JP2797879B2 - Emulsion fuel engine - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエマルジョン燃料を燃料
とするエマルジョン燃料エンジンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emulsion fuel engine using an emulsion fuel as a fuel.
【０００２】[0002]
【産業上の利用分野】排気ガス中のＮＯｘの低減及び燃
費率を改善するために、エマルジョン燃料を使用するデ
ィ−ゼルエンジンが知られている。ここで、エマルジョ
ン燃料とは例えば、水と軽油、水と重油、メタノ−ルと
軽油のように不溶性燃料同志を乳化させた燃料のことを
いう。2. Description of the Related Art Diesel engines using emulsion fuel are known to reduce NOx in exhaust gas and improve fuel efficiency. Here, the emulsion fuel refers to a fuel obtained by emulsifying insoluble fuels such as water and light oil, water and heavy oil, and methanol and light oil.
【０００３】従来のエマルジョン燃料エンジンは単に燃
料タンクに軽油の代わりに、予め調合されたエマルジョ
ン燃料を溜めておき、必要に応じて噴射ポンプにエマル
ジョン燃料を送り、エマルジョン燃料を噴射ノズルに圧
送するようにしていた。[0003] A conventional emulsion fuel engine simply stores a previously prepared emulsion fuel instead of light oil in a fuel tank, sends the emulsion fuel to an injection pump as necessary, and sends the emulsion fuel to an injection nozzle by pressure. I was
【０００４】従来のエマルジョン燃料エンジンにおいて
は、燃料タンクに長時間エマルジョン燃料を放置してお
くと、軽油と水が分離してしまい、始動時に水が噴射さ
れてしまうことにより、着火が悪く、始動不良、さらに
は燃焼騒音が悪化するという問題点があった。In a conventional emulsion fuel engine, if the emulsion fuel is left in the fuel tank for a long time, light oil and water are separated, and water is injected at the time of starting. There was a problem that the combustion noise was deteriorated and the combustion noise became worse.
【０００５】また、ディ−ゼルエンジンの噴射系部品に
はミクロンオ−ダ−のクリアランスで燃料中を摺動する
部品が多いが、水粒を内包するエマルジョン燃料によっ
て、噴射ポンプにおいて潤滑不良、発錆による異常磨耗
が起こり、噴射ポンプの耐久性が低下するという問題が
あった。[0005] Further, many injection system components of diesel engines slide in the fuel with a clearance on the order of microns, but due to the emulsion fuel containing water particles, poor lubrication and rusting occur in the injection pump. There is a problem that abnormal wear occurs due to the above and the durability of the injection pump is reduced.
【０００６】そこで、エマルジョン燃料を噴射ポンプと
噴射ノズルとの間に位置する噴射管途中から混入され、
噴射ポンプにはエマルジョン燃料を通過させないように
したエマルジョン燃料エンジンが提案されている。Therefore, the emulsion fuel is mixed in the injection pipe located between the injection pump and the injection nozzle,
There has been proposed an emulsion fuel engine in which emulsion fuel is not allowed to pass through an injection pump.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このようなエマルジョ
ン燃料エンジンにおいては、各気筒内でのエマルジョン
燃料を完全燃焼させるようにして排煙濃度を低減させる
ことが望まれている。In such an emulsion fuel engine, it is desired to reduce the flue gas concentration by completely burning the emulsion fuel in each cylinder.
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的はエマルジョン燃料を完全燃焼させことに
より排煙濃度を低減させることができるエマルジョン燃
料エンジンを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an emulsion fuel engine capable of reducing the exhaust gas concentration by completely burning the emulsion fuel.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は第１の燃料タン
クを貯留する第１の燃料タンクと、第２の燃料を貯留す
る第２の燃料タンクと、第１の燃料タンクからの第１の
燃料と上記第２の燃料タンクからの第２の燃料とを所定
比率で混合して送出する混合手段と、混合手段において
混合される第１の燃料に予め気体を混入させる気体混入
手段と、混合手段から送出される気体が混入された第１
の燃料と第２の燃料を混合したエマルジョン燃料を循環
ポンプにより循環保持する循環路とを備え、循環路をそ
れぞれ連結管を介して各気筒の噴射管の中途位置にそれ
ぞれ接続し、この接続部から噴射ポンプ側に所定間隔離
れた噴射管に分岐接続される分岐管にそれぞれ配設され
た電磁スピル弁とから構成されている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a first fuel tank for storing a first fuel tank, a second fuel tank for storing a second fuel, and a first fuel tank for storing a first fuel tank. Mixing means for mixing and delivering the fuel of the second fuel tank and the second fuel from the second fuel tank at a predetermined ratio, gas mixing means for mixing gas in advance into the first fuel mixed by the mixing means, The first mixed with the gas sent from the mixing means
And a circulation path for circulating and holding the emulsion fuel obtained by mixing the fuel and the second fuel by a circulation pump. The circulation paths are respectively connected to intermediate positions of the injection pipes of the respective cylinders via connecting pipes, and the connection section is provided. And an electromagnetic spill valve disposed on each of the branch pipes connected to the injection pipe at a predetermined distance from the injection pump.
【００１０】[0010]
【作用】第１の燃料（例えば、水）に気体（例えば、空
気）を混入させておくことにより、噴射時に混入してい
た空気の減圧沸騰による微粒子化効果により第２の燃料
（例えば、軽油）を微粒子化させ、エマルジョン燃料を
完全燃焼させ、排煙濃度を低減させている。By mixing a gas (for example, air) into a first fuel (for example, water), the second fuel (for example, light oil) ) Are atomized, the emulsion fuel is completely burned, and the smoke emission concentration is reduced.
【００１１】[0011]
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例に係わ
るエマルジョン燃料エンジンについて説明する。図１は
本発明の一実施例に係わるエマルジョン燃料エンジンの
全体システム構成を示す構成図、図２はエンジン回転数
とエンジン負荷に対する水／軽油（Ｗ／Ｆ）比を示すマ
ップ、図３は三方電磁弁４２のオン／オフ作動により行
われる水と軽油との混合される状態と筒内圧との関係を
示す図、図４は通常状態での電磁スピル弁のオン／オフ
状態と筒内圧との関係を示す図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An emulsion fuel engine according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall system configuration of an emulsion fuel engine according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a map showing an engine speed and a water / light oil (W / F) ratio with respect to an engine load, and FIG. FIG. 4 shows the relationship between the in-cylinder pressure and the state in which water and light oil are mixed by the on / off operation of the electromagnetic valve 42. FIG. 4 shows the relationship between the on / off state of the electromagnetic spill valve and the in-cylinder pressure in a normal state. It is a figure showing a relation.
【００１２】図１は４気筒ディ−ゼルエンジンをエマル
ジョン燃料で運転する全体システム構成図であり、図１
においては＃４気筒の噴射系について詳細に図示してい
るが、＃３〜＃１気筒の噴射系についても同様に構成さ
れている。図１において、１１は噴射ポンプである。こ
の噴射ポンプ１１はカムシャフト１２の回転と共に回転
するカム１３の回転に応じてプランジャ１４を上下に往
復運動させることにより、プランジャ１４の上端面が給
排油孔１５より下がった位置にきたときから燃料の吸入
を開始し、プランジャ１４の上端面が給排油孔１５より
上がってから燃料の圧送を開始し、プランジャ１４の周
面に刻まれたリ−ド１６が給排油孔１５に重なると、燃
料の圧送を終了する。FIG. 1 is an overall system configuration diagram for operating a four-cylinder diesel engine with emulsion fuel.
In FIG. 3, the injection system of the # 4 cylinder is illustrated in detail, but the injection systems of the # 3 to # 1 cylinders are similarly configured. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an injection pump. The injection pump 11 reciprocates the plunger 14 up and down according to the rotation of the cam 13 which rotates together with the rotation of the camshaft 12, so that the upper end surface of the plunger 14 comes to a position lower than the oil supply / drain hole 15. The fuel is started to be sucked in, and after the upper end surface of the plunger 14 rises above the oil supply / drainage hole 15, the fuel feeding is started. The lead 16 engraved on the peripheral surface of the plunger 14 overlaps the oil supply / drainage hole 15. Then, the pumping of the fuel is terminated.
【００１３】また、噴射ポンプ１１の上端部には＃４気
筒の噴射管１７の一端が連結されている。なお、噴射ポ
ンプ１１の上端部において、噴射ポンプ１１と噴射管１
７とを連結している連結部には等圧弁１８が配設されて
いる。Further, one end of an injection pipe 17 of # 4 cylinder is connected to the upper end of the injection pump 11. At the upper end of the injection pump 11, the injection pump 11 and the injection pipe 1
A pressure equalizing valve 18 is provided at a connecting portion connecting the pressure control valve 7 with the pressure control valve 7.
【００１４】また、前述した噴射管１７の他端は＃４気
筒の噴射ノズル２１の給油孔２２に連結されている。つ
まり、この給油孔２２を介して噴射管１７から圧送され
る燃料がノズル２１の下方に導かれ、その圧力によりニ
−ドルバルブ２３を押し上げることにより、燃料が噴射
孔２４を介して燃焼室に噴射される。The other end of the injection pipe 17 is connected to an oil supply hole 22 of an injection nozzle 21 of the # 4 cylinder. That is, the fuel fed from the injection pipe 17 through the oil supply hole 22 is guided below the nozzle 21, and the needle valve 23 is pushed up by the pressure, whereby the fuel is injected into the combustion chamber through the injection hole 24. Is done.
【００１５】また、３１はエマルジョン燃料を循環保持
するエマルジョン燃料循環路である。この循環路３１の
一部は循環路３１のエマルジョン燃料の圧力が噴射管１
７の燃料の圧力より高くなると、該エマルジョン燃料の
噴射管１７への侵入を可能にする逆止弁３２ａが介装さ
れて連結管３３ａを介して噴射管１７に接続されてい
る。この接続部Ａより設定距離Ｌだけ噴射ポンプ１１側
に位置するＢ位置に常閉の電磁スピル弁３４ａが取り付
けられた分岐配管３５ａの一端が接続されている。電磁
スピル弁３４ａが開けられることにより排出されるエマ
ルジョン燃料はその後図示しない分離器により水と軽油
に分離された後、水タンク４６と軽油タンク４４に貯留
される。ここで、噴射管１７の内径をｄ［mm］、一回の
噴射量をｑ［mm3 ］とすると、Reference numeral 31 denotes an emulsion fuel circulation path for circulating and holding the emulsion fuel. A part of the circulation path 31 is formed by the pressure of the emulsion fuel in the circulation path 31 and the injection pipe 1.
When the pressure of the fuel becomes higher than the fuel pressure of No. 7, a check valve 32a for allowing the emulsion fuel to enter the injection pipe 17 is interposed and connected to the injection pipe 17 via a connection pipe 33a. One end of a branch pipe 35a to which a normally closed electromagnetic spill valve 34a is attached is connected to a position B located on the side of the injection pump 11 by a set distance L from the connection portion A. The emulsion fuel discharged by opening the electromagnetic spill valve 34a is then separated into water and light oil by a separator (not shown), and then stored in the water tank 46 and the light oil tank 44. Here, the inner diameter of the injection pipe 17 is d [mm], and the amount of one injection is q [mm 3 ]
【００１６】Ｌ≧４ｑ／πｄ2 に設定されおり、エマル
ジョン燃料を最大限に噴射した直後であっても、エマル
ジョン燃料を押し出す役目をする軽油の先端がＡ位置よ
り噴射ノズル２１側に行かないようにしている。L ≧ 4q / πd 2 The tip of light oil, which serves to push out the emulsion fuel, does not go from the position A to the injection nozzle 21 side even immediately after the maximum injection of the emulsion fuel.
【００１７】ところで、前述したエマルジョン燃料循環
路３１にはエマルジョン燃料を攪拌及び循環させるため
循環ポンプ４１が設けられている。この循環ポンプ４１
の吸入口側には三方電磁弁４２が接続されている。この
三方電磁弁４２は第１の入力口と第２の入力口とを選択
的に循環路３１に接続する機能を有する電磁弁である。
つまり、三方電磁弁４２がオン（開）位置では第１の入
力口に供給される水（第１の燃料）は循環路３１に供給
され、三方電磁弁４２がオフ（閉）位置では第２の入力
口に供給される軽油（第２の燃料）は循環路３１に供給
される。従って、三方電磁弁４２のオン時間とオフ時間
との比（デュ−ティ比）に応じて循環路３１に循環保持
されるエマルジョン燃料の水／燃料比が決定される。さ
らに、三方電磁弁４２の循環ポンプ４１と反対側には減
圧用の絞り弁４３が設けられている。The emulsion fuel circulation path 31 is provided with a circulation pump 41 for stirring and circulating the emulsion fuel. This circulation pump 41
The three-way solenoid valve 42 is connected to the suction port side of the. The three-way solenoid valve 42 is a solenoid valve having a function of selectively connecting the first input port and the second input port to the circulation path 31.
That is, when the three-way solenoid valve 42 is in the on (open) position, the water (first fuel) supplied to the first input port is supplied to the circulation path 31, and when the three-way solenoid valve 42 is in the off (closed) position, the second fuel is in the second position. The light oil (second fuel) supplied to the input port is supplied to the circulation path 31. Therefore, the water / fuel ratio of the emulsion fuel circulated and held in the circulation path 31 is determined according to the ratio (duty ratio) between the ON time and the OFF time of the three-way solenoid valve 42. Further, a throttle valve 43 for reducing pressure is provided on the side of the three-way solenoid valve 42 opposite to the circulation pump 41.
【００１８】以上の説明は循環路３１に逆止弁３２ａが
配設された連結管３３ａを介して＃４気筒の噴射管１７
に接続した構成について述べたが、＃３気筒、＃２気
筒、＃１気筒の噴射管１７に対しても逆止弁３２ｂ〜３
２ｄがそれぞれ配設された連結管３３ｂ〜３３ｄを介し
て同じように接続されている。ここで、＃３気筒の電磁
スピル弁３４ｂ、＃２気筒の電磁スピル弁３４ｃ、＃１
気筒の電磁スピル弁３４ｄについても＃４気筒の電磁ス
ピル弁３４ａと同一な配置関係で＃３〜＃１の噴射管１
７に分岐接続された分岐配管３５ｂ〜３５ｄに接続され
ている。The above description is based on the connection pipe 33a in which the check valve 32a is disposed in the circulation path 31 through the injection pipe 17 of the # 4 cylinder.
However, the check valves 32b to 3 are also provided for the injection pipes 17 of the # 3 cylinder, the # 2 cylinder, and the # 1 cylinder.
2d are connected in the same manner via connecting pipes 33b to 33d provided respectively. Here, the electromagnetic spill valve 34b of the # 3 cylinder, the electromagnetic spill valve 34c of the # 2 cylinder, # 1
The electromagnetic spill valve 34d of the cylinder also has the same arrangement relationship as the electromagnetic spill valve 34a of the # 4 cylinder and the injection pipes 1 of # 3 to # 1.
7 are connected to branch pipes 35b to 35d that are branched and connected.
【００１９】ところで、４４は第２の燃料である軽油を
貯留する軽油タンクである。この軽油タンク４４は燃料
管４５を介して三方電磁弁４２の第２の入力口に接続さ
れ、燃料管４５には燃料を供給するための燃料ポンプ４
５ｐが設けられている。Reference numeral 44 denotes a light oil tank for storing light oil as the second fuel. The light oil tank 44 is connected to a second input port of the three-way solenoid valve 42 via a fuel pipe 45, and the fuel pump 45 for supplying fuel to the fuel pipe 45.
5p are provided.
【００２０】また、４６は第１の燃料である水を貯留す
る密閉構造を有する水タンクである。この水タンク４６
内には大気を圧搾して吐出するコンプレッサ４７の出力
配管が導入されている。さらに、このコンプレッサ４７
の出力配管は合流管４８の一方の入力口に接続される。
さらに、水タンク４６はこの燃料ポンプ４９ｐが配設さ
れた燃料管４９を介して合流管４８の他方の入力口に接
続され、この合流管４８の出力口は燃料管５０を介して
三方電磁弁４２の第１の入力口に接続されている。ここ
で、燃料管５０上において三方電磁弁４２の第１の入力
口の直上流には水に完全に溶解しなかった空気を分離す
るための気水分離器５０ｄが配設されている。Reference numeral 46 denotes a water tank having a sealed structure for storing water as the first fuel. This water tank 46
An output pipe of a compressor 47 for compressing and discharging the atmosphere is introduced therein. Furthermore, this compressor 47
Is connected to one input port of the merge pipe 48.
Further, the water tank 46 is connected to the other input port of the merging pipe 48 via a fuel pipe 49 provided with the fuel pump 49p, and the output port of the merging pipe 48 is connected to the three-way solenoid valve via a fuel pipe 50. 42 is connected to the first input port. Here, on the fuel pipe 50, immediately upstream of the first input port of the three-way solenoid valve 42, a steam separator 50d for separating air that has not been completely dissolved in water is provided.
【００２１】また、５１は本エマルジョン燃料エンジン
を電子的に制御するためのコントロ−ラであり、マイク
ロコンピュ−タ及びその周辺回路より構成されている。
このコントロ−ラ５１にはラック位置を示すラック位置
信号、エンジン回転数Ｎｅ信号、カム角信号、エンジン
水温信号が入力されている。そして、コントロ−ラ５１
は三方電磁弁４２に開閉信号ａを、＃４〜＃１気筒の電
磁スピル弁３４ａ〜３３ｄに開閉信号＃４〜＃１をそれ
ぞれ出力する。Reference numeral 51 denotes a controller for electronically controlling the present emulsion fuel engine, which comprises a microcomputer and its peripheral circuits.
The controller 51 receives a rack position signal indicating the rack position, an engine speed Ne signal, a cam angle signal, and an engine coolant temperature signal. And the controller 51
Outputs the open / close signal a to the three-way solenoid valve 42 and the open / close signals # 4 to # 1 to the electromagnetic spill valves 34a to 33d of the # 4 to # 1 cylinders, respectively.
【００２２】また、コントロ−ラ５１はエンジン回転数
Ｎｅとエンジン負荷（ラック位置）に応じてエマルジョ
ン燃料の水と軽油との比（Ｗ／Ｆ比）を決定する図２に
示すマップをメモリを備えている。The controller 51 stores a map shown in FIG. 2 for determining the ratio (W / F ratio) of water and light oil of the emulsion fuel according to the engine speed Ne and the engine load (rack position). Have.
【００２３】そして、コントロ−ラ５１はエンジン回転
数Ｎｅとエンジン負荷（ラック位置）に応じて図２のマ
ップを参照してエマルジョン燃料の水と軽油との比を決
定する混合比決定機能、エマルジョン燃料の混合比を制
御すべく三方制御弁４２をデュ−ティ制御する機能、カ
ム角信号に応じて＃４〜＃１気筒の電磁スピル弁３４ａ
〜３４ｄを所定タイミングで順次設定時間だけ開ける機
能（通常状態）等を備えている。The controller 51 has a mixing ratio determining function for determining the ratio of water to light oil of emulsion fuel with reference to the map of FIG. 2 according to the engine speed Ne and the engine load (rack position). The function of duty-controlling the three-way control valve 42 to control the fuel mixture ratio, and the electromagnetic spill valves 34a of the # 4 to # 1 cylinders according to the cam angle signal.
To 34d are sequentially opened for a set time at a predetermined timing (normal state).
【００２４】次に、上記のように構成された本発明の一
実施例の動作について説明する。まず、軽油のみでディ
−ゼルエンジンを運転する場合には循環ポンプ４１は停
止させておく。この場合には、噴射ポンプ１１はカムシ
ャフト１２の回転と共に回転するカム１３の回転に応じ
てプランジャ１４を上下に往復運動させることにより、
プランジャ１４の上端面が給排油孔１５より下がった位
置にきたときから軽油タンク４４からの燃料の吸入を開
始し、プランジャ１４の上端面が給排油孔１５より上が
ってから燃料の圧送を開始し、プランジ１４の周面に刻
まれたリ−ド１６が給排油孔１５に重なると、圧送を終
了する。従って、噴射ポンプ１１から噴射管１７を介し
て圧送された軽油は噴射ノズル２１を介して燃焼室に噴
射され、ディ−ゼルエンジンが軽油により駆動される。Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described. First, when the diesel engine is operated only with light oil, the circulation pump 41 is stopped. In this case, the injection pump 11 reciprocates the plunger 14 up and down according to the rotation of the cam 13 which rotates together with the rotation of the camshaft 12,
When the upper end surface of the plunger 14 comes to a position lower than the oil supply / discharge hole 15, the intake of fuel from the light oil tank 44 starts, and after the upper end surface of the plunger 14 rises from the oil supply / drain hole 15, the fuel is fed. Starting, when the lead 16 engraved on the peripheral surface of the plunge 14 overlaps the oil supply / drain hole 15, the pressure feeding is terminated. Accordingly, the light oil pumped from the injection pump 11 through the injection pipe 17 is injected into the combustion chamber through the injection nozzle 21, and the diesel engine is driven by the light oil.
【００２５】一方、ディ−ゼルエンジンをエマルジョン
燃料で駆動する場合には循環ポンプ４１を作動させてる
と共に、三方電磁弁４２を所定のデュ−テイ比でオン／
オフ制御し、電磁スピル弁３４ａを図４に示すようなタ
イミングで開閉制御する。On the other hand, when the diesel engine is driven by emulsion fuel, the circulation pump 41 is operated and the three-way solenoid valve 42 is turned on / off at a predetermined duty ratio.
The control is turned off, and the opening and closing of the electromagnetic spill valve 34a is controlled at the timing shown in FIG.
【００２６】ところで、コンプレッサ４７及び燃料ポン
プ４９ｐが駆動されると、圧縮空気は水タンク４６に導
入されるため、水タンク４６に貯留されている水に空気
が溶解する。さらに、燃料管４９を介して供給される水
に合流管４８において空気が溶解される。このようにし
て、三方電磁弁４２の第１の入力口には空気が溶解した
水が供給されることになる。この結果、三方電磁弁４２
をデュ−ティ制御することにより空気が溶解している水
と軽油が所定の比率で循環路３１に供給される。When the compressor 47 and the fuel pump 49p are driven, the compressed air is introduced into the water tank 46, so that the air is dissolved in the water stored in the water tank 46. Further, the air is dissolved in the junction pipe 48 in the water supplied through the fuel pipe 49. In this way, water in which air is dissolved is supplied to the first input port of the three-way solenoid valve 42. As a result, the three-way solenoid valve 42
, The water in which air is dissolved and light oil are supplied to the circulation path 31 at a predetermined ratio.
【００２７】そして、定常状態において電磁スピル弁３
４ａが開いている設定時間は、噴射管１７の圧力は大気
圧となり、循環路３１のエマルジョン燃料の圧力が噴射
管１７の燃料の圧力より高くなるため、その期間におい
て逆止弁３２ａが開き、マルジョン燃料が逆止弁３２ａ
を介して噴射管１７に侵入し、Ａ位置とＢ位置はエマル
ジョン燃料で満たされる。そして、図４のタイミングで
電磁スピル弁３４ａを閉じると、噴射ポンプ１１から圧
送される軽油により今回侵入したエマルジョン燃料が圧
送され、図４に示すように筒内圧が上昇し、噴射ノズル
２１からエマルジョン燃料が噴射され、ディ−ゼルエン
ジンがエマルジョン燃料で駆動されるされることにな
る。In the steady state, the electromagnetic spill valve 3
During the set time when 4a is open, the pressure in the injection pipe 17 becomes the atmospheric pressure, and the pressure of the emulsion fuel in the circulation path 31 becomes higher than the pressure of the fuel in the injection pipe 17, so the check valve 32a opens during that time, Marchion fuel is the check valve 32a
Through the injection pipe 17, and the positions A and B are filled with the emulsion fuel. Then, when the electromagnetic spill valve 34a is closed at the timing shown in FIG. Fuel is injected and the diesel engine is driven by emulsion fuel.
【００２８】ところで、筒内に噴射されたエマルジョン
燃料に溶解している空気は減圧沸騰し、その微粒子効果
により軽油が粉砕されて軽油が完全燃焼する。さらに、
空気を溶解しておくことにより、軽油が燃焼している最
中に空気量が増大するため一層完全燃焼を助長させるこ
とができる。このように完全燃焼を助長させることがで
きるので、排煙濃度を低下させることができる。By the way, the air dissolved in the emulsion fuel injected into the cylinder boils under reduced pressure, and the light oil is pulverized by the fine particle effect to completely burn the light oil. further,
By dissolving the air, the amount of air increases while the light oil is burning, so that complete combustion can be further promoted. Since complete combustion can be promoted in this way, the smoke exhaust concentration can be reduced.
【００２９】以下、＃３〜＃１気筒に対しても同様にし
て電磁スピル弁３４ｂ〜３４ｄが開閉制御され、エマル
ジョン燃料が噴射され、４気筒ディ−ゼルエンジンがエ
マルジョン燃料で運転される。Hereinafter, the electromagnetic spill valves 34b to 34d are similarly opened and closed for the # 3 to # 1 cylinders, the emulsion fuel is injected, and the four-cylinder diesel engine is operated with the emulsion fuel.
【００３０】また、循環路３１には循環ポンプ４１の内
部の羽根により三方電磁弁４２を介して混入さた水と軽
油をよく攪拌するようにしたので、循環路３１のいずれ
も箇所においても均一な比率で水と軽油が混合されてい
る。このため、循環路３１に連結管３３ａ〜３３ｄを各
気筒の噴射管１７を接続しておくことにより、各気筒に
噴射されるエマルジョン燃料の水／軽油比を同一に保つ
ことができるので、エンジン回転むらをなくすことがで
きる。The water and the light oil mixed in the circulation path 31 through the three-way solenoid valve 42 by the blades inside the circulation pump 41 are well stirred, so that any part of the circulation path 31 is uniform. Water and light oil are mixed in a proper ratio. For this reason, by connecting the connection pipes 33a to 33d to the circulation pipe 31 and the injection pipe 17 of each cylinder, the water / light oil ratio of the emulsion fuel injected into each cylinder can be kept the same. Rotation unevenness can be eliminated.
【００３１】さらに、循環路３１に循環ポンプ４１でエ
マルジョン燃料を循環させておくことにより長時間経て
も水と軽油が分離されることがないので、高価な乳化剤
を使用しなくても良い。さらに、従来のような超音波ミ
キサを不要とすることができる。Further, by circulating the emulsion fuel in the circulation path 31 by the circulation pump 41, water and light oil are not separated even for a long time, so that an expensive emulsifier does not have to be used. Further, the conventional ultrasonic mixer can be dispensed with.
【００３２】ところで、循環路３１に供給される水と軽
油との混合比は三方電磁弁４２のデュ−ティ比により決
定されるもので、このデュ−ティ比はエンジン回転数Ｎ
ｅとエンジン負荷（ラック位置）により応じて決定され
る。The mixing ratio of water and light oil supplied to the circulation path 31 is determined by the duty ratio of the three-way solenoid valve 42, and this duty ratio is determined by the engine speed N
e and the engine load (rack position).
【００３３】つまり、図２に示すように低負荷ではＷ／
Ｆ比を小さくしてエマルジョン燃料中の水の割合を小さ
くし、高負荷になるに従ってＷ／Ｆ比を大きくするよう
に設定している。That is, as shown in FIG.
The ratio of water in the emulsion fuel is reduced by decreasing the F ratio, and the W / F ratio is set to increase as the load increases.
【００３４】そして、Ｗ／Ｆ比が決定されると、コント
ロ−ラ５１は三方電磁弁４２のオン時間ｔｗとオフ時間
ｔｆを算出し、三方電磁弁４２を図３に示すようにして
オン／オフ制御する。この結果、図２に示すマップで決
定されたＷ／Ｆ比のエマルジョン燃料が循環路３１にお
いて循環保持される。なお、上記実施例では第１の燃料
に空気を融解していたが、空気に限らずＣＯ2 、Ｎ
Ｈ3 、Ｏ2 、Ｈ2 等の気体であっても良い。なお、上記
実施例では第１の燃料として水を使用したが、アルコ−
ルであっても良い。さらに、上記実施例では第２の燃料
として軽油を使用したがＡ重油、Ｃ重油、灯油であって
も良い。When the W / F ratio is determined, the controller 51 calculates the ON time tw and the OFF time tf of the three-way solenoid valve 42, and turns the three-way solenoid valve 42 ON / OFF as shown in FIG. Control off. As a result, the emulsion fuel having the W / F ratio determined by the map shown in FIG. In the above embodiment, air was melted in the first fuel, but not limited to air, CO 2 , N
Gases such as H 3 , O 2 , and H 2 may be used. In the above embodiment, water was used as the first fuel.
May be used. Further, in the above embodiment, light oil was used as the second fuel, but heavy oil A, heavy C oil, or kerosene may be used.
【００３５】さらに、上記実施例では４気筒ディ−ゼル
エンジンをエマルジョン燃料で運転する構成について述
べたが、他の多気筒ディ−ゼルエンジンをエマルジョン
燃料で運転する場合についても同様に実施可能である。Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the four-cylinder diesel engine is operated with the emulsion fuel has been described. However, the same can be applied to the case where the other multi-cylinder diesel engine is operated with the emulsion fuel. .
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、エ
マルジョン燃料に気体を溶解するようにしたので、エマ
ルジョン燃料を完全燃焼させことができ、エンジンから
排出される排煙濃度を低減させることができるエマルジ
ョン燃料エンジンを提供することができる。As described in detail above, according to the present invention, since the gas is dissolved in the emulsion fuel, the emulsion fuel can be completely burned, and the concentration of smoke exhausted from the engine can be reduced. To provide an emulsion fuel engine.
【図１】本発明の一実施例に係わるエマルジョン燃料エ
ンジンの全体構成を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an overall configuration of an emulsion fuel engine according to one embodiment of the present invention.
【図２】同実施例に係わるエンジン回転数とエンジン負
荷に対する水／軽油比率を示すマップ。FIG. 2 is a map showing a water / light oil ratio with respect to an engine speed and an engine load according to the embodiment.
【図３】同実施例に係わる三方電磁弁のオン／オフ作動
により行われる水と軽油との混合される状態を示す図。FIG. 3 is a view showing a state in which water and light oil are mixed by the on / off operation of the three-way solenoid valve according to the embodiment.
【図４】同実施例に係わる電磁スピル弁のオン／オフ状
態と噴射筒内圧との関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an on / off state of an electromagnetic spill valve and an injection cylinder internal pressure according to the embodiment.
１１…噴射ポンプ、１２…カムシャフト、１３…カム、
１４…プランジャ、１５…給排油孔、１６…リ−ド、１
７…噴射管、１８…等圧弁、２１…噴射ノズル、２２…
給油孔、２３…ニ−ドルバルブ、２４…噴射孔、３１…
エマルジョン燃料循環路、３２…逆止弁、３３ａ〜３３
ｄ…連結管、３４ａ〜３４ｄ…電磁スピル弁、３５ａ〜
３５ｄ…分岐配管、４１…循環ポンプ、４２…三方電磁
弁、４３…絞り弁、４４…軽油タンク、４５，４９，５
０…燃料管、４６…水タンク、４７…コンプレッサ、４
８…合流管、５０ｄ…気水分離器、５１…コントロ−
ラ。11: injection pump, 12: cam shaft, 13: cam,
14 plunger, 15 oil supply / drainage hole, 16 lead, 1
7 ... injection pipe, 18 ... constant pressure valve, 21 ... injection nozzle, 22 ...
Refueling hole, 23 ... Needle valve, 24 ... Injection hole, 31 ...
Emulsion fuel circuit, 32 ... check valve, 33a-33
d: connecting pipe, 34a-34d: electromagnetic spill valve, 35a-
35d: branch piping, 41: circulation pump, 42: three-way solenoid valve, 43: throttle valve, 44: light oil tank, 45, 49, 5
0: fuel pipe, 46: water tank, 47: compressor, 4
8 ... confluence pipe, 50d ... steam-water separator, 51 ... control
La.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 37/00 ３４１ Ｆ０２Ｍ 37/00 ３４１Ｈ 25/02 Ｔ Ｋ (56)参考文献 特開 昭59−180056（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−140467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−180695（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−205489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−126457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−13816（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−72360（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−105572（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−203960（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02M 43/00 F02D 19/08 F02D 19/12 F02M 25/00 F02M 25/02 F02M 37/00 341────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 37/00 341 F02M 37/00 341H 25/02 TK (56) Reference JP-A-59-180056 (JP, A) JP-A-4-140467 (JP, A) JP-A-57-180695 (JP, A) JP-A-57-205489 (JP, A) JP-A-58-126457 (JP, A) JP-A-59-13816 (JP JP, A) JP-A 2-72360 (JP, U) JP-A 2-105572 (JP, U) JP-A 62-203960 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , (DB name) F02M 43/00 F02D 19/08 F02D 19/12 F02M 25/00 F02M 25/02 F02M 37/00 341
Claims (1)
タンクと、 第２の燃料を貯留する第２の燃料タンクと、 上記第１の燃料タンクからの第１の燃料と上記第２の燃
料タンクからの第２の燃料とを所定比率で混合して送出
する混合手段と、 上記混合手段において混合される第１の燃料に予め気体
を混入させる気体混入手段と、 上記混合手段から送出される気体が混入された第１の燃
料と第２の燃料を混合したエマルジョン燃料を循環ポン
プにより循環保持する循環路とを備え、 上記循環路をそれぞれ連結管を介して各気筒の噴射管の
中途位置にそれぞれ接続し、この接続部から噴射ポンプ
側に所定間隔離れた噴射管に分岐接続される分岐管にそ
れぞれ配設された電磁スピル弁とを備えたことを特徴と
するエマルジョン燃料エンジン。A first fuel tank for storing a first fuel tank; a second fuel tank for storing a second fuel; a first fuel from the first fuel tank; Mixing means for mixing and delivering the second fuel from the fuel tank at a predetermined ratio, and gas mixing means for mixing gas in advance into the first fuel mixed by the mixing means; and delivery from the mixing means. A circulation path for circulating and holding, by a circulation pump, the emulsion fuel in which the first fuel and the second fuel mixed with the gas to be mixed are mixed. The circulation path is connected to the injection pipe of each cylinder via a connection pipe. An electromagnetic spill valve which is respectively connected to an intermediate position, and which is provided in a branch pipe which is branched and connected to an injection pipe which is separated from the connection part by a predetermined distance toward the injection pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018639A JP2797879B2 (en) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | Emulsion fuel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018639A JP2797879B2 (en) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | Emulsion fuel engine |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH06229345A JPH06229345A (en) | 1994-08-16 |
| JP2797879B2 true JP2797879B2 (en) | 1998-09-17 |
Family
ID=11977178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5018639A Expired - Lifetime JP2797879B2 (en) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | Emulsion fuel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797879B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104675566B (en) * | 2015-01-16 | 2017-01-11 | 曾小强 | Emulsified-diesel hybrid supply device and method |
| CN105257442A (en) * | 2015-11-13 | 2016-01-20 | 吉林大学 | Engine fuel supply air-fuel mixing device and fuel atomization method |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP5018639A patent/JP2797879B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH06229345A (en) | 1994-08-16 |
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