(57)【要約】【課題】従来の燃費節減器具は液体燃料と改質材の直接接触方式で、車両衝突時の火花発生、改質材剥離片によるシリンダ壁損傷、給油異物混入防止網付車両の課題がある。本発明は吸気空気中の水分子を遠赤外線高放射率セラミックスボールでマイナスイオン化しシリンダ内で酸素を生成、供給による燃焼効率の向上で燃費節減、排気ガス中有害物質低減を図る燃焼効率向上器具である。【解決手段】遠赤外線高放射率セラミックスボール１を高密度ポリエチレン製網目板使用の容器２に充填して、燃料と接触しない吸気系統のエァクリーナ装置のフイルタ６の上部に装着し、吸気した空気中水分と接触させて水分子をヒドロキシルイオン（マイナスイオン）化してシリンダへ送り、高温、高圧下で分解して酸素を生成し、燃料分子との結合で燃焼を促進させて燃費節減、排気ガス中の有害物質の低減を図る燃焼効率向上器具である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、ＳｉＯ２を５４．３％、Ａｌ２Ｏ３を１５．８％、ＺｒＯ２を１３．３％、ＴｉＯ２を１０．３％、Ｋ２Ｏを１．７％、ＢａＯを１．５％、Ｎａ２Ｏを１．１％、Ｆを０．７％、ＨｆＯ２を０．４％、Ｆｅ２Ｏ３を０．３％、ＣａＯを０．２％、の成分組成をもつ遠赤外線高放射率セラミックスボールを、液体燃料の燃焼効率向上部材として用いる内燃機関の燃焼効率向上器具において、前記燃焼効率向上部材を高密度ポリエチレン樹脂製の網目構造成型板と木綿糸などの封緘材を用いた容器に充填して、自動車、トラック、バス、船舶などの輸送機器や農業機械の内燃機関吸気系統のエァクリーナ装置のエレメントといわれるフイルタの上部または下部に装着して、吸気した空気中水分の水分子をヒドロキシルイオン（マイナスイオン）化して、内燃機関エンジンのシリンダ内で酸素を生成して燃料の酸素未結合分子と結合させ、燃焼効率の向上により燃費節減、排気ガス中の有害物質の低減を図ることを特徴とする内燃機関の燃焼効率向上器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は乗用自動車、トラック、バス、船舶などの輸送機器や農業機械の内燃機関の燃焼効率向上による燃費節減、排気ガス中の有害物質低減に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の輸送機器や農業機械の内燃機関での燃費節減、排気ガスの有害物質低減器具は、液体燃料と燃料改質材の直接接触による対策を施したものがある。
（例えば特許文献１、登録実用新案文献１参照）【０００３】
【特許文献１】  特許公報第３４９６７１８号
【登録実用新案文献１】
登録実用新案公報第３０３６３２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来の燃費節減、排気ガス中有害物質低減器具は、液体燃料と容器を通して改質材を接触させる方法で、過激な交通事故では金属製燃料タンクと金属製容器との衝突で火花が発生する可能性があり輸送機器の防災安全上に課題がある。【０００５】  従来の燃料改質材は複数の鉱石粉末を混合して焼成するために焼結接着力が弱く、金属容器や改質材同士との摩擦などで表面が脆くなり剥離することがある。剥離片はモース硬度が約７と硬く燃料噴射ノズルの狭窄や、剥離片を挟んだピストン運動でシリンダ壁が損傷を受けエンジン能力低下の原因になる。【０００６】  乗用車などは燃料タンクの注油パイプ内部に異物混入防止網を有する給油方式が主流で燃料に異物を混入させない構造が増加している。燃料改質材を燃料と直接接触させる燃費節減、排気ガス中の有害物質低減器具には課題がある。【０００７】  本発明はこのような従来の構成が有していた課題を解決しようとするものであり、内燃機関の防災安全性、燃料の異物混入によるエンジン能力の低下を効果的に解決して燃費節減と排気ガス中の有害物質の低減を図ることを目的とするものである。
【課題を解決する手段】
【０００８】  本発明は、内燃機関での燃焼時の燃料分子は１個の酸素としか結合出来ないために多くの酸素を供給する手段で、吸気した空気中水分（大気飽和水分量１．５８重量％）の水分子に遠赤外線高放射率セラミックスボールの遠赤外線を放射してヒドロキシルイオン化し、シリンダ内の高温、高圧で分解して酸素を生成させ、燃料燃焼時に酸素未結合分子と結合させて酸化反応を活性化して燃焼効率の向上を図り、燃費節減、排気ガス中の有害物質を低減するものである。
【０００９】  本発明の燃焼効率向上器具の装着は、乗用車、トラック、バス、船舶や農業機械の内燃機関へ空気中の酸素を供給する図３のエァクリーナ装置で、フイルタ６の上部又は下部位置に装着する。
【００１０】  エァクリーナ装置の空気は、シリンダの吸気要求による減圧作用で本発明の燃焼効率向上器具７と、空気中の塵、埃を除くフイルタ６に吸引・接触した後に通気し空気の流れ方向８に沿ってシリンダへ送られるので、エァクリーナの防災安全性や異物混入でのエンジン能力低下などの要因は無く課題は解決する。
【００１１】  エァクリーナ装置で吸気された空気中水分の水分子は、図１に示す本発明の燃焼効率向上器具に充填した遠赤外線高放射率セラミックスボール１の放射する波数約３，６５０ｃｍ−１（水素結合の伸縮振動）、約１，５９５ｃｍ−１（水素結合の変角振動）、約８４７ｃｍ−１（水分子の回転振動）の遠赤外線を吸収して、励起、共鳴振動で活性化しヒドロキシルイオン（マイナスイオン）とヒドロニウムイオン（プラスイオン）の活性イオンになりシリンダへ送られる。
【００１２】  シリンダ内のヒドロキシルイオン（マイナスイオン）は、高温（６００℃以上）、高圧（７０ｋｇ／ｃｍ２以上）で容易に分解されて酸素を生成して燃料の酸素未結合分子と結合するために燃焼時の酸化反応が活性化される。
【００１３】  その結果、燃焼効率が向上して燃費の節減と排気ガス中の有害物質を低減させることを可能にするものである。
【００１４】  本発明の構成部材である遠赤外線高放射率セラミックスボールの組成を示す。
ＳｉＯ２を５４．３、Ａｌ２Ｏ３を１５．８％、ＺｒＯ２を１３．３％、ＴｉＯ２を１０．３％、Ｋ２Ｏを１．７％、ＢａＯを１．５％、Ｎａ２Ｏを１．１％、Ｆを０．７％ＨｆＯ２を０．４％、Ｆｅ２Ｏ３を０．３％、ＣａＯを０．２％。（重量％）
【００１５】  本発明の構成部材である遠赤外線高放射率セラミックスボールの製法を示す。
学術名の石英斑岩を粉砕して粒子径約２μｍの微粉末８０％（重量比率）に、焼結接着剤のＺｒＯ２粉末を２０％（重量比率）配合して混練、造粒、乾燥した後約１，３００℃で焼成して製造する。
【００１６】  遠赤外線高放射率セラミックスボールの遠赤外線放射性能を示す。
遠赤外線放射率図４は、波数３，３００ｃｍ−１（波長３μｍ）〜５００ｃｍ−１（波長２０μｍ）の範囲において平均９６．７％（６０℃）の高い放射率を有する。
【００１７】  遠赤外線高放射セラミックスボールの包装方法と包装材料物性を示す。
燃焼効率向上器具の包装は、直径約８ｍｍφ、重量約０．７ｇの遠赤外線高放射率セラミックスボール図１の１を整列し、高密度ポリエチレン製、厚さ１ｍｍ、４ｍｍ角（空間３ｍｍ角）の網目成型材料の容器２に充填して木綿糸３で封緘する。高密度ポリエチレンの包装材料物性は、図４のとおり遠赤外線吸収強度が低く（透過性高い）水分子の遠赤外線吸収波数に影響しない、使用温度範囲が＋１００℃〜−６０℃で特に低温靱性、脆性物性に優れた包装材料である。
【００１８】  本発明によるヒドロキシルイオン（マイナスイオン）の生成作用を示す。
遠赤外線高放射率セラミックスボールの遠赤外線放射波数３，６５０ｃｍ−１（波長２．７４μｍ）、１，５９５ｃｍ−１（波長６．２７μｍ）、８４７ｃｍ−１（波長１１．８μｍ）を、吸気した空気中の水分子が吸収して水素結合伸縮、水素結合角度変化、分子回転運動の励起、共鳴振動による熱エネルギーで、水素イオン（Ｈ＋）と水酸イオン（ＯＨ−）にイオン化されて活性化し、他の水分子との結合で水素イオンはヒドロニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋、プラスイオン）、水酸イオンはヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２−、マイナスイオン）を生成する。
【００１９】  本発明によるヒドロキシルイオン（マイナスイオン）の酸素生成作用を示す。
ヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２−、マイナスイオン）は界面活性を有する両親媒性物質で反応極性が大きく、シリンダ内の高温、高圧状態で容易に分解されて酸素を生成し、ガソリン、軽油、灯油、重油などの燃焼時に供給されて酸素未結合分子と結合するために燃焼が促進されて燃焼効率が向上して、燃費の節減効果と馬力、トルクの増大、排気ガス中の有害物質であるＣＯ、ＨＣ（炭化水素）、黒煙発生などの減少効果が図られるものである。
【発明の効果】
【００２０】  上記のように本発明の内燃機関の燃焼効率向上器具を乗用車に装着して走行試験を実施した結果、１０％〜２５％の燃焼効率向上による燃費節減効果、馬力、トルク増大などが認められたのでその事例を示す。
【００２１】  日産エルグランド、２００２年モデル、Ｘタイプ、排気量３，５００ｃｃ。
レギュラーガソリンを使用した市街地走行での燃費は５．０〜６．０ｋｍ／ｌだが、燃焼効率向上器具装着走行での燃費は７．３ｋｍ／ｌになり２１％〜４６％の燃費節減効果が認められ、ガソリン補給時の燃費情報画面（図５）では航続可能距離５０１ｋｍと表示され、装着前の表示が４００ｋｍ弱なので約２５％の燃費節減効果が燃費履歴として表示された。
【００２２】  トヨタカローラ、１９９６年モデル、マニュアル車、排気量１，８００ｃｃ、約１０万ｋｍの走行履歴車。レギュラーガソリンで東京都内市街地走行４日間延べ１，３１２ｋｍの燃費は１１．８ｋｍ／ｌで、燃焼効率向上器具装着による４日間延べ１，３４８ｋｍでは１４．２ｋｍ／ｌで２０．３％の燃費節減効果が認められ、登坂走行時の馬力とトルク増大、黒煙発生や不完全燃焼臭もなかった。
【００２３】  トヨタイプサム、排気量２，４００ｃｃ、７，０００ｋｍ走行履歴車。
レギュラーガソリン使用で市街地走行の燃費が９．１ｋｍ／ｌ、燃焼効率向上器具装着で市街地走行６日間延べ１，９７０ｋｍの燃費は１０．１ｋｍ／ｌで１１％の燃費節減効果と馬力、トルクの増大が認められ、走行距離が新車並みで内燃機関専攻ドライバーによる管理された乗用車での燃費節減効果が確認された。
【発明の実施するための最良の形態】
【００２４】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて示す。
【００２５】  図においては、遠赤外線高放射率セラミックスボール１を容器２に充填し木綿糸３で封緘して包装する。
【００２６】  ４はエァクリーナ装置吸気口、調整吸気アクチュエータ５、濾紙などのフイルタ６、燃焼効率向上器具７、吸気流れ方向８、排出口９で構成されている。
【００２７】  以下、上記構成の動作を示す。燃焼に必要な酸素はエァクリーナ装置吸気口４から吸気しアクチュエータ５の調整吸気と合流して、フイルタ６で塵、埃などを取り除き燃焼効率向上器具７に入るが酸素、窒素は無極性のため通過し、水分子は遠赤外線高放射セラミックスボール１の遠赤外線放射作用で、瞬時にマイナスイオン化され吸気流れ方向８で排出口９からシリンダへ送られる。
【００２８】  本実施形態によれば燃費節減、排ガス中有害物質低減が図られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態を示す燃焼効率向上器具の斜視図と上面断面図
【図２】本発明の［図１］におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】燃焼効率向上器具を装着するエァクリーナ装置の透視図
【図４】遠赤外線高放射セラミックスボールの遠赤外線放射率、水分子の遠赤外線吸収強度、高密度ポリエチレンの遠赤外線吸収強度のグラフ
【図５】本発明による［発明の効果］の段落［００２１］の写真
【符号の説明】
【００３０】１    遠赤外線高放射率セラミックスボール
１ａ    同
２    容器
２ａ    同
３    容器封緘材
３ａ    同
４    エァクリーナ装置吸気口
５      同    アクチュエータ
６      同          フイルタ
７    燃焼効率向上器具
８    エァクリーナ装置の吸気流れ方向
９      同    排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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