(57)【要約】【課題】  乗用車、ディーゼル車、自動二輪車等の内燃機関を動力とする車両の燃料供給経路において、燃料タンク、燃料フィルタ、及び燃料配管で炭化水素系液体燃料を金属触媒と効率良く接触させることによって前記炭化水素系液体燃料を改質させて、燃焼効率を上昇させて燃費を低減し、かつ排ガス中の大気汚染物質発生を抑制することである。【解決手段】  酸素欠乏傾斜構造を有し、錫、錫合金、チタン又はチタン合金から成る酸化金属被膜Ｌが表面に形成された板体Ｍ、小球体Ｂ、及び粉体Ｐを、車両Ａの燃料供給経路Ｃ内における燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、燃料配管３０に使用し、少なくとも一つを燃料供給経路Ｃ内に配する。【選択図】  図５
2009018603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系液体燃料を貯蔵するための金属製燃料タンクであって、
当該燃料タンクの内表面には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を有することを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
炭化水素系液体燃料をろ過するための燃料フィルタであって、
当該燃料フィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、
前記円筒部内には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する多数の小球体又は粉体が充填されていることを特徴とする燃料フィルタ。
【請求項３】
炭化水素系液体燃料をろ過するための燃料フィルタであって、
当該燃料フィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、
前記ろ過材には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する粉体が担持されていることを特徴とする燃料フィルタ。
【請求項４】
炭化水素系液体燃料を燃料タンクからエンジンに供給するための燃料配管において、
当該燃料配管の一部には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する多数の小球体が充填された燃料改質体が配設されていることを特徴とする燃料配管。
【請求項５】
エンジンオイルをろ過するためのオイルフィルタであって、
当該オイルフィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、
当該円筒部には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する多数の小球体又は粉体が充填されていることを特徴とするオイルフィルタ。
【請求項６】
エンジンオイルをろ過するためのオイルフィルタであって、
当該オイルフィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、
前記ろ過材には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する粉体が担持されていることを特徴とするオイルフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る酸化金属被膜を金属又はセラミック等の硬質材料の表面に形成する技術を利用することによって、炭化水素系液体燃料を改質し、燃焼効率の向上と排ガス中の大気汚染物質の低減を可能とする車両用燃料タンク、燃料フィルタ、及び燃料配管、更にエンジンオイルの清浄能力が向上したオイルフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、ディーゼル車、自動二輪車等の内燃機関を動力とする車両において、その燃料としてガソリンや軽油等の炭化水素系液体燃料が用いられる。資源保護の観点から、当該炭化水素系液体燃料の消費量の低減を目的として、燃焼効率の高い内燃機関の開発が活発に行われている。また、それと同時に環境保護の観点から、内燃機関から排出される排ガス中の黒煙、ＮＯｘ、又はＳＯｘ等の大気汚染物質の低減を目的として、前記大気汚染物質の排出量が少ない内燃機関の開発も活発に行われている。
【０００３】
近年、二酸化チタン等の光触媒作用が注目され、前記内燃機関における燃焼効率の向上と大気汚染物質の低減を目指して、炭化水素系液体燃料を前記光触媒に接触させることで改質する技術が開発されている。例えば、特許文献１では、内燃機関の燃料タンク内に二酸化チタンが付着した板体と、赤外線を放射するセラミック製の板体を配設し、赤外線により光触媒を活性化させて、炭化水素系液体燃料を改質する技術が開示されている。
【０００４】
通常の二酸化チタンが触媒作用を有するには、光エネルギーを必要とするため、上記のセラミック製の板体のような光源を必要とする。このため、二酸化チタンやセラミックの板体が燃料タンク内に配設されるために、その分だけ燃料タンクを大きくせざるを得ないばかりか、複雑な構成にならざるを得ない。
【特許文献１】特開２００６−３０７７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、乗用車、ディーゼル車、自動二輪車等の内燃機関を動力とする車両の燃料供給経路において、燃料タンク、燃料フィルタ、及び燃料配管で炭化水素系液体燃料を金属触媒と効率良く接触させることによって前記炭化水素系液体燃料を改質させて、燃焼効率を上昇させて燃費を低減し、かつ排ガス中の大気汚染物質発生を抑制することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための請求項１の発明は、炭化水素系液体燃料を貯蔵するための金属製燃料タンクであって、当該燃料タンクの内表面には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明によれば、ガソリン又は軽油等の炭化水素系液体燃料（以下、単に「燃料」という。）を貯蔵するための金属製の車両用燃料タンクの内表面に、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る酸化金属被膜が形成されていることによって、以下のような効果が奏される。まず、前記酸化金属被膜は酸化還元反応による触媒作用を持つため、酸化金属被膜が燃料と接触すると金属触媒として機能し、酸化金属被膜の表面近傍の水分や酸素から生成する活性酸素種を介して燃料から活性酸素種への電子の移動が起こる。この結果、燃料成分の炭化水素が酸化分解されて低分子化するため燃焼し易くなり、燃焼効率が向上する。また、前記酸化金属被膜と十分に接触した燃料を燃焼させると、非接触の燃料に比べて、燃料が完全燃焼し易くなり、発生するガスに含まれる窒素や硫黄成分も低減されることから、排ガス中の粒子状物質（黒鉛）やＮＯｘ、ＳＯｘ等の環境汚染物質の生成が抑制されると考えられる。従って、前記酸化金属被膜を燃料タンクの内表面に形成して、収容された燃料と効率的に接触させることによって、前記燃料を改質して燃料効率を向上させて、かつ排ガス中の環境汚染物質を低減することができる。
【０００８】
通常、金属製燃料タンクを製造する場合には、鋼等の板材をプレス成形型で燃料タンクの上側部分と下側部分とに成形し、その後当該上下各部分を溶接して一体化する。請求項１の発明によれば、上下各部分を溶接する前に、各部分の内表面に向けて錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体（ショット材）を、エアーブラスト装置等で高圧又は高速度で噴射すると、前記金属粉体は、前記上下各部分の内表面に衝突した際に発生する熱によって内表面に吸着して拡散浸透すると同時に、大気中の酸素と反応して酸化する。この結果、前記内表面には錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る酸化金属被膜が形成される。
【０００９】
上記の条件で前記内表面に形成された酸化金属被膜の構造は、深さ方向に沿って、酸化金属被膜を構成する金属と結合している酸素の割合が徐々に低下していく酸素欠乏傾斜構造となっている。また、当該酸素欠乏傾斜構造は、チタン、又はチタン合金の酸化金属被膜の場合には表面下約５μｍ、錫、又は錫合金の場合には表面下２μｍ前後にわたって形成されている。酸素欠乏傾斜構造を有する前記酸化金属被膜は、紫外線よりも長波長の遠赤外線や電波レベルのエネルギーの電磁波が照射されても触媒活性を示す。車両内部において燃料タンクが配設される場所の周囲では多様な電波や熱が発生しているために、短波長の光が照射されない燃料タンク内においても、前記酸化金属被膜が活性化し、燃料タンク内に収容されている燃料を改質することが可能となる。また、燃料タンク内に紫外線等の短波長高周波数の電磁波を照射するための装置を取り付ける必要は無いので、燃料タンクの構成を単純にすることが可能である。
【００１０】
請求項２の発明は、炭化水素系液体燃料をろ過するための燃料フィルタであって、当該燃料フィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、前記円筒部内には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する多数の小球体又は粉体が充填されていることを特徴としている。
【００１１】
燃料フィルタは、燃料フィルタ内に流入してきた燃料がろ過エレメント内を通過する際にろ過して、燃料中の異物や水分を除去するためのものである。前記ろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、ろ過材の上下端部はそれぞれ上下各固定板部に固定されて、各構成部は一体的になっている。燃料フィルタに流入した燃料がろ過されて流出する間に前記円筒部を経由するように、前記円筒部の周側面には全面にわたって多くの通過孔が形成されている。請求項２の発明によれば、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体であるショット材を噴射することによって表面に酸化金属被膜が形成された金属又はセラミック製の小球体、又は前記酸化金属被膜が表面に形成された粉体を、円筒部内部に所定量充填することによって、燃料が円筒部を経由する際に、前記各小球体又は粉体表面の酸化金属被膜と燃料が接触するので、酸化金属被膜の触媒作用により燃料が改質される。
【００１２】
前記酸化金属被膜と燃料を接触させる方法として、円筒部内部に前記小球体又は粉体を直接充填する以外の方法としては、例えば、金属、セラミック、又は樹脂等の材質から成り、周側面に多孔が形成され、上端部に蓋体が形成されて開閉可能な有底筒状の収容容器、又は前記材質から成る筒状の枠体の周側面又は全面に金網が張られた形状の収容容器を用意し、当該収容容器内に前記酸化金属被膜が形成された小球体又は粉体を充填した後に、前記収容容器を円筒部内に収容する方法でも良い。燃料が円筒部に流入すれば、収容容器内部にも流れるため、収容容器内の各小球体又は粉体表面の酸化金属被膜と燃料が接触し、酸化金属被膜の触媒作用により燃料が改質される。
【００１３】
請求項３の発明は、炭化水素系液体燃料をろ過するための燃料フィルタであって、当該燃料フィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、前記ろ過材には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する粉体が担持されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の発明と類似の構成の燃料フィルタにおいて、ろ過材に特徴を持たせたものである。即ち、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る酸化金属被膜が表面に形成された粉体がろ紙又は不織布に担持されたものをろ過材として使用する。前記粉体は、請求項２の発明において円筒部に充填される粉体と同一である。請求項３の発明によれば、触媒機能を有する酸化金属被膜が表面に形成された粉体と燃料が接触することによって、前記ろ過材には、燃料フィルタに流入した燃料に含まれる異物や水分を除去する従来の機能に加え、燃料を改質する機能も付与される。
【００１５】
請求項４の発明は、炭化水素系液体燃料を燃料タンクからエンジンに供給するための燃料配管において、当該燃料配管の一部には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する多数の小球体が充填された燃料改質体が配設されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明によれば、燃料配管の途中において、当該燃料配管の一部に錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る酸化金属被膜が表面に形成された多数の小球体が充填された燃料改質体が配設されていることによって、燃料は、エンジンに供給される前の段階で燃料配管中を流動する際に、燃料改質体において前記小球体と接触して改質される。前記小球体は、請求項２の発明において円筒部に充填される小球体と同一である。前記燃料改質体は、前記小球体が充填される円筒状の燃料改質部と、燃料改質部の円筒軸方向の両端部の連結部とから成って、前記各連結部で燃料配管と連結されて、前記燃料配管に組み込まれる構成である。
【００１７】
請求項５の発明は、エンジンオイルをろ過するためのオイルフィルタであって、当該オイルフィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、当該円筒部には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する多数の小球体又は粉体が充填されていることを特徴としている。
【００１８】
オイルフィルタは、オイルフィルタ内に流入してきたエンジンオイルをろ過エレメントでろ過して、エンジンオイルに混入する異物をろ過して浄化するためのものである。前記ろ過エレメントは、燃料フィルタのろ過エレメントと類似の構成であり、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから主に構成される。当該円筒部の周側面には多くの通過孔が形成されているため、エンジンオイルは、オイル流入口からオイルフィルタ内に入り、ろ過エレメントの外側からろ過材に流入してろ過された後、通過孔から円筒部内部に流入し、当該円筒部下端に配された配管から流出してエンジンに再び供給される。請求項５の発明によれば、請求項３に記載の燃料フィルタと同様に、オイルフィルタの円筒部内に前記酸化金属被膜が形成された小球体又は粉体を充填することによって、オイルフィルタ内に流入してきた燃料がろ過材を通って円筒部周側面の通過孔から円筒部内に流入した際に、円筒部内部の各小球体又は粉体表面の酸化金属被膜と燃料が接触し、酸化金属被膜の触媒作用により燃料が改質される。請求項３の発明と同様に、小球体を円筒部内に充填する際には、小球体を直接円筒部内に充填しても良いし、周側面に多孔が形成された収容容器、又は筒状の枠体に網体が張られた収容容器の中に小球体を所定数充填し、前記収容容器を円筒部内部に収容してもよい。
【００１９】
請求項６の発明は、エンジンオイルをろ過するためのオイルフィルタであって、当該オイルフィルタ内の円筒状のろ過エレメントは、ろ紙又は不織布等から成るろ過材と、襞状に折り畳まれた前記ろ過材が外周側面に配された円筒部と、当該円筒部の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円形状の固定板部とから成り、前記ろ過材には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体を高圧又は高速度条件下で噴射する方法によって形成された酸化金属被膜を表面に有する粉体が担持されていることを特徴としている。
【００２０】
オイルフィルタのろ過エレメントは、燃料フィルタのろ過エレメントと同一の構成であり、燃料フィルタで用いられるろ過エレメントと同様に扱うことが出来る。請求項６の発明によれば、ろ過エレメントのろ過材において、ろ紙又は不織布に酸化金属被膜が形成された粉体が担持されることによって、前記ろ過材によるエンジンオイルの清浄化能力が従来のろ過材に比べて大きく向上し、ろ過後に得られるエンジンオイルの性能が、新品のエンジンオイルと同程度まで回復可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、錫、錫合金、チタン又はチタン合金から成る酸化金属被膜が表面に形成された板体、小球体、及び粉体を、車両の燃料供給経路内に利用することによって、即ち、内表面が前記酸化金属被膜で被覆された燃料タンク、前記酸化金属被膜で被覆された小球体又は粉体がろ過エレメントの円筒部に充填された燃料フィルタ、前記酸化金属被膜で被覆された粉体がろ過エレメントのろ過材に担持された燃料フィルタ、及び前記酸化金属被膜で被覆された小球体が充填された燃料改質体が配された燃料配管のうち、少なくとも一つを燃料供給経路内に配することによって、燃料がエンジンに供給されるまでの間に、燃料が前記酸化金属被膜と十分に接触し、酸化金属被膜の触媒作用により改質される。この結果、燃料は燃焼効率が向上して燃費が低減し、かつ燃料に含有される窒素や硫黄が除去されて、排ガスに含まれる大気汚染物質が低減される。また、前記酸化金属被膜の触媒作用は、車両内で発生している電波や熱のエネルギーで活性化されるので光源を別途配設する必要が無いため、燃料タンクや燃料フィルタ等の構成は単純にすることも可能となる。また、燃料フィルタと類似の構成のオイルフィルタにおいて、燃料フィルタと同様に、円筒部又はろ過材に前記小球体又は粉体を適用することによって、エンジンオイルの洗浄能力を従来品よりも向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、低エネルギーで触媒活性可能な酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜を金属製又はセラミック等の硬質材料の表面に形成する技術を、乗用車、ディーゼル車、自動二輪車等の車両における燃料供給経路等に適用するものである。以下、最良の実施形態を挙げて本発明に係る燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、及び燃料配管３０について、図１ないし図９を用いて更に詳細に説明する。更に、燃料フィルタ２０と類似の構成を有するオイルフィルタ４０についても説明する。図１は、酸化金属被膜Ｌが表面に形成された小球体Ｂを模式的に示した図である。なお、図１において、金属粉体（ショット材）Ｐ0 は、小球体Ｂ0 に対して実際よりも大きく図示されている。また、図２は、燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、燃料配管３０、及びオイルフィルタ４０が配された車両Ａの内部を示した図である。図３は、一部を破断した燃料タンク１０の斜視図である。図４は、インゴットＫの表面に、金属粉体Ｐ0 が噴射された状態を模式的に示した図である。
【００２３】
まず、図１を用いて、低エネルギーで触媒活性可能な酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜Ｌを形成する技術について説明する。当該技術は出願人が開発した公知技術であって、金属又はセラミック製の被処理成品に、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金等の金属製の粉体Ｐ0 をショット材としてブラスト装置を利用して高圧力で噴射し、バインダー等を用いずに前記被処理成品の表面に密着強度の高い酸化金属被膜Ｌを形成するものである。被処理成品としては、鋼材、又はアルミナ等の高圧噴射に耐え得る硬質材料が適しており、形状については、噴射された金属粉体Ｐ0 が満遍なく一様に分布されるような形状であれば、板体、球体、網体等形状は問わない。図１における被処理成品は小球体Ｂ0 である。前記金属粉体Ｐ0 の平均粒径Ｄは、３００μｍ以下、好ましくは３０ないし１００μｍが良い。その理由は、平均粒径Ｄが３００μｍ以上では、ブラスト装置を用いて前記金属粉体Ｐ0 を高圧噴射しても高速噴射流に乗れないため、被処理成品表面への衝突時に発生する熱エネルギーが小さく、被膜形成に必要なエネルギーを満たないからである。一方、平均粒径Ｄが極めて小さいと粉塵火災等の危険性があるため、前記金属粉体Ｐ0 の扱いが困難になる。前記金属粉体Ｐ0 の噴射圧力は、好ましい酸化金属被膜Ｌを形成するためには０．３ＭＰａ以上が望ましく、ショット材である金属粉体Ｐ0 の噴射速度については、金属粉体Ｐ0 の平均粒径Ｄ、重量、及び噴射ノズル径等を考慮すれば、毎秒８０ｍ以上が望ましい。噴射時間については、例えば、被処理成品が７０ｍｍ×１５０ｍｍの電極板であれば１０秒間程度である。上記の金属粉体Ｐ0 を高圧又は高速条件下で被処理成品表面に噴射することによって、当該表面には酸素欠乏傾斜構造を有した膜厚Ｔの酸化金属被膜Ｌが形成される。なお、ここでは酸化金属被膜Ｌの膜厚Ｔとは、酸素欠乏傾斜構造が形成されている領域の深さ方向の範囲であるとする。錫、又は錫合金から成るショット材の金属粉体Ｐ01を使用した場合には、被処理成品の材質に依らず、形成される酸化錫被膜Ｌ1 の膜厚Ｔ1 は２μｍ前後である。一方、チタン、又はチタン合金の金属粉体Ｐ02をショット材として使用した場合には、被処理成品の材質によって形成されるチタニア（酸化チタン）被膜Ｌ2 の膜厚Ｔ2 が異なり、例えば、前記被処理成品がセラミックスでは１μｍ前後、ステンレス等の金属では５μｍ前後、チタンでは１０μｍ前後の膜厚Ｔ2 を有するチタニア被膜Ｌ2 が形成される。ただし、膜厚Ｔ1 ，Ｔ2 は被処理成品の形状には殆ど左右されず、被処理成品が板体Ｍ0 や小球体Ｂ0 の形状であっても同様の数値となる。
【００２４】
酸素欠乏傾斜構造とは、被膜表面から被処理成品側への深さ方向に沿って、酸化金属被膜Ｌを構成する金属と結合している酸素の割合が徐々に低下していく構造であり、酸化金属被膜Ｌ内において、酸化状態が異なる金属酸化物が層状に存在している。通常の錫又はチタン等の金属酸化物が有する光触媒作用とは、紫外線等の光エネルギーの照射によって前記金属酸化物の照射面において周囲の酸素や水素から生成されるスーパーオキサイドイオンや水酸基ラジカル等の活性酸素種が、有機化合物や窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害物質を酸化分解する作用を言う。即ち、通常の錫やチタンの酸化物において光触媒作用を発揮させるには、紫外線レベルの短波長の高エネルギーが必要である。しかし、酸素欠乏傾斜構造を有する酸化錫被膜Ｌ1 又はチタニア被膜Ｌ2 の場合、紫外線よりも長波長である遠赤外線や電波レベルの低エネルギーの電磁波が照射されても通常の光触媒作用と同様の触媒作用が発揮される。これは、酸素欠乏傾斜構造は化学的安定性に欠けるため、低エネルギーが供給されるだけで周囲の酸素や水素が活性化されるためと考えられる。
【００２５】
次に、上記の酸化金属被膜形成技術を適用し、酸化金属被膜Ｌで被覆された小球体Ｂについて図１を用いて説明する。小球体Ｂは、鋼等の金属、アルミナ等のセラミック、又はガラス等硬質材料から成る小球体Ｂ0 を被処理成品として、その表面に錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成るショット材の金属粉体Ｐ0 を上記と同様の噴射条件で噴射させて酸化金属被膜Ｌを形成させたものである。被膜形成前の小球体Ｂ0 の大きさは用途によって可変であるが、本発明に係る燃料供給経路等に用いる場合には直径２ないし２０ｍｍが適当である。前記小球体Ｂ0 に酸化金属被膜Ｌを形成する方法としては、例えば、カゴ状容器に複数個の小球体Ｂ0 を収容し、前記容器を回転させながら、ブラスト装置等を用いて金属粉体Ｐ0 を満遍なく各小球体Ｂ0 の表面全体に所定時間吹き付ける方法が挙げられる。
【００２６】
次に、図４を用いて、酸化金属被膜Ｌで表面が被覆された粉体Ｐについて説明する。粉体Ｐは、以下に示す方法で作られる。まず、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成るインゴットＫを用意する。次に、当該インゴットＫと同一金属から成るショット材の粉体Ｐ0 をブラスト装置にセットし、上記と同様に、０．３ＭＰａ以上又は毎秒８０ｍ以上の噴射圧力又は噴射速度で、金属粉体Ｐ0 をインゴットＫの表面に吹き付ける。すると、吹き付けられた金属粉体Ｐ0 はインゴットＫ表面に衝突し、一部の金属粉体Ｐ0 は吸着して拡散浸透し、インゴットＫ表面に酸化金属被膜Ｌを形成するが、一部の金属粉体Ｐ0 は衝突してもインゴットＫには吸着せずに落下する。落下した前記金属粉体Ｐ0 の表面には酸化金属被膜Ｌが形成されており、当該酸化金属被膜Ｌは、前記小球体Ｂと同様に酸素欠乏傾斜構造を有している。インゴットＫに吸着せずに落下した粉体が所望の粉体Ｐである。ショット材の金属粉体Ｐ0 の好ましい平均粒径Ｄは、上記と同様に３０ないし１００μｍである。粉体Ｐの表面に形成されている酸化金属被膜Ｌの膜厚は、小球体Ｂの膜厚Ｔと同様であるので被処理成品である小球体Ｂ0 や金属粉体Ｐ0 に依らず膜厚Ｔとする。即ち、錫、又は錫合金のインゴットＫ1 に錫、又は錫合金の金属粉体Ｐ01を噴射すると、落下した粉体Ｐ1 表面に形成されている酸化錫被膜Ｌ1 の膜厚Ｔ1 は２μｍ前後である。また、チタン、チタン合金のインゴットＫ2 にチタン、又はチタン合金の金属粉体Ｐ02を噴射すると、落下した粉体Ｐ2 に形成されているチタニア被膜Ｌ2 の膜厚Ｔ2 は１０μｍ前後である。即ち、上記方法を用いれば、粉体Ｐにおいても小球体Ｂ等と同じ膜厚Ｔを有する酸化金属被膜Ｌが表面に形成される。
【００２７】
本願発明に係る燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、燃料配管３０、及びオイルフィルタ４０は、硬質材料の被処理成品である板体Ｍ0 、小球体Ｂ0 、及び粉体Ｐ0 の表面に酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜Ｌが形成された板体Ｍ、小球体Ｂ、及び粉体Ｐを利用して製造されたものである。図２に示されるように、燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、及び燃料配管３０は、車両Ａにおける燃料供給経路Ｃを構成し、車両Ａの給油口１２から給油されて燃料タンク１０内に収容された燃料Ｆは、燃料配管３０を流れ、途中燃料フィルタ２０でろ過されて異物や水分が除去された後に、エンジンＥに供給される。燃料配管３０は、便宜上燃料タンク１０から燃料フィルタ２０までの間を結ぶ部分を配管３１、燃料フィルタ２０からエンジンＥまでの間を結ぶ部分を配管３２とする。また、オイルフィルタ４０は、エンジンＥの潤滑装置の一部であって、エンジンＥに隣接し、エンジンＥ内の部品等の潤滑のためにエンジンＥ内を循環するエンジンオイルＧをろ過して清浄化している。前記酸化金属被膜Ｌの触媒作用は、燃料Ｆとしてガソリン、又は軽油のどちらを使用しても十分に発揮されるので、本願発明に係る燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、及び燃料配管３０は、普通乗用車にもディーゼル車にも適用され得る。以下に、燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、燃料配管３０、及びオイルフィルタ４０について順に説明する。
【００２８】
図３を用いて本発明に係る燃料タンク１０について説明する。当該燃料タンク１０は、主にトラック等の車両Ａに搭載されている鋼等の硬質金属から成り、凹凸の少ない縦長の直方体形状で、燃料タンク１０の上側部分１０ａと下側部分１０ｂとが各周縁部１１ａ，１１ｂにおいて溶接されて一体化されている。前記上側部分１０ａにおいて、長尺方向の中央における上面と側面との境界部分には窪みが形成されていて、当該窪みには給油口１２から流入した燃料Ｆを燃料タンク１０まで誘導する給油管１３との接合部である流入口１４が形成されている。また、前記上側部分１０ａの上面には、前記流入口１４の形成された側と対向する側に、燃料Ｆを燃料タンク１０からエンジンＥへ誘導する燃料配管３０との接合部である流出口１５が形成されている。燃料タンク１０の内表面１０’には、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る酸化金属被膜Ｌが一面に形成されている。燃料タンク１０を製造する場合には、まず、硬質金属製の板体Ｍ0 を、プレス成形型を用いて燃料タンク１０の上側部分１０ａと下側部分１０ｂとにそれぞれ成形する。次に、前記各部分１０ａ，１０ｂの内表面１０’ａ，１０’ｂに当該酸化金属被膜Ｌを形成させるために、錫、錫合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから成る金属粉体Ｐ0 を、ショット材として所定の噴射条件にて前記各内表面１０’ａ，１０’ｂに向けて噴射する。適する金属粉体Ｐ0 の平均粒径Ｄ、及び噴射条件については、上記のように３０ないし１００μｍ、及び０．３ＭＰａ以上の噴射圧力、或いは毎秒８０ｍの噴射速度であることが望ましく、前記内表面１０’ａ，１０’ｂであれば、１ないし３分程度噴射すれば十分な酸化金属被膜Ｌが形成される。前記酸化金属被膜Ｌは光沢が無く、くすんだ銀色又は灰色を帯びているため、前記金属粉体Ｐ0 を噴射させていくと、前記内表面１０’ａ，１０’ｂの光沢は次第に失われていくので、目視で酸化金属被膜Ｌが形成されたか否かを判断できる。最後に、前記上下各部分１０ａ，１０ｂの各周縁部１１ａ，１１ｂを合わせて溶接し、上下各部分１０ａ，１０ｂを一体化させる。前記酸化金属被膜Ｌは酸素欠乏傾斜構造を有するため、前記燃料タンク１０内に収容された燃料Ｆが燃料タンク１０の内表面１０’に接触すると、前記酸化金属被膜Ｌは車両Ａ内部において発生している多様な電波や熱のエネルギーを利用して活性化されて、燃料Ｆを改質する。燃料Ｆは、酸化金属被膜Ｌの触媒作用により酸化分解されて低分子化し、燃焼し易くなって燃焼効率が上がる。また、燃料Ｆは完全燃焼し易くなって未燃の炭化水素等が減少し、又、燃料Ｆ中の窒素成分や硫黄成分も酸化されて除去されるので、燃料Ｆの燃焼後に排出される排ガス中に含まれる黒鉛、ＮＯｘ又はＳＯｘ等の有害な窒素酸化物や硫黄酸化物が低減する。
【００２９】
更に、前記酸化金属被膜Ｌは、触媒活性に必要なエネルギーを車両Ａ内で発生する電波や熱のエネルギーで賄えるため、燃料タンク１０内に高エネルギーの光源、即ち短波長高周波数の電磁波を酸化金属被膜Ｌに照射するための装置を配設する必要は無い。従って、燃料タンク１０内部の構成を単純にすることが可能であると同時に、燃料タンク１０の製造工程においても、上下各部分１０ａ，１０ｂを溶接する前に、各内表面１０’ａ，１０’ｂに酸化金属被膜Ｌを被覆する工程を加えるのみで済むので、製造工程が複雑化して時間やコストが大幅に増すことはない。
【００３０】
次に、図５ないし図７を用いて、前記小球体Ｂ及び粉体Ｐを利用した燃料フィルタ２０及びオイルフィルタ４０について説明する。図５は、ろ過エレメント２１の円筒部２６内に、小球体Ｂで充填された円筒体Ｒ1 が収容された状態における燃料フィルタ２０の内部構造を模式的に表した図である。図６は、ろ過エレメント４１の円筒部４６内が小球体Ｂで充填された状態におけるオイルフィルタ４０の内部構造を模式的に表した図である。図７は、小球体Ｂで充填された円筒体Ｒ1 の一部を切り欠いた全体斜視図である。燃料フィルタ２０は、燃料フィルタ２０内に流入してきた燃料Ｆがろ過エレメント２１内を通過する際に燃料Ｆをろ過して、燃料Ｆ中の異物や水分を除去するためのものである。図５に示すように、本発明で用いられる燃料フィルタ２０の構成は一般的なものと同じであって、当該燃料フィルタ２０は、燃料Ｆをろ過するためのろ過エレメント２１、当該ろ過エレメント２１を収容するハウジング２２、及びハウジング２２を閉塞する内蓋部２３及び蓋体２４から主に構成される。前記ろ過エレメント２１は、ろ紙又は不織布等から構成されるろ過材２５と、上下端部が開口した円筒形状で外周側面に何重にも襞状に折り畳まれたろ過材２５が配されている円筒部２６と、当該円筒部２６の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円板状の固定板部２７ａ，２７ｂとから成る。各固定板部２７ａ，２７ｂにおいて、折り畳まれたろ過材２５の上下各端部がそれぞれ固定されることによって、襞状のろ過材２５は円筒部２６の外周側面に巻き付けられるように円筒部２６に保持されている。円筒部２６の周側面には多数の通過孔２６ａが穿孔されている。また、上側の固定板部２７ａの中心部は配管３１を挿通させるために円形状に開口されていて、当該開口縁部には固定部材２８が装着されている。当該固定部材２８が内蓋部２３中央の突条部２３ａに装着されることによって、ろ過エレメント２１は内蓋部２３に固定され、突条部２３ａと固定部材２８の境界部分は封じられていて燃料Ｆが漏れ出すことはない。下側の固定板部２７ｂの中心部は開口されていないか、若しくは開口されていても、例えばハウジング２２の底部内面に形成されたろ過エレメント２１を固定するための突条の部材等が前記開口部に差し込まれることによって、前記固定板部２７ｂは閉塞されている。内蓋部２３には、中央部に前記突条部２３ａ及び、突条部２３ａの周囲に流出孔２３ｂが形成されている。蓋体２４は、内蓋部２３を介してハウジング２２を閉蓋している。前記蓋体２４には、中心部に配管３１を挿通させる挿通孔２４ａが設けられ、前記配管３１は、前記蓋体２４の挿通孔２４ａ及び内蓋部２３の突条部２３ａを貫通し、当該突条部２３ａで螺着されており、前記配管３１の先端部分はろ過エレメント２１の円筒部２６内に僅かに侵入している。前記蓋体２４の挿通孔２４ａの脇には、流出口２４ｂが形成され、配管３２が連結されている。
【００３１】
配管３１を通って燃料タンク１０から流れてきた燃料Ｆは、配管３１の先端部分からろ過エレメント２１における円筒部２６内に流入し、当該円筒部２６内に流入した燃料Ｆは全て円筒部２６内から通過孔２６ａ、ろ過材２５へと流れてろ過される。ろ過された燃料Ｆは、ハウジング２２内壁面とろ過エレメント２１の側面部分との間に形成された空間Ｓ1 に集められ、内蓋部２３の流出孔２３ｂを通過してハウジング２２内から流出し、内蓋部２３と蓋体２４との間に形成される空間Ｓ2 に流れ込む。空間Ｓ2 に流れ込んだ燃料Ｆは、蓋体２４の流出口２４ｂを通って配管３２内に入って燃料フィルタ２０から流出し、配管３２を通ってエンジンＥまで供給される。
【００３２】
次に、図６を用いてオイルフィルタ４０について説明する。エンジンＥ内には、ピストンとシリンダーのように部品同士が擦れ合う部分や、クランクシャフトやカムシャフトのように回転軸を金属部分で支持する部分が存在するため、金属同士の摩擦や発熱による磨耗を軽減するための潤滑剤としてエンジンオイルＧが使用されている。当該エンジンオイルＧが前記各部を循環するうちに、部品同士の摩擦や磨耗、燃料の燃焼、又はエンジンオイルＧ自体の劣化によって、前記エンジンオイルＧには金属粉、カーボン、スラッジ等の異物が混入していく。オイルフィルタ４０は、エンジンオイルＧに混入した前記異物をろ過して清浄化するためのものである。オイルフィルタ４０は、エンジンオイルＧをろ過するためのろ過エレメント４１、当該ろ過エレメント４１を収容するハウジング４２、及びハウジング４２を閉塞する底板部４３から主に構成されていて、燃料フィルタ２０とほぼ同一の構成である。即ち、前記ろ過エレメント４１は、ろ紙又は不織布等から構成されるろ過材４５と、上下端部が開口した円筒形状で外周側面に何重にも襞状に折り畳まれたろ過材４５が配されている円筒部４６と、当該円筒部４６の円筒軸方向の両端部に一体的に固定された上下一対の円板状の固定板部４７ａ，４７ｂとから成る。当該各固定板部４７ａ，４７ｂにおいて、折り畳まれたろ過材４５の上下各端部がそれぞれ固定されることによって、襞状のろ過材４５は円筒部４６の外周側面に巻き付けられるように円筒部４６に保持されている。当該円筒部４６の周側面には多数の通過孔４６ａが穿孔されている。また、下側の固定板部４７ｂの中心部は円形状に開口されていて、当該開口縁部には固定部材４８が装着されている。ろ過エレメント４１は、前記固定部材４８を介して底板部４３に固定されているのと同時に、上側の固定板部４７ａがハウジング４２の天井部の内壁面に取り付けられたばね材４９で押圧されることによって、ハウジング４２内で動かないように保持されている。底板部４３には、ろ過後のエンジンオイルＧをエンジンＥへと供給する配管６２を挿通させるための挿通孔４３ａと、配管６１を通ってエンジンＥから流入してきた未ろ過のエンジンオイルＧを通すための流入孔４３ｂが形成されている。ハウジング４２は底板部４３によって閉蓋されて、底板部４３によって閉蓋されたハウジング４２は、フィルタ取付部４４にガスケットＪを介して取り付けられる。当該ガスケットＪによって、フィルタ取付部４４の取付面とオイルフィルタ４０は密閉される。ここで、前記取付面と底板部４３とガスケットＪとで囲まれる空間を空間Ｓ3 とすれば、前記配管６１は、フィルタ取付部４４内を貫通して流入口４４ｂで前記空間Ｓ3 と接している。また、配管６２は、ろ過エレメント４１の円筒部４６の下端部から、底板部４３の中心部に形成された挿通孔４３ａに挿通されて、前記空間Ｓ3 及びフィルタ取付部４４内を貫通してエンジンＥへとつながっている。なお、前記配管６２は前記挿通孔４３ａで螺着されている。また、オイルフィルタ４０内のリリーフバルブやアンチドレーン弁等のバルブ類は省略した。
【００３３】
エンジンＥ内を循環して汚れたエンジンオイルＧは、配管６１を通って流入口４４ｂから前記空間Ｓ3 に流入し、底板部４３の流入孔４３ｂからハウジング４２内の空間Ｓ4 に収容される。空間Ｓ4 内に溜まったエンジンオイルＧは、ろ過エレメント４１のろ過材４５に浸入し、ろ過されて円筒部４６の通過孔４６ａを通過して円筒部４６内に流入する。円筒部４６内に流入したエンジンオイルＧは、円筒部４６下端部において底板部４３の挿通孔４３ａを貫通している配管６２内に流れて、オイルフィルタ４０から流出する。配管６２内を流動してエンジンオイルＧは再びエンジンＥに供給される。
【００３４】
上記したように、本発明に係る燃料フィルタ２０及びオイルフィルタ４０において、各構成は一般的なものと同一であるが、前記各円筒部２６，４６の内部に酸化金属被膜Ｌが形成された小球体Ｂや粉体Ｐを充填させる点、及び各ろ過材２５、４５に粉体Ｐを用いる点に特徴がある。まず、燃料フィルタ２０及びオイルフィルタ４０の各円筒部２６，４６の内部に、小球体Ｂ又は粉体Ｐを充填させる方法について説明する。例えば図６に示すように、前記小球体Ｂを円筒部４６内部に直接充填する方法がある。直接充填する場合、小球体Ｂの直径は各円筒部２６，４６の周側面に形成されている通過孔２６ａ，４６ａの大きさ（直径約２ｍｍ）よりも大きければ問題無いが、燃料Ｆとの接触面積を大きく確保することや扱い易さを考慮すると直径４ないし８ｍｍ程度が好ましい。また、同じ径の小球体Ｂのみを充填しても良いし、様々な径の小球体Ｂを混合して充填しても良い。各円筒部２６，４６に充填する前記小球体Ｂの数は、燃料フィルタ２０又はオイルフィルタ４０に流入する燃料Ｆ又はエンジンオイルＧの流速やろ過速度を考慮して決められ、小球体Ｂを充填してもエンジンＥへの燃料Ｆの供給量が低下したり、エンジンオイルＧの循環がオイルフィルタ４０のところで滞ったり、流入した燃料Ｆ又はエンジンオイルＧが燃料フィルタ２０又はオイルフィルタ４０内に流入しきれずに配管３１又は６１に逆流すること等が無いようにする。
【００３５】
燃料フィルタ２０又はオイルフィルタ４０における円筒部２６又は４６内に小球体Ｂを充填する方法としては、図５に示すように、小球体Ｂが充填された円筒体Ｒ1 を前記円筒部２６内に収容する方法もある。前記円筒体Ｒ1 としては、例えば、錆びにくく劣化しにくい金属、セラミック、又は樹脂等の材質から成り、その周側面には多孔が形成され、その上端部には蓋体が形成されて開閉可能な有底筒状の収容容器に小球体Ｂが充填されたものでも良いし、又は、図５及び図７に示されるように、前記材質から成る筒状の枠体７１の周側面又は全面に網体７２が張られた形状の蓋体７３付の収容容器に小球体Ｂが充填されたものでも良い。円筒体Ｒ1 の蓋体７３の形状は平坦な円板状でも良いが、例えば、円筒体Ｒ1 を燃料フィルタ２０の円筒部２６に収容した場合、未ろ過の燃料Ｆは配管３１を通って上方から円筒部２６内に流入し、蓋体７３に直撃するので、流入した燃料Ｆが蓋体７３から円滑に流れ落ちるように円錐形状の蓋体７３にしても良い。なお、底板７４は円筒体Ｒ1 が円筒部２６又は４６内で安定的に起立するためのものである。オイルフィルタ４０の円筒部４６内に前記円筒体Ｒ1 を収容する場合には、円筒部４６の下端部の配管６２を通ってエンジンオイルＧが流出するので、流出を円滑にするために前記底板７４を装着しなくても良く、又は、円筒体Ｒ1 の底部７５を開口にして、そこに網体７２を張り、リング状の底板７４を前記底部７５に装着することによって、円筒体Ｒ1 の安定性とエンジンオイルＧの流動性を共に満たすことが出来る。燃料Ｆ又はエンジンオイルＧが円筒部２６又は４６に流入すれば、円筒部２６又は４６に収容されている円筒体Ｒ1 内部にも流入するため、円筒体Ｒ1 内の小球体Ｂ表面の酸化金属被膜Ｌと燃料Ｆ又はエンジンオイルＧが接触することによって、酸化金属被膜Ｌの触媒作用により燃料Ｆ又はエンジンオイルＧは改質される。
【００３６】
前記円筒部２６又は４６に酸化金属被膜Ｌが形成された粉体Ｐを充填する場合においても、前記小球体Ｂの場合と同様である。前記粉体Ｐを直接円筒部２６又は４６に充填する場合、燃料フィルタ２０又はオイルフィルタ４０に流入する燃料Ｆ又はエンジンオイルＧの流速やろ過速度を考慮して粉体Ｐの充填量が決められる。通常、燃料フィルタやオイルフィルタの内部構成は多様である。前記燃料フィルタ２０のように、燃料Ｆが円筒部２６からろ過材２５へと流れる内部構成の場合には、円筒部２６内に直接前記粉体Ｐを入れると、前記粉体Ｐは燃料Ｆと共に円筒部２６の通過孔２６ａから抜け出てしまうが、ろ過材２５のろ紙又は不織布の目は２０ないし３０μｍであり粉体Ｐよりも小さいため、粉体Ｐはろ過材２５を通過できず、円筒部２６の外周側面とろ過材２５の内側表面で囲まれる空間内に留まる。従って、粉体Ｐが円筒部２６から抜け出ても、ろ過エレメント２１からハウジング２２内の空間Ｓ1 にまで出てしまうことは無いので、粉体Ｐを直接円筒部２６内に入れても、問題無く燃料Ｆを粉体Ｐと接触させて改質させることが可能である。一方、オイルフィルタ４０のように、エンジンオイルＧがろ過材４５から円筒部４６へと流れる内部構成の場合には、円筒部４６に直接前記粉体Ｐを入れると、前記粉体ＰはエンジンオイルＧと共に円筒部２６の下端部から配管６２に流れ出てしまう。この場合には、配管６２の先端部に粉体Ｐの大きさよりも細かい目の網体で覆うか、前記円筒部４６の下端部に前記網体を張る等して粉体Ｐが円筒部４６から流出するのを防ぐ必要がある。また、前記小球体Ｂの円筒体Ｒ1 と同様な構成の円筒体Ｒ2 に前記粉体Ｐを所定量充填し、当該円筒体Ｒ2 を前記円筒部２６又は４６内に収容しても良い。粉体Ｐの充填量は、粉体Ｐを円筒体Ｒ2 の内部を完全に満たすように詰めるのではなく、円筒部２６又は４６内に流入してきた燃料Ｆ又はエンジンオイルＧが十分に各粉体Ｐの表面と接触し、かつ、燃料Ｆ又はエンジンオイルＧが充填された粉体Ｐの中を通過しにくくならないように、内部空間を僅かに残しておくのが望ましい。円筒体Ｒ2 の構成は円筒体Ｒ1 と同一で構わないが、円筒体Ｒ2 の網体の目については円筒体Ｒ1 の網体７２よりも目を細かくして粉体Ｐが円筒体Ｒ2 の外に抜け出るのを防ぐ必要がある。以上より、燃料フィルタ２０又はオイルフィルタ４０に流入した燃料Ｆ又はエンジンオイルＧは、円筒部２６又は４６内に流入した際に、円筒部２６又は４６内に充填された前記粉体Ｐ表面の酸化金属被膜Ｌと接触するので、酸化金属被膜Ｌの触媒作用により燃料Ｆ又はエンジンオイルＧが改質される。
【００３７】
次に、図８を用いて前記粉体Ｐをろ過材２５及び４５に利用した燃料フィルタ２０及びオイルフィルタ４０について説明する。図８は、粉体Ｐを挟んだ２枚のろ紙又は不織布が格子状に圧着されたキルティング状のろ過材２５又は４５を示した図である。燃料フィルタ２０及びオイルフィルタ４０のろ過材２５及び４５は、ろ紙又は不織布が襞状に何重にも折り畳まれたものである。粉体Ｐを前記ろ過材２５又は４５に担持することによって、燃料Ｆ又はエンジンオイルＧがろ過材２５又は４５を通過してろ過される際に粉体Ｐと接触するので、酸化金属被膜Ｌの触媒作用が発揮されて燃料Ｆ又はエンジンオイルＧは改質される。以下、便宜上燃料フィルタ２０のろ過材２５について説明するが、オイルフィルタ４０の場合には、符号２５を４５と読み替えればよい。粉体Ｐのろ過材２５への担持方法としては、一枚のろ紙又は不織布２５ａの片側一面に接着性物質が溶解した無機性溶剤等に粉体Ｐを分散させた分散液を噴霧して前記粉体Ｐを前記ろ紙又は不織布２５ａに塗布し、その上から別のろ紙又は不織布２５ｂを覆って押圧することによって、粉体Ｐが２枚のろ紙又は不織布２５ａ，２５ｂの間に固定されたサンドイッチ構造のろ過材材料が得られる。当該ろ過材材料を所定の大きさに裁断して、襞状に折り畳めば、ろ過材２５を得ることが出来る。或いは、別の担持方法としては、一枚のろ紙又は不織布２５ａの片側一面に前記粉体Ｐを直接散布して均した後、別のろ紙又は不織布２５ｂを被せてサンドイッチ構造にし、所定間隔の格子Ｑに沿って前記２枚のろ紙又は不織布２５ａ，２５ｂを圧着させて、キルティング状のろ過材２５を得る方法である。圧着する格子間隔を例えば２ないし５ｍｍと比較的小さくすれば、２枚のろ紙又は不織布２５ａ，２５ｂにサンドイッチ状に挟まれている粉体Ｐは前記格子Ｑ内を動くにすぎないため、前記ろ過材２５をろ過エレメント２１として組み込んだ際に、粉体Ｐがろ過材２５内の底部のみに偏在することは無い。１ｍ2 の前記ろ紙又は不織布２５ａ，２５ｂに対して担持される粉体Ｐの重量は、１０ないし５００ｇであれば良いが、ろ過エレメント２１全体の重量や、燃料ＦやエンジンオイルＧのろ過速度、ろ紙又は不織布２５ａ，２５ｂの耐久性を考慮すると、１ｍ2 につき５０ないし１００ｇの担持量が望ましい。
【００３８】
次に、図２及び図９を用いて、酸化金属被膜Ｌが形成された小球体Ｂを利用した燃料配管３０について説明する。図９は、燃料配管３０における燃料改質体５０の断面図である。図２に示すように、燃料配管３０は、車両Ａ内部において、燃料タンク１０からエンジンＥまでを結ぶ配管であって、配管途中には燃料フィルタ２０が設けられている。燃料タンク１０からエンジンＥに至る燃料配管３０のうち、その一部に燃料改質体５０が配設されている。燃料改質体５０は、前記円筒体Ｒ1 と同様に、錆びにくく劣化しにくい金属、セラミック、又は樹脂等の材質から成り、小球体Ｂが充填される円筒状の燃料改質部５１と、当該燃料改質部５１の円筒軸方向の開口した両端部に燃料配管３０と連結される連結部５２ａ，５２ｂとから構成される。燃料改質部５１の内部には多数の前記小球体Ｂが充填されていて、燃料改質部５１の前記両端部と前記連結部５２ａ，５２ｂとの境界部には、網状又は多孔が形成された板状の仕切体５３が装着されているため、小球体Ｂが燃料改質部５１から燃料配管３０内に流出するのを防止している。小球体Ｂを燃料改質部５１に収容する際、同一径の小球体Ｂのみを燃料改質部５１内で互いに動かない程度まで充填してもよいが〔図９（イ）〕、燃料Ｆと小球体Ｂとの接触機会や接触面積を増やすために異なる径の小球体Ｂを混合し、燃料Ｆの流速が大幅に低下しない程度に隙間無く小球体Ｂを充填しても良い〔図９（ロ）〕。燃料改質部５１に充填されるものは小球体Ｂに限らない。例えば、チタン製の板体をラス状（針状）に延伸加工して作成された網状の被処理成品表面において、ショット材としてチタンの金属粉体Ｐ02が噴射されてチタニア被膜Ｌ2 が形成された網体Ｗを使用することも可能である。当該網体Ｗを燃料改質部５１に適当な枚数を収容することによって、燃料Ｆとチタニア被膜Ｌ2 の接触面積を確保することができる。また、燃料改質体５０は、燃料配管３０の適当な箇所に組み込まれた構成となっていて、組み込めるだけのスペースを確保できる位置ならばいずれの場所でも問題無いが、最も望ましいのはエンジンＥの直前部付近である。これは、エンジンＥの動作による発熱を利用して、最も効率良く小球体Ｂ表面の酸化金属被膜Ｌの触媒作用を活性化させることが出来るからである。以上より、燃料ＦはエンジンＥに供給される前段階で、燃料配管３０中を流動して燃料改質体５０を通過する際に、前記小球体Ｂ或いは網体Ｗと接触して改質される。
【００３９】
酸化金属被膜Ｌが燃料Ｆ（ガソリン及び軽油) を改質することを証明する実施例を以下に示す。
〔比較例１〕改質前の燃料Ｆ（ガソリン）の燃費
車両Ａとして、スズキ自動車製の軽自動車「アルト」（総排気量０．６６Ｌ、２ＷＤ）を使用した。走行距離と燃料Ｆ（ガソリン）の消費量を３回ずつ測定し、その平均を算出した。その結果を表１に示す。燃料Ｆの改質前の燃費の平均値は１１．７ｋｍ／Ｌであった。
【表１】
2009018603.tif 000003
〔実施例１〕改質後の燃料Ｆ (ガソリン) の燃費
比較例１と同一の車両Ａにおいて、燃料Ｆが収容されている燃料タンク１０内に、錫製の直径５ｍｍの小球体Ｂ0 に酸化錫被膜Ｌ1 が形成された小球体Ｂを２００ｇ分投入した。比較例１と同様に、走行距離と燃料Ｆの消費量を３回ずつ測定し、その平均を算出した。その結果を表２に示す。燃料Ｆの改質後の燃費の平均値は１３．６ｋｍ／Ｌであり、改質前に比べて、１６．２％も燃費が向上した。
【表２】
2009018603.tif 000004
〔比較例２〕改質前の燃料Ｆ（軽油）の燃費
車両Ａとして、三菱自動車製の高所作業車「三菱キャンター」（原動機形式４Ｄ３３、総排気量４．２１Ｌ、総重量６４４５ｋｇ）を使用した。走行距離と燃料Ｆ（軽油）の消費量を２回ずつ測定し、その平均を算出した。その結果を表３に示す。燃料Ｆの改質前の燃費の平均値は４．３３ｋｍ／Ｌであった。
【表３】
2009018603.tif 000005
〔実施例２〕改質後の燃料Ｆ（軽油）の燃費
比較例２と同一の車両Ａにおいて、燃料タンク１０内に、チタン製金網（５００ｍｍ四方で厚さ０．３ｍｍ、目の大きさ２．０ｍｍ）にチタン粉末Ｐ02を噴射してチタニア被膜Ｌ2 が形成された網体Ｗを３枚挿入した。比較例２と同様に、走行距離と燃料Ｆの消費量を２回ずつ測定し、その平均を算出した。その結果を表４に示す。燃料Ｆの改質後の燃費の平均値は５．４６ｋｍ／Ｌであり、改質前に比べて、２５．９％も燃費が向上した。
【表４】
2009018603.tif 000006
〔比較例３〕燃料Ｆが改質前のガソリンの場合における排ガス中の成分濃度
車両Ａとして、ＢＭＷ社製３シリーズ（総排気量２．８Ｌ）を使用した。車両Ａを５分間暖機運転して、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）量及び炭化水素（ＨＣ）量を測定した。当該測定には、株式会社堀場製作所製自動車排ガス測定器「ＭＥＸＡ−３２４ＧＨ」を使用し、排ガス測定器のプローブを排気管に挿入して排ガス中の上記成分量を測定した。この結果を表５に示す。排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度は１．１０〔ｖｏｌ％〕、炭化水素濃度（ＨＣ）は０．１７〔ｖｏｌｐｐｍ〕であった。
〔実施例３〕燃料Ｆが改質後のガソリンの場合における排ガス中の成分濃度
比較例３と同一の車両Ａにおいて、燃料配管３０の一部に燃料改質体５０を配設した。当該燃料改質体５０は、内部に直径８ｍｍの小球体Ｂ（アルミナの小球体Ｂ0 にチタニア被膜Ｌ2 が形成されたもの）が３００ｇ収容されたものである。燃料改質体５０が導入された車両Ａを５分間暖機運転して、比較例３と同様に排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）濃度を測定した。使用した排ガス測定装置は比較例３と同一である。この結果を表５に示す。一酸化炭素（ＣＯ）は０．５４〔ｖｏｌ％〕、炭化水素（ＨＣ）は０．１０〔ｖｏｌｐｐｍ〕であった。比較例３及び実施例３の結果から、燃料改質体５０が導入されることによって、一酸化炭素濃度はほぼ半減し、また、炭化水素濃度も４０％以上も低減された。
【表５】
2009018603.tif 000007
〔比較例４〕燃料Ｆが改質前の軽油の場合における排ガス中の黒鉛濃度
車両Ａとして、日野自動車社製４ｔトラック「レンジャー」（総排気量７．４１Ｌ）を使用した。車両Ａの排ガスを排気管からろ紙に採取し、ろ紙に付着した汚れから黒鉛濃度を算出した。排ガスの採取は３回行い、それぞれ黒鉛濃度を算出して平均値を求めた。この結果を表６に示す。ろ紙に付着した黒鉛の濃度は、採取１回目４３．６％、２回目３７．６％、３回目４１．０％となって、平均値は４０．７％であった。
〔実施例４〕燃料Ｆが改質後の軽油の場合における排ガス中の黒鉛濃度
比較例４と車両Ａにおいて、燃料配管３０の一部に燃料改質体５０を配設した。当該燃料改質体５０は、内部に直径８ｍｍの小球体Ｂ（アルミナの小球体Ｂ0 にチタニア被膜Ｌ2 が形成されたもの）が約４３０ｇ収容されたものである。比較例４と同様に、燃料改質体５０が導入された車両Ａの排ガス中の黒鉛濃度を求めた。この結果を表６に示す。ろ紙に付着した黒煙の濃度は、採取１回目３４．０％，２回目３４．０％、３回目３２．０％となって、平均値は３３．３％であった。比較例４及び実施例４から、燃料改質体５０を導入することによって、燃料Ｆは１８．２％も黒鉛濃度が低減された。
【表６】
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〔比較例５〕改質前の燃料Ｆ (軽油) の諸特性
燃料Ｆとして軽油を用いて、１０％残留炭素分（試験法ＪＩＳ  Ｋ２２７０）、窒素分（試験法ＪＩＳ  Ｋ２６０９）、引火点（試験法ＪＩＳ  Ｋ２２６５）、３０℃における動粘度（試験法  ＪＩＳ  Ｋ２２８３）及び密度（試験法ＪＩＳ  Ｋ２２４９）の諸特性を分析した。当該分析については、ジャパン・アナリスト株式会社（東京都港区浜松町）に委託して実施した。この結果を表７に示す。
〔実施例５〕改質後の燃料Ｆ（軽油）の諸特性
比較例５と同一の燃料Ｆにおいて、実施例２と同一のチタン製の金網の表面にチタニア被膜Ｌ2 が形成された円形状の網体Ｗ（直径１００ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ、目の大きさ２．０ｍｍ）を、当該網体Ｗの直径に対応する径を有し、燃料配管３０に連結されていない状態における燃料改質体５０の燃料改質部５１に４０枚挿入した。燃料改質体５０の一方の連結部５２ａから燃料Ｆを注入して、他方の連結部５２ｂから排出させた。当該連結部５２ｂから排出された燃料Ｆの諸特性を比較例５と同様に分析した。この結果を表７に示す。比較例５及び実施例５の結果から、燃料改質体５０を通過した後の燃料Ｆは、通過前の燃料Ｆと比較して、窒素分が低減することが分かった。これにより、燃料改質体５０を通過した後の燃料Ｆを車両Ａに使用すれば、排ガス中に含まれる大気汚染物質のＮＯｘの低減が期待できる。また、燃料改質体５０の通過前後で、引火点、動粘度にも差異が認められた。特に、燃料改質体５０を通過後の燃料Ｆにおける７℃の引火点上昇は好ましい。ディーゼルエンジンには点火源がなく、当該エンジンは、ディーゼル燃料（軽油等）の発火点を上回るまで空気を圧縮し、高圧下の空気にディーゼル燃料を噴射して発火させ、その際に起こる爆発でピストンを押し出し、その後再びディーゼル燃料と空気を燃焼し始めない範囲内に保つというサイクルで動作する。このため、ディーゼル燃料には低い発火点と高い引火点を備えていることが求められるが、燃料改質体５０を通過した燃料Ｆは、上記の点でも望ましい方向に改質されることが分かった。
【表７】
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【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】酸化金属被膜Ｌが表面に形成された小球体Ｂを模式的に示した図である。
【図２】燃料タンク１０、燃料フィルタ２０、燃料配管３０、及びオイルフィルタ４０が配された車両Ａの内部を示した図である。
【図３】一部を破断した燃料タンク１０の斜視図である。
【図４】インゴットＫの表面に、金属粉体Ｐ0 が噴射された状態を模式的に示した図である。
【図５】ろ過エレメント２１の円筒部２６内に、小球体Ｂで充填された円筒体Ｒ1 が収容された状態における燃料フィルタ２０の内部構造を模式的に表した図である。
【図６】ろ過エレメント４１の円筒部４６内が小球体Ｂで充填された状態におけるオイルフィルタ４０の内部構造を模式的に表した図である。
【図７】小球体Ｂで充填された円筒体Ｒ1 の一部を切り欠いた全体斜視図である。
【図８】粉体Ｐを挟んだ２枚のろ紙又は不織布が格子状に圧着されたキルティング状のろ過材２５又は４５を示した図である。
【図９】燃料配管３０における燃料改質体５０の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ    ：車両
Ｂ    ：酸化金属被膜が表面に形成された小球体
Ｅ    ：エンジン
Ｆ    ：炭化水素系液体燃料（燃料）
Ｇ    ：エンジンオイル
Ｌ    ：酸化金属被膜
Ｐ    ：酸化金属被膜が表面に形成された粉体
Ｒ1 ，Ｒ2 ：円筒体
１０  ：燃料タンク
２０  ：燃料フィルタ
２５  ：燃料フィルタのろ過材
２６  ：燃料フィルタの円筒部
３０  ：燃料配管
４０  ：オイルフィルタ
４５  ：オイルフィルタのろ過材
４６  ：オイルフィルタの円筒部
５０  ：燃料改質体
５１  ：燃料改質部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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