JPH0346663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、内燃機関の運転法に関する。 メタノールの燃料としての使用は、我々がこれ
をそれ自体、一般にジーゼルエンジンとして公知
である常用の圧縮点火形内燃機関に使用されるこ
とが可能であることに気づいていないという不利
を甘受している。他方で、メタノールを燃料とし
て使用するのが望ましい、それというのもこれが
多数の西側諸国、詳しくは南アフリカ連邦に大き
い資源のある石炭から得られることができるから
である。 最近、エタノールの燃料としての使用が、石油
からの燃料が高価な故に極めて重要になつた。 本発明によれば、圧縮点火形内燃機関用の燃料
は、 (A) 平均分子量160以下を有する最低１種のアル
コール、および (B) (i) １つの硝酸根および最低２つのエーテル
結合を含有する化合物、および (ii) ２つの硝酸根および最低１つのエーテル結
合を含有する化合物 から選択された、他の最低１種の有機化合物また
は、一緒になつて自然発火温度450℃以下を有す
る複数の化合物の混合物10容量％以下（前記アル
コールをベースとして計算）より成る。 本発明による、圧縮点火形内燃機関の運転法
は、(A)平均分子量160以下を有する最低１種のア
ルコール、および(B)(i)１つの硝酸根および最低２
つのエーテル結合を含有する化合物、および(ii)２
つの硝酸根および最低１つのエーテル結合を含有
する化合物から選択された、他の最低１種の有機
化合物または、一緒になつて自然発火温度450℃
以下を有する複数の化合物の混合物10容量％以下
（前記アルコールをベースとして計算）の２つの
成分を、機関中へ噴射および／または導入するこ
とより成る。 燃料のこれら成分は、混合物として注入およ
び／または吸入されることができるか、もしくは
別々に、別々の容器から注入および／または吸入
されることができる。一般に機関は圧縮点火火形
の内燃機関であることができる。 前記アルコールと混合した場合、前述の他の有
機化合物が、圧縮点火用燃料としての前記アルコ
ールの圧縮点火特性を性能向上させると判明し
た。従つてこれらアルコールは、これらに有機化
合物が添加されず、このような燃料として使用す
るのに余り適当でないかまたは不適当である場
合、他種有機化合物を添加することにより自然吸
入形の商業的な圧縮添加形内燃機関に適当な燃料
を形成すべく性能向上されることができる。従つ
て、この方法で性能向上せるアルコールは、自然
吸入形の商業的な圧縮点火形内燃機関中で、加熱
空気吸入のような付加的なエネルギ入力および／
または補助装置、ターボ給気、スパーク点火、異
常に大きい圧縮比または他の付加的なエネルギ源
および／または補助装置なしに燃料として作動す
るが、但し場合によりこのようなエネルギ源およ
び／または補助装置が使用されることができる。 他の有機化合物は、本発明によれば、燃料に量
を増大させて添加せる場合は自然吸入形の圧縮点
火形内燃機関中に使用することを可能にするだけ
であるが、出力を増大させかつ前記内燃機関の回
転をさらに円滑にするように作用する。 詳しくは、もし有機化合物(B)が硝酸塩基および
エーテル結合のこれら２つを含有するならば、こ
れら特定の化合物がアルコール燃料用の点火改良
剤として殊に適当であると判明した。 一般に、成分(A)を形成するアルコールまたはア
ルコールの混合物は、平均分子量90以下を有す
る。殊に有利なアルコールはメタノールおよびエ
タノールである。 成分(B)は、自然発火温度450℃以下を有する有
機化合物または有機化合物の混合物である。“自
然発火温度”なる用語は、物質が自体空気中で発
火する最低温度を表わす。成分(B)を形成しかつア
ルコールと混合されうる有機化合物は、酸素を含
有する有機化合物、および前述の窒素を含有する
化合物、窒素および酸素を２つとも含有する若干
のものである。 成分(B)として使用されうる酸素含有化合物(1)の
例は、他のアルコール、エーテル、ペルオキシ
ド、ヒドロペルオキシド、式：（CO）−R′（式中Ｒ
およびR′は適当な有機残基であるが、その１万
が水素原子であることができる）のアシル化合
物、環中酸素原子数１またはそれ以上を有する環
式エーテル、およびエステルである。エーテル結
合とは、酸素原子が２つの炭素原子を結ぶ結合で
ある。 本発明により成分(B)として使用されうる酸素化
合物(1)のエーテル結合は、任意の以下の式で存在
することができる：式中R₁およびR₂はそれぞれ
炭素原子数１〜20を有するアルキル基であり、そ
れぞれR₃，R₄，R₅およびR₇は、それぞれ炭素原
子数１〜20を有するアルキル基、または他のエー
テル結合を含有する有機基、および場合によりま
た他の官能基、例えば、ヒドロキシル、カルボニ
ル（他のカルボニル含有基、例えばカルボン酸、
エステル、アルデヒドまたはカーボネートを含有
させるための）、アゾ、およびニトロ、詳しくは
ｏ−ニトロであることができ、かつR₆はＨまた
は、R₃により表わされた任意の基である。 エーテルは以下のものでであることができる： (a) 式：R₁−Ｏ−R₂の単エーテル、例えばジ−
イソ−アミルエーテル、その場合R₁およびR₂
は−CH₂CH₂CH（CH₃）₂である。 (b) 式：R₃−Ｏ−R₁のアルコキシエーテル、例
えば１，２−ジブトキシエタン、その場合R₁
は−nC₄H₉であり、かつR₃は−（CH₂）₂−Ｏ−
nC₄H₉である。 (c) 式：R₃−Ｏ−R₄の、他の官能基を含有する
基の間にエーテル結合を含有するエーテル。 例えば： ジエチレングリコールジメチルエーテル、
その場合R₃およびR₄は−（CH₂）₂−Ｏ−CH₃
である。 ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル、nC₄H₉OCH₂CH₂OCH₂CH₂OH； １，３−ジブトキシ−２−プロパノール、 エチル−２−ブトキシエチルカーボネー
ト、 (d) 式： の、アセタールおよび／またはケタール基を含
有するエーテル。 例えば： (i) アセトアルデヒドジヘキシルアセタール、
その場合R₃およびR₄は−nC₆H₁₃であり、R₅
は−CH₃であり、かつR₆は−Ｈである。 (ii) グリオキサルテトラブチルアセタール、 （nCC₄H₉O）₂CH−CH（Ｏ−nC₄H₉）₂ (iii) グリオキサルテトラ−（２−ブトキシエチ
ル）アセタール （nC₄H₉OCH₂CH₂O）₂CH−CH（OCH₂CH₂O
−nC₄H₉）₂。 (e) 式：

【式】の、オルトエステル基を 含有するエーテル。 例えば： (i) トリエチルオルトホルメート、その場合
R₃，R₄およびR₅は−C₂H₅であり、かつR₆は
−Ｈである。 (ii) トリブチルオルトアセテート、R₃，R₄お
よびR₅は−nC₄H₉であり、かつR₆は−CH₃
である。 (f) 式：

【式】の、オルトカーボネー トを含有するエーテル。 例えば： テトラブチルオルトカーボネート、その場合
R₃，R₄，R₅およびR₇は−nC₄H₉である。 (g) 式：

【式】の環式エーテル、 式中R₈は、炭素原子数２またはそれ以上を
有する炭化水素基であることができるか、また
は前述の基R₃〜R₇につき記載せるような他の
エーテル結合および／または他の官能基を含有
する有機基であることができる。 例えば： (i) テトラヒドロフラン、その場合R₈は −（CH₂）₄ ^-である。 (ii) パラアルデヒド、その場合R₈は

【式】である。 (iii) フラフラール、その場合R₈は

【式】である。 成分(B)が硝酸塩基およびエーテル結合を含有す
る場合、（すなわち前述の“化合物２”）、エーテ
ル結合は例えば以下の１つまたはそれ以上の形で
表わされることができる： ａ 単エーテル結合 例えば、２−エトキシエチルナイトレートおよ
び2′−ブトキシ−２−エトキシエチルナイトレー
ト、 ｂ アセタールまたはケタール基 例えば２，２−ジエトキシエチルナイトレー
ト、 ｃ オルトエステル基、 ｄ オルトカーボネート基、 ｅ 環式エーテル 例えば１，３−ジオキサン−５−ナイトレー
ト。 成分(B)として使用されうる窒素化合物(3)は、ア
ゾ化合物およびテトラジン（それぞれの末端窒素
原子位置で置換された２つ以下の有機残基を含有
するものを含む）、並びに、窒素および酸素原子
を２つとも含有する以下の化合物、すなわちニト
ロソ化合物（式：R₉−NO）、ニトロ化合物
（式：R₉−NO₂）、硝酸塩化合物（式：R₉−
ONO₂）、およびハイポナイトライト（式：R₉−
CN＝NO−R₁₀）である。これらの式中、R₉およ
びR₁₀は有機基である。 成分(A)および(B)の割合は、広範囲に、例えば燃
料混合物100部当りアルコール約99.9999部から
0.1部に変動させることができ、残分は他の有機
化合物であり、一般にさらに有利にアルコール成
分50〜99％を存在させる。場合により、水15重量
％以下が添加されてよい。 メタノールおよび／またはエタノールと混合さ
れることができる化合物の特定の例は、アセトア
ルデヒド、パラアルデヒド、テトラヒドロフラ
ン、ニトロメタン、プロピオンアルデヒド、２−
エトキシエチルナイトレート、２−ブトキシエチ
ルナイトレート、2′−ブトキシ−２−エトキシ−
エチルナイトレート、ジエチレングリコールジナ
イトレート、トリエチレングリコールジナイトレ
ートおよび、平均分子量400のポリエチレングリ
コールのジナイトレートである。 燃料を製造する場合、燃料はこれら成分を一緒
に混合することにより製造されることができる。
場合により、ひまし油のような潤滑剤も添加され
ることができる。燃料に添加されることができる
他の有機、有機金属または無機物質は、例えば、
潤滑剤、安定剤、腐食防止剤、点火改良剤、他の
燃料、燃料増量剤および燃料添加剤である。 燃料は、燃料噴射装置を経て機関中へ注入およ
び／または、給気マニホールドを経て機関中へ導
入されることができる。 機関を燃料で回転させる場合、これら成分は、
混合物として注入および／または導入されること
ができるか、または別々の容器から別々に注入お
よび／または導入されることができる。場合によ
り注入は、はじめに少量を使用し、引続き多量を
フオローさせることにより実施されることができ
る。場合によりジーゼル燃料は、本発明による燃
料との混合物として、または別々にそれから注入
されることができる。 以下に、本発明を実施例につき詳説するが、本
発明はこれら実施例により制限されない。 例 １ 種々の燃料を、以下に列記せる成分を一緒に混
合することにより製造した。その後に混合物を、
試験用の圧縮点火形内燃機関中へ導入した。全て
の場合、点火が機関の圧縮で行なわれることが判
明した。試験せる燃料は以下の組成であつた、パ
ーセンテージは容量パーセントである： アセトアルデヒド25％およびメタノール75％、 アセトアルデヒド10％およびメタノール90％、 アセトアルデヒド25％、メタノール74％および
ひまし油１％、 アセトアルデヒド20％、メタノール70％および
水10％、 アセトアルデヒド20％およびエタノール80％、 パラアルデヒド25％およびメタノール75％、 テトラヒドロフラン25％およびメタノール75
％、 ニトロメタン20％およびメタノール80％、 アセトアルデヒド10％、メタノール70％および
ジアセチル20％、 ２−ブトキシエタノール50％およびメタノール
50％、 ジエチレングリコールモノブチルエーテル50％
およびメタノール50％、 ジオキサン50％およびメタノール50％、アセチ
ルアセトン50％およびメタノール50％。 例 ２ 種々の燃料を、以下に列記せる成分を一緒に混
合することにより製造した。その後に混合物を、
試験用の圧縮点火形内燃機関中へ導入した。全て
の場合、点火が機関の圧縮で行なわれ、機関が連
続的に回転することが判明した。試験せる燃料は
以下の組成であつた。パーセンテージは容量％で
ある： (i) ジエチルエーテル 50％ メタノール 50％ (ii) ジ−イソ−アミルエーテル 40％ メタノール 60％ (iii) ブチルカルビトール（ジエチレングリコール
モノブチルエーテル） 30％ メタノール 70％ (iv) グリオキサルテトラブチルアセタール20％ メタノール 80％ (v) グリオキサルテトラ（2′−ブトキシエチル）
アセタール 20％ メタノール 80％ (vi) ブチルカルビトール 20％ トリエチルオルトアセテート 10％ メタノール 70％ (vii) ブチルカルビトール 20％ トリブチルオルトホルメート 10％ メタノール 70％ (viii) ブチルカルビトール 10％ トリメチルオルトアセテート 10％ メタノール 70％ (ix) ブチルカルビトール 10％ パラアルデヒド 10％ メタノール 80％ (x) グリオキサルテトラヘキシルアセタール 10％ パラアルデヒド 10％ メタノール 80％ （） ジエチレングリコールメチルエーテル
20％ メタノール 80％ （） ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル 10％ パラアルデヒド 10％ メタノール 80％ （） １，３−ジブトキシ−２−プロパノー
ル 20％ メタノール 80％ （） ２−エトキシエチルナイトレート10％ メタノール 90％ （） ２−エトキシエチルナイトレート４％ メタノール 96％ 例 ３ 種々の燃料を、以下に列記せる成分を一緒に混
合することにより製造した。その後に混合物を、
試験用の圧縮点火形内燃機関中へ導入した。全て
の場合、点火が機関の圧縮で行なわれ、かつ機関
が負荷下に連続的に回転することが判明した。試
験せる燃料は以下の組成であつた。パーセンテー
ジは容量パーセントである。 (i) ２−エトキシメチルナイトレート 10％ メタノール 90％ (ii) ２−ブトキシエチルナイトレート 10％ メタノール 90％ (iii) 2′−ブトキシ−２−エトキシエチルナイトレ
ート 10％ メタノール 90％ (iv) ジエチレングリコールジナイトレート10％ メタノール 90％ (v) トリエチレングリコールジナイトレート 10％ メタノール 90％ (vi) ポリエチレングリコール400ジナイトレート
10％ メタノール 90％ (vii) トリエチレングリコールジナイトレート ４％ メタノール 96％ (viii) トリエチレングリコールジナイトレート ４％ イソプロパノール 96％ (ix) トリエチレングリコールジナイトレート １％ ｎ−ブタノール 99％ (x) トリエチレングリコールジナイトレート ３％ イソ−アミルアルコール 97％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト 0.2％ ｎ−オクタノール 99.8％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト ４％ エタノール 67.2％ プロパノール 25.9％ ブタノール 2.4％ 高級アルコール 0.5％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト 1.6％ メタノール 0.8％ エタノール 1.6％ ブタノール 32％ ペンタノール 16％ オクタノール 32％ ドデカノール 16％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト ５％ メタノール 75％ エタノール 14％ プロパノール 5.4％ ブタノール 0.6％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト ９％ メタノール １％ アセトン 90％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト 10％ メタノール 10％ メチルホルメート 80％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト ５％ メタノール 80％ フルフラール 15％ （） トリエチレングリコールジナイトレー
ト ５％ メタノール 80％ ジメチルカーボネート 15％ 例 ４ トリエチレングリコールジナイトレート５％、
ひまし油２％およびメタノール93％より成る燃料
を、発電機に接続せる7.45Kw2気筒の自然吸入形
のジーゼル機関中へ噴射させた。この燃料は、機
関を常温（環境温度10℃）から起動させかつ機関
を十分に定格出力で回転させることが判明した。 例 ５ トリエチレングリコールジナイトレート10％、
ひまし油２％およびメタノール88％より成る燃料
を、トラツクに搭載の3.5リツトル４気筒形ジー
ゼル機関中へ噴射するとともに、他の量のメタノ
ールを給気マニホールドを経て機関中へ導入し
た。この燃料を使用し、トラツクを十分に駆動す
ることができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮点火形内燃機関を運転するに当り、(A)平
   均分子量160以下を有する最低１種のアルコール、
   および(B)(i)１つの硝酸根および最低２つのエーテ
   ル結合を含有する化合物、および(ii)２つの硝酸根
   および最低１つのエーテル結合を含有する化合物
   から選択された、他の最低１種の有機化合物また
   は、一緒になつて自然発火温度450℃以下を有す
   る複数の化合物の混合物10容量％以下（前記アル
   コールをベースとして計算）の２つの成分を、機
   関中へ噴射および／または導入することより成る
   内燃機関の運転法。 ２ 成分(B)が2′−ブトキシ−２−エトキシエチル
   ナイトレートである、特許請求の範囲第１項記載
   の運転法。 ３ 成分(B)が、ジエチレングリコールジナイトレ
   ート、トリエチレングリコールジナイトレート、
   および平均分子量400のポリエチレングリコール
   のジナイトレートから選択される、特許請求の範
   囲第１項または第２項のいずれかに記載の運転
   法。