JPS6210464A - 内燃機関を運転する方法 - Google Patents
内燃機関を運転する方法Info
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- JPS6210464A JPS6210464A JP61152861A JP15286186A JPS6210464A JP S6210464 A JPS6210464 A JP S6210464A JP 61152861 A JP61152861 A JP 61152861A JP 15286186 A JP15286186 A JP 15286186A JP S6210464 A JPS6210464 A JP S6210464A
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
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- F02B75/12—Other methods of operation
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、自由吸込式若しくは過給式の内燃機関をメタ
ノールから形成される分解ガス及び空気によって運転す
る方法であって、内燃機関から放出される排気ガスの熱
を利用してメタノールを気化反応器内で気化させる形式
のものに関する。
ノールから形成される分解ガス及び空気によって運転す
る方法であって、内燃機関から放出される排気ガスの熱
を利用してメタノールを気化反応器内で気化させる形式
のものに関する。
従来の技術
吸熱的な燃料気化、例えばメタノール・気化による廃熱
の回収は、例えば“Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｄｅｃｏｍ−ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ Ｂｏｔｔｏｍｉｎｇ Ｃｙｃｌｅ ｆ
ｏｒ Ｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｓ” （ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎ
ｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ ５ｅｒｉｅｓ ７９０４２７）
から公知である。そこに提案されているメタノール・気
化は、分解ガスを吸込空気若しくは過給空気に混合する
ことによって生ぜしめられる。これによって、液状の燃
料を使用した運転に比べて総効率が最大２０％高められ
るが、最大の出力若しくは機関負荷は慣用のデイゼル機
関若しくはオツド機関の可能な全負荷よりも明らかに小
さく、それというのは空気供給量が供給されるガス量に
相応して減少されかつ場合によってはノッキングが発生
するからである。
の回収は、例えば“Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｄｅｃｏｍ−ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ Ｂｏｔｔｏｍｉｎｇ Ｃｙｃｌｅ ｆ
ｏｒ Ｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｓ” （ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎ
ｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ ５ｅｒｉｅｓ ７９０４２７）
から公知である。そこに提案されているメタノール・気
化は、分解ガスを吸込空気若しくは過給空気に混合する
ことによって生ぜしめられる。これによって、液状の燃
料を使用した運転に比べて総効率が最大２０％高められ
るが、最大の出力若しくは機関負荷は慣用のデイゼル機
関若しくはオツド機関の可能な全負荷よりも明らかに小
さく、それというのは空気供給量が供給されるガス量に
相応して減少されかつ場合によってはノッキングが発生
するからである。
発明の手段
本発明の手段は、分解ガスを高圧で直接に内燃機関の燃
焼室内に吹込みことである。
焼室内に吹込みことである。
発明の効果
本発明の前述の手段により、高圧縮の内燃機関における
使用が可能であり、吸熱的なメタノール・気化のための
廃熱の利用と水素及び−酸化炭素から成る分解ガスの高
圧吹込みとの組み合せによって総効率がデイゼル運転に
対して３０％まで高められる。総効率の上昇は、分解ガ
スを圧縮段階の終了近くで高圧吹込みすることに基づく
機関のサーモダイナミックな効率の上昇と関連して吸熱
的なメタノール・気化に基づく加熱の２０％の増大によ
る。
使用が可能であり、吸熱的なメタノール・気化のための
廃熱の利用と水素及び−酸化炭素から成る分解ガスの高
圧吹込みとの組み合せによって総効率がデイゼル運転に
対して３０％まで高められる。総効率の上昇は、分解ガ
スを圧縮段階の終了近くで高圧吹込みすることに基づく
機関のサーモダイナミックな効率の上昇と関連して吸熱
的なメタノール・気化に基づく加熱の２０％の増大によ
る。
化学量論的な空気量に関連して２０％高い加熱値及び、
空気の良好な活用による機関効率の上昇に基づき、出力
もデイゼル運転に比べほぼ３０％高められる。さらに、
ガス運転によりすす、炭化水素及びＮＯｘに関連した排
気ガス有害成分の除去が見込まれる。
空気の良好な活用による機関効率の上昇に基づき、出力
もデイゼル運転に比べほぼ３０％高められる。さらに、
ガス運転によりすす、炭化水素及びＮＯｘに関連した排
気ガス有害成分の除去が見込まれる。
液状メタノールを用いた運転と異なって、あらかじめ行
なわれる気化に際しては燃料に対する高い純度要求は課
されない。技術的に水若しくは別のアルコールの混合を
避けるための高い費用を用いなければ効率及び出力がわ
ずかに影響を受けるが、機関の申し分のない運転にとっ
ては妨げとならない。
なわれる気化に際しては燃料に対する高い純度要求は課
されない。技術的に水若しくは別のアルコールの混合を
避けるための高い費用を用いなければ効率及び出力がわ
ずかに影響を受けるが、機関の申し分のない運転にとっ
ては妨げとならない。
特許請求の範囲第２項以下に本発明の有利な実施態様が
記載しである。メタノールの高圧気化によって、分解ガ
ス反応器が極めてコンパクトに構成される。それという
のは気化のために必要な時間では反応容積が圧力に対し
て小さくなるからである。さらに、分解ガス反応器は同
時にガス貯蔵器としての機能を有しており、これは不安
定な運転状態に関連して有利である。
記載しである。メタノールの高圧気化によって、分解ガ
ス反応器が極めてコンパクトに構成される。それという
のは気化のために必要な時間では反応容積が圧力に対し
て小さくなるからである。さらに、分解ガス反応器は同
時にガス貯蔵器としての機能を有しており、これは不安
定な運転状態に関連して有利である。
実施例
消費機２を駆動する内燃機関１には燃焼のために必要な
、空気が吸込部若しくは過給機を介して供給される。内
燃機関の燃焼室には、主として水素及び−酸化炭素から
成りかつメタノールによって生ぜしめられる分解ガスが
吹込み弁を介して導入される。内燃機関ｌの負荷及びそ
のほかの運転条件に合わせられたガス量が電磁弁５によ
って調量される。電磁弁は、吹込みの時点及び時間を制
御する中央の制御ユニット６に接続されている。分解ガ
スは、例えば８０から１００バールの高い圧力で圧縮行
程中に吹込まれ、吹込みはできるだけ遅く望まれる。
、空気が吸込部若しくは過給機を介して供給される。内
燃機関の燃焼室には、主として水素及び−酸化炭素から
成りかつメタノールによって生ぜしめられる分解ガスが
吹込み弁を介して導入される。内燃機関ｌの負荷及びそ
のほかの運転条件に合わせられたガス量が電磁弁５によ
って調量される。電磁弁は、吹込みの時点及び時間を制
御する中央の制御ユニット６に接続されている。分解ガ
スは、例えば８０から１００バールの高い圧力で圧縮行
程中に吹込まれ、吹込みはできるだけ遅く望まれる。
水素と一酸化炭素から容積比２：１で完全にガス化して
成る分解ガスは、吹込みに必要な圧力で気化反応器８内
で生ぜしめられる。気化反応器の上流側には蒸発器９が
接続されている。
成る分解ガスは、吹込みに必要な圧力で気化反応器８内
で生ぜしめられる。気化反応器の上流側には蒸発器９が
接続されている。
高圧ポンプｌＯは貯蔵容器１１から液状のメタノールを
蒸発器９へ供給しかつ圧力調整弁１２と協働して気化反
応器８内の高いガス圧力を椎持する。
蒸発器９へ供給しかつ圧力調整弁１２と協働して気化反
応器８内の高いガス圧力を椎持する。
分解ガス内のメタノールを気化するために必要なエンタ
ルピは内燃機関の排ガス （符号１４で示す）によって
カバーされる。、７気化反応器８は有利には対流式熱交
換器として、例えばマルチ・管型反応器（Ｍｕｌｔｉ−
Ｒ’６ｅｈｒｅｎｒｅａｋｔｏｒ）として構成されてい
る。排ガスの熱エネルギをできるだけ完全に活用するた
めに、気化がほぼ２５０から３００℃の反応温度で接触
反応によって行なわれる。廃熱の回収は、液状のメタノ
ールを蒸発器９に流入させる前に熱交換器１５内で内燃
機関ｌの冷却水若しくは冷却空気によって予熱すると付
加的に高められる。
ルピは内燃機関の排ガス （符号１４で示す）によって
カバーされる。、７気化反応器８は有利には対流式熱交
換器として、例えばマルチ・管型反応器（Ｍｕｌｔｉ−
Ｒ’６ｅｈｒｅｎｒｅａｋｔｏｒ）として構成されてい
る。排ガスの熱エネルギをできるだけ完全に活用するた
めに、気化がほぼ２５０から３００℃の反応温度で接触
反応によって行なわれる。廃熱の回収は、液状のメタノ
ールを蒸発器９に流入させる前に熱交換器１５内で内燃
機関ｌの冷却水若しくは冷却空気によって予熱すると付
加的に高められる。
内燃機関１は火花点火でオツトザイクルによって若しく
は自己着火でデイゼルザイクルによって運転される。公
知のオツド・機関に対してガス吹込みに基づき圧縮の終
了時点で圧縮比がノッキングの発生のおそれなしに例え
ばε−１３から１５に高められる。同じ理由から、直接
噴射式のデイゼル機関では通常のε＝１５から２０の圧
縮レベルが維持される。
は自己着火でデイゼルザイクルによって運転される。公
知のオツド・機関に対してガス吹込みに基づき圧縮の終
了時点で圧縮比がノッキングの発生のおそれなしに例え
ばε−１３から１５に高められる。同じ理由から、直接
噴射式のデイゼル機関では通常のε＝１５から２０の圧
縮レベルが維持される。
内燃機関ｌの始動及び暖機運転に際しては分解ガスを発
生させるための廃熱が不足するので、第１図の実施例で
は圧縮行程中に液状のメタノールが噴射ノズル１７によ
って内燃機関ｌの燃焼室内へ噴射される。噴射量、噴射
時点及び噴射時間は電磁弁１８によって制御され、電磁
弁は制御ユニット６に接続され、内燃機関ｌの運転条件
に関連して制御される。内燃機関ｌの暖機運転中に、直
接噴射される液状のメタノールと気化反応器８によって
生ぜしめられる分解ガスとの比は廃熱回収に適合されか
つ連続的に変χられる。
生させるための廃熱が不足するので、第１図の実施例で
は圧縮行程中に液状のメタノールが噴射ノズル１７によ
って内燃機関ｌの燃焼室内へ噴射される。噴射量、噴射
時点及び噴射時間は電磁弁１８によって制御され、電磁
弁は制御ユニット６に接続され、内燃機関ｌの運転条件
に関連して制御される。内燃機関ｌの暖機運転中に、直
接噴射される液状のメタノールと気化反応器８によって
生ぜしめられる分解ガスとの比は廃熱回収に適合されか
つ連続的に変χられる。
第２図の実施例ではメタノールが噴射ノズル１７を介し
て空気吸込管２０内に噴射される。
て空気吸込管２０内に噴射される。
燃料・空気比をほぼ混合気に合わせるために、空気吸込
管２０内に絞りフラップ２１が配置されており、絞りフ
ラップの位置が調節モータ２２を用いて空気吸込管２０
内に噴射されたメタノールと気化反応器８からの分解ガ
スとの比並びに運転条件に関連して連続的に変えられる
。
管２０内に絞りフラップ２１が配置されており、絞りフ
ラップの位置が調節モータ２２を用いて空気吸込管２０
内に噴射されたメタノールと気化反応器８からの分解ガ
スとの比並びに運転条件に関連して連続的に変えられる
。
このために、調節モータ２２は制御ユニット６に接続さ
れている。
れている。
第３図の実施例はε−１５から２０の自己着火式の内燃
機関１を示している。分解ガス及び空気から成る混合気
の着火はここでは着火し易い燃料、例えばディゼル燃料
を高圧噴射することによって行なわれる。着火のために
使用される付加的な燃料の割合は通常運転でエネルギ論
的に、供給される燃料エネルギ全体のほぼ５から１０％
である。付加的な着火燃料は貯蔵容器２３から取出され
。噴射ポンプ２４によって調量されかつ噴射ノズル２５
を介して内燃機関１の燃焼室内に噴射される。燃料噴射
量を調量するために噴射ポンプ２４は制御ユニット６に
接続されている。メタノールを完全に分解するために内
燃機関ｌの廃熱が始動時若しくは暖機運転時のように十
分でない場合には、噴射される着火燃料の割合が高めら
れる。
機関１を示している。分解ガス及び空気から成る混合気
の着火はここでは着火し易い燃料、例えばディゼル燃料
を高圧噴射することによって行なわれる。着火のために
使用される付加的な燃料の割合は通常運転でエネルギ論
的に、供給される燃料エネルギ全体のほぼ５から１０％
である。付加的な着火燃料は貯蔵容器２３から取出され
。噴射ポンプ２４によって調量されかつ噴射ノズル２５
を介して内燃機関１の燃焼室内に噴射される。燃料噴射
量を調量するために噴射ポンプ２４は制御ユニット６に
接続されている。メタノールを完全に分解するために内
燃機関ｌの廃熱が始動時若しくは暖機運転時のように十
分でない場合には、噴射される着火燃料の割合が高めら
れる。
第１図、第２図及び第３図は本発明のそれぞれ実施例の
概略的ん回路図である。 １・・・内燃機関、２・・・消費機、３・・・過給機、
４・・・吹込み弁、５・・・電磁弁、６・・・制御ユニ
ット、８・・・気化反応器、９・・・蒸発器、ｌｏ・・
・高圧ポンプ、１１・・・貯蔵容器、１２・・・圧力調
整弁、１５・・・熱交換器、１７・・・噴射ノズル、１
８・・・電磁弁、２０・・・空気吸込管、２１・・・絞
りフラップ、２２・・・調節モータ、２３・・・貯蔵容
器、２４・・・噴射ポンプ、２５・・・噴射ノズル 第１図 第２図
概略的ん回路図である。 １・・・内燃機関、２・・・消費機、３・・・過給機、
４・・・吹込み弁、５・・・電磁弁、６・・・制御ユニ
ット、８・・・気化反応器、９・・・蒸発器、ｌｏ・・
・高圧ポンプ、１１・・・貯蔵容器、１２・・・圧力調
整弁、１５・・・熱交換器、１７・・・噴射ノズル、１
８・・・電磁弁、２０・・・空気吸込管、２１・・・絞
りフラップ、２２・・・調節モータ、２３・・・貯蔵容
器、２４・・・噴射ポンプ、２５・・・噴射ノズル 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、自由吸込式若しくは過給式の内燃機関をメタノール
から形成される分解ガス及び空気によって運転する方法
であって、内燃機関から放出される排気ガスの熱を利用
してメタノールを気化反応器内で気化させる形式のもの
において、分解ガスを高圧で直接に内燃機関（１）の燃
焼室内に吹込みことを特徴とする、内燃機関を運転する
方法。 ２、メタノールを高圧下で気化反応器（８）内で気化さ
せる特許請求の範囲第１項記載の方法３、気化圧力を吹
込み圧力に適合させる特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の方法。 ４、吹込み圧力を８０バールから１００バールの間にす
る特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、分解ガスを内燃機関（１）の圧縮行程中に内燃機関
の燃焼室内に吹込み特許請求の範囲第１項から第４項ま
でのいずれか１項記載の方法。 ６、吹込みの時点及び時間を、内燃機関（１）の運転デ
ータを処理しかつ分解ガスの調量のための電磁弁（５）
を制御する制御ユニット（６）によって制御する特許請
求の範囲第５項記載の方法。 ７、メタノールを、気化させる前に気化反応器（８）の
上流側に接続された蒸発器（９）内で高圧下で蒸発させ
る特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項
記載の方法。 ８、メタノールを、蒸発させる前に、内燃機関（１）の
冷却媒体によって運転される熱交換器（１５）内で予熱
する特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、内燃機関（１）の燃焼室内の分解ガス／空気・混合
気をエネルギのエネルギ論的に５％から１０％の割合の
着火しやすい燃料の高圧噴射によって着火させる特許請
求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3523855.0 | 1985-07-04 | ||
| DE19853523855 DE3523855A1 (de) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6210464A true JPS6210464A (ja) | 1987-01-19 |
Family
ID=6274892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61152861A Pending JPS6210464A (ja) | 1985-07-04 | 1986-07-01 | 内燃機関を運転する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4722303A (ja) |
| EP (1) | EP0208136B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6210464A (ja) |
| DE (2) | DE3523855A1 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907565A (en) * | 1989-02-22 | 1990-03-13 | Caterpillar Inc. | High pressure gasifier and diesel cycle internal combustion engine system |
| US20030012985A1 (en) | 1998-08-03 | 2003-01-16 | Mcalister Roy E. | Pressure energy conversion systems |
| US5343699A (en) * | 1989-06-12 | 1994-09-06 | Mcalister Roy E | Method and apparatus for improved operation of internal combustion engines |
| US5266086A (en) * | 1989-12-20 | 1993-11-30 | Caterpillar Inc. | Intermittently-fed high-pressure gasifier process |
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