(57)【要約】【課題】液化燃料用気化装置において、エンジンの動力消費、車両重量の増大を抑え、これが搭載される車両の燃費を向上させる。【解決手段】気化装置は、液化燃料と加熱用媒体の間で熱交換を行わせ、液化燃料を気化させる気化器１２と、エンジンの排気通路３０から分岐し、加熱用媒体としてエンジンの排気の一部を気化器１２に導入する排気導入通路１６と、排気導入通路１６に設けられ、気化器１２に導入される排気の量を調整するバルブ１７と、気化燃料の温度を検出する温度センサ４１と、検出された気化燃料の温度に基づきバルブ１７の開度を調整し、気化燃料の温度制御を行うコントロールユニット２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化燃料を気化して気化燃料を生成し、該気化燃料をエンジンに供給する液化燃料車用気化装置であって、
前記液化燃料と加熱用媒体の間で熱交換を行わせ、前記液化燃料を気化させる気化器と、
前記エンジンの排気通路から分岐し、前記加熱用媒体として前記エンジンの排気の一部を前記気化器に導入する排気導入通路と、
前記排気導入通路に設けられ、前記気化器に導入される前記排気の量を調整するバルブと、
前記気化燃料の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された前記気化燃料の温度に基づき前記バルブの開度を調整し、前記気化燃料の温度制御を行う温度制御手段と、
を備えたことを特徴とする液化燃料車用気化装置。
【請求項２】
前記気化器内の排気用流路の出口側を大気開放させたことを特徴とする請求項１に記載の液化燃料車用気化装置。
【請求項３】
前記排気通路には、前記排気の流れ方向上流側から順に排気浄化触媒とマフラが設けられており、
前記排気通路の途中であって前記排気浄化触媒と前記マフラの間の位置から前記排気導入通路を分岐させた、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液化燃料車用気化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化燃料を気化してエンジンに供給する液化燃料車用気化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化燃料を使用するエンジンを搭載した液化燃料車では、タンク内に貯蔵される液化燃料を気化器で気化し、エンジンに供給することが行われている。この構成によれば、気化した燃料により気化器内の内圧が上昇し、これによって気化した燃料がエンジンへと押し出されるので、燃料を送り出すためのポンプが不要になるという利点がある。
【０００３】
特許文献１では、気化器において液化燃料を気化する際の熱源としてエンジンの冷却水を用いている。エンジンの冷却水を気化器に導き、液化燃料と冷却水の間で熱交換を行わせれば、電気ヒータ等を用いることなく、液化燃料を気化させることができる。
【特許文献１】特開平２００６−１７０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のように冷却水を熱源として利用する場合、気化器に十分な冷却水量を供給するためのポンプが必要になる。しかしながら、この構成では、ポンプが、エンジンの動力で駆動されるポンプ、オルタネータで発電した電力で駆動される電動ポンプのいずれであっても、エンジンの動力消費が増大し、燃費が悪化する。
【０００５】
また、ポンプの重量と、冷却水配管が気化器まで延びることによる冷却水量の増加により、車両の重量が増大し、これによっても燃費が悪化する。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の技術的課題に鑑みてなされたもので、液化燃料用気化装置において、エンジンの動力消費、車両重量の増大を抑え、これが搭載される車両の燃費を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、液化燃料を気化して気化燃料を生成し、該気化燃料をエンジンに供給する液化燃料車用気化装置であって、前記液化燃料と加熱用媒体の間で熱交換を行わせ、前記液化燃料を気化させる気化器と、前記エンジンの排気通路から分岐し、前記加熱用媒体として前記エンジンの排気の一部を前記気化器に導入する排気導入通路と、前記排気導入通路に設けられ、前記気化器に導入される前記排気の量を調整するバルブと、前記気化燃料の温度を検出する温度検出手段と、前記検出された前記気化燃料の温度に基づき前記バルブの開度を調整し、前記気化燃料の温度制御を行う温度制御手段と、を備えたことを特徴とする液化燃料車用気化装置が提供される。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記気化器内の排気用流路の出口側を大気開放させたことを特徴とする液化燃料車用気化装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様において、前記排気通路には、前記排気の流れ方向上流側から順に排気浄化触媒とマフラが設けられており、前記排気通路の途中であって前記排気浄化触媒と前記マフラの間の位置から前記排気導入通路を分岐させたことを特徴とする液化燃料車用気化装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
第１の態様によれば、排気の圧力を利用して排気を気化器に導入することができるので、気化器に加熱用媒体を導入するためのポンプが要らず、エンジンの冷却水を利用する従来の気化装置に比べエンジンの動力消費、車両重量を減らすことができる。また、排気導入通路内を流れる媒体は重量を無視できる排気であり、エンジンの冷却水を利用する従来の気化装置に比べ車両重量を減らすことができる。したがって、第１の態様によれば、エンジンの動力消費、車両重量の増大を抑え、これが搭載される車両の燃費を向上させることができる。
【００１１】
第２の態様によれば、排気通路内の排気と気化器内の排気の間で十分な圧力差が得られ、排気通路から気化器に排気を円滑に導入することができる。
【００１２】
第３の態様によれば、排気を気化器に円滑に導入するために必要な排気の圧力を確保することができ、また、気化器通過後の排気を大気に放出しても環境上の問題が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る気化装置を備えた液化燃料車の燃料供給システム１００の概略構成図である。
【００１５】
燃料供給システム１００は、燃料タンク１１、気化器１２、バッファタンク１３、減圧弁１４、インジェクタ１５、排気導入通路１６、およびコントロールユニット２０を備え、燃料タンク１１に貯蔵される液化天然ガス（ＬＮＧ)、液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化燃料をエンジンに供給する。
【００１６】
燃料タンク１１は、内タンク１１ａと外タンク１１ｂの間を真空にした断熱二重構造を有するタンクで、液化燃料を極低温状態で貯蔵する。
【００１７】
気化器１２には燃料タンク１１と排気導入通路１６が接続している。燃料タンク１１からは液化燃料が気化器１２内に導入され、排気導入通路１６からはエンジンの排気の一部が気化器１２内に導入される。気化器１２内には液化燃料用流路１２ａと排気用流路１２ｂが隣接して配置され、液化燃料と排気が非接触状態で熱交換を行う。排気と熱交換を行った液化燃料は気化して気化燃料となり、気化燃料は気化器１２内の内圧の上昇により気化器１２の下流に接続するバッファタンク１３へと送られる。
【００１８】
気化器１２内の排気用流路１２ｂの出口１８は、液化燃料と熱交換を行った排気が大気に放出されるよう、大気開放している。これは、大気開放することにより、気化器１２内を流れる排気の圧力Ｐ２を下げて排気通路３０内の排気の圧力Ｐ１よりも十分に低くし、この圧力差を利用して排気通路３０から気化器１２に排気を円滑に導入するためである。
【００１９】
バッファタンク１３は、エンジンの負荷変動に対応するために、気化燃料を一時的に貯留するタンクである。バッファタンク１３に貯留される気化燃料は、減圧弁１４で減圧された後、インジェクタ１５に送られ、インジェクタ１５からエンジンの吸気通路あるいはシリンダに噴射される。
【００２０】
エンジンの排気通路３０には、排気の流れ方向上流側から順に排気浄化触媒３１とマフラ３２が設けられている。排気通路３０に複数の排気浄化触媒が設けられる場合は、排気浄化触媒３１は好ましくは最下流側に設けられる排気浄化触媒である。排気導入通路１６は、排気通路３０の途中であって排気浄化触媒３１とマフラ３２の間の位置から分岐する。排気導入通路１６をこの位置から分岐させるのは、排気を気化器１２に円滑に導入するために必要な排気の圧力を確保でき、かつ、気化器１２通過後の排気を大気に放出しても環境上の問題が生じないからである。なお、排気導入通路１６から気化器１２に導入される排気はマフラ３２を通過しないが、気化器１２を通過する際の抵抗により十分に消音することが可能である。
【００２１】
排気導入通路１６の途中には、電気的に開度を調整可能なバルブ１７が設けられる。バルブ１７は排気通路３０と排気導入通路１６の接続位置、あるいは、気化器１２と排気導入通路１６の接続位置に設けられていてもよい。
【００２２】
気化器１２とバッファタンク１３の間には気化燃料の温度Ｔ１を検出する温度センサ４１が設けられている。コントロールユニット２０は、温度センサ４１によって検出される気化燃料の温度Ｔ１を監視し、気化燃料の温度Ｔ１が目標温度Ｔ０になるように、気化器１２に導入される排気の量をバルブ１７により調整する。
【００２３】
コントロールユニット２０は、図２に示すように、ＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１に接続されるＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置２２と、入出力インターフェース２３とを備える。
【００２４】
入出力インターフェース２３には、温度センサ４１から気化燃料の温度Ｔ１を表す信号が入力される。記憶装置２２には、バルブ１７の開度を調整して気化燃料の温度Ｔ１を制御するための制御プログラム、この制御プログラムで使用するパラメータ（目標温度Ｔ０)等が格納されている。ＣＰＵ２１は、記憶装置２２に格納されている制御プログラムを読み出して実行し、入出力インターフェース２３に入力される気化燃料の温度Ｔ１を表す信号に基づきバルブ１７の開度の調整の要否を判断し、これに応じたバルブ制御信号を入出力インターフェース２３からバルブ１７に出力する。
【００２５】
図３は、上記制御プログラムの内容を示したフローチャートである。この制御プログラムはＣＰＵ２１において所定周期で繰り返し実行される。
【００２６】
これを参照しながらコントロールユニット２０の処理内容について説明すると、まず、ステップＳ１１で気化燃料の温度Ｔ１が読み込まれる。
【００２７】
次に、ステップＳ１２では、気化燃料の温度Ｔ１が目標温度Ｔ０よりも低いかどうかが判断される。目標温度Ｔ０はエンジンに供給するのに適した気化燃料の温度である。
【００２８】
判断の結果、気化燃料の温度Ｔ１が目標温度Ｔ０よりも低い場合はステップＳ１３に進み、バルブ１７の開度を所定量増大させて気化器１２に導入される排気の量を増やし、気化燃料の温度Ｔ１を上昇させる。逆に、高い場合はステップＳ１４に進んでバルブの開度を所定量減少させて気化器１２に導入される排気の量を減らし、気化燃料の温度Ｔ１を低下させる。
【００２９】
したがって、この制御によれば、気化燃料の温度Ｔ１に応じて気化器１２に導入される排気の量が調整され、これによって気化燃料の温度Ｔ１が目標温度Ｔ０に制御される。
【００３０】
続いて、上記実施形態の作用効果について説明する。
【００３１】
上記実施形態では、気化器１２にエンジンの排気の一部が液化燃料の加熱用媒体として導入され、液化燃料と排気の間で熱交換を行わせることで液化燃料を気化させる。この構成によれば、排気の圧力を利用して排気を気化器１２に導入することができるので、気化器１２に加熱用媒体を導入するためのポンプが要らず、エンジンの冷却水を利用する従来の気化装置に比べエンジンの動力消費、車両重量を減らすことができる。また、排気導入通路１６内を流れる媒体は重量を無視できる排気であり、エンジンの冷却水を利用する従来の気化装置に比べ車両重量を減らすことができる。
【００３２】
したがって、上記実施形態では、エンジンの動力消費、車両重量の増大を抑え、これが搭載される車両の燃費を向上させることができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、気化器１２内の排気用流路１２ｂの出口側（出口１８）を大気開放させた。この構成によれば、排気通路３０内の排気と気化器１２内の排気の間で十分な圧力差が得られ、排気通路３０から気化器１２に排気を円滑に導入することができる。
【００３４】
また、上記実施形態では、排気通路３０の途中であって排気浄化触媒３１とマフラ３２の間の位置から排気導入通路１６を分岐させた。この構成によれば、排気を気化器１２に円滑に導入するために必要な排気の圧力を確保することができ、また、気化器１２通過後の排気を大気に放出しても環境上の問題が生じない。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る気化装置を備えた液化燃料車の燃料供給システムの概略構成図である。
【図２】コントロールユニットの内部構成図である。
【図３】制御プログラムの内容を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１１…燃料タンク
１２…気化器
１２ａ…液化燃料用流路
１２ｂ…排気用流路
１６…排気導入通路
１７…バルブ
１８…出口
２０…コントロールユニット
３０…排気通路
３１…排気浄化触媒
３２…マフラ
４１…温度センサ
１００…燃料供給システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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