(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の燃料の不完全燃焼及び無駄使いが解消できるエンジンシステムを提供する。【解決手段】酸素と水素と燃料油とを含めた混合燃料を燃焼して動力を発生するエンジンと、酸素と水素との混合ガスをエンジンに供給する混合ガス供給装置と、燃料油を貯蔵してエンジンに供給する燃料タンクと、混合ガス供給装置とエンジンを接続し、混合ガスをエンジンに送る第１のパイプ手段と、燃料タンクと第１のパイプ手段を接続し、第１のパイプ手段と接続している一端に噴射ノズルが取り付けられていて前記燃料油を第１のパイプ手段内に噴射させて混合ガスと混合して混合燃料となる第２のパイプ手段と、を有するエンジンシステムを提供する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
酸素と水素と燃料油とを含めた混合燃料を燃焼して動力を発生するエンジンと、
酸素と水素との混合ガスを前記エンジンに供給する混合ガス供給装置と、
前記燃料油を貯蔵して前記エンジンに供給する燃料タンクと、
前記混合ガス供給装置と前記エンジンを接続し、前記混合ガスを前記エンジンに送る第１のパイプ手段と、
前記燃料タンクと前記第１のパイプ手段を接続し、前記第１のパイプ手段と接続している一端に噴射ノズルが取り付けられていて前記燃料油を前記第１のパイプ手段内に噴射させて前記混合ガスと混合して前記混合燃料となる第２のパイプ手段と、を有することを特徴とするエンジンシステム。
【請求項２】
コンピュータ制御ユニットと、
前記第１のパイプ手段の前記噴射ノズルより前記混合ガスの上流側に設けられて前記第１のパイプ手段内の前記混合ガスの流量を検知して前記コンピュータ制御ユニットに出力する流量検知手段と、
前記第１のパイプ手段の、前記流量検知手段と前記噴射ノズルの間に設けられ、前記コンピュータ制御ユニットによる制御を受けて前記混合ガス供給装置により前記エンジンに送られる前記混合ガスの流量を制御する流量制御バルブと、を更に有し、前記流量検知手段の検知結果に基づいて、前記混合ガスと前記燃料油の比例が所定の妥当な混合比例に近づけるよう、前記混合ガスの流量を制御す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】
前記第１のパイプ手段の前記噴射ノズルより前記混合ガスの下流側から前記燃料タンクまで延伸して前記第１のパイプ手段と前記燃料タンクを接続し、前記エンジンが燃焼し切れずに凝結して溜まった前記燃料油を前記燃料タンクに送り戻すオイルドレイン手段と、
前記エンジンに燃焼済みの廃気を排出する排気パイプ手段と、
を更に有することを特徴とする請求項２に記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記第１のパイプ手段の前記流量検知手段より前記混合ガスの上流側には、
前記混合ガス中の水分を取り除く除湿手段と、
前記混合ガス中の不純物をろ過するフィルタと、が更に設けられてい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】
前記混合ガス供給装置は、電解液を酸素と水素とに電解して前記エンジンに供給する電解装置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６】
前記混合ガスにおける酸素の含有量は、３３％以上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。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、化石燃料を燃料に用いたエンジンシステムに関し、特に化石燃料に更に酸素と水素を加えて燃料とするエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンシステムでは、燃料にガソリンやガスなどの化石燃料を使用しており、空気と混合してから燃焼・爆発させ、動力を発生するものである。しかし、その燃焼・爆発に伴い、温室効果ガスの二酸化炭素や中毒性一酸化炭素などの健康に悪い汚染物質を排出して環境問題を引き起こしたり、燃料の無駄使いである。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上記に鑑みて、本考案は、従来のエンジンシステムにおける燃料の不完全燃焼問題及び無駄使い問題が解決できるエンジンシステムを提供しようとすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本考案は、酸素と水素と燃料油とを含めた混合燃料を燃焼して動力を発生するエンジンと、酸素と水素との混合ガスを前記エンジンに供給する混合ガス供給装置と、前記燃料油を貯蔵して前記エンジンに供給する燃料タンクと、前記混合ガス供給装置と前記エンジンを接続し、前記混合ガスを前記エンジンに送る第１のパイプ手段と、前記燃料タンクと前記第１のパイプ手段を接続し、前記第１のパイプ手段と接続している一端に噴射ノズルが取り付けられていて前記燃料油を前記第１のパイプ手段内に噴射させて前記混合ガスと混合して前記混合燃料となる第２のパイプ手段と、を有することを特徴とするエンジンシステムを提供する。
【０００５】
上記エンジンシステムは、コンピュータ制御ユニットと、前記第１のパイプ手段の前記噴射ノズルより前記混合ガスの上流側に設けられて前記第１のパイプ手段内の前記混合ガスの流量を検知して前記コンピュータ制御ユニットに出力する流量検知手段と、前記第１のパイプ手段の、前記流量検知手段と前記噴射ノズルの間に設けられ、前記コンピュータ制御ユニットによる制御を受けて前記混合ガス供給装置により前記エンジンに送られる前記混合ガスの流量を制御する流量制御バルブと、を更に有し、前記流量検知手段の検知結果に基づいて、前記混合ガスと前記燃料油の比例が所定の妥当な混合比例に近づけるよう、前記混合ガスの流量を制御するように構成することが好ましい。
【０００６】
上記エンジンシステムは、前記第１のパイプ手段の前記噴射ノズルより前記混合ガスの下流側から前記燃料タンクまで延伸して前記第１のパイプ手段と前記燃料タンクを接続し、前記エンジンが燃焼し切れずに凝結して溜まった前記燃料油を前記燃料タンクに送り戻すオイルドレイン手段と、前記エンジンに燃焼済みの廃気を排出する排気パイプ手段と、を更に有することが好ましい。
【０００７】
上記エンジンシステムは、前記第１のパイプ手段の前記流量検知手段より前記混合ガスの上流側には、前記混合ガス内の水分を取り除く除湿手段と、前記混合ガス中の不純物をろ過するフィルタと、が更に設けられていることが好ましい。
【０００８】
上記エンジンシステムにおいて、前記混合ガス供給装置は、電解液を酸素と水素とに電解して前記エンジンに供給する電解装置であることが好ましい。
【０００９】
上記エンジンシステムにおいて、前記混合ガスにおける酸素の含有量は、３３％以上であることが好ましい。
【考案の効果】
【００１０】
前記構成によるエンジンシステムは、前記燃料油を燃料とするのではなく、可燃の水素をも共にエンジンに供給するので、燃料油より遥かに点火されやすい水素は、燃料油の完全燃焼を促進するイニシェーターとしての役割を果たすので、従来のエンジンに比べても燃焼効率が良い。
【００１１】
そして、前記構成によるエンジンシステムは、前記水素だけではなく、高濃度の酸素も混入するため、燃料油の完全燃焼を保証することができるので、従来の如何なるエンジンに比べても燃焼効率が良い。
【００１２】
最後に、前記構成によるエンジンシステムは、電解液を電解することにより前記酸素及び水素の産出及び混入を行うため、燃料使用の総量を節約することもできる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本考案に関するエンジンシステムの好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図中、似ている部分には、同一の参照符号が付けられている。
【００１４】
図１〜図３を参照しながら本考案の好適な実施形態のエンジンシステムを説明する。図１に示すのは、本考案のエンジンシステムの全体構成を示す略示図であり、図２は同エンジンシステムにおける混合ガス供給装置としての電解装置の構成を示す一部断面図であり、図３は第１のパイプ手段と、第２のパイプ手段と、オイルドレイン手段との接続関係を示す断面略示図である。
【００１５】
図１に示すのは、本考案の好適な実施形態のエンジンシステムであるが、本考案の特徴と関わりを持つ部分、即ち混合ガス供給装置としての電解装置１と、燃料油３０を貯蔵する燃料タンク３と、混合ガスと燃料油３０を燃焼して動力を発生するエンジン２と、コンピュータ制御ユニット６などを中心として示し、他の従来からある装置や機構をなるべく省略している。
【００１６】
以下、説明を始める。
【００１７】
この実施形態のエンジンシステムは、図１に示すように、酸素と水素と燃料油とを含めた混合燃料を燃焼して動力を発生するエンジン２と、電解液を酸素と水素との混合ガスに電解してエンジンに供給する混合ガス供給装置としての電解装置１と、燃料油３０を貯蔵する為の燃料タンク３と、電解装置１とエンジン２を接続し、電解により生成された前記混合ガスをエンジン２に供給する第１のパイプ手段４１と、燃料タンク３と第１のパイプ手段４１を接続し、第１のパイプ手段４１に通して、燃料タンク３に貯蔵されている燃料油３０をエンジン２に注入する第２のパイプ手段４２と、第２のパイプ手段４２と同じく燃料タンク３と第１のパイプ手段４１を接続し、エンジン２が燃焼し切れずに凝結して溜まった燃料油３０を燃料タンク３に送り戻すオイルドレイン手段４３と、システムの運転を制御する制御手段としてのコンピュータ制御ユニット６とを主な構成として備えている。
【００１８】
電解装置１は、図２に示すように、電解液１４を収容する電槽１１と、電源手段１３と接続している電極板１２により水を主成分とした電解液１４を電解するものである。図中では電解液１４を補充する機構を示していないが、必要があれば、電解液１４を補充する注入口や、電解液１４の残量を検知する補足制御手段を付け加えても良い。電解装置１により生成された水素と酸素は、第１のパイプ手段４１を経由してエンジン２に供給される。
【００１９】
エンジン２には、燃焼済みの廃気を排出する排気パイプ手段２４を有している。
【００２０】
第１のパイプ手段４１には、図１に示すように、除湿手段８と、フィルタ５と、流量検知手段４５と、流量制御バルブ４６とが、前記混合ガスが電解装置１からエンジン２に送られる進行方向に沿って直列して設けられている。除湿手段８は電解装置１から送られてきた混合ガス中の残留水分を取り除くことができる。フィルタ５は前記混合ガス中に混ざっている埃や酸素、水素以外の不純物をろ過することができる。流量検知手段４５はフィルタ５を通過した前記混合ガスの流量を検知して検知結果をコンピュータ制御ユニット６に出力する。流量制御バルブ４６はコンピュータ制御ユニット６の指示に従って前記混合ガスの通過量を制御する。更に、図３に示すように、第１のパイプ手段４１の末端部、即ちエンジン２寄りの端部は四つのマニホルド２２、２２，２２、２２に分岐するように形成されて電解装置１から送られてくる混合ガスを分散させてエンジン２の各シリンダーに導入する。
【００２１】
第２のパイプ手段４２は燃料タンク３と第１のパイプ手段４１を接続し、第１のパイプ手段４１に通して、燃料タンク３に貯蔵されている燃料油３０をエンジン２に注入するものである。図１、図３に示すように、第２のパイプ手段４２の第１のパイプ手段４１と接続している端部は、第１のパイプ手段４１の末端部に形成されたマニホルド２２、２２，２２、２２に対応して同じく４分岐するように形成されており、各分岐の先端にはそれぞれ噴射ノズル２３が取り付けられていて燃料油３０を各マニホルド２２内に噴射することができる。
【００２２】
オイルドレイン手段４３は、各マニホルド２２、２２，２２、２２の噴射ノズル２３より混合ガスの下流側と、燃料タンク３とを接続し、エンジン２が燃焼し切れずに凝結して管内に溜まった燃料油３０を燃料タンク３に送り戻すものである。オイルドレイン手段４３には圧力バルブ４４が設けられており、エンジンシステムの作動が停止して燃焼し切れずに凝結して溜まった燃料油３０を送り戻す必要がある時だけ開放し、以外ではエンジン２内の圧力を保つため封止するようになっている。
【００２３】
コンピュータ制御ユニット６は流量検知手段４５からの検知結果に基づいて、エンジン２に注入する燃料油と混合ガスを所定の好ましい混合比例に近づけるよう、流量制御バルブ４６に通じて第１のパイプ手段４１内混合ガスの流量を制御する。
【００２４】
本考案において、酸素と水素と燃料油とを含む混合燃料がエンジン２内に注入されると、水素が先に点火され、イニシェーターとして燃料油の点火・燃焼を促進し、燃料油を完全燃焼する。なお、酸素の作用については、その電解から出る酸素が混合ガス全体に占める１／３の比例はすでに空気中酸素が占める１／５の比例を上回っており、更に電解装置１にて混合ガスにおける酸素の占める比例を上げるように調整を加えれば、酸素の有効利用と水素、燃料油両方の完全燃焼を達成することができる。
【００２５】
本考案は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
叙上のように、本考案のエンジンシステムは、従来より燃焼効率が良いので、燃料油の不完全燃焼から生じる健康に悪い汚染物質の排出を抑えることができ、その上燃料油を浪費すること等の諸問題を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案のエンジンシステムの全体構成を示す略示図である。
【図２】同エンジンシステムにおける混合ガス供給装置としての電解装置の構成を示す一部断面図である。
【図３】同エンジンシステムにおける第１のパイプ手段と、第２のパイプ手段と、オイルドレイン手段との接続関係を示す断面略示図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  電解装置
１１  電槽
１２  電極板
１３  電源手段
１４  電解液
２  エンジン
２２  マニホルド
２３  噴射ノズル
２４  排気パイプ手段
３  燃料タンク
３０  燃料油
４１  第１のパイプ手段
４２  第２のパイプ手段
４３  オイルドレイン手段
４４  圧力バルブ
４５  流量検知手段
４６  流量制御バルブ
５  フィルタ
６  コンピュータ制御ユニット
８  除湿手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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