JPS6045765A - デイ−ゼルエンジン燃料の燃焼性向上方法 - Google Patents
デイ−ゼルエンジン燃料の燃焼性向上方法Info
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- JPS6045765A JPS6045765A JP58153147A JP15314783A JPS6045765A JP S6045765 A JPS6045765 A JP S6045765A JP 58153147 A JP58153147 A JP 58153147A JP 15314783 A JP15314783 A JP 15314783A JP S6045765 A JPS6045765 A JP S6045765A
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- 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
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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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。
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、軽油又は重油燃料をディーゼルエンジンで燃
焼させる際の燃焼性を向上させる方法である。より詳し
くは、セタン価の低い低質燃料をセタン価の高い燃料と
同等又はそれ以上の性能で燃焼させる方法である。
焼させる際の燃焼性を向上させる方法である。より詳し
くは、セタン価の低い低質燃料をセタン価の高い燃料と
同等又はそれ以上の性能で燃焼させる方法である。
ディーゼルエンジンは、トラック、バス、船舶等の動力
源として広く使用され、最近では乗用車分野にも多用さ
れている。これに伴い、軽油の増産が必要とされている
が、蒸留沸点の終点を高める方法2分解系軽油留分の混
合等の方法の採用等の検討がなされているが、セタン価
の低下はまぬがれず1着火性能の低下及びエンジン効率
の低下の問題が生ずる。船舶等中型乃至大型ディーゼル
エンジン用としての重油も。
源として広く使用され、最近では乗用車分野にも多用さ
れている。これに伴い、軽油の増産が必要とされている
が、蒸留沸点の終点を高める方法2分解系軽油留分の混
合等の方法の採用等の検討がなされているが、セタン価
の低下はまぬがれず1着火性能の低下及びエンジン効率
の低下の問題が生ずる。船舶等中型乃至大型ディーゼル
エンジン用としての重油も。
燃料高騰のため次第に重質で、しかも分解残油系重油の
使用傾向にあり、軽油と同様着火性能の低下カ避けられ
ない。よってこれら燃焼性能の劣る軽油又は重油を良好
に燃焼させる技術が望まれている。
使用傾向にあり、軽油と同様着火性能の低下カ避けられ
ない。よってこれら燃焼性能の劣る軽油又は重油を良好
に燃焼させる技術が望まれている。
着火性改良添加剤としてモノ又はポリサッカライドの硝
酸エステル(特開昭58−25387号)。
酸エステル(特開昭58−25387号)。
アルコール、トルエン及び過酸化水素混合物(U、S、
P4294586 )及びジアゾメタン系化合物(U、
El、P4280819 ) 、アジド化合物(特開昭
57−125290号)等が公表されているが、添加剤
の添加を必要とし、高価でもあり5経済的でない。
P4294586 )及びジアゾメタン系化合物(U、
El、P4280819 ) 、アジド化合物(特開昭
57−125290号)等が公表されているが、添加剤
の添加を必要とし、高価でもあり5経済的でない。
本発明は特定の添加剤を使用するととk〈。
セタン価の低いディーゼルエンジン燃料を良好に燃焼さ
せる方法の研究を行い、完成された。
せる方法の研究を行い、完成された。
本発明の目的は9以上の説明から明らかkように0着火
性能の劣る軽油又は重油のディーゼルエンジン内での燃
焼性を向上させる方法を提供することにある。本発明の
方法によれば、きわめて簡便な手段で、セタン価換算で
10〜20相当の着火性を向上させることができ、従来
ディーゼルエンジン用燃料として使用が困難であった軽
油又は重油をも使用可能と々す、燃料の使用可能範囲が
拡大され得る。
性能の劣る軽油又は重油のディーゼルエンジン内での燃
焼性を向上させる方法を提供することにある。本発明の
方法によれば、きわめて簡便な手段で、セタン価換算で
10〜20相当の着火性を向上させることができ、従来
ディーゼルエンジン用燃料として使用が困難であった軽
油又は重油をも使用可能と々す、燃料の使用可能範囲が
拡大され得る。
本発明は、軽油又は重油を主燃料としてディーゼルエン
ジンを運転する方法において、飽和炭化水素を主成分と
する炭化水素油を接触部分酸化させつつ、該部分酸化生
成物の少量を前記ディーゼルエンジン燃焼室へ供給し、
燃焼を行わせることを特徴とするディーゼルエンジン燃
料の燃焼性向上方法である。即ち、主燃料で運転中のデ
ィーゼルエンジンに、エンジン近傍に設けた反応装置で
飽和炭化水素を主成分とする炭化水素油を部分酸化させ
たあとこれを主燃料に対し少量エンジンに供給すること
を特徴とする。よって部分酸化炭化水素油は助燃用副燃
料とみなすことが出来る。以下により詳し〈発明の内容
を説明する。
ジンを運転する方法において、飽和炭化水素を主成分と
する炭化水素油を接触部分酸化させつつ、該部分酸化生
成物の少量を前記ディーゼルエンジン燃焼室へ供給し、
燃焼を行わせることを特徴とするディーゼルエンジン燃
料の燃焼性向上方法である。即ち、主燃料で運転中のデ
ィーゼルエンジンに、エンジン近傍に設けた反応装置で
飽和炭化水素を主成分とする炭化水素油を部分酸化させ
たあとこれを主燃料に対し少量エンジンに供給すること
を特徴とする。よって部分酸化炭化水素油は助燃用副燃
料とみなすことが出来る。以下により詳し〈発明の内容
を説明する。
ディーゼルエンジンは2サイクル又は4サイクルの直接
噴射又は間接噴射型圧縮点火エンジンである。ディーゼ
ルエンジン塔載の乗用車。
噴射又は間接噴射型圧縮点火エンジンである。ディーゼ
ルエンジン塔載の乗用車。
トラック、バス等の燃料にはJ工S K−2204で規
定されたセタン指数45〜50以上の軽油が一般的に使
用され、又中型船舶乃至大型船舶用にはA重油、B重油
、C重油、バンカー重油が一般的に使用されている。本
発明の方法は、これら従来の燃料用のみならず、より低
質な燃料用に設計されたエンジンに適用され得る。主燃
料である軽油又は重油は燃料タンクから燃料ろ過器を通
り燃料ポンプで噴霧ノズルから燃焼室へ噴射される。
定されたセタン指数45〜50以上の軽油が一般的に使
用され、又中型船舶乃至大型船舶用にはA重油、B重油
、C重油、バンカー重油が一般的に使用されている。本
発明の方法は、これら従来の燃料用のみならず、より低
質な燃料用に設計されたエンジンに適用され得る。主燃
料である軽油又は重油は燃料タンクから燃料ろ過器を通
り燃料ポンプで噴霧ノズルから燃焼室へ噴射される。
一方炭化水素油はエンジン近傍に設けられる触媒充填反
応器に少量供給され、空気で部分酸化され、該生成物を
エンジン吸入空気系統に導入し、空気と共に燃焼室へ、
又は生成物を冷却液化し、必要に応じ気液分前し、液体
部分を主燃料の燃料配管系へ導き、主燃料と共に燃焼室
へ噴射される。使用される炭化水素油は、炭素数3〜2
0の一方炭化水素油 の混合物を主成分とする炭化水素が好ましく。
応器に少量供給され、空気で部分酸化され、該生成物を
エンジン吸入空気系統に導入し、空気と共に燃焼室へ、
又は生成物を冷却液化し、必要に応じ気液分前し、液体
部分を主燃料の燃料配管系へ導き、主燃料と共に燃焼室
へ噴射される。使用される炭化水素油は、炭素数3〜2
0の一方炭化水素油 の混合物を主成分とする炭化水素が好ましく。
例工td フロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン。
ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ド
デカン、テトラデカン、ペンタデカン等の単独又は混合
物が例示される。該成分は液化石油ガス、ナフサ(W留
ガソリン留分)、ガソリン、灯油、ジェット燃料中に多
量含有されるから、これらの1種を使用すれば良い。芳
香族炭化水素あるいは不飽和炭化水素は飽和炭化水素に
比べ着火性向上効果は劣るから、該成分の含有量が少く
、一方飽和炭化水素分が50vo]−蛎以上、より好ま
しくは60 vo1%以上の炭化水素油が好適である。
デカン、テトラデカン、ペンタデカン等の単独又は混合
物が例示される。該成分は液化石油ガス、ナフサ(W留
ガソリン留分)、ガソリン、灯油、ジェット燃料中に多
量含有されるから、これらの1種を使用すれば良い。芳
香族炭化水素あるいは不飽和炭化水素は飽和炭化水素に
比べ着火性向上効果は劣るから、該成分の含有量が少く
、一方飽和炭化水素分が50vo]−蛎以上、より好ま
しくは60 vo1%以上の炭化水素油が好適である。
炭化水素油は触媒反応器に通し低温で部分酸化されるか
ら、触媒”との接触効率を高めるために炭化水素油の沸
点範囲は約り0℃〜約250℃(常圧換算)を有するも
のが好ましい。さらには、飽和炭化水素のうちでも直鎖
状飽和炭化水素が分岐状飽和炭化水素に比べ有効である
から、ナフサ又は灯油留分がとくに好ましい。
ら、触媒”との接触効率を高めるために炭化水素油の沸
点範囲は約り0℃〜約250℃(常圧換算)を有するも
のが好ましい。さらには、飽和炭化水素のうちでも直鎖
状飽和炭化水素が分岐状飽和炭化水素に比べ有効である
から、ナフサ又は灯油留分がとくに好ましい。
該炭化水素油はエンジン近傍に設けられた所定の貯蔵器
に保管され、ポンプにより一定量ずつ触媒充填反応器に
導入される。
に保管され、ポンプにより一定量ずつ触媒充填反応器に
導入される。
第1図及び第2図は本発明の方法の実施の具対例である
。
。
第1図において主燃料が噴射ノズル8で供給されるに対
し、炭化水素油9は反応器11に送られ、酸化触媒12
ですばやく部分酸化され9部分酸化された炭化水素油が
配管14で吸入空気系統へ供給され吸入空気と共に燃焼
室3へ導入される。第2図では部分酸化された炭化水素
油が空気とともに気液分離器14に送られ、液体部分が
主燃料用配管17を介して燃焼室3へ主燃料と共に噴射
され、圧縮着火・燃焼される。
し、炭化水素油9は反応器11に送られ、酸化触媒12
ですばやく部分酸化され9部分酸化された炭化水素油が
配管14で吸入空気系統へ供給され吸入空気と共に燃焼
室3へ導入される。第2図では部分酸化された炭化水素
油が空気とともに気液分離器14に送られ、液体部分が
主燃料用配管17を介して燃焼室3へ主燃料と共に噴射
され、圧縮着火・燃焼される。
部分酸化された炭化水素油は主燃料に対し。
少量供給するだけで十分である。該炭化水素油の供給量
は主燃料100容号部に対し約5乃至約40容量部の範
囲内で、必要とする着火性向上度合に応じ選定されれば
良い。例えば約10〜15容量部の供給でセタン価30
の主燃料はセタン価40〜45の着火性を発揮する。部
分酸化用酸化剤として酸素又は空気等酸素含有気体が反
応器に供給される。反応器に充填される触媒は、公知の
酸化触媒即ち、ニッケル、銅、コバルト、パラジウム、
白金、タングステン、ルテニウム等の活性金属がアルミ
ナ、シリカ、アルミナ・シリカ、ジルコニア、ボリャ、
チタニア等の担体に0.5〜数重量ヂ担持された球状又
はハニカム状成型物が好ましく使用される。触媒層は約
り0℃〜約220℃の温度に保持され。
は主燃料100容号部に対し約5乃至約40容量部の範
囲内で、必要とする着火性向上度合に応じ選定されれば
良い。例えば約10〜15容量部の供給でセタン価30
の主燃料はセタン価40〜45の着火性を発揮する。部
分酸化用酸化剤として酸素又は空気等酸素含有気体が反
応器に供給される。反応器に充填される触媒は、公知の
酸化触媒即ち、ニッケル、銅、コバルト、パラジウム、
白金、タングステン、ルテニウム等の活性金属がアルミ
ナ、シリカ、アルミナ・シリカ、ジルコニア、ボリャ、
チタニア等の担体に0.5〜数重量ヂ担持された球状又
はハニカム状成型物が好ましく使用される。触媒層は約
り0℃〜約220℃の温度に保持され。
空間速度102〜10’hr 、常圧〜約2 atmの
条件で接触部分酸化される。部分酸化により生成する成
分の詳細は明らかでは力いが1反応源度により酸化条件
を変化させ、効果を調べたところによるとn−へブタン
において230℃以上では、アルコール、カルボン酸乃
至−酸化炭素を生成し、かつ着火性向上効果を発揮し力
いが。
条件で接触部分酸化される。部分酸化により生成する成
分の詳細は明らかでは力いが1反応源度により酸化条件
を変化させ、効果を調べたところによるとn−へブタン
において230℃以上では、アルコール、カルボン酸乃
至−酸化炭素を生成し、かつ着火性向上効果を発揮し力
いが。
一方150℃においてはこれらの生成を認めず。
部分酸化炭化水素油のパーオキシド価は約200以上で
あり、重油をセタン価36の主燃料軽油で運転中のディ
ーゼルエンジンに15容量部供給したところセタン価相
当で12向上した。よって部分酸化とは、酸化の初期即
ち冷炎発生段階程度の酸化状態(パーオキシラジカル生
成。
あり、重油をセタン価36の主燃料軽油で運転中のディ
ーゼルエンジンに15容量部供給したところセタン価相
当で12向上した。よって部分酸化とは、酸化の初期即
ち冷炎発生段階程度の酸化状態(パーオキシラジカル生
成。
ハイドロパーオキシド生成、アルキルノく一オキシド生
成)と解される。第3図社パラジウム触媒でn−へブタ
ン及びトルエンを各温度で酸化し、重油をセタン価36
の低質軽油で運転中のディーゼルエンジンに10容量部
供給した場合の主燃料噴射時のクランクアングル角度(
℃A)から着火時のクランクアングルまでのクランク角
度(着火遅れ時間)の変化量(第3図において±0は主
燃料のみを使用した場合、これ罠対し+は着火遅れが短
縮されたととを示し、その向上度をクランク角度で示し
てあり、一方−は逆に着火性が低下したことを意味する
。)を示したものであり、炭化水素油としてn−へブタ
ンを使用し反応源!160〜180℃で部分酸化し、こ
れを供給すると6〜8°Q、A着火遅れが短縮された。
成)と解される。第3図社パラジウム触媒でn−へブタ
ン及びトルエンを各温度で酸化し、重油をセタン価36
の低質軽油で運転中のディーゼルエンジンに10容量部
供給した場合の主燃料噴射時のクランクアングル角度(
℃A)から着火時のクランクアングルまでのクランク角
度(着火遅れ時間)の変化量(第3図において±0は主
燃料のみを使用した場合、これ罠対し+は着火遅れが短
縮されたととを示し、その向上度をクランク角度で示し
てあり、一方−は逆に着火性が低下したことを意味する
。)を示したものであり、炭化水素油としてn−へブタ
ンを使用し反応源!160〜180℃で部分酸化し、こ
れを供給すると6〜8°Q、A着火遅れが短縮された。
このことはセタン価66の主燃料が46〜50の着火性
能で燃焼させ得たことを意味する。一方230〜280
℃で酸化させた炭化水素油を供給すると逆にセタン価と
して6〜10低下する。反応温度は触媒活性あるいは炭
化水素油種により各々最適条件を選択すれば良いから前
記反応条件は一つの例示と解釈されるべきである。
能で燃焼させ得たことを意味する。一方230〜280
℃で酸化させた炭化水素油を供給すると逆にセタン価と
して6〜10低下する。反応温度は触媒活性あるいは炭
化水素油種により各々最適条件を選択すれば良いから前
記反応条件は一つの例示と解釈されるべきである。
以上述べたように本発明の方法は着火性の低い軽油又は
重油のディーゼルエンジン燃料を実際的にはあたかも良
質の高セタン価燃料と同等の性能で燃焼させることを可
能とし、しかも特殊の添加剤も不要であるから、工業的
価値はきわめて大である。
重油のディーゼルエンジン燃料を実際的にはあたかも良
質の高セタン価燃料と同等の性能で燃焼させることを可
能とし、しかも特殊の添加剤も不要であるから、工業的
価値はきわめて大である。
以下に本発明の内容を具体的に実施例にもとづき説明す
る。
る。
実施例
Waukeaha社製OFRエンジン(F−5)を以下
の条件で運転した。
の条件で運転した。
主燃料:セタン価 36
比 重 0.8884
蒸留性状
(℃)よりE 190
50係 275
90係 315
EP 337
芳香族分 59.7vrt係
エンジン条件; 回 転 数 90 Orpm圧縮比1
45 冷却水温 100℃ 燃料噴射時期 14°BTDO吐死点前)主燃料供玲量
13m1/min 上記条件における燃料の着火時期は2°ATDc(上死
点後)即ち着火遅れ時間はクランク角度で16°C,A
(Crank Angle )であった。
45 冷却水温 100℃ 燃料噴射時期 14°BTDO吐死点前)主燃料供玲量
13m1/min 上記条件における燃料の着火時期は2°ATDc(上死
点後)即ち着火遅れ時間はクランク角度で16°C,A
(Crank Angle )であった。
該エンジンの近辺に以下の触媒反応器を設け。
これに炭化水素油として、n−へブタン、n−ドデセン
、ナフサ、トルエン及び灯油を少量供給し2部分酸化さ
せ、生成物を酸化用空気と共にエンジン吸気マニホール
ドに供給し、主燃料の着火遅れ時間を測定した。
、ナフサ、トルエン及び灯油を少量供給し2部分酸化さ
せ、生成物を酸化用空気と共にエンジン吸気マニホール
ドに供給し、主燃料の着火遅れ時間を測定した。
触 媒; 白金系酸化触媒(粒状アルミナ担体にs w
t%担持) soocc(ステンレス製円筒容器に充填)反応温度;
190℃ 供給空気量; 25 t/min 供給炭化水素油: 0.5〜7.0 ml!/ min
第」表 使用したナフサ及び灯油の性状第2表に各炭化
水素油の供給効果を示した。
t%担持) soocc(ステンレス製円筒容器に充填)反応温度;
190℃ 供給空気量; 25 t/min 供給炭化水素油: 0.5〜7.0 ml!/ min
第」表 使用したナフサ及び灯油の性状第2表に各炭化
水素油の供給効果を示した。
第2表
第2表から明らかなように、トルエン以外の脂肪族炭化
水素油の部分酸化物を少量供給することにより、主燃料
の着火遅れ時間(16°OA) f大巾に短縮すること
が出来、主燃料のセタン価が7〜21向上することが確
認された。
水素油の部分酸化物を少量供給することにより、主燃料
の着火遅れ時間(16°OA) f大巾に短縮すること
が出来、主燃料のセタン価が7〜21向上することが確
認された。
第1図及び第2図は本発明の実施例であり。
主燃料6が燃料噴射ノズル8で噴射され、−労災化水素
油9が反応器11中の触媒12により接触部分酸化され
、吸気マニホールド4又は主燃料配管17に導入後、燃
焼室3に供給される。第3図は炭化水素油の酸化温度条
件と、酸化生成物の供給による着火遅れ時間変化度を示
している。 特許出願人 日本鉱業株式会社 代理人 弁理士(7569)並川啓志 第1図 第3図
油9が反応器11中の触媒12により接触部分酸化され
、吸気マニホールド4又は主燃料配管17に導入後、燃
焼室3に供給される。第3図は炭化水素油の酸化温度条
件と、酸化生成物の供給による着火遅れ時間変化度を示
している。 特許出願人 日本鉱業株式会社 代理人 弁理士(7569)並川啓志 第1図 第3図
Claims (6)
- (1) 軽油又は重油を主燃料としてディーゼルエンジ
ンを運転する方法において、飽和炭化水素成分を主成分
とする炭化水素油を接触部分酸化させつつ2部分酸化生
成物の少量を前記ディーゼルエンジン燃焼室へ供給し、
主燃料を燃焼させることを特徴とするディーゼル・エン
ジン燃料の燃焼性向上方法。 - (2) 炭化水素油が炭素数5乃至20の飽和炭化水素
の1種又は2種以上を主成分とする炭化水素である特許
請求の範囲第1項記載のディーゼルエンジン燃料の燃焼
性向上方法。 - (3) 飽和炭化水素が直鎖状脂肪族炭化水素である特
許請求の範囲第2項記載のディーゼルエンジン燃料の燃
焼性向上方法。 - (4) 主燃料の供給量100容量部に対し1部分酸化
された炭化水素油5乃至40容量部の割合で供給するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項記載の
ディーゼルエンジン燃料の燃焼性向上方法。 - (5) 部分酸化された炭化水素油をディーゼルエンジ
ンの吸入空気系統又は主燃料供給系統を通して燃焼室へ
供給することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
ディーゼルエンジン燃料の燃焼性向上方法。 - (6) 炭化水素油が液化石油ガス、ガソリン、ナフサ
、灯油、ジェット燃料のいずれか1種である特許請求の
範囲第2項記載のディーゼルエンジン燃料の燃焼性向上
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153147A JPS6045765A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | デイ−ゼルエンジン燃料の燃焼性向上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153147A JPS6045765A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | デイ−ゼルエンジン燃料の燃焼性向上方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6045765A true JPS6045765A (ja) | 1985-03-12 |
Family
ID=15556041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153147A Pending JPS6045765A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | デイ−ゼルエンジン燃料の燃焼性向上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045765A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578156A (en) * | 1978-12-08 | 1980-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | Device to accelerate starting and to reduce nox for diesel engine |
-
1983
- 1983-08-24 JP JP58153147A patent/JPS6045765A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578156A (en) * | 1978-12-08 | 1980-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | Device to accelerate starting and to reduce nox for diesel engine |
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