JP2002030937A - エンジン及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 旧形式のディーゼルエンジン、中古のエンジ
ンにもパイロット燃料噴射を行う最新型のエンジンと同
等の効果を与え、最新型のコモンレール方式のディーゼ
ルエンジンにおいては、熱効率と排気ガスの浄化向上の
技術を提供する。 【解決手段】 吸気流路２に補助燃料噴霧混合部を配置
し、高センタ価の燃料を用いて均一希薄噴霧又は部分領
域噴霧、層状噴霧を生成してシリンダーに導く。噴射ノ
ズル１２を噴流衝突型ノズルに変更し、吸気ポート上に
新たに高スワール発生機構を設ける。コモンレールには
燃料加熱手段と燃焼促進材を加圧供給するシステムを設
け、燃焼促進材を注入し、高含水率のエマルジョン燃料
等を効率よく燃焼させ、さらにシリンダー内壁とピスト
ン上面及び排気流路に二酸化チタンの溶射等により、表
面を凝似黒体化させ、排気管後段に腹水タービン、腹水
器と逆浸透膜濾過装置等を配置して排気ガスのローエミ
ッション化を計る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主には軽油、灯
油、重油、メタノール、ＤＭＥ、ＬＰＧ、ＬＮＧ、及び
各種エマルジョン燃料等の炭化水素系燃料を用いたディ
ーゼルエンジン又はガソリンエンジンの燃焼効率改善及
び排気ガス浄化向上の為のエンジン改良技術等、性能向
上技術の提供に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃焼効率の向上又
は排気ガスの浄化技術に関しては、従来から幾らかの開
発と進歩がなされてきた。吸気口から燃料を供給するも
のとしては、プロパンガス等を吸入空気と一緒にシリン
ダーに吸入して、本来の燃料噴射にて着火燃焼させ、浮
遊微粒子状物質を減少させるもの、最近のコモンレール
方式又はユニットポンプインジェクタ方式においては、
主燃料噴射の前に少量の燃料をパイロット噴射させて燃
焼させる事により、主燃料噴射における初期筒内ガス温
度を高めて、燃費の改善と浮遊微粒子状物質の発生を減
少させている。また、浮遊粒子状物質のみを減少させる
ものとしてＤＰＦと呼ばれるフィルター濾過装置が提供
されている。また、この他に燃料に水を混ぜたエマルジ
ョン燃料、シリンダーに水噴射ノズルを備えたエンジン
等、各種提案がなされてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロパ
ンガス等を用いたガス燃料併用方式等では主燃料以外
に、別に高圧ガスタンクを併設しなければならず、通常
のガソリンスタンドでは、燃料の補給ができず、設備上
の負担と燃料の供給拠点が少ない等の問題があり、又最
新のコモンレール方式又はユニットインジェクタ方式を
用いたディーゼルエンジンでのパイロット燃料噴射方式
は新型車以降にしか適応ができておらず、現在市場に出
回っている、新形式を採用していない数多くの旧型車の
エンジンには適用されていない。またＤＰＦフィルター
装置使用時においてもサブミクロン以下の浮遊粒子状物
質が排出されており、さらに、エマルジョン燃料の利用
又はシリンダー内水噴射エンジンは、燃料の初期着火性
の低下と想定したほどの効果が現れず、今後の時代が求
める、さらに優れた燃費の向上と排気ガスの清浄化に
は、次なる技術開発が求められていた。

【０００４】本発明は、現在の市場が求めている熱効率
の向上と排気ガスの浄化と言う二つのニーズを満足させ
るべく、既存技術の改良点を見出し、現在市場に出回っ
ている旧型式のディーゼルエンジンにも比較的容易な改
造作業を施すことにより、最新型のパイロット噴射等を
行うのとほぼ同等の効果を与え、最新型のコモンレール
方式のディーゼルエンジンにおいては、高含水燃料や圧
縮液化ガス等を用いて、さらにその性能（熱効率と排気
ガス浄化）を高める技術を、中程度の燃料噴射圧でも微
細な燃料噴霧が得られる新型燃料噴射ノズルを、また内
燃機関全体にシリンダー内面又は排気流路内面から発生
する熱放射エネルギーの吸収放射特性を高めて、積極的
に燃焼と排気ガス浄化に活用する技術を、そして新しい
排気ガス浄化技術とディーゼルスチームエンジンとも呼
ぶべき新型エンジンの基本システムを提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願では第一に旧型のディーゼルエンジン、中古の
ディーゼルエンジンにも適用可能な予混合圧縮燃焼併用
方式（パイロット燃料噴霧燃焼方式）を導入すべく、エ
ンジンのシリンダー内に主燃料を直接噴射燃焼させる主
燃料系統と、エアフィルターから吸気弁に至る吸気流路
上に補助燃料噴霧混合部を備える補助燃料系統の、２つ
の燃料供給系統を設置、補助燃料系統用の燃料として主
燃料と同一種類の燃料又は軽油、灯油、ＤＭＥ等の高セ
タン価の燃料を用い、補助燃料温度を加熱制御して、吸
入空気流量又はエンジン回転数の信号と連動して、混合
気の濃度と噴霧の微細粒度を予混合圧縮着火に最適な設
定値に保持する混合気濃度制御システムを備え、上記、
補助燃料噴霧混合部を用いて吸気流路上に均一な希薄混
合気（噴霧）を生成して各シリンダー内に供給し、ピス
トンの圧縮工程にて燃焼させるパイロット燃焼と、主燃
料噴射による拡散燃焼を併用するシステムを提案した。

【０００６】第２に上記の補助燃料噴霧混合部での燃料
噴霧を吸気に対して均一に拡散させない、部分領域混合
気（部分領域噴霧）又は層状混合気（層状噴霧）を生成
して各シリンダー内に供給してパイロット燃焼させる方
式を提案した。

【０００７】第３に最新型のエンジンの改良として、主
燃料にエマルジョン燃料等の高含水率燃料、又はメタノ
ール等のセタン価の低い難着火性の燃料を用いて効果的
な高燃焼効率のエンジン、排気ガスのより清浄なローエ
ミッションエンジンを提供するために、ユニットポンプ
インジェクタ方式においては、１シリンダーに２個のユ
ニットポンプインジェクタと２系統の燃料噴射用のカム
シャフトを、又は蓄圧式燃料噴射装置において２本２系
統の燃料用コモンレール方式を用いた。即ち、ディーゼ
ルエンジンの各シリンダーに主燃料噴射ノズルと補助燃
料噴射ノズルの２つの燃料噴射ノズルを備え、同時に各
々、主燃料噴射系統と補助燃料噴射系統の２つの燃料系
統を備え、２種類の燃料を用い、エンジンの起動時又は
通常運転時のパイロット燃料噴射には高セタン価又は低
含水率のエマルジョン燃料を用いて、補助燃料噴射ノズ
ル及び補助燃料噴射系統が働き、主燃料噴射ノズル及び
主燃料噴射系統にて高含水率のエマルジョン燃料又は難
着火性燃料を噴射燃焼させて運転することを提案した。

【０００８】第４に最新型の蓄圧式燃料噴射系統を備え
たディーゼルエンジン又はガソリンエンジンにおいて、
必要に応じてコモンレール内に燃料の加熱手段（セラミ
ックヒータ等）を配置し、さらに主燃料以外の各種燃焼
促進材（助燃材）を液体状態で又は超臨界状態にして、
コモンレール内に加圧供給（高圧注入）するエンジン及
びシステムを提案した。

【０００９】第５に第４の提案をディーゼルエンジン専
用に進化させて、さらにエマルジョン燃料又は含水燃料
の含水率を容易に瞬間的、連続的に変化生成が可能なシ
ステムとして、蓄圧式燃料噴射装置のコモンレールから
各シリンダーに２本の燃料供給用分岐管が延び、各々主
燃料噴射ノズルと補助燃料噴射ノズルに繋げて、主燃料
噴射ノズルに繋がるコモンレールの分岐管流路内部に、
高圧注入装置からの設定量の水又は熱水等を燃焼促進材
（助燃材）として注入合流する為の注入口又は注入用細
管を該分岐管内に接続したコモンレール方式を提案し
た。

【００１０】第６にエンジンの吸気圧縮工程のシリンダ
ー内にスワールを生成する手段として、吸気流路上にて
吸気流路と垂直な断面の過流を、吸気流路上に構造物を
設置又は動力手段を用いた吸引送風機によって吸気流路
上の吸気の一部を吸引、流路の円周方向に過流を生じる
ように排気して、吸入流路にスワールを発生させ、該ス
ワールをシリンダー内に吸入導入させることにより、シ
リンダー内に単純スワール或いは複雑な多重スワールを
生成させるエンジン及びシステムを提案した。

【００１１】第７にディーゼルエンジンの燃料噴霧の微
細化を計るために、直噴型ディーゼルエンジンに多用さ
れているホール型ノズル噴孔の配置及び形状を変えて、
多孔型噴射ノズルの燃料噴射方向を噴射直後の噴霧が互
いに衝突して更に燃料が微細化される、噴流衝突型ノズ
ル噴孔を備えたディーゼルエンジンを提案した。

【００１２】第８に主燃料として高含水率の各種エマル
ジョン燃料、含水燃料を用いたディーゼルエンジンの水
補給の効率化と排気後方における排気ガスの浄化処理手
段として、排気弁後方の排気流路（排気管）に、腹水タ
ービン又は排気ガス中の水蒸気を冷却凝縮させる腹水器
を設置して排気ガス中の水分の一部を凝縮回収させ、又
は必要に応じて、さらに排気ガス中の気体成分と水滴と
を、気水分離器を設置して分離回収させ、又は更に後段
に冷却凝縮分離された水（腹水）に含まれる大気汚染物
質（微小粒子状物質等）を除去する多孔膜フィルターを
設置して該大気汚染物質を除去し、又はさらに冷やされ
た腹水を逆浸透膜濾過装置を併設して該腹水に含まれる
大気汚染物質をさらに除去して、浄化された該腹水を再
度、含水燃料用の水として利用することを特徴とする、
ディーゼルエンジンの排気ガス浄化と腹水再利用のシス
テムを提案した。

【００１３】第９に第８の含水燃料用の腹水再利用のシ
ステムを更に拡張して、車両等に用いられるエアコン等
の空調機器から生じる凝縮水を捕集して含水燃料用の水
に利用するシステムを提案した

【００１４】第１０に現在内燃機関においては、エンジ
ンのシリンダー内面或いは排気ガスの流路内面における
高温時の熱放射に関しては、ほとんど考慮されていなか
ったが、固体表面からの熱放射特性は、表面の材質又は
状態によって異なるものの、通常のエンジンの場合にお
いては概ね、熱放射領域（遠赤外線領域）において、そ
の放射吸収率は多くとも０．７以下と見受けられる。ま
た、物体表面からの放射エネルギーの強度は、その物体
表面の絶対温度の4乗と物体表面の放射吸収率に比例し
て増大すると言われている。そこで本願では、燃焼性向
上のために、エンジンの燃焼ガスに接するシリンダー内
面の少なくとも非摺動面又は、排気弁後方の排気流路の
表面を、遠赤外線波長領域において、その表面の放射吸
収率が少なくとも0.7を超える、黒体に近い熱放射吸特
性を有する材質又は溶射加工等によって構成させること
を提案した。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。図１の補助燃料噴霧混合部を備え
るディーゼルエンジンの概念図において、エアフィルタ
ー１より始まる吸気流路２に吸入空気流量（流速）セン
サー３が配置され、さらに下流側に補助燃料噴霧ノズル
４が配置されている。さらに下流には噴霧された燃料を
吸入空気中に均等に拡散させる均一撹拌混合部２ａが配
置、燃料タンク６より主燃料噴射ノズル１２に用いる同
種の燃料を用いて、補助燃料噴射制御装置５によりセン
サー３の指示又はエンジンに本来装備されている制御装
置１３のエンジン回転信号により、エンジンの運転回転
数又は負荷条件に応じて補助燃料噴霧量を増減させ、吸
入空気に対してパイロット噴霧燃焼に最適な濃度の均一
な希薄混合噴霧（混合気）を各シリンダー９に供給す
る。３の吸入空気流量（流速）センサーは制御装置１３
からの回転信号を確実に用いることが可能な場合には省
略してもよい。また均一撹拌混合部２ａも補助燃料噴霧
ノズル単独にて混合気の均一噴霧が可能な場合には省略
してもよい。

【００１６】本願のレイアウトは新設のディーゼルエン
ジンだけでなく、既に市場に出回っている現在使用中の
エンジンを改造して設置することも容易である。吸気流
路中の補助燃料噴霧ノズル４の取付け位置は、簡易的に
は吸気流路が各シリンダー別に分流する前の上流側に設
置されるが、望ましくは各吸気弁の直前に、気筒内直接
噴射以外のガソリンエンジンの電子燃料噴射システムと
同様に各気筒毎又は各吸気弁毎に配置されることが望ま
しい。燃料噴霧の微細液滴径の大きさ調整は、５の補助
燃料噴射制御装置の燃料温度制御機能により、燃料温度
を加熱制御することにより、補助燃料の粘性を変化さ
せ、ノズルの性能と相まって調整する。シリンダーに吸
入された混合気（混合噴霧）は油滴の粒径に応じて、微
細な油滴表面の可燃混合気から着火して短時間の拡散燃
焼が行われる。この燃焼時間は燃料噴霧の微細液滴径の
調節によっても調整可能である。補助燃料噴霧部の設置
場所及び補助燃料の供給温度の設定は、各エンジンと使
用環境ごとに、予め最適値をテストしてから、本図には
示されていないが、吸気温・気圧・湿度を計測する、各
センサーを取付けて燃料噴霧濃度及び燃料噴霧温度をプ
ログラム制御する。主燃料噴射ノズル１２からの燃料噴
射は所謂拡散燃焼を担当するが、単独の噴射量としては
通常の噴射量よりやや少なく設定する。現在実験中のデ
ィーゼルエンジンの予混合圧縮燃焼方式単独ではＮＯｘ
の排出量は極端に減少するが未燃焼物質（微小粒子状物
質）の発生は減少しない。本願では、パイロット噴霧燃
焼として予混合圧縮燃焼を併用しており、主燃料噴射着
火時のシリンダー内初期ガス温度を高温化して、主燃料
噴射ノズル１２からの主燃料噴射による拡散燃焼時の燃
焼時間を短縮させて、シリンダー内の未燃焼物質発生を
減少させる作用を与えている。

【００１７】使用する燃料としては、軽油、灯油が一般
的であるが、仮に主燃料として、Ｃ重油等の粘性の高い
もの、不純物の多い燃料を用いる場合には、補助燃料噴
霧用としては、上記の軽油・灯油等のセタン価が高く成
分が安定したものを用いる。また補助燃料及び主燃料の
双方に、エマルジョン燃料を用いることも可能である
が、補助燃料用としては、予混合圧縮着火が行える範囲
以内の含水率のエマルジョン燃料とし、また主燃料噴射
の噴射タイミングを適切に調整する。さらに補助燃料噴
霧用及び主燃料噴射用の燃料の温度に関しては、エンジ
ン熱又は電熱により、適度に加温することが望ましい。
図２は４気筒ディーゼルエンジンを例に、均一撹拌燃料
噴霧の供給イメージ図である。

【００１８】図３及び図４はパイロット燃料噴霧用の補
助燃料噴霧部付ディーゼルエンジンの概念図である。図
４は各気筒ごとに補助燃料噴霧ノズルを備えるマルチ補
助燃料噴霧部方式のものである。先に説明との相違は、
第一に、補助燃料噴霧ノズルから生成させる混合気を吸
気流路に均一に拡散させない点である。図５は４気筒デ
ィーゼルエンジンを例にシングルパイロット燃料噴霧装
置による部分領域混合気（部分領域噴霧）の供給イメー
ジである。図６は同じくシングルパイロット燃料噴霧装
置による層状混合気（層状噴霧）の供給イメージであ
る。図７はマルチパイロット燃料噴霧装置による部分領
域混合気（部分領域噴霧）のシリンダー内供給イメージ
である。図８は同じく、マルチパイロット燃料噴霧装置
による層状混合気（層状噴霧）のシリンダー内供給イメ
ージである。又補助燃料噴霧の動作は、吸気弁の開閉動
作と同期連動して開閉をさせる場合とエンジン回転数或
いは吸気負荷条件に連動して連続的に増減させる方法が
ある。

【００１９】通常のディーゼルエンジンの予混合圧縮着
火方式との相違は、主燃料噴射前の補助燃料噴霧での混
合気（混合噴霧）の圧縮着火による燃焼爆発力を減じる
ために、燃料噴霧量を抑え、完全にガス化をさせずに補
助燃料噴霧における燃料の平均微細液滴径の大きさを大
きめに制御して、燃焼時の爆発力を減少させている。従
って、パイロット燃料噴霧においては、均一に生成され
る燃料の微細液滴の粒径調整が大きな意味を持ち、微細
液滴の粒径が大きくなるに従って圧縮着火時の燃焼時間
が長くなり、爆発力が減少するが吸気流路の気流に乗せ
てシリンダー内に供給する都合上、また、あまり大きす
ぎては不完全燃焼に移行するために、これによって燃料
噴霧に最適な粒径が求められる。補助燃料噴霧の噴射パ
ターンは上図に示されるように、吸入空気流のほぼ中央
付近に細く帯状の混合気を噴霧生成させて、吸入空気の
気流に乗せて各シリンダー内に供給するパターンと、混
合気の気流の進行方向に断続的に混合気の領域と空気だ
けの領域又は混合気の濃淡を交互に生成させて各シリン
ダーの吸気工程に少なくとも一塊の濃い混合気の領域が
シリンダー内に供給されるように調整する。従って補助
燃料噴霧パターンとしては、上記の層状混合気供給方式
と部分領域混合気供給方式及びそれらの組合せの３通り
のパターンとなる。

【００２０】補助燃料噴霧装置のメカニカルな部分は、
例えばガソリンエンジン用の電子制御燃料噴射装置を転
用するか、多噴口噴霧ノズルと電磁弁を用いたアナログ
切替方式を用い、吸入空気流量・流速に応じて噴霧の噴
口数をオンオフ切替して増減する方式を用いてもよい。
主燃料噴射ノズル１２からの主燃料噴射量は最新型のデ
ィーゼルエンジンに用いられているパイロット燃料噴射
後の主燃料噴射に準じており、本願では主燃料噴射開始
時点で、補助パイロット燃料噴霧燃焼による気筒内燃焼
ガス温度が、通常燃料或いはエマルジョン燃料又はメタ
ノール等の難燃性燃料を用いる場合で概ね、８００℃か
ら１３００℃にを目安にパイロット燃料噴霧の噴霧量を
調整する。また補助燃料噴霧用の燃料としては、予備圧
縮着火可能な範囲での含水率のエマルジョン燃料の使用
は可能であるが、その他の難着火性燃料の補助燃料とし
ての使用は避ける。

【００２１】図９は主燃料噴射ノズルと補助燃料噴射ノ
ズルの２つの燃料系統を各シリンダーに備えたディーゼ
ルエンジンの概念である。エンジンに設置された２台の
高圧燃料ポンプを用い、主燃料供給系統１７から質量比
５０％を超える高含水率の軽油又は灯油エマルジョン燃
料又はメタノール等難燃性燃料、低セタン価の燃料を主
燃料用コモンレール１５に供給する。補助燃料供給系統
１８からは軽油・灯油又は低含水率の軽油・灯油エマル
ジョン燃料を補助燃料用コモンレール１６に供給する。
補助燃料系統及び主燃料系統はエンジン全体の動きを制
御する中央制御装置の指示により、エンジンの起動時は
補助燃料系統のみ働き高圧電磁弁が作動して補助燃料噴
射ノズル４ｃから通常の拡散燃焼として燃料を気筒内に
噴射させてエンジンの起動を行い、又は起動時から４ｃ
を用いてパイロット燃料噴射と拡散燃焼噴射の２通りの
パターンの燃料噴射を行わせ、さらにエンジンが運転し
はじめると中央制御装置の指示により、直ちに連続的に
高圧電磁弁が作動して、主燃料噴射ノズル12から拡散燃
焼用の高含水率のエマルジョン燃料を気筒内に噴射する
と同時に補助燃料系統はパイロット燃料噴射だけの働き
になり、補助燃料噴射ノズル４ｃからは主燃料噴射前に
高セタン価の燃料にてパイロット燃料噴射のみが行われ
る。

【００２２】エマルジョン燃料に関しては、米国におけ
るＡ５５燃料のように、メタノール等の添加剤を加えて
最大質量比55％の水を加えたエマルジョン燃料を用いた
り、エマルジョン燃料を撹拌混合生成するミキサーをエ
ンジンの近くに搭載して水と軽油・灯油等からエマルジ
ョン燃料を生成して利用する。また燃料の温度に関して
は、エンジン温度が低温の起動時又は寒冷地においては
適当な電熱加熱を併用して、運転中はエンジンの発生す
る排熱を有効に利用して燃料を十分に加熱、加温して各
噴射ノズルに導くようにする。また本実施例はコモンレ
ール方式を想定して図示、説明されているが、ユニット
ポンプインジェクタ方式等においても基本的な概念に変
わりはない。

【００２３】第１０図はコモンレール内に燃焼促進材を
注入混合するための高圧ポンプを備えたエンジンの概念
図である。軽油等の通常燃料は右側の高圧燃料ポンプに
よりコモンレール２０に供給され、一方燃焼促進材は２
４の高圧ポンプによりコモンレールに供給される。燃焼
促進材としては、水、二酸化炭素、プロパンガス、ＤＭ
Ｅ，その他が利用される。燃焼促進剤のコモンレールへ
の供給は液体状態で行われる場合と、二酸化炭素、プロ
パンガス等は超臨界状態にて供給する場合が設定でき
る。又燃焼促進剤の供給温度は適度に加熱高温化して供
給する。コモンレールに超臨界状態にて供給された燃焼
促進材は、例えばプロパンガス或いは二酸化炭素は主燃
料に均一に満遍なく拡散し、主燃料噴射ノズル１２から
シリンダー内に噴霧される場合において瞬間的に膨張し
て、主燃料の噴霧特性を大きく向上させる。又図示はさ
れていないがコモンレールの上面部分に内部で発生して
上方に浮いてくる気泡を取出す気泡排出孔とその排出制
御バルブを必要に応じて設置する。

【００２４】図１１は上記を更に発展させた蓄圧式燃料
噴射方式と含水燃料使用ディーゼルエンジンの概念であ
る。通常燃料専用のコモンレール２０からはシリンダー
に配置された２個の（高圧電磁弁付）補助燃料噴射ノズ
ル４ｃと主燃料噴射ノズル１２のそれぞれに燃料の分岐
管が繋がれている。主燃料噴射ノズル用の分岐管内部に
は更に、高圧水又は高圧熱水用コモンレール２１から高
圧電磁弁２３を経て水又は熱水を主燃料噴射ノズル向け
に供給する高圧水又は熱水注入細管２２が配置されてい
る。図１２は注入細管２２を限りなく短くして分岐管に
注入口のみを配置したものである。また水又は熱水の供
給方法が水又は熱水タンクから高圧注入ポンプ２４を用
いてアナログ的に注入している点が異なっている。

【００２５】動作としては、エンジンの起動用及びパイ
ロット燃料噴射用にはＥＣＵの制御により補助燃料系統
を動作させ、補助燃料噴射ノズル４ｃから燃料を噴射さ
せる。エンジンが運転をはじめると主燃料系統が連続的
に直ちに動作して主燃料系統に繋がる燃料分岐管内部に
高圧水＆熱水注入用細管２２から分岐管流路に適宜な設
定量を注水しながら主燃料噴射ノズル１２から高含水燃
料をシリンダー内に噴射燃焼させる。燃料用コモンレー
ル２０に用いる燃料としては低含水率のエマルジョン燃
料を用いることが可能で、補助燃料系統用の分岐管に注
入する水の温度を燃料の温度に比較して十分高い温度差
（一例としては温度差１００℃程度）のものを用いる
と、分岐管流路内部で燃料に熱水が噴射合流した時点に
て熱水から燃料側に熱の伝達が起こると同時に双方に激
しい密度変化が生じ、混合が促進される。また燃料流路
全体を高温の熱水が流れると燃料流路の使用部品に熱脆
弱性により寿命低下を招く場合があるが、本実施例の場
合には極めて限定された部分の部品だけを耐久寿命の部
品にて構成させればよい。補助燃料系統及び主燃料系統
での燃料噴射モードはパイロット燃料噴射に限らずスプ
リット噴射（多段噴射）、膨張工程噴射等を適宜に組み
合わせて行う。先述と同様、エンジンの排熱を燃料及び
水の加熱、加温に有効利用するが、燃焼条件の一例とし
て、シリンダー内での推奨燃焼温度を概ね１３００℃に
設定して、この燃焼反応温度でエンジンの機械効率が最
大になるように合わせて、燃料温度、水温度、含水燃料
の含水率の設定及び変更、パイロット燃料噴射時期及び
噴射量、主燃料噴射時のスプリット噴射等が制御される
ようにＥＣＵをプログラムする。

【００２６】図１３は２つの燃料噴射ノズルを備えたコ
モンレール式ディーゼルエンジンのシステム概念であ
る。コモンレールの燃料蓄圧に関しては、燃料温度を上
げることによって、本実施例においては、通常使用され
ている圧力よりやや低めの圧力にて動作させても燃料の
粘性低下と水混入による実質噴射量の増大により、燃料
の噴射特性は向上する。

【００２７】図１４はエンジンの吸入流路に流路に垂直
方向のスワールを発生させる為の構造物を設置したエン
ジンの概念図である。吸入流路にネジ状に配置された構
造物により吸入空気は管を円周とする円運動を与えられ
てスワールが生成され、エネルギーを維持したまま吸気
ポートからシリンダー内に流入、そのままシリンダーを
円周とするスワールに変化する。主燃料噴射ノズル１２
から噴霧された燃料は、シリンダー内の気流に対して満
遍なく均等に噴霧を拡散可能となる。スワールコントロ
ールバルブが設備していない旧形式のエンジンにおいて
も吸気管を取り外して装着が可能である。図１５は吸気
ポートが２個の形式のエンジンにおいての概念図であ
る。電動過流生成装置を用いて、吸気流路の途中から空
気を吸引して円周に沿って空気を噴出させて強いスワー
ルを吸気管内に発生させてシリンダーに導入させてい
る。シリンダー内に生じるスワールは単純な一方向のス
ワールではなく、吸気ポートの配置関係と各吸気ポート
のスワールの回転方向の設定により二重又は三重或いは
それ以上の多重スワールが生成される。図１６は各吸気
ポートのスワールの回転方向と想定されるシリンダー内
に生じる多重スワールの発生模式図である。

【００２８】図１７は噴流衝突型燃料噴射ノズルの概念
図である。図面の左側は直噴式ディーゼルエンジンで通
常使用されるホーン型ノズル噴孔で、燃料噴霧は矢印の
ように噴射後はシリンダー外周に向かって拡散して行
く。一方噴流衝突型ノズル噴孔を用いた噴射ノズルは右
側で、燃料噴霧は矢印のように噴射直後に一度相互に衝
突して、更に微細化して再びシリンダー外周に向かって
拡散して行き、燃料の早期燃焼が計られる。

【００２９】図１８は、腹水器を備えた排気ガス浄化シ
ステムの概念である。図１９は、腹水タービンと腹水器
の組合せによる排気ガス浄化システムの概念である。高
含水率のエマルジョン燃料を用いるエンジンの後方の排
気管に取付けるもので、図１８においては、水蒸気を多
量に含む排気ガス４５を浄化装置の中に導入して併設の
水タンクからの水を微細水滴噴射用ポンプ４８より微細
水滴噴射ノズル３１より排気ガス中に噴霧させる。排気
ガス流路はベンチユリー式に絞ってもよい。さらに後段
に水を用いた排気ガス冷却用熱交換部４６によって排気
ガスが冷やされ、凝縮した水蒸気（腹水）の一部が下方
の排出口より排出される。熱交換部４６は多孔質の素材
を用いた熱交換部で冷却に用いた熱交換部のプレート表
面から排気ガス中に微細な穴から湧き出て下部の排出口
から一緒に排出される。この形式の熱交換部は後段に排
気ガス蒸気２次冷却部４９として更に排気ガス蒸気の冷
却凝縮腹水化が計られる。２つの熱交換部により回収さ
れた腹水は排ガス洗浄排水として装置の下部より回収さ
れ排水吸引ポンプ５１により、更に微細固形物除去フィ
ルター５２に送られる。エンジンの排気ガス中の微小粒
子状物質は排水に溶け込んでいるので５２により濾過、
必要があれば分離された微少粒子状物質は固形物電熱焼
却装置５３により定期的に燃焼焼却され、その排気ガス
も電動排気ファン５４によって再び排気ガス浄化装置の
前段に返される。５２を通過した水（湯）は化学吸着部
又は電気反応部５５により溶け込んでいる大気汚染物質
を活性炭或いは吸着剤により吸着させる。電気反応部は
多孔質金属膜を用いた水の電気分解部分で排水を酸化還
元（酸化還元電位を下げる）させることによって、中に
溶け込んだ、ＮＯｘやＳＯｘの影響を低減させる。さら
にラジエータ（放熱装置）５６によって水温を冷やし
て、排気ガスの洗浄冷却用の水タンクに戻す。

【００３０】図１９では、腹水タービン５９を排気ガス
浄化装置の前段に設置することによって排気ガスの運動
エネルギーを有効回収すると共に、排気ガス浄化装置の
後段冷却部分にヒートポンプ５７を用いて冷却温度をさ
げて水蒸気の冷却凝縮による回収効率を上げている。装
置の下部から回収される水蒸気凝縮腹水（排水）は先ず
ラジエータ５６にて十分温度が冷やされ、逆浸透膜濾過
装置又は中空糸膜濾過装置６２にて腹水中に含まれる微
小粒子状物質或いはその他の化学成分の一部を濾過した
浄化水を含水燃料用の水タンクに戻して再び利用する。
本実施例の排気ガス処理装置は、特に高含水率の含水燃
料を用いたディーゼルエンジンに対して、水蒸気が凝縮
して水になるときに微小粒子状物質を核にして凝縮しや
すい性質とＮＯｘ，ＳＯｘと言った大気汚染物質が水に
溶け込みやすい性質を利用して、腹水として回収して、
結果的に排気ガスを浄化するものである。また浄化装置
の内部において排気ガスの流路を回転状にサイクロン的
に挙動させることによって、排気ガス中の気水分離能力
が向上する。腹水器は通常スチームエンジン等の気体成
分が殆ど含まれない蒸気だけの凝縮腹水化に用いられる
が、本例では、高含水率の含水燃料を用いたディーゼル
エンジンに適用することによって、排気ガスの浄化に活
用した。また燃料の燃焼だけで発生する水分は別に計算
して、含水燃料及び排気ガス浄化装置で少なくとも使用
する水分の５０％程度を凝縮腹水として回収することに
より、例えば車両に本実施例を適用すれば、使用する水
の量の半分の量の水を備えれば、エンジンを運転するこ
とが可能である。又車両等に適応する場合にエアコン等
の空調機器から冷房時に発生する凝縮水を捕集再利用す
る凝縮水タンク６３を設置してシステム変更を加えるこ
とにより含水燃料用の水の携帯を更に減少させることに
なる。

【００３１】図２０及び図２１は、高い熱放射吸収素材
にて内面を加工したディーゼルエンジン及びガソリンエ
ンジンの概念である。４０はシリンダーのピストンが擦
らない非摺動面である。４１は高熱放射吸収面で擬似黒
体面とも言われる。本実施例では、エンジンのピストン
の上面とシリンダーの非摺動面、吸気バルブ及び排気バ
ルブの燃焼室側、排気ガス流路のガス通過面を二酸化チ
タンを用いた低温溶射技術にてコーティングを行い定着
させた。部品は分解した状態にて上記加工を行い、排気
流路は分割組立構造として、二酸化チタンの溶射加工を
施した後組上げて一体品とした。加工後の表面の熱放射
吸収率は０．９を超えている。放射熱吸収量は加工前の
２倍前後となっている。シリンダーの内部で燃料が燃焼
されるとき、通常の燃焼においては瞬間的に２０００℃
前後の温度になると言われている。このとき燃焼ガスか
らは、強い放射エネルギーがピストン上面とシリンダー
内面に放射される。この放射強度は絶対温度の４乗に比
例して強度を増し、光速度にて伝播される。シリンダー
内面及びピストン上面に到達した燃焼ガスの放射エネル
ギーは瞬時に（殆ど０秒にて）壁面にて壁面の放射吸収
率に応じて反射されて、再び瞬時にてシリンダーの燃焼
室中心付近に収束して燃焼ガスに一部吸収される。さら
に、この放射エネルギーはシリンダー内面にその放射吸
収率に応じて反射されて、放射エネルギーが減衰するま
で、瞬時に繰り返される。この結果、シリンダー内の燃
焼ガスの瞬間最高温度が高められ、ＮＯｘ等の発生が増
加し、熱反応は瞬時に帰結するため、ＣＯ，ＨＣと言っ
た未燃焼物質の発生も減少しない。本実施例の擬似黒体
にてシリンダー内面ピストン上面等を加工した場合、シ
リンダー内で燃料が燃焼した場合、その放射エネルギー
の殆どは内シリンダー内壁面にて吸収され光速度にて瞬
時に反射される放射エネルギーが殆どなくなる。一方擬
似黒体の表面では、燃焼ピークの放射エネルギーを吸収
することによって、その表面温度が上昇し、一部は固体
の伝達熱として逃げるが、燃焼ガス側に対して一瞬間を
おいて、その表面温度に応じた放射エネルギーを持続放
射して、燃焼ガスに吸収されなかった部分は再びシリン
ダー壁面に吸収され、同じことを繰り返す。従って擬似
黒体にて内面を加工されたピストン、シリンダー等によ
り、燃焼時の最高エネルギーピークが低下すると同時
に、その後の反応時のエネルギーを高め、結果ＮＯｘ等
を減少傾向にし、未燃焼物質の発生を低減させる。特に
燃料にエマルジョン燃料等の高含水率の燃料を用いた場
合は、２酸化チタン等を用いた表面処理により、特に燃
焼中の水、ＯＨ結合をラジカルにして、その反応性を高
める。排気流路においても同様に高温の排気ガス中の化
学反応を高め、それ以降の未燃焼物質の発生を効果的に
減少させる。この事は図２１のガソリンエンジンにおい
ても同様に、点火プラグにて燃焼爆発後のシリンダー内
の燃焼ガスの最高ピークエネルギーを下げて、その後の
反応性を持続向上させる方向に変化させる。

【００３２】ここで本願にて用いた若干の語句に関して
説明する。同一種類の燃料という場合には、軽油、灯
油、Ａ重油と言った燃料の種類を指し、広義の意味には
含水燃料とベースの燃料、軽油と軽油エマルジョンを同
一種類のベース燃料といったように解釈されることもあ
る。予混合圧縮燃焼（パイロット噴霧燃焼）における最
適な設定値とは混合気がシリンダーに吸引されて圧縮着
火される場合で、燃焼爆発がピストンの上死点迄に起き
るような混合気の濃度、噴霧の微細粒径をいい、エンジ
ンに異常な振動として認識されない範囲を示す。部分領
域混合気とは混合気流路又はシリンダー容積の全体に拡
散していない状態で、混合気流路の進行方向に濃淡とし
て分布する場合と進行方向は連続で進行切断面に関して
濃淡として分布する場合と、それらを合わせたものが与
えられる。又本願にて述べているディーゼルエンジンは
直噴エンジンを指している。拡散燃焼とは学術的に使わ
れるものに準じ、従来のディーゼルエンジンの燃焼形式
を指す。燃焼爆発力を減じたとは、混合気中の燃料噴霧
の微細油滴の大きさを、やや大きくすることによってシ
リンダー内での混合気の燃焼速度を調整、燃焼時間を長
くして起爆力を減じたことを指す。予備的圧縮着火とは
所謂パイロット燃料噴射における着火を指す。含水燃料
とエマルジョン燃料とは、ほぼ同意義であるが、含水燃
料は燃料が必ずしも乳化していなくてもよい。本願にお
ける低含水率高含水率とは、エマルジョン燃料の含水率
が質量比５０％を超える場合を高含水率、それ以下の場
合を低含水率とした。水と熱水とは、エンジンに供給さ
れる燃料の温度を基準に同温度程度を水とし、十分に高
い温度（混合させることによって激しい密度変化を起こ
す）を熱水とした。大気汚染物質とは一般的認識同様に
微小粒子状物質、ＮＯｘ，ＳＯｘ等を指す。

【００３３】

【発明の効果】以上、本発明は以上説明されたように構
成されているので、以下に記載されるような効果を奏す
る。

【００３４】既存のディーゼルエンジンの吸気流路上に
補助燃料噴霧部を設置し、エンジン回転数と連動した、
均一な希薄混合気（希薄噴霧）を生成して各シリンダー
に供給することによって、極めて簡便に予混合圧縮燃焼
方式（パイロット噴霧燃焼方式）と拡散燃焼の併用シス
テムを構築でき、排気ガスの浄化、省エネに効果を発揮
する。

【００３５】更に、上記の補助燃料噴霧部の噴霧モード
を変え、やや大きめな燃料微細油滴径の部分領域混合気
又は層状混合気を生成することにより、既存の旧形式の
ディーゼルエンジンを最新型のパイロット燃料噴射型と
同等なクリーンな排気ガスのエンジンに改造が可能であ
る。

【００３６】最新型のコモンレール式ディーゼルエンジ
ンに関しても、コモンレール内に内部の燃料の加熱手段
を設置し、更に燃焼促進材としての二酸化炭素、各種圧
縮液化ガス、水等をコモンレール内に通常状態或いは超
臨界状態にて加圧供給する装置及びシステムを設置する
ことにより、燃料の噴射特性を著しく向上させた。更
に、コモンレール式ディーゼルエンジンで、１本の燃料
用コモンレールから各シリンダーに配置された２個の燃
料噴射ノズルに燃料用の分岐管を繋げて、その内の一方
の分岐管内に水又は熱水を圧力注入する方式により、含
水率を自由に又即座に変化調整が可能な高性能システム
に改良がなされ、パイロット噴射、多段噴射等を組合せ
ることにより、燃焼温度を下げて且つ完全燃焼を行わせ
て、高熱効率と低エミッションが同時に満足するシステ
ムが構築できる。

【００３７】既存エンジンの吸気系と燃料噴射系の改良
として吸入圧縮工程でのシリンダー内スワール発生の少
ない旧形式のディーゼルエンジン及びガソリンエンジン
に対して、吸気流路内に適当な構造物を設け、或いは動
力式の吸引排気装置を用いて、吸気流路の円周方向に強
いスワールを発生させて、これを減衰させないようにシ
リンダーに導入してシリンダー内にスワールを持続さ
せ、更にディーゼルエンジンのマルチ噴孔式噴射ノズル
の形態を変えて、噴射のノズルの噴孔から噴霧された燃
料が直後に相互に衝突する、噴流衝突型ノズルを用いる
ことのより、旧形式のエンジンにおいても最新型のエン
ジンに劣らない燃焼効率と排気ガスの浄化が期待され
る。

【００３８】排気ガスの後方処理に関しても、高含水率
のエマルジョン燃料を用いるエンジンに対して、エンジ
ンの排気流路後段に腹水タービン又は腹水器を含む排気
ガス浄化システムを設置することにより、排気ガスから
微小粒子状物質の高効率除去に限定されず、その他のＮ
Ｏｘ，ＳＯｘと言った有害成分を含めて除去可能とな
る。

【００３９】エンジンのシリンダー内面の材質に関し
て、二酸化チタン等の熱溶射加工を施す事によって、表
面の放射吸収特性が格段に向上し、燃焼における不必要
なエネルギーを吸収する反面、必要なときに、その擬似
黒体表面から有効な放射エネルギーを燃焼ガスに持続的
に与えることにより、燃焼性及び後段の排気ガス流路上
での反応性を大きく向上させることができる。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】補助燃料噴霧混合部付ディーゼルエンジンの概
念図である。（パイロット燃料噴霧燃焼）

【図２】均一撹拌燃料噴霧の供給イメージ図である。

【図３】補助燃料噴霧混合部付ディーゼルエンジンの概
念図である。（パイロット燃料噴霧）

【図４】マルチ補助燃料噴霧部付ディーゼルエンジンの
概念図である。

【図５】シングルパイロット燃料噴霧装置による部分領
域混合気の供給イメージ図である。

【図６】シングルパイロット燃料噴霧装置による層状混
合気の供給イメージ図である。

【図７】マルチパイロット燃料噴霧装置による部分領域
混合気のシリンダー内供給イメージ図である。

【図８】マルチパイロット燃料噴霧装置による層状混合
気のシリンダー内供給イメージ図である。

【図９】主燃料噴射ノズルと補助燃料噴射ノズルの２つ
の燃料系統を各シリンダーに備えたディーゼルエンジン
の概念図である。

【図１０】コモンレール内に燃焼促進材を注入混合する
ための高圧ポンプを備えたエンジンの概念図である。

【図１１】蓄圧式燃料噴射方式と含水燃料使用ディーゼ
ルエンジンの概念図である。

【図１２】蓄圧式燃料噴射方式と含水燃料使用ディーゼ
ルエンジンの概念図である。

【図１３】二つの燃料噴射ノズルを備えたコモンレール
式ディーゼルエンジンのシステムの概念図である。

【図１４】エンジンの吸入流路に流路に垂直方向のスワ
ールを発生させる為の構造物を設置したエンジンの概念
図である。

【図１５】吸気ポートが２個の形式のエンジンにおいて
の吸気スワール概念図である。

【図１６】各吸気ポートのスワールの回転方向と想定さ
れるシリンダー内に生じる多重スワールの発生模式図で
ある。

【図１７】噴流衝突型燃料噴射ノズルの概念図である。

【図１８】腹水器を備えた排気ガス浄化システムの概念
図

【図１９】腹水タービンと腹水器の組合せによる排気ガ
ス浄化システムの概念図である。

【図２０】高い熱放射吸収素材にて内面を加工したディ
ーゼルエンジンの概念図である。

【図２１】高い熱放射吸収素材にて内面を加工したガソ
リンエンジンの概念図である。

【符号の説明】

１ エアフィルター ２ 吸気流路 ２ａ
均一撹拌混合部 ３ 吸入空気流量（流速）センサー ４ 補助燃
料噴霧ノズル ４ａ 補助燃料噴霧ノズル（パィロット噴霧用） ４ｃ 補助燃料噴射ノズル（コモンレール用） ５ 補助燃料噴射制御装置 ６ 燃料タンク（燃料
系統） ７ 吸気弁 ８ 排気弁 ９ シリ
ンダー １０ ピストン １１ コンロッド １２ 主燃料噴射ノズル １３ 制御装置 １４ 吸気弁作動センサー １５ 主燃料用コモン
レール（蓄圧式主燃料ライン） １６ 補助燃料
用コモンレール（蓄圧式補助燃料ライン） １７ 主燃料供給系統（ポンプ＆装置） １８ 補助燃料供給系統（ポンプ＆装置） １９ 中央
制御装置（ＥＣＵ） ２０ コモンレール（蓄圧式燃料供給系統） ２１ 高圧水（高圧熱水）用コモンレール ２２ 高圧
水＆熱水注入用細管 ２３ 高圧電磁弁 ２４ 高圧注入ポンプ（燃
焼促進材・助燃材用） ２５ 高圧水ポンプ ２６ 水又は熱水タンク ２７ 部分領域混合気 ２８ 層状混合気 ２９ 排気流路 ３１ 微細水滴噴射ノズル ４０ 非摺動面（非摺動部分） ４１ 高熱放射吸収面
（擬似黒体表面） ４２ 点火プラグ ４３ 直噴ガソリンエン
ジン用噴射ノズル ４４ 高圧ガソリン供給レール ４５ 排気ガス(燃
焼ガス) ４６ 排気ガス冷却用熱交換部 ４７ 排気ガス冷却熱
交換部用水供給ポンプ ４８ 微細水滴噴射用ポンプ ４９ 排気ガス蒸気
２次冷却部 ５０ 排気ガス蒸気２次冷却部用水供給ポンプ ５１ 排水吸引ポンプ ５２ 微細固形物除去フ
ィルター ５３ 固形物電熱焼却装置 ５４ 電動排気フ
ァン ５５ 化学吸着部又は電気反応部 ５６ ラジエータ
（放熱装置） ５７ ヒートポンプ ５９ 腹水タービン
（排気ガスタービン） ６０ 放熱部（高温側） ６１ 冷却部（低
温側） ６２ 逆浸透膜濾過装置 ６３ エアコン空
調機器からの凝縮水タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１Ｚ ３Ｇ０９１ 3/04 3/04 Ａ ３Ｇ３０１ 7/00 7/00 Ｂ ４Ｄ００６ Ｆ０２Ｂ 31/00 ３３１ Ｆ０２Ｂ 31/00 ３３１Ｚ Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｒ Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｈ Ｋ Ｒ 29/00 29/00 Ｇ 31/125 35/10 １０１Ｆ 35/10 １０１ 37/00 Ｐ 35/104 ３４１Ｄ 37/00 ３４１Ｈ ３４１ 43/00 45/08 Ｄ 43/00 53/02 45/08 55/02 ３５０Ｇ 53/02 61/18 ３２０Ａ 55/02 ３５０ 69/00 ３１０Ｔ 61/18 ３２０ 31/12 ３２１Ｄ 69/00 ３１０ 35/10 １０２Ｒ Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA06 DA21 DA23 EA06 FA02 FA04 FA07 3G023 AA02 AA03 AA05 AA07 AB05 AC02 AC04 AC05 AC06 AC07 AC09 AD05 AD06 AD09 AE06 AF01 AG01 3G024 AA11 AA22 AA31 DA02 DA08 GA19 3G066 AA07 AB02 AB06 AB08 AC09 BA17 BA24 BA26 CC26 CC29 CD22 3G090 AA01 EA01 EA04 3G091 AA02 AA18 AA28 AB13 AB15 BA00 BA36 CA08 CB01 FB10 HA07 HB03 3G301 HA02 HA06 HA15 JA02 JA26 JA27 LB03 LB05 LB11 LB13 MA11 MA23 PA01Z PE01Z 4D006 GA03 GA07 PA01 PB15 PC80

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのエアフィルターから吸気弁に
   至る吸気流路に、予混合圧縮着火（パイロット噴霧燃
   焼）を行わせる為の補助燃料噴霧混合部を設置したこと
   を特徴とするディーゼルエンジン
2. 【請求項２】 請求項１において、補助燃料噴霧混合部
   から噴霧される混合気を流路に均一に拡散させない、部
   分領域混合気又は層状混合気を生成して各シリンダー内
   に供給することを特徴とするディーゼルエンジン
3. 【請求項３】 ディーゼルエンジンの各シリンダーに主
   燃料噴射ノズルとは別にパイロット燃料噴射燃焼を行わ
   せるための補助燃料噴射ノズルを備えたことを特徴とす
   るエンジン及びシステム
4. 【請求項４】 蓄圧式燃料噴射系統を備えるエンジンに
   おいて、コモンレール内に内部の燃料の加熱手段を備
   え、さらに主燃料以外の物質（燃焼促進材）をコモンレ
   ール内に加圧供給（注入）するための装置及びシステム
   を備えたことを特徴とするエンジン及びシステム
5. 【請求項５】 請求項４において、蓄圧式燃料噴射装置
   の一本の燃料用コモンレールから各シリンダーに２本の
   燃料供給用分岐管が延び、各々主燃料噴射ノズルと補助
   燃料噴射ノズルに繋がれ、更に各シリンダーに繋がれた
   一方の燃料供給用分岐管路に燃焼促進材を加圧注入する
   流路が接続されていることを特徴とするディーゼルエン
   ジン及びシステム
6. 【請求項６】 エンジンの吸気流路上に吸入流路方向と
   垂直な右ネジ又は左ネジ方向のスワール（過流）を生成
   するための構造物又は動力手段を用いたスワール生成装
   置を設置したことを特徴とするエンジン及びシステム
7. 【請求項７】 ディーゼルエンジンに用いる多孔式燃料
   噴射ノズルにおいて、ノズル噴孔から噴射された各孔か
   らの燃料が直後に相互に衝突する、噴流衝突型ノズルを
   設置したことを特徴とするディーゼルエンジン
8. 【請求項８】 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
   において、燃料に含水燃料を用い、排気弁後方の排気流
   路（排気管）に、腹水タービン又は排気ガス中の水蒸気
   を冷却凝縮させる腹水器又はさらに気水分離器を設置、
   又は更に後段に冷却凝縮分離された水に含まれる大気汚
   染物質を除去する多孔膜フィルター又は逆浸透膜濾過装
   置を併設、又は更に浄化された該腹水を再度、含水燃料
   用の水として利用することを特徴とするディーゼルエン
   ジンの排気ガス浄化と腹水再利用のシステム
9. 【請求項９】 請求項８において、車両等の使用中のエ
   アコン等の空調機器から発生する凝縮水も併せて含水燃
   料用の水として再利用することを特徴とするシステム
10. 【請求項１０】 エンジンの燃焼ガスに接するシリンダ
    ー内面の少なくとも非摺動面又は、排気弁後方の排気流
    路の表面が、遠赤外線波長領域において、その表面の熱
    放射吸収率が少なくとも0.7を超える、黒体に近い熱放
    射吸収特性を有する材質又は加工にて構成されたことを
    特徴とするエンジン