JP3640382B2 - 化石燃料の活性器 - Google Patents

Description

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や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ーンなエネルギーが開発されて、化石燃料が持つＣＯ₂やＮＯ_xまたはＨＣ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（monazite）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、有害物質の排出が減少する。
【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置して、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（monazite）を粉砕機により粉砕し、少なくとも５，０００メッシュ程度になるようにする。
２．粉砕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１０ｋｇに対して粘土１５〜２５Ｋｇが好適である。また、本実施例では、シリカ系の粘土を２０Ｋｇ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１０％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℃〜1,600℃が好適であり、さらに望ましくは1,300〜1,500℃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、ネオジウ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ウムも含有している。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錆作用も得られる。
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１１が短く、その先で上方に延びる流出部１２が長いように形成されている。流入部１１と流出部１２との連結角度は約９０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１１、流出部１２ともに４５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内を通過するが、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１１の端部にはＬ字形状の流入パイプ１３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１３の入り口１３ａは出口１３ｂよりその口径が５０％程度大きく形成されている。
一方、流出部１２の端部には流出パイプ１４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１４の入口１４ａは出口１４ｂ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１４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１０が封入されているが、流出部１２の端部および流入部１１の端部から間隙をおいて金網１５、１６がそれぞれ固定され、その内側に活性剤１０が封入されている。
流出部１２の端部と金網１５との間の空間および流入部１１の端部と金網１６との間の空間は、それぞれ油溜め１７、１８として作用し、燃料は一端この油溜め１７、１８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１４からの流出がなされる。したがって、油溜め１７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１０全体が活性に使用される。一方、流出にあたっては、油溜め１８に一端充填された燃料が流出するため、活性剤１０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１０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１５、１６に面した層には直径２０ｍｍのものを配置し、内方には直径１０ｍｍ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１２が水平面に対して９０℃未満であり、流入部１１の流入パイプ１３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１０のほとんどの重量は活性器１の最下端部にかかり、金網１５に活性剤１０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：１，８３０ｃｃ
活性器取りつけ前における平均燃費：１３．０８ｋｍ／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２０％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：ＣＯ・ＨＣアナライザー（理研計器株式会社／RI-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２０と、燃料タンク（図示せず）から活性器本体２０下部に燃料を供給する供給パイプ３と、活性器本体２０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２０内部には、実施例１の方法で焼成された活性材１０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２１、金網２２、固定リング２３、小径活性剤層１０ｃ、中径活性剤層１０ｂ、大径活性剤層１０ａ、金網２２、固定リング２３、小径活性剤層１０ｃ、中径活性剤層１０ｂ、大径活性剤層１０ａ、金網２２、固定リング２３、空間の下部油溜り２４の順番で積層され、金網２２は固定リング２３で堅固に固定されている。尚、底面にはドレイン孔２５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２４を満たした後に、順次活性剤１０と接触しながら上昇し、上部油溜り２１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。
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ーが増加し、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、車両用エ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減少に寄与することができる。

Claims (3)

1. 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、その内部を化石燃料が通過することにより活性化する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（ｍｏｎａｚｉｔｅ）を含有する岩石から製造されたものであって、活性器の本体容器が略Ｌ字状であり、排出側筒の取付け角度が水平面に対して９０度未満であり、かつ活性器の最下端部より燃料入り口側が高くされることを特徴とする化石燃料の活性器。
2. 前記活性器の液体燃料入り口側の活性剤の粒径が、該容器の内方の活性剤の粒径より大きいことを特徴とする請求項１記載の活性器。
3. 前記活性器の液体燃料入り口側および／または出口側に空間を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の活性器。

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