(57)【要約】【課題】燃焼効率を向上させ、ＣＯ、ＨＣ、ＰＭ等の不完全燃焼物の発生を抑制すると共に、ＣＯ2 排出量を削減する。【解決手段】被処理燃料Ｆの近傍に、該被処理燃料Ｆと非接触状態にて、導電性素材で形成した電磁波発生部２を配設し、該電磁波発生部２に電源装置４を接続して、８００〜３００００Ｖの電圧を交流電流にて印加することによって、被処理燃料Ｆに電磁波を照射し、該電磁波にて燃料分子の化学反応活性を高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性素材で形成した電磁波発生部に電圧８００〜３００００Ｖの交流電流を出力する電源装置を接続したことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
電源装置と電磁波発生部の間に抵抗器を介在させて、電磁波発生部に出力される電流を０．０２〜０．４ｍＡの範囲としたことを特徴とする請求項１記載の燃料改質装置。
【請求項３】
直流の入力を交流に変換し電源装置へ出力する直交変換器を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料改質装置。
【請求項４】
電磁波透過性素材で形成したシース内に電磁波発生部を収納し密閉すると共に、かかる密閉状態を保持したまま前記シース内外に連通して電磁波発生部と電源装置を接続した導線に防液加工を施したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の燃料改質装置。
【請求項５】
電磁波発生部を棒状に形成し、該電磁波発生部の始端に電源装置を接続し、かかる電磁波発生部の終始端間において、外径を不均一に形成したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の燃料改質装置。
【請求項６】
電磁波発生部は、棒状の導電部コアの終始端間に突部を周設して形成したことを特徴とする請求項５記載の燃料改質装置。
【請求項７】
導線を複数本束ねて導電部コアと成し、該導電部コアの周囲に導線を巻着して突部としたことを特徴とする請求項６記載の燃料改質装置。
【請求項８】
被処理燃料の近傍に、該被処理燃料と非接触状態にて、導電性素材で形成した電磁波発生部を配設し、該電磁波発生部に電源装置を接続して、８００〜３００００Ｖの電圧を交流電流にて印加し、発生した電磁波を被処理燃料に照射する様にしたことを特徴とする燃料改質方法。
【請求項９】
電源装置と電磁波発生部の間に抵抗器を介在させることにより、電磁波発生部に出力される電流を０．０２〜０．４ｍＡの範囲に制御する様にしたことを特徴とする請求項８記載の燃料改質方法。
【請求項１０】
直流の入力を交流に変換し電源装置へ出力する直交変換器を備える様にしたことを特徴とする請求項８又は９記載の燃料改質方法。
【請求項１１】
電磁波透過性素材で形成したシース内に電磁波発生部を収納し密閉すると共に、かかる密閉状態を保持したまま前記シース内外に連通して電磁波発生部と電源装置を接続した導線に防液加工を施し、かかるシースを被処理燃料中に配置させて、電磁波発生部を被処理燃料近傍に配設する様にしたことを特徴とする請求項８、９、又は１０記載の燃料改質方法。
【請求項１２】
電磁波発生部を棒状に形成し、該電磁波発生部の始端に電源装置を接続し、かかる電磁波発生部の終始端間において、外径を不均一に形成する様にしたことを特徴とする請求項８、９、１０又は１１記載の燃料改質方法。
【請求項１３】
電磁波発生部は、棒状の導電部コアの終始端間に突部を周設して形成する様にしたことを特徴とする請求項１２記載の燃料改質方法。
【請求項１４】
導線を複数本束ねて導電部コアと成し、該導電部コアの周囲に導線を巻着して突部とする様にしたことを特徴とする請求項１３記載の燃料改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理燃料に電磁波を照射することにより、例えば天然ガス等の気体燃料では、気体燃料分子中の電子を励起し、またガソリン、軽油等の液体燃料では、液体燃料分子中の電子を励起すると共に、液体燃料分子のクラスターを細分化し、つまり各種燃料の化学反応活性を高めて、燃焼効率を向上させると共に、ＣＯ、ＨＣ、ＰＭ等の不完全燃焼物の発生を抑制する様にした燃料改質装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料改質の技術は数多く知られており、例えば次のものが見受けられる。
燃料油パイプと、該燃料油パイプを挟んで両側に、互いに極性が逆になるように配置した永久磁石と、該永久磁石及び燃料油パイプの該永久磁石が取り付けられた部分を囲繞する磁気回路形成用強磁性材製の第一筒体と、を含む少なくとも一つの磁気回路を有する、燃料油改良用磁気装置（下記特許文献１を参照）。
【０００３】
黒体放射体と、複数個の電磁波通過穴が形成され前記黒体放射体より放射される電磁波を一定の波長に収束させる電磁波収束体とからなる電磁波発生体の複数個をケースに直線状に配置して樹脂で一体化させて電磁波発生体ユニットを形成し、この電磁波発生体ユニットを燃料油パイプを挟んで両側に電磁波収束体が燃料油パイプ側になるように２個一対を複数組固定し、この電磁波発生体ユニットが取付けられた燃料油パイプを円筒内に配置し、円筒内に樹脂を充填して一体化させてなることを特徴とする燃料油改良装置。
黒体放射体は、複種類の金属酸化物を粉体化し、１０００〜１４００°Ｃで焼結処理して形成されている（下記特許文献２を参照）。
【０００４】
内燃機関に貼着されることにより、燃焼効率を向上させる燃焼活性化シートであり、少なくとも耐熱性シート材から形成した第１の基材と、上記第１の基材の第１主面上に微量放射線放射物質及び金属酸化物を含有する所定の燃焼活性化材を合成樹脂材により結合してなる活性化材を塗布して形成した活性化層と、上記第１の基材の第２主面上に貼着剤を塗布して形成した貼着層とから構成され、上記貼着層を介して上記内燃機関の空気供給部の外側面に貼着されることを特徴とする燃焼活性化シート（下記特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６８１６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００７−３２７４２３号公報（特許請求の範囲、段落〔００１０〕）
【特許文献３】特開２００９−１８０１９１号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記燃料改質技術は、いずれも電磁波照射により燃料改質を行うものであるが、かかる電磁波は、永久磁石や放射性物質に依存するものであるため、電磁波強度の適切な制御、電磁波照射体の調製が困難であり、得られる効果も不安定であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被処理燃料の近傍に、該被処理燃料と非接触状態にて、導電性素材で形成した電磁波発生部を配設し、該電磁波発生部に電源装置を接続して、８００〜３００００Ｖの電圧を交流電流にて印加することによって、被処理燃料に電磁波を照射し、該電磁波にて燃料分子の化学反応活性を高める様にして、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
要するに本発明は、導電性素材で形成した電磁波発生部に電圧８００〜３００００Ｖの交流電流を出力する電源装置を接続したので、被処理燃料の近傍に電磁波発生部を配設して電磁波を照射することにより、気体燃料では、気体燃料の分子を構成している電子を励起し、酸素との化学反応活性を高めて、燃焼効率を向上させることが出来る。
又、液体燃料では、液体燃料分子中の電子を励起させると共に、液体燃料分子が形成している分子集合体（クラスター）を細分化し、燃料噴射による気化（霧化）効率を高めると共に、酸素との化学反応活性を高めて、燃焼効率を向上させることが出来る。
従って、燃料を完全に燃焼させて、ＣＯ、ＨＣ、ＰＭ等の不完全燃焼物の発生を抑制でき、また燃料消費率が向上し、低燃費であるため、ＣＯ2 の排出量を削減することも出来る。
【０００９】
電源装置と電磁波発生部の間に抵抗器を介在させることにより、電磁波発生部に出力される電流を０．０２〜０．４ｍＡの範囲としたので、仮に運転中の電磁波発生部に触れてしまっても、感電せず、安全性を確保することが出来る。
【００１０】
直流の入力を交流に変換し電源装置へ出力する直交変換器を備えたので、自動車に搭載し、自動車に既存の二次電池により供給される電力を利用して、燃料改質を行うことが出来る。
【００１１】
電磁波透過性素材で形成したシース内に電磁波発生部を収納し密閉すると共に、かかる密閉状態を保持したまま前記シース内外に連通して電磁波発生部と電源装置を接続した導線に防液加工を施したので、被処理燃料を注入した燃料タンク内に電磁波発生部をシースごと配置し、至極簡単且つ手軽に燃料改質（燃料活性）の処理を行うことが出来る。
【００１２】
電磁波発生部を棒状に形成し、該電磁波発生部の始端に電源装置を接続したので、交流電流が電磁波発生部の終始端間を往復し、往復電流にて発生する電場及び磁場が間断なく変動し、強力な電磁波が発生する。
又、電磁波発生部の終始端間において、外径を不均一に形成したので、電流の通過断面積が部分部分で異なるため、それに応じて通過電荷量が変化し、発生する電場及び磁場が常時複雑に変動し、変動量（振幅、ベクトル等が極微小の時間の間に複雑に変動するものと考えられる。）の大きな電磁波となる。
そして、かかる変動の大きな電磁波を被処理燃料に照射するため、燃料分子中の電子が受ける力は、強度、方向ともに高速で変化し、燃料分子中の電子が振動させられ、これにより電子が励起されたり、分子間の静電気力による結合が切断され、液体燃料分子のクラスターが一層細かく細分化された活性燃料（改質燃料）が生成されるのである。
【００１３】
電磁波発生部は、棒状の導電部コアの終始端間に突部を周設して形成したので、電流の通過断面積が突部と凹部で大きく異なり、発生する電場及び磁場がより大きく変動するため、更に変動量の大きな電磁波が発生し、より効率良く燃料改質を行うことが出来る。
【００１４】
導線を複数本束ねて導電部コアと成し、該導電部コアの周囲に導線を巻着して突部としたので、各導線を夫々個別に流れる電子により、様々に異なる電場及び磁場が発生し、これらの合成により生じる電磁波の挙動変化は更に複雑となり、燃料改質の効率を更に向上させることが出来等その実用的効果甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る燃料改質装置の使用状態を示す模式図である。
【図２】図１中の電磁波発生部の拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２上部側の縦断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の燃料改質装置及び方法につき詳細に説明する。
本発明の燃料改質装置は、図１〜図４に示す様に、シース１内に導電性素材で形成した電磁波発生部２を収納し、該電磁波発生部２の始端（図面上では上端）に導線３を介して電源装置４を接続している。
又、電源Ｐからの直流の入力を交流に変換して出力する直交変換器５を備え、該直交変換器５からの出力を上記電源装置４に接続している。
【００１７】
電源装置４は、高圧の交流電流を出力できれば、その具体的構成については、特に限定されるものではなく、例えば、図１に示す様に、交流を昇圧する変圧器６を具有し、該変圧器６からの出力を電磁波発生部２に接続すれば良い。
電源装置４の出力としては、８００Ｖ未満では、発生する電磁波の強度が低く燃料改質せず、３００００Ｖ超過では、得られた改質燃料による燃焼効率、不完全燃焼物発生量にそれ以上の変化が認められないため、電源装置４の出力電圧は、８００〜３００００Ｖの範囲で良い。
尚、電源Ｐの電圧を考慮の上、変圧器６を適宜選択して上記範囲の電圧が電磁波発生部２に印加される様にすれば良く、また図１中、７は抵抗器であり、変圧器６と電磁波発生部２の間に抵抗器７を介在させることで、電磁波発生部２に流れる電流を低く抑えて、安全性の向上を図るようにするのが良く、０．０２ｍＡ未満では、発生する電磁波の強度が低く燃料改質せず、０．４ｍＡ超過では、危険性が高くなるため、０．０２〜０．４ｍＡの範囲が良い。
【００１８】
シース１は、電磁波が透過可能な素材（例えば、合成樹脂）で形成した一端閉塞他端開口の筒状の容器であり、上端開口部に蓋体８を設け、該蓋体８の中央に空孔９を貫設し、該空孔９に上記導線３を挿通し、導線３をシース１の内外に連通させ、蓋体８の内外面における空孔９の周囲にパッキン10、10ａを設けて、導線３と蓋体８との隙間を密閉し、シース１の封密を保持している。
又、導線３は当然に絶縁被膜に覆われ、つまり防液加工が施されている。
【００１９】
電磁波発生部２は、円柱形状や平板形状にしても良いが、例えば紡錘形に形成して、電磁波発生部２の外径を不均一にするのがより良い。
又、棒状の導電部コア11を形成し、該導電部コア11の始端と、その他方側終端との間に適宜間隔毎に突部12、12ａ…を複数周設して、電磁波発生部２としても良く、この様に電磁波発生部２の外径を不均一にすることで、電流の通過断面積が部分部分で異なるため、それに応じて通過電荷量が変化し、発生する電場及び磁場が常時複雑に変動し、変動量の大きな電磁波となる。
【００２０】
本実施例のものでは、図３及び４に示す様に、導線13、13ａ…を複数本束ねて棒状の導電部コア11を形成し、該導電部コア11の周囲に導線14、14ａ…を巻着して突部12、12ａ…としているため、高電圧の印加により、電子は各導線を夫々個別に流れ、各導線から様々に異なる電場及び磁場が発生し、これらが合成され生じる電磁波全体としては、極めて複雑な挙動をする。
【００２１】
本発明は、メタン、プロパン、ブタン等の気体燃料、ガソリン、灯油、軽油、重油等の液体燃料の改質に好適である。
例えば、ガソリンは石油中の沸点範囲約３０〜２００℃の留分で、パラフィン系、ナフテン系、オレフィン系、芳香属系の炭素数４〜１０の炭化水素化合物の混合物であり、炭化水素化合物は、主に炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）の結合により構成され、両原子の電気陰性度の差により、電子はほんの僅かに炭素側に偏在し、炭素原子は僅かに負に帯電し、水素原子は僅かに正に帯電する。
この正負電荷は、メタンの様に、正四面体の重心に炭素原子が位置し、４頂点に水素原子が位置する場合、立体的に打ち消されて、極性を生じないが、Ｃ−Ｃ間結合を有する炭素数２以上の炭化水素分子は、その立体形状がジグザグ状となるため、電荷の偏りが打ち消されることなく、微弱な極性を生じる。
従って、ガソリン中の炭化水素分子は、その複数個が互いの極性を打ち消し合うよう静電気力により引き付け合い、集合してクラスターを形成している。
【００２２】
この様にクラスターを形成している液体燃料に本発明の燃料改質装置により、前説の極めて複雑な挙動をする電磁波を照射すると、炭化水素分子の電子は励起し、また炭化水素分子中の電子が受ける力は、強度、方向ともに高速で変動するため、炭化水素分子中の電子および分子自体が振動させられ、これによりクラスターの形成に関与している結合力が弱まり、結合が切断され、炭化水素分子のクラスターが一層細かく細分化された活性燃料が生成されるのである。
【００２３】
この活性燃料は、クラスターが細分化されていることにより、燃料噴射による気化（霧化）の際、通常の液体燃料の場合に比して、より細かな液滴となり、酸素との混合分散状態がより細かく均一となること、並びに、霧化燃料分子中の電子が励起状態であることから、化学反応活性が高く、頗る良好に燃焼し、完全燃焼する。
又、気体燃料の場合も、燃料分子中の電子が励起されていることにより、頗る良好に燃焼し、完全燃焼する。
【００２４】
本発明の燃料改質装置を用いて次の試験を行った。
先ず、図１に示す様に、ガソリン車（平成１７年５月新車登録）の燃料タンクＴにガソリン（被処理燃料Ｆ）を給油し、該被処理燃料Ｆ中にシース１内に収納した電磁波発生部２を没入し、適宜固定手段（図示せず）により、燃料タンクＴにシース１を固定した。
次に、エンジンを始動し、アイドリング状態にて排気ガスを採取し、排気ガス中の不完全燃焼物（ＣＯ及びＨＣ）の濃度をＨＯＲＩＢＡ  ＭＥＸＡ−３２４Ｊ（株式会社堀場製作所製）にて測定した。
次に、電源装置４を起動し、電圧ＡＣ２０００Ｖ、電流０．０４ｍＡの条件で電磁波発生部２に高電圧を印加し、約５分間アイドリング後に排気ガスを採取し、上記と同様に不完全燃焼物の濃度を測定した。
尚、電源Ｐとしては、試験車両に搭載の二次電池（出力ＤＣ１２Ｖ）を用いた。
測定結果を下記表１に示す。
【００２５】
【表１】
2011122483.tif 000003
【００２６】
以上の通り、本試験によれば、ＨＣの排出量が減少し、臭いも無臭化した。
尚、ＣＯについては、変化が見られないが、使用した測定機器の検出限界以下の濃度であるからであり、ＨＣ排出量の減少からして、ＣＯについても減少しているものと考えられる。
【００２７】
又、ディーゼル車（平成３年７月新車登録）についても、上記ガソリン車の場合と同様に、燃料タンクＴに注入した被処理燃料Ｆ（軽油）中に、シース１に収納した電磁波発生部２を配置し、国土交通省による「道路運送車両の保安基準の細目を定める告示（２００８年３月２５日）  別添１０９  無負荷急加速時に排出される排出ガスの光吸収係数の測定方法」に準拠し、燃料改質前後のＰＭ（粒子状物質）測定を行った。
尚、電磁波発生部２への印加条件は、電圧ＡＣ２０００Ｖ、電流０．０６ｍＡ、印加時間（燃料改質処理時間）５分とし、電源Ｐとしては、試験車両に搭載の二次電池（出力ＤＣ２４Ｖ）を用いた。
又、ＰＭ（粒子状物質）測定には、ＡＶＬ  ＤＩＳＭＯＫＥ  ４８００（ＡＶＬ  ＬＩＳＴ  ＧＭＢＨ（オーストリア）製）を用いた。
測定結果を下記表２に示す。
【００２８】
【表２】
2011122483.tif 000004
【００２９】
本試験によれば、光吸収係数が低下し、ＰＭ量の減少が認められた。
以上の通り、ガソリン車及びディーゼル車についての上記両試験共に、排出ガス浄化が認められたが、これは電磁波により燃料分子の電子が励起し、また燃料分子のクラスターが細分化されて、燃焼効率が向上したからであると考えられ、同理由により燃費についても向上すると考えられる。
【００３０】
上記両試験では、シース１内に電磁波発生部２を収納した燃料改質装置を使用したが、シース１は無くとも良く、図示しないが、例えば燃料タンクを電磁波透過性の素材で形成し、かかる燃料タンクの周囲に剥き出しの電磁波発生部を配設したり、電磁波透過性の燃料タンクを水平断面ドーナッツ形に形成し、ドーナッツ形の中央に剥き出しの電磁波発生部を配設すれば良く、要するに、本発明の燃料改質方法では、被処理燃料の近傍に、該被処理燃料と非接触状態にて、導電性素材で形成した電磁波発生部を配設し、該電磁波発生部に電源装置を接続して、８００〜３００００Ｖの電圧を交流電流にて印加し、発生した電磁波を被処理水に照射する様にすれば良い。
【符号の説明】
【００３１】
１          シース
２          電磁波発生部
３          導線
４          電源装置
Ｐ          電源
５          直交変換器
６          変圧器
７          抵抗器
８          蓋体
９          空孔
10、10a     パッキン
11          導電部コア
12、12ａ…  突部
13、13a …  導線
14、14a …  導線
Ｔ          燃料タンク
Ｆ          被処理燃料
【図１】
2011122483.tif 000005
【図２】
2011122483.tif 000006
【図３】
2011122483.tif 000007
【図４】
2011122483.tif 000008