(57)【要約】【課題】フィルタにおける目詰まりの進行を遅くし、フィルタの再生時間を短縮する。【解決手段】排気通路１１０に、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタ２００を設けたシリンダ内噴射エンジン１００を、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解した燃料により運転する。例えば、シリンダ内噴射エンジンがディーゼルエンジンであり、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを触媒として植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料を用いる。例えば、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解する対象となる燃料が、軽油、灯油もしくは重油等のディーゼル燃料、又は植物油もしくは廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを設けたシリンダ内噴射エンジンを、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解した燃料により運転することを特徴とする浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンの使用方法。
【請求項２】
シリンダ内噴射エンジンがディーゼルエンジンであり、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解した燃料が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを触媒として植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料である請求項１の浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンの使用方法。
【請求項３】
シリンダ内噴射エンジンがディーゼルエンジンであり、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解する対象となる燃料が、軽油、灯油もしくは重油等のディーゼル燃料、又は植物油もしくは廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料である請求項１の浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気に含まれる浮遊粒子状物質をフィルタで捕集する排気浄化の技術分野に属し、特にフィルタで捕集した浮遊粒子状物質を除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の排気浄化を行う装置として、エンジンの排気通路に、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを設けたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。このようなエンジンでは、フィルタが目詰まりすると、バーナや電気ヒータにより捕集された浮遊粒子状物質を燃焼させてフィルタを再生することが行われる。その場合、フィルタを２個並列に設け、片方のフィルタが目詰まりしたら排気を他方のフィルタに切り換え、その間に目詰まりしたフィルタを再生させる切り換え再生方式の排気浄化装置がある。これとは別に、フィルタが目詰まりしたらエンジンを停止してフィルタを再生させる停止再生方式の排気浄化装置とがある。停止再生方式の排気浄化装置には、フィルタを排気通路に脱着可能に設け、目詰まりしたフィルタを新品又は再生済みのフィルタに交換する脱着方式の排気浄化装置がある（例えば、特許文献３を参照）。また、フィルタの近傍に設けたヒータに外部電源から電流を流して再生する方法もある。
【０００３】
フィルタを再生するにはバーナや電気ヒータを用いるので、エネルギが必要である。また、停止再生方式の排気浄化装置は、フィルタの交換、再生のためにエンジンを停止させなければならないので、エンジン運転の自由度が制限されてしまう。
【０００４】
このようにバーナや電気ヒータでエネルギを用いることを行わずにディーゼルエンジンの排気の浮遊粒子状物質を除去する技術として、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物よりなる触媒粒子と、この触媒粒子を支持する酸化物系セラミック粒子とからなる燃焼触媒により、排気の浮遊粒子状物質を燃焼させる技術が知られている（例えば、特許文献４を参照）。また、ディーゼルエンジンに白金で触媒化した粒子トラップを設け、このエンジンをディーゼル燃料と燃料可溶性セリウム組成物で作動させ、トラップのバランス点（定常状態の燃焼温度）を低下させる技術が知られている（例えば、特許文献５を参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−１８５６１１号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３１７４０号公報
【特許文献３】
特開平８−３５４１７号公報
【特許文献４】
特開２００１−１７０４８３号公報
【特許文献５】
特表２００２−５１１９１１号公報
【非特許文献１】
エンジンテクノロジー、山海堂発行２００１年５月号（２００１年６月２６日発行）、ｐ４１〜４４、岩井邦夫「植物油のエステル化技術の動向」
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献４で開示された技術は、触媒を設ける必要があるし、特許文献５で開示された技術は、セリウム又はその化合物を大気に放出する可能性があり、環境汚染のおそれがある。
【０００７】
本発明者は、このようなフィルタを設けたディーゼルエンジンをバイオディーゼル燃料により運転したときに、一般的な軽油を用いて運転したときよりもフィルタにおける目詰まりの進行が遅くなることを知見し、またフィルタの再生時間が短縮されることを知見し、本発明を想到したものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンの使用方法は、排気通路に、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを設けたシリンダ内噴射エンジンを、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解した燃料により運転することを特徴としている。
【０００９】
この使用方法によれば、フィルタのなかで間欠的に温度上昇が起こり、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解していない燃料（以下通常燃料という）を用いて運転した場合に較べて、フィルタにおける目詰まりの進行が遅くなる。これはフィルタのなかで当該フィルタに捕集された浮遊粒子状物質が間欠的に燃焼して除去されるためと推定される。また、通常燃料を用いて運転した場合に較べて、フィルタの再生時間が短縮される。これはフィルタのなかに残留する物質が燃焼を促進するためと推定される。
【００１０】
請求項２の浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンの使用方法は、請求項１の使用方法において、シリンダ内噴射エンジンがディーゼルエンジンであり、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解した燃料が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを触媒として植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料である。
【００１１】
請求項３の浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンの使用方法は、請求項１の使用方法において、シリンダ内噴射エンジンがディーゼルエンジンであり、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解する対象となる燃料が、軽油、灯油もしくは重油等のディーゼル燃料、又は植物油もしくは廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態にかかる使用方法を実施するための浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンを例示している。同図において、１００はシリンダ内噴射エンジンである。このシリンダ内噴射エンジンは、シリンダ内に向けて燃料を噴射するエンジンに限定されるものではなく、シリンダに連通する副室、渦流室等に燃料を噴射するエンジンも含んでいる。また、このシリンダ内噴射エンジンは、燃料として軽油、灯油もしくは重油等を用いるディーゼルエンジンも含むし、燃料としてガソリン等を用いるガソリンエンジンも含む。この実施形態ではシリンダ内噴射エンジン１００はディーゼルエンジンである。この実施形態では車両に搭載されたシリンダ内噴射エンジン１００で例示しているが、本発明は、例えば発電装置駆動用のエンジンのように敷地に定着したシリンダ内噴射エンジンにも適用することができる。このシリンダ内噴射エンジン１００の排気通路１１０には、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタ２００が設けられている。排気通路１１０は、一端がシリンダ内噴射エンジン１００のシリンダの排気ポートに接続され、他端が大気に開放されている。一般的に排気通路１１０は、排気マニフォールド、マフラ、排気パイプ等により構成されるが、これによって排気通路１１０の構成が限定されるものではない。本発明は、排気通路１１０は、排気マニフォールド、マフラ、排気パイプ等により構成され、先に説明した切り換え再生方式の排気浄化装置、停止再生方式の排気浄化装置又は脱着方式の排気浄化装置を設けたシリンダ内噴射エンジン、排気通路にヒータ、逆洗装置等を設けたシリンダ内噴射エンジン等に広く適用できる。また、排気通路に酸化触媒その他の各種触媒を設けること、フィルタよりも排気上流側の排気通路に排気を大気開放するための分岐通路を設けること等を妨げるものではない。
【００１３】
フィルタ２００は、一方の端面から入った排気を他方の端面から出し、この間に排気から浮遊粒子状物質を捕集する機能を発揮する。浮遊粒子状物質には炭素微粒子が含まれている。このフィルタには、例えば目封じタイプ、多孔体タイプ、繊維タイプがあり、本発明のフィルタ２００には、少なくともこれらが含まれる。目封じタイプは、例えばセラミック等の材料で構成され、隔壁で区画された複数のセルを有する、いわゆるハニカム体であって、ハニカムを１セルずつ交互にその端を塞いだものであり、排気が壁を通過するときに浮遊粒子状物質を捕集する。例えば、一方の端面で各セルの端面がシール材によって交互に市松模様状に塞がれており、他方の端面では、上記一方の端面で塞がれたセルは開口し、上記一方の端面で開口していたセルはシール材によって塞がれた構造をしている。多孔体タイプ、繊維タイプは、例えば金属等の材料で構成され、排気が多孔体又は繊維の構成体に衝突することで浮遊粒子状物質を捕集する。しかし、本発明はフィルタの構造をこれに限定するものではない。
【００１４】
このシリンダ内噴射エンジン１００は、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解した燃料により運転される。この本発明の燃料の一例として挙げられるのは、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを触媒として植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料である。ここで廃食油は、植物油を調理等に用いて酸化が進んだものである。このようにエステル化する目的は、植物油又は廃食油の着火性を改善し、粘度を低くすることにある。エステル化はエステル交換反応により行われる。エステル交換反応は、例えば廃食油とメタノールを、水酸化カリウムを触媒として行われるメチルエステル化反応で例示される（例えば、非特許文献１を参照）。これによってセタン価が高く、粘度が低く、低温でも固まりにくいバイオディーゼル燃料が生成されると共に、グリセリン及び脂肪酸石鹸ができる。この場合、触媒として用いられた水酸化カリウムにより、バイオディーゼル燃料にはカリウム又はカリウム化合物が溶解している。このようなエステル化の対象となるのは廃食油の他に植物油が挙げられる。また、エステル交換反応に水酸化ナトリウムを触媒として用いたときには、バイオディーゼル燃料にはナトリウム又はナトリウム化合物が溶解している。本発明の燃料には、このように水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを触媒として植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料と、軽油、灯油又は重油等のディーゼル燃料その他の燃料とを混合したものも含まれる。カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解した燃料は、燃料配管、燃料タンク等の燃料系の腐食を防ぐため、アルカリ性又は酸性が強くならないように調整することが好ましい。
【００１５】
本発明の燃料の他の例として挙げられるのは、軽油、灯油又は重油等のディーゼル燃料にカリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解したものである。さらに本発明の燃料の他の例として挙げられるのは、植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料に、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解したものである。この植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料には、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを触媒として植物油又は廃食油をエステル化したバイオディーゼル燃料が含まれる。燃料にカリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物を溶解させる場合、カリウム等の燃料への拡散を促進するため、溶剤、界面活性を促進する分散剤等を混入することが考えられる。
【００１６】
この実施形態の使用方法によれば、フィルタ２００のなかで間欠的に温度上昇が起こり、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解していない燃料（以下通常燃料という）を用いて運転した場合に較べて、フィルタ２００における目詰まりの進行が遅くなる。これはフィルタ２００のなかで当該フィルタ２００に捕集された浮遊粒子状物質が間欠的に燃焼して除去されるためと推定される。また、通常燃料を用いて運転した場合に較べて、フィルタ２００の再生時間が短縮される。一例を挙げると、通常燃料を用いて運転したときは燃焼により再生するのに約４５分程度かかっていたが、約３分の１である約１５分程度で再生することができた。これはフィルタ２００のなかに残留する物質が燃焼を促進するためと推定される。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例を説明する。第１実施例ないし第４実施例で用いたエンジンは三菱自動車工業株式会社製４Ｄ３３型ディーゼルエンジン（９９年排気ガス規制適合、排気量４２１０ｃｃ、直接噴射式、自然吸気、１２５ＰＳ／３２００ｒｐｍ）で、三菱自動車工業株式会社製ＫＫ−ＦＥ５０ＣＢＴ、キャンター（２トン積トラック、平成１１年１０月登録）に搭載されている。車両重量は３２００ｋｇである。第１実施例ないし第４実施例で用いたフィルタは、イビデン株式会社製の目封じタイプで、材料はＳｉＣセラミックである。フィルタ２００の軸方向の一端から排気を導入し、他端から排出する。排気通路１１０は、排気マニフォールド１１１、第１の排気パイプ１１２、マフラ１１３、第２の排気パイプ１１４、ハウジングにフィルタを収納してなるフィルタ装置１１５、及び第３の排気パイプ１１６を順に直列に連結して構成されている。フィルタ装置１１５のハウジングは、ほぼ円筒形をしており、一端に第２の排気パイプ１１４が接続され、他端に第３の排気パイプ１１６が接続され、第２の排気パイプ１１４からの排気を内部のフィルタ２００の一端に導入し、フィルタ２００の他端から出た排気を第３の排気パイプ１１６に導出するようにしている。フィルタ装置１１５は脱着方式であり、フィルタ２００を交換できるようになっている。各部の寸法は図１に示したとおりである。第１の排気パイプ１１２は長さが１１００ｍｍであり、マフラ１１３は直径が２００ｍｍで長さが５４０ｍｍのほぼ円筒形であり、マフラ１１３の排気導入口から第３の排気パイプ１１６の末端までが直線距離で３０２０ｍｍであった。排気パイプはいずれも直径が５１ｍｍであった。各種の運転状況において、排気マニフォールド１１１の出口、マフラ１１３の排気導入口、フィルタ装置１１５の入口、及びフィルタ装置１１５の内部でそれぞれ温度を測定した。フィルタ装置１１５の内部では、図２に示すように、フィルタ２００の排気導入側端部の端面における中央（排気導入側の端面の中央から２０ｍｍ深いところで、以下、中浅という）及び外寄り（排気導入側の端面の外周から１０ｍｍ内寄りのところから２０ｍｍ深いところで、以下、外浅という）の２点と、フィルタ２００の排気導出側端部の端面における中央（排気導出側の端面の中央から１０ｍｍ深いところ（排気導入側の端面の中央から１４０ｍｍ深いところ）で、以下、中深という）及び外寄り（排気導出側の端面の外周から１０ｍｍ内寄りのところから１０ｍｍ深いところ（排気導入側の外周から１０ｍｍ内寄りのところから１４０ｍｍ深いところ）で、以下、外深という）の２点との合計４点で温度を測定した。また、排気圧力を測定した。
【００１８】
まず、比較例として、通常燃料である軽油により運転した。温度測定の結果を図３及び図４に示す。フィルタ装置１１５の入口の温度が運転状況の変化に応じて大きく変動しているが、フィルタ２００の４点の温度は上記入口温度の変化をなだらかにした変化となっており、急激な変化はみられない。
【００１９】
次に、第１実施例として軽油とバイオディーゼル燃料とを１対１の重量割合で混合した燃料を用いたときの実験を説明する。このバイオディーゼル燃料は、使用後の酸化された廃食油（てんぷら油等）を比重比で約８０％、メチルアルコールを比重比で約２０％、触媒として水酸化カリウムを少々混合し、メチルエステル化反応をさせ、さらに精製して得られるものである。車両総重量は、積荷１トン、乗員２名及び装備を合算して４２５５ｋｇであった。２００２年６月１８日は、外気温度が摂氏２３度ないし２７度で雨のなかを戸田市内を交通の流れに従って走行し、幹線道（２９８号線）を交通の流れに従って走行し、高速道路（外環道）を定速走行及び交通の流れに従った走行を行った。２００２年６月１９日は、外気温度が摂氏２６度ないし３０度で晴れており、戸田市内を交通の流れに従って走行し、高速道路（外環道及び常磐道）を定速走行及び交通の流れに従った走行を行った。図６は、６月１９日、常磐道を高負荷で走行中にアクセルから足を離した（スロットル全閉）ときの、排気マニフォールド１１１の出口、マフラ１１３の排気導入口、及びフィルタ装置１１５の内部の温度変化を示す。なお、この日に限り、フィルタ装置１１５の内部では、図５に示すように、フィルタ２００の排気導入側端部の中央の深さ２０ｍｍの１点で温度を測定した。アクセルから足を離して（スロットル全閉）から約１８秒後にフィルタ２００に急激な温度上昇が認められた。これは約２秒間で摂氏４０３度から４４４．６度まで上昇し、更に約１０秒間でほぼ元の温度軌跡に戻っている。そして、常磐道を走行直後に排気圧力が下がっていることが確認された。常磐道を走行した直後にフィルタ２００を外し、排気導入側の端面をみると、通常は捕集されたすすで全面が黒くなっているのに対して央部が白っぽくなっており、付着したすすが通常よりも少なくなっていることが目視で確認された。これらの実験結果から、捕集されたすすが自然燃焼したことが推定される。
【００２０】
第２実施例を説明する。使用した燃料及び車両総重量は第１実施例の場合と同一である。２００２年７月１３日は、外気温度が摂氏３４度で晴れており、戸田市内及び東京都内の一般道を走行した。２００２年７月１６日は、外気温度が摂氏３０度で雨のなかを戸田市内及び東京都内の一般道を走行した。図７は、７月１３日、走行中にスロットルを全閉にしたときの、フィルタ装置１１５の内部の温度変化を示す。測定点は先に説明した４点である。アクセルから足を離して（スロットル全閉）から約５秒後にフィルタ２００の中浅及び中深で急激な温度上昇が認められた。これはフィルタ２００の中浅では約１秒間で摂氏１４６．８度から１４７．５度まで上昇してから１４６．７度に戻っており、中深では約１秒間で摂氏１４６．７度から１４８．８度まで上昇してから１４６．６度に戻っている。この場合、温度データのサンプリング周期が５００ｍｓｅｃであり、約１秒間での温度変化をみるには間隔が長過ぎるので、温度のピークが測定できていない可能性が高く、更に短い間隔での測定が望まれる。
【００２１】
図８は、７月１３日、走行中にアクセルから足を離した（スロットル全閉）ときの、フィルタ装置１１５の内部の温度変化を示す。測定点は先に説明した４点である。スロットル全閉から約１７秒後にフィルタ２００の外浅及び外深で急激な温度上昇が認められた。これはフィルタ２００の外浅では約１秒間で摂氏１５５．０度から１５６．１度まで上昇してから１５４．７度に戻っており、外深では約１秒間で摂氏１５８．７度から１５９．４度まで上昇してから１５８．８度に戻っている。温度データのサンプリング周期は５００ｍｓｅｃである。
【００２２】
図９は、７月１３日、走行中にアクセルから足を離した（スロットル全閉）ときの、フィルタ装置１１５の内部の温度変化を示す。測定点は先に説明した４点である。スロットル全閉から約６秒後にフィルタ２００の外浅及び外深で急激な温度上昇が認められた。これはフィルタ２００の外浅では約１秒間で摂氏１４４．２度から１４５．６度まで上昇してから１４４．１度に戻っており、外深では約１秒間で若干上昇してから元の温度軌跡に戻っている。温度データのサンプリング周期は５００ｍｓｅｃである。
【００２３】
図１０は、７月１６日、走行中にアクセルから足を離した（スロットル全閉）ときの、フィルタ装置１１５の内部の温度変化を示す。温度データのサンプリング周期は１００ｍｓｅｃと短くした。測定点は先に説明した４点である。スロットル全閉から約２秒後にフィルタ２００の外浅で急激な温度上昇が認められた。これはフィルタ２００の外浅では約０．４秒で摂氏１５０．７度から１５３．６度まで上昇してから元の温度軌跡に戻っている。
【００２４】
これら図７ないし図１０の実験結果から、捕集されたすすが自然燃焼したことが推定される。
【００２５】
次に、第３実施例として軽油にカリウムを溶解させた燃料を用いたときの実験を説明する。カリウムは酢酸カリウムの形態で用い、軽油へのカリウムの分散を促進するため、酢酸カリウム、水、エタノール、及び分散剤（界面活性剤）を混合した上で、この混合液を軽油に混合し、これによってこの燃料を調合した。車両総重量は、第１実施例の場合と同一であった。２００２年８月５日は、外気温度が摂氏３４度で晴れており、高速道路（外環道及び東北自動車道）を走行した。図１１は、走行中にアクセルから足を離した（スロットル全閉）ときの、フィルタ装置１１５の入口及び内部の温度変化を示す。内部での測定点は先に説明した４点である。スロットル全閉後にフィルタ２００の各点で温度上昇が認められた。これはフィルタ２００の中浅では約１秒間で摂氏３０５．０度から３０５．６度まで上昇しており、外深では摂氏２８６．６度まで上昇してから約１秒間で２８６．０度まで下降している。また、図１２は、走行中にアクセルから足を離した（スロットル全閉）ときの、フィルタ装置１１５の入口及び内部の温度変化を示す。スロットル全閉後にフィルタ２００の外浅で温度上昇が認められた。これは約１秒間で摂氏１５２．８度から１５３．６度まで上昇してから元の温度軌跡に戻っている。これら図１１及びし図１２の実験結果から、捕集されたすすが自然燃焼したことが推定される。
【００２６】
次に、第４実施例として軽油に水酸化カリウムを溶解させた燃料を用いたときの実験を説明する。軽油への水酸化カリウムの分散を促進するため、水酸化カリウム、溶剤及び分散剤（界面活性剤）を混合した上で、この混合液を軽油に混合し、これによってこの燃料を調合した。車両総重量は、第１実施例の場合と同一であった。２００２年８月２０日に実験走行を行った。図１３は、走行中にスロットルを全閉にしたときの、フィルタ装置１１５の入口及び内部の温度変化を示す。内部での測定点は先に説明した４点である。スロットル全閉後にフィルタ２００の中浅で温度上昇が認められた。これはフィルタ２００の中浅では約５秒間で摂氏４３８．３度から４４９．６度まで上昇しており、その後に元の温度軌跡へ戻っている。この図１３の実験結果から、捕集されたすすが自然燃焼したことが推定される。走行直後に排気圧力が下がっていることが確認された。
【００２７】
次に、第５実施例を説明する。第５実施例で用いたエンジンはメルツェデス・ベンツのＷ１２３／３００Ｄに搭載された排気量約３０００ｃｃのディーゼルエンジンである。第５実施例で用いたフィルタは、第１実施例ないし第４実施例で用いたのと同じイビデン株式会社製の目封じタイプで、材料はＳｉＣセラミックである。フィルタ装置１１５は脱着方式であって、フィルタ２００を交換できるようになっている。排気通路１１０の寸法は、第１実施例ないし第４実施例のときと異なる。
【００２８】
まず、比較例として、通常燃料である軽油により運転した。この燃料を用いて総走行距離１１７３０Ｋｍを走行した。この間、フィルタ２００は走行距離約３００Ｋｍごとに目詰まりし、その時点で再生したフィルタ２００又は新品フィルタ２００に交換しなければならなかった。具体的には、フィルタ２００直前の圧力を検出し、この圧力損失が３０ＭＰａ以下のときは運転席に緑のランプが点灯し、３０ＭＰａから４０ＭＰａまでの間にあるときは運転席に黄色のランプが点灯し、４０ＭＰａを超えたときは運転席に赤色のランプが点灯するようにしており、赤色のランプが点灯したときにフィルタ２００が目詰まりしたと判断してフィルタ２００を交換するようにしていた。
【００２９】
次に、第１実施例と同様の軽油とバイオディーゼル燃料とを１対１の重量割合で混合した燃料を用いて約５０Ｋｍ走行し、次いで第１実施例と同様の軽油とバイオディーゼル燃料とを２対８の重量割合で混合した燃料を用いて約４１Ｋｍ走行し、エンジンをバイオディーゼル燃料に慣らしたものと判断してフィルタ２００を再生したものに交換した。その上で、第１実施例と同様の軽油とバイオディーゼル燃料とを２対８の重量割合で混合した燃料を用いて約７７９Ｋｍ走行した。これで試験走行を終えて、フィルタ２００を再生したものに交換した。次いで、第１実施例と同様のバイオディーゼル燃料を、これに他の燃料を混合することなく用いて約３７８８Ｋｍ走行し、さらに先のものとは異なるバイオディーゼル燃料を用いて約１３５１Ｋｍ走行したところ、運転席に赤色のランプが点灯したので、フィルタ２００を再生したものに交換した。この先のものと異なるバイオディーゼル燃料は、使用後の酸化された廃食油（てんぷら油等）を比重比で約８０％、メチルアルコールを比重比で約２０％、触媒として水酸化カリウムを少々混合し、メチルエステル化反応をさせ、さらに洗浄して得られるものである。この実験結果によれば、フィルタ２００を交換することなく連続５１３９Ｋｍ走行できたことになる。最終的に赤色のランプが点灯した原因は、燃料を先のものと異なるバイオディーゼル燃料に変えたことにある可能性がある。この実験では、高速道路（外環道）、一般道路を走行しているが、いずれの場合もランプは緑色から黄色に変わっても、いつの間にか緑色に戻っている。このことから、捕集されたすすが自然燃焼したことが推定される。
【００３０】
以上の実施形態ではディーゼルエンジンを中心に説明したが、ガソリンエンジンを用いるときは、排気通路に、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを設けたシリンダ内噴射ガソリンエンジンを、カリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物が溶解したガソリンにより運転する実施形態が挙げられ、本発明はこのような実施形態を含むものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンの使用方法によれば、フィルタで捕集されたすすが約摂氏１２０度程度から自然に燃焼すると考えられるので、通常燃料を用いたり触媒を用いて運転した場合に較べてフィルタの目詰まりの進行が遅くなり、高速道路の走行では勿論のこと一般道の走行においてもフィルタを再生又は交換するまでのエンジン運転時間を延ばし、又はフィルタの再生もしくは交換を不要にすることができる。また、触媒のように低硫黄燃料を使用する必要がなく、フィルタ再生用のバーナ、電気ヒータ等は用いないので、省エネルギが促進され、装置のトラブルが低減し、コスト低減に寄与する。また、フィルタの交換又は再生のためにエンジンを停止させる頻度を少なくし又は無くすことができるので、エンジン運転の自由度を拡大することができる。さらに、通常燃料に較べて排出物質に加わるのはカリウムもしくはカリウム化合物又はナトリウムもしくはナトリウム化合物であるから、環境汚染のおそれがない。また、通常燃料を用いて運転した場合に較べてフィルタの再生時間が短縮されるので、エンジン運転の自由度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の浮遊粒子状物質捕集フィルタ付きエンジンを示す概略図である。
【図２】フィルタにおける温度測定位置を示す説明図である。
【図３】通常燃料を用いて運転したときの時間−温度を示す実験結果図である。
【図４】通常燃料を用いて運転したときの時間−温度を示す実験結果図である。
【図５】フィルタにおける温度測定位置を示す説明図である。
【図６】第１実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図７】第２実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図８】第２実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図９】第２実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図１０】第２実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図１１】第３実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図１２】第３実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図１３】第４実施例における時間−温度を示す実験結果図である。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【符号の説明】
１００　シリンダ内噴射エンジン
１１０　排気通路
２００　フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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