(57)【要約】【課題】特に始動時における排気ガス中の炭化水素の発生を抑制する。【解決手段】燃料タンクと、メソポーラス酸化物を具備するアロマ分低減装置と、アロマ分が低減された燃料を貯留するアロマ分低減済燃料タンクと、前記アロマ分低減装置において吸着されたアロマ分を燃料タンクに循環させる手段とを設けた燃料供給装置において、機関始動時の暖機過程においてはアロマ分低減済燃料タンクからアロマ分低減済燃料を内燃機関に供給し、暖機後には燃料タンクから燃料を内燃機関に供給する。【選択図】　　　図２
2004019614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料供給経路途中に配置された、メソポーラス酸化物を具備する燃料中のアロマ分低減装置。
【請求項２】
燃料タンクから供給される燃料中のアロマ分を低減する請求項１記載のアロマ分低減装置と、前記燃料タンクとは別置され前記アロマ分が低減された燃料を貯留するアロマ分低減済燃料タンクと、前記アロマ分低減装置において吸着されたアロマ分を燃料タンクに循環させる手段とを備え、機関始動時の暖機過程においてはアロマ分低減済燃料タンクからアロマ分低減済燃料を内燃機関に供給し、暖機後には燃料タンクから燃料を内燃機関に供給することを特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に供給する燃料中のアロマ分を低減する装置及びこのアロマ分低減装置を含む燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）等の大気を汚染する有害物質が含まれている。この有害物質のうち、炭化水素は大気中において紫外線の作用により光化学スモッグを発生する原因となる。この炭化水素は未燃焼の燃料であり、非常に多くの炭化水素の混合物であって、大別するとオレフィン分（１つの二重結合を有する鎖状炭化水素）、パラフィン分（不飽和結合と環構造をもたない鎖状炭化水素）、及びアロマ分（ベンゼン核を有する芳香族炭化水素）に分けられる。
【０００３】
この有害物質を大気中に放散させないために従来より様々な試みがなされている。例えば、内燃機関の排気系には触媒コンバータが設けられ、これにより排気ガス中に含まれる炭化水素等の有害物質の排出量を減少させている。
【０００４】
ところで、ガソリンは５〜１０％のオレフィン分、６０〜７０％のパラフィン分及び２０〜３０％のアロマ分からなっており、暖機後の燃焼においては、未燃焼により排出される炭化水素の組成もほぼこの割合であるが、エンジン始動時及び暖機過程のような燃焼室温度が低い際には、アロマ分は他の成分に比して沸点が高いため気化されにくく、あまり燃焼せず、結果として排気ガス中におけるアロマ分の濃度が高くなる。しかも暖機後に比して始動時では燃焼状態が悪いため、排出される炭化水素の絶対量も比較的多い。
【０００５】
さらに、前記の触媒コンバータは、触媒温度が上昇して触媒が活性化すれば炭化水素を酸化して浄化することができるが、排気ガス中に含まれるアロマ分の絶対量が多い始動時には、触媒温度が低いため活性化せず、浄化作用は十分ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、燃料中のアロマ分の割合を減少させることができれば、特に始動時における燃焼室から排出される炭化水素の量を低減させることが可能になる。
【０００７】
本発明の目的は、燃料中のアロマ分を選択的に低減する装置を提供することにある。
【０００８】
さらに本発明の他の目的は、始動時においてはアロマ分の含有量の少ない燃料を供給し、暖機後には通常の燃料を供給する燃料供給装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため第一の発明によれば、内燃機関の燃料供給経路途中に配置された、燃料中のアロマ分低減装置において、メソポーラス酸化物を具備させている。
【００１０】
上記目的を達成するために第二の発明によれば、燃料タンクから供給される燃料中のアロマ分を低減する上記のアロマ分低減装置と、前記燃料タンクとは別置され前記アロマ分が低減された燃料を貯留するアロマ分低減済燃料タンクと、前記アロマ分低減装置において吸着されたアロマ分を燃料タンクに循環させる手段とを設けた燃料供給装置において、機関始動時の暖機過程においてはアロマ分低減済燃料タンクからアロマ分低減済燃料を内燃機関に供給し、暖機後には燃料タンクから燃料を内燃機関に供給している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記のように、ガソリンはオレフィン分と、パラフィン分と、アロマ分から構成されており、このうち、オレフィン分とパラフィン分は鎖状化合物であるため分子の大きさが比較的大きいが、アロマ分は芳香族化合物であり、分子の大きさはこれらオレフィン分等に比して比較的小さい。そこで本発明では、アロマ分低減装置においてメソポーラス酸化物を用い、この酸化物の細孔内にアロマ分のみを吸着させ燃料からこのアロマ分を選択的に除去している。
【００１２】
メソポーラス酸化物としては、例えばシリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ−アルミナ等の各種の酸化物を用いることができる。この酸化物の細孔の大きさは、いわゆるメソポーラスに分類される大きさであり、具体的には１〜５０ｎｍ、好ましくは１〜１５ｎｍ、最も好ましくは１〜２ｎｍである。
【００１３】
図１は、アロマ分含有率約４５％の燃料と、この燃料を細孔径２ｎｍのメソポーラスシリカに通した後のオレフィン分、パラフィン分及びアロマ分の含有率を示すグラフである。このグラフから明らかなように、燃料をメソポーラス酸化物に通すことによってアロマ分の含有率がほぼ半分に低減されることがわかる。
【００１４】
メソポーラス酸化物へのアロマ分の吸着は物理的吸着であり、加熱や減圧等の簡易な手段によって容易に吸着したアロマ分を脱着させ、メソポーラス酸化物を再生することができる。
【００１５】
図２は、本発明のアロマ分低減装置を備えた燃料供給装置の構成図である。この図において、１は燃料タンクであり、２はアロマ分低減装置であり、３はアロマ分低減済燃料タンクであり、４は内燃機関である。燃料タンク１内の燃料は燃料供給通路５を介してアロマ分低減装置２に供給され、ここで燃料中のアロマ分はアロマ分低減装置２内に具備されたメソポーラス酸化物に吸着される。アロマ分が低減された燃料は、弁６を開くことにより通路７を介してアロマ分低減済燃料タンク３に送られ、貯留される。アロマ分低減装置２において吸着されたアロマ分は、アロマ分低減装置２に設けた加熱手段もしくは減圧手段によって通路８を介して燃料タンク１に戻される。
【００１６】
内燃機関４の始動時には、図示していない制御装置によって、例えば冷却水の水温の検知により弁９を開き、一方弁１０を閉じ、通路１１を介してポンプ１３の作用によってアロマ分低減済燃料を内燃機関４に供給する。例えば水温の上昇を検知することによって暖機過程が終了したと判断されると、制御装置は弁９を閉じ、弁１を開き、通路１２を介して燃料タンク１から燃料を内燃機関４に供給する。
【００１７】
このように、内燃機関の始動時及び暖機過程においては、低温において気化しにくく燃焼困難なアロマ分が低減された燃料が供給され燃焼が行われるため、未燃焼の燃料として排出される炭化水素においてもアロマ分が低減される。ところで一般にハイオクガソリンはオクタン価の高いアロマ分を多く含んでおり、この燃焼に際してかなりのアロマ分が除去されるため高出力は望むことはできないが、エンジン始動直後の運転状態であるため問題とはならなず、排出される炭化水素が大きく低減される利点が大きい。
【００１８】
暖機後は、アロマ分の含有量の多い燃料が内燃機関に供給されるが、この際には燃焼室内の燃焼が良好であるため未燃焼によって排出される炭化水素の絶対量が少なく、また高温であるためアロマ分も良好に気化燃焼し、さらに触媒コンバータも高温となっているため触媒が活性化され、排気ガス中の炭化水素を良好に酸化浄化するため、大気中に放出される炭化水素はきわめてわずかなものになる。
【００１９】
【実施例】
細孔径が１ｎｍ、１．５ｎｍ、２ｎｍにピークを有する３種類のメソポーラスシリカを各々５ｇ秤量し、濾過器に入れた。各濾過器に無鉛プレミアムガソリン（アロマ分４５％）２００ｍＬを注ぎ、濾過を行った。濾過前後のガソリンの組成をＧＣにより分析した。この結果を以下の表１に示す。
【００２０】
【表１】
2004019614.tif 000003
【００２１】
上記表に示す結果から明らかなように、細孔径１〜２ｎｍのメソポーラスシリカに燃料を通すことによって、アロマ分が大きく低減した。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、メソポーラス酸化物を具備するアロマ分低減装置に燃料を通すことによって、アロマ分が選択的に低減される。このアロマ分低減装置を燃料供給装置に組み込み、内燃機関の始動時及び暖機過程においてはアロマ分低減済燃料を供給し、暖機後は原燃料を供給することによって、始動時における排気ガス中の炭化水素の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料をメソポーラスシリカに通した前後の組成を示すグラフである。
【図２】本発明のアロマ分低減装置を組み込んだ燃料供給装置の構成図である。
【符号の説明】
１…燃料タンク
２…アロマ分低減装置
３…アロマ分低減済燃料タンク
４…内燃機関
５、７、８、１１、１２…燃料供給通路
６、９、１０…弁
１３…ポンプ
【図１】
2004019614.tif 000004
【図２】
2004019614.tif 000005