| 【発明の名称】 |
圧縮点火機関の作動方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】ペーター・シヨウビエ
【氏名】ポウル・エリック・ヒョイルント・ニールセン
【氏名】ニールス・ヨルゲン・ブローム
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| 【要約】 |
【課題】燃料の特に車両での取扱および貯蔵が困難でなく、圧縮点火機関を作動するために車両の車体上でメタノール一次燃料をジメチルエーテル含有燃料に変える方法の提供。
【解決手段】メタノール一次燃料を転化することによって得られるジメチルエーテル含有燃料での圧縮機関の作動方法において、次の各段階を含む上記作動方法：（ａ）メタノール一次燃料を液状で最終の機関噴射圧に圧縮し；（ｂ）圧縮されたこの一次燃料を機関の排ガスが有する熱によって予熱し；（ｃ）一次燃料を機関の噴射温度および噴射圧で導入しそしてメタノール脱水触媒と接触させてジメチルエーテル含有燃料に転化し；そして（ｄ）このジメチルエーテル含有燃料を噴射圧および噴射温度で機関中に噴射する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 メタノール一次燃料を転化することによって得られるジメチルエーテル含有燃料を用いる圧縮機関の作動方法において、次の各段階を含むことを特徴とする上記作動方法：（ａ）メタノール一次燃料を液状で最終の機関噴射圧に圧縮し；（ｂ）圧縮されたこの一次燃料を機関の排ガスが有する熱によって予熱し；（ｃ）一次燃料を機関の噴射温度および噴射圧で導入しそしてメタノール脱水触媒と接触させてジメチルエーテル含有燃料に転化し；そして（ｄ）このジメチルエーテル含有燃料を噴射圧および噴射温度で機関中に噴射する。
【請求項２】 生じるジメチルエーテル含有燃料の一部をバーナー中で燃料させることで得られる熱を用いて燃料を追加的に予熱する別の段階を含む請求項１に記載の方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮点火機関の作動方法、特にメタノール含有一次燃料を用いるかゝる機関の作動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮点火機関の最も代表的な例は高いセタン価のディーゼル燃料で作動するディーゼル機関である。ディーゼル燃料の燃焼で発生する環境汚染物質を減らすために、ディーゼル燃料を環境への影響の少ない代替燃料に交換する幾つかの試みが従来にされて来た。
【０００３】ディーゼル機関で使用するためのかゝる代替燃料はヨーロッパ特許第７７５，１８５号明細書に開示されている。その開示された燃料は主として２０％までの含有量のメタノールおよび水と一緒にジメチルエーテルで組成されている。
【０００４】ディーゼル機関でのクリーンに燃焼する性質および高い効率にもかかわらず、ジメチルエーテルをベースとする燃料の主な欠点は貯蔵および車両の車体上での取扱が困難であることである。ジメチルエーテルは標準状態では気相状態で存在する。この燃料をそれのより好都合な液体状態に変えるためには、ジメチルエーテル燃料を高圧のもとで貯蔵し取り扱わなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の総合的な課題は、燃料の特に車両での取扱および貯蔵が困難でなく、圧縮点火機関を作動するために車両の車体上でメタノール一次燃料をジメチルエーテル含有燃料に変える方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に従って、メタノール一次燃料を転化することによって得られるジメチルエーテル含有燃料を用いる圧縮機関の作動方法において、次の各段階を含むことを特徴とする上記作動方法に関する：（ａ）メタノール一次燃料を液状で最終の機関噴射圧に圧縮し；（ｂ）圧縮されたこの一次燃料を機関の排ガスが有する熱によって予熱し；（ｃ）一次燃料を機関の噴射温度および噴射圧で導入しそしてメタノール脱水触媒と接触させてジメチルエーテル含有燃料に転化し；そして（ｄ）このジメチルエーテル含有燃料を噴射圧および噴射温度で機関中に噴射する。
【０００７】機関の低負荷でのまたは始動時の作動サイクルの間には、排ガスはメタノール一次燃料に必要な点火熱を供給するのに十分でない温度になる恐れがある。この様な条件においては、上記の作動方法において、生じるジメチルエーテル含有燃料の一部をバーナー中で燃料させることで得られる熱を用いて燃料を追加的に予熱する別の段階を含むのが有利である。
【０００８】本発明の方法の作動条件は所望の点火特性を有するジメチルエーテル燃料を得られる様に調整する。
【０００９】有用な点火特性および燃焼特性を有する、圧縮点火の際に使用するためのエーテル燃料は２０％までのメタノール含有量および２０％までの水含有量を有する上述のジメチルエーテル／メタノール／水−混合物である。国際特許（ＷＯ）出願のＰＣＴ／ＥＰ００／０５２７５号では、ジメチルエーテル、メタノールおよび４８％までの水を含有するディーゼル燃料は圧縮点火機関の効率的な燃料であることを証明している。
【００１０】上記の範囲のジメチルエーテル燃焼組成物においては、本発明の方法の作動条件を一般に２５０℃〜３５０℃の噴射温度および１５〜３０ＭＰａの噴射圧に調整する。これによってメタノールからジメチルエーテル、水およびメタノールの混合物への転化は脱水触媒を用いて断熱的に適切な反応速度で進行する。
【００１１】明細書中ここより以前および以降で使用する“噴射温度”および“噴射圧”はジメチルエーテル／水／メタノール燃料を機関シリンダーに噴射する際の温度および圧力を意味する。
【００１２】本発明の上述の構成および特徴を、本発明の方法で使用するためのメタノール脱水反応器を備えた普通の鉄道用燃料噴射システム（rail fuel injection system) を唯一の概略図で示す図面を用いて以下に更に詳細に説明する。
【００１３】本発明の特別な実施態様で使用するための普通の鉄道用燃料噴射システムを備えた圧縮点火機関は、断熱的に運転される脱水反応器に導管（３）によって連結されたメタノール用タンク（２）を備えている。このシステムは（図示されていない）噴射弁を備えた普通の鉄道用噴射口（１２）を機関（１４）への噴射燃料の流れを制御するために更に有している。熱い排ガスは機関から排気路（１６）を通して排気される。このシステムを標準的負荷状態で作動する時は、メタノールをポンプ供給しそしてタンク（２）からメタノール用ポンプ（２０）を経て噴射圧に圧縮する。圧縮されたメタノールを次いで、排気路（１６）中の熱交換器（２２）のシェル（shell)側を流れる熱い機関排ガスの熱で反応温度、例えば２５０℃〜３００℃に熱交換器（２２）中で間接的に予熱する。標準的な機関負荷サイクルの間には、予熱されたメタノールを、メタノール脱水触媒の固定床を備えたメタノール脱水反応器（４）に通す。上記の組成範囲のジメチルエーテル／メタノール／水−燃料を反応器（４）から引き出しそして普通の鉄道用噴射システム（１２）に通す。機関の始動の間または低い負荷サイクルでは、機関排ガス温度が熱交換器（２２）に適切な熱を提供する程十分に高くないこともある。この様な機関サイクルではジメチルエーテル燃料の一部を導管（２４）に通して鉄道用噴射手段（１２）を迂回して加熱器（２６）で燃焼させ、反応器（４）に導入される前に、供給されるメタノールに追加的な熱を提供する。
【００１４】上記の説明および引用した図面は本発明の本質的な特徴を純粋に図式的に説明している。圧縮点火機関中において通例である、通例の鉄道用システムにおける噴射弁を含む部分および手段並びにバイパス導管は図示してない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９００００２８２
【氏名又は名称】ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月８日（２０００．１２．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６９５５６
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２００７６４（Ｐ２００１−２００７６４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月２７日（２００１．７．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３７４２９４（Ｐ２０００−３７４２９４） |
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