(57)【要約】【課題】  内燃機関の燃焼室内での圧縮空気の温度斑は燃料と燃焼空気との反応を鈍らせて必然的に着火遅れを引き起こしている。その既存燃焼は不完全な燃焼として排気有害物質（ブローバイガスも含む）を常に排出している。この既定燃焼の着火遅れを抑制する。【解決手段】  燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理方法は、燃焼空気中の水蒸気の水分子を励起させるものである。また、燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置は、基材と、この基材に取り付けられた遮熱体と、この遮熱体上に設けられ、電磁波を燃焼空気に向けて照射するセラミックスからなる照射体と照射体を入れるポケットとを備えた。【選択図】  図１
2012246854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被燃焼物を燃焼させることにより熱エネルギーを抽出する燃焼装置に供給される燃焼空気に電磁波を照射して燃焼空気中の水蒸気の水分子を励起させることを特徴とする燃焼空気の電磁波処理方法。
【請求項２】
上記燃焼装置は内燃機関であることを特徴とする請求項１記載の燃焼空気の電磁波処理方法。
【請求項３】
上記燃焼装置は発熱型燃焼機器であることを特徴とする請求項１記載の
燃焼空気の電磁波処理方法。
【請求項４】
被燃焼物を燃焼させることにより熱エネルギーを抽出する燃焼装置に装着され、基材と、上記基材に取り付けられた遮熱体と、上記遮熱体上に設けられ、電磁波を燃焼空気に向けて照射する照射体と、上記照射体を収納する収納部を備えたことを特徴とする燃焼空気の電磁波処理装置。
【請求項５】
上記照射体は、紙からなるベース材の表面にペースト状のセラミックスが塗布されて形成されていることを特徴とする請求項４記載の電磁波処理装置。
【請求項６】
上記遮熱体は、アルミニウム製であることを特徴とする請求項４記載の燃焼空気の電磁波処理装置。
【請求項７】
上記基材は帯状に形成されると共に、端部には接合部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の燃焼空気の電磁波処理装置。
【請求項８】
上記接合部は面状ファスナーであることを特徴とする請求項６記載の燃焼空気の電磁波処理装置。
【請求項９】
上記燃焼装置は内燃機関であることを特徴とする請求項４記載の燃焼空気の電磁波処理装置。
【請求項１０】
上記燃焼装置は発熱型燃焼機器であることを特徴とする請求項４記載の
燃焼空気の電磁波処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関などの燃焼装置での燃焼効率を改善して、燃料を削減させ、排気有害物質を低減する燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理方法及びその装置に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策から省エネルギーを背景にして、より燃焼効率が高く、燃料消費の少ない内燃機関が求められていることから、希薄燃焼方法や燃料の改質化等の技術を持つ内燃機関が主流となっている。何れも燃料と空気（酸素）との反応を促進させる為に、機械的に燃焼室内の構造を変えた着火制御や燃料のオクタン価変更による着火制御で燃焼効率を向上させることを目的としたものであった。しかし、この燃焼効率に大きな影響を与えている、別の燃焼空気中に含まれる水蒸気に関する問題については、殆どの内燃機関には対策が講じられていなかった。
【０００３】
空気が含むことができる水蒸気量（水蒸気圧）には限りがあり、その限界まで水蒸気を含んだ状態を飽和状態と言う。そのときの水蒸気量を飽和水蒸気量といい、１ｍ3の空気に何ｇの水蒸気が含まれるかで表す。また、飽和水蒸気量（飽和水蒸気圧）は温度が高いほど多くなる。
【０００４】
下記表１に示すように空気は気温と飽和水蒸気圧に比例して水蒸気量が増す特性を持っている。
[表１]空気が含むことのできる水蒸気
2012246854.tif 000003
【０００５】
この気温と水蒸気圧が上昇するについて空気中の酸素不足が生じると共に燃焼室内で圧縮された燃焼空気中の水蒸気が水滴として凝集するために、燃焼効率を低迷させる大きな要因の一つでもあった。また、既存の内燃機関では構造的にも、燃焼空気中の水蒸気を制御することは困難であった。従って、既存燃焼から排出される排気有害物質の除去には後処理装置の触媒やＤＰＦ（ＮＯx・ＰＭ低減装置）に頼らざる負えない状況にあった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０２１５５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０３３６６号公報
【特許文献３】特開２００９−２０９９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
燃焼装置として、例えば各種の燃焼機器（ボイラ，ストーブ、乾燥炉）、各種の内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジンなど）といったものが挙げられる。
【０００８】
上記のように構成された内燃機関の既存燃焼は、機械的な構造で電子制御を用いて燃料と燃焼空気の反応を制御させて酸素不足を補ってきたが、一方で、内燃機関には致命的な欠陥とも言える着火遅れを招いている問題点があることは余り知られていない。
これは気温の変化に伴い、水蒸気量が増すことにより、燃焼空気中に酸素不足が生じると共に燃焼室内で圧縮された燃焼空気中の水蒸気が水滴として凝集するために、圧縮空気に温度斑を生じさせていることが原因である。この点に関しては機械的な構造で制御するのは殆ど不可能である。
【０００９】
上記にある各種の内燃機関の燃焼室内での圧縮空気の温度斑は燃料と燃焼空気との反応を鈍らせて必然的に着火遅れを引き起こしている。その既存燃焼は不完全な燃焼として排気有害物質（ブローバイガスも含む）を常に排出している。
【００１０】
不完全な燃焼の排気有害物質には未燃物が多く含まれており、これが原因となりエンジンオイルにカーボンを含有させ、オイルの劣化や燃焼室内等にカーボンの堆積物を作り、機械的な燃焼空気の圧縮工程を鈍化させ燃焼効率を著しく低下させるなど、悪循環を引き起こしている。この既定燃焼の着火遅れを抑制することが燃焼効率改善には最も重要な課題であった。
【００１１】
また、この着火遅れは燃焼効率を低下させると共に燃費効率をも低下させ、大量の燃料消費を引き起こし、地球温暖化を助長させる結果を招くと共に排気有害物質を排出し大気汚染をもたらしている。
【００１２】
本発明の課題は、既存燃焼の燃焼効率を改善することで、燃料消費量の削減及び排気有害物質の低減を図ることのできる燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理方法及び燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題解決のため、請求項１記載の方法の発明にあっては、被燃焼物を燃焼させる
ことにより熱エネルギーを抽出する燃焼装置に供給される燃焼空気に電磁波を照射して燃焼空気中の水蒸気の水分子を励起させることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明は、例えば、自動車の内燃機関に適用された場合には、自動車のエンジンルーム並びに吸入空気通路部の熱源により、熱を受けた照射体から燃焼空気中の水蒸気に電磁波が照射されて、燃焼空気中の水蒸気の水分子が励起され、更なる分子振動作用を起こす。
この作用が、燃焼空気が圧縮された際に空気の温度分布を均一化させることになり、如いては圧縮空気の温度斑を抑制することができ、それにより着火遅れを防止し燃焼効率を高める。その結果、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減される。
【００１５】
詳しくは、炭酸ガス（ＣＯ２）や水蒸気（Ｈ２Ｏ）のような極性を持った気体に電磁波が吸収されると、励起という更なる分子振動作用を起こす。これは放射伝熱の仕組みであって、空気が温度を上昇し易い気体に変わる。現在の地球上で起きている気候変動、詳しくは地球温暖化も同じ作用と言える。
【００１６】
また、一般的によく知られる電磁波の吸収作用として、電子レンジの原理も同じ作用と言える。水は電子レンジ内のマグネトロンから照射される電磁波（ＵＨＦ波）を吸収し、水分子（Ｈ2Ｏ）を励起させる。水分子は更なる振動作用を起こし、水の分子同士が摩擦熱を発生させ、自ら熱を発生させてお湯に変化する仕組みである。
【００１７】
請求項２記載の発明にあっては、上記燃焼装置は内燃機関であることを特徴とする。
ここで「内燃機関」とは、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジン等である。
【００１８】
従って、本願発明が各種の内燃機関に適用された場合には、各種の内燃機関の燃焼効率を高め、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減する。
【００１９】
請求項３記載の発明にあっては、上記燃焼装置は発熱型燃焼機器であることを特徴とする。ここで「発熱型燃焼機関」とは、各種の「燃料を燃焼させて得た熱を利用する機関」であり、例えば、「ボイラー」、「ストーブ」、「乾燥炉」等を指す。
従って、各種の燃焼装置の燃焼効率を高め、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減する。
【００２０】
請求項４記載の物の発明にあっては、被燃焼物を燃焼させることにより熱エネルギーを抽出する燃焼装置に装着され、基材と、上記基材に取り付けられた遮熱体と、上記遮熱体上に設けられ、電磁波を燃焼空気に向けて照射する照射体と、上記照射体を収納する収納部を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の発明にあっては、上記照射体は、紙からなるベース材の表面にペースト状のセラミックスが塗布されて形成されていることを特徴とする。
上記照射体は、セラミックスを適宜手段により粉体化してパウダー状にし、適宜のバインダーと混合することによりペースト状に形成し、このペースト状のセラミックスを紙からなるベース材の表面に塗布して形成するものである。
【００２２】
高温で焼成された焼成物、陶磁器等のいわゆるセラミックスは、電磁波を発していることが経験的に認知されている。例えば、陶磁器製の茶碗内に盛られた食物がさめにくいのは陶磁器本体から発せられる電磁波による保温効果であることも経験的に知られている。食物には水分が含まれており、陶磁器から照射される電磁波により水分子の励起作用（分子振動）があることにより保温効果が発生するものと考えられている。本願発明はこの原理を利用しているものである。
【００２３】
請求項６記載の発明にあっては、上記遮熱体は、アルミニウム製であることを特徴とする。
請求項７記載の発明にあっては、上記基材は帯状に形成されると共に、端部には接合部が設けられていることを特徴とする。
従って、請求項７記載の発明にあっては、基材は端部に接合部が設けられていることから、帯状の基材を各種の装着対象物に巻きつけて使用することができる。
【００２４】
請求項８記載の発明にあっては、上記接合部は面状ファスナーであることを特徴とする。
請求項９記載の発明にあっては、上記燃焼装置は内燃機関であることを特徴とする。
「内燃機関」とは、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジン等を指す。
【００２５】
従って、本願発明が各種の内燃機関に適用された場合には、各種の内燃機関の燃焼効率を高め、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減する。
【００２６】
請求項１０記載の発明にあっては、上記燃焼装置は発熱型燃焼機器であることを特徴とする。ここで「発熱型燃焼機関」とは、各種の「燃料を燃焼させて得た熱を利用する機関」であり、例えば、「ボイラー」、「ストーブ」、「乾燥炉」等を指す。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１〜１０記載の発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理方法及びその装置によれば、照射体から照射される電磁波により水蒸気の水分子が励起され、更なる分子振動作用を起こし、この作用が、燃焼空気が圧縮された際に空気の温度分布を均一化させることになり、如いては圧縮空気の温度斑を抑制することができる。既存燃焼で必然的に発生している着火遅れを制御して、燃焼効率を改善して燃料消費量が削減されると共に排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質が低減される、という効果を奏する。
【００２８】
請求項２及び９記載の発明にあっては、本願発明は内燃機関に適用されることから、例えば、自動車に装着された場合には、新車はもとより、既存車両に装着することにより、既定燃焼の着火遅れが改善され、燃焼の衝撃波が和らげられ燃焼雑音が低減され、燃焼時間が延長されたクリーニング燃焼が行われ、未燃物を含まない燃焼に変わり、燃焼室内の堆積物をクリーニング燃焼で徐々に浄化することとなり、燃焼効率を徐々に改善させることができる。従って、排気ガスの後処理装置でも知られる触媒やＤＰＦ（ＮＯx・ＰＭ低減装置）が装着された既存車では触媒やＤＰＦフィルターの目詰まりを防止し、延命効果をもたらす。
【００２９】
また、請求項３及び１０記載の発明にあっては、本願発明は燃焼機関に適用されることから、例えば、ボイラ、ストーブ等に適用された場合には、既定燃焼の着火遅れが改善され、燃焼の衝撃波が和らげられ、燃焼雑音が低減され、燃焼時間が延長されたクリーニング燃焼が行われ、未燃物を含まない燃焼に変わり、燃焼室内の堆積物をクリーニング燃焼徐々に浄化することとなり、燃焼効率を徐々に改善させることができる
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置の使用態様を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置の使用態様を示し、自動車の内燃機関であるエンジンに取り付けられる状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を自動車の内燃機関に適用した場合の実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態を示す斜視図であり、外気温を防止する矩形状の基材１内にはアルミニウム素材の遮熱体２が設けられている。
【００３２】
この遮熱体２の上面にはセラミックス製の複数個の照射体３が貼付されていて、照射体３を入れる収納部を構成するポケット４が設けられている。基材１の一方の側には第１の面状ファスナー５が設けられている、この第１の面状ファスナー５は基材１の他方の側の裏面の第２の面状ファスナー５と脱着が可能になっており、例えば第３図に示すように熱を吸収し易い空気通路体６の位置に巻き付けられる。
【実施例】
【００３３】
上記のように構成された電磁波処理装置では、例えばエアークリーナーから内燃機関に向かう燃焼空気に照射体３から６μｍ〜１６μｍの電磁波を照射されることにより、燃焼空気中の水蒸気の水分子が励起され、更なる分子振動作用が起きる。
この作用により、燃焼空気が圧縮された際に空気の温度分布（分子レベル）を均一化させることになり、如いては圧縮空気の温度斑を抑制することができる。既存燃焼で必然的に発生している着火遅れを制御して、燃焼効率を改善して燃料消費量が削減されると共に排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質が低減されることとなる。
【００３４】
既存車両に装着することにより、既定燃焼の着火遅れが改善され燃焼時間が延長されたクリーニング燃焼が行われ、燃焼室内の堆積物をクリーニング燃焼で徐々に浄化することとなり燃焼効率を徐々に改善及び向上させることができる。また、排気ガスの後処理装置でも知られる触媒やＤＰＦ（ＮＯx・ＰＭ低減装置）が装着された既存車では触媒並びＤＰＦフィルターの目詰まりを防止し、延命効果をもたらすと共に、簡単、且つ安価にできる温暖化対策（燃費向上）と大気汚染防止の方法となる。
【００３５】
表２はバス事業所のディーゼル車両１０６台での１年間当たりの実走行における装着車と未装着車の過去２年間の平均をデーターベースとした比較の走行試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の燃料消費量の削減が確認された。
[表２]バス事業所におけるディーゼル車１０６台による走行試験結果
2012246854.tif 000004
【００３６】
表３はバス事業所の試験車両５台で排気煙濃度試験における装着と未装着の前年度のデーターと比較した試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の排気煙濃度の軽減が確認された。
[表３]バス事業所におけるディーゼル車５台による排気煙濃度比較試験結果
2012246854.tif 000005
【００３７】
表４はタクシー事業所のガソリン低燃費車両２３台での１カ月間当たりの実走行における装着車と未装着の前年度のデーターをベースとした比較の走行試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の燃料消費量が削減されている。
[表４]タクシー事業所（低燃費車２３台）による走行試験結果
2012246854.tif 000006
【００３８】
表５は郵送事業所のガソリン軽車両１台での２カ月間当たりの実走行における装着時と未装着時での燃料消費に関する走行試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の燃費が大幅な削減が確認されている。また、２回目の試験では電磁波処理装置を取り外すと燃費効率が元に戻ることを確認できた。
[表５]郵政事業所  ガソリン軽車両（足立４１れ１９１９）による走行試験結果
2012246854.tif 000007
【００３９】
表６は表５のガソリン軽車両で簡易排気ガス分析計によるアイドリング時の排気有害物質の測定結果でわかるように、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯx）の排気有害物質を顕著に低減させる効果が見られ、即効性に優れていることがわかる。
[表６]軽車両（足立４１れ１９１９）の排気ガス分析計によるアイドリング測定結果
2012246854.tif 000008
【産業上の利用可能性】
【００４０】
上記の実施例では自動車の内燃機関に電磁波処理装置を取り付けた場合について説明したが、勿論この発明の電磁波処理装置は、例えば各種の燃焼機器（ボイラ，ストーブ乾燥炉）、各種の内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジンなど）といったエアークリーナー等の吸入空気部にも取り付けることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  基材
２  遮熱体
３  照射体
４  収納部（ポケット）
５  面状ファスナー
６  空気通路体（ダクトホース）
【図１】
2012246854.tif 000009
【図２】
2012246854.tif 000010
【図３】
2012246854.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関などの燃焼装置での燃焼効率を改善して、燃料を削減させ、排気有害物質を低減する燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理方法及びその装置に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策から省エネルギーを背景にして、より燃焼効率が高く、燃料消費の少ない内燃機関が求められていることから、希薄燃焼方法や燃料の改質化等の技術を持つ内燃機関が主流となっている。何れも燃料と空気（酸素）との反応を促進させる為に、機械的に燃焼室内の構造を変えた着火制御や燃料のオクタン価変更による着火制御で燃焼効率を向上させることを目的としたものであった。しかし、この燃焼効率に大きな影響を与えている、別の燃焼空気中に含まれる水蒸気に関する問題については、殆どの内燃機関には対策が講じられていなかった。
【０００３】
空気が含むことができる水蒸気量（水蒸気圧）には限りがあり、その限界まで水蒸気を含んだ状態を飽和状態と言う。そのときの水蒸気量を飽和水蒸気量といい、１ｍ3の空気に何ｇの水蒸気が含まれるかで表す。また、飽和水蒸気量（飽和水蒸気圧）は温度が高いほど多くなる。
【０００４】
下記表１に示すように空気は気温と飽和水蒸気圧に比例して水蒸気量が増す特性を持っている。
[表１]空気が含むことのできる水蒸気
2012246854.tif 000012
【０００５】
この気温と水蒸気圧が上昇するについて空気中の酸素不足が生じると共に燃焼室内で圧縮された燃焼空気中の水蒸気が水滴として凝集するために、燃焼効率を低迷させる大きな要因の一つでもあった。また、既存の内燃機関では構造的にも、燃焼空気中の水蒸気を制御することは困難であった。従って、既存燃焼から排出される排気有害物質の除去には後処理装置の触媒やＤＰＦ（ＮＯx・ＰＭ低減装置）に頼らざる負えない状況にあった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０２１５５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０３３６６号公報
【特許文献３】特開２００９−２０９９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
燃焼装置として、例えば各種の燃焼機器（ボイラ，ストーブ、乾燥炉）、各種の内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジンなど）といったものが挙げられる。
【０００８】
上記のように構成された内燃機関の既存燃焼は、機械的な構造で電子制御を用いて燃料と燃焼空気の反応を制御させて酸素不足を補ってきたが、一方で、内燃機関には致命的な欠陥とも言える着火遅れを招いている問題点があることは余り知られていない。
これは気温の変化に伴い、水蒸気量が増すことにより、燃焼空気中に酸素不足が生じると共に燃焼室内で圧縮された燃焼空気中の水蒸気が水滴として凝集するために、圧縮空気に温度斑を生じさせていることが原因である。この点に関しては機械的な構造で制御するのは殆ど不可能である。
【０００９】
例えば、燃焼を火炎として説明すると、青い火炎の燃焼は燃料と酸素が良く反応（着火）している状態であり、ロウソクに例えると、炎の内部の青色の部分にあたる。赤い火炎の燃焼は、酸素と反応（着火）ができずに熱せられた燃料が蒸し焼き状態になり炭化物（スス）を発生し、ロウソクに例えると、炎の外部の赤色の部分にあたる。つまり反応（着火）が進まない赤色の部分は不完全な燃焼で常に炭化物を発生していることなる。それは未燃物であり、排気有害物質を現している。
【００１０】
上記にある各種の内燃機関の燃焼室内での圧縮空気の温度斑は燃料と燃焼空気との反応を鈍らせて必然的に着火遅れを引き起こしている。詳しくは、着火遅れとは、燃焼室内で行われている火炎伝播の進みにくい状態を言う。その既存燃焼は不完全な燃焼として排気有害物質（ブローバイガスも含む）を常に排出している。
【００１１】
不完全な燃焼の排気有害物質には未燃物が多く含まれており、これが原因となりエンジンオイルにカーボンを含有させ、オイルの劣化や燃焼室内等にカーボンの堆積物を作り、機械的な燃焼空気の圧縮工程を鈍化させ燃焼効率を著しく低下させるなど、悪循環を引き起こしている。この既定燃焼の着火遅れを抑制することが燃焼効率改善には最も重要な課題であった。
【００１２】
また、この着火遅れは燃焼効率を低下させると共に燃費効率をも低下させ、大量の燃料消費を引き起こし、地球温暖化を助長させる結果を招くと共に排気有害物質を排出し大気汚染をもたらしている。
【００１３】
本発明の課題は、既存燃焼の燃焼効率を改善することで、燃料消費量の削減及び排気有害物質の低減を図ることのできる燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理方法及び燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題解決のため、請求項１記載の方法の発明にあっては、被燃焼物を燃焼させる
ことにより熱エネルギーを抽出する燃焼装置に供給される燃焼空気に電磁波を照射して燃焼空気中の水蒸気の水分子を励起させることを特徴とする。
【００１５】
請求項１記載の発明は、例えば、自動車の内燃機関に適用された場合には、自動車のエンジンルーム並びに吸入空気通路部の熱源により、熱を受けた照射体から燃焼空気中の水蒸気に電磁波が照射されて、燃焼空気中の水蒸気の水分子が励起され、更なる分子振動作用を起こす。
この作用が、燃焼空気が圧縮された際に空気の温度分布を均一化させることになり、如いては圧縮空気の温度斑を抑制することができ、それにより着火遅れを防止し燃焼効率を高める。その結果、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減される。
【００１６】
詳しくは、炭酸ガス（ＣＯ２）や水蒸気（Ｈ２Ｏ）のような極性を持った気体に電磁波が吸収されると、励起という更なる分子振動作用を起こす。これは放射伝熱の仕組みであって、空気が温度を上昇し易い気体に変わる。現在の地球上で起きている気候変動、詳しくは地球温暖化も同じ作用と言える。
【００１７】
また、一般的によく知られる電磁波の吸収作用として、電子レンジの原理も同じ作用と言える。水は電子レンジ内のマグネトロンから照射される電磁波（ＵＨＦ波）を吸収し、水分子（Ｈ2Ｏ）を励起させる。水分子は更なる振動作用を起こし、水の分子同士が摩擦熱を発生させ、自ら熱を発生させてお湯に変化する仕組みである。
【００１８】
請求項２記載の発明にあっては、上記燃焼装置は内燃機関であることを特徴とする。
ここで「内燃機関」とは、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジン等である。
【００１９】
従って、本願発明が各種の内燃機関に適用された場合には、各種の内燃機関の燃焼効率を高め、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減する。
【００２０】
請求項３記載の発明にあっては、上記燃焼装置は発熱型燃焼機器であることを特徴とする。ここで「発熱型燃焼機関」とは、各種の「燃料を燃焼させて得た熱を利用する機関」であり、例えば、「ボイラー」、「ストーブ」、「乾燥炉」等を指す。
従って、各種の燃焼装置の燃焼効率を高め、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減する。
【００２１】
請求項４記載の物の発明にあっては、被燃焼物を燃焼させることにより熱エネルギーを抽出する燃焼装置に装着され、基材と、上記基材に取り付けられた遮熱体と、上記遮熱体上に設けられ、電磁波を燃焼空気に向けて照射する照射体と、上記照射体を収納する収納部を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明にあっては、上記照射体は、紙からなるベース材の表面にペースト状のセラミックスが塗布されて形成されていることを特徴とする。
上記照射体は、セラミックスを適宜手段により粉体化してパウダー状にし、適宜のバインダーと混合することによりペースト状に形成し、このペースト状のセラミックスを紙からなるベース材の表面に塗布して形成するものである。
【００２３】
高温で焼成された焼成物、陶磁器等のいわゆるセラミックスは、電磁波を発していることが経験的に認知されている。例えば、陶磁器製の茶碗内に盛られた食物がさめにくいのは陶磁器本体から発せられる電磁波による保温効果であることも経験的に知られている。食物には水分が含まれており、陶磁器から照射される電磁波により水分子の励起作用（分子振動）があることにより保温効果が発生するものと考えられている。本願発明はこの原理を利用しているものである。
【００２４】
請求項６記載の発明にあっては、上記遮熱体は、アルミニウム製であることを特徴とする。
請求項７記載の発明にあっては、上記基材は帯状に形成されると共に、端部には接合部が設けられていることを特徴とする。
従って、請求項７記載の発明にあっては、基材は端部に接合部が設けられていることから、帯状の基材を各種の装着対象物に巻きつけて使用することができる。
【００２５】
請求項８記載の発明にあっては、上記接合部は面状ファスナーであることを特徴とする。
請求項９記載の発明にあっては、上記燃焼装置は内燃機関であることを特徴とする。
「内燃機関」とは、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジン等を指す。
【００２６】
従って、本願発明が各種の内燃機関に適用された場合には、各種の内燃機関の燃焼効率を高め、燃料消費量が削減され、また、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質を低減する。
【００２７】
請求項１０記載の発明にあっては、上記燃焼装置は発熱型燃焼機器であることを特徴とする。ここで「発熱型燃焼機関」とは、各種の「燃料を燃焼させて得た熱を利用する機関」であり、例えば、「ボイラー」、「ストーブ」、「乾燥炉」等を指す。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１〜１０記載の発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理方法及びその装置によれば、照射体から照射される電磁波により水蒸気の水分子が励起され、更なる分子振動作用を起こし、この作用が、燃焼空気が圧縮された際に空気の温度分布を均一化させることになり、如いては圧縮空気の温度斑を抑制することができる。既存燃焼で必然的に発生している着火遅れを制御して、燃焼効率を改善して燃料消費量が削減されると共に排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質が低減される、という効果を奏する。
【００２９】
請求項２及び９記載の発明にあっては、本願発明は内燃機関に適用されることから、例えば、自動車に装着された場合には、新車はもとより、既存車両に装着することにより、既定燃焼の着火遅れが改善され、燃焼の衝撃波が和らげられ燃焼雑音が低減され、燃焼時間が延長されたクリーニング燃焼が行われ、未燃物を含まない燃焼に変わり、燃焼室内の堆積物をクリーニング燃焼で徐々に浄化することとなり、燃焼効率を徐々に改善させることができる。従って、排気ガスの後処理装置でも知られる触媒やＤＰＦ（ＮＯx・ＰＭ低減装置）が装着された既存車では触媒やＤＰＦフィルターの目詰まりを防止し、延命効果をもたらす。
【００３０】
また、請求項３及び１０記載の発明にあっては、本願発明は燃焼機関に適用されることから、例えば、ボイラ、ストーブ等に適用された場合には、既定燃焼の着火遅れが改善され、燃焼の衝撃波が和らげられ、燃焼雑音が低減され、燃焼時間が延長されたクリーニング燃焼が行われ、未燃物を含まない燃焼に変わり、燃焼室内の堆積物をクリーニング燃焼徐々に浄化することとなり、燃焼効率を徐々に改善させることができる
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置の使用態様を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る燃焼空気中の水蒸気の電磁波処理装置の使用態様を示し、自動車の内燃機関であるエンジンに取り付けられる状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を自動車の内燃機関に適用した場合の実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態を示す斜視図であり、外気温を防止する矩形状の基材１内にはアルミニウム素材の遮熱体２が設けられている。
【００３３】
この遮熱体２の上面にはセラミックス製の複数個の照射体３が貼付されていて、照射体３を入れる収納部を構成するポケット４が設けられている。基材１の一方の側には第１の面状ファスナー５が設けられている、この第１の面状ファスナー５は基材１の他方の側の裏面の第２の面状ファスナー５と脱着が可能になっており、例えば第３図に示すように熱を吸収し易い空気通路体６の位置に巻き付けられる。
【実施例】
【００３４】
上記のように構成された電磁波処理装置では、例えばエアークリーナーから内燃機関に向かう燃焼空気に照射体３から６μｍ〜１６μｍの電磁波を照射されることにより、燃焼空気中の水蒸気の水分子が励起され、更なる分子振動作用が起きる。
この作用により、燃焼空気が圧縮された際に空気の温度分布（分子レベル）を均一化させることになり、如いては圧縮空気の温度斑を抑制することができる。既存燃焼で必然的に発生している着火遅れを制御して、燃焼効率を改善して燃料消費量が削減されると共に排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状浮遊物質（ＰＭ）等の排気有害物質が低減されることとなる。
【００３５】
既存車両に装着することにより、既定燃焼の着火遅れが改善され燃焼時間が延長されたクリーニング燃焼が行われ、燃焼室内の堆積物をクリーニング燃焼で徐々に浄化することとなり燃焼効率を徐々に改善及び向上させることができる。また、排気ガスの後処理装置でも知られる触媒やＤＰＦ（ＮＯx・ＰＭ低減装置）が装着された既存車では触媒並びＤＰＦフィルターの目詰まりを防止し、延命効果をもたらすと共に、簡単、且つ安価にできる温暖化対策（燃費向上）と大気汚染防止の方法となる。
【００３６】
表２はバス事業所のディーゼル車両１０６台での１年間当たりの実走行における装着車と未装着車の過去２年間の平均をデーターベースとした比較の走行試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の燃料消費量の削減が確認された。
[表２]バス事業所におけるディーゼル車１０６台による走行試験結果
2012246854.tif 000013
【００３７】
表３はバス事業所の試験車両５台で排気煙濃度試験における装着と未装着の前年度のデーターと比較した試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の排気煙濃度の軽減が確認された。
[表３]バス事業所におけるディーゼル車５台による排気煙濃度比較試験結果
2012246854.tif 000014
【００３８】
表４はタクシー事業所のガソリン低燃費車両２３台での１カ月間当たりの実走行における装着車と未装着の前年度のデーターをベースとした比較の走行試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の燃料消費量が削減されている。
[表４]タクシー事業所（低燃費車２３台）による走行試験結果
2012246854.tif 000015
【００３９】
表５は郵送事業所のガソリン軽車両１台での２カ月間当たりの実走行における装着時と未装着時での燃料消費に関する走行試験データーであり、電磁波処理装置を取り付けた車両の燃費が大幅な削減が確認されている。また、２回目の試験では電磁波処理装置を取り外すと燃費効率が元に戻ることを確認できた。
[表５]郵政事業所  ガソリン軽車両（足立４１れ１９１９）による走行試験結果
2012246854.tif 000016
【００４０】
表６は表５のガソリン軽車両で簡易排気ガス分析計によるアイドリング時の排気有害物質の測定結果でわかるように、排気ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯx）の排気有害物質を顕著に低減させる効果が見られ、即効性に優れていることがわかる。
[表６]軽車両（足立４１れ１９１９）の排気ガス分析計によるアイドリング測定結果
2012246854.tif 000017
【産業上の利用可能性】
【００４１】
上記の実施例では自動車の内燃機関に電磁波処理装置を取り付けた場合について説明したが、勿論この発明の電磁波処理装置は、例えば各種の燃焼機器（ボイラ，ストーブ乾燥炉）、各種の内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン，ガス焚きエンジン，タービンエンジンなど）といったエアークリーナー等の吸入空気部にも取り付けることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  基材
２  遮熱体
３  照射体
４  収納部（ポケット）
５  面状ファスナー
６  空気通路体（ダクトホース）