JPS63176651A - 分子解離装置 - Google Patents

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】 本発明は、永久磁石による炭化水素系流体燃料を完全燃
焼させる分子解離装置に関し、特願昭６１−１４４３１
４の強磁場の構成方法に準拠した実施技術の新規出願で
ある。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、炭化水素系流体燃料の完全燃焼に利用できる
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、炭化水素系流体燃料の完全燃焼にに必
要な分子解離装置に関する。

炭化水素系流体燃料の主成分は、石油を精製した炭素原
子と水素原子の共有結合下にある飽和炭化水素分子から
なる化石燃料であり、化学記号ではＣｎＨ２ｎ＋２で表
示されるものが構成の大半を占める。

この飽和炭化水素は、その分子構造が炭素原子と水素原
子の共有結合状態にあるため、熱は当然のことながら、
（電磁波）及び磁気エネルギーの影響を受けることは、
特願昭６１−１４４３１．４の明細書でも説明している
。

つまり分子解離を起し、別の分子構造に化学反応し変質
変化するものであり、オクタンの２２の異性体のうち１
８の構造異性体は殆ど変化し、残り４異性体は光学異性
体つまり光のエネルギーに不活性であるが、活性なオク
タンは光量子を吸収した分子が基底状態から、電子の遷
移を起して励起状態になる。

基底状態と励起状態とでは非常に異なる物理的化学的性
質をもっているので、光化学的変化は、普通の基底状態
の化学変化からは予測出来ない特異な化学変化が１１察
される。

励起分子は一般に次の３つの経路のいずれかによって基
底状態の分子に戻るか、あるいは異なる分子に変化する
。

（１）失活−励起状態がその励起エネルギーとなる燐光
をだすか、あるいは熱エネルギーとして放出し、基底状
態に戻るが外見上その分子は何も変化しない。

（２）エネルギー移動−励起状態がその励起エネルギー
を他の基底状態の分子に与え、自分はもとの基底状態に
戻る。

（３）反応−励起分子が結合の開裂や新たな結合生成を
ともなう化学変化を起して最終的に基底状態の生成物分
子になる。

励起分子はこれら３つの経路の１つだけをたどる場合も
あるが、３つの過程が同時に起る場合もある。

その反応は機構上からは、第一次過程と、これに続く第
２次過程に分けて考えられ、第一次過程は、分子が励起
されて活性化される場合やさらに励起分子から遊歴原子
や遊離基が生じる過程であり、第二次過程は、第一次過
程によって出来た活性分子や遊離基によりひき起される
反応で、本質的には熱反応の場合と差異はなく、分解、
異性化付加、重合など、いろいろな形式の反応が起るが
、普通の合成法や、熱反応に於ては得られない、高度に
歪みのかかった化合物の合成もある。

本発明はその分子に影響を及ぼすエネルギーの中で、ゼ
ーマン効果として知られている高磁気エネルギーを利用
して、該燃料の完全燃焼を行わせる装置の提供にある。

＝４− 〔従来の技術〕 飽和炭化水素の完全燃焼方程式は、次の通りである。

３ｎ＋１ 〔飽和炭化水素）　ＣｎＨ，ｎ＋２＋　（酸素］　　（
−）　Ｑ□−＋［二酸化炭素＝炭酸ガス］　ｎｃｏ２＋
　（水）　（ｎ＋１．）Ｈ２Ｏつまり、飽和炭化水素〔
ガソリン、灯油、軽油、重油、ＬＰＧ、　ＬＮＧ等〕の
化石流体燃料の通常燃焼は、その複雑な構成分子の熱解
離による酸素との酸化連鎖反応から始まり、連鎖反応の
停止で燃焼も停止するが、完全ｍｍは、方程式に示す通
り、炭素と水素の共有結合による複雑な燃料構成分子の
完全解離による空気中の酸素分子（０□）約２１％（残
りの大半が窒素分子Ｎｏ２）との化合による完全酸化で
、その結果は、二酸化炭素つまり炭酸ガス（ＣＯ２）と
水（蒸気）〔１１□０〕の排出である。

燃焼の連鎖反応は、燃料分子中の遊離基を反応の推進核
にして始まり、種々な中間反応生成物を経て、発熱−解
離−衝突−発熱の所謂、燃焼反応を繰り返し、酸化して
その反応を完了するが、燃焼室や燃料分子の解離気化、
酸素量、温度等の条件によって、解離、酸化が不完全で
あればＩＣ１Ｃｏ、Ｎｏｘ、　Ｓｏｘ等有害な中間生成
物や、黒煙（煤、カーボン等）を排出する。

気化条件が適正であれば、燃焼中に存在する１（Ｃ（炭
化水素）、Ｃ０（−酸化炭素）、Ｓｏｘ　（イオウ酸化
物）は、高温燃焼で殆ど燃焼しつくし、排出することは
ないが、外部から気化時に、酸素と一緒に入ってくるＮ
ｏ２が燃焼で生成するＮｏｘ（窒素酸化物）は、高温燃
焼で却って増大する。

この、ＨＣ，Ｃｏ等とは、反比例の燃焼条件にあるＮｏ
ｘは、太陽の光（紫外線の電磁波）によって、光化学ス
モッグとして人体に有害なガスに変化し、目や肺、呼吸
器管をおかす。

また、花粉などとの相互作用を起して気管支炎、ゼンソ
クの原因になるといわれており、極めて厄介なものであ
るが、いままでこの排出ガスを低減する燃焼技術は、充
分とはいえない排出ガスの再燃焼か脱硝方法以外になか
った。

本説明の如き磁気エネルギーを利用して、このような燃
焼に改良を加えようとした技術は特願昭６１−１．４４
３１４にも記載の通りである。

燃焼は、燃料分子の分子一原子解離による酸素分子との
酸化反応であることは、前述の如く間違いのない事実で
あるが、機械的な気化構造と己が燃焼による発熱エネル
ギーだけでは、極めて安定した共有結合構造にある燃料
分子の飽和炭化水素は、従来の燃焼工学で定説となって
いる発熱量を越えるには、相当大きな、特別の解離エネ
ルギーが、燃焼の直前か燃焼の段階で付与されないかぎ
り、結合分子は解離せず、従って、燃焼するために己が
燃焼による発熱のエネルギーを、燃焼潜熱とも表現すべ
き解離エネルギーに消費するため、熱効率の悪い不完全
燃焼をするのである。

つまり、燃焼機構を設計する上で、この解離エネルギー
を、従来技術では考慮する技術がなかったために、不完
全燃焼がさけられなかったのである。

内燃機関を例にとると、かなり整備されたガソリンエン
ジンの場合でも、エンジン機構の機械ロスが、燃料のも
つ供給エネルギーの内の約５０％を消費し、残り、５０
％の内、約２０％が発熱のロス、つまり燃焼するための
解離エネルギー、そして、２５〜２８％が必要な動力と
して使われ、２〜５％が不完全燃焼のま＼排出されてし
たのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の技術が３０％以」二の燃費を向」ニさせ、Ｎｏ
ｘの排出を防止したのは、今迄考慮されなかった、この
解離エネルギーをゼーマン効果として知られている磁気
エネルギーを適正に付与する技術、（特願昭５９−２１
．６００１並びに６１．−１．４４３１４）を確立した
ことにある。

本発明の分子解離装置は、その先願技術を応用実施化し
たものである。３０％の燃費向上とは、燃焼の動力とし
て使用される２５〜２８％をさらに、３０％向」二せし
めたことであり、従来燃焼の考え方からすれば動力エネ
ルギーを３２．５〜３６．４％、つまり７．５〜８．４
％向上せしめたことになる。

７一 つまり、不完全燃焼分２〜５％を０％にし、即ち完全燃
焼にしても尚羽つ２．５〜６．４％のおつりが出る。

本発明の分子解離装置が適応性の良いエンジンに対応し
た場合には、５０％を越える燃料低減効果もあることか
ら考えると、１２．５〜１４％、即ち７．５〜１２％も
おつりが出るのである。

又、Ｎｏｘが従来燃焼の状態から５０％以上も低減して
いる事実は、エンジンが低温燃焼していることから判り
、併せてＨＣ，Ｇｏガスも殆どその排出が認められない
のは、完全燃焼の結果としか考えられない。

又、前述の燃費低減のおつりは、発熱による熱解離のロ
ス２０％を低減して出来たもので、従来の熱解離エネル
ギーの消費を、磁気エネルギーが確実に代行しているこ
とが、この事実から明らかとなった。

さらに、出力の大幅な向上（ギヤー２段の変化）の事実
は、低速（走行速度−１５１ａｎ／Ｈｒ）、高回転（オ
ーバートップギヤー）重負荷時の走行において、ノッキ
ングを完全に防止していることから考えて、ガソリンエ
ンジン構造上の気化空燃比（理論空燃比＝］、：１５、
現状＝１：１０〜１：］−２）と圧縮比（理論圧縮比＝
１．：１５、現状＝１＝８〜１：１０）の向上による大
幅な燃焼条件の改善が、理論値を越えて可能であること
を示唆しており、デイゼルエンジンについても同様の実
験結果を得ていることがら考えて、本発明の分子解離装
置が適応する新規エンジンの開発に対する期待は大きい
。

本発明の燃焼技術は、燃料の太い差、つまり、消費され
る燃料の分子容量によって、解離のエネルギー量、即ち
磁気エネルギー量が決まる訳であるが、磁気エネルギー
を利用しようとした在来の先行技術は、本発明の技術と
は異なり、この重要な燃焼条件に対して着目されておら
ず、燃料のもつ燃焼に必要な解離エネルギー等、物性の
解明が考慮されないまま、磁気エネルギーを出鱈目な量
で付与しているため、効果を出している技術がないのが
現実である。

適正な磁気エネルギーとなると、気温２５℃の条件下で
、ガソリン（オクタン）で約２１０ＫＪ／ｍｏ　Ｑ　灯
油、軽油（ヘキサデカン）で約１５５ＫＪ／ｍｏαの解
離エネルギーが必要であり、従来技術の磁力では到底及
ばない。本発明のコンバイトな超強磁力発生機構（特願
昭６１−１４４３１４の実施技術）の分子解離装置によ
ってはじめて可能となるのである。

念のため、解離エネルギーは分子力学により生成熱つま
り結合のエネルギー計算から以下の如く近似算出される
。

Ｈｍｊ、ｘ−混合物のエンタルピー、Ｈｊ＝各配座の生
成熱、Ｎｉ＝ミニモル・・・・・・ボルツマン分布とす
るとＨｍｊｘ−ΣＮ　ｃ　−Ｔ（ｔ ｇｔ−配座Ｃの統計的ｍ率（同一配座の数）、ば＝同−
配座の存在に基づくエントロピー効果を考慮に入れない
ギッブスの自由エネルギーとすると 但しＲ−気体定数・・・・・・１ｍｏ１１は２２４００
ｃｏ？Ｔ＝絶対温度・・・・・・０°は−２７３，１５
°Ｃ計算結果によるプラス値は結合に於ける吸熱（解離
に於ける放熱）、マイナス値は発熱又は放熱（解離に於
ける吸熱）を表す。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 燃焼に於ける分子解離の必要性に就いては、特願昭６１
−１４４３１４でも説明済みであり、又、本明ａ書でも
言及している通りであるが、先願より簡便且つコンパク
トであり、高能率で安定した分子解離を行わせるために
、特許請求の範囲にも記載の如く、各部分の材質の限定
、形状、寸法の限定、構成の限定と各々の条件を、実験
研究の結果開拓し確立したもので、先願の技術を否定す
るものではない。

本発明は、先願技術体系のなかで炭化水素系流体燃料を
より安定した完全燃焼状態に導引する、ひとつの具体的
な新規技術を提供するためである。

図面により本発明をさらに詳細に説明すると以下の通で
ある。第１図は、本発明の実施例を示す軸方向断面構成
図であり、特許請求の範囲にも記載の通り、符号１は高
透磁率磁性金属（３０％Ｓｉ＋Ｆｅ）で形成された円筒
ケースであり、符号３、符号４のパツキンを介して、符
号６の流体入口及び出口を有する磁性金属（普通の軟鉄
）の蓋符号２で、流体の出入口以外を符号５のネジによ
って密閉状態に容器構成している。

符号７は通常フェライト磁石より磁力の高い希土類コバ
ルト磁石か希土類鉄磁石であり、その磁力はフェライト
磁石の３〜１５倍であり、所要解離エネルギーから逆算
すると極めて小形のもので充分な能力を発揮し、全体の
分子解離装置を軽量コンパクト化出来る。容量、重量と
も先願の実施技術の約１０分の１になり、性能は安定し
向−４ニした。

但し容量、重量を問題にしない場合はフェライト磁石で
もよい。

符号８は、先願のコンデンサーブロックに相当するもの
であり、第３図に示す如き符号７の高磁力リンク状磁石
を内径側で符号１１の反磁性金ａ（銅及び銅合金など）
で形成されたスリーブにより、複数のＮ、Ｓ極が打ち消
しあうよう交互に構成される積層磁界の影響を遮断して
鍔状円板との密着で一方向の積層磁力だけを取り出し、
符号９の曲面で放磁による磁力ロスを防止して、第８図
にも角度制限で示す如く円筒先端部のゆるやかなテーパ
一部、すなわち符号１４．１５を経て先端面積：８１に
磁力を集束する高透磁率磁性金属で構成された磁力集束
金具であり、集束率は第１１図に示す如く、Ａ、ｇの積
層磁力面積の１１５０００以下、りつまり磁力は５００
０倍以上に集束されるようになっている。

第９図に示す如くａ工は１０　ｍｍ　２以下で外形：ｄ
ｏが４０ｍｎ以下が望ましい。

また、特許請求の範囲（７）にも記載のとおり、磁力を
面接触で伝導する場合の接触面は、その表面粗度が、Ｊ
ＩＳ規格の３−８以下でないと磁気抵抗が増大し、放磁
による磁力ロスも大きくなって、強磁界隙間の磁力の大
きさにばらつきが出て、極めて磁力が不安定となり、解
離能力が定まらなくなる。まして、その表面を非磁性体
の塗料や合成樹脂で被覆することは避けなければならな
い。

ここで、符号１１の積層磁界遮断のスリーブは反磁性金
属を用いているが、３０％Ｎｉにッケル）＋Ｆｅ（フェ
ライｌ−）合金の整磁合金を用いても同様の効果は期待
できる。

符号１２は、符号８の磁力集束金具に対極する磁力集束
分配金具で先願の誘導磁界ブロックに相当するものであ
るが、斥力となる同極を中央鍔状円板から、円筒の両先
端に磁力を集束し分配する機能を有し、やはり前述の如
き高透磁率磁性金属で形成され、その円筒先端面積：８
２は、第８図及び第１０図の寸法制限を受け、符号８の
磁力集束金具円筒先端面積：ａｌとは、第８図に示すｆ
ｉｇの隙間制限を受ける。

このようにして、第１図に示す各符号の部品構成は、第
４図に示す通りの磁気回路を構成し、符号７のリング状
磁石の積層磁力（特願昭６１−１４４３１４にて説明の
通り、積層磁力は、単体磁石の磁力より大きい）は、外
部漏磁は皆無に、内部漏磁は最小限の状態で集束され、
隙間Ｑｇに強大な分子解離磁界エネルギーを構成するの
である。

このとき符号１２の磁力集束分配金具の円筒先端面積：
８２をａ工の２倍以上の整数倍にすると隙間の磁界に磁
束密度の勾配が、第８図に示す如く構成され、解離に必
要な磁気量子数に幅が出来て、化学シフトによる分子の
エネルギー吸収拒否を阻止し、万偏なく解離エネルギー
を付与することが出来るのである。

この条件は特許請求の範囲（４）にも記載の如く、符号
８の磁力集束金具の円筒先端面積：ａ□と符号１２の磁
力集束分配金具の円筒先端面積：ａ２との関係が制限さ
れた隙間において、等倍を含み、磁束密度が磁気量子数
において相互に整数倍か整数分の１倍になればよく、前
述の２倍には限定されない。

〔作　　用〕

以上のような構成において、符号６の出入り口より、第
１図矢印で示す如く流体燃料を流入せしめた場合（流入
の方向は図と逆でも差し支えない）、該燃料流体は流入
口符号６より符号１０の常磁性金属（アルミ及びアルミ
合金など）で形成されたディフューザーを通過し、前述
の強磁界ゾニン即ち分子解離隙間に至るのであるが、該
燃料流体がディフューザーで磁力を漸加されながら断熱
膨張を強制されると、その燃料流体分子は、徐々に磁化
方向に整列を始め、符号１３の常磁性金属で形成された
突起金具によって少し圧縮を加えられながら磁気的に分
子整列を完了した状態で円形隙間の強磁界へ、円周均等
に渦を巻きながら分配され流入して行き、強烈な解離エ
ネルギーを受けることになるのである。

ところが−回だけのエネルギー付与では全分子に均等な
付与は到底出来ないから最低二回は解離ゾーンを通過さ
せ、　　るのである。

レーザー光線を創成する原理と同様な、磁力反射装置が
別途後顧の燃料流体をジェット流により高速リサイクル
で、磁力の繰り返し付与による分子励起のポンピングを
行い、エネルギーの付与率を高める程、解離効果は完壁
となる。

そのようにして分子励起のボンピングを受は完全解離さ
れた燃料流体は反対側のディフューザーで再結合を防止
するように断熱消磁され解離したままの状態で気化器ま
で吸引され空気と混合するのである。

〔発明の効果〕

前述の如く、燃焼は燃料分子の解離による空気中の酸素
との酸化連鎖反応であり、断熱状態の間に如何に巧みに
分子解離せしめるかによって燃焼のエネルギーは大きく
変化する。

熱解離による発熱ロスを低減することの大きさが完全燃
焼度合いを左右し、排気ガス、燃費低減に直接作用する
のである。

従って、解離エネルギーの構成は、その容量に一定の制
限が加わるから消費燃料の多寡によって、本発明の分子
解離装置を第２図に示す如く解離隙間の多い構成にする
か、第５．６図の如く直列に複数組にするか、流量が多
い場合は、第７図の如く符号１９の蓄圧サージタンクを
設けて並列にして大容量に対応する。

第２図に於いて、解離隙間の数を増す方法に符号１６の
如き鍔状円板が円筒の軸中央に構成される形状で高透磁
率磁性金属の磁力集束金具が必要となり、該円筒に内接
する符号１７の常磁性金属で形成されるディフューザー
も必要となる。

本来常磁性の燃料流体は、外温の変化に敏感であり１５
０℃を越えると感磁性を喪失し、全く磁気解離しなくな
るので流路に於いて断熱膨張や、断熱消磁により温度低
減をはかる傍ら、符号１８の整磁合金の利用により、隙
間に発生する強磁界の磁力を温度的には一定に保持する
ようにする。

以上説明の如く１本発明の分子解離装置は、殆どの燃焼
機に対応可能な構成に於いて、簡便且つコンパクトな形
状で安定して燃費を３０％低減し、有害な排出ガスを５
０％以上削減することに成功したのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の分子解離装置の構成実施例を示すもので
第１図は解離隙間が二個所のものを軸方向に断面図示し
たもので、第２図は、同様解離隙間が４個所のものを示
す。 第３図は、本発明の心臓部となるリング状磁石の斜視図
であり、第４図は第１図の磁気回路を示すブロック線図
である。 第５．６図は１本発明の分子解離装置を複数、直列に構
成した状態を示す線図であり、第７図は、並列に構成し
た状態を示す線図である。 第８図は強磁界解離エネルギー隙間の詳細を示す部分断
面図であり第９図は磁力集束金具の円筒端面積、第１０
図は磁力集束分配金具の円筒端面積を表す。第１１図は
積層磁石と磁力集束金具の関係を示した部分断面図であ
るが、第８〜１１図中の記号は、各回の右に数値限定を
加えている。 図中上なる符号の名称は 符号１・・円筒、符号２・・蓋、符号３．４・・パツキ
ン符号７・・磁石、符号８・・磁力集束金具、符号１０
・・ディフューザー、符号１１・・磁気遮断スリーブ、
符号１２・・磁力集束分配金具、符号１３・・分配突起
、符号１６・・中央磁力集束金具、符号１７・・ディフ
ューザー、符号１８・・整磁合金、符号１９・・蓄圧サ
ージタンクである。 （ほか３名） 濤５均

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）高透磁率磁性金属で形成された円筒両端に、パッ
   キンを介して、流体出入口を有する磁性金属の蓋を密閉
   状に螺合した容器内に、リング状の希土類コバルト磁石
   か希土類鉄磁石を複数個積層にして、内径側では反磁性
   金属で、さらに、円形側面では、高透磁率磁性金属で密
   着保持する円筒端面に鍔状の円板を形成する磁力収束金
   具を、該円筒の両側から内径に鍔部外径が密接する如く
   内装し、その中央部位にやはり高透磁率磁性金属で、円
   筒中央部に鍔状の円板を形成した磁力集束分配金具を挿
   着する磁気回路の構成に於いて、磁力集束金具と、磁力
   集束分配金具の円筒端面出合いに磁気回路を断つ隙間を
   もたせた強磁界を構成する。 他方、蓋の流体入口から反対側の出口まで流路が連通す
   るような構成に於て、磁力集束金具には、常磁性金属で
   形成された流路の断面が縮小拡大するディフューザーを
   固説し、磁力集束分配金具には、磁力集束金具との相対
   隙間を漸減する、やはり常磁性金属で形成された突起を
   固着して、該強磁界隙間を流体が通過することによりそ
   の磁力で分子を解離する装置。
2. （２）前記特許請求の範囲に於て、リング状磁石をフェ
   ライト磁石にした分子解離装置。
3. （３）（１）記載の特許請求の範囲に於て、磁力集束金
   具の円筒先端内外径にゆるやかなテーパーを付け、磁力
   を先端面に集束する分子の解離装置。
4. （４）（１）記載の特許請求の範囲に於て、磁力集束分
   配金具の円筒先端面での磁束密度が、磁力集束金具の円
   筒先端面の磁束密度の整数倍か、または整数分の１倍に
   なる面積にした隙間の強磁界に磁束密度の勾配を付与し
   た分子解離装置。
5. （５）（１）記載の特許請求の範囲に於て、高透磁率磁
   性金属で形成された円筒を通常の磁性金属とし、当該円
   筒の内径と接する磁力集束金具鍔部外径並びに磁力集束
   分配金具中央鍔部外径との間に整磁合金を介在させ、温
   度変化による磁力変化を防止した分子解離装置。
6. （６）（１）及び（３）の特許請求の範囲に於て、磁力
   集束金具の磁石円形側面に接する鍔部と流体を通す円筒
   部の直交形状構成部に漏磁を防止する曲面を内外径に付
   与した分子解離装置。
7. （７）（１）の特許請求の範囲に於て、複数のリング状
   磁石は円形側面で直接密着積層され、その密着表面のア
   ラサはＪＩＳ規格の３−Ｓ以下である分子解離装置。
8. （８）（１）の特許請求の範囲は、複数の磁石ブロック
   が磁力集束金具、反磁性金属を介して、中央に磁力集束
   分配金具で強磁界隙間が二つ構成される組み合せである
   が、さらに円筒の中央部に鍔状円板を配し、円筒内部に
   常磁性金属のディフューザーを固着する磁力集束金具を
   円筒容器の中央部に配し、磁力集束分配金具を２ヶにし
   て、複数積層磁石を四ブロック構成にし、強磁界隙間が
   ４ヶ所構成される分子の解離装置。
9. （９）前項の特許請求の範囲に於て、円筒端部に鍔状円
   板を有する磁力集束金具を２ヶ、中央部に鍔状円板を有
   する磁力集束分配金具を３ヶ、中央部に鍔状円板を有す
   る磁力集束金具を２ヶ、複数積層磁石を６ブロックで強
   磁界隙間が六ヶ所構成される分子解離装置。
10. （１０）強磁界隙間が整数の偶数倍となる様な前項の特
    許請求の範囲に記載の如き構成の分子解離装置。
11. （１１）（１）〜（１０）の特許請求の範囲で構成され
    る分子解離装置を複数個直列又は並列に配置する分子解
    離装置。