JP2004028077A

JP2004028077A - 燃料処理装置

Info

Publication number: JP2004028077A
Application number: JP2002382071A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tono; 唐野　秀輝; Minoru Yamane; 山根　實
Original assignee: YOKI INDUSTRY CO Ltd
Current assignee: YOKI INDUSTRY CO Ltd
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-01-29
Also published as: WO2003074861A1; AU2003221317A1

Abstract

【目的】
内燃機関特にディーゼルエンジン搭載車両の排気ガス清浄化のための燃料処理具の提供
【構成】
ゼオライト、活性炭部材、セラミックス、磁力発生部材を充填した容器内に燃料を通過せしめて各部材と接触させることによて排気ガス中の黒煙の排出減少を可とする処理具
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、内燃機関、特にディーゼルエンジン用の燃料として最適の燃料を提供するための燃料処理装置とその使用、当該装置により処理された燃料とその使用に係わるものである。
【０００２】
【従来技術】
ディーゼルエンジン搭載の車から排出される排ガスの中に、浮遊粒子状物質が沢山含まれており、これが空中に飛散し、大気汚染の大きな原因となり、社会問題となっているところである。斯かる状況の中で、浮遊粒子状物質対策としては、ＤＰＦフィルターの装着、軽質化した軽油の使用が効果的であるとして実用化されつつある。
【０００３】
フイルターの装着は目詰まりやマッチィングの点で困難が予想されている。
一方、軽質化した軽油の使用はディーゼル車、特に古い車の排出ガス低減に効果があるとされているが、軽質化軽油は一般軽油と比較して軽質留分を多く配合し、蒸留性状を軽質化したものであって、これによりセタン価が低下するのでセタン価向上剤の添加を必要とするという新たな問題が発生している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、内燃機関、特にディーゼルエンジン搭載の車の走行中、排出ガス中への浮遊粒子状物質の排出を減じることができる燃料を供給するための燃料処理装置及び当該装置の燃料供給系への設置並びにこれにより処理された内燃機関用燃料の使用による浮遊粒子状物質の低減を図るものである。
【０００５】
【課題を解決する手段】
本願発明による内燃機関、特にディーゼルエンジン搭載の車が排出する排出ガス中の浮遊粒子状物質の低減を図る燃料処理装置は次ぎのようにして提供される。即ち、本願発明は
【０００６】
（１）活性炭部材、磁力発生部材を含んでなる内燃機関用燃料処理装置
【０００７】
（２）無機部材、活性炭部材、磁力発生部材を含んでなる内燃機関用燃料処理装置
【０００８】
（３）（２）記載の燃料処理装置において、含まれている部材が燃料タンク側からエンジン側にむけて無機部材、活性炭部材、無機部材、磁力発生部材の順に層状に設けられている（２）記載の燃料処理装置
【０００９】
（４）無機部材がゼオライト又はセラミックブロックのいずれかである（２）又は（３）記載の燃料処理装置
【００１０】
（５）（１）乃至（４）に記載のいずれかの燃料処理装置と磁力発生部材のみからなる装置とを組み合わせたことを特徴とする燃料処理装置
【００１１】
（６）（１）乃至（５）に記載のいずれかの燃料処理装置により処理されたことを特徴とする内燃機関用燃料
【００１２】
（７）（６）において内燃機関用燃料が軽油である同項記載の燃料
（８）（１）乃至（５）に記載のいずれかの燃料処理装置を内燃機関の燃料タンクから気化器に至る経路の間に設置することを特徴とする燃料処理装置の使用。
（９）（８）において（５）記載の装置を使用する際にあっては磁力発生部材のみからなる装置が気化器に近い位置に設けられることを特徴とする燃料処理装置の使用に関する。
【００１３】
ここにおいて、使用される無機部材としてはゼオライト又はセラミックブロックが挙げられるところ、ゼオライトとは多孔質結晶体として知られているものであってモレキュラーシーブとして吸着剤、分離剤、触媒などとして利用されているものを包含し、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型が代表的なものとして挙げられ、セラミックブロックとは粘土、陶磁器用原土を主原料として成形焼成した空洞のある陶器質又は磁器質のブロックを包含している。
【００１４】
本願発明に使用されるゼオライトは例えばＡ型、Ｘ型、Ｙ型等の合成であると天然であるとを問わないが、その多孔質の口径は３〜４００オングストロング、好ましくは３〜２００オングストロングのものが好適に使用される。或いは又、これを２〜２５ミリメートルサイズの粒状物にしたものが好適に使用される。又、セラミックブロックとしては、陶磁器用原土例えば粘土、シリカ、アルミナ等を練り上げて８００℃〜１８００℃焼成したものやケイソウ土質磁器、ガラスフィルター、アルミナシリケート質磁器等の焼結体であっても良く２〜２５ミリメートルサイズに砕いたものも用いられる。
【００１５】
次に、本願発明に使用される活性炭部材としては木材、ノコギリ屑、ヤシの実のカラ、リグニン、牛の骨、亜炭、カツ炭、石炭等を炭化した後、活性化したものが挙げられるところ、その形態において粉末状、粒状、破砕状のものがあり、粉末状のものであっても、濾布等を使用して燃料への混入を避けることにより本願発明に使用が可能であるが、粒状、破砕状のものが燃料への混入を避ける上で好ましい。これら活性炭部材は市販されているものを適宜選択して適用することができる。
【００１６】
更に、本願発明に使用される磁力発生部材としては、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、ＮＭＫ鋼等のアルニコ系磁石、酸化物系磁石であるフェライト系磁石、希土類系磁石などの永久磁石、鉄心に銅線等を巻き付けた電磁石等が挙げられる。形状は馬蹄型、棒状、粒状等使用に適した形のものを選択し、複数個使用する際には極を対にして使用するとよい。これらの磁性体は燃料の経路に燃料と接触するように設けることもでき、燃料経路のパイプの外側に接して設けることもできる。磁力の効果を確実あらしめるためには少なくとも５千ガウス以上の磁力線を発するものを使用するのがよい。殊に、磁力発生部材のみからなる装置における磁力発生部材は、７千ガウス以上程度の磁力を発揮できるものであることが好ましく、更には、８千ガウス以上程度の磁力を発揮できるものであることがより好ましい。
【００１７】
本願発明の燃料処理装置において使用される無機部材、活性炭部材、磁力発生部材は、相互の配置順が必ずしも特定されるものではないが、燃料タンク側からエンジン側に向かって、無機部材、活性炭部材、磁力発生部材の順に並べるのが活性炭部材の効き目が長持ちするので好ましい、なお活性炭部材と磁力発生部材との間に無機部材を配置すると、活性炭部材が流出した場合補足できるので好都合である。
【００１８】
本願発明に使用されている無機部材、活性炭部材、磁力発生部材の各部材は、セパレート材を使用して、両端を開口した円筒、角筒等の筒状容器中に充填されるのが良い。容器の材質は銅、真鍮、鉄、ステンレス等の金属、耐石油性のプラスチックであることができる。形状は真っすぐなもの、Ｕ字状に曲がっているもの等いづれであってもよい。該容器は各部材充填のあとフランジ部分で燃料供給パイプと連結するパイプを中心部に備えた有孔円板とボルト等を使用して接合する。当該容器の容量は限定されるものではないが、少なくとも１０００ミリリットルであればよい。
【００１９】
各部材は混合した状態で使用を妨げるものではないが、それぞれ別個にセパレートして充填されるのが良い。セパレートして充填される場合において使用されるセパレート材としては、燃料の通過は大きな抵抗なく可とするが、部材が通過しないようなものであればよい、例えば布、紙、金網、素焼き板等が挙げられる。
【００２０】
又は各部材を布製、紙製の袋に詰めて順に並べてもよい。セパレート材を使用してセパレートする場合における各部材の層の厚みは、特に限定されるものではないが、本願発明の燃料処理装置の効果を十分に発揮させながら、小さくまとめる上で、無機部材では各２０〜３００ミリメートル、活性炭部材では１００〜８００ミリメートル、磁力発生部材では３０〜１５０ミリメートルとするのがよい。
【００２１】
【発明の実施の態様】
本願発明の好ましい実施の一態様を以下に示す。
両端を開口した金属製（ステンレス製）の内径１００ミリメートルの円筒容器の一端（燃料送り込みパイプに結合するパイプを設けた有孔円板を接合した）に４０メッシュのステンレス製金網を設け、口径４オングストロングの穴を備えた径３ミリメートルのゼオライトを層の厚みが３０センチメートルとなるようにゼオライト層を設ける。
【００２２】
次に、４０メッシュのステンレス製金網を設け、径が略３ミリメートルの粒状活性炭を厚みが８０センチメートルとなるように層状に詰め、４０メッシュのステンレス製金網を設け仕切る。
【００２３】
次に、径２．５ミリメートルのセラミックス玉を厚みが２５センチメートルとなるように層状に詰め、４０メッシュのステンレス製金網を設け仕切る。
【００２４】
次に、９千ガウスの磁力をもつ長さ８５ミリメートルの棒状天然磁石３本を隣接する極を対極となるよう放射状に等角度で組み設置する。４０メッシュのステンレス製金網を設け筒形容器の他端を燃料送り込みパイプに結合するパイプを設けた有孔円板を接合して閉じることにより本願発明の内燃機関燃料処理装置が完成する。
【００２５】
更に、上記内燃機関燃料処理装置と磁力発生部材のみからなる装置とを組み合わせての使用は、一段と効果的である。即ち黒煙排出量の低減と燃費効率の向上をもたらすことを見いだした。ここにおいて磁力発生部材のみからなる装置は、両端にエンジンへの燃料供給管に連結できる部品を設けた円筒又は角筒の内部に７千ガウス以上、より好ましくは８千ガウス以上の磁力を発揮できる磁力発生部材を内に収納したものであって、ここにおける磁力発生部材としては、径又は対角径５〜２５ミリメートルの円又は角状の棒状永久磁石が使用される。円筒又は角筒は、収納されている磁力発生部材の周囲を必要量の燃料が通過できるだけのスペースを設けたサイズである。概ね３５ミリメートル程度の径又は対角径である。
【００２６】
かくて本願発明による内燃機関燃料処理装置を燃料経路に組み込んだ内燃機関、取り分けディーゼルエンジン搭載車両は走行時において、排ガス中への黒色浮遊粒状物質の排出が極めて少ない効果をもたらした。
特に（１）から（４）まで記載の装置と磁力発生部材のみから成る装置とを組み合わせて使用した場合には、排ガス中への黒色浮遊粒状物質の排出が極めて少なくなるだけでなく、燃料効率の向上、更には、馬力アップさえも実感される結果をもたらす。
【００２７】
更に、本願発明の具体的説明のために実施例を記述する。
これによって本願発明の範囲が左右されるものではない。
【実施例】
実施例１
燃料輸送パイプと接合するための有孔円板と接合するため２５ミリメートル幅のフランジを両端に設けた口径１００ミリメートル長さ１２００ミリメートルの両端開口ステンレス鋼円筒に磁力発生部材として１万ガウスの磁力を持つ長さ８５ミリメートル、直径２５ミリメートルの丸棒状永久磁石３本を各々の中心で等角度で交叉し隣接する極は対極となるように放射状に組み、その平面が円筒の長さ方向に垂直となるように装着する。部材の移動を防ぐために４０メッシュのステンレス製金網を入れ、無機部材のシリカ、アルミナ及びコージライトを含み１３００℃で焼成した口径２．５ミリメートルのセラミックス玉２Ｋｇを充填、前述のステンレス金網で仕切り次いで活性炭部材として破砕状ヤシガラ活性炭２Ｋｇを充填、ステンレス金網で仕切り無機部材として４Åの細孔をもつ径３．０ミリメートルのゼオライト１Ｋｇを充填ステンレス金網で止める。各部材を詰めた円筒は両端においてパッキング（材質ネオプレンゴムテフロンサンド）を介して燃料パイプと連結するパイプを中心部に備えた有孔円板をフランジ部分でボルトを用いて締め付けて接合し、燃料供給経路に組み込み可能な燃料処理装置とした。概略図を図１、図２、図３に示す。
【図１】
【図２】
【図３】
【００２８】
実施例２
実施例１で得た燃料処理装置をディーゼルエンジン搭載の車について、燃料タンクからエンジンへ燃料を輸送するパイプの間にゼオライト層の部分が燃料タンクの側になるように、従って永久磁石装置部がエンジン側になるように取り付け、黒煙の排出状況と燃料効率を、当該装置を取り付けない場合と比較した。
【００２９】
実施例３
実施例２で燃料処理装置を取り付けたディーゼルエンジン搭載の車について、当該装置を付けた位置よりも、よりエンジンに近いところでフィューエルポンプ、燃料エレメントの後に、内径３５ミリメートル、長さ２１０ミリメートルのステンレス管（両端に燃料ホースを繋ぐノズルを設置した）の内部に内径２５ミリメートル、長さ１６０ミリメートルの１万２千ガウスの磁力をもつ棒状永久磁石を同心となるように固定された装置を両端に燃料ホースを接続し燃料が噴射ポンプからエンジン室へと流れるように装着した。かくして装着された装置を通過した燃料によるディーゼルエンジン搭載の車について、黒煙の排出状況と燃料効率を比較した。
【００３０】
黒煙の排出状況は以下の通りの測定方法に依った。
測定機器
株式会社ゼクセル製ディーゼルスモークメーターＤＳＭ−１０Ｎ（運輸省認定形式ＤＳＭ−１０）性能はＪＩＳ　Ｄ８００４デーゼルエンジン排気煙濃度測定用反射式スモークメーターの規定に準拠。
測定方法
燃料処理装置を装着し、７０００Ｋｍ走行後測定する。
排気ガスは、車両排気管の出口のサンプリング　プローブから規定量をサクションポンプで採取する。排気ガス採取時期は、車両のアクセルベダルに連動したアクセルスイッチにより行われる無負荷最高回転まで急加速した状態の排気ガスを吸引。濾紙はサクションポンプの入口に取り付け、排気ガスに含まれるカーボンを付着させる、汚染された濾紙をフォトセルアダプターにセット、反射光の大きさをインジケーターのメーターに表示される数値を読み取る。継続して３回測定し、その平均値を値とする。同一車輛で、処理装置装着前に測定した場合と比較した。
【００３１】
測定結果は以下の通りであった。

実施例３における本願発明装置装着車両（積載量２０トン）トレーラーのドライバーは、国道２５号線（東名阪国道）天理から三重へのルート、通称天理の坂を走行した際、装着前にあっては第３速にシフトダウンして走行していたが、装着車両にあってはシフトダウンを必要とせず第５速（トップの変速位置）のままで走行することができ、且つ加速すら可能であったことを報告し、著しい差異を実感した。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
図１は本願発明燃料処理具の断面図である。
（１）はゼオライト層部分
（２）は活性炭部材充填部分
（３）はセラミックス部材充填部分
（４）は磁石装着部分
（５）はステンレス鋼金網
（６）はフランジ部
（７）はステンレス鋼円筒
【００３３】
図２は各種部材を充填した筒の両端に燃料パイプと連結するパイプを備えた有孔円板を接合した燃料処理装置の一例であって、その内部には各種部材が図１に示す通り充填されている。
（８）はパッキング
（９）は燃料パイプと連結するパイプ
（１０）は（９）を備えた有孔円板
（１１）は各種部材を充填した円筒
【００３４】
図３は磁力発生部材のみからなる装置の一例のの断面図である。
（１２）はステンレス鋼円筒
（１３）は円柱棒状永久磁石
（１４）は固定ビス
（１５）は燃料ホース接続用ノズル

Claims

活性炭部材、磁力発生部材を含んでなる内燃機関用燃料処理装置
請求項１記載の装置において、更に無機部材を含んでなる内燃機関用燃料処理装置
請求項２記載の燃料処理装置において、含まれている部材が燃料タンク側からエンジン側に向けて無機部材、活性炭部材、無機部材、磁力発生部材の順に層状に設けられている請求項２記載の燃処理装置
無機部材がゼオライト又はセラミックブロックのいずれかである請求項２又は３記載の燃料処理装置
請求項１乃至４に記載のいずれかの燃料処理装置と磁力発生部材のみからなる装置とを組み合わせたことを特徴とする燃料処理装置
請求項１乃至５に記載のいずれかの燃料処理装置により処理されたことを特徴とする内燃機関用燃料
請求項６において内燃機関用燃料が軽油である同項記載の燃料
請求項１乃至５に記載のいずれかの燃料処理装置を内燃機関の燃料タンクから気化器に至る経路の間に設置することを特徴とする燃料処理装置の使用
請求項８において、請求項５記載の装置を使用する際にあっては磁力発生部材のみからなる装置が気化器に近い位置に設けられていることを特徴とする燃料処理装置の使用。