JP2015078640A - メタン改質エンジンシステム - Google Patents
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Abstract
Description
CH4+H2O ⇒ CO+3H2−205.7kJ ・・・(1)
[第1実施形態]
図2に第1実施形態に係る改質器を組み合わせたエンジンシステムの構成図を示す。
[第2実施形態]
図4に第2実施形態に係るエンジンシステムの構成図を示す。図2との違いはエンジンがディーゼルエンジンである点であり、軽油あるいは重油などディーゼル燃料のポンプとインジェクタが備わっている。ディーゼルエンジン401では、改質ガスだけでは着火しないため、着火剤として軽油や重油などのディーゼル燃料を同時に供給して着火させ、筒内の改質ガスへ火炎伝搬させることでエンジンを運転させる必要がある。そこで、ディーゼル燃料タンク402のディーゼル燃料を昇圧する昇圧ポンプ403とディーゼル燃料をエンジン401に直噴するためのインジェクタ404を備えている。その他の構成は、図2に示した第1実施形態と同様である。
この時、原燃料のメタンガスを改質器103に供給するとともに、水のポンプを起動して改質器103に水を導入する。水が導入されたことで、急速に改質器103の温度が上昇し400℃を超えたあたりで水素ガス等が生成する。この段階で原燃料の供給量を所定の運転負荷に必要なガス量へ増加させ、反応を十分に行うことで、改質器入口で450℃、出口で430℃の状態で改質率は20〜40%となり、改質ガスを主体にして、軽油を5〜10%添加の程度で運転状態を確立することができる。なお、改質ガスの反応性や効果については第1実施形態と同様である。
Claims (10)
- 水素を含む改質ガスを燃料として駆動するエンジンを備えたエンジンシステムであって、
前記エンジンの排熱を用いてメタンを主成分とする原燃料の水蒸気改質により水素を含む改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器から排出される改質ガスを冷却する冷却器と、
前記冷却器を通過した改質ガスを前記エンジンの吸気管に供給する改質ガス供給ラインと、
前記冷却器で凝縮した水分を水タンクに回収する水回収ラインと、
を備え、
前記エンジンはリーン燃焼となる条件で駆動され、前記改質器に供給される排ガス温度が400〜500℃であることを特徴とするエンジンシステム。 - 請求項1に記載のエンジンシステムにおいて、前記改質器に供給する水の供給量が、水蒸気改質反応に必要な水の量よりも多いことを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項1又は2に記載のエンジンシステムにおいて、前記エンジンの圧縮比が12以上であることを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンシステムにおいて、前記改質器に供給する水の供給量を一定として、始動から停止までエンジンを駆動することを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のエンジンシステムにおいて、前記改質器に供給するメタンと水のモル比が1:3から1:8の領域であることを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のエンジンシステムにおいて、前記ガス供給ラインから供給されるガスのみで前記エンジンが駆動されることを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のエンジンシステムにおいて、前記エンジンに供給される燃料の燃料供給量の制御が、前記改質器に供給する原燃料の供給量制御のみで行われることを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項1〜7のいずれかにおいて、前記原燃料が水蒸気を含む含水メタン燃料であることを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項1に記載のエンジンシステムにおいて、前記エンジンがディーゼルエンジンであり、前記エンジンにディーゼル燃料を供給する手段を備えることを特徴とするエンジンシステム。
- 請求項9に記載のエンジンシステムにおいて、前記エンジンの定常運転時に前記改質ガスとともに前記ディーゼル燃料が着火剤としてエンジンに供給されることを特徴とするエンジンシステム。
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