(57)【要約】【課題】燃焼効率向上効果に優れた燃焼機関用燃焼効率向上材を提供する。【解決手段】（ｉ）燃焼機関の燃料タンク内で燃料に接触する状態で用いられる、放射性物質を含むセラミック成形体からなる燃焼機関用燃料の改質材と、（ii）燃焼機関の燃焼用空気の通過線上に空気と接触する場所に取り付けて用いられる、放射性物質を含む耐熱性樹脂シートからなる燃焼機関用ガス改質材とを組み合わせてなる燃焼機関用燃焼効率向上材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）燃焼機関の燃料タンク内で燃料に接触する状態で用いられる、放射性物質を含むセラミック成形体からなる燃焼機関用燃料の改質材と、（ii）燃焼機関の燃焼用空気の通過線上に空気と接触する場所に取り付けて用いられる、放射性物質を含む耐熱性樹脂シートからなる燃焼機関用ガス改質材とを組み合わせてなる燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項２】
燃焼機関が内燃機関である請求項１記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項３】
内燃機関が自動車エンジン、２輪車エンジン、航空機エンジン、船舶エンジン、発電機エンジン、ガスタービン、ジェットエンジン及びロケットエンジンから選ばれる請求項２記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項４】
燃焼機関が外燃機関である請求項１記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項５】
外燃機関がボイラー、スターリングエンジン及び蒸気タービンから選ばれる請求項４記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項６】
燃料が液体燃料又はガス燃料である請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項７】
液体燃料がガソリン、軽油、灯油、重油、液化石炭、ジェット燃料、アルコール、バイオエタノール、バイオエタノール混合ガソリン、バイオディーゼル燃料、ベンゼン、及びそれらの混合燃料から選ばれる請求項６記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項８】
ガス燃料が液化石油ガス又は液化天然ガスである請求項６記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項９】
前記セラミック成形体が、当該セラミック成形体が燃料に接触可能な容器内に収納されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項１０】
前記燃焼機関用燃料の改質材が、自動車の燃料タンクにある燃料残量センサーの蓋を開け、燃料タンクに投入して用いられる請求項９記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項１１】
前記燃焼機関用燃料の改質材が、セラミックを板状に成形して燃料タンク底面に設置して用いられる請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項１２】
内燃機関が自動車エンジンであり、前記燃焼機関用ガス改質材が自動車のエアクリーナボックス内側又はダクト内側に固定されて用いられる請求項２記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項１３】
燃費効率を改善するために用いられる請求項１〜１２のいずれか１項に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項１４】
放射性物質を含むセラミック成形体及び放射性物質を含む耐熱性樹脂シートに用いられる放射性物質がトリウム系及び／又はウラン系の鉱石である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
【請求項１５】
（ｉ）燃焼機関の燃料タンク内に、放射性物質を含むセラミック成形体からなる燃焼機関用燃料の改質材を燃料に接触しうる状態で備え、かつ（ii）燃焼機関の燃焼用空気の通過線上に空気と接触する場所に、放射性物質を含む耐熱性樹脂シートからなる燃焼機関用ガス改質材が取り付けられている燃焼機関。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材を備えた自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジン等の燃焼機関の燃焼効率を向上させるために用いられる燃焼機関用燃焼効率向上材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車エンジン等の燃焼機関では、その燃焼効率を向上させる一つの方法として、燃焼用空気を事前に圧縮させるターボチャージャーを設ける方法が採られていた。当然、化学反応（モル比）として燃焼を見ると、その圧縮空気の酸素量に比例した燃料（炭素、水素、その他の元素）を所定の混合比率で混合させることが必要である。しかし、こうした大量の空気と燃料を使用するエンジンのパワーアップの方法は、同時に大量の炭酸ガス、窒素酸化物を放出するという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決する手段として、放射性物質を含むセラミックを用いた材料を燃焼機関の燃料タンク内で燃料に接触する状態で用いる試みがなされているが（例えば特許文献１及び２）、その効果は充分とはいえない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７６６２３号公報
【特許文献２】特開平１０−４６１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、燃焼効率向上効果に優れた燃焼機関用燃焼効率向上材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）（ｉ）燃焼機関の燃料タンク内で燃料に接触する状態で用いられる、放射性物質を含むセラミック成形体からなる燃焼機関用燃料の改質材と、（ii）燃焼機関の燃焼用空気の通過線上に空気と接触する場所に取り付けて用いられる、放射性物質を含む耐熱性樹脂シートからなる燃焼機関用ガス改質材とを組み合わせてなる燃焼機関用燃焼効率向上材。
（２）燃焼機関が内燃機関である前記（１）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（３）内燃機関が自動車エンジン、２輪車エンジン、航空機エンジン、船舶エンジン、発電機エンジン、ガスタービン、ジェットエンジン及びロケットエンジンから選ばれる前記（２）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（４）燃焼機関が外燃機関である前記（１）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（５）外燃機関がボイラー、スターリングエンジン及び蒸気タービンから選ばれる前記（４）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（６）燃料が液体燃料又はガス燃料である前記（１）〜（５）のいずれかに記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（７）液体燃料がガソリン、軽油、灯油、重油、液化石炭、ジェット燃料、アルコール、バイオエタノール、バイオエタノール混合ガソリン、バイオディーゼル燃料、ベンゼン、及びそれらの混合燃料から選ばれる前記（６）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（８）ガス燃料が液化石油ガス又は液化天然ガスである前記（６）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（９）前記セラミック成形体が、当該セラミック成形体が燃料に接触可能な容器内に収納されている前記（１）〜（８）のいずれかに記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（１０）前記燃焼機関用燃料の改質材が、自動車の燃料タンクにある燃料残量センサーの蓋を開け、燃料タンクに投入して用いられる前記（９）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（１１）前記燃焼機関用燃料の改質材が、セラミックを板状に成形して燃料タンク底面に設置して用いられる前記（１）〜（９）のいずれかに記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（１２）内燃機関が自動車エンジンであり、前記燃焼機関用ガス改質材が自動車のエアクリーナボックス内側又はダクト内側に固定されて用いられる前記（２）に記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（１３）燃費効率を改善するために用いられる前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（１４）放射性物質を含むセラミック成形体及び放射性物質を含む耐熱性樹脂シートに用いられる放射性物質がトリウム系及び／又はウラン系の鉱石である前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の燃焼機関用燃焼効率向上材。
（１５）（ｉ）燃焼機関の燃料タンク内に、放射性物質を含むセラミック成形体からなる燃焼機関用燃料の改質材を燃料に接触しうる状態で備え、かつ（ii）燃焼機関の燃焼用空気の通過線上に空気と接触する場所に、放射性物質を含む耐熱性樹脂シートからなる燃焼機関用ガス改質材が取り付けられている燃焼機関。
（１６）前記（１）〜（１４）のいずれかに記載の燃焼機関用燃焼効率向上材を備えた自動車。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃焼機関の燃焼効率を向上させることができ、燃料消費の削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の対象となる燃焼機関としては特に制限はなく、例えば、自動車エンジン、２輪車エンジン、航空機エンジン、船舶エンジン、発電機エンジン、ガスタービン、ジェットエンジン、ロケットエンジン等の内燃機関；ボイラー、スターリングエンジン、蒸気タービン等の外燃機関が挙げられる。
【０００９】
本発明の対象となる燃料としては特に制限はなく、例えば、ガソリン（航空用含む）、軽油、灯油、重油（Ａ重油、Ｃ重油）、液化石炭、ジェット燃料、アルコール、バイオエタノール、バイオエタノール混合ガソリン、バイオディーゼル燃料、ベンゼン、及びそれらの混合燃料等の液体燃料；液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の液化天然ガスが挙げられる。
【００１０】
本発明は、天然放射性物質（ウラン系・トリウム系）を混練したセラミック成形体とシートを組み合わせて使用し、放射線（α線、β線、γ線）、マイナスイオン及び遠赤外線による燃料及び燃焼空気、水分の改質（クラスター化・酸化促進・電気的整列）を行い燃焼効率の向上による燃費削減を図り、同時に馬力・トルク（回転機の場合）の向上も実現するものである。燃焼効率の向上による実燃料消費の削減により、装置寿命も延長される。
【００１１】
本発明の原理は、次のとおりと考えられる。放射性物質を含有するセラミック成形体から放射される放射線を燃料に接触させることにより燃料を改質し燃焼効率を向上させる。前記セラミック成形体から放出される遠赤外線により燃料を改質し燃焼効率を向上させる。一方、放射性物質を含有するシートから放射される放射線を燃焼用空気に接触させることにより空気を改質し燃焼効率を向上させる。放射線により、燃料に含有されている水分がクラスター化（細分化）し、燃焼を妨げることがなくなる。改質された燃料及び燃焼用空気は、クラスター化し酸化しやすい性質に変化する。空気中に含有されている成分がクラスター化し、燃焼を妨げることがなくなる。
【００１２】
また、放射線により分子が電気的に整列し流体力学的に流体抵抗が減少する。以上により、不完全燃焼し排気ガスに放出されていた成分が完全燃焼し、より少ない燃料で大きな仕事をするとともに、排気ガス成分が改善される。燃料の使用量が減ることにより、燃焼により発生する地球温暖化ガスである二酸化炭素の量（絶対値）も減少する。
【００１３】
本発明の燃焼機関用燃焼効率向上材の好ましい使用態様の一例を以下に示す。
放射性物質を含有するセラミック成形体をステンレスメッシュ容器等の、燃料に接触可能な容器内に収納し、燃料タンクに投入する（タンク底面に；図１参照）。メッシュ容器にはステンレスワイヤを取付け、他端に固定具（フック・磁石・クリップなど）をつけ、後日の取り外しにも配慮する。取り外す必要がなければ、ステンレスワイヤによる取付けは不要であり、前記セラミック成形体を燃料に接触可能な容器内に収納し、燃料タンクに投入するだけでもよい。前記セラミック成形体入りステンレス容器の燃料タンクへの投入は、容器がタンク底面に届くことが可能な方法を選択する。例えば自動車の場合、タンクにある燃料残量センサーの蓋などを開け、直接燃料タンクに投入する。また、放射性物質を含有するセラミックを板状に成形して燃料タンク底面に設置する（内側、外側）；前記セラミックを筒状に成形して燃料パイプの一部に使用する；前記セラミックを筒状ハニカム構造に成形して燃料パイプの一部に設置する；前記セラミックを棒状に成形して燃料タンクに設置する；前記セラミックをペレット状に成形して燃料タンクに設置する等の方法を採用してもよい。
【００１４】
シートは、燃焼用空気の通過線上に空気と直接接触する場所に取り付ける。例えば自動車の場合、エアクリーナボックス（フィルタよりアウター側）内側や、ダクト内側に両面テープ等で固定する。この際、空気の流量を妨げない方法で取り付ける。また、シートを筒状にしてエアラインに設置する；シートをハニカム状にしてエアラインに設置する等の方法を採用してもよい。図２にエアラインへのシートの取り付け方法の一例を示す。図２の上側は、シートを両面テープ等でエアクリーナボックス箱底面に固定する場合を示し、図２の下側は、シートを筒状にして両面テープ等で空気入口パイプの内側に貼付け固定する場合を示す。
【００１５】
本発明に用いる放射性物質としては特に制限はないが、例えば、Ce、La、Nd、Th、Geの少なくとも１種を含有する天然放射性鉱物、好ましくはトリウム系及び／又はウラン系の鉱石、更に好ましくはモナズ石が挙げられる。これらの放射性物質は粉末として用いることが好ましい。
【００１６】
モナズ石（monazite、モナザイト）はリン酸塩鉱物の一種であり、ペグマタイト、花崗岩、片麻岩、砂岩などに含まれ、通常、小さな孤立した結晶として発生する。モナズ石としては、インド産のモナズ石が好ましい。通常のモナズ石は、希土類元素のうちセリウムを最も多く含むので、英名はmonazite-(Ce)、化学組成はCePO4と表す。ネオジムを最も多く含むネオジムモナズ石は、monazite-(Nd)、(Nd,La,Ce)PO4 となる。実際にはモナズ石は、元素組成によって少なくとも以下の３種類が存在する。
【００１７】
モナズ石（monazite-(Ce)）: (Ce,La,Nd,Th)PO4
ランタンモナズ石（monazite-(La)）: (La,Ce,Nd)PO4
ネオジムモナズ石（monazite-(Nd)）: (Nd,La,Ce)PO4
（括弧内の元素は鉱物内の相対的含有率の順に並んでいる。ランタンはランタンモナズ石の中では最も量が多い希土類元素である。）
【００１８】
本発明においては、モナズ石（monazite-(Ce): (Ce,La,Nd,Th)PO4）を用いることが特に好ましい。
【００１９】
本発明に用いる放射性物質を含むセラミック成形体は、例えば、前記のモナズ石等の天然放射性鉱物を粉砕し、セラミック原料と混合した後、成形し、焼結することにより製造することができる。天然放射性鉱物とセラミック原料との配合割合は、質量比で、通常２１：９７９〜５００：５００、好ましくは２１：９７９〜５０：９５０、更に好ましくは２５：９７５〜５０：９５０である。セラミック原料としては、窯炉の常用可能温度で焼結可能なものであればよく、例えば、粘土、珪藻土、陶石、蝋石、長石、石灰、珪石、アルミナ等の一般的窯業原料の中から、成形時の可塑性、焼成時の耐火度等を考慮し、一種選択するか、二種以上を選択し混合して用いればよい。焼結温度は、通常１０００〜１３００℃、好ましくは１１５０〜１２５０℃である。
【００２０】
本発明に用いる放射性物質を含む耐熱性樹脂シートは、例えば、前記のモナズ石等の天然放射性鉱物を粉砕し、耐熱性樹脂原料と混練した後、シート状に成形することにより製造することができる。ここで用いる耐熱性樹脂としては、好ましくは耐熱性合成ゴム又は耐熱性エラストマー、更に好ましくはシリコーンゴムが挙げられる。天然放射性鉱物と耐熱性樹脂原料との配合割合は、質量比で、通常１０：９０〜９０：１０、好ましくは３０：７０〜５０：５０である。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）燃焼機関用燃料の改質材の製造
インド産モナズ石（monazite-(Ce):(Ce,La,Nd,Th)PO4）を粉砕した粉末４５質量部と陶器に使用する焼結用粘土５５質量部をミキサーで混合し、たこ焼き器様の成形器でボールの形状にし、焼き窯に入れ、約１２００℃で焼結して、燃焼機関用燃料の改質材（放射性物質を含むセラミック成形体）を得た。
【００２３】
原料として用いたインド産モナズ石の主な成分の組成は以下のとおりである。
インド産モナズ石の主な成分の組成（単位：質量％）：CeO2,30.3; P2O5,23.1; La2O3,13.3; Nd2O3,12.0; ThO2,8.40.
【００２４】
得られたセラミック成形体の主な成分の組成は以下のとおりである。
セラミック成形体の主な成分の組成（単位：質量％）：SiO2,46.9; Al2O3,16.8; CeO2,8.91; P2O5,6.40; K2O,4.09; La2O3,3.93; Nd2O3,3.58; ThO2,2.81.
【００２５】
（実施例２）燃焼機関用ガス改質材の製造
実施例１と同様のインド産モナズ石（monazite-(Ce):(Ce,La,Nd,Th)PO4）を粉砕した粉末３３質量部とシリコーンゴム（信越化学工業（株）ＫＥシリーズ、本実施例ではＫＥ９５１−Ｕを使用）６７質量部をロールで混練し金型でシート状に成形して、燃焼機関用ガス改質材（放射性物質を含むシリコーンゴムシート）を得た。
【００２６】
（実施例３）ガソリン車に対する馬力試験
１．計測概要
２ＷＤ用自動車シャーシダイナモ（サクラダイノシステム株式会社製、型式ＲＳ２−Ｆ）上で、馬力測定を実施した。
【００２７】
２．試験車両
トヨタ社製１９９９年型マークII、排気量２５００ｃｃ、型式ＧＦ−ＪＺＸ１００、走行距離：約２８５００ｋｍ、１台を用いた。
【００２８】
３．計測内容
（１）試験車両をノーマルの状態アイドリングでエンジンの温度を安定させた。
（２）シャーシダイナモに乗せた。
（３）加工なし（本発明品未使用）の条件で計測した。
（４）試験車両をシャーシダイナモから降ろした。
（５）燃料注入口から燃料タンク内に実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）２５０ｇ（ステンレスメッシュ網入〜２個）を投入した。実施例２のシート（燃焼機関用ガス改質材）１枚をエアクリーナボックス（フィルタよりアウター側）内側に両面テープで貼付し（図２下参照）、その４時間後に計測した。
（６）アイドリングで燃料ライン内の燃料を消費するとともにエンジン温度を安定させた。
（７）シャーシダイナモに乗せた。
（８）加工あり（本発明品使用）の条件で計測した。
（９）シャーシダイナモから降ろした。
（１０）加工品（本発明品）を取り外した。
【００２９】
４．結果
結果を図３に示す。ガソリン車に対し、本発明品を取付けることにより、馬力が約８〜１０馬力上昇した。
【００３０】
５．考察
放射線による燃料の改質により馬力上昇が発生したと推測された。
【００３１】
（実施例４）ガソリン車に対する燃費試験
トヨタ社製１９９９年型マークII、排気量２５００ｃｃ、型式ＧＦ−ＪＺＸ１００、１台を用いて、以下の順序で試験を行った。給油燃料はすべてハイオクを使用した。以下において、実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）及び実施例２のシート（燃焼機関用ガス改質材）の使用方法は、実施例３（５）と同様である。
【００３２】
（１）本発明品取付け前（実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）及び実施例２のシート（燃焼機関用ガス改質材）のいずれも未使用）
（２）本発明品取付け後（実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）及び実施例２のシート（燃焼機関用ガス改質材）を使用）
（３）本発明品取外し後（（２）の状態から実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）及び実施例２のシート（燃焼機関用ガス改質材）を取外した状態）
（４）燃焼機関用燃料の改質材取付け後（（３）の状態から実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）のみを取付けた状態）
（５）エアシート取付け後（（４）の状態から実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）を取外し、実施例２のシート（燃焼機関用ガス改質材）を取付けた状態）
【００３３】
前記の（１）〜（５）の各状態について約１ヶ月間車を運転し、平均燃費（ｋｍ／ｌ）を求めた。なお、一般道と高速道では、高速道の方が、平均燃費（ｋｍ／ｌ）が良いので、一般道と高速道に分けてデータを取った。結果を表１及び図４に示す。ただし、高速道はすべて高速道ではなく、一部一般道走行状態も含まれる。
【００３４】
【表１】
2011043050.tif 000003
【００３５】
表１及び図４に示す結果から、実施例１のセラミックボール（燃焼機関用燃料の改質材）又は実施例２のシート（燃焼機関用ガス改質材）の使用により燃費効率が改善され、両者を併用することによりその効果が更に向上することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の燃焼機関用燃焼効率向上材の好ましい使用態様の一例を以下に示す図である。
【図２】エアラインへのシートの取付け方法の一例を示す。
【図３】ガソリン車に対する馬力試験の結果を示す図である。
【図４】ガソリン車に対する燃費試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ  本発明品使用
Ｂ  本発明品未使用
【図１】
2011043050.tif 000004
【図２】
2011043050.tif 000005
【図３】
2011043050.tif 000006
【図４】
2011043050.tif 000007