JPH0972255A - 自動車用燃料冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 エンジンに負担をかけずに蒸発燃料を冷却し
て燃料タンクに戻し、大気汚染防止および燃費の向上を
実現する「自動車用燃料冷却装置」。 【解決手段】 車両のエンジンを冷却する冷却水により
発生器１４において、冷媒溶液であるアンモニア水溶液
を加熱し、溶質である水から溶媒であるアンモニアを分
離し、これを凝縮器１８によって液化する。蒸発器２２
において、この液化したアンモニアを用いて気化して燃
料タンク２８より蒸発した燃料を冷却し、液化して燃料
タンクに戻す。この後に液化アンモニアは吸収器２４で
水と再び混合し、発生器に戻って構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の燃料冷却
装置に係り、特に吸収式冷凍サイクルを用いた自動車用
燃料冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンに供給されるガソリンは、燃料
タンクおよびパイプ内で気化する。従来より、この気化
したガソリンを車内冷房装置の冷媒を利用して冷却し、
ガソリンタンク内に戻す技術があるが、この方法はコン
プレッサをエンジンによって駆動する事により燃費の低
下が懸念される。

【０００３】よって近年ではより燃費の高い構成で自動
車用燃料を冷却することを目的として、エンジンの冷却
水の排熱によって冷媒を加熱する吸収式冷凍サイクルを
用いた自動車用燃料冷却装置が提唱されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た吸収式冷凍サイクルを用いた自動車用燃料の冷却装置
では、冷媒を含んだ溶液を汲み上げるためにポンプを用
いている。ポンプを駆動するためには、やはりエンジン
に負荷が加わり、エンジンにかかる負荷を充分軽減する
ためには、なお検討の余地を残している。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みて行われたもの
であり、エンジンにかかる負荷を更に軽減して、より燃
費の高い自動車用燃料冷却装置を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の自動車用
燃料冷却装置では、車両のエンジンとラジエーターとの
間を循環するエンジン冷却水により、冷媒と冷媒よりも
高い沸点を有する溶質とからなる溶液を加熱する溶液加
熱手段と、溶液加熱手段によって溶質から分離して気化
された冷媒を液化する冷媒液化手段と、車両の燃料タン
クからキャニスタに至る経路内において燃料タンクより
気化した燃料を冷媒液化手段によって液化された冷媒に
より冷却し、液化して燃料タンクに戻す燃料冷却手段
と、溶液加熱手段によって加熱された溶液から分離され
た溶媒と燃料冷却手段からの冷媒とを再び混合する混合
手段とを設けたことを特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の自動車用燃料冷却装置は、
冷媒液化手段と、混合手段に至る経路には気体が封入さ
れていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】請求項１記載の自動車用燃料冷却装置は、排気
ガスを用いて冷媒を含む溶液を循環させることによりエ
ンジンにかかる負荷を除去するようにする。

【０００９】請求項２記載の発明の自動車用燃料冷却装
置は、冷媒液化手段と、混合手段に至る経路が成す系の
中にガスを封入することによって、この系内での高圧側
と低圧側の圧力差を小さくする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に本発明の第１の実施の形態
の燃料冷却装置の構成を示す。

【００１１】溶液加熱手段である発生器１４は二重の管
で構成された熱交換器であって、エンジン冷却水の熱に
より溶液を溶質と冷媒とに分離する役割を担うものであ
る。本発明の実施の形態では、冷媒にアンモニア、溶質
に水を用いており発生器１４の内部には冷媒溶液として
アンモニア水溶液が入っている。

【００１２】以下に発生器１４がアンモニア水溶液を加
熱する機構について述べる。

【００１３】車両のエンジンは主に水冷式の冷却装置に
よって冷却されている。この冷却装置はエンジンの周囲
に冷却水の管路を配し、エンジンの熱を奪い、高温にな
った冷却水をラジエーター１２に導いて、走行による風
や冷却ファンの風で冷やし、循環させる。図１において
は、管路１１ａがラジエーター１２から流れ出た低温の
冷却水を通し、管路１１ｂおよび管路１１ｃをエンジン
１０を冷却して８０℃という高温の冷却水が通る。

【００１４】発生器１４内のアンモニア水溶液は、この
高温の冷却水によって加熱される。加熱されたアンモニ
ア水溶液からは沸点が−３３℃のアンモニアのみが蒸発
し、沸点１００℃の水は液体のままでいることになる。

【００１５】次に、燃料冷却手段である蒸発器２２につ
いて述べる。

【００１６】図１に示すように、蒸発器２２はキャニス
タ３０とガソリンタンク２８とを結ぶ経路中に設けられ
る。ガソリンはガソリンタンク２８から燃料ポンプ（図
示せず）によって汲み上げられてエンジン１０に供給さ
れるのであるが、その一部は蒸発して蒸発ガソリン用管
路２３を介してキャニスタ３０に送られる。キャニスタ
３０は蒸発ガソリンを一時蓄えて、エンジン１０が始動
すると外気と共にエンジン１０に吸入させる装置であ
る。

【００１７】図２に蒸発器２２の構成を示す。

【００１８】蒸発器２２には導入口Ａより液化アンモニ
アが入り、送出口Ｂより送出されて循環している。更
に、蒸発器２２内には蒸発ガソリン用管路２３が通って
いる。蒸発ガソリン用管路２３内には気化したガソリン
の蒸気が通っている。このガソリン蒸気は蒸発器２２内
で液化アンモニアに熱を奪われて液化して、凝縮ガソリ
ン用管路２５よりガソリンタンクへ戻る。

【００１９】以上述べた発生器１４と蒸発器２２とは、
管路によってつながって吸収式冷凍式サイクルを成して
いる。図１により先ず、この吸収式冷凍サイクルの発生
器１４から蒸発器２２に至る経路ついて述べる。

【００２０】発生器１４で加熱されたアンモニア水溶液
は、分離器１６で気体のアンモニアと液体の水に分離さ
れる。気化したアンモニアは分離器１６より管路１９ａ
へ、水は管路１９ｂへ向かう。管路１９ａへ向かった気
化アンモニアは精留器１７で冷却されて蒸気濃度を高め
られ、凝縮器１８に達する。凝縮器１８は内部に入った
気体を更に冷却して液化する構成のものである。

【００２１】凝縮器１８で冷却されて液化したアンモニ
アはリキッドタンク２８に一旦蓄えられた後に絞り弁２
１で圧力を調整し、蒸発器２２に至る。

【００２２】次に蒸発器２２から発生器１６に至る経路
について述べる。

【００２３】液化アンモニアは、蒸発器２２で蒸発ガソ
リンを冷却して吸収器１８に入る。吸収器１８には分離
器でアンモニアと分離した水が入ってくるから、ここで
アンモニアと水が再び混合してアンモニア水溶液とな
り、ポンプ２６で発生器１４に戻る以上で本発明の自動
車用燃料冷却装置の吸収式冷凍サイクルが完成する。

【００２４】以上述べた第１の実施の形態によれば、コ
ンプレッサを使わずに蒸発ガソリンを冷却、液化するこ
とが可能となって、車室内の冷房装置の冷媒を利用する
構成と比較してエンジンの負担を軽減することができ
る。また、車室内に冷房を入れない場合にもガソリンの
冷却のみを独立して行うことが可能となる。

【００２５】また、冷媒に沸点の低い物質を用いている
ことによって外気温より充分低い温度で燃料を冷却する
ことができ、燃料の蒸発を抑えることによって大気汚染
を防止することが可能となる。

【００２６】次に、図３に本発明の第２の実施の形態の
燃料冷却装置の構成を示し、以下に説明する。

【００２７】第２の形態でも、先に述べた第１の実施の
形態と同様に、冷媒にアンモニアを、冷媒の溶質には水
を用いた。

【００２８】発生器１４は、第１の実施の形態と同様の
機構でアンモニア水溶液を加熱する。発生器１４内のア
ンモニア水溶液は、高温の冷却水によって加熱され、加
熱されたアンモニア水溶液からは沸点が−３３℃のアン
モニアの蒸発量が増大し、沸点１００℃の水は液体のま
までいる。

【００２９】また、蒸発器２２も第１の実施の形態と同
様である。即ち、エンジン１０の熱によって暖められた
冷却水の熱で発生器１４内のアンモニア水溶液を加熱
し、分離器１６で冷媒であるアンモニアと水に分離す
る。分離されたアンモニアは管路１９ａを通って凝縮器
１８で液化し、リキッドタンク２０に蓄えられる。リキ
ッドタンク２０より流れ出た液化アンモニアは蒸発器２
２で蒸発ガソリンを冷却して液化させ、吸収器２４の入
り口で分離した水と再び混合してアンモニア水溶液とな
って吸収器２４に流れ込む。吸収器２４の出口から、ポ
ンプ２６を介して吸収器２４から流出したアンモニア水
溶液を発生器１４へ送り込む。

【００３０】以上述べた構成は第１の実施の形態と同様
であるが、吸収器２４の出口からポンプ２６の前に更に
溶液タンク３１が設けられて、吸収器２４から流出した
アンモニア水溶液を蓄える点と、上記したリキッドタン
ク２０の出口と溶液タンク３１とを管路２７がつない
で、リキッドタンク２０出口、蒸発器２２、吸収器１
８、溶液タンク３１は閉じた系を構成する。この系に水
素ガスを封入する点が、第２の実施の形態特有の構成で
あって、第１の実施の形態と相違する点である。

【００３１】第１の実施の形態の自動車用燃料冷却装置
は構成上、発生器１４や凝縮器１８に比べて蒸発器２
２、吸収器２４側の方が低圧力となる。従ってポンプ２
６は低圧側から高圧側に向かって溶液を送出することと
なり、大きな駆動力が必要となる。

【００３２】よって、第２の実施の形態ではリキッドタ
ンク２０出口、蒸発器２２、吸収器２４、溶液タンク３
１によって構成された系に水素を封入することにより、
発生器１４、凝縮器１８の圧力に近付けて、ポンプ２６
にかかる負荷を軽減するものである。

【００３３】ポンプ２６に汲み上げられたアンモニア水
溶液は、再び発生器１４に戻って吸収式冷凍サイクルが
完成する。

【００３４】第２の実施の形態ではポンプ２６の前後で
系内の圧力差を小さくできるから、ポンプの駆動にかか
る負担を軽減することが可能である。

【００３５】以上述べた第１および第２の実施の形態の
いずれにおいても、冷媒にアンモニア、溶質に水を用い
たが、本発明は、他の溶媒、溶質を用いることも可能で
あり、例えば溶媒に水を、溶質に臭化リチウムを用いる
ことも考えられる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、エンジン冷却
水という車両の廃熱を利用して冷媒を循環させるように
したため、エンジンに負担がかからず、燃費を向上させ
ることができる。

【００３７】請求項２記載の発明では、冷媒液化手段と
混合手段とを結ぶ経路に気体を封入したため、混合手段
の負荷を軽減し、更に高い燃費を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 本発明の第１及び第２の実施の形態の蒸発器
を示す図である。

【図３】 本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０…エンジン、 １２…ラジエーター、１４…発生
器、 １６…分離器、 １７…精留器、１８…凝縮器、
２０…リキッドタンク、２１…絞り弁、 ２２、蒸発
器、２３…蒸発ガソリン用管路、 ２４…吸収器、２５
…凝縮ガソリン用管路、 ２６…ポンプ、２７…管路、
２８…ガソリンタンク、３０…キャニスタ、 ３１…
溶液タンク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のエンジン（１０）とラジエーター
   （１２）との間を循環するエンジン冷却水により、冷媒
   と当該冷媒よりも高い沸点を有する溶質とからなる溶液
   を加熱する溶液加熱手段（１４）と、 当該溶液加熱手段（１４）によって前記溶質から分離し
   て気化された前記冷媒を液化する冷媒液化手段（１８）
   と、 前記車両の燃料タンク（２８）からキャニスタ（３０）
   に至る経路内において当該燃料タンク（２８）より気化
   した燃料を前記冷媒液化手段（１８）によって液化され
   た前記冷媒により冷却し、液化して前記燃料タンク（２
   ８）に戻す燃料冷却手段（２２）と、 前記溶液加熱手段（１４）によって加熱された前記溶液
   から分離された溶媒と当該燃料冷却手段（２２）からの
   前記冷媒とを再び混合する混合手段（２４，２６）とを
   設けたことを特徴とする自動車用燃料冷却装置。
2. 【請求項２】前記冷媒液化手段（１８）から、前記混合
   手段（２４，２６）に至る経路には気体が封入されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の自動車用燃料冷却装
   置。