(57)【要約】      （修正有）【課題】水と油を安定した状態でエマルジョン混合し、水を可燃剤として、高い燃焼エネルギーを得られる低コスト化で、汎用性に優れた安定したエマルジョン燃料生成方法及び発生装置を提供する。【解決手段】圧力と温度を設定した過熱圧縮空気で水を曝気することにより、５〜１０THzの遠赤外線領域の電磁共鳴波で水素結合を分離し、窒素を活性化し、水のPHを高くし、酸素や水素をナノバブル化して水中に安定して溶存させる。この水で植物油と攪拌混合すると水酸基の存在で容易に均一に植物油が溶解され、水が可燃剤となる安定した水・植物油エマルジョン燃料を生成する方法及び生成装置と、その水・植物油エマルジョン燃料を乳化剤として鉱物油と加熱圧縮空気で曝気された水を親和混合して水自体を可燃剤とした水・鉱物油エマルジョン燃料を生成する方法及び生成装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気してｐＨを高め活性化した水と植物油を攪拌混合し、水と植物油を安定した混合状態の乳化剤として、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気して水のｐＨを高め活性化した水と鉱物油をエマルジョン混合し、鉱物油及び植物油を基燃剤としたエマルジョン燃料。
【請求項２】
水と植物油を攪拌混合している状態に、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気を一定時間曝気して、水と植物油を安定した混合状態の乳化剤として、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気して水のｐＨを高め活性化した水と鉱物油をエマルジョン混合し、鉱物油及び植物油を基燃剤としたエマルジョン燃料。
【請求項３】
吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気してｐＨを高め活性化した水と植物油又は鉱物油と攪拌混合することにより、水と植物油又は鉱物油とを安定したエマルジョン状態とし、安定した燃焼を可能とする植物油又は鉱物油を基燃剤とするエマルジョン燃料。
【請求項４】
水と植物油又は鉱物油と攪拌混合している状態に、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気して、水と植物油又は鉱物油とを安定したエマルジョン状態とし、安定した燃焼を可能とする植物油又は鉱物油を基燃剤とするエマルジョン燃料。
【請求項５】
前記加熱圧縮空気の吐出圧力は、３０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下の範囲に調節されるとともに、前記吐出温度は、４０℃以上２５０℃以下の範囲に調節されることを特徴とする請求項1乃至請求項４に記載のエマルジョン燃料。
【請求項６】
吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気してｐＨを高め活性化した水と植物油を攪拌混合し、水と植物油を安定した混合状態の乳化剤として、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気して水のｐＨを高め活性化した水と鉱物油をエマルジョン混合し、鉱物油及び植物油を基燃剤としたエマルジョン燃料の生成方法。
【請求項７】
水と植物油を攪拌混合している状態に、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気を一定時間曝気して、水と植物油を安定した混合状態の乳化剤として、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気して水のｐＨを高め活性化した水と鉱物油をエマルジョン混合し、鉱物油及び植物油を基燃剤としたエマルジョン燃料の生成方法。
【請求項８】
吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気してｐＨを高め活性化した水と鉱物油又は植物油と攪拌混合することにより、水と鉱物油又は植物油とを安定したエマルジョン状態とし、安定した燃焼を可能とする鉱物油又は植物油を基燃剤とするエマルジョン燃料の生成方法。
【請求項９】
水と植物油又は鉱物油と攪拌混合している状態に、吐出圧力及び吐出温度を調節した加熱圧縮空気で一定時間曝気して、水と植物油又は鉱物油とを安定したエマルジョン状態とし、安定した燃焼を可能とする植物油又は鉱物油を基燃剤とするエマルジョン燃料の生成方法。
【請求項１０】
前記加熱圧縮空気の吐出圧力は、３０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下の範囲に調節されるとともに、前記吐出温度は、４０℃以上２５０℃以下の範囲に調節されることを特徴とする請求項６乃至請求項９に記載のエマルジョン燃料の生成方法。
【請求項１１】
加熱圧縮空気の吐出圧力は３０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下の範囲に調節されるとともに、前記吐出温度は、４０℃以上２５０℃以下の範囲に調節される加熱圧縮空気を一定時間曝気することにより水のｐＨを高めて活性水とする加熱圧縮空気の送気手段と前記活性水と油を撹拌混合する手段を備えたことを特徴とするエマルジョン燃料の生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と植物油と鉱物油、または水と植物油もしくは鉱物油を安定した状態で混合したエマルジョン燃料及びその生成方法と生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油価格の高騰対策や地球温暖化防止対策として、水と油を混合してエマルジョン化し、燃焼とすることにより、水蒸気爆発を発生させ、高い燃焼熱を得るエマルジョン燃料が研究開発されている。
【０００３】
本来、水は不活性で、比熱も大きいいため、一般的には、基燃油に水分が混入すると燃焼速度は下がる方向にある。しかしエマルジョン燃料組成物中の水が、沸点以上に達すると、水蒸気爆発の現象を起こし、水のイオン結合から切り離された水素が燃焼することにより、油のみを燃焼する場合よりも高い燃焼エネルギーが発生されることが周知とされている。
【０００４】
またエマルジョン燃料は、水が可燃剤となるため、地球温暖化の主要因である温室効果ガスの排出を抑制することが可能であるため、その早期実用化が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、現在開発されているエマルジョン燃料の殆どは、水と油を安定して乳化状態にするために特殊な乳化剤を使用したもので、低温での粘性が高く流動性が悪いことと、比熱の大きな水粒子のため燃焼熱が奪われ、十分な燃焼エネルギーが得られないことが問題となり、商用実用化されてない(特許第７７６１８８号・特許第３１０３９２３号)。
【０００６】
また最近では、エマルジョン燃料の希釈水である水を、共鳴電磁波や電磁場エネルギー等により、活性化して油との乳化を促進して燃料として利用するものが提案されておりエマルジョンの安定性も良好のようである(特開２００８−４５０２２)。しかしこの方法によると、多量の塩化ナトリウムを添加しているため漏液した際の機器の腐食や気温が低下した際の塩化ナトリウム溶解物の沈殿による配液パイプのつまり等が懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、加熱圧縮された空気を、水または水と植物油の混合状態に、注入することにより、水自体を安定したエマルジョン混合が可能な機能である高いｐＨと大きな界面活性力の可燃剤とし、水と植物油のエマルジョン燃料を生成する方法及び生成装置、およびその水と植物油のエマルジョン燃料を乳化剤として鉱物油と加熱圧縮空気で曝気された水を親和混合して水自体を可燃剤とした水と鉱物油のエマルジョン燃料を生成する方法及び生成装置を提供することを目的としている。
【特許文献１】特許第３７７６１８８号
【特許文献２】特許第３１０３９２３号
【特許文献３】特開２００８−４５０２２
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために本発明者は、高圧ブロワーを用いて空気を圧縮することで発生させた加熱圧縮空気について、サーモグラフィ等により鋭意研究を重ねた結果、この加熱圧縮空気の発生条件を適宜変更することで、水と植物油が安定したエマルジョン混合ができる加熱圧縮空気が発生することを見出し、本発明をなすに至った。
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するために本発明のエマルジョン燃料生成方法は、空気の吐出圧力及び吐出温度を調節することにより、加熱圧縮空気から発生される5〜10THzの遠赤外線領域の共鳴電磁波で空気中のN,O,H20の水素結合を切り離す。
【００１０】
そして水素結合から分離した水素から放出される電子を窒素の外殻に取り込むことで活性窒素となり、アミン（ＮＨ2）またはアンモニア（ＮＨ3）を結合する。
【００１１】
この空気で水を曝気すると、水の水素結合も前述と同様に切り離され、水のクラスターが微細化し、小さくなった隙にナノバブル化された酸素と水素が安定して溶存される。この事は、この空気で曝気された水の溶存酸素が、長期間に渡り、通常水の１．５〜２倍の数値を示すことで証明されている。
【００１２】
また前述の活性窒素から結合されたＮＨ2またはＮＨ3が水溶し、水素ガスと水酸基ＯＨ-を発生し、水素はナノバブル化し、水のｐＨが上昇する。この事は、この空気で曝気された水のｐＨが、長期間に渡り、通常水より１〜２．５上昇することで証明されている。
【００１３】
前述したクラスターの小さくなった、ｐＨの高い水は、植物油を容易に、均一に溶解し、前述のナノバブル化した水素をも可燃剤とし植物油を基燃油としたエマルジョン燃料となる。
【００１４】
この植物油を基燃油としたエマルジョン燃料を、鉱物油と水とエマルジョン混合すると、水から発生した水素を可燃剤とした燃料であるエマルジョン燃料が生成される。
【００１５】
またエマルジョン燃料生成方法は、水と植物油を攪拌混合している状態に、前述の加熱圧縮空気で曝気することによっても、上述と同様に、植物油を基燃剤としたエマルジョン燃料が生成でき、小型装置を用いて低コストで効率よくエマルジョン燃料を生成する作用を有することとなる。
【００１６】
また本発明の第３のエマルジョン燃料生成方法は、前記吐出圧力は３０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下の範囲に調節するとともに、前記吐出温度は４０℃以上２５０℃以下の範囲に調節するようにしたものである。従ってエマルジョン燃料を効率よく生成させる作用を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るエマルジョン燃料の生成方法によれば、小型装置を用いて、低コストで効率よくエマルジョン燃料を生成することができる。また、本発明に係るエマルジョン燃料生成装置によれば、装置の小型化及び低コスト化を実現でき、優れた汎用性が得られる。また水を５０%程度混入させ可燃剤とすることにより、地球温暖化の主要因である温室効果ガスの発生を低減することが可能となる。さらにバイオエチレンと混合したエマルジョン燃料を生成することにより一層、温室効果ガスの削減に効果的となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係るエマルジョン燃料の生成装置のフローチャートを示す。
図２は、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置の内部の空気調整用の円板の平面図を示す。
【００１９】
このエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１は、公知の送風ブロアまたは空気圧縮機２０から空気を取り込み、この空気の吐出圧力及び吐出温度を調節して、水素結合の固有振動数と共振する共鳴電磁波を発生する最適の熱エネルギー波を発生させ、空気や水の水素結合を分離することにより、植物油に安定して水が乳化混合されように構成されている。
すなわち、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１は、金属製の円筒体からなる容器と、容器の内部であって、長さ方向中央部に設けられた金属製の貫通穴付円板（吐出圧力及び吐出温度の調節手段）２と金属製網４で構成され、容器の外部に設けられ、円板２によりエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１の内部に形成された二つの空間を連結させる配管と空気流量調整弁３とを備えている。
【００２０】
エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１をなす円筒体は、その長さ方向一端部に  送風ブロアまたは空気圧縮機２０から空気が、空気配管１１０を通過して、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１送り込まれ、空気の流量調整弁３及び４により、温度と圧力を調整した加熱圧縮空気として原水タンクに送られ、小口径の多くの開口を有するヘッダーパイプから微細な加熱圧縮空気が噴出され、原水を曝気する。
【００２１】
円板２は、図２に示すように、その厚さ方向に貫通する複数の貫通孔２Ａを有し、その貫通孔２Ａの貫通方向と空気の流出方向とが同一となるように、容器１内部の長さ方向中央部に立てて配置されている。なお、円板２に形成する貫通孔２Ａの個数や孔径は、容器１の寸法や、空気の吐出圧力及び吐出温度の調節範囲に応じて、適宜変更可能である。
そして、この円板２の貫通孔２Ａを通過する空気の吐出圧力及び吐出温度を調節することで、エマルジョン燃料生成用の加熱圧縮空気を発生させるように構成されている。
【００２２】
エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１の外部配管の一部には、容器の内部に形成された二つの空間に封入された空気の温度や圧力を調節し、円板２の貫通孔２Ａを通過する空気の吐出圧力及び吐出温度を微調節するための空気流量調整弁３を備えている。
【００２３】
次に、このエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１を用いて、エマルジョン燃料生成用の加熱圧縮空気を発生させる方法について説明する。
まず、送風ブロアまたは空気圧縮機２０から、空気配管１００を経て、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１に空気を送り込む。
【００２４】
次に、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１の内部に封入された空気を、所定の吐出圧力（例えば、３０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下）及び吐出温度（４０℃以上２５０℃以下）に調節しつつ、円板２の貫通孔２Ａを通過させることで、エマルジョン燃料生成用の加熱圧縮空気を発生させる。つまり、円板２の貫通孔２Ａを通過した後の空気が封入される空間にはエマルジョン燃料生成用の加熱圧縮空気が存在する。これは加熱圧縮された高圧空気が円板２の貫通孔２Ａを通過した際にジェット気流となって急激に拡散するため、空気中の水分子や窒素分子同士の水素結合と共振すると推測される共鳴電磁波が発生し、共振エネルギーが励起され、水素結合が分離し、水素分子から放出された電子を窒素の外殻に取り込んでマイナスイオン化されるものと考えられる。そして、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１０の出口から空気配管１００を経て、適宜エマルジョン燃料生成用の加熱圧縮空気を放出する。
【００２５】
そしてそのエマルジョン燃料生成用の加熱圧縮空気を原水タンク６に注入し、ヘッダーパイプ７から微細な気泡で曝気することにより、水のｐＨは1.0〜2.5程度上昇し、溶存酸素は1.5〜2倍に増え、酸化還元電位は＋400mvから0mv前後まで還元電位値として高くなるように原水が活性化される。
【００２６】
エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１から吐出された加熱圧縮空気によりｐＨが９〜９．５まで高くなり活性化された水を、活性水移送ポンプ９により、水・植物油混合タンク１１に供給し、植物油供給配管１０１から供給される植物油と、ミキサー１２により攪拌混合し、安定したエマルジョン混合状態とし、水と植物油を成分とする乳化剤機能のある水・植物油のエマルジョン燃料を生成する。
【００２７】
鉱物油とのエマルジョン燃料の生成は、ポンプ１３にて水・植物油エマルジョン燃料を、鉱物油混合タンクに注入し、鉱物油供給配管１０２から供給される鉱物油とエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１から吐出されたエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気を曝気した活性水タンク６の水を、鉱物油混合タンク１８で回転式ミキサー１９にてエマルジョン混合し、水・鉱物油のエマルジョン燃料を生成する。
【００２８】
生成された水・鉱物油エマルジョン燃料は、ポンプ２０で、スタティックミキサー２１を通して、再度混合されバルブ２１と配管１１３を介して供給される。
【００２９】
すなわち、本実施形態のエマルジョン燃料生成方法によれば、空気の吐出圧力及び吐出温度を調節することでエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気を発生させることができるため、小型装置を用いて、低コストで効率よくエマルジョン燃料を生成することができる。
【００３０】
また、本実施形態のエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１によれば、装置の小型化及び低コスト化を実現でき、優れた汎用性が得られる。
さらに、本実施形態のエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１によれば、空気の吐出圧力及び吐出温度の調節手段として、複数の貫通孔２Ａを有する円板２を用いたことにより、装置の小型化及び低コスト化を実現しつつ、効率よくエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気を発生させることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態のエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１によれば、円板２をエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１の内部に設けて、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１の内部に円板２で仕切られた二つの空間を形成するとともに、二つの空間を連結させる配管を外部に設け、この配管の一部に、空気の吐出圧力及び吐出温度を調節する空気流量調整弁３を設けたことにより、空気の吐出圧力及び吐出温度をより効率よく微調節することが可能となるため、効率よくエマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気を発生させることができる。
【実施例】
【００３２】
本発明の実施例として、エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置１で2時間〜4時間曝気することによりPHが9以上となった活性水と植物油を１：１の比率で、回転式ミキサーで、攪拌混合することにより安定したエマルジョン混合が達成され、植物油を基燃油とするエマルジョン燃料が生成される。
【００３３】
上記の植物油を基燃油とするエマルジョン燃料を乳化剤として、鉱物油：活性水：乳化剤を４．５：４．５：１の比率で、回転式ミキサーで、攪拌混合することにより安定したエマルジョン混合が達成され、鉱物油を基燃油とするエマルジョン燃料が生成される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、水を活性化することにより、水を50％程度含んだエマルジョン燃料の生成が可能となり、既存の鉱物油を使用する内燃機関、燃焼装置、ボイラー等に、特別な調整装置を必要とせず使用でき、水を希釈剤でなく可燃剤とすることにより、地球温暖化の主要因である、化石燃料の燃焼による二酸化炭素の発生を大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】は、本発明に係るエマルジョン燃料の生成装置のフローチャートを示す。
【図２】エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置の内部の空気調整用の円板の平面図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１       エマルジョン燃料生成用加熱圧縮空気調整装置
２       円板（空気の吐出圧力及び吐出温度の調節手段）
３       空気流量調整弁
４       金属製網
５       加熱圧縮空気供給弁
６        活性水タンク
７        ヘッダーパイプ
９        活性水移送ポンプ
１１        水・植物油混合タンク
１２        ミキサー
１３        水・植物油エマルジョン燃料移送ポンプ
１４、１５  活性水供給弁
１６        水・植物油エマルジョン燃料供給弁
１７        スタティックミキサー
１８        水・鉱物油混合タンク
１９       ミキサー
２０       送風ブロアまたは空気圧縮機
２１       スタティックミキサー
２２       水・鉱物油エマルジョン燃料供給弁
３０       水・鉱物油エマルジョン燃料移送ポンプ
１００       原水供給配管
１０１       植物油供給配管
１０２       鉱物油供給配管
１１０       空気配管
１１１       活性水配管
１１２       水・植物油エマルジョン燃料油配管
１１３       水・鉱物油エマルジョン燃料油配管
【図１】
2009286884.tif 000002
【図２】
2009286884.tif 000003