JP2010270681A - Intake device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸素濃度の高い空気をエンジンに供給するエンジンの吸気装置の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of an intake device for an engine that supplies air having a high oxygen concentration to the engine.
エンジンは、空気中の酸素で燃料を燃焼させることで動力が得られる。燃焼室の容積が一定の場合に、エンジン出力を向上させる方法として、過給器でより多くの空気を燃焼室へ送り込むことが実用化されている。又は、空気中の酸素濃度が高くなればエンジンの出力を高めることができる。
空気の酸素濃度を高くする方法として、空気を酸素濃度の高い空気と酸素濃度の低い空気とに分離する酸素富化膜を使用する技術が知られている(例えば、特許文献1(図)参照。)。
この特許文献1の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図7に示すように、エンジンの吸気装置101では、エアクリーナ102で浄化された空気が、一部矢印(1)のように過給機103から通路104に流入し、残部が矢印(2)のように直進する。空気の一部は、矢印(1)のように、過給機103から通路104を通り、バルブ105を介して酸素富化器106に送られる。送り込まれた空気は酸素富化器106で、酸素濃度の高い空気と酸素濃度の低い空気とに分離される。
The engine is powered by burning fuel with oxygen in the air. As a method for improving the engine output when the volume of the combustion chamber is constant, it has been put into practical use that more air is fed into the combustion chamber by a supercharger. Or if the oxygen concentration in air becomes high, the output of an engine can be raised.
As a method for increasing the oxygen concentration of air, a technique is known that uses an oxygen-enriched membrane that separates air into air having a high oxygen concentration and air having a low oxygen concentration (see, for example, Patent Document 1 (FIG.)). .)
The technique of this
As shown in FIG. 7, in the
酸素濃度の高い空気は、矢印(3)のように、通路107を介して再び過給機103の一次側へ送られる。一方、酸素濃度の低い空気は、矢印(4)のように、通路108から外部へ排出される。他方、矢印(3)の空気に矢印(2)の空気が混合され、矢印(5)のように、エンジン109に送られる。通常の空気に比較して、酸素濃度の高い空気がエンジン109に送られるので、エンジン109での燃焼性が向上する。
The air having a high oxygen concentration is sent again to the primary side of the
しかしながら、一旦、酸素富化器106を通過した酸素濃度の高い空気(矢印(3))の一部が、矢印(1)のように再び酸素富化器106に戻り循環するため、酸素富化の効率が悪い。
However, once a part of the air with high oxygen concentration (arrow (3)) that has passed through the
また、過給機103では送り出す空気の圧力は、それほど高められず、酸素富化器106内の酸素富化膜110の前後で圧力差が小さいので、酸素富化の処理能力が低い。酸素富化の処理能力を高めるには、酸素富化膜110の面積を広げる必要があり、酸素富化器106が大型になる。すなわち、小型で酸素富化の処理能力が高いエンジンの吸気装置が求められている。
Further, in the
本発明は、小型で酸素富化の処理能力が高いエンジンの吸気装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an intake device for an engine that is small and has a high processing capacity for oxygen enrichment.
請求項1に係る発明は、酸素濃度の高い空気をエンジンに供給するエンジンの吸気装置において、このエンジンの吸気装置は、前記エンジンの近傍に設けられ空気を圧縮する空気圧縮機と、この空気圧縮機に接続され前記圧縮された空気を取り込む耐圧容器と、この耐圧容器に収納され前記圧縮された空気を酸素濃度の高い空気と酸素濃度の低い空気とに分離する酸素富化器と、この酸素富化器に接続され分離された酸素濃度の高い空気を貯留する高濃度酸素貯留室と、からなり、前記空気圧縮機で圧縮することで前記酸素濃度の高い空気を前記エンジンの吸気管に導き、前記酸素濃度の低い空気を前記耐圧容器から掃気することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an engine intake device that supplies air having a high oxygen concentration to an engine. The engine intake device includes an air compressor that is provided near the engine and compresses air, A pressure vessel connected to a machine for taking in the compressed air, an oxygen enricher housed in the pressure vessel and separating the compressed air into air having a high oxygen concentration and air having a low oxygen concentration, and the oxygen A high-concentration oxygen storage chamber connected to the enricher and storing separated high-oxygen-concentration air, and the high-oxygen-concentration air is guided to the intake pipe of the engine by being compressed by the air compressor. The air having a low oxygen concentration is scavenged from the pressure vessel.
請求項2に係る発明は、耐圧容器から低濃度酸素誘導路を延ばし、この低濃度酸素誘導路の出口をエンジンファンカバーの吸込口に接続することにより、酸素濃度の低い空気を吸引排気させることを特徴とする。
In the invention according to
請求項1に係る発明では、エンジンの吸気装置は、酸素富化器で発生した酸素濃度の高い空気をエンジンの吸気管へ導く。
酸素濃度の高い空気を循環させることなく、その全量をエンジンの吸気管へ送るので、酸素富化の効率がよい。
加えて、エンジンの吸気装置は、空気圧縮機で高圧の空気を送り出す。酸素の密度を高くし、酸素富化器の酸素富化膜の前後で圧力差を大きくするので、酸素富化の処理能力を高くすることができる。
さらに、酸素富化の処理能力を高めても、高圧であれば酸素富化膜の面積が小さくて済むので、エンジンの吸気装置を小型にすることができる。
In the invention according to
Since all the air is sent to the intake pipe of the engine without circulating high oxygen concentration air, the efficiency of oxygen enrichment is good.
In addition, the intake device of the engine sends out high-pressure air with an air compressor. Since the oxygen density is increased and the pressure difference is increased before and after the oxygen-enriched film of the oxygen enricher, the processing capacity for oxygen enrichment can be increased.
Furthermore, even if the treatment capacity for oxygen enrichment is increased, the area of the oxygen enriched film can be reduced if the pressure is high, and the engine intake device can be made smaller.
さらに加えて、酸素濃度の高い空気を供給し、酸素濃度の低い空気の掃気するために、酸素富化器の一次側と二次側のそれぞれにポンプを配置している吸気装置に比較して、本発明では空気圧縮機だけで済むので、装置の構成を簡単にすることができる。 In addition, in comparison with an intake device that supplies high oxygen concentration air and scavenges low oxygen concentration air, a pump is provided on each of the primary and secondary sides of the oxygen enricher. In the present invention, since only an air compressor is required, the configuration of the apparatus can be simplified.
請求項2に係る発明では、耐圧容器から低濃度酸素誘導路を延ばし、この低濃度酸素誘導路の出口をエンジンファンカバーの吸込口に接続することにより、酸素濃度の低い空気を吸引排気させるようにした。酸素濃度の低い空気を耐圧容器から速やかに排出し、新たな空気を耐圧容器へ送り込むことができるため、酸素富化の効率をより一層向上させることができる。
In the invention according to
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示されるように、エンジン10は、ベース11と、このベース11の上に設けられているエンジン本体12と、このエンジン本体12の上部に設けられている燃料タンク13と、吸入された空気から異物を除去するエアクリーナ14と、吸入された空気をエンジン本体11に導く吸気管15と、エンジン本体11に供給する空気に燃料を気化して混合するキャブレータ16と、エンジン本体11から排出される排気の騒音を低減させるマフラー17と、エンジン本体11を冷却する冷却風の取入口となるエンジンファンカバー18と、エンジン10を始動させるリコイルスタータ19と、吸気管15に酸素濃度の高い空気を送るエンジンの吸気装置20(詳細後述)と、からなる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
次にエンジンの吸気装置20について説明する。
図2に示されるように、エンジンの吸気装置20は、エンジン10の近傍に設けられ空気を圧縮する空気圧縮機21と、この空気圧縮機21に接続され圧縮された空気を導く圧縮空気誘導管22と、この圧縮空気誘導管22に接続され圧縮された空気を取り込む耐圧容器23と、この耐圧容器23に収納され圧縮された空気を酸素濃度の高い空気と酸素濃度の低い空気とに分離する酸素富化器24と、この酸素富化器24に接続され分離された酸素濃度の高い空気を貯留する高濃度酸素貯留室25と、この高濃度酸素貯留室25に接続され酸素濃度の高い空気を吸気管(図1、符号15)に導く高濃度酸素管26とからなる。
Next, the
As shown in FIG. 2, an
エンジン本体12の駆動軸27に設けられている駆動プーリ31に掛けたベルト又はチェーンを介して従動プーリ32を回転させ、空気圧縮機21を作動させる。空気を空気圧縮機21で圧縮することで酸素濃度の高い空気をエンジン10の吸気管15に導き、酸素濃度の低い空気を耐圧容器23から掃気する。
The driven
また、耐圧容器23から低濃度酸素誘導路33を延ばし、この低濃度酸素誘導路33の出口34をエンジンファンカバー18の吸込口35に接続することにより、酸素濃度の低い空気を吸引排気させる。
Further, the low-concentration
酸素富化器24は、酸素を窒素より速く通過させる酸素富化膜(詳細後述)と、この酸素富化膜を通過した酸素濃度の高い空気を高濃度酸素貯留室25に誘導する高濃度酸素誘導路36とを備えている。
なお、符号37は外気を空気圧縮機21に取入れる空気取入口である。
The oxygen enricher 24 is an oxygen enriched film (described later in detail) that allows oxygen to pass faster than nitrogen, and high-concentration oxygen that guides the oxygen-rich air that has passed through the oxygen-enriched film to the high-concentration
次に酸素富化膜の原理を説明する。
図3に示されるように、酸素富化膜38を境にして、図左側の空気を圧縮して高圧にし、図右側を低圧にする。酸素富化膜38を境にして圧力差を設けると、空気の一部が酸素富化膜38を通過し高圧側から低圧側へ移動する。
Next, the principle of the oxygen-enriched film will be described.
As shown in FIG. 3, the air on the left side of the figure is compressed to a high pressure and the right side of the figure is set to a low pressure with the oxygen-enriched
図左側の圧縮された空気41の成分構成は、おおよそ窒素79%、酸素21%である。この圧縮された空気41が酸素富化膜38を通過するとき、酸素が窒素より速く通過する。酸素富化膜38を通過した酸素濃度の高い空気42の成分構成は、おおよそ窒素70%、酸素30%となる。
The component composition of the
一方、酸素富化膜38を通過しなかった残りの空気は、酸素富化膜38の表面を流れる。そして、多量の窒素と、少量の酸素とで構成される酸素濃度の低い空気43、43になる。
なお、実施例では、高圧側と低圧側の圧力差を約60kPaとしたが、50kPa、70kPa等、圧力差があれば他の値であっても差し支えない。また、酸素富化膜38は、材質がシリコンの薄い膜であることが好ましいが、酸素を富化する材質であれば、他の材質であっても差し支えない。
On the other hand, the remaining air that has not passed through the oxygen-enriched
In the embodiment, the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side is about 60 kPa, but other values may be used as long as there is a pressure difference such as 50 kPa or 70 kPa. The oxygen-enriched
次に酸素富化器24の基本原理について説明する。
図4(a)に示されるように、圧縮された空気を、圧縮空気誘導管22から耐圧容器23に入れると、酸素富化器24の外側が高圧になる。圧縮された空気41は、低圧側である酸素富化器24の内側へ移動しようとし、酸素富化膜38を通過する。
Next, the basic principle of the
As shown in FIG. 4A, when compressed air is put into the
すると、(b)に示すように、酸素富化膜38を通過した酸素濃度の高い空気42は、高濃度酸素誘導路36を介して高濃度酸素貯留室25に入り、高濃度酸素管26に送られる。
一方、酸素富化膜38を通過しない酸素濃度の低い空気43は、酸素富化膜38の表面上を流れ、低濃度酸素誘導路33から掃気される。
Then, as shown in (b), the high-
On the other hand, the low-
なお、説明の便宜上、酸素富化器24は、酸素富化膜38で囲んだチャンバー44を1個にしたが、このチャンバー44を複数個重ねても差し支えない。チャンバー44を複数個重ねることにより、酸素富化膜38の面積が広くなり、酸素富化の効率を向上させることができる。
For convenience of explanation, the
以上の述べたエンジンの吸気装置20の作用を次に述べる。
図5において、圧縮された空気は、矢印(5)のように、空気圧縮機21から耐圧容器23へ送られる。圧縮された空気は、矢印(6)のように、酸素富化器24を通る。酸素濃度の高い空気は、矢印(7)のように、高濃度酸素貯留室25に送られ、高濃度酸素管26を介してエンジン10の吸気管(図1、符号15)に供給される。
The operation of the
In FIG. 5, the compressed air is sent from the
一方、酸素濃度の低い空気は、矢印(9)のように、酸素富化器24を通り耐圧容器23から出される。耐圧容器23から出された酸素濃度の低い空気は、矢印(10)のように、低濃度酸素誘導路33を通り、矢印(11)のように、エンジンファンカバー18に導き吸引される。
On the other hand, the air having a low oxygen concentration passes through the
次に本発明に係るエンジンの吸気装置の効果を説明する。
図6において、(a)の比較例に係るエンジンの吸気装置120は、空気を送るポンプ121と、酸素富化器122と、この酸素富化器122を収納する収納ケース123と、を備えている。
Next, the effect of the engine intake device according to the present invention will be described.
In FIG. 6, the
ポンプ121から送り出された空気は、矢印(12)のように、収納ケース123に入る。酸素富化器122の酸素富化膜124を通過した酸素濃度の高い空気は、矢印(13)のように、エンジン125の吸気管126に送られる。
一方、酸素富化膜124を通過しない酸素濃度の低い空気は、矢印(14)のように、収納ケース123の出口から排出される。
The air sent out from the
On the other hand, the low oxygen concentration air that does not pass through the oxygen-enriched
比較例に係るエンジンの吸気装置120において、空気が酸素富化膜124を通過することで、ある程度酸素濃度の高い空気をエンジン125に供給することができる。
しかしながら、ポンプ121では、空気を送り出すだけであるので、酸素富化膜124の外側と内側の圧力差が小さい。大量の酸素濃度の高い空気をエンジン125に送るためには、酸素富化膜124の面積を大きくしなければならない。結果、エンジンの吸気装置120は大型になる。
In the
However, since the
(b)の実施例に係るエンジンの吸気装置20では、矢印(15)のように、空気圧縮機21で圧縮された空気を送り出す。酸素富化膜38の外側と内側の圧力差が大きくなり、高密度になった空気中の酸素は、酸素富化膜38を通過し易くなる。酸素濃度の高い空気は、矢印(16)のように、エンジンに供給される。
In the
一方、酸素富化膜38を通過しない酸素濃度の低い空気は、矢印(17)のように、耐圧容器23から排出される。耐圧容器23内は高圧であるため、酸素濃度の低い空気は外部へ排出されやすい。空気圧縮機21から新しい空気を送り込み易くなるので、酸素富化の効率が向上する。
また、空気圧縮機21から高圧の空気が送られてきても、耐圧容器23であれば、高圧を保つことができる。
以上により、エンジンの吸気装置20を小型にすることができる。
On the other hand, air with a low oxygen concentration that does not pass through the oxygen-enriched
Even if high-pressure air is sent from the
As described above, the
尚、本発明に係るエンジンの吸気装置は、汎用エンジンに適用したが、自動車、特殊車両のエンジンにも適用でき、他のエンジンに使用しても差し支えない。 Although the engine intake device according to the present invention is applied to a general-purpose engine, it can be applied to an engine of an automobile or a special vehicle, and may be used for another engine.
本発明に係るエンジンの吸気装置は、汎用エンジンに好適である。 The engine intake device according to the present invention is suitable for a general-purpose engine.
10…エンジン、15…吸気管、18…エンジンファンカバー、20…エンジンの吸気装置、21…空気圧縮機、23…耐圧容器、24…酸素富化器、25…高濃度酸素貯留室、33…低濃度酸素誘導路、34…低濃度酸素誘導路の出口、35…ファンカバーの吸込口、36…高濃度酸素誘導路、38…酸素富化膜、41…圧縮された空気、42…酸素濃度の高い空気、43…酸素濃度の低い空気。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
このエンジンの吸気装置は、前記エンジンの近傍に設けられ空気を圧縮する空気圧縮機と、この空気圧縮機に接続され前記圧縮された空気を取り込む耐圧容器と、この耐圧容器に収納され前記圧縮された空気を酸素濃度の高い空気と酸素濃度の低い空気とに分離する酸素富化器と、この酸素富化器に接続され分離された酸素濃度の高い空気を貯留する高濃度酸素貯留室と、からなり、
前記空気圧縮機で圧縮することで前記酸素濃度の高い空気を前記エンジンの吸気管に導き、前記酸素濃度の低い空気を前記耐圧容器から掃気することを特徴とするエンジンの吸気装置。 In the engine intake system that supplies air with high oxygen concentration to the engine,
The engine intake system includes an air compressor provided near the engine for compressing air, a pressure vessel connected to the air compressor for taking in the compressed air, and housed in the pressure vessel and compressed. An oxygen enricher that separates the separated air into air having a high oxygen concentration and air having a low oxygen concentration, a high concentration oxygen storage chamber that is connected to the oxygen enricher and stores the separated air having a high oxygen concentration, Consists of
An air intake apparatus for an engine, wherein the air having a high oxygen concentration is guided to an intake pipe of the engine by being compressed by the air compressor, and the air having a low oxygen concentration is scavenged from the pressure vessel.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010281260A (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Honda Motor Co Ltd | General purpose engine |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6011667A (en) * | 1983-07-01 | 1985-01-21 | Nippon Soken Inc | Oxygen rich air feeder |
JPS6318177A (en) * | 1986-07-11 | 1988-01-26 | Isuzu Motors Ltd | Suction system for internal combustion engine |
JPS6336020Y2 (en) * | 1982-08-20 | 1988-09-26 | ||
JPH01114964U (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-02 | ||
JPH01131864U (en) * | 1988-03-04 | 1989-09-07 | ||
JPH0295765A (en) * | 1988-09-29 | 1990-04-06 | Suzuki Motor Co Ltd | Oxygen enriching air device for internal combustion engine |
JPH03151512A (en) * | 1989-11-09 | 1991-06-27 | Mitsubishi Motors Corp | Intake device for engine |
-
2009
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6336020Y2 (en) * | 1982-08-20 | 1988-09-26 | ||
JPS6011667A (en) * | 1983-07-01 | 1985-01-21 | Nippon Soken Inc | Oxygen rich air feeder |
JPS6318177A (en) * | 1986-07-11 | 1988-01-26 | Isuzu Motors Ltd | Suction system for internal combustion engine |
JPH01114964U (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-02 | ||
JPH01131864U (en) * | 1988-03-04 | 1989-09-07 | ||
JPH0295765A (en) * | 1988-09-29 | 1990-04-06 | Suzuki Motor Co Ltd | Oxygen enriching air device for internal combustion engine |
JPH03151512A (en) * | 1989-11-09 | 1991-06-27 | Mitsubishi Motors Corp | Intake device for engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010281260A (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Honda Motor Co Ltd | General purpose engine |
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