JPH045420A - 内燃機関 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関に関するもので、排気ガス中の炭酸
ガスや窒素酸化物を少なくし、又は無くす排気ガス処理
装置を設けたガソリンエンジン。

ヂーゼルエンジン、ガスエンジン、又は火力発電機等の
内燃機関に関するものである。

〔従来技術〕

この種の従来技術としては、特開昭６３−１１３１１２
号公報に示すように白金バナジュウムや白金ロジュウム
等の複数の触媒を排気ガス通路に直列的に並べて一酸化
炭素を酸化して炭酸ガスにしたり、窒素酸化物ＮＯｘを
窒素ガスＮ２にする排−（ガス処理装置を設けたエンジ
ンがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のものは、コストが高くなると共に、−酸化炭
素を炭酸ガスとして排気させてしまい（現在世界中で温
暖化の要因になっている炭酸ガスの放出は抑えなければ
ならないにも拘らず）。

完全な浄化対策になっていない。

更に、袴数箇所の各別な触媒中を排気ガスは通過しなけ
ればならないために、エンジンの出力が低トしてそれだ
け多くの燃料が必要になりこのために更に多くの排気ガ
スが発生して本質的な排気ガスの浄化にならないという
課題があった。

〔課題を解決する手段〕

Ｍ記の課題を解決するために、この発明は＃素原子を欠
落させて活性化したマグネタイトにて排気ガス中の炭酸
ガス又は窒素酸化物を分解する排気ガス処理装置を設け
たことを特徴とする内燃機関としたものである。

〔作用〕

排気ガス処理装置の基本的な作用は、マグネタイト（フ
ェライト）を有効に利用したものである。

即ち、マグネタイトの分子構造は陽イオンを２個保有し
た２価の鉄（Ｆｅ”　）１個と３個保有した３価の鉄（
Ｆｅ”　）２個が存在して計８価のプラス電荷になり、
これが陰イオンを保有する酸素（０２−）４個と結び付
いて）’ｅ、０４の安定したマグネタイトになっている
が、このマグネタイトは２５０℃〜６００℃（最適の温
度は２５０℃〜３００℃）で水！　（Ｈ２）と反応して
酸素（０８）が水（Ｈ，Ｏ）になって逃げ、酸素が欠乏
した活性のマグネタイトが得られる。即ち、活性のマグ
ネタイトは、以下、酸素欠落マグネタイト（Ｆｅ３０４
−　Ｘ　）と呼ぶが、この活性化されたマグネタイトは
２５０℃〜６００℃（最適の温度は２５０℃〜３００℃
）で酸素分子を要求する化学反応可能な状態にある。

したがって、この状態にした酸素欠落マグネタイトに炭
酸ガスを反応させると炭素と不活性状態のマグネタイト
になり、次に、水素をこの不活性マグネタイトに反応さ
せると急速に活性マグネタイトと水になる。これを化学
反応式にすると、）’　　ｅ　３０ａ　＋　　ｙ　　Ｈ
２→　）’　　ｅ　３０４−　ｘ　　＋　　ｙ　　Ｈ７
０Ｆ　　ｅ　、０４−ｘ　　＋１／２ｙ　　Ｃ○２　→
　１／２ｙ　Ｃ＋　Ｆ　ｅ１０４である。

したがって、内燃機関の排気通路途中に設けたマグネタ
イトを上記のように酸素欠落マグネタイトにしてこれに
排気ガスを接触させて炭酸ガスの一部を炭素と水に分解
して排出し、窒素酸化物を窒素ガスにして排出する。

〔実施例〕

この発明の一実施例について詳述すると、１は内燃機関
の一種である４気筒ヂーゼルエンジンで。

２はその排気マニホールドである。

３は排気マニホールド２の各気筒毎の排気通路２ａ内に
設けられた酸素分離装置である。

４は水素又はヘリウム等の無酸素ガス（当実施例では水
素で説明する。）を入れたガスボンベである。

５は無酸素ガスの取出し通路である。

６は切換弁で、各気筒毎の酸素分離装置３・・・を通過
し集合パイプ３ａにて集合させた排気ガスとガスボンベ
４からの無酸素ガスとを後述の排気ガス処理部７・８の
何れかに選択的に流入させる２方向選択型の弁になって
いる。

９は無酸素ガスの取出し通路５の途中に設けられた開閉
弁である。

７・８は前記切換弁６の二つの出口側ポートに通ずる流
路１０・１１に各別に設けた排気ガス処理部であって、
各流路１０・１１に連結した排気筒１２・１３にマグネ
タイト１４（通気可能に多数の穴１４ａ・・・の開いた
形状に焼結形成されている）を充填したセル１５・１５
を内装させ、更に、セル１５・１５が内装される排気筒
１２・１３の外周部にヒータ１６を設けてマグネタイト
１４が内装された部分を２５０℃〜３００℃の温度に保
つように構成している（尚、このヒータ１６はエンジン
熱でマグネタイト１４を２５０℃〜３００℃に保つ場合
は必要でない）。

１７・１８は各々排気筒１２・１３内に設けられた排気
ガス撹拌装置であって、各々撹拌翼１７ａ・１８ａが電
動モータ１７ｂ・１８ｂによって回転され、排気ガスを
マグネタイト１４・１４全体に撹拌するように設けられ
ている。

１９はマフラーであって、排気筒１２・１３からの排気
をその開放口２０より大気中に排出する。

尚、２１・・は排−（マニホールド２をヂーゼルエンジ
ンｌに着脱するためのボルトであり、２２・は排気マニ
ホールド２の４部２ｂをマフラー１９と共に着脱するボ
ルトである。

上側の作用について詳述すると、ヂーゼルエンジン１の
各気筒の排気ガスが各酸素分離装置３・・内に流れ、各
酸素分離装置３・・・内で酸素０２が大気中に放出され
炭酸ガスＣＯ２・窒素酸化物Ｎ○Ｘの混合した排気ガス
が集合パイプ３ａを通って切換弁６に向けて流畠する。

そして、その排気ガスは切換弁６を経て流路１１に流れ
、一方ガスボンベ４の水素Ｈ７が通路５及び開閉弁９を
通って切換弁６を経て流路１０に流れる。すると、排気
ガスの流れる流路１１に接続された排気ガス処理部８で
は、マグネタイト１４を予め水素Ｈ７を通して活性にし
ておけばマグネタイト自体が酸素欠落マグネタイトドｅ
　：、　Ｏａ−ｘに変身しているから、炭酸ガスＣ○２
の酸素０２あるいはＮＯｘの酸素○Ｘを該酸素欠落マグ
ネタイトが取り込み、炭素Ｃが析出したり、あるいは窒
素ガスＮ７になって飛び出る。このとき、排気ガス撹拌
装置１８にてマグネタイト１４全体に排気ガスが撹拌さ
れるので、良好に上記の排気ガスの分解がおこなわれる
。

一方、水素Ｈ２が送り込まれる排気ガス処理部７では、
不活性のマグネタイトＦｅ１０．に排気ガス撹拌装置１
７にて撹拌された水素Ｈ２が働き、この水素Ｈ２がマグ
ネタイト中の酸素０２を追い出して酸素欠落マグネタイ
トになる。

即ち、排気ガス処理部７側では、 Ｆｅ、０４＋ＸＨ７→Ｆ　ｅ　＜　Ｏｎ−ｘ　＋　ｘ　
Ｉ（４０の化学反応がおこなわれ、排気ガス処理装置側
では、 ドｅ−４０，−Ｘ＋　Ｃ０２→Ｃ＋Ｆｅ、０４あるいは
、 Ｆｅ１０＊−ｘ＋２ＮＯｘ−＋Ｎ、＋ＦｅｑＯ＋の化学
反応がおこる。

尚、窒素酸化物Ｎ　Ｏｘについては、極めて速い反応に
なり、窒素酸化物の浄化は相当速く行なわれるが、炭酸
ガスＣＯ２については、反応が遅く、排気ガス処理部を
加圧状態にすることが望ましい。

そして、所定時間（１分〜３分程度が適当）第２図の状
態を続けた後、今度は切換弁６を切換えて排気ガスが流
路１ｏに、水素Ｈ２が流路１１に流れるように切換える
と、前記と同じ作用で排気ガスが浄化されることになる
。

そして、水素Ｈ２送込み側の開閉弁９は、前記切換弁６
の切換えに連動して所定時間（１０秒〜３０秒程度）開
口すると閉口するようにしておけば、水素Ｈ２の無駄を
なくすることができる。

尚、上記実施例においては、マグネタイト中の酸素を追
い出して酸素欠落マグネタイトにする手段として無酸素
ガス（水素又はヘリウム）を用いる例を示したが、他に
マグネタイトに高電圧をかけて酸素（０”）を追い出す
等如何なる手段を用いても良い。また、マグネタイトは
焼結形成したもの以外に、粉状９粒状又は板状等如何な
る形状のものを用いても良いが、排気ガスとの接触面積
が広くなる程分解効率が良くなるので、できるだけ接触
面積が広くなるようにすると良い。更に、」二記実施例
では内燃機関としてヂーゼルエンジンの例をボしたが、
他にガソリンエンジン、ガスエンジン、又は火力発電機
等の如何なる内燃機関でも良い−０ 〔作用効果〕 この発明は、酸素原子を欠落させて活性化したマグネタ
イトにて排気ガス中の炭酸ガス又は窒素酸化物を分解す
る排気ガス処理装置を設けた内燃機関としたから、安価
な構成で排気ガス中の炭酸ガスや窒素酸化物を分解して
炭素や窒素にして排出する内燃機関を得ることができ、
前述の従来の課題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の一実施例であって、第１図は全体の概
略平面図、第２図はそのＡ−Ａ矢視部を断面にした側面
図である。図中の記号 １はヂーゼルエンジン、２は排気マニホールド、３は酸
素分離装置、４はガスボンベ、５は取出し通路、６は切
換弁、７・８は排気ガス処理部、９は開閉弁、１０・１
１は流路、１２・１３は排気筒、１４はマグネタイト、
１５はセル、１６はヒータ、１７・１８は排気ガス撹拌
装置、１９はマフラーを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸素原子を欠落させて活性化したマグネタイトに
   て排気ガス中の炭酸ガス又は窒素酸化物を分解する排気
   ガス処理装置を設けたことを特徴とする内燃機関。