(57)【要約】【課題】自動車の燃費向上は常に要求されている。【解決手段】内燃機関の吸気系部品（例えば、吸気ダクトＤ）の外側または内側に、燃焼反応を起こす酸素と窒素のクラスターイオンに陽イオンを増加させるためのイオンを放射するイオン放射体３を備え、さらにその外側に磁場を形成する磁場形成体５を備える。また、吸気経路に通風可能な不織布や金属、プラスチックなどで構成された弁体９を有する開閉弁７を装着する。酸素は強磁を帯び、燃焼能力を向上させる。また、イオン放射体３から放射された陽イオンが磁場の助けを得て吸気ダクトＤ内に効率良く入り込み、そこで、酸素や窒素のクラスター陽イオンを増加させて窒素を誘爆に導く。これらの相乗的結果として、燃費が向上する。また、排出ガス中の窒素酸化物や一酸化窒素なども低減する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系統部材に備えて使用する燃焼改善装置であって、
前記吸気系統部材の内面又は外面側に備えられる、電荷を帯びた原子または分子の凝集体であるクラスターの陽イオンを増加させるためのイオンを放射するイオン放射体と、前記イオン放射体の外側に取り付けられる磁場を形成する磁場形成体とを含むことを特徴とする燃焼改善装置。
【請求項２】
請求項１に記載した燃焼改善装置において、イオン放射体は酸化チタン、珪素、珪藻土及び銅から選択される１種以上の非鉄金属材を含むもので構成されていることを特徴とする燃焼改善装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した燃焼改善装置において、イオン放射体は粉状の非鉄金属材が樹脂系接着剤と混合され、成形されたものであることを特徴とする燃焼改善装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載した燃焼改善装置において、空気管を開閉する開閉弁と、エンジンの回転数を計測する回転数計測手段と、前記エンジンの回転数に応じて前記開閉弁の開閉を制御する開閉制御手段とを備えることを特徴とする燃焼改善装置。
【請求項５】
請求項４に記載した燃焼改善装置において、開閉弁の弁体は不織布等の通風可能な部材または金属、プラスチック等の遮蔽部材によって構成されていることを特徴とする燃焼改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車のエンジンなどの内燃機関の吸気系統部材に備えて使用する燃焼改善装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンなどの内燃機関における燃焼反応を促進することにより燃費を向上するために、種々の提案がなされている。
例えば、内燃機関に吸入される空気は、酸素、窒素といった正または負の電荷を帯びた原子又は分子の凝集体であるクラスターイオンがイオン結合により連なって連続した凝集層を成していることが分かっている。
従って、特許文献１では、酸素のクラスターイオンを分散又は細分化することで酸素の活性度を高めて燃焼反応を促進することが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２７４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、依然として燃費の向上に対する要求が強く、更なる工夫が求められている。
また、昨今の排ガス規制の強化に伴い、排ガス量の更なる低減も求められている。
それ故、本発明は、上記課題を解決するために、内燃機関の吸気系統部材に備えて使用することにより燃費を著しく向上できる燃焼改善装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、内燃機関の吸気系統部材に備えて使用することにより排ガス量も低減できる燃焼改善装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意研究の結果、電荷を帯びた酸素の凝集体であるクラスター陽イオンに磁力を付与して強磁性とすると燃焼能力が増し、また、磁力の作用を利用して吸気系統部材の吸気経路を流れる空気中に非鉄金属イオン等の陽イオンを確実に送り出して酸素や窒素のクラスターの陽イオンを増やすと窒素が誘爆され易く、結果として大気中７８％を占める窒素がそれらの相乗効果により、完全燃焼に近い燃焼が可能となるものと考えられる。
さらに、大気中７８％を占める窒素は条件が整った低圧下では活性化されるが、この活性化された窒素、即ち活性窒素が点火プラグとガソリンの燃焼に反応してその燃焼室内で爆発すると、爆発力は著しく大きくなってガソリンが燃焼する力に勝るため、燃料の供給に何らかの影響を与え、省エネに貢献するものと考えられる。
上記知見に基づいて実際の装置を設計し、その装置の性能を実際の走行試験により検証したところ、燃費の著しい向上と排ガスの低減を図れることを確認し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
請求項１の発明は、内燃機関の吸気系統部材に備えて使用する燃焼改善装置であって、前記吸気系統部材の内面又は外面側に備えられる、電荷を帯びた原子または分子の凝集体であるクラスターの陽イオンを増加させるためのイオンを放射するイオン放射体と、前記イオン放射体の外側に取り付けられる磁場を形成する磁場形成体とを含むことを特徴とする燃焼改善装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載した燃焼改善装置において、イオン放射体は酸化チタン、珪素、珪藻土及び銅から選択される１種以上の非鉄金属材を含むもので構成されていることを特徴とする燃焼改善装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載した燃焼改善装置において、イオン放射体は粉状の非鉄金属材が樹脂系接着剤と混合され、成形されたものであることを特徴とする燃焼改善装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した燃焼改善装置において、空気管を開閉する開閉弁と、エンジンの回転数を計測する回転数計測手段と、前記エンジンの回転数に応じて前記開閉弁の開閉を制御する開閉制御手段とを備えることを特徴とする燃焼改善装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載した燃焼改善装置において、開閉弁の弁体は不織布等の通風可能な部材または金属、プラスチック等の遮蔽部材によって構成されていることを特徴とする燃焼改善装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の燃焼改善装置を使用すると、燃費を著しく向上でき、さらに排ガス量も低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る燃焼改善装置１を、図１、図２に従って説明する。
この燃焼改善装置１は、自動車のエンジンに吸入される空気が流れる吸気ダクトやエアクリーナー等に備えて使用されるが、図１、図２では吸気ダクトDに備えた例が示されている。
燃焼改善装置１は、陽イオンの送出・磁化部と、活性窒素生成促進部とに大別される。従って、部毎に説明する。
（陽イオンの送出・磁化部）
符号３は陽イオンを放射するイオン放射体を示し、このイオン放射体３は湾曲した板状をなしている。符号５は磁場を形成する磁場形成体としてのマグネットを示し、このマグネット５も湾曲した板状をなしている。
イオン放射体３とマグネット５は重ねられて二層構造をなして湾曲している。イオン放射体３とマグネット５は、イオン放射体３側を吸気ダクトＤの外周に向けた状態で、吸気ダクトＤの外周に図示しない巻き付け手段により巻きつけられて固定されている。
【００１３】
吸気ダクトＤを流れる空気には、酸素、窒素といった正または負の電荷を帯びた原子又は分子の凝集体であるクラスターイオンがイオン結合により連なって連続した凝集相を成していることが分かっている。従って、クラスターイオンの一部を構成している酸素や窒素は、そのままでは活性度合いが低い。
しかしながら、この実施の形態では、イオン放射体３を吸気ダクトＤの外周に取り付けると、そこから放射された磁気と陽イオンが吸気ダクトＤ内を流れる空気中に入り込み、酸素のクラスター陽イオンに磁力を付与して強磁性とすることによって燃焼能力を増し、また、磁力の作用を利用して吸気系統部材の吸気経路を流れる空気中に非鉄金属イオン等の陽イオンを確実に送り出して陽イオンを増やすことによって窒素を誘爆に導き、大気中７８％を占める窒素がそれらの相乗効果により、完全燃焼に近い燃焼が可能となり、燃焼反応が改善されたものと推測される。特に、酸素はいかなる物理的状態においても磁性を示すことが知られていることから、酸素のクラスター陽イオンは強磁気の影響を受けて陽イオン化した窒素を爆発し易くしているものと推測される。
【００１４】
イオン放射体３を構成する材料は、特に限定されず上記のようなイオンを放出できるものであれば、どのようなものでもよいが、現時点では酸化チタン、珪素、珪藻土、銅が好ましい材料であることが分かっている。これらの材料から陽イオンが放射されるものと推測される。
例えば、非金属材として酸化チタンなどの粉末を使用してイオン放射体３を製造する場合には、酸化チタンなどの粉末をポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡＬ）などの樹脂系接着剤と混合し、乾燥（硬化）させて板状に成形すればよい。その場合、混合割合は、容量比で粉末１に対して接着剤２前後が好ましい。
また、材料として銅を使用してイオン放射体３を製造する場合には、銅の薄板を定法により製造すればよい。
さらに、株式会社セラモから商品名「セラモパワー」として販売されている製品は、銅片が巻き込まれたガラスクロスにセラミックス及び酸化チタンが付着されており、吸気ダクトＤの外周に取り付けることを想定して開発された商品であり、この商品であればそのまま使用できる。
陽イオン放射体の数量決定は、実施例に使用した車の走行燃費状態が最良になるまで数量を調整して取り付けた。
【００１５】
また、マグネット５の存在により磁場が形成され、イオン放射体３から放射されたイオンが吸気ダクトＤ内を流れる空気中に磁力線に乗って効率良く送り込まれるものと推測される。
マグネット５を構成する材料は、特に限定されないが、構成を単純化できることから、永久磁石で構成するのが好ましい。また、フェライト、ネオジューム等熱に強い磁性体が好ましい。発生させる磁力の大きさは、イオン放射体３を構成する材料と車の排気量にもよるが、１，０００ｃｃ当たり２５，０００ガウス以上に設定するのが好ましい。
マグネット５としては、専用品を使用してもよいが、市販の板状のマグネット（磁力：５００ガウス程度）でも、複数重ねた状態で取り付ければ所望の磁力を発生させることができるので、これら市販品を使用してもよい。例えば、１個５００ガウスのマグネットを２００個使用すれば、１００，０００ガウスとなる。
【００１６】
（活性窒素生成促進部）
符号７は円板状の開閉弁を示し、この開閉弁７は吸気ダクトＤに取り付けられている。開閉弁７の弁体９は、ポリプロピレンなどの通風可能な不織布によって構成されているが、金属、プラスチックなどの塑性品で構成してもよい。
弁体９は直径部分に設けられた駆動軸１１により回転して開閉する。駆動軸１１にはモーター（駆動手段）１３が接続されている。
符号１５はモーター１３の駆動を制御する制御手段を示し、符号１７はエンジンの回転数を計測する回転数計測手段としてのタコメーターを示す。
【００１７】
吸気ダクトＤ内の吸気経路が、この実施の形態では不織布の弁体９によって遮断されているので、全閉状態でも空気はエンジンの燃焼室に送り込まれるが、流量が少ないのでエンジンの燃焼室内は低圧状態となる。（なお、弁体９を金属やプラスチックで構成した場合でも弁体９の開き度を小さくすることで空気の流量は少なくできる。）
しかも、タコメーター１７で計測されたエンジンの回転数に応じて制御手段１５がモーター１３を駆動させて開閉弁７の開閉を制御するので、走行中に回転数が低くなってもエンストの発生は防止される。
【００１８】
エンジンの燃焼室での燃焼は、燃焼室でプラグ（点火装置）が電気放電を起こして燃料であるガソリンの燃焼を開始させている。
この実施の形態では、電気放電が低圧状態で行われるので、空気中に含まれる窒素が活性窒素に効率良く転化する。
活性窒素の作用については不明であるが、活性窒素の存在により、荷重重量が増しても燃費が向上する。活性窒素が燃料の爆発力、即ち馬力を大きくするのに寄与しているものと推測される。
【００１９】
以上、本発明を実施するための最良の形態である実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成は上述した構成に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、イオン放射体やマグネットの形状や配置などは取り付ける部品（例：吸気ダクト、エアクリーナ）の形状に応じて適宜設定すればよい。
また、上記の実施の形態では、陽イオンの送出・磁化部と、活性窒素生成促進部とは既存の部品である吸気ダクトに後から取り付けているが、上記した部が最初から組み込まれた吸気系統部材を製造してもよい。
【実施例】
【００２０】
自動車の吸気ダクトＤとエアクリーナーに実際に以下の構成の燃焼改善装置を取り付けて走行試験を行い、燃費を算出した。
取り付けた自動車は、ボルボ（１９８８年型、型式Ｅ−７Ｂ２８０Ｓ、原動機の型式Ｂ−２８０、Ｖ６エンジン、燃料噴射式、２８００ｃｃ）である。燃料はレギュラーガソリンを使用した。
走行試験は、平成１８年1月７日〜６月１０日に行った。
【００２１】
（実施例１）
（準備）
陽イオンの送出・磁化部に関して：
イオン放射体３として、酸化チタン粉末３０ｃｃに対してＰＶＡＬ６０ｃｃを加えて混合し乾燥させて成形した酸化チタン板を準備した。また、マグネット５として、１００，０００ガウス程度に調整したマグネット５を準備した。
そして、吸気ダクトＤの外周に沿って、イオン放射体３とマグネット５を装着した。
活性窒素生成促進部に関して：
この実施例では、開閉弁などを構成せず、不織布（ポリプロピレン）を吸気ダクトＤに取り付けて吸気経路を通風可能に遮蔽した。
なお、全ての実施例において比較データの条件を出来るだけ同じにするため、毎回週末土曜の早朝３時〜４時の時間帯に浜松を出発して走行試験を行った。
【００２２】
（走行試験）
【表１】
2008025414.tif 000003
【００２３】
【表２】
2008025414.tif 000004
【００２４】
（実施例２）
（準備）
陽イオンの送出・磁化部に関して：
イオン放射体３として、銅板（厚さ：０．１５ｍｍ、巾：２５ｍｍ、長さ：２４０ｍｍ×４枚）を準備した。また、マグネット５として、１００，０００ガウス程度に調整したマグネット５を準備した。
そして、吸気ダクトＤの外周に沿って、イオン放射体３とマグネット５を取り付けた。
活性窒素生成促進部は、実施例１と同様に構成した。
【００２５】
（走行試験）
【表３】
2008025414.tif 000005
【００２６】
【表４】
2008025414.tif 000006
【００２７】
（実施例３）
（準備）
陽イオンの送出・磁化部に関しては、イオン放射体３の材料として珪素粉末４０ｃｃに対してＰＶＡＬ８０ｃｃを加えて混合し乾燥させて成形した成形したものを使用したことを除いては、実施例１と同様に準備した。
活性窒素生成促進部は、実施例１と同様に構成した。
（走行試験）
燃焼改善装置を装着した場合と、装着しなかった場合とで燃費を比較した。
【００２８】
【表５】
2008025414.tif 000007
【００２９】
【表６】
2008025414.tif 000008
【００３０】
【表７】
2008025414.tif 000009
【００３１】
【表８】
2008025414.tif 000010
【００３２】
（実施例４）
（準備）
陽イオンの送出・磁化部に関しては、イオン放射体３の材料として珪素粉末２０ｃｃに対してＰＶＡＬ４０ｃｃを加えて混合し乾燥させて成形した成形したものを使用したことを除いては、実施例１と同様に準備して、吸気ダクトＤに装着した。さらに、同じようなイオン放射体とマグネットを準備し、エアクリーナーの外面にも装着した。
活性窒素生成促進部は、実施例１と同様に構成した。
（走行試験）
燃焼改善装置を装着した場合と、装着しなかった場合とで燃費と排ガス量を比較した。
【００３３】
【表９】
2008025414.tif 000011
【００３４】
上記の走行試験の結果から、自動車に燃焼改善装置を取り付けると、燃費が明らかに向上することが実証された。
また、排出ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素の低減が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の燃焼改善装置を自動車に取り付けて使用すると、燃費を著しく向上できるので経済的である。また、排出ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）や一酸化炭素等の濃度を低減でき、環境にも優しい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃焼改善装置の断面の斜視図である。
【図２】図１の燃焼改善装置の陽イオンの送出・磁化部の構成の説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１‥‥燃焼改善装置
３‥‥イオン放射体                ５‥‥マグネット
７‥‥開閉弁                      ９‥‥弁体
１１‥‥駆動軸                    １３‥‥モーター
１５‥‥制御手段                  １７‥‥タコメーター
Ｄ‥‥吸気ダクト
【図１】
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【図２】
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