內(nèi)燃機(jī)的供氣，可以降低NOx的產(chǎn)生。雖然其作用 尚未確定，但推測(cè)通過(guò)下述（1)和（2)可以降低NOx的產(chǎn)生（但是，本實(shí)施方式的作用不限 定于此）。
[0160] (1)通過(guò)燃燒中所用的空氣中包含水蒸氣，從而空氣的氧濃度降低，可抑制燃燒反 應(yīng)，由此可以降低燃燒溫度。因此，可以抑制生成NOx的副反應(yīng)。
[0161] (2)作為三原子分子的水的比熱相對(duì)較高，可以降低燃燒時(shí)的放熱溫度。因此，可 以抑制生成NOx的副反應(yīng)。
[0162] (3)內(nèi)燃機(jī)中所用的工作流體的比熱增大的結(jié)果，燃燒時(shí)的溫度降低，壓縮時(shí)的壓 力降低，但著火前的壓縮壓力也降低，因而燃料消耗不增加，可以抑制油耗定額的惡化。
[0163] 首先，在本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的氮氧化物的削減方法中，使大氣壓以下的空氣與 水蒸氣透過(guò)膜的一個(gè)面接觸，使水沿著上述水蒸氣透過(guò)膜的另一個(gè)面流動(dòng)，由此進(jìn)行將上 述空氣加濕的工序（加濕工序）。
[0164] 本實(shí)施方式中，使用大氣壓以下的空氣。大氣壓以下的空氣與后述水蒸氣透過(guò)膜 的一個(gè)面接觸。此時(shí)，在水蒸氣透過(guò)膜的相反側(cè)的面進(jìn)行通水的水從水蒸氣透過(guò)膜滲透，由 此將空氣加濕。本實(shí)施方式中，使大氣壓以下的空氣沿著水蒸氣透過(guò)膜的面流動(dòng)，同時(shí)使水 沿著水蒸氣透過(guò)膜的另一個(gè)面流動(dòng)，從而可以在較高地維持膜的水蒸氣透過(guò)性能的同時(shí)， 高效且充分地將空氣加濕。因此，本實(shí)施方式中，不需要對(duì)欲加濕的空氣進(jìn)行加壓，也不需 要在加濕工序前設(shè)置增壓器等空氣加壓裝置。本實(shí)施方式的方法雖為簡(jiǎn)便的方法，但也可 以充分降低NOx的產(chǎn)生。
[0165] 另外，在利用水蒸氣透過(guò)膜進(jìn)行加濕時(shí)，優(yōu)選水的壓力與空氣的壓力同等或選擇 略高的條件。這是為了防止空氣從水蒸氣透過(guò)膜向水側(cè)透過(guò)而發(fā)生損失。本實(shí)施方式中， 由于空氣未被加壓而為大氣壓以下，因此可以使水（水蒸氣）以更低的壓力流動(dòng)而進(jìn)行加 濕。在液體的水的情況下，可以將流動(dòng)的水的壓力抑制為較低，可以抑制加壓所需要的能量 和成本。另外，加濕用的水也可以為水蒸氣。
[0166] 另外，本實(shí)施方式中，由于為將大氣壓以下的空氣加濕并導(dǎo)入至內(nèi)燃機(jī)的方法，因 此對(duì)于不對(duì)空氣進(jìn)行加壓的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)、或增壓器在低負(fù)荷下實(shí)質(zhì)上不工作的運(yùn)轉(zhuǎn)也 有效。此外，由于使大氣壓以下的空氣與水蒸氣透過(guò)膜接觸而進(jìn)行加濕，因而不需要對(duì)水蒸 氣透過(guò)膜或具有該水蒸氣透過(guò)膜的裝置賦予特別高的耐壓性或耐熱性，因此可以使其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單。另外，通常，發(fā)動(dòng)機(jī)的周邊由于空間大多有限，因而能夠使水蒸氣透過(guò)膜或具有該水 蒸氣透過(guò)膜的裝置小型化的優(yōu)點(diǎn)非常突出。此外，還具有水蒸氣透過(guò)膜或具有該水蒸氣透 過(guò)膜的裝置中使用的材料等的選擇自由度變寬的優(yōu)點(diǎn)。
[0167] 空氣的壓力只要為大氣壓以下即可，從減少供氣所需要的能量損失的方面考慮， 優(yōu)選為_(kāi)50kPaG以上大氣壓（OkPaG)以下、更優(yōu)選為-20kPaG以上大氣壓以下、進(jìn)一步優(yōu)選 為-IOkPaG以上大氣壓以下。
[0168] 對(duì)所使用的空氣中的成分或其濃度沒(méi)有特別限定。例如，對(duì)氧、氮、二氧化碳、一氧 化碳等成分的濃度沒(méi)有特別限定，也可以使用在大氣中混合廢氣等而進(jìn)行了成分調(diào)整的空 氣等。
[0169] 本實(shí)施方式的氮氧化物的削減方法中，由于通過(guò)水蒸氣透過(guò)膜而將空氣加濕，因 此可以使經(jīng)加濕的空氣中不含水滴。從防止經(jīng)加濕的空氣因略微的溫度變化而結(jié)露的方面 考慮，經(jīng)加濕的空氣的濕度優(yōu)選小于100%RH、更優(yōu)選為95%RH以下。本實(shí)施方式的氮氧 化物的削減方法中，通過(guò)控制流動(dòng)的水的溫度和流量，從而能夠以高精度對(duì)通過(guò)水蒸氣透 過(guò)膜而加濕的空氣的濕度進(jìn)行控制。
[0170] 在單獨(dú)使用氧濃度降低工序或者將烴類燃料和水噴射至燃燒室的工序時(shí)，即使在 NOx降低的同時(shí)使油耗定額上升（惡化）的情況下，通過(guò)如本發(fā)明這樣一并使用氧濃度降 低工序和將烴類燃料和水噴射至燃燒室的工序，也可以降低NOx而不使油耗定額上升（惡 化）。
[0171] 下面，對(duì)本實(shí)施方式的膜組件（氧濃度降低組件）、內(nèi)燃機(jī)的空氣供給裝置進(jìn)行說(shuō) 明。
[0172] 本實(shí)施方式的膜組件是具有氣體透過(guò)膜和收納上述氣體透過(guò)膜的外殼的膜組件， 在上述殼內(nèi)形成有用上述氣體透過(guò)膜隔開(kāi)的第一空間和第二空間，上述外殼具備：向上述 第一空間供給空氣的空氣供給口；從上述第一空間排出上述空氣的空氣排出口；向上述第 二空間供給空氣和/或加濕用水的空氣/加濕用水供給口；和從上述第二空間排出上述空 氣和/或加濕用水的空氣/加濕用水排出口。上述加濕用水也包含水蒸氣。
[0173] 本實(shí)施方式的膜組件是組裝了氣體透過(guò)膜并組件化的膜組件。膜組件的第一空間 具有：作為供給空氣的開(kāi)口部的空氣供給口；和作為將經(jīng)氣體透過(guò)膜而低氧化的空氣取出 的開(kāi)口部的空氣排出口。該第一空間是上述空氣流動(dòng)的空間。膜組件的第二空間具備作為 用于流入空氣和/或加濕用水的開(kāi)口部的空氣/加濕用水供給口與空氣/加濕用水排出 口。該第二空間是上述空氣和/或加濕用水流動(dòng)的空間。對(duì)上述各開(kāi)口部的數(shù)量沒(méi)有特別 限定，可以考慮膜組件的使用方式等設(shè)置適當(dāng)?shù)臄?shù)量。上述加濕用水也包含水蒸氣。
[0174] 作為膜組件的形態(tài)，沒(méi)有特別限定，可以例示出中空纖維型膜組件或平膜型膜組 件等。例如可以舉出使用平膜的板框式、褶皺式、或者中空纖維式、管式等的膜組件。對(duì)于褶 皺式，可以舉出將褶皺重疊為箱型形狀的膜組件、以及將褶皺纏繞為圓筒形狀的膜組件等。 另外，作為膜組件，也可以將兩個(gè)以上的膜組件連結(jié)使用。
[0175] 圖1是本實(shí)施方式的膜組件的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。膜組件a為將褶皺重疊 成箱型形狀的膜組件。氣體透過(guò)膜a1連續(xù)折疊成波紋狀，具有凸折部分和凹折部分重合 形成的2個(gè)以上的褶部（褶皺）。通過(guò)褶皺加工，按特定間距形成凸折、凹折反復(fù)而成的結(jié) 構(gòu)，由于能夠提高接觸面積而變得高效。此處，作為一例，對(duì)使用氣體透過(guò)膜a1的情況進(jìn) 行了說(shuō)明，但是，作為a1，也可以使用水蒸氣透過(guò)膜、具有富氮化和水蒸氣透過(guò)這兩者的性 質(zhì)的富氮化?水蒸氣透過(guò)膜。
[0176] 圖2是本實(shí)施方式的膜組件的另一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。膜組件0為將褶皺纏 繞為圓筒形狀的膜組件。此處，作為一例，對(duì)使用氣體透過(guò)膜0 1的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是， 作為M，也可以使用水蒸氣透過(guò)膜、具有富氮化和水蒸氣透過(guò)這兩者的性質(zhì)的富氮化?水 蒸氣透過(guò)膜。
[0177] 圖3是本實(shí)施方式的膜組件的另一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。膜組件Y是將褶皺纏 繞在圓筒上、相對(duì)于圓筒的中心軸在從側(cè)面觀察的狀態(tài)下將褶皺傾斜（扭轉(zhuǎn)）成逆時(shí)針旋 轉(zhuǎn)的形狀（螺旋形狀）的膜組件。此處，作為一例，對(duì)使用氣體透過(guò)膜Yl的情況進(jìn)行了說(shuō) 明，但是，作為Y1，也可以使用水蒸氣透過(guò)膜、具有富氮化和水蒸氣透過(guò)這兩者的性質(zhì)的富 氮化?水蒸氣透過(guò)膜。
[0178] 上述膜組件中，從每單位容積的膜面積（比表面積）大這一方面考慮，優(yōu)選中空纖 維型膜組件、或壓力損失小的褶皺式。中空纖維型膜組件可以是由中空纖維的外面?zhèn)冗M(jìn)行 過(guò)濾的外壓式，也可以是由中空纖維的內(nèi)面?zhèn)冗M(jìn)行過(guò)濾的內(nèi)壓式，更優(yōu)選將供給空氣供給 至中空纖維內(nèi)面的內(nèi)壓式。
[0179] 圖4是本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中使用的中空纖維型膜組件的一個(gè)實(shí)施 方式的示意圖。膜組件1具備氣體透過(guò)膜11和容納氣體透過(guò)膜11的外殼12。膜組件1為 筒狀的中空纖維型膜組件，在其內(nèi)部組裝有作為中空纖維膜的氣體透過(guò)膜11。外殼12具 備空氣供給口 121、空氣排出口 122、空氣和/或加濕用水供給口 123、和空氣和/或加濕用 水排出口 124。在外殼12內(nèi)形成有經(jīng)氣體透過(guò)膜11分隔開(kāi)的第一空間al和第二空間bl。 中空纖維型膜組件的情況下，在膜（氣體透過(guò)膜11)的內(nèi)徑側(cè)（內(nèi)側(cè)）形成第一空間al、在 外徑側(cè)（外側(cè)）形成第二空間bl。第一空間al為待處理的空氣流動(dòng)的空氣區(qū)域，第二空 間bl為空氣和/或加濕用水流動(dòng)的水區(qū)域。上述加濕用水也包含水蒸氣。中空纖維中也 可以使用水蒸氣透過(guò)膜、具有富氮化和水蒸氣透過(guò)這兩者的性質(zhì)的富氮化?水蒸氣透過(guò)膜。
[0180] 空氣由空氣供給口 121送入到氣體透過(guò)膜11 (參照箭頭Fl)、經(jīng)低氧化的空氣由 空氣排出口 122排出（參照箭頭F2)。富氧化空氣從排出口 124被排出。該情況下，也可 以將供給口 123用作富氧化空氣排出口。為了對(duì)第二空間bl進(jìn)行掃氣，從空氣供給口 123 導(dǎo)入空氣。在對(duì)空氣進(jìn)行加濕的情況下，加濕用水由加濕用水供給口 123供給至第二空間 bl(參照箭頭F3)，由加濕用水排出口 124排出到外殼外（參照箭頭F4)。也可以同時(shí)由供 給口 123導(dǎo)入空氣和加濕用水兩者。圖4為第一空間al內(nèi)的流動(dòng)與第二空間bl內(nèi)的流動(dòng) 相對(duì)的狀態(tài)。膜組件1為分別各具有1個(gè)空氣供給口 121、空氣排出口 122、空氣和/或加 濕用水供給口 123及空氣和/或加濕用水排出口 124的形態(tài)，但本實(shí)施方式中也可以根據(jù) 需要將這些的數(shù)目設(shè)為2以上。例如，從空氣的流速、空氣的加濕（和富氮化）效率的方面 出發(fā)，也可以分別將空氣供給口 121、空氣排出口 122、空氣和/或加濕用水供給口 123及加 濕用水排出口 124設(shè)為2個(gè)以上。上述加濕用水也包含水蒸氣。圖4概念性地記載了一根 中空纖維，但通常中空纖維是將多根捆扎而使用的。
[0181] 圖5是本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中使用的平膜型組件的一個(gè)實(shí)施方式的 示意圖。此處省略對(duì)與圖4中說(shuō)明過(guò)的事項(xiàng)相同的事項(xiàng)的說(shuō)明，以與圖4不同的方面為中 心進(jìn)行說(shuō)明。膜組件2具備氣體透過(guò)膜21和容納氣體透過(guò)膜21的外殼22。膜組件2為箱 型膜組件，在其內(nèi)部組裝有作為平膜的氣體透過(guò)膜21。外殼22具備空氣供給口 221、空氣排 出口 222、空氣和/或加濕用水供給口 223、及空氣和/或加濕用水排出口 224。供給口 223 也可以用作富氧化空氣排出口。在外殼22內(nèi)形成有經(jīng)氣體透過(guò)膜21分隔開(kāi)的第一空間a2 與第二空間b2。箱型膜組件的情況下，在平膜（氣體透過(guò)膜21)的一個(gè)表面?zhèn)龋▓D5中為 上方）形成第一空間a2,在平膜的另一個(gè)表面?zhèn)龋▓D5中為下方）形成第二空間b2。第一 空間a2為待處理的空氣流動(dòng)的空氣區(qū)域，第二空間b2為空氣和/或加濕用水流動(dòng)的水區(qū) 域。平膜也可以使用水蒸氣透過(guò)膜、具有富氮化和水蒸氣透過(guò)這兩者的性質(zhì)的富氮化?水 蒸氣透過(guò)膜。
[0182] 空氣由空氣供給口 221送入到氣體透過(guò)膜21 (參照箭頭Fl)、經(jīng)低氧化的空氣由 空氣排出口 222排出（參照箭頭F2)。富氧化空氣從排出口 224被排出。該情況下，也可 以將供給口 223用作富氧化空氣排出口。為了對(duì)第二空間b2進(jìn)行掃氣，從空氣供給口 223 導(dǎo)入空氣。在對(duì)空氣進(jìn)行加濕的情況下，加濕用水由加濕用水供給口 223供給至第二空間 b2(參照箭頭F3)，由加濕用水排出口 224排出到外殼外（參照箭頭F4)。也可以同時(shí)由供 給口 223導(dǎo)入空氣和加濕用水兩者。圖5為第一空間a2內(nèi)的流動(dòng)與第二空間b2內(nèi)的流動(dòng) 相對(duì)的狀態(tài)。
[0183] 本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的空氣供給裝置具備上述膜組件、向上述膜組件的上述空氣 供給口供給空氣的供氣部、以及上述膜組件的上述空氣和/或加濕用水供給口，在上述空 氣供給口連接有壓縮機(jī)。由上述膜組件的上述空氣排出口排出的低氧濃度空氣被供給至內(nèi) 燃機(jī)的燃燒室中。本實(shí)施方式中，將利用上述膜組件進(jìn)行了處理（富氮化?加濕）的空氣 供給至內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。由烴類燃料和水構(gòu)成的乳液燃料被供給至內(nèi)燃機(jī)，并與本實(shí)施 方式的低氧濃度空氣供給裝置合用，由此可以大幅降低由內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中的NOx的含 量。加濕用水也包含水蒸氣。
[0184] 如上所述，本實(shí)施方式中，加濕水也可以使用含有氯化鈉等鹽或其他雜質(zhì)的物質(zhì)。 從該方面出發(fā)，也能夠用于例如可容易地獲得海水等的船舶等的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0185] 本實(shí)施方式中，與空氣供給口連接的空氣壓縮機(jī)是出于下述目的使用的：利用富 氮化工序中排出到體系外的富氧化空氣，補(bǔ)償?shù)脱鯘舛瓤諝鈮毫档偷牧亢蛪毫?。作為?空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力，可以使用電、發(fā)動(dòng)機(jī)的軸動(dòng)力、廢氣等的能量。另外，該空氣壓縮機(jī)可以 適當(dāng)選擇空氣壓縮的能力，可以從低壓的鼓風(fēng)機(jī)至高壓的壓縮器廣泛地選擇。空氣壓縮機(jī) 的空氣吸入口具有與內(nèi)燃機(jī)的增壓器的空氣排出口連接的情況、和在大氣中開(kāi)放的情況這 兩種形態(tài)。無(wú)論是哪種形態(tài)，均可以對(duì)富氮化工序?qū)е碌牡脱鯘舛瓤諝鈮毫Φ慕档瓦M(jìn)行補(bǔ) 償，因此可以使用一直以來(lái)所用的內(nèi)燃機(jī)的增壓器。關(guān)于具有空氣壓縮機(jī)時(shí)的空氣量的增 加量，與無(wú)空氣壓縮機(jī)時(shí)相比優(yōu)選為30%以下。優(yōu)選為20%以下、更優(yōu)選為10%以下。但 是，根據(jù)情況，也可以不使用空氣壓縮機(jī)。
[0186] 前者的情況為增壓器和空氣壓縮機(jī)串聯(lián)連接的狀態(tài)。在后者的方法中，增壓器的 排出口和空氣壓縮機(jī)的排出口在富氮化工序中被同時(shí)連接，因而，增壓器和空氣壓縮機(jī)