JP2001082256A

JP2001082256A - ディーゼルエンジンの燃焼改善方法及び装置

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Publication number: JP2001082256A
Application number: JP29867299A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Yamamoto; 和徳山元
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ディーゼルエンジンにおける軽油燃焼を完全
燃焼させ、黒煙の防止および燃費の効率的な向上のでき
る燃焼改善方法および装置を提供する。【解決手段】軽油を燃料とするディーゼルエンジンの
燃焼改善方法において、前記エンジンの燃焼室５の噴射
ノズル４から噴射される軽油の噴射域に対して、天然ガ
スか軽油よりも沸点の低い炭化水素燃料を供給して爆発
燃焼させそれによって噴射された軽油を完全に燃焼させ
ることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼改善方
法。又は、キャブレターの空気取入口から軽油・灯油・
重油を空気と混合してエンジンのシリンダー部分に供給
圧宿爆発させ、直後に噴射ノズルから噴射した軽油を爆
発燃焼させることにより時間差で完全燃焼させるディー
ゼルエンジンの燃焼改善方法。【効果】ディーゼルエンジンから排出される黒煙が著
しく減少しかつ燃費が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
での燃焼に用いられる軽油燃料を完全燃焼させるための
燃焼改善方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明の解決すべき課題】たとえば内
燃機関等の燃焼装置における燃料の燃焼改善方法として
は、従来エンジン排気中の公害成分の減少を目的とする
排気ガスの触媒燃焼方法が一般的に用いられている。ま
た既存の燃料タンクの内部等にエンジンに供給する燃料
自体を予め改質して燃焼効率を向上させるために金属や
セラミック等からなる触媒材料を設けることも提案され
ているがその実用的な効果は具体的に確認されていない
ものが多い。

【０００３】ディーゼルエンジンの燃料効率を上げて燃
料を完全燃焼させることは排ガス対策として有効である
と共に燃料を向上させることによる燃料の節減により省
資源の目的にも沿っているが、現状では必ずしも充分な
効果を上げるには至っていない。

【０００４】軽油を燃料とするディーゼルエンジンにお
いては燃焼着火の際の軽油の迅速な気化が困難なために
不完全燃焼を生じやすく、このためカーボンやＨＣの排
気（黒煙）の規制が問題となっている。しかし、燃料の
性質上たとえば従来の排気ガス触媒浄化装置のみでは十
分に対応することができず、特に既存の形式のエンジン
についてかかる欠点を簡単に解消できる具体的な対策は
見出されていない。

【０００５】本発明の目的はディーゼルエンジンに用い
られる軽油の燃焼の際に、特定の燃焼改善剤を加えるこ
とにより着火の際の軽油の瞬間的な気化をはかってより
完全に燃焼させ、その結果排気中の黒煙を低減しかつ燃
費を改善することのできるディーゼルエンジンの燃焼改
善方法を提供することにある。

【０００６】前記の目的は軽油を燃料とするディーゼル
エンジンの燃焼改善方法において、前記エンジンの燃焼
室の噴射ノズルから噴射される軽油の噴射域に対して、
天然ガスか軽油よりも沸点の低い炭化水素燃料を供給し
て爆発燃焼させそれによって噴射された軽油を完全に燃
焼させることを特徴とする請求項１記載のディーゼルエ
ンジンの燃焼改善方法によって達成される。

【０００７】一般に軽油を用いたディーゼルエンジンで
は、シリンダ内に空気を吸入して高圧に圧縮し、高温に
なった空気中に燃料噴射装置から軽油を噴射して、自然
着火による燃焼が行われる。噴射された軽油が燃焼を完
了するまでの必要時間は、燃料油粒子の表面積の大きさ
に反比例する。すなわち噴射された一定量の燃料を短時
間で完全に燃焼させるためには、燃料をできるだけ小さ
な粒子として噴射させること、すなわち噴射された軽油
を瞬時に気化させることが望ましい。

【０００８】ここで燃焼室の噴射ノズルに噴射される軽
油の噴射域に天然ガスか軽油よりも気化しやすい炭化水
素燃料であるガソリン等を噴射すると、混合されたガソ
リンは燃焼室内で瞬時に着火してたとえば爆発的に燃焼
し、それによって噴射域全体の軽油が迅速かつ完全に気
化され、液体状の軽油が急激に膨脹してノズルから噴射
される際空気とより均一に接触することになり、着火性
が向上してより完全な燃焼が導かれるものと考えられ
る。

【０００９】ここで軽油の噴射量に対する炭化水素燃料
の噴射量の割合はガソリンの場合約６％程度が最適であ
り、それによって軽油の気化が改善される結果マフラー
からの排気の黒煙濃度が減少しかつ燃費が向上した。こ
の燃焼度の改善は黒煙の低減について前記ガソリンの割
合が約０．１％でもすでに顕著に認められ、本発明にお
いてはかかる割合を少なくとも０．１％以上とする。尚
炭化水素燃料としてはは灯油その他の軽油よりも低沸点
の石油燃料、ならびにアルコール類等がある。

【００１０】また前記噴射される炭化水素燃料等を予熱
する温度としてはたとえばガソリンの場合では約３０℃
以上ですでに充分な効果が得られる。

【００１１】前記本発明のディーゼルエンジンの燃焼改
善方法は軽油を燃料とするディーゼルエンジンの燃焼改
善装置において、前記エンジンの燃焼室の噴射ノズルか
ら噴射される軽油の噴射域に対して天然ガスか軽油より
も沸点の低い炭化水素燃料の供給部を設けたことを特徴
とする燃焼改善装置によって達成される。

【００１２】ここで燃焼室に燃焼改善剤としての天然ガ
スか炭化水素燃料を送入する手段としては、燃焼室に専
用の噴射口を設けてもよいが、既存のディーゼルエンジ
ンにおいて噴射ノズルおよび排気口と共に設けられてい
る空気吸入口を利用しそのエアフィルタを介して炭化水
素燃料燃焼室に噴射させても全く同等の効果が得られ
る。これによって従来のディーゼルエンジンの構造をほ
とんど変えずに本発明を実施することができる。

【００１３】尚本発明においてはディーゼルエンジンの
キャブレター付近に天然ガス供給部を設けて空気と混合
してエンジンの燃焼室に供給し軽油と同時に燃焼させる
ことにより完全燃焼させることができる。

【００１４】尚本発明においてはディーゼルエンジンの
キャブレター付近に軽油・灯油・重油供給部を設けて空
気と混合してエンジンの燃焼室に供給することによりエ
ンジン熱とピストンの圧縮熱で前記炭化水素燃料が気化
膨脹し着火寸前か着火後に噴射ノズルから噴射した軽油
かＡ重油燃料を燃焼させると完全燃焼させることができ
る。

【００１５】実施例１：軽油を燃料とするディーゼルエ
ンジンの燃焼改善方法。

【００１６】図１図２の説明図に示すように、通常のデ
ィーゼルエンジンの燃料供給配管系は、軽油を燃料タン
ク１から往路配管６によってフィルタから噴射ノズル４
を経て燃焼室５に供給するようなされており、燃料の相
当部分は復路配管７によって燃料タンク１に循環され
る。

【００１７】本実施例では復路配管７の出口を燃料タン
ク１への配管に接続しないで循環配管８を通して三方弁
９を介して再度往路配管の６に接続する。これによって
燃焼室５からの熱伝達によって加熱された軽油がそのま
まの温度で配管６から噴射ノズル４に供給されることに
なり、その温度は通常のエンジン動作条件下では約６０
℃となる。燃料をさらに高温に加熱するためには、燃料
配管を熱電動率の高い材料（銅等）で構成してこれを燃
焼室５の周壁に周回させて設けてもよい。

【００１８】図１図２に示す実施例では燃焼室５の空気
取入口３に設けたキャブレタ２に対して、調整弁１１を
介して別設したガソリンタンク１０からのガソリンを供
給する。この場合のガソリンは燃焼室５からの電熱によ
って約３０℃に加熱してある。

【００１９】キャブレタ２からのガソリンを燃焼室５の
軽油噴射域で圧縮すると高温下でガソリンが着火され、
燃焼炎が軽油の噴射域に瞬時に伝播されて噴射された軽
油が全噴射域にわたって迅速かつ均一に気化し、空気と
の混合状態で着火し爆発的な燃焼が生じ軽油がより完全
に燃焼される。

【００２０】（走行試験例）図１図２に示す燃料改善装
置を２０００ｃｃのディーゼル車（トヨタカムリ）に適
用して燃焼実験を行った。

【００２１】エンジン回転数を８００ｒｐｍ（アイドリ
ング状態）としエンジンの動作中にガソリンを２ｃｃ／
ｍｉｎの割合で燃焼室に供給した。１時間当たりの軽油
の消費量は２リットル／ｈｒであり、ガソリン／軽油比
は約６％強であった。エンジン作動中、排気口４のマフ
ラー出口にテスト綿材を付けて排出黒煙の濃度を目視で
観察するとガソリンを供給しない場合に比較して濃度は
約１／２以下に低下していた。

【００２２】次いでエンジン回転数を３２００ｒｐｍ
（時速約１５０ｋｍ）として走行させたところ（ガソリ
ン供給量８ｃｃ／ｍｉｎ）黒煙の排出は著しく低減され
かつ燃費はガソリンを供給しない場合に比較して約５０
％向上した。

【００２３】以上の結果が示すように、ディーゼルエン
ジンの軽油噴射域に対して予め３０℃以上に加熱したガ
ソリンか天然ガスを空気と共に送入することにより燃焼
効率が大幅に改善され、目視による観察では排煙の濃度
が著しく減少しており、かつ燃料の燃費が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】本発明の方法を適用されるディーゼルエンジン
の燃料供給系統を示す図である。

【符号の説明】

１・・・燃料タンク２・・・空気及び炭化水素燃料送入口３・・・空気取入口４・・・噴射ノズル５・・・燃焼室６・・・燃料往路配管７・・・燃料復路配管８・・・燃料復路配管９・・・弁１０・・・炭化水素燃料タンク（ガソリン・軽油・灯油
・重油等）１１・・・弁１２・・・天然ガスタンク１３・・・天然ガス供給部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軽油を燃料とするディーゼルエンジンの
燃焼改善方法において、前記エンジンの燃焼室の噴射ノ
ズルから噴射される軽油の噴射域に対して、軽油よりも
沸点の低い炭化水素燃料を供給して爆発燃焼させそれに
よって噴射された軽油を完全に燃焼させる方法と炭化水
素燃料か天然ガスをギャブレターの空気取入口付近から
エンジンの燃焼室に供給し爆発燃焼させ完全燃焼させる
ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼改善方法。
【請求項２】前記炭化水素燃料がガソリンである請求
項１記載の燃焼改善方法。
【請求項３】前記炭化水素燃料が軽油である請求項１
記載の燃焼改善方法。
【請求項４】前記炭化水素燃料が灯油である請求項１
記載の燃焼改善方法。
【請求項５】前記炭化水素燃料が重油である請求項１
記載の燃焼改善方法。
【請求項６】前記炭化水素燃料がアルコールである請
求項１記載の燃焼改善方法。
【請求項７】前記天然ガスがＬＰＧガスである請求項
１記載の燃焼改善方法。
【請求項８】前記天然ガスがメタンガスである請求項
１記載の燃焼改善方法。
【請求項９】前記天然ガスがブタンガスである請求項
１記載の燃焼改善方法。
【請求項１０】前記天然ガスがプロパンガスである請
求項１記載の燃焼改善方法。
【請求項１１】前記天然ガスがペンタンガスである請
求項１記載の燃焼改善方法。
【請求項１２】前記天然ガスがエタンガスである請求
項１記載の燃焼改善方法。
【請求項１３】軽油を燃料とするディーゼルエンジン
の燃焼改善装置において前記エンジンの燃焼室の噴射ノ
ズルから噴射される軽油の噴射域に対して軽油よりも沸
点の低い炭化水素燃料の供給部を設けたことを特徴とす
る燃焼改善装置。
【請求項１４】軽油を燃料とするディーゼルエンジン
の燃焼改善装置において前記エンジンの燃焼室の噴射ノ
ズルから噴射される軽油の噴射域に対してキャブレター
部分の空気取り入れ口付近から軽油・灯油・重油の供給
部を設けたことを特徴とする燃焼改善装置。
【請求項１５】デイーゼルエンジンのキャブレター部
分の空気取入口付近に天然ガスの供給部を設けたことを
特徴とする燃焼改善装置。