JP2003524102A - 主として酸素分子を通す膜を備えた内燃機関用吸気システム - Google Patents
主として酸素分子を通す膜を備えた内燃機関用吸気システムInfo
- Publication number
- JP2003524102A JP2003524102A JP2001555686A JP2001555686A JP2003524102A JP 2003524102 A JP2003524102 A JP 2003524102A JP 2001555686 A JP2001555686 A JP 2001555686A JP 2001555686 A JP2001555686 A JP 2001555686A JP 2003524102 A JP2003524102 A JP 2003524102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- intake
- intake system
- housing
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10006—Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
- F02M35/10019—Means upstream of the fuel injection system, carburettor or plenum chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
- F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/02—Air cleaners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
- F02M35/10301—Flexible, resilient, pivotally or movable parts; Membranes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/16—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines characterised by use in vehicles
- F02M35/161—Arrangement of the air intake system in the engine compartment, e.g. with respect to the bonnet or the vehicle front face
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/23—Specific membrane protectors, e.g. sleeves or screens
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10373—Sensors for intake systems
- F02M35/1038—Sensors for intake systems for temperature or pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10373—Sensors for intake systems
- F02M35/10393—Sensors for intake systems for characterising a multi-component mixture, e.g. for the composition such as humidity, density or viscosity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
窒素を分離して燃焼空気の酸素を富化するためにハウジング（１５ａ）内にフィルタエレメント（１６）とともに膜（２２）を有する吸気システムである。本発明によれば、構造容積を節減できるように前記膜はフィルタハウジングに一体化される。これにより経済的解決が得られる。さらに、本発明によれば膜（２２）が汚れるのを防止するために該膜は前記フィルタエレメント（１６）の清浄側に設けられる。これにより、酸素富化機能の信頼性が改善される。膜（２２）を清浄側に設けることの他、該膜を遮蔽部材（２３）によって汚れから保護することもできる。
Description
（技術分野）
本発明は、空気の濾過に従来のエアフィルタと主として酸素分子を通す膜とを
有する、請求の範囲第１項に記載の概念の内燃機関用吸気システムに関する。 （背景技術） 膜を利用して燃焼空気の酸素を富化するのことは従来から知られている。よく
知られた空気の酸素富化用材料の商品名はシリコンおよびポリスルフォンである
。 ＤＥ１９７１０８４０Ａ１にはそのようなシステムが提案されている。該文書
の唯１つの図によると、このシステムはエアフィルタ２２が取り付けられた吸気
通路からなっている。さらに主として酸素を通す膜を備えたハウジングが設けら
れている。該ハウジングも同様に前記吸気通路に連結され、前記エアフィルタ２
２と膜３２は平行して同時に制御できるようにしてある。絞り弁２４、３４の開
度に応じて空気の酸素が富化される。 このように、エンジンに供給される吸入空気の酸素を富化することにより、１
つには排気ガスの温度が高くなり、それによって触媒始動時間、つまり触媒の温
度が触媒が作動してその効果を全的に発揮する温度に達する時間が短縮される。
そのほか、エンジンにおける燃料の分解が良くなる。それにより、排気ガス中の
一酸化炭素および炭化水素排出量が減少する。さらには、窒素含有の少ない燃焼
となり窒素酸化物の生成が少なくなる。 しかしながら、燃焼空気の酸素富化に膜技術を利用することにより吸気システ
ムには追加の部品が必要となる。そのほか、このために自動車には追加の取付け
スペースが必要となる。最近の自動車ではスペースが限られており、そのほか同
時に経済的解決に大きな関心が持たれる。 したがって、本発明の課題は、製作コストが低く経済的に使用できるエアフィ
ルタと主として酸素分子を通す膜を備えた内燃機関用の吸気システムを提供する
ことである。この課題は、特許請求範囲１および６に記載の特徴によって解決さ
れる。 （発明の開示） 本発明による吸気システムは少なくとも１個のエアフィルタ並びに特に酸素分子
を通す膜が取り付けられた吸入通路からなる。該吸入通路とは、吸入口から少な
くとも内燃機関の各シリンダに亘る吸気路を形成する広い意味での構造のことを
言う。該吸気路には内燃機関が機能するのに不可欠な要素部品が取り付けられる
。該吸入通路の一部分には、例えば絞り弁および１個の集合室と各シリンダ当り
少なくとも１個の吸気路からなる吸気管がある。 本発明によれば、前記膜はエアフィルタハウジングに取り付けられる。この一
体化により、吸気システムを構成する部品が占める容積および部品の重量が節減
される。同時に、このようにすることにより、製作費が節減でき、提案した解決
策が経済的なものとなる。 本発明の他の実施態様によると、前記膜は吸入空気の流れに関してフィルタエ
レメントと並列に配置される。前記膜をエアフィルタハウジングに取り付けると
、この実施態様は特に簡単に実現できる。この並列流によりエアフィルタエレメ
ントを通過する燃焼空気の流量を常に最小にすることができる。 前記膜をエアフィルタハウジングの壁の一部分とすることによって好ましい実
施態様が得られる。これにより、エアフィルタハウジングの面が利用されるので
特にスペースを節約することができる。こうして壁の一部分を燃焼空気の酸素富
化に利用することができる。使用される膜での圧力降下があるため、空気をでき
るだけ強く酸素富化するには広い膜面積が必要である。 エアフィルタハウジングの壁の一部分を形成する膜に対して遮蔽部材を設ける
のが好ましい。該遮蔽部材は、汚れ、例えばエンジンルーム内の水しぶきを遮断
する。該膜が汚れるとその機能が害され、分離性能の低下がもたらされる。この
遮蔽は、例えば外観上あるいは騒音遮断上エンジンルームに取り付けられる覆い
で行われる。この覆いは多くの場合、その遮蔽作用が同時に前記膜の保護となる
ようにエアフィルタに直接に固定される。 内燃機関の運転費用を低減する、つまり吸気システムの機能を改善するもう１
つの方法は、前記膜を吸入空気の流れの方向に見てエアフィルタの後側に配置す
ることである。これにより、膜にはエアフィルタエレメントでろ過された清浄空
気がぶつかるので、膜が汚れることがさらに避けられる。したがって、膜交換が
必要でなくなる。吸気システムには清浄空気側に膜を取付けるためのスペースを
設けなければならないが、このスペースは特にエアフィルタハウジング内に存在
する。したがって、先に記したスペース利用上の利点が同時に得られる。 前記一体化するという考えの他の実施態様はフィルタエレメントのハウジング
に同時に内燃機関の吸気管を一体化することである。これにより、前記膜を取り
付けるのにエアフィルタのハウジングと吸気管間の仕切り壁を利用することがで
き、特にコンパクトな構造が得られる。これにより、構造容積を大きくすること
なく大きな面積を膜の取り付けに利用することができる。 膜は箔状に形成してはならない。箔は特に簡単にフィルタハウジングの壁と一
体化するからである。有効な膜表面積を増大するには有孔繊維を用いる方法があ
る。有孔繊維は、例えばその面をハウジングの壁に接合することができ、同じく
場所を節約する形になる。 絞り具を膜と並列に吸気通路に配置することが好ましい。この絞り具の機能は
、どのみち吸気通路に設けられる絞り具によって引き受けることもできる。前記
絞り具を膜に並列に設けると、吸入空気の流量をフィルタエレメントを通して導
入される吸入空気の主流が完全に止まる程度まで絞ることができる。膜を通して
吸入される副次流を常に吸気通路で利用することができる。したがって、該膜を
通して吸入される空気はアイドリング時に必要な空気流量よりも少ないか等しく
なければならない。このようにして、常にできるだけ酸素が多い酸素富化空気を
利用することができる。 勿論、吸入通路の副次流中に膜に直列に接続された絞り具を配置してもよい。
これにより、吸気通路の絞り具と協同して内燃機関への空気供給を完全に遮断す
ることができる。さらに、これにより膜を通して吸入される空気流量を制御する
ことができ、燃焼空気の酸素富化のグレードに影響を与えることができる。この
吸気システムの実施態様では、アイドリング時に必要とされるよりは大きい空気
容量を通すことができる膜を用いることができる。酸素含有量の制御を可能とす
るために、吸気通路に導入空気流量のほか酸素流量を測定できる検知手段を設け
てもよい。その測定結果によって、内燃機関に供給される酸素量を求め、絞り具
の開度制御によって酸素流量に影響を与えることができる。 上記およびその他の本発明の好ましい特徴が、請求項、また明細書及び図面か
ら案出され、個々の特徴がそれ自身あるいは多くは本発明の実施形態を組合せた
形態でおよび他の分野で実現される有利かつそれ自身保護され得る実施形態を示
すことができ、それらに対して茲に保護を要請するものである。 （発明を実施するための最良の形態） 第１図にエンジンルーム１１がある自動車のフロント部１０が示されている。
該エンジンルーム内には、吸入口１４を有しフィルタエレメント１６、絞り弁１
７ａ、および吸気管１８を備えたハウジング１５ａで構成される吸入通路１３と
で構成される内燃機関１２が搭載されている。 前記吸気管は集合室１９と吸気通路２０を有し、図には吸気管の１個が示され
ている。該吸気通路は内燃機関のシリンダ入口２１で終わる。 前記ハウジング１５ａの清浄側の壁の一部は膜に構成されている。これにより
、該膜の前記フィルタエレメントとの同時平行的な制御ができる。吸入空気は絞
り弁１７ａによって全体として制御される。 前記膜を保護するために、前記ハウジング１５ａの外側に遮蔽部材２３が設け
られている。これは、例えばボンネットと以外に、エンジンの外観および騒音遮
蔽を改善することができる。該遮蔽部材は同時に膜２２を汚れに対して保護する
。そのうえ、膜２２は内燃機関の下の方の位置よりも汚れることが少ないと思わ
れるエンジンルームのボンネットの直下に配置されることになる。 第２図にはハウジング１５ｂの概略が断面図で示されている。ハウジング１５
ｂは、吸入口１５、フィルタエレメント１６、集合室１９、およびシリンダ入口
にで終わる吸気通路２０を有している。フィルタエレメント１６を取付けるハウ
ジング部分２４ａと吸気管１８を形成するハウジング部分２４ｂの仕切り面とし
て膜２２が配置されている。該膜と平列に内燃機関の主空気流を制御する絞り具
１７ｂが設けられている。さらに、前記膜を通る空気の流量に影響を与えるため
に用いることができるの絞り具１７ａを該膜と直列に設けることも出きる。該膜
２２を通して導入される酸素が富化された空気流量が内燃機関のアイドリング時
に必要な吸気流量よりも少ない場合は、この絞り具は設けなくてもよい。 該膜２２の前の窒素が多い空気が前記絞り具１７ｂを通って前記集合室１９に
到達しないような容積の膜２２が配置される。該膜２２の効率を高めるために、
ブロワ２５を設けて窒素を多く含んだ空気を前記膜から遠ざけて排除するように
してもよい。 １つには吸入空気の流速を、他には該空気の酸素含有量を測定するためにセン
サー（複数）２６を設けてもよい。測定結果を用いて内燃機関に供給される酸素
流量が求まる。酸素流量および空気流量に影響を与えるために前記絞り具１７ａ
および１７ｂが協同制御される。
有する、請求の範囲第１項に記載の概念の内燃機関用吸気システムに関する。 （背景技術） 膜を利用して燃焼空気の酸素を富化するのことは従来から知られている。よく
知られた空気の酸素富化用材料の商品名はシリコンおよびポリスルフォンである
。 ＤＥ１９７１０８４０Ａ１にはそのようなシステムが提案されている。該文書
の唯１つの図によると、このシステムはエアフィルタ２２が取り付けられた吸気
通路からなっている。さらに主として酸素を通す膜を備えたハウジングが設けら
れている。該ハウジングも同様に前記吸気通路に連結され、前記エアフィルタ２
２と膜３２は平行して同時に制御できるようにしてある。絞り弁２４、３４の開
度に応じて空気の酸素が富化される。 このように、エンジンに供給される吸入空気の酸素を富化することにより、１
つには排気ガスの温度が高くなり、それによって触媒始動時間、つまり触媒の温
度が触媒が作動してその効果を全的に発揮する温度に達する時間が短縮される。
そのほか、エンジンにおける燃料の分解が良くなる。それにより、排気ガス中の
一酸化炭素および炭化水素排出量が減少する。さらには、窒素含有の少ない燃焼
となり窒素酸化物の生成が少なくなる。 しかしながら、燃焼空気の酸素富化に膜技術を利用することにより吸気システ
ムには追加の部品が必要となる。そのほか、このために自動車には追加の取付け
スペースが必要となる。最近の自動車ではスペースが限られており、そのほか同
時に経済的解決に大きな関心が持たれる。 したがって、本発明の課題は、製作コストが低く経済的に使用できるエアフィ
ルタと主として酸素分子を通す膜を備えた内燃機関用の吸気システムを提供する
ことである。この課題は、特許請求範囲１および６に記載の特徴によって解決さ
れる。 （発明の開示） 本発明による吸気システムは少なくとも１個のエアフィルタ並びに特に酸素分子
を通す膜が取り付けられた吸入通路からなる。該吸入通路とは、吸入口から少な
くとも内燃機関の各シリンダに亘る吸気路を形成する広い意味での構造のことを
言う。該吸気路には内燃機関が機能するのに不可欠な要素部品が取り付けられる
。該吸入通路の一部分には、例えば絞り弁および１個の集合室と各シリンダ当り
少なくとも１個の吸気路からなる吸気管がある。 本発明によれば、前記膜はエアフィルタハウジングに取り付けられる。この一
体化により、吸気システムを構成する部品が占める容積および部品の重量が節減
される。同時に、このようにすることにより、製作費が節減でき、提案した解決
策が経済的なものとなる。 本発明の他の実施態様によると、前記膜は吸入空気の流れに関してフィルタエ
レメントと並列に配置される。前記膜をエアフィルタハウジングに取り付けると
、この実施態様は特に簡単に実現できる。この並列流によりエアフィルタエレメ
ントを通過する燃焼空気の流量を常に最小にすることができる。 前記膜をエアフィルタハウジングの壁の一部分とすることによって好ましい実
施態様が得られる。これにより、エアフィルタハウジングの面が利用されるので
特にスペースを節約することができる。こうして壁の一部分を燃焼空気の酸素富
化に利用することができる。使用される膜での圧力降下があるため、空気をでき
るだけ強く酸素富化するには広い膜面積が必要である。 エアフィルタハウジングの壁の一部分を形成する膜に対して遮蔽部材を設ける
のが好ましい。該遮蔽部材は、汚れ、例えばエンジンルーム内の水しぶきを遮断
する。該膜が汚れるとその機能が害され、分離性能の低下がもたらされる。この
遮蔽は、例えば外観上あるいは騒音遮断上エンジンルームに取り付けられる覆い
で行われる。この覆いは多くの場合、その遮蔽作用が同時に前記膜の保護となる
ようにエアフィルタに直接に固定される。 内燃機関の運転費用を低減する、つまり吸気システムの機能を改善するもう１
つの方法は、前記膜を吸入空気の流れの方向に見てエアフィルタの後側に配置す
ることである。これにより、膜にはエアフィルタエレメントでろ過された清浄空
気がぶつかるので、膜が汚れることがさらに避けられる。したがって、膜交換が
必要でなくなる。吸気システムには清浄空気側に膜を取付けるためのスペースを
設けなければならないが、このスペースは特にエアフィルタハウジング内に存在
する。したがって、先に記したスペース利用上の利点が同時に得られる。 前記一体化するという考えの他の実施態様はフィルタエレメントのハウジング
に同時に内燃機関の吸気管を一体化することである。これにより、前記膜を取り
付けるのにエアフィルタのハウジングと吸気管間の仕切り壁を利用することがで
き、特にコンパクトな構造が得られる。これにより、構造容積を大きくすること
なく大きな面積を膜の取り付けに利用することができる。 膜は箔状に形成してはならない。箔は特に簡単にフィルタハウジングの壁と一
体化するからである。有効な膜表面積を増大するには有孔繊維を用いる方法があ
る。有孔繊維は、例えばその面をハウジングの壁に接合することができ、同じく
場所を節約する形になる。 絞り具を膜と並列に吸気通路に配置することが好ましい。この絞り具の機能は
、どのみち吸気通路に設けられる絞り具によって引き受けることもできる。前記
絞り具を膜に並列に設けると、吸入空気の流量をフィルタエレメントを通して導
入される吸入空気の主流が完全に止まる程度まで絞ることができる。膜を通して
吸入される副次流を常に吸気通路で利用することができる。したがって、該膜を
通して吸入される空気はアイドリング時に必要な空気流量よりも少ないか等しく
なければならない。このようにして、常にできるだけ酸素が多い酸素富化空気を
利用することができる。 勿論、吸入通路の副次流中に膜に直列に接続された絞り具を配置してもよい。
これにより、吸気通路の絞り具と協同して内燃機関への空気供給を完全に遮断す
ることができる。さらに、これにより膜を通して吸入される空気流量を制御する
ことができ、燃焼空気の酸素富化のグレードに影響を与えることができる。この
吸気システムの実施態様では、アイドリング時に必要とされるよりは大きい空気
容量を通すことができる膜を用いることができる。酸素含有量の制御を可能とす
るために、吸気通路に導入空気流量のほか酸素流量を測定できる検知手段を設け
てもよい。その測定結果によって、内燃機関に供給される酸素量を求め、絞り具
の開度制御によって酸素流量に影響を与えることができる。 上記およびその他の本発明の好ましい特徴が、請求項、また明細書及び図面か
ら案出され、個々の特徴がそれ自身あるいは多くは本発明の実施形態を組合せた
形態でおよび他の分野で実現される有利かつそれ自身保護され得る実施形態を示
すことができ、それらに対して茲に保護を要請するものである。 （発明を実施するための最良の形態） 第１図にエンジンルーム１１がある自動車のフロント部１０が示されている。
該エンジンルーム内には、吸入口１４を有しフィルタエレメント１６、絞り弁１
７ａ、および吸気管１８を備えたハウジング１５ａで構成される吸入通路１３と
で構成される内燃機関１２が搭載されている。 前記吸気管は集合室１９と吸気通路２０を有し、図には吸気管の１個が示され
ている。該吸気通路は内燃機関のシリンダ入口２１で終わる。 前記ハウジング１５ａの清浄側の壁の一部は膜に構成されている。これにより
、該膜の前記フィルタエレメントとの同時平行的な制御ができる。吸入空気は絞
り弁１７ａによって全体として制御される。 前記膜を保護するために、前記ハウジング１５ａの外側に遮蔽部材２３が設け
られている。これは、例えばボンネットと以外に、エンジンの外観および騒音遮
蔽を改善することができる。該遮蔽部材は同時に膜２２を汚れに対して保護する
。そのうえ、膜２２は内燃機関の下の方の位置よりも汚れることが少ないと思わ
れるエンジンルームのボンネットの直下に配置されることになる。 第２図にはハウジング１５ｂの概略が断面図で示されている。ハウジング１５
ｂは、吸入口１５、フィルタエレメント１６、集合室１９、およびシリンダ入口
にで終わる吸気通路２０を有している。フィルタエレメント１６を取付けるハウ
ジング部分２４ａと吸気管１８を形成するハウジング部分２４ｂの仕切り面とし
て膜２２が配置されている。該膜と平列に内燃機関の主空気流を制御する絞り具
１７ｂが設けられている。さらに、前記膜を通る空気の流量に影響を与えるため
に用いることができるの絞り具１７ａを該膜と直列に設けることも出きる。該膜
２２を通して導入される酸素が富化された空気流量が内燃機関のアイドリング時
に必要な吸気流量よりも少ない場合は、この絞り具は設けなくてもよい。 該膜２２の前の窒素が多い空気が前記絞り具１７ｂを通って前記集合室１９に
到達しないような容積の膜２２が配置される。該膜２２の効率を高めるために、
ブロワ２５を設けて窒素を多く含んだ空気を前記膜から遠ざけて排除するように
してもよい。 １つには吸入空気の流速を、他には該空気の酸素含有量を測定するためにセン
サー（複数）２６を設けてもよい。測定結果を用いて内燃機関に供給される酸素
流量が求まる。酸素流量および空気流量に影響を与えるために前記絞り具１７ａ
および１７ｂが協同制御される。
本発明のさらに詳細は、実施例を示す概略図を参照して説明される。
【図１】 自動車のエンジンルームにおける膜を備えたエアフィルタハウジ
ングの配置を示す概略図である。
ングの配置を示す概略図である。
【図２】 吸気管、エアフィルタ、および膜が組み込まれたハウジングの概
略を示す断面図である。
略を示す断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年３月７日（２００２．３．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
Claims (11)
- 【請求項１】内燃機関用吸気システムであって、少なくとも、 吸入口（１４）を少なくとも１個の内燃機関シリンダ入口（２１）に連結す
る吸入通路（１３）と、 吸入空気がフィルタエレメントを通過するように前記吸入通路（１３）に取
付けられハウジング（１５ａ、ｂ）に取付けられたフィルタエレメント（１６）
と、 吸入空気が通過するように前記吸入通路（１３）に取付けられた、主として
酸素分子を通す膜（２２）とを有する吸気システムにおいて、 前記膜（２２）が前記ハウジング（１５ａ、ｂ）に一体化されていることを特徴
とする内燃機関用吸気システム。 - 【請求項２】前記膜（２２）が吸入空気流に対して並列に配置されているこ
とを特徴とする請求の範囲第１項記載の吸気システム。 - 【請求項３】前記膜（２２）が前記ハウジング（１５ａ、ｂ）の壁の１部分
を形成することを特徴とする前記請求の範囲いずれか１項に記載の吸気システム
。 - 【請求項４】前記フィルタエレメントのハウジング（１５ａ、ｂ）は前記膜
の領域にエンジンルームに侵入する汚れに対する遮蔽部材（２３）を有すること
を特徴とする請求の範囲第３項記載の吸気システム。 - 【請求項５】前記遮蔽部材（２３）は覆うことによりエンジンルームの視覚
的印象を改善するように形成されていることを特徴とする請求の範囲第４項記載
の吸気システム。 - 【請求項６】内燃機関用吸気システムであって、少なくとも、 吸入口（１４）を少なくとも１個の内燃機関シリンダ入口（２１）に連結す
る吸入通路（１３）と、 吸入空気がフィルタエレメントを通過するように前記吸入通路（１３）に取
付けられハウジング（１５ａ、ｂ）に取付けられたフィルタエレメント（１６）
と、 前記膜（２２）は吸入空気の流れ方向に見て前記フィルタエレメント（１６
）の後側に配置されていることを特徴とする内燃機関用吸気システム。 - 【請求項７】前記請求項１記載の膜が前記エアフィルタのハウジング（１５
ａ、ｂ）に一体化されていることを特徴とする請求項６記載の吸気システム。 - 【請求項８】前記ハウジング（１５ａ、ｂ）に吸入通路（１３）の一部をな
す吸気管（１８）が一体化されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至５
項および７項のいずれか１項に記載の吸気システム。 - 【請求項９】前記膜がエアフィルタのハウジング部分（２４ａ）と吸気管の
ハウジング部分（２４ｂ）の間を仕切る壁とされていることを特徴とする請求の
範囲第８項記載の吸気システム。 - 【請求項１０】前記膜（２２）が吸入空気の容積流量を制御するために設け
られた絞り具（１７ａ、ｂ）に並列に配置されていることを特徴とする前記請求
の範囲いずれか１項に記載の吸気システム。 - 【請求項１１】前記膜（２２）が絞り具（１７ａ、ｂ）の前側あるいは後側
に設けられていることを特徴とする前記請求の範囲いずれか１項に記載の吸気シ
ステム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10003525A DE10003525A1 (de) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer vornehmlich für Sauerstoffmoleküle durchlässigen Membran |
| DE10003525.6 | 2000-01-27 | ||
| PCT/EP2000/012461 WO2001055580A1 (de) | 2000-01-27 | 2000-12-09 | Ansaugsystem für eine brennkraftmaschine mit einer vornehmlich für sauerstoffmoleküle durchlässigen membran |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003524102A true JP2003524102A (ja) | 2003-08-12 |
| JP4535482B2 JP4535482B2 (ja) | 2010-09-01 |
Family
ID=7628902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001555686A Expired - Fee Related JP4535482B2 (ja) | 2000-01-27 | 2000-12-09 | 主として酸素分子を通す膜を備えた内燃機関用吸気システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6640794B2 (ja) |
| EP (1) | EP1250527B1 (ja) |
| JP (1) | JP4535482B2 (ja) |
| AT (1) | ATE353402T1 (ja) |
| DE (2) | DE10003525A1 (ja) |
| ES (1) | ES2280267T3 (ja) |
| WO (1) | WO2001055580A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7189273B2 (en) * | 2003-04-25 | 2007-03-13 | Aerosynthesis Llc | Inducing air |
| US20060225696A1 (en) * | 2003-04-25 | 2006-10-12 | Moktader Mohammed S | Inducing air |
| US20060037565A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-02-23 | Coates George J | Vehicle mounted filter assembly for entrapment of ambient air pollutants |
| DE102004041263A1 (de) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Daimlerchrysler Ag | Brennkraftmaschine mit einer Lufttrenneinheit und Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine |
| JP4531641B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2010-08-25 | 本田技研工業株式会社 | 不整地走行車両のエアクリーナ |
| US7337770B2 (en) * | 2005-11-05 | 2008-03-04 | Joon Moon | Oxygen enrichment for internal combustion engines |
| BRPI0721540A2 (pt) * | 2006-07-17 | 2013-04-02 | Badash Moshe | sistema e dispositivo para operaÇço de motor de combustço interna |
| DE102006047451B4 (de) * | 2006-10-07 | 2021-11-04 | Andreas Stihl Ag & Co. Kg | Handgeführtes Arbeitsgerät |
| US8176884B2 (en) * | 2008-05-16 | 2012-05-15 | GM Global Technology Operations LLC | Enhanced oxygen pressure engine |
| US8347624B2 (en) * | 2009-07-07 | 2013-01-08 | Ford Global Technologies, Llc | Oxidant injection during cold engine start |
| US8371118B2 (en) * | 2009-07-07 | 2013-02-12 | Ford Global Technologies, Llc | Oxidant injection to reduce turbo lag |
| GB0912081D0 (en) * | 2009-07-11 | 2009-08-19 | Tonery David | Combustion method and apparatus |
| WO2012036748A1 (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Littmann Robert J | Economical hybrid fuel |
| JP5522278B2 (ja) * | 2011-02-10 | 2014-06-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用大気浄化装置 |
| US9488100B2 (en) * | 2012-03-22 | 2016-11-08 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus and method for oxy-combustion of fuels in internal combustion engines |
| US9149757B2 (en) | 2012-11-14 | 2015-10-06 | Oddomotive, Inc. | Calcium LSX and lithium H-LSX zeolite oxygen enrichment system for an internal combustion engine |
| DE102016112735A1 (de) | 2016-07-12 | 2018-01-18 | Ingo Kolsch | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Verbrennungsprozesses insbesondere in einer Brennkraftmaschine |
| GB2558665B (en) * | 2017-01-17 | 2019-12-11 | Bentley Motors Ltd | Motor Car Engine Air Intake System |
| ES2751129B2 (es) | 2019-03-28 | 2021-03-29 | Univ Valencia Politecnica | Motor de combustion interna y metodo de funcionamiento del mismo |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6011667A (ja) * | 1983-07-01 | 1985-01-21 | Nippon Soken Inc | 富酸素空気供給装置 |
| JPS6088858A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090975A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-22 | Isuzu Motors Ltd | 断熱エンジン |
| JPS6095150A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE3429633A1 (de) * | 1984-08-11 | 1986-02-20 | Ing. Walter Hengst GmbH & Co KG, 4400 Münster | Schalldaempfendes luftansaugfilter fuer eine brennkraftmaschine |
| DE19710842A1 (de) * | 1997-03-15 | 1998-09-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Schadstoffen in Verbrennungsabgasen von Verbrennungsmotoren |
| DE19710840A1 (de) * | 1997-03-15 | 1998-09-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung des Sauerstoff-Gehalts in der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors |
| GB2339240B (en) * | 1998-07-08 | 2000-06-07 | Wang Yin Jung | Air cleaner device |
-
2000
- 2000-01-27 DE DE10003525A patent/DE10003525A1/de not_active Withdrawn
- 2000-12-09 WO PCT/EP2000/012461 patent/WO2001055580A1/de active IP Right Grant
- 2000-12-09 ES ES00983269T patent/ES2280267T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-09 DE DE50014045T patent/DE50014045D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-09 EP EP00983269A patent/EP1250527B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-09 AT AT00983269T patent/ATE353402T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-12-09 JP JP2001555686A patent/JP4535482B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-07-29 US US10/206,862 patent/US6640794B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6011667A (ja) * | 1983-07-01 | 1985-01-21 | Nippon Soken Inc | 富酸素空気供給装置 |
| JPS6088858A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6640794B2 (en) | 2003-11-04 |
| JP4535482B2 (ja) | 2010-09-01 |
| US20030024513A1 (en) | 2003-02-06 |
| EP1250527B1 (de) | 2007-02-07 |
| EP1250527A1 (de) | 2002-10-23 |
| DE10003525A1 (de) | 2001-08-02 |
| ATE353402T1 (de) | 2007-02-15 |
| ES2280267T3 (es) | 2007-09-16 |
| DE50014045D1 (de) | 2007-03-22 |
| WO2001055580A1 (de) | 2001-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4535482B2 (ja) | 主として酸素分子を通す膜を備えた内燃機関用吸気システム | |
| US9964078B2 (en) | Air cleaner filter assembly for motor vehicles operating in extreme weather conditions | |
| JP2793361B2 (ja) | 二重機能エアフィルタ | |
| JP3589840B2 (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JP3717564B2 (ja) | エンジンのエアクリーナ | |
| KR930700769A (ko) | 탄소 여과기 정화장치 | |
| US4535746A (en) | Intake air heating device for internal combustion engine for motorcycles | |
| JP2005002941A (ja) | インテークマニホールド | |
| US6227159B1 (en) | Air pipe line distribution system | |
| JPH1182198A (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JPS5936686Y2 (ja) | 補助吸気口付エアクリ−ナ | |
| JP3988221B2 (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JPH09209854A (ja) | エンジンの二次空気供給装置 | |
| JPS6341655A (ja) | 内燃機関におけるエア−クリ−ナ | |
| JPH11173226A (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| JPS61226557A (ja) | 空気清浄器 | |
| JPH06193518A (ja) | 蒸発燃料供給装置の故障診断装置 | |
| JPH0350285Y2 (ja) | ||
| JPH0115884Y2 (ja) | ||
| JPH01289779A (ja) | 自動二輪車の吸気装置 | |
| JPH1162735A (ja) | 内燃機関のエアクリーナ | |
| KR19980059881A (ko) | 소음 저감 방식의 자동차 공기청정기 | |
| JPH06264736A (ja) | 自動二輪車の二次空気用エアークリーナー | |
| JPH0387856U (ja) | ||
| JP2002235616A (ja) | 内燃機関の吸気装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071017 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100115 |
|
| RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20100302 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100414 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100421 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100517 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100611 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100614 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |