流体処理用α線放射体及び装置
【課題】流体の流通抵抗が少なく、処理効率の良いα線放射による流体処理を行う。
【解決手段】この発明は、耐熱性を備えた材料で流体の流通が可能な所定の升目又は間隔で網状又は格子状に形成された保持芯材６の表面に、耐熱性の塗料又は接着剤よりなる固着材を塗布又は付着して固着層８を形成し、該固着層８に酸化トリウムを主材とする微細な粒体状又は粉体状のα線放射材７を付着させ、上記α線放射材７と固着層８を所定温度で焼成することにより保持芯材６に固定してなる。
上記保持芯材６は銅，ステンレス鋼その他の金属製の金網からなり、網目又は格子の線材の間隔を５〜３０ｍｍとしている。
【解決手段】この発明は、耐熱性を備えた材料で流体の流通が可能な所定の升目又は間隔で網状又は格子状に形成された保持芯材６の表面に、耐熱性の塗料又は接着剤よりなる固着材を塗布又は付着して固着層８を形成し、該固着層８に酸化トリウムを主材とする微細な粒体状又は粉体状のα線放射材７を付着させ、上記α線放射材７と固着層８を所定温度で焼成することにより保持芯材６に固定してなる。
上記保持芯材６は銅，ステンレス鋼その他の金属製の金網からなり、網目又は格子の線材の間隔を５〜３０ｍｍとしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、α線の電離作用を利用して水，空気，燃料用油等のような主として流体の殺菌，脱臭，低分子化，活性化，劣化防止等の処理を行うα線放射体及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気又は燃料、燃料及び空気又は混合気に電離作用を有するα線を照射することにより燃焼効率を改善する内燃機関その他の燃焼装置の燃焼促進のために、特許文献１に示すように、α線放射材である酸化トリウムを表面に付着させた粒状体を金網等の保持材に所定間隔で保持させ、この保持材を自動車用エンジンのエアクリーナー内にエア流通方向と交差する方向に設置したものが知られている。
【０００３】
また一般に酸化トリウムはα線放射体として知られており、α線は他の放射線に比して物質を透過する能力（透過力）は最も弱いが、電離作用は最も強いことも広く知られている。
【特許文献１】特開２００５−９８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記特許文献１に示されるもののように、酸化トリウムからなるα線放射材を含ませたものを粒状体表面に付着させて焼成したものを金網等に保持させるには、セラミック体の造粒や放射材のコーティング、さらには金網への保持加工等の加工工程が必要であるほか、金網への保持で表面の放射材が損傷するという欠点がある。
【０００５】
さらに上記のように粒状のセラミック処理材を使用する場合、粒状の放射材を保持するために、２枚の金網を重ねて粒状体をサンドイッチ状に挟持する必要があるほか、粒状体の粒径も５ｍｍ程度となり、金網固定のハンダ付部分も多く、処理筒の空間率も低下するため、大流量のものではその流通抵抗が大きくなる欠点がある。
【０００６】
この発明は上記の問題点を解決する流体処理用のα線放射体及びその放射体を用いた装置を提供するものである。そして特にα線のもつ大きな電離効果（イオン化）によって水，空気，油等の分子構造を変化させ、水にあっては強力なイオン化により効率のよい水の殺菌，脱臭，脱色等を行うものである。
【０００７】
また空気に対しては強力なイオン化によって空気分子の核の人工変換等を発生させ、燃焼効率の改善，脱臭，浮遊菌等の殺菌を行わせるものである。
さらに油類については強力なイオン化による活性化，劣化防止等を実現しようとするものである。このうち燃料油においては炭素分子結合の切断による小分子化及びラジカル化によって燃焼効率を改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は第１に、耐熱性を備えた材料で流体の流通が可能な所定の升目又は間隔で網状又は格子状に形成された保持芯材６の表面に、耐熱性の塗料又は接着剤よりなる固着材を塗布又は付着して固着層８を形成し、該固着層８に酸化トリウムを主材とする微細な粒体状又は粉体状のα線放射材７を付着させ、上記α線放射材７と固着層８を所定温度で焼成することにより保持芯材６に固定してなることを特徴としている。
【０００９】
第２に、保持芯材６が銅，ステンレス鋼その他の金属製の金網からなることを特徴としている。
【００１０】
第３に、網目又は格子の線材の間隔を５〜３０ｍｍとしたことを特徴としている。
【００１１】
第４に、固着材が珪素，チタン，炭素を主成分とするポリマーと無機化合物及び有機溶剤からなることを特徴としている。
【００１２】
第５に、内部空間を流体の流通路とする筒状の処理筒１内に、流体の流通方向を交差し処理筒１内の上流側と下流側を仕切るように前記α線放射体４を設置してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成される本発明のα線放射体及び装置は、網目状又は格子状の保持芯材表面に微細な粉体又は粉状のα線放射材が固着層を介して略前面に付着されているので、保持芯材全体からα線の放射ができ、α線放射密度も高く、保持芯材を通過する流体へのα線放射量も多いという利点がある。その結果従来の放射体や放射装置に比してα線放射による処理性能も向上する。
【００１４】
さらにα線放射材は固着層の表面に付着させて焼成固着されるため、流体に接する表面側にはα線放射を妨げられることなく効率よく放射されるとともに、固定も安定し他の固定と接触しないので脱落や損傷もない。
【００１５】
保持芯材は線材が網目状又は格子状に組合わされているだけであるため、流体に対する流通抵抗もなく、前記のようにα線放射量も多いために多数段に重ねて設置する必要がない。仮に複数段設置する場合でも従来のものより少ない枚数（段数）でより高い性能での流体処理ができる利点がある。
【００１６】
放射材は金網等の表面に付着させて焼成するだけなので、従来のように造粒や表面コーティングや金網等に固定するための機械的加工も必要なく、製造コストも低減できるほか、金網で挟持する場合のように他の部材との表面接触がないため、放射材表面の損傷や劣化等の不都合も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図示する本発明の実施形態につき説明すると、図１〜３は本発明の装置の使用状態の全体断面とその要部である放射体を順次拡大表示した状態を示している。
【００１８】
図１に示す装置は自動車用エンジン等の吸気側に取付けられる吸気処理装置の例を示し、筒状の処理筒１には吸入口２と排気口３とが付されており、処理筒１の内部には所定の間隔を介して２枚の通風可能な網状のα線放射体４を、エアの流通方向と交差しエア上流側と下流側を仕切るように内挿して設置している。この放射体４は内部のエア流通抵抗を少なくするために１枚にしても十分処理機能を発揮できるものである。
【００１９】
上記放射体４は図２に示すように例えば線径０．５ｍｍ程度の銅又はステンレス鋼からなる線材を５ｍｍ程度の網目の金網からなる放射材保持用の芯材６を備えている。該芯材６の全表面には図３で示すように例えば粒径５０μｍの粒体又は粉体状で、少なくとも０．２〜５ｗｔ％の酸化トリウムを含むα線放射材７を付着させている。
【００２０】
上記放射材７は耐熱性の塗料又は接着剤を放射材７の固着材として予め芯材６の表面に浸漬（ディッピング），スプレー，はけ塗り等の方法により塗装して形成した下地材としての固着層８を介して付着固定される。この最終固着は放射材７を固着した後５００〜６００℃で加熱焼成することによって行われる。このとき放射材７の表面には、α線放射が妨げられないように塗料等で被覆されないようにする必要がある。
【００２１】
α線放射による処理対象は、既述のように燃焼用エア以外に水，油，石油，ガス等の流体燃料その他α線の照射処理か有効な流体全般に及ぶものである。
【００２２】
上記芯材６の金網の升目や線材径は使用する処理装置の大小や風量等によって選択されるが、升目はα線の飛程距離（２５ｍｍ程度）と加工性，流体の流通抵抗等を考慮すると５〜３０ｍｍ程度が望ましい。また流通路の断面全体にα線が放射されれば必ずしも網目である必要はなく、格子状であってもよいし、パンチで加工したものであってもよい。材料も焼成に耐え得る耐熱性があれば金属に限られない。
【００２３】
固着材（固着層８）の材料としては、炭素を主成分とするポリマー，有機化合物及び有機溶剤から構成された耐高温性，耐薬品性，耐酸化性に優れ、塗装後の焼成によってセラミックの薄膜を形成するもので、「チラノコート」等の商品名で市販されているもの，セラミック化できる薄膜用塗料等が使用可能である。またα線放射材７の粒径も装置の使用条件等によって異なるが４０〜５００μｍ（４０〜４００メッシュ）程度のものが使用可能である。
【００２４】
次に図１以下に示す本発明の装置（但し、α線放射体４は１枚のみ）を自動車のエンジン吸気側に取付けて吸気エアをα線放射処理した場合と無装着の場合の排ガス組成の変化について示す。ちなみにテストに使用した自動車は、そのままでは州法の規定によりＨＣ，ＣＯ値がオーバーしている（表１参照）ために使用（走行）できない状態であった。
【００２５】
（テスト条件）
１．実験場所・・・アメリカ合衆国カリフォルニア州
（１）実験施設設置者 ＴＥ２３９４１７（州政府登録番号）
（２）実験施設 ＥＳ９１０５９４（州政府登録番号）
２．実験方法・・・カリフォルニア州法の規定に基く
３．実験日・・・２００６年１１月１０日
４．使用自動車「ＮＩＳＳＡＮ ＩＮＦＩＮＩＴＩ ２００２年型」、Ｉ−３５（型式） ３５００ｃｃ、６気筒、３７０２９マイル走行車
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１の結果によれば本発明の装置を装着した場合、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ含有量は、無装着の場合に比してカリフォルニア州の規則値をクリアするだけでなく、大幅に改善していることが明らかである。また上記測定結果は前記特許文献１中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの改善成績と対比しても著しく向上している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明装置の１例を示す全体断面図である。
【図２】本発明のα線放射体の構造を示す説明図である。
【図３】本発明のα線放射体の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 処理筒
４ α線放射体
６ 保持芯材
７ α線放射材
８ 固着層（固着材）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、α線の電離作用を利用して水，空気，燃料用油等のような主として流体の殺菌，脱臭，低分子化，活性化，劣化防止等の処理を行うα線放射体及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気又は燃料、燃料及び空気又は混合気に電離作用を有するα線を照射することにより燃焼効率を改善する内燃機関その他の燃焼装置の燃焼促進のために、特許文献１に示すように、α線放射材である酸化トリウムを表面に付着させた粒状体を金網等の保持材に所定間隔で保持させ、この保持材を自動車用エンジンのエアクリーナー内にエア流通方向と交差する方向に設置したものが知られている。
【０００３】
また一般に酸化トリウムはα線放射体として知られており、α線は他の放射線に比して物質を透過する能力（透過力）は最も弱いが、電離作用は最も強いことも広く知られている。
【特許文献１】特開２００５−９８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記特許文献１に示されるもののように、酸化トリウムからなるα線放射材を含ませたものを粒状体表面に付着させて焼成したものを金網等に保持させるには、セラミック体の造粒や放射材のコーティング、さらには金網への保持加工等の加工工程が必要であるほか、金網への保持で表面の放射材が損傷するという欠点がある。
【０００５】
さらに上記のように粒状のセラミック処理材を使用する場合、粒状の放射材を保持するために、２枚の金網を重ねて粒状体をサンドイッチ状に挟持する必要があるほか、粒状体の粒径も５ｍｍ程度となり、金網固定のハンダ付部分も多く、処理筒の空間率も低下するため、大流量のものではその流通抵抗が大きくなる欠点がある。
【０００６】
この発明は上記の問題点を解決する流体処理用のα線放射体及びその放射体を用いた装置を提供するものである。そして特にα線のもつ大きな電離効果（イオン化）によって水，空気，油等の分子構造を変化させ、水にあっては強力なイオン化により効率のよい水の殺菌，脱臭，脱色等を行うものである。
【０００７】
また空気に対しては強力なイオン化によって空気分子の核の人工変換等を発生させ、燃焼効率の改善，脱臭，浮遊菌等の殺菌を行わせるものである。
さらに油類については強力なイオン化による活性化，劣化防止等を実現しようとするものである。このうち燃料油においては炭素分子結合の切断による小分子化及びラジカル化によって燃焼効率を改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は第１に、耐熱性を備えた材料で流体の流通が可能な所定の升目又は間隔で網状又は格子状に形成された保持芯材６の表面に、耐熱性の塗料又は接着剤よりなる固着材を塗布又は付着して固着層８を形成し、該固着層８に酸化トリウムを主材とする微細な粒体状又は粉体状のα線放射材７を付着させ、上記α線放射材７と固着層８を所定温度で焼成することにより保持芯材６に固定してなることを特徴としている。
【０００９】
第２に、保持芯材６が銅，ステンレス鋼その他の金属製の金網からなることを特徴としている。
【００１０】
第３に、網目又は格子の線材の間隔を５〜３０ｍｍとしたことを特徴としている。
【００１１】
第４に、固着材が珪素，チタン，炭素を主成分とするポリマーと無機化合物及び有機溶剤からなることを特徴としている。
【００１２】
第５に、内部空間を流体の流通路とする筒状の処理筒１内に、流体の流通方向を交差し処理筒１内の上流側と下流側を仕切るように前記α線放射体４を設置してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成される本発明のα線放射体及び装置は、網目状又は格子状の保持芯材表面に微細な粉体又は粉状のα線放射材が固着層を介して略前面に付着されているので、保持芯材全体からα線の放射ができ、α線放射密度も高く、保持芯材を通過する流体へのα線放射量も多いという利点がある。その結果従来の放射体や放射装置に比してα線放射による処理性能も向上する。
【００１４】
さらにα線放射材は固着層の表面に付着させて焼成固着されるため、流体に接する表面側にはα線放射を妨げられることなく効率よく放射されるとともに、固定も安定し他の固定と接触しないので脱落や損傷もない。
【００１５】
保持芯材は線材が網目状又は格子状に組合わされているだけであるため、流体に対する流通抵抗もなく、前記のようにα線放射量も多いために多数段に重ねて設置する必要がない。仮に複数段設置する場合でも従来のものより少ない枚数（段数）でより高い性能での流体処理ができる利点がある。
【００１６】
放射材は金網等の表面に付着させて焼成するだけなので、従来のように造粒や表面コーティングや金網等に固定するための機械的加工も必要なく、製造コストも低減できるほか、金網で挟持する場合のように他の部材との表面接触がないため、放射材表面の損傷や劣化等の不都合も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図示する本発明の実施形態につき説明すると、図１〜３は本発明の装置の使用状態の全体断面とその要部である放射体を順次拡大表示した状態を示している。
【００１８】
図１に示す装置は自動車用エンジン等の吸気側に取付けられる吸気処理装置の例を示し、筒状の処理筒１には吸入口２と排気口３とが付されており、処理筒１の内部には所定の間隔を介して２枚の通風可能な網状のα線放射体４を、エアの流通方向と交差しエア上流側と下流側を仕切るように内挿して設置している。この放射体４は内部のエア流通抵抗を少なくするために１枚にしても十分処理機能を発揮できるものである。
【００１９】
上記放射体４は図２に示すように例えば線径０．５ｍｍ程度の銅又はステンレス鋼からなる線材を５ｍｍ程度の網目の金網からなる放射材保持用の芯材６を備えている。該芯材６の全表面には図３で示すように例えば粒径５０μｍの粒体又は粉体状で、少なくとも０．２〜５ｗｔ％の酸化トリウムを含むα線放射材７を付着させている。
【００２０】
上記放射材７は耐熱性の塗料又は接着剤を放射材７の固着材として予め芯材６の表面に浸漬（ディッピング），スプレー，はけ塗り等の方法により塗装して形成した下地材としての固着層８を介して付着固定される。この最終固着は放射材７を固着した後５００〜６００℃で加熱焼成することによって行われる。このとき放射材７の表面には、α線放射が妨げられないように塗料等で被覆されないようにする必要がある。
【００２１】
α線放射による処理対象は、既述のように燃焼用エア以外に水，油，石油，ガス等の流体燃料その他α線の照射処理か有効な流体全般に及ぶものである。
【００２２】
上記芯材６の金網の升目や線材径は使用する処理装置の大小や風量等によって選択されるが、升目はα線の飛程距離（２５ｍｍ程度）と加工性，流体の流通抵抗等を考慮すると５〜３０ｍｍ程度が望ましい。また流通路の断面全体にα線が放射されれば必ずしも網目である必要はなく、格子状であってもよいし、パンチで加工したものであってもよい。材料も焼成に耐え得る耐熱性があれば金属に限られない。
【００２３】
固着材（固着層８）の材料としては、炭素を主成分とするポリマー，有機化合物及び有機溶剤から構成された耐高温性，耐薬品性，耐酸化性に優れ、塗装後の焼成によってセラミックの薄膜を形成するもので、「チラノコート」等の商品名で市販されているもの，セラミック化できる薄膜用塗料等が使用可能である。またα線放射材７の粒径も装置の使用条件等によって異なるが４０〜５００μｍ（４０〜４００メッシュ）程度のものが使用可能である。
【００２４】
次に図１以下に示す本発明の装置（但し、α線放射体４は１枚のみ）を自動車のエンジン吸気側に取付けて吸気エアをα線放射処理した場合と無装着の場合の排ガス組成の変化について示す。ちなみにテストに使用した自動車は、そのままでは州法の規定によりＨＣ，ＣＯ値がオーバーしている（表１参照）ために使用（走行）できない状態であった。
【００２５】
（テスト条件）
１．実験場所・・・アメリカ合衆国カリフォルニア州
（１）実験施設設置者 ＴＥ２３９４１７（州政府登録番号）
（２）実験施設 ＥＳ９１０５９４（州政府登録番号）
２．実験方法・・・カリフォルニア州法の規定に基く
３．実験日・・・２００６年１１月１０日
４．使用自動車「ＮＩＳＳＡＮ ＩＮＦＩＮＩＴＩ ２００２年型」、Ｉ−３５（型式） ３５００ｃｃ、６気筒、３７０２９マイル走行車
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１の結果によれば本発明の装置を装着した場合、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ含有量は、無装着の場合に比してカリフォルニア州の規則値をクリアするだけでなく、大幅に改善していることが明らかである。また上記測定結果は前記特許文献１中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの改善成績と対比しても著しく向上している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明装置の１例を示す全体断面図である。
【図２】本発明のα線放射体の構造を示す説明図である。
【図３】本発明のα線放射体の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 処理筒
４ α線放射体
６ 保持芯材
７ α線放射材
８ 固着層（固着材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性を備えた材料で流体の流通が可能な所定の升目又は間隔で網状又は格子状に形成された保持芯材（６）の表面に、耐熱性の塗料又は接着剤よりなる固着材を塗布又は付着して固着層（８）を形成し、該固着層（８）に酸化トリウムを主材とする微細な粒体状又は粉体状のα線放射材（７）を付着させ、上記α線放射材（７）と固着層（８）を所定温度で焼成することにより保持芯材（６）に固定してなる流体処理用α線放射体。
【請求項２】
保持芯材（６）が銅，ステンレス鋼その他の金属製の金網からなる請求項１の流体処理用α線放射体。
【請求項３】
網目又は格子の線材の間隔を５〜３０ｍｍとした請求項２の流体処理用α線放射体。
【請求項４】
固着材が珪素，チタン，炭素を主成分とするポリマーと無機化合物及び有機溶剤からなる請求項１又は２又は３の流体処理用α線放射体。
【請求項５】
内部空間を流体の流通路とする筒状の処理筒（１）内に、流体の流通方向を交差し処理筒（１）内の上流側と下流側を仕切るように請求項１，２，３又は４のα線放射体（４）を設置してなる流体処理用α線放射装置。
【請求項１】
耐熱性を備えた材料で流体の流通が可能な所定の升目又は間隔で網状又は格子状に形成された保持芯材（６）の表面に、耐熱性の塗料又は接着剤よりなる固着材を塗布又は付着して固着層（８）を形成し、該固着層（８）に酸化トリウムを主材とする微細な粒体状又は粉体状のα線放射材（７）を付着させ、上記α線放射材（７）と固着層（８）を所定温度で焼成することにより保持芯材（６）に固定してなる流体処理用α線放射体。
【請求項２】
保持芯材（６）が銅，ステンレス鋼その他の金属製の金網からなる請求項１の流体処理用α線放射体。
【請求項３】
網目又は格子の線材の間隔を５〜３０ｍｍとした請求項２の流体処理用α線放射体。
【請求項４】
固着材が珪素，チタン，炭素を主成分とするポリマーと無機化合物及び有機溶剤からなる請求項１又は２又は３の流体処理用α線放射体。
【請求項５】
内部空間を流体の流通路とする筒状の処理筒（１）内に、流体の流通方向を交差し処理筒（１）内の上流側と下流側を仕切るように請求項１，２，３又は４のα線放射体（４）を設置してなる流体処理用α線放射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２２４２３３（Ｐ２００８−２２４２３３Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５８７０６（Ｐ２００７−５８７０６）
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（３９３０１６５３８）
【出願人】（３０３００９８４７）
【出願人】（５０１０９５５３２）
【出願人】（３０７００２４１５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（３９３０１６５３８）
【出願人】（３０３００９８４７）
【出願人】（５０１０９５５３２）
【出願人】（３０７００２４１５）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]