JP2005069216A - 吸入空気の酸化能力向上方法と、吸入空気の酸化能力向上装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、ノックス、ソックス等の有害成分と共に、無害な排気ガスである二酸化炭素を十分に効率良く低減させる吸入空気の酸化能力向上方法と、吸入空気の酸化能力向上装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る吸入空気の酸化能力向上方法は、エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させるものである。また、吸入空気の酸化能力向上装置は、エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させる静電気発生部材１を備えている。この静電気発生部材１は、エンジンの吸気側に備えた空気吸入ダクトやエアフィルター装置１０の近傍に配置されている。また、静電気発生部材１は、エアフィルター装置１０のフィルターＱ面に対応した大きさのネット袋体２に収納されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両等のエンジン、ジェットエンジン、ディーゼルエンジン、その他のガソリン、アルコール、軽油等を燃料として用いるエンジンの全てに適用される吸入空気の酸化能力向上方法と、吸入空気の酸化能力向上装置に関するものである。

エンジンから排出される排気ガスには、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物質が含まれている。このような有害物質を取り除くために、ガソリンエンジン搭載の車両には、フィルターとしてのキャタライザー（触媒）が装着されている。すなわち、このキャタライザーは、エンジンから排出された排気ガスの炭化水素や一酸化炭素等の有害物質を酸化させて無害な二酸化炭素と水分に変化させ、同時に窒素酸化物も還元して有害物質を低減させるものである。
なし

しかしながら、このような従来のキャタライザー（触媒）を用いたフィルター装置では、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、ノックス、ソックス等の有害成分を効率良く低減させることができず、しかも、エンジンオイル等の燃料の寿命も短くなっていた。

また、無害な排気ガスである二酸化炭素を低減することも困難であった。さらに、従来の排気ポートにキャタライザー（触媒）を用いたものでは、高価なインジェクターシステムが要求される等の問題点を有していた。

そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、ノックス、ソックス等の有害成分と共に、無害な排気ガスである二酸化炭素を十分に効率良く低減させると同時に、エンジン自体の馬力を向上させることができ、しかも、エンジンオイル等の燃料の寿命も長くすることができ、さらに、排気ポートにおけるキャタライザー（触媒）の除去により、高価なインジェクターシステムから安価なキャブレターシステムへの変更が可能となり、新しいエンジンへの道を開くことができる吸入空気の酸化能力向上方法と、吸入空気の酸化能力向上装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る吸入空気の酸化能力向上方法においては、エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させることで、上述した課題を解決した。

また、エンジンの吸気側における吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させ、エンジンのシリンダー内部に送ることで、同じく上述した課題を解決した。

さらに、吸入空気は、静電気発生部材を通過することで酸化能力が向上することで、同じく上述した課題を解決した。

一方、本発明に係る吸入空気の酸化能力向上装置においては、エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させる静電気発生部材を備えたことで、同じく上述した課題を解決した。

また、静電気発生部材は、エンジンの吸気側に備えた空気吸入ダクトやエアフィルター装置の近傍に配置されていることで、同じく上述した課題を解決した。

さらに、静電気発生部材は、エアフィルター装置のフィルター面に対応した大きさのネット袋体に収納されていることで、同じく上述した課題を解決した。

また、静電気発生部材は、エアフィルター装置のフィルターに隣接するように配置されることで、同じく上述した課題を解決した。

加えて、静電気発生部材は、棒状の合成樹脂製部材を軸方向に沿って任意のピッチで螺旋状に切り込み、さらに任意の長さに切断して形成したことで、同じく上述した課題を解決した。

また、静電気発生部材は、略扇型帯状に形成した合成樹脂製板部材を略Ｓ字型ジグザグ状に折曲し、複数回にわたって捻回折曲して全体形状が螺旋状になるように形成したことで、同じく上述した課題を解決した。

この他、ネット袋体は、幅広矩形面状に形成されたエアフィルター装置のフィルター面の複数箇所に隣接するように配置されるよう、それぞれ異なる大きさに形成されていることで、同じく上述した課題を解決した。

また、静電気発生部材は、円筒形状のエアフィルター装置の中央開口部に収納されるよう、中空円柱状に枠組形成されたカートリッジタイプの網状容器の内部に収納されていることで、同じく上述した課題を解決した。

さらに、静電気発生部材は、エアフィルター装置のフィルター面に、粉末加工された酸化能力向上化部材を付設して成ることで、同じく上述した課題を解決した。

また、静電気発生部材は、エンジンの吸気側に備えた空気吸入ダクトやエアフィルター装置それぞれの構成部材の吸入空気の通過側面に、酸化能力向上化部材を付設して成ることで、同じく上述した課題を解決した。

以上のように構成された本発明に係る吸入空気の酸化能力向上方法と、吸入空気の酸化能力向上装置においては、吸入空気を清浄化してエンジン内に送り込むよう、例えば、静電気発生部材を収納したネット袋体が、エンジンの吸気側に備えたエアフィルター装置内のフィルター直前に配置される。このネット袋体に収納されている静電気発生部材を吸入空気が通過するに際し、静電気発生部材と吸入空気との接触摩擦により吸入空気に静電気を発生させることで、吸入空気をオゾン化させ、吸入空気全体の酸化能力を向上させる。

また、棒状の合成樹脂製部材を軸方向に沿って任意のピッチで螺旋状に切り込み、さらに、任意の長さに切断して形成したり、或いは、略扇型帯状に形成した合成樹脂製板部材を略Ｓ字型ジグザグ状に折曲し、複数回にわたって捻回折曲して全体形状が螺旋状になるように形成した静電気発生部材は、吸入空気の接触面積を大きくして効率良く吸入空気の酸化能力を向上させると共に、吸入空気を浄化した状態にしてエンジンのシリンダー内部に送り込ませる。しかも、螺旋状の静電気発生部材により、フィルター面の目詰まりも未然に防止する。

本発明に係る吸入空気の酸化能力向上方法によれば、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、ノックス、ソックス等の有害成分と共に、無害な排気ガスである二酸化炭素を十分に効率良く低減できる。具体的には、一酸化炭素を約６０％程度に、また、炭化水素を約６６％程度にまで低減することができる。さらに、エンジン自体の馬力を向上させることができる。しかも、エンジンオイル等の燃料の寿命も、約２．５倍程度まで長くすることができる。この他、排気ポートにおけるキャタライザー（触媒）の除去により、高価なインジェクターシステムから安価なキャブレターシステムへの変更が可能となり、新しいエンジンへの道を開くことができる。

一方、本発明に係る吸入空気の酸化能力向上装置は、吸入空気を清浄化してエンジン内に送り込むよう、エンジンの吸気側に備えた空気吸入ダクトやエアフィルター装置１０・１１・２０の近傍に配置され、吸入空気の酸化能力を向上させてからエンジンのシリンダーＰ内部に吸入空気を送る。すなわち、吸入空気との摩擦を起こす静電気発生部材１を備えたので、酸化能力を向上させた吸入空気により、エンジンから排出される排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、ノックス、ソックス等の有害成分と共に、無害な排気ガスである二酸化炭素を十分に効率良く低減させることができる。しかも、排ガスの浄化、燃費の向上、出力の向上という優れた効果を発揮するエンジンシステムの構築が可能となる。

本発明は、空気触媒により、燃焼前の吸入空気を操作することによって、吸入空気の酸化力を高めて、エンジンの燃焼室内における完全燃焼を実現している。この燃焼は、酸化現象の一つに当たるものである。すなわち、（燃え易い空気）＝（酸化力の強い空気）＝（オゾン（Ｏ３）を含んだ空気）となる。

このオゾン（Ｏ３）は、酸素の同素体であり、乾いた酸素中や空気中で放電を行なうと得られる。また、湿った黄リンに酸素が触れ、黄リンが自動酸化する際や、空気に紫外線やＸ線等を当てるときにも発生する。オゾン（Ｏ３）は、空気中に僅かに存在するが、これは大気の高層で紫外線が酸素に当たったり、空中放電が起こったりするためである。そして、オゾン（Ｏ３）は分解し易く、その結果としてできる酸素は、非常に酸化力が高いものとなる。

また、静電気発生部材１は、棒状の合成樹脂製部材を軸方向に沿って任意のピッチで螺旋状に切り込み、さらに任意の長さに切断して形成してあるので、吸入空気の接触面積を大きくして吸入空気の酸化能力を効率良く向上させることができる。しかも、スパイラル状の静電気発生部材１という特殊な形状効果によって、フィルターＱ面の目詰まりも未然に防止することができる。

さらに、静電気発生部材１は、略扇型帯状に形成した合成樹脂製板部材を略Ｓ字型ジグザグ状に折曲し、さらに複数回にわたって捻回折曲して全体形状が螺旋状になるように形成してあるので、吸入空気の接触面積を大きくして吸入空気の酸化能力を効率良く向上させることができる。

また、ネット袋体２は、幅広矩形面状に形成されたエアフィルター装置１０のフィルターＱ面の複数箇所に隣接するように配置されるよう、それぞれ異なる大きさに形成されているので、例えば、大型トラック等の幅広面積を有するエアフィルター装置１０にも使用可能となり、吸入空気の接触面積を大きくして効率良く吸入空気の酸化能力を向上させることができる。

加えて、静電気発生部材１は、円筒形状のエアフィルター装置１１の中央開口部に収納されるよう、中空円柱状に枠組形成されたカートリッジタイプの網状容器３の内部に収納されているので、例えば、大型トラック等の円筒形状のエアフィルター装置１１による吸入空気の接触面積を大きくして効率良く吸入空気の酸化能力を向上させることができる。

また、静電気発生部材１は、エアフィルター装置１０・１１・２０のフィルターＱ面に、粉末加工された酸化能力向上化部材を付設して成るので、排ガスの浄化、燃費の向上、出力の向上という優れた効果を発揮するものである。

さらに、静電気発生部材１は、エンジンの吸気側に備えた空気吸入ダクトやエアフィルター装置１０・１１・２０それぞれの構成部材の吸入空気の通過側面に、酸化能力向上部材を付設して成るので、排ガスの浄化、燃費の向上、出力の向上という優れた効果を発揮するエンジンシステムの構築が極めて容易である。

以下に、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。本発明に係る吸入空気の酸化能力向上方法は、エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させるものである。具体的には、エンジンの吸気側における吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させ、エンジンのシリンダーＰ内部に送るものである。この吸入空気は、静電気発生部材１を通過することで酸化能力が向上する。

一方、本発明に係る吸入空気の酸化能力向上装置は、エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させる静電気発生部材１を備えている。このエンジンは、例えば、車両等のエンジン、ジェットエンジン、ディーゼルエンジン、その他のガソリン、アルコール、軽油等を燃料として用いるエンジンの全てに適用される。

静電気発生部材１は、エアフィルター装置１０のフィルターＱ面に対応した大きさのネット袋体２に収納されている。このネット袋体２は、図１に示すように、吸入空気を清浄化してエンジン内に送り込むよう、エンジンの吸気側に備えたエアフィルター装置１０のフィルターＱ面上に載置される。エンジンにおいては、図２に示すように、燃料タンクＲ内のガソリンに所定の燃料添加剤が配合され、波動整列器Ｓを経てエンジンのシリンダーＰ内に微細化された燃料が送り込まれるものである。

ネット袋体２に収納されている静電気発生部材１は、例えば、図１に示すように、個々の部材が螺旋状に形成されている。吸入空気は、この静電気発生部材１を通過することで接触摩擦が生じ、摩擦静電気による空気放電を発生させて酸素の同素体である酸化力の強いオゾンを含むものとなる。これによって、吸入空気全体の酸化能力を向上させた状態にし、エアフィルター装置１０からエンジンのシリンダーＰ内部に吸入空気を送るようにしてある。このように、燃焼前の空気を静電気発生部材１で予め処理することにより、エンジンの燃焼室内における完全燃焼を実現している。また、排気ガス成分の低減と、燃費・出力の向上も実現している。

本発明は、空気触媒により、燃焼前の吸入空気を操作することにより、吸入空気の酸化力を高めて、エンジンの燃焼室内における完全燃焼を実現している。この燃焼は、酸化現象の一つに当たるものである。すなわち、（燃え易い空気）＝（酸化力の強い空気）＝（オゾン（Ｏ３）を含んだ空気）となる。

このオゾン（Ｏ３）は、酸素の同素体であり、乾いた酸素中や空気中で放電を行なうと得られる。また、湿った黄リンに酸素が触れ、黄リンが自動酸化する際や、空気に紫外線やＸ線等を当てるときにも発生する。オゾン（Ｏ３）は、空気中に僅かに存在するが、これは大気の高層で紫外線が酸素に当たったり、空中放電が起こったりするためである。そして、オゾン（Ｏ３）は分解し易く、その結果としてできる酸素は、非常に酸化力が高いものとなる。

尚、静電気発生部材１を通過した吸入空気が酸化力の高い空気か否かを確認するには、吸入空気をヨウ化カリウム溶液に通して、その溶液の色変化を見ることで判断される。

また、静電気発生部材１を収納しているネット袋体２は、エアフィルター装置１０のフィルターＱの下側に配置するものであっても良い。さらに、ネット袋体２は、フィルターＱの両側面に配置されていたり、一対のフィルターＱの間に挟持されるように配置されていても良い。

図３には、酸化能力向上装置の他例が示されている。このネット袋体２は、例えば、大型トラック等における幅広矩形面状に形成されたエアフィルター装置１０に使用されるものである。ネット袋体２は、例えば、格子状に配列されているフィルターＱ面の複数箇所に隣接するように配置される。また、ネット袋体２は、図３に示すように、フィルターＱ面の半分の面積を覆う大きさや、フィルターＱ面の四分の一の面積を覆う大きさであり、それぞれ異なる大きさに形成されている。

そして、ネット袋体２に収納されている静電気発生部材１は、棒状の合成樹脂製部材を軸方向に沿って任意のピッチで螺旋状に切り込み、さらに、任意の長さに切断して形成してある。また、静電気発生部材１は、略扇型帯状に形成した合成樹脂製板部材を略Ｓ字型ジグザグ状に折曲し、複数回にわたって捻回折曲して全体形状が螺旋状になるように形成しても良い。

さらに、静電気発生部材１として、エアフィルター装置１０のフィルターＱの全表面に、予め粉末加工された酸化能力向上化部材を、任意のバインダー剤を介して付設しても良い。また、フィルターＱの形成時において、フィルターＱの部材自体に、予め粉末加工された酸化能力向上化部材を含ませても良い。加えて、酸化能力向上化部材を、印刷手法を用いてフィルターＱに付設しても良い。

この他、図４に示すように、静電気発生部材１を、大型トラック等に搭載されている円筒形状のエアフィルター装置１１の中央開口部に収納されるよう、中空円柱状に枠組形成されたカートリッジタイプの網状容器３の内部に収納しても良い。すなわち、このカートリッジタイプのエアフィルター装置１１は、それぞれ複数の通気孔１２が穿設された外周側面１１Ａと内周側面１１Ｂとによって全体が略円筒形状に形成されており、外周側面１１Ａと内周側面１１Ｂとによって挟まれた空隙部には、フィルターＱが内装されている。このエアフィルター装置１１は、エンジンの吸気側において、フィルターケース１４に着脱可能となるように配置されている。

そして、エアフィルター装置１１の内周側面１１Ｂによって囲繞されている中央開口部には、内部に静電気発生部材１を収容した中空円柱状のカートリッジタイプの網状容器３が収納されるようにしてある。また、エアフィルター装置１１自体は、円筒状のフィルターケース１４内に収容され、このフィルターケース１４の内壁面に、酸化能力向上化部材を付設しても良い。また、フィルターケース１４の内壁面に、粉末加工された酸化能力向上化部材を含ませても良い。尚、中空円柱状の網状容器３の中央部には、外気吸引パイプを連通接続するための挿入孔１３が設けられている。

この他、図５・図６にも、酸化能力向上装置の他例が示されている。例えば、自動車のエンジン（図５参照）、或いは、オートバイのエンジン（図６参照）等の吸気側に備えた空気吸入ダクト、エアフィルター装置それぞれの構成部材の吸入空気通過側面に、静電気発生部材１としての酸化能力向上化部材を付設しても良い。この酸化能力向上化部材を付設する位置は、例えば、図５・図６の円で囲んだ部分である。このとき、円で囲んだ全ての部分（図５の５箇所）に、酸化能力向上化部材を付設しても良いし、また、その一部分（例えば、図５の１箇所）のみに酸化能力向上化部材を付設しても良い。酸化能力向上化部材の付設作業は、図５に示す自動車のエンジンの場合では、例えば、型紙を使用してエアフィルター装置２０のカバー２１の内側の寸法を測っておく。そして、型紙と同じ寸法に酸化能力向上化部材を裁断する。最後に、切り出した酸化能力向上化部材を、カバー２１の内側に両面テープ等によって貼着する。さらに、図５・図６の円で囲んだ部分を、酸化能力向上化部材により形成しても良い。また、図５・図６に示すフィルターＱに、酸化能力向上化部材の粉末を含ませても良い。

次に、以上のように構成された本発明についての使用・動作の一例を説明する。まず、図１に示すように、吸入空気を清浄化してエンジンのシリンダーＰ内に送り込むよう、エンジンの吸気側に備えたエアフィルター装置１０のフィルターＱ面上に、例えば、スパイラル状に形成された静電気発生部材１が収納されているネット袋体２を載置する。また、図２に示すように、燃料タンクＲ内のガソリンに所定の燃料添加剤が配合され、波動整列器Ｓを経てエンジンのシリンダーＰ内に微細化された燃料が送られる。

そして、ネット袋体２に収納されているスパイラル状の静電気発生部材１を吸入空気が通過する際に、静電気発生部材１と吸入空気との接触摩擦による静電気の発生によって、吸入空気を放電させてオゾン化させ、吸入空気全体の酸化能力が向上化された状態となってエンジンのシリンダーＰ内部に送られる。

以下に、空気触媒の有無による排出ガス燃費の比較試験の実験結果についての一例を説明する。

図７は、試験車両がメルセデス・ベンツＳ３２０である場合の１０．１５モード排出ガス燃費試験結果である。このときの使用燃料はガソリン、総排気量は３１９９ｃｃ、車両重量（等価慣性重量Ｉ／Ｐ）は１７５０ｋｇ、車両の全投影面積は２．２５０平方ｍ、排気ガス出口は左右２本出し、車体番号はＷＤＢ２２００６５、エンジン形式はＧＦ−２２００６５である。また、試験項目は１０．１５モード排出ガス燃費の他に、６０ｋｍ／ｈ一定速排出ガス燃費、および４０ｋｍ／ｈ一定速排出ガス燃費についても試験を行った。試験条件は等価慣性重量Ｉ／Ｐが１７５０ｋｇ、タイヤ空気圧が２．７ｂａｒ、車両暖機が６０ｋｍ／ｈ１０分一定速暖機である。また、測定計器は、Ｃ／Ｄ：ＴＯＫＹＯＫＯＫＩ−ＳＣＨＥＮＫ：５００／ＧＳ６０、シリアルＮＯが１ＬＮＢ０８２４、直径５０２ｍｍの２ローラローラー、排出ガス計がＨＯＲＩＢＡ ＭＥＸＡ−９４００Ｈ、排出ガスレンジがＴＨＣ：５００ｐｐｍ、ＣＯ：５００ｐｐｍ、ＮＯｘ：１００ｐｐｍ、ＣＯ２：２％、ＣＶＳサンプリング装置がＨＯＲＩＢＡ ＣＶＳ５６−Ｔ、ＣＶＳサンプル流量は６立方ｍである。また、走行抵抗Ｆ（Ｎ）の計算式はＦ＝μｒ・Ｗ＋μｅ・Ａ・Ｖ２を使った。ここで、Ｗは試験車両の総重量（ｋｇ）、Ａは試験車両の前面投影面積（平方ｍ）、Ｖは試験車両の速度（ｋｍ／ｈ）、μｒは転がり抵抗係数、μｅは空気抵抗係数である。このときの計算結果が、図７に示されている。すなわち、速度Ｖ＝１０（ｋｍ／ｈ）の走行抵抗４４．０９ｋｇから速度Ｖ＝９０（ｋｍ／ｈ）の走行抵抗７１．０９ｋｇまでの結果が示されている。

図８には、空気触媒による試験結果が示されている。このときの試験変数としては、空気触媒の無い場合をベースデータとし、空気触媒を使用した場合を変数１、変数１よりも空気触媒量を多くした場合を変数２としてある。また、１０．１５モードによる空気触媒効果の確認として、ベースデータをゼロとした場合の測定ガスに対する変化代（％）の棒グラフを、図９に示してある。測定ガスは、ハイドロカーボン（ＴＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、ノックス（ＮＯｘ）、および燃費である。このとき、斜線付きの棒グラフは変数１、斜線無しの棒グラフは変数２の場合を示す。この棒グラフから見て、ＣＯは約４３０％から３５％まで極端に減少し、ＮＯｘは約４５０％からマイナス８０％まで極端に減少していることが解かる。また、図１０には、一定速モードによる空気触媒効果の確認として、６０ｋｍ／ｈベース比（％）とした場合の測定ガスに対する変化代（％）の棒グラフを示してある。このとき、ハイドロカーボン（ＴＨＣ）はマイナス５９％、一酸化炭素（ＣＯ）はマイナス３９％となった。

図１１には、Ｃ／Ｄロードセット結果が数値データとして示されており、図１２には、この数値データを元にしたコーストダウンタイムグラフが、横軸を車速（ｋｍ／ｈ）、縦軸を時間（秒）として示されている。このとき３回目の結果が目標値とほぼ一致していることが解かる。図１３乃至図１７には、各種の排気ガスのデータ表を示してある。

以下に、試験車両がトヨタ・タウンエースである場合の１０．１５モード排出ガス燃費試験結果について説明する。このとき使用燃料は軽油、総排気量は２．１８Ｌ、車両重量（等価慣性重量Ｉ／Ｐ）は１３６０ｋｇ、車両の全投影面積は２．５４９平方ｍ＝１．９６ｍ＊１．６９８ｍ＊０．７７ロイヤルゲイン様指定、排気ガス出口は左側、車体番号はＣＲ２９−０００３１０１、形式：Ｙ−ＣＲ２９Ｇ、エンジン形式は３Ｃである。また、試験項目は１０．１５モードガス濃度測定の他に、６０ｋｍ／ｈ一定速排出ガス濃度測定、および４０ｋｍ／ｈ一定速排出ガス濃度測定についても試験を行った。試験条件は試験車両重量が１３２０ｋｇ、等価慣性重量（Ｉ／Ｐ）が１２５０ｋｇ、タイヤ空気圧が２．８ｋｇ／平方ｍ、車両暖機が６０ｋｍ／ｈ１０分一定速暖機である。また、測定計器は、Ｃ／Ｄ：ＴＯＫＹＯＫＯＫＩ−ＳＣＨＥＮＫ：５００／ＧＳ６０、シリアルＮＯが１ＬＮＢ０８２４、直径５０２ｍｍの２ローラローラー、排出ガス計がＨＯＲＩＢＡ ＭＥＸＡ−９４００Ｈ、排出ガスレンジがＴＨＣ：２００ｐｐｍ、ＣＯ：１０００ｐｐｍ、ＮＯｘ：２００ｐｐｍ、ＣＯ２：２％、ＣＶＳサンプリング装置がＨＯＲＩＢＡ ＣＶＳ５６−Ｔ、ＣＶＳサンプル流量は６立方ｍ、空燃費計が司測研ＰＬＲ−４、データロガーが共和電業ＤＡＡ−１１０Ｂである。また、走行抵抗Ｆ（Ｎ）の計算式はＦ＝μｒ・Ｗ＋μｅ・Ａ・Ｖ２を使った。ここで、Ｗは試験車両の総重量（ｋｇ）、Ａは試験車両の前面投影面積（平方ｍ）で２．５４９平方ｍ＝１．９６ｍ＊１．６９８ｍ＊０．７７、Ｖは試験車両の速度（ｋｍ／ｈ）、μｒは転がり抵抗係数、μｅは空気抵抗係数である。このときの計算結果が図１８に示されている。すなわち、速度Ｖ＝１０（ｋｍ／ｈ）の走行抵抗３４．３８ｋｇから速度Ｖ＝９０（ｋｍ／ｈ）の走行抵抗６４．９７ｋｇまでの結果が示されている。

図１９には、空気触媒による試験結果が示されている。このときの試験変数としては、空気触媒の無い場合をベースデータとし、空気触媒を使用した場合を装置有りとしてある。この装置有りの測定値は測定前２００ｋｍ走行直後の値を示す。また、１０．１５モードガスによる空気触媒効果の確認として、装置有りの場合の測定ガスに対する変化代（％）の棒グラフを、図２０に示してある。測定ガスは、ハイドロカーボン（ＴＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、ノックス（ＮＯｘ）、およびＰＭ（ソーク後）である。この棒グラフから見て、ハイドロカーボン（ＴＨＣ）とＰＭ（ソーク後）はマイナス７５％近く、ＣＯはマイナス７５％を若干下まわることが解かる。また、図２１には、一定速モードによる空気触媒効果の確認結果の棒グラフが、横軸を測定ガス、縦軸を変化代（％）として示されている。このとき、斜線付きの棒グラフは４０ｋｍ／ｈベース比（％）、斜線無しの棒グラフは６０ｋｍ／ｈベース比（％）の場合を示す。このとき、ハイドロカーボン（ＴＨＣ）はマイナス５０％近く、一酸化炭素（ＣＯ）とＰＭ（ソーク後）はマイナス３０％近くとなった。

図２２には、Ｃ／Ｄロードセット結果が数値データとして示されており、図２３には、この数値データを元にしたコーストダウンタイムグラフが横軸を車速（ｋｍ／ｈ）、縦軸を時間（秒）として示されている。このとき、Ｃ／Ｄ実測の結果が目標値とほぼ一致していることが解かる。図２４乃至図３１には、各種の排気ガスのデータ表を示してある。

図３２乃至図３５には、１０．１５モードでＮ＝１、１０．１５モードでＮ＝２、車速６０ｋｍ／ｈ、車速４０ｋｍ／ｈのそれぞれの場合について空気触媒による装置の有無での空燃比比較のグラフが、横軸を時間（秒）、縦軸を、上側のグラフではＶ／Ｓｐｅｅｄ（ｋｍ／ｈ）とし、下側のグラフでは空燃比（×１００）として示されている。この結果、装置の有無いずれの場合においても時間に対する車速の変化は殆ど無いが、これに対して時間に対する空燃比の変化グラフは、装置無しの場合のものよりも装置有りの場合の方がプラス側（上側）にくることが解かる。

以下に、試験車両がトヨタ・クラウンコンフォートである場合の１０．１５モード排出ガス燃費試験結果について説明する。このときの使用燃料はＬＰＧ、総排気量は１９９８ｃｃ、車両重量は１３２０ｋｇ、車両の全投影面積は１．９７７平方ｍ、排気ガス出口は左側、車体番号はＹＸＳ１０−００５６１５０、形式：ＧＦ−ＹＸＳ１０、エンジン形式は３Ｙである。また、試験項目は１０．１５モード排出ガス燃費（距離３０１３５８ｋｍ〜３０１４０２ｋｍ）の他に、６０ｋｍ／ｈ一定速排出ガス燃費（距離３０１４３０ｋｍ）、および４０ｋｍ／ｈ一定速排出ガス燃費（距離３０１４２１ｋｍ）についても試験を行った。試験変数は、空気触媒装着、耐久走行後排ガス測定である。試験条件は試験車両重量が１３２０ｋｇ、等価慣性重量（Ｉ／Ｐ）が１２５０ｋｇ、タイヤ空気圧が２．０ｋｇ／平方ｃｍ、車両暖機が６０ｋｍ／ｈ１０分一定速暖機である。また、測定計器は、Ｃ／Ｄ：ＴＯＫＹＯＫＯＫＩ−ＳＣＨＥＮＫ：５００／ＧＳ６０、シリアルＮＯが１ＬＮＢ０８２４、直径５０２ｍｍの２ローラローラー、排出ガス計がＨＯＲＩＢＡ ＭＥＸＡ−９４００Ｈ、排出ガスレンジがＴＨＣ：５００ｐｐｍ、ＣＯ：５００ｐｐｍ、ＮＯｘ：２００ｐｐｍ、ＣＯ２：４％、ＣＶＳサンプリング装置がＨＯＲＩＢＡ ＣＶＳ５６−Ｔ、ＣＶＳサンプル流量は６立方ｍである。また、走行抵抗Ｆ（Ｎ）の計算式はＦ＝μｒ・Ｗ＋μｅ・Ａ・Ｖ２を使った。ここで、Ｗは試験車両の総重量（ｋｇ）、Ａは試験車両の前面投影面積（平方ｍ）、Ｖは試験車両の速度（ｋｍ／ｈ）、μｒは転がり抵抗係数、μｅは空気抵抗係数である。このときの計算結果が、図３６に示されている。すなわち、速度Ｖ＝１０（ｋｍ／ｈ）の走行抵抗３３．３０ｋｇから速度Ｖ＝９０（ｋｍ／ｈ）の走行抵抗５７．０２ｋｇまでの結果が示されている。

図３７、図３８には、空気触媒による試験結果が示されている。このときの試験変数としては、空気触媒装着にて走行後の任意の排ガス結果をベースデータとしてある。また、１０．１５モードテストによる空気触媒効果の確認として、測定ガスに対するベースからの変化代（％）の棒グラフを、図３９に示してある。測定ガスはハイドロカーボン（ＴＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、ノックス（ＮＯｘ）、および燃費である。この棒グラフから見て、ハイドロカーボン（ＴＨＣ）と燃費はマイナス３％近く、ＮＯｘはマイナス３４％近くまで極端に低下することが解かる。

図４０には、Ｃ／Ｄロードセット結果が数値データとして示されており、図４１にはこの数値データを元にしたコーストダウンタイムグラフが横軸を車速（ｋｍ／ｈ）、縦軸を時間（秒）として示されている。このとき３回目の結果は目標値よりも若干上側に位置しているが全体としてはほぼ一致していることが解かる。図４２乃至図４５には、各種の排気ガスのデータ表を示してある。

本発明は、主として、車両等のエンジンに適用されるものであるが、これに限定されることはなく、例えば、ジェットエンジン、ディーゼルエンジン、その他のガソリン、アルコール、軽油等を燃料として用いるエンジンの全てに広く適用されるものである。

本発明に係る吸入空気の酸化能力向上装置の一実施の形態における使用状態を示した一部切欠の斜視図である。 酸化能力向上装置の設置例を説明したエンジンの概略図である。 本発明に係る吸入空気の酸化能力向上装置の他の実施の形態における使用状態を示した一部切欠の斜視図である。 本発明に係る吸入空気の酸化能力向上装置の他の実施の形態における使用状態を示した一部切欠の斜視図である。 自動車におけるエアフィルター装置周辺の構成を示した分解斜視図である。 オートバイにおけるエアフィルター装置周辺の構成を示した分解斜視図である。 車速に対する走行抵抗の計算結果を示す表である。 空気触媒試験結果の表である。 １０．１５モードでの空気触媒効果確認の棒グラフである。 一定速モードでの空気触媒効果確認の棒グラフである。 Ｃ／Ｄロードセット結果を示す図である。 Ｃ／Ｄロードセット結果を示すグラフである。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 車速に対する走行抵抗の計算結果を示す表である。 空気触媒試験結果のデータ表である。 １０．１５モードでの空気触媒効果確認の棒グラフである。 一定速モードでの空気触媒効果確認の棒グラフである。 Ｃ／Ｄロードセット結果の測定データを示す表である。 Ｃ／Ｄロードセット結果を示すグラフである。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 １０．１５モードＮ＝１の場合の空気触媒装置有無での空燃比比較の測定データを示すグラフである。 １０．１５モードＮ＝２の場合の空気触媒装置有無での空燃比比較の測定データを示すグラフである。 車速６０ｋｍ／ｈの場合の空気触媒装置有無での空燃比比較の測定データを示すグラフである。 車速４０ｋｍ／ｈの場合の空気触媒装置有無での空燃比比較の測定データを示すグラフである。 車速に対する走行抵抗の計算結果を示す表である。 空気触媒試験結果のデータ表である。 同じく空気触媒試験結果のデータ表である。 １０．１５モードでの空気触媒効果確認の棒グラフである。 Ｃ／Ｄロードセット結果の測定データを示す表である。 Ｃ／Ｄロードセット結果を示すグラフである。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。 各種の排気ガスのデータ表を示した図である。

符号の説明

Ｐ…シリンダー Ｑ…フィルター
Ｒ…燃料タンク Ｓ…波動整列器

１…静電気発生部材 ２…ネット袋体
３…網状容器

１０…エアフィルター装置 １１…エアフィルター装置
１１Ａ…外周側面 １１Ｂ…内周側面
１２…通気孔 １３…挿入孔
１４…フィルターケース

２０…エアフィルター装置 ２１…カバー

Claims (13)

1. エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させることを特徴とした吸入空気の酸化能力向上方法。
2. エンジンの吸気側における吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させ、エンジンのシリンダー内部に送ることを特徴とした吸入空気の酸化能力向上方法。
3. 吸入空気は、静電気発生部材を通過することで酸化能力が向上する請求項１または２に記載の吸入空気の酸化能力向上方法。
4. エンジンの吸入空気に静電気を発生させることにより、吸入空気の酸化能力を向上させる静電気発生部材を備えたことを特徴とする吸入空気の酸化能力向上装置。
5. 静電気発生部材は、エンジンの吸気側に備えた空気吸入ダクトやエアフィルター装置の近傍に配置されている請求項４に記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
6. 静電気発生部材は、エアフィルター装置のフィルター面に対応した大きさのネット袋体に収納されている請求項４または５に記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
7. 静電気発生部材は、エアフィルター装置のフィルターに隣接するように配置される請求項４乃至６のいずれかに記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
8. 静電気発生部材は、棒状の合成樹脂製部材を軸方向に沿って任意のピッチで螺旋状に切り込み、さらに任意の長さに切断して形成した請求項４乃至７のいずれかに記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
9. 静電気発生部材は、略扇型帯状に形成した合成樹脂製板部材を略Ｓ字型ジグザグ状に折曲し、複数回にわたって捻回折曲して全体形状が螺旋状になるように形成した請求項４乃至７のいずれかに記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
10. ネット袋体は、幅広矩形面状に形成されたエアフィルター装置のフィルター面の複数箇所に隣接するように配置されるよう、それぞれ異なる大きさに形成されている請求項６に記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
11. 静電気発生部材は、円筒形状のエアフィルター装置の中央開口部に収納されるよう、中空円柱状に枠組形成されたカートリッジタイプの網状容器の内部に収納されている請求項４または５、請求項８または９のいずれかに記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
12. 静電気発生部材は、エアフィルター装置のフィルター面に、粉末加工された酸化能力向上化部材を付設して成る請求項５に記載の吸入空気の酸化能力向上装置。
13. 静電気発生部材は、エンジンの吸気側に備えた空気吸入ダクトやエアフィルター装置それぞれの構成部材の吸入空気の通過側面に、酸化能力向上化部材を付設して成る請求項５に記載の吸入空気の酸化能力向上装置。

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