JPH06501966A - 新規な炭化水素燃料及び燃料システム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 新規な炭化水素燃料及び燃料システム 発明の分野 本発明は、中間の炭素範囲を有する新規な自動車用ガソリン、及び内燃エンジン におけるそれらの改善された使用に関する。特に、本発明は、改善されたガス化 キャブレーションシステムにおける使用のための新規なガソリンに関する。

発明の背景 現在、自動車用ガソリンは、Ｃから約Ｃ１２まての範囲の炭化水素を有する混合 物からなる。ブタン異性体のような低分子量留分はより揮発性であり、好ましい エンジン性能を保証するために、これらの揮発分の実質的な部分を燃料中に含め ることか常に実施されてきた。しかしながら、これらの実施は、揮発分が存在す るために、一方で、貯蔵及び取扱いの間の爆発の過度の危険性と、汚染の原因と なる本来の揮発分及び排気損失とを引き起こすが、他方では、揮発分は、優れた 低温エンジン始動のため必要と考えられてきたので、せいぜい妥協である。この ように、ある程度の量の揮発分がガソリン中に混合されてきた。揮発分の正確な 量は、それが販売される地域の気候にしたかって、変化する。実際、各地域か、 そこに広がっている気候に対して十分な量の揮発度を有する自動車燃料を有する ように、工業は、自発的な制限を設定している。高レベルの揮発成分は、予想さ れる最も低い温度における十分な始動及びウオームアツプを保証し、低レベルの 揮発成分は、高温地域におけるペーパーロックを防ぐ。

一般に、最近のガソリンは、リード蒸気圧によって測定される高レベルの揮発度 を示す。リード蒸気圧は、ガソリンの妥当な測定法であり、ソレハ、１０００Ｆ 　（３７，７８°Ｃ）における蒸気圧を示す。最近の燃料は、リード蒸気圧を望 ましくないレベルまで上昇させる、比較的多量の揮発成分を必要とする。従来の 燃料に見られるような、望ましくないレベルまでリード蒸気圧を上昇させずに、 揮発度の基準を満たす燃料を製造することが望まれている。

従来の燃料におけるこれらの揮発分の使用は、いくつかの問題と結びついている 。そのような問題の１つは、今日のエンジンが揮発分に依存するために、貯蔵中 の自然のそれらの損失は、貯蔵の期間後に品質が劣化した燃料をもたらすという ものである。こうして、種々の貯蔵時間のため、消費者は、自分が購入するガソ リンが、購入時に所望の量の揮発分を含有しているかどうか、決して確信するこ とができない。それゆえ当然に、その効率及び信頼性の、揮発分の存在への依存 の度合いが少ないガソリンがより望ましい。

これらの揮発分の使用から生じるもう１つの問題は、ガソリンタンク内で発生し 得るガソリンの蒸発損失である。工業は、かなり長い間、この問題を解決するこ とを強く強制されてきた。この問題は、ある時には、認識されてきたが、工業は 、それを行なうことにおいて、妥協の利益（すなわち、エンジン性能）を失うの で、ガソリンの揮発度を減少させることによってこの問題を解決することをしぶ っていた。事実、この点は、Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｍ ｉｓｓｉｏｎ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｎ　Ｇａ５ｏｌｉｎｅ　Ｒｅｑｕ ｉｒｅｍｅｎｔｓ；　（Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ａｍｅｒｉｃａｎ　５ｏｃｉｅｔ ｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ；１＝９７１）に示 されている。この文献では、１１１頁において、“揮発度の激しい減少は、その 他の問題を引き起こす。揮発度を減少させることより効果的な方法は、ある種の 機械的装置による蒸発損失の除去であると考えられている。”と述べられている 。

しかし、本発明は、揮発度又はリード蒸気圧を減少させること、及び、良好に働 く燃料を保持することをめるものである。

今日のガソリンは、揮発性の軽質成分及び中間成分に加えて、重質成分を含有し 、この重質成分は、揮発成分と同様にいくつかの不都合と結びついている。例え ば、今日のガソリンは、最近のショート・ストローク・エンジンにおいて燃料と して使用した場合、時間と温度とが重質炭化水素成分が燃えるのに十分でないの で、不完全燃焼を引き起こす。このことは、ある一定量のガソリンの浪費をもた らし、汚染の原因となる。通常のＣ４〜Ｃ１２は、通常の内燃エンジンに対して 過剰のエネルギーを有するので、十分な空気（化学量論的、又はわずかに多く） で燃焼させた場合、その炭化水素は、エンジンに対してあまりに高温で燃え、又 は高レベルの一酸化二窒素を生成するであろう。さらに、これらの欠点にもかか わらず、重質成分は、自動車に使用するための適切な特性を有する燃料を提供す るために、その存在が必要であると考えられているので、最近の燃料中に残され ている。

るのに適切な前端揮発度を達成するために、軽質成分（Ｃ４より効果的なキャブ レーションシステムでの使用が制限される。それゆえ、重い炭化水素、特にＣ１ １及びＣ１２と結びついた欠点のために、これらの成分が存在しないことに結び ついた問題を避けつつ、これらの重質成分を存在させずにガソリンを製造するこ とは、非常に望ましい。

標準キャブレーション内燃エンジンにおける、通常の０４上述の限界を下回った 場合、エンジンの始動及び運転は、著しく損なわれる。本発明の燃料は、上述し た通常の０４〜Ｃ本発明の夏季の燃料は、９未満のリード蒸気圧を有し、冬季の 燃料は１２未満のリード蒸気圧を有する。特に、夏季では６、冬季では９のよう に低いリード蒸気圧を有する本発明の燃料か、夏季では９、冬季では１２のリー ド蒸気圧を有する通常の燃料を必要とする同様のエンジンを容易に始動して動作 させるであろうことが発見されている。リード蒸気圧は、さらに、本発明の改善 されたキャブレーションシステムと組合わせて本発明の燃料を使用することによ っても、減少し得る。

内燃エンジンのための理想的な燃料混合物は、燃焼を助けるのに十分な空気と完 全に混合された、蒸気又は気体状態のガソリンからなる。この状態において、爆 発又は″ノック”の原因となる、燃料豊富なポケットは除去されて、より完全な 燃焼により、早期発火の原因となる炭素堆積物が最少となる。最近のエンジンが 、エンジンの燃焼チャンバー内の燃料豊富なポケットの原因となる燃料の小滴を 生み出す、燃料と空気との取入れシステムを具備するため、爆発、又は早期発火 が、エンジンに損傷を与えて破壊する恐れがあるので、最近のガソリンは、“ノ ック”を減少させるために、その中に含まれる芳香族のようなオクタンブースタ ーを有する。オクタンブースターで燃焼を遅くすることは、エンジンの燃焼効率 を低下させ、排気汚染を増加させる。それゆえ、オクタンブースターを避け、オ クタン価はより低いと評価されるが、燃料がエンジンノックを起こさないような 、非常に望ましい燃焼特性を有する燃料を提供することが、非常に望ましい。

自動車用及び航空機用ガソリンは、常に、８０又はそれ以Ｒ＋Ｍ 上のＡＳＴＭ平均オクタン価（／２）を有しており、ここで、Ｒはリサーチオク タン価を表わし、Ｍはモーターオクタン価を表わす。一般に、最近のエンジンは 、８５を越える平均オクタン価を必要とする。

発明の概要 本発明の生な目的は、内燃エンジンのための理想的な燃焼混合物の達成を容易に する、改善されたガソリンを提供することにある。

本発明の他の目的は、内燃エンジン内での燃焼効率をさらに改良するような、低 オクタン燃料、及びその使用方法を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、それによってエンジン内でより大きな燃焼効率を達成 し得る方法を提供することにある。

本発明の目的は、適切なエンジン性能を犠牲にせずに優れた前端揮発度を維持し つつ、燃料中の揮発成分要求量を最少にし、リード蒸気圧を低下させる自動車エ ンジン用ガソリンを提供することにある。

また本発明の目的は、低リード蒸気圧を有し、Ｃ４〜Ｃ１２の範囲の炭化水素を 有するタイプの通常のガソリンより高い効率で燃焼するガソリンを提供すること にある。

本発明のもう１つの目的は、低リード蒸気圧のために、アルコール濃縮への耐性 がより大きなガソリンを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、標準キャブレーションシステムを具備するエンジン を始動するのに適切な前端揮発度を達成するために必要なブライミング剤を最少 とするガソリンを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、改善されたギヤブレーションシステムにおけるガス化 特性が高められた改善されたガソリンを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、本発明の燃料をエンジン内でより完全に燃焼させる ため、すなわち、燃料注入システム又は触媒コンバーターの必要性をなくするた めの改善されたプロセスを提供することにある。

本発明のこれらの、及びその他の目的は、以下に示す本発明の開示から、当業者 には明らかになるであろう。

本発明の目的は、ガソリンの初期ブライミングが、ガス化型キャブレター内で必 要とされないこと、及び、ガソリン中のより重い成分が、ガス化型キャブレター を用いた空気中でのガスとして安定でないことの発見によって達成される。そ可 能であった。さらに、新たなガス化方法は、従来技術に対し明確な利点を有する 。

本発明の１つの態様は、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、する。中間範囲のガソ リンは、通常のガソリン出発物質から、より重い成分と同様により軽い揮発成分 を除去することによって得られる。得られた燃料は、Ｃ６〜Ｃ１１７’すなわち 、炭化水素はＣ６〜Ｃ１ｏのものに限定された。また、本発明のこの態様によれ ば、ガス化型キャブレターにおける改善された冬季の性能のためのＣ６〜Ｃ９ガ ソリンを製造するために、Ｃ１０成分をさらに除去することが望ましい。

本発明のガソリンを製造するための適切な出発物質は、Ｃ〜Ｃの範囲を有する通 常のガソリンである。重質及び軽質成分のいずれも、熱分留のような、最近利用 し得る任意の方法、又は、空気の存在しない下での熱及び真空の利用によって除 去される。いったん除去すると、重質成分は、より多くガソリンを得るために製 油所で“分解”され、今日ではほとんど廃棄されている揮発成分は、製油所で完 全に回収することができる。

Ｃ４〜Ｃ１２の範囲を有するガソリンは、出発物質として有用であるとして述べ られているが、出発物質が、この範囲内に正確に限定されることは臨界的ではな い。むしろ、製油所の炭化水素流から直接製造し得る、与えられた０４〜Ｃ１２ の範囲に対して中間の炭素範囲のガソリン留分を提供することは、本発明の本質 である。

もちろん、本発明の０６〜ＣＩｏ及びＣ６〜Ｃ９燃料は、ギヤブレーションシス テムの変更なしに通常の内燃エンジンに、効果的に使用できないことが明らかと なるであろう。一方、本発明のガソリンは、空気の存在しないある雰囲気の圧力 の下で、燃料の最終沸点を越えた温度まで加熱することによって加熱されたチャ ンバー内で急速に気化し得ること、そのような装置は、自動車に容易に取り付は 可能であることがわかった。得られた蒸気（必要に応じて製造された）は、内燃 エンジン内の壁を湿らす恐れのある凝縮した小滴の形成なしに均一混合物を形成 するために、容易に空気と混合され；注入前に、液相酸化に供されず：そして、 気体状態においてよく発火するであろう。

必ずしもすべてのＣ６〜Ｃ１ｏ及びＣ６〜Ｃ９ガソリンは、ギヤブレーションシ ステムの変更のない通常の内燃エンジンには、効果的に使用できないので、本発 明はまた、標準キヤレーションシステムを有する自動車で使用するための改善さ れた燃料を提供する。このことに関連して、標準ギヤブレーションシステムを有 する自動車を始動するのに適切な前端揮発度を有するがハンを製造するために、 最少量のＣ４、Ｃリンを、標準ギヤブレーションシステムを有する内燃エンジン 内て使用し得ることが発見された。Ｃ４及び／又はＣ５でガソリンをプライムし てもよいので、そのような燃料の許容あろう。特に、標準ギヤブレーションシス テムを具備したエンジンを始動するための、適切な前端揮発度を達成するのに燃 料を提供し、この燃料は、通常のＣ−Ｃ１２ガソリンより少ないＣ又はＣ５を有 利に含み、一方、適切な前端揮発度、及び低められたリード蒸気圧を維持する。

換言すれば、Ｃ６〜Ｃ及び０６〜Ｃ９ガソリンは、標準ギヤブレーションｌＯゝ システムを具備したエンジンを始動するのに適切な前端揮発度を達成するために 必要なブライミング剤の量は、普通のＣ〜Ｃ自動車ガソリンより少ない。より軽 いガソリン（Ｃ〜Ｃ及びＣ−Ｃ）は、より重い０４〜Ｃ１２ガソリンより高いリ ード蒸気圧を有するので、このことにより、自動車ガソリン中のより低いリード 蒸気圧を達成し、一方で適切な前端揮発度を維持する、特有で予測し得ない方法 が示される。

ブレターを具備した自動車を始動するのに適切な前端揮発度を達成するために必 要な最少量である。

Ｃ−Ｃ及び０４〜Ｃ９ガソリンはまた、標準キャブ４　１０ゝ レターを具備した自動車を始動するのに適切な前端揮発度を達成するために、適 量のＣ及び／又はＣ５が生成物中に残留するという例外をもって、Ｃ−Ｃ及びＣ ６〜Ｃ９の６　１０ゝ 製造に関して上述したように、重質及び軽質成分をガソリンから除去することに よって得られる。

標準キャブレターを具備したエンジンに適切な前端揮発度は、適切な前端揮発度 か、Ｃ４ブライミングなしに達成され０４〜Ｃ１２の炭素範囲を有する従来技術 のガソリンは、Ｃ〜Ｃの狭い炭素範囲と、１１°Ｆ〜３８４°Ｆ（−１１゜７〜 １９５．６℃）の沸点範囲とを有するガソリン燃料を製造するように、高分子量 成分を除去することによって改質され得ることもまた発見された。そのような狭 い範囲の燃料は、ガソリンが気化又はガス化する能力と、室温の空気と混合され た場合に、内燃エンジン内の表面を湿めらす恐れのある小滴を形成せずに蒸気又 はガスが蒸気又はガスとして残る能力とを促進する。この、より狭い範囲の燃料 は、内燃エンジンで使用される理想的な燃焼混合物を与え、そして順に、さらに 燃焼効率をさらに改善するために使用される、よりオクタン価の低いガソリンを 与えて、燃焼の間に生成される汚染物質の生成を低下させる。

０４〜Ｃ９の炭素範囲を有する従来技術の航空機用ガソリンは、室温における蒸 気又はガスとして安定にするために高分子量成分の除去を必要としないであろう 。しかし、そのような従来技術の燃料の使用は、燃焼スピードを上昇させるため に、すクタンの減少を必要とし、こうして、燃焼効率を改善し、燃焼の間に生成 する汚染物質の生成を低下させる。

エンジン内で用いられる取込み空気の温度は、季節の変化又は高度のために広く 変化し得るので、除去される重い分子の量も変化し得る。予備加熱された取込み 空気システムは、密でより重い分子に含まれるエネルギーのより多くを利用し得 るか、このことは、取込み空気の予備加熱又は予備膨張による体積効率の大きな 損失を引き起こすであろう。

ガス又は蒸気を安定に保持し、エンジン内でこの燃料混合物を燃焼しつつ、取込 み空気（室温又は加熱された）でこれらの蒸気又はガスを均一にする本発明の燃 料の蒸気又はガスへの変換は、燃焼の汚染物質を低下させる一方で、より高い燃 焼効率を達成するための改善された方法を示す。

図面の簡単な説明 図１は、種々のエンジン回転数における、１５００ｃｃのＶｏｌｋｓｗａｇｅｎ エンジン内での選択された燃料の燃料効率を示すグラフである。縦軸は、１馬力 １時間当たりの燃料のポンド数である。横軸は、エンジン回転数の測定値である 。図１はまた、本発明の改善されたキャブレターを具備する同一のエンジン内で 燃焼する本発明のガソリンの燃料効率を示す。

発明の詳細な説明、及び好ましい態様 本発明の好ましい態様にしたがってガソリンを製造するに当たって、より軽い揮 発性の成分と、より重い遅燃性成分とはいずれも、Ｃ４〜ＣＩ２の範囲内のガソ リンから除去される。

揮発成分を除去することによって、得られる燃料の燃焼速度はより遅くなる。重 い遅燃性成分を除去することによっても、得られる燃料は、出発ストックガソリ ン（０４〜Ｃｌ２）から得られたものに匹敵するか、又はそれ以上の燃焼率を有 する中間ガソリンとなる。

通常の０４〜Ｃ１２ガソリン中に最も豊富な揮発成分は、ブタン及びペンタンで ある。揮発成分の除去に関しては、本発明の実施においてＣ４〜Ｃ１２ガハンか ら除去されるブタンとペンタン、が主である。ガソリンが、ブタンより軽い炭化 水素を含む場合には、それらを除去することもまた望ましい。

重い、遅燃性成分は主にＣ及びＣ１２を含み、それらはいずれも、多数の異性体 の形で存在する。それらは除去され、もし出発ストックガソリンかＣ１２より大 きい炭化水素を含む場合、それらも除去されることが望ましい。いずれの場合に おいても、軽質揮発性成分と、重質遅燃性成分とは、通常の既知の方法にしたが って除去される。

本発明の好ましい態様の実施において、いずれの成分も除去されて、中間の炭化 水素範囲が得られる。この範囲の境界は、重質成分及び軽質成分が除去される程 度に依存する。本発明においては、いずれの成分も実質的に除去されるが、最近 の分留技術における欠点のために、いくらかは残留するこ去されることが望まし い。

重質成分及び軽い成分は、完全なものとしては存在せず、むしろ、多くの揮発性 成分はより軽い炭化水素である連続したものの上の点として存在し、重量が増加 するにつれて揮発度及び燃焼性が漸進的に減少することも認められている。この ことは、連続性のものの両端に近いある種の“ボーダーライン“成分を生じさせ る。これらのいくらかが、より重い又はより軽い成分とともに除去されるであろ うことは当然である。一般に、ボーダーラインの質量は、Ｃ６〜Ｃ１ｏであるこ とが認識されている。こうして、本発明によれば、かなりの量の揮発性成分が除 去されて、爆発の可能性を効果的に減少し、蒸発によるガソリンの損失を最少に する。同様に、重い成分もまた、効果的な量で除去されて、燃料の燃焼率を増加 させ、より完全な燃焼を与える。これらの成分はいずれも除去され、この燃料は 、燃料燃焼効率及びエンジン性能における改善をもって、使用される。

この改善は、図１に示される。図１は、本発明の燃料の効率に対する、種々のエ ンジン回転数における通常のＣ４〜Ｃボンド数）として測定された。より低い正 味燃料消費率は、より優れた燃料効率を示す。

化キャブレターを具備するエンジンを運転するために使用することができる。し かしながら、燃料中に揮発性成分が存在してもガス化プロセスを妨げないので、 改善されたガス化燃焼器中で使用される燃料から揮発性成分をなくする必要はな い。こうして、改善されたガス化キャブレターを具備するエンジンと同様に、標 準キャブレーションエンジンにおいてその燃料が使用され得るように、いくらか の揮発性Ｃ４及び７図１に示した比較は、得られたＣ　−Ｃ１−料が、標準キャ ブレージタンエンジンと同様に、改善されたガス化キャブレターを具備するエン ジンを運転するように、いくらかの０５点を有する。

図１に示したデータを得るために、同一のエンジンを用いて、通常のＣ４〜Ｃ１ ２無鉛ガソリン（実線Ａ）と、本発明のＣ５〜Ｃ１ｏ燃料（実線Ｂ）とを比較し た。同一のエンジンを用いて、本発明の改善されたキャブレーションシステムに おいて０５〜Ｃ１ｏ燃料（実線Ｃ）の使用を試験した。実線Ａと実線Ｂとの比較 により、すべてのエンジン回転数において、１馬力１時間当たり、Ｃ４〜Ｃ１２ ガソリンは、本発明の０５〜Ｃ１ｏガソリンより多量の燃料が必要とされること が明らかになるであろう。それゆえ、０５〜Ｃ１ｏは、理想的なエンジンにおけ る燃焼の場合には、非常に効果的である。また図１から、本発明の改善されたキ ャブレーションシステムを具備する理想的なエンジン内で０５〜Ｃ１ｏ燃料が燃 焼される場合には、さらにより大きな効率が観ｐ１されることがわかるであろう 。

本発明の実施例において、０４〜ＣＩ２ガソリンは、それから揮発性の０４及び Ｃ５、及び重いＣ１１及びＣ１２成分が除去される出発原料として使用される。

実施例において、出発Ｃ化水素を含むであろう。

本発明の燃料は、Ｃ−Ｃ１゜の範囲の炭化水素を存する通常のガソリンに対して 、中間の炭化水素範囲を有する。通常の０４〜Ｃ１２ガソリンハ、Ｃ４、Ｃ５、 Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９”　１０”　１１、及びＣ１２のパラフィン系炭化水素 を包含するパラフィン系炭化水素を含む。こうして、ｃ４〜ｃ１２燃料のＣ及び Ｃ１２のパラフィン系炭化水素の除去は、バラフイン系Ｃ９及びＣ１ｏを包含す るパラフィン系炭化水素を含む燃料をもたらすであろう。パラフィン系Ｃ９及び ｃｌｏは、それから本発明の燃料を誘導することができる０４〜ｃ１２パラフイ ン系燃料中に、本来的に存在する。

好ましくは、Ｃ−０１１燃料は、添加剤を用いて又は用いずに、５ｐｓｉより小 さい最大リード蒸気圧を生み出すために製造されるべきである。そのような燃料 は、ガス化エンジン、又は強化された気化能力を有するその他のエンジンに対し て、特に適切である。しかしながら、５ｐｓｉより小さい最大リード蒸気圧を有 する０４〜Ｃ１１燃料は、標準又は通常のキャブレージ３ンエンジン内での燃焼 に対して適切でない。

すべての範囲のＣ６〜ＣＩＩ燃料は、５ｐｓｉより小さいＲＶＰ（リード蒸気圧 ）を有する。０４〜Ｃ１１燃料は、ＲＶＰを５ｐｓｉ未満に制限するようにＣ４ 〜ｃｌ１成分を適切に選択することによって容易に形成可能であり、この基準に 適合する。

本発明の１つの態様において、軽い成分及び重い成分は、０５〜Ｃ１ｏの炭化水 素範囲を有するガソリンを製造するために、通常のＣ−ＣＩ　２ガソリンから除 去される。そのような燃料は、０５〜Ｃ１ｏ燃料中の０５成分の存在という例外 をもって、Ｃ６〜Ｃ１ｏ燃料と同一である。こうして、Ｃ５〜ｃｌ。

燃料は、約４９６Ｆ〜３４５°Ｆ　（９，４５〜１７４℃）の範囲の沸点を有す るであろう。

出発ガソリンは、上述したように、０４〜Ｃ１２のすべての範囲の炭化水素を含 むことか好ましいが、出発ガソリン中に中間の炭化水素がすべて存在することは 絶対的な要素ではない。しかしながら、Ｃ６〜Ｃ９燃料がＣ９炭化水素を含むこ と、及びＣ６〜Ｃ１ｏガソリンがＣ９及びｃＩｏ炭化水素を含むことは臨界的で ある。

好ましい中間範囲の０６〜Ｃ１ｏガソリンは、Ｃ４〜Ｃ１２ガソリンから、蒸発 損失と爆発可能性を実質的に減少させるまで効果的な量のより軽い揮発性成分が 除去されて、残留炭化水素の燃焼率を上昇させるまで効果的な量の重い成分が除 去された場合の残部として定義することができる。これらの特性を有する０６〜 Ｃ１ｏガソリンは、残留炭化水素混合物が、１気圧の下、約１２１°Ｆ〜３４５ °Ｆ　（４９，４〜１７４℃）の範囲内で沸騰するように、揮発性成分と重質成 分とを除去することによって得られる。そのような沸点範囲は、低一点Ｃ６成分 と高沸点ＣＩｆ）成分とを包含する。もちろん、ガ′ハン分留手段の不備により 、微量の０４　”　５　”　ＩＩ、及びＣ１２か分離プロセス後に残留してもよ い。

好ましいＣ６〜Ｃ１ｏガソリン中の最も多い炭化水素は、Ｃ１０であるので、そ の後、そのような混合物の最終沸点は、３４５°Ｆ　（１７４℃）となるであろ う。空気の存在しない下、加熱されたチャンバー内で中間燃料がガス化され、そ の後、凝縮して、内燃エンジンの表面を湿めらし得る重質炭化水素の小滴を形成 することなく、室温（すなわち、約７０°Ｆ又は２１℃）の空気と混合されるよ うに、３５０°Ｆ　（１７７’Ｃ）を越える沸点を有する炭化水素は、実質的に 除去される。

一方、暖かい又は暑い気候において、Ｃ１ｌは、内燃エンジンの表面を湿めらし 得る小滴の形成を引き起こすことなく、含まれてもよい。０６〜Ｃ１１）燃料は 、加熱されたチャンバー内で燃料がガス化され、その後、自動車用内燃エンジン における中間の燃焼のために、空気と混合される改善されたキャブレーションシ ステムにおいて使用されるので、この特性は、効果的に燃焼するガソリンを与え 、その結果、汚染を減少させ、エンジン性諾を改善する。Ｃ及びＣ１２成分を出 発ストツクガソリンから除去することによって、最終沸点は、３４５°ＦＣ１７ ４℃）となるであろう。このため、ガソリンは、所望のガス化特性を有するであ ろう。

中間炭化水素範囲のガソリンのためのガス化システムは、が達成されると、空気 とガスとの混合物の体積効率は、エンジンの改善につながる。

本質的に０６〜Ｃ１０炭化水素を含む炭化水素を有するガソリンは、２未満の実 用的なリード蒸気圧をもって、通常のＣれた場合、気体状態において優れた発火 特性を示すであろう。

優れたエンジン始動能力もまた提供され、それは、低下したブレターを有するエ ンジン内で、より低温で燃焼し、その結果、そのような燃焼の使用は、エンジン のために必要な潤滑剤の減少を引き起こす。

に、いくらか調節される。例えば、リード蒸気圧は、通常のガソリンの冬季の性 能を高めるために、Ｃ４のような揮発成分を添加することによって高められる。

一方、本発明のＣ６る。それゆえ、冬季使用のために、追加の０４ブライミング り低温の空気と混合したときに提供するために、０６〜Ｃ１゜夏季ガソリンと同 様の方法で得られる。こうして、本発明は２１’　Ｆ　〜３０３°Ｆ（４９〜１ ５１℃）の沸騰範囲を有する。

したのと同様の利点を有する。

燃料は、好ましくは３５０°Ｆ　（１７７℃）の温度まで加熱される。より高い 温度を用いることもできるが、必要ではなばならないことが強調されてきた。こ れらはガス化可能で、空気と混合した場合に残留する最高のエネルギー密度成分 なので、エンジン出力を生み出すためのガソリン中にそれらを残留させることは 重要である。

たチャンバー内でのガス化を必要としないキャブレター）内での使用に適合し得 ることもまた、知られてきた。特に、微る改善されたガソリンの製造をもたらす こともまた、知られてきた。ブライミング剤は、ＣＳＣ、又はＣ４とＣ５との混 合物とすることができる。その結果、プライムされたガ量は、標準キャブレター を具備する自動車において燃料を使用できるように、前端揮発度を高めるための 効果的な量であが低いこともまた、驚くべきことである。このことは、Ｃ４Ｃ１ ｏ及びＣ４〜Ｃ９から除去され得る。このことは、リード蒸気圧を低下させる。

本発明のガソリンはまた、現在使用されている、又はガソリン中で有効と知られ ている種々の添加剤を含んでもよい。

実際、本発明は、通常の自動車用ガソリンと比較して低いリード蒸気圧を有する ガソリンを製造しているので、最近の許容限界よりリード蒸気圧を上昇させずに 、エタノールのようなアルコールを、本発明のガソリンに多量に添加することが 可能である。通常のガソリンへのアルコール添加は、許容限界よりもリード蒸気 圧を上昇させることが知られている。アルコールは、最近のリード蒸気圧基準を 越えずに、１０〜２０重量％の量で本発明の燃料に加えることができる。

潤滑剤、又はアンチロック成分をガソリンに加えることしまた、可能である。例 えば、純粋な合成上限潤滑剤の懸濁液、又は微量のアンチロック成分を、本発明 のガソリンに加えることができる。

本発明の燃料は、ガス化された際、同等のトルクを生み出すエンジン内で、標準 キャブレーションシステムを具備するエンジンで通常の燃料を燃焼させた場合に 達成される温度より低い温度において、少ない燃料でほとんど完全に燃焼するこ とはまた、意外にも発見された。このことは、化学量論的、又は、通常は、極端 なエンジン温度の発生をもたらす、わずかに高い空気−燃料比においてあてはま る。それゆえ、本発明の燃料を燃焼することは、より少ない一酸化二窒素を生じ 、エンジンに損傷を与えず、そして環境を汚染せずに、圧縮又は過給をある程度 増加させる。

本発明のガソリンは、中間炭化水素燃料であり、標準状態の温度及び圧力の下で 、液状で本来的に存在する。こうして、このガソリンは、通常のガソリンと同様 に、輸送され、貯蔵され、そして適用され得る。

本発明の燃料は、通常のＣ−Ｃ１２燃料より低温で燃焼することちまたわかった 。この理由のため、より完全な燃焼を得るために燃料に酸素源を加えることは有 利である。酸素源は、反応温度を上昇させる。一方、本発明の燃料が通常のＣ燃 焼温度を高めるため、又は、より完全な燃焼を行なうために、酸化化合物を本発 明の燃料に加えることができる。多（の適切な酸素源を使用することができ、典 型的な酸素源は、１．２酸化ブタンのような酸化された炭化水素を含む。

り重い炭化水素とを通常のＣ４〜Ｃ１２ガソリンから除去することによって得ら れた。出発原料として役立つＣ４〜Ｃ１２ガソリンは、それから除去された重い 炭化水素及び軽い炭化水素に加えて、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９及びＣ１ｏ 炭化水素を含む。そえゆえ、得られた０５〜Ｃ１ｏ燃料は、Ｃ５、Ｃ１ＣＳＣＳ ＣＳＣ炭化水素を含む。Ｃ５〜Ｃ１ｏ燃料は、６のリード蒸気圧を有していた。

燃料は、標準キヤブレーンヨンＶｏｌｋｓｗａｇｅｎエンジンを始動し、運転す るために使用された。燃料効率の測定が行なわれ、結果を図１（実線Ｂ）に示す 。試験の間、燃料のリード蒸気圧が６しかなくても、標準キャブレーションエン ジンが容易に始動して動作することがわかった。

実施例２ 比較の目的のため、実施例１における０５〜Ｃ１ｏ燃料を試験するために使用さ れたエンジンと同様のＶｏｌｋｓｗａｇｅｎエンジンを始動し、運転するために 、実施例１で説明されたＣ　−Ｃ燃料が使用された。０４〜Ｃ１２燃料は、１０ のリード蒸気圧を有していた。０４〜Ｃ１２燃料の効率を測定し、結果を図１　 （実線Ｂ）に示す。

実施例３ 実施例１で使用された０５〜Ｃ１ｏ燃料は、また、実施例３で使用されたエンジ ンは、本発明の改善されたキャブレーションシステムを具備するという例外をも って、実施例１で使用されたエンジンと同様のエンジン内で試験された。燃料効 率を測定し、結果を図１（実線Ｃ）に示す、試験の間、燃料のリード蒸気圧か６ しかなくても、０５〜Ｃ１ｏ燃料は改善されたキャブレターを具備するエンジン を容易に始動し、動作することがわかった。

本発明は、ある種の好ましい態様、及びそれに関する実施例によって説明された が、変更、改良、省略、及び代用は、本発明の範囲から逸脱せずに行ない得るこ とは、当業者には、明らかである。それゆえ、本発明は、クレームされた範囲た けによって＊Ｉｌａされることが意図される。

正味燃料消費率　ポンド／馬カ一時間 国際調査報告

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. １．プライミング剤と、Ｃ４〜Ｃ１２燃料に対して中間の炭素範囲を有する炭化 水素混合物とを含み、標準キャブレーション内燃エンジンに使用するための低リ ード蒸気圧液体ガソリンにおいて、前記中間炭素範囲はＣ９及びＣ１０炭化水素 がその混合物中に存在する、Ｃ６〜Ｃ１０のパラフィン系炭化水素から実質的に 構成され、前記ガソリンは１気圧の圧力において１２１°Ｆ〜３４５°Ｆ（４９ ．４〜１７４℃）の間の沸点範囲を有し、前記プライミング剤は、Ｃ４及びＣ５ 炭化水素、及びこれらの混合物からなる群から選択された炭化水素からなり、前 記プライミング剤は、最少の有効量をもって、低温のエンジン始動のための最少 のレベルまで、ガソリンの前端揮発度を上昇させるための最小有効量で存在し、 前記最小有効量はＣ４〜Ｃ１２ガソリンの要求量より少ないことを特徴とする、 低リード蒸気圧液体ガソリン。
2. ２．炭化水素混合物が、Ｃ６、Ｃ７、及びＣ８炭化水素を含む請求項１に記載の ガソリン。
3. ３．さらにアルコールを含む請求項１に記載のガソリン。
4. ４．Ｃ４〜Ｃ１２燃料に対して中間の炭素範囲を有する炭化水素の混合物を含み 、ガス状で自動車用内燃エンジン内で燃焼するための低リード蒸気圧ガソリンに おいて、前記中間の炭素範囲は、ガソリン中に存在するＣ９及びＣ１０パラフィ ン系炭化水素をもって実質的にＣ６〜Ｃ１０の範囲の炭化水素から構成され、前 記ガソリンは、１気圧の圧力において１２１°Ｆ〜３４５°Ｆ（４９．４〜１７ ４℃）の間の沸点範囲を有し、前記低リード蒸気圧ガソリンは、１気圧、空気の 存在しないチャンバー内で、ガソリンの最終沸点を越える温度まで加熱すること によって気化させることができ、前記蒸気は、蒸気／空気混合物が、実質的に気 化した形でエンジン内で直ちに燃焼するように、その中で液体小滴の実質的に即 時の形成なしに、直ちにキャブレター内で空気と混合されることを特徴とする、 低リード蒸気圧ガソリン。
5. ５．炭化水素混合物が、Ｃ６、Ｃ７、及びＣ８炭化水素を含む請求項４に記載の ガソリン。
6. ６．さらにアルコールを含む請求項４に記載のガソリン。
7. ７．自動車エンジン内のガソリンの燃焼温度、又は燃焼効率を増加させるための 酸素源をさらに特徴とする請求項５に記載のガソリン。
8. ８．自動車エンジン内のガソリンの燃焼温度、又は燃焼効率を増加させるための 酸素源を特徴とする請求項４に記載のガソリン。
9. ９．炭化水素群の混合物を含む炭化水素ガソリン組成物において、前記混合物が Ｃ４〜Ｃ１２に対して中間炭素範囲を有し、前記中間炭素範囲が、実質的にＣ４ 〜Ｃ１１炭化水素から構成され、前記ガソリンが１１°Ｆ〜３８４°Ｆ（−１１ ．７及び１９５．６℃）の沸点範囲と、７０より大きく８０未満のＡＳＴＭ平均 オクタン価（Ｒ＋Ｍ／２）とを有することを特徴とする炭化水素ガソリン組成物 。
10. １０．酸化物を特徴とする請求項９に記載の組成物。
11. １１．溶媒を特徴とする請求項１０に記載の組成物。
12. １２．極性材料を特徴とする請求項１１に記載の組成物。
13. １３．上限潤滑油を特徴とする請求項１２に記載の組成物。
14. １４．清浄剤を特徴とする請求項１３に記載の組成物。
15. １５．Ｃ４プライミング剤と、Ｃ４〜Ｃ１２燃料に対して中間の炭素範囲を有す る炭化水素混合物とを含み、標準キャブレーション内燃エンジンで使用するため の低リード蒸気圧液体ガソリンにおいて、前記中間炭化水素範囲が、Ｃ９及びＣ １０炭化水素がその混合物中に存在することをもって、実質的にＣ６〜Ｃ１０炭 化水素から構成され、前記ガソリンが、１気圧の圧力の下、１２１°Ｆ〜３４５ °Ｆ（４９．４〜１７４℃）の沸点範囲を有し、前記プライミング剤が、最少の 有効量をもって、低温エンジン始動性のための最少のレベルまで、ガソリンの前 端揮発度を上昇させるための有効量少量で存在し、前記最小有効量はＣ４〜Ｃ１ ２ガソリンの要求量より少ないことを特徴とする、低リード蒸気圧液体ガソリン 。
16. １６．Ｃ４〜Ｃ１１炭化水素、１１°Ｆ〜３８４°Ｆ（−１１．７〜１９５．６ ℃）の沸点範囲を有すること、及び５ｐｓｉ未満のリード蒸気圧を特徴とする炭 化水素ガソリン組成物。
17. １７．空気の存在しない１気圧の圧力の下、ガソリンの最終沸点そ越える温度に チャンバー内で加熱することによって、ガソリンを気化させること、混合物の液 滴を形成させずに、気化したガソリンと空気とをキャブレター内で直ちに混合す ること、及び、その混合物を、実質的に気化した状態でエンジン内で直ちに燃焼 させることを特徴とする内燃エンジンの操作方法において、前記ガソリンは、Ｃ ４〜Ｃ１２燃料に対して中間の炭素範囲を有する炭化水素の混合物であり、前記 中間の炭素範囲は、Ｃ９及びＣ１０炭化水素がガソリン中に存在しているＣ６〜 Ｃ１０の炭化水素から実質的に構成され、前記ガソリンは、１気圧の圧力で１２ １°Ｆと約３４５°Ｆ（４９．４５と１７４℃）との間の沸点範囲を有し、この ガソリンは、空気の存在しないチャンバー内で１気圧の圧力のもと、ガソリンの 最終沸点を越える温度まで加熱することによって気化させることができ、前記蒸 気は、その中に液滴の実質的に即時に形成せずに、前記蒸気／空気混合物が、完 全に気化した形でエンジン内で直ちに燃焼できるように、キャブレター内で直ち に空気と混合される、内燃エンジンの操作方法。
18. １８．ガソリンが、Ｃ６、Ｃ７、及びＣ８炭化水素をさらに含む請求項１７に記 載の方法。
19. １９．ガソリンがさらにアルコールを含む請求項１７に記載の方法。
20. ２０．空気の存在しない１気圧の圧力のもと、ガソリンの最終沸点までチャンバ ー内で加熱することによってガソリンを気化させること、混合物の液滴を形成さ せずに、気化したガソリンと空気とを、キャブレター内で直ちに混合すること、 及び、完全に気化した状態で、混合物をエンジン内で直ちに燃焼させることを特 徴とする内燃エンジンの操作方法において、前記ガソリンは、Ｃ４〜Ｃ１２燃料 に対して中間の炭素範囲を有する炭化水素の混合物であり、前記中間の炭素範囲 は、Ｃ９及びＣ１０炭化水素がガソリン中に存在しているＣ６〜Ｃ１０の炭化水 素から実質的に構成され、このガソリンは、１気圧の圧力において１２１°Ｆと ３０３Ｆ°（４９．４５と１５０．５６℃）との間の沸点範囲を有し、前記ガソ リンは、空気が存在しない１気圧のもと、ガソリンの最終沸点を越える温度まで 、チャンバー内で加熱することによって気化させることができ、前記蒸気は、そ の中に液滴を実質的に即時に形成せずに、前記蒸気／空気混合物が、完全に気化 した形態でエンジン内で直ちに燃焼できるように、キャブレター内で直ちに空気 と混合される、内燃エンジンの操作方法。
21. ２１．ガソリンが、Ｃ６、Ｃ７、及びＣ８炭化水素をさらに含む請求項２０に記 載の方法。
22. ２２．ガソリンがさらにアルコールを含む請求項２０に記載の方法。
23. ２３．燃料を直ちに蒸気に気化させるために、空気の存在しない加熱されたチャ ンバー内にガソリン燃料を導びくこと、前記加熱された蒸気と空気とを、均一混 合物を形成するために混合すること、及び、混合物をエンジンの燃焼チャンバー 内に導くことを特徴とする内燃エンジンの操作方法において、前記ガソリン燃料 が、Ｃ４〜Ｃ１２の炭素範囲を有するガソリンに対して、中間の炭素範囲を有す る炭化水素を含み、前記中間の範囲が、Ｃ４〜Ｃ１２ガソリンがその中から、蒸 発損失と爆発可能性とを実質的に取り除くまで効果的な量の低沸点揮発成分が除 去され、Ｃ４〜Ｃ１２に匹敵するレベルまで残留炭化水素の燃焼率を上昇させる ために効果的な量のより重い成分が除去されたときの残りの部分として定義され 、前記中間炭素範囲が、Ｃ５〜Ｃ１０の範囲から実質的に構成される、内燃エン ジンの操作方法。
24. ２４．チャンバーが４２５°Ｆ±２５°Ｆ（２１８．３５±１４℃）まで加熱さ れる請求項２３に記載の方法。
25. ２５．中間の炭素範囲が、Ｃ５〜Ｃ１０の範囲の炭化水素を含む請求項２３に記 載の方法。
26. ２６．中間の炭素範囲が、Ｃ５〜Ｃ１０の範囲の炭化水素を含む請求項２４に記 載の方法。
27. ２７．請求項９の燃料を蒸気又は気体として形成すること、エンジン用の燃焼原 料を形成するために、室温又は高められた温度で、蒸気又は気体を燃焼し得る量 の空気と混合すること、燃焼原料をエンジン内で発火させることを特徴とする内 燃エンジンの操作方法。
28. ２８．請求項１６の燃料を蒸気又は気体として形成すること、エンジン用の燃焼 原料を形成するために、室温又は高められた温度で、蒸気又は気体を燃焼し得る 量の空気と混合すること、燃焼原料をエンジン内で発火させることを特徴とする 内燃エンジンの操作方法。