JPH03145558A - Alcohol reforming engine - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、アルコール燃料を改質するりアクタを備え
たアルコール改質エンジンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an alcohol reforming engine equipped with an actor for reforming alcohol fuel.
従来、アルコール改質ガスエンジンのインテークマニホ
ールドは、特開昭５８−６７９５９号公報に開示されて
いる。該アルコール改質ガスエンジンのインテークマニ
ホールドは、バンクファイヤを防止するものであり、ア
ルコールを改質して得た改質ガスと未改質のアルコール
とを燃料として供給するものであり、改質ガス燃料を吸
入空気と混合して供給する改質ガス燃料用吸気通路と、
アルコール燃料供給時、吸入空気又は該吸入空気とアル
コール燃料との混合気を供給するアルコール燃料用吸気
通路とを並列に分割して形威し、改質ガス燃料用吸気通
路の下流端部にのみ消炎器を設けたものである。Conventionally, an intake manifold for an alcohol reformed gas engine is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-67959. The intake manifold of the alcohol reformed gas engine prevents bank fires, and supplies reformed gas obtained by reforming alcohol and unreformed alcohol as fuel. a reformed gas fuel intake passage for supplying fuel mixed with intake air;
When supplying alcohol fuel, the alcohol fuel intake passage that supplies intake air or a mixture of the intake air and alcohol fuel is divided in parallel, and only the downstream end of the reformed gas fuel intake passage is used. It is equipped with a flame extinguisher.
また、実開昭５９−１０５０５２号公報には、改質ガス
エンジンの安全装置が開示されている。Furthermore, Japanese Utility Model Application Publication No. 59-105052 discloses a safety device for a reformed gas engine.
該改質ガスエンジンの安全装置は、液体燃料をエンジン
排気通路に介装された改質装置によりガスに改質し、こ
の改質ガスを燃料として使用するものであり、改質装置
外壁を、所定の間隔を隔てて覆うようにアウタハウジン
グを取付け、両者の間に排気１１１１Ｒから隔成された
断熱層を設けると共に、該断熱層の内部空間とエンジン
の吸気通路とを連通接続する漏洩ガスリリーフ通路を設
けたものである。The safety device for the reformed gas engine reforms liquid fuel into gas using a reformer installed in the engine exhaust passage, and uses the reformed gas as fuel. The outer housing is installed so as to cover the outer housing at a predetermined interval, and a heat insulating layer is provided between the two, separated from the exhaust gas 1111R, and a leakage gas relief device is provided that communicates and connects the internal space of the heat insulating layer to the intake passage of the engine. It has a passageway.
（発明が解決しようとする！Ｈり
ところで、エンジンから排気される排気ガスによる環境
汚染が問題になり、最近、アルコールエンジンが注目さ
れるようになっている。アルコールエンジンでは、排気
ガス中の炭酸ガス、炭化物の含有量は、ガソリン、軽油
等の燃料に比較して非常に少ないものである。ところが
、アルコール燃料を使うディーゼルエンジンでは、着火
性が悪くなるという問題点がある。即ち、アルコールは
、ガソリンに比較して気化するための潜熱が高く、例え
ば、ガソリンが燃料の０．７％の気化潜熱を要するのに
対し、アルコールが燃料の５％の気化潜熱を要するもの
であり、アルコール燃料は気化し難いという性質を有し
ているからである。しかも、燃料噴射ノズルから燃焼室
内の圧縮空気中に噴射されたアルコール燃料は、気化の
ために圧縮空気及び燃焼室壁面の温度を低下させて着火
を悪化させている。(Invention tries to solve!H) By the way, environmental pollution caused by exhaust gas emitted from engines has become a problem, and alcohol engines have recently been attracting attention. The content of gas and carbide is very small compared to fuels such as gasoline and diesel oil.However, diesel engines that use alcohol fuel have a problem of poor ignitability.In other words, alcohol , has a higher latent heat for vaporization than gasoline; for example, gasoline requires 0.7% of the latent heat of vaporization of the fuel, whereas alcohol requires 5% of the latent heat of vaporization of the fuel; This is because alcohol fuel is difficult to vaporize.Moreover, the alcohol fuel injected from the fuel injection nozzle into the compressed air in the combustion chamber lowers the temperature of the compressed air and the walls of the combustion chamber due to vaporization. This makes ignition worse.
ところで、メタノール等のアルコールを燃料とするアル
コールエンジンにおいて、メタノールの改質により燃費
率の改善を図ることは、従来良く知られていることであ
る。その理由は、メタノールは熱分解するものであり、
メタノールに熱エネルギーを与えることによって、水素
ガスと一酸化炭素に分解する。即ち、メタノール１モル
あたり２０にｃａｌの熱量を与えると、メタノールは水
素と一酸化炭素に熱分解される。By the way, it is well known that in alcohol engines that use alcohol such as methanol as fuel, the fuel efficiency is improved by reforming the methanol. The reason is that methanol decomposes thermally,
By applying thermal energy to methanol, it decomposes into hydrogen gas and carbon monoxide. That is, when 20 cal is applied per mole of methanol, methanol is thermally decomposed into hydrogen and carbon monoxide.
ＣＨ，ＯＨ＋２０にｃａｌ →２Ｈ，＋ＣＯ従って、
メタノールが燃料として水素ガスと一酸化炭素を有する
ことになり、メタノール燃料が改質されることになる。CH, OH + 20 cal → 2H, +CO Therefore,
Methanol will have hydrogen gas and carbon monoxide as fuel, and methanol fuel will be reformed.
また、断熱エンジンについては、断熱構造の燃焼室を構
成する場合に、該燃焼室から排気される排気ガスの温度
は、エンジンの高速高負荷時には１５００℃にも上昇し
ているものである。また、エンジンの低速低負荷時には
該燃焼室内壁面は高温度の状態になっておらず、壁面か
ら燃料が気化熱を奪い、気化を促進することができず、
燃料がアルコールである場合には、気化するための潜熱
が高いため、その現象は大きく現れる。Further, in the case of an adiabatic engine having a combustion chamber having an adiabatic structure, the temperature of exhaust gas exhausted from the combustion chamber increases as much as 1500° C. when the engine is operated at high speed and under high load. In addition, when the engine is running at low speed and under low load, the wall surface of the combustion chamber is not in a high temperature state, and the fuel absorbs vaporization heat from the wall surface, making it impossible to promote vaporization.
When the fuel is alcohol, the latent heat for vaporization is high, so this phenomenon is more pronounced.
ところで、排気管を流れる排気ガスは、膨張後であり、
温度も低くなっている。それ故、部分負荷時には、排気
ガスのみではアルコール燃料を改質するだけの熱エネル
ギーを有していないものである。アルコール燃料を改質
する場合には、２００〜５００℃の温度にして触媒を介
在させることで達成できる。そこで、排気ガスの熱エネ
ルギーを如何にアルコール改質エネルギーとして利用す
るかの課題がある。By the way, the exhaust gas flowing through the exhaust pipe is after expansion.
The temperature is also lower. Therefore, at part load, the exhaust gas alone does not have enough thermal energy to reform the alcohol fuel. In the case of reforming alcohol fuel, it can be achieved by raising the temperature to 200 to 500°C and intervening a catalyst. Therefore, there is a problem of how to utilize the thermal energy of exhaust gas as alcohol reforming energy.
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
アルコール燃料がガソリン、軽油等の燃料に比較して気
化し難いという性質を有するが、断熱エンジンから排気
される排気ガスが高温であることに着眼し、該排気ガス
の熱エネルギーをアルコール燃料に与えて該アルコール
を水素ガスと一酸化炭素を有する燃料に改質するため、
アルコール燃料と吸入空気との混合気が通る吸気ポート
に、アルコール分解システムとして、排気通路を通る排
気ガスから吸熱して該熱エネルギーを混合気に与えるこ
とができるハニカムリアクタを配置し、アルコールを熱
分解して改質し、アルデヒド類の刺激臭、臭気等の発生
を防止し、燃費を向上させるアルコール改質エンジンを
提供することである。The purpose of this invention is to solve the above problems,
Although alcohol fuel has the property of being difficult to vaporize compared to fuels such as gasoline and diesel oil, we focused on the fact that the exhaust gas exhausted from an adiabatic engine is high temperature, and applied the thermal energy of the exhaust gas to alcohol fuel. to reform the alcohol into a fuel containing hydrogen gas and carbon monoxide,
As an alcohol decomposition system, a honeycomb reactor capable of absorbing heat from the exhaust gas passing through the exhaust passage and imparting the thermal energy to the mixture is placed at the intake port through which the mixture of alcohol fuel and intake air passes. An object of the present invention is to provide an alcohol reforming engine that decomposes and reformes, prevents generation of irritating odor, odor, etc. of aldehydes, and improves fuel efficiency.
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、吸排気ポートを備えた
断熱構造のシリンダヘッド、該シリンダヘッドに配置し
且つ燃焼室と前記吸気ポートを連通ずる吸気通路及び該
吸気通路内に位置して前記燃焼室と前記排気ポートを連
通ずる排気通路を有するリアクタ筒体、及び咳リアクタ
筒体内で前記吸気通路の横断面に延在して配置したアル
コール燃料と吸入空気との混合気の通過可能なハニカム
リアクタ、から成るアルコール改質エンジンに関する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the present invention provides a cylinder head having an adiabatic structure including an intake and exhaust port, an intake passage disposed in the cylinder head and communicating between the combustion chamber and the intake port, and an intake passage located in the intake passage that connects the combustion chamber with the intake port. A reactor cylinder body having an exhaust passage communicating with an exhaust port, and a honeycomb reactor arranged in the cough reactor cylinder so as to extend across a cross section of the intake passage, through which a mixture of alcohol fuel and intake air can pass. Regarding alcohol reforming engines.
また、このアルコール改質エンジンにおいて、前記ハニ
カムリアクタは、セラミック材から成るハニカム体及び
該ハニカム体の表面にコーティングした触媒から成るも
のである。Further, in this alcohol reforming engine, the honeycomb reactor is composed of a honeycomb body made of a ceramic material and a catalyst coated on the surface of the honeycomb body.
この発明によるアルコール改質エンジンは、上記のよう
に構成され、次のように作用する。即ち、このアルコー
ル改質エンジンは、吸排気ポートを備えた断熱構造のシ
リンダヘッドにリアクタ筒体を配置し、該リアクタ筒体
に燃焼室と前記吸気ポートを連通ずる吸気通路及び該吸
気通路内に位置して前記燃焼室と前記排気ポートを連通
する排気通路を形成し、更に前記リアクタ筒体内で前記
吸気通路の横断面に延在して配置した混合気通過可能な
ハニカムリアクタを配置したので、前記ハニカムリアク
タの熱伝達面積は大きく、排気ガスの熱エネルギーは排
気通路の壁面からハニカムリアクタに熱伝達され、前記
吸気ポートに配置した前記ハニカムリアクタは高温にな
る。しかも、前記ハニカムリアクタをシリンダヘッド部
に配置したので、燃焼室の燃焼によって壁面から放熱さ
れる熱エネルギーも吸熱できる。従って、前記ハニカム
リアクタは排気ガスと燃焼室壁面からの熱エネルギーを
吸熱し、前記ハニカムリアクタはアルコール燃料を改質
するのに十分な温度に上昇でき、アルコール燃料と吸入
空気との混合気が前記ハニカムリアクタを通過すること
で、アルコール燃料の改質は確実に且つ迅速に行われる
。また、エンジンの高速高負荷時には、排気ガスは１５
００℃であるので、該排気ガスの熱エネルギーはアルコ
ールの熱分解に十分に利用できる０例えば、メタノール
の発熱量は５４００Ｋｃａｌであるとすると、壁面に伝
達する熱量は約１５００にｃａｌである０表面改質に必
要な熱量は、６００にｃａｌであるから、従って、断熱
エンジンの放熱が最も盛んなシリンダヘッド上面部では
、メタノールの改質に必要な熱エネルギーを供給するこ
とができる。The alcohol reforming engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, in this alcohol reforming engine, a reactor cylinder is disposed in a cylinder head having an adiabatic structure and has intake and exhaust ports, and an intake passage that communicates the combustion chamber and the intake port with the reactor cylinder, and an intake passage inside the intake passage. an exhaust passage communicating between the combustion chamber and the exhaust port; and a honeycomb reactor extending in a cross section of the intake passage within the reactor cylinder and allowing the air-fuel mixture to pass therethrough; The honeycomb reactor has a large heat transfer area, and the heat energy of the exhaust gas is transferred from the wall of the exhaust passage to the honeycomb reactor, and the honeycomb reactor disposed at the intake port becomes high temperature. Moreover, since the honeycomb reactor is disposed in the cylinder head, the thermal energy radiated from the wall surface due to combustion in the combustion chamber can also be absorbed. Therefore, the honeycomb reactor absorbs thermal energy from the exhaust gas and the wall surface of the combustion chamber, and the honeycomb reactor can raise the temperature to a temperature sufficient to reform the alcohol fuel, and the mixture of alcohol fuel and intake air is heated to a temperature sufficient to reform the alcohol fuel. By passing through the honeycomb reactor, alcohol fuel is reformed reliably and quickly. Also, when the engine is running at high speed and under high load, the exhaust gas is 15
For example, if the calorific value of methanol is 5400 Kcal, the amount of heat transferred to the wall is approximately 1500 Kcal. Since the amount of heat required for reforming is 600 cal, the heat energy necessary for reforming methanol can be supplied at the upper surface of the cylinder head where the heat radiation of the adiabatic engine is most active.
〔実施例）
以下、図面を参照して、この発明によるアルコール改質
エンジンの実施例を説明する。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the alcohol reforming engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図はこの発明によるアルコール改質エンジンの一実
施例を示し且つ第２図の線１−１における断面図、及び
第２図は第１図の線■−Ｈにおける断面図である。FIG. 1 shows an embodiment of an alcohol reforming engine according to the present invention, and is a sectional view taken along line 1--1 in FIG. 2, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 1--H in FIG.
このアルコール改質エンジンは、シリンダへラド３にリ
アクタ筒体９及び該リアクタ筒体９に配置したハニカム
リアクタ１２から成る吸気リアクタ装置を設けたことで
あり、主として、吸気ポート２及び排気ポート１１を備
えた断熱構造のシリンダヘッド３、該シリンダヘッド３
に形成した穴部２８に配置したりアクタ筒体９、及び該
リアクタ筒体９内に配置したハニカムリアクタ１２を有
している。吸気リアクタ装置において、リアクタ筒体９
は、燃焼室８を形成するためヘッド下面部１３とライナ
上部１４から成るヘッドライナを下部に有している。リ
アクタ筒体９には、ヘッド下面部１３の上方に吸気通路
１６及び核吸気通路１６の内部に位置する排気通路１７
が形成されている。吸気通路１６は、リアクタ筒体９の
内周面で形成されている。また、排気通路１７は、リア
クタ筒体９に固定された排気通路形成壁体５によって形
成されている。更に、リアクタ筒体９におけるヘッド下
面部１３には、吸気バルブシート２１及び排気バルブシ
ート２２が配置されている。リアクタ筒体９に設けた吸
気通路１６は、燃焼室８と吸気ポート２とを連通し、ま
た、リアクタ筒体９に設けた排気通路■７は、燃焼室８
と排気ポー１−１１とを連通している。This alcohol reforming engine is equipped with an intake reactor device consisting of a reactor cylinder body 9 and a honeycomb reactor 12 disposed in the reactor cylinder body 9 in the cylinder head 3, and mainly includes an intake port 2 and an exhaust port 11. a cylinder head 3 having a heat insulating structure;
It has an actor cylinder 9 disposed in a hole 28 formed in the hole 28 and a honeycomb reactor 12 disposed within the reactor cylinder 9. In the intake reactor device, the reactor cylinder body 9
The engine has a headliner at its lower portion that includes a head lower surface portion 13 and a liner upper portion 14 to form a combustion chamber 8. The reactor cylinder body 9 includes an intake passage 16 above the head lower surface portion 13 and an exhaust passage 17 located inside the core intake passage 16.
is formed. The intake passage 16 is formed by the inner peripheral surface of the reactor cylinder body 9. Further, the exhaust passage 17 is formed by the exhaust passage forming wall 5 fixed to the reactor cylinder body 9. Further, an intake valve seat 21 and an exhaust valve seat 22 are arranged on the head lower surface portion 13 of the reactor cylinder body 9. An intake passage 16 provided in the reactor cylinder 9 communicates the combustion chamber 8 with the intake port 2, and an exhaust passage 7 provided in the reactor cylinder 9 communicates with the combustion chamber 8.
The exhaust port 1-11 is in communication with the exhaust port 1-11.
このアルコール改質エンジンにおける吸気リアクタ装置
は、リアクタ筒体９に形成した吸気通路１６の横断面に
延在して吸入空気通過可能なハニカムリアクタ１２が配
置され、且つ核ハニカムリアクタ１２と排気通路１７の
排気通路形成壁体５とは良好な熱伝達状態に構成されて
いることである。更に、ハニカムリアクタ１２は、熱伝
導性の良好な炭化珪素等のセラミック材製のハニカム体
から戒り、該ハニカム体の表面に白金等の触媒をコーテ
ィングしたものである。The intake reactor device for this alcohol reforming engine has a honeycomb reactor 12 extending across the cross section of an intake passage 16 formed in a reactor cylinder body 9 through which intake air can pass, and a core honeycomb reactor 12 and an exhaust passage 17. The exhaust passage forming wall 5 is configured to provide good heat transfer. Furthermore, the honeycomb reactor 12 is made of a honeycomb body made of a ceramic material such as silicon carbide having good thermal conductivity, and the surface of the honeycomb body is coated with a catalyst such as platinum.
リアクタ筒体９のヘッド下面部１３に配置した吸気バル
ブシート２１は、燃焼室８への吸気通路１６の開口部に
位置し、該吸気バルブシー）２１には、吸気バルブｌが
配置されている。この吸気バルブ１のバルブステムは、
ハニカムリアクタ１２に貫通して配置したバルブガイド
１８を貫通して往復移動する。また、リアクタ筒体９の
ヘッド下面部１３に配置した排気バルブシート２２は、
燃焼室８への排気通路１７の開口部に位置し、該排気バ
ルブシート２２には、排気バルブ１０が配置されている
。吸気バルブｌ及び排気バルブｌＯは、シリンダヘッド
３に設けたバルブガイド１９にガイドされ、吸気通路１
６及び排気通路１７を開閉するため開閉作動されるもの
である。また、シリンダへラド３は、シリンダブロック
６にガスケット２５を介して固定されている。シリンダ
ブロック６に形成したシリンダ２７には、シリンダライ
ナ４が嵌合している。このシリンダライナ４の上端面は
、ガスケット２４を介してリアクタ筒体９のライナ上部
１４の下端面に対向して固定されている。更に、シリン
ダライナ４及びライナ上部１４内には、断熱構造に構成
したピストンヘッド部７及びピストンリング２３を有す
るピストン１５が往復移動するように構成されている。An intake valve seat 21 disposed on the lower head surface 13 of the reactor cylinder body 9 is located at the opening of the intake passage 16 to the combustion chamber 8, and an intake valve 1 is disposed in the intake valve seat 21. The valve stem of this intake valve 1 is
It reciprocates through a valve guide 18 disposed to penetrate the honeycomb reactor 12. Moreover, the exhaust valve seat 22 arranged on the head lower surface part 13 of the reactor cylinder body 9 is
Located at the opening of the exhaust passage 17 to the combustion chamber 8, the exhaust valve 10 is disposed on the exhaust valve seat 22. The intake valve l and the exhaust valve lO are guided by a valve guide 19 provided in the cylinder head 3, and are connected to the intake passage 1.
6 and the exhaust passage 17 are opened and closed. Further, the cylinder head 3 is fixed to the cylinder block 6 via a gasket 25. A cylinder liner 4 is fitted into a cylinder 27 formed in the cylinder block 6. The upper end surface of this cylinder liner 4 is fixed to face the lower end surface of the liner upper part 14 of the reactor cylinder body 9 via a gasket 24 . Further, within the cylinder liner 4 and the liner upper part 14, a piston 15 having a piston head portion 7 and a piston ring 23 having a heat-insulating structure is configured to reciprocate.
この発明によるアルコール改質エンジンにおける吸気リ
アクタ装置は、例えば、次のようにして製作できる。ま
ず、吸気通路１６を形成するリアクタ筒体９を、炭化珪
素（ＳｉＣ） 、窒化アルミニウム（ＮＡＩ）、複合材
料等のセラミック素材で成形して吸気通路１６、ヘッド
下面部１３及びライナ上部１４を備えたりアクタ筒体成
形体を形成する。The intake reactor device for an alcohol reforming engine according to the present invention can be manufactured, for example, as follows. First, the reactor cylinder 9 that forms the intake passage 16 is molded from a ceramic material such as silicon carbide (SiC), aluminum nitride (NAI), or a composite material, and is provided with the intake passage 16, the lower head portion 13, and the liner upper portion 14. or form an actor cylindrical molded body.
排気通路１７を形成する排気通路形成壁体５を、炭化珪
素（ＳｉＣ） 、窒化アルミニウム（ＮＡＩ）、複合材
料等のセラミック素材で成形して排気通路形成壁体成形
体を形成する。吸排気バルブシートを配置するシリンダ
ヘッド下面部を形成するため、上記セラミック素材と同
様な素材で成形して吸排気バルブシート円板成形体を形
成する。更に、吸入空気とアルコール燃料との混合気が
通過可能なハニカムリアクタ１２を、同様に、炭化珪素
（ＳｉＣ）、窒化アル【ニウム（ＮＡＩ）、複合材料等
のセラミック素材で成形すると共に、吸気バルブガイド
１８を配置したハニカムリアクタ成形体を形成する。The exhaust passage forming wall 5 forming the exhaust passage 17 is molded from a ceramic material such as silicon carbide (SiC), aluminum nitride (NAI), or a composite material to form an exhaust passage forming wall molded body. In order to form the lower surface of the cylinder head on which the intake and exhaust valve seats are arranged, a material similar to the ceramic material described above is molded to form an intake and exhaust valve seat disc molded body. Furthermore, a honeycomb reactor 12 through which a mixture of intake air and alcohol fuel can pass is similarly molded from a ceramic material such as silicon carbide (SiC), aluminum nitride (NAI), or a composite material. A honeycomb reactor molded body in which guides 18 are arranged is formed.
次いで、リアクタ筒体成形体内の所定位置、即ち、リア
クタ筒体成形体の吸気通路１６を形成している内周面２
０の部位に、吸気通路１６を横断して延在するようにハ
ニカムリアクタ成形体を嵌め込んで配置すると共に、排
気通路形成壁体成形体をハニカムリアクタ成形体の所定
の位置を貫通するように配置する。更に、リアクタ筒体
成形体内の所定位置に、吸排気バルブシートを配置する
円板成形体を配置して一体威形体を形成する。Next, a predetermined position within the molded reactor cylinder body, that is, the inner circumferential surface 2 forming the intake passage 16 of the molded reactor cylinder body.
A honeycomb reactor molded body is fitted and arranged in the portion 0 so as to extend across the intake passage 16, and the exhaust passage forming wall molded body is inserted through a predetermined position of the honeycomb reactor molded body. Deploy. Further, a disk molded body for arranging intake and exhaust valve seats is arranged at a predetermined position within the reactor cylinder molded body to form an integrally shaped body.
そこで、この一体成形体を焼き上げることによって、吸
気リアクタ装置の構造体を製作することができる０次い
で、この一体成形体の焼結体に対して、排気通路１７を
形成する排気通路形成壁体５の内面及び吸気バルブガイ
ド１８の内面に詰物をし、ハニカムリアクタ体に白金等
の触媒のガスを通し、ハニカムリアクタ体の表面に白金
等の触媒をコーティング或いは蒸着する。最後に、該吸
気リアクタ装置に吸気バルブシー）２１及び排気バルブ
シート２２と配置して完成する。この時、各バルブシー
ト２１．２２をセラミック材で上記一体成形体に組み込
んでおくこともできる。この吸気リアクタ装置を、シリ
ンダヘッド３に形成した穴部２８に圧入等で嵌合するこ
とによって、シリンダヘッド３に組み込むことができる
。Therefore, by baking this integrally molded body, the structure of the intake reactor device can be manufactured.Next, the exhaust passage forming wall body 5 that forms the exhaust passage 17 is attached to the sintered body of this integrally molded body. and the inner surface of the intake valve guide 18, gas of a catalyst such as platinum is passed through the honeycomb reactor body, and a catalyst such as platinum is coated or deposited on the surface of the honeycomb reactor body. Finally, an intake valve seat 21 and an exhaust valve seat 22 are placed on the intake reactor device to complete the process. At this time, each valve seat 21, 22 can also be assembled into the above-mentioned integrally molded body using a ceramic material. This intake reactor device can be incorporated into the cylinder head 3 by fitting it into the hole 28 formed in the cylinder head 3 by press fitting or the like.
この発明によるアルコール改質エンジンは、上記のよう
に構成されているので、エンジンが駆動して高速高負荷
状態になると、燃焼室８から排気される排気ガスは排気
通路１７を通る際に、排気ガスが有する熱エネルギーが
排気通路形成壁体５によって吸熱され、ハニカムリアク
タ１２は高温状態になる。この高温状態のハニカムリア
クタ１２を、アルコール燃料と吸入空気との混合気が通
ることによって、アルコール分は熱エネルギーを吸収し
て水素ガス及び−酸化炭素に改質され、再び燃焼エネル
ギーとして作用する。それ故に、排気ガスから熱エネル
ギーを回収したことになり、燃費の向上になる。Since the alcohol reforming engine according to the present invention is configured as described above, when the engine is driven to a high speed and high load state, the exhaust gas exhausted from the combustion chamber 8 passes through the exhaust passage 17 and is Thermal energy possessed by the gas is absorbed by the exhaust passage forming wall 5, and the honeycomb reactor 12 becomes in a high temperature state. When the mixture of alcohol fuel and intake air passes through the honeycomb reactor 12 in a high temperature state, the alcohol absorbs thermal energy and is reformed into hydrogen gas and carbon oxide, which act as combustion energy again. Therefore, thermal energy is recovered from the exhaust gas, resulting in improved fuel efficiency.
この発明によるアルコール改質エンジンは、上記のよう
に構成されており、次のような効果を有する。The alcohol reforming engine according to the present invention is configured as described above and has the following effects.
このアルコール改質エンジンは、吸排気ポートを備えた
断熱構造のシリンダヘッド、該シリンダヘッドに配置し
且つ燃焼室と前記吸気ポートを連通ずる吸気通路及び該
吸気通路内に位置して前記燃焼室と前記排気ポートを連
通ずる排気通路を有するリアクタ筒体、及び該リアクタ
筒体内で前記吸気通路の横断面に延在して配置したアル
コール燃料と吸入空気の混合気の通過可能なハニカムリ
アクタから構成したので、しかも、前記ハニカムリアク
タはシリンダヘッド部分に配置されているので、前記ハ
ニカムリアクタの熱伝達面積は大幅に大きくなり、排気
ガスの熱エネルギーは前記排気通路の壁面から前記ハニ
カムリアクタに熱伝達され、前記吸気ポートに位置して
いる前記ハニカムリアクタは高温になる。しかも、前記
ハニカムリアクタはシリンダヘッド部に配置されている
ので、燃焼室の燃焼によって燃焼室壁面から放熱される
熱エネルギーを吸熱するようになる。従って、前記ハニ
カムリアクタは、アルコール燃料を改質するのに排気ガ
スと燃焼室壁面からの熱エネルギーを吸熱することにな
り、前記ハニカムリアクタはアルコール燃料を改質する
のに十分な温度に上昇でき、アルコール燃料と吸入空気
との混合気が前記ハニカムリアクタを通過することで、
アルコール燃料の改質は確実に且つ迅速に行われる。排
気ガスが有する排気エネルギー及び燃焼室の壁面から放
熱される熱エネルギーをアルコール燃料の改質という手
段で有効に回収することができ、次いで該改質燃料が燃
焼室で燃焼することで膨張仕事を行い、膨張仕事として
作用する正味エネルギーは増加し、燃費の向上に寄与す
る。This alcohol reforming engine includes a cylinder head having an adiabatic structure with an intake and exhaust port, an intake passage arranged in the cylinder head and communicating the combustion chamber and the intake port, and an intake passage located in the intake passage and connected to the combustion chamber. A reactor cylinder body having an exhaust passage communicating with the exhaust port, and a honeycomb reactor disposed within the reactor cylinder extending in a cross section of the intake passage through which a mixture of alcohol fuel and intake air can pass. Moreover, since the honeycomb reactor is located in the cylinder head, the heat transfer area of the honeycomb reactor is greatly increased, and the thermal energy of the exhaust gas is transferred from the wall surface of the exhaust passage to the honeycomb reactor. , the honeycomb reactor located at the intake port becomes hot. Moreover, since the honeycomb reactor is disposed in the cylinder head, it absorbs thermal energy radiated from the wall surface of the combustion chamber due to combustion in the combustion chamber. Therefore, the honeycomb reactor absorbs thermal energy from the exhaust gas and the combustion chamber wall to reform the alcohol fuel, and the honeycomb reactor cannot raise the temperature to a sufficient temperature to reform the alcohol fuel. , the mixture of alcohol fuel and intake air passes through the honeycomb reactor,
Reforming of alcohol fuel is performed reliably and quickly. The exhaust energy contained in the exhaust gas and the thermal energy radiated from the walls of the combustion chamber can be effectively recovered by reforming the alcohol fuel, and then the reformed fuel is combusted in the combustion chamber to perform expansion work. The net energy acting as expansion work increases, contributing to improved fuel efficiency.
しかも、アルコール燃料は改質されるので、ホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類の発生を避
けることができ、更に、断熱構造のシリンダへンドによ
って、燃焼室は高温状態に維持され、燃料は盛んに気化
され、良好な混合気を生成して燃焼をスムースに行わせ
ることができ、アルデヒド等の未燃ガスの発生を防止し
、臭気、刺激臭等の発生を防止し、環境衛生上安全な排
気ガスを放出することになる。Furthermore, since the alcohol fuel is reformed, the generation of aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde can be avoided.Furthermore, the combustion chamber is maintained at a high temperature due to the insulated cylinder end, and the fuel is actively vaporized. It is possible to generate a good air-fuel mixture for smooth combustion, prevent the generation of unburned gases such as aldehydes, prevent the generation of odors, irritating odors, etc., and create an exhaust gas that is safe from an environmental health perspective. will be released.
更に、リアクタ筒体内に吸気通路、排気通路、及びハニ
カムリアクタが一体的になって吸気リアクタ装置が形成
されているので、取り扱いが極めて容易であり、該吸気
リアクタ装置のシリンダヘッドへの組み込みが極めて容
易であり、メインテナンスも容易である。Furthermore, since the intake passage, exhaust passage, and honeycomb reactor are integrated within the reactor cylinder to form the intake reactor device, handling is extremely easy, and the integration of the intake reactor device into the cylinder head is extremely easy. It is easy and maintenance is easy.
また、このアルコール改質エンジンにおいて、前記ハニ
カムリアクタは、セラミック材から成るハニカム体及び
該ハニカム体の表面にコーティングした触媒から構成し
たので、アルコール燃料と吸入空気との混合気が接触す
る接触面積は大幅に増大し、該混合気は十分に熱エネル
ギーを吸収することができ、十分な熱エネルギーをアル
コール燃料に与えることができ、アルコールの熱分解は
迅速に且つ確実に促進される。In addition, in this alcohol reforming engine, the honeycomb reactor is composed of a honeycomb body made of a ceramic material and a catalyst coated on the surface of the honeycomb body, so that the contact area where the mixture of alcohol fuel and intake air contacts is greatly increased, the mixture can absorb enough thermal energy and provide enough thermal energy to the alcohol fuel, and the thermal decomposition of alcohol is promoted quickly and reliably.
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明によるアルコール改質エンジンの一実
施例を示す断面図、及び第２図は第１図の線■−■にお
ける断面図である。
１−・−・・−吸気バルブ、２・・・・・−・吸気ポー
ト、３・−・−シリンダヘッド、５−・−−−−一排気
通路形成壁体、８−・・・燃焼室、９ リアクタ筒体
、１０−−−−−一排気バルプ、１１−・・・排気ポー
ト、１２−・・−ハニカムリアクタ、１３・・・−ヘッ
ド下面部、１６−・・−・吸気通路、１７−・−一一一
一排気通路、２１−・・・−吸気バルブシート、２２−
・・−・−排気バルブシート、２８−・−穴部。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an alcohol reforming engine according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 1--2 in FIG. 1--Intake valve, 2--Intake port, 3--Cylinder head, 5---Exhaust passage forming wall, 8--Combustion chamber , 9 reactor cylinder body, 10--exhaust valve, 11--exhaust port, 12--honeycomb reactor, 13--head lower surface section, 16---intake passage, 17-...-1111 exhaust passage, 21-...-intake valve seat, 22-
・・・−Exhaust valve seat, 28−・−hole part.
Claims (2)
、該シリンダヘッドに配置し且つ燃焼室と前記吸気ポー
トを連通する吸気通路及び該吸気通路内に位置して前記
燃焼室と前記排気ポートを連通する排気通路を有するリ
アクタ筒体、及び該リアクタ筒体内で前記吸気通路の横
断面に延在して配置したアルコール燃料と吸入空気との
混合気の通過可能なハニカムリアクタ、から成るアルコ
ール改質エンジン。(1) A cylinder head having an insulating structure and having an intake and exhaust port, an intake passage disposed in the cylinder head and communicating the combustion chamber and the intake port, and an intake passage located within the intake passage connecting the combustion chamber and the exhaust port. An alcohol reformer comprising: a reactor cylinder having a communicating exhaust passage; and a honeycomb reactor disposed within the reactor cylinder so as to extend across the cross section of the intake passage, through which a mixture of alcohol fuel and intake air can pass. engine.
ハニカム体及び該ハニカム体の表面にコーティングした
触媒から成る請求項１に記載のアルコール改質エンジン
。(2) The alcohol reforming engine according to claim 1, wherein the honeycomb reactor comprises a honeycomb body made of a ceramic material and a catalyst coated on the surface of the honeycomb body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281917A JPH03145558A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Alcohol reforming engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281917A JPH03145558A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Alcohol reforming engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145558A true JPH03145558A (en) | 1991-06-20 |
Family
ID=17645757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281917A Pending JPH03145558A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Alcohol reforming engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03145558A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6427639B1 (en) * | 1996-07-16 | 2002-08-06 | Lynntech, Inc. | Method and apparatus for warming intake air to an internal combustion engine |
| CN106345253A (en) * | 2016-11-18 | 2017-01-25 | 广西金邦泰科技有限公司 | Waste gas treatment device |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1281917A patent/JPH03145558A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6427639B1 (en) * | 1996-07-16 | 2002-08-06 | Lynntech, Inc. | Method and apparatus for warming intake air to an internal combustion engine |
| CN106345253A (en) * | 2016-11-18 | 2017-01-25 | 广西金邦泰科技有限公司 | Waste gas treatment device |
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