(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼用空気を導入するための吸気管および排気ガスを排出するための排気管を有するエンジンと、分子中に水素を含み、化学反応によって水素を取り出すことが可能な水素媒体を分解するための触媒を担持した反応器と、前記水素媒体を貯蔵する水素媒体タンクと、前記水素媒体を加圧して輸送するための高圧ポンプと、前記水素媒体を液体状態で熱交換するための第一熱交換器と、前記水素媒体を気体状態で熱交換するための第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間の水素媒体流路に設置し、前記水素媒体を減圧して気化させるための背圧弁とを含み、前記反応器を、前記排気管に熱交換可能に設置し、前記高圧ポンプ、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器を、前記水素媒体タンクから前記反応器まで前記水素媒体を輸送する水素媒体流路の上流から順に設置したことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項２】
前記第一熱交換器および前記第二熱交換器が、前記水素媒体流路と前記排気管との熱交換を行うための構成であることを特徴とする請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記反応器、前記第二熱交換器および前記第一熱交換器を、前記排気管の上流から順に設置したことを特徴とする請求項２記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記排気管に設置した前記第一熱交換器および／または前記第二熱交換器を、前記排気管に設置した前記反応器の上流側に設置したことを特徴とする請求項２記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記第一熱交換器および前記第二熱交換器が、前記水素媒体流路と、前記反応器を起点として前記反応器の下流側に設置した脱水素化媒体流路との熱交換を行うための構成であることを特徴とする請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項６】
前記第二熱交換器および前記第一熱交換器を、前記脱水素化媒体流路の上流から順に設置したことを特徴とする請求項５記載のエンジンシステム。
【請求項７】
前記第一熱交換器および前記第二熱交換器のうち、一方は、前記水素媒体流路と前記排気管との熱交換を行うための構成とし、他方は、前記水素媒体流路と前記脱水素化媒体流路との熱交換を行うための構成としたことを特徴とする請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項８】
前記第一熱交換器は、前記水素媒体流路と前記脱水素化媒体流路との熱交換を行うための構成とし、前記第二熱交換器は、前記水素媒体流路と前記排気管との熱交換を行うための構成としたことを特徴とする請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項９】
前記第一熱交換器は、前記水素媒体流路と前記排気管との熱交換を行うための構成とし、前記第二熱交換器は、前記水素媒体流路と前記脱水素化媒体流路との熱交換を行うための構成としたことを特徴とする請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項１０】
前記第一熱交換器および前記第二熱交換器を含む複数の熱交換器のうち、少なくとも一つの熱交換器の内部に形成された水素媒体流路が並列に複数本配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のエンジンシステム。
【請求項１１】
前記第一熱交換器および前記第二熱交換器を含む複数の熱交換器のうち、少なくとも一つの熱交換器の内部に形成された排気ガス流路が並列に複数本配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のエンジンシステム。
【請求項１２】
前記第一熱交換器および前記第二熱交換器のうち、前記第一熱交換器の、並列に配置されている複数本の水素媒体流路のうちの一本の断面積が、前記第二熱交換器の、並列に配置されている複数本の水素媒体流路のうちの一本の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１０記載のエンジンシステム。
【請求項１３】
前記第一熱交換器の、並列に配置されている複数本の水素媒体流路のうちの一本の断面積が１ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１０記載のエンジンシステム。
【請求項１４】
燃焼用空気を導入するための吸気管および排気ガスを排出するための排気管を有するエンジンと、分子中に水素を含み、化学反応によって水素を取り出すことが可能な水素媒体を分解するための触媒を担持した反応器と、前記水素媒体を貯蔵する水素媒体タンクと、前記水素媒体を加圧して輸送するための高圧ポンプと、前記水素媒体を液体状態で熱交換するための第一熱交換器と、前記水素媒体を気体状態で熱交換するための第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間の水素媒体流路に設置し、前記水素媒体を減圧して気化させるための背圧弁とを含み、前記反応器を、前記排気管に熱交換可能に設置し、前記高圧ポンプ、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器を、前記水素媒体タンクから前記反応器まで前記水素媒体を輸送する水素媒体流路の上流から順に設置したエンジンシステムの運転方法であって、前記背圧弁の開放圧力を、被加熱流体の目的温度の飽和蒸気圧よりも１０％高い値に設定することを特徴とするエンジンシステムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンシステムおよびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンを燃料とする自動車は、ＣＯ２を排出するため、代替燃料として水素が注目されている。しかし、水素は可燃性物質であり、爆発性が高いため、保存・貯留には注意が必要である。
【０００３】
この課題を解決するための技術が、特許文献１および特許文献２に開示されている。これらは、水素化燃料として水素を貯留し、必要なときに化学反応を利用して水素ガスを取り出し、自動車に供給する技術を開示したものである。
【０００４】
特許文献１には、排気ガスのエネルギーを用いて脱水素化反応を起こす際に、反応効率を向上させて水素の生成量を増大させるとともに、脱水素化反応を生じさせる機構を簡素に構成することを目的として、内燃機関の排気通路の内部に導入され、端部がその排気流路の外に配置されたケーシングと、ケーシングの内部に設けられた触媒と、有機ハイドライド含有燃料を供給する燃料供給手段と、触媒上での脱水素反応により有機ハイドライド含有燃料から取り出された水素を内燃機関に供給する水素供給手段とを備えた水素利用内燃機関が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、１種または２種以上の燃料を自由に選択して供給できるシステムを提供することを目的として、水素化燃料、水素化燃料から脱水素されて得られた脱水素生成物および水素から選ばれる１種以上の燃料が供給されて作動する水素利用内燃機関であって、水素化燃料貯留部と、脱水素反応させる反応手段と、水素リッチガスと脱水素生成物とを分離する分離手段と、脱水素生成物を貯留する脱水素生成物貯留部とを備えた水素利用内燃機関が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９９４９９号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２では、水素を得るために触媒を担持した反応器に水素化燃料を注入している。ここで利用される水素化燃料の脱水素反応は吸熱反応であるため、反応器に熱を供給する必要がある。一般に、エンジンからの排気ガスが持つ熱を利用している。
【０００８】
また、反応器の体積を縮小するために、水素媒体を、気化器を用いて反応温度まで加熱して気化した後、反応器に供給する方式が考えられる。
【０００９】
しかし、エンジンの運転状態は常に変化するために供給熱量が変化する。このとき、気化器内の水素媒体の沸騰位置は常に前後に移動するため、気化器内の水素媒体流路の形状を、気体用、もしくは液体用のどちらかに決定することは困難であり、非効率な気体・液体両用の熱交換器にせざるを得ない。
【００１０】
本発明は、反応器に供給する水素媒体を加熱して気化するための、高効率かつ性能が安定した小型の熱交換器を利用したエンジンシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のエンジンシステムは、燃焼用空気を導入するための吸気管および排気ガスを排出するための排気管を有するエンジンと、分子中に水素を含み、化学反応によって水素を取り出すことが可能な水素媒体を分解するための触媒を担持した反応器と、前記水素媒体を貯蔵する水素媒体タンクと、前記水素媒体を加圧して輸送するための高圧ポンプと、前記水素媒体を液体状態で熱交換するための第一熱交換器と、前記水素媒体を気体状態で熱交換するための第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間の水素媒体流路に設置し、前記水素媒体を減圧して気化させるための背圧弁とを含み、前記反応器を、前記排気管に熱交換可能に設置し、前記高圧ポンプ、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器を、前記水素媒体タンクから前記反応器まで前記水素媒体を輸送する水素媒体流路の上流から順に設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液体燃料の沸騰位置を固定できるため、熱交換器を流れる水素媒体の相を制御できる。
【００１３】
また、本発明によれば、燃料の各相に適合した高効率の熱交換器の構造を設計することができ、小型で、性能が安定した熱交換器を備えたエンジンシステムを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、エンジンシステムおよびその運転方法に関し、特に、有機化合物から脱水素反応によって水素を生成する反応器を搭載したエンジンシステムおよびその運転方法に関する。
【００１５】
本発明のエンジンシステムは、第一に、分子中に水素を含み、化学反応によって水素を取り出すことが可能な水素媒体を、触媒が担持された反応器でエンジン排熱を利用して分解し、発生した水素もしくは発生した水素と水素媒体との混合物を燃料とするエンジンシステムにおいて、エンジンからの排気ガスを導出する排気管と、排気管の途中に設置され、排気ガスと熱交換することで熱の供給を受ける反応器とを備え、水素媒体タンクから高圧ポンプを用いて反応器まで送液する水素媒体流路中に、水素媒体と排気ガスとで熱交換するための熱交換器を少なくとも二つ設置し、二つの熱交換器の間に設けた水素媒体流路に背圧弁を設置したことを特徴とする。
【００１６】
第二に、分子中に水素を含み、化学反応によって水素を取り出すことが可能な水素媒体を、触媒が担持された反応器でエンジン排熱を利用して分解し、発生した水素もしくは発生した水素と水素媒体との混合物を燃料とするエンジンシステムにおいて、エンジンからの排気ガスを輸送する排気管と、排気管の途中に設置され、排気ガスと熱交換することで熱の供給を受ける反応器を備え、高圧ポンプを用いて水素媒体タンクから反応器まで水素媒体を輸送する水素媒体流路に、水素媒体と反応後の水素媒体とで熱交換するための熱交換器を少なくとも二つ設置し、二つの熱交換器の間に設けた水素媒体流路に背圧弁を設置したことを特徴とする。
【００１７】
第三に、分子中に水素を含み、化学反応によって水素を取り出すことが可能な水素媒体を、触媒が担持された反応器でエンジン排熱を利用して分解し、発生した水素もしくは発生した水素と水素媒体との混合物を燃料とするエンジンシステムにおいて、エンジンからの排気ガスを輸送する排気管と、排気管の途中に設置され、高圧ポンプを用いて水素媒体タンクから反応器まで水素媒体を輸送する水素媒体流路に、水素媒体と反応後の水素媒体とで熱交換するための熱交換器もしくは水素媒体と排気ガスとで熱交換するための熱交換器を少なくとも一つずつ設置し、上記の二つの熱交換器の間に設けた水素媒体流路に背圧弁を設置したことを特徴とする。
【００１８】
第四に、少なくとも一つの熱交換器で、熱交換器内の水素媒体流路が並列に複数本配置されていることを特徴とする。
【００１９】
第五に、少なくとも一つの熱交換器で、熱交換器内の排気ガス流路が並列に複数本配置されていることを特徴とする。
【００２０】
第六に、二つの熱交換器のうち、水素媒体流路から見て上流側に設けた熱交換器の水素媒体流路の断面積が、下流側に設けた熱交換器の水素媒体流路の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００２１】
第七に、二つの熱交換器のうち、水素媒体流路から見て上流側に設けた熱交換器の水素媒体流路の断面積が１ｍｍ２以下であることを特徴とする。
【００２２】
第八に、背圧弁の開放圧力を、被加熱流体の目的温度の飽和蒸気圧よりも１０％高い値に設定することを特徴とする。
【００２３】
以下、図を用いて実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明による実施例を示すエンジンシステムの概略構成図である。本図に示すエンジンシステムは、水素媒体を燃料とするエンジン１０を備えている。エンジン１０には吸気管１１および排気管１２が接続され、排気管の上流から順に、反応器１、第二熱交換器２、第一熱交換器３が設置されている。
【００２５】
上記の水素媒体は、ガソリン、軽油、灯油、重油、デカリン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ナフタレン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素系燃料およびその混合燃料ならびに過酸化水素、アンモニアなど、水素を分子中に貯蔵し、化学反応により放出することが可能なすべての物質を含む。ここで、水素を分子中に貯蔵している媒体を水素化媒体と呼び、水素を化学反応により放出した後の媒体を脱水素化媒体と呼ぶことにする。
【００２６】
まず、液体燃料である水素化媒体は、供給タンク４（水素媒体タンク）からポンプ３０（高圧ポンプ）によって加圧され、配管４１を通って第一熱交換器３に供給される。そして、水素化媒体は、第一熱交換器３で、排気管１２を介して供給される排気ガスにより加熱された後、配管４２、第二熱交換器２、配管４３および反応器１を通過して一部が脱水素化媒体に変化し、配管４４を通って分離装置６に達する。ここで、第二熱交換器２と接続する配管４２には、背圧弁３３が設置されている。
【００２７】
背圧弁３３の設定圧力は、液体燃料の飽和蒸気圧以上に設定されているため、第一熱交換器３内では液体燃料が沸点以上まで加熱されても液体状態で存在している。高温高圧状態の液体燃料は、背圧弁３３を通過する際に減圧されて燃料ガス（気体状態）となる。このとき、蒸発潜熱を奪われ、温度が低下する。温度が低下した燃料ガスは、第二熱交換器２で、排気管１２を介して供給される排気ガスにより再度加熱され、配管４３を通って反応器１に供給される。
【００２８】
燃料ガス（水素化媒体）は、反応器１内において、排気管１２を介して供給される排気ガスにより加熱されて高温状態となった触媒と接触することにより、一部が分解して水素ガスと脱水素化媒体とに変化する。ここで、配管４１、４２、４３は水素媒体流路と呼んでもよい。
【００２９】
そして、水素化媒体、水素ガスおよび脱水素化媒体の混合物は、配管４４を通り、冷却構造を伴う分離装置６で気体である水素と常温で液体である燃料とに分離される。ここで、冷却構造としては、例えば、外壁にフィンを設けるなど、放熱を促進する構造が望ましい。分離された液体燃料は配管４５を通って回収タンク５に貯留される。一方、分離された水素は、配管４６を通って吸気管１１もしくはエンジン１０の筒内に供給される。
【００３０】
エンジン１０で燃焼した水素は、高温の排気ガスとなって排気管１２を通り、反応器１に熱源として供給され、第二熱交換器２、第一熱交換器３を通って大気開放される。このとき、エンジンに供給される燃料は水素単独でもよく、反応前もしくは反応後の水素化媒体を別系統で供給し、混合燃料として使用してもよい。ここで、配管４４は脱水素化媒体流路と呼んでもよい。
【００３１】
図４に、本発明によるエンジンシステムにおける水素媒体の温度履歴の一例を示す。図５に、従来例における水素媒体の温度履歴の一例を示す。横軸に水素媒体流路の熱交換器入口からの距離、縦軸に水素媒体の温度（流体温度）をとっている。
【００３２】
図５に示す従来例では、沸点まで液体で加熱され、沸騰した後、気体で加熱されて目的温度に達する。これに対して、図４に示す本発明では、第一熱交換器３で目的温度付近まで液体状態で加熱され、背圧弁３３で気化されて温度低下した後、第二熱交換器２において蒸発潜熱分を気体状態で加熱される仕組みとなっている。したがって、従来例と比較して本発明の方が、熱伝達率が大きくなる液体状態での熱交換量を大きくでき、液体熱交換器よりも大きくなる気体熱交換器の必要体積を削減できる。
【００３３】
上述の第二熱交換器２と第一熱交換器３との差は、熱交換器内での水素媒体の相状態の差にある。熱交換器内に流入する流体の相状態が明らかであれば、それぞれの相に適した熱交換器を設計できるようになる。もし、背圧弁３３を設置しないとすると、排気ガスからの熱量が変化した場合は沸騰位置が変動するため、ある特定位置の熱交換器内を流れる流体の相状態が不明になる。このため、熱交換器の圧力損失に制限がある場合は、体積膨張した気体もしくは液体のどちらが通過しても対応できる形状にする必要がある。また、液体と気体とでは熱伝達率が異なるため、熱交換器として最適な配管径が異なるが、前述の理由から最適な配管径を選択することが困難である。
【００３４】
これに対して、本発明では、背圧弁により沸騰位置を固定できるため、背圧弁の上流では液体用の熱交換器、下流では気体用の熱交換器として設計できるようになり、最適化によって小型化することができる。また、このときの背圧弁の開放圧力が液体の目標加熱温度の飽和蒸気圧と等しい場合は、熱源からの供給熱量が大きくなったときに沸騰する。したがって、背圧弁３３の設定圧力を飽和蒸気圧に対して１０％以上高くしておくことが望ましい。更に望ましくは、背圧弁３３の設定圧力を飽和蒸気圧に対して５０％以上高くしておくことである。
【００３５】
また、飽和蒸気圧まで液体状態が保たれている場合、気体よりも液体の方が熱伝達率が高くなる。このため、熱交換器の接触表面積を小さく設定することができる。すなわち、熱交換器の体積を小さくすることができる。また、熱伝達率が高い場合は、単位面積当たりの伝熱量が増加するため、目標温度までの加熱時間を短縮することができる。
【００３６】
さらに、背圧弁３３を設置せず、沸騰位置が変動する場合、供給熱量が不足したときに燃料が液体状態で下流まで流れてしまう。もし、次の瞬間に急激な供給熱量の増加が起きれば、上流において沸騰が発生し、発生した気体によって下流に存在する液体が急激に押し流されることとなる。この場合、急激な圧力上昇が発生し、燃料が接触している構造体に重大な損傷を与える恐れがある。
【００３７】
これに対して、背圧弁３３を設置した場合では、沸騰位置が固定されているため、上述のような突沸現象は発生しない。供給熱量に過不足がある場合については、供給熱量が過剰な場合は加圧状態の液体温度が上昇し、結果として、背圧弁３３から放出されるガスの温度が上昇することになる。また、背圧弁の設定圧力を、第一熱交換器３の水素媒体の想定最大温度の飽和蒸気圧よりも、例えば１０％程度高く設定しておけば、供給熱量が多少過剰になっても、第一熱交換器３内で沸騰することはなく、高い熱伝達率を維持して熱交換できる。
【００３８】
また、熱供給が過剰で、飽和蒸気圧が背圧弁３３の設定圧力を越えてしまった場合、第一熱交換器３内の水素媒体は一部が沸騰し、熱伝達率が低下するが、既に想定以上の熱交換が起きているため、想定した熱交換性能を下回るものではない。また、背圧弁３３から噴出するのはガスであり、熱交換器が損傷するなどの問題は生じない。
【００３９】
また、背圧弁の設定圧力を第一熱交換器３の水素媒体の想定最大温度における飽和蒸気圧よりも、５０％程度高く設定しておけば、供給熱量が過剰になっても、第一熱交換器３内で沸騰する可能性が大幅に低下する。この場合、第一熱交換器３では液体状態で、高い熱伝達率を維持して熱交換できる。
【００４０】
以上のように、どのような条件でも背圧弁３３の下流から噴出するガスの温度が変化するだけであり、第二熱交換器２および第一熱交換器３はそれぞれ、想定した気体用熱交換器、液体用熱交換器としての機能を発揮することができる。
【００４１】
図２は、図１のＡ−Ａ’断面であり、熱交換器の流れ方向に垂直な断面の一部拡大図の一例である。排気ガス流路５２の前後（入口および出口）は排気管１２に接続してあり、燃料流路５１の前後（入口および出口）は配管４１と配管４２とに接続してある。
【００４２】
第一熱交換器３内の燃料流路５１（水素媒体流路）は、断面積が１ｍｍ２以下の複数の配管で構成される並列流路であることが望ましい。燃料流路５１を並列流路とすることにより、単一流路に比べて比表面積が大きくなるため、熱交換器を小型化できる。また、加圧液体から構造体に掛かる応力を減少させることができる。
【００４３】
並列流路のそれぞれの流路抵抗は製造誤差などによって異なる場合が多い。このため、背圧弁３３がない場合は、流路ごとに流量が異なり、沸騰位置が流路ごとに異なる結果となる。これに対して、背圧弁３３がある場合は、沸騰位置を固定でき、燃料流路５１の形状を適切なものにすることができる。また、排気ガス流路５２も並列流路であることが望ましい。これにより、隔壁との接触面積を増やすことができ、燃料流路５１との熱交換効率を高めることができる。
【００４４】
また、第二熱交換器２内の形状も図２と同様の形状でもよい。しかし、水素媒体を減圧した後であるため、燃料流路５１の形状は円管に限定されるものではなく、排気ガス流路５２のような矩形にしてもよい。
【００４５】
また、第二熱交換器２内の水素媒体は気体であるため、流体抵抗が液体に比べて小さく、熱伝達率も小さい。このため、第一熱交換機３内の水素媒体流路よりも流路一本当たりの断面積を小さくしても、圧力損失の上昇を低く抑えつつ、熱伝達率を増加させることができる。したがって、燃料流路５１は第一熱交換器３内よりも第二熱交換機２内の方が小さくてもよい。
【００４６】
また、本実施例の背圧弁３３は、背圧弁３３の上流の圧力を保持できるものであればよく、設定値を保持するために機械的に動作するものでも、電子的に制御されるものでも構わない。
【実施例２】
【００４７】
図３は、本発明によるエンジンシステムの他の実施例を示す。本図に示すエンジンシステムは、水素媒体を燃料とするエンジン１０を備えている。エンジン１０には吸気管１１と排気管１２とが接続され、排気管１２に反応器１が設置されている。また、反応器１で生成したガスを分離装置６と接続する配管４４に上流から第二熱交換器２、第一熱交換器３が設置されている。
【００４８】
まず、液体燃料である水素化媒体は、供給タンク４からポンプ３０によって加圧され、配管４１を通って第一熱交換器３に供給される。そして、水素化媒体は、第一熱交換器３で加熱された後、配管４２、第二熱交換器２、配管４３および反応器１を通過して一部が脱水素化媒体に変化し、配管４４を通って分離装置６に達する。ここで、第二熱交換器２と接続する配管４２には、背圧弁３３が設置されている。
【００４９】
背圧弁３３の設定圧力は、液体燃料の飽和蒸気圧以上に設定されているため、第一熱交換器３内では液体燃料が沸点以上まで加熱されても液体状態で存在している。高温高圧状態の液体燃料は、背圧弁３３を通過する際に減圧されて燃料ガス（気体状態）となる。このとき、蒸発潜熱が奪われ、燃料ガスの温度が低下する。温度が低下した燃料ガスは、第二熱交換器２で再度加熱され、配管４３を通って反応器１に供給される。
【００５０】
燃料ガス（水素化媒体）は、反応器１内において、排気管１２を介して供給される排気ガスにより高温状態となった触媒と接触することにより、一部が分解して水素ガスと脱水素化媒体とに変化する。
【００５１】
そして、水素化媒体、水素ガスおよび脱水素化媒体の混合物は、配管４４を通り、第二熱交換器２および第一熱交換器３で、ポンプ３０により供給される水素化媒体と熱交換し、冷却されて分離装置６で気体である水素と常温で液体である燃料とに分離される。分離された液体燃料は、配管４５を通って回収タンク５に貯留される。一方、分離された水素は、配管４６を通って吸気管１１もしくはエンジン１０の筒内に供給される。エンジン１０で燃焼した水素は、高温の排気ガスとなって排気管１２を通り、大気開放される。
【００５２】
本発明は、上述のように、反応器１に供給する水素媒体を予め予熱しておくものであり、熱交換器が背圧弁３３を挟んだ２個の熱交換器で構成されていることが特徴である。熱交換器の設置場所は、本実施例に限定されるものではなく、配管４４もしくは排気管１２に設置されていればよい。配管４４と排気管１２とに一つずつ設置することで、回収熱量を向上できる場合もある。
【００５３】
さらに、排気管１２における熱交換器の設置位置は、反応器１の下流に限定されるものではない。反応器１の上流に２個、または反応器１の上流と下流とに一個ずつ設置してもよい。
【００５４】
熱交換器を排気管１２の上流に設置した場合は、高温の排気ガスと熱交換するため、反応器１に供給される排気ガスの温度が下がる。これにより、反応器１内部の触媒の温度が触媒の破壊上限温度に達しないようにコントロールすることができる。
【００５５】
また、熱交換器を排気管１２の下流に設置する場合は、反応器１で回収しきれなかった廃熱を利用することになるため、エンジンシステム全体の熱回収量を増加させることができる。
【００５６】
また、熱交換器を配管４４に設置した場合、配管４４を流れる高温の燃料ガスの熱を回収することができ、エンジンシステム全体の熱回収量を増加させることができる。さらに、分離装置６の冷却のための構成を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による実施例を示すエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】図１の反応器のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本発明による他の実施例を示すエンジンシステムの概略構成図である。
【図４】本発明による熱交換器の入口からの距離と燃料流路の平均温度との関係を模式的に示すグラフである。
【図５】従来例における熱交換器の入口からの距離と燃料流路の平均温度との関係を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１：反応器、２：第二熱交換器、３：第一熱交換器、４：供給タンク、５：回収タンク、６：分離装置、１０：エンジン、１１：吸気管、１２：排気管、３３：背圧弁。
【図１】
0004523978.tif 000002
【図２】
0004523978.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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