JPH02245459A - 内燃機関の運転法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の運転法に関する。

メタノールの燃料としての使用は、我々がこれをそれ自
体、一般にジーゼルエンジンとして公知である常用の圧
縮点火形内燃機関に使用されることが可能であることに
気づいていないという不利を甘受している。他方で、メ
タノールを燃料として使用するのが望ましい、それとい
うのもこれが多数の西側諸国、詳しくは南アフリカ連邦
に大きい資源のある石炭から得られることができるから
である。

最近、エタノールの燃料としての使用が、石油からの燃
料が高価な故に極めて重要になった。

本発明によれば、圧縮点火形内燃機関用の燃料は、 囚　平均分子量１６０以下ＩＣ有する最低１徨のアルコ
ール、および （ト））中　１つの硝酸根お！ｃｆｉｆｉ低２つのエー
テル結合を含有する化合物、お工び （ｉｉ）　　２つの硝酸根お孟び最低１つのエーテル結
合を１＊する化合物 から選択８ｎ比、他の最低１種のπ様化合物ｌたは、−
鵡になって自然発火温度４５０℃以下を舊する複数の化
合物の混合物１０容麓％以下（前記アルコールをベース
として計算）Ｌρ成る。

本発明に＝る、圧Ｍ点大形内燃機関の運転法は、囚平均
分子童１６０以下を膏する最低１．ｆｍｌのアルコール
、お工ひ１．Ｂ）（１）　１２の硝酸根お工び最低２つ
のエーテル結合’ｉｔ；’ｑする化合物、およヒ（ｉｉ
３２つの硝酸根お孟び最低１つのエーテル結合を首肩す
る化合物から選択さｎた、他の最低１稙の有機化合物ま
たに、一緒になって自然発火温度４５０℃以下を舊する
複数の化合物の混合＠１０容１に％以下（前記アルコー
ルをベースとして計算〕の２りの成分上、機関中へ噴射
および／または導入することエフ成る。

燃料のこｎＴＱ成分は、混合物として注入おＬひ／ｌた
は吸入さｎることかで右るか、ｔしくに一別々に、Δ１
ｊ々の容器から注入お二び／″ｔたに吸入さｆＬること
がｃａる。一般に掘曲は圧縮点火形のＶ′３燃ｅＡ関で
あることがでなる。

前記アルコールと混合しｆｃ摘合、創造の他の１１ｉ機
化合物が、ｋｆ、線点入用燃料としての前記アルコール
の圧Ａｌ１点火％性を性能向上させると判明した。従っ
てこれらアルコールは、こ才しらに１機４１Ｓ合物が亀
加さルず、この工うな燃料として・使用するの九余り２
＋！当でないかまたに不適当であり１曾、他珈頁機化合
物を添ぶすることに１ｔ）自然吸入形の尚業的な圧縮添
加形内燃機関に２６ｉ狛な燃料を形成すべく性能同上さ
ｎることができる。従って、この方法で性能向上せるア
ルー−ルな、自然吸入形のＷａ業的な圧縮点火形円燥機
関中で、加熱空気吸入のような付加的なエネルイ入力お
よび、”ｔｆｃμ補助装置、ターボ給気、スパーク点火
、異常に大きい圧縮比を九扛他の付加的なエネルイ源お
１び／または補助装置なしに燃料として作動するが、但
し場合にｚＤこの工５７！エネルイ源および／ｌたは補
助装置が使用さｎることができる。

他の１機１１Ｓ合物は、不発明に孟れは、燃料にｔｈｌ
を増大させて添加せる場合は自然吸入形の圧縮点火形内
燃機関中に使用することｔ−可能にするだけであるが、
出力を増大させかつ前記Ｐ３燃機関の１転をさらに円滑
にする工うに作用する。

詳しくは、もしＭ機化合物申）が硝酸塩暴お工ひエーテ
ル結合のこれら２つｔ−貧有するならば、こ′ｎら特定
の化合物がアルコール燃料用の点火改良剤として殊に２
１１１＃ｒＡであると判明した。

一般に、成分囚を形成するアルコールｌたはアルコール
の混合物は、平均分子量９０以下を有する。殊に有利な
アルー−ルはメタノールおよびエタノールである。

成分’Ｊ３）に、自然発火温度４５０”Ｏ以下ｔ−胃す
る有機化合物または有機化合物の混合物である。

旬自然発火温度”なる用語は、物質が自体空気中で発火
する最低温度を表わす。成分（ａ　ｔ−形成しかつアル
コールと混合さ２″Ｌうる有機化合物は、酸素を苫膏す
る有機化合物、お工び前述の鉦素ｔ−宮πする化合物、
−凧お工び酸素ｔ２つとも含有する若干のものである。

成分（ＤＪとして使用さｙｔ、うる駿素色゛刹化合物（
ｍｌの例は、他のアルコール、エーテル、ペルオ井シト
、ヒドロペルオ中シト、式：　Ｒ−（００）−ビ（式中
ＲおＬびＫは追歯な有機残丞であるが、その１万が水素
原子であることがで目る）の７シル化合物、塊中酸木ふ
千載１またｔ工そ扛以上をｉする環式エーテル、お工び
エステルで６４゜エーテル結合とは、酸系原子が２つの
炭素原子ｔ−結ぶ結合である。

本発明に１９成分ＣＢ）として使用さｎうる散票化合物
（１）のニーナル結合な、任意の以下の式で存在するこ
とができる：式中Ｒ１お工びＲ２はそｎ、；ｅｎ炭木鳳
子千載〜２０を１するフルキル基であｐｌそｎぞｎ　Ｒ
３ｓ　Ｒ４＊　Ｒ５＆　ＬびＲ？　Ｂ、それぞれ炭素原
子数１〜２０ｔ−膏するアル中ル基、′！九に他のエー
テル結合ｔ−富有する有機基、および場合にＬＤ’ｔｆ
ｔ他の官能基、例えば、ヒドロキシル、カルボニル（他
のカルボニル含有晶、例えばカルボン酸、エステル、ア
ルデヒドまたなカーがネートｔ−富有させる九めの）、
アゾ、お工びニトロ、詳しくはＱ−ニトロであることが
でき、かつＲ６はＨまたは％　Ｒ３にＬＤ表わされた任
意の基である。

エーテルは以下のものであることがでＩる：（＆）　　
式：　Ｒ１−０−Ｒ愈の単エーテル、例えばシーイソ−
アミルエーテル、その場合Ｒ１お工びＲ８は−ＯＨ寓０
１’ＩＢＯＢ（ＯＨ３）　ｓである。

（ｂ）　　式：　Ｒ５−０−Ｒ１のアルコキシエーテル
、例見は１．２−ソプトキシエタン、その場合Ｒ１は−
ｎ０４４であｐｌかつＲ３は−（ＯＪ）１−０−ｎ０４
８ｇである。

（０）　　式：　Ｒ５−０−Ｒ４の、他の官能晶ｔ−言
有する基の間にエーテル結合ｔｔＶするエーテル。

例えば： １）　　？／エチレングリコール２メチルエーテル、そ
の場合Ｒ３お１びＲ４Ｂ　（ＯＨ２ンａ−０−ＯＨ５で
ある。

＋ｉ）ノエチレングリコールモノデチルエーテル、ｎ０
４Ｈ＠０ＯＨ２０Ｈ１００Ｈ４０Ｈ２０Ｈ；＋１ｉ）１
．３−Ｐブトキシ−２−プロパツール、０ＨＩ−０−ｎ
０４Ｈ＠ ＨＯＨ ＯＨＩ−ＯＨｌ−０−ｎ ０４Ｈエチル−２−ブトキシエチルカーボネート、 鳳 Ｏ寓Ｈ６−０Ｈ６−０Ｏ−０−ＯＨＩＯＨＩＯ−ｎ０４
Ｈ式： ％式％ の、アセタールおＬび／ｌ九はケタール基をｔ有するエ
ーテル。

例見ば： 中　アセトアルデヒドゾヘキシルアセタール、その場合
Ｒ５およびＲ４１４−ｎ０６Ｈ１３であり、Ｒδは一０
Ｈ１３であり、かつＲ６は−Ｈである。

（１１）　　グリオキサルテトラブチルアセタール、（
ｎ０４Ｈｇｏ）　１０１−ＯＨ（０−ｎ０４Ｈ＠　）　
２（＋ｉｉ）　　クリオキサルテトラ−（２−デトキシ
エチル〕ア七タール Ｌｎ０４ＨｇＯＱＨ１ＱＨ１０）ｓＯＨ−ＯＨ（ＯαＥ
ｉ２ＱＨ２０−ｎ０４ＨｇＪ２　　　。

（ｅ）式：ＯＲ４の、オルトエステル基金富有Ｒ（Ｓｏ
−０−Ｒ６ Ｒ５ するエーテル。

例えば： （１）トリエチルオルトホルメート、その場合穐、Ｒ４
お工びＲ６な−ａｎ）ｉａであり、かつＲ６は−Ｈであ
る。

＜ＩＩ）　　トリブチルオルトアセテート、Ｒｌｓ、　
Ｒ。

お１びＲ６ｐ−ｎ０４Ｈ−であり、かつＲ，Ｉ’！−０
Ｈ５である。

（ｆ）　　式：？Ｒ４の、オルトカーボネートＲ５０−
０−ＯＲ。

を含有するエーテル。

例えば： テトラブチルオルトカーボネート、その場合Ｒ３、Ｒ４
，Ｒ５おＬぴＲ，は−ｎＯ４）１　ｇである。

式中Ｒ８は、炭素原子数２″ｔたはそｎ以上を有する炭
化水素轟であることができるか、または前述の基Ｒ１５
〜Ｒ〒にりき記載せ）３１うな他のエーテル結合お工び
／１７’？は他の官能基ｔｔ有する有機基であることが
で自る。

例えば： （１）　　テトラヒｌ’Ｆｅ１７ラン、その場合Ｒ８は
−（ＯＨ＠　）４″″で′Ｉ）る。

ＯＨ５ （１１）　　パラアルデヒド、その場合Ｒ６は−（ｏＨ
−ｏ）２ｏｎ、３ −０１（−である。

（ｉｌｉ）　　７う７ラール、その場合Ｒ８は−〇Ｈ−
ＯＨ−ｏＨｏ ０Ｈ−０−である。

成分ＣＢ）が硝酸塩基およびエーテル結合ｔ−ｉｔ有す
る場合、（すなわち前述の１化合物２１）、エーテル結
合は例えば以下の１つｌ九はそｎ以上の形で表わされる
ことができる： ａ）単エーテル結合 例えば、２−エト中ジエチル、ナイトレートおＬび２−
ブトキシ−２−エト中シェテルナイ　トレード、 ｂＪ　　アセタールまた［　り／　−ルＪ％ｉ例えば・
２．２−ンエトキシェチルナイトレート、 ０）オルトエステル基、 υ　オルトカーボネート轟、 ・ン　環式エーテル 例えば１．３−１’オキサン−５−ナイトレート。

成分（Ｂ）として使用されりるｉ！素化合物（３１は、
アク化合物お孟びデトラゾン（そｎぞｎｆ）床趨窒素原
子位置でｍ換され几２つ以下のπ機残基ｔ−を有するも
のｔ−富む）、並びに、窒素お工び酸素原子ｔ−２つと
も含有する以下の化合物、すなわちニトロン化合物（式
：　Ｒ，−Ｎｏ　）　、ニトロ化合物（式：　Ｒ，−Ｎ
ｏ、　）、硝ｉＩ！塙化合物（式：Ｒ１）−ＯＮＯＩ　
）　、お工びハイポナイトライド（式：Ｒ，−０Ｎａ−
ＮＯ−ＲＩＱ　）である。これらの大中、Ｒ９およびＲ
ＩＯは有機１である。

成分囚お孟びβ】の割合は、広＠囲に、例えば燃料混合
物１００部当シアりコール約９９．９９９９部から０．
１部に変動さ・１ｔ４ことができ、残分は他のＭ様化合
物であり、一般にさらに有利にフルー−ル成分５０〜９
９％を存在させる。場合により、水１５ｎｆｋ％以下が
添加さｆｌ′ｃ工い・メタノールおＬび／ま九はエタノ
ールと混合されることかでａる化合物の特定の例に、ア
セトアルデヒド、パラアルデヒド、テトラζドロ７ラン
、ニトロメタン、プロピオンアルデヒド、２−エト中ジ
エチルナイトレート、２−ブトキシエチルナイトレート
、２′−ブトヤシ−２−二トキシ−エチルナイトレート
、２エチレングリコールシナイトレート、トリエチレン
クリコールンナイトレートおＬび、平均分子量４００の
ポリエチレングリフールのノナイトシートである。

燃料を衾造する場合、燃料はこれら成分１−一緒に混合
することに二９偵造さ−ｎることができる。場合に孟り
、ひまし油の１りな潤滑剤も添加されることができる。

燃料に添加されることができる他の１機、Ｍ種金属また
探無機物質な、例えば、潤滑剤、安定剤、腐食防止剤、
点火改瓜剤、他の燃料、燃料増量剤お工び燃料添加剤で
ある。

燃料は、燃料噴射装置ｔｔ−ａて機関中へ注入お１び／
ま九は、給気マニホールドｔ−経て機関中へ導入２れる
ことができる。

機関ｔＲＡ料で回転させる場合、ζｎら成分に、混合物
として注入おＬび／ｌ九は導入さｎることができるか、
まｋＦ′Ｘ、別々の容器から別々に注入および／ｌたは
導入されることができる。場合にＬり注入は、はじめに
少量を使用し、引続き多量をフォローさせることにＬ９
火施さｎることかできる。場合にエク７−ゼル燃料は、
本発明に孟る燃料との混合物として、Ｌ九は別々にそれ
から注入さｎることがでなる。

以下に、本発Ｍ１：実施例につき１ｆｉ−脱するが、本
発明１；こｎｒＯ実施例にＬｐ制限さｎない。

例１ 稽々の燃料を、以下に列記せる成分七−縄に混合するこ
とにＬＤｆＪＡ造した。その後に混合物を１試験用の圧
縮点火形内燃機関中へ導入した。

全ての場合、点火が機関の圧縮で行なわｎることが判明
し九。試験せる燃料は以下の組成であつ九、パー七ンテ
ーＳ７は容量パーセントである：アセトアルデヒド２５
７ｏお１びメタノール７５％、 アセトアルデヒド１０％お工びメタノール９０’！ｏ。

アセトアルデヒド２５％、メタノール７４％およびひｌ
し油１％、 アセトアルデヒド２０％、メタノール７０％お工び水１
０％、 アセトアルデヒＰ２０％およびエタノール８０％、 パラアルデヒド２５％およびメタノール７５％、 テトラヒドロフラン２５％お工ひメタノール７５％、 ニトロメタン２０％お工びメタノール８０％、アセトア
ルデヒド１０％、メタノール７０％おＬびシアセチル２
０％、 ２−ブトキシェタノール５０％お工びメタノール５０％
、 ジエチレングリコール七ノブチルエーテル５０％および
メタノール５０％、 ジオキサン５０％およびメタノール５０％、アセチルア
セトン５０％およびメタノール５０％。

例２ 撫々の燃料ｔ１以下に列記せる成分を一緒に混合するこ
とにエタ製造した。その後に混合物を、試験用の圧縮点
火形内燃機関中へ導入した。

全ての場合、点火が機関の圧縮で行なわれ、機関が連続
的に回転することが判明した。試馳せる燃料は以下の組
成であつ九。パーセンテージ線容量％である： （１ンゾエチルエーテル　　　　　　　　５０％メタノ
ール　　　　　　　　　　　５０％（１１）ソーイソー
ア建ルエーテル　　　　４０％メタノール　　　　　　
　　　　　　６０％（ｉｉｉ　）ブチルカルぎトール（
ジエチレングリコールモノジチルエーテル）　　　　　
　３０％メタノール　　　　　　　　　　　７０％Ｌｉ
Ｖ）グリオキサルテトラブチルアセタール２０％ メタノール　　　　　　　　　　　８０％（Ｖ）グリオ
キサルテトラ（２′−ブトキシエチル］アセタール　　
　　　　　　　　　２０％メタノール　　　　　　　　
　　　　８０％（ｖｉ）ブチルカルピトール　　　　　
　　２０％トリエチルオルトアセテート メタノール （ｖｉＤブチルカルピトール トリブチルオルトホルメート メタノール （ｖｉｉｉ）ブチルカル−トール トリメチルオルトアセテート メタノール （１ｘ）ブチルカルピトール パラアルデヒＰ メタノール ＬＸ）グリオキサルテトラへキシルアセタールパラアル
デヒド メタノール （Ｘ＋）ジエチレングリコールジメチルエーテルメタノ
ール （刈）ゾエテシングリコールソメチルエーテルパラアル
デヒド メタノール （ｘ＋ｉｉ）　１　、３−　ｐブトキシ−２−プロパツ
ール１０％ ７０％ ２０％ １０％ ７０％ １０％ １０％ ７０％ １０％ １０％ ８０％ １０％ １０％ ８０％ ２０％ ８０％ １０％ １０％ ８０％ ２０％ メタノール　　　　　　　　　　　８０％（ｘｉｖ）　
２−エトキシエチルナイトレー）　　　　　１０％メタ
ノール　　　　　　　　　　　９０％（ＸＶ）　２−エ
トキシエチルナイトレート　　　　　４％メタノール　
　　　　　　　　　　９６％例３ 穐々の燃料を、以下に列記せる成分ｔ一緒に混合するこ
とに上り製造した。その後に混合物を、試験用の圧縮点
火形Ｆｌ！機関中へ導入し九。

全ての場合、点火が機関の圧縮で行なわれ、かつ機関が
負荷下瓜連続的に回転することが判明し九。試験せる燃
料な以下の組成であつ次。パーセンテージは容量パーセ
ントである。

（１）２−エトキシメチルナイトレート　　　　１０％
メタノール　　　　　　　　　　　９０％Ｌｉ１）　２
−ブトキシエチルナイトレート　　　　１０％メタノー
ル　　　　　　　　　　　９０％（山）２′−ブトキシ
−２−エトキシエチルナ（）レート１０％ メタノール　　　　　　　　　　　９０％（ｉＶ）ゾエ
チレングリコールソナイトレー）　　　１０％メタノー
ル　　　　　　　　　　　９０％（Ｖ）　ｌ’リエチレ
ングリコールンナイトレー）１０％メタノール　　　　
　　　　　　　９０％（Ｖｉ）　ｇリエテシングリ＊−
Ａ／４００２ナイトレート　　　　　　　　　　１０％
メタノール　　　　　　　　　　　　９０％（ｗｉｔ）
　？リエチレングリコールンナイトレート　　４％メタ
ノール　　　　　　　　　　　　９６％ＬＶＩＩｉ）　
トリエチレングリコールシナイトレート　　４％イソｆ
ｒｓパノール　　　　　　　　９６％（ｉ×コトリエテ
レングリフールソナイトレート　　１％ｎ−エタノール
　　　　　　　　　９９％（×ントリエテシンダリーー
ルゾナイトレート　　６％イソーアオルアルー−ル　　
　　　９７％（ｘｉ）　トリエテレングリー−ルンナイ
トレート０．２％ｎ−オクタツール　　　　　　　９９
．８％Ｌｘｕ）　トリエチレンクリコールシナイトレー
ト　　４％エタノール　　　　　　　　　　６７．２％
プロパツール　　　　　　　　　２５．９％エタノール 高級アルコール （Ｘｉｉｉ）　）ジエチレングリコール２ナイトレート
メタノール エタノール シタノール ペンタノール オクタノール ドデカノール ｔＡｖ）トリエチレングリー−ル２ナイトレートメタノ
ール エタノール ｆ四パノール エタノール （ｘｖ）トリエチレングリコールシナイトレートメタノ
ール アセトン （ｘｖｉ）　）リエチレングリーールゾナイトレートメ
タノール メチルホルメート ２．４％ ０．５％ １．６％ ０．８％ １．６％ ５２％ １６％ ６２％ １６％ ５％ ７５％ １４％ ５．４％ ０．６％ ９％ １％ ９０％ １０％ １０％ ８０％ （ＸＶｉｉ）　）リエチレングリーールツナイトレート
　　　５％メタノール　　　　　　　　　　　　８０％
フルフラール　　　　　　　　　　　１５％（Ｘｌｉｉ
Ｄ　トリエチレングリコールシナイトレート　　　　５
％メタノール　　　　　　　　　　　８０％ツメチルカ
ーボネート　　　　　　１５％例４ トリエチレングリコールシナイトレート５％、ひ１し油
２％お１びメタノール９６％エフ成る燃料を１発電機に
接続せる７、４５　ｋｖ　２気筒の自然吸入形のジーゼ
ル機関中へ噴射させた。この慾科は、機関を常温（環境
温度１０℃）から起動させかつ機関を十分に定格出力で
回転させることが判明した。

例５ トリエチνングリ一一ルゾナイトレー）１０％、ひ１し
油２％およびメタノール８８％エフ成る燃料を、トラッ
クに搭載の６．５リツトル４気筒形ン一ゼル機関中へ噴
射するとともに、他の量のメタノールを給気マニホール
ドｉ−ａテ機関中へ導入し友。この燃料を使用し、トラ
ック七十分にｒｗＪすることがで１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮点火形内燃機関を運転するに当り、（Ａ）平均
   分子量１６０以下を有する最低１種のアルコール、およ
   び（Ｂ）（ｉ）１つの硝酸根および最低２つのエーテル
   結合を含有する化合物、および（ｉｉ）２つの硝酸根お
   よび最低１つのエーテル結合を含有する化合物から選択
   された、他の最低１種の有機化合物または、一緒になつ
   て自然発火温度４５０℃以下を有する複数の化合物の混
   合物１０容量％以下（前記アルコールをベースとして計
   算）の２つの成分を、機関中へ噴射および／または導入
   することより成る内燃機関の運転法。 ２、成分（Ｂ）が２′−ブトキシ−２−エトキシエチル
   ナイトレートである、特許請求の範囲第１項記載の運転
   法。 ３、成分（Ｂ）が、ジエチレングリコールジナイトレー
   ト、トリエチレングリコールジナイトレート、および平
   均分子量４００のポリエチレングリコールのジナイトレ
   ートから選択される、特許請求の範囲第１項または第２
   項のいずれかに記載の運転法。