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技術 油をエマルジョン化させるための水、油をエマルジョン化させるための水の製造方法、油をエマルジョン化する方法および装置

出願人 株式会社TAANE
発明者 及川胤昭渡辺弘恵菅野晶子
出願日 2012年1月27日 (9年9ヶ月経過) 出願番号 2012-547202
公開日 2015年5月11日 (6年6ヶ月経過) 公開番号 WO2013-111328
状態 特許登録済
技術分野 食用油脂 イオン交換による水処理 中和・改質 乳化剤、分散剤、気泡剤、湿潤剤 コロイド化学 液体炭素質燃料
主要キーワード 水貯蔵室 物質製造装置 電離水 一般水道水 ニームオイル 界面活性剤入り ラー油 水酸化金属
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重要な関連分野

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図面 (20)

課題

本発明は、新規な、油をエマルジョン化させる水、油をエマルジョン化させる水の製造方法、水と油をエマルジョン化させる方法および装置を提供することを目的とする。

解決手段

本発明による油をエマルジョン化するために用いられる水は、水素マイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属水酸化物との組合せ、水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された第1の種類の水素化金属と水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された第2の種類の水素化金属との組合せ、水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属と水素化物との組合せ、水素化金属と鉱物との組合わせを、水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属と水素ガスとの組合せ、または水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属と金属との組合せをによって生成される。

概要

背景

軽油重油灯油等を燃料油に水を添加したエマルジョン燃料は、燃焼時の燃費の高め、窒素酸化物等(NOx)等の発生を抑制するものとして注目されている。エマルジョン燃料としては、界面活性剤または乳化剤等を添加したO/W型エマルジョン燃料が知られている(特許文献1)。また、特許文献2では、必要に応じてエマルジョン燃料の生成量を変更することが可能なエマルジョン燃料システムを開示している。ここで、エマルジョンとは、一般に、水中に油が分散した状態、もしくは油中に水が分散した状態であり、乳化同義である。

概要

本発明は、新規な、油をエマルジョン化させる水、油をエマルジョン化させる水の製造方法、水と油をエマルジョン化させる方法および装置を提供することを目的とする。 本発明による油をエマルジョン化するために用いられる水は、水素マイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属水酸化物との組合せ、水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された第1の種類の水素化金属と水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された第2の種類の水素化金属との組合せ、水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属と水素化物との組合せ、水素化金属と鉱物との組合わせを、水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属と水素ガスとの組合せ、または水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合された水素化金属と金属との組合せをによって生成される。 B

目的

そして、重質油等の場合、輸送後の重質油と界面活性剤に分離させなければならず、分離させた後の界面活性剤の処理も重要な課題である

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

油をエマルジョン化するために用いられる水であって、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属水酸化物との組合せを含む水。

請求項2

油をエマルジョン化するために用いられる水であって、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された第1の種類の水素化金属と、マイナス水素イオン(H−)が結合された第2の種類の水素化金属との組合せを含む水。

請求項3

油をエマルジョン化するために用いられる水であって、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素化物との組合せを含む水。

請求項4

油をエマルジョン化するために用いられる水であって、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と鉱物との組合わせを含む水である。

請求項5

油をエマルジョン化するために用いられる水であって、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素ガスとの組合せを含む水。

請求項6

油をエマルジョン化するために用いられる水であって、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と金属との組合せを含む水。

請求項7

水素化金属と水酸化物との組合せは、MgH2とCa(OH)2、CaH2とMg(OH)2、MgH2とNa(OH)2との組合せの中から選択される、請求項1に記載の水。

請求項8

第1の種類の水素化金属と第2の種類の水素化金属との組合せは、CaH2とMgH2である、請求項2に記載の水。

請求項9

水素化金属と水素化物との組み合わせは、MgH2とNaBH4である、請求項3に記載の水。

請求項10

水素化金属と鉱物との組合わせは、MgH2とホウ砂(Na2[B4O5(OH)4]・8H2O)である、請求項4に記載の水。

請求項11

水素化金属と水素ガスとの組合せは、CaH2とH2である、請求項5に記載の水。

請求項12

水素化金属と金属との組合せは、CaH2とMgである、請求項6に記載の水。

請求項13

油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法であって、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水酸化物とを添加する工程を含む、製造方法。

請求項14

油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法であって、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された第1の種類の水素化金属と、マイナス水素イオン(H−)が結合された第2の種類の水素化金属とを添加する工程を含む、製造方法。

請求項15

油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法であって、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素化物とを添加する工程を含む、製造方法。

請求項16

油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法であって、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と鉱物とを添加する工程を含む、製造方法。

請求項17

油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法であって、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素ガスとを添加する工程を含む、製造方法。

請求項18

油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法であって、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と金属とを添加する工程を含む、製造方法。

請求項19

水素化金属と水酸化物は、MgH2とCa(OH)2、CaH2とMg(OH)2、MgH2とNa(OH)2とのいずれかから選択される、請求項13に記載の製造方法。

請求項20

第1の種類の水素化金属と第2の種類の水素化金属は、CaH2とMgH2である、請求項14に記載の製造方法。

請求項21

水素化金属と水素化物との組合わせは、MgH2とNaBH4である、請求項15に記載の製造方法。

請求項22

水素化金属と鉱物との組合わせは、MgH2とホウ砂(Na2[B4O5(OH)4]・8H2O)である、請求項16に記載の製造方法。

請求項23

水素化金属と水素ガスとは、CaH2とH2である、請求項17に記載の製造方法。

請求項24

水素化金属と金属は、CaH2とMgである、請求項18に記載の製造方法。

請求項25

水の製造方法はさらに、前記添加する工程の後に、水から陽イオンを取り除く工程を含む、請求項13ないし24いずれか1つに記載の製造方法。

請求項26

油と水をエマルジョン化したエマルジョン物質の製造方法であって、請求項1ないし12いずれか1つに記載の水と油とを混合する工程を含む、製造方法。

請求項27

製造方法はさらに、混合する工程の後に、攪拌する工程を含む、請求項26に記載の製造方法。

請求項28

前記混合する工程は、重質油と水をそれぞれ加熱する工程を含む、請求項26または27に記載の製造方法。

請求項29

前記混合する工程は、水素プラズマ状態が形成された水に、油を加える、請求項25ないし28いずれか1つに記載の製造方法。

請求項30

油と水をエマルジョン化したエマルジョン物質を製造する装置であって、請求項1ないし12いずれか1つに記載の水を貯蔵する第1の貯蔵手段と、油を貯蔵する第2の貯蔵手段と、第1の貯蔵手段に貯蔵された水と第2の貯蔵手段に貯蔵された油とを混合する混合手段とを含む、製造装置

請求項31

製造装置はさらに、油が重質油であるとき、第1および第2の貯蔵手段に貯蔵された水と油を加熱する加熱手段を含む、請求項30に記載の製造装置。

請求項32

前記混合手段は、水に対して油を注入する、請求項30または31に記載の製造装置。

技術分野

0001

本発明は、油をエマルジョン化させるための水、油をエマルジョン化させるための水の製造方法、油をエマルジョン化する方法および装置に関する。

背景技術

0002

軽油重油灯油等を燃料油に水を添加したエマルジョン燃料は、燃焼時の燃費の高め、窒素酸化物等(NOx)等の発生を抑制するものとして注目されている。エマルジョン燃料としては、界面活性剤または乳化剤等を添加したO/W型エマルジョン燃料が知られている(特許文献1)。また、特許文献2では、必要に応じてエマルジョン燃料の生成量を変更することが可能なエマルジョン燃料システムを開示している。ここで、エマルジョンとは、一般に、水中に油が分散した状態、もしくは油中に水が分散した状態であり、乳化同義である。

先行技術

0003

特開2011−140578号公報
特開2011−122035号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来の油をエマルジョン化する方法は、界面活性剤を必要とするものであり、エマルジョンの安定化には、多量の界面活性剤を要するため、コストが高くなってしまうという課題がある。また、界面活性剤入りの重質油は、常温液体のものあるが、常温で固形化するものもあり、後者の場合には、パイプなどを介して輸送するためには、エマルジョン化された重質油を一定温度以上に保つ必要があり、エマルジョン化された油の取り扱いは、必ずしも容易なものではなかった。そして、重質油等の場合、輸送後の重質油と界面活性剤に分離させなければならず、分離させた後の界面活性剤の処理も重要な課題である。

0005

本発明は、新規な、油をエマルジョン化させるための水、油をエマルジョン化させるための水の製造方法、油をエマルジョン化する方法および装置を提供することを目的とする。
さらに本発明は、界面活性剤を用いることなく油をエマルジョン化させる方法および装置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

0006

本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水は、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属水酸化物との組合せを含むものである。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水は、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された第1の種類の水素化金属と、マイナス水素イオン(H−)が結合された第2の種類の水素化金属との組合せを含むものである。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水は、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素化物との組合せを含むものである。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水は、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と鉱物との組合わせを含むものである。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水は、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素ガスとの組合せを含むものである。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と金属との組合せを含むものである。
好ましい態様では、水素化金属と水酸化物との組合せは、MgH2とCa(OH)2、CaH2とMg(OH)2、MgH2とNa(OH)2との組合せの中から選択される。好ましい態様では、第1の種類の水素化金属と第2の種類の水素化金属との組合せは、CaH2とMgH2である。好ましい態様では、水素化金属と水素化物との組み合わせは、MgH2とNaBH4である。好ましい態様では、水素化金属と鉱物との組合わせは、MgH2とホウ砂(Na2[B4O5(OH)4]・8H2O)である。好ましい態様では、水素化金属と水素ガスとの組合せは、CaH2とH2である。好ましい態様では、水素化金属と金属との組合せは、CaH2とMgである。

0007

本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法は、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水酸化物とを添加する工程を含む。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法であって、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された第1の種類の水素化金属と、マイナス水素イオン(H−)が結合された第2の種類の水素化金属とを添加する工程を含む。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法は、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素化物とを添加する工程を含む。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法は、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と鉱物とを添加する工程を含む。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法は、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と水素ガスとを添加する工程を含む。
本発明に係る油をエマルジョン化するために用いられる水の製造方法は、水に、少なくともマイナス水素イオン(H−)が結合された水素化金属と金属とを添加する工程を含む。
好ましい態様では、水の製造方法はさらに、前記添加する工程の後に、水から陽イオンを取り除く工程を含む。
本発明に係る油と水をエマルジョン化したエマルジョン物質の製造方法は、請求項1ないし12いずれか1つに記載の水と油とを混合する工程を含む。好ましい態様では、製造方法はさらに、混合する工程の後に、攪拌する工程を含む。好ましい態様では、前記混合する工程は、重質油と水をそれぞれ加熱する工程を含む。好ましい態様では前記混合する工程は、水素プラズマ状態が形成された水に、油を加える。
本発明に係る油と水をエマルジョン化したエマルジョン物質を製造する装置は、エマルジョン化するために用いられる水を貯蔵する第1の貯蔵手段と、油を貯蔵する第2の貯蔵手段と、第1の貯蔵手段に貯蔵された水と第2の貯蔵手段に貯蔵された油とを混合する混合手段とを含む。好ましい態様では、製造装置はさらに、油が重質油であるとき、第1および第2の貯蔵手段に貯蔵された水と油を加熱する加熱手段を含む。好ましい態様では前記混合手段は、水に対して油を注入する。

発明の効果

0008

本発明によれば、比較的簡単にかつ低コストで生成された水を用いて、従来のように界面活性剤を用いることなく、油をエマルジョン化させることができる。さらに本発明では、エマルジョン化された油を、常温で固形化することなく長期間保持することができる。また、エマルジョン化が可能な電離水素水は、飲料水としての基準をクリアーしているため、分離後の処理も容易であると同時に、環境汚染もない安全な水である。

図面の簡単な説明

0009

本発明の実施例に係るエマルジョン化用電離水素水の製造工程を示す図である。
本発明の他の実施例に係るエマルジョン化用電離水素水の製造工程を示す図である。
本発明の実施例によるエマルジョン化用電離水素水に用いられる物質の組合せの例を示す表である。
本発明の実施例によるエマルジョン化用電離水素水によるエマルジョン物質の生成工程を示す図である。
本発明の他の実施例によるエマルジョン化用電離水素水によるエマルジョン物質の生成工程を示す図である。
一般水道水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
本実施例による水素化金属(MgH2)と水酸化金属(Na(OH)2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図5Aの400倍の拡大写真である。
図5Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本実施例による(MgH2)とホウ砂(Na2[B4O5(OH)4]・8H2O)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図6Aの400倍の拡大写真である。
図6Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本実施例による(MgH2)と水酸化金属(Ca(OH)2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図7Aの400倍の拡大写真である。
図7Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本実施例による水素化金属(CaH2)と水酸化物(Mg(OH)2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図8Aの400倍の拡大写真である。
図8Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本実施例による水素化金属(MgH2)と水素化物(NaBH4)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図9Aの400倍の拡大写真である。
図9Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本実施例による水素化金属(CaH2)と金属マグネシウム(Mg)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図10Aの400倍の拡大写真である。
図10Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本実施例による水素化金属(CaH2)と水素ガス(H2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図11Aの400倍の拡大写真である。
図11Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本実施例による第1の種類の水素化金属(CaH2)と第2の種類の水素化金属(MgH2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混ぜたときの状態を示す写真である。
図12Aの400倍の拡大写真である。
図12Bの約2ヶ月経過後の拡大写真である。
本発明の実施例によるエマルジョン物質製造装置概略構成を示すブロック図である。

0010

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態では、好ましい態様として、重質油(原油)をエマルジョン化させる例を示すが、これは例示であって、本発明は、このような態様に限定されるものではない。さらに、本発明の実施の形態では、CaH2、MgH2などの水素化金属を例示するが、これは例示であって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、他の水素化金属を用いることができる。水素化金属は、好ましくは、元素周期律表上に示されているアルカリ金属アルカリ土金属、第13族または第14族の金属であることができる。

0011

本発明の実施の形態では、水に、マイナス水素イオン(H−)が結合された、イオン結合性の水素化金属を添加することで、水素プロチウム化、すなわち、H2⇔2H0、H+⇔H0、H2⇔2H−、H+⇔H−の如く水素原子における荷電変換が起こると考えられる。これにより、水素化金属の構造表面上で、水素のプロチウム化、H+⇔H0⇔H−が起こり、水素化金属による処理をした水には、マイナス水素イオン(H−)が含まれている。このような水は、常温において水素がプラズマ化された状態にあり、本明細書では、水素がプラズマ化された水を電離水素水と称する。

0012

図1Aは、本発明の実施例に係る油をエマルジョン化させる水(以下、エマルジョン化用電離水素水という)の作り方を説明する図である。ここで、エマルジョン化される油は、特に制限されないが、この油には、重質油、軽油、植物油(例えば、ラー油米ぬか油サラダ油オリーブオイルニームオイル、えごま油アマニ油グレープシードオイル、ごま油など)、動物脂肪(例えば、牛脂)、魚油などが含まれる。

0013

先ず、図1AのステップS101に示すように、水(例えば、超純水水道水天然水)を用意し、その水に、水素化金属等を添加し、マイナス水素イオンが常温でプラズマ状態となるような電離水素水またはマイナス水素イオン水を生成する。特に重質油をエマルジョン化させる場合には、超純水を用いて電離水素水を生成することが望ましい。

0014

第1の好ましい態様では、水に、水素化金属と水素ガスを添加する。水素化金属は、水素をマイナス水素イオン(H−)状で結合されたものであり、例えば、図2に示すように、マイナス水素イオン(H−)がイオン結合された水素化カルシウム(CaH2)と水素ガス(H2)との組合せを添加する。但し、水素化金属は、他の水素化マグネシウム(MgH2)などであってもよい。本実験での生成条件では、室温(20度)の水の容量1リットルに対して、水素化カルシウム2.0g、水素ガスを添加した。

0015

第2の好ましい態様では、水に、水素化金属と金属の組合せを添加する。水素化金属は、例えば、図2に示すように、水素化カルシウム(CaH2)と金属マグネシウム(Mg)の組合せを添加する。このときの生成条件は、室温(20度)の水の容量1リットルに対して、水素化カルシウム2.0g、金属マグネシウム2.0gの量を添加する。金属マグネシウム以外に、水素を発生させる金属であってもよい。

0016

第3の好ましい態様では、水素化金属と水酸化物の組合せを添加する。図2に示すように、水素化マグネシウム(MgH2)と水酸化カルシウム(Ca(OH)2)の組合せ、または、水素化カルシウム(CaH2)と水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)の組合せ、または、水素化マグネシウム(MgH2)と水酸化ナトリウム(Na(OH)2)の組合せを添加する。このときの生成条件は、室温(20度)の水の容量1リットルに対して、水素化金属2.0g、水酸化物2.0gの量を添加する。

0017

第4の好ましい態様では、水素化金属と水素化物の組合わせを添加する。図2に示すように、水素化マグネシウム(MgH2)と水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)の組合わせを添加する。このときの生成条件は、室温(20度)の水の容量1リットルに対して、水素化金属2.0g、水素化物2.0gの量を添加する。

0018

第5の好ましい態様では、2種類の異なる水素化金属の組合せを添加する。図2に示すように、水素化カルシウム(CaH2)と水素化マグネシウム(MgH2)の組合せを添加する。このときの生成条件は、室温(20度)の水の容量1リットルに対して、水素化金属をそれぞれ2.0gの量を添加する。

0019

第6の好ましい態様では、図2に示すように、水素化金属とホウ砂の組合わせを添加する。このときの生成条件は、室温(20度)の水の容量1リットルに対して、水素化金属を2.0g、ホウ砂を2.0gの量を添加する。

0020

次に、図1AのステップS102に示すように、陽イオン交換体等を使用し、ステップS101で生成された水をろ過する。第1の好ましい態様により、水素化カルシウム(CaH2)と水素ガス(H2)の組合せが添加された場合には、陽イオンであるCa2+、H+が吸着除去される。

0021

第2の好ましい態様により、水素化カルシウム(CaH2)と金属マグネシウム(Mg)の組合せが添加された場合には、陽イオンであるCa2+、Mg2+、H+が吸着除去される。第3の好ましい態様により、水素化マグネシウム(MgH2)と水酸化カルシウム(Ca(OH)2)の組合せが添加された場合には、陽イオンであるMg2+、Ca2+、H+が吸着除去される。第4ないし第6の態様で生成された水についても同様に吸着除去される。但し、上記した陽イオンは完全に除去される必要はなく、電離水素水の中に、上記の陽イオンの1つもしくは複数が残存していてもかまわない。また、陽イオン交換樹脂を使用した場合、エマルジョン化された油の粒子が細かくなり、より安定したエマルジョン化が可能である。

0022

次に、図1AのステップS103に示すように、ろ過された水または上澄み水が抽出され、エマルジョン化用電離水素水が生成される。なお、図1Aに示す例では、ステップS102において、陽イオン交換体を用いたが、これは必須ではなく、図1Bに示すように、陽イオン交換体を使用することなく、エマルジョン化用電離水素水を生成する(S101)ことも可能である。

0023

次に、図1Aまたは図1Bのような工程により生成されたエマルジョン化用電離水素水により油をエマルジョン化する方法を説明する。図3Aは、第1の好ましい態様によるエマルジョン化するためのフローを示している。先ず、上記したように、エマルジョン化用電離水素水を用意し(S201)、次いで、エマルジョン化する油を用意する(S202)。もし、油が常温で固形化している場合には、一定温度で加熱し、油を液体にする。

0024

次に、エマルジョン化用電離水素水を収容した容器内に油を添加する(S203)。条件として、エマルジョン化用電離水素水に対して油を添加する。実験では、エマルジョン化用電離水素水に対して油を添加した方が、油に対してエマルジョン化用電離水素水を添加するよりも、はるかに安定したエマルジョンを得ることが判明している。

0025

図3Bは、第2の好ましい態様によるエマルジョン化するためのフローを示している。ここでは、エマルジョン化する油が常温で固形であるような重質油(重油)をエマルジョン化させる工程を例示する。先ず、重質油が常温で固形である場合(S301)、重質油を約70℃に加熱し(S302)、液状化させる。次に、エマルジョン化用電離水素水も一定温度、例えば重質油と同程度の約70℃に加熱する(S303)。次に、エマルジョン化用電離水素水を含む容器内に、重質油を添加する(S304)。エマルジョン化用電離水素水が加熱されているため、重質油の温度が低下し固形化することが抑制され、重質油が良好にエマルジョン化される。

0026

なお、上記第1ないし第6の態様等において、水素化カルシウム、金属マグネシウム、水素化金属、水酸化物、ホウ砂の添加量を2.0gとしているが、これは、あくまでも実験のために用いられた値であることに留意すべきである。水素化金属、水酸化物、ホウ砂等の添加物の量は、実際に、エマルジョン化すべき油の量などに応じて、これらの適宜選択される。

0027

次に、本実施例による効果について説明する。比較例として、一般水道水および重質油の双方を70℃前後に加熱し、水に重質油を添加した状態を図4に示す。この場合、重質油は全く混ざらず、エマルジョン化されていないことがわかる。

0028

図5は、本実施例によるエマルジョン化された重質油を示す写真である。エマルジョン化用電離水素水は、水素化金属(MgH2)と水酸化物(Na(OH)2)の組合せを添加したものである。エマルジョン化用電離水素水と重質油の双方を70℃前後に加熱し、エマルジョン化用電離水素水に重質油を添加する。図5Aは、添加した状態を示し、図5Bは、図5Aの400倍の拡大写真である。図5Bに示すように、重質油は、細かい粒子状に分離され、エマルジョン化用電離水素水と重質油が混ざり合った瞬間から重質油がエマルジョン化されていることがわかる。粒子径は、おおよそ5μm〜0.1μmである。図5Cは、図5Aの状態から約2ヶ月を経過したときの400倍の拡大写真である。図5Cからもわかるように、重質油の粒子は、さらに細かな粒子に遷移していることがわかる。また、常温においてエマルジョン化された重質油は、固形化することなく液体を維持している。

0029

次に、水素化金属(MgH2)とホウ砂(NaBH4)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混合したときの状態を図6Aに示す。図6Bは、図6Aの400倍の拡大写真、図6Cは、混合したときから約2ヶ月経過後の400倍の拡大写真である。この例からも、エマルジョン化用電離水素水に重質油を添加した瞬間から重質油がエマルジョン化され、重質油が水と混ざり合い、細かな粒子に遷移していることがわかる。さらに図6Cに示すように、時間経過とともに、重質油の粒子径が小さくなっていることがわかる。

0030

水素化金属(MgH2)と水酸化物(Ca(OH)2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混合したときの状態を図7Aに示す。図7Bは、図7Aの400倍の拡大写真、図7Cは、混合したときから約2ヶ月経過後の400倍の拡大写真である。この場合にも、エマルジョン化用電離水素水に重質油を添加した瞬間から重質油がエマルジョン化され、重質油が水と混ざり合い、重質油が細かな粒子に分解され、さらに図7Cに示すように、時間経過とともに、重質油の粒子径が小さくなっている。

0031

水素化金属(CaH2)と水酸化物(Mg(OH)2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混合したときの状態を図8Aに示す。図8Bは、図8Aの400倍の拡大写真、図8Cは、混合したときから約2ヶ月経過後の400倍の拡大写真である。この場合にも、上記と同様に、重質油が好適にエマルジョン化されていることがわかる。

0032

水素化金属(MgH2)と水素化物(NaBH4)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混合したときの状態を図9Aに示す。図9Bは、図9Aの400倍の拡大写真、図9Cは、混合したときから約2ヶ月経過後の400倍の拡大写真である。この場合にも、上記と同様に、重質油が好適にエマルジョン化されていることがわかる。

0033

水素化金属(CaH2)と金属マグネシウム(Mg)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混合したときの状態を図10Aに示す。図10Bは、図10Aの400倍の拡大写真、図10Cは、混合したときから約2ヶ月経過後の400倍の拡大写真である。この場合にも、上記と同様に、重質油が好適にエマルジョン化されていることがわかる。

0034

水素化金属(CaH2)と水素ガス(H2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混合したときの状態を図11Aに示す。図11Bは、図11Aの400倍の拡大写真、図11Cは、混合したときから約2ヶ月経過後の400倍の拡大写真である。この場合にも、上記と同様に、重質油が好適にエマルジョン化されていることがわかる。

0035

第1の種類の水素化金属(CaH2)と第2の種類の水素化金属(MgH2)の組合せを添加したエマルジョン化用電離水素水と重質油とを混合したときの状態を図12Aに示す。図12Bは、図12Aの400倍の拡大写真、図12Cは、混合したときから約2ヶ月経過後の400倍の拡大写真である。この場合にも、上記と同様に、重質油が好適にエマルジョン化されていることがわかる。

0036

図13は、本発明の実施例に係るエマルジョン化装置の構成例を示す図である。本実施例のエマルジョン化装置100は、本実施例のエマルジョン化用電離水素水を貯蔵する電離水素水貯蔵室110と、電離水素水貯蔵室110に貯蔵された電離水素水の温度を検出する温度センサ112と、電離水素水貯蔵室110の電離水素水を加熱する加熱装置114と、油を貯蔵する油貯蔵室120と、油貯蔵室120の油の温度を検出する温度センサ124と、油貯蔵室120の油を加熱する加熱装置124と、コントローラ130と、水貯蔵室110からの電離水素水を搬送する搬送パイプ140と、搬送パイプ140により搬送される電離水素水の流量を制御するバルブ142と、油貯蔵室120からの油を搬送する搬送パイプ150と、搬送パイプ150による油の流量を制御するバルブ152と、電離水素水と油とを混合しエマルジョン化された油を生成するエマルジョン生成室160とを有する。

0037

コントローラ130は、エマルジョン化装置100を制御するものであり、好ましくは、コンピュータ装置マイクロコントローラ等によって構成され、さらに好ましくは、各部のシーケンスまたは動作を制御するためのプログラムを格納するメモリを含み、このプログラムは、コントローラ130によって実行される。好ましい態様では、温度センサ112は、電離水素水貯蔵室110の電離水素水の水温を検出し、この検出信号T1をコントローラ130へ提供し、温度センサ122は、油貯蔵室120の油の温度を検出し、この検出信号T2をコントローラ130へ提供する。コントローラ130は、検出信号T1に基づき電離水素水貯蔵室110の電離水素水の温度を制御する制御信号Sa1を加熱装置114に出力し、検出信号T2に基づき油貯蔵室120の油の温度を制御する制御信号Sa2を加熱装置124に出力する。上記したように、重質油をエマルジョン化させる場合には、電離水素水および重質油のそれぞれが70度前後の温度になるように管理する。

0038

さらに好ましい態様では、コントローラ130は、バルブ142を開き、エマルジョン生成室160に一定量の電離水素水を供給する。次に、バルブ142を閉じ、バルブ152を開き、一定量の油をエマルジョン生成室160へ供給する。電離水素水の中に油を注入する方が、油に電離水素水を注入する方よりも、より効果的に油をエマルジョン化できることが実験により判明している。さらに好ましい態様では、エマルジョン生成室160は、電離水素水と油とがよく混合されるように攪拌装置を含むことができる。攪拌装置は、容器に一定の振動を与える振動機能、あるいはスパチュラ等による攪拌機能を含むものであることができる。なお、図13には、陽イオンを取り除く陽イオン交換体が示されていないが、陽イオン交換体を用いる場合には、エマルジョン生成室160が陽イオン交換体を含むことができる。

実施例

0039

本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

0040

100:エマルジョン化装置
110:電離水素水貯蔵室
112、122:温度センサ
114、124:加熱装置
120:油貯蔵室
130:コントローラ
140、150:搬送パイプ
142、152:バルブ
160:エマルジョン生成室

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