WO2003097772A1

WO2003097772A1 - Fuel for internal combustion engine

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Publication number: WO2003097772A1
Application number: PCT/JP2003/004560
Authority: WO
Inventors: Makoto Miyamoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2004-11-15
Also published as: AU2003236047A1; JP3918172B2; KR100864032B1; US20050126514A1; EP1505143A4; CN1271178C; JP2003327977A; KR20050000529A; CN1653162A; EP1505143A1

Description

明細書内燃機関用燃料技術分野

本発明は、内燃機関用燃料、特に環境に優しくて低公害である内燃機関用燃料に関する。背景技術

内燃機関用燃料、例えば自動車に搭載する内燃機関用燃料としてガソリンが広く用いられている。ガソリンを燃料として用いると、その燃焼時に C O x (炭素酸化物）、 N O x (窒素酸化物）、 S O x (硫化酸化物）などが発生し、発生したこれら C O x、 N O S O x が排気ガスととともに大気中に排出され、大気汚染の原因となっている。

このようなことから、近年、アルコール成分を高濃度に含む内燃機関用撚料が注目され、アルコールを含む種々の燃料が提案されており、この種の燃料として、例えば特開平 9一 2 2 7 8 8 0号公報に開示されたものが知られている。この燃料は、メチルアルコール、ィソブチルアルコールなどのアルコール成分を 4 8 ~ 5 8重量％含んでおり、このようなアルコール成分を含んでいる故に、次の通りの特徴を有している。第 1に、アルコールは分子中に酸素を含んでいるので、燃焼時の C O (—酸化炭素）、 H C (炭化水素）の発生量が少なく、従って、排気ガス中に含まれる C O、 H Cの量が少ない。第 2に、アルコールは硫黄成分が少なく、従って、排気ガス中に含まれる S O xの量も少ない。そして、これらの特徵により、環境に優しい燃料ということができる。第 3に、燃料としてのォクタン価が高いので、火花点火形式の内燃機関の燃料に適している。

しかしながら、上述した撚料では、アルコール成分としてメチルアルコールを多く含み、例えば約 4 0重量％含んでいる。自動車用の内燃機関は、近年、軽量化の傾向からアルミニウムから形成されることが多く、アルミニウムはメチルァルコールに対して腐食性があり、このような高濃度のメチルアルコールを含む撚料を長期にわたって使用すると、内燬機関の一部、例えばシリンダヘッドが腐食するおそれがある。

本発明の目的は、環境に優しいとともに、内燃機関への腐食を抑えることができる優れた内撚機関用燃料を提供することである。発明の開示

本発明は、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール及ぴ η—ブチルァルコールのアルコール成分を 5 0〜7 5重量％と、炭化水素成分を 2 5〜4 9 . 9重量％とを含み、引火点が一 2 0 °C以下であることを特徴とする内燃機関用燃料である。

本発明の内撚機関用燃料では、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール及び n—ブチルアルコールが用いられ、これらのアルコール成分が 5 0 ~ 7 5 重量％である。イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール及ぴ n—ブチルアルコールは、メチルアルコール、エチルアルコールに比して成分中の炭素

( C ) の数が多いアルコールであり、それ故に、アルミニウムに対する腐食性が小さく、内燃機関の腐食を抑えることができる。これらのアルコール成分が 5 0 重量％未満になると、これに対応して炭化水素成分が多くなリ、従って、燃焼時に N O x、 C O xが発生し易く、排気ガス中に含まれる N O _x、 C O が多くなリ、環境面で好ましくない。一方、これらのアルコール成分が 7 5重量％を超えると、アルコール成分が多くなリ過ぎ、従って、燃焼時の発熱量が小さく、内燃機関の馬力が出ず、自動車の性能が低下するようになる。また、この燃料の引火点が一 2 0 °C以下であるので、所望の低温始動特性を得ることができる。

このような高濃度のアルコールを含む燃料では、イソプロピルアルコール、ィソブチルアルコール及び n—ブチルアルコールのアルコール成分が 5 0 ~ 6 0重量％で、炭化水素成分が 4 0〜4 9 . 9重量％であるのが望ましい。尚、炭化水素成分とは、ベンゼン、キシレンなどの全芳香族成分と、非芳香族成分とを含むものである。

また、本発明では、前記アルコール成分のうち、イソプロピルアルコールが 1 5 ~ 3 0重量％であり、イソブチルアルコールが 1 5〜2 5重量％であり、 n— プチルアルコールが 7 ~ 20重量％であることを特徴とする。

本発明に従えば、イソプロピルアルコールが 1 5〜 3 0重量％で、イソブチルアルコールが 1 5 ~ 2 5重量％で、 n—ブチルアルコールが 7〜 2 0重量％であリ、燃料に含まれるアルコール成分を上述した成分にすることにより、燃料中にこれらのアルコール成分を安定的に保つことができるとともに、自動車用燃料として所望の運転性能、加速性能などを得ることができる。これら 3種類のアルコールの重量％の比率、即ちイソプロピルアルコール、イソブチルアルコール及ぴ n—ブチルアルコールの重量比は、（1 . 8~ 2. 2) ： ( 1 . 3〜 1 . 7 ) : 1であるのが一層好ましく、このよにすることによって、自動車用の燃料として高性能のものとなる。

また、本発明では、 MT B E成分を 6. 0重量％以下含んでいることを特徴とする。

本発明に従えば、 MT B E (メチルターシャリーブチルェ一テル）の含有量が 6. 0重量％以下であるので、有害物質が少なく、環境に優しい燃料を提供することができる。 MT B Eの含有量は少ないほど環境に良く、 0. 3重量％以下であるのが望ましい。

また、本発明では、炭化水素成分のうち、全芳香族成分が 0. 2〜 1 . 0重量 %であり、非芳香族成分が 4 8. 9〜4 9. 7重量％であることを特徴とし、炭化水素成分をこのような成分にすることによって、アルコール成分を高濃度にしても自動車用燃料としての特性を維持することができる。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に従う内燃機関用燃料の実施例について説明する。

この内燃機関用燃料は、高濃度のアルコール成分と炭化水素成分とを含んでおリ、そのアルコール成分はィソプロピルアルコール、ィソブチルアルコール及び n—ブチルアルコールを配合して形成される。アルコール成分としてィソプロピルアルコールなどのアルコール、換言するとメチルアルコールよリも炭素数の多いアルコールを用いているので、アルミニウムに対する腐食性が少なく、内燃機関の腐食を抑えることができる。このアルコール成分は、燃料に対して 5 0〜 7 5重量％含まれる。アルコール成分が 50重量％未満になると、これに対応して燃料に含まれる炭化水素成分が多くなリ、従って、燃焼時に NO _x、 C Oxが発生し易く、排気ガス中に含まれる N Ox、 C Oxが多くなる。一方、これらのアルコール成分が 75重量％を超えると、アルコール成分が多くなリ過ぎ、従って、燃焼時の発熱量が小さく、内燃機関の馬力が出ず、自動車の内燃機関用燃料として用いた場合に運転性能、特に加速性能が低下するようになる。上述したことから, このアルコール成分は、燃料に対して 50〜60重量％であるのが好ましい。これらのアルコール成分について、ィソプロピルアルコールが燃料に対して 1 5〜30重量％含まれ、イソブチルアルコールが燃料に対して 1 5〜25重量％含まれ、また n—ブチルアルコールが 7 ~ 20重量％含まれる。 3種類のこれらアルコールの成分を上述したようにすることによって、アルコール成分を安定に保つとともに、自動車用燃料としての性能を維持することができ、ガソリン代替燃料として内燃機関に改良を施すことなく適用することができる。また、これら 3種類のアルコールの重量％の比率、即ちイソプロピルアルコール（X)、イソブチルアルコール (Y) 及び n—ブチルアルコール (Z) の重量比は、 X ： Y ： Z= (1. 8〜2. 2)： ( 1. 3〜1. 7) : 1であるのがー層好ましい。

この撚料の炭化水素成分は、芳香属成分（芳香属化合物）及び非芳香属成分 (非芳香属化合物）を含んでおり、芳香族成分はベンゼン、トルエン、キシレンなどであり、その他の炭素数 8の芳香族成分及び炭素数 9以上の芳香族成分も含まれる。このような炭化水素成分は、燃料に対して 25〜49. 9重量％含んでおり、このような含有量を含むことにより、高濃度のアルコール成分を含有しても、自動車用燃料としての特性を保つことができ、ガソリン代替燃料として用いることができる。この炭化水素成分は、アルコール成分との関連で、 40〜49. 9重量％であるのが好ましい。

これらの炭化水素成分について、全芳香族成分が 0. 2〜1. 0重量％で、非芳香属成分が 48. 9〜49. 7重量％であるのが好ましく、炭化水素成分をこのような成分にすることによって、自動車用燃料としての特性を維持することができる。

この燃料には、 MTBE (メチルターシャリーブチルエーテル）が 6. 0重量 %以下含まれる。 MT B Eは燃料のオクタン価を高める働きがある一方、燃焼すると SOxを排出して環境面で好ましくなく、その含有量を 6. 0重量％以下にすることによって、環境面を考慮しながら燃料のオクタン価を改善することができる。尚、燃料の各種成分を調整することによってオクタン価を充分に高めることができ、この場合、 MT B Eの含有量を 0. 1重量％以下にすることができ、さらに少なくして実質上ゼロ（零）にすることも可能である。

このような高濃度のアルコールを含む燃料は、引火点が一 20 °G以下になるように配合され、このような引火点にすることによって、低温での引火特性が保たれ、内燃機関の低温始動性を良くすることができる。また、燃料のオクタン価が 94. 0以上となるように配合され、このようなオクタン価にすることによって、高性能な燃料とすることができる。

この燃料は、自動車の内燃機関用燃料として好都合に用いることができ、所望の運転特性（加速性能、低温始動性能、耐ノッキング性）を得ることができ、ガソリン用内燃機関に何ら改善を施すことなく、ガソリン代替燃料として用いることができる。

実施例 1 として表 1に示す成分の燃料を配合し、自動車のガソリン用内燃機関 (アルミニウム製) に、ガソリンに代えて用いて自動車の運転性能を評価するとともに、排出される排気ガス成分を調べた。

表 1 アルコール成分 5 6. 0重量％

ィソプロピルアルコール 2 5. 0重量％

Π—プチルアルコール 1 2. 0重量％

ィソブチルアルコール 1 8. 8重量％

M T B E 0. 1 重量％以下

炭化水素成分 4 4重量％

全芳香族成分 0. 8重量％

非芳香族成分 4 3. 2重量％

引火点 T.C.C. - 2 0 °C以下

オクタン価 9 5. 9 また、実施例 2として表 2に示す成分の撚料を配合し、実施例 1 と同様に、自動車のガソリン用内燃機関に用いて自動車の運転性能を評価するとともに、排ガス成分についても調べた。

表 2

実施例 1及び 2の燃料を自動車に用いた場合、いずれも、燃料としてガソリンを用いた場合と同様の運転性能が得られ、低温始動性が良好で、充分な加速性能が得られるとともに、運転中においてノッキングが発生しなかった。また、排出される排気ガス中の成分を調べたところ、燃料としてガソリンを用いた場合と比較して、 C O (—酸化炭素）が約 1 1 0に、 H C (炭化水素）が約 1 / 4に抑えられ、ガソリンに比して環境に優しい燃料であることが実証された。そして、この運転実験を 1年間行ったが、 1年経過後においても運転性能に変化が見られず、所望の運転性能が維持された。産業上の利用可能性

本発明の内燃機関用燬料によれば、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール及ぴ n—ブチルアルコールの炭素数の多いアルコールを用いているので、アルミニウムに対する腐食性が小さく、内燃機関の腐食を抑えることができる。また、これらのアルコール成分が 5 0〜7 5重量％であるので、自動車の運転性能を維持しながら排気ガス中の NOx、 COxを少なくすることができ、環境に優しいガソリン代替燃料を提供することができる。更に、引火点が一 20°G以下であるので、所望の低温始動特性をも得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール及び n—ブチルアルコールのアルコール成分を 50〜 7 5重量％と、炭化水素成分を 25〜49. 9重量％とを含み、引火点が一 20°C以下であることを特徴とする内燧機関用撚料。

2. 前記アルコール成分が 50〜60重量％であり、前記炭化水素成分が 40〜 49. 9重量％であることを特徴とする請求項 1記載の内燃機関用燃料。

3. 前記アルコール成分のうち、イソプロピルアルコールが 1 5〜30重量％であり、イソブチルアルコールが 1 5〜25重量％であり、 n—ブチルアルコールが 7〜20重量％であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の内燃機関用燃料 _c

4. ィソプロピルアルコール、ィソブチルアルコール及び n—ブチルアルコールの重量比が（1 . 8〜2. 2) ： ( 1 . 3〜 1 . 7) _: 1であることを特徴とする請求項 3記載の内撚機関用燃料。

5. MT B E成分を 6. 0重量％以下含んでいることを特徴とする請求項 1 ~4 のいずれかに記載の内燃機関用燃料。

6. 炭化水素成分のうち、全芳香族成分が 0. 2〜 1 . 0重量％であり、非芳香族成分が 48. 9〜49. 7重量％であることを特徴とする請求項 1 〜 5のいずれかに記載の内燃機関用燃料。