JP2007032439A

JP2007032439A - Fuel supply device

Info

Publication number: JP2007032439A
Application number: JP2005217744A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akama; 弘赤間
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for optimizing the property of fuel depending on the operating conditions of an internal combustion engine while minimizing the degradation of energy efficiency, when supplying fuel into the internal combustion engine. <P>SOLUTION: This fuel supply device for supplying fuel into the internal combustion engine comprises a fuel tank, a fuel gasifying means located on the downstream side of the fuel tank for gasifying the fuel, a fuel separating means located on the downstream side of the fuel gasifying means for separating the gasified fuel, a fuel reforming means located on the downstream side of the fuel gasifying means for reforming the gasified fuel, and a reformed fuel supply means for supplying the separated and reformed fuel into the internal combustion engine. The fuel supply device solves the above issues. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関へ燃料を供給するための燃料供給装置に関する。詳細には、本発明は、燃料供給装置において、内燃機関の運転状況に応じて供給される燃料の特性を最適化するための改良に関する。 The present invention relates to a fuel supply device for supplying fuel to an internal combustion engine. More particularly, the present invention relates to an improvement in a fuel supply device for optimizing the characteristics of fuel supplied in accordance with the operating conditions of an internal combustion engine.

近年、地球環境に対する配慮から、自動車等の内燃機関の燃費を改善し、内燃機関からの排気をより一層浄化する（特に、二酸化炭素（ＣＯ_２）の排出量を低減させる）目的で種々の試みがなされている。 In recent years, due to consideration for the global environment, various attempts have been made to improve the fuel consumption of internal combustion engines such as automobiles and to further purify the exhaust from the internal combustion engines (particularly to reduce the amount of carbon dioxide (CO ₂ ) emissions). Has been made.

例えば、エンジンシステムにおいてリーンバーン化や直噴化などの工夫を施すことにより、エンジン中での燃焼効率をより一層向上させる技術が盛んに開発されている。 For example, techniques for further improving the combustion efficiency in the engine have been actively developed by devising the engine system such as lean burn or direct injection.

一方、エンジンに供給される燃料についても、オクタン価やセタン価の向上や各種の添加剤の添加といった工夫が各種提案されているのが現状である。 On the other hand, as for the fuel supplied to the engine, various ideas such as improvement of octane number and cetane number and addition of various additives have been proposed.

例えば、エンジン中での燃料の燃焼性や燃費の改善、排気の浄化などを目的とした技術として、燃料を超臨界状態として改質触媒と接触させることにより、迅速かつ高収率で重質成分を軽質成分に変換させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００４−１６２５８６号公報 For example, as a technology aimed at improving fuel flammability and fuel consumption in engines, and purifying exhaust gas, the fuel is brought into a supercritical state and brought into contact with the reforming catalyst in a rapid and high yield heavy component. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-162586 A

ここで、例えば直噴エンジンにおいては、燃料の高圧噴射を可能とするために、高圧ポンプなどの昇圧手段が具備されているのが一般的である。従って、燃料を超臨界状態とするために昇圧させることはそれほど困難ではない。一方、燃料を超臨界状態とするには昇圧させるのみでは充分ではなく、昇温させる必要もある。しかしながら、かような昇温手段をさらに具備させることはエネルギ効率の観点からは好ましくない。また、高圧条件下において燃料を改質することになるため、メタンを生成しやすく、エネルギ効率がより一層低下してしまう虞がある。 Here, for example, in a direct-injection engine, in order to enable high-pressure injection of fuel, it is general that a boosting means such as a high-pressure pump is provided. Therefore, it is not so difficult to increase the pressure to bring the fuel into a supercritical state. On the other hand, in order to bring the fuel into a supercritical state, it is not sufficient to raise the pressure, and it is necessary to raise the temperature. However, further provision of such a temperature raising means is not preferable from the viewpoint of energy efficiency. Further, since the fuel is reformed under high pressure conditions, methane is likely to be generated, and the energy efficiency may be further reduced.

そこで本発明は、エネルギ効率の低下を最小限に抑制しつつ、内燃機関の運転状況に応じて燃料の特性を最適化し、燃料の内燃機関への供給を可能としうる手段を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has an object to provide means capable of optimizing the characteristics of the fuel in accordance with the operation state of the internal combustion engine and enabling the supply of the fuel to the internal combustion engine while minimizing the decrease in energy efficiency. And

本発明は、内燃機関へ燃料を供給するための燃料供給装置であって、燃料タンクと、前記燃料タンクの下流に位置する、前記燃料を気化させるための燃料気化手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を分離するための燃料分離手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を改質するための燃料改質手段と、分離および改質された前記燃料を内燃機関へ供給するための改質燃料供給手段と、を備えることを特徴とする、燃料供給装置である。 The present invention is a fuel supply device for supplying fuel to an internal combustion engine, comprising a fuel tank, fuel vaporization means for vaporizing the fuel, located downstream of the fuel tank, and the fuel vaporization means. The fuel separation means for separating the vaporized fuel located downstream, the fuel reforming means for reforming the vaporized fuel located downstream of the fuel vaporization means, and the separated and reformed said A fuel supply device comprising: reformed fuel supply means for supplying fuel to the internal combustion engine.

本発明によれば、エネルギ効率の低下を最小限に抑制しつつ、内燃機関の運転状況に応じて燃料の特性を最適化し、燃料を内燃機関へと供給することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to optimize the characteristics of the fuel according to the operation state of the internal combustion engine and supply the fuel to the internal combustion engine while minimizing the decrease in energy efficiency.

（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい一実施形態（第１実施形態）について詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の形態のみには限定されない。なお、図面の寸法比率は、説明のために誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、各図において同一の構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。 (First embodiment)
Hereinafter, a preferred embodiment (first embodiment) of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the technical scope of the present invention is not limited only to the following embodiments. In addition, the dimension ratio of drawing is exaggerated for description and may differ from an actual ratio. Moreover, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the same component and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１は、本実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。以下、図１に示す燃料供給装置１０の具体的な構成について、詳細に説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel supply device of the present embodiment. Hereinafter, a specific configuration of the fuel supply device 10 illustrated in FIG. 1 will be described in detail.

図１に示すように、本発明の燃料供給装置１０は、内燃機関用燃料（以下、単に「燃料」とも称する）２０を内燃機関（図示せず）へ供給するための装置である。燃料２０は、内燃機関へ供給されると燃焼し、当該燃料２０の有する化学エネルギが車両を駆動するための力学的エネルギに変換される。 As shown in FIG. 1, a fuel supply device 10 of the present invention is a device for supplying a fuel for an internal combustion engine (hereinafter also simply referred to as “fuel”) 20 to an internal combustion engine (not shown). When the fuel 20 is supplied to the internal combustion engine, it burns, and the chemical energy of the fuel 20 is converted into mechanical energy for driving the vehicle.

燃料２０は、燃料タンク２１に貯留される。燃料タンク２１には、燃料２０が流通するための燃料流通路２２が接続される。 The fuel 20 is stored in the fuel tank 21. The fuel tank 21 is connected to a fuel flow passage 22 through which the fuel 20 flows.

燃料流通路２２の途中には、燃料ポンプ２３が設置されている。燃料ポンプ２３は、燃料２０を加圧するための燃料加圧手段として機能する。 A fuel pump 23 is installed in the middle of the fuel flow path 22. The fuel pump 23 functions as a fuel pressurizing unit for pressurizing the fuel 20.

燃料ポンプ２３の下流側には、燃料気化器２４が設置されている。この燃料気化器２４は、燃料２０を気化させるための燃料気化手段として機能する。燃料気化器２４において燃料を気化させるための手法は特に制限されず、加熱によって気化させてもよいし、減圧によって気化させてもよい。加熱気化させる形態としては、燃料気化器２４を包囲するようにヒータ（図示せず）を設ける形態が例示される。一方、減圧気化させる形態としては、燃料気化器２４に減圧手段（例えば、減圧ポンプ）を接続する形態が例示される。 A fuel vaporizer 24 is installed on the downstream side of the fuel pump 23. The fuel vaporizer 24 functions as a fuel vaporization unit for vaporizing the fuel 20. The method for vaporizing the fuel in the fuel vaporizer 24 is not particularly limited, and may be vaporized by heating or vaporized by decompression. As a form to heat and vaporize, the form which provides a heater (not shown) so that the fuel vaporizer 24 may be surrounded is illustrated. On the other hand, as a form of vaporizing under reduced pressure, a form in which a pressure reducing means (for example, a pressure reducing pump) is connected to the fuel vaporizer 24 is exemplified.

燃料気化器２４には、水または空気の少なくとも一方を当該燃料気化器２４へと供給可能な改質助剤供給路２５が接続されている。そして、この改質助剤供給路２５の末端には、改質助剤タンク２６が設置されている。 The fuel vaporizer 24 is connected to a reforming aid supply path 25 that can supply at least one of water and air to the fuel vaporizer 24. A reforming aid tank 26 is installed at the end of the reforming aid supply path 25.

燃料気化器２４の下流側には、燃料気化器２４を通過することにより気化した気化燃料を貯蔵するための気化燃料貯蔵手段として、気化燃料タンク２８が設置されている。改質助剤供給路２５を介して水または空気が導入された場合には、これらもまた気化燃料と同様に気化燃料タンク２８中に貯蔵される。 A vaporized fuel tank 28 is installed on the downstream side of the fuel vaporizer 24 as vaporized fuel storage means for storing vaporized fuel vaporized by passing through the fuel vaporizer 24. When water or air is introduced through the reforming aid supply path 25, these are also stored in the vaporized fuel tank 28 in the same manner as the vaporized fuel.

気化燃料タンク２８の下流側には、燃料分離器３０が設置されている。燃料分離器３０には、燃料分離膜３２が配設されている。この燃料分離膜３２は、気化燃料から所望の成分を分離するための燃料分離手段として機能する。燃料分離膜３２の具体的な構成は特に制限されず、分離を希望する燃料の種類に応じて適宜選択されうる。本実施形態において、燃料分離膜３２は、耐火性無機材料であるメソポーラスシリカ（細孔径：２．５ｎｍ）から構成されている。ただし、燃料分離膜３２の構成材料はかような形態のみに制限されず、その他の材料もまた、採用されうる。 A fuel separator 30 is installed on the downstream side of the vaporized fuel tank 28. A fuel separation membrane 32 is disposed in the fuel separator 30. The fuel separation membrane 32 functions as a fuel separation means for separating a desired component from the vaporized fuel. The specific configuration of the fuel separation membrane 32 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of fuel desired to be separated. In the present embodiment, the fuel separation membrane 32 is made of mesoporous silica (pore diameter: 2.5 nm) which is a refractory inorganic material. However, the constituent material of the fuel separation membrane 32 is not limited to such a form, and other materials can also be adopted.

また、燃料分離器３０には、掃引ガス流通路３４が接続されている。そして、この掃引ガス流通路３４の末端には、掃引ガスタンク３６が設置されている。この掃引ガス流通路３４および掃引ガスタンク３６は、燃料分離器３０において分離されなかった燃料を掃引して、後述する未改質燃料流通路へと圧送するための燃料掃引手段として機能する。なお、掃引ガスとしては、空気を用いると簡便である。 A sweep gas flow passage 34 is connected to the fuel separator 30. A sweep gas tank 36 is installed at the end of the sweep gas flow passage 34. The sweep gas flow passage 34 and the sweep gas tank 36 function as fuel sweep means for sweeping the fuel that has not been separated in the fuel separator 30 and pumping it to an unreformed fuel flow passage, which will be described later. Note that it is convenient to use air as the sweep gas.

燃料分離器３０の下流側には、燃料改質器４０が設置されている。この燃料改質器４０には、燃料改質触媒４２が配設されている。燃料改質器４０に備えられる燃料改質触媒４２は、上述した燃料分離手段である燃料分離膜３０と協働して燃料改質手段として機能する。燃料改質触媒４２の具体的な構成は特に制限されず、燃料改質の所望の形態などに応じて適宜選択されうる。一例を挙げると、アルミナ、シリカ、ジルコニアなどの無機担体に、ニッケル、ルテニウム、白金、ロジウム、銅などの触媒成分が担持されてなる形態が例示されうる。 A fuel reformer 40 is installed on the downstream side of the fuel separator 30. The fuel reformer 40 is provided with a fuel reforming catalyst 42. The fuel reforming catalyst 42 provided in the fuel reformer 40 functions as a fuel reforming means in cooperation with the fuel separation membrane 30 that is the fuel separating means described above. The specific configuration of the fuel reforming catalyst 42 is not particularly limited, and may be appropriately selected according to a desired form of fuel reforming. As an example, a form in which a catalyst component such as nickel, ruthenium, platinum, rhodium, or copper is supported on an inorganic carrier such as alumina, silica, or zirconia can be exemplified.

燃料改質器４０には、改質燃料が流通するための改質燃料流通路５０が接続されている。一方、燃料分離器３０には、当該分離器３０によって分離されなかった燃料２０が流通するための未改質燃料流通路５２が接続されている。 The fuel reformer 40 is connected with a reformed fuel flow passage 50 through which the reformed fuel flows. On the other hand, the fuel separator 30 is connected to an unreformed fuel flow passage 52 through which the fuel 20 not separated by the separator 30 flows.

改質燃料流通路５０の下流側には、改質燃料を貯蔵するための改質燃料貯蔵手段として、改質燃料タンク６０が設置されている。そして、改質燃料タンク６０には、当該タンク６０に貯蔵された改質燃料を内燃機関（図示せず）へと供給するための改質燃料供給路６２が接続されている。そして、改質燃料供給路６２の末端には、改質燃料を内燃機関（図示せず）へと噴射するための改質燃料噴射器６４が設置されている。改質燃料供給路６２および改質燃料噴射器６４は、改質燃料を内燃機関へと供給するための改質燃料供給手段として機能する。なお、改質燃料タンク６０は、図１に示すように、後述する減圧器７０と接続されて低圧タンクとされてもよいし、別途設けた加圧器などによって高圧タンクとされてもよい。これらが併用されてもよい。低圧タンクから供給される燃料は、通常は気体状態である。一方、高圧タンクから供給される燃料は、通常は液体状態である。これらを制御することにより、内燃機関へのきめ細かな燃料供給が可能となる。 On the downstream side of the reformed fuel flow passage 50, a reformed fuel tank 60 is installed as a reformed fuel storage means for storing the reformed fuel. The reformed fuel tank 60 is connected to a reformed fuel supply path 62 for supplying the reformed fuel stored in the tank 60 to an internal combustion engine (not shown). A reformed fuel injector 64 for injecting reformed fuel into an internal combustion engine (not shown) is installed at the end of the reformed fuel supply path 62. The reformed fuel supply path 62 and the reformed fuel injector 64 function as reformed fuel supply means for supplying the reformed fuel to the internal combustion engine. As shown in FIG. 1, the reformed fuel tank 60 may be connected to a pressure reducer 70 described later to be a low pressure tank, or may be a high pressure tank by a separately provided pressurizer or the like. These may be used in combination. The fuel supplied from the low pressure tank is normally in a gaseous state. On the other hand, the fuel supplied from the high-pressure tank is normally in a liquid state. By controlling these, fine fuel supply to the internal combustion engine becomes possible.

本実施形態において、未改質燃料流通路５２は、途中から分岐している。具体的には、その一方は燃料タンク２８へ戻される未改質燃料リターン路５４へと分岐している。この未改質燃料リターン路５４は、未改質燃料を燃料タンク２１へリターンさせるための未改質燃料リターン手段として機能する。そして、未改質燃料流通路５２の他方は、未改質燃料供給路５６へと分岐している。そして、未改質燃料供給路５６の末端には、未改質燃料を内燃機関（図示せず）へと噴射するための未改質燃料噴射器５８が設置されている。未改質燃料供給路５６および未改質燃料噴射器５８は、未改質燃料をそのまま内燃機関へと供給するための未改質燃料供給手段として機能する。なお、未改質燃料流通路５２の途中には、未改質燃料を貯蔵するための未改質燃料タンク（図示せず）が設置されてもよい。 In the present embodiment, the unreformed fuel flow passage 52 is branched from the middle. Specifically, one of them branches to an unreformed fuel return path 54 that is returned to the fuel tank 28. The unreformed fuel return path 54 functions as unreformed fuel return means for returning unreformed fuel to the fuel tank 21. The other side of the unreformed fuel flow path 52 branches to an unreformed fuel supply path 56. An unreformed fuel injector 58 for injecting unreformed fuel into an internal combustion engine (not shown) is installed at the end of the unreformed fuel supply path 56. The unreformed fuel supply path 56 and the unreformed fuel injector 58 function as unreformed fuel supply means for supplying unreformed fuel directly to the internal combustion engine. An unreformed fuel tank (not shown) for storing unreformed fuel may be installed in the middle of the unreformed fuel flow passage 52.

改質燃料タンク６０には、減圧器７０が接続されている。この減圧器７０は、燃料分離器３０および燃料改質器４０を減圧状態とするための減圧手段として機能する。減圧器７０の具体的な構成は特に制限されないが、例えば、吸引ポンプなどが採用されうる。必要であれば、図１に示すように、改質燃料タンク６０と減圧器７０との途中に弁７２を設けてもよい。また、当該減圧器７０は、上述した燃料気化器２４において燃料を気化させるための手段として用いられてもよい。 A decompressor 70 is connected to the reformed fuel tank 60. The decompressor 70 functions as decompression means for bringing the fuel separator 30 and the fuel reformer 40 into a decompressed state. The specific configuration of the decompressor 70 is not particularly limited, but for example, a suction pump or the like can be employed. If necessary, a valve 72 may be provided in the middle of the reformed fuel tank 60 and the decompressor 70 as shown in FIG. The decompressor 70 may be used as a means for vaporizing fuel in the fuel vaporizer 24 described above.

「内燃機関」とは、シリンダ内で燃料を爆発燃焼させ、そのエネルギによって仕事をする原動機をいい、本発明において内燃機関の具体的な形態は特に制限されず、後述する燃料２０の性状に応じて選択されうる。内燃機関は、例えばガソリンエンジンのような火花点火式内燃機関であってもよく、ディーゼルエンジンのような圧縮着火式内燃機関であってもよい。 The “internal combustion engine” refers to a prime mover that explodes and burns fuel in a cylinder and works by its energy. In the present invention, the specific form of the internal combustion engine is not particularly limited, and depends on the properties of the fuel 20 described later. Can be selected. The internal combustion engine may be a spark ignition internal combustion engine such as a gasoline engine, or may be a compression ignition internal combustion engine such as a diesel engine.

続いて、図１に示す本実施形態の燃料供給装置１０の動作について説明する。 Next, the operation of the fuel supply device 10 of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described.

まず、図示しない制御手段（例えば、ＥＣＵ）からの制御信号により、燃料ポンプ２３が駆動する。燃料ポンプ２３が駆動することにより、燃料タンク２１から燃料２０が吸い上げられ、吸い上げられた燃料２０は燃料流通路２２を流通する。燃料の流量は、一般に１〜１０Ｌ／ｈ程度である。 First, the fuel pump 23 is driven by a control signal from a control means (for example, ECU) (not shown). When the fuel pump 23 is driven, the fuel 20 is sucked up from the fuel tank 21, and the sucked-up fuel 20 flows through the fuel flow passage 22. The flow rate of the fuel is generally about 1 to 10 L / h.

なお、燃料流通路２２の燃料タンク２１側の先端には、図示しない燃料フィルタが設置されていてもよい。これらのフィルタを設置することにより、燃料２０中に含まれる不純物の供給が防止され、内燃機関におけるエミッションが低減されうる。 A fuel filter (not shown) may be installed at the tip of the fuel flow passage 22 on the fuel tank 21 side. By installing these filters, the supply of impurities contained in the fuel 20 can be prevented, and emissions in the internal combustion engine can be reduced.

燃料２０は燃料ポンプ２３により燃料流通路２２の下流側に圧送され、燃料気化器２４へと供給される。この際の圧力は特に制限されないが、通常は０．１〜１．０ＭＰａ程度である。 The fuel 20 is pumped to the downstream side of the fuel flow passage 22 by the fuel pump 23 and supplied to the fuel carburetor 24. The pressure at this time is not particularly limited, but is usually about 0.1 to 1.0 MPa.

燃料気化器２４へと圧送された燃料２０は、当該気化器２４において気化する。燃料を加熱気化させる際の加熱温度は特に制限されないが、通常は１５０〜２５０℃程度であり、好ましくは１８０〜２００℃である。また、燃料を減圧気化させる際の圧力条件も特に制限されないが、通常は０．１〜１０００Ｐａ程度であり、好ましくは１〜１００Ｐａである。 The fuel 20 pumped to the fuel vaporizer 24 is vaporized in the vaporizer 24. The heating temperature for heating and vaporizing the fuel is not particularly limited, but is usually about 150 to 250 ° C, preferably 180 to 200 ° C. Further, the pressure condition for vaporizing the fuel under reduced pressure is not particularly limited, but is usually about 0.1 to 1000 Pa, and preferably 1 to 100 Pa.

一方、改質助剤タンク２６から改質助剤供給路２５を経て燃料気化器２４へと導入された水は、燃料気化器２４において燃料２０と同様に気化して水蒸気となる。そしてこの水蒸気および同様に導入された空気は、当該気化器２４において燃料２０と混合されて、混合燃料を生成しうる。なお、前記水および／または空気（具体的には、空気中の酸素）は、燃料気化器２４を通過することにより気化した気化燃料が燃料改質触媒４２との接触により改質される際の改質助剤として機能する。具体的には、水は吸熱反応である水蒸気改質反応を促進させ、空気は発熱反応である部分酸化反応を促進させうる。これらがともに促進されると、部分酸化反応での発熱により水蒸気改質反応に必要な熱が賄われうる。すなわち、燃料改質器４０においてオートサーマル改質が進行しうる。 On the other hand, the water introduced from the reforming aid tank 26 to the fuel vaporizer 24 through the reforming aid supply path 25 is vaporized into the water vapor in the fuel vaporizer 24 in the same manner as the fuel 20. The water vapor and similarly introduced air can be mixed with the fuel 20 in the vaporizer 24 to generate a mixed fuel. The water and / or air (specifically, oxygen in the air) is generated when the vaporized fuel vaporized by passing through the fuel vaporizer 24 is reformed by contact with the fuel reforming catalyst 42. Functions as a modification aid. Specifically, water can promote a steam reforming reaction that is an endothermic reaction, and air can promote a partial oxidation reaction that is an exothermic reaction. When these are promoted together, the heat required for the steam reforming reaction can be covered by the heat generated by the partial oxidation reaction. That is, autothermal reforming can proceed in the fuel reformer 40.

改質助剤（水および／または空気）が燃料気化器２４へ供給される際の供給量についても特に制限はない。水に関していえば、燃料１モルに対して８〜２０モル程度であり、空気に関していえば、酸素分子換算で、燃料１モルに対して１．４〜３．２モル程度である。 There is no particular limitation on the supply amount when the reforming aid (water and / or air) is supplied to the fuel vaporizer 24. When it comes to water, it is about 8 to 20 moles per mole of fuel, and when it comes to air, it is about 1.4 to 3.2 moles per mole of fuel in terms of oxygen molecules.

燃料気化器２４において生成した混合燃料は、気化燃料タンク２８に貯蔵され、必要に応じて下流側へとさらに圧送される。気化燃料タンク２８からの気化燃料（混合燃料）の流通量の制御は、図示しない制御手段（例えば、ＥＣＵ）からの制御信号によって制御されうる。 The mixed fuel produced in the fuel vaporizer 24 is stored in the vaporized fuel tank 28 and further pumped downstream as required. Control of the flow rate of the vaporized fuel (mixed fuel) from the vaporized fuel tank 28 can be controlled by a control signal from a control means (for example, ECU) (not shown).

気化燃料タンク２８から下流側へ流通した気化燃料（混合燃料）は、燃料分離器３０中に導入され、当該分離器３０に備えられた燃料分離膜３２により分離される。本実施形態において、上述したような燃料分離膜３０によれば、嵩高い芳香族炭化水素化合物や比較的大きい側鎖を有する炭化水素化合物などと、比較的小さい側鎖を有する炭化水素化合物や直鎖炭化水素化合物などとが分離されうる。具体的には、小さいサイズを有する後者のみが燃料分離膜３２を透過し、燃料分離器３０の下流へと流通しうる。この際、減圧器によって燃料分離器３０を減圧状態とすることにより、気化燃料の透過が促進されうる。 The vaporized fuel (mixed fuel) that has flowed downstream from the vaporized fuel tank 28 is introduced into the fuel separator 30 and separated by the fuel separation membrane 32 provided in the separator 30. In the present embodiment, according to the fuel separation membrane 30 as described above, a bulky aromatic hydrocarbon compound, a hydrocarbon compound having a relatively large side chain, a hydrocarbon compound having a relatively small side chain, Chain hydrocarbon compounds and the like can be separated. Specifically, only the latter having a small size can permeate the fuel separation membrane 32 and circulate downstream of the fuel separator 30. At this time, the permeation of the vaporized fuel can be promoted by bringing the fuel separator 30 into a decompressed state by the decompressor.

本実施形態においては、上記で燃料分離膜３２を透過し、燃料分離器３０の下流へと流通した比較的サイズの小さい燃料のみが燃料改質器４０中に導入されうる。燃料改質器４０中に導入された燃料は、燃料改質触媒４２との接触により、改質（分解、異性化など）されて、水素、一酸化炭素などを生成し、大部分は水素へとガス化しうる。 In the present embodiment, only the relatively small fuel that has permeated the fuel separation membrane 32 and circulated downstream of the fuel separator 30 can be introduced into the fuel reformer 40. The fuel introduced into the fuel reformer 40 is reformed (decomposition, isomerization, etc.) by contact with the fuel reforming catalyst 42 to generate hydrogen, carbon monoxide, etc., and most of the fuel is converted to hydrogen. And can be gasified.

改質燃料は、改質燃料流通路５０を流通して改質燃料タンク６０に貯蔵される。そして、必要に応じて改質燃料供給路６２を流通し、改質燃料噴射器６４を介して、内燃機関（図示せず）へと供給される。 The reformed fuel flows through the reformed fuel flow passage 50 and is stored in the reformed fuel tank 60. Then, it flows through the reformed fuel supply path 62 as necessary, and is supplied to the internal combustion engine (not shown) via the reformed fuel injector 64.

改質燃料中には、上述したように水素が多く含まれる。従って、かような改質燃料を必要に応じてエンジンに供給することで、エンジンでの燃焼状態におけるリーンバーン領域（リーンバーン限界）を拡大させうる。その結果、燃費の向上に有効に寄与しうる。 The reformed fuel contains a large amount of hydrogen as described above. Accordingly, by supplying such reformed fuel to the engine as necessary, the lean burn region (lean burn limit) in the combustion state of the engine can be expanded. As a result, it can contribute effectively to the improvement of fuel consumption.

一方、燃料分離器３０において燃料分離膜３２を透過しなかった燃料（未改質燃料）は、掃引ガスタンク３６から掃引ガス流通路３４を流通してきた掃引ガスにより掃引され、未改質燃料流通路５２へと圧送される。 On the other hand, the fuel (unreformed fuel) that has not permeated through the fuel separation membrane 32 in the fuel separator 30 is swept by the sweep gas flowing from the sweep gas tank 36 through the sweep gas flow passage 34, and the unreformed fuel flow passage. To 52.

未改質燃料流通路５２へと圧送された未改質燃料は、未改質燃料流通路５２の分岐部において、未改質燃料リターン路５４を流通して燃料タンク２１へと戻されるか、または、未改質燃料供給路５６を流通し、未改質燃料噴射器５８を介して、内燃機関（図示せず）へと供給される。 The unreformed fuel pumped to the unreformed fuel flow passage 52 flows through the unreformed fuel return passage 54 at the branch portion of the unreformed fuel flow passage 52 and is returned to the fuel tank 21. Alternatively, it flows through the unreformed fuel supply path 56 and is supplied to the internal combustion engine (not shown) via the unreformed fuel injector 58.

なお、必要に応じて、改質燃料として改質燃料噴射器６４から内燃機関へ供給される燃料と、未改質燃料として未改質燃料噴射器５８から内燃機関へ供給される燃料との比率を制御することも可能である。かような制御手段としては、例えば、掃引ガスの流量を調節するといった手法や、燃料の供給量を調節するといった手法が例示されうる。 If necessary, the ratio of the fuel supplied as reformed fuel from the reformed fuel injector 64 to the internal combustion engine and the fuel supplied as unreformed fuel from the unreformed fuel injector 58 to the internal combustion engine. It is also possible to control. Examples of such control means include a method of adjusting the flow rate of the sweep gas and a method of adjusting the fuel supply amount.

（第２実施形態）
図２は、本実施形態の燃料供給装置１０ａを示す構成概要図である。図２に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０ａは、図１に示す第１実施形態の燃料供給装置１０とほぼ同様の構成を有する。ただし、燃料分離手段である燃料分離器と、燃料改質手段である燃料改質器とに代えて、これらが一体化されてなる改質分離器８０が設置されている点で第１実施形態とは異なる。 (Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the fuel supply device 10a of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the fuel supply device 10a of the present embodiment has a configuration substantially similar to that of the fuel supply device 10 of the first embodiment shown in FIG. However, instead of the fuel separator as the fuel separation means and the fuel reformer as the fuel reforming means, the first embodiment is provided in that a reforming separator 80 in which these are integrated is installed. Is different.

本実施形態において、改質分離器８０は、第１実施形態において燃料分離器に備えられていた燃料分離膜の表面に、燃料改質触媒の触媒成分が担持されてなる構成を有する。具体的には、本実施形態において、燃料分離膜３２としてはＭＦＩゼオライトから構成されており、その表面に、白金、ロジウム、ルテニウムなどの白金系の触媒成分やニッケル、鉄、コバルトなどの遷移金属成分が担持されている。この際、ＭＦＩゼオライトの有するシリカ／アルミナ比は約７００である。ただし、かような形態のみに本発明の技術的範囲が制限されるわけではない。 In the present embodiment, the reforming separator 80 has a configuration in which the catalyst component of the fuel reforming catalyst is supported on the surface of the fuel separation membrane provided in the fuel separator in the first embodiment. Specifically, in the present embodiment, the fuel separation membrane 32 is made of MFI zeolite, and a platinum-based catalyst component such as platinum, rhodium or ruthenium, or a transition metal such as nickel, iron or cobalt is formed on the surface thereof. Ingredients are supported. At this time, the silica / alumina ratio of the MFI zeolite is about 700. However, the technical scope of the present invention is not limited only to such a form.

本実施形態においては、減圧器によって改質分離器８０を減圧状態とすることにより、気化燃料の透過のみならず、気化燃料の改質もまた、促進されうる。 In the present embodiment, by setting the reforming separator 80 in a reduced pressure state by the decompressor, not only the vaporized fuel permeation but also the reformed vaporized fuel can be promoted.

本実施形態の燃料供給装置１０ａによれば、燃料分離手段と燃料改質手段とが一体化されてなることから、装置のコンパクト化が図られる。その結果、自動車に搭載された場合には、車内空間のより一層の拡大に有効に寄与しうる。 According to the fuel supply device 10a of this embodiment, since the fuel separation means and the fuel reforming means are integrated, the device can be made compact. As a result, when mounted on an automobile, it can effectively contribute to further expansion of the interior space.

（第３実施形態）
図３は、本実施形態の燃料供給装置１０ｂを示す構成概要図である。図３に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０ｂもまた、図１に示す第１実施形態の燃料供給装置１０とほぼ同様の構成を有する。ただし、燃料分離器３０の上流側に燃料改質器４０が設置されている点、および、未改質燃料を、改質燃料タンク６０に貯蔵された改質燃料との接触により改質するための第２の燃料改質器４０’が設置されている点で、第１実施形態とは異なる。 (Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the fuel supply device 10b of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the fuel supply device 10b of the present embodiment also has a configuration substantially similar to that of the fuel supply device 10 of the first embodiment shown in FIG. However, in order to reform the fuel reformer 40 on the upstream side of the fuel separator 30 and the unreformed fuel by contact with the reformed fuel stored in the reformed fuel tank 60. This is different from the first embodiment in that the second fuel reformer 40 'is installed.

本実施形態において用いられる燃料改質器４０および当該改質器４０に備えられる燃料改質触媒４２の具体的な形態は、上記の第１実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。従って、上記の第１実施形態と同様に、燃料２０（または混合燃料）は燃料改質触媒４２と接触し、燃料中の軽質成分は容易に水素へとガス化しうる。 Since the specific form of the fuel reformer 40 used in the present embodiment and the fuel reforming catalyst 42 provided in the reformer 40 is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be given here. Omitted. Therefore, as in the first embodiment, the fuel 20 (or mixed fuel) comes into contact with the fuel reforming catalyst 42, and the light components in the fuel can be easily gasified into hydrogen.

本実施形態において用いられる燃料分離器３０に備えられる燃料分離膜３２は、上記で生成した水素をほぼ選択的に透過させうるものであることが好ましい。かような燃料分離膜３２としては、パラジウム合金系分離膜や、バナジウム合金系分離膜、ニオブ合金系分離膜、ゼオライト系分離膜などが例示される。 The fuel separation membrane 32 provided in the fuel separator 30 used in the present embodiment is preferably capable of almost selectively permeating the hydrogen generated above. Examples of the fuel separation membrane 32 include a palladium alloy separation membrane, a vanadium alloy separation membrane, a niobium alloy separation membrane, and a zeolite separation membrane.

本実施形態においても、上記の第１実施形態と同様に、水素を多く含む改質燃料は改質燃料タンク６０に貯蔵され、必要に応じて改質燃料供給路６２を流通し、改質燃料噴射器６４を介して、内燃機関へと供給される。従って、本実施形態によれば、上記の第１実施形態と同様の作用効果が得られる。 Also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the reformed fuel containing a large amount of hydrogen is stored in the reformed fuel tank 60, and flows through the reformed fuel supply path 62 as necessary. It is supplied to the internal combustion engine via the injector 64. Therefore, according to the present embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

本実施形態においては、改質燃料タンク６０にさらに第２の改質燃料流通路５０’が接続されている。この第２の改質燃料流通路５０’は、未改質燃料流通路５２の途中に接続されている。そして、未改質燃料流通路５２の、第２の改質燃料流通路５０’との接続箇所の下流側には、第２の燃料改質器４０’が設置されている。 In the present embodiment, a second reformed fuel flow passage 50 ′ is further connected to the reformed fuel tank 60. The second reformed fuel flow passage 50 ′ is connected in the middle of the unreformed fuel flow passage 52. A second fuel reformer 40 'is installed on the downstream side of the unreformed fuel flow passage 52 connected to the second reformed fuel flow passage 50'.

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、未改質燃料、すなわち、燃料改質器４０において改質されなかった燃料および／または燃料分離器３０において分離されなかった燃料は、掃引ガスを用いた掃引によって、未改質燃料流通路５２を流通する。そして、本実施形態においては、第２の燃料改質器４０’へと導入される。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, unreformed fuel, that is, fuel that has not been reformed in the fuel reformer 40 and / or fuel that has not been separated in the fuel separator 30 is swept gas. The unreformed fuel flow passage 52 is circulated by sweeping using the. In this embodiment, the fuel is introduced into the second fuel reformer 40 '.

一方、必要に応じて、改質燃料タンク６０に貯蔵されている改質燃料を、第２の改質燃料流通路５０’を流通させ、未改質燃料流通路５２を経由して第２の燃料改質器４０’へと導入させる。これにより、第２の燃料改質器４０’において、未改質燃料と、水素を多く含む改質燃料とが混合されて、未改質燃料と改質燃料との混合燃料が生成する。 On the other hand, if necessary, the reformed fuel stored in the reformed fuel tank 60 is circulated through the second reformed fuel flow passage 50 ′ and the second reformed fuel flow passage 52 is passed through the second reformed fuel flow passage 52. The fuel is introduced into the fuel reformer 40 '. Thereby, in the second fuel reformer 40 ′, the unreformed fuel and the reformed fuel containing a large amount of hydrogen are mixed to generate a mixed fuel of the unreformed fuel and the reformed fuel.

さらに、第２の燃料改質器４０’には、第２の燃料改質触媒４２’が配設されている。第２の燃料改質触媒４２’の具体的な構成についても特に制限はなく、燃料改質の所望の形態などに応じて適宜選択されうる。一例を挙げると、アルミナ、シリカ、ジルコニアなどの無機担体に、ニッケル、ルテニウム、白金、ロジウム、銅などの触媒成分が担持されてなる形態が例示されうる。特に、燃料との接触によって、前記燃料の一部から水素原子を生成させ、生成した水素原子を前記燃料の他の一部に付加する機能を有する触媒を用いると、好ましい。 Furthermore, a second fuel reforming catalyst 42 'is disposed in the second fuel reformer 40'. The specific configuration of the second fuel reforming catalyst 42 'is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the desired form of fuel reforming. As an example, a form in which a catalyst component such as nickel, ruthenium, platinum, rhodium, or copper is supported on an inorganic carrier such as alumina, silica, or zirconia can be exemplified. In particular, it is preferable to use a catalyst having a function of generating hydrogen atoms from a part of the fuel by contact with the fuel and adding the generated hydrogen atoms to another part of the fuel.

ここで、未改質燃料は、エンジンにおける燃焼性の低いオレフィン系炭化水素化合物を多く含む。一方、改質燃料は、上述した通り水素を多く含む。従って、第２の燃料改質器４０’においては、第２の燃料改質触媒４２’の作用によって、オレフィン系炭化水素化合物が水素化され、より燃焼性の高いパラフィン系炭化水素化合物へと改質されうる。 Here, the unreformed fuel contains a large amount of an olefinic hydrocarbon compound having low combustibility in the engine. On the other hand, the reformed fuel contains a large amount of hydrogen as described above. Accordingly, in the second fuel reformer 40 ′, the olefinic hydrocarbon compound is hydrogenated by the action of the second fuel reforming catalyst 42 ′, and the paraffinic hydrocarbon compound is improved to be more combustible. Can be quality.

パラフィン系炭化水素化合物はオレフィン系炭化水素化合物と比較してセタン価が高いため、本実施形態によれば、ディーゼルエンジンにおける燃焼性を改善させることも可能である。 Since the paraffinic hydrocarbon compound has a higher cetane number than the olefinic hydrocarbon compound, according to the present embodiment, it is possible to improve the combustibility in the diesel engine.

なお、燃料の一部から水素原子を生成させる機能と、生成した水素原子を燃料の他の一部に付加する機能とは、同一の燃料改質触媒によって担われてもよいし、別々の燃料改質触媒によって担われてもよい。別々の触媒が用いられる場合、これらの触媒は混合されていてもよいし、直列または並列に配置されてもよい。また、必要に応じて、第２の改質燃料流通路５０’には、水素を選択的に分離透過させるための、パラジウム−銀合金系分離膜、ゼオライト系分離膜などから構成される水素分離膜（図示せず）を設置してもよい。 Note that the function of generating hydrogen atoms from a part of the fuel and the function of adding the generated hydrogen atoms to another part of the fuel may be carried by the same fuel reforming catalyst, or separate fuels. It may be carried by a reforming catalyst. When separate catalysts are used, these catalysts may be mixed or arranged in series or in parallel. Further, if necessary, the second reformed fuel flow passage 50 'is separated into hydrogen by hydrogen separation composed of palladium-silver alloy separation membrane, zeolite separation membrane, etc. for selectively separating and permeating hydrogen. A membrane (not shown) may be installed.

（第４実施形態）
図４は、本実施形態の燃料供給装置１０ｃを示す構成概要図である。図４に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０ｃは、図３に示す第３実施形態の燃料供給装置１０ｂとほぼ同様の構成を有する。ただし、燃料改質器４０の上流側に第２の燃料分離器３０’が設置されている点、前記第２の燃料分離器３０’に第２の未改質燃料流通路５２’が接続されている点、および、改質燃料タンク６０に貯蔵された改質燃料を燃焼改質触媒との接触により改質するための第２の燃料改質器４０’が、第２の燃料分離器３０’で分離されなかった未改質燃料を改質する目的で設置されている点で、第３実施形態とは異なる。 (Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the fuel supply device 10c of the present embodiment. As shown in FIG. 4, the fuel supply device 10c of the present embodiment has a configuration substantially similar to that of the fuel supply device 10b of the third embodiment shown in FIG. However, a second fuel separator 30 ′ is installed upstream of the fuel reformer 40, and a second unreformed fuel flow passage 52 ′ is connected to the second fuel separator 30 ′. And a second fuel separator 30 ′ for reforming the reformed fuel stored in the reformed fuel tank 60 by contact with the combustion reforming catalyst. It is different from the third embodiment in that it is installed for the purpose of reforming unreformed fuel that has not been separated by '.

本実施形態において、第２の燃料分離器３０’は、第２の燃料分離膜３２’を備える。この第２の燃料分離膜３２’は、上記の第２実施形態と同様の構成を有するものである。第２の燃料分離器３０’においては、第１実施形態と同様に、嵩高い芳香族炭化水素化合物や比較的大きい側鎖を有する炭化水素化合物などと、比較的小さい側鎖を有する炭化水素化合物や直鎖炭化水素化合物などとが分離されうる。そして、小さいサイズを有する後者のみが第２の燃料分離膜３２’を透過し、第２の燃料分離器３０’の下流へと流通しうる。 In the present embodiment, the second fuel separator 30 ′ includes a second fuel separation membrane 32 ′. The second fuel separation membrane 32 'has a configuration similar to that of the second embodiment. In the second fuel separator 30 ′, as in the first embodiment, a bulky aromatic hydrocarbon compound, a hydrocarbon compound having a relatively large side chain, and a hydrocarbon compound having a relatively small side chain And linear hydrocarbon compounds can be separated. Only the latter having a small size can permeate the second fuel separation membrane 32 'and flow downstream of the second fuel separator 30'.

また、第２の燃料分離器３０’には、第２の掃引ガス流通路３４’が接続されている。そして、この第２の掃引ガス流通路３４’の末端には、第２の掃引ガスタンク３６’が設置されている。これらは、第１実施形態と同様に、第２の燃料分離器３０’において分離されなかった燃料を掃引して、第２の未改質燃料流通路５２’へと圧送するための燃料掃引手段として機能する。なお、本実施形態においても、掃引ガスとしては、空気が好ましく用いられる。 A second sweep gas flow passage 34 'is connected to the second fuel separator 30'. A second sweep gas tank 36 'is installed at the end of the second sweep gas flow passage 34'. As in the first embodiment, these are fuel sweeping means for sweeping fuel that has not been separated in the second fuel separator 30 ′ and pumping it to the second unreformed fuel flow passage 52 ′. Function as. Also in this embodiment, air is preferably used as the sweep gas.

また、本実施形態においても、上記の第３実施形態と同様に、改質燃料タンク６０にさらに第２の改質燃料流通路６２’が接続されている。この第２の改質燃料流通路６２’は、第２の未改質燃料流通路５２’の途中に接続されている。そして、第２の未改質燃料流通路５２’の、第２の改質燃料流通路６２’との接続箇所の下流側には、第２の燃料改質器４０’が設置されている。 Also in the present embodiment, a second reformed fuel flow passage 62 ′ is further connected to the reformed fuel tank 60 as in the third embodiment. The second reformed fuel flow passage 62 'is connected in the middle of the second unreformed fuel flow passage 52'. A second fuel reformer 40 'is installed on the downstream side of the connection point of the second unreformed fuel flow passage 52' with the second reformed fuel flow passage 62 '.

本実施形態においては、第２の燃料分離器３０’において分離されなかった燃料が、掃引ガスを用いた掃引によって、第２の未改質燃料流通路５２’を流通する。そして、第２の燃料改質器４０’へと導入される。 In the present embodiment, the fuel that has not been separated in the second fuel separator 30 ′ flows through the second unreformed fuel flow passage 52 ′ by sweeping using the sweep gas. Then, it is introduced into the second fuel reformer 40 '.

一方、必要に応じて、改質燃料タンク６０に貯蔵されている改質燃料を、第２の改質燃料流通路５０’を流通させ、第２の未改質燃料流通路５２’を経由して第２の燃料改質器４０’へと導入させる。これにより、第２の燃料改質器４０’において、未改質燃料と、水素を多く含む改質燃料とが混合されて、未改質燃料と改質燃料との混合燃料が生成する。 On the other hand, if necessary, the reformed fuel stored in the reformed fuel tank 60 is circulated through the second reformed fuel flow passage 50 ′ and then passed through the second unreformed fuel flow passage 52 ′. And introduced into the second fuel reformer 40 '. Thereby, in the second fuel reformer 40 ′, the unreformed fuel and the reformed fuel containing a large amount of hydrogen are mixed to generate a mixed fuel of the unreformed fuel and the reformed fuel.

本実施形態における第２の燃料改質器４０’および第２の燃料改質触媒４２’の具体的な形態は特に制限されず、上記の第３実施形態において例示した形態が同様に採用されうる。 Specific forms of the second fuel reformer 40 ′ and the second fuel reforming catalyst 42 ′ in the present embodiment are not particularly limited, and the forms exemplified in the third embodiment can be similarly adopted. .

従って、本実施形態によれば、上記の第３実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、改質燃料中の水素を用いて、比較的燃焼性の低い炭化水素化合物を水素化し、燃焼性の向上を図ることが可能となり、燃料のセタン価を向上させうる。その結果、特にディーゼルエンジンにおける燃焼性の改善に有効に寄与しうる。 Therefore, according to the present embodiment, the same operational effects as those of the third embodiment can be obtained. That is, using hydrogen in the reformed fuel, a hydrocarbon compound having relatively low combustibility can be hydrogenated to improve combustibility, and the cetane number of the fuel can be improved. As a result, it can contribute effectively to the improvement of combustibility particularly in a diesel engine.

（第５実施形態）
図５は、上記の第１実施形態の燃料供給装置１０の好ましい設置位置を示す構成概要図である。なお、第２〜第４実施形態についても同様である。 (Fifth embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a preferred installation position of the fuel supply device 10 of the first embodiment. The same applies to the second to fourth embodiments.

図５に示すように、好ましい形態において、第１実施形態の燃料供給装置１０は、エンジン９０のマニホルド位置に設置される。 As shown in FIG. 5, in a preferred embodiment, the fuel supply device 10 of the first embodiment is installed at a manifold position of the engine 90.

本実施形態によれば、燃料供給装置１０が備える燃料気化器２４における燃料２０の気化や燃料改質器４０における燃料２０の改質に必要な熱エネルギが、エンジン９０の排気の熱を回収することにより行われうる。その結果、システム全体のエネルギ効率が向上しうる。 According to the present embodiment, the heat energy required for vaporizing the fuel 20 in the fuel carburetor 24 provided in the fuel supply device 10 and reforming the fuel 20 in the fuel reformer 40 recovers the heat of the exhaust gas of the engine 90. Can be done. As a result, the energy efficiency of the entire system can be improved.

本実施形態の具体的な構成について特に制限はないが、例えば、図５に示すように、燃料供給装置１０のうち、燃料タンク２１、改質燃料供給路６２、および未改質燃料供給路５６以外の構成要素を、エンジン９０の排気と熱交換可能な熱交換器１００の内部に設置する形態が例示される。ただし、かような形態のみには制限されず、熱エネルギを必要とする構成要素（例えば、燃料気化器２４や燃料改質器４０）のみを熱交換器１００の内部に設置する形態もまた、採用されうる。 Although there is no restriction | limiting in particular about the specific structure of this embodiment, For example, as shown in FIG. 5, the fuel tank 21, the reformed fuel supply path 62, and the unreformed fuel supply path 56 among the fuel supply apparatuses 10 are shown. The form which installs components other than these inside the heat exchanger 100 which can exchange heat with the exhaust_gas | exhaustion of the engine 90 is illustrated. However, the configuration is not limited to such a configuration, and a configuration in which only components that require heat energy (for example, the fuel vaporizer 24 and the fuel reformer 40) are installed inside the heat exchanger 100 is also possible. It can be adopted.

第１実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。It is a composition outline figure showing the fuel supply device of a 1st embodiment. 第２実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。It is a structure schematic diagram which shows the fuel supply apparatus of 2nd Embodiment. 第３実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。It is a structure schematic diagram which shows the fuel supply apparatus of 3rd Embodiment. 第４実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。It is a structure schematic diagram which shows the fuel supply apparatus of 4th Embodiment. 第１実施形態の燃料供給装置の好ましい設置位置を示す構成概要図である。It is a structure schematic diagram which shows the preferable installation position of the fuel supply apparatus of 1st Embodiment.

Explanation of symbols

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ燃料供給装置、
２０燃料、
２１燃料タンク、
２２燃料流通路、
２３燃料ポンプ、
２４燃料気化器、
２５改質助剤供給路、
２６改質助剤タンク、
２８気化燃料タンク、
３０燃料分離器、
３０’ 第２の燃料分離器、
３２燃料分離膜、
３２’ 第２の燃料分離膜、
３４掃引ガス流通路、
３４’ 第２の掃引ガス流通路、
３６掃引ガスタンク、
３６’ 第２の掃引ガスタンク、
４０燃料改質器、
４０’ 第２の燃料改質器、
４２燃料改質触媒、
４２’ 第２の燃料改質触媒、
５０改質燃料流通路、
５０’ 第２の改質燃料流通路、
５２未改質燃料流通路、
５２’ 第２の未改質燃料流通路、
５４未改質燃料リターン路、
５６未改質燃料供給路、
５８未改質燃料噴射器、
６０改質燃料タンク、
６２改質燃料供給路、
６４改質燃料噴射器、
７０減圧器、
７２弁、
８０改質分離器、
９０エンジン、
１００熱交換器。 10, 10a, 10b, 10c Fuel supply device,
20 fuel,
21 Fuel tank,
22 Fuel flow path,
23 Fuel pump,
24 Fuel vaporizer,
25 Modification aid supply path,
26 reforming aid tank,
28 Vaporized fuel tank,
30 Fuel separator,
30 'second fuel separator,
32 Fuel separation membrane,
32 'second fuel separation membrane,
34 sweep gas flow path,
34 'second sweep gas flow path,
36 sweep gas tank,
36 'second sweep gas tank,
40 Fuel reformer,
40 'second fuel reformer,
42 fuel reforming catalyst,
42 'second fuel reforming catalyst,
50 reformed fuel flow path,
50 'second reformed fuel flow path,
52 Unreformed fuel flow path,
52 ′ second unreformed fuel flow path,
54 Unreformed fuel return path,
56 Unreformed fuel supply path,
58 Unreformed fuel injector,
60 reformed fuel tank,
62 reformed fuel supply path,
64 reformed fuel injectors,
70 decompressor,
72 valves,
80 reforming separator,
90 engine,
100 heat exchanger.

Claims

A fuel supply device for supplying fuel to an internal combustion engine,
A fuel tank,
Fuel vaporization means for vaporizing the fuel, located downstream of the fuel tank;
A fuel separating means for separating the vaporized fuel located downstream of the fuel vaporizing means;
A fuel reforming means for reforming the vaporized fuel located downstream of the fuel vaporization means;
Reformed fuel supply means for supplying the separated and reformed fuel to the internal combustion engine;
A fuel supply device comprising:

The unreformed fuel supply means for supplying the fuel that was not separated by the fuel separation means and / or the fuel that was not reformed by the fuel reforming catalyst to the internal combustion engine. Fuel supply device.

The unreformed fuel return means for returning the fuel not separated by the fuel separation means and / or the fuel not reformed by the fuel reforming catalyst to the fuel tank, according to claim 1 or 2. The fuel supply apparatus as described.

The fuel supply according to any one of claims 1 to 3, further comprising a pressure reducing unit that is located downstream of the fuel reforming unit and puts the fuel separation unit and / or the fuel reforming unit into a reduced pressure state. apparatus.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein, in the fuel reforming unit, the fuel separation unit is located upstream of the fuel reforming unit.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the fuel reforming means, the fuel separation means is located downstream of the fuel reforming means.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein in the fuel reforming means, the fuel separation means and the fuel reforming catalyst are integrated.

The fuel sweeping means for sweeping the fuel that has not been separated by the fuel separation means and supplying the fuel to the unreformed fuel supply means or the unreformed fuel return means. The fuel supply device according to claim 1.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 8, further comprising vaporized fuel storage means for storing vaporized fuel vaporized by the fuel vaporization means.

The fuel supply apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising a reformed fuel storage means for storing the reformed fuel reformed by the fuel reforming means.

Second fuel reforming means for reforming the fuel not separated by the fuel separation means and / or the fuel not reformed by the fuel reforming catalyst by contact with the reformed fuel is further provided. The fuel supply device according to any one of claims 1 to 10.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 11, further comprising a reforming assistant supply unit for supplying water and / or oxygen to the fuel vaporization unit and / or the fuel reforming unit.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 12, wherein the fuel separation means is a fuel separation membrane made of a refractory inorganic material.

The fuel reforming catalyst has a function of generating hydrogen atoms from a part of the fuel by contact with the fuel and adding the generated hydrogen atoms to another part of the fuel. The fuel supply device according to any one of the above.

The fuel supply device according to any one of claims 1 to 14, wherein the heating of the fuel vaporization means and / or the fuel reforming means is performed by heat recovery of exhaust gas from the internal combustion engine.