JP2006509149A - 予混合圧縮着火(hcci)エンジンの性能を制御する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)燃料タンクの炭化水素燃料の一部を合成ガスに変換するステップ;
(b)フィッシャートロプシュ法を用いて、ステップ(a)で作られた合成ガスを、燃料タンクの炭化水素燃料のオクタン価よりも低いオクタン価又は燃料タンクの炭化水素燃料のセタン価よりも高いセタン価を有する炭化水素の混合物に変換するステップ;
(c)(i)炭化水素燃料タンクの炭化水素燃料の一部及び(ii)ステップ(b)で作られた炭化水素の混合物の一部をHCCIエンジンに供給するステップ;及び
(d)HCCIエンジンに供給される炭化水素燃料のオクタン価を調節するためにステップ(c)における(i)及び(ii)の量を変えるステップ、
により、HCCIエンジンに供給される炭化水素燃料のオクタン価又はセタン価を調節することを含む。
図1は、本発明による方法の構成図である。
図2は、図1と同様の方法の構成図であり、本方法のステップ(b)の凝縮ステップの生成物を貯蔵するための加圧容器を含む。
図3は、図1と同様の方法の構成図であり、硫黄含有種を除去する段階を含む。
図4は、図1と同様の方法の構成図であり、水素を除去する段階を含む。
(a)燃料タンク;
(b)HCCIエンジン;
(c)炭化水素燃料を合成ガスに変換するための改質装置;
(d)フィッシャートロプシュプロセスを用いて合成ガスを炭化水素混合物に変換するための反応器;
(e)炭化水素燃料の一部を燃料タンクから取り出し、それを改質装置に供給する手段;
(f)合成ガス生成物を改質装置から取り出し、それをフィッシャートロプシュ反応器に供給する手段;
(g)炭化水素の混合物をフィッシャートロプシュ反応器から取り出し、それをHCCIエンジンに供給する手段;及び
(h)炭化水素燃料の一部を燃料タンクから取り出し、それをHCCIエンジンに供給する手段、
を含む。
一実施態様では、HCCIエンジン及び燃料系統はさらに、エンジンの性能を監視するためのセンサーを備える。好ましくはこのセンサーはノックセンサーである。好ましくはこの実施態様はさらにエンジン管理チップを備える。
(a)凝縮器により生成された軽質フラクションを貯蔵するための加圧貯蔵容器;
(b)フィッシャートロプシュ反応器に供給される合成ガスから硫黄を除去するためのトラップ;及び
(c)合成ガスがフィッシャートロプシュ反応器に供給される前に改質装置の合成ガス生成物から水素を除去するための水素除去装置、
のうちの1以上を備える。
2、3、5、7、8、11、12、13 バルブ
4 水素又は蒸気供給源
6 改質装置
9 フィッシャートロプシュ反応器
10 凝縮器
14 HCCIエンジン
15 酸素供給源
17 貯蔵容器
20 トラップ
30 水素除去装置
31 プロトン交換膜燃料電池
Claims (16)
- 炭化水素燃料タンクを有する車両において予混合圧縮着火(HCCI)エンジンの性能を制御する方法であって、HCCIエンジンに供給される炭化水素燃料のオクタン価又はセタン価を、以下のステップ、すなわち
(a)炭化水素燃料タンクの炭化水素燃料の一部を合成ガスに変換するステップ;
(b)フィッシャートロプシュプロセスを用いてステップ(a)で生成された合成ガスを、炭化水素燃料タンクの炭化水素燃料のオクタン価より低いオクタン価、又は炭化水素燃料タンクの炭化水素燃料のセタン価より高いセタン価を有する炭化水素の混合物に変換するステップ;
(c)(i)炭化水素燃料タンクの炭化水素燃料の一部及び(ii)ステップ(b)で生成された炭化水素の混合物の一部をHCCIエンジンに供給するステップ;及び
(d)HCCIエンジンに供給される炭化水素燃料のオクタン価又はセタン価を調節するためにステップ(c)の(i)及び(ii)の量を変えるステップ、
により調節することを含む方法。 - ステップ(a)で必要な水の少なくとも一部を、エンジン又は車両の排気ガス流を凝縮することにより得る、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- ステップ(b)で用いる合成ガスの水素ガス対一酸化炭素比が、一酸化炭素1部に対して0.6〜2.5部の水素ガスの範囲にある、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- ステップ(b)のフィッシャートロプシュプロセスの反応熱が、
(i)請求項1のステップ(a)の反応に熱を供給するため;及び/又は
(ii)請求項1のステップ(a)の反応のために反応物質を予熱するため、
に使用される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - ステップ(b)のフィッシャートロプシュプロセスの後に、軽質及び重質フラクションを生成する凝縮ステップを行い、軽質及び/又は重質フラクションが、請求項1のステップ(c)の(ii)の炭化水素の混合物の少なくとも一部を形成する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 凝縮ステップが、軽質フラクション及び重質フラクションを生成し、軽質フラクションの少なくとも一部が、
(a)加圧貯蔵容器に貯蔵されるか;
(b)HCCIエンジンに供給されるか;又は
(c)該一部を請求項1のステップ(a)の合成ガスに変換することにより再循環させる、
請求項5に記載の方法。 - 凝縮ステップの冷却水が、HCCIエンジン又は車両の冷却系統により供給される、請求項5又は請求項6に記載の方法。
- センサーを用いてHCCIエンジンの性能を監視してエンジン性能に関する情報を与え、その情報に応じてオクタン価又はセタン価を調節することをさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記センサーがノックセンサーである、請求項8に記載の方法。
- エンジン管理チップが、センサーから情報を受け取り、その情報を処理してデータを提供し、該データから、請求項1の方法のステップ(c)の(i)及び(ii)の必要量を求めることができる、請求項8又は請求項9に記載の方法。
- (a)燃料タンク;
(b)HCCIエンジン;
(c)炭化水素燃料を合成ガスに変換するための改質装置;
(d)フィッシャートロプシュプロセスを用いて合成ガスを炭化水素混合物に変換するための反応器;
(e)炭化水素燃料の一部を燃料タンクから取り出し、それを改質装置に供給するための手段;
(f)合成ガス生成物を改質装置から取り出し、それを前記反応器に供給するための手段;
(g)炭化水素の混合物をフィッシャートロプシュ反応器から取り出し、それをHCCIエンジンに供給するための手段;及び
(h)炭化水素燃料の一部を燃料タンクから取り出し、それをHCCIエンジンに供給するための手段、
を備えるHCCIエンジン及び燃料系統。 - 前記反応器により生成された炭化水素混合物を軽質及び重質フラクションに変換するための凝縮器をさらに含み;また、前記(g)で特定された手段が、凝縮器により生成された重質フラクション及び/又は軽質フラクションの一部を取り出しそれをHCCIエンジンに供給するための手段を含む、請求項11に記載のHCCIエンジン及び燃料系統。
- エンジンの性能を監視するためのセンサーを備える、請求項11又は請求項12に記載のHCCIエンジン及び燃料系統。
- エンジン管理チップを備える、請求項13に記載のHCCIエンジン及び燃料系統。
- (a)凝縮器により生成された軽質フラクションを貯蔵するための加圧貯蔵容器;
(b)フィッシャートロプシュ反応器に供給される合成ガスから硫黄を除去するためのトラップ;及び
(c)合成ガスがフィッシャートロプシュ反応器に供給される前に、改質装置の合成ガス生成物から水素を除去するための水素除去装置、
のうちの1つ以上をさらに備える請求項11〜14のいずれか一項に記載のHCCIエンジン及び燃料系統。 - 請求項10〜15のHCCI及び燃料系統を含んだ車両。
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