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1. WO2000032922 - ACTIVATEUR DE COMBUSTIBLE FOSSILE

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[ JA ]
明 細 書

化石燃料の活性器

技術分野

本発明は、化石燃料である石油を原料としたガソリン、軽油、重油な どを燃料として使用するすべての発動機やボイラーなどに適用され、燃 料として使用する化石燃料を活性化させて燃焼効率を上げると供に、有 害排出物等を減少させる化石燃料の活性器に関するものである。

背景技術

自動車業界における省エネルギーや地球温暖化対策としては、電気自 動車や近年注目を集めている自己発電式車などがある。しかしながら、 これらの技術は値段や走行距離等の問題から、まだまだ一般的ではなく、 一般車両の燃料はガソリンゃ軽油を中心とする液体化石燃料がほとんど である。また、工作機械や発電装置といったものの駆動力もまた、この ような化石燃料を使用したエンジンがその大半を占めている。

したがって、この化石燃料以外のクリ一ンなエネルギーが開発されて、 化石燃料が持つ C O 2や N〇 xまたは H Cなどの有害排出物の問題を解 消するまでは、有害排出物を減らす努力を継続するしかない。

本発明はこのような化石燃料の問題を効果的に解決するために、有害 排出物の排出量を減ずると供に、化石燃料の使用量そのものを減少させ ることを目的として開発されたものである。

発明の開示

このため本発明では、燃料タンクからエンジンの燃焼室に至る燃料供 給経路の一部を形成し、その内部を液体化石燃料が通過することにより 活性化する液体化石燃料の活性器であって、該活性器内部に封入される 活性剤がモナズ石(monaz i te) を含有する岩石から製造されたものであ る。

これにより、液体化石燃料が効率的に活性化されて燃焼効率が高くな る。その結果、燃費が向上すると供に、使用量を減らすことができる。 また、不完全燃焼が大幅に減少するため、有害物質の排出が减少する。

図面の簡単な説明

第 1図は車両エンジン用活性器の一部切り欠き斜視図であり、第 2図 は車両走行試験により得られた消費燃料量を示す表であり、第 3図は車 両走行試験により得られた排出物排出量を示す表であり、第 4図は据え 置型の発動機用活性器の一部切り欠き斜視図であり、第 5図は発電機の 運転試験における排出物分析結果を示す表であり、第 6図はモナズ石の 分析例を示す表である。

発明を実施するための最良の形態

本発明においては、液体化石燃料を活性化させる活性剤として、希 土類元素の原料であるモナズ石を粉々に粉砕し、これを粘土と混練して 所望の大きさのビーズ状に形成し、これを所定温度で焼成したものを発 動機の種類に応じた活性器の容器に封入し、この活性器を燃料供給経路 に配匱して、液体化石燃料が燃焼室に入る前にこの活性器を通過するこ とにより活性化されるようにしたものである。

また、焼成されたビーズは径が小さければ小さいほど液体化石燃料と 接触する表面積を大きくすることができる。しかしながら、径を小さく すると通過が阻害されることになり、流出入がスムーズに行われない。 これを解決するために、径の異なるビーズを使用し、少なくとも入口側 には比較的大きな径のビーズを配置し、その内方には小さい径のビーズ を配置したものである。

さらに、燃料の流出入をさらにスムーズにするために、出入口部分に それぞれ油溜りを設け、これに燃料パイプを連通させている。

また、燃料の流入側を活性器の下側に接続し、燃料の排出側を活性器 の上方に配置する。これにより、燃料は活性器の容器を満たすようにし て活性器を通過するため、封入されている活性剤全体を効率的に使用さ れることになる。

これらにより、燃料の供給を妨げることなく流出入がスムーズで、且 つ効果的に活性剤を通過させることができるため、本発明の活性剤の持 てる優れた活性機能を十分に発揮させ、高燃焼率の燃料に活性される。

以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

実施例 1

本実施例 1においては、まず本発明に係る活性剤の製造方法について 示す。活性剤の製造は次に示す工程でなされる。

1 . モナズ石(tnonaz i te) を粉砕機により粉砕し、少なくとも 5, 0 0 0メッシュ程度になるようにする。

2 . 粉碎したモナズ石を粘土と混練して、陶土を得る。この際の混合 割合としては、モナズ石 1 0 k gに対して粘土 1 5〜2 5 K gが 好適である。また、本実施例では、シリカ系の粘土を 2 0 K g使 用した。

3 . 陶土をビーズ状に形成する。この際、収縮を考慮して所望の大き さより 1 0 %程度大きく形成する。

4 . 形成したビーズ状陶土を乾燥させた後、窯に入れて焼成して、セ

ラミックビーズを得る。この際の焼成温度としては 1, 000°C〜 1, 600°Cが好適であり、さらに望ましくは 1, 300〜1, 500°Cの温度 で焼成する。このような高温で焼成することにより、陶土はガラ ス状に融解し、焼成後はその表面が滑らかな状態に仕上がる。 これらの工程によって得られたセラミックビーズを活性剤として使 用するが、この活性剤は次に示す優れた効果を得られる。

( 1 ) 表面強度の高いビーズ状であるため、小さな欠片が燃料中に流出 して発動機に悪影響を与えることがない。

(2) 所望する大きさのビーズを作れることから、活性器としての規格 を統一できる。

(3) 高温焼成することによりビーズの劣化が無く、活性機能は半永久 的に維持される。したがって、発動機が劣化しても活性器はリサイ クルできる。

ここで、モナズ石の分析例を第 6図に示す。

第 6図からわかるように、このモナズ石は希土類元素であるトリウム、 ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジゥムおよびサマリウムを多 量に含有し、さらに放射性元素であるプロメシゥムも含有している。し たがって、これらから放射される放射線により化石燃料の炭素結合が分 断され、燃焼効率が向上するものである。また、リン酸を含有すること から防鯖作用も得られる。

実施例 2

本実施例 2の活性器は、車両燃料用のものである。

第 1図に示すように、本実施例の活性器 1はその側面が略 L字状の円 筒形であり、下部に位置する流入部 1 1が短く、その先で上方に延びる 流出部 1 2が長いように形成されている。流入部 1 1 と流出部 1 2との 連結角度は約 9 0度であり、車体への取りつけ角度は、水平面に対して 流入部 1 1、流出部 1 2ともに 4 5度となるように固定している。した がって、燃料は低い方から高い方へ流れるように活性器 1内を通過する 力、これにより活性器 1内全体に充填するような状態で通過することと なる。ちなみに、高い方から低い方へと流れると、落下するような状態 で流れるため活性器 1内の一部分だけを通過することになる。

流入部 1 1の端部には L字形状の流入パイプ 1 3が設けられ、燃料タ ンク (図示せず)に接続される。尚、この流入パイプ 1 3の入り口 1 3 aは出口 1 3 bよりその口径が 5 0 %程度大きく形成されている。

一方、流出部 1 2の端部には流出パイプ 1 4が設けられ、エンジン(図 示せず)に接続されている。この流出パイプ 1 4の入口 1 4 aは出口 1 4 bよりその口径が大きく形成されており、その割合は約 3 : 2である。 これにより、流出パイプ 1 4から流出する燃料に圧力減少が生じないた め、エンジンへの供給におけるサージ(一次的燃料欠乏状態)等の不具 合が発生しない。

活性器 1の内部には上記実施例 1 の方法により焼成された活性剤 1 0が封入されているが、流出部 1 2の端部および流入部 1 1の端部から 間隙をおいて金網 1 5、 1 6がそれぞれ固定され、その内側に活性剤 1 0が封入されている。

流出部 1 2の端部と金網 1 5との間の空間および流入部 1 1の端部 と金網 1 6との間の空間は、それぞれ油溜め 1 7、 1 8として作用し、 燃料は一端この油溜め 1 7、 1 8に充填された後に、活性のための活性 器 1内の通過と、流出パイプ 1 4からの流出がなされる。したがって、 油溜め 1 7に充填された燃料は、活性器 1の内径全面にわたって通過す るため、活性剤 1 0全体が活性に使用される。一方、流出にあたっては、 油溜め 1 8に一端充填された燃料が流出するため、活性剤 1 0通過に伴 う燃料流の乱れは流出に影響を与えない。

さらに、活性剤 1 0の直径は小さいほど表面積が大きくなり、活性効 果を高めることができるが、小さいほど密封した際の状態は密となり燃 料が流れにくくなる。そこで、本実施例の活性器 1においては、金網 1 5、 1 6に面した層には直径 2 O m mのものを配置し、内方には直径 1 0 m mのものを封入している。

尚、本実施例の活性器 1の車体への取りつけ角度は、流出部 1 2が水 平面に対して 9 0 °C未満であり、流入部 1 1の流入パイプ 1 3側端部が 活性器 1の最下端部より高い位置になるように固定する。これにより、 活性剤 1 ◦のほとんどの重量は活性器 1の最下端部にかかり、金網 1 5 に活性剤 1 0が高重量で過密状態となることはなく、化石燃料の流入が スムーズになされる。

ここで、本実施例 2の活性器を使用した各種走行試験結果を示す。 走行試験 1

本走行試験 1においては、燃料単位あたりの走行距離(燃費)につい て第 2図に示す。尚、本試験は下記条件で行い、取りつけ前および後に おける気温はほぼ同程度の条件下で測定したものであり、伸び率は取り つけ前の平均燃費を基準として求めたものである。

車両タイプ:乗用車(小型)

燃料:軽油 (ディーゼル車)

排気量: 1 , 8 3 0 c c

活性器取りつけ前における平均燃費: 1 3 . 0 8 k mZリットル 第 2図からわかるように、活性器取りつけ後の燃費は、平均して 2 0 %程度の伸び率が得られ、大幅な燃焼効率の増加が確認された。

走行試験 2

本走行試験においては、複数の異なる車種の車両を使用し、取りつけ 前後において有害排出物の排出量を測定し、その結果を第 3図に示して 比較をした。尚、試験諸元は下記の通りである。

燃料:ガソリン

車両タイプ:乗用車(小型)

測定機器: C O · H Cアナライザー(理研計器株式会社 ZRI- 503A) 第 3図からわかるように、一酸化炭素およびハイドロカーボン供に顕 著な減少を確認できた。

実施例 3

本実施例 3においては、据え置式の発動機用の活性器を示す。

第 4図に示すように、本実施例の活性器 2は、上部が湾曲した缶状の 活性器本体 2 0と、燃料タンク(図示せず)から活性器本体 2 0下部に 燃料を供給する供給パイプ 3と、活性器本体 2 0上部から燃料を発動機 に送る排出パイプ 4とから構成されている。

活性器本体 2 0内部には、実施例 1の方法で焼成された活性材 1 0が 密封されており、その配置としては上方から、空間の上部油溜り 2 1、 金網 2 2、固定リング 2 3、小径活性剤層 1 0 c、中径活性剤層 1 0 b、 大径活性剤層 1 0 a、金網 2 2、固定リング 2 3、小径活性剤層 1 0 c、 中径活性剤層 1 0 b、大径活性剤層 1 0 a、金網 2 2、固定リング 2 3、 空間の下部油溜り 2 4の順番で積層され、金網 2 2は固定リング 2 3で 堅固に固定されている。尚、底面にはドレイン孔 2 5が設けられている。 供給パイプ 3から供給された燃料は、下部油溜り 2 4を満たした後に、 順次活性剤 1 0と接触しながら上昇し、上部油溜り 2 1に一端溜まった 後に排出パイプ 4から排出され発動機に供給される。

この活性器 2を発電機用のディーゼル機関に適用しておこなった運 転試験の結果を第 5図に示す。

第 5図に示すように、活性器を取付けることにより、硫黄酸化物およ び窒素酸化物は半減し、ダスト濃度は大幅に減少している。したがって、 本活性器の取付けにより大気汚染防止に大きく寄与できることが言える c

本発明では以上のように構成したので、液体化石燃料を効果的に活性 化でき、これにより次に示す効果がある。

( 1 ) 燃料が高燃焼率で燃焼するため、排出される大気汚染物質を大幅 に減らすことができる。

( 2 ) 高燃焼率の燃焼であるため、単位あたりの量により得られるエネ ルギ一が増加し、ひいては消費燃料量を減らすことになる。

産業の利用可能性

以上のように、本発明にかかる液体化石燃料の活性器は、車両用ェン ジンや各種機械の原動機に適用でき、排気ガスの改善と燃料消費率の减 少に寄与することができる。