JPS6048631B2 - 触媒表面反応を利用した内燃機関 - Google Patents
触媒表面反応を利用した内燃機関Info
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- JPS6048631B2 JPS6048631B2 JP55033120A JP3312080A JPS6048631B2 JP S6048631 B2 JPS6048631 B2 JP S6048631B2 JP 55033120 A JP55033120 A JP 55033120A JP 3312080 A JP3312080 A JP 3312080A JP S6048631 B2 JPS6048631 B2 JP S6048631B2
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- surface reaction
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は内燃機関、特に触媒表面反応を利用した新規
な内燃機関に関するものである。
な内燃機関に関するものである。
従来一般に使用されている内燃機関てはシリンダ内の燃
料混合気を火花点火若しくは圧縮点火させ、気相反応に
よつて化学反応させ、この反応による発熱を利用して動
力を発生させている。
料混合気を火花点火若しくは圧縮点火させ、気相反応に
よつて化学反応させ、この反応による発熱を利用して動
力を発生させている。
しかるに、燃料の種類及び燃料の供給システムによつて
は上記従来の内燃機関を用いることは不適当である場合
がある。例えば、近時、公害防止及び新資源開発の観点
から、水素を燃料とすることが考えられているが、水素
を従来の内燃機関において気相反応させる場合には、反
応速度がきわめて早く、この反応からエネルギーを機械
的動力として取り出すことは熱力学的損失が多く、公害
発生面からも問題が多い。また、近時、燃料を貯蔵する
基地からパイプラインを通して各家庭等に送給し、送給
を受けた各家庭等において動力を得ることも考えられて
いるが、この燃料として水素を使用するときは、その爆
発性に原因して、安全性を確保するための設備が相当に
高価にならざるを得す、しかもなお、実用化が相当困難
てある。この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、水素の如き化学反応速度がきわめて大きい
燃料の反応速度を所望に制御し、かつ爆発の恐れもなく
、家庭等においても容易かつ安全に使用し得る新規な内
燃機関を提供することを目的とするものてある。この目
的に対応して、この発明の触媒表面反応を利用した内燃
機関は、燃焼室内に触媒を配設し、反応性物質の濃度が
気相反応を生じない可燃限界以下てある反応性の混合気
を前記触媒の影響領域を通過させて前記触媒を利用した
表面反応により化学反応させて発熱させることを特徴と
している。
は上記従来の内燃機関を用いることは不適当である場合
がある。例えば、近時、公害防止及び新資源開発の観点
から、水素を燃料とすることが考えられているが、水素
を従来の内燃機関において気相反応させる場合には、反
応速度がきわめて早く、この反応からエネルギーを機械
的動力として取り出すことは熱力学的損失が多く、公害
発生面からも問題が多い。また、近時、燃料を貯蔵する
基地からパイプラインを通して各家庭等に送給し、送給
を受けた各家庭等において動力を得ることも考えられて
いるが、この燃料として水素を使用するときは、その爆
発性に原因して、安全性を確保するための設備が相当に
高価にならざるを得す、しかもなお、実用化が相当困難
てある。この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、水素の如き化学反応速度がきわめて大きい
燃料の反応速度を所望に制御し、かつ爆発の恐れもなく
、家庭等においても容易かつ安全に使用し得る新規な内
燃機関を提供することを目的とするものてある。この目
的に対応して、この発明の触媒表面反応を利用した内燃
機関は、燃焼室内に触媒を配設し、反応性物質の濃度が
気相反応を生じない可燃限界以下てある反応性の混合気
を前記触媒の影響領域を通過させて前記触媒を利用した
表面反応により化学反応させて発熱させることを特徴と
している。
以下この発明の詳細を一実施例を示す図面につ”いて説
明する。
明する。
第１図において、１はこの発明の一実施例に係る内燃機
関であり、内燃機関１はシリンダ２を備えている。
関であり、内燃機関１はシリンダ２を備えている。
シリンダ２は中央部に透気性の触媒保持部３を有してお
り、かつ触媒保持部３の直近の両側に吸気弁４によつて
開閉される吸気口５と、排気弁６によつて開閉される排
気口７とが形成されている。またシリンダ２には触媒保
持部３を挾んで一対のピストン８及び９が気密にかつ摺
動可能に嵌合している。触媒保持部３には触媒１１が
門保持されている。触媒１１は白金その他の触媒金属を
もつて構成され、細線を螺線状にし若しくはメッシュ状
にしたものである。触媒１１の形状については特に制限
はないが、必ず通気性を具有するように構成する必要が
あり、したがつて触媒１１の両側のシリンダ内空間１２
と１３は触媒１１における間隙を介して連通している。
この内燃機関において使用する燃料としては、水素、メ
タン等の反応性物質を使用するが、特に注意すべきこと
は混合気の濃度であつて、燃料の濃度は気相反応を生じ
ない可燃限界以下の低濃度とすることが必要であつて、
水素を燃料とする場合の空気との混合ガスの水素濃度は
容器形状にも依存するが、例えばモル濃度４％程度とす
る。
り、かつ触媒保持部３の直近の両側に吸気弁４によつて
開閉される吸気口５と、排気弁６によつて開閉される排
気口７とが形成されている。またシリンダ２には触媒保
持部３を挾んで一対のピストン８及び９が気密にかつ摺
動可能に嵌合している。触媒保持部３には触媒１１が
門保持されている。触媒１１は白金その他の触媒金属を
もつて構成され、細線を螺線状にし若しくはメッシュ状
にしたものである。触媒１１の形状については特に制限
はないが、必ず通気性を具有するように構成する必要が
あり、したがつて触媒１１の両側のシリンダ内空間１２
と１３は触媒１１における間隙を介して連通している。
この内燃機関において使用する燃料としては、水素、メ
タン等の反応性物質を使用するが、特に注意すべきこと
は混合気の濃度であつて、燃料の濃度は気相反応を生じ
ない可燃限界以下の低濃度とすることが必要であつて、
水素を燃料とする場合の空気との混合ガスの水素濃度は
容器形状にも依存するが、例えばモル濃度４％程度とす
る。
混合気は吸気管１４を通して空間１２，１３に供給され
、また空間１２，１３の排ガスは排気管１５を通して排
気される。混合気と排ガスは熱交換器１６において熱交
換する。次に以上の内燃機関の動作を第２図について説
明する。
、また空間１２，１３の排ガスは排気管１５を通して排
気される。混合気と排ガスは熱交換器１６において熱交
換する。次に以上の内燃機関の動作を第２図について説
明する。
ます、２つのピストン８及び９が触媒保持部３をはさん
で接近した状態から、ピストン８が矢印１７て示す方向
に移動すると吸気弁４が開き混合ガスが吸気口５を通し
て空間に入る（第２図ａ）。ピストン８が下死点に達す
ると吸気弁５が閉じ、ピストン８が反転して矢印１８の
方向に移動する。
で接近した状態から、ピストン８が矢印１７て示す方向
に移動すると吸気弁４が開き混合ガスが吸気口５を通し
て空間に入る（第２図ａ）。ピストン８が下死点に達す
ると吸気弁５が閉じ、ピストン８が反転して矢印１８の
方向に移動する。
そして、ピストン８の移動により、ます断熱的に気体を
圧縮して温度を上昇させ、（第２図ｂ）さらに、ピスト
ン９を矢印１９の方向に引く二ことにより、等温的に膨
張させる。（第２図ｃ）。この時ピストン８とピストン
９の移動により、両ピストン８，９間の混合ガスは順次
触媒１１に接触し、接触した部分だけが表面反応により
化学反応を生じ発熱する。混台ガス内の燃料は前記の如
４く気相反応を生じる可燃限界より低い濃度になつてい
るから、触媒１１との接触部分のみが発熱し、混合気の
他の部分に反応が伝播することはない。ピストン８は触
媒保持部３の直近の上死点て前進が終了するが、ピスト
ン９は表面反応による発熱によつて膨張した動作ガスの
圧力に押されて下死点まで移動を続ける（第２図ｄ）。
圧縮して温度を上昇させ、（第２図ｂ）さらに、ピスト
ン９を矢印１９の方向に引く二ことにより、等温的に膨
張させる。（第２図ｃ）。この時ピストン８とピストン
９の移動により、両ピストン８，９間の混合ガスは順次
触媒１１に接触し、接触した部分だけが表面反応により
化学反応を生じ発熱する。混台ガス内の燃料は前記の如
４く気相反応を生じる可燃限界より低い濃度になつてい
るから、触媒１１との接触部分のみが発熱し、混合気の
他の部分に反応が伝播することはない。ピストン８は触
媒保持部３の直近の上死点て前進が終了するが、ピスト
ン９は表面反応による発熱によつて膨張した動作ガスの
圧力に押されて下死点まで移動を続ける（第２図ｄ）。
このピスト，ン９の移動によつて外部仕事が行なわれる
。ピストン９は下死点において移動方向が反転して排気
工程に移り、排気弁６が開いて排気口７から動作ガスが
排出される（第２図ｅ）。ピストン９は排気工程の最後
に触媒保持部３の直近の上死ク点に達し、サイクルの最
初の状態にもどる。ピストン８及び９に上記の如き相対
運動をさせるためには、ピストン８とピストン９とをカ
ム機構、リンク機構その他の運動制御機構を用いて両者
の運動を関連させる必要がある。７ 以上説明した内燃
機関においては、燃料を気相反応を生じない可燃限界以
下の低濃度として使用し、かつ触媒を用いても表面反応
による発熱を利用するため、燃料の取扱いにおいて爆発
の危険がなく、例えば家庭においても安全に扱うことが
でＪき、また、燃料混合気と触媒との接触速度を制御す
ることによつて燃料の燃焼速度を容易に制御することが
できて、発熱を有効に動力として取り出すことができる
。
。ピストン９は下死点において移動方向が反転して排気
工程に移り、排気弁６が開いて排気口７から動作ガスが
排出される（第２図ｅ）。ピストン９は排気工程の最後
に触媒保持部３の直近の上死ク点に達し、サイクルの最
初の状態にもどる。ピストン８及び９に上記の如き相対
運動をさせるためには、ピストン８とピストン９とをカ
ム機構、リンク機構その他の運動制御機構を用いて両者
の運動を関連させる必要がある。７ 以上説明した内燃
機関においては、燃料を気相反応を生じない可燃限界以
下の低濃度として使用し、かつ触媒を用いても表面反応
による発熱を利用するため、燃料の取扱いにおいて爆発
の危険がなく、例えば家庭においても安全に扱うことが
でＪき、また、燃料混合気と触媒との接触速度を制御す
ることによつて燃料の燃焼速度を容易に制御することが
できて、発熱を有効に動力として取り出すことができる
。
なお上記した実施例においては内燃機関の燃焼室の型式
として容積型燃焼機関のシリンダーを例示しているが、
この他に、速度型内燃機関の燃焼室を用いることもでき
る。
として容積型燃焼機関のシリンダーを例示しているが、
この他に、速度型内燃機関の燃焼室を用いることもでき
る。
また、上記した実施例ては混合気と触媒を接触させるた
めに触媒を固定位置において混合気を移動させているが
、触媒を燃焼室内で移動させてもよい。〔実施例〕 反応性物質として水素（４％ＭＯｌ濃度）と空気との混
合気を使用し、触媒として白金を使用した。
めに触媒を固定位置において混合気を移動させているが
、触媒を燃焼室内で移動させてもよい。〔実施例〕 反応性物質として水素（４％ＭＯｌ濃度）と空気との混
合気を使用し、触媒として白金を使用した。
圧力Ｐ−容積Ｖ線図は第３図に示す通りである。
第１図はこの発明の一実施例に係る内燃機関を示す縦断
面説明図、第２図はサイクルの各工程におけるピストン
の位置を示す説明図、及び第３図は第１図に示す内燃機
関におけるＰ−Ｖ線図である。 ２ ・・・・・・シリンダ、３・・・・・・触媒保持部
、５・・・・・・吸気口、７・・・・・・排気口、８，
９・・・・・・ピストン、１１・・・・・・触媒。
面説明図、第２図はサイクルの各工程におけるピストン
の位置を示す説明図、及び第３図は第１図に示す内燃機
関におけるＰ−Ｖ線図である。 ２ ・・・・・・シリンダ、３・・・・・・触媒保持部
、５・・・・・・吸気口、７・・・・・・排気口、８，
９・・・・・・ピストン、１１・・・・・・触媒。
Claims (1)
- １ 燃焼室内に触媒を配設し、反応性物質の濃度が気相
反応を生じない可燃限界以下である反応性の混合気を前
記触媒の影響領域を通過させて前記触媒を利用した表面
反応により化学反応させて発熱させることを特徴とする
触媒表面反応を利用した内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55033120A JPS6048631B2 (ja) | 1980-03-15 | 1980-03-15 | 触媒表面反応を利用した内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55033120A JPS6048631B2 (ja) | 1980-03-15 | 1980-03-15 | 触媒表面反応を利用した内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56129715A JPS56129715A (en) | 1981-10-12 |
| JPS6048631B2 true JPS6048631B2 (ja) | 1985-10-28 |
Family
ID=12377765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55033120A Expired JPS6048631B2 (ja) | 1980-03-15 | 1980-03-15 | 触媒表面反応を利用した内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048631B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6668809B2 (en) * | 2001-11-19 | 2003-12-30 | Alvin Lowi, Jr. | Stationary regenerator, regenerated, reciprocating engine |
| ITFI20090028A1 (it) * | 2009-02-10 | 2010-08-11 | Erminio Vidali | Motore ad aria compressa termoguidata |
-
1980
- 1980-03-15 JP JP55033120A patent/JPS6048631B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56129715A (en) | 1981-10-12 |
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