本発明者は、特許文献1に開示された内燃 機関における燃焼促進のメカニズムを推定し 、それについて一定の知見を得た。それは、 まず放電により小規模のプラズマが形成され 、これに一定時間マイクロ波を照射すると、 このマイクロ波パルスにより上記プラズマが 拡大成長し、これによって混合気中の水分か ら大量のOHラジカルやオゾンが短時間で生成� ��れ、これらによって空気と燃料との混合気� ��燃焼反応が促進されるというものである。� ��のプラズマによるOHラジカル及びオゾンの� �量生成から引き起こされる燃焼促進のメカ� �ズムは、特許文献2ないし4が開示するところ のイオンによる火炎伝播速度の増加という燃 焼促進メカニズムとは全く異なる。

 特許文献2の技術では、上記電界印加手段 は燃焼室に電界を印加するように配置された 伝導体部材を備えている。この伝導体部材は 、好ましくは約1.0mmの直径を有するニクロム� ��であり、これをシリンダブロックのシリン� ��ウォール内に挿入される環状絶縁体に設け� ��れた環状溝内に形成している。このように� ��許文献2ないし4の技術は、従来の内燃機関� �おいて主要な構造部材であるシリンダブロ� �クなどに大幅に手を加えなければならない� �そのため、これらの内燃機関は設計に要す� �工数が大きくなり、また既存の内燃機関と� �間で多くの部品の共通化を図ることができ� �い。

 本発明は、このような点に着目してなさ� ��たものであり、その目的とするところは、� ��来るだけ既存の内燃機関を利用して上記し� ��プラズマによるOHラジカル及びオゾンの大� �生成から引き起こされる燃焼促進のメカニ� �ムを容易に実現し、これによって当該内燃� �関の設計工数の最小化及び既存の内燃機関� �の多くの部品の共通化を実現することがで� �るシリンダヘッドを用いたプラズマ装置を� �供することにある。

 本発明は、シリンダが貫通して設けられた� ��リンダブロックと、このシリンダに往復自� ��に嵌まるピストンと、上記シリンダブロッ� ��の反クランクケース側に組み付けられたシ� ��ンダヘッドとにより燃焼室を形成する内燃� ��関に設けられるシリンダヘッドを用いたプ� ��ズマ装置である。このシリンダヘッドを用� ��たプラズマ装置は、
 上記燃焼室に露出する電極を有して上記シ� ��ンダヘッドに設けられた放電装置と、
 上記シリンダヘッドから燃焼室へ突出して� ��けられたアンテナと、
 このアンテナを覆うように上記シリンダヘ� ��ドから燃焼室側へ膨出して設けられた絶縁� ��又は誘電体よりなる膨出部と、
 上記シリンダヘッドに設けられ、一端が上� ��アンテナに接続し、他端が絶縁体又は誘電� ��に覆われてシリンダヘッド外壁まで貫通し� ��延びる電磁波伝送路と、
 この電磁波伝送路に電磁波を供給する電磁� ��発生装置と、
 圧縮行程に放電装置の電極で放電させ、電� ��波発生装置から電磁波伝送路を介して供給� ��た電磁波をアンテナから放射するように構� ��している。

 内燃機関の作動時における圧縮行程に上� ��放電装置の電極で放電させ、電磁波発生装� ��から電磁波伝送路を介して供給した電磁波� ��アンテナから放射する。そうすると、電極� ��近傍に放電によりプラズマが形成され、こ� ��プラズマはアンテナから一定時間供給され� ��電磁波、つまり電磁波パルスからエネルギ� ��供給を受け、プラズマによるOHラジカル及� �オゾンの大量生成から燃焼が促進される。� �なわち、電極近傍の電子が加速され、上記� �ラズマの領域外へ飛び出す。この飛び出し� �電子は、上記プラズマの周辺領域にある空� �、燃料及び空気の混合気などのガスに衝突� �る。この衝突により周辺領域のガスが電離� �プラズマになる。新たにプラズマになった� �域内にも電子が存在する。この電子もまた� �磁波パルスにより加速され、周辺のガスと� �突する。このようなプラズマ内の電子の加� �、電子とガスとの衝突の連鎖により、周辺� �域では雪崩式にガスが電離し、浮遊電子が� �じる。この現象が放電プラズマの周辺領域� �順次波及し、周辺領域がプラズマ化される� �以上の動作により、プラズマの体積が増大� �る。この後、電磁波パルスの放射が終了す� �と、その時点でプラズマの存在する領域で� �、電離より再結合が優位になる。その結果� �電子密度が低下する。それに伴いプラズマ� �体積は減少に転じる。そして、電子の再結� �が完了すると、プラズマが消滅する。この� �に大量に形成されたプラズマにより混合気� �の水分などから大量に生成されたOHラジカル 、オゾンにより混合気の燃焼が促進される。

 その場合、既存の内燃機関に較べると主� ��な構造部材であるシリンダブロックなどを� ��のまま利用し、これらにシリンダヘッドの� ��造を行い、もともと点火プラグが必須であ� ��内燃機関は別としてそうでない内燃機関に� ��シリンダヘッドに放電装置を設ければよい� ��そのため、当該内燃機関の設計工数の最小� ��及び既存の内燃機関との多くの部品の共通� ��が実現される。また、膨出部によりアンテ� ��が燃焼室から受ける熱負荷およびアンテナ� ��受ける機械的振動による疲労が軽減される� ��

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズ� ��装置は、上記アンテナの先端が上記放電装� ��の電極に指向して設けられていてもよい。

 このようにすれば、電極で放電により形� ��されたプラズマにアンテナからの電磁波パ� ��スが集中的に放射されるので、上記プラズ� ��にエネルギが集中的に供給されてOHラジカ� �及びオゾンが効率よく大量に生成される。� �のため、燃焼が一層促進される。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズマ� ��置は、
 ピストン往復方向からみて、
 上記電極が燃焼室の中心付近に配置されて� ��り、
 上記アンテナが、上記電極からシリンダ壁� ��対応する部位に向かう途中に設けられてい� ��もよい。

 このようにすれば、電極の近傍に放電に� ��り形成されたプラズマはアンテナから放射� ��れた電磁波パルスからエネルギの供給を受� ��て体積が増大するが、このアンテナが上記� ��極からシリンダ壁に対応する部位に向かう� ��中に設けられているので、大量のプラズマ� ��上記電極からシリンダ壁に対応する部位ま� ��分布し、このプラズマによって大量生成さ� ��たOHラジカル及びオゾンにより、燃焼火炎� �上記電極からシリンダ壁へと向かうことに� �る。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズマ� ��置は、
 ピストン往復方向からみて、
 上記電極が燃焼室の中心付近に配置されて� ��り、
 複数の上記アンテナが、上記電極からシリ� ��ダ壁に対応する部位に向かって並ぶように� ��けられていてもよい。

 このようにすれば、電極の近傍に放電に� ��り形成されたプラズマはアンテナから放射� ��れた電磁波パルスからエネルギの供給を受� ��て体積が増大するが、このアンテナが上記� ��極からシリンダ壁に対応する部位まで並ぶ� ��で、大量のプラズマが上記電極からシリン� ��壁に対応する部位まで分布し、このプラズ� ��によって大量生成されたOHラジカル及びオ� �ンにより、燃焼火炎が上記電極からシリン� �壁へと向かうことになる。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズマ� ��置は、
上記電極及びアンテナが、この電極とアンテ ナとを結ぶ仮想的な線が、シリンダヘッドに おいて吸気バルブにより開閉される単数又は 複数の吸気ポート及び排気バルブにより開閉 される単数又は複数の排気ポートのうち隣接 する二つのポートの間を通るように配置され ていてもよい。

 このようにすれば、ポート間の面を有効� ��利用してアンテナが配置される。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズマ� ��置は、
 上記アンテナに電磁波を供給したときにア� ��テナに生じる電磁波の電界強度が大となっ� ��部位の近傍に電極が位置づけられていても� ��い。

 このようにすれば、電極で放電により形� ��されたプラズマに、近くにあるアンテナか� ��の電磁波パルスが放射されるので、上記プ� ��ズマにエネルギが集中的に供給されてOHラ� �カル及びオゾンが効率よく大量に生成され� �。そのため、燃焼が一層促進される。

 E   内燃機関
 100 シリンダブロック
 110 シリンダ
 200 ピストン
 300 シリンダヘッド
 371 膨出部
 400 燃焼室
 810 放電装置
 812 第1の電極
 813 第2の電極
 820 アンテナ
 830 電磁波伝送路
 840 電磁波発生装置

 以下、本発明の実施の形態を説明する。� ��1及び図2は、本発明のシリンダヘッドを用� �たプラズマ装置を備えた内燃機関Eの実施形� ��を示す。本発明が対象とする内燃機関は往� ��動機関であるが、この実施形態の内燃機関E は、4サイクルのガソリン機関である。100は� �リンダブロックであって、このシリンダブ� �ック100には横断面がほぼ円形のシリンダ110� �貫通して設けられ、このシリンダ110には、� �断面がシリンダ110に対応したほぼ円形の形� �をしたピストン200が往復自在に嵌っている� �このシリンダブロック100の反クランクケー� �側には、シリンダヘッド300が組み付けられ� �おり、このシリンダヘッド300と、ピストン20 0と、シリンダ110とにより、燃焼室400を形成� �ている。910は一端がピストン200に連結され� �他端が出力軸であるクランクシャフト920に� �結されたコネクティングロッドである。シ� �ンダヘッド300には、一端が上記燃焼室400に� �続し且つ他端がシリンダヘッド300の外壁に� �口して吸気通路の一部を構成する吸気ポー� �310と、一端が上記燃焼室400に接続し且つ他� �がシリンダヘッド300の外壁に開口して排気� �路の一部を構成する排気ポート320が設けら� �ている。シリンダヘッド300には、吸気ポー� �310からシリンダヘッド300の外壁まで貫通す� �ガイド孔330が設けられ、このガイド孔330に� �気バルブ510の棒形のバルブステム511が往復� �在に嵌まっており、カムなどを有する動弁� �構(図示省略)によりバルブステム511の先端に 設けられた傘形のバルブヘッド512によって吸 気ポート310の燃焼室側の開口311を所定タイミ ングでもって開閉するように構成している。 また、シリンダヘッド300には、排気ポート320 からシリンダヘッド300の外壁まで貫通するガ イド孔340が設けられ、このガイド孔340に排気 バルブ520の棒形のバルブステム521が往復自在 に嵌まっており、カムなどを有する動弁機構 (図示省略)によりバルブステム521の先端に設� ��られた傘形のバルブヘッド522によって排気� ��ート320の燃焼室側の開口321を所定タイミン� ��でもって開閉するように構成している。810� ��一対の電極812、813が燃焼室400に露出するよ� ��にシリンダヘッド300に設けられた点火プラ� ��であって、ピストン200が上死点付近にある� ��きに電極で放電するように構成されている� ��よって、ピストン200が上死点と下死点との� ��を2往復する間に、燃焼室400において混合気 の吸入、圧縮、爆発、及び排気ガスの排気の 4つの行程を行うようにしている。しかし、� �の実施形態によって本発明が対象とする内� �機関が限定解釈されることはない。本発明� �2サイクルの内燃機関、ディーゼル機関も対� ��にしている。対象とするガソリン機関には� ��燃焼室に吸入した空気に燃焼室で燃料を噴� ��して混合気を形成する直噴式ガソリン機関� ��含まれる。また対象とするディーゼル機関� ��は、燃焼室に燃料を噴射する直噴式ディー� ��ル機関も、副室に燃料を噴射するようにし� ��副室式ディーゼル機関も含まれる。また、� ��の実施形態の内燃機関Eは4気筒であるが、� �れによって本発明が対象とする内燃機関の� �筒数が限定解釈されることはない。また、� �の実施形態の内燃機関は2本の吸気バルブ510� ��2本の排気バルブ520を設けているが、これに よって本発明が対象とする内燃機関の吸気バ ルブ又は排気バルブの本数が限定解釈される ことはない。700は、シリンダブロック100とシ リンダヘッド300との間に装着されたガスケッ トである。

 上記点火プラグ810は、本発明のシリンダ� ��ッドを用いたプラズマ装置の放電装置810と� ��ても機能する。この放電装置810は、シリン� ��ヘッド300における燃焼室400を構成する壁に� ��り付けられており、燃焼室400の外側に配置� ��れた接続部811と、上記接続部811に電気的に� ��続された第1の電極812と、シリンダヘッド300 に接触して接地された第2の電極813とを備え� �おり、この第1の電極812と第2の電極813とが所 定の隙間をあけて対向し、いずれも上記燃焼 室400に露出している。放電装置810は、放電用 の電圧を発生させる放電用電圧発生装置950に 接続されている。ここでは放電用電圧発生装 置950は12Vの直流電源及び点火コイルである。 このシリンダヘッド300を接地し、接続部811を 放電用電圧発生装置950に接続し、シリンダへ ッド300と接続部811との間に電圧を印加すると 、第1の電極812と第2の電極813との間で放電す� ��ようになっている。このように一対の電極� ��設けずに、放電装置の電極と燃焼室を構成� ��る壁、又はその他の接地部材との間で放電� ��せるようにしてもよい。内燃機関が例えば� ��ィーゼルエンジンであるときは、本来、点� ��プラグを備えていないので、燃焼室に露出� ��る電極を有して上記シリンダヘッドに設け� ��れた放電装置を新たに設けることになる。� ��の場合、放電装置としてここで説明したよ� ��な点火プラグを設け、これを放電用電圧発� ��装置に接続してもよい。しかし、放電装置� ��、放電により規模の大小を問わずプラズマ� ��形成できるものであればよいので、点火プ� ��グでなくてもよく、例えば圧電素子又はそ� ��他の装置であってもよい。

 シリンダヘッド300には、アンテナ820が燃� ��室400へ電磁波を放射できるように設けられ� ��いる。シリンダヘッド300の燃焼室400を構成� ��る壁には、この壁を燃焼室側から外壁まで� ��通する孔が設けられ、この孔の燃焼室側の� ��口付近に内側支持体370が設けられ、それよ� ��も外側に内側支持体370と連続するように管� ��の外側支持体380が設けられている。これら� ��内側支持体370及び外側支持体380はセラミッ� ��スで形成されている。このように内側支持� ��370及び外側支持体380を誘電体により形成し� ��もよいが、絶縁体により形成してもよい。� ��して、内側支持体370のなかにアンテナ820が� ��けられている。このアンテナ820は金属によ� ��形成されている。このアンテナは電気伝導� ��、誘電体、絶縁体などのいずれで形成して� ��よいが、アンテナと接地部材との間に電磁� ��を供給したときにアンテナから燃焼室へ電� ��波が良好に放射されなければならない。こ� ��アンテナ820は棒形に形成されて上記孔の燃� ��室側の開口付近に配置されており、上記シ� ��ンダヘッド300から燃焼室400へ突出して設け� ��れている。上記内側支持体370は、上記アン� ��ナ820を覆うように上記シリンダヘッド300の� ��焼室400を構成する壁から燃焼室側へ膨出し� ��設けられた膨出部371を有している。この膨� ��部371は絶縁体又は誘電体で形成すればよい� ��、ここでは内側支持体370の一部をなすので� ��ラミックスで形成されている。膨出部を内� ��支持体と別異の材質で形成してもよい。例� ��ば、このアンテナ820の長さを電磁波の4分の 1波長に設定すると、アンテナ820に定在波が� �じるので、アンテナ820の先端付近で電磁波� �電界強度が大になる。また、例えば、この� �ンテナ820の長さを電磁波の4分の1波長の倍数 に設定すると、アンテナ820に定在波が生じる ため、アンテナ820の複数箇所で定在波の腹が 生じて電磁波の電界強度が大になる。ここで はアンテナ820は内側支持体370に埋まっている 。アンテナ820の断面は全長にわたってほぼ中 実の円形に形成されているが、本発明のプラ ズマ装置のアンテナは、断面形が中実の矩形 に限定されない。さらに、上記アンテナ820に 電磁波を供給したときにアンテナ820に生じる 電磁波の電界強度が大になる部位の近傍に上 記第1の電極812及び第2の電極813が位置づけら� ��ている。ここではアンテナ820の先端と第1の 電極812及び第2の電極813とがシリンダヘッド30 0における燃焼室400を構成する壁に沿って所� �間隔をあけて接近するように配置されてい� �。よって、アンテナ820と上記した接地した� �リンダヘッド300との間に電磁波を供給する� �、アンテナ820から燃焼室400へ電磁波を放射� �るようになっている。この実施形態の場合� �上記アンテナ820は棒形のモノポールアンテ� �であり、そのなかでも屈曲したものである� �、本発明のプラズマ装置のアンテナは、こ� �に限定されない。したがって、本発明のプ� �ズマ装置のアンテナは、例えば、ダイポー� �アンテナ、八木・宇田アンテナ、単線給電� �ンテナ、ループアンテナ、位相差給電アン� �ナ、接地アンテナ、非接地型垂直アンテナ� �ビームアンテナ、水平偏波全方向性アンテ� �、コーナーアンテナ、くし形アンテナ、若� �くはその他の線形アンテナ、マイクロスト� �ップアンテナ、板形逆Fアンテナ、若しくは� ��の他の平面アンテナ、スロットアンテナ、� ��ラボラアンテナ、ホーンアンテナ、ホーン� ��フレクタアンテナ、カセグレンアンテナ、� ��しくはその他の立体アンテナ、ビバレージ� ��ンテナ、若しくはその他の進行波アンテナ� ��スター型EHアンテナ、ブリッジ型EHアンテナ 、若しくはその他のEHアンテナ、バーアンテ� ��、微小ループアンテナ、若しくはその他の� ��界アンテナ、又は誘電体アンテナであって� ��よい。

 上記シリンダヘッド300には、電磁波伝送� ��830が設けられている。電磁波伝送路830は一� ��が上記アンテナ820に接続し、他端が誘電体� ��覆われてシリンダヘッド300の外壁まで貫通� ��て延びている。電磁波伝送路830は上記外側� ��持体380なかに設けられている。この電磁波� ��送路830は銅線により形成されている。電磁� ��伝送路830は電気伝導体、誘電体、絶縁体な� ��のいずれで形成してもよいが、接地部材と� ��間に電磁波を供給したときにアンテナ820へ� ��磁波が良好に伝送されなければならない。� ��磁波伝送路の変形例の一つとして、電気伝� ��体又は誘電体により形成された導波管より� ��る電磁波伝送路がある。ここでは電磁波伝� ��路830が外側支持体380に埋まっており、外側� ��持体380のなかを通っている。電磁波伝送路8 30の一端が上記アンテナ820に接続しており、� ��端がシリンダヘッド300の外壁から外部へ引� ��出されている。よって、電磁波伝送路830と� ��地部材であるシリンダヘッド300との間に電� ��波を供給すると、電磁波をアンテナ820に導� ��ようになっている。

 内燃機関E又はその周辺には、上記電磁波 伝送路830に電磁波を供給する電磁波発生装置 840が設けられている。この電磁波発生装置840 は電磁波を発生するが、この実施形態の電磁 波発生装置840は、2.45GHz帯のマイクロ波を発� �するマグネトロンである。しかし、これに� �って本発明のプラズマ装置の電磁波発生装� �の構成は限定解釈されない。

 図1に示すように、上記アンテナ820は、孔 の延びる方向に沿ってシリンダヘッド300の外 壁側から燃焼室400へ向かって延びてからL字� �に曲がり、先端がシリンダヘッド300の燃焼� �400を構成する壁に沿って上記放電装置810の� �1の電極812及び第2の電極813に指向している。 また、図2に示すように、ピストン200が往復� �る方向からみたときに、上記第1の電極812及� ��第2の電極813は燃焼室400の中心付近に配置さ れている。そして、上記アンテナ820は、上記 第1の電極812及び第2の電極813からシリンダ壁� ��対応する部位に向かう途中に設けられてい� ��。さらに、この実施形態では排気バルブ520� ��複数設けられている。ここでは排気バルブ5 20が2つ設けられている。そして、上記第1の� �極812及び第2の電極813並びにアンテナ820が、� ��の第1の電極812及び第2の電極813とアンテナ82 0とを結ぶ仮想的な線が、シリンダヘッド300� �おいて二つの吸気ポート310及び二つの排気� �ート320のうち隣接する二つの排気ポート320� �間を通るように配置されている。

 そして、このプラズマ装置は、圧縮行程� ��放電装置810の第1の電極812と第2の電極813と� �間で放電させ、電磁波発生装置840から電磁� �伝送路830を介して供給した電磁波をアンテ� �820から放射するように構成している。シリ� �ダヘッド300は接地されており、放電用電圧� �生装置950及び電磁波発生装置840の接地端子� �接地されている。そして、放電用電圧発生� �置950及び電磁波発生装置840の作動は制御装� �880により制御される。制御装置880はCPU、メ� �リ、記憶装置などを備えており、入力信号� �演算処理して制御用信号を出力する。この� �御装置880にはクランクシャフト920のクラン� �角を検出するクランク角検出装置890の信号� �が接続され、このクランク角検出装置890か� �制御装置880へクランクシャフト920のクラン� �角の検出信号が送られてくる。よって、制� �装置880はクランク角検出装置890からの信号� �受け、放電装置810及び電磁波発生装置840の� �動を制御する。しかし、これによって本発� �のプラズマ装置の制御方法及び信号入出力� �構成は限定解釈されない。

 従って、内燃機関Eの作動時における圧縮 行程に上記放電装置810の第1の電極812と第2の� ��極813との間で放電させ、電磁波発生装置840� ��ら電磁波伝送路830を介して供給した電磁波� ��アンテナ820から放射する。そうすると、第1 の電極812及び第2の電極813の近傍に放電によ� �プラズマが形成され、このプラズマはアン� �ナ820から一定時間供給された電磁波、つま� �電磁波パルスからエネルギの供給を受け、� �ラズマによるOHラジカル及びオゾンの大量生 成から燃焼が促進される。すなわち、電極近 傍の電子が加速され、上記プラズマの領域外 へ飛び出す。この飛び出した電子は、上記プ ラズマの周辺領域にある空気、燃料及び空気 の混合気などのガスに衝突する。この衝突に より周辺領域のガスが電離しプラズマになる 。新たにプラズマになった領域内にも電子が 存在する。この電子もまた電磁波パルスによ り加速され、周辺のガスと衝突する。このよ うなプラズマ内の電子の加速、電子とガスと の衝突の連鎖により、周辺領域では雪崩式に ガスが電離し、浮遊電子が生じる。この現象 が放電プラズマの周辺領域に順次波及し、周 辺領域がプラズマ化される。以上の動作によ り、プラズマの体積が増大する。この後、電 磁波パルスの放射が終了すると、その時点で プラズマの存在する領域では、電離より再結 合が優位になる。その結果、電子密度が低下 する。それに伴いプラズマの体積は減少に転 じる。そして、電子の再結合が完了すると、 プラズマが消滅する。この間に大量に形成さ れたプラズマにより混合気中の水分などから 大量に生成されたOHラジカル、オゾンにより� ��合気の燃焼が促進される。

 その場合、既存の内燃機関に較べると主� ��な構造部材であるシリンダブロック100など� ��そのまま利用し、これらにシリンダヘッド3 00の改造を行い、この実施形態のようにもと� ��と点火プラグ810が必須である内燃機関Eは別 としてそうでない内燃機関にはシリンダヘッ ドに放電装置を設ければよい。そのため、当 該内燃機関の設計工数の最小化及び既存の内 燃機関との多くの部品の共通化が実現される 。また、膨出部371によりアンテナ820が燃焼室 400から受ける熱負荷およびアンテナ820が受け る機械的振動による疲労が軽減される。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズ� ��装置は、アンテナはシリンダヘッドから燃� ��室へ突出して設けられておればよく、アン� ��ナの先端の向きを限定しない。そのような� ��々の実施形態のなかで、第1実施形態のシリ ンダヘッドを用いたプラズマ装置は、上記ア ンテナ820の先端が上記放電装置810の第1の電� �812及び第2の電極813に指向して設けられてい� ��。このようにすれば、第1の電極812とび第2� �電極813との間で放電により形成されたプラ� �マにアンテナ820からの電磁波パルスが集中� �に放射されるので、上記プラズマにエネル� �が集中的に供給されてOHラジカル及びオゾン が効率よく大量に生成される。そのため、燃 焼が一層促進される。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズ� ��装置は、上記シリンダヘッドに設けられた� ��電装置に電極が、燃焼室に露出するように� ��けられておればよく、電極の位置を限定し� ��い。また、上記アンテナはシリンダヘッド� ��ら燃焼室へ突出して設けられておればよく� ��アンテナの位置を限定しない。そのような� ��々の実施形態のなかで、第1実施形態のシリ ンダヘッドを用いたプラズマ装置は、ピスト ン往復方向からみて、上記第1の電極812及び� �2の電極813を燃焼室400の中心付近に配置し、� ��記アンテナ820を、上記第1の電極812及び第2� �電極813からシリンダ壁に対応する部位に向� �う途中に設けた。このようにすれば、第1の� ��極812及び第2の電極813の近傍に放電により形 成されたプラズマはアンテナ820から放射され た電磁波パルスからエネルギの供給を受けて 体積が増大するが、このアンテナ820が上記第 1の電極812及び第2の電極813からシリンダ壁に� ��応する部位に向かう途中に設けられている� ��で、大量のプラズマが上記第1の電極812及び 第2の電極813からシリンダ壁に対応する部位� �で分布し、このプラズマによって大量生成� �れたOHラジカル及びオゾンにより、燃焼火炎 が上記第1の電極812及び第2の電極813からシリ� ��ダ壁へと向かうことになる。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズ� ��装置は、電極とアンテナとの相対位置を限� ��しない。そのような種々の実施形態のなか� ��、第1実施形態のシリンダヘッドを用いたプ ラズマ装置は、上記第1の電極812及び第2の電� ��813並びにアンテナ820を、この第1の電極812及 び第2の電極813とアンテナ820とを結ぶ仮想的� �線が、シリンダヘッド300において二つの吸� �ポート310及び二つの排気ポート320のうち隣� �する二つの排気ポート320の間を通るように� �置した。このようにすれば、排気ポート320� �間の面を有効に利用してアンテナ820が配置� �れる。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズ� ��装置は、アンテナと電極との位置関係を限� ��しない。そのような種々の実施形態のなか� ��、第1実施形態のシリンダヘッドを用いたプ ラズマ装置は、上記アンテナ820に電磁波を供 給したときにアンテナ820に生じる電磁波の電 界強度が大になる部位の近傍に第1の電極812� �び第2の電極813を位置づけた。このようにす� ��ば、第1の電極812及び第2の電極813で放電に� �り形成されたプラズマに、近くにあるアン� �ナ820からの電磁波パルスが放射されるので� �上記プラズマにエネルギが集中的に供給さ� �てOHラジカル及びオゾンが効率よく大量に生 成される。そのため、燃焼が一層促進される 。

 次に、本発明のシリンダヘッドを用いた� ��ラズマ装置の第2実施形態を説明する。この 第2実施形態のプラズマ装置は、アンテナ820� �数及び配置のみが第1実施形態のプラズマ装� ��と異なっている。第1実施形態のプラズマ装 置では、設けたアンテナ820が一つであった。 これに対し、図3に示した第2実施形態のプラ� ��マ装置では、これと同じアンテナ820を複数� ��けている。ピストン200が往復する方向から� ��て、上記第1の電極812及び第2の電極813が燃� �室400の中心付近に配置されている。また、� �ストン200が往復する方向からみて、複数の� �記アンテナ820が、上記第1の電極812及び第2の 電極813からシリンダ壁に対応する部位に向か って並ぶように設けられている。ここではピ ストン200が往復する方向からみて中心から放 射状に延びる4方向に沿ってそれぞれ3つのア� ��テナ820が並んでいる。隣り合う各方向はほ� ��90度の角度をなしている。また、上記第1の� ��極812及び第2の電極813並びにアンテナ820が、 この第1の電極812及び第2の電極813とアンテナ8 20とを結ぶ仮想的な線が、シリンダヘッド300� ��おいて二つの吸気ポート310及び二つの排気� ��ート320のうち隣接する二つのポートの間を� ��るように配置されている。

 本発明のプラズマ装置の第2実施形態は、 ピストン往復方向からみて、上記第1の電極81 2及び第2の電極813を燃焼室400の中心付近に配� ��し、複数の上記アンテナ820を、上記第1の電 極812及び第2の電極813からシリンダ壁に対応� �る部位に向かって並ぶように設けた。この� �うにすれば、第1の電極812及び第2の電極813の 近傍に放電により形成されたプラズマはアン テナ820から放射された電磁波パルスからエネ ルギの供給を受けて体積が増大するが、この アンテナ820が上記第1の電極812及び第2の電極8 13からシリンダ壁に対応する部位まで並ぶの� ��、大量のプラズマが上記第1の電極812及び第 2の電極813からシリンダ壁に対応する部位ま� �分布し、このプラズマによって大量生成さ� �たOHラジカル及びオゾンにより、燃焼火炎が 上記電極からシリンダ壁へと向かうことにな る。

 本発明のプラズマ装置の第2実施形態は、 上記第1の電極812及び第2の電極813並びにアン� ��ナ820を、この第1の電極812及び第2の電極813� �アンテナ820とを結ぶ仮想的な線が、シリン� �ヘッド300において二つの吸気ポート310及び� �つの排気ポート320のうち隣接する二つのポ� �トの間を通るように配置した。このように� �れば、ポート間の面を有効に利用してアン� �ナ820を配置することができる。その他の作� �及び効果は第1実施形態のプラズマ装置の場� ��と同様である。

 本発明のシリンダヘッドを用いたプラズマ� ��置では、一対の電極、又は電極及びこれと� ��をなす接地部材は、誘電体により被覆され� ��いてもよい。この場合、電極間又は電極と� ��置部材の間に印加された電圧によって、誘� ��体バリア放電が行われる。誘電体バリア放� ��では、電極又は接地部材を覆う誘電体表面� ��電荷が蓄積され放電が制限されるため、放� ��はごく短時間に且つごく小規模に行われる� ��放電が短期間で終了するため周辺部の熱化� ��起こらない。すなわち電極間での放電によ� ��ガスの温度上昇が低減する。ガスの温度上� ��の低減は、内燃機関でのNO _X の発生量低減に資する。

 本発明は、以上の実施形態の特徴を組み� ��わせた実施形態を含んでいる。また、以上� ��実施形態は本発明のシリンダヘッドを用い� ��プラズマ装置のいくつかの例を示したに過� ��ない。したがって、これらの実施形態の記� ��によって本発明のシリンダヘッドを用いた� ��ラズマ装置が限定解釈されることはない。