JPH11241657A - 熱機関に於ける燃料温度最適制御噴射燃焼法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼルエンジン等の熱機関において、噴
射燃焼直前の燃料温度をシステムの最適値を設定、制御
する事により、燃料の選択性の拡大、燃焼性の向上、熱
効率の向上と燃焼後の排気ガス成分中の公害物質の排出
量削減を計る。 【解決手段】 ディーゼルエンジン等熱機関の、燃料供
給噴射ラインにおいて、熱機関の運転により発生する排
熱と、同設する電機設備による加熱手段を用いて、燃料
を適宜に加熱、燃焼状態に於ける燃料着火温度、液体燃
料の有する臨界温度及び圧力、与えられたシステムに於
ける機器部品による許容温度等を温度設定の目安とし、
システムとしての最適温度を求め、この最適温度まで燃
料を加熱する事により温度制御を行ない、燃焼領域に於
て噴射燃焼を行なわせる。また、燃焼性の向上に伴い、
吸入側ポートに排気ガス再循環を働かせ、必要に応じて
排熱を利用した高温水蒸気を吸入側ポートに導入、排気
ガスの浄化向上を同時に達成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主には軽油、灯
油、重油、エマルジョン燃料等の炭化水素系燃料を用い
たディーゼルエンジンの燃焼効率改善及び排気ガス浄化
向上の為の燃料温度最適制御装置及び燃料温度の最適制
御燃焼技術に関し、更にはボイラー、ガスタービン、そ
の他、熱機関に於ける燃料温度最適制御燃焼技術と排気
ガス浄化改善の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの燃焼効率改
善策及び排気ガス浄化向上策としては、コモンレール方
式等、高圧噴射による燃料の微細化と噴射タイミング、
噴射量の電子制御化等が知られている。一方、燃料を加
熱するものとしては、燃料噴射パイプを加熱して小型エ
ンジンの始動性を高めたもの、燃料供給ラインの一部を
スチーム加熱して重油等、低質油の流動性を向上させた
もの等が存在した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コモン
レール方式等は、燃料噴射の時間的な制御性の向上と高
圧噴射による燃料微細化を目的とし、新規の車両への適
用に限定され、現在市場に出回っている大多数の既存車
輌、既存エンジンには適応できず、また燃料噴射パイプ
を加熱する方式のものは、エンジンの寒冷地に於ける始
動性向上が主目的であり、構造上、常用運転に於ける使
用には不向きであった。さらに燃料供給ラインの一部を
スチーム加熱するものは、重油等の通路流動性を確保す
ることが目的のものであった。

【０００４】本課題は、燃料噴射に於ける供給燃料温度
を、与えられた、それぞれのシステムでの最適温度を設
定し、温度制御することにより、燃焼性の根本的向上を
計り、ディーゼルエンジン及び他の熱機関の燃焼効率と
燃焼ガスの浄化及び燃料選択性の拡大による経済性と安
全性の飛躍的向上を同時に達成させ、新規のエンジン、
新規の熱機関に関してのみならず、現在市場に既に出回
っている稼働中のエンジン、熱機関に関しても、比較的
小規模で安価な改造作業により、現状レベルからの段階
的向上を計る為の技術及び装置を提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の第一発明は、熱機関の燃料噴射時の、燃料温
度と酸化剤としての雰囲気空気温度の関係を変更改善す
ることに着目した。

【０００６】熱機関、例えばディーゼルエンジンに於け
る噴射燃料温度は、通常、無加熱又は僅かに加熱する程
度にて、その与えられた燃焼状態に於ける着火温度よ
り、かなり低い温度で燃焼室に噴射される。噴射ノズル
よりエンジン気筒内に噴射霧化された燃料は、圧縮され
た高温空気より気化潜熱を吸収しながら、圧縮高温空気
と衝突、摩擦しながら熱分解し、その周囲に蒸気ガスを
発生、微細油滴の周囲に高温の可燃混合気を作り、適切
な可燃範囲に達したところで発火燃焼し、さらにこの発
生熱によって周囲に連鎖的に燃焼を拡大させて行くもの
が、全体の燃焼に繋がった。この通常燃焼においては燃
焼性に於ける着火要因は空気側の温度と圧力にあり、燃
料側はセタン価、着火温度等、燃料の種類によって決め
られる固定的ものであった。

【０００７】そこで、燃焼領域に噴射される燃料に対
し、高圧噴射と気化潜熱による熱の授受を勘案して、燃
焼領域に噴射後の燃料温度が概ね燃料の着火温度になる
様に、温度制御してから燃焼領域に噴射させることによ
り、燃料側から見て、高温空気からの熱エネルギーの授
受がなくとも着火燃焼すると言う温度状態を造り出すこ
とが可能となる。その結果、燃料の燃焼性を根本的に改
善、向上することが可能となる。

【０００８】図１は、一般的な圧縮空気の温度上昇と燃
料の自己着火温度特性を示した。ここで、ディーゼルエ
ンジンの運転中の気筒内、圧縮圧力を約３５ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２、この時の圧縮空気温度を５００℃とすれば、気筒
内に噴射される燃料の着火温度は約２００℃となり、従
来の方法によって気筒内に噴射された燃料は５００℃の
圧縮空気からの熱の授受により、着火温度の２００℃ま
で熱せられ、燃焼が可能となる。

【０００９】ここで、本願の方法にて燃料温度を制御す
るならば、先ず、表１は燃料の特性を表わす一例であ
る。ここで表１より軽油の気化潜熱は概ね５６ｋｃａｌ
／ｋｇとされているが、これは通常状態での数値であ
り、加熱高温化され、燃料噴射ポンプにて気筒内の高圧
空気に高圧噴射されるような場合には、気化潜熱は大幅
に減少しており、十分な噴射圧と噴射ノズル性能が確保
されていれば、無視可能か多少の補正値を加算する程度
で十分である。従って、前例のディーゼルエンジンの運
転に於ては、圧縮空気の温度は５００℃であるが、本願
の温度設定方法により、燃料の着火温度圧力特性、図１
より、着火温度は約２００℃が求められる。表１の気化
潜熱５６ｋｃａｌ／ｋｇを単純に温度に換算すると約１
１０℃の温度上昇に相当するが、上述の通り、無視可能
とすれば、約２００℃以上が燃料噴射直前の推奨噴射燃
料温度として設定される。また水の場合の圧力と温度に
よる飽和点に於ける気化潜熱の変化特性を図２に参考と
して添付する。

【００１０】

【表１】

【００１１】さて、軽油の温度を０℃から２００℃の液
体に高めるのに要する熱量は、概ね１００ｋｃａｌ／ｋ
ｇであり、軽油の燃焼時発熱量の約１％となる。従って
燃料温度を高める熱源としては、エンジン本体からの発
熱伝導と排気ガス管熱の利用、さらにセラミック急速電
熱ヒーター等が併用される。

【００１２】さらに、ここで燃料の加熱に関わる熱伝導
性と熱量と加熱時間を考慮しなくてはならない。即ち、
軽油等の燃料は熱伝導性が低い。そこで接触による伝導
熱を考えた場合は、金属等の熱伝導性の高い多孔質熱伝
導接触面による燃料加熱が適しており、放射熱を考えた
場合は熱源面に遠赤外線放射特性の良好なセラミック表
面処理を施し、さらに燃料の加熱面での燃料対流の促進
等を考慮しなくてはならない。また熱量と加熱時間を考
慮すれば、例えば、０℃、１ｌの軽油を２００℃に加熱
するのに必要な熱量は、該比重０．８、比熱を０．５と
して計算した場合は、約８０ｋｃａｌとなり、約４ｋｗ
／秒から８ｋｗ／秒の熱量による加熱を想定すれば、加
熱時間は約４２秒から８４秒を要する。

【００１３】従って、ディーゼル車輌等に適応する場
合、旧来の噴射細管にての主加熱は問題外であり、燃料
消費量を計算に入れて、常用燃料消費量の１分から２分
間程度に相当する燃料容量を有する燃料温度制御領域に
て加熱を行なう事が望ましい。

【００１４】ここで、燃料と空気との混合気の希薄可燃
限界と温度との関係を、パラフィン系炭化水素を例に検
討するならば、図３に示される様に各燃料とも温度が上
昇するにつれ、下限界はほぼ直線的に減少し、１３００
℃で零となる。従って燃料の、更なる高温化による噴射
は超希薄燃焼を可能とするが、燃焼温度が１８００Ｋを
越えると、サーマルＮＯの発生が顕著となるので、ＥＧ
Ｒ、即ち排気ガス再循環による低酸素濃度燃焼やエマル
ジョン燃料の使用等が併用される。

【００１５】噴射燃料温度が常温の場合には、空気側の
温度が高温であっても、混合気の温度は低下するが、噴
射燃料温度が本願の様に十分な高温を維持していれば、
混合気温度も高温となり、上述の超希薄燃焼が可能とな
る。その結果、燃料と空気が燃焼領域内にて不均一に混
合拡散した燃焼に於ても、ＣＯ、ＨＣ等の未燃物の生成
を大きく減少させることが可能となる。

【００１６】さらに、本願の第一発明は、エマルジョン
燃料と言った難燃性燃料の適用範囲を大きく拡張するこ
とが可能となる。例えば、米国にて実用化されているＡ
−５５と呼ばれるエマルジョン燃料は、５５％の水分を
含むエマルジョン燃料で、常圧にては、バーナの炎を接
しても直ぐには着火せず、極めて安全性の高い燃料であ
るが、その難燃性故、普及が妨げられている。本願の方
法を用いるならば、ディーゼル車輌は言うに及ばず、ガ
スタービン、ジェットエンジンと言った航空機にも適応
が可能となる。常温のＡ−５５エマルジョン燃料を航空
機等に用いれば、運転中の失火等の危険性が生じるが、
エンジンを改造して、熱交換器にて燃焼熱の数％程度の
熱量で燃料を加熱し、噴射燃料温度を大凡２５０℃から
３００℃以上に制御するならば、運転中のエンジン失火
の可能性は著しく低下、安全圏内となり、燃焼効率が向
上するだけでなく、万一の事故発生時にも、燃料引火に
よる火災発生の可能性を著しく低下させることが可能と
なる。

【００１７】本願の第二発明は、燃料噴射前の液体燃料
の温度と圧力を臨界温度、臨界圧力以上に設定し、臨界
流体或いは超臨界流体の持つ特異な性質を燃焼性の向上
に活用したことを特徴とする。一般に液体を臨界点以上
の温度で高密度に圧縮すると、分子の熱運動エネルギー
は分子間力に基づく凝集エネルギーより常に優勢とな
り、反応性が格段に向上して、類似した分子構造を有す
る物質の溶解性が増大する。灯油、軽油、重油、等の燃
料を単独で用いる熱機関に、本願の燃焼方法を適用して
燃焼性を飛躍的に向上させる事は可能であるが、前述の
燃料に溶媒として水を加えた各種エマルジョン燃料、更
に石炭スラリー燃料であるＣＷＭ，ＣＯＭ等の燃焼に本
願の燃焼方式を適用すれば、その有効性は更に高まる。

【００１８】表２に燃料用の溶媒の臨界定数例を示し
た。これより、エマルジョン燃料を使用して第二発明の
方法にて燃焼させるためには、燃料臨界反応領域を設
け、燃料を加熱加圧し、温度を約３７４℃以上、圧力を
約２２ＭＰａ以上に設定してから、噴射ノズルに導き、
噴射燃焼させる方法を用いる。同様に溶媒として、メタ
ノールを用いてメタノール混合燃料とした場合には、燃
料の温度を約２４０℃以上、圧力を７．２ＭＰａ以上に
加熱加圧してから燃焼を行なわせる。

【００１９】

【表２】

【００２０】本願の第三発明は、現在稼働使用中のディ
ーゼルエンジンに対して、現状の構成部品及びシステム
を出来る限り利用して、安全で経済的な改造装置を提供
し、現状からの燃焼効率改善と排気ガスの黒煙等の減少
を計ることを目的とする。そこで現在、多数適用されて
いる噴射細管を有するディーゼルエンジンに関して、燃
料の極度の高温化は採用出来ないが、現状の機械に小規
模な改造を施し、燃料供給ラインからの高温戻り油を主
燃料タンクに戻さずに、小型容量の燃料温度制御タンク
に循環させることにより、エンジンに供給される燃料温
度を高め、少なくとも期待値にて１０％から３０％の燃
費節約と排気ガス中の黒煙等の減少を達成するシステム
である。

【００２１】通常の噴射細管を有するディーゼルエンジ
ンにおいては、燃料供給通路の途中に空気が入ったり、
途中でのガス発生が起きると、運転不良を起こす可能性
がある。そこで燃焼効率を改善するためには、例えば、
燃料温度を圧縮時着火温度よりは低くても、噴射ノズル
に至る燃料供給路にてガス発生が生じない温度まで加熱
するか、さらには燃料供給路の一部を適宜に加圧する必
要がある。図４は有機化合物と水の飽和蒸気圧特性の例
である。燃料を加熱し温度調整する場合は、燃料中に含
まれて、ガス発生及びエンジンの動作不良に影響する他
の液体成分も含めて考慮し燃料温度を設定する。燃料温
度の設定を図４の様な特性曲線の下側で、概ね飽和温度
の８０％程度の温度になるような、温度−圧力設定が好
ましい。

【００２２】図５は石油系燃料の温度と動粘度の関係図
である。図５からも判断されるように、例えば軽油の温
度を０℃から１００℃に温度を高めることにより、軽油
の動粘度は約２０％程度に減少され、燃料噴射は微細
化、燃焼時の着火遅れ期間と後期燃焼期間を大きく短縮
させ、燃焼効率の向上と排気ガス中の黒煙等の粒子状物
質の排出減少効果が発揮される。

【００２３】図６は燃料タンクの内部に１ｌから２ｌ程
度の容量の燃料保温領域を設けたものである。この保温
領域、即ち断熱タンクは下部に小さなスリットが設けら
れ、内部の燃料が減少した場合に燃料タンクから流入す
るようになっている。また上部には小さな気泡抜きの穴
があり、内部の気泡をタンク側に逃がすようになってい
る。断熱タンクのタンク側には断熱材が張り付けられて
おり、また断熱タンクの適宜な部分は、熱変形バイメタ
ル金属にて構成され、内部温度が加熱しすぎると、内部
の高温燃料が、高温変形して出来たバイメタル金属の隙
間から、燃料タンク側に漏れ、内部の温度が低下するよ
うになっている。さらに、断熱タンク内部にエンジンの
フィードポンプに通じるパイプとエンジンからのオーバ
ーフロー戻り燃料油パイプが導かれ、断熱タンクの下部
には電気加熱ヒーターが設置され燃料を加熱できるよう
にしてある。エンジンが運転されると電気ヒーターにて
加熱された高温燃料領域の燃料がエンジンに導かれ燃焼
される。一方エンジン熱にて温められたオーバーフロー
ラインの燃料は高温燃料領域に戻され、気泡等は上部よ
り排出され、温度に応じて電気ヒーターにて加熱される
か、或いは保温されたままフィードポンプへ供給され
る。この時の高温領域の温度設定は６０℃から９０℃を
目安とする。

【００２４】図７は燃料タンクに併設する形で燃料温度
制御タンクを設置する方法である。燃料タンクの下部に
燃料接続ホースを取付け、エンジンの常用運転の燃料消
費量の１分間から３分間程度の容量を持ち、燃料タンク
と同程度の高さとやや低い下面を有する。燃料温度制御
タンク下部にはセラミックヒーターが設置され、更に上
部にはエア抜きがある。燃料温度を高めで使用する場合
には、内部に断熱フロートを浮かべ、タンク内の蒸気ガ
ス発生を押さえる。断熱フロートは省略することもでき
るが、省略する場合はフィードポンプへのパイプとオー
バーフローラインのパイプは燃料温度制御タンクの内部
を貫通させ、省略しない場合は下部から該タンクに接続
する。オーバーフローラインはエンジンからそのまま燃
料を戻すだけでなく、途中にて排気管熱より熱交換をさ
せ、昇温させてから戻すことが出来る。過熱切替弁はオ
ーバーフローラインの油温が設定温度より過熱すると、
戻し側高温燃料を燃料温度制御タンクに戻さず、燃料タ
ンク側に逃がす働きを有する。通常はバイメタル等温度
により動作する無電力の切替弁を用いるが、必要に応じ
て、燃料温度制御タンク内に温度センサーを設置し、電
磁弁での切替えも可能である。燃料温度制御タンクの容
量目安は大型車輌の場合で２ｌから５ｌ程度、燃料温度
の設定目安は約８０℃から１２０℃とする。

【００２５】図８はエンジン併設型の燃料温度制御タン
クである。これはエンジンに併設して容量約０．２ｌか
ら０．５ｌ程度の温度センサー、セラミック過熱ヒータ
ー付の保温、加熱タンクを設け、燃料タンクからの燃料
を電動フィードポンプにて燃料温度制御タンクの上部か
ら該タンクに導き、セラミックヒータにて加熱、温度制
御された燃料を近傍のエンジン側機械式フィードポンプ
に導き、さらにオーバーフローラインの戻り燃料をエン
ジン排気管に設置された熱交換器に導き、さらに該燃料
温度制御タンクに戻した事を特徴とする。電動フィード
ポンプはエンジンの運転とリンクして運転され、過熱切
替弁は温度センサーの信号により該タンク内の燃料温度
が過熱すると、電動フィードポンプの燃料流路を点線矢
印の方向に切替え、燃料タンクからの低温燃料を燃料温
度制御タンクの下部に導き、該タンク内燃料温度を低下
させることにより温度調整が行なわれる。また必要に応
じ、該タンクの燃料ラインを加圧方式に変更することも
可能である。該方式での燃料温度設定限度は約１６０℃
程度を想定している。

【００２６】図９はエンジンの排気管からの熱交換の例
である。高温排気管に設置された発熱体から接触熱伝導
にて受熱体に熱が移動受熱体内部の燃料を加熱する。受
熱体に流入し燃料は加熱され、高温になり排出される。
受熱体の温度が過熱すると熱膨張体が膨張し発熱体と受
熱体の接合を引き離し、接触熱伝導を切断することによ
り温度調節がなされる。発熱体及び受熱体は金属で構成
され、熱膨張体を用いずに、受熱体側に温度センサーを
設置し、電気機械的に接触を引き離すことも可能であ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態は、ディーゼル
エンジン等熱機関の燃料を燃料タンクからシリンダー
等、燃焼領域に至るまでの経路において、加熱及び保温
し温度制御する事によりなされる。これらを実施例に基
づき図面を参照して説明する。

【００２８】

【実施例】図１０の実施例は、コモンレール式のディー
ゼルエンジンに燃料加熱装置を組み込んだものである。
燃料タンクからの燃料はフィードポンプ１０によりエン
ジン本体の発熱を利用した熱交換器７を経由して高圧サ
プライポンプ１２に導かれる。燃料循環ポンプ４は、１
２からのオーバーフローを熱交換器７に循環させ、燃料
温度を高める。高圧サプライポンプ１２は制御用のＥＣ
Ｕの指示に従い、コモンレール８に燃料を加圧供給す
る。コモンレール８の内部の多孔質セラミックヒータ１
６はＥＣＵの指示温度迄燃料を加熱し、設定温度及び圧
力の燃料が噴射ノズル１７より気筒内に噴射燃焼され
る。コモンレール内で異常高圧が発生した場合は、プレ
ッシャーリミッター１５により燃料が放出され、圧力調
整がなされる。該エンジンはマルチモード運転が可能で
あり、軽油を用いる場合は、燃料の温度は約２００℃か
ら２５０℃程度、圧力は約１００から１２０ＭＰａが設
定目安である。

【００２９】図１１の実施例は、灯油ボイラーの燃料を
加熱してからバーナノズルにて燃焼させるものである。
燃料ポンプ１９により送出された燃料は、燃焼室熱交換
器２０により温度を高め、さらに多孔質セラミックヒー
タによる電気加熱にて約４００℃から６００℃に高めら
れノズル２１より噴射燃焼される。１９と１６の制御は
１３と１４のセンサー情報に基づき２２のコントローラ
により指示される。また燃焼排気ガスの一部は吸気側に
循環して、吸気温度を高めると同時に、吸気側の酸素濃
度を低減させている。

【００３０】図１２の実施例は、重油エマルジョン燃料
を用いた超臨界燃料供給ボイラーで、燃料は燃料ポンプ
１９から高圧燃料ポンプ２３にて約２５ＭＰａに加圧さ
れ、超臨界反応タンク２４に流入する。超臨界反応タン
ク２４では、内部のセラミックヒーターにて重油エマル
ジョン燃料が約４００℃から５００℃迄加熱される。シ
ーケンス弁１１ｂは２５ＭＰａにて動作して、超臨界状
態の燃料をバーナノズル２１に噴出させるようになって
いる。シーケンス弁１１ａの開弁圧は約２８ＭＰａに設
定されている。ボイラーが運転されると循環ポンプ４に
より高圧燃料が燃焼室熱交換器２０へ循環することによ
り、燃焼熱の一部を利用して燃料加熱が行なわれる。各
要素の制御は超臨界反応タンク内の温度及び圧力センサ
ー、燃料流量計、燃焼温度計等の信号を受けた制御ユニ
ットＥＣＵの指示にて行なわれる。

【００３１】図１３の実施例は、エマルジョン燃料を利
用したジェットエンジンである。高圧燃料ポンプ２３に
て燃料が燃料温度制御タンクに圧入される。該タンクの
容量は、常用燃料消費量の０．５分から２分間相当量
で、循環ポンプ４にて燃焼室熱交換器２０よりエンジン
運転時の高温燃焼室からの熱回収を行ない、燃料を加熱
する。燃料温度制御タンク内部にも電熱ヒータが設置さ
れており、エンジン始動直後迄は、この電熱ヒータのみ
にて加熱が行なわれる。燃料温度の設定目安は約３００
℃で、シーケンス弁１１の開弁圧は約１０ＭＰａであ
る。

【００３２】図−１４の実施例は、既存のディーゼルエ
ンジンを改造したエンジン併設型燃料温度制御タンクの
実施例である。改造点としては、通常燃料フィルターの
フィルターエレメントに多孔質金属繊維を用い、通電加
熱が可能な様にして加熱装置付燃料フィルター１とし、
排気管熱交換器７を設置、燃料ライン圧を０．７ＭＰａ
程度確保する為のシーケンス弁を設置、燃料循環加熱路
用循環ポンプ４と循環路に発生するガス抜き用の０．１
ｌから０．２ｌ容量のフロートスイッチ付ガス抜きタン
ク５を設置、燃料温度コントローラを設置したものであ
る。フィードポンプによって吸引された燃料は、必要量
だけシーケンス弁にてエンジン側に供給され、残りは燃
料タンクに戻される、循環ライン内の燃料温度設定は約
１６０℃から２００℃で、温度が過熱しすぎると電磁弁
６がガス抜き以外でも開放して、フィードポンプからの
低温燃料の全量が５に送られ６から排出されることによ
り、ライン内温度が低下する。

【００３３】

【発明の効果】本発明に於ては、熱機関に用いる燃焼直
前の燃料温度を、それぞれの与えられたシステムに於け
る最適燃焼温度になる様、加熱制御することにより、燃
料の燃焼領域に於ける着火性が確実なものとなり、高速
燃焼、超希薄燃焼が可能となる。本発明は基本的には、
燃料温度によって燃焼時の着火性を確保するため、例え
ばディーゼル燃料に於けるセタン価の影響を減少させ、
使用燃料の選択性が拡大される。また噴射燃焼のほとん
どの部分が制御燃焼となり、着火遅れ期間と後期燃焼期
間が極端に短縮され、その結果、運転時の振動や騒音が
減少される。さらに、燃料を超臨界状態に制御して燃焼
させる方法は、燃料の事前分解微細化に繋がり、難燃性
燃料等も含め、利用効率を画期的に向上させる事が可能
となる。総じて本願により、熱機関の燃料選択性の拡
大、熱効率の向上、燃焼後の排出ガス中の黒煙等の微小
排出物質の減少、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ，の排出低減と言
った効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧縮空気の温度上昇と燃料の自己着火温度

【図２】水の飽和特性（圧力と温度による気化潜熱変
化）

【図３】パラフィン系炭化水素燃料と空気の混合気に於
ける希薄可燃限界と温度の関係

【図４】有機化合物及び水の飽和蒸気圧

【図５】石油系燃料の粘度−温度関係図

【図６】内部に燃料保温及び加熱領域を有する燃料タン
ク

【図７】燃料タンク併設型燃料温度制御タンク

【図８】（ディーゼル）エンジン併設型燃料温度制御タ
ンク

【図９】排気管接触熱伝導熱交換による燃料加熱器

【図１０】コモンレール（高圧燃料畜圧器）実施例

【図１１】灯油ボイラー実施例

【図１２】超臨界燃料供給ボイラー実施例

【図１３】ジェットエンジン実施例

【図１４】（ディーゼル）エンジン併設型燃料温度制御
システム実施例

【符号の説明】

１ 加熱装置付燃料フィルター（多孔質微細金属繊維利
用） ２ オーバーフローバルブ ３ 温度センサー ４ 燃料循環ポンプ ５ ガス抜きタンク（レベルスイッチ付） ６ ガス抜き及び過熱燃料抜き電磁弁 ７ 排気管熱交換器 ８ コモンレール（高圧燃料畜圧器） ９ 燃料フィルター １０ フィードポンプ １１ シーケンス弁 １２ 高圧サプライポンプ １３ 圧力センサー １４ 温度センサー １５ プレッシャーリミッター １６ 多孔質セラミックヒーター １７ 噴射ノズル １８ 燃料タンク １９ 燃料ポンプ ２０ 燃焼室熱交換器 ２１ バーナノズル ２２ 制御ユニット ２３ 高圧燃料ポンプ ２４ 超臨界反応タンク ２５ 超臨界燃料噴射ボイラー ２６ ガスタービン（ジェットエンジン） ２７ 燃料温度制御タンク（加熱装置付）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジン等の熱機関に於て、
   燃料の温度を少なくとも、燃焼領域の該空気圧力におけ
   る燃料着火温度迄高めてから、燃焼領域に噴射、接触燃
   焼をさせることを特徴とする燃焼方法。
2. 【請求項２】 液体燃料を加圧供給して燃焼領域に噴射
   燃焼させる熱機関において、燃料又は混合媒体の、温度
   及び圧力を、少なくとも臨界温度及び圧力迄高め臨界状
   態にしてから、燃料を噴射燃焼させる事を特徴とする熱
   機関の燃焼方法。
3. 【請求項３】 燃料を加熱及び保温する手段として、エ
   ンジンから燃料タンクに至る間、又は燃料タンク内に、
   適宜な容量で、その内部又は外部に燃料の加熱手段を有
   する、燃料温度制御タンク又は燃料温度制御領域を設
   け、エンジン熱にて温められた燃料の、オーバーフロー
   ラインからの戻り流量の大部分が該燃料温度制御タンク
   又は燃料温度制御領域にて保温又は加熱され、再循環し
   て再び噴射ポンプに供給されることにより、エンジンの
   運転中、噴射ポンプから常に、該エンジンシステムに於
   ける最適温度の燃料が噴射され、運転時の着火遅れ期間
   と後期燃焼期間を短縮させて、燃焼効率の向上と排気ガ
   ス中の黒煙等の粒子状物質の排出減少を計ることを特徴
   とするディーゼルエンジン。