成する反応濾過槽４０とを備えている。なお、図４中５０は反応濾過槽４０から出力された合成燃料Ｈを受け止めて貯める燃料タンクである。
【００１６】
機能水槽１０には、図１に示されているように、水Ａを導入するための配管１０１上に、磁界発生用コイル１１、加熱ヒーター１２及び複数のタンク１３が順次的に設けられている。磁界発生用コイル１１については、水Ａの組成分子のイオン化及びそのクラスターの切断化等をするのに必要な強磁界（本案例では７５００Ｇｓ以上）を発生するコイル等である（そのコイル等の代わりにNd（ネオジム/ネオジウム）等の永久磁石等を用いても良い。又はそのコイル等と永久磁石等を併用してもかまわない。これらのことは後記する磁界発生用コイル１６、２３、２６、３１、３３、３４、３５及び４２についても同様とする。)。加熱ヒーター１２については、水Ａの温度を一定（本案例では４０℃から６０℃の範囲）に保つための電熱器であって、これにより水Ａの組成分子のクラスターの切断・整流化等の処理が常に一定に行われるようになっている。タンク１３については、細かく砕かれた鉱石等（セラミック、シリカ、トルマリン鉱石等）が封入されており、そのタンク内に水Ａが通り、水Ａに対して電界を作用させるようになっている。
【００１７】
機能水槽１０には、撹拌用のモーター１７、電界発生用電源１８及び酸化還元電位計１９が備えられている他、配管１０４上に機能水循環ポンプ１０４１が備えられている。酸化還元電位計１９のセンサー１９１及び電界発生用電源１８の負電極１８１は機能水槽１０の槽内に配置されている。電界発生用電源１８については、水Ａの組成分子の酸化還元電位をマイナス化（イオン化）するのに必要な強電界(本案例では３０Ｖ〜４００Ｖ) を発生する装置である。本案例では電界発生用電源１８とタンク１３等との併用によりその組成分子のイオン化の処理をするようになっている。しかも上記磁界発生用コイル１１等との組み合せにより水Ａの組成分子のクラスターを切断・整流化等の処理をするようになっている。
【００１８】
機能水槽１０には、タンク１４に投入された添加剤Ｂを導入するための配管１０２上に、加熱ヒーター１５及び磁界発生用コイル１６が順次的に設けられており、これらの組み合わせにより添加剤Ｂの組成分子のクラスターを切断・整流化・イオン化するようになっている。
【００１９】
加熱ヒーター１５については、添加剤Ｂの温度を一定（本案例では４０℃から６０℃の範囲）に保つための電熱器であって、これにより添加剤Ｂの組成分子の切断・整流化等の処理が常に一定に行われるようになっている。磁界発生用コイル１６については、添加剤Ｂの組成分子のクラスターの切断化等をするのに必要な強磁界（本案例では７５００Ｇｓ以上）を発生するコイルである。
【００２０】
このように機能水槽１０は、配管１０１を通じて水Ａが、配管１０２を通じて添加剤Ｂが各々投入されて貯められ、この状態でモーター１７等により攪拌されるとともに電界発生用電源１８等によりその酸化還元電位がマイナスにされ、これにより機能水Ｃが生成され、配管１０３を通じて攪拌槽３０に導かれるようになっている。加えて、機能水循環ポンプ１０４１により槽内の機能水Ｃが配管１０４を通じて循環し、この過程で槽内の機能水Ｃの温度が加熱ヒーター１２により４０℃から６０℃に一定に保たれ、磁界発生用コイル１１等により水Ａの組成分子のクラスターを切断・整流化等される一方、電界発生用電源１８及び酸化還元電位計１９等により機能水Ｃ等の酸化還元電位が−４００mＶ以下に常に維持されるようになっている。しかも機能水Ｃ等は酸化還元電位が−４００mＶ以下になるまで、配管１０３を通して排出されず、配管１０４を通して循環されるようになっている。
【００２１】
なお、本案例においては、機能水Ｃの撹拌方法としてモーター１７及びラモンドスターラー(登録商標：拡散側エレメントを撹拌翼として用い、ハニカム構造を持つ撹拌翼内部に複数の流体を高速回転により生じる遠心力で通過させることにより、流体にせん断力を作用させて、微細化かつ均一化撹拌を短時間で実現する静止型流体混合機)１７１を使用している。
【００２２】
機能油槽２０には、図３に示されているように、タンク２１に投入された種油Ｄを導入するための配管２０１上に、加熱ヒーター２２及び磁界発生用コイル２３が順次的に設けられており、これらの組み合わせにより種油Ｄの組成分子のクラスターを切断・整流化等するようになっている。
【００２３】
加熱ヒーター２２については、種油Ｄの温度を一定（本案例では４０℃から６０℃の範囲）に保つための電熱器であって、これにより切断・整流化等の処理が常に一定に行われるようになっている。磁界発生用コイル２３については、種油Ｄの組成分子のクラスターの切断化等をするのに必要な磁界（本案例では７５００Ｇｓ以上）を発生するコイルである。
【００２４】
機能油槽２０には、タンク２４に投入された添加剤Ｅを導入するための配管２０２上に、加熱ヒーター２５及び磁界発生用コイル２６が順次的に設けられており、これらの組み合わせにより添加剤Ｅの組成分子のクラスターを切断・整流化等するようになっている。
【００２５】
加熱ヒーター２５については、添加剤Ｅの温度を一定（本案例では４０℃から６０℃の範囲）に保つための電熱器であって、これにより切断・整流化等の処理が常に一定に行われるようになっている。磁界発生用コイル２６については、添加剤Ｅの組成分子のクラスターの切断化等をするのに必要な磁界（本案例では７５００Ｇｓ以上）を発生するコイルである。
【００２６】
機能油槽２０は、配管２０１を通じて種油Ｄが、配管２０２を通じて添加剤Ｅが各々投入されて貯められ、この状態でモーター２７及びラモンドスターラー２７１により攪拌され、これにより機能油Ｆが生成され、配管２０３を通じて攪拌槽３０に導かれるようになっている。また、機能水槽1０とは異なり、加熱ヒーター２２及び加熱ヒーター２５だけで槽内の機能油Ｆの温度が４０℃から６０℃に保たれるようになっている。
【００２７】
なお、本案例においては、機能水槽1０の場合と同一の機能油Ｆの撹拌方法を使用している。
【００２８】
攪拌槽３０は、図４に示されているように、配管１０３を通じて機能水Ｃが、配管２０３を通じて機能油Ｆが各々投入されて貯められ、磁界発生用コイル３１による磁界の下でモーター３２及びラモンドスターラー３２１により混合攪拌され、これにより混合溶液Ｇが生成され、配管３０１を通じて反応攪拌槽４０に導かれるようになっている。また、攪拌槽３０に投入される機能水Ｃと機能油Ｆとの流量比については最終生成物たる合成燃料Ｈの種類に応じて設定され(詳しいことは後述する)、これにより機能水Ｃと機能油Ｆとが所定量比率で混合攪拌され加水分解を含む化学反応が生じるようになっている。
【００２９】
なお、本案例では、配管１０３に磁界発生用コイル３４が設けられる一方、配管２０３に磁界発生用コイル３３が設けられている。攪拌槽３０に投入される直前の機能水Ｃ／機能油Ｆに対して、磁界発生用コイル１１／磁界発生用コイル１６と同程度の磁界を作用させるようになっている。同様に配管３０１に、磁界発生用コイル３１と同程度の磁界を混合溶液Ｇに作用させるための磁界発生用コイル３５が設けられている。
【００３０】
また、本案例においては、機能水槽１０の場合と同一の混合溶液Ｇの撹拌方法を使用している。
【００３１】
反応濾過槽４０は、槽内に設けられており且つ混合溶液Ｇに含まれる加水分解残留生成物等を濾過して最終生成物である合成燃料Ｈを得るためのフィルター４１と、槽外に設けられており且つ混合溶液Ｇの濾過と同時にそのクラスターを切断・整流化をさせるための磁界発生用コイル４２とを備え、合成燃料Ｈを配管４０１を通じて燃料タンク５０に導くようになっている。なお、フィルター４１により加水分解残留生成物以外に種油Ｄの残留物、合成残留物質である硝酸アンモニウムやガスを分離し、そのガスを配管４０２を通じて廃棄するようになっている。
【００３２】
本案例において、フィルター４１は、濾過精度（ＪＩＳ  Ｚ８９０１の７種のダストを混合した液において濾過効率９０％となる粒径）が１μから１０μ程度のポリプロピレンの化繊紙を多段に接続された構造のものを使用している。なお、濾過精度が約５μｍである金属メッシュのフィルターの他に、後段フィルターの内部に濾過精度約０．３μｍの湿式不織布のフィルター部材又はセルロース混合エステルタイプのメンブレンからなるフィルター部材を用いたものを代わりに使用することも可能である。磁界発生用コイル４２は、磁界発生用コイル３１と同程度の磁界を混合溶液Ｇに作用させるためのものである。
【００３３】
なお、図４に示された攪拌槽３０の代わりに、図５に示された攪拌槽６０を使用しても良い。この変形例による場合、攪拌槽６０に混合溶液Ｇに対して振動を付与する振動モーター６１が備えられている。即ち、振動モーター６１に複数連結された振動羽根６２が槽内にて振動することにより混合溶液Ｇが振動し、これに伴って混合溶液Ｇが攪拌されるようになっている。混合溶液Ｇの撹拌方法が上記とは異なるだけであり、これ以外は上記と全く同様である。即ち、磁界発生用コイル等については図示省略されている。
【００３４】
図４に示された攪拌槽３０の代わりに、図６に示された攪拌槽７０を使用しても良い。この変形例による場合、攪拌槽７０の側面に配管１０３，２０３(図４参照)の各端部を対向配置し、各端部にマイクロノズル７１，７２を設けて、機能水Ｃと機能油Ｆとを別々に槽内に左右から微細噴霧して両者を混合するようになっている。機能水Ｃと機能油Ｆとの混合方法が上記とは異なるだけであり、これ以外は上記と全く同様である。即ち、磁界発生用コイル等については図示省略されている。
【００３５】
図４に示された反応濾過槽４０の代わりに、図７に示された反応濾過槽８０を使用しても良い。この変形例に係る反応濾過槽８０は、内部に円筒状のフィルター８１が設けられており、混合溶液Ｇが下から入れられ、合成燃料Ｈが上から導出される点が上記と異なっている。即ち、混合溶液Ｇが槽内に内部全体に溜まり、フィルター８１の全面に接触させることが可能になる。濾過方法が上記とは異なるだけであり、これ以外は上記と全く同様である。即ち、磁界発生用コイル等については図示省略されている。なお、混合溶液Ｇを下段から加圧しながら槽内に入れ、その圧力をコントロールするようにする場合、合成燃料Ｈを槽外に取り出すまでの時間、ひいては反応時間を調節することが可能になる。
【００３６】
上記以外の変形例として以下のものがある。クラスターの整流化の手段について、磁界ではなく超音波や電磁波を作用させても良い。イオン化の手段について、直流電圧ではなくパルス状又は矩形状に変化する電圧を付与しても良い。攪拌方法については、クラスターの整流化が可能となるものであればその方式が問われることはない。
【００３７】
上記のように構成された合成燃料製造装置に使用される本案方法について以下説明する。
【００３８】
本案方法は、水Ａ及び添加剤Ｂにつきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化するとともに酸化還元電位をマイナス（イオン化）にして機能水Ｃを生成する一方、種油Ｄ及び添加剤Ｅにつきこれらの組成分子のクラスターを切断・整流化して機能油Ｆを生成し、機能水Ｃと機能油Ｆとを所定量比率で混合攪拌して加水分解を含めた反応（複製）を生じさせ、当該反応液から加水分解残留生成物等を除去して種油Ｄと同一構造の合成燃料Ｈを作成する内容になっている。
【００３９】
機能水Ｃについては、水Ａ(具体的には不純物の少ない水を用いることが好ましい。)と添加剤Ｂ(炭化水素基をもつ窒素化合物：具体的には第１級アミン類、第２級アミン類、第３級アミン類等がある。)との混合溶液であるが、これらの組成分子のクラスターが小さくされ且つイオン化されている。このような機能水Ｃを生成するに当たり、本案例では、水Ａ及び添加剤Ｂにつきその温度（４０℃から６０℃）を一定に保ちつつ磁界（７５００Ｇｓ）及び電界（直流３０Ｖ〜４００Ｖ）を作用させながら上記攪拌方法により攪拌するようにしている。
【００４０】
なお、水Ａと添加剤Ｂ（この場合はアミン類）以外にアルコールを添加しても良い。詳しくは後述するが、これは、ガス化の方法、水分の除去方法となり、この点でメリットがある。また、最終生成物質が気体の場合は、水H2O分子が２と６の整数の倍数で表すことが出来るため、水の配分量の調整が容易となる。
【００４１】
機能油Ｆについては、種油Ｄ（転写物質：例えば、燃料油を含む化石燃料全般、植物油（高融点飽和脂肪酸を含む）等がある。）と添加剤Ｅ(炭化水素基をもつ窒素化合物：具体的には第１級アミン類、第２級アミン類、第３級アミン類等がある。但し、添加剤Ｂと同一である必要はない。) との混合溶液であるが、上記反応前に機能油Ｆの組成分子のクラスターが小さくされている。このような機能油Ｆを生成するに当たり、本案例では、種油Ｄにつきその温度（４０℃から６０℃）を一定に保ちながら上記攪拌方法により撹拌させるようにしている。
【００４２】
また、合成燃料Ｈを作成するに当たり、本案例では、機能水Ｃと機能油Ｆとを所定量比率で磁界（７５００Ｇｓ）を作用させつつ上記攪拌方法により混合攪拌し、これによる反応液から少なくとも加水分解残留生成物を濾過により除去するようにしている。但し、反応を行う際における機能水Ｃ及び機能油Ｆに対する磁界の作用については省略することが可能である。
【００４３】
機能水Ｃと機能油Ｆとが所定量比率で混合攪拌されると加水分解を含めた化学反応が生じる。即ち、種油Ｄの成分と添加剤Ｂ，Ｅに含まれる窒素(N)化合物の炭化水素基（-CH）との間で分子結合を起こして種油Ｄと同様な成分に変化することから、種油Ｄが転写される結果になる。その転写物質は種油Ｄと同一構造の合成燃料Ｈになる。その一方で、水Ａと添加剤Ｂ，Ｅの窒素(N)化合物の窒素(N)との間で加水分解が生じることから、合成燃料Ｈには水分が含まれない。
【００４４】
このような化学反応が安定して進むのは、機能水Ｃにつきこれらの組成分子のクラスターが小さくされ且つイオン化されているだけでなく、機能油Ｆにつきこれらの組成分子のクラスターが小さくされているからである。
【００４５】
それ故、水分を含まない合成燃料Ｈを製造することが可能になり、その結果、従来のエマルジョン燃料の欠点及び問題が全て解消され、本来の燃料と何ら変わりなく広い適用用途に使用することが可能になるに至った。特に製造工程がシンプルであることから、燃料自体の価格を安くすることが可能になり、この点で大きなメリットがある。また、界面活性剤を用いることなく炭化水素基（-CH）をもつ窒素(N)化合物の添加剤Ｂ，Ｅにより直接加水分解していることから、燃料自体につき白濁化現象が起こることがなく透明であり、この点でもメリットがある。
【００４６】
種油Ｄ及び添加剤Ｂの種類に応じて上記反応等が様々に異なり、これに伴って最終生成物たる合成燃料Ｈの種類も様々となるが、その詳細について以下説明する。
【００４７】
水分と油分の混合について、乳化液使用やエマルジョン形状に転換しなくとも、電界並びに磁界下において、アミン類を添加すれば、水分は下記のようにアミン類の加水分解を起こし、油分と窒素化合物、あるいは気体に分離する。また、同一反応において、反応槽に存在する以外の異なる油分が生成されないため、転写物質としての同一成分の油分を混在させる。簡単に説明するために、最も単純なアミン類を用いて、油分である灯油、軽油、重油となる化学式を組み立てる。その際には、磁界は油、アミンおよび水のクラスター化を防ぎ、分子を整流化することにより、分子同士を分離し、添加された油への転写を行いやすくする働きがある。また、電界はイオン化を増強させ、転写反応を起こりやすくしている。電界並びに磁界の強さを調整することにより、油分と水分の比率の変更は可能である。強電界（直流30V〜400V）並びに強磁界下（7500Gs以上）においては、イオン化、整流化が促進されるため、転写物質である油の比率が低くとも、化学反応が発生する。そこで反応槽にはマイナス電極を入れ、油、水、アミンともマイナスイオン化としておく。
【００４８】
［複製可能な油類］
化石燃料全般に加え、植物性油にも適応可能である。植物油とは植物に含まれる脂肪を抽出・精製した油である。特に脂肪含有率の高いヤシや大豆、菜種などの種子や果肉から精製される。パーム油、パーム核油、大豆油、菜種油、ひまわり油、綿実油、ピーナッツオイル、オリーブオイル、ヤシ油、コーン油、ごま油、ひまし油、アマニ油など多くの種類の植物油がある。多くの植物油は融点が低い不飽和脂肪酸を多く含むため常温で液体であるが、融点の高い飽和脂肪酸を多く含むココナッツ油やカカオバターなどもある。脂肪酸とは、長鎖炭化水素の1価のカルボン酸である。一般的に、炭素数2-4個のものを短鎖脂肪酸（低級脂肪酸）、5-12個のものを中鎖脂肪酸、12個以上の炭素数のものを長鎖脂肪酸（高級脂肪酸）と呼ぶ。脂肪酸は、一般式 CnHmCOOH で表せる。
【化１】
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【００４９】
飽和・不飽和炭化水素RにCOOH-（カルボキシ基）が結合したものである。これは、COOH→CO2+H+ と化学反応を起こし、炭化水素と二酸化炭素になる。従って、脂肪酸であっても、問題はなく、化学式にはこの反応式を追加すれば、高磁界場・高電界場において炭化水素化できる。（また、CO2も生成する。）
【００５０】
［アミン類］  
アミンとは、アンモニアの水素原子を炭化水素基で置換した化合物の総称であり、アミンの一般的な構造式は下図のとおりである。一般的なアミンの窒素原子はピラミッド型の構造をとる。Ｒは炭化水素基（-CH）で、Rが1つの場合を第１級アミン、Rが2つの場合を第２級アミン、Rが3つの場合を第３級アミンという。アミンは塩基性を有し、プロトン（水素陽イオン）が配位結合する。これは、窒素原子が非共有電子対を持つためである。
【化２】
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【００５１】
使用可能なアミン類は、アミン化合物は１級アミンであってもよく、２級アミンであってもよく、３級アミンであってもよい。このようなアミン化合物としては、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、アミノフェノール、アミノシクロヘキサノール、シクロヘキサンジアミン、シクロヘキシルヒドロキシルアミン、アミノベンジルアルコール等が挙げられる。これらのなかでも特に、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタンが好ましい。これらの好ましいアミン化合物は、特に水に対する溶解性が極めて高い。これらのアミン化合物は１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００５２】
アミンを電界下並びに磁界下においた場合は以下の化学式となる。この場合、先に述べた磁界、並びにマイナス電位電界は次のように働く。
磁界：炭化水素類（灯油、軽油、重油）、アミン類及び水について、クラスターを切断し、整流化させる。
マイナス電位電界：アミン類について、強マイナス電位電界により、イオン化を促進させ、化学反応性を鋭敏にし、反応効率を上げる。
【００５３】
［使用するアミン類量と水分量］  
使用するアミン類の使用量を減らし、水を増やすことが可能である。より強電界を加えて、アミン類と水を加水分解した場合、油分並びに水分は強い負電荷を帯び、炭化水素分子と水分子は分子レベルで弱い水素結合を起こし、一クラスター状になる。その際、水分は油分が脂肪酸となることにより、油分に溶解する。つまり、アミン類の水溶液に含まれる加水分解に使用される水分子以外は、炭化水素のH＋と弱い水素結合をおこし、炭化水素が脂肪酸形状となることにより、油分中に溶解するため、単体の水分が存在しなくなる。
【化３】
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【００５４】
油分・水分クラスターは、Ｃ分子数も転写物質の炭化水素と同数になり、これが燃焼する際には容易に水蒸気、もしくは燃焼に必要な酸素O2となるため、同じC原子数を持つ炭化水素と同様と考えて差し支えない。また、アミン類とメタノールを添加する際には、アミンとメタノールが最初から結合しているエタノールアミン類を添加すれば、安価（15円／kg）であり、常温で液体であるため、添加が容易である。ただし、エタノールアミン類はアンモニア臭がする無色透明の液体であるが、水溶液にするため、アンモニア臭はかなり軽減される。この場合、種油の比率は最小で５０％以上とすることが望ましい。
【００５５】
［機能水と機能油（種油）の比率］
後述するが、油の比率は以下のとおりである。
１）硝酸アンモニウム生成時
第１級アミン：
灯油＝18H2O→ C12H26 = 1/18 ≒  5.6％ 〜
軽油＝24H2O →C16H34=1/24 ≒  4.2％ 〜
重油＝27H2O →C16H34=1/27 ≒  3.7％ 〜
第２級アミン：
灯油＝18H2O→C12H26=1/18 ≒  5.6％ 〜
軽油＝12H2O→C16H34=1/12 ≒  8.3％ 〜
重油＝27H2O→2C18H38=2/27 ≒  7.4％ 〜
第３級アミン：
灯油＝18H2O→C12H26=1/18 ≒  5.6％ 〜
軽油＝15H2O→2C16H34=2/15 ≒ 13.3％ 〜
重油＝9H2O→C18H38=1/9  ≒ 11.1％ 〜
２）気体生成時
第１級アミン：
灯油＝18H2O →C12H26=1/18 ≒  5.6％ 〜
軽油＝24H2O →C16H34=1/24 ≒  4.2％ 〜
重油＝54H2O →2C18H38=2/54 ≒  3.7％ 〜
第２級アミン：
灯油＝18H2O →C12H26=1/18 ≒  5.6％ 〜
軽油＝24H2O →C16H34=1/24 ≒  4.2％ 〜
重油＝54H2O →2C18H36=2/54 ≒  3.7％ 〜
第３級アミン：
灯油＝6H2O →C12H26=1/6≒16.7％ 〜
軽油＝30H2O →4C15H32=4/30 ≒ 13.3％ 〜
重油＝18H2O →2C18H38=2/18 ≒ 11.1％ 〜
複製されるためには、上記以上の機能油（種油）が必要だが、反応時間、撹拌時間等を考え合わせれば、２０％以上と考えるのが適当である。この機能油（種油）は、複製された油を使用し再処理も可能である。
【００５６】
［化学式の具体例］
以下に考えられる化学式を示す。
但し、簡単に説明するためにアミンは、
第１級アミン  CH3NH2 - メチルアミン
第２級アミン  (CH3)2NH - ジメチルアミン
第３級アミン  (CH3)3N - トリメチルアミン
とする。また、すべての反応において、左式の分子には磁界下に置く必要があり、右式の上段１式には強電界下におく必要がある。右式2式は反応槽内で起こる生成過程である。最終的には右式３式は最終生成物である。最終生成物が気体の場合も考えられる。その際には、気体は反応工程の際に分離され、空気中に拡散させる。
以下に、その反応式を、アミン類の反応例毎にＡ）〜Ｅ）として説明する。
【００５７】
Ａ）最終生成物の残留物が硝酸アンモニウムとなる場合
油には溶解しにくいため、硝酸アンモニウムは無色透明な結晶となるが、油分中では細粒上となるため、光の反射によって、白濁状態の油分となる。それを不織布(5μm)で濾過すれば、油のみが通過し、硝酸アンモニウムは残渣として、回収される。
１）第１級アミンの場合（傍観イオン含む）
【化４】
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【化５】
2016065177.tif 000007
【化６】
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【００５８】
２）第２級アミンの場合（傍観イオン含む）
【化７】
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【化８】
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【化９】
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【００５９】
３）第３級アミンの場合（傍観イオン含む）
【化１０】
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【化１１】
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【化１２】
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【００６０】
４）ここで生成物のモル数の比較を行う。
【化１３】
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【００６１】
５）硝酸アンモニウムが生成する場合においては、アミン類と水の分子式のN原子、H原子、O原子、の和が両辺で同じでなければ、不完全反応となり、硝酸アンモニウム並びに水やN、H、Oのイオン原子が残差として残る。それを解消するため、分子数の調整（共通項）にすると、多分子同士の結合になるため、反応に時間がかかり、実用的ではない。
また、油の大きさはアミンのC原子数に依存するため、アミンのC原子数が転写する油のC原子数と一致しなければならない。
【００６２】
Ｂ）最終生成物の残留物が、気体の場合も考えられる。その際には、気体は反応工程の際に分離され、空気中に拡散させる。
以下にガスが発生する反応式例を示す。
１）第１級アミンの場合（傍観イオン含む）
【化１４】
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【化１５】
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【化１６】
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【００６３】
２）第２級アミンの場合（傍観イオン含む）
【化１７】
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【化１８】
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【化１９】
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【００６４】
３）第３級アミンの場合（傍観イオン含む）
【化２０】
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【化２１】
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【化２２】
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【００６５】
４）ここで生成物のモル数の比較を行う。
【化２３】
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【００６６】
５）気体を生成する場合は、アミン類と水の加水分解で、アミン類並びに水は、投入段階でイオン化されているため、水が多く含まれていても、強電界による電気分解によりH2とO2となり、空気中に拡散する。ただし、水よりO2を電気解離するためには、水分子が必ず偶数である必要があり、油の分子構造によっては、O-イオンが溶液中に残り、N原子と結合して、NOxが発生する可能性がある。また、油の大きさはアミンのＣ原子数に依存するため、アミンのＣ原子数が転写する油のＣ原子数と一致しなければならない。
【００６７】
Ｃ）アミン類と水の機能水にメチルアルコールを添加した場合について化学式を構築する。第１級アミンの場合（傍観イオン含む）に限って考える。
転写物質が灯油の場合
１）メチルアルコール添加
【化２４】
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【化２５】
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【００６８】
２）エチルアルコール添加の場合の例
【化２６】
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【化２７】
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【００６９】
３）以上のことから、アルコール類を添加した場合には、ドデカン（灯油）の生成が促進され、副産物である硝酸アンモニウムもしくは気体の生成が減少するため、高効率な転換が可能となる。ただし、この場合も水の分子数は偶数でなければならない。
【００７０】
さらに、気体を生成する場合は水の分子数６ｎが大きくなっても、化学式上は上記反応が可能である。これは水分子H20のうち、H+のみが炭化水素の生成に関わるため、水分は多くても差し支えなく、残りのH+は気体H2となり、O2-はO2となり、気体として空気中に拡散するためである。このことは、窒素を伴った水の電気分解ともいえる反応を示している。また、油の大きさはアミンとアルコールのC原子数に依存するため、アミンとアルコールのC原子数の和が転写する油のC原子数と一致しなければならない。
【００７１】
４）ここで上記生成物のモル数の比較を行う。
各原子の質量は次の通りである。
C=１２.0
N=１４.0
O=１６.0
H=１.0
質量係数＝１   g
気体体積係数＝２２.４  ｌ
【００７２】
ａ．メチルアルコール添加時のモル数比較
【化２８】
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【化２９】
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【００７３】
ｂ.エチルアルコール添加時のモル数比較
【化３０】
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【化３１】
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【００７４】
Ｄ）油分と水分との比率
油分と水分を微細なエマルジョンとして混合し、アミン類を添加して、すべてを油分に加水分解する場合の油分：水分の比率は次のようになる。
【００７５】
転写物質が灯油の場合
第１級アミンとの加水分解=18H2O  →  C15H26  
これは18モルの水が1モルの灯油になることを示している。転写反応が起こる際には、各反応ごとに１転写物質があることが必要であるため、モル比として、水１８に対して、灯油が１必要である。従って、強電界および強磁界において、水との体積比で６％以上の灯油が最低限必要である。
【００７６】
これを他の反応に当てはめると以下になる。ただし、これらは最も単純なアミン類を用いており、実際にはH原子が多くなっていくので、水H2O分子数が少なくなる。
【化３２】
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【化３３】
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【００７７】
３）アルコールを添加した場合
アルコールを添加した場合は以下のようになる。
【化３４】
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【化３５】
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【００７８】
４）配合比率
ここまで述べてきたのは、アミン基の加水分解による飽和炭化水素（直鎖状）の生成であり、油はその転写物質としての役割を負っているに過ぎない。従って、油と水の配合比率はあまり問題とならない。しかし、反応ごとに転写物質が１物質以上は必要であることから、１）、２）、３）の結果より、モル比がそのまま、体積比になる。１）、２）の結果より、油分と水分の体積比率の目安は、以下の通りとなる。
【００７９】
灯油  ：  第１級アミン  油：水＝ 6：94
第２級アミン  油：水＝ 6：94
第３級アミン  油：水＝17：83
軽油  ：  第１級アミン  油：水＝ 5：95
第２級アミン  油：水＝ 9：91
第３級アミン  油：水＝14：86
重油  ：  第１級アミン  油：水＝ 4：96
第２級アミン  油：水＝ 8：92
第３級アミン  油：水＝12：88
【００８０】
アルコールを添加した場合には、アルコールが飽和炭化水素生成に大きく関与するため、３）の結果を加味すれば、以下になる。
軽油、第１級アミンのみの場合を示す。
第１級アミンで、エチルアルコールを添加した場合、
残留物が硝酸アンモニウム生成時  水：エチルアルコール＝ 1：2
残留物が気体生成時              水：エチルアルコール＝ 6n：6 = n：1
となる。従って、体積比で考えると気体生成時には水がｎという整数で表されるため、水の比率は格段に高くできることがわかる。
【００８１】
目安としては、
軽油  ：   残留物が硝酸アンモニウム生成 
第１級アミン  油：水：アルコール＝ 5：33：64
残留物が気体生成
第１級アミン  油：水：アルコール＝ 5：90： 5
となるが、反応励起促進や工程管理を考えるとアルコール類を添加する方が気体を生成しやすく、気体は処理しやすいため、最も効率が良いと言える。
【００８２】
Ｅ）軽油でC原子数が異なる場合
１）C15Ｈ32  ペンタデカン
残留物が硝酸アンモニウム生成時
30CH3NH + 45H20 → 2C15H32 + 15NH4NO3 + 58H2
残留物が気体生成時
30CH3NH + 24H20 → 2C15H32 + 15N2 + 67H2 +12O2
【００８３】
２）C16Ｈ34  ヘキサデカン
残留物が硝酸アンモニウム生成時
16CH3NH + 24H20 → C16H34 + 8NH4NO3 + 31H2
残留物が気体生成時
16CH3NH + 24H20 → C16H34 + 8N2+47H2 + 12O2
【００８４】
３）C17Ｈ36  ヘプタデカン
残留物が硝酸アンモニウム生成時
34CH3NH + 51H20 → 2C17H36 + 17NH4NO3 + 66H2
残留物が気体生成時
34CH3NH + 24H20 → 2C17H36 + 17N2+73H2 + 12O2
【００８５】
以上の化学式のとおり、C原子数が異なる軽油であっても、アミンと水との加水分解によって、ペンタデカン（C原子数15）、ヘキサデカン（C原子数16）、ヘプタデカン（C原子数17）は生成される。
【符号の説明】
【００８６】
Ａ  水  
Ｂ  添加剤
Ｃ  機能水
Ｄ  種油
Ｅ  添加剤
Ｆ  機能油
Ｇ  混合溶液
Ｈ  合成燃料
１０  機能水槽
２０  機能油槽
３０  攪槽槽
４０  反応濾過槽
【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】
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