特開 2024-98429 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024098429

(43)【公開日】2024-07-23

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   F02M 21/02 20060101AFI20240716BHJP

   F02B 43/10 20060101ALI20240716BHJP

   F02M 25/00 20060101ALI20240716BHJP

   B60H 1/32 20060101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

F02M21/02 F

F02B43/10 Z

F02M25/00 F

B60H1/32 613Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001952

(22)【出願日】2023-01-10

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 基暉

(72)【発明者】

【氏名】大谷 元希

(72)【発明者】

【氏名】洞江 幸宏

(72)【発明者】

【氏名】中川 周

(72)【発明者】

【氏名】塚本 将太

(72)【発明者】

【氏名】増子 京佑

(72)【発明者】

【氏名】大見 正宣

(72)【発明者】

【氏名】清水 啓行

【テーマコード（参考）】

3L211

【Ｆターム（参考）】

3L211BA53

(57)【要約】

【課題】 車両において、複数の用途にアンモニアを利用することで、従来よりもコストを低減し得る技術を提案する。
【解決手段】 車両は、アンモニアを貯留するアンモニアタンクと、アンモニアタンクから供給されるアンモニアを圧縮する圧縮器と、アンモニアを冷媒として利用する空調システムと、アンモニアを燃料として利用するエンジンと、を備えている。空調システムは、アンモニアを凝縮する凝縮器と、アンモニアを減圧する減圧器と、アンモニアを蒸発させる蒸発器とを有している。エンジンは、アンモニアを燃焼させる燃焼室を有している。圧縮器により圧縮されたアンモニアが、凝縮器と、燃焼室とに供給可能に構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両であって、
アンモニアを貯留するアンモニアタンクと、
前記アンモニアタンクから供給される前記アンモニアを圧縮する圧縮器と、
前記アンモニアを冷媒として利用する空調システムと、
前記アンモニアを燃料として利用するエンジンと、
を備えており、
前記空調システムは、前記アンモニアを凝縮する凝縮器と、前記アンモニアを減圧する減圧器と、前記アンモニアを蒸発させる蒸発器とを有しており、
前記エンジンは、前記アンモニアを燃焼させる燃焼室を有しており、
前記圧縮器により圧縮された前記アンモニアが、前記凝縮器と、前記燃焼室とに供給可能に構成されている、車両。

【請求項2】

請求項１に記載の車両であって、
前記蒸発器を通過した前記アンモニアが、前記圧縮器に供給されるように構成されている、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、車両に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、アンモニアを冷媒として利用する種々のシステムの開発が進んでいる。特許文献１には、アンモニアを冷媒として利用する冷凍空調システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－１４６３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本明細書では、車両において、複数の用途にアンモニアを利用することで、従来よりもコストを低減し得る技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書は、第１の態様として、車両を開示する。前記車両は、アンモニアを貯留するアンモニアタンクと、前記アンモニアタンクから供給される前記アンモニアを圧縮する圧縮器と、前記アンモニアを冷媒として利用する空調システムと、前記アンモニアを燃料として利用するエンジンと、を備えている。前記空調システムは、前記アンモニアを凝縮する凝縮器と、前記アンモニアを減圧する減圧器と、前記アンモニアを蒸発させる蒸発器とを有している。前記エンジンは、前記アンモニアを燃焼させる燃焼室を有している。前記圧縮器により圧縮された前記アンモニアが、前記凝縮器と、前記燃焼室とに供給可能に構成されている。

【0006】

上記の車両では、圧縮器により圧縮されたアンモニアが、空調システムの凝縮器に供給可能に構成されている。凝縮器に供給されたアンモニアが、凝縮器、減圧器、及び蒸発器を介して空気と熱交換されることにより、車両の室内に冷風が供給される。このように、圧縮器から空調システムに供給されるアンモニアは、冷媒として利用される。また、上記の車両では、圧縮器により圧縮されたアンモニアが、エンジンの燃焼室にも供給可能に構成されている。燃焼室に供給されたアンモニアの燃焼により、エンジンが駆動する。このように、圧縮器からエンジンに供給されるアンモニアは、燃料として利用される。すなわち、上記の車両では、圧縮器を、空調システムとエンジンとで共用することができるため、部品点数を低減することができる。また、燃焼室に供給されるアンモニアは、圧縮器により高圧状態になっている。このため、燃焼室にアンモニアを供給するための専用の燃料ポンプを要さない。このように、上記の車両では、従来と比較してコストを低減することができる。

【0007】

第２の態様では、上記第１の態様において、前記蒸発器を通過した前記アンモニアが、前記圧縮器に供給されるように構成されていてもよい。このような構成では、圧縮器、凝縮器、減圧器、及び蒸発器により冷凍サイクルが構成されるため、効率良くアンモニアを循環させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例の車両の構成を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（実施例）
以下、図面を参照して、実施例の車両１０について説明する。図１では、車両１０を楕円により示している。車両１０は、アンモニアタンク２０と、圧縮器２２と、空調システム３０と、エンジン４０を備えている。

【0010】

アンモニアタンク２０は、車両１０に搭載されている。アンモニアタンク２０の内部には、空調システム３０及びエンジン４０に供給するためのアンモニアが貯蔵されている。アンモニアは、空調システム３０では冷媒として利用され、エンジン４０では燃料として利用される。

【0011】

圧縮器２２は、アンモニアタンク２０に接続されている。圧縮器２２は、アンモニアタンク２０から供給されるアンモニアを圧縮する。圧縮器２２は、アンモニアを圧縮することにより、気体のアンモニアを低温低圧から高温高圧へ変化させる。ただし、圧縮器２２によりアンモニアの一部が液体に変化されてもよい。後述するように、圧縮器２２は、高温高圧に圧縮したアンモニアを空調システム３０の凝縮器３２及びエンジン４０の燃焼室４１ａに供給可能に構成されている。

【0012】

空調システム３０は、凝縮器３２と、貯留槽３４と、減圧器３６と、蒸発器３８を有している。

【0013】

凝縮器３２は、圧縮器２２に接続されている。凝縮器３２は、圧縮器２２から供給された高温高圧のアンモニアを、例えば冷却水や大気との熱交換により冷却して凝縮し、低温高圧の液体へ変化させる。

【0014】

貯留槽３４は、凝縮器３２に接続されている。貯留槽３４は、凝縮器３２により凝縮された低温高圧の液体のアンモニアを貯留する。貯留槽３４は、アンモニア内の余剰な水分や不純物を除去する機能を有している。

【0015】

減圧器３６は、貯留槽３４に接続されている。減圧器３６は、本実施例では、膨張弁である。減圧器３６は、貯留槽３４から供給されたアンモニアを膨張させ、低圧の霧状にして噴霧する。アンモニアは、減圧器３６が開状態になると、膨張して熱が奪われ、温度がさらに低下する。

【0016】

蒸発器３８は、減圧器３６に接続されている。蒸発器３８は、減圧器３６から噴霧されたアンモニアを、ファンにより車両１０内（室内）へ送風される空気との熱交換により蒸発、気化させる。その結果、アンモニアにより冷やされた空気が、室内に供給される。

【0017】

蒸発器３８を通過した低温低圧のアンモニアは、圧縮器２２に再び供給される。このように、空調システム３０は、圧縮器２２から供給されたアンモニアを、凝縮器３２、減圧器３６、蒸発器３８を循環させることにより、冷凍サイクルを構成している。

【0018】

エンジン４０は、内部に燃焼室４１ａを有するシリンダ４１と、燃焼室４１ａ内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置４２と、燃焼室４１ａ内に空気を供給する吸気装置４４と、燃焼室４１ａ内で火花を発生させる点火装置４５と、燃焼室４１ａ内から燃焼後の排気ガスを排出する排気装置４６を備えている。

【0019】

シリンダ４１は、筒状のシリンダライナ４１ｂと、シリンダライナ４１ｂの上部開口を覆うシリンダヘッド４１ｃと、シリンダライナ４１ｂ内に往復動可能に設けられたピストン４１ｄと、ピストン４１ｄに連結されたクランク４１ｅを有している。シリンダライナ４１ｂとシリンダヘッド４１ｃとピストン４１ｄとによって囲まれた空間が燃焼室４１ａである。したがって、燃焼室４１ａは、ピストン４１ｄが図中上側に移動することで、高圧状態に圧縮される。また、この燃焼室４１ａでアンモニアを燃焼させてピストン４１ｄを往復動させることで、クランク４１ｅを回転運動させる駆動力が伝達される。

【0020】

吸気装置４４は、一端がシリンダヘッド４１ｃに固定された吸気管４４ａと、吸気管４４ａ内に設けられた吸気弁４４ｂを備えている。吸気弁４４ｂは、図示しない駆動手段により開閉されるように構成されており、吸気弁４４ｂを開放することで吸気管４４ａ内と燃焼室４１ａとが連通し、吸気管４４ａから燃焼室４１ａ内に空気が供給される。

【0021】

排気装置４６は、一端がシリンダヘッド４１ｃに固定された排気管４６ａと、排気管４６ａ内に設けられた排気弁４６ｂを備えている。排気弁４６ｂは、図示しない駆動手段により開閉されるように構成されており、排気弁４６ｂを開放することで排気弁４６ｂ内と燃焼室４１ａとが連通し、燃焼室４１ａ内の燃焼後の排気ガスが排気弁４６ｂから排出される。

【0022】

点火装置４５は、例えば点火プラグからなり、シリンダヘッド４１ｃの略中央部において先端部を燃焼室４１ａ内に配置させた状態で固定されている。点火装置４５の先端部には、燃焼室４１ａ内の上側中央部で火花を発生させる点火部４５ａが設けられている。

【0023】

アンモニア供給装置４２は、例えば、インジェクタであり、圧縮器２２に接続されている。アンモニア供給装置４２は、シリンダヘッド４１ｃにおいて、先端部を燃焼室４１ａ内に配置させた状態で固定されている。アンモニア供給装置４２の先端部には、燃焼室４１ａ内にアンモニアを噴射する噴射部４２ａが設けられている。なお、アンモニア供給装置４２は、噴射部４２ａを燃焼室４１ａ内に配置させた状態でシリンダヘッド４１ｃに固定されているが、これに代えて、又はこれに加えて、噴射部４２ａを吸気管４４ａ内に配置させた状態で当該吸気管４４ａに固定されていてもよい。

【0024】

上記した構成のエンジン４０では、圧縮器２２から供給された高圧のアンモニアが噴射部４２ａから噴射され、点火部４５ａで発生した火花により、燃焼室４１ａ内で空気とともに燃焼することで、クランク４１ｅを回転運動させることができる。

【0025】

なお、圧縮器２２から凝縮器３２への配管６０には、バルブ５０が設けられている。また、圧縮器２２からアンモニア供給装置４２への配管６２には、バルブ５２が設けられている。車両１０のコントローラ（不図示）は、バルブ５０、５２を制御することで、空調システム３０及びエンジン４０に供給するアンモニアの量を調整する。

【0026】

以上に説明したように、本実施例の車両１０では、圧縮器２２により圧縮されたアンモニアが、空調システム３０の凝縮器３２に供給可能に構成されている。凝縮器３２に供給されたアンモニアが、凝縮器３２、減圧器３６、及び蒸発器３８を介して空気と熱交換されることにより、車両１０の室内に冷風が供給される。このように、圧縮器２２から空調システム３０に供給されるアンモニアを、冷媒として利用することができる。また、本実施例の車両１０では、圧縮器２２により圧縮されたアンモニアが、エンジン４０の燃焼室４１ａにも供給可能に構成されている。燃焼室４１ａに供給されたアンモニアの燃焼により、エンジン４０が駆動する。このように、圧縮器２２からエンジン４０に供給されるアンモニアを、燃料として利用することができる。すなわち、本実施例の車両１０では、圧縮器２２を、空調システム３０とエンジン４０とで共用することができるため、部品点数を低減することができる。また、燃焼室４１ａに供給されるアンモニアは、圧縮器２２により高圧状態になっている。このため、燃焼室４１ａにアンモニアを供給するための専用の燃料ポンプを要さない。このように、本実施例の車両１０では、従来と比較してコストを低減することができる。

【0027】

また、アンモニアは、気化熱が比較的大きいので、空調システム３０の蒸発器３８により蒸発するときに周りの熱を奪い易い。このため、高い冷却効率を実現することができる。

【0028】

また、本実施例では、蒸発器３８を通過したアンモニアが、圧縮器２２に供給される。したがって、圧縮器２２、凝縮器３２、減圧器３６、及び蒸発器３８により冷凍サイクルを構成することができるため、効率良くアンモニアを循環させることができる。

【0029】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。以下、上述した実施例の変形例を以下に列挙する。

【0030】

上述した実施例では、蒸発器３８を通過したアンモニアが、圧縮器２２に戻るように構成されていた。しかしながら、例えば、蒸発器３８を通過したアンモニアが、アンモニアタンク２０に戻るように構成してもよいし、別途設けられた貯留槽に貯留されてもよい。

【0031】

本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0032】

１０：車両、２０：アンモニアタンク、２２：圧縮器、３０：空調システム、３２：凝縮器、３４：貯留槽、３６：減圧器、３８：蒸発器、４０：エンジン、４１ａ：燃焼室

【図1】