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公開番号2024054465
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-17
出願番号2022160683
出願日2022-10-05
発明の名称酸素発生装置
出願人株式会社SUBARU
代理人弁理士法人青海国際特許事務所,個人
主分類F02D 21/02 20060101AFI20240410BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】簡単な構成によりエンジン停止中に燃焼室内で酸素を発生可能な酸素発生装置を提供する。
【解決手段】酸素発生装置を、エンジン1の燃焼室30内に設けられた第1電極150及び第2電極160,170を有する点火栓と、第1電極と第2電極との間で水を保持する水保持部151,171と、水保持部に水を供給する水供給部200と、水保持部に保持された水に電圧を印加する電源部とを備える構成とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの燃焼室内に設けられた第１電極及び第２電極を有する点火栓と、
前記第１電極と前記第２電極との間で水を保持する水保持部と、
前記水保持部に水を供給する水供給部と、
前記水保持部に保持された水に電圧を印加する電源部と
を備えることを特徴とする酸素発生装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記水保持部に保持された水を加熱する加熱部を備えること
を特徴とする請求項１に記載の酸素発生装置。
【請求項３】
前記水保持部は、
前記第１電極と同電位となる第１部材と、
前記第２電極と同電位となりかつ前記第１部材と対向して配置された第２部材と、
前記第１部材の前記第２部材と対向する面部を凹ませた第１凹部と、
前記第２部材の前記第１部材と対向する面部を凹ませた第２凹部と
を有し、
前記第１凹部と前記第２凹部との間に表面張力によって水を保持すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸素発生装置。
【請求項４】
前記水保持部は、水を電気分解して発生した酸素を貯留する酸素貯留部を有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸素発生装置。
【請求項５】
前記水供給部は、
前記燃焼室に燃焼用空気を導入する吸気ポートの内部に水を吐出する水吐出部と、
前記燃焼室の内面に設けられ前記吸気ポートから前記燃焼室へ流入する水を前記水保持部へ誘導する導水部とを有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸素発生装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、停止中のエンジンの燃焼室内で酸素を発生させる酸素発生装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃焼室内におけるＯ
２
濃度の制御等に関する技術として、特許文献１には、加速運転時の判定タイミング直後の吸入行程で吸気弁が開いたときに、吹き返し残留ガスが燃焼室に吸入されることに対応し、二次Ｏ
２
噴射弁からの噴射量を吹き返し残留ガス量に対し約１／５の濃度（割合）とし、Ｏ
２
濃度を新気と同じとすることが記載されている。
また、排気から回収した水を電気分解することによって二次Ｏ
２
を生成して貯蔵し、このＯ
２
を二次Ｏ
２
噴射弁へ供給することが記載されている。
特許文献２には、エンジンの点火栓の放電電極部で火花放電を発生させる放電期間又はその直前の期間に、水噴射装置から放電電極部へスポット的に水を噴射させることが記載されている。これにより、電極間ギャップは水分リッチな状態となり、高電圧が印加された電極間ギャップに生じる水の電気分解によって水素、酸素が生成され、これらが電極間ギャップの放電性能を高めることが記載されている。
また、水素製造装置に関する技術として、例えば、特許文献３には、陽極側セル内に充填された電解液が、陽極電極の開口部、隔膜の孔、及び、陰極電極の開口部を介して、陰極電極と気相との界面付近までしみ出し、電解液の表面張力により、開口部の出口付近で停止し、陽極電極と陰極電極が、共に電解液に接触するよう構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２３２００８号公報
特許第６５９３４２５号公報
特許第６８０２８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの停止時に、吸気バルブと排気バルブがともに開いた状態（オーバラップ状態）となる気筒においては、排気ポートやエキゾーストパイプ内に残った残留排気ガスが燃焼室内に逆流する場合がある。
排気ガスが燃焼室内に逆流すると、燃焼室内のＯ
２
濃度が低下することによって、エンジンの始動性が悪化する問題が発生する。
これに対し、従来はエンジン始動時にクランキングによる掃気時間を増やし、さらに燃料噴射量を増量することが一般的であったが、この場合始動に要する時間が長期化するとともに、始動時の燃費が悪化する問題があった。
エンジン再始動時に燃焼室内に酸素を供給し、再始動時の燃焼室内Ｏ
２
濃度を確保することができれば、このような問題を解決することができるが、燃焼室の外部に酸素を発生するデバイスを設けて燃焼室内に導入すると、装置構成が複雑化してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な構成によりエンジン停止中に燃焼室内で酸素を発生可能な酸素発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係る酸素発生装置は、エンジンの燃焼室内に設けられた第１電極及び第２電極を有する点火栓と、前記第１電極と前記第２電極との間で水を保持する水保持部と、前記水保持部に水を供給する水供給部と、前記水保持部に保持された水に電圧を印加する電源部とを備えることを特徴とする。
これによれば、エンジンの停止中に水保持部に保持された水に電圧を印加し、水を電気分解して酸素を発生することができる。
これにより、エンジンの始動時における燃焼室内の酸素濃度を向上し、始動性を向上することができる。
また、点火栓の電極を用いて水を電気分解することにより、装置構成を簡素化し、エンジンへの実装を容易化することができる。
【０００６】
本発明において、前記水保持部に保持された水を加熱する加熱部を備える構成とすることができる。
これによれば、エンジンの始動時に、水保持部に残留する過剰な水を加熱して蒸発させることができる。
【０００７】
本発明において、前記水保持部は、前記第１電極と同電位となる第１部材と、前記第２電極と同電位となりかつ前記第１部材と対向して配置された第２部材と、前記第１部材の前記第２部材と対向する面部を凹ませた第１凹部と、前記第２部材の前記第１部材と対向する面部を凹ませた第２凹部とを有し、前記第１凹部と前記第２凹部との間に表面張力によって水を保持する構成とすることができる。
これによれば、簡単な構成により適切に点火栓の先端部で水を保持することができる。
【０００８】
本発明において、前記水保持部は、水を電気分解して発生した酸素を貯留する酸素貯留部を有する構成とすることができる。
これによれば、エンジンの始動前に発生した酸素が散逸することを防止し、エンジンの始動時に適切に燃焼室内に酸素を供給することができる。
【０００９】
本発明において、前記水供給部は、前記燃焼室に燃焼用空気を導入する吸気ポートの内部に水を吐出する水吐出部と、前記燃焼室の内面に設けられ前記吸気ポートから前記燃焼室へ流入する水を前記水保持部へ誘導する導水部とを有する構成とすることができる。
これによれば、簡単な構成により効果的に水保持部に水を供給することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成によりエンジン停止中に燃焼室内で酸素を発生可能な酸素発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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