JPH08218956A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPH08218956A
JPH08218956A JP7026393A JP2639395A JPH08218956A JP H08218956 A JPH08218956 A JP H08218956A JP 7026393 A JP7026393 A JP 7026393A JP 2639395 A JP2639395 A JP 2639395A JP H08218956 A JPH08218956 A JP H08218956A
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JP
Japan
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intake
internal combustion
combustion engine
intake system
disintegrating
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JP7026393A
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Masayuki Takebe
正幸 武部
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08Thermoplastics
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気点火式内燃機関、圧縮点火式内燃機関、
または、2サイクルの内燃機関にも使用でき、簡単な構
成で、従来の内燃機関の吸気系統に付加するだけで燃料
消費量の低減が可能な吸気装置を提供する。 【構成】 エアクリーナから燃焼室に至る内燃機関の吸
気経路に、放射性同位元素、特にα粒子を放出するα崩
壊性の放射性同位元素を含む物質により構成された部材
を装着するか、もしくは、吸気経路を構成する部品の少
なくともひとつを、α崩壊性の放射性同位元素を含む物
質により構成することにより、吸入空気にα粒子を照射
するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気装置
に関するもので、より具体的には内燃機関の吸気の改質
により燃料消費量の低減及び排気ガスの浄化を図るもの
である。
【0002】
【従来の技術】図5は、一般的な電気点火式内燃機関の
吸気系統の一例を示す概略構成図である。図において、
1は内燃機関で、その吸気はエアクリーナ2のエレメン
ト3、吸気管4、スロットルボディ5、インテークマニ
ホルド6、吸気バルブ7を経て内燃機関1のシリンダ及
びシリンダヘッドよりなる燃焼室に入り、燃焼ガスは排
気バルブ8を経て排気管9へ排出される。10は吸気管4
に設けられ吸入空気量を測定するエアフローセンサ、11
は吸気温度を測定する吸気温センサ、12はスロットルボ
ディ5に設けられたスロットルバルブ、13はスロットル
バルブ12の開度を検出するスロットル開度センサ、14は
インテークマニホルド6に設けられた燃料噴射弁、15は
実質的には内燃機関1のカム軸に装着されクランク角及
び回転速度を測定する回転角センサ、16は排気管9に設
けられ排気中の酸素濃度を検出するO2 センサ、17は内
燃機関1の冷却水温度を検出する温度センサ、18はこれ
らの各センサの信号入力を受け、燃料噴射弁14の燃料噴
射量を演算する制御装置である。
【0003】このように構成された吸気系統では、内燃
機関及び外気の条件、即ち、吸気温度、内燃機関の温
度、内燃機関の負荷の状態、内燃機関の回転速度、排気
ガス中の酸素濃度等により、制御装置18が内燃機関の吸
入空気量に対する燃料供給量を演算し、燃料噴射弁14を
駆動して運転条件に対応した適性量の燃料を供給し、内
燃機関の安定した回転や適正な加速性等が得られるよう
にし、排気ガスの制御等が行はれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一方内燃機関では燃料
消費量の低減方策が種々検討されてきた。上記の吸入空
気量に対する燃料供給量つまり混合比は、理論上は重量
比14.7:1が最適であるが、燃費改善のため、現在では
理論値より空気量を多くする希薄混合化が通常となり、
希薄混合でも安定した燃焼が得られる手段が各種製品化
されている。これらは燃焼室内での混合比を部分的にリ
ッチにする等の手法であるが、そのためには内燃機関の
構成を複雑化せざるを得ず、当然製造コストも嵩むもの
であり、気化器を使用する小型内燃機関や2サイクルの
内燃機関には実施しがたいものであった。また、放射線
等を使用して燃料や空気をイオン化し、燃焼し易い状態
を作りあげて燃料消費量を改善する手法も提案されてい
るが、排気ガスに含まれる不燃ガスの一部が改善される
とは考えられるが大きな効果は期待できないものであっ
た。
【0005】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたものであって、その目的とするところ
は、上記のような燃料噴射装置や気化器を持つ電気点火
式内燃機関ばかりでなく、圧縮点火式内燃機関及び2サ
イクルの内燃機関にも使用でき、簡単な構成で、従来の
内燃機関の吸気系統に付加するだけで燃料消費量の低減
が可能な装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の吸気装置は、エアクリーナから燃焼室に至る吸気経路
に、放射性同位元素、特にα粒子を放出するα崩壊性の
放射性同位元素を含む物質よりなる部材を装着するよう
にしたものである。或いは、吸気経路の少なくとも一部
をα崩壊性の放射性同位元素を含む物質よりなる部材で
構成するようにしたものである。
【0007】α崩壊性の放射性同位元素を含む鉱石をフ
ィラーとする合成樹脂、もしくはα崩壊性の放射性同位
元素を含むセラミック、もしくはα崩壊性の放射性同位
元素を封入したものよりなる部材を、吸気経路の一部に
装着するようにしたものである。或いはこれらの部材で
吸気経路の一部を構成するようにしたものである。
【0008】α崩壊性の放射性同位元素を含む鉱石の粉
体を、軟質の合成樹脂シート等を基材としてシート状に
した部材で、吸気経路の一部、例えばエアクリーナ等を
覆うようにしたものである。或いは、この部材で吸気経
路の一部の部品を構成するようにしたものである。
【0009】または、α崩壊性の放射性同位元素を含む
鉱石の粒体をフィルタ状に形成し、エアクリーナ内等に
取り付け、粒体間を吸入空気が通過するようにしたもの
である。また、吸気経路の少なくとも一部をα崩壊性の
放射性同位元素の粉体を含む塗料にて塗布するようにし
たものである。
【0010】
【作用】上記のように構成された内燃機関の吸気装置に
おいては、吸入空気がエアクリーナから吸気管等を通っ
てシリンダーの燃焼室に入り燃焼するまでの間に、α崩
壊性放射性同位元素の近辺を通過する部分が構成され、
吸入空気がα粒子の照射を受ける。空気には約21%の酸
素と約78%の窒素が含まれているが、良く知られている
ように、原子量14の窒素原子にα粒子が照射されると原
子量17の酸素原子と原子量1の水素原子に分裂変換され
る。この発明による内燃機関の吸気装置では、吸入空気
が吸気系統を通過する間に、上記変換により、吸入空気
中の窒素の一部が酸素と水素に変換され、酸素含有率が
増加して燃焼室に供給される。このためこの発明によれ
ば、内燃機関の着火性と燃焼効率が改善され、排気ガス
中の炭化水素及び一酸化炭素が減少すると同時に内燃機
関の出力増、即ち、燃料消費量の低減が可能になるもの
である。また、この作用は電気点火方式の内燃機関に特
有のものではなく、圧縮点火方式の内燃機関においても
同様である。
【0011】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の一実施例である内燃機関の
吸気装置の構成を示すもので、図において、1〜18は上
記従来装置と同様の構成としたものであり、同一符号を
付している。この実施例は、α崩壊性の放射性同位元素
を含む部材19を従来の吸気系統に装着するようにしたも
ので、図1ではエアクリーナ2に装着したものを示して
いる。装着位置はこの図に限らず、吸気系統のどの部分
でも効果は変わらないし、複数カ所に装着してもよい。
【0012】α崩壊性の放射性同位元素を含む部材19
は、ラジュウム226 等自然放射性元素を含む鉱石でも人
工的な放射性同位元素でもよいが、その半減期が内燃機
関の寿命より長いものが効果的である。また、放射線の
強さは被爆量が問題になるほどの強さは必要でなく、自
然放射性元素を含む鉱石程度の放射線量でも効果を発揮
する。従って、入手が容易な自然放射性元素を含む鉱石
を使用するのが効果的である。
【0013】図1の実施例では、α崩壊性の放射性同位
元素を含む部材19は、例えば、自然放射性元素を含む鉱
石の粉体を軟質の合成樹脂シートを基材としてシート状
に形成したもの、自然放射性元素を含む鉱石の粒体もし
くは粉体をフィラーとして合成樹脂により成型したも
の、自然放射性元素を含む鉱石の粉体を使用してセラミ
ックにしたもの、或いは自然放射性元素を含む鉱石の粒
体または粉体を容器状の部材に封入したものが使用でき
る。
【0014】実施例2.図2は、α崩壊性の放射性同位
元素を含む部材19を、吸気管4の内部に装着した例を示
すものである。この実施例でもα崩壊性の放射性同位元
素を含む部材19は実施例1と同様に構成された部材を使
用することができる。
【0015】実施例3.図3は、α崩壊性の放射性同位
元素を含む部材19を吸気系統のひとつの部品として構成
した例を示すもので、図3の例ではエアクリーナのエレ
メント自体を構成させたものである。この例において
は、前記自然放射性元素を含む鉱石の粒体を通気性の紙
材等で包み込んだものが適しており、このフィルタは本
来のエレメント3とは別構成にすることもできる。
【0016】実施例4.図4は、前記のα崩壊性の放射
性同位元素を含む鉱石の粉体をシート状に形成した部材
19で、エアクリナ2を外部から覆うようにした実施例で
ある。この実施例では既存の吸気系統自体に手を加える
ことなく、本発明が適用できるものである。
【0017】以上に実施例を示したが、この発明は、上
記の実施例には限定されず、特許請求の範囲にあるよう
に、吸気系に装着する部材、または、吸気系を構成する
部品の少なくとも一部が、α崩壊性の放射性同位元素を
含む部材により構成されておれば同様の効果を奏するも
のである。例えば、吸気管4自体を前記の合成樹脂化し
た放射性同位元素により構成する方法、または、α崩壊
性同位元素の粉体を混入または基材とした塗料により吸
気系統の部品の内部を塗装する等、種々の手法が取れる
ことはいうまでもない。また、実施例を示す図は4サイ
クルの内燃機関の略図としたが、2サイクルの内燃機関
でも同様の効果があり、この場合の吸気系統はクランク
ケース及び掃気管を含むのは当然である。
【0018】
【発明の効果】本発明による内燃機関の吸気装置によれ
ば、以上に説明した通り、内燃機関の吸気にα粒子を照
射するようにしたので、吸気中の窒素の一部が酸素及び
水素に変換され、吸気中の酸素濃度が増加する結果、燃
焼室内での着火性と燃焼性がよくなり、内燃機関の出力
増加、ひいては燃料消費量の低減が可能になるほか、排
気ガス中の炭化水素及び一酸化炭素が減少し、更に窒素
酸化物も減少する等の効果を有し、また、着火性の改善
はアルコール等の代替燃料の使用をも可能にするもので
あることが実験的に確認されている。
【0019】また、本発明による内燃機関の吸気装置に
よれば、燃料消費量の低減のための内燃機関の構造変更
も不必要であるか、わずかの変更ですみ、簡単な構造
で、僅かの費用で効果が得られるものである。更に従来
例で示した希薄燃焼方式に本発明を適用しても、吸気中
の酸素濃度の増加は着火性の向上と、さらなる燃費の向
上につながるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1の内燃機関の吸気装置を
示す構成図である。
【図2】 この発明の実施例2の内燃機関の吸気装置を
示す構成図である。
【図3】 この発明の実施例3の内燃機関の吸気装置を
示す構成図である。
【図4】 この発明の実施例4の内燃機関の吸気装置を
示す構成図である。
【図5】 従来の一般的な内燃機関の吸気装置を示す概
略構成図である。
【符号の説明】
1 内燃機関、2 エアクリーナ、3 エレメント、4
吸気管、5 スロットルボディ、6 インテークマニ
ホルド、12 スロットルバルブ 19 α崩壊性の放射性同位元素を含む部材。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エアクリーナ、吸気管、スロットルボデ
    ーもしくは気化器、インテークマニホルド等により構成
    される吸気系統、シリンダ及びシリンダヘッド等により
    構成される燃焼室を有する内燃機関の吸気装置におい
    て、これらの吸気系統もしくは燃焼室を構成する部品の
    少なくとも一部に、α崩壊性の放射性同位元素を含む物
    質よりなる部材を装着したことを特徴とする内燃機関の
    吸気装置。
  2. 【請求項2】 エアクリーナ、吸気管、スロットルボデ
    ーもしくは気化器、インテークマニホルド等により構成
    される吸気系統、シリンダ及びシリンダヘッド等により
    構成される燃焼室を有する内燃機関の吸気装置におい
    て、これらの吸気系統もしくは燃焼室を構成する部品の
    少なくとも一部を、α崩壊性の放射性同位元素を含む物
    質により構成したことを特徴とする内燃機関の吸気装
    置。
  3. 【請求項3】 吸気系統もしくは燃焼室を構成する部品
    の一部に装着される部材、もしくは部品の一部を構成す
    る物質が、α崩壊性の放射性同位元素を含む物質の粉体
    もしくは粒体をフィラーとする合成樹脂成型材であるこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2記載の内燃機関
    の吸気装置。
  4. 【請求項4】 吸気系統もしくは燃焼室を構成する部品
    の一部に装着される部材、もしくは部品の一部を構成す
    る物質が、α崩壊性の放射性同位元素を含む物質の粉体
    を使用したセラミック材であることを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の内燃機関の吸気装置。
  5. 【請求項5】 吸気系統を構成する部品の一部に装着さ
    れる部材、もしくは部品の一部を構成する物質が、軟質
    の合成樹脂シート等を基材として形成された、シート状
    のα崩壊性放射性同位元素を含む物質であることを特徴
    とする請求項1または請求項2記載の内燃機関の吸気装
    置。
  6. 【請求項6】 吸気系統を構成する部品の一部に装着さ
    れる部材、もしくは部品の一部を構成する物質が、α崩
    壊性の放射性同位元素を含む物質の粒体を、通気性の紙
    材等により封入したものをフィルタ状とし、前記粒体間
    を吸入空気が通過するように構成したものであることを
    特徴とする請求項1または請求項2記載の内燃機関の吸
    気装置。
  7. 【請求項7】 α崩壊性の放射性同位元素を含む物質の
    粉体を混入した、または基材とした塗料を、吸気系統も
    しくは燃焼室を構成する部品の一部に塗布したことを特
    徴とする請求項1または請求項2記載の内燃機関の吸気
    装置。
  8. 【請求項8】 吸気系統を構成する部品の一部に装着さ
    れる部材、もしくは部品の一部を構成する物質が、α崩
    壊性の放射性同位元素を含む物質の粒体または粉体を封
    入したものであることを特徴とする請求項1または請求
    項2記載の内燃機関の吸気装置。
JP7026393A 1995-02-15 1995-02-15 内燃機関の吸気装置 Pending JPH08218956A (ja)

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Cited By (4)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040628

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02