JPH0370848A

JPH0370848A - 水の分子を燃焼室へ添加供給する方法及び装置

Info

Publication number: JPH0370848A
Application number: JP1206356A
Authority: JP
Inventors: Takeo Miyazawa; 宮沢　武雄
Original assignee: Miyazawa Seisakusho KK
Current assignee: Miyazawa Seisakusho KK
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-03-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野１この発明は、（１５）分解され易い状態に分離して燃焼
室と、その燃焼室に連通する方法及びその装置に関する
。（１５）分解され易い状態に分離するということは、水
を構成する分子間の結合を離してＨ２０分子の単体また
はそれに近い状態に分離することを意味する。この発明が対象とする分解は、可逆的分解すなわち解離
（Ｈ２Ｏ−ＯＨ＋Ｈ−２Ｈ＋Ｏ）に属し、そして、イオ
ンへの解離すなわち電ｄ（Ｈ−Ｈ’＋ｅ−）をも含む。この発明が対象とする燃焼室は、内燃式及び外燃式の熱
機関における各種の燃焼室ばかりでなく、例えば、ボイ
ラー、ストーブ、コンロ、または火力発電等の燃焼室を
も含む。この発明による生成物は、燃焼室と、その燃焼室に連通
するという点において、主たる燃料と相違し、その助剤
として主たる燃料の燃焼効率の向上及び排気ガス清浄化
の向上を助ける範囲の６のである。［従来の技術］Ｈ２０を水素と酸素に分解生成する従来公知の手段は、
電気によるもの（米国特許第４７４７９２５号、特公昭
６２−６０４７４号）、その外、２０００°Ｋから４３
１Ｏ°にの熱によるちの、］０００’Ｃ以下の熱と触媒
を使用する熱化学によるもの、丁ｊ、Ｏｚと白金黒とか
らなる電極の前者に２０００Ａ以下の波長の紫外線を照
射して後者上に水素を生成する光電気化学反応によるも
の、及び、それらの混合されたハイブリット法等がある
。他方において、燃焼室の吸気系に関連させて、水を気化
し燃焼室内へ添加する手段（米国特許第４４７９９０７
号、特開昭５９−３４４７０号）水を霧化し更にそれを
加熱気化して燃焼室内へ添加する手段（特開昭５２−１
３２２１７号）、放射性元素を利用してイオン化された
水を気化し燃料に添加する手段（特開昭５９−２０８１
５４号）が開示される。［発明が解決しようとする課題］気体の燃焼において、燃焼が分子間の直接の反応によっ
て生ずることはほとんどなく、通常は、分子が解離して
、原子や遊離基となると非常に反応しやすくなり、燃焼
反応はこれらの原子や遊離基を含む連鎖反応によって進
行する。従って、水から燃焼助剤を得る場合には、前述したよう
に、従来から、液体としての水を気化乃至霧化させて気
体の雰囲気を生成することを前提条件とする。しかしながら、従来公知の手段は、気化乃至霧化の段階
において、水の分子間結合の分離度が低く、気体中に浮
遊する水滴が水分子の大集団であるため、その後におけ
る解離及びＭＷへの進展が不調となり、鋭敏な燃焼反応
を惹き起すまでに至らなかった。この発明は、水の分子間結合の分離度を向上させて、な
るべく小さな水分子の塊り、できれば、Ｈ２０分子の単
体の浮遊生成を目標とするものであり、そして、この分
離が徹底すれば、次の燃焼加熱の段階における解離、す
なわちＨ２Ｏ−ＯＨ十Ｈ→２Ｈ＋Ｏが容易となり、更に
、電離、すなわちＨ−＋Ｈ”＋ｅ−への進展もまた容易
となり、そうすれば、燃焼室において極めて鋭敏な燃焼
反応が得られる。この発明の目的は、燃焼室の吸気系における水の分子間
結合分離の徹底を常温状態下において簡素かつコスト低
廉に成就せしめ、それを燃焼助剤として添加供給するこ
とによって、極めて鋭敏な燃焼反応を惹起し、燃料消費
率の驚異的な伸び、例えば自動車の走行距離に換算して
少くとも１０倍以上の伸びを達成することができ、かつ
、完全燃焼による排気ガス清浄化の向上を６達成し得る
方法及び装置を提供することである。［課題を解決するための手段］この発明は、上記の目的を達するために、燃焼室に連通
ずる空気吸入孔内に、水供給系の端末部としての半透膜
を設けてなる。スキンとしてセーム皮を使用する内燃機関においては、
前記半透膜をエアクリーナーとキャブレターとの間にお
ける空気吸入孔内に設ける。る。水供給量の自動制御手段として、半透膜の表面に湿度セ
ンサーを設け、その検出値で水供給用電磁弁の開閉を制
御する。半透膜の裏面と水タンクとの間を吸水性豊かな線状体で
結んで水の供給を遂行する。この発明で使用可能な半透膜は生体膜と人工膜とに大別
され、生体膜としてはスキン例えば羊または鹿の人工膜
等及び内臓膜例えば牛のぼうこう膜または魚の浮き袋等
の使用が可能であり、人工膜としては、セロファン膜、
限外濾過膜、逆漫゛透膜または細孔を有するフッ素樹脂
（例えば商標ボアテックス）を使用することが可能であ
る。なお、人工半透膜として中空系の形状をしたものを使用
することも可能である。

【作　　　用］燃焼室に連通ずるなるべくそれに直近の空気吸大孔内に
半透膜を露出させ、その半透膜を水供給系の端末部とす
る。ところで、半透膜の濾過粗さは、メンブランフィル
タ−（最小ｉｏ−’メートルすなわち１００人）より密
であって、分子の単体の大きさのレベル（１０−’メー
トルすなわち１０＾）をこし分ける能力を有する。そこ
で、水Ｈ２Ｏの１分子の大きさが３．３＾であるので、
４人〜１２人のこし分は性能を有する半透膜を使用すれ
ば、多数の分子結合体から成る水から水分子の単体乃至
２または３の結合分子粒体を分離して提供することが可
能となる。しかしながら、半透膜の表面ににじみ出てきた（１５）
その表面に滞留させておくと、後続してにじみ出てくる
他の水の分子と再び結合して粒子が形成されてしまうの
で、これでは本発明の効果が産出されない。本発明では、前記半透膜を空気吸入孔内に露出させる構
造にしたので、半透膜の表面ににじみ出できた水の分子
は、後続してにじみ出てくる他の水の分子と結合する以
前に、吸入空気流にさらされ、その空気流に吹き飛ばさ
れて、半透膜の表面から離され、燃焼室内へ搬入される
。従って、燃焼室内には、水分子の単体または極めて僅か
な数の分子の結合体が供給される。そして、燃焼室の熱
気（例えば２．７００℃）によって、水分子に解離、す
なわち、Ｈ，Ｏ→ＯＨ＋Ｈ→２Ｈ＋０が生じ、更に、上記解離に続いて電離、すなわち、Ｈ−
ＩＨ’″＋ｅが生じる。このように、水分子（Ｈ，Ｏ）が水素（２Ｈ）とｒ！Ｉ
素（０）に分解され、更に水素原子Ｈから電子（ｅ−）
が飛び出して水素イオン（Ｈ’″）が生成され、それら
が燃焼助剤として偉力を発揮する。スキンとしてセーム皮を使用する内燃機関では、半透膜
がエアクリーナーとキャブレターとの間の空気吸入孔内
に露出するので、半透膜の表面ににじみ出した水分子は
吸入空気流に吹き飛ばされてキャブレター内に搬入され
、そのキャブレターで生成されるガソリンの微粒子が前
記水分子を包み込むので、他の水分子と再結合せず、燃
焼室内へ搬入される。なお、半透膜に供給される水は、なるべく純水であるこ
とが望ましい、なぜならば水の成分は、−Ｍ的にナトリ
ウムイオン（Ｎａ”）、カリウムイオン（Ｋ”）、マグ
ネシウムイオン（Ｍｇ−）。カルシウムイオン（Ｃａ″″′）、塩素イオン（Ｃｆｌ
−）、硫酸イオン（Ｓ　Ｏ、−）等、いろいろな物質を
含んでいるので、それらが膜に付着すると目づまりの原
因になり水分子発生の量が低下するから、例えば、水供
給前にイオン交換樹脂を通し純水を得て、それを供給す
ることが望ましい。［実　施　例］第１図は、この発明による方法及び装置を一般的燃焼室
に具体化した実施例の概略を示す説明図である。この第
１図において、燃焼室１は、−射的に、−側に空気の吸
入孔２、他側に排気孔３を持ち、主たる燃料（図示せず
）は、空気吸入孔２を経由して、または、その孔２の途
中から、もしくは、独自の燃料噴射ノズル（図示せず）
によって直接、燃焼室ｌに供給される。かかる公知の構成において、本発明は、前記空気吸入孔
２内の、なるべく燃焼室１に近い部位に、環状袋状の半
透膜４を露出させて設け、その袋状の半透膜４の内部に
配水チューブ５を配設し、そのチューブの中間部５ａに
外部からの給水チュプ６を連結し、その給水チューブ６
の始端は電磁弁７及びポンプ８を経由して給水タンク９
に連結する。他方において、半透膜４の任意の表面に湿度センサー１
０を付設し、そのセンサーの検出値は湿り制御器１１に
送られて電磁弁７の開閉を自動制御する。１２はポンプ
８の駆動源例えばバッテリである。タンク９から供給される水が、ポンプ８の作用により電
磁弁７、給水チューブ６、配水チューブ５を経由して、
半透膜４内に達すると、半透膜４は４人から１２人のこ
し分は性能を有するので、半透膜４の表面に、水の分子
がＨ，Ｏの単体乃至２または３の結合分子粒体に分離し
てにじみ出てくる。半透膜４の表面は、常時、矢印方法の吸入空気流１３に
さらされているので、半透膜４の表面ににじみ出てきた
Ｈ、Ｏの分子は、にじみ出た瞬間に前記吸入空気流】３
に吹き飛ばされて燃焼室ｌ内へ搬入され、以後その現象
が継続的に発生する。仮に、水の分子が半透膜４の表面ににじみ出て来る量に
対してその表面に吸入空気流１３の当る量が相対的に劣
ると、水の分子が半透膜４の表面に残留し、その残留し
た分が後続の水の分子と再結合して、水の粒子や水滴と
して凝集し、それらが燃焼室ｌ内へ供給される。このよ
うに分離に失敗した水滴乃至霧の供給は、逆に燃焼室ｌ
内の燃焼を阻害するので、本発明による初期の目的は達
成されない。そこで、上記の弊害を防止するには、半透膜４の表面に
にじみ出てくる水分子の量を低く抑制することが肝要で
あり、その−例として、第１図で示すように、半透膜４
の表面に湿度センサー１０を設け、その検出値を湿り制
御器１１に供給して、湿度センサーＩＯの検出値が設定
値以下に低下したとき、電磁弁７を開放して水の供給を
行ない、水の供給によって湿度センサー１０の検出値が
設定値に達したとき、電磁弁７を閉結して水の供給を停
止する。上記を繰り返して、半透膜４上の湿り度を設定
値に保つ。なお、空気吸入量は燃焼室ｌ内の燃焼の強弱と比例の関
係にあり、燃焼の増大に伴なって空気吸入量が増大する
。従って、燃焼の増大時には半透膜４の表面の乾燥が早
くなり、その分だけ水の供給もまた増大する。第２図及び第３図は、この発明による方法及び装置をキ
ャブレタ一方式による内燃機関に具体化した一実施例を
示し、キャブレター１４の直上にエアフィルター１５が
設けられ、吸入空気流１３は吸入孔１６からエアフィル
ター１５を通過してキャブレター１４へ流入する０円形
ｆｊ１７と円形漏斗１８は、上下から前記エアフィルタ
ー１５をカバーするケーシングを形成すると共に、それ
によってキャブレター１４に連通ずる前記吸入空気流１
３の流路もまた形成される。なお、キャブレター１４の
口に突出する一対のエアベント１９及び２０は、図示し
ないフロートチャンバーに空気を連通させるバイブであ
って、本発明には直接の関係を有しない。さて、かかる公知の構成において、本発明は、前記円形
漏斗１８上に熱伝導性の強い例えば鉄板から成る頂板２
１を敷き、その上に環状の羊の人工膜２２を載置し、更
に、前記頂板２１と人工膜２２の間に吸水性豊かな線状
体例えば本綿糸２３を多数同心状に配設し、それらの端
部を−ケ所に集めて前記円形漏斗１８の外部へ引きだし
、それらの先端部をレベリングタンク２４内の水中に垂
れ下げる。なお、前記線状体２３の外部突出部分はチュ
ーブ２５によって保護される。前記レベルリングタンク
２４には給水パイプ２６を介してポンプ２７によりタン
ク２８内の水が供給され、レベリングタンク２４内の水
が定量供給されると、それ以上の余剰水は配水バイブ２
９を経由してタンク２８内に戻される。３０はポンプ２
７の駆動制御器である。レベリングタンク２４内の水中にその先端部を浸漬する
多数の木綿系は、それぞれ毛細管現象によって水を吸い
上げ、鉄製の頂板２１上に、略均等な間隔で水を供給す
ると、鉄製の頂板２１に燃焼室（図示せず）の熱が伝達
されそれによって、水温が上昇し、そして、温度が上昇
した水の分子が人工膜２２の下面から上面ににじみ出す
。人工膜２２の上面は、エアフィルター１５を通った吸
入空気流１３が吹き抜けていく通路となっているので、
人工膜２２の上面ににじみ出した水の分子はその空気流
１３に乗ってキャブレター１４内に搬入される。燃焼室内に搬入された水の分子は、例えば２゜７００℃
の熱気によって解離し、水素と酸素に分解し、更に、水
素が電離して水素イオンに分解され、それらが主たる燃
料の燃焼を助ける。第２図及び第３図で示す装置を装備した実車テストの結
果は次の通りである。１９８９年７月１日（土）　午前１０時３０分から午後
４時３０分まで　気温２６℃　晴れ　使用車種トヨタカ
ローラービン１９８６年型（排気！１５００ｃｃＢＡ型
５ＯＨＣガソリンエンジン既走行距離２０．０Ｏ０ｋｍ
）クーラー使用の状態下において、次の３つのコースで
走行テストを行なった。（１）大和鬼神石油す−ビスステーション→大和市内（
３０ｋｎ＋／　ｈ　）−大和厚木バイパス（６０に＋ｗ
／ｈ）→厚木市内（２０に＋ａ／ｈ）→小田原厚木道路
二宮インターチェンジ（７０に＋ｍ／ｈ）−厚木市内（
２５ｋｍ／ｈ）−大和厚木バイパス（５０ｋｏ＋／ｈ）
→大和市内（３０ｋｍ／ｈ）−大和鬼神石油サービスス
テーション（２）東名高速道路富士インターチェンジサービスステ
ーション−同厚木インターチェンジサービスステーショ
ン（７０ｋｓ／ｈ）（３）小田原厚木道路厚木インターチェンジ→同二宮イ
ンターチェンジ（７０ｋｍ／ｈ）因みに、上記テスト車で本発明装置を取り外した走行テ
ストの結果は、１１２当り７〜８ｋｍであった。従って、本発明装置を装備することによってそれを装備
しない自動車の１２乃至１４倍の走行距離が得られた。［発明の効果］以上詳述したように、この発明は、燃焼室ｌに連通ずる
空気吸入孔２内に、水供給系の端末部としての半透膜４
を設けて、半透膜４の表面ににじみ出てきた水分子Ｈ２
Ｏを、にじみ出てきたその瞬間に、その水分子Ｈ２Ｏを
吸入空気流１３で吹き飛ばし、燃焼室ｌ内へ搬入するの
で、４人乃至１２人のこし分は性能を有する半透膜４の
表面で、後続の水分子と再結合して凝集する時間がなく
、次々に、水分子の単体または極めて僅かな水分子の集
合体の状態で燃焼室ｌ内に供給される。従って、搬入さ
れた水分子の単体または極めて僅かな水分子の集合体が
燃焼室の熱気で容易に解離し、また、電離するので、主
たる燃料の燃焼を著しく助けることが可能となった。更に、この発明は、前記水分子の徹底的分離を常温の状
態下において極めて簡素かつコスト低廉に成就すること
ができ、しかも、既設の燃焼器を何ら改変することなく
付設することが可能である。更に、この発明は、主たる燃料の完全燃焼を促進するの
で排気ガスが清浄化するなど、斯界に貢献すること絶大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による方法及び装置を一般的燃焼室
に具体化した実施例の概略を示す説明図、第２図は、こ
の発明による方法及び装置をキャブレター式による内燃
機関に具体化した実施例を示す要部の縦断面図、第３図は、第２図の３−３線に沿った横断平面図である
。ｌ・・・・燃焼室、　　２・・・・空気の吸入孔、３・
・・・排気孔、　　４・・・・半透膜、５・・・・配水
チューブ、５ａ・・・・その中間部、６・・・・給水チューブ、７　・・・電磁弁、　　８・・・・ポンプ、９　・・・
給水タンク。１０・・・・濃度センサー１１・・・・湿り制ｇａ器、１２・・・・バッテリー１３・・・・吸入空気流、１４・・・・キャブレター１６・・・・吸入孔、　　１７・・・・円形蓋、１８・
・・・円形漏斗、１９及び２０　・・・エアベント、２１・・・・頂板、　　２２・・・・人工膜、２３・・
・・吸水性豊かな線状体例えば本綿糸、２４・・・レベ
リングタンク、２５・・・・チューブ、　　２６・・・給水パイプ、２
７・・・・ポンプ、　　２８・・・・タンク、２９・・
・・配水バイブ、３０・・・・ポンプ２７の駆動制御器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼室に連通する空気吸入孔内に、水供給系の端
末部としての半透膜を露出させておき、その半透膜を通
過した水の分子に逐次吸入空気流が当って当該水の分子
が前記燃焼、室内へ搬入される、ことを特徴とする、水の分子を燃焼室へ添加供給する方
法。
（２）キャブレターでガソリン混合気を供給する内燃機
関において、エアクリーナーとキャブレターとの間の空気の吸入孔内
に、水供給系の端末部としての半透膜を露出させておき
、その半透膜を通過した水の分子に逐次吸入空気流が当っ
て当該水の分子が前記キャブレター内に搬入され、前記キャブレターで生成されるガソリンの微粒子で前記
水の分子が包まれて前記燃焼室内へ搬入される、ことを特徴とする、水の分子を燃焼室へ添加供給する方
法。
（３）空気吸入孔内に露出する半透膜の表面の湿度を検
出し、その検出値で水の供給量を増減制御する請求項１
または２記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（４）空気吸入孔内に露出する半透膜の裏面と水タンク
との間を吸水性豊かな線状体で結び、その吸水性を利用
して半透膜の裏面に水を供給する請求項１、２または３
記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（５）半透膜として生体膜を使用する請求項１、２、３
または４記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（６）生体膜としてスキンを使用する請求項５記載の水
の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（７）スキンとしてセーム皮を使用する請求項６記載の
水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（８）生体膜として内臓膜を使用する請求項５記載の水
の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（９）半透膜として人工膜を使用する請求項１、２、３
または４記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（１０）人工膜としてセロファン膜を使用する請求項９
記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（１１）人工膜として限外濾過膜を使用する請求項９記
載の水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（１２）人工膜として逆浸透膜（ＲＯ膜）を使用する請
求項９記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（１３）人工膜として細孔を有するフッ素樹脂膜（例え
ば商標ゴアテックス）を使用する請求項９記載の水の分
子を燃焼室へ添加供給する方法。
（１４）半透膜が中空糸の形状をした請求項９記載の水
の分子を燃焼室へ添加供給する方法。
（１５）燃焼室と、その燃焼室に連通する空気吸入孔と、その空気吸入孔内に設けた半透膜と、その半透膜を端末部とする水供給手段と、からなる、水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（１６）キャブレターでガソリン混合気を供給する内燃
機関において、半透膜をエアクリーナーと前記キャブレターとの間にお
ける空気吸入孔内に設けた請求項１５記載の水の分子を
燃焼室へ添加供給する装置。
（１７）半透膜の表面に設けた湿度センサーと、その湿
度センサーの検出値で水の供給量を増減する制御手段と
、を備えた請求項１５または１６記載の水の分子を燃焼室
へ添加供給する装置。
（１８）半透膜の裏面と水タンクとの間を結んだ吸水性
豊かな線状体を備えた請求項１５、１６または１７記載
の水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（１９）半透膜として生体膜を使用する請求項１５、１
６、１７または１８記載の水の分子を燃焼室へ添加供給
する装置。
（２０）生体膜としてスキンを使用する請求項１９記載
の水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（２１）スキンとしてセーム皮を使用する請求項２０記
載の水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（２２）生体膜として内臓膜を使用する請求項１９記載
の水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（２３）半透膜として人工膜を使用する請求項１５、１
６、１７または１８記載の水の分子を燃焼室へ添加供給
する装置。
（２４）人工膜としてセロファン膜を使用する請求項２
３記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（２５）人工膜として限界濾過膜を使用する請求項２３
記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（２６）人工膜として逆浸透膜（ＲＯ膜）を使用する請
求項２３記載の水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（２７）人工膜として細孔を有するフッ素樹脂膜（例え
ば商標ゴアテックス）を使用する請求項２３記載の水の
分子を燃焼室へ添加供給する装置。
（２８）半透膜が中空糸の形状をした請求項２３記載の
水の分子を燃焼室へ添加供給する装置。