JPH06147019A - Substituting-mixing type emulsion fuel production system - Google Patents

Substituting-mixing type emulsion fuel production system

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JPH06147019A
JPH06147019A JP4336524A JP33652492A JPH06147019A JP H06147019 A JPH06147019 A JP H06147019A JP 4336524 A JP4336524 A JP 4336524A JP 33652492 A JP33652492 A JP 33652492A JP H06147019 A JPH06147019 A JP H06147019A
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JP
Japan
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fuel
injection
emulsion fuel
water
pump
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4336524A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Kawamura
隆夫 河村
Taizo Nagahiro
泰蔵 長廣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RYOJU SHOJI KK
Original Assignee
RYOJU SHOJI KK
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Filing date
Publication date
Application filed by RYOJU SHOJI KK filed Critical RYOJU SHOJI KK
Priority to JP4336524A priority Critical patent/JPH06147019A/en
Publication of JPH06147019A publication Critical patent/JPH06147019A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an efficient and practical emulsion fuel producing system as a means for reducing nitrogen oxide (NOx) in diesel engine exhaust gas, and reducing the exhaust black smoke or fuel consumption ratio of an engine. CONSTITUTION:An emulsion fuel producing chamber 4, having a fuel suction hole 2 to the upstream side of a flow and a water or alcohol water jet hole 3 to the downstream side, is provided between the nozzle holder 5 of the fuel jet nozzle of a diesel engine and a jet pump. A substitutional pump, etc., driven by the power of the engine or electricity, is operated, according to an operating condition when the engine is operated, to suck fuel from a fuel suction hole; concurrently, water or alcohol water, in which appropriate alcohol is added, having the equal capacity is spirally jetted from the jet hole to produce emulsion fuel for jetting from the jet nozzle.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,ディーゼルエンジンを
運転させる為のエマルジョン燃料と同燃料の生成方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emulsion fuel for operating a diesel engine and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの排ガス中の窒素酸
化物(NO)を低減させ,エンジンの排気黒煙や燃料
消費率を低減させる手段として,従来型の燃料に水を添
加して生成したエマルジョン燃料の利用や,ディーゼル
燃料の噴射と同時に水をシリンダー内に噴射する,水噴
射ディーゼルエンジンが有効である事が知られている。
2. Description of the Related Art An emulsion produced by adding water to a conventional fuel as a means for reducing nitrogen oxides (NO x ) in exhaust gas of a diesel engine and reducing engine exhaust black smoke and fuel consumption rate. It is known that a water injection diesel engine that uses fuel and injects water into a cylinder simultaneously with injection of diesel fuel is effective.

【0003】しかしながら,従来のエマルジョン燃料は
厳冬期等の気象条件に対する配慮が欠けており,また従
来発案されているエマルジョン燃料の生成システムは,
機構的に複雑であったり,システムとしての実用性に問
題が生じていた。
However, the conventional emulsion fuel lacks consideration for weather conditions such as the severe winter season, and the emulsion fuel production system conventionally proposed has
It was mechanically complicated and had problems in its practicality as a system.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する問題点は,厳冬期等の気象条件をも考慮した実用的
な成分配合のエマルジョン燃料を提供すると共に,エン
ジンの運転条件に合わせて,水−燃料比の調節が速やか
に行うことができ,エンジンの停止時には燃料噴射系統
に残留する水を容易に排出が可能で,また始動時にも最
適なタイミングにおいてエマルジョン燃料の供給が可能
とし,現在市場に出回っている多くのディーゼルエンジ
ンを用いた車両等にも,エンジンの部分的な改造にて適
用が可能な実用的で信頼性の高いエマルジョン燃料生成
システムを提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide an emulsion fuel containing a practical component in consideration of climatic conditions such as the severe winter, and to meet the operating conditions of the engine. , The water-fuel ratio can be adjusted quickly, the water remaining in the fuel injection system can be easily discharged when the engine is stopped, and the emulsion fuel can be supplied at the optimum timing at the start, It is to provide a practical and highly reliable emulsion fuel generation system that can be applied to a number of diesel engine vehicles currently on the market by partially modifying the engine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本願の第一発明は,エマ
ルジョン燃料に利用する水にアルコール類を加え,氷点
を下げたものである。代表的なアルコール類としては,
エンジンの燃料として研究されているものにメタノール
がある。メタノールは水溶性であり水と良く混合する。
The first invention of the present application is to lower the freezing point by adding alcohols to water used for emulsion fuel. As typical alcohols,
Methanol has been studied as a fuel for engines. Methanol is water soluble and mixes well with water.

【0006】本願の第二発明は第一発明のアルコール水
を用いて,エマルジョン燃料を生成する方法として,燃
料噴射ポンプからでた噴射パイプと噴射ノズルのノズル
ホルダーの中間に,エマルジョン燃料生成室を設けたも
のである。エマルジョン燃料生成室は上流側と下流側に
間隔をあけてそれぞれ吸引孔と噴射孔があり,上流側よ
り燃料を吸引すると同時に下流側より同容量のアルコー
ル水を噴射し,吸引量と噴射量のバランスをとることに
より,エマルジョシ燃料生成室内の液体容積を常に一定
に保持する。従ってエマルジョン燃料生成室の液体の圧
力は吸引孔と噴射孔からの吸引,噴射によってほとんど
変化を受けない。
The second invention of the present application is a method for producing an emulsion fuel using the alcoholic water of the first invention, in which an emulsion fuel producing chamber is provided between the injection pipe from the fuel injection pump and the nozzle holder of the injection nozzle. It is provided. The emulsion fuel production chamber has a suction hole and an injection hole at upstream and downstream sides, respectively, and sucks fuel from the upstream side and at the same time injects the same volume of alcoholic water from the downstream side. By keeping the balance, the liquid volume in the emulsion fuel generation chamber is always kept constant. Therefore, the liquid pressure in the emulsion fuel production chamber is hardly changed by suction and injection from the suction holes and the injection holes.

【0007】本願の第三発明は,第二発明のエマルジョ
ン燃料生成室のエマルジョン燃料のディーゼル燃料油と
アルコール水の混合を瞬時に行わせ,エマルジョン燃料
の生成効率を向上させる為に,エマルジョン燃料生成室
のアルコール水噴射孔の噴射方向をエマルジョン燃料生
成室の中心方向よりずらせる事により,生成室内にてア
ルコール水噴射による渦を形成させるようにしたもので
ある。
The third invention of the present application is to produce an emulsion fuel in order to improve the production efficiency of the emulsion fuel by instantaneously mixing the diesel fuel oil and the alcohol water of the emulsion fuel in the emulsion fuel production chamber of the second invention. By displacing the injection direction of the alcohol water injection hole of the chamber from the central direction of the emulsion fuel production chamber, a swirl is formed by the alcohol water injection in the production chamber.

【0008】[0008]

【作用】第1図は水にメタノール,エタノール,即ちメ
チルアルコール,エチルアルコールを添加した場合の氷
点の推移を表したもので,水にメタノールを10重量%
添加することにより,その氷点は約−7℃となる。さら
に水にメタノールを35重量%添加した場合は,その氷
点は約−35℃となる。また水にアルコールを添加する
ことにより比重が水単独より軽くなり,ディーゼル燃料
との混合性も向上する。さらには水に関係する配管路等
にバクテリア,細菌,水垢等が発生する可能性も低減す
る。
[Function] Fig. 1 shows the transition of the freezing point when methanol and ethanol, that is, methyl alcohol and ethyl alcohol are added to water. 10% by weight of methanol is added to water.
By adding it, the freezing point becomes about -7 ° C. When 35% by weight of methanol is added to water, the freezing point becomes about -35 ° C. By adding alcohol to water, the specific gravity becomes lighter than that of water alone, and the miscibility with diesel fuel is also improved. In addition, the possibility that bacteria, bacteria, scale, etc. will be generated in the pipelines related to water will be reduced.

【0009】第2図において,改造されたノズルホルダ
ー5のエマルジョン燃料生成室4に噴射パイプのコネク
ター1を通って噴射ポンプからの燃料Qが供給され
る。この時吸引孔2より燃料の一部Qを吸引すると同
時に噴射孔3よりアルコール水Qを噴射する。この時
>Q=Qとなり,QとQの出入りによって
エマルジョン燃料生成室内の液体の体積と静圧力は変化
しない。Qは燃料噴射ポンプの噴射によって決まる流
量で,断続的なパルス状の流れであるが,Q,Q
歯車ポンプ,ピストンポンプ,揺動形アクチュエータ等
を用いた連続的な流れであり,QとQのポンプの入
出力軸は連結されることにより,吸引と噴射の流量の調
整と駆動トルクのバランスをとっている。Q,Q
に比較して連続的な流れであるため,Qの噴射の
停止している瞬間でも流れており,エマルジョン燃料生
成室内のディーゼル燃料を吸引孔2から吸引しながら,
アルコール水を噴射孔3から噴出し,ディーゼル燃料と
アルコール水を置換しながらエマルジョン燃料を生成し
ているので,当然エマルジョン燃料の領域は噴射孔3か
ら吸引孔2の方向へ移動して行くが,その次の噴射Q
が起こると,エマルジョン燃料の領域は再び噴射孔3の
方向に引き戻される。従って吸引孔2と噴射孔3の位置
関係とエマルジョン燃料生成室の形状は,ディーゼルエ
ンジンの全運転使用範囲において,生成されたエマルジ
ョシ燃料が吸引孔2から吸引される事が無いように計
算,設計されている。また噴射孔3は吸引孔2より孔径
が小さくされている。
In FIG. 2, the fuel Q 1 from the injection pump is supplied to the emulsion fuel generation chamber 4 of the modified nozzle holder 5 through the connector 1 of the injection pipe. At this time, part of the fuel Q 2 is sucked from the suction hole 2 and at the same time, alcohol water Q 3 is injected from the injection hole 3. At this time, Q 1 > Q 2 = Q 3 , and the volume and static pressure of the liquid in the emulsion fuel production chamber do not change due to the entrance and exit of Q 2 and Q 3 . Q 1 is the flow rate determined by the injection of the fuel injection pump, which is an intermittent pulsed flow, while Q 2 and Q 3 are continuous flows using a gear pump, piston pump, oscillating actuator, etc. , Q 2 and Q 3 are connected to the input / output shafts of the pumps to adjust the flow rates of suction and injection and balance the driving torque. Since Q 2 and Q 3 are continuous flows as compared to Q 1 , they are flowing even at the moment when the injection of Q 1 is stopped, and while sucking diesel fuel in the emulsion fuel generation chamber from the suction hole 2. ,
Alcohol water is ejected from the injection hole 3 to generate the emulsion fuel while displacing the diesel fuel and the alcohol water, so naturally the emulsion fuel region moves from the injection hole 3 to the suction hole 2, Next injection Q 1
Occurs, the area of the emulsion fuel is pulled back toward the injection hole 3. Therefore, the positional relationship between the suction holes 2 and the injection holes 3 and the shape of the emulsion fuel generation chamber are calculated and designed so that the generated emulsion fuel will not be sucked from the suction holes 2 in the entire operating range of the diesel engine. Has been done. The injection hole 3 has a smaller diameter than the suction hole 2.

【0010】噴射ポンプの噴射時にはエマルジョン燃料
生成室内に200kg/cmを越える圧力が掛かるが,
このような場合においても,QとQの圧力差に応じ
た小さなトルクによりポンプを駆動させれば,アルコー
ル水Qをエマルジョン燃料生成室に噴射することが可
能である。この吸引,噴射に使用するポンプは特に内部
漏れが少なくなる様に,形式,材質,加工精度の高い物
が選定される。また流量,圧力,温度,液体の粘性,ポ
ンプの常用回転速度等によっても漏れの量が異なるの
で,該当するディーゼルエンジンの利用条件を計算して
吸引用と噴射用のポンプの理論吐出量に僅かな差を設け
ることもある。
At the time of injection of the injection pump, a pressure exceeding 200 kg / cm is applied to the emulsion fuel production chamber.
Even in such a case, the alcohol water Q 3 can be injected into the emulsion fuel production chamber by driving the pump with a small torque according to the pressure difference between Q 2 and Q 3 . For the pump used for this suction and injection, the type, material and processing precision are selected so that internal leakage is reduced. In addition, since the amount of leakage varies depending on the flow rate, pressure, temperature, liquid viscosity, regular pump rotation speed, etc., the usage conditions of the corresponding diesel engine are calculated and the theoretical discharge amount of the suction and injection pumps is limited. There may be a difference.

【0011】第3図は既存の噴射ノズルホルダーのコネ
クターに取り付け可能なエマルジョン燃料生成室であ
る。第4図はその切り口断面図である。通常の取り付け
位置関係は噴射パイプのコネクター1が上になり,垂直
の真下にノズルホルダーのコネクター6が取り付けられ
る。アルコール水の噴射孔3がエマルジョン燃料生成室
の中心線に対して偏芯して取り付けられている為,アル
コール水の噴射流Qはエマルジョン燃料主成室内にて
渦7を形成して,周辺領域に即座にエマルジョン燃料A
を形成する。この時未混合のディーゼル燃料の領域はB
となる。エマルジョン燃料の領域Aはディーゼル燃料の
領域Bより僅かに比重が重いため,エマルジョン燃料は
噴射ノズルの方向,即ち下方に沈む性質を有する。
FIG. 3 shows an emulsion fuel producing chamber which can be attached to a connector of an existing injection nozzle holder. FIG. 4 is a sectional view of the cut. The normal mounting position is such that the connector 1 of the injection pipe is on the top and the connector 6 of the nozzle holder is mounted just below the vertical. Since the injection hole 3 of the alcohol water is eccentrically attached to the center line of the emulsion fuel production chamber, the injection flow Q 3 of the alcohol water forms a vortex 7 in the emulsion fuel main chamber and surrounds it. Emulsion fuel A immediately in the area
To form. At this time, the area of unmixed diesel fuel is B
Becomes Since the area A of the emulsion fuel has a slightly higher specific gravity than the area B of the diesel fuel, the emulsion fuel has a property of sinking in the direction of the injection nozzle, that is, downward.

【0012】ディーゼルエシジンの運転停止時には,そ
の直前に燃料の吸引Qとアルコール水の噴射Qを停
止させ,エマルジョン燃料Aを噴射ノズルより全て噴射
させるか,あるいは停止直前にQとQの流れの方向
を逆にして,Qよりディーゼル燃料を僅かに噴射し,
よりエマルジョン燃料を僅かに吸引することも可能
である。このようにすると次回のエンジン始動時にはデ
ィーゼル燃料のみによる運転開始が可能となり,パイプ
等にエマルジョン燃料が長時間滞留.分離して生じる不
具合を解消できる。これらが可能となるのは本システム
がエマルジョン燃料の生成領域を極めて小さく限定する
ことが可能であり,エマルジョンの生成自体も瞬間的に
行える特徴を有するからである。また水−燃料比の変更
もQとQの流量の調整によって行なえる為,水−燃
料比の調整に対して,応答性の良い.最適制御が比較的
簡単に行うことができる。
At the time of stopping the operation of diesel ethidine, immediately before that, the suction Q 2 of fuel and the injection Q 3 of alcoholic water are stopped and the emulsion fuel A is completely injected from the injection nozzle, or Q 2 and Q immediately before the stop. Reverse the direction of the flow of 3 and slightly inject diesel fuel from Q 2 ,
It is also possible to slightly suck the emulsion fuel from Q 3 . In this way, the next time the engine is started, it will be possible to start operation using only diesel fuel, and the emulsion fuel will stay in the pipes for a long time. It is possible to eliminate the problems that occur separately. This is possible because the system can limit the production area of emulsion fuel to an extremely small size, and the emulsion itself can be generated instantaneously. The water - for performed by adjusting the flow rate of change is also Q 2 and Q 3 of the fuel ratio, water - relative adjustment of the fuel ratio, good response. Optimal control can be performed relatively easily.

【0013】[0013]

【実施例】第5図は,3ポート2位置切換弁81,8
2,83,84と往復動形ピストン101,102,同
シリンダー12,ピストンロッド9を駆動するカム機構
13,から構成される置換混合式エマルジョン燃料供給
システムである。ファンベルトから取り出した動力によ
って,カム機構13を駆動させ,ピストンロッド9を押
す。同時に3ポート2位置切換弁81,82,83,8
4を押し,流れの方向が決まる。吸引孔2と噴射孔3に
掛かる静止圧力は等しい。エマルジョン燃料生成室4か
らディーゼル燃料Bを吸引孔2を通じ,切換弁82を通
じてシリンダー室Eに吸引する。この時反対側のディー
ゼル燃料Fはピストン102によつて切換弁84を通じ
て燃料フィードポンプの引き込みパイプに戻される。次
にアルコール水タンクより吸引されたアルコール水は切
換弁83を通じて,シリンダー室Cに吸引される。反対
側のシリシダー室Dのアルコール水はピストン101の
押圧によって,切換弁81を通じて噴射孔3よりエマル
ジョン燃料生成室4に噴射され,エマルジョン燃料Aを
形成する。形成されたエマルジョン燃料Aは噴射ポンプ
の流れQに従い,噴射ノズル方向6より排出される。
C,D,E,Fの工程容積はエンジンの常用回転数に対
し,1ストロークあたり,少なくとも数秒間になるよう
に計算されている。ピストンロッド9の動作速度は運
転,停止,逆転も含めて,エンジンの回転数,アクセル
の開度,負荷の程度,排気ガスの状況等を計算して速度
制御されている。
EXAMPLE FIG. 5 shows a 3-port 2-position switching valve 81, 8
2, 83, 84, reciprocating pistons 101, 102, the same cylinder 12, and a cam mechanism 13 for driving the piston rod 9, and a substitution mixed emulsion fuel supply system. The power taken out from the fan belt drives the cam mechanism 13 to push the piston rod 9. At the same time, 3-port 2-position switching valves 81, 82, 83, 8
Press 4 to determine the flow direction. The static pressure applied to the suction hole 2 and the injection hole 3 is equal. Diesel fuel B is sucked from the emulsion fuel generation chamber 4 into the cylinder chamber E through the suction hole 2 and the switching valve 82. At this time, the diesel fuel F on the opposite side is returned by the piston 102 to the intake pipe of the fuel feed pump through the switching valve 84. Next, the alcohol water sucked from the alcohol water tank is sucked into the cylinder chamber C through the switching valve 83. The alcoholic water in the silicider chamber D on the opposite side is injected into the emulsion fuel production chamber 4 through the injection hole 3 through the switching valve 81 by pressing the piston 101 to form the emulsion fuel A. The emulsion fuel A thus formed is discharged from the injection nozzle direction 6 according to the flow Q 1 of the injection pump.
The process volumes of C, D, E, and F are calculated to be at least several seconds per stroke with respect to the normal engine speed. The operating speed of the piston rod 9 is controlled by calculating engine speed, accelerator opening, load level, exhaust gas status, etc., including operation, stop, and reverse rotation.

【0014】第6図は三菱6D22型ディーゼルエンジ
ンに置換混合式エマルジョン燃料生成システムを適用し
たものである。燃料タンク14からウォータセパレータ
15を通じ,フィードポンプ16に燃料供給され,さら
に燃料フィルター17から燃料噴射ポンプ18に至る。
燃料噴射ポンプ18より噴射された燃料はエマルジョン
燃料生成室4に至る。一方,30重量%のメタノールを
添加したメタノール水タンクより2連ギヤポンプ20を
通じてメタノール水をエマルジョン燃料生成室の噴射孔
3より噴射する。同時に吸引孔2より同容量の燃料を2
連ポンプ20により吸引して,ウォータセパレータ15
からフィードポンプ16に至るパイプの中間に合流させ
る。生成されたエマルジョン燃料は燃料噴射ノズル21
よりエンジンのシリシダー内に噴射される。2連ギヤポ
ンプ20は,エンジンのファンベルトより取り出した動
力により,小型可変ポンプを回した油圧により駆動され
る。これらは容易に電動に変更することができる。2連
ギヤポンプ20の速度制御は小型のクラッチ,ブレーキ
ユニット,及びエンジンの回転数,アクセル開度信号,
負荷信号,排気ガス信号により,プログラム制御され
る。またメタノール水供給系統を構成する必要個所には
ステンレス,若しくはニッケルコーティングした部品を
用いている。
FIG. 6 shows a Mitsubishi 6D22 type diesel engine to which a displacement mixed emulsion fuel production system is applied. The fuel is supplied from the fuel tank 14 to the feed pump 16 through the water separator 15, and further from the fuel filter 17 to the fuel injection pump 18.
The fuel injected from the fuel injection pump 18 reaches the emulsion fuel production chamber 4. On the other hand, methanol water is injected from the injection hole 3 of the emulsion fuel production chamber through the dual gear pump 20 from the methanol water tank containing 30% by weight of methanol. At the same time, the same amount of fuel is
The water separator 15 is sucked by the continuous pump 20.
To the middle of the pipe from the feed pump 16 to the feed pump 16. The produced emulsion fuel is used as the fuel injection nozzle 21.
More injected into the engine cylinder. The dual gear pump 20 is driven by the hydraulic pressure that rotates a small variable pump by the power taken out from the fan belt of the engine. These can be easily changed to electric. The speed control of the dual gear pump 20 includes a small clutch, a brake unit, the engine speed, an accelerator opening signal,
Program controlled by load signal and exhaust gas signal. In addition, stainless steel or nickel-coated parts are used in the required parts of the methanol water supply system.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明は,ディーゼルエンジン用のエマ
ルジョン燃料として,水にアルコールを適宜に添加して
いる為,低温等の気象条件による使用制限を受けにく
く,また燃料油との混合性も向上している。さらに噴射
ノズルの上流側に設置した,エマルジョン燃料生成室を
置換混合システム,さらには渦流急速混合という独特の
方法にて,アルコール水を添加,混合しているため,従
来のように燃料噴射ポンプの噴射タイミングに制約され
ること無く,制御性の良い,実用的なエマルジョン燃料
生成システムを提供できる。
According to the present invention, as an emulsion fuel for a diesel engine, alcohol is appropriately added to water, so that it is unlikely to be restricted in use due to meteorological conditions such as low temperature, and the miscibility with fuel oil is improved. is doing. Furthermore, the emulsion fuel production chamber installed on the upstream side of the injection nozzle is added and mixed with alcohol water by a displacement mixing system and a unique method of swirling rapid mixing. It is possible to provide a practical emulsion fuel generation system with good controllability without being restricted by the injection timing.

【0016】[0016]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【第1図】アルコール濃度と氷点の特性図で,代表的に
エチルアルコールとメチルアルコールの氷点−濃度特性
をのせている。
[Fig. 1] A characteristic diagram of alcohol concentration and freezing point, in which the freezing point-concentration characteristic of ethyl alcohol and methyl alcohol is representatively shown.

【第2図】噴射ノズルと一体となったエマルジョン燃料
生成室の基本説明図である。
FIG. 2 is a basic explanatory view of an emulsion fuel production chamber integrated with an injection nozzle.

【第3図】噴射ノズルホルダーのコネクターにネジで取
り付ける形式のエマルジョン燃料生成室の図。
FIG. 3 is a view of an emulsion fuel generation chamber of a type that is attached to a connector of an injection nozzle holder with a screw.

【第4図】同上のアルコール水の噴射孔の噴射方向を偏
芯させ,渦形成をさせる説明図。
[FIG. 4] An explanatory view for forming a vortex by eccentricizing the injection direction of the alcohol water injection hole.

【第5図】往復動形ピストンポンプと3ポート2位置切
換弁を用いた実施例の動作説明図
FIG. 5 is an operation explanatory view of an embodiment using a reciprocating piston pump and a 3-port 2-position switching valve.

【第6図】三菱6D22型ディーゼルエンジンに置換混
合式エマルジョン燃料生成システムを適用した原理図。
[Fig. 6] A principle diagram of applying a displacement mixed emulsion fuel generation system to a Mitsubishi 6D22 diesel engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1… 噴射パイプコネクター 2… 燃料吸引孔 3… アルコール水噴射孔 4… エマルジョン燃料生成室 5… ノズルホルダー 6… 通常のノズルホルダー用コネクター 7… 渦の生成 81,82,83,84… 3ポート2位置切換弁 9… ピストンロッド 101,102… ピストン 11… シール 12… シリンダー 13… カム機構 14… 燃料タンク 15… ウォータセパレータ 16… フィードポンプ 17… 燃料フィルター 18… 燃料噴射ポンプ 19… 30重量%メタノール水タンク 20… 2連ギヤポンプ 20… 噴射ノズル 1 ... Injection pipe connector 2 ... Fuel suction hole 3 ... Alcohol water injection hole 4 ... Emulsion fuel generation chamber 5 ... Nozzle holder 6 ... Ordinary nozzle holder connector 7 ... Vortex generation 81, 82, 83, 84 ... 3 port 2 Position switching valve 9 ... Piston rod 101, 102 ... Piston 11 ... Seal 12 ... Cylinder 13 ... Cam mechanism 14 ... Fuel tank 15 ... Water separator 16 ... Feed pump 17 ... Fuel filter 18 ... Fuel injection pump 19 ... 30 wt% Methanol water Tank 20 ... Double gear pump 20 ... Injection nozzle

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年11月16日[Submission date] November 16, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項2[Name of item to be corrected] Claim 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項3[Name of item to be corrected] Claim 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】 噴射ポンプの噴射時にはエマルジョン燃
料生成室内に200kg/cm を越える圧力が掛かる
が,このような場合においても,QとQの圧力差に
応じた小さなトルクによりポンプを駆動させれば,アル
コール水Qをエマルジョン燃料生成室に噴射すること
が可能である。この吸引,噴射に使用するポンプは特に
内部漏れが少なくなる様に,形式,材質,加工精度の高
い物が選定される。また流量,圧力,温度,液体の粘
性,ポンプの常用回転速度等によっても漏れの量が異な
るので,該当するディーゼルエンジンの利用条件を計算
して吸引用と噴射用のポンプの理論吐出量に僅かな差を
設けることもある。
At the time of injection of the injection pump, a pressure exceeding 200 kg / cm 2 is applied to the emulsion fuel generation chamber, but even in such a case, the pump can be driven by a small torque according to the pressure difference between Q 2 and Q 3. For example, it is possible to inject the alcohol water Q 3 into the emulsion fuel production chamber. For the pump used for this suction and injection, the type, material and processing precision are selected so that internal leakage is reduced. In addition, since the amount of leakage varies depending on the flow rate, pressure, temperature, liquid viscosity, regular pump rotation speed, etc., the usage conditions of the corresponding diesel engine are calculated and the theoretical discharge amount of the suction and injection pumps is limited. There may be a difference.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】 図6は三菱6D22型ディーゼルエンジ
ンに置換混合式エマルジョン燃料生成システムを適用し
たものである。燃料タンク14からウォータセパレータ
15を通じ,フィードポンプ16に燃料供給され,さら
に燃料フィルター17から燃料噴射ポンプ18に至る。
燃料噴射ポンプ18より噴射された燃料はエマルジョン
燃料生成室4に至る。一方,30重量%のメタノールを
添加したメタノール水タンクより2連ギヤポンプ20を
通じてメタノール水をエマルジョン燃料生成室の噴射孔
3より噴射する。同時に吸引孔2より同容量の燃料を2
連ポンプ20により吸引して,ウォータセパレータ15
からフィードポンプ16に至るパイプの中間に合流させ
る。生成されたエマルジョン燃料は燃料噴射ノズル21
よりエンジンのシリンダー内に噴射される。2連ギヤポ
ンプ20は,エンジンのファンベルトより取り出した動
力により,小型可変ポンプを回した油圧により駆動され
る。これらは容易に電動に変更することができる。2連
ギヤポンプ20の速度制御は小型のクラッチ,ブレーキ
ユニット,及びエンジンの回転数,アクセル開度信号,
負荷信号,排気ガス信号により,プログラム制御され
る。またメタノール水供給系統を構成する必要個所には
ステンレス,若しくはニッケルコーティングした部品を
用いている。 図7は三菱6D22型ディーゼルエンジ
ンに吸引孔室と噴射孔室,即ちエマルジョン燃料生成室
とを分離した,分離型置換混合エマルジョン燃料生成シ
ステムを採用した図である。噴射ポンプの吐出口に接続
された噴射燃料の吸引孔室と噴射ポンプの近くに設置し
た,2連ギヤポンプユニット20により噴射ポンプ吐出
口直後の燃料を吸引孔2を通じて吸引すると同時にエマ
ルジョン燃料生成室の噴射孔3より,水又はメタノール
水を噴射してエマルジョン燃料を生成する。この分離方
式は燃料噴射ポンプの噴射出口にて燃料を吸引する為,
置換ポンプから噴射ノズルに至るパイプを1本で済ませ
ることが可能で,又混合されたエマルジョン燃料が吸引
孔2より逆流吸引されることもなくなる。市場に出回っ
ている中古エンジンに適用する場合は吸引孔室とエマル
ジョン燃料生成室の長さ寸法を同一長さ,同一取り合い
とすることにより,噴射パイプを現状のまま利用可能で
ある。又噴射ポンプの吐出口部分を改造して,置換ポン
プユニットと一体にすると,構造的にさらにコンパクト
なものになる。置換ポンプの流量定格は噴射ポシプによ
る平均燃料噴射量の定格の50%程度に設定され,市場
に出回っている現用の車両等に適用時には,置換ポンプ
の制御はオン,オフ制御とエシジン回転数及び燃料噴射
量に比例した比例制御と 燃料−水 混合比を2段階,
あるいは3段階に切り換える切り換え制御を組み合わせ
た機構が実用的である。図9は分離型置換混合における
エマルジョン燃料生成室の原理図で,噴射ポンプからの
燃料噴射流を絞り23により噴射させ,卵型エマルジョ
ン生成室に縦の渦流を生成させると同時に,水又はメタ
ノール水Qを3から噴射させて横の渦流を生成させる
ことにより,混合効果を高めている。さらに図10は燃
料噴射ポンプと同形式の噴射ポンプ26を用いて図11
の様に,燃料噴射ポンプの噴射停止のタイミングに同期
させて,水又はメタノール水を噴射ポンプ26により逆
止弁25を開かすと同時にパイロット操作形逆止弁24
とシーケンス弁27を開かせ,エマルジョン燃料生成室
4に噴射することによりエマルジョン燃料を生成してい
る。シーケンス弁27は燃料噴射ポンプの噴射停止時に
噴射パイプに残留する圧力値とほぼ同じ圧力にて作動す
る様に設定され,噴射ポンプ26の作動によるエマルジ
ョン燃料生成室4の圧力上昇限度は噴射ノズルの噴射圧
力の50%程度迄に設定されている。
FIG. 6 shows a Mitsubishi 6D22 diesel engine to which a displacement mixed emulsion fuel generation system is applied. The fuel is supplied from the fuel tank 14 to the feed pump 16 through the water separator 15, and further from the fuel filter 17 to the fuel injection pump 18.
The fuel injected from the fuel injection pump 18 reaches the emulsion fuel production chamber 4. On the other hand, methanol water is injected from the injection hole 3 of the emulsion fuel production chamber through the dual gear pump 20 from the methanol water tank containing 30% by weight of methanol. At the same time, the same amount of fuel is
The water separator 15 is sucked by the continuous pump 20.
To the middle of the pipe from the feed pump 16 to the feed pump 16. The produced emulsion fuel is used as the fuel injection nozzle 21.
Is injected into the cylinder of the engine. The dual gear pump 20 is driven by the hydraulic pressure that rotates a small variable pump by the power taken out from the fan belt of the engine. These can be easily changed to electric. The speed control of the dual gear pump 20 includes a small clutch, a brake unit, the engine speed, an accelerator opening signal,
Program controlled by load signal and exhaust gas signal. In addition, stainless steel or nickel-coated parts are used in the required parts of the methanol water supply system. FIG. 7 is a view showing a Mitsubishi 6D22 diesel engine that employs a separation-type substitution mixed emulsion fuel production system in which a suction hole chamber and an injection hole chamber, that is, an emulsion fuel production chamber are separated. A double gear pump unit 20 installed near the injection hole of the injection fuel connected to the injection port of the injection pump and the injection pump sucks the fuel immediately after the injection port of the injection pump through the suction hole 2 and at the same time of the emulsion fuel generation chamber. Water or methanol water is injected from the injection hole 3 to generate emulsion fuel. Since this separation method sucks fuel at the injection outlet of the fuel injection pump,
It is possible to use only one pipe from the displacement pump to the injection nozzle, and the mixed emulsion fuel is not sucked backward through the suction hole 2. When applied to a used engine on the market, the injection pipe can be used as it is by making the suction hole chamber and the emulsion fuel generation chamber have the same length and size. In addition, if the discharge port of the injection pump is modified so that it is integrated with the replacement pump unit, it becomes structurally more compact. Flow rating of the displacement pump is set to degrees about 50% of the rated average amount of fuel to be injected by the injection Poshipu market
When it is applied to current vehicles that are on the market, replacement pumps
Control is ON / OFF control, ethidine speed and fuel injection
Proportional control proportional to the amount and fuel-water mixing ratio in two stages,
Or combine switching control to switch to three stages
The mechanism is practical. FIG. 9 shows the separation-type displacement mixing
The principle of the emulsion fuel production chamber
The fuel injection flow is injected by the throttle 23, and the egg-shaped emulsion
A vertical vortex flow is generated in the water generation chamber, while water or meta
Inject lateral water Q 3 from 3 to generate lateral vortex
This enhances the mixing effect. Furthermore, FIG.
11 using the injection pump 26 of the same type as the material injection pump.
Like the injection stop timing of the fuel injection pump
Then, the water or methanol water is reversed by the injection pump 26.
The pilot operated check valve 24 is opened at the same time when the stop valve 25 is opened.
And the sequence valve 27 is opened, and the emulsion fuel production chamber
To produce emulsion fuel by injecting
It The sequence valve 27 is used when the injection of the fuel injection pump is stopped.
Operates at almost the same pressure as the pressure value remaining in the injection pipe
Is set so that the injection pump 26 operates
The pressure rise limit of the fuel generation chamber 4 is the injection pressure of the injection nozzle.
It is set to about 50% of the power.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】アルコール濃度と氷点の特性図で,代表的にエ
チルアルコールとメチルアルコールの氷点−濃度特性を
のせている。
FIG. 1 is a characteristic diagram of alcohol concentration and freezing point, typically showing freezing point-concentration characteristics of ethyl alcohol and methyl alcohol.

【図2】噴射ノズルと一体となったエマルジョン燃料生
成室の基本説明図である。
FIG. 2 is a basic explanatory view of an emulsion fuel production chamber integrated with an injection nozzle.

【図3】噴射ノズルホルダーのコネクターにネジで取り
付ける形式のエマルジョン燃料生成室の図。
FIG. 3 is a view of an emulsion fuel generation chamber of a type that is screwed to a connector of an injection nozzle holder.

【図4】同上のアルコール水の噴射孔の噴射方向を偏芯
させ,渦形成をさせる説明図。
FIG. 4 is an explanatory view for forming a vortex by eccentricizing the injection direction of the above-mentioned alcohol water injection hole.

【図5】往復動形ピストンポンプと3ポート2位置切換
弁を用いた実施例の動作説明図。
FIG. 5 is an operation explanatory view of an embodiment using a reciprocating piston pump and a 3-port 2-position switching valve.

【図6】三菱6D22型ディーゼルエンジンに置換混合
式エマルジョン燃料生成システムを適用した原理図。
FIG. 6 is a principle diagram in which a displacement mixed emulsion fuel generation system is applied to a Mitsubishi 6D22 diesel engine.

【図7】三菱6D22型ディーゼルエンジンに分離型置[Figure 7] Mitsubishi 6D22 diesel engine separated
換混合式エマルジョン燃料生成システムを適用した原理Principle of applying a mixed mixing emulsion fuel production system
図。Fig.

【図8】燃料噴射ポンプの燃料噴射量Q(t)と平均FIG. 8: Fuel injection amount Q 1 (t) of fuel injection pump and average
噴射量,置換ポンプの流量Q,Qの説明図。Injection amount, illustration of the flow rate Q 2, Q 3 of the displacement pump.

【図9】分離型置換混合式エマルジョン燃料生成システFIG. 9: Separated displacement mixed emulsion fuel production system
ムの卵型エマルジョン燃料生成室の原理図。The principle diagram of the egg-type emulsion fuel production chamber of Mu.

【図10】燃料噴射ポンプに同期した断続噴射分離型置FIG. 10 is an intermittent injection separation type device synchronized with a fuel injection pump.
換混合式エマルジョン燃料生成システムの原理図。FIG. 3 is a principle diagram of a remixing type emulsion fuel production system.

【図11】燃料噴射ポンプと水又はメタノール水噴射ポFIG. 11: Fuel injection pump and water or methanol water injection port
ンプの噴射モード説明図。Of the injection mode of the pump.

【符号の説明】 1… 噴射パイプコネクター 2… 燃料吸引孔 3… アルコール水噴射孔 4… エマルジョン燃料生成室 5… ノズルホルダー 6… 通常のノズルホルダー用コネクター 7… 渦の生成 81,82,83,84… 3ポート2位置切換弁 9… ピストンロッド 101,102… ピストン 11… シール 12… シリンダー 13… カム機構 14… 燃料タンク 15… ウォータセパレータ 16… フィードポンプ 17… 燃料フィルター 18… 燃料噴射ポンプ 19… 30重量%メタノール水タンク 20… 2連ギヤポンプ(置換ポンプ) 21… 噴射ノズル 22… 噴射ポンプの噴射燃料の吸引孔室。 23… 絞り 24…パイロット操作形逆止弁 25…逆止弁 26…水又はメタノール水用プランジャー形噴射ポンプ 27…シーケンス弁 [Explanation of Codes] 1 ... Injection pipe connector 2 ... Fuel suction hole 3 ... Alcohol water injection hole 4 ... Emulsion fuel generation chamber 5 ... Nozzle holder 6 ... Ordinary nozzle holder connector 7 ... Vortex generation 81, 82, 83, 84 ... 3-port 2-position switching valve 9 ... Piston rod 101, 102 ... Piston 11 ... Seal 12 ... Cylinder 13 ... Cam mechanism 14 ... Fuel tank 15 ... Water separator 16 ... Feed pump 17 ... Fuel filter 18 ... Fuel injection pump 19 ... 30 wt% methanol water tank 20 ... Double gear pump (displacement pump) 21 ... Injection nozzle 22 ... Suction hole chamber for injection fuel of injection pump. 23 ... Throttle 24 ... Pilot operated check valve 25 ... Check valve 26 ... Plunger injection pump 27 for water or methanol water ... Sequence valve

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図7】 [Figure 7]

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図8】 [Figure 8]

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Figure 9

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図9】 [Figure 9]

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図10】 [Figure 10]

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Figure 11

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図11】 FIG. 11

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディーゼルエンジンを運転させる為の,
燃料と水を混合させたエマルジョン燃料において,水に
アルコール類を適宜な数量添加したことを特徴とするエ
マルジョン燃料。
1. A method for operating a diesel engine,
An emulsion fuel in which an appropriate amount of alcohol is added to water in an emulsion fuel in which fuel and water are mixed.
【請求項2】 ディーゼルエンジンを運転させる為のエ
マルジョン燃料を生成する手段として,噴射ポンプから
出た噴射パイプと噴射ノズルホルダーとの中間に,上流
の噴射ポンプ側に噴射ポンプからの燃料の一部を吸引す
る為の孔を有し,下流の噴射ノズル側には水アルコール
混合液を噴射する為の孔をそれぞれ有するエマルジョン
燃料生成室を設け,ポンプ等の動力手段により,上流側
の排出孔より,噴射ポンプから供給される燃料の一部を
吸引すると同時に,吸引量と同容量の水アルコール混合
液を下流側の噴射孔より噴射させる事によりエマルジョ
ン燃料を生成させる方法。
2. A part of the fuel from the injection pump on the upstream injection pump side, between the injection pipe coming out of the injection pump and the injection nozzle holder, as means for producing emulsion fuel for operating a diesel engine. Emulsion fuel production chamber with a hole for sucking water, and a hole for injecting the hydro-alcoholic liquid mixture on the injection nozzle side on the downstream side. , A method of generating emulsion fuel by sucking part of the fuel supplied from the injection pump and at the same time, injecting a hydro-alcohol mixed liquid of the same volume as the suction amount from the injection hole on the downstream side.
【請求項3】 請求項2においてエマルジョン燃料生成
室の水アルコール混合液の噴射孔の噴射方向を生成室の
中心線よりずらし,噴射流が渦を発生させることによ
り,エマルジョン燃料の生成促進を行う方法。
3. The production of emulsion fuel is promoted by shifting the injection direction of the injection port of the hydro-alcoholic liquid mixture in the emulsion fuel production chamber from the center line of the production chamber and generating a vortex by the injection flow. Method.
JP4336524A 1992-11-05 1992-11-05 Substituting-mixing type emulsion fuel production system Withdrawn JPH06147019A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7188586B2 (en) 2002-07-25 2007-03-13 Komatsu Ltd. Fuel injection system for diesel engines
WO2014030242A1 (en) * 2012-08-23 2014-02-27 やまと総合環境株式会社 Combustion system
WO2016096879A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-23 Universität Zu Köln In-situ production of fuel-water mixtures in internal combustion engines

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WO2016096879A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-23 Universität Zu Köln In-situ production of fuel-water mixtures in internal combustion engines

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