(57)【要約】【課題】加圧状態で流体を供給するための改良された車両供給システムを提供すること。【解決手段】車両供給システムであって、流体を貯蔵するためのリザーバ（１１０）と；このリザーバに対して流体連通した供給回路（１２０）と；を具備し、供給回路が、熱流体ユニット（１３０）を備え、この熱流体ユニット（１３０）が、この熱流体ユニット（１３０）の第１部分と第２部分との間に温度差を生成し得るよう構成され、この温度差により、第１部分においては蒸発が引き起こされるとともに、第２部分においては凝縮が引き起こされ、これにより、第１部分と第２部分との間において振動流が生成され、これにより、リザーバから流体が吸引される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両供給システムであって、
流体を貯蔵するためのリザーバ（１１０）と；
このリザーバに対して流体連通した供給回路（１２０）と；
を具備し、
前記供給回路が、熱流体ユニット（１３０）を備え、
この熱流体ユニット（１３０）が、この熱流体ユニット（１３０）の第１部分と第２部分との間に温度差を生成し得るよう構成され、
前記温度差により、前記第１部分においては蒸発が引き起こされるとともに、前記第２部分においては凝縮が引き起こされ、これにより、前記第１部分と前記第２部分との間において振動流が生成され、
前記供給回路が、前記振動流を使用することにより、前記リザーバから流体を吸引することを特徴とする車両供給システム。
【請求項２】
請求項１記載の車両供給システムにおいて、
前記供給回路が、前記供給回路の入口（１２２）と前記熱流体ユニット（１３０）との間にバルブ（１２１）を備え、
このバルブが、前記熱流体ユニットから前記リザーバに向けての流れを阻止するとともに、前記リザーバから前記熱流体ユニットに向けての流れを許容することを特徴とする車両供給システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両供給システムにおいて、
前記供給回路が、前記供給回路内に流体を貯蔵するためのバッファ（１４０）を備えていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項４】
請求項３記載の車両供給システムにおいて、
前記供給回路が、前記バッファ内の圧力を制御するための少なくとも１つの制御バルブ（１２３）を備えていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
さらに、前記供給回路から流体消費デバイス内へと加圧流体を注入あるいは噴射し得るよう構成されたインジェクタ（１５０）を具備していることを特徴とする車両供給システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
前記熱流体ユニットが、前記第１部分を加熱するために、排気パイプと、エンジンブロックと、エンジン冷却システムと、燃料電池冷却システムと、のうちの１つまたは複数のものを備えていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
前記熱流体ユニットが、前記第２部分を冷却するために、外部環境からのエアを使用した冷却部材と、エアコンシステムと、のうちの１つまたは複数のものを備えていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
前記熱流体ユニットが、前記リザーバから流体を受領するための入口（２３５）を有したチューブ（２３３）を備え、
加熱デバイス（２３１）が、前記チューブの第１位置のところにおいて流体を蒸発させるために、前記第１位置のところにおいて前記チューブを加熱し、
冷却デバイス（２３２）が、前記チューブの第２位置のところにおいて、前記蒸発した流体を凝縮させるために、前記第２位置のところにおいて前記チューブを冷却することを特徴とする車両供給システム。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
前記熱流体ユニットが、チャンバ（３３３）とチューブ部分（３３４）とを備え、
前記チャンバが、前記チューブ部分の第１端部（３３７）および第２端部（３３８）に対して流体連通しており、
前記熱流体ユニットが、前記チューブ部分の第１部分と前記チューブ部分の第２部分との間に温度差を生成し得るよう構成され、
前記温度差により、前記チューブ部分の前記第１部分においては蒸発を引き起こし、前記チューブ部分の前記第２部分においては凝縮を引き起こすことを特徴とする車両供給システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
前記供給回路が、ループ回路とされていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項１１】
請求項４記載の車両供給システムにおいて、
前記供給回路が、ループ回路とされ、
前記ループ回路が、前記バッファの上流側に配置された前記第１制御バルブ（１２３）と、前記バッファの下流側に配置された第２制御バルブ（１２４）と、を有し、
これら第１制御バルブおよび第２制御バルブが、前記バッファ内の圧力を制御し得るよう構成されていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の車両供給システムにおいて、
前記ループ回路が、このループ回路内の流れを制御するためのバルブ（１２６）を有していることを特徴とする車両供給システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
前記リザーバが、前記供給回路に向けての流れを制御するためのバルブ（１２５）を有した接続チューブを介して、前記供給回路に対して接続されていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の車両供給システムにおいて、
前記リザーバが、バッファリザーバと、タンクと、分解ユニットと、水性アンモニアを収容したバッファと、水性アンモニアを生成するための化学的変換ユニットと、ガソリンタンクと、ディーゼルタンクと、アンモニア前駆体タンクと、のうちのいずれかとされていることを特徴とする車両供給システム。
【請求項１５】
熱流体ユニットの使用であって、
前記熱流体ユニットを、請求項１〜１４のいずれか１項に記載された車両供給システムにおいて使用することを特徴とする使用。
【請求項１６】
車両供給システムにおいて使用するための熱流体ユニットであって、
リザーバから流体を受領するための入口（２３５）を有したチューブ（２３３）を具備し、
加熱デバイス（２３１）が、前記チューブの第１位置のところにおいて流体を蒸発させるために、前記第１位置のところにおいて前記チューブを加熱し、
冷却デバイス（２３２）が、前記チューブの第２位置のところにおいて、前記蒸発した流体を凝縮させるために、前記第２位置のところにおいて前記チューブを冷却することを特徴とする熱流体ユニット。
【請求項１７】
車両供給システムにおいて使用するための熱流体ユニットであって、
チャンバ（３３３）と、チューブ部分（３３４）と、を具備し、
前記チャンバが、前記チューブ部分の第１端部（３３７）および第２端部（３３８）に対して流体連通しており、
前記熱流体ユニットが、前記チューブ部分の第１部分と前記チューブ部分の第２部分との間に温度差を生成し得るよう構成され、
前記温度差により、前記チューブ部分の前記第１部分においては蒸発を引き起こし、前記チューブ部分の前記第２部分においては凝縮を引き起こすことを特徴とする熱流体ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧状態で流体を供給するための車両供給システムに関するものであり、特に、流体を移送して加圧するための車両供給システムに関するものである。本発明は、また、車両における熱流体ユニットの使用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のところ、機械的ポンプが、ＳＣＲ用途においておよび燃料用途において使用されている。
【０００３】
文献により、脈動式ヒートパイプが、長年にわたって公知である。そのようなヒートパイプは、蒸発器部分とも称される高温部分と、凝縮器部分とも称される低温部分と、を有している。チューブ内の流体は、蒸発器部分で蒸発し、生成された蒸気は、凝縮器部分で凝縮する。そして、凝縮した液体は、蒸発器部分へと戻り移送される。これにより、熱が、凝縮器部分から蒸発器部分へと移送される。そのようなパイプは、大きく局在化した熱流束を除去するための使用されており、これにより、冷却される必要がある構成部材にわたっての温度の一様性を提供することができる。また、いわゆる開放型振動式ヒートパイプが存在する。そのようなヒートパイプは、高温源の中に位置した閉塞端部と、水タンクの中に位置した開放端部と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】本明細書には、先行技術文献は記載されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、加圧状態で流体を供給するための改良された車両供給システムを提供することであり、それにより、機械的ポンピングの必要性を低減または除去することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１見地においては、車両供給システムが提供され、この車両供給システムは、流体を貯蔵するためのリザーバと、典型的には、流体は、主に液体とされ、部分的に蒸気とされ；このリザーバに対して流体連通した供給回路と；を具備している。供給回路は、熱流体ユニットを備え、この熱流体ユニットは、この熱流体ユニットの第１部分と第２部分との間に温度差を生成し得るよう構成され、この温度差により、第１部分においては蒸発（完全な蒸発、あるいは、部分的な蒸発）が引き起こされるとともに、第２部分においては凝縮が引き起こされ、これにより、第１部分と第２部分との間において振動流が生成される。供給回路は、振動流を使用することにより、リザーバから流体を吸引する。
【０００７】
本発明の各実施形態は、ポンピングされるべき流体を収容した供給回路の一部が、加熱を受け、さらに、そのような供給回路の他の部分が、冷却を受け、これにより、蒸発と凝縮とが交互的に行われ、これにより、圧力に擾乱が生じるという知見に基づいている。そのような圧力変動を使用することにより、供給回路を通して流体をポンピングして移送することができる。これにより、より小さな能力の機械的ポンプを使用し得るという点において、大きな蒸気圧の流体を移送するための供給システム内で機械的ポンプを使用する必要性を除去することができる。また、利用可能な高温源／低温源を使用することにより、エネルギーを節約することができる（エネルギー回収）。本発明によるシステムは、従来のポンピング手段（例えば、ギヤポンプ）の使用が適切でない場合に、大きな蒸気圧でもって流体を供給するのに好適である。本発明のアイデアは、ポンピング対象をなす流体の大きな不安定性のために、有利である。これにより、大きな流速を得ることができる。好ましい実施形態においては、ポンピング対象をなす流体の大きな不安定性は、水の不安定性よりも大きい。
【０００８】
好ましい実施形態においては、供給回路は、供給回路の入口と熱流体ユニットとの間にバルブを備え、このバルブは、熱流体ユニットからリザーバに向けての流れを阻止するとともに、リザーバから熱流体ユニットに向けての流れを許容する。このバルブは、例えば、一方向バルブとすることができる。そのようなバルブの存在のために、熱流体ユニット内で蒸発する流体は、リザーバに向けて戻ることができず、これにより、供給回路内の圧力を増大させることができる。
【０００９】
好ましい実施形態においては、供給回路は、熱流体ユニットによって加圧された流体を貯蔵するためのバッファを備えている。供給回路は、付加的には、バッファ内の圧力を制御するための少なくとも１つの制御バルブを備えている。
【００１０】
好ましい実施形態においては、供給回路は、さらに、供給回路から流体消費デバイス内へと加圧流体を注入あるいは噴射し得るよう構成されたインジェクタを具備している。好ましくは、インジェクタは、バッファに対して連結されている。
【００１１】
可能な実施形態においては、バッファは、熱流体ユニットの下流側に配置されている。そのような実施形態においては、熱流体ユニットの第１加熱部分は、典型的には、熱流体ユニットの第２冷却部分の上流側に配置される。他の可能な実施形態においては、バッファは、熱流体ユニットの上流側に配置されている。そのような実施形態においては、熱流体ユニットの第１加熱部分は、典型的には、熱流体ユニットの第２冷却部分の下流側に配置される。
【００１２】
好ましい実施形態においては、供給回路は、ループ回路とされる。より好ましくは、ループ回路は、加圧流体を貯蔵し得るよう、バッファの上流側に配置された第１制御バルブと、バッファの下流側に配置された第２制御バルブと、を有し、これら第１制御バルブおよび第２制御バルブは、バッファ内の圧力を制御し得るよう構成されている。ループ回路は、さらに、このループ回路内の流れを制御するためのバルブを有することができる。
【００１３】
リザーバは、供給回路に対して接続することができる。特に、リザーバは、供給回路に向けての流れを制御するためのバルブを有した接続チューブを介して、供給回路に対して接続することができる。
【００１４】
例示としての実施形態においては、リザーバは、バッファリザーバと、タンクと、分解ユニットと、水性アンモニアを収容したバッファと、水性アンモニアを生成するための化学的変換ユニットと、ガソリンタンクと、ディーゼルタンクと、アンモニア前駆体タンクと、のうちのいずれかとされる。一実施形態においては、リザーバは、タンクとされる。代替可能な実施形態においては、リザーバは、アンモニア前駆体のためのタンクとすることができ、例えば、尿素のためのタンクとすることができる。関心のある尿素水溶液の濃度は、少なくとも１０％であり、最大で３２，５ｗｔ％である。また、水性アンモニアとして公知の混合物であり、これには、典型的には、過酸化アンモニア、アンモニア前駆体の残留物、あるいは場合によっては、例えばアンモニアバイカーボネート（ＮＨ４ＨＣＯ３）といったようなアンモニウム塩、がある。
【００１５】
本発明の他の見地においては、車両供給システムにおいて使用するための熱流体ユニットが提供され、この熱流体ユニットは、リザーバから流体を受領するための入口を有したチューブを具備し、加熱デバイスが、チューブの第１位置のところにおいて流体を蒸発させるために、第１位置のところにおいてチューブを加熱し、冷却デバイスが、チューブの第２位置のところにおいて、蒸発した流体を凝縮させるために、第２位置のところにおいてチューブを冷却する。加熱デバイスは、例えば、排気パイプや、エンジンブロックや、エンジン冷却システムや、燃料電池冷却システム、とすることができる。冷却デバイスは、周囲環境や、エアコンシステム、とすることができる。よって、流体をポンピングするに際し、車両において利用可能な高温源／低温源を使用することができて有利である。流体が水性アンモニアである場合には、加熱デバイスは、例えば、８０℃以上の温度へと流体を加熱することができ、供給回路内の圧力は、数ｂａｒｓへと上昇させることができる。
【００１６】
本発明のさらに他の見地においては、車両供給システムにおいて使用するための熱流体ユニットが提供され、この熱流体ユニットは、チャンバと、チューブ部分と、を具備し、チャンバは、チューブ部分の第１端部および第２端部に対して流体連通しており、熱流体ユニットは、チューブ部分の第１部分とチューブ部分の第２部分との間に温度差を生成し得るよう構成され、この温度差により、チューブ部分の第１部分においては蒸発を引き起こし、チューブ部分の第２部分においては凝縮を引き起こす。
【００１７】
第１の格別の実施形態においては、第１部分は、第２部分と比較して、チャンバからより離間して配置することができる。第２の格別の実施形態においては、第２部分は、第１部分と比較して、チャンバからより離間して配置することができる。
【００１８】
複数のチューブ部分が使用される場合には、好ましくは、複数のチューブ部分のそれぞれの第１部分どうしの間において流体連通が行われ、これにより、複数のチューブを、同期的に振動させることができる。加熱デバイスは、例えば、排気パイプや、エンジンブロックや、エンジン冷却システムや、燃料電池冷却システム、とすることができる。冷却デバイスは、周囲環境や、エアコンシステム、とすることができる。よって、流体をポンピングするに際し、車両において利用可能な高温源／低温源を使用することができて有利である。
【００１９】
一見地においては、本発明は、熱流体ユニットの使用に関するものであり、熱流体ユニットを、上記の様々な実施形態のいずれかによる車両供給システムにおいて使用する。
【００２０】
一見地においては、本発明は、車両供給システムの熱流体ユニット内における、排気パイプやエンジンブロックやエンジン冷却システムや燃料電池冷却システムのいずれかとされた加熱デバイスの使用に関するものであり、また、車両供給システムの熱流体ユニット内における、周囲環境やエアコンシステムのいずれかとされた冷却デバイスの使用に関するものである。
【００２１】
一見地においては、本発明は、上述したような様々な実施形態による車両供給システムの使用に関するものであり、以下の用途を有している。
−リザーバから排気パイプに向けての、水性アンモニアあるいは加水分解廃棄物のポンピング。
−リザーバから、アンモニア−水素コンバータに向けての、あるいは、燃料電池に向けての、あるいは、他のバッファに向けての、水性アンモニアあるいは加水分解廃棄物のポンピング。
−リザーバからエンジンに向けての、ガソリンのポンピング。
【００２２】
本発明の第１見地に関して上述した特徴点は、他の見地においても使用することができる。
【００２３】
添付図面は、本発明の現時点での非制限的な好ましい実施形態を例示するために使用される。本発明の上記のまたは他の利点や特徴点や目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。また、それにより、本発明がより明瞭に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車両供給システムの第１実施形態を示す図であって、熱流体ユニットを備えている。
【図２Ａ】熱流体ユニットの第１実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの実施形態の一変形例を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａの実施形態の他の変形例を示す図である。
【図３】熱流体ユニットの第２実施形態を示す図である。
【図４】熱流体ユニットの第３実施形態を示す図である。
【図５】車両供給システムの第２実施形態を示す図であって、熱流体ユニットおよびジェットポンプを備えている。
【図６】車両供給システムの第３実施形態を示す図であって、タンクへの戻りラインを備えている。
【図７】車両供給システムの第４実施形態を示す図である。
【図８】車両供給システムの第５実施形態を示す図であって、タンク内に加圧システムを備えている。
【図９】車両供給システムの第６実施形態を示す図であって、タンクとループ回路との間に分離ユニットを備えている。
【図１０】図９の実施形態における分離ユニットおよび熱流体ユニットに関しての可能な実施態様を示す図である。
【図１１】車両供給システムの第７実施形態を示す図であって、熱流体ユニットの上流側にバッファを備えている。
【図１２】車両供給システムの第８実施形態を示す図である。
【図１３】車両供給システムの第９実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１の実施形態においては、車両供給システムは、タンク１１０と、このタンク１１０に対して流体連通した供給回路１２０と、を備えている。流体は、タンク１１０内に収容されている。タンクは、例えば、アンモニア水を収容したバッファや、アンモニア水を生成するための化学的変換ユニットや、ガソリンタンクあるいはディーゼルタンクや、尿素タンク、等とすることができる。タンクからの流体は、例えば重力といったようなものによって、供給回路１２０に対して供給される。この実施形態においては、供給回路１２０は、タンク１１０の底部に対してチューブ１２２を介して接続されたループ回路とされている。アンモニア水を生成するための化学的変換（すなわち、分解）ユニットは、本願出願人によるＥＰ１３１８２９１９．４に詳細に記載されている。この文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。
【００２６】
ループ回路１２０は、熱流体ユニット１３０を備えており、この熱流体ユニット１３０の作用によって、振動流を生成することができる。熱流体ユニット１３０は、振動流を生成し得るよう、加熱デバイスと冷却デバイスとを有している。加熱デバイスは、例えば、内燃エンジンの排気パイプや、内燃エンジンそのものや、内燃エンジンの冷却回路のあるいは燃料電池の冷却回路の枝管あるいは本管、等とすることができる。好ましくは、加熱デバイスは、加熱する部材であって冷却を必要とする部材とされる、あるいは、そこから熱を除去することが有利である部材とされる。熱流体ユニットの冷却デバイスは、例えば、周囲環境や、エアコンシステムの枝管あるいは本管、とすることができる。冷却デバイスは、さらに、冷却を促進し得るよう、公知の熱交換デバイスと熱絶縁材料とを有することができる。熱流体ユニットに関する他の可能な実施形態については、図２Ａ〜２Ｃ，３，４を参照して後述する。熱流体ユニット１３０内においては、加熱デバイスおよび冷却デバイス内において、蒸発と凝縮とが交互的に行われ、これにより、振動流が生成される。加熱デバイス内における流体の蒸発は、ループ回路１２０内における接続チューブ１２２と熱流体ユニット１３０との間の一方向バルブ１２１の存在のために、冷却デバイスに向けての流れを引き起こす。一方向バルブ１２１は、熱流体ユニット１３０から接続チューブ１２２に向けての流れを阻止し得るよう構成されている。なおかつ、一方向バルブ１２１は、接続チューブ１２２から熱流体ユニット１３０に向けての流れを許容し得るよう構成されている。さらに、加熱デバイス内における流体の蒸発は、バルブ１２５，１２６の存在のために、ループ回路１２０内の流体を加圧することとなる。第１バルブ１２５は、接続チューブ１２２と一方向バルブ１２１との間において、接続チューブ１２２に設けられており、第２バルブ１２６は、接続チューブ１２２と一方向バルブ１２１との間において、ループ回路１２０に設けられている。流体の蒸発は、また、ループ回路１２０に対して流体連通して配置されたバッファ１４０の中の流体を加圧することとなる。また、冷却デバイス内における流体の凝縮は、加圧デバイス内における負圧を生成し、これにより、タンク１１０から、流体を、ループ回路１２０内へと吸引する。バルブ１２５を使用す
ることにより、ループ回路１２０へと供給する流れを制御することができる。他方、バルブ１２６を使用することにより、ループ内における流れを制御することができる。
【００２７】
バッファ１４０内における圧力を制御可能とし得るよう、熱流体ユニット１３０とバッファ１４０との間に第１制御バルブ１２３が設けられているとともに、バッファ１４０と接続チューブ１２２との間に第２制御バルブ１２４が設けられている。バッファ１４０は、流体消費デバイス１５５内へと加圧流体を注入するためのインジェクタ１５０に対して接続されている。流体消費デバイス１５５は、例えば、排気パイプや、内燃エンジンや、燃料電池や、化学的変換器や、バッファ、とすることができる。流体は、例えば、アンモニア水や、尿素加水分解物の廃液や、ガソリンや、他の燃料、とすることができる。
【００２８】
図２Ａは、熱流体ユニット２３０の第１実施形態を示している。熱流体ユニット２３０に対しては、図１にも示すように、一方向バルブ１２１を介して、タンクから流体が供給される。加熱デバイス２３１および冷却デバイス２３２は、マニホールド上において順次的に配置されており、これにより、加熱デバイス２３１における蒸発と冷却デバイス２３２における凝縮とが順次的に起こることのために、流体の振動を誘起することができる。図１にも示すように、一方向バルブ１２１の存在のために、加熱デバイス２３１における流体蒸発は、冷却デバイス２３２に向けての流れを生成し、バルブ１２５，１２６の存在のために、ループ回路内に収容された流体を加圧する。その後、流体は、冷却デバイス２３２内において凝縮され、これにより、負圧が生成される。これにより、タンクからループ回路内へと、流体が吸引される。この実施形態においては、熱流体ユニット２３０は、入口２３５と出口２３６とを有したチューブ部分によって単純に形成されており、加熱デバイス２３１および冷却デバイス２３２は、そのチューブ部分の互いに順次的なそれぞれ対応する各領域を加熱および冷却し得るよう構成されている。冷却デバイス２３２は、加熱デバイス２３１よりも下流側に配置されている。
【００２９】
図２Ｂは、図２Ａの実施形態の一変形例を示している。この例においては、２つの熱流体ユニット２３０，２３０’が互いに直列に配置されている。図２Ｂの実施形態においては、第１の熱流体ユニット２３０は、第１温度Ｔ１において動作し得るよう構成された冷却デバイス２３２および加熱デバイス２３１を有している。第１の熱流体ユニット２３０よりも下流側に配置された第２の熱流体ユニット２３０’は、第１温度Ｔ１よりも高温の第２温度Ｔ２において動作し得るよう構成された冷却デバイス２３２’および加熱デバイス２３１’を有している。第１の熱流体ユニット２３０と第２の熱流体ユニット２３０’との間には、追加的な一方向バルブ１２１’と、追加的なバッファ１４０’と、を設けることができる。これにより、第１の熱流体ユニット２３０からくる液体の圧力を、第１圧力Ｐ１とすることができ、第２の熱流体ユニット２３０’からくる液体の圧力を、第１圧力Ｐ１よりも大きな第２圧力Ｐ２とすることができる。
【００３０】
図２Ｃは、図２Ａの実施形態の他の変形例を示している。この例においては、２つの熱流体ユニット２３０，２３０’が互いに並列に配置されている。図２Ｃの実施形態においては、第１の熱流体ユニット２３０は、加熱デバイス２３１および冷却デバイス２３２を有している。第１の熱流体ユニット２３０よりも下流側に配置された第２の熱流体ユニット２３０’は、加熱デバイス２３１’および冷却デバイス２３２’を有している。可能な実施形態においては、第１の熱流体ユニット２３０と第２の熱流体ユニット２３０’とを同期させ得るように、追加的な対策を講じることができる。そのような１つの対策は、加熱デバイス２３１および加熱デバイス２３１’を、熱流体ユニット２３０のラインおよび熱流体ユニット２３０’のラインという２つの並列ラインへと分岐する分岐点２３７の近傍にあるいはそのような分岐点２３７のところに配置することである。当業者であれば、本発明の範囲内において、複数の熱流体ユニットの多数の様々な直列的なおよび並列的な組合せが可能であることは、理解されるであろう。
【００３１】
図３は、熱流体ユニットの第２実施形態を示している。この熱流体ユニット３３０は、入口３３５および出口３３６を有したチャンバ３３３を備えている。熱流体ユニット３３０は、さらに、１つまたは複数のベントチューブ部分３３４を備えている。ベントチューブ部分３３４の各々は、第１端部３３７と第２端部３３８とを有している。第１端部３３７および第２端部３３８は、チャンバ３３３に対して流体連通している。さらに、熱流体ユニット３３０は、加熱デバイス３３１および冷却デバイス３３２を備えている。加熱デバイス３３１は、第１位置において、チューブ部分３３４を加熱し得るよう配置されている。冷却デバイス３３２は、第２位置において、チューブ部分３３４を冷却し得るよう配置されている。加熱のための第１位置は、冷却のための第２位置と比較して、チャンバ３３３からより遠くに位置している。この実施形態においては、順次的な蒸発サイクルおよび冷却サイクルによって誘起された相の流れは、ベントチューブ部分３３４に限定されている。ベントチューブ部分３３４内の振動流によって誘起された圧力変動は、チャンバ３３３へと伝達される。一方向バルブ１２１の存在のために、図２の実施形態と同様にして、流れポンピング効果が得られる。ただ１つのベントチューブ部分３３４が図示されているだけであるけれども、当業者であれば、チャンバ３３３内における圧力変動の大きさを増大させるために、互いに並列的に動作する複数のベントチューブ部分を設け得ることは、理解されるであろう。そのような実施形態においては、複数のベントチューブ部分は、好ましくは、相を振動させ得るよう互いに流体連通される。
【００３２】
図４は、熱流体ユニットの第３実施形態を示している。図４の実施形態は、熱流体ユニット４３０が、チャンバ４３３と、第１端部４３７および第２端部４３８を有してチャンバ４３３に対して流体連通した少なくとも１つのベントチューブ部分４３４と、を備えているという点において、図３の実施形態と同様である。チャンバ４３３は、タンクから流体を受領するための入口４３５と、加圧流体を収容したバッファに流体を供給するための出口４３６と、を有している。熱流体ユニット４３０は、さらに、加熱デバイス４３１と冷却デバイス４３２と、を備えている。
【００３３】
チャンバ４３３は、フレキシブルメンブラン４３９によって互いに隔離された２つの容積へと、分割されている。フレキシブルメンブランに代えて、ピストンを使用することができる。チャンバ４３３のうちの、ベントチューブ部分４３４に対して流体連通した容積は、流体１を収容することができる。この流体１は、ループ回路内に収容されている流体２とは異なるものである。流体１と流体２との隔離により、流体１の化学的特性が安定的であることを保証することができる。流体１と流体２とは、同一のものとすることも、あるいは、互いに異なるものとすることも、できる。付加的には、「流体１」チャンバ容積に対して、入口ポート４４０および出口ポート４４２を追加することができる。これにより、流体１の充填を、あるいは、流体１の交換を、可能とすることができる。単一の流体を使用することにより、すなわち、流体１を流体２と同一のものとすることにより、それらポート４４０，４４２を、熱流体ユニット４３０の上流側および下流側において、メインの流れループに対して接続することができる。その場合には、流体１を定期的に交換することができる。これにより、良好な振動流を生成するのに必要な化学的特性および／または物理的特性が経時的に劣化してしまうことを、防止することができる。入口ポート４４０および出口ポート４４２を通しての流れは、各バルブすなわち各制御バルブ４４１，４４３によって調節することができる。
【００３４】
図５は、本発明による車両供給システムの他の実施形態を示している。この車両供給システムは、タンク５１０と、このタンク５１０に対して接続チューブ５２２を介して流体連通されたループ回路５２０と、を備えている。チューブ５２２は、バルブ５２５を備えている。バルブ５２５から出発して、ループ回路５２０内への流れ方向を見た場合、ループ回路５２０は、バルブ５２６と、一方向バルブ５２１と、熱流体ユニット５３０と、第１制御バルブ５２３と、第２制御バルブ５２４と、を有している。第１制御バルブ５２３と第２制御バルブ５２４との間には、バッファ５４０が設けられている。バッファ５４０は、流体消費デバイス５５５内へと流体を注入するためのインジェクタ５５０を有している。この実施形態においては、ループ回路５２０内への流体の吸引を容易なものとし得るよう、ポンプ５６０が追加されている。ループ回路５２０への流体の供給を容易なものとし得るよう、さらなるバッファ５６１が、バルブ５２５，５２６の間に設けられている。図示していない代替可能な実施形態においては、バッファ５６１は、また、バルブ５２６と一方向バルブ５２１との間に設けることもできる。
【００３５】
図６は、図１の実施形態と同様であるようなさらなる実施形態を示している。図６の車両供給システムは、タンク６１０と、接続チューブ６２２を介してタンク６１０に対して流体連通したループ回路６２０と、を備えている。接続チューブ６２２は、バルブ６２５を有している。バルブ６２５から出発して、ループ回路６２０内の流れ方向を見た場合、ループ回路６２０は、バルブ６２６と、一方向バルブ６２１と、熱流体ユニット６３０と、第１制御バルブ６２３と、第２制御バルブ６２４と、を備えている。第１制御バルブ６２３と第２制御バルブ６２４との間には、バッファ６４０が設けられている。バッファ６４０は、流体消費デバイス６５５内へと流体を注入するためのインジェクタ６５０を有している。さらに、メインループ６２０からタンク６１０へと戻るように流れの一部を分流させるための戻りライン６７０が設けられている。これにより、タンク内の流体を加熱することができる。流体のこの一部は、戻りライン６７０内に設けられた制御バルブあるいはバルブ６７１によって、制御することができる。戻りライン６７０を通しての戻り流の温度をさらに加熱する必要がある場合には、戻りライン６７０上に、付加的な加熱デバイス６８０を追加することができる。戻りラインの加熱デバイス６８０は、例えば、内燃エンジンの排気パイプや、内燃エンジンそのものや、内燃エンジンの冷却回路のあるいは燃料電池の冷却回路の枝管あるいは本管、等とすることができる。
【００３６】
図７は、車両供給システムの他の実施形態を示している。車両供給システムは、タンク７１０と、接続チューブ７２２を介してタンク７１０に対して接続されたループ回路７２０と、を備えている。接続チューブ７２２には、バルブ７２５が設けられている。ループ回路７２０には、バルブ７２６と、一方向バルブ７２１と、熱流体ユニット７３０と、制御バルブ７２３，７２４の間に配置されたバッファ７４０と、が設けられている。バッファ７４０に対しては、流体消費デバイス７５５内へと流体を注入するためのインジェクタ７５０が接続されている。バルブ７２３，７２４に加えて、バルブ７４０の内部の圧力の制御は、さらに、例えば振動ピストン６９１といったような機械的デバイスを使用して、改良することができる。そのような機械的デバイスは、流れの振動によって誘起された擾乱を補償することができる。熱流体ユニット７３０からくる流体は、あるいは、ループ回路１２０内の他の任意のポイントからくる流体は、スプリング６９０に抗して振動ピストン６９１に対して作用することができる。バルブ６９２，６９３は、流れを制御することができ、ラインの長さは、ピストン作用のタイミングを決定することができる。オリフィス６９２，６９３の開放、および、ラインの長さは、調節可能とすることができる。これにより、バルブ７４０内の圧力値を増減させることができる。ピストン６９１の上下の領域に対しては、ループ回路の異なるポイントから供給を行うこともできる（この態様は図示されていない）。さらに、制御手段６９５を設けることができる。この制御手段６９５により、例えば図示していないアクチュエータを使用するといったような手法によって、制御バルブ７２３，７２４の状態を制御したり、振動ピストン６９１の状態を制御したり、スプリング６９０の硬さを制御したり、することができる。制御手段６９５は、機械的手段、あるいは、電気的機械的手段、あるいは、電子的手段、とすることができる。バッファ７４０内の圧力変動を制限し得るよう、バルブ７２３，７２４の移動を、所定期間にわたって互いに同期させることができる。例えば、バルブ７２４を開放しつつバルブ７２３を制限することができる。これにより、流れの振動時に、バッファ７４０のレベルにおいて圧力スパイクを制限することができる。また、起動時には、なおかつ、熱流体ユニッ
ト７３０の加熱デバイスのウォーミングアップ時には、振動ピストン６９１を、バッファ７４０およびループ回路１２０を急速に加圧するための起動システムとして使用することができる。この目的のために、ループ回路７２０からタンクに向けての戻り流を防止するための図示していない一方向バルブを、タンク７１０とバルブ７２５との間に、追加することができる。
【００３７】
図８は、車両供給システムの他の実施形態を示している。車両供給システムは、タンク８１０と、接続チューブ８２２を介してタンク８１０に対して接続されたループ回路８２０と、を備えている。接続チューブ８２２には、バルブ８２５が設けられている。ループ回路８２０には、バルブ８２６と、一方向バルブ８２１と、熱流体ユニット８３０と、２つの制御バルブ８２３，８２４の間に配置されたバッファ８４０と、が設けられている。バッファ８４０に対しては、流体消費デバイス８５５内へと流体を注入するためのインジェクタ８５０が接続されている。この実施形態においては、タンク８１０内に配置された加圧システム８９５を使用することにより（図示の態様）、あるいは、タンクよりも下流側に配置された加圧システムを使用することにより（図示されていない態様）、加圧を開始することができる。そのような加圧システム８９５を使用することにより、熱流体ユニット８３０の加熱デバイスがまだ十分な高温に到達していない際に、初期圧力を生成することができる。加圧システム８９５は、ポンプとすることができる。しかしながら、ポンプの性能は、特にポンプの耐久性やポンプの効率は、従来のポンプと比較して大幅に低減することができる。このポンプは、流れの要求が熱流体ユニット８３０に適合していないときにはいつでも、起動することができる。バッファ８４０は、例えば、バルブ８２５，８２６を介して供給され、制御バルブ８２３が開放されかつバルブ８２４が閉塞された際には、ループが熱流体ユニット８３０を通過する。追加的な一方向バルブ（図示されていない）を、バッファ８４０の入口のところに配置することができる。インジェクタ８５０を、単純なバルブへと置換することができる。
【００３８】
図９は、車両供給システムの他の実施形態を示している。車両供給システムは、タンク９１０と、接続チューブ９２２を介してタンク９１０に対して接続されたループ回路９２０と、を備えている。接続チューブ９２２には、バルブ９２５が設けられている。ループ回路９２０には、バルブ９２６と、一方向バルブ９２１と、熱流体ユニット９３０と、２つの制御バルブ９２３，９２４の間に配置されたバッファ９４０と、が設けられている。バッファ９４０に対しては、流体消費デバイス９５５内へと流体を注入するためのインジェクタ９５０が接続されている。さらに、制御バルブ９２３，９２４の状態を生成するための制御手段を設けることができる。分離ユニット９８５が、接続チューブ９２２とループ回路９２０との間に追加されている。タンク９１０から供給される流体は、化学的変換ユニットからくるＮＨ３／ＣＯ２水性混合体（水性アンモニア）とされる。分離ユニット９８５は、ＮＨ３リッチな溶液からＣＯ２リッチな流れを抽出し得るよう構成されている。ＣＯ２リッチな流れは、除去され、ＮＨ３リッチな溶液が、ループ回路を流れる流体を構成する。
【００３９】
分離ユニット９８５は、図９に示すように、メインのラインと戻りラインとの間の交差箇所に配置することができる。あるいは、分離ユニット９８５は、戻りラインの直前においてメインライン上に配置することができる、すなわち接続チューブ９２２に配置することができる（図示されていない態様）。あるいは、分離ユニット９８５は、戻りラインの直後においてメインライン上に配置することができる、すなわち交差箇所と熱流体ユニット９３０との間に配置することができる（図示されていない態様）。これに代えて、図２の構成と同様に、分離ユニットを、熱流体ユニット９３０と組み合わせることができる。この可能性は、図１０に図示されている。図１０は、分離ユニット１０３０を、熱流体ユニットの第１ステージとして構成した構成例を示している。熱流体の振動は、ポンピングステージ２３０の場合と同様にして得られる。分離ユニット１０３０へと流入する流体は、ＮＨ３／ＣＯ２水性混合体とされる。混合物が加熱されたときには、ガス放出バルブ１０３３を通してＣＯ２ が放出される。ガス放出バルブ１０３３は、供給ラインからガスだけを放出させ得るように構成されている。よって、液体が放出されることはない。加えて、ガス放出バルブ１０３３を通しては、ガスも液体も、供給ライン内へと流入することができない。ポンピングステージ２３０へと移送される液相は、ＮＨ３ リッチな溶液とされる。さらに進展した実施形態（図示されていない）においては、分離ユニット１０３０は、分離ステージとポンピングステージとの双方として機能することができる。これにより、ポンピングステージ２３０を、図１０において省略することができる。
【００４０】
図１１は、車両供給システムのための供給回路の他の実施形態を示している。供給回路１１２０は、一方向バルブ１１２１が配置された接続チューブ１１２２を介してタンク（図示せず）に対して制御するための手段である。供給回路１１２０には、バッファ（図示せず）へとつながる制御バルブ１１２３と、熱流体ユニット１１３０と、フィリングドレインバルブ１１３５と、が設けられている。バッファに対しては、流体消費デバイス内へと流体を注入するためのインジェクタ（図示せず）を接続することができる。この実施形態においては、バッファは、熱流体ユニット１１３０の上流側に配置されており、冷却デバイス１１３２が、加熱デバイス１１３１の上流側に配置されている。
【００４１】
図１２は、車両供給システムのさらに他の実施形態を示している。この車両供給システムは、タンク１２１０と、このタンク１２１０に対して流体連通された供給回路１２２０と、を備えている。流体は、タンク１２１０内に収容されている。タンクは、例えば、水性アンモニアを収容したバッファや、水性アンモニアを生成する化学的変換ユニットや、ガソリンタンクや、ディーゼルタンクや、尿素タンク、等とすることができる。タンクからの流体は、例えば重力によって、供給回路１２２０へと供給される。供給回路１２２０は、熱流体ユニット１２３０を備えている。熱流体ユニット１２３０は、自身の作用によって、振動流を生成することができる。熱流体ユニット１２３０は、振動流を生成し得るよう、加熱デバイスと冷却デバイスとを有している。加熱デバイスは、例えば、内燃エンジンの排気パイプや、内燃エンジンそのものや、内燃エンジンの冷却回路のあるいは燃料電池の冷却回路の枝管あるいは本管、等とすることができる。熱流体ユニットの冷却デバイスは、例えば、周囲環境や、エアコンシステムの枝管あるいは本管、とすることができる。熱流体ユニットは、図２Ａ〜２Ｃ，３，４を参照して上述したような熱流体ユニットに関するいずれかの実施形態のものとすることができる。加熱デバイス内における流体の蒸発は、供給回路１２２０内における接続チューブ１２２２と熱流体ユニット１２３０との間の一方向バルブ１２２１の存在のために、冷却デバイスに向けての流れを引き起こす。加熱デバイス内における流体の蒸発は、バッファ１２４０の中の流体を加圧することとなる。また、冷却デバイス内における流体の凝縮は、加圧デバイス内における負圧を生成し、これにより、タンク１２１０から、流体を、供給回路１２２０内へと吸引する。バッファ１２４０内における圧力を制御可能とし得るよう、熱流体ユニット１２３０とバッファ１２４０との間に制御バルブ１２２３を設けることができる。バッファ１２４０は、流体消費デバイス１２５５内へと加圧流体を注入するためのインジェクタ１２５０に対して接続されている。流体消費デバイス１２５５は、例えば、排気パイプや、内燃エンジンや、燃料電池や、化学的変換器や、バッファ、とすることができる。流体は、例えば、アンモニア水や、尿素加水分解物の廃液や、ガソリンや、他の燃料、とすることができる。
【００４２】
図１，５，６，７，８，９，１１，１２の実施形態に関する可能な実施態様においては、高温の様々な部材は、すなわち、熱流体ユニットとバッファとインジェクタとバッファ内の圧力を制御するための様々な制御バルブとこれら部材を制御するためのチューブ部材とは、例えば金属製部材から構成されたような単一部材内に一体化することができる。しかしながら、他の構成部材のすべては、プラスチック部材内に一体化することができる。一方向バルブは、例えばプラスチックボディ内に弾性部材を配置することによって、構成することができる。
【００４３】
図１３に示す格別の実施形態においては、熱流体ユニット１３０を備えた完全なループ回路１２０は、タンク１１０内に配置することができる（すなわち、取り付けることができる）。この実施形態においては、熱流体ユニット１３０の加熱デバイス１３１は、例えば、抵抗式ヒータとすることができ、タンク１１０の内部雰囲気を、冷却のために使用することができる。他の格別の実施形態においては、熱流体ユニット１３０を、タンク１１０の壁上に取り付け得るよう構成されたモジュールとすることができる。
【００４４】
他の実施形態においては、各バルブ（１２５および１２６，５２５および５２６，６２５および６２６，７２５および７２６，８２５および８２６，９２５および９２６）を、オリフィスによって置換することができる、あるいは、オリフィスを有したバルブの組合せによって置換することができる。
【００４５】
本発明の原理につき、いくつかの特定の実施形態に関して上述したけれども、上記の説明が単なる例示に過ぎないこと、および、上記の説明が、特許請求の範囲によって規定された保護範囲を何ら制限するものではないことは、理解されるであろう。
【符号の説明】
【００４６】
１１０  タンク、リザーバ
１２０  ループ回路、供給回路
１２１  バルブ
１２２  供給回路の入口
１２３  制御バルブ、第１制御バルブ
１２４  第２制御バルブ
１２５  バルブ
１２６  バルブ
１３０  熱流体ユニット
１４０  バッファ
１５０  インジェクタ
２３１  加熱デバイス
２３２  冷却デバイス
２３３  接続チューブ、チューブ
２３５  入口
３３３  チャンバ
３３４  チューブ部分
３３７  第１端部
３３８  第２端部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
2015197103000001.pdf