JPH045421A - 内燃機関 - Google Patents
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- JPH045421A JPH045421A JP2106282A JP10628290A JPH045421A JP H045421 A JPH045421 A JP H045421A JP 2106282 A JP2106282 A JP 2106282A JP 10628290 A JP10628290 A JP 10628290A JP H045421 A JPH045421 A JP H045421A
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Landscapes
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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Ｎ、にする排気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Ｎ、にする排気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）、完全な浄化対策になっていない
。
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、複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ドしてそれだ
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ドしてそれだ
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。
前記の課題を解決するために、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排気
マニホールド内に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排気
マニホールド内に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（Ｆｅ２°）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Ｆｅ１Ｏａ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℃）で水素（Ｈ７）と反応して酸素（
０２）が水（Ｈ７Ｏ）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、以干、酸素欠落マグネタイト（Ｆｅ、０４−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（Ｆｅ２°）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Ｆｅ１Ｏａ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℃）で水素（Ｈ７）と反応して酸素（
０２）が水（Ｈ７Ｏ）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、以干、酸素欠落マグネタイト（Ｆｅ、０４−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、Ｆ ｅ ｉ Ｏ４＋ ｙ Ｈ，
→ Ｆ ｅ ７０ａ−ｘ 十 ｙ Ｈ，○Ｆ’ｅ、
＋ ０４−ｘ ＋１／２ｙ Ｃｏ、 → １／２
ｙ Ｃ＋ Ｆ ｅ、０４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、Ｆ ｅ ｉ Ｏ４＋ ｙ Ｈ，
→ Ｆ ｅ ７０ａ−ｘ 十 ｙ Ｈ，○Ｆ’ｅ、
＋ ０４−ｘ ＋１／２ｙ Ｃｏ、 → １／２
ｙ Ｃ＋ Ｆ ｅ、０４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、２はその排気
マニホールドである。
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の二つの出口側ボートに通ずる流
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（通気口ｆ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・１
５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、とのヒータ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（通気口ｆ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・１
５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、とのヒータ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・・・は排気マニホールド２をヂーゼルエンジ
ン１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の蓋部２ｂをマフラー１９と共に着脱する
ボルトである。
ン１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の蓋部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Ｃ○２・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に向けて流出する。
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Ｃ○２・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に向けて流出する。
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Ｈ２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Ｈ２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Ｆｅ
、０４−ｘに変身しているから、炭酸ガスＣＯ２の酸素
０７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
Ｎ２になって飛び出る。このとき、排気ガス撹拌装置１
８にてマグネタイト１４全体に排気ガスが撹拌されるの
で。
、一方ガスボンベ４の水素Ｈ２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Ｈ２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Ｆｅ
、０４−ｘに変身しているから、炭酸ガスＣＯ２の酸素
０７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
Ｎ２になって飛び出る。このとき、排気ガス撹拌装置１
８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Ｈ７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Ｆｅｔｕｓに排気ガス撹拌装置１
７にて撹拌された水素Ｈ，が働き、この水素Ｈ２がマグ
ネタイト中の酸素Ｏ７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Ｆｅｔｕｓに排気ガス撹拌装置１
７にて撹拌された水素Ｈ，が働き、この水素Ｈ２がマグ
ネタイト中の酸素Ｏ７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、
Ｆｅ１０４＋ＸＨ７→Ｆ ｅ ：＋ ０４− Ｘ 十ｘ
Ｈ７０の化学反応がおこなわれ、排気ガス処理部８側
では、 Ｆ ｅ、０４−ｘ十ｃｏ、→Ｃ＋Ｆｅ、０４あるいは、 ドｅ１０４−ｘ ＋ ２ ＮＯｘ−＋Ｎ２＋ Ｆｅ １
０４の化学反応がおこる。
Ｈ７０の化学反応がおこなわれ、排気ガス処理部８側
では、 Ｆ ｅ、０４−ｘ十ｃｏ、→Ｃ＋Ｆｅ、０４あるいは、 ドｅ１０４−ｘ ＋ ２ ＮＯｘ−＋Ｎ２＋ Ｆｅ １
０４の化学反応がおこる。
尚、窒素酸化物ＮＯｘ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オ〕れるが、炭酸
ガスＣ○２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。
り、窒素酸化物の浄化は相当速く行なオ〕れるが、炭酸
ガスＣ○２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１０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１０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（○−２）を追い出
す等如何なる手段を用ぃても良い。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、上記実施例
では内燃機関としてヂーゼルエンジンの例を示したが、
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。
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（○−２）を追い出
す等如何なる手段を用ぃても良い。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、上記実施例
では内燃機関としてヂーゼルエンジンの例を示したが、
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。
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排気マニホールド内に設けた内燃
機関としたから、内燃機関の熱をマグネタイトを一定の
温度に保つことに有効に利用することができるので、安
価な構成で排気ガス中の炭酸ガスや窒素酸化物を良好に
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的確に解消することができ
る。
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排気マニホールド内に設けた内燃
機関としたから、内燃機関の熱をマグネタイトを一定の
温度に保つことに有効に利用することができるので、安
価な構成で排気ガス中の炭酸ガスや窒素酸化物を良好に
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的確に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
略乎面図、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 ｌ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。
略乎面図、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 ｌ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
ガス処理装置を排気マニホールド内に設けたことを特徴
とする内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106282A JPH045421A (ja) | 1990-04-21 | 1990-04-21 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106282A JPH045421A (ja) | 1990-04-21 | 1990-04-21 | 内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045421A true JPH045421A (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=14429719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106282A Pending JPH045421A (ja) | 1990-04-21 | 1990-04-21 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH045421A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009130974A1 (ja) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | 株式会社大丸テクノ | 脱臭装置および脱臭方法 |
-
1990
- 1990-04-21 JP JP2106282A patent/JPH045421A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009130974A1 (ja) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | 株式会社大丸テクノ | 脱臭装置および脱臭方法 |
| JP2009264116A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Daimaru Tekuno Co Ltd | 脱臭装置および脱臭方法 |
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