JPH0514093B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0514093B2 JPH0514093B2 JP59139770A JP13977084A JPH0514093B2 JP H0514093 B2 JPH0514093 B2 JP H0514093B2 JP 59139770 A JP59139770 A JP 59139770A JP 13977084 A JP13977084 A JP 13977084A JP H0514093 B2 JPH0514093 B2 JP H0514093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- exhaust
- gas
- combustion
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
-
- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はデイーゼルエンジンの吸気及び排気方
法に関する。
法に関する。
現在、デイーゼルエンジンの燃料に関しても省
エネ，省資源化の傾向により高硫黄含有燃料使用
が進んで来ていると共に、従来よりも効率改善の
された機関が要求されるようになつた。このた
め、エンジン本体においては、燃焼時に生成され
た硫黄酸化物SOXに起因するシリンダライナの異
状摩耗やピストンリングの切損事故等が発生し易
くなると共に、燃焼効率を上げるために燃焼排ガ
ス中の窒素酸化物NOX濃度が高くなり、大気汚
染を起す要因となる。
エネ，省資源化の傾向により高硫黄含有燃料使用
が進んで来ていると共に、従来よりも効率改善の
された機関が要求されるようになつた。このた
め、エンジン本体においては、燃焼時に生成され
た硫黄酸化物SOXに起因するシリンダライナの異
状摩耗やピストンリングの切損事故等が発生し易
くなると共に、燃焼効率を上げるために燃焼排ガ
ス中の窒素酸化物NOX濃度が高くなり、大気汚
染を起す要因となる。
本発明は、粗悪燃料を使用しても従来より改善
された使用条件を作り上記問題点を軽減または抑
制できる吸気及び排気方法を提供することであ
り、その特徴とするところは、硫黄を含有する燃
料を使用するデイーゼルエンジンにおいて、吸気
管及び排気管に吸気及び排気のタイミングに合せ
て一定量のNH3ガスまたはNH3を混合した混合
ガスを供給してシリンダ内における酸性成分の中
和ならびに排ガスの脱硝反応を行うことである。
された使用条件を作り上記問題点を軽減または抑
制できる吸気及び排気方法を提供することであ
り、その特徴とするところは、硫黄を含有する燃
料を使用するデイーゼルエンジンにおいて、吸気
管及び排気管に吸気及び排気のタイミングに合せ
て一定量のNH3ガスまたはNH3を混合した混合
ガスを供給してシリンダ内における酸性成分の中
和ならびに排ガスの脱硝反応を行うことである。
この場合は、同一ガス性物質（アンモニアガ
ス）を使用して次のような作用により目的を達成
する。
ス）を使用して次のような作用により目的を達成
する。
(1) 燃焼排ガス中のSOXはガス状として拡散する
ので、アルカリ反応剤（アンモニアガス）を吸
気側に入れ、同様にガス状として反応させる。
今まではシリンダ油にアルカリ剤（固形物質）
を入れて反応させていた。
ので、アルカリ反応剤（アンモニアガス）を吸
気側に入れ、同様にガス状として反応させる。
今まではシリンダ油にアルカリ剤（固形物質）
を入れて反応させていた。
(2) 吸気側と排気側へ交互に供給することによ
り、吸気側を中和に、排気側を脱硝に利用す
る。
り、吸気側を中和に、排気側を脱硝に利用す
る。
以下図面を参照して本発明による実施例につき
説明する。
説明する。
第１図は本発明による１実施例のデイーゼルエ
ンジン燃焼部を示す説明図、第２図はNH3供給
システムを示す説明図である。
ンジン燃焼部を示す説明図、第２図はNH3供給
システムを示す説明図である。
本発明の内容は簡単な噴射ノズルを吸気管と排
気管に取付け次の要領で作動するようにする。
気管に取付け次の要領で作動するようにする。
第１図において、１は燃料噴射ノズル、２は吸
気管、３は排気管、４はシリンダ、５はピスト
ン、６は中和用アンモニア噴射ノズル、７は脱硝
用アンモニア噴射ノズル、Ａは燃焼用空気、Ｂは
燃焼排ガス、Ｃはアンモニア（希釈）ガスであ
る。
気管、３は排気管、４はシリンダ、５はピスト
ン、６は中和用アンモニア噴射ノズル、７は脱硝
用アンモニア噴射ノズル、Ａは燃焼用空気、Ｂは
燃焼排ガス、Ｃはアンモニア（希釈）ガスであ
る。
４サイクルエンジンの場合、吸入、圧縮、燃
焼、排気がそれぞれ一行程として行われるが、吸
入の際適量（使用燃料中のＳ分によつて決まる）
のアンモニアガス（NH3）Ｃを吸気管２を通つ
て燃焼室へ行く燃焼用空気Ａ中へアンモニア噴射
ノズル６より混合し、シリンダ壁面等に付着した
SOXガスによる酸性成分を中和する。
焼、排気がそれぞれ一行程として行われるが、吸
入の際適量（使用燃料中のＳ分によつて決まる）
のアンモニアガス（NH3）Ｃを吸気管２を通つ
て燃焼室へ行く燃焼用空気Ａ中へアンモニア噴射
ノズル６より混合し、シリンダ壁面等に付着した
SOXガスによる酸性成分を中和する。
残つたアンモニアは燃焼の際酸化されて窒素に
大部分が変化すると共に、一部は窒素酸化物
NOXに変化する。また、燃焼時には空気中の窒
素からもNOXが生成され排気管３を通つて外部
に排ガスＢとして排出されるが、その際、排気操
作の作動と同時に適量（排ガス中NOX濃度によ
つて決まる）のアンモニアガスＣを脱硝用アンモ
ニア噴射ノズル７より排ガス中に噴射して選択的
な脱硝反応を起させて、排ガス中のNOXをN2に
する。同一のアンモニアガスを吸気行程と排気行
程のタイミングに合せて吸気側と排気側のノズル
より交互に供給することにより、シリンダ内にお
ける硫酸腐食の軽減と排ガス中のNOX発生量の
抑制を行う。
大部分が変化すると共に、一部は窒素酸化物
NOXに変化する。また、燃焼時には空気中の窒
素からもNOXが生成され排気管３を通つて外部
に排ガスＢとして排出されるが、その際、排気操
作の作動と同時に適量（排ガス中NOX濃度によ
つて決まる）のアンモニアガスＣを脱硝用アンモ
ニア噴射ノズル７より排ガス中に噴射して選択的
な脱硝反応を起させて、排ガス中のNOXをN2に
する。同一のアンモニアガスを吸気行程と排気行
程のタイミングに合せて吸気側と排気側のノズル
より交互に供給することにより、シリンダ内にお
ける硫酸腐食の軽減と排ガス中のNOX発生量の
抑制を行う。
作用、効果について述べる。
(1) 中和反応について言えば、現在実施されてい
る方法は、シリンダ油の中にアルカリ土類金属
（主にCa）の化合物を溶解またはサスペンシヨ
ンさせた状態で安定保持させ、注油のタイミン
グに合せて供給され、ピストンリング等により
かき上げられて排ガス側からシリンダ表面に付
着した硫黄酸化物と反応して中和を行う機構に
なつているが、反応が気液反応、それもSOXの
溶解し難い油中で起ることより反応効率が低
く、また油のまわる範囲が限定されることによ
り、必ずしもSOX濃度の分布と一致せず反応確
率も悪い。さらに生成されたものは硫酸カルシ
ウムCaSO4であり固形物であるので腐食性はな
いが、スケール付着によるトラブルを生じやす
い。
る方法は、シリンダ油の中にアルカリ土類金属
（主にCa）の化合物を溶解またはサスペンシヨ
ンさせた状態で安定保持させ、注油のタイミン
グに合せて供給され、ピストンリング等により
かき上げられて排ガス側からシリンダ表面に付
着した硫黄酸化物と反応して中和を行う機構に
なつているが、反応が気液反応、それもSOXの
溶解し難い油中で起ることより反応効率が低
く、また油のまわる範囲が限定されることによ
り、必ずしもSOX濃度の分布と一致せず反応確
率も悪い。さらに生成されたものは硫酸カルシ
ウムCaSO4であり固形物であるので腐食性はな
いが、スケール付着によるトラブルを生じやす
い。
反応の１例を次に示す。
Ca−ＲまたはCaCO3＋SO2＋O2＋H2O→
CaSO4＋Ｈ−ＲまたはCO2＋H2O
ここで−Ｒは有機物である。
しかし、本発明は気体反応なので、SOXの分
布とNH3の分布が一致すると共に生成された
硫酸アンモニウム（NH3）2SO4等が温度の高い
領域では分解し、低い領域ではCaSO4ほどかた
く付着しないので、反応性及びスケールトラブ
ル等が改善される。次に主な反応を示す。
布とNH3の分布が一致すると共に生成された
硫酸アンモニウム（NH3）2SO4等が温度の高い
領域では分解し、低い領域ではCaSO4ほどかた
く付着しないので、反応性及びスケールトラブ
ル等が改善される。次に主な反応を示す。
2NH3＋SO2＋1/2O2＋H2O→（NH3）2SO4
吸気側に供給するNH3ガス濃度は燃料とし
て今２％のＳ分を含有するとすれば、CO25％
で排ガス中SOX濃度は約450ppmとなり、必要
なNH3量は約800ppmとなる。今かりに約10％
のNH3ガス濃度のガス（残り90％は窒素また
は空気）を吸気側で過剰ぎみになる様に約
1000ppm供給しようとする場合は、吸気ガス量
の約1/100の量を吸気時に供給することになる。
て今２％のＳ分を含有するとすれば、CO25％
で排ガス中SOX濃度は約450ppmとなり、必要
なNH3量は約800ppmとなる。今かりに約10％
のNH3ガス濃度のガス（残り90％は窒素また
は空気）を吸気側で過剰ぎみになる様に約
1000ppm供給しようとする場合は、吸気ガス量
の約1/100の量を吸気時に供給することになる。
(2) 脱硝反応について言えば、いま仮に1000ppm
のNOXを発生するエンジンがあり、これに吸
気で添加したNH3が全部NOXに変化したとす
れば（このようなことはあり得ない）、排ガス
中のNOXは2000ppmになる。しかし、この
NOX量に見合う量だけのNH3約2000ppmを排
気時に添加すれば、効率80％としても排ガス中
のNOXは400ppm程度まで抑制することができ
る。
のNOXを発生するエンジンがあり、これに吸
気で添加したNH3が全部NOXに変化したとす
れば（このようなことはあり得ない）、排ガス
中のNOXは2000ppmになる。しかし、この
NOX量に見合う量だけのNH3約2000ppmを排
気時に添加すれば、効率80％としても排ガス中
のNOXは400ppm程度まで抑制することができ
る。
6NO＋4NH3→5N2＋6H2O，6NO2＋8NH3
→ 7N2＋12H2O (3) 本システムはエンジンの特性燃焼による
NOXの生成量等を調査して供給NH3ガス濃度
を決め、その量をコントロールすることによつ
て容易に中和と脱硝を行うものであり、自動的
にセツトすれば非常に有効なシステムとなり得
る。
→ 7N2＋12H2O (3) 本システムはエンジンの特性燃焼による
NOXの生成量等を調査して供給NH3ガス濃度
を決め、その量をコントロールすることによつ
て容易に中和と脱硝を行うものであり、自動的
にセツトすれば非常に有効なシステムとなり得
る。
本発明により、ピストン、シリンダー面の防
食、排ガス脱硝の他に、エンジン内に生成付着す
るスラツジ（通常はＣ＋CaSO4）の性状をＣ＋
Ca（NH4）2（SO4）2に変化させ、除去しやすくする
と共に、未燃カーボンの燃焼を促進することがで
きる。また補助的には、潤滑油中に混入するCa
等（中和剤）の量を減少させる経済的メリツトも
ある。
食、排ガス脱硝の他に、エンジン内に生成付着す
るスラツジ（通常はＣ＋CaSO4）の性状をＣ＋
Ca（NH4）2（SO4）2に変化させ、除去しやすくする
と共に、未燃カーボンの燃焼を促進することがで
きる。また補助的には、潤滑油中に混入するCa
等（中和剤）の量を減少させる経済的メリツトも
ある。
第１図は本発明による１実施例のデイーゼルエ
ンジン燃焼部を示す説明図、第２図はNH3供給
システムを示す説明図である。 ２…吸気管、３…排気管、６…中和用アンモニ
ア噴射ノズル、７…脱硝用アンモニア噴射ノズ
ル。
ンジン燃焼部を示す説明図、第２図はNH3供給
システムを示す説明図である。 ２…吸気管、３…排気管、６…中和用アンモニ
ア噴射ノズル、７…脱硝用アンモニア噴射ノズ
ル。
Claims (1)
- １ 硫黄を含有する燃料を使用するデイーゼルエ
ンジンにおいて、吸気管及び排気管に、吸気及び
排気のタイミングに合せて一定量のNH3ガスま
たはNH3を混合した混合ガスを交互に供給して、
シリンダ内における酸性成分の中和ならびに排ガ
スの脱硝反応を行うことを特徴とする吸気及び排
気方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139770A JPS6119940A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | 吸気及び排気方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139770A JPS6119940A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | 吸気及び排気方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119940A JPS6119940A (ja) | 1986-01-28 |
| JPH0514093B2 true JPH0514093B2 (ja) | 1993-02-24 |
Family
ID=15252994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139770A Granted JPS6119940A (ja) | 1984-07-07 | 1984-07-07 | 吸気及び排気方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119940A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318716A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関の排気脱硝方法 |
| JP2592119B2 (ja) * | 1988-12-07 | 1997-03-19 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の排気脱硝装置 |
| JPH03213614A (ja) * | 1990-01-18 | 1991-09-19 | Fuel Tec Japan Kk | ディーゼルエンジンの排気処理装置 |
| JP2006029147A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法 |
| US8206470B1 (en) * | 2005-08-03 | 2012-06-26 | Jacobson William O | Combustion emission-reducing method |
| JP5293811B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2013-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5026401U (ja) * | 1973-07-02 | 1975-03-26 | ||
| JPS5241726A (en) * | 1975-09-18 | 1977-03-31 | Toshiyuki Sugino | Combustion efficiency improving method of gasoline, light oil, heavy o il burning engine |
| US4190795A (en) * | 1977-09-09 | 1980-02-26 | Coberly & Associates | Constant intensity light source |
| JPS54108478A (en) * | 1978-02-14 | 1979-08-25 | Ushio Electric Inc | Printing or transcribing method of semiconductor and discharge lamp suitable for printing or transcription |
| JPS5910621Y2 (ja) * | 1978-08-10 | 1984-04-03 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融スラグ試料の採取装置 |
| JPS5858730A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-07 | Hitachi Ltd | 投影露光装置 |
| JPS5871593A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | 日本電池株式会社 | 放電灯空冷装置 |
-
1984
- 1984-07-07 JP JP59139770A patent/JPS6119940A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119940A (ja) | 1986-01-28 |
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