JP2008138533A

JP2008138533A - 自動車における燃費低減方法

Info

Publication number: JP2008138533A
Application number: JP2006323212A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kanakubo; 昌彦金久保; Shozo Murata; 省三村田; Nobuhide Maeda; 信秀前田
Original assignee: MEDORASU KK
Current assignee: MEDORASU KK
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】角閃石から放射される遠赤外線およびマイナスイオンの作用により、空気が励起されて活性化され、該空気と燃料との混合気体の燃焼効率を改善して、燃費を低減することができる自動車における燃費低減方法を提供する。
【解決手段】角閃石の微粉末５〜３５重量％を６５〜９５重量％の粘土、シリカ、または合成樹脂に添加混入して焼成、または練込んで形成された非通気性構造物、あるいは角閃石の微粉末５〜３５重量％を６５〜９５重量％の合成樹脂、または合成繊維に練込み、または塗布して形成された通気性構造物を、エアクリーナケースのフィルタの上流側と下流側、またはそのいずれか一方側に配設する。
【選択図】なし

Description

本発明は、自動車において、燃料と混合する空気の流通経路のうち、外気を取入れる部分のエアクリーナケースのフィルタの上流側と下流側の両方側、あるいは、そのいずれか一方側に、遠赤外線放射率が高く、且つ^４０Ｋ（カリウム４０）を含有してマイナスイオンを発生する鉱物である角閃石の微粉末を、粘土、シリカ、または合成樹脂に添加混入して焼成、または練込んで非通気性のプレート状、または球体状等に形成された非通気性構造物を配設するか、あるいは、合成樹脂または合成繊維に前記角閃石の微粉末を練込み、または塗布して、通気性のラーメン構造状、または複合繊維構造状等に形成された通気性構造物を配設して、燃料と混合する前段階において、空気を前記各構造物に接触させることにより、該各構造物を構成する角閃石から放射される遠赤外線およびマイナスイオンの作用により、前記空気が励起されて活性化され、該空気と燃料との混合気体の燃焼効率を改善して、燃費を低減することができる自動車における燃費低減方法に関するものである。

従来、自動車における燃費を低減させる方法として、種々のものが使用されている。例えば、セラミックスを燃料と接触させて燃料の改質を図り、燃焼効率を上げる装置が使用されている。また、天然鉱物を使用した自動車における燃費低減方法として、過去の特許文献を遡及検索すると、下記の特許文献１に開示されたものが公知である。

特開２００３−４２０１６号公報

前記従来のセラミックスを燃料と接触させて燃料の改質を図り、燃焼効率を上げる装置においては、セラミックスと燃料の接触が均等になされにくいという課題があった。

また、前記特許文献１には、トリウムを含む天然鉱物を主原料とし、これに電気石や酸化チタンを含む鉱物を使用すると記載されている。しかしながら、前記特許文献１における主原料であるトリウムからは、確かに多数のマイナスイオンが発生するが、該トリウムは放射性同位体であって、原子力関係の法律によって、使用が規制されている、極めて危険な鉱物であるという課題があった。

本発明は、前記課題を解決すべくなされたものであって、原子力関係の法律によって、その使用が規制されておらず、遠赤外線放射率が高く、且つマイナスイオンを多数発生する同位体鉱物である角閃石の微粉末を、粘土、シリカ、または合成樹脂に添加混入して焼成、または練込んで形成された非通気性構造物、あるいは前記角閃石の微粉末を、合成樹脂または合成繊維に練込み、または塗布して形成された非通気性構造物を、エアクリーナケースのフィルタの上流側と下流側の両方側、または、そのいずれか一方側に配設して、エンジン燃焼室へ送気される空気を前記各構造物に接触させて、該各構造物を構成する角閃石から放射される遠赤外線およびマイナスイオンの作用により、前記空気が励起されて活性化され、且つ該活性化した空気をガソリン等の燃料に混入させることにより、該燃料の燃焼効率を上げ、燃費の低減を図るようにした自動車における燃費低減方法を提供しようとするものである。

本発明は、角閃石の微粉末５〜３５重量％を６５〜９５重量％の粘土、シリカ、または合成樹脂に添加混入して焼成、または練込んで形成された非通気性構造物、あるいは角閃石の微粉末５〜３５重量％を６５〜９５重量％の合成樹脂、または合成繊維に練込み、または塗布して形成された通気性構造物を、エアクリーナケースのフィルタの上流側と下流側、またはそのいずれか一方側に配設するという手段を採用することにより、上記課題を解決した。

非通気性構造物、あるいは通気性構造物を、自動車のエアクリーナケースのフィルタの上流側および下流側、または、そのいずれか一方側に配設することにより、前記エアクリーナケースを通過する空気が、前記非通気性構造物、あるいは通気性構造物に接触することにより、該各構造物を構成する角閃石から発生する遠赤外線によって、該空気が昇温すると共に、前記各構造物から発生するマイナスイオンに含まれる^４０Ｋによって、前記昇温された空気が励起され、且つ励起された空気が燃焼室へ送気されてガソリン等の燃料と混合することにより、前記励起力が燃料に作用して、燃料の分子構造が小さくなって、ベンゼン環の二重結合が分解される。その結果、燃焼時に酸素の接触面が多くなって有酸素量の多い燃料となり、燃焼室内において完全燃焼することとなる。その結果、前記燃焼室内において完全燃焼するので、燃料の使用量を従来より減らしてもエンジンの駆動力が向上し、燃費を低減することができる。

一般的に自動車の燃料として用いられる物質は、ガソリンおよび重油等である。そして、前記ガソリンや重油の核はベンゼン環で、更に、該ベンゼン環は炭素原子６個から成る環で、その間に単結合と二重結合とが一つ置きになった構造になっている。前記二重結合を分解させないと、前記燃料を完全燃焼の状態とすることはできない。その結果、燃料の使用量が多くなっても、エンジンの駆動力が向上せず、燃費を低減することができなかった。

本発明者は、前記自動車燃料のベンゼン環の二重結合を分解させる物質として、遠赤外線放射率が高く、且つ多数のマイナスイオンを発生させる鉱物である角閃石の微粉末を、所定割合で粘土、シリカ、または合成樹脂に添加混入して焼成、または練込んで非通気性のプレート状、または球体状等に形成した非通気性構造物、あるいは前記角閃石の微粉末を、合成樹脂または合成繊維に練込み、または塗布して、通気性のラーメン構造状、または複合繊維構造状に形成した通気性構造物を、燃料と混合する空気と接触させることにより、該角閃石から放射される遠赤外線によって前記空気が昇温すると共に、前記角閃石が含有するマイナスイオンを発生する^４０Ｋによって前記昇温された空気が励起され、且つ該励起された空気が燃料と混合することにより、前記励起力が燃料に作用して、燃料の分子構造が小さくなって、ベンゼン環の二重結合が分解されて、燃焼時に酸素との接触面が多くなって有酸素量の多い燃料となり、完全燃焼すると判断し、本発明をなしたものである。

本発明で使用する角閃石の化学組成式は、
（ＣａＮａＫ）_３（ＭｇＦｅＡｌ）_５（ＯＨＦ）_２（ＳｉＡｌ）_２Ｓｉ_６Ｏ_２２
から成っており、昇華鉱物ともいわれているが、学問的には温泉鉱物と呼ばれている。そして、前記角閃石は、地下で岩漿（Ｍａｇｍａ〜気圧３，０００、温度２，５００℃、酸素のない状態）の状態で溶融しており、地表に噴出すると酸素と接触して溶岩となり、その後凝固してできた火成岩である。

そして、本発明者は、本発明で採用される角閃石について、その特性を確認するため、遠赤外線放射率、マイナスイオン発生数、^４０Ｋ含有量について測定した。そして、その結果を表１に示す。なお、遠赤外線の計測は、東北大学科学計測器研究所で行い、マイナスイオン数の測定は、後述する財団法人電力中央研究所で行った。

表１の測定結果から、角閃石は、遠赤外線放射率９６．０％、マイナスイオン発生数２，５００〜３，０００個／ｃｍ^３／ｓｅｃ、^４０Ｋ含有量０．４ｍｇ／ｌであることが判った。

前記表１で示すように、角閃石がマイナスイオンを発生する理由について、本発明者は、角閃石からマイナスイオンを発生させる主要要因は、角閃石が放射する微量放射線であるとの確信を得、角閃石に含まれるウラン系列核種（^２１４Ｂｉ）、トリウム系列核種（^２２８Ａｃ）および^４０Ｋの放射能濃度の測定を、東京都立産業技術研究所に依頼した。

そして、前記東京都立産業技術研究所は、角閃石をＵ−８容器に入れ、８０，０００秒間の測定を行い、Ｕ−８の標準線源との比較により、ウラン系列核種（^２１４Ｂｉ）、トリウム系列核種（^２２８Ａｃ）および^４０Ｋの放射能濃度を、「ゲルマニウム半導体検出器」（ドイツ・キャンベラ製ＧＲ３０１９）という測定機器を用いて測定した。その測定結果を表２に示す。

表２の測定結果から、原子力関係法律で規制されているウラン系列核種（^２１４Ｂｉ）およびトリウム系列核種（^２２８Ａｃ）の放射能濃度は、それぞれ０．０１４Ｂｑ／ｇ、０．０１３Ｂｑ／ｇで、いずれも極めて低く、前記法律上、また生体にとっても問題がないことが判った。一方、前記原子力関係法律で規制されていない^４０Ｋは、前記ウラン系列核種（^２１４Ｂｉ）およびトリウム系列核種（^２２８Ａｃ）に比して、０．４０Ｂｑ／ｇと極めて高い放射濃度を有していることが判明した。すなわち、前記表２の測定結果から、角閃石は天然放射性鉱物であるということができる。

前記Ｂｑ(ベクレル)とは、放射性核種の壊変数が１秒につき１個であるときの放射能の量をいう。そして、角閃石中の、特に放射能濃度の高い^４０Ｋにより電離(イオン化)作用が発生し、該電離作用によって壊変が起こり、角閃石中の電子、分子がプラスイオンおよびマイナスイオンを発生させると考えられる。なお、前記角閃石から発生したプラスイオンは、マイナスイオンの発生数より極めて少なく、且つ滝近くでマイナスイオンと共に発生するプラスイオンと同様に、ライフサイクルが短く短時間で消滅してしまう。

前記角閃石からマイナスイオンが発生することを立証するため、本発明者は、東京電力株式会社等、国内の９電力会社が共同出資して設立した財団法人電力中央研究所に、角閃石のマイナスイオンの発生数の測定を依頼した。そして、表３に示す測定結果が得られた。そして、比較のため、巷間、マイナスイオンが発生する鉱物といわれている「トルマリン(電気石)」についても測定を依頼した。なお、前記財団法人電力中央研究所では、ドイツのＤｅｕＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．社製の「Ｍｏｄｅｌ “Ｂｅｃｋｅｔｔ”」という測定器を使用し、主任研究員工学博士須田知孝氏が測定を担当した。

前記表３の測定結果から、角閃石は、プレート状、塊状および粉末状のいずれの性状においても、マイナスイオンの発生数ほとんど差異はなく、２，５００個〜３，０００個／ｃｍ^３／ｓｅｃのマイナスイオンが発生していることが確認できた。そして、本発明者は、表１に示すように、多量に角閃石に含まれ、且つ、ウラン系列核種（^２１４Ｂｉ）およびトリウム系列核種（^２２８Ａｃ）より１５倍程度高い放射能濃度を有する^４０Ｋが、特に多数のマイナスイオンを発生させているとの立証を得た。一方、^４０Ｋを全く含んでいないトルマリンからは、マイナスイオンは全く発生せず、前記本発明者の^４０Ｋがマイナスイオンを発生させるという理論が正しいことが立証できた。

本発明は、前記のように、遠赤外線放射率が高く、且つ多数のマイナスイオンを発生させる角閃石の微粉末、特に限定する必要はないが、好ましくは２００メッシュ（７４μｍ）程度の微粉末５〜３５重量％、好ましくは７〜３０重量％、特に好ましくは１０〜２０重量％を、粘土、シリカ、または合成樹脂６５〜９５重量％、好ましくは７０〜９３重量％、特に好ましくは８０〜９０重量％に添加混入して焼成、または練込んで、例えば非通気性のプレート状、または球体状等に形成されて非通気性構造物としたものを使用する。

または、前記角閃石の微粉末、特に限定する必要はないが、好ましくは２００メッシュ（７４μｍ）程度の微粉末５〜３５重量％、好ましくは７〜３０重量％、特に好ましくは１０〜２０重量％を合成樹脂、またはポリエチレン、ポリエステル等の合成繊維６５〜９５重量％、好ましくは７０〜９３重量％、特に好ましくは８０〜９０重量％に練込み、あるいは塗布して、例えば通気性のラーメン構造状、複合繊維構造状等に形成されての通気性構造物としたものを使用する。

そして、前記最も好ましい範囲内である角閃石の微粉末１５重量％を、前記最も好ましい範囲内である粘土、シリカ、または合成樹脂８５重量％に添加混合して焼成、または練込んで形成された非通気性構造物、並びに前記最も好ましい範囲内である角閃石の微粉末１５重量％を、前記最も好ましい範囲内である合成樹脂、または合成繊維８５重量％に練込み、あるいは塗布して形成された通気性構造物につき、マイナスイオン発生数および遠赤外線放射率をそれぞれ測定した平均値は、マイナスイオン発生数２，３５０個／ｃｍ^３・ｓｅｃ、遠赤外線放射率９５．５％であった。これら測定の結果、前記各構造物は、いずれも本発明に採用することができる。

本発明は、前記遠赤外線放射率が高く、且つマイナスイオンを多数発生する非通気性構造物、あるいは通気性構造物を、自動車のエアクリーナケースのフィルタの上流側および下流側、または、そのいずれか一方側に配設することにより、前記エアクリーナケースを通過する空気が、前記非通気性構造物、あるいは通気性構造物に接触する。

なお、前記「配設」には、エアクリーナケース内に配置されたフィルタの上・下流側の隙間部に、またはエアクリーナケース内に配置されたフィルタの上・下流側に隙間部がない場合は、該エアクリーナケースの上・下流側の通気パイプ内に載置固定したり、壁面に貼着固定することを含むものである。また、球体の場合は、収納容器等に入れて、動揺しないようにして配置する必要がある。

そして、前記非通気性構造物、または通気性構造物に空気が接触することにより、該各構造物を構成する角閃石から発生する遠赤外線によって、該空気が昇温すると共に、前記各構造物から発生するマイナスイオンに含まれる^４０Ｋによって、前記昇温された空気が励起され、且つ励起された空気が燃焼室へ送気されてガソリン等の燃料と混合することにより、前記励起力が燃料に作用して、燃料の分子構造が小さくなって、ベンゼン環の二重結合が分解される。その結果、燃焼時に酸素の接触面が多くなって有酸素量の多い燃料となり、燃焼室内において完全燃焼することとなる。その結果、前記燃焼室内において完全燃焼するので、燃料の使用量が従来より減ってもエンジンの駆動力が向上し、燃費を低減することができる。

そして、本発明者は、下記の表４に示す試料をエアクリーナケース内のフィルタの上流側と下流側に設置してテストしたところ、表５に示すようなテスト結果が得られた。

前記表５のテスト結果から、試料１は非通気性のプレート、または球体構造物のため、空気と接触する表面積が小さく、他の試料に比して低減率が小さく、試料２は通気性のラーメン構造物のため、空気と接触する表面積が大きく、他の２個の試料中、最大の低減率であった。また、試料３は通気性の複合繊維構造物であるが、試料２に比して空気との接触表面積が小さく、３個の試料中では、中間の低減率であった。また、前記３個の試料の平均低減率は１６．５％であった。

なお、前記表５のテスト結果から、前記試料１〜３を、エアクリーナケースのフィルタの上流側か、下流側のいずれに設置した場合も、燃料使用の低減を図ることは当然できるが、空気との接触面積が半減するため、当然ながら低減率は表５の半分程度と推定される。しかしながら、燃料の低減効果は、少なくとも認めることができる。

Claims

角閃石の微粉末５〜３５重量％を６５〜９５重量％の粘土、シリカ、または合成樹脂に添加混入して焼成、または練込んで形成された非通気性構造物、あるいは角閃石の微粉末５〜３５重量％を６５〜９５重量％の合成樹脂、または合成繊維に練込み、または塗布して形成された通気性構造物を、エアクリーナケースのフィルタの上流側と下流側、またはそのいずれか一方側に配設したことを特徴とする自動車における燃費低減方法。