(57)【要約】【課題】ＬＮＧ気化時の気化潜熱を効率的に利用できるＬＮＧ車を提供する。【解決手段】ＬＮＧを気化させると共に車載エンジン５に供給して燃焼させる液化天然ガス車１において、インタークーラ１５及びＥＧＲクーラ１８に設けられた熱交換器１９、２０と、これら熱交換器１９、２０に接続されＬＮＧの冷熱で冷却される冷媒の冷媒循環回路２１とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化天然ガスを気化させると共に車載エンジンに供給して燃焼させる液化天然ガス車において、
インタークーラ及び排気再循環クーラに設けられた熱交換器と、これら熱交換器に接続され液化天然ガスの冷熱で冷却される冷媒の冷媒循環回路とを備えたことを特徴とする液化天然ガス車。
【請求項２】
液化天然ガスを貯蔵する液化天然ガスタンクと、前記液化天然ガスタンクからの液化天然ガスを気化させる気化器と、前記気化器で気化された天然ガスを減圧するレギュレータとを備え、前記気化器は、前記液化天然ガスタンクからの液化天然ガスを大気との熱交換で昇温させる昇温部と、前記昇温部で昇温された液化天然ガスを前記冷媒との熱交換で気化させる気化部とを備えた請求項１に記載の液化天然ガス車。
【請求項３】
前記冷媒循環回路は、前記気化器で冷却された冷媒を、前記インタークーラに設けられた熱交換器、前記排気再循環クーラに設けられた熱交換器の順で循環させる請求項２に記載の液化天然ガス車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガスを燃料とする液化天然ガス車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液化天然ガス（以下、ＬＮＧ）を燃料とする大型車については、シェールガス供給拡大に伴う燃料の低価格化により今後のニーズが高まるとともに、海外におけるＬＮＧ車の普及が進んでいる。
【０００３】
ＬＮＧ車は、ＬＮＧを燃料として用いるため、圧縮天然ガス（以下、ＣＮＧ）を用いるＣＮＧ車に対して、エネルギー密度が単位体積当たり約３倍と高く、燃料の一充填当たりの航続距離が長く、長距離大型トラックなどに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０８０８９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１７７２１３号公報
【特許文献３】特開平１０−０４７０８０号公報
【特許文献４】特開２０１１−１２１５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＬＮＧ車は、−１６２℃のＬＮＧを気化させて車載エンジンに送る。このため、ＬＮＧ車は、ＬＮＧを気化させる気化装置を備える。気化装置は、大気とＬＮＧとの間で熱交換を行うことでＬＮＧを安定して気化させる。
【０００６】
しかしながら、大気との熱交換でＬＮＧを気化させるため、ＬＮＧの冷熱は利用されることなく大気に放出して捨てられていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＬＮＧ気化時の気化潜熱を効率的に利用できるＬＮＧ車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明は、液化天然ガスを気化させると共に車載エンジンに供給して燃焼させる液化天然ガス車において、インタークーラ及び排気再循環クーラに設けられた熱交換器と、これら熱交換器に接続され液化天然ガスの冷熱で冷却される冷媒の冷媒循環回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＬＮＧ車によれば、ＬＮＧ気化時の気化潜熱を効率的に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＬＮＧ車のエンジンの説明図である。
【図２】ＬＮＧ車の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、ＬＮＧ車１は、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンク２と、ＬＮＧタンク２からのＬＮＧを気化させる気化器３と、気化器３で気化されたＬＮＧを減圧するレギュレータ４と、レギュレータ４からのＬＮＧを燃料として駆動される車載エンジン５とを備える。
【００１３】
ＬＮＧタンク２は、ＬＮＧを低温に保持できる低温タンクからなる。
【００１４】
気化器３は、ＬＮＧタンク２からのＬＮＧを大気との熱交換で昇温させる昇温部６と、昇温部６で昇温されたＬＮＧを後述する熱交換装置７の冷媒との熱交換で気化させると共に気化した天然ガスを昇温させる気化部８とを備える。昇温部６は、気化部８内で流れる水等からなる冷媒がＬＮＧとの熱交換で凍結しない程度の温度（冷媒が水の場合０℃）までＬＮＧを昇温させる。また、気化器３は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ９の車両走行方向前側に隣接して配置されており、常に大気が流通するようになっている。
【００１５】
車載エンジン５は、吸気を過給する過給機１０と、排気の一部を排気再循環ガス（以下、ＥＧＲガス）として吸気側に戻す排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置）１１と、過給機１０で過給された吸気とＥＧＲガスとをＬＮＧ気化時の冷熱にて冷却する熱交換装置７とを備える。
【００１６】
過給機１０は、車載エンジン５の排ガスで駆動されるタービン１２と、タービン１２の駆動力で駆動され吸気を圧縮するコンプレッサ１３とを備える。また、コンプレッサ１３と車載エンジン５のインテークマニホールド１４との間の吸気管１４ａには、吸気を大気との熱交換で冷却するインタークーラ１５が設けられると共に、吸気量を調節するための吸気スロットル１６が設けられている。
【００１７】
ＥＧＲ装置１１は、車載エンジン５の排気側と吸気側を接続する排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７に設けられＥＧＲガスをエンジン冷却水との熱交換で冷却する排気再循環クーラ（以下、ＥＧＲクーラ）１８と、ＥＧＲ通路１７に設けられ排気再循環量（以下、ＥＧＲ量）を調節するための排気再循環バルブ（以下、ＥＧＲバルブ）３３とを備える。
【００１８】
熱交換装置７は、気化器３の気化部８と、インタークーラ１５に設けられた吸気冷却用熱交換器１９と、ＥＧＲクーラ１８に設けられた排気再循環ガス冷却用熱交換器（以下、ＥＧＲガス冷却用熱交換器）２０と、吸気冷却用熱交換器１９及びＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に接続されＬＮＧの冷熱で冷却される冷媒の冷媒循環回路２１とを備える。
【００１９】
吸気冷却用熱交換器１９は、インタークーラ１５の吸気入口側に配置されており、吸気を速やかに冷却するようになっている。
【００２０】
ＥＧＲガス冷却用熱交換器２０は、ＥＧＲクーラ１８のガス出口側に配置されており、エンジン冷却水との熱交換で冷却されたＥＧＲガスをさらに冷却するようになっている。
【００２１】
冷媒循環回路２１は、ポンプ２２と、ポンプ２２と気化器３の気化部８とを接続する第１往路２３と、気化部８と吸気冷却用熱交換器１９とを接続する第２往路２４と、吸気冷却用熱交換器１９とＥＧＲガス冷却用熱交換器２０とを接続する第３往路２５と、ＥＧＲガス冷却用熱交換器２０とポンプ２２とを接続する復路２６とを備える。
【００２２】
復路２６には、冷媒の流量を調整するための流量調整弁２７が設けられている。流量調整弁２７は、コントローラ２８に電気的に接続されており、コントローラ２８からの電気信号で開度を調節されるようになっている。
【００２３】
なお、コントローラ２８は、気化器３の出口温度が所定温度となるように流量調整弁２７を制御してもよい。この場合、気化器３の出口または出口近傍の燃料供給路２９に、燃料たる天然ガスの温度を検出する温度センサ３０を設け、コントローラ２８は、温度センサ３０の検出値が所定温度となるように流量調整弁２７を制御するとよい。ここで所定温度は、レギュレータ４の耐寒温度以上に設定するとよい。
【００２４】
また、第３往路２５には、ＥＧＲガス冷却用熱交換器２０を迂回して復路２６に接続されるバイパス路３１が接続されており、バイパス路３１には、開度調節可能なバイパス用流量調整弁３２が設けられている。バイパス用流量調整弁３２は、コントローラ２８に電気的に接続されており、コントローラ２８からの電気信号で開度を調節されるようになっている。バイパス用流量調整弁３２は、開度が大きくされることでＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に流れる冷媒の流量を減らし、開度が小さくされることでＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に流れる冷媒の流量を増やす。
【００２５】
なお、バイパス用流量調整弁３２は、バイパス路３１によって迂回される第３往路２５に設けられてもよく、バイパス路３１によって迂回される復路２６に設けられてもよい。この場合、バイパス用流量調整弁３２の開度が大きくなるとＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に流れる冷媒の流量が減り、開度が小さくなるとＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に流れる冷媒の流量が増える。
【００２６】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２７】
車載エンジン５が駆動されると、ＬＮＧタンク２からのＬＮＧが気化器３で気化され、レギュレータ４で減圧され、車載エンジン５に吸気と共に供給される。
【００２８】
このとき、ＬＮＧタンク２からのＬＮＧは、まず気化器３の昇温部６に入り、大気と熱交換される。ＬＮＧタンク２からのＬＮＧは、大気圧より十分高圧、かつ、低温であるため、昇温部６内で完全に気化することはない。この後、気化部８に入った気液混合状態のＬＮＧは、冷媒循環回路２１からの冷媒と熱交換されて気化される。このとき、気化部８に流入するＬＮＧは昇温部６で予め昇温されているため、冷媒がＬＮＧとの熱交換で凍結することはない。
【００２９】
気化部８で熱を奪われた冷媒は、第２往路２４を通って吸気冷却用熱交換器１９に至り、インタークーラ１５入口の吸気と熱交換される。インタークーラ１５入口の吸気は、過給機１０のコンプレッサ１３によって常温より高い温度になっており、冷媒との熱交換で冷却される。
【００３０】
吸気冷却用熱交換器１９を通過した冷媒は、第３往路２５を通ってＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に至り、ＥＧＲクーラ１８出口のＥＧＲガスと熱交換される。ＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に至るＥＧＲガスは、吸気冷却用熱交換器１９で昇温された後の冷媒よりも温度が高く、冷媒との熱交換で冷却される。
【００３１】
ＥＧＲガス冷却用熱交換器２０を通過した冷媒は、復路２６を通ってポンプ２２に至り、ポンプ２２から吐出されて再び気化器３の気化部８に至る。
【００３２】
このように、インタークーラ１５に設けられた吸気冷却用熱交換器１９と、ＥＧＲクーラ１８に設けられたＥＧＲガス冷却用熱交換器２０と、吸気冷却用熱交換器１９及びＥＧＲガス冷却用熱交換器２０に接続されＬＮＧの冷熱で冷却される冷媒の冷媒循環回路２１とを備えるものとしたため、従来捨てられていたＬＮＧの気化潜熱を効果的に利用でき、過給後の吸気及びＥＧＲガスの温度を効率的に下げることができる。
【００３３】
気化器３は、ＬＮＧタンク２からのＬＮＧを大気との熱交換で昇温させる昇温部６と、昇温部６で昇温されたＬＮＧを冷媒との熱交換で気化させる気化部８とを備えるものとしたため、冷媒がＬＮＧとの熱交換で凍結するのを防ぐことができ、ＬＮＧの気化潜熱を安定して利用できる。
【００３４】
また、冷媒循環回路２１は、気化器３で冷却された冷媒を、吸気冷却用熱交換器１９、ＥＧＲガス冷却用熱交換器２０の順で循環させるものとしたため、過給後の吸気及びＥＧＲガスを効率よく冷却できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ＬＮＧ車（液化天然ガス車）
５  車載エンジン
１５  インタークーラ
１８  ＥＧＲクーラ（排気再循環クーラ）
１９  吸気冷却用熱交換器（熱交換器）
２０  ＥＧＲガス冷却用熱交換器（熱交換器）
２１  冷媒循環回路
【図１】
2017002866.tif 000003
【図２】
2017002866.tif 000004