JP2023176461A - ammonia engine system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アンモニアエンジンシステムに関する。 The present invention relates to an ammonia engine system.
従来のアンモニアエンジンシステムとしては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載の内燃機関は、機関本体と、排気浄化装置と、分解器と、タンクと、蒸発器と、酸素供給装置と、を備える。 As a conventional ammonia engine system, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. The internal combustion engine described in Patent Document 1 includes an engine body, an exhaust purification device, a decomposer, a tank, an evaporator, and an oxygen supply device.
排気浄化装置は、機関本体から排出された排気ガスを浄化する。タンクは、液体アンモニア供給管によって蒸発器と接続されている。タンクの内部は加圧されている。タンクの内部には、液体のアンモニアが貯留されている。蒸発器は、液体アンモニア供給管を介してタンクから供給された、液体のアンモニアを加熱する。蒸発器で加熱された液体のアンモニアは気化する。 The exhaust purification device purifies exhaust gas discharged from the engine body. The tank is connected to the evaporator by a liquid ammonia supply pipe. The inside of the tank is pressurized. Liquid ammonia is stored inside the tank. The evaporator heats liquid ammonia, which is supplied from a tank via a liquid ammonia supply pipe. Liquid ammonia is heated in the evaporator and vaporizes.
蒸発器は、アンモニア供給管によって分解器と接続されている。蒸発器にて気化したアンモニアは、アンモニア供給管を介して分解器に供給される。酸素供給装置は、空気を分解器に供給する。 The evaporator is connected to the decomposer by an ammonia supply pipe. Ammonia vaporized in the evaporator is supplied to the decomposer via an ammonia supply pipe. An oxygen supply device supplies air to the decomposer.
そして、分解器には、蒸発器にて気化したアンモニアが、蒸発器から供給されるとともに、酸素供給装置から空気が供給される。分解器は、アンモニアを酸化して分解することにより、水素を発生させる。機関本体の燃焼室には、分解器にて生成された水素及びアンモニアが供給されるとともに、空気が吸入され、燃焼が行われる。 Ammonia vaporized in the evaporator is supplied to the decomposer from the evaporator, and air is also supplied from the oxygen supply device. The decomposer generates hydrogen by oxidizing and decomposing ammonia. Hydrogen and ammonia generated in the decomposer are supplied to the combustion chamber of the engine body, and air is sucked in to perform combustion.
しかしながら、特許文献1の内燃機関において、蒸発器によるアンモニアの加熱によって、アンモニアが気化すると、蒸発器及びアンモニア供給管の内圧が上昇する。内圧の過上昇を抑制するため、例えば、アンモニア供給管の内圧を下げるために、アンモニア供給管内の気化したアンモニアをアンモニア供給管の外へ排出するための圧力開放弁を設けることがある。このような場合、圧力開放弁を介してアンモニア供給管から排出されたアンモニアを適切に処理する必要がある。 However, in the internal combustion engine of Patent Document 1, when ammonia is vaporized by heating of the ammonia by the evaporator, the internal pressure of the evaporator and the ammonia supply pipe increases. In order to suppress an excessive rise in internal pressure, for example, to lower the internal pressure of the ammonia supply pipe, a pressure release valve may be provided to discharge vaporized ammonia in the ammonia supply pipe to the outside of the ammonia supply pipe. In such a case, it is necessary to appropriately dispose of the ammonia discharged from the ammonia supply pipe via the pressure relief valve.
また、例えば、タンクの交換のために、液体アンモニア供給管がタンクから外されることがある。液体アンモニア供給管がタンクから外された際、液体アンモニア供給管から排出されたアンモニアを適切に処理する必要がある。 Also, the liquid ammonia supply pipe may be removed from the tank, for example, to replace the tank. When the liquid ammonia supply pipe is removed from the tank, it is necessary to properly dispose of the ammonia discharged from the liquid ammonia supply pipe.
上記問題点を解決するためのアンモニアエンジンシステムは、排出するアンモニア量を調整可能なアンモニア量調整部を介してアンモニアが供給されるアンモニアエンジンと、アンモニアを貯留するアンモニアタンクと、前記アンモニア量調整部と前記アンモニアタンクとを接続する接続経路を有するアンモニア供給部と、前記アンモニアエンジンと接続されるとともに前記アンモニアエンジンからの排気ガスが流入する排気経路と、前記排気経路に設けられるとともにアンモニアを吸着及び酸化する排気触媒と、前記アンモニア供給部から排出されたアンモニアが流入するとともに、流入した当該アンモニアが前記排気触媒に供給されるように設けられた補助経路と、を有することを要旨とする。 An ammonia engine system for solving the above problems includes an ammonia engine to which ammonia is supplied via an ammonia amount adjustment section that can adjust the amount of ammonia to be discharged, an ammonia tank that stores ammonia, and the ammonia amount adjustment section. an ammonia supply section having a connection path connecting the ammonia tank and the ammonia tank; an exhaust path connected to the ammonia engine and into which exhaust gas from the ammonia engine flows; The gist of the present invention is to include an oxidizing exhaust catalyst, and an auxiliary path provided so that ammonia discharged from the ammonia supply section flows in and the ammonia that flows in is supplied to the exhaust catalyst.
このような構成では、アンモニア供給部から排出されたアンモニアは、補助経路を介して排気触媒に供給されるため、排出されたアンモニアを排気触媒で吸着及び酸化させることができる。したがって、アンモニア供給部から排出されたアンモニアを適切に処理できる。 In such a configuration, the ammonia discharged from the ammonia supply section is supplied to the exhaust catalyst via the auxiliary path, so that the discharged ammonia can be adsorbed and oxidized by the exhaust catalyst. Therefore, ammonia discharged from the ammonia supply section can be appropriately treated.
上記のアンモニアエンジンシステムについて、前記アンモニア供給部は、前記アンモニアタンクから流入したアンモニアを気化する気化器と、前記気化器の内圧が所定値以上になった場合に開弁する圧力開放弁と、を有し、前記接続経路は、前記アンモニアタンクと前記気化器とを接続する第1接続経路と、前記気化器と前記アンモニア量調整部とを接続する第2接続経路と、を有し、前記補助経路は、開弁した前記圧力開放弁から排出された前記アンモニアが流入するように前記アンモニア供給部に接続される構成としてもよい。 Regarding the above ammonia engine system, the ammonia supply section includes a vaporizer that vaporizes ammonia flowing from the ammonia tank, and a pressure release valve that opens when the internal pressure of the vaporizer exceeds a predetermined value. The connection path includes a first connection path that connects the ammonia tank and the vaporizer, and a second connection path that connects the vaporizer and the ammonia amount adjustment section, The path may be connected to the ammonia supply section so that the ammonia discharged from the opened pressure release valve flows into the path.
このような構成では、圧力開放弁を介してアンモニア供給部から排出されたアンモニアは、補助経路を介して排気触媒に供給されるため、排出されたアンモニアを排気触媒で吸着及び酸化させることができる。したがって、アンモニア供給部から排出されたアンモニアを適切に処理できる。 In such a configuration, the ammonia discharged from the ammonia supply section via the pressure release valve is supplied to the exhaust catalyst via the auxiliary path, so that the discharged ammonia can be adsorbed and oxidized by the exhaust catalyst. . Therefore, ammonia discharged from the ammonia supply section can be appropriately treated.
また、上記のアンモニアエンジンシステムについて、前記アンモニア供給部は、開弁することで前記接続経路と前記補助経路とが連通するように設けられた開放弁を有していてもよい。 Further, in the ammonia engine system described above, the ammonia supply section may include an open valve provided so that the connection path and the auxiliary path communicate with each other by opening the valve.
このような構成では、開放弁が開弁したとき、接続経路から補助経路にアンモニアが排出される。開放弁を介して接続経路から排出されたアンモニアは、補助経路を介して排気触媒に供給されるため、接続経路から排出されたアンモニアを排気触媒で吸着及び酸化させることができる。したがって、アンモニア供給部から排出されたアンモニアを適切に処理できる。 In such a configuration, when the release valve opens, ammonia is discharged from the connection path to the auxiliary path. Since the ammonia discharged from the connection path via the open valve is supplied to the exhaust catalyst via the auxiliary path, the ammonia discharged from the connection path can be adsorbed and oxidized by the exhaust catalyst. Therefore, ammonia discharged from the ammonia supply section can be appropriately treated.
また、上記のアンモニアエンジンシステムについて、前記補助経路と接続され、前記接続経路が前記アンモニアタンクから外された際に、前記接続経路から排出されるアンモニアを吸引するとともに吸引した当該アンモニアを前記補助経路に排出する吸引装置を備えていてもよい。 Further, regarding the above ammonia engine system, when the ammonia engine system is connected to the auxiliary path and the connection path is removed from the ammonia tank, it sucks ammonia discharged from the connection path and the ammonia that is sucked is transferred to the auxiliary path. It may also be equipped with a suction device for discharging water.
このような構成では、例えば、アンモニアエンジンシステムのメンテナンスのために接続経路がアンモニアタンクから外された際に、接続経路から排出されたアンモニアは、吸引装置による吸引によって補助経路に排出されるとともに、補助経路を介して排気触媒に供給される。このため、接続経路から排出されたアンモニアを排気触媒で吸着及び酸化させることができる。したがって、アンモニア供給部から排出されたアンモニアを適切に処理できる。 In such a configuration, for example, when the connection path is removed from the ammonia tank for maintenance of the ammonia engine system, the ammonia discharged from the connection path is suctioned by the suction device and exhausted to the auxiliary path, It is supplied to the exhaust catalyst via an auxiliary path. Therefore, ammonia discharged from the connection path can be adsorbed and oxidized by the exhaust catalyst. Therefore, ammonia discharged from the ammonia supply section can be appropriately treated.
本発明によれば、アンモニア供給部から排出されたアンモニアを適切に処理できる。 According to the present invention, ammonia discharged from the ammonia supply section can be appropriately treated.
(第1の実施形態)
<アンモニアエンジンシステム>
図1に示すように、車両に搭載されたアンモニアエンジンシステム1は、燃焼室8を有するアンモニアエンジン2と、吸気経路3と、排気経路4と、排気触媒5と、アンモニア量調整部としてのインジェクタ6と、メインスロットルバルブ7と、エアクリーナ9と、を備えている。また、アンモニアエンジンシステム1は、気化器10と、第1接続経路11a及び第2接続経路11bを有する接続経路11と、アンモニアタンク12と、アンモニア供給部13と、改質装置14と、改質経路15と、改質スロットルバルブ16と、アンモニアガス経路17と、改質インジェクタ18と、圧力開放弁19と、を備えている。また、アンモニアエンジンシステム1は、補助経路20を備えている。
(First embodiment)
<Ammonia engine system>
As shown in FIG. 1, an ammonia engine system 1 mounted on a vehicle includes an
アンモニアエンジン2は、アンモニア(NH3)を燃料として使用するエンジンである。アンモニアエンジン2は、例えば4気筒エンジンである。アンモニアエンジン2は、複数の燃焼室8を有している。燃焼室8には、アンモニアと共に水素(H2)が供給される。
The
吸気経路3は、燃焼室8とエアクリーナ9とを接続している。吸気経路3は、エアクリーナ9を介して吸引された空気(Air)が流れる経路である。吸気経路3を流れる空気は、燃焼室8に供給される。エアクリーナ9は、吸気経路3に吸引される前の空気に含まれる塵及び埃等の異物を除去する。
The
排気経路4は、燃焼室8と排気触媒5とを接続している。排気経路4は、燃焼室8で発生した排気ガスが流入する経路である。したがって、排気経路4は、アンモニアエンジン2と接続されるとともに、アンモニアエンジン2からの排気ガスが流入する。燃焼室8で発生した排気ガスは、排気経路4を介して排気触媒5に供給される。
The
排気触媒5は、排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)及びアンモニア等の有害物質を除去する。排気触媒5は、アンモニアを吸着及び酸化する。排気触媒5の種類としては、例えば三元触媒やSCR(Selective Catalytic Reduction)触媒等が用いられる。したがって、排気触媒5は、排気経路4に設けられるとともに、アンモニアを吸着及び酸化する。
The
アンモニア量調整部としてのインジェクタ6は、燃焼室8に向けてアンモニアを噴射する電磁式の燃料噴射弁である。インジェクタ6は、図示しない弁の開閉により、燃焼室8に向けて噴射するアンモニア量を調整する。したがって、インジェクタ6は、当該インジェクタ6から燃焼室8に排出するアンモニア量を調整可能である。アンモニアエンジン2には、インジェクタ6を介してアンモニアが供給される。インジェクタ6は、後述する気化器10に対して接続経路11を介して接続されている。インジェクタ6は、アンモニアエンジン2に取り付けられている。
The
メインスロットルバルブ7は、吸気経路3におけるエアクリーナ9とアンモニアエンジン2との間に配設されている。メインスロットルバルブ7は、アンモニアエンジン2に供給される空気の量を制御する。メインスロットルバルブ7としては、電磁式の流量制御弁が用いられる。
The
アンモニアタンク12は、アンモニアを液体状態で貯留する。以降、液体状態のアンモニアを液体アンモニアと記載する。なお、気体状態のアンモニアをアンモニアガスと記載する。
The
改質装置14は、アンモニアガスを改質して、水素を含有した改質ガスを生成する装置である。改質装置14は、例えばハニカム構造を呈する担体14aを有している。担体14aには、アンモニアガスを水素に分解する図示しない改質触媒が塗布されている。改質触媒は、アンモニアガスを水素に分解する機能に加え、アンモニアガスを燃焼させる機能も有している。改質触媒は、例えばATR(Autothermal Reformer)式アンモニア改質触媒である。また、改質装置14は、改質触媒の温度を、アンモニアガスを水素に分解するための最適な温度に調整するためのヒータ14cを有している。ヒータ14cは、例えば電気ヒータである。なお、改質触媒として低温反応触媒を採用してもよい。
The
改質経路15は、吸気経路3と改質装置14とを接続する第1改質経路15aと、改質装置14と吸気経路3とを接続する第2改質経路15bとを有している。第1改質経路15aは、吸気経路3におけるエアクリーナ9とメインスロットルバルブ7との間の部分と改質装置14とを接続している。第1改質経路15aは、エアクリーナ9を介して吸引された空気が流れる経路である。エアクリーナ9を介して吸引された空気は、第1改質経路15aを介して改質装置14に供給される。
The reforming
改質スロットルバルブ16は、第1改質経路15aに配設されている。改質スロットルバルブ16は、改質装置14に供給される空気の量を制御する。改質スロットルバルブ16としては、例えば電磁式の流量制御弁が用いられる。
The reforming
第2改質経路15bは、改質装置14と、吸気経路3におけるメインスロットルバルブ7とアンモニアエンジン2の間の部分とを接続している。第2改質経路15bは、改質装置14にて生成された改質ガスが流れる経路である。改質装置14にて生成された改質ガスは、第2改質経路15bを介して吸気経路3に供給される。したがって、吸気経路3において、第2改質経路15bが接続された部分とアンモニアエンジン2の間の部分には、空気及び改質ガスが流れるとともに、当該空気及び改質ガスは、アンモニアエンジン2に供給される。
The second reforming
アンモニアガス経路17は、改質経路15における改質スロットルバルブ16と改質装置14の間の部分と、後述する接続経路11とを接続している。
改質インジェクタ18は、アンモニアガス経路17に配設されている。アンモニアガス経路17は、気化器10にて気化したアンモニアが流れる経路である。気化器10にて気化したアンモニアは、気体状態であるため、上記のアンモニアガスである。改質インジェクタ18は、第1改質経路15aにおける改質スロットルバルブ16と改質装置14の間の部分に向けてアンモニアガスを噴射する電磁式の燃料噴射弁である。改質インジェクタ18は、改質装置14に供給するアンモニアガスの量を調整する。従って、第1改質経路15aにおける改質スロットルバルブ16と改質装置14の間の部分には、空気及びアンモニアガスが流れるとともに、当該空気及びアンモニアガスは、改質装置14に供給される。
The
The reforming
アンモニア供給部13は、気化器10と、圧力開放弁19と、接続経路11とを備えている。
気化器10は、アンモニアタンク12から供給された液体アンモニアを気化してアンモニアガスを生成する。
The
The
接続経路11は、アンモニアタンク12と気化器10とを接続する第1接続経路11aと、気化器10とインジェクタ6とを接続する第2接続経路11bとを有している。したがって、接続経路11は、インジェクタ6とアンモニアタンク12とを接続している。
The
第1接続経路11aは、アンモニアタンク12から気化器10に供給される液体アンモニアが流れる経路である。第1接続経路11aを流れる液体アンモニアは、気化器10に供給される。第2接続経路11bは、気化器10から流入したアンモニアガスが流れる経路である。第2接続経路11bを流れるアンモニアガスは、インジェクタ6によって燃焼室8に供給される。
The
圧力開放弁19は、第2接続経路11bに配設されている。図2に示すように、圧力開放弁19は、ばね式の開放弁である。圧力開放弁19は、ボディ19aと、弁19bと、付勢ばね19cと、を有する。ボディ19aには、弁室19dが形成されている。ボディ19aには、後述する補助経路20が接続されている。弁19bは、弁室19dに配設されている。付勢ばね19cは、弁室19dに配設されているとともに、弁19bに対し、第2接続経路11bに向かう方向に付勢力を与える。
The
弁19bは、図2の2点鎖線に示す第1位置と、図2の実線に示す第2位置とを取る。第1位置に弁19bがあるとき、第2接続経路11bと補助経路20とは遮断されている。第2位置に弁19bがあるとき、第2接続経路11bと補助経路20とは弁室19dを介して連通する。第2接続経路11bの内圧が所定値未満の場合、弁19bは、付勢ばね19cの付勢力によって第1位置に位置する。付勢ばね19cの付勢力は、第2接続経路11bの内圧の所定値に抗することのできる大きさである。そして、弁19bが第1位置に位置するとき、圧力開放弁19は閉弁している。
The
第2接続経路11bの内圧が所定値以上になると、内圧を受けた弁19bによって付勢ばね19cが圧縮するとともに、弁19bは、第2位置に位置する。弁19bが第2位置に位置すると、圧力開放弁19は開弁する。第2接続経路11bの内圧は、気化器10の内圧とほぼ同じである。したがって、気化器10の内圧が所定値以上になると、圧力開放弁19は開弁するといえる。内圧の所定値は、想定される気化器10の内圧のうち、最も高い内圧の最大値より若干小さい値に設定されている。気化器10の内圧は、大気圧よりも高くなっている。
When the internal pressure of the
アンモニアエンジン2の稼働時、気化器10の内圧が所定値未満にあるとき、弁19bは第1位置に位置するとともに圧力開放弁19は閉弁している。このため、気化器10の内圧が所定値未満にあるとき、アンモニアガスは、第2接続経路11bを流れる。一方、アンモニアエンジン2の稼働時、気化器10の内圧が所定値以上になると、弁19bは第2位置に位置するとともに圧力開放弁19は開弁する。このため、気化器10の内圧が所定値以上になると、アンモニアガスは、補助経路20を流れる。
During operation of the
<補助経路>
図1に示すように、補助経路20は、圧力開放弁19と排気触媒5とを接続する。補助経路20の一端は、圧力開放弁19のボディ19aに接続されている。補助経路20と弁室19dは連通している。補助経路20の他端は、排気触媒5に接続されている。
<Auxiliary route>
As shown in FIG. 1, the
排気触媒5は、大気開放されているため、圧力開放弁19の弁19bが第1位置にあるとき、補助経路20及び排気触媒5の内圧は大気圧である。また、上記したように、気化器10の内圧は大気圧よりも高い。補助経路20及び排気触媒5の内圧は、気化器10の内圧より低い。このため、気化器10の内圧が所定値以上になって圧力開放弁19の弁19bが第2位置に位置して開弁すると、気化器10と補助経路20との圧力差により、気化器10及び第2接続経路11bのアンモニアガスは、圧力開放弁19及び補助経路20を介して排気触媒5に供給される。したがって、補助経路20は、開弁した圧力開放弁19から排出されたアンモニアガスが流入するとともに、流入したアンモニアガスが排気触媒5に供給されるように設けられている。つまり、補助経路20は、アンモニア供給部13から排出されたアンモニアガスが流入するとともに、流入したアンモニアガスが排気触媒5に供給されるように設けられている。
Since the
<アンモニアエンジンシステムの動作>
上記構成のアンモニアエンジンシステム1が始動すると、アンモニアタンク12に貯蔵されていた液体アンモニアは、第1接続経路11aを介して気化器10に供給される。液体アンモニアは、気化器10で気化してアンモニアガスとなる。アンモニアガスの一部は、第2接続経路11bを介してインジェクタ6に供給される。なお、圧力開放弁19の弁19bは第1位置にあるため、第2接続経路11bと補助経路20とは遮断されている。
<Ammonia engine system operation>
When the ammonia engine system 1 having the above configuration is started, liquid ammonia stored in the
また、アンモニアガスの一部は、アンモニアガス経路17を介して改質インジェクタ18に供給される。改質インジェクタ18は、第1改質経路15aに向けてアンモニアガスを噴射する。そして、改質スロットルバルブ16が開弁すると、エアクリーナ9を介して吸引された空気が第1改質経路15aを介して改質装置14に供給される。改質装置14では、改質触媒によってアンモニアガスの改質が行われるとともに、水素を含有した改質ガスが生成される。改質ガスは、第2改質経路15b及び吸気経路3を介してアンモニアエンジン2の燃焼室8に供給される。
Further, a part of the ammonia gas is supplied to the reforming
また、アンモニアエンジン2が始動すると、メインスロットルバルブ7及びインジェクタ6が開弁する。アンモニアエンジン2の燃焼室8には、エアクリーナ9を介して吸引された空気が吸気経路3を介して供給されるとともに、インジェクタ6からアンモニアガスが噴射される。燃焼室8においてアンモニアガスが、酸素と改質ガス中の水素と共に燃焼する。これにより、燃焼室8においてアンモニアガスが燃焼する。
Further, when the
本実施形態の作用について、以下に説明する。
アンモニアエンジン2の稼働中、過昇温等により気化器10の内圧が所定値以上になると、圧力開放弁19が開弁する。すると、圧力開放弁19の弁室19dを介して第2接続経路11bと補助経路20が連通する。第2接続経路11bからアンモニアガスが補助経路20に排出される。補助経路20に排出されたアンモニアガスは排気触媒5に供給される。補助経路20を介して排気触媒5に供給されたアンモニアガスは、排気触媒5で吸着及び酸化される。
The operation of this embodiment will be explained below.
During operation of the
第1の実施形態に係るアンモニアエンジンシステム1は以下の効果を奏する。
(1-1)第2接続経路11bには圧力開放弁19が配設されるとともに、圧力開放弁19には補助経路20が接続されている。気化器10の内圧が所定値以上になって、圧力開放弁19が開弁したとき、第2接続経路11bから補助経路20にアンモニアガスが排出される。圧力開放弁19を介して第2接続経路11bから排出されたアンモニアガスは、補助経路20を介して排気触媒5に供給されるため、アンモニアガスを排気触媒5で吸着及び酸化させることができる。したがって、アンモニア供給部13から排出されたアンモニアガスを適切に処理できる。
The ammonia engine system 1 according to the first embodiment has the following effects.
(1-1) A
(1-2)圧力開放弁19を介して第2接続経路11bから排出されたアンモニアガスは、排気触媒5で吸着及び酸化される。つまり、圧力開放弁19を介して第2接続経路11bから排出されたアンモニアガスを、アンモニアエンジンシステム1が備える排気触媒5を利用して処理できる。したがって、アンモニアエンジンシステム1は、アンモニア処理用の吸収材やアンモニア除害装置を追加することなく、アンモニアガスを処理できる。その結果として、例えば、アンモニア処理用の吸収材やアンモニア除害装置を必要とする場合と比べて、車両へのアンモニアエンジンシステム1の搭載性が向上する。
(1-2) Ammonia gas discharged from the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係るアンモニアエンジンシステム1について説明する。本実施形態は、補助経路20に吸引装置を備える点、及び圧力開放弁19を備えない点で、第1の実施形態と相違する。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
(Second embodiment)
Next, an ammonia engine system 1 according to a second embodiment will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that the
図3及び図4に示すように、第2接続経路11bには圧力開放弁19は設けられていない。補助経路20の一端には吸引装置21が設けられているとともに、補助経路20の他端は、排気触媒5に接続されている。また、補助経路20は、吸引装置21の位置を変更できるフレキシブル配管である。アンモニアタンク12は、第1接続経路11aと接続されるタンク側接続端部12aを有しているとともに、第1接続経路11aは、アンモニアタンク12と接続される経路側接続端部11cを有している。そして、アンモニアタンク12と第1接続経路11aとは、タンク側接続端部12aと、経路側接続端部11cとを接続することによって接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
<吸引装置>
アンモニアエンジンシステム1は、補助経路20に接続された吸引装置21を備えている。
<Suction device>
The ammonia engine system 1 includes a
吸引装置21は、吸引部21aと、ポンプ21bとを備えている。吸引部21aは、補助経路20の一端に配設されている。ポンプ21bは、補助経路20に配設されている。ポンプ21bが駆動されると、吸引部21aから周囲の空気を吸引できる。ポンプ21bによって吸引された空気は、補助経路20に排出されるとともに、補助経路20を介して排気触媒5に供給される。
The
本実施形態の作用について、以下に説明する。
アンモニアエンジンシステム1のメンテナンスのためにタンク側接続端部12aと経路側接続端部11cとの接続が解除されることがある。このとき、アンモニアタンク12内及び第1接続経路11a内に存在していた液体アンモニアは、大気開放されることで気化するとともに、周囲に漂う。このとき、吸引部21aを、タンク側接続端部12a及び経路側接続端部11cの近傍に配置するとともに、吸引装置21のポンプ21bを駆動させる。又は、タンク側接続端部12aと経路側接続端部11cとの接続が解除される前からポンプ21bを駆動させる。すると、周囲に漂ったアンモニアガスは、吸引部21aを介して補助経路20に排出される。補助経路20に排出されたアンモニアガスは、排気触媒5に供給される。したがって、吸引装置21は、接続経路11がアンモニアタンク12から外された際に、接続経路11から排出されたアンモニアを吸引するとともに、吸引したアンモニアを補助経路20に排出する。
The operation of this embodiment will be explained below.
For maintenance of the ammonia engine system 1, the connection between the tank
第2の実施形態に係るアンモニアエンジンシステム1は、第1の実施形態の記載の(1-2)に記載の効果に加え、以下の効果を奏する。
(2-1)補助経路20に吸引装置21を設けた。第1接続経路11aがアンモニアタンク12から外された際に排出されたアンモニアガスは、吸引装置21によって補助経路20に排出される。そして、補助経路20に排出されたアンモニアガスは、補助経路20を介して排気触媒5に供給されるため、排気触媒5で吸着及び酸化させることができる。したがって、アンモニア供給部13から排出されたアンモニアガスを適切に処理できる。
The ammonia engine system 1 according to the second embodiment has the following effects in addition to the effects described in (1-2) of the first embodiment.
(2-1) A
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係るアンモニアエンジンシステム1について説明する。本実施形態は、圧力開放弁19の代わりに開放弁22を備える点で、第1の実施形態と相違する。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
(Third embodiment)
Next, an ammonia engine system 1 according to a third embodiment will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that a
図5に示すように、本実施形態のアンモニアエンジンシステム1は、開放弁22を備える。図6に示すように、開放弁22は、例えばニードルバルブである。開放弁22は、ボディ22aと、ニードル22bと、を有する。ボディ22aには、弁室22cが形成されている。また、ボディ22aには、補助経路20が接続されている。ニードル22bは、図6の2点鎖線に示す第1位置と、図6の実線に示す第2位置とを取る。第1位置にニードル22bがあるとき、第2接続経路11bと補助経路20とは遮断されている。第2位置にニードル22bがあるとき、第2接続経路11bと補助経路20とは弁室22cを介して連通する。アンモニアエンジン2の稼働時、ニードル22bは、第1位置に配置されているため、開放弁22は閉弁している。このため、アンモニアエンジン2の稼働時、アンモニアガスは補助経路20に流入しない。
As shown in FIG. 5, the ammonia engine system 1 of this embodiment includes a
アンモニアエンジン2の停止時、メンテナンス等のために作業者によってニードル22bが第2位置に配置されると、開放弁22は開弁する。すると、第2接続経路11b内のアンモニアガスが補助経路20に流入する。
When the
補助経路20は、開放弁22と排気触媒5を接続する。補助経路20の一端は、開放弁22のボディ22aに接続されるとともに、補助経路20と弁室22cは連通している。補助経路20の他端は、排気触媒5に接続されている。補助経路20には、開弁した開放弁22から排出されたアンモニアガスが流入する。補助経路20は、流入したアンモニアガスが排気触媒5に供給されるように設けられている。
The
本実施形態の作用について、以下に説明する。
アンモニアエンジン2の停止中、図6の実線に示すように、作業者がニードル22bを第1位置から第2位置に移動させると、開放弁22が開弁する。すると、開放弁22の弁室22cを介して第2接続経路11bと補助経路20が連通するとともに、第2接続経路11bからアンモニアガスが補助経路20に排出される。補助経路20に排出されたアンモニアガスは排気触媒5に供給される。補助経路20を介して排気触媒5に供給されたアンモニアガスは、排気触媒5で吸着及び酸化される。
The operation of this embodiment will be explained below.
While the
第3の実施形態に係るアンモニアエンジンシステム1は、第1の実施形態の記載の(1-2)に記載の効果に加え、以下の効果を奏する。
(3-1)接続経路11には開放弁22が配設されるとともに、開放弁22には補助経路20が接続されている。開放弁22が開弁したとき、第2接続経路11bから補助経路20にアンモニアガスが排出される。開放弁22を介して接続経路11から排出されたアンモニアガスは、補助経路20を介して排気触媒5に供給されるため、第2接続経路11bから排出されたアンモニアガスを排気触媒5で吸着及び酸化させることができる。したがって、アンモニア供給部13から排出されたアンモニアガスを適切に処理できる。
The ammonia engine system 1 according to the third embodiment has the following effects in addition to the effects described in (1-2) of the first embodiment.
(3-1) A
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 上記各実施形態では、アンモニア量調整部はインジェクタ6であるとしたが、この限りではない。アンモニア量調整部は、排出するアンモニア量を調整できるものであればよく、例えば、キャブレターでもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
In each of the embodiments described above, the ammonia amount adjusting section is the
○ 上記各実施形態では、補助経路20の他端は排気触媒5に接続されるとしたが、この限りではない。補助経路20の他端は、排気経路4における排気触媒5よりも前段に接続されていてもよい。このように構成した場合、アンモニア供給部13から排出されたアンモニアガスは、補助経路20及び排気経路4を介して排気触媒5に供給される。
In each of the above embodiments, the other end of the
○ 上記第2の実施形態では、アンモニアエンジンシステム1のメンテナンスのためにタンク側接続端部12aと経路側接続端部11cとの接続が解除されるとしたが、この限りではない。メンテナンスのために接続が解除される箇所は、第1接続経路11aと気化器10との接続箇所、気化器10と第2接続経路11bとの接続箇所等であってもよい。
In the second embodiment, the connection between the tank-
○ 上記第3の実施形態では、開放弁22はニードルバルブであるとしたが、この限りではない。開放弁22はグローブバルブやボールバルブでもよい。
○ 上記の実施形態では、第1の実施形態と第2の実施形態と第3の実施形態はそれぞれ独立に記載したが、この限りではない。例えば、第1の実施形態と第2の実施形態を組み合わせて、アンモニアエンジンシステム1が圧力開放弁19と吸引装置21の両方を備えてもよい。この場合、アンモニアエンジンシステム1は、補助経路20を2本備える。一方の補助経路20は、圧力開放弁19と排気触媒5とを接続する。他方の補助経路20は吸引装置21を備えている。
In the third embodiment, the
In the embodiments described above, the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment have been described independently, but the invention is not limited to this. For example, the first embodiment and the second embodiment may be combined, and the ammonia engine system 1 may include both the
○ 上記各実施形態では、アンモニア供給部13が気化器10を備えているとしたが、この限りではない。例えば、第1の実施形態において、アンモニア供給部13は気化器10を備えていなくてもよい。この場合、アンモニアエンジン2は、圧力開放弁19も備えていない。そして、アンモニアエンジン2には、アンモニアタンク12から接続経路11を介して液体アンモニアが供給される。
In each of the embodiments described above, the
○ 上記第1の実施形態では、圧力開放弁19は第2接続経路11bに配設されているとしたが、この限りではない。圧力開放弁19は気化器10におけるアンモニアガスが供給される空間を区画する部分の一部を構成するように、気化器10に配設されていてもよい。この場合、第1位置に弁19bがあるとき、気化器10と補助経路20とは遮断されている。第2位置に弁19bがあるとき、気化器10と補助経路20とは連通する。
In the first embodiment, the
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
(イ)前記吸引装置は、吸引部とポンプとを備えている。
The technical ideas that can be understood from the above embodiment and modification examples will be described.
(a) The suction device includes a suction section and a pump.
1…アンモニアエンジンシステム、2…アンモニアエンジン、4…排気経路、5…排気触媒、6…アンモニア量調整部としてのインジェクタ、10…気化器、11…接続経路、11a…第1接続経路、11b…第2接続経路、12…アンモニアタンク、13…アンモニア供給部、19…圧力開放弁、20…補助経路、21…吸引装置、22…開放弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ammonia engine system, 2... Ammonia engine, 4... Exhaust path, 5... Exhaust catalyst, 6... Injector as an ammonia amount adjustment part, 10... Carburizer, 11... Connection path, 11a... First connection path, 11b... Second connection path, 12... Ammonia tank, 13... Ammonia supply section, 19... Pressure release valve, 20... Auxiliary path, 21... Suction device, 22... Release valve.
Claims (4)
アンモニアを貯留するアンモニアタンクと、
前記アンモニア量調整部と前記アンモニアタンクとを接続する接続経路を有するアンモニア供給部と、
前記アンモニアエンジンと接続されるとともに前記アンモニアエンジンからの排気ガスが流入する排気経路と、
前記排気経路に設けられるとともにアンモニアを吸着及び酸化する排気触媒と、
前記アンモニア供給部から排出されたアンモニアが流入するとともに、流入した当該アンモニアが前記排気触媒に供給されるように設けられた補助経路と、
を有するアンモニアエンジンシステム。 an ammonia engine to which ammonia is supplied via an ammonia amount adjustment section that can adjust the amount of ammonia to be discharged;
an ammonia tank that stores ammonia;
an ammonia supply unit having a connection path connecting the ammonia amount adjustment unit and the ammonia tank;
an exhaust path connected to the ammonia engine and into which exhaust gas from the ammonia engine flows;
an exhaust catalyst that is provided in the exhaust path and adsorbs and oxidizes ammonia;
an auxiliary path provided so that ammonia discharged from the ammonia supply section flows in and the ammonia that flows in is supplied to the exhaust catalyst;
Ammonia engine system with.
前記接続経路は、前記アンモニアタンクと前記気化器とを接続する第1接続経路と、前記気化器と前記アンモニア量調整部とを接続する第2接続経路と、を有し、
前記補助経路は、開弁した前記圧力開放弁から排出された前記アンモニアが流入するように前記アンモニア供給部に接続される請求項1に記載のアンモニアエンジンシステム。 The ammonia supply unit includes a vaporizer that vaporizes ammonia flowing from the ammonia tank, and a pressure release valve that opens when the internal pressure of the vaporizer exceeds a predetermined value,
The connection path includes a first connection path that connects the ammonia tank and the vaporizer, and a second connection path that connects the vaporizer and the ammonia amount adjustment section,
The ammonia engine system according to claim 1, wherein the auxiliary path is connected to the ammonia supply section so that the ammonia discharged from the opened pressure relief valve flows therein.
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