CN101105159B - 液化气燃料用贮存装置 - Google Patents
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Abstract
一种液化气燃料用贮存装置的方案,其可以增加液化气燃料的贮存量,同时,把该液化气燃料稳定地压送往发动机。在把第一贮存箱(2A)内的液化气燃料用进给泵(25)压送到发动机(50)的同时,随着第一贮存箱(2A)的液化气燃料的消费,用燃料供给机构将第二贮存箱(3A、4A)内的液化气燃料借助供给线(K1、K2)供给第一贮存箱(2A)。在该构成由于可增加液化气燃料的贮存量,所以可延长车辆的续航距离。另外,通过向发动机(50)压送的液化气燃料只是限制为贮存在第一贮存箱(2A)内的燃料,所以可以稳定且正确地运送液化气燃料。
Description
技术领域
本发明涉及贮存作为车用燃料使用的液化气燃料、并将该液化气燃料压送到发动机的液化气燃料用贮存装置。
背景技术
随着近年来加强排气限制,存在着以低公害为目的而把LPG(液化石油气)或DME(二甲醚)等作为燃料使用的车辆增加的倾向。特别是,DME由于十六烷值高、PM或NOx的排出量极少而被重视。
作为这样把DME作为燃料的装置,例如像专利文献1那样,提出了这样的构成,即,在从燃料箱向发动机压送的DME燃料中,一旦把在该发动机停止时残留的燃料向净化箱返送并减压,然后送往燃料箱。这是由于把DME燃料从燃料箱用高压向发动机压送,所以在净化箱要减压而返回燃料箱。即,在这样的结构中,净化箱只不过是用于对在发动机停止时残留的DME燃料进行减压的装置。
另外,LPG或DME等液化气燃料由于每单位容积的能量密度低,在作为车用燃料使用时,为了延长该车辆的续航距离,要求大量地贮存液化气燃料。为了大量地贮存液化气燃料,形成装载大容量的贮存箱、或装载多个中小容量的贮存箱的结构。在此,在后者的装载多个贮存箱的结构中,可以根据车辆的大小或重量、所要求的续航距离等,通过改变装载数量而适当地设计整体的存贮量,同时,替换及维修等的方便性也优异。因此,在车辆上装载多个贮存箱的结构成为今后的主流。
专利文献1:日本特开2003-56409号公报
发明要解决的课题
在上述装载多个贮存箱的结构中,一般是在每个贮存箱中都配设有向发动机压送液化气燃料的进给泵这样的结构。作为这样的结构,在通过使各进给泵顺次交替动作、从多个贮存箱顺次把液化气燃料向发动机压送的情况下,需要用于在该切换时圆滑地把液化气燃料送往发动机的控制,但其动作控制是复杂的,缺乏实用性。
在相同地装载多个贮存箱的结构中,也有连结各贮存箱的结构,以使各贮存箱内的气相区域分别连通,同时,各贮存箱内的液相区域分别连通。这是通过各贮存箱的气相和液相分别连通,使各贮存箱内的液化气燃料的存贮量均匀的装置。而在该结构的情况下,由于能使各贮存箱的贮存量相等,使得配设在每个贮存箱中的进给泵同时动作,从各贮存箱压送大致等量的液化气燃料。不过,装在车辆上的多个贮存箱由于其装载位置而使得周围环境有所不同,故各贮存箱的温度或箱内压力等不同。因此,实际上不能使在各贮存箱内的液化气燃料的存贮量均等、造成偏向地消耗液化气燃料,存在向发动机压送的液化气燃料容易变得不稳定的问题。
另外,在用于向发动机压送液化气燃料的进给泵中,需要用于以比较高的压力压送该液化气燃料的泵和电机,且需要用于控制排出量的变换器等,由于装有这些部件,重量变重。因此,如上所述,在装载多个贮存箱且在每个贮存箱中配置进给泵的结构中,由于作为车辆整体的重量增加,所以其燃料消耗恶化。另外,由于进给泵是具有上述功能的部件,其自身的购入费用或制造费较高,成本也随之增加。因此,作为存贮液化气燃料并向发动机压送的结构,要求轻量化和低成本化。
发明内容
本发明提出了一种液化气燃料用贮存装置的方案,其解决了上述问题,能够贮存可得到足够的续航距离的液化气燃料,同时,把该液化气燃料压送往发动机。
解决课题的方法
本发明是一种液化气燃料用贮存装置,其包括:第一贮存箱,其贮存液化气燃料;进给泵,其向发动机压送该第一贮存箱内的液化气燃料;第二贮存箱,其借助供给液化气燃料的供给线与第一贮存箱连接,贮存液化气燃料;燃料供给机构,其借助供给线向第一贮存箱供给该第二贮存箱内的液化气燃料;供给控制机构,其伴随第一贮存箱内的液化气燃料消耗,控制燃料供给机构,从第二贮存箱向第一贮存箱供给液化气燃料。
在该结构中设有贮存液化气燃料的第一贮存箱和第二贮存箱,同时,把该第一贮存箱作为用于向发动机压送液化气燃料的部件;把第二贮存箱作为用于向第一贮存箱供给液化气燃料的部件。即,把第一贮存箱和第二贮存箱分别作为具有不同功能的部件分别构成。而以比较高的压力把液化气燃料向发动机压送的进给泵配置在第一贮存箱中。
这样,由于使向发动机压送的液化气燃料在第一贮存箱中一元化地贮存及压送,所以,只操作控制配置在该第一贮存箱中的进给泵,即可以稳定地向发动机输送液化气燃料。另外,该结构和上述现有的装载多个贮存箱并在每个贮存箱中都配置了进给泵的结构相比,进给泵配置的数量少,可以实现轻量化和低成本化。进而,由于该结构不必像使多个贮存箱的各气相区域和液相区域连通的现有结构那样需要该连通结构部位,所以也可以实现轻量化及制造成本的降低。
另外,由于该结构设有贮存液化气燃料的第一贮存箱和第二贮存箱,所以该液化气燃料的总贮存量增大。从而,装有该结构的液化气燃料用贮存装置的车辆其续航距离得到充分延长。
在此,作为供给线由流送液化气燃料的管路构成,例如可以做成这样的结构等,即,由仅用于从第二贮存箱向第一贮存箱供给液化气燃料的管路构成、或连接其供给管路和其它管路(例如用于填充液化气燃料的管路)而以部分并用的方式配管。另外,在部分利用其它管路的结构中,设置在连接部位开闭的截止阀等,通过控制该截止阀开闭动作,决定液化气燃料的流动方向,作为供给线形成那样的部件最为适合。
另外,作为供给控制机构,也可以控制成在向发动机压送第一贮存箱内的液化气燃料后,立即从第二贮存箱供给液化气燃料,若第一贮存箱内的贮存量比预定的量少,也可以控制以供给液化气燃料。
提出了在上述的液化气燃料用贮存装置中,并列设置多个第二贮存箱,利用供给控制机构控制成将各第二贮存箱内的液化气燃料顺次供给至第一贮存箱的结构方案。
在此,并列设置的多个第二贮存箱分别借助供给线与第一贮存箱连接,并且燃料供给机构设计成可以分别向第一贮存箱供给贮存在每个第二贮存箱中的液化气燃料。而供给控制机构使多个第二贮存箱按照预先规定的顺序将第二贮存箱中的液化气燃料供给至第一贮存箱。即,当供给最初的第二贮存箱中的液化气燃料,在该箱内没有可供给的液化气燃料时,从下一个第二贮存箱供给液化气燃料。这样,供给至第一贮存箱的液化气燃料经常由一个第二贮存箱输送。由此,即使在并列设置多个第二贮存箱的结构中,也可以稳定且容易地控制向第一贮存箱供给液化气燃料的燃料供给机构。另外,在该结构中,随着第二贮存箱个数的增加,可以增加液化气燃料的总贮存量,以延长续航距离。
提出了在上述液化气燃料用贮存装置中装备有使在发动机中没有使用的剩余的液化气燃料返送回第二贮存箱的返回线的结构方案。
这样的结构是在压送到发动机的液化气燃料中,把在发动机驱动中没有使用的剩余部分借助返回线返送回第二贮存箱。由此,液化气燃料如此循环,即,从第一贮存箱压送往发动机,其剩余部分送回第二贮存箱,从该第二贮存箱送往第一贮存箱。
另外,从发动机返送的液化气燃料有时也成液相和气相混合的状态,一旦通过使其流入第二贮存箱内而稳定化后,可以向第一贮存箱供给。为此,对于因从发动机返送的液化气燃料流入箱内而发生的起泡等,由于收集到第二贮存箱,所以在第一贮存箱内液化气燃料可以保持比较安静的稳定状态。而通过进给泵可以把液化气燃料从第一贮存箱更稳定地向发动机压送。
如上所述,该结构可以按第一贮存箱、发动机、第二贮存箱的顺序使液化气燃料循环,可以高效且稳定地供给液化气燃料。
另外,作为返回线,用于从发动机把剩余的液化气燃料向第二贮存箱返送,不只是只向第二贮存箱返送的结构,也可以做成能向第一贮存箱返送的结构。在此,在后一种结构中,通常不能向第一贮存箱返送,在第二贮存箱达到能贮存的上限时或在第二贮存箱中不贮存所能够供给的液化气燃料时等,可以使用向第一贮存箱返送液化气燃料的结构。
提出了在上述的液化气燃料用贮存装置中,燃料供给机构由配置在第二贮存箱内的、通过供给线把该第二贮存箱内的液化气燃料压送往第一贮存箱的供给泵构成的结构方案。
在这样的结构中,随着第一贮存箱内的液化气燃料被消耗,通过供给控制机构控制供给泵动作,向第一贮存箱压送第二贮存箱内的液化气燃料。在此,由于通过控制供给泵动作,可以比较正确且稳定地控制液化气燃料的供给量,故能根据从第一贮存箱向发动机压送的液化气燃料,供给适量的液化气燃料。
另外,作为供给泵,因为用于把第二贮存箱内的液化气燃料供给往第一贮存箱,故可以谋求稳定且安静地把该液化气燃料送往第一贮存箱。即,由于供给泵与上述进给泵相比,只要具有能够以低压力(排出压力)压送液化气燃料的能力即可,故可以使用轻量且低成本的产品。因而,即使在第二贮存箱内配置供给泵,也可以发挥抑制装置整体的总重量以及降低成本的双重效果。
在此,提出了以下方案,即,在该第一贮存箱内配置防过充填阀,其使液化气燃料超过第一贮存箱内的最大贮存量就不流入;借助该防过充填阀,使供给线与第一贮存箱内连通,同时,配置在第二贮存箱内的供给泵与进给泵相比,排出液化气燃料的流量(以下称为排出流量)多。
在这样的结构中,与从第一贮存箱压送往发动机的液化气燃料的流量相比,从第二贮存箱向第一贮存箱供给的液化气燃料的流量变多。由此,在从第二贮存箱供给液化气燃料的状态下,第一贮存箱内的液化气燃料增加。因此,只要在第二贮存箱内存有液化气燃料,就可以在第一贮存箱中经常贮存足够的液化气燃料,可以用进给泵把液化气燃料稳定地压送往发动机。
另外,在本结构中由于借助防过充填阀使从第二贮存箱供给的液化气燃料向第一贮存箱流入,故即使供给泵压送比较多量的液化气燃料,在第一贮存箱也不会超过最大贮存量(上限)地供给液化气燃料。
另外,在像上述那样装有返回线的结构中,也不必使该返回线连到第一贮存箱。这是由于与从返回线返送来的液化气燃料比,由供给泵压送往第一贮存箱的流量较多。例如,在第二贮存箱内的液化气燃料的贮存量为下限量、第一贮存箱内的液化气燃料下降的状态下,向第二贮存箱返送的剩余部分的液化气燃料其几乎全部顺次供给往第一贮存箱。因此,即使不使返回线连接到第一贮存箱,也可以把剩余的液化气燃料送往第一贮存箱。因而,还具有使返回线向第一贮存箱连接的意义小、且配管结构可以简单化的优点。
提出了在上述液化气燃料用贮存装置中,燃料供给机构由加热第二贮存箱内的液化气燃料的加热器构成,利用供给控制机构调整第二贮存箱内的液化气燃料,使其比第一贮存箱内的液化气燃料高规定温度的方案。
在这样的结构中,由于第二贮存箱内的液化气燃料比第一贮存箱内的液化气燃料高规定温度,从而提高第二贮存箱的内压,利用与第一贮存箱的压力差使该第二贮存箱内的液化气燃料向第一贮存箱移动。即,随着第一贮存箱内的液化气燃料的消耗,通过供给控制机构控制加热器动作,可以从第二贮存箱向第一贮存箱供给液化气燃料。在本结构中也能适当地发挥上述本发明的作用效果。
在此,作为供给控制机构控制加热器动作而得到的第二贮存箱内的规定温度如此设定,使得根据由该温度导致上升的第二贮存箱的内压和第一贮存箱的内压的压力差,该第二贮存箱内的液化气燃料比较顺畅地流向第一贮存箱。
另外,作为加热器可以做成配置在第二贮存箱内而直接加热该箱内的液化气燃料的结构、或者配置在第二贮存箱的外周而通过加热该箱间接加热的结构等。在此,由于前者的把加热器配置在箱内的结构可以有效地加热液化气燃料,故可以适当地加以使用。
提出了在上述的液化气燃料用贮存装置中,燃料供给机构由设在返回线上的、冷却剩余的液化气燃料的燃料冷却器构成,利用供给控制机构,以使第二贮存箱内的液化气燃料比第一贮存箱内的液化气燃料高规定温度的方式,调整向该第二贮存箱返送的剩余的液化气燃料的温度的结构方案。
在这样的结构中,配置有用于冷却由发动机加热的液化气燃料的燃料冷却器,用该燃料冷却器调整向第二贮存箱内流入的液化气燃料的温度。而由于在向第二贮存箱返送的液化气燃料,导致该第二贮存箱内的温度比第一贮存箱内高规定温度,在两箱中产生压力差,使第二贮存箱的液化气燃料向第一贮存箱移动。
在此,燃料供给机构做成通过控制燃料冷却器动作,而使从发动机返送的液化气燃料冷却到第二贮存箱内的温度比第一贮存箱内高规定温度的温度。作为该规定温度,设定成由向第二贮存箱流入而上升的该第二贮存箱内的温度导致第二贮存箱的内压上升,由该内压和第一贮存箱的内压的压力差使该第二贮存箱内的液化气燃料比较顺畅地流向第一贮存箱。另外,若向该第二贮存箱返送的液化气燃料的温度过高,则在向第二贮存箱内流入时,会与在此之前有的液化气燃料混合,发生起泡等。因此,燃料冷却器需要进行控制,以将液化气燃料冷却到可以产生第二贮存箱内的液化气燃料向第一贮存箱移动的程度的内压差的温度。
提出了在上述的液化气燃料用存贮装置中,压送第一贮存箱的液化气燃料到发动机的进给泵配置在该第一贮存箱内的方案。
在这样的结构中,进给泵可以直接取入贮存在第一贮存箱内的液化气燃料并进行压送。因此,在车辆行走中因摇摆等而使第一贮存箱倾斜时,也可以把该液化气燃料稳定地取入到进给泵,向发动机稳定且适当地压送液化气燃料。
另外,进给泵希望做成以下结构,即使在其内部的液化气燃料随着第一贮存箱的倾斜而摆动时,也可以确实地取入该液化气燃料。例如,可以适当地使用以下的结构,即,把液化气燃料的吸引口配置在第一贮存箱内,以使在第一贮存箱装载在车辆上的状态下成为最低位置的结构、或者设有能在进给泵的周围贮存液化气燃料的区域的结构等。
由于本发明是在把第一贮存箱内的液化气燃料用进给泵压送到发动机的同时,随着第一贮存箱的液化气燃料的消耗,利用燃料供给机构将第二贮存箱内的液化气燃料经由供给线供给第一贮存箱的装置,故可以在第一贮存箱和第二贮存箱中贮存液化气燃料,作为整体增加液化气燃料的贮存量,延长车辆的续航距离。另外,由于向发动机压送的液化气燃料只是贮存在第一贮存箱内的燃料,所以只控制配置在该第一贮存箱中的进给泵动作就可以稳定地向发动机运送液化气燃料。而由于操作该进给泵的控制处理内容也比较简单,故该操作控制的稳定性和正确性良好。另外,由于限定了能输出较高压力的进给泵的配置数量,故作为整体可以降低重量及成本。
另外,作为并列设置多个第二贮存箱、利用供给控制机构控制成将各第二贮存箱内的液化气燃料顺次供给向第一贮存箱的结构,可以根据第二贮存箱的个数,增加液化气燃料的贮存量,进一步延长续航距离。而由于对第一贮存箱供给的液化气燃料是由一个第二贮存箱送来的,故可以比较容易且正确地控制燃料供给机构,可以稳定地向第一贮存箱供给液化气燃料。
另外,对于装有使在发动机中没有使用的剩余的液化气燃料返送回第二贮存箱的返回线的结构,由于一旦在第二贮存箱内形成比较安静的稳定状态,就可以向第一贮存箱供给由发动机返送的液化气燃料,故可以进一步稳定且高效地从该第一贮存箱向发动机压送液化气燃料。
另外,在燃料供给机构由配置在第二贮存箱内的、通过供给线把该第二贮存箱内的液化气燃料压送往第一贮存箱的供给泵构成时,通过控制该供给泵动作,可以比较容易且正确地调整压送往第一贮存箱的液化气燃料的供给量,容易随着第一贮存箱的液化气燃料的消耗而稳定地供给适当的液化气燃料。
在此,在使配置在第二贮存箱内的供给泵比进给泵的液化气燃料的排出量多的结构中,由于在第一贮存箱内,与向发动机压送的液化气燃料相比,由第二贮存箱供给的一方要多,故可以稳定贮存用于向发动机压送的足够的液化气燃料。
另外,燃料供给机构由加热第二贮存箱内的液化气燃料的加热器构成,利用供给控制机构调整第二贮存箱内的液化气燃料比第一贮存箱内的液化气燃料高规定温度,在这样的结构中,由于在第二贮存箱内和第一贮存箱内产生压力差,使得从第二贮存箱向第一贮存箱供给液化气燃料,通过控制加热器动作,可以适当地发挥上述本发明的作用效果。
另外,燃料供给机构由设在返回线上的、冷却剩余的液化气燃料的燃料冷却器构成,利用供给控制机构调整向该第二贮存箱返送的剩余的液化气燃料的温度,以使第二贮存箱内的液化气燃料比第一贮存箱内的液化气燃料高规定温度,在这样的结构中,在第二贮存箱内和第一贮存箱内产生压力差,形成由第二贮存箱向第一贮存箱供给液化气燃料,通过控制燃料冷却器动作,可以适当地发挥上述本发明的作用效果。
另外,在压送第一贮存箱的液化气燃料到发动机的进给泵配置在该第一贮存箱内的结构中,在车辆行走中第一贮存箱倾斜的场合,进给泵也可以稳定地取入液化气燃料,向发动机稳定地压送该液化气燃料。
附图说明
图1是实施例1的液化气燃料用贮存装置1A的系统结构图。
图2是表示向第一贮存箱2A和第二贮存箱3A、4A填充液化气燃料时的填充线I的示意图。
图3是表示在发动机50驱动中,(A)供给线K1和返回线R1与第二贮存箱3A连通的状态,以及(B)供给线K2和返回线R2与第二贮存箱4A连通的状态的示意图。
图4是实施例2的液化气燃料用贮存装置1B的系统结构图。
图5是实施例3的液化气燃料用贮存装置1C的系统结构图。
图6是实施例4的液化气燃料用贮存装置1D的系统结构图。
图7是另一结构的液化气燃料用贮存装置1E的系统结构图。
图8是另一结构的液化气燃料用贮存装置1F的系统结构图。
图9是另一结构的液化气燃料用贮存装置1G的系统结构图。
图10是另一构的液化气燃料用贮存装置1H的系统结构图。
图11是另一结构的液化气燃料用贮存装置1I的系统结构图。
图12是另一结构的液化气燃料用贮存装置1J的系统结构图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本发明的各实施例。
[实施例1]
本实施例的液化气燃料用贮存装置1A安装在汽车上,是贮存作为其发动机50的燃料的液化气燃料的装置。图1是液化气燃料用贮存装置1A的概念图,装有第一贮存箱2A和两个第二贮存箱3A、4A,共计三个贮存箱。
在液化气燃料用贮存装置1A中装有能拆装从外部注入液化气燃料的充填枪(图示省略)的快速接头11,同时,装有从该快速接头11并列连接第一贮存箱2A和第二贮存箱3A、4A的填充管6。在此,填充管6分支,分别与配置在第一贮存箱2A上的填充阀22、配置在第二贮存箱3A上的填充阀32、以及配置在第二贮存箱4A上的填充阀42相连接。进而,在填充管6的第二贮存箱3A、4A的填充阀32、42的各正上游位置上,配置有填充用截止阀33、43。
在第一贮存箱2A、第二贮存箱3A、4A各自的内部,分别配置有由各填充阀22、32、42分别连通的过填充防止阀12、12、12。由此,从填充管6借助各填充阀22、32、42流入的液化气燃料,可经由过填充防止阀12、12、12向各存贮箱2A、3A、4A内流出。在此,各过填充防止阀12装有随着贮存在各存贮箱2A、3A、4A内的液化气燃料的液面浮动的浮子12a,当该浮子12a达到预先规定的高度位置时,过填充防止阀12就自动闭锁,阻止液化气燃料的流入。利用该过填充防止阀12,使得不会超过预先规定的最大填充量地填充液化气燃料。该过填充防止阀12可以使用现有技术所使用的产品,省略其详细的叙述。
另外,在第一贮存箱2A中设置有取出阀24,从该取出阀24朝向发动机50设置有压送管9。而在第一贮存箱2A的内部,配置与所述取出阀24连接、取入并压送液化气燃料的进给泵25。通过开启该取出阀24,使进给泵25动作,第一贮存箱2A内的液化气燃料就会被压送往发动机50。在此,进给泵25具有能以比较高的压力排出液化气燃料的功能,同时,做成在吸引液化气燃料的吸引口周围区划形成贮存该液化气燃料的区域的结构,使得即使在汽车行驶中第一贮存箱2A倾斜时,也能稳定地吸引液化气燃料。
进而,在压送管9中,在发动机50的上游侧部位配置有使由压送管9送来的液化气燃料进一步提高压力而送往发动机50的高压泵53。从该高压泵53送往发动机50的液化气燃料在共轨52中蓄压,从各喷射器51喷出(在图2以后省略喷射器51和共轨52)。
另一方面,在上述填充管6中,在比该填充用截止阀33、43更靠上游侧的位置,通过供给用截止阀14连接供给管7,该供给管7分支,通过各供给用取出阀34、44与第二贮存箱3A、4A连接。在该供给管7中,在比分支部位更位于第二贮存箱3A、4A侧的各部位上,配置有止回阀36、46。而在第二贮存箱3A、4A中,分别在内部配置取入并压送液化气燃料的供给泵35、45,并与上述供给用取出阀34、44连接。
另外,上述的供给泵35、45做成与进给泵25相比以低压力压送液化气燃料的泵。这是为了通过尽可能安静地向进给泵25动作中的第一贮存箱2A稳定输送液化气燃料,抑制因向该第一贮存箱2A内流入液化气燃料而产生的紊流,使得进给泵25可以稳定地压送液化气燃料。该供给泵35、45把吸引其液化气燃料的吸引口(省略图示)接近第二贮存箱3A、4A的底面那样地配置。该供给泵35、45的吸引口的位置成为由第二贮存箱3A、4A能供给液化气燃料的下限。即,第二贮存箱3A、4A内的液化气燃料若成为下限(下限量)的话,就不能由供给泵35、45进行吸引,不能向第一贮存箱2A进行供给。
另外,在上述的高压泵53中连接有返回管8。并且,该返回管8分支,在上述的填充管6的与上述的供给管7的连接部位、填充用截止阀33和填充阀32之间的部位、以及填充用截止阀43与填充阀42之间的部位,分别借助返回用截止阀15、16、17连接。
该返回管8用于返送在高压泵53和发动机50中没有使用的剩余的液化气燃料,通过各返回用截止阀15、16、17的开闭,向第一贮存箱2A、第二贮存箱3A、4A中的任一个返送剩余的液化气燃料。另外,在该返回管8的比各返回用截止阀15、16、17更靠发动机50侧,配置有冷却在该返回管8中流动的液化气燃料的燃料冷却器19。由此,可以冷却并返送在发动机50中变成高温的液化气燃料。
另外,在第一贮存箱2A、第二贮存箱3A、4A各自的内部分别配置有装备根据液化气燃料的液面而浮动的浮子13a的液面计13。该液面计13用于根据其浮子13a的浮动测量液化气燃料的贮存量。另外,在本实施例中,在配置在该汽车驾驶席上的报告装置(省略图示)上表示由各液面计13、13、13测得的液化气燃料的总量,以报告给驾驶者。
另外,在这样的液化气燃料用贮存装置1A中,配置有由没有图示的中央控制处理装置CPU或存储装置ROM、RAM等构成的控制处理装置10。该控制处理装置10控制上述的进给泵25、供给泵35、45、燃料冷却器19动作,同时,开闭操作控制各填充阀22、32、42、各取出阀24、34、44、各填充用截止阀33、43、供给用截止阀14、返回用截止阀15、16、17,并分别与它们电连接。进而,控制处理装置10与上述的液面计13、13、13、分别配置在各贮存箱内的温度传感器(省略图示)及压力传感器(省略图示)电连接,这就可以得到各贮存箱内的贮存量、液化气燃料的温度、箱内压力的各种信息。另外,在图1中对于将控制处理装置10和上述的各阀或截止阀等电连接起来的电路线适当省略图示。
在该实施例中,由供给泵35、45构成本发明中的燃料供给机构,由控制处理装置10构成本发明中的供给控制装置。
下面,对本实施例1的液化气燃料用贮存装置1A的动作进行说明。
在第一贮存箱2A、第二贮存箱3A、4A中填充液化气燃料时,分别打开各填充阀22、32、42及填充用截止阀33、43,同时,分别关闭供给用截止阀14、返回用截止阀15、16、17。之后,向快速接头11接合没有图示的填充枪,借助填充管6向第一贮存箱2A、第二贮存箱3A、4A填充液化气燃料。在这样填充时,如图2所示,由快速接头11向第一贮存箱2A、第二贮存箱3A、4A并列地注入液化气燃料,进行大致相同的填充。另外,在该填充时液化气燃料流过的管路是所谓的填充线I。
之后,在第一贮存箱2A、第二贮存箱3A、4A中分别填充液化气燃料达到最大填充量时,各防过填充阀12关闭,不会填充到该量以上。填充结束时,从快速接头11拆下填充枪。随之,各填充阀22、32、42及填充用截止阀33、43分别关闭。
在驱动发动机50时,填充阀32及返回用截止阀16打开,同时,打开供给用取出阀34及供给用截止阀14。进而,打开取出阀24。由此,如图3(A)所示,返回管8只与第二贮存箱3A连通,同时,供给管7借助部分填充管6的一部分,形成将第二贮存箱3A与第一贮存箱2A连通的状态。这里,与第二贮存箱3A连通那样的返回管8的管路是本发明的返回线R1,由供给管7和填充管6的一部分连通第二贮存箱3A和第一贮存箱2A的管路是本发明的供给线K1。
使第一贮存箱2A的进给泵25和第二贮存箱3A供给泵35动作。通过该进给泵25动作,第一贮存箱2A内的液化气燃料被压送往发动机50,在发动机50中没有使用的剩余的液化气燃料借助返回管8被返送。此时,剩余的液化气燃料由燃料冷却器19冷却到与第二贮存箱3A内的液化气燃料大致相同程度的温度,向该第二贮存箱3A内流入。另一方面,通过供给泵35动作,第二贮存箱3A内的液化气燃料借助供给管7向第一贮存箱2A被供给。
这样,液化气燃料以从第一贮存箱2A向发动机50压送、剩余部分向第二贮存箱3A返送、从该第二贮存箱3A供向第一贮存箱2A的方式进行循环。
此后,第二贮存箱3A内的液化气燃料成为不能用供给泵35吸引的下限量,该供给泵35停止动作,关闭返回用截止阀16、填充阀32、供给用取出阀34。之后,打开返回用截止阀17、填充阀42、供给用取出阀44。由此,如图3(B)所示,返回管8变成只与第二贮存箱4A连通,该返回管8只与第二贮存箱4A连通的管路为本发明的返回线R2。另外,第一贮存箱2A和第二贮存箱4A通过供给管7和部分填充管6连通,该连通的管路形成本发明的供给线K2。
使第二贮存箱4A的供给泵45动作,借助供给管7向第一贮存箱2A供给第二贮存箱4A内的液化气燃料。此时,液化气燃料从第一贮存箱2A压送往发动机50,剩余部分向第二贮存箱4A返送,从该第二贮存箱4A送向第一贮存箱2A,如此进行循环。
其后,当第二贮存箱4A内的液化气燃料成为下限量时,使其供给泵45停止动作,关闭返回用截止阀17、填充阀42、供给用取出阀44、供给用截止阀14。之后,打开返回用截止阀15,使返回管8与第一贮存箱2A连通。由此,由于液化气燃料在第一贮存箱2A和发动机50循环,只减少该第一贮存箱2A内的液化气燃料。在此,该第一贮存箱2A内的液化气燃料的残量减少,是指该液化气燃料用贮存装置1A整体的残量减少。另外,若液化气燃料的残量变少,如上所述可以进行液化气燃料的填充。
如上所述,在本实施例1的液化气燃料用贮存装置1A中,第一贮存箱2A和第二贮存箱3A、4A合计配置三个贮存箱,可以贮存大量的液化气燃料,同时,把向发动机50压送的液化气燃料一元地贮存在第一贮存箱2A中,从第二贮存箱3A、4A向第一贮存箱2A供给液化气燃料。为此,在该液化气燃料用贮存装置1A中,就像这样,即,首先顺次消耗第二贮存箱3A、4A内的液化气燃料,最后消耗第一贮存箱2A内的液化气燃料。
通过使这样的液化气燃料向发动机50的压送在第一贮存箱2A中一元化,可以稳定且容易地对进给泵25进行操作控制,同时,可以稳定且正确地向发动机50输送液化气燃料。另外,因为从发动机50返送的剩余的液化气燃料一时向第二贮存箱3A、4A返回,在把该剩余的液化气燃料稳定在与第一贮存箱2A内的状态大致相同的状态后,由于向第一贮存箱2A供给,所以,可以稳定地保持该第一贮存箱2A内的状态。
在本实施例1的构成中,由于用于以比较高的压力向发动机50压送液化气燃料的进给泵25配置在第一贮存箱2A内,与上述现有的在每个贮存箱中配置进给泵的结构相比,其操作控制可以简单化。另外,本结构的配置在第二贮存箱3A、4A中的供给泵35、45与进给泵25相比,由于用于压送液化气燃料的输出小,故泵自身的重量轻,而且可以降低制造成本或购入成本。因此,液化气燃料用贮存装置1A与上述现有的结构相比,作为装置整体可以减轻重量,同时,可以实现低成本化。
进而,由于本实施例1是做成用供给泵35、45把第二贮存箱3A、4A内的液化气燃料供给向第一贮存箱2A的结构,故具有通过操作控制供给泵35、45,可以稳定且正确地供给该液化气燃料的优点。
[实施例2]
在实施例2的液化气燃料用贮存装置1B中,如图4所示,是具有两个第二贮存箱3B、4B、在各自内部的下部位置设置加热器61、62的结构。然后,在该第二贮存箱3B、4B中,在其内部分别配置借助各供给用取出阀34、44与供给管7连通的吸引管63、64。在此,各吸引管63、64的下端设置成接近箱底部的位置。即,该吸引管63、64的下端位置成为第二贮存箱3B、4B的可以供给液化气燃料的下限。
另外,在本实施例2中,与上述实施例1同样,设置控制各泵或各阀等动作的控制处理装置10,用该控制处理装置10控制上述的加热器61、62动作。该控制处理装置10根据由分别配置在各贮存箱2A、3B、4B上的各温度传感器(省略图示)得到的各个液化气燃料的温度数据和由各压力传感器(省略图示)得到的各个箱内压力数据控制加热器61、62动作。
作为加热器61、62的动作控制,使该第二贮存箱3B、4B内的液化气燃料与第一贮存箱2A内的液化气燃料相比,要高出规定温度。由于随着第二贮存箱3B、4B和第一贮存箱2A的温度差,该第二贮存箱3B、4B的箱内压力比第一贮存箱2A高,所以形成液化气燃料从第二贮存箱3B、4B流向第一贮存箱2A。在此,控制处理装置10根据由上述各温度传感器(省略图示)和各压力传感器(省略图示)分别得到的数据控制加热器61、62动作,将第二贮存箱3B、4B内的液化气燃料加热保持在规定温度范围内,以便把第二贮存箱3B、4B和第一贮存箱2A的箱内压差控制成液化气燃料从该第二贮存箱3B、4B向第一贮存箱2A顺畅流动的范围。
即,在把第二贮存箱3B内的液化气燃料向第一贮存箱2A供给时,确认第二贮存箱3B和第一贮存箱2A的各温度数据和各箱内压力数据。根据这些数据,操作控制加热器61,使第二贮存箱3B内的液化气燃料与第一贮存箱2A相比高出规定温度。由此,第二贮存箱3B的箱内压力比第一贮存箱2A高规定压力,该第二贮存箱3B内的液化气燃料借助供给管7向第一贮存箱2A流去。这样,把第二贮存箱3B内的液化气燃料供给向第一贮存箱2A。从另一方的第二贮存箱4B向第一贮存箱2A供给液化气燃料的场合也一样。
在本实施例2中,不配置上述实施例1的供给泵35、45,在第二贮存箱3B、4B中分别配置加热器61、62和吸引管63、64,该加热器61、62由控制处理装置10操作控制。而且,由于除了这些结构以外是与上述的实施例1相同的结构,所以,通过与实施例1同样控制进给泵25或各阀或各截止阀等等动作,也可以同样进行液化气燃料的填充、向发动机50的压送、剩余的液化气燃料的返送、从第二贮存箱3B、4B向第一贮存箱2A的供给的各个动作。另外,在本实施例2中,对与实施例1一样的结构,标注以相同的附图标记而省略其说明。
这样,本实施例2与本实施例1同样地,随着把第一贮存箱2A内的液化气燃料压送往发动机50,通过使各加热器61、62顺次动作,从第二贮存箱3B、4B向第一贮存箱2A供给液化气燃料。因而,在本实施例2中也可以发挥与实施例1同样的作用效果。
[实施例3]
在实施例3的液化气燃料用贮存装置1C中,装有从上述的实施例2的结构拆除了加热器61、62的第二贮存箱3C、4C,同时,用控制处理装置10控制燃料冷却器19动作,把由发动机50返送的高温的液化气燃料冷却到规定温度范围。本构成如图5所示,未装备上述实施例1的供给泵35、45及上述实施例2的加热器61、62。
在此,作为用该控制处理装置10进行的燃料冷却器19的操作控制,通过把剩余的液化气燃料设成规定的温度范围流向第二贮存箱3C、4C,使该第二贮存箱3C、4C内的液化气燃料的温度比第一贮存箱2A内高。即,与上述实施例2一样,通过使第二贮存箱3C、4C内的液化气燃料的温度增高,而提高该第二贮存箱3C、4C的箱内部压力,利用在与第一贮存箱2A之间产生的内压差,液化气燃料从第二贮存箱3C、4C流向第一贮存箱2A。另外,作为由该燃料冷却器19冷却剩余的液化气燃料的规定温度范围,设定成第二贮存箱3C、4C内的液化气燃料可以顺畅地流向第一贮存箱2A的温度。
之后,控制处理装置10随着从第一贮存箱2A向发动机50压送液化气燃料,把该液化气燃料中在发动机50中没有使用的剩余部分用燃料冷却器19冷却到规定温度,向第二贮存箱3C、4C返送。由此,第二贮存箱3C、4C内的液化气燃料的温度上升,该液化气燃料借助供给管7被送往第一贮存箱2A。
在本实施例3中,由于上述结构以外的结构与实施例2相同,控制处理装置10通过与实施例1一样地操作控制进给泵25或各阀或各截止阀等,也可以同样进行液化气燃料的填充、向发动机50的压送、剩余的液化气燃料的返送、从第二贮存箱3C、4C向第一贮存箱2A的供给的各个动作。另外,对与实施例1一样的结构,标注以相同的符号而省略其说明。
如上所述,本实施例3通过操作控制将从发动机50返送的剩余的液化气燃料冷却的燃料冷却器19,使得在第二贮存箱3C、4C和第一贮存箱2A之间产生压差,将该第二贮存箱3C、4C的液化气燃料供给送往第一贮存箱2A。由此,由于不像上述的实施例1那样需要供给泵35、45,并且不像上述的实施例2那样需要加热器61、62,故具有作为装置整体可以进一步轻量化,同时可以进一步降低制造费用的优点。
另外,由于本实施例3与上述实施例1一样,随着向发动机50压送第一贮存箱2A内的液化气燃料,通过控制燃料冷却器19动作,顺次由第二贮存箱3C、4C向第一贮存箱2A供给液化气燃料,故可以发挥与实施例1一样的作用效果。
[实施例4]
作为实施例4的液化气燃料用贮存装置1D,如图6所示,是把从发动机50返送剩余的液化气燃料的返回管73只连接在填充阀32和填充用截止阀33之间的位置及填充阀42和填充用截止阀43之间的位置的结构。该结构与上述的实施例1不同,不把由该返回管73返送的剩余的液化气燃料向第一贮存箱2A返送。即,由返回管73构成的返回线成为与第二贮存箱3D连通的情况(参照图3(A))和与第二贮存箱4D连通的情况(参照图3(B))中的任一个。
进而,在本实施例4中,在第二贮存箱3D、4D上分别配置的供给泵71、72与配置在第一贮存箱2A上的进给泵25相比,具有使压送的液化气燃料的流量(排出流量)变多的功能。由此,向第一贮存箱2A流入的液化气燃料也比从第一贮存箱2A流出的液化气燃料多。为此,第一贮存箱2A内的液化气燃料直到第二贮存箱3D、4D内的液化气燃料变成下限量,都保持在最大填充量附近。并且,当第二贮存箱3D成为下限量、第二贮存箱4D成为下限量时,由于从该第二贮存箱4D向第一贮存箱2A供给的液化气燃料几乎与由返回管73返送的量相同,所以第一贮存箱2A内的液化气燃料减少。在此,即使在由第二贮存箱4D供给的液化气燃料成为由返回管73返送的剩余部分时,由于供给泵72的流量比该剩余量多,所以该剩余部分全都成为向第一贮存箱2A的供给量。为此,本实施例4不像上述的实施例1那样需要使返回线与第一贮存箱2A连通。
另外,在此,对上述的在第一贮存箱2A内液化气燃料保持在其最大填充量附近这一情况进行详细说明。在第一贮存箱2A中,由于流入的量比向发动机50流出的液化气燃料多,故只要达到最大填充量,防过填充阀就动作,停止来自第二贮存箱3D、4D的供给。然后,当由进给泵25压送液化气燃料、填充量减少时,立刻供给液化气燃料。反复继续从该最大填充量的减少和向最大填充量的增加,直到第二贮存箱3D、4D内的液化气燃料达到下限量。为此,在第一贮存箱2A内,液化气燃料保持在其最大填充量附近。
在实施例4中与上述的实施例1同样,随着从第一贮存箱2A压送液化气燃料,控制处理装置10控制各阀及截止阀动作,以从第二贮存箱3D供给液化气燃料。此时,返回管73与第二贮存箱3D连通。此后,第二贮存箱3D的液化气燃料成为下限量时,从第二贮存箱4D供给液化气燃料,同时,控制各阀及截止阀动作,以使返回管73与该第二贮存箱4D连通。然后,进行操作控制,以使第一贮存箱2A内的液化气燃料成为下限量、或将供给线和返回线与第二贮存箱4D连通直到填充液化气燃料(参照图3(B))。
如上所述,本实施例4的液化气燃料用贮存装置1D,如上所述,是配置有返回管73的同时、在第二贮存箱3D、4D中配置有比进给泵25排出流量大的供给泵71、72除此之外与实施例1一样的结构。为此,除了将上述的返回线与第二贮存箱4D连接的控制以外的动作都与上述的实施例1同样进行。另外,对与实施例1相同的构成标注以相同的附图标记而省略其说明。
本实施例4由于从发动机50返送的剩余的液化气燃料全都返送往第二贮存箱3D、4D,所以与上述的实施例1相比,返回管73的配管结构可以简单化,同时,不需要用于向第一贮存箱2A返送剩余的液化气燃料而进行的阀动作控制及截止阀动作控制,可使该操作控制处理简单化。
另外,由于本实施例4与上述实施例1同样,随着把第一贮存箱2A内的液化气燃料压送往发动机50,通过控制供给泵71、72动作,顺次从第二贮存箱3D、4D向第一贮存箱2A供给液化气燃料,故可以发挥与本实施例1同样的作用效果。
另外,在上述实施例4中,由于是最初从第二贮存箱3D向第一贮存箱2A供给液化气燃料、接着再从第二贮存箱4D供给的结构,所以,即使只在最后供给的第二贮存箱4D中配置具有比进给泵25排出流量多的功能的供给泵72,也可以发挥大致同样的作用效果。
如上所述,在实施例1~4中,是使供给管7借助供给用截止阀14与填充管6连接的结构,但作为其它的配管结构,例如图7所示,也可以做成使供给管76借助配置在第一贮存箱2B中的供给用填充阀77而连接的结构。在这种结构的液化气燃料用贮存装置1E中,因为供给管76与第一贮存箱2B和第二贮存箱3A、4A独立连接,形成本发明的供给线。另外,在第一贮存箱2B的内部,不同于与填充阀22连接的防过填充阀12,还配置有与供给用填充阀77连接的防过填充阀78。为此,第二贮存箱3A、4A内的液化气燃料从供给管76借助防过填充阀78向第一贮存箱2B供给。另外,在图7中,举例表示与实施例1同样使用供给泵35、45的结构,与实施例1相同的结构要素标注以同样的附图标记而省略其说明。
另外,在上述实施例1~3中,是使返回管8借助返回用截止阀15与填充管6连接的构成,但作为其它配管结构,还可例如图8所示,使返回管81借助配置在第一贮存箱2C上的返回用阀82连接,同时,借助分别配置在第二贮存箱3E、4E上的返回用阀83、84连接。在这样构成的液化气燃料用贮存装置1F中,因为返回管81独立地连接第一贮存箱2C和第二贮存箱3E、4E,所以该返回管81的管路单独构成本发明的返回线。另外,在图8中还举例表示与实施例1同样使用供给泵35、45的结构,与实施例1相同的结构要素采用同样的附图标记而省略其说明。
进而,如图9所示,还可做成使上述的供给管76与第一贮存箱2D的供给用填充阀77连接,同时使上述的返回管81分别与第一贮存箱2D的返回用阀82和第二贮存箱3E、4E的各返回用阀83、84连接的结构。该结构的液化气燃料用贮存装置1G由组合有上述的液化气燃料用贮存装置1E的供给线(参照图7)和上述的液化气燃料用贮存装置1F的返回线(参照图8)的结构组成,填充线、供给线和返回线各自独立。为此,具有可以像上述实施例1~3那样减低各截止阀的配置数量,其操作控制简单化的优点。
另外,在上述实施例4中也可以与上述的液化气燃料用贮存装置1F一样,把返回管做成分别与配置在第二贮存箱中的返回用阀连接的结构。
另外,在上述实施例1~4的结构中,是在第一贮存箱2A的内部配置有进给泵25的结构,但作为其它的结构,也可以如图10所示,做成在第一贮存箱2E外装进给泵91的结构。在该结构的液化气燃料用贮存装置1H中,进给泵91借助配置在第一贮存箱2E上的取出阀24连接。进而,为了即使随着汽车行驶中的摆动第一贮存箱2E有所倾斜时也能够取入第一贮存箱2E内的液化气燃料并向发动机50压送,配置成比第一贮存箱2E更靠下侧,同时,需要在倾斜时可以向进给泵91取入液化气燃料的配管结构(省略图示)。另外,在图10中,对与实施例1同样使用供给泵35、45的结构进行了例示,对与实施例1一样的结构要素使用相同的附图标记而省略其说明。
另外,在上述实施例1~4中,是在各填充管、供给管、返回管的连接部位分别在每个管上配置截止阀的结构,而作为其它的结构,可以做成使用三通阀或四通阀的结构。例如,如图11所示,作为与上述的实施例1相同的配管结构,可以做成这样的结构,即,在填充管6、供给管7和返回管8集结的连接部位配置四通阀95,同时,在填充管6和返回管8集结而与第二贮存箱3A连接的部位配置三通阀96,同样,在填充管6和返回管8集结而与第二贮存箱4A连接的部位配置三通阀97。在这种结构的液化气燃料用贮存装置1I中,通过和上述的实施例1一样在填充时、供给时、返回时控制四通阀95、三通阀96、97开关动作,就可以实施液化气燃料的填充、供给、返回。
本发明不限于上述的实施例,在本发明宗旨的范围内可以适当地使用。例如,如图12所示,也可以做成不使返回管99与第二贮存箱3A、4A的各填充阀32、42的正上游部位连接的结构。在该结构的液化气燃料用贮存装置1J中,从发动机50返送的液化气燃料直接地向第一贮存箱2A流入。另外,上述实施例1~4是配置两个第二贮存箱的结构,但也可以是配置一个第二贮存箱的结构或配置三个、四个等多个第二贮存箱的结构。
Claims (8)
1.一种液化气燃料用贮存装置,其特征在于,包括:
第一贮存箱,其贮存液化气燃料;
进给泵,其向发动机压送该第一贮存箱内的液化气燃料;
第二贮存箱,其经由供给液化气燃料的供给线与第一贮存箱连接,贮存液化气燃料;
燃料供给机构,其经由供给线向第一贮存箱供给该第二贮存箱内的液化气燃料;
供给控制机构,其伴随第一贮存箱内的液化气燃料消耗、控制燃料供给机构而使液化气燃料从第二贮存箱向第一贮存箱供给。
2.如权利要求1所述的液化气燃料用贮存装置,其特征在于,并列设置多个第二贮存箱,利用供给控制机构进行控制以便将各第二贮存箱内的液化气燃料顺次向第一贮存箱供给。
3.如权利要求1或2所述的液化气燃料用贮存装置,其特征在于,装备有使未在发动机中使用的剩余的液化气燃料返送至第二贮存箱的返回线。
4.如权利要求1或2所述的液化气燃料用贮存装置,其特征在于,燃料供给机构由配置在第二贮存箱内的、经由供给线将该第二贮存箱内的液化气燃料压送至第一贮存箱的供给泵构成。
5.如权利要求4所述的液化气燃料用贮存装置,其特征在于,与进给泵相比,配置在第二贮存箱内的供给泵所排出液化气燃料的流量较多。
6.如权利要求1或2所述的液化气燃料用贮存装置,其特征在于,燃料供给机构由对第二贮存箱内的液化气燃料进行加热的加热器构成,利用供给控制机构进行调整使得第二贮存箱内的液化气燃料比第一贮存箱内的液化气燃料高出规定温度。
7.如权利要求3所述的液化气燃料用贮存装置,其特征在于,燃料供给机构由配设在返回线上的、对剩余的液化气燃料进行冷却的燃料冷却器构成,利用供给控制机构调整向第二贮存箱返送的剩余的液化气燃料的温度,以使该第二贮存箱内的液化气燃料比第一贮存箱内的液化气燃料高出规定温度。
8.如权利要求1或2所述的液化气燃料用贮存装置,其特征在于,将第一贮存箱的液化气燃料压送至发动机的进给泵配置在该第一贮存箱内。
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