JP5926359B1 - エンジン洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 新しいエンジンの洗浄方法を提供する。【解決手段】本発明のクリーニングガス生成装置（クリーニングガス生成装置２）は、電解質を溶解させた電解質水溶液を電気分解して分解ガスを発生させる電気分解部（アノード電極１３及びカソード電極１４）と、分解ガスを貯留する貯留空間（ガス領域２２）と、貯留空間に接続し、外気を取り込む外気吸入口（外気吸入口１７）と、貯留空間に接続し、分解ガスを含有するクリーニングガスを排出する排出口（排出口１９）とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば飛行機や自動車などの輸送機器のエンジンに適用して好適なものである。

従来、エンジンの洗浄として、ガソリンなどの燃料や潤滑油に洗浄用の添加剤を加える方法が広く行われている（例えば特許文献１参照）。エンジンの洗浄を行うことにより、燃費の向上や排気ガス中の有害物質の低減が期待される。

特開２０１４−６５８７４号公報

ところで、エンジン洗浄方法としては、燃料や潤滑油に添加剤を加える以外の方法があれば、ユーザの選択肢が広がり、好ましい。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、新しいエンジン洗浄方法及び当該エンジンの洗浄に使用されるガス原料液を提供するものである。

かかる課題を解決するため、本発明のエンジン洗浄方法は、エンジンを有する動力装置において、前記エンジンの吸気口に対し、電解質を溶解させた電解質水溶液を電気分解して発生する分解ガスを含有するクリーニングガスを供給するクリーニングガス生成装置を接続し、
前記エンジンに接続された動力部との接続を切断して前記エンジンを稼働させるアイドリング状態で、処理時間に亘って前記エンジンにクリーニングガスを供給し、
前記クリーニングガス生成装置は、
外気吸入口を有しており、前記エンジンからの吸い上げに応じて、必要量の分解ガス及び空気を前記クリーニングガスとして前記エンジンに供給するようにした。

これにより、エンジン洗浄方法では、クリーニングガスの燃焼により、エンジンの洗浄を行うことができる。

また本発明のエンジン洗浄方法は、エンジンを有する動力装置において、前記エンジンの吸気口に対し、少なくとも水素と前記エンジンからの吸い上げに応じた必要量の空気とを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス生成装置を接続し、
前記エンジンに接続された動力部との接続を切断して前記エンジンを稼働させるアイドリング状態で、前記クリーニングガスが処理時間に亘って前記エンジンに供給されるようにした。

これにより、エンジン洗浄方法では、クリーニングガスの燃焼により、エンジンの洗浄を行うことができる。

また、本発明のエンジン洗浄用のガス原料液は、電解質を溶解させた電解質水溶液であって、
電気分解によって金属腐食性を有する気体を発生させず、発生した発生ガス及び前記エンジンの吸い上げに応じた必要量の空気からなるクリーニングガスを前記エンジンに吸入させながら、前記エンジンに接続された動力部との接続を切断して前記エンジンを稼働させるアイドリング状態を処理時間に亘って保つエンジンの洗浄に使用されるようにした。

これにより、エンジン洗浄用のガス原料液は、エンジンの洗浄を行うためのクリーニングガスを発生させるためのガス原料液を提供できる。

本発明は、新しいエンジン洗浄方法及びエンジン洗浄用のガス原料液を実現できる。

希釈電解水供給装置の構成を示す略線図である。 ｐＨと有効塩素の組成比率の説明に供するグラフである。

次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１に示す１は、全体としエンジンクリーニングシステムを示している。エンジンクリーニングシステム１では、電源３から電力の供給を受けたクリーニングガス生成装置２が、動力装置４に対してクリーニングガスを供給することにより、動力装置４が有するエンジン５の洗浄を行う。

電源３としては、コンセントを介した電源であってもよく、移動型のバッテリー装置であっても良いが、供給する電流を制御できる機能を有することが好ましい。もちろん電源３ではなく、クリーニングガス生成装置２に電流を制御できる機能を有していても良い。なお、電源３としては、発生するガス量と安全性の観点から、０．５〜３０Ａ、より好ましくは２〜２０Ａの電流を流せることが好ましい。

動力装置４は、内燃機関としてのエンジンを有する各種の動力装置であり、例えば、温水を生成するボイラー、自動車、鉄道、船舶、航空機などの移動装置、発電機などに適用することができる。

動力装置４は、エンジン５に対して接続された動力部６を動かすことにより、動力装置として動作する。例えば、動力装置４が自動車であった場合、動力部６は自動車の車輪であり、車輪が回転することにより、自動車が走行する。

本発明のエンジン洗浄方法では、エンジン５を稼働させた状態で、エンジン５に対してクリーニングガスを供給し、エンジンを洗浄する。安全の観点から、エンジン５と動力部６との接続を切断した状態、すなわちアイドリングの状態で、エンジン５に対してクリーニングガスを供給することが好ましい。

クリーニングガスは、例えばホースなどを介してクリーニングガス生成装置２からエンジン５の吸気口に対して供給され、マフラーなどの排気部７を介して排出される。

本発明のエンジンクリーニングは、１分以上持続して行うことが好ましい。エンジンの排気量が大きいほど長く行うことが好ましく、排気量［ｃｃ］×（０．１〜１．０）秒に亘って行われることがより好ましい。

図２に示すように、クリーニングガス生成装置２は、電気分解によって酸素ガス及び水素ガスを発生する電気分解装置である。クリーニングガス生成装置２は、本体部１１と、当該本体部１１から取り外し可能な蓋部１２とを有している。電解液などの漏洩防止のため、本体部１１及び蓋部１２とには、互いに係合可能な固定具が設けられていることが好ましい。

本体部１１の内部には、アノード電極１３及びカソード電極１４が設置されている。蓋部１２には、電源３に対して接続される電源接続部１６を有しており、当該電源接続部１６がアノード電極１３及びカソード電極１４に接続されている。従って、電源３から供給される電流は、電源接続部１６を介してアノード電極１３及びカソード電極１４へと供給される。

蓋部１２の上面には、電解液供給部１５が形成されており、例えば電解質水溶液が入ったプラスチックボトルの口が底部を上にして逆さ向きに挿入されることにより、電解質水溶液が供給される。もちろん、蓋部１２を取り外して電解液を供給するようにしてもよい。

電解質水溶液は、溶解すると電気を通す、いわゆる電解質を溶解させた水溶液である。使用される電解質としては、特に制限されないが、電気分解によってガス化した際に、塩素ガスなどの金属腐食性のガスや、有毒性のガスを発生しないものが好ましい。

好ましい電解質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどが挙げられる。電解質としては、１種類のみ使用してもよく、２種類以上を適宜混合してもよい。

電解質水溶液としては、電源３から供給される電気を通せば良く、電解質の濃度に制限はないが、通電と発生するガス量のバランス上、好ましくは０．１〜１０．０重量％、より好ましくは０．５〜５．０重量％の電解質を含有することが好ましい。なお、水和物を使用する場合には、水和部分（Ｈ_２Ｏ）を濃度に含まないものとする。

電解質水溶液に使用する水としては、特に限定されず、水道水、軟水、硬水、純水などを使用できるが、発生ガスを制御する観点から、精製水など、できるだけ不純物の少ない純水を用いることが好ましい。

電解質水溶液は、本体部１１において、所定の水位まで充填されることが好ましい。この結果、クリーニングガス生成装置２の内部には、電解質水溶液が充填された充填領域２１と、気体層であるガス領域２２とが形成される。

電解質水溶液に電流が流れると、酸素ガス及び水素ガスが１：２の割合で発生すると共に、電解質由来のガスが混合されて発生する。例えば、炭酸ナトリウムを電解質として使用した場合、水素ガスと酸素ガスとに加え、炭酸ガスが発生すると共に、ナトリウムは気化せず、沈殿物として充填領域２１の底に沈殿する。一方、電気分解により発生した分解ガスは、ガス領域２２に貯留される。

蓋部１２に設けられた排出口１９には、例えばホースなどによってエンジン５に接続される。エンジン５は、ガス領域２２に含まれる気体をクリーニングガスとして吸い上げ、当該気体を使用して燃料を燃焼させ、自身を稼働させる。蓋部１２には、外気吸入口１７が形成されている。従って、エンジン５は、分解ガス及び空気からなるクリーニングガスを必要量だけ吸い上げることになる。

エンジン５は、クリーニングガスを使用して燃料を燃焼させる。このとき、クリーニングガスには、電気分解によって発生した発生ガスを含有するため、通常の空気よりも酸素ガスと水素ガスの濃度が高くなっている。酸素ガスは酸化作用が強く、水素ガスは還元作用が強いことから、エンジン５の内部にこびりついた不燃焼残留物などが分解され、結果としてエンジン５が洗浄されるものと考えられる。

なお、本体部１１には、側面における底面から近い位置、若しくは底面に、電解質水溶液を排出するドレイン１８を有する。本体部１１の下部分から排水可能にすることにより、排水と同時に沈殿物を除去でき、本体部１１の洗浄を容易にできる。

このように、エンジン５に対して、クリーニングガス生成装置２によって生成される分解ガスを含むクリーニングガスを使い、一定時間に亘って燃料を燃焼させることにより、エンジン５の洗浄を行うことが可能となる。

次に、本発明のエンジン洗浄方法を適用した実験結果について説明する。

＜実施例１＞
表１に示すように、メーカ、年式、型番及び走行距離の相違する１０台の自動車に対し、エンジンをアイドリングさせながら、クリーニングガス生成装置２から供給されるクリーニングガスをエンジンの吸気口から所定時間に亘って供給した。クリーニングガス生成装置２には、５．０Ａの電流を流した。なお、自動車はいずれもガソリンを燃料とするガソリン車である。電解質水溶液としては、２．０％の炭酸ナトリウムを精製水に溶解させたものを使用した。

エンジンクリーニング前（洗浄前）及びエンジンクリーニング後（洗浄後）に、マフラーから排気される排気ガスをについて、ＣＯ（一酸化炭素）及びＨＣ（炭化水素）濃度を測定した。

表２からわかるように、車種や走行距離に拘わらず、エンジンクリーニングを行うことによりＣＯ及びＨＣの濃度が低減されることが確認された。

表３に示すように、メーカ、年式、型番及び走行距離の相違する１０台の自動車に対し、エンジンをアイドリングさせながら、クリーニングガス生成装置２から供給されるクリーニングガスをエンジンの吸気口から所定時間に亘って供給した。電解質水溶液に使用された電解質及び電解質濃度は、表３に示す通りであり、精製水を使用した。なお、自動車はいずれも軽油を燃料とするディーゼル車である。

表４に示すように、クリーニングガス生成装置２には、所定の電流を流した。エンジンクリーニング前及びエンジンクリーニング後に、マフラーから排気される排気ガスをについて、ＮＯｘ（窒素酸化物）濃度を測定した。

表４からわかるように、車種や走行距離、電解質の種類や濃度などに拘わらず、エンジンクリーニングを行うことによりＮＯｘの濃度が低減されることが確認された。

＜実施例３＞
表５に示すように、回転数を変化させて自動車を走行させたときの燃費を比較した。回転数は、平均を示している。

使用車両：三菱ふそう ＫＬ−ＦＴ５０ＪＮＹ 排気量１２８８０ｃｃ 自重１０８００ｋｇ 空車状態
走行条件：厚木〜相模原（一般道路）、東名高速道路

表５に示すように、回転数に拘わらず、燃費の向上が確認された。

以上の構成によれば、本発明のエンジン洗浄方法では、エンジン（エンジン５）の吸気口から、電解質を溶解させた電解質水溶液を電気分解して発生する分解ガスを含有するクリーニングガスを供給しながら、エンジンを稼働させるようにした。

これにより、エンジン洗浄方法では、排気ガス中における有害物質を低減させることができると共に、燃費を向上させ得る。

また、エンジンと、エンジンに接続された動力装置（動力部６）との接続を切断した状態で、エンジンを稼働させる。

これにより、エンジン洗浄方法では、クリーニングガス供給時におけるエンジンの激しい稼働によるトラブルなどを防止し、安全性を高めることができる。

エンジン洗浄方法は、１分以上持続させて行うことにより、洗浄効果を高めることができる。

エンジン洗浄方法は、排気量［ｃｃ］×（０．１〜１．０）秒に亘って行われることにより、エンジンのサイズに応じた適切な洗浄時間を設定することができる。

エンジン洗浄方法において、分解ガスが金属腐食性を有する気体を含有しないことにより、エンジンの損傷を防止でき、エンジンの耐久性を高めることができる。

電解質は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムのうち、いずれか一つを含むことにより、効果的にエンジンの洗浄を行う事ができる。

電解質水溶液は、重量比率で電解質を０．１％〜１０％含有することにより、効果的にエンジンの洗浄を行う事ができる。

電解質水溶液に対して、０．５Ａ〜３０Ａの電流を流すことにより、効果的にエンジンの洗浄を行う事ができる。

エンジンは、車両のエンジンであることにより、効果的にエンジンの洗浄を行う事ができる。

クリーニングガス生成装置（クリーニングガス生成装置２）は、電解質を溶解させた電解質水溶液を電気分解して分解ガスを発生させる電気分解部（アノード電極１３及びカソード電極１４）と、分解ガスを貯留する貯留空間（ガス領域２２）と、貯留空間に接続し、外気を取り込む外気吸入口（外気吸入口１７）と、貯留空間に接続し、分解ガスを含有するクリーニングガスを排出する排出口（排出口１９）とを有する。

これにより、クリーニングガス生成装置は、分解ガスと外気とを混合させてエンジンに対してクリーニングガスを供給することができる。

クリーニングガス生成装置は、電解水水溶液が貯留される電気分解槽（充填領域２１）の底面、若しくは側面における底面近傍に、電解質水溶液を排出するドレインが設けられている。これにより、クリーニングガス生成装置は、電解質水溶液の入れ替え作業を容易にできる。

本発明のエンジンクリーニング方法では、エンジンの吸気口から、水素ガス及び酸素ガスを少なくとも含有するクリーニングガスを供給しながら、前記エンジンを稼働させるようにした。

これにより、エンジンクリーニング方法では、還元性を有する水素と酸化性を有する酸素の効果により、エンジン内部に付着する様々な有害物質を分解し、効率良くクリーニングを行う事ができる。

エンジンに接続された動力装置との接続を切断した状態で、エンジンの吸気口から、水素ガスを少なくとも含有するクリーニングガスを供給しながら、前記エンジンを稼働させる。

これにより、エンジンクリーニング方法では、水素の効果により、エンジン内部に付着する様々な有害物質を分解し、効率良くクリーニングを行う事ができる。

エンジンクリーニングシステム１は、電解質を溶解させた電解質水溶液を電気分解して分解ガスを発生させる電気分解部と、分解ガスを貯留する貯留空間と、貯留空間に接続し、外気を取り込む外気吸入口と、貯留空間に接続し、分解ガスを含有するクリーニングガスを排出する排出口と、を有するクリーニングガス生成装置と、電気分解部に対して、電流を供給する充電式の電源装置（電源３）とを有する。

これにより、エンジンクリーニングシステム１は、場所に拘わらず、エンジンの洗浄を行うことができる。

本発明のエンジン洗浄用のガス原料液は、電解質を溶解させた電解質水溶液であって、電気分解によって金属腐食性を有する気体を発生させず、発生した発生ガスを含むクリーニングガスをエンジンに吸入させながら前記エンジンを稼働させるエンジンの洗浄に使用される。

なお電気分解部としての、上述した実施の形態においては、電気分解部としてのアノード電極１３及びカソード電極１４と、貯留空間としてのガス領域２２と、外気吸入口としての外気吸入口１７と、排出口としての排出口１９とによってクリーニングガス生成装置としてのクリーニングガス生成装置２を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成による電気分解部と、貯留空間と、外気吸入口と、排出口とによって本発明のクリーニングガス生成装置を構成するようにしても良い。

本発明は、例えば自動車やボイラーなどのエンジン洗浄に適用することができる。

１ ：エンジンクリーニングシステム
２ ：クリーニングガス生成装置
３ ：電源
４ ：動力装置
５ ：エンジン
６ ：動力部
７ ：排気部
１１ ：本体部
１２ ：蓋部
１３ ：アノード電極
１４ ：カソード電極
１５ ：電解液供給部
１６ ：電源接続部
１７ ：外気吸入口
１８ ：ドレイン
１９ ：排出口
２１ ：充填領域
２２ ：ガス領域

Claims (9)

1. エンジンを有する動力装置において、前記エンジンの吸気口に対し、電解質を溶解させた電解質水溶液を電気分解して発生する分解ガスを含有するクリーニングガスを供給するクリーニングガス生成装置を接続し、
   前記エンジンに接続された動力部との接続を切断して前記エンジンを稼働させるアイドリング状態で、処理時間に亘って前記エンジンにクリーニングガスを供給し、
   前記クリーニングガス生成装置は、
   外気吸入口を有しており、前記エンジンからの吸い上げに応じて、必要量の分解ガス及び空気を前記クリーニングガスとして前記エンジンに供給する
   ことを特徴とするエンジン洗浄方法。
2. 前記エンジン洗浄方法は、
   排気量［ｃｃ］×（０．１〜１．０）秒の前記処理時間に亘って行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン洗浄方法。
   
3. 前記クリーニングガス生成装置は、前記動力装置とは別装置でなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン洗浄方法。
4. 前記クリーニングガス生成装置は、
   コンセントを介した電源又は移動型のバッテリー装置を電源として使用する
   ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のエンジン洗浄方法。
5. 前記電解質水溶液に対して、
   ５．０Ａ〜３０Ａの電流を流す
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンジン洗浄方法。
6. 前記エンジン洗浄方法は、
   １分以上持続させて行う
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエンジン洗浄方法。
7. 前記分解ガスは、
   金属腐食性を有する気体を含有しない
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のエンジン洗浄方法。
8. 前記電解質は、
   水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムのうち、いずれか一つを含む
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエンジン洗浄方法。
9. エンジンを有する動力装置において、前記エンジンの吸気口に対し、少なくとも水素と前記エンジンからの吸い上げに応じた必要量の空気とを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス生成装置を接続し、
   前記エンジンに接続された動力部との接続を切断して前記エンジンを稼働させるアイドリング状態で、前記クリーニングガスが処理時間に亘って前記エンジンに供給される
   ことを特徴とするエンジン洗浄方法。

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