JPS58584B2 - ネンリヨウカイシツソウチツキナイネンキカン - Google Patents

ネンリヨウカイシツソウチツキナイネンキカン

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JPS58584B2
JPS58584B2 JP50027490A JP2749075A JPS58584B2 JP S58584 B2 JPS58584 B2 JP S58584B2 JP 50027490 A JP50027490 A JP 50027490A JP 2749075 A JP2749075 A JP 2749075A JP S58584 B2 JPS58584 B2 JP S58584B2
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rich
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/02—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素燃料を内燃機関燃焼室に供給する前に
水素を含む改質ガスに改質してのち供給し、排気ガスの
有害成分の減少を目指した燃料改質装置は内燃機関に関
するものである。
本発明は内燃機関に供給される炭化水素燃料と空気の混
合気を空燃比が濃い状態で連続的に安定に不完全燃焼さ
せ、高温の触媒体を通すことにより水素を含む改質ガス
に改質し、この改質ガスと吸入空気とを混合して供給す
ることにより内燃機関を燃料がかなり希薄な条件でも円
滑に運転することができ、内燃機関の排気ガス中の有害
成分であるＨＣ，ＣＯ，ＮＯＸ成分、特にＮＯＸ成分を
効率よく減少させることを目的としている。
そして本発明では空燃比の大きい濃混合気を安定に連続
的に不完全燃焼させるため、濃混合気を旋回流を形成す
るように導入させて着火し不完全燃焼させる渦巻型燃焼
器を用いたことを特徴としており、さらにこの不完全燃
焼させたガスを中空の厚肉円筒形状の触媒体の外周部か
ら中空内部に向って通過させることにより前記の不完全
燃焼をより安定に行なわせるようにしたことを特徴とし
ている。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図に示す第１実施例において、１は燃料タンク１ａ
からの炭化水素系の燃料と空気との濃混合気を形成する
ための気化器、２は気化器１に接続された濃混合気パイ
プである。
３は気化器１からの濃混合気を着火して半酸化させるた
めの渦巻型燃焼器であり、この燃焼器３は濃混合気を円
周方向に旋回流を形成する如く導入するため濃混合気パ
イプ２が接線方向に開口するよう設けられた予渦巻室４
と、この予渦巻室４に連通するとともに側壁に点火プラ
グ５が設置され濃混合気を着火するための着火室６と、
この着火室６に連通ずるとともに２次空気を円周方向に
旋回するように導通するため２次空気パイプ７が接線力
向に開口するように設けられた燃焼室８とよりなる。
９は燃焼器３の燃焼室８に連通ずる反応筒亡、この反応
筒９内には中空の厚肉円筒体形状の触媒室１０が設けら
れている。
この触媒室１０は、金網あるいは金属板に小孔を打ち抜
いて形成したパンチメタル等よりなる外管１０ａと内管
１０ｂとにより形成されている。
この触媒室１０内には粒状の触媒１１が充填されている
。
さらにこの触媒室１０の燃焼室８に向う側の端面には遮
弊板１０ｃが設けである。
熱論触媒体としてはこのような粒状触媒１１を用いたも
の以外にも、中空の厚肉円筒体形状でしかも流体の通路
を半径方向に形成した一体型触媒も用いることが可能で
ある。
１２は触媒室１０の内管１０ｂ内の中空部における触媒
１１によって得られた改質ガスを取り出すための取り出
しパイプ、１３はこのパイプ１２内に設けられ改質ガス
の量を制御するためのバタフライ弁である。
１４は内燃機関の吸気管で、１５はスロットル弁であり
、スロットル弁１５は前記バタフライ弁１３と連動して
いる。
１６は吸気管１４に設けた混合気で前記取り出しパイプ
１２の他端が開口しており吸入空気き改質ガスとを適正
な空燃比で混合するためのものである。
１７は内燃機関の吸気弁、１８は燃焼室、１９は排気弁
、２０は排気管である。
次に上記構成の作動を説明する。
気化器１により炭化水素系の燃料と空気との濃混合気を
形成する。
この濃混合気の空燃比は燃料としてガソリンを用いた場
合３〜１０であることが必要である。
この濃混合気は濃混合気パイプ２を介して燃焼器３の予
渦巻室４に旋回流を形成するように噴出霧化される。
従って、この予渦巻室４において燃料と空気とは完全に
攪拌され、濃混合気であっても着火が良好に行なえるよ
うになる。
そしてこの濃混合気は着火室６に導入されて点火プラグ
５により着火され、燃焼室８内において、２次空気パイ
プ７を介して旋回流を形成するように導入された２次空
気によりやや希釈されつつ安定に連続的に不完全燃焼つ
まり土酸化され始める。
この際２次空気を旋回させて導入しているため、この濃
混合気は非常に濃く燃えにくい状態の空燃比ではあるが
、安全に不完全燃焼が誘起される。
この２次空気を混入した後の濃混合気の総合的な空燃比
は、燃料がガソリンの場合通常５〜１０が好ましく、と
くに得ようとする改質ガス中の水素の含有量が最も多く
なる５〜６．５が望ましい。
燃焼室８内からの不完全燃焼状態のガスは反応筒９内に
導入されるが、触媒室１０の外周部と反応筒７内の内壁
部との間に導かれるため、不完全燃焼による土酸化反応
が安定に継続して行なわれ、次に触媒室１０内を外管１
０ａ側から内管１０ｂ側に向って通過してい匂このきき
、触媒室１０内は不完全燃焼による燃焼熱あるいは未だ
未反応の少量の酸素と燃料とが触媒１１の表面上で誘起
される反応の熱により通常６００℃〜９００℃（場合に
よっては１０００℃以上）の高温に保持されており、触
媒室１０の外周部からのガスは触媒１１と接触して水素
をかなりの量（約５重量％）含んだ改質ガスに変換され
る。
こうして得られた改質ガスは取り出しパイプ１２を通り
、その量はバタフライ弁１３により制御され、吸気管１
４の混合部１６においてスロットル弁１５で量が制御さ
れた吸入空気に適正な空燃比で混合され機関の燃焼室１
８内に吸入される。
この改質ガスと空気との混合気は燃焼室１８内では改質
ガス中のとくに水素の存在によってかなり希薄な空燃比
でも良好に燃焼可能であり、従い排気ガス中の有害成分
であるＨＣ。
ＣＯ，ＮＯｘの３成分を同時に低減することが可能とな
る。
次に第２図に示す第２実施例について説明する。
この実施例では第１実施例のものに対し、濃混合気パイ
プ２を厚肉円筒形状の触媒室１０の中空部を通過するよ
うに設置し、この中空部においてはパイプを螺旋形状に
形成した点のみが異なる。
この実施例のものは第１実施例のものに比べ生成された
高温の改質ガスの熱により気化器１からの濃混合気を加
熱気化させるものであり、燃料の気化が促進されるため
燃焼器３における着火性は向上し不完全燃焼による土酸
化反応をより安定に誘起することが可能となる。
上記の実施例以外として、燃焼器３の燃焼室８、反応筒
９、さらには濃混合気パイプ２を断熱材で覆って保温効
果を高めることにより、不完全燃焼ガスの温度および触
媒室１０内の温度が高められ分解反応の速度、効率等の
向上が期待できることは熱論のことである。
また、取り出しパイプ１２等に改質ガスを適温にまで冷
却する冷却器さらには改質ガス中の煤等の微粒子を除去
するためのフィルターを取り付けることも可能である。
また、バタフライ弁１３はスロットル弁１５と連動する
ものを示したが、機関回転数、機関負荷、機関の排気ガ
ス組成等の機関作動パラメータの信号に応じてバタフラ
イ弁１３の開度を制御することもできる。
また、濃混合気供給手段としては気化器１以外として燃
料噴射ノズルから燃料を加圧し噴射供給することも可能
である。
さらに、吸気管１４の上流からは空気のみを導入するも
のであったが改質しない燃料の希薄混合気を導入し改質
ガスと混合することも可能であり、機関の希薄燃焼によ
る排気有害成分低減と同時に燃料の機関への充填効率向
上による機関出力増大が期待できる。
以上の実施例では通常の燃焼室１８を有する機関につい
て説明したが成層燃焼を目的とした副燃焼室を有する機
関にあっては、改質ガスと空気との濃混合気を副燃焼室
に供給し、主燃焼室に空気のみもしくは希薄混合気を供
給して燃焼させることにより、成層燃焼機関の特徴であ
る有害排気ガス低減の効果を一層引き出すことが可能と
なる。
以下、本発明をまとめると本発明では炭化水素燃料と空
気との濃混合気を形成する濃混合気供給手段と、この濃
混合気供給手段からの濃混合気が予渦巻室に旋回流を形
成するように導入されるとともにこの濃混合気を点火プ
ラグによって着火し不完全燃焼による生酔化反応を行な
わせる渦巻型燃焼器と、この渦巻型燃焼器に連通ずるよ
うに設けた反応筒と、この反応筒内に設けられ中空の厚
肉円筒形状よりなりかつこの円筒外周側から中空内部に
向って前記渦巻型燃焼器からのガスが流れるように形成
されるとともに前記渦巻型燃焼器からのガスを水素に富
む改質ガスに変換するための触媒体とを備えたことを特
徴としており、（１）予渦巻室で燃料と空気とが完全に
攪拌されるため濃混合気であっても良好に着火できる。
従って、濃混合気は渦巻型燃料器内で旋回流を形成しな
がら安定に連続的に不完全燃焼することができ、部分的
に未燃焼であったり、完全燃焼してしまったりすること
がない。
（２）さらに触媒体は厚肉円筒形状であり旋回流が乱れ
ることなく渦巻型燃焼器での不完全燃焼による生酔化反
応を安定に継続しつつ触媒き接触して水素に富む改質ガ
スに変換される。
（３）そしてこの改質ガスは機関燃焼室内において通常
の炭化水素燃料のみでは着火できないような希薄混合気
の燃焼を可能とし有害排気テス成分ＨＣ。
’ＣＯ，ＮＯｘ殊にＮＯｘの排出量を極めて低減できる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例の概略の構成を示す模式的
構成図、第２図は本発明の第２実施例の；要部の模式的
構成図である。 １・・・濃混合気供給手段を構成する気化器、３・・・
渦巻型燃焼器、５・・・点火プラグ、９・・・反応筒、
１０および１１・・・触媒体を構成するそれぞれ触媒室
、触媒。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 炭化水素燃料と空気との濃混合気を形成する濃混合
    気供給手段と、この濃混合気供給手段からの濃混合気が
    旋回流を形成するように導入されて濃混合気の攪拌を行
    なう予渦巻室と、この予渦巻室より導入された濃混合気
    を点火プラグによって着火し不完全燃焼による半酸化反
    応を行なわされる渦巻型燃焼器と、この渦巻型燃焼器に
    連通ずるように設けた反応筒さ、この反応筒内に設けら
    れた中空の厚肉円筒形状よりなりかつこの円筒外周側か
    ら中空内部に向って前記渦巻型燃焼器からのガスが流れ
    るように形成されるとともに前記渦巻型燃焼器からのガ
    スを水素に富む改質ガスに変換するための触媒体とを備
    えたことを特徴とする燃料改質装置付内燃機関。 ２ 前記濃混合気供給手段からの濃混合気を前記触媒体
    によって生成された改質ガスの熱によって気化させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲１に記載の燃料改質装置
    付内燃機関。
JP50027490A 1975-03-05 1975-03-05 ネンリヨウカイシツソウチツキナイネンキカン Expired JPS58584B2 (ja)

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