燃料、燃料添加剤、燃料添加剤添加方法、液体燃料の燃焼効率向上方法、燃料供給構造、燃料フィルタ、燃焼装置、バーナー、内燃機関および流体燃料の燃焼方法
格別な装置を用いることなく、自動車などの液体燃料燃焼装置の燃焼ガスにおける粒子状物質、一酸化炭素などの有害ガスを低減する液体燃料および液体燃料添加剤である。本発明の液体燃料添加剤は、粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む。この液体燃料添加剤を軽油１リットル当たり０．００２グラム添加した燃料をディーゼルエンジン自動車で試験をしたところ、粒子状物質の排出量が１６％減少し、一酸化炭素の排出量が１０％減少し、最大軸トルクが２．０−３．７％増大した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、ガソリン、軽油などの炭化水素系液体燃料、およびその液体燃料に添加され、内燃機関を含む燃焼装置でその液体燃料を燃焼させたとき、該燃焼装置の燃焼効率を向上させ、又は該燃焼装置から生じる燃焼ガスに含有される有害物質を低減する液体燃料添加剤に関する。
【背景技術】
ガソリンエンジンその他の内燃機関の燃料に添加し、或いは燃料に磁気などの何らかの外的な作用を及ぼし、燃焼効率を向上したり、排気ガスの浄化に寄与する燃料改善方式として、各種のものが実用化されている。それらのうちで最も広く普及している製品は、ＭＴＢＥ（日本語名：メチル−ｔ−ブチルエーテル、英語名：ＭＥＴＨＹＬ−Ｔ−ＢＵＴＹＬＥＴＨＥＲ）である。ＭＴＢＥは、エーテルの一種で、酸素分子を含むのでエンジン内で燃焼を良好な状態に保つ能力を有し、ひいては排気ガスによる大気の汚染の低減に寄与する燃料添加剤とされ、米国で広く普及しており、日本でもハイオクガソリンの添加剤として使用されている。
また、燃費を改善するために実用化された各種の燃料改善方式が、２００３年（平成１５年）３月１０日にインターネットで検索されたホームページｈｔｔｐ：／／ｗｅｂ．ｋｙｏｔｏ−ｉｎｅｔ．ｏｒ．ｊｐ／ｐｅｏｐｌｅ／ｍａｃｃｈａｎｎ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌに、「燃料添加剤の種類（その１）」として紹介されている。この「燃料添加剤の種類（その１）」によれば、現用の燃料改善方式としては、燃焼室の清浄によるもの（ポリエーテルアミン等）、燃焼速度を速めるもの（ナプロＧＸ（商標）等）、電磁波などにより燃料を活性化させるもの（クリスタルｃ−３０００（商標）等）、燃料の分子構造を細分化するもの（各種のバイオ系触媒）、遠赤外線効果により燃料を活性化するもの（パワーアップペイント（商標）等）がある。
これらの燃料改善方式のうちでパワーアップペイントは、ジーアールピー株式会社で製造され、株式会社タステックから販売されおり、また２００２年（平成１４年）３月１日の日刊産業新聞に「タステック 燃費向上の特殊塗料を発売」なる見出しで紹介されている。同新聞記事によれば、パワーアップペイントは、車両や船舶の燃料タンクの外側に塗布するある種の塗料であり、燃料タンク内の燃料に遠赤外線で作用を及ぼし、燃料を活性化し、燃焼効率を改善し、乗用車や普通トラックの燃料費を１０−２０％改善し、さらに排気ガスも改善し、環境に寄与する。そして、例えば乗用車では、７０００−９０００キロメートルの走行で、この塗料の費用が燃費改善の効果で回収できるとされている。
その他のガソリンの添加剤として、ガソリン中の不安定な物質を取り込みガソリンの酸化劣化を防ぐ酸化防止剤が知られている。酸化防止剤としては、例えば住友化学株式会社から販売されているＢＰＡ，ＢＰＡ−Ｍ１等がある。
また、ガソリン等の炭化水素混合燃料をオレフィン系や芳香族の炭化水素に添加する方法が特表２００１−５２４１５３に開示されている。
地球温暖化を防止するために内燃機関や外燃機関から排出される二酸化炭素（ＣＯ２）の低減は、全ての国において喫緊の課題である。また、大気の環境を保全する為には、ガソリンエンジン自動車およびディーゼルエンジン自動車から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、粒子状物質（ＰＭ）等の有害物質の低減も、同様に、喫緊の課題である。
ディーゼルエンジン自動車から排出される粒子状物質を減少する装置として、各種のディーゼル排出ガス粒子状物質減少装置が販売されている。また、ガソリンエンジン自動車やディーゼルエンジン自動車から排出される有害物質を低減するために各種の内燃機関（ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等）が開発され、実用化されている。
米国特許４，４８３，７５６には、ロッシェル塩（Ｒｏｃｈｅｌｌｅ ｓａｌｔ）、トルマリン（ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ）等のピエゾ電気物質（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）であって１ミクロン（１０−４ｃｍ）のペレット１８でなるベッド１７を反応室１０に詰め、ピストン１４でベッド１７に圧力を加えながら、入り口１２から窒素（Ｎ２）及び水素（Ｈ２）を反応室１７に導入し、窒素と水素とが反応し、アンモニア（ＮＨ３）を生成する速度を増大する方法が提案されている。米国特許４，４８３，７５６には、ピエゾ電気物質にピストン１４で圧力を加えることにより、ピエゾ電気物質を励起し、ピエゾ電気物質に電気エネルギーを発生させ、この電気エネルギーにより反応室１０における反応を促進するという反応速度増大の原理が記述されている。
【発明の開示】
上述のＭＴＢＥは地下水を汚染することが報道され、大きな社会問題となっている。ＭＴＢＥは、ガソリンスタンドの地下燃料タンクからガソリンとともに地中に漏れ、地下水を飲料にはできない程度に汚染していることが最近米国で判明したのである。
また、上述のパワーアップペイントについては、燃料タンクの外側に特殊な塗料を塗布するだけで、塗料から輻射される遠赤外線の効果により燃料費が１０−２０％改善するとされているが、塗料の組成は明らかでないし、単なる塗料から燃料の活性化に有効な程度の遠赤外線が輻射されるのか疑問があるし、しかも金属製のタンクを通して内部の燃料に遠赤外線が果たして有効な程度に到達するのかも疑問である。
上述の特表２００１−５２４１５３の方法では、ボロン（ホウ素）による還元作用を利用しているが、安価に大量の燃料を還元する方法ではない。
そして、上述の内燃機関だけではなく、ガスタービン、ジェットエンジン、家庭で用いるプロパンガス用バーナー、発電所などの火炉その他の燃焼装置においても、価格において実用可能な手段により燃焼効率を向上することが、炭酸ガス排出量の低減による地球温暖化防止の観点からエネルギー関連業界の社会的な指名となっている。
粒子状物質の主成分は微細な炭素（Ｃ）粒子である。そこで、ディーゼル排出ガス粒子状物質減少装置の多くは、ディーゼルエンジン自動車の排気管の途中に設けられ、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を燃焼させることにより、粒子状物質を二酸化炭素（ＣＯ２）に変化させ、無害化する方式を採用している。このような方式で粒子状物質を燃焼させるには、粒子状物質を極めて高い温度の環境に置く必要がある。そこで、ディーゼル排出ガス粒子状物質減少装置は、大型にならざるを得ず、また寿命が短く、高価であり、性能を維持するための頻繁な保守作業を必要とする。
一酸化炭素を生成しにくい各種の方式の内燃機関が開発されている。しかし、内燃機関の開発だけでは、軽油やガソリン等などの炭化水素燃料における炭素を完全に燃焼させることは難しく、炭化水素燃料における炭素の不完全燃焼により生じる一酸化炭素を減少させることには、限界があった。
前記米国特許４，４８３，７５６に記載の反応速度増大方法では、反応室１０にピエゾ電気物質を充填しているから、反応室１０を内燃機関における燃焼室とすることはできない。
そこで、本発明は、環境を汚染する虞が無く、燃焼効率に優れ、しかも安価な液体燃料などの流体燃料、微粉炭などの粉状燃料その他の燃料、燃料添加剤、燃焼装置および燃焼方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、格別な装置を用いることなく、自動車などの液体燃料燃焼装置の燃焼ガスにおける粒子状物質、一酸化炭素などの有害ガスを低減する液体燃料および液体燃料添加剤の提供を目的とする。
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
（１）コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料その他の燃料。
（２）粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む燃料添加剤。
（３）粉末状または粒状のトルマリンでなる燃料添加剤の層に液体燃料の基材を通すことにより、該燃料添加剤をコロイド状に該基材に含有させることを特徴とする液体燃料に対する燃料添加剤の添加方法。
（４）粉末状または粒状のトルマリンの層に液体燃料の基材を通すことを特徴とする液体燃料の燃焼効率向上方法。
（５）液体燃料等の流体燃料の燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、該流路において該流体燃料を該トルマリンに触れさせるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料供給構造。
（６）液体燃料等の流体燃料を濾過する燃料フィルタにおいて、該流体燃料の流路に粉末状または粒状のトルマリンを配置してなる燃料フィルタ。
（７）燃料の燃焼により発生した熱が伝わる領域であって、しかも該燃焼における酸化などの化学反応に関与する空気、燃料その他の気体が触れる領域にトルマリンを配置したことを特徴とするバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置。
（８）プロパンガスその他の流体燃料または微粉炭その他の粉状燃料を燃焼空域で燃焼させるバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置において、燃焼に起因する熱が伝わる部材にトルマリンを配置し、該トルマリンを包む雰囲気の流体燃料、空気又は流体燃料と空気との混合気が該燃焼空域に供給されるようにしたことを特徴とする燃焼装置。
（９）燃焼室または予燃焼室の気体が触れる空域にトルマリンを配置したことを特徴とする内燃機関。
（１０）トルマリンをコロイド状に分散させた流体燃料、若しくはトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを混合した燃料添加剤混合流体燃料を燃焼室に供給し、又はトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを互いに独立の供給路で燃焼室へ供給する流体燃料の燃焼方法。
（１１）コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料。
（１２）粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む液体燃料添加剤。
（１３）トルマリン、アルコール及び水を含む添加剤が基材燃料に添加してあり、
前記トルマリンは、コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態で前記基材燃料に分散していることを特徴とする液体燃料。
（１４）前記基材燃料がガソリンであるとき、前記トルマリンが０．００２グラム以上０．０３グラム以下、前記アルコールが５ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記水が０．１ミリリットル以上５ミリリットル以下の割合で、該基材燃料１リットルに添加してあることを特徴とする前記（１３）に記載の液体燃料。
（１５）粉末状若しくは粒子状のトルマリンを、アルコール及び水を含む液体にコロイド状に分散させ、または一部を該液体にコロイド状に分散させるとともに、残部を微粒子状態で該液体に含有させてなる液体燃料添加剤。
（１６）前記アルコール１００ミリリットル当たり、前記水は０．１ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記トルマリンは０．００２グラム以上１．５グラム以下であることを特徴とする前記（１５）に記載の液体燃料添加剤。
（１７）前記トルマリンに替えて、他の圧電物質を用いることを特徴とする（１）乃至（１６）に記載の燃料、燃料添加剤、燃料添加剤添加方法、液体燃料の燃焼効率向上方法、燃料供給構造、燃料フィルタ、燃焼装置、内燃機関または流体燃料の燃焼方法。
【図面の簡単な説明】
ＦＩＧ．１は、本発明の一実施の形態の燃料フィルタによる燃焼効率向上構造を示す模式図である。
ＦＩＧ．２は、本発明の他の実施の形態である家庭用プロパンガスバーナーを示す模式図である。
ＦＩＧ．３は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置したアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．４は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置し、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．５は、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．６は、市販のアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．７は、１３モード排ガス試験により得た平均排出ガス量およ最大トルクのデータを示す表である。
【発明を実施するための最良の形態】
次に本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層詳しく説明する。
ＦＩＧ．１は、本発明の一実施の形態の燃料フィルタによる燃焼効率向上構造を示す模式図である。本図において、１はトルマリン、２は燃料フィルタ、４は灯油容器、５は灯油受け口、６は灯油パイプである。灯油パイプ６の右端は家庭用石油ファンヒータの灯油タンクに繋がっている。灯油容器４、灯油受け口５及び灯油パイプ６は石油ファンヒータの構成部材である。灯油容器４は金属製の５リットル容器である。トルマリン１は３２５メッシュの粒状であり、トルマリン１の平均粒径は７８μｍ（ミクロン）である。トルマリン１の粒径は７８μｍを中心に上下に分散している。燃料フィルタ２は、３２５メッシュよりやや網目が小さい金属製の網である。灯油が燃料フィルタ２に注がれるに連れ、トルマリン１が徐々に灯油に分散し、トルマリン１は灯油の消費に比例して消費される。灯油が燃料フィルタ２を通過する際にトルマリン１は徐々に灯油に分散するが、灯油が燃料フィルタ２を通過するときに短時間に大量に灯油に混入してしまわない程度の大きさに燃料フィルタ２の網目は選んである。燃料フィルタ２上のトルマリン１の量は約０．４グラムであり、燃料フィルタ２の網上に極く薄く層状に堆積されている。燃料フィルタ２及び灯油受け口５の平面形は円形であり、両者は同軸に配置されている。
ＦＩＧ．１において、灯油容器４は、その開口部４ａに螺合されている蓋を手で回して外し、開口４ｂを燃料フィルタ２に対向させ、内部の灯油が開口４ｂから流下する姿勢において描いてある。灯油容器４をＦＩＧ．１の状態に設定すると、灯油容器４内部の灯油は、トルマリン１及び燃料フィルタ２を通過し、灯油受け口５に流下し、灯油受け口５から灯油パイプ６を経て石油ファンヒータの灯油霧化燃焼部に供給される。灯油パイプ６と石油ファンヒータの灯油霧化燃焼部との間には、燃料ポンプが介在してあり、燃料ポンプの作用により灯油受け口５に注がれた灯油は石油ファンヒータの灯油霧化燃焼部へ安全に移送される。
このようにして石油ファンヒータの灯油タンクに供給した灯油をその石油ファンヒータで燃焼させたところ、灯油の燃焼効率が格段に向上した。試験をした石油ファンヒータは、株式会社日立製作所製であり、予め希望の温度を設定することができる。そして、その石油ファンヒータで希望温度（設定温度と称される）を設定すると、設定温度と設定温度プラス１℃の範囲に室内の温度が安定化される。設定温度は、石油ファンヒータの操作ボタンの手動操作により入力され、マイクロプロセッサ及び温度制御プログラムを備える石油ファンヒータの温度制御システムに記憶され、その温度制御プログラムによる温度制御の目標温度となる。その温度制御プログラムは、単位時間に燃焼させる燃料の量を制御し、室内温度をその設定温度近傍に安定化する。
いま、ＦＩＧ．１のようにトルマリン１を配置した状態（トルマリン有り状態）と、ＦＩＧ．１のトルマリン１を除去し、その他の構造を同じとした状態（トルマリン無し状態）とを比べると、次のようなデータが得られた。この比較試験では、石油ファンヒータの暖房運転を開始する前の室内温度は１３℃であり、設定温度は１７℃とした。
このとき、トルマリン無し状態では、室内温度が１３℃から設定温度の１７℃まで上昇するのに要した時間は８分であった。他方、トルマリン有り状態では、室内温度が１３℃から設定温度の１７℃まで上昇するのに要した時間は６分であった。
また、トルマリン無し状態では、温風温度が７２．４℃であった。これに対し、トルマリン有り状態では、温風温度が７５．５℃であった。
更に、トルマリン無し状態では、室内温度は、設定温度の１７℃を超えて１８℃まで一旦上昇し、５分間で１７℃に戻った。他方、トルマリン有り状態では、室内温度は、設定温度の１７℃を超えて１９℃まで上昇し、１９℃を９分間維持し、１７℃に戻った。
また、トルマリン無し状態では、湿度は、２０％になった。他方、トルマリン有り状態では、湿度は２４％になった。
以上に述べた石油ファンヒータの実験から、トルマリン有り状態における灯油の燃焼効率は、トルマリン無し状態における灯油の燃焼効率に比べ、著しく高いことが分かる。トルマリン有り状態では、灯油がトルマリン１の層を通過する際に、トルマリン１がコロイドとして僅かに灯油に分散し、燃焼の工程においてコロイド状のトルマリンが触媒的に作用し、燃焼効率を著しく向上したと考えられる。
燃焼の工程におけるトルマリンの触媒的作用がどのようなものであるか、すなわちトルマリンが灯油の燃焼効率を向上する原理は、明確ではない。トルマリンに空気流が触れたときにマイナスイオンを発生すると言われており、トルマリンを利用することによりマイナスイオン発生機能を付与した空気清浄機、ヘアードライヤー等が多数市販されている。空中のマイナスイオンは、健康の向上に有用であるとされている。また、トルマリンには焦電効果（ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）があり、トルマリンは温度変化を受けると自発分極と呼ばれる電気分極を生じ、トルマリンの表面に電荷が現れる。コロイド状に灯油に分散したトルマリンは、微粒子であり、石油ファンヒータの燃焼室で急速に熱せられ、しかも燃焼室内で対流により位置を変える際に急激な温度変化を受けるので、焦電効果により大きな電気分極を生じると考えられる。この電気分極における正電極と負電極との間隔は、コロイド状の微粒子では非常に小さいので、大きな電界が生じ、この電界により燃焼室内の分子が活性化され、或いは多数のマイナスイオンが生成され、その活性化された分子或いはマイナスイオンにより、燃焼効率が向上するとも推測される。
次に、粒径０．８ミクロンの微粉状のトルマリン０．０３グラムを５リットルの灯油に混入し、石油ファンヒータで燃焼する実験をした。このとき、暖房前の室内は温度１３℃、湿度２２％であり、設定温度は１７℃とした。室内温度が１３℃から１７℃まで上昇するのに要した時間は６分２０秒であり、その後も室内温度は上昇を続け、１９℃まで上昇して安定化し、そのまま継続した。温風の温度は８１．０℃であった。石油ファンヒータが室内温度を設定温度の１７℃に安定化できなかった理由は、燃焼の火力が温度制御プログラムの設計値を超えており、石油ファンヒータの温度制御システムが燃料の供給を最低値に絞っても、室内温度が設定値を超えてしまったと考えられる。
その後、石油ファンヒータを消し、同一の温度及び湿度の条件に室内を戻し、設定温度を１７℃とし、トルマリンを添加しない灯油を同一の石油ファンヒータで燃焼し、部屋の暖房をしたところ、室内温度が１７℃まで上昇するのに要した時間は８分０秒であり、温風の温度は７２．４℃であり、室内温度は１７℃にまで上昇し安定化した。
この実験化から、微細な粉状のトルマリンを灯油に添加することにより、灯油の燃焼効率が格段に向上することが分かる。
次に、０．８ミクロンの微粒状のトルマリン０．０２グラムを１０リットルのガソリンに添加し、トルマリン微粒子をコロイド状に分散させたトルマリン添加ガソリンを生成した。そして、そのトルマリン添加ガソリンを、２５０ｃｃの自動２輪車に燃料として供給し、自動２輪車の走行実験を行った。この自動２輪車のエンジンは、４サイクルであり、燃料とは別のタンクから潤滑油を供給する方式である。コロイド状のトルマリンを添加したガソリン（トルマリン添加ガソリン）を燃料としたときと、トルマリン１を添加しないガソリン（トルマリン無添加ガソリン）を燃料としたときとを比べると、トルマリンを添加することによるガソリンの燃焼効率の向上を証する次のようなデータが得られた。
トルマリン無添加ガソリンでは排気ガスの温度（マフラーの温度）が１７８℃であったが、トルマリン添加ガソリンでは排気ガスの温度が２００℃以上となり、輻射温度計の計測範囲を超えた。
トルマリン無添加ガソリンに比べ、トルマリン添加ガソリンではラジエータの水温が１０℃上昇した。このとき温度は、分解能が０．１℃のデジタル表示温度計で測定した。
自動２輪車の走行速度が１００ｋｍ／ｈのとき、トルマリン無添加ガソリンでは。エンジン回転数は６，０００〜６，０５０ＲＰＭであったのに対し、同一の条件下において、トルマリン添加ガソリンではエンジン回転数は５，９００〜５，９５０ＲＰＭであった。つまり、自動２輪車の排気量が増大したのと同様な現象が生じた。なお、ここで用いた回転数測定計器は、分解能５０回転のデジタルエンジン回転計である。
アイドリング時のエンジン回転数は、トルマリン無添加ガソリンでは１，３５０〜１，４５０ＲＰＭであったのに対し、トルマリン添加ガソリンでは１，５５０〜１，６５０ＲＰＭであった。
燃費は、トルマリン無添加ガソリンでは２２．５キロメートル／リットルであったが、トルマリン添加ガソリンでは２４．５キロメートル／リットルであり、約９％改善した。ただし、点火タイミング等のエンジンの設定が最適化されていない状態における実験であるから、燃費は更に改善できる可能性が高い。
トルマリン添加ガソリンにおけるこのような燃焼効率の向上の理由は、前述の石油ファンヒータの実験における燃焼効率の向上の理由と同様であると考えられる。ガソリンエンジン等の内燃機関では、燃焼室において爆発的燃焼が繰り返されており、その爆発的燃焼では温度および圧力が極端に急激に変動しており、焦電効果によるトルマリンの電気分極は極めて大きく、トルマリン微粒子近傍では局所的に大きな電界が生じ、ひいては燃焼室内の分子が活性化され、或いはマイナスイオンが多数生成され、その活性化された分子或いはマイナスイオンにより、燃焼効率が向上すると推測される。
急激に変動する圧力は、衝撃であり、振動をともなうのが通常である。トルマリンには、圧電効果（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）もあるので、圧力の急激な変動がある内燃機関の燃焼室では、トルマリンの電気分極が石油ファンヒータにおけるよりも一層大きい。また、内燃機関の燃焼室における温度の変動範囲は石油ファンヒータにおけるよりも大きいので、この面でもトルマリン添加ガソリンの燃焼効率の向上、ひいてはトルマリン添加ガソリンを燃料とする内燃機関の燃費改善効果は一層顕著である。
トルマリンには還元作用があり、還元作用は食品や飲料水におけるトルマリンの健康増進作用の１つとして各種の文献に既に記述されている。例えば、トルマリンは、水中ではヒドロキシルイオンを発生させ、ヒドロキシルイオンが還元作用を呈することや、クラスタ（分子の塊）を小さくする作用をすることが、例えばインターネットでは東海大学教養学部人間環境学科自然環境課程上原研究サイトに公開されている。更に、トルマリンは、水中および空中で微弱電流を流し、水中では水の電気分解やマイナスイオンの発生をし、空気中においてはマイナスイオンを発生し、電気分解する水量やマイナスイオン量はトルマリンが外界から受ける振動、衝撃、熱、光等の刺激の大きさに比例するとも報告がされている。
上述の実施の形態では、トルマリンは急激な温度変動や急激な圧力変動（振動や衝撃を含む）などによりエネルギーを受けるので、燃焼効率向上の効果を呈するものと考えられるが、さらに燃焼室内の光の量の変動によるエネルギー供給効果が加味されていることも推定される。また、上述の如くトルマリンにはクラスタを小さくする作用、すなわち分子の塊を微小化する作用は報告されている。そこで、燃焼室内で高いエネルギーを得たトルマリンによるクラスタ微小化作用により、燃焼室内の燃料の粒子が微小化され、燃焼の均一化および燃焼速度の増大が図られ、燃焼の均一化および燃焼速度の増大が燃焼効率の向上に寄与していることも考えられる。内燃機関において燃焼の均一化および燃焼速度の増大があれば、燃焼効率が向上するとともに、熱エネルギーを機械エネルギーへ変換する効率（熱機械変換効率）も向上するので、燃費の改善をもたらす。
米国特許（Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ）Ｎｏ．４，４８３，７５６には、圧電物質であるロッシェル塩（Ｒｏｃｈｅｌｌｅ ｓａｌｔ）の微粉末をシリンダー状の反応室に充填し、反応室には気体の取り入れ口と取り出し口とを設け、取り入れ口から気体の水素と窒素を供給し、ピストンによりロッシェル塩を１０，０００ｐｓｉで加圧することにより、反応室における水素と窒素の化学反応を促進し、取り出し口からアンモニアを取り出す方法が記載されている。圧電物質（トルマリン）を分散された炭化水素燃料を気体又は霧状で内燃機関の燃焼室に供給するとき、その米国特許Ｎｏ．４，４８３，７５６に開示された化学反応促進方法と同様な電気化学的な作用で、炭化水素燃料と酸素との反応が促進され、燃費率の向上がもたらされるとも考えられる。
次に、気体燃料にトルマリンを作用させ、気体燃料の燃焼効率を向上させる実施の形態を説明する。ＦＩＧ．２は、本発明の他の実施の形態を適用した家庭用プロパンガスバーナーを示す模式図である。１０は家庭用プロパンガスバーナー、１１は燃料噴出ノズル、１２は空気取り入れ孔、１３は混合部、１４はバーナー孔である。この家庭用プロパンガスバーナー１０は、燃料噴出ノズル１１から燃料ガスＧを混合部１３内に高速で噴出させ、そのときに生じる負圧で空気孔１２から混合部１３内に空気Ａを吸い込み、混合部１３内で燃料ガスＧと空気Ａとを混合させ、混合気を生成し、混合気を多数のバーナー孔１４から噴出する構造である。
この実施の形態では、３２５メッシュのトルマリン１が混合部１３の底に堆積してある。トルマリン１の量は０．８グラムである。トルマリン１を堆積した家庭用プロパンガスバーナー１０は、本発明の一実施の形態である。気体燃料であるプロパンガスをバーナー１０で燃焼しときの効果を知るために、家庭用プロパンガスバーナー１０に点火し、点火８分後のガスの炎の温度を輻射温度計で計測した。計測点は、バーナー孔１４から外方に１３ｃｍ離れた位置である。使用した輻射温度計は、カシオ・シーパス・ファインダーＳＰＦ−１０である。
このようなＦＩＧ．１の構造（トルマリン１を堆積した家庭用プロパンガスバーナー１０）で行った実験によれば、輻射温度計で測定されるプロパンガスの炎の温度は、１５８℃であった。同様な実験を、トルマリンの無い状態で行ったところ、輻射温度計で測定されるプロパンガスの炎の温度は、１４２℃であった。以上の実験から、トルマリンをただ混合部１３の底に堆積しただけの単純な構造により、プロパンガスの燃焼効率は、相当に向上したことが分かる。バーナー１０による燃焼効率効果は前述の石油ファンヒータにおけると同様であり、混合部１３の底に堆積してあるトルマリン１が温度変動を受け、その温度変動による焦電効果がプロパンガスの燃焼効率効果をもたらしていると考えられる。
ＦＩＧ．１の構造でトルマリン１の層に灯油を通し、トルマリンを灯油に添加したとき、トルマリンの重量を燃料に触れさせる前後で計測したところ、殆ど変化がなかった。このように、ＦＩＧ．１の実施の形態において、トルマリンの消耗は非常に微量であり、トルマリンは流体燃料に対し触媒的に作用し、流体燃料の燃焼効率を格段に向上していることが分かる。そこで、ＦＩＧ．１の実施の形態の燃焼効率向上構造は、僅かな量のトルマリンを燃料フィルタに載せるだけで実現でき、極めて安価に製造できる。また、この実施の形態により処理した流体燃料には、健康に悪影響のある物質は添加されないから、その流体燃料の燃焼により大気を汚染する虞は全くない。さらに、ＦＩＧ．１の実施の形態により流体燃料にトルマリンを添加するとき、原料の消耗は僅かであるから、本実施の形態は廃棄物を生じず、環境に対し負荷ともならない。
次に、ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６を参照して、本発明による燃焼方法の他の実施の形態を説明する。ＦＩＧ．３は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置したアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。ＦＩＧ．４は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置し、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。ＦＩＧ．５は、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。ＦＩＧ．６は、トルマリンを用いない従来の燃焼方法により、市販のアルコールを燃焼するアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図であり、燃焼場にトルマリン微粒子を存在させる本発明の燃焼方法（ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．５）と比較するために、アルコールランプによる従来の燃焼方法を示している。これら図において、７は粉状トルマリン、８はアルコール、９は水、２０はガラス製のアルコールランプ本体、２１は綿製の芯、２１ａは芯２１の上端部、２２はガラス製の炎口、２５は鉄製の三脚、２６はセラミック付き金網、２７は丸底フラスコである。ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６における水９、アルコールランプ本体２０、芯２１、炎口２２、三脚２５、金網２６およびフラスコ２７は同一仕様のものである。
水９は日本薬局方の精製水である。アルコール８は、トーヤク株式会社製の燃料アルコール（商標：ネンアル）であり、エチルアルコール６３％、メチルアルコール３７％である。ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４において芯２１の上端に載置した粉状トルマリン７の粒径は０．８ミクロンであり、芯２１の上端に配置した粉状のトルマリン７の量は０．０５グラムである。ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６の実験における燃焼開始前には、フラスコ２７には水９が１００ｃｃ、アルコールランプ本体２０にはアルコール８が８５ｃｃそれぞれ注いである。
ＦＩＧ．４及びＦＩＧ．５に示す実験では、アルコール８には、トルマリン７がコロイド状態で分散してある。アルコール８にトルマリン７をコロイド状に分散させるために、８５ｃｃのアルコール８をアルコールランプ本体２０に注ぎ、０．８ミクロンの粉状トルマリン０．０５グラムをその８５ｃｃのアルコール８に投入し、アルコールランプ本体２０をよく振り、粉状トルマリンをアルコール８によく混ぜた。粉状トルマリンがアルコール８によく混ざるようにアルコールランプ本体２０をよく振っても、アルコールランプ本体２０の底には若干の粉状トルマリンが残る。
ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．６に示す実験では、アルコールランプの炎の温度は、芯２１の上端部２１ａから水平方向に１０ｃｍ離れて位置させた輻射温度計ＳＰＦ−１０（カシオ・シーパス・ファインダー）により測定した。下記時間は、点火からの経過時間である。
（実験Ａ）
気温２１℃、湿度２０％、水９の温度１８．４℃の環境で、ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．６の構成で、アルコール８を燃焼させた。このとき、両者による実験データが次の如くであった。
ａ．点火当初の炎の温度は、ＦＩＧ．３の構成では７１℃、ＦＩＧ．６の構成では６４℃であった。
ｂ．水９が沸騰するまでの温度は、ＦＩＧ．３の構成では１５分４０秒、ＦＩＧ．６の構成では１７分０秒あった。
ｃ．沸騰により水９の量が８０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．３の構成では３５分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では３９分５０秒あった。
（実験Ｂ）
ＦＩＧ．３の上記実験と同じ環境下で、ＦＩＧ．５の構成により同様な実験をした。このとき、上記ａ，ｂ及びｃの項目については、ほぼＦＩＧ．３のときと同じデータが得られた。ただし、ＦＩＧ．５の構成において、水９の量が８０ｃｃにまで減少した後には、芯２１の上端部２１ａの炭化が進み、炎が次第に小さくなり、遂には炎が消えた。ＦＩＧ．５の構成において上端部２１ａの炭化が急速に進んだのは、炎の温度が、綿製の芯２１に耐えられる値を超えたことが原因と考えられる。
（実験Ｃ）
気温１８℃、湿度４０％、水９の温度１５．２℃の環境下で、ＦＩＧ．４及びＦＩＧ．６の構成により、アルコール８を燃焼させた。このとき、両者による実験データが次の如くであった。
ａ．点火当初の炎の温度は、ＦＩＧ．４の構成では７５℃、ＦＩＧ．６の構成では６６℃であった。
ｂ．水９が沸騰するまでの温度は、ＦＩＧ．４の構成では１５分４５秒、ＦＩＧ．６の構成では２０分３０秒あった。
ｃ．沸騰により水９の量が８０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では３３分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では４１分５０秒あった。
ｄ．沸騰により水９の量が６０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では５１分５０秒、ＦＩＧ．６の構成では６１分２０秒あった。
ｅ．沸騰により水９の量が４０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では６７分３０秒、ＦＩＧ．６の構成では１００分０秒あった。
ｆ．ＦＩＧ．４の構成では、９１分０秒後に燃焼によりアルコール８が無くなった。このとき、水９は、２６ｃｃ残っていた。他方、ＦＩＧ．６の構成では、１０８分０秒後に燃焼によりアルコール８が無くなり、水９は３５ｃｃ残っていた（芯２１は殆ど炭化していた）。
（実験Ｄ）
気温１８℃、湿度３０％、水９の温度１６．７℃の環境下で、ＦＩＧ．４及びＦＩＧ．６の構成により、アルコール８を燃焼させた。このとき、両者による実験データが次の如くであった。
ａ．点火当初の炎の温度は、ＦＩＧ．４の構成では５８℃、ＦＩＧ．６の構成では５２℃であった。
ｂ．水９が沸騰するまでの温度は、ＦＩＧ．４の構成では１８分３０秒、ＦＩＧ．６の構成では２８分４０秒あった。
ｃ．沸騰により水９の量が８０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では３９分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では５７分３０秒あった。
ｄ．沸騰により水９の量が６０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では６０分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では９４分１０秒あった。
ｅ．沸騰により水９の量が４０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では８１分４０秒であった。他方、ＦＩＧ．６の構成では、芯２１の炭化が進み、炎が小さくなり、水９の低減率が小さくなり、水９が４０ｃｃまで減少することはなかった。
ｆ．ＦＩＧ．４の構成では、１０５分４０秒後に燃焼によりアルコール８が無くなった。このとき、水９は、２６ｃｃ残っていた。他方、ＦＩＧ．６の構成では、１２７分３０秒後に燃焼によりアルコール８が１ｃｃに減り、水９は４４ｃｃ残っていた。
以上に説明した、ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６の構成による実験では、燃料の消費が同じであっても、炎の温度、沸騰するまでの時間、蒸発させる水９の量、水９を全部蒸発させるのに要する時間などのデータから、ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．５の構成はＦＩＧ．６の構成に比べ火力が格段に強いことが実証できた。また、ＦＩＧ．５の構成では、芯２１が途中で炭化したが、ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４の構成では芯２１の炭化が進まなかった。ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４の構成では芯２１の上端に粉状のトルマリン７が０．０５グラムだけごく薄く配置してあるので、このトルマリン７の作用により芯２１の上端部２１ａがマイナスイオンで覆われ、マイナスイオンの還元作用により、上端部２１ａの炭化が防止されたと推定される。
上述の実施の形態では、流体燃料を接触させるトルマリンは、粒状体であった。しかしながら、本発明で有効なトルマリンの形は、粒状体に限られず、粉状体でもよく、各種のサイズの砕石であったり、或いはこれらのものの混合物でも差し支えない。
本発明による燃焼の方式を内燃機関の燃料供給系に適用すれば、内燃機関の燃費を著しく向上できるが、その燃焼効率向上構造では、燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、そのトルマリンが該流体燃料にコロイド状に分散するようにすればよい。
以上に挙げた実施の形態では、具体的に構造や方法を示したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した各構成により、次の効果を挙げることができる。従って、（１）本発明の燃料は、コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してあれば足りる。また、（２）本発明の燃料添加剤は、粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含むものであれば足りる。また、（３）また本発明の燃料添加剤の添加方法は、粉末状または粒状のトルマリンでなる燃料添加剤の層に液体燃料の基材を通すことにより、該燃料添加剤をコロイド状に該基材に含有させるものでもよい。また、（４）本発明の液体燃料の燃焼効率向上方法は、粉末状または粒状のトルマリンの層に液体燃料の基材を通すものでもよい。また、（５）本発明の内燃機関の燃料供給構造は、液体燃料等の流体燃料の燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、該流路において該流体燃料を該トルマリンに触れさせるようにしたものでもよい。また、（６）本発明の燃料フィルタは、液体燃料等の流体燃料を濾過する燃料フィルタにおいて、該流体燃料の流路に粉末状または粒状のトルマリンを配置してなるもので足りる。また、（７）本発明の燃焼装置は、バーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他のものであって、燃料の燃焼により発生した熱が伝わる領域であって、しかも該燃焼における酸化などの化学反応に関与する空気、燃料その他の気体が触れる領域にトルマリンを配置したものでもよい。また、（８）本発明の燃焼装置は、プロパンガスその他の流体燃料または微粉炭その他の粉状燃料を燃焼空域で燃焼させるバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置において、燃焼に起因する熱が伝わる部材にトルマリンを配置し、該トルマリンを包む雰囲気の流体燃料、空気又は流体燃料と空気との混合気が該燃焼空域に供給されるようにしたものでもよい。また、（９）本発明の内燃機関は、燃焼室または予燃焼室における気体が触れる空域にトルマリンを配置したものでもよい。また、（１０）本発明の流体燃料の燃焼方法は、トルマリンをコロイド状に分散させた流体燃料、若しくはトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを混合した燃料添加剤混合流体燃料を燃焼室に供給し、又はトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを互いに独立の供給路で燃焼室へ供給するものでもよい。
次に本発明の別の実施の形態を説明する。この実施の形態では、平均粒径が０．８ミクロンである微粒子状のナトリウム・トルマリンを軽油１リットル当たり０．００２グラム（２ｐｐｍ）加え、大部分のナトリウム・トルマリンをコロイド状で軽油に分散させ、ナトリウム・トルマリン添加軽油を生成した。
ナトリウム・トルマリンを添加していない軽油を軽油１とし、ナトリウム・トルマリンを添加した軽油を軽油２とし、軽油１を燃料とする場合と軽油２を燃料とした場合について、排気量２，８００ｃｃ、車両総重量２．５トンのディーゼルエンジン自動車において、排ガス試験、燃料消費試験、排気煙濃度試験および熱害試験をそれぞれ実施した。排ガス試験は１３モードで行った。１３モードの排ガス試験は、粒子状物質（ＰＭ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）および酸化窒素（ＮＯｘ）について測定した。試験実施機関は財団法人日本自動車輸送技術協会である。ＦＩＧ．７は、その１３モード排ガス試験により得た平均排出ガス量およ最大トルクのデータを示す表である。
この排ガス試験において、粒子状物質は、軽油１では０．３１ｇ／ｋＷｈ、軽油２では０．２６ｇ／ｋＷｈであった。また、一酸化炭素は、軽油１では２．０ｇ／ｋＷｈ、軽油２では１．８ｇ／ｋＷｈであった。また、排ガス試験における炭化水素（ＨＣ）および酸化窒素（ＮＯｘ）は、軽油１および軽油２で差がさしてなく、燃料消費試験、排気煙濃度試験および熱害試験においても軽油１および軽油２で差がさしてなかった。いずれの項目においても軽油２が軽油１に劣ることはなかった。
この試験から、粒子状物質は軽油２では軽油１より１６％減少し、一酸化炭素は軽油２では軽油１より１０％減少しており、軽油２は軽油１より明らかに排出ガスにおいて優れていることが実証された。また、軽油２では軽油１より、最大軸トルクが２．０−３．７％増大した。
次に、本発明の更に別の実施の形態を説明する。この実施の形態で使用する液体燃料は、ガソリンである。本実施の形態の液体燃料は、基材燃料であるガソリンに添加剤を加えてなる。添加剤は、平均粒径が０．８ミクロンである微粒子状のナトリウム・トルマリンと、無水アルコールと、水でなる。添加剤の各成分は、基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンが０．０２グラム、無水アルコールが１２ミリリットル、水が０．６ミリリットルである。大部分のナトリウム・トルマリンは、基材燃料のガソリンにコロイド状に分散させてある。無水アルコールは、基材燃料のガソリンに水を均一に分散させるために添加する。
排気量２５０ｃｃのガソリンエンジンを原動機とする自動二輪車に本実施の形態の液体燃料を供給し、その自動二輪車を走行させた。基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料としたとき、その自動二輪車最大速度が８０Ｋｍ／ｈであった登坂路がある。その登坂路を、本実施の形態の液体燃料で走行するとき、その自動二輪車の最大速度が１００Ｋｍ／ｈに上昇した。このことから、本実施の形態の液体燃料が、ガソリンエンジンの出力を増大することができる分かる。
その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により平坦な道路を走行するとき、エンジンのオイルパンの温度は６３．５℃となった。基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料とし、同じ条件でその平坦な道路を走行するとき、オイルパンの温度は５１℃であった。そこで、本実施の形態の液体燃料は、ガソリンエンジンにおいてより高出力で燃焼していることが分かる。
その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により平坦な道路を８０Ｋｍ／ｈで走行するとき、エンジンの回転数は５，４１０ＲＰＭであった。その自動二輪車が、基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料とし、同じ条件でその平坦な道路を走行するとき、エンジンの回転数は５，７１０ＲＰＭであった。そこで、本実施の形態の液体燃料を燃料するとき、ガソリンエンジンはより高いトルクを出力していることが分かる。
また、その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により平坦な道路を８０Ｋｍ／ｈで走行するとき、エンジンの回転数は５，４１０ＲＰＭであったが、そのとき排気パイプの温度は１８７℃であった。その自動二輪車が、基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料とし、同じ条件でその平坦な道路を走行するとき、エンジンの回転数は５，７１０ＲＰＭであったが、そのとき排気パイプの温度は２００℃であった。そこで、本実施の形態の液体燃料を燃料するとき、ガソリンエンジンはより高いパワー・トルクを出力しているが、そのガソリンエンジンは低い温度のガスを排気していることが分かる。
また、その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により走行するとき、エンジン音は低く、排気ガスの臭気は低減した。特に、エンジンを停止した直後の臭いは、蒸気の臭いであった。また、エンジンのノッキング傾向は解消した。
以上に述べたところから、本実施の形態の液体燃料は、格別な装置を用いることなく、ガソリンエンジン自動車の燃焼ガスにおける有害成分を低減できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
以上に詳しく述べたように、本発明によれば、環境を汚染する虞が無く、燃焼効率に優れ、しかも安価な液体燃料などの流体燃料、微粉炭などの粉状燃料その他の燃料、燃料添加剤、燃焼装置および燃焼方法を提供することができる。
また、本発明の液体燃料および添加剤によれば、格別な装置を用いることなく、自動車などの液体燃料燃焼装置の燃焼ガスにおける有害成分を低減できる。
本発明において用いる燃料添加剤は、マイナスイオン発生源として健康水に添加されるトルマリンでなるから、環境にやさしい。本発明の方法および構造により処理された流体燃料が燃焼し、排気ガスとして排出されても、大気を汚染せず、人体に安全である。もちろん、トルマリンは、人体に触れても安全である。更に、トルマリンは、自然界に大量に存在する物質であり、亜鉛などに比べ安価であり、粉体化或いは粒体化加工のための製造装置費用および人件費も安価であるから、燃料装置などの本発明の構造は安価に製造できる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【技術分野】
本発明は、ガソリン、軽油などの炭化水素系液体燃料、およびその液体燃料に添加され、内燃機関を含む燃焼装置でその液体燃料を燃焼させたとき、該燃焼装置の燃焼効率を向上させ、又は該燃焼装置から生じる燃焼ガスに含有される有害物質を低減する液体燃料添加剤に関する。
【背景技術】
ガソリンエンジンその他の内燃機関の燃料に添加し、或いは燃料に磁気などの何らかの外的な作用を及ぼし、燃焼効率を向上したり、排気ガスの浄化に寄与する燃料改善方式として、各種のものが実用化されている。それらのうちで最も広く普及している製品は、ＭＴＢＥ（日本語名：メチル−ｔ−ブチルエーテル、英語名：ＭＥＴＨＹＬ−Ｔ−ＢＵＴＹＬＥＴＨＥＲ）である。ＭＴＢＥは、エーテルの一種で、酸素分子を含むのでエンジン内で燃焼を良好な状態に保つ能力を有し、ひいては排気ガスによる大気の汚染の低減に寄与する燃料添加剤とされ、米国で広く普及しており、日本でもハイオクガソリンの添加剤として使用されている。
また、燃費を改善するために実用化された各種の燃料改善方式が、２００３年（平成１５年）３月１０日にインターネットで検索されたホームページｈｔｔｐ：／／ｗｅｂ．ｋｙｏｔｏ−ｉｎｅｔ．ｏｒ．ｊｐ／ｐｅｏｐｌｅ／ｍａｃｃｈａｎｎ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌに、「燃料添加剤の種類（その１）」として紹介されている。この「燃料添加剤の種類（その１）」によれば、現用の燃料改善方式としては、燃焼室の清浄によるもの（ポリエーテルアミン等）、燃焼速度を速めるもの（ナプロＧＸ（商標）等）、電磁波などにより燃料を活性化させるもの（クリスタルｃ−３０００（商標）等）、燃料の分子構造を細分化するもの（各種のバイオ系触媒）、遠赤外線効果により燃料を活性化するもの（パワーアップペイント（商標）等）がある。
これらの燃料改善方式のうちでパワーアップペイントは、ジーアールピー株式会社で製造され、株式会社タステックから販売されおり、また２００２年（平成１４年）３月１日の日刊産業新聞に「タステック 燃費向上の特殊塗料を発売」なる見出しで紹介されている。同新聞記事によれば、パワーアップペイントは、車両や船舶の燃料タンクの外側に塗布するある種の塗料であり、燃料タンク内の燃料に遠赤外線で作用を及ぼし、燃料を活性化し、燃焼効率を改善し、乗用車や普通トラックの燃料費を１０−２０％改善し、さらに排気ガスも改善し、環境に寄与する。そして、例えば乗用車では、７０００−９０００キロメートルの走行で、この塗料の費用が燃費改善の効果で回収できるとされている。
その他のガソリンの添加剤として、ガソリン中の不安定な物質を取り込みガソリンの酸化劣化を防ぐ酸化防止剤が知られている。酸化防止剤としては、例えば住友化学株式会社から販売されているＢＰＡ，ＢＰＡ−Ｍ１等がある。
また、ガソリン等の炭化水素混合燃料をオレフィン系や芳香族の炭化水素に添加する方法が特表２００１−５２４１５３に開示されている。
地球温暖化を防止するために内燃機関や外燃機関から排出される二酸化炭素（ＣＯ２）の低減は、全ての国において喫緊の課題である。また、大気の環境を保全する為には、ガソリンエンジン自動車およびディーゼルエンジン自動車から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、粒子状物質（ＰＭ）等の有害物質の低減も、同様に、喫緊の課題である。
ディーゼルエンジン自動車から排出される粒子状物質を減少する装置として、各種のディーゼル排出ガス粒子状物質減少装置が販売されている。また、ガソリンエンジン自動車やディーゼルエンジン自動車から排出される有害物質を低減するために各種の内燃機関（ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等）が開発され、実用化されている。
米国特許４，４８３，７５６には、ロッシェル塩（Ｒｏｃｈｅｌｌｅ ｓａｌｔ）、トルマリン（ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ）等のピエゾ電気物質（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）であって１ミクロン（１０−４ｃｍ）のペレット１８でなるベッド１７を反応室１０に詰め、ピストン１４でベッド１７に圧力を加えながら、入り口１２から窒素（Ｎ２）及び水素（Ｈ２）を反応室１７に導入し、窒素と水素とが反応し、アンモニア（ＮＨ３）を生成する速度を増大する方法が提案されている。米国特許４，４８３，７５６には、ピエゾ電気物質にピストン１４で圧力を加えることにより、ピエゾ電気物質を励起し、ピエゾ電気物質に電気エネルギーを発生させ、この電気エネルギーにより反応室１０における反応を促進するという反応速度増大の原理が記述されている。
【発明の開示】
上述のＭＴＢＥは地下水を汚染することが報道され、大きな社会問題となっている。ＭＴＢＥは、ガソリンスタンドの地下燃料タンクからガソリンとともに地中に漏れ、地下水を飲料にはできない程度に汚染していることが最近米国で判明したのである。
また、上述のパワーアップペイントについては、燃料タンクの外側に特殊な塗料を塗布するだけで、塗料から輻射される遠赤外線の効果により燃料費が１０−２０％改善するとされているが、塗料の組成は明らかでないし、単なる塗料から燃料の活性化に有効な程度の遠赤外線が輻射されるのか疑問があるし、しかも金属製のタンクを通して内部の燃料に遠赤外線が果たして有効な程度に到達するのかも疑問である。
上述の特表２００１−５２４１５３の方法では、ボロン（ホウ素）による還元作用を利用しているが、安価に大量の燃料を還元する方法ではない。
そして、上述の内燃機関だけではなく、ガスタービン、ジェットエンジン、家庭で用いるプロパンガス用バーナー、発電所などの火炉その他の燃焼装置においても、価格において実用可能な手段により燃焼効率を向上することが、炭酸ガス排出量の低減による地球温暖化防止の観点からエネルギー関連業界の社会的な指名となっている。
粒子状物質の主成分は微細な炭素（Ｃ）粒子である。そこで、ディーゼル排出ガス粒子状物質減少装置の多くは、ディーゼルエンジン自動車の排気管の途中に設けられ、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を燃焼させることにより、粒子状物質を二酸化炭素（ＣＯ２）に変化させ、無害化する方式を採用している。このような方式で粒子状物質を燃焼させるには、粒子状物質を極めて高い温度の環境に置く必要がある。そこで、ディーゼル排出ガス粒子状物質減少装置は、大型にならざるを得ず、また寿命が短く、高価であり、性能を維持するための頻繁な保守作業を必要とする。
一酸化炭素を生成しにくい各種の方式の内燃機関が開発されている。しかし、内燃機関の開発だけでは、軽油やガソリン等などの炭化水素燃料における炭素を完全に燃焼させることは難しく、炭化水素燃料における炭素の不完全燃焼により生じる一酸化炭素を減少させることには、限界があった。
前記米国特許４，４８３，７５６に記載の反応速度増大方法では、反応室１０にピエゾ電気物質を充填しているから、反応室１０を内燃機関における燃焼室とすることはできない。
そこで、本発明は、環境を汚染する虞が無く、燃焼効率に優れ、しかも安価な液体燃料などの流体燃料、微粉炭などの粉状燃料その他の燃料、燃料添加剤、燃焼装置および燃焼方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、格別な装置を用いることなく、自動車などの液体燃料燃焼装置の燃焼ガスにおける粒子状物質、一酸化炭素などの有害ガスを低減する液体燃料および液体燃料添加剤の提供を目的とする。
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
（１）コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料その他の燃料。
（２）粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む燃料添加剤。
（３）粉末状または粒状のトルマリンでなる燃料添加剤の層に液体燃料の基材を通すことにより、該燃料添加剤をコロイド状に該基材に含有させることを特徴とする液体燃料に対する燃料添加剤の添加方法。
（４）粉末状または粒状のトルマリンの層に液体燃料の基材を通すことを特徴とする液体燃料の燃焼効率向上方法。
（５）液体燃料等の流体燃料の燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、該流路において該流体燃料を該トルマリンに触れさせるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料供給構造。
（６）液体燃料等の流体燃料を濾過する燃料フィルタにおいて、該流体燃料の流路に粉末状または粒状のトルマリンを配置してなる燃料フィルタ。
（７）燃料の燃焼により発生した熱が伝わる領域であって、しかも該燃焼における酸化などの化学反応に関与する空気、燃料その他の気体が触れる領域にトルマリンを配置したことを特徴とするバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置。
（８）プロパンガスその他の流体燃料または微粉炭その他の粉状燃料を燃焼空域で燃焼させるバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置において、燃焼に起因する熱が伝わる部材にトルマリンを配置し、該トルマリンを包む雰囲気の流体燃料、空気又は流体燃料と空気との混合気が該燃焼空域に供給されるようにしたことを特徴とする燃焼装置。
（９）燃焼室または予燃焼室の気体が触れる空域にトルマリンを配置したことを特徴とする内燃機関。
（１０）トルマリンをコロイド状に分散させた流体燃料、若しくはトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを混合した燃料添加剤混合流体燃料を燃焼室に供給し、又はトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを互いに独立の供給路で燃焼室へ供給する流体燃料の燃焼方法。
（１１）コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料。
（１２）粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む液体燃料添加剤。
（１３）トルマリン、アルコール及び水を含む添加剤が基材燃料に添加してあり、
前記トルマリンは、コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態で前記基材燃料に分散していることを特徴とする液体燃料。
（１４）前記基材燃料がガソリンであるとき、前記トルマリンが０．００２グラム以上０．０３グラム以下、前記アルコールが５ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記水が０．１ミリリットル以上５ミリリットル以下の割合で、該基材燃料１リットルに添加してあることを特徴とする前記（１３）に記載の液体燃料。
（１５）粉末状若しくは粒子状のトルマリンを、アルコール及び水を含む液体にコロイド状に分散させ、または一部を該液体にコロイド状に分散させるとともに、残部を微粒子状態で該液体に含有させてなる液体燃料添加剤。
（１６）前記アルコール１００ミリリットル当たり、前記水は０．１ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記トルマリンは０．００２グラム以上１．５グラム以下であることを特徴とする前記（１５）に記載の液体燃料添加剤。
（１７）前記トルマリンに替えて、他の圧電物質を用いることを特徴とする（１）乃至（１６）に記載の燃料、燃料添加剤、燃料添加剤添加方法、液体燃料の燃焼効率向上方法、燃料供給構造、燃料フィルタ、燃焼装置、内燃機関または流体燃料の燃焼方法。
【図面の簡単な説明】
ＦＩＧ．１は、本発明の一実施の形態の燃料フィルタによる燃焼効率向上構造を示す模式図である。
ＦＩＧ．２は、本発明の他の実施の形態である家庭用プロパンガスバーナーを示す模式図である。
ＦＩＧ．３は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置したアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．４は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置し、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．５は、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．６は、市販のアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。
ＦＩＧ．７は、１３モード排ガス試験により得た平均排出ガス量およ最大トルクのデータを示す表である。
【発明を実施するための最良の形態】
次に本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層詳しく説明する。
ＦＩＧ．１は、本発明の一実施の形態の燃料フィルタによる燃焼効率向上構造を示す模式図である。本図において、１はトルマリン、２は燃料フィルタ、４は灯油容器、５は灯油受け口、６は灯油パイプである。灯油パイプ６の右端は家庭用石油ファンヒータの灯油タンクに繋がっている。灯油容器４、灯油受け口５及び灯油パイプ６は石油ファンヒータの構成部材である。灯油容器４は金属製の５リットル容器である。トルマリン１は３２５メッシュの粒状であり、トルマリン１の平均粒径は７８μｍ（ミクロン）である。トルマリン１の粒径は７８μｍを中心に上下に分散している。燃料フィルタ２は、３２５メッシュよりやや網目が小さい金属製の網である。灯油が燃料フィルタ２に注がれるに連れ、トルマリン１が徐々に灯油に分散し、トルマリン１は灯油の消費に比例して消費される。灯油が燃料フィルタ２を通過する際にトルマリン１は徐々に灯油に分散するが、灯油が燃料フィルタ２を通過するときに短時間に大量に灯油に混入してしまわない程度の大きさに燃料フィルタ２の網目は選んである。燃料フィルタ２上のトルマリン１の量は約０．４グラムであり、燃料フィルタ２の網上に極く薄く層状に堆積されている。燃料フィルタ２及び灯油受け口５の平面形は円形であり、両者は同軸に配置されている。
ＦＩＧ．１において、灯油容器４は、その開口部４ａに螺合されている蓋を手で回して外し、開口４ｂを燃料フィルタ２に対向させ、内部の灯油が開口４ｂから流下する姿勢において描いてある。灯油容器４をＦＩＧ．１の状態に設定すると、灯油容器４内部の灯油は、トルマリン１及び燃料フィルタ２を通過し、灯油受け口５に流下し、灯油受け口５から灯油パイプ６を経て石油ファンヒータの灯油霧化燃焼部に供給される。灯油パイプ６と石油ファンヒータの灯油霧化燃焼部との間には、燃料ポンプが介在してあり、燃料ポンプの作用により灯油受け口５に注がれた灯油は石油ファンヒータの灯油霧化燃焼部へ安全に移送される。
このようにして石油ファンヒータの灯油タンクに供給した灯油をその石油ファンヒータで燃焼させたところ、灯油の燃焼効率が格段に向上した。試験をした石油ファンヒータは、株式会社日立製作所製であり、予め希望の温度を設定することができる。そして、その石油ファンヒータで希望温度（設定温度と称される）を設定すると、設定温度と設定温度プラス１℃の範囲に室内の温度が安定化される。設定温度は、石油ファンヒータの操作ボタンの手動操作により入力され、マイクロプロセッサ及び温度制御プログラムを備える石油ファンヒータの温度制御システムに記憶され、その温度制御プログラムによる温度制御の目標温度となる。その温度制御プログラムは、単位時間に燃焼させる燃料の量を制御し、室内温度をその設定温度近傍に安定化する。
いま、ＦＩＧ．１のようにトルマリン１を配置した状態（トルマリン有り状態）と、ＦＩＧ．１のトルマリン１を除去し、その他の構造を同じとした状態（トルマリン無し状態）とを比べると、次のようなデータが得られた。この比較試験では、石油ファンヒータの暖房運転を開始する前の室内温度は１３℃であり、設定温度は１７℃とした。
このとき、トルマリン無し状態では、室内温度が１３℃から設定温度の１７℃まで上昇するのに要した時間は８分であった。他方、トルマリン有り状態では、室内温度が１３℃から設定温度の１７℃まで上昇するのに要した時間は６分であった。
また、トルマリン無し状態では、温風温度が７２．４℃であった。これに対し、トルマリン有り状態では、温風温度が７５．５℃であった。
更に、トルマリン無し状態では、室内温度は、設定温度の１７℃を超えて１８℃まで一旦上昇し、５分間で１７℃に戻った。他方、トルマリン有り状態では、室内温度は、設定温度の１７℃を超えて１９℃まで上昇し、１９℃を９分間維持し、１７℃に戻った。
また、トルマリン無し状態では、湿度は、２０％になった。他方、トルマリン有り状態では、湿度は２４％になった。
以上に述べた石油ファンヒータの実験から、トルマリン有り状態における灯油の燃焼効率は、トルマリン無し状態における灯油の燃焼効率に比べ、著しく高いことが分かる。トルマリン有り状態では、灯油がトルマリン１の層を通過する際に、トルマリン１がコロイドとして僅かに灯油に分散し、燃焼の工程においてコロイド状のトルマリンが触媒的に作用し、燃焼効率を著しく向上したと考えられる。
燃焼の工程におけるトルマリンの触媒的作用がどのようなものであるか、すなわちトルマリンが灯油の燃焼効率を向上する原理は、明確ではない。トルマリンに空気流が触れたときにマイナスイオンを発生すると言われており、トルマリンを利用することによりマイナスイオン発生機能を付与した空気清浄機、ヘアードライヤー等が多数市販されている。空中のマイナスイオンは、健康の向上に有用であるとされている。また、トルマリンには焦電効果（ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）があり、トルマリンは温度変化を受けると自発分極と呼ばれる電気分極を生じ、トルマリンの表面に電荷が現れる。コロイド状に灯油に分散したトルマリンは、微粒子であり、石油ファンヒータの燃焼室で急速に熱せられ、しかも燃焼室内で対流により位置を変える際に急激な温度変化を受けるので、焦電効果により大きな電気分極を生じると考えられる。この電気分極における正電極と負電極との間隔は、コロイド状の微粒子では非常に小さいので、大きな電界が生じ、この電界により燃焼室内の分子が活性化され、或いは多数のマイナスイオンが生成され、その活性化された分子或いはマイナスイオンにより、燃焼効率が向上するとも推測される。
次に、粒径０．８ミクロンの微粉状のトルマリン０．０３グラムを５リットルの灯油に混入し、石油ファンヒータで燃焼する実験をした。このとき、暖房前の室内は温度１３℃、湿度２２％であり、設定温度は１７℃とした。室内温度が１３℃から１７℃まで上昇するのに要した時間は６分２０秒であり、その後も室内温度は上昇を続け、１９℃まで上昇して安定化し、そのまま継続した。温風の温度は８１．０℃であった。石油ファンヒータが室内温度を設定温度の１７℃に安定化できなかった理由は、燃焼の火力が温度制御プログラムの設計値を超えており、石油ファンヒータの温度制御システムが燃料の供給を最低値に絞っても、室内温度が設定値を超えてしまったと考えられる。
その後、石油ファンヒータを消し、同一の温度及び湿度の条件に室内を戻し、設定温度を１７℃とし、トルマリンを添加しない灯油を同一の石油ファンヒータで燃焼し、部屋の暖房をしたところ、室内温度が１７℃まで上昇するのに要した時間は８分０秒であり、温風の温度は７２．４℃であり、室内温度は１７℃にまで上昇し安定化した。
この実験化から、微細な粉状のトルマリンを灯油に添加することにより、灯油の燃焼効率が格段に向上することが分かる。
次に、０．８ミクロンの微粒状のトルマリン０．０２グラムを１０リットルのガソリンに添加し、トルマリン微粒子をコロイド状に分散させたトルマリン添加ガソリンを生成した。そして、そのトルマリン添加ガソリンを、２５０ｃｃの自動２輪車に燃料として供給し、自動２輪車の走行実験を行った。この自動２輪車のエンジンは、４サイクルであり、燃料とは別のタンクから潤滑油を供給する方式である。コロイド状のトルマリンを添加したガソリン（トルマリン添加ガソリン）を燃料としたときと、トルマリン１を添加しないガソリン（トルマリン無添加ガソリン）を燃料としたときとを比べると、トルマリンを添加することによるガソリンの燃焼効率の向上を証する次のようなデータが得られた。
トルマリン無添加ガソリンでは排気ガスの温度（マフラーの温度）が１７８℃であったが、トルマリン添加ガソリンでは排気ガスの温度が２００℃以上となり、輻射温度計の計測範囲を超えた。
トルマリン無添加ガソリンに比べ、トルマリン添加ガソリンではラジエータの水温が１０℃上昇した。このとき温度は、分解能が０．１℃のデジタル表示温度計で測定した。
自動２輪車の走行速度が１００ｋｍ／ｈのとき、トルマリン無添加ガソリンでは。エンジン回転数は６，０００〜６，０５０ＲＰＭであったのに対し、同一の条件下において、トルマリン添加ガソリンではエンジン回転数は５，９００〜５，９５０ＲＰＭであった。つまり、自動２輪車の排気量が増大したのと同様な現象が生じた。なお、ここで用いた回転数測定計器は、分解能５０回転のデジタルエンジン回転計である。
アイドリング時のエンジン回転数は、トルマリン無添加ガソリンでは１，３５０〜１，４５０ＲＰＭであったのに対し、トルマリン添加ガソリンでは１，５５０〜１，６５０ＲＰＭであった。
燃費は、トルマリン無添加ガソリンでは２２．５キロメートル／リットルであったが、トルマリン添加ガソリンでは２４．５キロメートル／リットルであり、約９％改善した。ただし、点火タイミング等のエンジンの設定が最適化されていない状態における実験であるから、燃費は更に改善できる可能性が高い。
トルマリン添加ガソリンにおけるこのような燃焼効率の向上の理由は、前述の石油ファンヒータの実験における燃焼効率の向上の理由と同様であると考えられる。ガソリンエンジン等の内燃機関では、燃焼室において爆発的燃焼が繰り返されており、その爆発的燃焼では温度および圧力が極端に急激に変動しており、焦電効果によるトルマリンの電気分極は極めて大きく、トルマリン微粒子近傍では局所的に大きな電界が生じ、ひいては燃焼室内の分子が活性化され、或いはマイナスイオンが多数生成され、その活性化された分子或いはマイナスイオンにより、燃焼効率が向上すると推測される。
急激に変動する圧力は、衝撃であり、振動をともなうのが通常である。トルマリンには、圧電効果（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）もあるので、圧力の急激な変動がある内燃機関の燃焼室では、トルマリンの電気分極が石油ファンヒータにおけるよりも一層大きい。また、内燃機関の燃焼室における温度の変動範囲は石油ファンヒータにおけるよりも大きいので、この面でもトルマリン添加ガソリンの燃焼効率の向上、ひいてはトルマリン添加ガソリンを燃料とする内燃機関の燃費改善効果は一層顕著である。
トルマリンには還元作用があり、還元作用は食品や飲料水におけるトルマリンの健康増進作用の１つとして各種の文献に既に記述されている。例えば、トルマリンは、水中ではヒドロキシルイオンを発生させ、ヒドロキシルイオンが還元作用を呈することや、クラスタ（分子の塊）を小さくする作用をすることが、例えばインターネットでは東海大学教養学部人間環境学科自然環境課程上原研究サイトに公開されている。更に、トルマリンは、水中および空中で微弱電流を流し、水中では水の電気分解やマイナスイオンの発生をし、空気中においてはマイナスイオンを発生し、電気分解する水量やマイナスイオン量はトルマリンが外界から受ける振動、衝撃、熱、光等の刺激の大きさに比例するとも報告がされている。
上述の実施の形態では、トルマリンは急激な温度変動や急激な圧力変動（振動や衝撃を含む）などによりエネルギーを受けるので、燃焼効率向上の効果を呈するものと考えられるが、さらに燃焼室内の光の量の変動によるエネルギー供給効果が加味されていることも推定される。また、上述の如くトルマリンにはクラスタを小さくする作用、すなわち分子の塊を微小化する作用は報告されている。そこで、燃焼室内で高いエネルギーを得たトルマリンによるクラスタ微小化作用により、燃焼室内の燃料の粒子が微小化され、燃焼の均一化および燃焼速度の増大が図られ、燃焼の均一化および燃焼速度の増大が燃焼効率の向上に寄与していることも考えられる。内燃機関において燃焼の均一化および燃焼速度の増大があれば、燃焼効率が向上するとともに、熱エネルギーを機械エネルギーへ変換する効率（熱機械変換効率）も向上するので、燃費の改善をもたらす。
米国特許（Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ）Ｎｏ．４，４８３，７５６には、圧電物質であるロッシェル塩（Ｒｏｃｈｅｌｌｅ ｓａｌｔ）の微粉末をシリンダー状の反応室に充填し、反応室には気体の取り入れ口と取り出し口とを設け、取り入れ口から気体の水素と窒素を供給し、ピストンによりロッシェル塩を１０，０００ｐｓｉで加圧することにより、反応室における水素と窒素の化学反応を促進し、取り出し口からアンモニアを取り出す方法が記載されている。圧電物質（トルマリン）を分散された炭化水素燃料を気体又は霧状で内燃機関の燃焼室に供給するとき、その米国特許Ｎｏ．４，４８３，７５６に開示された化学反応促進方法と同様な電気化学的な作用で、炭化水素燃料と酸素との反応が促進され、燃費率の向上がもたらされるとも考えられる。
次に、気体燃料にトルマリンを作用させ、気体燃料の燃焼効率を向上させる実施の形態を説明する。ＦＩＧ．２は、本発明の他の実施の形態を適用した家庭用プロパンガスバーナーを示す模式図である。１０は家庭用プロパンガスバーナー、１１は燃料噴出ノズル、１２は空気取り入れ孔、１３は混合部、１４はバーナー孔である。この家庭用プロパンガスバーナー１０は、燃料噴出ノズル１１から燃料ガスＧを混合部１３内に高速で噴出させ、そのときに生じる負圧で空気孔１２から混合部１３内に空気Ａを吸い込み、混合部１３内で燃料ガスＧと空気Ａとを混合させ、混合気を生成し、混合気を多数のバーナー孔１４から噴出する構造である。
この実施の形態では、３２５メッシュのトルマリン１が混合部１３の底に堆積してある。トルマリン１の量は０．８グラムである。トルマリン１を堆積した家庭用プロパンガスバーナー１０は、本発明の一実施の形態である。気体燃料であるプロパンガスをバーナー１０で燃焼しときの効果を知るために、家庭用プロパンガスバーナー１０に点火し、点火８分後のガスの炎の温度を輻射温度計で計測した。計測点は、バーナー孔１４から外方に１３ｃｍ離れた位置である。使用した輻射温度計は、カシオ・シーパス・ファインダーＳＰＦ−１０である。
このようなＦＩＧ．１の構造（トルマリン１を堆積した家庭用プロパンガスバーナー１０）で行った実験によれば、輻射温度計で測定されるプロパンガスの炎の温度は、１５８℃であった。同様な実験を、トルマリンの無い状態で行ったところ、輻射温度計で測定されるプロパンガスの炎の温度は、１４２℃であった。以上の実験から、トルマリンをただ混合部１３の底に堆積しただけの単純な構造により、プロパンガスの燃焼効率は、相当に向上したことが分かる。バーナー１０による燃焼効率効果は前述の石油ファンヒータにおけると同様であり、混合部１３の底に堆積してあるトルマリン１が温度変動を受け、その温度変動による焦電効果がプロパンガスの燃焼効率効果をもたらしていると考えられる。
ＦＩＧ．１の構造でトルマリン１の層に灯油を通し、トルマリンを灯油に添加したとき、トルマリンの重量を燃料に触れさせる前後で計測したところ、殆ど変化がなかった。このように、ＦＩＧ．１の実施の形態において、トルマリンの消耗は非常に微量であり、トルマリンは流体燃料に対し触媒的に作用し、流体燃料の燃焼効率を格段に向上していることが分かる。そこで、ＦＩＧ．１の実施の形態の燃焼効率向上構造は、僅かな量のトルマリンを燃料フィルタに載せるだけで実現でき、極めて安価に製造できる。また、この実施の形態により処理した流体燃料には、健康に悪影響のある物質は添加されないから、その流体燃料の燃焼により大気を汚染する虞は全くない。さらに、ＦＩＧ．１の実施の形態により流体燃料にトルマリンを添加するとき、原料の消耗は僅かであるから、本実施の形態は廃棄物を生じず、環境に対し負荷ともならない。
次に、ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６を参照して、本発明による燃焼方法の他の実施の形態を説明する。ＦＩＧ．３は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置したアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。ＦＩＧ．４は、粉状のトルマリンを芯の上端に載置し、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。ＦＩＧ．５は、コロイド状にトルマリンを添加したアルコールを燃料とするアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図である。ＦＩＧ．６は、トルマリンを用いない従来の燃焼方法により、市販のアルコールを燃焼するアルコールランプによる水の加温速度、蒸発量試験の構成を示す模式図であり、燃焼場にトルマリン微粒子を存在させる本発明の燃焼方法（ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．５）と比較するために、アルコールランプによる従来の燃焼方法を示している。これら図において、７は粉状トルマリン、８はアルコール、９は水、２０はガラス製のアルコールランプ本体、２１は綿製の芯、２１ａは芯２１の上端部、２２はガラス製の炎口、２５は鉄製の三脚、２６はセラミック付き金網、２７は丸底フラスコである。ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６における水９、アルコールランプ本体２０、芯２１、炎口２２、三脚２５、金網２６およびフラスコ２７は同一仕様のものである。
水９は日本薬局方の精製水である。アルコール８は、トーヤク株式会社製の燃料アルコール（商標：ネンアル）であり、エチルアルコール６３％、メチルアルコール３７％である。ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４において芯２１の上端に載置した粉状トルマリン７の粒径は０．８ミクロンであり、芯２１の上端に配置した粉状のトルマリン７の量は０．０５グラムである。ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６の実験における燃焼開始前には、フラスコ２７には水９が１００ｃｃ、アルコールランプ本体２０にはアルコール８が８５ｃｃそれぞれ注いである。
ＦＩＧ．４及びＦＩＧ．５に示す実験では、アルコール８には、トルマリン７がコロイド状態で分散してある。アルコール８にトルマリン７をコロイド状に分散させるために、８５ｃｃのアルコール８をアルコールランプ本体２０に注ぎ、０．８ミクロンの粉状トルマリン０．０５グラムをその８５ｃｃのアルコール８に投入し、アルコールランプ本体２０をよく振り、粉状トルマリンをアルコール８によく混ぜた。粉状トルマリンがアルコール８によく混ざるようにアルコールランプ本体２０をよく振っても、アルコールランプ本体２０の底には若干の粉状トルマリンが残る。
ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．６に示す実験では、アルコールランプの炎の温度は、芯２１の上端部２１ａから水平方向に１０ｃｍ離れて位置させた輻射温度計ＳＰＦ−１０（カシオ・シーパス・ファインダー）により測定した。下記時間は、点火からの経過時間である。
（実験Ａ）
気温２１℃、湿度２０％、水９の温度１８．４℃の環境で、ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．６の構成で、アルコール８を燃焼させた。このとき、両者による実験データが次の如くであった。
ａ．点火当初の炎の温度は、ＦＩＧ．３の構成では７１℃、ＦＩＧ．６の構成では６４℃であった。
ｂ．水９が沸騰するまでの温度は、ＦＩＧ．３の構成では１５分４０秒、ＦＩＧ．６の構成では１７分０秒あった。
ｃ．沸騰により水９の量が８０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．３の構成では３５分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では３９分５０秒あった。
（実験Ｂ）
ＦＩＧ．３の上記実験と同じ環境下で、ＦＩＧ．５の構成により同様な実験をした。このとき、上記ａ，ｂ及びｃの項目については、ほぼＦＩＧ．３のときと同じデータが得られた。ただし、ＦＩＧ．５の構成において、水９の量が８０ｃｃにまで減少した後には、芯２１の上端部２１ａの炭化が進み、炎が次第に小さくなり、遂には炎が消えた。ＦＩＧ．５の構成において上端部２１ａの炭化が急速に進んだのは、炎の温度が、綿製の芯２１に耐えられる値を超えたことが原因と考えられる。
（実験Ｃ）
気温１８℃、湿度４０％、水９の温度１５．２℃の環境下で、ＦＩＧ．４及びＦＩＧ．６の構成により、アルコール８を燃焼させた。このとき、両者による実験データが次の如くであった。
ａ．点火当初の炎の温度は、ＦＩＧ．４の構成では７５℃、ＦＩＧ．６の構成では６６℃であった。
ｂ．水９が沸騰するまでの温度は、ＦＩＧ．４の構成では１５分４５秒、ＦＩＧ．６の構成では２０分３０秒あった。
ｃ．沸騰により水９の量が８０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では３３分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では４１分５０秒あった。
ｄ．沸騰により水９の量が６０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では５１分５０秒、ＦＩＧ．６の構成では６１分２０秒あった。
ｅ．沸騰により水９の量が４０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では６７分３０秒、ＦＩＧ．６の構成では１００分０秒あった。
ｆ．ＦＩＧ．４の構成では、９１分０秒後に燃焼によりアルコール８が無くなった。このとき、水９は、２６ｃｃ残っていた。他方、ＦＩＧ．６の構成では、１０８分０秒後に燃焼によりアルコール８が無くなり、水９は３５ｃｃ残っていた（芯２１は殆ど炭化していた）。
（実験Ｄ）
気温１８℃、湿度３０％、水９の温度１６．７℃の環境下で、ＦＩＧ．４及びＦＩＧ．６の構成により、アルコール８を燃焼させた。このとき、両者による実験データが次の如くであった。
ａ．点火当初の炎の温度は、ＦＩＧ．４の構成では５８℃、ＦＩＧ．６の構成では５２℃であった。
ｂ．水９が沸騰するまでの温度は、ＦＩＧ．４の構成では１８分３０秒、ＦＩＧ．６の構成では２８分４０秒あった。
ｃ．沸騰により水９の量が８０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では３９分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では５７分３０秒あった。
ｄ．沸騰により水９の量が６０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では６０分２０秒、ＦＩＧ．６の構成では９４分１０秒あった。
ｅ．沸騰により水９の量が４０ｃｃにまで減少するまでの時間は、ＦＩＧ．４の構成では８１分４０秒であった。他方、ＦＩＧ．６の構成では、芯２１の炭化が進み、炎が小さくなり、水９の低減率が小さくなり、水９が４０ｃｃまで減少することはなかった。
ｆ．ＦＩＧ．４の構成では、１０５分４０秒後に燃焼によりアルコール８が無くなった。このとき、水９は、２６ｃｃ残っていた。他方、ＦＩＧ．６の構成では、１２７分３０秒後に燃焼によりアルコール８が１ｃｃに減り、水９は４４ｃｃ残っていた。
以上に説明した、ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．６の構成による実験では、燃料の消費が同じであっても、炎の温度、沸騰するまでの時間、蒸発させる水９の量、水９を全部蒸発させるのに要する時間などのデータから、ＦＩＧ．３乃至ＦＩＧ．５の構成はＦＩＧ．６の構成に比べ火力が格段に強いことが実証できた。また、ＦＩＧ．５の構成では、芯２１が途中で炭化したが、ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４の構成では芯２１の炭化が進まなかった。ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４の構成では芯２１の上端に粉状のトルマリン７が０．０５グラムだけごく薄く配置してあるので、このトルマリン７の作用により芯２１の上端部２１ａがマイナスイオンで覆われ、マイナスイオンの還元作用により、上端部２１ａの炭化が防止されたと推定される。
上述の実施の形態では、流体燃料を接触させるトルマリンは、粒状体であった。しかしながら、本発明で有効なトルマリンの形は、粒状体に限られず、粉状体でもよく、各種のサイズの砕石であったり、或いはこれらのものの混合物でも差し支えない。
本発明による燃焼の方式を内燃機関の燃料供給系に適用すれば、内燃機関の燃費を著しく向上できるが、その燃焼効率向上構造では、燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、そのトルマリンが該流体燃料にコロイド状に分散するようにすればよい。
以上に挙げた実施の形態では、具体的に構造や方法を示したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した各構成により、次の効果を挙げることができる。従って、（１）本発明の燃料は、コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してあれば足りる。また、（２）本発明の燃料添加剤は、粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含むものであれば足りる。また、（３）また本発明の燃料添加剤の添加方法は、粉末状または粒状のトルマリンでなる燃料添加剤の層に液体燃料の基材を通すことにより、該燃料添加剤をコロイド状に該基材に含有させるものでもよい。また、（４）本発明の液体燃料の燃焼効率向上方法は、粉末状または粒状のトルマリンの層に液体燃料の基材を通すものでもよい。また、（５）本発明の内燃機関の燃料供給構造は、液体燃料等の流体燃料の燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、該流路において該流体燃料を該トルマリンに触れさせるようにしたものでもよい。また、（６）本発明の燃料フィルタは、液体燃料等の流体燃料を濾過する燃料フィルタにおいて、該流体燃料の流路に粉末状または粒状のトルマリンを配置してなるもので足りる。また、（７）本発明の燃焼装置は、バーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他のものであって、燃料の燃焼により発生した熱が伝わる領域であって、しかも該燃焼における酸化などの化学反応に関与する空気、燃料その他の気体が触れる領域にトルマリンを配置したものでもよい。また、（８）本発明の燃焼装置は、プロパンガスその他の流体燃料または微粉炭その他の粉状燃料を燃焼空域で燃焼させるバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置において、燃焼に起因する熱が伝わる部材にトルマリンを配置し、該トルマリンを包む雰囲気の流体燃料、空気又は流体燃料と空気との混合気が該燃焼空域に供給されるようにしたものでもよい。また、（９）本発明の内燃機関は、燃焼室または予燃焼室における気体が触れる空域にトルマリンを配置したものでもよい。また、（１０）本発明の流体燃料の燃焼方法は、トルマリンをコロイド状に分散させた流体燃料、若しくはトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを混合した燃料添加剤混合流体燃料を燃焼室に供給し、又はトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを互いに独立の供給路で燃焼室へ供給するものでもよい。
次に本発明の別の実施の形態を説明する。この実施の形態では、平均粒径が０．８ミクロンである微粒子状のナトリウム・トルマリンを軽油１リットル当たり０．００２グラム（２ｐｐｍ）加え、大部分のナトリウム・トルマリンをコロイド状で軽油に分散させ、ナトリウム・トルマリン添加軽油を生成した。
ナトリウム・トルマリンを添加していない軽油を軽油１とし、ナトリウム・トルマリンを添加した軽油を軽油２とし、軽油１を燃料とする場合と軽油２を燃料とした場合について、排気量２，８００ｃｃ、車両総重量２．５トンのディーゼルエンジン自動車において、排ガス試験、燃料消費試験、排気煙濃度試験および熱害試験をそれぞれ実施した。排ガス試験は１３モードで行った。１３モードの排ガス試験は、粒子状物質（ＰＭ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）および酸化窒素（ＮＯｘ）について測定した。試験実施機関は財団法人日本自動車輸送技術協会である。ＦＩＧ．７は、その１３モード排ガス試験により得た平均排出ガス量およ最大トルクのデータを示す表である。
この排ガス試験において、粒子状物質は、軽油１では０．３１ｇ／ｋＷｈ、軽油２では０．２６ｇ／ｋＷｈであった。また、一酸化炭素は、軽油１では２．０ｇ／ｋＷｈ、軽油２では１．８ｇ／ｋＷｈであった。また、排ガス試験における炭化水素（ＨＣ）および酸化窒素（ＮＯｘ）は、軽油１および軽油２で差がさしてなく、燃料消費試験、排気煙濃度試験および熱害試験においても軽油１および軽油２で差がさしてなかった。いずれの項目においても軽油２が軽油１に劣ることはなかった。
この試験から、粒子状物質は軽油２では軽油１より１６％減少し、一酸化炭素は軽油２では軽油１より１０％減少しており、軽油２は軽油１より明らかに排出ガスにおいて優れていることが実証された。また、軽油２では軽油１より、最大軸トルクが２．０−３．７％増大した。
次に、本発明の更に別の実施の形態を説明する。この実施の形態で使用する液体燃料は、ガソリンである。本実施の形態の液体燃料は、基材燃料であるガソリンに添加剤を加えてなる。添加剤は、平均粒径が０．８ミクロンである微粒子状のナトリウム・トルマリンと、無水アルコールと、水でなる。添加剤の各成分は、基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンが０．０２グラム、無水アルコールが１２ミリリットル、水が０．６ミリリットルである。大部分のナトリウム・トルマリンは、基材燃料のガソリンにコロイド状に分散させてある。無水アルコールは、基材燃料のガソリンに水を均一に分散させるために添加する。
排気量２５０ｃｃのガソリンエンジンを原動機とする自動二輪車に本実施の形態の液体燃料を供給し、その自動二輪車を走行させた。基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料としたとき、その自動二輪車最大速度が８０Ｋｍ／ｈであった登坂路がある。その登坂路を、本実施の形態の液体燃料で走行するとき、その自動二輪車の最大速度が１００Ｋｍ／ｈに上昇した。このことから、本実施の形態の液体燃料が、ガソリンエンジンの出力を増大することができる分かる。
その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により平坦な道路を走行するとき、エンジンのオイルパンの温度は６３．５℃となった。基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料とし、同じ条件でその平坦な道路を走行するとき、オイルパンの温度は５１℃であった。そこで、本実施の形態の液体燃料は、ガソリンエンジンにおいてより高出力で燃焼していることが分かる。
その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により平坦な道路を８０Ｋｍ／ｈで走行するとき、エンジンの回転数は５，４１０ＲＰＭであった。その自動二輪車が、基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料とし、同じ条件でその平坦な道路を走行するとき、エンジンの回転数は５，７１０ＲＰＭであった。そこで、本実施の形態の液体燃料を燃料するとき、ガソリンエンジンはより高いトルクを出力していることが分かる。
また、その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により平坦な道路を８０Ｋｍ／ｈで走行するとき、エンジンの回転数は５，４１０ＲＰＭであったが、そのとき排気パイプの温度は１８７℃であった。その自動二輪車が、基材燃料のガソリン１リットル当たり、ナトリウム・トルマリンを０．０２グラム加え、無水アルコール及び水を加えないガソリンを燃料とし、同じ条件でその平坦な道路を走行するとき、エンジンの回転数は５，７１０ＲＰＭであったが、そのとき排気パイプの温度は２００℃であった。そこで、本実施の形態の液体燃料を燃料するとき、ガソリンエンジンはより高いパワー・トルクを出力しているが、そのガソリンエンジンは低い温度のガスを排気していることが分かる。
また、その自動二輪車が、本実施の形態の液体燃料により走行するとき、エンジン音は低く、排気ガスの臭気は低減した。特に、エンジンを停止した直後の臭いは、蒸気の臭いであった。また、エンジンのノッキング傾向は解消した。
以上に述べたところから、本実施の形態の液体燃料は、格別な装置を用いることなく、ガソリンエンジン自動車の燃焼ガスにおける有害成分を低減できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
以上に詳しく述べたように、本発明によれば、環境を汚染する虞が無く、燃焼効率に優れ、しかも安価な液体燃料などの流体燃料、微粉炭などの粉状燃料その他の燃料、燃料添加剤、燃焼装置および燃焼方法を提供することができる。
また、本発明の液体燃料および添加剤によれば、格別な装置を用いることなく、自動車などの液体燃料燃焼装置の燃焼ガスにおける有害成分を低減できる。
本発明において用いる燃料添加剤は、マイナスイオン発生源として健康水に添加されるトルマリンでなるから、環境にやさしい。本発明の方法および構造により処理された流体燃料が燃焼し、排気ガスとして排出されても、大気を汚染せず、人体に安全である。もちろん、トルマリンは、人体に触れても安全である。更に、トルマリンは、自然界に大量に存在する物質であり、亜鉛などに比べ安価であり、粉体化或いは粒体化加工のための製造装置費用および人件費も安価であるから、燃料装置などの本発明の構造は安価に製造できる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料その他の燃料。
【請求項２】
粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む燃料添加剤。
【請求項３】
粉末状または粒状のトルマリンでなる燃料添加剤の層に液体燃料の基材を通すことにより、該燃料添加剤をコロイド状に該基材に含有させることを特徴とする液体燃料に対する燃料添加剤の添加方法。
【請求項４】
粉末状または粒状のトルマリンの層に液体燃料の基材を通すことを特徴とする液体燃料の燃焼効率向上方法。
【請求項５】
液体燃料等の流体燃料の燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、該流路において該流体燃料を該トルマリンに触れさせるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料供給構造。
【請求項６】
液体燃料等の流体燃料を濾過する燃料フィルタにおいて、該流体燃料の流路に粉末状または粒状のトルマリンを配置してなる燃料フィルタ。
【請求項７】
燃料の燃焼により発生した熱が伝わる領域であって、しかも該燃焼における酸化などの化学反応に関与する空気、燃料その他の気体が触れる領域にトルマリンを配置したことを特徴とするバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置。
【請求項８】
プロパンガスその他の流体燃料または微粉炭その他の粉状燃料を燃焼空域で燃焼させるバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置において、燃焼に起因する熱が伝わる部材にトルマリンを配置し、該トルマリンを包む雰囲気の流体燃料、空気又は流体燃料と空気との混合気が該燃焼空域に供給されるようにしたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項９】
燃焼室または予燃焼室の気体が触れる空域にトルマリンを配置したことを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
トルマリンをコロイド状に分散させた流体燃料、若しくはトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを混合した燃料添加剤混合流体燃料を燃焼室に供給し、又はトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを互いに独立の供給路で燃焼室へ供給する流体燃料の燃焼方法。
【請求項１１】
コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料。
【請求項１２】
粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む液体燃料添加剤。
【請求項１３】
トルマリン、アルコール及び水を含む添加剤が基材燃料に添加してあり、
前記トルマリンは、コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態で前記基材燃料に分散していることを特徴とする液体燃料。
【請求項１４】
前記基材燃料がガソリンであるとき、前記トルマリンが０．００２グラム以上０．０３グラム以下、前記アルコールが５ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記水が０．１ミリリットル以上５ミリリットル以下の割合で、該基材燃料１リットルに添加してあることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の液体燃料。
【請求項１５】
粉末状若しくは粒子状のトルマリンを、アルコール及び水を含む液体にコロイド状に分散させ、または一部を該液体にコロイド状に分散させるとともに、残部を微粒子状態で該液体に含有させてなる液体燃料添加剤。
【請求項１６】
前記アルコール１００ミリリットル当たり、前記水は０．１ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記トルマリンは０．００２グラム以上１．５グラム以下であることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の液体燃料添加剤。
【請求項１７】
前記トルマリンに替えて、他の圧電物質を用いることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１６項に記載の燃料、燃料添加剤、燃料添加剤添加方法、液体燃料の燃焼効率向上方法、燃料供給構造、燃料フィルタ、燃焼装置、内燃機関または流体燃料の燃焼方法。
【請求項１】
コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料その他の燃料。
【請求項２】
粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む燃料添加剤。
【請求項３】
粉末状または粒状のトルマリンでなる燃料添加剤の層に液体燃料の基材を通すことにより、該燃料添加剤をコロイド状に該基材に含有させることを特徴とする液体燃料に対する燃料添加剤の添加方法。
【請求項４】
粉末状または粒状のトルマリンの層に液体燃料の基材を通すことを特徴とする液体燃料の燃焼効率向上方法。
【請求項５】
液体燃料等の流体燃料の燃料タンクから燃焼室に至る流体燃料の流路にトルマリンを配置し、該流路において該流体燃料を該トルマリンに触れさせるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料供給構造。
【請求項６】
液体燃料等の流体燃料を濾過する燃料フィルタにおいて、該流体燃料の流路に粉末状または粒状のトルマリンを配置してなる燃料フィルタ。
【請求項７】
燃料の燃焼により発生した熱が伝わる領域であって、しかも該燃焼における酸化などの化学反応に関与する空気、燃料その他の気体が触れる領域にトルマリンを配置したことを特徴とするバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置。
【請求項８】
プロパンガスその他の流体燃料または微粉炭その他の粉状燃料を燃焼空域で燃焼させるバーナー、火炉、内燃機関、ジェットエンジン、ガスタービンその他の燃焼装置において、燃焼に起因する熱が伝わる部材にトルマリンを配置し、該トルマリンを包む雰囲気の流体燃料、空気又は流体燃料と空気との混合気が該燃焼空域に供給されるようにしたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項９】
燃焼室または予燃焼室の気体が触れる空域にトルマリンを配置したことを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
トルマリンをコロイド状に分散させた流体燃料、若しくはトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを混合した燃料添加剤混合流体燃料を燃焼室に供給し、又はトルマリンをコロイド状に分散させた流体でなる燃料添加剤と流体燃料とを互いに独立の供給路で燃焼室へ供給する流体燃料の燃焼方法。
【請求項１１】
コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態でトルマリンを分散してなる液体燃料。
【請求項１２】
粉末状若しくは粒子状のトルマリン、トルマリンをコロイド状に分散させた液体等の流体、または一部がコロイド状に分散し残部が微粒子状態にあるトルマリンを有する液体等の流体のうちの少なくともいずれかを含む液体燃料添加剤。
【請求項１３】
トルマリン、アルコール及び水を含む添加剤が基材燃料に添加してあり、
前記トルマリンは、コロイド状又は微粒子状の内の少なくとも一方の状態で前記基材燃料に分散していることを特徴とする液体燃料。
【請求項１４】
前記基材燃料がガソリンであるとき、前記トルマリンが０．００２グラム以上０．０３グラム以下、前記アルコールが５ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記水が０．１ミリリットル以上５ミリリットル以下の割合で、該基材燃料１リットルに添加してあることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の液体燃料。
【請求項１５】
粉末状若しくは粒子状のトルマリンを、アルコール及び水を含む液体にコロイド状に分散させ、または一部を該液体にコロイド状に分散させるとともに、残部を微粒子状態で該液体に含有させてなる液体燃料添加剤。
【請求項１６】
前記アルコール１００ミリリットル当たり、前記水は０．１ミリリットル以上１００ミリリットル以下、前記トルマリンは０．００２グラム以上１．５グラム以下であることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の液体燃料添加剤。
【請求項１７】
前記トルマリンに替えて、他の圧電物質を用いることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１６項に記載の燃料、燃料添加剤、燃料添加剤添加方法、液体燃料の燃焼効率向上方法、燃料供給構造、燃料フィルタ、燃焼装置、内燃機関または流体燃料の燃焼方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７６８４３
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【発行日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０２８３７（Ｐ２００５−５０２８３７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００１７２３
【国際出願日】平成１６年２月１７日（２００４．２．１７）
【出願人】（５０３２９４７９５）株式会社ノアズ (1)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【発行日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００１７２３
【国際出願日】平成１６年２月１７日（２００４．２．１７）
【出願人】（５０３２９４７９５）株式会社ノアズ (1)
【Ｆターム（参考）】
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