(57)【要約】【課題】  多数のセラミック球を衝突させて燃焼効率を向上させる内燃機関の燃焼効率改善装置を提供する。【解決手段】 表面に多数の孔１５を穿設したステンレス製の上部カバー１０と、孔１５を穿設していない下板２０によってケース１を構成しこれらを互いにリベット止めし、このケース１の内部に、所定の大きさに成型した多数のセラミック球３０を互いに間隔を有して収容する。その後上記ケース２０を内燃機関のフィルタボックスＢ内のフィルタＦより外気Ａ側に設置したものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に多数の孔を穿設した金属製または樹脂製のケースを構成し、このケースの内部に、所定の大きさに成型した多数のセラミック材を互いの間隔を有して収容し、上記ケースを内燃機関のフィルタボックス内のフィルタより外気側に設置し、
上記ケースに振動を与えセラミック材を互いに衝突させることによってマイナスイオンを発生させることを特徴とする内燃機関の燃焼効率改善装置。
【請求項２】
上記ケースをステンレス製の上部カバーと下板によって構成し、上記上部カバーあるいは下板の一部または全部の表面に孔を穿設し、下板と上部カバーをリベット止めあるいはスポット溶接によって固定すると共に、上記セラミック材を球状とし、
上記ケースに振動を与えセラミック材を互いに衝突させることによってマイナスイオンを発生させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃焼効率改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジン等の内燃機関における燃料の燃焼効率を向上させる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関及びボイラー等の燃料燃焼装置の燃焼効率を向上させる装置として、特許文献１に示すような、マイナスイオンを発生する粒状のセラミックスを封入した装置を空気ろ過器箱内に設置する内燃機関及び燃焼装置の燃費改善吸気装置が提案されていた。
【０００３】
上記特許文献１に提案された発明は、円形のステンレスの金網を２枚重ね、その２枚の金網の間に粒状マイナスイオンを発生するセラミックスを封入したものであり、それらを空気ろ過器箱へのダクトに接して設置したものである。
【０００４】
上記構成によれば、この装置の中を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液体燃料または気体燃料の燃焼に必要な空気中の酸素が通過すると、酸素にマイナスの電荷が与えられ、それにより内燃機関内及び燃焼装置内で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。気体燃料も同様である。これにより、燃焼効率が高くなり、従来の燃費が改善される。また、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）の量が削減されるという効果を奏するものである。
【０００５】
しかしながら、上記構成の装置は、２枚のステンレスの金網の間に粒状マイナスイオンを発生するセラミックスを封入して、それを空気ろ過器箱へのダクトに接して立設したものであるため、金網内部のセラミックスが重合して空気中の酸素の流通を妨げることになるという問題点があった。
【０００６】
また特許文献２にマイナスイオンによる液状組成物を用いた消臭材が記載され、特許文献３には空気中に含まれる湿気分である水分が特別な条件下におかれるとヒドロキシマイナスイオンという酸素を放出しやすいマイナスイオンに変換されることが開示されており、このヒドロキシマイナスイオンが、常温において還元剤である炭化水素化合物に出会うと、直ちに活性酸素を放出すると記載されている。
【０００７】
しかしエアークリーナー内に外気よりごみ、ほこり、油煙および冬季には、凍結防止の塩化カルシュウム等が燃焼用空気と共に入ってきてマイナスイオンを発生させるセラミックス、コーティング部、装置の表面に付着し、効果を減少させているという問題点があった。
【０００８】
本発明は、セラミックスをケースの中で衝突させることで、常に表面を新しくして、表面が汚れることを防止している。衝突した時に生じる粉も新しい表面から生じるためマイナスイオンをより多く発生させるのであり、表面の汚染を自動的に防止できるため安定した性能を得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−１０６２２３号
【特許文献２】特許第３２８６３０７号
【特許文献３】公開２００４−２２５６７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、表面に多数の孔を穿設した金属製のケースの内部に、多数のセラミック球を互いの間隔を有して入れることにより、内燃機関の燃焼効率を向上させる装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨とするところは、表面に多数の孔を穿設した金属製または樹脂製のケースを構成し、このケースの内部に、所定の大きさに成型した多数のセラミック材を互いの間隔を有して収容し、上記ケースを内燃機関のフィルタボックス内のフィルタより外気側に設置し、上記ケースに振動を与えセラミック材を互いに衝突させることによってマイナスイオンを発生させることを特徴とする内燃機関の燃焼効率改善装置である。
【００１１】
また本発明の要旨とするところは、上記ケースをステンレス製の上部カバーと下板によって構成し、上記上部カバーあるいは下板の一部または全部の表面に孔を穿設し、下板と上部カバーをリベット止めあるいはスポット溶接によって固定すると共に、上記セラミック材を球状とし、上記ケースに振動を与えセラミック材を互いに衝突させることによってマイナスイオンを発生させることを特徴とする内燃機関の燃焼効率改善装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記の如き構成であるため、ケースの内部に収容された多数のセラミック材が振動によって互いに衝突してマイナスイオンを発生する。このマイナスイオンから発生する活性酸素により、燃料成分が完全酸化し完全燃焼が行なわれ燃焼効率が向上すると共に、二酸化窒素化合物及び一酸化炭素の低減とカーボン排出量の低下を促進し公害防止対策として効果が著しい。
また、上記ケースを内燃機関等のフィルタより外気側に設置したため、ケースやセラミック材が破損した場合でも、その破片はフィルタで保護されるためエンジンに対して悪影響を与えず、安全性が確保される。
【００１３】
また、上記ケースをステンレス製の上部カバーと下板によって構成し、かつそれらの一部または全部の表面に孔を穿設して互いにリベット止めあるいはスポット溶接によって固定し、上記セラミック材を球状とした場合には、セラミック材の表面積が大きくなると共に、衝突が効率よく行なわれるため多量のマイナスイオンが発生し、そのマイナスイオンは多数の孔から効率よく排出されていく。また、上部カバーと下板が取外しやすいので、ケース内部のセラミック材の交換が容易に行なえ、ケースも丈夫で永き使用に耐えるため経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態は、表面に多数の孔を穿設したステンレス製の上部カバーと、孔を穿設していない下板によってケースを構成しこれらを互いにリベット止めし、このケースの内部に、所定の大きさに成型した多数のセラミック球を互いに間隔を有して収容する。その後上記ケースを内燃機関のフィルタボックス内のフィルタより外気側に設置したものである。
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態を図に基づいて説明する。
図１は第１実施形態のケースの正面図、図２は同平面図、図３は一部切欠き平面図、図４は使用状態の斜視図及び図５はフィルタボックスの内部の模式図である。
【００１６】
本実施形態の内燃機関の燃焼効率改善装置（以下、本装置という）の構成を説明する。
本装置は、ステンレス製の上部カバー１０と下板２０によって構成され、セラミック球３０の移動を円滑にするため長方形に構成したケース１からなる。
上記上部カバー１０はマイナスイオンがケース１から効率よく排出されるように表面に多数の孔１５を穿設してなる。下板２０はセラミック球３０の移動をより容易にするために孔１５を穿設せず平滑に構成してあり、長手方向の両側に側板２１を立設して上部カバー１０を両側から挟んで固定している。
【００１７】
上部カバー１０はその両側の端部１３を下板２０の端部にリベット１４により固定してある。このようにリベット止めによる簡易な固定方法によれば、上部カバー１０を下板２０から取り外しやすく内部のセラミック球３０を容易に交換できると共に、ケース１のリサイクルも容易となる。特に長距離トラックに使用した場合には、セラミック球の頻繁な交換が要求されるために有効である。このリベット止めに代えてスポット溶接で固定しても同様な効果が得られる。
さらには、ケース１のリサイクルを考えなければ、上記のような簡易な固定方法によらず全面を溶接するなど取り外しが出来ないように固定してもよい。
また、ケース１は、さびにくい材質であればステンレス以外にもプラスチックも採用できる。
【００１８】
上記ケース１の内部に、所定の大きさに成型したセラミック球３０を移動可能に互いに間隔を有して多数収容してある。このセラミック球３０は直径１０〜１４ｍｍで主な成分は次のとおりであり、これらの成分を粉砕して球状に形成して多孔質に焼成したものである。
名称      （元素記号）    質量％          モル％
シリコン      （Ｓｉ）    ３５．５％      ４８．９％
アルミニウム  （Ａｌ）    １４．３２％    ２０．５４％
セリウム      （Ｃｅ）    １１．３３％      ３．１３％
鉄            （Ｆｅ）    １１．２７％      ７．８％
トリウム      （Ｔｈ）      ５．３５％      ０．８９％
その他                    ２２．２３％    １８．７４％
（分析装置：エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（日本電子ＪＳＸ−３２０１Ａ型））。
上記成分のうち、トリウムから放射される自然放射線によりマイナスイオンが発生するのである。
上記のように収容されたセラミック球３０はケース１内で移動が可能となりケース１が振動に伴って互いに衝突するため、多量のマイナスイオンが発生するのである。
また、上記孔１５の直径及び孔のピッチは、セラミック球３０の大きさ等にしたがって最も効率よくマイナスイオンが発生し排出されるように決定する。
【００１９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、適宜個数のケース１を自動車ＣのエンジンのフィルタボックスＢ内のフィルタより外気側に両面テープ等によって固定する。
すなわち図５の模式図に示すように、外気Ａは空気取入口よりフィルタボックスＢ内をエンジンＥ側へと流れていくが、その流通経路上でフィルタＦより外気Ａ側にケース１を設置してある。
このようにケース１をフィルタＦより外気Ａ側に設置する理由は、ケース１あるいはセラミック球３０が破損した時に、その破片をフィルタＦで他のゴミと同様にキャッチして、エンジンに対して悪影響を与えるのを防ぐためである。これにより自動車の安全性が確保されるのである。
【００２０】
上記のようにケース１を取り付けた自動車Ｃが走行すると、走行時の振動でケース１が振動し、内部に収容した自然放射線を発生するセラミック球３０が移動、衝突してマイナスイオンが発生する。この発生したマイナスイオンにより燃焼用空気が活性化され、エンジンの燃焼効率が上昇し、黒煙を減らすと共に使用燃料を減少させる効果を奏する。
【００２１】
本実施形態では、マイナスイオンをより多く発生させるためには表面積が大きいほうが好ましいため、セラミック球３０を球形とした。
また、上記衝突によりセラミック球３０の表面が剥離して粉体が飛散するが、この粉体が流出する量は微量ではあるがフィルタボックスＢやフィルタＦに付着して残存するため、内燃機関の運転時にセラミックの微粒子がエアフィルタ内で長時間にわたって散乱することになり、マイナスイオン効果をより多く得ることができると考えられる。
発明者の実験では本装置を外した後も、７〜１０日にわたって効果が持続した。但しこの効果は本装置を取り付けた場合の半分程度であり、時間と共に効果が少なくなっていった。
なお、セラミック球３０が、ケース１内を移動し衝突すると、停止しているときに比べてマイナスイオンの発生が、約１．１倍発生するのである（表１―Ｂ参照）。
【００２２】
次に本発明の第２実施形態を説明する。
図６は第２実施形態のケースをエアエレメントに取り付けた状態の平面図、図７は同側面図及び図８は図７の一部切欠き拡大図である。
【００２３】
第２実施形態の本装置を構成するケース２は、大型トラック等のエアフィルタの外側に取り付けるもので、上記第１実施形態のものに比べて長尺である。
図７、図８に示すように、上部カバー１１は全面に多数の孔１５が穿設されていて、下板２１は底面に孔１５（図示せず）が穿設されている。これは下板２１からマイナスイオンがエアエレメント４０側へと排出されるようにすると共に、上部カバー１１から下板２１に、あるいはその逆の方向に空気が通過してマイナスイオンによる空気活性化効果を促進するためである。
そのためケース２はエアエレメント４０に対し間隙３４を有して取り付けられている。
【００２４】
本実施形態のケース２を取り付ける際には、図示のようにエアエレメント４０の周囲にベルト３３で巻きつけて固定する。すなわちケース２の両端の係止部３１に凹部３２を構成し、この凹部３２にベルト３３を掛け渡し、締結具３５で締結する。そのためケース２は取り付け取り外しが容易であり、かつ確実に固定される。
この状態では、ケース２は係止部３１の高さ分だけ高くなり、上記のようにエアエレメント４０の表面との間に間隙３４が生じている。
本実施形態の作用効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００２５】
次に発明者の行なったマイナスイオンの発生状況の実験結果を示す。
実験例１は、ケースにセラミック球１００ｇを収容して行なったもので上部カバーに孔を穿設したものと、上部カバーをしていないものとを比較した。
実験例２は、上部カバーをつけないケースにセラミック球１００ｇを収容して行なったもので、マイナスイオンとプラスイオンの双方を測定し比較した。
【００２６】
実験例１
【００２７】
【表１】
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これにより静止状態より横揺れ状態（セラミック球の衝突状態）のほうがマイナスイオンの発生量が多くなることが分かる。
【００２８】
実験例２
【００２９】
【表２】
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これにより、次のことが分かる。
１．プラスイオン検出量が、静止状態時より横揺れ状態にした方が少ない。
２．マイナスイオン検出量の静止状態と横揺れ状態の変化よりプラスイオン検出量の変化の方がはるかに大きく変化している。
３．この状況が、実車におけるモニター試験に１０〜２０％の燃料削減に影響していると考えられる。
【００３０】
次に本装置のケース１あるいはケース２を自動車に装着して道路を走行した時の燃料消費量変化のデータを示す。なお、表中の記号Ｓはセラミック球の重量が８０ｇ、Ｍは同１２０ｇ、Ｌは同１６０ｇであることを示している。
以下のデータによって、本装置を取り付けるといずれの車種も季節を問わずに燃費が大幅に改善されていることが分かる。
【００３１】
実験例３
【００３２】
【表３】
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【００３３】
実験例４
【００３４】
【表４】
2007177734.tif 000006
【００３５】
実験例５
【００３６】
【表５】
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【００３７】
実験例６
【００３８】
【表６】
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【００３９】
実験例７
【００４０】
【表７】
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【００４１】
実験例８
【００４２】
【表８】
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【００４３】
実験例９
【００４４】
【表９】
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【００４５】
実験例１０
【００４６】
【表１０】
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【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態のケースの正面図
【図２】本発明の第１実施形態のケースの平面図
【図３】本発明の第１実施形態の一部切欠き平面図
【図４】本発明の第１実施形態の使用状態の斜視図
【図５】本発明のフィルタボックスの内部の模式図
【図６】第２実施形態のケースの使用状態を示す平面図
【図７】第２実施形態のケースの使用状態を示す側面図
【図８】図７の一部切欠き拡大図
【符号の説明】
【００４８】
１ ケース
２  ケース
１０  上部カバー
１４  リベット
１５  孔
２０  下板
３０  セラミック球
３３  ベルト
３５  締結具
Ａ  外気
Ｂ  フィルタボックス
Ｆ  フィルタ
【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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