内燃機関の燃料タンク
【課題】光源等のエネルギー源を必要とせず、極めて簡単な構造としながら、貯溜される燃料を光触媒作用で改質する。製造コストを低減して安価に多量生産する。
【解決手段】内燃機関の燃料タンクは、金属板の表面に酸化チタンを付着しているチタンプレート３と、金属板の表面にセラミックスを付着しているセラミックスプレート４とを備える格子材２をタンク１内に配設している。格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを互いに交差するように連結して、セラミックスプレート４から放射される赤外線がチタンプレート３の酸化チタンに照射されるように配置している。
【解決手段】内燃機関の燃料タンクは、金属板の表面に酸化チタンを付着しているチタンプレート３と、金属板の表面にセラミックスを付着しているセラミックスプレート４とを備える格子材２をタンク１内に配設している。格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを互いに交差するように連結して、セラミックスプレート４から放射される赤外線がチタンプレート３の酸化チタンに照射されるように配置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料である液体燃料を貯溜する燃料タンクに関し、とくに、貯溜される液体燃料を改質して燃焼効率を向上できる内燃機関の燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、燃料の燃焼によって生じた高温・高圧のガスを直接利用して作動する機関であって、その燃料としてガソリン、軽油、重油等の液体燃料が使用される。これらの液体燃料は、化石燃料とも呼ばれており、その消費量を低減して有効に利用するために、燃焼効率を向上することは極めて重要である。また、環境面においても、燃焼時に発生する排気ガス中に含まれる大気汚染物質を低減することが求められている。
【０００３】
内燃機関における燃焼効率を向上し、大気汚染物質の排出を低減するために、光触媒の作用を利用して燃料タンクに貯溜される液体燃料を改質する技術が提案されている（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１の公報には、内部に光触媒を配設して、この光触媒の作用で燃料を改質する燃料貯蔵槽が記載される。この燃料貯蔵槽は、液体燃料を貯蔵する主貯蔵槽内に、光触媒性燃料改質部材と、該燃料改質部材に高エネルギー線を照射する高エネルギー線源とを配設している。この燃料貯蔵槽は、液体燃料の表面下近傍に配置された燃料改質部材に、高エネルギー線源から高エネルギー線を照射し、燃料改質部材中の光触媒性金属酸化物の光触媒機能によって、金属酸化物の表面近傍にある水、酸素等から活性酸素種を生成させる。この燃料貯蔵槽は、液体燃料の主成分であるパラフィン系炭化水素を、活性酸素種と化学反応させ、その構造中にオキサイドイオンを取り込むことにより、燃焼時に有効な酸素供給源として作用させ、燃焼効率を向上することができる。
【０００５】
しかしながら、この構造の燃料貯蔵槽は、主貯蔵槽内に高エネルギー線源を配置するので、全体の構造が複雑になる問題点がある。さらに、高エネルギー線源に電力を供給する必要があるので、ランニングコストが高くなると共に、メンテナンスにも手間がかかる問題点がある。
【０００６】
さらに、特許文献２の公報には、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品の表面にチタニア被膜を形成してなる光触媒コーティング成型物とそのコーティング方法が記載される。この光触媒コーティング成型物は、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品の表面に、チタン又はチタン合金から成る粉体を噴射し、この粉体中のチタンを非処理成品の表面に拡散させると共に、酸化させてチタニア被膜を形成する。この光触媒コーティング成型物は、たとえば、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品を球形状に成形し、その表面にチタン又はチタン合金から成る粉体を噴射してその表面にチタニア被膜を形成することができる。このように、球形状に成形される光触媒コーティング成型物は、燃料タンク内に収納して効率よく燃料を改質できる。
【０００７】
しかしながら、この光触媒コーティング成型物も、光触媒をより効果的に反応させるには、チタニア被膜に光を照射する必要があり、その供給が困難である問題点がある。また、球形状の光触媒コーティング成型物は、表面積を広くして燃料との接触面積を広くできる特長はあるが、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品を球形状に成形し、さらに、球形状の非処理成品にチタン又はチタン合金から成る粉体を噴射してその表面にチタニア被膜を形成するので、その製造に手間がかかり、安価に多量生産できない欠点がある。
【特許文献１】特開平１０−１７６６１５号公報
【特許文献２】特開２０００−６１３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、光源等のエネルギー源を必要とせず、極めて簡単な構造としながら、貯溜される燃料を光触媒作用で改質できる内燃機関の燃料タンクを提供することにある。
さらに、本発明の他の大切な目的は、光触媒を効率よく作用させて理想的に燃料を改質できると共に、製造コストを低減して安価に多量生産できる内燃機関の燃料タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。内燃機関の燃料タンクは、金属板の表面に酸化チタンを付着しているチタンプレート３と、金属板の表面にセラミックスを付着しているセラミックスプレート４とを備える格子材２をタンク１内に配設している。格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを互いに交差するように連結して、セラミックスプレート４から放射される赤外線がチタンプレート３の酸化チタンに照射されるように配置している。
【００１０】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、チタンプレート３が金属板の両面に酸化チタンを付着して、セラミックスプレート４が金属板の両面にセラミックスを付着することができる。
【００１１】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、チタンプレート３が、交差部分においてセラミックスプレート４の厚さよりも幅の広いスリット５を有し、セラミックスプレート４が、交差部分においてチタンプレート３の厚さよりも幅の広いスリット５を有し、チタンプレート３のスリット５にセラミックスプレート４を、セラミックスプレート４のスリット５にチタンプレート３を入れて、チタンプレート３とセラミックスプレート４を交差するように連結することができる。
【００１２】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、タンク１内に燃料を強制的に撹拌する撹拌機構６を設けることができる。この撹拌機構６は、エアーリフトポンプとすることができる。
【００１３】
さらに、本発明の内燃機関の燃料タンクは、タンク１に燃料を供給する給油路２３に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填してなるろ過具７を配設し、タンク１に供給される燃料をろ過具７に通過させることができる。
【００１４】
さらに、本発明の内燃機関の燃料タンクは、タンク１から燃料を排出する排出路２７に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填してなるろ過具９を配設し、タンク１から排出される燃料をろ過具９に通過させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、光源等のエネルギー源を必要とせず、極めて簡単な構造としながら、貯溜される燃料を光触媒作用で改質できる特長がある。それは、本発明の燃料タンクが、チタンプレートとセラミックスプレートとを互いに交差するように連結してなる格子材をタンク内に配設しているからである。この構造の燃料タンクは、セラミックスプレートから放射される赤外線がチタンプレートの酸化チタンに照射されて、酸化チタンの光触媒作用を促進するので、従来の燃料タンクのように光源等のエネルギー源を必要とせず、極めて簡単な構造としながら、タンク内の燃料を効率よく改質できる。
【００１６】
さらに、本発明の特筆すべき特長は、光触媒を効率よく作用させて理想的に燃料を改質できる構造としながら、製造コストを低減して安価に多量生産できることである。とくに、本発明の燃料タンクは、金属板の表面に酸化チタンを付着したチタンプレートと、金属板の表面にセラミックスを付着したセラミックスプレートとを物理的に連結してタンク内に配設するので、従来のようにセラミックスの表面に酸化チタンを付着する構造に比べて極めて簡単に製造できる。しかも、チタンプレートとセラミックスプレートとを別々に製造するので、その生産効率を向上でき、また、これらのプレートを互いに連結して製造するので、その製造工程を簡素化して製造コストを低減できる。
【００１７】
本発明の請求項３の内燃機関の燃料タンクは、チタンプレートにセラミックスプレートの厚さよりも幅の広いスリットを設けて、チタンプレートのスリットにセラミックスプレートを入れると共に、セラミックスプレートにチタンプレートの厚さよりも幅の広いスリットを設けて、セラミックスプレートのスリットにチタンプレートを入れて連結するので、チタンプレートとセラミックスプレートとを、極めて簡単に交差するように連結できる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項４の内燃機関の燃料タンクは、タンク内に燃料を強制的に撹拌する撹拌機構を設けているので、タンク内の燃料を撹拌しながら、燃料全体をむらなく効率よく改質できる。
【００１９】
さらに、本発明の請求項６の内燃機関の燃料タンクは、タンクに燃料を供給する給油路に、酸化チタンセラミックス粒をネット充填してなるろ過具を配設しているので、タンクに供給される燃料をろ過具に通過させて改質できる特長がある。
【００２０】
さらに、本発明の請求項７の内燃機関の燃料タンクは、タンクから燃料を排出する排出路に、酸化チタンセラミックス粒をネット充填してなるろ過具を配設しているので、タンクから排出される燃料をろ過具に通過させて改質できる特長がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための内燃機関の燃料タンクを例示するものであって、本発明は内燃機関の燃料タンクを以下のものに特定しない。
【００２２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、内燃機関の燃料として使用される燃料を貯溜するタンクである。内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジン、ジェットエンジン、タービン等が該当する。内燃機関に使用する燃料としては、ガソリン、軽油、重油等の液体燃料を挙げることができる。
【００２４】
図１に示す燃料タンクは、タンク１の内部に貯溜される液体燃料１０を改質するために、燃料改質部材として、チタンプレート３とセラミックスプレート４を連結してなる格子材２をタンク１内に配設している。
【００２５】
タンク１は、密閉された金属製の容器で、内部に液体燃料１０を貯溜する空間を有する。タンク１は、水平方向に延長してなる円筒状ないし角筒状をしており、内部に所定量の液体燃料１０を貯溜できる容積を有する。タンク１の容積は、その用途により種々に設計されるが、一般的には数十〜数百リットルとすることができる。たとえば、自動車用の燃料タンクにおいては、５０〜２００リットルとする。タンク１は、内部に貯溜される液体燃料１０が漏れないように、上方開口の本体部１１の開口部を蓋体１２で水密に閉塞した構造としている。
【００２６】
チタンプレート３は、金属板の表面に酸化チタンを付着したものである。チタンプレート３は、たとえば、金属板の表面に酸化チタンの粉末を高速で噴射して、金属板の表面に酸化チタンを付着させて製作される。ただ、チタンプレートは、金属板の表面に酸化チタンを付着できる他の全ての方法で制作することもできる。たとえば、チタンプレートは、金属板の表面に酸化チタンをバインダーで付着することもできる。表面に酸化チタンを付着してなるチタンプレート３は、光のエネルギーを受けて光触媒作用を発揮する。チタンプレート３は、光触媒反応を効率よく作用させるために、金属板の両面に酸化チタンを付着している。
【００２７】
セラミックスプレート４は、金属板の表面にセラミックスを付着したものである。このセラミックスプレート４は、チタンプレート３に赤外線を照射して、チタンプレート３の光触媒反応を促進する。セラミックスプレート４は、金属板の表面にアルミナ（酸化アルミ）やシリカ（酸化珪素）の粉末を付着させて製作される。セラミックスプレート４は、たとえば、アルミナまたはシリカを単独で、あるいはこれらの混合物を釉薬に混合したものを、金属板の表面に塗布した後、焼成して表面にセラミックスを付着させることができる。ただ、アルミナまたはシリカの粉末は、プラズマ溶着して金属板の表面に付着させることもできる。セラミックスプレート４は、効率よく赤外線を照射できるように、金属板の両面にセラミックスを付着している。
【００２８】
チタンプレート３とセラミックスプレート４は、図２ないし図４に示すように、互いに交差するように連結して格子材２としている。格子材２は、セラミックスプレート４から放射される赤外線がチタンプレート３の酸化チタンに照射されるようにチタンプレート３とセラミックスプレート４とを配置している。
【００２９】
図に示す格子材２は、複数のチタンプレート３を所定の間隔で平行に縦に並べると共に、複数のセラミックスプレート４を所定の間隔で横に平行に並べており、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを互いに交差する状態で連結している。この構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを、交差部分において隣り合う状態で配置して、セラミックスプレート４から放射される赤外線をチタンプレート３の酸化チタンに照射できる。
【００３０】
ただ、格子材２は、図５に示すように、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを交互に所定の間隔で平行に並べると共に、これらのプレートを縦横に配置して互いに交差する状態で連結することもできる。この構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを、互いに対向する状態で配置して、セラミックスプレート４から放射される赤外線をチタンプレート３の酸化チタンに照射できる。
【００３１】
以上の格子材２は、縦横に配列した複数のプレートを垂直に交差させて、各プレートで区画される領域を方形状としている。ただ、格子材２は、図６に示すように、縦横に配列した複数のプレートを斜めに交差させて、各プレートで区画される領域を平行四辺形ないしひし形とすることもできる。さらに、格子材は、図示しないが、チタンプレートとセラミックスプレートとで区画される領域が三角形状や六角形状となるように、チタンプレートとセラミックスプレートとを交差させて連結することもできる。
すなわち、本明細書において、格子材とは、複数のプレートを斜めに交差させたものも含む広い意味で使用するものとする。
【００３２】
チタンプレート３とセラミックスプレート４の幅と長さは、タンク１の形状と容積によって種々に設計される。たとえば、浅いタンクでは、プレートの幅を小さくして格子材全体を低くし、浅いタンクに貯溜される液体燃料に浸漬されるようにできる。逆に、深いタンクでは、プレートの幅を大きくして格子材全体を高くできる。また、底面が広いタンクでは、プレートを長くして格子材全体の外形を大きくすることができ、底面が狭いタンクでは、プレートを短くして格子材全体の外形を小さくできる。
【００３３】
さらに、格子材は、平行に配設される各プレートの数と各プレート間の距離も種々に設計できる。格子材は、平行に配設される各プレートの数を多くし、各プレート間の距離を狭くすることによって効果的に燃料を改質できる。反対に、平行に配設される各プレートの数を少なくし、各プレート間の距離を広くすることによって製造コストを低減できる。したがって、格子材は、これらのことを考慮して、平行に配設される各プレートの数と各プレート間の距離を決定する。
【００３４】
チタンプレート３とセラミックスプレート４は、互いに交差するように連結するために、互いの交差部分にスリット５を設けている。図４に示すチタンプレート３とセラミックスプレート４は、互いに連結される上下の対向縁３Ａ、４Ａからプレートの中央に向かって垂直にスリット５を設けている。図４において、下方に配置されるプレート（図ではセラミックスプレート４）は、上側の対向縁４Ａに所定の間隔でスリット５を設けており、上方に配置されるプレート（図ではチタンプレート３）は、下側の対向縁３Ａに所定の間隔でスリット５を設けている。上下に配置されるチタンプレート３とセラミックスプレート４は、互いに対向するスリット５同士を嵌合させて、互いに交差する状態に連結される。
【００３５】
図４に示すチタンプレート３とセラミックスプレート４は、ほぼ等しい上下幅を有しており、それぞれのチタンプレート３とセラミックスプレート４に上下幅のおよそ１／２の深さのスリット５を設けている。このスリット５は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とをバランス良く連結できる。とくに、図３に示すように、上下幅の等しいチタンプレート３とセラミックスプレート４の上下端を同一面としながら連結できる。ただ、チタンプレートのスリットとセラミックスプレートのスリットは、一方を深くして他方を浅くすることもできる。
【００３６】
さらに、チタンプレート３とセラミックスプレート４に設けるスリット５は、そこに挿入されるプレートの厚さよりも幅を広くしている。すなわち、図４に示すように、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを交差させる構造においては、チタンプレート３には、セラミックスプレート４の厚さよりも幅の広いスリット５を設けており、セラミックスプレート４には、チタンプレート３の厚さよりも幅の広いスリット５を設けている。この構造のスリット５は、チタンプレート３のスリット５にセラミックスプレート４を、セラミックスプレート４のスリット５にチタンプレート３をスムーズに挿入して、チタンプレート３とセラミックスプレート４を極めて簡単に交差するように連結できる。互いに連結されるチタンプレート３とセラミックスプレート４は、その交差部分において、溶着または接着し、あるいは連結具を介して固定することができる。ただ、チタンプレートとセラミックスプレートに設けるスリットの幅は、そこに挿入されるプレートの厚さよりとほぼ等しくすることもできる。このスリットは、互いに連結されるプレート同士を位置ずれしないようにしっかりと連結できる。
【００３７】
チタンプレート３とセラミックスプレート４の下端が同一面に配置される格子材２は、図１に示すように、下端部に固定部１３を配置して、格子材２の下端をタンク１の底面１１Ａから離す状態で固定することができる。この構造は、格子材２の内側の領域にも液体燃料１０を効率よく通過できる。とくに、燃料が減少して液面が格子材２の高さよりも低くなった場合においても、格子材２の内側の領域に液体燃料１０を通過できる。
【００３８】
さらに、チタンプレート３とセラミックスプレート４の下端が同一面に配置される格子材２は、図７に示すように、チタンプレート３とセラミックスプレート４のいずれか一方または両方の下端部に連通部１４を設けて、格子材２の内側の領域に液体燃料１０を通過できるようにすることもできる。図に示す連通部１４は、プレートの下端部に開口した切欠部である。ただ、連通部は、図の鎖線で示すように、貫通孔とすることもできる。貫通孔である連通部は、プレートの下部から上部に向かって複数箇所に設けて、より効率よく液体燃料を通過できる。
【００３９】
さらに、格子材２は、図８に示すように、上方に配置するプレート（図ではチタンプレート３）の下端をタンク１の底面１１Ａから離して配置して、このプレートの下端と底面１１Ａとの間に連通部１４を設けることもできる。この構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４に設けるスリット５の深さを調整して、たとえば、各プレートに設けるスリット５の深さの和が、下方に位置するプレートの上下幅よりも小さくなるようにして、簡単に連通部１４を設けることができる。この構造の格子材２も、この連通部１４を介して液体燃料１０を格子材２の内側に通過できる。以上のように、下端部に連通部１４を設けてなる格子材２は、図９に示すように、タンク１の底面１１Ａに直接固定することができる。
【００４０】
以上の構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを、簡単かつ容易に交差させる状態に連結できる。チタンプレート３とセラミックスプレート４とを連結してなる格子材２は、タンク１内の底面１１Ａに固定される。図１の格子材２は固定部１３を介して、図９の格子材２は直接に、タンク１の底面１１Ａに固定している。格子材２は、連結具（図示せず）を介して、あるいは溶着して、固定部１３または底面１１Ａに固定される。
【００４１】
さらに、図１に示す燃料タンクは、タンク１内の液体燃料１０を強制的に撹拌する撹拌機構６を設けている。図に示す撹拌機構６は、エアーリフトポンプである。この撹拌機構６は、タンク１内に上下方向に配設しているガイド筒１５と、タンク１内の上部のエアーを吸引すると共に、このエアーをガイド筒１５の下端部に供給するポンプ装置１６とを備える。
【００４２】
ポンプ装置１６は、タンク１の外部に配設されたポンプ本体１７を備えており、このポンプ本体１７の供給側に連結された吸引パイプ１８を蓋体１２の上部に連結すると共に、ポンプ本体１７の排出側に連結された排出パイプ１９をタンク１内の底部であってガイド筒１５の下端部に連結している。この構造のエアーリフトポンプは、ポンプ本体１７からガイド筒１５の下端にエアーを供給し、ガイド筒１５内の液体燃料１０に比重差を生じさせて液体燃料１０に流れを生じさせる。ガイド筒１５内の液体燃料１０は、エアーが供給されることによって、実質的な比重が低くなるので、ガイド筒１５内の液面が上昇する。液面が上昇するガイド筒１５内の液体燃料１０は、ガイド筒１５の上部において、ガイド筒１５に開口した貫通孔１５Ａから外部に移行する。したがって、このエアーリフトポンプは、液体燃料１０をガイド筒１５内の下方から上方へと移動させてタンク１内の液体燃料１０を撹拌する。図に示す撹拌機構６は、液体燃料１０の液面が下がっても、タンク１内の液体燃料１０を撹拌できるように、ガイド筒１５の外周面に、上下に離して複数の貫通孔１５Ａを開口している。このエアーリフトポンプは、極めて簡単な構造で、しかも、燃料を変質させることなく理想的に撹拌できる。なお、ポンプ本体１７は、バッテリーや太陽電池等で駆動することができる。たとえば、自動車に搭載される燃料タンクにおいては、ポンプ本体をバッテリーで駆動し、屋外に設置される燃料タンクにおいては、太陽電池を使用することができる。
【００４３】
ただ、撹拌機構は、エアーリフトポンプ以外の構造とすることもできる。図９に示す撹拌機構６は、タンク１内の底部に配設されて液体燃料１０を撹拌する撹拌部材２０と、この撹拌部材２０を回転させるモーター２１とを備える。この撹拌機構６は、タンク１の外部に配設されたモーター２１に連結された回転軸２２をタンク１内に配設し、この回転軸２２に撹拌部材２０を固定している。この撹拌機構６は、撹拌部材２０を液体燃料１０に浸漬する状態で回転させて液体燃料１０を強制的に撹拌する。
【００４４】
以上のように撹拌機構６を備える燃料タンクはチタンプレート３の近傍で改質された液体燃料１０と、チタンプレート３から離れた位置にある液体燃料１０とを撹拌して混合できるので、タンク１内の液体燃料１０の全体をむらなく改質できる特長がある。ただ、本発明の燃料タンクは、必ずしも撹拌機構を装備する必要はない。たとえば、自動車等の車両に搭載される燃料タンクは、車両の移動や、スタート・ストップ時の慣性等によって燃料タンク内の液体燃料が揺動されるので、この揺れによって液体燃料を自然に撹拌できる。したがって、車両に搭載される燃料タンクは、撹拌機構を省略して製造コストを低減することも可能である。
【００４５】
さらに、図１と図９に示す燃料タンクは、タンク１内に燃料を供給する給油路２３に、液体燃料１０を改質するろ過具７を配設している。図に示すタンク１は、蓋体１２の上面から突出して供給部１２Ａを設けており、この供給部１２Ａに給油パイプ２４を連結している。給油パイプ２４は、先端に給油口２５を備えており、この給油口２５から液体燃料１０を供給するようにしている。さらに、タンク１は、供給部１２Ａからタンク１の内部に延長された給油路２３にろ過具７を配設している。
【００４６】
ろ過具７は、図１０に示すように、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填したものである。酸化チタンセラミックス粒８は、たとえば、球形状に成形されたセラミックス粒の表面に酸化チタンを噴射して付着させて製作される。酸化チタンセラミックス粒８が充填されるネット部材２６は、たとえば、無数の透孔を開口してなる金網または金属板を袋状に成形したものである。これらの透孔は、酸化チタンセラミックス粒８よりも小さな開口面積としている。図に示すろ過具７は、ネット部材２６である外袋２６Ａと内袋２６Ｂの間に酸化チタンセラミックス粒８を充填すると共に、内袋２６Ｂの内側を給油路２３に連結している。この構造のろ過具７は、給油路２３からタンク１に供給される液体燃料１０を酸化チタンセラミックス粒８に通過させて改質できる。
【００４７】
さらに、図１と図９に示す燃料タンクは、タンク１から燃料を排出する排出路２７に、液体燃料１０を改質するろ過具９を配設している。図に示すタンク１は、タンク１内の液体燃料１０をエンジンに供給する供給パイプ２９を、蓋体１２の上面に設けた貫通孔２８を貫通して配設している。供給パイプ２９は、タンク１の外部に配設されたポンプ３０に連結されている。このポンプ３０が運転されると、タンク１内の液体燃料１０がポンプ３０に吸引されて、排出路２７を通過してエンジンに供給される。
【００４８】
ろ過具９は、前述のろ過具７と同様に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填したものである。したがって。酸化チタンセラミックス粒８と、これを充填するネット部材２６には、前述と同じものが使用できる。このろ過具９は、図１１に示すように、ネット部材２６をカップ状に成形しており、ネット部材２６で成形される外カップ２６ａと内カップ２６ｂの間に酸化チタンセラミックス粒８を充填している。さらに、ろ過具９は、外カップ２６ａと内カップ２６ｂの底を貫通して供給パイプ２９の下端を挿通し、内カップ２６ｂの内側に供給パイプ２９の排出路２７に連結している。さらに、ろ過具９は、外カップ２６ａと内カップ２６ｂの開口縁部である下端部にリング状のゴム磁石３１を配設している。この構造のろ過具９は、ゴム磁石３１を介して、下端をタンク１の底面１１Ａに吸着させて所定の位置に配置できる。この構造のろ過具９は、排出路２７からエンジンに供給される液体燃料１０を酸化チタンセラミックス粒８に通過させて改質できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、燃料タンクに貯溜される液体燃料を改質して、その燃焼効率を向上して燃費を改善できる。また、燃焼効率が向上されることによって、燃焼時における大気汚染物質の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料タンクの概略断面図である。
【図２】図１に示す燃料タンクの格子材の平面図である。
【図３】図２に示す格子材の斜視図である。
【図４】図３に示す格子材の分解斜視図である。
【図５】格子材の他の一例を示す平面図である。
【図６】格子材の他の一例を示す平面図である。
【図７】格子材の他の一例を示す斜視図である。
【図８】格子材の他の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例にかかる内燃機関の燃料タンクの概略断面図である。
【図１０】給油路に配設されるろ過具の拡大断面図である。
【図１１】排出路に配設されるろ過具の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…タンク
２…格子材
３…チタンプレート ３Ａ…対向縁
４…セラミックスプレート ４Ａ…対向縁
５…スリット
６…撹拌機構
７…ろ過具
８…酸化チタンセラミックス粒
９…ろ過具
１０…液体燃料
１１…本体部 １１Ａ…底面
１２…蓋体 １２Ａ…供給部
１３…固定部
１４…連通部
１５…ガイド筒 １５Ａ…貫通孔
１６…ポンプ装置
１７…ポンプ本体
１８…吸引パイプ
１９…排出パイプ
２０…撹拌部材
２１…モーター
２２…回転軸
２３…給油路
２４…給油パイプ
２５…給油口
２６…ネット部材 ２６Ａ…外袋 ２６Ｂ…内袋
２６ａ…外カップ ２６ｂ…内カップ
２７…排出路
２８…貫通孔
２９…供給パイプ
３０…ポンプ
３１…ゴム磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料である液体燃料を貯溜する燃料タンクに関し、とくに、貯溜される液体燃料を改質して燃焼効率を向上できる内燃機関の燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、燃料の燃焼によって生じた高温・高圧のガスを直接利用して作動する機関であって、その燃料としてガソリン、軽油、重油等の液体燃料が使用される。これらの液体燃料は、化石燃料とも呼ばれており、その消費量を低減して有効に利用するために、燃焼効率を向上することは極めて重要である。また、環境面においても、燃焼時に発生する排気ガス中に含まれる大気汚染物質を低減することが求められている。
【０００３】
内燃機関における燃焼効率を向上し、大気汚染物質の排出を低減するために、光触媒の作用を利用して燃料タンクに貯溜される液体燃料を改質する技術が提案されている（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１の公報には、内部に光触媒を配設して、この光触媒の作用で燃料を改質する燃料貯蔵槽が記載される。この燃料貯蔵槽は、液体燃料を貯蔵する主貯蔵槽内に、光触媒性燃料改質部材と、該燃料改質部材に高エネルギー線を照射する高エネルギー線源とを配設している。この燃料貯蔵槽は、液体燃料の表面下近傍に配置された燃料改質部材に、高エネルギー線源から高エネルギー線を照射し、燃料改質部材中の光触媒性金属酸化物の光触媒機能によって、金属酸化物の表面近傍にある水、酸素等から活性酸素種を生成させる。この燃料貯蔵槽は、液体燃料の主成分であるパラフィン系炭化水素を、活性酸素種と化学反応させ、その構造中にオキサイドイオンを取り込むことにより、燃焼時に有効な酸素供給源として作用させ、燃焼効率を向上することができる。
【０００５】
しかしながら、この構造の燃料貯蔵槽は、主貯蔵槽内に高エネルギー線源を配置するので、全体の構造が複雑になる問題点がある。さらに、高エネルギー線源に電力を供給する必要があるので、ランニングコストが高くなると共に、メンテナンスにも手間がかかる問題点がある。
【０００６】
さらに、特許文献２の公報には、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品の表面にチタニア被膜を形成してなる光触媒コーティング成型物とそのコーティング方法が記載される。この光触媒コーティング成型物は、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品の表面に、チタン又はチタン合金から成る粉体を噴射し、この粉体中のチタンを非処理成品の表面に拡散させると共に、酸化させてチタニア被膜を形成する。この光触媒コーティング成型物は、たとえば、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品を球形状に成形し、その表面にチタン又はチタン合金から成る粉体を噴射してその表面にチタニア被膜を形成することができる。このように、球形状に成形される光触媒コーティング成型物は、燃料タンク内に収納して効率よく燃料を改質できる。
【０００７】
しかしながら、この光触媒コーティング成型物も、光触媒をより効果的に反応させるには、チタニア被膜に光を照射する必要があり、その供給が困難である問題点がある。また、球形状の光触媒コーティング成型物は、表面積を広くして燃料との接触面積を広くできる特長はあるが、金属又はセラミックス又はこれらの混合物からなる非処理成品を球形状に成形し、さらに、球形状の非処理成品にチタン又はチタン合金から成る粉体を噴射してその表面にチタニア被膜を形成するので、その製造に手間がかかり、安価に多量生産できない欠点がある。
【特許文献１】特開平１０−１７６６１５号公報
【特許文献２】特開２０００−６１３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、光源等のエネルギー源を必要とせず、極めて簡単な構造としながら、貯溜される燃料を光触媒作用で改質できる内燃機関の燃料タンクを提供することにある。
さらに、本発明の他の大切な目的は、光触媒を効率よく作用させて理想的に燃料を改質できると共に、製造コストを低減して安価に多量生産できる内燃機関の燃料タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。内燃機関の燃料タンクは、金属板の表面に酸化チタンを付着しているチタンプレート３と、金属板の表面にセラミックスを付着しているセラミックスプレート４とを備える格子材２をタンク１内に配設している。格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを互いに交差するように連結して、セラミックスプレート４から放射される赤外線がチタンプレート３の酸化チタンに照射されるように配置している。
【００１０】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、チタンプレート３が金属板の両面に酸化チタンを付着して、セラミックスプレート４が金属板の両面にセラミックスを付着することができる。
【００１１】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、チタンプレート３が、交差部分においてセラミックスプレート４の厚さよりも幅の広いスリット５を有し、セラミックスプレート４が、交差部分においてチタンプレート３の厚さよりも幅の広いスリット５を有し、チタンプレート３のスリット５にセラミックスプレート４を、セラミックスプレート４のスリット５にチタンプレート３を入れて、チタンプレート３とセラミックスプレート４を交差するように連結することができる。
【００１２】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、タンク１内に燃料を強制的に撹拌する撹拌機構６を設けることができる。この撹拌機構６は、エアーリフトポンプとすることができる。
【００１３】
さらに、本発明の内燃機関の燃料タンクは、タンク１に燃料を供給する給油路２３に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填してなるろ過具７を配設し、タンク１に供給される燃料をろ過具７に通過させることができる。
【００１４】
さらに、本発明の内燃機関の燃料タンクは、タンク１から燃料を排出する排出路２７に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填してなるろ過具９を配設し、タンク１から排出される燃料をろ過具９に通過させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、光源等のエネルギー源を必要とせず、極めて簡単な構造としながら、貯溜される燃料を光触媒作用で改質できる特長がある。それは、本発明の燃料タンクが、チタンプレートとセラミックスプレートとを互いに交差するように連結してなる格子材をタンク内に配設しているからである。この構造の燃料タンクは、セラミックスプレートから放射される赤外線がチタンプレートの酸化チタンに照射されて、酸化チタンの光触媒作用を促進するので、従来の燃料タンクのように光源等のエネルギー源を必要とせず、極めて簡単な構造としながら、タンク内の燃料を効率よく改質できる。
【００１６】
さらに、本発明の特筆すべき特長は、光触媒を効率よく作用させて理想的に燃料を改質できる構造としながら、製造コストを低減して安価に多量生産できることである。とくに、本発明の燃料タンクは、金属板の表面に酸化チタンを付着したチタンプレートと、金属板の表面にセラミックスを付着したセラミックスプレートとを物理的に連結してタンク内に配設するので、従来のようにセラミックスの表面に酸化チタンを付着する構造に比べて極めて簡単に製造できる。しかも、チタンプレートとセラミックスプレートとを別々に製造するので、その生産効率を向上でき、また、これらのプレートを互いに連結して製造するので、その製造工程を簡素化して製造コストを低減できる。
【００１７】
本発明の請求項３の内燃機関の燃料タンクは、チタンプレートにセラミックスプレートの厚さよりも幅の広いスリットを設けて、チタンプレートのスリットにセラミックスプレートを入れると共に、セラミックスプレートにチタンプレートの厚さよりも幅の広いスリットを設けて、セラミックスプレートのスリットにチタンプレートを入れて連結するので、チタンプレートとセラミックスプレートとを、極めて簡単に交差するように連結できる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項４の内燃機関の燃料タンクは、タンク内に燃料を強制的に撹拌する撹拌機構を設けているので、タンク内の燃料を撹拌しながら、燃料全体をむらなく効率よく改質できる。
【００１９】
さらに、本発明の請求項６の内燃機関の燃料タンクは、タンクに燃料を供給する給油路に、酸化チタンセラミックス粒をネット充填してなるろ過具を配設しているので、タンクに供給される燃料をろ過具に通過させて改質できる特長がある。
【００２０】
さらに、本発明の請求項７の内燃機関の燃料タンクは、タンクから燃料を排出する排出路に、酸化チタンセラミックス粒をネット充填してなるろ過具を配設しているので、タンクから排出される燃料をろ過具に通過させて改質できる特長がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための内燃機関の燃料タンクを例示するものであって、本発明は内燃機関の燃料タンクを以下のものに特定しない。
【００２２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
本発明の内燃機関の燃料タンクは、内燃機関の燃料として使用される燃料を貯溜するタンクである。内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジン、ジェットエンジン、タービン等が該当する。内燃機関に使用する燃料としては、ガソリン、軽油、重油等の液体燃料を挙げることができる。
【００２４】
図１に示す燃料タンクは、タンク１の内部に貯溜される液体燃料１０を改質するために、燃料改質部材として、チタンプレート３とセラミックスプレート４を連結してなる格子材２をタンク１内に配設している。
【００２５】
タンク１は、密閉された金属製の容器で、内部に液体燃料１０を貯溜する空間を有する。タンク１は、水平方向に延長してなる円筒状ないし角筒状をしており、内部に所定量の液体燃料１０を貯溜できる容積を有する。タンク１の容積は、その用途により種々に設計されるが、一般的には数十〜数百リットルとすることができる。たとえば、自動車用の燃料タンクにおいては、５０〜２００リットルとする。タンク１は、内部に貯溜される液体燃料１０が漏れないように、上方開口の本体部１１の開口部を蓋体１２で水密に閉塞した構造としている。
【００２６】
チタンプレート３は、金属板の表面に酸化チタンを付着したものである。チタンプレート３は、たとえば、金属板の表面に酸化チタンの粉末を高速で噴射して、金属板の表面に酸化チタンを付着させて製作される。ただ、チタンプレートは、金属板の表面に酸化チタンを付着できる他の全ての方法で制作することもできる。たとえば、チタンプレートは、金属板の表面に酸化チタンをバインダーで付着することもできる。表面に酸化チタンを付着してなるチタンプレート３は、光のエネルギーを受けて光触媒作用を発揮する。チタンプレート３は、光触媒反応を効率よく作用させるために、金属板の両面に酸化チタンを付着している。
【００２７】
セラミックスプレート４は、金属板の表面にセラミックスを付着したものである。このセラミックスプレート４は、チタンプレート３に赤外線を照射して、チタンプレート３の光触媒反応を促進する。セラミックスプレート４は、金属板の表面にアルミナ（酸化アルミ）やシリカ（酸化珪素）の粉末を付着させて製作される。セラミックスプレート４は、たとえば、アルミナまたはシリカを単独で、あるいはこれらの混合物を釉薬に混合したものを、金属板の表面に塗布した後、焼成して表面にセラミックスを付着させることができる。ただ、アルミナまたはシリカの粉末は、プラズマ溶着して金属板の表面に付着させることもできる。セラミックスプレート４は、効率よく赤外線を照射できるように、金属板の両面にセラミックスを付着している。
【００２８】
チタンプレート３とセラミックスプレート４は、図２ないし図４に示すように、互いに交差するように連結して格子材２としている。格子材２は、セラミックスプレート４から放射される赤外線がチタンプレート３の酸化チタンに照射されるようにチタンプレート３とセラミックスプレート４とを配置している。
【００２９】
図に示す格子材２は、複数のチタンプレート３を所定の間隔で平行に縦に並べると共に、複数のセラミックスプレート４を所定の間隔で横に平行に並べており、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを互いに交差する状態で連結している。この構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを、交差部分において隣り合う状態で配置して、セラミックスプレート４から放射される赤外線をチタンプレート３の酸化チタンに照射できる。
【００３０】
ただ、格子材２は、図５に示すように、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを交互に所定の間隔で平行に並べると共に、これらのプレートを縦横に配置して互いに交差する状態で連結することもできる。この構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを、互いに対向する状態で配置して、セラミックスプレート４から放射される赤外線をチタンプレート３の酸化チタンに照射できる。
【００３１】
以上の格子材２は、縦横に配列した複数のプレートを垂直に交差させて、各プレートで区画される領域を方形状としている。ただ、格子材２は、図６に示すように、縦横に配列した複数のプレートを斜めに交差させて、各プレートで区画される領域を平行四辺形ないしひし形とすることもできる。さらに、格子材は、図示しないが、チタンプレートとセラミックスプレートとで区画される領域が三角形状や六角形状となるように、チタンプレートとセラミックスプレートとを交差させて連結することもできる。
すなわち、本明細書において、格子材とは、複数のプレートを斜めに交差させたものも含む広い意味で使用するものとする。
【００３２】
チタンプレート３とセラミックスプレート４の幅と長さは、タンク１の形状と容積によって種々に設計される。たとえば、浅いタンクでは、プレートの幅を小さくして格子材全体を低くし、浅いタンクに貯溜される液体燃料に浸漬されるようにできる。逆に、深いタンクでは、プレートの幅を大きくして格子材全体を高くできる。また、底面が広いタンクでは、プレートを長くして格子材全体の外形を大きくすることができ、底面が狭いタンクでは、プレートを短くして格子材全体の外形を小さくできる。
【００３３】
さらに、格子材は、平行に配設される各プレートの数と各プレート間の距離も種々に設計できる。格子材は、平行に配設される各プレートの数を多くし、各プレート間の距離を狭くすることによって効果的に燃料を改質できる。反対に、平行に配設される各プレートの数を少なくし、各プレート間の距離を広くすることによって製造コストを低減できる。したがって、格子材は、これらのことを考慮して、平行に配設される各プレートの数と各プレート間の距離を決定する。
【００３４】
チタンプレート３とセラミックスプレート４は、互いに交差するように連結するために、互いの交差部分にスリット５を設けている。図４に示すチタンプレート３とセラミックスプレート４は、互いに連結される上下の対向縁３Ａ、４Ａからプレートの中央に向かって垂直にスリット５を設けている。図４において、下方に配置されるプレート（図ではセラミックスプレート４）は、上側の対向縁４Ａに所定の間隔でスリット５を設けており、上方に配置されるプレート（図ではチタンプレート３）は、下側の対向縁３Ａに所定の間隔でスリット５を設けている。上下に配置されるチタンプレート３とセラミックスプレート４は、互いに対向するスリット５同士を嵌合させて、互いに交差する状態に連結される。
【００３５】
図４に示すチタンプレート３とセラミックスプレート４は、ほぼ等しい上下幅を有しており、それぞれのチタンプレート３とセラミックスプレート４に上下幅のおよそ１／２の深さのスリット５を設けている。このスリット５は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とをバランス良く連結できる。とくに、図３に示すように、上下幅の等しいチタンプレート３とセラミックスプレート４の上下端を同一面としながら連結できる。ただ、チタンプレートのスリットとセラミックスプレートのスリットは、一方を深くして他方を浅くすることもできる。
【００３６】
さらに、チタンプレート３とセラミックスプレート４に設けるスリット５は、そこに挿入されるプレートの厚さよりも幅を広くしている。すなわち、図４に示すように、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを交差させる構造においては、チタンプレート３には、セラミックスプレート４の厚さよりも幅の広いスリット５を設けており、セラミックスプレート４には、チタンプレート３の厚さよりも幅の広いスリット５を設けている。この構造のスリット５は、チタンプレート３のスリット５にセラミックスプレート４を、セラミックスプレート４のスリット５にチタンプレート３をスムーズに挿入して、チタンプレート３とセラミックスプレート４を極めて簡単に交差するように連結できる。互いに連結されるチタンプレート３とセラミックスプレート４は、その交差部分において、溶着または接着し、あるいは連結具を介して固定することができる。ただ、チタンプレートとセラミックスプレートに設けるスリットの幅は、そこに挿入されるプレートの厚さよりとほぼ等しくすることもできる。このスリットは、互いに連結されるプレート同士を位置ずれしないようにしっかりと連結できる。
【００３７】
チタンプレート３とセラミックスプレート４の下端が同一面に配置される格子材２は、図１に示すように、下端部に固定部１３を配置して、格子材２の下端をタンク１の底面１１Ａから離す状態で固定することができる。この構造は、格子材２の内側の領域にも液体燃料１０を効率よく通過できる。とくに、燃料が減少して液面が格子材２の高さよりも低くなった場合においても、格子材２の内側の領域に液体燃料１０を通過できる。
【００３８】
さらに、チタンプレート３とセラミックスプレート４の下端が同一面に配置される格子材２は、図７に示すように、チタンプレート３とセラミックスプレート４のいずれか一方または両方の下端部に連通部１４を設けて、格子材２の内側の領域に液体燃料１０を通過できるようにすることもできる。図に示す連通部１４は、プレートの下端部に開口した切欠部である。ただ、連通部は、図の鎖線で示すように、貫通孔とすることもできる。貫通孔である連通部は、プレートの下部から上部に向かって複数箇所に設けて、より効率よく液体燃料を通過できる。
【００３９】
さらに、格子材２は、図８に示すように、上方に配置するプレート（図ではチタンプレート３）の下端をタンク１の底面１１Ａから離して配置して、このプレートの下端と底面１１Ａとの間に連通部１４を設けることもできる。この構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４に設けるスリット５の深さを調整して、たとえば、各プレートに設けるスリット５の深さの和が、下方に位置するプレートの上下幅よりも小さくなるようにして、簡単に連通部１４を設けることができる。この構造の格子材２も、この連通部１４を介して液体燃料１０を格子材２の内側に通過できる。以上のように、下端部に連通部１４を設けてなる格子材２は、図９に示すように、タンク１の底面１１Ａに直接固定することができる。
【００４０】
以上の構造の格子材２は、チタンプレート３とセラミックスプレート４とを、簡単かつ容易に交差させる状態に連結できる。チタンプレート３とセラミックスプレート４とを連結してなる格子材２は、タンク１内の底面１１Ａに固定される。図１の格子材２は固定部１３を介して、図９の格子材２は直接に、タンク１の底面１１Ａに固定している。格子材２は、連結具（図示せず）を介して、あるいは溶着して、固定部１３または底面１１Ａに固定される。
【００４１】
さらに、図１に示す燃料タンクは、タンク１内の液体燃料１０を強制的に撹拌する撹拌機構６を設けている。図に示す撹拌機構６は、エアーリフトポンプである。この撹拌機構６は、タンク１内に上下方向に配設しているガイド筒１５と、タンク１内の上部のエアーを吸引すると共に、このエアーをガイド筒１５の下端部に供給するポンプ装置１６とを備える。
【００４２】
ポンプ装置１６は、タンク１の外部に配設されたポンプ本体１７を備えており、このポンプ本体１７の供給側に連結された吸引パイプ１８を蓋体１２の上部に連結すると共に、ポンプ本体１７の排出側に連結された排出パイプ１９をタンク１内の底部であってガイド筒１５の下端部に連結している。この構造のエアーリフトポンプは、ポンプ本体１７からガイド筒１５の下端にエアーを供給し、ガイド筒１５内の液体燃料１０に比重差を生じさせて液体燃料１０に流れを生じさせる。ガイド筒１５内の液体燃料１０は、エアーが供給されることによって、実質的な比重が低くなるので、ガイド筒１５内の液面が上昇する。液面が上昇するガイド筒１５内の液体燃料１０は、ガイド筒１５の上部において、ガイド筒１５に開口した貫通孔１５Ａから外部に移行する。したがって、このエアーリフトポンプは、液体燃料１０をガイド筒１５内の下方から上方へと移動させてタンク１内の液体燃料１０を撹拌する。図に示す撹拌機構６は、液体燃料１０の液面が下がっても、タンク１内の液体燃料１０を撹拌できるように、ガイド筒１５の外周面に、上下に離して複数の貫通孔１５Ａを開口している。このエアーリフトポンプは、極めて簡単な構造で、しかも、燃料を変質させることなく理想的に撹拌できる。なお、ポンプ本体１７は、バッテリーや太陽電池等で駆動することができる。たとえば、自動車に搭載される燃料タンクにおいては、ポンプ本体をバッテリーで駆動し、屋外に設置される燃料タンクにおいては、太陽電池を使用することができる。
【００４３】
ただ、撹拌機構は、エアーリフトポンプ以外の構造とすることもできる。図９に示す撹拌機構６は、タンク１内の底部に配設されて液体燃料１０を撹拌する撹拌部材２０と、この撹拌部材２０を回転させるモーター２１とを備える。この撹拌機構６は、タンク１の外部に配設されたモーター２１に連結された回転軸２２をタンク１内に配設し、この回転軸２２に撹拌部材２０を固定している。この撹拌機構６は、撹拌部材２０を液体燃料１０に浸漬する状態で回転させて液体燃料１０を強制的に撹拌する。
【００４４】
以上のように撹拌機構６を備える燃料タンクはチタンプレート３の近傍で改質された液体燃料１０と、チタンプレート３から離れた位置にある液体燃料１０とを撹拌して混合できるので、タンク１内の液体燃料１０の全体をむらなく改質できる特長がある。ただ、本発明の燃料タンクは、必ずしも撹拌機構を装備する必要はない。たとえば、自動車等の車両に搭載される燃料タンクは、車両の移動や、スタート・ストップ時の慣性等によって燃料タンク内の液体燃料が揺動されるので、この揺れによって液体燃料を自然に撹拌できる。したがって、車両に搭載される燃料タンクは、撹拌機構を省略して製造コストを低減することも可能である。
【００４５】
さらに、図１と図９に示す燃料タンクは、タンク１内に燃料を供給する給油路２３に、液体燃料１０を改質するろ過具７を配設している。図に示すタンク１は、蓋体１２の上面から突出して供給部１２Ａを設けており、この供給部１２Ａに給油パイプ２４を連結している。給油パイプ２４は、先端に給油口２５を備えており、この給油口２５から液体燃料１０を供給するようにしている。さらに、タンク１は、供給部１２Ａからタンク１の内部に延長された給油路２３にろ過具７を配設している。
【００４６】
ろ過具７は、図１０に示すように、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填したものである。酸化チタンセラミックス粒８は、たとえば、球形状に成形されたセラミックス粒の表面に酸化チタンを噴射して付着させて製作される。酸化チタンセラミックス粒８が充填されるネット部材２６は、たとえば、無数の透孔を開口してなる金網または金属板を袋状に成形したものである。これらの透孔は、酸化チタンセラミックス粒８よりも小さな開口面積としている。図に示すろ過具７は、ネット部材２６である外袋２６Ａと内袋２６Ｂの間に酸化チタンセラミックス粒８を充填すると共に、内袋２６Ｂの内側を給油路２３に連結している。この構造のろ過具７は、給油路２３からタンク１に供給される液体燃料１０を酸化チタンセラミックス粒８に通過させて改質できる。
【００４７】
さらに、図１と図９に示す燃料タンクは、タンク１から燃料を排出する排出路２７に、液体燃料１０を改質するろ過具９を配設している。図に示すタンク１は、タンク１内の液体燃料１０をエンジンに供給する供給パイプ２９を、蓋体１２の上面に設けた貫通孔２８を貫通して配設している。供給パイプ２９は、タンク１の外部に配設されたポンプ３０に連結されている。このポンプ３０が運転されると、タンク１内の液体燃料１０がポンプ３０に吸引されて、排出路２７を通過してエンジンに供給される。
【００４８】
ろ過具９は、前述のろ過具７と同様に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒８をネット充填したものである。したがって。酸化チタンセラミックス粒８と、これを充填するネット部材２６には、前述と同じものが使用できる。このろ過具９は、図１１に示すように、ネット部材２６をカップ状に成形しており、ネット部材２６で成形される外カップ２６ａと内カップ２６ｂの間に酸化チタンセラミックス粒８を充填している。さらに、ろ過具９は、外カップ２６ａと内カップ２６ｂの底を貫通して供給パイプ２９の下端を挿通し、内カップ２６ｂの内側に供給パイプ２９の排出路２７に連結している。さらに、ろ過具９は、外カップ２６ａと内カップ２６ｂの開口縁部である下端部にリング状のゴム磁石３１を配設している。この構造のろ過具９は、ゴム磁石３１を介して、下端をタンク１の底面１１Ａに吸着させて所定の位置に配置できる。この構造のろ過具９は、排出路２７からエンジンに供給される液体燃料１０を酸化チタンセラミックス粒８に通過させて改質できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、燃料タンクに貯溜される液体燃料を改質して、その燃焼効率を向上して燃費を改善できる。また、燃焼効率が向上されることによって、燃焼時における大気汚染物質の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例にかかる内燃機関の燃料タンクの概略断面図である。
【図２】図１に示す燃料タンクの格子材の平面図である。
【図３】図２に示す格子材の斜視図である。
【図４】図３に示す格子材の分解斜視図である。
【図５】格子材の他の一例を示す平面図である。
【図６】格子材の他の一例を示す平面図である。
【図７】格子材の他の一例を示す斜視図である。
【図８】格子材の他の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例にかかる内燃機関の燃料タンクの概略断面図である。
【図１０】給油路に配設されるろ過具の拡大断面図である。
【図１１】排出路に配設されるろ過具の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…タンク
２…格子材
３…チタンプレート ３Ａ…対向縁
４…セラミックスプレート ４Ａ…対向縁
５…スリット
６…撹拌機構
７…ろ過具
８…酸化チタンセラミックス粒
９…ろ過具
１０…液体燃料
１１…本体部 １１Ａ…底面
１２…蓋体 １２Ａ…供給部
１３…固定部
１４…連通部
１５…ガイド筒 １５Ａ…貫通孔
１６…ポンプ装置
１７…ポンプ本体
１８…吸引パイプ
１９…排出パイプ
２０…撹拌部材
２１…モーター
２２…回転軸
２３…給油路
２４…給油パイプ
２５…給油口
２６…ネット部材 ２６Ａ…外袋 ２６Ｂ…内袋
２６ａ…外カップ ２６ｂ…内カップ
２７…排出路
２８…貫通孔
２９…供給パイプ
３０…ポンプ
３１…ゴム磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の表面に酸化チタンを付着しているチタンプレート(3)と、金属板の表面にセラミックスを付着しているセラミックスプレート(4)とを互いに交差するように連結して、セラミックスプレート(4)から放射される赤外線がチタンプレート(3)の酸化チタンに照射するように配置してなる格子材(2)をタンク(1)内に配設している内燃機関の燃料タンク。
【請求項２】
チタンプレート(3)が金属板の両面に酸化チタンを付着しており、セラミックスプレート(4)が金属板の両面にセラミックスを付着している請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項３】
チタンプレート(3)が交差部分においてセラミックスプレート(4)の厚さよりも幅の広いスリット(5)を有し、セラミックスプレート(4)は交差部分にチタンプレート(3)の厚さよりも幅の広いスリット(5)を有し、チタンプレート(3)のスリット(5)にセラミックスプレート(4)を、セラミックスプレート(4)のスリット(5)にチタンプレート(3)を入れて、チタンプレート(3)とセラミックスプレート(4)を交差するように連結している請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項４】
タンク(1)内に燃料を強制的に撹拌する撹拌機構(6)を設けている請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項５】
撹拌機構(6)がエアーリフトポンプである請求項４に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項６】
タンク(1)に燃料を供給する給油路(23)に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒(8)をネット充填してなるろ過具(7)を配設しており、タンク(1)に供給される燃料をろ過具(7)に通過させるようにしてなる請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項７】
タンク(1)から燃料を排出する排出路(27)に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒(8)をネット充填してなるろ過具(9)を配設しており、タンク(1)から排出される燃料をろ過具(9)に通過させるようにしてなる請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項１】
金属板の表面に酸化チタンを付着しているチタンプレート(3)と、金属板の表面にセラミックスを付着しているセラミックスプレート(4)とを互いに交差するように連結して、セラミックスプレート(4)から放射される赤外線がチタンプレート(3)の酸化チタンに照射するように配置してなる格子材(2)をタンク(1)内に配設している内燃機関の燃料タンク。
【請求項２】
チタンプレート(3)が金属板の両面に酸化チタンを付着しており、セラミックスプレート(4)が金属板の両面にセラミックスを付着している請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項３】
チタンプレート(3)が交差部分においてセラミックスプレート(4)の厚さよりも幅の広いスリット(5)を有し、セラミックスプレート(4)は交差部分にチタンプレート(3)の厚さよりも幅の広いスリット(5)を有し、チタンプレート(3)のスリット(5)にセラミックスプレート(4)を、セラミックスプレート(4)のスリット(5)にチタンプレート(3)を入れて、チタンプレート(3)とセラミックスプレート(4)を交差するように連結している請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項４】
タンク(1)内に燃料を強制的に撹拌する撹拌機構(6)を設けている請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項５】
撹拌機構(6)がエアーリフトポンプである請求項４に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項６】
タンク(1)に燃料を供給する給油路(23)に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒(8)をネット充填してなるろ過具(7)を配設しており、タンク(1)に供給される燃料をろ過具(7)に通過させるようにしてなる請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【請求項７】
タンク(1)から燃料を排出する排出路(27)に、セラミックス粒の表面に酸化チタンを付着している酸化チタンセラミックス粒(8)をネット充填してなるろ過具(9)を配設しており、タンク(1)から排出される燃料をろ過具(9)に通過させるようにしてなる請求項１に記載される内燃機関の燃料タンク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３０７７９１（Ｐ２００６−３０７７９１Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３３６１７（Ｐ２００５−１３３６１７）
【出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（３９９００２５０６）株式会社オオツカ (3)
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（３９９００２５０６）株式会社オオツカ (3)
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