JPS5920516A - デイ−ゼル機関の排気浄化及び黒媒煙放出制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関の排気浄化及び黒媒煙放出制御装置

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JPS5920516A
JPS5920516A JP57128581A JP12858182A JPS5920516A JP S5920516 A JPS5920516 A JP S5920516A JP 57128581 A JP57128581 A JP 57128581A JP 12858182 A JP12858182 A JP 12858182A JP S5920516 A JPS5920516 A JP S5920516A
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JP
Japan
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boiler
air
steam
heat
exhaust gas
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Pending
Application number
JP57128581A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Kojima
小島 敏彦
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Individual
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/032Producing and adding steam
    • F02M25/035Producing and adding steam into the charge intakes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼル機関の排気浄化及び黒煤煙放出制御
装置に関するものである。
)ラック及びバス等はディーゼル機関を装備し、安価な
軽油類を燃料として稼動しているが、不完全燃焼による
有毒ガス及び燃焼過程に於て生成される黒煤煙の放出は
殊に゛市街地区の住民に影響を与え、大きな社会問題と
なっている。
石油系燃料はエンジン内燃焼においてGmHm +(m
+2)o□→m O02+ 2 H201なる理論式に
よって原理的に完全燃焼が行なわれるはずであるが、実
際には上記理論式のような完全燃焼が行なわれず、CO
が排出され且つ未燃焼の燃料分解によってHOが排出さ
れ、更にエンジン内の圧力下高温によってNOが生成さ
れ大気中の酸素り反応してN O2N Oxきなる。
この抑制対策として従来種々の方法が検討されており、
現在提案されている対策としては、ガス循環調整方式、
空気吸入調整方式、ガス環元燃焼方式或いは触媒式によ
るアフターバーナ方式等があるが、いずれも一長一短が
あり技術的に完全であると言えるものが存在していない
のが実情であるO また、ディーゼルエンジンの形式のなかには排ガス中の
酸素量を瞬時に感知し、シリンダーに送る空気と燃料の
比率をコンピューターによってコントロールする酸素セ
ンサーを装着して、ノズルからエンジン室への噴射燃料
量を調節させている方式のものもあるが、その新システ
ムにおいても依然として黒媒煙の放出は抑制出来ないの
が現状である。
また、ディーゼルエンジンに用いられる軽油の」=2 骨格が飽和鎖状の炭火水素Cn H2n   の形で組
成するCl2H2b−C23〜H118と言う組成分の
炭化水素化合物で、比重084〜089±、引火点60
〜110、着火点大気中において640±27気「I:
、の圧縮空気中において200°し十てあり、これをデ
ィーゼル機関燃焼室に噴射した場合”/4000秒以後
に初琳焼を起こす現在のディービルエンジンを改造して
も圧縮空気中に上記組成物である軽油を噴射する現方式
なけでは燃焼過程で生成される黒媒煙の放出除去制御は
不可能である。それは軽油が燃焼室に噴射きれた瞬時に
初燃焼を起こせず、火・n伝播の時間即ち着火遅れの時
間中に蓄積され、一時に急m爆発するからであり、また
そのため常時7ノキング振動を起こす原因ともなってい
る。
また、ディーゼル葉間の多くが圧縮圧力23〜25詔で
、4サイクルの圧縮圧力は毎分150回転時25%、毎
分200回転時20〜5oVが普通で、各シリング−間
の圧縮圧力の不揃l/′Iけエンジンの燈発圧力の不均
衡となる主な原因となっている。又熱効率が35%士程
度であるのは空気を高温にして燃料油を燃焼させている
ためで、それ以上に圧縮比を増し、その分だけ高温が得
られ、熱効率を増大させようよすると重量が大きくなり
すぎ、それでは実用化できず、そのためディーゼルエン
ジンの圧縮比18〜2o士にて燃料を自然着火させ、そ
の最高H:、縮圧を50気圧−J:にしであるので、熱
量の30%士は冷却水10%士が排気ガスにもち去られ
、残りの4%弱が機械力になるが、このうち摩擦力や輻
射に使わJする損失が加わり正味60%以下になる。又
後燃えが大きくなったり、空気が過剰になるときはこれ
以]二のロスとなってしまう。
本発明は上記の点に鑑み、これらの全てを解決すべくな
されたものであって、本発明者が既に特許を取得してい
る米国特許第4026361号に明示されな特殊形態の
銅主体合金属からなる触媒体による活性作用力と併せて
蒸気発生部による適量の水蒸気を燃焼過程に吸入混合す
ることを特徴とするものである。
以丁、本発明を図示した実施例にもとづき詳細に説明す
る。
笥1図は蒸気発生部の説明面、第2図は蒸気発生部に4
3けるボイラーの一部切欠図、第6図は蒸気発生部にお
ける水タンクの一部切欠図、第4図は本発明装置をディ
ーゼルエンジンに装着した状伸の説明図である。
1は蒸気発生部であり、後記ボイラー、水タンク、エア
クリーナーからなるものである。2はエキシス゛l・パ
イプと同形に形成し且つ内面にタンク2bを設けて瞬時
熱伝導用オイルを収容している。
尚該ボイラー2は厚さ約6關の梁鋼によって形成きれる
。4は水タンクであり、ホース5を介して前記ボイラー
2に接続される。また該水タンク4は底部に濾過部材6
が収納されている。7は供水に、9は固定用ステーであ
る。10はエアクリーナーであり、ステー11にて固定
される。また該エアクリーナー10はホース12を介し
て前記ボイラー2に接続されている。13は水蒸気調整
バルブ、14は圧力調整バルブ、15はM過水注入調整
バルブ、16は第二濾過水注入調整バルブ、17は注水
調整バルブ、18は空気比調整エアバルブ、19はボイ
ラー2によって生成された水蒸気をエンジンの燃焼過程
に送り込IJための耐熱性ホースである。例えば該ホー
ス19の一端部は燃料混合室にスポット (座ぐり)を
介して接続される。20は本発明者が取得した米国特許
第4023661号に明示された銅主体合金属からなる
ボールド状触媒体であり、燃料吸入系路又は排気系路に
スポット (座ぐり)を介して装着される。尚図示した
実施例においては燃料吸入系の燃料噴射ノズル21より
下流側に配設されている。また該触媒体20はパイプの
周囲を3開厚柔銅板で巻きつけ、担体とし、中心に、2
本挿入装着するものである。そしてこの触媒体20はこ
れと接触通過時に混合気を超微分子化するも0である。
また、この触媒体20は、該触媒体を通過する温度に対
応する自由エネルギーによって触媒活性作用を促進し、
有害ガスを変性、転換して浄化させることができる。高
純度の銅を触媒とする場合は、」二記燃料吸入系路、排
出ガス系路に酸素が存在すると酸素11・mo18当り
の自由エネルギーの温度特性によって40u+02=2
Cu20が生成されるので高純度9997%以上を用い
る々極めて理想的な活性反応を発揮する。この触媒体は
白金等の貴金属触媒に比し、被毒作用が極めて少なく、
HCの転換H2で触媒面を水素還元するので浄化効率は
低下することがなく、化学反応熱に対しても十分な耐熱
性をもつ特徴を有し、又僑料の節約率は18〜61%で
あることが負荷実稼動を長期間行った実験において実証
された。またセンブロエンジンに該触媒体を装着した場
合において、混合気が接触瞬時温度75℃においても十
分な反応を起こしている事実が長期に亘る実験の結果実
証されており、殊に降雪日早朝の冷寒時における明動時
においても瞬時にラジェーターの水温が初進僅か20m
時点において88℃に上臂した事実は一般の粒子状触媒
反応方式と比較し、大きな性能上の差異があり、又継続
交替運転885―以上走行後の水濡は依然として92℃
以上には上昇せず、オーバーヒートを起こすことはなか
1だ。
また、その他図中22はエンジンノリンダー、23はエ
キシストパイプ、24は排気タービン、25は空気圧縮
機を示す。
然シテ、バーナー2中に水タンク4から濾過した水を入
れると共にエアークリーナー10から同しく濾過した空
気を取り入れ、エキシストノぐイブ22の熱を利用して
加熱して気化水蒸気とL1該水蒸気?゛燃焼過程に送り
出すものである。尚残余の水蒸気は黒煤煙の吸収濾過部
分で利用される。
また一方これと同時に触媒体20による触媒活性作用を
も行なわしめるものである。これにより混合気を完全燃
焼させることができると共に黒媒煙の放出を制御するこ
とができる。
尚、徴霧状水蒸気の生成に用いる水は水素1:酸素8、
体積比水素2:酸素1で組成され、100℃にて蒸気圧
760m、mHgの水を使用する。また水の供給経路を
簡単にし、給水の圧力は燃料の噴射時期と圧力に差が生
じる理論を応用して燃焼過程に吸い込ませる方式で、そ
の水蒸気の湿度は16〜17ミリバ一ル時温度士とする
。又、アイドリングの圧力変化を感知して水の供給量を
制御するには吸入調整バルブ17の操作を介して行なう
こねによりアイドリング時は少量の水、加速時は吸入す
る水量を増すことができる。
また、空気中の水分含有量は湿度通常相対湿度20°C
において飽和空気は17.34f/□3の水分を含むが
、エアークリーナーを通しエンジンに吸入させる場合に
空気中の天然水蒸気の量ではディーゼル機関の燃焼用に
は不充分であり、本発明ではこれを補足するに必要量の
水蒸気を生成することができる。
また、本発明装置を装備するとメタ/−ルを混用可能で
、その場合C混用率は15/1ooの割合とする。
また、燃焼過程において適量の水蒸気は気体反応法則に
よって触媒活性反応を起こす役割を果すもので、気体反
応を起こすWATKRVAFORが触媒物理反応の働き
をする一例に空気中でのCoの燃焼等にある如(HOI
とNH3のガスの化合においても明らかで、適量の水蒸
気は必ず触媒反応の役割を果すものである。
本発明は上記の如き構成、作用であるから、蒸気発生部
並びに触媒体の作用によって、混合気は完全燃焼され且
つ排出ガスは浄化され、黒煤煙の生成も抑えることがで
きる。
また燻焼時には分子運動が活発で、効率を良好となす。
また本発明は従来のディーゼル機関を何等改造すること
なく、これに装着するのみで優れた性能を発揮すること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は蒸気発生部の説明図、第2図は蒸気発生部にお
けるボイラーの一部切欠図、第5図は蒸気発生部におけ
る水タンクの一部切欠図、第4図は本発明装置をディー
ゼルエンジンに装着した状伸の説明図である。 1 蒸気発生部   2・・ボイラー 4・・水タンク   10・エアークリーナー19・水
蒸気送り込み用ポース 20  触媒体 特訂出−願大 小 島 敏 彦 第4図 第  3  図 8 第  2  図 83−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水及び空気を取り入れて、エキシストパイプの熱を利用
    してボイラ内で水蒸気を生成し、該水蒸気をディーゼル
    エンジンの燃焼過穆に送り込む蒸気発生部と、燃料吸入
    系路又は排気系路に配殺し、触媒活性作用を行う触媒体
    上から成るディーゼル機関の排気浄化及び黒媒煙放出制
    御装置。
JP57128581A 1982-07-23 1982-07-23 デイ−ゼル機関の排気浄化及び黒媒煙放出制御装置 Pending JPS5920516A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57128581A JPS5920516A (ja) 1982-07-23 1982-07-23 デイ−ゼル機関の排気浄化及び黒媒煙放出制御装置

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JP57128581A JPS5920516A (ja) 1982-07-23 1982-07-23 デイ−ゼル機関の排気浄化及び黒媒煙放出制御装置

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JPS5920516A true JPS5920516A (ja) 1984-02-02

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ID=14988286

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JP57128581A Pending JPS5920516A (ja) 1982-07-23 1982-07-23 デイ−ゼル機関の排気浄化及び黒媒煙放出制御装置

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JP (1) JPS5920516A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06185348A (ja) * 1992-12-08 1994-07-05 Taketoshi Tokumura 排気ガス浄化装置
JPH0722013U (ja) * 1993-09-14 1995-04-21 文雄 尾崎 排気装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06185348A (ja) * 1992-12-08 1994-07-05 Taketoshi Tokumura 排気ガス浄化装置
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