(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関に於ける吸入空気の流速を高速変化させて吸入空気量を増大させ、併せて燃費の大幅な向上を図る技術を提供する。【解決手段】吸入空気イオン化部材１４は全体が略矩形状であって、前後左右屈曲自在の薄板状の袋体で構成されている。そして、該吸入空気イオン化部材１４は、不織布で成形されている。また、該吸入空気イオン化部材１４は不織布に代えて、細目の布材１４ａで構成することができる。そして、上記細目の布材１４ａは上記吸入空気イオン化部材１４の外表面としての薄板状袋体を構成している。第１炭素繊維片１５ａは同一幅長の断面略矩形状であって、上記吸入空気イオン化部材１４、つまり、薄板状袋体を構成する不織布又は細目の布材１４ａ内の略中央横方向に単一のものが介装されている。【選択図】図１
2005256790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片の相互間に上端と下端との幅長が相異する異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材。
【請求項２】
内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片の相互間に上、下端の幅長を狭くかつ略中央部分の幅長を広く構成した異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材。
【請求項３】
内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片が隣接した２本の縦列を組として該第２炭素繊維片の組の相互間に上端と下端との幅長が相異する異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材。
【請求項４】
内燃機関の吸入空気流通経路に空気清浄器（エアーフィルタボックス）を備え、該空気清浄器内に配置した前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を有したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置。
【請求項５】
前記吸入空気イオン化部材は、セパレータを介在させたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の内燃機関の吸入空気イオン化部材又は内燃機関の吸入空気イオン化装置。
【請求項６】
内燃機関の吸入空気流通経路に矩形型エアーフィルタを備え、該矩形型エアーフィルタの隣接面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を配置したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置。
【請求項７】
内燃機関の吸入空気流通経路に円筒型エアーフィルタを備え、該円筒型エアーフィルタの外周面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化装置を巻装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置。
【請求項８】
内燃機関の吸入空気流通経路に円筒型エアーフィルタを備え、該円筒型エアーフィルタの内周面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を巻装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン又は船舶用エンジン等各種の内燃機関に於ける燃焼効率を向上させた内燃機関の吸入空気イオン化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種、内燃機関の吸入空気イオン化装置は、磁石体による技術やコバルト、ラジウム又はウラン等放射性物質生成時の残物質としての放射線によるイオン化技術、若しくは炭素塊又は炭素微粉末を塗布、混入してこれを利用した吸入空気のイオン化技術に基づく各種装置であった。
【０００３】
また、従来の技術に於いては、図８に示すような特開２００３−１０６２２３の公開特許公報に開示した内燃機関の燃費改善吸気装置がある。
すなわち、エアークリーナーボックス１内に設置するマイナスイオンを発生する粒状のセラミックス２を封入した装置、またはマイナスイオンを発生する粉状のセラミックス２をステンレスの金網等で構成された該エアークリーナーボックス１に塗布、含浸または付着させた装置またはマイナスイオンを発生する粉状のセラミックス２をろ紙、不織布等に塗布、含浸または付着させた装置の中を燃焼に必要な空気中の酸素が通過する。その装置内に送られてくる酸素にマイナスの電荷を与えることになる。このためマイナスの電荷を受けた酸素は、内燃機関内または燃焼装置内で、液体燃料の場合は、気化された燃料と反応しやすくなり、完全燃焼を起こしやすくする。気体燃料の場合も同様である。この結果、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）の量が低減し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の量も低減する。
【０００４】
また、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等の内燃機関及びボイラー等の燃焼装置のエアークリーナーボックス１へのダクト３に接して設置し、その中へ燃焼に必要な酸素を含んだ空気を通過させる。ところで、円形のステンレスの金網でなるエアークリーナーボックス１の外側を２重の金網で構成し、その間に粒状マイナスイオンを発生するセラミックス２を封入したものであり、または該エアークリーナーボックス１にマイナスイオンを発生する粉状のセラミックス２を付着させた装置であり、または円形のろ紙、不織布等にマイナスイオンを発生する粉状のセラミックス２を付着させた装置であり、それらをエアークリーナーボックス１へのダクト３に接して設置する。これにより排出される二酸化炭素（ＣＯ２）や窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減し、燃費を向上させている。
【０００５】
更に、従来の技術の他の例に於いては、図９に示すような特開平１１−１０６７６２の公開特許公報に開示した燃料の改質装置がある。すなわち、４は燃料改質装置、５は収納容器、６はニップル、７は取り付け具、８は外部接続用チューブを示す。本燃料改質装置４は、取り付け具７によりボディに固着して装着される。図１０はスパイラルセラミックス円筒体を使用した燃料改質装置４の垂直断面図である。図において、９は炭素繊維布、１０はパッキン、１１はスパイラルセラミックス円筒体、１２は連通多孔質のセラミックス円柱体、１３は側路を示す。図１０に示したようにスパイラルセラミックス円筒体１１は、例えば、石膏の分割型に泥状のセラミックスを鋳込んで成型した後石膏を取り除いて、内部が中空のスパイラル状突起を備えた遠赤外線放射性のスパイラルセラミックス円筒体１１を得ることができる。また、連通多孔質のセラミックス円柱体１２は、空隙を形成した焼成可能な連通多孔体を、セラミックス液に浸し乾燥させた後、連通多孔体を焼成することで遠赤外線放射性の連通多孔質体が得られる。なお、連通多孔質よりなるセラミックス体は、例えば、Ｌｉ2Ｏを含有し、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2 系セラミックスで作成し、１０ミクロン前後の赤外線放射率９０％以上の材質を有するものである。
【０００６】
上記スパイラルセラミックス円筒体１１と、連通多孔質のセラミックス円柱体１２とを一体構造にするには、焼成前の連通多孔質のセラミックス円柱体１２を、焼成前のスパイラルセラミックス円筒体１１の中央貫孔に収納して焼成することにより一体構造となる。あるいは、スパイラルセラミックス円筒体１１と、連通多孔質のセラミックス円柱体１２とをそれぞれ焼成して、スパイラルセラミックス円筒体１１の中央貫孔に収納接着してもよく、また、焼成した連通多孔体のセラミックス円柱体１２を未焼成のスパイラルセラミックス円筒体１１に収納した後、焼成して成形してもよい。
【０００７】
そして、上記の燃料の改質装置４の作用について説明すれば、燃料例えば軽油は、右側のニップル６から流入し、左側のニップル６から流出するものとする。この通過量は吸引力に比例するが、前述したように最終的には、例えば車両の変速操作に比例する。一定速度の通常の運転操作の状態では燃料流量は略一定であり、この場合前記改質装置４の中の連通多孔質のセラミックス円柱体１１を、燃料は抵抗なく通過するが、急加速操作等でエンジンの回転数及びエンジンの負荷率を急速に増大すると、比例して燃料流量も急速に増大する。前述したように、連通多孔質のセラミックス円柱体１２はその組成構造上燃料に対し抵抗があり、右側の流入に体し一定の円形状の面積を有する流入受け入れ開口部では、特に流量が急速に増大すると直ちに対応できない。このとき、前記セラミックス円柱体１１の外側に配設された前記スパイラルセラミックス円筒体１１の側路１３を通過する燃料は、処理速度かつ急速な燃料流量の増大に追随させてバイパスを旋回する流れとなって連通多孔質のセラミックス円柱体１２の側面からも進入する。
【特許文献１】特開２００３−１０６２２３公開特許公報    特開平１１−１０６７６２公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の技術は、前述した構成であるので次の課題が存在した。
すなわち、前述した磁石体による技術やコバルト、ラジウム又はウラン等放射性物質生成時の残物質としての放射線によるイオン化技術、若しくは炭素塊又は炭素微粉末を塗布、混入してこれを利用した吸入空気のイオン化技術に基づく各種装置及び特開２００３−１０６２２３の公開特許公報に係る技術に於ける内燃機関の吸入空気イオン化装置はエアーボックス等からイオン化した空気を放出する機能のために微細炭素含有物を混入する技術でなくいずれも吸入空気のイオン化効率が低いものであり、特に、前者は、吸入空気量や吸入空気の速度が低下すること及びエアークリーナーボックス等からの吸入空気を放出する技術ではないという問題点があった。
【０００９】
また、特開２００３−１０６２２３の公開特許公報に係る技術は粒状又は粉状のセラミックを封入した技術であり、ステンレスの金網を製作する等製作工数が増大すると共に燃費も大幅に向上させることが困難であるという問題点があった。
【００１０】
また、特開平１１−１０６７６２の公開特許公報に開示した燃料の改質装置は、吸入空気のイオン化装置とは、直接関係なく軽油等の燃料をスパイラルセラミックス円筒体１１及び円柱体１２に流過させて燃費向上を図る技術であり、吸入空気のイオン化に貢献しないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の吸入空気イオン化装置は、叙上の問題点を解決すべく発明したものであって、内燃機関のエアークリーナーボックス等に於いて、吸入空気のイオン化効率を向上させると共に吸入空気の流速を高速変化させて吸入空気量を増大させ、併せて燃費の大幅な向上を図ることを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片の相互間に上端と下端との幅長が相異する異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材である。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片の相互間に上、下端の幅長を狭くかつ略中央部分の幅長を広く構成した異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材である。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片が隣接した２本の縦列を組として該第２炭素繊維片の組の相互間に上端と下端との幅長が相異する異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材である。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に空気清浄器（エアーフィルタボックス）を備え、該空気清浄器内に配置した前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を有したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置である。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、前記吸入空気イオン化部材は、セパレータを介在させたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の内燃機関の吸入空気イオン化部材又は内燃機関の吸入空気イオン化装置である。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に矩形型エアーフィルタを備え、該矩形型エアーフィルタの隣接面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を配置したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置である。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に円筒型エアーフィルタを備え、該円筒型エアーフィルタの外周面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化装置を巻装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置である。
【００１９】
請求項８記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に円筒型エアーフィルタを備え、該円筒型エアーフィルタの内周面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を巻装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る内燃機関の吸入空気イオン化装置は上述した構成を有するので次の効果がある。
請求項１記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片の相互間に上端と下端との幅長が相異する異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材を提供する。
このような構成としたので、例えば、プラスチック製の上記異形状の空気整流板片を配置し、内燃機関の回転数に相応させて流過吸入量や流速を高速化し、当該内燃機関へ送り込まれる吸入空気を容易にイオン化し、該内燃機関の燃焼効率を高めることができる効果がある。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片の相互間に上、下端の幅長を狭くかつ略中央部分の幅長を広く構成した異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材を提供する。
このような構成としたので、請求項１記載の発明の効果に加えて、特に、当該吸入空気イオン化部材の略中心部分に於ける吸入空気の流速を高めたので、内燃機関に於ける回転数変化にも左右されずに吸入空気のイオン化に要求される吸入空気量を確保でき、当該内燃機関の燃焼効率を向上させる効果がある。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に配置してあって、全体が屈曲自在の略矩形状かつ薄板状袋体で構成してなり、該薄板状袋体の外表面が不織布又は細目の布材で成形され、該薄板状袋体内であって略中央横方向に単一の第１炭素繊維片及び該第１炭素繊維片に結束又は連結すると共に縦方向に所定間隔を有して列設した複数又は多数の第２炭素繊維片を介装した構成に於いて、上記第２炭素繊維片が隣接した２本の縦列を組として該第２炭素繊維片の組の相互間に上端と下端との幅長が相異する異形状の空気整流板片を介装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化部材を提供する。
このような構成としたので、請求項１記載の発明の効果に加えて、第２炭素繊維片を隣接させた２本の縦列にしており、当該内燃機関に流入する吸入空気のイオン化現象を更に助長する効果がある。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に空気清浄器（エアーフィルタボックス）を備え、該空気清浄器内に配置した前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を有したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置を提供する。
このような構成としたので、請求項１、２又は３記載の発明の効果に加えて、変形自在な吸入空気イオン化部材を空気清浄器（エアーフィルタボックス）内に配置したので、該空気清浄器と共に容易に組立可能であり、吸入空気イオン化装置の実施化を促進する効果がある。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、前記吸入空気イオン化部材は、セパレータを介在させたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の内燃機関の吸入空気イオン化部材又は内燃機関の吸入空気イオン化装置を提供する。
このような構成としたので、請求項１、２又は３記載の発明の効果に加えて、更に吸入空気の流過量を増大させ燃費を図る吸入空気イオン化装置を提供できる効果がある。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に矩形型エアーフィルタを備え、該矩形型エアーフィルタの隣接面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を配置したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置を提供する。
このような構成としたので、請求項１、２又は３記載の発明の効果に加えて、矩形型エアーフィルタを有した吸入空気イオン化装置に適用させる効果がある。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に円筒型エアーフィルタを備え、該円筒型エアーフィルタの外周面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化装置を巻装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置を提供する。
このような構成としたので、請求項１、２又は３記載の発明の効果に加えて、吸入空気イオン化部材を円筒型エアーフィルタの外周面に装着した吸入空気イオン化装置を容易に製作できる効果がある。
【００２７】
請求項８記載の発明によれば、内燃機関の吸入空気流通経路に円筒型エアーフィルタを備え、該円筒型エアーフィルタの内周面に前記請求項１、２又は３記載の吸入空気イオン化部材を巻装したことを特徴とする内燃機関の吸入空気イオン化装置を提供する。
このような構成としたので、請求項１、２又は３記載の発明の効果に加えて、吸入空気イオン化部材を円筒型エアーフィルタ内周面に装着した吸入空気イオン化装置を容易に製作できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る内燃機関の吸入空気イオン化装置の実施の形態について、添付図面に基づき、詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明装置に適用する吸入空気イオン化部材の一例を示すものであって、その要部を切欠した平面図である。
【００３０】
１４は、吸入空気イオン化部材であって、図１に示すものは全体が略矩形状であって、前後左右屈曲自在の薄板状の袋体で構成されている。そして、該吸入空気イオン化部材１４は、不織布で成形されている。また、該吸入空気イオン化部材１４は不織布に代えて、細目の布材１４ａで構成することができる。そして、上記細目の布材１４ａは上記吸入空気イオン化部材１４の外表面としての薄板状袋体を構成している。該細目の布材１４ａは左右端に端部材１４ｂ、１４ｂを縫着している。
【００３１】
また、前記吸入空気イオン化部材１４は図１に示すように、上記細目の布材１４ａ内、つまり、袋体内に例えば、断面形状が略矩形の第１炭素繊維片１５ａ及び第２炭素繊維片１５ｂを介装している。また、該第１及び第２炭素繊維片１５ａ、１５ｂは実験によれば厚さが厚い程、吸入空気のイオン化率が高いことが判明した。
【００３２】
次に、上記本発明に係る内燃機関の吸入空気イオン化装置に使用する吸入空気イオン化部材１４の一例について、図１に基づき、詳しく説明する。
上記第１炭素繊維片１５ａは同一幅長の断面略矩形状であって、上記吸入空気イオン化部材１４、つまり、薄板状袋体を構成する不織布又は細目の布材１４ａの略中央横方向に単一のものが介装されている。上記第２炭素繊維片１５ｂは上記第１炭素繊維片１５ａと略同一形状であって、該第１炭素繊維片１５ａに結束又は連結しており、吸入空気イオン化部材１４、つまり上記細目の布材１４ａの略縦方向に所定間隔を有して同一幅長の複数個又は多数個を列設し、該吸入空気イオン化部材１４内に介装している。
尚、他の実施例としては、上記第２炭素繊維片１５ｂを２本として縦方向に隣接配置し、一つの組として構成してもよい。このように構成すれば、吸入空気のイオン化作用を更に助長する作用、効果を奏する。
【００３３】
上記第１及び第２炭素繊維片１５ａ、１５ｂは、実施例によると、その厚さｔが５〜１６（ｍｍ）、その幅長ｂが５〜１５（ｍｍ）である矩形体として設計すると好適なことが判明した。
【００３４】
１６は薄肉状であって、上端１６ａと下端１６ｂの幅長が相異する例えば、プラスチック材料等で成形した略三角帽子状、つまり異形状の空気整流板片である。異形状の該空気整流板片１６は、上記第２炭素繊維片１５ｂの相互間で形成した空間部位に上記細目の布材１４ａに於ける縦列に複数個を配置されており、図１に示すものは、上端１６ａの幅長Ｓ１が下端１６ｂの幅長Ｓ２より幅広に設定配置している。本実施例によれば、厚さｔが０．２〜０．５（ｍｍ）に於ける当該異形状の空気整流板片１６の幅長Ｓ１は２５〜３０（ｍｍ）に及び幅長Ｓ２は３〜５（ｍｍ）に設定すると好適であった。
尚、上記異形状の空気整流板片１６は上記第１炭素繊維片１５ａに貫通させ又は結束し若しくは連結して構成配備されている。
【００３５】
上記異形状の空気整流板片１６の一方側面１６ｃ及び他方側面１６ｄは傾斜面、すなわち、テーパー面を形成してあり、それに隣接して形成される上記吸入空気イオン化部材１４の上端部に於ける空隙ｇ１の幅長と下端部に於ける空隙ｇ２の幅長ｇ２は相異することとなり、該空隙ｇ２が該空隙ｇ１より幅広に設定されている。本実施例によれば、上端部に於ける空隙ｇ１は３〜５（ｍｍ）に及び下端部に於ける空隙ｇ２は１０〜１５（ｍｍ）に設定すると好適であった。
【００３６】
次に、上記本発明に係る吸入空気イオン化部材１４の動作等について図１に基づき説明する。
当該吸入空気イオン化部材１４は上述したように全体が薄板状の扁平であって袋体で構成されており、該袋体、すなわち均一な目のネット状に構成された細目の布材１４ａ内は第１及び第２炭素繊維片１５ａ、１５ｂ及び異形状の空気整流板片１６が介装されている。そして、内燃機関を動作させるためには外部から該内燃機関の燃焼室に吸入空気を吸入させ該吸入空気をイオン化させることが必要である。図示するように、吸入空気Ａが外部から細目の布材１４ａを流過し、上記吸入空気イオン化部材１４の下端部に於ける空隙ｇ２、ｇ２…に矢印Ａ１、Ａ２…の如く導入される。そして、該吸入空気Ａは上記吸入空気イオン化部材１４の上端部に於ける空隙ｇ１、ｇ２方向に向って矢印Ｂ１、Ｂ２に示す如く流過する。
【００３７】
このとき、上記上端部に於ける空隙ｇ１、ｇ１…は下端部に於ける空隙ｇ２、ｇ２…よりその断面積が小さく、吸入空気Ａの流速は高速化される。この高速化された吸入空気Ａは吸入空気流過経路を介して内燃機関の燃焼室へ流送される。
而して、当該吸入空気Ａはその流速を高速化させながら上記異形状の空気整流板片１６に隣接された第２炭素繊維片１５ｂによりイオン化作用を奏する。一方、該吸入空気Ａは当該吸入空気イオン化部材１４の略中央部分に差し掛ることにより、上記第２炭素繊維片１５ａで更にイオン化作用が加わり、当該吸入空気Ａのイオン化作用は急速に促進すると共に安定して行なわれる。そして、当該内燃機関の初期動作から通常動作まで又、その回転数が変動した場合にも、これに左右されず円滑にイオン化された当該吸入空気を内燃機関の燃焼室に安定して流送する。そして、当該内燃機関の燃焼効率を常に安定した状態で向上させかつ確保できる。
尚、本発明に係る吸入空気イオン化部材１４はガソリンエンジン、ディーゼルエンジン又は船舶用エンジン等各種の内燃機関に使用することができ広範囲に渉り利用することを特徴とするものである。
【実施例１】
【００３８】
次に本発明に係る内燃機関の吸入空気イオン化装置に使用する実施例１としての吸入空気イオン化部材１７について図２に基づき詳しく説明する。
１７は、吸入空気イオン化部材であって、図２に示すものは全体が略矩形状であって、前後左右屈曲自在の薄板状の袋体で構成されている。そして、該吸入空気イオン化部材１７は、不織布で成形されている。また、該吸入空気イオン化部材１７は不織布に代えて、細目の布材１７ａで構成することができる。そして、上記細目の布材１７ａは上記吸入空気イオン化部材１７の外表面としての薄板状袋体を構成している。該細目の布材１７ａは左右端に端部材１７ｂ、１７ｂを縫着している。
上記第１炭素繊維片１５ａは同一幅長の断面略矩形状であって、上記吸入空気イオン化部材１７、つまり、薄板状袋体を構成する不織布又は細目の布材１７ａの略中央横方向に単一のものが介装されている。上記第２炭素繊維片１５ｂは上記第１炭素繊維片１５ａと略同一形状であって、該第１炭素繊維片１５ａに結束又は連結しており、吸入空気イオン化部材１７、つまり上記細目の布材１７ａの略縦方向に所定間隔を有して同一幅長の複数個又は多数個を列設し、該吸入空気イオン化部材１７内に介装している。
【００３９】
上記第１及び第２炭素繊維片１５ａ、１５ｂは、実施例によると、その厚さｔが５〜１６（ｍｍ）、その幅長ｂが５〜１５（ｍｍ）である矩形体として設計すると好適なことが判明した。
【００４０】
１６、１６は薄肉状であって、上端１６ｅ、下端１６ｆと略中央部分１６ｇ、１６ｇの幅長が相異する例えば、プラスチック材料等で成形した略三角帽子状の２個のものを接合した、つまり異形状の空気整流板片である。異形状の該空気整流板片１６、１６は、上記第２炭素繊維片１５ｂの相互間で形成した空間部位に上記細目の布材１７ａに於ける縦列に複数個を配置されており、図２に示すものは、略中央部分１６ｇ、１６ｇの幅長Ｓ１が上、下端１６ｅ、１６ｆの幅長Ｓ２より幅広に設定配置している。本実施例によれば、厚さｔが０．２〜０．５（ｍｍ）に於ける当該異形状の空気整流板片１６、１６の幅長Ｓ１は２５〜３０（ｍｍ）に及び幅長Ｓ２は３〜５（ｍｍ）に設定すると好適であった。
尚、上記異形状の空気整流板片１６、１６は単一もので構成してもよく上記第１炭素繊維片１５ａに貫通させ又は結束し若しくは連結して構成配備されている。
【００４１】
上記異形状の空気整流板片１６の一方側面１６ｃ及び他方側面１６ｄは傾斜面、すなわち、テーパー面を形成してあり、それに隣接して形成される上記吸入空気イオン化部材１７の上、下端部に於ける空隙ｇ３の幅長と略中央部分に於ける空隙ｇ４の幅長は相異することとなり、該空隙ｇ３が該空隙ｇ４より幅広に設定されている。本実施例によれば、略中央部分に於ける空隙ｇ４は３〜５（ｍｍ）に及び上、下端部に於ける空隙ｇ３は１０〜１５（ｍｍ）に設定すると好適であった。
【００４２】
次に、上記本発明に係る吸入空気イオン化部材１７の動作等について図２に基づき説明する。
当該吸入空気イオン化部材１７は上述したように全体が薄板状の扁平であって袋体で構成されており、該袋体、すなわち均一な目のネット状に構成された細目の布材１７ａ内は第１及び第２炭素繊維片１５ａ、１５ｂ及び異形状の空気整流板片１６、１６が介装されている。そして、内燃機関を動作させるためには外部から該内燃機関の燃焼室に吸入空気を吸入させ該吸入空気をイオン化させることが必要である。図示するように、吸入空気Ｃ、Ｅが外部から細目の布材１７ａを流過し、上記吸入空気イオン化部材１７の上、下端部に於ける空隙ｇ３、ｇ３…に矢印Ｃ１、Ｃ２及びＥ１、Ｅ２の如く導入される。そして、該吸入空気Ｃ、Ｅは上記吸入空気イオン化部材１７の略中央部分に於ける空隙ｇ４、ｇ４方向に向って矢印Ｄ１、Ｄ２及びＦ１、Ｆ２に示す如く流過する。
【００４３】
このとき、上記略中央部分に於ける空隙ｇ４、ｇ４…は上、下端部に於ける空隙ｇ３、ｇ３…よりその断面積が小さく、吸入空気Ｃ、Ｅの流速は高速化される。この高速化された吸入空気Ｃ、Ｅは吸入空気流過経路を介して内燃機関の燃焼室へ流送される。
而して、当該吸入空気Ｃ、Ｅはその流速を高速化させながら上記異形状の空気整流板片１６、１６に隣接された第２炭素繊維片１５ｂによりイオン化作用を奏する。一方、該吸入空気Ｃ、Ｅは当該吸入空気イオン化部材１７の略中央部分に差し掛ることにより、上記第２炭素繊維片１５ａで更にイオン化作用が加わり、当該吸入空気Ｃ、Ｅのイオン化作用は急速に促進すると共に安定して行なわれる。そして、当該内燃機関の初期動作から通常動作まで又、その回転数が変動した場合にも、これに左右されず円滑にイオン化された当該吸入空気を内燃機関の燃焼室に安定して流送する。そして、当該内燃機関の燃焼効率を常に安定した状態で向上させかつ確保できる。
尚、本発明に係る吸入空気イオン化部材１７はガソリンエンジン、ディーゼルエンジン又は船舶用エンジン等各種の内燃機関に使用することができ広範囲に渉り利用することを特徴とするものである。
また、当該吸入空気イオン化部材１７の他の作用、効果は前述した図１に示すものと略同一であるのでその説明を省略する。
【実施例２】
【００４４】
次に上述した本発明に係る吸入空気イオン化部材１４、１７を円筒型エアーフィルタの外周面又は内周面に巻装した場合の実施例２について図３及び図４に基づき説明する。
【００４５】
例えば、一部のＲＶ自動車及び２トン以上の車両としてのトラックに関しては図３及び図４に示す円筒型のエアーフィルタ１８、１９になっている。原則としては、図３の場合に於ける吸入空気イオン化部材１４又１７は外気吸込側の円筒型エアーフィルタ１８の外周面１８ａ側に取り付けるが、大部分の車種は図４に示すように吸入空気イオン化部材１４又１７をエアーフィルタ１９とフィルタカバーの間隔が狭い為にエアーフィルタ１９の内周面１９ａ側に取り付ける。その場合は吸込防止のガード材２０を吸入空気イオン化部材１４又１７と一緒に取り付ける。そして、図３の場合は吸入空気が矢印Ｇ１からＧ２方向に流過し、図４の場合のそれは矢印Ｈ１からＨ２方向に流過する。そこで吸入空気のイオン化を図る。
また、図５に示す乗用車に搭載されている矩形型エアーフィルタ２１に関しては必ず外気吸込側つまりエアーフィルタ２１を取り外した時に汚れた側が外気吸込側に吸入空気イオン化部材１４又１７を取り付け金具（図示せず）で固定して取り付ける。当該矩形型エアーフィルタ２１は図５に示すように、その隣接面側２１ａに吸入空気イオン化部材１４又１７を配置する。吸入空気の流過率を向上されるため両部材２１と１４又１７との間に合成樹脂材等で成形されかつ略多孔を配設したセパレータ２２を介設している。そして、吸入空気は矢印Ｉ１からＩ２方向に流過し、該吸入空気のイオン化を図っている。
【実施例３】
【００４６】
次に上述した本発明に係る吸入空気イオン化部材１４、１７をエアーフィルタボックス２５の内部に挿装した図６に示す実施例３について内燃機関の吸入空気イオン化装置について説明する。
【００４７】
２３は自動車、建設機械、船舶等のガソリンエンジンあるいはデイゼルエンジン等の内燃機関である。２５は吸入空気流通経路２４に介装される本発明の内燃機関２３等のエアーフィルタボックスである。このエアーフィルタボックス２５は内部に吸入空気イオン化部材１４又１７と、セパレータ２２と、エアーフィルタ２１とを収容している。
そして、吸入空気が吸入空気流通経路２４内を矢印Ｊ１方向に流過し、フィルタボックス２５でイオン化され内燃機関２３の燃焼室に送り込まれる。内燃機関２３の動作により排気ガスが排出管２６内を矢印Ｊ２方向に流出され排気ガス処理部２７を経て外部に放出される。
【実施例４】
【００４８】
次に本発明に係る内燃機関の吸入空気イオン化装置に使用する実施例４としての吸入空気イオン化部材２８について図７に基づき詳しく説明する。
図７は本発明装置に適用する実施例４としての吸入空気イオン化部材を示すものであって、その要部を切欠した平面図である。
２８は、吸入空気イオン化部材であって、図７に示すものは全体が略円盤状であって、薄板状の袋体で構成されている。そして、該吸入空気イオン化部材２８は、不織布で成形されている。また、該吸入空気イオン化部材２８は不織布に代えて、細目の布材２８ａで構成することができる。そして、上記細目の布材２８ａは上記吸入空気イオン化部材２８の外表面としての薄板状袋体を構成している。
【００４９】
また、前記吸入空気イオン化部材２８は図７に示すように上記細目の布材２８ａ内、つまり袋体内に断面形状が略矩形の複数個かつ多数個の炭素繊維片２９ａを中心軸２９ｂを中心として直交又は放射状にして介装している。また、該炭素繊維片２９ａは実験によれば厚さが厚い程、吸入空気のイオン化率が高いことが判明した。
当該実施例４に於いて、上記各炭素繊維片２９ａは上記中心軸２９ｂから角度４５°毎に放射状に８本を配置するか又は４本の上記炭素繊維片２９ａを該中心軸２９ｂを直交させて構成することができる。
上記各炭素繊維片２９ａの相互間に形成された空間部に略楔状の空気整流板片３０を配置している。該楔状の空気整流板片３０は、例えばプラスチック材料等で成形した異形状であって、かつ該吸入空気イオン化部材２８の外周面側の幅長を広くし、中心軸２９ｂ側に向ってその幅長を狭くしいわゆる山形に形成してなる。
【００５０】
上記各楔状の空気整流板片３０の一方、他方側面３０ａ、３０ｂはいわゆるテーパー面を形成し、このテーパー面と隣接する上記炭素繊維片２９ａとで上記空間部に上記楔状の空気整流板片３０を介在させて吸入空気隙間２９ｃを形成する。
この吸入空気隙間２９ｃは上記吸入空気イオン化部材２８の外周面部に開口した空隙ｇ５と中心軸２９ｂ方向に形成されかつ上記空隙ｇ５より幅長が狭くなっている空隙ｇ６を構成する。
【００５１】
上記実施例４に基づく吸入空気イオン化部材２８は前述した図３及び図４に示す円筒型エアーフィルタ１８、１９の開口部分に設置し、これを流過する吸入空気をイオン化させて内燃機関の燃焼室へ流送する。
【００５２】
次に実施例４に示す上記本発明に係る吸入空気イオン化部材２８の動作等について図７に基づき詳しく説明する。
図示するように、吸入空気Ｋが外部から細目の布材２８ａを流過し、上記吸入空気イオン化部材２８の外周面部に開口した空隙ｇ５から矢印Ｋ１方向に流過しながら空隙ｇ６に向って当該吸入空気隙間２９ｃ内を流送する。このとき、上記空隙ｇ６は空隙ｇ５より断面積が小さく、吸入空気Ｋの流速は高速化され、この高速化された吸入空気Ｋは吸入空気流通経路２４を介して内燃機関２３の燃焼室へ流送される。かくして、当該吸入空気Ｋはイオン化された状態で当該内燃機関２３の初期動作から通常動作まで又、その回転数が変動した場合にも、これに左右されず円滑にイオン化された当該吸入空気を内燃機関２３の燃焼室に安定して流送する。そして、当該内燃機関２３の燃焼効率を常に安定した状態で向上させかつ確保できる。
尚、実施例４に於ける他の構成や作用、効果は図１及び図２に示すものと略同一であり、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明装置に適用する吸入空気イオン化部材の一例を示す要部を切欠した平面図である。
【図２】本発明装置に適用する吸入空気イオン化部材の他の例を示す要部を切欠した平面図である。
【図３】本発明に係る吸入空気イオン化部材を円筒型フィルタの外周面に取付けた状態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る吸入空気イオン化部材を円筒型フィルタの内周面に取付けた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る吸入空気イオン化部材を矩形型エアーフィルタに取付けた斜視図である。
【図６】本発明に係る内燃機関の吸入空気イオン化部材をフィルタボックス内に取付けた状態を示す構成図である。
【図７】本発明装置に適用する吸入空気イオン化部材の更に他の例を示す要部を切欠した平面図である。
【図８】従来の技術に於ける内燃機関の燃費改善吸気装置の一例を示す構成図である。
【図９】従来の技術に於ける内燃機関の燃料の改質装置の他の例を示す構成図である。
【図１０】従来の技術に於ける内燃機関の燃料の改質装置の他の例を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１４    吸入空気イオン化部材
１４ａ  細目の布材
１４ｂ  端部材
１５ａ  第１炭素繊維片
１５ｂ  第２炭素繊維片
１６    空気整流板片
１６ａ  空気整流板片の上端
１６ｂ  空気整流板片の下端
１６ｃ  空気整流板片の一方側面
１６ｄ  空気整流板片の他方側面
１６ｅ  空気整流板片の上端
１６ｆ  空気整流板片の下端
１６ｇ  空気整流板片の略中央部分
１７    吸入空気イオン化部材
１７ａ  細目の布材
１７ｂ  端部材
１８    円筒型エアーフィルタ
１８ａ  円筒型エアーフィルタの外周面
１９    円筒型エアーフィルタ
１９ａ  円筒型エアーフィルタの内周面
２０    吸入防止のガード部材
２１    矩形型エアーフィルタ
２１ａ  矩形型エアーフィルタの隣接面側
２２    セパレータ
２３    内燃機関
２４    吸入空気流通経路
２５    エアーフィルタボックス
２６    排出管
２７    排気ガス処理部
２８    吸入空気イオン化部材
２８ａ  細目の布材
２９ａ  炭素繊維片
２９ｂ  炭素繊維片の中心軸
２９ｃ  吸入空気隙間
３０    空気整流板片
３０ａ  空気整流板片の一方側面
３０ｂ  空気整流板片の他方側面
Ａ      吸入空気
Ｃ      吸入空気
Ｅ      吸入空気
Ｋ      吸入空気
【図１】
2005256790.tif 000003
【図２】
2005256790.tif 000004
【図３】
2005256790.tif 000005
【図４】
2005256790.tif 000006
【図５】
2005256790.tif 000007
【図６】
2005256790.tif 000008
【図７】
2005256790.tif 000009
【図８】
2005256790.tif 000010
【図９】
2005256790.tif 000011
【図１０】
2005256790.tif 000012