JP2005036784A - 内燃機関の燃料分留方法及び燃料分留装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エンジン1の燃料を分留通路21に流しつつ、分留通路21に燃料の分留を促す操作を施して、分留通路21内で気相燃料と液相燃料とを分留し、分留された気相燃料と液相燃料とを分留通路21の分岐点21cに導いて、重力により、気相燃料を気相通路23に、液相通路22にそれぞれ分離させる。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明に係る燃料分留装置を内燃機関としてのディーゼルエンジン1に適用した一実施形態を示している。エンジン1には吸気通路2及び排気通路3が接続されている。吸気通路2には排気エネルギを利用して吸気圧を高める過給機4のコンプレッサ4a、吸気量調節用のスロットルバルブ5がそれぞれ設けられ、排気通路3側にはマニホールド3aの下流側に配置された過給器4のタービン4b、タービン4bよりも下流側に配置された排気浄化装置6がそれぞれ設けられている。排気浄化装置6は、例えばパティキュレートを捕集するためのフィルタ基材に吸蔵還元型NOx触媒物質を坦持させた公知のものである。なお、NOxの吸蔵は、NOxを保持できればよく、その形態は問わない。
本発明の第2の実施形態を図5に示す。但し、本実施形態において、第1の実施形態との共通部分には同一の参照符号を使用し、それらの詳細な説明は省略する。本実施形態では、排気浄化装置6がタービン4bの比較的近くに設けられるとともに、分留区間21aが排気浄化装置6の下流側の排気通路3を通過するように設けられている。また、添加用インジェクタ31はマニホールド3aに設けられている。本実施形態では、NOx還元触媒は効率的に機能するように250〜400°Cに制御されて運転される。このため、分岐点21cの温度を分留温度220°Cに制御して、硫黄分を含まない蒸留燃料を得ることが容易である。
本発明の第3の実施形態を図6に示す。また、図7に、図6の分留装置20の一部を拡大した図を示す。なお、図7(a)は図6の内燃機関1のシリンダヘッド1aの平面図を、図7(b)は図7(a)のVII−VII線におけるシリンダヘッド1aの断面をマニホールド3a側から見た場合の図を示している。但し、本実施形態において、第1の実施形態との共通部分には同一の参照符号を使用し、それらの詳細な説明は省略する。図6及び図7から明らかなように、本実施形態では、分留通路21がエンジン1の燃焼室を囲む機関本体であるシリンダヘッド1a内に配置されるとともに、分留通路21内の圧力を調整する圧力調整手段として減圧ポンプ32が気相通路23に設けられている点が他の実施形態と異なる。シリンダヘッド1aの温度は、エンジン1の運転中でも冷却され、分留温度よりも低い所定の温度以下に維持されている。そこで、減圧ポンプ32により分留通路21内の圧力を負圧にし、燃料の沸点を低下させて燃料の気化を促進させる。
1a シリンダヘッド(機関本体)
3 排気通路
6 排気浄化装置
10 リターン通路
11 エンジンコントロールユニット(圧力制御手段、温度制御手段)
20 分留装置
21 分留通路
21a 分留区間
21c 分岐点
22 液相通路
22a 気相よどみ部(気相燃料流入抑制部)
22b 通路部
22c オリフィス
23 気相通路
25 バルブ(流量調整手段)
26 温度センサ
27 貯留量検出センサ
32 減圧ポンプ(圧力制御手段)
Claims (15)
- 内燃機関の燃料を分留通路に流しつつ、前記分留通路に前記燃料の分留を促す操作を施して、前記分留通路内で気相燃料と液相燃料とを分留し、分留された前記気相燃料と前記液相燃料とを前記分留通路の分岐点に導いて、重力により、前記気相燃料を上方の分岐通路に、前記液相燃料を下方の分岐通路にそれぞれ分離させることを特徴とする内燃機関の燃料分留方法。
- 内燃機関の燃料供給系統に接続され、燃料の分留促進作用が適用される分留区間を経て終端の分岐点に至る分留通路と、
前記分岐点から下方に分岐された液相分岐通路と、
前記分岐点から前記液相分岐通路よりも上方に分岐された気相分岐通路と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料分留装置。 - 前記液相分岐通路の入口には、液相燃料の存在により前記液相分岐通路の下流側への気相燃料の流入を抑制する気相燃料流入抑制部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料分留装置。
- 前記気相燃料流入抑制部にはオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項3に記載の燃料分留装置。
- 前記分留区間は、前記分留促進作用として前記内燃機関から廃棄される熱による加熱作用が適用される領域を通過することを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の燃料分留装置。
- 前記内燃機関から廃棄される熱として、前記内燃機関の排気熱を利用することを特徴とする請求項5に記載の燃料分留装置。
- 前記分留促進作用を生じさせる手段として前記分留通路内の圧力を調整する圧力調整手段を備えていることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の燃料分留装置。
- 前記分留通路を流れる燃料の温度に基づいて前記圧力調整手段の動作を制御する圧力制御手段を備えていることを特徴とする請求項7に記載の燃料分留装置。
- 前記分岐点の温度を検出する温度検出手段と、
前記分岐点の温度を調整可能な温度調整手段と、
前記分岐点の温度が所定の目標温度に維持されるように、前記温度検出手段の検出した温度に基づいて前記温度調整手段の動作を制御する温度制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項5又は6に記載の燃料分留装置。 - 前記温度調整手段は、前記分留区間に導かれる前記燃料の流量を変化させて、前記分岐点の温度を調整することを特徴とする請求項9に記載の燃料分留装置。
- 前記温度制御手段は、前記温度検出手段の検出した温度が、前記目標温度に対する許容範囲から外れているときは、前記分留区間に導かれる前記燃料の流量が最小値に制限されるように、前記温度調整手段を操作することを特徴とする請求項10に記載の燃料分留装置。
- 前記気相分岐通路により導かれた燃料を貯留する蒸留燃料用容器と、前記蒸留燃料用容器の貯留量を検出する貯留量検出手段と、を備え、
前記温度制御手段は、前記貯留量検出手段の検出した貯留量が多いほど前記目標温度を低くすることを特徴とする請求項10又は11に記載の燃料分留装置。 - 前記分留区間は前記内燃機関の排気通路内に設けられ、前記分岐点は前記排気通路の外側に設けられていることを特徴とする請求項5〜12のいずれか一項に記載の燃料分留装置。
- 前記内燃機関の排気通路には排気浄化手段が設けられ、
前記分留区間は、前記排気浄化手段の下流側にて前記排気通路と熱交換可能に設けられていることを特徴とする請求項5〜13のいずれか一項に記載の燃料分留装置。 - 前記分留区間は、前記内燃機関において燃焼室を囲む機関本体又はその冷却水と熱交換可能なように設けられていることを特徴とする請求項7又は8に記載の燃料分留装置。
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