(57)【要約】【課題】本発明は、エマルジョン燃料をディーゼルエンジンに用いた場合の焼付きを防止したエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法を実現することを目的とする。【解決手段】液体燃料に水と乳化剤を混合してエマルジョン化したエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、エンジンの冷却水の温度上昇に従ってエマルジョン燃料の水混合割合を増加させるように制御するように構成する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料に水と乳化剤を混合してエマルジョン化したエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、
エンジンの冷却水の温度上昇に従ってエマルジョン燃料の水混合割合を増加させるように制御することを特徴とするエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法。
【請求項２】
前記液体燃料に対する水の混合割合を制御する場合は、乳化剤も同時に制御することを特徴とする請求項１記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法。
【請求項３】
液体燃料に水と乳化剤を混合してエマルジョン化したエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、
エンジンの排気温センサにより、排気温の高温保持時間が長いと判断したときは、エマルジョン燃料の水混合割合を増加させるように制御することを特徴とするエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法。
【請求項４】
前記液体燃料に対する水の混合割合を制御する場合は、乳化剤も同時に制御することを特徴とする請求項３記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法に関する。詳しくは液体燃料に水と乳化剤を加えて燃料中に水を分散させたエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用した場合に生じる焼付きを防止するための焼付き防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減するための一般的な方法は、燃料の噴射時期を遅らせることである。しかし、この方法は、燃料の安定な燃焼を妨げ、燃料消費率の悪化及び黒煙の増加を伴う欠点がある。そこで、最近は、ディーゼルエンジンの低ＮＯｘ技術としてエマルジョン燃料が研究されている。
【０００３】
このエマルジョン燃料は、軽油等の液体燃料に少量の乳化剤を加えて燃料中に水を分散させたものであり、その混合方法、乳化剤の種類、水の添加量が水粒子の粒径、安定性、分散性などの性状に影響を与える。
このようなエマルジョン燃料はディーゼルエンジンに用いた場合、水の気化潜熱で燃焼温度を低下させＮＯｘを低減することができ、且つ、水の爆発により噴霧を微粒化し、軽油等の液体燃料と空気の混合を促進してスモークを低減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに用いた場合、シリンダー温度が高くなると焼付きが生じやすくなるという問題がある。また、シリンダー温度が高くなると排気温も高くなり排気タービン、及び排気清浄化用の酸化触媒が焼損するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来に問題点に鑑み、エマルジョン燃料をディーゼルエンジンに用いた場合の焼付きを防止するエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法は、液体燃料に水と乳化剤を混合してエマルジョン化したエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、エンジンの冷却水の温度上昇に従ってエマルジョン燃料の水混合割合を増加させるように制御することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明による請求項２に記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法は、請求項１に記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法において、前記液体燃料に対する水の混合割合を制御する場合は、乳化剤も同時に制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による請求項３に記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法は、液体燃料に水と乳化剤を混合してエマルジョン化したエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、エンジンの排気温センサにより、排気温の高温保持時間が長いと判断したときは、エマルジョン燃料の水混合割合を増加させるように制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による請求項４に記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法は、請求項１に記載のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法において、前記液体燃料に対する水の混合割合を制御する場合は、乳化剤も同時に制御することを特徴とする。
【００１０】
この構成を採ることにより、エマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、シリンダーの温度を下げて摺動部の焼付きを防止することができ、また、排気温度を下げて排気タービン及び酸化触媒の焼損を防止することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のエマルジョン燃料使用時の焼付きを防止方法を実施するための装置を説明するための図である。同図において、符号１は燃料タンク、２は水タンク、３は乳化剤タンクであり、それぞれバルブ４、５、６でエマルジョン燃料タンク７に接続されている。また、８はディーゼルエンジンであり、９はエンジンの各シリンダーに燃料を供給するコモンレールである。また、１０は空気を圧縮して各シリンダーに供給する可変ノズルターボ（ＶＮＴ）、１１は吸気を冷却するインタークーラー、１２はスロットルバルブ、１３はＥＧＲクーラー、１４は排気清浄化用酸化触媒である。また、１５は水温センサ、１６、１７は圧力センサ、１８はクランク軸位置センサである。
【００１２】
上記のように構成された装置において、本発明の第１の実施の形態は、エマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、エンジンの水温センサ１５により検出した冷却水の水温が上昇するに従ってエマルジョン燃料の水混合割合を増加させるように制御するのである。
【００１３】
図２は制御の１例を示す図である。同図は水温に対して燃料割合を補正するためのマップ例であり、燃料に対する水の割合は水タンクのバルブ５の開度％で示している。例えば、図においては、水温が８０℃の場合バルブ５の開度は５０％、水温が９０℃の場合バルブ５の開度は７０％、水温が１００℃の場合バルブ５の開度は１００％となっている。但し、バルブ５の開度％の数字は水の実際の混合割合ではないが、実際の混合割合はこの数字にほぼ比例する。
【００１４】
このように制御するためには、予め図２のマップをＥＣＵ（エンジンコンとロールユニット）に記憶させておき、水温センサ１５の水温検出結果によりバルブ５を制御するのである。このようにして制御することにより、エンジンの水温が高くなり、シリンダーの焼付きがし生じ易くなると、エマルジョン燃料の水分割合を増加させるため、その水分の蒸発潜熱によりシリンダー温度は低下して焼付きを防止することができる。
【００１５】
本発明のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法の第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法に加えて、エマルジョン燃料の水の混合割合を制御すると同時に乳化剤の混合割合も制御するものである。このためには、図１の装置において、水タンクに接続したバルブ５と乳化剤タンクに接続したバルブ６を連動するように構成し、水に対する乳化剤の割合が常に一定となるようにする。これにより水に対する乳化剤の過不足がなくなりエマルジョン燃料の安定が得られる。
【００１６】
次に本発明のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は液体燃料に水と乳化剤を混合してエマルジョン化したエマルジョン燃料をディーゼルエンジンに使用する場合に、図１のエンジンの排気温センサ１６により検出する排気温の高温保持時間が長いと判断したときは、水の混合割合を増加するようにバルブ５を制御するのである。
【００１７】
このようにエンジンの排気温の高温保持時間が長い場合に冷却水の混合割合を増加するように制御すると、水の蒸発潜熱により排気温度が低下する。これにより排気タービンの温度は低下し、その焼付きは防止される。また排気温度の低下により排気清浄化用酸化触媒１４の温度も低下され触媒の溶損はさけられることになる。
【００１８】
本発明のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法の第４の実施の形態は、前記第３の実施の形態のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法に加えて、エマルジョン燃料の水の混合割合を制御すると同時に乳化剤の混合割合も制御するものである。このためには、図１の装置において、水タンクに接続したバルブ５と乳化剤タンクに接続したバルブ６を連動するように構成し、水に対する乳化剤の割合が常に一定となるようにする。これにより水に対する乳化剤の過不足がなくなりエマルジョン燃料の安定が得られる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に依れば、エンジン冷却水の温度上昇に従ってエマルジョン燃料の水混合割合を増加させるようにしたことにより、シリンダーの温度を下げ、その焼付きを防止することができる。また、排気温の高温保持時間が長いと判断したときはエマルジョン燃料の水混合割合を増加させるようにしたことにより、排気温度を低下させ、排気タービンの焼付き防止及び排気清浄化用酸化触媒の溶損も防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法を実施するための装置を説明するための図である。
【図２】本発明のエマルジョン燃料使用時の焼付き防止方法の第１の実施形態に用いる燃料割合の水温補正マップの１例を示す図である。
【符号の説明】
１…燃料タンク
２…水タンク
３…乳化剤タンク
４，５，６…バルブ
７…エマルジョン燃料タンク
８…ディーゼルエンジン
９…コモンレール
１０…可変ノズルターボ
１５…水温センサ
１６，１７…圧力センサ
【図１】
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【図２】
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