JPH11276850A - 微生物の反応浄化装置を備えるエンジンシステム - Google Patents
微生物の反応浄化装置を備えるエンジンシステムInfo
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- JPH11276850A JPH11276850A JP10182317A JP18231798A JPH11276850A JP H11276850 A JPH11276850 A JP H11276850A JP 10182317 A JP10182317 A JP 10182317A JP 18231798 A JP18231798 A JP 18231798A JP H11276850 A JPH11276850 A JP H11276850A
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- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/84—Biological processes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N2570/10—Carbon or carbon oxides
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジンの排気ガスを低温状態でも浄化可能と
する。 【解決手段】燃料と空気とを混合し、燃焼させるエンジ
ン１と、エンジン１から排出される排気ガス中の成分を
食する微生物に排気ガスを接触させる反応浄化装置１０
０を備える。微生物が排気ガス中のＣＯ、ＣＯ2、Ｈ
Ｃ、ＮＯｘを食べて排気ガスを清浄化する。
する。 【解決手段】燃料と空気とを混合し、燃焼させるエンジ
ン１と、エンジン１から排出される排気ガス中の成分を
食する微生物に排気ガスを接触させる反応浄化装置１０
０を備える。微生物が排気ガス中のＣＯ、ＣＯ2、Ｈ
Ｃ、ＮＯｘを食べて排気ガスを清浄化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物を用いて排
気ガス中の特定成分を取り除くエンジンシステムに関す
る。
気ガス中の特定成分を取り除くエンジンシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、車両用のエンジンから排出される排気ガスを浄化す
る方法として金属触媒等を用いて処理する方法が知られ
ている。しかし、触媒を用いた方法では、とくに触媒が
十分に活性化していない状態、例えばエンジン始動直後
などの低温時に、排気中のＨＣ、ＣＯ、Ｓ、ＮＯｘ等を
必ずしも十分に処理できないという問題がある。
来、車両用のエンジンから排出される排気ガスを浄化す
る方法として金属触媒等を用いて処理する方法が知られ
ている。しかし、触媒を用いた方法では、とくに触媒が
十分に活性化していない状態、例えばエンジン始動直後
などの低温時に、排気中のＨＣ、ＣＯ、Ｓ、ＮＯｘ等を
必ずしも十分に処理できないという問題がある。
【０００３】また、排気の一部を吸気中に還流する排気
再循環システムにより、燃焼を抑制し、ＮＯｘを減少さ
せることも実用化されているが、ＮＯｘを大幅に減少さ
せるには排気還流量を増大させ、かつそれらを完全燃焼
させなければならず、自ずと限度がある。
再循環システムにより、燃焼を抑制し、ＮＯｘを減少さ
せることも実用化されているが、ＮＯｘを大幅に減少さ
せるには排気還流量を増大させ、かつそれらを完全燃焼
させなければならず、自ずと限度がある。
【０００４】本発明の目的は、エンジンからの種々の排
出物質を浄化できるエンジンシステムを提供することに
ある。
出物質を浄化できるエンジンシステムを提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、燃料と空
気とを混合し、燃焼させるエンジンと、前記エンジンか
ら排出される排気ガス中の成分を食する微生物に前記排
気ガスを接触させる反応浄化装置とを備える。
気とを混合し、燃焼させるエンジンと、前記エンジンか
ら排出される排気ガス中の成分を食する微生物に前記排
気ガスを接触させる反応浄化装置とを備える。
【０００６】第２の発明は、第１の発明において、前記
微生物は光合成なしに前記排気ガス中の成分を食するも
のである。
微生物は光合成なしに前記排気ガス中の成分を食するも
のである。
【０００７】第３の発明は、第１またはは第２の発明に
おいて、前記反応浄化装置は、前記微生物の培養液を通
さずかつ前記排気ガスを通す大きさの微細孔が形成され
た循環路と、前記培養液を前記循環路中に循環させる循
環装置とを具備する。
おいて、前記反応浄化装置は、前記微生物の培養液を通
さずかつ前記排気ガスを通す大きさの微細孔が形成され
た循環路と、前記培養液を前記循環路中に循環させる循
環装置とを具備する。
【０００８】第４の発明は、第３の発明において、前記
反応浄化装置は、微生物と培養液のリザーバタンクをも
ち、このリザーバタンクには微生物を遠心分離できる遠
心分離器を備える。
反応浄化装置は、微生物と培養液のリザーバタンクをも
ち、このリザーバタンクには微生物を遠心分離できる遠
心分離器を備える。
【０００９】第５の発明は、第３の発明において、前記
反応浄化装置は、微生物と培養液のリザーバタンクをも
ち、このリザーバタンクには微生物を真空乾燥できる真
空乾燥器を備える。
反応浄化装置は、微生物と培養液のリザーバタンクをも
ち、このリザーバタンクには微生物を真空乾燥できる真
空乾燥器を備える。
【００１０】第６の発明は、第３〜第５の発明におい
て、前記反応浄化装置は、反応浄化装置内の培養液の温
度を調整する温度調整装置と、周囲を断熱壁で囲まれた
微生物と培養液のリザーバタンクを備える。
て、前記反応浄化装置は、反応浄化装置内の培養液の温
度を調整する温度調整装置と、周囲を断熱壁で囲まれた
微生物と培養液のリザーバタンクを備える。
【００１１】第７の発明は、第６の発明において、前記
温度調整装置は、排気ガスに外気を導入して温度を低下
させ、これと接触する培養液の温度を調整する。
温度調整装置は、排気ガスに外気を導入して温度を低下
させ、これと接触する培養液の温度を調整する。
【００１２】第８の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物は前記排気ガス中のＣＯ2を食するもの
である。
て、前記微生物は前記排気ガス中のＣＯ2を食するもの
である。
【００１３】第９の発明は、第８の発明において、前記
微生物はＣＯ2を食して燃料を再生産するものである。
微生物はＣＯ2を食して燃料を再生産するものである。
【００１４】第１０の発明は、第９の発明において、前
記微生物としてＨＤ−１の種の微生物を用いる。
記微生物としてＨＤ−１の種の微生物を用いる。
【００１５】第１１の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物は前記排気ガス中のＮＯｘを食するもの
である。
て、前記微生物は前記排気ガス中のＮＯｘを食するもの
である。
【００１６】第１２の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物は前記排気ガス中のＮＯを食するもので
ある。
て、前記微生物は前記排気ガス中のＮＯを食するもので
ある。
【００１７】第１３の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物は前記排気ガス中のＨＣを食するもので
ある。
て、前記微生物は前記排気ガス中のＨＣを食するもので
ある。
【００１８】第１４の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物はＡｒｃｈａｅａである。
て、前記微生物はＡｒｃｈａｅａである。
【００１９】第１５の発明は、第１から第７の発明にお
いて、前記微生物がＤｅｓｕｌｆｕｒｏｌｏｂｕｓまた
はＡｃｉｄｉａｎｕｓである。
いて、前記微生物がＤｅｓｕｌｆｕｒｏｌｏｂｕｓまた
はＡｃｉｄｉａｎｕｓである。
【００２０】第１６の発明は、第１５の発明において、
培養液として水と活性汚泥を含む。第１７の発明は、第
１５の発明において、培養液として水とイーストエキス
とを含む。
培養液として水と活性汚泥を含む。第１７の発明は、第
１５の発明において、培養液として水とイーストエキス
とを含む。
【００２１】第１８の発明は、第１５の発明において、
培養液として水とイーストエキスと、硫酸アンモニウム
と、硫酸を含む酸性培養液である。
培養液として水とイーストエキスと、硫酸アンモニウム
と、硫酸を含む酸性培養液である。
【００２２】第１９の発明は、第１５の発明において、
培養液として水とイーストエキスと、硫酸アンモニウム
と、硫酸とに加えて、リン酸二水素カリウム、硫酸マグ
ネシウム、塩化カルシウム、塩化鉄、塩化マンガン、四
ほう酸ナトリウム、硫黄、炭酸カルシウムのうちの少な
くとも一つを含む。
培養液として水とイーストエキスと、硫酸アンモニウム
と、硫酸とに加えて、リン酸二水素カリウム、硫酸マグ
ネシウム、塩化カルシウム、塩化鉄、塩化マンガン、四
ほう酸ナトリウム、硫黄、炭酸カルシウムのうちの少な
くとも一つを含む。
【００２３】第２０の発明は、第１６〜第１９の発明に
おいて、前記培養液の温度が７０℃〜１２０℃の範囲に
維持されるようにする。
おいて、前記培養液の温度が７０℃〜１２０℃の範囲に
維持されるようにする。
【００２４】第２１の発明は、第１６〜第１９の発明に
おいて、前記培養液のｐＨ値が４．０以下となるように
する。
おいて、前記培養液のｐＨ値が４．０以下となるように
する。
【００２５】第２２の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物がＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓである。
て、前記微生物がＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓである。
【００２６】第２３の発明は、第２２の発明において、
培養液が水と活性汚泥である。
培養液が水と活性汚泥である。
【００２７】第２４の発明は、第２２の発明において、
培養液が水と、ペプトンと、ミートエキスと、塩化ナト
リウムとを含む。
培養液が水と、ペプトンと、ミートエキスと、塩化ナト
リウムとを含む。
【００２８】第２５の発明は、第２２の発明において、
培養液が水と、ブラッドアーガベースと、ラビットブラ
ッドとを含む。
培養液が水と、ブラッドアーガベースと、ラビットブラ
ッドとを含む。
【００２９】第２６の発明は、前記培養液の温度が２０
℃〜４０℃の範囲に維持されるようにする。
℃〜４０℃の範囲に維持されるようにする。
【００３０】第２７の発明は、第２２〜第２６の発明に
おいて、前記培養液のｐＨ値が５．０〜８．０となるよ
うにする。
おいて、前記培養液のｐＨ値が５．０〜８．０となるよ
うにする。
【００３１】第２８の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記排気ガスを冷却する冷却装置を備え、前記冷却
装置によって冷却した排気ガスを前記反応浄化装置に導
くようにした。
て、前記排気ガスを冷却する冷却装置を備え、前記冷却
装置によって冷却した排気ガスを前記反応浄化装置に導
くようにした。
【００３２】第２９の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物として好熱微生物を用いる。
て、前記微生物として好熱微生物を用いる。
【００３３】第３０の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記微生物は前記排気ガス中の硫黄ガスあるいは硫
黄化合物のガスを食するものである。
て、前記微生物は前記排気ガス中の硫黄ガスあるいは硫
黄化合物のガスを食するものである。
【００３４】第３１の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記排気ガスを前記反応浄化装置を経由させずに排
出するバイパス排気路と、前記反応浄化装置を経由する
経路、および前記バイパス排気路の間で前記排気ガスの
排出経路を切換える切換弁とを備える。
て、前記排気ガスを前記反応浄化装置を経由させずに排
出するバイパス排気路と、前記反応浄化装置を経由する
経路、および前記バイパス排気路の間で前記排気ガスの
排出経路を切換える切換弁とを備える。
【００３５】第３２の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記燃料としてガソリン燃料を用いる。
て、前記燃料としてガソリン燃料を用いる。
【００３６】第３３の発明は、第３２の発明において、
前記エンジンはガソリン燃料の噴射弁を燃焼室に備え、
前記噴射弁を介して供給されたガソリン燃料と空気とを
理論混合比以下の薄い混合比で混合、圧縮し、燃焼させ
るものである。
前記エンジンはガソリン燃料の噴射弁を燃焼室に備え、
前記噴射弁を介して供給されたガソリン燃料と空気とを
理論混合比以下の薄い混合比で混合、圧縮し、燃焼させ
るものである。
【００３７】第３４の発明は、第３１の発明において、
エンジン始動直後における低温の前記排気ガスを触媒装
置を経由して前記反応浄化装置に導くようにした。
エンジン始動直後における低温の前記排気ガスを触媒装
置を経由して前記反応浄化装置に導くようにした。
【００３８】第３５の発明は、第３２の発明において、
ガソリン燃料と空気とを圧縮比１３以下で圧縮する。
ガソリン燃料と空気とを圧縮比１３以下で圧縮する。
【００３９】第３６の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記燃料として軽油を用いる。
て、前記燃料として軽油を用いる。
【００４０】第３７の発明は、第３６の発明において、
軽油と空気とを圧縮比２０以下で圧縮する。
軽油と空気とを圧縮比２０以下で圧縮する。
【００４１】第３８の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記燃料として水素ガスを用い、前記微生物は前記
排気ガス中のＮＯｘガスまたは水素ガスを食するもので
ある。
て、前記燃料として水素ガスを用い、前記微生物は前記
排気ガス中のＮＯｘガスまたは水素ガスを食するもので
ある。
【００４２】第３９の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記エンジンは一部の排気ガスと吸入空気との混合
空気を燃料と混合、圧縮し、燃焼させる排気ガス環流シ
ステムを備え、前記反応浄化装置は前記混合空気を前記
微生物に接触させるものであり、前記微生物としてバク
テリアあるいは古細菌を用いる。
て、前記エンジンは一部の排気ガスと吸入空気との混合
空気を燃料と混合、圧縮し、燃焼させる排気ガス環流シ
ステムを備え、前記反応浄化装置は前記混合空気を前記
微生物に接触させるものであり、前記微生物としてバク
テリアあるいは古細菌を用いる。
【００４３】第４０の発明は、第３９の発明において、
前記反応浄化装置の温度を検出する温度センサと、前記
温度センサの出力信号に基づいて前記反応浄化装置に流
れ込む前記排気ガスの流量を調節するガス流量調節装置
とを備える。
前記反応浄化装置の温度を検出する温度センサと、前記
温度センサの出力信号に基づいて前記反応浄化装置に流
れ込む前記排気ガスの流量を調節するガス流量調節装置
とを備える。
【００４４】第４１の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記反応浄化装置の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの出力信号に基づいて前記循環路の培養
液の流量を調節する循環流量調節装置とを備える。
て、前記反応浄化装置の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの出力信号に基づいて前記循環路の培養
液の流量を調節する循環流量調節装置とを備える。
【００４５】第４２の発明は、第１〜第７の発明におい
て、前記反応浄化装置の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの出力信号に基づいて前記培養液を加熱
あるいは冷却する温度調節装置とを備える。
て、前記反応浄化装置の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの出力信号に基づいて前記培養液を加熱
あるいは冷却する温度調節装置とを備える。
【００４６】第４３の発明は、燃料と空気とを混合して
燃焼させるエンジンと、前記エンジンに供給される前の
吸気を窒素ガスを食する微生物に接触させる反応浄化装
置とを備え、前記反応浄化装置は、前記微生物の培養液
を通さずかつ前記吸気を通す大きさの微細孔が形成され
た循環路と、前記培養液を前記循環路中に循環させる循
環装置とを具備する。
燃焼させるエンジンと、前記エンジンに供給される前の
吸気を窒素ガスを食する微生物に接触させる反応浄化装
置とを備え、前記反応浄化装置は、前記微生物の培養液
を通さずかつ前記吸気を通す大きさの微細孔が形成され
た循環路と、前記培養液を前記循環路中に循環させる循
環装置とを具備する。
【００４７】第４４の発明は、ガスタービンエンジン
と、前記ガスタービンエンジンから排出される排気ガス
中の成分を食する微生物に前記排気ガスを接触させる反
応浄化装置とを備え、前記反応浄化装置は、前記微生物
の培養液を通さずかつ排気ガスを通す大きさの微細孔が
形成された循環路と、前記培養液を前記循環路中に循環
させる循環装置とを具備する。
と、前記ガスタービンエンジンから排出される排気ガス
中の成分を食する微生物に前記排気ガスを接触させる反
応浄化装置とを備え、前記反応浄化装置は、前記微生物
の培養液を通さずかつ排気ガスを通す大きさの微細孔が
形成された循環路と、前記培養液を前記循環路中に循環
させる循環装置とを具備する。
【００４８】第４５の発明は、燃料と空気を混合して燃
焼させるエンジンと、前記エンジンから排出される排気
ガス中の成分を吸収する生命体内の酵素を含む物質を排
気ガスと接触させる反応浄化装置とを備える。
焼させるエンジンと、前記エンジンから排出される排気
ガス中の成分を吸収する生命体内の酵素を含む物質を排
気ガスと接触させる反応浄化装置とを備える。
【００４９】第４６の発明は、燃料と空気を混合して燃
焼させるエンジンと、前記エンジンに吸入される前の吸
気を窒素成分を吸収する生命体内の酵素を含む物質と接
触させる反応浄化装置とを備える。
焼させるエンジンと、前記エンジンに吸入される前の吸
気を窒素成分を吸収する生命体内の酵素を含む物質と接
触させる反応浄化装置とを備える。
【００５０】第４７の発明は、第４５または４６の発明
において、前記物質が生命体内の酵素チトクロームかヘ
モグロビン、またはこれに架橋を施したもの、あるいは
高分子化したもので構成される。
において、前記物質が生命体内の酵素チトクロームかヘ
モグロビン、またはこれに架橋を施したもの、あるいは
高分子化したもので構成される。
【００５１】
【発明の効果】本発明（ただし第４３、第４６の発明を
除く）によれば、エンジンから排出される排気ガス中の
成分を食する微生物、あるいは生命体内の酵素を含む物
質を用いた反応浄化装置を備えたので、排気ガス中の種
々の成分の浄化を図ることができる。とくに、排気を浄
化する触媒が活性化しないような排気の低温時にも反応
浄化装置は機能し、とくにエンジンの始動直後などにお
ける排気の清浄化にとってきわめて有効である。
除く）によれば、エンジンから排出される排気ガス中の
成分を食する微生物、あるいは生命体内の酵素を含む物
質を用いた反応浄化装置を備えたので、排気ガス中の種
々の成分の浄化を図ることができる。とくに、排気を浄
化する触媒が活性化しないような排気の低温時にも反応
浄化装置は機能し、とくにエンジンの始動直後などにお
ける排気の清浄化にとってきわめて有効である。
【００５２】第３の発明では、反応浄化装置が微生物の
培養液を通さずかつ排気ガスを通す大きさの微細孔が形
成された循環路を備え、培養液を前記循環路中に循環さ
せるので、排気ガスを効率よく浄化できる。
培養液を通さずかつ排気ガスを通す大きさの微細孔が形
成された循環路を備え、培養液を前記循環路中に循環さ
せるので、排気ガスを効率よく浄化できる。
【００５３】第４の発明では、微生物を遠心分離器によ
り分離し、培養液の交換をしたり、長時間のエンジン停
止時などに乾燥して仮死状態で保存したりできる。
り分離し、培養液の交換をしたり、長時間のエンジン停
止時などに乾燥して仮死状態で保存したりできる。
【００５４】第５の発明では、上記と同じく真空乾燥器
により微生物の乾燥保存などが行える。
により微生物の乾燥保存などが行える。
【００５５】第６の発明では、培養液の温度を反応に必
要な最適な温度に維持できる。
要な最適な温度に維持できる。
【００５６】第１６〜２１の発明によれば、微生物の生
存雰囲気を適切に保ち、常に良好に排気成分の浄化が図
れる。
存雰囲気を適切に保ち、常に良好に排気成分の浄化が図
れる。
【００５７】第２２〜２７の発明では、上記と同じく微
生物の良好な生存雰囲気を維持し、常に安定した排気成
分の浄化が図れる。
生物の良好な生存雰囲気を維持し、常に安定した排気成
分の浄化が図れる。
【００５８】第２８の発明では、冷却装置によって冷却
した排気ガスを反応浄化装置に導くようにしたので、微
生物の温度環境を適切に維持できる。
した排気ガスを反応浄化装置に導くようにしたので、微
生物の温度環境を適切に維持できる。
【００５９】第３１の発明では、反応浄化装置とバイパ
ス排気路との間で排気ガスの排出経路を切換えることに
より、微生物の温度環境を適切に維持できる。
ス排気路との間で排気ガスの排出経路を切換えることに
より、微生物の温度環境を適切に維持できる。
【００６０】第３３の発明では、噴射弁を介して供給さ
れたガソリン燃料と空気とを理論混合比以下の薄い混合
比で混合、圧縮し、燃焼させるので、もともとＮＯｘ
、ＨＣ、ＣＯなどの発生量を低くでき、トータルの排
気浄化効果を高められる。
れたガソリン燃料と空気とを理論混合比以下の薄い混合
比で混合、圧縮し、燃焼させるので、もともとＮＯｘ
、ＨＣ、ＣＯなどの発生量を低くでき、トータルの排
気浄化効果を高められる。
【００６１】また薄い混合比で燃焼させれば、過剰酸素
が排気ガス中に多量に含まれるため、その酸素をもエネ
ルギー源とできるので、よりＣＯ2等の吸収が良くな
る。
が排気ガス中に多量に含まれるため、その酸素をもエネ
ルギー源とできるので、よりＣＯ2等の吸収が良くな
る。
【００６２】第３４の発明では、触媒装置での反応が不
十分なエンジン始動直後における低温の排気ガスを反応
浄化装置に導くようにしたので、触媒装置による浄化作
用を補って、微生物による排気ガスの浄化を行うことが
できる。
十分なエンジン始動直後における低温の排気ガスを反応
浄化装置に導くようにしたので、触媒装置による浄化作
用を補って、微生物による排気ガスの浄化を行うことが
できる。
【００６３】第３５の発明では、ガソリン燃料と空気と
を圧縮比１３以下で着火、燃焼するので、排気ガス温度
が過昇せず、微生物の温度環境を適切に維持できる。
を圧縮比１３以下で着火、燃焼するので、排気ガス温度
が過昇せず、微生物の温度環境を適切に維持できる。
【００６４】第３７の発明では、軽油と空気とを圧縮比
２０以下で着火、燃焼するので、微生物の温度環境を適
切に維持できる。
２０以下で着火、燃焼するので、微生物の温度環境を適
切に維持できる。
【００６５】第３９の発明では、排気ガスと吸入空気と
の混合空気をエンジンに導入する排気ガス環流システム
を備え、反応浄化装置は混合空気を微生物に接触させる
ので、微生物の温度環境を適切に維持しやすく、排気ガ
ス中の種々の成分を効率よく処理することができる。
の混合空気をエンジンに導入する排気ガス環流システム
を備え、反応浄化装置は混合空気を微生物に接触させる
ので、微生物の温度環境を適切に維持しやすく、排気ガ
ス中の種々の成分を効率よく処理することができる。
【００６６】第４０の発明では、反応浄化装置の温度を
検出する温度センサの出力信号に基づいて反応浄化装置
に流れ込む排気ガスの流量を調節するので、排気ガスと
接触させる微生物の温度環境を適切に維持できる。
検出する温度センサの出力信号に基づいて反応浄化装置
に流れ込む排気ガスの流量を調節するので、排気ガスと
接触させる微生物の温度環境を適切に維持できる。
【００６７】第４１の発明では、反応浄化装置の温度を
検出する温度センサの出力信号に基づいて循環路の培養
液の流量を調節するので、排気ガスと接触させる微生物
の温度環境を適切に維持できる。
検出する温度センサの出力信号に基づいて循環路の培養
液の流量を調節するので、排気ガスと接触させる微生物
の温度環境を適切に維持できる。
【００６８】第４２の発明では、反応浄化装置の温度を
検出する温度センサの出力信号に基づいて培養液を加熱
あるいは冷却するので、微生物の温度環境を適切に維持
できる。
検出する温度センサの出力信号に基づいて培養液を加熱
あるいは冷却するので、微生物の温度環境を適切に維持
できる。
【００６９】第４３の発明では、エンジンに供給される
前の吸気を窒素ガスを食する微生物に接触させる反応浄
化装置を備えるので、エンジンの吸入空気中の窒素分圧
を低下して燃料の増量を可能とし、換言すると吸気中の
酸素濃度を高めて、エンジン出力を向上することができ
る。
前の吸気を窒素ガスを食する微生物に接触させる反応浄
化装置を備えるので、エンジンの吸入空気中の窒素分圧
を低下して燃料の増量を可能とし、換言すると吸気中の
酸素濃度を高めて、エンジン出力を向上することができ
る。
【００７０】第４４の発明では、ガスタービンエンジン
から排出される排気ガス中の成分を食する微生物に排気
ガスを接触させる反応浄化装置を備えるので、排気ガス
中の種々の成分を浄化処理することができる。
から排出される排気ガス中の成分を食する微生物に排気
ガスを接触させる反応浄化装置を備えるので、排気ガス
中の種々の成分を浄化処理することができる。
【００７１】第４５、４７の発明では、生命体内の酵素
を含む物質により、排気ガス中の成分を浄化することが
できる。
を含む物質により、排気ガス中の成分を浄化することが
できる。
【００７２】第４６、４７の発明は、エンジンに供給さ
れる吸気中から窒素成分を吸収し、酸素濃度を高め、エ
ンジン出力の向上が図れる。
れる吸気中から窒素成分を吸収し、酸素濃度を高め、エ
ンジン出力の向上が図れる。
【００７３】
【発明の実施の形態】−第１の実施の形態− 以下、図１〜図３を用いて本発明によるエンジンシステ
ムの第１の実施の形態について説明する。
ムの第１の実施の形態について説明する。
【００７４】図１において、１は車両に搭載されるエン
ジンであり、エンジン１は排気バルブ１１、燃焼室１
２、ピストン１３、吸気バルブ１４、吸気ポート１５、
吸気マニホールド１６、排気ポート１７および排気マニ
ホールド１８を備える。エンジン１の燃焼室１２では、
燃料噴射弁１９から噴射される燃料が空気と共に圧縮、
燃焼され、ピストン１３を往復運動させ、機械的な動力
が取り出される。燃焼により生じた排気ガスは、各バン
クに対応してそれぞれ設けられた排気ポート１７および
排気マニホールド１８を介して排出される。
ジンであり、エンジン１は排気バルブ１１、燃焼室１
２、ピストン１３、吸気バルブ１４、吸気ポート１５、
吸気マニホールド１６、排気ポート１７および排気マニ
ホールド１８を備える。エンジン１の燃焼室１２では、
燃料噴射弁１９から噴射される燃料が空気と共に圧縮、
燃焼され、ピストン１３を往復運動させ、機械的な動力
が取り出される。燃焼により生じた排気ガスは、各バン
クに対応してそれぞれ設けられた排気ポート１７および
排気マニホールド１８を介して排出される。
【００７５】両方の排気マニホールド１８にはそれぞれ
触媒装置２０Ａが取付けられ、排気マニホールド１８を
通った排気ガスが触媒装置２０Ａに流れ込むように構成
されている。また、それぞれの触媒装置２０Ａの出口に
は排気管２１が接続され、触媒装置２０Ａから排出され
た排気ガスは排気管２１を介して合流し、その下流のに
配置した触媒装置２０Ｂに導かれる。触媒装置２０Ａお
よび触媒装置２０Ｂの内部には貴金属触媒が付着したセ
ラミック製、あるいは金属製の触媒担体が収納されてお
り、排気ガスが通過するときに排気ガス中の特定成分
（例えば、ＣＯ、ＣＯ2、ＨＣ、ＮＯx 等）が浄化され
る。
触媒装置２０Ａが取付けられ、排気マニホールド１８を
通った排気ガスが触媒装置２０Ａに流れ込むように構成
されている。また、それぞれの触媒装置２０Ａの出口に
は排気管２１が接続され、触媒装置２０Ａから排出され
た排気ガスは排気管２１を介して合流し、その下流のに
配置した触媒装置２０Ｂに導かれる。触媒装置２０Ａお
よび触媒装置２０Ｂの内部には貴金属触媒が付着したセ
ラミック製、あるいは金属製の触媒担体が収納されてお
り、排気ガスが通過するときに排気ガス中の特定成分
（例えば、ＣＯ、ＣＯ2、ＨＣ、ＮＯx 等）が浄化され
る。
【００７６】触媒装置２０Ａおよび触媒装置２０Ｂを経
由した排気ガスをさらに浄化するため、その下流には、
排気中の特定成分を食する微生物を利用した排気の反応
浄化装置１００が取付けられる。
由した排気ガスをさらに浄化するため、その下流には、
排気中の特定成分を食する微生物を利用した排気の反応
浄化装置１００が取付けられる。
【００７７】図２にも示すように、反応浄化装置１００
は培養液中の微生物を排気ガスと接触させるための反応
器１１０と、反応器１１０への培養液の供給を行うため
の管路１２０と、管路１２０の中間に取付けられ培養液
を圧力を調整しながら循環させるためのスクリュー型の
ポンプ１３０と、培養液の圧力を調節し、微生物を分離
するためのリザーバータンク１４０とを備える。
は培養液中の微生物を排気ガスと接触させるための反応
器１１０と、反応器１１０への培養液の供給を行うため
の管路１２０と、管路１２０の中間に取付けられ培養液
を圧力を調整しながら循環させるためのスクリュー型の
ポンプ１３０と、培養液の圧力を調節し、微生物を分離
するためのリザーバータンク１４０とを備える。
【００７８】反応浄化装置１００に用いられる微生物と
しては、エンジン１の排気ガス中の成分を食べる種々の
微生物を選択することができる。例えば、「ＨＤ−１」
というバクテリアを用いることにより、ＣＯ2 、Ｈ2 お
よびＨＣを光合成なしで食べ、ガソリンを生産すること
ができる。「ＨＤ−１」は従来の分類にのらない１９９
６年に発見された新種のバクテリアである（Ｔ．Ｉｍａ
ｎａｋａ ａｎｄ Ｍ．Ｍｏｒｉｋａｗａ： Ｍｏｌｅ
ｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｐｓｅｕｄｏｍｏ
ｎａｓ，ＡＭＳ．Ｐｒｅｓｓ，Ｗａｓｈｉｎｔｏｎ，１
９９６，ｐ．２８９−２９７）。なお、光合成なしで排
気ガス中の特定成分を食べる微生物を選択することは反
応浄化装置１００に適用するうえで望ましいことであ
る。光合成を行うためのクロロフィルは光の透過率が高
くないため、微生物の全体に十分な光を照射することは
困難であり、また車両に搭載された反応浄化装置１００
に光を照射すること自体にも制約が付きまとうからであ
る。
しては、エンジン１の排気ガス中の成分を食べる種々の
微生物を選択することができる。例えば、「ＨＤ−１」
というバクテリアを用いることにより、ＣＯ2 、Ｈ2 お
よびＨＣを光合成なしで食べ、ガソリンを生産すること
ができる。「ＨＤ−１」は従来の分類にのらない１９９
６年に発見された新種のバクテリアである（Ｔ．Ｉｍａ
ｎａｋａ ａｎｄ Ｍ．Ｍｏｒｉｋａｗａ： Ｍｏｌｅ
ｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｐｓｅｕｄｏｍｏ
ｎａｓ，ＡＭＳ．Ｐｒｅｓｓ，Ｗａｓｈｉｎｔｏｎ，１
９９６，ｐ．２８９−２９７）。なお、光合成なしで排
気ガス中の特定成分を食べる微生物を選択することは反
応浄化装置１００に適用するうえで望ましいことであ
る。光合成を行うためのクロロフィルは光の透過率が高
くないため、微生物の全体に十分な光を照射することは
困難であり、また車両に搭載された反応浄化装置１００
に光を照射すること自体にも制約が付きまとうからであ
る。
【００７９】さらに、例えば好熱菌としてはＴｈｅｒｍ
ｏｃｏｃｃｕｓ、Ａｒｃｈａｅａ、Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕ
ｓなどがあげられる。さらにまた、微生物として、Ｄｅ
ｓｕｌｆｕｒｏｌｏｂｕｓ ａｍｂｉｖａｌｅｎｓ（Ｊ
ＣＭ９１９１）、Ａｃｉｄｉａｎｕｓ Ｉｎｆｅｒｎｕ
ｓ（ＪＣＭ８９５５）、Ａｃｉｄｉａｎｕｓ Ｂｒｉｅ
ｒｌｅｙｉ（ＪＣＭ８９５４）などを用いると、光り合
成なしで排気中のＣＯ2、水素、硫黄とＨＣを食して燃
料を再生することができる。
ｏｃｏｃｃｕｓ、Ａｒｃｈａｅａ、Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕ
ｓなどがあげられる。さらにまた、微生物として、Ｄｅ
ｓｕｌｆｕｒｏｌｏｂｕｓ ａｍｂｉｖａｌｅｎｓ（Ｊ
ＣＭ９１９１）、Ａｃｉｄｉａｎｕｓ Ｉｎｆｅｒｎｕ
ｓ（ＪＣＭ８９５５）、Ａｃｉｄｉａｎｕｓ Ｂｒｉｅ
ｒｌｅｙｉ（ＪＣＭ８９５４）などを用いると、光り合
成なしで排気中のＣＯ2、水素、硫黄とＨＣを食して燃
料を再生することができる。
【００８０】これらは、約７０〜１２０℃の温度が最適
環境の原核微生物であるが、一般にエンジン１の排気ガ
スは比較的高温であり、したがって培養液の温度もある
程度高くなるため、好熱微生物を用いることが望まし
い。高温では、培養水の水分が気化しやすいと考えられ
がちだが、排気ガス中には多量の水があるのでほぼ飽和
状態となり、培養液の水は気化、減少しない。
環境の原核微生物であるが、一般にエンジン１の排気ガ
スは比較的高温であり、したがって培養液の温度もある
程度高くなるため、好熱微生物を用いることが望まし
い。高温では、培養水の水分が気化しやすいと考えられ
がちだが、排気ガス中には多量の水があるのでほぼ飽和
状態となり、培養液の水は気化、減少しない。
【００８１】排気ガス中の硫黄または硫黄化合物を食べ
る微生物としては、例えば前述の好熱菌や硫黄細菌ある
いは紅色細菌を用いることができる。これらの種はＣＯ
2 と硫黄とを栄養源としている。硫黄細菌あるいは紅色
細菌についても高温の環境を好む種類（好熱微生物）を
選択することが望ましい。
る微生物としては、例えば前述の好熱菌や硫黄細菌ある
いは紅色細菌を用いることができる。これらの種はＣＯ
2 と硫黄とを栄養源としている。硫黄細菌あるいは紅色
細菌についても高温の環境を好む種類（好熱微生物）を
選択することが望ましい。
【００８２】培養液は微生物の種類によって異なるが、
リン酸マグネシウム、塩化ナトリウム等のミネラル、ア
ミノ酸、ビタミン等の栄養素の水溶液であるが、排気ガ
ス中の各種ガス成分、例えばＨＣ、Ｏ2 、ＣＯ2 、ＮＯ
x 、あるいは硫黄等が栄養素として微生物に取込まれ
る。微生物の種類や排気ガスの組成によっては栄養素を
適宜補給するようにしてもよい。燃料よりも廉価のも
の、例えば精製前の原油やビール工場やパルプ精製後の
廃液のようなものを栄養素として補給することもでき
る。培養液はＨ2 ＳＯ4 等を加えることにより微生物に
応じた適切なｐＨ値に制御される。
リン酸マグネシウム、塩化ナトリウム等のミネラル、ア
ミノ酸、ビタミン等の栄養素の水溶液であるが、排気ガ
ス中の各種ガス成分、例えばＨＣ、Ｏ2 、ＣＯ2 、ＮＯ
x 、あるいは硫黄等が栄養素として微生物に取込まれ
る。微生物の種類や排気ガスの組成によっては栄養素を
適宜補給するようにしてもよい。燃料よりも廉価のも
の、例えば精製前の原油やビール工場やパルプ精製後の
廃液のようなものを栄養素として補給することもでき
る。培養液はＨ2 ＳＯ4 等を加えることにより微生物に
応じた適切なｐＨ値に制御される。
【００８３】上述の「ＨＤ−１」や好熱菌の例のよう
に、微生物が燃料として用いることができる物質を生産
する場合、生産物質を回収する手段を設けることによ
り、物質を燃料として利用することが可能となる。例え
ば、後述するリザーバタンク１４０内において、エンジ
ンの回転力を利用した遠心分離によって生産物質を回収
することができる。
に、微生物が燃料として用いることができる物質を生産
する場合、生産物質を回収する手段を設けることによ
り、物質を燃料として利用することが可能となる。例え
ば、後述するリザーバタンク１４０内において、エンジ
ンの回転力を利用した遠心分離によって生産物質を回収
することができる。
【００８４】また、培養液としては、水と活性汚泥を用
いることができ、この場合には汚泥をエネルギ源とする
ので、コストの点から有利である。
いることができ、この場合には汚泥をエネルギ源とする
ので、コストの点から有利である。
【００８５】また、水とイーストエキスを用いることも
でき、イーストエキスがエネルギ源となり、汚泥よりも
ＣＯ2の吸収速度が速い。この場合、培養液にはさら
に、硫酸アンモニウムと硫酸を加えると、より一層ＣＯ
2の吸収速度が上昇する。
でき、イーストエキスがエネルギ源となり、汚泥よりも
ＣＯ2の吸収速度が速い。この場合、培養液にはさら
に、硫酸アンモニウムと硫酸を加えると、より一層ＣＯ
2の吸収速度が上昇する。
【００８６】さらに、上記に硫黄を含めると、これもエ
ネルギ源となるため、ＣＯ2の吸収速度はさらに速ま
る。さらにこれにリン酸二水素カリウム、硫酸マグネシ
ウム、塩化カルシウム、塩化鉄、塩化マンガン、四ほう
酸ナトリウムなどの微量な要素を加えることにより、吸
収速度の上昇と耐久性が増す。また、これに炭酸カルシ
ウムを加えると、エンジン始動時のＣＯ2の吸収速度が
上昇する。なお、これらの培養液のｐＨ値は、ほぼ４．
０以下程度にすることが望ましい。
ネルギ源となるため、ＣＯ2の吸収速度はさらに速ま
る。さらにこれにリン酸二水素カリウム、硫酸マグネシ
ウム、塩化カルシウム、塩化鉄、塩化マンガン、四ほう
酸ナトリウムなどの微量な要素を加えることにより、吸
収速度の上昇と耐久性が増す。また、これに炭酸カルシ
ウムを加えると、エンジン始動時のＣＯ2の吸収速度が
上昇する。なお、これらの培養液のｐＨ値は、ほぼ４．
０以下程度にすることが望ましい。
【００８７】また、微生物としてＡｌｃａｌｉｇｅｎｅ
ｓ（ＪＭＣ１４７４、５４８５、５４９０、９６５７、
９６５８、９６５６、９６５９、９６６０）を用いると
排気ガス中のＮＯｘを食べることができる。この培養液
としては、上記した水と活性汚泥からなる培養液、水と
ペプトン、ミートエキス、塩化ナトリウム、を含む培養
液、あるいは水とブラッドアガーベース（ＢＬＯＯＤ
ＡＧＡＲ ｂａｓｅ「Ｄｉｆｃｏ」）、ラビットブラッ
ド（Ｒａｂｉｔｂｌｏｏｄ）を含む培養液等が適してい
る。
ｓ（ＪＭＣ１４７４、５４８５、５４９０、９６５７、
９６５８、９６５６、９６５９、９６６０）を用いると
排気ガス中のＮＯｘを食べることができる。この培養液
としては、上記した水と活性汚泥からなる培養液、水と
ペプトン、ミートエキス、塩化ナトリウム、を含む培養
液、あるいは水とブラッドアガーベース（ＢＬＯＯＤ
ＡＧＡＲ ｂａｓｅ「Ｄｉｆｃｏ」）、ラビットブラッ
ド（Ｒａｂｉｔｂｌｏｏｄ）を含む培養液等が適してい
る。
【００８８】この場合、培養液の温度は２０℃〜４０℃
の範囲に維持すると最も効果的であり、さらに培養液の
ｐＨ値としては、５．０〜８．０の範囲にすることが、
望ましい。
の範囲に維持すると最も効果的であり、さらに培養液の
ｐＨ値としては、５．０〜８．０の範囲にすることが、
望ましい。
【００８９】次に、反応器１１０に用いる上記した微生
物の代わりに、排気ガスを吸収する生命体内の酵素を含
むものであってもよい。たとえば、酵素チトクロームか
ヘモグロビン、またはそれに架橋を施したものや、高分
子化したものなどである。
物の代わりに、排気ガスを吸収する生命体内の酵素を含
むものであってもよい。たとえば、酵素チトクロームか
ヘモグロビン、またはそれに架橋を施したものや、高分
子化したものなどである。
【００９０】これらは例えば血液の代替物としての物質
などで、例えばヘモグロビンは酸素やＣＯ2、あるいは
ＮＯなどの気体分子を運ぶことができ、したがって排気
ガスと接触させることにより、排気ガス中のＣＯ2やＮ
Ｏを運び去ることができ、結果的に上記した微生物と同
等の働きをする。
などで、例えばヘモグロビンは酸素やＣＯ2、あるいは
ＮＯなどの気体分子を運ぶことができ、したがって排気
ガスと接触させることにより、排気ガス中のＣＯ2やＮ
Ｏを運び去ることができ、結果的に上記した微生物と同
等の働きをする。
【００９１】図２の反応器１１０はわずかの間隔をもっ
てほぼ平行に配置した多数の細管１１１と、細管１１１
を収納するケース１１２とを備える。すべての細管１１
１は管路１２０と接続されており、細管１１１には管路
１２０を介して供給される微生物が培養液とともに循環
される。細管１１１の内径は１０〜５００μｍ程度であ
り、細管１１１の細管壁には管内外を貫通する直径数十
〜数百μｍ以下の微細孔１１１ａが形成されている。こ
の微細孔は細管１１１内部の培養液の表面張力が細管の
内外圧力差よりも大きくなるために管内の培養液および
微生物を外部に漏すことはなく、かつ排気ガスが通過で
きるような径に設定される。これにより、細管壁は培養
液を通さずにガス成分のみを透過させる選択膜として機
能する。このような細管１１１として、例えば人工肺の
ガス交換ファイバーと同様のものを使用することができ
る。細管１１１の内径および微細孔１１１ａの径は培養
液、微生物の種類や排気ガスの組成等に応じて適切な値
に設定される。
てほぼ平行に配置した多数の細管１１１と、細管１１１
を収納するケース１１２とを備える。すべての細管１１
１は管路１２０と接続されており、細管１１１には管路
１２０を介して供給される微生物が培養液とともに循環
される。細管１１１の内径は１０〜５００μｍ程度であ
り、細管１１１の細管壁には管内外を貫通する直径数十
〜数百μｍ以下の微細孔１１１ａが形成されている。こ
の微細孔は細管１１１内部の培養液の表面張力が細管の
内外圧力差よりも大きくなるために管内の培養液および
微生物を外部に漏すことはなく、かつ排気ガスが通過で
きるような径に設定される。これにより、細管壁は培養
液を通さずにガス成分のみを透過させる選択膜として機
能する。このような細管１１１として、例えば人工肺の
ガス交換ファイバーと同様のものを使用することができ
る。細管１１１の内径および微細孔１１１ａの径は培養
液、微生物の種類や排気ガスの組成等に応じて適切な値
に設定される。
【００９２】彩管１１１の他の例として、人工透析に使
用される透析膜のように、酸素、ＣＯ2、ＮＯｘなどが
通る、分子レベルでの穴のあいたものも適用可能であ
る。
用される透析膜のように、酸素、ＣＯ2、ＮＯｘなどが
通る、分子レベルでの穴のあいたものも適用可能であ
る。
【００９３】図２においてケース１１２の上部には排気
ガスをケース１１２内に導くガス導入管１１３が、ケー
ス１１２の下部には排気ガスをケース１１２から排出す
るガス排出管１１４が取付けられている。また、ガス導
入管１１３およびガス排出管１１４には、径の大きなゴ
ミやすすがケース１１２内部に侵入しないようにフィル
タ１１３ａおよび１１４ａがそれぞれ取付けられてい
る。
ガスをケース１１２内に導くガス導入管１１３が、ケー
ス１１２の下部には排気ガスをケース１１２から排出す
るガス排出管１１４が取付けられている。また、ガス導
入管１１３およびガス排出管１１４には、径の大きなゴ
ミやすすがケース１１２内部に侵入しないようにフィル
タ１１３ａおよび１１４ａがそれぞれ取付けられてい
る。
【００９４】図１に示すように、ガス導入管１１３には
触媒装置２０Ｂから延びた排気管２２が接続されてお
り、触媒装置２０Ｂから排出されたガスが反応器１１０
に導かれるように構成されている。一方、ガス排出管１
１４には排気管２３が接続されており、ケース１１２を
通ったガスはガス排出管１１４および排気管２３を介し
て外部に放出される。
触媒装置２０Ｂから延びた排気管２２が接続されてお
り、触媒装置２０Ｂから排出されたガスが反応器１１０
に導かれるように構成されている。一方、ガス排出管１
１４には排気管２３が接続されており、ケース１１２を
通ったガスはガス排出管１１４および排気管２３を介し
て外部に放出される。
【００９５】以上のように構成されたエンジンシステム
の動作について説明する。
の動作について説明する。
【００９６】反応浄化装置１００のポンプ１３０を駆動
すると、細管１１１および管路１２０を満たした培養液
が微生物とともに図２の矢印で示すように循環する。循
環される培養液の圧力はポンプ１３０及びリザーバータ
ンク１４０によってほぼ一定の値に調整される。上述の
ように細管１１１の微細孔１１１ａは培養液を通さない
ため、培養液はほとんど漏れ出ることなく細管１１１内
を一方向に流れる。また、細管１１１から漏れてケース
１１２に溜まった微量の培養液は、管１９０を介してリ
ザーバタンク１４０に戻される。
すると、細管１１１および管路１２０を満たした培養液
が微生物とともに図２の矢印で示すように循環する。循
環される培養液の圧力はポンプ１３０及びリザーバータ
ンク１４０によってほぼ一定の値に調整される。上述の
ように細管１１１の微細孔１１１ａは培養液を通さない
ため、培養液はほとんど漏れ出ることなく細管１１１内
を一方向に流れる。また、細管１１１から漏れてケース
１１２に溜まった微量の培養液は、管１９０を介してリ
ザーバタンク１４０に戻される。
【００９７】一方、エンジン１での燃焼により生じ、排
気マニホールド１８を経て排出された排気ガスは、まず
最初に触媒装置２０Ａで、次いで触媒装置２０Ｂで、そ
れぞれ浄化処理される。触媒装置２０Ｂを通った排気ガ
スは、さらに反応器１１０のケース１１２内に入り、多
数の細管１１１の間をすり抜けて排出される。上述のよ
うに、細管１１１の微細孔１１１ａは排気ガスが通過で
きる径であるため、排気ガスが細管１１１の間をすり抜
ける間、排気ガスは細管１１１の微細孔１１１ａを介し
て微生物と接触し、微生物は排気ガス中の特定成分を食
べる。したがって、微生物が食べた成分は微生物ないし
培養液中に取込まれ、その分排気ガスが浄化されること
になる。反応器１１０を通過することにより浄化された
排気ガスは排気管２３を介して外部に排出される。
気マニホールド１８を経て排出された排気ガスは、まず
最初に触媒装置２０Ａで、次いで触媒装置２０Ｂで、そ
れぞれ浄化処理される。触媒装置２０Ｂを通った排気ガ
スは、さらに反応器１１０のケース１１２内に入り、多
数の細管１１１の間をすり抜けて排出される。上述のよ
うに、細管１１１の微細孔１１１ａは排気ガスが通過で
きる径であるため、排気ガスが細管１１１の間をすり抜
ける間、排気ガスは細管１１１の微細孔１１１ａを介し
て微生物と接触し、微生物は排気ガス中の特定成分を食
べる。したがって、微生物が食べた成分は微生物ないし
培養液中に取込まれ、その分排気ガスが浄化されること
になる。反応器１１０を通過することにより浄化された
排気ガスは排気管２３を介して外部に排出される。
【００９８】排気ガスの浄化速度は排気ガスと微生物と
の接触頻度の増加に応じて高まるので、培養液の循環速
度を高めれば浄化速度は高くなる。しかし、スクリュー
型ポンプ１３０の出力を上昇させると、ポンプ１３０の
駆動により死滅する微生物の割合が大きくなる。また、
培養液は反応器１１０において排気ガスから熱を受け、
他の部分において放熱することになるから、循環速度が
小さいと反応器１１０内を培養液が通過する間に培養液
の温度が上がり過ぎる場合もある。したがって、ポンプ
１３０の駆動の影響や培養液の反応器１１０内での温度
上昇を考慮して循環速度を決めるのが望ましい。また、
微生物の活性は反応器１１０の部分において問題となる
ので、ポンプ１３０の回転数を可変として反応器１１０
の部分における培養液の温度が適切となるように循環速
度を積極的に調節するようにしてもよい。この場合、反
応器に温度センサを設け、温度センサからの情報に応じ
てポンプ１３０の回転数を制御するようにしてもよい。
の接触頻度の増加に応じて高まるので、培養液の循環速
度を高めれば浄化速度は高くなる。しかし、スクリュー
型ポンプ１３０の出力を上昇させると、ポンプ１３０の
駆動により死滅する微生物の割合が大きくなる。また、
培養液は反応器１１０において排気ガスから熱を受け、
他の部分において放熱することになるから、循環速度が
小さいと反応器１１０内を培養液が通過する間に培養液
の温度が上がり過ぎる場合もある。したがって、ポンプ
１３０の駆動の影響や培養液の反応器１１０内での温度
上昇を考慮して循環速度を決めるのが望ましい。また、
微生物の活性は反応器１１０の部分において問題となる
ので、ポンプ１３０の回転数を可変として反応器１１０
の部分における培養液の温度が適切となるように循環速
度を積極的に調節するようにしてもよい。この場合、反
応器に温度センサを設け、温度センサからの情報に応じ
てポンプ１３０の回転数を制御するようにしてもよい。
【００９９】培養液の温度は、微生物の種類に応じた適
切な範囲に設定する必要があるが、後述するように温度
の制御については種々の方法を採用することができる。
なお、エンジン１を停止している間は培養液の温度制御
は行わないため、長時間エンジン１を停止する場合には
培養液の温度は環境温度に応じて低下する。しかし、培
養液の温度が低下しても微生物はいわば仮死状態となる
だけであり、エンジン１を始動して培養液の温度が適切
な範囲まで上昇すれば微生物は活動を再開する。例え
ば、通常、低温（０℃〜２０℃）で数ヵ月程度放置して
も、その後培養液の温度を上げることにより微生物は再
生する。
切な範囲に設定する必要があるが、後述するように温度
の制御については種々の方法を採用することができる。
なお、エンジン１を停止している間は培養液の温度制御
は行わないため、長時間エンジン１を停止する場合には
培養液の温度は環境温度に応じて低下する。しかし、培
養液の温度が低下しても微生物はいわば仮死状態となる
だけであり、エンジン１を始動して培養液の温度が適切
な範囲まで上昇すれば微生物は活動を再開する。例え
ば、通常、低温（０℃〜２０℃）で数ヵ月程度放置して
も、その後培養液の温度を上げることにより微生物は再
生する。
【０１００】＜変形例１＞微生物に最適な温度環境とな
るように循環する培養液を加温、冷却するようにしても
よい。図３（ａ）に示す反応浄化装置１００Ａでは冷却
装置１５０および加温装置１６０が管路１２０の途中に
取付けられ、反応器１１０には反応器１１０内の温度あ
るいは培養液の温度を測定する温度センサ１１５が設け
られている。図３（ｂ）に示すように、制御装置Ｃは入
力された温度センサ１１５からの出力信号に応じて冷却
装置１５０および加温装置１６０を適宜動作させる。こ
のような構成を採ることにより培養液の温度を適切に制
御することができる。
るように循環する培養液を加温、冷却するようにしても
よい。図３（ａ）に示す反応浄化装置１００Ａでは冷却
装置１５０および加温装置１６０が管路１２０の途中に
取付けられ、反応器１１０には反応器１１０内の温度あ
るいは培養液の温度を測定する温度センサ１１５が設け
られている。図３（ｂ）に示すように、制御装置Ｃは入
力された温度センサ１１５からの出力信号に応じて冷却
装置１５０および加温装置１６０を適宜動作させる。こ
のような構成を採ることにより培養液の温度を適切に制
御することができる。
【０１０１】なお、培養液の温度は用いる微生物によっ
ても異なるが、それぞれ対応した所定の温度範囲に保つ
ことが好ましい。このため、リザーバタンク１４０は断
熱壁で取り囲む構成として、正確な温度調整と維持が行
えるようにすることが好ましい。
ても異なるが、それぞれ対応した所定の温度範囲に保つ
ことが好ましい。このため、リザーバタンク１４０は断
熱壁で取り囲む構成として、正確な温度調整と維持が行
えるようにすることが好ましい。
【０１０２】＜変形例２＞反応器１１０に送り込む側
と、反応器１１０を経由せず直接排出する側との間で、
排気ガスを排出する経路を切換えられるようにしてもよ
い。図４に示すように、触媒装置２０Ｂを経た排気ガス
が、二股に分れた排気管２４に導かれるように構成し、
排気管２４に設けられた切換弁３０ａおよび３０ｂを適
宜開閉制御する。このような構成を採ることにより、必
要な場合にのみ排気ガスを反応器１１０を介して排出す
ることができる。例えば、排気ガス温度が微生物の最適
温度から著しく離れている場合には反応器１１０に排気
ガスを送り込まないようにすることにより、培養液の温
度を適切な範囲に制御することができる。また、排気ガ
スの温度を積極的に利用し、培養液の温度を上記と同じ
く適切な範囲内に維持するように切換弁３０ａおよび３
０ｂの開閉を制御するようにしてもよい。
と、反応器１１０を経由せず直接排出する側との間で、
排気ガスを排出する経路を切換えられるようにしてもよ
い。図４に示すように、触媒装置２０Ｂを経た排気ガス
が、二股に分れた排気管２４に導かれるように構成し、
排気管２４に設けられた切換弁３０ａおよび３０ｂを適
宜開閉制御する。このような構成を採ることにより、必
要な場合にのみ排気ガスを反応器１１０を介して排出す
ることができる。例えば、排気ガス温度が微生物の最適
温度から著しく離れている場合には反応器１１０に排気
ガスを送り込まないようにすることにより、培養液の温
度を適切な範囲に制御することができる。また、排気ガ
スの温度を積極的に利用し、培養液の温度を上記と同じ
く適切な範囲内に維持するように切換弁３０ａおよび３
０ｂの開閉を制御するようにしてもよい。
【０１０３】さらに、例えばエンジン始動直後等には、
触媒装置２０Ａあるいは触媒装置２０Ｂが冷えているた
めに触媒による浄化処理が期待できない。このような場
合、エンジン始動後の一定期間は反応器１１０を介して
排気ガスを排出するようにしてもよい。このような構成
を採用すれば、触媒による浄化ができない間は、微生物
を用いた処理により浄化を行うことができる。
触媒装置２０Ａあるいは触媒装置２０Ｂが冷えているた
めに触媒による浄化処理が期待できない。このような場
合、エンジン始動後の一定期間は反応器１１０を介して
排気ガスを排出するようにしてもよい。このような構成
を採用すれば、触媒による浄化ができない間は、微生物
を用いた処理により浄化を行うことができる。
【０１０４】＜変形例３＞図５に示すように、触媒装置
２０Ｂから排出されるガスを導く排気管２５に外部から
加圧空気を導入するための導入管３１を取付けてもよ
い。このような導入管３１を設けることにより、触媒装
置２０Ｂを経由した排気ガスに２次空気を混合して冷却
し、冷却後のガスを反応器１１０に送り込むことができ
る。図５に示すように、導入管３１には２次空気の導入
量を調整するための制御弁３２が設けられており、制御
弁３２を開閉して反応器１１０に導入するガスの温度を
調節することができる。このため、容易に培養液の温度
を微生物の活動に最適な値に保つことができる。
２０Ｂから排出されるガスを導く排気管２５に外部から
加圧空気を導入するための導入管３１を取付けてもよ
い。このような導入管３１を設けることにより、触媒装
置２０Ｂを経由した排気ガスに２次空気を混合して冷却
し、冷却後のガスを反応器１１０に送り込むことができ
る。図５に示すように、導入管３１には２次空気の導入
量を調整するための制御弁３２が設けられており、制御
弁３２を開閉して反応器１１０に導入するガスの温度を
調節することができる。このため、容易に培養液の温度
を微生物の活動に最適な値に保つことができる。
【０１０５】＜変形例４＞反応器と触媒装置との位置関
係を逆転させ、排気ガスが反応器を通った後に触媒装置
に至るように構成してもよい。図６に示すエンジンシス
テムでは、上下の排気マニホールド１８Ａの途中にそれ
ぞれ反応器１１０が設けられており、排気ガスは反応器
１１０を通った後、上下にそれぞれ設けられた触媒装置
２０Ａに導かれる。触媒装置２０Ａを通った排気ガスは
さらに排気管２１を経て触媒装置２０Ｂに送り込まれ、
触媒装置２０Ｂから排気管２６を通って外部に排出され
る。図６の上下の排気マニホールド１８Ａには外気を導
入するための導入管３１Ａが突設され、導入管３１Ａに
は空気の導入量を調節するための制御弁３２Ａが取付け
られている。制御弁３２Ａを調整することにより、排気
ガスに混入する２次空気の量を調節し、反応器１１０に
送り込むガスの温度を最適化することができる。このた
め、容易に培養液の温度を微生物の活動に最適な値に保
つことができる。なお、外気の導入は、導入管３１Ａに
逆止弁を介装することより、排気圧力脈動を利用して吸
入することができる。
係を逆転させ、排気ガスが反応器を通った後に触媒装置
に至るように構成してもよい。図６に示すエンジンシス
テムでは、上下の排気マニホールド１８Ａの途中にそれ
ぞれ反応器１１０が設けられており、排気ガスは反応器
１１０を通った後、上下にそれぞれ設けられた触媒装置
２０Ａに導かれる。触媒装置２０Ａを通った排気ガスは
さらに排気管２１を経て触媒装置２０Ｂに送り込まれ、
触媒装置２０Ｂから排気管２６を通って外部に排出され
る。図６の上下の排気マニホールド１８Ａには外気を導
入するための導入管３１Ａが突設され、導入管３１Ａに
は空気の導入量を調節するための制御弁３２Ａが取付け
られている。制御弁３２Ａを調整することにより、排気
ガスに混入する２次空気の量を調節し、反応器１１０に
送り込むガスの温度を最適化することができる。このた
め、容易に培養液の温度を微生物の活動に最適な値に保
つことができる。なお、外気の導入は、導入管３１Ａに
逆止弁を介装することより、排気圧力脈動を利用して吸
入することができる。
【０１０６】このように触媒装置を通る前の排気ガスを
反応器１１０に導入することにより、反応器１１０には
微生物の栄養源となる各種のガス成分を比較的多量に含
んだ排気ガスが供給されることになる。したがって、微
生物の種類によっては、エネルギー源としてこのような
触媒装置を経由する前の排気ガスを反応器１１０に送り
込む構成を採ることが好ましい場合がある。
反応器１１０に導入することにより、反応器１１０には
微生物の栄養源となる各種のガス成分を比較的多量に含
んだ排気ガスが供給されることになる。したがって、微
生物の種類によっては、エネルギー源としてこのような
触媒装置を経由する前の排気ガスを反応器１１０に送り
込む構成を採ることが好ましい場合がある。
【０１０７】−第２の実施の形態−以下、図７を用いて
本発明によるエンジンシステムの第２の実施の形態につ
いて説明する。第２の実施の形態は排気ガスの一部を吸
気管に戻すようにした排気再循環（ＥＧＲ）システムに
本発明のエンジンシステムを適用したものである。な
お、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一
符号を付してその説明を省略する。
本発明によるエンジンシステムの第２の実施の形態につ
いて説明する。第２の実施の形態は排気ガスの一部を吸
気管に戻すようにした排気再循環（ＥＧＲ）システムに
本発明のエンジンシステムを適用したものである。な
お、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一
符号を付してその説明を省略する。
【０１０８】図７において、４０は燃焼室に向けて吸気
を供給する吸気管、４１は上下の排気マニホールド１８
の中間と吸気管４０の中間とを接続し、排気マニホール
ド１８に排出された排気ガスを吸気管４０に送り込むた
めのＥＧＲ管である。上下のＥＧＲ管４１の中間には、
それぞれ排気ガスの導入量を制御するためのＥＧＲ弁４
１ａが設けられている。
を供給する吸気管、４１は上下の排気マニホールド１８
の中間と吸気管４０の中間とを接続し、排気マニホール
ド１８に排出された排気ガスを吸気管４０に送り込むた
めのＥＧＲ管である。上下のＥＧＲ管４１の中間には、
それぞれ排気ガスの導入量を制御するためのＥＧＲ弁４
１ａが設けられている。
【０１０９】一方、図７に示すように、吸気管４０の中
間には浄化装置の反応器１１０（図３参照）が取付けら
れており、反応器１１０には新たな空気４３、およびＥ
ＧＲ管４１からの排気ガス４４を混合した混合ガスが送
り込まれるように構成されている。反応器１１０を通っ
た混合ガスは燃焼室１２に向けて送り込まれる。
間には浄化装置の反応器１１０（図３参照）が取付けら
れており、反応器１１０には新たな空気４３、およびＥ
ＧＲ管４１からの排気ガス４４を混合した混合ガスが送
り込まれるように構成されている。反応器１１０を通っ
た混合ガスは燃焼室１２に向けて送り込まれる。
【０１１０】図７の制御装置Ｃ（図３参照）は、反応器
１１０内の温度あるいは培養液の温度を測定する温度セ
ンサ１１５（図３参照）の出力信号を受けるとともに、
ＥＧＲ弁４１ａの電磁コイルに電流を供給し、ＥＧＲ弁
４１ａの開閉動作を制御し、ＥＧＲ量を調整する。な
お、図３に示すように、温度センサ１１５の信号を受け
る制御装置ＣはＥＧＲ弁４１ａだけでなく冷却装置１５
０および加温装置１６０をも制御している。
１１０内の温度あるいは培養液の温度を測定する温度セ
ンサ１１５（図３参照）の出力信号を受けるとともに、
ＥＧＲ弁４１ａの電磁コイルに電流を供給し、ＥＧＲ弁
４１ａの開閉動作を制御し、ＥＧＲ量を調整する。な
お、図３に示すように、温度センサ１１５の信号を受け
る制御装置ＣはＥＧＲ弁４１ａだけでなく冷却装置１５
０および加温装置１６０をも制御している。
【０１１１】第２の実施の形態では温度センサ１１５か
らの信号に応じて制御装置ＣがＥＧＲ弁４１ａを開閉駆
動することにより、培養液の温度を制御することができ
る。すなわち、培養液の温度を上げたい場合にはＥＧＲ
弁４１ａを開く方向へ、温度を下げたい場合にはＥＧＲ
弁４１ａを閉じる方向へ、それぞれ制御する。
らの信号に応じて制御装置ＣがＥＧＲ弁４１ａを開閉駆
動することにより、培養液の温度を制御することができ
る。すなわち、培養液の温度を上げたい場合にはＥＧＲ
弁４１ａを開く方向へ、温度を下げたい場合にはＥＧＲ
弁４１ａを閉じる方向へ、それぞれ制御する。
【０１１２】この場合、温度センサ１１５からの情報の
みならず、ＥＧＲシステムの本来の効果（例えば、ＮＯ
x の排出量の低減や燃費の向上等）を加味してＥＧＲ弁
４１ａを制御するようにしてもよい。例えば、最終的に
外部に排出される排気ガスの成分（実際の成分、あるい
は算出される成分）を点数化し、この点数に基づいてＥ
ＧＲ弁４１を制御するようにしてもよいし、点数化にあ
たり燃費が考慮されるようにしてもよい。いずれにせ
よ、ＥＧＲ弁４１ａの開閉および冷却装置１５０、加温
装置１６０の動作を制御することにより培養液の温度を
適切に維持すれば、反応浄化装置１００を効果的に機能
させることができる。
みならず、ＥＧＲシステムの本来の効果（例えば、ＮＯ
x の排出量の低減や燃費の向上等）を加味してＥＧＲ弁
４１ａを制御するようにしてもよい。例えば、最終的に
外部に排出される排気ガスの成分（実際の成分、あるい
は算出される成分）を点数化し、この点数に基づいてＥ
ＧＲ弁４１を制御するようにしてもよいし、点数化にあ
たり燃費が考慮されるようにしてもよい。いずれにせ
よ、ＥＧＲ弁４１ａの開閉および冷却装置１５０、加温
装置１６０の動作を制御することにより培養液の温度を
適切に維持すれば、反応浄化装置１００を効果的に機能
させることができる。
【０１１３】また、図７に示すように反応器１１０を吸
気管につけた場合は、万一微生物がもれても燃焼室１２
において燃焼させることができる。
気管につけた場合は、万一微生物がもれても燃焼室１２
において燃焼させることができる。
【０１１４】第２の実施の形態では微生物としてＮＯｘ
かＣＯ2を食べるものを用いるとよいが、このほかに窒
素ガスを食べる種類のものを用いることができる。この
場合には、エンジン１の吸入空気中の窒素分圧が低下す
るので、より多くの空気（酸素）が導入され、過給され
たのと同じ効果がある。窒素ガスを食べる微生物とし
て、例えばシアノバクテリアを挙げることができる。こ
のように筒内への酸素導入量を増加させることにより、
エンジン出力を大幅に向上させることができる。
かＣＯ2を食べるものを用いるとよいが、このほかに窒
素ガスを食べる種類のものを用いることができる。この
場合には、エンジン１の吸入空気中の窒素分圧が低下す
るので、より多くの空気（酸素）が導入され、過給され
たのと同じ効果がある。窒素ガスを食べる微生物とし
て、例えばシアノバクテリアを挙げることができる。こ
のように筒内への酸素導入量を増加させることにより、
エンジン出力を大幅に向上させることができる。
【０１１５】＜変形例１＞図８に示すように、反応器１
１０により生成した燃料を燃料タンク４２に戻し、これ
をエンジン１に供給するようにしてもよい。反応器１１
０にはＣＯ２などを食べて燃料を再生する微生物を用
い、この再生燃料を再利用するのである。
１０により生成した燃料を燃料タンク４２に戻し、これ
をエンジン１に供給するようにしてもよい。反応器１１
０にはＣＯ２などを食べて燃料を再生する微生物を用
い、この再生燃料を再利用するのである。
【０１１６】反応器１１０で生成された燃料は途中にポ
ンプ５４を設けた配管５３を介して燃料タンク５２に戻
され、さらに供給配管５１の燃料ポンプ５０によりエン
ジン１に供給される。
ンプ５４を設けた配管５３を介して燃料タンク５２に戻
され、さらに供給配管５１の燃料ポンプ５０によりエン
ジン１に供給される。
【０１１７】このようして再生燃料を利用することで、
それだけエンジンの燃費も改善できる。
それだけエンジンの燃費も改善できる。
【０１１８】−第３の実施の形態− 以下、図９を用いて本発明によるエンジンシステムの第
３の実施の形態について説明する。なお、第１および第
２の実施の形態と同一構成要素については同一符号を付
してその説明を省略する。
３の実施の形態について説明する。なお、第１および第
２の実施の形態と同一構成要素については同一符号を付
してその説明を省略する。
【０１１９】図９に示すように、第３の実施の形態では
燃焼室に向けて吸気を送り込む吸気管４０の中間に図３
に示す反応器１１０が設けられる。反応器１１０にはシ
アノバクテリア等の窒素ガスを食べる微生物を用いる。
反応器１１０の温度センサ１１５は制御装置Ｃ（図３参
照）に接続され、制御装置Ｃは冷却装置１５０、加温装
置１６０を制御するとともに、エンジン１の燃料供給量
を制御する。このようにエンジン１の燃料供給量を吸気
中の酸素量に応じて増量制御することにより、エンジン
出力を増加させることができる。
燃焼室に向けて吸気を送り込む吸気管４０の中間に図３
に示す反応器１１０が設けられる。反応器１１０にはシ
アノバクテリア等の窒素ガスを食べる微生物を用いる。
反応器１１０の温度センサ１１５は制御装置Ｃ（図３参
照）に接続され、制御装置Ｃは冷却装置１５０、加温装
置１６０を制御するとともに、エンジン１の燃料供給量
を制御する。このようにエンジン１の燃料供給量を吸気
中の酸素量に応じて増量制御することにより、エンジン
出力を増加させることができる。
【０１２０】このように第３の実施の形態では、窒素ガ
スを食べる微生物を用いることによりエンジン１の吸入
空気中の窒素分圧が低下し、同一吸気量に対してより多
くの酸素が導入されるので、エンジン出力を大幅に向上
させることができる。
スを食べる微生物を用いることによりエンジン１の吸入
空気中の窒素分圧が低下し、同一吸気量に対してより多
くの酸素が導入されるので、エンジン出力を大幅に向上
させることができる。
【０１２１】−第４の実施形態− 図１０は反応器１１０のリザーバタンク１４０の内部に
微生物を分離する遠心分離器２１０を備え、培養液から
微生物を漉し出している。エンジンを長時間停止させる
ときなど、微生物を漉し出し、仮死状態で保存したり、
あるいは培養液を交換するときなどに用いる。
微生物を分離する遠心分離器２１０を備え、培養液から
微生物を漉し出している。エンジンを長時間停止させる
ときなど、微生物を漉し出し、仮死状態で保存したり、
あるいは培養液を交換するときなどに用いる。
【０１２２】このため、リザーバタンク１４０の内部に
回転輪２１１を設け、この回転輪２１１の軸２１３にモ
ータ２１２を連結し、回転させる。回転輪２１１の回転
により微生物２１５は回転輪２１１の内周側に付着し、
培養液が分離される。
回転輪２１１を設け、この回転輪２１１の軸２１３にモ
ータ２１２を連結し、回転させる。回転輪２１１の回転
により微生物２１５は回転輪２１１の内周側に付着し、
培養液が分離される。
【０１２３】したがって、培養液を交換するときなど、
遠心分離器２１０によって微生物を漉し出しておくと、
微生物の多くを残したまま培養液を交換することができ
る。なお、培養液は図示しないバルブを開けて排出穴２
１４から排出する。
遠心分離器２１０によって微生物を漉し出しておくと、
微生物の多くを残したまま培養液を交換することができ
る。なお、培養液は図示しないバルブを開けて排出穴２
１４から排出する。
【０１２４】あるいは、微生物が多くなり過ぎたときな
ど、微生物を分離し、これを除去することもできる。ま
た、長時間にわたりエンジンを停止するときなども、微
生物を遠心分離器２１０で分離しておき、培養液は排出
し、微生物を乾燥状態にしておくことにより、長期間に
わたり死滅させることなく、仮死状態のまま保存するこ
とが可能となる。
ど、微生物を分離し、これを除去することもできる。ま
た、長時間にわたりエンジンを停止するときなども、微
生物を遠心分離器２１０で分離しておき、培養液は排出
し、微生物を乾燥状態にしておくことにより、長期間に
わたり死滅させることなく、仮死状態のまま保存するこ
とが可能となる。
【０１２５】＜変形例１＞図１１はリザーバタンク１４
０に遠心分離器の代わりに真空乾燥器２２０を備えた例
である。
０に遠心分離器の代わりに真空乾燥器２２０を備えた例
である。
【０１２６】リザーバタンク１４０の一部に真空ポンプ
２２１を取付け、タンク入口２２２と出口２２３にそれ
ぞれバルブ２２４を設ける。
２２１を取付け、タンク入口２２２と出口２２３にそれ
ぞれバルブ２２４を設ける。
【０１２７】上記と同じく微生物を乾燥させるときな
ど、バルブ２２４を閉じて、真空ポンプ２２１を作動さ
せる。これによりリザーバタンク内の圧力が下がり、液
体成分が蒸発しやすくなる。このようにして圧力を下げ
て液体を蒸発させ、微生物だけを残す。このようして乾
燥して粉末状態になった微生物は、仮死状態のまま長期
保存が可能となる。
ど、バルブ２２４を閉じて、真空ポンプ２２１を作動さ
せる。これによりリザーバタンク内の圧力が下がり、液
体成分が蒸発しやすくなる。このようにして圧力を下げ
て液体を蒸発させ、微生物だけを残す。このようして乾
燥して粉末状態になった微生物は、仮死状態のまま長期
保存が可能となる。
【０１２８】以上の実施の形態ではガソリンエンジンへ
の適用例について説明したが、ディーゼルエンジンにつ
いても同様に適用できる。ただし、ガソリンエンジンと
ディーゼルエンジンとでは排気温度が異なるため、排気
ガスを反応器に導入する場合には、温度に応じて微生物
の種類を適宜変更する必要がある。
の適用例について説明したが、ディーゼルエンジンにつ
いても同様に適用できる。ただし、ガソリンエンジンと
ディーゼルエンジンとでは排気温度が異なるため、排気
ガスを反応器に導入する場合には、温度に応じて微生物
の種類を適宜変更する必要がある。
【０１２９】ガソリンエンジンではガソリン燃料と空気
とを圧縮比１３以上で圧縮すると、排気温度が上がり過
ぎるので、微生物を用いて排気ガスを浄化する場合には
圧縮比１３以下とすることがより望ましい。またこの場
合にはノッキングが起こりにくいという利点もある。
とを圧縮比１３以上で圧縮すると、排気温度が上がり過
ぎるので、微生物を用いて排気ガスを浄化する場合には
圧縮比１３以下とすることがより望ましい。またこの場
合にはノッキングが起こりにくいという利点もある。
【０１３０】ディーゼルエンジンでは軽油と空気とを圧
縮比２０以上で圧縮すると、排気温度が上がり過ぎるの
で、微生物を用いて排気ガスを浄化する場合には圧縮比
２０以下とすることがより望ましい。またこの場合には
冷却損失が大きくなりすぎないという利点もある。
縮比２０以上で圧縮すると、排気温度が上がり過ぎるの
で、微生物を用いて排気ガスを浄化する場合には圧縮比
２０以下とすることがより望ましい。またこの場合には
冷却損失が大きくなりすぎないという利点もある。
【０１３１】燃焼室に燃料噴射弁を備える、いわゆる直
噴式エンジンにおいて、ガソリン燃料と空気とを理論混
合比以下の薄い混合比で混合、圧縮し、燃焼させる場合
には、触媒装置によりＣＯの排出量を効果的に低減でき
るが、ＮＯx を触媒装置で低減することが困難となる。
このため薄い混合比で燃焼させる場合について本発明の
エンジンシステムを適用すれば、触媒装置で除去しにく
いＮＯｘを微生物により効果的に除去することができる
本発明のエンジンシステムを水素ガスを燃料とするエン
ジンシステムに適用することもできる。この場合、微生
物は排気ガス中のＮＯｘガスまたは水素ガスを食べる種
類のものを使用すればよい。
噴式エンジンにおいて、ガソリン燃料と空気とを理論混
合比以下の薄い混合比で混合、圧縮し、燃焼させる場合
には、触媒装置によりＣＯの排出量を効果的に低減でき
るが、ＮＯx を触媒装置で低減することが困難となる。
このため薄い混合比で燃焼させる場合について本発明の
エンジンシステムを適用すれば、触媒装置で除去しにく
いＮＯｘを微生物により効果的に除去することができる
本発明のエンジンシステムを水素ガスを燃料とするエン
ジンシステムに適用することもできる。この場合、微生
物は排気ガス中のＮＯｘガスまたは水素ガスを食べる種
類のものを使用すればよい。
【０１３２】本発明のエンジンシステムをガスタービン
エンジンシステムに適用することもできる。この場合、
ガスタービンエンジンは燃料がどのようなものでも使え
るという柔軟性があるため、微生物により再生される各
種の物質を幅広く燃料として使用できるという利点があ
る。
エンジンシステムに適用することもできる。この場合、
ガスタービンエンジンは燃料がどのようなものでも使え
るという柔軟性があるため、微生物により再生される各
種の物質を幅広く燃料として使用できるという利点があ
る。
【図１】第１の実施形態のエンジンシステムの構成を示
す図。
す図。
【図２】エンジンシステムに用いられる浄化装置の構成
を模式的に示す図。
を模式的に示す図。
【図３】別の浄化装置の構成を示す図であり、（ａ）は
構成を模式的に示す図、（ｂ）は構成を示すブロック
図。
構成を模式的に示す図、（ｂ）は構成を示すブロック
図。
【図４】排気ガスの排出経路を分岐させた構成を示す
図。
図。
【図５】排気ガスに２次空気を混合して反応器に送り込
む構成を示す図。
む構成を示す図。
【図６】反応器を触媒装置の前に配した構成を示す図。
【図７】第２の実施の形態のエンジンシステムの構成を
示す図。
示す図。
【図８】同じくエンジンシステムの構成を示す図。
【図９】第３の実施の形態のエンジンシステムの構成を
示す図。
示す図。
【図１０】遠心分離型のリザーバタンクの構成を概略的
に示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はその横断図。
に示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はその横断図。
【図１１】真空乾燥型のリザーバタンクの構成を概略的
に示す図。
に示す図。
１ エンジン ３０ａ 切換弁 ３０ｂ 切換弁 １２ 燃料室 ３１ 導入管 ３２ 制御弁 ４１ ＥＧＲ管 ４１ａ ＥＧＲ弁 １００ 浄化装置 １１１ 細管 １１５ 温度センサ １３０ ポンプ １４０ リザーバタンク １５０ 冷却装置 １６０ 加温装置
Claims (47)
- 【請求項１】 燃料と空気とを混合し、燃焼させるエン
ジンと、 前記エンジンから排出される排気ガス中の成分を食する
微生物に前記排気ガスを接触させる反応浄化装置とを備
えることを特徴とするエンジンシステム。 - 【請求項２】 前記微生物は光合成なしに前記排気ガス
中の成分を食するものであることを特徴とする請求項１
に記載のエンジンシステム。 - 【請求項３】 前記反応浄化装置は、前記微生物の培養
液を通さずかつ前記排気ガスを通す大きさの微細孔が形
成された循環路と、前記培養液を前記循環路中に循環さ
せる循環装置とを具備することを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のエンジンシステム。 - 【請求項４】 前記反応浄化装置は、微生物と培養液の
リザーバタンクをもち、このリザーバタンクには微生物
を遠心分離できる遠心分離器を備えることを特徴とする
請求項３に記載のエンジンシステム。 - 【請求項５】 前記反応浄化装置は、微生物と培養液の
リザーバタンクをもち、このリザーバタンクには微生物
を真空乾燥できる真空乾燥器を備えることを特徴とする
請求項３に記載のエンジンシステム。 - 【請求項６】 前記反応浄化装置は、反応浄化装置内の
培養液の温度を調整する温度調整装置と、周囲を断熱壁
で囲まれた微生物と培養液のリザーバタンクを備えるこ
とを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のエ
ンジンシステム。 - 【請求項７】 前記温度調整装置は、排気ガスに外気を
導入して温度を低下させ、これと接触する培養液の温度
を調整することを特徴とする請求項６に記載のエンジン
システム。 - 【請求項８】 前記微生物は前記排気ガス中のＣＯ2を
食するものであることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項９】 前記微生物はＣＯ2を食して燃料を再生
産するものであることを特徴とする請求項８に記載のエ
ンジンシステム。 - 【請求項１０】 前記微生物としてＨＤ−１の種の微生
物を用いることを特徴とする請求項９に記載のエンジン
システム。 - 【請求項１１】 前記微生物は前記排気ガス中のＮＯｘ
を食するものであることを特徴とする請求項１〜７のい
ずれか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項１２】 前記微生物は前記排気ガス中のＮＯを
食するものであることを特徴とする請求項１〜７いずれ
か１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項１３】 前記微生物は前記排気ガス中のＨＣを
食するものであることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項１４】 前記微生物はＡｒｃｈａｅａであるこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエ
ンジンシステム。 - 【請求項１５】 前記微生物がＤｅｓｕｌｆｕｒｏｌｏ
ｂｕｓまたはＡｃｉｄｉａｎｕｓであることを特徴とす
る請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンジンシステ
ム。 - 【請求項１６】 培養液として水と活性汚泥を含むこと
を特徴とする請求項１５に記載のエンジンシステム。 - 【請求項１７】 培養液として水とイーストエキスとを
含むことを特徴とする請求項１５に記載のエンジンシス
テム。 - 【請求項１８】 培養液として水とイーストエキスと、
硫酸アンモニウムと、硫酸を含む酸性培養液であること
を特徴とする請求項１５に記載のエンジンシステム。 - 【請求項１９】 培養液として水とイーストエキスと、
硫酸アンモニウムと、硫酸とに加えて、リン酸二水素カ
リウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、塩化鉄、
塩化マンガン、四ほう酸ナトリウム、硫黄、炭酸カルシ
ウムのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請
求項１５に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２０】 前記培養液の温度が７０℃〜１２０℃
の範囲に維持されるようにすることを特徴とする請求項
１６〜１９のいずれか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２１】 前記培養液のｐＨ値が４．０以下とな
るようにすることを特徴とする請求項１６〜２０のいず
れか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２２】 前記微生物がＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ
であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に
記載のエンジンシステム。 - 【請求項２３】 培養液が水と活性汚泥であることを特
徴とする請求項２２に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２４】 培養液が水と、ペプトンと、ミートエ
キスと、塩化ナトリウムとを含むことを特徴とする請求
項２２に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２５】 培養液が水と、ブラッドアーガベース
と、ラビットブラッドとを含むことを特徴とする請求項
２２に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２６】 前記培養液の温度が２０℃〜４０℃の
範囲に維持されるようにする請求項２２〜２５のいずか
１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２７】 前記培養液のｐＨ値が５．０〜８．０
となるようにすることを特徴とする請求項２２〜２６の
いずれか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２８】 前記排気ガスを冷却する冷却装置を備
え、前記冷却装置によって冷却した排気ガスを前記反応
浄化装置に導くようにしたことを特徴とする請求項１〜
７のいずれか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項２９】 前記微生物として好熱微生物を用いる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の
エンジンシステム。 - 【請求項３０】 前記微生物は前記排気ガス中の硫黄ガ
スあるいは硫黄化合物のガスを食するものであることを
特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンジ
ンシステム。 - 【請求項３１】 前記排気ガスを前記反応浄化装置を経
由させずに排出するバイパス排気路と、 前記反応浄化装置を経由する経路、および前記バイパス
排気路の間で前記排気ガスの排出経路を切換える切換弁
とを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１
項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項３２】 前記燃料としてガソリン燃料を用いる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の
エンジンシステム。 - 【請求項３３】 前記エンジンはガソリン燃料の噴射弁
を燃焼室に備え、前記噴射弁を介して供給されたガソリ
ン燃料と空気とを理論混合比以下の薄い混合比で混合、
圧縮し、燃焼させるものであることを特徴とする請求項
３２に記載のエンジンシステム。 - 【請求項３４】 エンジン始動直後における低温の前記
排気ガスを触媒装置を経由して前記反応浄化装置に導く
ようにしたことを特徴とする請求項３１に記載のエンジ
ンシステム。 - 【請求項３５】 ガソリン燃料と空気とを圧縮比１３以
下で圧縮することを特徴とする請求項３２に記載のエン
ジンシステム。 - 【請求項３６】 前記燃料として軽油を用いることを特
徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンジン
システム。 - 【請求項３７】 軽油と空気とを圧縮比２０以下で圧縮
することを特徴とする請求項３６に記載のエンジンシス
テム。 - 【請求項３８】 前記燃料として水素ガスを用い、前記
微生物は前記排気ガス中のＮＯｘガスまたは水素ガスを
食するものであることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか１項に記載のエンジンシステム。 - 【請求項３９】 前記エンジンは一部の排気ガスと吸入
空気との混合空気を燃料と混合、圧縮し、燃焼させる排
気ガス環流システムを備え、前記反応浄化装置は前記混
合空気を前記微生物に接触させるものであり、前記微生
物としてバクテリアあるいは古細菌を用いることを特徴
とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンジンシ
ステム。 - 【請求項４０】 前記反応浄化装置の温度を検出する温
度センサと、 前記温度センサの出力信号に基づいて前記反応浄化装置
に流れ込む前記排気ガスの流量を調節するガス流量調節
装置とを備えることを特徴とする請求項３９に記載のエ
ンジンシステム。 - 【請求項４１】 前記反応浄化装置の温度を検出する温
度センサと、 前記温度センサの出力信号に基づいて前記循環路の培養
液の流量を調節する循環流量調節装置とを備えることを
特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンジ
ンシステム。 - 【請求項４２】 前記反応浄化装置の温度を検出する温
度センサと、 前記温度センサの出力信号に基づいて前記培養液を加熱
あるいは冷却する温度調節装置とを備えることを特徴と
する請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンジンシス
テム。 - 【請求項４３】 燃料と空気とを混合して燃焼させるエ
ンジンと、 前記エンジンに供給される前の吸気を窒素ガスを食する
微生物に接触させる反応浄化装置とを備え、 前記反応浄化装置は、前記微生物の培養液を通さずかつ
前記吸気を通す大きさの微細孔が形成された循環路と、
前記培養液を前記循環路中に循環させる循環装置とを具
備することを特徴とするエンジンシステム。 - 【請求項４４】 ガスタービンエンジンと、 前記ガスタービンエンジンから排出される排気ガス中の
成分を食する微生物に前記排気ガスを接触させる反応浄
化装置とを備え、 前記反応浄化装置は、前記微生物の培養液を通さずかつ
前記排気ガスを通す大きさの微細孔が形成された循環路
と、前記培養液を前記循環路中に循環させる循環装置と
を具備することを特徴とするエンジンシステム。 - 【請求項４５】 燃料と空気を混合して燃焼させるエン
ジンと、 前記エンジンから排出される排気ガス中の成分を吸収す
る生命体内の酵素を含む物質を排気ガスと接触させる反
応浄化装置とを備えることを特徴とするエンジンシステ
ム。 - 【請求項４６】 燃料と空気を混合して燃焼させるエン
ジンと、 前記エンジンに吸入される前の吸気を窒素成分を吸収す
る生命体内の酵素を含む物質と接触させる反応浄化装置
とを備えることを特徴とするエンジンシステム。 - 【請求項４７】前記物質が生命体内の酵素チトクローム
かヘモグロビン、またはこれに架橋を施したもの、ある
いは高分子化したもので構成される請求項４５また４６
に記載のエンジンシステム。
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