(57)【要約】【課題】バイオディーゼル燃料の製造に高価なアルコール類を使用せず、製造程もエステル反応工程がないため簡単であり、製造装置も安価になるため、従来のバイオディーゼル燃料の半分以下のコストで製造可能なバイオディーゼル燃料の製造装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンク１と、前記植物油を前記原料タンク１より遠心分離機１０に圧送するポンプ２と、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機１０と、前記遠心分離機１０で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンク４とを備え、前記遠心分離機で４５００回転乃至１２０００回転／分以上の高速で植物油を遠心分離する構成とした。【選択図】図２
2009007554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記遠心分離機で４５００乃至１２０００回転／分の高速で植物油と不純物を遠心分離することを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項２】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記遠心分離機は、前記ポンプと接続された接続パイプと、前記接続パイプとオイルベース内で連結されオイルベースの中心に直設されたシャフトと、前記シャフトに回転自在に支持されたインナーローターと、前記インナーローターの外側に前記シャフトに回転自在に支持されたアウターローターと、前記アウターローターの外側に配置され前記オイルベースに水密に取り付けられたケーシングと、前記ケーシングを上方よりカバーするカバー体と、を備えたことを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項３】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記シャフトは、基端側に９０度の角度差で複数の吐出孔が形成されていることを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項４】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記インナーローターは、インナーローター上側部材とインナーローター下側部材を備え、前記インナーローター下側部材には複数の孔が形成されていることを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項５】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記アウターローターは、アウターローター上側部材とアウターローター下側部材を備え、前記アウターローター下側部材には、底面側に点対称位置に突出した噴出部が形成され、前記噴出部には互いに逆方向に向いたノズルが水平方向に取り付けられ、ノズルの孔は上面側と貫通していることを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項６】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記貯蔵タンクの入口には泡消しユニットが取り付けられ、前記泡消しユニットは、前記貯蔵タンクの入口に取り付けられたガイド壁と、前記ガイド壁の内径より狭く形成された出口ノズルを有するノズル部材と、から構成され、前記ガイド壁と前記ノズル部材の間に泡通路が形成されていることを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項７】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
前記遠心分離機は複数段の遠心分離ユニツトを備え、段階的に前記植物油を精製することを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項８】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、
前記遠心分離機は、複数段の遠心分離ユニツトを備えて段階的に前記植物油を精製し、
前記遠心分離ユニツトは、複数個の遠心分離機を並列に配設して同列的に前記植物油を精製することを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造装置。
【請求項９】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、
前記遠心分離機のインナーローターとアウターローターの二重のローター構造により４５００回転乃至１２０００回転／分の高速で比重が１以下の植物油と、比重が１以上の不純物に遠心分離されることを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造方法。
【請求項１０】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、
前記遠心分離機は、複数段の遠心分離ユニツトを備え、コントロールパネルの操作により段階的に前記植物油を精製することを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造方法。
【請求項１１】
バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、
前記遠心分離機は、複数段の遠心分離ユニツトと制御用のコンピュータを備え、コントロールパネルの設定により自動操作で前記植物油を精製することを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、油脂類からバイオディーゼル燃料を製造するバイオディーゼル燃料の製造方法および製造装置に関し、特にメタノールを使用せずにバイオディーゼル燃料を製造することができるバイオティーゼル燃料の製造装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、バイオディーゼル燃料の製造は、植物性油脂類や動物性油脂類をメチルエステル化という化学反応を利用し、デーゼルエンジンの燃料としたものである。このバイオディーゼル燃料は、化学構造内に酵素を含む含酸素燃料であり、硫黄分をほとんど含まない燃料であることから、燃焼しても黒鉛などの有害排気ガスの排出が少ないものである。また、植物由来のであることから、各国の二酸化炭素の排出量について取り決められた「京都議定書」に示された規格上、二酸化炭素の排出量がゼロカウントされている。【０００３】  このようなことから、バイオディーゼル燃料は環境負荷の少ない軽油代替燃料として注目されており、欧米においては既に規格や法制度も整備され、大豆や菜種油から年間２５０万トン以上が生産され使用されている。また、日本においても、バイオディーゼル燃料は年間５０００トン程度が廃食油などから製造されており、主に地方自治体などを中心に使用されている。バイオディーゼル燃料の規格は日本においては未だ整備されていないが、２００５年度から経済産業省を中心に、バイオエタノールおよびバイオディーゼル燃料の規格化が検討され始めている。【０００４】  このようなバイオディーゼル燃料は、油脂類の主成分であるモノグリセド、ジグリセド、トリグリセドなどをアルキルアルコールとエステル交換反応させることによって脂肪酸アルキルエステルが得られることは以前から知られている。（例えば、非特許文献１参照）。そして、この反応を利用して油脂類からバイオディーゼル燃料を製造する技術についても様々な検討がなされてきた。（例えば、特許文献１乃至６を参照）。これらの方法においては、上記のエステル化の効果を高め、不純物をなるべく残存しないようにする工夫が試みられている。【０００５】  上記の従来技術におけるエステル化を利用した製造方法においては、例えば粗脂肪酸アルキルエステルを水洗して、脂肪酸石鹸、メタノールおよびグリセリンを除去する方法が一般的に行われている。しかしながら、水洗後の水分の除去に多大な熱量を必要とし、同時にバイオディーゼル燃料そのものの劣化の危険性が生ずるものである。また、この方法は、水洗した洗浄液の処理に多大なコストがかかり、好適な方法とはいえなかった。【０００６】  その他、超臨界法、固定触媒法および生物交換法などが開示されているが、いずれの方法でも反応変換効率が悪く、エステル層とグリセリン層の分離が不十分であり、未反応の遊離脂肪酸あるいはグリセリン誘導体が多く残存し、実用に耐えるバイオディーゼル燃料を得るには蒸留工程が必要であった。しかしながら、蒸留工程においては、脂肪酸アルキルエステル、グリセリン、遊離脂肪酸が同様の沸点領域にあることから、燃料規格範囲に留めることは極めて困難であった。【０００７】  そこで、このような問題点を解決するものとして、特許文献７に示すバイオディーゼル燃料の製造方法が提案されていた。この方法は、油脂類に触媒含有アルコール溶液を混合して反応生成物を得る工程と、該反応生成物から低沸点物質を減圧留去して残液を得る工程と、該残液を軽液と重液に分離する工程と、該軽液を固定吸着剤に接触させて該軽液を精製する工程と、を備えるバイオディーゼル燃料の製造方法において、該軽液を精製する工程により、水分値５００ｐｐｍ以下、酸価０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、メタノール値２０００ｐｐｍ以下、総グリセロール値２５００ｐｐｍ以下、アルカリ金属値５ｍｇ／ｋｇ以下の脂肪酸アルキルエステルを特徴としている。
【非特許文献１】  「有機ハンドブック」技報堂出版、１９８８、ｐ１４０７〜ｐ１４０９
【特許文献１】  特開平７−１９７０４７号公報
【特許文献２】  特開平１０−２４５５８６号公報
【特許文献３】  特開２０００−４４９８４号公報
【特許文献４】  特開２０００−１０９８８３号公報
【特許文献５】  特開２００２−１６７３５６号公報
【特許文献６】  特開２００２−２９４２７７号公報
【特許文献７】  特開２００７−９９８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、上述した従来のバイオディーゼル燃料の製造方法においては、エステル反応を行うためにメタノールやエタノールを必要とし、その反応課程で必然的に発生するグリセリンを分離するために様々な課程を必要とするので、工程が複雑になると共にその製造装置も大がかりとなり、コストが高くなるという問題があった。【０００９】  また、エステル反応を行うために高価なメタノールやエタノールを必要とすることは、コストを高める要因となり、それに加えて触媒も使用するため、さらにコストアップになってしまうという問題があった。そして、バイオディーゼル燃料の製造に使用するメタノールは主としてトウモロコシやさとうきびから生産するため、世界中でトウモロコシやさとうきびの価格が高騰するという副次的な問題も引き起こしていた。【００１０】  さらに、従来のバイオディーゼル燃料の製造装置は、エステル反応装置、減圧留去装置、分離装置、第一精製装置、第二精製装置を必要とし、設備が複雑になり大がかりになり、当然のことながら装置にかかるコストも高くなるという問題があった。そして、エステル反応を利用せず遠心分離機を使用した製造装置においても、遠心分離機の回転数が２８００回転／分程度であるため、この回転速度で廃食油などの植物油を遠心分離しても不純物を十分分離できず、実用にならないという問題もあった。そのため、遠心分離機の回転数を変速ギヤなとを使用して回転数を上げても、ロスが発生し、目的とする高精度の分離ができないという問題が発生した。【００１１】  本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、バイオディーゼル燃料の製造に高価なアルコール類を使用せず、製造工程もエステル反応工程がないため簡単であり、製造装置も安価になるため、従来のバイオディーゼル燃料の半分以下のコストで製造可能なバイオディーゼル燃料の製造装置およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  上記目的を達成するために、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記遠心分離機で４５００回転乃至１２０００回転／分の高速で植物油と不純物を遠心分離することを特徴とするものである。【００１３】  また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記遠心分離機は、前記ポンプと接続された接続パイプと、前記接続パイプとオイルベース内で連結されオイルベースの中心に直設されたシャフトと、前記シャフトに回転自在に支持されたインナーローターと、前記インナーローターの外側に前記シャフトに回転自在に支持されたアウターローターと、前記アウターローターの外側に配置され前記オイルベースに水密に取り付けられたケーシングと、前記ケーシングを上方よりカバーするカバー体と、を備えたことを特徴としている。【００１４】  また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記シャフトは、基端側に９０度の角度差で複数の吐出孔が形成されていることを特徴としている。【００１５】  また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記インナーローターは、インナーローター上側部材とインナーローター上側部材を備え、インナーローター下側部材には複数の孔が形成されていることを特徴としている。【００１６】  また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記アウターローターは、アウターローター上側部材とアウターローター下側部材を備え、前記アウターローター下側部材には、底面側の点対称位置に突出した噴出部が形成され、前記噴出部には互いに逆方向に向いたノズルが水平方向に取り付けられ、ノズルの孔は上面側と貫通していることを特徴としている。【００１７】  また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、前記貯蔵タンクの入口には泡消しユニットが取り付けられ、前記泡消しユニットは、前記貯蔵タンクの入口に取り付けられたガイド壁と、前記ガイド壁の内径より狭く形成された出口ノズルを有するノズル部材と、から構成され、前記ガイド壁と前記ノズル部材の間に泡通路が形成されていることを特徴としている。【００１８】  また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記遠心分離機は複数段の遠心分離ユニツトを備え、段階的に前記植物油を精製することを特徴としたいる。【００１９】  また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記遠心分離機は複数段の遠心分離ユニツトを備え、前記遠心分離ユニツトは複数個の遠心分離機を並列に配設し、段階的に前記植物油を精製することを特徴としている。【００２０】  さらに、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造方法は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンクと、前記植物油を前記原料タンクより遠心分離機に圧送するポンプと、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機と、前記遠心分離機で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンクとを備え、前記遠心分離機のインナーローターとアウターローターの二重のローター構造により４５００回転乃至１２０００回転／分の高速で比重が１．０以下の植物油と、比重が１．０以上の不純物に遠心分離されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】  このように構成されたバイオディーゼル燃料の製造装置は、原料タンク、ポンプ、遠心分離機、貯蔵タンクのみから構成されているので、複雑なエステル反応装置や減圧留去装置などの大がかりな装置を必要としないので、設備費用を安価にすることができる。【００２２】  また、製造方法においても、エステル化反応を必要としないので、高価なメタノールやエタノールを使用せず、さらには触媒も不要となるので、材料費が安価になり、工程も簡単なので、製造コストを従来の半分以下にできるものである。【００２３】  さらに、本発明のバイオディーゼル燃料の製造装置は、複数段の遠心分離機を備えているので、精製のレベルをアップすることができるので、原料の廃食油が粗悪なものであってもディーゼルエンジンに使用可能なバイオバイオディーゼル燃料とすることが可能となる。そして、遠心分離機を並列に配設することによにより遠心分離能力を高めることができるので、処理能力の高いバイオディーゼル燃料の製造装置を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  以下、図面の図１乃至図４に基づき、本発明の最良の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置の構成を示すブロック図、図２は図１のバイオディーゼル燃料の製造装置に使用する遠心分離機の構成を示す分解斜視図、図３は図２の遠心分離機の要部を示す断面図、図４は図２の遠心分離機に使用するアウターローターの下面側から見た斜視図、図５は図２の遠心分離機に使用する泡消しユニットの取り付け状態を示す断面図である。【００２５】  図１は、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置Ａの全体構成を示すもので、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵する原料タンク１と、前記植物油を前記原料タンク１より遠心分離機１０に圧送するポンプ２と、前記植物油を精製してバイオディーゼル燃料とする遠心分離機１０と、この遠心分離機１０で製造したバイオディーゼル燃料を貯蔵する貯蔵タンク４とを備えたものであり、この遠心分離機１０で内部のローターを高速回転（４５００〜１２０００ｒｐｍ、好ましくは８０００ｒｐｍ）させることにより、原料の植物油を高度に精製し、ディーゼルエンジンに使用可能なバイオディーゼル燃料とするものである。【００２６】  原料タンク１は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵するもので、特に形状は限定されず、上方に蓋付きの入口が設けられ、下側には取り出し用のコックが設けられている。そして、入口には比較的大きなゴミなどを除去するため、図示しない１００メッシュ程度のフィルターが取り付けられている。このバイオディーゼル燃料の原料となる植物油は、具体的には家庭で使用した天ぷら油やその他の廃食油、或いは大豆や菜種油、とうもろこし、さらには温暖化対策のため砂漠などの乾燥地帯に栽培されるヤトロファのような植物から抽出した油でもよい。【００２７】  この原料タンク１より遠心分離機１０に植物油を圧送するポンプ２は、既知のボンプであり、後述する遠心分離機１０に必要な回転数を与えるために、所定の圧力（０．８Ｍｐａ）を発生させるものである。このポンプ２と接続バイプ３で接続された遠心分離機１０のオイルベース１１は、アルミなどの金属材料から略お碗形に形成されたものであり、内部にシャフト１２に至る油路１１ａが形成されている。また、このオイルベース１１の下端部は貯蔵タンク４に固定され、オイルベース１１に溜まったバイオディーゼル燃料が流れるように流路１１ｂが形成されている。このオイルベース１１の上端には、後述する硬質ブラスチック製のケーシング１３が固定され、その上からカバー体１４が取り付けられ、パッキン１４を介してナット１６で固着されている。【００２８】  遠心分離機１０は、図２に示すように、前記ポンプ２からの接続パイプ３が接続された略お碗形のオイルベース１１と、前記接続パイプ３とオイルベース１１内で連結されオイルベース１１の中心に直設されたシャフト１２と、前記シャフト１２に回転自在に支持されたインナーローター２０と、前記インナーローター２０の外側に前記シャフト１２に回転自在に支持されたアウターローター３０と、前記アウターローター３０の外側に配置され前記オイルベース１１に水密に取り付けられたケーシング１３と、��記ケーシング１３を上方よりカバーするカバー体１４と、を備えたものである。【００２９】  また、この遠心分離機１０には、図３に示すように、シャフト１２の基端側には周囲方向に９０度間隔に複数（２個）の吐出孔１２ａ，１２ａが形成されており、これらの吐出孔１２ａ，１２ａより、ポンプ２から送付された圧力の高い植物油が勢い良く周囲に飛散するようになっている。【００３０】  このシャフト１２の周囲にはインナーローター２０が回転自在に配置されている。このインナーローター２０は、アルミなどの軽金属材料より半球形に形成されたインナーローター下側部材２１とインナーローター上側部材２２から構成されている。インナーローター下側部材２１は下端側の中心孔がシャフト１２の受部に支持されて回転するようになっている。このインナーローター下側部材２１の壁には複数の孔２１ａ，２１ａ，２１ａ・・・が形成され、シャフト１２から吐出された植物油がこの孔２１ａ，２１ａ，２１ａ・・・から外側に飛散するようになっている。インナーローター上側部材２２も上端部に中心孔が形成され、シャフト１２が貫通してガイドするようになっている。インナーローター下側部材２１とインナーローター上側部材２２の合わせ目には係合部が形成され、固着されている。【００３１】  インナーローター２０の外側にはアウターローター３０が回転自在に配置されている。このアウターローター３０は、アルミなどの軽金属材料より半球形に形成されたアウターローター下側部材３１とアウターローター上側部材３２から構成されている。アウターローター下側部材３１は下端側の中心孔３１ａがシャフト１２の受部に支持されて回転するようになっている。このアウターローター下側部材３１は、図４に示すように、底面側の点対称位置に突出した噴出部３１ｂ，３１ｂが形成され、この噴出部３１ｂ，３１ｂには互いに逆方向に向いたノズル３１ｃ，３１ｃが水平方向に取り付けられている。そして、このノズル３１ｃ，３１ｃの孔は上面側と貫通している。【００３２】  また、アウターローター上側部材３２も上端部に中心孔３２ａが形成され、シャフト１２が貫通してガイドするようになっている。この中心孔１６には、図３に示すように、ばね１７が挿入され、アウターローターの回転時におけるバランスをとるようにしている。アウターローター下側部材１５とアウターローター上側部材１６の合わせ目には係合部が形成され、固着されている。【００３３】  このように形成されたアウターローター３０は、インナーローター２０より飛散した植物油がアウターローター３０の壁にぶつかり、下側に集まりアウターローター下側部材３１の二つのノズル３１ｃ，３１ｃより勢い良く外側に噴出し、ジェット作用を生じるものである。この二つのノズル３１ｃ，３１ｃは互いに逆方向に向いた位置にあるため、アウターローターに回転力を与えるようになる。この回転はジェット作用の強さ、即ちシャフト１２から吐出する植物油の圧力の強さによりコントロールを行うことができ、この圧力とアウターローターの形状、寸法により所望する回転数を得ることができるものである。【００３４】  本発明の実施例における遠心分離機１０は、植物油がポンプにより０．５Ｍｐａの��力で吐出されることにより、直径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍに形成されたアウターローターにより８０００回転の高速回転が可能となるものである。また、この高速回転を可能とするため、アウターローターのダイナミックバランスを１ｇ以下に形成したものである。【００３５】  このように構成された遠心分離機１０においては、高速に回転するアウターローター２０とインナーローター３０により不純物の分離能力が優れ、５μｍ以上の不純物を完全に分離するものである。そして、これらの不純物はアウターローターの壁面に付着するものである。また、アウターローター３０のノズル１５ｂより噴出された精製された植物油は透明なケーシング１３の壁に当たるので、能力が低下した場合には汚れの度合いがわかり、定期的に清掃できるものである。【００３６】  その結果、バイオディーゼル燃料は、精製前の状態において水分や不純物などが１．１５％含み、透明度を表すガードナーヘリーゲ指数が１２．５であったものが、精製後は、水分や不純物などが０．１９％、ガードナーヘリーゲ指数が８．５となり、エステル化反応で精製したバイオディーゼル燃料と同等であり、通常のディーゼルエンジンに十分使用できるものである。【００３７】  また、この遠心分離機１０は、図５に示すように、貯蔵タンク４の入口に必要に応じて泡消しユニット４０を取り付けることができようになっている。この泡消しユニット４０は、使用する原料となる廃食油や植物油の粘度が高いので、高温時に使用する場合は問題ないが、低温時に使用する場合は泡が発生し、不純物を除去する場合に妨げとなる。この低温時における泡の除去に効果を発揮するものである。【００３８】  この泡消しユニット４０は、貯蔵タンク４の入口に取り付けられたガイド壁４１と、ガイド壁４１の内径より狭く形成された出口ノズル４２が形成されたノズル部材４３とから構成されている。そして、このガイド壁４１とノズル部材４３により泡通路４４が形成されるものである。【００３９】  このように構成された泡消しユニット４０は、オイルベース１１の流路１１ｂより流下する植物油は出口ノズル４２に向かうが、出口ノズル４２は狭く形成されているので、泡の含まない液体部分は重いのでストレートに出口ノズル４２を通過するが、泡部分は軽いため出口ノズル４２付近の上方に溜まり、ノズル部材４３の傾斜面に沿って通路入口４４ａより泡通路４４に入り込むものである。そして、泡通路４４を上昇する課程で次第に泡が潰れて行き、通路出口４４ｂで液体となり、下方に落下するものである。【００４０】  以上の説明により、本発明のバイオディーゼル燃料の製造装置Ａおよびその製造方法においては、原料タンク、ポンプ、遠心分離機、貯蔵タンクのみから構成されているので、複雑なエステル反応装置や減圧留去装置などの大がかりな装置を必要としないので、設備費用を安価にすることができ、高価なメタノールやエタノールを使用せず、さらには触媒も不要となるので、材料費が安価になり、工程も簡単なので、製造コストを従来の半分以下で製造が可能になるものである。【００４１】  また、図６に示すバイオディーゼル燃料の製造装置Ｂは、上述したバイオディーゼル燃料の製造装置Ａの遠心分離機を２段���の遠心分離ユニットに構成したもので、しかも、この遠心分離ユニットは２つの遠心分離機を並列に配設して、処理能力と精製の精度を向上したものである。このバイオディーゼル燃料の製造装置は、原料タンク１００と２つの遠心分離機ユニット１１０，１２０、貯蔵タンク１３０を備えたものである。そして、このこのバイオディーゼル燃料の製造装置は、図７に示すように、前面に操作用のコントロールパネル１４０を備えるものである。【００４２】  このバイオディーゼル燃料の製造装置Ｂにおける原料タンク１００は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物油を貯蔵するもので、特に形状は限定されず、上方に蓋付きの入口１０２が設けられ、下側には取り出し用のコックが設けられている。そして、入口には比較的大きなゴミなどを除去するため、図示しない１００メッシュ程度のフィルターが取り付けられている。このバイオディーゼル燃料の原料となる植物油は、具体的には家庭で使用した天ぷら油やその他の廃食油を使用するが、大規模に運転するには、空港などの大食堂からの廃食油やコンビニエンスストアなどからも回収して使用するもので、一般家庭の廃食油比べて粗悪な不純物が含まれることを想定している。【００４３】  この原料タンク１０１に貯蔵された廃食油は、ポンプ１０３により接続バイプ１０４を経由して遠心分離機ユニット１１０のサブタンク１１３に送られる。このサブタンク１１３は、２００リットルの容量を持つものであり、このサブタンク１１３の側面には、内部の植物油のレベルを示すレベルゲージ１１４が取り付けてある。このサブタンク１１３の底部にはポンプ１１５が配置されており、サブタンク１１３に溜まった植物油を遠心分離機１１１，１１２に同時に圧送するようになっている。遠心分離機１１１，１１２はこのポンプ圧力により必要な回転数を与えられるようになっている。そのため、このポンプはＫｇ／ｃｍの圧力で植物油を遠心分離機１１１，１１２に送り込むようになっている。【００４４】  この遠心分離機ユニット１１０に取り付けられた遠心分離機１１１，１１２は、第１段階の遠心分離機となっており、遠心分離機１１１と遠心分離機１１２が並列に機能するようになっている。即ち、サブタンク１１３に送りこまれた原料の植物油は、ポンプ１１５で同時に遠心分離機１１１，１１２に圧送される。このポンプ１１５は遠心分離機１１１，１１２に必要な回転数を与えるために必要な圧力を備えるものである。【００４５】  この遠心分離機１１１，１１２は、サブタンク１１３の上に並列に配設されたものであり、前述した遠心分離機１０と同様の構造になっているので詳細な説明は省略する。即ち、ポンプ１１３からの接続パイプ１１６が図示しない略お碗形のオイルベースに接続されており、このオイルベース内で連結されオイルベースの中心に直設されたシャフトと、このシャフトに回転自在に支持されたインナーローターと、このインナーローターの外側に前記シャフトに回転自在に支持されたアウターローターと、このアウターローターの外側に配置され前記オイルベースに水密に取り付けられたケーシングと、このケーシングを上方よりカバーするカバー体と、を備えたものである。【００４６】  このように構成された遠心分離機ユニット１１０は、前述した遠心分離機１０と同様には、高速に回転するアウターローターとインナーローターにより不純物の分離能力が優れ、５μｍ以上の不純物をほぼ完全に分離するものである。そして、これらの不純物はアウターローターの壁面に付着するものである。また、アウターローターのノズルより噴出された精製された植物油は透明なケーシングの壁に当たるので、能力が低下した場合には汚れの度合いがわかり、定期的に清掃できるものである。【００４７】  この遠心分離機ユニット１１０の遠心分離機１１１，１１２で第１段階に精製された植物油は遠心分離機ユニット１２０のメインタンク１２３に送られ、さらに第２段階の遠心分離機１２３，１２４で精製されものである。この遠心分離機ユニット１２０のメインタンク１２３は、前述のサブタンク１１３と同様に２００リットルの容量を持つものであり、このメインタンク１２３の側面には、内部の植物油のレベルを示すレベルゲージ１２４が取り付けてある。このメインタンク１２３の底部にはポンプ１２５が配置されており、メインタンク１２３に溜まった植物油を遠心分離機１２１，１２２に同時に圧送するようになっている。遠心分離機１２１，１２２はこのポンプ圧力により必要な回転数を与えられるようになっている。そのため、このポンプ１２５は所定の圧力で植物油を遠心分離機１２１，１２２に送り込むようになっている。【００４８】  この遠心分離機ユニット１２０に取り付けられた遠心分離機１２１，１２２は、第２段階の遠心分離機となっており、遠心分離機１２１と遠心分離機１２２が並列に機能するようになっている。即ち、メインタンク１２３に送りこまれた原料の植物油は、ポンプ１２５で同時に遠心分離機１２１，１２２に圧送される。【００４９】  この遠心分離機１２１，１２２は、メインタンク１２３の上に並列に配設されたものであり、前述した遠心分離機１０と同様の構造になっているので詳細な説明は省略する。即ち、ポンプ１２３からの接続パイプ１２６が図示しない略お碗形のオイルベースに接続されており、このオイルベース内で連結されオイルベースの中心に直設されたシャフトと、このシャフトに回転自在に支持されたインナーローターと、このインナーローターの外側に前記シャフトに回転自在に支持されたアウターローターと、このアウターローターの外側に配置され前記オイルベースに水密に取り付けられたケーシングと、このケーシングを上方よりカバーするカバー体と、を備えたものである。【００５０】  このように構成された遠心分離機ユニット１２０は、前述した遠心分離機ユニット１１０と同様には、高速に回転するアウターローターとインナーローターにより不純物の分離能力が優れ、５μｍ以上の不純物をほぼ完全に分離するものである。そして、これらの不純物はアウターローターの壁面に付着するものである。また、アウターローターのノズルより噴出された精製された植物油は透明なケーシングの壁に当たるので、能力が低下した場合には汚れの度合いがわかり、定期的に清掃できるものである。【００５１】  次に、これらの遠心分離機ユニット１１０，１２０を操作するコントロールバネル１４０を図８を参照して説明する。このコントロールバネ���１４０には、１３個の操作スイッチ１４１〜１５３が配置されている。先ず、運転モードスイッチ１４１は、自動運転と手動運転を切り換えるスイッチであり、自動運転モードの場合は後述するように、コンピュータ制御で自動的に運転するものであり、手動モードの場合は、モータおよびバルブをそれぞれ単独で運転する場合に使用するものである。【００５２】  また、運転スイッチ１４２は、前記運転モードスイッチ１４１で自動運転を選択した場合にこの運転スイッチ１４２を押すと自動的に運転を開始するものです。この運転スイッチ１４２にはランプを組み込んであり、キートップ１４２ａが緑色のレンズになっており、運転中はランプが点灯するようになっている。そして、停止スイッチ１４３は、自動運転中に強制的に停止させる場合に使用するもので、この停止スイッチ１４３にはランプを組み込んであり、キートップ１４３ａが赤色のレンズになっており、停止スイッチ１４３を押した場合は運転が停止してランプが点灯するようになっている。【００５３】  また、サブタンクポンプスイッチ１４４は、前記運転モードスイッチ１４１で手動運転を選択した場合に、このサブタンクポンプスイッチ１４４をオンにすると、サブタンク１１３のポンプ１１５が作動してサブタンク１１３内の植物油を所定の圧力で植物油を遠心分離機１１１，１１２に送り込むようになっている。そして、メインタンクポンプスイッチ１４５は、前記運転モードスイッチ１４１で手動運転を選択した場合に、このメインタンクポンプスイッチ１４５を押すと、メインタンク１２３のポンプ１２５が作動してサブタンク１２３内の植物油を所定の圧力で植物油を遠心分離機１２１，１２２に送り込むようになっている。【００５４】  また、符号１４６〜１４９は、図示しないサブタンクバルブＮＯ１〜ＮＯ４のイン側とアウト側との切り換えスイッチとなっている。これらのサブタンクバルブスイッチ１４６〜１４９は、前記運転モードスイッチ１４１で手動運転を選択した場合に、サブタンク１１３の出入口に取り付けられた図示しないサブタンクバルブＮＯ１〜ＮＯ４が開閉するようになっている。さらに、符号１５０〜１５３は、図示しないメインタンクバルブＮＯ１〜ＮＯ４のイン側とアウト側との切り換えスイッチとなっている。これらのメインタンクバルブボタン１５０〜１５３は、前記運転モードスイッチ１４１で手動運転を選択した場合に、メインタンク１１３の出入口に取り付けられた図示しないメインタンクバルブＮＯ１〜ＮＯ４が開閉するようになっている。【００５５】  次に、このように構成されたバイオディーゼル燃料の製造装置Ｂの操作を図９を参照して説明する。先ず、運転モードスイッチ１４１で手動か自動かを選択する（ステップＳ１）。手動を選択した場合は、ステップ２に進みサブタンクポンプスイッチ１４４をオンにして、サブタンクバルブスイッチ１４６〜１４９をイン側にセットする。すると、図示しないサブタンクバルブＮＯ１〜ＮＯ４のイン側が開き、原料タンクよりサブタンク１１３へ植物油の供給を開始する。そして、サブタンク１１３が満タン（２００Ｌ）なると、上部液面センサ１１７が感知して自動的にポンプを停止させる。また、サブタンクポンプスイッチ１４��を途中でオフすれば、サブタンク１１３の任意の量の位置で供給を止めることができるようになっている。【００５６】  次いで、ステップ３に進み、このサブタンク１１３に供給された植物油を精製するものである。ここでの操作はサブタンクポンプスイッチ１４４をオンにして、サブタンクバルブスイッチ１４６，１４７をイン側にセットし、サブタンクバルブスイッチ１４８，１４９をアウト側にセットするものである。すると、サブタンク１１３の植物油は遠心分離記１１１，１１２に圧送され、遠心分離記１１１，１１２による第１段階の精製が自動的に開始される。そして、遠心分離記１１１，１１２で精製された植物油はメインタンク１２３に送られる。（ステップＳ４）【００５７】  次いで、ステップＳ５にてメインタンク１２３に供給された植物油を遠心分離記１２１，１２２にて、第２段階の精製を行うものである。ここでの操作はメインタンクポンプスイッチ１４５をオンにして、メインタンクバルブスイッチ１５０，１５１をイン側にセットし、メインタンクバルブスイッチ１５２，１５３をアウト側にセットするものである。すると、メインタンク１２３の植物油は遠心分離記１２１，１２２に圧送され、遠心分離記１２１，１２２による精製が自動的に開始される。この第２段階における精製は、遠心分離記１１１，１１２による第１段階の精製が、原料となる廃食油が粗悪な場合には十分に行われない場合があるため、実施するものである。そのため、精製のレベルにより適宜運転時間を設定できるようになっている。また、精製にレベルを検知するためメインタンク１２３の下部には、レーザセンサ１２５（図７参照）が取り付けられている。【００５８】  次いで、遠心分離記１２１，１２２による第２段階の精製が終了したものは、自動的に貯蔵タンクに送られ、貯蔵される（ステップ６）。そして、使用に合わせて、ポンプ１３１により使用される各車両などに供給されるものである。【００５９】  また、このバイオディーゼル燃料の製造装置Ｂにおいては、上述したように、各ステップの操作を手動て行うことができると共に、図示しないコンピュータの制御により各ステップの動作を自動的に行うことができるものである。この場合は、前述のステップ１にて、運転モードスイッチ１４１で自動運転を選択すれば、ステップ７の自動運転に入り前記ステップ２〜ステップ５の操作が自動的に行われるものである。【００６０】  以上の説明により、バイオディーゼル燃料の製造装置Ｂは、複数段の遠心分離機を備えているので、精製のレベルをアップすることができるので、原料の廃食油が粗悪なものであっても、２段階の精製を行うためディーゼルエンジンに使用可能なバイオバイオディーゼル燃料とすることが可能となる。そして、遠心分離機を並列に配設することによにより遠心分離能力を高めることができるので、処理能力の高いバイオディーゼル燃料の製造装置を可能とするものである。【００６１】  尚、本発明のバイオディーゼル燃料の製造装置およびその製造方法においては、特許請求の範囲内において様々な態様が可能であることは勿論である。例えば、シャフト１２の吐出孔は２個に限定されるものではなく、装置の大きさにより、３個、４個と増やすことも可能��あり、アウターローターに形成される噴出孔も２個に限定されるものではなく、４個でも可能なことは勿論である。そして、遠心分離機ユニットも２段階に限定されるものではなく、３段階、４段階などの多段階にすることも可能であり、各遠心分離機ユニットにおける遠心分離機の数も２個に限定されるものではなく、能力に応じて３個、４個とすることができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】  本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１のバイオディーゼル燃料の製造装置に使用する遠心分離機の構成を示す分解斜視図である。
【図３】  図２の遠心分離機の要部を示す断面図である。
【図４】  図２の遠心分離機に使用するアウターローターの下面側から見た斜視図である。
【図５】  図２の遠心分離機に使用する泡消しユニットの取り付け状態を示す断面図である。
【図６】  本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造装置の実施例を示すブロック図である。
【図７】  図６のバイオディーゼル燃料の製造装置に使用する遠心分離機の構成を示す正面図である。
【図８】  図６の遠心分離機の操作パネルを示す正面図である。
【図９】  図６のバイオディーゼル燃料の製造装置の操作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】    １          原料タンク
２          ポンプ
３          接続パイプ
４          貯蔵タンク
１０          遠心分離機
１１          オイルベース
１２          シャフト
１３          ケーシング
１４          カバー体
１５          パッキン
１６          ナット
１７          ばね
２０          インナーローター
２１          インナーローター下側部材
２２          インナーローター上側部材
３０          アウターローター
３１          アウターローター下側部材
３２          アウターローター上側部材
４０          泡消しユニット
４１          ガイド壁
４２          出口ノズル
４３          ノズル部材
４４          泡通路
１００          原料タンク
１１０          遠心分離機ユニット
１２０          遠心分離機ユニット
１３０          貯蔵タンク
１４０          コントロールパネル
【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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【図８】
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【図９】
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