JP2008101595A

JP2008101595A - 燃焼改善装置

Info

Publication number: JP2008101595A
Application number: JP2006302769A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Motoi; 光弘元井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】簡単な構成でスペース効率が良く、燃焼性を向上させ高い燃焼効率を得ることができ、安全性も高い燃焼改善装置を提供する。
【解決手段】２本の銅線１４を管体１２の外側の別々の位置に巻回して形成された複数のコイル部１６ａ，１６ｂを備える。複数のコイル部１６ａ，１６ｂを形成した銅線１４のうち、一方のコイル部１６ａを形成した銅線１４は、他方のコイル部１６ｂの外側を管体１２の長手方向に直線状に沿って延び、他方のコイル部１６ｂを形成した電線は、一方のコイル部１６ａの外側を管体１２の長手方向に直線状に沿って延びている。複数のコイル部１６ａ，１６ｂは、管体１２の長手方向に沿った互いに対向する磁極が同じになるように巻回されている。複数のコイル部１６ａ，１６ｂを形成した銅線１４に接続された交流電源２４と、交流電源２４側とは反対側の銅線の端部間に設けられた電力調整部３４を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、軽油などの石油燃料の燃焼性を改善する燃焼改善装置に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、石油燃料の燃焼性を向上させるために、燃料の配管途中の周囲にコイルを巻回し、中を流れる燃料に磁界を印加して燃料中に渦電流を生じさせ、燃焼効率を向上させるものがあった。また、特許文献２に開示されている等に、石油燃料の配管途中にコイルを巻回するとともにその周囲にジュール熱を発生させ、燃焼効率を向上させたものも提案されている。さらに、特許文献３に開示されているように、燃料配管の燃料の流れと直交するように磁界をかけ、燃焼効率を向上させる装置も提案されている。また、特許文献４に開示されているように、燃焼空気に磁界をかけて磁気処理を施すことにより、燃焼性を改善する装置も提案されている。
特開平６−２７９７６４号公報特開２００４−３６０６６６号公報特開２００６−１０５４４３号公報特開２０００−２９７７０７号公報

上記従来の技術において、燃料や空気に印加される磁界が効率良く分子に作用するには、燃料や空気の流れに直交する磁界成分が大きい方が好ましく、各引用文献の構造の場合、十分な燃焼効率の向上が得られないものであった。また、引用文献３のような構造にすると、磁界の向きは燃料の流れと交差し、効果的に燃料の改質が行われるが、構造が複雑であり、コストがかかる上、装置も大がかりとなり、スペース効率の悪いものであった。

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたもので、簡単な構成でスペース効率が良く、燃料の改質を行うことができ、安全性も高い燃焼改善装置を提供することを目的とする。

この発明は、軽油等の石油燃料の燃焼部と供給部との間に設けられ前記燃料を流す一本の管体と、各々絶縁被覆された２本の電線を、前記石油燃料を流す前記管体の外側にそれぞれ巻回してコイル部を形成し、前記コイル部に交流電流を流し、前記コイル部を流れる電流により誘起される電磁界を、前記管体内を流れる石油燃料に印加する燃焼改善装置であって、２本の電線を前記管体の外側の別々の位置に巻回して形成された複数のコイル部を備え、前記複数のコイル部を形成した電線には、前記コイル部に交番磁界を発生させる交流電源が接続された燃焼改善装置である。

さらに、前記複数のコイル部を形成した電線のうち、一方のコイル部を形成した電線は、他方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延び、前記他方のコイル部を形成した電線は、前記一方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延びて、前記複数のコイル部は前記管体の長手方向に沿った互いに対向する磁極が同じになるように巻回され、前記交流電源に接続された側とは反対側の前記電線の端部間には電力調整部が設けられたものである。

またこの発明は、燃料を燃焼させて駆動されるエンジンに供給される空気に、電磁界を印加する燃焼改善装置であって、エンジン内へ供給される空気を送る管体の外側に電線を巻回してコイル部を形成し、前記コイル部を形成した電線の両端を前記コイル部に交番磁界を発生させる交流電源に接続して成る燃焼改善装置である。

さらに、２本の電線を前記管体の外側の別々の位置に巻回して複数のコイル部を形成し、前記複数のコイル部を形成した電線のうち、一方のコイル部を形成した電線は、他方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延び、前記他方のコイル部を形成した電線は、前記一方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延びて、前記複数のコイル部は前記管体の長手方向に沿った互いに対向する磁極が同じになるように巻回され、前記交流電源に接続された側とは反対側の前記電線の端部間には電力調整部が設けられたものである。

また、前記交流電源は車載バッテリの直流電流を交流に変換するインバータである。前記電力調整部は、自動車に設けられたモータや、過電流保護回路でも良く、前記コイル部と一体的に設けられていても良い。さらに、前記コイル部には、過電流により絶縁状態になる過電流保護素子を備えたものでも良い。

この発明の燃焼改善装置によれば、設置スペースを取らず既存の燃焼装置や車に効率的に配置することができ、石油燃料の燃焼性を向上させ、燃費を良くし、排気ガス中の黒煙を大幅に減らすことができ、燃料コストも抑えることができる。

以下、この発明の燃焼改善装置の第一実施形態について、図１、図２を基にして説明する。この実施形態の燃焼改善装置１０は、図２に示すようにディーゼルエンジンを搭載したトラック１１や乗用車の燃料である軽油の改質装置として使用される。この燃焼改善装置１０は、図１に示すように、軽油燃料の配管途中に接続され、直管状の金属製または非金属製の管体１２に、２本の銅線１４が巻回されている。２本の銅線１４は、エナメルや樹脂被膜等の絶縁体で被覆され、管体１２の外側に同じ巻回し方向で各々管体を２分するように、ほぼ同数の多層に巻回され、２つのコイル部１６ａ，１６ｂを形成している。２つのコイル部１６ａ，１６ｂは、管体１２のほぼ中央部に適宜な間隔を空けて形成されている。コイル部１６ａ，１６ｂの各一端部は、後述する電力調整部３４で互いに繋がっている。従って、コイル部１６ａ，１６ｂにより生成される磁界は、互いに逆向きの磁界である。

各コイル部１６ａ，１６ｂ及び管体１２全体は、熱可塑性樹脂等から成る絶縁体２０により被覆されている。さらに、絶縁体２０に被覆された管体１２、及びコイル部１６ａ，１６ｂは、塩化ビニール製などの熱収縮性樹脂の絶縁体である外筒２２に収納され、両端部１８ａ，１８ｂに連結された図示しない燃料配管接続用のコネクタが、開口した状態に設けられている。

２つのコイル部１６ａ，１６ｂの、例えばコイル部１６ａから延びたコイル巻始めとなる銅線１４の端部、及びコイル部１６ｂから延びたコイル終端となる銅線１４の端部は、各々管体１２の端部から露出されている。そして、銅線１４の各端部には、スイッチが設けられた交流電源２４が接続されている。この交流電源２４は、車載バッテリ２６の直流出力を交流電流に変換するインバータからなるもので、車内の電源ソケット等に差し込むプラグ２７を、電源コードを介して備えている。

一方、コイル部１６ａから延びたコイル終端となる銅線１４の端部、及びコイル部１６ｂから延びたコイル巻始めとなる銅線１４の端部も、各々管体１２の開口部から露出されている。そして、銅線１４の各端部は、ヒューズやブレーカなどの過電流保護素子２８を備えた過電流保護回路３０及び出力制御回路３２から成る電力調整部３４に接続されている。

次に、この実施形態の燃焼改善装置１０の作用について説明する。図１に示すように、管体１２に一対の銅線１４を多層に巻回して、２つのコイル部１６ａ，１６ｂを形成し、銅線１４の一方の端部は、交流電源２４に接続する。また、交流電源２４から延びる一対の銅線１４の他方の端部には、電力調整部３４が接続される。

まず、交流電源２４のスイッチを入れると、交流電流が銅線１４によるコイル部１６ａ，１６ｂを流れる。２つのコイル部１６ａ，１６ｂに交流電流が流れると、２つのコイル部１６ａ，１６ｂのそれぞれの内側にある管体１２内部に、磁場３６と電場３８が発生する。そして、管体１２内部を流れる軽油は、発生した磁場３６と電場３８により電磁界処理されることになる。このときの作用は、詳細には解明されていないが、磁場３６により軽油内には渦電流が発生し、電場、磁場により軽油分子のクラスターが細分化され、軽油分子の反応性が高まり、燃焼性が向上すると考えられる。図１の管体１２の開口部１８ａから流れ込んだ軽油は、電磁界処理されて管体１２の開口部１８ｂから流れ出てくることになる。特に、２つのコイル部１６ａ，１６ｂが対向した管体１２の中央部には、同極性の磁界が集中し、効果的な電磁界処理が行われる。

次に、この燃焼改善装置１０の使用方法について説明する。まず、図１に示す燃焼改善装置１０を、例えばディーゼルエンジンのトラック１１に取り付ける。取付方法は、燃料タンク４０とエンジンとの間の燃料供給配管の途中に取り付ける。なお、取り付け位置は、エンジンの上流側の配管に取り付けても良いが、軽油の戻り側の配管に配置してもよい、この場合、燃料タンク４０に戻った軽油が改質されており、燃焼改善装置１０を外した後も燃焼効率がよい状態を維持する。

使用する際に、交流電源２４のスイッチを入れる。すると、交流電源２４から流れる交流電流により燃焼改善装置１０に電磁界が発生し、管体１２内を流れる軽油を改質する。この改質は、燃料分子の塊であるクラスターを小さくし反応性を高めて、燃料の燃焼性を良くするものである。

この実施形態の燃焼改善装置１０によれば、燃焼改善装置１０の２つのコイル部１６ａ，１６ｂは、銅線１４を多層に巻回して形成されるため、強い磁場を発生し互いに対向した同極性の部分には、さらに強い交番磁界が掛かり、高い燃焼改善性が発揮される。特に交番磁界が２つのコイル部１６ａ，１６ｂの対向部分で同極で作用することにより、この部分を通過する燃料分子のクラスターを効果的に細分化する。これにより、エンジン内での燃料の燃焼性が飛躍的に向上し、エンジン出力が大きくなって燃費が良くなり、排気ガス中の黒煙もなくなるものである。また、電力調整部３４に一体に形成された過電流保護回路３０により、過電流が防止され安全である。さらに、定期点検などのメンテナンスも不要であり、手間のかからないものである。なお、電力調整部３４に設けられた過電流保護回路３０は、一体化せずに別途設けても良い。

また、図３に示すように、電力調整部を交流モータ４２や電球、その他適宜必要な抵抗値を備えたものを取り付けることができ、車載用の電気機器と兼用しても良い。また、交流電源２４に出力制御回路３２を設けても良く、この場合、構成はよりシンプルになり、スペース効率がよく、コストも低減できるものである。さらに、過電流保護素子２８を交流電源２４に内蔵させて、コイル部１６ｂの端部を直結または抵抗体を介して連結しても良い。

次にこの発明の燃焼改善装置の第二実施形態について、図４、図５を基にして説明する。ここで上記実施形態と同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態の燃焼改善装置４０は、図５に示すようにガソリンエンジンを搭載した乗用車４５などの車に取り付けるものである。この燃焼改善装置４４は、図５に示すように、上記実施形態と同様の直管状の管体１２に、２本の銅線１４が上記と同様に巻回されている。２本の銅線１４は、エナメルや樹脂被膜等の絶縁体で被覆され、管体１２の外側に同じ巻回し方向で各々管体を２分するように、ほぼ同数の多層に巻回され、２つのコイル部１６ａ，１６ｂを形成している。

各コイル部１６ａ，１６ｂ及び管体１２全体は、熱可塑性樹脂等から成る絶縁体２０により被覆されている。さらに、絶縁体２０に被覆された管体１２、及びコイル部１６ａ，１６ｂは、塩化ビニール製などの熱収縮性樹脂の絶縁体である外筒２２に収納され、両端部１８ａ，１８ｂに連結された図示しない配管接続用のコネクタが、開口した状態に設けられている。

２つのコイル部１６ａ，１６ｂの、例えばコイル部１６ａから延びたコイル巻始めとなる銅線１４の端部、及びコイル部１６ｂから延びたコイル終端となる銅線１４の端部は、スイッチが設けられた交流電源２４が接続されている。一方、コイル部１６ａから延びたコイル終端となる銅線１４の端部、及びコイル部１６ｂから延びたコイル巻始めとなる銅線１４の端部は、過電流保護回路及び出力制御回路等を備えたブロア４６に接続されている。ブロア４６は、図示しないエアフィルタを備え、空気を吸い込んで吹き出し口４６ａから空気を送り出し、管体１２内を通過して開口部１８ａから吹き出させる。

次に、この燃焼改善装置４４の使用方法について説明する。まず、図４に示す燃焼改善装置４４を、図５に示すガソリンエンジンの乗用車４５に取り付ける。取付方法は、燃焼改善装置４４を後ろのトランク等に取り付け、開口部１８ａを空気配管４８に接続する。空気配管４８は、車内を通過して、エンジンルーム内のエアフィルタ５０とキャブレタ５２の間のエア供給管５４に接続する。これにより、エンジン５６には、燃焼改善装置４４により電磁界処理された空気が混入される。

この実施形態の燃焼改善装置４４の作用は、管体１２内部に磁場３６と電場３８が発生し、管体１２内部を流れる空気が磁場３６と電場３８により電磁界処理される。このときの作用は、詳細には解明されていないが、磁場３６により空気の酸素分子が活性化され、酸素分子の反応性が高まり、燃焼性が向上すると考えられる。この実施形態においても、２つのコイル部１６ａ，１６ｂが対向した管体１２の中央部には、同極性の磁界が集中し、効果的な電磁界処理が行われる。

この実施形態の燃焼改善装置４４によれば、２つのコイル部１６ａ，１６ｂにより、強い交番磁界を発生し、互いに対向した同極性の部分には、さらに強い交番磁界が掛かり、燃焼用の酸素分子を振動させ、反応性を高める。特に、燃焼用の空気全部を電磁界処理しなくても、この実施例のように処理した空気を燃焼空気に混ぜるだけで、エンジン５６のシリンダ内でのガソリンと酸素の反応が早くなり、燃焼性が向上する。これは、電磁界処理した酸素が他の酸素に影響していることと、一部の酸素の反応が早いことにより、プラグの点火から燃料全体が燃えるまでの燃焼の伝搬時間が短縮されるためと考えられる。

なお、ブロア４６は、燃焼改善装置４４から電源を取っているが、独立した配線によりバッテリから電源をとっても良く、交流電源２４から直接とっても良い。さらに、この実施形態においても、交流電源２４に出力制御回路や過電流保護回路等を内蔵させても良い。

なお、この発明の燃焼改善装置に用いられる管体には、金属管以外に、塩化ビニール管等の樹脂管を用いてもよく、管体１２の外側に磁性体金属製の筒を被せることにより、過熱を抑え、磁気効果を高めることができ、磁気シールドにもなる。さらに、管体の太さや長さも適宜選択可能である。また、管体に巻回してコイル部を形成する銅線の太さは適宜選択可能である。また、コイル部の巻数も上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設定可能である。

そのほか、絶縁被覆された２本の電線は、一方のコイル部を形成した電線が他方のコイル部の外側を管体の長手方向に直線状に沿って延びる他、他方のコイル部の内側にあっても良い。また、コイル部は管体外側に多重に銅線が巻回されてコイル部が形成されていればよいため、２つのコイル部の隙間部分で管体が湾曲していても良く、管体全体が湾曲していても良い。また、この発明により処理する燃料は、軽油の他ガソリンや重油、灯油でも良く、その他管体を通過可能な液体燃料であればよい。

この発明の燃焼改善装置による燃費を測定した結果を以下に示す。表１は、ディーゼルエンジンの３ｔ車である中型トラックに、第一実施形態の軽油の燃焼改善装置を取り付けて走行した場合の燃費を示す。実車での走行であり、走行条件はまちまちであるが、取付前の燃費に比較して、取付後１〜１２の走行試験により、大幅な燃費改善効果が確認された。

表２は、ディーゼルエンジンの１２ｔ車の大型トラックに、第一実施形態の軽油の燃焼改善装置を取り付けて走行した場合の燃費を示す。この場合も実車での走行であり、走行条件はまちまちであるが、取付前の燃費に比較して、取付後１〜１３の走行試験により、１０％以上の燃費改善効果が確認された。

表３は、ガソリンエンジンの乗用車に、第二実施形態の燃焼空気の燃焼改善装置を取り付けて走行した場合の燃費を示す。この場合も実車での走行であり、走行条件はまちまちであるが、取付前の燃費に比較して、取付後１〜４の走行試験により、２０％以上の燃費改善効果が確認された。

表４は、ディーゼルエンジンの３ｔ車である中型トラックに、第一実施形態の軽油の燃焼改善装置と、第二実施形態の燃焼空気の燃焼改善装置を取り付け、各々別々に作動させた場合、および両方を作動させた場合の燃費を示す。表に示すように両者に多少の差はあるが、各々同様の好結果を示し、両方を作動させた場合の方が低い結果となった。この原因は分からないが、一方だけで十分な効果が得られることが分かった。

この発明の第一実施形態の燃焼改善装置を示す概略構成図である。この発明の第一実施形態の燃焼改善装置の設置例を示す概略側面図である。この発明の第一発明の他の実施形態の燃焼改善装置の変形例を示す概略構成図である。この発明の第二実施形態の燃焼改善装置を示す概略構成図である。この発明の第二実施形態の燃焼改善装置の設置例を示す概略図である。

符号の説明

１０燃焼改善装置
１２管体
１４銅線
１６ａ，１６ｂコイル部
２０絶縁体
２４交流電源
２８過電流保護素子
３０過電流保護回路
３２出力制御回路
３４電力調整部

Claims

石油燃料の燃焼部と供給部との間に設けられ前記燃料を流す一本の管体と、各々絶縁被覆された２本の電線を、前記石油燃料を流す前記管体の外側にそれぞれ巻回してコイル部を形成し、前記コイル部に交流電流を流し、前記コイル部を流れる電流により誘起される電磁界を、前記管体内を流れる石油燃料に印加する燃焼改善装置において、２本の電線を前記管体の外側の別々の位置に巻回して形成された複数のコイル部を備え、前記複数のコイル部を形成した電線には、前記コイル部に交番磁界を発生させる交流電源が接続されたことを特徴とする燃焼改善装置。
前記複数のコイル部を形成した電線のうち、一方のコイル部を形成した電線は、他方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延び、前記他方のコイル部を形成した電線は、前記一方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延びて、前記複数のコイル部は前記管体の長手方向に沿った互いに対向する磁極が同じになるように巻回され、前記交流電源に接続された側とは反対側の前記電線の端部間には電力調整部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の燃焼改善装置。
燃料を燃焼させて駆動されるエンジンに供給される空気に電磁界を印加する燃焼改善装置において、エンジン内へ供給される空気を送る管体の外側に電線を巻回してコイル部を形成し、前記コイル部を形成した電線の両端を前記コイル部に交番磁界を発生させる交流電源に接続して成ることを特徴とする燃焼改善装置。
２本の電線を前記管体の外側の別々の位置に巻回して複数のコイル部を形成し、前記複数のコイル部を形成した電線のうち、一方のコイル部を形成した電線は、他方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延び、前記他方のコイル部を形成した電線は、前記一方のコイル部で前記管体の長手方向に直線状に沿って延びて、前記複数のコイル部は前記管体の長手方向に沿った互いに対向する磁極が同じになるように巻回され、前記交流電源に接続された側とは反対側の前記電線の端部間には電力調整部が設けられたことを特徴とする請求項３記載の燃焼改善装置。
前記交流電源は車載バッテリの直流電流を交流に変換するインバータであることを特徴とする請求項１または３記載の燃焼改善装置。
前記電力調整部は、自動車に設けられたモータであることを特徴とする請求項２または４記載の燃焼改善装置。
前記電力調整部は過電流保護回路を備えたことを特徴とする請求項２または４記載の燃焼改善装置。
前記電力調整部は前記コイル部と一体的に設けられたことを特徴とする請求項２または４記載の燃焼改善装置。
前記コイル部には、過電流により絶縁状態になる過電流保護素子を備えことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の燃焼改善装置。