一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

发动机系统的制作方法

2021-11-15 15:51:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及发动机系统。


背景技术:

2.作为现有的发动机系统,例如公知有记载于专利文献1的技术。专利文献1所述的发动机系统具备:发动机,其以氨和氢作为燃料;蒸发器,其使液体的氨气化;分解器,其将利用该蒸发器气化了的氨进行分解并生成氢;氨供给管,其从蒸发器对分解器供给气体的氨;流入管,其对分解器供给空气;流出管,其供由分解器生成的氢流动;氨喷射阀,其朝向发动机的进气通路的内部喷射氨;氢喷射阀,其朝向发动机的进气通路的内部喷射氢;以及nox选择性还原催化剂,其与连接于发动机的排气通路的排气管连结。
3.专利文献1:日本特开2014

211155号公报
4.然而,在上述现有技术中,存在以下的问题点。即,在发动机起动时,至分解器的预热结束为止,分解器中氨(燃料)都没有稳定地燃烧。另外,在分解器预热时,为了防止分解器的催化剂的异常氧化,需要仅将氨向分解器供给或者将氨以相对于空气含量高的状态向分解器供给。因此,至分解器的预热结束为止,氨都穿过分解器,因此,作为结果导致氨从发动机排出。因此,发动机的排气系统需要用于进行氨的后处理的装置。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供能够防止在发动机起动时排出燃料的发动机系统。
6.本发明的一方式所涉及的发动机系统具备:发动机,其具有燃烧室;进气通路,其供向燃烧室供给的空气流动;排气通路,其供从燃烧室产生的废气流动;燃料喷射阀,其朝向燃烧室喷射燃料;第1节气门,其配设于进气通路,并对向燃烧室供给的空气的流量进行控制;重整部,其对燃料进行重整并生成含有氢的重整气体;气体供给流路,其供向重整部供给的空气流动;燃料供给部,其向重整部供给燃料;第2节气门,其配设于气体供给流路,并对向重整部供给的空气的流量进行控制;重整气体流路,其供由重整部生成的重整气体朝向燃烧室流动;旁通流路,其以绕过重整部的方式一端连接在气体供给流路,使穿过重整部的燃料向重整部的上游侧循环;换向阀,其在对使穿过重整部的燃料不向旁通流路流动的通常位置和使穿过重整部的燃料向旁通流路流动的循环位置之间切换;以及控制部,其对燃料喷射阀、第1节气门、燃料供给部、第2节气门和换向阀进行控制,控制部在将换向阀切换为循环位置的状态下,在执行了以向重整部供给燃料和空气的方式对燃料供给部和第2节气门进行控制的第1控制处理之后,执行控制为将换向阀从循环位置切换为通常位置,并且以向燃烧室供给空气和燃料的方式对第1节气门和燃料喷射阀进行控制的第2控制处理。
7.在这样的发动机系统中,在发动机起动时,在将换向阀切换为循环位置的状态下,执行以向重整部供给燃料和空气的方式对燃料供给部和第2节气门进行控制的第1控制处理。这样,在重整部中燃料燃烧,因此,由于燃烧热使重整部升温。但是,至重整部到达可重
整的温度为止,重整部中都没有生成含有氢的重整气体,燃料穿过重整部。而且,穿过重整部的燃料在旁通流路流动并向重整部的上游侧返回。即便像这样燃料穿过重整部,该燃料也在旁通流路循环。由此,防止在发动机起动时燃料被排出。
8.也可以是,旁通流路的一端与气体供给流路连接,旁通流路的另一端与排气通路连接,换向阀配设于排气通路,通常位置是打开排气通路并且关闭旁通流路的位置,循环位置是关闭排气通路并且打开旁通流路的位置,控制部控制为在执行第1控制处理时使发动机曲柄起动。在这样的结构中,通过使发动机曲柄起动,从而在进气通路和排气通路形成有气流,因此,穿过了重整部的燃料经过发动机而在旁通流路循环。此时,例如通过应用发动机的egr(废气再循环)系统,从而能够容易地实现旁通流路和换向阀。另外,不需要另外具备用于形成气流的装置。
9.也可以是,发动机系统还具备检测重整部的温度的温度检测部,重整部具有将燃料分解为氢的重整催化剂,控制部在执行第1控制处理时,以向重整部供给燃料的方式控制燃料供给部,其后若由温度检测部检测出的重整部的温度成为预先决定的第1规定温度以上,则以向重整部供给燃料和空气的方式控制燃料供给部和第2节气门。在这样的结构中,在发动机刚起动之后,仅燃料向重整部供给,空气没有向重整部供给,因此,能够防止重整催化剂的氧化劣化。
10.也可以是,控制部在执行第2控制处理时,控制为若由温度检测部检测出的重整部的温度成为比第1规定温度高的第2规定温度以上,则将换向阀从循环位置切换为通常位置,并且以向燃烧室供给空气和燃料的方式控制第1节气门和燃料喷射阀。在这样的结构中,基于温度检测部的检测值,能够容易地判断将换向阀从循环位置向通常位置切换的时间点。
11.也可以是,旁通流路的一端与气体供给流路连接,旁通流路的另一端与重整气体流路连接,换向阀配设于重整气体流路,通常位置是打开重整气体流路并且关闭旁通流路的位置,循环位置是关闭重整气体流路并且打开旁通流路的位置,在旁通流路上配设有对穿过重整部的燃料进行抽吸的泵。在这样的结构中,通过使泵工作,从而在重整气体流路形成有气流,因此,穿过了重整部的燃料在旁通流路循环。此时,能够缩短旁通流路,使穿过了重整部的燃料较早地向重整部的上游侧返回。因此,能够使燃烧开始后的燃料更快地变热。
12.也可以是,发动机系统还具备检测重整部的温度的温度检测部,重整部具有将燃料分解为氢的重整催化剂,控制部在执行第1控制处理时,以向重整部供给燃料的方式控制燃料供给部,其后若由温度检测部检测出的重整部的温度成为预先决定的第1规定温度以上,则以向重整部供给燃料和空气的方式控制燃料供给部和第2节气门。在这样的结构中,在发动机刚起动之后,仅燃料向重整部供给,空气没有向重整部供给,因此,能够防止重整催化剂的氧化劣化。
13.也可以是,控制部在执行第2控制处理时,控制为若由温度检测部检测出的重整部的温度成为比第1规定温度高的第2规定温度以上,则将换向阀从循环位置切换为通常位置,并且以向燃烧室供给空气和燃料的方式控制第1节气门和燃料喷射阀。在这样的结构中,基于温度检测部的检测值,能够容易地判断将换向阀从循环位置向通常位置切换的时间点。
14.也可以是,发动机是使用氨作为燃料的氨发动机。在发动机的燃烧室中,若在氨混
合有氢,则氨容易燃烧。因此,将本发明的发动机系统用于氨发动机较为有效。此时,可防止在氨发动机起动时氨被排出。
15.根据本发明,能够防止在发动机起动时燃料被排出。
附图说明
16.图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的发动机系统的概略结构图。
17.图2是表示图1所示的发动机系统的控制系统的结构的框图。
18.图3是表示由图2所示的控制器执行的控制处理步骤的详情的流程图。
19.图4是表示本发明的第2实施方式所涉及的发动机系统的概略结构图。
20.图5是表示图4所示的发动机系统的控制系统的结构的框图。
21.图6是表示由图5所示的控制器执行的控制处理步骤的详情的流程图。
具体实施方式
22.以下,参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外,附图中,对相同或者等同的要素标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
23.图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的发动机系统的概略结构图。图1中,本实施方式的发动机系统1搭载于车辆。发动机系统1具备氨发动机2、进气通路3、排气通路4、多个(此处四个)主喷射器5、主节气门6。
24.氨发动机2是将氨(nh3)用作燃料的发动机。氨发动机2此处为四缸发动机,具有四个燃烧室2a。对各燃烧室2a,与氨一起供给氢(后述)。
25.进气通路3与氨发动机2的各燃烧室2a连接。进气通路3是供向各燃烧室2a供给的空气流动的通路。在进气通路3配设有将空气所含的粉尘和灰尘等异物除去的空气滤清器7。
26.排气通路4与氨发动机2的各燃烧室2a连接。排气通路4是供从各燃烧室2a产生的废气流动的通路。在排气通路4配设有将废气所含的氮氧化物(nox)和氨等有害物质除去的废气净化催化剂8。作为废气净化催化剂8,例如使用三元催化剂或者scr(selective catalytic reduction)催化剂等。
27.主喷射器5是朝向燃烧室2a喷射作为燃料的氨气(nh3气体)的电磁式的燃料喷射阀。各主喷射器5经由氨流路9而与后述的气化器11连接。
28.主节气门6配设于进气通路3的空气滤清器7与氨发动机2之间。主节气门6是对向各燃烧室2a供给的空气的流量进行控制的电磁式的第1节气门。
29.另外,发动机系统1具备氨罐10、气化器11、重整装置12、气体供给流路13、重整节气门14、重整喷射器15、重整气体流路16、冷却器17、旁通流路18、换向阀19。
30.氨罐10是将氨以液体状态储藏的罐。气化器11使储藏于氨罐10的液体状态的氨气化而生成氨气。
31.重整装置12具有电加热器20、重整器21、收容电加热器20和重整器21的圆筒状的壳体22。电加热器20配置于壳体22内的比重整器21靠上游侧(重整喷射器15侧)。电加热器20对向重整器21供给的氨气进行加热。电加热器20具有例如呈现蜂窝构造的发热体,并通过通电而发热。氨气在电加热器20内流通,从而通过电加热器20的热对氨气进行加热。
32.重整器21是对由电加热器20加热后的氨气进行重整而生成含有氢的重整气体的重整部。重整器21具有例如呈现蜂窝构造的载体21a。在载体21a涂覆有将氨气分解为氢的重整催化剂21b。重整催化剂21b除了具有将氨气分解为氢的功能,还具有使氨气燃烧的功能。作为重整催化剂21b,例如能够使用钌、钯、铑或者铂等。
33.气体供给流路13将进气通路3与重整器21连接。具体而言,气体供给流路13的一端分支连接于进气通路3中空气滤清器7与主节气门6之间的部分。气体供给流路13的另一端与重整器21连接。气体供给流路13是供向重整器21供给的空气和氨气流动的流路。
34.重整节气门14配设于气体供给流路13。重整节气门14是对向重整器21供给的空气的流量进行控制的电磁式的第2节气门。
35.重整喷射器15经由氨流路23而与气化器11连接。重整喷射器15是朝向重整器21喷射作为燃料的氨气的电磁式的燃料喷射阀。具体而言,重整喷射器15向气体供给流路13中重整节气门14与重整装置12之间喷射氨气。氨罐10、气化器11、氨流路23和重整喷射器15构成向重整器21供给氨气的燃料供给部24。
36.重整气体流路16将重整器21与进气通路3连接。具体而言,重整气体流路16的一端与重整器21连接。重整气体流路16的另一端分支连接于进气通路3中主节气门6与氨发动机2之间的部分。重整气体流路16是供由重整器21生成的重整气体朝向氨发动机2的燃烧室2a流动的流路。
37.冷却器17配设于重整气体流路16。冷却器17对向氨发动机2的燃烧室2a供给的重整气体进行冷却。冷却器17例如通过它与发动机冷却水之间的热交换来冷却重整气体。通过利用冷却器17将重整气体冷却,从而抑制重整气体的体积膨胀,因此,重整气体容易进入燃烧室2a。
38.旁通流路18以绕过重整装置12和氨发动机2的方式与气体供给流路13和排气通路4连接。旁通流路18是使穿过重整器21的氨气在重整器21的上游侧循环的流路。
39.旁通流路18的一端分支连接于气体供给流路13中重整节气门14与重整装置12之间的部分。更具体而言,旁通流路18的一端分支连接于气体供给流路13中重整喷射器15与重整装置12之间的部分。旁通流路18的另一端经由换向阀19而与排气通路4分支连接。具体而言,旁通流路18的另一端经由换向阀19而分支连接于排气通路4中氨发动机2与废气净化催化剂8之间的部分。
40.换向阀19配设于排气通路4的与旁通流路18分支的分支部。换向阀19在使穿过重整器21的氨气不向旁通流路18流动的通常位置19a和使穿过重整器21的氨气向旁通流路18流动的循环位置19b之间进行切换。通常位置19a是打开排气通路4并且关闭旁通流路18的位置。循环位置19b是关闭排气通路4并且打开旁通流路18的位置。作为换向阀19,例如使用电磁式的三通阀。
41.另外,发动机系统1具备起动马达25、温度传感器26、控制器28。
42.起动马达25是使氨发动机2起动的马达。温度传感器26是检测重整器21的温度的温度检测部。温度传感器26例如对重整器21的重整催化剂21b的温度进行检测。
43.控制器28由cpu、ram、rom和输入输出接口等构成。在控制器28连接有点火开关29(ig开关)。点火开关29是用于供车辆的驾驶员指示氨发动机2的起动和停止的手动操作开关。
44.如图2所示那样,控制器28是基于点火开关29的操作信号和温度传感器26的检测值,对主喷射器5、主节气门6、重整节气门14、重整喷射器15、电加热器20、换向阀19和起动马达25进行控制的控制部。
45.控制器28具有第1控制处理部30和第2控制处理部31。第1控制处理部30和第2控制处理部31在氨发动机2起动时执行控制处理。
46.第1控制处理部30在将换向阀19切换为循环位置19b的状态下,执行以向重整器21供给氨气和空气的方式对重整喷射器15和重整节气门14进行控制的第1控制处理。
47.第1控制处理部30在执行第1控制处理时,以使氨发动机2曲柄起动的方式控制起动马达25。另外,第1控制处理部30在执行第1控制处理时,以向重整器21供给氨气的方式控制重整喷射器15,其后若由温度传感器26检测出的重整器21的温度成为预先决定的第1规定温度(后述)以上,则以向重整器21供给氨气和空气的方式控制重整喷射器15和重整节气门14。
48.第2控制处理部31在第1控制处理部30执行了第一控制处理之后,控制为将换向阀19从循环位置19b切换为通常位置19a,并且执行以向氨发动机2的燃烧室2a供给空气和氨气的方式对主节气门6和主喷射器5进行控制的第2控制处理。
49.第2控制处理部31在执行第2控制处理时,控制为若由温度传感器26检测出的重整器21的温度成为比第1规定温度高的第2规定温度(后述)以上,则将换向阀19从循环位置19b切换为通常位置19a,并且以向燃烧室2a供给空气和氨气的方式控制主节气门6和主喷射器5。
50.图3是表示由控制器28执行的控制处理步骤的详情的流程图。在本处理执行前,主喷射器5、主节气门6、重整节气门14和重整喷射器15成为关闭的状态。换向阀19成为从通常位置19a切换为循环位置19b的状态。
51.图3中,控制器28首先基于点火开关29的操作信号,判断是否对点火开关29进行了接通操作(步骤s101)。
52.控制器28在判断为对点火开关29进行了接通操作时,以使氨发动机2曲柄起动的方式控制起动马达25(步骤s102)。由此,氨发动机2起动。而且,控制器28控制为使电加热器20通电(步骤s103)。由此,电加热器20发热。
53.接着,控制器28以从重整喷射器15喷射氨气的方式控制重整喷射器15(步骤s104)。由此,氨气向重整器21供给。此时,通过电加热器20将氨气加热,因此,由于氨气的热使重整器21升温。
54.接着,控制器28基于温度传感器26的检测值,判断重整器21的温度是否为第1规定温度以上(步骤s105)。第1规定温度是氨气可燃烧的温度,例如为200℃左右。控制器28在判断为重整器21的温度为第1规定温度以上时,以停止电加热器20的通电的方式控制电加热器20(步骤s106)。
55.然后,控制器28控制为打开重整节气门14(步骤s107)。由此,向重整器21供给空气,因此,在重整器21中氨气燃烧,通过该燃烧热使重整器21进一步升温。而且,若重整器21升温至氨气可重整的温度(例如300℃~400℃左右),则在重整器21中开始氨气的重整,生成含有氢的重整气体。
56.接着,控制器28基于温度传感器26的检测值,判断重整器21的温度是否为第2规定
温度以上(步骤s108)。第2规定温度是生成在氨发动机2中能够使氨气稳定地燃烧的量的氢那样的温度,例如为500℃~600℃左右。
57.控制器28控制为在判断为重整器21的温度为第2规定温度以上时,将换向阀19从循环位置19b切换为通常位置19a(步骤s109)。
58.接着,控制器28控制为打开主节气门6(步骤s110)。由此,向氨发动机2的燃烧室2a供给空气。而且,控制器28以从主喷射器5喷射氨气的方式控制主喷射器5(步骤s111)。由此,向氨发动机2的燃烧室2a供给氨气。
59.此处,第1控制处理部30执行步骤s101~s107。第2控制处理部31执行步骤s108~s111。
60.在以上那样的发动机系统1中,若对点火开关29进行接通操作,则通过起动马达25使氨发动机2起动。然后,电加热器20通电,因此,电加热器20发热。
61.接着,从重整喷射器15向气体供给流路13喷射氨气,氨气向重整器21供给。此时,通过电加热器20将氨气加热。而且,通过变热的氨气的热将重整器21加热,因此,重整器21升温。
62.此处,在重整器21的温度达到第1规定温度之前,没有通过重整器21重整氨气,氨气穿过重整器21而向氨发动机2供给。此时,氨发动机2起动,因此,氨气经过氨发动机2而向排气通路4流动,但换向阀19处于循环位置19b。因此,穿过了氨发动机2的氨气在旁通流路18流动,向气体供给流路13返回,几乎没有向废气净化催化剂8流动。
63.若重整器21的温度达到第1规定温度,则电加热器20的通电停止,因此,由电加热器20形成的对氨气的加热结束。然后,重整节气门14开阀,向重整器21供给空气。这样,通过重整器21的重整催化剂21b使氨气点燃并燃烧,通过该燃烧热使重整器21进一步升温。具体而言,如下述式那样,一部分氨与空气中的氧气发生化学反应(氧化反应),从而产生氨的燃烧反应,产生燃烧热。
64.nh3 3/4o2→
1/2n2 3/2h2o q
65.而且,若重整器21达到氨气可重整的温度,则通过重整器21的重整催化剂21b开始氨气的重整,生成含有氢的重整气体。具体而言,如下述式那样,由于氨的燃烧热而产生将氨分解为氢和氮气的重整反应,生成包含氢和氮气的重整气体。
66.nh3→
3/2h2 1/2n2‑
q
67.但是,在氨气的重整率低、穿过重整器21的氨气的量多的状态下,如上述那样穿过了重整器21和氨发动机2的氨气在旁通流路18循环。
68.重整器21中生成氢含量高的状态的重整气体,若重整器21的温度达到第2规定温度,则换向阀19从循环位置19b向通常位置19a切换。
69.接着,主节气门6开阀,向氨发动机2的燃烧室2a供给空气。这样,在燃烧室2a中,重整气体燃烧。而且,从主喷射器5向燃烧室2a喷射氨气。由此,在燃烧室2a中,氨气与重整气体中的氢一起燃烧。因此,发动机系统1成为重整器21的预热结束后的稳定运转。
70.如以上那样在本实施方式中,在氨发动机2起动时,在将换向阀19切换为循环位置19b的状态下,执行以向重整器21供给氨气和空气的方式对燃料供给部24的重整喷射器15和重整节气门14进行控制的第1控制处理。这样,在重整器21中氨气燃烧,因此,通过燃烧热使重整器21升温。但是,至重整器21到达可重整的温度为止,在重整器21中都没有生成含有
氢的重整气体,氨气穿过重整器21。而且,穿过了重整器21的氨气在旁通流路18流动而向重整器21的上游侧返回。即便像这样氨气穿过重整器21,该氨气也在旁通流路18循环。由此,可防止在氨发动机2起动时氨气被排出。作为其结果,不需要进行排出至发动机系统1外部的氨气的后处理,因此,能够使作为后处理装置的废气净化催化剂8小型化。另外,不需要具备吸附氨的吸附器等来作为其他的后处理装置。另外,在使用氨作为燃料的氨发动机中,在燃烧室中,若在氨混合有氢,则氨容易燃烧。因此,本公开的发动机系统应用于氨发动机较为有效。
71.另外,在本实施方式中,旁通流路18的一端与气体供给流路13连接,旁通流路18的另一端与排气通路4连接,在执行第1控制处理时,控制为使氨发动机2曲柄起动。通过像这样使氨发动机2曲柄起动,在进气通路3和排气通路4形成有气流,因此,穿过重整器21并经过了氨发动机2的氨气在旁通流路18循环。此时,例如通过应用发动机的egr(废气再循环)系统,能够容易地实现旁通流路18和换向阀19。另外,不需要另外具备用于形成气流的装置。
72.另外,在本实施方式中,在氨发动机2刚起动之后,仅氨气向重整器21供给,空气没有向重整器21供给,因此,能够防止重整器21的重整催化剂21b的氧化劣化。
73.另外,在本实施方式中,基于温度传感器26的检测值,能够容易地判断将换向阀19从循环位置19b向通常位置19a切换的时间点。
74.图4是表示本发明的第2实施方式所涉及的发动机系统的概略结构图。图4中,本实施方式的发动机系统1a取代上述的第1实施方式的旁通流路18和换向阀19而具备旁通流路18a和换向阀19a。
75.旁通流路18a以绕过重整装置12的方式与气体供给流路13和重整气体流路16连接。旁通流路18a是使穿过了重整器21的氨气向重整器21的上游侧循环的流路。
76.与上述的旁通流路18相同,旁通流路18a的一端分支连接于气体供给流路13中重整节气门14与重整装置12之间的部分。旁通流路18a的另一端经由换向阀19a而与重整气体流路16分支连接。具体而言,旁通流路18a的另一端经由换向阀19a而分支连接于重整气体流路16中重整器21与冷却器17之间的部分。
77.在旁通流路18a上配设有将穿过了重整器21的氨气向重整器21的上游侧抽吸的泵40。
78.换向阀19a配设于重整气体流路16的与旁通流路18a分支的分支部。换向阀19a在对使穿过重整器21的氨气不向旁通流路18a流动的通常位置19a和使穿过重整器21的氨气向旁通流路18a流动的循环位置19b之间进行切换。通常位置19a是打开重整气体流路16并且关闭旁通流路18a的位置。循环位置19b是关闭重整气体流路16并且打开旁通流路18a的位置。
79.另外,发动机系统1a取代上述的第1实施方式的控制器28而具备控制器28a。如图5所示那样,控制器28a基于点火开关29的操作信号和温度传感器26的检测值,对主喷射器5、主节气门6、重整节气门14、重整喷射器15、电加热器20、换向阀19a、起动马达25和泵40进行控制。
80.控制器28a具有第1控制处理部30a和第2控制处理部31a。第1控制处理部30a和第2控制处理部31a在氨发动机2起动时执行控制处理。
81.第1控制处理部30a在将换向阀19a切换为循环位置19b的状态下,执行以向重整器21供给氨气和空气的方式对重整喷射器15和重整节气门14进行控制的第1控制处理。
82.第1控制处理部30a在执行第1控制处理时,以向重整器21供给氨气的方式控制重整喷射器15,其后若由温度传感器26检测出的重整器21的温度成为预先决定的第1规定温度以上,则以向重整器21供给氨气和空气的方式控制重整喷射器15和重整节气门14。
83.第2控制处理部31a在第1控制处理部30a执行了第一控制处理之后,控制为将换向阀19a从循环位置19b切换为通常位置19a,并且执行以向氨发动机2的燃烧室2a供给空气和氨气的方式对主节气门6和主喷射器5进行控制的第2控制处理。
84.第2控制处理部31a在执行第2控制处理时,若由温度传感器26检测出的重整器21的温度成为比第1规定温度高的第2规定温度以上,则控制为将换向阀19a从循环位置19b切换为通常位置19a,并且以向燃烧室2a供给空气和氨气的方式控制主节气门6和主喷射器5。
85.图6是表示由控制器28a执行的控制处理步骤的详情的流程图。在本处理执行之前,主喷射器5、主节气门6、重整节气门14和重整喷射器15成为关闭的状态。换向阀19a成为从通常位置19a切换为循环位置19b的状态。
86.图6中,控制器28a首先基于点火开关29的操作信号,判断是否对点火开关29进行了接通操作(步骤s121)。
87.控制器28a控制为在判断为对点火开关29进行了接通操作时使泵40工作(步骤s122)。另外,控制器28a控制为使电加热器20通电(步骤s123)。由此,电加热器20发热。
88.接着,控制器28a以从重整喷射器15喷射氨气的方式控制重整喷射器15(步骤s124)。由此,氨气向重整器21供给。此时,通过电加热器20将氨气加热,因此,通过氨气的热使重整器21升温。
89.接着,控制器28a基于温度传感器26的检测值,判断重整器21的温度是否为第1规定温度以上(步骤s125)。控制器28a在判断为重整器21的温度为第1规定温度以上时,以停止电加热器20的通电的方式控制电加热器20(步骤s126)。
90.然后,控制器28a控制为打开重整节气门14(步骤s127)。由此,向重整器21供给空气,因此,在重整器21中氨气燃烧,通过其燃烧热使重整器21进一步升温。而且,若重整器21升温至氨气可重整的温度,则在重整器21中开始氨气的重整,生成含有氢的重整气体。
91.接着,控制器28a基于温度传感器26的检测值,判断重整器21的温度是否为第2规定温度以上(步骤s128)。控制器28a在判断为重整器21的温度为第2规定温度以上时,以停止泵40的工作的方式控制泵40(步骤s129)。而且,控制器28a控制为将换向阀19a从循环位置19b切换为通常位置19a(步骤s130)。
92.接着,控制器28a以使氨发动机2曲柄起动的方式控制起动马达25(步骤s131)。由此,氨发动机2起动。而且,控制器28a控制为打开主节气门6(步骤s132)。由此,向氨发动机2的燃烧室2a供给空气。而且,控制器28a以从主喷射器5喷射氨气的方式控制主喷射器5(步骤s133)。由此,向燃烧室2a供给氨气。
93.此处,第1控制处理部30a执行步骤s121~s127。第2控制处理部31a执行步骤s128~s133。
94.在以上那样的发动机系统1a中,若对点火开关29进行接通操作,则泵40工作。另外,使电加热器20通电,因此,电加热器20发热。
95.接着,从重整喷射器15向气体供给流路13喷射氨气,氨气向重整器21供给。此时,通过电加热器20将氨气加热。而且,通过变热了的氨气的热将重整器21加热,因此,重整器21升温。
96.此处,在重整器21的温度达到第1规定温度之前,没有通过重整器21重整氨气,氨气穿过重整器21。此时,换向阀19a处于循环位置19b。因此,穿过了重整器21的氨气在旁通流路18a流动而向气体供给流路13返回,没有向氨发动机2供给。
97.若重整器21的温度达到第1规定温度,则电加热器20的通电停止,因此,由电加热器20进行的对氨气的加热结束。而且,重整节气门14开阀,向重整器21供给空气。这样,通过重整器21的重整催化剂21b将氨气点燃并燃烧,通过其燃烧热使重整器21进一步升温。
98.而且,若重整器21达到氨气可重整的温度,则通过重整器21的重整催化剂21b开始氨气的重整,生成含有氢的重整气体。但是,在氨气的重整率低、穿过重整器21的氨气的量较多的状态下,如上述那样穿过了重整器21的氨气在旁通流路18a循环。
99.在重整器21中生成氢含量高的状态的重整气体,若重整器21的温度达到第2规定温度,则泵40的工作停止,换向阀19a从循环位置19b切换为通常位置19a。由此,重整气体向氨发动机2的燃烧室2a供给。而且,通过起动马达25使氨发动机2起动。
100.接着,主节气门6开阀,向燃烧室2a供给空气。这样,在燃烧室2a中重整气体燃烧。而且,从主喷射器5向燃烧室2a喷射氨气。由此,在燃烧室2a中氨气与重整气体中的氢一起燃烧。
101.如以上那样在本实施方式中,与上述的第1实施方式相同,即便氨气穿过重整器21,该氨气也在旁通流路18a循环。由此,可防止在氨发动机2起动时氨气被排出。
102.另外,在本实施方式中,旁通流路18a的一端与气体供给流路13连接,旁通流路18a的另一端与重整气体流路16连接,在旁通流路18a配设有对穿过了重整器21的氨气进行抽吸的泵40。通过使这样的泵40工作,在重整气体流路16形成有气流,因此,穿过了重整器21的氨气在旁通流路18a循环。此时,能够缩短旁通流路18a,使穿过了重整器21的氨气较快地向重整器21的上游侧返回。因此,能够使燃烧开始后的氨气较快地变热。
103.此外,在本实施方式中,旁通流路18a的另一端连接于重整气体流路16的重整器21与冷却器17之间的部分,但作为旁通流路18a的另一端的连接部位,没有特别局限,也可以是重整气体流路16中冷却器17与进气通路3之间的部分。此时,也可以根据需要使冷却器17的电源接通/断开。
104.以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式。例如在上述实施方式中,基于温度传感器26的检测值,控制打开重整节气门14的时间点,但其形式没有特别限制。例如由于能够根据氨气的流量、空气的流量、时间和室温等推测重整器21的温度,所以也可以基于从点火开关29被接通操作起的时间,来控制打开重整节气门14的时间点。同样,也可以基于从点火开关29被接通操作起的时间,控制将换向阀19从循环位置19b向通常位置19a切换的时间点。
105.另外,在上述实施方式中,旁通流路18、18a的一端连接于气体供给流路13中重整喷射器15与重整装置12之间的部分,但其形式没有特别限制。例如在重整喷射器15的耐热性高的情况下,旁通流路18、18a的一端也可以连接于气体供给流路13中重整节气门14与重整喷射器15之间的部分。
106.另外,在上述实施方式中,首先,仅氨气向重整器21供给,其后,氨气和空气向重整器21供给,但其形式没有特别限制,也可以从开始起同时将氨气和空气向重整器21供给。
107.另外,在上述实施方式中,通过电加热器20将氨气加热,通过由于电加热器20而变热的氨气的热将重整器21加热,但其形式没有特别限制,也可以通过电加热器20直接加热重整器21。
108.另外,在上述实施方式中,具备有朝向重整器21喷射氨气的重整喷射器15,但其形式没有特别限制,例如也可以取代重整喷射器15而使用流量调节阀。此时,将氨流路23连接于气体供给流路13,并且在氨流路23上配设流量调节阀。通过使用流量调节阀,能够向重整器21连续供给氨气。
109.另外,在上述实施方式中,重整气体流路16的另一端与进气通路3连接,但其形式没有特别限制,例如也可以在重整气体流路16的另一端设置朝向氨发动机2或者进气通路3喷射重整气体的喷射器。
110.另外,上述实施方式的发动机系统1、1a具备使用氨作为燃料的氨发动机2,但本发明没有特别局限于氨发动机,只要是需要含有氢的重整气体的发动机便能够应用。
111.附图标记说明
112.1、1a...发动机系统;2...氨发动机(发动机);2a...燃烧室;3...进气通路;4...排气通路;5...主喷射器(燃料喷射阀);6...主节气门(第1节气门);13...气体供给流路;14...重整节气门(第2节气门);16...重整气体流路;18、18a...旁通流路;19、19a...换向阀;19a...通常位置;19b...循环位置;21...重整器(重整部);21b...重整催化剂;24...燃料供给部;25...起动马达;26...温度传感器(温度检测部);28、28a...控制器(控制部);30、30a...第1控制处理部;31、31a...第2控制处理部;40...泵。
再多了解一些

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