專利名稱：備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機，所說的氣體燃料改質(zhì)裝置利用排出氣體的熱能對天然氣等氣體燃料改質(zhì)，以提高熱效率。
現(xiàn)有技術(shù)中，以天然氣為主燃料的燃氣發(fā)動機，作為廢氣發(fā)電系統(tǒng)被迅速開發(fā)。廢氣發(fā)電系統(tǒng)是用發(fā)電機將動力作為電能輸出，在熱交換器中利用排出氣體所具有的熱加熱水，制成熱水供使用。
以天然氣為燃料的發(fā)動機，例如有日本特開平6-108865號公報、特開平6-101495號公報所揭示的形式。
特開平6-108865號公報揭示的廢氣發(fā)電型燃氣發(fā)動機，使排氣通過渦輪增壓器、能量回收裝置和蒸氣發(fā)生裝置，降低排出氣體溫度，將低溫的排出氣體供EGR使用，減少NOX。用隔熱型燃氣發(fā)動機的排出氣體驅(qū)動渦輪增壓器，由該渦輪增壓器的排出氣體驅(qū)動備有發(fā)動機的能量回收裝置。該廢氣發(fā)電型燃氣發(fā)動機，把能量回收裝置的排出氣體送入熱交換器的蒸氣發(fā)生裝置，由該蒸氣發(fā)生裝置把水變換為蒸氣，由該蒸氣驅(qū)動汽輪機，作為電能回收。
特開平6-101495號公報揭示的多氣缸燃氣發(fā)動機，把各個點火順序不連續(xù)的氣缸分為2個氣缸一組，在各組設(shè)置渦輪增壓器，第1氣缸和第4氣缸與一方的排氣歧管連接，第2氣缸和第3氣缸與另一方排氣歧管連接。兩排氣歧管上設(shè)有噴射水的噴水咀。從噴水咀向排氣歧管噴射的水，在排氣通路蒸發(fā)而轉(zhuǎn)化為蒸氣，使氣體流量增大，驅(qū)動渦輪增壓器。
燃氣發(fā)動機中，如果將燃燒室用陶瓷等材料做成為隔熱構(gòu)造，則空氣的壓縮溫度上升到天燃氣的自己點火溫度以上，所以，不需要點火裝置。另外，除了設(shè)有導(dǎo)入空氣的主室外，還設(shè)有導(dǎo)入燃料的副室，在主室與副室之間設(shè)置控制閥，可提供由柴油循環(huán)作動的高效率廢氣發(fā)電用發(fā)動機。在把燃燒室做成為隔熱構(gòu)造時，燃氣發(fā)動機的排出氣體達到850℃以上的高溫。從高溫的排出氣體中回收熱能，可提高發(fā)動機的熱效率。
眾所周知，天然氣的主要成分是甲烷CH4。燃料甲烷發(fā)熱量大，在自然界存在有很多，所以，將來可期望作為代替石油的燃料。如果通過觸媒使甲烷熱分解而改質(zhì)，則甲烷成為一氧化碳CO和氫H2，CO和H2的發(fā)熱量比CH4的發(fā)熱量大，用于發(fā)動機時，可提高熱效率，節(jié)省能源，并能抑制CO2的排出。
甲烷CH4、一氧化碳CO和氫H2，這些燃料的發(fā)熱量如下
但是，如果采用觸媒并利用排氣所具有的熱能，將CH4轉(zhuǎn)化為改質(zhì)燃料，則其發(fā)熱量可增加。
本發(fā)明的目的是為了解決上述課題，提供一種備有天然氣改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機，上述天然氣改質(zhì)裝置能對天然氣等氣體燃料、特別是對CH4進行改質(zhì)，將CO2混合到CH4中，在觸媒作用下，利用排出氣體的熱能，改質(zhì)為CO和H2，提高熱效率，將排出氣體中的CO2用于改質(zhì)，減少CO2的排出量，同時，減少NOX的發(fā)生。
本發(fā)明的備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機，由燃料箱、觸媒反應(yīng)器、氣體燃料供給裝置、CO2供給裝置和改質(zhì)燃料供給裝置構(gòu)成。燃料箱收容以CH4為主成分的天然氣燃料。觸媒反應(yīng)器配置于排出燃燒室內(nèi)的排出氣體的排氣通路上，用排出氣體的熱能對CH4和CO2的混合氣進行熱分解，將其變換為由CO和H2構(gòu)成的改質(zhì)燃料。氣體燃料供給裝置將天然氣燃料從燃料箱供給到觸媒反應(yīng)器。CO2供給裝置把從上述排出氣體中分離的CO2送入觸媒反應(yīng)器。改質(zhì)燃料供給裝置向燃燒室供給改質(zhì)燃料。
上述CO2供給裝置由CO2溶解裝置、CO2送出裝置和循環(huán)泵構(gòu)成；CO2溶解裝置收容溶解冷卻了的低溫排出氣體中的CO2的溶液；CO2送出裝置配置在從燃燒室排出的高溫排出氣體流過的排氣通路上，該CO2送出裝置利用高溫排出氣體對在CO2溶解裝置溶解了CO2的溶液加熱，并收容使CO2放出的溶液，同時將放出的CO2送入觸媒反應(yīng)器；循環(huán)泵使上述溶液在CO2溶解裝置與CO2送出裝置之間循環(huán)。
吸收上述CO2溶解裝置的排出氣體中的CO2的溶劑是β-氨基乙醇，放出CO2送出裝置中的CO2的溶液是β-羥乙基氨。或者，溶解CO2的溶劑也可以采用二乙醇胺。
上述CO2溶解裝置，使排氣中的CO2溶解到溶劑中成為溶液，把排出氣體中的N2、H2O氣體(100℃以上的水蒸氣)排放到大氣中。因此，只將排出氣體中的N2、H2O排放到大氣中，排出氣體極為清潔，可減少對大氣的污染，有利于環(huán)境。另外，燃料中含有大量的CO2，可抑制NOX的產(chǎn)生。
或者，上述CO2供給裝置，用配置在低溫排出氣體流過的排氣通路上的CO2分離膜，把從排出氣體中分離出的CO2供給觸媒反應(yīng)器。上述CO2分離膜，由聚四氟化乙烯膜構(gòu)成，或者，由結(jié)合了乙二胺、提高CO2的俘獲的聚四氟化乙烯膜構(gòu)成。或者，上述CO2分離膜是由氧化鋁、硅、沸石類多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的無機分離膜。
上述觸媒反應(yīng)器用的觸媒是Ni或Pt，使CH4和CO2反應(yīng)，熱分解成CO和H2。上述觸媒反應(yīng)器由配置在排氣通路上的熱交換器構(gòu)成，上述熱交換器由排出氣體流過的排氣通路和收容著多孔質(zhì)部件的氣體燃料通路構(gòu)成，該多孔質(zhì)部件表面被觸媒復(fù)蓋，該觸媒配入排氣通路的隔壁的內(nèi)側(cè)。
該燃氣發(fā)動機中，在觸媒反應(yīng)器尾氣氣流的排氣通路上，設(shè)有渦輪增壓器，在該渦輪增壓器尾氣氣流的排氣通路上，設(shè)有以尾氣氣體和/或水蒸氣作為驅(qū)動源的能量回收渦輪，在該能量回收渦輪尾氣氣流的排氣通路上，設(shè)有產(chǎn)生蒸氣的熱交換器。
從燃燒室排出的排出氣體溫度，在觸媒反應(yīng)器中是900℃～800℃左右，被渦輪增壓器回收后，約降低150℃，接著，被能量回收渦輪回收，又降低約200℃左右，最后被熱交換器回收，再降低350℃左右。因此，吹入CO2溶解裝置的排氣溫度，可降至100℃左右。在CO2溶解裝置中，β-氨基乙醇能使CO2良好地溶解。
上述燃燒室由陶瓷部件做成隔熱構(gòu)造。用陶瓷部件制作燃燒室的壁面，在其外側(cè)形成隔熱層，將燃燒室做成隔熱構(gòu)造。該燃氣發(fā)動機中，從燃燒室排出的排出氣體是約900℃的高溫排氣，將該高溫排出氣體從燃燒室排出到排氣通路，這樣，CH4和CO2的混合氣體在觸媒作用下熱分解，變換為CO和H2，可提高熱效率。
該燃氣發(fā)動機中，如上所述，將CO2與天然氣的主成分CH4混合，借助于觸媒，用排出氣體的熱能使其熱分解，轉(zhuǎn)化為改質(zhì)燃料CO和H2，所以，272100/212800＝2.8，能將發(fā)熱量提高3成，由此提高熱效率。
將天然氣轉(zhuǎn)化為改質(zhì)燃料時的發(fā)熱量換算為每1kg·W時，如下式
甲烷氣體(CH4)，在鎳(Ni)或鉑(Pt)等觸媒作用下，利用排出氣體的熱能與二氧化碳(CO2)反應(yīng)，熱分解成為一氧化碳(CO)和氫(H2)。在上述分解反應(yīng)中，利用廢氣的熱能可進行熱分解，得到發(fā)熱量大的燃料CO和H2。即，上述分解反應(yīng)，是將甲烷氣體通過Ni或Pt等觸媒，加熱至約800℃以上時產(chǎn)生熱分解的反應(yīng)。二氧化碳分解為一氧化碳，甲烷分解為CO和H2。
該燃氣發(fā)動機，如上所述，將天然氣的主成分CH4與廢氣中含有的CO2混合，將該混合氣體通過觸媒，利用廢氣的熱能變成800℃以上的高溫并熱分解，將CH4變換為CO和H2，提高發(fā)熱量。從燃氣發(fā)動機排放到大氣中的排氣，由于去除了CO2，成為N2和H2O氣體，所以，不污染大氣，有利于環(huán)境。
廢氣的熱能用于CH4的熱分解后，由設(shè)在排氣通路上的渦輪增壓器、能量回收渦輪和熱交換器回收。即，燃氣發(fā)動機中，用廢氣的熱能驅(qū)動渦輪增壓器，該渦輪增壓器的渦輪排出的廢氣驅(qū)動備有發(fā)電機的能量回收渦輪，該能量回收渦輪排出的廢氣的熱能由熱交換器產(chǎn)生蒸氣，該蒸氣驅(qū)動能量回收渦輪的汽輪機，由發(fā)電機作為電力回收。
該燃氣發(fā)動機，與現(xiàn)有的以天然氣為燃料的燃氣發(fā)動機相比，在理論上可提高熱效率28％，設(shè)采用天然氣的燃氣發(fā)動機的熱效率為42％，則可提高熱效率54％。另外，該燃氣發(fā)動機，在排氣通路上設(shè)有由廢氣能量驅(qū)動的渦輪增壓器和能量回收渦輪，可確保約62％的熱效率。與現(xiàn)有的燃氣發(fā)動機相比，可大幅度提高熱效率。
或者，本發(fā)明的備有天然氣改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機，由燃料箱、觸媒反應(yīng)器、改質(zhì)燃料供給裝置、渦輪增壓器、第1級熱交換器、汽輪機、冷凝器、第2級熱交換器和CO2供給裝置構(gòu)成；燃料箱內(nèi)收容以CH4為主成分的天然氣燃料；觸媒反應(yīng)器配置在排氣通路上，用從燃燒室排出的廢氣對從燃料箱供給的CH4進行熱分解而將其變換為改質(zhì)燃料；改質(zhì)燃料供給裝置將上述改質(zhì)燃料供給燃燒室；渦輪增壓器設(shè)在觸媒反應(yīng)器尾氣氣流的排氣通路上；第1級熱交換器設(shè)在渦輪增壓器尾氣氣流的排氣通路上；汽輪機被第1級熱交換器產(chǎn)生的蒸氣驅(qū)動；冷凝器將汽輪機排出的水蒸氣變換為水；第2級熱交換器設(shè)在第1級熱交換器尾氣氣流的排氣通路上，把從冷凝器送出的水變換為蒸氣，將該蒸氣供給第1級熱交換器；CO2供給裝置用設(shè)在第2級熱交換器尾氣氣流的排氣通路上的CO2分離膜從排氣中分離CO2，并將該CO2供給觸媒反應(yīng)器。
上述CO2分離膜是由氧化鋁、硅、沸石類多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的無機分離膜。上述CO2分離膜由在陶瓷部件上形成細小孔的、耐熱性好的多孔體膜構(gòu)成。例如，利用CO2的分子直徑小于N2、O2分子直徑這一特性，利用分子篩分效果，可從廢氣中分離CO2，由于使用溫度高達350℃，所以可有效地適用于本發(fā)明。上述CO2分離膜，在300℃的溫度時最活性化，能良好地從廢氣中分離CO2。
未參與CH4的熱分解的CO2，與改質(zhì)燃料一起供給燃燒室。在燃燒室中，由于CH4、CO、H2、CO2的混合氣被導(dǎo)入燃燒室的副室，所以，控制閥開放后，副室的混合氣與燃燒室主室的壓縮空氣混合而燃燒時，由于CO2的存在而抑制NOX的產(chǎn)生，可將NOX的產(chǎn)生抑制在100ppm以下。
上述第1級熱交換器由蒸氣通路和排氣通路構(gòu)成；蒸氣通路內(nèi)配置著多孔質(zhì)陶瓷部件，被配置在第1箱體內(nèi)的第2級熱交換器加熱了的蒸氣流過該多孔質(zhì)陶瓷部件；排氣通路配置在蒸氣通路內(nèi)且配置著多孔質(zhì)陶瓷部件，供上述廢氣流過。
上述第2級熱交換器由能儲留水的水—蒸氣通路和排氣通路構(gòu)成；水—蒸氣通路配置在與第1箱體相鄰的第2箱體內(nèi)，配置著供蒸氣流過的多孔質(zhì)陶瓷部件；排氣通路配置在上述水—蒸氣通路周圍，配置著供第1級熱交換器出來的廢氣流過的多孔質(zhì)陶瓷部件。
在第1級熱交換器上游側(cè)的排氣通路上，設(shè)有燃料噴咀，該燃料噴咀噴射來自觸媒反應(yīng)器的改質(zhì)燃料。
在第1級熱交換器上游側(cè)的排氣通路上，由于設(shè)有噴射來自觸媒反應(yīng)器的改質(zhì)燃料之一部分的燃料噴咀，所以，從該燃料噴咀噴射的少量燃料被排氣中含有的O2燃燒、發(fā)熱并送入第1級熱交換器，所以，排氣的熱函增加，可提高汽輪機的效率。
從隔熱構(gòu)造的燃燒室排出的廢氣的溫度，例如，在觸媒反應(yīng)器中是900℃～800℃，足夠使CH4熱分解，接著，被渦輪增壓器回收，降低150℃左右，再被第1級熱交換器回收，又降低200℃左右，最后，被第2級熱交換器回收，再降低約200℃。因此，向CO2分離裝置供給溫度降至約350℃～250℃的廢氣，在CO2分離裝置中，能良好地從廢氣中分離CO2。
由第1級熱交換器和第2級熱交換器產(chǎn)生的高溫蒸氣，驅(qū)動汽輪機，所以，與現(xiàn)有由燃氣輪機構(gòu)成的能量回收裝置相比，不必象汽輪機那樣要提高第1級熱交換器的入口壓力。即，汽輪機入口壓力的上升，在往復(fù)運動型發(fā)動機的排氣沖程中會提高背壓，而產(chǎn)生較大損失。
該燃氣發(fā)動機，由于采用汽輪機，所以不提高背壓，用廢氣能量產(chǎn)生高壓蒸氣，變換為電能，所以能提高熱效率。汽輪機做成為徑流式汽輪機時，與軸流式汽輪機相比，體積小，造價低。
該燃氣發(fā)動機，將CO2混合到天然氣主成分CH4中，在觸媒作用下，用廢氣熱能使其熱分解，變換為改質(zhì)燃料CO和H2，所以，能將發(fā)熱量提高3.8成，提高發(fā)動機的熱效率。上述分解反應(yīng)，是將CH4和CO2的混合氣通過Ni或Pt等的觸媒，加熱到約800℃以上時產(chǎn)生熱分解的反應(yīng)。CO2分解成為一氧化碳，CH4分解為CO和H2。另外，由于將燃燒室做成隔熱構(gòu)造，從燃燒室出來的排氣為高溫狀態(tài)，排氣溫度為800℃以上，可以使上述熱分解反應(yīng)順利進行。
該燃氣發(fā)動機，設(shè)用柴油機循環(huán)的燃氣發(fā)動機的熱效率為42％時，由備有發(fā)電機的渦輪增壓器將熱效率約提高8％，汽輪機的熱效率約提高5％，將CH4熱分解為CO和H2產(chǎn)生的發(fā)熱量為1.38倍，所以，設(shè)CH4的熱分解率為50％，則整個燃氣發(fā)動機的熱效率可望達到65.5％。
該燃氣發(fā)動機，廢氣的熱能用于CH4的熱分解后，由設(shè)在排氣通路上的渦輪增壓器、第1級熱交換器和第2級熱交換器回收。即，燃氣發(fā)動機中，用廢氣的熱能驅(qū)動渦輪增壓器，從該渦輪增壓器的渦輪排出的廢氣由第1級熱交換器和第2級熱交換器產(chǎn)生蒸氣，由該蒸氣驅(qū)動汽輪機，驅(qū)動該汽輪機后，由發(fā)電機作為電力輸出。
圖1是本發(fā)明的備有燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機一實施例的說明圖；圖2是組裝入圖1所示燃氣發(fā)動機中的渦輪增壓器的說明圖；圖3是組裝入圖1所示燃氣發(fā)動機中的能量回收渦輪的說明圖；圖4是本發(fā)明的備有燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機另一實施例的說明圖；圖5是本發(fā)明的備有燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機又一實施例的說明圖；圖6是組裝入圖5所示燃氣發(fā)動機中的汽輪機的說明圖。
下面，參照


本發(fā)明的備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機的各實施例。
先參照圖1說明本發(fā)明的備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機的第1實施例。
第1實施例是使用天然氣等氣體燃料的燃氣發(fā)動機1，例如，是適用于廢氣發(fā)電系統(tǒng)的單氣缸或多氣缸的副室式燃氣發(fā)動機。燃燒室由主室1A和副室1B構(gòu)成，主室1A形成于氣缸內(nèi)，副室1B形成在氣缸蓋43上，通過連通口46與主室1A連通。氣體燃料被改質(zhì)后的改質(zhì)燃料供給到副室1B，該副室1B通過控制閥44開放連通口46而與主室1A連通。在該燃氣發(fā)動機中，設(shè)在副室1B上的燃料閥45開放燃料供給口47時，從改質(zhì)燃料供給路9向副室1B供給改質(zhì)燃料。接著，由控制閥44開放連通口46，從主室1A吹入副室1B的空氣與改質(zhì)燃料混合，混合氣在副室1B點火燃燒，火焰、未燃燒混合氣等氣體從副室1B向主室1A噴出，完成二次燃燒，由燃燒氣體推下活塞51，驅(qū)動燃氣發(fā)動機1。
燃氣發(fā)動機1備有渦輪增壓器3、CO2送出裝置4、能量回收渦輪5、熱交換器6、汽輪機27和CO2溶解裝置7。渦輪增壓器3由從主室1A通過排氣通路8排出的廢氣的熱能驅(qū)動。CO2送出裝置4構(gòu)成設(shè)在渦輪增壓器3尾氣氣流的排氣通路8A上的CO2供給裝置。能量回收渦輪5備有由從渦輪增壓器3的渦輪23排出的廢氣熱能驅(qū)動的渦輪28，以廢氣和水蒸氣作為驅(qū)動源。熱交換器6用能量回收渦輪5的渦輪28的廢氣熱能產(chǎn)生高溫蒸氣。汽輪機27設(shè)在由熱交換器6的蒸氣驅(qū)動的能量回收渦輪5內(nèi)。CO2溶解裝置7構(gòu)成可將能量回收渦輪5的廢氣吹入的CO2供給裝置。
燃氣發(fā)動機1，備有燃料箱11、觸媒反應(yīng)器2、天然氣供給泵12、CO2供給裝置和加壓燃料泵13。燃料箱11內(nèi)收容以CH4為主成分的天然氣燃料。觸媒反應(yīng)器2配置在排出主室1A的廢氣的排氣通路8上，利用廢氣的熱能對CH4和CO2的混合氣進行熱分解，變換為由CO和H2構(gòu)成的改質(zhì)燃料。天然氣供給泵12作為氣體燃料供給裝置，把天然氣燃料從燃料箱11供給到觸媒反應(yīng)器2中。CO2供給裝置分離廢氣中含有的CO2并將其送入觸媒反應(yīng)器2。加壓燃料泵13是改質(zhì)燃料供給裝置，向主室1A供給改質(zhì)燃料。
燃氣發(fā)動機1是多氣缸發(fā)動機，為了排出主室1A的廢氣，備有向排氣歧管31和主室1A供給吸入氣體的吸氣歧管32。從吸氣通路10吸入的空氣通過吸氣歧管32供給到各氣缸的主室1A，各主室1A的廢氣由排氣歧管31集合并向排氣通路8排出。把供給主室1A的天然氣改質(zhì)了的改質(zhì)燃料，借助加壓燃料泵13，并通過改質(zhì)燃料供給路9供給到各主室1A。
CO2供給裝置由CO2溶解裝置7、CO2送出裝置4和循環(huán)泵14構(gòu)成。CO2溶解裝置7收容著溶液，該溶液用于溶解排氣通路8D排出的低溫廢氣中的CO2。CO2送出裝置4配置于高溫廢氣流過的排氣通路8A中，用高溫廢氣對在CO2溶解裝置7溶解了CO2的溶液加熱，收容使CO2放出的溶液，同時，將放出的CO2送入觸媒反應(yīng)器2。循環(huán)泵14使溶液在CO2溶解裝置7與CO2送出裝置4之間循環(huán)。
溶解配置在廢氣低溫區(qū)域的CO2溶解裝置7中的CO2的溶劑，是β-氨基乙醇(2HOC2H4NH2)，放出配置在廢氣高溫區(qū)的CO2送出裝置4中的CO2的溶液，是碳酸β-羥乙基氨〔(HOC2H4NH3)2CO3〕。
CO2供給裝置中的化學反應(yīng)式如下
上面的化學反應(yīng)式中，反應(yīng)時，在低溫吸收CO2，進入右側(cè)(β-氨基乙醇)，在高溫放出CO2，進入左側(cè)(碳酸β-羥乙基氨)。β-氨基乙醇(溶劑)在低溫吸收CO2而成為碳酸β-羥乙基氨(溶液)。該溶液由循環(huán)泵14將其送入CO2送出裝置4，成為高溫而從溶液中放出CO2，放出了CO2后的溶液，即β-氨基乙醇和H2O，再回收到CO2溶解裝置7。
CO2送出裝置4是一種氣相—液相熱交換器，在溶液中配置有排氣通路，該溶液中收容有加熱時放出CO2的溶劑。CO2送出裝置4內(nèi)的排氣通路中流過排出的廢氣，這樣，溶液被加熱成高溫而放出CO2。放出的CO2通過CO2供給路17送入觸媒反應(yīng)器2。另外，放出了CO2的溶劑，通過溶劑回收通路16一邊被冷卻一邊回收到CO2溶解裝置7。
CO2溶解裝置7，使排氣中的CO2溶解到溶劑中而成為溶液37，將廢氣中的N2和H2O(100℃以上的水蒸氣)通過排氣口36排放到大氣中。在進入CO2溶解裝置7內(nèi)的溶液37中，通過排氣通路8D的開口，把廢氣吹入溶液37。廢氣被吹入溶液37后，CO2溶解到溶劑中，N2和H2O氣體不溶解于溶劑，從排氣口36排放到大氣中。因此，該燃氣發(fā)動機排放到大氣中的廢氣，幾乎不含有CO2，不污染大氣。另外，溶解了CO2的溶液37，由循環(huán)泵14通過含CO2的溶液供給路15送入CO2送出裝置4。
在觸媒反應(yīng)器2中，觸媒是采用Ni或Pt。觸媒反應(yīng)器2配置在排氣歧管31的集合部，從主室1A排出的廢氣變成約為900℃這樣的800℃以上的高溫狀態(tài)。觸媒反應(yīng)器2內(nèi)，在廢氣流過的排氣通路35中，配置著氣體燃料通路33，該氣體燃料通路33內(nèi)充填著供氣體燃料流過的Ni或Pt觸媒34，構(gòu)成一種氣相—氣相熱交換器。觸媒反應(yīng)器2由配置在排氣通路8上的熱交換器構(gòu)成，熱交換器由氣體燃料通路33構(gòu)成，該氣體燃料通路33收容著表面被觸媒34覆蓋的多孔質(zhì)部件，該觸媒34配入廢氣流過的通路間的隔壁內(nèi)側(cè)。
從主室1A出來的高溫廢氣流過觸媒反應(yīng)器2的排氣通路35時，充填著Ni或Pt觸媒34的氣體燃料通路33被加熱。流過約成為800℃以上高溫氣體燃料通路33的CH4和CO2的混合氣體與觸媒接觸，CH4熱分解成為CO和H2，CO2被熱分解為CO，變換為CO和H2的改質(zhì)燃料。接著，從天然氣被變換后的改質(zhì)燃料由加壓燃料泵13通過改質(zhì)燃料供給路9從吸氣歧管32供給各自氣缸的主室1A。
燃氣發(fā)動機1的主室1A是用陶瓷部件和隔熱層做成為隔熱構(gòu)造，所以，從主室1A通過排氣歧管31排出的廢氣是約900℃～800℃的高溫氣體。燃氣發(fā)動機1中，在觸媒反應(yīng)器2利用廢氣的熱能進行熱分解后，將該熱能由渦輪增壓器3、能量回收渦輪5和熱交換器6回收。
燃氣發(fā)動機1中，渦輪增壓器3設(shè)在觸媒反應(yīng)器2尾氣氣流的排氣通路8上。在渦輪增壓器3的渦輪23的尾氣氣流的排氣通路8A上，配置著構(gòu)成CO2供給裝置的CO2送出裝置4。在CO2送出裝置4尾氣氣流的排氣通路8B上設(shè)有能量回收渦輪5。能量回收渦輪的渦輪28尾氣氣流的排氣通路8C上，設(shè)有用于產(chǎn)生蒸氣的熱交換器6。
渦輪增壓器3如圖2所示，由被廢氣驅(qū)動的渦輪23、通過軸26與渦輪23連接并被渦輪23驅(qū)動的壓縮機24、設(shè)在軸26上的發(fā)電—電動機25構(gòu)成。壓縮機24由渦輪23驅(qū)動，將空氣加壓而形成壓縮空氣，通過吸氣通路10將該壓縮空氣從吸氣歧管32供給各氣缸的主室1A。發(fā)電—電動機25將渦輪23的旋轉(zhuǎn)力作為電力輸出，并回收廢氣能量。
能量回收渦輪5如圖3所示，由被廢氣驅(qū)動的渦輪28、被熱交換器6產(chǎn)生的蒸氣驅(qū)動的汽輪機27和設(shè)在軸30上的發(fā)電機29構(gòu)成。因此，廢氣能量驅(qū)動渦輪28，蒸氣能量驅(qū)動汽輪機27，它們的旋轉(zhuǎn)力由發(fā)電機29作為電力回收。設(shè)在排氣通路8C上的熱交換器6，是氣相—液相熱交換器，借助廢氣能量產(chǎn)生高溫蒸氣，該高溫蒸氣通過蒸氣通路19送入汽輪機27，驅(qū)動汽輪機27。驅(qū)動汽輪機27后的蒸氣成為水與低溫蒸氣的流體，通過流體通路21放排到冷凝器20中，在冷凝器20內(nèi)變成為高溫水，通過水通路22再送入熱交換器6。通過熱交換器6的廢氣，成為熱能幾乎全被回收的低溫廢氣(100℃左右)后，被吹入CO2溶解裝置7的溶液37內(nèi)。
溶解CO2的溶解裝置中的CO2的溶劑，除了上述的β-氨基乙醇外，也可以用二乙醇胺。二乙醇胺〔(HOCH2CH2)NH〕與β-氨基乙醇同樣地，具有在低溫吸收CO2、在高溫放出CO2的特性。采用二乙醇胺時也與上述同樣地，在CO2送出裝置4放出CO2并送入觸媒反應(yīng)器2，在觸媒反應(yīng)器2中，在觸媒的催化作用下，把天然氣中的CH4和CO2的混合氣熱分解為CO和H2。廢氣被吹入有二乙醇胺溶劑的CO2溶解裝置7，借此廢氣在CO2溶解裝置7中，成為排除了CO2的N2和H2O氣體(100以上的水蒸氣)組成的極清潔的氣體狀態(tài)，排放到大氣中。
下面，參照圖4說明本發(fā)明備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機的第2實施例。
第2實施例與第1實施例相比，除了CO2的輸出系統(tǒng)不同外，其余構(gòu)造基本相同。具有相同功能的部件，注以相同標記，其說明從略。
第2實施例的燃氣發(fā)動機1，與第1實施例相比，僅CO2供給裝置不同。CO2供給裝置由配置在低溫廢氣流過的排氣通路8D上的、收容CO2分離膜40的CO2分離裝置38構(gòu)成。從排氣通路8D送入CO2分離裝置38的廢氣，被CO2分離膜40從廢氣中分離CO2，分離的CO2借助CO2供給泵42，通過CO2供給通路17供給到觸媒反應(yīng)器2。安置在CO2分離裝置38內(nèi)的CO2分離膜40，由聚四氟乙烯膜構(gòu)成，或者是由氧化鋁、硅、沸石類多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的無機分離膜。CO2分離膜40是一種過濾膜，由該過濾膜構(gòu)成過濾器，利用分子通過高分子材料的鏈間隙的作用，使分子直徑大的N2和H2O(水蒸氣)不能通過，使分子直徑小的CO2通過，借助泵42，將該CO2通過CO2供給通路17送入觸媒反應(yīng)器2。
CO2分離裝置38中，不能通過分離膜40的N2和H2O氣體，從排氣通路8E排出到大氣中。在排氣通路8E上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥39，由壓力調(diào)節(jié)閥39調(diào)節(jié)向大氣中排放的廢氣壓力，CO2分離裝置38中的CO2分離膜40對CO2的俘獲進行調(diào)節(jié)。
為了提高CO2的分離性，CO2分離膜40可以是在透過性好的聚四氟乙烯膜上，結(jié)合著具有促進CO2輸送特性的乙二胺的分離膜。乙二胺與CO2的化學反應(yīng)式如下所示，加大了CO2向CO2分離膜40的輸入。
下面，參照圖5說明本發(fā)明的備有天然氣改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機的第3實施例。第3實施例與第1實施例相比，采用了燃氣發(fā)動機和渦輪增壓器具有相同構(gòu)造的結(jié)構(gòu)，所以，相同的部件注以相同標記，省略重復(fù)說明。
燃氣發(fā)動機1，備有天然氣改質(zhì)裝置，觸媒反應(yīng)器52設(shè)在排氣通路8上，該觸媒反應(yīng)器52利用從主室1A通過排氣通路8排出的廢氣的熱能，以及利用CO2的存在，將天然氣中的CH4變換為改質(zhì)燃料。在觸媒反應(yīng)器52尾氣氣流的排氣通路8上，設(shè)有被廢氣驅(qū)動的渦輪增壓器3。燃氣發(fā)動機1備有燃料箱61、燃料加壓泵13、第1級熱交換器54、汽輪機55、第2級熱交換器56和CO2供給裝置57。燃料箱61收容以CH4為主成分的天然氣燃料。燃料加壓泵13構(gòu)成向燃燒室的副室1B供給改質(zhì)燃料的改質(zhì)燃料供給裝置。第1級熱交換器54設(shè)在渦輪增壓器3尾氣氣流的排氣通路8A上。汽輪機55由第1級熱交換器54產(chǎn)生的蒸氣驅(qū)動。第2級熱交換器56設(shè)在第1級熱交換器54尾氣氣流的排氣通路58B上，把從汽輪機55排出的流體(低溫蒸氣和水)變換為蒸氣，將該蒸氣供給第1級熱交換器54。CO2供給裝置57把從廢氣中分離出的CO2供給觸媒反應(yīng)器52。CO2供給裝置57由分離膜87和供給泵88構(gòu)成。分離膜87設(shè)在第2熱交換器56尾氣氣流的排氣通路58C上，從廢氣中分離CO2。供給泵88把從廢氣中分離出的CO2供給觸媒反應(yīng)器52。
燃氣發(fā)動機1中，從CO2供給裝置57向大氣排出的廢氣，是CO2含量少的N2氣體等，不會造成大氣污染而使環(huán)境惡化。觸媒反應(yīng)器52所用的觸媒是Ni或Pt，使CH4與CO2產(chǎn)生反應(yīng)而熱分解為CO和H2。觸媒反應(yīng)器52配置在排氣歧管31的集合部，從燃燒室的主室1A排出的廢氣，為約900℃～800℃的高溫狀態(tài)，所以，CH4的熱分解改質(zhì)是在很高溫度下進行。觸媒反應(yīng)器52是具有熱交換作用的觸媒裝置，由廢氣流過的排氣通路和氣體燃料通路構(gòu)成，構(gòu)成一種氣相—氣相熱交換器。上述氣體燃料通路在排氣通路隔壁的內(nèi)側(cè)，收容著表面被Ni或Pt觸媒83復(fù)蓋著的多孔質(zhì)部件。觸媒反應(yīng)器52配置在排氣通路8上，例如，由廢氣流過的排氣通路和收容著多孔質(zhì)部件的氣體燃料通路構(gòu)成，上述多孔質(zhì)部件的表面由配入排氣通路的隔壁內(nèi)側(cè)的觸媒83覆蓋。
從主室1A出來的高溫廢氣流過觸媒反應(yīng)器52的排氣通路，由此對充填著Ni或Pt觸媒83的氣體燃料通路進行加熱。經(jīng)過成為約800℃以上高溫氣體燃料通路而流動的CH4和CO2混合氣體與觸媒83接觸，CH4被熱分解成為CO和H2，CO2被熱分解成為CO，這樣，變換為CO和H2的改質(zhì)燃料。接著，從天然氣變換的改質(zhì)燃料，由燃料加壓泵13通過改質(zhì)燃料供給路9，從吸氣歧管32供給到各氣缸的副室1B。
燃氣發(fā)動機1中的燃燒室的主室1A和副室1B，用陶瓷部件和隔熱層做成為隔熱構(gòu)造，所以，從主室1A通過排氣歧管31排出的廢氣，是約900℃～800℃的高溫氣體。燃氣發(fā)動機1中，在觸媒反應(yīng)器52將廢氣的熱能用于熱分解后，該熱能由渦輪增壓器3、第1級熱交換器54和第2級熱交換器56回收。
第3實施例中，渦輪增壓器3采用圖2所示結(jié)構(gòu)，這里省略對其重復(fù)說明。
第1級熱交換器54，由蒸氣通路85和排氣通路78構(gòu)成。蒸氣通路85內(nèi)配置著多孔質(zhì)陶瓷部件，被配置在第2箱體內(nèi)的第2級熱交換器56加熱了的蒸氣流過該蒸氣通路85內(nèi)的多孔質(zhì)陶瓷部件。排氣通路78配置在蒸氣通路85周圍，內(nèi)配置有供廢氣流過的多孔質(zhì)陶瓷部件。第2熱交換器56由能儲留水的水—蒸氣通路86和排氣通路79構(gòu)成。水—蒸氣通路86配置在與第1箱相鄰設(shè)置的第2箱內(nèi)，并且配置著供蒸氣流過的多孔質(zhì)陶瓷部件。排氣通路79配置在水—蒸氣通路86的周圍，內(nèi)配置著供來自第1級熱交換器54的廢氣流過的多孔質(zhì)陶瓷部件。
在渦輪增壓器3尾氣氣流且在第1熱交換器54上游側(cè)的排氣通路8A上，設(shè)有燃料噴咀74，該燃料噴咀74噴射來自觸媒反應(yīng)器52的改質(zhì)燃料。改質(zhì)燃料從觸媒反應(yīng)器52通過輔助燃料供給路73供給燃料噴咀74。
如圖6所示，汽輪機55由渦輪69和發(fā)電機70構(gòu)成。渦輪69由第1級熱交換器54產(chǎn)生的蒸氣驅(qū)動，發(fā)電機70設(shè)在軸71上。因此，蒸氣能量驅(qū)動渦輪69，其旋轉(zhuǎn)力被發(fā)電機70作為電力輸出。設(shè)在排氣通路58B上的第2級熱交換器56，是氣相—液相熱交換器，由排氣能量產(chǎn)生蒸氣，該蒸氣通過蒸氣通路91送入第1級熱交換器54。驅(qū)動了汽輪機55后的蒸氣，成為低溫蒸氣(含水分蒸氣)流體，通過流體通路77排到冷凝器64，在冷凝器64中變成為高溫水，由水泵62通過水通路76再送入第2級熱交換器56。通過了第2級熱交換器56的廢氣，其熱能幾乎全被回收而成為低溫廢氣(例如約200℃左右)，再被送入CO2供給裝置57。
CO2供給裝置57，例如配置在低溫廢氣流過的排氣通路58C上，收容著若干個桿狀CO2分離膜87。從排氣通路58C送入CO2供給裝置57的廢氣，通過了CO2分離膜87使CO2從廢氣中分離，不能通過CO2分離膜87的N2、O2、H2O等，繞過分離膜87向排氣通路排出。分離了的CO2借助CO2供給泵88，通過CO2供給通路72供給到觸媒反應(yīng)器52中。收容在CO供給裝置57內(nèi)的CO2分離膜87是陶瓷多孔體，該陶瓷多孔體由氧化鋁、硅、沸石類多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的無機分離膜，是一種過濾膜，分子直徑大的N2、O2、H2O(水蒸氣)不能通過，分子直徑小的CO2能通過，借助CO2吸引供給泵88，將該CO2通過CO2供給通路72送入觸媒反應(yīng)器52內(nèi)。
在CO2供給裝置57中，不能通過CO2分離膜87的N2、H2O(水蒸氣)，從排氣通路58D排放到大氣中。在排氣通路58D上，例如設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥92，向大氣排放的廢氣壓力由該壓力調(diào)節(jié)閥92調(diào)節(jié)，由CO2吸引供給泵88的CO2俘獲量通過CO2供給裝置57中的CO2分離膜87進行調(diào)節(jié)。
備有該天然氣改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機，具有上述構(gòu)造，其動作如下。
在控制閥44的關(guān)閉狀態(tài)，打開吸氣閥(圖未示)時，來自渦輪增壓器3的壓縮機24的空氣通過吸氣通路10從吸氣歧管32供給到主室1A。主室1A的空氣因控制閥44的關(guān)閉狀態(tài)而在壓縮沖程中被壓縮。天然氣燃料從燃料箱61通過天然氣供給通路84供給觸媒反應(yīng)器52，將天然氣變換為改質(zhì)燃料，同時，在控制閥44的關(guān)閉狀態(tài)下打開燃料閥45，燃料加壓泵13動作，來自觸媒反應(yīng)器52的改質(zhì)燃料通過改質(zhì)燃料供給路9供給到副室1B。在壓縮沖程上死點附近，打開控制閥44，使主室1A的壓縮空氣流入副室1B，改質(zhì)燃料與壓縮空氣混合而點火燃燒，然后移至膨張沖程，活塞51做功。
在排氣沖程中，主室1A和副室1B的廢氣通過排氣通路8排出。高溫的廢氣在通過觸媒反應(yīng)器52時，其熱能將天然氣變換為改質(zhì)燃料，然后送出到渦輪增壓器3中。在渦輪增壓器3中，驅(qū)動渦輪23，其旋轉(zhuǎn)力由發(fā)電—電動機25變換為電能，同時驅(qū)動壓縮機24。由發(fā)電—電動機25得到的電力蓄存在電池內(nèi)或者用于驅(qū)動輔機而消費掉。壓縮機24具有將空氣通過吸氣通路10供給燃燒室的主室1A的功能。通過渦輪增壓器3的渦輪23，廢氣通過排氣通路8A被送入第1級熱交換器54。
在排氣通路8A上設(shè)燃料噴咀74，該燃料噴咀74把從觸媒反應(yīng)器52通過輔助燃料供給路73送入的改質(zhì)燃料的一部分噴射到排氣通路8A內(nèi)。由于流過排氣通路8A的廢氣中含有多量O2，所以，從燃料噴咀74噴射的改質(zhì)燃料點火燃燒，增加排氣的熱函。送入第1級熱交換器54中的廢氣，通過排氣通路78，再通過排氣通路58B被送入第2級熱交換器56。廢氣通過排氣通路78時，與從第2級熱交換器56通過蒸氣通路91送入蒸氣通路85內(nèi)的蒸氣進行熱交換，加熱成高溫。
在第1級熱交換器54中被加熱成高溫的蒸氣，通過高溫蒸氣通路75送入汽輪機55，驅(qū)動渦輪69。渦輪69的驅(qū)動使發(fā)電機70發(fā)電。發(fā)電機70產(chǎn)生的電力，蓄存在電池內(nèi)或者用于驅(qū)動輔機而消費掉。高溫蒸氣驅(qū)動了汽輪機55后，變換為低溫蒸氣或水構(gòu)成的流體，該流體通過流體通路77送入冷凝器64而變成水，該水借助于水泵62的驅(qū)動通過水通路76送入第2級熱交換器56的水—蒸氣通路86。
從第1級熱交換器54送入第2級熱交換器56的廢氣，通過第2級熱交換器56的排氣通路79送出到排氣通路58C。排氣在通過排氣通路79時，用熱交換將通過水—蒸氣通路86的水變換為蒸氣。往排氣通路58C送出的廢氣，由觸媒反應(yīng)器52、渦輪增壓器3、第1級熱交換器54和第2級熱交換器56回收熱能，例如，降低到約200℃的溫度，所以，即使向CO2供給裝置7送出，也不會損傷CO2分離膜87。送進CO2供給裝置57的廢氣，通過CO2分離膜87后，CO2從廢氣中分離。分離出的CO2借助CO2吸引供給泵88，從CO2供給裝置57通過CO2供給通路72送入觸媒反應(yīng)器52。通過CO2分離膜87，把CO2分離，分離了CO2后的廢氣，成為CO2含有量少的N2、H2O等，從排氣通路58D排放到大氣中。
權(quán)利要求
1.備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機，其特征在于，由燃料箱、觸媒反應(yīng)器、氣體燃料供給裝置、CO2供給裝置和改質(zhì)燃料供給裝置構(gòu)成；燃料箱收容以CH4為主成分的天然氣燃料；觸媒反應(yīng)器配置在排出燃燒室內(nèi)廢氣的排氣通路上，利用排氣熱能將CH4和CO2的混合氣體熱分解而變換為由CO和H2構(gòu)成的改質(zhì)燃料；氣體燃料供給裝置將天然氣燃料從燃料箱供給觸媒反應(yīng)器；CO2供給裝置把從廢氣中分離出的CO2送入觸媒反應(yīng)器；改質(zhì)燃料供給裝置將改質(zhì)燃料供給燃燒室。
2.如權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述CO2供裝置由CO2溶解裝置、CO2送出裝置和循環(huán)泵構(gòu)成；CO2溶解裝置收容溶解冷卻了的低溫廢氣中的CO2的溶液；CO2送出裝置配置在從燃燒室排出的高溫廢氣流過的排氣通路上，該CO2送出裝置利用高溫廢氣對在CO2溶解裝置溶解了CO2的溶液加熱，并收容使CO2放出的溶液，同時將放出的CO2送入觸媒反應(yīng)器；循環(huán)泵使上述溶液在CO2溶解裝置與CO2送出裝置之間循環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，吸收上述CO2溶解裝置中廢氣中的CO2的溶劑是β-氨基乙醇，放出CO2送出裝置中的CO2的溶液是β-羥乙基氨。
4.如權(quán)利要求2所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，溶解上述CO2溶解裝置中的CO2的溶劑是二乙醇胺。
5.如權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述CO2溶解裝置，使廢氣中的CO2溶解在溶劑中成為溶液，把廢氣中的N2、H2O排放到大氣中。
6.如權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述CO2供給裝置，用配置在低溫廢氣流過的排氣通路上的CO2分離膜分離廢氣中的CO2，并把從廢氣中分離出的CO2供給觸媒反應(yīng)器。
7.如權(quán)利要求6所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述CO2供給裝置中的CO2分離膜，由聚四氟乙烯膜構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述CO2供給裝置中的CO2分離膜，由結(jié)合了乙二胺、提高CO2俘獲的聚四氟乙烯膜構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求6所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述CO2分離膜是由氧化鋁、硅、沸石類多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的無機分離膜。
10.如權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述觸媒反應(yīng)器中用的觸媒是Ni或Pt。
11.如權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述觸媒反應(yīng)器由配置在排氣通路上的熱交換器構(gòu)成，上述熱交換器由廢氣流過的排氣通路和收容著多孔質(zhì)部件的氣體燃料通路構(gòu)成，該多孔質(zhì)部件表面被觸媒覆蓋，該觸媒配入排氣通路的隔壁的內(nèi)側(cè)。
12.如權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，在觸媒反應(yīng)器尾氣氣流的排氣通路上，設(shè)有渦輪增壓器，在該渦輪增壓器尾氣氣流的排氣通路上，設(shè)有能量回收渦輪，在該能量回收渦輪尾氣氣流的排氣通路上，設(shè)有產(chǎn)生蒸氣的熱交換器。
13.如權(quán)利要求1所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述燃燒室由陶瓷部件做成隔熱構(gòu)造。
14.備有天然氣改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機，其特征在于，由燃料箱、觸媒反應(yīng)器、改質(zhì)燃料供給裝置、渦輪增壓器、第1級熱交換器、汽輪機、冷凝器、第2級熱交換器和CO2供給裝置構(gòu)成；燃料箱內(nèi)收容以CH4為主成分的天然氣燃料；觸媒反應(yīng)器配置在排氣通路上，用從燃燒室排出的廢氣對從燃料箱供給的CH4進行熱分解而將其變換為改質(zhì)燃料；改質(zhì)燃料供給裝置將上述改質(zhì)燃料供給燃燒室；渦輪增壓器設(shè)在觸媒反應(yīng)器尾氣氣流的排氣通路上；第1級熱交換器設(shè)在渦輪增壓器尾氣氣流的排氣通路上；汽輪機被第1級熱交換器產(chǎn)生的蒸氣驅(qū)動；冷凝器將汽輪機排出的水蒸氣變換為水；第2級熱交換器設(shè)在第1級熱交換器尾氣氣流的排氣通路上，把從冷凝器送出的水變換為蒸氣，將該蒸氣供給第1級熱交換器；CO2供給裝置用設(shè)在第2級熱交換器尾氣氣流的排氣通路上的CO2分離膜從廢氣中分離CO2，并將該CO2供給觸媒反應(yīng)器。
15.如權(quán)利要求14所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述CO2分離膜是由氧化鋁、硅、沸石類多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成的無機分離膜。
16.如權(quán)利要求14所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述觸媒反應(yīng)器用Ni或Pt作為觸媒，使CH4和CO2反應(yīng)，熱分解為CO和H2。
17.如權(quán)利要求14所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述觸媒反應(yīng)器是具熱交換作用的觸媒裝置，由廢氣流過的排氣通路和氣體燃料通路構(gòu)成，該氣體燃料通路內(nèi)收容著表面被觸媒覆蓋著的多孔質(zhì)部件，觸媒配入排氣通路的隔壁的內(nèi)側(cè)。
18.如權(quán)利要求14所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述第1級熱交換器由蒸氣通路和排氣通路構(gòu)成；蒸氣通路內(nèi)配置著多孔質(zhì)陶瓷部件，被配置在第2箱體內(nèi)的第2級熱交換器加熱了的蒸氣流過該多孔質(zhì)陶瓷部件；排氣通路配置在蒸氣通路周圍且配置著多孔質(zhì)陶瓷部件，供上述廢氣流過。
19.如權(quán)利要求14所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述第2級熱交換器由能儲留水的水—蒸氣通路和排氣通路構(gòu)成；水—蒸氣通路配置在與第1箱體相鄰的第2箱體內(nèi)，配置著供蒸氣流過的多孔質(zhì)陶瓷部件；排氣通路配置在上述水—蒸氣通路周圍，配置著供第1級熱交換器出來的廢氣流過的多孔質(zhì)陶瓷部件。
20.如權(quán)利要求14所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，在第1級熱交換器上游側(cè)的排氣通路上，設(shè)有燃料噴咀，該燃料噴咀噴射來自觸媒反應(yīng)器的改質(zhì)燃料的一部分。
21.如權(quán)利要求14所述的燃氣發(fā)動機，其特征在于，上述燃燒室用陶瓷部件做成為隔熱構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明提供的備有氣體燃料改質(zhì)裝置的燃氣發(fā)動機,由燃料箱、觸媒反應(yīng)器、氣體燃料供給裝置、CO
文檔編號F02B43/10GK1199133SQ98102138
公開日1998年11月18日 申請日期1998年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月13日
發(fā)明者河村英男 申請人:株式會社五十鈴硅酸鹽研究所