特許 6588329 内燃機関への燃料供給装置及びその供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6588329

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】内燃機関への燃料供給装置及びその供給方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 37/00 20060101AFI20191001BHJP

   F02M 25/025 20060101ALI20191001BHJP

   C10L 1/32 20060101ALI20191001BHJP

   F02D 19/12 20060101ALI20191001BHJP

   B01F 5/02 20060101ALI20191001BHJP

   B01F 3/08 20060101ALI20191001BHJP

   B01F 5/10 20060101ALI20191001BHJP

【ＦＩ】

   F02M37/00 341H

   F02M25/025 Z

   C10L1/32 D

   F02D19/12 A

   F02M37/00 331A

   B01F5/02 Z

   B01F3/08 A

   B01F5/10

【請求項の数】8

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-250341(P2015-250341)

(22)【出願日】2015年12月22日

(65)【公開番号】特開2017-115638(P2017-115638A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年12月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】391039999

【氏名又は名称】深井 利春

(74)【代理人】

【識別番号】100088580

【弁理士】

【氏名又は名称】秋山 敦

(74)【代理人】

【識別番号】100111109

【弁理士】

【氏名又は名称】城田 百合子

(72)【発明者】

【氏名】深井 利春

【審査官】 小笠原 恵理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１８７４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１５９５４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１２０５６９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３７／００

Ｆ０２Ｍ ２７／０２

Ｂ０１Ｆ ３／０８

Ｂ０１Ｆ ５／０２

Ｂ０１Ｆ ５／１０

Ｃ１０Ｌ １／３２

Ｆ０２Ｄ １９／１２

Ｆ０２Ｍ ２５／０２２−２５／０２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を内燃機関に供給する内燃機関への燃料供給装置であって、
燃料油を保持する燃料油タンクと、該燃料油タンク内の液体を、前記燃料油タンク外の内燃機関に送出する燃料配管と、を備え、
前記燃料油タンク内には、
水を取り込む水流入口と前記液体を取り込む燃料油流入口を備え、前記水流入口及び前記燃料油流入口から取り込んだ前記水と前記液体とを合流させると共に混合して、前記水と前記燃料油が分散した混合燃料を生成する混合手段と、
該混合手段で生成された前記混合燃料を、前記燃料配管を通じて前記内燃機関に圧送するポンプと、を備えることを特徴とする内燃機関への燃料供給装置。

【請求項2】

前記水は、イオンクロマトグラフ法により、Ｎａイオンが検出されると共にＭｇイオン及びＣａイオンが検出されず、２６℃における表面張力が、６５ｍＮ／ｍ以上であり、油性液体と混合して撹拌したときに乳化する性質を有する乳化性の水であって、
前記水流入口は、前記燃料タンク外に設けられて前記乳化性の水を保持する水タンクに連結された水供給配管に接続され、
前記燃料油は、ガソリンであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関への燃料供給装置。

【請求項3】

前記燃料配管の前記ポンプ下流側は、前記内燃機関に接続された主配管と、余剰の前記混合燃料を戻り油として前記燃料油タンク内に戻すリターン路と、に分岐され、
前記燃料配管の前記ポンプ上流側の端部には、前記リターン路の出口側端部に対向した開口を備えた容器体が接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関への燃料供給装置。

【請求項4】

前記容器体の前記開口は、前記燃料油タンクの底面に接し、又は、前記底面の近傍に配置され、前記リターン路の前記出口側端部の径と同じかそれより大きな径を有していることを特徴とする請求項３記載の内燃機関への燃料供給装置。

【請求項5】

前記燃料配管には、前記混合手段の下流に、前記混合手段で生成された前記混合燃料を混合して前記混合燃料の分散の度合いを向上させる第二の混合手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の内燃機関への燃料供給装置。

【請求項6】

前記混合手段及び前記第二の混合手段は、径の細い貫通孔からなる細孔部と、該細孔部の下流に連続して設けられた筒状の大径部と、を備えた分散部を備え、
前記細孔部は、前記混合手段の延長方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項５記載の内燃機関への燃料供給装置。

【請求項7】

内燃機関への燃料供給方法であって、
燃料油を保持する燃料油タンク内に配置された水と前記燃料油が部分的に分散した混合燃料を生成する混合手段に、前記燃料油タンク内に配置されたポンプの圧力により、前記燃料油タンク内の液体を、前記混合手段に設けられた燃料油流入口を通じて供給すると共に、前記混合手段に設けられた水流入口を通じて水を供給して、前記液体と前記水を混合して前記混合燃料を生成する混合工程と、
該混合工程で生成した前記混合燃料を、前記ポンプの圧力により、前記内燃機関に送出する送出工程と、を行うことを特徴とする内燃機関への燃料供給方法。

【請求項8】

前記送出工程において、余剰の前記混合燃料を、前記燃料油タンク内の前記液体を前記燃料油タンク外の前記内燃機関に送出する燃料配管の前記ポンプ下流側において、前記内燃機関に接続される主配管と分岐して設けられたリターン路を通じて、戻り油として前記燃料油タンク内に戻すリターン工程と、
前記リターン路の出口側端部に対向して設けられた開口を有する容器体を通じて、前記燃料油タンク内の前記液体を、前記混合手段の前記燃料油流入口に供給することを特徴とする請求項７記載の内燃機関への燃料供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関に水と燃料油を混合した水／油融和燃料を内燃機関に供給する内燃機関への燃料供給装置及びその供給方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水とガソリン、軽油、灯油、重油、植物油、廃油等の燃料油と乳化剤を混合して得られるエマルジョン燃料を、発電装置等に導入するエマルジョン燃料システムが知られている（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１のエマルジョン燃料システムでは、燃料油タンクと、水タンクと、燃料油及び水からエマルジョン燃料を生成するエマルジョン生成ユニットと、発電装置にかかる圧力を調節する圧力バルブと、生成したエマルジョン燃料を導入し、燃焼させる発電装置と、制御装置から構成される。このシステムで生成したエマルジョン燃料は、生成後連続的に前記発電装置に導入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１２２０３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のように、発電装置やディーゼルエンジン等に用いるエマルジョン燃料システムは、知られていたが、水と油を混合した燃料を、自動車等で用いることが可能なインタンク型燃料ポンプを用いて内燃機関に供給する装置は、知られていなかった。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、インタンク型燃料ポンプを用いた内燃機関への燃料供給装置及びその供給方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、自動車に搭載可能なコンパクトな内燃機関への燃料供給装置及びその供給方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題は、本発明の内燃機関への燃料供給装置によれば、燃料を内燃機関に供給する内燃機関への燃料供給装置であって、燃料油を保持する燃料油タンクと、該燃料油タンク内の液体を、前記燃料油タンク外の内燃機関に送出する燃料配管と、を備え、前記燃料油タンク内には、水を取り込む水流入口と前記液体を取り込む燃料油流入口を備え、前記水流入口及び前記燃料油流入口から取り込んだ前記水と前記液体とを合流させると共に混合して、前記水と前記燃料油が分散した混合燃料を生成する混合手段と、該混合手段で生成された前記混合燃料を、前記燃料配管を通じて前記内燃機関に圧送するポンプと、を備えること、により解決される。

【0008】

このように構成しているので、不完全エマルジョン燃料又はエマルジョン燃料とも呼ばれる混合燃料を供給する装置において、インタンク型のポンプを用い、ガソリン車にも搭載可能なコンパクトな構成の装置を実現できる。
従って、自動車で消費される燃料を部分的に水で代替することにより、自動車における燃料の削減が可能となると同時に、自動車での使用燃料の削減を通じて、自動車からの排気ガスの量を減少させ、地球環境の負荷の低減が可能となる。

【0009】

このとき、前記水は、イオンクロマトグラフ法により、Ｎａイオンが検出されると共にＭｇイオン及びＣａイオンが検出されず、２６℃における表面張力が、６５ｍＮ／ｍ以上であり、油性液体と混合して撹拌したときに乳化する性質を有する乳化性の水であって、前記水流入口は、前記燃料タンク外に設けられて前記乳化性の水を保持する水タンクに連結された水供給配管に接続され、前記燃料油は、ガソリンとすると好適である。
このように、前記水が、イオンクロマトグラフ法により、Ｎａイオンが検出されると共にＭｇイオン及びＣａイオンが検出されず、２６℃における表面張力が、６５ｍＮ／ｍ以上であり、油性液体と混合して撹拌したときに乳化する性質を有する乳化性の水であるため、融和燃料を、高活性の原子状水素を含む加工水を用いて生成でき、エネルギー効率の高い融和燃料を供給可能となる。
また、加工水を用いているため、乳化剤を用いなくても燃料油と混合可能であり、乳化剤無添加の混合燃料を達成できる。
更に、混合燃料は、Ｃａイオン及びＭｇイオンが除去された軟水である加工水を原料とし、かつ、乳化剤を含まないため、内燃機関における酸化，錆や腐食が抑制され、混合燃料による内燃機関の劣化が抑制できる。

【0010】

このとき、前記燃料配管の前記ポンプ下流側は、前記内燃機関に接続された主配管と、余剰の前記混合燃料を戻り油として前記燃料油タンク内に戻すリターン路と、に分岐され、前記燃料配管の前記ポンプ上流側の端部には、前記リターン路の出口側端部に対向した開口を備えた容器体が接続されていると好適である。
このように、戻り油を、燃料油タンク内に戻すため、ポンプに過剰な負荷がかからず、安定性の高い内燃機関への燃料供給装置を構成できる。
また、燃料配管のポンプ上流側の端部には、リターン路の出口側端部に対向した開口を備えた容器体が接続されているため、リターン路から戻された戻り油が、燃料油タンク内の燃料油よりも優先して混合手段に汲み上げられることとなり、燃料油タンク内に、戻り油及び水が過度に蓄積することがない。その結果、燃料油タンク内に蓄積した水による燃料油タンク内の各部材の錆び等を抑制することができる。

【0011】

このとき、前記容器体の前記開口は、前記燃料油タンクの底面に接し、又は、前記底面の近傍に配置され、前記リターン路の前記出口側端部の径と同じかそれより大きな径を有していると好適である。
このように構成しているため、燃料油よりも比重の大きい水又は混合燃料を、優先的に混合手段に汲み上げることができる。

【0012】

このとき、前記燃料配管には、前記混合手段の下流に、前記混合手段で生成された前記混合燃料を混合して前記混合燃料の分散の度合いを向上させる第二の混合手段を備えると好適である。
このように構成しているため、混合燃料の分散の度合いの適正化を図ることができる。

【0013】

このとき、前記混合手段及び前記第二の混合手段は、径の細い貫通孔からなる細孔部と、該細孔部の下流に連続して設けられた筒状の大径部と、を備えた分散部を備え、前記細孔部は、前記混合手段の延長方向に対して傾斜していると好適である。
このように構成しているため、燃料油と水を効率よく分散できる。

【0014】

前記課題は、本発明の内燃機関への燃料供給装置によれば、内燃機関への燃料供給方法であって、燃料油を保持する燃料油タンク内に配置された水と前記燃料油が部分的に分散した混合燃料を生成する混合手段に、前記燃料油タンク内に配置されたポンプの圧力により、前記燃料油タンク内の液体を、前記混合手段に設けられた燃料油流入口を通じて供給すると共に、前記混合手段に設けられた水流入口を通じて水を供給して、前記液体と前記水を混合して前記混合燃料を生成する混合工程と、該融和工程で生成した前記混合燃料を、前記ポンプの圧力により、前記内燃機関に送出する送出工程と、を行うこと、により解決される。

【0015】

このとき、前記送出工程において、余剰の前記混合燃料を、前記燃料油タンク内の前記液体を前記燃料油タンク外の前記内燃機関に送出する燃料配管の前記ポンプ下流側において、前記内燃機関に接続される主配管と分岐して設けられたリターン路を通じて、戻り油として前記燃料油タンク内に戻すリターン工程と、前記リターン路の出口側端部に対向して設けられた開口を有する容器体を通じて、前記燃料油タンク内の前記液体を、前記混合手段の前記燃料油流入口に供給すると好適である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、不完全エマルジョン燃料とも呼ばれる混合燃料を供給する装置において、インタンク型のポンプを用い、ガソリン車にも搭載可能なコンパクトな構成の装置を実現できる。
従って、自動車で消費される燃料を部分的に水で代替することにより、自動車における燃料の削減が可能となると同時に、自動車での使用燃料の削減を通じて、自動車からの排気ガスの量を減少させ、地球環境の負荷の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る内燃機関への燃料供給装置を示す概念構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る融和器の概略縦断面構成図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る融和器の概略縦断面構成図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る加工水を生成する加工水処理器の概略構成図である。

【図5】本発明の実施形態の変形例に係る内燃機関への燃料供給装置を示す概念構成図である。

【図6】本発明の実施形態の変形例に係る融和器の概略縦断面構成図である。

【図7】実施例１の加工水と、蒸留水、及び超純水にＡ重油を添加して撹拌したサンプルにおけるエマルジョン粒子の平均径及び標準偏差を示すグラフである。

【図8】実施例２〜９の加工水と、超純水の表面張力の測定結果である。

【図9】実施例１０，１１の加工水、超純水、原水、原水に界面活性剤を添加した界面活性剤添加水道水の表面張力の測定結果である。

【図10】実施例１の加工水、加工水の原水のイオンクロマトグラフ法の測定結果である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本明細書において、「融和」とは、水性液体と油性液体とが混合されて相互に混じり合い、水性液体と油性液体とが混合されて部分的に分散し、部分的に分散していない状態をいい、「不完全エマルジョン」の状態と同義である。
なお、本明細書の実施形態及び実施例は、融和燃料を供給する例を記載しているが、水性液体と油性液体が完全に又はほぼ完全に分散した完全エマルジョン燃料又はエマルジョン燃料にも適用可能である。
本明細書において、「混合手段」「混合燃料」は、「融和手段」「融和燃料」の上位概念であって、エマルジョン生成手段、エマルジョン燃料を含む意味で用いる。
以下、本発明の一実施形態に係る内燃機関への燃料供給装置及びその供給方法について、自動車に適用して具体化したものを、図１〜図１０を参照しながら説明する。

【0019】

＜内燃機関への燃料供給装置Ｓ＞
図１は、本実施形態の内燃機関への燃料供給装置Ｓを示す概念構成図である。
内燃機関とは、熱機関の一種であって、燃料の燃焼が機関の内部で行われ、燃焼ガスを動作ガスとして熱エネルギーを機械的エネルギーに変える原動機である。本実施形態において、内燃機関であれば、ディーゼルエンジン等、どのようなものでも用いることができるが、ガソリンエンジンであると好適である。
また、燃料油としては、ガソリン、軽油、灯油、重油、植物油、廃油等を用いることができるが、ガソリンを用いると好適である。
本実施形態の内燃機関への燃料供給装置Ｓは、例えば、自動車に搭載して、ガソリンエンジンに燃料を供給するために使用することができる。
本実施形態の内燃機関への燃料供給装置Ｓは、図１で示すように、燃料油タンクとしての燃料タンク１と、燃料タンク１内の液体の微小な異物を除去する公知のフィルタ２と、フィルタ２が先端に取付けられた燃料配管３と、原水から図４の加工水処理器Ｗで処理した乳化性の水としての加工水が貯蔵される水タンクとしての加工水タンク２１と、燃料油と加工水とを撹拌・混合して融和燃料を生成する混合手段としての融和器５，７と、ポンプとしてのフューエルポンプ８と、融和燃料をインジェクタ３１へ送出する主配管１１と、混合燃料としての融和燃料のうち余剰の戻り油を燃料タンク１に戻すリターン路９と、不図示の内燃機関（エンジン）の各気筒に対して融和燃料を噴射するインジェクタ３１と、を主要構成要素とする。

【0020】

燃料タンク１には、燃料油が貯留されるが、燃料供給装置Ｓを一旦使用した後は、リターン路９を介して戻された戻り油が燃料タンク１内に混入するため、燃料油と微量の融和燃料の戻り油が混合したものが貯留されることとなる。以下、燃料タンク１内の燃料油と微量の融和燃料の戻り油が混合したものを、燃料タンク１内の液体と称する。

【0021】

燃料タンク１には、燃料油内に浸かった状態で燃料配管３が配置され、燃料配管３の上流側端部には、公知のフィルタ２が連結されている。
フィルタ２は、図１に示すように一方の端部が開口１３ａとなった中空の容器体１３内に配置されている。容器体１３は、開口１３ａが、リターン路９の端部９ａに対向し、開口１３ａが燃料タンク１の底面１ｂに接するように、又は、底面１ｂの近傍に、配置されている。

【0022】

容器体１３を備えているので、リターン路９の端部９ａから吐出される融和燃料の戻り油が、直接フィルタ２に流入し易く、融和燃料に由来し、燃料タンク１内に残留する加工水の比率を減少させることができる。また、容器体１３の開口１３ａが燃料タンク１の底面１ｂに接するように、又は底面１ｂの近傍に配置されるため、燃料油よりも比重が大きく、燃料タンク１の底面１ｂ近傍に貯まる加工水を、優先的にフィルタ２から吸い上げることが可能となり、燃料タンク１内に残留する加工水の比率を減少させることができる。

【0023】

加工水タンク２１は、燃料タンク１外に設けられ、図４の加工水処理器Ｗで処理した乳化性の水としての加工水が貯留され、加工水タンク２１は、水供給配管としての加工水供給管２５により、融和器５の連結部５１ｂに連結されている。加工水供給管２５の加工水タンク２１と融和器５の連結部５１ｂとの間には、加工水流量計２２，電磁弁２３，流量調整バルブ２４が連結されている。

【0024】

融和器５の構成を、図２に示す。
融和器５は、加工水供給管２５から送られた加工水と燃料配管３から送られた燃料油の混合物を、細孔から太い径の空間に噴出させることによりエマルジョン化する装置である。
融和器５は、図２に示すように、ハウジング５１，５４，５７が直列に連結された略筒状長尺体からなる。
ハウジング５１は、略円筒体からなり、上流側の軸方向端部に、上流側の燃料配管３に連結されるための燃料油流入口としての筒状の連結部５１ａが形成されている。また、上流側の軸方向側部に、加工水供給管２５の下流端に連結するための水流入口としての筒状の連結部５１ｂが形成されている。
また、下流側の軸方向端部に、端部を閉塞する閉塞部５３と、閉塞部５３を軸方向に対して斜めに貫通する貫通孔及び細孔部としての一対の細孔５３ａが形成されている。

【0025】

細孔５３ａは、ハウジング５１の軸方向に対して垂直な幅方向において、隣り合って一対形成され、下流側が相互に近くなるように、傾斜して形成されている。このように、下流側が相互に近くなるように傾斜して形成されているため、細孔５３ａを通って大径空間５２に噴出する２本の液体の流れが、相互にぶつかり合い、液体の拡散がより促進される。
一対の細孔５３ａは、ハウジング５１の中心軸を通る面を中心として、相互に対称になるように形成されている。
なお、細孔５３ａは、一対に限られず、４つなど、３つ以上の複数設けられていてもよい。
連結部５１ａと閉塞部５３との間は、細孔５３ａよりも大径筒状の大径部としての大径空間５２が形成されている。

【0026】

ハウジング５４は、連結部５４ａが閉塞部５３の外周に連結可能に形成されていることと、側部に加工水を供給する連結部が形成されていないことを除いては、ハウジング５１と略同じ形状からなる。
ハウジング５７は、下流側の軸方向端部に、下流側の燃料配管３が連結される連結部５８ｂを備えることを除いては、ハウジング５４と略同じ形状からなる。

【0027】

融和器５は、フューエルポンプ８によって、連結部５１ａ及び５１ｂから大径空間５２に、燃料油と加工水がそれぞれ供給され、大径空間５２で合流した燃料油と加工水が、細孔５３ａを通って大径空間５５に噴射される。このとき、細孔５３ａから大径空間５５に噴射されて拡散されることによって、部分的にエマルジョン化され分散される。また、同様の拡散が、細孔５６ａから大径空間５８に噴射されたときに生じ、再度部分的なエマルジョン化が促進される。２度の噴射拡散が行われることにより、燃料油と加工水の混合物は、部分的に分散，懸濁した融和燃料となる。

【0028】

融和器５の燃料配管３下流に設けられた融和器７を、図３に示す。融和器７は、最も上流側のハウジング５１が、軸方向側部に連結部５１ｂを備えていない点を除いては、融和器５と同様の構成からなる。
融和器７には、図１に示すように、上流側の連結部５１aに、燃料配管３から、融和器５で融和された融和燃料が供給され、細孔５３ａから大径空間５５までと、細孔５６ａから大径空間５８までとの２度の噴出拡散を経ることにより、エマルジョン化の度合いが高められて、下流側の連結部５８ｂから燃料配管３へ、分散，懸濁の度合いが高められた融和燃料が供給される。
融和器５，７のそれぞれの上流には、燃料油又は融和燃料が上流側に向かって逆流することを防ぐ公知の逆止弁４，６が配置されている。

【0029】

図１のフューエルポンプ８は、燃料タンク１内に装着し、燃料内に沈み込むようにした公知のインタンク式燃料ポンプからなる。
燃料配管３は、フューエルポンプ８の下流で、インジェクタ３１に接続された主配管１１と、燃料タンク１の底部に向かって延びるリターン路９に分岐している。
主配管１１は、フューエルポンプ８によりインジェクタ３１に融和燃料を供給するための流路である。
リターン路９には、公知のプレッシャレギュレータ１０が設けられている。プレッシャレギュレータ１０は、フューエルポンプ８から吐出された融和燃料を導入し、導入された融和燃料を燃料タンク１の内圧に対して一定に調圧して、余った融和燃料を、リターン路９から端部９ａを通じて燃料タンク１へ戻す。
このように、リターン路９及びプレッシャレギュレータ１０を備えていることにより、燃料タンク１内で融和燃料をリターンさせ、内燃機関が消費する分量のみを一定燃圧で供給可能となる。これにより、内燃機関を通過して加熱された融和燃料が燃料タンク１に戻ることがなくなり、燃料タンク１内のエバポレーションガスの発生を抑えることが可能となる。

【0030】

本実施形態で用いられる加工水は、イオンクロマトグラフ法により、Ｎａイオンが検出されると共にＭｇイオン及びＣａイオンが検出されず、２６℃における表面張力が、６５ｍＮ／ｍ以上であり、油性液体と混合して撹拌したときに乳化する性質を有する乳化性の水である。
本実施形態では、図４で示す加工水処理器Ｗで生成した加工水を用いると好適である。

【0031】

加工水処理器Ｗは、図４に示すように、第１の軟水生成器１１０と第２の軟水生成器１１２とイオン生成器１１４と黒曜石収納器１１６とが、連絡管１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃを介して、順に直列に連結された軟水製造装置１００と、軟水製造装置１００の下流に接続された表面張力向上器１４０と、からなる。
軟水製造装置１００は、原水から軟水を製造する装置である。
軟水とは、硬度が１００ｍｇ／ｌ未満の水をいう。硬度とは、水に含まれるＣａ濃度及びＭｇ濃度で表される指標であり、硬度＝Ｃａ濃度（ｍｇ／ｌ）×２．５＋Ｍｇ濃度（ｍｇ／ｌ）×４．１で算出される。

【0032】

本実施形態では、硬度が１００ｍｇ／ｌ未満の水であって、Ｃａイオン，Ｍｇイオン，Ｆｅイオンが除去された水を用いると好適である。
第１の軟水生成器１１０には、例えば水道のような圧力のある原水が水供給管１２０から連絡管１２２を介して内部に導入される。
但し、原水として、湧き水、井戸水、雨水、川の水を、公知の水浄化用の濾過フィルタ，殺菌装置等により浄化，消毒処理を施したものや、清浄な湧き水、井戸水を用い、不図示のポンプで水供給管１２０、連絡管１２２を介して第１の軟水生成器１１０に導入してもよい。
水供給管１２０と連絡管１２２との間には、蛇口のような入口用開閉弁１２４が備えられ、連絡管１２２の途中には逆止弁１２６が備えられる。黒曜石収納器１１６の出口側には吐出管１２８ａが取り付けられ、吐出管１２８ａの先端または途中に出口用開閉弁１３０ａが備えられる。

【0033】

第１の軟水生成器１１０と第２の軟水生成器１１２の内部には、粒状のイオン交換樹脂１３２が充填されている。なお、２つの軟水生成器１１０，１１２を１つにまとめて、１つの軟水生成器にすることも可能である。

【0034】

イオン交換樹脂１３２は、原水に含まれているＣａ^２＋やＭｇ^２＋やＦｅ^２＋等の金属イオンを除去して、原水を軟水にするためのものであり、特に原水の硬度をゼロに近い程度に低くするためのものである。イオン交換樹脂１３２としては、例えば、スチレン・ジビニルベンゼンの球状の共重合体を均一にスルホン化した強酸性カチオン交換樹脂（ＲｚＳＯ_３Ｎａ）を用いる。

【0035】

ＲｚＳＯ_３Ｎａを用いた場合のイオン交換樹脂１３２によるイオン交換反応は、次の通りである。
２ＲｚＳＯ_３Ｎａ ＋ Ｃａ^２＋ → （ＲｚＳＯ_３）_２Ｃａ ＋ ２Ｎａ^＋
２ＲｚＳＯ_３Ｎａ ＋ Ｍｇ^２＋ → （ＲｚＳＯ_３）_２Ｍｇ ＋ ２Ｎａ^＋
２ＲｚＳＯ_３Ｎａ ＋ Ｆｅ^２＋ → （ＲｚＳＯ_３）_２Ｆｅ ＋ ２Ｎａ^＋
即ち、イオン交換樹脂１３２を通すことによって、原水に含まれているＣａ^２＋やＭｇ^２＋やＦｅ^２＋等が除去され、Ｎａ^＋が発生する。

【0036】

一方、原水は、イオン交換樹脂１３２を通ることによって、以下のように、水酸化イオン（ＯＨ⁻）とヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）が発生する。
Ｈ_２Ｏ → Ｈ^＋ ＋ ＯＨ⁻
Ｈ_２Ｏ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ_３Ｏ^＋

【0037】

このように、原水が硬水であった場合に、イオン交換樹脂１３２を通過することによって、原水からＣａ^２＋やＭｇ^２＋やＦｅ^２＋等の金属イオンが除去されて軟水となる。また、原水の中にＮａ^＋とＯＨ⁻とヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）とが発生する。しかし、水道水に含まれている塩素はイオン化しないでそのまま通過する。

【0038】

イオン生成器１１４は、不図示のカートリッジに、平均粒径５〜１５μｍのトルマリン粉末又はトルマリン粉末を他のセラミック材料と混合して焼成したペレット状のトルマリンペレットを充填し、複数個同じ配置で上下に連続して直列に連結したものである。なお、トルマリン粉末又は粒状のトルマリンに、金属板を混合したものを、カートリッジに充填してもよい。
トルマリンは、プラスの電極とマイナスの電極とを有し、このプラスの電極とマイナスの電極によって、水に４〜１４ミクロンの波長の電磁波を持たせ、かつ水のクラスターを切断してヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）を発生させる。４〜１４ミクロンの波長の電磁波が持つエネルギーは、約０．００４ｗａｔｔ／ｃｍ^２である。

【0039】

イオン交換樹脂１３２を通過させて水を硬度がゼロに近い軟水にして、その軟水の中でトルマリン同士をこすり合わせる。硬度がゼロに近い軟水では、トルマリンのマイナスの電極にＭｇイオンやＣａイオンが付着するのを防ぐことができ、トルマリンのプラスとマイナスの電極としての働きを低下させることを防ぐことができる。

【0040】

金属板としては、アルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも１種類の金属を用いる。この金属としては、水中で錆を発生させたり水に溶けたりしない金属が望ましい。アルミニウムは殺菌作用や抗菌作用と共に漂白作用を有しており、ステンレスは殺菌作用や抗菌作用と共に洗浄向上作用を有しており、銀は殺菌作用や抗菌作用を有している。
トルマリンと金属板との重量比は、１０：１〜１：１０が望ましい。その範囲を超えると、一方の素材が多くなりすぎ、両方の素材の効果を同時に発揮することができない。

【0041】

イオン生成器１１４の各カートリッジにおいては、底面の多数の穴を通過した水が、下から上に向けてトルマリン粉末又はトルマリンペレットに噴射するように設定されている。ここで、水道水は高い水圧を有するので、その水圧を有する水がカートリッジ内のトルマリン粉末又はトルマリンペレットに勢いよく衝突し、その水の勢いでトルマリン粉末又はトルマリンペレットがカートリッジ内で攪拌されるように、穴の大きさ並びに個数を設定する。水をトルマリンに噴射してトルマリンを攪拌するのは、その攪拌によってトルマリンと水とに摩擦を生じさせ、トルマリンからプラスとマイナスの電極が水に溶け出して水のクラスターを切断し、ヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）を大量に発生させるためである。

【0042】

トルマリン同士がこすり合うことでプラスの電極とマイナスの電極が生成し、その電極に水が接触することで、水中のマイナスイオンが増加する。なお、水のクラスターを切断し、ヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）を大量に発生させたい場合には、カートリッジ内にトルマリンのみを充填しても良い。

【0043】

トルマリンは、プラス電極とマイナス電極とを有するため、トルマリンが水で攪拌されると、水は水素イオンと水酸化イオンに解離する。
Ｈ_２Ｏ → Ｈ^＋ ＋ ＯＨ⁻
更に、水素イオンと水とによって、界面活性作用を有するヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）が発生する。イオン生成器１１４におけるヒドロニウムイオンの発生量は、イオン交換樹脂１３２によって発生する量よりはるかに多い。
Ｈ_２Ｏ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ_３Ｏ^＋
発生したヒドロニウムイオンの一部は、水と結びついてヒドロキシルイオン（Ｈ_３Ｏ_２⁻）と水素イオンになる。
Ｈ_３Ｏ^＋ ＋ Ｈ_２Ｏ → Ｈ_３Ｏ_２⁻ ＋ ２Ｈ^＋

【0044】

イオン交換樹脂１３２を通過した水を、イオン生成器１１４を通過させることによって、ヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）とヒドロキシルイオン（Ｈ_３Ｏ_２⁻）とＨ^＋とＯＨ⁻とが発生する。なお、イオン交換樹脂１３２を通過した塩素、イオン交換樹脂１３２で発生したＮａ^＋は、そのままイオン生成器１１４を通過する。

【0045】

イオン生成器１１４を通過した水を、次に、粒径５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の黒曜石を収納する黒曜石収納器１１６の内部を通過させる。黒曜石は、産地を問わない。

【0046】

この黒曜石収納器１１６に、イオン生成器１１４を通過した水を通過させると、水にｅ⁻（マイナス電子）が加えられる。この結果、水道水に含まれている塩素はマイナス電子によって、塩素イオンとなる。
Ｃｌ_２ ＋ ２ｅ⁻ → ２Ｃｌ⁻
このＣｌ⁻と前記Ｎａ^＋とはイオンとして安定した状態になる。安定した状態とは、イオン状態が長期間保たれることを意味する。また、ヒドロキシルイオンもイオンとして安定した状態になる。水が黒曜石を通過することによって、イオン生成器１１４を通過した水と比べて、ヒドロニウムイオンが更に発生し、かつヒドロキシルイオンも水素イオンも更に発生する。

【0047】

Ｈ_２Ｏ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ_３Ｏ^＋
Ｈ_３Ｏ^＋ ＋ Ｈ_２Ｏ → Ｈ_３Ｏ_２⁻ ＋ ２Ｈ^＋
水が黒曜石を通過することによって、その他に、以下の反応も発生する。
ＯＨ⁻ ＋ Ｈ^＋ → Ｈ_２Ｏ
２Ｈ^＋ ＋ ２ｅ⁻ → ２Ｈ_２
更に、水が黒曜石収納器１１６を通過すると、黒曜石のマイナス電子によって、水の酸化還元電位が＋３４０ｍＶから−２０〜−２４０ｍＶになる。更に、黒曜石を通過した水は、溶存酸素や活性水素を大量に含む。

【0048】

本実施形態の軟水製造装置１００は、第１の軟水生成器１１０、第２の軟水生成器１１２、イオン生成器１１４、黒曜石収納器１１６を備えているが、これに限定されるものではなく、原水からＣａイオン，Ｍｇイオン，Ｆｅイオンを除去する装置であればよい。
また、水を、イオン生成器１１４、黒曜石収納器１１６に通過させる順序を逆にして、黒曜石収納器１１６に通過した後の水をイオン生成器１１４に通過させてもよい。

【0049】

軟水製造装置１００の下流には、軟水製造装置１００の吐出管１２８ａの出口用開閉弁１３０ａ連絡管１１８ｄが連結されることにより、表面張力向上器１４０が連結されている。
表面張力向上器１４０は、軟水製造装置１００で原水から生成された軟水を、トルマリン粉末又はトルマリンペレット及び／又は黒曜石収納器１１６を通過させることにより、軟水の表面張力を向上させると共に、軟水中の原子状水素の量を増加させる装置である。

【0050】

本実施形態の表面張力向上器１４０は、図４に示すように、黒曜石収納器１１６を直列に連結されてなるが、これに限定されるものでなく、複数のイオン生成器１１４を直列に連結して構成してもよいし、イオン生成器１１４と黒曜石収納器１１６を直列に連結して構成してもよい。
表面張力向上器１４０を構成するイオン生成器１１４及び／又は黒曜石収納器１１６の構成は、軟水製造装置１００に含まれるものと同様である。
もっとも下流の黒曜石収納器１１６の出口側には吐出管１２８ｂが取り付けられ、吐出管１２８ｂの先端または途中に出口用開閉弁１３０ｂが備えられており、表面張力向上器１４０で生成された加工水を吐出させるための不図示の蛇口が連結される。
本実施形態では、この不図示の蛇口より加工水を吐出させて、図１の加工水タンク２１に加工水を貯留させる。

【0051】

原水が、軟水製造装置１００を通過した後、表面張力向上器１４０を通過したものが加工水である。
加工水には、Ｎａ^＋と、Ｃｌ⁻と、Ｈ^＋と、ＯＨ⁻と、Ｈ_２と、ヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）と、ヒドロキシルイオン（Ｈ_３Ｏ_２⁻）と、活性水素（原子状水素）と、溶存酸素とを多く含む。
但し、原水が、軟水製造装置１００を通過した軟水であって、表面張力向上器１４０を通過していないものを、加工水として用いてもよい。

【0052】

軟水製造装置１００を通過後に表面張力向上器１４０を通過した加工水は、軟水製造装置１００を通過したが表面張力向上器１４０を通過していないものよりも、高エネルギーな活性の原子状水素の量が多くなり、エネルギーが高い。つまり、燃焼させたときにより多くのエネルギーを発生する。
軟水製造装置１００を通過後に表面張力向上器１４０を通過した加工水に多く含まれるヒドロキシルイオン（Ｈ_３Ｏ_２⁻）は、燃焼時において、イオン中に含まれる２つのＯがＯ_２となり、３つのＨが活性な原子状水素となり、これがＨガスとなって燃焼する。

【0053】

軟水製造装置１００で原水（水道水）が軟水化された後、表面張力向上器１４０を用いて、トルマリン及び黒曜石の少なくとも一方を通過させる処理を、３０分以上数時間繰り返して行うことによって得た本実施形態の加工水は、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｆｅイオンの量が、イオンクロマトグラフ法の検出下限値以下であり、Ｎａイオン濃度が、原水の３倍以上、好ましくは、３．５倍以上に高められている。
また、表面張力は、原水（水道水）よりも高く、超純水と同等の水準まで高められている。
このように、本実施形態の加工水処理器Ｗで処理された加工水は、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｆｅイオンを含有せず、Ｎａイオン濃度が高いため、油と加工水を混合して撹拌すると、Ｎａイオンと油に含まれるトリグリセライドが加水分解して脂肪酸を遊離し、Ｎａイオンと化合して、界面活性剤である脂肪酸ナトリウムを生成する。従って、本実施形態の加工水は、乳化剤を用いることなく、燃料油と混合して撹拌することにより、部分的に分散，懸濁した融和状態にすることが可能である。

【0054】

従って、本実施形態の加工水と燃料油が部分的に分散，懸濁し、部分的にエマルジョン化して得られる融和状態の不完全エマルジョンは、融和燃料として利用される。
本実施形態の融和燃料は、乳化剤無添加で、本実施形態の加工水と燃料油を不完全エマルジョン化したものであり、表面張力向上器１４０によって表面張力が高められ、原子状水素を含む加工水を用いていることから、原料となる燃料油よりも、燃焼による発熱量が多く、燃焼効率がよい。

【0055】

＜内燃機関への燃料供給方法＞
本実施形態の融和燃料は、以下の燃料供給方法により、製造され、不図示のガソリンエンジンに供給される。
まず、原水から加工水を調整する原水加工工程を行う。
原水加工工程では、図４の加工水処理器Ｗに、水道のような圧力のある原水を供給する。
第１の軟水生成器１１０と第２の軟水生成器１１２の強酸性カチオン交換樹脂等からなるイオン交換樹脂１３２を通過させて、原水に含まれているＣａ^２＋やＭｇ^２＋やＦｅ^２＋等の金属イオンを除去して、原水を軟水にすると共に、原水の中にＮａ^＋とＯＨ⁻とヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）とを発生させる。

【0056】

次いで、第１の軟水生成器１１０と第２の軟水生成器１１２を通過した水を、イオン生成器１１４に供給し、平均粒径５〜１５μｍのトルマリン粉末又はトルマリン粉末を他のセラミック材料と混合して焼成したトルマリンペレット中を通過させる。これにより、水に４〜１４ミクロンの波長の電磁波を持たせ、かつ水のクラスターを切断してヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）とヒドロキシルイオン（Ｈ_３Ｏ_２⁻）とＨ^＋とＯＨ⁻とを発生させる。

【0057】

水を、粒径５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の黒曜石を収納する黒曜石収納器１１６の内部を通過させる。水が黒曜石を通過することによって、イオン生成器１１４を通過した水と比べて、ヒドロニウムイオンが更に発生し、かつヒドロキシルイオンも水素イオンも更に発生する。以上の処理で、軟水が生成される。
その後、軟水を、イオン生成器１１４及び黒曜石収納器１１６の少なくとも一方を、通過させて、加工水を生成する。つまり、イオン生成器１１４のみ、又は黒曜石収納器１１６のみ、又はイオン生成器１１４及び黒曜石収納器１１６の双方の循環時間は、３０分以上とする。

【0058】

但し、内燃機関への燃料供給方法には、原水加工工程を含めなくてもよく、予め調製された加工水を用いてもよい。例えば、街中に、加工水を供給するサービスを行う加工水サービスステーションを設置し、このステーションで加工水を製造してもよい。この場合、ユーザは、ステーションで、自動車に搭載された加工水タンク２１に、加工水を給水する。

【0059】

原水加工工程の後、加工水を、図１の加工水タンク２１に供給する。また、ガソリンスタンド等で、燃料油を燃料タンク１に供給する。

【0060】

次いで、電磁弁２３を閉じたままフューエルポンプ８を駆動し、燃料油だけを、燃料タンク１から、フューエルポンプ８の圧力により、燃料配管３を経て主配管１１及びリターン路９に吐出する。主配管１１に吐出された燃料油は、デリバリパイプ３１ｐに所定の圧力をもって達し、デリバリパイプ３１ｐは、燃料油を各インジェクタ３１へ分配する。各インジェクタ３１は、不図示の内燃機関（エンジン）の各気筒に対して燃料油を噴射する。
内燃機関（エンジン）の駆動が安定した後、電磁弁２３を開き、燃料配管３を通る燃料油に、融和器５の大径空間５２において加工水を混合させる。加工水と燃料油との比率は、加工水の流量を調整する流量調整バルブ２４で調整する。
加工水と燃料油の混合物は、融和器５，７の細孔５３ａ，５６ａから大径空間５５，５８に噴出されて、加工水と燃料油が部分的に分散，不完全エマルジョン化された融和燃料が生成される。

【0061】

融和燃料は、フューエルポンプ８の圧力により、燃料配管３を経て主配管１１及びリターン路９に吐出する。プレッシャレギュレータ１０はフューエルポンプ８から吐出された融和燃料を導入し、燃料タンク１の内圧に対して一定に調圧して、余った融和燃料を、リターン路９の端部９ａを通じて戻り油として燃料タンク１に戻す。
戻り油の融和燃料は、燃料タンク１内の燃料油内に、吐出されるが、容器体１３の開口１３ａが端部９ａに対向して配置されているため、容器体１３内部に向かって吐出されることとなる。従って、戻り油の融和燃料は、周囲の燃料油よりも優先して、容器体１３内のフィルタ２からフューエルポンプ８によって吸い上げられる。
また、フィルタ２によって吸い上げられなかった融和燃料は、燃料油よりも加工水の比重が大きいことから、燃料タンク１の底部に貯まり、燃料タンク１の底部に接して、又は低部近傍に設けられた容器体１３を介してフューエルポンプ８により優先して吸い上げられる。従って、燃料タンク１内に残存する融和燃料又は加工水の量は、非常に少ない量に抑えられる。

【0062】

加工水と燃料油との比率は、２：８〜５：５、好ましくは、２．５：７．５〜５：５とすると好適である。
加工水と燃料油の比率が３：７である融和燃料を供給した場合の不図示のガソリンエンジンの回転数は、加工水を混ぜていない燃料油１００％を供給した場合と同等程度であり、加工水を分散させても、同等程度のエネルギーが得られる。

【0063】

上記実施の形態では、フューエルポンプ８から吐出される融和燃料のうち、余剰の融和燃料をリターン路９から燃料タンク１内に戻しているが、これに限定されるものではなく、図５のように、フューエルポンプ８下流の主配管１１の途中から分岐するリターン路９´を形成し、戻り油をフューエルポンプ８のすぐ上流に配置された融和器７´に戻してもよい。
図５では、フューエルポンプ８下流の主配管１１の途中から分岐するリターン路９´と、リターン路９´に設けられたプレッシャレギュレータ１０と、を備えている。融和器７´には、図６に示すように、最下流のハウジング５７の軸方向側部に、リターン路９´に連結するための筒状の連結部５７ｂ´が形成されている。
このように構成しているため、プレッシャレギュレータ１０は、フューエルポンプ８から吐出された融和燃料を導入し、導入した融和燃料を、融和器７´の内圧に対して一定に調圧して、余った融和燃料をリターン路９´を通じて融和器７´のハウジング５７に戻す。
図５では、加工水を含む融和燃料が燃料タンク１に戻らないため、燃料タンク１に混入する水の量を極めて少量に抑制でき、燃料タンク１を正常な状態に保持可能となる。

【0064】

また、本発明者の鋭意研究により、完全に水相と油相が乳化した完全なエマルジョン状態よりも、水と燃料油が部分的に分散した融和燃料の方が、内燃機関における出力効率が上がることが明らかとなったため、本実施形態では、水と燃料油が部分的に分散した融和燃料を生成する融和手段を用いることにより、内燃機関に供給される融和燃料が完全なエマルジョンになることを抑制して、出力効率のよい融和燃料を供給可能としたものである。

【実施例】

【0065】

以下、本発明を、実施例に基づき更に具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
＜試験例１〜７ 加工水の特性分析＞
試験例１〜７では、本発明で用いられる加工水の特性分析を行った。
（試験例１ 加工水の乳化安定性）
図４の軟水製造装置１００に、水道水を供給して通過させた後、イオン生成器１１４及び黒曜石収納器１１６を、それぞれ、３０分ずつ通過させて、実施例１の加工水を得た。
実施例１の加工水と、水道水、蒸留水、及び超純水を、それぞれ、ビーカーに入れ、２．７重量％、３重量％、５重量％のＡ重油をそれぞれ添加し、スターラーで撹拌して、それぞれのエマルジョンを調製した。調整直後、３時間後、１日後、３日後に、それぞれのサンプルの乳化状態を観察した。

【0066】

その結果、調整直後においては、３重量％のサンプルでは、加工水のみにおいて、水相と分離した油相が観察されず、蒸留水、超純水において、水相と分離した油相が観察された。
５重量％のサンプルでは、加工水、蒸留水、超純水のすべてで、水相と分離した油相が観察されたが、油相の厚みは、蒸留水＞超純水＞加工水の順であった。

【0067】

２．７重量％の加工水、水道水、超純水の調整後３時間後、１日後、３日後のサンプルでは、乳化による白濁が、超純水＞加工水＞水道水の順で濃く観察され、超純水＞加工水＞水道水の順で、乳化後の安定度が高いことが分かった。

【0068】

また、実施例１の加工水と、蒸留水、及び超純水に３重量％のＡ重油を添加して撹拌したサンプルにおいて、調整後３０分後、４０分後、６０分後に、粒子径測定装置を用いてエマルジョン粒子の粒径を測定した。粒子の平均径及び標準偏差を、図７に示す。
図７の結果より、調整後１時間経過の時点では、加工水と、蒸留水、及び超純水との間で、エマルジョン粒子径のばらつきには、殆ど差がなかった。エマルジョン粒子の平均径は、加工水よりも蒸留水、超純水の方が若干小さいが、殆ど差がなかった。

【0069】

（試験例２ 異なる条件で処理した加工水の表面張力）
図４の軟水製造装置１００に、水道水を供給して通過させた後、イオン生成器１１４を３０分、１時間、３時間循環させた実施例２〜４の加工水と、図４の軟水製造装置１００に、水道水を供給し、軟水製造装置１００を通過させた後、黒曜石収納器１１６を、３０分、１時間、３時間、４時間、５時間循環させた実施例５〜９の加工水を得た。
実施例２〜９の加工水と、超純水について、測定時の試料温度２６．０℃の表面張力を測定した。
結果を、図８に示す。図８の結果より、イオン生成器１１４を３０分、１時間、３時間循環させた実施例２〜４の加工水、黒曜石収納器１１６を、３０分、１時間、４時間循環させた実施例５、６、８の加工水の表面張力は、超純水と同水準にあった。

【0070】

（試験例３ 異なる条件で処理した加工水の表面張力）
図４の軟水製造装置１００に、水道水を供給して通過させた後、黒曜石収納器１１６を、５時間通過させた実施例１０の加工水を得た。

【0071】

また、図４の軟水製造装置１００に、水道水を供給し、軟水製造装置１００を通過させた後、イオン生成器１１４、黒曜石収納器１１６をそれぞれ通過させた実施例１１の加工水を得た。
実施例１０，１１の加工水と、超純水、実施例１０，１１の調整に用いた原水（水道水）、この原水（水道水）に、界面活性剤を添加した界面活性剤添加水道水について、測定時の試料温度２６．０℃の表面張力を、測定した。
結果を、図９に示す。図９の結果より、実施例１０，１１の加工水の表面張力は、原水よりも高く、超純水よりも低い値を示した。界面活性剤添加水道水は、他のサンプルよりも大幅に低い表面張力値を示し、１０，１１の加工水の表面張力は、界面活性剤添加水道水よりも大幅に高い、超純水、原水と同じレベルの値であった。
図８，図９の結果より、実施例２〜１１の加工水は、超純水に近い表面張力値を示し、極めて清浄な水であることが示された。

【0072】

（試験例４ エマルジョンのゼータ電位）
試験例１で調整した実施例１の加工水と、超純水、陰イオン交換樹脂を通過させたイオン交換水、蒸留水のそれぞれに、Ａ重油を添加して撹拌して各サンプルのエマルジョンを得た。これらのエマルジョンのゼータ電位を、ゼータ電位測定装置を用いて測定した。
測定結果を、表１に示す。

【0073】

【表1】

【0074】

表１の結果より、加工水のゼータ電位は、絶対値で３３ｍＶであり、他と対比して大きな差はなかったが、他のサンプルの粒子表面電荷が正であったのに対して、粒子表面電荷が負になっていた。このことより、加工水には、マイナスイオンが存在することが分かった。

【0075】

（試験例５ イオンクロマトグラフ）
試験例１で調整した実施例１の加工水と、この加工水の原水（水道水）を、イオンクロマトグラフィを用いて、アニオン分析用イオンクロマトグラフ法、カチオン分析用イオンクロマトグラフ法を行った。
測定結果を、図１０に示す。図１０の各グラフの上段は、加工水の測定結果、下段は、原水の測定結果を示している。
図１０の測定結果より、実施例１の加工水では、原水（水道水）と対比すると、Ｍｇイオン、Ｃａイオンが除去され、Ｎａイオンが４倍に増加していた。

【0076】

（試験例６ 加工水の界面活性測定試験）
図４の軟水製造装置１００に、水道水を供給して通過させた後、イオン生成器１１４及び黒曜石収納器１１６を、順次５分ずつ通過させた対比例１、イオン生成器１１４及び黒曜石収納器１１６を、順次１５分ずつ通過させた実施例１２の加工水を得た。

【0077】

準備した各試料水と水道水（原水）に、２重量％のサラダオイル（オレイン酸のトリグリセリド）を添加し、１分間震盪撹拌した後、５分間経過させてから、フーリエ変換型核磁気共鳴装置（日本電子株式会社製 ＪＮＭ−ＥＸ−４００型ＦＴ−ＮＭＲ）を用いて、測定温度２２℃、測定周波数４００ＭＨｚにおいて、^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを測定し、各試料水に溶け込んだサラダ油の量を算出した。濃度の基準物質として、１ｍＭｏｌのＴＳＰ−ｄ_４（トリメチルシリルプロピオン酸）を加えた。
実施例１２の加工水は、測定値が、１２７．０であり、水に溶け込んだサラダ油の量は、２０．０６ｍＭｏｌで、水道水に対比すると、２．５倍の量のサラダ油を溶かした。それに対し、対比例１の加工水は、測定値が、７４．９であり、水に溶け込んだサラダ油の量は、１１．８３ｍＭｏｌで、水道水に対比すると、１．５倍の量のサラダ油を溶かした。

【0078】

（試験例７ 溶存酸素量等の測定試験）
図４の軟水製造装置１００に、水道水（日本国上田市営水道）を供給して通過させた後、イオン生成器１１４及び黒曜石収納器１１６を、それぞれ、３０分ずつ循環させた実施例１の加工水と、図４の軟水製造装置１００に、水道水（上田市営水道）を供給して通過させた後、イオン生成器１１４を３０分循環させた実施例２の加工水と、図４の軟水製造装置１００に、水道水（上田市営水道）を供給し、軟水製造装置１００を通過させた後、黒曜石収納器１１６を３０分循環させた実施例５の加工水と、図４の軟水製造装置１００に、水道水（上田市営水道）を供給して通過させた対比例２の加工水と、実施例１，２，５及び対比例２の加工水の原水である対比例３の水道水（上田市営水道）について、上水試験方法（２０１１年版）により、ｐＨ，溶存酸素量，Ｎａイオン濃度，酸化還元電位を測定した。
結果を、表２に示す。

【0079】

【表2】

【0080】

純水の飽和溶存酸素量は、１気圧、１３℃の条件下では、１０．２ｍｇ／Ｌ、１気圧、１４℃の条件下では、９．９８ｍｇ／Ｌ、１気圧、２３℃の条件下では、８．３８ｍｇ／Ｌ、１気圧、２４℃の条件下では、８．２５ｍｇ／Ｌである。
従って、対比例２，３では、溶存酸素量が、純水の飽和溶存酸素量より若干低い値を示した。それに対し、実施例１，２，５では、いずれも、溶存酸素量が、純水の飽和溶存酸素量より高い値を示しており、本発明の加工水が、純水の飽和溶存酸素量よりも多い酸素が溶解していることが分かった。

【0081】

（試験例１〜７の考察）
本発明の実施例に適用された加工水は、蒸留水、超純水よりも乳化し易く、ゼータ電位でマイナスの符号を示していた。また、Ｍｇイオン、Ｃａイオンを有さず、Ｎａイオンが増加していた。
これらの結果より、油の成分と結合するＭｇイオン、Ｃａイオンが存在しないため、加工水と油との混合時には、Ｎａイオンと油に含まれるトリグリセライドが加水分解して脂肪酸を遊離し、Ｎａイオンと化合して、界面活性剤である脂肪酸ナトリウムを生成することが分かった。
また、本発明の実施例に適用された加工水は、超純水に近い表面張力を有しており、高い表面張力を持ちながら、別途界面活性剤を無添加の状態で、油と混合されたときに、界面活性剤を自ら合成して、油と乳化する能力を持つという、特殊な性質を有することが分かった。
更に、本発明の実施例に適用された加工水は、純水の飽和溶存酸素量よりも多い量の酸素が溶解していることが分かった。溶存酸素は、燃料油とエマルジョン化したエマルジョン燃料の燃焼効率を向上させる要因となる。

【0082】

（試験例８ 燃料油及び融和燃料を用いたガソリンエンジン車走行試験）
図１の内燃機関への燃料供給装置Ｓを搭載したロータリーエンジン車（マツダＲＸ８）を用いて、燃料油供給及び融和燃料供給走行試験を行い、燃料油供給時及び融和燃料供給時の性能比較を行った。
本試験では、図１の内燃機関への燃料供給装置Ｓにおいて、まず、燃料油としてガソリンを用い、電磁弁２３を閉めて、フューエルポンプ８を駆動させてガソリンのみを主配管１１を通じてインジェクタ３１に噴出させ、ガソリンのみでの走行を行う対比例１の走行試験を行った。走行は、日本国内の国道で、走行，停止の繰返し運転による通常の街中走行とした。測定項目は、エンジン性能に関する代表項目，つまり、エンジン回転数，ノッキング遅角量，点火時期，エンジン負荷，燃料噴射パルス，オルタネータ出力とし、計測器として、インターサポート社製のG-scan2を用いた。測定項目のデータは、走行試験中、１秒ごとにデータログを取得した。このデータログを用いて、５分間平均値を算出した。

【0083】

対比例１のガソリンのみでの走行のデータを取得した後、電磁弁２３を開け、加工水流量計２２（キーエンス社製FD-SS02A）で加工水の流量をチェックしながら流量調整バルブ２４を調整して、ガソリン：加工水の比率が７：３となるように加工水を入れて、同様に街中走行を行う実施例１３の走行試験を行った。同様の測定項目についてデータを取得した。
基油であるガソリンに対して３０％前後の加水量とすることにより、５０％前後の基油削減率となる。
その後、電磁弁２３を閉めて、燃料タンク１内の燃料油と戻り油のみにより、同様に街中走行を行う実施例１４の走行試験を行った。同様の測定項目についてデータを取得した。
試験の結果を、表３に示す。表３には、それぞれの項目の最高値，最低値と、５分間の平均値を示す。

【0084】

【表3】

【0085】

表３の結果より、実施例１３のエンジン回転数，点火時期，エンジン負荷，燃料噴射パルス、オルタネータ出力の平均値は、対比例１の同項目の平均値に対して、それぞれ、０．４％減，３．６％増，１５．１％減，１３．４％減，５．１％増であった。従って、実施例１３では、ガソリンの３０％を加工水に置換したにも関わらず、これらの項目では、略同等の値が得られており、エンジンのパワー，トルク，レスポンス等が関与するエンジンの出力効率や、運転状況は、ガソリンのみの対比例１に対して遜色ない水準が得られることが分かった。
なお、本試験例において、対比例１の計測地点が、実施例１３の計測地点に比べて、比較的上り坂の多い地点であったことから、エンジン回転数，エンジン負荷，燃料噴射パルスの値が、対比例１において、実際よりも若干高くなる傾向がみられたと考えられる。

【0086】

実施例１３，１４の測定結果において、いずれも、ノッキング遅角量が０であったことから、ガソリンを３０％の加工水で置換した場合（実施例１３）、及び図１の燃料タンク１内に残存した加工水含有戻り油を含むガソリンを用いた場合（実施例１４）においても、不図示のエンジンの燃焼室内（筒内）の燃焼圧力等の条件に問題を生じず、実施例１３の融和燃料及び実施例１４の戻り油を含むガソリンが、基油である対比例１のガソリンと同等に用いることができることが分かった。

【符号の説明】

【0087】

Ｓ 燃料供給装置
１ 燃料タンク
２ フィルタ
３ 燃料配管
５，７ 融和器
８ フューエルポンプ
９ リターン路
９ａ 端部
１０ プレッシャレギュレータ
１１ 主配管
１３ 容器体
１３ａ 開口
２１ 加工水タンク
２２ 加工水流量計
２３ 電磁弁
２４ 流量調整バルブ
２５ 加工水供給管
３１ インジェクタ
３１ｐ デリバリパイプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】