JPS6090972A - 湿潤水蒸気を利用した内燃機関の燃焼方法とその供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンな
どの内燃機関の燃費向Ｌ１出力増加を図るための方法と
その装置に関するものである。

従来から、内燃機関の燃料を効率的に燃焼させて、燃費
を向上させ、出力の増加を図る手段が種々提供されてい
る。しかし、そのための装置が複雑、高価であったり、
内燃機関の回転数によって効果があがらないなどの欠点
があった。

前記目的の一手段として、空気と燃料との最適の混合比
を常に選択すればよいが、現実には、内燃機関の内的、
外的諸条件に支配されるので、高度の技術を要する。

又、燃焼室内へ、燃料とともに、水を滴下、或いは霧状
υこ噴出させ、水が蒸発する際の大きな膨張力を利用し
て、出力の増加を図る手段があるが、シリンダ内がさび
る、燃料と水とが十分ましわらないため燃焼が悪い、水
のため燃焼温度が一トるなどの欠点がある。

この発明は、液相の水が蒸発時に大きな膨張力を有する
こと、水が燃料と高撚反応を起すことに著目し、さらに
、湿潤水蒸気が燃焼室内をさびさせず、しかも燃料との
混合がよく、混合気の温度を下げさせないことに著目し
て、燃焼室内へ燃料とともに吸入される空気に、適温適
量の湿潤水蒸気を混入することにより、空気と湿潤水蒸
気と燃料との混合気を燃焼させて、燃費、出力の向１−
を図ると七を目的とする。

以下、自動車用ガソリンエンジンへの実施例に、！ｉｔ
；づいて、この発明を説明する。

この発明は、給水手段、蒸発器、空気供給手段、混入気
供給管から主として構成される。

まず、給水手段について述べると、（Ｔ）は水を収容し
たタンクで、（１）は、後述する蒸発器（６）へタンク
（Ｔ）の水を供給する給水管である。（Ｐ）は給水ポン
プで、ポンプ（Ｐ）と蒸発器（６）との間には、蒸発器
への給水を通断する電磁弁（２）と、給水量？調整する
流量調整弁（３）七があり、流量調整弁（３）から出た
給水管（１）は、前部排気管（４）、排気マニホルド（
５）内を通って蒸発器（６）底部に開口する。

蒸発Ｈ（６）は、ステンレススチールウール（７）を内
蔵しており、排気マニホルド（５）上に固定されている
。

空気供給手段について述べると、（８）は外気供給管で
、蒸発器（６）に接続され、この外気供給管（８）　Ｋ
は、前部排気管（４）ヒこ近接して開＋ＺＩする、暖気
取入口ＯＱを有する暖気供給管（９）が接続される。（
功は、両供給管（８）、（９）の接続部分に設けられた
切替弁で、両供給管の切替えを行う。

混入気供給管ａ２は、蒸発器（６）とエヤクリーナ０］
とを接続するものである。

なお、電磁弁（２）の作動は、蒸発器（６）内温度を検
知する湿度センサａＩＯの信号により、温度調節器ｕ均
υこよって行う。

同様に、切替弁０］）の作動は、混入気供給管０の内の
温度を検知する温度センサ０Ｑの信号により、温度調ｍ
器（１７１によって行う。

又、流量調整弁（３）の操作は、アクセルＯａの作動と
連動して行う。

別の実施例として、電磁弁（２）を廃し、前記蒸発器（
６）側の湿度センサ０４、温度調節器ＱｅＫよって、流
量調整弁（３）を操作させることもできる。

次にこの発明の作動、効果について説明する。

エンジン（Ｅ）の始動時、即ちエンジン温度が低い間は
、電磁弁（２）閉、切替弁αυ閉、即ち、外気供給管（
８）閉、エンジン温度が上昇して蒸発器（６）内の温度
が上がれば、電磁弁開、切替弁閉、さらに、混入気供給
管（６）内の温度が上がれば、電磁弁（２）は開のまま
、切替弁αυ開、即ち、外気供給管（８）が開で暖気供
給管（９）が閉となるよう、予め温度調＃ｉ器０υ、α
ηを調節する。

実施例では、電磁弁（２）の開は約５０°Ｃ１切替弁Ｑ
ｌ）の切替えは約８０’Ｃである。

いま、エンジン（Ｅ）を始動すれば、電磁弁（２）は閉
であるため、ポンプ（Ｐ）からの給水は、逆止弁（図示
せず）を有する戻り管Ｏ呻を通ってタンク（Ｔ）へ戻る
。したがって、蒸発器（６）には給水されず、暖気取入
口（１０から、次第に温度を１−げながら暖気供給管（
９）を通った空気は蒸発器（６）へ送られ、混入気供Ｍ
　！　（１２を経てエヤクリーナ０．１＆こ入る。気化
器（イ）からエンジンに送られる混合気は、空気と燃料
のみである。低温の湿潤水蒸気により混合気の温度を下
げないためである。

エンジン（Ｋ）の温度が上昇して、排気マニホルド（５
）と、又、前部排気管（４）により暖められて送り込ま
れる空気上により、蒸発器（６）内の温度が設定値に達
すると、温度センサＱ４１の検知により温度調節器ａ０
が電磁弁（２）を開き、蒸発器（６）への給水が開始さ
れる。前部排気管（４）によって暖められた水は、蒸発
器（６）に入り、湿潤水蒸気となって暖気供給管（９）
の暖気へ混入し、混入気となってエヤクリーナ（１３を
経て気化器（イ）に入り、燃料と混合してエンジンに送
られる。

空気、水蒸気、燃料の混合気は、シリンダ内で、体膨張
率が大きい液相の水を含むため、爆発力が強く、エンジ
ン出力を向上させる。又、水Ｈ２０の０と、燃料ＯＲの
Ｃとが吸熱反応を起して、Ｃ０−１−Ｈとなり完全燃焼
するので、未燃ガスが減少し、燃料の節約と排気ガスに
よる大気汚染防■にに役立つ。

アクセルα樽を踏み込んで、エンジンの回転をトげれば
、アクセルと連動する流量調整弁（３）に」こり、蒸発
器（６）への給水量が増加し、エンジンへ送られる混合
気中の湿潤水蒸気量は増加する。

さらに、エヤクリーナ（至）に入る混入気の温度が設定
値以上になれば、温度センサＯＱの検知Ｑζより、温度
調ｆ６１器θ力が切替弁αυを切替え、外気供給管（８
）のみ力Ｓら冷い空気を蒸発器（６）へ送るので、蒸発
器内の温度を下げて、湿潤水蒸気の発生量をおさえ、適
量以」二の湿潤水蒸気がエンジンへ供給されるのを防ぐ
。

以上、自動車用エンジン＼の実施例について述べたが、
ディーゼルエンジンへの実施では、空気吸入過程６で於
て、空気へ蒸発器で発生させた湿潤水蒸気を混入する。

さいごに、この発明の特長について列挙する。

（１）水の体膨張率が大きいので、爆発力が空気と燃料
のみの混合気より太きく、馬力の向−ト、燃費改善を図
るこ吉ができる。

（２）燃焼室で爆発の瞬間による燃焼熱のため、燃料と
水が吸熱反応を起して、燃料が完全燃焼する。したがっ
て、未燃ガスが減少し、燃料の節約、大気汚染の防止に
なる。

（３）又、燃焼室内υζ未燃カーボンの付着が減少する
ので、点火プラグの汚れがなくなり、混合気の着火が完
全に行われる。

（４）混入気中の水蒸気量だけ空気が少なくなるので、
排ガス中の窒素酸化物が減少し１大気ｌη染の防１．Ｉ
Ｚに役立つ。

（５）既存の内燃機関に、大小ＩＦかかわりなく、容易
に、かつ安価に実施できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、自動車用ガソリンエンジンへの実施状態を示す
配管路図である。 １・・・給水管　２・・・電磁弁 ３・・・流量調整弁　４・・・前部排気管５・・・排気
マニホルド　６・・・蒸発器８・・・外気供給管　９・
・・暖気供給管１１・・・切替弁　１２・・・混入気供
給管１３・・　・エヤクリーナ １４．１６・　・温度センサ １５．１７・・・湿度調節器 ２０・・・気化’ｌＳ　Ｔ・・・タンクＥ・・・エンジ
ン　Ｐ・・・ポンプ 代理人　弁理士　山上正晴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　空気へ、人工的に発生させた湿潤水蒸気を混入した
   混入気を内燃機関へ供給することを特徴とする湿潤水蒸
   気を利用した内燃機関の燃焼方法。 ２　給水手段により送られた水を加熱して湿潤気へ湿潤
   水蒸気の混入した混入気を内燃機関へ供給する混入気供
   給管を接続したことを特徴とする湿潤水蒸気の内燃機関
   への供給装置。