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技術 定格運転中に発生する二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物の排出濃度を低減する燃焼空気並び燃料の保温処理方法及び保温処理材、装置の製造方法。

出願人 株式会社省エネルギー・ドット・コム鹿内靖長町茂行
発明者 鹿内靖
出願日 1999年3月17日 (21年9ヶ月経過) 出願番号 1999-115358
公開日 2000年9月26日 (20年3ヶ月経過) 公開番号 2000-265909
状態 未査定
技術分野 触媒等による燃料・空気・混合気の処理 燃料・空気・混合気の熱処理その他 吸い込み系統 熱絶縁
主要キーワード 吸気筒内 補助運動 吸熱材 電磁波処理 位置図 燃費節約 保温作用 吸熱効果
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年9月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

無負荷運転を含む定格運転中のエンジン及び燃焼機器の定格運転中に発生する二酸化炭素一酸化炭素及び窒素酸化物の排出漂度を低減して燃焼効率を向上することを特徴とする、無負荷運定時を含む定格運転中のエンジン及び燃焼機器の保温処理材及び装置による燃料消費量の低減方法

解決手段

矩形状の吸熱材1内には吸熱保温効果に優れた材質反射体2が設けられている。この反射体上には吸熱性保護フイルムに覆われた炭素製複数個吸熱効果に優れた照射体3が貼付されている。吸熱材1の一方側には接着効果のある面状ファスナーを材料とした接着材4が設けられている。接着材4は吸熱材1の他方の測の裏の接着材と脱着が可能になっており、燃焼空気通路体並び燃料管位置に取付られる。

概要

背景

自動車では定格運転中(アイドリング)にエンジンから発生する窒素酸化物炭化水素一酸化炭素分解除去する排気ガス浄化触媒は、表1に示すようにアイドリング時には効能を発揮することができないという欠点があると共に一酸化炭素を二酸化炭素に変換させるという構造的欠陥を持ち合わせている。 また低燃費の面で二酸化炭素の排出量が少ないとされる希薄燃焼や筒内直接噴射式などの燃焼型式には特殊に窒素酸化物だけを除去する触媒が設置されている。しかし表2で示す通り排出ガスに含まれる二酸化炭素を除去できる機能は持ち合わせていない。表1で示す通り排気温低温の際には触媒機能を発揮できず、その効能は中速高速時がほとんどで自動車にはアイドリング時の排気ガス中の一酸化炭素と二酸化炭素並び窒素酸化物の三種類の有害ガスを同時に低減できる技術が求められている。エンジン停止燃費節約になり二酸化炭素の削減策につながるということから駐停車中の補助運動アイドリングストップ)として現在では使用者にこまめにエンジンを停止して、定格運転(アイドリング)が長くならないようにする排気ガス対策への努力義務づけられているが、定格運転(アイドリング)そのものを全くなくすことは実際には不可能に近く、極めて短い間隔の定格運転(アイドリング)をなくそうと頻繁にエンジンの停止起動を繰り返すような操作は、時としてエンジンの燃焼安定性の低下現象を引き起こし、エンジンの点火装置及び始動装置に悪影響を起こし使用者または自動車を使用することに間接的に関係する方々に多大な負担を背負わせることとなりかねない。また、エンジンの大がかりな改造をせずして低燃費を実現するものとして燃料油磁気作用による燃焼効率の向上、バイオ効果による燃料油の改質等などもあるがほとんどの場合は走行モードによる効果効能である。車輌保安基準規制)が定めるところとして排気触媒処理後、排出濃度は旧基準、一酸化炭素が45,000PPM、炭化水素は1,200PPMとなる。98年規制では、一酸化炭素が10,000PPM、そして炭化水素は300PPMの基準になっている。走行時の6モード・10モードでの排ガス基準やアイドリング時などの一酸化炭素、炭化水素並び燃費等の基準値は、自動車メーカーの技術の水準と平行しながら推移していることと、現在のところ二酸化炭素の排出量にはアイドリング時・走行時と規制が無く、現在のところ有害物質等を浄化除去する技術の開発、向上が急務の状況である。又、走行モードでの特殊な排ガス低減並び低燃費方法として燃焼空気電磁波処理する方法(特許第2035814号)が知られているが走行モードによる二酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等の低減効果であり、表3、表4の試験で示すように定格運転時(アイドリング)では燃焼効率を高める基準となる一酸化炭素並びディーゼルスモークの低減効果がなかった。また表5の試験で示すように装置に熱エネルギー不足の環境に設置取付したものでは走行試験でも燃料消費の低減ができなかった。

概要

無負荷運転を含む定格運転中のエンジン及び燃焼機器の定格運転中に発生する二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物の排出漂度を低減して燃焼効率を向上することを特徴とする、無負荷運定時を含む定格運転中のエンジン及び燃焼機器の保温処理材及び装置による燃料消費量の低減方法

矩形状の吸熱材1内には吸熱保温効果に優れた材質反射体2が設けられている。この反射体上には吸熱性保護フイルムに覆われた炭素製複数個吸熱効果に優れた照射体3が貼付されている。吸熱材1の一方側には接着効果のある面状ファスナーを材料とした接着材4が設けられている。接着材4は吸熱材1の他方の測の裏の接着材と脱着が可能になっており、燃焼空気の通路体並び燃料管位置に取付られる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

燃焼空気並び燃料保温処理材及び装置を取付け定格運転中のエンジン及び燃焼機器等から発生する二酸化炭素一酸化炭素及び窒素酸化物排出濃度を低減して燃焼効率を向上することを特徴とする、無負荷運転を含む定格運転中のエンジン及び燃焼機器の保温処理材及び装置による燃料消費量の低減方法

請求項2

吸熱材と、この吸熱材に取付られた反射体と、この反射体上に設けられ、電磁波を燃焼空気並び燃料に向けて照射する多孔質炭素からなる照射体とを備えたことを特徴とする、保温処理方法及び保温処理材、装置の製造方法。

技術分野

0001

この発明は、定格運転中にエンジン及び燃焼機器から発生する二酸化炭素一酸化炭素及び窒素酸化物の排出漂度を低減することを特徴とする、燃焼空気並び燃料保温処理方法及び保温処理材、装置を取付けることによる無負荷運転を含む定格運転中のエンジン及び燃焼機器の燃料消費量の低減方法に関するものである。

背景技術

0002

自動車では定格運転中(アイドリング)にエンジンから発生する窒素酸化物や炭化水素、一酸化炭素を分解除去する排気ガス浄化触媒は、表1に示すようにアイドリング時には効能を発揮することができないという欠点があると共に一酸化炭素を二酸化炭素に変換させるという構造的欠陥を持ち合わせている。 また低燃費の面で二酸化炭素の排出量が少ないとされる希薄燃焼や筒内直接噴射式などの燃焼型式には特殊に窒素酸化物だけを除去する触媒が設置されている。しかし表2で示す通り排出ガスに含まれる二酸化炭素を除去できる機能は持ち合わせていない。表1で示す通り排気温低温の際には触媒機能を発揮できず、その効能は中速高速時がほとんどで自動車にはアイドリング時の排気ガス中の一酸化炭素と二酸化炭素並び窒素酸化物の三種類の有害ガスを同時に低減できる技術が求められている。エンジン停止燃費節約になり二酸化炭素の削減策につながるということから駐停車中の補助運動アイドリングストップ)として現在では使用者にこまめにエンジンを停止して、定格運転(アイドリング)が長くならないようにする排気ガス対策への努力義務づけられているが、定格運転(アイドリング)そのものを全くなくすことは実際には不可能に近く、極めて短い間隔の定格運転(アイドリング)をなくそうと頻繁にエンジンの停止起動を繰り返すような操作は、時としてエンジンの燃焼安定性の低下現象を引き起こし、エンジンの点火装置及び始動装置に悪影響を起こし使用者または自動車を使用することに間接的に関係する方々に多大な負担を背負わせることとなりかねない。また、エンジンの大がかりな改造をせずして低燃費を実現するものとして燃料油磁気作用による燃焼効率の向上、バイオ効果による燃料油の改質等などもあるがほとんどの場合は走行モードによる効果効能である。車輌保安基準規制)が定めるところとして排気触媒処理後、排出濃度は旧基準、一酸化炭素が45,000PPM、炭化水素は1,200PPMとなる。98年規制では、一酸化炭素が10,000PPM、そして炭化水素は300PPMの基準になっている。走行時の6モード・10モードでの排ガス基準やアイドリング時などの一酸化炭素、炭化水素並び燃費等の基準値は、自動車メーカーの技術の水準と平行しながら推移していることと、現在のところ二酸化炭素の排出量にはアイドリング時・走行時と規制が無く、現在のところ有害物質等を浄化除去する技術の開発、向上が急務の状況である。又、走行モードでの特殊な排ガス低減並び低燃費方法として燃焼空気に電磁波処理する方法(特許第2035814号)が知られているが走行モードによる二酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素等の低減効果であり、表3、表4の試験で示すように定格運転時(アイドリング)では燃焼効率を高める基準となる一酸化炭素並びディーゼルスモークの低減効果がなかった。また表5の試験で示すように装置に熱エネルギー不足の環境に設置取付したものでは走行試験でも燃料消費の低減ができなかった。

発明が解決しようとする課題

0003

そのようなことから定格運転時(アイドリング)での使用課程車(ガソリン・ディーゼル)では二酸化炭素を軽減できるこれといった技術、装置が無かった。いままでの燃焼空気に電磁波処理する方法及び装置(特許第2035814号)では定格運転時(アイドリング)には、空気通路体から吸収される熱エネルギーが構造上からも断熱材の断熱作用が大きいため、空気通路体(エンジン本体)の熱エネルギーの放出が作用する。 又、エンジン室内から照射体セラミック)への熱エネルギーを遮断し逆に熱エネルギーを吸収しにくくしていたため始動時及びアイドリング時等のエンジン室内の低温作用が装置の能力低下を招き燃焼空気を改善できなかった。そのため定格運転時には燃焼効率を高めることができず、そのため一酸化炭素を発生させ多少なりとも三元触媒が二酸化炭素へと変換作用を招き二酸化炭素の発生を多くさせていた。

課題を解決するための手段

0004

問題点の解決として、始動時、アイドリング時並び渋滞時のエンジン室内温度の低い場合にも燃焼空気の改善を諮ることができるようにするには、装置の材質の構造を変えると共に燃料管にも保温処理材、装置を取付けることとする。前記、技術の断熱効果を持つ材質からエンジン室内及びエンジン本体が低温でも熱エネルギーを空気通路体だけでなくエンジン室内からも吸収しやすく熱伝導性の優れた保温効果を持つ材質にする。 また照射体(セラミックス)を熱伝導性が高く熱エネルギーをより吸収しやすい炭化処理した廃棄物から回収される多孔質炭素材に変えることにより、熱エネルギーの吸収、保温維持がより可能になり燃焼空気並び燃料をより改善でき燃焼効率を高めることができるため一酸化炭素の低減効果を可能とし一酸化炭素から二酸化炭素への変換作用を制御することができ、無負荷運転時を含む定格運転中にエンジンから発生する一酸化炭素、二酸化炭素並び窒素酸化物をエンジンの改良をしなくとも同時に低減することができるようになる。 また照射体(炭素材)がリサイクル炭素材ということから今まで処理材、装置よりも安価なコストになり市場に安く提供できることから多くのユーザーに使用していただくことができ、補助運動(アイドリングストップ)をサポートできる処理材、装置として定格運転時(アイドリング)並び走行モード時の二酸化炭素の削減に大きく貢献できるものとなる。

0005

この発明は、無負荷運転を含む定格運転中の保温処理材、装置がエンジン室内からの熱エネルギーを吸収し、吸熱材1、反射体2による保温作用を持ちながら照射体3(炭素材)に熱エネルギーを継続的に吸収、伝導、伝達がより可能になり照射体から効率的な電磁波が照射される。表1で示す通りエンジン本体及びエンジン室内が低温でも熱エネルギーを継続的に吸収、伝導、伝達ができ燃焼空気(酸素)並び燃料の改善を分子レベルで行なうものである。分子レベルで改善した酸素とは酸素分子が炭素材3からの熱振動エネルギーを吸収した酸素分子をいい、分子レベルで改善した燃料とは熱振動エネルギーを吸収した燃料の組成分子を言う。分子レベルでは酸素分子の振動が均一化されマクロ的に判断すれば空気の温度分布に影響をおよぼし、その結果として混合気又は、吸入空気吸気筒内または燃焼室での圧縮終了行程時に混合気又は、吸入空気の圧縮温度に温度群を無くする効果があり、分子レベルで改善した燃料は組成分子レベルでの分子振動が均一化され燃料が微粒化した際に空気と接触しやすくなる。そのため燃料(組成分子)と空気(酸素)とがよりよく接触(燃焼)できるため、二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物が低減できその分だけ燃焼の効率が向上さると共に低燃費での燃焼が可能になる。本来、燃焼効率の低下現象とは具体的に空気(酸素)と接触できない燃料が発生し、点火着火運動への移行に時間的なズレ点火ミス着火遅れ)を作り、燃料(組成分子)は微粒子の状態で蒸し焼き状態となり、未燃ガスの成分の炭化水素、一酸化炭素(ディーゼルスモーク)、二酸化炭素、疏黄酸化物となる。例えば、その燃えない分だけピストンエンジンでは爆発力又は、膨張力ピストン圧下力を低下させその結果、エンジン出力の低下並びに燃費を悪化させ有害物質等(一酸化炭素等)に変わることを言う。未燃ガス(一酸化炭素等)の発生を少なくするということは三元触媒中で一酸化炭素を二酸化炭素へ変換する作業がそれだけ減るということになり、三元触媒中の有害ガス変換材料衰退を防止することにもなる。またディーゼル機関では前記で述べた空気(酸素)と燃料がよく接触しないために黒煙(一酸化炭素)等の有害ガスを発生させている。圧縮比などの高低燃焼温度の調整を行えばディーゼルスモークを軽減ができるものの燃焼温度を高くすれば窒素酸化物が発生するという相反する構造を持ち合わせている。また、ガソリン機関でも一酸化炭素の濃度を制御するには燃焼温度を上げることで制御が可能になるが、反対に窒素酸化物が増えるという前記で述べた構造を持っている。しかるに着火を早期にでき低温度での燃焼が可能であれば両方の有害ガス等を同時に低減できる。燃焼効率対策として、エンジン内での混合気又は、圧縮空気の分子レベルでの温度分布と燃料の組成分子レベルでの分子振動を迅速にかつ均一化することが燃焼改善に有効であることに着目し、エンジン及び燃焼機器の燃焼空気入口並び燃料管に保温処理材及び装置を取付けることにより、分子の熱振動を加速かつ平均化し、エンジン及び燃焼機器の改良と同等、又は、それ以上の排気浄化効果と省エネルギー効果をもたらすものである。

0006

以下、この発明の実施例を図にて説明する。 第1図はこの発明の一実施例を示す保温処理材、装置の斜視図であり、エンジン室内温度を伝導吸熱する矩形状の吸熱材1内には吸熱保温効果に優れた材質の反射体2が設けられている。この反射体上には吸熱性保護フイルムに覆われた炭素製複数個吸熱効果に優れた照射体3が貼付されている。 吸熱材1の一方側には第1図、第2図の接着効果のある面状ファスナーを材料とした接着材4が設けられている。この第1図の接着材4は吸熱材1の他方の側の裏の第2図の接着材と脱着が可能になっており、例えば第3図に示すように燃焼空気の通路体並び燃料管位置5に取付けられる。上記のように構成された保温処理材、装置で表3、表4、表5、表6の試験を実施した。この表3、表4、表5の試験内容では排気触媒が無い定格運転時の燃焼作用の実態を把握できる試験車とした。尚、電磁波処理装置の断熱効果と保温処理材、装置との保温効果の違いを比較する試験でもある。保温処理材、装置が吸熱吸収した熱エネルギーは吸熱材1、反射体2による保温作用を持ちながら照射体3(炭素材)に熱エネルギーを継続伝達でき、表3、表4及び表5で示す通りエンジン本体、エンジン室内及び屋内低温状態の定格運転時及び走行モードでも燃焼空気並び燃料の改善が保温効果により分子レベルで行われる。分子レベルで改善された燃焼空気並び燃料は、両者の接触できる機会を多く作り燃焼効率を向上させ二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物を低減させると共に燃料消費量の低減を可能にしたことと、表3の試験車は三元触媒が無い燃焼状態が最も把握できる状態で一酸化炭素が大幅に軽減した。これは排気ガス公害に大きく役割を果たすことができるものともいえる。表6の試験では、吸入空気の圧縮行程がない燃焼機器等においても保温処理材、装置の保温効果が燃焼空気並び燃料の改善に効能を発揮し燃焼効率と低燃費を可能にした一例を述べる。表6の試験は、例えて焼却炉等でダイオキシンの発生が環境汚染環境ホルモン)の問題として騒がれている今日、その原因を不完全燃焼による一酸化炭素の排出と指摘する機関もある。 そのような観点から環境公害を防止する技術として貢献できる。排気量の少ない軽自動車の試験データは表7に示します。表7の試験の結果は、二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物を低減されると共に燃料消費量の低減効果があった。表8、表9、表10、表11の試験では低燃費の面で二酸化炭素の排出量が少ないとされている環境保全車輌に搭載されている希薄燃焼や筒内直接噴射式などの低燃費エンジン(環境エンジン)とLPガス車を基準に測定をしてみた結果、表8のプロパンガス車では二酸化炭素並び一酸化炭素並を軽減することができた。 表8の試験については都市ガス等の燃料を使用しているコウジェネ等の燃焼機関にも十分に利用できるものである。また低燃費エンジンは表7の軽車輌の未処理の二酸化炭素の排出量に比べれば比較的に少なくなっていたが、排気量の小さい軽車輌(軽自動車)の二酸化炭素の排出量の多いことには、急いだ対策を講じることが必要である。また一酸化炭素の排出量は軽減しているものの二酸化炭素は定格回転時にも発生をしている事実と二酸化炭素に規制がないこともまた事実である。特殊な窒素酸化物だけを除去する触媒が設置されていることもあって窒素酸化物は希薄燃焼以外にはこれといった排出量を確認できなかったが、しかし二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物が低減でき、さらに燃焼の効率を向上させることができた。

発明の効果

0007

以上説明したように、この発明の定格運転中に発生する二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物の排出漂度を低減する燃焼空気並び燃料の保温処理方法及び保温処理材、装置によれば、燃焼空気並び燃料の保温効果により今までアイドリング時での照射体(炭素材)への熱エネルギーが吸熱吸収されることにより、燃焼空気をより改善できまた燃料の改善も働き、定格運転時の二酸化炭素、一酸化炭素及び窒素酸化物の低減と低燃費の効果がある。

図面の簡単な説明

0008

図1本発明の図1一実施例を示す保温処理材、装置の斜視図である。
図2本発明の図2の保温処理材、装置の使用態様を示す斜視図である。
図3本発明の図3の保温処理材、装置の取付位置図である。

--

0009

1.吸熱材
2.反射体
3.照射体
4.接着材
5.保温処理材、装置取付位置
ID=000003HE=170 WI=110 LX=0500 LY=0300
ID=000004 HE=170 WI=110 LX=0500 LY=0300
ID=000005 HE=150 WI=122 LX=0440 LY=0300
ID=000006 HE=155 WI=122 LX=0440 LY=0300
ID=000007 HE=170 WI=122 LX=0440 LY=0300

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