JP2002039018A - 燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置 - Google Patents
燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スロットルで吸入空気流量を絞ることなく、
低負荷時は空燃比を希薄燃焼限界内に収めると同時に、
高負荷時はエンジン出力を確保し、エンジンの全ての負
荷領域において安定した運転を行う。 【解決手段】 気化器１で混合された燃料、水および空
気を、水素、一酸化炭素を主成分とする改質ガスとして
生成する改質器２を有し、生成した改質ガスをエンジン
９に供給しエンジン９の運転を行う燃料改質ガスエンジ
ンの改質ガス供給装置において、改質ガス供給部５０と
改質器２との間の改質ガスの供給通路に熱交換器３が設
けられ、この熱交換器３に供給する冷媒の流量を、エン
ジン９に供給する改質ガスの温度が高負荷時には低く、
低負荷時には高くなるように制御する。
低負荷時は空燃比を希薄燃焼限界内に収めると同時に、
高負荷時はエンジン出力を確保し、エンジンの全ての負
荷領域において安定した運転を行う。 【解決手段】 気化器１で混合された燃料、水および空
気を、水素、一酸化炭素を主成分とする改質ガスとして
生成する改質器２を有し、生成した改質ガスをエンジン
９に供給しエンジン９の運転を行う燃料改質ガスエンジ
ンの改質ガス供給装置において、改質ガス供給部５０と
改質器２との間の改質ガスの供給通路に熱交換器３が設
けられ、この熱交換器３に供給する冷媒の流量を、エン
ジン９に供給する改質ガスの温度が高負荷時には低く、
低負荷時には高くなるように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系燃料か
ら改質ガスを生成し、この改質ガスをエンジンに供給す
ることによりエンジンの運転を行う燃料改質ガスエンジ
ンの改質ガス供給装置に関する。
ら改質ガスを生成し、この改質ガスをエンジンに供給す
ることによりエンジンの運転を行う燃料改質ガスエンジ
ンの改質ガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料改質ガスエンジンは、炭化水素燃料
の改質により得られる、水素、一酸化炭素を主成分とす
る改質ガスを燃料としてエンジンの運転を行うため、水
素エンジンに近い特性を示す。すなわち、燃料改質ガス
エンジンは、希薄燃焼限界が高く希薄域においても安定
した運転が可能であり、低ＮＯx 、高効率を同時に可能
とするものである。このような燃料改質ガスエンジンと
しては、例えば、図５に示す特開昭５８−７２６６８号
に記載されたものがある。これは、ポンプ０１により燃
料を圧送し、熱交換器０２内で燃料を気化した後、改質
器０３で燃料を改質ガスとして生成し、この改質ガスに
よりエンジン０４の運転を行うものである。ここで、生
成された改質ガスは高温であるため、前記熱交換器０２
を改質ガス供給部と改質器０３出口の間に設け、改質前
燃料と熱交換し改質ガスを冷却した後エンジン０４に供
するように構成されている。
の改質により得られる、水素、一酸化炭素を主成分とす
る改質ガスを燃料としてエンジンの運転を行うため、水
素エンジンに近い特性を示す。すなわち、燃料改質ガス
エンジンは、希薄燃焼限界が高く希薄域においても安定
した運転が可能であり、低ＮＯx 、高効率を同時に可能
とするものである。このような燃料改質ガスエンジンと
しては、例えば、図５に示す特開昭５８−７２６６８号
に記載されたものがある。これは、ポンプ０１により燃
料を圧送し、熱交換器０２内で燃料を気化した後、改質
器０３で燃料を改質ガスとして生成し、この改質ガスに
よりエンジン０４の運転を行うものである。ここで、生
成された改質ガスは高温であるため、前記熱交換器０２
を改質ガス供給部と改質器０３出口の間に設け、改質前
燃料と熱交換し改質ガスを冷却した後エンジン０４に供
するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料改質ガ
スエンジンは、希薄燃焼限界が高く、空燃比を理論空燃
比より大きい側に変化させても安定した運転が可能であ
るため、エンジンへ供給する吸入空気量を調整すること
なく改質ガス量のみを調整することにより出力を調整す
ることが可能である。しかし従来の技術ではエンジン０
４の負荷によらず、改質ガスの温度を常に一定の温度以
下に冷却していたため、吸入空気量を調整しない場合、
低負荷時には改質ガスの単位質量あたりの体積が吸入空
気の体積に比較して小さくなりすぎるので、空燃比が大
きくなり、図６に示すように空燃比が希薄燃焼限界を超
え、安定したエンジン０４の運転ができなくなる問題が
あった。また、スロットルを用いてエンジン０４に供給
する吸入空気流量を絞り、空燃比を希薄燃焼限界内に抑
えた場合には、スロットルの絞りによりポンピングロス
が発生し、熱効率が悪くなるという問題があった。本発
明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、エンジンの供給する改質ガスの温度を制御すること
により、スロットルで吸入空気流量を絞ることなく、低
負荷時は空燃比を希薄燃焼限界内に収めると同時に、高
負荷時はエンジン出力を確保し、エンジンの全ての負荷
領域において安定した運転を行うことを目的とする。
スエンジンは、希薄燃焼限界が高く、空燃比を理論空燃
比より大きい側に変化させても安定した運転が可能であ
るため、エンジンへ供給する吸入空気量を調整すること
なく改質ガス量のみを調整することにより出力を調整す
ることが可能である。しかし従来の技術ではエンジン０
４の負荷によらず、改質ガスの温度を常に一定の温度以
下に冷却していたため、吸入空気量を調整しない場合、
低負荷時には改質ガスの単位質量あたりの体積が吸入空
気の体積に比較して小さくなりすぎるので、空燃比が大
きくなり、図６に示すように空燃比が希薄燃焼限界を超
え、安定したエンジン０４の運転ができなくなる問題が
あった。また、スロットルを用いてエンジン０４に供給
する吸入空気流量を絞り、空燃比を希薄燃焼限界内に抑
えた場合には、スロットルの絞りによりポンピングロス
が発生し、熱効率が悪くなるという問題があった。本発
明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、エンジンの供給する改質ガスの温度を制御すること
により、スロットルで吸入空気流量を絞ることなく、低
負荷時は空燃比を希薄燃焼限界内に収めると同時に、高
負荷時はエンジン出力を確保し、エンジンの全ての負荷
領域において安定した運転を行うことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明請求項１記載の燃料改質ガスエンジンの改質
ガス供給装置は、炭化水素燃料を水素、一酸化炭素を主
成分とする改質ガスとして生成する改質器を有し、生成
した改質ガスをエンジンに供給し、エンジンの運転を行
う燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置において、
エンジンに供給する改質ガスの温度を高負荷時には低
く、低負荷時には高く制御する構成となっている。請求
項２記載の発明は、請求項１記載の燃料改質ガスエンジ
ンの改質ガス供給装置において、改質ガス供給部と改質
器との間の改質ガスの供給通路に熱交換器が設けられ、
この熱交換器に供給する冷媒の流量を負荷に応じて変化
させることでエンジンに供給する改質ガスの温度を制御
する構成となっている。請求項３記載の発明は、請求項
１記載の燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置にお
いて、改質ガス供給部と改質器との間の改質ガスの供給
通路に熱交換器と熱交換器をバイパスする供給通路とが
設けられ、この熱交換器を通過する改質ガスの流量を負
荷に応じて変化させることでエンジンに供給する改質ガ
スの温度を制御する構成となっている。請求項４記載の
発明は、請求項２または３記載の燃料改質ガスエンジン
の改質ガス供給装置において、熱交換器に供給する冷媒
としてエンジンの冷却水を用いる構成となっている。請
求項５記載の発明は、請求項２または３記載の燃料改質
ガスエンジンの改質ガス供給装置において、熱交換器に
供給する冷媒として改質用の燃料、水、空気の少なくと
も一つを用いる構成となっている。
め、本発明請求項１記載の燃料改質ガスエンジンの改質
ガス供給装置は、炭化水素燃料を水素、一酸化炭素を主
成分とする改質ガスとして生成する改質器を有し、生成
した改質ガスをエンジンに供給し、エンジンの運転を行
う燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置において、
エンジンに供給する改質ガスの温度を高負荷時には低
く、低負荷時には高く制御する構成となっている。請求
項２記載の発明は、請求項１記載の燃料改質ガスエンジ
ンの改質ガス供給装置において、改質ガス供給部と改質
器との間の改質ガスの供給通路に熱交換器が設けられ、
この熱交換器に供給する冷媒の流量を負荷に応じて変化
させることでエンジンに供給する改質ガスの温度を制御
する構成となっている。請求項３記載の発明は、請求項
１記載の燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置にお
いて、改質ガス供給部と改質器との間の改質ガスの供給
通路に熱交換器と熱交換器をバイパスする供給通路とが
設けられ、この熱交換器を通過する改質ガスの流量を負
荷に応じて変化させることでエンジンに供給する改質ガ
スの温度を制御する構成となっている。請求項４記載の
発明は、請求項２または３記載の燃料改質ガスエンジン
の改質ガス供給装置において、熱交換器に供給する冷媒
としてエンジンの冷却水を用いる構成となっている。請
求項５記載の発明は、請求項２または３記載の燃料改質
ガスエンジンの改質ガス供給装置において、熱交換器に
供給する冷媒として改質用の燃料、水、空気の少なくと
も一つを用いる構成となっている。
【０００５】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、エンジン
に供給する改質ガスの温度を制御することにより、スロ
ットルによる吸入空気流量の調節なしで、低負荷時は空
燃比を希薄燃焼限界内に収めることができ、高負荷時は
エンジン出力を確保でき、エンジンの全ての負荷領域に
おいて安定した運転を行うことができる。請求項２記載
の発明によれば、改質ガス温度を熱交換器を通過する冷
媒流量により制御することができる。請求項３記載の発
明によれば、熱交換器に供給する冷媒の量は一定で、改
質ガスの一部を熱交換器に通過させ、熱交換器を通過す
る改質ガス流量を調整することにより改質ガス温度を制
御することができる。請求項４記載の発明によれば、冷
媒として既存のエンジンの冷却水を用いることで改質ガ
スの温度を調整できる。請求項５記載の発明によれば、
改質ガスの冷却時に捨てられる熱を原料に取り込んで再
利用することができるため、燃料改質ガスの熱効率をさ
らに高めることができる。
に供給する改質ガスの温度を制御することにより、スロ
ットルによる吸入空気流量の調節なしで、低負荷時は空
燃比を希薄燃焼限界内に収めることができ、高負荷時は
エンジン出力を確保でき、エンジンの全ての負荷領域に
おいて安定した運転を行うことができる。請求項２記載
の発明によれば、改質ガス温度を熱交換器を通過する冷
媒流量により制御することができる。請求項３記載の発
明によれば、熱交換器に供給する冷媒の量は一定で、改
質ガスの一部を熱交換器に通過させ、熱交換器を通過す
る改質ガス流量を調整することにより改質ガス温度を制
御することができる。請求項４記載の発明によれば、冷
媒として既存のエンジンの冷却水を用いることで改質ガ
スの温度を調整できる。請求項５記載の発明によれば、
改質ガスの冷却時に捨てられる熱を原料に取り込んで再
利用することができるため、燃料改質ガスの熱効率をさ
らに高めることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１に実施の形態１を示す。燃料、水
は図示しない送液ポンプにより、空気は図示しない気体
ポンプにより気化器１に送られ、気化器１内で気化、混
合される。気化、混合された燃料、水、空気は改質器２
に送られ、改質器２内の触媒により水素、一酸化炭素を
主成分とする改質ガスに改質される。改質反応に必要な
熱量は、例えば、改質器２内で水蒸気改質反応、
に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１に実施の形態１を示す。燃料、水
は図示しない送液ポンプにより、空気は図示しない気体
ポンプにより気化器１に送られ、気化器１内で気化、混
合される。気化、混合された燃料、水、空気は改質器２
に送られ、改質器２内の触媒により水素、一酸化炭素を
主成分とする改質ガスに改質される。改質反応に必要な
熱量は、例えば、改質器２内で水蒸気改質反応、
【数１】 と競合して起こる部分酸化反応、
【数２】 の発熱あるいはエンジン９の排気熱等により供給され
る。改質器２を出た改質ガスの温度は、燃料がメタノー
ル、ナフサ、ガソリンのとき、それぞれ３００℃、５０
０℃、７００℃程度の高温であるが、この高温の改質ガ
スは改質ガス供給部５０と改質器２との間の改質ガスの
供給通路に設けた熱交換器３により温度を制御された
後、エンジンの吸気管で吸入空気と混合されることによ
り空燃比を調整し、エンジン９に供給されるよう構成さ
れている。
る。改質器２を出た改質ガスの温度は、燃料がメタノー
ル、ナフサ、ガソリンのとき、それぞれ３００℃、５０
０℃、７００℃程度の高温であるが、この高温の改質ガ
スは改質ガス供給部５０と改質器２との間の改質ガスの
供給通路に設けた熱交換器３により温度を制御された
後、エンジンの吸気管で吸入空気と混合されることによ
り空燃比を調整し、エンジン９に供給されるよう構成さ
れている。
【０００７】コントロールユニット８は、アクセル５の
開度、図示しない回転センサによるエンジン回転数等の
運転状態、エンジン９の吸気管に供給される吸入空気お
よび改質ガスの質量流量を計測する質量流量計６，７等
の情報を基に、流量制御弁４の開度を制御し、熱交換器
３に供給する冷媒（エンジンの冷却水）の量を変化させ
ることにより、改質ガスの温度、つまりは質量流量を調
整し、空燃比が希薄燃焼限界内になるように制御を行う
ように構成されている。
開度、図示しない回転センサによるエンジン回転数等の
運転状態、エンジン９の吸気管に供給される吸入空気お
よび改質ガスの質量流量を計測する質量流量計６，７等
の情報を基に、流量制御弁４の開度を制御し、熱交換器
３に供給する冷媒（エンジンの冷却水）の量を変化させ
ることにより、改質ガスの温度、つまりは質量流量を調
整し、空燃比が希薄燃焼限界内になるように制御を行う
ように構成されている。
【０００８】流量制御弁４は、開度により熱交換器３を
経由する流量と、熱交換器３を経由しないバイパス流量
との比率を変化させるよう構成されており、開度は小さ
くなるほど熱交換器３経由の流路が狭くなり、冷媒の量
が減少するように、すなわち、改質ガスの温度が上昇す
るように構成されている。なお熱交換器３を通過した冷
媒はラジエター１０により冷却され温度が低下した後再
び熱交換器３に供給されるよう構成されている。
経由する流量と、熱交換器３を経由しないバイパス流量
との比率を変化させるよう構成されており、開度は小さ
くなるほど熱交換器３経由の流路が狭くなり、冷媒の量
が減少するように、すなわち、改質ガスの温度が上昇す
るように構成されている。なお熱交換器３を通過した冷
媒はラジエター１０により冷却され温度が低下した後再
び熱交換器３に供給されるよう構成されている。
【０００９】以下、図２に示すフローチャートに従いコ
ントロールユニット８による空燃比制御の例を具体的に
説明する。コントロールユニット８はステップ１（図中
にはＳと記す。以下同様）からステップ３でアクセル５
の開度およびエンジン回転数のエンジン運転条件、改質
ガスおよび吸入空気の質量流量Ｆa ，Ｆg を読み込み、
ステップ４で目標空燃比Ｒを求めてステップ５で実際の
空燃比Ｆa ／Ｆg との乖離量Ｄ＝Ｒ−Ｆa ／Ｆg を計算
する。ここで、エンジン９の負荷が低い場合には、空燃
比を希薄燃焼限界内にするために、実際の空燃比Ｆa ／
Ｆg に対して目標空燃比Ｒを小さく取る。したがって乖
離量Ｄは負の値になる。
ントロールユニット８による空燃比制御の例を具体的に
説明する。コントロールユニット８はステップ１（図中
にはＳと記す。以下同様）からステップ３でアクセル５
の開度およびエンジン回転数のエンジン運転条件、改質
ガスおよび吸入空気の質量流量Ｆa ，Ｆg を読み込み、
ステップ４で目標空燃比Ｒを求めてステップ５で実際の
空燃比Ｆa ／Ｆg との乖離量Ｄ＝Ｒ−Ｆa ／Ｆg を計算
する。ここで、エンジン９の負荷が低い場合には、空燃
比を希薄燃焼限界内にするために、実際の空燃比Ｆa ／
Ｆg に対して目標空燃比Ｒを小さく取る。したがって乖
離量Ｄは負の値になる。
【００１０】ステップ６，７では、実際の空燃比Ｆa ／
Ｆg を目標空燃比Ｒに近づけるため、流量制御弁４の開
度Ａを調整する。すなわち流量制御弁４の開度Ａを、補
正前の開度Ａ0 に対して乖離量Ｄと補正ゲインｇ（正の
値）の積ｇ×Ｄ分だけ小さく調整し、熱交換器３へ流れ
る冷媒の流量を減少させることによって改質ガス温度を
上昇させる。この時、図示しないポンプで供給する燃
料、水、および空気の質量流量は一定なので改質器２を
出た質量流量も一定であり、改質ガスの温度を上昇させ
ることによって、改質ガスの質量流量一定のもとで体積
流量が増加し、逆に吸入空気の体積の割合が減るので吸
入空気の質量流量が低下する。このことによって空燃比
Ｆa ／Ｆg は減少の方向へ向かう。
Ｆg を目標空燃比Ｒに近づけるため、流量制御弁４の開
度Ａを調整する。すなわち流量制御弁４の開度Ａを、補
正前の開度Ａ0 に対して乖離量Ｄと補正ゲインｇ（正の
値）の積ｇ×Ｄ分だけ小さく調整し、熱交換器３へ流れ
る冷媒の流量を減少させることによって改質ガス温度を
上昇させる。この時、図示しないポンプで供給する燃
料、水、および空気の質量流量は一定なので改質器２を
出た質量流量も一定であり、改質ガスの温度を上昇させ
ることによって、改質ガスの質量流量一定のもとで体積
流量が増加し、逆に吸入空気の体積の割合が減るので吸
入空気の質量流量が低下する。このことによって空燃比
Ｆa ／Ｆg は減少の方向へ向かう。
【００１１】空燃比Ｆa ／Ｆg が減少の方向へ向かうこ
とにより乖離量Ｄはゼロに近づくかまたは正の値になる
が、ステップ８で乖離量Ｄの絶対値｜Ｄ｜が許容される
しきい値ε以内になったところで、流量制御弁の開度の
調整を終了する。これにより、空燃比を希薄燃焼限界内
に設定することができる。
とにより乖離量Ｄはゼロに近づくかまたは正の値になる
が、ステップ８で乖離量Ｄの絶対値｜Ｄ｜が許容される
しきい値ε以内になったところで、流量制御弁の開度の
調整を終了する。これにより、空燃比を希薄燃焼限界内
に設定することができる。
【００１２】なお、補正ゲインｇは実際の制御において
も、制御系が早く収束するように適正な値を設定する
が、実験等に基づき値を決定してもよい。
も、制御系が早く収束するように適正な値を設定する
が、実験等に基づき値を決定してもよい。
【００１３】以上の説明はエンジン９の負荷が低負荷の
場合であるが、コントロールユニット８はエンジン９の
全ての負荷領域において、上記と同様の流量制御弁４の
開度の制御を行う。すなわち、アクセル５の開度および
エンジン回転数等のエンジン運転条件、改質ガスおよび
吸入空気の質量流量を基に、目標空燃比と実際の空燃比
を求めて両者の乖離量Ｄを計算し、乖離量Ｄに比例する
補正を流量制御弁４の補正前開度Ａ0 に対して行って、
熱交換器３を通過する冷媒の流量を変化させることによ
り改質ガスの温度を制御し、乖離値の絶対値がしきい値
ε内に入るまで制御を繰り返すのである。
場合であるが、コントロールユニット８はエンジン９の
全ての負荷領域において、上記と同様の流量制御弁４の
開度の制御を行う。すなわち、アクセル５の開度および
エンジン回転数等のエンジン運転条件、改質ガスおよび
吸入空気の質量流量を基に、目標空燃比と実際の空燃比
を求めて両者の乖離量Ｄを計算し、乖離量Ｄに比例する
補正を流量制御弁４の補正前開度Ａ0 に対して行って、
熱交換器３を通過する冷媒の流量を変化させることによ
り改質ガスの温度を制御し、乖離値の絶対値がしきい値
ε内に入るまで制御を繰り返すのである。
【００１４】これにより、低負荷域においては改質ガス
の温度を高く保つことで、同一の改質ガス質量流量（発
熱量）における改質ガスの体積を増やし、吸入空気の質
量流量の割合を減らすことができ、すなわち改質ガスの
温度制御によりスロットルを絞ることなく空燃比を小さ
くでき、希薄燃焼限界内での運転が可能となる。また、
高負荷域においては改質ガスの温度を低下することによ
り改質ガスの質量流量を増加し改質ガスエンジンの出力
を確保することができる。これらのことにより全負荷領
域にわたってエンジン９の安定した運転が可能となる。
の温度を高く保つことで、同一の改質ガス質量流量（発
熱量）における改質ガスの体積を増やし、吸入空気の質
量流量の割合を減らすことができ、すなわち改質ガスの
温度制御によりスロットルを絞ることなく空燃比を小さ
くでき、希薄燃焼限界内での運転が可能となる。また、
高負荷域においては改質ガスの温度を低下することによ
り改質ガスの質量流量を増加し改質ガスエンジンの出力
を確保することができる。これらのことにより全負荷領
域にわたってエンジン９の安定した運転が可能となる。
【００１５】（実施の形態２）本発明の実施の形態２を
図３に示す。本実施の形態は、改質ガスの流路に熱交換
器３を経由しないバイパス流路が設けられており、流量
制御弁１４を制御して熱交換器３を流れる改質ガスの流
量を変化させることにより、エンジン９に供給される改
質ガスの温度を制御するように構成されている。ここ
で、流量制御弁１４は開度が小さくなるほど熱交換器３
を流れる改質ガスの量が減少するように、すなわちエン
ジン９に供給する改質ガスの温度が高くなるように構成
されており、基本的に実施の形態１と同様である。ま
た、改質器２に供給する冷媒の量は変化させないため、
実施の形態１の流量制御バルブ４および冷媒のバイパス
流路は設けられていない。その他の構成は実施の形態１
と同様である。
図３に示す。本実施の形態は、改質ガスの流路に熱交換
器３を経由しないバイパス流路が設けられており、流量
制御弁１４を制御して熱交換器３を流れる改質ガスの流
量を変化させることにより、エンジン９に供給される改
質ガスの温度を制御するように構成されている。ここ
で、流量制御弁１４は開度が小さくなるほど熱交換器３
を流れる改質ガスの量が減少するように、すなわちエン
ジン９に供給する改質ガスの温度が高くなるように構成
されており、基本的に実施の形態１と同様である。ま
た、改質器２に供給する冷媒の量は変化させないため、
実施の形態１の流量制御バルブ４および冷媒のバイパス
流路は設けられていない。その他の構成は実施の形態１
と同様である。
【００１６】本実施の形態の場合、熱交換器３に供給す
る冷媒の量は一定で、熱交換器３を通過する改質ガスの
温度を制御することで改質ガスの温度を制御することが
できる。
る冷媒の量は一定で、熱交換器３を通過する改質ガスの
温度を制御することで改質ガスの温度を制御することが
できる。
【００１７】（実施の形態３）本発明の実施の形態３を
図４に示す。本実施の形態は、冷媒として改質用の燃
料、水または空気を用いたものであり、図４では一例と
して改質用の水を冷媒とした場合の構成を説明する。
図４に示す。本実施の形態は、冷媒として改質用の燃
料、水または空気を用いたものであり、図４では一例と
して改質用の水を冷媒とした場合の構成を説明する。
【００１８】改質器２を出た高温の改質ガスは、実施の
形態１におけるエンジン冷却水に代わり、冷媒として改
質用の水を用いた熱交換器４３により所定の温度になる
ように制御され、エンジン９の吸気管で吸入空気と混合
された後、エンジン９に供給される。改質ガスの温度の
制御は、流量制御弁４４により熱交換器４３を通過する
水の流量を調節することによって行う。水の流路は熱交
換器４３を通過するものと通過しないものとのの２つあ
り、流路制御弁４４の開度を小さくすることにより熱交
換器４３を通過する水の流量は少なくなるように制御さ
れている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
また流量制御弁４４の制御は開度の絶対値が異なる以外
は基本的に実施の形態１と同様である。
形態１におけるエンジン冷却水に代わり、冷媒として改
質用の水を用いた熱交換器４３により所定の温度になる
ように制御され、エンジン９の吸気管で吸入空気と混合
された後、エンジン９に供給される。改質ガスの温度の
制御は、流量制御弁４４により熱交換器４３を通過する
水の流量を調節することによって行う。水の流路は熱交
換器４３を通過するものと通過しないものとのの２つあ
り、流路制御弁４４の開度を小さくすることにより熱交
換器４３を通過する水の流量は少なくなるように制御さ
れている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
また流量制御弁４４の制御は開度の絶対値が異なる以外
は基本的に実施の形態１と同様である。
【００１９】本実施の形態の場合、改質ガスの排熱を原
料（燃料、水、空気）の予熱として用いることができる
ため、さらに熱効率を向上できる。
料（燃料、水、空気）の予熱として用いることができる
ため、さらに熱効率を向上できる。
【００２０】以上説明してきたように、本実施の形態に
よれば高温の改質ガスを冷却する冷却装置の冷媒の量、
または、冷却装置に供給する改質ガスの量を制御するこ
とにより、改質ガスの温度、つまりは質量流量を制御で
きるので、低負荷領域においてはスロットルによる吸入
空気の絞り込み無しでエンジン９の運転が行え、熱効率
を向上させることができるとともに、高負荷領域におい
てはエンジン９の出力を確保することができるので、全
負荷領域にわたってエンジン９の安定した運転が可能と
なる。
よれば高温の改質ガスを冷却する冷却装置の冷媒の量、
または、冷却装置に供給する改質ガスの量を制御するこ
とにより、改質ガスの温度、つまりは質量流量を制御で
きるので、低負荷領域においてはスロットルによる吸入
空気の絞り込み無しでエンジン９の運転が行え、熱効率
を向上させることができるとともに、高負荷領域におい
てはエンジン９の出力を確保することができるので、全
負荷領域にわたってエンジン９の安定した運転が可能と
なる。
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】流量制御弁の制御フローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３の構成を示す図である。
【図５】従来例を示す図である。
【図６】エンジン負荷に対する空燃比の変化を示す図で
ある。
ある。
１ 気化器 ２ 改質器 ３ 熱交換器 ４ 流量制御弁 ５ アクセル ６ 質量流量計 ７ 質量流量計 ８ コントロールユニット ９ エンジン １０ ラジエター １４ 流量制御弁 ４３ 熱交換器 ４４ 流量制御弁 ５０ 改質ガス供給部
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｃ Ｆ０２Ｍ 27/02 Ｆ０２Ｍ 27/02 Ａ 31/16 31/16 Ｅ Ｊ Ｆ 31/18 31/18 (72)発明者 小松 宏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自 動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G092 AA09 AB15 BA06 DE18S EA09 EA19 EC01 FA03 GA03 HA01Z HB04X HE01Z HF08Z 3G301 HA15 HA22 JA03 KA06 MA01 NA08 ND01 NE25 PA01Z PB01A PE01Z PF03Z
Claims (5)
- 【請求項１】 炭化水素燃料を水素、一酸化炭素を主成
分とする改質ガスとして生成する改質器を有し、生成し
た改質ガスをエンジンに供給し、エンジンの運転を行う
燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置において、 エンジンに供給する改質ガスの温度を高負荷時には低
く、低負荷時には高く制御することを特徴とする燃料改
質ガスエンジンの改質ガス供給装置。 - 【請求項２】 改質ガス供給部と改質器との間の改質ガ
スの供給通路に熱交換器が設けられ、この熱交換器に供
給する冷媒の流量を負荷に応じて変化させることでエン
ジンに供給する改質ガスの温度を制御することを特徴と
する請求項１記載の燃料改質ガスエンジンの改質ガス供
給装置。 - 【請求項３】 改質ガス供給部と改質器との間の改質ガ
スの供給通路に熱交換器と熱交換器をバイパスする供給
通路とが設けられ、この熱交換器を通過する改質ガスの
流量を負荷に応じて変化させることでエンジンに供給す
る改質ガスの温度を制御することを特徴とする請求項１
記載の燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置。 - 【請求項４】 熱交換器に供給する冷媒としてエンジン
の冷却水を用いることを特徴とする請求項２または３記
載の燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置。 - 【請求項５】 熱交換器に供給する冷媒として改質用の
燃料、水、空気の少なくとも一つを用いることを特徴と
する請求項２または３記載の燃料改質ガスエンジンの改
質ガス供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228761A JP2002039018A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228761A JP2002039018A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039018A true JP2002039018A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18721995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000228761A Pending JP2002039018A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002039018A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101324612B1 (ko) | 2012-01-17 | 2013-11-01 | 삼성중공업 주식회사 | 천연가스 연료공급 시스템 |
| JP2014031785A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Ono Sokki Co Ltd | 燃料温度調節装置 |
| JP2015078640A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社日立製作所 | メタン改質エンジンシステム |
| CN106968845A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-07-21 | 天津大学 | 利用发动机废气余热无催化剂低温加水重整燃料装置 |
| JP2021522440A (ja) * | 2018-04-24 | 2021-08-30 | サウジ アラビアン オイル カンパニーＳａｕｄｉ Ａｒａｂｉａｎ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎｙ | 自動車内燃機関用燃料の車上改質による水素の生産量を増加させるための水注入 |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000228761A patent/JP2002039018A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JP2014031785A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Ono Sokki Co Ltd | 燃料温度調節装置 |
| JP2015078640A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社日立製作所 | メタン改質エンジンシステム |
| CN106968845A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-07-21 | 天津大学 | 利用发动机废气余热无催化剂低温加水重整燃料装置 |
| JP2021522440A (ja) * | 2018-04-24 | 2021-08-30 | サウジ アラビアン オイル カンパニーＳａｕｄｉ Ａｒａｂｉａｎ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎｙ | 自動車内燃機関用燃料の車上改質による水素の生産量を増加させるための水注入 |
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