JPH045420A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPH045420A JPH045420A JP10509590A JP10509590A JPH045420A JP H045420 A JPH045420 A JP H045420A JP 10509590 A JP10509590 A JP 10509590A JP 10509590 A JP10509590 A JP 10509590A JP H045420 A JPH045420 A JP H045420A
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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。
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。
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。
内燃機関に関するものである。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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)
- (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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10509590A JPH045420A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10509590A JPH045420A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 内燃機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH045420A true JPH045420A (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=14398351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10509590A Pending JPH045420A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH045420A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002013412A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化システム |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP10509590A patent/JPH045420A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002013412A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化システム |
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