酸素水素共存ガス体を用いた燃料及びその使用方法
【課題】酸素水素共存ガス体を燃料に適用するに際して、一般的な燃焼機器での使用に際しても、出力向上が可能で又は安全性が高く、二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素の排出量の削減が可能な、改良された燃料を提供する。
【解決手段】酸素水素共存ガス体と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを含んでなる混合ガスからなり、前記酸素水素共存ガス体は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水に振動流動攪拌を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである、ことを特徴とする燃料。
【解決手段】酸素水素共存ガス体と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを含んでなる混合ガスからなり、前記酸素水素共存ガス体は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水に振動流動攪拌を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである、ことを特徴とする燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素水素共存ガス体の燃料用途に関するものであり、特に、特定の酸素水素共存ガス体を用いた燃料及びその使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の抑制及びそれによる地球環境保護の観点から、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量の削減が要請されている。このような要請に応えるために、燃料の分野においても、化石燃料のような炭化水素系のものではない非炭化水素系のものが注目されている。
【０００３】
非炭化水素系の燃料の１つとして水の電気分解により得られる所謂ブラウンガスを利用することが考えられる。ブラウンガスを燃料用途に実用化する場合には圧縮保存することが極めて好ましいのであるが、ブラウンガスは、とくに加圧すると爆発しやすく取り扱いの極めて難しいものであるという難点があり、燃料としての実用において安全性の点で充分とはいえない。たとえば日本においては、水素に２％以上の酸素を混合したガス体を１ＭＰａ以上に圧縮することを禁止する法令がある。
【０００４】
また、非炭化水素系の燃料の他の１つとして、特許第３９７５４６７号公報（特許文献１）、特許第４０７６９５３号公報（特許文献２）及び特許第４５９９３８７号公報（特許文献３）に記載されているような、振動攪拌（振動流動攪拌）を併用した水の電気分解により得られる水素−酸素ガスからなるものが挙げられる。この水素−酸素ガスは、本発明者の発明に係るものであり、ＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳとして知られている。ＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳは、通常の一般的なブラウンガスとは異なり、特徴的で多様な結合形態にて水素および酸素が共存する酸素水素共存ガス体であり、高圧縮下でも爆発しにくく、安全性が高い。
【０００５】
一方、現在、自動車の内燃エンジンにおいてガソリンや軽油などの炭化水素系燃料を燃焼させることで発生する一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の排出量を低減するために、自動車には触媒を用いた排ガス処理装置が搭載されている。この排ガス処理装置に使用される触媒は、パラジウム、ロジウム及び白金などの高価な材料を含むものであり、これらの高価な材料が年間２００トン以上も使用されている。このような排ガス処理装置の価格は自動車価格の１０％程度といわれている。そこで、自動車価格を低減させる観点から及び省資源の観点から、一酸化炭素や炭化水素の排出量が少なく、排ガス処理装置が不要となるような燃料の出現が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９７５４６７号公報
【特許文献２】特許第４０７６９５３号公報
【特許文献３】特許第４５９９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、以上のようなＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳを燃料として使用する場合において、現在市販されている一般的な燃焼機器をそのまま用いることが、経済性の観点から極めて好ましい。
【０００８】
しかしながら、一般的な燃焼機器、たとえば乗物用内燃エンジン、発電機用内燃エンジン、燃料電池、ボイラー用バーナー、溶接機用バーナー及び調理器用バーナーなどにおいて、燃料としてＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳを使用した場合に、得られる出力または安全性において未だ改善の余地のあることが分かった。
【０００９】
そこで、本発明は、特定の酸素水素共存ガス体であるＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳを燃料に適用するに際して、一般的な燃焼機器での使用に際しても、出力向上が可能で、安全性が高く、二酸化炭素、一酸化炭素や炭化水素の排出量の削減が可能な、改良された燃料を提供することを目的とするものである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、そのような燃料の使用方法即ち燃焼方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
酸素水素共存ガス体と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを含んでなる混合ガスからなり、
前記酸素水素共存ガス体は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水に振動流動攪拌を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである、
ことを特徴とする燃料、
が提供される。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が４０〜９５容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が５〜６０容量％である。但し、本発明は、この割合に限定されるものではない。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、水素ガス、プロパンガス、天然ガス、又は都市ガスである。但し、本発明は、これに限定されるものではない。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記混合ガスは容器内に加圧密封されている。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の少なくとも一部は液化状態にある。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、燃焼機器内において混合することで得られたものである。本発明の一態様においては、前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が５〜６０容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が４０〜９５容量％である。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、ガソリン、軽油、又は重油からなる。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、前記酸素水素共存ガス体と共に、気液混合ノズルを用いて前記燃焼機器内へと噴射される。
【００１５】
また、本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
上記の燃料を使用する方法であって、
前記混合ガスを密封した容器から取り出された前記混合ガスを燃焼機器に供給し、該燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法、
が提供される。
【００１６】
更に、本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
上記の燃料を使用する方法であって、
燃焼機器に別々に供給された前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、互いに混合させた後に、前記燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法、
が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、一般的な燃焼機器での使用に際して、出力向上が可能で又は安全性を高めることが可能で、二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素の排出量の削減が可能な、改良された燃料が提供される。更に、本発明によれば、そのような燃料に適した使用方法即ち燃焼方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
本発明の燃料は、酸素水素共存ガス体（Ａ）と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスからなる。
【００２０】
酸素水素共存ガス体（Ａ）は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水（電解質含有水：電解液ということもある）に振動流動攪拌（単に振動攪拌ということもある）を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである。このような酸素水素共存ガス体（Ａ）は、上記特許文献１〜３、及び本発明者の発明に係る特許文献ＷＯ−２０１０／０２３９９７−Ａ１に記載されるようにして製造することができる。以下、酸素水素共存ガス体（Ａ）の製造の実施形態に関し、更に説明する。
【００２１】
即ち、被処理水を電解槽中で振動攪拌を与えながら電気分解処理し、これにより酸素水素共存ガス体（Ａ）を生成する。このような酸素水素共存ガス体（Ａ）の生成に際しては、本発明者の発明に係る日本国特許第１９４１４９８号、第２７０７５３０号、第２７６２３８８号、第２７６７７７１号、第２８５２８７８号、第２９１１３５０号、第２９１１３９３号、第３０３５１１４号、第３１４２４１７号、第３１９６８９０号、第３３２０９８４号、第３８５４００６号、第４５９９３８７号、特開平１０−３０９４５３号公報、特開平１１−２５３７８２号公報、特開２０００−３１７２９５号公報、特開２００１−２８８５９１号公報、特開２００２−５３９９９号公報、特開２００２−１２１６９９号公報、特開２００２−１４６５９７号公報、特開２００５−２３２５１２号公報、ＷＯ−２００４／０９２０５９−Ａ１などの特許文献に記載の技術を用いることができる。
【００２２】
振動攪拌条件は、前記特許文献に記載されている条件で実施することができる。振動攪拌は、前記特許文献の多くに記載されているような、垂直方向の振動棒に取り付けられた振動羽根を垂直方向に振動させる垂直式の振動攪拌であっても良いし、前記特許文献のうちの日本国特許第３１４２４１７号及び日本国特許第４５９９３８７号（特許文献３）に記載されているような、水平方向の振動棒に取り付けられた振動羽根を水平方向に振動させる水平式の振動攪拌であっても良い。
【００２３】
また、電気分解は、前記特許文献に記載されている条件で実施することができるが、たとえば、被処理水として電解質５〜３０重量％を含むものを使用し、電極群を３〜１０ｍｍの間隔を保って電解槽内に配置し、電流密度５〜２０Ａ／ｄｍ２、浴温２０〜７０℃、強アルカリの条件を用いることができる。
【００２４】
電解質としてはとくに制限はないが、たとえば、ＮａＯＨ、ＫＯＨなどを挙げることができる。また、これらの電解質を溶解して電解液を作るのに用いる水としては、どのような水でもよいが、たとえば、イオン交換水か蒸留水を用いる。電解液における電解質の濃度については、とくに制限はないが、一般に３０重量％以下、好ましくは２５重量％以下であり、１５〜２５重量％程度が最も好ましい。電解質が５重量％より少ないと電流の流れが少なくなり抵抗が増大し、電流効率が低下しさらに温度上昇を引き起こし酸素水素共存ガス体（Ａ）の発生量の低下をさらに招くことがある。又、３０重量％より多すぎると極板に電解質が析出し結果として電解効率が低下することがある。
【００２５】
電流密度を上げれば電解効率が上がり、好ましい面もあるが同時に浴温上昇を招き、逆に酸素水素共存ガス体（Ａ）の発生量が低下することがある。多くの実験結果から、たとえば５〜２０Ａ／ｄｍ２の範囲が総合的にみて好適であると考えられる。
【００２６】
浴温は長時間の運転、発生量、電解効率等を考慮し、多くの実験結果から、たとえば２０〜７０℃の範囲が好適である。
【００２７】
ｐＨは、使用する電解質により左右される。好ましいｐＨ値は電解質、電流密度、浴温と相関関係にある。使用する電解質、電流密度、浴温等を各種条件で実験を重ねた結果、たとえばｐＨ１４以上の強アルカリ下において、効率が良い結果が得られている。
【００２８】
好ましくは電極群を構成する電極を一定の間隔に保つが、この間隔は３〜１０ｍｍ、好ましくは３〜５ｍｍである。なお、電極群を構成する電極の数は、好ましくは４枚以上１０００枚以下である。
【００２９】
以上のような酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としては、たとえば水素ガス、プロパンガス、天然ガス、又は都市ガスなどの通常の燃料ガスが例示される。可燃性ガス体（Ｂ）としてプロパンガス、天然ガス又は都市ガスなどの炭化水素系ガスを用いたものでは、本発明の燃料の燃焼により二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素が発生するが、その量はこれら炭化水素系ガスのみからなる燃料の場合に比べて、十分に少ない。燃焼による二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素の発生量を低減させる観点からは、可燃性ガス体（Ｂ）として水素ガスなどの非炭化水素系ガスを用いるのが好ましい。
【００３０】
本発明の燃料を構成する混合ガスは、好ましくは、酸素水素共存ガス体（Ａ）の含有率が４０〜９５容量％であり、酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）の含有率が５〜６０容量％である。但し、本発明は、この割合に限定されるものではない。本発明の燃料を構成する混合ガスは、たとえば、酸素水素共存ガス体（Ａ）の含有率が５〜６０容量％であり、酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）の含有率が４０〜９５容量％であっても良い。この後者の燃料は、酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としてガソリン、軽油あるいは重油などを使用する場合への適用が好ましい。この場合、気液混合ノズルを使用して混合効果を上げるのが好ましい。
【００３１】
酸素水素共存ガス体（Ａ）に可燃性ガス体（Ｂ）を加えた混合ガスを燃料とすることで、乗物用内燃エンジン、発電機用内燃エンジン、燃料電池、ボイラー用バーナー、溶接機用バーナー及び調理器用バーナーなどの一般的な燃焼機器での使用に際して、酸素水素共存ガス体（Ａ）のみからなる燃料に比べて、出力向上が可能となり、又は安全性が高められる。その理由は、次のようなものであろうと推測される。
【００３２】
すなわち、酸素水素共存ガス体（Ａ）のみからなる燃料の場合には、外部からの空気導入のない特殊な条件下での燃焼により、良好な出力発生及び安全性が得られる。しかし、そのような特殊な条件下での専用の燃焼機器を開発するには、膨大なコスト及び時間がかかるという難点がある。一方、酸素水素共存ガス体（Ａ）のみからなる燃料を一般的な燃焼機器において使用する場合には、機器の排気口その他から空気中の酸素が不可避的に燃焼部に流入する。この空気中の酸素が酸素水素共存ガス体（Ａ）中の水素と反応を起こし、この反応は空気中の酸素の侵入が無い場合に比べて酸素水素共存ガス体（Ａ）に起こる酸素と水素との反応と機序が異なることから、燃焼により発生する出力に影響を与え、また爆発発生の可能性が高まる。これに対して、酸素水素共存ガス体（Ａ）に可燃性ガス体（Ｂ）を加えた混合ガスを燃料とすることで、燃焼機器の排気口その他から不可避的に燃焼部に流入する空気中の酸素は可燃性ガス体（Ｂ）と反応し、酸素水素共存ガス体（Ａ）の酸素と水素との本来の反応に対する影響が少ないことから、出力向上が可能となり、又は爆発発生の可能性が低下して安全性が高められるものである。
【００３３】
以上のような酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、酸素水素共存ガス体（Ａ）単独の場合と同様に、圧縮することができ、容器内に加圧密封することができる。これにより、可燃性ガス体（Ｂ）の少なくとも一部を液化状態にすることができる。
【００３４】
即ち、酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、たとえば３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２に圧縮することができる。酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスの圧力を３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２に高圧縮することにより少なくとも一部を液化することで貯蔵装置（タンク、ボンベなど）の小型化が可能となり、搬送、搭載が容易に行える。また、この３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧縮圧力範囲が、酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスの燃料としての実用化に適している。
【００３５】
また、通常の電気分解により得られた水素は、金属ボンベ（たとえばステンレススチール製、鋼鉄製、鋳鉄製、アルミニウム合金製などのボンベ）内に貯蔵する際に、水素によりボンベ自体が脆化したり、水素が金属ボンベを透過して離脱するので、長期保管が不可能であるが、可燃性ガス体（Ｂ）として水素ガスを用いた上記酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスでは、酸素水素共存ガス体（Ａ）が存在することで、該酸素水素共存ガス体（Ａ）単独の場合と同様に、高圧で圧縮できる（２００ｋｇｆ／ｃｍ２：２０ＭＰａまで爆発せずに圧縮できた）ばかりでなく、ステンレススチール製ボンベに圧縮保管された１０ＭＰａの酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは２年間という長期間保存しても全く何の水素漏洩もなく又、圧力も当初の１０ＭＰａを保っていた。
【００３６】
以上のような酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、酸素水素共存ガス体（Ａ）と酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）とを、燃焼機器内において混合することで得るようにしてもよい。その場合の燃焼においても、上記のような出力向上が可能となり、又は爆発発生の可能性がなくなり安全性が高められる。
【００３７】
このような例としては、とくに自動車の内燃エンジンでの燃料の燃焼が挙げられる。この場合、酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、酸素水素共存ガス体（Ａ）の含有率が５〜６０容量％であり、可燃性ガス体（Ｂ）の含有率が４０〜９５容量％であるものとすることができる。また、可燃性ガス体（Ｂ）としてガソリン、軽油、又は重油からなるものを使用することができ、これらの可燃性ガス体（Ｂ）を、酸素水素共存ガス体（Ａ）と共に、気液混合ノズルを用いて燃焼機器（内燃エンジンのシリンダ）内へと噴射することができる。
【００３８】
本発明の燃料を使用する方法すなわち燃焼方法の第１の実施形態としては、以上のように作製し容器に密封された酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスを容器から取り出し、この酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスを燃焼機器に供給し、該燃焼機器により燃焼させることが挙げられる。
【００３９】
また、本発明の燃料を使用する方法すなわち燃焼方法の第２の実施形態としては、別々の容器に密封されている酸素水素共存ガス体（Ａ）と酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）とを別々に燃焼機器に供給し互いに混合させた後に、前記燃焼機器により燃焼させることが挙げられる。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００４１】
［実施例１］
特許文献ＷＯ−２００４／０９２０５９−Ａ１に記載の手法に従って、振動流動攪拌下での電気分解を行って、酸素水素共存ガス体（Ａ）を得た。この酸素水素共存ガス体（Ａ）７０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス３０容量部とを混合し、混合ガスを得た。
【００４２】
この混合ガスを、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ）製のボンベ（３．８Ｌ）に１０ＭＰａの圧力で封入し、２年間貯蔵した。この貯蔵において、一度も水素漏洩及び水素脆性などの異常がなく、この混合ガスは何らの問題もなく長期保存が可能であることが分かった。
【００４３】
２年間保存の後に、ボンベを５個に切断分割してその切断面を調べたところ、水素脆性は全く認められなかった。
【００４４】
［実施例２］
実施例１と同様にして得られた混合ガスを、それぞれアルミニウム合金製のボンベ及びプロパンガス用特殊鋼板製のボンベに１０ＭＰａの圧力で封入し、２年間貯蔵した。この貯蔵において、一度も水素漏洩及び水素脆性などの異常がなかった。実施例１の結果をも考慮すると、この混合ガスは容器の材質を選ばずに、一般に使用されている容器に密封することができ、取り扱いの容易なガスであることが分かった。
【００４５】
［実施例３］
実施例１と同様にして得られた混合ガスを冷却させて液化を試みたところ、水素の液化温度である−２５３℃より約７０℃も高い約−１８５℃で液化した。このことから、この混合ガスにおいて、水素および酸素は何らかの結合状態にあることが分かる。
【００４６】
［実施例４］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）８５容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス１５容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを、鋼板製のボンベ（３８Ｌ）に封入し、これを燃料として用いてプロパンガス用（仕様）発電機（定格出力８５０Ｗ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００４７】
事前に、同一のプロパンガス用発電機でプロパンガスを燃料として用いて発電を実施した時の出力は定格の８５０Ｗであったが、上記の本実施例の混合ガスを用いることで、定格の８５０Ｗを１００Ｗも超える９５０Ｗの出力が得られた。また、発電時に機器爆発、発電機の過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、発電による二酸化炭素の発生はなかった。
【００４８】
［実施例５］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）発電機（定格出力８５０Ｗ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００４９】
発電出力は８５０Ｗであり、発電時に機器爆発の発生はなく、発電による二酸化炭素の発生はプロパンガス燃焼の時の約半分以下であった。
【００５０】
［実施例６］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガスとを、容量比でそれぞれ８５：１５、８０：２０、７５：２５、７０：３０、６５：３５、６０：４０、５５：４５、及び５０：５０となるように混合して混合ガスを得た。これらの混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の内燃エンジン（定格出力７５０Ｗ）を作動させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５１】
いずれの混合比の混合ガスを燃料として用いた場合も、順調なエンジン作動が得られた。また、いずれの場合も動作時に機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生はなかった。
【００５２】
［実施例７］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）７０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス３０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の５０ｃｃスクーターを走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５３】
軽快なスクーター走行が得られ、燃費はプロパンガス燃料の場合と同様に約２０ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発の発生はなく、二酸化炭素の発生はなかった。
【００５４】
［実施例８］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）６０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス２０容量部及びプロパンガス／天然ガス２０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の５０ｃｃスクーターを走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５５】
軽快なスクーター走行が得られ、燃費はプロパンガス燃料の場合と同様に約２０ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生はプロパンガス燃焼の時の約５分の１以下であった。
【００５６】
［実施例９］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）６０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス２０容量部及びプロパンガス／天然ガス２０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、天然ガス用（仕様）の６６０ｃｃ軽自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、天然ガス燃焼の時と同様とした。
【００５７】
軽快な軽自動車走行が得られ、燃費は天然ガス燃料の場合と同様に約１０ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生は天然ガス燃焼の時の約５分の１以下であった。
【００５８】
［実施例１０］
実施例９と同様にして混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の走行距離約５０万Ｋｍのトヨタ製の２０００ｃｃ自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５９】
軽快な自動車走行が得られ、燃費はプロパンガス燃料の場合と同様に約５ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生はプロパンガス燃焼の時の約５分の１以下であった。
【００６０】
［実施例１１］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）７０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス３０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の卓上コンロ（バーナー）を作動させ、２Ｌの湯を沸かした。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００６１】
湯が沸くまでの時間は、プロパンガス燃焼の場合は約７分であったが、上記の本実施例の混合ガスの場合には約５分であった。また、湯沸かし中の機器爆発の発生はなく、二酸化炭素の発生はなかった。
【００６２】
［実施例１２］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）８０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス２０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池（ＤＦＣ−０１０−０１Ｈ）を作動させ発電した（本発明実施例）。
【００６３】
比較のために、水素ガスを単独で燃料として用いて、同様の市販の燃料電池を作動させ発電した（比較例）。
【００６４】
燃料電池の作動条件は、
電極面積：１０ｃｍ２
電解質膜：ＮＲＥ２１２ＣＳ
電極：Ｐｔ／Ｃ（１．０ｍｇ／ｃｍ２−Ｐｔ）
酸化剤：空気
燃料流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
酸化剤流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
燃料加湿温度：７０℃
酸化剤加湿温度：ｄｒｙ
設定電流：０Ａ
であった。
【００６５】
起電力は、以下の表１に示す通りであり、本発明実施例の方が、比較例に比べて約６％強も高かった。また、発電動作中の機器爆発の発生はなかった。
【００６６】
【表１】
【００６７】
［実施例１３］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、自動車整備工場にて、プロパンガス用（仕様）発電機（ＰＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮＣ．［ＵＳＡ］製、定格出力６ＫＷ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００６８】
排ガスを自動車車検時の排ガス測定用の公的な測定器（堀場製作所製、ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＥＭＩＳＳＩＯＮ ＡＮＡＬＹＺＥＲ ＭＥＸＡ−３２４Ｇ）で測定した。測定結果は以下の表２に示す通りであり、本実施例で得られた混合ガスでは、プロパンガスのみの燃焼時に比べて、一酸化炭素（ＣＯ）の発生量が１００分の１以下で、炭化水素（ＨＣ）の発生量が３分の１であり、極めてクリーンな排ガスであることが確認された。
【００６９】
【表２】
【００７０】
［実施例１４］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、自動車整備工場にて、プロパンガス用（仕様）のダイハツ製の６６０ｃｃ軽自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００７１】
排ガスを自動車車検時の排ガス測定用の公的な測定器（堀場製作所製、ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＥＭＩＳＳＩＯＮ ＡＮＡＬＹＺＥＲ ＭＥＸＡ−３２４Ｌ）で測定した。測定結果は以下の表３に示す通りであり、本実施例で得られた混合ガスでは、プロパンガスのみの燃焼時に比べて、一酸化炭素（ＣＯ）の発生量が約２分の１で、炭化水素（ＨＣ）の発生量が約１５分の１であり、極めてクリーンな排ガスであることが確認された。
【００７２】
【表３】
【００７３】
［実施例１５］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の走行距離約５０万Ｋｍの日産自動車製の２０００ｃｃ自動車（ニッサンセドリック、車台番号ＱＪＹ３１−１５３２９９、型式ＬＡ−ＱＪＹ３１、初年度登録平成１７年３月）を走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００７４】
軽快な自動車走行が得られ、燃費は、約７ｋｍ／Ｌであり、プロパンガス燃料の場合の約５ｋｍ／Ｌ（走行距離約５０万Ｋｍのプロパンガス仕様車の平均的燃費）に比べて大幅に向上した。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなかった。
【００７５】
［実施例１６］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ）製のボンベ（３．８Ｌ）に２．５ＭＰａの圧力で封入した。プロパンガスは、０．３〜０．５ＭＰａ程度の圧力で液化することから、混合ガスは、気体で存在する酸素水素共存ガス体（Ａ）と液化状態のプロパンとの気液混合ガスとして、ボンベ内に封入された状態である。
【００７６】
このボンベ内に封入された混合ガスを燃料として用いて、バーナーで燃焼させたところ、プロパンが気化し、酸素水素共存ガス体（Ａ）との混合ガスとして、何の問題もなく燃焼した。
【００７７】
［実施例１７］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）６０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス４０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池（ＤＦＣ−０１０−０１Ｈ）を作動させ発電した（本発明実施例）。
【００７８】
比較のために、水素ガスを単独で燃料として用いて、同様の市販の燃料電池を作動させ発電した（比較例）。
【００７９】
燃料電池の作動条件は、実施例１２と同様に、
電極面積：１０ｃｍ２
電解質膜：ＮＲＥ２１２ＣＳ
電極：Ｐｔ／Ｃ（１．０ｍｇ／ｃｍ２−Ｐｔ）
酸化剤：空気
燃料流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
酸化剤流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
燃料加湿温度：７０℃
酸化剤加湿温度：ｄｒｙ
設定電流：０Ａ
であった。
【００８０】
起電力は、以下の表４に示す通りであり、本発明実施例の方が、比較例に比べて約１５％強も高かった。また、発電動作中の機器爆発の発生はなかった。
【００８１】
【表４】
【００８２】
［実施例１８］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いてプロパンガス用（仕様）発電機（ヤンマー製の軽油仕様の発電機をプロパンガス仕様に改造したもの、定格出力５ＫＷ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００８３】
３時間の連続発電を行った結果、プロパンガスのみを燃料として用いた場合と同等の燃料消費量であった。この間に消費した燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電力は約２ＫＷであった。この結果から、電気的入力の約２．５倍の電気的出力が得られたことが確認された。
【００８４】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【００８５】
［実施例１９］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いてプロパンガス用（仕様）発電機（ＷＩＮＣＯ ＩＮＣ．（ＵＳＡ）製、ＨＰＳ １２０００ＨＥ、定格出力１２ＫＷ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００８６】
この実施例では、特に、以下のように運転条件を変えて、燃料消費量および製造コストの比較を行った。
【００８７】
（１９Ａ）先ず、無負荷運転を３回行った。３回の運転の平均値として、１時間あたり、燃料消費量が１４００Ｌであった。このときの酸素水素共存ガス体（Ａ）の消費量は、消費混合ガス量の５０％であることから、７００Ｌ（＝１４００Ｌ／２）となる。１ＫＷの電気量で酸素水素共存ガス体（Ａ）３００Ｌを製造することができるので、７００Ｌの酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電気量は約２．４ＫＷ（＝７００Ｌ／３００Ｌ／ＫＷ）である。発電量のうちの酸素水素共存ガス体（Ａ）の寄与分は、燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）の量比が５０％であることから、６ＫＷ（１２ＫＷ／２）である。
【００８８】
従って、約２．４ＫＷの電気量で製造された量の酸素水素共存ガス体（Ａ）により、６ＫＷの発電すなわち入力電気量の約２．５倍（＝６ＫＷ／２．４ＫＷ）の量のエネルギーが得られたことになる。
【００８９】
（１９Ｂ）次に、負荷６ＫＷで運転を３回行った。３回の運転の平均値として、１時間あたり、燃料消費量が１９００Ｌであった。このときの酸素水素共存ガス体（Ａ）の消費量は、消費混合ガス量の５０％であることから、９５０Ｌ（＝１９００Ｌ／２）となる。１ＫＷの電気量で酸素水素共存ガス体（Ａ）３００Ｌを製造することができるので、９５０Ｌの酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電気量は約３．２ＫＷ（＝９５０Ｌ／３００Ｌ／ＫＷ）である。発電量のうちの酸素水素共存ガス体（Ａ）の寄与分は、燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）の量比が５０％であることから、６ＫＷ（１２ＫＷ／２）である。
【００９０】
従って、約３．２ＫＷの電気量で製造された量の酸素水素共存ガス体（Ａ）により、６ＫＷの発電すなわち入力電気量の約１．９倍（＝６ＫＷ／３．２ＫＷ）の量のエネルギーが得られたことになる。
【００９１】
（１９Ｃ）更に、負荷１２ＫＷで運転を３回行った。３回の運転の平均値として、１時間あたり、燃料消費量が２１００Ｌであった。このときの酸素水素共存ガス体（Ａ）の消費量は、消費混合ガス量の５０％であることから、１０５０Ｌ（＝２１００Ｌ／２）となる。１ＫＷの電気量で酸素水素共存ガス体（Ａ）３００Ｌを製造することができるので、１０５０Ｌの酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電気量は約３．５ＫＷ（＝１０５０Ｌ／３００Ｌ／ＫＷ）である。発電量のうちの酸素水素共存ガス体（Ａ）の寄与分は、燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）の量比が５０％であることから、６ＫＷ（１２ＫＷ／２）である。
【００９２】
従って、約３．５ＫＷの電気量で製造された量の酸素水素共存ガス体（Ａ）により、６ＫＷの発電すなわち入力電気量の約１．７倍（＝６ＫＷ／３．５ＫＷ）の量のエネルギーが得られたことになる。
【００９３】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９４】
［実施例２０］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の３５ｃｃスクーターを走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００９５】
軽快な走行が得られ、走行中の機器爆発や、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、排ガスは全くクリーンであることが確認された。
【００９６】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９７】
［実施例２１］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、天然ガス用（仕様）のダイハツ製の６６０ｃｃ軽自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、天然ガス燃焼の時と同様とした。
【００９８】
軽快な走行が得られ、燃費は天然ガス燃料の場合同等であった。また、走行中の機器爆発や、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、排ガスは全くクリーンであることが確認された。
【００９９】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【０１００】
［実施例２２］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池標準セルを作動させ発電したところ、水素ガスのみを燃料として用いた場合と同等の起電力を得ることができた。
【０１０１】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【０１０２】
［実施例２３］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の天然ガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池標準セルを作動させ発電したところ、水素ガスのみを燃料として用いた場合と同等の起電力を得ることができた。
【０１０３】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の天然ガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素水素共存ガス体の燃料用途に関するものであり、特に、特定の酸素水素共存ガス体を用いた燃料及びその使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の抑制及びそれによる地球環境保護の観点から、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量の削減が要請されている。このような要請に応えるために、燃料の分野においても、化石燃料のような炭化水素系のものではない非炭化水素系のものが注目されている。
【０００３】
非炭化水素系の燃料の１つとして水の電気分解により得られる所謂ブラウンガスを利用することが考えられる。ブラウンガスを燃料用途に実用化する場合には圧縮保存することが極めて好ましいのであるが、ブラウンガスは、とくに加圧すると爆発しやすく取り扱いの極めて難しいものであるという難点があり、燃料としての実用において安全性の点で充分とはいえない。たとえば日本においては、水素に２％以上の酸素を混合したガス体を１ＭＰａ以上に圧縮することを禁止する法令がある。
【０００４】
また、非炭化水素系の燃料の他の１つとして、特許第３９７５４６７号公報（特許文献１）、特許第４０７６９５３号公報（特許文献２）及び特許第４５９９３８７号公報（特許文献３）に記載されているような、振動攪拌（振動流動攪拌）を併用した水の電気分解により得られる水素−酸素ガスからなるものが挙げられる。この水素−酸素ガスは、本発明者の発明に係るものであり、ＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳとして知られている。ＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳは、通常の一般的なブラウンガスとは異なり、特徴的で多様な結合形態にて水素および酸素が共存する酸素水素共存ガス体であり、高圧縮下でも爆発しにくく、安全性が高い。
【０００５】
一方、現在、自動車の内燃エンジンにおいてガソリンや軽油などの炭化水素系燃料を燃焼させることで発生する一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の排出量を低減するために、自動車には触媒を用いた排ガス処理装置が搭載されている。この排ガス処理装置に使用される触媒は、パラジウム、ロジウム及び白金などの高価な材料を含むものであり、これらの高価な材料が年間２００トン以上も使用されている。このような排ガス処理装置の価格は自動車価格の１０％程度といわれている。そこで、自動車価格を低減させる観点から及び省資源の観点から、一酸化炭素や炭化水素の排出量が少なく、排ガス処理装置が不要となるような燃料の出現が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９７５４６７号公報
【特許文献２】特許第４０７６９５３号公報
【特許文献３】特許第４５９９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、以上のようなＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳを燃料として使用する場合において、現在市販されている一般的な燃焼機器をそのまま用いることが、経済性の観点から極めて好ましい。
【０００８】
しかしながら、一般的な燃焼機器、たとえば乗物用内燃エンジン、発電機用内燃エンジン、燃料電池、ボイラー用バーナー、溶接機用バーナー及び調理器用バーナーなどにおいて、燃料としてＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳを使用した場合に、得られる出力または安全性において未だ改善の余地のあることが分かった。
【０００９】
そこで、本発明は、特定の酸素水素共存ガス体であるＯＨＭＡＳＡ−ＧＡＳを燃料に適用するに際して、一般的な燃焼機器での使用に際しても、出力向上が可能で、安全性が高く、二酸化炭素、一酸化炭素や炭化水素の排出量の削減が可能な、改良された燃料を提供することを目的とするものである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、そのような燃料の使用方法即ち燃焼方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
酸素水素共存ガス体と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを含んでなる混合ガスからなり、
前記酸素水素共存ガス体は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水に振動流動攪拌を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである、
ことを特徴とする燃料、
が提供される。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が４０〜９５容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が５〜６０容量％である。但し、本発明は、この割合に限定されるものではない。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、水素ガス、プロパンガス、天然ガス、又は都市ガスである。但し、本発明は、これに限定されるものではない。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記混合ガスは容器内に加圧密封されている。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の少なくとも一部は液化状態にある。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、燃焼機器内において混合することで得られたものである。本発明の一態様においては、前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が５〜６０容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が４０〜９５容量％である。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、ガソリン、軽油、又は重油からなる。本発明の一態様においては、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、前記酸素水素共存ガス体と共に、気液混合ノズルを用いて前記燃焼機器内へと噴射される。
【００１５】
また、本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
上記の燃料を使用する方法であって、
前記混合ガスを密封した容器から取り出された前記混合ガスを燃焼機器に供給し、該燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法、
が提供される。
【００１６】
更に、本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
上記の燃料を使用する方法であって、
燃焼機器に別々に供給された前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、互いに混合させた後に、前記燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法、
が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、一般的な燃焼機器での使用に際して、出力向上が可能で又は安全性を高めることが可能で、二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素の排出量の削減が可能な、改良された燃料が提供される。更に、本発明によれば、そのような燃料に適した使用方法即ち燃焼方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
本発明の燃料は、酸素水素共存ガス体（Ａ）と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスからなる。
【００２０】
酸素水素共存ガス体（Ａ）は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水（電解質含有水：電解液ということもある）に振動流動攪拌（単に振動攪拌ということもある）を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである。このような酸素水素共存ガス体（Ａ）は、上記特許文献１〜３、及び本発明者の発明に係る特許文献ＷＯ−２０１０／０２３９９７−Ａ１に記載されるようにして製造することができる。以下、酸素水素共存ガス体（Ａ）の製造の実施形態に関し、更に説明する。
【００２１】
即ち、被処理水を電解槽中で振動攪拌を与えながら電気分解処理し、これにより酸素水素共存ガス体（Ａ）を生成する。このような酸素水素共存ガス体（Ａ）の生成に際しては、本発明者の発明に係る日本国特許第１９４１４９８号、第２７０７５３０号、第２７６２３８８号、第２７６７７７１号、第２８５２８７８号、第２９１１３５０号、第２９１１３９３号、第３０３５１１４号、第３１４２４１７号、第３１９６８９０号、第３３２０９８４号、第３８５４００６号、第４５９９３８７号、特開平１０−３０９４５３号公報、特開平１１−２５３７８２号公報、特開２０００−３１７２９５号公報、特開２００１−２８８５９１号公報、特開２００２−５３９９９号公報、特開２００２−１２１６９９号公報、特開２００２−１４６５９７号公報、特開２００５−２３２５１２号公報、ＷＯ−２００４／０９２０５９−Ａ１などの特許文献に記載の技術を用いることができる。
【００２２】
振動攪拌条件は、前記特許文献に記載されている条件で実施することができる。振動攪拌は、前記特許文献の多くに記載されているような、垂直方向の振動棒に取り付けられた振動羽根を垂直方向に振動させる垂直式の振動攪拌であっても良いし、前記特許文献のうちの日本国特許第３１４２４１７号及び日本国特許第４５９９３８７号（特許文献３）に記載されているような、水平方向の振動棒に取り付けられた振動羽根を水平方向に振動させる水平式の振動攪拌であっても良い。
【００２３】
また、電気分解は、前記特許文献に記載されている条件で実施することができるが、たとえば、被処理水として電解質５〜３０重量％を含むものを使用し、電極群を３〜１０ｍｍの間隔を保って電解槽内に配置し、電流密度５〜２０Ａ／ｄｍ２、浴温２０〜７０℃、強アルカリの条件を用いることができる。
【００２４】
電解質としてはとくに制限はないが、たとえば、ＮａＯＨ、ＫＯＨなどを挙げることができる。また、これらの電解質を溶解して電解液を作るのに用いる水としては、どのような水でもよいが、たとえば、イオン交換水か蒸留水を用いる。電解液における電解質の濃度については、とくに制限はないが、一般に３０重量％以下、好ましくは２５重量％以下であり、１５〜２５重量％程度が最も好ましい。電解質が５重量％より少ないと電流の流れが少なくなり抵抗が増大し、電流効率が低下しさらに温度上昇を引き起こし酸素水素共存ガス体（Ａ）の発生量の低下をさらに招くことがある。又、３０重量％より多すぎると極板に電解質が析出し結果として電解効率が低下することがある。
【００２５】
電流密度を上げれば電解効率が上がり、好ましい面もあるが同時に浴温上昇を招き、逆に酸素水素共存ガス体（Ａ）の発生量が低下することがある。多くの実験結果から、たとえば５〜２０Ａ／ｄｍ２の範囲が総合的にみて好適であると考えられる。
【００２６】
浴温は長時間の運転、発生量、電解効率等を考慮し、多くの実験結果から、たとえば２０〜７０℃の範囲が好適である。
【００２７】
ｐＨは、使用する電解質により左右される。好ましいｐＨ値は電解質、電流密度、浴温と相関関係にある。使用する電解質、電流密度、浴温等を各種条件で実験を重ねた結果、たとえばｐＨ１４以上の強アルカリ下において、効率が良い結果が得られている。
【００２８】
好ましくは電極群を構成する電極を一定の間隔に保つが、この間隔は３〜１０ｍｍ、好ましくは３〜５ｍｍである。なお、電極群を構成する電極の数は、好ましくは４枚以上１０００枚以下である。
【００２９】
以上のような酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としては、たとえば水素ガス、プロパンガス、天然ガス、又は都市ガスなどの通常の燃料ガスが例示される。可燃性ガス体（Ｂ）としてプロパンガス、天然ガス又は都市ガスなどの炭化水素系ガスを用いたものでは、本発明の燃料の燃焼により二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素が発生するが、その量はこれら炭化水素系ガスのみからなる燃料の場合に比べて、十分に少ない。燃焼による二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素の発生量を低減させる観点からは、可燃性ガス体（Ｂ）として水素ガスなどの非炭化水素系ガスを用いるのが好ましい。
【００３０】
本発明の燃料を構成する混合ガスは、好ましくは、酸素水素共存ガス体（Ａ）の含有率が４０〜９５容量％であり、酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）の含有率が５〜６０容量％である。但し、本発明は、この割合に限定されるものではない。本発明の燃料を構成する混合ガスは、たとえば、酸素水素共存ガス体（Ａ）の含有率が５〜６０容量％であり、酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）の含有率が４０〜９５容量％であっても良い。この後者の燃料は、酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としてガソリン、軽油あるいは重油などを使用する場合への適用が好ましい。この場合、気液混合ノズルを使用して混合効果を上げるのが好ましい。
【００３１】
酸素水素共存ガス体（Ａ）に可燃性ガス体（Ｂ）を加えた混合ガスを燃料とすることで、乗物用内燃エンジン、発電機用内燃エンジン、燃料電池、ボイラー用バーナー、溶接機用バーナー及び調理器用バーナーなどの一般的な燃焼機器での使用に際して、酸素水素共存ガス体（Ａ）のみからなる燃料に比べて、出力向上が可能となり、又は安全性が高められる。その理由は、次のようなものであろうと推測される。
【００３２】
すなわち、酸素水素共存ガス体（Ａ）のみからなる燃料の場合には、外部からの空気導入のない特殊な条件下での燃焼により、良好な出力発生及び安全性が得られる。しかし、そのような特殊な条件下での専用の燃焼機器を開発するには、膨大なコスト及び時間がかかるという難点がある。一方、酸素水素共存ガス体（Ａ）のみからなる燃料を一般的な燃焼機器において使用する場合には、機器の排気口その他から空気中の酸素が不可避的に燃焼部に流入する。この空気中の酸素が酸素水素共存ガス体（Ａ）中の水素と反応を起こし、この反応は空気中の酸素の侵入が無い場合に比べて酸素水素共存ガス体（Ａ）に起こる酸素と水素との反応と機序が異なることから、燃焼により発生する出力に影響を与え、また爆発発生の可能性が高まる。これに対して、酸素水素共存ガス体（Ａ）に可燃性ガス体（Ｂ）を加えた混合ガスを燃料とすることで、燃焼機器の排気口その他から不可避的に燃焼部に流入する空気中の酸素は可燃性ガス体（Ｂ）と反応し、酸素水素共存ガス体（Ａ）の酸素と水素との本来の反応に対する影響が少ないことから、出力向上が可能となり、又は爆発発生の可能性が低下して安全性が高められるものである。
【００３３】
以上のような酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、酸素水素共存ガス体（Ａ）単独の場合と同様に、圧縮することができ、容器内に加圧密封することができる。これにより、可燃性ガス体（Ｂ）の少なくとも一部を液化状態にすることができる。
【００３４】
即ち、酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、たとえば３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２に圧縮することができる。酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスの圧力を３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２に高圧縮することにより少なくとも一部を液化することで貯蔵装置（タンク、ボンベなど）の小型化が可能となり、搬送、搭載が容易に行える。また、この３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧縮圧力範囲が、酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスの燃料としての実用化に適している。
【００３５】
また、通常の電気分解により得られた水素は、金属ボンベ（たとえばステンレススチール製、鋼鉄製、鋳鉄製、アルミニウム合金製などのボンベ）内に貯蔵する際に、水素によりボンベ自体が脆化したり、水素が金属ボンベを透過して離脱するので、長期保管が不可能であるが、可燃性ガス体（Ｂ）として水素ガスを用いた上記酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスでは、酸素水素共存ガス体（Ａ）が存在することで、該酸素水素共存ガス体（Ａ）単独の場合と同様に、高圧で圧縮できる（２００ｋｇｆ／ｃｍ２：２０ＭＰａまで爆発せずに圧縮できた）ばかりでなく、ステンレススチール製ボンベに圧縮保管された１０ＭＰａの酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは２年間という長期間保存しても全く何の水素漏洩もなく又、圧力も当初の１０ＭＰａを保っていた。
【００３６】
以上のような酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、酸素水素共存ガス体（Ａ）と酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）とを、燃焼機器内において混合することで得るようにしてもよい。その場合の燃焼においても、上記のような出力向上が可能となり、又は爆発発生の可能性がなくなり安全性が高められる。
【００３７】
このような例としては、とくに自動車の内燃エンジンでの燃料の燃焼が挙げられる。この場合、酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスは、酸素水素共存ガス体（Ａ）の含有率が５〜６０容量％であり、可燃性ガス体（Ｂ）の含有率が４０〜９５容量％であるものとすることができる。また、可燃性ガス体（Ｂ）としてガソリン、軽油、又は重油からなるものを使用することができ、これらの可燃性ガス体（Ｂ）を、酸素水素共存ガス体（Ａ）と共に、気液混合ノズルを用いて燃焼機器（内燃エンジンのシリンダ）内へと噴射することができる。
【００３８】
本発明の燃料を使用する方法すなわち燃焼方法の第１の実施形態としては、以上のように作製し容器に密封された酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスを容器から取り出し、この酸素水素共存ガス体（Ａ）と可燃性ガス体（Ｂ）とを含んでなる混合ガスを燃焼機器に供給し、該燃焼機器により燃焼させることが挙げられる。
【００３９】
また、本発明の燃料を使用する方法すなわち燃焼方法の第２の実施形態としては、別々の容器に密封されている酸素水素共存ガス体（Ａ）と酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）とを別々に燃焼機器に供給し互いに混合させた後に、前記燃焼機器により燃焼させることが挙げられる。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００４１】
［実施例１］
特許文献ＷＯ−２００４／０９２０５９−Ａ１に記載の手法に従って、振動流動攪拌下での電気分解を行って、酸素水素共存ガス体（Ａ）を得た。この酸素水素共存ガス体（Ａ）７０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス３０容量部とを混合し、混合ガスを得た。
【００４２】
この混合ガスを、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ）製のボンベ（３．８Ｌ）に１０ＭＰａの圧力で封入し、２年間貯蔵した。この貯蔵において、一度も水素漏洩及び水素脆性などの異常がなく、この混合ガスは何らの問題もなく長期保存が可能であることが分かった。
【００４３】
２年間保存の後に、ボンベを５個に切断分割してその切断面を調べたところ、水素脆性は全く認められなかった。
【００４４】
［実施例２］
実施例１と同様にして得られた混合ガスを、それぞれアルミニウム合金製のボンベ及びプロパンガス用特殊鋼板製のボンベに１０ＭＰａの圧力で封入し、２年間貯蔵した。この貯蔵において、一度も水素漏洩及び水素脆性などの異常がなかった。実施例１の結果をも考慮すると、この混合ガスは容器の材質を選ばずに、一般に使用されている容器に密封することができ、取り扱いの容易なガスであることが分かった。
【００４５】
［実施例３］
実施例１と同様にして得られた混合ガスを冷却させて液化を試みたところ、水素の液化温度である−２５３℃より約７０℃も高い約−１８５℃で液化した。このことから、この混合ガスにおいて、水素および酸素は何らかの結合状態にあることが分かる。
【００４６】
［実施例４］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）８５容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス１５容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを、鋼板製のボンベ（３８Ｌ）に封入し、これを燃料として用いてプロパンガス用（仕様）発電機（定格出力８５０Ｗ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００４７】
事前に、同一のプロパンガス用発電機でプロパンガスを燃料として用いて発電を実施した時の出力は定格の８５０Ｗであったが、上記の本実施例の混合ガスを用いることで、定格の８５０Ｗを１００Ｗも超える９５０Ｗの出力が得られた。また、発電時に機器爆発、発電機の過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、発電による二酸化炭素の発生はなかった。
【００４８】
［実施例５］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）発電機（定格出力８５０Ｗ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００４９】
発電出力は８５０Ｗであり、発電時に機器爆発の発生はなく、発電による二酸化炭素の発生はプロパンガス燃焼の時の約半分以下であった。
【００５０】
［実施例６］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガスとを、容量比でそれぞれ８５：１５、８０：２０、７５：２５、７０：３０、６５：３５、６０：４０、５５：４５、及び５０：５０となるように混合して混合ガスを得た。これらの混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の内燃エンジン（定格出力７５０Ｗ）を作動させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５１】
いずれの混合比の混合ガスを燃料として用いた場合も、順調なエンジン作動が得られた。また、いずれの場合も動作時に機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生はなかった。
【００５２】
［実施例７］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）７０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス３０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の５０ｃｃスクーターを走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５３】
軽快なスクーター走行が得られ、燃費はプロパンガス燃料の場合と同様に約２０ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発の発生はなく、二酸化炭素の発生はなかった。
【００５４】
［実施例８］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）６０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス２０容量部及びプロパンガス／天然ガス２０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の５０ｃｃスクーターを走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５５】
軽快なスクーター走行が得られ、燃費はプロパンガス燃料の場合と同様に約２０ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生はプロパンガス燃焼の時の約５分の１以下であった。
【００５６】
［実施例９］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）６０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス２０容量部及びプロパンガス／天然ガス２０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、天然ガス用（仕様）の６６０ｃｃ軽自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、天然ガス燃焼の時と同様とした。
【００５７】
軽快な軽自動車走行が得られ、燃費は天然ガス燃料の場合と同様に約１０ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生は天然ガス燃焼の時の約５分の１以下であった。
【００５８】
［実施例１０］
実施例９と同様にして混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の走行距離約５０万Ｋｍのトヨタ製の２０００ｃｃ自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００５９】
軽快な自動車走行が得られ、燃費はプロパンガス燃料の場合と同様に約５ｋｍ／Ｌであった。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、二酸化炭素の発生はプロパンガス燃焼の時の約５分の１以下であった。
【００６０】
［実施例１１］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）７０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス３０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の卓上コンロ（バーナー）を作動させ、２Ｌの湯を沸かした。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００６１】
湯が沸くまでの時間は、プロパンガス燃焼の場合は約７分であったが、上記の本実施例の混合ガスの場合には約５分であった。また、湯沸かし中の機器爆発の発生はなく、二酸化炭素の発生はなかった。
【００６２】
［実施例１２］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）８０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス２０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池（ＤＦＣ−０１０−０１Ｈ）を作動させ発電した（本発明実施例）。
【００６３】
比較のために、水素ガスを単独で燃料として用いて、同様の市販の燃料電池を作動させ発電した（比較例）。
【００６４】
燃料電池の作動条件は、
電極面積：１０ｃｍ２
電解質膜：ＮＲＥ２１２ＣＳ
電極：Ｐｔ／Ｃ（１．０ｍｇ／ｃｍ２−Ｐｔ）
酸化剤：空気
燃料流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
酸化剤流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
燃料加湿温度：７０℃
酸化剤加湿温度：ｄｒｙ
設定電流：０Ａ
であった。
【００６５】
起電力は、以下の表１に示す通りであり、本発明実施例の方が、比較例に比べて約６％強も高かった。また、発電動作中の機器爆発の発生はなかった。
【００６６】
【表１】
【００６７】
［実施例１３］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、自動車整備工場にて、プロパンガス用（仕様）発電機（ＰＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮＣ．［ＵＳＡ］製、定格出力６ＫＷ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００６８】
排ガスを自動車車検時の排ガス測定用の公的な測定器（堀場製作所製、ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＥＭＩＳＳＩＯＮ ＡＮＡＬＹＺＥＲ ＭＥＸＡ−３２４Ｇ）で測定した。測定結果は以下の表２に示す通りであり、本実施例で得られた混合ガスでは、プロパンガスのみの燃焼時に比べて、一酸化炭素（ＣＯ）の発生量が１００分の１以下で、炭化水素（ＨＣ）の発生量が３分の１であり、極めてクリーンな排ガスであることが確認された。
【００６９】
【表２】
【００７０】
［実施例１４］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、自動車整備工場にて、プロパンガス用（仕様）のダイハツ製の６６０ｃｃ軽自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００７１】
排ガスを自動車車検時の排ガス測定用の公的な測定器（堀場製作所製、ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＥＭＩＳＳＩＯＮ ＡＮＡＬＹＺＥＲ ＭＥＸＡ−３２４Ｌ）で測定した。測定結果は以下の表３に示す通りであり、本実施例で得られた混合ガスでは、プロパンガスのみの燃焼時に比べて、一酸化炭素（ＣＯ）の発生量が約２分の１で、炭化水素（ＨＣ）の発生量が約１５分の１であり、極めてクリーンな排ガスであることが確認された。
【００７２】
【表３】
【００７３】
［実施例１５］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の走行距離約５０万Ｋｍの日産自動車製の２０００ｃｃ自動車（ニッサンセドリック、車台番号ＱＪＹ３１−１５３２９９、型式ＬＡ−ＱＪＹ３１、初年度登録平成１７年３月）を走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００７４】
軽快な自動車走行が得られ、燃費は、約７ｋｍ／Ｌであり、プロパンガス燃料の場合の約５ｋｍ／Ｌ（走行距離約５０万Ｋｍのプロパンガス仕様車の平均的燃費）に比べて大幅に向上した。また、走行中の機器爆発、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなかった。
【００７５】
［実施例１６］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを、ステンレス（ＳＵＳ３０４Ｌ）製のボンベ（３．８Ｌ）に２．５ＭＰａの圧力で封入した。プロパンガスは、０．３〜０．５ＭＰａ程度の圧力で液化することから、混合ガスは、気体で存在する酸素水素共存ガス体（Ａ）と液化状態のプロパンとの気液混合ガスとして、ボンベ内に封入された状態である。
【００７６】
このボンベ内に封入された混合ガスを燃料として用いて、バーナーで燃焼させたところ、プロパンが気化し、酸素水素共存ガス体（Ａ）との混合ガスとして、何の問題もなく燃焼した。
【００７７】
［実施例１７］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）６０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス４０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池（ＤＦＣ−０１０−０１Ｈ）を作動させ発電した（本発明実施例）。
【００７８】
比較のために、水素ガスを単独で燃料として用いて、同様の市販の燃料電池を作動させ発電した（比較例）。
【００７９】
燃料電池の作動条件は、実施例１２と同様に、
電極面積：１０ｃｍ２
電解質膜：ＮＲＥ２１２ＣＳ
電極：Ｐｔ／Ｃ（１．０ｍｇ／ｃｍ２−Ｐｔ）
酸化剤：空気
燃料流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
酸化剤流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ
燃料加湿温度：７０℃
酸化剤加湿温度：ｄｒｙ
設定電流：０Ａ
であった。
【００８０】
起電力は、以下の表４に示す通りであり、本発明実施例の方が、比較例に比べて約１５％強も高かった。また、発電動作中の機器爆発の発生はなかった。
【００８１】
【表４】
【００８２】
［実施例１８］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いてプロパンガス用（仕様）発電機（ヤンマー製の軽油仕様の発電機をプロパンガス仕様に改造したもの、定格出力５ＫＷ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００８３】
３時間の連続発電を行った結果、プロパンガスのみを燃料として用いた場合と同等の燃料消費量であった。この間に消費した燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電力は約２ＫＷであった。この結果から、電気的入力の約２．５倍の電気的出力が得られたことが確認された。
【００８４】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【００８５】
［実施例１９］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合し、混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いてプロパンガス用（仕様）発電機（ＷＩＮＣＯ ＩＮＣ．（ＵＳＡ）製、ＨＰＳ １２０００ＨＥ、定格出力１２ＫＷ）で発電を実施した。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００８６】
この実施例では、特に、以下のように運転条件を変えて、燃料消費量および製造コストの比較を行った。
【００８７】
（１９Ａ）先ず、無負荷運転を３回行った。３回の運転の平均値として、１時間あたり、燃料消費量が１４００Ｌであった。このときの酸素水素共存ガス体（Ａ）の消費量は、消費混合ガス量の５０％であることから、７００Ｌ（＝１４００Ｌ／２）となる。１ＫＷの電気量で酸素水素共存ガス体（Ａ）３００Ｌを製造することができるので、７００Ｌの酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電気量は約２．４ＫＷ（＝７００Ｌ／３００Ｌ／ＫＷ）である。発電量のうちの酸素水素共存ガス体（Ａ）の寄与分は、燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）の量比が５０％であることから、６ＫＷ（１２ＫＷ／２）である。
【００８８】
従って、約２．４ＫＷの電気量で製造された量の酸素水素共存ガス体（Ａ）により、６ＫＷの発電すなわち入力電気量の約２．５倍（＝６ＫＷ／２．４ＫＷ）の量のエネルギーが得られたことになる。
【００８９】
（１９Ｂ）次に、負荷６ＫＷで運転を３回行った。３回の運転の平均値として、１時間あたり、燃料消費量が１９００Ｌであった。このときの酸素水素共存ガス体（Ａ）の消費量は、消費混合ガス量の５０％であることから、９５０Ｌ（＝１９００Ｌ／２）となる。１ＫＷの電気量で酸素水素共存ガス体（Ａ）３００Ｌを製造することができるので、９５０Ｌの酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電気量は約３．２ＫＷ（＝９５０Ｌ／３００Ｌ／ＫＷ）である。発電量のうちの酸素水素共存ガス体（Ａ）の寄与分は、燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）の量比が５０％であることから、６ＫＷ（１２ＫＷ／２）である。
【００９０】
従って、約３．２ＫＷの電気量で製造された量の酸素水素共存ガス体（Ａ）により、６ＫＷの発電すなわち入力電気量の約１．９倍（＝６ＫＷ／３．２ＫＷ）の量のエネルギーが得られたことになる。
【００９１】
（１９Ｃ）更に、負荷１２ＫＷで運転を３回行った。３回の運転の平均値として、１時間あたり、燃料消費量が２１００Ｌであった。このときの酸素水素共存ガス体（Ａ）の消費量は、消費混合ガス量の５０％であることから、１０５０Ｌ（＝２１００Ｌ／２）となる。１ＫＷの電気量で酸素水素共存ガス体（Ａ）３００Ｌを製造することができるので、１０５０Ｌの酸素水素共存ガス体（Ａ）を製造するに要した電気量は約３．５ＫＷ（＝１０５０Ｌ／３００Ｌ／ＫＷ）である。発電量のうちの酸素水素共存ガス体（Ａ）の寄与分は、燃料中の酸素水素共存ガス体（Ａ）の量比が５０％であることから、６ＫＷ（１２ＫＷ／２）である。
【００９２】
従って、約３．５ＫＷの電気量で製造された量の酸素水素共存ガス体（Ａ）により、６ＫＷの発電すなわち入力電気量の約１．７倍（＝６ＫＷ／３．５ＫＷ）の量のエネルギーが得られたことになる。
【００９３】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９４】
［実施例２０］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、プロパンガス用（仕様）の３５ｃｃスクーターを走行させた。尚、空気混入条件は、プロパンガス燃焼の時と同様とした。
【００９５】
軽快な走行が得られ、走行中の機器爆発や、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、排ガスは全くクリーンであることが確認された。
【００９６】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９７】
［実施例２１］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、天然ガス用（仕様）のダイハツ製の６６０ｃｃ軽自動車を走行させた。尚、空気混入条件は、天然ガス燃焼の時と同様とした。
【００９８】
軽快な走行が得られ、燃費は天然ガス燃料の場合同等であった。また、走行中の機器爆発や、エンジンの過剰な発熱及び異常音などの発生はなく、排ガスは全くクリーンであることが確認された。
【００９９】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の水素ガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【０１００】
［実施例２２］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池標準セルを作動させ発電したところ、水素ガスのみを燃料として用いた場合と同等の起電力を得ることができた。
【０１０１】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販のプロパンガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【０１０２】
［実施例２３］
実施例１と同様にして得られた酸素水素共存ガス体（Ａ）５０容量部と、該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の天然ガス５０容量部とを混合して混合ガスを得た。この混合ガスを燃料として用いて、市販の燃料電池標準セルを作動させ発電したところ、水素ガスのみを燃料として用いた場合と同等の起電力を得ることができた。
【０１０３】
酸素水素共存ガス体（Ａ）４０容量部と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体（Ｂ）としての市販の天然ガス６０容量部とを混合して得られた混合ガスを燃料として用いた場合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素水素共存ガス体と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを含んでなる混合ガスからなり、
前記酸素水素共存ガス体は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水に振動流動攪拌を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである、
ことを特徴とする燃料。
【請求項２】
前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が４０〜９５容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が５〜６０容量％であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料。
【請求項３】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、水素ガス、プロパンガス、天然ガス、又は都市ガスであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料。
【請求項４】
前記混合ガスは容器内に加圧密封されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項５】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の少なくとも一部は液化状態にあることを特徴とする、請求項４に記載の燃料。
【請求項６】
前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、燃焼機器内において混合することで得られたものであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項７】
前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が５〜６０容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が４０〜９５容量％であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料。
【請求項８】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、ガソリン、軽油、又は重油からなることを特徴とする、請求項６又は７に記載の燃料。
【請求項９】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、前記酸素水素共存ガス体と共に、気液混合ノズルを用いて前記燃焼機器内へと噴射されることを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の燃料を使用する方法であって、
前記混合ガスを密封した容器から取り出された前記混合ガスを燃焼機器に供給し、該燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法。
【請求項１１】
請求項１乃至３及び６乃至９のいずれか一項に記載の燃料を使用する方法であって、
燃焼機器に別々に供給された前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、互いに混合させた後に、前記燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法。
【請求項１】
酸素水素共存ガス体と該酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを含んでなる混合ガスからなり、
前記酸素水素共存ガス体は、振動発生手段で発生した振動を、振動棒を介して、該振動棒に取り付けられた振動羽根へと伝達し、該振動羽根を振動させることにより、被処理水に振動流動攪拌を生じさせながら、前記被処理水を電気分解処理に付することで得られたものである、
ことを特徴とする燃料。
【請求項２】
前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が４０〜９５容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が５〜６０容量％であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料。
【請求項３】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、水素ガス、プロパンガス、天然ガス、又は都市ガスであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料。
【請求項４】
前記混合ガスは容器内に加圧密封されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項５】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の少なくとも一部は液化状態にあることを特徴とする、請求項４に記載の燃料。
【請求項６】
前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、燃焼機器内において混合することで得られたものであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項７】
前記混合ガスは、前記酸素水素共存ガス体の含有率が５〜６０容量％であり、前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体の含有率が４０〜９５容量％であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料。
【請求項８】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、ガソリン、軽油、又は重油からなることを特徴とする、請求項６又は７に記載の燃料。
【請求項９】
前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体は、前記酸素水素共存ガス体と共に、気液混合ノズルを用いて前記燃焼機器内へと噴射されることを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の燃料を使用する方法であって、
前記混合ガスを密封した容器から取り出された前記混合ガスを燃焼機器に供給し、該燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法。
【請求項１１】
請求項１乃至３及び６乃至９のいずれか一項に記載の燃料を使用する方法であって、
燃焼機器に別々に供給された前記酸素水素共存ガス体と前記酸素水素共存ガス体以外の可燃性ガス体とを、互いに混合させた後に、前記燃焼機器により燃焼させることを特徴とする、燃料の使用方法。
【公開番号】特開２０１２−１５３９７２（Ｐ２０１２−１５３９７２Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５９１８（Ｐ２０１１−１７５９１８）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（３９２０２６２２４）日本テクノ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（３９２０２６２２４）日本テクノ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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