JP2003184667A - 内燃機関を搭載し，且つ燃料の改質・供給機能を有する車両 - Google Patents
内燃機関を搭載し，且つ燃料の改質・供給機能を有する車両Info
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- JP2003184667A JP2003184667A JP2001385957A JP2001385957A JP2003184667A JP 2003184667 A JP2003184667 A JP 2003184667A JP 2001385957 A JP2001385957 A JP 2001385957A JP 2001385957 A JP2001385957 A JP 2001385957A JP 2003184667 A JP2003184667 A JP 2003184667A
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液
体燃料を得ることができるようにした，内燃機関を搭載
した車両を提供する。 【解決手段】 内燃機関１を搭載した車両が，液体燃料
の少なくとも一部を脱水素環化反応により改質して，芳
香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および
水素に富む改質ガス燃料を生成する改質器５と，改質液
体燃料と改質ガス燃料を分離する気液分離装置８と，改
質液体燃料の少なくとも一部を内燃機関１にそれの燃料
として供給する装置とを備えている。
体燃料を得ることができるようにした，内燃機関を搭載
した車両を提供する。 【解決手段】 内燃機関１を搭載した車両が，液体燃料
の少なくとも一部を脱水素環化反応により改質して，芳
香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および
水素に富む改質ガス燃料を生成する改質器５と，改質液
体燃料と改質ガス燃料を分離する気液分離装置８と，改
質液体燃料の少なくとも一部を内燃機関１にそれの燃料
として供給する装置とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，内燃機関を搭載
し，且つ燃料の改質・供給機能を有する車両に関する。
し，且つ燃料の改質・供給機能を有する車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種の車両として燃料用改質器
を備えたものが知られている（例えば特開昭５２−９８
８１９号公報，特開２０００−２９１４９９号公報参
照）。
を備えたものが知られている（例えば特開昭５２−９８
８１９号公報，特開２０００−２９１４９９号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の燃
料用改質器によると，改質された燃料はガス状であるも
のがほとんどであり，改質後に液体として得られる高オ
クタン価成分は少ない。ガス燃料は同一発熱量の液体燃
料と比較して体積が極めて大きいために，内燃機関への
充填効率が低下し，内燃機関の出力を大きくすることが
難しい。また，ガス燃料は一時的にも貯蔵しておくこと
が困難なため，例えば車両の加速時のように多量の燃料
を必要とする場合に対応が困難である。
料用改質器によると，改質された燃料はガス状であるも
のがほとんどであり，改質後に液体として得られる高オ
クタン価成分は少ない。ガス燃料は同一発熱量の液体燃
料と比較して体積が極めて大きいために，内燃機関への
充填効率が低下し，内燃機関の出力を大きくすることが
難しい。また，ガス燃料は一時的にも貯蔵しておくこと
が困難なため，例えば車両の加速時のように多量の燃料
を必要とする場合に対応が困難である。
【０００４】一方，従来の改質器は，改質に必要な熱を
排気ガスの余熱より得ているので，排気ガスの温度が内
燃機関の運転状況によって大きく変化することから，改
質反応が不安定になるという問題があった。
排気ガスの余熱より得ているので，排気ガスの温度が内
燃機関の運転状況によって大きく変化することから，改
質反応が不安定になるという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は，高オクタン価
成分量が多い改質液体燃料を得て，内燃機関のエネルギ
効率を向上させ得るようにした前記車両を提供すること
を目的とする。
成分量が多い改質液体燃料を得て，内燃機関のエネルギ
効率を向上させ得るようにした前記車両を提供すること
を目的とする。
【０００６】前記目的を達成するため本発明によれば，
内燃機関を搭載した車両に，液体燃料の少なくとも一部
を脱水素環化反応により改質して，芳香族炭化水素に富
む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富む改質ガ
ス燃料を生成する改質器と，前記改質液体燃料と前記改
質ガス燃料を分離する気液分離装置と，前記改質液体燃
料の少なくとも一部を前記内燃機関にそれの燃料として
供給する装置とを備えた，内燃機関を搭載し，且つ燃料
の改質・供給機能を有する車両が提供される。
内燃機関を搭載した車両に，液体燃料の少なくとも一部
を脱水素環化反応により改質して，芳香族炭化水素に富
む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富む改質ガ
ス燃料を生成する改質器と，前記改質液体燃料と前記改
質ガス燃料を分離する気液分離装置と，前記改質液体燃
料の少なくとも一部を前記内燃機関にそれの燃料として
供給する装置とを備えた，内燃機関を搭載し，且つ燃料
の改質・供給機能を有する車両が提供される。
【０００７】前記脱水素環化反応によれば，オクタン価
の低い炭化水素を含む液体燃料から，芳香族炭化水素に
富む高オクタン価の改質液体燃料を得ることができ，こ
れにより内燃機関のエネルギ効率を向上させることが可
能である。
の低い炭化水素を含む液体燃料から，芳香族炭化水素に
富む高オクタン価の改質液体燃料を得ることができ，こ
れにより内燃機関のエネルギ効率を向上させることが可
能である。
【０００８】本発明は前記改質反応を安定化し得るよう
にした前記車両を提供することを目的とする。
にした前記車両を提供することを目的とする。
【０００９】前記目的を達成するため本発明によれば，
前記改質ガス燃料の少なくとも一部を前記改質器のガス
燃焼式加熱器に供給する装置を備えた，内燃機関を搭載
し，且つ燃料の改質・供給機能を有する車両が提供され
る。
前記改質ガス燃料の少なくとも一部を前記改質器のガス
燃焼式加熱器に供給する装置を備えた，内燃機関を搭載
し，且つ燃料の改質・供給機能を有する車両が提供され
る。
【００１０】前記芳香族炭化水素が生成する際に，オク
タン化の低い炭化水素の脱水素反応により水素に富んだ
改質ガス燃料が生成する。この改質ガス燃料を改質液体
燃料から分離して，その少なくとも一部を改質器の加熱
用ガス燃焼式加熱器に，その燃料として定常的に供給し
得るので，改質器の改質反応を安定化させることが可能
である。
タン化の低い炭化水素の脱水素反応により水素に富んだ
改質ガス燃料が生成する。この改質ガス燃料を改質液体
燃料から分離して，その少なくとも一部を改質器の加熱
用ガス燃焼式加熱器に，その燃料として定常的に供給し
得るので，改質器の改質反応を安定化させることが可能
である。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に示す内燃機関１を搭載した
車両の燃料供給システムにおいて，燃料タンク２が，開
閉弁４を有する供給管３を介して改質器５の入口側に接
続され，その改質器５の出口側は開閉弁６を有する供給
管７を介して気液分離装置８の入口側に接続される。気
液分離装置８の第１の出口側は開閉弁９を有する供給管
１０を介して内燃機関１の燃料導入側に接続され，また
第２の出口側は開閉弁１１を有する供給管１２を介して
改質器５の加熱用ガス燃焼式加熱器１３に接続される。
供給管３における，燃料タンク２および開閉弁４間と内
燃機関１の燃料導入側とが開閉弁１４を有する供給管１
５を介して接続される。また供給管１２における，気液
分離装置８および開閉弁１１間と内燃機関１の燃料導入
側とが開閉弁１６を有する供給管１７を介して接続され
る。
車両の燃料供給システムにおいて，燃料タンク２が，開
閉弁４を有する供給管３を介して改質器５の入口側に接
続され，その改質器５の出口側は開閉弁６を有する供給
管７を介して気液分離装置８の入口側に接続される。気
液分離装置８の第１の出口側は開閉弁９を有する供給管
１０を介して内燃機関１の燃料導入側に接続され，また
第２の出口側は開閉弁１１を有する供給管１２を介して
改質器５の加熱用ガス燃焼式加熱器１３に接続される。
供給管３における，燃料タンク２および開閉弁４間と内
燃機関１の燃料導入側とが開閉弁１４を有する供給管１
５を介して接続される。また供給管１２における，気液
分離装置８および開閉弁１１間と内燃機関１の燃料導入
側とが開閉弁１６を有する供給管１７を介して接続され
る。
【００１２】燃料タンク２内には液体燃料が注入されて
いる。改質器５は原料である液体燃料を脱水素環化反応
により接触改質する機能を有するもので，液体燃料から
芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料と水
素に富む改質ガス燃料とを生成する。その改質ガス燃料
には，水素の外にメタン，エタン，プロパン等のパラフ
ィン系炭化水素ガスが含まれる。
いる。改質器５は原料である液体燃料を脱水素環化反応
により接触改質する機能を有するもので，液体燃料から
芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料と水
素に富む改質ガス燃料とを生成する。その改質ガス燃料
には，水素の外にメタン，エタン，プロパン等のパラフ
ィン系炭化水素ガスが含まれる。
【００１３】気液分離装置８は，芳香族炭化水素に富む
高オクタン価の改質液体燃料と，水素に富む改質ガス燃
料とを分離して，その改質液体燃料の少なくとも一部を
内燃機関１に供給し，また改質ガス燃料の少なくとも一
部を改質器５のガス燃焼式加熱器１３に供給する機能を
有する。さらに気液分離装置８は改質ガス燃料の少なく
とも一部を内燃機関１に供給する機能も有する。実施例
では，気液分離装置８は気液分離機能と燃料供給機能と
を有するが，燃料供給は別の装置により行うようにして
もよい。
高オクタン価の改質液体燃料と，水素に富む改質ガス燃
料とを分離して，その改質液体燃料の少なくとも一部を
内燃機関１に供給し，また改質ガス燃料の少なくとも一
部を改質器５のガス燃焼式加熱器１３に供給する機能を
有する。さらに気液分離装置８は改質ガス燃料の少なく
とも一部を内燃機関１に供給する機能も有する。実施例
では，気液分離装置８は気液分離機能と燃料供給機能と
を有するが，燃料供給は別の装置により行うようにして
もよい。
【００１４】改質器５に脱水素環化反応を促進する触媒
が充填される。脱水素環化反応用触媒としては，例えば
ゼオライトのような結晶性アルミノシリケート，特に，
ＭＦＩ構造を持ったＺＳＭ−５ゼオライトが好適であ
り，好ましくは，ガリウム，亜鉛および白金から選ばれ
る少なくとも一種を含有することが望ましい。また脱水
素環化反応の温度は４００〜７００℃に設定される。
が充填される。脱水素環化反応用触媒としては，例えば
ゼオライトのような結晶性アルミノシリケート，特に，
ＭＦＩ構造を持ったＺＳＭ−５ゼオライトが好適であ
り，好ましくは，ガリウム，亜鉛および白金から選ばれ
る少なくとも一種を含有することが望ましい。また脱水
素環化反応の温度は４００〜７００℃に設定される。
【００１５】表１はプロトン型ＺＳＭ−５（Ｈ−ＺＳＭ
−５），ガリウム修飾ＺＳＭ−５（Ｇａ−ＺＳＭ−５）
および亜鉛修飾ＺＳＭ−５（Ｚｎ−ＺＳＭ−５）をそれ
ぞれ触媒とし，燃料としてｎ−ペンタンを用いて脱水素
環化反応を行った改質結果を示す。ガリウムおよび亜鉛
の量は触媒重量の２ｗｔ％とした。改質条件は重量空間
速度（ＷＨＳＶ）２ｈ-1，改質温度５５０℃，改質圧
０．１ＭＰａとした。
−５），ガリウム修飾ＺＳＭ−５（Ｇａ−ＺＳＭ−５）
および亜鉛修飾ＺＳＭ−５（Ｚｎ−ＺＳＭ−５）をそれ
ぞれ触媒とし，燃料としてｎ−ペンタンを用いて脱水素
環化反応を行った改質結果を示す。ガリウムおよび亜鉛
の量は触媒重量の２ｗｔ％とした。改質条件は重量空間
速度（ＷＨＳＶ）２ｈ-1，改質温度５５０℃，改質圧
０．１ＭＰａとした。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１より，Ｈ−ＺＳＭ−５を触媒として用
いると，脱水素環化反応が十分に進行することが明らか
である。ガリウムまたは亜鉛で修飾した触媒を用いる
と，芳香族炭化水素と水素の収量が，Ｈ−ＺＳＭ−５を
用いた場合よりも増加していることが判る。
いると，脱水素環化反応が十分に進行することが明らか
である。ガリウムまたは亜鉛で修飾した触媒を用いる
と，芳香族炭化水素と水素の収量が，Ｈ−ＺＳＭ−５を
用いた場合よりも増加していることが判る。
【００１８】前記構造において，開閉弁４が開で，且つ
開閉弁１４が閉の状態で，液体燃料が液体燃料タンク２
から供給管３を通じて改質器５の入口に供給される。こ
の場合，開閉弁１４を開くことにより，液体燃料を改質
せずに内燃機関へ供給することも可能である。改質器５
においては液体燃料の脱水素環化反応により芳香族炭化
水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富
む改質ガス燃料よりなる改質燃料が生成される。改質燃
料は改質器５の出口より開閉弁６が開の状態で供給管７
を通じて気液分離装置８に供給される。気液分離装置８
において，改質燃料は改質液体燃料と，改質ガス燃料と
に分離され，改質液体燃料は開閉弁９が開の状態で供給
管１０を通じて内燃機関１に供給される。一方，改質ガ
ス燃料は開閉弁１１が開で，且つ開閉弁１６が閉の状態
で供給管１２を通じて，改質器５の加熱用ガス燃焼式加
熱器１３に供給される。この場合，改質ガス燃料の一部
を，開閉弁１６が開の状態で供給管１７を通じて内燃機
関１に供給することも可能である。また内燃機関１の排
気ガスの熱を改質器５の加熱用熱源としてガス燃焼式加
熱器１３と共に使用することも可能である。
開閉弁１４が閉の状態で，液体燃料が液体燃料タンク２
から供給管３を通じて改質器５の入口に供給される。こ
の場合，開閉弁１４を開くことにより，液体燃料を改質
せずに内燃機関へ供給することも可能である。改質器５
においては液体燃料の脱水素環化反応により芳香族炭化
水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富
む改質ガス燃料よりなる改質燃料が生成される。改質燃
料は改質器５の出口より開閉弁６が開の状態で供給管７
を通じて気液分離装置８に供給される。気液分離装置８
において，改質燃料は改質液体燃料と，改質ガス燃料と
に分離され，改質液体燃料は開閉弁９が開の状態で供給
管１０を通じて内燃機関１に供給される。一方，改質ガ
ス燃料は開閉弁１１が開で，且つ開閉弁１６が閉の状態
で供給管１２を通じて，改質器５の加熱用ガス燃焼式加
熱器１３に供給される。この場合，改質ガス燃料の一部
を，開閉弁１６が開の状態で供給管１７を通じて内燃機
関１に供給することも可能である。また内燃機関１の排
気ガスの熱を改質器５の加熱用熱源としてガス燃焼式加
熱器１３と共に使用することも可能である。
【００１９】
【発明の効果】請求項１，３〜５記載の発明によれば，
前記のように構成することによって芳香族炭化水素に富
む高オクタン価の液体燃料を得て，内燃機関のエネルギ
効率を向上させ得るようにした車両を提供することがで
きる。
前記のように構成することによって芳香族炭化水素に富
む高オクタン価の液体燃料を得て，内燃機関のエネルギ
効率を向上させ得るようにした車両を提供することがで
きる。
【００２０】請求項２記載の発明によれば，改質器の改
質反応を安定化し得るようにした車両を提供することが
できる。
質反応を安定化し得るようにした車両を提供することが
できる。
【図１】燃料供給システムの系統図である。
１…………内燃機関
５…………改質器
８…………気液分離装置
１３………加熱器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 郡司 貴浩
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 4H029 CA00 DA00
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関（１）を搭載した車両に，液体
燃料の少なくとも一部を脱水素環化反応により改質し
て，芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料
および水素に富む改質ガス燃料を生成する改質器（５）
と，前記改質液体燃料と前記改質ガス燃料を分離する気
液分離装置（８）と，前記改質液体燃料の少なくとも一
部を前記内燃機関（１）にそれの燃料として供給する装
置とを備えたことを特徴とする内燃機関を搭載し，且つ
燃料の改質・供給機能を有する車両。 - 【請求項２】 前記改質ガス燃料の少なくとも一部を前
記改質器（５）のガス燃焼式加熱器（１３）に供給する
装置を備えた，請求項１記載の内燃機関を搭載し，且つ
燃料の改質・供給機能を有する車両。 - 【請求項３】 脱水素環化反応に用いられる触媒が結晶
性アルミノシリケートである，請求項１または２記載の
内燃機関を搭載し，且つ燃料の改質・供給機能を有する
車両。 - 【請求項４】 前記結晶性アルミノシリケートがＭＦＩ
構造を持つ，請求項３記載の内燃機関を搭載し，且つ燃
料の改質・供給機能を有する車両。 - 【請求項５】 前記結晶性アルミノシリケートが，ガリ
ウム，亜鉛および白金から選ばれる少なくとも一種を含
む，請求項４記載の内燃機関を搭載し，且つ燃料の改質
・供給機能を有する車両。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001385957A JP3686032B2 (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | 内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両 |
| US10/318,384 US6827047B2 (en) | 2001-12-19 | 2002-12-13 | Vehicle provided with internal combustion engine and fuel reforming/supplying functions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001385957A JP3686032B2 (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | 内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003184667A true JP2003184667A (ja) | 2003-07-03 |
| JP3686032B2 JP3686032B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=27595234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001385957A Expired - Fee Related JP3686032B2 (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | 内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3686032B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7089907B2 (en) | 2004-04-12 | 2006-08-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen-used internal combustion engine |
| JP2006248814A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Hitachi Ltd | 水素供給装置および水素供給方法 |
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| JP2008215092A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Hitachi Ltd | エンジンシステム |
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-
2001
- 2001-12-19 JP JP2001385957A patent/JP3686032B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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