CN102859171A - 氨燃烧内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种以氨为燃料的氨燃烧内燃机，具备向燃烧室（5）供给氨的氨供给装置（13）、和将向氨供给装置供给的氨进行升温或升压的升温-升压装置（28）。升温-升压装置利用伴随着内燃机运行而产生的能量进行氨的升温或升压。由此，能够将作为内燃机整体或者作为搭载有内燃机的车辆整体的能量效率维持得较高，并且能够适当控制向氨喷射阀供给的氨的温度或者压力。

Description

氨燃烧内燃机
技术领域
本发明涉及氨燃烧内燃机。
背景技术
一直以来，在内燃机中作为燃料主要使用化石燃料。然而此时，在燃烧燃料时，会产生使地球变暖的CO2。另一方面，即使使氨燃烧也完全不产生CO2。因此，作为燃料使用氨、不产生CO2的内燃机已公知（例如参照专利文献1）
现有技术文献
专利文献1：日本特开平5－332152号公报
发明内容
然而，氨的气化潜热大。因此，在以液体形式贮存作为燃料的氨并以气体形式从氨喷射阀向进气口和/或燃烧室内进行喷射的情况下，在燃料供给路径内氨从液体气化为气体时氨的温度降低。其结果，存在气化了的氨的压力未充分升高，产生作为燃料的氨的供给不足的情况。另一方面，在以液体状态从氨喷射阀向进气口和/或燃烧室内进行喷射的情况下，因氨的气化潜热大，有时从氨喷射阀喷射出的氨未充分气化，或在压缩上止点，混合气的温度未达到着火温度。因此，为了在燃烧室内适当进行混合气的燃烧，需要适当地控制向氨喷射阀供给的氨的温度和压力。
另外，在控制氨的温度和压力时，向氨喷射阀供给的氨的升温和/或升压变得必要。然而，由于氨的升温、升压伴有能量消耗，所以必须确保能源，以使得作为内燃机整体或作为搭载了内燃机的车辆整体的能量效率变为最佳。
因此，本发明的目的在于提供一种氨燃烧内燃机，其能够较高地维持作为内燃机整体或作为搭载了内燃机的车辆整体的能量效率，并能适当控制向氨喷射阀供给的氨的温度或压力。
作为用于解决上述问题的手段，本发明提供在本发明要求保护的方案中记载的氨燃烧内燃机。
本发明的一个方式为以氨为燃料的氨燃烧内燃机，其具备：向燃烧室供给氨的氨供给装置、和将向该氨供给装置供给的氨进行升温或升压的升温-升压装置，该升温-升压装置利用伴随着内燃机运行而产生的能量进行氨的升温或升压。
在本发明的另一方式中，还具备贮存氨的燃料罐，上述升温-升压装置设置在燃料罐和氨供给装置之间的燃料供给通路上。
在本发明的另一方式中，上述升温-升压装置为在向氨供给装置供给的氨与热流体之间进行热交换的热交换器，所述热流体为在内燃机运行中变得比常温高的内燃机内的热流体或搭载了内燃机的车辆内的热流体。
在本发明的另一方式中，还具备由该氨燃烧内燃机驱动的发电机，上述升温-升压装置利用加热器或压缩器进行氨的升温或升压，所述加热器或压缩器由利用上述发电机生成的电力驱动。
在本发明的另一方式中，还具备检测向上述氨供给装置供给的氨的温度的温度检测装置，上述升温-升压装置在利用伴随着内燃机运行而产生的热进行氨的升温的同时，基于由上述温度检测装置检测出的温度，控制施加给氨的热量。
在本发明的另一方式中，上述升温-升压装置为进行内燃机的冷却的冷却装置，作为该冷却装置的冷却介质，使用作为燃料所使用的氨，该氨伴随着冷却内燃机而被升温。
在本发明的另一方式中，上述升温-升压装置为进行搭载了内燃机的车辆的车室内的供冷的空调装置，作为该空调装置的制冷剂，使用作为燃料所使用的氨，该氨伴随着冷却车辆的车室而被升温。
在本发明的另一方式中，上述升温-升压装置为进行搭载了内燃机的车辆的车室内的供冷的空调装置，作为该空调装置的制冷剂，使用作为燃料所使用的氨，该空调装置具备将制冷剂加压的压缩机，上述氨由压缩机升压。
在本发明的另一方式中，还具备：温度检测装置，其检测向上述氨供给装置供给的氨的温度或从上述升温-升压装置流出的氨的温度；绕过升温-升压装置的旁路通路；和流量控制阀，其能够调整向升温-升压装置和旁路通路流入的氨的流量，基于由上述温度检测装置检测出的温度，控制向升温-升压装置流入的氨的流量。
在本发明的另一方式中，还具备绝热性的蓄热容器，该蓄热容器配置在上述升温-升压装置上或配置在该升温-升压装置的下游侧，在内燃机运行中温度比常温高的氨被贮存在蓄热容器内，在内燃机停止后再起动时，蓄热容器内的氨被供给到氨供给装置。
在本发明另一方式中，还具备分支通路和设置在该分支通路上的绝热性的蓄热容器，所述分支通路从上述升温-升压装置和氨供给装置之间的燃料供给通路分支，在内燃机运行中温度比常温高的氨被贮存在蓄热容器内，在内燃机停止后再起动时，蓄热容器内的氨被供给到氨供给装置
在本发明的另一方式中，还具备流量比率控制阀，该流量比率控制阀控制从上述燃料罐经由升温-升压装置向氨供给装置供给的氨的流量与从上述蓄热容器向氨供给装置供给的氨的流量的比率，在上述内燃机再起动时，控制流量比率控制阀使得向氨供给装置供给的氨的温度变为目标温度。
在本发明的另一方式中，上述升温-升压装置具备：热交换器，其在向氨供给装置供给的氨与热流体之间进行热交换，所述热流体为在内燃机运行中变得比常温高的内燃机内的热流体或搭载了内燃机的车辆内的热流体；和膨胀器，其使由热交换器加热了的氨膨胀，在从膨胀器流出的氨向氨供给装置供给的同时，通过调整利用膨胀器使氨膨胀的程度来控制从膨胀器流出的氨的温度。
在本发明的另一方式中，还具备由膨胀器驱动的动力再生装置。
在本发明的另一方式中，还具备用于冷却从膨胀器流出的氨的冷却装置。
在本发明的另一方式中，还具备：用于绕过上述热交换器和膨胀器的旁路通路；和流量控制阀，其调整向该旁路通路流入的氨的流量。
在本发明的另一方式中，还具备用于使从膨胀器流出的氨的一部分再次流入热交换器的返回通路。
以下，通过附图和本发明的优选实施方式的记载，能够进一步充分理解本发明。
附图说明
图1为第一实施方式的氨燃烧内燃机的整体图。
图2为概略表示热交换器的图。
图3为第一实施方式的内燃机的另一例的整体图。
图4为第一实施方式的内燃机的另一例的整体图。
图5为第二实施方式的氨燃烧内燃机的整体图。
图6为控制向氨喷射阀流入的氨的温度的控制程序（routine）的流程图。
图7为表示第二实施方式的变形例的图。
图8为概略表示第三实施方式的氨燃烧内燃机的燃料供给系统的图。
图9为概略表示第四实施方式的氨燃烧内燃机的燃料供给系统的图。
图10为概略表示第五实施方式的氨燃烧内燃机的燃料供给系统的图。
图11为控制向氨喷射阀流入的氨的温度的控制程序的流程图。
图12为表示第五实施方式的变形例的图。
图13为概略表示第六实施方式的氨燃烧内燃机的燃料供给系统的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。并且，在以下的说明中，相同的构成要素附带相同的附图标记。
首先，参照图1说明本发明第一实施方式的氨燃烧内燃机。参照图1，1表示内燃机主体，2表示气缸体，3表示气缸盖，4表示活塞，5表示燃烧室，6表示配置在燃烧室5的顶面中央部的点火装置，7表示进气阀，8表示进气口，9表示排气阀，10表示排气口。在图1所示的实施方式中，点火装置6由放出等离子流的等离子流火花塞构成。另外，在气缸盖3上配置有用于向各自对应的燃烧室5内喷射液态氨的氨喷射阀（氨供给装置）13。从燃料罐14向该氨喷射阀13供给液态氨。
进气口8经由进气支管11与平衡罐12（surge tank）连接。平衡罐12经由进气导管15与空气滤清器16连接。在进气导管15内，配置有由促动器17驱动的节流阀18和使用了例如热射线的吸入空气量检测器19。
另一方面，排气口10经由排气歧管20与上游侧排气净化装置21连接。在图1所示的实施方式中，该上游侧排气净化装置21可设为能够吸附排气中的氨的氨吸附材料或者能够吸附排气中的NOX的NOX吸附材料等。上游侧排气净化装置21经由排气管22与下游侧排气净化装置23连接。在图1所示的实施方式中，该下游侧排气净化装置21可设为能够净化排气中所含的氨和NOX的氧化催化剂、NOX吸藏还原催化剂或NOX选择还原催化剂等。
燃料罐14内充满0.8MPa～1.0MPa程度的高压的液态氨。在该燃料罐14内配置有氨供给泵24。该氨供给泵24的排出口经由当排出压力变为一定以上时使液态氨返回到燃料罐14内的安全阀25、在内燃机运行中开阀而在内燃机停止时闭阀的截止阀26和氨供给管（氨供给通路）27而与氨喷射阀13连接。另外，在氨供给管27上配置有后述的热交换器28和在热交换器28的下游侧检测氨供给管27内的液态氨的温度的温度传感器29。热交换器28被配置得尽可能地接近氨喷射阀13，以使得由热交换器28升温了的氨的温度在在氨供给管27内流动的期间不怎么降低。
电子控制单元30包含数字计算机，具备：由双向总线31相互连接的ROM（只读存储器）32、RAM（随机存取存储器）33、CPU（微处理器）34、输入端口35和输出端口36。吸入空气量检测器19和压力传感器29的输出信号，经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。而且，产生与加速踏板40的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器41与加速踏板40连接，负荷传感器41的输出电压经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。而且，曲轴每旋转例如10°就产生输出脉冲的曲轴转角传感器42与输入端口35连接。另一方面，输出端口36与点火装置6的点火电路39连接，而且经由对应的驱动电路，与氨喷射阀13、节流阀驱动用促动器17、氨供给泵24和截止阀26连接。
这样构成的氨燃烧内燃机，在内燃机运行时，液态氨从氨喷射阀13喷射到各气缸的燃烧室5内。此时，从氨喷射阀13喷射出的液态氨一被喷射出就减压沸腾而气化。
在燃烧室5内气化了的气态氨，在压缩行程的后半行程，由于从等离子流火花塞6喷出的等离子流而着火。当使气态氨完全燃烧时，理论上变为N2和H2O，完全不产生CO2。然而，实际上残存未燃的氨，并且通过在燃烧室5内的混合气的燃烧而生成NOX。因此，从燃烧室5排出未燃的氨和NOX。因此，在内燃机排气通路内配置有下游侧排气净化装置23，该下游侧排气净化装置23能够净化排气中所含的未燃氨和NOX。
然而，在冷起动时等，下游侧排气净化催化剂23的温度低，所以下游侧净化催化剂23未活化，因此不能够净化从内燃机主体排出的未燃氨。因此，在本实施方式中，在下游侧排气净化装置23上游的内燃机排气通路内配置有上游侧排气净化装置21，该上游侧排气净化装置21能够吸附排气中所含的氨和NOX，并在温度升高时将所吸附的氨和NOX放出。
然而，与化石燃料等相比，氨的气化潜热大，因此，当从氨喷射阀13喷射常温的氨时，由于氨的气化潜热，燃烧室5内的空气的热量被夺取，燃烧室5内的温度急剧降低。当燃烧室5内的温度降低时，氨变得难以气化，并且即使在压缩上止点，燃烧室5内的温度也变低。一般地，由于与化石燃料等相比氨难以燃烧，所以当变得难以气化、或在压缩上止点的燃烧室5内的温度变低时，有时招致燃烧不良、失火（不发火）。
因此，为了促进氨的气化且提高在压缩上止点的燃烧室5内的温度，必须提高向燃烧室5内供给的氨的温度。因此，在本实施方式中，相比于燃料罐14内的氨的温度提高向氨喷射阀13供给的氨的温度。
如图1所示，在本实施方式中，在氨供给管27上设置有热交换器28。该热交换器28在热流体和向氨喷射阀供给的氨之间进行热交换，所述热流体是温度比燃料罐14内的氨（或从燃料罐14流出并在氨供给管27内流动的氨）的温度即大气温度或常温高的热流体。
作为这样的热流体，可以使用例如内燃机的冷却水。图2（A）为概略表示使用冷却水作为热流体时的热交换器和内燃机的冷却系统50的图。如图2所示，内燃机主体1的内燃机冷却通路，经由上游侧连通管51和下游侧连通管52而与散热器53连接。在上游侧连通管51内，冷却水从内燃机主体1的内燃机冷却通路流向散热器53流动，在下游侧连通管52内，冷却水从散热器53向内燃机主体1的内燃机冷却通路流动。
在下游侧连通管52上，设置有恒温器54和水泵55。从上游侧连通管51分支出的旁通管56与恒温器54连接。恒温器54是将内燃机主体1内的冷却水的温度保持在一定温度以上的装置，在内燃机主体1内的冷却水的温度比一定温度低时，恒温器54被关闭。当恒温器54关闭时，从散热器53朝向恒温器54的下游侧连通管52内的冷却水流动被阻断，因此，冷却水变得不在散热器53内流动。另外，在恒温器54被关闭的同时，旁通管56的朝向下游侧连通管52的出口被打开，因此，冷却水通过旁通管56流动。
另一方面，当恒温器54被开启时，允许从散热器53朝向恒温器54的下游侧连通管52内的冷却水的流动，因此冷却水将在散热器53内流动。另外，在恒温器54被开启的同时，旁通管56的朝向下游侧连通管52的出口被关闭，因此冷却水不通过旁通管56流动。
在这样构成的内燃机的冷却系统50中，在冷却水通过内燃机主体1时，从内燃机主体1夺取热量，所以从内燃机主体1流出的冷却水的温度高。在本实施方式中，利用热交换器28，在从内燃机主体1流出的冷却水和在氨供给管27内流动的氨之间进行热交换，因此，能够使在氨供给管27内流动的氨升温。
或者，作为上述热流体可以使用排气，图2（B）是概略表示使用排气作为热流体时的热交换器28的图。如图2（B）所示，在热交换器28内，在氨供给管27内流动的氨和在下游侧排气净化装置23内流动的排气之间进行热交换，由于通常排气的温度为高温，所以通过该热交换，能够使在氨供给管27内流动的氨升温。
再者，当在氨供给管27内流动的氨与排气之间进行热交换时，未必需要在氨供给管27和下游侧排气净化装置23之间进行热交换，例如也可以在其与排气歧管20、上游侧排气净化装置21或排气管22之间进行热交换。但是，由于一般地排气温度越趋向排气下游侧就越低，因此为了使在氨供给管27内流动的氨充分升温，优选将热交换器28尽可能地设置在排气通路的上游侧。
或者，作为上述热流体，也可以使用在车内用空调装置（例如，车内用空调器）等中所使用的制冷剂。图2（C）是使用车内用空调装置的制冷剂作为热流体时的热交换器28和车内用空调装置60的概略图。如图2（C）所示，车内用空调装置60具备：使制冷剂循环的循环通路61；在该循环通路61上顺序配置的冷凝器（热交换器）62、膨胀阀63、蒸发器（热交换器）64和空调用压缩机65。作为制冷剂，可以使用例如HFC－134a、氟利昂气体、氨等的一般所使用的各种各样的制冷剂。
在这样构成的车内用空调装置60中，制冷剂沿图2（C）中箭头所示方向循环，由空调用压缩机65加压了的高温高压的液态或气态制冷剂在冷凝器62中向周围释放热量而被冷却，变为中等程度的温度的液态制冷剂。该中等程度的温度的液态制冷剂通过膨胀阀63，由此变为低温低压的雾状制冷剂，并流入蒸发器64。流入到蒸发器64内的低温低压的雾状制冷剂从周围夺取热量而气化，变为低温低压的气态制冷剂。此时，伴随着该制冷剂的气化，车室内的热量被夺走，车室内被冷却。从蒸发器64流出的低温低压的气态制冷剂由空调用压缩机65加压，变为高温高压的液态或气态制冷剂，并再次流入冷凝器62内。车内用空调装置60，通过反复进行在由蒸发器64从车室内夺取热量将车室内冷却的同时，由冷凝器62向大气释放热量的循环（冷冻循环），进行了车室内的冷却。
在此，由空调用压缩机65加压后的制冷剂，如上所述那样变为高温。在本实施方式中，利用热交换器28，在从空调用压缩机65流出的高温的制冷剂和在氨供给管27内流动的氨之间进行热交换，由此，能够使在氨供给管27内流动的氨升温。再者，虽然在图2（C）所示的例中，在空调用压缩机65和冷凝器62之间的循环通路61与氨供给管27之间进行热交换，但也可以在冷凝器62与氨供给管27之间进行热交换。
如图2（A）～图2（C）所示，在热交换器28中，在在氨供给管27内流动的氨和热流体之间进行热交换，所述热流体为在内燃机运行中变得比大气温度或常温高的内燃机内的热流体或搭载了内燃机的车辆内的热流体，由此，能够使向氨喷射阀13供给的氨升温。另外，在上述实施方式中，由于作为热流体使用了伴随着内燃机的运行而被加热的热流体，所以可以说氨的升温利用伴随着内燃机的运行而产生的能量进行。特别是在上述图2（A）～图2（C）中，利用通常向大气中释放的热进行氨的加热，所以能够将作为内燃机整体或作为搭载了内燃机的车辆整体的能量效率维持得较高，并且进行氨的升温。
再者，虽然在上述实施方式中，使用伴随着内燃机的运行而被加热的热流体，利用热交换器进行了氨的升温，但也可以在氨供给管27上设置电加热器，并利用该电加热器进行氨的升温。该情况下，向电加热器供给利用由内燃机驱动的发电机生成的电力。另外，除了电加热器之外，或替代电加热器，还可以设置对在氨供给管27内流动的氨进行加压压缩的电动压缩机。再者，由于从伴随着内燃机的运行而被驱动的发电机向电加热器和压缩机供给电力，所以可以说氨的升温和升压利用伴随着内燃机的运行而产生的能量进行。
另外，在上述实施方式中，在氨供给管27上设置热交换器28或电加热器、压缩机，使在氨供给管27内流动的氨升温，但也可以在燃料罐14上设置热交换器或电加热器、压缩机，使燃料罐14内的氨升温。
再者，在上述实施方式中，氨喷射阀13配置在气缸盖2上，并且向燃烧室5内喷射氨。然而，氨喷射阀例如如图3所示也可以配置在进气支管11上，并向对应的进气口8内喷射液态氨（图3的氨喷射阀13’）。
另外，在上述实施方式中，作为内燃机，使用了由点火装置6进行混合气点火的火花点火式内燃机。然而，作为内燃机，也可以使用不采用点火装置6的压缩自着火式内燃机。
另外，在上述实施方式中，向氨喷射阀13供给液体状态的氨并喷射了液态氨。然而，在从氨喷射阀13向进气口8和/或燃烧室5内进行气态氨的喷射的情况下，在氨供给管27内配置气化器来使液态氨气化，从氨喷射阀喷射气态氨。在此，如上所述，氨的气化潜热非常大，因此，在气化器中氨从液体气化成为气体时，氨的温度降低。其结果，气化了的氨的压力未充分提高，存在产生作为燃料的氨的供给不足的情况。因此，即使是从氨喷射阀13进行气态氨的喷射的情况，也需要将向氨喷射阀13供给的氨升温或升压。因此，也可以将上述实施方式应用于从氨喷射阀13喷射气态氨的氨燃烧内燃机。
另外，在上述实施方式中，作为燃料仅使用了氨。然而，与一直以来所使用的化石燃料相比，氨难以燃烧。当作为燃料仅使用氨时，存在在燃烧室5内不能进行适当的燃烧的情况。因此，作为燃料，除了供给氨以外可以还向燃烧室5内供给氨以外的燃料（以下称作“非氨燃料”）。作为非氨燃料，可以使用比氨容易燃烧的燃料，例如汽油、轻油、液化天然气、或通过将氨改性而获得的氢气等。
图4为除了氨以外还向燃烧室5内供给非氨燃料时的内燃机的例子。在图4所示的例中，表示了作为非氨燃料使用能够火花点火的燃料例如汽油的情况。在图4所示的例中，在进气支管11上配置了用于向各自对应的进气口8内喷射汽油的非氨燃料喷射阀71。从非氨燃料贮存罐72向该非氨燃料喷射阀71供给非氨燃料。在非氨燃料贮存罐72内配置有非氨燃料供给泵73。该非氨燃料供给泵73的排出口经由非氨燃料供给管（非氨燃料供给通路）74与非氨燃料喷射阀71连接。再者，非氨燃料喷射阀也可以是配置在气缸盖3并向各自对应的燃烧室5内喷射非氨燃料的喷射阀。
再者，在以下的实施方式和变形例中，对于向燃烧室5内喷射液态氨并由点火装置6进行混合气的点火、并且仅喷射液态氨作为燃料的内燃机进行说明。然而，在以下的实施方式和变形例中，也可以与上述实施方式同样地进行各种变更。
以下，参照图5说明本发明的第二实施方式的氨燃烧内燃机。图5所示的本实施方式的内燃机的构成，基本上与第一实施方式的内燃机的构成同样，对于同样的构成省略其说明。
如图5所示，本实施方式的内燃机，具备：在热交换器28的上游侧从氨供给管27分支出的旁通管80；和流量控制阀81，其设置在旁通管80从氨供给管27分支的分支部。旁通管80能够绕过热交换器28，旁通管80在热交换器28的下游侧与氨供给管27合流。温度传感器29，在旁通管80向氨供给管27合流的合流部的下游侧配置在氨供给管27上。另外，流量控制阀81能够分别调整向热交换器28和旁通管80流入的氨的流量。换种角度说，利用流量控制阀81，能够调整向旁通管80流入的氨的流量和向热交换器28流入的氨的流量的比率。
可是，如上所述，由于氨的气化潜热大，所以在向氨喷射阀13供给之前需要进行氨的升温，但是，相反地，如果向氨喷射阀13供给的氨的温度变得过高，则在液态氨内产生气泡，不能适当地控制来自氨喷射阀13的氨喷射量。因此，为了适当地进行来自氨喷射阀13的氨的喷射使氨在燃烧室5内良好地燃烧，向氨喷射阀13供给的氨的温度必须维持在比常温高的一定范围内。
另外，在从氨喷射阀13喷射气态氨的情况下也可以说是相同的。即，在从氨喷射阀13喷射气态氨的情况下，如果向氨喷射阀13供给的氨的温度变得过高，则氨的密度降低，其结果，供给到燃烧室5内的氨的量减少。因此，为了适当地进行来自氨喷射阀13的氨的喷射，向氨喷射阀13供给的氨的温度必须维持在比常温高的一定范围内。
在此，由于经由热交换器28而流动的氨在热交换器28内被升温，所以其温度高。另一方面，经由旁通管80流动的氨不通过热交换器28，所以不升温且其温度低。因此，在本实施方式中，在向氨喷射阀13流入的氨的温度高时，使向热交换器28流入的氨的流量减少，同时使向旁通管80流入的氨的流量增大，在向氨喷射阀13流入的氨的温度低时，使向热交换器28流入的氨的流量增大，同时使向旁通管80流入的氨的流量减少。由此，能够适当地控制向氨喷射阀13流入的氨的温度。
具体地讲，在由温度传感器29检测出的氨的温度比预定的目标温度（或目标温度范围）高时，控制流量控制阀81，使得向热交换器28流入的氨的流量减少（或者，使得向热交换器28流入的氨的比率减少），相反，在由温度传感器29检测出的氨的温度比上述目标温度低时，控制流量控制阀81，使得向热交换器28流入的氨的流量增大（或者，使得向热交换器28流入的氨的比率上升）。由此，能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度维持在目标温度附近或目标温度范围附近。
若更一般化地说明，则可以说：在本实施方式中，氨燃烧内燃机具备：温度检测装置，其检测向氨供给装置供给的氨的温度或从升温-升压装置（热交换器28、或后述的内燃机主体1的内燃机冷却通路、车内用空调装置等）流出的氨的温度；旁路通路，其绕过升温-升压装置；和流量控制阀，其能够调整向升温-升压装置和旁路通路流入的氨的流量，基于由温度检测装置检测出的温度，能够控制向升温-升压装置流入的氨的流量。
图6为控制向氨喷射阀13流入的氨的温度的控制程序的流程图。图示的控制程序，通过一定时间间隔的中断来进行。
在图6所示的控制程序中，首先，在步骤S11中，由温度传感器29检测向氨喷射阀13流入的氨的温度Ta。然后，在步骤S12和S13中，判定在步骤S11中所检测出的氨的温度Ta是比目标温度Tatgt高还是比目标温度Tatgt低或者是与目标温度Tatgt大致相同。当在步骤S12和S13中判定为氨的温度Ta比目标温度Tatgt高的情况下，进入步骤S14。在步骤S14，控制流量控制阀81，以使得向热交换器28流入的氨的流量减少，由此，使向氨喷射阀13流入的氨的温度降低。另一方面，当在步骤S12和S13中判定为氨的温度Ta比目标温度Tatgt低的情况下，进入步骤S15。在步骤S15中，控制流量控制阀81，以使得向热交换器28流入的氨的流量增大，由此，使向氨喷射阀13流入的氨的温度上升。另外，当在步骤S12和S13中判定为氨的温度Ta与目标温度Tatgt大致相同时，以原样的状态维持流量控制阀81。
以下，参照图7说明第二实施方式的变形例。在图7（A）所示的例中，对于图2（A）所示的冷却系统50，设置有绕过热交换器28的旁通管82、和控制向该旁通管82流入的冷却水的流量的流量控制阀83。另外，在图7（B）所示的例中，对于图2（B）所示的排气系统，设置有绕过下游侧排气净化装置23的旁通管84、和控制向该旁通管84流入的排气的流量的流量控制阀85。而且，在图7（C）所示的例中，对于图2（C）所示的车内用空调装置60，设置有绕过热交换器28的旁通管86、和控制向该旁通管流入的制冷剂的流量的流量控制阀87。
这些旁通管82、84和86，能够绕过热交换器（在图7（B）中为下游侧排气净化装置）28。另外，流量控制阀83、85、87能够调整向热交换器28流入的热流体（冷却水、排气、制冷剂）的流量，因此，能够同时地调整向旁通管82、84、86流入的热流体的流量。即可以说，利用流量控制阀83、85、87，能够调整向热交换器28流入的热流体的流量和向旁通管82、84、86流入的热流体的流量的比率。
在此，在热交换器28中施加给氨的热量根据向热交换器28内流入的流体（冷却水、排气、制冷剂等）的流量而变化。例如，在向热交换器28内流入的热流体的流量多时，在热交换器28内从热流体向氨传递的热量多。其结果，从热交换器28流出的氨的温度变高。另一方面，在向热交换器28内流入的热流体的流量少时，在热交换器28内从热流体向氨传递的热量少。其结果，从热交换器28流出的氨的温度变低。
因此，在本变形例中，在向氨喷射阀13流入的氨的温度高时，使向热交换器28流入的热流体的流量减少，另一方面，在向氨喷射阀13流入的氨的温度低时，使向热交换器28流入的热流体的流量增大。由此，能够适当地控制向氨喷射阀13流入的氨的温度。
具体地讲，在由温度传感器29检测出的氨的温度比预定的目标温度（或目标温度范围）高时，控制流量控制阀83、85、87，使得向热交换器28流入的热流体的流量增大，相反，在由温度传感器29检测出的氨的温度比预定的目标温度低时，控制流量控制阀83、85、87，使得向热交换器28流入的热流体的流量减少。由此，能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度维持在目标温度附近或目标温度范围附近。
或者，也可以不设置旁通管82、84、86和流量控制阀83、85、87，通过控制水泵55或空调用压缩机65的输出，来控制向热交换器28流入的热流体的流量。该情况下，在向氨喷射阀13流入的氨的温度高时，使水泵55或空调用压缩机65的输出降低，使热流体的流量减少，在向氨喷射阀13流入的氨的温度低时，提高水泵55或空调用压缩机65的输出，使热流体的流量增大。通过这样进行，也能够适当地控制向氨喷射阀13流入的氨的温度。
对上述内容进行归纳，在本变形例中，基于向氨喷射阀13流入的氨的温度，即由温度传感器29检测出的氨的温度，反馈控制在热交换器28内从热流体向氨传递的热量，由此能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度控制为适当的温度。
以下，参照图8说明本发明的第三实施方式的氨燃烧内燃机。本实施方式的内燃机的构成，基本上与第一实施方式和第二实施方式的内燃机的构成同样，对于同样的构成省略其说明。
图8为概略表示本实施方式的内燃机的燃料供给系统的图。如图8（A）所示，在本实施方式的内燃机中，替代热交换器28，在氨供给管27上设置有内燃机主体1的内燃机冷却通路。因此，作为燃料向氨喷射阀13供给的氨，在通过内燃机主体1的内燃机冷却通路期间从内燃机主体1夺取热量冷却内燃机主体，并且与之相伴地升温。换种角度说，在本实施方式中，向氨喷射阀13供给的氨，替代冷却水，用作冷却内燃机主体1的冷却介质。
由此，在本实施方式中，能够使向氨喷射阀13供给的氨升温。另外，在本实施方式中，由于氨的升温是利用内燃机主体1的热来进行，所以可以说，氨的升温利用伴随着内燃机的运行而产生的能量进行。特别是，在本实施方式中，由于利用通常经由冷却水向大气中释放的热进行氨的加热，所以能够一边较高地维持作为内燃机整体的能量效率，一边进行氨的升温。
再者，在上述实施方式中，作为冷却内燃机主体1的冷却介质，使用氨替代冷却水。然而，也可以由冷却水和氨这两种冷却介质来冷却内燃机主体1，即，也可以使氨仅通过内燃机主体1的内燃机冷却通路的一部分，该情况下，内燃机主体1的内燃机冷却通路构成为：分为冷却水用通路和氨用通路，冷却水和氨不会混合。
图8（B）表示与图8（A）所示的燃料供给系统不同的燃料供给系统。在图8（B）所示的例中，如图8（A）所示那样，在氨供给管27上设置有内燃机主体1的内燃机冷却通路，并且设置有：旁通管90，其在内燃机主体1的内燃机冷却通路的上游侧从氨供给管27分支；和流量控制阀91，其控制向内燃机主体1的内燃机冷却通路和旁通管90流入的氨的流量。旁通管90构成为：绕过内燃机主体1的内燃机冷却通路。温度传感器29，在旁通管90向氨供给管27合流的合流部的下游侧配置在氨供给管27上。
在这样构成的图8（B）所示的例中，在向氨喷射阀13流入的氨的温度高时，使向内燃机主体1的内燃机冷却通路流入的氨的流量减少，并且使向旁通管90流入的氨的流量增大，在向氨喷射阀13流入的氨的温度低时，使向内燃机主体1的内燃机冷却通路流入的氨的流量增大，并且使向旁通管90流入的氨的流量减少。由此，能够适当地控制向氨喷射阀13流入的氨的温度。
具体而言，在由温度传感器29检测出的氨的温度比预定的目标温度（或目标温度范围）高时，控制流量控制阀91，以使得向内燃机主体1的内燃机冷却通路流入的氨的流量增大，相反，在由温度传感器29检测出的氨的温度比上述目标温度低时，控制流量控制阀91，以使得向内燃机主体1的内燃机冷却通路流入的氨的流量减少。由此，能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度维持在目标温度附近或目标温度范围附近。
图8（C）表示与图8（A）和图8（B）所示的燃料供给系统不同的燃料供给系统。在图8（C）所示的例中，在氨供给管27的中途设置有与图2（A）所示的内燃机的冷却系统50同样的冷却系统50’。但是，在图8（C）所示的冷却系统50’中，作为冷却介质，不是使用冷却水而是使用氨。
如图8（C）所示，与燃料罐14连通的上游侧氨供给管27a连接到冷却系统50’的下游侧连通管52上，特别是连接到水泵55和内燃机主体1的内燃机冷却通路之间的下游侧连通管52上。另外，与氨喷射阀13连通的下游侧氨供给管27b，连接到冷却系统50’的上游侧连通管51上，特别是连接到内燃机主体1的内燃机冷却通路和散热器53之间的下游侧连通管52上。在下游侧氨供给管27b和下游侧连通管52的连接部设置有流量控制阀92，该流量控制阀92控制向氨喷射阀13流入的氨的流量和在冷却系统50’内循环的氨的流量。
在这样构成的燃料供给系统中，从燃料罐14流出的氨经由上游侧氨供给管27a流入冷却系统50’的下游侧连通管52。流入到冷却系统50’内的氨在冷却系统50’内按照内燃机主体1的内燃机冷却通路、散热器53（或旁通管56）、恒温器54、水泵55的顺序循环，由此进行内燃机1的冷却。
另外，在冷却系统50’内循环的氨的一部分在通过流量控制阀92时，相应于流量控制阀92的位置向下游侧氨供给管27b流入，即向氨喷射阀13流入。由于向流量控制阀92流入的氨是刚通过了内燃机主体1的内燃机冷却通路，所以夺取内燃机主体1的热量，其温度变高。因此，经由流量控制阀92从上游侧连通管51流向下游侧氨供给管27b，其后流向氨喷射阀13的氨的温度高。因此，在图8（C）所示的例中，由燃料罐14供给的氨在通过冷却系统50’的期间升温。
再者，在图8（C）所示的例中，上游侧氨供给管27a连接到水泵55和内燃机主体1的内燃机冷却通路之间的下游侧连通路52上，但是也可以连接到恒温器54和水泵55之间的下游侧连通路52上。该情况下，能够利用水泵55进行氨从燃料罐24内的供给，所以也可以不设置氨供给泵24。
另外，在图8（C）所示的燃料供给系统中，也可以设置绕过冷却系统50’的旁通管，并且控制向冷却系统50’和流入旁通管流入的氨的流量。在这样构成的燃料供给系统中，能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度维持在目标温度附近或目标温度范围附近。
对上述内容进行归纳，在本实施方式中，作为进行内燃机冷却的冷却装置（内燃机主体1的内燃机冷却通路和冷却系统50’）的冷却介质，使用了作为燃料所使用的氨。由此，氨伴随着冷却内燃机而被升温。特别是，在本实施方式中，也利用通常向大气中释放的热进行氨的加热，所以作为内燃机整体能够一边较高地维持的能量效率，一边进行氨的升温。
接着，参照图9说明本发明的第四实施方式的氨燃烧内燃机。图9所示的本实施方式的内燃机的构成，基本上与第一实施方式至第三实施方式的内燃机的构成同样，对于同样的构成省略其说明。
图9为概略表示本实施方式的内燃机的燃料供给系统的图。如图9（A）所示，在本实施方式的内燃机中，在氨供给管27的中途，设置有图2（C）所示的车内用空调装置60’。特别是，在图9（C）所示的车内用空调装置60’中，作为制冷剂使用氨。
如图9（C）所示，与燃料罐14连通的上游侧氨供给管27a，连接到车内用空调装置60’的冷凝器62和膨胀阀63之间的循环通路61上。另外，与氨喷射阀13连通的下游侧氨供给管27b，连接到车内用空调装置60’的空调用压缩机65和冷凝器62之间的循环通路61上。在下游侧氨供给管27b和循环通路61的连接部，设置有流量控制阀93，该流量控制阀93控制经由下游侧氨供给管27b向氨喷射阀13流入的氨的流量和在车内用空调装置60’内循环的氨的流量。
在这样构成的燃料供给系统中，从燃料罐14流出的氨经由上游侧氨供给管27a向车内用空调装置60’流入的循环通路61。流入到车内用空调装置60’内的氨，在车内用空调装置60’内按照膨胀阀63、蒸发器64、空调用压缩机65、冷凝器62的顺序循环，由此，进行车室内的冷却。
另外，在车内用空调装置60’内循环的氨的一部分，在通过流量控制阀93时，相应于流量控制阀63的位置，向下游侧氨供给管27b流入，即向氨喷射阀13流入。由于向流量控制阀92流入的氨刚在蒸发器64中夺取车室的热量并且由空调用压缩机65加压升温，所以其温度变高。因此，经由流量控制阀93从循环通路61流向下游侧氨供给管27b，其后流向氨喷射阀13的氨的温度高。因此，在图9（A）所示的例中，由燃料罐14供给的氨在通过车内用空调装置60’的期间被升温。
这样，在本实施方式中，通过从车内用空调装置60’内通过，能够使向氨喷射阀13供给的氨升温。另外，在本实施方式中，利用通过内燃机的输出而被机械或电驱动的空调用压缩机65，进行氨的加压升温，所以可以说，氨的升温是利用伴随着搭载了内燃机的车辆的运行而产生的能量来进行。特别是，在本实施方式中，利用通常经由制冷剂向大气中释放的热进行氨的加热，所以作为内燃机整体能够一边较高地维持能量效率，一边进行氨的升温。
图9（B）表示与图9（A）所示燃料供给系统不同的燃料供给系统。在图9（B）所示的例中，如图9（A）所示那样在氨供给管27的中途设置有车内用空调装置60’，并且设置有旁通管94和流量控制阀95，所述旁通管94在车内用空调装置60’的上游侧从氨供给管27分支，所述流量控制阀95控制向车内用空调装置60’流入的氨的流量。旁通管94被构成为：绕过车内用空调装置60’。温度传感器29，在旁通管94向下游侧氨供给管27b合流的合流部的下游侧配置在下游侧氨供给管27b上。
在这样构成的图9（B）所示的例中，在向氨喷射阀13流入的氨的温度高时，使向车内用空调装置60’流入的氨的流量减少，同时使向旁通管94流入的氨的流量增大，在向氨喷射阀13流入的氨的温度低时，使向车内用空调装置60’流入的氨的流量增大，同时使向旁通管90流入的氨的流量减少。由此，能适当地控制向氨喷射阀13流入的氨的温度。
具体而言，在由温度传感器29检测出的氨的温度比预定的目标温度（或目标温度范围）高时，控制流量控制阀95，以使得向车内用空调装置60’流入的氨的流量减少，相反，在由温度传感器29检测出的氨的温度比上述目标温度低时，控制流量控制阀95，以使得向车内用空调装置60’流入的氨的流量增大。由此，能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度维持在目标温度附近或目标温度范围附近。
图9（C）表示与图9（A）和图9（B）所示的燃料供给系统不同的燃料供给系统。在图9（C）所示的例中，在图9（B）的旁通管94上设置有内燃机主体1的内燃机冷却通路。
但是，车内用空调装置60’对车室内的冷却在内燃机的运行中并不是总是进行，而是根据车室内的乘客的要求来进行。因此，即使是内燃机运行中，有时也不需要驱动车内用空调装置60’。然而，在图9（A）和图9（B）所示的例中，即使是车室内的乘客未要求驱动车内用空调装置60’的情况下，为了在内燃机运行中总是将向氨喷射阀13供给的氨的温度升温，也必须驱动车内用空调装置60’，导致能量效率的降低。
对此，在图9（C）所示的例中，在绕过车内用空调装置60’的旁通管94上设置有内燃机主体1的内燃机冷却通路。因此，在车室内的乘客未要求由车内用空调装置60’进行车室内的冷却时，在车内用空调装置60’停止运行的同时，从燃料罐14流出的氨不流入车内用空调装置60’，而是向旁通管94流入，即向内燃机主体1的内燃机冷却通路流入。由此，在车内用空调装置60’被驱动时，氨由车内用空调装置60’升温，在车内用空调装置60’未被驱动时，氨从内燃机主体1的内燃机冷却通路通过由此被升温。由此，不会导致能量效率的降低，并能够进行氨的升温。
再者，在上述实施方式中，在旁通管94上设置了内燃机主体1的内燃机冷却通路，但也可以在旁通管94上设置图8（C）所示那样的冷却系统50’。另外，在图9（C）所示的燃料供给系统中，也可以设置绕过车内用空调装置60’和内燃机主体1的内燃机冷却通路这两者的又一旁通管，且控制向该又一旁通管流入的氨的流量和向车内用空调装置60’或内燃机主体1的内燃机冷却通路流入的氨的流量。在这样构成的燃料供给系统中，能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度维持在目标温度附近或目标温度范围附近。
对上述内容进行归纳，在本实施方式中，作为进行搭载了内燃机的车辆的车室内的供冷的车内用空调装置的制冷剂，使用作为燃料所使用的氨。由此，氨伴随着冷却车辆的车室而被升温。特别是，在本实施方式中，也利用通常向大气中释放的热进行氨的加热，所以作为内燃机整体能够一边较高地维持的能量效率，一边进行氨的升温。另外，在本实施方式中，车内用空调装置具备将制冷剂加压升温的空调用压缩机，所以能够将向氨喷射阀13供给的氨升压。
以下，参照图10说明本发明的第五实施方式的氨燃烧内燃机。图10所示的本实施方式的内燃机的构成，基本上与第一实施方式至第四实施方式的内燃机的构成同样，对于相同的构成省略其说明。
图10为概略表示本实施方式的内燃机的燃料供给系统的图。如图10（A）所示，在本实施方式的内燃机中，在氨供给管27的中途设置有绝热性蓄热容器100。即，与燃料罐14连通的上游侧氨供给管27a与蓄热容器100连接。在该蓄热容器100内设置有蓄热容器用供给泵101。该蓄热容器用供给泵101将贮存在蓄热容器100内的氨向下游侧氨供给管27b供给，其结果，供给到氨喷射阀13。在这样构成的燃料供给系统中，从燃料罐14流出的氨经由上游侧氨供给管27a暂先流入蓄热容器100内。蓄热容器100内的氨由蓄热容器用供给泵101经由下游侧氨供给管27b向氨喷射阀13供给。
蓄热容器100配置有热交换器28。该热交换器28，与图2（A）～图2（C）所示的热交换器同样地，在热流体和贮存在蓄热容器100内的氨之间进行热交换，所述热流体为温度比燃料罐14内的氨的温度高的热流体，即比大气温度或常温高的热流体。
在这样构成的燃料供给系统中，流入到蓄热容器100内的氨，由热交换器28加热。因此，在内燃机的通常运行中，从燃料罐14流出的氨在蓄热容器100内由热交换器28加热，其后，高温的氨从蓄热容器100内向各个氨喷射阀13供给。
然而，如图2（A）～图2（C）所示，在利用在内燃机运行中变为高温的热流体进行氨的升温的情况下，在内燃机起动时，热流体的温度低的情形较多。因此，在利用在内燃机运行中变为高温的热流体进行氨的升温的情况下，在内燃机起动时，有时不能够利用该热流体使氨升温。因此，在本实施方式中，使在内燃机运行中利用热流体升温了的氨流入到蓄热容器100内，在内燃机的运行停止了时，使高温的氨贮存在蓄热容器100内，然后，在内燃机起动时，将贮存在蓄热容器100内的高温的氨向氨喷射阀13供给。
更详细地说明，在内燃机的运行停止了时，高温的氨贮存在蓄热容器100内。如上所述，由于蓄热容器100为绝热性容器，所以在内燃机的运行停止时，贮存在蓄热容器100内的高温的氨其温度维持在高温。因此，在内燃机的运行停止后内燃机再次起动时，蓄热容器100内的氨的温度也比较高，为至少比燃料罐14内的氨的温度高的温度。因此，在内燃机再起动时，向氨喷射阀13供给该蓄热容器100内的高温的氨，由此能够从内燃机起动时就向氨喷射阀13供给高温的氨。
再者，在图10（A）所示的例中，热交换器28配置在蓄热容器100内，但也可以将热交换器28配置在蓄热容器100上游侧的氨供给管27上。在这样构成的情况下，在内燃机运行中，高温的氨贮存在蓄热容器100内，并且，在内燃机停止运行后再次起动时，蓄热容器100内的高温氨向氨喷射阀13供给，能够从内燃机起动时就向氨喷射阀13供给高温的氨。
图10（B）表示与图10（A）所示的燃料供给系统不同的燃料供给系统。在图10（B）所示的例中，分支管103从氨供给管27分支，并且在该分支管103上设置有蓄热容器100。在蓄热容器100内设置有蓄热容器用供给泵101，并且该蓄热容器用供给泵101与分支管103连接。另一方面，控制阀104设置在分支管103上，其控制在分支管103内流通的氨的流量。另外，在分支管103的分支部的上游侧的氨供给管27上设置有控制阀105，该控制阀105控制在氨供给管27内流动的氨的流量。可以利用这些控制阀104、105来调整向氨喷射阀13供给的氨中的、从燃料罐14供给的氨的流量和从蓄热容器100供给的氨的流量的比率。即，这些控制阀104、105作为流量比率控制阀发挥作用，所述流量比率控制阀控制从燃料罐14向氨喷射阀13供给的氨的流量和从蓄热容器100向氨喷射阀13供给的氨的流量的比率。另外，在氨供给管27上，在分支管103的分支部的上游侧设置有热交换器28，利用该热交换器28使在氨供给管27内流动的氨升温。
在这样构成的燃料供给系统中，在内燃机通常运行时，燃料罐14内的氨由热交换器28升温，并且被升温了的氨向氨喷射阀13供给。另外，由热交换器28升温了的氨的一部分供给到蓄热容器100内，因此，在蓄热容器100内贮存高温的氨。
其后，如果内燃机被停止运行，则停止向氨喷射阀13供给氨。由于在蓄热容器100内贮存有高温的氨，蓄热容器100由绝热性材料形成，所以即使在内燃机停止运行后，蓄热容器100内的氨的温度也维持着比较高的温度。然后，在内燃机再次起动时，仅从蓄热容器100或从蓄热容器100和燃料罐14两者向氨喷射阀13供给氨。此时的来自蓄热容器100和燃料罐14的氨的供给比率由控制阀104、105控制，以使得由温度传感器29检测出的氨的温度变为目标温度或目标温度范围内的温度。由此，在再次起动内燃机时，也能够向氨喷射阀13供给高温且适合温度的氨。
图11为图10（B）所示的例的控制向氨喷射阀13流入的氨的温度的控制程序的流程图。图示的控制程序通过一定时间间隔的中断来进行。
在图11所示的控制程序中，首先在步骤S21中，判定是否是内燃机起动时（更详细地说，从内燃机起动算起的一定时间内）。在判定为不是内燃机起动时的情况下，结束控制程序。另一方面，当在步骤S21中判定为是内燃机起动时，进入步骤S22。在步骤S22中，检测向氨喷射阀13流入的氨的温度Ta。接着，在步骤S23和步骤S24中，判定在步骤S22中检测出的氨的温度Ta是比目标温度Tatgt高还是比其低或者与目标温度Tatgt大致相同。当在步骤S23和S24中判定为氨的温度Ta比目标温度Tatgt高的情况下，进入步骤S25。在步骤S25中，使从燃料罐14向氨喷射阀13供给的燃料的流量增大，同时减少从蓄热容器100向氨喷射阀13供给的氨的流量。即在步骤S25中，增大控制阀105的开度，同时减小控制阀104的开度。由此，在内燃机起动时蓄热容器100内的高温的氨向氨喷射阀13供给的量被限制，因此向氨喷射阀13供给的氨的温度降低。
另一方面，当在步骤S23和S24中判定为在步骤S23中检测出的氨的温度Ta比目标温度Tatgt低的情况下，进入步骤S26。在步骤S26中，减少从燃料罐14向氨喷射阀13供给的氨的流量，同时增加从蓄热容器100向氨喷射阀13供给的氨的流量。即在步骤S26中，减小控制阀105的开度，同时增大控制阀104的开度。由此，能够抑制在内燃机起动时向氨喷射阀13供给的氨的温度过低。另外，当在步骤S23和S24中判定为氨的温度Ta与目标温度Tatgt大致相同的情况下，控制阀104和105的开度维持原样不变。
接着，参照图12说明第五实施方式的变形例，在图12所示的例中，设置有基本上与图2（A）所示的例子同样的构成的热交换器28。即，在图12所示的例中，在氨和内燃机的冷却系统50”之间进行热交换。
然而，在图12所示的例中，在内燃机主体1的内燃机冷却通路和热交换器28之间设置有绝热性的蓄热容器108。因此，在内燃机通常运行时，从内燃机主体1的内燃机冷却通路流出的高温的冷却水暂先贮存在蓄热容器108内，其后，向热交换器28内流入。因此，在内燃机通常运行时，在蓄热容器108内始终贮存有高温的冷却水。
另一方面，若内燃机被停止运行，则与此相伴，在冷却系统50”内的冷却水的循环也停止。此时，高温的冷却水贮存在蓄热容器108内。这样，由于蓄热容器108由绝热性材料构成，所以贮存在蓄热容器108内的高温的冷却水维持着比较高的温度。因此在内燃机被再次起动时，贮存在蓄热容器108内的氨也为比较高的温度。
若内燃机再次起动，则向热交换器28供给贮存在蓄热容器108内的比较高温的冷却水。因此，从内燃机刚再起动后就向热交换器28供给比较高温的冷却水。其结果，从内燃机刚再起动后就由热交换器28进行氨的升温。
再者，在上述实施方式中，示出了在热交换28内进行热交换的热介质为冷却水的情况的例子，但是也可应用于作为这样的热介质使用车内用空调装置的制冷剂等的其他热介质的情况。
接着，参照图13说明本发明的第六实施方式的氨燃烧内燃机。图13所示的本实施方式的内燃机的构成，基本上与第一实施方式至第五实施方式的内燃机的构成同样，对于同样的构成省略其说明。
如图13（A）所示，在本实施方式中，在氨供给管27上设置有吸热用热交换器110、膨胀器111、散热用热交换器112。吸热用热交换器110为与图1和图2所示的热交换器28同样的热交换器，在热流体和在氨供给管27内流动的氨之间进行热交换，所述热流体为温度比燃料罐14内的氨的温度高的热流体、即比大气温度或常温高的温度的热流体。作为热流体，可以使用例如图2（A）～图2（C）所示那样的热流体。
膨胀器111使通过吸热用热交换器111变为高温的氨膨胀。作为这样的膨胀器111，可使用例如涡轮机。该情况下，伴随着涡轮机内的氨的膨胀，驱动涡轮机。因此，在膨胀器111中，伴随着氨的膨胀，取出动力。在本实施方式中，发电机113与膨胀器111连接，因此，通过由膨胀器111取出的动力来驱动发电机113。即，在本实施方式中，通过膨胀器111中的氨的膨胀，发电机113产生电力。
散热用热交换器112是为了冷却从膨胀器111流出的高温的氨而使用的。特别是，在从氨喷射阀13喷射液态氨的情况下，被用于：将从膨胀器111流出的氨蒸气冷凝而进行液化。
在这样构成的本实施方式的内燃机中，从燃料罐14流出的氨，首先流入热交换器110，被升温、气化。其后，在膨胀器111中，氨的热能的一部分转换成为机械能，通过氨的膨胀，发电机113产生电力。即，由氨的热能再生动力。从膨胀器111流出的氨流入散热用热交换器112，氨的热量被释放到大气中。与此相伴，氨蒸气冷凝液化，其后，液体氨向氨喷射阀13供给。即使通过散热用热交换器112，氨的温度也为比燃料罐14内的氨的温度高的温度，因此，会向氨喷射阀13供给温度比燃料罐14内的氨的温度高的氨。
另外，在本实施方式中，向氨喷射阀13供给的氨的温度，可通过控制发电机113的发电负荷而调整。即，在发电机113的发电负荷低时，在膨胀器111中，氨膨胀的程度小，因此，在膨胀器111中，不怎么进行从热能向机械能的转换。因此，从膨胀器111流出的氨的温度仍高。另一方面，在发电机113的发电负荷高时，在膨胀器111中，氨膨胀的程度大，因此，在膨胀器111中，从热能向机械能的转换容易进行。因此，从膨胀器111流出的氨的温度降低。
因此，在从膨胀器111或从散热用热交换器112流出的氨的温度高时，提高发电机113的发电负荷，相反，在该氨的温度低时，使发电机113的发电负荷降低。由此，能够将从散热用热交换器112流出的氨的温度维持在目标温度附近或目标温度范围附近。特别是，在本实施方式中，利用发电机113能够将氨的热再生为动力并且适当地控制向氨喷射阀13供给的氨的温度。
再者，在图13（A）所示的燃料供给系统中，也可以设置绕过吸热用热交换器110、膨胀器111、散热用热交换器112的旁通管，并且设置流量控制阀，所述流量控制阀控制在氨供给管27内原样地流动的氨的流量和在旁通管内流动的氨的流量，在这样构成的燃料供给系统中，能够将向氨喷射阀13流入的氨的温度更准确地维持在目标温度附近或目标温度范围附近。
另外，也可以不设置散热用热交换器112。该情况下，从膨胀器111流出的氨直接流入氨喷射阀13，所以在膨胀器111中，需要使氨的温度降低某种程度。
进而，如图13（B）所示，也可以设置使从散热用热交换器112流出的氨的一部分再次流入吸热用热交换器110的返回通路114，并且在向返回通路114分支的分支部设置流量控制阀115，所述流量控制阀115控制向氨喷射阀13供给的氨的流量、和在吸热用热交换器110、膨胀器111、吸热用热交换器112中循环的氨的流量。通过这种地构成，从燃料罐114流出的氨在吸热用热交换器110、膨胀器111、吸热用热交换器112中循环，作为兰肯循环（蒸气循环，Rankine cycle）发挥作用。在兰肯循环中循环的氨的一部分向氨喷射阀13供给。
再者，对于本发明，基于特定的实施方式进行了详述，但本领域技术人员在不脱离本发明的要求保护的范围和思想的前提下可以进行各种各样的变更、修正等。
附图标记说明
1内燃机主体
5燃烧室
8进气口
10排气口
13氨喷射阀
14燃料罐
21上游侧排气净化装置
23下游侧排气净化装置
24氨供给泵
27氨供给管
28热交换器
29温度传感器
30ECU
50冷却系统
60车内用空调装置

Claims (17)

1.一种氨燃烧内燃机，其以氨为燃料，具备：
向燃烧室供给氨的氨供给装置；和
将向该氨供给装置供给的氨进行升温或升压的升温-升压装置，
该升温-升压装置利用伴随着内燃机运行而产生的能量进行氨的升温或升压。
2.根据权利要求1所述的氨燃烧内燃机，还具备贮存氨的燃料罐，
所述升温-升压装置设置在燃料罐和氨供给装置之间的燃料供给通路上。
3.根据权利要求1或2所述的氨燃烧内燃机，所述升温-升压装置为在向氨供给装置供给的氨与热流体之间进行热交换的热交换器，所述热流体为在内燃机运行中变得比常温高的内燃机内的热流体或搭载了内燃机的车辆内的热流体。
4.根据权利要求1或2所述的氨燃烧内燃机，还具备由该氨燃烧内燃机驱动的发电机，
所述升温-升压装置利用加热器或压缩器进行氨的升温或升压，所述加热器或压缩器由利用所述发电机生成的电力驱动。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的氨燃烧内燃机，还具备检测向所述氨供给装置供给的氨的温度的温度检测装置，
所述升温-升压装置，在利用伴随着内燃机运行而产生的热进行氨的升温的同时，基于由所述温度检测装置检测出的温度，控制施加给氨的热量。
6.根据权利要求1或2所述的氨燃烧内燃机，所述升温-升压装置为进行内燃机的冷却的冷却装置，作为该冷却装置的冷却介质，使用作为燃料所使用的氨，该氨伴随着冷却内燃机而被升温。
7.根据权利要求1或2所述的氨燃烧内燃机，所述升温-升压装置为空调装置，所述空调装置对搭载了内燃机的车辆的车室内进行供冷，作为该空调装置的制冷剂，使用作为燃料所使用的氨，该氨伴随着冷却车辆的车室而被升温。
8.根据权利要求1或2所述的氨燃烧内燃机，所述升温-升压装置为空调装置，所述空调装置对搭载了内燃机的车辆的车室内进行供冷，作为该空调装置的制冷剂，使用作为燃料所使用的氨，该空调装置具备将制冷剂加压的压缩机，所述氨由压缩机升压。
9.根据权利要求1～8的任一项所述的氨燃烧内燃机，还具备：
温度检测装置，其检测向所述氨供给装置供给的氨的温度或从所述升温-升压装置流出的氨的温度；
绕过升温-升压装置的旁路通路；和
流量控制阀，其能够调整向升温-升压装置和旁路通路流入的氨的流量，
基于由所述温度检测装置检测出的温度，控制向升温-升压装置流入的氨的流量。
10.根据权利要求1～9的任一项所述的氨燃烧内燃机，还具备绝热性的蓄热容器，该蓄热容器配置在所述升温-升压装置上或配置在该升温-升压装置的下游侧，
在内燃机运行中温度比常温高的氨被贮存在蓄热容器内，在内燃机停止后再起动时，蓄热容器内的氨被供给到氨供给装置。
11.根据权利要求2所述的氨燃烧内燃机，还具备分支通路和设置在该分支通路上的绝热性的蓄热容器，所述分支通路从所述升温-升压装置和氨供给装置之间的燃料供给通路分支，
在内燃机运行中温度比常温高的氨被贮存在蓄热容器内，在内燃机停止后再起动时，蓄热容器内的氨被供给到氨供给装置。
12.根据权利要求11所述的氨燃烧内燃机，还具备流量比率控制阀，该流量比率控制阀控制从所述燃料罐经由升温-升压装置向氨供给装置供给的氨的流量与从所述蓄热容器向氨供给装置供给的氨的流量的比率，
在所述内燃机再起动时，控制流量比率控制阀使得向氨供给装置供给的氨的温度变为目标温度。
13.根据权利要求1或2所述的氨燃烧内燃机，
所述升温-升压装置具备：
在向氨供给装置供给的氨与热流体之间进行热交换的热交换器，所述热流体为在内燃机运行中变得比常温高的内燃机内的热流体或搭载了内燃机的车辆内的热流体；和
膨胀器，其使被热交换器加热了的氨膨胀，
在从膨胀器流出的氨向氨供给装置供给的同时，通过调整利用膨胀器使氨膨胀的程度来控制从膨胀器流出的氨的温度。
14.根据权利要求13所述的氨燃烧内燃机，还具备由膨胀器驱动的动力再生装置。
15.根据权利要求13或14所述的氨燃烧内燃机，还具备用于冷却从膨胀器流出的氨的冷却装置。
16.根据权利要求13～15的任一项所述的氨燃烧内燃机，还具备：
用于绕过所述热交换器和膨胀器的旁路通路；和
流量控制阀，其调整向该旁路通路流入的氨的流量。
17.根据权利要求13～16的任一项所述的氨燃烧内燃机，还具备用于使从膨胀器流出的氨的一部分再次流入热交换器的返回通路。
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