JPH10252582A - 燃焼補助部材 - Google Patents

燃焼補助部材

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JPH10252582A
JPH10252582A JP6124597A JP6124597A JPH10252582A JP H10252582 A JPH10252582 A JP H10252582A JP 6124597 A JP6124597 A JP 6124597A JP 6124597 A JP6124597 A JP 6124597A JP H10252582 A JPH10252582 A JP H10252582A
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combustion
tuff
air
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air cleaner
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JP6124597A
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Yoshio Nakano
喜雄 中野
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/02Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts

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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価であり、酸素の活性化能力に優れた燃焼
補助部材を提供する。 【解決手段】 燃焼装置の燃焼空気吸入部に配置される
部材であって、空気を通過し得る開口を備える基材3表
面に凝灰岩を含む粉末4を付着させてなることを特徴と
する燃焼補助部材。前記燃焼補助部材は、燃焼装置に使
用されるエアークリーナの濾材間に配設してもよい。ま
た、燃焼装置に使用されるエアークリーナの濾材表面
に、凝灰岩を含む粉末を付着させてなることを特徴とす
る燃焼補助部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の内燃機
関やボイラー等の燃焼装置の燃焼効率を高めるために使
用される燃焼補助部材に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車のエンジンやボイラーのように、
可燃物質と空気(酸素)とを混合して燃焼させる装置に
おいては、従来より可燃物質の節約を目的として、また
自動車においては更に出力の向上や排気ガスの低減等を
目的として、燃焼効率を高めるための種々の方法や部材
が提案、実用化されている。
【0003】そのような技術の一つに燃焼用空気を活性
化する技術があり、燃焼空気に磁場や電磁波等を作用さ
せる方式や触媒を用いる方式が代表的である。磁場を作
用させる方式では、永久磁石からなる板材や棒材、ある
いは磁性粉末を適当な樹脂に含有させてシートやテープ
に成形した磁化部材をエアクリーナや給気ダクトに取付
け、燃焼空気がこれらの部材を通過する際に磁化される
ことを利用するものである。また、磁化部材として電磁
石が用いられることもある。電磁波を作用させる方式
は、燃焼空気に紫外線等を照射して酸素をイオン化する
ものである。また、触媒を用いる方式では、酸素をイオ
ン化させる物質を担持した部材をエアクリーナの給気口
に取り付けたり、同物質を濾材表面に付着したり、濾材
間に配置して燃焼空気と接触させるものである。
【0004】上記した燃焼空気の活性化技術は、比較的
簡単な構成で、安価な装置や部材を追加するだけで実施
可能であり、また設置も簡便に行うことができることか
ら普及しつつある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】磁場を作用させる方式
において、酸素の磁化をより効果的に行うためには、磁
化部材に使用する磁石や磁気材料はより高い磁気エネル
ギー(磁束密度や保磁力)を有する方が有利である。し
かしながら、自動車のエンジンルームにはエンジン制御
のための各種の電子部品や電気部品が収納されており、
磁化部材がこれらの部品に磁気的作用を及ぼす可能性が
あることから、磁石や磁性材料の磁気エネルギーには限
度があり、酸素の活性化の更なる向上は期待できない。
また、同様の理由から、磁化部材は、電子部品や電気部
品から離間して配置される方が好ましく、エアクリーナ
や給気ダクトの配置によっては、磁化部材を設置できな
い場合も出てくる。
【0006】一方、電磁波を作用させる方式は、磁化部
材や触媒を用いる方式に比べると、装置構成が複雑で、
高価であり、また電磁波を発生させるための稼働コスト
(電力)も必要である。
【0007】また、触媒を用いる方式は、磁気的影響も
なく、構成も単純であることから、上記した他の方式に
比べて有利な点を備えるものの、活性化性能が高い触媒
ほど高価である傾向にあり、安価で、活性化能力に優れ
たものが望まれている。
【0008】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、自動車の内燃機関やボイラー等の燃焼装
置の燃焼効率を高めるための部材であって、安価であ
り、酸素の活性化能力に優れた燃焼補助部材を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明
の、(1)燃焼装置の燃焼空気吸入部に配置される部材
であって、空気を通過し得る開口を備える基材の表面
に、凝灰岩を含む粉末を付着させてなることを特徴とす
る燃焼補助部材、(2)上記(1)に記載の燃焼補助部
材を、燃焼装置に使用されるエアークリーナの濾材間に
配設してなることを特徴とする燃焼補助部材、及び、
(3)燃焼装置に使用されるエアークリーナの濾材表面
に、凝灰岩を含む粉末を付着させてなることを特徴とす
る燃焼補助部材により達成される。(4)前記凝灰岩を
含む粉末が、石英、方解石、斜長石、カリ長石、モンモ
リロナイト及び角閃石群を含有する火山灰と、凝灰岩と
の中間鉱物からなることを特徴とする上記(1)乃至
(3)の何れか1項に記載の燃焼補助部材。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の燃焼補助部材に関
して図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の
燃焼補助部材の第1の実施形態を模式的に示す図(部分
拡大図)である。図示されるように、燃焼補助部材1
は、空気を通過し得る開口2を多数備える基材3の表面
に凝灰岩を含む粉末4を付着して形成される。
【0011】基材3は、空気を通過し得る開口2を備え
るものであれば、その材質を含めて構成上の制限はな
い。例えば、天然繊維や合成樹脂繊維、金属からなるネ
ット、あるいは前記物質からなるシートに多数の細孔を
穿設したものを好適に使用できる。また、これらを所定
枚数積ね合わせた積層体でもよい。また、開口2の形状
や大きさも特に制限されるものではない。
【0012】粉末4は、凝灰岩の粒子もしくは凝灰岩と
他の鉱物とで形成される中間鉱物の粒子である。凝灰岩
は、周知のように、火山灰からなる火山砕屑岩の一種で
あり、形態(一般的に粒径)により火山礫凝灰岩、火山
角礫岩及び凝灰集塊岩に、また構成成分として火山ガラ
スを多く含むものをガラス質凝灰岩、結晶の破片を多く
含むものを結晶質凝灰岩、岩片を多く含むものを石質凝
灰岩に分類、呼称されるが、本発明においてはこれら何
れの形態の凝灰岩も使用できる。また、他の鉱物との中
間鉱物の形態を採ることが多く、本発明においてはこれ
ら中間鉱物も使用可能である。この中間鉱物は、当然の
ことながら採取される地層(採掘現場)により凝灰岩の
含有率及び他の鉱物種が異なり、それにより本発明の効
果に多少の差が認められるものの、凝灰岩を含む中間鉱
物であれば概ね使用可能である。尚、石英、方解石、斜
長石、カリ長石、モンモリロナイト及び角閃石群を含有
する火山灰と凝灰岩との中間鉱物は、後述される試験に
おいて特に好ましい結果が得られている。
【0013】粉末4の粒径は小さいほど表面積が大きく
なり、有利であるが、特に好ましい範囲というものはな
く、例えば平均粒径で数十μm〜数百μmの範囲であ
る。また、凝灰岩もしくはその中間鉱物は、焼成等の他
の処理を施すことなく、単に粉砕して粉末としたものを
用いることができ、製造コストの面で有利である。
【0014】本発明は、凝灰岩が従来品以上に優れた酸
素活性化能力を有することを見い出し、この知見に基づ
くものである。従って、粉末4は凝灰岩もしくはその中
間鉱物からなることが最も好ましい態様であるが、例え
ば燃焼補助部材1の全体としての機械的強度を増すため
の増強材粒子等を、必要に応じて、かつ酸素活性化の妨
げにならない範囲で配合してもよい。
【0015】基材3の表面に粉末4を付着させるために
は接着剤を用いる。使用する接着剤は特に制限されるも
のではなく、粉末4と基材3の材質との組み合わせに応
じて適宜選択される。また、基材3が金属製の場合は焼
結により粉末4を付着させることもできる。
【0016】本発明の燃焼補助部材1は上記の如く構成
されるが、例えば機械的強度を増すために、基材3に補
強用の物質をコーティングし、その上に接着剤を塗布し
てもよい。また、基材3が金属製の場合は、防錆剤をコ
ーティングした上に接着剤を塗布することも好ましい態
様である。
【0017】上記燃焼補助部材1は、例えば図2に示さ
れるように、自動車のエアークリーナ10の外気側表面
10aに付設して使用される。エアークリーナボックス
11に導入された空気Aは、先ず燃焼補助部材1と接触
し、その際凝灰岩の作用により空気中の酸素が活性化さ
れ、次いでエアークリーナ10により清浄化されてエン
ジン12へと送られる。エンジン12内では、活性化さ
れた酸素と燃料油とが燃焼するため、従来のように単に
清浄化されただけの空気と燃料油との燃焼に比べて燃焼
効率が向上し、その結果出力の上昇、燃費の節減、一酸
化炭素や未燃焼の炭化水素成分、窒素酸化物等の排気ガ
ス中の有害成分の低減等の効果が得られる。上記の効果
は、燃料の違いに係わらず、即ちガソリンや軽油、ある
いは液化ガスを燃料とする自動車に共通して得られる。
また、上記の効果は駆動伝達機構の違いに係わらず得ら
れるが、特にオートマチック車において顕著であり、具
体的にはシフトアップ速度が高速側にシフトし、かつト
ルクが上昇する現象等が現れる。
【0018】本発明の燃焼補助部材1は、図2に示され
る如くエアークリーナ表面10aに付設される他、エア
ークリーナ10の濾材間に配置して、エアークリーナ1
0と一体化してもよい。その場合、図示は省略するが、
燃焼補助部材1は、エアクリーナ10を構成する、折り
畳まれたり、積層されたりしている濾材と濾材との間に
挟み込むように配置される。
【0019】また、本発明の燃焼補助部材1は、基材3
を省略して、エアークリーナ10の濾材表面に凝灰岩を
含む粉末4を直接付着して、エアークリーナ10自体を
燃焼補助部材とすることも可能である。
【0020】以下に出力試験、排ガス試験及び燃費試験
の結果を挙げて、本発明の燃焼補助部材の有用性を明確
にする。
【0021】〔出力試験〕樹脂製ネット(70mm×1
00mm)に、採取し粉砕しただけの凝灰岩含有粉末を
付着して、図1に示すような燃焼補助部材を作製した。
使用した凝灰岩含有粉末を発光分析により元素分析した
ところ、珪酸(70.52重量%;以下同様)、石灰
(3.60)、マグネシウム(0.43)、アルミニウ
ム(12.51)、酸化鉄(5.50)、マンガン
(0.05)、ナトリウム(0.59)、カリウム
(1.47)、燐酸(0.18)、チタン(0.5
9)、銅(0.01)、亜鉛(0.01)、ニッケル
(0.0002)、コバルト(0.0004)、苦土
(0.43)、硫黄(1.95)を主成分とするもので
あった。この燃焼補助部材を2枚、平成3年型トヨタカ
ローラ1500cc(オートマチック車)のエアークリ
ーナ(純正品)に金属ワイヤーを使用して装着した。そ
して、ドイツボッシュ社製シャーシダイナモを用いて、
速度に対する出力を測定した。比較のために、同一車を
使用して、上記燃焼補助部材を装着しない場合の速度対
出力も測定した。測定結果を図3に示す。図中、実線は
燃焼補助部材を装着した場合を、破線は未装着の場合を
示すが、燃焼補助部材を装着した場合、全速度領域にお
いて出力が上昇しており、しかもシフトアップ時期(速
度)が高速側にシフトしていることが判る。
【0022】〔排ガス試験〕上記の燃焼補助部材を2
枚、1987年型メルセデスベンツ500SLのエアー
クリーナ(純正品)及び1991年型シボレーシェビー
バン5.7Lのエアークリーナ(純正品)にワイヤーを
使用して装着した。そして、日本バンザイ社製一酸化炭
素測定器を用いて、排気ガス中の一酸化炭素濃度及び炭
化水素濃度を測定した。比較のために、同一車を使用し
て、燃焼補助部材を装着しない場合の一酸化炭素濃度及
び炭化水素濃度も測定した。測定結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】何れの試験車でも、本発明の燃焼補助部材
を装着することにより、排気ガス中の一酸化炭素及び炭
化水素が大幅に低減されることが判る。
【0025】〔燃費試験〕表2に示す試験車を用いて、
それぞれのエアークリーナ(純正品)に上記燃焼補助部
材を2枚装着した場合と、未装着の場合の燃費を測定し
た。測定結果を表2に併記する(単位は「km/リットル」
である)。
【0026】
【表2】
【0027】走行条件(一般道のみ、一般道と高速道の
両方を走行)は試験車により異なるものの、何れの試験
車でも本発明の燃焼補助部材を装着することにより、燃
費が格段に向上していることが判る。
【0028】以上、本発明の燃焼補助装置に関して、自
動車に取り付ける場合を基に説明したが、自動車以外に
もボイラー等の燃焼装置の燃焼空気取入部にも勿論適用
可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃焼補助
部材を用いることにより燃焼装置の燃焼効率が格段に向
上し、燃費の節減、排気ガスの浄化、自動車においては
更に出力の上昇等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃焼補助部材を示す模式図である。
【図2】本発明の燃焼補助部材の使用形態の一例を示す
概略図である。
【図3】出力試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
1 燃焼補助部材 2 開口 3 基材 4 凝灰岩の粉末 10 エアークリーナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23L 1/00 F23L 1/00 Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼装置の燃焼空気吸入部に配置される
    部材であって、空気を通過し得る開口を備える基材の表
    面に、凝灰岩を含む粉末を付着させてなることを特徴と
    する燃焼補助部材。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の燃焼補助部材を、燃焼
    装置に使用されるエアークリーナの濾材間に配設してな
    ることを特徴とする燃焼補助部材。
  3. 【請求項3】 燃焼装置に使用されるエアークリーナの
    濾材表面に、凝灰岩を含む粉末を付着させてなることを
    特徴とする燃焼補助部材。
  4. 【請求項4】 前記凝灰岩を含む粉末が、石英、方解
    石、斜長石、カリ長石、モンモリロナイト及び角閃石群
    を含有する火山灰と、凝灰岩との中間鉱物からなること
    を特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の燃焼
    補助部材。
JP6124597A 1997-03-14 1997-03-14 燃焼補助部材 Pending JPH10252582A (ja)

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