JP2007530849A - 水素生成のための方法ならびにその装置 - Google Patents

Abstract

本発明は内燃機関あるいは燃焼装置における燃料の燃焼する際に水素を生成するための方法ならびに装置に関する。本発明によると、燃料および／もしくは吸入空気に音波を印加する手段（７、８）が備えられており、その際に水素が生成される。
【選択図】図１

Description

本発明は請求項１ならびに請求項５に記載の上位概念に基づく燃料の燃焼時に水素を生成するための方法ならびにそのための装置に関するものである。更に本発明は、請求項１５に記載の上位概念に基づき、内燃機関あるいは燃焼装置における燃料の燃焼を改良するために内燃機関あるいは燃焼装置に組み込む手段に関わる。

従来の技術によると、動力燃料の燃焼を改良するための数多くの装置が知られている。例えば油、ディーゼル燃料もしくはガソリン燃料から成立する液体の燃焼度を向上させるための機械が知られている。この機械を使用することにより、動力燃料には変化する磁場により高周波の電気的な交流電場が印加される。動力燃料内の結晶構造を破壊し、表面張力の低下をもたらす渦流が発生することによって、燃料の分子が加速される。この結果として、噴射された動力燃料は、その液滴直径が多大に縮小され、従って効率が改良される。しかしながら、このように知られた装置は組み立てが比較的困難であることから、その適用範囲が限定される。

従って本発明の課題は、全ての種類の燃料、特に液体燃料あるいは気体燃料の燃焼を向上させるための改良された方法と改良された装置を提供することにある。当装置は組み立てが簡素化されているにもかかわらず、燃焼を効果的に最適化することが意図されている。

この課題は請求項１に記載の方法、請求項５に記載の装置ならびに請求項１５に記載の手段により解決される。本発明による有利な形成形態は従属請求の対象である。

本発明によると内燃機関あるいは燃焼装置における燃料を燃焼する際に水素を生成するための方法が開発されている。その際に燃料ならびに／もしくは吸入空気に音波が印加され、その際に水素が生成される。これは例えばコイルによって行われることが可能である。

更に、内燃機関あるいは燃焼装置における燃料を燃焼する際に水素を生成するための装置も提案されている。本発明によると燃料ならびに／もしくは吸入空気に音波が印加され、その際に水素が生成されるような手段が備わっている。例えばそのような手段はコイルである。コイルによって高周波の電気的な交流電場が発生させられる。発生させられた周波数は可聴域の音波領域から超音波域までの領域にわたる。コイルにはそれぞれ交流が、好ましくは方形波の形式で印加される。交流の周波数はある特定の周波数間隔で一定時間流れる。

本発明によるこの方法、ならびに本発明による装置により、内燃機関あるいは燃焼装置における燃料の燃焼、特に気体燃料あるいは液体燃料、更には固体燃料の燃焼も、ならびに、燃焼空気の燃焼も最適化される。その結果として性能向上につながり、排ガス値が改良され、動力燃料などの燃料の節約につながる。このように燃焼が最適化されることにより、例えば自動車の触媒あるいは煤煙フィルターの摩損が防止される。結果として、環境に負担のかからない肯定的なエコバランスが実現されるだけではなく、大幅な経費の節約にもつながる。本発明の出願者は、本発明の装置を自動車に組み込み、公式の調査を行った。その際に、消費量の削減ならびに性能向上が達成された。３パーセントまでの範囲に位置する性能向上が確認されると同時に、一酸化炭素および有害な一酸化窒素の排出が大幅に削減された。最終的には二酸化炭素の排出が削減され、燃料消費量が削減された。

これには、燃料内ならびに空気中に大量の水あるいは水蒸気が含まれているという事実が基礎となっている。音波の影響により、燃焼空気内と同様に、燃料内に強い音圧が発生する。これにより、燃料内ならびに燃焼空気内にキャビテーションが発生する。この現象時には燃料ならびに燃焼空気の小さな領域における水が蒸発し、次第に大きくなる泡を形成し、結果としてこれが危機的な大きさになった時に咄嗟につぶれる。この気体泡が内破する時に、気体噴流が発生し、５０００ケルビンまでの非常に高い温度と５０００バールまでの圧力が発生するとともに、極端に速い速度が発生する（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｉｓｓｅｎ．ｄｅ）。これにより、大きな分子または分子鎖をも切断するのに適している非常に高い切断力が発生する。この過程によって、燃料内ならびに燃焼空気内に存在する水と水蒸気は水素と酸素に分解される。従って、本発明による装置によって処理された燃料ならびにこの装置によって処理された燃焼空気はこのような処理が行われていない燃料、もしくはこのような処理が行われていない燃焼空気と比較して、水素と酸素の割合が上昇している。しかしながらこの水素と酸素の割合は、燃焼の最適化、性能の向上、燃料の節約をもたらすものである。燃料内ならびに燃焼空気内の、通常ならば有用ではない水と水蒸気から、結果として燃焼に有用な水素と酸素が生成されるのである。これらの水素と酸素は直接燃焼に使用される。原則として、固体燃料、液体燃料、気体燃料の全ての燃料が処理されることが可能であることも重要な点である。

上述の通り、本発明によると、音波の発生のために、高周波の電気的な交流電場を発生させるようなコイルが備わっている。例えばこのコイルは、燃焼装置の燃料管ならびに／あるいはその空気管の周囲に巻きつけられていることが可能である。これの代替として、コイルが別のプレートもしくはシリンダーもしくはロッド状のエレメントの上に配置されていることも可能である。また、このエレメントはコイルと共に、空気供給領域もしくは燃料供給の領域において、例えば空気管の領域および／もしくは燃料管の領域および／もしくは燃焼室の領域に配置されていることが可能でもある。コイルが燃料管および／もしくは空気管に直接接触していることは必要ではない。コイルはこれらにたいしてある程度の距離をとることが可能である。コイルの配置に可能な場所は例えば空気フィルター／吸気システムで、これらに接触してコイルとエレメントを固定することができる場所である。これにより、特に自動車においては、空気フィルター／吸気システムは通常は実に到達しやすいため、組み立てを簡素化することが可能となる。

従ってコイルは燃料供給の領域においても、空気供給の領域においても設けることが可能である。その際にコイルは空気供給の領域あるいは燃料供給の領域のいずれかの領域に設けることが可能であるし、両方の領域において同時に設けることも可能である。更には一つの組み立て単位にそれぞれ複数のコイルが備えられていることも可能である。

発明の更なる観点によると、内燃機関あるいは燃焼装置における燃料の燃焼を改良するために、内燃機関あるいは燃焼装置へ組み込む手段が提案されている。この手段は、燃料および／もしくは吸入空気の供給の領域、特に内燃機関あるいは燃焼装置における燃料管および／もしくは空気管の部分に配置することが可能である。この手段により、燃料および／もしくは吸入空気に音波が印加され、その際に水素が生成される。

更に、この手段は前述の燃焼装置への後からの組み込み用の部材でもあり得ることが提案されている。特に、空気供給の領域においてのみでの配置という前述の配置の場合、組み込みと組み立てが従来の技術と比較して大幅に簡素化される。これにより多大な時間の節約が実現可能である。従って、この提案された手段が後からも簡単に既存の内燃機関ならびに燃焼装置に組み込まれることができるということは有利である。

以下、唯一の図を基に発明の詳細を説明する。

図１は本発明による装置の全ての本質的なコンポーネントを含む体系図である。燃焼システム１は空気管４ならびに燃料管３と結合している。燃料管３を経由して燃料５が供給され、空気管４を経由して燃焼システム１に空気６が供給される。本発明によると、燃料管３だけでなく、空気管４の周囲にも、それぞれ１個のコイル７ならびに８が巻き付けられている。これらのコイル７および８にはそれぞれ交流９と９'が印加される。交流９と９'を発生させるために、そして、コイル７と８を制御するために、例えば自動車のバッテリーなどの電源と接続している制御機器２がケーブル１２を経由して備えられている。

交流が流されているコイルが音波を発生する。この時の音波は超低周波でもあり得るし、超音波でもあり得る。燃料管３を経由して燃焼システム１に供給された燃料あるいは空気管４を経由して供給された空気に音波が印加される。この場合、管３と４内に存在する燃料あるいは空気への音波の伝導は、燃料管３もしくは空気管４の内壁の材料の影響を受けない。

本発明による装置の全ての本質的なコンポーネントを含む体系図である。

符号の説明

１ 燃焼システム
３ 燃料管
４ 空気管
５ 燃料
６ 空気
７ コイル
８ コイル
９ 交流

Claims (17)

1. 燃料ならびに／もしくは吸入空気に音波を印加し、その際に水素が生成されることを特徴とする、内燃機関あるいは燃焼装置における燃料を燃焼する際に水素を生成するための方法。
2. 音波を印加することがコイル（７、８）によって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記コイル（７、８）にはそれぞれ交流（９、９'）が、好ましくは方形波の形式で印加されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 交流の周波数がある特定の周波数間隔で一定時間流れることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 前記手段（７、８）が燃料ならびに／もしくは吸入空気に音波を印加し、その際に水素が生成されるような前記手段（７、８）が設けられていることを特徴とする、内燃機関あるいは燃焼装置における燃料を燃焼する際に水素を生成するための装置。
6. 前記手段がコイル（７、８）であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記コイル（７、８）が燃料管（３）ならびに／もしくは空気管（４）の周囲に巻き付けられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 燃料供給の領域ならびに／もしくは空気供給の領域や、特に空気フィルターに沿って、あるいはその中に、ならびに／あるいは吸気システムに沿って、あるいは吸気システムの中に設けられているようなエレメントの周囲や、特にプレート、シリンダー、スリーブあるいはロッドの周囲に前記コイルが巻きつけられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
9. それぞれの燃料管（３）および／もしくは空気管（４）に、複数の手段、特にコイル（７、８）が設けられていることを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれか一つに記載の装置。
10. 前記コイル（７、８）にそれぞれ交流（９、９'）が、好ましくは方形波の形式で印加されることを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれか一つに記載の装置。
11. 交流の周波数が、可聴振動域、高周波域、あるいは超音波域にあることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 交流の周波数がある特定の周波数間隔で一定時間流れることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の装置。
13. 前記コイル（７、８）が内燃機関の空気管、特に自動車の空気管（４）に沿って、あるいはその中に、特に吸気ポートならびに／もしくはターボチャージャーならびに／もしくはターボチャージャーと吸気ポート間ならびに／もしくはターボチャージャーと燃焼室の間に設けられていることを特徴とする請求項５から請求項１２までのいずれか一つに記載の装置。
14. 前記手段（７、８）が特に燃焼エンジンあるいは燃焼装置の燃焼システム（１）ならびに／もしくは燃焼室の中または周囲に設けられていることを特徴とする請求項５から請求項１２までのいずれか一つに記載の装置。
15. 前記手段（７、８）が内燃機関あるいは燃焼装置の燃料管（３）および／あるいは空気管（４）の領域に設けられていること、ならびに、燃料および／もしくは吸入空気に前記手段によって音波が印加され、その際に水および／あるいは水蒸気から水素と酸素が生成されることを特徴とする、内燃機関あるいは燃焼装置における燃料の燃焼の改良のために内燃機関あるいは燃焼装置へ組み込む手段。
16. 前記手段が後からの組み込み用の部材として形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の手段。
17. 前記手段がコイル（７、８）であり、これが燃料管（３）ならびに／もしくは空気管（４）ならびに／もしくは燃焼室の周囲に巻き付け可能であるように設けられていることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の手段。

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