酸素富化

ある時に酸素濃縮するのに、どういう仕組なのか疑問に思い調べたのですが。

1.大雑把に言うと人工ゼオライトに圧をかけ窒素吸着させ残った酸素を取り出す方法

2.酸素を通しやすく窒素の通りづらい膜を使用する方法

3.O2は磁性体でN2は反磁性体の性質を利用し磁力を使用し分離する方法

調べるうちに、これは内燃機関応用できそうと思いました。

自動車は実用領域はO2センサーで燃料噴射量をフィードバック制御していますので、ポン付けでも効果を見込めそうです。

1は装置が大きく複雑高コストなので却下

2はエアクリーナーのフィルターの一部を酸素富化膜に置き換えたり追加すれば実用性はともかくできそうですね、膜自体は1㎡100～200ドルくらいなので、大きさにもよりますが製品化したら安くても500ドルくらいになりそうですね。

3はまさに同じ考えの方がいたようでトヨタの特許で発見しました

特許内容自体は磁気を用いて小型酸素富化装置の提供でした

https://astamuse.com/ja/published/JP/No/1997194201

永久磁石で実現できないかと考えてみた所

円錐台型のエアフィルターの先にドーナツ型の磁石を仕込むという物

図に描き忘れておりますが緑線は吸引、赤線は反発です。

O2は磁石に引き寄せられ、N2は反発し比較的磁束が弱い所磁石極の水平方向に集まるようです

具体的に言うと磁石の穴と外側側面ですね、穴付近は磁束が強い付近を通りますので上手くN2を遠ざけてO2を引き寄せられるのではと考えます。

外側は何らかの対策をしないと、そのままフィルターに吸われてしまいそうです。

いつかガス分析機と強力なネオジムのリングマグネットを用意して実証実験をしたいと思っております。

酸素富化膜の方もいずれ試したいと思います。

追記

エンジンの常用域では酸素が過不足ないよう燃料が噴射されるのですが出力は勿論上がりますし、熱効率が良くなるので効率も上がると考えています。