WO2021039459A1 - 燃料液滴微小化装置 - Google Patents

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文修 斎藤
時広 池田
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文修 斎藤
時広 池田
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    • F02M69/044—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the intake conduit downstream of an air throttle valve
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a device for miniaturizing fuel droplets injected from a vaporizer or a fuel injection device used in an internal combustion engine or the like.
  • the fuel is sent into the combustion chamber in the form of droplets so that the volume ratio occupied by the fuel becomes small.
  • an internal combustion engine engine that uses a current vaporizer (carburetor) or indirect injection injector (injector)
  • the ejected fuel collides with gas molecules in the intake pipe or combustion chamber and is crushed into minute droplets. It is designed to be evenly dispersed in the combustion chamber.
  • the vaporized fuel and fuel droplets contained in the air-fuel mixture in the combustion chamber burn when the temperature reaches the ignition point due to the propagation of the combustion wave generated by ignition (Non-Patent Document 1).
  • a droplet with a small diameter has a large surface area (specific surface area) per unit volume, so that heat can be efficiently received from the outside, and the contact area with oxygen molecules is large and a chemical reaction is likely to occur, so that the traveling speed of the combustion wave is high. It is thought that the speed will increase and the combustion efficiency in the combustion chamber will increase.
  • Non-Patent Document 1 the fuel droplets before being sent to the combustion chamber are charged (flow charged) due to friction with the liquid feeding pipe or the injection pipe when the fuel is injected from the injection device.
  • Non-Patent Document 2 the cohesive force becomes larger than in the uncharged state due to the Coulomb attraction acting between the electric charge and the dielectric-polarized molecule. Therefore, it is considered that the charged fuel is hard to be crushed by collision and is hard to vaporize even in the cylinder.
  • the present invention provides a device for efficiently converting fuel droplets into minute droplets by suppressing the influence of flow charging, and provides a fuel droplet miniaturization device that contributes to increasing and stabilizing the output of an internal combustion engine. The purpose is to do.
  • One aspect of the present invention is a fuel droplet miniaturization device that subdivides fuel droplets supplied to an internal combustion engine, and is a member for promoting subdivision of one or a plurality of striatums or mesh-like bodies.
  • the fuel droplets collide with the fragmentation promoting member, and the fuel droplets are fragmented and supplied to the internal combustion engine.
  • the subdivision promoting member is composed of a wire formed of metal, a semiconductor, a polymer, ceramics, glass, etc., a mesh-like sheet, a ribbon, or the like.
  • This fragmentation promoting member collides with the fuel droplet supplied to the engine.
  • the impact crushes the fuel droplets into fine droplets that scatter into the combustion chamber of the engine.
  • the width of the fluctuation of the diameter of the droplet (the width of the distribution of the diameter) becomes smaller, so that the combustion speed of the internal combustion engine becomes constant and a stable output can be obtained.
  • the fragmentation promoting member is made of a conductor or a semiconductor.
  • the electric charge generated in the fuel droplets due to the flow charging by injection is transferred from the fuel droplets to the fragmentation promoting member when the fuel droplets collide with the fragmentation promoting member. Leaks and is lost from fuel droplets. Therefore, the cohesive force of the subdivided fuel droplets becomes small, and the combustion efficiency in the combustion chamber is improved.
  • the fragmentation promoting member is in an intake pipe that supplies a mixture of the fuel droplets and air ejected from the fuel injection device to the internal combustion engine.
  • the fuel injection device is installed at a position between an outlet for ejecting the fuel droplets into the intake pipe and an end portion of the intake pipe from which the air-fuel mixture is sent to the internal combustion engine.
  • the conversion promoting member is conducted with the internal combustion engine, the vaporizer, or the fuel injection device.
  • the fragmentation promoting member is a conductor or a semiconductor
  • connecting the fragmentation promoting member to an internal combustion engine, a vaporizer, a fuel injection device, or the like increases the electric capacity of the fragmentation promoting member, and charges are generated from the fuel droplets. Even when it is moved, the potential of the subdivision promoting member does not drop.
  • the fragmentation promoting member is in an intake pipe that supplies a mixture of the fuel droplets and air ejected from the fuel injection device to the internal combustion engine.
  • the fuel injection device is installed at a position between an outlet for ejecting the fuel droplets into the intake pipe and an end portion of the intake pipe from which the air-fuel mixture is sent to the internal combustion engine.
  • the potential of the conversion promoting member is set higher than the potential of the intake pipe.
  • the fuel liquid can be efficiently made into minute droplets, and the output of the internal combustion engine can be increased and stabilized.
  • Characteristic diagram showing change in distribution of droplet diameter according to the present invention Cross-sectional view of the fuel droplet miniaturization device according to the embodiment (first example) Top view of the fuel droplet miniaturization device according to the embodiment
  • Cross-sectional view of the fuel droplet miniaturization device according to the embodiment (second example) Characteristic diagram showing potential change of fuel droplet miniaturization device Characteristic diagram for determining the engine sound cycle Characteristic diagram showing engine sound wave type (middle rotation range) Characteristic diagram showing engine sound wave type (high speed range) Characteristic diagram showing the power spectrum (middle rotation range) of the combustion stroke Characteristic diagram showing the power spectrum (high rotation range) of the combustion stroke
  • the shape of the subdivision promoting member installed in the intake pipe As the subdivision promoting member, a member made of metal, semiconductor, polymer, ceramics, glass or the like and molded into a shape such as a wire, a mesh sheet, or a ribbon is used.
  • the above-mentioned shape may be molded from a material in which the surface of the polymer is coated with a metal.
  • a linear body, a ribbon-shaped body, or a mesh-shaped sheet as the subdivision promoting member, the decrease in the conductance of the intake pipe can be reduced.
  • the mesh sheet can be molded by die cutting or laser processing.
  • the stability of the output of an internal combustion engine is an important factor in its performance, and determines the stability and comfort of running, especially when the load applied to the internal combustion engine fluctuates as in an automobile.
  • the diameter of each droplet injected from the fuel injection device is distributed with a spread, and it is considered that the distribution of the diameter of the droplet for each injection fluctuates within the spread.
  • FIG. 1 shows the relationship between the droplet diameter and the distribution of the droplet diameter.
  • the dashed line shows the diameter distribution of the ejected droplets, and the solid line shows the diameter distribution of the micronized droplets after the droplets are crushed.
  • the width of the diameter fluctuation becomes smaller. It can be considered that the width of the fluctuation of the diameter of each droplet for each injection is within the full width at half maximum (FWHM) of the distribution. Therefore, the smaller the droplet is, the smaller the width of the fluctuation of the diameter of the droplet becomes.
  • the fragmentation promoting member is molded from a substance having high electrical conductivity, the charge charged by the fuel droplets colliding with the fragmentation promoting member due to the flow charge before the collision is leaked through the fragmentation promoting member at the time of collision. be able to. Therefore, the Coulomb attraction acting between the electrons held in the fuel droplets and the dielectrically polarized molecules becomes smaller, the cohesive force of the fuel droplets decreases, and splitting due to collision with nitrogen molecules and oxygen molecules is likely to occur. As a result, the combustion efficiency in the combustion chamber is improved.
  • the fragmentation promoting member it is desirable to increase the electric capacity of the fragmentation promoting member by conducting the fragmentation promoting member with an external conductor such as an internal combustion engine, a vaporizer, a fuel injection device, or the like.
  • an external conductor such as an internal combustion engine, a vaporizer, a fuel injection device, or the like.
  • the fragmentation promoting member is insulated from other conductors, the electric charge received from the colliding fuel droplets is accumulated and the fragmentation promoting member is negatively charged.
  • a Coulomb repulsive force acts between the fragmentation promoting member and the fluidized fuel droplet, and the probability of collision between the two decreases. If the subdivision promoting member is connected to an external conductor to increase the electric capacity, the generation of Coulomb repulsion can be suppressed.
  • the fragmentation promoting member when the fragmentation promoting member is molded from a substance having high electrical conductivity, the fragmentation promoting member is connected to a power source and the fragmentation promoting member is maintained at a positive potential to subdivide the flow-charged fuel droplets. It is possible to further promote the conversion.
  • the subdivision promoting member is maintained at a positive potential, the fuel droplets to which a negative charge is added by flow charging are attracted to the subdivision promoting member by the Coulomb attraction, and the collision probability with the subdivision promoting member increases. Further, the fuel droplets attracted by the Coulomb attraction are accelerated and collide with the fragmentation promoting member at a high speed, so that the crushing and scattering of the fuel droplets are promoted.
  • the subdivision promoting member is molded from a substance having high thermal conductivity, it is desirable to connect the subdivision promoting member to an external internal combustion engine, vaporizer, fuel injection device, etc., and by doing so, the subdivision is performed. It is not easily affected by latent heat when fuel droplets that collide with the accelerator member are vaporized. When a part of the fuel droplet that collides with the fragmentation promoting member is vaporized, latent heat is taken from the fragmentation promoting member. If the temperature of the fragmentation promoting member is lowered as a result, the desorption of the fuel droplets adsorbed on the fragmentation promoting member may be delayed, and the combustion efficiency may be lowered. However, if the fragmentation promoting member is molded from a substance having a high thermal conductivity and connected to an external good conductor having a large heat capacity, a decrease in the temperature of the fragmentation promoting member can be avoided.
  • Patent Document 1 discloses a microdroplet injection device characterized by increasing the capacitance of the injection port to reduce the potential increase due to flow charging. However, this injection device does not use the subdivision promoting member used in the present invention.
  • a fuel of 3.5 mm 3 to 6.9 mm 3 is divided into 16 droplets on average and discharged during one intake stroke. When these droplets are spherical, the diameter is 1.8 mm to 2.4 mm.
  • the subdivision promoting member for subdividing the droplets a member in which a plurality of metal wires are arranged in parallel at intervals of about 2 mm or a mesh-like body having a mesh roughness of about 13 mesh / inch is used. This makes it possible to subdivide. Further, in order to reduce the decrease in conductance of the intake pipe, instead of covering the entire cross section of the intake pipe with the subdivision promoting member, only a part of the cross section of the intake pipe may be covered with the subdivision promoting member. Good. Further, when the decrease in the conductance of the intake pipe becomes a problem, the diameter of the intake pipe in which the subdivision promoting member is arranged may be increased so that a sufficient amount of air can be supplied to the combustion chamber in a short time. good.
  • embodiments of the invention will be described with reference to Examples.
  • FIG. 2A shows a first example of a fuel droplet miniaturization device 30 arranged in the middle of an intake pipe 10 that sends a mixture of air and fuel droplets into the combustion chamber of an engine.
  • An injection port 20 of a fuel ejection device is opened in the intake pipe 10, and a mixture of air flowing in from the suction port 11 of the intake pipe 10 and fuel droplets ejected from the ejection port 20 is introduced into the intake pipe 10. It is guided and sent to the combustion chamber.
  • the fuel droplet miniaturization device 30 is arranged at the position of the intake pipe 10 on the downstream side of the ejection port 20, and as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • a plurality of fuel droplet miniaturization devices 30 extend in a direction intersecting the inflow direction of the air-fuel mixture.
  • the subdivision promoting member 32 made of the tungsten wire of the above, the circular copper fixing frame 33 for fixing both ends of each tungsten wire so that the plurality of tungsten wires are parallel at equal intervals, and the copper fixing frame 33 are connected to the outer conductor. It has a lead wire 34 to be used.
  • a member for holding the fuel droplet miniaturization device 30 at an intermediate position of the intake pipe 10 between the insulating ring 13 that insulates between the copper fixing frame 33 and the intake pipe 10 and the insulating ring 13. It has an insulating cylinder 12 that is coupled to the intake pipe 10 while sandwiching the fuel droplet miniaturization device 30.
  • Reference numeral 41 indicates an intake valve in the combustion chamber
  • reference numeral 42 indicates an exhaust valve in the combustion chamber.
  • the end of the intake pipe 10 on the combustion chamber side is closed by the intake valve 41 when the combustion chamber is closed.
  • FIG. 3 shows a second example of the fuel droplet miniaturization device 30.
  • the dry cell 35 is connected to the copper fixing frame 33 for fixing the plurality of tungsten wires of the fragmentation promoting member 32, and the copper fixing frame 33 and the fragmentation promoting member 32 are maintained at a positive potential. Has been done.
  • Other configurations are the same as those in FIGS. 2A and 2B.
  • the tungsten wire 32 has a tensile strength of 700 N / mm 2 which is 6 times or more, an electric resistance of 4.9 ⁇ 10 -8 ⁇ m and 1/4 or less, and a thermal conductivity of 177. It is 10 times or more as / W / mT.
  • the measurement is (1) Insulation between the vaporizer and the engine without the fuel droplet miniaturization device (2) State where the vaporizer and the engine are grounded without the fuel droplet miniaturization device (3) Fuel droplet miniaturization The device is installed and the fuel droplet miniaturizer, vaporizer and engine are grounded. (4) The fuel droplet miniaturizer is installed, the fuel droplet miniaturizer is set to 9V, and the vaporizer and engine are installed. The engine noise was measured in the four states of being grounded. The engine can be thought of as a device that converts part of the energy generated by the combustion of fuel into acoustic energy, and the state of air supply, combustion, and exhaust of the engine can be evaluated by measuring the engine sound. ..
  • the potential of the vaporizer and the fuel droplet miniaturization device insulated from the engine was measured.
  • the sampling rate must be reduced due to the limitation of the memory size of the oscilloscope, so that the frequency resolution becomes low.
  • the simultaneous measurement data confirms the coincidence between the potential change cycle and the engine sound cycle, estimates the time indicating the start of the intake stroke from the potential change, and estimates the approximate start time of the intake stroke from the waveform at that time. Used for.
  • a condenser microphone (EMM-6, manufactured by Dayton Audio) was used to measure the engine sound.
  • the potential measurement was performed by connecting a passive probe (TA045, manufactured by Pico Technology) to a fuel droplet miniaturization device.
  • An oscilloscope (PicoScope 6 5444B, manufactured by Pico Technology) was used to measure the power spectrum.
  • FIG. 4 shows the results of measuring the potential of the fuel droplet miniaturization device insulated from the vaporizer and the engine.
  • the vertical axis is the voltage (Voltage (V)) and the horizontal axis is the elapsed time (Time (ms)).
  • V Voltage
  • ms elapsed time
  • the period of the potential drop is equal to the period of the engine sound measured at the same time, 19.98 ms.
  • the engine speed obtained from this period is 6000 rpm.
  • the drop in potential is considered to be due to the negatively charged fuel droplets colliding with the fragmentation promoting member and the electrons moving to the tungsten wire.
  • the time width of the potential drop is approximately the time width of the inspiratory stroke.
  • FIG. 5 shows the sound pressure (voltage by a microphone) of the engine sound measured in the state of (3) above (a state in which the fuel droplet miniaturization device is mounted and the fuel droplet miniaturization device, the vaporizer, and the engine are grounded).
  • the waveform (converted to) is shown.
  • the vertical axis represents voltage (Voltage (mV)) and the horizontal axis represents elapsed time (Time (ms)).
  • the period was first obtained from the time of five characteristic peaks of the sound pressure waveform as a function of time.
  • FIG. 5 also shows a small section fitted assuming the start time and period of the inspiratory stroke.
  • the period of FIG. 5 is 8.19 ms (14700 rpm).
  • the power spectrum as a function of frequency is obtained and compared and examined by Fourier transforming the waveform spectrum which is a function of time.
  • the power spectrum analysis is performed on the data obtained by measuring the engine sound independently. Since the source of engine sound power is the power released by the combustion of fuel, there is a positive correlation between the magnitude of engine sound power and the combustion energy. Therefore, when the power of the engine sound is large, it can be considered that the amount of combustion is large and the large combustion power is released.
  • each stroke of intake, compression, combustion, and exhaust is obtained as follows. First, for four cycles of four strokes (cycles), assuming that the time width of each stroke is the same, each one cycle is divided into four to make 16 subsections. If the subscript numbers 1 to 4 are assigned as a, b, c, d in the order of 4 divisions up to 4 cycles, the intake stroke is a 1 , a 2, a 3, a 4 , and the compression stroke is b 1 , b 2, It is designated as 4 subsections of b 3 and b 4. The combustion stroke and exhaust stroke are specified in the same way. In FIG. 5, each subsection for four cycles is shown by a horizontal bar arranged in a staircase pattern on the waveform.
  • the four subsections of each stroke were continuous sections, and fitting was performed simultaneously for the intake stroke, compression stroke, combustion stroke, and exhaust stroke. ..
  • the reason why the four subsections for four cycles are continuously fitted is to lengthen the analysis section length and improve the frequency resolution.
  • the period can be obtained from the interval of the characteristic waveform peaks, but the start time of the inspiratory stroke is unknown. Therefore, the power spectra of the intake stroke, compression stroke, combustion stroke, and exhaust stroke are calculated while fitting the time in sequence, and the power spectrum when the following two conditions are satisfied is obtained, and the power of the intake stroke of the power spectrum is obtained.
  • the spectrum was adopted. (1) The power of the compression stroke is the minimum. (In the compression stroke, the intake and exhaust valves are closed and no new energy is generated, so the power is minimized.) (2) There is a change in the component frequency at the transition of each process. (If there is a change in the component frequency, it occurs at the turn of each process.)
  • FIG. 6 shows a waveform spectrum measured at a rotation speed of 6000 rpm to 9000 rpm (medium rotation range)
  • FIG. 7 shows a waveform spectrum measured at a rotation speed of about 14,000 rpm (high rotation range).
  • the vertical axis is the voltage (Voltage (mV))
  • the horizontal axis is the elapsed time (Time (ms)).
  • (a) is a measurement result in the state of (1) (a state in which the vaporizer and the engine are insulated without the fuel droplet miniaturization device), and (b) is.
  • the state of (2) (the state where the vaporizer and the engine are grounded without the fuel droplet miniaturization device) and (c) are the state of (3) (the fuel droplet miniaturization device is installed and the fuel liquid is installed).
  • (d) is the state of the above (4) (the fuel droplet micronizer is installed, the fuel droplet micronizer is set to 9V, and the vaporizer And the state where the engine is grounded).
  • the cycle of FIG. 6 (a) is 18.9 ms (6300 rpm), the cycle of FIG. 6 (b) is 17.9 ms (6700 rpm), the cycle of FIG. 6 (c) is 14.64 ms (8200 rpm), and the cycle of FIG. 6 (d).
  • the period of is 13.31 ms (9000 rpm).
  • the amplitude of the waveform is significantly larger in FIG. 6 (b) in which the engine and the carburetor are conductive than in FIG. 6 (a) in which the carburetor and the engine are insulated. Further, in FIG.
  • the cycle of FIG. 7 (a) is 8.18 ms (14700 rpm)
  • the cycle of FIG. 7 (b) is 8.32 ms (14400 rpm)
  • the cycle of FIG. 7 (c) is 8.16 ms (14700 rpm)
  • FIG. 7 (d) The period of is 8.18 ms (14700 rpm).
  • the amplitude of the waveform increases from FIG. 7 (a) to FIG. 7 (d) as in FIG. 6, and the degree of increase is more remarkable than in FIG.
  • the characteristic waveforms of each subsection which are only partially observed in FIG. 7 (a), are clearly observed in FIGS. 7 (b), 7 (c) and 7 (d).
  • the appearance of the waveform that characterizes each subsection is considered to indicate that the combustion occurs periodically and regularly, that is, the combustion is stabilized. Combustion stabilization provides output stability and thus driving comfort.
  • FIG. 8 shows the power spectrum of the combustion stroke in the middle rotation range
  • FIG. 9 shows the power spectrum of the combustion stroke in the high rotation range. All of them are the data obtained by the fitting described above.
  • the horizontal axis is frequency (Frequency (Hz)) and the vertical axis is power (Power).
  • (a) is a power spectrum in the state of (1) (a state in which the vaporizer and the engine are insulated without the fuel droplet miniaturization device), and (b) is.
  • the state of (2) (the state where the vaporizer and the engine are grounded without the fuel droplet miniaturization device) and (c) are the state of (3) (the fuel droplet miniaturization device is installed and the fuel liquid is installed).
  • (d) is the state of the above (4) (the fuel droplet miniaturizer is installed, the fuel droplet micronizer is set to 9V, and the vaporizer And each power spectrum with the engine grounded).
  • the period of FIG. 8 (a) is 18.9 ms (6300 rpm), the period of FIG. 8 (b) is 17.9 ms (6700 rpm), the period of FIG. 8 (c) is 14.64 ms (8200 rpm), and the period of FIG. 8 (d) is The period of is 13.31 ms (9000 rpm).
  • the power having a frequency of about 300 Hz increases more than three times.
  • the power at a frequency of 300 Hz is slightly reduced, but the power at a frequency of about 600 Hz is larger than the power at a frequency of 300 Hz.
  • the cycle of FIG. 9 (a) is 8.18 ms (14700 rpm)
  • the cycle of FIG. 9 (b) is 8.32 ms (14400 rpm)
  • the cycle of FIG. 9 (c) is 8.16 ms (14700 rpm)
  • FIG. 9 (d) The period of is 8.18 ms (14700 rpm).
  • the power with a frequency of about 900 Hz increases in order from FIG. 9A, and is up to 4 times in FIG. 9D. Even in the high rpm range of the engine, the increase in energy generation during the combustion stroke is clear.
  • the obtained power is a short time average of 4 subsections, and may fluctuate with time. Therefore, considering the comparison by taking the time width as wide as possible, about 3 sections (data of rotation speed 6000 rpm to 9000 rpm, including some overlap) to 4 sections (data of rotation speed 14000 rpm) of the measurement data (200 ms).
  • the power spectrum was calculated. In either case, the power increases from the state of (1) to the state of (4).
  • the combustion droplet miniaturization device of the present invention can increase the generation of energy in the combustion stroke of the engine.
  • the engine equipped with this fuel droplet miniaturization device can maintain a stable and large output, and enables comfortable running of the vehicle.

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Abstract

流動帯電の影響を抑えて燃料液体を効率よく微小な液滴とし、エンジン出力の増加と安定化を実現する燃料液滴の微小化装置を提供する。燃料液滴微小化装置は金属、半導体、ポリマー、セラミックス、ガラスなどから形成された線、メッシュ状シート、リボンなどからなる細分化促進部材３０から構成されている。当該細分化促進部材３０は、気化器もしくは燃料噴射装置の噴出口２０とエンジンの吸気弁４１との間に配置され、前記気化器もしくは前記燃料噴射装置の噴出口２０から噴出した燃料液体を前記細分化促進部材３０に衝突させ、その衝撃によって当該燃料液体を粉砕・飛散して微小液滴化を促進する。

Description

燃料液滴微小化装置
　本発明は、内燃機関などに用いられる気化器もしくは燃料噴射装置から噴射された燃料液滴を微小化する装置に関するものである。
　内燃機関の熱効率を向上させるためには、空気の量をできるだけ多く燃焼室に送り込むことが必要である。そのため、燃料の占める体積割合が小さくなるように、燃料は液滴の状態で燃焼室に送り込まれる。現行の気化器（キャブレタ）あるいは間接噴射式噴射器（インジェクタ）を用いた内燃機関（エンジン）では、噴出した燃料は吸気管あるいは燃焼室で気体分子と衝突して粉砕されて、微小な液滴となり、燃焼室内に均一に分散するように設計されている。燃焼室中の混合気に含まれる気化した燃料と燃料液滴は、点火によって生じる燃焼波の伝播によって温度が発火点に達すると燃焼する（非特許文献１）。
　径の小さな液滴では、単位体積当たりの表面積（比表面積）が大きいので外部から効率よく熱を受け取ることができ、酸素分子との接触面積が大きく化学反応を起こしやすいので燃焼波の進行速度が速くなり、燃焼室における燃焼効率が高くなると考えられる。
　しかし、エンジンの回転数が高くなると燃料の微小液滴化と気化の時間が短くなり、燃焼しないで排出される燃料の量が増加して期待されるほどのパワーとトルクが得られない。さらに気化器や間接式燃料噴射装置から噴射される燃料液滴のサイズの分布は広がりを持っており、噴射ごとに液滴のサイズ（直径）に揺らぎが存在するので、エンジンの出力と回転には揺らぎが生じる。燃料液滴の大きさについては、まだまだ研究・改良の余地があるように思われる。
　発明者等は、噴射装置から噴射される際に送液管や噴射管との摩擦によって、燃焼室に送られる前の燃料液滴が帯電（流動帯電）することを発見した（特許文献１）。帯電した燃料液滴では、電荷と誘電分極した分子の間に働くクーロン引力のために、帯電していない状態に比べて凝集力が大きくなる（非特許文献２）。このため帯電した燃料は衝突によって粉砕され難く、またシリンダ中でも気化し難いと考えられる。
ＷＯ２０２０／１４５１８４
Advanced engine technology, Heintz Heisler,2009,Butterwort h-Heinemann J. N. イスラエルアチェビリ、分子間力と表面力第２版　1996年　朝倉書店
　内燃機関の高い熱効率と大きなパワー・トルクを実現するためには、燃料噴射装置から噴射される燃料液滴を速やかに微小化し、シリンダ中で容易に気化できるようにして燃焼効率を高める必要がある。
　本発明は、流動帯電の影響を抑えて燃料液滴を効率よく微小な液滴とすることができる装置であって、内燃機関の出力の増加と安定化に資する燃料液滴微小化装置を提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、内燃機関に供給される燃料液滴を細分化する燃料液滴微小化装置であって、一本若しくは複数本の線条体、又は、メッシュ状体の細分化促進部材を有し、前記燃料液滴が前記細分化促進部材に衝突し、細分化されて前記内燃機関に供給される。
　細分化促進部材は、金属、半導体、ポリマー、セラミックス、ガラスなどから形成された線、メッシュ状シート、リボンなどで構成される。この細分化促進部材は、エンジンに供給される燃料液滴と衝突する。その衝撃によって燃料液滴は粉砕され、微小液滴となってエンジンの燃焼室内に飛散する。
　液滴が微小化する程、液滴の直径の揺らぎの幅（直径の分布の幅）が小さくなるため、内燃機関の燃焼速度は一定になり、安定した出力が得られる。
　また、本発明の燃料液滴微小化装置の一態様では、前記細分化促進部材が導体または半導体から成る。
　細分化促進部材が導体または半導体である場合、噴射による流動帯電で燃料液滴に生じていた電荷は、燃料液滴が前記細分化促進部材に衝突したとき、燃料液滴から細分化促進部材に漏洩し、燃料液滴から失われる。
　そのため、細分化された燃料液滴の凝集力は小さくなり、燃焼室での燃焼効率が向上する。
　また、本発明の燃料液滴微小化装置の一態様では、前記細分化促進部材は、燃料噴射装置から噴出された前記燃料液滴と空気との混合気を前記内燃機関に供給する吸気管内であって、前記燃料噴射装置が前記吸気管内に前記燃料液滴を噴出する噴出口と前記混合気が前記内燃機関に送出される前記吸気管の端部との間の位置に設置され、前記細分化促進部材が、前記内燃機関、気化器、又は、燃料噴射装置と導通されている。
　前記細分化促進部材が導体または半導体である場合、細分化促進部材を内燃機関、気化器、燃料噴射装置等に接続することで細分化促進部材の電気容量が大きくなり、燃料液滴から電荷が移動したときにも、細分化促進部材の電位の降下が発生しない。
　また、本発明の燃料液滴微小化装置の一態様では、前記細分化促進部材は、燃料噴射装置から噴出された前記燃料液滴と空気との混合気を前記内燃機関に供給する吸気管内であって、前記燃料噴射装置が前記吸気管内に前記燃料液滴を噴出する噴出口と前記混合気が前記内燃機関に送出される前記吸気管の端部との間の位置に設置され、前記細分化促進部材の電位が、前記吸気管の電位より高く設定されている。
　前記細分化促進部材が導体又は半導体である場合、前記細分化促進部材の電位を高くすることで、流動帯電した燃料液滴の細分化促進部材への衝突確率が高くなり、且つ、燃料液滴が加速され、速い速度で細分化促進部材に衝突することで微小液滴化が促進される。
　本発明により、燃料液体を効率よく微小な液滴とすることができ、内燃機関の出力の増加と安定化を図ることができる。
本発明に係る液滴直径の分布の変化を示す特性図 実施例に係る燃料液滴微小化装置の断面図（第1の例） 実施例に係る燃料液滴微小化装置の平面図 実施例に係る燃料液滴微小化装置の断面図（第２の例） 燃料液滴微小化装置の電位変化を示す特性図 エンジン音の周期を決めるための特性図 エンジン音波形（中回転域）を示す特性図 エンジン音波形（高回転域）を示す特性図 燃焼行程のパワースペクトル（中回転域）を示す特性図 燃焼行程のパワースペクトル（高回転域）を示す特性図
　内燃機関において、燃料の燃焼効率を高くして燃焼割合を大きくするには、燃焼室に十分な酸素と燃料を短時間の間に送り込む必要がある。
　燃料と空気を燃焼室に送り込む吸気管中に、気化器または燃料噴射装置の噴出口から噴出された燃料液滴と衝突する部材（細分化促進部材）を設置して燃料液滴の微小化を図る場合は、吸気管の流れ易さを表すコンダクタンスが低下する。「燃料液滴と細分化促進部材との高い衝突確率の実現」と「吸気管の大きなコンダクタンスの実現」とはトレードオフの関係にある。
　本発明の燃料液滴微小化装置では、吸気管中に設置する細分化促進部材の形状を工夫することによって、この問題を解決している。
　細分化促進部材には、金属、半導体、ポリマー、セラミックス、ガラス等を材料として、線、メッシュ状シート、リボンなどの形状に成形したものを用いる。ポリマーの表面を金属で被覆した材料で前記形状のものを成形しても良い。
　細分化促進部材として線状体やリボン状体、あるいはメッシュ状シートを用いることで吸気管のコンダクタンスの低下を小さくできる。
　メッシュ状シートは、型抜きやレーザー加工などで成形できる。
　内燃機関の出力の安定性は、その性能の重要な要素であり、特に自動車のように内燃機関に掛かる負荷が変動する場合には、走行の安定性や快適さを決定する。
　燃料噴射装置から噴射される個々の液滴の直径は、広がりを持って分布しており、その広がりの中で噴射ごとの液滴の直径の分布は揺らいでいると考えられる。
　燃料液滴を本発明の燃料液滴微小化装置で粉砕すると、液滴の数が増加して液滴一個当たりの直径が減少するので、燃料液滴の直径の揺らぎの幅（直径の分布の幅）が小さくなる。
　図１は、液滴直径と液滴直径の分布との関係を示している。破線は、噴射された液滴の直径の分布を示し、実線は、その液滴が粉砕された後の微小化液滴の直径の分布を示している。このように、液滴を細分化し、その直径を小さくすることで、直径の揺らぎの幅が小さくなる。
　噴射ごとの個々の液滴の直径の揺らぎの幅は、分布の半値全幅（FWHM）程度に納まると考えてよいであろう。したがって、液滴を微小化する程、液滴の直径の揺らぎの幅が小さくなる。
　燃焼波の進行は個々の液滴の大きさ（直径）の分布に依存するので、分布の揺らぎが小さい程、燃焼速度は一定となり、揺らぎの小さな安定した出力が得られると考えられる。
　また、燃料液体を微小液滴にすると、単位体積あるいは単位質量当たりの面積（比表面積）が大きくなるので、燃焼効率が高くなる。微小化された液体燃料が爆発的に燃焼することは良く知られている。固体の場合でも、粉砕された粒子が空気中に広がった状態で点火されると爆発が起きることは、炭坑や穀物製粉工場における粉塵爆発として知られている。
　この細分化促進部材の材料には、電気伝導率や熱伝導率の高い物質を用いることが望ましい。
　細分化促進部材を電気伝導率の高い物質で成形した場合は、この細分化促進部材に衝突する燃料液滴が衝突以前の流動帯電により帯びた電荷を、衝突時に細分化促進部材を通じて漏逸させることができる。
　そのため、燃料液滴に保持された電子と誘電分極した分子との間に働くクーロン引力が小さくなって、燃料液滴の凝集力が減少し、窒素分子や酸素分子との衝突による分裂が起き易くなり、燃焼室での燃焼効率が向上する。
　また、この場合、細分化促進部材を外部の導体、例えば、内燃機関、気化器、燃料噴射装置等と導通させて、細分化促進部材の電気容量を大きくすることが望ましい。
　細分化促進部材を他の導体から絶縁していると、衝突した燃料液滴から貰う電荷が溜まって細分化促進部材が負に帯電する。そうなると、細分化促進部材と流動帯電した燃料液滴との間にクーロン斥力が働き、両者の衝突の確率が減少する。
　細分化促進部材を外部の導体に接続して、電気容量を大きくしておけばクーロン斥力の発生を抑えることができる。
　また、細分化促進部材を電気伝導率の高い物質で成形した場合は、細分化促進部材を電源に接続し、細分化促進部材を正電位に維持することで、流動帯電した燃料液滴の細分化を更に促進することができる。
　細分化促進部材を正電位に維持した場合、流動帯電で負電荷が付加された燃料液滴は、クーロン引力で細分化促進部材に引き寄せられ、細分化促進部材との衝突確率が高くなる。また、クーロン引力で引き寄せられる燃料液滴は加速され、速い速度で細分化促進部材に衝突するため、燃料液滴の粉砕及び飛散が促進される。
　また、細分化促進部材を熱伝導率の高い物質で成形した場合も、細分化促進部材を外部の内燃機関、気化器、燃料噴射装置等と接続することが望ましく、そうすることで、細分化促進部材に衝突した燃料液滴が気化したときの潜熱の影響を受けにくい。
　細分化促進部材に衝突した燃料液滴の一部が気化すると、細分化促進部材から潜熱が奪われる。それにより細分化促進部材の温度が低下すると、細分化促進部材に吸着した燃料液滴の脱離が遅れる可能性があり、燃焼効率を低下させる虞がある。
　しかし、細分化促進部材を熱伝導率の高い物質で成形して外部の熱容量の大きい良導体と接続すれば、細分化促進部材の温度の低下が避けられる。
　先に述べた本発明者らの特許出願（特許文献１）には、噴射口の静電容量を大きくして流動帯電による電位上昇を小さくすることを特徴とする微小液滴噴射装置が開示されているが、この噴射装置では、本発明で用いている細分化促進部材は用いていない。
　この出願（特許文献１）の実施例では、１回の吸気行程の間に３．５ｍｍ3～６．９ｍｍ3の燃料が平均１６個の液滴に分割されて放出される。この液滴を球形とすると、直径は１．８ｍｍ～２．４ｍｍとなる。
　したがって、この液滴を細分化する細分化促進部材には、複数の金属線を２ｍｍ程度の間隔で平行に配置したものや、メッシュの目の粗さが１３ｍｅｓｈ/ｉｎｃｈ程度のメッシュ状体を用いることで細分化が可能になる。
　また、吸気管のコンダクタンスの低下を小さくするために、吸気管の断面のすべてを細分化促進部材で覆うのではなく、吸気管の一部の断面のみを細分化促進部材で覆うようにしてもよい。
　また、吸気管のコンダクタンスの低下が問題になる場合には、細分化促進部材を配置した吸気管の径を大きくして、短時間で十分な量の空気を燃焼室に供給できるようにしても良い。
　以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
　図２Ａは、エンジンの燃焼室に空気及び燃料液滴の混合気を送り込む吸気管１０の途中に配置された燃料液滴微小化装置３０の第１の例を示している。
　吸気管１０には、燃料噴出装置の噴出口２０が開口しており、吸気管１０の吸入口１１から流入する空気と噴出口２０から噴出する燃料液滴との混合気が、吸気管１０に導かれて燃焼室に送出される。
　燃料液滴微小化装置３０は、噴出口２０より下流側の吸気管１０の位置に配置されており、図２Ｂの断面図に示すように、混合気の流入方向と交差する方向に延びる複数本のタングステン線から成る細分化促進部材３２と、複数本のタングステン線が等間隔で平行するように各タングステン線の両端を固定する円形の銅製固定枠３３と、銅製固定枠３３を外部導体に接続する導線３４とを有している。
　また、燃料液滴微小化装置３０を吸気管１０の中間位置に保持するための部材として、銅製固定枠３３と吸気管１０との間を絶縁する絶縁リング１３と、絶縁リング１３との間に燃料液滴微小化装置３０を挟持する状態で吸気管１０に結合される絶縁筒１２とを有している。
　なお、符号４１は燃焼室の吸気弁を示し、符号４２は燃焼室の排気弁を示している。吸気管１０の燃焼室側の端部は、燃焼室が密閉状態とされるとき、吸気弁４１により閉じられる。
　図３は、燃料液滴微小化装置３０の第２の例を示している。
　この燃料液滴微小化装置３０では、細分化促進部材３２の複数本のタングステン線を固定する銅製固定枠３３に乾電池３５が接続され、銅製固定枠３３及び細分化促進部材３２が正電位に維持されている。その他の構成は、図２Ａ及び図２Ｂと変わりがない。
　次に、本発明の燃料液滴微小化装置の効果を確かめるために行った測定について説明する。
　この測定は、図２Ａ、図２Ｂ及び図３の装置を用いて実施した。これらの装置において、銅製固定枠３３には、直径０．４ｍｍのタングステン線３２の５本を２．４ｍｍ間隔ですだれ状に固定し、この銅製固定枠３３を吸気管１０の噴射口２０位置から４ｃｍ下流に設置した。銅製固定枠３３の直径は、吸気管１０と等しい３３ｍｍ、幅は２ｍｍとした。
　なお、タングステン線３２は、同じ直径のＳＵＳ１６線と比較すると、引張り強度は７００Ｎ/ｍｍ2と６倍以上、電気抵抗は４．９×１０-8 Ωｍと１／４以下、熱伝導率は１７７／Ｗ／ｍＴと１０倍以上である。
　また、測定は、
（１）燃料液滴微小化装置なしで、気化器とエンジンとを絶縁した状態
（２）燃料液滴微小化装置なしで、気化器とエンジンとを接地した状態
（３）燃料液滴微小化装置を設置し、燃料液滴微小化装置、気化器及びエンジンを接地した状態
（４）燃料液滴微小化装置を設置し、燃料液滴微小化装置を９Ｖに設定し、気化器及びエンジンを接地した状態
の４つの状態におけるエンジン音を測定した。
　なお、エンジンは燃料の燃焼によって発生するエネルギーの一部を音響エネルギーに変換する装置と考えることができ、エンジン音を測定することでエンジンの給気、燃焼および排気の状態を評価することができる。
　また、エンジン音の測定と同時に、気化器及びエンジンから絶縁した状態の燃料液滴微小化装置の電位を測定した。同時測定の場合は、オシロスコープのメモリーサイズの制約から、サンプリングレートを小さくしなければならないので、周波数分解能が低くなる。同時測定のデータは、電位変化の周期とエンジン音の周期との一致を確認するとともに、電位変化から吸気行程の開始を示す時刻を見積り、その時の波形から吸気行程のおよその開始時刻を見積もるために利用した。
　また、音のエネルギーの増加が燃焼行程における発生エネルギーの増加によるものであることを明らかにするために、燃焼行程のパワースペクトルを測定した。
　これらの測定は、次の機器を使用して行った。
　エンジン音の測定にはコンデンサマイクロフォン（EMM-6、Dayton Audio社製）を使用した。
　電位測定はパッシヴプローブ（TA045、Pico Technology社製）を燃料液滴微小化装置に接続して行った。
　パワースペクトルの測定にはオシロスコープ（PicoScope 6 5444B、Pico Technology社製）を使用した。
　図４は、気化器及びエンジンから絶縁された燃料液滴微小化装置の電位を測定した結果を示している。図４において、縦軸が電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ（Ｖ））であり、横軸が経過時間（Ｔｉｍｅ（ｍｓ））である。
　電位が周期的に降下する様子が明らかである。電位降下の周期は、同時に測定したエンジン音の周期１９．９８ｍｓと等しい。この周期から求めたエンジンの回転数は６０００ｒｐｍである。
　電位の降下は、負に帯電した燃料液滴が細分化促進部材に衝突し、電子がタングステン線に移動したためと考えられる。電位降下の時間の幅は、ほぼ吸気行程の時間幅である。
　図５は、前記(３)の状態（燃料液滴微小化装置を搭載して、燃料液滴微小化装置、気化器及びエンジンを接地した状態）で測定したエンジン音の音圧（マイクロフォンによって電圧に変換されている）波形を示している。図５において、縦軸が電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ（ｍＶ））であり、横軸が経過時間（Ｔｉｍｅ（ｍｓ））である。
　エンジン音の解析では、最初に時間の関数としての音圧波形の特徴的な５つのピークの時間から周期を求めた。図５には、吸気行程の開始時刻と周期を仮定してフィッティングした小区間も一緒に示している。図５の周期は８．１９ｍｓ(１４７００ｒｐｍ)である。
　燃焼行程のパワースペクトルの解析では、時間の関数である波形スペクトルをフーリエ変換することによって周波数の関数としてのパワースペクトルを求めて比較・検討している。なお、パワースペクトルの解析では、エンジン音を単独で測定したデータに対して行っている。
　エンジン音のパワーの源泉は燃料の燃焼によって放出されるパワーなので、エンジン音のパワーの大きさと燃焼エネルギーには正の相関がある。したがって、エンジン音のパワーが大きい場合には、燃焼量が多く、大きな燃焼パワーが放出されたと考えてよい。
　燃焼行程のエンジン音を解析するために、吸気・圧縮・燃焼・排気の各行程のパワースペクトルを次のように求める。
　まず、４行程（サイクル）の４周期分について、各行程の時間幅は等しいものとして各１周期分を４分割して１６の小区間を作る。４分割の順にａ、ｂ、ｃ、ｄとして４周期まで１～４の添え字番号を付すと、吸気行程はａ1、ａ2、ａ3、ａ4、圧縮行程はｂ1、ｂ2、ｂ3、ｂ4の４小区間と指定される。燃焼行程、排気行程も同様に指定する。図５には４周期分の各小区間を波形の上の階段状に並べた横棒で示してある。
　パワースペクトルは各行程の４小区間（吸気行程ではａ1、ａ2、ａ3、ａ4）を連続した区間とし、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程に対してフィッティングを同時に行った。
　４周期分の４小区間を連続としてフィッティングしたのは、分析区間長を長くして周波数分解能を高めるためである。
　特徴的な波形ピークの間隔から周期は求まるが、吸気行程の開始時刻は不明である。そこで、時刻を順次ずらすフィッティングをしながら吸気行程、圧縮行程、燃焼行程及び排気行程のパワースペクトルを算出して、次の２条件を満たすときのパワースペクトルを求め、そのパワースペクトルの吸気行程のパワースペクトルを採用した。
（１）圧縮行程のパワーが最小である。（圧縮行程では、吸気弁と排気弁が閉じ、新たなエネルギーの発生がないので、パワーが最小となる。）
（２）各行程の変わり目で成分周波数の変化がある。（成分周波数の変化があるとすれば、各行程の変わり目で起きる。）
　まず、エンジン音の解析結果について説明する。
　図６は、回転数６０００ｒｐｍ～９０００ｒｐｍ（中回転域）の状態で測定した波形スペクトルを示し、図７は、回転数およそ１４０００ｒｐｍ（高回転域）の状態で測定した波形スペクトルを示している。縦軸が電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ（ｍＶ））であり、横軸が経過時間（Ｔｉｍｅ（ｍｓ））である。これらの図には、確定した吸気行程の開始時刻と周期を用いてフィッティングした小区間も示してある。
　図６及び図７において、（ａ）は前記（１）の状態（燃料液滴微小化装置なしで、気化器とエンジンとを絶縁した状態）での測定結果であり、また、（ｂ）は前記（２）の状態（燃料液滴微小化装置なしで、気化器とエンジンとを接地した状態）、（ｃ）は前記（３）の状態（燃料液滴微小化装置を設置し、燃料液滴微小化装置、気化器及びエンジンを接地した状態）、（ｄ）は前記（４）の状態（燃料液滴微小化装置を設置し、燃料液滴微小化装置を９Ｖに設定し、気化器及びエンジンを接地した状態）の各測定結果である。
　図６（ａ）の周期は１８．９ｍｓ（６３００ｒｐｍ）、図６（ｂ）の周期は１７．９ｍｓ（６７００ｒｐｍ）、図６（ｃ）の周期は１４．６４ｍｓ（８２００ｒｐｍ）、図６（ｄ）の周期は１３．３１ｍｓ（９０００ｒｐｍ）である。
　波形の振幅は、気化器とエンジンを絶縁した図６（ａ）に比べて、エンジンと気化器を導通した図６（ｂ）では、著しく大きくなっている。また、燃料液滴微小化装置を設置して、これを気化器とエンジンと共に接地した図６（ｃ）では、波形の振幅がさらに増加しており、燃料液滴微小化装置の電位を９Ｖ高くした図６（ｄ）では、図６（ｃ）よりもさらに振幅が増加している。振幅の増加は音のエネルギーの増加を示している。
　図７（ａ）の周期は８．１８ｍｓ（１４７００ｒｐｍ）、図７（ｂ）の周期は８．３２ｍｓ（１４４００ｒｐｍ）、図７（ｃ）の周期は８．１６ｍｓ（１４７００ｒｐｍ）、図７（ｄ）の周期は８．１８ｍｓ（１４７００ｒｐｍ）である。
　波形の振幅は、図６と同様に、図７（ａ）から図７（ｄ）へと増加しており、増加の程度は図６よりも顕著である。
　また、図７（ａ）では一部にしか認められない各小区間の特徴的な波形が、図７（ｂ）、図７（ｃ）及び図７（ｄ）では明瞭に認められる。各小区間を特徴づける波形の出現は、燃焼が周期的・規則的に起きていること、つまり燃焼が安定化したことを示すと考えられる。燃焼の安定化は出力の安定性、したがって走行の快適さをもたらすものである。
　測定は、エンジンに特に負荷をかけない状態で行った。自動車の走行中は、エンジンに加わる負荷は絶えず変動する。出力の変動に負荷の変動が加わると出力の揺らぎはさらに増幅され、走行の安定性・快適さが阻害されると考えられる。
　そのため、図７（ｃ）、図７（ｄ）で見られる燃焼の安定化は、極めて望ましい。
　次に、燃焼行程のパワースペクトルの解析結果について説明する。
　図８は、中回転域での燃焼行程のパワースペクトルを示し、図９は、高回転域での燃焼行程のパワースペクトルを示している。いずれも前述するフィッティングで求めたデータである。図８及び図９において、横軸は周波数(Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ(Ｈｚ)）で縦軸はパワー（Ｐｏｗｅｒ）である。
　図８及び図９において、（ａ）は前記（１）の状態（燃料液滴微小化装置なしで、気化器とエンジンとを絶縁した状態）でのパワースペクトルであり、また、（ｂ）は前記（２）の状態（燃料液滴微小化装置なしで、気化器とエンジンとを接地した状態）、（ｃ）は前記（３）の状態（燃料液滴微小化装置を設置し、燃料液滴微小化装置、気化器及びエンジンを接地した状態）、（ｄ）は前記（４）の状態（燃料液滴微小化装置を設置し、燃料液滴微小化装置を９Ｖに設定し、気化器及びエンジンを接地した状態）の各パワースペクトルである。
　図８（ａ）の周期は１８．９ｍｓ（６３００ｒｐｍ）、図８（ｂ）の周期は１７．９ｍｓ（６７００ｒｐｍ）、図８（ｃ）の周期は１４．６４ｍｓ（８２００ｒｐｍ）、図８（ｄ）の周期は１３．３１ｍｓ（９０００ｒｐｍ）である。
　図８（ａ）から図８（ｃ）へと、周波数３００Ｈｚほどのパワーが３倍以上増加する。図８（ｄ）では周波数３００Ｈｚのパワーはわずかに減少するが、周波数６００Ｈｚほどのパワーが周波数３００Ｈｚのパワーよりも大きくなっている。
　これらのパワーの増加は、燃焼行程において発生するエネルギーの増加、つまり燃料の燃焼割合の増加を示すものである。
　図９（ａ）の周期は８．１８ｍｓ（１４７００ｒｐｍ）、図９（ｂ）の周期は８．３２ｍｓ（１４４００ｒｐｍ）、図９（ｃ）の周期は８．１６ｍｓ（１４７００ｒｐｍ）、図９（ｄ）の周期は８．１８ｍｓ（１４７００ｒｐｍ）である。
　周波数９００Ｈｚほどのパワーが、図９（ａ）から順に増加し、図９（ｄ）では４倍にまでなっている。エンジンの高い回転域においても、燃焼行程におけるエネルギーの発生の増加は明らかである。
　なお、求めたパワーは４小区間の短時間の時間平均であり、時間によって変動する可能性がある。そこで、時間幅をなるべく広く取って比較することを考えて、測定データ(２００ｍｓ)の３区間（回転数６０００ｒｐｍ～９０００ｒｐｍのデータ、一部重なりを含む）ないし４区間（回転数１４０００ｒｐｍのデータ）についてパワースペクトルを求めた。いずれにおいても、前記（１）の状態から前記（４）の状態へとパワーが増加する。
　このように、本発明の燃焼液滴微小化装置は、エンジンの燃焼行程におけるエネルギーの発生を増加させることができる。また、この燃料液滴微小化装置を備えるエンジンは、安定した大きな出力を維持することができ、車両の快適な走行を可能にする。

Claims (4)

  1. 　内燃機関に供給される燃料液滴を細分化する燃料液滴微小化装置であって、
    　一本若しくは複数本の線条体、又は、メッシュ状体の細分化促進部材を有し、前記燃料液滴が前記細分化促進部材に衝突し、細分化されて前記内燃機関に供給されることを特徴とする燃料液滴微小化装置。
  2. 　前記細分化促進部材が導体または半導体から成ることを特徴とする請求項１記載の燃料液滴微小化装置。
  3. 　前記細分化促進部材は、燃料噴射装置から噴出された前記燃料液滴と空気との混合気を前記内燃機関に供給する吸気管内であって、前記燃料噴射装置が前記吸気管内に前記燃料液滴を噴出する噴出口と前記混合気が前記内燃機関に送出される前記吸気管の端部との間の位置に設置され、
    　前記細分化促進部材が、前記内燃機関、気化器、または、燃料噴射装置と導通されていることを特徴とする請求項２記載の燃料液滴微小化装置。
  4. 　前記細分化促進部材は、燃料噴射装置から噴出された前記燃料液滴と空気との混合気を前記内燃機関に供給する吸気管内であって、前記燃料噴射装置が前記吸気管内に前記燃料液滴を噴出する噴出口と前記混合気が前記内燃機関に送出される前記吸気管の端部との間の位置に設置され、
    　前記細分化促進部材の電位が、前記吸気管の電位より高く設定されていることを特徴とする請求項２記載の燃料液滴微小化装置。
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