(57)【要約】  熱機関などの燃焼装置で燃焼させる軽油などの燃料の燃焼を改善し、燃料の燃焼を促進させ、燃焼により得られるエネルギーを増加させる。  少なくとも磁石８と圧電素子１２とを備える。磁石８の磁界Ｍを圧電素子１２に加える。これにより、圧電素子１２から少なくとも遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じさせ、この電磁波Ｅを燃焼する燃料Ｆに照射させて燃料Ｆの燃焼を促進させる。この燃焼により変換される運動エネルギーを増加させている。
2014122686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、
前記圧電素子に磁界を作用させ、
前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する、
ことを特徴とする燃焼促進方法。
【請求項２】
前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃焼促進方法。
【請求項３】
前記圧電素子は、４０℃ないし１５０℃の温度範囲に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼促進方法。
【請求項４】
前記磁界は、直流磁界または交流磁界であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項５】
前記圧電素子に作用させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項６】
燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
を備えることを特徴とする燃焼促進装置。
【請求項７】
さらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の燃焼促進装置。
【請求項８】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の燃焼促進装置。
【請求項９】
前記磁石を含む磁気回路を備え、この磁気回路のギャップ内に前記圧電素子を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかの請求項に記載の燃焼促進装置。
【請求項１０】
燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、
燃料を燃焼させる燃焼室と、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
を備えることを特徴とする熱機関。
【請求項１１】
さらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の熱機関。
【請求項１２】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の熱機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽油などの液体燃料や、気体燃料を燃焼させる燃焼促進方法、燃焼促進装置および熱機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの熱機関は燃料の燃焼エネルギーを機械エネルギーなどの運動エネルギーに変換する。このため、運動エネルギーの大きさが燃料の燃焼に依存している。燃料の燃焼は、燃料、空気、温度、燃料と空気の混合割合などの影響を受ける。燃焼から変換されるエネルギーは燃料の燃焼速度や燃焼の状態によっても異なってくる。したがって、燃焼状態が変化すれば、その燃焼から変換される運動エネルギーが変化する。【０００３】
熱機関における燃料の燃焼に関し、燃料や空気以外の磁力や赤外線などが影響することが知られている。燃焼と磁力や赤外線の関連に関し、空気に磁力および遠赤外線を作用させること（たとえば、特許文献１）、燃料に遠赤外線を作用させること（たとえば、特許文献２）、空気や燃料に磁気を作用させること（たとえば、特許文献３）が知られている。【０００４】
燃料の燃焼に関し、遠赤外線領域のある特定波長の電磁波がある燃焼活性化学種に対して共鳴現象や共振現象を起こし、これらが燃焼の促進に寄与することが知られている（たとえば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０３６５７１号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１８１７号公報
【特許文献３】特開２００２−２４２７６９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】映像情報メディア学会技術報告  ３３巻７号１−８頁「遠赤外線領域のある特定波長による燃焼促進技術の開発とその応用について：電磁波燃焼技術による省エネ・ＣＯ＿２削減への挑戦」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、燃焼装置の一例である熱機関では、燃料の燃焼効率が同一であれば、その燃焼量に燃焼エネルギーが比例して増大し、燃焼効率が高ければ、必要な燃料量を低減できる。換言すれば、燃焼効率が低ければ、高い燃焼効率の場合と同様のエネルギーを得ようとすれば燃料量が増加する。燃料の消費量が増加すれば、燃焼によって生じる一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物などの有害物質の排出量が増加し、環境の負荷が増加し、費用が増加するという課題がある。【０００８】
燃料の燃焼に関し、遠赤外線領域のある特定波長の電磁波が共鳴現象や共振現象を燃焼活性化学種に起こさせ、燃焼の促進に寄与するとの知見がある。また、遠赤外線を含む電磁波が圧電物質から得られるとの知見がある。【０００９】
そこで、本発明の第１の目的は上記課題に鑑み且つ上記知見に基づいて燃料の燃焼を改善し、燃焼を促進させることにある。【００１０】
本発明の第２の目的は燃焼を促進させ、燃焼から得られるエネルギーを増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進方法は、燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、前記圧電素子に磁界を作用させ、前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する。これにより、燃焼が活性化され、燃焼が改善され、且つ燃焼を促進させることができる。この結果、燃料の消費量が低減される。【００１２】
上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御してもよい。圧電素子の温度が低い場合には、既述の温度範囲になるように加熱すればよいし、圧電素子が過熱される場合にはその温度範囲になるように冷却すればよい。【００１３】
上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子は、４０℃ないし１５０℃の温度範囲に制御してもよい。【００１４】
上記燃焼促進方法において、好ましくは前記磁界が直流磁界または交流磁界のいずれでもよい。【００１５】
上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子に作用させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであればよい。【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進装置は、燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石とを備える。【００１７】
上記燃焼促進装置において、好ましくはさらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備えてもよい。【００１８】
上記燃焼促進装置において、好ましくは前記磁石が電磁石または永久磁石のいずれでもよい。【００１９】
上記燃焼促進装置において、好ましくは前記磁石を含む磁気回路を備え、この磁気回路のギャップ内に前記圧電素子を備えてもよい。【００２０】
上記課題を解決するため、本発明の熱機関は、燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、燃料を燃焼させる燃焼室と、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石とを備える。【００２１】
上記熱機関において、好ましくはさらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備えてもよい。【００２２】
上記熱機関において、好ましくは前記磁石が電磁石または永久磁石のいずれでもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。【００２４】
(1) 圧電素子から放射される遠赤外線を含む電磁波により、燃料の燃焼を改善し、燃焼を促進させることができる。【００２５】
(2) 燃焼の改善により燃焼効率が高められ、燃焼エネルギーの増加、燃料消費量の低減を図ることができ、環境負荷を軽減することができる。【００２６】
(3) 燃料の燃焼から変換される運動エネルギーが高められ、燃料の運動エネルギーへの変換効率を向上させることができる。【００２７】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面や各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態に係る燃焼装置の一例を示す図である。
【図２】燃焼促進装置の磁気ヨーク部分で水平方向に切断して示す断面図である。
【図３】温度制御部の一例および変形例を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る熱機関の一例を示す図である。
【図５】第３の実施の形態に係る燃料噴射装置を示す図である。
【図６】第４の実施の形態に係る熱機関の一例を示す図である。
【図７】第５の実施の形態に係る燃焼促進装置の製造方法の一例を示す図である。
【図８】第６の実施の形態に係る発電機の一例を示す図である。
【図９】圧電素子の温度が燃焼効率に関係することを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
【００３０】
＜燃焼装置および燃焼促進装置＞
【００３１】
図１および図２は、第１の実施の形態に係る燃焼装置の一例を示している。図１および図２に示す構成は一例であり、本発明が係る構成に限定されるものではない。
【００３２】
この燃焼装置２−１は、本発明の燃焼促進方法の一例である。この燃焼装置２−１には燃焼促進装置４および燃焼室６が含まれる。燃焼装置２−１は軽油などの燃料を燃焼させるたとえば、熱機関である。
【００３３】
燃焼室６は燃料Ｆを燃焼させる空間部である。この燃焼室６には燃焼させるための燃料Ｆや空気ＢＡが供給される。空気ＢＡには燃焼に必要な酸素が含まれる。燃焼により生じた排気ＦＧは燃焼室６から排出される。この燃料Ｆにはたとえば、軽油が用いられる。燃料Ｆの燃焼には、燃焼に必要な空気が供給される。燃料Ｆに、ガソリンと空気との混合気を用いてもよい。
【００３４】
燃焼促進装置４には磁石８と、磁気ヨーク１０と、圧電素子１２と、温度制御部１４と、外装部材１６が備えられている。
【００３５】
磁石８は磁界Ｍを発生し、この磁界Ｍを圧電素子１２に作用させる。この磁石８は永久磁石でもよいし、電磁石でもよい。永久磁石であればたとえば、異方性フェライト磁石、等方性フェライト磁石、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などの永久磁石材料を用いればよいが、他の磁石材料であってもよい。
【００３６】
磁石８に電磁石を用いれば、磁石８から得られる磁界Ｍは静磁界でもよいし、交流磁界でもよい。静磁界は磁性材料に巻回されたコイルに直流電流を流して磁性材料を磁化させればよい。また、交流磁界では、交流電流を流して磁性材料を磁化させればよい。
【００３７】
磁石８は一例として円柱形状に形成されている。磁石８の高さＨ１は、磁石８の直径Φ１（図２）より小さい（Ｈ１＜Φ１）。この磁石８は円柱形状以外の形状であってもよい。
【００３８】
この磁石８では、一方の円柱平面、つまり円柱の端面の一方がＮ極であれば、他の端面はＳ極となる。Ｎ極から出た磁束はＳ極に至る。つまり、磁界Ｍが形成される。この磁石８が圧電素子１２とともに加熱される場合には、加熱された温度範囲内で磁界Ｍを生じる。
【００３９】
磁気ヨーク１０は磁石８により磁化され、圧電素子１２に作用させるための磁界Ｍを通過させる磁気回路を形成する。磁気ヨーク１０にはたとえば軟鉄で形成すればよい。
【００４０】
この実施の形態では、磁気ヨーク１０は一例として、対向部１０−１、１０−２および湾曲部１０−３を備える。対向部１０−１、１０−２は湾曲部１０−３により、間隔Ｌだけ離れて対向する。これら対向部１０−１、１０−２は、たとえば横幅Ｗ、奥行きＤの矩形形状である。
【００４１】
磁気ヨーク１０の対向部１０−１と対向部１０−２との間に磁石８が設置され、磁石８の一面が対向部１０−１に密着している。この密着側をＮ極とすれば、このＮ極に密着した磁気ヨーク１０はＮ極に磁化され、対向部１０−２の内面側には、Ｎ極が現れる。このＮ極と磁石８のＳ極との磁気ギャップ１８間に磁界Ｍが生じる。この磁界Ｍは平行磁界である。図１では、磁石８のＮ極側を対向部１０−１側に配置しているが、これは一例であり、Ｓ極側を配置してもよい。
【００４２】
圧電素子１２は圧電性を備える。この圧電素子１２はたとえば、水晶、ランガサイトなどの圧電体、電気石、硫酸リチウム水和物、異極鉱などの焦電体、またはロッシェル塩、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛（たとえば、ＰＺＴ：商品名）などの強誘電体で形成される。焦電体は圧電体の一例であり、圧電性および焦電性を有する。強誘電体は、圧電体および焦電体の一例であり、圧電性および焦電性を有する。このような圧電素子１２では、一定の温度範囲内で磁界Ｍを作用させると、圧電性または焦電性またはこれらの双方の機能を発揮し、遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じる。圧電素子１２は、このような圧電機能が得られればよく、圧電性以外の性質を含んでもよい。
【００４３】
圧電素子１２は図２に示すように、一例として円柱形状に形成されている。圧電素子１２の高さＨ２は、圧電素子１２の直径Φ２より小さく設定されている（Ｈ２＜Φ２）。なお、圧電素子１２の形状は円柱形状以外の形状であってもよい。
【００４４】
この圧電素子１２は、磁気ヨーク１０の対向部１０−２と磁石８との間にある磁気ギャップ１８内に設置されている。これにより、圧電素子１２には磁界Ｍが通過する。圧電素子１２と磁石８との配置関係は、磁石８と圧電素子１２とを密着させてもよいし、磁気ギャップ１８を持たせて対向させてもよい。つまり、圧電素子１２に磁石８および磁気ヨーク１０で形成された平行な磁界Ｍを通過させればよい。また、磁石８から生じ、磁気ヨーク１０に収束させた磁界Ｍを圧電素子１２に通過させればよい。
【００４５】
なお、この実施の形態では、圧電素子１２の直径Φ２が磁石８の直径Φ１より大きく設定しているが、磁石８の直径Φ１と圧電素子１２の直径Φ２とが同じ大きさであってもよく、磁石８の直径Φ１が圧電素子１２の直径Φ２より大きくてもよい。
【００４６】
温度制御部１４は、圧電素子１２の温度を検知し、圧電素子１２を加熱または冷却して圧電素子１２の温度を一定の温度範囲内に制御する。
【００４７】
外装部材１６は、磁石８、磁気ヨーク１０、圧電素子１２および温度制御部１４を包囲し、被覆するケーシングの一例である。この外装部材１６の内部には空間部２０が形成され、この空間部２０は温度制御部１４によって一定の温度範囲に制御される。つまり、外装部材１６は、空間部２０からの放熱や、外部からの熱が加わることを抑制している。
【００４８】
この外装部材１６には、たとえば、断熱部材などの熱の通過を遮断する材料を用いればよく、たとえばグラスウール、ロックウールおよびシリコンフォームなどの耐熱断熱素材を用いればよい。このような外装部材１６を備えれば、空間部２０からの放熱や外部からの熱が加わることを防止でき、空間部２０の内部温度を一定に保温することが可能である。つまり、外装部材１６は保温部材でもある。このような外装部材１６の設置により、空間部２０の内部温度が一定範囲に制御され、加熱エネルギーのロスを低減でき、燃焼室６の発熱などによる外部からの熱を遮断でき、圧電素子１２が過熱されることもない。圧電素子１２の高温化を防止できる。
【００４９】
＜燃焼促進機能＞
【００５０】
この燃焼装置２−１について、燃焼促進装置４の燃焼促進機能を説明する。
【００５１】
磁石８は磁気ヨーク１０を磁化し、磁気ヨーク１０は磁石８から磁束を通過させる。磁石８の一方の円柱平面から出た磁束は磁気ヨーク１０を通過し、この磁気ヨーク１０の磁気回路で収束されて磁石８の他方の円柱平面に戻る。磁石８と磁気ヨーク１０の対向部１０−２との間には平行な磁界Ｍが生成されている。この磁界Ｍの中に置かれた圧電素子１２には磁束が通過する。この圧電素子１２は、外装部材１６の空間部２０に設置されているので、温度制御部１４により一定の温度範囲に制御される。
【００５２】
このように一定の温度範囲に制御された圧電素子１２に磁界Ｍを作用させると、圧電素子１２には圧電機能により遠赤外線を含む電磁波Ｅが生じ、放射される。外装部材１６を通過した電磁波Ｅは、燃焼室６内の燃料Ｆおよび空気ＢＡに放射される。
【００５３】
この電磁波Ｅの照射を受けた燃料Ｆでは、電磁波Ｅが燃料Ｆの分子や粒子に作用し、その分子や粒子を活性化させる。既述の通り、圧電素子１２から放射された遠赤外線領域のある特定波長の電磁波Ｅは、燃料Ｆの燃焼活性化学種に対して共鳴現象や共振現象を起こさせる。このような共鳴現象や共振現象は、燃料Ｆの燃焼を促進させる。これは非特許文献１にも開示されている。
【００５４】
この圧電素子１２としてたとえば、圧電体、焦電体および強誘電体は、遠赤外線を含む電磁波Ｅを発生する特性を有する。焦電体および強誘電体は、温度変化に応じて分極を変化させる特性を有する。これらの圧電体、焦電体および強誘電体に対し、磁界作用が加わると、遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じる。
【００５５】
一例として、磁石８が発生する磁束の磁束密度Ｂは概ね５０［ｍＴ（ミリテスラ）］以上であればよく、磁束密度Ｂがこの範囲内である場合、電磁波Ｅによる燃料Ｆの燃焼促進作用が得られる。５０［ｍＴ］以上３００［ｍＴ］以下の磁束密度Ｂは、既述の磁性材料により容易に得ることができる。磁束密度Ｂが１００［ｍＴ］前後、もしくは１００［ｍＴ］以上であれば、十分な磁束密度Ｂが得られ、その余裕割合が大きくなる。よって、磁束密度Ｂは５０［ｍＴ］以上３００［ｍＴ］以下が好ましく、１００［ｍＴ］以上３００［ｍＴ］以下が望ましい。
【００５６】
一例として、圧電素子１２の温度Ｔ１は４０［℃］以上１５０［℃］以下が好ましい。この範囲内にある温度Ｔ１では、電磁波Ｅによる燃料Ｆの燃焼促進作用が顕著となる。そこで、温度Ｔ１は、６０［℃］以上１１０［℃］以下が望ましい。温度Ｔ１では電磁波Ｅによる燃料Ｆの燃焼促進作用が高まる。この燃焼促進により、燃料Ｆが効率的に燃焼し、燃料Ｆの消費量の削減に寄与する。たとえば、磁束密度Ｂが５０［ｍＴ］から３００［ｍＴ］であって、圧電素子１２の温度Ｔ１が４０［℃］から１５０［℃］であれば、既述の電磁波Ｅの発生が顕著となる。これにより、燃料Ｆの燃焼促進が得られ、高められる。
【００５７】
＜温度制御部１４＞
【００５８】
図３Ａは、温度制御部１４の一例を示している。温度制御部１４には、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ２２および発熱部２４が含まれる。この実施の形態では、電源２６にＰＴＣサーミスタ２２を介して発熱部２４が接続されている。電源２６は交流でもよいし、直流でもよい。
【００５９】
ＰＴＣサーミスタ２２は、感熱制御素子の一例である。このＰＴＣサーミスタ２２は、感熱により電源２６から発熱部２４に流れる電流を制御する。ＰＴＣサーミスタ２２は、基準温度Ｔｃを境にして抵抗値が変化する。このＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値は、検出温度が基準温度Ｔｃを超えると、急激に上昇し、基準温度Ｔｃを下回ると、急激に下降するという可逆性を呈する。
【００６０】
発熱部２４は、ＰＴＣサーミスタ２２を介して接続された電源２６の給電により発熱する。この発熱部２４にはたとえばヒータや電熱器などが使用される。圧電素子１２の温度を一定の温度範囲内に加熱する。
【００６１】
このような温度制御部１４によれば、ＰＴＣサーミスタ２２で温度を検知し、その検知温度に応じた抵抗により、発熱部２４に供給される電流が制御される。これにより、発熱部２４の発熱温度を一定の温度範囲に制御することができる。
【００６２】
ＰＴＣサーミスタ２２は、圧電素子１２に磁気ヨーク１０の対向部１０−２を介して設置されている。このように圧電素子１２の近傍に設置されたＰＴＣサーミスタ２２は、圧電素子１２などから検出される温度に応じた内部抵抗を呈する。検出温度が所定の温度Ｔｃより低い場合には、発熱部２４を発熱させ、検出温度が温度Ｔｃより高い場合、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値が増大し、発熱部２４に流れる電流が低減され、その発熱を抑制する。
【００６３】
図３Ｂは、温度制御部１４の変形例を示している。圧電素子１２が所定温度範囲を超える場合には、図３Ｂに示すように、温度制御部１４は、既述の発熱部２４に代え、または発熱部２４とともに冷却部２８を備えてもよい。この冷却部２８の駆動を感熱制御部３０により制御することにより、外装部材１６の空間部２０および圧電素子１２を冷却し、所定温度範囲に調整してもよい。
【００６４】
＜第１の実施の形態の効果＞
【００６５】
第１の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
【００６６】
(1) 磁石８から磁界Ｍを圧電素子１２に加え、圧電素子１２から圧電機能により遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じさせる。圧電素子１２は温度制御部１４により加熱しまたは冷却することにより、一定の温度範囲内の温度に維持される。磁界Ｍが加えられることにより、圧電素子１２から生じた遠赤外線を含む電磁波Ｅを燃焼室６内の燃料Ｆおよび空気ＢＡに放射させる。これにより、燃焼室６で燃焼する燃料Ｆを活性化させ、燃焼を促進させる。
【００６７】
(2) このような燃焼促進により、燃料Ｆの燃焼が改善され、燃焼状態が改善される。燃焼速度や燃焼熱が高められる。
【００６８】
(3) この燃焼促進により、燃焼効率が高められ、燃料消費量の削減に寄与することができる。
【００６９】
〔第２の実施の形態〕
【００７０】
図４は第２の実施の形態に係る熱機関の一例を示す図である。図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００７１】
この熱機関２−２は既述の燃焼装置の一例である。この熱機関２−２には既存の熱機関部に既述の燃焼促進装置４を備える構成である。この熱機関２−２はたとえば、ディーゼルエンジンであり、燃料Ｆを燃焼させることにより、運動エネルギーを生成する。
【００７２】
この熱機関２−２には、シリンダブロック部３２、シリンダヘッド部３４およびクランク室３６が含まれる。
【００７３】
シリンダブロック部３２にはシリンダ３８が設置されている。このシリンダ３８は既述の燃焼室６（図１）に相当する。このシリンダ３８にはピストン４０が摺動可能に設置されている。
【００７４】
シリンダヘッド部３４はシリンダ３８のピストン４０の上部側に設置されている。このシリンダヘッド部３４には燃料噴射部４４、吸気部４６および排気部４８が備えられ、これらがシリンダ３８に接続されている。燃料噴射部４４はシリンダ３８の中央部に配置されている。吸気部４６および排気部４８は燃料噴射部４４を挟んで左右に配置されている。
【００７５】
燃料噴射部４４には燃料バルブ５０が設置されている。吸気部４６には吸気バルブ５２が設置されている。排気部４８には排気バルブ５４が設置されている。燃料バルブ５０が開かれることにより、燃料Ｆがシリンダ３８内に噴射される。吸気バルブ５２が開かれることにより、空気ＢＡがシリンダ３８内に供給される。また、燃焼排気ＦＧは排気バルブ５４が開かれることにより、シリンダ３８からピストン４０により押し出される。
【００７６】
このシリンダ３８の外面にはウォータージャケット５６が設置されている。このウォータージャケット５６は冷却部の一例である。このウォータージャケット５６には通水部５８が形成され、この通水部５８に冷却水を通流させる。これにより、シリンダ３８の熱が冷却水に熱交換され、シリンダ３８が冷却され、シリンダ３８の過熱を防止することができる。
【００７７】
クランク室３６にはクランクシャフト６０が設置され、このクランクシャフト６０にはコンロッド６２によりピストン４０が連結されている。このピストン４０の上下運動がコンロッド６２によりクランクシャフト６０に伝達され、回転運動に変換される。
【００７８】
この熱機関２−２では、吸入工程、圧縮工程、燃焼工程および排気工程により機械エネルギーが出力される。
【００７９】
(1) 吸入工程
【００８０】
この吸入工程で、空気ＢＡの流入は吸気バルブ５２を開き、吸気部４６から空気ＢＡをシリンダ３８内に流入させ、シリンダ３８内に閉じ込める。吸気バルブ５２は、ピストン４０がストロークＳの上側から下側に下降する間で開状態とし、ピストン４０がストロークＳの下部に到達したときに閉じる。
【００８１】
(2) 圧縮工程
【００８２】
圧縮工程では、燃料バルブ５０、吸気バルブ５２および排気バルブ５４を閉じる。この状態で、ピストン４０が上昇すると、シリンダ３８内にある空気ＢＡが圧縮され、空気ＢＡの温度が上昇する。この温度はたとえば、数百度に達する。
【００８３】
(3) 燃焼工程
【００８４】
ピストン４０がストロークＳの上死点に到達したときに、燃料バルブ５０を開き、高い圧力で圧縮された燃料Ｆがシリンダ３８に噴射される。燃料Ｆはシリンダ３８内で圧縮されて数百度に到達している空気ＢＡと反応して燃焼する。この燃焼は爆発である。シリンダ３８に噴射された燃料Ｆには、燃焼促進装置４から遠赤外線を含む電磁波Ｅが放射されており、既述の通り、電磁波Ｅによる燃焼が促進される。燃料Ｆと空気ＢＡを含む混合燃料の燃焼が促進し、この燃焼は爆発状態となり、しかも電磁波Ｅの燃焼促進機能が加わり、爆発力が増大する。この燃焼により燃焼排気ＦＧが生じる。シリンダ３８内の燃焼ガスは膨張状態となり、ピストン４０をストロークＳの下死点まで押し下げられる。つまり、燃料Ｆが爆発燃焼し、この燃焼エネルギーがピストン４０を移動させ、運動エネルギーに変換される。
【００８５】
(4) 排気工程
【００８６】
ピストン４０がストロークＳの下部まで押し下げされると、ピストン４０はクランクシャフト６０の慣性運動により上方向への運動に転じる。このとき、排気バルブ５４が開き、シリンダ３８内の燃焼排気ＦＧが外気に放出される。
【００８７】
このような熱機関２−２の吸入工程および燃焼工程において、シリンダ３８内の燃料Ｆおよび空気ＢＡには燃焼促進装置４から遠赤外線を含む電磁波Ｅの放射を受け、これにより、燃料Ｆおよび空気ＢＡが活性化し、燃料Ｆの燃焼が促進する。
【００８８】
この熱機関２−２において、圧電素子１２の円柱平面の面積は、（π×Φ２×Φ２）／４である。この圧電素子１２の平面からシリンダ３８の燃焼空間にある燃料Ｆおよび空気ＢＡに対し、既述の電磁波Ｅが放射される。
【００８９】
＜第２の実施の形態の特徴および効果＞
【００９０】
この第２の実施の形態の特徴事項、利点、変形例などを以下に列挙する。
【００９１】
(1) シリンダ３８で燃焼する燃料Ｆおよび空気ＢＡに対し、圧電素子１２から遠赤外線を含む電磁波Ｅが照射されるので、燃料Ｆの燃焼が改善され、促進させることができる。
【００９２】
(2) 圧電素子１２の温度は温度制御部１４で一定の温度範囲に制御されるとともに、磁石８および磁気ヨーク１０により磁界Ｍを作用させているので、遠赤外線を含む電磁波Ｅを得ることができる。
【００９３】
(3) 燃料Ｆの燃焼が改善されてシリンダ３８内の燃料Ｆが活性化し、熱機関２−２の燃焼過程において燃料Ｆの燃焼が助長され、燃焼効率が上昇する。その結果、熱機関２−２の燃料消費量が削減され、または単位燃料あたりの仕事量を増加させることができる。つまり、同等の燃料消費量であれば熱機関２−２の仕事量、つまり運動エネルギーが増加することになる。
【００９４】
(4) 燃焼促進装置４はたとえば、永久磁石、圧電材料、磁気ヨーク１０およびヒータなどにより構成でき、比較的安価な材料で実現できる。つまり、低い製造コストにより燃焼促進装置４が得られ、熱機関２−２の高効率化を実現できる。
【００９５】
(5) 燃焼促進装置４は熱機関２−２の外部に設置でき、熱機関２−２の構成を変更する必要がないので、設置が容易であり、設備を複雑化させることもない。
【００９６】
〔第３の実施の形態〕
【００９７】
図５は、第３の実施の形態に係る燃料噴射装置を示している。図５において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００９８】
この燃料噴射装置６４は燃焼促進装置の一例であり、燃焼促進機能とともに燃料噴射機能を備える。この燃料噴射装置６４には既述の燃焼促進装置４が含まれており、上記実施の形態と同一部分には同一符号を付してある。
【００９９】
この燃料噴射装置６４は筐体６６を備え、この筐体６６に燃焼促進装置４が設置されている。燃焼促進装置４は既述のように、磁石８と、磁気ヨーク１０と、圧電素子１２と、温度制御部１４とが備えられている。既述の外装部材１６は筐体６６に兼用されている。
【０１００】
この燃料噴射装置６４では、燃焼促進装置４に含まれる圧電素子１２が圧電アクチュエータとして機能させる。この実施の形態では、圧電素子１２に圧電性を有する部材を積層した積層構造を有する。斯かる積層構造の圧電素子１２によれば、単層の圧電部材からなる圧電素子に比較して大きい機械的変位が得られる。
【０１０１】
筐体６６には燃料供給管６８および噴射ノズル部７０が形成されている。燃料供給管６８は、燃料噴射装置６４の側面側を経て噴射ノズル部７０側に燃料Ｆを導く通路である。噴射ノズル部７０は、筐体６６の先端側に形成され、燃料噴射孔７２を備える。この噴射ノズル部７０の内側には燃料噴射孔７２を開閉する噴射弁７４が摺動可能に設置されている。この噴射弁７４と、圧電アクチュエータを構成している圧電素子１２との間には弁制御部７６が設置されている。圧電素子１２は圧電アクチュエータとして機械的変位を生じ、この機械的変位が弁制御部７６を通して噴射弁７４に伝えられる。つまり、圧電素子１２の機械的変位で噴射弁７４が操作される。これにより、燃料Ｆの噴射またはその噴射停止が制御される。
【０１０２】
圧電素子１２は電気配線７８を介して給電部８０に接続されている。給電部８０はたとえば、電気コネクタであり、駆動回路が接続されている。駆動回路により電気配線７８に電荷を充電させると、圧電素子１２には圧電効果により機械的変位たとえば、短縮する。この圧電素子１２の短縮により、弁制御部７６が引かれて移動する。このとき、噴射弁７４が燃料噴射孔７２の弁座部より離れる。つまり、燃料噴射孔７２が開かれ、燃料Ｆが噴射される。
【０１０３】
また、駆動回路により電気配線７８の電荷が放電されると、圧電素子１２に機械的変位が生じ、つまり、既述の短縮が解除され、もとの状態（伸長状態）に戻る。この圧電素子１２の機械的変位を受け、弁制御部７６が元の位置に復帰すると、噴射弁７４が弁座側に密着する。つまり、燃料噴射孔７２が閉じられ、燃料Ｆの噴射が解除（停止）される。
【０１０４】
＜第３の実施の形態の効果＞
【０１０５】
(1) この燃料噴射装置６４では、圧電素子１２の燃料噴射制御と相まって、圧電素子１２には遠赤外線を含む電磁波Ｅが生成される。この電磁波Ｅは、燃料供給管６８を通過している燃料Ｆに照射され、燃料Ｆの粒子や分子を活性化させることができる。
【０１０６】
(2) この燃料噴射装置６４が設置された熱機関では電磁波Ｅを照射し、燃料Ｆの燃焼を活性化させることがきる。
【０１０７】
〔第４の実施の形態〕
【０１０８】
図６は、第４の実施の形態に係る熱機関２−３を示している。図６において、図４と同一部分には同一符号を付してある。
【０１０９】
この熱機関２−３は、既述の熱機関２−２（図４）に設置された燃焼促進装置４および燃料バルブ５０に代え、燃料噴射装置６４を備える。つまり、燃料噴射機能および燃焼促進機能を備える燃料噴射装置６４が設置されている。
【０１１０】
このような燃料噴射装置６４からシリンダ３８に燃料Ｆが噴射されるとともに、燃料噴射装置６４から遠赤外線を含む電磁波Ｅがシリンダ３８内の燃料Ｆや空気ＢＡに放射される。斯かる構成では、燃料噴射装置６４を通過する燃料Ｆに対し、燃料噴射装置６４内で電磁波Ｅの照射を受け、さらに燃料噴射装置６４から放射される電磁波Ｅがシリンダ３８内の燃料Ｆや空気ＢＡに対しても照射されている。これにより、燃料Ｆの燃焼が促進され、爆発力を高められる。
【０１１１】
＜第４の実施の形態の効果＞
【０１１２】
(1) 既述の効果に加え、燃料噴射装置６４に燃焼促進装置４を組み込んだので、燃焼促進装置４のコンパクト化が図られる。
【０１１３】
(2) このような燃料噴射装置６４によれば、燃料Ｆの噴射機能に加え、通過中の燃料Ｆに電磁波Ｅを照射でき、噴射前の燃料Ｆの活性化を図ることができる。
【０１１４】
(3) シリンダ３８の頭部に設置された燃料噴射装置６４から遠赤外線を含む電磁波Ｅをシリンダ３８内の燃料Ｆに放射することができ、燃料の活性化、燃焼促進を図ることができる。
【０１１５】
(4) この実施の形態では、噴射前の燃料Ｆに対する電磁波Ｅの照射、噴射されたシリンダ３８内の燃料Ｆに対する電磁波Ｅの照射により、電磁波Ｅの多重照射が得られ、燃料Ｆの活性化、燃焼促進を高めることができる。
【０１１６】
(5) 燃料噴射装置６４に燃焼促進装置４を内蔵したので、熱機関２−３側の既存のシリンダ３８などの機械的構造を変更することなく、燃焼促進機能が得られ、熱機関２−３の運転経費を節減することができる。
【０１１７】
〔第５の実施の形態〕
【０１１８】
図７は、燃焼促進装置４の製造方法の一例を示している。この実施の形態では、温度制御部１４が磁石８側に設置されている。
【０１１９】
この製造工程には、磁気ヨーク１０の形成工程、磁気ヨーク１０に対する磁石８および圧電素子１２の設置工程、温度制御部１４の取付け工程、外装部材１６の取付け工程が含まれる。
【０１２０】
磁気ヨーク１０の形成工程では図７Ａに示すようにたとえば、軟鉄板を用いてＵ字形の磁気ヨーク１０を形成する。
【０１２１】
磁石８および圧電素子１２の設置工程では図７Ａに示すように、磁気ヨーク１０の対向部１０−１の内面側に磁石８を設置し、対向部１０−２の上面に圧電素子１２を設置する。これにより、圧電素子１２に磁界Ｍを通過させる。
【０１２２】
温度制御部１４の取付け工程では、たとえば図７Ｂに示すように、磁気ヨーク１０の対向部１０−１の上面に温度制御部１４を取り付ける。温度制御部１４を予め形成する。この温度制御部１４では、ヒータ２４０に感熱制御素子２２０を電気配線８２により直列に接続する。ヒータ２４０は発熱部２４の一例であり、電熱ヒータである。
【０１２３】
外装部材１６の取り付け工程では、図７Ｃに示すように、磁気ヨーク１０、磁石８、圧電素子１２、および温度制御部１４の周囲を外装部材１６で被覆する。外装部材１６はたとえば、断熱シートで構成する。この外装部材１６で磁気ヨーク１０および温度制御部１４を包み、この外装部材１６を結束紐８４で縛る。これにより、燃焼促進装置４が外装部材１６で被覆状態に維持する。
【０１２４】
磁石８、磁気ヨーク１０、圧電素子１２、感熱制御素子２２０、ヒータ２４０および外装部材１６には、たとえば以下の仕様または構成部材を使用すればよい。
【０１２５】
〔磁石８〕
素材：フェライト磁石
形状：円盤形状、直径（Φ）＝３０［ｍｍ］、高さ（Ｈ）＝６［ｍｍ］
磁束密度（Ｂ）＝約１００［ｍＴ］
【０１２６】
〔磁気ヨーク１０〕
素材：軟鉄
厚さ（ｔ）：２［ｍｍ］
【０１２７】
〔圧電素子１２〕
素材：モーガン社製  ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）
形状：円環形状、外径（Φ）＝４０［ｍｍ］、内径＝１４［ｍｍ］、高さ（Ｈ）＝７［ｍｍ］
【０１２８】
〔感熱制御素子２２０〕
レイケム社製のポリスイッチ
【０１２９】
ポリスイッチは、既述のＰＴＣサーミスタの一例である。既述のように、基準温度Ｔｃを境に抵抗値が急激に増減する性質（可逆性）を利用し、ヒータ２４０に供給する電力を制御する。ポリスイッチの温度が基準温度Ｔｃ未満になれば、ヒータ２４０に加えられる電力が増加する。これに対し、ポリスイッチの温度が基準温度Ｔｃに上昇すれば、抵抗値が上昇するので、ヒータ２４０に加えられる電力が制限される。このようなポリスイッチの動作により、圧電素子１２の温度がたとえば、９０［℃］に制御される。
【０１３０】
〔ヒータ２４０〕
出力：５［Ｗ］
【０１３１】
〔外装部材１６〕
素材：グラスウール
【０１３２】
以上の構成および仕様は一例であり、斯かる構成および仕様に本発明が限定されるものではない。
【０１３３】
〔第６の実施の形態〕
【０１３４】
図８は、第６の実施の形態に係るエンジン発電機２−４の一例を示している。このエンジン発電機２−４には既述の燃焼促進装置４（図１）が設置されている。
【０１３５】
エンジン発電機２−４は熱機関２−２の一例である。このエンジン発電機２−４には、エンジン部８６、発電部８８、バッテリ９０が含まれる。エンジン部８６には既述の熱機関２−２のシリンダブロック部３２、シリンダヘッド部３４およびクランク室３６を含むエンジン部分を備えればよい。このエンジン部８６の側面には既述の燃焼促進装置４が設置されている。エンジン部８６の上部側面の表面から圧電素子１２までの距離は、たとえば約３［ｃｍ］に設定されている。エンジン部８６では燃料Ｆの燃焼により運動エネルギーとして回転力が生成される。この回転力により、発電部８８が発電する。バッテリ９０は発電出力で充電される。バッテリ９０の出力は、電気配線８２を介して温度制御部１４に加えられている。
【０１３６】
そして、エンジン部８６には燃焼促進装置４から遠赤外線を含む電磁波Ｅが照射され、エンジン部８６における燃料Ｆの燃焼促進が図られている。
【０１３７】
エンジン発電機２−４には、たとえば以下の仕様または構成のエンジン発電機が用いられる。以下の仕様または構成は一例である。
【０１３８】
〔エンジン発電機２−４〕
製造元：  ハイガー産業社製
モデル：  ＨＧ６５００ＣＥ  ディーゼル発電機
エンジン：  ４ストローク、単気筒、空冷式エンジン
エンジン出力：  ９．９［ＨＰ（horse power ）］（７．４［ｋＷ］）
エンジンの回転数：  ３６００［ｒｐｍ］
エンジンの排気量：  ４０６［ｃｃ］
【０１３９】
〔実験〕
【０１４０】
この実験では、エンジン発電機２−４について、燃料消費量の測定を行った。エンジン発電機２−４の出力部には純抵抗１．２［ｋＷ］の負荷を接続し、斯かる負荷状態で運転した。燃焼促進装置４の有無により、軽油１０［ｃｃ］を消費する消費時間を比較した。
【０１４１】
この測定は、数分程度の暖気運転の後、エンジン部８６を安定させた後に開始した。燃料消費量は複数回の測定を行い、求められた燃料消費量の平均値を算出した。
【０１４２】
燃焼促進装置４を設置していない場合には、軽油１０［ｃｃ］が４１秒間で消費された。
【０１４３】
これに対し、燃焼促進装置４を設置した場合には、軽油１０［ｃｃ］が５７秒間で消費され、燃焼促進装置４を設置していない場合に比較し、１６秒間だけ長い運転時間が得られた。
【０１４４】
燃焼効率は、燃焼促進装置４を設置したエンジン部８６の軽油の消費時間を燃焼促進装置４を設置していないエンジン部８６の軽油の消費時間で割って求めた。上記実験例では、燃焼効率が約１．３９となり、３９％の効率の向上が確認された。
【０１４５】
この実験例では、磁石８の磁束密度（Ｂ）を約１００［ｍＴ］、つまり、１００［ｍＴ］または１００［ｍＴ］前後の磁束密度とした。これに対し、たとえば１００から３００［ｍＴ］の範囲であっても、上記実験例と同様に燃焼効率が得られることが確認された。
【０１４６】
〔実験結果〕
【０１４７】
図９は、実験により得られた特性曲線を示している。図９では、横軸に圧電素子１２の温度［℃］を示し、縦軸に燃焼効率を示している。実験では、燃焼促進装置４の燃焼促進機能を検証するため、圧電素子１２の温度とエンジン発電機２−４の燃焼効率との関係を検証した。つまり、エンジン部８６の外部に設置された燃焼促進装置４の圧電素子１２の温度変化に対し、燃焼効率が増減している。圧電素子１２の温度が４０［℃］ないし１５０［℃］における温度範囲での燃焼効率について、６０［℃］以上１１０［℃］の温度範囲内で最も燃焼促進が進み、燃焼効率が高くなっていることが理解できよう。この実験結果から明らかなように、圧電素子１２から発せられる電磁波Ｅの照射を受けるエンジン発電機２−４の燃焼効率が温度によって変化しており、電磁波Ｅの照射が燃焼効率に影響を与え、高効率化が図られている。
【０１４８】
図９に示す特性曲線では、圧電素子１２の温度が４０［℃］から８６［℃］の範囲で温度上昇につれて燃焼効率が上昇し、８６［℃］では、燃焼効率がｅ３＝１．３９となり、最も燃焼効率が良くなる。８６［℃］を超えると、燃焼効率は、温度上昇につれて下降している。圧電素子の温度が６０［℃］のとき、燃焼効率がｅ１となり、６０［℃］を超えると、燃焼効率の上昇割合が大きくなる。また圧電素子１２の温度が７０［℃］であれば、燃焼効率がｅ２となり、７０［℃］を超えると、燃焼効率の上昇割合が更に大きくなっている。
【０１４９】
燃焼効率は、６０から１１０［℃］の範囲においてｅ１以上の値となり、良好な燃焼効率が得られている。７０［℃］から１０５［℃］の範囲において、ｅ２以上の値となり、更に良好な燃焼効率が得られる。この実験結果から明らかなように、燃焼促進装置４を設置すれば、熱機関の燃料消費量が削減される。
【０１５０】
上記の実験例では、エンジン上部側面の表面から圧電素子１２までの距離は約３［ｃｍ］に設定したが、１０［ｃｍ］程度であっても燃料消費量の削減効果が見込まれる。
【０１５１】
上記実施例では、高さ（Ｈ）＝７［ｍｍ］のＰＺＴを用いたが、圧電物質を用いた燃料噴射装置に用いられるＰＺＴ、つまり積層構造を有するＰＺＴに置き換えて実施しても同様の効果が得られた。
【０１５２】
〔他の実施の形態〕
【０１５３】
上記した実施の形態または実施例について、変形例等を列挙する。
【０１５４】
(1) 上記実施の形態では、加熱手段として温度制御部１４を設置したが、熱機関で発生する熱で圧電素子１２を加熱してもよい。熱機関が加熱手段として利用される場合であっても圧電素子１２を加熱でき、燃料Ｆに電磁波Ｅを照射できる。
【０１５５】
(2) 上記実施の形態では、単一の磁石８で平行磁界を圧電素子１２に通過させるため、磁気ヨーク１０を設置したが、磁気ヨーク１０に代え、たとえば、二つの磁石を以て平行磁界を圧電素子１２に通過させる構成としてもよい。
【０１５６】
(3) 第３の実施の形態において、筐体６６で磁気ヨーク１０を構成してもよい。斯かる構成では燃焼促進装置４や燃料噴射装置６４を軽量化することができる。自動車、鉄道、船舶などの移動手段の熱機関に燃焼促進装置４を適用する場合、燃焼促進装置４の軽量化により、燃焼促進装置４を設置する移動手段への重量を軽減でき、移動手段の移動に要するエネルギーを低減でき、燃料量を削減化できる。
【０１５７】
(4) 上記実施の形態では、熱機関２−２にディーゼルエンジンの例を示したが、たとえばガソリンエンジン、ジェットエンジン、ロケットエンジンなどの他の熱機関でもよい。また、エンジンについても、２サイクルエンジン、４サイクルエンジン、ロータリーエンジンなどいずれであってもよい。
【０１５８】
(5) 燃焼促進装置４の設置箇所は、シリンダヘッド部３４の直上に限定されず、シリンダ３８の近傍に設置すればよい。たとえばシリンダ３８の側面に設置してもよいし、電磁波Ｅを燃料Ｆに照射できる位置であればよい。
【０１５９】
(6) 磁気ヨーク１０が馬蹄形としたが環状であってもよい。磁気ギャップ１８内に圧電素子１２を設置する構成であれば、磁気ヨーク１０の形状はＣ字形に限定されない。
【０１６０】
(7) 上記実施の形態では、外装部材１６の内部に磁石８や圧電素子１２を設置したが、外装部材１６には、圧電素子１２から発せられる電磁波Ｅが通過する材料で構成すればよい。
【０１６１】
以上述べたように、本発明の好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１６２】
２−１  燃焼装置
２−２、２−３  熱機関
２−４  エンジン発電機
４  燃焼促進装置
６  燃焼室
Ｆ  燃料
ＢＡ  空気
ＦＧ  排気
８  磁石
１０  磁気ヨーク
１０−１、１０−２  対向部
１０−３  湾曲部
１２  圧電素子
１４  温度制御部
１６  外装部材
１８  磁気ギャップ
２０  空間部
２２  ＰＴＣサーミスタ
２４  発熱部
２６  電源
２８  冷却部
３０  感熱制御部
３２  シリンダブロック部
３４  シリンダヘッド部
３６  クランク室
３８  シリンダ
４０  ピストン
４４  燃料噴射部
４６  吸気部
４８  排気部
５０  燃料バルブ
５２  吸気バルブ
５４  排気バルブ
５６  ウォータージャケット
５８  通水部
６０  クランクシャフト
６２  コンロッド
６４  燃料噴射装置
６６  筐体
６８  燃料供給管
７０  噴射ノズル部
７２  燃料噴射孔
７４  噴射弁
７６  弁制御部
７８  電気配線
８０  給電部
８２  電気配線
８４  結束紐
８６  エンジン部
８８  発電部
９０  バッテリ
２２０  感熱制御素子
２４０  ヒータ
【図１】
2014122686.tif 000003
【図２】
2014122686.tif 000004
【図３】
2014122686.tif 000005
【図４】
2014122686.tif 000006
【図５】
2014122686.tif 000007
【図６】
2014122686.tif 000008
【図７】
2014122686.tif 000009
【図８】
2014122686.tif 000010
【図９】
2014122686.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月6日(2013.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、
前記圧電素子に磁界を作用させ、
前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する、
ことを特徴とする燃焼促進方法。
【請求項２】
前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃焼促進方法。
【請求項３】
前記圧電素子は、４０℃ないし１５０℃の温度範囲に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼促進方法。
【請求項４】
前記磁界は、直流磁界または交流磁界であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項５】
前記圧電素子に作用させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項６】
前記圧電素子が圧電性を備える圧電体であり、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を発生させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項７】
燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
を備えることを特徴とする燃焼促進装置。
【請求項８】
さらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の燃焼促進装置。
【請求項９】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の燃焼促進装置。
【請求項１０】
前記磁石を含む磁気回路を備え、この磁気回路のギャップ内に前記圧電素子を備えることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかの請求項に記載の燃焼促進装置。
【請求項１１】
燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、
燃料を燃焼させる燃焼室と、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
を備えることを特徴とする熱機関。
【請求項１２】
さらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の熱機関。
【請求項１３】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の熱機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子に作用させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであればよい。上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子が圧電性を備える圧電体であり、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を発生させてもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月1日(2014.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、
前記圧電素子に磁界を作用させる磁石および磁気ヨークを含む磁気回路を前記燃焼室の近傍に形成し、該磁気回路に形成された磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を作用させ、
前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する、
ことを特徴とする燃焼促進方法。
【請求項２】
燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、
前記圧電素子に磁界を作用させ、
前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射し、
前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御する、
ことを特徴とする燃焼促進方法。
【請求項３】
前記圧電素子は、４０℃ないし１５０℃の温度範囲に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼促進方法。
【請求項４】
前記磁界は、直流磁界または交流磁界であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項５】
前記圧電素子に作用させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項６】
前記圧電素子が圧電性を備える圧電体であり、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を発生させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項７】
燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁気回路と、
を備えることを特徴とする燃焼促進装置。
【請求項８】
燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする燃焼促進装置。
【請求項９】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の燃焼促進装置。
【請求項１０】
燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、
燃料を燃焼させる燃焼室と、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁気回路と、
を備えることを特徴とする熱機関。
【請求項１１】
燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、
燃料を燃焼させる燃焼室と、
磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする熱機関。
【請求項１２】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の熱機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進方法は  燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、前記圧電素子に磁界を作用させる磁石および磁気ヨークを含む磁気回路を前記燃焼室の近傍に形成し、該磁気回路に形成された磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を作用させ、前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する。これにより、燃焼が活性化され、燃焼が改善され、且つ燃焼を促進させることができる。この結果、燃料の消費量が低減される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進方法は、燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、前記圧電素子に磁界を作用させ、前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射し、前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御してもよい。圧電素子の温度が低い場合には、既述の温度範囲になるように加熱すればよいし、圧電素子が過熱される場合にはその温度範囲になるように冷却すればよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進装置は、燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁気回路とを備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進装置は、燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記課題を解決するため、本発明の熱機関は、燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、燃料を燃焼させる燃焼室と、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁気回路とを備える。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明の熱機関は、燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、燃料を燃焼させる燃焼室と、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備える。
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月13日(2015.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、
前記圧電素子に磁界を加える磁石および磁気ヨークを含む磁気回路を前記燃焼室の近傍に形成し、該磁気回路に形成された磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を通過させ、
前記磁界を通過させた前記圧電素子から遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する
ことを特徴とする燃焼促進方法。
【請求項２】
燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、
前記圧電素子に磁界を通過させ、
前記圧電素子から遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射し、
前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御する、
ことを特徴とする燃焼促進方法。
【請求項３】
前記圧電素子は、４０℃ないし１５０℃の温度範囲に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼促進方法。
【請求項４】
前記磁界は、直流磁界または交流磁界であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項５】
前記圧電素子を通過させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項６】
前記圧電素子が圧電性を備える圧電体であり、前記磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を得ることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
【請求項７】
燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、
磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を加える磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を通過させる磁気回路と、
を備えることを特徴とする燃焼促進装置。
【請求項８】
燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、
磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を加える磁石と、
前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする燃焼促進装置。
【請求項９】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の燃焼促進装置。
【請求項１０】
燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、
燃料を燃焼させる燃焼室と、
磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を加える磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を通過させる磁気回路と、
を備えることを特徴とする熱機関。
【請求項１１】
燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、
燃料を燃焼させる燃焼室と、
磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
前記圧電素子に前記磁界を加える磁石と、
前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とする熱機関。
【請求項１２】
前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の熱機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進方法は、燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、前記圧電素子に磁界を加える磁石および磁気ヨークを含む磁気回路を前記燃焼室の近傍に形成し、該磁気回路に形成された磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を通過させ、前記磁界を通過させた前記圧電素子から遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する。これにより、燃料が活性化され、燃焼が改善され、且つ燃焼を促進させることができる。この結果、燃料の消費量が低減される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進方法は、燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、前記圧電素子に磁界を通過させ、前記圧電素子から遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射し、前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御してもよい。圧電素子の温度が低い場合には、既述の温度範囲になるように加熱すればよいし、圧電素子が過熱される場合にはその温度範囲になるように冷却すればよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子を通過させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであればよい。上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子が圧電性を備える圧電体であり、前記磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を得ればよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進装置は、燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を加える磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を通過させる磁気回路とを備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進装置は、燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を加える磁石と、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備える。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記課題を解決するため、本発明の熱機関は、燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、燃料を燃焼させる燃焼室と、磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を加える磁石および磁気ヨークを含み、前記燃焼室の近傍に形成されて磁気ギャップ内で前記圧電素子に前記磁界を通過させる磁気回路とを備える。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明の熱機関は、燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、燃料を燃焼させる燃焼室と、磁界の通過により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を加える磁石と、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備える。
【国際調査報告】
2014122686.tif 000012
2014122686.tif 000013
2014122686.tif 000014
2014122686.tif 000015