(57)【要約】【課題】装置に設けられた流体通路に処理すべき流体を通すだけで、流体の物理又は化学特性を改質することができる流体改質器、特に燃料の燃焼効率を向上させることができる流体改質器を提供すること。【解決手段】流体と改質材とが非接触となるように流体通路と改質材収容部を分離して設けた筐体と、前記改質材収容部に収容した改質材であって、ランタン及びセリウムを含有する改質材と、該改質材の中に配置した良導体と、球体部とこれを支持する支持部を有する非磁性体部材を有し、前記非磁性体部材の支持部が誘導線により前記筐体に接続している流体改質器。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体と改質材とが非接触となるように流体通路と改質材収容部を分離して設けた筐体と、前記改質材収容部に収容した改質材であって、ランタン及びセリウムを含有する改質材と、該改質材の中に配置した良導体と、球体部とこれを支持する支持部を有する非磁性体部材を有し、前記非磁性体部材の支持部が誘導線により前記筐体に接続していることを特徴とする流体改質器。
【請求項２】
内燃機関本体のシリンダーブロックに接続するための別の誘導線が前記筐体に接続している請求項１記載の流体改質器。
【請求項３】
非磁性体部材の縦断面図において、球体部の円形断面の中心に向かう支持部の底辺の角度（仰角）が４１〜６１度の範囲内に有る請求項１又は２記載の流体改質器。
【請求項４】
前記流体が燃料であって、該流体改質器改質材が内燃機関に取り付けられるものであり、前記非磁性体部材が空気吸入管に接続し、該空気吸入管流路の略中心に非磁性体部材の球体部が設置されるものである請求項１〜３のいずれか１項記載の流体改質器。
【請求項５】
前記改質材が電気石（トルマリン）を含有する請求項１〜４のいずれか１記載の流体改質器。
【請求項６】
前記筐体が、常磁性金属、その合金、プラスチック、磁器、陶器、炭素繊維及びガラスから選ばれる少なくとも１種の材料から構成されてなる請求項１〜５のいずれか１項記載の流体改質器。
【請求項７】
流体通路と改質材収容部とが、前記筐体を構成する材料で形成された分離壁により分離されている請求項１〜６のいずれか１項記載の流体改質器。
【請求項８】
前記良導体が、金属材料で形成された線状又板状部材である請求項１〜７のいずれか１項記載の流体改質器。
【請求項９】
前記良導体が、銀又は銀合金で形成された線状又板状部材若しくは銀又は銀合金で表面被覆されてなる線状又板状部材である請求項８記載の流体改質器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載の流体改質器が内燃機関に取り付けられ、かつ流体改質器の非磁性体部材が内燃機関の空気吸入管に接続され、非磁性体部材の球体部が該空気吸入管流路の略中心に設置されていることを特徴とする改良内燃機関。
【請求項１１】
内燃機関がガソリンエンジン又はディーゼルエンジンである請求項１０記載の改良内燃機関。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の改良内燃機関を用い、流体改質器の流体流入口から処理すべき燃料を導入し、流体改質器の流体流出口から処理ずみの燃料を内燃機関に導入し、空気吸入管より活性化した空気を取り入れて運転することを特徴とする内燃機関の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼効率向上や排気浄化改善に、特に、燃料及び流入空気を改質して、燃焼効率を高めるとともに、排気ガス中の粒状物質等の環境汚染物質の排出量を低減することができる流体改質器、該流体改質器を取り付けた内改良燃機関及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の使用台数が急増の一途をたどり、その排気ガスによる環境汚染に伴った人体毒性影響、および炭酸ガス（ＣＯ２）による地球温暖化の促進が大きな社会問題となっている。そのため、自動車分野においては、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、炭化水素（ＨＣ）などの有害物を削減する排気浄化技術および燃焼効率を改善して、使用する燃料を減少させてＣＯ２の排出量を削減する燃費向上技術の開発が必須課題となっている。
このため、一部の新型のガソリン車では、直噴方式を採用し、燃料を内燃機関内に直接噴霧して、燃料を微細化することにより、燃焼効率を高めて燃費向上を図っている。
しかし、この方式を、既存の使用中の車を改造することにより適用することは殆ど不可能である。
【０００３】
また、燃費向上技術の１つとして内燃機関と電気モーターを組み合わせたハイブリット方式がある。この方式では、エンジン駆動力に余裕があるときに発電して電力を蓄電池に蓄え、その電力を利用して燃費向上を図るものである。
しかし、このハイブリット方式は、車両価格が高いこと、また、最終的に産業廃棄物となる有害な金属や電解質を含む蓄電池の処理などを考えると、必ずしも優れた方式とは言い難いものである。また、既存の使用中の車を改造することにより適用することは殆ど不可能である。
このような状況下において、特開２００１−２３４８１９号公報に、流体と改質材とが非接触となるように流体通路と改質材収容部を分離して設けた筐体と、前記改質材収容部に収容した改質材と、該改質材の中に配置した良導体と、前記筐体に接続したアース線（誘導線）とを有することを特徴とする流体改質器が開示されている。この流体改質器を燃料改質器として自動車のエンジンに組み合わせると、エンジンにおける燃料の燃焼効率を高めるとともに、優れた有害物質生成抑制効果も得られるものである。
しかしながら、さらに優れた燃料の燃焼効率や有害物質生成抑制効果が得られる流体改質器や内燃機関の運転方法の開発が求められている。
【特許文献１】
特開２００１−２３４８１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、装置に設けられた流体通路に処理すべき流体を通すだけで、流体の物理又は化学特性を改質することができる流体改質器、特に燃料の燃焼効率を向上させることができる流体改質器を提供することを目的とする。
本発明は、又、燃料の燃焼効率が向上した改良内燃機関を提供することを目的とする。
本発明は、又、上記流体改質器を用いた内燃機関の運転方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記特開２００１−２３４８１９号公報に開示された流体改質器の改質材成分としてランタン及びセリウムを含有させること、及び球体部とこれを支持する支持部を有する非磁性体部材を有し、前記非磁性体部材の支持部を誘導線により前記筐体に接続させると、上記課題を効率的に解決できるとの知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明は、流体と改質材とが非接触となるように流体通路と改質材収容部を分離して設けた筐体と、前記改質材収容部に収容した改質材であって、ランタン及びセリウムを含有する改質材と、該改質材の中に配置した良導体と、球体部とこれを支持する支持部を有する非磁性体部材を有し、前記非磁性体部材の支持部が誘導線により前記筐体に接続していることを特徴とする流体改質器を提供する。
本発明は、又、上記流体改質器が内燃機関に取り付けられ、かつ流体改質器の非磁性体部材が内燃機関の空気吸入管に接続され、非磁性体部材の球体部が該空気吸入管流路の略中心に設置されていることを特徴とする改良内燃機関を提供する。
本発明は、又、上記改良内燃機関を用い、流体改質器の流体流入口から処理すべき燃料を導入し、流体改質器の流体流出口から処理ずみの燃料を内燃機関に導入し、空気吸入管より活性化した空気を取り入れて運転することを特徴とする内燃機関の運転方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の流体改質器を形成するための筐体は、流体通路と改質材収容部を内部に設けるための容器若しくはハウジングであり、その形状は、直方体状、板状、円柱状など任意の形状とすることができる。
本発明では、該筐体に流体通路と改質材収容部を、流体と改質材とが非接触状態となるように分離して設けることが重要である。具体的には、流体通路と改質材収容部とが、前記筐体を構成する材料で形成された分離壁により分離されているのがよい。このような形態としては、管状などの流体通路の壁面が液体不透過材料で形成され、流体通路壁面の反対側の少なくとも一部、場合により全部を取り巻き接触するように改質材収容部が設けられている態様があげられる。
流体通路は、直管または屈曲管構造とするのが好ましいが、これらに限定されない。又、改質材収容部は、直方体状、円筒状及び円柱状など任意とすることができるが、図１に示すように縦断面が波状の凹凸構造となるのが好ましい。
【０００７】
筐体を構成する材料としては、常磁性金属、その合金、プラスチック、磁器、陶器、炭素繊維及びガラスから選ばれる少なくとも１種の材料があげられる。プラスチック、磁器、陶器、炭素繊維及びガラスなどは、導電性カーボンブラックなどの導電性材料を含有したものも適用できる。常磁性金属としては、アルミニウムやマグネシウム等が好ましい。筐体を構成する材料としては常磁性金属が好ましく、特にアルミニウムが好ましい。
本発明では、特に、上記分離壁を含めて筐体全体を、上記材料で形成するのが好ましい。
本発明では、改質材収容部に収容する改質材として、ランタン及びセリウムを含有させたものを用いることが必須である。ここで、ランタンとしてはランタン金属自体を用いることができるが、ランタンを含有する鉱物、例えば、カイジュウ石、モナズ石、リンカイ石、セル石、カツレン石、ホウカイ石、ホタル石などを粉砕して用いることができる。又、セリウムもセリウム金属自体を用いることができるが、セル石、ガドリン石、サマルスキー石などを粉砕して用いることができる。
【０００８】
ランタン及びセリウムの使用量は特に限定されないが、流体改質器あたり、合計量で０．０１〜０．５ｇ（金属として）程度用いるのが好ましく、ランタン／セリウムを質量比で１０／１〜１／１０程度の割合で用いるのが好ましい。又、後述の電気石（トルマリン）１００質量部当たり、ランタン及びセリウムを合計量で０．０１〜０．５質量部（金属として）程度用いるのが好ましく、より好ましくは０．１〜０．２質量部である。
改質材としては、さらに、電気石（トルマリン）を用いるのが好ましい。電気石（トルマリン）は、自発分極特性を有する鉱石であり、地球創生期に高温・高圧下で生成した硼素のケイ酸塩結晶鉱物である。その化学組成式は（Ｃａ，Ｎａ）Ｘ３Ａｌ６（ＢＯ３）３  Ｓｉ６Ｏ１８（ＯＨ，Ｆ）４で表される。ただし、Ｘは、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、ＬｉおよびＡｌのいずれか、またはそれらの組み合わせである。
電気石は、外部電界を印加しなくても自発分極し、電磁波及び陰イオンを放射する特性がある。特に、微粉末化にすれば、極度に強い電界を発揚し、その電界強度は数ミクロンになると１０４Ｖ／ｍ〜１０７Ｖ／ｍになるとの公開データがある。
【０００９】
また、電気石には、圧電気性および温度変化電気性という特性があり、圧力を加えたり、加温すると電磁波の放射が増強されると共に、電気石周囲にピエゾ電気およびピロ電気と呼ばれる電流が強く発揚することが知られている。特に、温度変化電気性は温度が１０℃上昇するごとに、２倍増加することが明らかとなっている。
本発明は、基本的には電気石微細粉末の自発分極による強力な電磁波放射、及びランタン及びセリウムによる放射線エネルギーを利用して、燃料及び流入空気を改質し、燃料の燃焼効率向上をもたらすと共に、排気ガスの浄化を計るものである。従って、電気石を、粉砕して、平均粒径約３μｍのものを用いるのがよい。
【００１０】
本発明では、電気石（トルマリン）粉末、ランタン及びセリウム又は、これらと、植物性炭化物、黒鉛、導電性カーボンブラック、ダイヤモンド、炭素同位元素、カリウム同位元素、二酸化マンガン、ケイ酸とその塩類、２価を呈する金属の酸化物及び塩類から選ばれる少なくとも１種の粉末との混合物を用いることができる。又、これらを、無機塩を含む水溶液または水で、混練、固化した後、焼結したものも用いることができる。これらのうち、電気石（トルマリン）とランタン及びセリウムと、植物性炭化物、黒鉛、ケイ酸とその塩類、２価を呈する金属の酸化物及び塩類から選ばれる少なくとも１種との焼結体を用いるのが好ましい。この焼結体は、例えば、電気石、二価を呈する金属の酸化物及び塩類、黒鉛、植物性炭化物、ケイ酸とその塩類の微細粉末を、無機塩含有水で混練、固化及び焼結させて得ることができる。
【００１１】
特に、マンガン等の２価を呈する金属の酸化物及び塩類との混和により、電気石の電磁波放射性が増強された。この理由は、理論的にはまだ不明な部分が多いが、上記の金属、その酸化物及び塩類の多くのものは遷移性を有することから、電気石の自発分極性を向上するものと推察される。
黒鉛は、六角形の網目状を呈する、炭素原子の平面膜が重なり合った層状構造を有する巨大分子であり、良好な電気伝導性を有する物質である。この黒鉛との混和により、電気石の電磁波の発揚性が増強された。この理由についても理論的にはまだ明確でないが、黒鉛との均一混合により、電気石が発する電磁波が、均一かつ一定の方向性を有することが、結果として電磁波効果を増強するものと推定される。
植物性炭化物、ケイ酸およびその塩類も、黒鉛と同様に電気良導性があることが知られている。これらとの均一混和により、電気石の電磁波の発揚性が増強された。
【００１２】
無機塩含有水は、通常の水と比較して、電気伝導性が大きい。この無機塩含有水で、電気石、２価を呈する金属の酸化物及びその塩類、黒鉛、植物性炭化物、ケイ酸及びその塩類の微粉末を混練することにより、電磁放射性がより一層増強された。
本発明では、改質材を上記成分を含有する単一層として形成するのがよいが、電気石（トルマリン）と、植物性炭化物、黒鉛、ケイ酸とその塩類、２価を呈する金属の酸化物及び塩類から選ばれる少なくとも１種との焼結体の第１の層と、ランタン及びセリウムと、炭素同位元素、カリウム同位元素、二酸化マンガンを混合してなる第２の層を用い、これらがお互いに接触するように形成してもよい。
本発明で用いる前記良導体としては、金属材料で形成された線状又板状部材であるのが好ましく、特に、銀又は銀合金で形成された線状又板状部材若しくは銀又は銀合金で表面被覆されてなる線状又板状部材であるのが好ましい。
良導体は、改質材の中に配置されるが、改質材収容部の内部壁表面に接触又は非接触のいずれでもよいが、内部壁表面の少なくとも一部に接するように設けるのがよい。特に、改質材収容部の内部壁表面のうち、流体通路に近い部分に設けるのがよく、改質材収容部が図１に示すようにその縦断面が波状の凹凸構造となっている場合には、凹構造部の底に設けるのが好ましい。良導体は１本でもよいが複数本設けるのがよい。尚、良導体は、改質材収容部内に、流体通路の全長に沿って設けることができるが、その一部に設けても良い。
【００１３】
本発明の流体改質器では、又、球体部とこれを支持する支持部を有する非磁性体部材を有し、前記非磁性体部材の支持部を誘導線により前記筐体に接続させることを特徴とする。このような非磁性体部材としては、球体部に円柱状や円錐形などの支持部が接続しているものや、さらに支持部材の誘導線との接続側に空気吸入管流路に接合するためのジョイント部を設けた形態のものとすることができる。これらのうち、図３に示すように、球体部の円形断面の中心に向かう支持部材の底辺の角度α（仰角）が４１〜６１度の範囲内に有るのが好ましい。特に、好ましくは、角度αは、４６〜５６度であり、さらに好ましくは約５１度で、最も好ましくは、５１度５０分４０秒である。
ここで、図３に示すように、該支持部は球体部に向かって細くなるようなテーパーを有する円錐体であるのが好ましい。又、該支持部には、空気吸入管流路などに接合するためのジョイント部を設けるのが好ましい。
非磁性体部材には、前記筐体に接続させるための誘導線が接続されているが、非磁性体部材と誘導線とは同一部材により、一体のものとして形成されていてもよい。
【００１４】
誘導線は、例えば、後述のものや、銅、アルミニウムや非磁性体などの金属材料で形成されるのが好ましく、特に、非磁性体部材に接続する誘導線としては、銅やアルミニウムで形成されるのが好ましい。又、非磁性体部材は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属材料で形成されるのが好ましく、特に、ステンレス鋼やアルミニウムで形成されるのが好ましい。
又、誘導線は、縦断面積が真円形や略円形であるのが好ましく、その直径が０．０１〜１０ｍｍであるのが好ましい。球体部は、球体部の円形断面の中心に向かう支持部の底辺の角度α（仰角）が４１〜６１度の範囲内に有るような大きさとして決定されるが、その直径が３〜１０ｍｍ、特に約６ｍｍの球状体であるのが好ましい。このようにすることにより、ランタン及びセリウムからもたらされるエネルギーを最大効率で利用することができる。
非磁性体部材と接続する誘導線の反対の端（他端）を筐体に接続する。筐体への接続位置は任意とすることができるが、流体改質器の上面や底面の端部に接続するのがよい。
【００１５】
本発明の流体改質器では、内燃機関本体のシリンダーブロックに接続するための別の誘導線を筐体に接続するのがよい。この誘導線の材質は任意とすることができるが、銀や銅などの反磁性金属製、あるいはその合金製、または金メッキ銅製や銀メッキ銅製のものを用いるのがよい。誘導線は筐体の流体流出部分に接続されているのがよいが、又、流体改質器の上面又は底面の略中央に接続するのも好ましい。このように、筐体に誘導線が接続されていると、改質材が発する電磁波の影響範囲をより拡大させることができる。
本発明において、対象とする流体としては、ガソリンやディーゼル燃料などの内燃および外燃機関用燃料、自動車用排ガス、水道水などの各種水、プロパンなどの気体燃料などがあげられる。これらのうち、自動車燃料や自動車用排ガスが好ましい。
次に、本発明の流体改質器を、燃料及び流入空気の改質器を代表例として、図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の燃料及び流入空気改質器１の分解斜視図であり、図２は図１の改質器１の横断面図である。
図中、改質器１は、流体流入口２と流体流出口３をもつアルミニウム製キャップ４を備え、内部に流体通路５が設けられたアルミニウム製の胴体６とで形成されている。つまり、筐体は、キャップ４と胴体６とから構成されている。流体通路５は、長手方向に４本の連続した流路となっているが、流体通路５の上側に分離壁７が設けられており、流体通路５と波形間隙形状の改質材収容部８とが分離されて設けられている。分離壁７も胴体６と同様にアルミニウム製であり、最も薄い部分の肉厚は約２ｍｍである。胴体６は、上側部分と下側部分の２つの部材から形成されているが、これらは密着されて一体となっている。
改質材収容部８の内部表面に良導体である銀線９が展長してある。尚、改質材収容部８の内部表面には銀線９の位置決め用の溝を形成してある。そして改質材収容部８に改質材１０が充填してある。銅製誘導線１１は、改質器１の胴体に接続している。ここで、改質材としては、電気石（トルマリン）、ランタン及びセリウム、植物性炭化物、黒鉛、ケイ酸とその塩類、２価を呈する金属の酸化物及び塩類の微粉末との焼結体が用いられている。
【００１７】
又、胴体６には、球体部１３とこれを支持する支持部１６を有する非磁性体部材１２が誘導線１４により接続されている。
非磁性体部材１２の詳細は図３に示されているように、球体部１３には球体部１３と同じ非磁性体で形成されている支持部１６が接続されており、該支持部１６は、球体部１３に向かって細くなるようなテーパーを有し、該支持部１６には、空気吸入管流路に接合するためのジョイント部１７が設けられている。
【００１８】
流体通路５は、流体流入口２と流体流出口３を有し、流体流入口２に燃料供給パイプおよび流体流出口３に内燃機関への燃料供給パイプが接続された時に、この接続部をホースバンド等で締め付けることにより、燃料漏れを起こさないようになっている。また、流体通路５の断面形状は、実施形態においては円形としているが、これに限らず楕円形、方形等であっても構わない。また、本実施形態においては、流体通路５は、４本の連続した屈曲管状を有しているが、その屈曲本数は４本以外であっても構わない。また、屈曲をしない直管等であってもよい。
銀線９と改質材１０は、胴体６と同じ長さにして成形され、その両端部は、それぞれ流体流入口２および流体流出口３を有するアルミニウム製キャップ４で密閉されている。
本実施形態における改質器１の外観は、方形をしているが、多角方形、円筒形、楕円球形、球形等であっても改質器に適用できる。
本実施形態の改質器１におけるアルミニウム製キャップ４は、片側のものに流体流入口２と流体流出口３の両方を有しているが、両側のキャップ４がそれぞれ別々に流体流入口２と流体流出口３をもっていてもよい。
【００１９】
アルミニウム製キャップ４の一端部には、内径が流体通路５の内径とほぼ等しい流体流入口２及び流体流出口３が取り付けられている。一方、アルミニウム製キャップ４の他端部は、胴体６の両端各々の外周部に嵌合するようになっている。尚、胴体６は、上部基盤と下部基盤を組み合わせて、形成してもよい。
改質器１は、故障がなく半永久的使用が可能であるので、分解保守の必要性がないため、胴体６及びキャップ４との接合部は、ネジによる固定のほか、ロウづけ、溶接、接着剤による接着等の方法で固定してもよい。
この改質器１において、改質材収容部８の内部表面に銀線９を長手方向に添って挿入しているのは、改質材１０から放射される電磁波を流体通路５の方向に呼び集め、電磁波密度を高くして燃料の改質を高めるためである。本実施形態では、銀を利用しているが、集電磁波効果を持つ銅、金等の反磁性金属を利用することもできる。また、本実施形態では、銀線９は改質材収容部８の内部表面で流体通路に沿って挿入されており、流体通路に並行して両端部まで伸長しているが、銀線９の挿入は、並行方向でなくても、流体通路に対して直角方向、斜方向等であってもよい。また、銀線９は、銀メッキ、銀箔等に代替することも可能である。
【００２０】
誘導線１１は、改質材１０から放射する電磁波を誘導し、電磁波の影響範囲を、自然吸気型のガソリンエンジンや直噴型のガソリンエンジン及びディーゼルエンジンの燃料室まで拡大するだけではなく、さらに空気流入部にまでも拡大することにより、燃料の改質効果を増強するとともに、流入空気をも改質するために設けられたものである。そのため、誘導線１１の一端は改質器１の胴体と接続し、他端は改質器１を取り付けたガソリン車やディーゼル車のエンジン本体のシリンダーブロックに接続させるのがよい（図４参照。なお、図４の詳細については後述する）。
誘導線１１の材質は、集電磁波効果の高い銅、銀等の反磁性金属、あるいはそれらの合金、及び銀メッキ銅線、金メッキ銅線等が利用できるが、本実施形態では、入手が容易で価格が安いプラスチック製被服材を有する銅線を使用している。
本発明では、改質器１の胴体に接触させた良導体の銅製誘導線１１を内燃機関本体のシリンダーブロックに接続させると、改質材１０から発せられる電磁波の影響範囲が拡大するので好ましい（図４参照。なお、図４の詳細については後述する）。この電磁波の影響範囲の拡大により、燃料の一層の改質および流入空気の改質が可能となる。
【００２１】
図１の改質器では、改質材１０の充填部分に近接させて流体通路５を設け、燃料や空気がこの流体通路５を高速に通過する際、改質材１０を加圧し、電気石の圧電気性を増強させている。
尚、図１の改質器では、改質材収容部８は、波形間隙形状となっているが、直方体状などでもよく、又、改質材収容部８の下側だけでなく、上側や側面に設けてもよいが、図１に示すように、波形間隙形状として、下側に設けるのが好ましい。
次に、改質器１を取り付けた内改良燃機関及びその運転方法を、図４を用いて説明する。
図４は、本発明に係わる燃料および流入空気改質器１を備えたガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンの構造を示している。図中、エンジン本体１８、空気流入管１９、燃料パイプ２０、エンジン本体のシリンダーブロック２１、インジェクター（ガソリンエンジン）２３あるいは噴射ノズル（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）２３および排気管２２を示す。
また、エンジンルーム内には、燃料パイプ２０より補給される燃料（ガソリン、軽油等）と、流入管１９より補給される空気を改質することができる本改質器１（誘導線１１及び１４を含む）を備えている。
【００２２】
改質器１は、図１〜３に示した改質器１と同様のものであり、エンジン本体１８の上部に近接した位置に設置され、また誘導線１１は、エンジン本体のシリンダーブロック２１と接続することにより、改質器内の改質材から放射された電磁波の影響をエンジン本体１８の燃焼室に及ぼすことが可能となる。このことは、改質器１の本体のみの設置に較べて、改質器１から誘導線１１をエンジン本体のシリンダーブロック２１と接続することにより、燃費および排気ガス浄化が向上することによって裏付けられた。尚、エンジンルーム内に設置するのは、内燃機関の稼働による加温を利用して、電気石の温度反応電気性が増強するからである。
【００２３】
従って、燃料パイプ２０から補給される燃料は、電磁波の作用により燃料分子団が帯電し、微細化状態が保持される。また、吸入管１９より補給される空気中の酸素は、網目状範囲で燃料と同様に電磁波の作用を受けて、酸素分子が帯電、分散化を起こし、酸素分子の反応性が高まっていることが推測される。
さらに、本発明の改質器１における胴体６には、誘導線１４を介して非磁性体部材１２が接続している。非磁性体部材１２は、球体部１３が設けられている。この非磁性体部材１２は、空気吸入管１９の接続され、非磁性体部材１２の球体部１３が該空気吸入管１９の流路の略中心に設置されている。このような構成とすることによって、エンジンに導入される空気は、改質器１中のランタン及びセリウムなどからもたらされる放射線などのエネルギーを受領し、活性化され、活性化された空気が燃焼室で燃料と出会うと、燃料分子鎖の切断などを生じさせて低分子化や結合水素の解離などを生じさせて、燃焼室における燃焼の酸化還元を加速増大させることが可能となる。
このように、前記した電磁波の作用と相俟って、本発明は燃料の燃焼効率を格段に向上させることができる。
【００２４】
本発明の優れた効果を、次のようにして求めた。
先ず、図１に示される改質器１を用い、改質器流出後の燃料も常時、上記電磁波の影響下におくことを考案した。すなわち、燃料流入部全体に電磁波を作用させるため、図４に示すように、エンジン本体上部に設置した改質器１本体から導かれた良導性金属の誘導線１１をエンジン本体のシリンダーブロック２１に接続した。これにより改質器本体から放射された電磁波の影響範囲を燃料室およびエンジンへの空気流入部まで拡張可能となり、燃料の一層の改質と流入空気の改質をもたらし、燃焼効率の向上と排気ガス浄化の向上を図ることができた。
【００２５】
尚。ここでは、図１に示される改質器１として、流体通路５が半径６ｍｍ、アルミニウム製の胴体６の大きさが長さ２３０ｍｍ、幅９５ｍｍ、高さ３３ｍｍ、太さが０．８ｍｍの銀線、改質材収容部８に充填される改質材１０が電気石（トルマリン）１００ｇ、ランタン及びセリウムをそれぞれ０．０５ｇと０．０５ｇ、植物性炭化物、黒鉛、ケイ酸とその塩類、２価を呈する金属の酸化物及び塩類の微粉末（合計量１５０ｇ）との焼結体であり、図３に示されているように、ＳＵＳ製の半径３ｍｍの球体部１３とこれを支持する支持部１６（球体部と同じ非磁性体で形成されている）を有する非磁性体部材１２が太さ３．２ｍｍ、長さが任意の銅線でできた誘導線１４により上記胴体６に接続している。ここで、該支持部１６は球体部１３に向かって細くなるようなテーパー（迎角α及びα’はともに約５１度）を有し、該支持部１６には、空気吸入管流路に接合するためのジョイント部１７が設けられているものを用いた。尚、銅製誘導線１１は、改質器１の胴体のほぼ中心に接続している。
【００２６】
そして、図４の方法によれば、燃料パイプ２０から補給される燃料は、網目状の範囲で電磁波の作用により燃料分子団が帯電し、微細化状態が保持される。また、吸入管１９より補給される空気中の酸素は、燃料と同様に電磁波の作用を受けて、酸素分子が帯電、分散化を起こし、酸素分子の反応性が高まるとともに、エンジンに導入される空気は、非磁性体部材の球体部から放射線エネルギーを受領し、これが燃料分子鎖の切断などを生じさせて低分子化や結合水素の解離などを生じさせることによると推測される。
燃焼理論における燃焼効率の改善とは、燃料分子団を分散化させ、酸素分子と高効率に反応できる燃料分子の割合を増加させることである。この燃焼反応の効率化は、燃料分子的側面だけではなく、酸素分子の状態によっても大きく変わる。すなわち、三重項酸素と比較して、活性化された一重項酸素は、酸化反応性が約千倍以上も強いことが報告されている。
【００２７】
次に、燃料及び流入空気改質器搭載車の燃費改善及び排出ガス浄化効果を次のようにして測定した。
上述した図１の改質器１を実際にガソリン及びディーゼル車に搭載した場合における、満タン方式による一般走行試験において、燃費改善率及び排ガスを、非磁性体部材球体部１３を使用した場合と比較した。その結果を表１及び表２に示す。表１及び表２中、球体部１３とこれを支持する支持部１６を有する非磁性体部材１２を吸入管１９に設け、非磁性体部材球体部１３を誘導線１４により筐体に接続したものをマルボーズ装着と記載し、これを用いないものを、単に改質器装着として示した。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【表２】
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【００３０】
【発明の効果】
本発明は、燃料分子団の帯電による分散化、流入空気中の酸素分子の帯電に伴う分散化、および燃料や流入空気中に含まれている水分子団のクラスターの微少化等により、燃料分子と酸素の反応性が増大し、燃焼効率の向上をもたらすことができる改質器を提供する。
従って、本発明の改質器の使用により、実用的に燃焼効率の向上（燃費）及び排気ガス浄化を格段に向上させることができる。事実、改質器を搭載したガソリン車やディーゼル車を用いた実車テストにおいて、燃費がかなり向上するとともに、最近、社会問題となっている排気ガス中の未燃物である粒子状物質（ＰＭ：黒煙）の生成が減少する。
また、本発明の改質器は、自動車のみならず、一般産業用のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ボイラー、ヒーター等の一般家庭及び産業用燃焼機器においても、さらに、火力発電及び廃棄物焼却炉等の大型産業用燃焼装置における燃料の燃焼効率や排気ガス浄化向上にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の改質器の断面斜視図である。
【図２】図１の改質器の横断面である。
【図３】本発明の改質器における非磁性体部材の拡大断面図である。
【図４】本発明の改質器を自動車のエンジンに取り付けた状態を示す概略図である。
図中、１は改質器、２は流体流入口、３は流体流出口、４はキャップ、５は流体通路、６は胴体（筐体は、キャップ４と胴体６）、７は分離壁、８は改質材収容部、９は銀線、１１及び１４は誘導線、１２は非磁性体部材、１３は球体部、１６は支持部である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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