液体燃料の交流電磁波処理方法と装置
【課題】電磁波処理技術を液体燃料に適用して、液体燃料を効果的に改質する方法を確立することである。
【解決手段】還元（−）型電磁波発生器３から液体燃料配管１ａと液体燃料の燃焼用の空気配管１ｂの外周にそれぞれ巻いたコイル部２ａ，２ｂに液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すことで、前記液体燃料に対して交流電磁波を照射する。このように液体燃料の交流電磁波処理により燃料の燃焼性を従来より高めて燃料消費量を低減させ、排ガス中の一酸化炭素、炭化水素および一酸化窒素の濃度を低減させる。また燃焼用空気供給配管１bにあるエアクリーナ１０内のエアフィルタ１１の上部にハニカム状の金網１２を配置し、該金網１２を介して燃焼用空気に前記電磁波処理をすると車両のトルクが大きくなる。
【解決手段】還元（−）型電磁波発生器３から液体燃料配管１ａと液体燃料の燃焼用の空気配管１ｂの外周にそれぞれ巻いたコイル部２ａ，２ｂに液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すことで、前記液体燃料に対して交流電磁波を照射する。このように液体燃料の交流電磁波処理により燃料の燃焼性を従来より高めて燃料消費量を低減させ、排ガス中の一酸化炭素、炭化水素および一酸化窒素の濃度を低減させる。また燃焼用空気供給配管１bにあるエアクリーナ１０内のエアフィルタ１１の上部にハニカム状の金網１２を配置し、該金網１２を介して燃焼用空気に前記電磁波処理をすると車両のトルクが大きくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料の電磁波処理方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は各種流体に変調電磁波処理を施すことにより、その後の流体の扱いが容易になる技術を開発し、その技術は各種分野に使用されている。その内容は特許第３２４７９４２号の特許公報などに開示されている。
【０００３】
その後、変調電磁波処理装置として、還元（−）型変調電磁波発生器と酸化（＋）型変調電磁波発生器を使い分けることで、被処理流体中に含まれる物質の性質の違いに適切に対応でき、被処理流体が流れる流体流路を構成する壁面へ付着物が形成されないようにすることが可能であることを本出願人らは見出し、特許出願をした。
【特許文献１】特許第３２４７９４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８４３６号公報
【特許文献３】特開２００７−２０３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願人らは上記したように変調電磁波処理を各種被処理流体に対して施すことで、主に被処理流体が流れる流路内壁に付着物を堆積させないで、長期間流路が閉塞しない状態に保つことができることを見出した。
しかし、本出願人らの開発した変調電磁波処理技術を液体燃料に適用したことは無かったので、被処理流体としてガソリンなどの液体燃料を用いた場合の効果が不明であった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、本出願人らの開発した電磁波処理技術を液体燃料に適用して液体燃料を効果的に改質する方法と装置を確立することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、燃焼装置に供給する前の液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気に対して単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を照射する液体燃料の交流電磁波処理方法である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気を燃焼装置に供給する前に、還元（−）型電磁波発生器から（i）液体燃料の供給手段又はその近傍又は（ii）液体燃料と燃焼用空気の両方の供給手段又は該両方の供給手段のいずれかの近傍に設けたコイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すことで、前記液体燃料又は液体燃料と燃焼用空気に対して交流電磁波を照射する液体燃料の交流電磁波処理方法である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置して、該金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状のセラミック粒子に前記交流電磁波を照射する請求項２記載の液体燃料の交流電磁波処理方法である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、液体燃料燃焼用の燃焼装置への（i）液体燃料供給手段又は（ii）液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方に、又は（iii）液体燃料供給手段又は液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方の供給手段の近傍に設けたコイル部と、該コイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流す還元（−）型電磁波発生器とを備えた液体燃料の交流電磁波処理装置である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置した請求項４記載の液体燃料の交流電磁波処理装置である。
【００１１】
なお、本発明はガソリンだけでなくディーゼル、重油などにも適用でき、また乗物用エンジンなどだけでなく、ボイラなど乗物用以外の燃焼装置にも適用できる。
【００１２】
（作用）
液体燃料に対して本発明の電磁波処理をしない（以下、単に「未処理」ということがある）場合及びプラスのゼータ電位を与える周波数で電磁波による照射処理をする場合に比べて、本発明のマイナスのゼータ電位を与える周波数で照射処理をする場合に燃料消費量低減効果を有し、排ガス中の一酸化炭素と炭化水素の濃度を低減させる理由は次のように推定される。
【００１３】
すなわち、前記未処理の場合は図２（ｃ）に図示するように燃料の微粒子の表面電位は弱いプラス電位を形成するためマイナスに帯電しているシリンダー内壁部および燃料の微粒子間の電位反発が見られず、シリンダー内壁部のマイナス電位にプラス電位の燃料微粒子が付着し、酸素不足となり、不完全燃焼となるため、排ガス中の一酸化炭素と炭化水素の濃度が上昇する傾向が見られるためと考えられる。
【００１４】
また、燃料微粒子にプラスのゼータ電位を与える周波数の電磁波で照射処理をする場合は、燃料微粒子がプラス電位となり、図２（ｂ）に図示するようにシリンダー内壁部のマイナス電位に対してプラス電位の燃料微粒子が吸着し易くなり、燃料内部でのプラスに帯電した燃焼粒子同士の反発力だけでは燃焼効率がそれほど上昇しないものと考えられる。
【００１５】
また、照射する交流電磁波の周波数を特定せずに、ある範囲の周波数（例えば、図５に示す１００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚ付近）を与えた場合には、プラスとマイナスのゼータ電位となっている燃料微粒子が混在して、これらの微粒子相互間の結合と反発が生じるために燃焼効率が未処理の場合に比べて改善されないものと推定される。
【００１６】
これに対して本発明の燃料微粒子表面にマイナスのゼータ電位を与えるように単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を液体燃料に照射する場合には図２（ａ）に示すようにマイナス帯電しているシリンダー内壁面に触れるマイナス帯電燃料粒子を含め、シリンダ内の全ての領域でマイナス帯電した燃料微粒子同士の反発が起こり、燃焼効率が上昇したものと推定される。
また、本発明の電磁波処理は液体燃料に限らず、液体燃料と燃焼用空気の両方に対して電磁波処理をすることでも効果がある。
【００１７】
さらに、燃焼用空気に対して電磁波処理をする場合に燃焼装置への燃焼用空気供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体を配置して、該金属製編目体又は金属製多孔体に前記交流電磁波を照射すると、理由が不明であるが、上記電磁波で処理された液体燃料を使用する車両のトルク及び馬力が大きくなる。
【００１８】
前記金属製編目体又は金属製多孔体は、金属製のものであれば、限定はないが、耐腐食性能が高い金属、例えば銀、アルミニウムなどが望ましい。高価な金属の場合は他の金属にメッキを施すことで使用すると低コスト化できる。前記金属製多孔体にセラミックを溶射した多孔体を用いても良い。また、通気空間を有するようにステンレス製の金網などに碁盤目状にセラミック粒子を保持させた構成でもよい。
さらに、金属製多孔体に上記セラミック粒子と同一成分のセラミックを溶射したものを用いても良い。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜５記載の発明によれば、燃焼装置内での燃料の燃焼効率が本発明の電磁波処理を施さない場合に比べて、燃焼効率が向上し、燃料消費量を低減させ、排ガス中の一酸化炭素、炭化水素および一酸化窒素の濃度を低減させることができる。
また、請求項３，５記載の発明によれば、上記電磁波で処理された液体燃料を使用する車両のトルク及び馬力が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面とともに説明する。
本実施例は液体燃料としてガソリンを例にして還元（−）型の単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を発振する電磁波発生器（以下、単に「還元（−）型電磁波発生器」ということがある）を用いてガソリンを電磁波処理する方法について説明する。
【００２１】
まず、図３に示す還元（−）型電磁波発生器を用いる電磁波処理装置（以下、単に「還元（−）型装置」ということがある）の説明をする。
図３において、三角波又はのこぎり波の発振回路から発振する周波数を電圧−周波数変換回路により前記周波数を細分化し、各周波数に対応した電圧を得る。該電圧−周波数変換回路からの出力を波形整形増幅回路で電磁波強度を設定し、さらに電力を増幅させて適切な大きさの電力を得て図１に示すコイル部２ａに出力するか又はコイル部２ａ，２ｂの両方に出力する。
【００２２】
なお、電磁波強度とは空間における電磁波の強さを意味し、単位は［Ｖ／ｍ］又は［Ａ／ｍ］である。測定方法は使用目的により使い分けるが、本発明においては［Ａ／ｍ］である（Ｖは電圧、Ａは電流、ｍは長さ）。コイル部２ａ又はコイル部２ａ，２ｂに流す電流に比例し、センサーを置いた所での磁界の大きさをこの場合の電磁波の強さ又は強度としている。
【００２３】
この還元（−）型装置は、単一の周波数又は１００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの帯域で連続的に周波数が時間的に変化する交流電流をガソリンを流すガソリン供給配管１ａの外周に巻いたコイル部２ａ及び／又はコイル部２ｂに流す電磁波処理装置であり、当該装置により発生する電流により誘起される電磁界により前記ガソリン供給配管１ａを流れるガソリンを処理するものである。
【００２４】
この還元（−）型装置から発生する電流を、例えば４００ｍｓサイクル（任意可変可能）で順次周波数を変えてコイル部２ａ，２ｂに流すと、例えば図４に示す電磁波強度が得られる。図４に示す例は、周波数に対する電磁波強度のイメージ図であり、６×１０-3ガウスの電磁波強度で約４，０００〜６，０００Ｈｚの周波数帯にピーク値を有する主要周波数を示す場合である。
【００２５】
また、前記電磁波強度はコイル２ａ，２ｂに流す電流値に比例してその大きさが変化する。
Ｐ＝Ｋ×ｉ2×ｔ
Ｐ：被処理水液体への電磁波照射エネルギー［Ｗ］
ｉ：コイル２ａ，２ｂに流れる電流［Ａ］
ｔ：照射時間［秒］
Ｋ：定数［Ｈ／ｍ3］
【００２６】
前記図４に示す電磁波強度のピーク値を示す周波数付近でガソリン中に含まれる粒子のゼータ電位が大きく変化し、図５に示すように電磁波処理を行わない場合（未処理時）のゼータ電位（ゼロ値）に比べて大きく低下した値を示す。
【００２７】
なお、図５は、図３に示す回路を有する還元（−）型電磁波発生器と図示しない酸化（＋）型電磁波発生器（特開２００５−２８８４３６号公報の図７参照）を用いて周波数を変化させたときの酸化チタン微粒子を含む塩化カリウム水溶液のゼータ電位の変化を示すグラフである。
【００２８】
その際のゼータ電位の測定手順は以下の（１）〜（４）に示す通りである。
（１）ゼータ電位測定装置：大塚電子（株）製の電気泳動光散乱光度計ＥＬＳ−８００
（２）試料、溶質：酸化チタンのコロイド粒子（粒径１００〜２００μｍ）
溶媒：１０ｍモルのＫＣｌ水溶液
調整液：ｐＨ５．５
温度：２５℃
（３）変調電磁波発生器
図３に示す還元（−）型電磁波発生器と図示しない前記酸化（＋）型電磁波発生器を用いてコイル電流を１．０アンペアで、例えば図５に示す電磁波強度と周波数の関係を示す変調電磁波を発生させる。
（４）図９に示すようにコイル部２ａ，２ｂ（コイルを２０回巻き付けた塩化ビニル配管）の内部空間に前記粒子を含む試料を入れたビーカー２４を挿入した後、電磁波発生器３などからコイル部２ａ，２ｂに周波数で１．０アンペアの電流を１分間流して処理をした。その後、ビーカー２４内の粒子を含む試料を低部に設けた流出管２５からゼータ電位測定装置２６内に送り出してゼータ電位を測定した。
コイルに流す電流の主要周波数は、０．５、２０，４０，６０，８０，・・・及び１２０ｋＨｚで行った。また、還元（−）型発生器３などによる電磁波処理をしない場合にも、ビーカー２４内の粒子を含む試料を低部に設けた流出管２５からゼータ電位測定装置２６内に送り出してゼータ電位を測定した。
【００２９】
上記方法で得られた各周波数とゼータ電位の変化量の関係を図５に示すが、図５のゼータ電位の変化量は電磁波処理を行わない場合（未処理時）のゼータ電位に対する変化量であり、５回の測定値の平均値である。
【００３０】
次にコイル部２ａ，２ｂの配置について説明する。
図１には車両、発電機などの内燃機関（エンジン）７のシリンダへガソリンを供給する燃料供給配管１ａと燃焼用空気を供給する空気供給配管１ｂの外周部にケーブルコイルを巻き付けてコイル部２ａ，２ｂを形成した例を示す。該コイル部２ａ，２ｂへ還元（−）型電磁波発生器３から単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すと、コイル部２ａ，２ｂより発生する電磁波が配管１ａ，１ｂをそれぞれ透過してガソリン、燃焼用空気に照射された後にポンプ６ａ，６ｂによりエンジン７に供給される。なお、ポンプ６ａから出たガソリンは再び電磁波発生器３の前流側及びポンプ６ａの前流側の配管１ａに循環してもよい。
【００３１】
配管１ａ，１ｂの材質によっては電磁波の透過量が異なり、鋼鉄管＜ステンレス管＜塩化ビニル管の順に電磁波透過量は多くなる。透過率の悪い材質に対してはコイル電流値を増加させてガソリン・空気に必要な電磁波量を確保する。
【００３２】
また、図６（ａ）には配管１ａ，１ｂにコイルをシングル巻きした場合のコイル部２ａ，２ｂの外観図を示し、図６（ｂ）には配管１ａ，１ｂにコイルをダブル巻きした場合のコイル部２ａ，２ｂの外観図を示す。
【００３３】
図７には投げ込み式のコイル部２ａとコイル部２ａへ電流を流す還元（−）型電磁波発生器３を有する投込み照射型の電磁波処理装置を示す。ガソリン貯留槽４内に、例えば塩化ビニル管からなるコイル設置部材にコイルを巻いたコイル部２ａを投込み、コイル部２ａより発生する電磁波をガソリン貯留槽４内のガソリンに作用させる。
【００３４】
図６に示すような、ガソリンと空気がそれぞれ流れる配管１ａ，１ｂが鋼鉄管、鋳鉄管、ステンレス管等の金属材質からなる場合には配管１ａ，１ｂの電磁波透過性が良くないので、ガソリンと空気への電磁波の作用が著しく低下する場合がある。このような場合には、コイル部２ａをガソリン貯留槽４内のガソリン中に浸漬した投込み照射型の電磁波発生器によりガソリンを処理する方法を実施する。図７（ａ）に示す投込み照射型の電磁波処理装置の電磁波発信部を図７（ｂ）に示すように絶縁性の合成樹脂製のケース５内に密封することが効果的である。
【００３５】
図７に示すガソリン貯留槽４内に投げ込む方式のコイル部２ａは、図６のガソリン供給配管１ａにコイルを巻く方法と比較して配管１ａの材質に左右されないで電磁波をガソリンに有効に作用させることができる。また、図７に示す方法は図６に示す方法に比べて単位時間当たりの電磁波の照射エネルギーが高い。このように電磁波による照射エネルギーが高いため、投げ込み方式のコイル部２ａにより発生させる電磁波強度は小さくても良い。
【００３６】
また、ガソリンに対する還元力を促進させる電磁波を作用させる手段として、図７に示すガソリンが一時的に貯留されるガソリン貯留槽４等を有する場合には、コイル部２ａの投込み照射型の電磁波処理装置を採用することで、図６に示す方法に比較して効率的な電磁波処理が可能となる。
【００３７】
図７に示すようにガソリン貯留槽４内のガソリン中に投込み照射型の電磁波処理装置のコイル部２ａを浸漬しておくと、電磁波処理装置から発する電磁波エネルギーは全てガソリンに供給されるのでエネルギーのロスがない。しかも、図６の配管１ａ内を流れるガソリンとは異なり、ガソリン貯留槽４内にガソリンが滞留しているので長時間の電磁波を照射できる。このため、電磁波の照射時間の制御が容易になる。
【００３８】
図８には外部照射方式のコイル部２ａ，２ｂを示す。
図８（ａ）は外部照射方式コイル部２ａ，２ｂをそれぞれ配管１ａ，１ｂの外側に設置して、該コイル部２ａ，２ｂからガソリン・空気に電磁波を照射するものであり、図８（ｂ）はガソリン貯留槽４内の水面より上側に設置するコイル部２ａからガソリンに電磁波を照射する様子を示す。
【００３９】
以上図６〜図８に示すコイル部２ａ，２ｂからの電磁波処理方法のうち、最も少ない電磁波強度で処理が可能な方法は図７に示す投げ込み式である。透過させる物質の影響を受けず、直接、ガソリンに照射させることが可能である。
また、図３に示す還元（−）型電磁波発生器では連続的に周波数が時間的に変化する波形は方形波又はのこぎり波に限らず、サイン波などの他の波形であってもよい。
【００４０】
さらに空気供給配管１ｂには燃焼用空気を浄化するエアクリーナを設けているが、該エアクリーナ内に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置して、該金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状のセラミック粒子に前記交流電磁波を照射すると、該電磁波で処理された液体燃料を使用する車両のトルク及び馬力が大きくなる。
【実施例１】
【００４１】
表１には図１に示す系統においてエンジン７への燃焼用空気配管１ｂにはコイル部２ｂを装着してなく、ガソリン供給配管１ａにだけコイル部２ａを装着して図３の還元（−）型電磁波発生器３からコイル部２ａに２５０ミリアンペアの電流を流し、配管１ａの内壁面付近のゼータ電位がマイナスになるように単一の周波数又は時間の経過と共に周波数が変る電磁波を照射させて、本実施例を下記の条件下で７５０ｃｃのオートバイ（カワサキ株式会社製）用エンジンを用いてガソリンを燃焼させた実験結果を示す。
【表１】
【００４２】
オートバイはカワサキ株式会社製ゼファー７５０（登録商標名）、型式ＢＣＺＲ７５０ＣＩを用いて、所定時間（１５分間又は２０分間）の間、エンジンをアイドリング（エンジン回転数＝１１００±５０ｒｐｍ）で駆動させたときの各測定値である。
また、エンジン排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）の排出濃度は株式会社ヤナコ計測製の計測装置ＡＬＴＡＳ−２１０Ｌで計測した。
【００４３】
上記表１に示す通り、本実施例で特徴的なことはゼータ電位をマイナスにする周波数をガソリンに発振した場合に、電磁波処理を行わなかった場合（未処理の場合）に比べて、著しくガソリン消費量が削減でき、さらに排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）の排出濃度が減少されることが分かった。前記ゼータ電位をマイナスにする周波数は単一の周波数又は時間的に変化する変調周波数である。
【００４４】
これに対して未処理の場合はガソリンが不完全燃焼するために排ガス中の一酸化酸素と炭化水素の濃度が共に高くなり、燃費も悪い。また、ゼータ電位がプラスとなるように電磁波処理をすると未処理の場合に比べて、約３％程度燃焼効率が上昇するが、排ガス中の炭化水素の濃度が低減しないことが分かった。
【００４５】
さらに、電磁波処理の周波数を１００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚで特定せず与えた場合には、未処理に近い燃焼効率が見られたが、排ガス中の炭化水素の濃度が未処理の場合に比べて低減しないことが分かった。
【実施例２】
【００４６】
図１に示す系統においてエンジン７へのガソリン供給配管１ａと燃焼用空気配管１ｂにコイル部２ａ，２ｂをそれぞれ装着して図３の還元（−）型電磁波発生器３からコイル部２ａ，２ｂに電流を流さない場合（未処理）と１ワット、３ワット、５ワットの各電流を流して配管１ａ、１ｂの内壁面付近のゼータ電位がマイナスになるように単一の周波数又は時間の経過と共に周波数が変る電磁波を照射させた場合（本実施例）において、下記の条件下で表２〜表５に示す車種のエンジン７を用いてガソリンを燃焼させた実験結果を表２〜表５に示す。なお、還元（−）型電磁波発生器３による照射は配管１ａ、１ｂそのものでなく、該配管１ａ、１ｂの近傍でもよい。
【００４７】
また、表２〜表５に示すデータはアイドリング状態でエンジンの回転数を種々変化させたときの値である。
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】
【００５１】
使用した自動車排ガス分析計は（株）リエロ・ジャパン製のハンディタイプ各種自動車排ガス分析計（Autoシリーズ）であり、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、酸素（Ｏ2）及び一酸化窒素（ＮＯ）の濃度を自動計測する計測器である。
上記自動車排ガス分析計を自動車エンジンからの排気ガスが流れるマフラー内に自動車排ガス分析計のプローブを挿入してアイドリング状態でのエンジン排気ガスの濃度を測定することができる。
【００５２】
上記表に示すように本発明の電磁波処理を行わない（「未処理」という）場合と１ワット（１０ミリアンペア）、３ワット（３０ミリアンペア）、５ワット（５０ミリアンペア）で図１のガソリン供給配管１ａと燃焼用空気配管１ｂにそれぞれ巻いたコイル部２ａとコイル部２ｂに電流をそれぞれ流して電磁波処理を行った場合についてエンジン排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、酸素（Ｏ2）及び一酸化窒素（ＮＯ）の濃度の測定を行った。
また、エンジン７の回転数を５００〜７５０ｒｐｍ程度のエンジン回転数をアイドリング状態で数段階に変えて、エンジン排気ガス中の前記成分濃度を自動計測した。
【００５３】
表２に本田技研工業（株）のハイオクタン価ガソリン用の自動車レジェンド（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した結果を示す。
表２に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない（未処理）場合にはエンジン回転数が低いと炭化水素（ＨＣ）濃度が高く、エンジン７中ではガソリンの不完全燃焼状態であることを示しており、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度も高くなっている。前記未処理のレギュラーガソリンを使用したレジェンド（登録商標）では２０００ｒｐｍにエンジン回転数を上げないと、酸素濃度が減少しなく、２０００ｒｐｍ以下のエンジン回転数では酸素が消費されなく、炭化水素濃度も減少しないことから不完全燃焼していることが分かった。エンジン回転数を２０００ｒｐｍ以上にすると初めて酸素も消費され、ガソリンが完全燃焼に近くなり、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度もゼロに近くなる。ここでガソリンが完全燃焼に近くなって一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロに近くなる理由は、次の表３のエンジンの高速回転時のデータと比較して分かる通り、燃焼室内の温度が一酸化窒素（ＮＯ）を生成する高温に達していないためと考えられる。
【００５４】
しかし本発明の電磁波処理を行うと、驚くべきことにアイドリング状態の走行テストでは表２に示すほぼすべての条件下で一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態となり、ほぼ完全燃焼が行われていることを示している。またエンジン回転数が高くなっても還元性雰囲気でのガソリンの燃焼であるため一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態になるものと考えられる。
【００５５】
なお、一般道路の走行中には発進と停止を繰り返し、また時速５０〜６０ｋｍの速度、すなわち、ほとんどの場合において１５００ｒｐｍ程度以下のエンジン回転数で走行することから通常の時速５０〜６０ｋｍの速度でのエンジン回転数において、本発明の電磁波処理によれば未処理の場合に比較してガソリンの燃焼性が良くなることが分かった。
【００５６】
さらに、表２に示す結果によると、ハイオクタン価ガソリンの使用に適した自動車（本田田技研工業（株）の自動車レジェンド（登録商標））でも本発明の電磁波処理によりレギュラーガソリンが不完全燃焼することなく使用できることが分かった。
【００５７】
表３にトヨタ自動車（株）の自動車トヨタクラウンアスリート（登録商標）にハイオクタン価ガソリンを使用した結果を示す。
表３に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合と本発明の電磁波処理を行った場合を比較すると未処理の場合に、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ以上になると、一酸化窒素（ＮＯ）濃度が異常に高くなっている。これはレギュラーガソリンとは違ってハイオクタン価ガソリンを使用することで、ガソリンが酸化性雰囲気下で完全燃焼となるために高温燃焼となり、一酸化窒素（ＮＯ）濃度が高くなっているものと考えられる。
【００５８】
これに対して本発明の電磁波処理を行うと、エンジン回転数が低い段階エンジンの高速回転まで、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態となり、また排ガス中の炭化水素（ＨＣ）も少なく、ほぼ完全燃焼が行われていることをデータが示している。これは前述のようにエンジン回転数が高くなっても還元性雰囲気でガソリンが燃焼するため、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態にあるものと考えられる。ただし、３ワットと電磁波強度が高くなると一酸化窒素（ＮＯ）の濃度が増加する傾向にあることも分かった。
なお、表３で前記未処理のときのエンジン７の６００ｒｐｍの場合の排ガスデータは採取に失敗した。
【００５９】
表４にはトヨタ自動車（株）の自動車カルディナ（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した結果を示す。
表４に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合にはエンジン回転数が低いと炭化水素（ＨＣ）濃度が高く、ガソリンは不完全燃焼状態であることを示しており、１５００回転以上になって初めて完全燃焼に近い状態が得られ、一酸化窒素（ＮＯ）が発生しない状態になっている。しかし本発明の電磁波処理を行うとエンジン回転数が低い段階でも炭化水素（ＨＣ）濃度が低く、一酸化窒素（ＮＯ）濃度がゼロであった。これは本発明の電磁波処理により還元雰囲気で一酸化窒素（ＮＯ）が発生しないで、しかもガソリンが完全燃焼したものと考えられる。しかし、本発明の電磁波処理を５ワットで行い、エンジン回転数を１５００ｒｐｍ以上にすると、ガソリンは完全燃焼するが、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度が高くなっている。これは還元性雰囲気が強力な電磁波で壊されて、ガソリンが完全燃焼した後に空気中の窒素が酸化されたものと推定される。
【００６０】
表５にトヨタ自動車（株）の自動車エルグランド（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した場合の結果を示す。
表５に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合と本発明の電磁波処理を行う場合に、共に炭化水素（ＨＣ）濃度が低く、一酸化窒素（ＮＯ）濃度も一部を除いて低く、大きな違いはなかったが、前記未処理の場合に本発明の還元（−）型電磁波発生器３を作動したまま車内に置き忘れていたのでガソリンが電磁波処理されたものと考えられる。
【００６１】
表２〜表５に示すように本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合にはエンジン回転数を高くしないと炭化水素（ＨＣ）の濃度が減らないが、すべての車種で本発明の電磁波処理を行った場合はエンジン回転数が低い段階から排ガス中の炭化水素（ＨＣ）濃度がゼロに近く、ガソリンが完全燃焼しているものと推測でき、しかも一酸化窒素（ＮＯ）の濃度もエンジン回転数が低い段階からゼロに近い。通常、燃料が完全燃焼する条件下では空気中の窒素が酸化されて窒素酸化物（一酸化窒素（ＮＯ））が生成し易くなるが、本実施例では燃料が完全燃焼したにもかかわらず、一酸化窒素（ＮＯ）が生成していない理由は、燃料が還元性雰囲気下で燃焼するためと考えられる。また酸素（Ｏ2）濃度については前記未処理に比べて本発明の電磁波処理を行うことで減少しているので、ガソリンの燃焼が促進しているのものと推定できる。さらに、表２〜表５に示すように本発明の電磁波処理を行うことで排ガス中の一酸化炭素は明らかに減少しており、ガソリンの燃焼性が良いことが分かる。
【００６２】
従って表２〜表５に示す結果から本発明の電磁波処理を行うことで発進、停止を繰り返しながら時速５０〜６０ｋｍで走行する通常の一般道路で走行条件下でガソリンの燃焼性が大幅に向上することが分かる。
【００６３】
また、上記表２〜表５の測定結果を得る前に湿度１５％、気温２℃の条件下で本発明の電磁波処理を図１と同じ装置を用いてガソリンと空気に本発明の電磁波処理を行った。その測定結果を表６〜表８に示す。
【表６】
【００６４】
【表７】
【００６５】
【表８】
【００６６】
なお、表６に示す結果はトヨタ自動車（株）の自動車カルディナ（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した場合の結果であり、表７に示す結果はダイハツ工業（株）の自動車ムーバー（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した場合の結果であり、表８に示す結果は本田技研工業（株）の自動車レジェンド（登録商標）にハイオクタン価ガソリンを使用した場合の結果である。
【００６７】
表６〜表８に示す測定結果によると、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合と本発明の電磁波処理を行う場合とでデータに有意差が認められなかった。この原因は湿度が低すぎるために、燃焼時のガソリンに供給する燃焼用空気中の水分が不足しているためと考えられる。
従って本発明の電磁波処理をガソリンに適用するためには燃焼用空気中の湿度がある程度高くする必要があることが分かった。
【実施例３】
【００６８】
図１０にエンジン７に供給する燃焼用空気を浄化するエアクリーナ１０内部の概略断面図を示す。エアクリーナ１０内には空気流路を横断する範囲にエアフィルタ１１を配置しており、該エアフィルタ１１の上部又は下部にハニカム状の銀メッキされたステンレス製金網（「金網（Ａｇ）」と表９、表１０に表示）１２又は約５ｍｍ径のセラミック粒子（（有）古谷技術研究所製の「イオンテクノボール」）を１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に１個つづ、碁盤状に配置したステンレス製金網（「金網（セラミック）」と表９、表１０に表示）１２を配置する。そして前記金網１２に図３に示す還元（−）型電磁波発生器３からの時間的に変化する交流電流を流すコイルを巻き付けて図１に示すコイル部２ｂとするか、または上記金網１２の近傍の燃焼用空気供給配管１ｂにコイルを巻き付けてコイル部２ｂとしてコイル部２に１ワットの電流を流して燃焼用空気を本発明の電磁波処理する。
【００６９】
比較のために下記（１）〜（３）の場合の異なる車種について車速に対するトルクと馬力の変化の関係を図１１〜図１５に示し、それぞれの最大トルクと最大馬力の測定結果を表９、表１０に示す。なお、表９と図１１〜図１３に示すデータは変速段が第４速の場合のテスト結果であり、表１０と図１４、図１５に示すデータは変速段が第３速の場合のテスト結果である。
【００７０】
カルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）ではレギュラーガソリンを使用し、アリスト（トヨタ自動車（株）製のハイオクタン用自動車の登録商標）ではレギュラーガソリンを使用した。
なお、前記トルクと馬力はDynaPack(社)製のシャーシダイナモメータ（型番Dyna Pack 5000 (4WDモデル）を仕様書通り使用して測定した。
【００７１】
（１）エアクリーナ１０内にハニカム状の前記金網１２を配置しないで、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（従来のままで「未処理」と表示又は図示する。）
（２）エアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２を配置し、燃焼用空気供給配管１b又は前記金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２に前記コイル部２ｂを設けて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」と表示又は図示する。）又は上記電磁波処理をしない場合（「未処理」と表示又は図示する。）
（３）エアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２を配置しないで、燃焼用空気供給配管１bに前記コイル部２ｂを設けて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」と表示又は図示する。）
【００７２】
【表９】
【００７３】
【表１０】
【００７４】
図１１にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２を配置しないで、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）場合を示す。
【００７５】
最大トルクと最大馬力を含めて燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）とで、ほぼトルクと馬力は同等であっ
図１２にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２を配置し、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００７６】
この場合も燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）に比べて前記コイル部２ｂを設けて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）は最高トルクと最高馬力を含めて広い車速範囲において処理の方が未処理よりトルクと馬力が上回っている。
【００７７】
図１３にはアリスト（トヨタ自動車（株）製のハイオクタン用自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２を配置し、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００７８】
この場合は、最大トルクと最大馬力を含めて燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）に比べて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）は、ほぼすべての車速においてトルクと馬力が大きく上回っている。
【００７９】
図１４にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網１２を配置せず、しかも燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）とエアクリーナ１０内に金網（セラミック）１２を配置して燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００８０】
この場合は、最大トルクと最大馬力は未処理と処理でほぼ同等の値を示すが、ほぼすべての車速範囲で処理の方が未処理よりトルクと馬力が上回っている。
【００８１】
図１５にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網１２を配置せず、しかも燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）（図１４で示す場合と同じ条件、表１０には（ ）内に数値を示す。）とエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２を配置し、燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００８２】
この場合は、ほぼすべての車速範囲で処理の方が未処理よりトルクと馬力が上回っている。また、最大トルクが未処理の場合より処理の場合が大きく上回っているが、最大馬力は未処理の方が上回っているか、ほぼ同等の値を示している。
【００８３】
このように、図１１〜図１５および表９、表１０に示す結果から、エンジン７に供給する燃焼用空気を浄化するエアクリーナ１０内のエアフィルタ１１の近くにハニカム状の銀メッキされたステンレス製金網１２又はセラミック製金網１２を配置し、該金網１２にコイルを巻き付けてコイル部とし又は該金網１２の近傍にコイル部を設け、これらのコイル部に、又は燃料用空気供給配管１bに設けたコイル部２ｂに図３に示す還元（−）型電磁波発生器３からの時間的に変化する１００Ｈz〜１０，０００Ｈzの時間とともに周波数が変化する交流電流を流すことで、車両のトルク及び馬力が従来より大きくなる特徴がある。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明により、内燃機関で使用するガソリンなどの液体燃料をマイナス帯電性とすることで、液体燃料の燃焼効率がマイナス帯電性処理をしない場合に比べて向上するので、省エネルギーおよび地球温暖化防止に著しく寄与する可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例の還元（−）型電磁波発生器による電磁波処理系統図である。
【図２】本発明の還元（−）型電磁波処理後の燃料粒子にエンジンのシリンダー内での燃料粒子の挙動（図２（ａ））と酸化（＋）型電磁波処理後の燃料粒子後のシリンダー内での燃料粒子の挙動（図２（ｂ））と電磁波処理をしていないシリンダー内での燃料粒子の挙動（図２（ｃ））を比較して説明する推定図である。
【図３】本発明の実施例の還元（−）型電磁波発生器の回路図である。
【図４】図３の還元（−）型電磁波発生器による電磁波強度と周波数との関係図である。
【図５】酸化（＋）型と還元（−）型の電磁波発生器を用いる塩化カリウム水溶液中の酸化チタン微粒子の基準値（未電磁波処理水中の酸化チタン微粒子のゼータ電位＝ゼロ）との差異と周波数との関係を示す図である。
【図６】配管の外側にコイルを設置する還元（−）型電磁波処理装置の構成図である。
【図７】投げ込み式のコイル部を有する還元（−）型電磁波処理装置の構成図である。
【図８】外部照射方式のコイル部を有する還元（−）型電磁波処理装置の構成図である。
【図９】ゼータ電位測定装置の説明図である。
【図１０】エンジンに供給する燃焼用空気を浄化するエアクリーナ内部の概略断面図を示す。
【図１１】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１２】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１３】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１４】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１５】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１ａ 燃料供給配管 １ｂ 空気供給配管
２ａ，２ｂ コイル部 ３ 還元（−）型電磁波発生器
４ ガソリン貯留槽 ５ コイル専用ケース
６ａ，６ｂ ポンプ ７ エンジン
１０ エアクリーナ １１ エアフィルタ
１２ ハニカム状の銀メッキ金網又はセラミック粒子を含む金網
２４ ビーカー ２５ 流出管
２６ ゼータ電位測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料の電磁波処理方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は各種流体に変調電磁波処理を施すことにより、その後の流体の扱いが容易になる技術を開発し、その技術は各種分野に使用されている。その内容は特許第３２４７９４２号の特許公報などに開示されている。
【０００３】
その後、変調電磁波処理装置として、還元（−）型変調電磁波発生器と酸化（＋）型変調電磁波発生器を使い分けることで、被処理流体中に含まれる物質の性質の違いに適切に対応でき、被処理流体が流れる流体流路を構成する壁面へ付着物が形成されないようにすることが可能であることを本出願人らは見出し、特許出願をした。
【特許文献１】特許第３２４７９４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８４３６号公報
【特許文献３】特開２００７−２０３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願人らは上記したように変調電磁波処理を各種被処理流体に対して施すことで、主に被処理流体が流れる流路内壁に付着物を堆積させないで、長期間流路が閉塞しない状態に保つことができることを見出した。
しかし、本出願人らの開発した変調電磁波処理技術を液体燃料に適用したことは無かったので、被処理流体としてガソリンなどの液体燃料を用いた場合の効果が不明であった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、本出願人らの開発した電磁波処理技術を液体燃料に適用して液体燃料を効果的に改質する方法と装置を確立することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、燃焼装置に供給する前の液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気に対して単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を照射する液体燃料の交流電磁波処理方法である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気を燃焼装置に供給する前に、還元（−）型電磁波発生器から（i）液体燃料の供給手段又はその近傍又は（ii）液体燃料と燃焼用空気の両方の供給手段又は該両方の供給手段のいずれかの近傍に設けたコイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すことで、前記液体燃料又は液体燃料と燃焼用空気に対して交流電磁波を照射する液体燃料の交流電磁波処理方法である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置して、該金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状のセラミック粒子に前記交流電磁波を照射する請求項２記載の液体燃料の交流電磁波処理方法である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、液体燃料燃焼用の燃焼装置への（i）液体燃料供給手段又は（ii）液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方に、又は（iii）液体燃料供給手段又は液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方の供給手段の近傍に設けたコイル部と、該コイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流す還元（−）型電磁波発生器とを備えた液体燃料の交流電磁波処理装置である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置した請求項４記載の液体燃料の交流電磁波処理装置である。
【００１１】
なお、本発明はガソリンだけでなくディーゼル、重油などにも適用でき、また乗物用エンジンなどだけでなく、ボイラなど乗物用以外の燃焼装置にも適用できる。
【００１２】
（作用）
液体燃料に対して本発明の電磁波処理をしない（以下、単に「未処理」ということがある）場合及びプラスのゼータ電位を与える周波数で電磁波による照射処理をする場合に比べて、本発明のマイナスのゼータ電位を与える周波数で照射処理をする場合に燃料消費量低減効果を有し、排ガス中の一酸化炭素と炭化水素の濃度を低減させる理由は次のように推定される。
【００１３】
すなわち、前記未処理の場合は図２（ｃ）に図示するように燃料の微粒子の表面電位は弱いプラス電位を形成するためマイナスに帯電しているシリンダー内壁部および燃料の微粒子間の電位反発が見られず、シリンダー内壁部のマイナス電位にプラス電位の燃料微粒子が付着し、酸素不足となり、不完全燃焼となるため、排ガス中の一酸化炭素と炭化水素の濃度が上昇する傾向が見られるためと考えられる。
【００１４】
また、燃料微粒子にプラスのゼータ電位を与える周波数の電磁波で照射処理をする場合は、燃料微粒子がプラス電位となり、図２（ｂ）に図示するようにシリンダー内壁部のマイナス電位に対してプラス電位の燃料微粒子が吸着し易くなり、燃料内部でのプラスに帯電した燃焼粒子同士の反発力だけでは燃焼効率がそれほど上昇しないものと考えられる。
【００１５】
また、照射する交流電磁波の周波数を特定せずに、ある範囲の周波数（例えば、図５に示す１００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚ付近）を与えた場合には、プラスとマイナスのゼータ電位となっている燃料微粒子が混在して、これらの微粒子相互間の結合と反発が生じるために燃焼効率が未処理の場合に比べて改善されないものと推定される。
【００１６】
これに対して本発明の燃料微粒子表面にマイナスのゼータ電位を与えるように単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を液体燃料に照射する場合には図２（ａ）に示すようにマイナス帯電しているシリンダー内壁面に触れるマイナス帯電燃料粒子を含め、シリンダ内の全ての領域でマイナス帯電した燃料微粒子同士の反発が起こり、燃焼効率が上昇したものと推定される。
また、本発明の電磁波処理は液体燃料に限らず、液体燃料と燃焼用空気の両方に対して電磁波処理をすることでも効果がある。
【００１７】
さらに、燃焼用空気に対して電磁波処理をする場合に燃焼装置への燃焼用空気供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体を配置して、該金属製編目体又は金属製多孔体に前記交流電磁波を照射すると、理由が不明であるが、上記電磁波で処理された液体燃料を使用する車両のトルク及び馬力が大きくなる。
【００１８】
前記金属製編目体又は金属製多孔体は、金属製のものであれば、限定はないが、耐腐食性能が高い金属、例えば銀、アルミニウムなどが望ましい。高価な金属の場合は他の金属にメッキを施すことで使用すると低コスト化できる。前記金属製多孔体にセラミックを溶射した多孔体を用いても良い。また、通気空間を有するようにステンレス製の金網などに碁盤目状にセラミック粒子を保持させた構成でもよい。
さらに、金属製多孔体に上記セラミック粒子と同一成分のセラミックを溶射したものを用いても良い。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜５記載の発明によれば、燃焼装置内での燃料の燃焼効率が本発明の電磁波処理を施さない場合に比べて、燃焼効率が向上し、燃料消費量を低減させ、排ガス中の一酸化炭素、炭化水素および一酸化窒素の濃度を低減させることができる。
また、請求項３，５記載の発明によれば、上記電磁波で処理された液体燃料を使用する車両のトルク及び馬力が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面とともに説明する。
本実施例は液体燃料としてガソリンを例にして還元（−）型の単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を発振する電磁波発生器（以下、単に「還元（−）型電磁波発生器」ということがある）を用いてガソリンを電磁波処理する方法について説明する。
【００２１】
まず、図３に示す還元（−）型電磁波発生器を用いる電磁波処理装置（以下、単に「還元（−）型装置」ということがある）の説明をする。
図３において、三角波又はのこぎり波の発振回路から発振する周波数を電圧−周波数変換回路により前記周波数を細分化し、各周波数に対応した電圧を得る。該電圧−周波数変換回路からの出力を波形整形増幅回路で電磁波強度を設定し、さらに電力を増幅させて適切な大きさの電力を得て図１に示すコイル部２ａに出力するか又はコイル部２ａ，２ｂの両方に出力する。
【００２２】
なお、電磁波強度とは空間における電磁波の強さを意味し、単位は［Ｖ／ｍ］又は［Ａ／ｍ］である。測定方法は使用目的により使い分けるが、本発明においては［Ａ／ｍ］である（Ｖは電圧、Ａは電流、ｍは長さ）。コイル部２ａ又はコイル部２ａ，２ｂに流す電流に比例し、センサーを置いた所での磁界の大きさをこの場合の電磁波の強さ又は強度としている。
【００２３】
この還元（−）型装置は、単一の周波数又は１００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの帯域で連続的に周波数が時間的に変化する交流電流をガソリンを流すガソリン供給配管１ａの外周に巻いたコイル部２ａ及び／又はコイル部２ｂに流す電磁波処理装置であり、当該装置により発生する電流により誘起される電磁界により前記ガソリン供給配管１ａを流れるガソリンを処理するものである。
【００２４】
この還元（−）型装置から発生する電流を、例えば４００ｍｓサイクル（任意可変可能）で順次周波数を変えてコイル部２ａ，２ｂに流すと、例えば図４に示す電磁波強度が得られる。図４に示す例は、周波数に対する電磁波強度のイメージ図であり、６×１０-3ガウスの電磁波強度で約４，０００〜６，０００Ｈｚの周波数帯にピーク値を有する主要周波数を示す場合である。
【００２５】
また、前記電磁波強度はコイル２ａ，２ｂに流す電流値に比例してその大きさが変化する。
Ｐ＝Ｋ×ｉ2×ｔ
Ｐ：被処理水液体への電磁波照射エネルギー［Ｗ］
ｉ：コイル２ａ，２ｂに流れる電流［Ａ］
ｔ：照射時間［秒］
Ｋ：定数［Ｈ／ｍ3］
【００２６】
前記図４に示す電磁波強度のピーク値を示す周波数付近でガソリン中に含まれる粒子のゼータ電位が大きく変化し、図５に示すように電磁波処理を行わない場合（未処理時）のゼータ電位（ゼロ値）に比べて大きく低下した値を示す。
【００２７】
なお、図５は、図３に示す回路を有する還元（−）型電磁波発生器と図示しない酸化（＋）型電磁波発生器（特開２００５−２８８４３６号公報の図７参照）を用いて周波数を変化させたときの酸化チタン微粒子を含む塩化カリウム水溶液のゼータ電位の変化を示すグラフである。
【００２８】
その際のゼータ電位の測定手順は以下の（１）〜（４）に示す通りである。
（１）ゼータ電位測定装置：大塚電子（株）製の電気泳動光散乱光度計ＥＬＳ−８００
（２）試料、溶質：酸化チタンのコロイド粒子（粒径１００〜２００μｍ）
溶媒：１０ｍモルのＫＣｌ水溶液
調整液：ｐＨ５．５
温度：２５℃
（３）変調電磁波発生器
図３に示す還元（−）型電磁波発生器と図示しない前記酸化（＋）型電磁波発生器を用いてコイル電流を１．０アンペアで、例えば図５に示す電磁波強度と周波数の関係を示す変調電磁波を発生させる。
（４）図９に示すようにコイル部２ａ，２ｂ（コイルを２０回巻き付けた塩化ビニル配管）の内部空間に前記粒子を含む試料を入れたビーカー２４を挿入した後、電磁波発生器３などからコイル部２ａ，２ｂに周波数で１．０アンペアの電流を１分間流して処理をした。その後、ビーカー２４内の粒子を含む試料を低部に設けた流出管２５からゼータ電位測定装置２６内に送り出してゼータ電位を測定した。
コイルに流す電流の主要周波数は、０．５、２０，４０，６０，８０，・・・及び１２０ｋＨｚで行った。また、還元（−）型発生器３などによる電磁波処理をしない場合にも、ビーカー２４内の粒子を含む試料を低部に設けた流出管２５からゼータ電位測定装置２６内に送り出してゼータ電位を測定した。
【００２９】
上記方法で得られた各周波数とゼータ電位の変化量の関係を図５に示すが、図５のゼータ電位の変化量は電磁波処理を行わない場合（未処理時）のゼータ電位に対する変化量であり、５回の測定値の平均値である。
【００３０】
次にコイル部２ａ，２ｂの配置について説明する。
図１には車両、発電機などの内燃機関（エンジン）７のシリンダへガソリンを供給する燃料供給配管１ａと燃焼用空気を供給する空気供給配管１ｂの外周部にケーブルコイルを巻き付けてコイル部２ａ，２ｂを形成した例を示す。該コイル部２ａ，２ｂへ還元（−）型電磁波発生器３から単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すと、コイル部２ａ，２ｂより発生する電磁波が配管１ａ，１ｂをそれぞれ透過してガソリン、燃焼用空気に照射された後にポンプ６ａ，６ｂによりエンジン７に供給される。なお、ポンプ６ａから出たガソリンは再び電磁波発生器３の前流側及びポンプ６ａの前流側の配管１ａに循環してもよい。
【００３１】
配管１ａ，１ｂの材質によっては電磁波の透過量が異なり、鋼鉄管＜ステンレス管＜塩化ビニル管の順に電磁波透過量は多くなる。透過率の悪い材質に対してはコイル電流値を増加させてガソリン・空気に必要な電磁波量を確保する。
【００３２】
また、図６（ａ）には配管１ａ，１ｂにコイルをシングル巻きした場合のコイル部２ａ，２ｂの外観図を示し、図６（ｂ）には配管１ａ，１ｂにコイルをダブル巻きした場合のコイル部２ａ，２ｂの外観図を示す。
【００３３】
図７には投げ込み式のコイル部２ａとコイル部２ａへ電流を流す還元（−）型電磁波発生器３を有する投込み照射型の電磁波処理装置を示す。ガソリン貯留槽４内に、例えば塩化ビニル管からなるコイル設置部材にコイルを巻いたコイル部２ａを投込み、コイル部２ａより発生する電磁波をガソリン貯留槽４内のガソリンに作用させる。
【００３４】
図６に示すような、ガソリンと空気がそれぞれ流れる配管１ａ，１ｂが鋼鉄管、鋳鉄管、ステンレス管等の金属材質からなる場合には配管１ａ，１ｂの電磁波透過性が良くないので、ガソリンと空気への電磁波の作用が著しく低下する場合がある。このような場合には、コイル部２ａをガソリン貯留槽４内のガソリン中に浸漬した投込み照射型の電磁波発生器によりガソリンを処理する方法を実施する。図７（ａ）に示す投込み照射型の電磁波処理装置の電磁波発信部を図７（ｂ）に示すように絶縁性の合成樹脂製のケース５内に密封することが効果的である。
【００３５】
図７に示すガソリン貯留槽４内に投げ込む方式のコイル部２ａは、図６のガソリン供給配管１ａにコイルを巻く方法と比較して配管１ａの材質に左右されないで電磁波をガソリンに有効に作用させることができる。また、図７に示す方法は図６に示す方法に比べて単位時間当たりの電磁波の照射エネルギーが高い。このように電磁波による照射エネルギーが高いため、投げ込み方式のコイル部２ａにより発生させる電磁波強度は小さくても良い。
【００３６】
また、ガソリンに対する還元力を促進させる電磁波を作用させる手段として、図７に示すガソリンが一時的に貯留されるガソリン貯留槽４等を有する場合には、コイル部２ａの投込み照射型の電磁波処理装置を採用することで、図６に示す方法に比較して効率的な電磁波処理が可能となる。
【００３７】
図７に示すようにガソリン貯留槽４内のガソリン中に投込み照射型の電磁波処理装置のコイル部２ａを浸漬しておくと、電磁波処理装置から発する電磁波エネルギーは全てガソリンに供給されるのでエネルギーのロスがない。しかも、図６の配管１ａ内を流れるガソリンとは異なり、ガソリン貯留槽４内にガソリンが滞留しているので長時間の電磁波を照射できる。このため、電磁波の照射時間の制御が容易になる。
【００３８】
図８には外部照射方式のコイル部２ａ，２ｂを示す。
図８（ａ）は外部照射方式コイル部２ａ，２ｂをそれぞれ配管１ａ，１ｂの外側に設置して、該コイル部２ａ，２ｂからガソリン・空気に電磁波を照射するものであり、図８（ｂ）はガソリン貯留槽４内の水面より上側に設置するコイル部２ａからガソリンに電磁波を照射する様子を示す。
【００３９】
以上図６〜図８に示すコイル部２ａ，２ｂからの電磁波処理方法のうち、最も少ない電磁波強度で処理が可能な方法は図７に示す投げ込み式である。透過させる物質の影響を受けず、直接、ガソリンに照射させることが可能である。
また、図３に示す還元（−）型電磁波発生器では連続的に周波数が時間的に変化する波形は方形波又はのこぎり波に限らず、サイン波などの他の波形であってもよい。
【００４０】
さらに空気供給配管１ｂには燃焼用空気を浄化するエアクリーナを設けているが、該エアクリーナ内に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置して、該金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状のセラミック粒子に前記交流電磁波を照射すると、該電磁波で処理された液体燃料を使用する車両のトルク及び馬力が大きくなる。
【実施例１】
【００４１】
表１には図１に示す系統においてエンジン７への燃焼用空気配管１ｂにはコイル部２ｂを装着してなく、ガソリン供給配管１ａにだけコイル部２ａを装着して図３の還元（−）型電磁波発生器３からコイル部２ａに２５０ミリアンペアの電流を流し、配管１ａの内壁面付近のゼータ電位がマイナスになるように単一の周波数又は時間の経過と共に周波数が変る電磁波を照射させて、本実施例を下記の条件下で７５０ｃｃのオートバイ（カワサキ株式会社製）用エンジンを用いてガソリンを燃焼させた実験結果を示す。
【表１】
【００４２】
オートバイはカワサキ株式会社製ゼファー７５０（登録商標名）、型式ＢＣＺＲ７５０ＣＩを用いて、所定時間（１５分間又は２０分間）の間、エンジンをアイドリング（エンジン回転数＝１１００±５０ｒｐｍ）で駆動させたときの各測定値である。
また、エンジン排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）の排出濃度は株式会社ヤナコ計測製の計測装置ＡＬＴＡＳ−２１０Ｌで計測した。
【００４３】
上記表１に示す通り、本実施例で特徴的なことはゼータ電位をマイナスにする周波数をガソリンに発振した場合に、電磁波処理を行わなかった場合（未処理の場合）に比べて、著しくガソリン消費量が削減でき、さらに排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）の排出濃度が減少されることが分かった。前記ゼータ電位をマイナスにする周波数は単一の周波数又は時間的に変化する変調周波数である。
【００４４】
これに対して未処理の場合はガソリンが不完全燃焼するために排ガス中の一酸化酸素と炭化水素の濃度が共に高くなり、燃費も悪い。また、ゼータ電位がプラスとなるように電磁波処理をすると未処理の場合に比べて、約３％程度燃焼効率が上昇するが、排ガス中の炭化水素の濃度が低減しないことが分かった。
【００４５】
さらに、電磁波処理の周波数を１００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚで特定せず与えた場合には、未処理に近い燃焼効率が見られたが、排ガス中の炭化水素の濃度が未処理の場合に比べて低減しないことが分かった。
【実施例２】
【００４６】
図１に示す系統においてエンジン７へのガソリン供給配管１ａと燃焼用空気配管１ｂにコイル部２ａ，２ｂをそれぞれ装着して図３の還元（−）型電磁波発生器３からコイル部２ａ，２ｂに電流を流さない場合（未処理）と１ワット、３ワット、５ワットの各電流を流して配管１ａ、１ｂの内壁面付近のゼータ電位がマイナスになるように単一の周波数又は時間の経過と共に周波数が変る電磁波を照射させた場合（本実施例）において、下記の条件下で表２〜表５に示す車種のエンジン７を用いてガソリンを燃焼させた実験結果を表２〜表５に示す。なお、還元（−）型電磁波発生器３による照射は配管１ａ、１ｂそのものでなく、該配管１ａ、１ｂの近傍でもよい。
【００４７】
また、表２〜表５に示すデータはアイドリング状態でエンジンの回転数を種々変化させたときの値である。
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】
【００５１】
使用した自動車排ガス分析計は（株）リエロ・ジャパン製のハンディタイプ各種自動車排ガス分析計（Autoシリーズ）であり、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、酸素（Ｏ2）及び一酸化窒素（ＮＯ）の濃度を自動計測する計測器である。
上記自動車排ガス分析計を自動車エンジンからの排気ガスが流れるマフラー内に自動車排ガス分析計のプローブを挿入してアイドリング状態でのエンジン排気ガスの濃度を測定することができる。
【００５２】
上記表に示すように本発明の電磁波処理を行わない（「未処理」という）場合と１ワット（１０ミリアンペア）、３ワット（３０ミリアンペア）、５ワット（５０ミリアンペア）で図１のガソリン供給配管１ａと燃焼用空気配管１ｂにそれぞれ巻いたコイル部２ａとコイル部２ｂに電流をそれぞれ流して電磁波処理を行った場合についてエンジン排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、酸素（Ｏ2）及び一酸化窒素（ＮＯ）の濃度の測定を行った。
また、エンジン７の回転数を５００〜７５０ｒｐｍ程度のエンジン回転数をアイドリング状態で数段階に変えて、エンジン排気ガス中の前記成分濃度を自動計測した。
【００５３】
表２に本田技研工業（株）のハイオクタン価ガソリン用の自動車レジェンド（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した結果を示す。
表２に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない（未処理）場合にはエンジン回転数が低いと炭化水素（ＨＣ）濃度が高く、エンジン７中ではガソリンの不完全燃焼状態であることを示しており、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度も高くなっている。前記未処理のレギュラーガソリンを使用したレジェンド（登録商標）では２０００ｒｐｍにエンジン回転数を上げないと、酸素濃度が減少しなく、２０００ｒｐｍ以下のエンジン回転数では酸素が消費されなく、炭化水素濃度も減少しないことから不完全燃焼していることが分かった。エンジン回転数を２０００ｒｐｍ以上にすると初めて酸素も消費され、ガソリンが完全燃焼に近くなり、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度もゼロに近くなる。ここでガソリンが完全燃焼に近くなって一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロに近くなる理由は、次の表３のエンジンの高速回転時のデータと比較して分かる通り、燃焼室内の温度が一酸化窒素（ＮＯ）を生成する高温に達していないためと考えられる。
【００５４】
しかし本発明の電磁波処理を行うと、驚くべきことにアイドリング状態の走行テストでは表２に示すほぼすべての条件下で一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態となり、ほぼ完全燃焼が行われていることを示している。またエンジン回転数が高くなっても還元性雰囲気でのガソリンの燃焼であるため一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態になるものと考えられる。
【００５５】
なお、一般道路の走行中には発進と停止を繰り返し、また時速５０〜６０ｋｍの速度、すなわち、ほとんどの場合において１５００ｒｐｍ程度以下のエンジン回転数で走行することから通常の時速５０〜６０ｋｍの速度でのエンジン回転数において、本発明の電磁波処理によれば未処理の場合に比較してガソリンの燃焼性が良くなることが分かった。
【００５６】
さらに、表２に示す結果によると、ハイオクタン価ガソリンの使用に適した自動車（本田田技研工業（株）の自動車レジェンド（登録商標））でも本発明の電磁波処理によりレギュラーガソリンが不完全燃焼することなく使用できることが分かった。
【００５７】
表３にトヨタ自動車（株）の自動車トヨタクラウンアスリート（登録商標）にハイオクタン価ガソリンを使用した結果を示す。
表３に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合と本発明の電磁波処理を行った場合を比較すると未処理の場合に、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ以上になると、一酸化窒素（ＮＯ）濃度が異常に高くなっている。これはレギュラーガソリンとは違ってハイオクタン価ガソリンを使用することで、ガソリンが酸化性雰囲気下で完全燃焼となるために高温燃焼となり、一酸化窒素（ＮＯ）濃度が高くなっているものと考えられる。
【００５８】
これに対して本発明の電磁波処理を行うと、エンジン回転数が低い段階エンジンの高速回転まで、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態となり、また排ガス中の炭化水素（ＨＣ）も少なく、ほぼ完全燃焼が行われていることをデータが示している。これは前述のようにエンジン回転数が高くなっても還元性雰囲気でガソリンが燃焼するため、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度がゼロまたはそれに近い状態にあるものと考えられる。ただし、３ワットと電磁波強度が高くなると一酸化窒素（ＮＯ）の濃度が増加する傾向にあることも分かった。
なお、表３で前記未処理のときのエンジン７の６００ｒｐｍの場合の排ガスデータは採取に失敗した。
【００５９】
表４にはトヨタ自動車（株）の自動車カルディナ（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した結果を示す。
表４に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合にはエンジン回転数が低いと炭化水素（ＨＣ）濃度が高く、ガソリンは不完全燃焼状態であることを示しており、１５００回転以上になって初めて完全燃焼に近い状態が得られ、一酸化窒素（ＮＯ）が発生しない状態になっている。しかし本発明の電磁波処理を行うとエンジン回転数が低い段階でも炭化水素（ＨＣ）濃度が低く、一酸化窒素（ＮＯ）濃度がゼロであった。これは本発明の電磁波処理により還元雰囲気で一酸化窒素（ＮＯ）が発生しないで、しかもガソリンが完全燃焼したものと考えられる。しかし、本発明の電磁波処理を５ワットで行い、エンジン回転数を１５００ｒｐｍ以上にすると、ガソリンは完全燃焼するが、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度が高くなっている。これは還元性雰囲気が強力な電磁波で壊されて、ガソリンが完全燃焼した後に空気中の窒素が酸化されたものと推定される。
【００６０】
表５にトヨタ自動車（株）の自動車エルグランド（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した場合の結果を示す。
表５に示す結果によれば、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合と本発明の電磁波処理を行う場合に、共に炭化水素（ＨＣ）濃度が低く、一酸化窒素（ＮＯ）濃度も一部を除いて低く、大きな違いはなかったが、前記未処理の場合に本発明の還元（−）型電磁波発生器３を作動したまま車内に置き忘れていたのでガソリンが電磁波処理されたものと考えられる。
【００６１】
表２〜表５に示すように本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合にはエンジン回転数を高くしないと炭化水素（ＨＣ）の濃度が減らないが、すべての車種で本発明の電磁波処理を行った場合はエンジン回転数が低い段階から排ガス中の炭化水素（ＨＣ）濃度がゼロに近く、ガソリンが完全燃焼しているものと推測でき、しかも一酸化窒素（ＮＯ）の濃度もエンジン回転数が低い段階からゼロに近い。通常、燃料が完全燃焼する条件下では空気中の窒素が酸化されて窒素酸化物（一酸化窒素（ＮＯ））が生成し易くなるが、本実施例では燃料が完全燃焼したにもかかわらず、一酸化窒素（ＮＯ）が生成していない理由は、燃料が還元性雰囲気下で燃焼するためと考えられる。また酸素（Ｏ2）濃度については前記未処理に比べて本発明の電磁波処理を行うことで減少しているので、ガソリンの燃焼が促進しているのものと推定できる。さらに、表２〜表５に示すように本発明の電磁波処理を行うことで排ガス中の一酸化炭素は明らかに減少しており、ガソリンの燃焼性が良いことが分かる。
【００６２】
従って表２〜表５に示す結果から本発明の電磁波処理を行うことで発進、停止を繰り返しながら時速５０〜６０ｋｍで走行する通常の一般道路で走行条件下でガソリンの燃焼性が大幅に向上することが分かる。
【００６３】
また、上記表２〜表５の測定結果を得る前に湿度１５％、気温２℃の条件下で本発明の電磁波処理を図１と同じ装置を用いてガソリンと空気に本発明の電磁波処理を行った。その測定結果を表６〜表８に示す。
【表６】
【００６４】
【表７】
【００６５】
【表８】
【００６６】
なお、表６に示す結果はトヨタ自動車（株）の自動車カルディナ（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した場合の結果であり、表７に示す結果はダイハツ工業（株）の自動車ムーバー（登録商標）にレギュラーガソリンを使用した場合の結果であり、表８に示す結果は本田技研工業（株）の自動車レジェンド（登録商標）にハイオクタン価ガソリンを使用した場合の結果である。
【００６７】
表６〜表８に示す測定結果によると、本発明の電磁波処理を行わない未処理の場合と本発明の電磁波処理を行う場合とでデータに有意差が認められなかった。この原因は湿度が低すぎるために、燃焼時のガソリンに供給する燃焼用空気中の水分が不足しているためと考えられる。
従って本発明の電磁波処理をガソリンに適用するためには燃焼用空気中の湿度がある程度高くする必要があることが分かった。
【実施例３】
【００６８】
図１０にエンジン７に供給する燃焼用空気を浄化するエアクリーナ１０内部の概略断面図を示す。エアクリーナ１０内には空気流路を横断する範囲にエアフィルタ１１を配置しており、該エアフィルタ１１の上部又は下部にハニカム状の銀メッキされたステンレス製金網（「金網（Ａｇ）」と表９、表１０に表示）１２又は約５ｍｍ径のセラミック粒子（（有）古谷技術研究所製の「イオンテクノボール」）を１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に１個つづ、碁盤状に配置したステンレス製金網（「金網（セラミック）」と表９、表１０に表示）１２を配置する。そして前記金網１２に図３に示す還元（−）型電磁波発生器３からの時間的に変化する交流電流を流すコイルを巻き付けて図１に示すコイル部２ｂとするか、または上記金網１２の近傍の燃焼用空気供給配管１ｂにコイルを巻き付けてコイル部２ｂとしてコイル部２に１ワットの電流を流して燃焼用空気を本発明の電磁波処理する。
【００６９】
比較のために下記（１）〜（３）の場合の異なる車種について車速に対するトルクと馬力の変化の関係を図１１〜図１５に示し、それぞれの最大トルクと最大馬力の測定結果を表９、表１０に示す。なお、表９と図１１〜図１３に示すデータは変速段が第４速の場合のテスト結果であり、表１０と図１４、図１５に示すデータは変速段が第３速の場合のテスト結果である。
【００７０】
カルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）ではレギュラーガソリンを使用し、アリスト（トヨタ自動車（株）製のハイオクタン用自動車の登録商標）ではレギュラーガソリンを使用した。
なお、前記トルクと馬力はDynaPack(社)製のシャーシダイナモメータ（型番Dyna Pack 5000 (4WDモデル）を仕様書通り使用して測定した。
【００７１】
（１）エアクリーナ１０内にハニカム状の前記金網１２を配置しないで、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（従来のままで「未処理」と表示又は図示する。）
（２）エアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２を配置し、燃焼用空気供給配管１b又は前記金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２に前記コイル部２ｂを設けて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」と表示又は図示する。）又は上記電磁波処理をしない場合（「未処理」と表示又は図示する。）
（３）エアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２を配置しないで、燃焼用空気供給配管１bに前記コイル部２ｂを設けて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」と表示又は図示する。）
【００７２】
【表９】
【００７３】
【表１０】
【００７４】
図１１にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２又は金網（セラミック）１２を配置しないで、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）場合を示す。
【００７５】
最大トルクと最大馬力を含めて燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）とで、ほぼトルクと馬力は同等であっ
図１２にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２を配置し、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００７６】
この場合も燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）に比べて前記コイル部２ｂを設けて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）は最高トルクと最高馬力を含めて広い車速範囲において処理の方が未処理よりトルクと馬力が上回っている。
【００７７】
図１３にはアリスト（トヨタ自動車（株）製のハイオクタン用自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２を配置し、燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）と燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００７８】
この場合は、最大トルクと最大馬力を含めて燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）に比べて燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）は、ほぼすべての車速においてトルクと馬力が大きく上回っている。
【００７９】
図１４にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網１２を配置せず、しかも燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）とエアクリーナ１０内に金網（セラミック）１２を配置して燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００８０】
この場合は、最大トルクと最大馬力は未処理と処理でほぼ同等の値を示すが、ほぼすべての車速範囲で処理の方が未処理よりトルクと馬力が上回っている。
【００８１】
図１５にはカルディナ（トヨタ自動車（株）製の自動車の登録商標）のエアクリーナ１０内に金網１２を配置せず、しかも燃焼用空気に上記電磁波処理をしない場合（未処理）（図１４で示す場合と同じ条件、表１０には（ ）内に数値を示す。）とエアクリーナ１０内に金網（Ａｇ）１２を配置し、燃焼用空気に上記電磁波処理をする場合（「処理」）の結果をそれぞれ示す。
【００８２】
この場合は、ほぼすべての車速範囲で処理の方が未処理よりトルクと馬力が上回っている。また、最大トルクが未処理の場合より処理の場合が大きく上回っているが、最大馬力は未処理の方が上回っているか、ほぼ同等の値を示している。
【００８３】
このように、図１１〜図１５および表９、表１０に示す結果から、エンジン７に供給する燃焼用空気を浄化するエアクリーナ１０内のエアフィルタ１１の近くにハニカム状の銀メッキされたステンレス製金網１２又はセラミック製金網１２を配置し、該金網１２にコイルを巻き付けてコイル部とし又は該金網１２の近傍にコイル部を設け、これらのコイル部に、又は燃料用空気供給配管１bに設けたコイル部２ｂに図３に示す還元（−）型電磁波発生器３からの時間的に変化する１００Ｈz〜１０，０００Ｈzの時間とともに周波数が変化する交流電流を流すことで、車両のトルク及び馬力が従来より大きくなる特徴がある。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明により、内燃機関で使用するガソリンなどの液体燃料をマイナス帯電性とすることで、液体燃料の燃焼効率がマイナス帯電性処理をしない場合に比べて向上するので、省エネルギーおよび地球温暖化防止に著しく寄与する可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例の還元（−）型電磁波発生器による電磁波処理系統図である。
【図２】本発明の還元（−）型電磁波処理後の燃料粒子にエンジンのシリンダー内での燃料粒子の挙動（図２（ａ））と酸化（＋）型電磁波処理後の燃料粒子後のシリンダー内での燃料粒子の挙動（図２（ｂ））と電磁波処理をしていないシリンダー内での燃料粒子の挙動（図２（ｃ））を比較して説明する推定図である。
【図３】本発明の実施例の還元（−）型電磁波発生器の回路図である。
【図４】図３の還元（−）型電磁波発生器による電磁波強度と周波数との関係図である。
【図５】酸化（＋）型と還元（−）型の電磁波発生器を用いる塩化カリウム水溶液中の酸化チタン微粒子の基準値（未電磁波処理水中の酸化チタン微粒子のゼータ電位＝ゼロ）との差異と周波数との関係を示す図である。
【図６】配管の外側にコイルを設置する還元（−）型電磁波処理装置の構成図である。
【図７】投げ込み式のコイル部を有する還元（−）型電磁波処理装置の構成図である。
【図８】外部照射方式のコイル部を有する還元（−）型電磁波処理装置の構成図である。
【図９】ゼータ電位測定装置の説明図である。
【図１０】エンジンに供給する燃焼用空気を浄化するエアクリーナ内部の概略断面図を示す。
【図１１】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１２】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１３】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１４】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【図１５】エンジンに供給する燃焼用空気に対して本発明による電磁波処理を行った場合と未処理の場合の車速に対するトルクと馬力の変化の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１ａ 燃料供給配管 １ｂ 空気供給配管
２ａ，２ｂ コイル部 ３ 還元（−）型電磁波発生器
４ ガソリン貯留槽 ５ コイル専用ケース
６ａ，６ｂ ポンプ ７ エンジン
１０ エアクリーナ １１ エアフィルタ
１２ ハニカム状の銀メッキ金網又はセラミック粒子を含む金網
２４ ビーカー ２５ 流出管
２６ ゼータ電位測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置に供給する前の液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気に対して単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を照射することを特徴とする液体燃料の交流電磁波処理方法。
【請求項２】
（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気を燃焼装置に供給する前に、還元（−）型電磁波発生器から（i）液体燃料の供給手段又はその近傍又は（ii）液体燃料と燃焼用空気の両方の供給手段又は該両方の供給手段のいずれかの近傍に設けたコイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すことで、前記液体燃料又は液体燃料と燃焼用空気に対して交流電磁波を照射することを特徴とする液体燃料の交流電磁波処理方法。
【請求項３】
燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置して、該金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状のセラミック粒子に前記交流電磁波を照射することを特徴とする請求項２記載の液体燃料の交流電磁波処理方法。
【請求項４】
液体燃料燃焼用の燃焼装置への（i）液体燃料供給手段又は（ii）液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方に、又は（iii）液体燃料供給手段又は液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方の供給手段の近傍に設けたコイル部と、
該コイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流す還元（−）型電磁波発生器と
を備えたことを特徴とする液体燃料の交流電磁波処理装置。
【請求項５】
燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置したことを特徴とする請求項４記載の液体燃料の交流電磁波処理装置。
【請求項１】
燃焼装置に供給する前の液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気に対して単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を照射することを特徴とする液体燃料の交流電磁波処理方法。
【請求項２】
（ａ）液体燃料又は（ｂ）液体燃料と燃焼用空気を燃焼装置に供給する前に、還元（−）型電磁波発生器から（i）液体燃料の供給手段又はその近傍又は（ii）液体燃料と燃焼用空気の両方の供給手段又は該両方の供給手段のいずれかの近傍に設けたコイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流すことで、前記液体燃料又は液体燃料と燃焼用空気に対して交流電磁波を照射することを特徴とする液体燃料の交流電磁波処理方法。
【請求項３】
燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置して、該金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状のセラミック粒子に前記交流電磁波を照射することを特徴とする請求項２記載の液体燃料の交流電磁波処理方法。
【請求項４】
液体燃料燃焼用の燃焼装置への（i）液体燃料供給手段又は（ii）液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方に、又は（iii）液体燃料供給手段又は液体燃料供給手段と燃焼用空気供給手段の両方の供給手段の近傍に設けたコイル部と、
該コイル部に液体燃料のゼータ電位がマイナスとなるように、単一の周波数又は周波数が時間的に変化する交流電流を流す還元（−）型電磁波発生器と
を備えたことを特徴とする液体燃料の交流電磁波処理装置。
【請求項５】
燃焼用空気の供給手段又はその近傍に金属製編目体、金属製多孔体又は碁盤目状にセラミック粒子を配置したことを特徴とする請求項４記載の液体燃料の交流電磁波処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２７６０４２（Ｐ２００９−２７６０４２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４３３７４（Ｐ２００８−１４３３７４）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５９３００２０９０）エスケーエイ株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５９３００２０９０）エスケーエイ株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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