JPH0373753B2

JPH0373753B2 -

Info

Publication number: JPH0373753B2
Application number: JP59028013A
Authority: JP
Inventors: Yuun Hiiyangu
Original assignee: Conoco Inc
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1983-04-15
Filing date: 1984-02-18
Publication date: 1991-11-22
Also published as: DE3406094A1; US4488517A; JPS59200050A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は内燃機関（以下単に、エンジンとい
うことがある）の低温始動方法および始動反応装
置に関する。

日本石油協会雑誌（23、(5)、328〜333（1980））
に、メタノールの触媒的部分燃焼および分解を用
いたメタノールの船上改質用触媒システムが開示
されている。例えば、低温排気ガスによる始動時
に、メタノールは発熱部分燃焼によつて転化さ
れ、この部分燃焼は触媒床が充分に加温され、熱
い排気ガスが手に入るようになつたときに改質装
置への空気の供給を停止することによつて分解に
変化する。

グライナー他は解離したメタノール系を用いた
エンジンの低温始動を開示している。その場合、
内燃機関を始動させるために、メタノールを熱分
解して水素を含む生成物を得ている。

米国特許第3886919号には、液体燃料を熱交換
器中の排気ガスと接触させることによつて加熱す
る液体燃料ベーパライザーが開示されている。

米国特許第3931800号には、液体燃料を内燃機
関用のガスに転化するための装置が開示されてい
る。

米国特許第4047512号には、内燃機関用の電気
的に付勢される液体燃料気化装置が開示されてい
る。

米国特許第3989019号には、燃焼のために内燃
機関に燃料を通じる前に燃料を加熱してその温度
を高めるための燃料加熱装置が開示されている。
この装置は、内燃機関が低温状態の機関の始動を
促進するための動作状態にないときに燃料および
冷媒をチヤンバー中で加熱状態に維持するための
補助的加熱器を用いている。

また、米国特許第4143620号には、燃料混合物
を遊離水素に富んだ改質ガス混合物に接触改質す
ることを促進するための触媒を含有する燃料改質
反応器を含む内燃機関用燃料改質装置が開示され
ている。

この発明によれば、始動後霧化液体燃料で動作
する内燃機関を低温始動させるための方法であつ
て、電気抵抗加熱素子によつて気化手段を加熱
し、電気抵抗素子によつて接触解離反応装置を加
熱し、液体アルコールを該加熱された気化手段に
搬送して気化アルコールを生成し、空気および気
化アルコールを該触媒解離反応装置に送りそこで
該気化アルコールの部分燃焼と該気化アルコール
の解離を生じさせて水素および一酸化炭素よりな
る部分的始動燃料混合物を生成し、液体アルコー
ルを霧化手段に搬送して霧化液体アルコールを生
成し、該部分的始動燃料混合物と該霧化液体アル
コールとを混合して完全な始動燃料混合物を生成
し、該完全な始動燃料混合物を該内燃機関に送
り、および該内燃機関において空気と該完全な始
動燃料混合物を着火することによつて内燃機関を
始動させる工程を包含してなる方法が提供され
る。

またこの発明によれば、電流源、触媒材料およ
び電気抵抗加熱手段、燃料入口手段、空気入口手
段並びに生成物出口手段を具備してなる始動反応
装置であつて、該電気抵抗加熱手段は該電流源に
電気的に接続され、該燃料入口手段は該触媒材料
を含有する本体に接続され、該空気入口手段は該
触媒材料含有本体に接続され、該生成物出口手段
は該触媒材料含有本体に接続され、該電気抵抗加
熱手段は該触媒材料含有本体に収容され、かつ該
燃料入口手段は空気源と流体流的に連結されてい
ることを特徴とする始動反応装置が提供される。

以下図面を参照してこの発明を詳しく説明す
る。

第１図は、この発明の好ましい態様を示してい
る。内燃機関１は燃料タンク２からライン４を通
つてポンプ３によつて主燃料ライン５内に搬送さ
れる燃料によつて動作される。主燃料ライン５は
内燃機関供給ライン１３に接続している。

始動中、ライン５内の弁１２は部分的に閉じら
れている。

始動中、ライン１５内の弁１６とライン１４内
の弁１０および１１は開放状態にある。ベーパラ
イザー７は、バツテリー３１からライン３３内の
スイツチ４０を介して供給される電流によつて加
熱される。同時に、始動反応装置８は、バツテリ
ー６からライン３１内のスイツチ４１を介して流
れる電流によつて加熱されて反応装置８が始動さ
れる。内燃機関を始動させるため、ライン４とラ
イン５内の弁１２とを介して燃料タンク２から燃
料がポンプ３によつて搬送され、ライン１２内の
キヤブレーター装置５０内で霧化され、ライン１
５を通つてベーパライザー７に入りそこで燃料は
ガスに気化し、このガスはライン２０を通つて流
れて反応装置８を始動させる。空気はライン１７
から、ライン１８を介して反応装置８へ、そして
ライン１９を介してライン２０へ供給される。ラ
イン１８からの空気はライン２０内で、気化した
燃料と混合する。反応装置８内の触媒はメタノー
ルの部分燃焼および解離に活性である。触媒の例
としては、Cu／Ni、Cu／CrおよびCu／Cr／Ni
触媒がある。燃料がメタノールである場合、加熱
された反応装置内で空気による部分燃焼が生じ
る。この部分燃焼により熱が発生し、これはメタ
ノールの吸熱解離を活性化することによつてより
水素に富んだ燃料を生じさせる。反応装置８内で
部分燃焼が開始されると、スイツチ４１を開放す
ることによつて反応装置の電気加熱を停止する。
水素に富んだガス状燃料は、反応装置８を出た
後、ライン２１を介してガス燃料貯蔵容器９に至
る。この水素に富んだガスは貯蔵容器９からライ
ン１４を介してライン１３に流入しそこで霧化液
体燃料と混合し、内燃機関の始動のために内燃機
関１へ至る。内燃機関が始動された後、弁１６お
よび１０を閉じ、内燃機関をライン３，５および
１３を介して供給された霧化液体燃料によつて動
作させる。霧化装置５０は、よく知られているよ
うに、自動車のキヤブレーターもしくは燃料噴射
装置であつてよい。

第２図にはこの発明の他の好ましい態様が示さ
れている。第１図と同一部分には同一符合が付さ
れている。第２図の態様において、第１図に示さ
れているものと同じ始動装置が用いられている。
しかしながら、第２図の態様では、内燃機関１は
解離されたメタノールによつて動作される。上に
述べたように始動した後、燃料がライン４からラ
イン２２を介して、エンジン冷媒によつて加熱さ
れたベーパライザー２４に供給されそこで燃料が
気化される。気化した燃料はベーパライザー２４
からライン２６を介して主解離反応装置２５に至
る。主解離反応装置２５はエンジン排気ガスによ
つて加熱される。この主解離反応装置２５はメタ
ノール解離に活性な触媒例えばCu／Zn触媒を含
有している。気化燃料の解離によつて生成した水
素に富んだ燃料はライン２７およびライン１３を
介して内燃機関１に至り、そこで燃焼される。

解離されたメタノールによる動作を開始するた
めに、弁２３および２８を開放して液体アルコー
ルを燃料タンク２からライン４およびライン２２
を介して流す。ライン２７には、圧力制御弁２９
および弁３０が設けられている。エンジン冷媒
（冷却液）はライン３８を介してベーパライザー
２４に入り、ライン３９を介してベーパライザー
２４を出る。エンジン排気ガスはライン３６を介
して主解離反応装置２５に入り、ライン３７を介
して反応装置２５を出る。

第３図にはこの発明に用いられる始動反応装置
がより詳しく示されている。第１図および第２図
と同じ部分は同じ符合で示されている。

第３図に示すように、始動反応装置８内には触
媒床３５が収容されている。触媒床３５に効率的
に熱を伝えるために電気抵抗加熱素子３４が設け
られている。

この発明の低温始動方法においては、加熱され
た反応装置内で空気により燃料であるアルコール
を部分的に燃焼し、熱を発生させ、この熱を吸熱
反応であるアルコールの解離反応に使用する。

この方法は、発生した熱を損失なしに解離反応
に供せしめることができるので、熱交換器を用い
る方法や排気ガスの熱を使用する方法に比べて水
素に富んだガス状燃料を効率よく得ることができ
る。

例液体メタノール自動車の低温始動方法は、次の
工程によつて達成される。(a)自動車のバツテリー
により、部分燃焼反応を開始させるために充分な
温度まで触媒床を電気的に予熱する。(b)触媒床が
所望の温度に達したら、反応装置に供給すべきメ
タノールを気化し、バツテリー電力により過熱す
る。(c)過熱されたメタノールを空気とともに反応
装置に供給する。(d)触媒床に沿つた噴射点でさら
に空気を注入する。(e)反応装置においてメタノー
ルが水素に富んだガス状燃料に分解する。(f)この
ガス状燃料および主燃料ラインから供給された液
体メタノールが低温始動用にエンジンに供給され
る。(g)エンジンが加温されたら、始動反応装置を
閉塞することによつてエンジンを実質的に純粋な
霧化液体メタノールのみで運転させる。始動反応
装置の閉塞によつてガス状燃料は自動的にポツト
中に貯蔵される。

解離メタノール自動車に対しては、上記工程(a)
ないし(g)に続いて次の工程が必要である。(h)エン
ジンの低温始動後のエンジンからの排気ガスを主
解離反応装置に供給して主反応装置中の触媒床を
予熱する。(i)主触媒床がメタノール分解のための
所望の作動温度に達したらすぐに、過熱メタノー
ルだけまたはそれを空気とともに主反応装置に供
給する。冷媒および排気ガスに貯蓄された排熱に
よつてメタノールの気化と過熱が達成される。(j)
主燃料システムから分離することによつて始動反
応装置を含む始動燃料発生システムを閉鎖する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明のそれぞれ異
なる始動システムを示す概略図、第３図はこの発
明の始動反応装置を示す概略図。１……エンジン、２……燃料タンク、３……ポ
ンプ、５……主燃料ライン、６……バツテリー、
７，２４……ベーパライザー、８……始動反応装
置、９……ガス燃料貯蔵容器、２５……主解離反
応装置、３４……電気抵抗過熱素子、３５……触
媒床。

Claims

【特許請求の範囲】１始動後霧化液体燃料で動作する内燃機関を低
温始動させるための方法であつて、電気抵抗加熱
素子によつて気化手段を加熱し、電気抵抗素子に
よつて接触解離反応装置を加熱し、液体アルコー
ルを該加熱された気化手段に搬送して気化アルコ
ールを生成し、空気および気化アルコールを該触
媒解離反応装置に送りそこで該気化アルコールを
部分燃焼させ、それにより生じた熱により該気化
アルコールを解離させて水素および一酸化炭素よ
りなる部分的始動燃料混合物を生成し、液体アル
コールを霧化手段に搬送して霧化液体アルコール
を生成し、該部分的始動燃料混合物と該霧化液体
アルコールとを混合して完全な始動燃料混合物を
生成し、該完全な始動燃料混合物を該内燃機関に
送り、および該内燃機関において空気と該完全な
始動燃料混合物を着火することによつて内燃機関
を始動させる工程を包含してなる方法。２電流源、触媒材料および電気抵抗加熱手段、
燃料入口手段、空気入口手段並びに生成物出口手
段を具備してなる始動反応装置であつて、該電気
抵抗加熱手段は該電流源に電気的に接続され、該
燃料入口手段は該触媒材料を含有し、かつ部分的
に燃料を燃焼する手段を有する本体に接続され、
該空気入口手段は該触媒材料含有本体に接続さ
れ、該生成物出口手段は該触媒材料含有本体接続
され、該電気抵抗加熱手段は該触媒材料含有本体
に収容され、かつ該燃料入口手段は空気源と流体
流的に連結されていることを特徴とする始動反応
装置。