JPS6346265B2 - - Google Patents
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- JPS6346265B2 JPS6346265B2 JP58174036A JP17403683A JPS6346265B2 JP S6346265 B2 JPS6346265 B2 JP S6346265B2 JP 58174036 A JP58174036 A JP 58174036A JP 17403683 A JP17403683 A JP 17403683A JP S6346265 B2 JPS6346265 B2 JP S6346265B2
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
- F02M27/04—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
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- F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
- F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は空気イオン化装置に関し、特に、空気
流中に酸化剤を導入するための装置に関し、例え
ば内燃エンジンの効率を改善する装置として特に
好適である。
流中に酸化剤を導入するための装置に関し、例え
ば内燃エンジンの効率を改善する装置として特に
好適である。
内燃エンジン（又は燃焼のために空気を利用す
るその他の装置）の効率をエンジンに供給される
吸入空気流中にオゾンを導入することにより改善
できることは、この分野に於て知られている。そ
のようなオゾン噴射装置は、例えば下記の文献に
記載されている。
るその他の装置）の効率をエンジンに供給される
吸入空気流中にオゾンを導入することにより改善
できることは、この分野に於て知られている。そ
のようなオゾン噴射装置は、例えば下記の文献に
記載されている。
欧州特許第43477号
仏国特許第734529号
仏国特許第2476221号
米国特許第1959738号
米国特許第2146265号
米国特許第2960975号
米国特許第3476095号
米国特許第4195606号
米国特許第4308844号
こられの文献に記載されているように、内燃エ
ンジン用オゾン噴射装置においては、通常、エン
ジン吸入空気に強力な紫外線を照射し若しくは同
軸の金属電極間に高電圧を印加して放電させると
同時にこの電極間に配された管に該吸入空気を通
過させることによりオゾンを生成されている。し
かしながらこのような装置は空気流を許容可能な
低レベルに制限した状態で使用するので充分大き
な流量のオゾンを生成し得ず、従つて内燃エンジ
ン特に車輌用又は船舶用エンジンの吸気経路に有
効に使用されることがなかつた。
ンジン用オゾン噴射装置においては、通常、エン
ジン吸入空気に強力な紫外線を照射し若しくは同
軸の金属電極間に高電圧を印加して放電させると
同時にこの電極間に配された管に該吸入空気を通
過させることによりオゾンを生成されている。し
かしながらこのような装置は空気流を許容可能な
低レベルに制限した状態で使用するので充分大き
な流量のオゾンを生成し得ず、従つて内燃エンジ
ン特に車輌用又は船舶用エンジンの吸気経路に有
効に使用されることがなかつた。
本発明目的は、内燃エンジンの効率向上のため
の使用に適した改良された空気イオン化装置を提
供することにある。
の使用に適した改良された空気イオン化装置を提
供することにある。
本発明に依れば、内面及び外面のある壁部を有
する中空部材と、前記壁部の前記内面に接して前
記中空部材内に配された電極手段と、前記壁部の
前記外面から離隔しかつ該外面に実質的に囲繞す
る多孔外側電極と、前記電極手段と前記外側電極
間に高電圧を印加し前記壁部の前記外面に隣接す
る空間内に導入される空気又は酸素含有ガス中に
オゾンを生成させる手段とを備える空気イオン化
装置が提供される。
する中空部材と、前記壁部の前記内面に接して前
記中空部材内に配された電極手段と、前記壁部の
前記外面から離隔しかつ該外面に実質的に囲繞す
る多孔外側電極と、前記電極手段と前記外側電極
間に高電圧を印加し前記壁部の前記外面に隣接す
る空間内に導入される空気又は酸素含有ガス中に
オゾンを生成させる手段とを備える空気イオン化
装置が提供される。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図に示すように、空気イオン化装置１０
は、内燃エンジンのエアクリーナに通じる空気管
路中に配されている。空気イオン化装置１０の上
流で管路１１により少量の空気が分流され、エン
ジンのポジテイブ・クランクケース・ベンチレー
シヨン（PCV）弁に供給される。
は、内燃エンジンのエアクリーナに通じる空気管
路中に配されている。空気イオン化装置１０の上
流で管路１１により少量の空気が分流され、エン
ジンのポジテイブ・クランクケース・ベンチレー
シヨン（PCV）弁に供給される。
空気イオン化装置１０により処理された空気
は、出口導管１２から吐出されエンジンのエアク
リーナに供給される。この処理空気はオゾン及び
その他の酸化剤を含有し、エンジン内での燃料の
燃焼効率を充分に改善する。ガソリンエンジン及
びデイーゼルエンジン双方を用いた試験におい
て、充分な効率（走行距離数）の向上及び目視で
の排気ガスの洗浄化が認められた。
は、出口導管１２から吐出されエンジンのエアク
リーナに供給される。この処理空気はオゾン及び
その他の酸化剤を含有し、エンジン内での燃料の
燃焼効率を充分に改善する。ガソリンエンジン及
びデイーゼルエンジン双方を用いた試験におい
て、充分な効率（走行距離数）の向上及び目視で
の排気ガスの洗浄化が認められた。
空気イオン化装置１０は、金属製の外殻１３
と、長手方向の軸が空気流の流れ方向に合致した
３つの細長い空気イオン化ユニツト１４とを有し
ている。各ユニツト１４は、絶縁ガラス管１５、
内側電極用リード線１６、ガラス管１５を略囲繞
する多孔外側電極１７、及び接地された外殻１３
に接続された銅製の外側電極ストラツプ１８を有
している。
と、長手方向の軸が空気流の流れ方向に合致した
３つの細長い空気イオン化ユニツト１４とを有し
ている。各ユニツト１４は、絶縁ガラス管１５、
内側電極用リード線１６、ガラス管１５を略囲繞
する多孔外側電極１７、及び接地された外殻１３
に接続された銅製の外側電極ストラツプ１８を有
している。
ストラツプ１８は外側電極１７の各々にハンダ
付けされている。実際に製造されたイオン装置に
おいては、電極１７の表面のかなりの部分（約10
％）がハンダ層すなわち銅−スズ合金で被覆され
るようにこのハンダ付けがなされた。なお、ハン
ダ層が空気イオン化装置１０の性能に与える効果
が仮りにあるとしても、その効果がどのようなも
のであるかは現在のところ判つていない。
付けされている。実際に製造されたイオン装置に
おいては、電極１７の表面のかなりの部分（約10
％）がハンダ層すなわち銅−スズ合金で被覆され
るようにこのハンダ付けがなされた。なお、ハン
ダ層が空気イオン化装置１０の性能に与える効果
が仮りにあるとしても、その効果がどのようなも
のであるかは現在のところ判つていない。
高電圧ユニツト１９は外殻１３の外表面に固設
され、外殻１３を介して接地された一本の出力線
（図示せず）と別の出力線２０とを有し、該出力
線２０は外殻１３から絶縁されて外殻を貫通して
延び、各空気イオン化ユニツト１４の内側電極用
リード線１６に接続している。高電圧ユニツト１
９用の電力は電線２１を介してエンジンのバツテ
リから供給される。高電圧ユニツト１９はインバ
ータ／高圧トランスを含み、バツテリから供給さ
れた低い直流電圧を高電圧、好ましくは500乃至
15000ボルトの範囲の高電圧に変換する。直流若
しくは交流のいずれの高電圧を供給しても良い
が、交流の高電圧（実効値で500乃至15000ボル
ト）が安全性の点から好ましい。実際装置では実
効値が5000ボルトの交流電圧が用いられた。交流
電圧の周波数は厳密さを要せず、50乃至5000Hzの
範囲の周波数が好ましいが、他の周波数の交流電
圧の使用も可能である。
され、外殻１３を介して接地された一本の出力線
（図示せず）と別の出力線２０とを有し、該出力
線２０は外殻１３から絶縁されて外殻を貫通して
延び、各空気イオン化ユニツト１４の内側電極用
リード線１６に接続している。高電圧ユニツト１
９用の電力は電線２１を介してエンジンのバツテ
リから供給される。高電圧ユニツト１９はインバ
ータ／高圧トランスを含み、バツテリから供給さ
れた低い直流電圧を高電圧、好ましくは500乃至
15000ボルトの範囲の高電圧に変換する。直流若
しくは交流のいずれの高電圧を供給しても良い
が、交流の高電圧（実効値で500乃至15000ボル
ト）が安全性の点から好ましい。実際装置では実
効値が5000ボルトの交流電圧が用いられた。交流
電圧の周波数は厳密さを要せず、50乃至5000Hzの
範囲の周波数が好ましいが、他の周波数の交流電
圧の使用も可能である。
第２図に最も明確に示されているように、各空
気イオン化ユニツト１４は中空円筒状の内側電極
２２を有し、該電極は内側電極用リード線１６に
接続される一方、ガラス管１５の一端内に延びて
いる。そして、内側電極２２は、銅、金、ニツケ
ル又はタングステンのような耐イオン衝撃性の良
好な金属ならばいかなる金属にても構成可能であ
る。
気イオン化ユニツト１４は中空円筒状の内側電極
２２を有し、該電極は内側電極用リード線１６に
接続される一方、ガラス管１５の一端内に延びて
いる。そして、内側電極２２は、銅、金、ニツケ
ル又はタングステンのような耐イオン衝撃性の良
好な金属ならばいかなる金属にても構成可能であ
る。
第２図及び第３図に最も良く示すように、ガラ
ス管１５の内部にはイオン化可能なガス２３が充
填され、該ガス２３は管１５の内壁及び内側電極
２２の環状端２４に接触している。このガス２３
は、不活性ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、
キセノン、クリフトン、ラドン）若しくは水銀蒸
気より成るのが好ましい。特に、アルゴンガスの
使用が好ましい。
ス管１５の内部にはイオン化可能なガス２３が充
填され、該ガス２３は管１５の内壁及び内側電極
２２の環状端２４に接触している。このガス２３
は、不活性ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、
キセノン、クリフトン、ラドン）若しくは水銀蒸
気より成るのが好ましい。特に、アルゴンガスの
使用が好ましい。
内側電極２２と外側電極１７間に高電圧を印加
すると、ガス２３がイオン化されて管１５の内壁
に接する“ガス状電極”として使用し、管１５の
ガラス製の絶縁性壁部を介して外側電極１７と協
働して管１５の外壁と外側電極１７の内表面間の
空間２５に強い電界を発生させる。米国特許第
3696269号を参照されたい。この強い電界は空間
２５内の空気に作用してオゾン及びその他の酸化
剤を生成させる。これらオゾン等は外側電極１７
に設けた孔を介して漏出して空気流と合流し導管
１２（第１図）を通過してエンジン内に入り、燃
焼処理を促進させる。
すると、ガス２３がイオン化されて管１５の内壁
に接する“ガス状電極”として使用し、管１５の
ガラス製の絶縁性壁部を介して外側電極１７と協
働して管１５の外壁と外側電極１７の内表面間の
空間２５に強い電界を発生させる。米国特許第
3696269号を参照されたい。この強い電界は空間
２５内の空気に作用してオゾン及びその他の酸化
剤を生成させる。これらオゾン等は外側電極１７
に設けた孔を介して漏出して空気流と合流し導管
１２（第１図）を通過してエンジン内に入り、燃
焼処理を促進させる。
好ましくは、ガス２３は水銀柱で１乃至10mm程
度の圧力に維持すべきであり、又、管１５の壁厚
は0.10乃至0.20cmの範囲の値にすべきである。
又、空間２５の幅は0.01乃至0.08cmの範囲の値に
すべきである。
度の圧力に維持すべきであり、又、管１５の壁厚
は0.10乃至0.20cmの範囲の値にすべきである。
又、空間２５の幅は0.01乃至0.08cmの範囲の値に
すべきである。
外側電極１７は銅製が好ましく、又、多数の孔
２６を設けて局所集束電界（local electric field
concentration）を形成すると共に空間２５で生
成したオゾン及びその他の酸化剤と空気流とを容
易に合流させるようにしている。そして、多数の
孔２６の総面積は、好ましくは、外側電極１７の
総面積の少なくとも35％にすべきである。
２６を設けて局所集束電界（local electric field
concentration）を形成すると共に空間２５で生
成したオゾン及びその他の酸化剤と空気流とを容
易に合流させるようにしている。そして、多数の
孔２６の総面積は、好ましくは、外側電極１７の
総面積の少なくとも35％にすべきである。
外側電極１７の総面積は、好ましくは空気イオ
ン化装置１０（第１図）が接続されるエンジンの
１馬力当り少なくとも0.8cm2にすべきである。又、
各電極１７の厚さは0.06乃至0.02cmの範囲にある
べきである。
ン化装置１０（第１図）が接続されるエンジンの
１馬力当り少なくとも0.8cm2にすべきである。又、
各電極１７の厚さは0.06乃至0.02cmの範囲にある
べきである。
第２図乃至第４図に示すように、外側電極１７
は、該電極の表面に形成した２つ以上の環状の列
をなす窪み２７により管１５の外壁から離隔され
ている。第４図に最も良く示すように、外側電極
１７は多孔板１７ａから成り、該多孔板１７ａは
窪み２７を形成され、次いで縁部２８及び２９が
互いに隣り合つて、管１５の外径より若干小さい
内径の円筒状に巻かれ、その後、管１５に嵌装さ
れる。斯く嵌装された円筒状の外側電極１７はそ
の素材の弾性により適所に保持される。
は、該電極の表面に形成した２つ以上の環状の列
をなす窪み２７により管１５の外壁から離隔され
ている。第４図に最も良く示すように、外側電極
１７は多孔板１７ａから成り、該多孔板１７ａは
窪み２７を形成され、次いで縁部２８及び２９が
互いに隣り合つて、管１５の外径より若干小さい
内径の円筒状に巻かれ、その後、管１５に嵌装さ
れる。斯く嵌装された円筒状の外側電極１７はそ
の素材の弾性により適所に保持される。
第２図に示すように、交流電圧３０（バツテリ
に接続された発振器で構成可能）は、高圧トラン
ス３２の第１次巻線に接続されている。該トラン
ス３２の第２次巻線の一端は内側電極２２に接続
され、一方、他端は外側電極１７と同様、接地さ
れている。形成された電界は、ガラス管１５の外
表面と外側電極１７の内表面間の空間２５にオゾ
ン及び他の酸化剤を生成させ、従つて隣接する電
極１７の銅表面は強い酸化雰囲気にさらされるこ
とになる。
に接続された発振器で構成可能）は、高圧トラン
ス３２の第１次巻線に接続されている。該トラン
ス３２の第２次巻線の一端は内側電極２２に接続
され、一方、他端は外側電極１７と同様、接地さ
れている。形成された電界は、ガラス管１５の外
表面と外側電極１７の内表面間の空間２５にオゾ
ン及び他の酸化剤を生成させ、従つて隣接する電
極１７の銅表面は強い酸化雰囲気にさらされるこ
とになる。
この強い酸化雰囲気により外側電極１７の内表
面に硫化銅が“生長（grow）”し、該内表面を不
規則な表面状態にすると共に空間２５の幅を低減
させる。この結果、空間２５内の電界は増大し、
該空間２５に於るオゾン及び他の酸化剤の生成を
促進する。これらの理由で空気イオン化ユニツト
１４の性能は数日間の使用で向上し、その後は向
上したレベルで安定して外側電極１７が青緑色
（硫化銅）の外観を呈することが判つた。
面に硫化銅が“生長（grow）”し、該内表面を不
規則な表面状態にすると共に空間２５の幅を低減
させる。この結果、空間２５内の電界は増大し、
該空間２５に於るオゾン及び他の酸化剤の生成を
促進する。これらの理由で空気イオン化ユニツト
１４の性能は数日間の使用で向上し、その後は向
上したレベルで安定して外側電極１７が青緑色
（硫化銅）の外観を呈することが判つた。
第１図乃至第３図に示した一般的なタイプの空
気イオン化装置が車輌用ガソリンエンジン及び一
対の船舶用デイーゼルエンジンに適用して試験さ
れた。どちらの場合にも走行距離数が長期間に亘
つてかなり改善されることが観察された。
気イオン化装置が車輌用ガソリンエンジン及び一
対の船舶用デイーゼルエンジンに適用して試験さ
れた。どちらの場合にも走行距離数が長期間に亘
つてかなり改善されることが観察された。
先行技術が教示するところによれば、オゾン生
成装置は、とくに高湿度条件で窒素酸化物を形成
し、該装置には純粋な酸素及び／又は湿気のない
空気を供給すべきである。1954年にジエー・ウイ
リー・アンド・サンズ社から刊行されたラコー氏
及びウイルソン氏著“一般化学（General
Chemistry）”、138乃至第141頁を参照されたい。
特に第139頁には“空気を用いると幾分かの窒素
が酸化されてオゾンの化学反応と同様な化学反応
を行う窒素酸化物を生じるので、放電型イオン化
装置には純粋な酸素を供給しなければならない。”
と記載されている。この文献の第139頁に示され
たオゾン生成装置は湿気を除去するためのトラツ
プを備えている。高湿条件における従来のオゾン
生成装置の問題に関しては米国特許第4195606号
を参照されたい。該特許の第１欄、第25乃至第28
行には、従来の生成装置に於て“静電場が湿気の
多い気侯のときに破壊する”ことが示されてい
る。この理由で幾つかの従来のオゾン噴射装置は
空気乾燥機を吸入空気流内に配し、その結果、コ
スト高となり空気流が制限される。例えば、米国
特許第4308844号の第１図の空気乾燥機４６を参
照されたい。
成装置は、とくに高湿度条件で窒素酸化物を形成
し、該装置には純粋な酸素及び／又は湿気のない
空気を供給すべきである。1954年にジエー・ウイ
リー・アンド・サンズ社から刊行されたラコー氏
及びウイルソン氏著“一般化学（General
Chemistry）”、138乃至第141頁を参照されたい。
特に第139頁には“空気を用いると幾分かの窒素
が酸化されてオゾンの化学反応と同様な化学反応
を行う窒素酸化物を生じるので、放電型イオン化
装置には純粋な酸素を供給しなければならない。”
と記載されている。この文献の第139頁に示され
たオゾン生成装置は湿気を除去するためのトラツ
プを備えている。高湿条件における従来のオゾン
生成装置の問題に関しては米国特許第4195606号
を参照されたい。該特許の第１欄、第25乃至第28
行には、従来の生成装置に於て“静電場が湿気の
多い気侯のときに破壊する”ことが示されてい
る。この理由で幾つかの従来のオゾン噴射装置は
空気乾燥機を吸入空気流内に配し、その結果、コ
スト高となり空気流が制限される。例えば、米国
特許第4308844号の第１図の空気乾燥機４６を参
照されたい。
一方、本発明の装置では、雨天及び船舶用エン
ジンにおけるような高湿条件にあつても良好な結
果が得られることが判明した。従つて、本発明の
空気イオン化装置に関しては空気乾操機を設ける
必要がない。
ジンにおけるような高湿条件にあつても良好な結
果が得られることが判明した。従つて、本発明の
空気イオン化装置に関しては空気乾操機を設ける
必要がない。
更に、本発明の空気イオン化装置のエンジン排
気レベルに対する効果を判定するために、前述し
た車輌用ガソリンエンジン及び船舶用デイーゼル
エンジンにつき試験が行われた。これらの試験結
果によれば、注目すべきことに上述の空気イオン
化装置によりエンジンからの排気ガス中の窒素酸
化物レベルが単に悪化しなかつたばかりでなく実
際には却つて低減した。尚、試験は大気の相対湿
度が約90％のときに行われた。現在のところ上記
結果が生じる理由は明らかではないが、外側電極
１７とのある種の化学反応が伴うものと推測され
る。
気レベルに対する効果を判定するために、前述し
た車輌用ガソリンエンジン及び船舶用デイーゼル
エンジンにつき試験が行われた。これらの試験結
果によれば、注目すべきことに上述の空気イオン
化装置によりエンジンからの排気ガス中の窒素酸
化物レベルが単に悪化しなかつたばかりでなく実
際には却つて低減した。尚、試験は大気の相対湿
度が約90％のときに行われた。現在のところ上記
結果が生じる理由は明らかではないが、外側電極
１７とのある種の化学反応が伴うものと推測され
る。
“ガス状電極”２３での電圧降下により、相互
作用空間２５内の電界強度は、内側電極２２から
の距離が増大するほど減少し、該空間の反内側電
極２２側の領域におけるオゾン生成量が内側電極
側の領域における生成量より少なくなる。
作用空間２５内の電界強度は、内側電極２２から
の距離が増大するほど減少し、該空間の反内側電
極２２側の領域におけるオゾン生成量が内側電極
側の領域における生成量より少なくなる。
この電圧降下の影響を補償すべく、又、外側電
極１７の長手方向に沿つて電界を均一化すべく、
第５図に示すように管１５の壁を内側電極２２側
で比較的厚くし、該電極から離れた側で比較的薄
くしても良い。同図の例では、そのように壁厚が
変化する管１５ａ及び該管に適合した外側電極１
７ａが設けられている。なお第５図に示す空気イ
オン化ユニツト１４ａは、その他の点については
第２図乃至第４図に示したものと同一である。
極１７の長手方向に沿つて電界を均一化すべく、
第５図に示すように管１５の壁を内側電極２２側
で比較的厚くし、該電極から離れた側で比較的薄
くしても良い。同図の例では、そのように壁厚が
変化する管１５ａ及び該管に適合した外側電極１
７ａが設けられている。なお第５図に示す空気イ
オン化ユニツト１４ａは、その他の点については
第２図乃至第４図に示したものと同一である。
管１５ａの管厚を直線的に変化させた場合にも
良好な結果を得られるが、好ましくは、管厚は双
曲線関数にしたがつて変化すべきである。
良好な結果を得られるが、好ましくは、管厚は双
曲線関数にしたがつて変化すべきである。
上述の電圧降下の影響を補償する別の方法は、
外側電極とガラス管の外表面間の空間の幅を内側
電極２２側の領域では比較的大きく、該電極と反
対側の領域では比較的小さくなるように両者間の
間隔を変化させることである。そのような構造が
第６図に示されており、同図に於て、管１５の外
表面と外側電極１７ｂ間の距離は双曲線関数又は
一次関数に従つて変化している。絶縁材より成る
スペーサリング３４は、内側電極２２側の端にお
いて外側電極１７ｂと管１５間にそのよう距離を
与え、一方、窪み２７は内側電極と反対側の端に
おいて上述の間隔を与えている。円錐状中央バツ
フル３５及びこれと同軸の開口を設けた板３６よ
り成るバツフル構造体は吸入空気を外側電極１７
ｂと整合した円筒状経路に案内し、空気流と空気
イオン化ユニツト１４ｂ間の相互作用を活発に行
わせる。
外側電極とガラス管の外表面間の空間の幅を内側
電極２２側の領域では比較的大きく、該電極と反
対側の領域では比較的小さくなるように両者間の
間隔を変化させることである。そのような構造が
第６図に示されており、同図に於て、管１５の外
表面と外側電極１７ｂ間の距離は双曲線関数又は
一次関数に従つて変化している。絶縁材より成る
スペーサリング３４は、内側電極２２側の端にお
いて外側電極１７ｂと管１５間にそのよう距離を
与え、一方、窪み２７は内側電極と反対側の端に
おいて上述の間隔を与えている。円錐状中央バツ
フル３５及びこれと同軸の開口を設けた板３６よ
り成るバツフル構造体は吸入空気を外側電極１７
ｂと整合した円筒状経路に案内し、空気流と空気
イオン化ユニツト１４ｂ間の相互作用を活発に行
わせる。
第６図に示した空気イオン化装置１４ｂはその
他の点に関しては第２図乃至第４図に示したもの
と同一である。
他の点に関しては第２図乃至第４図に示したもの
と同一である。
空気イオン化ユニツト１４の性能を改良する別
の方法は、第７図ａに示すように、管の他端にお
いて内側補助電極２２ａを設けることである。こ
の装置構成によれば外側電極１７と管１５ｂ間の
電界は、管の両端で最大となり、管の中央で最小
となる。上記以外の全ての点に関しては第７図ａ
に示した装置は第２図乃至第４図に示したものと
同一である。
の方法は、第７図ａに示すように、管の他端にお
いて内側補助電極２２ａを設けることである。こ
の装置構成によれば外側電極１７と管１５ｂ間の
電界は、管の両端で最大となり、管の中央で最小
となる。上記以外の全ての点に関しては第７図ａ
に示した装置は第２図乃至第４図に示したものと
同一である。
更に、第７図ａの構成を変形しすなわち第７図
ｂに示すように外側電極と管１５ｂ間の間隔が、
管の両端で大きくかつ該両端から等距離のところ
で最小となるように両者の間隔を変化させること
により、電界をより一層均一化できる。
ｂに示すように外側電極と管１５ｂ間の間隔が、
管の両端で大きくかつ該両端から等距離のところ
で最小となるように両者の間隔を変化させること
により、電界をより一層均一化できる。
外側電極１７ｃの断面はＶ字状にした場合にも
良好な結果を得られるが、良ましくは双曲線状に
すべきである。該電極１７ｃの両外端はスペーサ
リング３４ａにより管１５ｂから離隔され、一
方、電極１７ｃの中央は窪み２７により管１５ｂ
から離隔されている。
良好な結果を得られるが、良ましくは双曲線状に
すべきである。該電極１７ｃの両外端はスペーサ
リング３４ａにより管１５ｂから離隔され、一
方、電極１７ｃの中央は窪み２７により管１５ｂ
から離隔されている。
他の全ての点に於ては第７図ｂに示した空気イ
オン化装置は第７図ａのものと同一である。
オン化装置は第７図ａのものと同一である。
第７図ａに示した管１５ｂは、第８図に示すよ
うに、空気流との相互作用をより活発にするため
直線状のものに代えてらせん状に形成しても良
い。第８図に示す空気イオン装置１４ｅは他の点
については第７図ｅと同一である。
うに、空気流との相互作用をより活発にするため
直線状のものに代えてらせん状に形成しても良
い。第８図に示す空気イオン装置１４ｅは他の点
については第７図ｅと同一である。
第９図にはより複雑な構造体が示され、該構造
体に於て管部１５ｄが中央部３７から放射状に外
方に延びている。中央部３７は、全体にデイスク
状でかつ中空であり、その内部は全ての管部１５
ｄに連通している。そして、中央部３７及び管部
１５ｄの内部空間にはイオン化可能なガス２３が
充填されている。管部１５ｄの各々は、外側電極
１７で囲繞され、該電極の窪みにより該電極は対
応する管部から離隔されている。外側補助電極３
８は、中央部３７の頂部及び底部の平担表面に隣
接し且つ該表面から離隔して配され、又、外側電
極１７に電気的に接続されている。第９図の空気
イオン化ユニツト１４ｆは他の全ての点において
は第２図乃至第４図に示すものと同一であり、オ
ゾン及び他の酸化剤は管１５ｄと外側電極１７間
の空間内及び中央部３７と外側補助電極３８間の
空間内で生成する。
体に於て管部１５ｄが中央部３７から放射状に外
方に延びている。中央部３７は、全体にデイスク
状でかつ中空であり、その内部は全ての管部１５
ｄに連通している。そして、中央部３７及び管部
１５ｄの内部空間にはイオン化可能なガス２３が
充填されている。管部１５ｄの各々は、外側電極
１７で囲繞され、該電極の窪みにより該電極は対
応する管部から離隔されている。外側補助電極３
８は、中央部３７の頂部及び底部の平担表面に隣
接し且つ該表面から離隔して配され、又、外側電
極１７に電気的に接続されている。第９図の空気
イオン化ユニツト１４ｆは他の全ての点において
は第２図乃至第４図に示すものと同一であり、オ
ゾン及び他の酸化剤は管１５ｄと外側電極１７間
の空間内及び中央部３７と外側補助電極３８間の
空間内で生成する。
円筒状の外側電極１７に代えて、角筒状の多孔
外側電極構造体を使用した場合にも良好な結果が
得られることが判明した。第１０図にはそのよう
な装置が示され、該装置は直線状の電極配列体に
適合させたもので、直線状の配列体１４ｇは４つ
の並設された空気イオン化ユニツトを備え、各ユ
ニツトは第２図の管１５と同じ内部構造をもつ中
央ガラス管１５を有している。第１０図のガラス
管１５の各々を穿孔された銅板より成る外側電極
１７ｄの隣り合う壁部が囲繞しかつこれと接線方
向に接触している。そして、該電極１７ｄは、平
行な上側及び下側平板並びに両平板間を延びる垂
直隔壁より成る。従つて、電極構造体１７ｄは、
オゾン生成用電極としての役割りばかりではなく
管１５を支持する“パツケージ”としての役割り
をも果たす。管１５と外側電極１７ｄの隣り合う
壁部とは互いに単なる線接触をなすのみなので、
間隔を設定する目的で窪みを設ける必要がない。
試験した直線状配列体の場合、外径が１インチの
管１５を10本使用し、隣り合う管は0.5インチ間
隔で配された。それ以外の点においては（第１０
図の空気イオン化ユニツト１４ｇは第２図乃至第
４図に示すものと同一であり、オゾン及び他の酸
化剤は管１５と外側電極１７間の空間で生成され
る。
外側電極構造体を使用した場合にも良好な結果が
得られることが判明した。第１０図にはそのよう
な装置が示され、該装置は直線状の電極配列体に
適合させたもので、直線状の配列体１４ｇは４つ
の並設された空気イオン化ユニツトを備え、各ユ
ニツトは第２図の管１５と同じ内部構造をもつ中
央ガラス管１５を有している。第１０図のガラス
管１５の各々を穿孔された銅板より成る外側電極
１７ｄの隣り合う壁部が囲繞しかつこれと接線方
向に接触している。そして、該電極１７ｄは、平
行な上側及び下側平板並びに両平板間を延びる垂
直隔壁より成る。従つて、電極構造体１７ｄは、
オゾン生成用電極としての役割りばかりではなく
管１５を支持する“パツケージ”としての役割り
をも果たす。管１５と外側電極１７ｄの隣り合う
壁部とは互いに単なる線接触をなすのみなので、
間隔を設定する目的で窪みを設ける必要がない。
試験した直線状配列体の場合、外径が１インチの
管１５を10本使用し、隣り合う管は0.5インチ間
隔で配された。それ以外の点においては（第１０
図の空気イオン化ユニツト１４ｇは第２図乃至第
４図に示すものと同一であり、オゾン及び他の酸
化剤は管１５と外側電極１７間の空間で生成され
る。
最後に本発明を要約すれば以下の通りである。
空気イオン化装置は内燃エンジンの空気吸入経
路内に配され、空気流制限を許容レベルに保つて
エンジン内での燃焼を充分改良できるに足る濃度
レベルのオゾン及び他の酸化剤をエンジンに導入
する。ガラス管は不活性ガスで満たされると共に
内側電極が短距離に亘りガラス管の一端内に延び
ている。銅製の多孔外側電極は、ガラス管を略囲
繞しガラス管から若干離隔されている。内側及び
外側電極間に高電圧が印加され、その結果、空気
がガラス管を越えて流れるときガラス管の外面と
外側電極間にオゾン及び他の酸化剤が生成し外側
電極の孔を介して空気流中に漏洩する。
路内に配され、空気流制限を許容レベルに保つて
エンジン内での燃焼を充分改良できるに足る濃度
レベルのオゾン及び他の酸化剤をエンジンに導入
する。ガラス管は不活性ガスで満たされると共に
内側電極が短距離に亘りガラス管の一端内に延び
ている。銅製の多孔外側電極は、ガラス管を略囲
繞しガラス管から若干離隔されている。内側及び
外側電極間に高電圧が印加され、その結果、空気
がガラス管を越えて流れるときガラス管の外面と
外側電極間にオゾン及び他の酸化剤が生成し外側
電極の孔を介して空気流中に漏洩する。
第１図は内燃エンジンの効率改善に用いられ
る、本発明の第１の実施例による（３つの空気イ
オン化ユニツトより成る）空気イオン化装置を示
す一部破断斜視図、第２図は第１図の空気イオン
化ユニツトのひとつを示す縦断面図、第３図は第
２図の空気イオン化装置を示す第２図の線３−３
に沿う横断面図、第４図は第２図の空気イオン化
装置の外側電極の製造に用いる板の平面図、第５
図は本発明の第２の実施例による空気イオン化ユ
ニツトの縦断面図、第６図は本発明の第３の実施
例による空気イオン化ユニツトの縦断面図、第７
図ａは本発明の第４の実施例に係る空気イオン化
ユニツトの縦断面図、第７図ｂは第７図ａの変形
例を示す図、第８図は本発明の第５の実施例に係
る空気イオン化ユニツトの縦断面図、第９図は本
発明の第６の実施例に係る空気イオン化ユニツト
の縦断面図、及び第１０図は本発明の第７の実施
例に係る空気イオン化ユニツトの横断面図であ
る。 １４……空気イオン化装置、１５，１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ，１５ｄ……管（中空部材）、１７，
１７ｂ，１７ｃ……外側電極、２２，２２ａ……
内側電極、２３……イオン化可能なガス、２５…
…空間、２６……孔、２７……窪み、３５，３６
……バツフル、３７……中央要素。
る、本発明の第１の実施例による（３つの空気イ
オン化ユニツトより成る）空気イオン化装置を示
す一部破断斜視図、第２図は第１図の空気イオン
化ユニツトのひとつを示す縦断面図、第３図は第
２図の空気イオン化装置を示す第２図の線３−３
に沿う横断面図、第４図は第２図の空気イオン化
装置の外側電極の製造に用いる板の平面図、第５
図は本発明の第２の実施例による空気イオン化ユ
ニツトの縦断面図、第６図は本発明の第３の実施
例による空気イオン化ユニツトの縦断面図、第７
図ａは本発明の第４の実施例に係る空気イオン化
ユニツトの縦断面図、第７図ｂは第７図ａの変形
例を示す図、第８図は本発明の第５の実施例に係
る空気イオン化ユニツトの縦断面図、第９図は本
発明の第６の実施例に係る空気イオン化ユニツト
の縦断面図、及び第１０図は本発明の第７の実施
例に係る空気イオン化ユニツトの横断面図であ
る。 １４……空気イオン化装置、１５，１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ，１５ｄ……管（中空部材）、１７，
１７ｂ，１７ｃ……外側電極、２２，２２ａ……
内側電極、２３……イオン化可能なガス、２５…
…空間、２６……孔、２７……窪み、３５，３６
……バツフル、３７……中央要素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内面及び外面のある壁部を有する中空部材１
５と、前記壁部の前記内面に接して前記中空部材
１５内に配された電極手段２２，２３と、前記中
空部材１５の外側の外側電極１７と、前記電極手
段２２，２３と前記外側電極１７間に高電圧を印
加し前記壁部の前記外面に隣接する空気又は酸素
含有ガス中にオゾンを生成させる手段１６とを有
する空気イオン化装置１４において、前記外側電
極１７は多数の孔２６を穿設されており、前記壁
部の前記外面と前記外側電極１７間の空間２５に
オゾンが生成し該オゾンが前記外側電極の前記孔
２６を介して前記空気又は酸素含有ガス中に漏洩
するように前記壁部の前記外面の少なくとも一部
から離隔しかつ該少なくとも一部を実質的に囲繞
することを特徴とする空気イオン化装置。 ２ 前記外側電極１７は銅より成る特許請求の範
囲第１項記載の空気イオン化装置。 ３ 前記中空部材１５は非導電性の管であり前記
電極手段は前記管１５内に充填されたイオン化可
能なガス２３と該イオン可能なガス２３に通じる
内側電極２２とを含む特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の空気イオン化装置。 ４ 前記管１５はガラスより成る特許請求の範囲
第３項記載の空気イオン化装置。 ５ 前記イオン化可能なガス２３は不活性ガス又
は水銀蒸気である特許請求の範囲第３項又は第４
項記載の空気イオン化装置。 ６ 前記内側電極２２は銅、金、ニツケル又はタ
ングステンより成る特許請求の範囲第３項乃至第
５項のいずれかに記載の空気イオン化装置。 ７ 前記外側電極１７は前記中空部材１５の前記
外面から該外側電極１７自体を離隔させる窪み２
７を有する特許請求の範囲第１項乃至第６項のい
ずれかに記載の空気イオン化装置。 ８ 前記中空部材１５が、複数の放射状に延びる
補助管１５ｄを有する中空中央要素３７から半径
方向に延び、各前記補助管１５ｄ内の空間は前記
中空中央要素３７内の空間に連通する特許請求の
範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の空気イ
オン化装置。 ９ 前記管の前記外面に隣り合う前記管１５ａの
前記壁部の厚さは、前記内側電極２２からの距離
が増大するに従つて減少する特許請求の範囲第３
項乃至第８項のいずれかに記載の空気イオン化装
置。 １０ 前記外側電極１７ｂと前記管１５の前記外
面間の距離は、前記内側電極２２からの距離が増
大するにつれて減少する特許請求の範囲第３項乃
至第９項のいずれかに記載の空気イオン化装置。 １１ 前記中空部材１５及び前記外側電極１７が
筒状であり、バツフル手段３５，３６にて前記外
側電極１７に隣接しかつ同軸状の円筒状経路へ前
記空気又は酸素含有ガスの流れを向ける特許請求
の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに記載の空
気イオン化装置。 １２ 前記内側電極２２は前記管１５ｂの一端に
配され、第２の内側電極２２ａは前記管の他端に
配され前記管１５内で前記イオン可能なガス２３
に通じている特許請求の範囲第３項乃至第１１項
のいずれかに記載の空気イオン化装置。 １３ 前記外側電極１７ｃと前記管１５ｂの前記
外面間の距離は、各前記内側電極２２，２２ａ近
傍で最大となり、両前記内側電極から等距離の領
域に向かうにつれて減少する特許請求の範囲第１
２項記載の空気イオン化装置。 １４ 前記外側電極１７と前記中空部材１５の前
記外面間の距離は、約0.01cm乃至約0.08cmの範囲
にある特許請求の範囲第１項乃至第１３のいずれ
かに記載の空気イオン化装置。 １５ 前記高電圧は、500乃至15000ボルトの範囲
の交流電圧である特許請求の範囲第１項乃至第１
４項のいずれかに記載の空気イオン化装置。 １６ 前記管１５ｃはらせん形状をなす特許請求
の範囲第３項乃至第１５項のいずれかに記載の空
気イオン化装置。 １７ 内燃エンジンの空気吸入経路に接続される
ようにされ、前記外側電極１７の総表面積はエン
ジンの１馬力当り少なくとも0.8cm2である特許請
求の範囲第１項乃至第１６項のいずれかに記載の
空気イオン化装置。
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