JPH11182261A - Internal combustion engine for environmental protection - Google Patents
Internal combustion engine for environmental protectionInfo
- Publication number
- JPH11182261A JPH11182261A JP9353122A JP35312297A JPH11182261A JP H11182261 A JPH11182261 A JP H11182261A JP 9353122 A JP9353122 A JP 9353122A JP 35312297 A JP35312297 A JP 35312297A JP H11182261 A JPH11182261 A JP H11182261A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- cylinder
- check valve
- pressure
- dead center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】船舶、建設産業機械、自動
車、列車、火力発電所代替え用内燃機関に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine for a ship, a construction machine, an automobile, a train, or a thermal power plant.
【０００２】[0002]
【従来の技術】炭化水素燃料を大気中のＯ2 で酸化させ
た時の熱エネルギーを利用しており、ＮＯx やＣＯ2 の
発生を余儀なくしている。2. Description of the Related Art The heat energy generated when a hydrocarbon fuel is oxidized with O2 in the atmosphere is used to generate NOx and CO2.
【０００３】これが為に、大気はＮＯx による酸性化と
ＣＯ2 により温暖化している。As a result, the atmosphere is warmed by acidification with NOx and CO2.
【０００４】近年の気象異常もこの影響と考えられる。[0004] Recent weather abnormalities are also considered to have this effect.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】有限資源を使って、自
分の生活の場を汚す矛盾を解消する必要がある。There is a need to eliminate inconsistencies that contaminate one's life using limited resources.
【０００６】これの代替え案として、Ｈ2 Ｏ以外の化合
物が発生しないＨ2 とＯ2 の使用を提唱する。As an alternative to this, the use of H2 and O2 which does not generate compounds other than H2 O is proposed.
【０００７】資源問題についても、化石資源を消費する
今日、改善しなければならない、極めて重要な問題の一
つである。[0007] The resource problem is also one of the extremely important problems that need to be improved today when fossil resources are consumed.
【０００８】木精と言われるメタノールは植物から生成
可能であり、自然のサイクルに準じ、逆行しないこと
は、大勢に影響しないと判断する。[0008] Methanol, which is called wood spirit, can be produced from plants, and it is determined that the absence of reversal according to the natural cycle does not affect the population.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】燃焼工程ではピストンが
上死点位置のとき、Ｈ2 、Ｏ2 ガスを夫々専用ノズルで
燃焼室に噴射混合し、クランク軸の回転に同調する点火
プラグで点火したとき生成するＨ2 Ｏガスを、点火プラ
グの点火に同調して開く燃焼室とシリンダー間のロータ
リーバルブを開口し、接合したシリンダー内に送る。In the combustion process, when the piston is at the top dead center position, H2 and O2 gases are respectively injected and mixed into the combustion chamber by dedicated nozzles and ignited by a spark plug synchronized with the rotation of the crankshaft. The generated H2 O gas is sent into the joined cylinder by opening the rotary valve between the combustion chamber and the cylinder which opens in synchronization with the ignition of the spark plug.
【００１０】この時、シリンダーと接続する逆止弁は閉
じ、上死点位置のピストンは燃焼ガス圧を受け下死点に
移動すると共に、クランク軸の回転に同調するカム軸で
作動する排出ポンプで、ピストン背圧を排出する。At this time, the check valve connected to the cylinder is closed, the piston at the top dead center position receives the combustion gas pressure, moves to the bottom dead center, and is operated by a camshaft synchronized with the rotation of the crankshaft. Then, the piston back pressure is discharged.
【００１１】ピストンが下死点に達するとロータリーバ
ルブを閉じると共に、下死点直前位置のパイロット圧力
を、クランク軸に同調して回転するカム軸を介して加圧
して上部の逆止弁を開け燃焼ガスを排出すると同時に、
外気をピストン底部に逆止弁から導入し、上死点に移行
する。When the piston reaches the bottom dead center, the rotary valve is closed. At the same time, the pilot pressure at the position immediately before the bottom dead center is pressurized via the camshaft rotating in synchronization with the crankshaft to open the upper check valve. At the same time as emitting combustion gas,
Outside air is introduced into the bottom of the piston from a check valve, and is shifted to top dead center.
【００１２】４気筒、φ１００×４０ｔの燃焼室容積は
（数１）１２５６ｃｍ3 である。The capacity of the combustion chamber of a 4-cylinder, φ100 × 40t is (Equation 1) 1256 cm 3.
【数１】 (Equation 1)
【００１３】ガス供給圧力を０．５kg/cm2設定のＨ2 と
Ｏ2 の化合熱エネルギーは（化１）４気筒の理論総発熱
量は３２４６ｃａｌ（数２）である。When the gas supply pressure is set to 0.5 kg / cm 2, the combined heat energy of H 2 and O 2 is (Chemical 1). The theoretical total calorific value of the four cylinders is 3246 cal (Equation 2).
【化１】 Embedded image
【数２】 (Equation 2)
【００１４】ストロークを１００、供給圧力を１．３６
ｋｇ /ｃｍ2 、回転数を３０００ｒｐｍに仮定した、時
間相当総発熱量（数３）は５８４２８００００ｃａｌ／
Ｈｒ出力換算で６７９．４ｋｗＨである。A stroke of 100 and a supply pressure of 1.36
kg / cm 2, and the number of revolutions is assumed to be 3000 rpm, and the total heat value corresponding to time (Equation 3) is 584280000 cal /
It is 679.4 kWH in terms of Hr output.
【００１５】燃料ガスの供給圧力の確保が困難な場合、
Ｐ1Ｖ1 ＝Ｐ2Ｖ2 であるので、水圧を利して加圧し、不
足分に対しては、燃焼室容積を１．３６倍に拡大する事
で補う。When it is difficult to secure the supply pressure of the fuel gas,
Since P1V1 = P2V2, the pressure is increased by using water pressure, and the shortage is compensated for by expanding the combustion chamber volume by 1.36 times.
【００１６】熱損失は不明瞭であるが、熱効率を３０％
仮定では（数３）２０３．８ｋｗＨ２７７ＨＰである。Although the heat loss is unclear, the heat efficiency is reduced by 30%.
Assuming that (Equation 3) is 203.8 kw H277HP.
【数３】 (Equation 3)
【００１７】これを通常の水冷却として、Ｔ1 Ｔ2 を８
０°Ｃ、２７００°Ｃに仮定した加圧時の圧力算出をす
ると（数４）１．５９〜０．８５ｋｇ／ｃｍ2 、平均は
１．２２ｋｇ／ｃｍ2 である。This is regarded as ordinary water cooling, and T1 T2 is set to 8
When the pressure at the time of pressurization at 0 ° C. and 2700 ° C. is calculated (Equation 4), it is 1.59 to 0.85 kg / cm 2, and the average is 1.22 kg / cm 2.
【００１８】この時、ロスを考慮しないピストンに加わ
る力は３８３ｋｇ／ｒｐとなり、回転トルクはクランク
軸とクランクピンの距離及びピストンとクランクピンの
なす角度に乗じて発生する。（数４）At this time, the force applied to the piston without considering the loss is 383 kg / rp, and the rotational torque is generated by multiplying the distance between the crankshaft and the crankpin and the angle between the piston and the crankpin. (Equation 4)
【数４】 (Equation 4)
【００１９】[0019]
【実施例】燃料供給 大気の約２０％はＯ2 であるから、ＣＭＳフィルター
（カーボンモリキュラーシーブ）で採取可能である。EXAMPLE Fuel supply Since about 20% of the atmosphere is O2, it can be collected with a CMS filter (carbon molecular sieve).
【００２０】Ｏ2 の採取には、複数のＣＭＳフィルター
の前後に電磁弁を設けたラインで、順次、電磁弁を閉じ
Ｏ2 をカム軸で作動するポンプで吸引し、供給タンクを
経て燃焼室に送る。In order to collect O2, the solenoid valves are sequentially closed in a line provided with electromagnetic valves before and after a plurality of CMS filters, O2 is sucked by a pump operated by a cam shaft, and sent to a combustion chamber via a supply tank. .
【００２１】Ｈ2 ガスは回収したＨ2 Ｏでメタノールを
加水熱分解し生成するが、１５０ｌのメタノールから約
３００ｍ3 生成可能である。The H2 gas is produced by hydrolyzing methanol with the recovered H2O, and about 300 m3 can be produced from 150 l of methanol.
【００２２】Ｈ2 、Ｏ2 夫々ガスを自製し水槽を経て、
クランク軸の回転に同調するカム軸で加圧して１．３６
ｋｇ／ｃｍ2 のガス噴射圧力にし、１分程度の稼働必要
量を供給タンクに順次補給する構造とする。Each of H2 and O2 gas is made by itself and passed through a water tank.
1.36 by pressing with a camshaft synchronized with the rotation of the crankshaft
The gas injection pressure is set to kg / cm2, and the required operation amount for about 1 minute is supplied to the supply tank sequentially.
【００２３】そうすれば貯蔵タンクをコンパクトにで
き、取扱い上も危険性の少ない、比較的安全なものとな
る。By doing so, the storage tank can be made compact, and it is relatively safe with little danger in handling.
【００２４】Ｈ2 は単独で存在しＯ2 と接しなければ絶
対に安全であるから、補給タンク並びに供給配管系の機
密性を充分保つ。Since H2 exists alone and is absolutely safe unless it comes into contact with O2, the confidentiality of the supply tank and the supply piping system is sufficiently maintained.
【００２５】Ｈ2 とＯ2 は夫々専用ノズルで、専用のタ
ンクからセラミック製燃焼室に噴射混合し燃料供給す
る。H 2 and O 2 are dedicated nozzles, respectively, and are injected and mixed from a dedicated tank into a ceramic combustion chamber to supply fuel.
【００２６】開口したロータリーバルブから、燃焼室で
化合したＨ2 Ｏガスをシリンダー内に導入し、上死点の
ピストンを加圧すると同時に逆止弁を閉じ、ピストン背
圧をクランク軸の回転に同調する、カム軸を介して排気
する。From the opened rotary valve, H 2 O gas combined in the combustion chamber is introduced into the cylinder to pressurize the piston at the top dead center, close the check valve, and synchronize the piston back pressure with the rotation of the crankshaft. Exhaust through the camshaft.
【００２７】ピストンとシリンダー間から漏洩したガス
並びに、シリンダー内の燃焼ガスを回収箱に排出、回収
する。The gas leaked from between the piston and the cylinder and the combustion gas in the cylinder are discharged and collected in a collection box.
【００２８】ピストンが下死点到達と同時にロータリー
バルブを閉じ、シリンダーと直結するパイロット圧力を
加圧し逆止弁を開け、燃焼ガスを排出しながらピストン
底部に外気を導入しつつ、上死点に移行する。When the piston reaches the bottom dead center, the rotary valve is closed, the pilot pressure directly connected to the cylinder is increased, the check valve is opened, and outside air is introduced into the bottom of the piston while discharging the combustion gas. Transition.
【００２９】図１の金属部に４、６を設け、ピストンと
シリンダーが接触する偏芯動作を防止する。The metal parts of FIG. 1 are provided with 4 and 6 to prevent eccentric operation in which the piston and the cylinder come into contact.
【００３０】Ｈ2 とＯ2 の化合温度は約２７００°Ｃで
あるから、ピストン及びシリンダー、燃焼室、逆止弁を
Ｃ−Ａｌ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｒ2 Ｏ3 等セラミック
材で耐熱措置を構じて保護する構造にする。Since the compounding temperature of H2 and O2 is about 2700 ° C., the piston and cylinder, the combustion chamber, and the check valve are protected by a ceramic material such as C-Al2 O3, Al2 O3, Zr2 O3, etc. Structure.
【００３１】尚、金属直接ではＨ2 による水素ぜい性を
誘発する恐れがある。It is to be noted that H2 may cause hydrogen embrittlement directly with a metal.
【００３２】ガス消費量 軸回転数３０００ｒｐｍの２サイクル４シリンダーでの
消費燃料は（数５）Ｈ2とＯ2 夫々、７５．３ｍ3 ／Ｈ
ｒ、３７．７ｍ3 ／Ｈｒである。Gas Consumption The fuel consumed by a 2-cycle 4-cylinder with a shaft rotation speed of 3000 rpm is (Equation 5) H2 and O2, respectively, 75.3 m3 / H
r, 37.7 m @ 3 / Hr.
【００３３】この時、Ｈ2 の消費時間は（数５）約４Ｈ
ｒとなる。At this time, the consumption time of H2 is (Equation 5) about 4H
r.
【数５】 (Equation 5)
【００３４】[0034]
【発明の効果】Ｈ2 と抽出したＯ2 の反応では水以外の
生成はなく、ＣＯを燃料に使用してもＮＯx は０、ＣＯ
2 は微量に抑制でき、現在との比較では遥かに改善され
る。According to the reaction between H2 and the extracted O2, there is no generation other than water, and NOx is zero even if CO is used as a fuel.
2 can be suppressed to a very small amount, which is much improved compared to the present.
【００３５】又、近年の酸性雨による被害や温暖化の影
響と思われる気象異常にも、これの緩和に向け貢献でき
るものと判断する。Further, it is judged that it is possible to contribute to the mitigation of weather abnormalities which are considered to be caused by acid rain and warming in recent years.
【００３６】木精と言われるメタノールは植物から生成
可能であり、これを使用することは自然のサイクルに準
じ、有限の化石資源消費の抑制になる。[0036] Methanol, which is called wood spirit, can be produced from plants, and its use follows a natural cycle and limits the consumption of finite fossil resources.
【図１】上死点位置に於く燃焼室、ピストン及びシリン
ダーの構成正面断面図である。ピストン加圧時に点火時
期に同調して回転するロータリーバルブを開くと共に、
逆止弁により回路を閉じた状態で、燃焼ガスをシリンダ
ーに送る。且つ、ピストン底部の背圧を排出する。下死
点にピストンが到達した段階でロータリーバルブを閉
じ、ピストン底部に逆止弁を経て大気を導入すると共
に、ピストンが上死点に移行する際に下死点直前位置の
パイロット圧力を加圧して逆止弁を開いて排気する。
又、２が傾いて動作し１に接触すると、セラミック粒子
がクランク軸と軸受けに混入し磨耗を生じせしめ、トラ
ブルの原因となる。これは出力低下の要因でもあり、金
属製の４と６の２点を支持しこれを防ぐ。同時にガイド
メタル取付け部分にドレンの回収口を設け一定水位で排
出し、クランク室への水の混入防止と、内部圧力排出用
の逆止弁を接続したドレン回収箱のＨ2 Ｏでメタノール
を加水熱分解する。１と２間のクリアランスは０．３〜
０．５ｍｍの直接接触しない構造とし、Ｈ2 に触れない
ガイドメタルは金属でクランク室との気密性を高め、偏
芯を抑える。Ｈ2 Ｏガスに触れる３、４表面は防蝕施工
を施す。クランンク軸とピストンロッドとの接続は、通
常のレスプロ内燃機関と同じである。燃料ガスをクラン
ク軸の回転に同調して作動する加圧ポンプで、必要噴射
圧力に加圧する。FIG. 1 is a front sectional view showing the configuration of a combustion chamber, a piston and a cylinder at a top dead center position. While opening the rotary valve that rotates in synchronization with the ignition timing when the piston is pressurized,
With the circuit closed by the check valve, the combustion gas is sent to the cylinder. In addition, the back pressure at the bottom of the piston is discharged. When the piston reaches the bottom dead center, the rotary valve is closed, the atmosphere is introduced through the check valve to the bottom of the piston, and when the piston moves to the top dead center, the pilot pressure at the position immediately before the bottom dead center is increased. Open the check valve and exhaust.
Further, when the tilting 2 moves and comes into contact with 1, the ceramic particles are mixed into the crankshaft and the bearing, causing abrasion and causing trouble. This is also a factor of output reduction, and supports and prevents two points of metal 4 and 6. At the same time, a drain recovery port is provided at the guide metal mounting part to discharge at a constant water level to prevent water from entering the crankcase, and to heat methanol with H2O in a drain recovery box connected to a check valve for internal pressure discharge. Decompose. The clearance between 1 and 2 is 0.3 ~
The guide metal, which does not come into direct contact with 0.5 mm and does not touch H2, is made of metal to increase airtightness with the crankcase and suppress eccentricity. The surfaces 3 and 4 that come into contact with H2O gas are subjected to corrosion protection. The connection between the crank shaft and the piston rod is the same as in a normal respro engine. The fuel gas is pressurized to a required injection pressure by a pressurizing pump that operates in synchronization with the rotation of the crankshaft.
【図２】ロータリーバルブ構造の正面断面図と、バルブ
回転子の流導部平面図である。FIG. 2 is a front sectional view of a rotary valve structure and a plan view of a flow guiding portion of a valve rotor.
【図３】噴射ノズル組立て断面図である。８から流入す
るＨ2 ガス（Ｏ2 ）は通気孔を通り、内側と外側の圧力
は等しくなるが、面積差により９は押し出される。同時
に１０も同様の作用をし、ガス噴射孔よりガスを噴射し
ガス圧力が低下すれば、圧力差により９はガス噴出孔を
塞ぐ方向に作用する。FIG. 3 is a sectional view of an injection nozzle assembly. The H2 gas (O2) flowing in from 8 passes through the vent, and the pressure inside and outside becomes equal, but 9 is extruded due to the area difference. At the same time, 10 performs the same operation. If the gas is injected from the gas injection hole and the gas pressure decreases, 9 acts in a direction to close the gas injection hole due to the pressure difference.
【図４】Ｏ2 採取のフローシートである。大気をブロア
ーにより、電磁弁を前後に有したＣＭＳフィルターに送
ると、Ｏ2 が付着しＮ2 は通過する。順次、前後の電磁
弁を閉じると共にＯ2 ラインの電磁弁を開き、フィルタ
ーに付着したＯ2 をポンプで吸引し、且つ、加圧する。FIG. 4 is a flow sheet of O2 collection. When the atmosphere is sent by a blower to a CMS filter having a solenoid valve in front and behind, O2 adheres and N2 passes. The front and rear solenoid valves are sequentially closed and the solenoid valve of the O2 line is opened, and O2 adhering to the filter is sucked by a pump and pressurized.
【図５】燃料ガス加圧のシステム図である。水槽内ガス
供給管の水面下部に、供給管断面積と等しい面積の通気
孔を設け、ガスをサブタンクに送る。サブタンクからは
ポンプで必要圧力に加圧し、供給タンクに蓄える。燃焼
室へは電磁弁を経て必要ガス量を噴射する。供給タンク
容積を噴射必要量の大きさにする。FIG. 5 is a system diagram of fuel gas pressurization. A vent hole having an area equal to the cross-sectional area of the supply pipe is provided below the water surface of the gas supply pipe in the water tank, and gas is sent to the sub-tank. From the sub tank, the pressure is increased to the required pressure by a pump and stored in the supply tank. The required amount of gas is injected into the combustion chamber via an electromagnetic valve. Increase the supply tank volume to the required injection volume.
１ セラミック製圧力シリンダー ２ セラミック製ピストン上部 ３ 金属製ピストン下部 ４ 偏芯防止ガイド ５ 金属製シリンダー ６ 偏芯防止軸受け及び支持具 ７ 弁座 ８ ガス管継ぎ手 ９ 弁体 １０ 弁押しリング １１ 受圧プレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic pressure cylinder 2 Ceramic piston upper part 3 Metal piston lower part 4 Eccentricity prevention guide 5 Metallic cylinder 6 Eccentricity prevention bearing and support 7 Valve seat 8 Gas pipe joint 9 Valve body 10 Valve press ring 11 Pressure receiving plate
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成９年１２月２４日[Submission date] December 24, 1997
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１２】[0012]
【数１】 πＤ２／４×４×４＝３．１４×１０２
×４＝１２５６ΠD 2 /4×4×4=3.14×10 2
× 4 = 1256
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２６】 開口したロータリーバルブから、燃焼
室で化合したＨ２ガスをシリンダー内に導入し、逆止弁
を閉じると同時に上死点のピストンを加圧し、ピストン
背圧をクランク軸の回転に同調する、カム軸を介して排
気する。 ─────────────────────────────────────────────────────
From the opened rotary valve, H 2 gas combined in the combustion chamber is introduced into the cylinder, the check valve is closed, and at the same time, the piston at the top dead center is pressurized, and the piston back pressure is synchronized with the rotation of the crankshaft. Exhaust through the camshaft. ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成９年１２月２４日[Submission date] December 24, 1997
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図４[Correction target item name] Fig. 4
【補正方法】追加[Correction method] Added
【補正内容】[Correction contents]
【図４】 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 4 ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年１月５日[Submission date] January 5, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】上死点位置に於く燃焼室、ピストン及びシリン
ダーの構成正面断面図である。ピストン加圧はロータリ
ーバルブを開き、圧力差で逆止弁を閉じてシリンダーに
燃焼ガスを送ると同時にピストン底部の背圧を排出す
る。下死点ではロータリーバルブを閉じ、下死点直前位
置のパイロット圧力をピストンが上死点に移行する際、
加圧して開きを保持した状態の逆止弁で排気する。この
際ピストン底部に大気を導入し、移動を助長する。２が
傾いて１に接触する偏芯動作では、偏磨耗により出力低
下を招くので４と６の２点を支持し、これを防ぐと共
に、４傾斜下部のドレン回収口を一定水位で排出し、ク
ランク室への水の混入防止とメタノールの加水熱分解用
に、排気と併せＨ２Ｏを回収する。１と２を直接接触し
ないクリアランスの０．３〜０．５ｍｍとし、Ｈ２に触
れない４と６は金属でクランク室との気密を図りながら
偏芯を防止する。クランク軸とピストンロッドの接続は
通常のレスプロ内燃機関と同じであり、３、４表面を防
蝕施工する。燃料ガスをクランク軸の回転を介したポン
プで、必要な噴射圧力に加圧し供給する。 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 1 is a front sectional view showing the configuration of a combustion chamber, a piston and a cylinder at a top dead center position. To pressurize the piston, open the rotary valve, close the check valve by the pressure difference and send the combustion gas to the cylinder, and at the same time exhaust the back pressure at the bottom of the piston. At the bottom dead center, the rotary valve is closed, and when the piston shifts the pilot pressure just before the bottom dead center to the top dead center,
The air is exhausted by the check valve which keeps the opening by pressurizing. At this time, air is introduced into the bottom of the piston to facilitate movement. In the eccentric operation in which 2 is inclined and comes into contact with 1, the output is reduced due to uneven wear, so two points 4 and 6 are supported, and this is prevented, and the drain recovery port at the lower part of the 4 inclined is discharged at a constant water level. H 2 O is collected together with the exhaust gas to prevent water from entering the crankcase and to hydrolyze methanol. 1 and the 0.3~0.5mm clearance that 2 does not directly contact the four not touch in H 2 and 6 to prevent the eccentricity while achieving airtightness between the crank chamber with a metal. The connection between the crankshaft and the piston rod is the same as that of a normal respro internal combustion engine. Fuel gas is pressurized and supplied to a required injection pressure by a pump through rotation of a crankshaft. ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年４月１日[Submission date] April 1, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図１[Correction target item name] Fig. 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】上死点位置に於く燃焼室、ピストン及びシリン
ダーの構成正面断面図である。ピストン加圧はロータリ
ーバルブを開き、圧力差で逆止弁を閉じてシリンダーに
燃焼ガスを送ると同時にピストン底部の背圧を排出す
る。下死点ではロータリーバルブを閉じ、下死点直前位
置のパイロット圧力を加圧装置ピストンが上死点に移行
する際、加圧して開きを保持した状態の逆止弁で排気す
る。この際ピストン底部に大気を導入し、ピストンの移
動を助長する。２が傾いて１に接触する偏芯動作では、
偏磨耗により出力低下を招くので４と６の２点を支持
し、これを防ぐと共に、４傾斜下部のドレン回収口を一
定水位で排出し、クランク室への水の混入を防止し、回
収した排気及びＨ２Ｏをメタノールの加水熱分解に用い
る。１と２クリアランスを直接接触しない０．３〜０．
５ｍｍとし、Ｈ２に触れない４と６は金属でクランク室
との気密を図りながら偏芯を防止する。クランク軸とピ
ストンロッドの接続は通常のレスプロ内燃機関と同じで
あり、３、４表面は防蝕施工する。燃料ガスをクランク
軸の回転を介したポンプで、必要な噴射圧力に加圧し供
給する。 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 1 is a front sectional view showing the configuration of a combustion chamber, a piston and a cylinder at a top dead center position. To pressurize the piston, open the rotary valve, close the check valve by the pressure difference and send the combustion gas to the cylinder, and at the same time exhaust the back pressure at the bottom of the piston. At the bottom dead center, the rotary valve is closed, and when the pressurizing device piston shifts to the top dead center, the pilot pressure at the position immediately before the bottom dead center is exhausted by the check valve which is kept open while being pressurized. At this time, air is introduced into the bottom of the piston to promote movement of the piston. In the eccentric operation in which 2 is inclined and comes into contact with 1,
The output was reduced due to uneven wear, so the two points 4 and 6 were supported to prevent this, and at the same time, the drain recovery port at the lower part of the four slopes was drained at a constant water level to prevent water from entering the crankcase and recovered. The exhaust and H 2 O are used for the hydrothermal decomposition of methanol. No direct contact between clearances 1 and 2 0.3-0.
And 5 mm, 4 do not touch in H 2 and 6 to prevent the eccentricity while achieving airtightness between the crank chamber with a metal. The connection between the crankshaft and the piston rod is the same as that of a normal respro internal combustion engine. Fuel gas is pressurized and supplied to a required injection pressure by a pump through rotation of a crankshaft. ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年４月３日[Submission date] April 3, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Correction target item name] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２６】 開口したロータリーバルブから、燃
焼室で化合したＨ２Ｏガスをシリンダー内に導入し、逆
止弁を閉じると同時に上死点のピストン背圧をクランク
軸の回転に同調する、カム軸を介して排気する。 ─────────────────────────────────────────────────────
From the opened rotary valve, H 2 O gas combined in the combustion chamber is introduced into the cylinder, and the check valve is closed, and at the same time, the piston back pressure at the top dead center is synchronized with the rotation of the crankshaft. Exhaust through. ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年８月３日[Submission date] August 3, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１４[Correction target item name] 0014
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１４】 供給圧力０．５ｋｇ／ｃｍ２、回転数３
０００ｒｐｍ、ストローク１００に仮定した時間相当発
熱量（数３）は、５８４２８００００ｃａｌ／Ｈｒ、出
力換算で６７９．４ｋｗＨである。Supply pressure 0.5 kg / cm 2 , rotation speed 3
The time-equivalent heat value (Equation 3) assumed to be 000 rpm and stroke 100 is 584280000 cal / Hr, which is 679.4 kWH in terms of output.
【数３】 熱量 ３２４６×３０００×６０＝５８４２８００００
ｃａｌ／Ｈｒ １ｋｗＨ＝８．６×１０５ｃａｌ故に６７０．４ｋｗＨ 熱効率３０％では６７０．４×０．３＝２０３．８ｋｗ
Ｈ 馬力換算では２０３．８×１０２／７５＝２７７．１Ｈ
Ｐ## EQU00003 ## Calorific value 3246.times.3000.times.60 = 584280000
cal / Hr 1 kWH = 8.6 × 10 5 cal, so 670.4 kWH At a thermal efficiency of 30%, 670.4 × 0.3 = 203.8 kW
H In horsepower conversion, 203.8 × 102/75 = 277.1H
P
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１５[Correction target item name] 0015
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１５】 燃料ガスの供給はＰ２＝Ｐ１Ｖ１／Ｖ２
故に、スプリングバネ等により荷重を加えた水圧を利し
て定容量の容器で加圧し、減圧弁等による一定圧力、又
は燃焼室容積を増減して用いる。The supply of fuel gas is P 2 = P 1 V 1 / V 2
Therefore, pressure is applied to the container with a constant capacity by using a water pressure applied with a load by a spring or the like, and a constant pressure by a pressure reducing valve or the like or the volume of the combustion chamber is increased or decreased.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１６[Correction target item name] 0016
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１６】 熱損失は不明瞭であるが、熱損失を３０
％に仮定したとき、（数３）２０３．８ｋｗＨ、２７７
ＨＰである。Although the heat loss is unclear, the heat loss is 30
%, (Equation 3) 203.8 kwH, 277
HP.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図１[Correction target item name] Fig. 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】上死点位置に於く燃焼室、ロータリーバルブ、
ピストン及びシリンダーの構成正面断面図である。Ｈ２
とＯ２ガスを燃焼室内に噴射混合し、点火プラグで化合
する時の熱エネルギーを、クランク軸の回転に同調して
開くロータリーバルブを介して、シリンダー内に送りピ
ストンを加圧する。この時、内圧で加圧側逆止弁を閉じ
ピストンを加圧すると共に、背圧を積極的に排除し、ピ
ストンの動作を助成する。且つ、漏洩するガスをクラン
ク軸の回転に同調する加圧装置で吸引し排除すると共
に、ピストンが下死点から上死点に移行する際に、加圧
側逆止弁を開き排気する。ピストンが下死点到達後はロ
ータリーバルブを閉じ、開かれた加圧側逆止弁から排気
すると共に、フライホィールの回転惰性で上死点に移動
するピストン底部に大気を導入し、負荷の低減と共にピ
ストンとシリンダーを冷却する。この大気を加圧時に、
クランク軸の回転に同調するカム軸を介して作動する排
出ポンプで排除する。２が傾いて１に接触する偏芯動作
防止に、４と６の２点を支持し、偏磨耗による出力低下
を防ぐ。４傾斜下部のドレン回収口を一定水位の排出と
し、クランク室への水の混入防止を図り、メタノールの
加水熱分解用として、排気と併せＨ２Ｏガスを回収す
る。１と２を直接接触しないクリアランスの０．３〜
０．５ｍｍとし、Ｈ２に触れない４と６は、金属でクラ
ンク室との機密を維持し偏芯を防止する。クランクピン
とピストンロッドとの接続は通常のレスプロ内燃機関と
同じであり、３と４の表面を防蝕施工する。クランク軸
の回転を介したポンプで、燃料ガスを必要な噴射圧力に
加圧供給する。FIG. 1 shows a combustion chamber, a rotary valve,
It is a structure front sectional view of a piston and a cylinder. H 2
And O 2 gas are injected and mixed into the combustion chamber, and the heat energy when combined with the spark plug is sent into the cylinder through a rotary valve that opens in synchronization with the rotation of the crankshaft, and pressurizes the piston. At this time, the pressure-side check valve is closed by the internal pressure to pressurize the piston, and the back pressure is positively eliminated to assist the operation of the piston. In addition, the leaking gas is sucked and eliminated by a pressurizing device synchronized with the rotation of the crankshaft, and when the piston shifts from bottom dead center to top dead center, the pressurized side check valve is opened and exhausted. After the piston reaches the bottom dead center, the rotary valve closes, exhausts air from the open pressurized check valve, and introduces air to the bottom of the piston, which moves to the top dead center due to the inertia of the flywheel, reducing the load. Cool piston and cylinder. When pressurizing this atmosphere,
Eliminate with a discharge pump that operates via a camshaft synchronized with the rotation of the crankshaft. Two points 4 and 6 are supported to prevent the eccentric operation where 2 is inclined and comes into contact with 1 to prevent the output from decreasing due to uneven wear. The drain recovery port at the lower part of the four slopes is drained at a constant water level to prevent water from entering the crankcase, and collects H 2 O gas together with exhaust gas for hydrothermal decomposition of methanol. 0.3 ~ of clearance which does not directly contact 1 and 2
And 0.5 mm, 4 and 6 do not touch in H 2 prevents the eccentric maintaining the confidentiality of the crank chamber in the metal. The connection between the crank pin and the piston rod is the same as that of a normal respro internal combustion engine, and the surfaces 3 and 4 are subjected to corrosion protection. The fuel gas is pressurized and supplied to a required injection pressure by a pump through rotation of a crankshaft.
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図１[Correction target item name] Fig. 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年８月１３日[Submission date] August 13, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Correction target item name] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２２】 Ｈ２、Ｏ２夫々ガスを自製しバネ力を利
して加圧した水槽を経て、クランク軸の回転に同調する
カム軸を利した加圧ポンプで加圧し、燃焼室に２：１の
比率で絶対圧力０．５ｋｇ／ｃｍ２を供給する供給タン
クに順次供給する構造とし、主タンク及びサブタンク容
量を１分程度の稼働必要量とする。Each of H 2 and O 2 gas is self-made and pressurized by a pressurizing pump using a camshaft synchronized with the rotation of a crankshaft through a water tank pressurized by using a spring force, and is applied to the combustion chamber by the following two steps: At a ratio of 1, an absolute pressure of 0.5 kg / cm 2 is sequentially supplied to a supply tank, and the capacity of the main tank and the sub tank is set to an operation amount of about 1 minute.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３５[Correction target item name] 0035
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３５】 近年の酸性雨による被害や温暖化の影響
と思われる気象異常の緩和が望まれ、ピストン底部に新
鮮な空気を給排気する冷却でボイルシャールの法則から
はＰ１Ｖ１／Ｔ１＝Ｐ２Ｖ２／Ｔ２故にＶ１＝Ｖ２であ
るからＰ２＝Ｔ２Ｐ１／Ｔ１となり、ピストン背圧を除
去する抵抗軽減と共に加圧力の上昇を図り、熱エネルギ
ーを有効活用する。It is desired to mitigate the weather anomalies which are considered to be caused by acid rain in recent years or the effects of global warming. Cooling for supplying and exhausting fresh air to the bottom of the piston allows P 1 V 1 / T 1 according to Boyle-Schar's law. = P 2 V 2 / T 2 therefore since it is V 1 = V 2 P 2 = T 2 P 1 / T 1 , and the work to increase the pressure with drag reduction to remove the piston back pressure, effective use of thermal energy I do.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図１[Correction target item name] Fig. 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】 FIG.
Claims (1)
はＮＯx やＣＯ2 の発生を余儀なくするので、シリンダ
ー内周に沿う凹部とピストン外周に沿う凸部を接触なく
組合せピストン加圧時にはクランク軸の回転に同調する
点火プラグで点火した時、燃焼室で化合したＨ2 Ｏガス
を燃焼室とシリンダー間の、点火時期に同調して回転す
るロータリーバルブを開くと共に、シリンダー内圧力で
逆止弁を閉じ、ピストン背圧をクランク軸の回転に同調
するカム軸を介して逆止弁から排出して加圧し、ピスト
ンが下死点到達と同時にロータリーバルブを閉じ、下死
点直前位置のパイロット圧力をクランク軸に同調して回
転するカム軸を介して加圧して上部逆止弁を開き、シリ
ンダー内Ｈ2 Ｏガスを排気しながら、ピストン底部に逆
止弁より外気を導入して上死点に移行し且つ、上死点位
置のピストン金属部最低箇所に相当するシリンダー内周
部の４とシリンダー底部に設ける６の２点を支持する事
を特徴とする、４傾斜下部とシリンダー上部の逆止弁で
シリンダー内のＨ2 Ｏガスを回収箱に回収し、メタノー
ルを加水熱分解してＨ2 を生成するＣ−Ａｌ2 Ｏ3 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 、Ｚｒ2 Ｏ3 等セラミックで燃焼室及びシリン
ダーピストン、ロータリーバルブ、逆止弁を構成し、耐
熱及び水素ぜい性措置を構じた、ＣＭＳフィルターでＯ
2 を大気から抽出して用いてＮ０x とＣＯ2 の発生を抑
制する、Ｈ2 とＯ2 を自給して用いるレスプロ式２サイ
クルの環境保全の内燃機関。An internal combustion engine that oxidizes hydrocarbon fuel in the atmosphere inevitably generates NOx and CO2. Therefore, a concave portion along the inner periphery of the cylinder and a convex portion along the outer periphery of the piston do not come into contact with each other, and when the combined piston is pressurized, the crankshaft is driven. When ignited with a spark plug synchronized with rotation, the H2O gas combined in the combustion chamber opens the rotary valve between the combustion chamber and the cylinder, synchronized with the ignition timing, and closes the check valve by cylinder pressure. The piston back pressure is discharged from the check valve via a camshaft that synchronizes with the rotation of the crankshaft and pressurized.When the piston reaches the bottom dead center, the rotary valve closes and the pilot pressure immediately before the bottom dead center is cranked. The upper check valve is opened by pressurizing through a cam shaft that rotates in synchronization with the shaft, and outside air is introduced from the check valve into the bottom of the piston while exhausting H2O gas in the cylinder. Characterized by supporting two points, 4 at the cylinder inner periphery corresponding to the lowest point of the piston metal part at the top dead center position and 6 provided at the cylinder bottom, and 4 inclined lower parts and the cylinder The H2 O gas in the cylinder is collected in a collection box by the upper check valve, and C-Al2 O3, A is produced by hydrolyzing methanol to produce H2.
Combustion chamber and cylinder piston, rotary valve, check valve made of ceramics such as l2O3, Zr2O3, etc.
A two-cycle respro-type environmentally friendly internal combustion engine that uses H2 and O2 by self-supply to suppress the generation of NOx and CO2 by extracting and using 2 from the atmosphere.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9353122A JPH11182261A (en) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | Internal combustion engine for environmental protection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9353122A JPH11182261A (en) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | Internal combustion engine for environmental protection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182261A true JPH11182261A (en) | 1999-07-06 |
Family
ID=18428721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9353122A Pending JPH11182261A (en) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | Internal combustion engine for environmental protection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11182261A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013144984A (en) * | 2006-06-28 | 2013-07-25 | Gerhard Figl | Cylinder device for internal combustion engine |
| DE102018004875A1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-19 | Peter Pflüger | Four-stroke reciprocating internal combustion engine for hydrogen mixtures |
-
1997
- 1997-12-22 JP JP9353122A patent/JPH11182261A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013144984A (en) * | 2006-06-28 | 2013-07-25 | Gerhard Figl | Cylinder device for internal combustion engine |
| DE102018004875A1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-19 | Peter Pflüger | Four-stroke reciprocating internal combustion engine for hydrogen mixtures |
| DE102018004875B4 (en) * | 2018-06-19 | 2021-06-17 | Peter Pflüger | Four-stroke reciprocating internal combustion engine for hydrogen mixtures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8661816B2 (en) | Hybrid combustion energy conversion engines | |
| US8156902B2 (en) | Gas-steam engine | |
| WO2010036093A1 (en) | Internal combustion engine | |
| JPH10148120A (en) | Heat recovering device for power feeding engine | |
| EP0862685A1 (en) | Combination internal combustion and steam engine | |
| JP2019534979A (en) | Internal combustion steam engine | |
| JP2001132442A (en) | Engine provided with energy recovering device | |
| DK180131B1 (en) | A large two-stroke uniflow scavenged gaseous fueled engine and method for reducing preignition/diesel-knock | |
| JP2013238246A (en) | Operating method for two-stroke and large-sized diesel engine scavenging air in longitudinal direction, and large-sized diesel engine scavenging air in longitudinal direction | |
| CN108547710B (en) | Direct injection gas nozzle and engine and power system thereof | |
| JPH11182261A (en) | Internal combustion engine for environmental protection | |
| JPH08193504A (en) | Combined-cycle of power plant | |
| US8266884B1 (en) | Asynchronous combustion system | |
| US7762217B2 (en) | Combined-cycle combustion engine based on contribution of carbon dioxide (CO2) to the combustion gases | |
| CN1934336B (en) | Gas-steam boiler engine | |
| JP2012002191A (en) | Hybrid engine using the same cylinder | |
| JP2021127737A (en) | Explosion/implosion four-cycle engine system comprising brown's gas generation system and utilizing explosion/implosion function for brown gas | |
| WO1998003779A2 (en) | Engine having direct water injection during power stroke | |
| FI114113B (en) | Ulkopalamismoottori | |
| US20110056198A1 (en) | Compressed Air Steam Hybrid | |
| JPS59113239A (en) | Double expansion type internal-combustion engine | |
| JPS60501370A (en) | internal combustion engine | |
| WO1986004388A1 (en) | Regenerative thermal engine | |
| JP5721026B2 (en) | Circulating gas hybrid engine | |
| CN208122953U (en) | A kind of gas-electricity power combined engine |