(57)【要約】【課題】  容積型内燃機(エンジン)の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させるために、吸入空気を活性化する装置を提供することである。【課題を解決するための手段】  放電電極と誘導電極間に、高周波高電圧を印加することにより、放電電極から放電が起こり、プラズマ生成源である放電ストリーマが生起する。この放電ストリーマにより、燃焼室内に送り込む空気をプラズマ処理し、燃焼に寄与するガスの活性種であるO-, H+, OH-, O3, N2O, N2O5等をつくる。空気が活性化されて得られるこれらの活性ガス種は容易に燃料を完全燃焼させるので、燃焼効率を向上させ、NOx,SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。【選択図】  図２
2007107491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積型内燃機(エンジン)の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、誘電体の第１の面に設けられた誘導電極と、前記誘電体の第２の面に配置された放電電極とを有し、前記両電極間に高周波の高電圧を印加することにより沿面放電を生起せしめるための放電装置とで構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項２】
容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、誘電体の第１の面に設けられた第１の電極と、前記誘電体の第２の面から所定の間隙をおき、対向して配置された第２の電極とを有し、前記両電極間に高周波の高電圧を印加することにより無声放電を生起せしめるための放電装置とで構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項３】
放電部の誘電体を加熱する手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項４】
容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、導電性材質からなる第１の電極と、その電極から所定の間隙をおき、対向して配置された導電性の第２の電極とを有し、前記両電極間に直流の高電圧を印加することにより電子を放出するための放電装置とで構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項５】
高電圧電源の高周波発信回路の低圧側入力電流を、該内燃機を使用する装置から独立した電源から供給することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項６】
高電圧電源の発振部において、機械的振動を電気信号に変換し、圧電トランスによって昇圧することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項７】
容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、波長が300nm以下の紫外光を発生する装置で構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項８】
請求項1から請求項６の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置と、請求項７に記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置とを同時に、容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置して構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項９】
紫外光に照射される部分および／または前記誘電体の表面に酸化チタン(TiO2)を塗布することを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【請求項１０】
放電部または紫外光照射部と電源部とは、一体型としてあるいは相互に分離して、容積型内燃機の空気濾過装置に取り付けることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容積型内燃機において吸入空気を活性化し、容積型内燃機の燃焼効率を上げ、燃料の単位量に対する走行距離(km/l)等の仕事量を高めるとともに、内燃機の出力を上げ、排出する有害ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるための容積型内燃機の燃焼を促進する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容積型内燃機は一定の容積の中でガソリン等の燃料と、容積内に取り込む空気とで断熱圧縮→定容過熱→断熱膨張→定容排熱という熱サイクルにより熱エネルギーを仕事に変えるものである。燃料が完全燃焼する時、つまり燃料がすべて酸化される時、燃焼に必要な空気の量、即ちその時の空燃比は、その燃料の化学的組成から理論的に決まっており、理論空燃比と呼ばれている。
【０００３】
石油系の燃料の場合、燃料は単一成分ではなく、各種の炭化水素の混合物であるため、多少の幅があるが、ガソリンの理論空燃比は、燃料が1に対して空気が14.6前後という割合で、他の石油系の燃料、例えば、灯油や軽油、重油なども、おおよそ1対14から1対15の範囲内にある。
【０００４】
しかし実際のエンジンにおける燃焼状態では、空燃比は運転の状況に応じて様々に変化する。そこで、その時の空燃比がどれほどその燃料の理論空燃比と差があるかを示すために、その時の空燃比を理論空燃比で割った値を考え、これを空気過剰率と呼んでいる。
【０００５】
この値が1より小さい時は、理論空燃比よりも燃料が多い、つまり燃料が濃い状態であり、過濃(リッチ)と呼び、1より大きい時は空気が多く、燃料が薄い状態で、希薄(リーン)と呼んでいる。
【０００６】
燃焼時の空燃比によって、エンジンの性能は大きく変化する。過濃(リッチ)な領域では、燃料に対して空気が不足するので不完全燃焼が起こり、大気汚染の原因となっている一酸化炭素や未燃炭化水素が多く排出される。また、希薄(リーン)な領域では、燃料が少ないので燃焼速度が遅くなり、燃料の燃える量も少ないので出力トルクが低下する。
【０００７】
さらに燃料が薄くなると、点火が不確実になり、燃焼が不安定となり、滑らかな運転が出来なくなり、有害な排出ガス等が生じる。このために、従来から、特に環境汚染の深刻化も考慮して、エンジンの熱効率の向上を目指す工夫が為されてきた。
【０００８】
例えば空気過剰率を上げ気味にしたり、点火プラグを、燃焼の確実さを増す位置に配置したり、スワール(横渦)、タンブル(縦渦)といった燃焼室内の混合気の流動を工夫したり、燃焼室を主副両室としたり、燃料を燃焼室内に直接噴射し、その噴霧に点火プラグで確実に点火を行わせたりすることなどで、燃焼効率を上げる工夫が行われてきた。
【０００９】
また、空気や燃料を活性化するために、永久磁石による磁界を空気や燃料にかける方法や、トルマリンに空気を接触させてマイナスイオンを発生させる方法などが開示されている。（特許文献１を参照）
【００１０】
このような工夫をしても有害な排気ガスや粒状物質は除去されず、排気口に排気ガス処理の触媒や粒状物質PMのフィルタを設けている。また、燃費すなわち単位燃料あたりの仕事量、例えば単位燃料あたりでの、自動車の走行距離(km/l))の向上には必ずしもつながらない場合があった。
【特許文献１】特開２００１−６５４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
容積型内燃機(エンジン)の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させるには、従来の方法ではエンジンの構造を変える等、排気ガスを処理するためには、排気口側に触媒やフィルタを取り付けなければならず、構造や処理が技術的に複雑であり、コストがかかる割には、その効果は余り顕著ではなく、排気口側の触媒フィルタには寿命があり、臨床的ではあるものの、根本的な解決法ではなかった。
【００１２】
本発明の目的は、容積型内燃機(エンジン)の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させるために、吸入空気を活性化する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載した発明は、容積型内燃機(エンジン)の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、誘電体の第１の面に設けられた誘導電極と、前記誘電体の第２の面に配置された放電電極とを有し、前記両電極間に高周波の高電圧を印加することにより沿面放電を生起せしめるための放電装置とで構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００１４】
本発明の装置では、放電電極と誘導電極間に、高周波高電圧を印加することにより、放電電極から誘電体の表面に沿って沿面放電が起こり、平面的にプラズマ生成源である放電ストリーマが生起する。この放電ストリーマにより、燃焼室内に送り込む空気をプラズマ処理し、燃焼に寄与するガスの活性種であるO-, H+, OH-, O3, N2O, N2O5等をつくる。空気が活性化されたこれらの活性種は容易に燃料を完全燃焼させるので、燃焼効率を向上させ、NOx,
SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。
【００１５】
請求項２に記載した発明は、容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、誘電体の第１の面に設けられた第１の電極と、前記誘電体の第２の面から所定の間隙をおき、対向して配置された第２の電極とを有し、前記両電極間に高周波の高電圧を印加することにより無声放電を生起せしめるための放電装置とで構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００１６】
誘電体を挟み所定の間隙をおき、対向して配置された両電極間に、高周波高電圧を印加することにより、該電極間に無声放電を生起せしめる。これにより生じた放電コロナにより、燃焼室内に送り込む空気をプラズマ処理する。その結果、請求項１の発明と同様に、吸入空気を活性化して、燃料の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。
【００１７】
請求項３に記載した発明は、放電部の誘電体を加熱する手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００１８】
空気に含まれる水分が誘電体に付着すると、高周波高電圧を印加したときに、リーク電流が生じるために、放電に異常を来すことがある。そこで、誘電体を加熱することにより、誘電体への水分の付着を防止して、安定したプラズマ処理を行うことができる。本発明により、安定して吸入空気を活性化し、燃料の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。
【００１９】
請求項４に記載した発明は、容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、導電性材質からなる第１の電極と、その電極から所定の間隙をおいて配置された導電性の第２の電極とを有し、前記両電極間に直流の高電圧を印加することにより電子を放出するための放電装置とで構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００２０】
本発明は、直流放電により、請求項１や請求項２の発明と同様に、吸入空気を活性化し、燃料の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させるものである。
【００２１】
請求項５に記載した発明は、高電圧電源の高周波発信回路の低圧側入力電流を、該内燃機を使用する装置から独立した電源から供給することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００２２】
高周波高電圧を印加して空気中で放電を行うと、その高周波発信回路の低圧側入力にも電源回路を通じて大きなサージ電圧やノイズ電圧を発生し易い。一般的には、低電圧側の電源として搭載されたバッテリーが使用され、さらにノイズフィルタが使用されているが、このようなサージ電圧やノイズ電圧が内燃機の制御回路に侵入すると、内燃機の制御が不安定になり、かえって燃料の燃焼効率を悪化させ、有害排気ガスや粒状物質(PM)を増加させ、燃費を悪化させる原因となる。
【００２３】
本発明は、前記のようなサージ電圧やノイズ電圧が内燃機の制御回路に侵入することを防止するために、該内燃機を使用する装置から独立した電源から高電圧電源の高周波発信回路の低圧側入力電流を供給するものである。
【００２４】
請求項６に記載した発明は、高電圧電源の発振部において、機械的振動を電気信号に変換し、圧電トランスによって昇圧することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００２５】
内燃機の機械的振動を電気信号に変換し、圧電トランスによって昇圧することにより、放電のための高電圧を得るので、前記のサージ電圧やノイズ電圧が内燃機の制御回路に侵入することを防止できる。さらに、内燃機の機械的振動を利用するので、内燃機全体としてのエネルギー効率が向上する効果がある。
【００２６】
請求項７に記載した発明は、容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置され、波長が300nm以下の紫外光を発生する装置で構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００２７】
紫外光を吸入空気に照射すると、オゾンをはじめとして、活性化された空気の活性ガス種が生成される。これらの活性ガス種が容易に燃料を完全燃焼させて、燃料の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。
【００２８】
請求項８に記載した発明は、請求項1から請求項６の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置と、請求項７に記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置とを同時に、容積型内燃機の吸気口に位置する空気濾過装置のフィルタの後から吸気口までの間に配置して構成されることを特徴とする容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００２９】
本発明の装置によれば、放電ストリーマあるいはコロナによる空気の活性化と紫外光による空気の活性化とが重畳し、さらには相補って空気の活性化を一層促進するので、より効果的に燃料の燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。
【００３０】
請求項９に記載した発明は、紫外光に照射される部分および／または前記誘電体の表面に酸化チタン(TiO2)を塗布することを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００３１】
酸化チタンは光を受けると、触媒としての作用により、様々な汚れを除去する働きを持っている。誘電体や電極が汚れると、放電が不安定になることがあるので、酸化チタンを塗布し、放電で生じる紫外光で酸化チタンの触媒作用を利用して汚れを除去し、安定して空気の活性化ができるようにした。また、紫外光により空気を活性化する場合にも、空気の通路の汚れを除去し、紫外光が有効に作用するようにしている。
【００３２】
請求項10に記載した発明は、放電部または紫外線照射部と電源部とは、一体型としてあるいは相互に分離して、容積型内燃機の空気濾過装置に取り付けることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置である。
【００３３】
放電部と電源部とを一体化して空気濾過装置に取り付けることにより、放電時のサージ電圧やノイズ電圧を遮蔽することが容易になり、内燃機の動作を安定させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による容積型内燃機の燃焼促進用空気処理装置は、燃焼室内に送り込む空気をプラズマ処理し、空気が活性化され、容易に燃料を完全燃焼させるので、燃焼効率を向上させ、NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１に本発明による燃焼促進用空気処理装置を装着したときの内燃機の概略を示す。図１において、１は内燃機本体、２はその吸気口、３は空気濾過装置である。４は空気濾過装置に設けられたフィルタ、５は本発明による燃焼促進用空気処理装置である。６はスロットル、７は燃料噴射バルブ、８は排気管である。
【００３６】
内燃機１は、吸入工程で、空気と燃料噴射バルブ７から噴射される燃料とを吸入し、圧縮工程、燃料に点火して爆発膨張工程、排気工程を繰り返すことにより、仕事を行う。これらの工程で、燃料が燃焼し、そのエネルギーが内燃機の運動エネルギーに変換されるときの効率を高めることが重要である。自動車においては、この運動エネルギーへの変換効率が燃費の良否に繋がる。
【００３７】
内燃機に吸入される空気は空気濾過装置３に設置されたフィルタ４を通り、スロットル６で通過する空気量が調節される。そして空気量に見合った燃料の量が燃料制御装置（図示しない）で計算されて燃料噴射バルブ７から噴射される。このときの燃料の量と空気量の比、すなわち空燃比は理論空燃比近辺に制御される。しかし、内燃機の中で、燃料が完全に燃焼して運動エネルギーに変換されるとは限らない。不完全燃焼した部分は、一酸化炭素、窒素酸化物、未燃の炭化水素などとして排気管から排気される。
【００３８】
本発明による燃焼促進用空気処理装置５は、燃料が完全燃焼するように吸入空気を活性化するための装置である。その設置位置は、空気濾過装置３のフィルタ４の後から吸入口２までの空気流路の何れの位置でもよいが、この実施例では空気濾過装置３の中に設置されている。
【００３９】
容積型内燃機(エンジン)の燃焼室はプラズマ発生源であり、そのプラズマによる生成熱による熱エネルギーが運動エネルギーに変換される装置であると考えられることから、そのプラズマ生成に寄与する空気を、予め、プラズマ処理をして活性化しておくことは、燃焼室内での熱プラズマ生成を容易にし、且つ効率的であると考えられる。すなわち、燃料を完全燃焼させるために、吸気空気を放電や光によってプラズマ処理し、空気中の酸素等、ガスの活性種をつくり、容積型内燃機(エンジン)に送気することが考えられる。
【実施例１】
【００４０】
図２は本発明による燃焼促進用空気処理装置５の、第１の実施例の概略構成図である。図２において、10は誘電体、11は誘電体の第１の面に設けられた誘導電極、12は誘電体の第２の面に設けられた放電電極である。この場合、第１の面と第２の面とは誘電体の反対側に限らず、同一の面内にそれぞれの領域を設定しても良い。誘電体としては、アルミナセラミックス等の材料を利用することができ、誘導電極としては、銅、銀パラジウム等の材料を使用し、放電電極は、窒化チタン、タングステン、あるいは酸化ルテニゥムを主体とする合金等からなっている。放電電極の形状は、誘電体の形状に適合するように、直線、櫛形、スパイラル状など様々な形状が可能である。
【００４１】
また、14は高周波高電圧発生器、15は電源の制御部、16は給電部である。高周波高電圧発生器14から、放電電極12と誘導電極11との間に、高耐電圧電線17を通して、高周波の高電圧が印加されると、誘電体10の表面で沿面放電が生じ、放電ストリーマ13が発生する。18は電磁シールドで、放電により発生するサージやノイズの輻射電磁波が外部に漏れないようにシールドするものである。
【００４２】
沿面放電で生じた放電ストリーマにより、燃焼室内に送り込む空気をプラズマ処理し、燃焼に寄与するガスの活性種であるO-, H+, OH-, O3, N2O, N2O5等をつくる。空気が活性化されたこれらの活性ガス種は容易に燃料を完全燃焼させる。その結果、燃料の燃焼効率を向上させ、燃焼の熱エネルギーが有効に運動エネルギーに変換される。また、不完全燃焼によって生じるCO、 NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。
【００４３】
なお、放電ストリーマを発生し、吸入空気のプラズマ処理を行う主要部分と、高周波高電圧発生部分とは分離して設置しても良く一体化しても良い。一体化する利点は主要部分と高周波高電圧発生部分とを一体的に電磁シールドできるので、ノイズの漏洩をより減少させることができる。しかし、空気濾過装置３に設置できるように小型化する必要がある。また、給電部16にもサージやノイズが伝達される虞があるので、一般的にはノイズフィルタ（図示しない）が使用されるが、内燃機のシステムを制御する電源とは独立した電源から給電するのがよい。例えば、太陽電池で発電された電気を充電する独立のバッテリーを設けるのもよい。また、圧電トランスを用いて昇圧する方法でもよい。
【００４４】
図３は、誘電体10の形状を他の形状にしたもので、図３（ａ）は円筒状、図３（ｂ）は６角柱筒状にしたもので、一般に多角柱筒状とすることができる。その他、設置場所の形状に合わせて自由に形状を定めることが出来る。また、このような筒状の誘電体を多数束ねた形状にしてもよい。
【００４５】
誘電体10の形状が円筒状または多角柱筒状のとき、この実施例では、筒の内面を第１の面として誘導電極11を設け、外面を第２の面として放電電極を設けている。両電極間に高周波高電圧を印加したとき、筒の外面に沿面放電が生じて放電ストリーマが発生する。  
【００４６】
また、筒状の誘電体の外面に誘導電極11を設け、内面に放電電極を設けてもよい。さらに、このような筒状の装置を多数束ねることにより、多量の空気を処理することができる。
【００４７】
空気に含まれる水分が多い場合や、エンジンの停止中に温度が下がり結露した場合には、放電が起こり難くなる。このような場合、誘電体を加熱して水分を蒸発させることが必要である。図示してはいないが、電気ヒーターを誘電体に密着させて設置することにより、誘電体の水分を蒸発させることができる。また、排気の熱やエンジンの冷却水の熱を利用して、誘電体およびその周辺を加熱して、水分を蒸発させることもできる。
【００４８】
さらに、誘電体の表面は、空気がフィルタを通過した後とはいえ、細かな塵埃などで汚れることもある。このような場合、その塵埃が水分を含みやすくなり放電の妨げになる。そこで、誘電体に酸化チタン（TiO2）を塗布することにより、その光触媒作用で誘電体の表面の汚れを防ぐことが出来る。
【００４９】
図７に、本発明による燃焼促進用空気処理装置を自動車に装着した場合の排気ガスの測定結果を、装着しない場合と比較して示す。実験に使用した自動車は、排気量2、000ccのガソリンを燃料とする小型乗用車である。実験の結果、本発明による燃焼促進用空気処理装置を装着し、吸入空気中でのプラズマ放電を行うことにより、一酸化炭素で70％、窒素酸化物で15％、炭化水素で45％の低減効果があった。
【００５０】
また、燃費についての実験は、図８に示すように自動車メーカー各社の様々な車種を用いて、本発明による燃焼促進用空気処理装置を自動車に装着した場合の燃費改善率を測定した。実験の結果、本発明による燃焼促進用空気処理装置を装着することにより、20〜40％の燃費改善が認められ、15車種の平均では34.6％の燃費改善率が得られた。
【実施例２】
【００５１】
図４は本発明による燃焼促進用空気処理装置５の、第２の実施例の概略構成図である。図４において、10は誘電体で適当な間隔をあけて設置されている。11は誘電体の第１の面に設けられた第１の電極、12は、前記第１の電極に対向して、他方の誘電体に設けられた第２の電極である。他の部分においては、実施例１で示したものと同じ符号のものは、実施例１のものと同じで、同様な作用を行うものである。
【００５２】
この実施例では、対向する両電極間に高周波高電圧を印加すると、誘電体間の間隙に無声放電が生じ、放電コロナが形成される。この間隙に空気を通すと、その空気がプラズマ処理され、活性化されて、O-, H+, OH-, O3, N2O, N2O5等、様々な活性ガス種ができる。
【００５３】
図５（ａ）と図５（ｂ）は、誘電体10の形状を円筒状および6角柱筒状にしたときの構造例である。勿論、この形状は、一般に多角柱筒状とすることができる。この場合、円筒または多角柱筒の誘電体10の外表面に第１の電極11を設け、筒の中心部に第２の電極12を設けている。該第２の電極の周囲を誘電体で被覆することにより、電極の寿命を延ばすことができる。これらの誘電体を介し、対向して配置された両電極間に高周波高電圧を印加すると、誘電体間の間隙に無声放電が生じ、放電コロナが形成される。
【００５４】
高周波高電圧発生器、制御部、給電部などでのサージやノイズの対策は、実施例１の場合と同様の対策を行う必要がある。また、誘電体の水分対策における加熱手段の設置、塵埃による汚れ対策における酸化チタンの塗布など、実施例１の場合と同様である。
【実施例３】
【００５５】
図６は本発明による燃焼促進用空気処理装置５の、第３の実施例の概略構成図である。図６において、11、12は放電のための第１および第２の電極で、実施例１や実施例２における誘電体はないが、実施例２のような誘電体を設けた構造でもよい。14は実施例１や実施例２の高周波ではなく、高電圧の直流発生器である。他の符号は実施例１と同じで同様の作用を行う。
【００５６】
電極11と12との間に直流の高電圧を印加すると、両電極間に直流放電が生じ、放電コロナ13が形成される。この放電コロナに吸入空気を通すと、プラズマ処理されて空気が活性化する。
【００５７】
実施例３における電極の形状も実施例１や実施例２などと同じく、円筒状や多角柱筒状とすることができる。また、実施例１や実施例２で行った高周波高電圧発生器、制御部、給電部などでのサージやノイズの対策は、実施例３の場合にも実施例１の場合と同様の対策を行う必要がある。
【実施例４】
【００５８】
以上の実施例では、放電を利用することにより空気のプラズマ処理を行ったが、本実施例では、紫外光を利用して空気のプラズマ処理を行うものである。図示はしていないが、空気濾過装置３の中に紫外光発生器を設け、フィルタ４の部分を照射する。フィルタで濾過された空気は同時に紫外光を照射されて、オゾンなどの活性ガス種が生成される。このような活性化された空気を内燃機に導入することにより、燃料がより完全燃焼することになる。紫外光発生器としては、水銀放電管や紫外線発光ダイオード等を利用できる。
【００５９】
また、紫外光による空気の活性化は実施例１から実施例３に示したような放電による活性化と併用することができる。これらを併用することにより、空気の活性化はより促進され、燃料はより完全燃焼し、燃焼の熱エネルギーが有効に運動エネルギーに変換される。また、不完全燃焼によって生じるCO、 NOx, SOx, HC等の有害排気ガスや粒状物質(PM)を減少せしめるとともに、エンジンの燃費を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による燃焼促進用空気処理装置を装着したときの内燃機の概略図である。
【図２】本発明による燃焼促進用空気処理装置の第１の実施例を説明する図である。
【図３】本発明による燃焼促進用空気処理装置の第１の実施例において、他の形状の例を説明する図である。
【図４】本発明による燃焼促進用空気処理装置の第２の実施例を説明する図である。
【図５】本発明による燃焼促進用空気処理装置の第２の実施例において、他の形状の例を説明する図である。
【図６】本発明による燃焼促進用空気処理装置の第３の実施例を説明する図である。
【図７】自動車のエンジンに本発明による燃焼促進用空気処理装置を装着したときの排気ガスを、当該装置を装着していないときと比較して測定したデータを示す表である。
【図８】様々な自動車のエンジンに本発明による燃焼促進用空気処理装置を装着したときの燃費を、当該装置を装着していないときと比較して測定したデータを示す表である。
【符号の説明】
【００６１】
１  内燃機
２  吸気口
３  空気濾過装置
４  フィルタ
５  燃焼促進用空気処理装置
６  スロットル
７  燃料噴射バルブ
８  排気管
10       誘電体
11       誘導電極、第１の電極
12       放電電極、第２の電極
13       放電ストリーマ、放電コロナ
14       高周波高電圧発生器
15       電源の制御部
16       給電部
17       高耐電圧電線
18       電磁シールド
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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