(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに供給される混合気や空気を安全に且効率良く解離させて高密度イオン状態となし燃焼させて、以って高燃焼性と高燃焼出力による低燃費化を図る自動車の低燃費化方法を提供する。【解決手段】ガソリンエンジン若しくはディーゼルエンジンのインテークマニホールド内を流通する混合気若しくは空気に、均等に且その中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線を放射しえる遠紫外線放射体を配設せしめ、流通する混合気や空気を高密度にイオン化させて燃焼させることにより、高燃焼性出力に伴う低燃費化を図る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンエンジン若しくはディーゼルエンジンのインテークマニホールド内を流通する混合気若しくは空気に、均等に且その中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線を放射しえる遠紫外線放射体を配設せしめ、流通する混合気若しくは空気を高密度にイオン化させて燃焼させることにより、高燃焼出力に伴う低燃費化を図ることを特徴とする自動車の低燃費化方法。
【請求項２】
エンジン回転数を感知し、該エンジン回転数に伴い変化する混合気若しくは空気量に比例して遠紫外線放射強度を変化できるようにしてなる請求項１記載の自動車の低燃費化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車の低燃費化方法に係るもので、更に詳しくはガソリンエンジンに供給される混合気やディーゼルエンジンに供給される空気を高密度のイオン化状態となしたうえ燃焼させ、高燃焼化と高燃焼出力に伴う低燃費化を可能とする自動車の低燃費化方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
先進諸国における自動車社会化はもとより、今後の後進諸国の経済成長に伴う車社会の到来等とも相俟って既に石油資源の枯渇化が危惧されるに至っており、自動車の低燃費化は全世界的な課題として提起されており、更に我が国の如き狭少な国土に莫大数の自動車が運行されている状況下においては、膨大量に排出されてなるＣＯ成分を初めＮＯｘ成分やＨＣ成分等の排気ガス、及びディーゼル車において顕著な排出微粒子により大気汚染は極限に至っており、且これらによる健康被害が各地で続発しており重大な社会問題となっている。
【０００３】
これがため自動車メーカーとしては、こぞって低燃費化並びに低排気ガス化エンジンの開発に着手しているものの、低燃費化並びに低排気ガスを満足させるエンジンは今だ完成されてなく、且仮令完成された場合でも既に６０００万台以上に及ぶ業務用や自家用自動車が運行されている状況からして、実質的に低燃費化や低排気ガス化の効果が発揮されるまでには極めて長期間を要することとなる。
【０００４】
加えて低排気ガス化を図るために各多の触媒コンバーターが開発されているものの触媒コンバーターをエキゾーストパイプに配設することは、却って燃焼排出ガスの排出に負圧を付加させることとなり、燃焼出力の実質的低下を招来し低燃費化を阻害する原因ともなる。
【０００５】
発明者はかかる問題に鑑み、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに供給される混合気や空気を安全に且高密度のイオン化状態となしたるうえ燃焼させることにより、少なくとも３０乃至５０％以上の高燃焼性の向上に伴う高燃焼出力が得られること、及び高燃焼性によって排気ガスも低減化されることを究明し本発明に至った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
即ち本発明はガソリンエンジンやディーゼルエンジンに供給される混合気や空気を安全に且効率良く解離させて高密度イオン状態となし燃焼させ、以って高燃焼性と高燃焼出力による低燃費化を実現する自動車の低燃費化方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに供給される混合気や空気が流通するインテークマニホールド内の該流通する混合気や空気に均等に照射でき、且混合気や空気中の酸素分子を有効に光解離させて高密度のイオン状態となすために、その中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線を放射しえる遠紫外線放射体を配設せしめ、光解離により混合気や空気を高密度にイオン化させ且燃焼させることにより、高燃焼性による高燃焼出力に伴う低燃費化を図る構成に存する。
【０００８】
更にはエンジンの回転数により供給流通される混合気や空気量の著しい変動及び空燃比の変動に対しても安定した高密度のイオン化を図るためエンジン回転数を感知のうえ、該エンジン回転数の変動に比例して遠紫外線放射体からの放射遠紫外線強度を変化させ、光解離の促進並びに抑制により安定した高密度のイオン化を図る構成に存する。
【０００９】
【作用】
本発明は上述の如き構成からなるため次の如き作用を有する。即ちエンジン内に供給される混合気や空気中に多量に混在する酸素分子に対し選択的に光解離作用を有する中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線をインテークマニホールド内を供給流通される混合気や空気に均等に照射させるため、極めて効率良く光解離がなされて高密度のイオン化が図られたうえエンジン内において燃焼されるものであるから、少なくとも３０乃至５０％以上の高燃焼性とともに燃焼出力も増大し、而も高燃焼性に伴って排出ガスも著しく減少することとなる。
【００１０】
更に本発明では遠紫外線放射体からその中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線を混合気や空気に照射させるものであるから、一般的にイオン化手段として使用される交流放電や直流放電におけるスパークの発生危険がなく、特に引火性の高い混合気でも安全に高密度のイオン化を図ることができる。
加えてエンジン回転数の変化に伴う混合気や空気の供給流通量の増減に際してもエンジン回転数を感知し、このエンジン回転数に比例して遠紫外線の放射強度を変化させるため略均質で高密度のイオン化が図れる。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は遠紫外線放射体の側面説明図、図２は遠紫外線放射体を形成する放射管の断面説明図であって、本発明はガソリンエンジンに供給される混合気１若しくはディーゼルエンジンに供給される空気を、安定且高密度にイオン化させたうえエンジン燃焼室において燃焼させることにより高燃焼性と高燃焼出力に伴う低燃費化及び排気ガスの低減化をも実現させるものであって、通常ガソリンエンジンにおける混合気１やディーゼルエンジンにおける空気の供給はインテークマニホールド２内を流通し供給されるため、これら混合気１や空気の高密度イオン化を図るためには、該インテークマニホールド２においてなすことが得策となる。
【００１２】
ところで混合気１や空気のイオン化を図る簡便な手段としては放電極と対向極を設けるとともに、この極間に高電圧交流を印加させる交流放電方式や、放電極と対向極との極間に高電圧直流を印加する直流放電方式、或いは高電圧が印加されたプラズマ生成室内でプラズマを生成のうえビーム状に放出せしめてイオン化を図る所謂プラズマ方式等が主に空気清浄器類に採用されている。
【００１３】
しかしながらこれら従来技術においてはイオン化を図る環境に直接高電圧を印加させてイオンを放出させるものであって、特にイオン化を図る環境の空気汚染や水分率（湿度）の多少及び通風量等により絶縁性が著しく変動するため、環境条件の変動によってはイオン放出の多少や頻繁な放電現象も発生する。
従って本発明における混合気１の如く引火性が高く且混合気の空燃比率や供給量も著しく変動する場合においては従来技術では極めて危険性が高く、且放電現象の発生防止のために印加電圧を著しく低下させることは高密度のイオン化が図れなくなり本発明の目的が実現できない。
【００１４】
ところで高密度のイオン化を図るためには、イオン源プラズマを発生させるエネルギーの付加とともに解離される所謂イオン化物質が存在すること、及び解離されたイオンを拡散放出せしむることが要件とされる。
これがため本発明においては紫外線領域の光エネルギーによりイオン化物質が容易に光解離されること、とりわけその中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線においては酸素分子を選択的に且高い光解離作用を以ってイオン化がなしえること並びにガソリンエンジンに供給される混合気或いはディーゼルエンジンに供給される空気中には略２０％に昇る酸素分子が混在することから、極めて高密度のイオン化がなしえることとなり、従ってインテークマニホールド２の如く狭少な閉鎖系内を流通する混合気１や空気に僅かな照射エネルギーで均等に照射させることにより安全で且高密度のイオン化を図る技術思想を採用するに至った。
【００１５】
而して図１は遠紫外線放射体３の側面説明図であって、該遠紫外線放射体３はインテークマニホールド２内を流通する混合気１若しくは空気に対して、その中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線３０を全体に亘って均等に照射させるうえから、インテークマニホールド２の内周面に略等しい内径を有するものが好都合であって、図１においてはインテークマニホールド２が断面円形の場合の状態が示されてなるが、インテークマニホールド２が楕円形や角形の場合には、その形状に合せて遠紫外線放射体３を形成すれば良い。
【００１６】
遠紫外線放射体３は特段の制限はなく、放射管３Ａは図２に示すように一般的に殺菌利用に供される紫外線ランプと略同様のものが利用できるが、殺菌利用に供される紫外線はその波長において略２２０乃至２８０ｎｍ程度のものが用いられるため、その素材は石英ガラスが使用されているが、遠紫外線放射体３においてはその中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線を主として使用するため、該放射管３Ａの素材としては可能な限り高純度の石英ガラス素材が望まれる。加えて放射管３Ａからの照射される紫外線は比較的広い波長領域で照射されるため、該放射管３Ａの外表面に１８４．９ｎｍの波長を透過させるフィルター層３Ｂが設けられてなるもので、該フィルター層３Ｂの素材としては金属酸化物の塗膜が用いられ具体的には酸化亜鉛、酸化鉄、酸化ニッケル等が挙げられる。
【００１７】
当然に該紫外線放射体３を構成する放射管３Ａのそれぞれの端縁には入力端子３Ｃ、３Ｃが設けられてなるとともに、放射管３Ａの管内にはそれぞれ放電フィラメント３Ｄ、３Ｄが設けられており入力端子３Ｃ、３Ｃへの電源入力に伴って該放射管３Ａ内で放電とともに発光し紫外線が照射される。
【００１８】
かかる如くしてなる遠紫外線放射体３はその中心波長である１８４．９ｎｍの遠紫外線をインテークマニホールド２内を流通供給される混合気１や空気に均等に照射させることが必要となる。
図３はインテークマニホールド２に遠紫外線放射体３を配設させた説明図であって、この場合の配設手段はインテークマニホールド２の内径と等しく形成させた遠紫外線放射体３を、該紫外線放射体３を形成する放射管３Ａの略１／２程度以上が嵌入挟持される嵌入凹部４Ａ内に放射管３Ａを嵌入挟持固定させ、且該嵌入凹部４Ａの両側には外方に向って所要の長さで周回延出形成された連結縁４Ｂ、４Ｂが一体的に形成され、而も該連結縁４Ｂ、４Ｂの適宜位置にはビス及びナットからなる連結具４Ｄでインテークマニホールド２の連結フランジ２Ａに形成されたフランジ連結孔２Ｂとを相互に連結させる連結孔４Ｃが設けられた挟持連結フランジ４で配設させるものである。
【００１９】
更に遠紫外線放射体３を配設させる簡便な手段としては、図４に示す如くインテークマニホールド２の先端部２Ｃとクリーナー５との間に介在配設させることも提案される
そして遠紫外線放射体３からの遠紫外線照射強度は、照射対象物質がガソリンエンジンにおいては空燃費所謂エアとフェールの比率Ａ／Ｆ比がアイドリング時には１：５、経済走行時には１：１７までに変動し、且供給量もアイドリング時に対し高速時には略１０倍量にも変動するとともに、更には晴天若しくは雨天時の湿度差も大きく変動するものであるから、少なくともＵＶ強度において０．２乃至２．０ｍＷ以上の遠紫外線照射強度で照射することが望まれる。
【００２０】
図５は本発明の原理図であって使用電源６はバッテリーが用いられるものであるが、遠紫外線放射体３は紫外線放射ランプと同様な放射管３Ａによる放電放射を採用しているため、該使用電源６はインバーター６Ａを介してその周波数が５０乃至６０Ｈｚの交流に一旦変換される。
このインバーター６Ａは特段の制約はなく既に多くの製品が開発上市されており、例えばＤＣ−ＡＣインバーターとしてはブロッキング発振形のインバーターやマルチバイブレーター形のインバーターが使用できる。
【００２１】
かくして所望の交流に変換された電力は、その一側の一方は遠紫外線放射体３の一方の入力端子３Ｃより放電フィラメント３Ｄを経由して他方がグローランプ６Ｄ及びコンデンサー６Ｅに連結されており、且変換された電力の他側の一方はスイッチ６Ｂより安定器６Ｃを経由して遠紫外線放射体３の他方の入力端子３Ｃより放電フィラメント３Ｄを経由して同様にグローランプ６Ｄ及びコンデンサー６Ｅと連結される配線になされている。
【００２２】
かかる場合におけるそれぞれの作用を説明すれば、安定器６Ｃは遠紫外線放射体３を形成する放射管３Ａが放電するために必要な高電圧を発生させ且安定した電流を流すためのものであり、グローランプ６Ｄはその電極が通常２種類の金属を貼り合せたバイメタルで形成されており、放射管３Ａに放電が発生しその高温度でバイメタルが曲がり放射管３Ａに電流が流れるとともに、放電フィラメント３Ｄ、３Ｄが加熱され放射管３Ａ内の水銀が気化する。而して電流がスムースに流れて冷えたバイメタルは復元し電流を遮断するもので、この時安定器６Ｃには高電圧が発生し放電フィラメント３Ｄ、３Ｄ間に放電が起り且該放電に伴う電子が気化した水銀原子と衝突し紫外線を放射する。更にグローランプ６Ｄに並列配置されるコンデンサー６Ｅは、放射管３Ａから発生する雑音電波を吸収させるためのものである。
【００２３】
図６は混合気１や空気量の変動に対して安定した高密度のイオン化を図る本発明の原理図であって、ガソリンエンジンに供給される混合気１或いはディーゼルエンジンに供給される空気量は、アイドリング時と高速走行時とでは略１０倍の範囲で変動するものであるから、かかる変動に対しても安定した高密度のイオン化を図るためには、その一つの対処策としては最大供給量の場合においても高燃焼性と高燃焼出力が創出しえる高密度イオン化が可能な遠紫外線照射強度で照射させる手段であるが、常時最大供給量に合せた遠紫外線照射強度で照射させるための電力を付加させる必要とともに、該遠紫外線放射体３に長期に亘って遠紫外線照射性能を保持させるうえからは最適な手段とは言えない。
【００２４】
そこでエンジン回転数を感知しえる感知センサー７をクランクシャフト等の回転体に装備させてエンジン回転数を感知シグナルとして捉えたうえ制御器６Ａに入力させる。
他方バッテリーからの電源６の直流をインバーター６Ａにより所要周波数の交流に変換のうえ可変圧トランス７Ｂの二次側に入力させる。そして該可変圧トランス７Ｂの二次側には遠紫外線放射体３に通電付加させることにより、その遠紫外線照射強度がＵＶ強度において最少の場合でも０．２ｍＷから２．０ｍＷの範囲の遠紫外線照射強度に調整しえるような出力電圧を選択しえる可変セレクター７Ｃが設けられてなり、且該可変セレクター７Ｃは制御器７Ａに捉えられる感知シグナルにより連動して出力電圧を選択し遠紫外線放射体３に通電付加されるよう構成させる手段である。
【００２５】
以下に本発明を用いて高燃焼性試験を行った結果を報告すれば、実験に用いた車輌はＡ社製排気量２５８０ｃｃのガソリンエンジン車で、試験方法は該ガソリンエンジン車のインテークマニホールド先端部とエアクリーナーとの間に内径３ｃｍ外径８ｃｍ放射管径２ｃｍの石英ガラス製の遠紫外線放射体を介在させて、供給流通する空気にその中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線を該供給流通する空気の中心における照射強度がＵＶ強度で０．２ｍＷの場合を実験区１、ＵＶ強度で２．０ｍＷの場合を実験区２とし且無照射の場合を対照区とした。
【００２６】
高燃焼性試験は実験区１、実験区２及び対照区共にエンジン始動時、１５００回転時、３０００回転時における排気ガス中のＣＯ成分及びＨＣ成分をそれぞれ３回に分けて採取し、ガスクロマトグラフで分析し残留ＣＯガス量より高燃焼性を判断したもので、結果は表１の如く３０００回転時においても照射強度がＵＶ強度で０．２ｍＷ以上あれば、高密度のイオン化により略３０乃至５０％以上の高燃焼性がなされていることが判断できる。
【００２７】
【表１】
2004068800.tif 000003
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上述べたようにガソリンエンジンに供給される混合気やディーゼルエンジンに供給される空気が流通するインテークマニホールドに、その中心波長が１８４．９ｎｍの遠紫外線が放射される遠紫外線放射体が流通する混合気や空気を均等に照射するよう配設され、且混合気や空気中には多量の光解離される酸素分子が混在し、而も照射される遠紫外線波長が選択的に酸素分子を光解離するため、エンジンに供給される混合気や空気が高密度にイオン化されたうえ燃焼されるため、高燃焼性に伴う高燃焼出力が創出されて走行距離当りの燃費を大幅に低減化できるとともに、排出ガス中のＣＯ成分やＨＣ成分も著しく低減化されることとなる。
加えて本発明においては高密度のイオン化が光解離によるため、特に引火性の高い混合気においても極めて安全にイオン化がなしえ、且イオン化のための装置も小型、簡便、安価に装備しえる等、優れた多くの特長を具備した自動車の低燃費化方法といえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】遠紫外線放射体の側面説明図である。
【図２】遠紫外線放射体を形成する放射管の断面説明図である。
【図３】インテークマニホールドに連結配設された遠紫外線放射体の説明図である。
【図４】インテークマニホールド先端に配設された遠紫外線放射体の説明図である。
【図５】本発明の原理図である。
【図６】エンジン回転数に比例して高密度イオン化を図る原理図である。
【符号の説明】
１　　混合気
２　　インテークマニホールド
２Ａ　連結フランジ
２Ｂ　フランジ連結孔
２Ｃ　インテークマニホールドの先端部
３　　遠紫外線放射体
３Ａ　放射管
３Ｂ　フィルター層
３Ｃ　入力端子
３Ｄ　放電フィラメント
３０　　遠紫外線
４　　挟持連結フランジ
４Ａ　嵌入凹部
４Ｂ　連結縁
４Ｃ　連結孔
４Ｄ　連結具
５　　クリーナー
６　　電源
６Ａ　インバーター
６Ｂ　スイッチ
６Ｃ　安定器
６Ｄ　グローランプ
６Ｅ　コンデンサー
７　　感知センサー
７Ａ　制御器
７Ｂ　可変圧トランス
７Ｃ　可変セレクター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004068800.tif 000008
【図６】
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