JP2013194507A - Fuel supply system - Google Patents

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Takuya Fuse
卓哉 布施
Kazutoshi Nishizawa
一敏 西沢
Kazutoshi Kuwayama
和利 桑山
Tadahiro Nakagawa
忠紘 中川
Hideo Kobayashi
日出夫 小林
Rio Shimizu
里欧 清水
Tomojiro Sugimoto
知士郎 杉本
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Denso Corp
株式会社デンソー
Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently warm up a carburetor without depending upon only a combustor.SOLUTION: An energy conversion system 1 includes: an energy conversion section 2 which executes energy conversion based of oxidation of a fuel; and a fuel supply system 10 which supplies the fuel to the energy conversion section 2. The fuel supply system 10 includes a fuel storage section 4 and a carburetor 5. The carburetor 5 uses a combustion section 11 and a waste heat supply section 12 as a heat source. The combustion section 11 heats the carburetor 5 based on oxidation of the fuel. The waste heat supply section 12 heats the carburetor 5 with waste heat of the energy conversion section 2. A combustion improver supply section 16 supplies a combustion improver to the combustion section 11. When starting the energy conversion section 2 at a low temperature, the combustion improver is supplied from the combustion improver supply section 16. As a result, even when starting, the carburetor 5 can be warmed up by the combustion section 11, and the sufficient fuel can be supplied to the energy conversion section 2.

Description

本発明は、燃料の酸化によってエネルギ変換を実行するエネルギ変換システムにおける燃料供給システムに関する。 The present invention relates to a fuel supply system in an energy conversion system that performs the energy conversion by oxidation of the fuel.

特許文献1は、難燃性の化合物を燃焼させるために、水素を助燃剤として添加する装置を開示している。 Patent Document 1, in order to burn the compound flame retardant, discloses a device for adding hydrogen as a combustion improver.

特開2011−168486号公報 JP 2011-168486 JP

従来技術の構成では、システムが定常運転されている間に発生する水素を助燃剤として利用している。 In prior art configurations, utilizes hydrogen generated while the system is normal operation as combustion improver. このため、システムの始動時には、水素を助燃剤として利用することができない。 Therefore, when starting the system, it can not be utilized hydrogen as a combustion improver.

また、始動時には水素を生成するために必要な熱を供給することが困難である。 Further, during start it is difficult to supply the heat required to produce hydrogen. よって、始動時に十分な水素を供給することが困難であった。 Therefore, it is difficult to supply sufficient hydrogen during startup. このような問題点は、低温環境におけるシステムの始動時により顕著にあらわれる。 Such problem is conspicuous by at system startup in a low-temperature environment.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、システムの始動時に燃料を安定的に供給することができる燃料供給システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, its object is to provide a fuel supply system capable of stably supplying fuel when starting the system.

本発明の他の目的は、システムの始動時に、燃焼による熱によって、燃料供給システムにおける気化器を安定的に暖機することができる燃料供給システムを提供することである。 Another object of the present invention, at the start of the system, the heat of combustion is to provide a fuel supply system capable of stably warmed up carburetor in the fuel supply system.

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means in order to achieve the above object.

請求項1に記載の発明は、難燃性の燃料の酸化に基づいてエネルギ変換を実行するエネルギ変換部(2)に燃料を供給する燃料供給システムにおいて、燃料は高圧で液体を呈する燃料であって、燃料を貯蔵する燃料貯蔵部(4)と、燃料を液体から気化させる気化器(5)を含む加熱対象部(6)と、水素を助燃剤として添加することによって燃料の酸化を促進し、燃料の酸化に基づいて生じる熱を加熱対象部に供給する燃焼部(11)と、助燃剤としての水素を燃焼部に供給する助燃剤供給部(16)と、始動時に、助燃剤供給部から燃焼部に助燃剤を供給し、燃焼部から加熱対象部に熱を供給するように、燃焼部および助燃剤供給部を制御する制御部(7)とを備えることを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, in the fuel supply system for supplying fuel to the energy conversion unit (2) to perform the energy conversion based on the oxidation of fuel in the flame retardancy, the fuel is a fuel exhibiting a liquid at a high pressure Te, fuel storage portion for storing fuel and (4), a vaporizer for vaporizing the fuel from the liquid (5) heating the target part including the (6), the oxidation of the fuel and facilitated by the addition of hydrogen as a combustion improver , combustion section supplied to the heat heating target portion arising under oxidation of the fuel (11), a combustion improver supply unit for supplying to the combustion section of hydrogen as a co-retardant (16), at start up, combustion improvers supply unit supplying combustion improver to the combustion unit from, so as to supply heat to the heat target portion from the combustion unit, characterized in that it comprises a control unit for controlling the combustion unit and a combustion improver feed unit (7).

この構成によると、気化器を含む加熱対象部は、燃焼部から供給される熱によって加熱される。 According to this configuration, the heat target portion including the vaporizer is heated by heat supplied from the combustion unit. しかも、始動時には、助燃剤供給部から燃焼部に助燃剤が供給されるから、難燃性の燃料の酸化を促進することができ、燃焼部から加熱対象部に熱を供給することができる。 Moreover, at the time of startup, since combustion improver is supplied to the combustion unit from the combustion improver feed unit, it is possible to promote the oxidation of fuel in the flame retardancy, heat can be supplied to the heat target portion from the combustion unit. つまり、始動時においても、燃焼部によって気化器を十分に加熱することができ、気化器において燃料を十分に気化させることができる。 That is, even at the start, it is possible to sufficiently heat the vaporizer by the combustion unit, it is possible to sufficiently vaporize the fuel in the carburetor. よって、始動時から、エネルギ変換部に十分な燃料を供給することができる。 Thus, from the start, it is possible to supply sufficient fuel to the energy conversion unit.

請求項2に記載の発明は、助燃剤供給部(16)は、改質反応により燃料を水素に変換する改質部(9)と、改質器によって変換された水素を貯蔵する助燃剤貯蔵部(17)とを備え、制御部(7)は、エネルギ変換部の定常的な運転時に改質器による変換を実行するとともに、水素を助燃剤貯蔵部に蓄積し、始動時に、助燃剤貯蔵部に貯蔵された助燃剤を燃焼部に供給するように、改質部および助燃剤貯蔵部を制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, combustion improver feed unit (16), the reforming section for converting the fuel into hydrogen by the reforming reaction and (9), combustion improver for storing the converted hydrogen by the reformer storage and a part (17), the control unit (7) is configured to perform the conversion by the reformer during steady operation of the energy conversion unit is, hydrogen was stored in combustion improver reservoir, at startup, the storage combustion improver to supply the combustion improver stored in part in the combustion unit, and controls the reforming section and combustion improver reservoir. この構成によると、改質部によって生成された水素を、始動時に助燃剤として供給することができる。 According to this configuration, the hydrogen produced by the reformer can be supplied as a combustion improver at startup.

請求項3に記載の発明は、助燃剤供給部(16)は、燃料と繰り返して可逆的に反応する反応物(18b)を有する化学的な反応装置(18)を備え、制御部(7)は、燃料を反応物に供給することにより反応物と燃料とを反応させて水素を発生し、当該水素を燃焼部に供給する水素放出モードと、エネルギ変換部からの排熱を反応物に供給することにより反応物を反応後の状態から反応前の状態に再生する再生モードとを提供することを特徴とする。 Invention according to claim 3, combustion improver feed unit (16), chemical reactor having reversibly react the reactants repeatedly fueled (18b) comprises a (18), the control unit (7) is fuel and the reactant and the fuel is reacted by feeding the reaction generates hydrogen, feed and hydrogen discharge mode for supplying the hydrogen to the combustion unit, the exhaust heat from the energy conversion unit to the reaction and providing a reproduction mode for reproducing the state before the reaction and the reaction product from the state after the reaction by. この構成によると、化学的な反応装置によって水素を発生させることができる。 According to this configuration, it is possible to generate hydrogen by chemical reaction device. また、エネルギ変換部からの排熱によって反応物を再生することにより、可逆的な反応を繰り返して実行することができる。 Further, by reproducing the reaction by heat from the energy conversion unit may be performed repeatedly reversible reaction.

請求項4に記載の発明は、燃料はアンモニアであり、反応物は、メタルハイドライドであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, the fuel is ammonia, the reaction product is characterized by a metal hydride. この構成によると、メタルハイドライドとアンモニアとの反応によって水素を発生させることができる。 According to this configuration, it is possible to generate hydrogen by the reaction between the metal hydride and ammonia. また、エネルギ変換部からの排熱によって金属アミドをメタルハイドライドに再生することができる。 Further, it is possible to reproduce the metal amide to the metal hydride by exhaust heat from the energy conversion unit.

請求項5に記載の発明は、メタルハイドライドは、リチウムハイドライドであることを特徴とする。 The invention according to claim 5, the metal hydride is characterized by a lithium hydride. この構成によると、低温において水素放出モードを実行可能となる。 According to this configuration, it is possible perform the hydrogen discharge mode at low temperatures.

請求項6に記載の発明は、制御部(7)は、低温始動時に水素放出モードが実行され、エネルギ変換部の定常的な運転時に再生モードが実行されるように化学的反応装置を制御することを特徴とする。 The invention according to claim 6, the control unit (7) is hydrogen discharge mode is executed during the cold start, to control the chemical reactor as reproduction mode during steady operation of the energy conversion unit is executed it is characterized in. この構成によると、低温始動時に水素放出モードが実行されるから、低温時であっても、燃焼部における燃料の酸化を促進することができる。 According to this configuration, the hydrogen release mode is executed during cold start, even at low temperatures, it is possible to promote the oxidation of fuel in the combustion section. また、エネルギ変換部の定常的な運転中に反応物を再生することができる。 Further, it is possible to reproduce the reactants in a steady operation of the energy conversion unit.

請求項7に記載の発明は、さらに、エネルギ変換部の運転時に、エネルギ変換部からの排熱を加熱対象部に供給する排熱供給部(12)を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 7, further during operation of the energy conversion unit, characterized in that it comprises a heat supply unit (12) for supplying heat to the heat target portion of the energy conversion unit. この構成によると、エネルギ変換部の排熱によって加熱対象部を十分に加熱できるようになる前に、燃焼部によって加熱対象部を加熱することができる。 According to this configuration, before it can sufficiently heat the heating target portion by the waste heat of the energy conversion unit, it is possible to heat the heating target portion by combustion section.

なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The reference numerals in parentheses in the item of the range and the means of the claims, there is shown the relationship of the specific means described in embodiments described later as one aspect, the technical of the present invention It is not intended to limit the scope.

本発明を適用した第1実施形態に係るエネルギ変換システムを示すブロック図である。 Is a block diagram showing an energy conversion system according to the first embodiment according to the present invention. 第1実施形態の暖機制御を示すフローチャートである。 It is a flowchart showing a warm-up control of the first embodiment. 第1実施形態の暖機制御を示すタイムチャートである。 Is a time chart showing warm-up control of the first embodiment. 本発明を適用した第2実施形態に係るエネルギ変換システムを示すブロック図である。 Is a block diagram showing an energy conversion system according to the second embodiment according to the present invention. 第2実施形態の水素を供給するための熱化学サイクルを示す状態遷移図である。 It is a state transition diagram showing a thermochemical cycle for supplying hydrogen to the second embodiment.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。 The following describes several embodiments of the present invention with reference to the drawings. 各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。 The portions corresponding to the matters described in a form preceding the respective embodiments might be omitted which are indicated by the same reference numerals. 各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。 If that describes only a part of the configuration in each embodiment, for the other part of the configuration can be applied to other embodiments described ahead. 各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Not only the combination of parts between which specifies that in each embodiment is specifically possible combination, unless create an obstacle to the combination, combining the embodiments together partially even without explicitly it is also possible.

(第1実施形態) (First Embodiment)
図1において、エネルギ変換システム1は、燃料の酸化に基づきエネルギ変換を実行し、利用可能なエネルギを提供する。 In Figure 1, the energy conversion system 1 performs the energy conversion based on the oxidation of the fuel, providing the available energy. エネルギ変換システム1は、例えば、燃料の酸化に基づき熱と電力との両方を提供する。 Energy conversion system 1 provides, for example, both the basis heat and power to the oxidation of the fuel. エネルギ変換システム1は、定置型の熱電併給システム、または車両の動力システムを提供する。 Energy conversion system 1 provides a stationary cogeneration system or vehicle power system.

エネルギ変換システム1は、エネルギ変換部(EGTR)2を有する。 Energy conversion system 1 includes an energy conversion unit (EGTR) 2. エネルギ変換部2は、燃料の酸化に基づきエネルギ変換を実行する。 Energy conversion unit 2 performs the energy conversion based on the oxidation of the fuel. エネルギ変換部2は、例えば、燃料の燃焼により熱と動力とを出力する燃焼機関と発電機、または、燃料の酸化に基づきガスを処理する化学的反応装置、もしくは燃料の酸化に基づき電力を出力する化学的反応装置によって提供される。 Energy conversion unit 2 is, for example, a combustion engine and a generator that outputs heat and power by combustion of fuel, or chemical reactor for treating a gas based on the oxidation of the fuel, or output power based on the oxidation of the fuel It is provided by a chemical reactor for. エネルギ変換部2は、燃料の供給を受けて、その燃料を酸化させる。 Energy conversion unit 2 is supplied with the fuel, thereby oxidizing the fuel. さらに、エネルギ変換部2は、排熱を出す。 Furthermore, the energy conversion unit 2 issues a waste heat. 排熱は、燃料の酸化によって生成される排気の熱、およびエネルギ変換部2の機器の冷却のために排出される熱として出される。 Waste heat is issued as heat discharged to the exhaust heat generated by the oxidation of the fuel, and the equipment of the energy conversion unit 2 cooling.

燃料は、一分子中に、窒素N、硫黄S、炭素Cの少なくとも一つと、少なくとも一つの水素Hを含む化合物である。 Fuel, in one molecule, nitrogen N, sulfur S, and at least one carbon C, a compound containing at least one hydrogen H. 燃料は、高圧下において液状を呈する。 Fuel, exhibiting the liquid state under high pressure. 燃料は難燃性と呼びうる性質を有する。 Fuel has a property that may referred to as a flame retardant. 燃料は、加熱および減圧によって気化する。 Fuel is vaporized by heating and vacuum. この実施形態では、燃料として、アンモニアNH が用いられる。 In this embodiment, as the fuel, ammonia NH 3 is used.

エネルギ変換システム1は、エネルギ変換部2から出る排熱を放出するための排熱処理系統3を備える。 Energy conversion system 1 includes an exhaust heat treatment system 3 for emitting heat emanating from the energy conversion unit 2. 排熱処理系統3は、例えば、エネルギ変換部2の温度を調節するために冷却水の循環系統と、この循環系統に設けられた放熱用の熱交換器とによって提供することができる。 Exhaust heat treatment system 3, for example, it is possible to provide a circulation system for cooling water in order to adjust the temperature of the energy conversion unit 2, by a heat exchanger for heat dissipation provided on the circulation system. 排熱処理系統3によって、エネルギ変換部2において生成された熱の一部が、例えば大気に放出される。 The exhaust heat treatment system 3, a portion of the heat generated in the energy conversion unit 2 is released, for example, in the atmosphere.

エネルギ変換システム1は、排気系統403を有する。 Energy conversion system 1 includes an exhaust system 403. 排気系統403は、エネルギ変換部2における燃料の酸化によって生じた排気を排出するための排気管によって提供することができる。 The exhaust system 403 may be provided by the exhaust pipe for discharging exhaust gas produced by the oxidation of fuel in the energy conversion unit 2. 排気系統403も、エネルギ変換部2から出る排熱を放出する機能を果たしている。 Exhaust system 403 also performs the function of releasing heat emanating from the energy conversion unit 2. よって、排気系統403からも排熱を回収することができる。 Therefore, it is possible to recover the exhaust heat from the exhaust system 403.

エネルギ変換システム1は、エネルギ変換部2に燃料を供給するための燃料供給システム10を備える。 Energy conversion system 1 includes a fuel supply system 10 for supplying fuel to the energy conversion unit 2. 燃料供給システム10は、燃料貯蔵部(FLTK)4、気化器(EVPR)5、改質部(RFNR)9、および気化器5のための熱源機器11、12、16を備える。 The fuel supply system 10 includes a fuel reservoir (FLTK) 4, comprising a heat source equipment 11, 12, and 16 for the vaporizer (EVPR) 5, the reforming section (RFNR) 9, and the vaporizer 5. 燃料供給システム10は、燃料貯蔵部4からエネルギ変換部2へ燃料を供給する。 The fuel supply system 10 supplies the fuel from the fuel storing section 4 to the energy conversion unit 2.

燃料貯蔵部4は、燃料を貯蔵する。 Fuel storing section 4 stores fuel. 燃料貯蔵部4は、燃料を貯蔵するタンクによって提供される。 Fuel storing section 4 is provided by a tank for storing fuel. 燃料は、液体として燃料貯蔵部4に貯蔵されている。 Fuel stored in the fuel storage section 4 as liquid.

気化器5は、液体の燃料を気化させる。 Vaporizer 5 vaporizes the liquid fuel. 燃料貯蔵部4に貯蔵された液体の燃料は、気化器5に供給される。 Liquid fuel stored in the fuel storage part 4 is supplied to the vaporizer 5. 気化器5によって気化した気体の燃料は、エネルギ変換部2に供給される。 Fuel gas vaporized by the vaporizer 5 is supplied to the energy conversion unit 2.

気化器5は、加熱対象部(HOBD)6でもある。 Vaporizer 5 is also heated target section (HOBD) 6. 加熱対象部6は、所期の機能を発揮するために加熱が必要な機器群である。 Heat target portion 6 is a device group necessary heating in order to exhibit the desired function. 気化器5は、燃料を気化させるために熱を必要とする。 Vaporizer 5 requires heat to vaporize the fuel. 気化器5は、エネルギ変換部2が必要とする量の燃料を気化させるために、所定の熱量を必要とする。 Vaporizer 5, in order to vaporize the fuel amount required by the energy conversion unit 2, which requires a certain amount of heat. 気化器5は、例えば、エネルギ変換部2から出る排熱を、定常時の主要な熱源として利用することにより、燃料を気化させるように構成することができる。 Vaporizer 5, for example, waste heat exiting from the energy conversion unit 2, by using as the primary heat source in a steady state, can be configured to vaporize the fuel. このような構成においては、エネルギ変換部2から出る排熱が少ないときに、気化器5は付加的な熱源を必要とする。 In such a configuration, when there is less waste heat exiting from the energy conversion unit 2, the vaporizer 5 requires additional heat source. 特に、エネルギ変換部2を始動した直後は、排熱が少ない。 Particularly, immediately after starting the energy conversion unit 2, less heat. また、寒冷地、または冬期においては、排熱が少ない。 Also, cold climates, or in winter, less waste heat. よって、気化器5は、エネルギ変換システム1の始動時、例えば、低温始動時に、付加的な熱源を必要とする。 Therefore, the vaporizer 5, at the start of the energy conversion system 1, for example, during cold start, requiring additional heat source. このような低温始動時における加熱操作は、暖機とも呼ばれる。 Heating operation in such a cold start is also referred to as a warm-up.

改質部9は、触媒の改質反応によって燃料から水素を生成する。 Reforming unit 9 generates hydrogen from the fuel through a reforming reaction catalyst. 言い換えると、改質部9は、改質反応によって燃料を水素に変換する。 In other words, the reforming unit 9 converts the fuel into hydrogen by a reforming reaction. 改質部9は、反応容器9aと、反応容器9a内に保持された触媒9bと、触媒9bを加熱する加熱器9cとを備える。 Reforming unit 9 is provided with a reaction vessel 9a, a catalyst 9b held in the reaction vessel 9a, and a heater 9c to heat the catalyst 9b. 反応容器9aには、気化器5から燃料が供給される。 The reaction vessel 9a, fuel is supplied from the vaporizer 5. 加熱器9cは、エネルギ変換部2の排気系統403から得られる比較的高温の排熱によって触媒9bを加熱する。 Heater 9c heats the catalyst 9b by a relatively high temperature waste heat obtained from the exhaust system 403 of the energy conversion unit 2. 触媒9bは、加熱されることによってアンモニアNH から窒素N 水素H とを生成する。 Catalyst 9b generates ammonia NH 3 and nitrogen N 2 hydrogen H 2 by heating. 改質部9は、水素をエネルギ変換部2に供給する。 Reforming unit 9 supplies the hydrogen to the energy conversion unit 2. エネルギ変換部2では、水素は燃料および/または助燃剤として利用される。 The energy conversion unit 2, the hydrogen is used as fuel and / or combustion improvers.

エネルギ変換システム1は、制御部(CNTL)7を備える。 Energy conversion system 1 includes a control unit (CNTL) 7. 制御部7は、少なくともひとつの検出部8を備える。 Control unit 7 includes at least one detection unit 8. 制御部7は、エネルギ変換システム1に含まれる複数の機器2−12、16を制御する。 Control unit 7 controls a plurality of devices 2-12,16 included in the energy conversion system 1. 制御部7は、燃料供給システム10を制御するための制御部でもある。 Control unit 7 is also a control unit for controlling the fuel supply system 10. 検出部8は、エネルギ変換部2から出る排熱の熱量を示す物理量を検出する。 Detector 8 detects a physical quantity indicating the quantity of heat of the exhaust heat emanating from the energy conversion unit 2. 例えば、検出部8は、エネルギ変換部2から出る排熱の温度Txを検出する。 For example, the detection unit 8 detects the temperature Tx of the exhaust heat emanating from the energy conversion unit 2. 排熱の温度Txとして、エネルギ変換部2の温度を調節するための冷却水の温度を検出することができる。 As the temperature Tx of the exhaust heat, it is possible to detect the temperature of the coolant for adjusting the temperature of the energy conversion unit 2. 検出部8は、エネルギ変換部2の機械部品を潤滑する潤滑油の温度を検出してもよい。 Detector 8 may detect the temperature of lubricating oil for lubricating the mechanical components of the energy conversion unit 2. 検出部8は、エネルギ変換部2から出る排気の温度を検出してもよい。 Detector 8 may detect the temperature of the exhaust exiting from the energy conversion unit 2. また、排熱の温度Txは、エネルギ変換部2の始動後に徐々に上昇し、やがて定常状態になると所定水準に安定する。 The temperature Tx of exhaust heat is gradually increased after the start-up energy converter 2 is stabilized at a predetermined level when eventually a steady state. よって、エネルギ変換部2が始動されてからの経過時間は、エネルギ変換部2から出る排熱の温度Txを示すことができる。 Thus, the elapsed time from the start-up energy conversion unit 2 may indicate the temperature Tx of the exhaust heat emanating from the energy conversion unit 2. そこで、検出部8は、エネルギ変換部2が始動されてからの経過時間を計測してもよい。 Therefore, the detection unit 8 may measure the elapsed time from the start-up energy conversion unit 2.

制御部7は、制御装置を備える。 Control unit 7 is provided with a control device. 制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。 Control device is provided by a microcomputer including a storage medium readable by a computer. 記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。 Storage medium has stored a possible program non temporarily read by a computer. 記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。 Storage medium may be provided by a semiconductor memory or magnetic disk. プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置を機能させる。 Program, by being executed by the controller, to function the control device as a device to be described herein, to function control unit to execute the control methods described herein. 制御装置が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。 Means for controlling device is provided, it can also be referred to as functional blocks or modules to achieve a predetermined function.

熱源機器11、12、16は、気化器5において液体の燃料を気化させるために必要な熱を供給する。 Heat source equipment 11, 12, and 16 provides the heat required to vaporize the liquid fuel in the vaporizer 5. 熱源機器11、12、16は、加熱対象部6、特に気化器5を加熱するために、燃料の酸化に基づいて生じる熱を利用する燃焼熱系統と、エネルギ変換部2の排熱を利用する排熱系統とを含む。 Heat source equipment 11, 12, and 16, the heating target portion 6, in particular for heating the vaporizer 5, using the combustion heat system utilizing heat generated based on the oxidation of the fuel, the exhaust heat of the energy conversion unit 2 and a waste heat line.

燃焼熱系統は、燃焼部(FLBR)11を備える。 Combustion heat system includes a combustion section (FLBR) 11. 燃焼部11は、燃料の酸化に基づいて生じる熱によって気化器5を加熱する。 Combustion unit 11 heats the vaporizer 5 by heat generated based on the oxidation of the fuel. 燃焼部11は、燃料貯蔵部4から供給される燃料を酸化させることにより、すなわち燃料を燃焼させることにより熱を発生させる。 Combustion portion 11, by oxidizing the fuel supplied from the fuel storage section 4, i.e. the heat is generated by burning fuel. 燃焼部11は、燃料を大気中で燃焼させるバーナ、または燃料を酸化させる触媒を備える反応器によって提供することができる。 Combustion unit 11, fuel can be provided by a reactor comprising a catalyst for oxidizing burner or fuel, burned in the atmosphere. 燃焼部11は、燃料に助燃剤を添加することによって燃料の酸化を促進させる装置によって提供されている。 Combustion portion 11 is provided by a device for promoting the oxidation of the fuel by the addition of a combustion improver to the fuel.

燃焼部11の起動と停止とは、制御部7によって制御することができる。 And the starting and stopping of the burner section 11 can be controlled by the control unit 7. さらに、燃焼部11における燃料の燃焼量は、制御部7によって制御することができる。 Furthermore, the amount of combustion fuel in the combustion unit 11 can be controlled by the control unit 7. これにより、燃焼部11から気化器5へ供給される熱量を適正な水準に調節することができる。 Thus, it is possible to adjust the amount of heat supplied to the vaporizer 5 from the combustion part 11 to the appropriate level.

助燃剤供給部(CIMP)16は、燃焼部11における燃料の酸化を促進するための助燃剤を燃焼部11に供給する。 Combustion improvers supply unit (CIMP) 16 supplies a combustion improver to promote the oxidation of fuel in the combustion section 11 to the combustion section 11. 助燃剤供給部16は、低温始動時において、助燃剤を供給できるように構成されている。 Combustion improvers supply unit 16, at the time of cold start, and is configured to supply the combustion improver. 助燃剤供給部16は、エネルギ変換部2の起動前においても助燃剤を供給可能に構成されている。 Combustion improvers supply unit 16 is configured to supply combustion improver even before starting the energy conversion unit 2. 助燃剤は、水素H である。 Combustion improver is a hydrogen H 2.

助燃剤供給部16の起動と停止とは、制御部7によって制御することができる。 The stopping and starting of combustion improver feed unit 16 can be controlled by the control unit 7. さらに、助燃剤供給部16から燃焼部11への助燃剤の供給量は、制御部7によって制御することができる。 Further, the supply amount of the combustion improver from combustion improver feed unit 16 to the combustion unit 11 can be controlled by the control unit 7.

助燃剤供給部16は、助燃剤貯蔵部(CITK)17を備える。 Combustion improvers supply unit 16 includes a combustion improver reservoir (CITK) 17. 助燃剤貯蔵部17は、助燃剤を貯蔵する。 Combustion improvers reservoir 17 stores a combustion improver. 助燃剤貯蔵部17は、改質部9によって生成された水素を貯蔵する。 Combustion improvers reservoir 17 for storing hydrogen produced by the reformer unit 9. 改質部9は、エネルギ変換部2が定常的に運転されている期間中に水素を生成する。 Reforming unit 9, the energy conversion unit 2 generates hydrogen during being operated constantly. よって、助燃剤貯蔵部17は、エネルギ変換部2が定常的に運転されている期間中に、水素、すなわち助燃剤を蓄積する。 Therefore, combustion improvers reservoir 17, energy conversion unit 2 during the period which is operated constantly accumulate hydrogen, i.e. a combustion improver.

助燃剤供給部16は、改質部9から助燃剤貯蔵部17への助燃剤の供給を調節する調節装置を備えることができる。 Combustion improvers supply unit 16 can comprise an adjusting device for adjusting the supply of combustion improver from the reforming unit 9 to the combustion improver reservoir 17. また、助燃剤供給部16は、助燃剤貯蔵部17から燃焼部11への助燃剤の供給を調節する調節装置を備えることができる。 Further, combustion improvers supply unit 16 can comprise an adjusting device for adjusting the supply of combustion improver to the combustion portion 11 from the combustion improver reservoir 17. これら調節装置は、制御部7によって制御することができる。 These adjusting device can be controlled by the control unit 7. この結果、制御部7は、助燃剤貯蔵部17への助燃剤の蓄積開始時期と、蓄積期間とを制御することができる。 As a result, the control section 7 may control the accumulation start timing of combustion improver to the combustion improver reservoir 17, and the storage period. また、制御部7は、助燃剤貯蔵部17から燃焼部11への助燃剤の供給開始時期と、供給期間とを制御することができる。 The control unit 7 can control the supply start timing of the combustion improver to the combustion portion 11 from the combustion improver reservoir 17, and a supply period.

この実施形態では、改質器9は、エネルギ変換部2を機能させるための構成要素である。 In this embodiment, the reformer 9 is a component for operating the energy conversion unit 2. 同時に、改質器9は、助燃剤貯蔵部17とともに助燃剤供給部16を構成している。 At the same time, the reformer 9 constitute a combustion improver feed unit 16 together with the combustion improver reservoir 17.

排熱系統は、排熱供給部(HRCV)12を備える。 Exhaust heat system is provided with a heat supply unit (HRCV) 12. 排熱供給部12は、エネルギ変換部2の運転中にエネルギ変換部2から出た排熱を回収し、回収された排熱を直接的に加熱対象部6、すなわち気化器5に供給する。 Heat supply unit 12, the exhaust heat is recovered leaving the energy conversion unit 2 during the operation of the energy converter 2, directly heated target section 6 recovered waste heat, i.e. supplied to the vaporizer 5. 排熱供給部12は、エネルギ変換部2の定常的な運転中、すなわちエネルギ変換システム1の機器が十分に暖機された状態において、エネルギ変換部2から出た排熱を回収し、回収された排熱を気化器5に供給する。 Heat supply unit 12 during steady operation of the energy conversion unit 2, i.e. in a state in which the device is sufficiently warmed up in the energy conversion system 1, to recover waste heat exiting from the energy conversion unit 2, it is recovered and supplying the waste heat to the vaporizer 5. 排熱供給部12は、エネルギ変換部2を冷却するための冷却水を導入する冷却水の経路によって提供することができる。 Heat supply unit 12 may be provided by the path of the cooling water introducing cooling water for cooling the energy conversion unit 2. この場合、気化器5には、冷却水と気化器5内の燃料とを熱交換させる熱交換器を設けることができる。 In this case, the vaporizer 5, the cooling water and the fuel in the vaporizer 5 can be provided with a heat exchanger for exchanging heat. 排熱供給部12は、熱交換器に冷却水を供給することによってエネルギ変換部2の排熱を気化器5に供給する。 Heat supply unit 12 supplies the vaporizer 5 exhaust heat energy conversion unit 2 by supplying cooling water to the heat exchanger.

排熱供給部12の起動と停止とは、制御部7によって制御することができる。 And the starting and stopping of the exhaust heat supply unit 12, it can be controlled by the control unit 7. さらに、排熱供給部12から気化器5へ供給される熱量は、制御部7によって制御することができる。 Furthermore, the amount of heat supplied to the vaporizer 5 from the exhaust heat supply unit 12 can be controlled by the control unit 7. 例えば、排熱供給部12は、エネルギ変換部2から気化器5への冷却水の流れを断続する流量調節装置を備えることができる。 For example, waste heat supply unit 12 may include a flow control device for intermittently a flow of cooling water from the energy conversion unit 2 to the vaporizer 5. 流量調節装置は、例えば、弁、またはポンプによって提供することができる。 Flow regulating device, for example, it can be provided by a valve or a pump. 流量調節装置は、制御部7によって制御される。 Flow rate adjusting apparatus is controlled by the control unit 7.

排熱系統には、エネルギ変換部2の排熱を蓄え、低温始動時に蓄えた熱を加熱対象部6に供給する蓄熱部を追加的に設けることができる。 The exhaust heat system, stored waste heat energy conversion unit 2 can be provided with a heat storage portion for supplying heat accumulated during cold start to the heating target portion 6 additionally.

図2は、燃料供給システム10における熱源機器11、12、16の制御処理160を示す。 Figure 2 shows a control process 160 of the heat source equipment 11, 12, and 16 in the fuel supply system 10. 図中において、ONは機器の活性化状態、運転状態を示し、OFFは機器の非活性化状態、停止状態を示す。 In the figure, ON is activated state of the device, shows the operating state, OFF denotes a non-activated state of the device, a stop state. 制御処理160は、制御部7によって実行される。 Control process 160 is executed by the control unit 7. ステップ161では、制御部7は、エネルギ変換部2を起動するために、またはエネルギ変換部2が起動された後に、暖機処理が必要であるか否かを判定する。 In step 161, the control unit 7 determines, in order to start the energy conversion unit 2, or after the energy conversion unit 2 is activated, whether it is necessary to warm-up. ステップ161は、例えば、排熱の温度Txが所定の第1の閾値TH1を下回るか否かを判定する処理によって提供することができる。 Step 161 may, for example, the temperature Tx of the exhaust heat is provided by a process of determining whether below a predetermined first threshold TH1. ここでは、温度Txは、冷却水の温度である。 Here, temperature Tx is the temperature of the cooling water. 暖機が必要である場合、ステップ162へ進む。 If the warm-up is necessary, the process proceeds to step 162. Tx<TH1の場合、すなわち排熱の温度Txが所定値未満のとき、ステップ162へ進む。 For Tx <TH1, that is, when the temperature Tx of the exhaust heat is less than the predetermined value, the process proceeds to step 162.

第1の閾値TH1は、エネルギ変換部2が寒冷地、または冬期における低温環境下での始動直後であることを示すように設定されている。 The first threshold value TH1 is set to indicate that the energy conversion unit 2 has just started in a low-temperature environment in cold climates, or winter. 第1の閾値TH1は、その時にエネルギ変換部2から得られる排熱だけでは、加熱対象部6において所期の機能を得ることができない状態を示している。 The first threshold value TH1 is only the exhaust heat obtained from the energy conversion unit 2 at that time indicates the state in which it is impossible to obtain the desired function in the heat target portion 6. 例えば、第1の閾値TH1は、その時にエネルギ変換部2から得られる排熱だけでは、気化器5において燃料を十分に気化させることができない状態を示している。 For example, the first threshold TH1, only the exhaust heat obtained from the energy conversion unit 2 at that time shows a state that can not be sufficiently vaporized fuel in the vaporizer 5.

ステップ162では、制御部7は、助燃剤貯蔵部17から燃焼部11へ助燃剤を供給するように助燃剤供給部16を制御する。 In step 162, the control unit 7 controls the combustion improver supply unit 16 to supply the combustion improver from the combustion improver reservoir 17 to the combustion section 11. この結果、燃焼部11に助燃剤が供給される。 As a result, combustion improver is supplied to the combustion section 11. 助燃剤貯蔵部17は助燃剤を貯蔵しているから、助燃剤を生成するための熱を必要とすることなく助燃剤を供給することができる。 Since the combustion improver reservoir 17 has stored a combustion improver, it can be supplied combustion improver without the need for heat for generating a combustion improver.

ステップ163では、燃焼部11の利用を開始する。 In step 163, it starts using the combustion portion 11. すなわち、制御部7は、燃焼部11から加熱対象部6への熱の供給を開始する。 That is, the control unit 7 starts the supply of heat from the combustion section 11 to the heat target portion 6. このとき、制御部7は、燃焼部11において燃料に助燃剤を添加するように燃焼部11を制御する。 At this time, the control unit 7 controls the combustion section 11 to add the combustion improver to the fuel in the combustion section 11. これにより、燃焼部11おける燃料の酸化によって生成された熱によって気化器5が加熱される。 Thus, the carburetor 5 is heated by heat generated by the oxidation of the definitive combustion unit 11 fuel. ステップ163では、制御部7は、燃焼部11だけを利用して気化器5を加熱する。 In step 163, the control unit 7 heats the vaporizer 5 using only the combustion portion 11. このとき、排熱供給部12は気化器5に熱を供給しない。 In this case, exhaust heat supply unit 12 does not supply heat to the vaporizer 5.

ステップ161において、暖機が不要である場合、ステップ164へ進む。 In step 161, if the warm-up is not required, the process proceeds to step 164. 暖機が不要である場合、環境温度が十分に高いか、またはエネルギ変換部2の排熱が十分に高い温度に到達している。 If the warm-up is not required, the environmental temperature or sufficiently high, or the energy conversion unit 2 exhaust heat has reached a sufficiently high temperature. このような場合、気化器5はエネルギ変換部2の排熱だけで燃料を十分に気化させることができる。 In such a case, the vaporizer 5 can be sufficiently vaporized fuel in only the exhaust heat of the energy conversion unit 2.

ステップ164では、制御部7は、排熱供給部12の利用を開始する。 In step 164, the control unit 7 starts to use the waste heat supply unit 12. すなわち、制御部7は、排熱供給部12から加熱対象部6へのリアルタイムでの熱の供給を開始する。 That is, the control unit 7 starts the supply of heat in real time from the exhaust heat supply unit 12 to the heat target portion 6. これにより、エネルギ変換部2の運転、すなわち燃料の酸化によって生成された排熱を回収することによって気化器5が加熱される。 Thus, the operation of the energy conversion unit 2, that is, the carburetor 5 by recovering waste heat produced by the oxidation of the fuel is heated. ステップ164では、制御部7は、排熱供給部12だけを利用して気化器5を加熱する。 In step 164, the control unit 7 heats the vaporizer 5 using only waste heat supply unit 12. このとき、燃焼部11は気化器5に熱を供給しない。 In this case, the combustion section 11 does not supply heat to the vaporizer 5.

ステップ165では、制御部7は、助燃剤貯蔵部17に助燃剤を蓄える。 In step 165, the control unit 7 stores the co-retardant combustion improver reservoir 17. 具体的には、制御部7は、改質器9を運転することにより水素を発生させ、さらに改質器9において発生した水素を助燃剤貯蔵部17に導入する。 Specifically, the control unit 7 to generate hydrogen by operating the reformer 9, further hydrogen generated in the reformer 9 is introduced into combustion improver reservoir 17. この結果、エネルギ変換部2が定常的に運転されている期間中に、助燃剤が蓄えられる。 As a result, during the period in which the energy conversion unit 2 is operated constantly, combustion improver is stored. 蓄えられた助燃剤は、次の暖機時に利用される。 Combustion improver stored is used during the next warm-up.

図3は、熱源機器の作動状態の推移を示すタイムチャートである。 Figure 3 is a time chart showing changes in the operating state of the heat source device. 図中には、低温環境下でエネルギ変換部2の運転を開始した場合の熱源機器の利用状態が示されている。 In the drawing, there is shown a use state of the heat source device in the case of starting the operation of the energy conversion unit 2 under a low temperature environment. 時刻t0においてエネルギ変換部2の運転が開始されている。 Operation of the energy conversion unit 2 is started at time t0. 時刻t0においては、気化器5の温度は環境温度と同程度である。 At time t0, the temperature of the vaporizer 5 is an environmental temperature about the same. この環境温度は、エネルギ変換部2からその時に得られる排熱だけでは気化器5を十分に加熱できない程度の低温である。 The environmental temperature is only the exhaust heat obtained from the energy conversion unit 2 at that time is low enough to not be sufficiently heat the vaporizer 5.

時刻t0の後、エネルギ変化部2の運転時間が長くなるにしたがって、排熱の温度Txが徐々に上昇する。 After time t0, in accordance with the operating time of the energy change unit 2 becomes long, the temperature Tx of the exhaust heat is gradually increased. 時刻t0においては、排熱の温度Txは、第1の閾値TH1より低い。 At time t0, the temperature Tx of the exhaust heat is lower than the first threshold TH1. 排熱の温度Txは、時刻t1において、第1の閾値TH1を上回る。 Temperature Tx of waste heat at time t1, exceeds the first threshold TH1.

温度Txが第1の閾値TH1より低い場合、助燃剤供給部16から燃焼部11に助燃剤が供給されるとともに、燃焼部11において燃料が燃焼され、気化器5が加熱される。 If the temperature Tx is lower than the first threshold value TH1, with combustion improver is supplied to the combustion portion 11 from the combustion improver feed unit 16, the fuel is combusted in the combustion unit 11, the vaporizer 5 is heated.

温度Txが第1の閾値TH1以上になると、助燃剤供給部16からの助燃剤の供給が停止されるとともに、燃焼部11における燃料の燃焼が停止される。 When the temperature Tx is equal to or greater than the first threshold value TH1, the supply of combustion improver from combustion improver feed unit 16 is stopped, the combustion of the fuel is stopped in the combustor 11.

同時に、排熱供給部12から気化器5への熱の供給が開始される。 At the same time, the supply of heat is initiated from the exhaust heat supply unit 12 to the vaporizer 5. これにより、気化器5はエネルギ変換部2の排熱によって加熱される。 Thus, the vaporizer 5 is heated by exhaust heat of the energy conversion unit 2. さらに、同時に、改質器9の運転が開始されるとともに、助燃剤貯蔵部17への助燃剤の蓄積が開始される。 Further, at the same time, along with the operation of the reformer 9 is started, the accumulation of combustion improver to the combustion improver reservoir 17 is started. これにより、燃料から助燃剤が生成され、助燃剤が蓄積される。 Thus, combustion improver is generated from the fuel, combustion improver is accumulated.

図示の例は、排熱供給部12によって回収される排熱だけでは気化器5を十分に加熱できないような低温環境下においてエネルギ変換部2が始動された場合である。 In the illustrated example, only the exhaust heat recovered by the exhaust heat supply unit 12 is the case where the energy conversion unit 2 is started in a low-temperature environment that can not be sufficiently heat the vaporizer 5. この場合、排熱供給部12によって回収される排熱だけで気化器5を十分に加熱できるようになるまでの期間において、燃焼部11によって気化器5が加熱される。 In this case, in the period before being able to sufficiently heat the vaporizer 5 only the exhaust heat recovered by the exhaust heat supply unit 12, the carburetor 5 is heated by the combustion unit 11. 言い換えると、制御部7は、低温始動時に、排熱供給部12から加熱対象部6に熱を供給する前に、燃焼部11から加熱対象部6に熱を供給するように、燃焼部11、排熱供給部12、および助燃剤供給部16を制御する。 In other words, the control unit 7, the time of cold start, before supplying heat to the heat target portion 6 from the exhaust heat supply unit 12, to supply heat to the heat target portion 6 from the combustion section 11, a combustion section 11, heat supply unit 12, and controls the combustion improver feed unit 16.

この構成によると、気化器5を含む加熱対象部6は、燃焼部11から供給される熱によって加熱される。 According to this configuration, the heat target portion 6 including the vaporizer 5 is heated by heat supplied from the combustion section 11. しかも、始動時には、助燃剤供給部16から燃焼部11に助燃剤が供給されるから、難燃性の燃料の酸化を促進することができ、燃焼部11から加熱対象部6に熱を供給することができる。 Moreover, at the time of startup, since combustion improver to the combustion portion 11 from the combustion improver supply unit 16 is supplied, it is possible to promote the oxidation of fuel in the flame retardancy, supplies heat to the heat target portion 6 from the combustion section 11 be able to. つまり、始動時においても、燃焼部11によって気化器5を十分に加熱することができ、気化器5において燃料を十分に気化させることができる。 That is, even at the start, it is possible to sufficiently heat the vaporizer 5 through combustion section 11, it is possible to sufficiently vaporize the fuel in the carburetor 5. よって、始動時から、エネルギ変換部2に十分な燃料を供給することができる。 Thus, from the start, it is possible to supply sufficient fuel to the energy conversion unit 2.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
上記実施形態では、エネルギ変換部2の定常的な運転中に助燃剤を生成し、その助燃剤を貯蔵することにより、後続の暖機時に燃焼部11への助燃剤の供給を可能とした。 In the above embodiment, it generates a combustion improver in steady operation of the energy conversion unit 2, by storing the combustion improver, made it possible to supply the combustion improver to the combustion section 11 in a subsequent warm-up. これに代えて、可逆的な化学反応によって低温時に助燃剤を発生させてもよい。 Alternatively, it may generate combustion improver at a low temperature by a reversible chemical reaction.

図4において、助燃剤供給部216は、化学的な反応によって水素を生成する反応装置18を備える。 4, combustion improver feed unit 216 is provided with a reactor 18 for generating hydrogen by chemical reaction. 反応装置18は、反応容器18aを有する。 Reactor 18 includes a reaction vessel 18a. 反応容器18a内には、燃料と繰り返して可逆的に反応する反応物18bが収容されている。 The reaction vessel 18a, reactants 18b that react reversibly repeated with fuel is accommodated. 反応物18bは、触媒とも呼ぶことができる。 Reactants 18b can also be referred to as a catalyst. 反応装置18は、エネルギ変換部2の排熱を反応物18bに伝達するための熱交換器18cを備える。 Reactor 18 includes a heat exchanger 18c for transmitting exhaust heat of the energy conversion unit 2 to the reaction 18b. 熱交換器18cは、例えば、エネルギ変換部2の排気の熱を反応物18bに供給する。 The heat exchanger 18c is, for example, supplied to the reaction 18b exhaust heat energy conversion unit 2.

反応物18bは、低温環境下において燃料と反応することにより水素を発生する。 Reactants 18b generates hydrogen by reacting with the fuel in a low temperature environment. よって、低温時に、反応物18bに燃料を供給することにより、反応物18bと燃料とを反応させて水素を発生し、当該水素を燃焼部11に供給する水素放出モードが提供される。 Therefore, at a low temperature, by supplying the fuel to the reaction 18b, reactants 18b and the fuel is reacted with hydrogen generation, the hydrogen discharge mode for supplying the hydrogen to the combustion section 11 is provided. 反応物18bは、吸熱することにより、燃料と反応する前の状態に再生される。 The reaction 18b, by endothermic, is played to the state before reacting with fuel. よって、エネルギ変換部2からの排熱を反応物18bに供給することにより反応物18bを反応後の状態から反応前の状態に再生する再生モードが提供される。 Therefore, playback mode for reproducing the state before the reaction and the reaction product 18b from the state after the reaction by supplying heat from the energy conversion unit 2 to the reaction 18b is provided. 再生モードにおいては、燃料の分解物が放出される。 In playback mode, the decomposition product of the fuel is discharged.

この実施形態では、反応物18bとして、メタルハイドライドMHを用いる。 In this embodiment, as a reactant 18b, using a metal hydride MH. メタルハイドライドMHの金属Mとして、例えば、リチウムLi、ナトリウムNa、カリウムKなどのアルカリ金属を用いることができる。 The metal M of the metal hydride MH, eg, it is possible to use an alkali metal such as lithium Li, sodium Na, potassium K.

図5には、メタルハイドライドMHの熱化学的な状態変化のサイクルが図示されている。 5 shows the cycle of thermochemical state change of the metal hydride MH is illustrated. 水素放出モードにおいては、燃料貯蔵部4から燃料であるアンモニアNH が供給される。 In the hydrogen release mode, ammonia NH 3 is the fuel from the fuel storing section 4 is supplied. メタルハイドライドMHは、アンモニアと反応する。 Metal hydride MH is reacted with ammonia. この結果、金属アミドM(NH )と、水素とが生成される。 As a result, a metal amide M (NH 2), and the hydrogen is generated. 水素は、燃焼部11に供給される。 Hydrogen is supplied to the combustion section 11. 再生モードにおいては、金属アミドM(NH )に熱交換器18cから熱量Qが加えられる。 In the reproduction mode, the amount of heat Q is applied from the heat exchanger 18c to metal amide M (NH 2). この結果、金属アミドM(NH )は、メタルハイドライトMHに再生される。 As a result, metal amide M (NH 2) is reproduced on metal hydride MH. このとき、窒素N と水素H とが生成される。 At this time, the nitrogen N 2 and hydrogen H 2 are produced. 再生モードにおいて生成される窒素と水素とは、反応容器18a内に溜められてもよいし、また、放出されてもよい。 Nitrogen and hydrogen generated in the reproduction mode may be accumulated in the reaction vessel 18a, it may also be released.

この実施形態では、リチウムハイドライドLiHが用いられている。 In this embodiment, lithium hydride LiH are used. リチウムハイドライドLiHは、−20°C程度の低温環境において水素放出モードを実行することができる。 Lithium hydride LiH may perform the hydrogen discharge mode in -20 ° C about a low-temperature environment. また、リチウムハイドライドLiHは、200°C程度の高温環境において再生モードを実行することができる。 Moreover, lithium hydride LiH may perform a playback mode in 200 ° C about a high temperature environment. この結果、寒冷地、または冬期の気温において水素放出モードを実行することができる。 As a result, it is possible to perform the hydrogen discharge mode in a cold district or in winter temperatures. また、エネルギ変換部2の定常的な運転状態において排気系統403から得ることができる排気の温度において再生モードを実行することができる。 Further, it is possible to perform the reproduction mode in the temperature of the exhaust gas can be obtained from the exhaust system 403 in a steady operating state of the energy conversion unit 2.

反応容器18a内において生成された水素は、助燃剤として燃焼部11に供給される。 Hydrogen produced in the reaction vessel 18a is supplied to the combustion section 11 as combustion improver. 燃料は、燃料貯蔵部4と燃焼部11との間から分岐して反応容器18a内に供給される。 Fuel is supplied to the branch to the reaction chamber 18a from between the fuel storing section 4 and the combustion section 11.

助燃剤供給部216は、反応装置18への燃料の供給を断続する燃料調節装置、反応装置18から燃焼部11への助燃剤の供給を断続する助燃剤調節装置、および熱交換器18cへの排熱の供給を断続する排熱調節装置を備えることができる。 Combustion improvers supply unit 216 to the reactor 18 fuel control apparatus for intermittent supply of fuel, from the reactor 18 combustion improver adjusting device for intermittently supplying the combustion improver to the combustion section 11, and the heat exchanger 18c It may comprise a heat regulating device for intermittent supply of waste heat. 制御部7は、燃料調節装置を制御することにより反応装置18への燃料の供給を断続する。 Control unit 7 intermittently supplying the fuel to the reactor 18 by controlling the fuel control system. 制御部7は、助燃剤調節装置を制御することにより反応装置18から燃焼部11への助燃剤の供給を断続する。 Control unit 7 intermittently supplying the combustion improver to the combustion portion 11 from the reactor 18 by controlling the combustion improver adjustment device. 制御部7は、排熱調節装置を制御することにより反応装置18への排熱の供給を断続する。 Control unit 7 intermittently the supply of heat to the reactor 18 by controlling the heat regulating device.

制御部7は、燃料を反応物に供給することにより水素放出モードを提供し、エネルギ変換部2からの排熱を反応物に供給することにより再生モードを提供する。 Control section 7 provides the hydrogen discharge mode by supplying the fuel to the reaction, to provide a reproduction mode by supplying the reaction heat from the energy conversion unit 2. 制御部7は、反応装置18から燃焼部11へ助燃剤を供給するときに、反応装置18に燃料を供給し、水素放出モードを実行する。 The control unit 7, when supplying the combustion improver to the combustion section 11 from the reactor 18, the fuel is supplied to the reactor 18 performs the hydrogen discharge mode. 制御部7は、例えば、ステップ162において、水素放出モードを実行する。 Control unit 7, for example, in step 162, executes the hydrogen discharge mode. 制御部7は、エネルギ変換部2が定常的に運転され、燃焼部11による気化器5の加熱が不要となっているときに、排熱を反応物18bに供給し、再生モードを実行する。 Control unit 7, the energy converter 2 is operated constantly, when the heating of the vaporizer 5 by the combustion unit 11 has become unnecessary to supply waste heat to the reaction 18b, executes reproduction mode. 制御部7は、例えば、ステップ165において、再生モードを実行する。 Control unit 7, for example, in step 165, executes the playback mode.

制御部7は、低温始動時に水素放出モードが実行され、エネルギ変換部の定常的な運転時に再生モードが実行されるように反応装置18を制御することができる。 Control unit 7 can control the reactor 18 as hydrogen-releasing mode is executed during cold start, playback mode during steady operation of the energy conversion unit is executed. この構成によると、低温始動時に水素放出モードが実行されるから、低温時であっても、燃焼部11における燃料の酸化を促進することができる。 According to this configuration, the hydrogen release mode is executed during cold start, even at low temperatures, it is possible to promote the oxidation of fuel in the combustion section 11. また、エネルギ変換部2の定常的な運転中に反応物18bを再生することができる。 Further, it is possible to reproduce the reactants 18b during steady operation of the energy conversion unit 2.

(他の実施形態) (Other embodiments)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。 Having described preferred embodiments of the present invention, the present invention is not in any way limited to the embodiments described above, but can be implemented in various modifications without departing from the gist of the present invention. 上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。 Structure of the above embodiments, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. 本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The scope of the present invention is shown by the claims, is intended further to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the appended claims.

例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。 For example, means a function of the control device is provided, the software only, can be provided by hardware only or a combination thereof. 例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。 For example, the controller may be configured by an analog circuit.

1 エネルギ変換システム、 2 エネルギ変換部、 3 排熱処理系統、 4 燃料貯蔵部、 5 気化器、 6 加熱対象部、 7 制御部、 8 検出部、 10 燃料供給システム、11 燃焼部、 12 排熱供給部、 16、216 助燃剤供給部、 17 助燃剤貯蔵部、 18 反応装置、 18a 反応容器、 18b 反応物(メタルハイドライド)、 18c 熱交換器、 403 排気系統。 1 energy conversion systems, 2 energy conversion unit, 3 exhaust heat treatment system, 4 fuel storage unit, 5 vaporizer, 6 heat target portion, 7 controller, 8 detector, 10 a fuel supply system, 11 a combustion section, 12 waste heat supply parts, 16, 216 co-retardant supply unit, 17 co-retardant reservoir, 18 reactors, 18a reaction vessel, 18b reactant (metal hydride), 18c heat exchanger, 403 exhaust system.

Claims (7)

  1. 難燃性の燃料の酸化に基づいてエネルギ変換を実行するエネルギ変換部(2)に前記燃料を供給する燃料供給システムにおいて、 A fuel supply system for supplying the fuel to the energy conversion unit (2) to perform the energy conversion based on the oxidation of fuel in the flame-retardant,
    前記燃料は高圧で液体を呈する燃料であって、 The fuel is a fuel which exhibits liquid at high pressure,
    前記燃料を貯蔵する燃料貯蔵部(4)と、 Fuel storage unit for storing the fuel (4),
    前記燃料を液体から気化させる気化器(5)を含む加熱対象部(6)と、 Heat target portion including a vaporizer (5) for vaporizing the fuel from the liquid (6),
    水素を助燃剤として添加することによって前記燃料の酸化を促進し、前記燃料の酸化に基づいて生じる熱を前記加熱対象部に供給する燃焼部(11)と、 To promote the oxidation of the fuel by the addition of hydrogen as a combustion improver, a combustion unit for supplying heat generated based on the oxidation of the fuel to the heating target portion (11),
    助燃剤としての水素を前記燃焼部に供給する助燃剤供給部(16)と、 Combustion improvers supply unit for supplying to the combustion section of hydrogen as combustion improvers and (16),
    始動時に、前記助燃剤供給部から前記燃焼部に前記助燃剤を供給し、前記燃焼部から前記加熱対象部に熱を供給するように、前記燃焼部および前記助燃剤供給部を制御する制御部(7)とを備えることを特徴とする燃料供給システム。 At startup, the supplying the combustion improver to the combustion unit from the combustion improver feed unit, to supply heat to the heat target portion from the combustion section, the combustion section and the control section for controlling the combustion improver feed unit (7) and the fuel supply system, characterized in that it comprises a.
  2. 前記助燃剤供給部(16)は、 The combustion improver feed unit (16),
    改質反応により前記燃料を水素に変換する改質部(9)と、 Reforming section for converting the fuel into hydrogen by the reforming reaction and (9),
    前記改質器によって変換された水素を貯蔵する助燃剤貯蔵部(17)とを備え、 And a combustion improver reservoir (17) for storing hydrogen which is converted by the reformer,
    前記制御部(7)は、 Wherein the control unit (7),
    前記エネルギ変換部の定常的な運転時に前記改質器による変換を実行するとともに、水素を前記助燃剤貯蔵部に蓄積し、 And it executes a conversion by the reformer during steady operation of the energy conversion unit, stores the hydrogen in the combustion improver reservoir,
    始動時に、前記助燃剤貯蔵部に貯蔵された前記助燃剤を前記燃焼部に供給するように、前記改質部および前記助燃剤貯蔵部を制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料供給システム。 At startup, the fuel according to claim 1, wherein said combustion improver stored in combustion improver reservoir to supply to the combustion unit, and controls the reforming unit and the combustion improver reservoir supply system.
  3. 前記助燃剤供給部(16)は、 The combustion improver feed unit (16),
    前記燃料と繰り返して可逆的に反応する反応物(18b)を有する化学的な反応装置(18)を備え、 Comprising a reactant that reacts reversibly chemical reactor having a (18b) (18) repeatedly and the fuel,
    前記制御部(7)は、 Wherein the control unit (7),
    前記燃料を前記反応物に供給することにより前記反応物と前記燃料とを反応させて水素を発生し、当該水素を前記燃焼部に供給する水素放出モードと、前記エネルギ変換部からの排熱を前記反応物に供給することにより前記反応物を反応後の状態から反応前の状態に再生する再生モードとを提供することを特徴とする請求項1に記載の燃料供給システム。 The reactant is reacted with the fuel to generate hydrogen, and hydrogen discharge mode for supplying the hydrogen to the combustion section by supplying the fuel to the reaction and the exhaust heat from the energy converting unit the fuel supply system according to claim 1, characterized in that to provide a reproduction mode for reproducing the state before reacting said reaction product from the state after the reaction by supplying to the reactants.
  4. 前記燃料はアンモニアであり、 The fuel is ammonia,
    前記反応物は、メタルハイドライドであることを特徴とする請求項3に記載の燃料供給システム。 The reactants are fuel supply system according to claim 3, characterized in that the metal hydride.
  5. 前記メタルハイドライドは、リチウムハイドライドであることを特徴とする請求項4に記載の燃料供給システム。 The metal hydride, fuel supply system according to claim 4, characterized in that the lithium hydride.
  6. 前記制御部(7)は、 Wherein the control unit (7),
    低温始動時に前記水素放出モードが実行され、前記エネルギ変換部の定常的な運転時に前記再生モードが実行されるように前記化学的反応装置を制御することを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載の燃料供給システム。 The hydrogen-releasing mode is executed during cold start, claim from claim 3, wherein the controller controls the chemically reactor so that the reproduction mode is executed during steady operation of the energy conversion unit 5 the fuel supply system according to any one of.
  7. さらに、前記エネルギ変換部の運転時に、前記エネルギ変換部からの排熱を前記加熱対象部に供給する排熱供給部(12)を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の燃料供給システム。 Furthermore, during operation of the energy conversion unit, claim 6 exhaust heat from the energy conversion unit from claim 1, characterized in that it comprises a heat supply unit (12) to be supplied to the heating target portion the fuel supply system according to.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015107972A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 信哉 荒木 Ammonia engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05106792A (en) * 1991-10-16 1993-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Hydrogen storage device
JPH05332152A (en) * 1991-06-25 1993-12-14 Koji Korematsu Ammonia combustion engine
JP2010216274A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Nippon Shokubai Co Ltd Power generating system and method for generating power
JP2011168486A (en) * 2005-04-18 2011-09-01 Intelligent Energy Inc Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05332152A (en) * 1991-06-25 1993-12-14 Koji Korematsu Ammonia combustion engine
JPH05106792A (en) * 1991-10-16 1993-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Hydrogen storage device
JP2011168486A (en) * 2005-04-18 2011-09-01 Intelligent Energy Inc Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
JP2010216274A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Nippon Shokubai Co Ltd Power generating system and method for generating power

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015107972A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 信哉 荒木 Ammonia engine

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