(57)【要約】アンモニアを燃料とするアンモニア燃焼内燃機関は、アンモニアを燃焼室５に供給するアンモニア供給装置１３と、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアを昇温又は昇圧する昇温・昇圧装置２８とを具備する。昇温・昇圧装置は、内燃機関の運転に伴って発生するエネルギによってアンモニアの昇温又は昇圧を行う。これにより、内燃機関全体として又は内燃機関を搭載した車両全体としてのエネルギ効率を高く維持しつつ、アンモニア噴射弁に供給されるアンモニアの温度又は圧力を適切に制御することができる。
2011136130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを燃料とするアンモニア燃焼内燃機関において、
アンモニアを燃焼室に供給するアンモニア供給装置と、該アンモニア供給装置に供給されるアンモニアを昇温又は昇圧する昇温・昇圧装置とを具備し、
該昇温・昇圧装置は、内燃機関の運転に伴って発生するエネルギによってアンモニアの昇温又は昇圧を行う、アンモニア燃焼内燃機関。
【請求項２】
アンモニアを貯留する燃料タンクを更に具備し、
上記昇温・昇圧装置は、燃料タンクとアンモニア供給装置との間の燃料供給通路に設けられる、請求項１に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項３】
上記昇温・昇圧装置は、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアと、内燃機関の運転中に常温よりも高くなる内燃機関内の熱流体又は内燃機関を搭載した車両内の熱流体との間で熱交換を行う熱交換器である、請求項１又は２に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項４】
当該アンモニア燃焼内燃機関によって駆動される発電機を更に具備し、
上記昇温・昇圧装置は、上記発電機によって生成される電力で駆動されるヒータ又は圧縮器により、アンモニアの昇温又は昇圧を行う、請求項１又は２に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項５】
上記アンモニア供給装置に供給されるアンモニアの温度を検出する温度検出装置を更に具備し、
上記昇温・昇圧装置は、内燃機関の運転に伴って発生する熱によってアンモニアの昇温を行うと共に、上記温度検出装置によって検出された温度に基づいてアンモニアに加える熱量を制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項６】
上記昇温・昇圧装置は内燃機関の冷却を行う冷却装置であり、該冷却装置の冷却媒体として、燃料として用いられるアンモニアが用いられ、該アンモニアは内燃機関を冷却するのに伴って昇温せしめられる、請求項１又は２に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項７】
上記昇温・昇圧装置は内燃機関を搭載した車両の車室内の冷房を行う空調装置であり、該空調装置の冷媒として、燃料として用いられるアンモニアが用いられ、該アンモニアは車両の車室を冷却するのに伴って昇温せしめられる、請求項１又は２に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項８】
上記昇温・昇圧装置は内燃機関を搭載した車両の車室内の冷房を行う空調装置であり、該空調装置の冷媒として、燃料として用いられるアンモニアが用いられ、該空調装置は冷媒を加圧するコンプレッサを具備し、上記アンモニアはコンプレッサによって昇圧せしめられる、請求項１又は２に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項９】
上記アンモニア供給装置に供給されるアンモニアの温度又は上記昇温・昇圧装置から流出するアンモニアの温度を検出する温度検出装置と、昇温・昇圧装置をバイパスするバイパス通路と、昇温・昇圧装置及びバイパス通路に流入するアンモニアの流量を調整可能な流量制御弁とを更に具備し、上記温度検出装置によって検出された温度に基づいて昇温・昇圧装置に流入するアンモニアの流量が制御される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１０】
上記昇温・昇圧装置に又は該昇温・昇圧装置よりも下流側に配置された断熱性の蓄熱容器を更に具備し、
内燃機関の運転中に温度が常温よりも高いアンモニアが蓄熱容器内に貯留され、内燃機関が停止した後に再始動する時には蓄熱容器内のアンモニアがアンモニア供給装置に供給される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１１】
上記昇温・昇圧装置とアンモニア供給装置との間の燃料供給通路から分岐した分岐通路と、該分岐通路に設けられた断熱性の蓄熱容器とを更に具備し、
内燃機関の運転中に温度が常温よりも高いアンモニアが蓄熱容器内に貯留され、内燃機関が停止した後に再始動する時には蓄熱容器内のアンモニアがアンモニア供給装置に供給される、請求項２に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１２】
上記燃料タンクから昇温・昇圧装置を介してアンモニア供給装置に供給されるアンモニアの流量と上記蓄熱容器からアンモニア供給装置に供給されるアンモニアの流量との比率を制御する流量比率制御弁を更に具備し、
上記内燃機関の再始動時には、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアの温度が目標温度となるように流量比率制御弁を制御するようにした、請求項１１に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１３】
上記昇温・昇圧装置は、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアと内燃機関の運転中に常温よりも高くなる内燃機関内の熱流体又は内燃機関を搭載した車両内の熱流体の間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換器によって加熱されたアンモニアを膨張させる膨張器とを具備し、膨張器から流出せしめられたアンモニアがアンモニア供給装置に供給されると共に、膨張器によってアンモニアを膨張させる程度を調整することによって膨張器から流出せしめられるアンモニアの温度が制御される、請求項１又は２に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１４】
膨張器によって駆動される動力回生装置を更に具備する、請求項１３に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１５】
膨張器から流出したアンモニアを冷却するための冷却装置を更に具備する、請求項１３又は１４に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１６】
上記熱交換器及び膨張器をバイパスするためのバイパス通路と、該バイパス通路へ流入するアンモニアの流量を調整する流量制御弁とを更に具備する、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【請求項１７】
膨張器から流出したアンモニアの一部を再び熱交換器に流入させるための戻し通路を更に具備する、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のアンモニア燃焼内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア燃焼内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より内燃機関では燃料として主に化石燃料が用いられている。しかしながらこの場合、燃料を燃焼させると地球の温暖化を進行させるＣＯ２が発生する。一方、アンモニアを燃焼させてもＣＯ２は全く発生しない。そこで、燃料としてアンモニアを用い、ＣＯ２が発生しないようにした内燃機関が公知である（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３２１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アンモニアは気化潜熱が大きい。このため、燃料としてのアンモニアを液体で貯蔵して気体でアンモニア噴射弁から吸気ポートや燃焼室内へ噴射を行う場合、燃料供給経路内でアンモニアが液体から気体に気化する際にアンモニアの温度が低下する。この結果、気化したアンモニアの圧力が十分に上がらず、燃料であるアンモニアの供給不足が生じる場合がある。一方、液体状態でアンモニア噴射弁から吸気ポートや燃焼室内への噴射を行う場合、アンモニアの気化潜熱が大きいことにより、アンモニア噴射弁から噴射したアンモニアが十分に気化しなかったり、圧縮上死点において混合気の温度が着火温度にまで到達しなかったりすることがある。このため、燃焼室内で混合気の燃焼を適切に行わせるためには、アンモニア噴射弁に供給されるアンモニアの温度及び圧力を適切に制御する必要がある。
また、アンモニアの温度及び圧力を制御するにあたって、アンモニア噴射弁に供給されるアンモニアの昇温や昇圧が必要になる。しかしながら、アンモニアの昇温や昇圧はエネルギの消費を伴うため、内燃機関全体として或いは内燃機関を搭載した車両全体としてエネルギ効率が最適になるようにエネルギ源を確保する必要がある。
そこで、本発明の目的は、内燃機関全体として又は内燃機関を搭載した車両全体としてのエネルギ効率を高く維持しつつ、アンモニア噴射弁に供給されるアンモニアの温度又は圧力が適切に制御されるアンモニア燃焼内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求の範囲の各請求項に記載されたアンモニア燃焼内燃機関を提供する。
本発明の一つの態様では、アンモニアを燃料とするアンモニア燃焼内燃機関において、アンモニアを燃焼室に供給するアンモニア供給装置と、該アンモニア供給装置に供給されるアンモニアを昇温又は昇圧する昇温・昇圧装置とを具備し、該昇温・昇圧装置は、内燃機関の運転に伴って発生するエネルギによってアンモニアの昇温又は昇圧を行う。
本発明の別の態様では、アンモニアを貯留する燃料タンクを更に具備し、上記昇温・昇圧装置は、燃料タンクとアンモニア供給装置との間の燃料供給通路に設けられる。
本発明の別の態様では、上記昇温・昇圧装置は、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアと、内燃機関の運転中に常温よりも高くなる内燃機関内の熱流体又は内燃機関を搭載した車両内の熱流体との間で熱交換を行う熱交換器である。
本発明の別の態様では、当該アンモニア燃焼内燃機関によって駆動される発電機を更に具備し、上記昇温・昇圧装置は、上記発電機によって生成される電力で駆動されるヒータ又は圧縮器により、アンモニアの昇温又は昇圧を行う。
本発明の別の態様では、上記アンモニア供給装置に供給されるアンモニアの温度を検出する温度検出装置を更に具備し、上記昇温・昇圧装置は、内燃機関の運転に伴って発生する熱によってアンモニアの昇温を行うと共に、上記温度検出装置によって検出された温度に基づいてアンモニアに加える熱量を制御する。
本発明の別の態様では、上記昇温・昇圧装置は内燃機関の冷却を行う冷却装置であり、該冷却装置の冷却媒体として、燃料として用いられるアンモニアが用いられ、該アンモニアは内燃機関を冷却するのに伴って昇温せしめられる。
本発明の別の態様では、上記昇温・昇圧装置は内燃機関を搭載した車両の車室内の冷房を行う空調装置であり、該空調装置の冷媒として、燃料として用いられるアンモニアが用いられ、該アンモニアは車両の車室を冷却するのに伴って昇温せしめられる。
本発明の別の態様では、上記昇温・昇圧装置は内燃機関を搭載した車両の車室内の冷房を行う空調装置であり、該空調装置の冷媒として、燃料として用いられるアンモニアが用いられ、該空調装置は冷媒を加圧するコンプレッサを具備し、上記アンモニアはコンプレッサによって昇圧せしめられる。
本発明の別の態様では、上記アンモニア供給装置に供給されるアンモニアの温度又は上記昇温・昇圧装置から流出するアンモニアの温度を検出する温度検出装置と、昇温・昇圧装置をバイパスするバイパス通路と、昇温・昇圧装置及びバイパス通路に流入するアンモニアの流量を調整可能な流量制御弁とを更に具備し、上記温度検出装置によって検出された温度に基づいて昇温・昇圧装置に流入するアンモニアの流量が制御される。
本発明の別の態様では、上記昇温・昇圧装置に又は該昇温・昇圧装置よりも下流側に配置された断熱性の蓄熱容器を更に具備し、内燃機関の運転中に温度が常温よりも高いアンモニアが蓄熱容器内に貯留され、内燃機関が停止した後に再始動する時には蓄熱容器内のアンモニアがアンモニア供給装置に供給される。
本発明の別の態様では、上記昇温・昇圧装置とアンモニア供給装置との間の燃料供給通路から分岐した分岐通路と、該分岐通路に設けられた断熱性の蓄熱容器とを更に具備し、内燃機関の運転中に温度が常温よりも高いアンモニアが蓄熱容器内に貯留され、内燃機関が停止した後に再始動する時には蓄熱容器内のアンモニアがアンモニア供給装置に供給される。
本発明の別の態様では、上記燃料タンクから昇温・昇圧装置を介してアンモニア供給装置に供給されるアンモニアの流量と上記蓄熱容器からアンモニア供給装置に供給されるアンモニアの流量との比率を制御する流量比率制御弁を更に具備し、上記内燃機関の再始動時には、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアの温度が目標温度となるように流量比率制御弁を制御するようにした。
本発明の別の態様では、上記昇温・昇圧装置は、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアと内燃機関の運転中に常温よりも高くなる内燃機関内の熱流体又は内燃機関を搭載した車両内の熱流体の間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換器によって加熱されたアンモニアを膨張させる膨張器とを具備し、膨張器から流出せしめられたアンモニアがアンモニア供給装置に供給されると共に、膨張器によってアンモニアを膨張させる程度を調整することによって膨張器から流出せしめられるアンモニアの温度が制御される。
本発明の別の態様では、膨張器によって駆動される動力回生装置を更に具備する。
本発明の別の態様では、膨張器から流出したアンモニアを冷却するための冷却装置を更に具備する。
本発明の別の態様では、上記熱交換器及び膨張器をバイパスするためのバイパス通路と、該バイパス通路へ流入するアンモニアの流量を調整する流量制御弁とを更に具備する。
本発明の別の態様では、膨張器から流出したアンモニアの一部を再び熱交換器に流入させるための戻し通路を更に具備する。
以下、添付図面と本発明の好適な実施形態の記載から、本発明を一層十分に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第一実施形態のアンモニア燃焼内燃機関の全体図である。
図２は、熱交換器を概略的に示す図である。
図３は、第一実施形態の内燃機関の別の例の全体図である。
図４は、第一実施形態の内燃機関の別の例の全体図である。
図５は、第二実施形態のアンモニア燃焼内燃機関の全体図である。
図６は、アンモニア噴射弁に流入するアンモニアの温度を制御する制御ルーチンのフローチャートである。
図７は、第二実施形態の変形例を示す図である。
図８は、第三実施形態のアンモニア燃焼内燃機関の燃料供給系統を概略的に示した図である。
図９は、第四実施形態のアンモニア燃焼内燃機関の燃料供給系統を概略的に示した図である。
図１０は、第五実施形態のアンモニア燃焼内燃機関の燃料供給系統を概略的に示した図である。
図１１は、アンモニア噴射弁に流入するアンモニアの温度を制御する制御ルーチンのフローチャートである。
図１２は、第五実施形態の変形例を示す図である。
図１３は、第六実施形態のアンモニア燃焼内燃機関の燃料供給系統を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
まず、図１を参照して本発明の第一実施形態のアンモニア燃焼内燃機関について説明する。図１を参照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は燃焼室５の頂面中央部に配置された点火装置、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートをそれぞれ示す。図１に示した実施形態では、点火装置６はプラズマジェットを放出するプラズマジェット点火プラグからなる。また、シリンダヘッド３にはそれぞれ対応する燃焼室５内に向けて液状アンモニアを噴射するためのアンモニア噴射弁（アンモニア供給装置）１３が配置される。このアンモニア噴射弁１３へは燃料タンク１４から液状アンモニアが供給される。
吸気ポート８は吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結される。サージタンク１２は吸気ダクト１５を介してエアクリーナ１６に連結され、吸気ダクト１５内にはアクチュエータ１７によって駆動されるスロットル弁１８と例えば熱線を用いた吸入空気量検出器１９とが配置される。
一方、排気ポート１０は排気マニホルド２０を介して上流側排気浄化装置２１に連結される。図１に示した実施形態では、この上流側排気浄化装置２１は、排気ガス中のアンモニアを吸着しうるアンモニア吸着材又は排気ガス中のＮＯＸを吸着しうるＮＯＸ吸着材等とされる。上流側排気浄化装置２１は排気管２２を介して下流側排気浄化装置２３に連結される。図１に示した実施形態では、この下流側排気浄化装置２１は、排気ガス中に含まれるアンモニアやＮＯＸを浄化しうる酸化触媒、ＮＯＸ吸蔵還元触媒又はＮＯＸ選択還元触媒等とされる。
燃料タンク１４内は０．８ＭＰａから１．０ＭＰａ程度の高圧の液状アンモニアで満たされており、この燃料タンク１４内にはアンモニア供給ポンプ２４が配置されている。このアンモニア供給ポンプ２４の吐出口は吐出圧が一定以上になると液状アンモニアを燃料タンク１４内に戻すリリーフ弁２５、機関運転中には開弁しており、機関が停止すると閉弁せしめられる遮断弁２６及びアンモニア供給管（アンモニア供給通路）２７を介してアンモニア噴射弁１３に連結されている。また、アンモニア供給管２７には、後述する熱交換器２８と、熱交換器２８の下流側においてアンモニア供給管２７内の液状アンモニアの温度を検出する温度センサ２９とが配置されている。熱交換器２８は、熱交換器２８によって昇温されたアンモニアの温度がアンモニア供給管２７内を流れる間にあまり低下しないように、アンモニア噴射弁１３にできるだけ近接して配置される。
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。吸入空気量検出器１９及び圧力センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。さらに、アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。さらに入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続される。一方、出力ポート３６は、点火装置６の点火回路３９に接続されており、さらに対応する駆動回路を介して、アンモニア噴射弁１３、スロットル弁駆動用アクチュエータ１７、アンモニア供給ポンプ２４及び遮断弁２６に接続されている。
このように構成されたアンモニア燃焼内燃機関では、機関運転時には液状アンモニアがアンモニア噴射弁１３から各気筒の燃焼室５内に噴射される。このときアンモニア噴射弁１３から噴射された液状アンモニアは噴射されるや否や減圧沸騰して気化する。
燃焼室５内で気化したガス状アンモニアは圧縮行程の後半にプラズマジェット点火プラグ６から噴出するプラズマジェットによって着火される。ガス状アンモニアが完全燃焼せしめられると、理論的にはＮ２とＨ２Ｏとなり、ＣＯ２は全く発生しない。しかしながら実際には未燃のアンモニアが残存すると共に、燃焼室５内での混合気の燃焼によってＮＯＸが生成される。このため、燃焼室５からは未燃アンモニア及びＮＯＸが排出される。したがって、機関排気通路内には排気ガス中に含まれる未燃アンモニア及びＮＯＸを浄化しうる下流側排気浄化装置２３が配置されている。
しかしながら冷間始動時等には、下流側排気浄化触媒２３の温度が低いため、下流側浄化触媒２３が活性化しておらず、よって機関本体から排出された未燃アンモニアを浄化することができない。そこで、本実施形態では、排気ガス中に含まれるアンモニア及びＮＯＸを吸着可能であって温度上昇すると吸着したアンモニア及びＮＯＸを放出する上流側排気浄化装置２１が下流側排気浄化装置２３上流の機関排気通路内に配置されている。
ところで、アンモニアは化石燃料等に比べて気化潜熱が大きい。このため、アンモニア噴射弁１３から常温のアンモニアを噴射すると、アンモニアの気化潜熱により燃焼室５内の空気の熱が奪われ、燃焼室５内の温度が急激に低下する。燃焼室５内の温度が低下すると、アンモニアが気化しにくくなると共に、圧縮上死点においても燃焼室５内の温度も低くなる。一般に、アンモニアは化石燃料等に比べて燃焼しにくいことから、気化しにくくなったり圧縮上死点における燃焼室５内の温度が低くなったりすると、燃焼不良や失火を招く場合がある。
したがって、アンモニアの気化を促進し且つ圧縮上死点における燃焼室５内の温度を高くするためには、燃焼室５内に供給されるアンモニアの温度を高くすることが必要となる。そこで、本実施形態では、アンモニア噴射弁１３に供給するアンモニアの温度を燃料タンク１４内のアンモニアの温度よりも高めることとしている。
図１に示したように、本実施形態では、アンモニア供給管２７に熱交換器２８が設けられる。この熱交換器２８は、燃料タンク１４内のアンモニア（又は燃料タンク１４から流出してアンモニア供給管２７内を流れるアンモニア）の温度、すなわち大気温度又は常温よりも高温の熱流体と、アンモニア噴射弁に供給されるアンモニアとの間で熱交換を行う。
斯かる熱流体としては、例えば内燃機関の冷却水を用いることができる。図２（Ａ）は、熱流体として冷却水を用いた場合における、熱交換器及び内燃機関の冷却系統５０を概略的に示す図である。図２に示したように、機関本体１の機関冷却通路は、上流側連通管５１及び下流側連通管５２を介してラジエータ５３に連結される。上流側連通管５１内では機関本体１の機関冷却通路からラジエータ５３に向かって冷却水が流れ、下流側連通管５２内ではラジエータ５３から機関本体１の機関冷却通路に向かって冷却水が流れる。
下流側連通管５２にはサーモスタット５４及びウォータポンプ５５が設けられている。サーモスタット５４には、上流側連通管５１から分岐したバイパス管５６が連結される。サーモスタット５４は、機関本体１内の冷却水の温度を一定温度以上に保つためのものであり、機関本体１内の冷却水の温度が一定温度よりも低いときには閉じられる。サーモスタット５４が閉じられると、ラジエータ５３からサーモスタット５４へと向かう下流側連通管５２内の冷却水の流れが遮断され、したがって冷却水はラジエータ５３内を流れなくなる。また、サーモスタット５４が閉じられると、同時にバイパス管５６の下流側連通管５２への出口が開かれ、よって冷却水はバイパス管５６を通って流れるようになる。
一方、サーモスタット５４が開かれると、ラジエータ５３からサーモスタット５４へと向かう下流側連通管５２内の冷却水の流れが許可され、したがって冷却水はラジエータ５３内を流れるようになる。また、サーモスタット５４が開かれると、同時にバイパス管５６の下流側連通管５２への出口が閉じられ、よって冷却水はバイパス管５６を通っては流れなくなる。
このように構成された内燃機関の冷却系統５０では、冷却水は機関本体１を通過する際に機関本体１から熱を奪うため、機関本体１から流出する冷却水の温度は高い。本実施形態では、熱交換器２８により、機関本体１から流出した冷却水とアンモニア供給管２７内を流れるアンモニアとの間で熱交換が行われる。このため、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアを昇温させることができる。
或いは、上記熱流体として排気ガスを用いることができる。図２（Ｂ）は、熱流体として排気ガスを用いた場合における、熱交換器２８の概略図である。図２（Ｂ）に示したように、熱交換器２８では、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアと下流側排気浄化装置２３内を流れる排気ガスとの間で熱交換される。通常、排気ガスの温度は高温であることから、この熱交換によりアンモニア供給管２７内を流れるアンモニアを昇温させることができる。
なお、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアと排気ガスとの間で熱交換を行うにあたっては、必ずしもアンモニア供給管２７と下流側排気浄化装置２３との間で熱交換を行う必要はなく、例えば排気枝管２０、上流側排気浄化装置２１又は排気管２２との間で熱交換を行ってもよい。ただし、一般に排気ガスの温度は排気下流側にいくほど低くなることから、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアを十分に昇温させるためには、熱交換器２８をできるだけ排気通路の上流側に設けるのが好ましい。
または、上記熱流体として車内用空調装置（例えば、車内用エアコン）等で用いられる冷媒を用いることもできる。図２（Ｃ）は、熱流体として車内用空調装置の冷媒を用いた場合における、熱交換器２８及び車内用空調装置６０の概略図である。図２（Ｃ）に示したように、車内用空調装置６０は、冷媒が循環する循環通路６１と、この循環通路６１に順に配置されたコンデンサ（熱交換器）６２、エキスパンションバルブ６３、エバポレータ（熱交換器）６４及び空調用コンプレッサ６５とを具備する。冷媒としては、例えば、ＨＦＣ−１３４ａ、フロンガス、アンモニア等、一般的に使用される様々な冷媒を使用可能である。
このように構成された車内用空調装置６０では、冷媒が図２（Ｃ）に矢印で示した方向に循環する。空調用コンプレッサ６５によって加圧された高温・高圧の液状又はガス状冷媒がコンデンサ６２で周囲に熱を放出して冷却され、中程度の温度の液状冷媒になる。この中程度の温度の液状冷媒は、エキスパンションバルブ６３を通過することにより低温・低圧の霧状冷媒になり、エバポレータ６４に流入する。エバポレータ６４に流入した低温・低圧の霧状冷媒は周囲から熱を奪って気化し、低温・低圧のガス状冷媒となる。このとき、この冷媒の気化に伴って車室内の熱が奪われ、車室内が冷却される。エバポレータ６４から流出した低温・低圧のガス状冷媒は、空調用コンプレッサ６５によって加圧されて高温・高圧の液状又はガス状冷媒となり、再びコンデンサ６２に流入する。車内用空調装置６０では、エバポレータ６４によって車室内から熱を奪って車室内を冷却すると共にコンデンサ６２によって大気中に熱を放出するというサイクル（冷凍サイクル）を繰り返すことによって、車室内の冷却を行っている。
ここで、空調用コンプレッサ６５によって加圧された後の冷媒は、上述したように高温となっている。本実施形態では、熱交換器２８により、空調用コンプレッサ６５から流出した高温の冷媒とアンモニア供給管２７内を流れるアンモニアとの間で熱交換が行われる。これにより、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアを昇温させることができる。なお、図２（Ｃ）に示した例では、空調用コンプレッサ６５とコンデンサ６２との間の循環通路６１とアンモニア供給管２７との間で熱交換が行われているが、コンデンサ６２とアンモニア供給管２７との間で熱交換を行うようにしてもよい。
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示したように、熱交換器２８では、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアと、内燃機関の運転中に大気温度又は常温よりも高くなる内燃機関内の熱流体又は内燃機関を搭載した車両内の熱流体との間で熱交換が行われ、これによりアンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアを昇温させることができる。また、上記実施形態では、熱流体として内燃機関の運転に伴って加熱される熱流体が用いられていることから、アンモニアの昇温は内燃機関の運転に伴って発生するエネルギによって行われていると言うことができる。特に、上記図２（Ａ）〜図２（Ｃ）では、いずれも通常大気中に放出される熱を利用してアンモニアの加熱が行われているため、内燃機関全体として又は内燃機関を搭載した車両全体としてのエネルギ効率を高く維持しつつ、アンモニアの昇温を行うことができる。
なお、上記実施形態では、内燃機関の運転に伴って加熱される熱流体を用いて熱交換器によりアンモニアの昇温が行われているが、アンモニア供給管２７に電気ヒータを設け、この電気ヒータによってアンモニアの昇温を行うようにしてもよい。この場合、電気ヒータには、内燃機関によって駆動される発電機によって生成された電力が供給される。また、電気ヒータに加えて或いは電気ヒータの代わりにアンモニア供給管２７内を流れるアンモニアを加圧・圧縮する電動圧縮機を設けてもよい。なお、電気ヒータ及び圧縮機へは内燃機関の運転に伴って駆動される発電機から電力が供給されることから、アンモニアの昇温及び昇圧は内燃機関の運転に伴って発生するエネルギによって行われていると言うことができる。
また、上記実施形態では、アンモニア供給管２７に熱交換器２８又は電気ヒータ、圧縮機を設けて、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアを昇温するようにしているが、燃料タンク１４に熱交換器又は電気ヒータ、圧縮機を設けて燃料タンク１４内のアンモニアを昇温するようにしてもよい。
なお、上記実施形態及では、アンモニア噴射弁１３は、シリンダヘッド２に配置されると共に、燃焼室５内に向けてアンモニアを噴射している。しかしながら、アンモニア噴射弁は、例えば、図３に示したように、吸気枝管１１に配置されて対応する吸気ポート８内に向けて液状アンモニアを噴射するようにしてもよい（図３のアンモニア噴射弁１３’）。
また、上記実施形態では、内燃機関として、点火装置６によって混合気への点火を行う火花点火式内燃機関が用いられている。しかしながら、内燃機関として、点火装置６を用いない圧縮自着火式内燃機関を用いることも可能である。
また、上記実施形態では、アンモニア噴射弁１３に液体のままアンモニアが供給され、液状アンモニアを噴射している。ところで、アンモニア噴射弁１３から吸気ポート８や燃焼室５内へガス状アンモニアの噴射を行う場合、アンモニア供給管２７内に気化器を配置して液状アンモニアを気化させ、アンモニア噴射弁からガス状アンモニアを噴射することになる。ここで、上述したように、アンモニアの気化潜熱は非常に大きく、したがって気化器においてアンモニアが液体から気体に気化する際にアンモニアの温度が低下する。この結果、気化したアンモニアの圧力が十分に上がらず、燃料であるアンモニアの供給不足が生じる場合がある。したがって、アンモニア噴射弁１３からガス状アンモニアの噴射を行う場合であっても、アンモニア噴射弁１３へ供給されるアンモニアを昇温又は昇圧しておくことが必要である。よって上記実施形態を、アンモニア噴射弁１３からガス状アンモニアを噴射するアンモニア燃焼内燃機関に適用することも可能である。
さらに、上記実施形態では、燃料としてアンモニアのみを用いている。しかしながら、アンモニアは従来から用いられてきた化石燃料に比べて燃焼しにくく、燃料としてアンモニアのみを用いると燃焼室５内において適切な燃焼が行われない場合がある。このため、燃料として、アンモニアに加えてアンモニア以外の燃料（以下、「非アンモニア燃料」という）を燃焼室５内に供給するようにしてもよい。非アンモニア燃料としては、アンモニアよりも燃焼し易い燃料、例えば、ガソリン、軽油、液化天然ガス或いはアンモニアを改質することによって得られた水素等を用いることができる。
図４は、アンモニアに加えて非アンモニア燃料を燃焼室５内に供給する場合の内燃機関の例である。図４に示した例では、非アンモニア燃料として、火花点火される燃料、例えばガソリンを用いた場合を示している。図４に示した例では、吸気枝管１１にはそれぞれ対応する吸気ポート８内に向けてガソリンを噴射するための非アンモニア燃料噴射弁７１が配置され、この非アンモニア燃料噴射弁７１へは非アンモニア燃料貯留タンク７２から非アンモニア燃料が供給される。非アンモニア燃料貯留タンク７２内には非アンモニア燃料供給ポンプ７３が配置されており、この非アンモニア燃料供給ポンプ７３の吐出口は非アンモニア燃料供給管（非アンモニア燃料供給通路）７４を介して非アンモニア燃料噴射弁７１に接続されている。なお、非アンモニア燃料噴射弁は、シリンダヘッド３に配置されて、それぞれ対応する燃焼室５内に向けて非アンモニア燃料を噴射するものであってもよい。
なお、以下の実施形態及び変形例においては、燃焼室５内に向けて液状アンモニアが噴射されて点火装置６によって混合気への点火が行われる内燃機関であって、燃料として液状アンモニアのみを噴射するものについて説明する。しかしながら、以下の実施形態及び変形例においても、上記実施形態と同様に様々変更が可能である。
次に、図５を参照して本発明の第二実施形態のアンモニア燃焼内燃機関について説明する。図５に示した本実施形態の内燃機関の構成は、基本的に第一実施形態の内燃機関の構成と同様であり、同様な構成については説明を省略する。
図５に示したように、本実施形態の内燃機関は、熱交換器２８よりも上流側においてアンモニア供給管２７から分岐したバイパス管８０と、アンモニア供給管２７からのバイパス管８０の分岐部に設けられた流量制御弁８１とを具備する。バイパス管８０は熱交換器２８をバイパスすることができ、バイパス管８０は熱交換器２８よりも下流側においてアンモニア供給管２７に合流せしめられる。温度センサ２９は、アンモニア供給管２７へのバイパス管８０の合流部よりも下流側においてアンモニア供給管２７に配置される。また、流量制御弁８１は熱交換器２８及びバイパス管８０に流入するアンモニアの流量をそれぞれ調整することができる。見方を変えると、流量制御弁８１によれば、バイパス管８０に流入するアンモニアの流量と熱交換器２８に流入するアンモニアの流量との比率を調整することができるといえる。
ところで、上述したように、アンモニアの気化潜熱が大きいことからアンモニア噴射弁１３に供給される前にアンモニアの昇温を行うことが必要であるが、逆にアンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの温度が高くなり過ぎると、液状アンモニア内に気泡ができてしまい、アンモニア噴射弁１３からのアンモニア噴射量を適切に制御することができなくなってしまう。したがって、アンモニア噴射弁１３からのアンモニアの噴射を適切に行って燃焼室５内で良好にアンモニアを燃焼させるためには、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの温度は、常温よりも高い一定の範囲内に維持される必要がある。
また、アンモニア噴射弁１３からガス状アンモニアを噴射する場合にも同じ事が言える。すなわち、アンモニア噴射弁１３からガス状アンモニアを噴射する場合にアンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの温度が高くなり過ぎると、アンモニアの密度が低下し、その結果、燃焼室５内に供給されるアンモニアの量が減少してしまう。したがって、アンモニア噴射弁１３からのアンモニアの噴射を適切に行うためには、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの温度は、常温よりも高い一定の範囲内に維持される必要がある。
ここで、熱交換器２８を介して流れるアンモニアは、熱交換器２８において昇温されるためその温度が高い。一方、バイパス管８０を介して流れるアンモニアは、熱交換器２８を通過しないため昇温されず、その温度は低い。そこで、本実施形態では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が高いときには熱交換器２８に流入するアンモニアの流量を減少させる共にバイパス管８０に流入するアンモニアの流量を増大させ、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が低いときには熱交換器２８に流入するアンモニアの流量を増大させると共にバイパス管８０に流入するアンモニアの流量を減少させることとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を適切に制御することができる。
具体的には、温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が、予め定められた目標温度（或いは、目標温度範囲）よりも高いときには、熱交換器２８に流入するアンモニアの流量が減少するように（或いは、熱交換器２８に流入するアンモニアの比率が低下するように）流量制御弁８１を制御し、逆に温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が上記目標温度よりも低いときには、熱交換器２８に流入するアンモニアの流量が増大するように（或いは、熱交換器２８に流入するアンモニアの比率が上昇するように）流量制御弁８１を制御することとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を目標温度近傍又は目標温度範囲近傍に維持することができる。
より一般化して説明すると、本実施形態では、アンモニア供給装置に供給されるアンモニアの温度又は昇温・昇圧装置（熱交換器２８、或いは後述する機関本体１の機関冷却通路、車内用空調装置等）から流出するアンモニアの温度を検出する温度検出装置と、昇温・昇圧装置をバイパスするバイパス通路と、昇温・昇圧装置及びバイパス通路に流入するアンモニアの流量を調整可能な流量制御弁とを具備するアンモニア燃焼内燃機関において、温度検出装置によって検出された温度に基づいて昇温・昇圧装置に流入するアンモニアの流量が制御されると言える。
図６は、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を制御する制御ルーチンのフローチャートである。図示した制御ルーチンは一定時間間隔の割り込みによって行われる。
図６に示した制御ルーチンでは、まずステップＳ１１において温度センサ２９によってアンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度Ｔａが検出される。次いで、ステップＳ１２及びＳ１３において、ステップＳ１１で検出されたアンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔよりも高いか低いか、或いは目標温度Ｔａｔｇｔとほぼ同一であるかが判定される。ステップＳ１２及びＳ１３において、アンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔよりも高いと判定された場合にはステップＳ１４へと進む。ステップＳ１４では、熱交換器２８に流入するアンモニアの流量が減少するように流量制御弁８１が制御され、これによりアンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が低下せしめられる。一方、ステップＳ１２及びＳ１３において、アンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔよりも低いと判定された場合にはステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５では、熱交換器２８に流入するアンモニアの流量が増大するように流量制御弁８１が制御され、これによりアンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が上昇せしめられる。また、ステップＳ１２及びＳ１３において、アンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔとほぼ同一であると判定された場合には、流量制御弁８１がそのままの状態で維持される。
次に、図７を参照して第二実施形態の変形例について説明する。図７（Ａ）に示した例では、図２（Ａ）に示した冷却系統５０について、熱交換器２８をバイパスするバイパス管８２と、このバイパス管８２に流入する冷却水の流量を制御する流量制御弁８３が設けられている。また、図７（Ｂ）に示した例では、図２（Ｂ）に示した排気系統について、下流側排気浄化装置２３をバイパスするバイパス管８４と、このバイパス管８４に流入する排気ガスの流量を制御する流量制御弁８５が設けられている。さらに、図７（Ｃ）に示した例では、図２（Ｃ）に示した車内用空調装置６０について、熱交換器２８をパイパスするバイパス管８６と、このバイパス管に流入する冷媒の流量を制御する流量制御弁８７が設けられている。
これらバイパス管８２、８４、８６は熱交換器（図７（Ｂ）では下流側排気浄化装置）２８をバイパスすることができる。また、流量制御弁８３、８５、８７は、熱交換器２８に流入する熱流体（冷却水、排気ガス、冷媒）の流量を調整することができ、よって同時にバイパス管８２、８４、８６に流入する熱流体の流量を調整することができる。すなわち、流量制御弁８３、８５、８７によれば、熱交換器２８に流入する熱流体の流量とバイパス管８２、８４、８６に流入する熱流体の流量との比率を調整することができるといえる。
ここで、熱交換器２８においてアンモニアに加えられる熱量は、熱交換器２８内に流入する流体（冷却水、排気ガス、冷媒等）の流量によって変化する。例えば、熱交換器２８内に流入する熱流体の流量が多いときには、熱交換器２８において熱流体からアンモニアへ伝達される熱量は多い。この結果、熱交換器２８から流出するアンモニアの温度は高くなる。一方、熱交換器２８内に流入する熱流体の流量が少ないときには、熱交換器２８において熱流体からアンモニアへ伝達される熱量は少ない。この結果、熱交換器２８から流出するアンモニアの温度は低くなる。
そこで、本変形例では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が高いときには熱交換器２８に流入する熱流体の流量を減少させ、一方、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が低いときには熱交換器２８に流入する熱流体の流量を増大させることとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を適切に制御することができる。
具体的には、温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が予め定められた目標温度（或いは、目標温度範囲）よりも高いときには、熱交換器２８に流入する熱流体の流量が増大するように流量制御弁８３、８５、８７を制御し、逆に温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が、予め定められた目標温度よりも低いときには、熱交換器２８に流入する熱流体の流量が減少するように流量制御弁８３、８５、８７を制御することとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を目標温度近傍又は目標温度範囲近傍に維持することができる。
或いは、バイパス管８２、８４、８６及び流量制御弁８３、８５、８７を設けずに、ウォータポンプ５５又は空調用コンプレッサ６５の出力を制御することによって熱交換器２８に流入する熱流体の流量を制御してもよい。この場合、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が高いときにはウォータポンプ５５又は空調用コンプレッサ６５の出力を低下させて熱流体の流量を減少させ、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が低いときにはウォータポンプ５５又は空調用コンプレッサ６５の出力を高めて熱流体の流量を増大させることとしている。こうすることによっても、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を適切に制御することができる。
以上をまとめると、本変形例では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度、すなわち温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度に基づいて、熱交換器２８において熱流体からアンモニアへ伝達される熱量をフィードバック制御しており、これによりアンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を適切な温度に制御することができる。
次に、図８を参照して本発明の第三実施形態のアンモニア燃焼内燃機関について説明する。本実施形態の内燃機関の構成は、基本的に第一実施形態及び第二実施形態の内燃機関の構成と同様であり、同様な構成については説明を省略する。
図８は、本実施形態における内燃機関の燃料供給系統を概略的に示した図である。図８（Ａ）に示したように、本実施形態の内燃機関では、アンモニア供給管２７に熱交換器２８の代わりに機関本体１の機関冷却通路が設けられる。したがって、燃料としてアンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアは、機関本体１の機関冷却通路を通過する間に、機関本体１から熱を奪って機関本体１を冷却すると共に、これに伴って昇温せしめられる。見方を変えると、本実施形態では、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアは、冷却水の代わりに機関本体１を冷却する冷却媒体として用いられる。
これにより、本実施形態では、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアを昇温させることができる。また、本実施形態では、アンモニアの昇温が機関本体１の熱によって行われていることから、アンモニアの昇温は内燃機関の運転に伴って発生するエネルギによって行われていると言うことができる。特に、本実施形態では、通常であれば冷却水を介して大気中に放出される熱を利用してアンモニアの加熱が行われているため、内燃機関全体としてのエネルギ効率を高く維持しつつ、アンモニアの昇温を行うことができる。
なお、上記実施形態では、機関本体１を冷却する冷却媒体として冷却水の代わりにアンモニアが用いられている。しかしながら、冷却水とアンモニアとの二つの冷却媒体によって機関本体１を冷却するようにしてもよく、すなわちアンモニアが機関本体１の機関冷却通路の一部のみを通過するようにしてもよい。この場合、機関本体１の機関冷却通路は、冷却水用通路とアンモニア用通路とに分けられ、冷却水とアンモニアとが混合してしまうことの無いように構成される。
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示した燃料供給系統とは別の燃料供給系統を示している。図８（Ｂ）に示した例では、図８（Ａ）に示したようにアンモニア供給管２７に機関本体１の機関冷却通路が設けられると共に、機関本体１の機関冷却通路よりも上流側においてアンモニア供給管２７から分岐するバイパス管９０と、機関本体１の機関冷却通路及びバイパス管９０に流入するアンモニアの流量を制御する流量制御弁９１とが設けられる。バイパス管９０は、機関本体１の機関冷却通路をバイパスするように構成される。温度センサ２９は、バイパス管９０のアンモニア供給管２７への合流部よりも下流側においてアンモニア供給管２７に配置される。
このように構成された図８（Ｂ）に示した例では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が高いときには機関本体１の機関冷却通路に流入するアンモニアの流量を減少させると共にバイパス管９０に流入するアンモニアの流量を増大させ、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が低いときには機関本体１の機関冷却通路に流入するアンモニアの流量を増大させると共にバイパス管９０に流入するアンモニアの流量を減少させることとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を適切に制御することができる。
具体的には、温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が予め定められた目標温度（或いは、目標温度範囲）よりも高いときには、機関本体１の機関冷却通路に流入するアンモニアの流量が増大するように流量制御弁９１を制御し、逆に温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が上記目標温度よりも低いときには、機関本体１の機関冷却通路に流入するアンモニアの流量が減少するように流量制御弁９１を制御することとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を目標温度近傍又は目標温度範囲近傍に維持することができる。
図８（Ｃ）は、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示した燃料供給系統とは別の燃料供給系統を示している。図８（Ｃ）に示した例では、アンモニア供給管２７の途中に、図２（Ａ）に示した内燃機関の冷却系統５０と同様な冷却系統５０’が設けられる。ただし、図８（Ｃ）に示した冷却系統５０’では、冷却媒体として冷却水ではなく、アンモニアが用いられる。
図８（Ｃ）に示したように、燃料タンク１４に連通する上流側アンモニア供給管２７ａは、冷却系統５０’の下流側連通管５２に、特にウォータポンプ５５と機関本体１の機関冷却通路との間の下流側連通管５２に連結される。また、アンモニア噴射弁１３に連通する下流側アンモニア供給管２７ｂは、冷却系統５０’の上流側連通管５１に、特に機関本体１の機関冷却通路とラジエータ５３との間の下流側連通管５２に連結される。下流側アンモニア供給管２７ｂと下流側連通管５２との連結部には、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの流量と冷却系統５０’内を循環するアンモニアの流量とを制御する流量制御弁９２が設けられる。
このように構成された燃料供給系統では、燃料タンク１４から流出したアンモニアは、上流側アンモニア供給管２７ａを介して冷却系統５０’の下流側連通管５２に流入する。冷却系統５０’内に流入したアンモニアは、冷却系統５０’内を機関本体１の機関冷却通路、ラジエータ５３（又はバイパス管５６）、サーモスタッド５４、ウォータポンプ５５の順に循環し、これにより機関本体１の冷却が行われる。
また、冷却系統５０’内を循環するアンモニアの一部は、流量制御弁９２を通過する際に流量制御弁９２の位置に応じて下流側アンモニア供給管２７ｂに、すなわちアンモニア噴射弁１３に流入する。流量制御弁９２に流入するアンモニアは、機関本体１の機関冷却通路を通過した直後であるため、機関本体１の熱を奪ってその温度が高くなっている。このため、流量調整弁９２を介して上流側連通管５１から下流側アンモニア供給管２７ｂへと流れてその後アンモニア噴射弁１３へと流れるアンモニアの温度は高い。したがって、図８（Ｃ）に示した例では、燃料タンク１４から供給されたアンモニアは、冷却系統５０’を通過する間に昇温せしめられることになる。
なお、図８（Ｃ）に示した例では、上流側アンモニア供給管２７ａがウォータポンプ５５と機関本体１の機関冷却通路との間の下流側連通路５２に連結されているが、サーモスタッド５４とウォータポンプ５５との間の下流側連通路５２に連結されてもよい。この場合、燃料タンク２４内からのアンモニアの供給をウォータポンプ５５によって行うことができることから、アンモニア供給ポンプ２４を設けなくてもよい。
また、図８（Ｃ）に示した燃料供給系統に、冷却系統５０’をバイパスするバイパス管を設け、且つ冷却系統５０’及びバイパス管に流入するアンモニアの流量を制御するようにしてもよい。このように構成された燃料供給系統では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を目標温度近傍又は目標温度範囲近傍に維持することができる。
以上をまとめると、本実施形態では、内燃機関の冷却を行う冷却装置（機関本体１の機関冷却通路及び冷却系統５０’）の冷却媒体として、燃料として用いられるアンモニアを用いることとしている。これにより、アンモニアは内燃機関を冷却するのに伴って昇温せしめられる。特に、本実施形態においても、通常大気中に放出される熱を利用してアンモニアの加熱が行われているため、内燃機関全体としてエネルギ効率を高く維持しつつ、アンモニアの昇温を行うことができる。
次に、図９を参照して本発明の第四実施形態のアンモニア燃焼内燃機関について説明する。図９に示した本実施形態の内燃機関の構成は、基本的に第一実施形態から第三実施形態の内燃機関の構成と同様であり、同様な構成については説明を省略する。
図９は、本実施形態における内燃機関の燃料供給系統を概略的に示した図である。図９（Ａ）に示したように、本実施形態の内燃機関では、アンモニア供給管２７の途中に、図２（Ｃ）に示した車内用空調装置６０’が設けられる。特に、図９（Ｃ）に示した車内用空調装置６０’では、冷媒としてアンモニアが用いられる。
図９（Ｃ）に示したように、燃料タンク１４に連通する上流側アンモニア供給管２７ａは、車内用空調装置６０’のコンデンサ６２とエキスパンションバルブ６３との間の循環通路６１に連結される。また、アンモニア噴射弁１３に連通する下流側アンモニア供給管２７ｂは、車内用空調装置６０’の空調用コンプレッサ６５とコンデンサ６２との間の循環通路６１に連結される。下流側アンモニア供給管２７ｂと循環通路６１との連結部には、下流側アンモニア供給管２７ｂを介してアンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの流量と車内用空調装置６０’内を循環するアンモニアの流量とを制御する流量制御弁９３が設けられる。
このように構成された燃料供給系統では、燃料タンク１４から流出したアンモニアは、上流側アンモニア供給管２７ａを介して車内用空調装置６０’の循環通路６１に流入する。車内用空調装置６０’に流入したアンモニアは、車内用空調装置６０’内をエキスパンションバルブ６３、エバポレータ６４、空調用コンプレッサ６５、コンデンサ６２の順に循環し、これにより車室内の冷却が行われる。
また、車内用空調装置６０’内を循環するアンモニアの一部は、流量制御弁９３を通過する際に流量制御弁６３の位置に応じて下流側アンモニア供給管２７ｂに、すなわちアンモニア噴射弁１３に流入する。流量制御弁９２に流入するアンモニアは、エバポレータ６４において車室内の熱を奪うと共に空調用コンプレッサ６５により加圧・昇温された直後であるため、その温度が高くなっている。このため、流量制御弁９３を介して循環通路６１から下流側アンモニア供給管２７ｂへと流れてその後アンモニア噴射弁１３へと流れるアンモニアの温度は高い。したがって、図９（Ａ）に示した例では、燃料タンク１４から供給されたアンモニアは、車内用空調装置６０’を通過する間に昇温せしめられることになる。
このように、本実施形態では、車内用空調装置６０’内を通過することによって、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアを昇温させることができる。また、本実施形態では、内燃機関の出力により機械的に又は電気的に駆動される空調用コンプレッサ６５によりアンモニアの加圧・昇温が行われていることから、アンモニアの昇温は内燃機関を搭載した車両の運転に伴って発生するエネルギによって行われていると言うことができる。特に、本実施形態では、通常であれば冷媒を介して大気中に放出される熱を利用してアンモニアの加熱が行われているため、内燃機関全体としてのエネルギ効率を高く維持しつつ、アンモニアの昇温を行うことができる。
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示した燃料供給系統とは別の燃料供給系統を示している。図９（Ｂ）に示した例では、図９（Ａ）に示したようにアンモニア供給管２７の途中に車内用空調装置６０’が設けられると共に、車内用空調装置６０’よりも上流側においてアンモニア供給管２７から分岐するバイパス管９４と、車内用空調装置６０’に流入するアンモニアの流量を制御する流量制御弁９５とが設けられる。バイパス管９４は、車内用空調装置６０’をバイパスするように構成される。温度センサ２９は、バイパス管９４の下流側アンモニア供給管２７ｂへの合流部よりも下流側において下流側アンモニア供給管２７ｂに配置される。
このように構成された図９（Ｂ）に示した例では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が高いときには車内用空調装置６０’に流入するアンモニアの流量を減少させると共にバイパス管９４に流入するアンモニアの流量を増大させ、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度が低いときには車内用空調装置６０’に流入するアンモニアの流量を増大させると共にバイパス管９４に流入するアンモニアの流量を減少させることとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を適切に制御することができる。
具体的には、温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が予め定められた目標温度（或いは、目標温度領域）よりも高いときには、車内用空調装置６０’に流入するアンモニアの流量が減少するように流量制御弁９５を制御し、逆に温度センサ２９によって検出されたアンモニアの温度が上記目標温度よりも低いときには、車内用空調装置６０’に流入するアンモニアに流量が増大するように流量制御弁９５を制御することとしている。これにより、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を目標温度近傍又は目標温度範囲近傍に維持することができる。
図９（Ｃ）は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示した燃料供給系統とは別の燃料供給系統を示している。図９（Ｃ）に示した例では、図９（Ｂ）のバイパス管９４に機関本体１の機関冷却通路が設けられる。
ところで、車内用空調装置６０’による車室内の冷却は機関運転中に定常的に行われるものではなく、車室内の乗員の要求に応じて行われるものである。このため、機関運転中であっても車内用空調装置６０’を駆動する必要がない場合が存在する。しかしながら、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示した例では、車室内の乗員からは車内用空調装置６０’を駆動する要求がなされていない場合であっても、機関運転中に定常的にアンモニア噴射弁１３に供給するアンモニアの温度を昇温するために車内用空調装置６０’を駆動しなければならず、エネルギ効率の低下を招いてしまう。
これに対して、図９（Ｃ）に示した例では、車内用空調装置６０’をバイパスするバイパス管９４に機関本体１の機関冷却通路が設けられる。このため、車室内の乗員から車内用空調装置６０’による車室内の冷却要求がない場合には、車内用空調装置６０’が停止せしめられると共に、燃料タンク１４から流出したアンモニアは、車内用空調装置６０’には流入せしめられず、バイパス管９４へ、すなわち機関本体１の機関冷却通路に流入せしめられる。これにより、車内用空調装置６０’が駆動されているときにはアンモニアが車内用空調装置６０’により昇温され、車内用空調装置６０’が駆動されていないときにはアンモニアが機関本体１の機関冷却通路を通過することにより昇温される。これにより、エネルギ効率の低下を招くことなく、アンモニアの昇温を行うことができる。
なお、上記実施形態では、バイパス管９４に機関本体１の機関冷却通路が設けられているが、バイパス管９４に図８（Ｃ）に示したような冷却系統５０’を設けるようにしてもよい。また、図９（Ｃ）に示した燃料供給系統に、車内用空調装置６０’及び機関本体１の機関冷却通路の両方をバイパスする更なるバイパス管を設け、且つこの更なるバイパス管に流入するアンモニアの流量と車内用空調装置６０’又は機関本体１の機関冷却通路とに流入するアンモニアの流量とを制御するようにしてもよい。このように構成された燃料供給系統では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を目標温度又は目標温度範囲近傍に維持することができる。
以上をまとめると、本実施形態では、内燃機関を搭載した車両の車室内の冷房を行う車内用空調装置の冷媒として、燃料として用いられるアンモニアが用いることとしている。これにより、アンモニアは車両の車室を冷却するのに伴って昇温せしめられる。特に、本実施形態においても、通常大気中に放出される熱を利用してアンモニアの加熱が行われているため、内燃機関全体としてエネルギ効率を高く維持しつつ、アンモニアの昇温を行うことができる。また、本実施形態では、車内用空調装置は冷媒を加圧・昇温する空調用コンプレッサを具備していることから、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアを昇圧することができる。
次に、図１０を参照して本発明の第五実施形態のアンモニア燃焼内燃機関について説明する。図１０に示した本実施形態の内燃機関の構成は、基本的に第一実施形態から第四実施形態の内燃機関の構成と同様であり、同様な構成については説明を省略する。
図１０は、本実施形態における内燃機関の燃料供給系統を概略的に示した図である。図１０（Ａ）に示したように、本実施形態の内燃機関では、アンモニア供給管２７の途中に断熱性の蓄熱容器１００が設けられる。すなわち、燃料タンク１４に連通する上流側アンモニア供給管２７ａは蓄熱容器１００に連結される。この蓄熱容器１００内には蓄熱容器用供給ポンプ１０１が設けられ、この蓄熱容器用供給ポンプ１０１は蓄熱容器１００内に貯留されているアンモニアを下流側アンモニア供給管２７ｂへ供給し、その結果、アンモニア噴射弁１３へと供給する。このように構成された燃料供給系統では、燃料タンク１４から流出したアンモニアは上流側アンモニア供給管２７ａを介して一旦蓄熱容器１００に流入する。蓄熱容器１００内のアンモニアは蓄熱容器用供給ポンプ１０１により下流側アンモニア供給管２７ｂを介してアンモニア噴射弁１３へと供給される。
蓄熱容器１００には熱交換器２８が配置される。この熱交換器２８は、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示した熱交換器と同様に、燃料タンク１４内のアンモニアの温度よりも高温の熱流体、すなわち大気温度又は常温よりも高温の熱流体と、蓄熱容器１００内に貯留されているアンモニアとの間で熱交換を行う。
このように構成された燃料供給系統では、蓄熱容器１００内に流入したアンモニアは、熱交換器２８により加熱せしめられる。このため、内燃機関の通常運転中においては、燃料タンク１４から流出したアンモニアは蓄熱容器１００内において熱交換器２８により加熱され、その後、高温のアンモニアが蓄熱容器１００から各アンモニア噴射弁１３に供給されることになる。
ところで、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示したように、内燃機関の運転中に高温になる熱流体を利用してアンモニアの昇温を行う場合、内燃機関の始動時には熱流体の温度が低い場合が多い。このため、内燃機関の運転中に高温になる熱流体を利用してアンモニアの昇温を行う場合には、内燃機関の始動時にこの熱流体によってはアンモニアを昇温させることができない場合がある。そこで、本実施形態では、内燃機関の運転中に熱流体によって昇温されたアンモニアを蓄熱容器１００内に流入させ、内燃機関の運転が停止されたときに高温のアンモニアを蓄熱容器１００内に貯留させ、次に内燃機関が始動するときに蓄熱容器１００内に貯留されていた高温のアンモニアをアンモニア噴射弁１３に供給することとしている。
より詳細に説明すると、内燃機関の運転が停止されたときには、蓄熱容器１００内には高温のアンモニアが貯留されることになる。上述したように、蓄熱容器１００は断熱性の容器となっているため、内燃機関の運転停止時に蓄熱容器１００内に貯留されている高温のアンモニアは、その温度が高温のまま維持される。したがって、内燃機関の運転停止後に再び内燃機関が始動するときにも、蓄熱容器１００内のアンモニアの温度は、比較的高く、少なくとも燃料タンク１４内のアンモニアの温度よりも高い温度となっている。そこで、内燃機関の再始動時には、この蓄熱容器１００内の高温のアンモニアをアンモニア噴射弁１３に供給することによって、内燃機関の始動時から高温のアンモニアをアンモニア噴射弁１３に供給することができるようになる。
なお、図１０（Ａ）に示した例では、熱交換器２８は蓄熱容器１００に配置されているが、熱交換器２８を蓄熱容器１００よりも上流側のアンモニア供給管２７に配置するようにしてもよい。このように構成された場合にも、内燃機関の運転中に高温のアンモニアが蓄熱容器１００内に貯留されると共に、内燃機関が停止した後に再始動するときには蓄熱容器１００内の高温のアンモニアがアンモニア噴射弁１３に供給されることになり、内燃機関の始動時から高温のアンモニアをアンモニア噴射弁１３に供給することができるようになる。
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示した燃料供給系統とは別の燃料供給系統を示している。図１０（Ｂ）に示した例では、アンモニア供給管２７から分岐管１０３が分岐すると共に、この分岐管１０３に蓄熱容器１００が設けられる。蓄熱容器１００内には蓄熱容器用供給ポンプ１０１が設けられると共に、この蓄熱容器用供給ポンプ１０１は分岐管１０３に連結される。一方、分岐管１０３には制御弁１０４が設けられており、分岐管１０３内を流通するアンモニアの流量を制御する。また、分岐管１０３の分岐部よりも上流側のアンモニア供給管２７には、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアの流量を制御する制御弁１０５が設けられる。これら制御弁１０４、１０５により、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニア中の、燃料タンク１４から供給されるアンモニアの流量と蓄熱容器１００から供給されるアンモニアの流量との比率を調整することができる。すなわち、これら制御弁１０４及び１０５は、燃料タンク１４からアンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの流量と蓄熱容器１００からアンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの流量との比率を制御する流量比率制御弁として作用する。また、アンモニア供給管２７には、分岐管１０３の分岐部よりも上流側において熱交換器２８が設けられ、この熱交換器２８によりアンモニア供給管２７を流れるアンモニアが昇温せしめられる。
このようにして構成された燃料供給系統では、内燃機関の通常運転中には、燃料タンク１４内のアンモニアが熱交換器２８により昇温されると共に、昇温されたアンモニアがアンモニア噴射弁１３に供給されることになる。また、熱交換器２８により昇温されたアンモニアの一部は、蓄熱容器１００内に供給される。したがって、蓄熱容器１００内には高温のアンモニアが貯留されることになる。
その後、内燃機関が停止せしめられると、アンモニア噴射弁１３へのアンモニアの供給が停止せしめられる。蓄熱容器１００内には高温のアンモニアが貯留されており、蓄熱容器１００が断熱性の材料で形成されていることから、内燃機関が停止された後も蓄熱容器１００内のアンモニアの温度は比較的高温のまま維持される。次いで、内燃機関が再び始動せしめられるときには、蓄熱容器１００のみから又は蓄熱容器１００と燃料タンク１４の両方からアンモニアがアンモニア噴射弁１３へと供給される。このときの蓄熱容器１００と燃料タンク１４からのアンモニアの供給比率は、温度センサ２９によって検出されるアンモニアの温度が目標温度又は目標温度範囲内の温度になるように、制御弁１０４、１０５によって制御される。これにより、内燃機関を再始動するときにも高温の且つ適切な温度のアンモニアをアンモニア噴射弁１３に供給することができるようになる。
図１１は、図１０（Ｂ）に示した例における、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度を制御する制御ルーチンのフローチャートである。図示した制御ルーチンは一定時間間隔の割り込みによって行われる。
図１１に示した制御ルーチンでは、まずステップＳ２１において内燃機関の始動時（より詳細には、内燃機関の始動から一定時間内）であるか否かが判定される。内燃機関の始動時ではないと判定された場合には制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップＳ２１において内燃機関の始動時であると判定された場合にはステップＳ２２へと進む。ステップＳ２２では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度Ｔａが検出される。次いで、ステップＳ２３及びＳ２４において、ステップＳ２２で検出されたアンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔよりも高いか低いか、或いは目標温度Ｔａｔｇｔとほぼ同一であるか否かが判定される。ステップＳ２３及びＳ２４において、アンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔよりも高いと判定された場合にはステップＳ２５へと進む。ステップＳ２５では、燃料タンク１４からアンモニア噴射弁１３へ供給される燃料の流量が増量されると共に、蓄熱容器１００からアンモニア噴射弁１３へ供給されるアンモニアの流量が減量される。すなわち、ステップＳ２５では、制御弁１０５の開度が大きくされると共に制御弁１０４の開度が小さくされる。これにより、内燃機関の始動時に蓄熱容器１００内の高温のアンモニアがアンモニア噴射弁１３へ供給される量が制限され、よってアンモニア噴射弁１３へ供給されるアンモニアの温度が低下せしめられる。
一方、ステップＳ２３及びＳ２４において、ステップＳ２３で検出されたアンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔよりも低いと判定された場合にはステップＳ２６へと進む。ステップＳ２６では、燃料タンク１４からアンモニア噴射弁１３へ供給されるアンモニアの流量が減量されると共に、蓄熱容器１００からアンモニア噴射弁１３へ供給されるアンモニアの流量が増量される。すなわち、ステップＳ２６では、制御弁１０５の開度が小さくされると共に制御弁１０４の開度が大きくされる。これにより、内燃機関の始動時にアンモニア噴射弁１３へ供給されるアンモニアの温度が低くなり過ぎてしまうことが抑制される。また、ステップＳ２３及びＳ２４において、アンモニアの温度Ｔａが目標温度Ｔａｔｇｔとほぼ同一であると判定された場合には、制御弁１０４、１０５の開度がそのまま維持される。
次に、図１２を参照して第五実施形態の変形例について説明する。図１２に示した例では、基本的に図２（Ａ）に示した例と同様な構成の熱交換器２８が設けられる。すなわち、図１２に示した例では、アンモニアと内燃機関の冷却系統５０’’との間で熱交換が行われる。
しかしながら、図１２に示した例では、機関本体１の機関冷却通路と熱交換器２８との間に断熱性の蓄熱容器１０８が設けられる。したがって、内燃機関の通常運転時には、機関本体１の機関冷却通路から流出した高温の冷却水が一旦蓄熱容器１０８内に貯留され、その後、熱交換器２８内へ流入することになる。したがって、内燃機関の通常運転中には、蓄熱容器１０８内には常に高温の冷却水が貯留されている。
一方、内燃機関が停止せしめられると、それに伴って冷却系統５０’’内での冷却水の循環も停止せしめられる。このとき、蓄熱容器１０８内には高温の冷却水が貯留されることになる。このように蓄熱容器１０８内に貯留された高温の冷却水は、蓄熱容器１０８が断熱性材料で形成されていることから、比較的高温のまま維持される。このため、内燃機関が再始動せしめられるときにも、蓄熱容器１０８内に貯留されているアンモニアは比較的高温となっている。
内燃機関が再始動せしめられると、熱交換器２８へは、蓄熱容器１０８内に貯留されている比較的高温の冷却水が供給されることになる。このため、熱交換器２８へは内燃機関が再始動直後から比較的高温の冷却水が供給されることになり、この結果、内燃機関の再始動直後から熱交換器２８によりアンモニアの昇温が行われることになる。
なお、上記実施形態では、熱交換器２８において熱交換の行われる熱媒体が冷却水である場合の例を示したが、斯かる熱媒体として、車内用空調装置の冷媒等、他の熱媒体を用いた場合にも適用可能である。
次に、図１３を参照して本発明の第六実施形態のアンモニア燃焼内燃機関について説明する。図１３に示した本実施形態の内燃機関の構成は、基本的に第一実施形態から第五実施形態の内燃機関の構成と同様であり、同様な構成については説明を省略する。
図１３（Ａ）に示したように、本実施形態では、アンモニア供給管２７に吸熱用熱交換器１１０、膨張器１１１、放熱用熱交換器１１２が設けられる。吸熱用熱交換器１１０は、図１及び図２に示した熱交換器２８と同様な熱交換器であり、燃料タンク１４内のアンモニアの温度よりも高温の熱流体、すなわち大気温度又は常温よりも高温の熱流体と、アンモニア供給管２７内を流れるアンモニアとの間で熱交換を行う。熱流体としては、例えば図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示したような熱流体が用いられる。
膨張器１１１は、吸熱用熱交換器１１１によって高温になったアンモニアを膨張させる。このような膨張器１１１としては例えばタービンが用いられる。この場合、タービンでのアンモニアの膨張に伴ってタービンが駆動せしめられる。したがって、膨張器１１１では、アンモニアの膨張に伴って動力が取り出される。本実施形態では、膨張器１１１に発電機１１３が連結されており、よって膨張器１１１で取り出された動力により発電機１１３が駆動される。すなわち、本実施形態では、膨張器１１１におけるアンモニアの膨張により発電機１１３において電力が生成せしめられる。
放熱用熱交換器１１２は、膨張器１１１から流出した高温のアンモニアを冷却するために用いられる。特に、アンモニア噴射弁１３から液状アンモニアを噴射する場合には、膨張器１１１から流出したアンモニア蒸気を凝縮して液化するのに用いられる。
このようにして構成された本実施形態の内燃機関では、燃料タンク１４から流出したアンモニアは、まず熱交換器１１０に流入し、昇温、気化せしめられる。その後、膨張器１１１では、アンモニアの熱エネルギの一部が機械的エネルギに変換され、アンモニアの膨張により発電機１１３において電力が生成せしめられる。すなわち、アンモニアの熱エネルギから動力が回生せしめられる。膨張器１１１から流出したアンモニアは放熱用熱交換器１１２に流入せしめられ、アンモニアの熱が大気中に放出される。これに伴って、アンモニア蒸気が凝縮・液化され、その後、液体アンモニアがアンモニア噴射弁１３に供給されることになる。放熱用熱交換器１１２を通過してもアンモニアの温度は、燃料タンク１４内のアンモニアよりも高い温度となっており、よってアンモニア噴射弁１３には燃料タンク１４内のアンモニアよりも高温のアンモニアが供給されることになる。
また、本実施形態では、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの温度は、発電機１１３の発電負荷を制御することにより調整される。すなわち、発電機１１３による発電負荷が低いときには、膨張器１１１においてアンモニアが膨張する程度が小さく、よって膨張器１１１において熱エネルギから機械的エネルギへの変換があまり行われない。したがって、膨張器１１１から流出するアンモニアの温度は高いままである。一方、発電機１１３による発電負荷が高いときには、膨張器１１１においてアンモニアが膨張する程度は大きく、よって膨張器１１１において熱エネルギから機械的エネルギへの変換が行われ易い。したがって、膨張器１１１から流出するアンモニアの温度は低下する。
このため、膨張器１１１から、或いは放熱用熱交換器１１２から流出するアンモニアの温度が高いときには発電機１１３による発電負荷を高め、逆にアンモニアの温度が低いときには発電機１１３による発電負荷を低下させる。これにより、放熱用熱交換器１１２から流出するアンモニアの温度を目標温度又は目標温度範囲近傍に維持することができるようになる。特に、本実施形態では、発電機１１３により、アンモニアの熱を動力に回生しつつ、アンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの温度を適切に制御することができるようになる。
なお、図１３（Ａ）に示した燃料供給系統に、吸熱用熱交換器１１０、膨張器１１１、放熱用熱交換器１１２をバイパスするバイパス管を設け、且つアンモニア供給管２７をそのまま流れるアンモニアの流量とバイパス管を流れるアンモニアの流量とを制御する流量制御弁を設けるようにしてもよい。このようにして構成された燃料供給系統では、アンモニア噴射弁１３に流入するアンモニアの温度をより正確に目標温度又は目標温度近傍に維持することができる。なお、バイパス管を設けた場合には発電機１１３の発電負荷は制御できずに一定のままとされてもよい。
また、放熱用熱交換器１１２は設けられなくてもよい。この場合、膨張器１１１から流出したアンモニアが直接アンモニア噴射弁１３に流入することになるため、膨張器１１１においてアンモニアの温度を或る程度低下させておく必要がある。
さらに、図１３（Ｂ）に示したように、放熱用熱交換器１１２から流出したアンモニアの一部を吸熱用熱交換器１１０に再び流入させる戻り通路１１４を設けると共に、戻り通路１１４への分岐部にアンモニア噴射弁１３に供給されるアンモニアの流量と、吸熱用熱交換器１１０、膨張器１１１、吸熱用熱交換器１１２を循環するアンモニアの流量とを制御する流量制御弁１１５を設けてもよい。このように構成することで、燃料タンク１４から流出したアンモニアは、吸熱用熱交換器１１０、膨張器１１１、吸熱用熱交換器１１２を循環し、ランキンサイクルとして作用し、ランキンサイクル内を循環するアンモニアの一部がアンモニア噴射弁１３に供給されることになる。
なお、本発明について特定の実施形態に基づいて詳述しているが、当業者であれば本発明の請求の範囲及び思想から逸脱することなく、様々な変更、修正等が可能である。
【符号の説明】
【０００８】
１    機関本体
５    燃焼室
８    吸気ポート
１０    排気ポート
１３    アンモニア噴射弁
１４    燃料タンク
２１    上流側排気浄化装置
２３    下流側排気浄化装置
２４    アンモニア供給ポンプ
２７    アンモニア供給管
２８    熱交換器
２９    温度センサ
３０    ＥＣＵ
５０    冷却系統
６０    車内用空調装置
【図１】
2011136130.tif 000003
【図２】
2011136130.tif 000004
【図３】
2011136130.tif 000005
【図４】
2011136130.tif 000006
【図５】
2011136130.tif 000007
【図６】
2011136130.tif 000008
【図７】
2011136130.tif 000009
【図８】
2011136130.tif 000010
【図９】
2011136130.tif 000011
【図１０】
2011136130.tif 000012
【図１１】
2011136130.tif 000013
【図１２】
2011136130.tif 000014
【図１３】
2011136130.tif 000015
【国際調査報告】
2011136130.tif 000016
2011136130.tif 000017
2011136130.tif 000018
2011136130.tif 000019