JPS611867A - エンジン吸気予熱装置 - Google Patents

エンジン吸気予熱装置

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JPS611867A
JPS611867A JP12144384A JP12144384A JPS611867A JP S611867 A JPS611867 A JP S611867A JP 12144384 A JP12144384 A JP 12144384A JP 12144384 A JP12144384 A JP 12144384A JP S611867 A JPS611867 A JP S611867A
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intake air
hydrogen
engine
metal hydride
storage container
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JP12144384A
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Katsuhiko Yamaji
克彦 山路
Shigemasa Kawai
河合 重征
Yasushi Nakada
泰詩 中田
Michiyoshi Nishizaki
西崎 倫義
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/06Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of combustion-air by flame generating means, e.g. flame glow-plugs

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はエンジン吸気予熱装置に関し、詳しくは、金属
水素化物が水素を吸蔵する際の発熱反応を利用して、例
えば、ディーゼルエンジン始動時にエンジンに供給され
る吸気を予熱し、エンジンを迅速に始動させることがで
きる装置に関する。
一般に寒冷地において、又は冬期早朝においては、気温
が氷点下まで冷えており、エンジンの始動に時間を要す
る。特に、ディーゼルエンジンは点火プラグを用いる火
花点火方式ではなく、シリンダー中で空気を圧縮比で1
6〜24まで圧縮して600〜800℃まで温度を高め
、ここに燃料油を噴入して、着火燃焼させる圧縮点火方
式であるので、エンジンに供給する吸気を予め所定温度
まで予熱することが必要不可欠である。このため、従来
は、エンジンに供給する吸気をバッテリーを電源とする
電気ヒーターにて予熱しているが、吸気を迅速に予熱す
るにはバッテリーの容量が十分でなく、電気ヒータニの
予熱のみで約30秒を要し、更にこの後に始動に10〜
20秒を要する。
一方、バッテリーを大型化すれば、その重量が極度に増
す。
(発明の目的) 本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
あって、寒冷地において、又は冬期早朝において、エン
ジン、特にディーゼルエンジンの始動時にエンジンに供
給される吸気を迅速に予熱し、始動を容易ならしめるエ
ンジン吸気予熱装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明によるエンジン吸気予熱装置は、(al  第1
の金属水素化物を内蔵し、エンジンに吸気を供給する吸
気供給管内に吸気と熱交換可能に装着された吸気予熱器
と、 (bl  水素又は作動温度領域で前記第1の金属水素
化物よりも水素平衡圧の高い第2の金属水素化物を内蔵
する水素貯蔵容器と、 (c)前記吸気予熱器と前記水素貯蔵容器とを水素流通
弁により連通可能に接続する連通管と、(di  前記
水素流通弁を開けた時点から所定時間経過したことを知
らせる指示器とを有し、前記水素流通弁を開けて、前記
水素貯蔵容器から前記吸気予熱器へ水素を移動させ、前
記第1の金属水素化物にこの水素を吸蔵させて発熱させ
、次いで、前記所定時間経過後にエンジンへの吸気を開
始し、この吸気を加熱する加熱工程と、前記第1の金属
水素化物を加熱して水素を放出させ、前記水素貯蔵容器
に移動させる準備工程とを行なうことを特徴とする。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明を説明する。
第1図は本発明によるエンジン吸気予熱装置を示す概念
図であり、ターボチャージャー1からエンジン2゛に吸
気を供給する吸気供給管3内に、第1の金属水素化物(
以下、M H+ と称する。)を内蔵した吸気予熱器4
がエンジンへの吸気と熱交換可能に装着されている。吸
気予熱器4には連通管5を介して水素貯蔵容器6が接続
されている。
水素貯蔵容器6には水素が充填され、又は作動温度領域
で水素平衡圧がM H+よりも高い第2の金属水素化物
(以下、MH7と称する。)が内蔵されており、連通管
5の有する水素流通弁7によって、後述するように加熱
工程及び準備工程を行なう間、吸気予熱器4に連通され
る。水素貯蔵容器6は車体の適宜位置に配設され、例え
ば、外気と熱交換され、又は車体と熱交換される。水素
流通弁7には、この弁を開けた時点から所定時間経過し
たことを知らせる指示器8が接続されており、この後に
エンジンを始動させ、吸気供給管3内に吸気を供給する
次に、本発明による吸気予熱装置の作動を説明する。第
2図は水素貯蔵容器として、水素を充填した容器を用い
た装置の作動を示すサイクル線図であり、横軸は絶対温
度Tの逆数を、縦軸は金属水素化物の水素平衡圧Pの対
数を示す。吸気予熱器が内蔵するMHIは、その水素平
衡圧がエンジン始動時の吸気供給管内の吸気の予熱温度
Tbにおいては、水素貯蔵容器内の水素圧Pよりも低く
、通常の運転時の吸気の温度Taにおいては、水素貯蔵
容器内の水素圧Pよりも高くなるように選ばれる。
従って、加熱工程を行なわせるために水素流通弁を開く
と、水素貯蔵容器内の水素は吸気予熱器に流入し、M 
H+がこの水素を温度Tbで吸蔵して発熱する。この加
熱工程において、水素貯蔵容器中の水素圧はある程度低
下する。
本発明においては、上記流通弁にはこれを開けた時点か
ら所定時間経過したことを知らせる指示器が接続されて
おり、この所定時間が経過した時点でターボチャージャ
ーから吸気管を経てエンジンは吸気を供給する途中で吸
気予熱器にて予熱し、エンジンに供給する。例えば、電
源スィッチを入力した時点で同時に水素流通弁を開かせ
、タイマーにて弁を開いてからの所定時間を規定し、こ
の所定時間が経過したときにパイロットランプのような
指示器を作動させ、セルモータを作動させる合図とすれ
ばよい。本発明の装置によれば、このように水素流通弁
を開けた時点から所定の時間が経過したときに、吸気供
給管に吸気を供給し、これを加熱することにより、迅速
にエンジン始動に必要な温度まで吸気を予熱することが
できる。後述するように、水素流通弁を開けてから約2
〜15秒後にエンジンに吸気を供給することが実用上好
ましい。
このようにしてエンジンが始動し、通常の運転状態に達
した後は、ターボチャージャーで圧縮されて、温度Ta
に昇温された吸気の方が吸気予熱器よりも温度が高くな
り、吸気予熱器が逆に加熱されることとなるので、吸気
予熱器の内蔵するMH,は温度Taにおいて吸熱的に水
素を放出し、この水素は連通管を経て再び水素貯蔵容器
に戻り、当初の圧力に復帰する。この準備工程後に流通
弁を閉じて、次回のエンジン始動に備える。
第3図は作動温度領域で水素平衡圧がMH,よりも高い
MHIを水素貯蔵容器に充填した装置の作動を示すサイ
クル線図である。エンジン始動時には、例えば大気温度
TcにおいてMH2の方がMH,よりも水素平衡圧が高
く、一方、通常の運転時の吸気供給管内の吸気温度Ta
においては、M HIの方が外気温Tb付近のMH,よ
りも水素平衡圧が高いように選ばれる。
従って、加熱工程において、水素流通弁を開くと、水素
貯蔵容器内のM Htは温度Tcで大気から吸熱しつつ
水素を放出し、この水素を吸気予熱管内のMH,が温度
Tdで吸蔵し、発熱する。準備工程においては、通常の
運転状態に達したターボチャージャーからの温度Taの
圧縮昇温吸気によって吸気予熱器内のMH,が逆に加熱
されることとなるので、この結果、MH,は温度Taで
水素を放出し、この水素は温度TbでMH!に吸蔵され
る。この際のMH,の発熱は、大気又は車体に放散され
る。この後、水素流通弁を閉じて、次回のエンジン始動
に備える。
以上の説明においては、例えば、準備工程の際に吸気予
熱器内の金属水素化物を加熱するための熱源として、タ
ーボチャージャーにより圧縮昇温された吸気を利用した
が、しかし、上記の熱源を含め、本発明の装置が熱源を
必要とする場合は、熱源は上記に限らず、エンジン駆動
により発生するすべての熱を利用することができ、例え
ば、かかる熱源として、エンジン本体、エンジン冷却水
、エンジン排ガス等を利用することができる。
更に、本発明においては、例えば、第3図に示した装置
において、吸気予熱器内に電気ヒーター(図示せず)を
併設することもできる。この場合には、準備工程におい
て、電気ヒーターにより、或いは電気ヒーターの助けに
よって水素をMH。
からMH,に戻すこともでき、従って、自動車の走行が
短くとも準備工程を確実に完了させることができ、使用
する金属水素化物を広い範囲で選択することができる。
(発明の効果) 以上のように、本発明の装置によれば、水素を吸蔵する
金属水素化物を利用して吸気を予熱するので、装置が軽
量であり、しかも、迅速に高い温度まで吸気を予熱する
ことができ、かくして、寒冷地や冬期早朝においてもエ
ンジンの始動を著しく容易にする。
特に、本発明の装置によれば、水素流通弁を開けてから
所定時間経過後にエンジンへ吸気を供給するので、水素
流通弁を開けると同時にエンジンへ吸気を供給する場合
と異なって、水素流通弁を開けてからより短時間にエン
ジン吸気を所定の温度まで予熱することができる。即ち
、水素流通弁を開けると同時にエンジンへ吸気を供給す
る場合は、金属水素化物が発熱を開始すると同時に吸気
も供給されるので、金属水素化物は所定温度まで発熱す
る過程で吸気に熱を奪われることとなって、第4図に破
線で示すように、吸気は緩やかに昇温する。
これに対して、本発明の装置によれば、水素流通弁を開
けてから所定時間の間は吸気を供給しないため、金属水
素化物は実質的に熱を奪われることなく発熱し、速やか
に温度が上昇する。第4図における実線は、水素流通弁
を開けてから4秒後にエンジンに吸気を供給した場合の
供給温度を示し、吸気は、金属水素化物との大きい温度
差のために、急激に加熱され、水素流通弁を開いて約6
秒後には、本発明の装置による方が吸気温度を高くする
ことができる。
水素流通弁を開いてからエンジンに吸気を供給するまで
の時間は、実用的なエンジン吸気予熱装置においては、
強度等の関係から装置の有する熱容量と充填金属水素化
物量、即ち、発熱量の比はほぼ一定とみることができる
ので、装置の大きさにかかわらずに、水素流通弁を開い
て後、吸気温度は第4図実線で示すように変化するので
、通常、2〜15秒の間が適当であるが、但し、これに
限定されるものではない。
(実施例) 以下に本発明の装置の実施例について説明する。
実施例 第2図に示す作動を行なう装置において、吸気予熱器の
MトとしてLaNi a、 sを0.5 kg用い、水
素貯蔵容器の容積を15eとするとき、Tb#40℃、
P b # 1.4気圧、Ta=100℃、Pa#10
気圧であるので、加熱工程において当初の大気温度が一
25°Cであるとき、水素流通弁を開いてから4秒経過
した後に吸気を供給したときの吸気温度の変化を第4図
に示す。エンジンへの吸気を供給し始めてから4秒後に
は吸気は30〜35℃まで高められた。即ち、水素流通
弁を開いてか4ら約8秒後にはエンジンを始動させるこ
とができる。
また、準備工程では、吸気がターボチャージャーにより
圧縮昇温されて50〜70℃に達しているので、金属水
素化物から水素を放出させることができる。
また、第3図に示す作動を行なう装置の場合、MH,と
してTiCoo、 sMno、 sを0.2 kg、 
M HxとしてMmNjo、s  (ミツシュメタル)
0.5kgを用いると、Tc’#−80℃、Tb#−I
 Q℃、Td#30℃、Ta#120℃、P d # 
0.1気圧、Pa#6気圧であるので、当初の大気温度
が一25℃であるとき、水素流通弁を開いて4秒後に吸
気を供給すると、更に4秒後には吸気は約20℃まで高
められた。即ち、この場合も、即ち流通弁を開いてから
約8秒後にエンジンを始動させることができる。
比較例 第2図に示す装置による上記実施例の作動において、水
素流通弁を開くと同時に吸気を供給し始めたときの吸気
温度の変化を第4図に破線で示す。
この場合には、吸気は水素流通弁を開いた直後からカロ
熱されるので、約6秒経過後までは吸気温度が実施例の
場合よりも高いが、吸気温度としては尚低く、エンジン
を始動させるには不充分である。約6秒経過後には、前
記したように実施例による方が吸気温度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるエンジン吸気予熱装置の一実施例
を示す概念図、第2図及び第3図は本発明の装置の作動
を示すサイクル線図、第4図は、即ち流通弁を開けてか
らの経過時間とエンジン吸気温度との関係を示すグラフ
であって、実線は水素流通弁を開けてから4秒経過後に
エンジンに吸気を開始したときの吸気温度を示し、破線
は水素流通弁を開くと同時にエンジンに吸気を供給した
ときの吸気温度の変化を示す。 1・・・ターボチャージャー、2・・・エンジン、3・
・・吸気供給管、4・・・吸気予熱器、5・・・連通管
、6・・・水素貯蔵容器、7・・・水素流通弁、8・・
・指示器。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者 藤 沼 基 利 第1阿 第2図 Ta  Tb  1/T 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)第1の金属水素化物を内蔵し、エンジンに
    吸気を供給する吸気供給管内に吸気と熱交換可能に装着
    された吸気予熱器と、 (b)水素又は作動温度領域で前記第1の金属水素化物
    よりも水素平衡圧の高い第2の金属水素化物を内蔵する
    水素貯蔵容器と、 (c)前記吸気予熱器と前記水素貯蔵容器とを水素流通
    弁により連通可能に接続する連通管と、(d)前記水素
    流通弁を開けた時点から所定時間経過したことを知らせ
    る指示器とを有し、 前記水素流通弁を開けて、前記水素貯蔵容器から前記吸
    気予熱器へ水素を移動させ、前記第1の金属水素化物に
    この水素を吸蔵させて発熱させ、次いで、前記所定時間
    経過後にエンジンへの吸気を開始し、この吸気を加熱す
    る加熱工程と、前記第1の金属水素化物を加熱して水素
    を放出させ、前記水素貯蔵容器に移動させる準備工程と
    を行なうことを特徴とするエンジン吸気予熱装置。
JP12144384A 1984-06-12 1984-06-12 エンジン吸気予熱装置 Granted JPS611867A (ja)

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JPS611867A true JPS611867A (ja) 1986-01-07
JPH0243030B2 JPH0243030B2 (ja) 1990-09-26

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JPS6440957A (en) * 1987-08-07 1989-02-13 Ricoh Kk Rotary developing device

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JPS6055769U (ja) * 1983-09-26 1985-04-18 マツダ株式会社 エンジンの加熱装置

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