特許 7466190 改質触媒、その製造方法および改質装置ならびに排ガス浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-04

(45)【発行日】2024-04-12

(54)【発明の名称】改質触媒、その製造方法および改質装置ならびに排ガス浄化装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 21/08 20060101AFI20240405BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20240405BHJP

   B01J 37/08 20060101ALI20240405BHJP

   F02B 51/02 20060101ALI20240405BHJP

   F02M 27/02 20060101ALI20240405BHJP

【ＦＩ】

B01J21/08 M

B01D53/94 241

B01D53/94 280

B01J37/08

F02B51/02

F02M27/02 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020132715

(22)【出願日】2020-08-04

(65)【公開番号】P2022029382

(43)【公開日】2022-02-17

【審査請求日】2023-05-26

(73)【特許権者】

【識別番号】506064625

【氏名又は名称】株式会社環健スーパーテクノ

(74)【代理人】

【識別番号】100149320

【弁理士】

【氏名又は名称】井川 浩文

(74)【代理人】

【識別番号】240000235

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人柴田・中川法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樋口 喜美雄

【審査官】森坂 英昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２５４０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２６５２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３７１９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０１２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１９３７５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２１／００ － ３８／７４

Ｂ０１Ｄ ５３／９４

Ｆ０２Ｂ ５１／０２

Ｆ０２Ｍ ２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクから燃焼室までの途中に設置される改質装置に使用する改質触媒であって、
少なくとも二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化カルシウム、酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、五酸化リンおよびフッ素を含有する天然鉱石の石英斑岩に対し、溶融釜の温度を１５００℃としつつ該溶融釜を回転させながら１０分～１５分加熱することにより、溶融した一部の含有物質によって全体を溶融固化してなる溶融岩石を、平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍに粉砕してなる溶融岩石粒で構成され、
前記溶融岩石は、前記加熱によって含有物質のうちの少なくともフッ素がガス化して表面に噴出するときに形成される微細孔を有するものであることを特徴とする改質触媒。

【請求項2】

請求項１に記載の改質触媒を使用する改質装置であって、
燃料タンクから燃焼室までの途中に１または複数の金属製パイプによる本体部を形成し、該本体部を構成する金属製パイプ１本に対し前記改質触媒を１．５ｋｇ～２．２５ｋｇを封入し、該金属パイプを１～４本使用してなることを特徴とする改質装置。

【請求項3】

請求項１に記載の改質触媒の製造方法であって、
天然鉱石を平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍの範囲内となる大きさに破砕し、粒状石を形成する第１の破砕工程と、
大きい目の篩によって上限粒径以上に大きい粒径の粒状石を排除するとともに、小さい目の篩によって下限粒径以下に小さい粒径の粒状石を排除して、所定範囲内の粒径の粒状石を選別する選別工程と、
前記選別工程により選別された粒状石を回収し、溶融釜の温度を１５００℃としつつ該溶融釜を回転させながら１０分～１５分加熱することにより、個々の粒状石に含有する物質の一部を溶融させるとともに、溶融した物質によって該粒状石を相互に融着させる溶融工程と、
前記溶融工程により溶融され、融着された粒状石の溶融物を再度破砕し、平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍの溶融岩石粒を形成する第２の破砕工程と
を含むことを特徴とする改質触媒の製造方法。

【請求項4】

請求項２に記載の改質装置とともに使用する排ガス浄化装置であって、
内燃機関の排気経路の途中に排ガス浄化室を設け、
少なくとも二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化カルシウム、酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、五酸化リンおよびフッ素を含有する天然鉱石の石英斑岩に対し、溶融釜の温度を１５００℃としつつ該溶融釜を回転させながら１０分～１５分加熱することにより、溶融した一部の含有物質によって全体を溶融固化してなる溶融岩石を粉砕して平均粒径１μｍ～５μｍの粉末状とし、これを前記排ガス浄化室の壁面に膜状に積層させつつ固着させていることを特徴とする排ガス浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガソリンまたは軽油などの化石燃料を改質するための改質装置と、改質触媒の製造方法ならびに排ガス浄化装置に関し、特に、内燃機関やボイラなどにおいて使用されるものに関する。

【背景技術】

【0002】

既に開発されている燃料改質装置には、容器に永久磁石とセラミック塊状体とを収容したものがあった（特許文献１参照）。この技術は、希土類の天然鉱石からなるパウダーとバインダーと触媒とを混合し、これを成型したうえで焼成した塊状のセラミックを使用するものであって、希土類の天然鉱石とは、ラジウム、ウラン、ランタンその他の元素を含む天然鉱石を意味するものであり、また、永久磁石を容器に収納する構成であった。そして、このような構成とした目的は、先行して開発されたセラミックス成形品を流体濾過材として使用する場合（特許文献２参照）、多連続孔を有するセラミックスでは目詰まりが発生しやすかったことを解消しつつ、α線、γ線等の放射性が持続的に放射することにより、燃料の活性化を起こさせることを目的とするものであった。

【0003】

上記装置の場合、セラミックスの塊状体と永久磁石を適当に容器内に収納する構成であるため、容器内を通過する燃料がセラミックスや永久磁石に接触することによって改質するというよりも、燃料に接近しつつα線、γ線などの放射線や磁力を作用させることによって改質するものと考えられる。そして、直接接触することによる効果を十分に発揮させるものではなかった。

【0004】

また、燃料改質のための他の装置には、田峯花崗斑岩を金属製の網に入れ、これを燃料タンクの給油口付近に取り付ける構成の燃料改質器具があったが（特許文献３参照）、この燃料改質器具は、田峯花崗斑岩に燃料を接触させて改質するものの、大量の燃料に対して僅かな量の燃料改質部材によって燃料を改質しようとするものであるから、仮に燃料の改質が可能であったとしても、燃料タンクに保存される燃料の全体を均一に改質できるものではなかった。

【0005】

そこで、本願の出願人は、石英斑岩の粉末を含有させたセラミック板に磁石を散在させてなる燃料改質剤を配置してなる燃料改質装置を提案している（特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平１１－１２０２２号公報（２頁、図１－図２）

【文献】特公平１－２３４３５号公報（２頁、図１０）

【文献】特開２００２－３７１９２７号公報（３頁、図１）

【文献】特開２００７－７７９４９号公報（５－６頁、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記の従来技術は、磁石による磁力と、セラミックス板によるマイナスイオンとにより、燃料を改質するものであるが、石英斑岩を粉砕し、かつ粉末状にしたうえで、これを粘土と混練する必要があり、非常に高価なものとなっていた。

【0008】

本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、安価に効率の良い改質触媒およびそれを用いた改質装置と、当該改質触媒の製造方法を提供するとともに、排ガス浄化装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そこで、改質触媒にかかる本発明は、燃料タンクから燃焼室までの途中に設置される改質装置に使用する改質触媒であって、天然鉱石である石英斑岩を溶融固化してなる溶融岩石を粉砕したものであって、平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍとする溶融岩石粒であることを特徴とする。

【0010】

上記構成によれば、粉砕した石英斑岩粒子を高温で加熱することにより、低融点の金属酸化物が溶融し、破砕された石英斑岩粒子を構成する他の金属酸化物を溶着するとともに、石英斑岩粒子に含まれていた成分がガス化し、粒子の内部から表面に向かって噴出する際に微細孔を構成することとなる。これにより、石英斑岩粒子の剥離が抑えられるとともに、石英斑岩を構成する複数の金属酸化物を粒子内に留まらせることができ、また、ガスの通過痕による微細孔を表面に開口する状態で形成させたものとなる。このような溶融岩石粒を改質触媒とすることにより、改質装置を燃料が通過する際に、当該燃料が溶融岩石の微細孔に入り込み、石英斑岩を構成する複数の金属酸化物に接触することができることから、その各種の金属元素または金属酸化物との接触によって改質効果を得ることができる。

【0011】

なお、溶融岩石粒が３ｍｍ以上としたのは、３ｍｍ未満の場合、石英斑岩を構成する各種金属元素または金属酸化物の含有量に偏りを生じさせるためであり、１０ｍｍ以下としたのは、１０ｍｍを超える大きさの場合、溶融岩石粒同士に形成される間隙が大きくなり、燃料との接触機会が減殺されるためである。

【0012】

改質装置に係る本発明は、上記に記載の改質触媒を使用する改質装置であって、燃料タンクから燃焼室までの途中に金属製パイプによる本体部を形成し、該本体部に前記改質触媒を１．５ｋｇ以上封入してなることを特徴とする。

【0013】

上記構成によれば、改質触媒１．５ｋｇを封入してなる本体部の内部を燃料が流下するとき、燃料の大部分が改質触媒に接触することとなり、燃料が燃焼室に到達するまでの間に改質させることができる。ここで、例えば、１．５ｋｇの改質触媒を封入させるため、例えば、内径３０ｍｍの金属製パイプを５００ｍｍとして構成することにより、封入させることができる。従って、３．０ｋｇの改質触媒の場合には、上記金属製パイプ２本を連続させた構成とすることができ、６ｋｇの場合は４本を連続させることによって構成することができる。連続させる場合には、直線的に連続させる場合のほか、金属製パイプを平行に配置し、Ｕ字管で連続させることにより波状としてもよい。

【0014】

改質触媒の製造方法に係る本発明は、前記に記載の改質装置に使用する改質触媒の製造方法であって、天然鉱石を平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍの範囲内となる大きさに破砕し、粒状石を形成する第１の破砕工程と、前記破砕工程により形成された粒状石を集合させた状態で、１４００℃～２０００℃の温度により１分～５分加熱することにより、個々の粒状石を溶融させるとともに、該粒状石を相互に融着させる溶融工程と、前記溶融工程により溶融され、融着された粒状石の溶融物を再度破砕し、平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍの溶融岩石粒を形成する第２の破砕工程とを含むことを特徴とする。

【0015】

上記構成によれば、石英斑岩の粒状石を１４００℃以上の高温により加熱することにより、石英斑岩に含まれる一部の金属元素または金属酸化物（例えば酸化ナトリウムなど）が溶融し、溶融しない他の金属元素または金属酸化物を溶着させることができる。特に、１７００℃～２０００℃で加熱すると、溶融する金属元素または金属酸化物が増加し、溶融しない他の金属元素または金属酸化物の溶着状態を強固にすることができる。ここで、加熱の際には、各粒状石を個別に分離するのではなく、粒状石の集合体をまとめて加熱するため、粒状石に含有する一部の金属酸化物等が溶融することで相互に溶着されることとなるため、第２の破砕工程により個々の粒状石を分離させ、溶融岩石粒を形成させるのである。

【0016】

なお、加熱温度が２０００℃を超える場合、溶融する金属元素または金属酸化物の割合が大きくなるため、粒状石の状態を維持し得ないことから１０００℃以下において加熱することとした。また、石英斑岩を粉砕して得られる粒状石の平均粒径を３ｍｍ～１０ｍｍとしたのは、最終的な溶融岩石粒の平均粒径を３ｍｍ～１０ｍｍとするために一致させたものである。粒状石の状態が維持される場合は、当該粒状石が個別に溶融したものとなり、他の粒状石と融着する場合は、これを破砕し、または２～３個の小粒の粒状石の集合体をもって溶融岩石粒とすることも可能となる。

【0017】

前記に記載の改質装置とともに使用する排ガス浄化装置に係る本発明は、内燃機関の排気経路の途中に排ガス浄化室を設け、天然鉱石である石英斑岩を溶融固化してなる溶融岩石を粉砕して平均粒径１μｍ～５μｍの粉末状とし、これを前記排ガス浄化室の壁面に膜状に積層させつつ固着させていることを特徴とする。

【0018】

上記構成によれば、前記燃料の改質装置によって燃焼されやすくなった燃料により、不完全燃焼が抑えられた排ガスを排出しつつ、さらに排ガスを浄化させることができる。これは、前述の溶融岩石による粉末粒子に排ガスが接触することにより、表面の微細孔によって微粒子を捕捉することができ、排ガス浄化室が燃焼温度によって高温となった際に捕捉された微粒子を再度燃焼させることができる。また、石英斑岩は、マイナスイオンを発生させるとともに、遠赤外線放射機能を有することが知られており、高温化した排ガス浄化室内において特に遠赤外線が放射されることにより、通常の燃焼状態に比較して良好に燃焼させることができる。

【0019】

なお、積層する粉末粒子の平均粒径を１μｍ以上としたのは、１μｍ未満の場合、粉末粒子が個々に有する微細孔を消失させることになるためであり、５μｍ以下としたのは、排ガス浄化室の壁面に積層する際、層の厚みが大きくなったとしても効果に変化がなく、粉末粒子１個分～２個分の膜厚で積層されることを想定すれば、非常に薄膜状態で積層させることができ、軽量化できるためである。また、粉末粒子を固着する際には、例えば、耐熱接着剤（無機系接着剤）などを使用することができる。耐熱温度が２０００℃の無機系接着剤も市販されていることから、これらを使用することができる。

【発明の効果】

【0020】

改質触媒にかかる本発明によれば、石英斑岩を原料とするため安価な改質触媒によって構成することができる。また、石英斑岩は、十分に小さく破砕されたものを加熱することにより、表面に開口する微細孔を備える構成となるから、改質効率を向上させることができる。これを使用する改質装置に係る発明は、長尺なパイプに改質触媒が封入されることから、燃料が流下する際、当該燃料の大部分が改質触媒に接触することとなるから、燃料の改質を可能とする。

【0021】

また、改質触媒の製造方法に係る本発明によれば、破砕工程と溶融工程とによって製造するものであるため、比較的安価に製造することができる。そして、最終的な溶融岩石粒の平均粒径は、平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍという比較的小さい粒径となることから、前記改質装置に封入することが容易である一方、個々の溶融岩石粒は十分な容積を有するため、改質触媒として効果を発揮し得る溶融岩石粒を製造し得るものとなる。

【0022】

他方、改質装置とともに使用する排ガス浄化装置に係る本発明は、改質装置が設置され、改質された燃料が燃焼するため、不完全燃焼の発生を抑えることができるうえ、排ガス浄化装置の設置により、残余する不完全燃焼部分を再燃焼により完全燃焼させることができる。これにより、最終的な排気に含まれるガスを浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】改質触媒の製造方法に係る本発明の実施形態を示す説明図である。

【図2】改質触媒の模式図である。

【図3】改質装置に係る本発明の実施形態を示す説明図である。

【図4】排ガス浄化装置に係る本発明の実施形態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。説明の便宜上、改質触媒の製造方法を説明し、その後、改質触媒および改質装置について説明する。最後に排ガス浄化装置について説明することとする。

【0025】

＜改質触媒の製造方法＞
図１は、改質触媒の製造方法を工程毎に記載した図である。この図に示すように、改質触媒の製造方法は、第１の破砕工程Ｓ１０と、溶融工程Ｓ２０と、第２の破砕工程Ｓ３０とを順次行うものである。

【0026】

第１の破砕工程Ｓ１０は、天然鉱石を平均粒径３ｍｍ～１０ｍｍの範囲内となる大きさに破砕し、粒状石を形成する工程であり、破砕には、いわゆる二軸破砕機を使用することができる。破砕後は、選別工程Ｓ１１により、破砕された粒状石の粒径を所定範囲内に整える。選別工程Ｓ１１は、二種類の篩を用いて行うものであり、第１工程は、大きい目の篩により、上限粒径以上に大きい粒径を排除し、第２工程は、小さい目の篩により、下限粒径以下に小さい粒径を排除するものである。

【0027】

粒状石の平均粒径を３ｍｍ～１０ｍｍの範囲内とする場合、大きい目の篩は１０．５ｍｍの目を使用し、小さい目の篩は、３ｍｍの目を使用する。平均粒径を３ｍｍ周辺（３ｍｍ～４ｍｍ）とする場合は、大きい目の篩は４．２ｍｍの目を使用し、小さい目の篩は３ｍｍの目を使用する。大きい目の篩により上限以上の粒径の粒状石を排除する場合、上限粒径であっても篩を通過しない場合があるため、大きめの目を有する篩を使用するのである。他方、下限以下の粒径は混入させるべきでないため、下限粒径に一致する目の大きさの篩を使用するのである。

【0028】

上記選別工程により選別された粒状石を回収し、溶融釜により溶融する溶融工程Ｓ２０を行う。溶融工程Ｓ２０は、回転釜を使用するものであり、釜の温度は、１５００℃とし、釜を回転させて攪拌させつつ１０分～１５分加熱する。加熱時間の目安は、攪拌される粒状石の流動状態により判断することができる。すなわち、加熱当初は粒状石に含まれる金属酸化物等のいずれもが溶融していないため、粒状石は流動性のよい状態で攪拌されるが、高温化に伴って一部の金属酸化物等が溶融し、周辺の粒状石が溶着することで、複数の粒状石が塊状となるため、流動性が低下することとなる。適度に流動性が低下した時点で加熱を終了し冷却する冷却工程Ｓ２１を行う。この冷却工程Ｓ２１による冷却期間中は、加熱のみを中断し攪拌のみ継続させるものである。

【0029】

十分に冷却された溶融岩石を回転釜から取り出し、第２の破砕工程Ｓ３０を行う。第２の破砕工程は、粒状石が溶融して塊状に溶着したものを個別の粒状石の状態（溶融岩石粒）に分離させるためのものであり、打撃破砕によって行われる。このとき二軸破砕機を使用しないのは、粒状石（溶融岩石粒）を再度破砕させることを回避するためであり、打撃破砕により溶融した粒状石（溶融岩石粒）を分離するのである。打撃破砕には、クリアランスを十分大きく設定した一軸破砕機を使用することができる。回転する破砕用ヘッドに溶融した塊を衝突させ、その打撃力により溶着部分を分離させるのである。

【0030】

上記により、所定粒径の溶融岩石粒を得ることができるが、最終的な粒径を調整するため、選別工程Ｓ３１を行う。この選別工程は、第１破砕工程後に行う選別工程と同様である。選別工程Ｓ３１の実施により、必要以上に破砕され微細化された溶融岩石粒または溶着部分が分離されず肥大化した溶融岩石粒を排除するものである。

【0031】

＜改質触媒＞
図２に改質触媒１粒を拡大した概略図を示す。なお、図２（ａ）は外観図であり、（ｂ）は断面図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、上記の製造方法により製造された改質触媒１は、表面２が溶融した金属酸化物等によって被覆された状態となることから、表面２の剥離を防ぐことができるものとなる。また、内部３においても同様に親族酸化物等が溶融・固化しているため、強固に一体化されたものとなる。従って、溶着部分を分離した分離面においても剥離を防止し得るものとなる。

【0032】

他方、天然鉱石に含まれていた一部の成分が加熱によってガス化し、粒子の内部３から表面２に向かって噴出する際に微細孔４を構成する。このガスの噴出は、金属酸化物等の溶融と同じ時期であるため、ガスは表面２に到達して排出できるうえ、その状態で固化されることから、ガスの通過痕による微細孔４は、そのままの状態で残存し、しかも表面２において開口５した状態となっている。

【0033】

＜改質装置＞
改質装置の概略を図３（ａ）に示す。なお、図３（ａ）は縦断面図である。この図３（ａ）に示すように、改質装置６は、長尺な金属製パイプ７の中空内部に前述の改質触媒１を封入した構成である。金属製パイプ７は、ステンレス鋼または鋳鉄製によって筒状に構成されたものであり、両端には、パンチングメタルまたはメッシュ状の網材による蓋部７１，７２によって液体のみを通過可能な状態で閉塞され、この蓋部７１，７２に固設されるジョイントパイプ７３，７４を介して燃料ホース８と連結可能となっている。

【0034】

本実施形態では、内径３０ｍｍとする金属製パイプ７を５００ｍｍの長さとしており、容量は約３．５リットルとし、封入する改質触媒１は約１．５ｋｇとしている。改質触媒１の平均粒径を５ｍｍ～１０ｍｍの改質触媒１を封入すると、改質触媒１の相互間に適度な間隙を生じさせ、液体（燃料）の流通を可能にすることができる。

【0035】

上記構成の改質装置は、図３（ｂ）に示すように、燃料タンクＴから燃料フィルタＦまでに燃料を流下させる燃料ホース８の途中に介在させて使用する。１本分の改質装置６を介在させる構成でもよいが、本実施形態では、３本の改質装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを介在させる場合を例示している。複数の改質装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを介在させる場合には、各改質装置６Ａ，６Ｂ，６ＣをＵ字管６１，６２によって連結し、３本の改質装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを一体化させている。なお、各改質装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃには、それぞれ１．５ｋｇの改質触媒１が封入されることから、本実施形態の場合は４．５ｋｇの改質触媒１が使用される構成である。

【0036】

このように、燃料タンクＴから燃料フィルタＦの途中において、供給される燃料に対して順次改質触媒１に接触させることにより、当該供給燃料は改質され、燃焼室へ供給されることとなるのである。
＜実験例＞

【0037】

上記の燃料改質装置を使用し、車両による走行試験（燃費試験）を行った。使用した車両は、いすゞエルフ２トン車（型式：Ｕ－ＮＫＲ６６ＥＡ、原動機：４ＨＦ１ディーゼルエンジン、排気量：４３３４ｃｃ、初年度登録：平成６年９月、排ガス規制：平成１年規制）を使用し、一般道における市街地走行を行った。

【0038】

なお、改質装置は、金属製パイプの内径を３０ｍｍ、長さ７５０ｍｍにより１本分とし、この１本辺りに封入する改質触媒は約２．２５ｋｇとし、これを４本使用した。改質触媒の合計は約９．０ｋｇとした。改質触媒の平均粒径は５ｍｍとし、３ｍｍ～７ｍｍの粒径を適宜分散封入したものを使用した。上記の条件による試験の結果を下表に示す。

【0039】

【表1】

【0040】

上記の走行試験の結果から明らかなとおり、燃料消費率は、平均値で１５．７３ｋｍ／Ｌとなった。同型式の車両に関して公表されている燃費が７ｋｍ／Ｌであることに照らすと、約倍の燃料消費率となり、燃料の改質による完全燃焼率が向上し、熱効率が飛躍的に良好となっていることを示す結果となった。

【0041】

上述のように、燃料の改質により、完全燃焼が促進され、熱効率が向上していることに鑑みれば、排ガスは浄化されていることとなるが、さらに、内燃機関の排気経路の途中に排ガス浄化室を設けることにより、排ガスを浄化することができる。

【0042】

天然鉱石である石英斑岩を溶融固化してなる溶融岩石の成分について、蛍光Ｘ線装置にて定性分析を行った。分析は、試料を粉砕後、ペレット状に加圧成形したものについて行った。比較のため、溶融固化前の石英斑岩と、溶融効果後の溶融岩石について行った。なお、溶融固化前は株式会社リガク社製ＺＳＸ１００ｅを使用し、溶融固化後は同社製ＺＳＸＰｒｉｍｕｓＩＶを使用した。溶融固化前の分析結果を表２に、溶融固化後の分析結果を表３に示す。

【0043】

【表2】

【0044】

【表3】

【0045】

上記のように、一部の元素は溶融固化の過程においてガス化等により消失しており、当該ガス化の際に微細孔が形成され得るものであり、また、溶融効果後に検出された元素（金属酸化物）のうち、融点の低いものによって溶融岩石の表面が被覆され得ることも客観的に明らかとなった。

【0046】

＜排ガス浄化装置＞
図４に、排ガス浄化装置の設置状態と内部構造を示す。図４（ａ）に示すように、排ガス浄化装置９は、内燃機関（エンジン）Ｅから排気ガスを排出するための排気経路の途中に設けるものである。一般的には、マフラＭよりも上流側に設け、ディーゼルエンジンの場合には、いわゆるＤＰＦ（ディーゼル微粒子捕集フィルタ：Diesel Particulate Filter）の上流側に設けられる。従って、比較的エンジンＥに近い位置に設けられるため、高温の排気ガスが通過する条件下に設置されるものである。

【0047】

この排ガス浄化装置９は、図４（ｂ）に示すように、筒状の本体部（排ガス浄化室）９０によって構成され、この排ガス浄化室９０の内部壁面に、粉末状にした石英斑岩を膜状に固着させた積層部１０を構成させたものである。この積層部１０は、天然鉱石である石英斑岩を溶融固化してなる溶融岩石を粉砕して平均粒径１μｍ～５μｍの粉末状とした鉱石粉を耐熱接着剤（無機系接着剤）によって薄い膜状に固着したものである。具体的には、耐熱接着剤に鉱石粉を練り込み、壁面に塗り付けることによって積層させるものである。当該接着剤の固化により、積層部１０の表面に鉱石粉が存在する状態とし、排ガスの排出時に当該排ガスを接触させることにより浄化させるものである。

【0048】

このように、積層部１０を形成することにより、石英斑岩による粉末粒子に排ガスが接触し、表面の微細孔によって微粒子を捕捉することができ、排ガス浄化室が燃焼温度によって高温となった際に捕捉された微粒子を再度燃焼させることができる。また、燃焼温度による加熱により、マイナスイオンや遠赤外線が発生し、不完全な燃焼ガスを更に良好に燃焼させることができる。なお、積層部１０では、構成粉の粒子が１個分～２個分の膜厚で積層されれば十分であり、薄膜状態で積層することにより、軽量化することができる。

【0049】

＜実験例＞
前掲のいすゞエルフ２トン車に排ガス浄化装置９を設置して走行試験を行った。排ガス浄化装置９は、ＤＰＦよりも上流側に設置し、定期的にＤＰＦの状態を観察した。ＤＰＦはハニカム構造の細孔を有するフィルタを使用し、そのハニカムの目の状態に着目した。

【0050】

排ガス浄化装置９を設置しない場合は、走行距離９，０００ｋｍを超えた時点でＤＰＦに目詰まりを確認した。これに対し、排ガス浄化装置９を設置した場合は、４５，０００ｋｍの走行後においてもＤＰＦに目詰まりが生じなかった。

【0051】

この結果は、すなわち、不完全燃焼により生じる微粒子を捕捉しつつ再燃焼により完全燃焼させているためであり、不完全燃焼から生じる他のガスについても再燃焼による完全燃焼を誘導しているものである。

【符号の説明】

【0052】

１ 改質触媒
２ 改質触媒の表面
３ 改質触媒の内部
４ 微細孔
５ 微細孔の開口部
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 改質装置
７ 金属製パイプ
８ 燃料ホース
９ 排ガス浄化装置
１０ 積層部
６１，６２ Ｕ字管
７１，７２ 蓋部
７３，７４ ジョイントパイプ
９０ 排ガス浄化室
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｆ 燃料フィルタ
Ｍ マフラ
Ｔ 燃料タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】