(57)【要約】電子励起を使用して合成を行なうための物質の分子工学の新規のプロセス、および電子励起のプロセスを効果的に実行することのできる合成装置を明細書に記載する。合成装置は物質の性質を変化させ、電子触媒コンバータまたは流体もしくは燃料改質装置として、あるいは化学反応動力学、内燃機関の性能、熱機関サイクルを変化させるヒートポンプとしても働き、排気制御、クリーンエネルギ生産、新しい生成物の合成、自動車の排気ガス中の二酸化炭素を使用したレーザビームの生成、水処理プラント、冷凍機、通信等をはじめとする多種多様な適用分野に幅広い用途がある。
2005519742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１ないし４に示す合成装置によって処理された物質を使用することによって、合成、触媒作用、燃焼、燃焼からの排気、および熱エンジンサイクル性能の改善を制御する、物質の分子工学のためのプロセスであって、
（ａ）磁気流体力学的条件下で所望の物質を前記合成装置に通過させるステップと、
（ｂ）前記合成装置内で、熱イオン化および音響共に、またはそれ無しで、電磁波または多種多様な波を発生または共振させるステップと、
（ｃ）同軸管の外部コイルによって軸方向磁界を発生させ、かつ、結果的に合成装置内にプラズマを生じさせる電流値で前記合成層の内部導体によってアジマス方位磁界を発生させるステップと、
（ｄ）前記物質を含む導波管内で前記多種多様な波を伝搬、増幅、または減衰するステップと、
（ｅ）前記導波管／同軸管の半導体層の伝導帯の電子、および前記導波管内を流れる物質の電子を励起させるステップと、
（ｆ）電子を加速して、結果的に衝突または無衝突イオン化、空間電荷の形成、物質のコールドプラズマの発生、プラズマ加速、およびエネルギ解放を促進するプラズマ振動を引き起こすステップと、
（ｇ）次のいずれか一つまたは全て、すなわちマイクロ波、またはミリ波、または表面波、またはプラズマ波、または縦型静電ウィグラ、または空間電荷波、または静電イオン−サイクロトロン波、アルフェン波、または超音波、または音波から成る多種多様な波のスペクトル発光または放出または放射の形でエネルギを解放するステップと、
（ｈ）熱、光、スペクトル発光、ならびに異なる振幅および周波数を持つ多種多様な波の形で解放されたエネルギを結合またはフィルタリングして、電位の印加により発生する電磁波と共に伝搬または共振させ、電子の共振捕獲、または電子の捕獲、または電子の注入を通して波およびプラズマにより生じるエネルギの伝達を促進するステップと、
（ｉ）熱、光、スペクトル発光、多種多様な波のエネルギ、および電子の移動の相乗効果を促進して、並進エネルギ、振動エネルギ、回転エネルギ、および分子の電子運動を変化させ、物質の分子エネルギ準位の変化、物理的性質の変化、化学的性質の変化を達成し、結果的に化学プロセス中に物理化学的変化および化学反応の反応動力学の変化を引き起こし、励起条件下で、または合成装置を通過してから数ピコ／ナノ秒後まで、変化した特性を持つ物質を結果的にもたらす物質の物理化学的変化のいずれか一つまたは組合せの変化を促進するステップと、
とを含むプロセス。
【請求項２】
前記波が電磁波、マイクロ波、ミリ波、超音波、音波、表面波、プラズマ波、縦型静電ウィグラ、空間電荷波、静電イオン−サイクロトロン波、プラズマに関係するアルフェン波、赤外熱波、スペクトル発光から選択される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記生成された波が単一の波として、または所望の波の組合せとして、または全ての波の組合せとしてのいずれかで使用される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
請求項１のステップ（ｉ）で、行なわれる物理化学的性質の変化が並進、回転、振動エネルギ準位、物質の分子の電子運動を含み、結果的に分子エネルギの変化、結合角の変化、結合の変化、結合配向、分子構造の再構成をもたらす、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
合成、触媒作用、化学反応の反応動力学の制御、燃焼の反応動力学、物理化学的変化が、放電プラズマの電子ガスから電子捕獲プロセスまたは電子注入プロセスを通してまたは共振捕獲プロセスを通して活性化される分子へエネルギを移動することができる準安定状態で、電子の移動またはピコ秒ラジカルまたは粒子または電子または原子または分子の生成によって行なわれ、結果的に従来の表面触媒作用に加えてエネルギ触媒作業がもたらされる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記プロセスが、いずれかの機械または熱機関サイクルの性能および全体的効率を向上するプロセスの化学反応動力学に影響を及ぼす、粘度、密度、温度、比熱容量、状態の変化、物質の空間電荷、エンタルピ、エントロピ、表面張力、物質のエネルギ準位から選択された物質の性質のいずれか一つまたは全部または組合せの変化を促進する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
処理された物質を使用して、合成、触媒作用、燃焼、燃焼からの排気、および熱エンジンサイクル性能制御する物質の分子工学のプロセスを実行する、図１ないし４に示す合成装置であって、
（ａ）入口および出口、導波管、ならびに流動物質へのマイクロ波熱のアプリケータとして働く、物質を輸送するための中心導管［直管］（１）手段と、
（ｂ）管（１）を包封しかつ支持する、両端がブシュ（６）によって閉鎖されたより大きい径の導管［管］（２）と、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）の導管［管］をそれらの中心と同一軸に配置することと、
（ｄ）電位の印加によって磁化するために導管［管］（２）の上に複数のコイル（３）を巻回することと、
（ｅ）導管［管］（２）を磁化し、かつ電磁波および多種多様な波を管（２）および管（１）のキャビティの内部で共振させるために、前記コイルの両端を電位に接続して電流の通電を容易にすることと、
（ｆ）絶縁ブシュ（５）および（８）で管（１）および（２）の中心位置を保持する手段を有し、金属円板で両端が閉鎖された別の導管［管］（４）によって、導管［管］（１）および（２）を含む同軸システムを包封することと、
（ｇ）管（１）と管（２）との間、および管（２）と管（４）との間のキャビティ空間に大気圧の空気、またはいずれかのガス、またはいずれかの誘電絶縁材、または真空を充填することと、
（ｈ）管（１）上、および中空［管］（２）および（４）上の半導体層（７）と、
（ｉ）合成装置を過熱から冷却するため、および管（１）内を流れる流体の温度を上昇させるための手段として、管（４）を包封する流露（１０）と、
（ｊ）管（４）の両側にある接地用のブラケット（９）と、
（ｋ）管（１）を磁化または非磁化し、かつ物質および絶縁特性に応じてそれを合成装置の正電位または負電位の要素にするための、管（２）の両側にあるブシュ（６）と、
を含む装置。
【請求項８】
前記絶縁コイルが、銅、アルミ二ウム、またはいずれかの導電性材料から選択された導電性材料から、管（２）上の円形印刷配線板の形で形成される、請求項７に記載の合成装置。
【請求項９】
前記中心管（管１）および絶縁コイルが巻回された管（管２）が、ブシュ（５）の電気特性に応じて正または負電位として働き、共振器を包封する外部中空管が負電位またはバイアスとして働く、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１０】
前記合成装置が、合成装置によってこうして生成され対流で循環される熱を吸収するため、および合成装置を冷却するために、物質を循環させる流体流路を備えた筐体を有する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１１】
前記同軸管が、正電位として働く管および負電位として働く外部中空管上に巻回された銅または他の導電性材料から作られた絶縁コイルの両端に電位が印加されて、結果的にプラズマを発生させる電流値で内部導体によって軸方向磁界およびアジマス磁界が発生したときに、電子の半径方向閉込めが可能なマグネトロン、プラズマ発生装置兼加速器として働き、電子は高い周波数で低い角運動量の非円形軌道でその周囲を周回し、半径方向の電界が大きい相互作用領域内に断熱的に圧縮されるので、断熱圧縮は電子密度のみならずそれらの直交方向対平行方向エネルギ比をも増大させ、放射界への共振エネルギの伝達を促進し、豊富な高調波を持つ高速波を生成し、結果的に放出放射によるマイクロ波の増幅が達成される、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１２】
中空円形断面の同軸空洞共振器として働く導管［管］の長さは、筐体兼マイクロ波、ミリ波、超音波、音波、表面波、プラズマ波、縦型静電ウィグラ、空間電荷波、静電イオン−サイクロトロン波の生成から選択された電磁波の全部またはいずれか一つまたは組合せのための導波管として、別の中空円形断面管によって包封される、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１３】
前記合成装置を通過する液体、気体、または化学薬品と相互作用する電磁波および他の波の増幅、伝搬モード、および周波数が、
−内管および外管の中空断面の直径、
−管の長さ、
−非円形断面管の場合の管の断面の形状およびそれらの寸法、
−絶縁被覆銅線または導電線のおよびそれらの巻数およびそれらの直径、直流の場合の絶縁被覆線の電流および電圧、ならびに追加的に別のパラメータ例えば交流の場合の周波数、
−空洞媒体の誘電率、
−管の材料の透磁性、
から選択されるパラメータに依存する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１４】
前記合成装置が、マイクロ波発生用のマグネトロン、同軸空洞共振器、プラズマ発生装置兼加速器、導波管、およびマイクロ波およびその熱を流動する物質に伝達するためのアプリケータとして働き、幾つかの形状断面管の組合せを含む円形断面以外の任意の形状断面の導管（管）から構成され、合成装置を通過する物質に特徴的な共振周波数または近共振周波数の電磁波からのエネルギ伝達によって物質をイオン化する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１５】
前記合成装置が物質の流動のための中心管を有し、物質の流動が触媒の存在下で、または触媒無しで実行される、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１６】
前記合成装置が、合成装置の一部となるように装置内に組み込まれた、物質の流動用の中心管を有し、合成装置に組み込まれる構造配列を維持しながら前記中心管を従来の流路内で使用される従来の管に置き換え、従来の流動管路自体を同軸システム、導波管、およびアプリケータの一部として使用し、残りの構造配列を、物質を搬送する既存の従来の管路内に挿入することを可能にする、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１７】
前記合成装置を自動車の排気の制御用に適切に設計し、
−キャブレタの前またはキャブレタ内のいずれか、
−燃料噴射器の前、噴射器内、または噴射器の後、
−燃料噴射ポンプの前、
−燃料取込みマニホルド内、
−エンジン燃料取込み口の前、または燃料戻り管路内、エンジンと燃料タンクを接続する燃料管路、または燃料タンク自体内、
から選択された所望の位置のいずれかに最適に配置する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１８】
エンジンまたは車両の燃料管路内のプリエンジン装置として使用した場合に、前記合成装置が、燃料特性、燃焼の反応動力学、反応、燃焼の生成物の質量バランスを変化させて、未免償燃料および有毒ガスを低減し、燃料−空気混合体の導電性の変化、燃料の蒸気対空気比の変化、燃料の活性化エネルギのために可能なより低い空燃比の混合によるエンジンの動作が可能になる、請求項７に記載の合成装置。
【請求項１９】
前記合成装置を電子触媒コンバータまたは燃料改質装置として、またはディーゼル、有鉛および無鉛ガソリン、エタノールまたはタの添加剤との混合ガソリン、気体燃料、および液体燃料から選択されたいずれかの自動車用燃料の共通触媒コンバータとして使用する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項２０】
マイクロ波が前記合成装置内の誘導放出放射作用によって増幅され、電子ビームの軸は導波管のそれと一致し、電子運動が装置の正電位の中心導体と負電位の外部導体との間の電界によって半径方向に閉じ込められ、それによって、
−電子が軸を横切るそれらの運動エネルギのごく一部分で軸を取り巻く軌道上を移動し、マイクロ波または他の波が合成を引き起こすことが可能になり、
−合成が、すなわちイオン、遊離基、ピコ秒粒子を放出する液体、気体、または化学薬品の部分的または完全なイオン化、分子の結合角の方向の変化、分子の構造の再構成および結合の変化、酸化、還元、水素添加分解、熱放出または熱吸収、取り扱う流体の分子構造に応じて結果的に水和に加えて結合の破壊、連結、再構成、細分化を引き起こす有機合成、物質の粘度、密度、温度、活性化エネルギ、表面張力、エントロピ、および他の物理化学的性質の変化の全てまたはいずれか一つを含む、
請求項７に記載の合成装置。
【請求項２１】
前記合成装置を圧縮機と共に冷凍機の冷媒流路内のヒートポンプとしても使用し、あるいはより小さい容量のシステムで圧縮機の代わりとして使用し、あるいはいずれかの熱機関サイクルで性能を向上するためにヒートポンプとして使用する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項２２】
前記合成装置をまた、クリーンな燃料として使用されるかまたは燃料電池またはどこか別のところで使用されるいずれかの水素リッチ流体または物質から水素を発生または分離するための物質の合成用に使用する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項２３】
前記合成装置を、二酸化炭素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含む自動車の排気ガスを励起して、排気ガスのさらなる低減処理を行なうため、および車両のナビゲーション、衝突防止、燃料のレーザビーム点火、燃料合成等を含む他の用途向けのレーザビームの発生を目的とする合成のために使用する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項２４】
前記合成装置を、追加の物質の注入と共に、または追加の物質無しに、いずれかの真空システムと一緒に使用し、流体または化学薬品をより軽い原子または分子に合成または細分化するために使用し、あるいは励起条件下で新規の薬剤の生産のために使用する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項２５】
前記合成装置を水搬送管、シュガーシロップ管内のスケールの形成を防止するために使用し、かつ冬季に流体管路の予熱器として使用して流動管路内の流体の凍結を防止することを含め、同様の用途に使用する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項２６】
前記合成装置を通信用の発振器兼携帯レーダまたはアンテナとして使用する、請求項７に記載の合成装置。
【請求項２７】
前記合成装置を、燃料電池として、または燃料電池で出力を高めるために、磁気流体力学的流動条件下で励起によって発生した電流担持電子の供給源として使用する、請求項７に記載の合成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成、触媒作用、燃焼、燃焼からの排気、および熱機関サイクル性能の制御を可能にする物質の分子工学に関する。本発明はまた、触媒作用、燃焼、燃焼からの排気、およびいずれかの熱機関サイクルまたは化学プロセスの性能を制御する、流体および化学薬品の分子工学のための新規のプロセスおよび合成装置の構成にも向けられる。
【背景技術】
【０００２】
化学反応前の物理的性質、化学的性質、電荷移動、および元素または化合物の状態、分子構造、結合配向、結合強度は、化学プロセスにおける化学反応動力学、最終生成物、その収率、ならびに熱機関サイクルまたは所定のエネルギ入力のための機械の運転の効率を決定する。機械における化学反応プロセスの開始前またはプロセス中の電荷移動、分子工学により、元素または化合物の性質、状態を変化させることによって、化学反応動力学、すなわち速度定数、反応時間、反応速度、最終生成物、その収量質量バランス、熱移動を制御し、かつそのような元素または化合物をエネルギ交換に使用して機械または熱機関サイクルの性能または効率を向上させることが可能である。
【０００３】
触媒作用および合成は現在、反応に直接関与しない化学薬品または元素を利用することによって達成される。化学薬品または元素は、低温および低圧でプロセスの酸化、還元、加速、減速、質量バランスに影響を及ぼし、予期しない条件からプロセスを開始する。同様に、燃料の燃焼のプロセス、液体、気体、または物質による熱伝達、およびプロセスの大部分は、それらの分子の予期しない状態からのみ開始される。現在、触媒作用、合成、燃焼、流体による熱伝達、熱機関サイクルの性能、冷凍サイクル運転、自動車の排気、内燃機関の性能、化学プロセス、物質の物理的性質および状態の変化、燃料または物質の改質または分子構造の再構成、レーザビーム生成のための合成、水素生成のための合成、燃料電池の効率向上、電力生産、通信、経済的なコストで多くの様々な適用分野および用途を持つヒートポンプの利益に役立ち、制御し、または影響を及ぼす単一のプロセスまたは単一の装置は知られていない。燃焼排気は大部分が、酸化もしくは還元触媒作用または両方の組合せによる廃棄ガスの事後処理によって制御されている。分子を励起させることにより、かつ化学薬品、貴金属、触媒、または添加剤を使用することなく排気の減少のために燃焼の化学反応動力学を変化させることによって、クリーンな燃焼を可能にするために全ての燃料を前処理する単一のプロセスまたは単一の装置は知られていない。化学薬品または元素を触媒として使用することなく、触媒作用を達成するプロセスは知られていない。全ての作業を実行する、すなわち冷媒、燃料、流体、または物質を流動中に加熱するための、かつまた、それらの物理的性質をより適正な制御のために変化させ、改善された効率のためにプロセスの反応動力学を変化させるための単一のプロセスまたは単一の装置は知られていない。自動車排出ガスから豊富かつ連続的に発生する二酸化炭素、一酸化炭素、窒素ガスの酸化物を合成用に利用し、それを、より優れたナビゲーション、衝突防止、燃料の前処理、および精密な火炎移動距離および燃焼制御のためのエンジン気筒におけるレーザビーム点火に使用できるレーザビームの生成に適したものにするプロセスまたは装置は知られていない。全ての液体および気体燃料用の共通触媒コンバータとして使用し、かつまた水素を格納または含有しイオン化およびイオン遊離を通して電流電位を生成する物質から水素リッチ燃料または水素を生成するためのプロセスまたは装置は知られていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述の目的に取り組むものであり、合成装置を通して達成される物質の分子工学の新規のプロセスにより、この目標に技術的に応答する。
【０００５】
本発明の主たる目的は、化学プロセスの化学反応動力学、最終生成物、その収率、質量バランス、および放熱、または熱機関サイクルもしくは所定のエネルギ入力のための機械の運転の効率を変化させるために、化学反応の開始前に、次のいずれか一つまたは全部、すなわち物理的性質、化学的性質、電子または原子または分子によって担持される電荷、または元素または化合物の状態を変化させる、分子工学のためのプロセスを提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、化学プロセスの化学反応動力学、最終生成物、その収率、質量バランス、および放熱、または熱機関サイクルもしくは所定のエネルギ入力のための機械の運転の効率を変化させるために、分子工学のプロセスを促進して、次のいずれか一つまたは全部、すなわち化学反応開始前の物理的性質の変化、化学的性質の変化、電荷の移動、元素または化合物の変化が行なわれかつ結果的に引き起こされる仕掛けを考案することである。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、次のいずれか一つまたは全部、すなわち放電プラズマの電子ガスからエネルギを電子捕獲プロセスまたは電子注入プロセスを通して、もしくは従来の表面触媒作用に加えてエネルギ触媒作用のために共振捕獲プロセスを通して活性させるべき分子、または再構成された分子結合角度または分子構造を持つ物質、もしくは励起条件下で新規組成を持つ物質、もしくは変化した粘度または密度を持つ物質、または変化した温度を持つ物質、または有利に利用することができる上記の全ての組合せに移動させることができる、準安定状態のピコ秒粒子または電子または原子または分子の生成を行なう流体または燃料改質装置として働く、物質の分子工学の新規のプロセスを実行するための装置を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、自動車、内燃機関、および燃焼装置における排気ガスを低減させるために燃焼の反応動力学を変化させるべく物質に対して行われる分子工学プロセスを促進する仕掛けを考案することである。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、燃焼を改善し、結果的に車両、内燃機関、および他の燃焼装置の燃費の低減および性能の改善をもたらすために行なわれる分子工学プロセスを促進する装置を考案することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、物質の流路に適した構成の物質が選択されたときに、流体、気体、および固体全ての加鉛ガソリン、無鉛ガソリン、ディーゼルで作動する本発明の装置を提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、自動車または内燃機関の排気管路または燃焼プロセスの排気管路に取り付けたときに、二酸化炭素、一酸化炭素、および窒素分子の酸化物を励起して、それを、幾つかの目的に有利に利用することのできるレーザ（誘導放出放射による光振幅）ビームの合成および生成に適したものにする、分子工学の新規プロセスを実行する装置を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、冷凍機またはいずれかの熱機関サイクルの気体または液体流路またはいずれかの化学プロセスラインに取り付けたときに、次のいずれか一つまたは全部のため、すなわちそれによってまたはシステムにエネルギ入力を追加するヒートポンプとしても働く装置のおかげで処理される物質の性質の変化のため、システムの性能および効率を向上する、物質の分子工学の新規のプロセスを実行する装置を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、適切な物質の流路に取り付けたときに、分子を励起し、物質を合成して物質の他の成分から分離された水素ガスを生成するか、または電荷移動、イオン化、および物質からの電子移動による電気出力のための通電電子を生成してそれをクリーンエネルギの生成に利用することを可能にする、分子工学の新規プロセスを実行する装置を提供することである。
【００１４】
本発明は、合成、触媒作用、燃焼、燃焼からの排気、および熱機関サイクル性能の制御を可能にする材料の分子工学に関する。
【００１５】
本発明はまた、触媒作用、燃焼、燃焼からの排気、およびいずれかの熱機関サイクルまたは化学プロセスの性能を制御する、流体および化学薬品の分子工学のための新規のプロセスおよび合成装置の構造にも向けられる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
したがって、本発明は、以下のいずれか一つまたは全部または組合せ、すなわち電磁波、マイクロ波、ミリ波、超音波、音波、表面波、プラズマ波、縦型静電ウィグラ、空間電荷波、静電イオン−サイクロトロン波を軸方向磁場の存在下で使用して、物質を含む導波管に伝搬させ、電子の励起、電子の加速を引き起こして結果的に衝突または無衝突空間電荷形成、プラズマの発生、プラズマの加速、プラズマの振動を生じさせ、波およびプラズマによるエネルギ伝達を促進して、次のいずれか一つまたは全部または組合せ、すなわち並進、回転、振動エネルギ準位、物質の分子の電子運動を変化させて結果的に分子エネルギの変化、結合角度の変化、結合の変化、結合の配向、分子構造の再構成、導波管内の波の周波数、伝搬モードに依存する準安定状態のピコ秒ラジカルまたは粒子の生成を生じさせ、次のいずれか一つまたは全て、すなわち電子の共振捕獲、電子の注入、ホールの移動、エネルギ触媒作用、ダーク触媒作用、および次の性質のいずれか一つまたは全部または組合せ、すなわち粘度、密度、温度、比熱容量、エンタルピ、エントロピ、表面張力、物質の活性化エネルギ準位の変化を促進し、プロセスの化学反応動力学に影響を及ぼし、かついずれかの機械または熱機関サイクルの性能および全体的効率を向上させる、物質の分子工学のためのプロセスを提供する。
【００１７】
本発明はまた、添付の図１ないし４に示すように物質の分子工学のプロセスを促進する装置／仕掛けであって、
液体、気体、または固体の物質を搬送する直管（１）と、
管（１）が、管（１）を保持するための支持体として働きかつ両方の管（１）および（２）をそれらの中心と同じ軸上に維持するブシュ（６）により両端が閉鎖された、より大きい径の管（２）によって包封されて成ることと、
電流を通すために多数の巻数（３）を持つ絶縁された銅、アルミ二ウム、またはいずれかの導電材が管（２）上に巻き付けられ、電位を印加することによって管（２）が磁化されることと、
管（１）および管（２）を含む同軸システムが、ワッシャと同様の穴を中心に持つ金属円板または平板と、同軸の管（１）および管（２）のシステムを同じくその中心位置で保持するための絶縁ブシュ（５）および（８）によって両端を閉鎖された別の管（４）によって包封され、三つの管全部の中心線が同軸にあること、およびシステム全体がマグネトロンとして、かつコールドプラズマ発生器兼プラズマ加速器として働くことを確実にすることと、
を含む装置をも提供する。
【００１８】
半導体層（７）を持つ管（２）の中空キャビティは、空気またはいずれかのガスまたはいずれかの誘電体を含むか、または真空を充填して真空にすることができ、管（２）と半導体層（７）を持つ管（４）のキャビティとの間の空間は大気圧の空気、またはいずれかのガスまたはいずれかの誘電絶縁材が充填されるか、または真空が充填される。絶縁巻線の両端は電位に接続されて電流を通し、管（２）を磁化し、管（２）のキャビティ内部で電磁波を共振させ、ここで伝搬モードおよび周波数は、単一キャビティの場合はキャビティ管（２）の直径、長さに依存し、同軸キャビティの場合は管（２）および（１）の直径および長さに依存する。
流体流路（１０）を有し、かつ装置を過熱から冷却するため、および図３に示すように管（１）内を流れる流体の温度を増加するための手段として働くケーシング（７）と、
接地用のブラケット（９）と、
【００１９】
本発明の装置の機能的特徴について、以下の実施形態の形でさらに説明する。
【００２０】
管（２）の同軸の管（１）の存在は同軸空洞共振器を作成し、生成されそこを伝搬する電磁波またはマイクロ波またはいずれかの他の波の周波数は、管（１）の内径および管（２）の内径、管（１）および管（２）両方の長さに依存する。
【００２１】
管（１）の材料、ならびに管（２）の両端のブシュの誘電特性および材料によって、管（１）の電位ならびに管（１）の磁気的および電気的挙動は、管（２）とは異なるように変化させることができ、あるいは管（２）と同じに維持することができる。管（１）はまた、様々なモードの電磁波および生成される他の波または振動の導波管として働く。絶縁巻線の両端に電位が印加され、管（２）が磁化されると、外部コイルによって生成される軸方向磁界、および電流値を持つ内部導体によって生成されるアジマス磁界ができ、結果的に同軸シリンダ間に封じ込まれたプラズマが発生し、磁力線に沿った損失は、場合によってブラケット（９）を介して接地することにより負電位にバイアスされるか、または正電位に維持されるシリンダの両端の環状グリッドによって形成される電位によって防止され、電磁波は同軸構成のために管（４）、管（2）、管（１）のキャビティ内で、または少なくともそれらのいずれか一つで共鳴を開始し、半導体の熱イオン化、電磁イオン化による同軸管の半導体層（７）の伝導帯に由来する電子が励起され、管（２）が正電位になり、管（１）も端部のブシュ材およびその誘電特性によっては正電位になり、電子は管（２）および管（１）の正電位、その周囲の低い角運動量の軌道、非円軌道によって半径方向に閉じ込められ、電子は半径方向電界が大きい相互作用領域に断熱的に圧縮される。これは電子密度のみならず、それらの直交方向エネルギ対平行エネルギの比も増大させ、電子は相互作用領域を高速で横断し、そこでそれらのエネルギを共振により放射電磁界に伝達する。この結果、誘導放出放射によるマイクロ波増幅が生じ、電子ビームが生成され、その分布関数は装置の電力レベル要件に対して最適化され、電子ビームの軸は導波管（１）のそれと一致する。管（１）は液体、気体または化学薬品または固体または全部を搬送し、物質が管（１）を流れるときに、磁界が管（１）の半導体層（７）の伝導帯における電子の励起と共に電磁流体力学的状態を引き起こし、イオン化の開始により流れの中心線にプラズマピンチが形成され、マイクロ波または他の波がプラズマピンチと作用して、新古典輸送効果を持つさらなるイオン化のために電子衝突および電子衝撃を生じる。
【００２２】
物質の特性は、物質によって動的条件下または定常条件下で変化する。装置の詳細な働きについて、図面による単純な構成を中心に説明するが、装置は、適用分野および最終用途に応じて電磁界特性および電磁波および他の型の波の伝搬モード、およびカットオフ周波数を変化させるために、中空正方形断面または中空長方形断面または中空楕円形断面、中空三角形断面、または中空六角形、五角形、もしくは八角形断面、または全ての中空断面の組合せのような、中空円形断面以外の断面の直管から形成することもできる。
【００２３】
特定の用途では、マイクロ波の放射のために装置によって発生する熱、磁化に使用されるコイルの加熱、極性分子を回転させるために電界によって行なわれる仕事のために放出される熱等もまた、流体流路（１０）を有するケーシング（７）によって外管（４）の長軸長をカバーすることによって、液体または気体または化学薬品によって利用することができ、そのような構成は、装置を過熱から冷却するためでなく、図３に示すように管（１）を流れる流体の温度を増加するための手段としても役立つ。
【００２４】
特定の用途では、二つ以上の物質の導波管への注入を容易にし、あるいは導波管内での合成中に形成された何らかの気体成分および真空と共に使用される合成装置によって発生する熱を分離して、特定の流体、炭化水素、または化学薬品をより小さい化合物または元素に細分化するために、導波管は入力端または出口端または両端をＴ継手に結合される。
【００２５】
上記の説明から、物質を搬送する媒体としての直管（１）が多種多様な機能を持つことが明白である。それは空洞共振器の構成要素として働く。それはさらに導波管として働く。さらに、前記直管（１）はマイクロ波および他の形または型の波の伝送のためのアプリケータとして働く。
【００２６】
別のより大きい径の管（外管）（２）および包封管（４）は空洞共振器として働く。同一共通軸を有する管（１）、管（２）および管（４）の完全同軸システムは、マイクロ波および他のいずれかの波の伝搬および共振のための同軸共振器を表わし、マグネトロンとして、コールドプラズマ発生器兼プラズマ加速器としても機能する。
【００２７】
本発明で予想される管（１）は、合成装置の一部となるように装置に組み込むか、または従来の流路で使用される従来の管を上述した組込み管（１）の代わりに容易に代用することができる。合成装置に構造的配置を組み込むことができ、それにより管（１）の代わりに従来の流路を使用することも可能になる。
【００２８】
予想される本発明の実施形態を物質合成装置に関連して説明したが、そのあらゆる派生的効果により本発明は、内燃機関、外部燃焼装置の流体流路、流体を加熱するための化学装置のプロセス流路など、または化学合成用の電子触媒コンバータとして、または燃料流路内で電子触媒コンバータとして、または内燃機関、燃焼装置、熱伝達装置、冷凍装置のような熱変換装置内および燃焼装置の排ガスの流路内または内燃機関の排ガス管路内のヒートポンプとして、さらなる排ガスの減少または燃焼後または未燃焼の化学物質の合成のため、または排ガス中の二酸化炭素、一酸化炭素、および窒素分子の酸化物を励起して励起排ガスを合成し、それをレーザビーム発生に適したものにするため、または合成に適した物質の流路で物質をその成分から水素を発生または分離させるのに適したものにするため、または電流担持電子の運動から電気出力を得るために、様々な領域の用途に受け入れられる。
【００２９】
装置は、より優れた燃料効率、燃費の低下、および排ガスの減少のために炭化水素燃料の性質を変化させるために、エンジンキャブレタ、燃料噴射システムの前に、別個の装置として流体流路に設置されるか、または機器の組立体の構成部品として組み込まれる。
【００３０】
この合成装置は、物質がそこを通して流動するための入口および出口を持つ筐体に収容され、物質がそこを流れる間に新規のプロセスを開始させるために電位によりそれを付勢させるための二本のワイヤを備えている。装置はその内部に含まれる物質の分子または電子を励起して、分子工学に必要な電荷移動を引き起こし、結果的に次のうちの一つまたは全て、すなわち、分子構造、結合配向、結合強度、物理的性質、化学的性質の変化をもたらす。それは可動部品を持たず、装置は最大限の利益が得られるようにプロセスの物質流路内または機械の物質流路内の入力部または出力部または流路の中間部のいずれかに固定される。装置は、ガソリン、ディーゼル、ガスエンジン、または炭化水素燃料を使用するシステムに非常に簡単に数分以内に取り付けられる。
【００３１】
装置は、エンジン内で点火のために空気と混合する直前に、炭化水素燃料の活性化エネルギ準位をはじめとする分子の特性を変化させるために、「電気陰性度」、「原子の孤立電子対の影響」、「歪みと配座」などの物質の性質の幾つかを利用して、分子の結合角、酸素原子の親和力、およびＭＨＤ影響下のマクロ分子のイオン化および分離、触媒作用による水素化、マクロ分子の反および常磁性異方性、分子の帯磁方向を変化させる。
【００３２】
原油から精製されたガソリン、ディーゼル、灯油、潤滑油は、沸点が異なるアルカン系の炭化水素に属し、燃料として使用することができる。アルカンの物理的および化学的性質は、第一に含まれる炭素原子の数、第二にその固有の構造の関数である。適切な触媒の存在下で燃料を励起すると、環歪みが生じ、アルカンの水素原子が解放される。水素原子は微小イオウの水素化を引き起こし、硫化水素を生成し、それは励起条件下で再び水素とイオウに分解する。水素は触媒の金属表面に吸収されるかまたはガスとして放出される一方、イオウは導波管の金属および半導体表面層に吸着され、燃料の改質を加速する触媒として働く。Ｈ−Ｈ結合は弱くなり、活性水素原子は原子の二重結合または孤立電子対を増加させる。燃料中の湿分および添加剤の痕跡は電気陰性度をもたらし、それは外部電磁下位励起の状態で、酸素を原子の孤立電子対とも結合させ、燃料の分子構造、活性化エネルギ準位、揮発性、燃料品質をはじめとするその物理的および化学的性質を変化させる。希薄混合気は、汚染の低減および燃料の経済性に対する明確な回答である。希薄混合気はゆっくりと燃焼し、空気に近い比熱のため、かつ燃焼温度が低いので解離損失が低く、冷却水および空気への損失が少ないことにより、高い熱効率が得られる。しかし、希薄混合気は非常に点火しにくく、希薄混合気で動作するエンジンは高い圧縮比またはハイオクタン燃料を必要とする。界励起は分子クラスタの再構成および分子結合を引き起こし、触媒作用は不均質触媒気相燃焼を引き起こし、それは汚染物質を形成することなく、引火範囲外で希薄混合気を燃焼させる効率的な方法である。炭化水素の気相点火は火炎速度を増大し、最小点火エネルギを低減する。周囲温度に代わって、触媒表面温度が反応速度を制御する。
【００３３】
一酸化炭素、窒素酸化物、および炭化水素の排出は、空燃比に関連する。触媒コンバータを取り付けた車両では、空燃比は排気が少ない場合で約１５：１以下であるが、本発明の装置を取り付けた場合、空燃比はエンジン状態によって１６：１ないし２２：１以上であり、結果的に燃料の節約および排気の低減が達成される。
【００３４】
エンジンが希薄混合気（空気入力を増加した状態）で始動する能力による燃費の低下、排気の減少、エンジンのノッキングの減少（エンジン作動の平滑性）、エンジン温度の低下は、本発明の装置によって行なわれた分子構造の変化による燃料の物理的および化学的性質の変化を示している。
【００３５】
明細書の本文に列挙されている通り、本発明に係る装置が様々な科学原理を利用していることは明らかである。装置の精度は作業結果を増大し、最適な動作結果を達成するための重要な基準である。図面に示した本発明の実施形態は、装置の構成および動作に関係する有効な原理、および前記装置の様々な有効な原理および構成要素の複合効果またはその他の相乗効果を説明するものである。
【００３６】
本発明を以下の実施例の形でさらに説明する。しかし、以下の実施例は、発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（適用例１．自動車エンジンの排気制御）
自動車で、または内燃機関と共に、合成装置はプリエンジン搭載燃料改質装置として使用され、結果的に次の利点が得られる。
１．単位燃料当たりの走行距離がエンジンの状態によって１５％ないし２５％増加する。
２．自動的脱炭素処理およびエンジンのワニス沈積の除去による排気が減少し、エンジン性能が改善される。
３．中古車の脱炭素処理および蓄積したエンジンワニスの除去のため、設置後約３０００キロメートルの最適性能。
４．数分で設置。
５．燃料への添加剤またはエンジンの改造が不要。
６．ユーザにとっては石油燃料の節約になり、国にとっては外貨の節約になる。
７．二輪車、三輪車、自動車、乗用車、テンポ、ジープ、ディーゼルエンジン、ディーゼルおよびガソリン発電機、ＬＰＧシステム、トロール漁船、農業用ディーゼルポンプセット、動力耕作機およびトラクタに適している。
【００３８】
（適用例２．冷凍および冷却用途）
冷凍システムでは、より優れた冷却のために冷凍サイクル性能を向上してより優れた冷却を達成するため、および圧縮機の所要エネルギを低減して電力消費を低減するために、合成装置を冷媒流の管路内に設置して追加の熱エネルギを加える。小型冷却システムおよび携帯冷却装置では、冷媒圧縮機を、その代わりに設置される合成装置に置換し、合成装置が、ガスを膨張する前にマイクロ波の熱を使用することによって、圧縮機に代わって冷媒を加熱する仕事を実行することができ、冷却システムは、圧縮機の機能を果たす非可動非摩耗合成装置と共に機能し、消費電力を低減する。
【００３９】
（適用例３．自動車の排気からのレーザビーム発生に適したものにする合成）
窒素酸化物と共に自動車の排気中に豊富に含まれ、エンジンの動作中に連続的に得られる二酸化炭素は合成装置を、排気をさらに低減するため、および車両のナビゲーション、衝突制御、レーザビームの使用による点火の誘発、燃料合成、前後に移動する車両の正確な測定に使用できる二酸化炭素レーザビームの生成のために合成を促進するためにも、自動車の排気ガスを使用して排気ガス分子を励起するのに最も理想的なものにする。
【００４０】
レーザビーム発生器として適用する場合、中心管（１）は図３で除去され、エンジン排気は流体流路（１０）および端部ブシュ（６）の中心穴を通過し、ガスは管（２）のキャビティに流入し、そこで二酸化炭素および窒素酸化物の分子が電磁波によって励起され、結果的に反転分布および発光を生じる。ブシュ（６）の内側は、キャビティ内のビームの反射を促進するために反射性被膜を被覆する。管（２）の一端のブシュは凹形の反射形状を持ち、反対側の端のブシュ（６）は、反射されたビームを合成装置の外に向かわせるために収束レンズの形状を持つ。
【００４１】
（適用例４．極度の天候状態での管路内の流体の冷凍防止）
極寒の天候状態では、管内で流体が凍結し、流れの閉塞のために管の亀裂が生じることが一般的である。中断されない流体の流れを防止するため、かつ流体の凍結を防止するために、管路に合成装置を設置し、マイクロ波の熱で流体を温暖に維持し、流体の粘度の維持して、流路内に抵抗を形成することなくポンプ圧送をより容易にすることを含めて、流体の凍結を防止する。
【００４２】
（適用例５．シュガーシロップの管路、硬水管路内のスケール形成の防止）
マイクロ波による分子のイオン化は、硬水管路およびシュガーシロップ管路の内部流路内の硬水によるスケールの形成を防止する。これは、液体をポンプ圧送するために必要な圧力を低下し、かつ加熱コストも節約する。
【００４３】
（適用例６．ディーゼル、ガソリン、メタノール、およびエタノールからの水素リッチ燃料の生成）
合成装置は、炭化水素に存在する弱いＣ−Ｈ結合および多くのＯＨ結合およびラジカルをプラズマプロセスにより励起し、クリーンな燃焼および排気の低減のために水素燃料または水素リッチ燃料を生成する。
【００４４】
（適用例７．管路内または機上燃料品質改善）
マイクロ波およびプラズマは電子移動を引き起こし、結果的に再構成された構造を持ち、ガスクロマトグラフ試験で証明された通り体積分率が変化し、結合が変化し、密度および粘度が変化した燃料分子を生じ、結果的に燃料品質が改善され、ガソリンおよびディーゼル燃料のオクタン価またはセタン価がそれぞれ向上する。
【００４５】
（適用例８．新規の薬剤および化学薬品）
化学反応の速度定数および反応動力学は、多くの反応で励起条件下の電荷移動によって変化するので、励起条件下では、解放された遊離基およびピコ秒ラジカルが再結合して、新しい薬剤および化学薬品が生成される。
【００４６】
（適用例９．マイクロ波エネルギを使用する非可動部品を持つヒートポンプとして）
合成装置内を流れる物質によって吸収されるマイクロ波の熱は合成装置を、熱効率を向上するために熱力学的サイクルへのエネルギ入力を追加するための、可動部の無い理想的なヒートポンプにする。例として、圧縮機の有無に関わらず冷凍サイクルでの使用がある。
【００４７】
（本発明の利点）
１．二輪車、三輪車、自動車、乗用車、テンポ、ジープ、ディーゼルエンジン、ディーゼルおよびガソリン発電機、ＬＰＧシステム、トロール漁船、農業用ディーゼルポンプセット、動力耕作機、およびトラクタのようなオートモービルに使用する場合、設置が容易な合成装置は、一酸化炭素の排出をほとんど零の水準まで低減し、未燃焼炭化水素の排出を数百ｐｐｍに低減し、ディーゼル排気煙を当初の測定値から６０％以上低減し、燃料に添加剤を加えたりエンジンを改造することなく、エンジンの状態に応じて約１５〜２５％の範囲に単位燃料当たりの走行距離を向上し、自動的脱炭素処理およびエンジンの燃焼室のワニスの沈積の除去によりエンジン性能を改善する。
２．ユーザにとっては石油燃料の節約になり、国にとっては外貨の節約になる。
３．冷凍流体流路に設置した場合、冷却システムの効率を向上させ、また圧縮機のパワーおよび電気エネルギも節約する。
４．自動車の排気に使用した場合、衝突を防止するより優れたナビゲーション、燃料の前処理、ならびに火炎速度の制御および燃焼の向上のためのエンジンの点火にも使用することができる、レーザビームの発生に適した合成のための二酸化炭素、一酸化炭素、および窒素分子の酸化物の励起を促進する。
５．分子の励起により実時間で水素リッチ燃料を生成する。
６．メタノール、エタノール、ディーゼル、ガソリン、および多くの他の水素がリッチな液体からの水素発生のプロセスを加速する。
７．分子の励起中のラジカルの形成、および化学プロセスの反応動力学の変化のため、新薬を促進する。
８．全ての液体流路の冬季の流体管路の凍結を防止する。
９．砂糖工場における硬水管路、シロップ管路のスケール形成を防止する。
１０．移動通信用の携帯アンテナ。
１１．熱パワーサイクルまたは熱機関または冷凍の効率を向上させる、可動部の無いヒートポンプとして。
１２．化学反応の速度定数および反応動力学を変化させる。
【００４８】
以上の記述は本発明の単なる例証であって、発明の実際の適用を内燃機関、燃焼技術のみに限定することを意図するものではないことは理解されるであろう。本発明の多くの他の具体的な実施形態および関連する実際の適用は、上記の開示から当業者には明らかであろう。本発明の精神から逸脱することなく、本発明は、請求の範囲に該当する本発明の代替例、変形例、および変化例を容易に受け入れる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】流体合成装置の横断面図。
【図２】コイルの形状に巻回された管状の物質通路を有する流体合成装置の立面図。
【図３】発生した熱を吸収するために外面全体に及ぶ筐体を有する流体合成装置の立面図。
【図４】低分子構造体の改質、細分化または分離のための外部真空源に接続された真空室内の流体合成装置の立面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005519742.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
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2005519742.tif 000008
2005519742.tif 000009