JP5585252B2 - Fuel supply system - Google Patents

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

本発明は、高圧液体燃料を気化させて、気化された燃料をエネルギ出力手段へ供給する燃料供給システムに関する。   The present invention relates to a fuel supply system that vaporizes high-pressure liquid fuel and supplies the vaporized fuel to energy output means.

従来、特許文献1に、エネルギ出力手段であるエンジン(内燃機関)の吸気ポートに液体燃料を噴射する燃料噴射弁と、エンジンの作動中に温度上昇した高温のエンジン冷却水を蓄えておく蓄熱タンクとを備える燃料供給システムが開示されている。この特許文献1の燃料供給システムでは、エンジンの始動時に蓄熱タンクに蓄えられた高温の冷却水を熱源として燃料噴射弁を加熱することで、燃料噴射弁から噴射される燃料の気化を促進して、エンジンの始動性の向上を狙っている。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a fuel injection valve that injects liquid fuel into an intake port of an engine (internal combustion engine) that is an energy output means, and a heat storage tank that stores high-temperature engine coolant that has risen in temperature while the engine is operating. A fuel supply system is disclosed. In the fuel supply system of Patent Document 1, the fuel injection valve is heated by using the high-temperature cooling water stored in the heat storage tank at the time of starting the engine as a heat source, thereby promoting the vaporization of the fuel injected from the fuel injection valve. The aim is to improve engine startability.

特開2001−132575号公報JP 2001-132575 A

ところで、高圧液化燃料を気化器等にて気化させて、気化された燃料をエンジン等のエネルギ出力手段へ供給する燃料供給システムにおいても、エネルギ出力手段の始動時に、エネルギ出力手段へ供給される燃料の気化を促進することで、エネルギ出力手段の始動性を向上させることができる。   Incidentally, even in a fuel supply system that vaporizes high-pressure liquefied fuel with a vaporizer or the like and supplies the vaporized fuel to an energy output means such as an engine, the fuel supplied to the energy output means at the start of the energy output means By promoting the vaporization, the startability of the energy output means can be improved.

さらに、この種の燃料供給システムでは、高圧液化燃料を気化器にて減圧させる際に、ジュール・トムソン効果によって大きな温度低下が生じるため、特許文献1のように、エネルギ出力手段へ供給される燃料を加熱することは、燃料の気化を促進するために有効である。   Furthermore, in this type of fuel supply system, when the high-pressure liquefied fuel is decompressed by the vaporizer, a large temperature drop occurs due to the Joule-Thomson effect. Therefore, as in Patent Document 1, the fuel supplied to the energy output means Is effective for promoting the vaporization of the fuel.

しかしながら、特許文献1の燃料供給システムでは、エンジンの始動時に、燃料噴射弁とエンジンのシリンダヘッドとの間に形成される温水通路に高温の冷却水を流通させることによって燃料噴射弁を加熱する構成を採用しているので、燃料を効率的に気化させることができない。その理由は、エンジンのシリンダヘッドは熱容量が大きいため、高温の冷却水が有する熱の大半がシリンダヘッドに奪われてしまうからである。   However, in the fuel supply system disclosed in Patent Document 1, when the engine is started, the fuel injection valve is heated by circulating high-temperature cooling water through a hot water passage formed between the fuel injection valve and the cylinder head of the engine. The fuel cannot be vaporized efficiently. The reason is that since the cylinder head of the engine has a large heat capacity, most of the heat of the high-temperature cooling water is taken away by the cylinder head.

上記点に鑑み、本発明では、高圧液体燃料を気化させて、気化された燃料をエネルギ出力手段へ供給する燃料供給システムにおいて、燃料を効率的に加熱して気化を促進することを目的とする。   In view of the above points, it is an object of the present invention to efficiently vaporize a fuel supply system in which high-pressure liquid fuel is vaporized and the vaporized fuel is supplied to an energy output means to promote vaporization. .

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、高圧液体燃料を貯蔵する液体燃料貯蔵手段(11)と、液体燃料貯蔵手段(11)から流出した高圧液体燃料を減圧させて気化する燃料気化手段(12)と、燃料気化手段(12)に対して離間して配置されて、燃料気化手段(12)にて気化した気体燃料を消費して発熱を伴いながらエネルギを出力するエネルギ出力手段(EG)と、エネルギ出力手段(EG)の発熱により生じた熱を蓄える蓄熱手段(44)と、燃料気化手段(12)における燃料の気化を促進するために、燃料気化手段(12)側へ蓄熱手段(44)に蓄えられた熱を供給する熱供給手段(43、44c)と、熱供給手段(43、44c)の作動を制御する熱供給制御手段とを備え、
熱供給制御手段は、エネルギ出力手段(EG)の始動時に、燃料気化手段(12)側へ蓄熱手段(44)に蓄えられた熱を供給するとともに、エネルギ出力手段(EG)の始動後に、燃料気化手段(12)側へ供給される熱を徐々に減少させる燃料供給システムを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the liquid fuel storage means (11) for storing the high pressure liquid fuel and the high pressure liquid fuel flowing out from the liquid fuel storage means (11) are depressurized and vaporized. The fuel vaporization means (12) and an energy output that is disposed away from the fuel vaporization means (12) and that consumes the gaseous fuel vaporized by the fuel vaporization means (12) and outputs energy while generating heat. The fuel vaporization means (12) side in order to promote the vaporization of the fuel in the means (EG), the heat storage means (44) for storing heat generated by the heat generated by the energy output means (EG), and the fuel vaporization means (12) A heat supply means (43, 44c) for supplying heat stored in the heat storage means (44), and a heat supply control means for controlling the operation of the heat supply means (43, 44c),
The heat supply control means supplies heat stored in the heat storage means (44) to the fuel vaporization means (12) side when the energy output means (EG) is started, and after the energy output means (EG) is started, It is characterized by a fuel supply system that gradually reduces the heat supplied to the vaporization means (12) side.

これによれば、熱供給制御手段が、エネルギ出力手段(EG)の始動時に、蓄熱手段(44)に蓄えられた熱を燃料気化手段(12)側へ供給するので、燃料気化手段(12)における燃料を加熱して、気化を促進することができる。この際、エネルギ出力手段(EG)が燃料気化手段(12)に対して離間して配置されているので、燃料気化手段(12)側へ供給される熱がエネルギ出力手段(EG)自体に奪われてしまうことを抑制できる。   According to this, since the heat supply control means supplies the heat stored in the heat storage means (44) to the fuel vaporization means (12) side when starting the energy output means (EG), the fuel vaporization means (12) The fuel in can be heated to promote vaporization. At this time, since the energy output means (EG) is arranged away from the fuel vaporization means (12), the heat supplied to the fuel vaporization means (12) side is taken away by the energy output means (EG) itself. It is possible to suppress breakage.

その結果、燃料気化手段(12)において燃料を効率的に加熱することができ、燃料の気化を効果的に促進することができる。延いては、エネルギ出力手段(EG)の始動性を効果的に向上させることができる。   As a result, the fuel vaporization means (12) can efficiently heat the fuel, and the fuel vaporization can be effectively promoted. As a result, the startability of the energy output means (EG) can be effectively improved.

さらに、熱供給制御手段が、エネルギ出力手段(EG)の始動後に、燃料気化手段(12)側へ供給される熱を徐々に減少させるので、燃料気化手段(12)自体の温度が低く、燃料の気化促進が最も要求されるエネルギ出力手段(EG)の起動直後に燃料気化手段(12)に対して多くの熱を供給して、始動後は不必要な熱の供給を抑制できる。   Furthermore, since the heat supply control means gradually decreases the heat supplied to the fuel vaporization means (12) after the energy output means (EG) is started, the temperature of the fuel vaporization means (12) itself is low, and the fuel It is possible to supply a large amount of heat to the fuel vaporization means (12) immediately after the start of the energy output means (EG) that is most required to promote vaporization of the fuel, and to suppress unnecessary supply of heat after the start.

その結果、蓄熱手段(44)に不必要な熱を蓄えておく必要がなくなり、蓄熱手段(44)の小型化が可能となる。   As a result, it is not necessary to store unnecessary heat in the heat storage means (44), and the heat storage means (44) can be downsized.

なお、本請求項における「蓄熱手段(44)に蓄えられた熱を燃料気化手段(12)側へ供給する」とは、燃料気化手段(12)自体を加熱するように熱を供給することのみを意味するものではなく、燃料気化手段(12)側へ流入した燃料あるいは燃料気化手段(12)から流出する燃料を加熱するために熱を供給することを含む意味である。また、本請求項における「エネルギ」には、機械的エネルギ、電気エネルギ、熱エネルギ等が含まれる。   Note that “supplying the heat stored in the heat storage means (44) to the fuel vaporization means (12) side” in this claim means only supplying heat so as to heat the fuel vaporization means (12) itself. This means that heat is supplied to heat the fuel flowing into the fuel vaporization means (12) or the fuel flowing out from the fuel vaporization means (12). In addition, “energy” in the claims includes mechanical energy, electrical energy, thermal energy, and the like.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の燃料供給システムにおいて、エネルギ出力手段(EG)を冷却する熱媒体を循環させるとともに、蓄熱手段(44)が配置された熱媒体循環回路(40)と、熱媒体循環回路(40)を、エネルギ出力手段(EG)から流出した熱媒体を蓄熱手段(44)側へ流入させる蓄熱用回路および蓄熱手段(44)から流出した熱媒体を燃料気化手段(12)側へ流入させる放熱用回路に切り替える熱媒体回路切替手段(45)と、熱媒体回路切替手段(45)の作動を制御する熱媒体回路切替制御手段を備え、
熱媒体回路切替制御手段は、エネルギ出力手段(EG)の始動時に、熱媒体循環回路(40)を放熱用回路に切り替え、蓄熱手段(44)に熱を蓄える時に、蓄熱用回路に切り替えることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the fuel supply system according to the first aspect, the heat medium circulating circuit in which the heat medium for cooling the energy output means (EG) is circulated and the heat storage means (44) is disposed. 40) and the heat medium circulation circuit (40), the heat storage circuit that causes the heat medium flowing out from the energy output means (EG) to flow into the heat storage means (44) and the heat medium that flows out from the heat storage means (44) A heat medium circuit switching means (45) for switching to a heat dissipation circuit that flows into the vaporization means (12) side, and a heat medium circuit switching control means for controlling the operation of the heat medium circuit switching means (45),
The heat medium circuit switching control means switches the heat medium circuit (40) to the heat dissipation circuit when starting the energy output means (EG), and switches to the heat storage circuit when storing heat in the heat storage means (44). Features.

これによれば、熱媒体回路切替制御手段が、熱媒体循環回路(40)を蓄熱用回路に切り替えることによって、蓄熱手段(44)に熱を蓄えておくことができるので、エネルギ出力手段(EG)を始動させた際に放熱用回路に切り替えることで、確実かつ速やかに、燃料気化手段(12)側へ蓄熱手段(44)に蓄えられた熱を供給することができる。   According to this, since the heat medium circuit switching control means can store heat in the heat storage means (44) by switching the heat medium circulation circuit (40) to the heat storage circuit, the energy output means (EG) ) Is switched to the heat dissipation circuit at the time of starting, the heat stored in the heat storage means (44) can be reliably and promptly supplied to the fuel vaporization means (12) side.

請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の燃料供給システムにおいて、熱媒体回路切替制御手段は、エネルギ出力手段(EG)から流出した熱媒体の温度が予め定めた第1基準温度(KT1)以下となっている時をエネルギ出力手段(EG)の始動時として、熱媒体循環回路(40)を放熱用回路に切り替えるとともに、エネルギ出力手段(EG)から流出した熱媒体の温度が予め定めた第2基準温度(KT2)以上となっている時を蓄熱手段(44)に熱を蓄熱する時として、熱媒体循環回路(40)を蓄熱用回路に切り替え、さらに、第2基準温度(KT2)は、第1基準温度(KT1)よりも高い温度に設定されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel supply system according to the second aspect, the heat medium circuit switching control means includes a first reference temperature (1) in which the temperature of the heat medium flowing out from the energy output means (EG) is predetermined. KT1) When the energy output means (EG) is started, the heat medium circulation circuit (40) is switched to a heat dissipation circuit, and the temperature of the heat medium flowing out from the energy output means (EG) is preliminarily set. When the heat storage means (44) stores heat when the temperature is equal to or higher than the set second reference temperature (KT2), the heat medium circulation circuit (40) is switched to the heat storage circuit, and the second reference temperature ( KT2) is set to a temperature higher than the first reference temperature (KT1) .

これによれば、エネルギ出力手段(EG)から流出した熱媒体の温度に応じて、熱媒体循環回路(40)を切り替えるので、エネルギ出力手段(EG)の発熱により生じた熱が燃料気化手段(12)における燃料の気化促進に不足している場合には放熱用回路に切り替え、エネルギ出力手段(EG)の発熱により生じた熱が燃料気化手段(12)における燃料の気化促進に充分足りている場合には蓄熱用回路に切り替えることを確実に行うことができる。   According to this, since the heat medium circulation circuit (40) is switched according to the temperature of the heat medium flowing out from the energy output means (EG), the heat generated by the heat generated by the energy output means (EG) is converted into the fuel vaporization means ( When the fuel vaporization promotion in 12) is insufficient, the circuit is switched to a heat radiation circuit, and the heat generated by the heat generated by the energy output means (EG) is sufficient for the fuel vaporization promotion in the fuel vaporization means (12). In this case, switching to the heat storage circuit can be reliably performed.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

一実施形態の蓄熱用回路に切り替えられた燃料供給システムの全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of the fuel supply system switched to the circuit for thermal storage of one embodiment. 一実施形態の放熱用回路に切り替えられた燃料供給システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a fuel supply system switched to a heat dissipation circuit of an embodiment. エンジンの始動時における補助冷却水ポンプの吐出流量の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the discharge flow rate of an auxiliary cooling water pump at the time of engine starting.

以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。図1、2は、本実施形態の燃料供給システム1の全体構成図である。この燃料供給システム1は、車両に適用されており、車両走行用の駆動力を出力するエンジン(内燃機関)EGへ燃料を供給するものである。まず、燃料供給システム1は、高圧液体燃料を貯蔵する液体燃料貯蔵手段としての高圧タンク11を備えている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are overall configuration diagrams of the fuel supply system 1 of the present embodiment. The fuel supply system 1 is applied to a vehicle and supplies fuel to an engine (internal combustion engine) EG that outputs driving force for traveling the vehicle. First, the fuel supply system 1 includes a high-pressure tank 11 as liquid fuel storage means for storing high-pressure liquid fuel.

本実施形態では、高圧タンク11に貯蔵される燃料として、可燃性を有し、さらに、高圧化においては常温(15℃〜25℃程度)でも、容易に液化する燃料を採用している。つまり、本実施形態の燃料は、エンジンEGにて燃料として燃焼させるため可燃性が必要となる。さらに、その製造コストを低減するとともに減圧することで容易に気化させることができるように、常温でも液化しやすい燃料であることが望ましい。   In the present embodiment, as the fuel stored in the high-pressure tank 11, a fuel that has flammability and is easily liquefied even at room temperature (about 15 ° C. to 25 ° C.) is used for high pressure. That is, the fuel of this embodiment needs to be combustible because it is burned as fuel in the engine EG. Furthermore, it is desirable that the fuel be easily liquefied even at room temperature so that the manufacturing cost can be reduced and the gas can be easily vaporized by reducing the pressure.

具体的には、本実施形態では、可燃性を有し、気化潜熱が水の気化潜熱の20%以上であり、常温で1.5MPa以下で液化する燃料として、ジメチルエーテルを採用している。さらに、ジメチルエーテルは水素を含有する燃料(水素化合物)であるので、改質することによって可燃性を有する水素ガスを生成することもできる。   Specifically, in this embodiment, dimethyl ether is employed as a fuel that is flammable, has a latent heat of vaporization of 20% or more of the latent heat of vaporization of water, and is liquefied at 1.5 MPa or less at room temperature. Furthermore, since dimethyl ether is a hydrogen-containing fuel (hydrogen compound), flammable hydrogen gas can be generated by reforming.

この他にも、例えば、水素を含有する燃料であって、同燃料の分子中に、S(硫黄)、O(酸素)、N(窒素)、及びハロゲンのうち少なくとも1種の原子が含まれるものであり、且つ、分子間にて水素結合が発現するものを同等の性質を有する燃料として採用してもよい。   In addition to this, for example, it is a fuel containing hydrogen, and the molecule of the fuel contains at least one atom of S (sulfur), O (oxygen), N (nitrogen), and halogen. A fuel that exhibits hydrogen bonds between molecules may be employed as a fuel having equivalent properties.

高圧タンク11の燃料流出口には、気化器12の噴射弁12a入口側が接続されている。気化器12は、高圧液化燃料を減圧させて気化させる燃料気化手段を構成するものである。具体的には、気化器12は、燃料を気化させる気化空間12cを形成する気化容器12b、気化空間12c内に高圧液化燃料を霧状に噴射する噴射弁12a等を有している。   An injection valve 12 a inlet side of the carburetor 12 is connected to the fuel outlet of the high-pressure tank 11. The carburetor 12 constitutes a fuel vaporization means for depressurizing and vaporizing the high-pressure liquefied fuel. Specifically, the vaporizer 12 includes a vaporization container 12b that forms a vaporization space 12c for vaporizing fuel, an injection valve 12a that injects high-pressure liquefied fuel in a mist form in the vaporization space 12c, and the like.

この噴射弁12aは、分岐部から流入する高圧液化燃料の通路面積を小さく絞って燃料を減圧させて噴射するノズル、および、ノズルへ流入する燃料の通路を開閉する電磁弁等から構成される。そして、この電磁弁を開く時間を調整することによって、ノズルから噴射される燃料の噴射流量が調整される。なお、電磁弁は、後述するシステム制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。   The injection valve 12a is composed of a nozzle for reducing the fuel pressure by reducing the passage area of the high-pressure liquefied fuel flowing from the branch portion, and an electromagnetic valve for opening and closing the passage for the fuel flowing into the nozzle. And the injection flow volume of the fuel injected from a nozzle is adjusted by adjusting the time which opens this solenoid valve. The operation of the solenoid valve is controlled by a control voltage output from a system control device described later.

さらに、気化器12の気化空間12cの内部には、後述する冷却水循環回路40を循環する冷却水(熱媒体)が流通する冷却水通路41が配置されている。この冷却水循環回路40および冷却水通路41については後述する。   Further, a cooling water passage 41 through which a cooling water (heat medium) circulating through a cooling water circulation circuit 40 described later flows is disposed inside the vaporization space 12 c of the vaporizer 12. The cooling water circulation circuit 40 and the cooling water passage 41 will be described later.

気化器12の気体燃料出口から流出した気体燃料の流れは燃料配管13にて2つの流れに分岐され、分岐された一方の気体燃料は、気体燃料をエンジンEGの燃焼室内へ噴射供給する燃料噴射弁(インジェクタ)15へ流入し、分岐された他方の気体燃料は、気体燃料を改質して水素ガスを発生させる改質器(リフォーマ)16へ流入する。   The flow of the gaseous fuel flowing out from the gaseous fuel outlet of the carburetor 12 is branched into two flows in the fuel pipe 13, and one of the branched gaseous fuels is injected into the combustion chamber of the engine EG. The other gaseous fuel branched into the valve (injector) 15 flows into a reformer (reformer) 16 that reforms the gaseous fuel and generates hydrogen gas.

エンジンEGは、いわゆるレシプロ型エンジンで構成されており、気化器12から供給される気体燃料を燃焼して消費し、発熱を伴いながら車両走行用の駆動力となる機械的エネルギを出力するエネルギ出力手段を構成している。また、前述の如く、エンジンEGは、燃料配管13を介して気化器12に接続されている。従って、本実施形態のエンジンEGは、気化器12に接触することなく、気化器12に対して離間して配置されている。   The engine EG is composed of a so-called reciprocating engine, and burns and consumes the gaseous fuel supplied from the carburetor 12, and outputs energy that generates mechanical energy as driving force for vehicle travel while generating heat. Means. Further, as described above, the engine EG is connected to the carburetor 12 via the fuel pipe 13. Therefore, the engine EG of the present embodiment is arranged away from the carburetor 12 without contacting the carburetor 12.

インジェクタ15は、エンジンEGのシリンダヘッドに固定されて、エンジンEGの吸気ポートに向けて気体燃料を噴射するものである。これにより、気体燃料と燃焼用空気(吸気)が混合された混合気が燃焼室内へ供給される。より具体的には、インジェクタ15は、吸気経路内に燃料を供給する燃料供給通路を開閉する電磁弁によって構成されている。   The injector 15 is fixed to the cylinder head of the engine EG and injects gaseous fuel toward the intake port of the engine EG. Thus, an air-fuel mixture in which gaseous fuel and combustion air (intake air) are mixed is supplied into the combustion chamber. More specifically, the injector 15 is configured by an electromagnetic valve that opens and closes a fuel supply passage that supplies fuel into the intake passage.

さらに、この電磁弁は、システム制御装置から出力される制御電圧によってその作動が制御される。従って、インジェクタ15は、気化器12の噴射弁12aと同様に、電磁弁を開く時間を調整することによって、燃焼室内へ供給される燃料の供給流量を調整することができる。   Further, the operation of the solenoid valve is controlled by a control voltage output from the system control device. Accordingly, the injector 15 can adjust the supply flow rate of the fuel supplied into the combustion chamber by adjusting the opening time of the electromagnetic valve, similarly to the injection valve 12a of the carburetor 12.

なお、図1では、図示の明確化のため、エンジンEGの1つの気筒のみを模式的に図示しているが、このエンジンEGは、多気筒型(例えば、4気筒)のエンジンであり、インジェクタ15は、各気筒に対して1個ずつ設けられている。   In FIG. 1, for clarity of illustration, only one cylinder of the engine EG is schematically shown. However, this engine EG is a multi-cylinder type (for example, four cylinders) engine, and is an injector. 15 is provided for each cylinder.

リフォーマ16は、気体燃料を触媒下で改質可能温度まで加熱して改質反応させることによって、水素ガスを発生させるものである。具体的には、本実施形態では、燃料として炭化水素系燃料であるジメチルエーテルを採用しているので、燃料を250℃以上となるまで加熱して、触媒下にて水蒸気改質反応をさせて水素ガスを発生させる。リフォーマ16にて発生した水素ガスは、補助燃料として吸気に混合されてエンジンEGの吸気ポートより燃焼室へ供給される。   The reformer 16 generates hydrogen gas by heating a gaseous fuel to a reformable temperature under a catalyst to cause a reforming reaction. Specifically, in the present embodiment, dimethyl ether, which is a hydrocarbon-based fuel, is employed as the fuel. Therefore, the fuel is heated to 250 ° C. or higher and subjected to a steam reforming reaction under the catalyst to generate hydrogen. Generate gas. Hydrogen gas generated in the reformer 16 is mixed with intake air as auxiliary fuel and supplied to the combustion chamber from the intake port of the engine EG.

次に、冷却水循環回路40について説明する。冷却水循環回路40は、エンジンEGを冷却する冷却水(例えば、エチレングリコール水溶液)を循環させる熱媒体循環回路であって、気化器12の気化空間12cに配置された冷却水通路41、エンジンEG内に形成されたエンジン冷却用通路42、冷却水ポンプ43、エンジンEGから流出した冷却水を蓄える蓄熱タンク44等を冷却水配管にて接続したものである。   Next, the cooling water circulation circuit 40 will be described. The cooling water circulation circuit 40 is a heat medium circulation circuit that circulates cooling water (for example, ethylene glycol aqueous solution) that cools the engine EG. The cooling water circulation circuit 40 is disposed in the vaporization space 12c of the vaporizer 12, and the engine EG The engine cooling passage 42, the cooling water pump 43, the heat storage tank 44 for storing the cooling water flowing out from the engine EG, and the like are connected by cooling water piping.

冷却水通路41は、蛇行状の冷却水配管によって構成されており、噴射弁12aから噴射された燃料が吹き付けられるように、気化空間12c内に配置されている。このため、吹き付けられた燃料が、冷却水通路41を流通する高温の冷却水によって加熱されて気化が促進される。換言すると、冷却水通路41を流通する高温の冷却水から燃料の気化潜熱分の熱量が吸熱されて、冷却水が冷却される。   The cooling water passage 41 is constituted by a meandering cooling water pipe, and is arranged in the vaporization space 12c so that the fuel injected from the injection valve 12a is blown. For this reason, the fuel sprayed is heated by the high temperature cooling water which distribute | circulates the cooling water path 41, and vaporization is accelerated | stimulated. In other words, the amount of heat for the vaporization latent heat of the fuel is absorbed from the high-temperature cooling water flowing through the cooling water passage 41 to cool the cooling water.

冷却水ポンプ43は、エンジンEG内に形成されたエンジン冷却用通路42へ冷却水を圧送する電動式の水ポンプであり、システム制御装置から出力される制御信号によって回転数(流量)が制御される。   The cooling water pump 43 is an electric water pump that pumps cooling water to an engine cooling passage 42 formed in the engine EG, and the rotation speed (flow rate) is controlled by a control signal output from the system control device. The

蓄熱タンク44は、耐食性に優れた材質(本実施形態ではステンレス)製の内側タンク部と外側タンク部とを有し、内側タンク部と外側タンク部との間を略真空に保つことで断熱層を形成した二重タンク構造のもので、エンジンEGが発熱した熱を蓄える蓄熱手段を構成している。   The heat storage tank 44 has an inner tank portion and an outer tank portion made of a material excellent in corrosion resistance (stainless steel in this embodiment), and a heat insulating layer is maintained by maintaining a substantially vacuum between the inner tank portion and the outer tank portion. And a heat storage means for storing heat generated by the engine EG.

蓄熱タンク44には、冷却水を流入させる流入ポート44aおよび冷却水を流出させる流出ポート44bが形成されており、流出ポート44bには、蓄熱タンク44内の冷却水を吸い上げて圧送する補助冷却水ポンプ44cが接続されている。この補助冷却水ポンプ44cは、冷却水ポンプ43と同等の構成の電動式の水ポンプであり、システム制御装置から出力される制御信号によって回転数(流量)が制御される。   The heat storage tank 44 is formed with an inflow port 44a through which cooling water flows in and an outflow port 44b through which cooling water flows out. Auxiliary cooling water that sucks up and pumps the cooling water in the heat storage tank 44 to the outflow port 44b. A pump 44c is connected. The auxiliary cooling water pump 44c is an electric water pump having the same configuration as the cooling water pump 43, and the rotation speed (flow rate) is controlled by a control signal output from the system control device.

この補助冷却水ポンプ44cとしては、冷却水圧送能力が冷却水ポンプ43よりも低く、小型なものが採用されている。従って、補助冷却水ポンプ44cを蓄熱タンク44内に内蔵する構成として一体化してもよい。   As this auxiliary cooling water pump 44c, a cooling pump having a cooling water pumping capability lower than that of the cooling water pump 43 is adopted. Therefore, the auxiliary cooling water pump 44c may be integrated as a configuration in which the heat storage tank 44 is built.

また、冷却水循環回路40には、その回路構成を切り替える熱媒体回路切替手段としての電気式の回路切替弁45が接続されている。この回路切替弁45は、システム制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される電気式のロータリー弁である。   The cooling water circulation circuit 40 is connected to an electric circuit switching valve 45 as a heat medium circuit switching means for switching the circuit configuration. The circuit switching valve 45 is an electric rotary valve whose operation is controlled by a control signal output from the system control device.

具体的には、回路切替弁45は、図1、2に示すように冷却水配管を介して、エンジン冷却用通路42の出口側と蓄熱タンク44の流入ポート44a側およびエンジン冷却用通路42の出口側と冷却水通路41の入口側とを同時に接続する回路、並びに、エンジン冷却用通路42の出口側と冷却水ポンプ43の吸入口側とを直接的に接続する回路を切り替える。   Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the circuit switching valve 45 is connected to the outlet side of the engine cooling passage 42, the inflow port 44 a side of the heat storage tank 44, and the engine cooling passage 42 via cooling water piping. A circuit that simultaneously connects the outlet side and the inlet side of the cooling water passage 41 and a circuit that directly connects the outlet side of the engine cooling passage 42 and the inlet side of the cooling water pump 43 are switched.

さらに、冷却水配管としては、冷却水通路41の出口側と冷却水ポンプ43の吸入口側とを接続する配管、冷却水ポンプ43の吐出口側とエンジン冷却用通路42の入口側とを接続する冷却水配管等が設けられている。   Further, as a cooling water pipe, a pipe connecting the outlet side of the cooling water passage 41 and the suction port side of the cooling water pump 43, and a discharge port side of the cooling water pump 43 and an inlet side of the engine cooling passage 42 are connected. A cooling water pipe or the like is provided.

従って、回路切替弁45が、エンジン冷却用通路42の出口側と蓄熱タンク44の流入ポート44a側およびエンジン冷却用通路42の出口側と冷却水通路41の入口側とを同時に接続する回路に切り替えた状態で、冷却水ポンプ43を作動させると、冷却水は、図1の破線矢印に示すように、冷却水ポンプ43→エンジン冷却用通路42→回路切替弁45→冷却水通路41→冷却水ポンプ43の順に循環し、エンジン冷却用通路42から流出した高温の冷却水の一部が、回路切替弁45を介して蓄熱タンク44へ流入する。   Therefore, the circuit switching valve 45 is switched to a circuit that simultaneously connects the outlet side of the engine cooling passage 42 and the inlet port 44a side of the heat storage tank 44 and the outlet side of the engine cooling passage 42 and the inlet side of the cooling water passage 41. When the cooling water pump 43 is operated in this state, the cooling water is supplied from the cooling water pump 43 → the engine cooling passage 42 → the circuit switching valve 45 → the cooling water passage 41 → the cooling water as shown by the broken line arrow in FIG. A part of the high-temperature cooling water that circulates in the order of the pump 43 and flows out of the engine cooling passage 42 flows into the heat storage tank 44 through the circuit switching valve 45.

つまり、エンジンEG(具体的には、エンジン冷却用通路42)から流出した高温の冷却水を蓄熱タンク44側へ流入させることによって、エンジンEGが発熱した熱を蓄熱タンク44に蓄える回路に切り替えられる。以下の説明では、このように切り替えられた冷却水循環回路40を、蓄熱用回路と記載する。   In other words, the high-temperature cooling water that has flowed out of the engine EG (specifically, the engine cooling passage 42) flows into the heat storage tank 44, thereby switching to a circuit that stores the heat generated by the engine EG in the heat storage tank 44. . In the following description, the cooling water circulation circuit 40 thus switched is described as a heat storage circuit.

なお、冷却水循環回路40が蓄熱用回路に切り替えられた際には、冷却水通路41を流通する冷却水が前述の如く燃料の気化潜熱によって冷却され、冷却された冷却水がエンジン冷却用通路42を通過することでエンジンEGが冷却される。   When the cooling water circulation circuit 40 is switched to the heat storage circuit, the cooling water flowing through the cooling water passage 41 is cooled by the latent heat of vaporization of the fuel as described above, and the cooled cooling water is passed through the engine cooling passage 42. The engine EG is cooled by passing through.

また、回路切替弁45が、エンジン冷却用通路42の出口側と冷却水ポンプ43の吸入口側とを接続する回路に切り替えた状態で、冷却水ポンプ43を作動させると、冷却水は、図2の破線矢印に示すように、冷却水ポンプ43→エンジン冷却用通路42→回路切替弁45→冷却水ポンプ43の順に循環し、冷却水ポンプ43の吸入負圧によって蓄熱タンク44から吸い上げられた高温の冷却水が冷却水通路41へ流入する。   In addition, when the cooling water pump 43 is operated in a state where the circuit switching valve 45 is switched to a circuit that connects the outlet side of the engine cooling passage 42 and the suction port side of the cooling water pump 43, the cooling water is As indicated by the broken line arrow 2, the coolant circulates in the order of the coolant pump 43 → the engine cooling passage 42 → the circuit switching valve 45 → the coolant pump 43, and is sucked up from the heat storage tank 44 by the suction negative pressure of the coolant pump 43. High-temperature cooling water flows into the cooling water passage 41.

つまり、蓄熱タンク44の流出ポート44bから流出した高温の冷却水を気化器12内に配置された冷却水通路41側へ流入させることによって、蓄熱タンク44に蓄えられた熱が気化器12へ供給される回路に切り替えられる。以下の説明では、このように切り替えられた冷却水循環回路40を、放熱用回路と記載する。   That is, the heat stored in the heat storage tank 44 is supplied to the vaporizer 12 by flowing the high-temperature cooling water flowing out from the outflow port 44 b of the heat storage tank 44 into the cooling water passage 41 side disposed in the vaporizer 12. The circuit is switched to. In the following description, the cooling water circulation circuit 40 thus switched is described as a heat dissipation circuit.

なお、本実施形態では、冷却水循環回路40が放熱用回路に切り替えられた際に、冷却水ポンプ43に加えて、補助冷却水ポンプ44cを作動させている。これにより、蓄熱タンク44から冷却水通路41側へ確実に高温の冷却水を流入させている。従って、本実施形態の冷却水ポンプ43および補助冷却水ポンプ44cは、蓄熱タンク44に蓄えられた熱を気化器12へ供給する熱供給手段を構成している。   In the present embodiment, when the cooling water circulation circuit 40 is switched to the heat dissipation circuit, the auxiliary cooling water pump 44c is operated in addition to the cooling water pump 43. Thereby, the high-temperature cooling water is reliably introduced from the heat storage tank 44 to the cooling water passage 41 side. Therefore, the cooling water pump 43 and the auxiliary cooling water pump 44 c of the present embodiment constitute a heat supply means for supplying the heat stored in the heat storage tank 44 to the vaporizer 12.

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。システム制御装置は、制御処理や演算処理を行うCPUおよびプログラムやデータ等を記憶するROMおよびRAM等の記憶回路を含む周知のマイクロコンピュータ、各種制御対象機器への制御信号あるいは制御電圧を出力する出力回路、各種センサの検出信号が入力される入力回路、並びに、電源回路等から構成されている。   Next, the electric control unit of this embodiment will be described. The system control device outputs a control signal or control voltage to a well-known microcomputer including a CPU that performs control processing and arithmetic processing, and a storage circuit such as a ROM and RAM that store programs, data, and the like. The circuit includes an input circuit to which detection signals from various sensors are input, a power supply circuit, and the like.

システム制御装置の出力側には、前述した各種制御対象機器12a、15、43、44c等が接続され、システム制御装置はこれらの制御対象機器の作動を制御する。システム制御装置の入力側には、エンジンEGの作動を制御するために用いられる物理量を検出するエンジン制御用のセンサ群等が接続されている。   The various control target devices 12a, 15, 43, and 44c described above are connected to the output side of the system control device, and the system control device controls the operation of these control target devices. Connected to the input side of the system control device is a sensor group for engine control that detects physical quantities used to control the operation of the engine EG.

具体的には、エンジン制御用のセンサ群としては、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、エンジンEGの回転数を検出する回転数センサ、インジェクタ15へ流入する燃料圧力を検出する燃圧センサ、エンジンEGの吸気経路に配置されて吸気流量を調整するスロットルバルブの弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジンEG(具体的には、エンジン冷却用通路42)から流出した冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ(いずれも図示せず)等が設けられている。   Specifically, the sensor group for engine control includes an accelerator opening sensor that detects the accelerator opening, a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the engine EG, a fuel pressure sensor that detects the fuel pressure flowing into the injector 15, A throttle position sensor that is disposed in the intake path of the engine EG and detects the valve opening of a throttle valve that adjusts the intake flow rate, and detects the temperature of cooling water that flows out of the engine EG (specifically, the engine cooling passage 42). A cooling water temperature sensor (none of which is shown) is provided.

さらに、システム制御装置の入力側には、車両を起動あるいは停止させるスタートスイッチ、エンジンEGを始動させるイグニションスイッチ等のスイッチ群の操作信号が入力される。   Further, an operation signal of a switch group such as a start switch for starting or stopping the vehicle and an ignition switch for starting the engine EG is input to the input side of the system control device.

また、システム制御装置は、上述した各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、システム制御装置のうち各制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が各制御対象機器の制御手段を構成している。例えば、冷却水ポンプ43および補助冷却水ポンプ44cの作動を制御する構成が熱供給制御手段を構成し、回路切替弁45の作動を制御する構成が熱媒体回路切替制御手段を構成している。   Further, the system control device is configured such that the above-described control means for controlling the various devices to be controlled is integrally configured, but the configuration (hardware and software) for controlling the operation of each device to be controlled among the system control devices. Constitutes the control means of each control target device. For example, the configuration for controlling the operation of the cooling water pump 43 and the auxiliary cooling water pump 44c constitutes a heat supply control means, and the configuration for controlling the operation of the circuit switching valve 45 constitutes a heat medium circuit switching control means.

次に、上記構成における本実施形態の燃料供給システム1の作動について説明する。まず、イグニションスイッチが投入されてエンジンEGが始動すると、システム制御装置が、その記憶回路に記憶されたエンジン制御プログラムを実行する。このエンジン制御プログラムでは、エンジンの運転状態に応じて、各種制御対象機器の作動を制御する。   Next, the operation of the fuel supply system 1 of the present embodiment having the above configuration will be described. First, when the ignition switch is turned on and the engine EG is started, the system control device executes the engine control program stored in the storage circuit. In this engine control program, the operation of various devices to be controlled is controlled according to the operating state of the engine.

エンジン制御プログラムが実行されると、システム制御装置が、予め記憶回路に記憶されている基準回転数(基準冷却水圧送能力)となるように、冷却水ポンプ43を作動させる。さらに、システム制御装置は、所定の制御周期毎にエンジン制御用のセンサ群の各種検出値を読み込み、読み込まれた検出値に基づいて、回路切替弁45、噴射弁12a、インジェクタ15等の制御対象機器の作動状態を決定する。   When the engine control program is executed, the system control device operates the cooling water pump 43 so that the reference rotation speed (reference cooling water pumping ability) stored in advance in the storage circuit is reached. Further, the system control device reads various detection values of the sensor group for engine control every predetermined control cycle, and controls the circuit switching valve 45, the injection valve 12a, the injector 15 and the like based on the read detection values. Determine the operating state of the equipment.

まず、回路切替弁45については、エンジンEGの始動時には、冷却水循環回路40が放熱用回路となるように決定される。さらに、冷却水循環回路40が放熱用回路に切り替えられている際には、補助冷却水ポンプ44cを作動状態とする。これにより、蓄熱タンク44内の高温の冷却水が冷却水通路41へ流入する。つまり、気化器12側へ蓄熱タンク44に蓄えられた熱が供給される。   First, the circuit switching valve 45 is determined so that the cooling water circulation circuit 40 becomes a heat dissipation circuit when the engine EG is started. Further, when the cooling water circulation circuit 40 is switched to the heat radiation circuit, the auxiliary cooling water pump 44c is put into an operating state. Thereby, the high-temperature cooling water in the heat storage tank 44 flows into the cooling water passage 41. That is, the heat stored in the heat storage tank 44 is supplied to the vaporizer 12 side.

なお、本実施形態では、具体的に、冷却水温度センサによって検出された冷却水の温度が、予め定めた第1基準温度KT1(本実施形態では、80℃)以下である場合に、エンジンEGの始動時としている。   In the present embodiment, specifically, when the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature sensor is equal to or lower than a predetermined first reference temperature KT1 (80 ° C. in the present embodiment), the engine EG It is time to start.

さらに、補助冷却水ポンプ44cについては、図3のタイムチャートに示すように、冷却水循環回路40が放熱用回路に切り替えられた後、予め定めた所定時間(本実施形態では、30秒)を経過するまでは、その冷却水圧送能力(吐出流量)が略最大となるように制御され、その後、冷却水圧送能力が徐々に低下するように制御される。つまり、エンジンEGの始動後に、気化器12側へ供給される熱が徐々に減少するように制御される。   Further, with respect to the auxiliary cooling water pump 44c, as shown in the time chart of FIG. 3, a predetermined time (30 seconds in the present embodiment) elapses after the cooling water circulation circuit 40 is switched to the heat dissipation circuit. Until this is done, the cooling water pumping capacity (discharge flow rate) is controlled to be substantially maximum, and thereafter, the cooling water pumping capacity is controlled to gradually decrease. That is, the heat supplied to the carburetor 12 side is controlled so as to gradually decrease after the engine EG is started.

なお、図3では、補助冷却水ポンプ44cの吐出流量を太実線で示し、補助冷却水ポンプ44cの吐出流量の変化に応じて、気化器12側へ供給される熱の積算値(単位:J)の変化を太破線で示している。   In FIG. 3, the discharge flow rate of the auxiliary cooling water pump 44c is indicated by a thick solid line, and the integrated value (unit: J) of the heat supplied to the vaporizer 12 side according to the change in the discharge flow rate of the auxiliary cooling water pump 44c. ) Is indicated by a thick broken line.

その後、冷却水温度センサによって検出された冷却水の温度が、予め定めた第2基準温度KT2(本実施形態では、90℃)以上となった際には、エンジンEGの始動時ではなくなり、蓄熱タンク44に熱を蓄えることが可能になったものとして、冷却水循環回路40が蓄熱用回路となるように決定されるとともに、補助冷却水ポンプ44cを停止させる。これにより、エンジンEGから流出した高温の冷却水が蓄熱タンク44へ流入する。つまり、蓄熱タンク44にエンジンEGにて発生した熱が蓄えられる。   Thereafter, when the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature sensor becomes equal to or higher than a predetermined second reference temperature KT2 (90 ° C. in the present embodiment), it is not at the time of starting the engine EG, and heat storage As it becomes possible to store heat in the tank 44, the cooling water circulation circuit 40 is determined to be a heat storage circuit, and the auxiliary cooling water pump 44c is stopped. Thereby, the high-temperature cooling water that has flowed out of the engine EG flows into the heat storage tank 44. That is, heat generated by the engine EG is stored in the heat storage tank 44.

次に、インジェクタ15については、システム制御装置が、所定の制御周期毎に読み込まれたエンジン回転数、アクセル開度信号、スロットルバルブの弁開度等に基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して、エンジンEGに要求されている要求出力を出力させるために必要な目標供給流量を決定する。   Next, for the injector 15, the system control device stores in advance in the storage circuit based on the engine speed, the accelerator opening signal, the valve opening of the throttle valve, and the like read at every predetermined control cycle. With reference to the control map, a target supply flow rate required to output the required output requested by the engine EG is determined.

さらに、決定した目標供給流量、エンジン回転数、インジェクタ15入口側の燃料圧力等に基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して、インジェクタ15から燃焼室へ供給される供給流量が目標供給流量となるインジェクタ15の開弁時間を決定する。   Further, based on the determined target supply flow rate, engine speed, fuel pressure at the inlet side of the injector 15, etc., a supply flow rate supplied from the injector 15 to the combustion chamber with reference to a control map stored in advance in the storage circuit Determines the valve opening time of the injector 15 which becomes the target supply flow rate.

ここで、エンジンEGに供給される燃料は、気化器12にて気化された燃料である。さらに、本実施形態では、気化器12にて気化された燃料がエンジンEGのみならず改質器16にも供給される。従って、気化器12にて気化される燃料の気化流量(質量流量)は、インジェクタ15から燃焼室へ供給される燃料の供給流量(質量流量)より多くなっている必要がある。   Here, the fuel supplied to the engine EG is the fuel vaporized by the carburetor 12. Further, in the present embodiment, the fuel vaporized by the carburetor 12 is supplied not only to the engine EG but also to the reformer 16. Therefore, the vaporization flow rate (mass flow rate) of the fuel vaporized by the carburetor 12 needs to be larger than the supply flow rate (mass flow rate) of the fuel supplied from the injector 15 to the combustion chamber.

そこで、システム制御装置では、上述したインジェクタ15の開弁時間と同様に、目標供給流量、噴射弁12aの入口側の燃料圧力等に基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して、気化器12にて気化させる燃料の気化流量、すなわち噴射弁12aから噴射される燃料の噴射流量が、目標供給流量より所定量多くなるように噴射弁12aの開弁時間を決定する。   Therefore, the system control device refers to the control map stored in advance in the storage circuit based on the target supply flow rate, the fuel pressure on the inlet side of the injection valve 12a, and the like, similarly to the valve opening time of the injector 15 described above. Thus, the valve opening time of the injection valve 12a is determined so that the vaporization flow rate of the fuel vaporized by the carburetor 12, that is, the injection flow rate of the fuel injected from the injection valve 12a is larger than the target supply flow rate by a predetermined amount.

そして、システム制御装置は、出力回路あるいは駆動回路(EDU)を介して、決定された開弁時間の間だけ燃料を供給するように、インジェクタ15および噴射弁12aに対して制御電圧を出力する。   Then, the system control device outputs a control voltage to the injector 15 and the injection valve 12a through the output circuit or the drive circuit (EDU) so as to supply the fuel only during the determined valve opening time.

その後、スタートスイッチによって車両の停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→インジェクタ15および噴射弁12aの開弁時間等の決定→決定された開弁時間となる制御電圧の出力といった制御ルーチンを繰り返す。これにより、要求されている駆動トルクを発生させながらエンジンEGを作動させることができる。   After that, until the stop of the vehicle is requested by the start switch, reading of the detection signal and the operation signal described above at every predetermined control cycle → determination of the valve opening time of the injector 15 and the injection valve 12a → the determined valve opening The control routine such as the output of the control voltage that becomes time is repeated. Thereby, the engine EG can be operated while generating the required drive torque.

さらに、本実施形態のシステム制御装置は、エンジンEGの始動に伴って、改質器16に設けられた改質用加熱手段としての電気ヒータ(図示せず)に通電し、改質可能な温度以上となるまで燃料を加熱する。これにより、エンジンEGの燃焼室に水素ガスを補助燃料として供給することができる。   Further, the system control apparatus of the present embodiment energizes an electric heater (not shown) as a reforming heating means provided in the reformer 16 with the start of the engine EG, and the reformable temperature. The fuel is heated until the above is reached. Thereby, hydrogen gas can be supplied to the combustion chamber of the engine EG as auxiliary fuel.

本実施形態の燃料供給システム1は、上記の如く作動するので、以下のような優れた効果を得ることができる。   Since the fuel supply system 1 of this embodiment operates as described above, the following excellent effects can be obtained.

本実施形態の燃料供給システム1では、エンジンEGの始動時に、冷却水循環回路40を放熱用回路に切り替えて蓄熱タンク44に蓄えられた高温の冷却水を冷却水通路41へ流入させるので、蓄熱タンク44に蓄えられた熱を気化器12側へ、確実かつ速やかに供給することができる。従って、エンジンEGの始動時に、気化器12における燃料を、確実かつ速やかに加熱して気化を促進することができる。   In the fuel supply system 1 of the present embodiment, when the engine EG is started, the cooling water circulation circuit 40 is switched to the heat dissipation circuit and the high-temperature cooling water stored in the heat storage tank 44 flows into the cooling water passage 41. The heat stored in 44 can be reliably and promptly supplied to the vaporizer 12 side. Therefore, when the engine EG is started, the fuel in the carburetor 12 can be reliably and promptly heated to promote vaporization.

この際、エンジンEGが気化器12に対して離間して配置されているので、気化器12側へ供給される熱がエンジンEG自体に奪われてしまうことを抑制できる。その結果、気化器12において燃料を効率的に加熱することができ、燃料の気化を効果的に促進することができる。延いては、エンジンEGの始動性を効果的に向上させることができる。   At this time, since the engine EG is disposed away from the carburetor 12, it is possible to suppress the heat supplied to the carburetor 12 from being taken away by the engine EG itself. As a result, the fuel can be efficiently heated in the vaporizer 12, and the vaporization of the fuel can be effectively promoted. As a result, the startability of the engine EG can be effectively improved.

さらに、エンジンEGの始動後、所定時間経過後に、補助冷却水ポンプ44cの冷却水圧送能力を徐々に低下させるので、気化器12側へ供給される熱を徐々に減少させることができる。   Furthermore, since the cooling water pumping capacity of the auxiliary cooling water pump 44c is gradually reduced after a predetermined time has elapsed after the engine EG is started, the heat supplied to the vaporizer 12 can be gradually reduced.

従って、エンジンEGの始動後のように、気化器12自体の温度が低く、燃料の気化促進が最も要求される際に、気化器12に対して多くの熱を供給して、始動後は不必要な熱の供給を抑制できる。その結果、蓄熱タンク44に不必要な量の冷却水を蓄えておく必要がなくなり、蓄熱タンク44の小型化が可能となる。   Therefore, when the temperature of the carburetor 12 itself is low, such as after the engine EG is started, and fuel vaporization is most required to be promoted, a large amount of heat is supplied to the carburetor 12, and after the start, Necessary heat supply can be suppressed. As a result, it is not necessary to store an unnecessary amount of cooling water in the heat storage tank 44, and the heat storage tank 44 can be downsized.

さらに、本実施形態の燃料供給システム1によれば、エンジンEG(具体的には、エンジン冷却用通路42)から流出した冷却水の温度に応じて、冷却水循環回路40の回路構成を切り替えるので、エンジンEGの発熱により生じた熱が気化器12における燃料の気化促進に不足している場合には放熱用回路に切り替え、エンジンEGの発熱により生じた熱が気化器12における燃料の気化促進に充分である場合には蓄熱用回路に切り替える制御を確実に実行することができる。   Furthermore, according to the fuel supply system 1 of the present embodiment, the circuit configuration of the cooling water circulation circuit 40 is switched according to the temperature of the cooling water flowing out from the engine EG (specifically, the engine cooling passage 42). When the heat generated by the heat generation of the engine EG is insufficient for promoting the fuel vaporization in the carburetor 12, the heat is generated by switching to the heat dissipation circuit, and the heat generated by the heat generation of the engine EG is sufficient for promoting the fuel vaporization in the carburetor 12. In this case, the control for switching to the heat storage circuit can be surely executed.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.

(1)上述の実施形態では、燃料気化手段として、気化空間12cに液体燃料を霧状に噴射する気化器12を採用しているが、燃料気化手段は、これに限定されない。例えば、高圧液化燃料と熱媒体とを熱交換させる熱交換器を採用してもよい。この場合は、高圧液化燃料を霧状に噴射する必要はなく、熱交換器へ流入させる高圧液化燃料の流量を調整すればよい。   (1) In the above-described embodiment, the vaporizer 12 that injects liquid fuel into the vaporization space 12c in the form of a mist is employed as the fuel vaporization unit. However, the fuel vaporization unit is not limited to this. For example, a heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure liquefied fuel and the heat medium may be employed. In this case, it is not necessary to inject the high-pressure liquefied fuel in the form of a mist, and the flow rate of the high-pressure liquefied fuel flowing into the heat exchanger may be adjusted.

(2)上述の実施形態では、エネルギ出力手段として、エンジン(内燃機関)EGを採用した例を説明したが、エネルギ出力手段は、これに限定されない。例えば、燃料ガス(水素ガス)と酸化剤ガス(空気)とを電気化学反応させて、電気エネルギを出力する燃料電池を採用してもよい。   (2) In the above-described embodiment, the example in which the engine (internal combustion engine) EG is employed as the energy output means has been described. However, the energy output means is not limited to this. For example, a fuel cell that outputs an electric energy by causing an electrochemical reaction between a fuel gas (hydrogen gas) and an oxidant gas (air) may be employed.

(3)上述の実施形態では、冷却水ポンプ43および補助冷却水ポンプ44cによって熱供給手段を構成した例を説明したが、熱供給手段は、これに限定されない。   (3) In the above-described embodiment, the example in which the heat supply unit is configured by the cooling water pump 43 and the auxiliary cooling water pump 44c has been described. However, the heat supply unit is not limited thereto.

例えば、補助冷却水ポンプ44cを廃止して、冷却水ポンプ43のみにて熱供給手段を構成してもよい。また、蓄熱タンク44の流出ポート44bから流出する冷却水の通路抵抗を生じさせる可変絞り機構を採用して、この可変絞り機構の絞り開度を変化させることによって、冷却水通路41へ流入させる冷却水流量を変化させるようにしてもよい。   For example, the auxiliary cooling water pump 44c may be eliminated, and the heat supply means may be configured by only the cooling water pump 43. In addition, a variable throttle mechanism that generates a passage resistance of the cooling water flowing out from the outlet port 44b of the heat storage tank 44 is adopted, and the cooling that flows into the cooling water passage 41 by changing the throttle opening of the variable throttle mechanism. The water flow rate may be changed.

(4)上述の実施形態では、回路切替弁45によって熱媒体回路切替手段を構成した例を説明したが、熱媒体回路切替手段は、これに限定されない。例えば、各冷却水通路を開閉する複数の開閉弁を採用して、これらの開閉弁の開閉状態を変化させることによって、熱媒体循環回路を切り替えるようにしてもよい。もちろん、三方弁や四方弁を組み合わせて、熱媒体回路切替手段を構成してもよい。   (4) In the above-described embodiment, the example in which the heat medium circuit switching unit is configured by the circuit switching valve 45 has been described, but the heat medium circuit switching unit is not limited to this. For example, a plurality of on-off valves that open and close each cooling water passage may be employed, and the heat medium circulation circuit may be switched by changing the on-off state of these on-off valves. Of course, the heat medium circuit switching means may be configured by combining three-way valves and four-way valves.

(5)上述の実施形態では、蓄熱タンク44に蓄えられた熱を気化器12側へ供給する際に、噴射弁12aから噴射された霧状の燃料、すなわち気化器12から流出する燃料を供給した例を説明したが、蓄熱タンク44に蓄えられた熱を気化器12側へ供給する手段はこれに限定されない。   (5) In the above-described embodiment, when the heat stored in the heat storage tank 44 is supplied to the carburetor 12, the mist-like fuel injected from the injection valve 12a, that is, the fuel flowing out from the carburetor 12 is supplied. Although the example which did was demonstrated, the means to supply the heat | fever stored in the thermal storage tank 44 to the vaporizer | carburetor 12 side is not limited to this.

例えば、冷却水通路41を螺旋状に形成して、噴射弁12aの外周に巻き付けるように配置してもよい。これにより、噴射弁12a自体に蓄熱タンク44に蓄えられた熱を供給することができ、気化器12(噴射弁12a)へ流入した燃料を加熱して気化を促進できる。また、噴射弁12aへ流入する燃料通路の外周に巻き付けるように配置してもよい。これにより、気化器12へ流入する燃料を加熱して気化を促進できる。   For example, the cooling water passage 41 may be formed in a spiral shape and wound around the outer periphery of the injection valve 12a. Thereby, the heat stored in the heat storage tank 44 can be supplied to the injection valve 12a itself, and the fuel flowing into the vaporizer 12 (injection valve 12a) can be heated to promote vaporization. Moreover, you may arrange | position so that it may wrap around the outer periphery of the fuel channel which flows in into the injection valve 12a. Thereby, vaporization can be accelerated by heating the fuel flowing into the vaporizer 12.

(6)上述の実施形態では、蓄熱手段としてエネルギ出力手段であるエンジンEGから流出した高温の冷却水を蓄える蓄熱タンク44を採用した例を説明したが、蓄熱手段はこれに限定されない。例えば、化学的に熱を蓄える蓄熱手段を採用してもよい。   (6) In the above-described embodiment, the example in which the heat storage tank 44 that stores the high-temperature cooling water flowing out from the engine EG that is the energy output means is employed as the heat storage means, but the heat storage means is not limited thereto. For example, a heat storage means that stores heat chemically may be employed.

具体的には、燃料と化学反応することによって発熱する化学物質を密閉容器内に収容し、エンジンEGの始動時には燃料と該化学物質との反応熱を気化器12へ供給し、エンジンEGの始動時でなくなった際には、エンジンEGの熱にて燃料と該化学物質との化合物から該化学物質を再生するようにしてもよい。つまり、エンジンEGの始動時でなくなった際に該化学物質を再生することによって、エンジンEGの熱を蓄えるようにしてもよい。   Specifically, a chemical substance that generates heat by chemically reacting with the fuel is contained in a sealed container, and when the engine EG is started, reaction heat between the fuel and the chemical substance is supplied to the vaporizer 12 to start the engine EG. When the time is up, the chemical substance may be regenerated from the compound of the fuel and the chemical substance by the heat of the engine EG. That is, the heat of the engine EG may be stored by regenerating the chemical substance when the engine EG is not started.

(7)上述の実施形態では、本発明の燃料供給システムを車両に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、燃料を燃焼させて熱エネルギを出力するボイラ装置等に適用してもよい。   (7) In the above-described embodiment, the example in which the fuel supply system of the present invention is applied to a vehicle has been described. However, the application of the present invention is not limited to this. For example, you may apply to the boiler apparatus etc. which burn a fuel and output thermal energy.

(8)上述の実施形態では、エンジンEGへ補助燃料としての水素ガスを供給するために、改質器16を採用した例を説明したが、この改質器16は、気化器12において燃料を効率的に加熱して気化を促進するという効果を得るための必須の構成ではないので、廃止してもよい。   (8) In the above-described embodiment, an example in which the reformer 16 is used to supply hydrogen gas as auxiliary fuel to the engine EG has been described. However, the reformer 16 uses the vaporizer 12 to supply fuel. Since it is not an essential configuration for obtaining the effect of efficiently heating and promoting vaporization, it may be eliminated.

11 高圧タンク
12 気化器
43 冷却水ポンプ
44 蓄熱タンク
44c 補助冷却水ポンプ
45 回路切替弁
11 High Pressure Tank 12 Vaporizer 43 Cooling Water Pump 44 Heat Storage Tank 44c Auxiliary Cooling Water Pump 45 Circuit Switch Valve

Claims (3)

高圧液体燃料を貯蔵する液体燃料貯蔵手段(11)と、
前記液体燃料貯蔵手段(11)から流出した前記高圧液体燃料を減圧させて気化する燃料気化手段(12)と、
前記燃料気化手段(12)に対して離間して配置されて、前記燃料気化手段(12)にて気化した気体燃料を消費して発熱を伴いながらエネルギを出力するエネルギ出力手段(EG)と、
前記エネルギ出力手段(EG)の発熱により生じた熱を蓄える蓄熱手段(44)と、
前記燃料気化手段(12)における燃料の気化を促進するために、前記燃料気化手段(12)側へ前記蓄熱手段(44)に蓄えられた熱を供給する熱供給手段(43、44c)と、
前記熱供給手段(43、44c)の作動を制御する熱供給制御手段とを備え、
前記熱供給制御手段は、前記エネルギ出力手段(EG)の始動時に、前記燃料気化手段(12)側へ前記蓄熱手段(44)に蓄えられた熱を供給するとともに、前記エネルギ出力手段(EG)の始動後に、前記燃料気化手段(12)側へ供給される熱を徐々に減少させることを特徴とする燃料供給システム。
Liquid fuel storage means (11) for storing high pressure liquid fuel;
Fuel vaporization means (12) for depressurizing and vaporizing the high-pressure liquid fuel flowing out from the liquid fuel storage means (11);
An energy output means (EG) that is spaced apart from the fuel vaporization means (12), consumes the gaseous fuel vaporized by the fuel vaporization means (12), and outputs energy while generating heat;
Heat storage means (44) for storing heat generated by heat generation of the energy output means (EG);
Heat supply means (43, 44c) for supplying heat stored in the heat storage means (44) to the fuel vaporization means (12) side in order to promote fuel vaporization in the fuel vaporization means (12);
Heat supply control means for controlling the operation of the heat supply means (43, 44c),
The heat supply control means supplies heat stored in the heat storage means (44) to the fuel vaporization means (12) when the energy output means (EG) is started, and the energy output means (EG). The fuel supply system is characterized by gradually decreasing the heat supplied to the fuel vaporization means (12) side after starting the engine.
前記エネルギ出力手段(EG)を冷却する熱媒体を循環させるとともに、前記蓄熱手段(44)が配置された熱媒体循環回路(40)と、
前記熱媒体循環回路(40)を、前記エネルギ出力手段(EG)から流出した熱媒体を前記蓄熱手段(44)側へ流入させる蓄熱用回路および前記蓄熱手段(44)から流出した熱媒体を前記燃料気化手段(12)側へ流入させる放熱用回路に切り替える熱媒体回路切替手段(45)と、
前記熱媒体回路切替手段(45)の作動を制御する熱媒体回路切替制御手段を備え、
前記熱媒体回路切替制御手段は、前記エネルギ出力手段(EG)の始動時に、前記熱媒体循環回路(40)を前記放熱用回路に切り替え、前記蓄熱手段(44)に熱を蓄える時に、前記蓄熱用回路に切り替え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。
A heat medium circulating circuit (40) in which the heat medium for cooling the energy output means (EG) is circulated and the heat storage means (44) is disposed;
The heat medium circulation circuit (40) allows the heat medium flowing out from the energy output means (EG) to flow into the heat storage means (44) side and the heat medium flowing out from the heat storage means (44) to the heat storage circuit (40). A heat medium circuit switching means (45) for switching to a heat dissipation circuit that flows into the fuel vaporization means (12) side;
A heat medium circuit switching control means for controlling the operation of the heat medium circuit switching means (45);
When the energy output means (EG) is started, the heat medium circuit switching control means switches the heat medium circuit (40) to the heat dissipation circuit and stores heat in the heat storage means (44). The fuel supply system according to claim 1, wherein the fuel supply system is switched to an operation circuit.
前記熱媒体回路切替制御手段は、前記エネルギ出力手段(EG)から流出した熱媒体の温度が予め定めた第1基準温度(KT1)以下となっている時を前記エネルギ出力手段(EG)の始動時として、前記熱媒体循環回路(40)を前記放熱用回路に切り替えるとともに、前記エネルギ出力手段(EG)から流出した熱媒体の温度が予め定めた第2基準温度(KT2)以上となっている時を前記蓄熱手段(44)に熱を蓄熱する時として、前記熱媒体循環回路(40)を前記蓄熱用回路に切り替え、
さらに、前記第2基準温度(KT2)は、前記第1基準温度(KT1)よりも高い温度に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の燃料供給システム。
The heat medium circuit switching control means starts the energy output means (EG) when the temperature of the heat medium flowing out from the energy output means (EG) is equal to or lower than a predetermined first reference temperature (KT1). Sometimes, the heat medium circulation circuit (40) is switched to the heat dissipation circuit, and the temperature of the heat medium flowing out from the energy output means (EG) is equal to or higher than a predetermined second reference temperature (KT2). When the heat is stored in the heat storage means (44), the heat medium circulation circuit (40) is switched to the heat storage circuit,
The fuel supply system according to claim 2, wherein the second reference temperature (KT2) is set to a temperature higher than the first reference temperature (KT1) .
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