[发明专利]具备氢发生装置的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及氢发生装置和具备氢发生装置的内燃机。

背景技术

在燃料电池和以氢为燃料的发动机等中，需要向装置供给氢。作为供给氢的装置，除了对天然气等进行改性的装置或向储氢瓶贮留氢的装置等以外，还已知以氨为原料生成氢的装置。在该装置中，预先将氨贮留于罐中，通过使氨达到高温而分解，能够生成氢。

在特开平5-332152号公报中，公开了一种燃烧发动机，其是使氨气燃烧得到驱动力的氨燃烧发动机，具备使用燃烧室的排气分解氨的氨分解反应器。并且公开了：利用来自燃烧室的排气来加热氨分解反应器内的热交换管。被导入热交换管的氨气，通过吸收排气的热量的吸热反应而被分解为氢和氮。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特开平5-332152号公报

发明内容

在通过使氨达到高温进行分解来生成氢的氢发生装置中，能够配置包含促进氨分解的催化剂粒子的分解催化剂。通过配置分解催化剂，能够促进氨分解，例如能够降低用于使氨分解的温度。

由于氨的分解反应是吸热反应，因此为了采用分解催化剂来继续氨的分解，需要向分解催化剂供给热。上述的特开平5-332152号公报中所公开的氨燃烧发动机中，利用从燃烧室排出的排气的热将氨气分解为氢和氮。然而，从排气取得氨分解所需的热的装置，在排气的温度低时，不能够向分解催化剂供给充分的热，有不能适当地生成氢之虞。

例如，在内燃机冷起动时等，排气的温度上升需要时间，因此存在氢发生装置为了适当地产生氢而花费时间之虞。上述的公报中所公开的氨燃烧发动机，配置有对分解氨的热交换管进行加热的辅助加热器。在排气的温度低的情况下，由辅助加热器将热交换管加热。但是，当采用辅助加热器将分解催化剂加热到产生氨分解反应的温度，或者，采用辅助加热器供给用于继续氨分解的热时，需要大的电力。存在为了向辅助加热器供给大的电力而需要大电源的问题。

另外，上述的氨燃烧发动机，配置有氢的吸藏装置。但是，当在氢发生装置上配置氢的吸藏装置时，存在氢发生装置大型化或复杂化的问题。而且存在当氢的吸藏装置所吸藏的氢被消耗时变得不能供给氢的问题。

本发明的目的是提供向催化剂供给用于分解原料的热的性能优异的氢发生装置和具备氢发生装置的内燃机。

本发明的氢发生装置，具备：分解含有氢原子和氮原子的化合物从而生成氢的分解器；向分解器供给上述化合物的化合物供给装置；和向分解器供给氧的氧供给装置。分解器包含具有促进上述化合物分解的催化剂粒子和促进上述化合物氧化的催化剂粒子的催化剂。向分解器供给上述化合物和氧，使上述化合物氧化从而产生氧化热，利用产生的氧化热进行上述化合物的分解。

在上述发明中，优选：上述分解器构成第1分解器，上述氢发生装置还具备第2分解器，所述第2分解器包含具有促进上述化合物分解的催化剂粒子的催化剂，第1分解器的催化剂和第2分解器的催化剂以相互进行热交换的方式形成，化合物供给装置形成为向第1分解器和第2分解器供给上述化合物，并能够调整向第1分解器供给的上述化合物的流量和向第2分解器供给的上述化合物的流量。

在上述发明中，优选：具备检测第2分解器的催化剂的温度的催化剂温度检测器，在第2分解器的催化剂的温度低于所预定的温度的情况下，使向第2分解器供给的上述化合物的流量减少，并使向第1分解器供给的上述化合物的流量增加。

在上述发明中，优选：氧供给装置向分解器供给氧，使得氧相对于化合物供给装置供给的上述化合物的摩尔比达到0以上0.3以下。

在上述发明中，优选：具备：检测催化剂的温度的催化剂温度检测器；和控制化合物供给装置和氧供给装置之中的至少一方的控制装置，化合物供给装置形成为能够调整向分解器供给的上述化合物的流量，氧供给装置形成为能够调整向分解器供给的氧的流量，控制装置调整向催化剂供给的上述化合物的流量和氧的流量之中的至少一方，使得由催化剂温度检测器所检测的催化剂的温度达到所预定的温度的范围内。

在上述发明中，优选：在由催化剂温度检测器检测催化剂的温度，所检测到的催化剂的温度比所预定的温度高的情况下，控制装置使氧相对于上述化合物的流量比减少。

在上述发明中，优选：在由催化剂温度检测器检测催化剂的温度，所检测到的催化剂的温度比所预定的温度低的情况下，控制装置使氧相对于上述化合物的流量比增加。