【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車のエンジンに供給される混合気や空気を高密度のマイナスイオン状態及び高電場状態で燃焼させて高燃焼性と高燃焼出力に伴う低燃費化並びに高燃焼性による排気ガスの低減化、及び排気ガス成分を還元分解して排気ガスの排出を著しく削減しえる、自動車の低燃費化及び低排気ガス化装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
現在先進諸国においては高度の車社会が形成されており、消費される石油資源は膨大量に昇っており、加えて後進国の経済成長に伴う車社会の到来とも相俟って石油資源の枯渇に対する対策が国際的課題として提起されている。
更に我が国の如く狭少な国土においては高度の車社会化に伴い排出されるＣＯ成分やＨＣ成分若しくはＮＯｘ成分等の排気ガス、及び特にはディーゼル車からの排出微粒子等により極度に大気が汚染され、これによる健康被害が各地で続発し係争に発展していることから、行政面からも数次に亘って排気ガス規制強化の立法措置が講じられている。
【０００３】
これがため自動車メーカーにおいては低燃費化並びに低排気ガスエンジンの開発研究に着手しているものの技術的且経済的に満足できるものは依然として未完であって、而も仮令完成されても既に我が国でも公称６０００万台以上の自動車が運行されており、従って低燃費化や低排気ガスの効果が実現されるには極めて長期を要する結果となる。
更に自動車機器メーカー等では低排気ガス化のための触媒コンバーターを開発上市しているが、触媒コンバーターをエキゾーストパイプに配設させることは排気ガスの排出に負圧がかかり、燃焼出力の低下を招来し低燃費化を阻害する結果となり十分なものとは言えない。
【０００４】
かかる状況に鑑み発明者は簡便に且安価に低燃費化及び低排気ガス化を図る手段について鋭意研究を重ねた結果、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに供給される混合気若しくは空気に少なくともその電圧が３０００Ｖ以上で且パルス数が４０キロパルス以上のマイナス高電圧直流パルスをインテークマニホールド内やシリンダー内に絶縁配設させたマイナスイオン放出極に付加せしめて、混合気や空気中の水分子やガス分子の低クラスター化と解離をなし、高密度のマイナスイオン状態及び高電場状態で燃焼せしむることにより、実質的に３０乃至５０％以上の高燃焼性と高燃焼出力が創出され、これにより低燃費化とともに排出ガスを低減化できること、及びマイナス高電圧直流パルスをエキゾーストパイプのサブマフラーやマフラー内に配設させたマイナスイオン放出極に付加せしむることにより高密度マイナスイオン状態における還元作用で、排気ガス特にはＣＯ成分やＨＣ成分を著しく削減しえることを解明し、既に先願特許２００２−２０７５８５号でその内容を開示している。
【０００５】
而して発明者においては広範な車種と多様な走行条件における実用試験を重ねた結果、アイドリング時と高速走行時とにおいては燃焼のために供給される混合気や空気量が略１０倍程度の範囲で変動し、他方高燃焼性と高燃焼出力を創出させるうえからは少なくともマイナスイオン密度で略２０乃至３０万個／ｃｃ以上が好適であること等から、混合気や空気の供給量に比例してマイナスイオン密度の調整所謂均等なマイナスイオン密度となすことが望まれ、且高密度のマイナスイオン生成にはマイナスイオン放出極より電子放射を積極的に放射せしめて水分子やガス分子等の低クラスター化と効率良く解離を図ることが必要で、而も高電場状態で燃焼を図るうえからはマイナスイオン放出極には少なくともマイナス３０００Ｖ以上の高電圧直流パルスの付加が不可欠とされる。
【０００６】
更にインテークマニホールド内やエキゾーストパイプ内等導電性素材で形成される閉鎖系内での電子放射量はマイナスイオン放出極に付加されるマイナス高電圧と且電子放射電流量所謂電子放射電力で決定され必ずしも高パルス数を要件としないこと、及び特にインテークマニホールドにおける混合気の場合は引火性が高いことから、電子放射電力を成可く小さくし放電の発生を防止することが好都合なることを究明し本発明に至った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
即ち本発明はエンジンに供給される混合気や空気量の変動に対して均等な高密度マイナスイオン状態と且高電場状態となし燃焼させて高燃焼性と高燃焼出力に伴う低燃費化と、エキゾーストパイプ内を均等な高密度マイナスイオン状態となし、排出される排気ガスを還元分解させて削減できる簡便且安価な自動車の低燃費化及び低排気ガス化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、エンジンの回転数に連動して回転し発電できる小規模の交流発電機を設け、この交流発電機で発電した発電出力をマイナス高電圧直流パルス回路を形成する高圧トランスの一次側に入力させ、且該高圧トランスの二次側から少なくとも３０００Ｖ以上の高電圧で而も二次側の一方が整流器を介してアースされることにより、他方からはマイナス高電圧直流パルスが出力されるよう形成されている。
【０００９】
そしてこのマイナス高電圧直流パルスをインテークマニホールド内を流通する混合気や空気全体に均等に電子放射させて該混合気や空気中の水分子やガス分子の低クラスター化と解離を図り高密度のマイナスイオン状態と且高電場状態となすため、及びエキゾーストパイプ内を流通する排気ガス全体に均等に電子放射させて高密度マイナスイオンの生成に伴う還元状態となすため、絶縁体を介して針状の電子放射極が配設された電子放射回路に、マイナス高電圧直流パルスを印加させるための絶縁被覆されたリードケーブルとにより構成されるものに存する。
【０００９】
更に別の手段としては通電電流のオン、オフによりその二次側より高密度マイナスイオンを生成せしむるマイナス高電圧直流パルスを発生させるイグニッションコイルを用いるものであって、該手段はエンジン回転数により混合気や空気或いは排気ガス量の変動に対応して均等な高密度のマイナスイオンを生成させるうえから、エンジン回転数に連動して回転発電する交流発電機を設け、この交流発電機による発電出力を整流器を介して半波整流若しくは全波整流させ直流パルスとなす直流パルス回路に入力させる。
【００１０】
而してバッテリー電源と接続され且その通電電流のオン、オフにより二次側より少なくとも３０００Ｖ以上のマイナス高電圧直流パルスを発生しえるイグニッションコイル、及び直流パルス回路からの直流パルスをスイッチング用のシグナルとしてそのベースに入力させるとともに、この入力されるシグナルに同期してそのコレクタ及びエミッタ間のバッテリー電源の電流をオン、オフさせてイグニッションコイルの二次側よりマイナス高電圧直流パルスを発生させるスイッチングトランジスターとからなるマイナス高電圧直流パルス発生回路と、インテークマニホールド内を流通する混合気や空気、若しくはエキゾーストパイプ内を流通する排気ガス全体に均等に電子放射をなさしめて高密度のマイナスイオン状態となすため、絶縁体を介して針状の電子放射極が配設された電子放射回路と、マイナス高電圧直流パルス発生回路のマイナス高電圧直流パルスを、それぞれの電子放射回路の電子放射極に印加させるための、絶縁被覆されたリードケーブルとによりなる構成に存する。
【００１１】
【作用】
本発明はかかる構成からなるため以下のような作用を有する。即ちインテークマニホールド内を流通供給される混合気や空気量、及びエキゾーストパイプ内を流通排出される排気ガス量はエンジン回転数に比例して増減するものであるからエンジン回転数と連動して回転発電する交流発電機を設けることにより、該交流発電機から発電出力される電圧や周波数はエンジン回転数に比例して変動し発電されることとなる。
そして高密度マイナスイオンを生成せしむるための電子放射極からの電子放射量は、印加されるマイナス高電圧直流パルスの電圧の高低やパルス数の多少により略比例するものであるから、交流発電電力を高圧トランスで昇圧させる手段においては、エンジン回転数に比例してマイナス高電圧直流パルスの電圧が変化して電子放射極に印加され、更にイグニッションコイルによる手段においてはエンジン回転数に比例して出力周波数が変動するため、イグニッションコイルからは高電圧でパルス数がエンジン回転数に比例したマイナス高電圧直流パルスが出力され電子放射極に印加される。
【００１２】
加えて電子放射極に印加されるマイナス高電圧直流パルスは、その電圧が少なくともマイナス３０００Ｖ以上の高電圧と且直流パルスのため、電子放射極からは高電圧により電子放射が積極的になされるとともに直流パルスによる過渡作用とにより、水分子やガス分子が容易に低クラスター化とともに解離されて高密度のマイナスイオンが生成されることとなる。
更に電子放射極はインテークマニホールド内を流通する混合気や空気、或いはエキゾーストパイプ内を流通する排気ガス全体に均等に電子放射がなされるよう配設されてなるため、エンジンに供給される混合気や空気は均等に高密度マイナスイオン状態と高電場状態に保持されたうえ燃焼がなされ、且エキゾーストパイプ内では排気ガスが高密度のマイナスイオンで均等に還元作用を受けて分解がなされることとなる。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は交流発電機の設置状態説明図であって本発明において考慮すべきことは低燃費化を図るうえで、ガソリンエンジンに供給される混合気やディーゼルエンジンに供給される空気量、或いは燃焼排気ガス量等はアイドリング時と高速走行時においては略１０倍程度に増減変動することである。
反面供給される混合気や空気を高密度のマイナスイオン状態となし高燃焼性と高燃焼出力を図るためには、マイナスイオン密度が少なくとも２０乃至３０万個／ｃｃ以上が要請されることから、本発明ではエンジン回転数に連動して回転発電しえる交流発電機１を設け、該交流発電機１の電圧変動若しくは周波数変動に対応して電子放射量を制御させる技術思想を採用している。
【００１４】
交流発電機１はエンジン回転数に連動して電圧変動若しくは周波数変動を出力として捉えられるものであれば、特段の制約はなく且電子放射のために印加するマイナス高電圧直流パルス１０Ａや２４Ａはマイナス高電圧直流パルス回路２の高圧トランス２Ａやマイナス高電圧直流パルス発生回路２２のイグニッションコイル２２Ｂで実質的に発生せしむるため、発電電力は極めて小電力のせいぜい電圧としても数Ｖから数拾Ｖ程度の小型軽量のもので十分であって、界磁コイル式や永久磁石式でも且単相或いは三相交流によるものでも差支えない。
【００１５】
而して交流発電機１をエンジン回転数に連動して回転発電させるには図１に示すように、ステーターコア１Ａ内を回転自在なローター１Ｂにロータープーリー１Ｃを装着させ、且クランクシャフト１Ｄにクランクプーリー１Ｅを装着させたうえ、該ロータープーリー１Ｃとクランクプーリー１Ｅとをベルト１Ｆで連動させれば良い。
かかる場合に高周波数の発電が要請される場合にはロータープーリー１Ｃとクランクプーリー１Ｆの直径比の大きなものの採用が挙げられ、且三相交流発電と全波整流手段を考慮すれば良い。
【００１６】
図２は本発明のブロック図であって、交流発電機１において発電された交流電力１０はマイナス高電圧直流パルス回路２の高圧トランス２Ａの一次側に入力される。このマイナス高電圧直流パルス回路２は、電子放射回路３においてインテークマニホールド内を流通する混合気や空気、或いはエキゾーストパイプ内を流通される排気ガスの低クラスター化と解離を図り高密度のマイナスイオンを生成せしむるうえから電子放射を積極的且多量に放出させる必要があり、更には燃焼に際しての高電場状態となすうえから少なくともその電圧がマイナス３０００Ｖ以上望ましくは６０００乃至９０００Ｖで且直流パルスの印加が必要とされる。
【００１７】
従って該高圧トランス２Ａは、その一次側入力電圧と且所望されるマイナス高電圧との割合により巻線設計がなされるものであって、而もマイナス高電圧直流パルス１０Ａとして出力させるため、該高圧トランス２Ａの二次側の一方には整流器２Ｂを介してアースさせることにより、他方からマイナス高電圧で且半波整流させて直流パルスとして出力されるよう形成されている。
【００１８】
かくして出力されるマイナス高電圧直流パルス１０Ａは電子放射回路３を形成する電子放射極３Ｂにリードケーブル６により印加される。
この電子放射回路３を形成する電子放射極３Ｂは、混合気や空気が流通するインテークマニホールド４の内側若しくは入口先端部に該流通する混合気や空気全体に均等に電子放射をなさしめて、水分子やガス分子の低クラスター化と解離を促進させ高密度のマイナスイオン状態となすものであるから、望ましくは複数本の電子放射極３Ｂを絶縁体３Ａを介して配設させることが好都合である。
【００１９】
かかる場合に電子放射極３Ｂからの電子放射特性としてはその先鋭部位より放射がなされることから、該電子放射極３Ｂの形状は針状のものが望ましく、且常時電子放射がなされるためにその素材としては導電性とともに耐蝕性に優れるものが要請されることから、具体的素材としてはタングステンや白金、金等が使用される。加えて該電子放射極３Ｂを配設させるための絶縁体３Ａは強靭性はもとより絶縁性、耐熱性、耐蝕性に優れるものが望まれることから主としてセラミックス素材が使用され、とりわけステアタイト質やファルステライト質、アルミナ質或いはジルコン質のものが好適である。
【００２０】
電子放射回路３における電子放射極３Ｂの具体的配設態様が図３及び図４に示されてなるもので、図３はインテークマニホールドにおける電子放射極の配設説明図であって、かかる配設態様はインテークマニホールド４の内径形状に嵌入しえるよう絶縁体３Ａを環形に形成させたうえ、該環形状の絶縁体３Ａの内側に向って対称的位置に針状の電子放射極３Ｂを固定保持させたうえ、この環形状の絶縁体３Ａをインテークマニホールド４の適宜位置に嵌入装着させるものである。インテークマニホールド４への電子放射極３Ｂの配設手段は、かかる手段の他にインテークマニホールド４自体に電子放射極３Ｂを固定保持しえる絶縁体３Ａを嵌入若しくは嵌合しえる配設孔（図示せず）を対称的に且適宜数穿設のうえ、電子放射極３Ｂがインテークマニホールド４内の中心線に向うよう配設させることも提案される。
【００２１】
図４はエキゾーストパイプ５内に単一配設された電子放射極３Ｂの説明図であって、かかる配設はエキゾーストパイプ５に支持固定された絶縁体３Ａより保持棹３０Ａをエキゾーストパイプ５の中心線まで延出させたうえ、該保持棹３０Ａの先端に排気ガスの排出方向に向って針状の電子放射極３Ｂを配設させるもので、かかる手段においても電子放射極３Ｂの先端からの電子放射は略１５乃至３０度程度の放射角で放射されるため、単一の電子放射極３Ｂでも流通する排気ガス全体に亘って放射がなされることとなる。
【００２２】
図５はイグニッションコイルを用いた本発明のブロック図であって、かかる手段もエンジン回転数により供給される混合気や空気、或いは排気ガス量の変動に対して均等な高密度のマイナスイオンを生成せしめて、高燃焼性と高燃焼出力に伴う低燃費化と排出される排気ガス量の削減を図ることにある。これがため該手段においてはエンジン回転数に連動して回転発電させることによりエンジン回転数に比例して変動する周波数変動から、電子放射極３Ｂに印加されるマイナス高電圧直流パルス２４Ａのパルス数を変化させてマイナスイオンの生成を調整させる技術思想を採用している。
【００２３】
そこでかかる手段ではエンジン回転数に連動して回転発電する交流発電機としては高パルスのマイナス高電圧直流パルス２４Ａを発生出力させるうえからも、比較的高周波数の発電が望まれるため好ましくは三相交流発電機２０を採用すべきである。
当然に該三相交流発電機２０の電力は、マイナス高電圧直流パルス発生回路２２のスイッチングトランジスター２３のスイッチングを作動させる程度の電力が発電出来るものであれば使用でき従って小型、軽量の発電機で良い。
そしてかかる三相交流発電機２０で発電された三相交流電力２０Ａは、マイナス高電圧直流パルス発生回路２２のスイッチングトランジスター２３のベース２３Ａに成可く高パルスの直流パルス２１Ａとして入力させるうえから、直流パルス回路２１において該三相交流電力２０Ａを整流ダイオード２１Ｂを用いて全波整流させることにより、単相交流の場合に比べ６倍の高パルス水準の直流パルス２１Ａが出力されることとなる。
【００２４】
而してこの直流パルス２１Ａは、マイナス高電圧直流パルス発生回路２２を構成するスイッチングトランジスター２３のベース２３Ａに入力される。
即ちマイナス高電圧直流パルス発生回路２２は、バッテリー電源２２Ａが付加されたイグニッションコイル２２Ｂの一次側の通電電流を、スイッチングトランジスター２３Ａに入力される直流パルス２１Ａと同期させて、そのコレクタ２３Ｂとエミッタ２３Ｃにおいてオン、オフさせることにより相互誘導作用により二次側よりマイナス高電圧直流パルス２４Ａが出力されるもので、当然に一次側に付加されるバッテリー電圧は１２Ｖが使用されるものであり、他方マイナス高電圧直流パルス２４Ａが印加されて電子放射極３Ｂからの電子放射による高密度のマイナスイオン生成には少なくともマイナス３０００Ｖ以上の高電圧が望まれるため、電子放射極３Ｂが配設される配設条件並びに混合気や空気、若しくは排気ガス等のイオン化対象物及び流通量を考慮しイグニッションコイル２２Ｂの巻線設計をすれば良い。
【００２５】
そして本発明において留意すべきはインテークマニホールド４において特に混合気に電子放射をなし低クラスター化と解離を促進させる場合に、高電圧の印加に伴い電子放射極３Ｂからの過剰の電子放射がなされると放電が発生し引火性の高い混合気においては引火危険も予想される。これがためには電子放射に伴う通電電流は極めて微少所謂暗流の状態に維持させることが肝要で、かかる暗流における電子放射電力は電子放射極３Ｂの１極当りで略３ｍＷ乃至１０ｍＷ程度であるため、マイナス高電圧直流パルスを出力させる高圧トランス２Ａの二次側出力容量若しくはイグニッションコイル２２Ｂの二次側出力容量をかかる点を考慮のうえ設計し、或いは電子放出極３Ｂへの印加に際して適宜の抵抗を介在させることが望まれる。
【００２６】
かくしてマイナス高電圧直流パルス１０Ａ若しくは２４Ａは、それぞれに配設される電子放射極３Ｂにリードケーブル６を以って印加される。
このリードケーブル６は特段の制約はなく、図６に示すようにその中央に導電性素材からなる通電線６Ａの外周囲に通電されるマイナス高電圧に対して十分に絶縁性が発揮しえる絶縁被覆層６Ｂが形成されてなるもので、更に望ましくは屈撓性を保持するものが好都合である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように、エンジン回転数に連動して回転発電する交流発電機が設けられるためエンジン回転数に比例して変動する電圧及び周波数の出力がなされ、而もこの出力電力は極めて小電力で実用使用できるため小型、軽量、安価な発電機で使用できるためエンジンに対しての負荷が著しく少なく、且この出力電力が高圧トランスに入力されたうえその二次側より少なくとも３０００Ｖ以上で、而もエンジン回転数に比例して変動するマイナス高電圧直流パルスとして出力されたうえインテークマニホールド内やエキゾーストパイプ内に配設された電子放射極に印加され、更に交流発電機に三相交流発電機を使用する場合にもその三相交流出力を直流パルス回路で全波整流させることにより６倍の高パルス水準で且その電圧が３０００Ｖ以上で、而もエンジン回転数に比例してパルス数の変動するマイナス高電圧直流パルスがイグニッションコイルより出力されたうえ、インテークマニホールド内やエキゾーストパイプ内に配設された電子放射極に印加される。
【００２８】
従ってエンジン回転数に比例してインテークマニホールド内を流通する混合気や空気或いはエキゾーストパイプ内を流通する排気ガス量の増加及び減少の変動に対応して、その増加時には電子放射極に高い電圧のマイナス高電圧直流パルス若しくは高いパルス数のマイナス高電圧直流パルスが印加され、多量の電子放射による多量のマイナスイオン生成がなされ、且減少時には電子放射極には比較的低い電圧のマイナス高電圧直流パルス若しくは比較的低いパルス数のマイナス高電圧直流パルスが印加され、比較的少ない電子放射によるマイナスイオン生成がなされるためアイドリング時から高速走行時に亘る混合気や空気或いは排気ガス中には略均等な高密度のマイナスイオンを生成することができる。
【００２９】
そして本発明ではその電圧がマイナス３０００Ｖ以上の高電圧と且直流パルスを電子放射極に印加させるため、高電圧による多量の電子放射と直流パルスによる過渡作用即ち強い電気衝撃により混合気や空気或いは排気ガス中の水分子やガス分子が効率良く低クラスター化と解離がなされるため、インテークマニホールド内においては混合気や空気が高電場状態と高密度マイナスイオン状態になされたうえ燃焼されるため、高燃焼性と高燃焼出力による低燃費化が可能となり、更にエキゾーストパイプ内では高密度マイナスイオン状態に伴う還元作用が働き、特にＣＯ成分やＨＣ成分を還元分解して排気ガスが著しく削減される等、極めて多くの特長を具備する自動車の低燃費化及び低排気ガス化装置といえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】交流発電機の設置状態説明図である。
【図２】本発明のブロック図である。
【図３】インテークマニホールドにおける電子放射極の配設説明図である。
【図４】エキゾーストパイプにおける電子放射極の配設説明図である。
【図５】イグニッションコイルを用いた本発明のブロック図である。
【図６】リードケーブルの断面説明図である。
【符号の説明】
１ 交流発電機
１Ａ ステーターコア
１Ｂ ローター
１Ｃ ロータープーリー
１Ｄ クランクシャフト
１Ｅ クランクプーリー
１Ｆ ベルト
２ マイナス高電圧直流パルス回路
２Ａ 高圧トランス
２Ｂ 整流器
３ 電子放射回路
３Ａ 絶縁体
３Ｂ 電子放射極
４ インテークマニホールド
５ エキゾーストパイプ
６ リードケーブル
１０ 交流電力
１０Ａ マイナス高電圧直流パルス
２０ 三相交流発電機
２０Ａ 三相交流電力
２１ 直流パルス回路
２１Ａ 直流パルス
２１Ｂ 整流ダイオード
２２ マイナス高電圧直流パルス発生回路
２２Ａ バッテリー電源
２２Ｂ イグニッションコイル
２３ スイッチングトランジスター
２３Ａ ベース
２３Ｂ コレクタ
２３Ｃ エミッタ
２４Ａ マイナス高電圧直流パルス
３０Ａ 保持棹[0001]
[Industrial applications]
The present invention burns an air-fuel mixture or air supplied to an automobile engine in a high-density negative ion state and a high electric field state, thereby reducing fuel consumption associated with high combustion performance and high combustion output, and reducing exhaust gas due to high combustion performance. The present invention relates to an apparatus for reducing fuel consumption and reducing exhaust gas of an automobile, which can significantly reduce exhaust gas emission by reducing and decomposing exhaust gas components.
[0002]
[Prior art]
At present, advanced vehicle societies are being formed in advanced countries, and the consumption of petroleum resources is enormous. In addition, the depletion of petroleum resources is due to the advent of car societies associated with economic growth in less developed countries. Has been raised as an international issue.
Furthermore, in a narrow land such as Japan, the atmosphere is extremely polluted by exhaust gas such as CO component, HC component or NOx component, and in particular, particulates emitted from diesel vehicles, etc., which are emitted with the advancement of the society of advanced vehicles. Due to the resulting health damage that has continued to occur in various parts of the country and has led to disputes, several legislative measures have been taken from the administrative side to tighten exhaust gas regulations.
[0003]
For this reason, although automobile manufacturers have begun research on fuel efficiency and development of low exhaust gas engines, those that are technically and economically satisfactory are still incomplete, and even if provisional orders are completed, they are already officially designated in Japan. More than 60 million automobiles are in operation, so that it takes a very long time to achieve the effects of low fuel consumption and low exhaust gas.
In addition, automobile equipment manufacturers and others are developing and marketing catalytic converters to reduce exhaust gas.However, installing a catalytic converter in an exhaust pipe imposes negative pressure on exhaust gas emissions, resulting in lower combustion output. The result is that fuel efficiency is hindered, which is not sufficient.
[0004]
In view of this situation, the inventor has conducted intensive studies on means for easily and inexpensively reducing fuel consumption and reducing exhaust gas. As a result, the mixture or air supplied to a gasoline engine or a diesel engine has a voltage of at least 3000 V. By adding a negative high-voltage DC pulse having a pulse number of 40 kilopulses or more to the negative ion emission electrode insulated in the intake manifold or the cylinder, the water molecules and gas molecules in the air-fuel mixture or the air can be reduced. By performing clustering and dissociation and burning in a high-density negative ion state and a high electric field state, high flammability and high combustion output of substantially 30 to 50% or more are created, thereby reducing fuel consumption. And reduce exhaust gas, and apply negative high-voltage DC pulses to exhaust pipe sub-mufflers and mufflers. It has been clarified that exhaust gas, especially CO and HC components, can be significantly reduced by reducing the ion in the high-density negative ion state by adding it to the negative ion emitting electrode arranged inside the device. No. 2002-207585 discloses its contents.
[0005]
As a result of repeated tests on a wide range of vehicles and various driving conditions, the inventor has found that the amount of air-fuel mixture and air supplied for combustion during idling and during high-speed driving is about 10 times. In order to create high flammability and high combustion output, it is preferable that the negative ion density is at least about 200,000 to 300,000 / cc or more. It is desirable to adjust the negative ion density so as to achieve a so-called uniform negative ion density. In order to generate high density negative ions, positively emit electron radiation from the negative ion emitting electrode to generate water molecules and gas molecules. It is necessary to achieve low clustering and efficient dissociation. In order to achieve combustion in a high electric field state, a high voltage of at least minus 3000 V is applied to the negative ion emitting electrode. Additional flow pulse is essential.
[0006]
Further, the amount of electron emission in a closed system formed of a conductive material, such as in an intake manifold or an exhaust pipe, is determined by a minus high voltage applied to a negative ion emitting electrode and an electron emission current amount, so-called electron emission power. Investigating that it is convenient to reduce the electron emission power as much as possible and to prevent the occurrence of discharges, because it does not require a high number of pulses and, especially in the case of an air-fuel mixture in an intake manifold, is highly flammable. Invented the invention.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
That is, the present invention provides a high-density negative ion state and a high electric field state with respect to fluctuations in the amount of air-fuel mixture or air supplied to the engine, and performs combustion without a high electric field state. It is an object of the present invention to provide a simple and inexpensive vehicle with low fuel consumption and low exhaust gas which can make an exhaust pipe in a uniform high-density negative ion state and reduce and reduce exhaust gas by reduction.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The technical means used by the present invention to solve the above-described problems is to provide a small-scale AC generator that can rotate and generate power in association with the engine speed, and reduce the power output generated by this AC generator to minus. By inputting the voltage to the primary side of a high voltage transformer forming a high voltage DC pulse circuit, and applying a high voltage of at least 3000 V from the secondary side of the high voltage transformer, one of the secondary sides is grounded via a rectifier. The other is formed so as to output a negative high-voltage DC pulse.
[0009]
Then, the negative high-voltage DC pulse is emitted uniformly to the entire mixture or air flowing through the intake manifold to reduce the number of clusters and dissociation of water molecules and gas molecules in the mixture or air, thereby achieving high density minus. In order to obtain an ion state and a high electric field state, and to uniformly radiate electrons to the entire exhaust gas flowing through the exhaust pipe to be in a reduced state accompanying the generation of high-density negative ions, a needle-like state is formed via an insulator. It consists of a lead cable coated with an insulating material for applying a negative high-voltage DC pulse to an electron emission circuit provided with electron emission poles.
[0009]
Still another means is to use an ignition coil that generates a negative high-voltage DC pulse that generates high-density negative ions from the secondary side by turning on and off the current supply. In order to generate uniform high-density negative ions in response to fluctuations in the air-fuel mixture or air or exhaust gas volume, an AC generator that rotates and generates power in conjunction with the engine speed is provided. The output is input to a DC pulse circuit that performs half-wave rectification or full-wave rectification via a rectifier to form a DC pulse.
[0010]
An ignition coil connected to the battery power supply and capable of generating a negative high-voltage DC pulse of at least 3000 V from the secondary side by turning on and off the current, and a signal for switching DC pulses from the DC pulse circuit. A switching transistor that inputs to the base as well as turns on and off the current of the battery power supply between the collector and the emitter in synchronization with the input signal to generate a negative high-voltage DC pulse from the secondary side of the ignition coil. And a high-voltage DC pulse generation circuit consisting of: and a mixture of air and air flowing through the intake manifold, or the entire exhaust gas flowing through the exhaust pipe to uniformly emit electrons to create a high-density negative ion state. Through the insulator The electron emission circuit in which the needle-shaped electron emission poles are disposed, and the insulation coating for applying the minus high voltage DC pulse of the minus high voltage DC pulse generation circuit to the electron emission pole of each electron emission circuit. And a lead cable.
[0011]
[Action]
The present invention having such a configuration has the following operations. In other words, the amount of air-fuel mixture and air flowing through the intake manifold and the amount of exhaust gas flowing through the exhaust pipe increase and decrease in proportion to the engine speed. By providing the AC generator, the voltage and frequency generated and output from the AC generator fluctuate in proportion to the engine speed to generate power.
The amount of electron emission from the electron emission electrode for generating high-density negative ions is substantially proportional to the level of the applied negative high-voltage DC pulse and the number of pulses, so that In the means for boosting the electric power by the high-voltage transformer, the voltage of the minus high-voltage DC pulse changes in proportion to the engine speed and is applied to the electron emission pole, and in the means by the ignition coil, it increases in proportion to the engine speed. Since the output frequency fluctuates, a negative high-voltage DC pulse whose pulse number is proportional to the engine speed is output from the ignition coil and applied to the electron emission pole.
[0012]
In addition, since the negative high-voltage DC pulse applied to the electron emitting electrode has a high voltage of at least minus 3000 V and a DC pulse, electron emission is actively performed by the high voltage from the electron emitting electrode. Due to the transient action by the DC pulse, water molecules and gas molecules are easily dissociated together with cluster reduction to generate high-density negative ions.
Further, since the electron emitting poles are arranged so that electron mixture is radiated evenly to the mixture or air flowing through the intake manifold, or the entire exhaust gas flowing through the exhaust pipe, the mixture supplied to the engine is The air is uniformly maintained in a high-density negative ion state and a high electric field state and burned, and in the exhaust pipe, the exhaust gas is uniformly reduced by the high-density negative ions to be decomposed. .
[0013]
【Example】
FIG. 1 is an explanatory view of an installation state of an alternator. FIG. 1 is a diagram illustrating an installation state of an alternator. What is to be considered in the present invention is to supply fuel to a gasoline engine in order to reduce fuel consumption. The amount of air-fuel mixture, the amount of air supplied to the diesel engine, the amount of combustion exhaust gas, and the like fluctuate about 10 times during idling and during high-speed running.
On the other hand, in order to make the supplied air-fuel mixture or air into a high-density negative ion state and achieve high combustion performance and high combustion output, a negative ion density of at least 200 to 300,000 particles / cc is required. The present invention employs a technical idea of providing an AC generator 1 capable of rotating and generating power in association with the engine speed, and controlling the amount of electron emission in response to a voltage change or a frequency change of the AC generator 1.
[0014]
As long as the alternator 1 can capture voltage fluctuation or frequency fluctuation as an output in conjunction with the engine speed, there is no particular limitation, and the minus high-voltage DC pulses 10A and 24A applied for electron emission are minus. Since it can be substantially generated by the high-voltage transformer 2A of the high-voltage DC pulse circuit 2 and the ignition coil 22B of the minus high-voltage DC pulse generation circuit 22, the generated power can be several volts to several volts even if the voltage is extremely small. A small and lightweight one of sufficient size is sufficient, and a field coil type or a permanent magnet type and a single-phase or three-phase alternating current may be used.
[0015]
As shown in FIG. 1, a rotor pulley 1C is attached to a rotatable rotor 1B inside a stator core 1A, and a rotor pulley 1C is attached to a crankshaft 1D. After the crank pulley 1E is attached, the rotor pulley 1C and the crank pulley 1E may be linked with the belt 1F.
In such a case, when high-frequency power generation is required, the use of a rotor pulley 1C and a crank pulley 1F having a large diameter ratio may be employed, and three-phase AC power generation and full-wave rectification means may be considered.
[0016]
FIG. 2 is a block diagram of the present invention. AC power 10 generated in the AC generator 1 is input to the primary side of the high-voltage transformer 2A of the minus high-voltage DC pulse circuit 2. The negative high-voltage DC pulse circuit 2 reduces the cluster and dissociates the air-fuel mixture or air flowing through the intake manifold or the exhaust gas flowing through the exhaust pipe in the electron emission circuit 3 to generate high-density negative ions. It is necessary to actively emit a large amount of electron radiation in order to generate a large amount of electrons, and to apply a DC pulse of at least 3,000 V or more, preferably 6000 to 9000 V, in order to achieve a high electric field state during combustion. Is required.
[0017]
Therefore, the high-voltage transformer 2A is designed to have a winding design based on the ratio between its primary side input voltage and a desired negative high voltage. One of the secondary sides of the transformer 2A is grounded via a rectifier 2B, and the other side is rectified at a minus high voltage and half-wave rectified to be output as a DC pulse.
[0018]
The negative high-voltage DC pulse 10A thus output is applied by the lead cable 6 to the electron emission pole 3B forming the electron emission circuit 3.
The electron emission pole 3B forming the electron emission circuit 3 is configured to uniformly emit electrons to the inside of the intake manifold 4 or the front end portion of the inlet where the mixture or the air flows, and to uniformly emit the electron mixture to the whole of the mixture or the air. In addition, it is desirable to dispose a plurality of electron emission electrodes 3B via an insulator 3A, since the formation of clusters and dissociation of gas molecules is promoted to form a high-density negative ion state.
[0019]
In such a case, the electron emission characteristic of the electron emission pole 3B is that it is radiated from its sharp part. Therefore, the shape of the electron emission pole 3B is preferably a needle shape. Since a material that is excellent in conductivity and corrosion resistance is required as a material, a specific material such as tungsten, platinum, or gold is used. In addition, since the insulator 3A for disposing the electron emitting electrode 3B is desired to have not only toughness but also excellent insulation, heat resistance and corrosion resistance, a ceramic material is mainly used. Stellite, alumina or zircon materials are preferred.
[0020]
The specific arrangement of the electron emission poles 3B in the electron emission circuit 3 is shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an explanatory view of the arrangement of the electron emission poles in the intake manifold. In the embodiment, the insulator 3A is formed in a ring shape so as to fit into the inner diameter shape of the intake manifold 4, and the needle-like electron emission pole 3B is fixedly held at a symmetrical position toward the inside of the ring-shaped insulator 3A. After that, the ring-shaped insulator 3A is fitted and mounted at an appropriate position of the intake manifold 4. Means for arranging the electron emission pole 3B on the intake manifold 4 may be an arrangement hole (not shown) into which the insulator 3A capable of fixing and holding the electron emission pole 3B is fitted or fitted to the intake manifold 4 itself. In addition, it is proposed that a plurality of radiating holes are provided symmetrically and the electron emitting poles 3B are arranged so as to face the center line in the intake manifold 4.
[0021]
FIG. 4 is an explanatory view of the electron emission electrode 3B provided solely in the exhaust pipe 5. In this arrangement, the holding rod 30A is attached to the center of the exhaust pipe 5 by the insulator 3A supported and fixed to the exhaust pipe 5. A needle-shaped electron emitting pole 3B is disposed at the tip of the holding rod 30A in the exhaust gas discharge direction after extending to the line. Since the radiation is emitted at a radiation angle of about 15 to 30 degrees, even a single electron emission pole 3B emits the entire exhaust gas flowing.
[0022]
FIG. 5 is a block diagram of the present invention using an ignition coil. This means also generates a high-density negative ion uniformly with respect to a change in an air-fuel mixture or air supplied by an engine speed or an exhaust gas amount. At least, it is an object of the present invention to reduce fuel consumption associated with high flammability and high combustion output and to reduce the amount of exhaust gas. Therefore, in this means, the number of minus high-voltage DC pulses 24A applied to the electron emission pole 3B is changed from the frequency variation that varies in proportion to the engine speed by rotating and generating power in conjunction with the engine speed. The technical concept of adjusting the generation of negative ions is adopted.
[0023]
Therefore, in order to generate and output a high-pulse minus high-voltage DC pulse 24A as an AC generator that generates power in rotation in conjunction with the engine speed, such means preferably generates power at a relatively high frequency. An alternator 20 should be employed.
Naturally, the power of the three-phase AC generator 20 can be used as long as it can generate enough power to activate the switching of the switching transistor 23 of the minus high-voltage DC pulse generating circuit 22. good.
The three-phase AC power 20A generated by the three-phase AC generator 20 is input to the base 23A of the switching transistor 23 of the minus high-voltage DC pulse generation circuit 22 as a high-pulse DC pulse 21A. By performing full-wave rectification of the three-phase AC power 20A using the rectifier diode 21B in the DC pulse circuit 21, a DC pulse 21A having a pulse level six times higher than that in the case of single-phase AC is output.
[0024]
The DC pulse 21A is input to the base 23A of the switching transistor 23 constituting the negative high-voltage DC pulse generating circuit 22.
That is, the negative high-voltage DC pulse generation circuit 22 synchronizes the primary-side current flowing through the ignition coil 22B to which the battery power supply 22A is added with the DC pulse 21A input to the switching transistor 23A, and generates a collector 23B and an emitter 23C. By turning on and off, a negative high-voltage DC pulse 24A is output from the secondary side due to the mutual induction action. Naturally, the battery voltage applied to the primary side is 12 V, while the other side is used. Since a high voltage of at least minus 3000 V is desired for high-density negative ion generation due to electron emission from the electron emitting pole 3B when the high-voltage DC pulse 24A is applied, the arrangement conditions for disposing the electron emitting pole 3B are provided. And ionization targets such as air-fuel mixture, air, or exhaust gas And considering the circulation amount may be a winding design of the ignition coil 22B.
[0025]
It should be noted that in the present invention, in the case where the air-fuel mixture emits electrons particularly in the intake manifold 4 to promote low clustering and dissociation, excessive electron emission from the electron-emitting pole 3B is caused by application of a high voltage. When a mixture is highly flammable, a danger of ignition is also expected. For this purpose, it is important that the current supplied by electron emission be maintained in a very small state, that is, a dark current, and the electron emission power in such a dark current is approximately 3 mW to 10 mW per one electron emission pole 3B. The secondary output capacity of the high-voltage transformer 2A or the secondary output capacity of the ignition coil 22B for outputting a negative high-voltage DC pulse is designed in consideration of such a point, or an appropriate resistance is applied when the voltage is applied to the electron emission pole 3B. It is desired to intervene.
[0026]
Thus, the negative high-voltage DC pulse 10A or 24A is applied via the lead cable 6 to the electron emission pole 3B provided respectively.
The lead cable 6 is not particularly limited, and as shown in FIG. 6, has an insulation capable of exhibiting sufficient insulation against a negative high voltage applied to the outer periphery of a conductive wire 6A made of a conductive material at the center. It is preferable that the coating layer 6B is formed, and more desirably, one that retains flexibility.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the AC generator that generates rotational power in conjunction with the engine speed is provided, the voltage and frequency that fluctuate in proportion to the engine speed are output, and the output power is extremely small. Since it can be used practically with electric power, it can be used with a small, lightweight and inexpensive generator, so that the load on the engine is remarkably reduced. It is also output as a minus high-voltage DC pulse that fluctuates in proportion to the engine speed, and is applied to the electron emission poles arranged in the intake manifold and the exhaust pipe. Is used, the three-phase AC output is subjected to full-wave rectification by a DC pulse circuit, so that the voltage is 3000 times as high as 6 times the pulse level. As described above, the minus high-voltage DC pulse whose pulse number fluctuates in proportion to the engine speed is output from the ignition coil and applied to the electron emission poles disposed in the intake manifold and the exhaust pipe. .
[0028]
Accordingly, in response to the increase and decrease in the amount of air-fuel mixture or air flowing through the intake manifold or the amount of exhaust gas flowing through the exhaust pipe in proportion to the engine speed, a negative voltage of high voltage is applied to the electron emission electrode at the time of the increase. A high voltage DC pulse or a high pulse number of negative high voltage DC pulses is applied to generate a large amount of negative ions due to a large amount of electron emission. A relatively low number of negative high-voltage DC pulses are applied, and negative ions are generated by a relatively small amount of electron emission. Therefore, a substantially uniform high-density gas mixture or air or exhaust gas from idling to high-speed driving is provided. Of negative ions can be generated.
[0029]
In the present invention, since a high voltage having a voltage of minus 3000 V or more and a DC pulse are applied to the electron emission electrode, a large amount of electron emission due to the high voltage and a transient action due to the DC pulse, that is, a strong electric shock, cause a mixture, air or exhaust. Since water molecules and gas molecules in the gas are efficiently reduced into clusters and dissociated, the air-fuel mixture and air are converted into a high electric field state and a high-density negative ion state and burned in the intake manifold. Combustibility and high combustion output make it possible to reduce fuel consumption, and furthermore, a reduction action associated with high-density anion state works in the exhaust pipe, and in particular, CO and HC components are reduced and decomposed, thereby significantly reducing exhaust gas. Therefore, it can be said that this is a fuel-efficient and low-emission gasification device for an automobile having a great number of features.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an installation state of an AC generator.
FIG. 2 is a block diagram of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an arrangement of electron emission poles in an intake manifold.
FIG. 4 is an explanatory view of the arrangement of electron emission poles in an exhaust pipe.
FIG. 5 is a block diagram of the present invention using an ignition coil.
FIG. 6 is an explanatory sectional view of a lead cable.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC generator 1A Stator core 1B Rotor 1C Rotor pulley 1D Crankshaft 1E Crank pulley 1F Belt 2 Minus high voltage DC pulse circuit 2A High voltage transformer 2B Rectifier 3 Electron emission circuit 3A Insulator 3B Electron emission pole 4 Intake manifold 5 Exhaust pipe 6 Lead cable 10 AC power 10A Minus high-voltage DC pulse 20 Three-phase AC generator 20A Three-phase AC power 21 DC pulse circuit 21A DC pulse 21B Rectifier diode 22 Minus high-voltage DC pulse generation circuit 22A Battery power supply 22B Ignition coil 23 Switching transistor 23A Base 23B Collector 23C Emitter 24A Minus high voltage DC pulse 30A Holding rod