【発明の詳細な説明】
内燃機関の燃焼チャンバ内での空気と燃料の混合のための装置
本発明は内燃機関の燃焼チャンバ（燃焼室）内での空気と燃料の混合のための
装置に関する。まず第一に本発明は内燃機関の燃焼チャンバ内の吸入空気に渦流
を生じさせるものであり、これが空気と燃料との良好な混合を直接的に助長する
。内燃機関の燃焼チャンバ内の空気と燃料の混合が完全かつ均質により近づくほ
ど、燃焼はより効果的に行われ、またエンジン効率はより高くなる。このことは
、ガソリン・エンジンもしくはディーゼル・エンジンのいずれの内燃機関である
かには拘わりがない。空気と充分に微細に混合すれば、穀物粉や砂糖といった通
常では燃焼しにくい物質ですら爆発する。これは、微細な分散により表面積が大
きくなり、点火火花の接触点が多くなるからである。ガソリン・エンジンでは、
スパーク・プラグから発した火の先端が爆発的に広がる。この時、温度が最高の
箇所にて、環境に有害である酸化窒素（NO）が生成する。しかし、予め作られた
混合気がより均質であるほど、内燃機関内の温度値はより均一になり、それに伴
いNO排出量は低減される。最近ではこの燃焼プロセスがレーザ技術を用いて研究
されている。非常に強く集束されたレーザ光線に炎を透過させると、レーザ光線
が分子にぶつかる。レーザ光の一部はこの時、これら分子により散乱させられる
。種々の異なる物質の分子は異なる波長のレーザ光上でそれぞれの特性ごとの反
応を示す。したがって散乱現象から燃焼化学反応を解析することができる。パル
ス状のレーザ光線が十億分の数秒の長さ発生する一回の燃焼を瞬間撮影する。最
近ではこの様な方法を用いて、燃焼プロセスを最適化するために大変な努力がな
されている。一酸化炭素、二酸化硫黄、塩化炭化水素の排出は、後段に配置され
る触媒によりこれらの物質が大幅に捕捉されるといえども、可能な限り少なく抑
えられるべきである。なお塩化炭化水素は例えばPCB、フラン、ダイオキシンと
いったものである。最適な燃焼では、炎の先端は可能な限り均一に燃焼チャンバ
内に広がる。それに対して、非制御状態で早期かつ局所的に群発する燃焼は、エ
ンジン・ノックの原因となる。この場合には局所的かつ一時的にホルムアルデヒ
ドが、
早期の局所的燃焼の兆候として発生する。従来は燃焼最適化を目的として、燃焼
チャンバ形状の最適化が行われ、また点火時期シフトが行われ、また場合によっ
ては複数のスパークプラグが使用され、またインジェクションノズルを用いた燃
料の最適噴射が行われ、もしくは吸入空気と燃料との混合が予めインテーク・マ
ニホールド内で良好に行われる。またさらには圧縮比が変更され、またガス交換
が最適化される。このようにして、低燃費であり、排気ガス値が最低限であり、
耐ノック性を維持しつつも可能な限りの高出力を保証する様な燃焼を達成するこ
とが図られている。
ここで本発明の課題は、さらに効果的な燃焼を得るための、燃料と燃焼空気と
のより良好な混合をもたらす装置を新たに作り出すことである。
この課題は、ガス交換がインテーク・バルブおよびエグゾースト・バルブを介
して行われる内燃機関における燃焼チャンバ内の空気と燃料を混合するための装
置であって、以下の特徴を有するものにより解決される。すなわち本装置では、
回転するブレード・ホイール（羽根付き輪）が、インテーク・バルブのバルブ・
ステム（シャフト））部にあるバルブ・ディスクの直後に位置していることによ
り、バルブ作動中には吸入された空気がバルブ・ディスクとバルブ・シートとの
間を、ブレード・ホイールを強制的に必ず通過して流れることを特徴とする。
各図面において本発明を実例的な実施形態を用いて図示し、また以下の明細書
においてこれら図面を用いて本発明を記述しその機能を説明する。
各図面において、
図１は、燃焼チャンバ内に空気と燃料の混合のための装置を持つエンジンの、
インテーク・バルブが引っ込んで閉じた状態にあるシリンダおよびシリンダ・ヘ
ッドの断面図であり、
図２は、図１に記載の装置を持つインジェクション・エンジンの、インテーク
・バルブが延び出て開いた状態で燃料が噴射される瞬間における、シリンダおよ
びシリンダ・ヘッドの断面図である。
図３は、ブレード・ホイールの駆動方法の一形態の概略図であり、そして、
図４は、ブレード・ホイールの非接触式駆動部を持つ図１記載の装置の概略図
を示す。
図１は、エンジンのシリンダ１およびシリンダ・ヘッド２の上部断面を示す。
シリンダ１内にはピストン３も記入されている。通常、シリンダ・ヘッド２内に
は少なくとも一個のインテーク・バルブ４および一個のエグゾースト・バルブ５
が取付けられている。これらバルブ４、５はバルブ・ディスク６、７およびバル
ブ・ステム（シャフト）８、９から成る。バルブ４、５はバルブ・スプリンブに
より負荷がかけられており、このプレッシャ・スプリングの作用でバルブ・シー
ト１２、１３に受け止められる。ただし図１には、エグゾースト・バルブの方の
バルブ・スプリング１１のみが示されている。バルブ４、５の各バルブ・ステム
の上部にカムシャフトが位置し、カムシャフトのカムにより、バルブ４、５がそ
の上部で作動される。カムシャフトはここでは図示されていない。バルブの作動
は、他の公知の諸構造、例えば一本のカムシャフトによりロッカ・アームを介し
て行ったり、またはさらにこれ以外の公知の諸構造によっても行うことができる
。本発明の特徴は、インテーク・バルブ４のバルブ・ステム８部で、バルブ・デ
ィスク６の直後に回転可能状態に配置されているブレード・ホイール１０である
。ブレード・ホイール１０は、セラミック、アルミニウムもしくは適切な軽金属
合金製の、ブレード付きの一個のホイールであることが好ましい。バルブ・ディ
スク６の直後にホイールを配置する場所ができるように、シリンダ・ヘッド２内
の該当する空間は、中ぐりによりわずかに拡張されている。ブレード・ホイール
１０は、背後からバルブ・ステム８へ被せられ、またその上から、バルブ・ステ
ム８にある一本の環状スロットに噛合うINOXロック・ワッシャ１４を用いて固定
されている。
図２は、図１と同様の断面図であるが、ここではインテーク・バルブ４の開弁
状態すなわち作動中の状態を示す。ブレード・ホイール１０は、ほぼ完全にエン
ジンの燃焼チャンバ内へ突出している。これは機械もしくは電気により駆動され
、バルブを通過して流れる空気を強力に渦流させるために高速回転状態に置かれ
る。
あるひとつの形態は、ブレード・ホイールの駆動はギヤ駆動により実現され、
ここではカムシャフト１６が動力源として機能する。図３では、この機械駆動タ
イプの概略が示されている。ブレード・ホイール１０の二枚の対向するブレード
内の、軸方向に通る各穴２７、２８内へ二本のピン１７、１８が滑動可能に案内
されている。この種のピンは一本のみでもかまわず、もしくは二本以上にするこ
ともできる。バルブ３０が作動中であってブレード・ホイール１０が燃焼チャン
バ内へ突出している図２の瞬間においては、各ピン１７、１８の末端は、ブレー
ド・ホイール内の軸方向各穴２７、２８内にわずかなストローク（距離）だけ入
って終わっている。バルブ３０が閉弁状態になると、両ピン１７、１８はブレー
ド・ホイーール１０にさらに入り込む。ピン上端であってバルブ・ステム・ガイ
ド２９の開口部（オリフィス部）に、ギヤ・ホイール１９がバルブ・ステムの周
りを回転可能状態に配置されている。ギヤ・ホイール１９内に各ピン１７、１８
が端部で固定されており、その結果これらがギヤ・ホイール１９と共に回転する
。これによりギヤ・ホイールは、少ない空間しか占有しない省空間構造で各ピン
１７、１８を介してブレード・ホイール１０を駆動できる。ギヤ・ホイール１９
は、シリンダ・ヘッドを通りガイドされる一本のインプット・シャフト２１の末
端にある、さらに別の一個のスパー・ギヤ・ホイール２０と噛合っている。伝動
シャフトとしての機能を果たすインプット・シャフト２１のもう一方の末端には
一個のドライブ・ピニオン２２（傘歯車）があり、これがさらに別の一個のドラ
イブ・ピニオン２３（傘歯車）と噛み合う。またピニオン２３自身も、ドライブ
・ピニオン２４とインプット・シャフト２５とを介して、カムシャフト１６上に
あるドライブ・ピニオン２６により同様に駆動される。駆動メカニズムは、基本
的に、単一のインプット・シャフトが、各バルブのために設けられた複数の傘歯
車（ドライブピニオン）を駆動するサイド・シャフトを駆動するように構成する
ことができる。ここでは考え得る適当な駆動原理を述べたが、歯車比については
、任意の回転数において確実に良好な渦流を得られるように、必要に応じて適当
に設定することができる。ここで記述された様な機械駆動タイプでは、カムシャ
フトとブレード・ホイールとの歯車比は、ある一定のものとなる。エンジン回転
数（ｒｐｍ）の上昇に比例して、ブレード・ホイール回転数は上昇する。
さらに別のタイプの駆動装置においては、シャフト２１もしくはシャフト２５
は電動モータにより駆動される。電動モータは、同様の方法で単一のインプット
・シャフトを駆動し、そしてそのシャフトが、各バルブのために設けられた複数
の傘歯車を駆動するサイド・シャフトを駆動してもよい。このタイプには、ブレ
ード・ホイールの回転数を、エンジン回転数とは拘わりなく調節できるという長
所がある。これに加え、多数の適切なパラメータを考慮したマイクロプロセッサ
制御を採用することもできる。これにより、いかなるエンジン作動状態において
も良好な渦流を得るための、ブレード・ホイール回転数のさらなる最適化が可能
となる。
図４は、本発明による装置の別の形態を示しており、ここではブレード・ホイ
ール１０が非接触駆動される。ブレード・ホイール１０とほぼ同じ高さにある、
シリンダ・ヘッド２の中空部３１内に、マグネット・ホイール３２が配置されて
いる。このマグネット・ホイール３２は、バルブ・ステム８の縦軸に対してほぼ
平行に通る軸（アクスル）３４を囲んでおり、軸３４とともに回転する。マグネ
ット・ホイール３２とブレード・ホイール１０とが、インテーク・マニホールド
部分にあるシリンダ・ヘッド２の薄壁のみで隔絶されるように、シリンダ・ヘッ
ド内の中空部３１は深い形状になっている。ブレード・ホイール１０は磁性材で
製造されており、個別の各部分で構成されており、このブレード・ホイール１０
へマグネット・ホイール３２の磁界が作用する。図の右上端にはマグネット・ホ
イール３２が透視画法で示されている。マグネット・ホイールの円周には、図面
では（＋）もしくは（−）により示唆されている、極性が交互になった多数の円
セグメント状（扇状）マグネットが配置されている。個々のセグメントの南北軸
（Ｎ−Ｓ軸）は、マグネット・ホイール３２に対して半径方向に走っている。静
止状態、つまりマグネット・ホイール３２が回転していない状態では、ブレード
・ホイール１０の、マグネット・ホイール３２の直近に位置するブレードは引付
けられている。ここでマグネット・ホイール３２が回転すると、直近に位置する
ブレード・ホイール１０のブレードへ作用する磁力によるトルクが、ブレード・
ホイールを同様に回転させる。回転に伴ってマグネット・ホイール３２のマグネ
ットとブレード・ホイール１０のブレードとの間の距離が、まず最初は小さく、
その後は再度大きくなってゆく。しかしこのとき同時に逆の極を持つ次のマグネ
ット・セグメントからブレード・ホイール１０の後続ブレードまでの距離は減少
する。つまり引力が増加し、このマグネットはその磁力をもってブレード・ホイ
ール１０の後続ブレードへトルクをかける。従ってマグネット・ホイール３２が
回転状態に置かれると、ブレード・ホイール１０はマグネット・ホイール３２の
交互に変動する磁界により同様に回転する。マグネット・ホイール３２の駆動は
、例えば軸３４と固定結合されているベルト・プーリ３３を介して一個の電動モ
ータにより行うことができる。電動モータの回転数は内燃機関には依存しておら
ず、電子制御により設定可能で、それによりブレード・ホイールの回転数もまた
調節可能である。
バルブ４を通過して流れ、図２では矢印で示されている吸入空気には、ブレー
ド・ホイール１０の急激な回転により基本的に回転が加えられ、この影響により
燃焼チャンバ内に吸入空気の強力な渦流が発生する。ブレード・ホイール１０の
駆動方法によってはその回転速度を変化させることができ、例えば吸入された空
気量（重量）に応じて回転数を変化させることが可能である。ブレード・ホイー
ル１０自体は吸入空気により継続的に冷却され、また燃料により潤滑もされる。
インテーク・バルブ４の配置や燃焼チャンバの寸法形状の違いに応じて、回転方
向を一方向もしくは他方向とすることが、最適な渦流を得るために有利なことが
ある。ここで示された場合では、各ブレードは、ブレード・ホイール１０が作動
中には、上端（トップ）から見て時計回りに回転する様に構成されている。明細
書で前述したようなレーザ技術を用いた実際の燃焼経過の試験と測定により、ブ
レード・ホイール１０の外観形状の決定ができる。つまりその高さ、ブレード寸
法形状、ブレード数、また回転方向および回転数を適切に決定することができる
。さらに図２では、燃料噴射がインジェクション（モータ）によりどの様に行わ
れるかが示されている。燃料噴射用のインジェクション・ノズル１５はシリンダ
・ヘッド内に、回転しているブレード・ホイール１０へ燃料が直接に噴射される
様に配置されている。これは、燃料がガソリンとディーゼルのいずれであっても
よい。燃料は高速回転しているブレード・ホイールに衝突して超微細に噴霧され
、これに続く渦流において空気とさらに密に混合される。これとは異なりキャブ
レタ・エンジンでは、燃料と空気がすでに混合されたガスがインテーク・バルブ
を通過して流れる。この混合気は同様にブレード・ホイール１０を用いて強力に
微細化され、それによりさらに密に混合される。
全体としては、本発明による装置を用いると燃焼はより効果的となる。このこ
とは既存のエンジンにおけるある一定の出力では燃料消費の低減を意味し、もし
くは同等条件の燃料消費においてはより高出力が得られることを意味する。機械
駆動の場合は、エンジン回転数が高域のときに特に際立つ効果が得られる。これ
は、インテーク・バルブ４のブレード・ホイール１０の回転数が最高となるから
である。高速回転時には、燃料と空気の渦流と混合にはわずかな時間しか充てら
れないため、渦流の生成と混合は一般には困難になる。しかし本発明の装置を適
用すると、混合時間の短さに対しての補正効果が発揮され、すなわち、混合時間
が短いために混合の程度が減る分が補償される。本装置は実際のエンジン製造に
おいて非常に容易に実現される。これはエンジン構造の根本的な変更を必要とせ
ず、既存のバルブ構造に追加を行うだけであり、その際、既存のシリンダ・ヘッ
ドを、バルブ・シートの上部範囲の空間を幾分深めにくり抜くことによりごくわ
ずかに変形させる必要があるだけだからである。ブレード・ホイール１０自体の
質量は、バルブ４の慣性をほとんど変化させない程度にわずかなものである。The invention relates to a device for mixing air and fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine. The invention relates to a device for mixing air and fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine. First of all, the invention creates a vortex in the intake air in the combustion chamber of the internal combustion engine, which directly promotes a good mixing of the air and the fuel. The closer the mixing of air and fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine to perfection and homogeneity, the more effective the combustion and the higher the engine efficiency. This is regardless of whether the engine is a gasoline engine or a diesel engine. When mixed sufficiently with air, even normally incombustible substances such as grain flour and sugar explode. This is because the fine dispersion increases the surface area and increases the number of contact points of the ignition spark. In gasoline engines, the tip of the fire from the spark plug explodes. At this time, nitrogen oxide (NO), which is harmful to the environment, is generated at the highest temperature. However, the more homogeneous the pre-made mixture is, the more uniform the temperature values in the internal combustion engine, and accordingly the lower the NO emissions. Recently, this combustion process has been studied using laser technology. When a flame is transmitted through a very focused laser beam, the laser beam hits a molecule. Some of the laser light is then scattered by these molecules. Molecules of a variety of different substances behave differently on different wavelengths of laser light. Therefore, the combustion chemical reaction can be analyzed from the scattering phenomenon. A single shot of a pulsed laser beam that lasts several billionths of a second is instantaneously captured. Recently, great efforts have been made to optimize the combustion process using such methods. Emissions of carbon monoxide, sulfur dioxide and chlorinated hydrocarbons should be kept as low as possible, even though these catalysts are largely trapped by downstream catalysts. The chlorinated hydrocarbon is, for example, PCB, furan, dioxin, or the like. For optimal combustion, the flame tip spreads as evenly as possible into the combustion chamber. On the other hand, early and local combustion in an uncontrolled state causes engine knock. In this case, local and temporary formaldehyde is generated as an indication of premature local combustion. Conventionally, for the purpose of optimizing the combustion, the shape of the combustion chamber is optimized, the ignition timing is shifted, and in some cases, a plurality of spark plugs are used, and the optimal injection of fuel using the injection nozzle is performed. In this case, the intake air and the fuel are mixed well in advance in the intake manifold. Furthermore, the compression ratio is changed and the gas exchange is optimized. In this way, it is intended to achieve combustion that ensures low fuel consumption, minimum exhaust gas value, and guarantees the highest possible output while maintaining knock resistance. It is an object of the present invention to create a new device which provides better mixing of fuel and combustion air, for obtaining more effective combustion. This problem is solved by a device for mixing air and fuel in a combustion chamber in an internal combustion engine in which gas exchange is performed via an intake valve and an exhaust valve, having the following features. In other words, in this device, the rotating blade wheel (winged wheel) is located immediately after the valve disk in the valve stem (shaft) of the intake valve, so that the suction during valve operation is possible. Air is forced to flow between the valve disc and the valve seat through the blade wheel. In each of the drawings, the present invention is illustrated using illustrative embodiments, and in the following specification, the present invention is described using these drawings and the functions thereof are described. In each drawing, FIG. 1 is a cross-sectional view of a cylinder and a cylinder head of an engine having a device for mixing air and fuel in a combustion chamber with an intake valve retracted and closed. 2 is a cross-sectional view of a cylinder and a cylinder head of an injection engine having the device shown in FIG. 1 at a moment when fuel is injected with an intake valve extended and opened. FIG. 3 is a schematic diagram of one embodiment of a method of driving the blade wheel, and FIG. 4 is a schematic diagram of the apparatus of FIG. 1 having a non-contact drive of the blade wheel. FIG. 1 shows an upper section of a cylinder 1 and a cylinder head 2 of the engine. A piston 3 is also shown in the cylinder 1. Usually, at least one intake valve 4 and one exhaust valve 5 are mounted in the cylinder head 2. These valves 4, 5 consist of valve discs 6, 7 and valve stems (shafts) 8, 9. The valves 4 and 5 are loaded by a valve spring, and are received by the valve seats 12 and 13 by the action of the pressure spring. However, only the valve spring 11 for the exhaust valve is shown in FIG. A camshaft is located above each valve stem of the valves 4,5, and the cams of the camshafts actuate the valves 4,5 above. The camshaft is not shown here. Actuation of the valve can be performed by other known structures, for example, by a single camshaft via a rocker arm, or even by other known structures. A feature of the invention is a blade wheel 10 which is rotatably arranged immediately after the valve disc 6 in the valve stem 8 of the intake valve 4. The blade wheel 10 is preferably a single wheel with blades made of ceramic, aluminum or a suitable light metal alloy. The corresponding space in the cylinder head 2 has been slightly expanded by boring so that there is a place to place the wheel immediately after the valve disk 6. The blade wheel 10 is mounted on the valve stem 8 from behind and is secured from above with an INOX lock washer 14 that engages a single annular slot in the valve stem 8. FIG. 2 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, but shows the valve open state of the intake valve 4, that is, the state during operation. The blade wheel 10 projects almost completely into the combustion chamber of the engine. It is driven mechanically or electrically and is placed in a high-speed rotation to force a strong swirl of air flowing through the valve. In one embodiment, the driving of the blade wheel is realized by a gear drive, where the camshaft 16 functions as a power source. FIG. 3 schematically shows the mechanical drive type. Two pins 17, 18 are slidably guided into axially extending holes 27, 28 in two opposing blades of the blade wheel 10. One or more pins of this type may be used. At the moment of FIG. 2 when valve 30 is in operation and blade wheel 10 protrudes into the combustion chamber, the ends of each pin 17, 18 are positioned in axial holes 27, 28 in the blade wheel. It ends with a slight stroke (distance). When the valve 30 is closed, the pins 17 and 18 further enter the blade wheel 10. The gear wheel 19 is disposed at the upper end of the pin and at the opening (orifice) of the valve stem guide 29 so as to be rotatable around the valve stem. Pins 17, 18 are fixed at the ends in the gear wheel 19 so that they rotate with the gear wheel 19. Thus, the gear wheel can drive the blade wheel 10 via the pins 17 and 18 in a space-saving structure that occupies little space. The gear wheel 19 meshes with a further spur gear wheel 20 at the end of one input shaft 21 guided through the cylinder head. At the other end of the input shaft 21 serving as a transmission shaft, there is one drive pinion 22 (bevel gear), which meshes with another drive pinion 23 (bevel gear). The pinion 23 itself is similarly driven by the drive pinion 26 on the camshaft 16 via the drive pinion 24 and the input shaft 25. The drive mechanism can basically be configured such that a single input shaft drives a side shaft that drives a plurality of bevel gears (drive pinions) provided for each valve. Here, a suitable driving principle that can be considered has been described, but the gear ratio can be appropriately set as required so as to reliably obtain a good vortex at an arbitrary rotation speed. In the mechanical drive type as described here, the gear ratio between the camshaft and the blade wheel is constant. The blade wheel speed increases in proportion to the increase in the engine speed (rpm). In yet another type of drive, the shaft 21 or 25 is driven by an electric motor. The electric motor drives a single input shaft in a similar manner, and that shaft may drive a side shaft that drives a plurality of bevel gears provided for each valve. This type has the advantage that the blade wheel speed can be adjusted independently of the engine speed. In addition, microprocessor control taking into account a number of appropriate parameters may be employed. This allows for further optimization of the blade wheel speed in order to obtain good swirl at any engine operating conditions. FIG. 4 shows another embodiment of the device according to the invention, in which the blade wheel 10 is driven in a non-contact manner. A magnet wheel 32 is arranged in a hollow portion 31 of the cylinder head 2 at substantially the same height as the blade wheel 10. The magnet wheel 32 surrounds an axis (axle) 34 passing substantially parallel to the longitudinal axis of the valve stem 8 and rotates with the axis 34. The hollow portion 31 in the cylinder head has a deep shape so that the magnet wheel 32 and the blade wheel 10 are separated only by the thin wall of the cylinder head 2 in the intake manifold portion. The blade wheel 10 is made of a magnetic material and is composed of individual parts, and the magnetic field of the magnet wheel 32 acts on the blade wheel 10. The magnet wheel 32 is shown in a perspective view at the upper right end of the figure. On the circumference of the magnet wheel are arranged a number of circular segment-shaped (fan-shaped) magnets of alternating polarity, indicated by (+) or (-) in the drawing. The north-south axis (NS axis) of each segment runs radially with respect to the magnet wheel 32. In a stationary state, that is, a state in which the magnet wheel 32 is not rotating, the blade of the blade wheel 10 located in the immediate vicinity of the magnet wheel 32 is attracted. Here, when the magnet wheel 32 rotates, the torque generated by the magnetic force acting on the blade of the blade wheel 10 located immediately adjacent causes the blade wheel to rotate similarly. As the rotor rotates, the distance between the magnet of the magnet wheel 32 and the blade of the blade wheel 10 decreases at first, and then increases again. However, at this time, the distance from the next magnet segment having the opposite pole to the succeeding blade of the blade wheel 10 is reduced. That is, the attraction increases, and the magnet exerts a torque on the succeeding blade of the blade wheel 10 with the magnetic force. Thus, when the magnet wheel 32 is placed in rotation, the blade wheel 10 is similarly rotated by the alternating magnetic field of the magnet wheel 32. The magnet wheel 32 can be driven by, for example, a single electric motor via a belt pulley 33 fixedly connected to a shaft 34. The speed of the electric motor is independent of the internal combustion engine and can be set by electronic control, whereby the speed of the blade wheels can also be adjusted. The intake air, flowing through the valve 4 and indicated by the arrow in FIG. 2, is essentially rotated by the rapid rotation of the blade wheel 10, and the strong influence of the intake air in the combustion chamber due to this effect. Eddy currents are generated. Depending on the driving method of the blade wheel 10, the rotation speed can be changed, for example, the rotation speed can be changed according to the amount of air (weight) taken in. The blade wheel 10 itself is continuously cooled by the intake air and also lubricated by the fuel. Depending on the arrangement of the intake valve 4 and the size and shape of the combustion chamber, it may be advantageous to have one or the other direction of rotation in order to obtain an optimal vortex. In the case shown, each blade is configured to rotate clockwise as viewed from the top when the blade wheel 10 is in operation. By examining and measuring the actual combustion process using laser technology as described earlier in the specification, the appearance of the blade wheel 10 can be determined. That is, the height, the blade size and shape, the number of blades, and the rotation direction and the number of rotations can be appropriately determined. FIG. 2 also shows how fuel injection is performed by injection (motor). An injection nozzle 15 for fuel injection is arranged in the cylinder head such that fuel is directly injected into the rotating blade wheel 10. This may be whether the fuel is gasoline or diesel. The fuel impinges on a high-speed rotating blade wheel and is atomized into a fine particle, which is then more closely mixed with air in a vortex. In a carburetor engine, on the other hand, a gas already mixed with fuel and air flows through the intake valve. This mixture is likewise strongly refined with the aid of the blade wheel 10 so that it is more closely mixed. Overall, combustion is more effective with the device according to the invention. This means that the fuel consumption is reduced at a certain power in the existing engine, or a higher power is obtained at the same fuel consumption. In the case of mechanical drive, an effect that stands out particularly when the engine speed is high is obtained. This is because the rotation speed of the blade wheel 10 of the intake valve 4 becomes the highest. At high speeds, vortex generation and mixing is generally difficult because only a small amount of time is devoted to vortex and mixing of fuel and air. However, when the apparatus of the present invention is applied, a correction effect for the short mixing time is exhibited, that is, the reduction in the degree of mixing due to the short mixing time is compensated. The device is very easily realized in actual engine production. This does not require a fundamental change in the engine structure and only adds to the existing valve structure, in which the existing cylinder head is cut out somewhat deeper into the upper area of the valve seat This is because only a slight deformation is required. The mass of the blade wheel 10 itself is so small that it hardly changes the inertia of the valve 4.
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｍ 69/00 ３１０ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３５０Ｔ
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ
Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ
，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ
，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，
ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ
Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ
，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，
ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ
Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ
，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，
ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 69/00 310 F02M 69/00 350T (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE GH, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO , NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU