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公開番号2025142681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024042185
出願日2024-03-18
発明の名称アンモニア混焼エンジン
出願人ヤンマーホールディングス株式会社
代理人個人,個人
主分類F02M 25/00 20060101AFI20250924BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】アンモニアと炭化水素系の液体燃料とを適切に混合させて燃焼させ、排気ガス性状を向上することができるアンモニア混焼エンジンを提供する。
【解決手段】
アンモニアと炭化水素系の液体燃料とを燃焼させて稼働するアンモニア混焼エンジン1は、主燃焼室20と、主燃焼室20に連通する副燃焼室21と、副燃焼室21にアンモニア及び液体燃料を供給する燃料供給装置14と、を備える。例えば、燃料供給装置14は、アンモニアを供給するアンモニアインジェクタ27と、炭化水素系の液体燃料を供給する液体燃料インジェクタ28とを別体で備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニアと炭化水素系の液体燃料とを燃焼させて稼働するアンモニア混焼エンジンにおいて、
主燃焼室と、
前記主燃焼室に連通する副燃焼室と、
前記副燃焼室に前記アンモニア及び前記液体燃料を供給する燃料供給装置と、
を備えることを特徴とするアンモニア混焼エンジン。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記燃料供給装置は、前記アンモニアを供給するアンモニアインジェクタと、前記液体燃料を供給する液体燃料インジェクタとを備えることを特徴とする請求項１に記載のアンモニア混焼エンジン。
【請求項３】
前記燃料供給装置は、前記アンモニアと前記液体燃料とを供給する２種燃料インジェクタとを備えることを特徴とする請求項１に記載のアンモニア混焼エンジン。
【請求項４】
前記副燃焼室で前記アンモニア及び／又は前記液体燃料を燃焼させることで前記副燃焼室に改質燃料を生成することを特徴とする請求項１に記載のアンモニア混焼エンジン。
【請求項５】
前記アンモニアを供給された前記副燃焼室にて０．４～０．７の空気過剰率で燃焼を行うことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア混焼エンジン。
【請求項６】
前記副燃焼室で生成された前記改質燃料を前記主燃焼室に供給し、前記改質燃料を供給された前記主燃焼室にて１を超えるリーン状態の空気過剰率で燃焼を行うことを特徴とする請求項４に記載のアンモニア混焼エンジン。
【請求項７】
前記主燃焼室での空気過剰率は、１．８以上であることを特徴とする請求項６に記載のアンモニア混焼エンジン。
【請求項８】
燃焼サイクルにおいて、前記副燃焼室に前記アンモニアを供給した後、前記副燃焼室に前記液体燃料を供給することを特徴とする請求項１に記載のアンモニア混焼エンジン。
【請求項９】
燃焼サイクルにおいて、前記副燃焼室に前記液体燃料を供給することで燃焼を発生させることを特徴とする請求項８に記載のアンモニア混焼エンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアと炭化水素系の液体燃料とを燃焼させて稼働するアンモニア混焼エンジンに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンには、アンモニアと軽油等の炭化水素系の液体燃料とを燃焼させて稼働するアンモニア混焼エンジンがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、アンモニア等の第１燃料と、第１燃料の点火用の燃料油とで機関を運転するオットーサイクルモードと、燃料油のみで機関を運転するディーゼルサイクルモードとを有する、大型ターボ過給式２ストロークユニフロークロスヘッド二元燃料内燃機関が開示されている。この機関は、シリンダカバー内に配され、ピストンの下死点から上死点へのストローク中に第１燃料を導入するための燃料導入弁と、シリンダカバー内又はシリンダライナ内に配され、ピストンが上死点又はその近傍にあるときに燃料油を噴射するための燃料噴射弁と、シリンダカバー又はシリンダライナに配され、燃焼室に開口する副室ポートを有するパイロット点火副室であって、該副室内に導入された燃料油で燃焼室内の第１燃料及び掃気ガスの混合気に点火するためのパイロット点火副室とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７３２９７１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるような従来のエンジンでは、アンモニア用の燃料導入弁と、燃料油用の燃料噴射弁と、パイロット点火副室を備えて、機関のオットーサイクルモード動作中に、燃料噴射弁によって燃料油をパイロット点火副室に導入し、燃料導入弁によってアンモニア等の第１燃料を燃焼室に供給するように構成されている。しかしながら、燃焼室への第１燃料の供給と、パイロット点火副室への燃料油の供給とが別々に行われるため、第１燃料と燃料油とが均一に混合された予混合気を形成することができず、燃焼室で燃料が局所的に激しく燃焼し、粒子状物質（ＰＭ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）などを多量に排出し、排気ガス性状を悪化させるおそれがある。
【０００６】
本発明は、アンモニアと炭化水素系の液体燃料とを適切に混合させて燃焼させ、排気ガス性状を向上することができるアンモニア混焼エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のアンモニア混焼エンジンは、アンモニアと炭化水素系の液体燃料とを燃焼させて稼働するアンモニア混焼エンジンにおいて、主燃焼室と、前記主燃焼室に連通する副燃焼室と、前記副燃焼室に前記アンモニア及び前記液体燃料を供給する燃料供給装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アンモニアと炭化水素系の液体燃料とを適切に混合させて燃焼させ、排気ガス性状を向上することができるアンモニア混焼エンジンを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態に係るアンモニア混焼エンジンを示す模式図である。
アンモニア混焼エンジンで燃焼される水素の空気過剰率と排出ガスに生じる窒素酸化物との関係例を示すグラフである。
アンモニア混焼エンジンにおける副燃焼室に供給される混合気のアンモニアの当量比とアンモニアの燃焼温度との関係において、燃焼により発生するＮＯ＋ＮＯ２の生成領域、及び未燃ＮＨ３の発生領域のマップ、更に混合気を燃焼させた際のアンモニアの燃焼温度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係るアンモニア混焼エンジン１について図面を参照して説明する。アンモニア混焼エンジン１（エンジン）は、アンモニアと軽油等の炭化水素系の液体燃料とを燃焼させて稼働するものである。アンモニア混焼エンジン１は、シリンダブロック（図示せず）に複数の気筒１０を備えて構成されるが、図１では、１つの気筒１０のみを図示している。各気筒１０は、図１に示すように、シリンダ１１と、ピストン１２と、シリンダヘッド１３と、燃料供給装置１４とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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