(57)【要約】【課題】内燃機関の燃焼室内部にトラブルを生じさせることなく、常に一定の燃費向上効果を発揮させることが可能な内燃機関の燃費向上システムを提供する。【解決手段】本発明の内燃機関Ｅの燃費向上システム１０は、ラジウム含有鉱石を微粉砕して得た微量放射線発生粒子Ｒを、内燃機関Ｅに付属する冷却装置Ｃの冷却液に添加すると共に、耐熱性を有する可撓性樹脂１２ａに前記微量放射線発生粒子Ｒを混練したシート１２を、前記内燃機関Ｅに接続された燃料配管３４及び冷却液配管４２における前記内燃機関Ｅ近傍の外周に巻着したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジウム含有鉱石を微粉砕して得た微量放射線発生粒子を、内燃機関に付属する冷却装置の冷却液に添加すると共に、
耐熱性を有する可撓性樹脂に前記微量放射線発生粒子を混練したシートを、前記内燃機関に接続された燃料配管及び冷却液配管おける前記内燃機関近傍の外周に巻着したことを特徴とする内燃機関の燃費向上システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼効率を向上させて省エネルギー化に資する燃費向上システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の原油価格の高騰や二酸化炭素による地球温暖化の問題等により、ガソリンや軽油等を燃料とする内燃機関の燃費改善が喫緊の課題となっている。
【０００３】
かかる課題を解決し得る技術として、例えば、燃料に麦飯石の３μｍ以下の細粒を添加した麦飯石含有自動車燃料（例えば、特許文献１参照。）や、燃料にコロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散する技術（例えば、特許文献２参照。）などが開示されている。
【０００４】
これらの技術は、内燃機関に与える燃料の改質を行い、該内燃機関の燃費向上を図ろうとするものである。
【特許文献１】特開平７−１９７０４８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００４／０７６８４３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように麦飯石やトルマリンなどの微粒子を燃料に直接添加する技術の場合、燃料と共に内燃機関の燃焼室に供給されたこれらの微粒子が、燃焼条件等によっては(該燃焼室を構成する)シリンダやピストンの壁面に付着・堆積したり、これらの壁面を傷付けたりすると云う問題の生じる虞があった。
【０００６】
加えて、燃料改質のために添加されるこれらの粒子は、微粒子といえども燃料自体に比べて比重が大きいため、燃料と共に常に一定の割合でシリンダ内に供給されるとは云い難く、これらの粒子による燃費改善効果には、バラツキが生じやすいと云う問題もあった。
【０００７】
それゆえに、本発明の主たる課題は、内燃機関の燃焼室内部にトラブルを生じさせることなく、常に一定の燃費向上効果を発揮させることが可能な内燃機関の燃費向上システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した発明は、
(1)ラジウム含有鉱石を微粉砕して得た微量放射線発生粒子Ｒを、内燃機関Ｅに付属する冷却装置Ｃの冷却液に添加すると共に、
(2)耐熱性を有する可撓性樹脂１２ａに前記微量放射線発生粒子Ｒを混練したシート１２を、前記内燃機関Ｅに接続された燃料配管３４及び冷却液配管４２における前記内燃機関Ｅ近傍の外周に巻着したことを特徴とする、
(3)内燃機関Ｅの燃費向上システム１０である。
【０００９】
内燃機関Ｅでは、シリンダ１４内でピストン１８が往復運動を繰り返すことによって摩擦が発生し、この摩擦により生じたプラスの電荷を持つ静電気がシリンダ１４内の燃焼室３０に供給した燃料や酸素(すなわち混合ガスＧ)を当該燃焼室３０の壁面に引寄せるようになる(図３(a)参照)。このため、燃焼室３０内の混合ガスＧにムラができ、当該混合ガスＧが不完全燃焼することによって、燃焼効率が低下すると共に、燃焼室３０の壁面にカーボンが付着し、馬力の低下や燃費の悪化が起こるようになる。
【００１０】
これに対し、本発明では、内燃機関Ｅに付属する冷却装置Ｃの冷却液に添加した微量放射線発生粒子Ｒ、並びに耐熱性を有する可撓性樹脂１２ａに混練してシート状にすると共に燃料配管３４及び冷却液配管４２の外周に巻着した微量放射線発生粒子Ｒが、アルファ線などのイオン化放射線を放射する。このイオン化放射線はその電離作用で周辺の原子から電子を引き離すため、微量放射線発生粒子Ｒの周辺はマイナスに帯電した状態となる。つまり、微量放射線発生粒子Ｒの周辺に、いわゆるマイナスイオンが生成される。
【００１１】
このため、冷却液中或いは内燃機関Ｅ近傍の燃料配管３４及び冷却液配管４２の外周に巻着されたシート１２中に存在する微量放射線発生粒子Ｒが燃焼室３０全体を取り囲むようになる本発明の燃費向上システム１０では、ピストン１８の往復運動によって生じたプラスの電荷を持った静電気が即座に消去され、燃料室３０内の混合ガスＧを常に均一な状態にすることができる(図３(b)参照)。加えて、微量放射線発生粒子Ｒが放射するアルファ線により、燃料のクラスタを小さくすることができる。
【００１２】
以上の結果、燃焼室３０で混合ガスＧを燃焼する際、当該燃焼が燃焼効率が極めて高い、換言すれば、完全燃焼に極めて近い状態となり、馬力アップや燃費向上を図ることができるものと推測される。
【００１３】
また、本発明の燃費向上システム１０では、燃料に直接微粒子を添加していないため、燃焼室３０を構成するシリンダ１４やピストン１８などの壁面が損耗する心配もない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内燃機関の燃焼室内部にトラブルを生じさせることなく、常に一定の燃費向上効果を発揮させることが可能な内燃機関の燃費向上システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の内燃機関Ｅの燃費向上システム１０の一例を示す構成図である。この図が示すように、本発明の燃費向上システム１０は、冷却装置Ｃの冷却液に直接添加する微量放射線発生粒子Ｒと、耐熱性を有する可撓性樹脂１２ａに微量放射線発生粒子Ｒを混練したシート１２(図２参照)とで構成されている。
【００１７】
ここで、先ず始めに、本発明の燃費向上システム１０が適用される内燃機関Ｅについて説明すると、内燃機関Ｅは内部で燃料を燃焼させて動力を取り出す原動機で、図１に示すものは、シリンダ１４を構成するシリンダブロック１６と、シリンダ１４内で往復運動するピストン１８と、吸気通路２０，スロットルバルブ２２及び吸気バルブ２４を有する吸気系統と、排気通路２６及び排気バルブ２８を有する排気系統と、シリンダ１４の内部空間上部に設けられた燃焼室３０と、燃焼室３０に供給された燃料及び酸素(混合ガス)を点火するスパークプラグ３２とで構成されたピストンエンジンである。この内燃機関Ｅには燃料供給装置Ｆと冷却装置Ｃとが付属している。
【００１８】
燃料供給装置Ｆは、上流端が図示しない燃料タンクに接続された燃料配管３４と、前記燃料配管３４の下流端に接続され、内燃機関Ｅに対して燃料を送給する燃料ポンプ３６と、前記燃料ポンプ３６から供給される燃料を燃焼室３０に向けて噴射するインジェクタ３８とを有する。
【００１９】
冷却装置Ｃは、クーラントなどの冷却液と外気との間で熱交換を行なうラジエター４０と、上流端がラジエター４０に接続され、下流端が内燃機関Ｅ(シリンダブロック１６)に接続された冷却液配管４２と、上流端が内燃機関Ｅ(シリンダブロック１６)に接続され、下流端がラジエター４０に接続された冷却液戻り配管４４と、ラジエター４０と内燃機関Ｅとの間で冷却液を循環させるウォーターポンプ４６と、シリンダ１４を取り巻くようにシリンダブロック１６内に堀設され、その内部を冷却液が通流するウォータージャケット４８とを有する。
【００２０】
以上のように構成された内燃機関Ｅの燃費を向上させる本発明の燃費向上システム１０は、上述のように、(1)冷却装置Ｃの冷却液に直接添加する微量放射線発生粒子Ｒと、(2)耐熱性を有する可撓性樹脂１２ａに微量放射線発生粒子Ｒを混練したシート１２(図２参照)と云った２つの態様のものを組み合わせて使用する。以下、これらについて説明する。
【００２１】
[冷却装置Ｃの冷却液に直接添加する微量放射線発生粒子Ｒ]
冷却液に直接添加する微量放射線発生粒子Ｒは、その放射線量が安全性の面で法律上許容された範囲内のものであれば如何なるものであってもよいが、特に、ラジウム含有鉱石を微粉砕して得たものを用いるのが好ましい。このラジウム含有鉱石を微粉砕して得た微量放射線発生粒子Ｒは、アルファ線などのイオン化放射線を放出し、その周囲に多量のマイナスイオン(具体的には、マイナスイオンカウンターでの測定値で概ね５０００〜６０００[個／ｃｍ2・２０秒]以上)を発生させるからである。
【００２２】
この微量放射線発生粒子Ｒの粒径は、０．５μｍ以上で且つ１０μｍ以下であることが好ましい。微量放射線発生粒子Ｒの粒径が０．５μｍ未満である場合には、微粒子へと粉砕する際に多大なコストがかかるようになり、逆に、微量放射線発生粒子Ｒの粒径が１０μｍより大きい場合には、ウォーターポンプ４６等の冷却装置Ｃ内部の損耗が激しくなるからである。
【００２３】
また、以上のような微量放射線発生粒子Ｒを冷却装置Ｃの冷却液に添加する際には、冷却装置Ｃ内の冷却液１リットルに対して１０ｍｇ〜５００ｍｇの範囲で添加するのが好ましい。微量放射線発生粒子Ｒの添加量が冷却液１リットルに対して１０ｍｇ未満の場合には、当該粒子Ｒの添加効果が顕著に現れず、逆に、５００ｍｇより多い場合には、ウォーターポンプ４６等の冷却装置Ｃ内部の損耗が激しくなるからである。
【００２４】
なお、冷却液に微量放射線発生粒子Ｒを添加する際には、当該粒子Ｒを粉体のまま冷却液に直接添加するようにしてもよいし、当該粒子Ｒを水や不凍液などに分散させた後、冷却液に添加するようにしてもよい。
【００２５】
[微量放射線発生粒子Ｒを耐熱性で且つ可撓性の樹脂に混練したシート１２]
図２は、耐熱性を有する可撓性樹脂１２ａに微量放射線発生粒子Ｒを混練したシート１２の一例を示す部分切欠正面図である。この図が示すように、シート１２は、アルミニウム箔などからなる耐熱性の袋体５０の内部に封入して使用される。なお、図２中の５２は、袋体５０に封入したシート１２を燃料配管３４及び冷却液配管４２の外周の所定位置に仮止めする際に使用する耐熱性の両面粘着テープである。
【００２６】
シート１２に練り込まれる微量放射線発生粒子Ｒは、上述した冷却液に直接添加するものと同様のものが使用される。
【００２７】
また、この微量放射線発生粒子Ｒを練り込む可撓性樹脂１２ａは、概ね２００℃以上の耐熱性を有し、且つ可撓性に富んだ樹脂であれば如何なるものであってもよく、入手の容易さなどを考慮するとシリコンゴムを用いるのが好ましい。
【００２８】
ここで、上記可撓性樹脂１２ａに微量放射線発生粒子Ｒを練り込んでシート１２を成形する際には、図２に示すように網目状に成形するのが好ましい。このようにすることでシート１２の表面積を極大化させることができ、微量放射線発生粒子Ｒが放出するアルファ線によってシート１２の周辺に多量のマイナスイオンを生成させることができるからである。
【００２９】
なお、シート１２を構成する微量放射線発生粒子Ｒと樹脂１２ａとの組成比や、燃料配管３４及び冷却液配管４２の外周に巻き付けて使用するシート１２の量などは、対象となる内燃機関Ｅによって適宜決定される。一例を挙げると、排気量２０００ｃｃクラスの乗用車用エンジンの場合、シリンダ１４近傍の燃料配管３４及び冷却液配管４２の外周にシート１２を巻着した際に、燃料配管３４については５〜３０ｍｇ／ｃｍ2、冷却液配管４２については２〜１５ｍｇ／ｃｍ2の微量放射線発生粒子Ｒが当該巻着部分に配置されるようにする。
【００３０】
また、上述の例では、シート１２を耐熱性の袋体に封入して使用する場合を示したが、耐久性等の問題がない条件であれば、シート１２を燃料配管３４及び冷却液配管４２の外周に直接巻着するようにしてもよい。
【実施例】
【００３１】
以下に、実施例を挙げて本発明の内燃機関における燃費向上システムを具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００３２】
［燃費向上性能実証試験］
実際に営業で使用されているディーゼルエンジン搭載の４ｔトラック(東洋ゴム工業社製タイヤを装着)に、以下の通り、本発明の燃費向上システムを装着した。すなわち、冷却装置を循環する冷却液１リットルに対して２００ｍｇの割合となるように、粒径５〜６μｍ程度に調整した微量放射線発生粒子をラジエターから添加すると共に、エンジンのシリンダブロック近傍の燃料配管及び冷却液配管の外周に、燃料配管については幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ、冷却液配管については幅６０ｍｍ×長さ３５０ｍｍに成形した微量放射線発生粒子混練樹脂シートを巻着し、燃料配管については１５ｍｇ／ｃｍ2、冷却液配管については５ｍｇ／ｃｍ2の微量放射線発生粒子を当該巻着部分に配置した。
【００３３】
そして、本発明の燃費向上システムを装着後、１０日間通常通り営業運転を行い、毎日の走行距離及び使用燃料量を記録し、燃費を計算した。なお、燃費向上システム装着前の前年度月平均燃費は４．２ｋｍ／Ｌであった。
【００３４】
表１に燃費向上システム装着後の燃費測定結果を示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示すように、燃費向上システム装着後、全ての営業運転日において前年度月平均燃費(４．２ｋｍ／Ｌ)よりも燃費が向上していることが窺える。又、燃費向上システム装着後の平均燃費は５．３ｋｍ／Ｌであり、本システム装着前に比べて概ね３割程度燃費が向上していることが窺える。更に、試験回数が増えるにつれ燃費が向上する傾向が見られるが、これは試験回数が増えるにつれ冷却液に添加した微量放射線発生粒子が冷却装置全体に満遍なく行き渡った結果によるものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の内燃機関の燃費向上システムの一例を示す構成図である。
【図２】微量放射線発生粒子混練シートの一例を示す部分切欠正面図である。
【図３】(a)は燃費向上システム装着前の燃焼室の状態を示す説明図、(b)は燃費向上システム装着後の燃焼室の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…燃費向上システム
１２…(樹脂に微量放射線発生粒子を混練した)シート
１４…シリンダ
１６…シリンダブロック
１８…ピストン
３０…燃焼室
３４…燃料配管
４０…ラジエター
４２…冷却液配管
４８…ウォータージャケット
Ｅ…内燃機関
Ｆ…燃料供給装置
Ｃ…冷却装置
Ｒ…微量放射線発生粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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