(57)【要約】 【課題】  触媒の周囲の液体燃料をマイナスイオン化して燃焼効率の良い液体燃料に改質することができ、内燃機関の出力及び燃費が向上すると共に、排気ガス中の粒子状物質を減少させることができる液体燃料改善触媒及びその触媒を収容した液体燃料改善装置を提供する。【解決手段】  電気石と、遠赤外線発生物質と、アルミナと、結合材とからなる夫々粉末状の原料を混練し、成粒し、焼成してなる液体燃料改善触媒。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気石と、遠赤外線発生物質と、アルミナと、結合材とからなる夫々粉末状の原料を混練し、成粒し、焼成してなる液体燃料改善触媒。
【請求項２】
請求項１に記載の液体燃料改善触媒において、粒径０．５〜５ｍｍの粒状に成形してなる液体燃料改善触媒。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体燃料改善触媒において、前記電気石がブラックトルマリンからなる液体燃料改善触媒。
【請求項４】
請求項３に記載の液体燃料改善触媒において、ブラックトルマリンを５〜１５重量％の割合で混合した液体燃料改善触媒。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、前記遠赤外線発生物質が黒曜石からなる液体燃料改善触媒。
【請求項６】
請求項５に記載の液体燃料改善触媒において、黒曜石を５〜１５重量％の割合で混合した液体燃料改善触媒。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、アルミナ及び結合材を７０〜９０重量％の割合で混合した液体燃料改善触媒。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、７００℃〜９００℃で焼成した液体燃料改善触媒。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の多数の液体燃料改善触媒を、液体燃料の流路内に充填した液体燃料改善装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体燃料改善装置において、前記液体燃料改善触媒を液体燃料の入口及び出口を有する容器内に充填した液体燃料改善装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体燃料改善装置において、前記容器をエンジン、排気管、オイルパン又はラジエーターの近傍に配置した液体燃料改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼効率の良い液体燃料に改質することができる液体燃料改善触媒及びその触媒を収容した液体燃料改善装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体燃料を燃焼する内燃機関において、排気ガスによる環境汚染が問題になっている。特に、軽油や重油を使用するディーゼルエンジンの排気ガス中に多く含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）は、発癌性、気管支喘息、花粉症等との関連が指摘されており、粒子状物質の低減対策が望まれている。この粒子状物質を減少させるＰＭ減少装置として、ディーゼルエンジンの排気管に取り付けて排気ガス中の粒子状物質を直接除去するようにしたＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）や酸化触媒装置が一般的に使用されている。
【０００３】
これらのＰＭ減少装置は、ディーゼルエンジンの排気管に装置を取り付けるために、排気効率の低下によってディーゼルエンジンの出力が低下するのみならず、粒子状物質が付着したフィルターのメンテナンスが必要である等の問題があった。
これに対して、液体燃料自体を良質化し内燃機関から排出される排気ガスを浄化する装置として、マイナスイオンや遠赤外線を発生する触媒体の作用によって液体燃料を良質化して液体燃料を完全燃焼させることにより、排気ガスの中の粒子状物質を減少し、燃費の向上を図るようにした液体燃料触媒装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８８７７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の液体燃料触媒装置に使用されているトルマリン等の電気石は、静置状態では自発分極が小さく、イオン化能力をほとんど有していない。電気石は、熱や圧力を加えることにより自発分極し、周囲の空気や水をイオン化させてマイナスイオンを発生させる性質を有している。従って、特許文献１に記載の液体燃料触媒装置では、トルマリンを配合してなる触媒セラミックと遠赤外線放射セラミックとを容器内に別々に容入しているために、遠赤外線による熱をトルマリンに加えて自発分極を起こすことができないから、トルマリンにより発生するマイナスイオンが弱く、触媒による液体燃料の改質が不充分であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、電気石と、遠赤外線発生物質と、アルミナと、結合材とからなる夫々粉末状の原料を混練し、成粒し、焼成してなる液体燃料改善触媒を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、請求項１に記載の液体燃料改善触媒において、粒径０．５〜５ｍｍの粒状に成形してなる液体燃料改善触媒を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、請求項１又は２に記載の液体燃料改善触媒において、前記電気石がブラックトルマリンからなる液体燃料改善触媒を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、請求項３に記載の液体燃料改善触媒において、ブラックトルマリンを５〜１５重量％の割合で混合した液体燃料改善触媒を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、前記遠赤外線発生物質が黒曜石からなる液体燃料改善触媒を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、請求項５に記載の液体燃料改善触媒において、黒曜石を５〜１５重量％の割合で混合した液体燃料改善触媒を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、アルミナ及び結合材を７０〜９０重量％の割合で混合した液体燃料改善触媒を提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、請求項３乃至７のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、７００℃〜９００℃で焼成した液体燃料改善触媒を提供するものである。
【００１４】
また、本発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の多数の液体燃料改善触媒を、液体燃料の流路内に充填した液体燃料改善装置を提供するものである。
【００１５】
また、本発明は、請求項９に記載の液体燃料改善装置において、前記液体燃料改善触媒を液体燃料の入口及び出口を有する容器内に充填した液体燃料改善装置を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、請求項１０に記載の液体燃料改善装置において、前記容器をエンジン、排気管、オイルパン又はラジエーターの近傍に配置した液体燃料改善装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上の通り、本発明に係る液体燃料改善触媒によれば、電気石と、遠赤外線発生物質と、アルミナと、結合材とからなる夫々粉末状の原料を混練し、成粒し、焼成してなる構成を有することにより、電気石と一緒に触媒に混入した遠赤外線発生物質が発生する遠赤外線と、アルミナが起こす微振動とによって電気石に熱と圧力を加えるから、電気石は自発分極を起こしてイオン化の能力が向上し、触媒の周囲の液体燃料をマイナスイオン化して燃焼効率の良い液体燃料に改質することができ、内燃機関の出力及び燃費が向上すると共に、排気ガス中の粒子状物質を減少させることができる効果がある。
【００１８】
また、本発明は、請求項１に記載の液体燃料改善触媒において、粒径０．５〜５ｍｍの粒状に成形してなる構成を有することにより、粒径を５ｍｍ以下に形成したことによって触媒の表面積を大きくして、液体燃料を効率良くマイナスイオン化して改質することができると共に、粒径０．５ｍｍ以上の球状に形成したことによって触媒間に液体燃料の流路を確保することができる効果がある。
【００１９】
また、本発明は、請求項１又は２に記載の液体燃料改善触媒において、前記電気石がブラックトルマリンからなる構成を有することにより、自発分極の大きいブラックトルマリンを使用することによってイオン化の能力が強いから、液体燃料を効率良くマイナスイオン化して改質することができる効果がある。
【００２０】
また、本発明は、請求項３に記載の液体燃料改善触媒において、ブラックトルマリンを５〜１５重量％の割合で混合した構成を有することにより、ブラックトルマリンが過密になって反対符号の電極同士が打ち消し合うことがないと共に、他の構成物質との割合が適正で液体燃料を効率良くマイナスイオン化して改質することができる効果がある。
【００２１】
また、本発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、前記遠赤外線発生物質が黒曜石からなる構成を有することにより、黒曜石は遠赤外線を放射するから、遠赤外線により電気石に自発分極を誘発してイオン化の能力を向上させることができる効果がある。
【００２２】
また、本発明は、請求項５に記載の液体燃料改善触媒において、黒曜石を５〜１５重量％の割合で混合した構成を有することにより、他の構成物質との割合が適正で液体燃料を効率良くマイナスイオン化して改質することができる効果がある。
【００２３】
また、本発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、アルミナ及び結合材を７０〜９０重量％の割合で混合した構成を有することにより、粉末状の電気石の周囲をアルミナで包むから、アルミナの微振動によって電気石のイオン化の能力を向上させることができる効果がある。
【００２４】
また、本発明は、請求項３乃至７のいずれかに記載の液体燃料改善触媒において、７００℃〜９００℃で焼成した構成を有することにより、ブラックトルマリンの電極が消失する温度（約９５０℃）より低い温度で焼成することができると共に、焼成によってアルミナが微振動を起こしてブラックトルマリンに圧力を加えることができ、ブラックトルマリンのイオン化の能力をより向上させることができる効果がある。
【００２５】
また、本発明に係る液体燃料改善装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の多数の液体燃料改善触媒を、液体燃料の流路内に充填した構成を有することにより、液体燃料が液体燃料改善触媒の周囲を通過するときに、液体燃料触媒によって液体燃料がイオン化され、燃焼効率の良い燃料に改質することができる効果がある。
【００２６】
また、本発明は、請求項９に記載の液体燃料改善装置において、前記液体燃料改善触媒を液体燃料の入口及び出口を有する容器内に充填した構成を有することにより、液体燃料改善触媒を収容した容器内に液体燃料を通すことにより、液体燃料触媒によって液体燃料がイオン化され、燃焼効率の良い燃料に改質することができる効果がある。
【００２７】
また、本発明は、請求項１０に記載の液体燃料改善装置において、前記容器をエンジン、排気管、オイルパン又はラジエーターの近傍に配置した構成を有することにより、エンジン、排気管、オイルパン又はラジエーターの熱によって、電気石が自発分極を起こし、イオン化の能力をより向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る液体燃料改善装置１は、液体燃料改善触媒２を液体燃料８の流路内に収容してあり、液体燃料改善触媒２は、電気石と、遠赤外線発生物質と、アルミナと、結合材とからなる夫々粉末状の原料を混練し、成粒し、焼成してある。
【実施例１】
【００２９】
本発明に係る液体燃料改善触媒の一実施例について説明する。
図１に示す実施例において、電気石にはブラックトルマリンを使用し、遠赤外線発生物質には黒曜石を使用し、アルミナ及び結合材にはボーキサイトを使用してある。ブラックトルマリンを混練可能に粉砕した粉末状のブラックトルマリン１０重量％と、黒曜石を混練可能に粉砕した粉末状の黒曜石１０重量％と、ボーキサイトを混練可能に粉砕した粉末状のボーキサイト８０重量％に水を加えて混練し、この混合物を直径２〜３ｍｍの球状に成形する。そして、球状に成形した混合物を８００℃で焼成して液体燃料改善触媒２が得られる。なお、ブラックトルマリンと黒曜石とボーキサイトを上記重量割合で一緒に粉砕機に入れて、混練可能に粉砕することも勿論可能である。
【００３０】
ブラックトルマリン等の電気石は、それ自身が極性を有し、熱や圧力等を加えると一端が正に、他端が負に分極し、それに伴って周囲の空気や水等をマイナスイオン化する性質を有している。液体燃料改善触媒２に含まれる黒曜石は、遠赤外線を放射してブラックトルマリンに熱を加えることができるようにしてあり、液体燃料改善触媒２に含まれるアルミナは、バイメタル効果により微振動を起こしブラックトルマリンに圧力を加えることができるようにしてある。このように、液体燃料改善触媒２は、黒曜石とアルミナによってブラックトルマリンに熱と圧力を加えることにより、粉末状のブラックトルマリンが自発分極し、周囲の液体燃料８をマイナスイオン化して燃焼効率の良い液体燃料に改質することができるように構成してある。
【００３１】
実施例に示すように、電気石は、自発分極の大きいブラックトルマリンであることが好ましいが、他の種類のトルマリンやブラックシリカ等のように周囲の空気や水等をマイナスイオン化する性質を有している鉱物を使用することができる。また、液体燃料改善触媒２に含まれるブラックトルマリンの割合は、ブラックトルマリンの割合が少ないとイオン化の能力が弱く、また、ブラックトルマリンの割合が多いと電極が接近して反対符号の電極同士が打ち消しあってイオン化の能力が弱くなるから、５〜１５重量％の割合で混合することが好ましい。
【００３２】
黒曜石は、周囲の熱を遠赤外線に変えて放射し、ブラックトルマリンに熱を効率良く加えることができるから、遠赤外線発生物質に黒曜石を使用することが好ましいが、他の遠赤外線を放射する性質を有する鉱物を使用することができる。また、液体燃料改善触媒２に含まれる黒曜石の割合は、他の構成物質との割合が適正になる５〜１５重量％の割合で混合することが好ましい。
【００３３】
ボーキサイトは、ブラックトルマリンの電極が消失する温度（約９５０℃）より低い温度で焼成することができるから、アルミナ及び結合材にボーキサイトを使用することが好ましいが、結合材は９００℃以下で焼成可能な粘土であれば良く、この粘土にブラックトルマリン、黒曜石、アルミナを混練して使用することができる。また、液体燃料改善触媒２に含まれるボーキサイトの割合は、ブラックトルマリンの電極を適度な間隔に保つことができ、且つ、効率的に微振動を加えることができるから、７０〜９０重量％の割合で混合することが好ましい。
【００３４】
図１に示すように、液体燃料改善触媒２を直径２〜３ｍｍの球状に成形したのは、触媒の表面積を大きくして液体燃料８を効率良くマイナスイオン化するためであり、液体燃料８の流路を確保するために、液体燃料改善触媒２の直径は０．５〜５ｍｍが好ましい。なお、液体燃料改善触媒２の形状は、実施例のように、球形に限定されるものではなく、米粒状、多面体等の密集させたときに間に隙間を生じる形状であればよい。
【００３５】
図１に示す実施例において、液体燃料改善触媒２は、８００℃で焼成してあることにより。ボーキサイトが微振動を起こすと共に、ブラックトルマリンの自発分極が大きくなるから、周囲の液体燃料８をマイナスイオン化する能力が特に向上する。焼成する前の液体燃料改善触媒２は、表面から２〜３ｍｍの範囲しかマイナスイオン化できないが、８００℃で焼成した液体燃料改善触媒２は、表面から１８ｍｍの範囲までマイナスイオン化することができるようになった。なお、ブラックトルマリンは、９５０℃以上の温度で電極が消失するから、７００℃〜９００℃で液体燃料改善触媒２を焼成することが好ましい。
【００３６】
図１に示す実施例において、液体燃料改善装置１は、円筒状の容器３内に液体燃料改善触媒２を充填した構成からなり、一端部に液体燃料８の流入部６を具備し、他端部に液体燃料８の流出部７を具備している。
容器３内には、絞り孔部５を有する仕切板４を設けてあり、仕切板４によって液体燃料８の流れを規制することにより、流入した液体燃料８が仕切板４の絞り作用と拡散作用により容器３内に均等に行き渡って、燃料改善触媒２との接触を増やすことができるように構成してある。
【００３７】
実施例の場合、流入部６及び流出部７には、一端を閉じた円筒状の流入管６ａ及び流出管７ａを燃料パイプ１１と連通するように設けてあり、閉じた側の端部を容器３内に突出して設けると共に、その側面に液体燃料改善触媒２の直径より小さい径の流通孔９を複数設けてある。この構成により、液体燃料８は、流入管６ａの流通孔９から容器３内に放射状に流入し、液体燃料改善触媒２に充分に接触してから流出管７ａの流通孔９から排出される。
【００３８】
上記の液体燃料改善装置１は、図２に示すように、燃料タンク１２と燃料フィルター１３の間の燃料パイプ１１に流入部６と流出部７を接続して、車輛１０に設置し、燃料タンク１２から燃料パイプ１１を通ってエンジン１４に送られるときに、液体燃料８は、液体改善装置１内を通過することにより燃焼効率の良い液体燃料に改質される。従って、エンジン１４には、常に改質された液体燃料を供給することができるから、液体燃料の完全燃焼によりエンジンの出力及び燃費が向上すると共に、排気ガス中の粒子状物質を減少させることができる。
また、液体燃料改善装置１を燃料タンク１２と燃料フィルター１３の間に設置することにより、液体燃料改善触媒２の粉末が、仕切板４又は流通孔９を通過して液体燃料８に混入した場合でも、燃料フィルター１３によって該粉末が除去されるから、粉末の混入によってエンジン１４を損傷する恐れがない。
【００３９】
図２の実施例において、液体燃料改善装置１は排気管１５の近傍に設置してあり、排気管１５の排気熱を液体燃料改善触媒２に加えて、触媒中のブラックトルマリンの自発分極を大きくしてイオン化能力を向上させることができるように構成してある。液体燃料改善装置１の配置位置は、図２の実施例に限らず、エンジン１４、オイルパン又はラジエーター等の熱源の近傍に配置することが好ましい。
【００４０】
また、液体燃料改善装置１をエンジン１４等の振動源に近い場所に配置することによって、液体燃料改善装置１がエンジン１４から伝わる振動を受け、液体燃料改善触媒２のブラックトルマリンのイオン化能力を向上させるように構成することができる。また、この振動作用はバイブレーターによって付与する構成にすることも勿論可能である。
なお、液体燃料改善装置１は、図示の実施例のように車輛に限らず、船舶、発電機等の様々な内燃機関に設置することができ、軽油、重油、ガソリン等の様々な液体燃料を改質することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明液体燃料改善装置の一実施例を示す断面図
【図２】本発明液体燃料改善装置の一使用例を示す側面図
【符号の説明】
【００４２】
１  液体燃料改善装置
２  液体燃料改善触媒
３  容器
４  仕切板
５  絞り孔部
６  流入部
６ａ  流入管
７  流出部
７ａ  流出管
８  液体燃料
９  流通孔
１０  車輛
１１  燃料パイプ
１２  燃料タンク
１３  燃料フィルター
１４  エンジン
１５  排気管
【図１】
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【図２】
2005127138.tif 000004