JPH074327A - 内燃機関における窒素酸化物を除去する方法とその装置 - Google Patents
内燃機関における窒素酸化物を除去する方法とその装置Info
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- JPH074327A JPH074327A JP5168417A JP16841793A JPH074327A JP H074327 A JPH074327 A JP H074327A JP 5168417 A JP5168417 A JP 5168417A JP 16841793 A JP16841793 A JP 16841793A JP H074327 A JPH074327 A JP H074327A
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- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気から窒素を除去したものをシリンダへ導
入することで、シリンダからの排気ガスに窒素酸化物Ｎ
Ｏx が発生しないようにする。 【構成】 窒素除去装置１２の内部に窒素分子を通過さ
せずに酸素分子を通過させる所定径の細孔を有する分子
篩２４を備える。この窒素除去装置１２に空気送風機１
０から高圧の空気を導入する。窒素除去装置１２とシリ
ンダ１６とをインテークマニホールド１４で連絡する。
この窒素除去装置１２により分子径の大きい窒素分子を
除去し、窒素除去装置１２を通過した分子径の小さい酸
素分子をインテークマニホールド１４からシリンダ１６
に送る。
入することで、シリンダからの排気ガスに窒素酸化物Ｎ
Ｏx が発生しないようにする。 【構成】 窒素除去装置１２の内部に窒素分子を通過さ
せずに酸素分子を通過させる所定径の細孔を有する分子
篩２４を備える。この窒素除去装置１２に空気送風機１
０から高圧の空気を導入する。窒素除去装置１２とシリ
ンダ１６とをインテークマニホールド１４で連絡する。
この窒素除去装置１２により分子径の大きい窒素分子を
除去し、窒素除去装置１２を通過した分子径の小さい酸
素分子をインテークマニホールド１４からシリンダ１６
に送る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関における窒素
酸化物を除去する方法とその装置に関する。
酸化物を除去する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、内燃機関では炭化水素を主成分と
するＬＰＧやガソリンや軽油を燃料としている。ヂーゼ
ルエンジンの場合には、シリンダ内に空気のみを入れて
圧縮し、空気が圧縮されて空気の温度が高くなった時に
シリンダ内に燃料を噴射させて燃料を燃焼させる。ガソ
リンエンジンの場合には、気化器または燃料噴射装置か
らインテークマニホールドに燃料を噴射して、空気と燃
料とを混合させて混合気を作り、その混合気をシリンダ
内に導入して混合気を燃焼させる。シリンダ内で燃焼し
た後の排気ガスは、排気通路からサブマフラー，メイン
マフラーを経て大気中へ放出される。その排気通路の途
中には炭素酸化物ＣＯx の一部や窒素酸化物ＮＯx の一
部を除去するための三次元触媒が備えられる。燃料に含
まれる炭化水素の化学式はＣn Ｈ(n+x) の形で表示でき
る。また、空気は主に窒素（Ｎ2 ）：酸素（Ｏ2 ）＝７
８：２２の比で混合された気体である。これらの燃料と
空気とを燃焼させた結果、炭素酸化物ＣＯx と窒素酸化
物ＮＯx とが生じ、排気ガス内にこれら炭素酸化物ＣＯ
x と窒素酸化物ＮＯx 含まれる。また、この排気ガス中
に少量の水が発生し、この水も一緒に排気ガスと共に排
出される。
するＬＰＧやガソリンや軽油を燃料としている。ヂーゼ
ルエンジンの場合には、シリンダ内に空気のみを入れて
圧縮し、空気が圧縮されて空気の温度が高くなった時に
シリンダ内に燃料を噴射させて燃料を燃焼させる。ガソ
リンエンジンの場合には、気化器または燃料噴射装置か
らインテークマニホールドに燃料を噴射して、空気と燃
料とを混合させて混合気を作り、その混合気をシリンダ
内に導入して混合気を燃焼させる。シリンダ内で燃焼し
た後の排気ガスは、排気通路からサブマフラー，メイン
マフラーを経て大気中へ放出される。その排気通路の途
中には炭素酸化物ＣＯx の一部や窒素酸化物ＮＯx の一
部を除去するための三次元触媒が備えられる。燃料に含
まれる炭化水素の化学式はＣn Ｈ(n+x) の形で表示でき
る。また、空気は主に窒素（Ｎ2 ）：酸素（Ｏ2 ）＝７
８：２２の比で混合された気体である。これらの燃料と
空気とを燃焼させた結果、炭素酸化物ＣＯx と窒素酸化
物ＮＯx とが生じ、排気ガス内にこれら炭素酸化物ＣＯ
x と窒素酸化物ＮＯx 含まれる。また、この排気ガス中
に少量の水が発生し、この水も一緒に排気ガスと共に排
出される。
【０００３】さて、シリンダ内で混合気を燃焼させる
と、化学反応は下記の通りになる。 Ｃn Ｈ(n+x) ＋（ａ×Ｏ2 ＋ｂ×Ｎn ) ＝ｎＣ＋ＣＯx
＋ＮＯx ＋Ｈ2 Ｏ この化学反応式において、ａ，ｂ及びｎは数値を示す。
この化学反応式の結果、排気ガスの中に炭素酸化物ＣＯ
x と窒素酸化物ＮＯx が含まれることが解る。この炭素
酸化物ＣＯx であるＣＯ，ＣＯ2 ，ＣＯ3 の一部は三次
元触媒によって、Ｃ＋Ｏ2 の形でガスとして還元され
る。ＣＯ2 はそれ自体が炭酸ガスとして排出される。ま
た、ＣＯ2 以外のＣＯx の一部は、水Ｈ2 Ｏに溶解して
Ｈ2 ＣＯ3の形で車外に排出される。一方、窒素酸化物
ＮＯx であるＮＯ，ＮＯ2 ，ＮＯ3 のうちＮＯ2 の一部
とＮＯ3 の一部は、三次元触媒によって２ＮＯ2 →Ｎ2
＋２Ｏ2 及び２ＮＯ3 →Ｎ2＋３Ｏ2 の形に還元され、
窒素と酸素となって車外に排出される。
と、化学反応は下記の通りになる。 Ｃn Ｈ(n+x) ＋（ａ×Ｏ2 ＋ｂ×Ｎn ) ＝ｎＣ＋ＣＯx
＋ＮＯx ＋Ｈ2 Ｏ この化学反応式において、ａ，ｂ及びｎは数値を示す。
この化学反応式の結果、排気ガスの中に炭素酸化物ＣＯ
x と窒素酸化物ＮＯx が含まれることが解る。この炭素
酸化物ＣＯx であるＣＯ，ＣＯ2 ，ＣＯ3 の一部は三次
元触媒によって、Ｃ＋Ｏ2 の形でガスとして還元され
る。ＣＯ2 はそれ自体が炭酸ガスとして排出される。ま
た、ＣＯ2 以外のＣＯx の一部は、水Ｈ2 Ｏに溶解して
Ｈ2 ＣＯ3の形で車外に排出される。一方、窒素酸化物
ＮＯx であるＮＯ，ＮＯ2 ，ＮＯ3 のうちＮＯ2 の一部
とＮＯ3 の一部は、三次元触媒によって２ＮＯ2 →Ｎ2
＋２Ｏ2 及び２ＮＯ3 →Ｎ2＋３Ｏ2 の形に還元され、
窒素と酸素となって車外に排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】三次元触媒によって、
ＮＯ2 の一部とＮＯ3 の一部は窒素と酸素に還元される
が、ＮＯ2 とＮＯ3 の大部分は三次元触媒によっても還
元できず、そのままＮＯ2 ，ＮＯ3 となって大気中に排
出される。また、ＮＯは三次元触媒によっても還元され
ることはなく、そのまま大気中に排出される。この結
果、大気中に排出される窒素酸化物ＮＯx （ＮＯ，ＮＯ
2 ，ＮＯ3 ）は大気汚染の元になり、光化学スモッグと
いう現代の車公害を起こしている。光化学スモッグは喘
息や目の痛み等の原因となり、車社会の欠点となって現
代社会を悩ませている。
ＮＯ2 の一部とＮＯ3 の一部は窒素と酸素に還元される
が、ＮＯ2 とＮＯ3 の大部分は三次元触媒によっても還
元できず、そのままＮＯ2 ，ＮＯ3 となって大気中に排
出される。また、ＮＯは三次元触媒によっても還元され
ることはなく、そのまま大気中に排出される。この結
果、大気中に排出される窒素酸化物ＮＯx （ＮＯ，ＮＯ
2 ，ＮＯ3 ）は大気汚染の元になり、光化学スモッグと
いう現代の車公害を起こしている。光化学スモッグは喘
息や目の痛み等の原因となり、車社会の欠点となって現
代社会を悩ませている。
【０００５】本発明は、大気に含まれる窒素をシリンダ
に導入する前に窒素除去装置で排除し、シリンダ内に窒
素を導入しないことで、排気ガス中に窒素酸化物ＮＯx
を含まないようにすることを目的とする。
に導入する前に窒素除去装置で排除し、シリンダ内に窒
素を導入しないことで、排気ガス中に窒素酸化物ＮＯx
を含まないようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、エンジンのシリンダ内で吸気と燃料との混
合気を燃焼させ、その燃焼物を排気通路を介して排気す
る内燃機関において、シリンダ内に導入する吸気を窒素
分子の分子径より小さい径の細孔を有するゼオライトを
通して窒素分子を除去し、その窒素分子を除去した吸気
をシリンダ内に導入するようにしたものである。本発明
は更に、エンジンのシリンダ内で混合気を燃焼させ、そ
の燃焼物を排気通路を介して排気する内燃機関におい
て、吸気を取り込んで高圧で送り出すための空気送風機
と、この空気送風機とシリンダとの間に備えられる窒素
除去装置と、その窒素除去装置の内部に備えられるもの
であって吸気中の窒素分子の分子径より小さくかつ酸素
の分子径より大きい径の細孔を有する分子篩とを有し、
空気送風機で送られた吸気成分のうち分子篩によって酸
素分子をシリンダに向けて通過させる共に窒素分子をシ
リンダに向けて通過させないようにしたものである。
するために、エンジンのシリンダ内で吸気と燃料との混
合気を燃焼させ、その燃焼物を排気通路を介して排気す
る内燃機関において、シリンダ内に導入する吸気を窒素
分子の分子径より小さい径の細孔を有するゼオライトを
通して窒素分子を除去し、その窒素分子を除去した吸気
をシリンダ内に導入するようにしたものである。本発明
は更に、エンジンのシリンダ内で混合気を燃焼させ、そ
の燃焼物を排気通路を介して排気する内燃機関におい
て、吸気を取り込んで高圧で送り出すための空気送風機
と、この空気送風機とシリンダとの間に備えられる窒素
除去装置と、その窒素除去装置の内部に備えられるもの
であって吸気中の窒素分子の分子径より小さくかつ酸素
の分子径より大きい径の細孔を有する分子篩とを有し、
空気送風機で送られた吸気成分のうち分子篩によって酸
素分子をシリンダに向けて通過させる共に窒素分子をシ
リンダに向けて通過させないようにしたものである。
【０００７】
【作用】シリンダ内に導入する吸気のうち、シリンダへ
の導入前に窒素分子の分子径より小さい径の細孔を有す
る分子篩で大気に含まれる窒素分子を篩い分けて排除す
る。分子篩により窒素分子を除去するので、主に酸素分
子のみをシリンダに送ることができ、排気ガス中に窒素
酸化物ＮＯx （ＮＯ，ＮＯ2 ，ＮＯ3 ）が発生するのを
防ぐことができる。また、大気中の窒素の割合が８割弱
であるので、窒素除去装置によって窒素を取り除いた後
の吸気量が少なくなる。このため、ポンプによって高圧
の空気を分子篩に送り込み、分子篩を経由した後の吸気
の絶対量を確保している。
の導入前に窒素分子の分子径より小さい径の細孔を有す
る分子篩で大気に含まれる窒素分子を篩い分けて排除す
る。分子篩により窒素分子を除去するので、主に酸素分
子のみをシリンダに送ることができ、排気ガス中に窒素
酸化物ＮＯx （ＮＯ，ＮＯ2 ，ＮＯ3 ）が発生するのを
防ぐことができる。また、大気中の窒素の割合が８割弱
であるので、窒素除去装置によって窒素を取り除いた後
の吸気量が少なくなる。このため、ポンプによって高圧
の空気を分子篩に送り込み、分子篩を経由した後の吸気
の絶対量を確保している。
【０００８】
【実施例】次に、本発明を図面に従って説明する。図１
は本発明の実施例の全体構成を示す図である。この実施
例はヂーゼルエンジンの場合を示すものである。吸気は
送風ポンプのような空気送風機１０から窒素除去装置１
２に導入され、その窒素除去装置１２からインテークマ
ニホールド１４を経てエンジンのシリンダ１６内に導入
される。空気送風機１０は、高圧にした空気を窒素除去
装置１２に送り出すものである。窒素除去装置１２は、
取入口１８と排出口２０とを有する管体２２と、その管
体２２の内部に備えた分子篩（モレキュラシーブ）２４
とから成る。高圧の状態で送り込まれた吸気は窒素除去
装置１２内を取入口１８から排出口２０に向けて移動す
るが、空気の成分のうち分子篩２４を通過する成分のみ
が排出口２０に至る。
は本発明の実施例の全体構成を示す図である。この実施
例はヂーゼルエンジンの場合を示すものである。吸気は
送風ポンプのような空気送風機１０から窒素除去装置１
２に導入され、その窒素除去装置１２からインテークマ
ニホールド１４を経てエンジンのシリンダ１６内に導入
される。空気送風機１０は、高圧にした空気を窒素除去
装置１２に送り出すものである。窒素除去装置１２は、
取入口１８と排出口２０とを有する管体２２と、その管
体２２の内部に備えた分子篩（モレキュラシーブ）２４
とから成る。高圧の状態で送り込まれた吸気は窒素除去
装置１２内を取入口１８から排出口２０に向けて移動す
るが、空気の成分のうち分子篩２４を通過する成分のみ
が排出口２０に至る。
【０００９】ここで、分子篩（モレキュラシーブ）２４
について説明する。分子篩２４の一般的なものは、ゼオ
ライト（沸石）である。ゼオライトは分子サイズの細孔
により、種々の分子をその大きさに篩い分ける作用を持
つ物質で、気体や液体の混合物の分離に使用する。ゼオ
ライトは、加熱すると骨格構造を破壊することなく結晶
水を失い、分子サイズの大きさの均一な細孔が生じる。
細孔の入口径は、沸石が持つ最大の環構造及びイオン種
によって決まり、０．３〜０．１ｎｍの範囲で変化す
る。ゼオライト（沸石）の例としては、シリカライト、
多孔性リン酸アルミニウム、シクロデキストリン、クラ
ウン化合物、ポリアミン化合物等がある。空気の主な成
分である窒素Ｎ2 の分子径は３Å（オングストローム）
であり、酸素Ｏ2 の分子径は２．８Å（オングストロー
ム）であることが知られている。窒素除去装置１２内に
備える分子篩２４であるゼオライトには、細孔の口径が
２．９Å（オングストローム）のものを用いる。即ち、
ゼオライトの口径を２．９Å（オングストローム）とす
ることによって、ゼオライトを経由して酸素Ｏ2 を通過
させ、ゼオライトによって窒素Ｎ2 の殆どを排除するよ
うにする。本発明においては、この分子篩２４であるゼ
オライトの細孔の口径を基本的に２．９Å（オングスト
ローム）とするが、細孔の口径にはバラツキがあり、
２．９Å（オングストローム）より大きい細孔もそれよ
り小さい細孔も少ない割合で存在する。このため、窒
素：酸素＝７８：２２の成分比である空気が、ゼオライ
トを通過した後の吸気には、窒素が幾分含まれる。この
結果、残留窒素の含有割合が最大の場合には、窒素：酸
素＝１０：９０となり、残留窒素の含有割合が最小の場
合には、窒素：酸素＝１：９９となる。
について説明する。分子篩２４の一般的なものは、ゼオ
ライト（沸石）である。ゼオライトは分子サイズの細孔
により、種々の分子をその大きさに篩い分ける作用を持
つ物質で、気体や液体の混合物の分離に使用する。ゼオ
ライトは、加熱すると骨格構造を破壊することなく結晶
水を失い、分子サイズの大きさの均一な細孔が生じる。
細孔の入口径は、沸石が持つ最大の環構造及びイオン種
によって決まり、０．３〜０．１ｎｍの範囲で変化す
る。ゼオライト（沸石）の例としては、シリカライト、
多孔性リン酸アルミニウム、シクロデキストリン、クラ
ウン化合物、ポリアミン化合物等がある。空気の主な成
分である窒素Ｎ2 の分子径は３Å（オングストローム）
であり、酸素Ｏ2 の分子径は２．８Å（オングストロー
ム）であることが知られている。窒素除去装置１２内に
備える分子篩２４であるゼオライトには、細孔の口径が
２．９Å（オングストローム）のものを用いる。即ち、
ゼオライトの口径を２．９Å（オングストローム）とす
ることによって、ゼオライトを経由して酸素Ｏ2 を通過
させ、ゼオライトによって窒素Ｎ2 の殆どを排除するよ
うにする。本発明においては、この分子篩２４であるゼ
オライトの細孔の口径を基本的に２．９Å（オングスト
ローム）とするが、細孔の口径にはバラツキがあり、
２．９Å（オングストローム）より大きい細孔もそれよ
り小さい細孔も少ない割合で存在する。このため、窒
素：酸素＝７８：２２の成分比である空気が、ゼオライ
トを通過した後の吸気には、窒素が幾分含まれる。この
結果、残留窒素の含有割合が最大の場合には、窒素：酸
素＝１０：９０となり、残留窒素の含有割合が最小の場
合には、窒素：酸素＝１：９９となる。
【００１０】窒素除去装置１２においては、分子篩２４
の装着位置より取入口１８側に、窒素をその内部から外
部に排出するための大気と連絡する窒素排出管２６が設
けられている。分子篩２４は空気中の窒素成分を通過さ
せないので、分子篩２４の位置で空気抵抗を呈する。こ
のため、酸素分子をスムースに分子篩２４を通過させる
ためと、分子篩２４を通過しない窒素を窒素排出管２６
から窒素除去装置１２の外部に排出するために、空気送
風機１０によって高圧で大量の空気を窒素除去装置１２
に送り込むようにしている。
の装着位置より取入口１８側に、窒素をその内部から外
部に排出するための大気と連絡する窒素排出管２６が設
けられている。分子篩２４は空気中の窒素成分を通過さ
せないので、分子篩２４の位置で空気抵抗を呈する。こ
のため、酸素分子をスムースに分子篩２４を通過させる
ためと、分子篩２４を通過しない窒素を窒素排出管２６
から窒素除去装置１２の外部に排出するために、空気送
風機１０によって高圧で大量の空気を窒素除去装置１２
に送り込むようにしている。
【００１１】前記空気送風機１０の駆動には、ターボチ
ャージャーを用いる。即ち、空気送風機１０は空気送風
用のコンプレッサー羽根車２８を内蔵し、そのコンプレ
ッサー羽根車２８は軸３０を介してシリンダ１６から通
じる排気通路３２の途中に備えられたタービン３４と連
結させる。このように、排気ガスを利用して空気送風機
１０を駆動させることで、空気送風機１０の駆動コスト
をかからないようにする。前記軸３０の中央には歯車３
６を固定し、始動用のセルモータ３８は歯車４０を連結
させる。前記歯車３６と係脱可能な歯車４２を一端に固
定し前記歯車４０と係脱可能な歯車４４を他端に固定し
た軸４６を備える。この軸４６は、図示しない駆動装置
により図１で左右に移動できるようにする。このように
構成することで、始動時には、駆動装置によって軸４６
を図１で左側に移動させて、歯車３６と歯車４２とを噛
み合わせると共に歯車４０と歯車４４とを噛み合わせ
る。この状態でセルモータ３８を作動させることによっ
て、前記軸３０及びコンプレッサー羽根車２８を回転さ
せて空気送風機１０を駆動させることができる。このよ
うに、始動時には排気ガスが流れないのでタービン３４
が働かないが、セルモータ３８を利用してコンプレッサ
ー羽根車２８を回転させて空気送風機１０を作動させる
ことができる。始動完了後は、駆動装置により軸４６を
図１で右側に移動させて、歯車３６と歯車４２との噛み
合わせ及び歯車４０と歯車４４との噛み合わせを外し、
タービン３４によって空気送風機１０を駆動させる。
ャージャーを用いる。即ち、空気送風機１０は空気送風
用のコンプレッサー羽根車２８を内蔵し、そのコンプレ
ッサー羽根車２８は軸３０を介してシリンダ１６から通
じる排気通路３２の途中に備えられたタービン３４と連
結させる。このように、排気ガスを利用して空気送風機
１０を駆動させることで、空気送風機１０の駆動コスト
をかからないようにする。前記軸３０の中央には歯車３
６を固定し、始動用のセルモータ３８は歯車４０を連結
させる。前記歯車３６と係脱可能な歯車４２を一端に固
定し前記歯車４０と係脱可能な歯車４４を他端に固定し
た軸４６を備える。この軸４６は、図示しない駆動装置
により図１で左右に移動できるようにする。このように
構成することで、始動時には、駆動装置によって軸４６
を図１で左側に移動させて、歯車３６と歯車４２とを噛
み合わせると共に歯車４０と歯車４４とを噛み合わせ
る。この状態でセルモータ３８を作動させることによっ
て、前記軸３０及びコンプレッサー羽根車２８を回転さ
せて空気送風機１０を駆動させることができる。このよ
うに、始動時には排気ガスが流れないのでタービン３４
が働かないが、セルモータ３８を利用してコンプレッサ
ー羽根車２８を回転させて空気送風機１０を作動させる
ことができる。始動完了後は、駆動装置により軸４６を
図１で右側に移動させて、歯車３６と歯車４２との噛み
合わせ及び歯車４０と歯車４４との噛み合わせを外し、
タービン３４によって空気送風機１０を駆動させる。
【００１２】以上のように本発明によれば、分子篩２４
の細孔の口径を基本的に２．９Å（オングストローム）
とすることによって、窒素分子の殆どを分子篩２４で遮
断して、インテークマニホールド１４に窒素を殆ど導入
しないようにしたものである。この窒素除去装置１２を
通過した吸気をインテークマニホールド１４からシリン
ダ１６内に導入する。このシリンダ１６内で吸気とその
内部に直接噴射された燃料とに点火する。このように、
シリンダ１６へ導入する混合気に窒素成分を殆ど含まな
いようにすることで、シリンダ１６からの排気ガスに窒
素酸化物ＮＯxを殆ど含まなくすることができる。
の細孔の口径を基本的に２．９Å（オングストローム）
とすることによって、窒素分子の殆どを分子篩２４で遮
断して、インテークマニホールド１４に窒素を殆ど導入
しないようにしたものである。この窒素除去装置１２を
通過した吸気をインテークマニホールド１４からシリン
ダ１６内に導入する。このシリンダ１６内で吸気とその
内部に直接噴射された燃料とに点火する。このように、
シリンダ１６へ導入する混合気に窒素成分を殆ど含まな
いようにすることで、シリンダ１６からの排気ガスに窒
素酸化物ＮＯxを殆ど含まなくすることができる。
【００１３】空気送風機１０によって高圧で大量の空気
を窒素除去装置１２に送り込んでいるが、窒素除去装置
１２で窒素が取り除かれた分、インテークマニホールド
１４内へ導入する吸気の絶対量が少なくなりがちにな
る。即ち、インテークマニホールド１４内が負圧傾向に
なる。これを解消するために、シリンダ１６からの排気
通路３２の途中とインテークマニホールド１４の途中と
を連絡通路４８で連絡し、その連絡通路４８内にバルブ
５０を取り付ける。このバルブ５０は、インテークマニ
ホールド１４内の圧力が所定以下になる（負圧になる）
と連絡通路４８を開き、一方インテークマニホールド１
４内の圧力が所定以上になると閉じるように設定されて
いる。このように、インテークマニホールド１４内の吸
気の絶対量が少ない場合には、バルブ５０が開いて、排
気通路３２を通る排気ガスをインテークマニホールド１
４内に送り、インテークマニホールド１４内の吸気量を
高めることが出来る。窒素除去装置１２からインテーク
マニホールド１４に導入される吸気は、窒素除去装置１
２によって窒素が除去された分だけ酸素濃度が通常の空
気より高くなっているので、その酸素濃度の高い吸気に
排気ガスを一部に混入しても、シリンダ１６内での燃焼
効率は劣化しない。その上、本発明では排気ガスに窒素
酸化物が殆ど含まれないので、排気ガスを吸気の一部に
混合しても、窒素酸化物の発生割合が多くなることはな
い。
を窒素除去装置１２に送り込んでいるが、窒素除去装置
１２で窒素が取り除かれた分、インテークマニホールド
１４内へ導入する吸気の絶対量が少なくなりがちにな
る。即ち、インテークマニホールド１４内が負圧傾向に
なる。これを解消するために、シリンダ１６からの排気
通路３２の途中とインテークマニホールド１４の途中と
を連絡通路４８で連絡し、その連絡通路４８内にバルブ
５０を取り付ける。このバルブ５０は、インテークマニ
ホールド１４内の圧力が所定以下になる（負圧になる）
と連絡通路４８を開き、一方インテークマニホールド１
４内の圧力が所定以上になると閉じるように設定されて
いる。このように、インテークマニホールド１４内の吸
気の絶対量が少ない場合には、バルブ５０が開いて、排
気通路３２を通る排気ガスをインテークマニホールド１
４内に送り、インテークマニホールド１４内の吸気量を
高めることが出来る。窒素除去装置１２からインテーク
マニホールド１４に導入される吸気は、窒素除去装置１
２によって窒素が除去された分だけ酸素濃度が通常の空
気より高くなっているので、その酸素濃度の高い吸気に
排気ガスを一部に混入しても、シリンダ１６内での燃焼
効率は劣化しない。その上、本発明では排気ガスに窒素
酸化物が殆ど含まれないので、排気ガスを吸気の一部に
混合しても、窒素酸化物の発生割合が多くなることはな
い。
【００１４】次に、ガソリンエンジンの場合を図２に基
づいて説明する。この図２において図１と同一符合は同
一部分を示す。インテークマニホールド（または吸気導
入通路）１４の途中に気化器またはフュエルインジェク
ションのような燃料噴射手段５２が設けられる。前記連
絡通路４８を経由して排気をインテークマニホールド１
４に導入する場合には、この燃料噴射手段５２によるイ
ンテークマニホールド１４への燃料噴射位置は、前記連
絡通路４８のインテークマニホールド１４への合流位置
よりもシリンダ１６に近い位置とする。このように、充
分な吸気量のある位置に燃料噴射手段５２からの燃料を
噴射することで、霧化を良好にすることができる。この
ガソリンエンジンの場合においても、分子篩２４によっ
て窒素分子の殆どを遮断して、インテークマニホールド
１４に窒素を殆ど導入しないようにしたものである。従
って、図１に示したヂーゼルエンジンの場合と同様な効
果を得ることが出来る。
づいて説明する。この図２において図１と同一符合は同
一部分を示す。インテークマニホールド（または吸気導
入通路）１４の途中に気化器またはフュエルインジェク
ションのような燃料噴射手段５２が設けられる。前記連
絡通路４８を経由して排気をインテークマニホールド１
４に導入する場合には、この燃料噴射手段５２によるイ
ンテークマニホールド１４への燃料噴射位置は、前記連
絡通路４８のインテークマニホールド１４への合流位置
よりもシリンダ１６に近い位置とする。このように、充
分な吸気量のある位置に燃料噴射手段５２からの燃料を
噴射することで、霧化を良好にすることができる。この
ガソリンエンジンの場合においても、分子篩２４によっ
て窒素分子の殆どを遮断して、インテークマニホールド
１４に窒素を殆ど導入しないようにしたものである。従
って、図１に示したヂーゼルエンジンの場合と同様な効
果を得ることが出来る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明では、窒
素の分子径と酸素の分子径の差に着目し、窒素分子を遮
断するが酸素分子を通過させる分子篩を用いることによ
って、シリンダへ導入する吸気から窒素を殆ど排除し、
酸素を主にシリンダへ導入することができる。このよう
に、シリンダへ窒素を導入しないようにすることで、シ
リンダからの排気ガスに窒素酸化物ＮＯx を殆ど含まな
くすることができる。
素の分子径と酸素の分子径の差に着目し、窒素分子を遮
断するが酸素分子を通過させる分子篩を用いることによ
って、シリンダへ導入する吸気から窒素を殆ど排除し、
酸素を主にシリンダへ導入することができる。このよう
に、シリンダへ窒素を導入しないようにすることで、シ
リンダからの排気ガスに窒素酸化物ＮＯx を殆ど含まな
くすることができる。
【図１】本発明の実施例を示す全体構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す要部構成図である。
１０ 空気送風機 １２ 窒素除去装置 １４ インテークマニホールド １６ シリンダ ２４ 分子篩 ２８ 羽根車 ３０ 軸 ３４ タービン ３６ 歯車 ３８ セルモータ ４０ 歯車 ４２ 歯車 ４４ 歯車 ４６ 軸 ４８ 連絡通路 ５０ バルブ
Claims (8)
- 【請求項１】 エンジンのシリンダ内で吸気と燃料との
混合気を燃焼させ、その燃焼物を排気通路を介して排気
する内燃機関において、シリンダ内に導入する吸気を窒
素分子の分子径より小さい径の細孔を有する分子篩を通
して窒素分子を除去し、分子篩で窒素分子を除去した吸
気をシリンダ内に導入すようにしたことを特徴とする内
燃機関における窒素酸化物を除去する方法。 - 【請求項２】 前記分子篩に至る吸気を高圧としたこと
を特徴とする請求項１記載の内燃機関における窒素酸化
物を除去する方法。 - 【請求項３】 前記分子篩をゼオライトとしたことを特
徴とする請求項１記載の内燃機関における窒素酸化物を
除去する方法。 - 【請求項４】 エンジンのシリンダ内で混合気を燃焼さ
せ、その燃焼物を排気通路を介して排気する内燃機関に
おいて、吸気を取り込んで高圧で送り出すための空気送
風機と、この空気送風機とシリンダとの間に備えられる
窒素除去装置と、その窒素除去装置の内部に備えられる
ものであって吸気中の窒素分子の分子径より小さくかつ
酸素の分子径より大きい径の細孔を有する分子篩とを有
し、空気送風機で送られた吸気成分のうち分子篩によっ
て酸素分子をシリンダに向けて通過させる共に窒素分子
をシリンダに向けて通過させないないようにしたことを
特徴とする内燃機関における窒素酸化物を除去する装
置。 - 【請求項５】 前記窒素除去装置において分子篩の位置
より空気送風機側に大気と連通する窒素排出管を設けた
ことを特徴とする請求項４記載の内燃機関における窒素
酸化物を除去する装置。 - 【請求項６】 エンジンからの排気通路の途中と窒素除
去装置とエンジンとを連絡するインテークマニホールド
の途中とを連絡する連絡通路と、その連絡通路の途中に
設けられてその連絡通路を開閉するためのバルブとを有
し、前記インテークマニホールド内の圧力が所定圧以下
になった際に前記バルブによって連絡通路を開き、イン
テークマニホールドに前記排気通路を通る排気の一部を
導入することを特徴とする請求項４記載の内燃機関にお
ける窒素酸化物を除去する装置。 - 【請求項７】 前記分子篩をゼオライトとしたことを特
徴とする請求項４記載の内燃機関における窒素酸化物を
除去する装置。 - 【請求項８】 前記前記空気送風機に空気送風用の羽根
車を有し、前記排気通路の途中にタービンを備え、その
タービンと前記羽根車とを軸で連結し、その軸とセルモ
ータとを係脱自在な連結手段で連結し、始動時には連結
手段で軸とセルモータとを連結させてセルモータの駆動
力で空気送風機の羽根車を回転させ、始動後には軸とセ
ルモータとの連結を外してタービンによって羽根車を回
転させるようにしたことを特徴とする請求項４記載の内
燃機関における窒素酸化物を除去する装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168417A JPH074327A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 内燃機関における窒素酸化物を除去する方法とその装置 |
| KR1019930019221A KR950001062A (ko) | 1993-06-16 | 1993-09-22 | 내연기관에 있어서 질소산화물을 제거하는 방법과 그 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168417A JPH074327A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 内燃機関における窒素酸化物を除去する方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074327A true JPH074327A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15867745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5168417A Pending JPH074327A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 内燃機関における窒素酸化物を除去する方法とその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074327A (ja) |
| KR (1) | KR950001062A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300064A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Man B & W Diesel Gmbh | 内燃機関の排気駆動過給機 |
| CN100402827C (zh) * | 2003-06-05 | 2008-07-16 | 奥迪股份公司 | 运行车辆的内燃机的方法以及用于实施这种方法的装置 |
| JP2012092709A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Isuzu Motors Ltd | 電動アシストターボチャージャ |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP5168417A patent/JPH074327A/ja active Pending
- 1993-09-22 KR KR1019930019221A patent/KR950001062A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100402827C (zh) * | 2003-06-05 | 2008-07-16 | 奥迪股份公司 | 运行车辆的内燃机的方法以及用于实施这种方法的装置 |
| JP2006300064A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Man B & W Diesel Gmbh | 内燃機関の排気駆動過給機 |
| JP2012092709A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Isuzu Motors Ltd | 電動アシストターボチャージャ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950001062A (ko) | 1995-01-03 |
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