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JPH11335681A - Liquefied petroleum gas fuel for compression ignition engine - Google Patents

Liquefied petroleum gas fuel for compression ignition engine

Info

Publication number
JPH11335681A
JPH11335681A JP10143806A JP14380698A JPH11335681A JP H11335681 A JPH11335681 A JP H11335681A JP 10143806 A JP10143806 A JP 10143806A JP 14380698 A JP14380698 A JP 14380698A JP H11335681 A JPH11335681 A JP H11335681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
petroleum gas
liquefied petroleum
ignition engine
fuel
compression ignition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10143806A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shozo Tamura
昌三 田村
Shinichi Goto
新一 後藤
Takeshi Mameta
武士 豆田
Yoshitaka Wakao
佳孝 若尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwatani Corp
Original Assignee
Iwatani International Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iwatani International Corp filed Critical Iwatani International Corp
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Priority to AU37321/99A priority patent/AU737889B2/en
Priority to CN99806579A priority patent/CN1304441A/en
Priority to PCT/JP1999/002575 priority patent/WO1999061564A1/en
Priority to CA002333359A priority patent/CA2333359A1/en
Priority to KR1020007013175A priority patent/KR20010043776A/en
Priority to PL99345186A priority patent/PL345186A1/en
Priority to EP99919637A priority patent/EP1090094A1/en
Publication of JPH11335681A publication Critical patent/JPH11335681A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/12Liquefied petroleum gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a clean fuel capable of being used in a compression ignition engine as a substitute fuel for a diesel oil such as light oil, heavy oil, etc. SOLUTION: This liquefied petroleum gas fuel is to be supplied to a burning chamber of a compression ignition engine set at 11-23 compression ratio, and obtained by mixing 0.1-6 vol.% free radical-generating agent to the petroleum gas. It is desirable to use a substance selected from a nitric acid ester, a nitrous acid ester, an organic peroxide and an azo compound as the free radical- generating agent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、現在使用されている圧
縮点火機関を作動させることのできる液化石油ガス燃料
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquefied petroleum gas fuel capable of operating a currently used compression ignition engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、圧縮点火機関の場合、高い熱効
率が得られることから大きな出力を必要とする産業用機
器類の動力源、あるいは、トラックや産業用車輌の駆動
源として使用されているが、燃料として軽油、重油等の
ディーゼル油を使用している。
2. Description of the Related Art In general, a compression ignition engine is used as a power source for industrial equipment or the like for driving a truck or an industrial vehicle which requires a large output because a high thermal efficiency is obtained. In addition, diesel oil such as light oil and heavy oil is used as fuel.

【0003】一方、液化石油ガスはセタン価が低くて着
火性が悪く、液化石油ガスをそのままで圧縮点火機関の
燃料として使用する場合には、圧縮比を26以上に高め
る必要がある。しかし、そのような圧縮比では圧縮点火
機関の最大長所である高い熱効率を得ることができない
うえ、騒音、振動も大きく、圧縮点火機関の燃料として
液化石油ガスを使用することは実用的でなかった。
On the other hand, liquefied petroleum gas has a low cetane number and poor ignitability. When liquefied petroleum gas is used as it is as fuel for a compression ignition engine, it is necessary to increase the compression ratio to 26 or more. However, at such a compression ratio, high thermal efficiency, which is the greatest advantage of the compression ignition engine, cannot be obtained, and noise and vibration are large, and it is not practical to use liquefied petroleum gas as fuel for the compression ignition engine. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の軽油、重油等の
ディーゼル油を燃料としている圧縮点火機関は、黒煙の
発生が多いという問題がある。本発明は、このような点
に着目して、クリーン燃料とされている液化石油ガスを
圧縮点火機関の燃料として使用できるようにする技術を
提供することを目的としている。
A conventional compression ignition engine using diesel oil such as light oil or heavy oil as a fuel has a problem that a large amount of black smoke is generated. The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a technology that enables liquefied petroleum gas, which is regarded as clean fuel, to be used as fuel for a compression ignition engine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、現在軽油、重油等のディーゼル油を燃料
としている圧縮点火機関の圧縮比である11〜23程度
の圧縮点火機関の燃焼室に、液化石油ガスに、有機過酸
化物、アゾ化合物等のラジカル発生剤(セタン価向上剤)
を0.1〜6 vol%混合したものを供給するように構成
したことを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a compression ignition engine having a compression ratio of about 11 to 23, which is a compression ignition engine currently using diesel oil such as light oil or heavy oil as fuel. In the combustion chamber, in liquefied petroleum gas, radical generators such as organic peroxides and azo compounds (cetane improvers)
Of 0.1 to 6 vol%.

【0006】[0006]

【発明の作用】本発明では、液化石油ガスに、ラジカル
発生剤を0.1〜6vol%混合したものを圧縮比11〜2
3に設定した圧縮点火機関の燃焼室内に供給することに
より、軽油、重油等のディーゼル油を燃料として使用し
ている場合と同等の出力、熱効率を維持できるものであ
りながら、黒煙の発生を大幅に削減することができるう
え、二酸化炭素の排出量も減少させることができること
になる。
According to the present invention, a mixture of a liquefied petroleum gas and a radical generator in an amount of 0.1 to 6% by volume is used.
By supplying the fuel into the combustion chamber of the compression ignition engine set at 3, the output and thermal efficiency equivalent to those when diesel oil such as light oil or heavy oil is used as fuel can be maintained, while generating black smoke. This will result in a significant reduction, as well as a reduction in carbon dioxide emissions.

【0007】また、圧縮点火機関の燃料に液化石油ガス
を使用した場合には、液化石油ガスは原則的に炭素と水
素により構成されていることから、ディーゼル油の燃焼
時に発生するSOx等の大気汚染物質が発生しないう
え、前述のように黒煙の発生もほとんどないから、NO
xやHCに対しても触媒などの簡単な除害装置で容易に
除去することができることになる。
Further, when liquefied petroleum gas is used as fuel for the compression ignition engine, the liquefied petroleum gas is basically composed of carbon and hydrogen. NO pollutants are generated and black smoke is hardly generated as described above.
x and HC can be easily removed by a simple abatement device such as a catalyst.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明は、ディーゼル油を燃料と
し、熱効率の高い圧縮点火機関を液化石油ガスで運転す
るできるようにするために、液化石油ガスに、従来から
ラジカル発生剤として知られている硝酸エステル、亜硝
酸エステル、有機過酸化物、アゾ化合物のうち少なくと
も1種類以上を0.1〜6vol%添加混合させたものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention has been known as a radical generator for liquefied petroleum gas in order to make it possible to operate a highly efficient compression ignition engine using liquefied petroleum gas using diesel oil as fuel. At least one of nitrate ester, nitrite ester, organic peroxide, and azo compound is added and mixed in an amount of 0.1 to 6 vol%.

【0009】ここで、圧縮点火機関の圧縮比の上限を2
3に設定したのは、圧縮比は高くなる程液化石油ガスへ
のラジカル発生剤の添加量はすく少なくてよいが、圧縮
比の高い機関では振動や騒音が大きくなるうえ、シリン
ダーピストン間や動弁系での摩擦抵抗が大きくなり、出
力効率が低下することになり、圧縮比が低くなると、圧
縮時の発熱量が不足するようになるからで、現在汎用さ
れている圧縮点火機関の圧縮比の範囲で使用できるよう
にするためである。
Here, the upper limit of the compression ratio of the compression ignition engine is 2
The reason for setting to 3 is that the higher the compression ratio, the smaller the amount of the radical generator to be added to the liquefied petroleum gas. Because the frictional resistance in the valve system increases, the output efficiency decreases, and when the compression ratio decreases, the amount of heat generated during compression becomes insufficient. In order to be able to use in the range.

【0010】また、ラジカル発生剤の添加量を0.1〜
6vol%に設定したのは、上記圧縮比の範囲でラジカル
発生剤の添加量が0.1%を下回ると、圧縮状態で燃焼
室内に液化石油ガスを噴射しても着火しにくくなるため
てあり、ラジカル発生剤が添加量が6%を越えると、軽
油を使用している場合の燃料費に対して20%以上費用
が高くなり、軽油、重油等のディーゼル油代替燃料とし
ては使用しにくくなるためである。
The amount of the radical generator added is 0.1 to 0.1.
The reason for setting to 6 vol% is that if the amount of the radical generator added falls below 0.1% within the above compression ratio range, it becomes difficult to ignite even if liquefied petroleum gas is injected into the combustion chamber in a compressed state. If the amount of the radical generator exceeds 6%, the cost is more than 20% higher than the fuel cost when light oil is used, and it is difficult to use the fuel as a diesel oil alternative fuel such as light oil and heavy oil. That's why.

【0011】排気量1800cc、圧縮比17、回転数1
800rpm、プランジャ径13mm、燃料噴射タイミング
を上死点前26度に設定した圧縮点火機関に、ラジカル
発生剤としてジ-t-ブチルパーオキサイド(有機過酸化
物)を3vol%添加したノルマルブタンを燃料として使用
した場合の熱効率、黒煙発生量、二酸化炭素発生量を測
定した。また、比較例として軽油を燃料とした場合の燃
焼効率、黒煙発生量、二酸化炭素発生量を測定した。そ
の結果を図1〜図3に示す。
[0011] Displacement 1800cc, compression ratio 17, rotation speed 1
Normal butane to which 3 vol% of di-t-butyl peroxide (organic peroxide) was added as a radical generator was injected into a compression ignition engine set at 800 rpm, a plunger diameter of 13 mm, and a fuel injection timing of 26 degrees before top dead center. The thermal efficiency, the amount of black smoke generated, and the amount of carbon dioxide generated when used as were measured. As comparative examples, the combustion efficiency, the amount of black smoke generated, and the amount of carbon dioxide generated when light oil was used as fuel were measured. The results are shown in FIGS.

【0012】図1は、熱効率を示すグラフである。図1
によれば、熱効率はラジカル発生剤混合液化石油ガスを
燃料として使用した場合、軽油の場合とほぼ同等の効率
を発揮することが分かる。図2は黒煙発生量を示すグラ
フである。図2によれば、軽油を燃料として使用した場
合には、正味平均有効圧の全域で黒煙が発生しており、
0.5MPaよりも大きくなると急激に増大するが、ラジ
カル発生剤混合液化石油ガスを燃料として使用した場合
には、全域においてほとんど黒煙を検出することはでき
なかった。
FIG. 1 is a graph showing thermal efficiency. FIG.
According to the above, it is understood that the thermal efficiency exhibits substantially the same efficiency as the case of light oil when the liquefied petroleum gas containing the radical generator is used as fuel. FIG. 2 is a graph showing the amount of black smoke generated. According to FIG. 2, when light oil is used as fuel, black smoke is generated over the entire area of the net average effective pressure,
When the pressure exceeds 0.5 MPa, the value rapidly increases. However, when liquefied petroleum gas containing a radical generator is used as fuel, almost no black smoke can be detected in the entire region.

【0013】図3は排ガス中の二酸化炭素量を示すグラ
フである。図3によれば、ラジカル発生剤混合液化石油
ガスを使用した場合、二酸化炭素排出量で見るとラジカ
ル発生剤混合液化石油ガスを使用したものは軽油を使用
しているものに対して約13%程度減少していることか
分かる。
FIG. 3 is a graph showing the amount of carbon dioxide in exhaust gas. According to FIG. 3, when the liquefied petroleum gas mixed with the radical generator is used, the use of the liquefied petroleum gas mixed with the radical generator is about 13% of that using the light oil in terms of carbon dioxide emission. It can be seen that the degree has decreased.

【0014】上記実施態様では、軽油、重油等のディー
ゼル油代替燃料としてノルマルブタンを使用したものに
ついて説明したが、この代替燃料としては、液化ブタン
と液化プロパンとの混合ガスや、液化プロパンであって
もよい。液化ブタンと液化プロパンの混合ガスの場合に
はセタン価の関係から、液化ブタンが50%以上含まれ
ているブタンを主体とする液化ガスであることが望まし
い。
In the above embodiment, the description has been made of the case where normal butane is used as a diesel oil alternative fuel such as light oil or heavy oil. However, the alternative fuel is a mixed gas of liquefied butane and liquefied propane, or liquefied propane. You may. In the case of a mixed gas of liquefied butane and liquefied propane, a liquefied gas mainly containing butane containing 50% or more of liquefied butane is desirable from the relation of cetane number.

【0015】また、液化石油ガスに添加するラジカル発
生剤としては、上述のジ-t-ブチルパーオキサイドほ
か、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、トリス-
t-ブチルパーオキシトリアジン、2,5-ジメチル-2,
5-ジ-t-ブチルパーオキシヘキサン、1,1-ジ-t-ブ
チルパーオキシシクロヘキサン、2,2-ジ-ブチルパー
オキシブタン等の有機過酸化物、イソオクチルナイトラ
イト、イソアミルナイトライト、ノルマルアミルナイト
ライト、イソプロピルナイトライト、エチルヘキシルナ
イトライト等の硝酸エステル、ノルマルプロピルナイト
ライト、ノルマルブチルナイトライト等の亜硝酸エステ
ル、アゾ化合物が使用できる。
The radical generator to be added to the liquefied petroleum gas includes the above-mentioned di-t-butyl peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide and tris-butyl peroxide.
t-butylperoxytriazine, 2,5-dimethyl-2,
Organic peroxides such as 5-di-t-butylperoxyhexane, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, 2,2-di-butylperoxybutane, isooctyl nitrite, isoamyl nitrite, Nitrates such as normal amyl nitrite, isopropyl nitrite and ethylhexyl nitrite, nitrites such as normal propyl nitrite and normal butyl nitrite, and azo compounds can be used.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明では、液化石油ガスに、ラジカル
発生剤を0.1〜6vol%混合したものを圧縮比11〜2
3に設定した圧縮点火機関の燃焼室内に供給することに
より、軽油、重油等のディーゼル油を燃料として使用し
ている場合と同等の出力、熱効率を維持できるものであ
りながら、黒煙の発生を大幅に削減することができるう
え、二酸化炭素の排出量も減少させることができる。
According to the present invention, a mixture of liquefied petroleum gas and a radical generator in an amount of 0.1 to 6 vol% is used in a compression ratio of 11 to 2%.
By supplying the fuel into the combustion chamber of the compression ignition engine set at 3, the output and thermal efficiency equivalent to those when diesel oil such as light oil or heavy oil is used as fuel can be maintained, while generating black smoke. Not only can this be significantly reduced, but also the carbon footprint can be reduced.

【0017】また、圧縮点火機関の燃料に液化石油ガス
を使用した場合には、液化石油ガスは炭素と水素により
構成されていることから、ディーゼル油の燃焼時に発生
するSOx等の大気汚染物質が発生しないうえ、前述の
ように黒煙の発生もほとんどないから、NOxやHCに
対しても触媒などの簡単な除害装置で容易に除去するこ
とができることになる。
When liquefied petroleum gas is used as fuel for the compression ignition engine, since liquefied petroleum gas is composed of carbon and hydrogen, air pollutants such as SOx generated during combustion of diesel oil are reduced. As described above, since black smoke is hardly generated as described above, NOx and HC can be easily removed by a simple abatement device such as a catalyst.

【0018】これらのことから、本発明の燃料を圧縮点
火機関に適用すると、環境汚染を削減できるものであり
ながら、従来のディーゼル油燃料と同等の高い熱効率や
出力を維持することができる。
From these facts, when the fuel of the present invention is applied to a compression ignition engine, high thermal efficiency and output equivalent to those of a conventional diesel fuel can be maintained while reducing environmental pollution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】熱効率を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing thermal efficiency.

【図2】黒煙発生量を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the amount of black smoke generated.

【図3】排ガス中の二酸化炭素量を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the amount of carbon dioxide in exhaust gas.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月13日[Submission date] April 13, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】また、液化石油ガスに添加するラジカル発
生剤としては、上述のジ-t-ブチルパーオキサイドほ
か、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、トリス-
t-ブチルパーオキシトリアジン、2,5-ジメチル-2,
5-ジ-t-ブチルパーオキシヘキサン、1,1-ジ-t-ブ
チルパーオキシシクロヘキサン、2,2-ジ-ブチルパー
オキシブタン等の有機過酸化物、イソオクチルナイトレ
イト、イソアミルナイトレイト、ノルマルアミルナイト
レイト、イソプロピルナイトレイト等の硝酸エステル、
ノルマルプロピルナイトライト、ノルマルブチルナイト
ライト等の亜硝酸エステル、アゾ化合物が使用できる。
The radical generator to be added to the liquefied petroleum gas includes the above-mentioned di-t-butyl peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide and tris-butyl peroxide.
t-butylperoxytriazine, 2,5-dimethyl-2,
Organic peroxides such as 5-di-t-butylperoxyhexane, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, 2,2-di-butylperoxybutane, isooctyl nitrate, isoamyl nitrate, Nitrate esters such as normal amyl nitrate and isopropyl nitrate,
Nitrite esters such as normal propyl nitrite and normal butyl nitrite, and azo compounds can be used.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 新一 茨城県北相馬郡守谷町松前台3−4−12 (72)発明者 豆田 武士 東京都港区西新橋3丁目21番8号 岩谷産 業株式会社東京本社内 (72)発明者 若尾 佳孝 東京都港区西新橋3丁目21番8号 岩谷産 業株式会社東京本社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinichi Goto 3-4-12 Matsumaedai, Moriya-cho, Kitasoma-gun, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Takeshi Mameda 3-21-8 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo Iwatani (72) Inventor Yoshitaka Wakao 3-21-8 Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Iwatani Corporation Tokyo Head Office

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮比を11〜23に設定した圧縮点火
機関の燃焼室に供給する液化石油ガスであって、液化石
油ガスに0.1〜6vol%のラジカル発生剤を混合してあ
る圧縮点火機関用液化石油ガス燃料。
1. A liquefied petroleum gas supplied to a combustion chamber of a compression ignition engine having a compression ratio set to 11 to 23, wherein 0.1 to 6 vol% of a radical generator is mixed with the liquefied petroleum gas. Liquefied petroleum gas fuel for ignition engines.
【請求項2】 ラジカル発生剤が硝酸エステル、亜硝酸
エステル、有機過酸化物、アゾ化合物から選ばれたもの
である請求項1に記載の圧縮点火機関用液化石油ガス燃
料。
2. The liquefied petroleum gas fuel for a compression ignition engine according to claim 1, wherein the radical generator is selected from a nitrate ester, a nitrite ester, an organic peroxide, and an azo compound.
JP10143806A 1998-05-26 1998-05-26 Liquefied petroleum gas fuel for compression ignition engine Pending JPH11335681A (en)

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