JP2001064662A - 炭化水素系液体燃料用改質機能水 - Google Patents

炭化水素系液体燃料用改質機能水

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JP2001064662A JP24143599A JP24143599A JP2001064662A JP 2001064662 A JP2001064662 A JP 2001064662A JP 24143599 A JP24143599 A JP 24143599A JP 24143599 A JP24143599 A JP 24143599A JP 2001064662 A JP2001064662 A JP 2001064662A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】炭化水素系液体燃料に添加することにより、そ
の炭化水素系液体燃料を使用する内燃機関の燃焼効率を
向上させ、排気ガス成分を浄化するとともに燃費を向上
させる。 【解決手段】原水を活性化処理して得られる極小化され
たクラスタを有し、炭化水素系液体燃料に添加された際
に炭化水素系液体燃料を分子レベルでろ過して極小化す
るとともに炭化水素系液体燃料分子に付着し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通常の水を活性化
することにより機能化して、内燃機関用の炭化水素系液
体燃料に添加した場合に、炭化水素系液体燃料の燃焼特
性を改良する炭化水素系液体燃料用改質機能水に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、生活環境への影響に鑑み、自動車
等の車両から排出される排気ガス中の環境汚染物質を減
少させるために種々の試みがなされている。例えば、車
両の内燃機関において、炭化水素系液体燃料であるガソ
リンや軽油等に、燃料添加剤を添加することにより、燃
焼を促進して排気ガス中の一酸化炭素(CO)、炭化水
素(HC)や窒素酸化物(NOx)を低減させることが
知られている。このような燃料添加剤は、これまでに各
種のものが開発され、上記したような排気ガス成分の改
善とともに、車両における走行性能、例えば加速性能の
向上を目的とするものである。一般に、これらの燃料添
加剤は、可燃性又は支燃性物質を主として構成されるも
ので、炭化水素系液体燃料の燃焼にともなって容易に燃
焼し、炭化水素系液体燃料の燃焼を促進して、完全燃焼
に近い状態を発生させるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した燃
料添加剤は、炭化水素系液体燃料とともに燃焼するため
に、その燃焼促進における効果にも限界があり、また、
内燃機関の燃焼効率についても、その効果が乗用車の加
速性能や燃費改善に使用者が実感できるレベルまで向上
していないため、ほとんど普及していないのが現状であ
る。また、加速性能を重視する燃料添加剤では、燃料添
加剤が燃料とともに燃焼することにより、排気ガスに含
まれるCOやHC等の排出量が増加する傾向にあるもの
も少なくない。
【0004】本発明は、このような燃料添加剤に代わっ
て炭化水素系液体燃料に添加することにより、燃料添加
剤により生ずる上記の不具合を解消することを目的とし
ている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る炭化水素系液体燃料用改質
機能水は、原水を活性化処理して得られる極小化したク
ラスタを有しており、炭化水素系液体燃料に添加された
際に、炭化水素系液体燃料に対して分子レベルのフィル
タとして機能して炭化水素系液体燃料を極小化し、その
極小化された炭化水素系液体燃料の分子に付着すること
により、炭化水素系液体燃料の燃焼性を向上させるもの
である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、原水を活性化処理して
得られる極小化されたクラスタを有し、炭化水素系液体
燃料に添加された際に炭化水素系液体燃料を分子レベル
でろ過して極小化するとともに炭化水素系液体燃料分子
に付着し得ることを特徴とする炭化水素系液体燃料用改
質機能水である。
【0007】このような構成のものであれば、クラスタ
が極小化されていることにより、炭化水素系液体燃料に
添加された際に、炭化水素系液体燃料を分子レベルでろ
過して極小化し、その極小化された炭化水素系液体燃料
分子に付着し、燃焼直前に空気と混合された際に水素ラ
ジカル及び酸素ラジカルを発生することにより、炭化水
素系液体燃料の燃焼性を向上させることが可能になる。
すなわち、極小化されたクラスタが存在する場合、炭化
水素系液体燃料に添加すると、その極小化された多数の
クラスタを分子レベルのフィルタとして炭化水素系液体
燃料をろ過し、炭化水素系液体燃料の分子を極小化す
る。そして、極小化された炭化水素系液体燃料の分子に
微量の改質機能水がその吸着力により付着する。炭化水
素系液体燃料の分子に付着した改質機能水は、内燃機関
において混合気となる際に、モル蒸発エンタルピの大き
さに起因して、急激に体積が膨張し、かつ熱分解して、
水素ラジカル及び酸素ラジカルを発生する。
【0008】この結果、混合気が燃焼する際、発生した
これらの水素ラジカル及び酸素ラジカルが炭化水素系液
体燃料を含む混合気の燃焼に作用して、炭化水素系液体
燃料が完全燃焼するものである。したがって、燃焼効率
が改善されて、燃費が向上するとともに、内燃機関の排
気ガス中のCO、HC及びNOxを減少させることが可
能になる。
【0009】本願における改質機能水としては、飲用、
洗浄、殺菌、消毒、医療、動植物育成等の用途に使用さ
れる機能水において、長期にわたってクラスタの再結合
を抑制する抑制力、及び炭化水素系液体燃料への吸着力
を有するものが望ましい。つまり、本発明の改質機能水
は、一般によく知られた機能水の有する機能を有すると
ともに、特にクラスタ再結合に対する抑制力及び炭化水
素系液体燃料への吸着力が高くなっているものである。
このように、長期にわたってクラスタが再結合すること
が抑制されると、極小化されたクラスタをその極小化さ
れた状態に維持することができ、炭化水素系液体燃料に
添加された際に、炭化水素系液体燃料に対して長期間分
子レベルのフィルタとして機能するものである。したが
って、炭化水素系液体燃料が安定して極小化され、改質
された燃焼性を維持することができる。
【0010】これらの機能水を製造する場合の原水を活
性化処理する方法としては、セラミック処理、電解処
理、電磁場処理、赤外線処理、超音波処理、逆浸透膜処
理、低周波パルス通電処理等、電気エネルギ、磁気エネ
ルギ、機械的エネルギ、放射線エネルギ等を使用した各
種の処理方法を挙げることができる。これらの活性化処
理は、単独で行うものであってもよいし、また上記のも
のを2以上組み合わせて行うものであってもよい。
【0011】この内、原水の活性化処理としては、セラ
ミック処理と、電気分解する電解処理とからなるものが
好適である。このように、原水をセラミック処理と電解
処理とで処理して得られる還元水溶液はシラノール基を
有するもので、このシラノール基により、クラスタの再
結合を阻む抑制力と炭化水素系液体燃料への吸着力を高
くすることが可能になる。セラミック処理と電解処理と
は、時系列的に連続して行うものであってよく、又同時
に処理するものであってもよい。
【0012】改質を可能な炭化水素系液体燃料として、
炭化水素系炭化水素系液体燃料が好ましく、重油、軽
油、ガソリン、灯油等が挙げられる。この内、内燃機関
が火花点火式のガソリンエンジンの場合には、炭化水素
炭化水素系液体燃料としてガソリンが挙げられ、同様に
圧縮着火式のディーゼルエンジンの場合には、炭化水素
炭化水素系液体燃料として軽油が挙げられる。これらの
炭化水素系液体燃料を使用するエンジンを搭載した車両
において、改質機能水を適量添加することにより、排気
ガス中の環境汚染物質を低減し得るととに、燃費を向上
させることが可能になる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、説明する。改質
機能水は、井戸水や水道水等の原水を活性化処理して作
製するもので、具体的には、セラミック処理して第1の
機能水を製造し、得られた第1の機能水に所定の直流電
圧を印加して電解処理して第2の機能水を作製し、その
後さらに最終工程として第2の機能水に対して低周波パ
ルス通電処理を実施して作製する。セラミック処理は、
例えばケイ酸塩を含むセラミックをフィルタとして、そ
のセラミックに原水を透過させて、第1の機能水を製造
するものである。また、電解処理は、隔膜を隔てて配置
される陰極と陽極とを有する容器内に第1の機能水を貯
留し、第1の機能水を陰極と陽極との間に直流電圧を印
加して電気分解するものである。そして、電解処理にお
いて、陰極側にて得られる第2の機能水であるアルカリ
性水に低周波パルス通電処理を施して改質機能水とする
ものである。このように、原水をセラミック処理した後
電解処理しさらに低周波パルス通電処理を施して得た改
質機能水は、クラスタが極小化されているとともにシラ
ノール基を有するものであり、このシラノール基によ
り、極小化されたクラスタの再結合を抑制する抑制力と
炭化水素系液体燃料に対する吸着力とが強化され、炭化
水素系液体燃料に添加された際に、所期の効果を発揮す
るものとなる。
【0014】以上のようにして作製した改質機能水を、
内燃機関として火花点火式のガソリンエンジンを搭載し
た車両において使用する場合を説明する。ガソリンエン
ジンを搭載した車両において、炭化水素系液体燃料であ
る炭化水素系炭化水素系液体燃料のガソリンを貯留する
燃料タンクに改質機能水を注入する。すなわち、ガソリ
ンの量が例えば約50×10-33である場合、添加す
る改 質機能水は、例えば約50cm3である。
【0015】ガソリンに添加した改質機能水は、その極
小化されたクラスタが燃料タンク内でガソリンに対して
分子レベルとしてのフィルタとして機能してガソリンを
ろ過し、ガソリン自体の分子を極小化する。極小化され
たガソリン分子には、微量の改質機能水が付着する。ガ
ソリンに付着した改質機能水は、ガソリンが吸入空気と
混合される際、つまりキャブレタを装備するエンジンに
あってはキャブレタ内で、燃料噴射式のエンジンにあっ
てはインテークマニホルド内あるいは燃焼室に直接噴射
されるものでは燃焼室内で、それぞれ急激に体膨張する
とともに熱分解して、水素ラジカルと酸素ラジカルを発
生させる。この結果、混合気内に水素ラジカルと酸素ラ
ジカルとが多量に存在するため、ガソリンの燃焼が促進
され、ガソリンを完全燃焼させることができ、燃焼効率
を向上させることができる。このように、ガソリンが完
全燃焼することにより、表1に示すように、加速性能及
び燃費を向上させることができるとともに、排気ガス中
のCOの排出量を削減することができるとともに、HC
及びNOxの排出量についても削減することができる。
【0016】
【表1】
【0017】同様に、炭化水素系液体燃料である炭化水
素系炭化水素系液体燃料の軽油を使用するディーゼルエ
ンジンを搭載した車両にあっても、ガソリンエンジンを
搭載した車両と同様に、改質機能水を軽油に添加するこ
とにより、同等の効果を得ることができる。ディーゼル
エンジンの場合、その燃料供給経路に軽油と水とを分離
するための燃料水分離器あるいは水抜きフィルタを備え
るものが一般的である。このような燃料水分離器にあっ
ては、燃料タンクから送られてきた軽油が一旦その内部
に滞留され、その間に比重差により水が軽油から分離さ
れるものである。つまり、軽油に改質機能水を添加した
場合、改質機能水は燃料水分離器において分離されてそ
の底部分に貯留する。そして、軽油は改質機能水に燃料
水分離器において接触し、ガソリンの場合と同様に、軽
油に対して分子レベルのフィルタとして機能し、軽油分
子を極小化するとともに、その極小化された軽油分子に
改質機能水が付着して、燃料水分離器からディーゼルエ
ンジンに対して送り出される。
【0018】改質機能水が付着した軽油は、高圧にされ
て燃焼室に噴射され、燃焼室内の高温の圧縮空気に接触
することにより、燃焼する。この時、ガソリンの場合と
同様に、軽油が噴射された直後に、付着していた改質機
能水が体膨張するとともに熱分解して、水素ラジカルと
酸素ラジカルが発生する。この結果、これらの水素ラジ
カルと酸素ラジカルとにより、軽油の燃焼が促進され、
軽油を完全燃焼させることができ、燃焼効率を向上させ
ることができる。このように、軽油が完全燃焼すること
により、表2に示すように、加速性能及び燃費を向上さ
せることができるとともに、排気ガス中のCOの排出量
を削減することができるとともに、HC及びNOxの排
出量についても削減することができる。
【0019】
【表2】
【0020】なお、具体的な改質機能水の使用方法は、
上記したように、改質機能水を直接燃料タンクに投入し
て、既設の燃料水分離器や水抜きフィルタを改質機能水
を機能させるための貯留部とすることが簡便であり、十
分な効果が得られるが、例えば、常に一定量の改質機能
水を封入した専用の貯留部を内燃機関の燃料供給系統に
設置する構成や、燃料タンクへの炭化水素系液体燃料の
給油装置に改質機能水の専用貯留部を設置し、所定量を
計量して給油直前の炭化水素系液体燃料に添加して炭化
水素系液体燃料を改質する方法等であってもよい。
【0021】なお、本発明は以上に説明した実施例に限
定されるものではない。上記実施例にあっては、車両に
搭載される内燃機関に使用される炭化水素系液体燃料に
おける場合を説明したが、同種の炭化水素系液体燃料を
使用する内燃機関であれば、車両に搭載されるものに限
定されるものではない。その他、各部の構成は図示例に
限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形が可能である。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、炭化水
素系液体燃料に添加された際に、炭化水素系液体燃料を
ろ過して極小化し、その極小化された炭化水素系液体燃
料分子に付着し、燃焼直前に空気と混合される際に水素
ラジカル及び酸素ラジカルを発生することにより、炭化
水素系液体燃料の燃焼性を向上させることができる。ま
た燃焼性を向上させることができるので、車両にあって
は加速性を体感できる状態にまで向上させることがで
き、燃費を高くすることができるとともに、排気ガスの
浄化率を高くすることができ、よって生活環境に悪影響
を及ぼす物質の排出量を削減することができる。
フロントページの続き Fターム(参考) 4D061 DA03 DB08 EA02 EB01 EB04 EB07 EB12 EB19 FA13 4H013 CA03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原水を活性化処理して得られる極小化され
    たクラスタを有し、炭化水素系液体燃料に添加された際
    に炭化水素系液体燃料を分子レベルでろ過して極小化す
    るとともに炭化水素系液体燃料分子に付着し得ることを
    特徴とする炭化水素系液体燃料用改質機能水。
  2. 【請求項2】活性化処理が、セラミック処理と、電気分
    解する電解処理とからなることを特徴とする請求項1記
    載の炭化水素系液体燃料用改質機能水。
  3. 【請求項3】炭化水素系液体燃料が、ガソリン又は軽油
    であることを特徴とする請求項1又は2記載の炭化水素
    系液体燃料用改質機能水。
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