WO1997024523A1 - Generateur d'ions pour dispositif de combustion - Google Patents

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WO1997024523A1
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voltage generator
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Inventor
Kazuo Motouchi
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Kazuo Motouchi
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an ion generator for a combustion device that ionizes air introduced into a casing and supplies the ionized air to an intake portion of a combustion device such as an internal combustion engine.
  • ion generation to supply ionized air to the intake manifold of an internal combustion engine with the aim of improving the combustion efficiency of the internal combustion engine as a combustion device to achieve bottom fuel economy and bottom pollution
  • This ion generator is disclosed, for example, in Japanese Utility Model Publication No. 3-391192.
  • the ion generator disclosed in this publication has an intake port 92 on one of the opposite end faces of a casing 91 and an exhaust port 93 on the other, and An air passage is formed between the port 92 and the exhaust port 93, and an ionization electrode 94 is arranged in the air passage.
  • the ionization electrode 94 has a cylindrical outer electrode 94 a disposed so as to surround the air flow path, and an inner star electrode having a plurality of star electrodes disposed inside the outer electrode 94 a.
  • the electrode 94 b is constituted by an electrode 94 b, and the plasma discharge generated between the outer electrode 94 a and the inner electrode 94 b ionizes the air passing through the air flow path to form an exhaust port 9.
  • the fuel is supplied to the intake manifold of the internal combustion engine through (3).
  • a high voltage generator 95 for supplying a high voltage to the ionization electrode 94 is arranged inside the casing 91.
  • the high-voltage generator 95 has its components housed in the casing 91 and molded with an insulating resin, and its positive electrode has an outer electrode 94 a of the ionization electrode 94.
  • the inner electrode 94b is connected to the negative electrode, respectively.
  • the ionization electrode 94 is housed in a container 96 made of an insulating resin and is insulated from the casing 1.
  • the casing 91 is made of an aluminum die-cast product.
  • the ion generator having the above configuration is configured such that a high voltage for discharge is applied to the ionization electrode 94.
  • a high voltage for discharge is applied to the ionization electrode 94.
  • the life of the high voltage generator 95 for supplying the power is short.
  • the outer electrode 94a of the ionization electrode 94 is set to the positive electrode, and the casing 91 is attached to the vehicle body and grounded.
  • a plasma discharge also occurs between the outer electrode 94a and the casing 91, and the heat generated by the former plasma discharge and the latter plasma discharge It has been found that the high voltage generator 95 is overheated due to the heat generated by the heat generation.
  • the present invention has been made based on such knowledge, and an object of the present invention is to provide an ion generator for a combustion apparatus that can achieve a long life of a high-voltage generator. Disclosure of the invention
  • an ion generator for a combustion apparatus has an intake port provided on one end face, an exhaust port provided on the other end face, and an air flow between the intake port and the exhaust port.
  • a passage is formed, and a space for air circulation is provided between a cylindrical casing grounded to a predetermined portion and an inner peripheral surface of the casing.
  • An outer electrode and an inner electrode are provided downstream of the air flow path and are opposed to each other with a predetermined distance therebetween.
  • the inner electrode serves as a positive electrode of the high voltage generator, and the outer electrode serves as a negative electrode of the high voltage generator.
  • the polarity is the same as the polarity of the grounded casing. For this reason, it is possible to prevent plasma discharge from occurring except between the outer electrode and the inner electrode.
  • the high-voltage generator can be air-cooled by flowing air sucked into the casing through the air inlet through the gap formed between the high-voltage generator and the casing. Further, since the high-voltage generator is disposed upstream of the ionization electrode in the air flow path, the high-voltage generator is less likely to be affected by the heat generated by the ionization electrode. This prevents the high voltage generator from overheating. The life of the high-voltage generator can be made longer than that of the conventional product.
  • the inner electrode of the ionization electrode includes a plurality of hairs made of a conductive metal, and It is a brush-type electrode radially arranged toward the peripheral surface.
  • the plasma discharge between the outer electrode and the inner electrode can be stably and efficiently performed, and the air sucked into the casing can be efficiently ionized. For this reason, the combustion efficiency of the combustion device can be further increased, and the bottom fuel efficiency and bottom pollution can be more effectively achieved.
  • the brush-type electrode is a rod-shaped electrode in which the bristle state is continuously arranged for a predetermined length along the axial direction of the inner electrode. According to this aspect, the plasma discharge can be performed more stably and efficiently, and the air sucked into the casing can be ionized more efficiently. For this reason, the combustion efficiency of the combustion device can be further effectively increased, and the bottom fuel consumption and bottom pollution can be more effectively achieved.
  • the outer electrode may be a brush-type electrode in which a number of hairs made of a conductive metal are arranged toward the inner electrode while surrounding the rod-shaped inner electrode.
  • the plasma discharge between the outer electrode and the inner electrode can be stably and efficiently performed, and the air sucked into the casing can be efficiently ionized.
  • the brush-type electrode is preferably a cylindrical one in which the hairs are continuously arranged for a predetermined length along the axial direction of the outer electrode. The discharge is performed more stably and efficiently, and the air sucked into the casing can be ionized more efficiently.
  • the outer electrode is formed of a flat plate
  • the inner electrode is formed of a number of pointed members arranged toward the outer electrode. Also in this aspect, the plasma discharge can be performed more stably and efficiently, and the air sucked into the casing can be ionized more efficiently.
  • the outer electrode of the above-mentioned ionization electrode is preferably constituted by a part of the casing. New According to this aspect, the number of parts of the ion generator can be reduced, and the size of the ion generator can be reduced.
  • the intake port, the exhaust port and the high voltage generator are arranged concentrically around the axis of the casing.
  • the high voltage generator can be uniformly cooled by air, so that the life of the high voltage generator can be further extended.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an ion generator for a combustion apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the inner electrode.
  • FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the inner electrode.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along the line VV of the preceding figure.
  • FIG. 6 is a sectional view showing still another embodiment of the inner electrode.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along the line VII-VI in the previous figure.
  • FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the ionization electrode.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view taken along the line IX-IX of the preceding figure.
  • the tenth embodiment is a perspective view showing still another embodiment of the ionization electrode.
  • the eleventh is a perspective view showing still another embodiment of the ionization electrode.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional example. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an ion generator for a combustion device according to the present invention.
  • This ion generator has an inlet 11 on one end face 1a of the cylindrical casing 1 and an exhaust port 12 on the other end face 1b.
  • These inlet port 1 1 and exhaust port 1 2 A high-voltage generator 2 is disposed upstream of the air flow path A, and an ionization electrode 3 is disposed downstream thereof.
  • the casing 1 is formed by closing both ends of a cylindrical body 13 made of stainless steel or the like with caps 1 and 15, and one of the caps 14 has the intake port 11 formed therein, A connection port 14a for the intake pipe 4 is protruded, and the other cap 15 is provided with the above-described exhaust port 12 and a connection port 15a for the exhaust pipe 5 is protruded.
  • the caps 14 and 15 are formed of a synthetic resin such as polyetherimide mixed with reinforcing fibers such as glass fiber.
  • the intake port 11 and the exhaust port 12 are provided coaxially with the axis of the casing 1.
  • the exhaust pipe 5 is connected to an intake manifold interposed between an air cleaner and a cylinder of an internal combustion engine as a combustion device.
  • the high-voltage generator 2 is one in which an electric circuit component for generating a high voltage is housed in a case, and the component is molded with an epoxy resin or the like. This high-voltage generator 2 is supported in a neutral state inside the casing 1 through ribs protruding at a plurality of locations on the outer periphery thereof. A gap S for allowing the air introduced from the intake port 11 to the inside of the casing 1 to flow therethrough is formed on the opposite end face side.
  • the high-voltage generator 2 is provided concentrically with the intake port 11 and the exhaust port 12.
  • 21 is a power supply line
  • 22 is a ground wire for grounding the casing 1 to the vehicle body.
  • the ionization electrode 3 supports the outer electrode 31 formed by a part of the cylindrical body 13 of the casing 1, the inner electrode 32 arranged at the center of the outer electrode 31, and the inner electrode 32. And a pair of support plates 33.
  • the inner electrode 32 includes a plurality of hairs 32 b made of a conductive thin metal wire around a conductive shaft 32 a bridged between a pair of support plates 33. It is composed of brush-type electrodes radially arranged toward the outer electrode 31.
  • the hairs 3 2 b of the inner electrode 32 are continuously arranged for a predetermined length along the axis of the outer electrode 31, and therefore, the inner electrode 32 is connected to the axis of the outer electrode 31. It is formed in a rod shape extending in the direction.
  • the outer electrode 31 is connected to the negative electrode of the high voltage generator 2, and the inner electrode 32 is connected to the positive electrode of the high voltage generator.
  • the pair of support plates 33 is a disk-shaped member made of an insulating material, and has a side surface on which air introduced into the casing 1 from the intake port 11 is guided to the exhaust port 12.
  • the ventilation holes 33c are formed at predetermined intervals on the circumference around the shaft 32a (see FIG. 2).
  • air can be introduced into the casing 1 through the intake port 11 by the negative pressure inside the intake manifold.
  • the high voltage generator 2 can be air-cooled by the air passing through the gap S while being guided to the exhaust port 12 side through the gap S formed between the container 2 and the casing 1. Further, the air that has passed through the high-voltage generator 2 is ionized by the plasma discharge of the ionization electrode 3, passes through the exhaust port 12 and the exhaust pipe 5, and passes through the combustion air in the intake manifold. Can be supplied to At this time, since the outer electrode 31 is set to the negative electrode and the inner electrode 32 is set to the positive electrode, there is no danger of plasma discharge occurring except between the two, and the high voltage generator 2 is heated by the plasma discharge. There is no danger.
  • the high-voltage generator 2 since the high-voltage generator 2 is arranged on the upstream side of the ionization electrode 3, the high-voltage generator 2 generates heat due to plasma discharge between the outer electrode 31 and the inner electrode 32. Hard to be affected. Therefore, in combination with the point that the high-voltage generator 2 is actively cooled by air, it is possible to prevent the high-voltage generator 2 from being overheated, and to extend the life of the high-voltage generator 2 significantly. Can be.
  • the inner electrode 32 is a brush-type electrode, and a large number of hairs 32 constituting the inner electrode 32 extend continuously in the axial direction, the inner electrode 32 and the outer electrode 31 are not connected to each other.
  • the discharge efficiency during the discharge can be greatly increased.
  • the air introduced into the interior of the casing 1 is stably and efficiently ionized, and the highly ionized air can be supplied to the cylinder of the internal combustion engine. Therefore, the combustion efficiency of the internal combustion engine can be further increased, and the bottom fuel consumption and bottom pollution can be more effectively achieved.
  • the intake port 11, the exhaust port 12, and the two high voltage generators are arranged concentrically around the axis of the casing 1, the entire high voltage generator 2 is uniformly cooled by air. can do. Therefore, the life of the high voltage generator 2 can be further extended.
  • the inner electrode 3 2 of the ionization electrode 3 2b may be arranged at predetermined intervals along the axial direction.Also, as shown in FIGS. 4 and 5, star electrodes are arranged at predetermined intervals along the axial direction. Alternatively, as shown in FIGS. 6 and 7, flat plates having a sawtooth-shaped pointed tip at the tip may be radially arranged.
  • the inner electrode 32 is formed of a rod-like body
  • the outer electrode 31 is formed of a number of hairs made of conductive thin metal wires. It may be composed of a cylindrical brush-type electrode provided with 31b.
  • the hair 3 lb of the outer electrode 31 is implanted along the inner circumference of a cylindrical body 31 a made of a conductive metal fitted on the inner circumference of the casing 1. It is rare.
  • the hairs 3 1 b are arranged continuously for a predetermined length along the axial direction of the outer electrode 31, and each hair 31 b surrounds the inner electrode 32. So that they are arranged toward the inner electrode 32.
  • the air introduced into the casing 1 can be ionized stably and efficiently, and the highly ionized air can be supplied to the cylinder of the internal combustion engine.
  • the combustion efficiency of the internal combustion engine can be further increased, and the bottom fuel consumption and bottom pollution can be more effectively achieved.
  • FIG. 10 is a perspective view showing still another embodiment of the ionization electrode 3.
  • the outer electrode 31 is formed by a flat plate made of a conductive metal
  • the inner electrode 32 is formed by a sharp-pointed pyramid 32 c arranged in a large number toward the outer electrode 31.
  • These components are housed in a rectangular tube 32 e made of an insulating resin at a predetermined interval.
  • Each prismatic body 32c is integrally formed in a state of being continuous with each other by press-forming a conductive metal sheet.
  • the pyramid 32 c faces the entire area of the outer electrode 31. According to this embodiment, the air introduced into the casing 1 can be ionized more stably and efficiently, and the highly ionized air can be supplied to the cylinder of the internal combustion engine.
  • the inner electrode 32 is composed of a large number of sharp needles 3 2 d as shown in FIG. You may.
  • the needles 32d are implanted in the conductive metal plate 32d, and are mutually conductive.
  • a pointed member constituting the inner electrode 32 In addition to the pyramids 32c and the needles 32d, cones and saw-tooths can also be used.
  • the ion generator for a combustion device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the outer electrode 31 of the ionization electrode 3 is used.
  • Various design changes can be made, such as being configured separately from the cylindrical body 13 of the casing 1 and forming the casing into a square cross section.
  • the ion generator of the present invention can be applied to a combustion device other than the above-described internal combustion engine.
  • a combustion device include a boiler, a heat treatment furnace, and an incinerator.

Description

明 細 書
燃焼装置用 の イ オ ン 発生器
技術分野
この発明は、 ケーシングの内部に導入された空気をイオン化して、 内燃機関等 の燃焼装置の吸気部に供給する燃焼装置用のイオン発生器に関する。 背景技術
従来、 燃焼装置としての内燃機関の燃焼効率を高めて、 底燃費化を図ったり、 底公害化を図ったりすることを目的として、 イオン化した空気を内燃機関の吸気 マ二ホールドに供給するイオン発生器が提供されている。 このイオン発生器は、 例えば実公昭 3— 3 9 1 9 2号公報に開示されている。
この公報に開示されたイオン発生器は、 第 1 2図に示すように、 ケーシング 9 1の相対向する端面の一方に吸気口 9 2を、 他方に排気口 9 3をそれぞれ形成し、 上記吸気口 9 2と排気口 9 3との間を、 空気流路として構成しているとともに、 上記空気流路に、 イオン化電極 9 4を配置している。 このイオン化電極 9 4は、 上記空気流路を包囲した状態で配置された円筒状の外側電極 9 4 aと、 この外側 電極 9 4 aの内部に配置された複数枚の星型電極からなる内側電極 9 4 bとによ つて構成されており、 これら外側電極 9 4 aと内側電極 9 4 bとの間で生じるプ ラズマ放電によって、 上記空気流路を通る空気をイオン化して、 排気口 9 3を通 して内燃機関の吸気マ二ホールドに供給するようにしている。
また、 上記ケーシング 9 1の内部には、 上記イオン化電極 9 4に対して高電圧 を供給するための高電圧発生器 9 5が配置されている。 この高電圧発生器 9 5は、 その構成部品を、 上記ケーシング 9 1に収容して、 絶縁性樹脂によってモールデ ィングしたものであり、 その正極に上記イオン化電極 9 4の外側電極 9 4 a力べ、 負極に内側電極 9 4 bが、 それぞれ接続されている。
なお、 上記イオン化電極 9 4は、 絶縁性の樹脂からなる容器 9 6に収容されて ケ一シング 1 と絶縁されている。 また、 上記ケーシング 9 1は、 アルミニウムダ ィキャスト品によって構成されている。
ところが、 上記の構成のイオン発生器は、 イオン化電極 9 4に放電用の高電圧 を供給するための高電圧発生器 9 5の寿命が短いという欠点があった。 この原因 は、 鋭意研究の結果、 上記イオン化電極 9 4の外側電極 9 4 aが、 正極に設定さ れているとともに、 ケ一シング 9 1が車体に取付けられてアースされているので. 外側電極 9 4 aと内側電極 9 4 bとの間のプラズマ放電以外に、 外側電極 9 4 a とケーシング 9 1 との間でもプラズマ放電が生じ、 前者のプラズマ放電に伴う発 熱と、 後者のプラズマ放電に伴う発熱とによって、 高電圧発生器 9 5が過熱する ためであるとの知見を得た。
この発明は、 かかる知見に基づいてなされたものであり、 高電圧発生器の長寿 命化を達成することができる燃焼装置用のイオン発生器を提供することを目的と する。 発明の開示
上記目的を達成するためのこの発明の燃焼装置用のイオン発生器は、 一方の端 面に吸気口を設け、 他方の端面に排気口を設け、 上記吸気口と排気口との間に空 気流路を形成しているとともに、 所定部にアースされる筒状のケーシングと、 上記ケーシングの内周面との間に空気流通用の隙間を設けた状態で、 上記空気 流路の上流側に設けられた高電圧発生器と、
上記空気流路の下流側に設けられ、 所定間隔離して互いに対向する外側電極と 内側電極とを有するとともに、 上記内側電極が高電圧発生器の正極に、 外側電極 が高電圧発生器の負極にそれぞれ接続されたイオン化電極と
を含むものである。
上記の構成のィオン発生器によれば、 上記ィオン化電極の外側電極を高電圧発 生器の負極に接続しているので、 その極性がアースされるケーシングの極性と同 じとなる。 このため、 外側電極と内側電極との間以外でプラズマ放電が生じるの を防止することができる。 また、 上記高電圧発生器とケーシングとの間に形成さ れた隙間に、 吸気口を通してケーシング内に吸入された空気を流通させて、 高電 圧発生器を空冷することができる。 さらに、 上記空気流路において、 高電圧発生 器をイオン化電極よりも上流側に配置しているので、 当該高電圧発生器がイオン 化電極の発熱の影響を受け難くなる。 このため、 高電圧発生器が過熱するのを防 止することができ、 これにより高電圧発生器の寿命を従来品よりも長くすること ができる。
一つの好適な態様において、 この発明の燃焼装置用のイオン発生器は、 上記ィ オン化電極の内側電極が、 導電性の金属からなる多数の毛状体を、 筒状の外側電 極の内周面に向かって放射状に配列したブラシ型電極であることを特徴とする。
この態様によれば、 外側電極と内側電極との間のプラズマ放電を、 安定的且つ 効率的に行わせて、 ケーシング内に吸入された空気を、 効率的にイオン化するこ とができる。 このため、 燃焼装置の燃焼効率をさらに高めることができ、 その底 燃費化及び底公害化をより効果的に達成することができる。 この態様において、 上記ブラシ型電極は、 その毛状態を内側電極の軸方向に沿って所定長さ連続的に 配列した棒状のものであるのが好ましい。 この態様によれば、 上記プラズマ放電 をさらに安定的且つ効率的に行わせて、 ケ一シング内に吸入された空気を、 より 効率的にイオン化することができる。 このため、 燃焼装置の燃焼効率をさらに効 果的に高めて、 その底燃費化及び底公害化をより一層効果的に達成することがで きる。
上記外側電極は、 導電性の金属からなる多数の毛状体を、 棒状の内側電極を包 囲した状態で、 当該内側電極に向かって配列したブラシ型電極であってもよい。 この態様においても、 外側電極と内側電極との間のプラズマ放電を、 安定的且つ 効率的に行わせて、 ケーシング内に吸入された空気を、 効率的にイオン化するこ とができる。 また、 この態様において、 上記ブラシ型電極は、 その毛状体を外側 電極の軸方向に沿って所定長さ連続的に配列した筒状のものであるのが好ましく、 この態様においても、 上記プラズマ放電をさらに安定的且つ効率的に行わせて、 ケ一シング内に吸入された空気を、 より効率的にイオン化することができる。 他の好適な態様において、 この発明のイオン発生器は、 上記外側電極を平板で 構成し、 内側電極を上記外側電極に向かって多数配列した先の尖った部材で構成 している。 この態様においても、 上記プラズマ放電をさらに安定的且つ効率的に 行わせて、 ケーシング内に吸入された空気を、 より効率的にイオン化することが できる。
上記ィォン化電極の外側電極は、 ケーシングの一部で構成されているのが好ま しい。 この態様によれば、 イオン発生器の部品点数を少なくすることができると ともに、 イオン発生器を小型化することができる。
上記吸気口、 排気口及び高電圧発生器は、 ケーシングの軸線回りに同心状に配 置されているのが好ましい。 この態様によれば、 高電圧発生器を均一に空冷する ことができるので、 高電圧発生器の寿命を、 より一層長くすることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の燃焼装置用のイオン発生器の一つの実施の形態を示す断 面図である。
第 2図は、 第 1図の I I— Π線拡大断面図である。
第 3図は、 内側電極の他の実施の形態を示す断面図である。
第 4図は、 内側電極のさらに他の実施の形態を示す断面図である。
第 5図は、 前図の V— V線拡大断面図である。
第 6図は、 内側電極のさらに他の実施の形態を示す断面図である。
第 7図は、 前図の VI I— VI〖 線拡大断面図である。
第 8図は、 ィオン化電極の他の実施の形態を示す断面図である。
第 9図は、 前図の IX - IX線拡大断面図である。
第 1 0は、 イオン化電極のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。
第 1 1は、 イオン化電極のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。
第 1 2図は、 従来例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
次いで、 この発明の好ましい実施の形態を、 添付図を参照しながら詳細に説明 する。
図 1は、 この発明の燃焼装置用のイオン発生器の一つの実施の形態を示す断面 図である。 このイオン発生器は、 筒状のケーシング 1の一方の端面 1 aに吸気口 1 1を、 他方の端面 1 bに排気口 1 2をそれぞれ形成し、 これら吸気口 1 1 と排 気口 1 2との間を、 空気流路 Aとして構成しているとともに、 この空気流路 Aの 上流側に高電圧発生器 2を配置し、 下流側にィォン化電極 3を配置している。 上記ケーシング 1は、 ステンレス等からなる円筒体 1 3の両端部を、 キャップ 1 , 1 5によって閉塞したものであり、 一方のキャップ 1 4には、 上記吸気口 1 1が形成されているとともに、 吸気管 4用の接続口 1 4 aが突設されており、 他方のキャップ 1 5には、 上記排気口 1 2が形成されているとともに、 排気管 5 用の接続口 1 5 aが突設されている。 上記キャップ 1 4 , 1 5は、 グラスフアイ バ等の強化繊維を混入したポリエーテルィミ ド等の合成樹脂によって形成されて いる。 なお、 上記吸気口 1 1及び排気口 1 2は、 ケーシング 1の軸心と同軸に設 けられている。 また、 上記排気管 5は、 燃焼装置としての内燃機関のエアクリ一 ナとシリンダとの間に介在された吸気マ二ホールドに連通されている。
上記高電圧発生器 2は、 高電圧発生用の電気回路部品をケースに収容し、 当該 部品をエポキシ樹脂等によってモールディングしたものである。 この高電圧発生 器 2は、 その外周の複数箇所に突設されたリブを介して、 上記ケ一シング 1の内 部に中立状態で支持されており、 その外周側と上記吸気口 1 1に対向する端面側 とに、 当該吸気口 1 1からケーシング 1の内部に導入された空気を流通させるた めの隙間 Sが形成されている。 また、 上記高電圧発生器 2は、 上記吸気口 1 1及 び排気口 1 2と同心状に設けられている。 なお、 図面符号中、 2 1は電源線であ り 2 2はケーシング 1を車体にアースするためのアース線である。
イオン化電極 3は、 ケーシング 1の円筒体 1 3の一部によって構成された外側 電極 3 1 と、 この外側電極 3 1の中心部に配置された内側電極 3 2と、 この内側 電極 3 2を支持する一対の支持板 3 3とを備えている。 上記内側電極 3 2は、 一 対の支持板 3 3間に架け渡した導電性の軸 3 2 aの周囲に、 導電性の細い金属ヮ ィャからなる多数の毛状体 3 2 bを、 外側電極 3 1に向かって放射状に配列した ブラシ型電極によって構成されている。 この内側電極 3 2の毛状体 3 2 bは、 外 側電極 3 1の軸方に沿って所定長さ連続的に配列されており、 従って、 内側電極 3 2は、 外側電極 3 1の軸方向へ延びる棒状に形成されている。 そして、 上記外 側電極 3 1は、 高電圧発生器 2の負極に接続されており、 内側電極 3 2は、 高電 圧発生器の正極に接続されている。
上記一対の支持板 3 3は、 絶縁材料からなる円板状のものであり、 その側面に は、 吸気口 1 1からケ一シング 1の内部に導入された空気を排気口 1 2に導くた めの通気口 3 3 c 、 上記軸 3 2 aを中心とする円周上に所定間隔毎に貫通形成 されている （第 2図参照） 。
以上の構成であれば、 吸気マ二ホールドの内部の負圧によって、 吸気口 1 1を 通してケ一シング 1の内部に空気を導入することができ、 この導入された空気を、 高電圧発生器 2とケーシング 1 との間に構成された隙間 Sを通して、 排気口 1 2 側に導くことができるとともに、 上記隙間 Sを通る空気によって、 高電圧発生器 2を空冷することができる。 また、 上記高電圧発生器 2を通過した空気を、 ィォ ン化電極 3のプラズマ放電によってイオン化して、 排気口 1 2及び排気管 5を通 して、 吸気マ二ホールド内の燃焼用空気に供給することができる。 この際、 上記 外側電極 3 1が負極に、 内側電極 3 2が正極に、 それぞれ設定されているので、 両者間以外でプラズマ放電が生じるおそれがなく、 当該プラズマ放電によって高 電圧発生器 2が加熱されるおそれがない。 しかも、 高電圧発生器 2を、 イオン化 電極 3の上流側に配置しているので、 当該高電圧発生器 2が、 外側電極 3 1 と内 側電極 3 2との間のプラズマ放電に伴う発熱の影響を受け難い。 従って、 上記高 電圧発生器 2を積極的に空冷している点と相まって、 当該高電圧発生器 2が過熱 するのを防止することができ、 ひいては高電圧発生器 2の寿命を大幅に延ばすこ とができる。
また、 上記内側電極 3 2がブラシ型電極であり、 しかも、 当該内側電極 3 2を 構成する多数の毛状体 3 2 が、 軸方向に連続的に延びているので、 外側電極 3 1 との間の放電効率を非常に高めることができる。 このため、 ケ一シング 1の内 部に導入された空気を、 安定的且つ効率良くイオン化して、 高濃度にイオン化し た空気を内燃機関のシリンダに供給することができる。 従って、 内燃機関の燃焼 効率をより高めることができ、 その底燃費化及び底公害化をより効果的に達成す ることができる。
さらに、 上記吸気口 1 1、 排気口 1 2、 及び高電圧発生器 2カ、 ケ一シング 1 の軸線周りに同心状に配置されているので、 当該高電圧発生器 2全体を均一に空 冷することができる。 このため、 高電圧発生器 2の寿命をより一層長くすること ができる。
上記イオン化電極 3の内側電極 3 2としては、 第 3図に示すように、 毛状体 3 2 bを軸方向に沿って所定間隔毎に配列したものであってもよく、 また、 第 4図 及び第 5図に示すように、 星型電極を軸方向に沿って所定間隔毎に配列したもの であってもよく、 さらには第 6図及び第 7図に示すように、 先端に鋸歯状の先鋭 部を形成した平板を、 放射状に配列したものであってもよい。
また、 上記イオン化電極 3は、 第 8図及び第 9図に示すように、 内側電極 3 2 を棒状体で構成し、 外側電極 3 1を、 導電性の細い金属ワイヤからなる多数の毛 状体 3 1 bを備える円筒伏のブラシ型電極で構成してもよい。 この実施の形態に おいて、 上記外側電極 3 1の毛状体 3 l bは、 ケーシング 1の内周に嵌合された 導電性の金属からなる筒体 3 1 aの内周に沿って植え込まれている。 また、 上記 毛状体 3 1 bは、 外側電極 3 1の軸方向に沿って所定長さ連続的に配列されてお いるとともに、 各毛状体 3 1 bは、 上記内側電極 3 2を包囲するように、 当該内 側電極 3 2に向かって配列されている。 この実施の形態においても、 ケ一シング 1の内部に導入された空気を、 安定的且つ効率良くイオン化して、 高濃度にィォ ン化した空気を内燃機関のシリンダに供給することができ、 これにより、 内燃機 関の燃焼効率をより高めて、 その底燃費化及び底公害化をより効果的に達成する ことができる。
第 1 0図は、 イオン化電極 3のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。 こ の実施の形態においては、 外側電極 3 1を導電性の金属からなる平板で形成し、 内側電極 3 2を上記外側電極 3 1に向かって多数配列した先の尖った角錐体 3 2 cで構成して、 これらを絶縁性の樹脂からなる角筒 3 2 e内に所定間隔離して収 容している。 各角锥体 3 2 cは、 導電性の金属薄板をプレス成形することによつ て互いに連続させた状態で一体形成されている。 この角錐体 3 2 cは、 上記外側 電極 3 1の全範囲に対向させてある。 この実施の形態によれば、 ケ一シング 1の 内部に導入された空気を、 より一層安定的且つ効率良くイオン化して、 高濃度に イオン化した空気を内燃機関のシリンダに供給することができる。
上記のように外側電極 3 1を導電性の金属からなる平板で形成した場合、 内側 電極 3 2としては、 第 1 1図に示すように、 先の尖った多数の針 3 2 dで構成し てもよい。 この場合、 各針 3 2 dは、 導電性の金属板 3 2 dに植え込まれて、 相 互に導通されている。 なお、 内側電極 3 2を構成する先の尖った部材としては、 上記角錐体 3 2 cや針 3 2 d以外に、 円錐体や鋸歯状のものも使用することがで きる。
この発明の燃焼装置用のイオン発生器は、 上記実施の形態に限定されるもので なく、 例えば、 第 1図〜第 7図に示す実施の形態において、 イオン化電極 3の外 側電極 3 1をケーシング 1の円筒体 1 3と別に構成すること、 上記ケ一シングを 角形断面に形成すること等、 種々の設計変更を施すことができる。
また、 この発明のイオン発生器は、 上記内燃機関以外の燃焼装置に適用するこ とができる。 このような燃焼装置としては、 ボイラー、 熱処理炉、 焼却炉等を挙 げることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
. 一方の端面に吸気口を設け、 他方の端面に排気口を設け、 上記吸気口と排気 口との間に空気流路を形成しているとともに、 所定部にアースされる筒状のケ 一シングと、
上記ケーシングの内周面との間に空気流通用の隙間を設けた状態で、 上記空 気流路の上流側に設けられた高電圧発生器と、
上記空気流路の下流側に設けられ、 所定間隔離して互いに対向する外側電極 と内側電極とを有するとともに、 上記内側電極が高電圧発生器の正極に、 外側 電極が高電圧発生器の負極にそれぞれ接続されたイオン化電極と
を含むイオン発生器。
. 上記内側電極が、 導電性の金属からなる多数の毛状体を、 筒状の外側電極の 内周面に向かって放射状に配列したブラシ型電極である請求項 1記載のイオン 発生器。
. 上記ブラシ型電極が、 その毛状体を内側電極の軸方向に沿って所定長さ連続 的に配列した棒状のものである請求項 2記載のィオン発生器。
. 上記外側電極が、 導電性の金属からなる多数の毛状体を、 棒状の内側電極を 包囲した状態で、 当該内側電極に向かって配列したブラシ型電極である請求項 1記載のイオン発生器。
. 上記ブラシ型電極が、 その毛状体を外側電極の軸方向に沿って所定長さ連続 的に配列した筒状のものである請求項 4記載のイオン発生器。
. 上記外側電極が平板からなり、 内側電極が上記外側電極に向かって多数配列 した先の尖つた部材からなる請求項 1記載のイオン発生器。
. 上記イオン化電極の外側電極が、 ケーシングで構成されている請求項 1記載 のイオン発生器。
. 上記給気口、 排気口及び高電圧発生器が、 ケーシングの軸線回りに同心状に 設けられている請求項 1記載のイオン発生器。
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