(57)【要約】【課題】内燃機関の性能をより効果的に高めることができる内燃機関のオゾン供給装置を提供する。【解決手段】オゾン発生装置３をインテークマニホールド１の外部に配置した。オゾン発生装置３で発生させたオゾンを、分岐路４ａを有する吸気用オゾン供給路４を通して、インテークマニホールド１の各分岐管１１に個別に供給する。【選択図】        図１
2004218613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテークマニホールドの外部に配置されたオゾン発生装置と、
このオゾン発生装置によって発生させたオゾンを、内燃機関の各吸気ポートに対応させて供給する複数の分岐路を有する吸気用オゾン供給路とを備えることを特徴とする内燃機関のオゾン供給装置。
【請求項２】
前記吸気用オゾン供給路が、インテークマニホールドの各分岐管に個別に連通している請求項１記載の内燃機関のオゾン供給装置。
【請求項３】
オゾン発生装置と、
このオゾン発生装置によって発生させたオゾンを、インテークマニホールドの集合管又はこれに連通する吸気管に供給する吸気用オゾン供給路とを備え、
前記吸気用オゾン供給路が、前記集合管又は吸気管に対して、その周方向に沿った複数箇所からオゾンを供給する分岐路を備えることを特徴とする内燃機関のオゾン供給装置。
【請求項４】
前記オゾン発生装置と前記吸気用オゾン供給路との間に、前記オゾン発生装置で発生させたオゾンを分解するオゾン分解装置を介在している請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関のオゾン供給装置。
【請求項５】
前記オゾン発生装置によって発生させたオゾンを排気経路に供給する排気用オゾン供給路をさらに備える請求項１から請求項４の何れかに記載の内燃機関のオゾン供給装置。
【請求項６】
前記排気用オゾン供給路が、エキゾーストマニホールドの各分岐管に対して個別にオゾンを供給する分岐路を有する請求項５記載の内燃機関のオゾン供給装置。
【請求項７】
前記オゾン発生装置と排気用オゾン供給路との間に、前記オゾン発生装置で発生させたオゾンを分解するオゾン分解装置を介在している請求項５又は請求項６記載の内燃機関のオゾン供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のオゾン供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の燃焼効率を高め、低燃費化、低公害化を図る上で、内燃機関の吸気経路にオゾンを供給することが有効であることが知られている。
例えば特許文献１には、インテークマニホールドの内部に、コロナ放電式のオゾン発生装置を設けた内燃機関が開示されている。この内燃機関は、オゾン発生装置で発生させたオゾンによって、インテークマニホールドに吸入された混合気に含まれる酸素を活性化させて、混合気の燃焼効率を高めようとするものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−４４５８４号公報（段落番号０００８及び図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、内燃機関の燃料噴射方式は、キャブレター方式から電子燃料噴射方式に移行しているが、特にこの電子燃料噴射方式においては、内燃機関の各シリンダに供給される混合気の量及び分配を決める上で、インテークマニホールドが重要な要素となっており、その良否によって内燃機関の性能が大きく左右されることになる。このため、インテークマニホールドの設計にあたっては、各シリンダに対して混合気を可能な限り均等に分配できるように配慮されている。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の内燃機関は、オゾン発生装置がインテークマニホールドの内部に設けられているので、当該オゾン発生装置によってインテークマニホールドの内部における混合気の円滑な流れが阻害される。このため、各分岐管に対して、混合気をまんべんなく分配することが困難であり、内燃機関の性能を効果的に高めることができないという問題があった。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の性能をより効果的に高めることができる内燃機関のオゾン供給装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためのこの発明の内燃機関のオゾン供給装置は、インテークマニホールドの外部に配置されたオゾン発生装置と、このオゾン発生装置によって発生させたオゾンを、内燃機関の各吸気ポートに対応させて供給する複数の分岐路を有する吸気用オゾン供給路とを備えることを特徴としている。
前記の構成の内燃機関のオゾン供給装置によれば、オゾン発生装置をインテークマニホールドの外部に配置しているので、インテークマニホールドの内部において混合気の円滑な流れが阻害されるおそれがなく、混合気を内燃機関の各吸気ポートにまんべんなく分配することができる。また、前記オゾン発生装置で発生させたオゾンを、吸気用オゾン供給路を通して内燃機関の各吸気ポートに対応させて供給することができるので、当該オゾンを各吸気ポートにまんべんなく分配することができる。このため、内燃機関の各シリンダにおいて燃焼効率を効果的に高めることができ、ひいては内燃機関の性能を効果的に高めることができる。
【０００７】
前記内燃機関のオゾン供給装置において、吸気用オゾン供給路は、インテークマニホールドの各分岐管に個別に連通しているのが好ましい。この場合には、前記オゾン発生装置で発生したオゾンを、吸気用オゾン供給路を通してインテークマニホールドの各分岐管に個別に供給することができる。このため、各分岐管に対してオゾンをまんべんなく供給することができ、内燃機関の燃焼効率をより効果的に高めることができる。
【０００８】
前記オゾン供給装置においては、前記オゾン発生装置と前記吸気用オゾン供給路との間に、前記オゾン発生装置で発生させたオゾンを分解するオゾン分解装置を介在しているのが好ましい。この場合には、前記オゾン発生装置によって発生させたオゾンを、前記オゾン分解装置によって分解した状態で吸気用オゾン供給路に供給することができるので、内燃機関の燃焼効率をより効果的に高めることができる。すなわち、本願発明者は、鋭意研究の結果、オゾン発生装置で発生させたオゾンを内燃機関にそのまま供給するよりも、Ｏ２とＯとに分解した状態で供給する方が、内燃機関の燃焼効率をより効果的に高めることができることを見出した。
【０００９】
また、この発明の他のオゾン供給装置は、オゾン発生装置と、このオゾン発生装置によって発生させたオゾンを、インテークマニホールドの集合管又はこれに連通する吸気管に供給する吸気用オゾン供給路とを備え、前記吸気用オゾン供給路が、前記集合管又は吸気管に対して、その周方向に沿った複数箇所からオゾンを供給する分岐路を備えることを特徴としている。
このオゾン供給装置によれば、オゾン発生装置によって発生させたオゾンを、インテークマニホールドの集合管又はこれに連通する吸気管に対して、その周方向に沿った複数箇所から供給することができるので、当該オゾンを含む混合気を内燃機関の各吸気ポートにまんべんなく分配することができる。このため、内燃機関の燃焼効率を効果的に高めることができ、ひいては内燃機関の性能を効果的に高めることができる。
【００１０】
前記した各オゾン供給装置においては、前記オゾン発生装置によって発生させたオゾンを排気経路に供給する排気用オゾン供給路をさらに備えるのが好ましい。
この場合には、前記排気用オゾン供給路によって排気経路にオゾンを供給することができるので、当該オゾンによって排気ガス中の有害成分を減少させることができる。このため、インテークマニホールドに供給したオゾンによって燃焼効率を効果的に高めることができる点と相まって、排気ガス中の有害成分を効果的に減少させることができる。
【００１１】
前記排気用オゾン供給路は、エキゾーストマニホールドの各分岐管に対して個別にオゾンを供給する分岐路を有するのが好ましい。この場合には、排気ガスに対してより効率的にオゾンを供給することができるので、排気ガス中の有害成分をより一層効果的に減少させることができる。
【００１２】
前記排気用オゾン供給路を備えるオゾン供給装置においては、前記オゾン発生装置と排気用オゾン供給路との間に、前記オゾン発生装置で発生させたオゾンを分解するオゾン分解装置を介在しているのが好ましい。この場合には、前記オゾン発生装置によって発生させたオゾンを、オゾン分解装置によって分解した状態で排気用オゾン供給路に供給することができるので、排気ガス中の有害成分をより一層効果的に減少させることができる。すなわち、本願発明者は、鋭意研究の結果、オゾン発生装置で発生させたオゾンを前記排気経路にそのまま供給するよりも、Ｏ２とＯとに分解した状態で供給する方が、排気ガス中の有害成分をより一層効果的に減少させることができることを見出した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図１はこの発明の一実施形態に係る内燃機関のオゾン供給装置を示す概略斜視図である。
このオゾン供給装置Ａは、内燃機関Ｂのインテークマニホールド１及びエキゾーストマニホールド２にオゾンを供給するものであり、インテークマニホールド１の外部に配置されたオゾン発生装置３と、このオゾン発生装置３によって発生させたオゾンを、インテークマニホールド１の各分岐管１１に供給する吸気用オゾン供給路４と、前記オゾンをエキゾーストマニホールド２の各分岐管２１に供給する排気用オゾン供給路５とを備えている。
【００１４】
前記オゾン発生装置３は、図２にも示すように、筒状のケーシング３０の一方の端部に、図示しないエアクリーナに接続された一つの吸気口３１が、他方の端部に二つの排気口３２がそれぞれ形成され、これら吸気口３１と排気口３２との間が空気流路Ｃとして構成されているとともに、この空気流路Ｃの上流側に高電圧発生器３３が配置され、下流側にイオン化電極３４が配置されているものである。このオゾン発生装置３は、インテークマニホールド１の内部の負圧によって吸気口３１からケーシング３０の内部に導入された空気を、イオン化電極３４のコロナ放電によってイオン化してオゾンを発生させる。
【００１５】
前記吸気用オゾン供給路４は、オゾン発生装置３の一方の排気口３２に接続された第１の供給管４１と、この第１の供給管４１から分岐して分岐路４ａを構成する複数の第２の供給管４２とによって構成されている。この第２の供給管４２はインテークマニホールド１の分岐管１１毎に設けられており、その先端は当該各分岐管１１の途中部にそれぞれ接続されている。
【００１６】
また、排気用オゾン供給路５は、オゾン発生装置３の他方の排気口３２に接続された第１の供給管５１と、この第１の供給管５１から分岐して分岐路５ａを構成する複数の第２の供給管５２とによって構成されている。この第２の供給管５２はエキゾーストマニホールド２の分岐管２１毎に設けられており、その先端は当該各分岐管２１の途中部にそれぞれ接続されている。
【００１７】
以上の構成のオゾン供給装置Ａは、オゾン発生装置３をインテークマニホールド１の外部に配置しているので、当該オゾン発生装置３によってインテークマニホールド１の内部における混合気の円滑な流れが阻害されるおそれがない。このため、混合気を内燃機関Ｂの各吸気ポートＢ１にまんべんなく分配することができる。また、オゾン発生装置３とインテークマニホールド１の分岐管１１とが、分岐路４ａを有する吸気用オゾン供給路４を介して個別に接続されており、前記オゾン発生装置３で発生させたオゾンを、インテークマニホールド１の各分岐管１１に個別に供給することができるので、オゾンを内燃機関Ｂの各吸気ポートＢ１にまんべんなく分配することができる。このため、内燃機関Ｂの各シリンダにおいて燃焼効率を効果的に高めることができ、内燃機関の性能を効果的に高めることができる。
【００１８】
また、前記排気用オゾン供給路５を通してエキゾーストマニホールド２の分岐管２１内にオゾンを供給することができるので、分岐管２１を通る排気ガス中の有害成分を、当該オゾンによって減少させることができる。このため、インテークマニホールド１に供給したオゾンによって燃焼効率を効果的に高めている点と相まって、排気ガス中の有害成分を効果的に減少させることができる。特に、オゾン発生装置３とエキゾーストマニホールド２の各分岐管２１とが、分岐路５ａを有する吸気用オゾン供給路５を介して個別に接続されているので、前記オゾン発生装置３で発生させたオゾンを前記分岐管２１に個別に供給することができる。このため、分岐管２１内の排気ガスに対してより効率的にオゾンを供給することができ、排気ガス中の有害成分をより一層効果的に減少させることができる。
【００１９】
なお、前記吸気用オゾン供給路４の分岐路４ａを構成する第２の供給管４２は、インテークマニホールド１の分岐管１１の途中部だけでなく、その端部等、任意の部位に接続して実施することができる。また、前記第２の供給管４２は、サージタンク１２のうちの各分岐管１１に対応する部位に接続してもよく（図３参照）、要するに第２の供給管４２は、内燃機関Ｂの各吸気ポートＢ１に対応させてオゾンを供給できる部位であれば、吸気経路Ｘの任意の部位に接続して実施することができる。
【００２０】
また、前記排気用オゾン供給路５の分岐路５ａを構成する第２の供給管５２についても、エキゾーストマニホールド２の分岐管２１の途中部だけでなく、その端部等、任意の部位に接続して実施することができる。さらに、前記第２の供給管５２は、エキゾーストパイプ６やマフラー７等（図４参照）、排気経路Ｙの任意の部位に接続して実施することができる。
【００２１】
図５はさらに他の実施の形態を示す概略斜視図であり、図６はその要部断面図である。この実施の形態においては、吸気用オゾン供給路４をインテークマニホールド１の集合管１３に接続している。具体的には、前記吸気用オゾン供給路４の分岐路４ａを構成する第２の供給管４２を、集合管１３の円周上の複数箇所（図の場合４箇所）に等間隔にて接続している。
この実施の形態によれば、オゾン発生装置３によって発生させたオゾンを、インテークマニホールド１の集合管１３に対して、その周方向に沿った複数箇所から供給することができるので、当該オゾンを含む混合気を内燃機関Ｂの吸気ポートＢ１にまんべんなく分配することができ、その燃焼効率を効果的に高めて内燃機関の性能を効果的に高めることができる。この点、前記オゾンを集合管１３の周囲の一箇所のみから供給すると、当該供給されたオゾンが集合管１３に近い分岐管１１により多く供給されてしまい、集合管１３から離れた分岐管１１に対してオゾンを供給し難くなる結果、集合管１３から離れた分岐管１１に対応するシリンダにおいて燃焼効率を高めることができなくなる。
なお、前記実施の形態においては、第２の供給管４２を、集合管１３の円周上の複数箇所に接続しているが、これを前記集合管１３の上流側に連続する吸気管１４の円周上の複数箇所に接続してもよい。
【００２２】
前記いずれの実施の形態においても、オゾン発生装置３と第１の供給管４１，５１との間にオゾン分解装置８を介在してもよい（図７参照）。このオゾン分解装置８としては、オゾンを含む空気流に対して流路抵抗を付与することによって、当該オゾンをＯ２とＯとに分解させるものであれば種々のものを採用することができる。このオゾン分解装置８の具体例としては、オゾンを含む空気を旋回させながら通過させる螺旋パイプを挙げることができる。
【００２３】
このようなオゾン分解装置８を設けると、種々の内燃機関において燃焼効率を効果的に高めることができる。特に、インテークマニホールドを合成樹脂で形成した内燃機関についても、当該オゾンを効率よく分解することができるので、内燃機関の燃焼効率を効果的に高めることができる。すなわち、近年、インテークマニホールドに供給された混合気に対する流路抵抗を少なくするために、インテークマニホールドを合成樹脂で形成することが行われているが、本願発明者の研究によれば、合成樹脂で形成したインテークマニホールドは、その流路抵抗が少ない分、インテークマニホールド内に供給されたオゾンが分解され難いので、内燃機関の燃焼効率を効果的に高めることができないことが判明した。そこで、前記のようにオゾン分解装置８によってオゾンを含む空気流に対して流路抵抗を付与すれば、当該オゾンの分解が促進される結果、内燃機関の燃焼効率を効果的に高めることができる。
また、前記オゾン分解装置８によってオゾンを分解した状態で排気用オゾン供給路５に供給することができるので、排気ガス中の有害成分をより一層効果的に減少させることができる。
【００２４】
なお、前記何れの実施の形態についても、混合気の吸気圧（負圧）が少ないディゼル機関等の内燃機関については、吸気用オゾン供給路４や排気用オゾン供給路５等にポンプやファンを設けて、オゾン発生装置３で発生させたオゾンを、インテークマニホールド１やエキゾーストマニホールド２に強制的に送り込むようにするのが好ましく、この場合には、前記オゾン分解装置８を用いるのがさらに好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のようにこの発明にかかる内燃機関のオゾン供給装置によれば、オゾンを含む混合気を各シリンダにまんべんなく分配することができ、その燃焼効率を効果的に高めることができるので、内燃機関の性能をより効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る内燃機関のオゾン供給装置を示す概略斜視図である。
【図２】オゾン発生装置の断面図である。
【図３】他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】さらに他の実施形態を示す概略図である。
【図５】さらに他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図６】前図の要部断面図であり、（ａ）は径方向に切断した断面図、（ｂ）は軸方向に切断した断面図である。
【図７】さらに他の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１      インテークマニホールド
１１    分岐管
１３    集合管
１４    吸気管
２      エキゾーストマニホールド
２１    分岐管
３      オゾン発生装置
４      吸気用オゾン供給路
４１    第１の供給管
４２    第２の供給管
４ａ    分岐路
５      排気用オゾン供給路
５１    第１の供給管
５２    第２の供給管
５ａ    分岐路
８      オゾン分解装置
Ａ      オゾン供給装置
Ｂ      内燃機関
Ｂ１    吸気ポート
Ｘ      吸気経路
Ｙ      排気経路
【図１】
2004218613.tif 000003
【図２】
2004218613.tif 000004
【図３】
2004218613.tif 000005
【図４】
2004218613.tif 000006
【図５】
2004218613.tif 000007
【図６】
2004218613.tif 000008
【図７】
2004218613.tif 000009