JP4978559B2

JP4978559B2 - ガス循環型エンジン

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Publication number: JP4978559B2
Application number: JP2008132543A
Authority: JP
Inventors: 錬太郎黒木; 大作澤田; 信一三谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-05-20
Also published as: EP2310660B1; EP2310660A2; US20110067664A1; US8453623B2; WO2009141707A3; JP2009281203A; WO2009141707A2

Description

本発明は、燃焼室と当該燃焼室の吸気側及び排気側を繋ぐ循環経路とを備えたガス循環型エンジンに係り、特に、酸化剤，この酸化剤によって燃焼が促される被酸化燃料及び当該被酸化燃料の燃焼に伴って動力を発生させる作動ガスが供給される燃焼室と、この燃焼室の吸気側と排気側と繋ぐ循環経路と、を備え、その作動ガスが大気へと放出されることなく循環経路を介して再び燃焼室に供給されるよう構成した作動ガス循環型エンジンに関する。

この種の作動ガス循環型エンジンとは、所謂閉サイクルエンジンと呼ばれるものであり、例えば下記の特許文献１，２に開示されたものが知られている。この特許文献１，２の作動ガス循環型エンジンにおいては、酸化剤として酸素が供給されると共に被酸化燃料として水素が供給され、熱効率を高めるべく作動ガスとしてアルゴンが循環させられている。この作動ガス循環型エンジンは、燃焼室内での水素の燃焼によってアルゴンを熱膨張させ、これによりピストンを押し下げて動力を発生させる。ここで、その燃焼室内では水素の燃焼に伴って水蒸気が発生するので、循環経路には、アルゴンと共にその水蒸気が排出される。これが為、この作動ガス循環型エンジンにおいては、その水蒸気を液化させて取り除く凝縮器を循環経路上に配設し、作動ガスたるアルゴンのみが循環して再び燃焼室に供給されるように構成している。

特開平１１−９３６８１号公報特開２００７−２４７５２４号公報

ところで、かかる閉サイクルエンジンとしての作動ガス循環型エンジンにおいては、被酸化燃料や酸化剤が各々に高圧の状態でタンクに貯留され、高圧状態のまま供給される。これが為、エンジン停止後には、その夫々の供給通路上に被酸化燃料や酸化剤が高圧の状態のままで残る。従って、その高圧の被酸化燃料や酸化剤は、例えば被酸化燃料の燃料噴射手段や酸化剤の供給手段、吸気バルブとシリンダヘッドの隙間等から燃焼室や循環経路に漏れ入ってしまう可能性がある。そして、かかる被酸化燃料や酸化剤の燃焼室等への漏れが起きた場合には、エンジンの再始動時や再始動後の燃焼室内において被酸化燃料や酸化剤が供給の目標値よりも過多となり、適切な燃焼動作の妨げになる等の不都合を生じさせる。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、エンジンの再始動時や再始動後における燃料等の過剰供給を防ぐことが可能なガス循環型エンジンを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、高圧燃料供給通路の高圧の被酸化燃料，被酸化燃料の燃焼を促す高圧酸化剤供給通路の高圧の酸化剤及び前記被酸化燃料の燃焼に伴って動力を発生させる空気よりも比熱比の高い作動ガスが供給される燃焼室と、この燃焼室の吸気側と排気側とを繋ぐ循環経路と、を備え、前記作動ガスが大気へと放出されることなく前記循環経路を介して再び燃焼室に供給されるよう構成したガス循環型エンジンにおいて、高圧燃料供給通路の高圧の被酸化燃料を待避可能な燃料待避タンクと、高圧燃料供給通路と燃料待避タンクとの間を連通又は遮断させる燃料待避弁と、エンジン運転中に遮断状態にある高圧燃料供給通路と燃料待避タンクとの間をエンジン停止時に燃料待避弁を開弁させることで連通させる燃料待避制御手段と、燃料待避タンクと吸気通路との間を連通又は遮断させる待避燃料供給弁と、エンジン停止中に遮断状態にある燃料待避タンクと吸気通路との間をエンジン再始動後に待避燃料供給弁を開弁させることで連通させる待避燃料制御手段と、高圧酸化剤供給通路の高圧の酸化剤を待避可能な酸化剤待避タンクと、高圧酸化剤供給通路と酸化剤待避タンクとの間を連通又は遮断させる酸化剤待避弁と、エンジン運転中に遮断状態にある高圧酸化剤供給通路と酸化剤待避タンクとの間をエンジン停止時に酸化剤待避弁を開弁させることで連通させる酸化剤待避制御手段と、酸化剤待避タンクと吸気通路との間を連通又は遮断させる待避酸化剤供給弁と、エンジン停止中に遮断状態にある酸化剤待避タンクと吸気通路との間をエンジン再始動後に待避酸化剤供給弁を開弁させることで連通させる待避酸化剤制御手段と、を備えている。

この請求項１記載のガス循環型エンジンは、エンジン停止時の高圧燃料供給通路の被酸化燃料を燃料待避タンクに待避させることができる。また、この請求項１記載のガス循環型エンジンによれば、待避させた被酸化燃料を吸気通路に供給して燃焼室で燃焼させることができるので、その被酸化燃料の無駄を防ぐことができる。また、この請求項１記載のガス循環型エンジンは、エンジン停止時の高圧酸化剤供給通路の酸化剤を酸化剤待避タンクに待避させることができる。また、この請求項１記載のガス循環型エンジンによれば、待避させた酸化剤を吸気通路に供給して燃焼室で燃焼させることができるので、その酸化剤の無駄を防ぐことができる。

また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載のガス循環型エンジンにおいて、高圧燃料供給通路の被酸化燃料よりも高圧の状態で作動ガスを貯留する作動ガス高圧貯留タンクと、この作動ガス高圧貯留タンクと高圧燃料供給通路との間を連通又は遮断させる作動ガス供給弁と、を備える。そして、その燃料待避制御手段は、エンジン停止時に更に作動ガス供給弁を開弁させるよう構成している。

この請求項２記載のガス循環型エンジンは、作動ガス高圧貯留タンクの作動ガスによって、エンジン停止時の高圧燃料供給通路の被酸化燃料を強制的に燃料待避タンクへと待避させることができる。

また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項１記載のガス循環型エンジンにおいて、高圧酸化剤供給通路の酸化剤よりも高圧の状態で作動ガスを貯留する作動ガス高圧貯留タンクと、この作動ガス高圧貯留タンクと高圧酸化剤供給通路との間を連通又は遮断させる作動ガス供給弁と、を備える。そして、酸化剤待避制御手段は、エンジン停止時に更に作動ガス供給弁を開弁させるよう構成している。

この請求項３記載のガス循環型エンジンは、作動ガス高圧貯留タンクの作動ガスによって、エンジン停止時の高圧酸化剤供給通路の酸化剤を強制的に酸化剤待避タンクへと待避させることができる。

本発明に係るガス循環型エンジンは、エンジン停止時に、高圧燃料供給通路の被酸化燃料を燃料待避タンクに待避させることができ、また、高圧酸化剤供給通路の酸化剤を酸化剤待避タンクに待避させることができる。これが為、この作動ガス循環型エンジンにおいては、その被酸化燃料や酸化剤がエンジン停止時に燃焼室へと漏れ入ることを抑えることができるので、エンジン再始動時における被酸化燃料等の過剰な供給を防ぐことができ、適切な燃焼動作の実現が可能になる。

以下に、本発明に係るガス循環型エンジンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。以下においては、作動ガス循環型エンジンを例に挙げて説明する。

［実施例１］
本発明に係る作動ガス循環型エンジンの実施例１を図１から図４に基づいて説明する。

この作動ガス循環型エンジンは、酸化剤，この酸化剤によって燃焼が促される被酸化燃料及び当該被酸化燃料の燃焼に伴って動力を発生させる作動ガスが供給される燃焼室と、この燃焼室の吸気側と排気側とを繋ぐ循環経路と、を備え、その作動ガスが大気へと放出されることなく循環経路を介して再び燃焼室に供給されるよう構成した所謂閉サイクルエンジンである。この作動ガス循環型エンジンは、燃焼室内で被酸化燃料を燃焼させ、これにより作動ガスを熱膨張させて動力を発生させる。

最初に、本実施例１において例示する作動ガス循環型エンジンの構成についての説明を図１に基づき行う。

この作動ガス循環型エンジンは、燃焼室ＣＣが形成されるエンジン本体１０と、その燃焼室ＣＣの吸気側と排気側とを繋ぐ循環経路２０と、その燃焼室ＣＣに酸化剤を供給する酸化剤供給装置３０と、その燃焼室ＣＣに被酸化燃料を供給する被酸化燃料供給装置４０と、を備えている。その燃焼室ＣＣと循環経路２０には作動ガスが充填されており、その作動ガスは、燃焼室ＣＣと循環経路２０との間で循環する。

先ず、エンジン本体１０について説明する。

このエンジン本体１０は、燃焼室ＣＣを形成するシリンダヘッド１１，シリンダブロック１２及びピストン１３を備えている。そのピストン１３は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト（図示略）に連結し、シリンダヘッド１１の下面の凹部１１ａとシリンダブロック１２のシリンダボア１２ａとの空間内に往復運動し得るように配置する。尚、燃焼室ＣＣは、そのシリンダヘッド１１の凹部１１ａの壁面とシリンダボア１２ａの壁面とピストン１３の頂面１３ａとで囲まれた空間によって構成される。

そのシリンダヘッド１１には、循環経路２０の一部を成す吸気ポート１１ｂと排気ポート１１ｃが形成されている。その吸気ポート１１ｂと排気ポート１１ｃは、夫々に一端が燃焼室ＣＣ内に開口している。吸気ポート１１ｂの開口部分には、その開口を開弁時に開く一方、閉弁時に閉じる吸気バルブ１５が配設されている。また、排気ポート１１ｃの開口部分には、その開口を開弁時に開く一方、閉弁時に閉じる排気バルブ１６が配設されている。

その吸気バルブ１５や排気バルブ１６としては、例えば、図示しないカムシャフトの回転と弾性部材（弦巻バネ）の弾発力に伴って開閉駆動されるものがある。この種の吸気バルブ１５や排気バルブ１６においては、そのカムシャフトとクランクシャフトの間にチェーンやスプロケット等からなる動力伝達機構を介在させることによってそのカムシャフトをクランクシャフトの回転に連動させ、予め設定された開閉時期に開閉駆動させる。また、このエンジン本体１０は、吸気バルブ１５と排気バルブ１６の開閉時期やリフト量を変更可能な所謂可変バルブタイミング＆リフト機構等の可変バルブ機構を具備してもよく、これにより、その吸気バルブ１５や排気バルブ１６の開閉時期やリフト量を運転条件に応じた好適なものへと変更できるようになる。更にまた、このエンジン本体１０においては、かかる可変バルブ機構と同様の作用効果を得るべく、電磁力を利用して吸気バルブ１５や排気バルブ１６を開閉駆動させる所謂電磁駆動弁を利用してもよい。

次に、循環経路２０について説明する。

この循環経路２０は、上述した吸気ポート１１ｂ及び排気ポート１１ｃと、その吸気ポート１１ｂの他端と排気ポート１１ｃの他端とを繋ぐ循環通路２１と、によって構成する。これにより、この循環経路２０内と燃焼室ＣＣ内とは、閉塞された空間を成す。

この作動ガス循環型エンジンにおいては、その閉塞された空間の中に作動ガスを充填して、その作動ガスを循環経路２０の吸気ポート１１ｂ側から燃焼室ＣＣ内へと、この燃焼室ＣＣから循環経路２０の排気ポート１１ｃ側へと、そして、この排気ポート１１ｃ側から循環通路２１を介して吸気ポート１１ｂ側へと循環させる。ここでは、吸気バルブ１５が開弁した際に、循環通路２１の作動ガスが吸気ポート１１ｂを介して燃焼室ＣＣに供給される。また、その燃焼室ＣＣ内の作動ガスは、排気バルブ１６が開弁した際に、排気ポート１１ｃを介して被酸化燃料の燃焼後ガスと共に排出ガスとして循環通路２１に排出される。つまり、その作動ガスは、この循環経路２０によって大気に放出されることなく燃焼室ＣＣとの間で循環する。

ここで、その作動ガスとしては、空気よりも比熱比の高いものであって、単原子ガス（具体的にはアルゴンやヘリウム等の希ガス）を使用する。本実施例１においては、アルゴンＡｒを用いるものとする。

本実施例１の循環通路２１は、具体的に、第１から第３の循環通路２１ａ〜２１ｃで構成されている。その第１循環通路２１ａは、吸気ポート１１ｂの他端と酸化剤供給装置３０における後述する酸化剤供給手段３２の排出口３２ａとを繋ぐものである。また、第２循環通路２１ｂは、排気ポート１１ｃの他端と後述する凝縮器６０の排出ガス導入口６０ａとを繋ぐものである。また、第３循環通路２１ｃは、その凝縮器６０の作動ガス排出口６０ｂと酸化剤供給手段３２の作動ガス導入口３２ｂとを繋ぐものである。例えば、その第１循環通路２１ａは、吸気通路としての機能を為し、また、第２循環通路２１ｂは、排気通路としての機能を為す。また、第３循環通路２１ｃは、その第１循環通路２１ａ側が吸気通路としての機能を為す一方、第２循環通路２１ｂ側が排気通路としての機能を為す。

次に、酸化剤供給装置３０について説明する。

この酸化剤供給装置３０は、酸化剤が高圧（例えば７０ＭＰａ）の状態で貯留された酸化剤貯留タンク３１と、その高圧の酸化剤を循環通路２１に供給する酸化剤供給手段３２と、その酸化剤貯留タンク３１と酸化剤供給手段３２を繋ぐ高圧酸化剤供給通路３３と、この高圧酸化剤供給通路３３上に配備されたレギュレータ３４及び酸化剤流量計３５と、を備える。その高圧酸化剤供給通路３３上には、上流側（酸化剤貯留タンク３１側）から順にレギュレータ３４及び酸化剤流量計３５が配設される。

ここで、本実施例１においては、酸化剤を単に循環通路２１へと供給するのではなく、その循環通路２１の作動ガスと混ぜ合わせて循環通路２１に送り込ませる。これが為、ここで用いる酸化剤供給手段３２としては、高圧酸化剤供給通路３３から流入してきた酸化剤と循環通路２１から流入してきた作動ガスとを混合して、その酸化剤及び作動ガスを排出口３２ａから循環通路２１の下流側（吸気ポート１１ｂ側）に流す酸化剤混合手段を利用する。従って、酸化剤は、吸気バルブ１５の開弁に伴い吸気ポート１１ｂを介して作動ガスと共に燃焼室ＣＣに供給されることになる。

レギュレータ３４は、高圧酸化剤供給通路３３における自身よりも下流側（酸化剤流量計３５側）の圧力を電子制御装置（ＥＣＵ）５０の指令に従った目標圧力に調整するものである。換言するならば、このレギュレータ３４は、高圧酸化剤供給通路３３における酸化剤の流量を制御する為に使用される。また、酸化剤流量計３５は、高圧酸化剤供給通路３３における酸化剤の流量を計測する手段であって、レギュレータ３４で調整された酸化剤の流量の計測を行う。この酸化剤流量計３５の計測信号は、電子制御装置５０に送信される。

本実施例１においては、その酸化剤として酸素Ｏ_２が供給されるものとする。これが為、酸化剤貯留タンク３１には、酸素Ｏ_２が高圧の状態で貯留されている。

次に、被酸化燃料供給装置４０について説明する。

この被酸化燃料供給装置４０は、被酸化燃料が高圧（例えば７０ＭＰａ）の状態で貯留された被酸化燃料貯留タンク４１と、その被酸化燃料を噴射する気筒毎の燃料噴射手段４２と、被酸化燃料貯留タンク４１の被酸化燃料を各気筒に分配する第１高圧燃料供給通路４３と、その被酸化燃料貯留タンク４１と第１高圧燃料供給通路４３を繋ぐ第２高圧燃料供給通路４４と、その第１高圧燃料供給通路４３と燃料噴射手段４２を繋ぐ第３高圧燃料供給通路４５と、その第２高圧燃料供給通路４４上に配備されたレギュレータ４６，燃料流量計４７及びサージタンク４８と、を備える。その第２高圧燃料供給通路４４上には、上流側（被酸化燃料貯留タンク４１側）から順にレギュレータ４６，燃料流量計４７及びサージタンク４８が配設される。

ここで、本実施例１においては、被酸化燃料を燃焼室ＣＣ内に直接噴射させるべく、シリンダヘッド１１に燃料噴射手段４２を配設する。この燃料噴射手段４２は、電子制御装置５０によって制御される所謂燃料噴射弁である。例えば、その電子制御装置５０は、エンジン回転数等の運転状態に応じて被酸化燃料の噴射時期や噴射量を制御する。

レギュレータ４６は、第２高圧燃料供給通路４４における自身よりも下流側（燃料流量計４７及びサージタンク４８側）の圧力を設定圧力に調整するものである。換言するならば、このレギュレータ４６は、第２高圧燃料供給通路４４における被酸化燃料の流量を制御する為に使用される。また、燃料流量計４７は、第２高圧燃料供給通路４４における被酸化燃料の流量を計測する手段であって、レギュレータ４６で調整された被酸化燃料の流量の計測を行う。この燃料流量計４７の計測信号は、電子制御装置５０に送信される。また、サージタンク４８は、燃料噴射手段４２による被酸化燃料の噴射時に第１から第３の高圧燃料供給通路４３，４４，４５内に発生する脈動の低減を図るものである。

本実施例１においては、その被酸化燃料として水素Ｈ_２が供給されるものとする。これが為、被酸化燃料貯留タンク４１には、水素Ｈ_２が高圧の状態で貯留されている。

本実施例１の作動ガス循環型エンジンは、燃焼室ＣＣ内に被酸化燃料たる水素Ｈ_２と酸化剤たる酸素Ｏ_２を供給し、その水素Ｈ_２を拡散燃焼させるものとして例示する。従って、この作動ガス循環型エンジンにおいては、燃焼室ＣＣ内に形成された高温の圧縮ガス（酸素Ｏ_２及びアルゴンＡｒ）の中に高圧の水素Ｈ_２を噴射することによりその水素Ｈ_２の一部が自己着火し、その水素Ｈ_２と圧縮ガス（酸素Ｏ_２）が拡散混合しながら燃焼する。その水素Ｈ_２の燃焼によって、燃焼室ＣＣの中では、水素Ｈ_２と酸素Ｏ_２が結合して水蒸気Ｈ_２Ｏが生成されると共に、比熱比の高いアルゴンＡｒが熱膨張を起こす。これが為、この作動ガス循環型エンジンは、水素Ｈ_２の拡散燃焼とアルゴンＡｒの熱膨張によってピストン１３が押し下げられ、これにより動力を発生する。

その水素Ｈ_２の燃焼とアルゴンＡｒの熱膨張が一通り終わった際（例えば、ピストン１３が下死点近くに位置している際）、燃焼室ＣＣ内からは、排気バルブ１６の開弁に伴って、水蒸気Ｈ_２ＯとアルゴンＡｒが排気ポート１１ｃに排出される。ここで、排出されたアルゴンＡｒは、エンジン本体１０の熱効率を高める為に、循環経路２０を経て再び吸気側から燃焼室ＣＣに供給する必要がある。しかしながら、同時に排出された水蒸気Ｈ_２Ｏは、３原子からなり、単原子からなるアルゴンＡｒよりも比熱比が小さいので、アルゴンＡｒと共に燃焼室ＣＣへ循環させると、エンジン本体１０の熱効率を低下させる要因となる。これが為、この作動ガス循環型エンジンは、排出ガスの中に含まれる水蒸気Ｈ_２Ｏを取り除く手段を循環経路２０上に設ける。

その水蒸気Ｈ_２Ｏを取り除く手段としては、図１に示す凝縮器６０を利用する。この凝縮器６０は、循環通路２１上（第２循環通路２１ｂと第３循環通路２１ｃとの間）に配設し、排出ガスの中に含まれる水蒸気Ｈ_２Ｏを液化・凝縮してアルゴンＡｒと凝縮水Ｈ_２Ｏとに分離するものである。この凝縮器６０は、その内部に冷却水が循環されており、その冷却水によって水蒸気Ｈ_２Ｏの液化・凝縮を行う。分離されたアルゴンＡｒは、凝縮器６０の作動ガス排出口６０ｂを介して第３循環通路２１ｃに排出される。一方、凝縮水Ｈ_２Ｏは、凝縮器６０の凝縮水排出口６０ｃを介して凝縮水通路２２に排出され、作動ガス循環型エンジンの外部に排水される。

ここで、燃焼室ＣＣから排出された排出ガスの中には、水蒸気Ｈ_２ＯやアルゴンＡｒだけでなく、水素Ｈ_２又は酸素Ｏ_２が含まれていることがある。例えば、酸素Ｏ_２に対して水素Ｈ_２の燃焼室ＣＣへの供給量の方が多いときには、未燃焼の水素Ｈ_２が残り、そのまま循環経路２０へと排出される。また、水素Ｈ_２に対して酸素Ｏ_２の燃焼室ＣＣへの供給量の方が多いときには、酸素Ｏ_２が残り、そのまま循環経路２０へと排出される。その排出ガス中の水素Ｈ_２や酸素Ｏ_２は、凝縮器６０で分離されて、アルゴンＡｒと共に第３循環通路２１ｃに排出される。従って、その水素Ｈ_２や酸素Ｏ_２についても再び燃焼室ＣＣに供給される。

そこで、後の燃焼室ＣＣ内における水素Ｈ_２又は酸素Ｏ_２の過多を防ぐ為に、この作動ガス循環型エンジンにおいては、その排出ガス中の水素Ｈ_２又は酸素Ｏ_２の量を把握し、その水素Ｈ_２又は酸素Ｏ_２が燃焼室ＣＣに到達する時期を見計らって、被酸化燃料供給装置４０からの水素Ｈ_２の噴射量又は酸化剤供給装置３０からの酸素Ｏ_２の供給量を調節する。ここでは、排出ガス中の水素濃度を検出する水素濃度検出手段（水素濃度センサ７１）と、排出ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段（酸素濃度センサ７２）と、を循環通路２１の第３循環通路２１ｃに配設する。その水素濃度センサ７１と酸素濃度センサ７２は、各々検出信号を電子制御装置５０に送信する。従って、電子制御装置５０は、その各検出信号から排出ガス中の水素Ｈ_２又は酸素Ｏ_２の残存量を把握し、その水素Ｈ_２又は酸素Ｏ_２が燃焼室ＣＣに到達する時期を見計らって、燃料噴射手段４２の水素Ｈ_２の噴射量又はレギュレータ３４の目標圧力（つまり酸素Ｏ_２の供給量）を制御する。

ところで、この作動ガス循環型エンジンは閉サイクルエンジンであるので、エンジン停止後には、酸化剤や被酸化燃料が高圧の状態のままで供給経路上に残存し、循環経路２０や燃焼室ＣＣに漏れ入る可能性がある。具体的に、酸化剤は、高圧の状態で高圧酸化剤供給通路３３や酸化剤供給手段３２の中に残っており、その高圧酸化剤供給通路３３の内圧で押されて酸化剤供給手段３２から循環経路２０に漏れ入ってしまう可能性がある。また、被酸化燃料は、高圧の状態で第１から第３の高圧燃料供給通路４３，４４，４５や燃料噴射手段４２の中に残っており、その第１から第３の高圧燃料供給通路４３，４４，４５の内圧で押されて燃料噴射手段４２から燃焼室ＣＣに漏れ入ってしまう可能性がある。これが為、エンジン再始動時には、燃焼室内の酸化剤や被酸化燃料が供給の目標値よりも過多となり、適切な燃焼動作の妨げになる等の不都合を生じさせる虞がある。

そこで、本実施例１の作動ガス循環型エンジンは、エンジン停止時に高圧の状態のままで残っている酸化剤や被酸化燃料を酸化剤供給手段３２や第１から第３の高圧燃料供給通路４３，４４，４５から別の場所に待避させ、これによりエンジン再始動時における酸化剤等の過剰な供給を防ぐように構成する。

ここで、エンジン停止時とは、主としてエンジン本体１０を停止させる際又はエンジン本体１０の停止直後のことを言うが、酸化剤等の漏れが生じないのであればエンジン停止中のどの時期でもよい。また、本実施例１においては被酸化燃料として水素Ｈ_２を例に挙げており、その水素Ｈ_２は、分子数が小さく、高圧になるほど漏れを起こしやすい。従って、以下においては、被酸化燃料（水素Ｈ_２）の漏れを防ぐ為の形態を例に挙げて説明する。

本実施例１においては、エンジン停止時に第１から第３の高圧燃料供給通路４３，４４，４５の内の少なくとも何れか１つから高圧の被酸化燃料を待避させるエンジン停止時燃料待避装置８０を設ける。ここでは、図１に示す如く、第１高圧燃料供給通路４３に残っている高圧の被酸化燃料をエンジン停止時に別の場所へと待避させるエンジン停止時燃料待避装置８０について例示する。

具体的に、このエンジン停止時燃料待避装置８０は、第１高圧燃料供給通路４３に残っている高圧の被酸化燃料を待避可能な燃料待避タンク８１と、この燃料待避タンク８１と第１高圧燃料供給通路４３とを繋ぐ燃料待避通路８２と、この燃料待避通路８２上に配置して当該燃料待避通路８２の流路を遮断又は開放させる燃料待避手段８３と、を備える。

その燃料待避タンク８１は、その内圧が少なくともエンジン停止時における第１高圧燃料供給通路４３の内圧よりも低く、第１高圧燃料供給通路４３と連通状態になったときに当該第１高圧燃料供給通路４３の高圧の被酸化燃料が流入できる内圧に設定する。

また、燃料待避手段８３は、その動作が電子制御装置５０の燃料待避制御手段によって制御されるものであり、例えば弁体を作動させることで燃料待避通路８２の遮断又は開放が可能な開閉弁（燃料待避弁）を利用する。その燃料待避制御手段は、エンジン運転中に燃料待避通路８２が遮断されるよう燃料待避手段８３を閉弁させる一方、エンジン停止時に燃料待避通路８２が最大で全開になるまで燃料待避手段８３を開弁させるように構成する。

ここで、燃料待避手段８３の開弁状態を必要以上に長引かせても、被酸化燃料の流出により第１高圧燃料供給通路４３の内圧が低下して、第１高圧燃料供給通路４３と燃料待避タンク８１の内圧が等しくなったときには、それ以上は被酸化燃料の移動は見込めない。更に、燃料待避手段８３を開弁し続けてしまうと、エンジン再始動時に第１高圧燃料供給通路４３を高圧に保てず、燃料噴射手段４２が適切な量及び圧力で被酸化燃料を噴射させることができなくなる。つまり、燃料待避手段８３を開弁させたままだと、適切な高圧になるまで再始動性が悪くなる。これが為、燃料待避制御手段は、燃料待避手段８３を開弁後、所定時間経過の後に全閉させるように構成する。その所定時間は、燃料待避手段８３を開弁した後、第１高圧燃料供給通路４３と燃料待避タンク８１の内圧が少なくとも等しくなるまでの時間であり、実験やシミュレーションにより求めればよい。即ち、エンジン停止時燃料待避装置８０とは、第１高圧燃料供給通路４３から被酸化燃料を待避させることによって当該第１高圧燃料供給通路４３の内圧を低下させる内圧調整装置であるとも言える。

また、レギュレータ４６により流路を絞ったとして、エンジン停止時には、これよりも下流で且つ第１高圧燃料供給通路４３よりも上流の第２高圧燃料供給通路４４にも高圧の被酸化燃料が残っている。これが為、燃料待避手段８３を開弁した際には、その第２高圧燃料供給通路４４におけるレギュレータ４６よりも下流の被酸化燃料まで燃料待避タンク８１に待避させられる可能性がある。しかしながら、その被酸化燃料まで全て待避させると、エンジン再始動時には、第１高圧燃料供給通路４３を適切な高圧状態にするまで時間を要し、高圧状態となるまで燃料噴射手段４２が噴射不良となるので、再始動性が悪くなる。そこで、本実施例１においては、エンジン停止時に第２高圧燃料供給通路４４から第１高圧燃料供給通路４３への被酸化燃料の流入を遮断すべく、第２高圧燃料供給通路４４における第１高圧燃料供給通路４３の上流側（極力第１高圧燃料供給通路４３に近い方がよい）に当該第２高圧燃料供給通路４４の流路を遮断又は開放させる燃料遮断手段８４を設ける。その燃料遮断手段８４は、その動作が電子制御装置５０の燃料待避制御手段によって制御されるものであり、例えば弁体を作動させることで当該第２高圧燃料供給通路４４の遮断又は開放が可能な開閉弁（燃料遮断弁）を利用する。その燃料待避制御手段は、エンジン運転中に当該第２高圧燃料供給通路４４が全開となるよう燃料遮断手段８４を開弁させる一方、エンジン停止時に燃料遮断手段８４を閉弁制御して当該第２高圧燃料供給通路４４を遮断させるように構成する。

以下、本実施例１の燃料待避制御について図３のフローチャートを用いて説明する。

先ず、電子制御装置５０の燃料待避制御手段は、エンジン停止時か否かを判断する（ステップＳＴ５）。かかる判断は、例えば電子制御装置５０の燃焼制御手段によるエンジン停止指令等を参照して行えばよい。

このステップＳＴ５でエンジン停止時ではないと判断された場合、燃料待避制御手段は、本制御を終わらせる。

一方、この燃料待避制御手段は、ステップＳＴ５でエンジン停止時と判断した際、第２高圧燃料供給通路４４における第１高圧燃料供給通路４３の上流側を遮断させるべく、燃料遮断手段（燃料遮断弁）８４の閉弁制御を行って全閉状態にする（ステップＳＴ１０）。そして、この燃料待避制御手段は、燃料待避手段（燃料待避弁）８３を最大で全開まで開弁させる（ステップＳＴ１５）。これにより、第１高圧燃料供給通路４３と燃料待避タンク８１が連通状態になり、その第１高圧燃料供給通路４３の高圧の被酸化燃料は、それよりも低圧側の燃料待避タンク８１へと流入する。従って、その第１高圧燃料供給通路４３においては、内圧が低下していく。

続いて、この燃料待避制御手段は、上述した所定時間が経過したのか否か判断する（ステップＳＴ２０）。

ここで、その所定時間を経過していなければ、燃料待避制御手段は、ステップＳＴ１０に戻って燃料待避制御を継続して実行させる。

一方、その所定時間を経過したと判断された場合、この燃料待避制御手段は、燃料待避手段８３を全閉させる（ステップＳＴ２５）。これにより、第１高圧燃料供給通路４３と燃料待避タンク８１との間が遮断されて、燃料待避制御を終える。

尚、燃料遮断手段８４については、この燃料待避制御の終了時に開弁動作は行わず、エンジン再始動時まで全閉状態を保たせる。これは、エンジン再始動の前に燃料遮断手段８４を開弁させてしまうと、折角被酸化燃料を燃料待避タンク８１へと待避させて第１高圧燃料供給通路４３の内圧を低下させたにも拘わらず、その第１高圧燃料供給通路４３に再び被酸化燃料が供給されて内圧が上昇してしまうからである。

ところで、燃料待避タンク８１は、その容量に限度があるので、何れ満杯になって第１高圧燃料供給通路４３から被酸化燃料を待避させることができなくなる。また、被酸化燃料を燃料待避タンク８１に貯留したままにしておくことは、燃料の無駄になり好ましくない。

そこで、ここでは、その燃料待避タンク８１の被酸化燃料をエンジン再始動後に吸気通路に戻して燃焼させるように構成する。

具体的に、ここでは、燃料待避タンク８１と吸気通路（第１循環通路２１ａ）とを繋ぐ待避燃料供給通路９１と、この待避燃料供給通路９１上に配置して当該待避燃料供給通路９１の流路を遮断又は開放させる待避燃料供給手段９２と、を備える。

その待避燃料供給手段９２は、その動作が電子制御装置５０の待避燃料制御手段によって制御されるものであり、例えば弁体を作動させることで待避燃料供給通路９１の遮断又は開放が可能な開閉弁（待避燃料供給弁）を利用する。その待避燃料制御手段は、エンジン運転中の所定条件下で待避燃料供給通路９１が最大で全開になるまで待避燃料供給手段９２を開弁させる一方、エンジン停止時に待避燃料供給手段９２を全閉させて待避燃料供給通路９１が遮断されるように構成する。

また、この待避燃料制御手段は、その開弁状態を燃料待避タンク８１の内圧が所定圧力よりも低くなるまで継続させるように構成する。従って、燃料待避タンク８１には、その内圧の検出を行う圧力検出手段（圧力センサ）９３を設けておく。その所定圧力とは、エンジン停止時の第１高圧燃料供給通路４３の内圧よりも低圧であり、次のエンジン停止時に第１高圧燃料供給通路４３の被酸化燃料を待避させることのできる値に設定する。

以下、本実施例１の待避燃料供給制御について図４のフローチャートを用いて説明する。

先ず、電子制御装置５０の待避燃料制御手段は、エンジン運転中か否かを判断する（ステップＳＴ５５）。

このステップＳＴ５５でエンジン運転中ではないと判断された場合、待避燃料制御手段は、本制御を終わらせる。

一方、この待避燃料制御手段は、ステップＳＴ５５でエンジン運転中と判断した場合、待避燃料供給条件が成立しているのか否かの判断を行う（ステップＳＴ６０）。

その待避燃料供給条件とは、例えば、これ以上燃料待避タンク８１から被酸化燃料を待避させることができない状態にまで内圧が高くなっているとき等が考えられる。例えば、その内圧とは、エンジン停止時の第１高圧燃料供給通路４３の内圧又は当該内圧よりも低めの値のことであり、これを閾値として設定しておく。かかる例示を適用する場合、このステップＳＴ６０においては、待避燃料制御手段が圧力検出手段９３の検出値（燃料待避タンク８１の内圧）とその所定の閾値とを比較して、燃料待避タンク８１の内圧が閾値よりも低ければ待避燃料供給条件不成立と判断し、燃料待避タンク８１の内圧が閾値以上ならば待避燃料供給条件成立と判断する。

このステップＳＴ６０で待避燃料供給条件不成立と判断されたならば、待避燃料制御手段は、本制御を一旦終わらせる。

また、このステップＳＴ６０で待避燃料供給条件成立と判断されたならば、待避燃料制御手段は、待避燃料供給手段（待避燃料供給弁）９２を最大で全開まで開弁させる（ステップＳＴ６５）。これにより、燃料待避タンク８１の被酸化燃料（水素Ｈ_２）は、吸気通路（第１循環通路２１ａ）に供給され、吸気バルブ１５の開弁に伴ってアルゴンＡｒ及び酸素Ｏ_２と共に燃焼室ＣＣに吸入される。その際、燃料噴射手段４２からの燃料噴射量は、その燃料待避タンク８１からの供給量を考慮し、その供給量の分だけ減らしておくことが好ましい。

続いて、待避燃料制御手段は、燃料待避タンク８１の内圧が上述した所定圧力よりも低くなったのか否かを判断する（ステップＳＴ７０）。

そして、この待避燃料制御手段は、燃料待避タンク８１の内圧が所定圧力よりも低くなっていないと判断した場合、上記ステップＳＴ６５に戻って待避燃料供給制御を継続させる。

一方、ステップＳＴ７０で燃料待避タンク８１の内圧が上述した所定圧力よりも低くなったと判断された場合、待避燃料制御手段は、燃料待避タンク８１と吸気通路との連通状態を解消すべく、待避燃料供給手段９２を全閉させる（ステップＳＴ７５）。これにより、ここでは、待避燃料供給制御が終わる。

以上示した如く、本実施例１の作動ガス循環型エンジンにおいては、エンジン停止時に第１高圧燃料供給通路４３の被酸化燃料を燃料待避タンク８１に待避させるので、エンジン停止後の第１高圧燃料供給通路４３の内圧を低く抑えることができる。これが為、この作動ガス循環型エンジンにおいては、第１高圧燃料供給通路４３の内圧で押されて被酸化燃料が燃料噴射手段４２から燃焼室ＣＣに漏れ入ってしまうという不都合が解消される。従って、この作動ガス循環型エンジンは、エンジン再始動時に被酸化燃料の供給過多とならず、適切な燃焼動作を行うことができる。また、この作動ガス循環型エンジンにおいては、その燃料待避タンク８１に待避させた被酸化燃料をエンジン運転中に吸気通路へと供給し、その被酸化燃料を燃焼室ＣＣで燃焼させるので、被酸化燃料の無駄を防ぐことができる。

ここで、エンジン停止時燃料待避装置８０の置き換えに相当するので図示はしないが、高圧酸化剤供給通路３３に残っている高圧の酸化剤をエンジン停止時に別の場所へと待避させるエンジン停止時酸化剤待避装置について簡単に説明する。

このエンジン停止時酸化剤待避装置は、高圧酸化剤供給通路３３に残っている高圧の酸化剤を待避可能な酸化剤待避タンクと、この酸化剤待避タンクと高圧酸化剤供給通路３３とを繋ぐ酸化剤待避通路と、この酸化剤待避通路上に配置して当該酸化剤待避通路を遮断又は開放させる酸化剤待避手段と、を備える。更に、その高圧酸化剤供給通路３３における酸化剤待避通路との繋ぎ目部分よりも上流側には、燃料遮断手段８４と同様の酸化剤遮断手段（酸化剤遮断弁）を配設する。

その酸化剤待避タンクは、燃料待避タンク８１と同様に、その内圧が少なくともエンジン停止時における高圧酸化剤供給通路３３の内圧よりも低く、高圧酸化剤供給通路３３と連通状態になったときに当該高圧酸化剤供給通路３３の高圧の酸化剤が流入できる内圧に設定する。

また、酸化剤待避手段は、燃料待避手段８３と同様に、その動作が電子制御装置５０の酸化剤待避制御手段によって制御されるものであり、例えば弁体を作動させることで酸化剤待避通路の遮断又は開放が可能な開閉弁（酸化剤待避弁）を利用する。その酸化剤待避制御手段は、エンジン停止時に酸化剤待避通路が最大で全開になるまで酸化剤待避手段を開弁させるように構成する。

このエンジン停止時酸化剤待避装置においては、エンジン停止時に酸化剤待避制御手段が酸化剤遮断手段を全閉させると共に酸化剤待避手段を開弁させ、高圧酸化剤供給通路３３の酸化剤を酸化剤待避タンクに待避させて当該高圧酸化剤供給通路３３の内圧を低下させる。そして、その酸化剤待避制御手段は、酸化剤待避手段の開弁後、所定時間を経過した後で酸化剤待避手段を全閉させる。ここでの所定時間は、少なくとも酸化剤待避手段を開弁した後、高圧酸化剤供給通路３３と酸化剤待避タンクの内圧が等しくなるまでの時間であり、エンジン停止時燃料待避装置８０のときの所定時間と同様に実験やシミュレーションにより求めればよい。

従って、本実施例１の作動ガス循環型エンジンにおいては、エンジン停止時に高圧酸化剤供給通路３３の酸化剤を酸化剤待避タンクに待避させるので、エンジン停止後の高圧酸化剤供給通路３３の内圧を低く抑えることができる。これが為、この作動ガス循環型エンジンにおいては、高圧酸化剤供給通路３３の内圧で押されて酸化剤が酸化剤供給手段３２から循環経路２０に漏れ入ってしまうという不都合が解消される。従って、この作動ガス循環型エンジンは、エンジン再始動時に酸化剤の供給過多とならず、適切な燃焼動作を行うことができる。

また、ここでは、酸化剤待避タンクに待避させた酸化剤をエンジン再始動後に吸気通路へと供給するように構成してもよい。その場合には、酸化剤待避タンクと吸気通路（第１循環通路２１ａ又は第３循環通路２１ｃにおける第１循環通路２１ａ側）とを繋ぐ待避酸化剤供給通路と、この待避酸化剤供給通路上に配置して当該待避酸化剤供給通路の流路を遮断又は開放させる待避酸化剤供給手段と、を備える。

その待避酸化剤供給手段は、その動作が電子制御装置５０の待避酸化剤制御手段によって制御されるものであり、例えば弁体を作動させることで待避酸化剤供給通路の遮断又は開放が可能な開閉弁（待避酸化剤供給弁）を利用する。その待避酸化剤制御手段は、エンジン運転中に待避酸化剤供給通路が最大で全開になるまで待避酸化剤供給手段を開弁させるように構成する。また、この待避酸化剤制御手段は、その開弁状態を酸化剤待避タンクの内圧が所定圧力よりも低くなるまで継続させるように構成する。従って、酸化剤待避タンクには、その内圧の検出を行う圧力検出手段（圧力センサ）を設けておく。その所定圧力とは、エンジン停止時の高圧酸化剤供給通路３３の内圧よりも低圧であり、次のエンジン停止時に高圧酸化剤供給通路３３の酸化剤を待避させることのできる値に設定する。

ところで、本実施例１のエンジン停止時燃料待避装置８０とエンジン停止時酸化剤待避装置は、１基の作動ガス循環型エンジンに併設してもよく、各々の相乗効果によって作動ガス循環型エンジンをより適切に燃焼動作させることができる。

［実施例２］
次に、本発明に係る作動ガス循環型エンジンの実施例２を図５及び図６に基づいて説明する。

本実施例２の作動ガス循環型エンジンは、前述した実施例１の作動ガス循環型エンジンにおいて、エンジン停止時燃料待避装置８０を下記のエンジン停止時燃料待避装置１８０に置き換えたものである。

前述した実施例１のエンジン停止時燃料待避装置８０は、第１高圧燃料供給通路４３と燃料待避タンク８１の内圧差を利用して、第１高圧燃料供給通路４３の被酸化燃料を燃料待避タンク８１に待避させるものである。これが為、燃料待避タンク８１の内圧が高いときには、その被酸化燃料の待避が行えず、第１高圧燃料供給通路４３の内圧を下げることが難しい。

そこで、本実施例２においては、第１高圧燃料供給通路４３の被酸化燃料を強制的に燃料待避タンク８１へと待避させることができるようエンジン停止時燃料待避装置１８０を構成する。

本実施例２のエンジン停止時燃料待避装置１８０は、実施例１のエンジン停止時燃料待避装置８０に被酸化燃料の強制待避機能を持たせたものである。その被酸化燃料の強制待避機能については、作動ガスが高圧の状態で貯留された作動ガス高圧貯留タンク８５と、この作動ガス高圧貯留タンク８５と第１高圧燃料供給通路４３とを繋ぐ作動ガス供給通路８６と、この作動ガス供給通路８６上に配置して当該作動ガス供給通路８６の流路を遮断又は開放させる作動ガス供給手段８７と、を備えて構成する。

その作動ガス高圧貯留タンク８５は、少なくともエンジン停止時の第１高圧燃料供給通路４３の内圧よりも高圧の状態で作動ガスを貯留したものである。ここで、この作動ガス高圧貯留タンク８５に貯留させる作動ガスは、循環経路２０を循環している作動ガスと同じものを使用する。これが為、その作動ガス高圧貯留タンク８５の作動ガスが燃焼室ＣＣに送り込まれたとしても、作動ガスの熱膨張に悪影響を与えない。

また、作動ガス供給手段８７は、その動作が電子制御装置５０の燃料待避制御手段によって制御されるものであり、例えば弁体を作動させることで作動ガス供給通路８６の遮断又は開放が可能な開閉弁（作動ガス供給弁）を利用する。その燃料待避制御手段は、エンジン運転中に作動ガス供給手段８７を全閉させて作動ガス供給通路８６を遮断させる一方、エンジン停止時に作動ガス供給通路８６が最大で全開になるまで作動ガス供給手段８７を開弁させるように構成する。

本実施例２においては、かかる被酸化燃料の強制待避機能としての構成を設けることによって、作動ガス高圧貯留タンク８５の作動ガスが第１高圧燃料供給通路４３の被酸化燃料を押し出して燃料待避タンク８１に待避させる。また、この被酸化燃料の強制待避制御の実行によって、第１高圧燃料供給通路４３においては、被酸化燃料の濃度を低くすることができる。

以下、本実施例２の燃料待避制御について図６のフローチャートを用いて説明する。

先ず、電子制御装置５０の燃料待避制御手段は、実施例１のときと同様に、エンジン停止時か否かを判断し（ステップＳＴ５）、エンジン停止時との判断であれば、燃料遮断手段（燃料遮断弁）８４の閉弁制御を行って全閉状態にすると共に（ステップＳＴ１０）、燃料待避手段（燃料待避弁）８３を最大で全開まで開弁させる（ステップＳＴ１５）。これにより、この作動ガス循環型エンジンにおいては、第２高圧燃料供給通路４４における第１高圧燃料供給通路４３の上流側が遮断され、且つ、第１高圧燃料供給通路４３と燃料待避タンク８１が連通状態になる。

ここで、本実施例２においては、燃料待避制御手段が更に作動ガス供給手段（作動ガス供給弁）８７を最大で全開まで開弁させる（ステップＳＴ１７）。これにより、作動ガス高圧貯留タンク８５と第１高圧燃料供給通路４３が連通状態になり、この際には、高圧の作動ガスが作動ガス高圧貯留タンク８５から第１高圧燃料供給通路４３に流入する。これが為、その作動ガスは、第１高圧燃料供給通路４３の被酸化燃料を燃料待避タンク８１に押し込む。

続いて、この燃料待避制御手段は、作動ガス供給手段８７の開弁後、所定時間が経過したのか否か判断する（ステップＳＴ２０）。本実施例２の所定時間とは、例えば、作動ガス供給手段８７を開弁した後、第１高圧燃料供給通路４３の中が少なくとも被酸化燃料から作動ガスに置き換わるまでの時間に設定すればよく、実験やシミュレーションにより求めればよい。

一方、その所定時間を経過したと判断された場合、この燃料待避制御手段は、燃料待避手段８３と作動ガス供給手段８７を全閉させる（ステップＳＴ２６）。これにより、第１高圧燃料供給通路４３と燃料待避タンク８１との間が遮断され、且つ、その第１高圧燃料供給通路４３と作動ガス高圧貯留タンク８５との間が遮断されて、燃料待避制御を終える。

尚、この燃料待避制御の終了後の燃料遮断手段８４については、実施例１のときと同様に、この燃料待避制御の終了時に開弁動作は行わず、エンジン再始動時まで全閉状態を保たせる。

更に、本実施例２においても、燃料待避タンク８１と吸気通路（第１循環通路２１ａ）とを繋ぐ待避燃料供給通路９１と、この待避燃料供給通路９１上に配置して当該待避燃料供給通路９１の流路を遮断又は開放させる待避燃料供給手段９２と、を備えているので、ここでは、その燃料待避タンク８１の被酸化燃料をエンジン再始動後に吸気通路に戻して燃焼させることができる。

以上示した如く、本実施例２の作動ガス循環型エンジンにおいては、エンジン停止時に第１高圧燃料供給通路４３の被酸化燃料を強制的に燃料待避タンク８１へと待避させる。これが為、この作動ガス循環型エンジンにおいては、第１高圧燃料供給通路４３の内圧で押されて被酸化燃料が燃料噴射手段４２から燃焼室ＣＣに漏れ入ってしまうという不都合が適切に解消される。従って、この作動ガス循環型エンジンは、エンジン再始動時に被酸化燃料の供給過多とならず、適切な燃焼動作を行うことができる。更に、この作動ガス循環型エンジンにおいては、第１高圧燃料供給通路４３の中を被酸化燃料から作動ガスに置き換えることもできる。また、この作動ガス循環型エンジンにおいては、その燃料待避タンク８１に待避させた被酸化燃料をエンジン運転中に吸気通路へと供給し、その被酸化燃料を燃焼室ＣＣで燃焼させるので、被酸化燃料の無駄を防ぐことができる。

ここで、エンジン停止時燃料待避装置１８０の置き換えに相当するので本実施例２においても図示はしないが、高圧酸化剤供給通路３３に残っている高圧の酸化剤をエンジン停止時に別の場所へと待避させるエンジン停止時酸化剤待避装置について簡単に説明する。

この本実施例２のエンジン停止時酸化剤待避装置は、実施例１のエンジン停止時酸化剤待避装置に酸化剤の強制待避機能を持たせたものである。その酸化剤の強制待避機能については、上述した作動ガス高圧貯留タンク８５，作動ガス供給通路８６及び作動ガス供給手段８７を高圧酸化剤供給通路３３に繋げて構成する。上述したエンジン停止時燃料待避装置１８０のときとは異なり、このエンジン停止時酸化剤待避装置においては、その作動ガス供給通路８６の一端を高圧酸化剤供給通路３３に接続し、作動ガス供給手段８７の開弁によって作動ガス高圧貯留タンク８５と高圧酸化剤供給通路３３とが連通状態になるようにする。従って、このエンジン停止時酸化剤待避装置は、高圧酸化剤供給通路３３の酸化剤を作動ガスの導入により強制的に酸化剤待避タンクへと待避させることができ、エンジン停止時における酸化剤の循環経路２０への漏れを適切に回避することができるようになる。

ところで、上述した各実施例１，２においては被酸化燃料が燃焼室ＣＣ内に直接噴射されるよう燃料噴射手段４２を配設しているが、その燃料噴射手段４２は、被酸化燃料を吸気ポート１１ｂに噴射させるべくシリンダヘッド１１に取り付けてもよい。つまり、上述した各実施例１，２に示した本発明は、所謂ポート噴射式の作動ガス循環型エンジンに適用してもよく、その場合においても各実施例１，２と同様の効果を奏する。

また、上述した各実施例１，２の作動ガス循環型エンジンは、被酸化燃料たる水素Ｈ_２を拡散燃焼させるものとして例示したが、その被酸化燃料に対して図示しない点火プラグで点火して所謂火花点火燃焼させる形態のものであってもよく、その被酸化燃料に対して点火プラグで点火して着火の補助を行い拡散燃焼させる形態のものであってもよい。そして、そのような燃焼形態の異なる作動ガス循環型エンジンにおいても、各実施例１，２に示した本発明は、これら各実施例１，２で説明したものと同様の効果を奏する。

ここで、循環経路２０に作動ガスが存在していなくても、ガス循環型エンジンにおいては、供給経路上における高圧の酸化剤や被酸化燃料がエンジン停止時に循環経路２０や燃焼室ＣＣに漏れ入る虞がある。これが為、上述した各実施例１，２の本発明は、循環経路２０に作動ガスが存在していないガス循環型エンジンに適用してもよく、これにより同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明に係るガス循環型エンジンは、エンジン再始動時における燃料等の過剰供給を防ぐ技術に有用である。

本発明に係るガス循環型エンジンの全体構成を示す図である。本発明に係るガス循環型エンジンの実施例１の構成を示す図である。実施例１における燃料待避制御について説明するフローチャートである。実施例１における待避燃料供給制御について説明するフローチャートである。本発明に係るガス循環型エンジンの実施例２の構成を示す図である。実施例２における燃料待避制御について説明するフローチャートである。

符号の説明

１０エンジン本体
１１ｂ吸気ポート
１１ｃ排気ポート
２０循環経路
２１循環通路
３０酸化剤供給装置
３１酸化剤貯留タンク
３２酸化剤供給手段
３３高圧酸化剤供給通路
３４レギュレータ
３５酸化剤流量計
４０被酸化燃料供給装置
４１被酸化燃料貯留タンク
４２燃料噴射手段
４３第１高圧燃料供給通路
４４第２高圧燃料供給通路
４５第３高圧燃料供給通路
４６レギュレータ
４７燃料流量計
４８サージタンク
５０電子制御装置（ＥＣＵ）
６０凝縮器
８０エンジン停止時燃料待避装置
８１燃料待避タンク
８２燃料待避通路
８３燃料待避手段（燃料待避弁）
８４燃料遮断手段（燃料遮断弁）
８５作動ガス高圧貯留タンク
８６作動ガス供給通路
８７作動ガス供給手段（作動ガス供給弁）
９１待避燃料供給通路
９２待避燃料供給手段（待避燃料供給弁）
９３圧力検出手段
１８０エンジン停止時燃料待避装置
ＣＣ燃焼室

Claims

高圧燃料供給通路の高圧の被酸化燃料，該被酸化燃料の燃焼を促す高圧酸化剤供給通路の高圧の酸化剤及び前記被酸化燃料の燃焼に伴って動力を発生させる空気よりも比熱比の高い作動ガスが供給される燃焼室と、該燃焼室の吸気側と排気側とを繋ぐ循環経路と、を備え、前記作動ガスが大気へと放出されることなく前記循環経路を介して再び前記燃焼室に供給されるよう構成したガス循環型エンジンにおいて、
前記高圧燃料供給通路の高圧の被酸化燃料を待避可能な燃料待避タンクと、前記高圧燃料供給通路と前記燃料待避タンクとの間を連通又は遮断させる燃料待避弁と、エンジン運転中に遮断状態にある前記高圧燃料供給通路と前記燃料待避タンクとの間をエンジン停止時に前記燃料待避弁を開弁させることで連通させる燃料待避制御手段と、前記燃料待避タンクと吸気通路との間を連通又は遮断させる待避燃料供給弁と、エンジン停止中に遮断状態にある前記燃料待避タンクと前記吸気通路との間をエンジン再始動後に前記待避燃料供給弁を開弁させることで連通させる待避燃料制御手段と、前記高圧酸化剤供給通路の高圧の酸化剤を待避可能な酸化剤待避タンクと、前記高圧酸化剤供給通路と前記酸化剤待避タンクとの間を連通又は遮断させる酸化剤待避弁と、エンジン運転中に遮断状態にある前記高圧酸化剤供給通路と前記酸化剤待避タンクとの間をエンジン停止時に前記酸化剤待避弁を開弁させることで連通させる酸化剤待避制御手段と、前記酸化剤待避タンクと吸気通路との間を連通又は遮断させる待避酸化剤供給弁と、エンジン停止中に遮断状態にある前記酸化剤待避タンクと前記吸気通路との間をエンジン再始動後に前記待避酸化剤供給弁を開弁させることで連通させる待避酸化剤制御手段と、を備えたことを特徴とするガス循環型エンジン。
前記高圧燃料供給通路の被酸化燃料よりも高圧の状態で前記作動ガスを貯留する作動ガス高圧貯留タンクと、該作動ガス高圧貯留タンクと前記高圧燃料供給通路との間を連通又は遮断させる作動ガス供給弁と、を備え、
前記燃料待避制御手段は、エンジン停止時に更に前記作動ガス供給弁を開弁させるよう構成したことを特徴とする請求項１記載のガス循環型エンジン。
前記高圧酸化剤供給通路の酸化剤よりも高圧の状態で前記作動ガスを貯留する作動ガス高圧貯留タンクと、該作動ガス高圧貯留タンクと前記高圧酸化剤供給通路との間を連通又は遮断させる作動ガス供給弁と、を備え、
前記酸化剤待避制御手段は、エンジン停止時に更に前記作動ガス供給弁を開弁させるよう構成したことを特徴とする請求項１記載のガス循環型エンジン。