WO2014122686A1 - 燃焼促進方法、燃焼促進装置および熱機関 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F23C99/001—Applying electric means or magnetism to combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/06—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by rays, e.g. infrared and ultraviolet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2300/00—Pretreatment and supply of liquid fuel
    • F23K2300/10—Pretreatment
    • F23K2300/101—Application of magnetism or electricity

Definitions

  • the present invention relates to a combustion promoting method, a combustion promoting apparatus, and a heat engine for burning liquid fuel such as light oil or gaseous fuel.
  • Heat engines such as diesel engines and gasoline engines convert fuel combustion energy into kinetic energy such as mechanical energy. For this reason, the magnitude of kinetic energy depends on the combustion of fuel. Fuel combustion is affected by fuel, air, temperature, fuel / air mixing ratio, and the like. The energy converted from combustion also varies depending on the combustion speed of the fuel and the state of combustion. Therefore, if the combustion state changes, the kinetic energy converted from the combustion changes.
  • Patent Document 3 It is known that the combustion of fuel in a heat engine is affected by magnetic force and infrared rays other than fuel and air. Regarding the relationship between combustion and magnetic force and infrared rays, magnetic force and far infrared ray are applied to air (for example, Patent Document 1), far infrared ray is applied to fuel (for example, Patent Document 2), and magnetism is applied to air and fuel. (For example, Patent Document 3) is known.
  • the combustion efficiency of the fuel is the same, the combustion energy increases in proportion to the combustion amount, and if the combustion efficiency is high, the required fuel amount can be reduced. In other words, if the combustion efficiency is low, the amount of fuel increases if the same energy as in the case of high combustion efficiency is obtained. If the amount of fuel consumption increases, emissions of harmful substances such as carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides generated by combustion will increase, increasing the environmental burden and increasing costs.
  • electromagnetic waves of a specific wavelength in the far-infrared region cause a resonance phenomenon or resonance phenomenon in combustion active chemical species and contribute to the promotion of combustion.
  • electromagnetic waves including far-infrared rays can be obtained from piezoelectric materials.
  • a first object of the present invention is to improve the combustion of fuel based on the above knowledge and promote the combustion.
  • the second object of the present invention is to promote combustion and increase the energy obtained from combustion.
  • the combustion promoting method of the present invention is configured such that a piezoelectric element is installed in the vicinity of a combustion chamber for burning fuel, a magnetic field is applied to the piezoelectric element, and electromagnetic waves including far infrared rays generated in the piezoelectric element are generated. Radiates at least to the fuel in the combustion chamber. Thereby, combustion is activated, combustion is improved, and combustion can be promoted. As a result, fuel consumption is reduced.
  • the temperature of the piezoelectric element may be controlled by heating or cooling the piezoelectric element.
  • the temperature of the piezoelectric element When the temperature of the piezoelectric element is low, it may be heated so as to be within the above-described temperature range, and when the piezoelectric element is overheated, it may be cooled so as to be within that temperature range.
  • the piezoelectric element may be controlled in a temperature range of 40 ° C to 150 ° C.
  • the magnetic field may be a DC magnetic field or an AC magnetic field.
  • the magnetic flux density of the magnetic field applied to the piezoelectric element may be 50 mT to 300 mT.
  • a combustion promoting device is a combustion promoting device installed adjacent to a combustion chamber for burning fuel, and generates electromagnetic waves including far-infrared rays by the action of a magnetic field.
  • a piezoelectric element that radiates at least the fuel; and a magnet that applies the magnetic field to the piezoelectric element.
  • the combustion promoting device may further include a temperature control unit that heats or cools the piezoelectric element and controls the piezoelectric element to a temperature within a predetermined temperature range.
  • the magnet may be an electromagnet or a permanent magnet.
  • the combustion promoting device may preferably include a magnetic circuit including the magnet, and the piezoelectric element may be provided in a gap of the magnetic circuit.
  • a heat engine of the present invention is a heat engine that converts combustion of fuel into kinetic energy, a combustion chamber that burns fuel, and electromagnetic waves including far-infrared rays generated by the action of a magnetic field, A piezoelectric element that radiates electromagnetic waves to at least the fuel, and a magnet that causes the magnetic field to act on the piezoelectric element.
  • the heat engine may further include a temperature control unit that heats or cools the piezoelectric element and controls the piezoelectric element to a temperature within a predetermined temperature range.
  • the magnet may be an electromagnet or a permanent magnet.
  • the electromagnetic combustion including far infrared rays radiated from the piezoelectric element can improve the combustion of fuel and promote the combustion.
  • combustion efficiency is increased, combustion energy can be increased, fuel consumption can be reduced, and environmental load can be reduced.
  • FIGS. 1 and 2 show an example of a combustion apparatus according to the first embodiment.
  • the configuration illustrated in FIGS. 1 and 2 is an example, and is not limited to the configuration according to the present invention.
  • This combustion device 2-1 is an example of the combustion promotion method of the present invention.
  • the combustion device 2-1 includes a combustion promoting device 4 and a combustion chamber 6.
  • the combustion device 2-1 is, for example, a heat engine that burns fuel such as light oil.
  • the combustion chamber 6 is a space for burning the fuel F.
  • the combustion chamber 6 is supplied with fuel F and air BA for combustion.
  • the air BA contains oxygen necessary for combustion.
  • Exhaust gas FG generated by the combustion is discharged from the combustion chamber 6.
  • light oil is used as the fuel F.
  • air necessary for the combustion is supplied.
  • a mixture of gasoline and air may be used as the fuel F.
  • the combustion promoting device 4 includes a magnet 8, a magnetic yoke 10, a piezoelectric element 12, a temperature control unit 14, and an exterior member 16.
  • the magnet 8 generates a magnetic field M and causes the magnetic field M to act on the piezoelectric element 12.
  • the magnet 8 may be a permanent magnet or an electromagnet.
  • permanent magnet materials such as anisotropic ferrite magnets, isotropic ferrite magnets, neodymium magnets, samarium cobalt magnets, alnico magnets may be used, but other magnet materials may be used.
  • the magnetic field M obtained from the magnet 8 may be a static magnetic field or an alternating magnetic field.
  • the static magnetic field may be obtained by magnetizing a magnetic material by applying a direct current to a coil wound around the magnetic material.
  • an alternating current may be passed to magnetize the magnetic material.
  • the magnet 8 is formed in a cylindrical shape as an example.
  • the height H1 of the magnet 8 is smaller than the diameter ⁇ 1 (FIG. 2) of the magnet 8 (H1 ⁇ 1).
  • the magnet 8 may have a shape other than a cylindrical shape.
  • the magnet 8 if one cylindrical plane, that is, one of the end faces of the cylinder is an N pole, the other end face is an S pole. The magnetic flux emitted from the N pole reaches the S pole. That is, the magnetic field M is formed. When the magnet 8 is heated together with the piezoelectric element 12, a magnetic field M is generated within the heated temperature range.
  • the magnetic yoke 10 is magnetized by the magnet 8 and forms a magnetic circuit that allows the magnetic field M to be applied to the piezoelectric element 12 to pass therethrough.
  • the magnetic yoke 10 may be made of soft iron, for example.
  • the magnetic yoke 10 includes opposing portions 10-1, 10-2 and a bending portion 10-3.
  • the facing portions 10-1 and 10-2 are opposed to each other by a distance L by the bending portion 10-3.
  • These facing portions 10-1 and 10-2 have a rectangular shape with a width W and a depth D, for example.
  • the magnet 8 is installed between the facing portion 10-1 and the facing portion 10-2 of the magnetic yoke 10, and one surface of the magnet 8 is in close contact with the facing portion 10-1. If this close side is the N pole, the magnetic yoke 10 in close contact with the N pole is magnetized to the N pole, and the N pole appears on the inner surface side of the facing portion 10-2.
  • a magnetic field M is generated between the magnetic gap 18 between the north pole and the south pole of the magnet 8.
  • This magnetic field M is a parallel magnetic field.
  • the N pole side of the magnet 8 is arranged on the facing portion 10-1 side, but this is an example, and the S pole side may be arranged.
  • the piezoelectric element 12 has piezoelectricity.
  • This piezoelectric element 12 is, for example, a piezoelectric material such as quartz or langasite, a pyroelectric material such as tourmaline, lithium sulfate hydrate, heteropolar or the like, or Rochelle salt, barium titanate, lead zirconate titanate (for example, PZT: trade name) or the like.
  • the pyroelectric body is an example of a piezoelectric body and has piezoelectricity and pyroelectricity.
  • a ferroelectric is an example of a piezoelectric body and a pyroelectric body, and has piezoelectricity and pyroelectricity.
  • the piezoelectric element 12 when the magnetic field M is applied within a certain temperature range, the piezoelectricity or pyroelectricity or both of these functions are exhibited, and an electromagnetic wave E including far infrared rays is generated.
  • the piezoelectric element 12 only needs to have such a piezoelectric function, and may include properties other than piezoelectricity.
  • the piezoelectric element 12 is formed in a cylindrical shape as an example, as shown in FIG.
  • the height H2 of the piezoelectric element 12 is set to be smaller than the diameter ⁇ 2 of the piezoelectric element 12 (H2 ⁇ 2).
  • the shape of the piezoelectric element 12 may be a shape other than a cylindrical shape.
  • the piezoelectric element 12 is installed in a magnetic gap 18 between the facing portion 10-2 of the magnetic yoke 10 and the magnet 8. Thereby, the magnetic field M passes through the piezoelectric element 12.
  • the arrangement relationship between the piezoelectric element 12 and the magnet 8 may be such that the magnet 8 and the piezoelectric element 12 are in close contact with each other, or may be opposed to each other with a magnetic gap 18. That is, the parallel magnetic field M formed by the magnet 8 and the magnetic yoke 10 may be passed through the piezoelectric element 12. Further, the magnetic field M generated from the magnet 8 and converged on the magnetic yoke 10 may be passed through the piezoelectric element 12.
  • the diameter ⁇ 2 of the piezoelectric element 12 is set larger than the diameter ⁇ 1 of the magnet 8, but the diameter ⁇ 1 of the magnet 8 and the diameter ⁇ 2 of the piezoelectric element 12 may be the same size.
  • the diameter ⁇ 1 of the magnet 8 may be larger than the diameter ⁇ 2 of the piezoelectric element 12.
  • the temperature control unit 14 detects the temperature of the piezoelectric element 12 and controls the temperature of the piezoelectric element 12 within a certain temperature range by heating or cooling the piezoelectric element 12.
  • the exterior member 16 is an example of a casing that surrounds and covers the magnet 8, the magnetic yoke 10, the piezoelectric element 12, and the temperature control unit 14.
  • a space 20 is formed inside the exterior member 16, and the space 20 is controlled by the temperature control unit 14 to a certain temperature range. That is, the exterior member 16 suppresses heat radiation from the space 20 and heat from the outside.
  • a material that blocks the passage of heat such as a heat insulating member
  • a heat resistant heat insulating material such as glass wool, rock wool, or silicon foam may be used.
  • the exterior member 16 is also a heat retaining member.
  • combustion promoting function of the combustion promoting device 4 will be described for this combustion device 2-1.
  • the magnet 8 magnetizes the magnetic yoke 10, and the magnetic yoke 10 passes the magnetic flux from the magnet 8.
  • the magnetic flux emitted from one cylindrical plane of the magnet 8 passes through the magnetic yoke 10, is converged by the magnetic circuit of the magnetic yoke 10, and returns to the other cylindrical plane of the magnet 8.
  • a parallel magnetic field M is generated between the magnet 8 and the facing portion 10-2 of the magnetic yoke 10.
  • Magnetic flux passes through the piezoelectric element 12 placed in the magnetic field M. Since the piezoelectric element 12 is installed in the space 20 of the exterior member 16, the piezoelectric element 12 is controlled to a certain temperature range by the temperature controller 14.
  • an electromagnetic wave E including far-infrared rays is generated and radiated to the piezoelectric element 12 by the piezoelectric function.
  • the electromagnetic wave E that has passed through the exterior member 16 is radiated to the fuel F and the air BA in the combustion chamber 6.
  • the electromagnetic wave E acts on the molecules and particles of the fuel F and activates the molecules and particles.
  • the electromagnetic wave E having a specific wavelength in the far-infrared region radiated from the piezoelectric element 12 causes a resonance phenomenon or a resonance phenomenon for the combustion active chemical species of the fuel F. Such resonance phenomenon or resonance phenomenon promotes combustion of the fuel F. This is also disclosed in Non-Patent Document 1.
  • a piezoelectric body, a pyroelectric body, and a ferroelectric body have a characteristic of generating an electromagnetic wave E including far infrared rays.
  • the pyroelectric material and the ferroelectric material have a property of changing polarization according to a temperature change.
  • the magnetic flux density B of the magnetic flux generated by the magnet 8 may be approximately 50 [mT (millitesla)] or more, and when the magnetic flux density B is within this range, the combustion promoting action of the fuel F by the electromagnetic wave E is obtained. It is done.
  • the magnetic flux density B of 50 [mT] or more and 300 [mT] or less can be easily obtained by the magnetic material described above. If the magnetic flux density B is around 100 [mT] or more than 100 [mT], a sufficient magnetic flux density B can be obtained and the margin ratio becomes large. Therefore, the magnetic flux density B is preferably 50 [mT] or more and 300 [mT] or less, and preferably 100 [mT] or more and 300 [mT] or less.
  • the temperature T1 of the piezoelectric element 12 is preferably 40 [° C.] or higher and 150 [° C.] or lower. At the temperature T1 within this range, the combustion promoting action of the fuel F by the electromagnetic wave E becomes remarkable. Therefore, the temperature T1 is desirably 60 [° C.] or higher and 110 [° C.] or lower. At the temperature T1, the action of promoting the combustion of the fuel F by the electromagnetic wave E is enhanced. By this combustion promotion, the fuel F burns efficiently and contributes to the reduction of the consumption amount of the fuel F.
  • the generation of the electromagnetic wave E described above becomes significant. . Thereby, the combustion promotion of the fuel F is obtained and enhanced.
  • FIG. 3A shows an example of the temperature control unit 14.
  • the temperature control unit 14 includes a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor 22 and a heat generating unit 24.
  • the heat generating part 24 is connected to the power source 26 via the PTC thermistor 22.
  • the power source 26 may be alternating current or direct current.
  • the PTC thermistor 22 is an example of a thermal control element.
  • the PTC thermistor 22 controls a current flowing from the power source 26 to the heat generating part 24 by heat sensitivity.
  • the resistance value of the PTC thermistor 22 changes with the reference temperature Tc as a boundary.
  • the resistance value of the PTC thermistor 22 exhibits reversibility such that when the detected temperature exceeds the reference temperature Tc, it rapidly increases, and when the detected temperature falls below the reference temperature Tc, it rapidly decreases.
  • the heat generating unit 24 generates heat by feeding power from a power source 26 connected via the PTC thermistor 22.
  • a heater or an electric heater is used for the heat generating portion 24.
  • the temperature of the piezoelectric element 12 is heated within a certain temperature range.
  • the temperature is detected by the PTC thermistor 22, and the current supplied to the heat generating unit 24 is controlled by the resistance corresponding to the detected temperature.
  • the heat generation temperature of the heat generating part 24 can be controlled within a certain temperature range.
  • the PTC thermistor 22 is installed on the piezoelectric element 12 via the facing portion 10-2 of the magnetic yoke 10.
  • the PTC thermistor 22 installed in the vicinity of the piezoelectric element 12 exhibits an internal resistance corresponding to the temperature detected from the piezoelectric element 12 or the like.
  • the heat generating part 24 is heated.
  • the resistance value of the PTC thermistor 22 is increased, and the current flowing through the heat generating part 24 is reduced. Suppresses fever.
  • FIG. 3B shows a modification of the temperature control unit 14.
  • the temperature control unit 14 may include a cooling unit 28 together with the heating unit 24 instead of the above-described heating unit 24.
  • the space 20 of the exterior member 16 and the piezoelectric element 12 may be cooled and adjusted to a predetermined temperature range.
  • a magnetic field M is applied from the magnet 8 to the piezoelectric element 12, and an electromagnetic wave E including far infrared rays is generated from the piezoelectric element 12 by a piezoelectric function.
  • the piezoelectric element 12 is maintained at a temperature within a certain temperature range by being heated or cooled by the temperature controller 14.
  • the electromagnetic wave E including far infrared rays generated from the piezoelectric element 12 is radiated to the fuel F and the air BA in the combustion chamber 6. Thereby, the fuel F combusted in the combustion chamber 6 is activated, and combustion is promoted.
  • This combustion promotion can increase combustion efficiency and contribute to reduction of fuel consumption.
  • FIG. 4 is a view showing an example of a heat engine according to the second embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 4 are identical to FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG. 4, the same parts as those in FIG.
  • This heat engine 2-2 is an example of the combustion apparatus described above.
  • This heat engine 2-2 is configured to include the above-described combustion acceleration device 4 in the existing heat engine section.
  • the heat engine 2-2 is a diesel engine, for example, and generates kinetic energy by burning the fuel F.
  • the heat engine 2-2 includes a cylinder block portion 32, a cylinder head portion 34, and a crank chamber 36.
  • the cylinder block 32 is provided with a cylinder 38.
  • This cylinder 38 corresponds to the combustion chamber 6 (FIG. 1) described above.
  • a piston 40 is slidably installed in the cylinder 38.
  • the cylinder head part 34 is installed on the upper side of the piston 40 of the cylinder 38.
  • the cylinder head part 34 is provided with a fuel injection part 44, an intake part 46 and an exhaust part 48, and these are connected to a cylinder 38.
  • the fuel injection unit 44 is disposed at the center of the cylinder 38.
  • the intake part 46 and the exhaust part 48 are arranged on the left and right with the fuel injection part 44 in between.
  • a fuel valve 50 is installed in the fuel injection unit 44.
  • An intake valve 52 is installed in the intake section 46.
  • An exhaust valve 54 is installed in the exhaust unit 48.
  • the fuel F is injected into the cylinder 38 by opening the fuel valve 50.
  • the intake valve 52 is opened, the air BA is supplied into the cylinder 38.
  • the combustion exhaust FG is pushed out from the cylinder 38 by the piston 40 when the exhaust valve 54 is opened.
  • a water jacket 56 is installed on the outer surface of the cylinder 38.
  • the water jacket 56 is an example of a cooling unit.
  • a water passage portion 58 is formed in the water jacket 56, and cooling water is passed through the water passage portion 58. Thereby, the heat of the cylinder 38 is heat-exchanged with cooling water, the cylinder 38 is cooled, and overheating of the cylinder 38 can be prevented.
  • a crankshaft 60 is installed in the crank chamber 36, and a piston 40 is connected to the crankshaft 60 by a connecting rod 62.
  • the vertical movement of the piston 40 is transmitted to the crankshaft 60 by the connecting rod 62 and converted into a rotational movement.
  • the inflow of air BA opens the intake valve 52, causes the air BA to flow into the cylinder 38 from the intake portion 46, and is confined in the cylinder 38.
  • the intake valve 52 is opened while the piston 40 descends from the upper side of the stroke S to the lower side, and is closed when the piston 40 reaches the lower part of the stroke S.
  • the fuel valve 50, the intake valve 52, and the exhaust valve 54 are closed.
  • the piston 40 rises in this state, the air BA in the cylinder 38 is compressed, and the temperature of the air BA rises. This temperature reaches, for example, several hundred degrees.
  • the fuel valve 50 When the piston 40 reaches the top dead center of the stroke S, the fuel valve 50 is opened, and the fuel F compressed with a high pressure is injected into the cylinder 38. The fuel F is compressed in the cylinder 38 and burns in response to the air BA reaching several hundred degrees. This combustion is an explosion.
  • the fuel F injected into the cylinder 38 is radiated with an electromagnetic wave E including far infrared rays from the combustion promoting device 4, and the combustion by the electromagnetic wave E is promoted as described above. Combustion of the mixed fuel including the fuel F and the air BA is promoted, the combustion becomes an explosion state, and the combustion promotion function of the electromagnetic wave E is added to increase the explosion force.
  • This combustion generates combustion exhaust FG.
  • the combustion gas in the cylinder 38 is in an expanded state, and the piston 40 is pushed down to the bottom dead center of the stroke S. That is, the fuel F explodes and burns, and this combustion energy moves the piston 40 and is converted into kinetic energy.
  • the fuel F and air BA in the cylinder 38 receive radiation of electromagnetic waves E including far-infrared rays from the combustion promoting device 4, whereby the fuel F and air The BA is activated and the combustion of the fuel F is promoted.
  • the area of the cylindrical plane of the piezoelectric element 12 is ( ⁇ ⁇ ⁇ 2 ⁇ ⁇ 2) / 4.
  • the aforementioned electromagnetic wave E is radiated from the plane of the piezoelectric element 12 to the fuel F and air BA in the combustion space of the cylinder 38.
  • the temperature of the piezoelectric element 12 is controlled within a certain temperature range by the temperature control unit 14 and the magnetic field M is caused to act by the magnet 8 and the magnetic yoke 10, so that an electromagnetic wave E including far infrared rays can be obtained. it can.
  • the soot combustion promoting device 4 can be constituted by, for example, a permanent magnet, a piezoelectric material, a magnetic yoke 10 and a heater, and can be realized by a relatively inexpensive material. That is, the combustion promoting device 4 can be obtained at a low manufacturing cost, and high efficiency of the heat engine 2-2 can be realized.
  • the soot combustion promoting device 4 can be installed outside the heat engine 2-2, and it is not necessary to change the configuration of the heat engine 2-2. Therefore, the installation is easy and the equipment is not complicated.
  • FIG. 5 shows a fuel injection device according to the third embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 5 are identical to FIG. 5, the same parts as those in FIG. 5, the same parts as those in FIG.
  • This fuel injection device 64 is an example of a combustion acceleration device, and has a fuel injection function as well as a combustion acceleration function.
  • the fuel injection device 64 includes the combustion acceleration device 4 described above, and the same reference numerals are given to the same portions as those in the above embodiment.
  • the fuel injection device 64 includes a housing 66, and the combustion promoting device 4 is installed in the housing 66.
  • the combustion promoting device 4 includes the magnet 8, the magnetic yoke 10, the piezoelectric element 12, and the temperature control unit 14.
  • the above-described exterior member 16 is also used as the housing 66.
  • the piezoelectric element 12 included in the combustion promoting device 4 functions as a piezoelectric actuator.
  • the piezoelectric element 12 has a laminated structure in which piezoelectric members are laminated. According to the piezoelectric element 12 having such a laminated structure, a large mechanical displacement can be obtained as compared with a piezoelectric element composed of a single-layer piezoelectric member.
  • the housing 66 is formed with a fuel supply pipe 68 and an injection nozzle portion 70.
  • the fuel supply pipe 68 is a passage that guides the fuel F to the injection nozzle portion 70 side through the side surface side of the fuel injection device 64.
  • the injection nozzle part 70 is formed on the front end side of the housing 66 and includes a fuel injection hole 72.
  • An injection valve 74 that opens and closes the fuel injection hole 72 is slidably installed inside the injection nozzle portion 70.
  • a valve control unit 76 is installed between the injection valve 74 and the piezoelectric element 12 constituting the piezoelectric actuator.
  • the piezoelectric element 12 causes a mechanical displacement as a piezoelectric actuator, and this mechanical displacement is transmitted to the injection valve 74 through the valve control unit 76. That is, the injection valve 74 is operated by the mechanical displacement of the piezoelectric element 12. Thereby, the injection of the fuel F or the stop of the injection is controlled.
  • the piezoelectric element 12 is connected to the power feeding unit 80 via an electric wiring 78.
  • the power feeding unit 80 is an electrical connector, for example, and is connected to a drive circuit.
  • the piezoelectric element 12 is mechanically displaced, for example, shortened by the piezoelectric effect.
  • the valve control unit 76 is pulled and moved.
  • the injection valve 74 is separated from the valve seat portion of the fuel injection hole 72. That is, the fuel injection hole 72 is opened and the fuel F is injected.
  • an electromagnetic wave E including far infrared rays is generated in the piezoelectric element 12.
  • the electromagnetic wave E is applied to the fuel F passing through the fuel supply pipe 68 and can activate the particles and molecules of the fuel F.
  • the heat engine in which the fuel injection device 64 is installed can irradiate the electromagnetic wave E and activate the combustion of the fuel F.
  • FIG. 6 shows a heat engine 2-3 according to the fourth embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 6 are identical to FIG. 6, the same parts as those in FIG. 6, the same parts as those in FIG. 6, the same parts as those in FIG.
  • This heat engine 2-3 includes a fuel injection device 64 in place of the combustion promoting device 4 and the fuel valve 50 installed in the above-described heat engine 2-2 (FIG. 4). That is, the fuel injection device 64 having a fuel injection function and a combustion promotion function is installed.
  • the fuel F is injected from the fuel injection device 64 into the cylinder 38, and the electromagnetic wave E including far infrared rays is radiated from the fuel injection device 64 to the fuel F and the air BA in the cylinder 38.
  • the fuel F passing through the fuel injection device 64 is irradiated with the electromagnetic wave E in the fuel injection device 64, and the electromagnetic wave E radiated from the fuel injection device 64 is further converted into the fuel F and air in the cylinder 38. It is also irradiated to BA. Thereby, combustion of the fuel F is accelerated
  • combustion promoting device 4 is incorporated into the fuel injection device 64, so that the combustion promoting device 4 can be made compact.
  • Electromagnetic waves E including far infrared rays can be radiated to the fuel F in the cylinder 38 from the fuel injection device 64 installed at the head of the soot cylinder 38, so that the fuel can be activated and burned.
  • the irradiation of the electromagnetic wave E to the fuel F before injection and the irradiation of the electromagnetic wave E to the fuel F in the injected cylinder 38 result in multiple irradiation of the electromagnetic wave E, and the activation of the fuel F. , Can enhance combustion promotion.
  • combustion accelerating device 4 Since the combustion accelerating device 4 is built in the fuel injection device 64, a combustion accelerating function can be obtained without changing the mechanical structure of the existing cylinder 38 on the side of the heat engine 2-3. 3 operating costs can be saved.
  • FIG. 7 shows an example of a method for manufacturing the combustion promoting device 4.
  • the temperature control unit 14 is installed on the magnet 8 side.
  • This manufacturing process includes a process of forming the magnetic yoke 10, a process of installing the magnet 8 and the piezoelectric element 12 with respect to the magnetic yoke 10, a process of mounting the temperature control unit 14, and a process of mounting the exterior member 16.
  • a U-shaped magnetic yoke 10 is formed using a soft iron plate.
  • the magnet 8 is installed on the inner surface side of the facing portion 10-1 of the magnetic yoke 10, and the piezoelectric element 12 is installed on the upper surface of the facing portion 10-2. . Thereby, the magnetic field M is allowed to pass through the piezoelectric element 12.
  • the temperature control unit 14 In the mounting process of the temperature control unit 14, for example, as shown in FIG. 7B, the temperature control unit 14 is mounted on the upper surface of the facing portion 10-1 of the magnetic yoke 10. The temperature control unit 14 is formed in advance. In the temperature control unit 14, the thermal control element 220 is connected to the heater 240 in series by the electric wiring 82. The heater 240 is an example of the heating unit 24 and is an electric heater.
  • the periphery of the magnetic yoke 10, the magnet 8, the piezoelectric element 12, and the temperature control unit 14 is covered with the exterior member 16.
  • the exterior member 16 is comprised with a heat insulation sheet, for example.
  • the exterior member 16 wraps the magnetic yoke 10 and the temperature control unit 14, and the exterior member 16 is bound by a binding string 84. Thereby, the combustion promoting device 4 is maintained in the covering state by the exterior member 16.
  • the magnetic yoke 10 For the magnet 8, the magnetic yoke 10, the piezoelectric element 12, the thermal control element 220, the heater 240, and the exterior member 16, for example, the following specifications or constituent members may be used.
  • the poly switch is an example of the PTC thermistor described above.
  • the electric power supplied to the heater 240 is controlled using the property (reversibility) that the resistance value rapidly increases and decreases with the reference temperature Tc as a boundary.
  • the temperature of the polyswitch becomes lower than the reference temperature Tc, the electric power applied to the heater 240 increases.
  • the temperature of the polyswitch rises to the reference temperature Tc, the resistance value rises, so that the power applied to the heater 240 is limited.
  • the temperature of the piezoelectric element 12 is controlled to 90 [° C.], for example.
  • FIG. 8 shows an example of the engine generator 2-4 according to the sixth embodiment.
  • the engine generator 2-4 is provided with the above-described combustion acceleration device 4 (FIG. 1).
  • the engine generator 2-4 is an example of a heat engine 2-2.
  • the engine generator 2-4 includes an engine unit 86, a power generation unit 88, and a battery 90.
  • the engine portion 86 may include an engine portion including the cylinder block portion 32, the cylinder head portion 34, and the crank chamber 36 of the heat engine 2-2 described above.
  • the combustion promoting device 4 described above is installed on the side surface of the engine portion 86.
  • the distance from the surface of the upper side surface of the engine part 86 to the piezoelectric element 12 is set to about 3 [cm], for example.
  • a rotational force is generated as kinetic energy by the combustion of the fuel F. With this rotational force, the power generation unit 88 generates power.
  • the battery 90 is charged with the power generation output.
  • the output of the battery 90 is applied to the temperature control unit 14 via the electrical wiring 82.
  • the engine part 86 is irradiated with electromagnetic waves E including far infrared rays from the combustion promoting device 4 to promote the combustion of the fuel F in the engine part 86.
  • an engine generator having the following specifications or configuration is used as the engine generator 2-4.
  • the following specifications or configurations are examples.
  • This measurement was started after the engine part 86 was stabilized after a warm-up operation for several minutes. The fuel consumption was measured several times, and the average value of the obtained fuel consumption was calculated.
  • Combustion efficiency was obtained by dividing the consumption time of light oil of the engine part 86 where the combustion promoting device 4 was installed by the consumption time of light oil of the engine part 86 where the combustion promoting device 4 was not installed.
  • the combustion efficiency was about 1.39, and an improvement in efficiency of 39% was confirmed.
  • the magnetic flux density (B) of the magnet 8 was set to about 100 [mT], that is, a magnetic flux density around 100 [mT] or 100 [mT].
  • FIG. 9 shows characteristic curves obtained by experiments.
  • the horizontal axis represents the temperature [° C.] of the piezoelectric element 12, and the vertical axis represents the combustion efficiency.
  • the relationship between the temperature of the piezoelectric element 12 and the combustion efficiency of the engine generator 2-4 was verified. That is, the combustion efficiency increases and decreases with respect to the temperature change of the piezoelectric element 12 of the combustion promoting device 4 installed outside the engine unit 86.
  • the combustion efficiency in the temperature range when the temperature of the piezoelectric element 12 is 40 [° C.] to 150 [° C.] the combustion promotion is most advanced in the temperature range of 60 [° C.] to 110 [° C.], and the combustion efficiency becomes high You can understand that.
  • the combustion efficiency of the engine generator 2-4 that receives the irradiation of the electromagnetic wave E emitted from the piezoelectric element 12 varies depending on the temperature, and the irradiation of the electromagnetic wave E affects the combustion efficiency. High efficiency is achieved.
  • the most efficient combustion When it exceeds 86 [° C.], the combustion efficiency decreases as the temperature increases.
  • the temperature of the piezoelectric element is 60 [° C.]
  • the combustion efficiency is e1
  • the rate of increase in combustion efficiency increases.
  • the temperature of the piezoelectric element 12 is 70 [° C.]
  • the combustion efficiency is e2
  • the rate of increase in the combustion efficiency is further increased.
  • Combustion efficiency is a value of e1 or more in the range of 60 to 110 [° C.], and good combustion efficiency is obtained. In the range of 70 [° C.] to 105 [° C.], the value is e2 or more, and a better combustion efficiency is obtained. As is apparent from the experimental results, if the combustion promoting device 4 is installed, the fuel consumption of the heat engine can be reduced.
  • the distance from the surface of the engine upper side surface to the piezoelectric element 12 is set to about 3 [cm], but even if it is about 10 [cm], an effect of reducing fuel consumption is expected.
  • the same is true even if the PZT is used in a fuel injection device using a piezoelectric material, that is, PZT having a laminated structure. The effect was obtained.
  • the temperature control unit 14 is installed as a heating means.
  • the piezoelectric element 12 may be heated by heat generated by a heat engine. Even when the heat engine is used as a heating means, the piezoelectric element 12 can be heated, and the fuel F can be irradiated with the electromagnetic wave E.
  • the magnetic yoke 10 is provided to allow the parallel magnetic field to pass through the piezoelectric element 12 with the single magnet 8. It is good also as a structure which makes the element 12 pass.
  • the magnetic yoke 10 may be configured by the housing 66.
  • the combustion promoting device 4 and the fuel injection device 64 can be reduced in weight.
  • the weight of the moving promoting device 4 can be reduced by reducing the weight of the combustion promoting device 4.
  • the energy required for movement can be reduced, and the amount of fuel can be reduced.
  • the diesel engine is shown as the heat engine 2-2, but other heat engines such as a gasoline engine, a jet engine, and a rocket engine may be used. Further, the engine may be any of a 2-cycle engine, a 4-cycle engine, a rotary engine, and the like.
  • the installation location of the soot combustion promoting device 4 is not limited to the position directly above the cylinder head portion 34, but may be installed in the vicinity of the cylinder 38.
  • it may be installed on the side surface of the cylinder 38 or may be a position where the electromagnetic wave E can be applied to the fuel F.
  • the magnetic yoke 10 is horseshoe-shaped, but it may be annular. If the piezoelectric element 12 is installed in the magnetic gap 18, the shape of the magnetic yoke 10 is not limited to the C shape.
  • the magnet 8 and the piezoelectric element 12 are installed inside the exterior member 16, but the exterior member 16 may be made of a material through which the electromagnetic wave E emitted from the piezoelectric element 12 passes.

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Abstract

　熱機関などの燃焼装置で燃焼させる軽油などの燃料の燃焼を改善し、燃料の燃焼を促進させ、燃焼により得られるエネルギーを増加させる。　少なくとも磁石８と圧電素子１２とを備える。磁石８の磁界Ｍを圧電素子１２に加える。これにより、圧電素子１２から少なくとも遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じさせ、この電磁波Ｅを燃焼する燃料Ｆに照射させて燃料Ｆの燃焼を促進させる。この燃焼により変換される運動エネルギーを増加させている。

Description

燃焼促進方法、燃焼促進装置および熱機関
　本発明は、軽油などの液体燃料や、気体燃料を燃焼させる燃焼促進方法、燃焼促進装置および熱機関に関する。
　ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの熱機関は燃料の燃焼エネルギーを機械エネルギーなどの運動エネルギーに変換する。このため、運動エネルギーの大きさが燃料の燃焼に依存している。燃料の燃焼は、燃料、空気、温度、燃料と空気の混合割合などの影響を受ける。燃焼から変換されるエネルギーは燃料の燃焼速度や燃焼の状態によっても異なってくる。したがって、燃焼状態が変化すれば、その燃焼から変換される運動エネルギーが変化する。
　熱機関における燃料の燃焼に関し、燃料や空気以外の磁力や赤外線などが影響することが知られている。燃焼と磁力や赤外線の関連に関し、空気に磁力および遠赤外線を作用させること（たとえば、特許文献１）、燃料に遠赤外線を作用させること（たとえば、特許文献２）、空気や燃料に磁気を作用させること（たとえば、特許文献３）が知られている。
　燃料の燃焼に関し、遠赤外線領域のある特定波長の電磁波がある燃焼活性化学種に対して共鳴現象や共振現象を起こし、これらが燃焼の促進に寄与することが知られている（たとえば、非特許文献１）。
特開２００４－０３６５７１号公報 特開２００２－１６１８１７号公報 特開２００２－２４２７６９号公報
映像情報メディア学会技術報告　３３巻７号１－８頁「遠赤外線領域のある特定波長による燃焼促進技術の開発とその応用について：電磁波燃焼技術による省エネ・ＣＯ＿２削減への挑戦」
　ところで、燃焼装置の一例である熱機関では、燃料の燃焼効率が同一であれば、その燃焼量に燃焼エネルギーが比例して増大し、燃焼効率が高ければ、必要な燃料量を低減できる。換言すれば、燃焼効率が低ければ、高い燃焼効率の場合と同様のエネルギーを得ようとすれば燃料量が増加する。燃料の消費量が増加すれば、燃焼によって生じる一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物などの有害物質の排出量が増加し、環境の負荷が増加し、費用が増加するという課題がある。
　燃料の燃焼に関し、遠赤外線領域のある特定波長の電磁波が共鳴現象や共振現象を燃焼活性化学種に起こさせ、燃焼の促進に寄与するとの知見がある。また、遠赤外線を含む電磁波が圧電物質から得られるとの知見がある。
　そこで、本発明の第１の目的は上記課題に鑑み且つ上記知見に基づいて燃料の燃焼を改善し、燃焼を促進させることにある。
　本発明の第２の目的は燃焼を促進させ、燃焼から得られるエネルギーを増加させることにある。
　上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進方法は、燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、前記圧電素子に磁界を作用させ、前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する。これにより、燃焼が活性化され、燃焼が改善され、且つ燃焼を促進させることができる。この結果、燃料の消費量が低減される。
　上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御してもよい。圧電素子の温度が低い場合には、既述の温度範囲になるように加熱すればよいし、圧電素子が過熱される場合にはその温度範囲になるように冷却すればよい。
　上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子は、４０℃ないし１５０℃の温度範囲に制御してもよい。
　上記燃焼促進方法において、好ましくは前記磁界が直流磁界または交流磁界のいずれでもよい。
　上記燃焼促進方法において、好ましくは前記圧電素子に作用させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであればよい。
　上記課題を解決するため、本発明の燃焼促進装置は、燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石とを備える。
　上記燃焼促進装置において、好ましくはさらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備えてもよい。
　上記燃焼促進装置において、好ましくは前記磁石が電磁石または永久磁石のいずれでもよい。
　上記燃焼促進装置において、好ましくは前記磁石を含む磁気回路を備え、この磁気回路のギャップ内に前記圧電素子を備えてもよい。
　上記課題を解決するため、本発明の熱機関は、燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、燃料を燃焼させる燃焼室と、磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石とを備える。
　上記熱機関において、好ましくはさらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部とを備えてもよい。
　上記熱機関において、好ましくは前記磁石が電磁石または永久磁石のいずれでもよい。
　本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
　(1) 圧電素子から放射される遠赤外線を含む電磁波により、燃料の燃焼を改善し、燃焼を促進させることができる。
　(2) 燃焼の改善により燃焼効率が高められ、燃焼エネルギーの増加、燃料消費量の低減を図ることができ、環境負荷を軽減することができる。
　(3) 燃料の燃焼から変換される運動エネルギーが高められ、燃料の運動エネルギーへの変換効率を向上させることができる。
　そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面や各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
第１の実施の形態に係る燃焼装置の一例を示す図である。 燃焼促進装置の磁気ヨーク部分で水平方向に切断して示す断面図である。 温度制御部の一例および変形例を示す図である。 第２の実施の形態に係る熱機関の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る燃料噴射装置を示す図である。 第４の実施の形態に係る熱機関の一例を示す図である。 第５の実施の形態に係る燃焼促進装置の製造方法の一例を示す図である。 第６の実施の形態に係る発電機の一例を示す図である。 圧電素子の温度が燃焼効率に関係することを示す図である。
〔第１の実施の形態〕
＜燃焼装置および燃焼促進装置＞
　図１および図２は、第１の実施の形態に係る燃焼装置の一例を示している。図１および図２に示す構成は一例であり、本発明が係る構成に限定されるものではない。
　この燃焼装置２－１は、本発明の燃焼促進方法の一例である。この燃焼装置２－１には燃焼促進装置４および燃焼室６が含まれる。燃焼装置２－１は軽油などの燃料を燃焼させるたとえば、熱機関である。
　燃焼室６は燃料Ｆを燃焼させる空間部である。この燃焼室６には燃焼させるための燃料Ｆや空気ＢＡが供給される。空気ＢＡには燃焼に必要な酸素が含まれる。燃焼により生じた排気ＦＧは燃焼室６から排出される。この燃料Ｆにはたとえば、軽油が用いられる。燃料Ｆの燃焼には、燃焼に必要な空気が供給される。燃料Ｆに、ガソリンと空気との混合気を用いてもよい。
　燃焼促進装置４には磁石８と、磁気ヨーク１０と、圧電素子１２と、温度制御部１４と、外装部材１６が備えられている。
　磁石８は磁界Ｍを発生し、この磁界Ｍを圧電素子１２に作用させる。この磁石８は永久磁石でもよいし、電磁石でもよい。永久磁石であればたとえば、異方性フェライト磁石、等方性フェライト磁石、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などの永久磁石材料を用いればよいが、他の磁石材料であってもよい。
　磁石８に電磁石を用いれば、磁石８から得られる磁界Ｍは静磁界でもよいし、交流磁界でもよい。静磁界は磁性材料に巻回されたコイルに直流電流を流して磁性材料を磁化させればよい。また、交流磁界では、交流電流を流して磁性材料を磁化させればよい。
　磁石８は一例として円柱形状に形成されている。磁石８の高さＨ１は、磁石８の直径Φ１（図２）より小さい（Ｈ１＜Φ１）。この磁石８は円柱形状以外の形状であってもよい。
　この磁石８では、一方の円柱平面、つまり円柱の端面の一方がＮ極であれば、他の端面はＳ極となる。Ｎ極から出た磁束はＳ極に至る。つまり、磁界Ｍが形成される。この磁石８が圧電素子１２とともに加熱される場合には、加熱された温度範囲内で磁界Ｍを生じる。
　磁気ヨーク１０は磁石８により磁化され、圧電素子１２に作用させるための磁界Ｍを通過させる磁気回路を形成する。磁気ヨーク１０にはたとえば軟鉄で形成すればよい。
　この実施の形態では、磁気ヨーク１０は一例として、対向部１０－１、１０－２および湾曲部１０－３を備える。対向部１０－１、１０－２は湾曲部１０－３により、間隔Ｌだけ離れて対向する。これら対向部１０－１、１０－２は、たとえば横幅Ｗ、奥行きＤの矩形形状である。
　磁気ヨーク１０の対向部１０－１と対向部１０－２との間に磁石８が設置され、磁石８の一面が対向部１０－１に密着している。この密着側をＮ極とすれば、このＮ極に密着した磁気ヨーク１０はＮ極に磁化され、対向部１０－２の内面側には、Ｎ極が現れる。このＮ極と磁石８のＳ極との磁気ギャップ１８間に磁界Ｍが生じる。この磁界Ｍは平行磁界である。図１では、磁石８のＮ極側を対向部１０－１側に配置しているが、これは一例であり、Ｓ極側を配置してもよい。
　圧電素子１２は圧電性を備える。この圧電素子１２はたとえば、水晶、ランガサイトなどの圧電体、電気石、硫酸リチウム水和物、異極鉱などの焦電体、またはロッシェル塩、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛（たとえば、ＰＺＴ：商品名）などの強誘電体で形成される。焦電体は圧電体の一例であり、圧電性および焦電性を有する。強誘電体は、圧電体および焦電体の一例であり、圧電性および焦電性を有する。このような圧電素子１２では、一定の温度範囲内で磁界Ｍを作用させると、圧電性または焦電性またはこれらの双方の機能を発揮し、遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じる。圧電素子１２は、このような圧電機能が得られればよく、圧電性以外の性質を含んでもよい。
　圧電素子１２は図２に示すように、一例として円柱形状に形成されている。圧電素子１２の高さＨ２は、圧電素子１２の直径Φ２より小さく設定されている（Ｈ２＜Φ２）。なお、圧電素子１２の形状は円柱形状以外の形状であってもよい。
　この圧電素子１２は、磁気ヨーク１０の対向部１０－２と磁石８との間にある磁気ギャップ１８内に設置されている。これにより、圧電素子１２には磁界Ｍが通過する。圧電素子１２と磁石８との配置関係は、磁石８と圧電素子１２とを密着させてもよいし、磁気ギャップ１８を持たせて対向させてもよい。つまり、圧電素子１２に磁石８および磁気ヨーク１０で形成された平行な磁界Ｍを通過させればよい。また、磁石８から生じ、磁気ヨーク１０に収束させた磁界Ｍを圧電素子１２に通過させればよい。
　なお、この実施の形態では、圧電素子１２の直径Φ２が磁石８の直径Φ１より大きく設定しているが、磁石８の直径Φ１と圧電素子１２の直径Φ２とが同じ大きさであってもよく、磁石８の直径Φ１が圧電素子１２の直径Φ２より大きくてもよい。
　温度制御部１４は、圧電素子１２の温度を検知し、圧電素子１２を加熱または冷却して圧電素子１２の温度を一定の温度範囲内に制御する。
　外装部材１６は、磁石８、磁気ヨーク１０、圧電素子１２および温度制御部１４を包囲し、被覆するケーシングの一例である。この外装部材１６の内部には空間部２０が形成され、この空間部２０は温度制御部１４によって一定の温度範囲に制御される。つまり、外装部材１６は、空間部２０からの放熱や、外部からの熱が加わることを抑制している。
　この外装部材１６には、たとえば、断熱部材などの熱の通過を遮断する材料を用いればよく、たとえばグラスウール、ロックウールおよびシリコンフォームなどの耐熱断熱素材を用いればよい。このような外装部材１６を備えれば、空間部２０からの放熱や外部からの熱が加わることを防止でき、空間部２０の内部温度を一定に保温することが可能である。つまり、外装部材１６は保温部材でもある。このような外装部材１６の設置により、空間部２０の内部温度が一定範囲に制御され、加熱エネルギーのロスを低減でき、燃焼室６の発熱などによる外部からの熱を遮断でき、圧電素子１２が過熱されることもない。圧電素子１２の高温化を防止できる。
　＜燃焼促進機能＞
　この燃焼装置２－１について、燃焼促進装置４の燃焼促進機能を説明する。
　磁石８は磁気ヨーク１０を磁化し、磁気ヨーク１０は磁石８から磁束を通過させる。磁石８の一方の円柱平面から出た磁束は磁気ヨーク１０を通過し、この磁気ヨーク１０の磁気回路で収束されて磁石８の他方の円柱平面に戻る。磁石８と磁気ヨーク１０の対向部１０－２との間には平行な磁界Ｍが生成されている。この磁界Ｍの中に置かれた圧電素子１２には磁束が通過する。この圧電素子１２は、外装部材１６の空間部２０に設置されているので、温度制御部１４により一定の温度範囲に制御される。
　このように一定の温度範囲に制御された圧電素子１２に磁界Ｍを作用させると、圧電素子１２には圧電機能により遠赤外線を含む電磁波Ｅが生じ、放射される。外装部材１６を通過した電磁波Ｅは、燃焼室６内の燃料Ｆおよび空気ＢＡに放射される。
　この電磁波Ｅの照射を受けた燃料Ｆでは、電磁波Ｅが燃料Ｆの分子や粒子に作用し、その分子や粒子を活性化させる。既述の通り、圧電素子１２から放射された遠赤外線領域のある特定波長の電磁波Ｅは、燃料Ｆの燃焼活性化学種に対して共鳴現象や共振現象を起こさせる。このような共鳴現象や共振現象は、燃料Ｆの燃焼を促進させる。これは非特許文献１にも開示されている。
　この圧電素子１２としてたとえば、圧電体、焦電体および強誘電体は、遠赤外線を含む電磁波Ｅを発生する特性を有する。焦電体および強誘電体は、温度変化に応じて分極を変化させる特性を有する。これらの圧電体、焦電体および強誘電体に対し、磁界作用が加わると、遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じる。
　一例として、磁石８が発生する磁束の磁束密度Ｂは概ね５０［ｍＴ（ミリテスラ）］以上であればよく、磁束密度Ｂがこの範囲内である場合、電磁波Ｅによる燃料Ｆの燃焼促進作用が得られる。５０［ｍＴ］以上３００［ｍＴ］以下の磁束密度Ｂは、既述の磁性材料により容易に得ることができる。磁束密度Ｂが１００［ｍＴ］前後、もしくは１００［ｍＴ］以上であれば、十分な磁束密度Ｂが得られ、その余裕割合が大きくなる。よって、磁束密度Ｂは５０［ｍＴ］以上３００［ｍＴ］以下が好ましく、１００［ｍＴ］以上３００［ｍＴ］以下が望ましい。
　一例として、圧電素子１２の温度Ｔ１は４０［℃］以上１５０［℃］以下が好ましい。この範囲内にある温度Ｔ１では、電磁波Ｅによる燃料Ｆの燃焼促進作用が顕著となる。そこで、温度Ｔ１は、６０［℃］以上１１０［℃］以下が望ましい。温度Ｔ１では電磁波Ｅによる燃料Ｆの燃焼促進作用が高まる。この燃焼促進により、燃料Ｆが効率的に燃焼し、燃料Ｆの消費量の削減に寄与する。たとえば、磁束密度Ｂが５０［ｍＴ］から３００［ｍＴ］であって、圧電素子１２の温度Ｔ１が４０［℃］から１５０［℃］であれば、既述の電磁波Ｅの発生が顕著となる。これにより、燃料Ｆの燃焼促進が得られ、高められる。
＜温度制御部１４＞
　図３Ａは、温度制御部１４の一例を示している。温度制御部１４には、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ２２および発熱部２４が含まれる。この実施の形態では、電源２６にＰＴＣサーミスタ２２を介して発熱部２４が接続されている。電源２６は交流でもよいし、直流でもよい。
　ＰＴＣサーミスタ２２は、感熱制御素子の一例である。このＰＴＣサーミスタ２２は、感熱により電源２６から発熱部２４に流れる電流を制御する。ＰＴＣサーミスタ２２は、基準温度Ｔｃを境にして抵抗値が変化する。このＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値は、検出温度が基準温度Ｔｃを超えると、急激に上昇し、基準温度Ｔｃを下回ると、急激に下降するという可逆性を呈する。
　発熱部２４は、ＰＴＣサーミスタ２２を介して接続された電源２６の給電により発熱する。この発熱部２４にはたとえばヒータや電熱器などが使用される。圧電素子１２の温度を一定の温度範囲内に加熱する。
　このような温度制御部１４によれば、ＰＴＣサーミスタ２２で温度を検知し、その検知温度に応じた抵抗により、発熱部２４に供給される電流が制御される。これにより、発熱部２４の発熱温度を一定の温度範囲に制御することができる。
　ＰＴＣサーミスタ２２は、圧電素子１２に磁気ヨーク１０の対向部１０－２を介して設置されている。このように圧電素子１２の近傍に設置されたＰＴＣサーミスタ２２は、圧電素子１２などから検出される温度に応じた内部抵抗を呈する。検出温度が所定の温度Ｔｃより低い場合には、発熱部２４を発熱させ、検出温度が温度Ｔｃより高い場合、ＰＴＣサーミスタ２２の抵抗値が増大し、発熱部２４に流れる電流が低減され、その発熱を抑制する。
　図３Ｂは、温度制御部１４の変形例を示している。圧電素子１２が所定温度範囲を超える場合には、図３Ｂに示すように、温度制御部１４は、既述の発熱部２４に代え、または発熱部２４とともに冷却部２８を備えてもよい。この冷却部２８の駆動を感熱制御部３０により制御することにより、外装部材１６の空間部２０および圧電素子１２を冷却し、所定温度範囲に調整してもよい。
＜第１の実施の形態の効果＞
　第１の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
　(1) 磁石８から磁界Ｍを圧電素子１２に加え、圧電素子１２から圧電機能により遠赤外線を含む電磁波Ｅを生じさせる。圧電素子１２は温度制御部１４により加熱しまたは冷却することにより、一定の温度範囲内の温度に維持される。磁界Ｍが加えられることにより、圧電素子１２から生じた遠赤外線を含む電磁波Ｅを燃焼室６内の燃料Ｆおよび空気ＢＡに放射させる。これにより、燃焼室６で燃焼する燃料Ｆを活性化させ、燃焼を促進させる。
　(2) このような燃焼促進により、燃料Ｆの燃焼が改善され、燃焼状態が改善される。燃焼速度や燃焼熱が高められる。
　(3) この燃焼促進により、燃焼効率が高められ、燃料消費量の削減に寄与することができる。
〔第２の実施の形態〕
　図４は第２の実施の形態に係る熱機関の一例を示す図である。図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
　この熱機関２－２は既述の燃焼装置の一例である。この熱機関２－２には既存の熱機関部に既述の燃焼促進装置４を備える構成である。この熱機関２－２はたとえば、ディーゼルエンジンであり、燃料Ｆを燃焼させることにより、運動エネルギーを生成する。
　この熱機関２－２には、シリンダブロック部３２、シリンダヘッド部３４およびクランク室３６が含まれる。
　シリンダブロック部３２にはシリンダ３８が設置されている。このシリンダ３８は既述の燃焼室６（図１）に相当する。このシリンダ３８にはピストン４０が摺動可能に設置されている。
　シリンダヘッド部３４はシリンダ３８のピストン４０の上部側に設置されている。このシリンダヘッド部３４には燃料噴射部４４、吸気部４６および排気部４８が備えられ、これらがシリンダ３８に接続されている。燃料噴射部４４はシリンダ３８の中央部に配置されている。吸気部４６および排気部４８は燃料噴射部４４を挟んで左右に配置されている。
　燃料噴射部４４には燃料バルブ５０が設置されている。吸気部４６には吸気バルブ５２が設置されている。排気部４８には排気バルブ５４が設置されている。燃料バルブ５０が開かれることにより、燃料Ｆがシリンダ３８内に噴射される。吸気バルブ５２が開かれることにより、空気ＢＡがシリンダ３８内に供給される。また、燃焼排気ＦＧは排気バルブ５４が開かれることにより、シリンダ３８からピストン４０により押し出される。
　このシリンダ３８の外面にはウォータージャケット５６が設置されている。このウォータージャケット５６は冷却部の一例である。このウォータージャケット５６には通水部５８が形成され、この通水部５８に冷却水を通流させる。これにより、シリンダ３８の熱が冷却水に熱交換され、シリンダ３８が冷却され、シリンダ３８の過熱を防止することができる。
　クランク室３６にはクランクシャフト６０が設置され、このクランクシャフト６０にはコンロッド６２によりピストン４０が連結されている。このピストン４０の上下運動がコンロッド６２によりクランクシャフト６０に伝達され、回転運動に変換される。
　この熱機関２－２では、吸入工程、圧縮工程、燃焼工程および排気工程により機械エネルギーが出力される。
(1) 吸入工程
　この吸入工程で、空気ＢＡの流入は吸気バルブ５２を開き、吸気部４６から空気ＢＡをシリンダ３８内に流入させ、シリンダ３８内に閉じ込める。吸気バルブ５２は、ピストン４０がストロークＳの上側から下側に下降する間で開状態とし、ピストン４０がストロークＳの下部に到達したときに閉じる。
(2) 圧縮工程
　圧縮工程では、燃料バルブ５０、吸気バルブ５２および排気バルブ５４を閉じる。この状態で、ピストン４０が上昇すると、シリンダ３８内にある空気ＢＡが圧縮され、空気ＢＡの温度が上昇する。この温度はたとえば、数百度に達する。
(3) 燃焼工程
　ピストン４０がストロークＳの上死点に到達したときに、燃料バルブ５０を開き、高い圧力で圧縮された燃料Ｆがシリンダ３８に噴射される。燃料Ｆはシリンダ３８内で圧縮されて数百度に到達している空気ＢＡと反応して燃焼する。この燃焼は爆発である。シリンダ３８に噴射された燃料Ｆには、燃焼促進装置４から遠赤外線を含む電磁波Ｅが放射されており、既述の通り、電磁波Ｅによる燃焼が促進される。燃料Ｆと空気ＢＡを含む混合燃料の燃焼が促進し、この燃焼は爆発状態となり、しかも電磁波Ｅの燃焼促進機能が加わり、爆発力が増大する。この燃焼により燃焼排気ＦＧが生じる。シリンダ３８内の燃焼ガスは膨張状態となり、ピストン４０をストロークＳの下死点まで押し下げられる。つまり、燃料Ｆが爆発燃焼し、この燃焼エネルギーがピストン４０を移動させ、運動エネルギーに変換される。
　(4) 排気工程
　ピストン４０がストロークＳの下部まで押し下げされると、ピストン４０はクランクシャフト６０の慣性運動により上方向への運動に転じる。このとき、排気バルブ５４が開き、シリンダ３８内の燃焼排気ＦＧが外気に放出される。
　このような熱機関２－２の吸入工程および燃焼工程において、シリンダ３８内の燃料Ｆおよび空気ＢＡには燃焼促進装置４から遠赤外線を含む電磁波Ｅの放射を受け、これにより、燃料Ｆおよび空気ＢＡが活性化し、燃料Ｆの燃焼が促進する。
　この熱機関２－２において、圧電素子１２の円柱平面の面積は、（π×Φ２×Φ２）／４である。この圧電素子１２の平面からシリンダ３８の燃焼空間にある燃料Ｆおよび空気ＢＡに対し、既述の電磁波Ｅが放射される。
＜第２の実施の形態の特徴および効果＞
　この第２の実施の形態の特徴事項、利点、変形例などを以下に列挙する。
　(1) シリンダ３８で燃焼する燃料Ｆおよび空気ＢＡに対し、圧電素子１２から遠赤外線を含む電磁波Ｅが照射されるので、燃料Ｆの燃焼が改善され、促進させることができる。
　(2) 圧電素子１２の温度は温度制御部１４で一定の温度範囲に制御されるとともに、磁石８および磁気ヨーク１０により磁界Ｍを作用させているので、遠赤外線を含む電磁波Ｅを得ることができる。
　(3) 燃料Ｆの燃焼が改善されてシリンダ３８内の燃料Ｆが活性化し、熱機関２－２の燃焼過程において燃料Ｆの燃焼が助長され、燃焼効率が上昇する。その結果、熱機関２－２の燃料消費量が削減され、または単位燃料あたりの仕事量を増加させることができる。つまり、同等の燃料消費量であれば熱機関２－２の仕事量、つまり運動エネルギーが増加することになる。
　(4) 燃焼促進装置４はたとえば、永久磁石、圧電材料、磁気ヨーク１０およびヒータなどにより構成でき、比較的安価な材料で実現できる。つまり、低い製造コストにより燃焼促進装置４が得られ、熱機関２－２の高効率化を実現できる。
　(5) 燃焼促進装置４は熱機関２－２の外部に設置でき、熱機関２－２の構成を変更する必要がないので、設置が容易であり、設備を複雑化させることもない。
〔第３の実施の形態〕
　図５は、第３の実施の形態に係る燃料噴射装置を示している。図５において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
　この燃料噴射装置６４は燃焼促進装置の一例であり、燃焼促進機能とともに燃料噴射機能を備える。この燃料噴射装置６４には既述の燃焼促進装置４が含まれており、上記実施の形態と同一部分には同一符号を付してある。
　この燃料噴射装置６４は筐体６６を備え、この筐体６６に燃焼促進装置４が設置されている。燃焼促進装置４は既述のように、磁石８と、磁気ヨーク１０と、圧電素子１２と、温度制御部１４とが備えられている。既述の外装部材１６は筐体６６に兼用されている。
　この燃料噴射装置６４では、燃焼促進装置４に含まれる圧電素子１２が圧電アクチュエータとして機能させる。この実施の形態では、圧電素子１２に圧電性を有する部材を積層した積層構造を有する。斯かる積層構造の圧電素子１２によれば、単層の圧電部材からなる圧電素子に比較して大きい機械的変位が得られる。
　筐体６６には燃料供給管６８および噴射ノズル部７０が形成されている。燃料供給管６８は、燃料噴射装置６４の側面側を経て噴射ノズル部７０側に燃料Ｆを導く通路である。噴射ノズル部７０は、筐体６６の先端側に形成され、燃料噴射孔７２を備える。この噴射ノズル部７０の内側には燃料噴射孔７２を開閉する噴射弁７４が摺動可能に設置されている。この噴射弁７４と、圧電アクチュエータを構成している圧電素子１２との間には弁制御部７６が設置されている。圧電素子１２は圧電アクチュエータとして機械的変位を生じ、この機械的変位が弁制御部７６を通して噴射弁７４に伝えられる。つまり、圧電素子１２の機械的変位で噴射弁７４が操作される。これにより、燃料Ｆの噴射またはその噴射停止が制御される。
　圧電素子１２は電気配線７８を介して給電部８０に接続されている。給電部８０はたとえば、電気コネクタであり、駆動回路が接続されている。駆動回路により電気配線７８に電荷を充電させると、圧電素子１２には圧電効果により機械的変位たとえば、短縮する。この圧電素子１２の短縮により、弁制御部７６が引かれて移動する。このとき、噴射弁７４が燃料噴射孔７２の弁座部より離れる。つまり、燃料噴射孔７２が開かれ、燃料Ｆが噴射される。
　また、駆動回路により電気配線７８の電荷が放電されると、圧電素子１２に機械的変位が生じ、つまり、既述の短縮が解除され、もとの状態（伸長状態）に戻る。この圧電素子１２の機械的変位を受け、弁制御部７６が元の位置に復帰すると、噴射弁７４が弁座側に密着する。つまり、燃料噴射孔７２が閉じられ、燃料Ｆの噴射が解除（停止）される。
＜第３の実施の形態の効果＞
　(1) この燃料噴射装置６４では、圧電素子１２の燃料噴射制御と相まって、圧電素子１２には遠赤外線を含む電磁波Ｅが生成される。この電磁波Ｅは、燃料供給管６８を通過している燃料Ｆに照射され、燃料Ｆの粒子や分子を活性化させることができる。
　(2) この燃料噴射装置６４が設置された熱機関では電磁波Ｅを照射し、燃料Ｆの燃焼を活性化させることがきる。
〔第４の実施の形態〕
　図６は、第４の実施の形態に係る熱機関２－３を示している。図６において、図４と同一部分には同一符号を付してある。
　この熱機関２－３は、既述の熱機関２－２（図４）に設置された燃焼促進装置４および燃料バルブ５０に代え、燃料噴射装置６４を備える。つまり、燃料噴射機能および燃焼促進機能を備える燃料噴射装置６４が設置されている。
　このような燃料噴射装置６４からシリンダ３８に燃料Ｆが噴射されるとともに、燃料噴射装置６４から遠赤外線を含む電磁波Ｅがシリンダ３８内の燃料Ｆや空気ＢＡに放射される。斯かる構成では、燃料噴射装置６４を通過する燃料Ｆに対し、燃料噴射装置６４内で電磁波Ｅの照射を受け、さらに燃料噴射装置６４から放射される電磁波Ｅがシリンダ３８内の燃料Ｆや空気ＢＡに対しても照射されている。これにより、燃料Ｆの燃焼が促進され、爆発力を高められる。
＜第４の実施の形態の効果＞
　(1) 既述の効果に加え、燃料噴射装置６４に燃焼促進装置４を組み込んだので、燃焼促進装置４のコンパクト化が図られる。
　(2) このような燃料噴射装置６４によれば、燃料Ｆの噴射機能に加え、通過中の燃料Ｆに電磁波Ｅを照射でき、噴射前の燃料Ｆの活性化を図ることができる。
　(3) シリンダ３８の頭部に設置された燃料噴射装置６４から遠赤外線を含む電磁波Ｅをシリンダ３８内の燃料Ｆに放射することができ、燃料の活性化、燃焼促進を図ることができる。
　(4) この実施の形態では、噴射前の燃料Ｆに対する電磁波Ｅの照射、噴射されたシリンダ３８内の燃料Ｆに対する電磁波Ｅの照射により、電磁波Ｅの多重照射が得られ、燃料Ｆの活性化、燃焼促進を高めることができる。
　(5) 燃料噴射装置６４に燃焼促進装置４を内蔵したので、熱機関２－３側の既存のシリンダ３８などの機械的構造を変更することなく、燃焼促進機能が得られ、熱機関２－３の運転経費を節減することができる。
〔第５の実施の形態〕
　図７は、燃焼促進装置４の製造方法の一例を示している。この実施の形態では、温度制御部１４が磁石８側に設置されている。
　この製造工程には、磁気ヨーク１０の形成工程、磁気ヨーク１０に対する磁石８および圧電素子１２の設置工程、温度制御部１４の取付け工程、外装部材１６の取付け工程が含まれる。
　磁気ヨーク１０の形成工程では図７Ａに示すようにたとえば、軟鉄板を用いてＵ字形の磁気ヨーク１０を形成する。
　磁石８および圧電素子１２の設置工程では図７Ａに示すように、磁気ヨーク１０の対向部１０－１の内面側に磁石８を設置し、対向部１０－２の上面に圧電素子１２を設置する。これにより、圧電素子１２に磁界Ｍを通過させる。
　温度制御部１４の取付け工程では、たとえば図７Ｂに示すように、磁気ヨーク１０の対向部１０－１の上面に温度制御部１４を取り付ける。温度制御部１４を予め形成する。この温度制御部１４では、ヒータ２４０に感熱制御素子２２０を電気配線８２により直列に接続する。ヒータ２４０は発熱部２４の一例であり、電熱ヒータである。
　外装部材１６の取り付け工程では、図７Ｃに示すように、磁気ヨーク１０、磁石８、圧電素子１２、および温度制御部１４の周囲を外装部材１６で被覆する。外装部材１６はたとえば、断熱シートで構成する。この外装部材１６で磁気ヨーク１０および温度制御部１４を包み、この外装部材１６を結束紐８４で縛る。これにより、燃焼促進装置４が外装部材１６で被覆状態に維持する。
　磁石８、磁気ヨーク１０、圧電素子１２、感熱制御素子２２０、ヒータ２４０および外装部材１６には、たとえば以下の仕様または構成部材を使用すればよい。
〔磁石８〕
　　素材：フェライト磁石
　　形状：円盤形状、直径（Φ）＝３０［ｍｍ］、高さ（Ｈ）＝６［ｍｍ］
　　磁束密度（Ｂ）＝約１００［ｍＴ］
〔磁気ヨーク１０〕
　　素材：軟鉄
　　厚さ（ｔ）：２［ｍｍ］
〔圧電素子１２〕
　　素材：モーガン社製　ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）
　　形状：円環形状、外径（Φ）＝４０［ｍｍ］、内径＝１４［ｍｍ］、高さ（Ｈ）＝７［ｍｍ］
〔感熱制御素子２２０〕
　　レイケム社製のポリスイッチ
　ポリスイッチは、既述のＰＴＣサーミスタの一例である。既述のように、基準温度Ｔｃを境に抵抗値が急激に増減する性質（可逆性）を利用し、ヒータ２４０に供給する電力を制御する。ポリスイッチの温度が基準温度Ｔｃ未満になれば、ヒータ２４０に加えられる電力が増加する。これに対し、ポリスイッチの温度が基準温度Ｔｃに上昇すれば、抵抗値が上昇するので、ヒータ２４０に加えられる電力が制限される。このようなポリスイッチの動作により、圧電素子１２の温度がたとえば、９０［℃］に制御される。
〔ヒータ２４０〕
　　出力：５［Ｗ］
〔外装部材１６〕
　　素材：グラスウール
　以上の構成および仕様は一例であり、斯かる構成および仕様に本発明が限定されるものではない。
〔第６の実施の形態〕
　図８は、第６の実施の形態に係るエンジン発電機２－４の一例を示している。このエンジン発電機２－４には既述の燃焼促進装置４（図１）が設置されている。
　エンジン発電機２－４は熱機関２－２の一例である。このエンジン発電機２－４には、エンジン部８６、発電部８８、バッテリ９０が含まれる。エンジン部８６には既述の熱機関２－２のシリンダブロック部３２、シリンダヘッド部３４およびクランク室３６を含むエンジン部分を備えればよい。このエンジン部８６の側面には既述の燃焼促進装置４が設置されている。エンジン部８６の上部側面の表面から圧電素子１２までの距離は、たとえば約３［ｃｍ］に設定されている。エンジン部８６では燃料Ｆの燃焼により運動エネルギーとして回転力が生成される。この回転力により、発電部８８が発電する。バッテリ９０は発電出力で充電される。バッテリ９０の出力は、電気配線８２を介して温度制御部１４に加えられている。
　そして、エンジン部８６には燃焼促進装置４から遠赤外線を含む電磁波Ｅが照射され、エンジン部８６における燃料Ｆの燃焼促進が図られている。
　エンジン発電機２－４には、たとえば以下の仕様または構成のエンジン発電機が用いられる。以下の仕様または構成は一例である。
〔エンジン発電機２－４〕
　　製造元：　ハイガー産業社製
　　モデル：　ＨＧ６５００ＣＥ　ディーゼル発電機
　　エンジン：　４ストローク、単気筒、空冷式エンジン
　　エンジン出力：　９．９［ＨＰ（horse power ）］（７．４［ｋＷ］）
　　エンジンの回転数：　３６００［ｒｐｍ］
　　エンジンの排気量：　４０６［ｃｃ］
〔実験〕
　この実験では、エンジン発電機２－４について、燃料消費量の測定を行った。エンジン発電機２－４の出力部には純抵抗１．２［ｋＷ］の負荷を接続し、斯かる負荷状態で運転した。燃焼促進装置４の有無により、軽油１０［ｃｃ］を消費する消費時間を比較した。
　この測定は、数分程度の暖気運転の後、エンジン部８６を安定させた後に開始した。燃料消費量は複数回の測定を行い、求められた燃料消費量の平均値を算出した。
　燃焼促進装置４を設置していない場合には、軽油１０［ｃｃ］が４１秒間で消費された。
　これに対し、燃焼促進装置４を設置した場合には、軽油１０［ｃｃ］が５７秒間で消費され、燃焼促進装置４を設置していない場合に比較し、１６秒間だけ長い運転時間が得られた。
　燃焼効率は、燃焼促進装置４を設置したエンジン部８６の軽油の消費時間を燃焼促進装置４を設置していないエンジン部８６の軽油の消費時間で割って求めた。上記実験例では、燃焼効率が約１．３９となり、３９％の効率の向上が確認された。
　この実験例では、磁石８の磁束密度（Ｂ）を約１００［ｍＴ］、つまり、１００［ｍＴ］または１００［ｍＴ］前後の磁束密度とした。これに対し、たとえば１００から３００［ｍＴ］の範囲であっても、上記実験例と同様に燃焼効率が得られることが確認された。
〔実験結果〕
　図９は、実験により得られた特性曲線を示している。図９では、横軸に圧電素子１２の温度［℃］を示し、縦軸に燃焼効率を示している。実験では、燃焼促進装置４の燃焼促進機能を検証するため、圧電素子１２の温度とエンジン発電機２－４の燃焼効率との関係を検証した。つまり、エンジン部８６の外部に設置された燃焼促進装置４の圧電素子１２の温度変化に対し、燃焼効率が増減している。圧電素子１２の温度が４０［℃］ないし１５０［℃］における温度範囲での燃焼効率について、６０［℃］以上１１０［℃］の温度範囲内で最も燃焼促進が進み、燃焼効率が高くなっていることが理解できよう。この実験結果から明らかなように、圧電素子１２から発せられる電磁波Ｅの照射を受けるエンジン発電機２－４の燃焼効率が温度によって変化しており、電磁波Ｅの照射が燃焼効率に影響を与え、高効率化が図られている。
　図９に示す特性曲線では、圧電素子１２の温度が４０［℃］から８６［℃］の範囲で温度上昇につれて燃焼効率が上昇し、８６［℃］では、燃焼効率がｅ３＝１．３９となり、最も燃焼効率が良くなる。８６［℃］を超えると、燃焼効率は、温度上昇につれて下降している。圧電素子の温度が６０［℃］のとき、燃焼効率がｅ１となり、６０［℃］を超えると、燃焼効率の上昇割合が大きくなる。また圧電素子１２の温度が７０［℃］であれば、燃焼効率がｅ２となり、７０［℃］を超えると、燃焼効率の上昇割合が更に大きくなっている。
　燃焼効率は、６０から１１０［℃］の範囲においてｅ１以上の値となり、良好な燃焼効率が得られている。７０［℃］から１０５［℃］の範囲において、ｅ２以上の値となり、更に良好な燃焼効率が得られる。この実験結果から明らかなように、燃焼促進装置４を設置すれば、熱機関の燃料消費量が削減される。
　上記の実験例では、エンジン上部側面の表面から圧電素子１２までの距離は約３［ｃｍ］に設定したが、１０［ｃｍ］程度であっても燃料消費量の削減効果が見込まれる。
　上記実施例では、高さ（Ｈ）＝７［ｍｍ］のＰＺＴを用いたが、圧電物質を用いた燃料噴射装置に用いられるＰＺＴ、つまり積層構造を有するＰＺＴに置き換えて実施しても同様の効果が得られた。
〔他の実施の形態〕
　上記した実施の形態または実施例について、変形例等を列挙する。
　(1) 上記実施の形態では、加熱手段として温度制御部１４を設置したが、熱機関で発生する熱で圧電素子１２を加熱してもよい。熱機関が加熱手段として利用される場合であっても圧電素子１２を加熱でき、燃料Ｆに電磁波Ｅを照射できる。
　(2) 上記実施の形態では、単一の磁石８で平行磁界を圧電素子１２に通過させるため、磁気ヨーク１０を設置したが、磁気ヨーク１０に代え、たとえば、二つの磁石を以て平行磁界を圧電素子１２に通過させる構成としてもよい。
　(3) 第３の実施の形態において、筐体６６で磁気ヨーク１０を構成してもよい。斯かる構成では燃焼促進装置４や燃料噴射装置６４を軽量化することができる。自動車、鉄道、船舶などの移動手段の熱機関に燃焼促進装置４を適用する場合、燃焼促進装置４の軽量化により、燃焼促進装置４を設置する移動手段への重量を軽減でき、移動手段の移動に要するエネルギーを低減でき、燃料量を削減化できる。
　(4) 上記実施の形態では、熱機関２－２にディーゼルエンジンの例を示したが、たとえばガソリンエンジン、ジェットエンジン、ロケットエンジンなどの他の熱機関でもよい。また、エンジンについても、２サイクルエンジン、４サイクルエンジン、ロータリーエンジンなどいずれであってもよい。
　(5) 燃焼促進装置４の設置箇所は、シリンダヘッド部３４の直上に限定されず、シリンダ３８の近傍に設置すればよい。たとえばシリンダ３８の側面に設置してもよいし、電磁波Ｅを燃料Ｆに照射できる位置であればよい。
　(6) 磁気ヨーク１０が馬蹄形としたが環状であってもよい。磁気ギャップ１８内に圧電素子１２を設置する構成であれば、磁気ヨーク１０の形状はＣ字形に限定されない。
　(7) 上記実施の形態では、外装部材１６の内部に磁石８や圧電素子１２を設置したが、外装部材１６には、圧電素子１２から発せられる電磁波Ｅが通過する材料で構成すればよい。
　以上述べたように、本発明の好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
　２－１　燃焼装置
　２－２、２－３　熱機関
　２－４　エンジン発電機
　４　燃焼促進装置
　６　燃焼室
　Ｆ　燃料
　ＢＡ　空気
　ＦＧ　排気
　８　磁石
　１０　磁気ヨーク
　１０－１、１０－２　対向部
　１０－３　湾曲部
　１２　圧電素子
　１４　温度制御部
　１６　外装部材
　１８　磁気ギャップ
　２０　空間部
　２２　ＰＴＣサーミスタ
　２４　発熱部
　２６　電源
　２８　冷却部
　３０　感熱制御部
　３２　シリンダブロック部
　３４　シリンダヘッド部
　３６　クランク室
　３８　シリンダ
　４０　ピストン
　４４　燃料噴射部
　４６　吸気部
　４８　排気部
　５０　燃料バルブ
　５２　吸気バルブ
　５４　排気バルブ
　５６　ウォータージャケット
　５８　通水部
　６０　クランクシャフト
　６２　コンロッド
　６４　燃料噴射装置
　６６　筐体
　６８　燃料供給管
　７０　噴射ノズル部
　７２　燃料噴射孔
　７４　噴射弁
　７６　弁制御部
　７８　電気配線
　８０　給電部
　８２　電気配線
　８４　結束紐
　８６　エンジン部
　８８　発電部
　９０　バッテリ
　２２０　感熱制御素子
　２４０　ヒータ

                                                                                

Claims (12)

  1. 　燃料を燃焼させる燃焼室の近傍に圧電素子を設置し、
    　前記圧電素子に磁界を作用させ、
    　前記圧電素子に生じる遠赤外線を含む電磁波を少なくとも前記燃焼室の前記燃料に対して放射する、
    　ことを特徴とする燃焼促進方法。
  2. 　前記圧電素子を加熱または冷却して前記圧電素子の温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃焼促進方法。
  3. 　前記圧電素子は、４０℃ないし１５０℃の温度範囲に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼促進方法。
  4. 　前記磁界は、直流磁界または交流磁界であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
  5. 　前記圧電素子に作用させる前記磁界の磁束密度は、５０ｍＴないし３００ｍＴであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載の燃焼促進方法。
  6. 　燃料を燃焼させる燃焼室に隣接して設置される燃焼促進装置であって、
    　磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
    　前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
    　を備えることを特徴とする燃焼促進装置。
  7. 　さらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
    　を備えることを特徴とする請求項６に記載の燃焼促進装置。
  8. 　前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の燃焼促進装置。
  9. 　前記磁石を含む磁気回路を備え、この磁気回路のギャップ内に前記圧電素子を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかの請求項に記載の燃焼促進装置。
  10. 　燃料の燃焼を運動エネルギーに変換する熱機関であって、
    　燃料を燃焼させる燃焼室と、
    　磁界の作用により遠赤外線を含む電磁波を生じ、該電磁波を少なくとも前記燃料に対して放射する圧電素子と、
    　前記圧電素子に前記磁界を作用させる磁石と、
    　を備えることを特徴とする熱機関。
  11. 　さらに、前記圧電素子を加熱または冷却し、前記圧電素子を所定の温度範囲内の温度に制御する温度制御部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１０に記載の熱機関。
  12. 　前記磁石は、電磁石または永久磁石であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の熱機関。

                                                                                    
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