(57)【要約】【課題】  エネルギ効率の低下を最小限に抑制しつつ、内燃機関の運転状況に応じて燃料の特性を最適化し、燃料の内燃機関への供給を可能としうる手段を提供する。【解決手段】  内燃機関へ燃料を供給するための燃料供給装置であって、燃料タンクと、前記燃料タンクの下流に位置する、前記燃料を気化させるための燃料気化手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を分離するための燃料分離手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を改質するための燃料改質手段と、分離および改質された前記燃料を内燃機関へ供給するための改質燃料供給手段と、を備えることを特徴とする、燃料供給装置により、上記課題は解決される。【選択図】図１
2007032439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関へ燃料を供給するための燃料供給装置であって、
燃料タンクと、
前記燃料タンクの下流に位置する、前記燃料を気化させるための燃料気化手段と、
前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を分離するための燃料分離手段と、
前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を改質するための燃料改質手段と、
分離および改質された前記燃料を内燃機関へ供給するための改質燃料供給手段と、
を備えることを特徴とする、燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料分離手段によって分離されなかった燃料および／または前記燃料改質触媒によって改質されなかった燃料を前記内燃機関へ供給するための未改質燃料供給手段をさらに備える、請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記燃料分離手段によって分離されなかった燃料および／または前記燃料改質触媒によって改質されなかった燃料を前記燃料タンクへリターンさせるための未改質燃料リターン手段をさらに備える、請求項１または２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料改質手段の下流に位置する、前記燃料分離手段および／または前記燃料改質手段を減圧状態とするための減圧手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料改質手段において、前記燃料分離手段が前記燃料改質手段の上流に位置する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記燃料改質手段において、前記燃料分離手段が前記燃料改質手段の下流に位置する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記燃料改質手段において、前記燃料分離手段および前記燃料改質触媒が一体化されてなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記燃料分離手段によって分離されなかった前記燃料を掃引して、前記未改質燃料供給手段または前記未改質燃料リターン手段へと供給するための燃料掃引手段を有する、請求項３〜７のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記燃料気化手段によって気化した気化燃料を貯蔵するための気化燃料貯蔵手段をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記燃料改質手段によって改質された改質燃料を貯蔵するための改質燃料貯蔵手段をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１１】
前記燃料分離手段によって分離されなかった燃料および／または前記燃料改質触媒によって改質されなかった燃料を、前記改質燃料との接触により改質するための第２の燃料改質手段をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１２】
前記燃料気化手段および／または前記燃料改質手段へ水および／または酸素を供給するための改質助剤供給手段をさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１３】
前記燃料分離手段が、耐火性無機材料から構成される燃料分離膜である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１４】
前記燃料改質触媒が、前記燃料との接触によって、前記燃料の一部から水素原子を生成させ、生成した水素原子を前記燃料の他の一部に付加する機能を有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１５】
前記燃料気化手段および／または前記燃料改質手段の加熱が、前記内燃機関の排気を熱回収することにより行われる、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関へ燃料を供給するための燃料供給装置に関する。詳細には、本発明は、燃料供給装置において、内燃機関の運転状況に応じて供給される燃料の特性を最適化するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境に対する配慮から、自動車等の内燃機関の燃費を改善し、内燃機関からの排気をより一層浄化する（特に、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を低減させる）目的で種々の試みがなされている。
【０００３】
例えば、エンジンシステムにおいてリーンバーン化や直噴化などの工夫を施すことにより、エンジン中での燃焼効率をより一層向上させる技術が盛んに開発されている。
【０００４】
一方、エンジンに供給される燃料についても、オクタン価やセタン価の向上や各種の添加剤の添加といった工夫が各種提案されているのが現状である。
【０００５】
例えば、エンジン中での燃料の燃焼性や燃費の改善、排気の浄化などを目的とした技術として、燃料を超臨界状態として改質触媒と接触させることにより、迅速かつ高収率で重質成分を軽質成分に変換させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６２５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、例えば直噴エンジンにおいては、燃料の高圧噴射を可能とするために、高圧ポンプなどの昇圧手段が具備されているのが一般的である。従って、燃料を超臨界状態とするために昇圧させることはそれほど困難ではない。一方、燃料を超臨界状態とするには昇圧させるのみでは充分ではなく、昇温させる必要もある。しかしながら、かような昇温手段をさらに具備させることはエネルギ効率の観点からは好ましくない。また、高圧条件下において燃料を改質することになるため、メタンを生成しやすく、エネルギ効率がより一層低下してしまう虞がある。
【０００７】
そこで本発明は、エネルギ効率の低下を最小限に抑制しつつ、内燃機関の運転状況に応じて燃料の特性を最適化し、燃料の内燃機関への供給を可能としうる手段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】
【０００８】
本発明は、内燃機関へ燃料を供給するための燃料供給装置であって、燃料タンクと、前記燃料タンクの下流に位置する、前記燃料を気化させるための燃料気化手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を分離するための燃料分離手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を改質するための燃料改質手段と、分離および改質された前記燃料を内燃機関へ供給するための改質燃料供給手段と、を備えることを特徴とする、燃料供給装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エネルギ効率の低下を最小限に抑制しつつ、内燃機関の運転状況に応じて燃料の特性を最適化し、燃料を内燃機関へと供給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】
【００１０】
本発明は、内燃機関へ燃料を供給するための燃料供給装置であって、燃料タンクと、前記燃料タンクの下流に位置する、前記燃料を気化させるための燃料気化手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を分離するための燃料分離手段と、前記燃料気化手段の下流に位置する、気化した燃料を改質するための燃料改質手段と、分離および改質された前記燃料を内燃機関へ供給するための改質燃料供給手段と、を備えることを特徴とする、燃料供給装置である。
【００１１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい一実施形態（第１実施形態）について詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の形態のみには限定されない。なお、図面の寸法比率は、説明のために誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、各図において同一の構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。以下、図１に示す燃料供給装置１０の具体的な構成について、詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明の燃料供給装置１０は、内燃機関用燃料（以下、単に「燃料」とも称する）２０を内燃機関（図示せず）へ供給するための装置である。燃料２０は、内燃機関へ供給されると燃焼し、当該燃料２０の有する化学エネルギが車両を駆動するための力学的エネルギに変換される。
【００１４】
燃料２０は、燃料タンク２１に貯留される。燃料タンク２１には、燃料２０が流通するための燃料流通路２２が接続される。
【００１５】
燃料流通路２２の途中には、燃料ポンプ２３が設置されている。燃料ポンプ２３は、燃料２０を加圧するための燃料加圧手段として機能する。
【００１６】
燃料ポンプ２３の下流側には、燃料気化器２４が設置されている。この燃料気化器２４は、燃料２０を気化させるための燃料気化手段として機能する。燃料気化器２４において燃料を気化させるための手法は特に制限されず、加熱によって気化させてもよいし、減圧によって気化させてもよい。加熱気化させる形態としては、燃料気化器２４を包囲するようにヒータ（図示せず）を設ける形態が例示される。一方、減圧気化させる形態としては、燃料気化器２４に減圧手段（例えば、減圧ポンプ）を接続する形態が例示される。
【００１７】
燃料気化器２４には、水または空気の少なくとも一方を当該燃料気化器２４へと供給可能な改質助剤供給路２５が接続されている。そして、この改質助剤供給路２５の末端には、改質助剤タンク２６が設置されている。
【００１８】
燃料気化器２４の下流側には、燃料気化器２４を通過することにより気化した気化燃料を貯蔵するための気化燃料貯蔵手段として、気化燃料タンク２８が設置されている。改質助剤供給路２５を介して水または空気が導入された場合には、これらもまた気化燃料と同様に気化燃料タンク２８中に貯蔵される。
【００１９】
気化燃料タンク２８の下流側には、燃料分離器３０が設置されている。燃料分離器３０には、燃料分離膜３２が配設されている。この燃料分離膜３２は、気化燃料から所望の成分を分離するための燃料分離手段として機能する。燃料分離膜３２の具体的な構成は特に制限されず、分離を希望する燃料の種類に応じて適宜選択されうる。本実施形態において、燃料分離膜３２は、耐火性無機材料であるメソポーラスシリカ（細孔径：２．５ｎｍ）から構成されている。ただし、燃料分離膜３２の構成材料はかような形態のみに制限されず、その他の材料もまた、採用されうる。
【００２０】
また、燃料分離器３０には、掃引ガス流通路３４が接続されている。そして、この掃引ガス流通路３４の末端には、掃引ガスタンク３６が設置されている。この掃引ガス流通路３４および掃引ガスタンク３６は、燃料分離器３０において分離されなかった燃料を掃引して、後述する未改質燃料流通路へと圧送するための燃料掃引手段として機能する。なお、掃引ガスとしては、空気を用いると簡便である。
【００２１】
燃料分離器３０の下流側には、燃料改質器４０が設置されている。この燃料改質器４０には、燃料改質触媒４２が配設されている。燃料改質器４０に備えられる燃料改質触媒４２は、上述した燃料分離手段である燃料分離膜３０と協働して燃料改質手段として機能する。燃料改質触媒４２の具体的な構成は特に制限されず、燃料改質の所望の形態などに応じて適宜選択されうる。一例を挙げると、アルミナ、シリカ、ジルコニアなどの無機担体に、ニッケル、ルテニウム、白金、ロジウム、銅などの触媒成分が担持されてなる形態が例示されうる。
【００２２】
燃料改質器４０には、改質燃料が流通するための改質燃料流通路５０が接続されている。一方、燃料分離器３０には、当該分離器３０によって分離されなかった燃料２０が流通するための未改質燃料流通路５２が接続されている。
【００２３】
改質燃料流通路５０の下流側には、改質燃料を貯蔵するための改質燃料貯蔵手段として、改質燃料タンク６０が設置されている。そして、改質燃料タンク６０には、当該タンク６０に貯蔵された改質燃料を内燃機関（図示せず）へと供給するための改質燃料供給路６２が接続されている。そして、改質燃料供給路６２の末端には、改質燃料を内燃機関（図示せず）へと噴射するための改質燃料噴射器６４が設置されている。改質燃料供給路６２および改質燃料噴射器６４は、改質燃料を内燃機関へと供給するための改質燃料供給手段として機能する。なお、改質燃料タンク６０は、図１に示すように、後述する減圧器７０と接続されて低圧タンクとされてもよいし、別途設けた加圧器などによって高圧タンクとされてもよい。これらが併用されてもよい。低圧タンクから供給される燃料は、通常は気体状態である。一方、高圧タンクから供給される燃料は、通常は液体状態である。これらを制御することにより、内燃機関へのきめ細かな燃料供給が可能となる。
【００２４】
本実施形態において、未改質燃料流通路５２は、途中から分岐している。具体的には、その一方は燃料タンク２８へ戻される未改質燃料リターン路５４へと分岐している。この未改質燃料リターン路５４は、未改質燃料を燃料タンク２１へリターンさせるための未改質燃料リターン手段として機能する。そして、未改質燃料流通路５２の他方は、未改質燃料供給路５６へと分岐している。そして、未改質燃料供給路５６の末端には、未改質燃料を内燃機関（図示せず）へと噴射するための未改質燃料噴射器５８が設置されている。未改質燃料供給路５６および未改質燃料噴射器５８は、未改質燃料をそのまま内燃機関へと供給するための未改質燃料供給手段として機能する。なお、未改質燃料流通路５２の途中には、未改質燃料を貯蔵するための未改質燃料タンク（図示せず）が設置されてもよい。
【００２５】
改質燃料タンク６０には、減圧器７０が接続されている。この減圧器７０は、燃料分離器３０および燃料改質器４０を減圧状態とするための減圧手段として機能する。減圧器７０の具体的な構成は特に制限されないが、例えば、吸引ポンプなどが採用されうる。必要であれば、図１に示すように、改質燃料タンク６０と減圧器７０との途中に弁７２を設けてもよい。また、当該減圧器７０は、上述した燃料気化器２４において燃料を気化させるための手段として用いられてもよい。
【００２６】
「内燃機関」とは、シリンダ内で燃料を爆発燃焼させ、そのエネルギによって仕事をする原動機をいい、本発明において内燃機関の具体的な形態は特に制限されず、後述する燃料２０の性状に応じて選択されうる。内燃機関は、例えばガソリンエンジンのような火花点火式内燃機関であってもよく、ディーゼルエンジンのような圧縮着火式内燃機関であってもよい。
【００２７】
続いて、図１に示す本実施形態の燃料供給装置１０の動作について説明する。
【００２８】
まず、図示しない制御手段（例えば、ＥＣＵ）からの制御信号により、燃料ポンプ２３が駆動する。燃料ポンプ２３が駆動することにより、燃料タンク２１から燃料２０が吸い上げられ、吸い上げられた燃料２０は燃料流通路２２を流通する。燃料の流量は、一般に１〜１０Ｌ／ｈ程度である。
【００２９】
なお、燃料流通路２２の燃料タンク２１側の先端には、図示しない燃料フィルタが設置されていてもよい。これらのフィルタを設置することにより、燃料２０中に含まれる不純物の供給が防止され、内燃機関におけるエミッションが低減されうる。
【００３０】
燃料２０は燃料ポンプ２３により燃料流通路２２の下流側に圧送され、燃料気化器２４へと供給される。この際の圧力は特に制限されないが、通常は０．１〜１．０ＭＰａ程度である。
【００３１】
燃料気化器２４へと圧送された燃料２０は、当該気化器２４において気化する。燃料を加熱気化させる際の加熱温度は特に制限されないが、通常は１５０〜２５０℃程度であり、好ましくは１８０〜２００℃である。また、燃料を減圧気化させる際の圧力条件も特に制限されないが、通常は０．１〜１０００Ｐａ程度であり、好ましくは１〜１００Ｐａである。
【００３２】
一方、改質助剤タンク２６から改質助剤供給路２５を経て燃料気化器２４へと導入された水は、燃料気化器２４において燃料２０と同様に気化して水蒸気となる。そしてこの水蒸気および同様に導入された空気は、当該気化器２４において燃料２０と混合されて、混合燃料を生成しうる。なお、前記水および／または空気（具体的には、空気中の酸素）は、燃料気化器２４を通過することにより気化した気化燃料が燃料改質触媒４２との接触により改質される際の改質助剤として機能する。具体的には、水は吸熱反応である水蒸気改質反応を促進させ、空気は発熱反応である部分酸化反応を促進させうる。これらがともに促進されると、部分酸化反応での発熱により水蒸気改質反応に必要な熱が賄われうる。すなわち、燃料改質器４０においてオートサーマル改質が進行しうる。
【００３３】
改質助剤（水および／または空気）が燃料気化器２４へ供給される際の供給量についても特に制限はない。水に関していえば、燃料１モルに対して８〜２０モル程度であり、空気に関していえば、酸素分子換算で、燃料１モルに対して１．４〜３．２モル程度である。
【００３４】
燃料気化器２４において生成した混合燃料は、気化燃料タンク２８に貯蔵され、必要に応じて下流側へとさらに圧送される。気化燃料タンク２８からの気化燃料（混合燃料）の流通量の制御は、図示しない制御手段（例えば、ＥＣＵ）からの制御信号によって制御されうる。
【００３５】
気化燃料タンク２８から下流側へ流通した気化燃料（混合燃料）は、燃料分離器３０中に導入され、当該分離器３０に備えられた燃料分離膜３２により分離される。本実施形態において、上述したような燃料分離膜３０によれば、嵩高い芳香族炭化水素化合物や比較的大きい側鎖を有する炭化水素化合物などと、比較的小さい側鎖を有する炭化水素化合物や直鎖炭化水素化合物などとが分離されうる。具体的には、小さいサイズを有する後者のみが燃料分離膜３２を透過し、燃料分離器３０の下流へと流通しうる。この際、減圧器によって燃料分離器３０を減圧状態とすることにより、気化燃料の透過が促進されうる。
【００３６】
本実施形態においては、上記で燃料分離膜３２を透過し、燃料分離器３０の下流へと流通した比較的サイズの小さい燃料のみが燃料改質器４０中に導入されうる。燃料改質器４０中に導入された燃料は、燃料改質触媒４２との接触により、改質（分解、異性化など）されて、水素、一酸化炭素などを生成し、大部分は水素へとガス化しうる。
【００３７】
改質燃料は、改質燃料流通路５０を流通して改質燃料タンク６０に貯蔵される。そして、必要に応じて改質燃料供給路６２を流通し、改質燃料噴射器６４を介して、内燃機関（図示せず）へと供給される。
【００３８】
改質燃料中には、上述したように水素が多く含まれる。従って、かような改質燃料を必要に応じてエンジンに供給することで、エンジンでの燃焼状態におけるリーンバーン領域（リーンバーン限界）を拡大させうる。その結果、燃費の向上に有効に寄与しうる。
【００３９】
一方、燃料分離器３０において燃料分離膜３２を透過しなかった燃料（未改質燃料）は、掃引ガスタンク３６から掃引ガス流通路３４を流通してきた掃引ガスにより掃引され、未改質燃料流通路５２へと圧送される。
【００４０】
未改質燃料流通路５２へと圧送された未改質燃料は、未改質燃料流通路５２の分岐部において、未改質燃料リターン路５４を流通して燃料タンク２１へと戻されるか、または、未改質燃料供給路５６を流通し、未改質燃料噴射器５８を介して、内燃機関（図示せず）へと供給される。
【００４１】
なお、必要に応じて、改質燃料として改質燃料噴射器６４から内燃機関へ供給される燃料と、未改質燃料として未改質燃料噴射器５８から内燃機関へ供給される燃料との比率を制御することも可能である。かような制御手段としては、例えば、掃引ガスの流量を調節するといった手法や、燃料の供給量を調節するといった手法が例示されうる。
【００４２】
（第２実施形態）
図２は、本実施形態の燃料供給装置１０ａを示す構成概要図である。図２に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０ａは、図１に示す第１実施形態の燃料供給装置１０とほぼ同様の構成を有する。ただし、燃料分離手段である燃料分離器と、燃料改質手段である燃料改質器とに代えて、これらが一体化されてなる改質分離器８０が設置されている点で第１実施形態とは異なる。
【００４３】
本実施形態において、改質分離器８０は、第１実施形態において燃料分離器に備えられていた燃料分離膜の表面に、燃料改質触媒の触媒成分が担持されてなる構成を有する。具体的には、本実施形態において、燃料分離膜３２としてはＭＦＩゼオライトから構成されており、その表面に、白金、ロジウム、ルテニウムなどの白金系の触媒成分やニッケル、鉄、コバルトなどの遷移金属成分が担持されている。この際、ＭＦＩゼオライトの有するシリカ／アルミナ比は約７００である。ただし、かような形態のみに本発明の技術的範囲が制限されるわけではない。
【００４４】
本実施形態においては、減圧器によって改質分離器８０を減圧状態とすることにより、気化燃料の透過のみならず、気化燃料の改質もまた、促進されうる。
【００４５】
本実施形態の燃料供給装置１０ａによれば、燃料分離手段と燃料改質手段とが一体化されてなることから、装置のコンパクト化が図られる。その結果、自動車に搭載された場合には、車内空間のより一層の拡大に有効に寄与しうる。
【００４６】
（第３実施形態）
図３は、本実施形態の燃料供給装置１０ｂを示す構成概要図である。図３に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０ｂもまた、図１に示す第１実施形態の燃料供給装置１０とほぼ同様の構成を有する。ただし、燃料分離器３０の上流側に燃料改質器４０が設置されている点、および、未改質燃料を、改質燃料タンク６０に貯蔵された改質燃料との接触により改質するための第２の燃料改質器４０’が設置されている点で、第１実施形態とは異なる。
【００４７】
本実施形態において用いられる燃料改質器４０および当該改質器４０に備えられる燃料改質触媒４２の具体的な形態は、上記の第１実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。従って、上記の第１実施形態と同様に、燃料２０（または混合燃料）は燃料改質触媒４２と接触し、燃料中の軽質成分は容易に水素へとガス化しうる。
【００４８】
本実施形態において用いられる燃料分離器３０に備えられる燃料分離膜３２は、上記で生成した水素をほぼ選択的に透過させうるものであることが好ましい。かような燃料分離膜３２としては、パラジウム合金系分離膜や、バナジウム合金系分離膜、ニオブ合金系分離膜、ゼオライト系分離膜などが例示される。
【００４９】
本実施形態においても、上記の第１実施形態と同様に、水素を多く含む改質燃料は改質燃料タンク６０に貯蔵され、必要に応じて改質燃料供給路６２を流通し、改質燃料噴射器６４を介して、内燃機関へと供給される。従って、本実施形態によれば、上記の第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５０】
本実施形態においては、改質燃料タンク６０にさらに第２の改質燃料流通路５０’が接続されている。この第２の改質燃料流通路５０’は、未改質燃料流通路５２の途中に接続されている。そして、未改質燃料流通路５２の、第２の改質燃料流通路５０’との接続箇所の下流側には、第２の燃料改質器４０’が設置されている。
【００５１】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、未改質燃料、すなわち、燃料改質器４０において改質されなかった燃料および／または燃料分離器３０において分離されなかった燃料は、掃引ガスを用いた掃引によって、未改質燃料流通路５２を流通する。そして、本実施形態においては、第２の燃料改質器４０’へと導入される。
【００５２】
一方、必要に応じて、改質燃料タンク６０に貯蔵されている改質燃料を、第２の改質燃料流通路５０’を流通させ、未改質燃料流通路５２を経由して第２の燃料改質器４０’へと導入させる。これにより、第２の燃料改質器４０’において、未改質燃料と、水素を多く含む改質燃料とが混合されて、未改質燃料と改質燃料との混合燃料が生成する。
【００５３】
さらに、第２の燃料改質器４０’には、第２の燃料改質触媒４２’が配設されている。第２の燃料改質触媒４２’の具体的な構成についても特に制限はなく、燃料改質の所望の形態などに応じて適宜選択されうる。一例を挙げると、アルミナ、シリカ、ジルコニアなどの無機担体に、ニッケル、ルテニウム、白金、ロジウム、銅などの触媒成分が担持されてなる形態が例示されうる。特に、燃料との接触によって、前記燃料の一部から水素原子を生成させ、生成した水素原子を前記燃料の他の一部に付加する機能を有する触媒を用いると、好ましい。
【００５４】
ここで、未改質燃料は、エンジンにおける燃焼性の低いオレフィン系炭化水素化合物を多く含む。一方、改質燃料は、上述した通り水素を多く含む。従って、第２の燃料改質器４０’においては、第２の燃料改質触媒４２’の作用によって、オレフィン系炭化水素化合物が水素化され、より燃焼性の高いパラフィン系炭化水素化合物へと改質されうる。
【００５５】
パラフィン系炭化水素化合物はオレフィン系炭化水素化合物と比較してセタン価が高いため、本実施形態によれば、ディーゼルエンジンにおける燃焼性を改善させることも可能である。
【００５６】
なお、燃料の一部から水素原子を生成させる機能と、生成した水素原子を燃料の他の一部に付加する機能とは、同一の燃料改質触媒によって担われてもよいし、別々の燃料改質触媒によって担われてもよい。別々の触媒が用いられる場合、これらの触媒は混合されていてもよいし、直列または並列に配置されてもよい。また、必要に応じて、第２の改質燃料流通路５０’には、水素を選択的に分離透過させるための、パラジウム−銀合金系分離膜、ゼオライト系分離膜などから構成される水素分離膜（図示せず）を設置してもよい。
【００５７】
（第４実施形態）
図４は、本実施形態の燃料供給装置１０ｃを示す構成概要図である。図４に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０ｃは、図３に示す第３実施形態の燃料供給装置１０ｂとほぼ同様の構成を有する。ただし、燃料改質器４０の上流側に第２の燃料分離器３０’が設置されている点、前記第２の燃料分離器３０’に第２の未改質燃料流通路５２’が接続されている点、および、改質燃料タンク６０に貯蔵された改質燃料を燃焼改質触媒との接触により改質するための第２の燃料改質器４０’が、第２の燃料分離器３０’で分離されなかった未改質燃料を改質する目的で設置されている点で、第３実施形態とは異なる。
【００５８】
本実施形態において、第２の燃料分離器３０’は、第２の燃料分離膜３２’を備える。この第２の燃料分離膜３２’は、上記の第２実施形態と同様の構成を有するものである。第２の燃料分離器３０’においては、第１実施形態と同様に、嵩高い芳香族炭化水素化合物や比較的大きい側鎖を有する炭化水素化合物などと、比較的小さい側鎖を有する炭化水素化合物や直鎖炭化水素化合物などとが分離されうる。そして、小さいサイズを有する後者のみが第２の燃料分離膜３２’を透過し、第２の燃料分離器３０’の下流へと流通しうる。
【００５９】
また、第２の燃料分離器３０’には、第２の掃引ガス流通路３４’が接続されている。そして、この第２の掃引ガス流通路３４’の末端には、第２の掃引ガスタンク３６’が設置されている。これらは、第１実施形態と同様に、第２の燃料分離器３０’において分離されなかった燃料を掃引して、第２の未改質燃料流通路５２’へと圧送するための燃料掃引手段として機能する。なお、本実施形態においても、掃引ガスとしては、空気が好ましく用いられる。
【００６０】
本実施形態においても、上記の第１実施形態と同様に、水素を多く含む改質燃料は改質燃料タンク６０に貯蔵され、必要に応じて改質燃料供給路６２を流通し、改質燃料噴射器６４を介して、内燃機関へと供給される。従って、本実施形態によれば、上記の第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６１】
また、本実施形態においても、上記の第３実施形態と同様に、改質燃料タンク６０にさらに第２の改質燃料流通路６２’が接続されている。この第２の改質燃料流通路６２’は、第２の未改質燃料流通路５２’の途中に接続されている。そして、第２の未改質燃料流通路５２’の、第２の改質燃料流通路６２’との接続箇所の下流側には、第２の燃料改質器４０’が設置されている。
【００６２】
本実施形態においては、第２の燃料分離器３０’において分離されなかった燃料が、掃引ガスを用いた掃引によって、第２の未改質燃料流通路５２’を流通する。そして、第２の燃料改質器４０’へと導入される。
【００６３】
一方、必要に応じて、改質燃料タンク６０に貯蔵されている改質燃料を、第２の改質燃料流通路５０’を流通させ、第２の未改質燃料流通路５２’を経由して第２の燃料改質器４０’へと導入させる。これにより、第２の燃料改質器４０’において、未改質燃料と、水素を多く含む改質燃料とが混合されて、未改質燃料と改質燃料との混合燃料が生成する。
【００６４】
本実施形態における第２の燃料改質器４０’および第２の燃料改質触媒４２’の具体的な形態は特に制限されず、上記の第３実施形態において例示した形態が同様に採用されうる。
【００６５】
従って、本実施形態によれば、上記の第３実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、改質燃料中の水素を用いて、比較的燃焼性の低い炭化水素化合物を水素化し、燃焼性の向上を図ることが可能となり、燃料のセタン価を向上させうる。その結果、特にディーゼルエンジンにおける燃焼性の改善に有効に寄与しうる。
【００６６】
（第５実施形態）
図５は、上記の第１実施形態の燃料供給装置１０の好ましい設置位置を示す構成概要図である。なお、第２〜第４実施形態についても同様である。
【００６７】
図５に示すように、好ましい形態において、第１実施形態の燃料供給装置１０は、エンジン９０のマニホルド位置に設置される。
【００６８】
本実施形態によれば、燃料供給装置１０が備える燃料気化器２４における燃料２０の気化や燃料改質器４０における燃料２０の改質に必要な熱エネルギが、エンジン９０の排気の熱を回収することにより行われうる。その結果、システム全体のエネルギ効率が向上しうる。
【００６９】
本実施形態の具体的な構成について特に制限はないが、例えば、図５に示すように、燃料供給装置１０のうち、燃料タンク２１、改質燃料供給路６２、および未改質燃料供給路５６以外の構成要素を、エンジン９０の排気と熱交換可能な熱交換器１００の内部に設置する形態が例示される。ただし、かような形態のみには制限されず、熱エネルギを必要とする構成要素（例えば、燃料気化器２４や燃料改質器４０）のみを熱交換器１００の内部に設置する形態もまた、採用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。
【図２】第２実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。
【図３】第３実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。
【図４】第４実施形態の燃料供給装置を示す構成概要図である。
【図５】第１実施形態の燃料供給装置の好ましい設置位置を示す構成概要図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ    燃料供給装置、
２０    燃料、
２１    燃料タンク、
２２    燃料流通路、
２３    燃料ポンプ、
２４    燃料気化器、
２５    改質助剤供給路、
２６    改質助剤タンク、
２８    気化燃料タンク、
３０    燃料分離器、
３０’    第２の燃料分離器、
３２    燃料分離膜、
３２’    第２の燃料分離膜、
３４    掃引ガス流通路、
３４’    第２の掃引ガス流通路、
３６    掃引ガスタンク、
３６’    第２の掃引ガスタンク、
４０    燃料改質器、
４０’    第２の燃料改質器、
４２    燃料改質触媒、
４２’    第２の燃料改質触媒、
５０    改質燃料流通路、
５０’    第２の改質燃料流通路、
５２    未改質燃料流通路、
５２’    第２の未改質燃料流通路、
５４    未改質燃料リターン路、
５６    未改質燃料供給路、
５８    未改質燃料噴射器、
６０    改質燃料タンク、
６２    改質燃料供給路、
６４    改質燃料噴射器、
７０    減圧器、
７２    弁、
８０    改質分離器、
９０    エンジン、
１００    熱交換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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