燃料油単価削減・燃費向上・燃料節約・燃焼改善・スラッジ分散・デポジット堆積防止・内燃機関清浄化・排煙抑制・CO2削減/重油・軽油・灯油・ガソリンに燃焼改良助燃剤オイルタック

 

 
 
 
 
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オイルタック写真

オイルタックのメカニズムについて

メーカー:深澤化学研究所作成報告書より

オイルタックのメカニズムについて

 燃焼反応は極めて複雑な連鎖反応系より構成されており、又反応速度も極めて速い事から詳細なメカニズムを究明することは容易ではなく、これが燃焼研究を非常に困難なものとしています。現在の産業では燃料として天然有機物(化石燃料)を主に使用しますが、最も単純なものと考えられるメタン(CH4)の燃焼反応に関しても非常に複雑かつデリケートと考えられ、外部雰囲気や微量存在する物質の触媒作用などの微妙な条件によってメカニズムは相違してきます。さらに複雑な液体燃料(ガソリン、灯油、軽油)に至ってはメカニズムはよリ一層複雑となり、数限りないケースを想定する事ができ、条件とメカニズムの関連性を追及することは非常に困難であります。またさらに複雑な重油に関しては、それ自体の各成分分子の化学構造やそれらの構成状態を追及することすら難しく、その燃焼に関しては詳細は全く不明と言えます。
 このように燃料の複雑さは一般燃焼の研究をさらに困難とさせる主要因であり、残念ながら明確なメカニズムは確立されていないのが現状といえます。
 このような状況の中で弊社では長年燃料添加剤のメーカーとして燃焼のメカニズム究明に取り組んでまいり、現場で得られるデータを基に燃料理論に逆のぼり、独自の理論を確立することに努力してきましたが、上述した燃焼研究に立ちふさがる壁は予想以上に大きく推論の域を脱し得ないのが現状です。したがってここで述べます事柄は確かに現場や研究所での生のデータ即ち真実の結果からの合理的な解釈ではありますが、あくまでも推論ということを予めご了承願います。

1. オイルタックの油成分均一化

 燃料添加剤の多くは単一目的(例えばスラッジ分散剤は重油中に存在する固形分(スラッジ)を分散させる事のみに、助燃剤は酸化促進を主に、灰分改質剤は灰分の融点上昇を主に目的としているように)燃料の個々の性状や燃焼特性に直接働きかけるものであり、これら性状や特性は多種にわたることから添加剤も多種におよびます。オイルタックは「多目的燃料添加剤」と通称され、微量添加することによってスラッジの分散また発生防止(主に重質油)、着火特性の改善、有害排気ガスの発生抑制、機関内清浄、スス抑制、灰分改質など効果を発揮します。主成分は天然物(果実エキスやその酵素誘導体)であり多種の成分(炭化水素類)より成る混合物である事から、①それぞれの成分(炭化水素)が単独で燃料の各種性状や燃焼特性に作用するか、②或いは主成分が混合物の状態のままで、貯蔵/給油/燃焼/排気の各系において順次作用して行くのか、③或いは①と②が相互に働くのかという疑間が第一に浮かんできます。弊社の永年に渡る調査研究より判断して②が最も妥当と推論でき、一連の系のうち貯蔵系すなわち添加した時点より燃料油の性状を改善しはじめ、この改善が後に続く給油、燃焼、排気の各系にて好影響を与えると推論しております。この改善は油を構成している各種炭化水素の分子やそれらの集合体を貯蔵系という同一系内で均一化することと考えられます。液体燃料では如何に軽質のものや合成されたものであってもそれらを構成する各種成分が均―に系内に分布している状態は稀であり、常に何らかの偏りを生じております。この偏りを生じさせるものは各成分の有する極性による微細な分子間引力や電気的な引力と考えられ、極めて微量なオイルタックの存在がこれらの微細な力に作用すると考えても不思議ではありません。

2. オイルタックのスラッジ分散

 前記のようにオイルタックによる極めて微妙な刺激が燃料油を構成する各炭化水素分子やこれらの分子団の均一分布を促進するという仮定を前提に述べてまいります。
 重質油は他の燃料油と比べかなり不均一の系と考えられ、非極性と極性の相対する系を有し両者は交わり難いのですが、仲立ちする系の存在により均衡を保ちながら重質油という混合系をつくっていると考えられております。重質油構成成分の分類法の一つとして各種有機溶媒に対する溶解性によるものがあり、上記三つの系はそれぞれ油分・レジン分・アスファルテン分と称されており、これらが均一に分散する為には特に仲立ちとなるレジン分の存在と挙動が重要であると考えられます。オイルタックはあらゆる成分の分散に寄与しますが、この揚合には重要であるレジン分の分散をも促進し、アスファルテン分の油分への均一分散をせしめ、結果としてアスファルテンどうしの凝集を阻止してスラッジの形成を防止すると考えられます。
 オイルタックが現場におけるスラッジ分散に効果的であること、卓上試験においてスラッジ試料にオイルタックを添加した灯油で溶解を試みても満足のいく結果が観察されないこと、また甚だしい粗悪油(レジン分が分解して仲立ちの効果を失った様なもの)に関してはオイルタックの効果も及ばないこと等は上述の仮説を裏付ける事象といえます。

3.オイルタックの助燃効果

 燃料油の各成分の分布均一化はより良い噴霧状態すなわち理想的な空気との混含を与え燃焼状態を良好にする事は周知のことです。ここで重要な事は分布均一化は微細化とは異なることで、例えばこれら成分の集合体である油滴は噴霧状態下においては、均一化は重要でありますが、微細化は悪影響を及ぼす場合もあります。つまり平均粒径を小さくするのではなく、イレギュラーとなる最大粒径を抑えることが重要となります。各分子がバラバラに分散する状態をつくることは当然不可能であり、蒸気や噴霧の状態下ではこれらの分子が無数に集まった集合体を形成し油滴のようなものになり、これら集合体の大きさは様々であり正規分布をもつことは理想ですが、実際にはイレギュラーな部分が出てきます。このイレギュラーな部分は全体から見れば無視しうる程のもので、如何に精密な測定を用いても検知できる程のものではないと考えられます。しかし、燃焼という場すなわち数多くの連鎖反応が瞬時に起き、著しい発熱と圧力上昇が起きるような場ではこれら無視しうるイレギュラーであっても時間経過とともの影響力はでてきます。燃焼とは非常に繊細であり多くの因子に影響され、何らかの触媒作用を受けているのが常であり、触媒作用を受けない事のほうが稀と言えます。燃焼とは全てが関連した連鎖反応の系ですが、さらにマクロ的な観点から燃焼の現場を考えると燃料油の流れつまり貯蔵・給油・混合(空気と)・燃焼・排気の一連の流れは密接に関係しており、特に混合・燃焼・排気の各系は内燃機においては排気系は混含系へ影響を与えこれら3つの系は互いに連鎖反応を繰り返していることになります。このように小さな連鎖反応が大きな連鎖反応を作り出している場においては、たとえ無視しうる程の小さな事象であってもそれは連鎖的に次の系への伝播を繰り返し、時間経過とともに徐々に顕現化していくと考えられます。これは好影響を与える事象もありますし、悪影響を与えるものもあり、互いに相殺し合うものと考えられます。通常、不完全燃焼と呼ばれるものは当然悪影響を及ぼすもので、一時的に起きるスス発生、各機関系統に付着或いは堆積する未燃焼カーボンなどをもたらせます。完全燃焼はこれら悪影響を与えないと同時に不完全燃焼により発生した機関内堆積物等を除去する作用もあると考えられます。完全燃焼を専ら遂行する事は実情では不可能であり、完全燃焼と不完全燃焼は常に共存し、どちらかが勝るかによってススが発生したとか未燃焼カーボンが残存したという様な結果が観察され、不完全燃焼が発生したか否かという判断になると思います。つまり、ススが発生している状態のときは不完全燃焼が起きているという判断ではなく、不完全燃焼が完全燃焼より勝っているという判断、またスス発生もなく未燃焼カーボンも観られない場合は、不完全燃焼がなかったという判断ではなく、完全燃焼が不完全燃焼より勝っていたという判断が適切と思います。このような観点から考えると、不完全燃焼を完璧に抑えるまでもなく完全燃焼を多少促進させるだけでも弊害を結果的に抑制することができると考えられます。
 オイルタックを添加することによって燃料油の各成分に微妙な刺激が伝わり、それらの均一化の促進により噴霧状態が良くなりより有効に空気(酸素)を取りこむようになります。空気(酸素)の有効利用は安定した燃焼を作り出し、負荷変動時などの外部条件の変化によって不完全燃焼を発生し難くなり、スス発生を抑制し、さらに発生した熱を速やかに機械力等のエネルギーに変換する事ができ、余分な熱(励起したラジカル等)の発生を抑える事が出来るため、NOX等の発生も抑えることができます。このような安定した燃焼は過剰空気を必要とせず、事実オイルタックを使用する現場では空気量の絞込みを試み、実施している所もあります。
 このような安定した燃焼では連鎖反応と熱などのエネルギー生成はバランスがとれ、排気ガスなどの燃焼生成物は改善され、燃焼系や排気系の機関内付着カーボンは少なくなり、安定した燃焼が継続できる為、負荷変動等、外的条件の変化による不完全燃焼の勝る悪い燃焼状態が一時的に発生しても、著ししいスス発生を極力抑え、例え機関内付着カーボン等が一時的に生成したとしても速やかにそれらを焼失させると考えられます。このようにオイルタックの多目的効果は燃焼の根本的な問題(現場での、貯蔵/給油/燃焼/排気といった一連の系の出発点のごく小さな問題)を解決することによって、波及的に多くの効果を発揮します。したがって、スラッジ分散、助燃、スス抑制、有害排ガス抑制、排気系清浄化、灰分改質などの一つ一つの機構に関しては、単一目的の添加剤(大多数のもの)の改善機構とは全く異なります。  
 
 

 

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