| 【発明の名称】 |
内燃機関用燃費改善装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】浅井 敏雄
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| 【要約】 |
【課題】内燃機関に、供給するエア並びに燃料を活性化し、完全燃焼に近づけ燃焼効率の改善と有害排ガスを低減する装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の吸気系通路に内設又は外設された永久磁石・電磁コイル・磁性体通路からの磁界による空気活性化エレメントと、燃料管に外設された磁界による燃料活性化エレメントの各組み合わせと、さらにエアフィルタ内にトルマリンを担持しかつ磁石を埋め込んだ網目状の織布と対向する磁性体網を配設した空気活性化エレメントとを組み合わせ、燃料を完全燃焼に近づける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内燃機関の吸気系通路に内設された永久磁石よりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
【請求項２】 内燃機関の吸気系通路の外周に装着された永久磁石よりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
【請求項３】 内燃機関の吸気系通路に内設された永久磁石よりなる空気活性化エレメント並びに、内燃機関の吸気系通路の外周に装着された永久磁石よりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
【請求項４】 内燃機関の吸気系通路に内設された電磁コイルよりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
【請求項５】 内燃機関の吸気系通路の外周に装着された電磁コイルよりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
【請求項６】 内燃機関の吸気系通路に内設された電磁コイルよりなる空気活性化エレメント並びに、内燃機関の吸気系通路の外周に装着された電磁コイルよりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
【請求項７】 内燃機関の吸気系通路が、磁界を発生する素材により形成されたものであることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
【請求項８】 内燃機関の燃料供給パイプの外周に装着した永久磁石よりなる燃料活性化エレメントを備えてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関用燃費改善装置。
【請求項９】 内燃機関のエアフィルタの空隙に配設される、中央部に永久磁石の少片を複数個埋設したトルマリンの微粉を担持した厚さを有する網目状の織布又は不織布並びに、前記エアフィルタを隔てて配設される網目状の磁性体からなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関用燃費改善装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化石燃料を使用する内燃機関用の供給エア及び燃料を活性化させ、霧化された燃料を完全燃焼に近づける装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼に必要なエアは、例えば自動車のエンジンでは、エアクリーナ膜の外周に板状の樹脂や綿状のフィルタを経て取り込まれており、吸気系の通路に配設されエアを活性化するエレメントはなかった。また、永久磁石を燃料パイプに装着し燃料の活性化を図った装置との併用はなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明では内燃機関の吸気系の通路に磁界を発生させ供給エアを活性化する空気活性化エレメントを配設し、あるいは、永久磁石を燃料パイプに装着した燃料活性化エレメントとを併用して、霧化された燃料を完全燃焼に近づける装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記に鑑み本発明者は鋭意実験研究の結果下記の手段によりこの課題を解決した。
（１）内燃機関の吸気系通路に内設された永久磁石よりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
（２）内燃機関の吸気系通路の外周に装着された永久磁石よりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
（３）内燃機関の吸気系通路に内設された永久磁石よりなる空気活性化エレメント並びに、内燃機関の吸気系通路の外周に装着された永久磁石よりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
（４）内燃機関の吸気系通路に内設された電磁コイルよりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
（５）内燃機関の吸気系通路の外周に装着された電磁コイルよりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
（６）内燃機関の吸気系通路に内設された電磁コイルよりなる空気活性化エレメント並びに、内燃機関の吸気系通路の外周に装着された電磁コイルよりなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
（７）内燃機関の吸気系通路が、磁界を発生する素材により形成されたものであることを特徴とする内燃機関用燃費改善装置。
（８）内燃機関の燃料供給パイプの外周に装着した永久磁石よりなる燃料活性化エレメントを備えてなることを特徴とする（１）項〜（７）項のいずれか１項に記載の内燃機関用燃費改善装置。
（９）内燃機関のエアフィルタの空隙に配設される、中央部に永久磁石の少片を複数個埋設したトルマリンの微粉を担持した厚さを有する網目状の織布又は不織布並びに、前記エアフィルタを隔てて配設される網目状の磁性体からなる空気活性化エレメントを備えてなることを特徴とする（１）項〜（８）項のいずれか１項に記載の内燃機関用燃費改善装置。
【０００５】
【発明の実施の形態】磁界が空気に対する作用は、空気中の水分に対し電気分解を起こし、その結果水の分子は水素イオンと水酸イオンに分離し、プラスイオン及びマイナスイオンは各々マイナス及びプラス電極にそれぞれ引つけられ、マイナス電極に引きつけられた水素イオンは、そこから放出される電子と結合・中和して水素原子となり、ガスとして空気中に放出され、また、水酸イオンはその多くが周囲の水の分子と結合して、マイナス電気をもつヒドロキシオイルに変化し、空気中に放出されるため、磁界内にはマイナスイオンが生成され続けエアを活性化させる。また、磁界の範囲にある物質の原子の原子核に作用しその集合体である分子活動を活発化させる。そして、磁界が燃料に対する作用は、液体中の水分に対しても上記のように活性化が促進され、磁界の範囲にある物質の原子の原子核に作用しその集合体である分子活動を活発化させる。
【０００６】一方、トルマリンは微小粉としても存在し、その担持体に容易に混合できるため、種々の形態を構築できる効果があり、また、空気（エア）に対する作用は、■その周囲にマイナスイオンを発生して活性化を促進し、■また、エアの中の水のクラスタを少数化させ水の分子活動を活発化させ、■さらに、その焦電効果並びに圧電効果を、エネルギーとしてみた遠赤外線効果は、物質によく吸収され熱エネルギーに変換される作用を有し、■ そして、トルマリンの微粉はそのプラス、マイナス両極間に高い分極電圧を発生し、その電場内に位置する分子の活性化を促すことが知られている。
【０００７】以上説明した各作用によって、本発明の装置は、内燃機関の吸気系の通路に磁界を発生させ供給エアを活性化する空気活性化エレメントを配設し、あるいは、永久磁石を燃料パイプに装着した燃料活性化エレメントとを併用して、霧化された燃料を完全燃焼に近づける装置とした。各エレメントが齎す効果、あるいは相乗効果によって、エンジン、ボイラー等の内燃機関において、前記化石燃料の霧化された燃料を完全燃焼に近づけ、燃焼効率や、エンジンパワーを向上させ、さらに燃焼排ガス中の、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等の有害ガスの濃度を低減させることができる。そして、前記各種空気活性化エレメントによる燃費の向上と、燃料活性化エレメントとの組み合の相乗効果による燃費の向上並びに、前記燃焼排ガス中の有害ガスを減少させる効果がみられる。なお、改善度については、各種エレメントの項に記載する。
【０００８】
【実施例】上記に基づき、各エレメントについて説明する。図１は、内燃機関の吸気系通路に内設される永久磁石よりなる空気活性化エレメント図である。図において、（イ）図は平面図、（ロ）図は右側面図、（ハ）図は（イ）図の展開図である。図において、１は永久磁石よりなる空気活性化エレメント（その１）、２は永久磁石保持用網、３は永久磁石（図３）、■は直径を示す。図示したように本空気活性化エレメントエレメント１は、永久磁石保持用網２に（ハ）図展開図のように永久磁石３を複数個装着し、（イ）図のように筒状に形成したものである。永久磁石保持用網２は非磁性体の金網や強度と弾力性を有する繊維等でよく、また、永久磁石２の形状は、事例を（図３）に示したが特定しなくてもよい、永久磁石の磁束密度は１個当たり２５００〜３０００Ｇ（ガウス）である。本形状の空気活性化エレメント１（その１）は、例えば、自動車用のエンジンの吸気系のエア吸入口からクリーナに至るパイプの内部に吸気の流れの抵抗とならないように設置し、また、エアフローメータとスロットルバルブ間のパイプの外周に配設する（図９）。そして、空気（エア）は本エレメントの中を通過する際、前述のように活性化される。図２は、本空気活性化エレメントを吸気用パイプに内設した図を示す。図２の（イ）図は吸気パイプの縦断面図、（ロ）図は（イ）図のＸ−Ｘ′断面図である。
【０００９】図３は永久磁石で、（イ）図は平面図、（ロ）図は正面図、（ハ）図は側面図を示す。図４は空気活性化エレメントを吸気用パイプの外周に配設した図を示す。図４の（イ）図は吸気パイプの縦断面図、（ロ）図は（イ）図の正面図である１′は装着後の空気活性化エレメントを示す（図９）。装着する場合は、例えば前記図１の（ハ）図展開図に図示した永久磁石３を配置した空気活性化エレメント１を、吸気パイプ６の外周にかぶせて永久磁石３を外周に接触させ、永久磁石保持用網２の端末を接合して筒状とする。なお、吸気パイプ６は非磁性体とする。
【００１０】上記の永久磁石に替えて、電磁コイルによって磁界を発生させ、前記空気活性化エレメントを同様に作製することができる。図５は、内燃機関の吸気系通路に内設される電磁コイルよりなる空気活性化エレメントの模式図である。図において、２４は電磁コイル、２５はけい素鋼網、２６は励磁電源、２７はリード線、２８は電磁コイルによる空気活性化エレメントを示す。電磁コイル２４に励磁電源２６からリード線２７を通して電流を流すと電磁石となり磁界が発生する。また、磁化を強化する磁性体として、上記けい素鋼網２５や、あるいは純鉄、軟鉄等の材料を使用し、エンジンを作動させるときのみ電流を流すようにすれば経済効率よく強い磁界を得ることができる。この電磁コイルによる空気活性化エレメント２８は、前記空気活性化エレメント１と同様に、吸気系通路に内設、あるいは吸気用パイプの外周に配設して使用される（図９の１及び１′の位置に）。なお、吸気パイプ６は非磁性体とする。また、電磁コイルによる場合、電磁コイルのみにても磁界の発生は可能であるが、磁化強化用磁性体として、例えば吸気用パイプの素材に前記磁性体を混在させておいてもよい。電磁コイルの磁束密度は、複数箇所のトータルで約１００００ガウスである。
【００１１】さらに、以上述べた永久磁石の付加や、電磁コイルによる磁界の発生による空気活性化エレメントの外に、前記吸気系通路自体を磁界を発生する素材により形成してもよい。素材は、実用の永久磁石として使用される強磁性体の、例えば炭素鋼、ＫＳ鋼、アルニコ、希土類コバルト等があり、吸気系通路の設計製作時に採用することにより吸気エアの活性化を図ることができる。
【００１２】次に、内燃機関のエアフィルタの空隙に配設される、中央部に永久磁石の少片を複数個埋設したトルマリンの微粉を担持した厚さを有する網目状の織布又は不織布並びに、前記エアフィルタを隔てて配設される網目状の磁性体からなる空気活性化エレメント４について図によって説明する。図７は、中央部に永久磁石の少片を複数個埋設した網目状不織布プラスチックエレメントで、（イ）図は平面図、（ロ）図は（イ）図Ｘ−Ｘ′正面断面図を示す。図において、３は永久磁石、４は磁石埋込型網目状プラスチックエレメント、４′はトルマリン担持のプラスチック繊維素、ｔは厚さを示す。図７において、トルマリン担持プラスチック繊維素４′は、プラスチックにブラックカーボンを微量混入した材料をトルマリンの微粉の担持物とした素材であり、その素材を網目状（ハネカム状）の不織布としたものである。そして、３の永久磁石は角型に成型されており（図３）、図示したように一定間隔を保って配分され前記網目状不織布に埋め込まれている。このエレメントは内燃機関のエアクリーナ（７）内のエアフィルタ（５）の空隙に配設される。図８は、網目状の磁性体図で、（イ）図は平面図、（ロ）図は正面図を示す。図において３０は網目状の磁性体であり、前記空気活性化エレメント４に対向する位置にエアフィルタ（５）を隔てて配設される空気活性化エレメントである（図１２）。そして、前記トルマリン担持のプラスチック繊維素４′のトルマリン効果と、埋め込まれている永久磁石３の磁界との効果及び、前記網目状の磁性体３０による磁界の強化保持効果の相乗作用により、既存のエアクリーナ（７）を通過するエアを活性化する。なお、以上にのべた永久磁石の磁束密度は１個当たり２５００ガウス〜３０００ガウスである。
【００１３】次に模式図によって、内燃機関（自動車のエンジン）への適用例を順次説明する。周知のようにエンジンの吸気系を流れる空気は、燃料との混合気となって燃料室に入って燃焼し、化学変化を起こして排出ガスとなるが、始めに、本事例の燃焼室に入るまでの吸気系統の通路の部分に配設されるエアの活性化エレメントについて説明する。図９は本発明の空気活性化エレメントを、燃焼室に入るまでの吸気系統の通路の部分に内設及びその外周に装着した自動車エンジンの模式図である。図において、５はエアフィルタ、６は吸気管、７はエアクリーナ、８はエアフローメータ、９はスロットルバルブ、１０は燃料供給パイプ、１１は燃料ポンプ、１２はインジェクタ、１３はコンピュータ、１４は吸入パルブ、１５はスパークプラグ、１６は排気バルブ、１７は燃焼室、１８はシリンダ部、１９はマフラー、２０はエア、２１は吸気口、２２は燃料、２３は排気をそれぞれ示す。
【００１４】エア２０は、吸気口２１から吸入管６を通ってエアクリーナ７及びエアフローメータ８、スロットルバルブ９を経て燃焼室１７に至るが、まず、上記吸気口２１からエアクリーナ７に至る吸気通路（吸気管６）には、前記永久磁石よりなる空気活性化エレメント１（図２）が内設されており、またエアフローメータ８からスロットルバルブ９に至る吸気通路（吸気管６）には、空気活性化エレメント１′（図４）が外周に装着されており、各吸気通路を通過するエアを活性化している。設置箇所は、設置可能な吸気通路の複数箇所に分散して、内設又は外設、あるいは両者を組み合わせて設置してもよい。本空気活性化エレメントによる燃費の改善度は、磁束密度１００００ガウスの磁界を図示したように２箇所に設けたとすると相乗効果により約５０％向上する。
【００１５】次に前記図９と同じ構成による自動車エンジンの模式図において、永久磁石による空気活性化エレメントの代わりに、前記電磁コイルによるエアの活性化エレメント２８（図５）を燃焼室に至るまでの吸気系統の通路の部分に内設及び、その外周に装着した場合を説明する。図６は、吸気管に内設された電磁コイル図である。図６の（ハ）図は、吸気管の縦断面図で、（ニ）図は、（ハ）図Ｘ−Ｘ′断面図を示す。図において、２９は通線孔を示す。電磁コイルを配設する場合は、コイルの両端末に接続されるリード線２７と、そこに供給する励磁電源２６が必要であるが、内設するときはリード線２７の引き出し口（通線孔）２９を有し、それを事後封止するものとし、また、外周に装着するときはパイプを取り外して装着あるいは、吸気管の外周に工作して装着してもよい（図示せず）。前述（図５）したように電磁コイル２４に励磁電源２６から電流を流すと電磁石となり磁界が発生するが、エンジンを作動させるときのみ電流を流すようにすれば経済効率よく強い磁界を得ることができる。作用は前記永久磁石による空気活性化エレメントと同様で、各吸気通路を通過するエアを活性化している。設置箇所は、設置可能な吸気通路の複数箇所に分散して、内設又は外設、あるいは両者を組み合わせて設置すればよい。本空気活性化エレメントによる燃費の改善度は、前項と同様磁束密度１００００ガウスの磁界を２箇所に設けたとすると相乗効果により約５０％向上する。
【００１６】次に前記図９と同じ構成による自動車エンジンの模式図において、特にエアの活性化エレメントを装着せず、燃焼室に入るまでの吸気系統の通路自体を、磁界を発生する素材により形成した場合を説明する。素材は、実用の永久磁石として使用される強磁性体の、炭素鋼、ＫＳ鋼、アルニコ、希土類コバルト等を採用する。前記図９と同じ構成による自動車エンジンの模式図において、図１０は、燃焼室に入るまでの吸気系統の通路の部分を上記強磁性体により形成した図である。図において６′は強磁性体により形成された吸気系統の通路であり、吸気口２１からエアクリーナ７に至る吸気通路（吸気管６′）及び、エアフローメータ８からスロットルバルブ９に至る吸気通路（吸気管６′）の２箇所に上記強磁性体を配設しており、各吸気通路を通過するエアを活性化している。設置箇所は、設置可能な吸気通路の複数箇所に分散して設置すればよい。本空気活性化エレメントによる燃費の改善度は、磁束密度１００００ガウスの磁界を図示したように２箇所に設けたとすると相乗効果により約６０％向上する。
【００１７】次に内燃機関の燃料供給パイプの外周に装着した永久磁石よりなる燃料活性化エレメントを備え、前記空気活性化エレメントと組み合わせて使用する燃料活性化エレメントについて説明する。図１１は、空気活性化エレメントと燃料活性化エレメントとの併用図である。前記図９と同じ構成による自動車エンジンの模式図において、図９に図示した空気活性化エレメント１並びに空気活性化エレメント１′を装着した場合に加えて、エンジンの燃料供給パイプ１０の外周に永久磁石（図３）を装着することによる燃料活性化エレメントを併設した図である。エンジンの燃料供給パイプ１０内を通過する燃料は、永久磁石３の磁界により活性化される。この磁束密度はトータルで約１００００ガウスとする。本事例では、前記空気活性化エレメント並びに燃料活性化エレメントを併用することにより、燃費の改善度は、相乗効果によりトータルで約６０％向上している。さらに、この燃料活性化エレメントは、前述した各種の空気活性化エレメントのいずれと組み合わせても効果を発揮する。周知のようにフューエルインジェクションは燃料（例えばガソリン）をノズルから噴射（インジェクタ）して、混合気を生成するが、この混合気のエア並びに燃料は、前記のように活性化されているため、相乗効果により燃焼室１７において完全燃焼に近い状態で燃焼されるため、前述したように燃費がよく、かつ排ガス中の有害ガスを約５０％減少させることができる。
【００１８】次に前記、内燃機関のエアフィルタの空隙に配設される、中央部に永久磁石の少片を複数個埋設したトルマリンの微粉を担持した厚さを有する網目状の織布又は不織布並びに、前記エアフィルタを隔てて配設される網目状の磁性体（３０）からなる空気活性化エレメント４（図７）を配設した場合について説明する。図１２は、内燃機関の吸気系通路に配設された永久磁石による空気活性化エレメントと、エアクリーナ内に配設されたトルマリン担持及び磁石を埋め込んだ空気活性化エレメント及び燃料パイプに配設された燃料活性化エレメントとを組み合わせた事例である。本組み合わせにより、吸気管６とエアクリーナ７内及びエアフローメータ８からの吸気管６内の吸気系通路のエアは活性化され、また燃料パイプ１０内の燃料も活性化されるため、各々のエレメントの相乗効果により、燃費の改善度はさらに、トータルで約６５％向上している。また、排ガス中の有害ガスを約６０％減少させることができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
１、本発明の請求項１〜３の発明によれば、内燃機関の吸気系通路に内設された永久磁石よりなる空気活性化エレメント、又は吸気系通路の外周に装着された永久磁石よりなる空気活性化エレメントを各々個別に、あるいは組み合わせて使用することにより、燃費向上が大であり、また、排ガス中の有害ガスを大幅に減少させることができる。
２、本発明の請求項４〜６の発明によれば、内燃機関の吸気系通路に内設された電磁コイルよりなる空気活性化エレメント、又は吸気系通路の外周に装着された電磁コイルよりなる空気活性化エレメントを各々個別に、あるいは組み合わせて使用することにより、燃費向上が大であり、また、排ガス中の有害ガスを大幅に減少させることができる。
３、請求項７の発明によれば内燃機関の吸気系通路が、磁界を発生する素材により形成されたものであるためそこを通過するエアが活性化され、燃費向上が大であり、また、排ガス中の有害ガスを大幅に減少させることができる。
４、請求項８の発明によれば、内燃機関の燃料供給パイプの外周に装着した永久磁石よりなる燃料活性化エレメントを備えてなるため、空気活性化エレメントと組み合わせて使用することにより、相乗効果によりさらに燃費向上が大であり、また、排ガス中の有害ガスを大幅に減少させることができる。
５、請求項９の発明によれば、内燃機関のエアフィルタの空隙に配設される中央部に永久磁石の少片を複数個埋設したトルマリンの微粉を担持した厚さを有する網目状の織布又は不織布及び、前記エアフィルタを隔てて配設される網目状の磁性体からなる空気活性化エレメントを備え、燃料活性化エレメントと組み合わせて使用することにより、相乗効果により最も燃費向上が大であり、また、排ガス中の有害ガスを大幅に減少させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９５０７６２３７
【氏名又は名称】株式会社グローバルクリーン
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| 【出願日】 |
平成１１年８月２７日（１９９９．８．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０９８５
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 幸雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５４１６（Ｐ２００１−６５４１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４１８５２ |
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