(57)【要約】【課題】  クーラント液中でその有効成分を凝集させることなく分散させてその優れた電気分極性により燃費削減効果などを発現させることができると共に、そのメンテナンス作業を必要とせず、経済性や汎用性に優れたクーラント補助液を提供する。【解決手段】  電気分極性を有するストロンチウム含有鉱石粉末と、前記ストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中に浮遊分散させる分散剤と、を有するようにクーラント補助液を構成し、ストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液に均一分散させてその電気分極性による燃費削減効果などを発現させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気分極性を有するストロンチウム含有鉱石粉末と、前記ストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中に浮遊分散させる分散剤と、を有することを特徴とするクーラント補助液。
【請求項２】
前記ストロンチウム含有鉱石粉末がβ−石英や灰長石、電気石を主成分とする鉱石からなり、その配合比率が１０〜３０質量％であることを特徴とする請求項１記載のクーラント補助液。
【請求項３】
請求項１又は２記載のクーラント補助液を自動車用エンジンを冷却するクーラント液１００質量部に対して２．５〜３．０質量部を添加して用いることを特徴とするクーラント補助液の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンなどを冷却するクーラント液に混合して、エンジンの出力比率や燃焼効率などを向上させるクーラント補助液及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気石などを用いてエンジンの燃焼効率を高め、排気ガス中の有害物質の低減を図る技術として、オイルやクーラント液などが通るダクトあるいはホース、パイプに電気石粉を混合した塗料を塗布する方法、ダクトあるいはホース、パイプに電気石を含んだ帯状物を巻きつける方法、電気石を有する鉱石を充填した槽内にクーラント液などを流通させる方法が知られている。例えば、このような技術に関連して以下のようなものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、自動車など車両のラジエータ内へ注入するクーラント液に電気石を混在させて、シリンダ内の燃料混合ガスをイオン活性化させて、馬力の向上と燃費の改善を図るようにした車輌等のラジエータ冷却水が記載されている。
特許文献２には、冷却水をラジエータに送水する主水路から分岐したバイパス流路の外周に電気石充填層を配置し、電気石充填層に圧力変化や温度変化を与え、放射エネルギーを発生させるようにした電気石を利用した内燃機用物質改質装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１６１１５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２３５６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電気石を用いた従来の冷却水では、このような電気石自体の電気分極性やイオン活性などが不十分である上に、クーラント液中で電気石が凝集してその固体粒子同士の衝突などが少なく粒子間の相対運動に伴う電磁気的作用を効果的に発現させることができなくなるおそれがあった。
また、特許文献２に記載の内燃機用物質改質装置では、エンジンやその冷却系などに電気石充填層を別途配置しなければならない上に、そのメンテナンス作業が必要となって、経済性や汎用性に欠けるという課題があった。
【０００５】
本発明は前記従来の課題を解決するためになされたもので、クーラント液中でその有効成分を凝集させることなく分散させてその優れた電気分極性により燃費削減効果などを発現させることができると共に、クーラント液に添加するだけで簡単に適用でき、そのメンテナンス作業を必要とせず、経済性や汎用性に優れたクーラント補助液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明のクーラント補助液は、電気分極性を有するストロンチウム含有鉱石粉末と、前記ストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中に浮遊分散させる分散剤と、を有して構成されている。
【０００７】
（２）本発明のクーラント補助液は、前記（１）において、前記ストロンチウム含有鉱石粉末がβ−石英や灰長石、電気石を主成分とする鉱石からなり、その配合比率が１０〜３０質量％であることにも特徴を有している。
【０００８】
（３）本発明のクーラント補助液の使用方法は、前記（１）又は（２）に記載のクーラント補助液を自動車用エンジンを冷却するクーラント液１００質量部に対して２．５〜３．０質量部を添加して用いるように構成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、電気分極性を有するストロンチウム含有鉱石粉末と、前記ストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中に浮遊分散させる分散剤とを有するので、電気分極性に優れたストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中で凝集させることなく分散浮遊させた状態に保持することができる。このクーラント補助液を自動車のラジエータやエンジンを循環するクーラント液に適用して、その電気分極性により生じる電磁波やイオンの作用によりガソリンや軽油などの燃料のイオン活性などを効果的に高め、その燃費や出力を向上させることができる。また、従来の電気石を用いる場合のように、予め電気石充填槽などの付帯装置を設ける必要がなく、自動車用エンジンを冷却するクーラント液に所定量のクーラント補助液を添加するだけで燃費向上効果や自動車内への空気中イオンの増大効果などを発現させることができ、経済性や汎用性にも優れている。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１において、前記ストロンチウム含有鉱石粉末がβ−石英や灰長石、電気石を主成分とする鉱石からなり、その配合比率が１０〜３０質量％の適正範囲に維持させるので、ストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液に混合させて、エンジンやヒータの周囲に循環させることにより、燃料活性化効果や周囲へのマイナスイオン発生効果などをより少ないクーラント補助液の量で確実かつ適正に発揮させることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載のクーラント補助液を自動車用エンジンを冷却するクーラント液１００質量部に対して２．５〜３．０質量部を添加するので、エンジンやヒータを循環するクーラント液中に浮遊させたストロンチウム含有鉱石粉末粒子の運動に伴う電磁気的相互作用をより確実に発揮させることができ、これによって自動車の燃費向上や排ガス抑制などをさらに効果的に生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、電気分極性を有するストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中に分散剤を介して浮遊分散させたクーラント補助液を自動車用エンジンを冷却するクーラント液に混合してエンジンを駆動させることによって、そのエンジンのパワーアップや排気ガス減少、燃費向上、静音化、室内消臭、冷却水の保護などができるようにしたものである。
電気分極性を有するストロンチウム含有鉱石粉末は、例えば、Ｘ線回折法による主鉱物組成がβ−石英（ＳｉＯ２）、灰長石（ＣａＡｌ３Ｓｉ２Ｏ８）であり、蛍光Ｘ線による定性分析法で検出される元素成分が、珪素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、チタン（Ｔｉ）、カリウム（Ｋ）となるようなストロンチウムやジルコニウムを含有した鉱石や、ストロンチウムを含有した電気石組成を有するものなどが適用できる。このようなストロンチウム含有鉱石粉末を必要に応じて、単独で、もしくは他のセラミックス粉末と所定比率で混合して、所定粒度、例えば０．１〜５００μｍの粒度などに粉砕したものを好適に使用することができる。なお、電気石は、その化学組成式が（Ｃａ，Ｎａ）Ｘ３Ａｌ６（ＢＯ3）3Ｓｉ6Ｏ18（ＯＨ，Ｆ）4で表されるホウ素のケイ酸塩（ＸはＭｇ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｌｉ，Ａｌなど）からなる六方晶系の結晶である。このような電気石組成のものは花崗岩などから産出され、自然の状態で電気分極性を有して摩擦電気を生じる焦電気性を示し、この結晶に応力を与えることによりピエゾ電気を発生する性質を備えており、特にストロンチウムを含有するものなどがクーラント補助液の有効成分として好適に用いられる。
【００１３】
ストロンチウムやジルコニウムはこれらの鉱石成分に対して、その結晶構造を変化させ電気分極性などの性質を強化発現できるように作用するものと考えられる。これによって、自動車の冷却配管系を循環するクーラント液によるエンジンのパワーアップ効果や排気ガス減少効果、燃費向上効果、室内消臭効果などができるようにしたものである。ストロンチウムの含有量はクーラント補助液中の全固形分１００質量部に対してその０．５〜１０質量部とすることが以下の理由から好ましい。すなわち、ストロンチウムの含有量が０．５質量部より少ないと、電気分極性が不足して、冷却配管内を流れるストロンチウム含有鉱石粉末による電磁波生成によるイオン活性が少なく、顕著なパワーアップ効果などが期待できなくなり、逆にストロンチウム含有量が１０質量部を超えても、電気分極性に大きな変化がみられずストロンチウム増量に伴う処理工程などの負担が生じることがあるからである。
【００１４】
分散剤としては、液体−固体の界面に存在して、その界面エネルギーを大きく変化させて界面物性に大きな変化をもたらす界面活性剤などが適用できる。分散剤はストロンチウム含有鉱石粉末の表面に吸着，配位して溶液層よりも高濃度の吸着層を形成する。こうしてクーラント液中での固−液界面の物性を著しく変化させ，での表面張力を低下させ，ストロンチウム含有鉱石粉末を液中に均一分散させる作用を促すことができる。
界面活性剤は、その界面活性を示す主体である親水基の性質によりイオン界面活性剤や非イオン界面活性剤に大別される。陰イオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩，脂肪族アルコール硫酸エステル塩が適用できる。陽イオン界面活性剤としては、種々のアミン誘導体が適用できる。また、非イオン界面活性剤としては、ポリエチレンオキシド付加物、糖エステルなどを適用することができる。本発明の分散剤としては、ストロンチウム含有鉱石粉末の種類や粒度などに応じてこれらの界面活性剤を適宜選択して用いることができる。さらにストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中で分散させるための分散剤成分や界面改質成分として、例えば、珪酸４９．０１質量％、酸化第二鉄２．９５質量％、酸化カルシウム０．５６質量％、水１８．８５質量％、酸化アルミニウム１６．４５質量％、酸化マグネシウム１．１５質量％、酸化カリウム２．６５質量％、二酸化炭素１．１０質量％、酸化ナトリウム１．６９質量％、リン酸０．０１質量％、酸化マンガン０．０２質量％、酸化チタニウム０．２０質量％などを含むコロイド状のもの（Ｓコロイド）をクーラント液に添加して適用することもできる。
【００１５】
クーラント補助液が適用される自動車用エンジンやラジエータ、ポンプなどの冷却配管系を循環させるクーラント液は、例えば電気分解により生成させた酸性水を主要成分としたり、エチレングリコールなどを主要成分としてその添加剤に、燐酸モリブデン酸、珪酸、硝酸、亜硝酸、アミン類等を添加したものなどや、有機酸特にカルボン酸を主体にして、無機アルカリ塩類などの防錆成分を添加したものなどが適用できる。
また、クーラント液には従来、アルカリの保持性の面から硼酸ソーダやアルカノールアミンなどが使用される。アルカノールアミンは、９０℃を越える高温時に銅等の非鉄金属を溶出する性質が強く、硼酸ソーダは特にアルミニウムに対する腐食性が指摘され、クーラント添加剤としての使用が敬遠される場合がある。
【００１６】
クーラント補助液中のストロンチウム含有鉱石粉末は、その粒子間の相互作用により電磁波などのエネルギーを発生し、それは高温になればなるほど強力に作用する。これによってラジエータ内の冷却水がイオン化し、最も高温になるシリンダ付近では冷却水中に強いプラス電荷を生じさせることができる。またシリンダ内は高回転するピストンの動きにより、シリンダ内の内側にはマイナスイオンが生じ、冷却水側の強力なプラスイオンとピストンシリンダ内の強力なマイナスイオンとの間で電子移動が発生する。
電子は高温になるほど移動速度は速くなる性質を持っており、高温なシリンダ内付近にこの高速電子移動に伴う電磁波が発生して、その電磁波により燃焼室内のガソリンのクラスタを瞬時に細分化して燃えやすい状態にすることができると考えられる。
また、混合気内の酸素はマイナスイオンとなっているため、シリンダ内のマイナスイオンと反発してシリンダ内で高速移動を起こす。こうして燃料の完全燃焼化を促進させ、燃焼速度も速くなり低温完全燃焼を実現することができる。さらに、低温燃焼であるためいＮＯｘの減少を図ることもでき、その排気ガスを減少させることも可能となると考えられる。
【００１７】
以上のようにクーラント補助液をクーラント液に所定量添加してエンジンの冷却配管系に適用することによって、そのパワーアップ効果、燃費の向上効果、排気ガスの減少効果、水温の安定化効果を促進させ、さらにクーラント液に絶えずプラスイオンを生成させて、クーラント液の劣化を防いでその寿命を延ばす効果も期待できる。
さらに、クーラント液の熱はヒーターコアを通って自動車室内に放出され、その時コアより大量のマイナスイオンが発生する。こうしてエンジンが回っている間はマイナスイオンを放出し続け、このマイナスイオンが車内の臭いの成分であるプラス分子などを中和して消臭効果を発揮させることもできる。
結果として、排ガス減少、燃費の向上、清音、馬力アップ、室内消臭、冷却水の保護などを図ることができる。
【００１８】
ここで、マイナスイオンとは負電荷を帯びた原子及び分子のことで、例えばレナード効果（滝効果）などから発生させることができる。すなわち、空気中にはプラスとマイナスのイオンが存在し、森林や滝のそばでは、マイナスイオンが多く存在しており、こうした自然に触れることで爽快感やリラックス感を人に与えることができる。
燃費が良くなるのは、燃料の燃焼時にマイナスイオンが燃料の分子を単分子化し、効率よく酸素と結合させる作用によると考えられる。また、マイナスイオンが不純物に作用することで不純物の分解が促進され、不純物による燃焼妨げの障害を取り除くことができ、燃焼効率が上げられると考えられる。
【００１９】
以下図面を参照しながら自動車用エンジンに適用されるクーラント補助液の使用方法についてさらに具体的に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るクーラント補助液が適用される自動車用エンジンの冷却配管系を示す構成図である。
図１において、１０は自動車用エンジン１１の冷却配管系、１２はクーラント補助液が添加されたクーラント液が水ポンプ１３を介して循環され自動車用エンジン１１が冷却されるウオータジャケット、１４はウオータジャケット１２から排出される高温のクーラント液から熱を取り出して車内を暖房するためのヒータ、１５はヒータ１４から供給されるクーラント液に、前部に取り付けられたファンから冷風を吹き付けてクーラント液を冷却するためのラジエータである。
【００２０】
クーラント補助液に添加されるストロンチウム含有鉱石は、そのストロンチウム含有量が約０．１〜０．３質量％であり、そのＸ線回折法による鉱物組成がβ−石英及び灰長石の鉱石を約０．１〜１ｍｍの粒度に粉砕したものを用いた。
このストロンチウム含有鉱石粉末の一部を予め約８００℃で加熱処理して、加熱処理したもの（Ａ）と、無加熱処理のもの（Ｂ）とを所定比率、例えばＡ／Ｂが１：１〜１：５の混合比率で混合して調整した。
このようなストロンチウム含有鉱石の混合粉末を、電気分解処理されそのｐＨ値が４〜６の酸性水に対して配合比率が１０〜３０質量％となるように添加した。これを約４０℃に加熱した容器中でよく振って混合した。
次に、この混合液中にリン酸やアミン誘導体、ポリエチレンオキシド付加物、Ｓコロイドなどの界面活性成分を含む分散剤を添加して撹拌混合して、これをクーラント補助液とした。
【００２１】
以上のようにして作製されたクーラント補助液の使用方法の一例を説明する。
なお、以下ではエンジン、ラジエータ、ヒータを含む冷却配管系に循環するクーラント液の容量が４０００ｃｃであり、そのエンジン排気量が６６０ｃｃである軽自動車の場合を例として説明する。
（１）エンジンを約１〜５分程度の時間をかけて暖気運転する。
（２）エンジン停止後、ボンネット部分を開いて、ラジエータキャップを取り外す。
（３）容量が１８０ｃｃの付属ポンプを用いて、その冷却配管系に保持されたクーラント液約１５０ｃｃを抜き取る。
（４）クーラント補助液１５０ｃｃを開口したラジエータの上部から補充する。このとき、クーラント補助液の容器を予めよく振っておき、沈殿物が容器内に残らないように注意する。
（５）必要に応じて、クーラント液をラジエータ上部から補充する。
（６）ラジエータキャップを完全に閉め、余ったクーラント液をサブタンク等に戻す。
（７）サーモスタットが開くまで暖気運転を再度行って、運転を開始する。
【００２２】
表１はクーラント補助液を用いて前記のように運転されたそれぞれ種類の異なる各自動車のデータの実験例を示している。ここではクーラント補助液の使用前後においてそれぞれ採取された排気ガス中の一酸化炭素濃度（単位：％）と炭化水素濃度（単位：ｐｐｍ）及びその燃費（単位：Ｋｍ／リットル）の測定データ（ａ）〜（ｊ）を示している。
例えば（ａ）に示す平成７年式ワゴンＲ（走行距離８５９５ｋｍ）の場合では、使用前後でその排ガス中の一酸化炭素濃度は０．３７％から０．０１％に、炭化水素は２０４ｐｐｍから２１ｐｐｍに激減し、その燃費も１０．８〜１３．８Ｋｍ／リットルに向上していることが分かる。また、他の（ｂ）〜（ｊ）の測定データにおいても同様の傾向が示される。表１から明らかなようにクーラント補助液を適用した場合の（ａ）〜（ｊ）の一酸化炭素濃度の平均減少率は８６．４％、炭化水素の全平均減少率は平均８８．４％であり、その燃費の平均減少率は２４．９％と、極めて顕著な添加効果を有することが分かる。
なお、アクセルを踏み込んでスポーティな走行をする場合には、燃焼エネルギーが加速に消費され、燃費が多少悪くなることもあるが、平均的な走行状態においては顕著な燃費向上効果が期待できる。
【表１】
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【００２３】
図２及び図３はそれぞれクーラント補助液を自動車Ａ（ダイハツ  ミラ走行距離１０１１９ｋｍ）、Ｂ（トヨタ  クラウン走行距離」８５９０１ｋｍ）のクーラント液に添加して適用した場合の走行速度（ｋｍ／時）と出力（ｐｓ）との関係を測定した走行試験結果を示している。
図から明らかなように、Ａ、Ｂいずれのケースにおいても、クーラント補助液を適用した実線で示すものは、クーラント補助液を使用しない破線で示すものに較べて、概ねその軸出力、出力損失、出力の点で優れていることが分かる。
【００２４】
以上説明したようにクーラント補助液は、電気分極性を有するストロンチウム含有鉱石粉末と、ストロンチウム含有鉱石粉末をクーラント液中に浮遊分散させる分散剤と、それぞれ所定の配合比率で有して、このクーラント補助液を自動車用エンジンを冷却するクーラント液に対して所定比率で添加して用いるので、以下に示すような原理（１）〜（３）によってエンジンのパワーアップや排気ガス減少、燃費向上、静音化、室内消臭、冷却水の保護などを行うことができると考えられる。
（１）クーラント補助液に含まれる電気分極性を有した伝導体物質は、水分と熱を与える事により、莫大なエネルギーを発生し、この伝導体物質は高温になればなる程エネルギーを発生させることができる。このエネルギーによりラジエータ内の冷却水は「陽極（＋）」に転じ、シリンダ内付近が一番高温になりエネルギーも最高に達し、冷却水の中で強烈な「陽極（＋）」を発生させる。
（２）シリンダ内は高回転のピストン運動により極めて多量の「陰極（−）」が発生し、クーラント液側の陽イオンとシリンダ内の陰イオンとの間で電子移動が起こる。この電子移動は高温になるほど移動速度が速くなる性質を持っており、高温なシリンダ内付近には、この高速電子移動により「電磁波」が発生する。
（３）高速電子移動で出来上がったシリンダ内の「電磁波」は燃焼室に入ってきた「燃料（ガソリン・軽油）のクラスタを瞬時に細分化して燃えやすい状態にし、更に混合気内の酸素はマイナスに荷電しているため、シリンダ内の陰イオンと反発してシリンダ内で高速移動を起こす。
【００２５】
上記（１）〜（３）の原理により完全燃焼に近づけ、燃焼速度も速くなるので「低温完全燃焼」を実現することができる。そして低温であるがゆえに「窒素酸化物（ＮＯｘ）」も減少させることができる。また、完全燃焼させるので燃料を無駄なく使え、排気ガスも減少する。以上の事からパワーアップ、燃費の向上、排気ガスの減少、水温の安定化を実現でき、更にクーラント液が絶えず「陽極（+）」の状態に保持されるためクーラント液の劣化を防ぎ寿命を延ばすことができる。
ラジエータ内のクーラント液中のストロンチウム含有鉱石粉末はエンジンを巡回しながら「ヒーターコア」にも回り、その時ヒーターコアより大量の「マイナスイオン」を車内に放出して、この放出されたマイナスイオンは車内の匂いのプラス分子と中和して、エンジンが回っている間、マイナスイオンを放出し続け完全に車内の匂いを取り除くことができる。
上記全ての理由からパワーアップ、排気ガス減少、燃費向上、静音化、室内消臭、冷却水の保護ができるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、自動車用エンジンなどを冷却するクーラント液に混合して、エンジンの出力比率や燃焼効率などを向上させるクーラント補助液の分野に適用することができる。これによって、クーラント液中でその有効成分を凝集させることなく分散させてその優れた電気分極性を利用して燃費削減効果などを発現させることができると共に、クーラント液に添加するだけでメンテナンス作業などを必要とせず、経済性や汎用性に優れたクーラント補助液を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係るクーラント補助液が適用される自動車用エンジンの冷却配管系を示す構成図である
【図２】クーラント補助液を自動車Ａのクーラント液に添加した場合の走行速度（ｋｍ／時）と出力（ｐｓ）との関係を示すグラフである。
【図３】クーラント補助液を自動車Ｂのクーラント液に添加した場合の走行速度（ｋｍ／時）と出力（ｐｓ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１０  冷却配管系
１１  自動車用エンジン
１２  ウオータジャケット
１３  水ポンプ
１４  ヒータ
１５  ラジエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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