(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）を搭載した車両に、液体燃料の少なくとも一部を脱水素環化反応により改質して、芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富む改質ガス燃料を生成する改質器（５）と、前記改質液体燃料と前記改質ガス燃料を分離する気液分離装置（８）と、前記改質液体燃料の少なくとも一部を前記内燃機関（１）にそれの燃料として供給する装置と、前記改質ガス燃料の少なくとも一部を前記改質器（５）のガス燃焼式加熱器（１３）に供給する装置と、前記改質ガス燃料の少なくとも一部を前記内燃機関（１）に供給する装置とを備えた、内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両。
【請求項２】
脱水素環化反応に用いられる触媒が結晶性アルミノシリケートである、請求項１記載の内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両。
【請求項３】
前記結晶性アルミノシリケートがＭＦＩ構造を持つ、請求項２記載の内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両。
【請求項４】
前記結晶性アルミノシリケートが、ガリウム、亜鉛および白金から選ばれる少なくとも一種を含む、請求項３記載の内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両として燃料用改質器を備えたものが知られている（例えば特開昭５２−９８８１９号公報、特開２０００−２９１４９９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の燃料用改質器によると、改質された燃料はガス状であるものがほとんどであり、改質後に液体として得られる高オクタン価成分は少ない。ガス燃料は同一発熱量の液体燃料と比較して体積が極めて大きいために、内燃機関への充填効率が低下し、内燃機関の出力を大きくすることが難しい。また、ガス燃料は一時的にも貯蔵しておくことが困難なため、例えば車両の加速時のように多量の燃料を必要とする場合に対応が困難である。
【０００４】
一方、従来の改質器は、改質に必要な熱を排気ガスの余熱より得ているので、排気ガスの温度が内燃機関の運転状況によって大きく変化することから、改質反応が不安定になるという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高オクタン価成分量が多い改質液体燃料を得て、内燃機関のエネルギ効率を向上させ得るようにし、更に前記改質反応を安定化し得るようにした前記車両を提供することを目的とする。
【０００６】
前記目的を達成するため本発明によれば、内燃機関を搭載した車両に、液体燃料の少なくとも一部を脱水素環化反応により改質して、芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富む改質ガス燃料を生成する改質器と、前記改質液体燃料と前記改質ガス燃料を分離する気液分離装置と、前記改質液体燃料の少なくとも一部を前記内燃機関にそれの燃料として供給する装置と、前記改質ガス燃料の少なくとも一部を前記改質器のガス燃焼式加熱器に供給する装置と、前記改質ガス燃料の少なくとも一部を前記内燃機関に供給する装置とを備えた、内燃機関を搭載し、且つ燃料の改質・供給機能を有する車両が提供される。
【０００７】
前記脱水素環化反応によれば、オクタン価の低い炭化水素を含む液体燃料から、芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料を得ることができ、これにより内燃機関のエネルギ効率を向上させることが可能である。
【０００８】
また上記芳香族炭化水素が生成する際に、オクタン化の低い炭化水素の脱水素反応により水素に富んだ改質ガス燃料が生成するが、この改質ガス燃料を改質液体燃料から分離して、その少なくとも一部を改質器の加熱用ガス燃焼式加熱器に、その燃料として定常的に供給し得るので、改質器の改質反応を安定化させることが可能である。しかもその改質ガス燃料の少なくとも一部を内燃機関にも供給することが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す内燃機関１を搭載した車両の燃料供給システムにおいて、燃料タンク２が、開閉弁４を有する供給管３を介して改質器５の入口側に接続され、その改質器５の出口側は開閉弁６を有する供給管７を介して気液分離装置８の入口側に接続される。気液分離装置８の第１の出口側は開閉弁９を有する供給管１０を介して内燃機関１の燃料導入側に接続され、また第２の出口側は開閉弁１１を有する供給管１２を介して改質器５の加熱用ガス燃焼式加熱器１３に接続される。供給管３における、燃料タンク２および開閉弁４間と内燃機関１の燃料導入側とが開閉弁１４を有する供給管１５を介して接続される。また供給管１２における、気液分離装置８および開閉弁１１間と内燃機関１の燃料導入側とが開閉弁１６を有する供給管１７を介して接続される。
【００１０】
燃料タンク２内には液体燃料が注入されている。改質器５は原料である液体燃料を脱水素環化反応により接触改質する機能を有するもので、液体燃料から芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料と水素に富む改質ガス燃料とを生成する。その改質ガス燃料には、水素の外にメタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化水素ガスが含まれる。  気液分離装置８は、芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料と、水素に富む改質ガス燃料とを分離して、その改質液体燃料の少なくとも一部を内燃機関１に供給し、また改質ガス燃料の少なくとも一部を改質器５のガス燃焼式加熱器１３に供給する機能を有する。さらに気液分離装置８は改質ガス燃料の少なくとも一部を内燃機関１に供給する機能も有する。実施例では、気液分離装置８は気液分離機能と燃料供給機能とを有するが、燃料供給は別の装置により行うようにしてもよい。
【００１１】
改質器５に脱水素環化反応を促進する触媒が充填される。脱水素環化反応用触媒としては、例えばゼオライトのような結晶性アルミノシリケート、特に、ＭＦＩ構造を持ったＺＳＭ−５ゼオライトが好適であり、好ましくは、ガリウム、亜鉛および白金から選ばれる少なくとも一種を含有することが望ましい。また脱水素環化反応の温度は４００〜７００℃に設定される。
【００１２】
表１はプロトン型ＺＳＭ−５（Ｈ−ＺＳＭ−５）、ガリウム修飾ＺＳＭ−５（Ｇａ−ＺＳＭ−５）および亜鉛修飾ＺＳＭ−５（Ｚｎ−ＺＳＭ−５）をそれぞれ触媒とし、燃料としてｎ−ペンタンを用いて脱水素環化反応を行った改質結果を示す。ガリウムおよび亜鉛の量は触媒重量の２ｗｔ％とした。改質条件は重量空間速度（ＷＨＳＶ）２ｈ-1、改質温度５５０℃、改質圧０．１ＭＰａとした。
【００１３】
【表１】
0003686032.tif 000002
【００１４】
表１より、Ｈ−ＺＳＭ−５を触媒として用いると、脱水素環化反応が十分に進行することが明らかである。ガリウムまたは亜鉛で修飾した触媒を用いると、芳香族炭化水素と水素の収量が、Ｈ−ＺＳＭ−５を用いた場合よりも増加していることが判る。
【００１５】
前記構造において、開閉弁４が開で、且つ開閉弁１４が閉の状態で、液体燃料が液体燃料タンク２から供給管３を通じて改質器５の入口に供給される。この場合、開閉弁１４を開くことにより、液体燃料を改質せずに内燃機関へ供給することも可能である。改質器５においては液体燃料の脱水素環化反応により芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富む改質ガス燃料よりなる改質燃料が生成される。改質燃料は改質器５の出口より開閉弁６が開の状態で供給管７を通じて気液分離装置８に供給される。気液分離装置８において、改質燃料は改質液体燃料と、改質ガス燃料とに分離され、改質液体燃料は開閉弁９が開の状態で供給管１０を通じて内燃機関１に供給される。一方、改質ガス燃料は開閉弁１１が開で、且つ開閉弁１６が閉の状態で供給管１２を通じて、改質器５の加熱用ガス燃焼式加熱器１３に供給される。この場合、改質ガス燃料の一部を、開閉弁１６が開の状態で供給管１７を通じて内燃機関１に供給することも可能である。また内燃機関１の排気ガスの熱を改質器５の加熱用熱源としてガス燃焼式加熱器１３と共に使用することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、内燃機関を搭載した車両が、液体燃料の少なくとも一部を脱水素環化反応により改質して、芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料および水素に富む改質ガス燃料を生成する改質器と、改質液体燃料と改質ガス燃料を分離する気液分離装置と、改質液体燃料の少なくとも一部を内燃機関にそれの燃料として供給する装置と、改質ガス燃料の少なくとも一部を改質器のガス燃焼式加熱器に供給する装置と、改質ガス燃料の少なくとも一部を内燃機関に供給する装置とを備えるので、上記改質器によって、オクタン価の低い炭化水素を含む液体燃料から芳香族炭化水素に富む高オクタン価の改質液体燃料を得て、内燃機関のエネルギ効率を向上させることが可能である。
【００１７】
また上記芳香族炭化水素が生成する際に、オクタン化の低い炭化水素の脱水素反応により水素に富んだ改質ガス燃料が生成するが、この改質ガス燃料を上記気液分離装置によって改質液体燃料から分離して、その少なくとも一部を燃料として改質器の加熱用ガス燃焼式加熱器に定常的に供給し得るので、改質器の改質反応を安定化させることが可能であり、しかもその改質ガス燃料の少なくとも一部を内燃機関にも供給可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  燃料供給システムの系統図である。
【符号の説明】
１…………内燃機関
５…………改質器
８…………気液分離装置
１３………加熱器
【図１】
0003686032.tif 000003