ES2863532T3 - Reformador de combustible para vehículo - Google Patents

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ES2863532T3 ES18168037T ES18168037T ES2863532T3 ES 2863532 T3 ES2863532 T3 ES 2863532T3 ES 18168037 T ES18168037 T ES 18168037T ES 18168037 T ES18168037 T ES 18168037T ES 2863532 T3 ES2863532 T3 ES 2863532T3
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Abstract

Un sistema que comprende: un reformador para un vehículo que incluye un motor (10) de combustión interna, un tanque (31) de combustible en el que se almacena el combustible para el motor (10) de combustión interna, y un dispositivo (34) de suministro de combustible configurado para suministrar el combustible en el tanque (31) de combustible al motor (10) de combustión interna, comprendiendo el reformador de combustible un irradiador (70) configurado para emitir luz desde una parte (73) de irradiación, en donde: la luz emitida desde la parte (73) de irradiación es luz ultravioleta; y la parte (73) de irradiación se dispone en una posición en la que el combustible almacenado en el tanque (31) de combustible se irradia como la luz sin que la luz pase a través de una región en fase gaseosa en el tanque (31) de combustible, la parte (73) de irradiación se dispone de manera alternativa a: en una posición en una superficie (31a) superior de una pared inferior del tanque (31) de combustible y se configura para emitir la luz a al menos una región superior del tanque (31) de combustible, o b: para configurar una parte o un área entera (73A) de la pared inferior del tanque (31A) de combustible y se configura para emitir la luz a al menos una región superior del tanque (31A) de combustible, o c: en una posición en una superficie (31Bc) inferior de una pared inferior del tanque (31B) de combustible y se configura para emitir la luz a al menos una región superior del tanque (31B) de combustible, en donde: al menos una parte de la pared inferior del tanque (31B) de combustible que se irradia con la luz se forma de un material que permite la transmisión de la luz en un intervalo de longitudes de onda de la luz, o d: en una posición en la que el combustible en un subtanque (35) se irradia con la luz en una dirección desde un lado inferior del subtanque (35) a una región superior del subtanque (35), en donde: el tanque (31) de combustible incluye el subtanque (35), el subtanque se dispone en una superficie (31a) superior de una pared inferior del tanque (31) de combustible, el subtanque (35) incluye una abertura formada en una superficie superior, y el subtanque (35) incluye una ruta de comunicación formada en una parte de la pared lateral.

Description

DESCRIPCIÓN
Reformador de combustible para vehículo
1. Campo de la invención
La presente invención se relaciona con un reformador de combustible que reforma el combustible suministrado a un motor de combustión interna montado en un vehículo.
2. Descripción de la técnica relacionada
En la técnica relacionada, es conocido un dispositivo de control (de aquí en adelante, referido como “dispositivo de la técnica relacionada”) que irradia el combustible (combustible líquido) con luz ultravioleta para promover la vaporización del combustible (por ejemplo, en referencia a la Publicación de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa N.° 2005-520093 (JP 2005-520093 A)). El dispositivo de la técnica relacionada irradia una región de irradiación de combustible (cámara de vaporización) con luz ultravioleta y suministra combustible (combustible vaporizado) vaporizado por la luz ultravioleta a un motor de combustión interna, siendo la región de irradiación de combustible proporcionada en una parte de una ruta de combustible a través de la cual se suministra combustible al motor de combustión interna.
El documento US 2012/037098 A1 describe un método para conseguir la combustión eficiente de combustibles de hidrocarburos en motores de combustión interna para reducir el consumo de combustible y las emisiones usando una fuente de radiación infrarroja. El documento JP H10 176615 A describe un tanque de reserva de combustible que aumenta la eficiencia de la combustión del combustible usando una fuente de luz de alta energía incidente sobre un fotocatalizador. El documento WO 2010/150340 A1 describe un material reformador de combustible para introducir en un tanque. El documento WO 2010/026416 A1 describe un método para esterilizar materiales inflamables usando radiación UV.
Compendio de la invención
Sin embargo, en el tanque de la técnica relacionada, en un caso en el que al menos uno de entre una tasa de flujo o una velocidad de flujo del combustible que pasa a través de la región de irradiación de combustible es relativamente alta, no se puede impartir al combustible la energía necesaria para vaporizar el propio combustible. Como resultado, la vaporización del combustible puede ser insuficiente. Por tanto, la reducción del consumo de combustible y de las emisiones puede ser insuficiente.
La invención proporciona un reformador de combustible que puede reformar el combustible suministrado a un motor de combustión interna en un combustible fácilmente vaporizable para conseguir un bajo consumo de combustible y una baja emisión.
La presente invención se define en las reivindicaciones independientes adjuntas. Las características ventajosas se exponen en las reivindicaciones dependientes adjuntas. Para evitar dudas, se proporcionan realizaciones, ejemplos o aspectos de la siguiente descripción que no estén cubiertos por las reivindicaciones adjuntas con propósitos ilustrativos.
Un aspecto de la presente invención se relaciona con un reformador de combustible para un vehículo. El vehículo incluye un motor de combustión interna, un tanque de combustible en el que se almacena el combustible del motor de combustión interna, y un dispositivo de suministro de combustible configurado para suministrar el combustible en el tanque de combustible al motor de combustión interna. El reformador de combustible incluye un irradiador configurado para emitir luz desde una parte de irradiación. La parte de irradiación se dispone en una posición en la que el combustible almacenado en el tanque de combustible es irradiado con la luz sin que la luz pase a través de una región en fase gaseosa en el tanque de combustible.
Según el aspecto de la presente invención, el combustible almacenado en el tanque de combustible es irradiado con la luz. Por lo tanto, la cantidad total de energía lumínica impartida al combustible puede aumentar aún más. Como resultado, la mayoría del hidrocarburo que tenga un peso molecular relativamente alto en el combustible puede ser reformado en un hidrocarburo que tenga un peso molecular relativamente bajo. El hidrocarburo que tiene un peso molecular relativamente bajo es más probable que sea vaporizado que el hidrocarburo que tiene un peso molecular relativamente alto. Además, la temperatura del combustible almacenado en el tanque de combustible se puede aumentar utilizando la energía de la luz. Como resultado, se puede aumentar la posibilidad de suministrar de manera estable el combustible reformado en el estado fácilmente vaporizable al motor de combustión interna. Por lo tanto, al menos se puede reducir más uno de entre el consumo de combustible o la emisión.
Por otro lado, en un caso en el que se proporcione la parte de irradiación en una posición en la que la luz sea absorbida por el gas (moléculas de gas de diversos componentes presentes en la región en fase gaseosa) en el tanque de combustible, no se puede realizar el reformado del combustible con una alta eficiencia energética. Por otro lado, según el aspecto de la presente invención, el combustible es irradiado con la luz sin que la luz pase a través de la región en fase gaseosa en el tanque de combustible. Por lo tanto, el combustible en el tanque de combustible absorbe la energía de la luz antes que las moléculas de gas presentes en la región en fase gaseosa. Por consiguiente, la luz alcanza al combustible sin ser absorbida por las moléculas de gas, y por tanto se puede realizar el reformado del combustible con una mayor eficiencia energética.
En el reformador de combustible según el aspecto de la invención, la parte de irradiación se puede disponer en una posición en una superficie superior de una pared inferior del tanque de combustible, y la parte de irradiación se puede configurar para emitir la luz a al menos una región superior del tanque de combustible.
Según el aspecto de la invención, el combustible en el tanque de combustible es irradiado de manera fiable con la luz emitida desde la parte de irradiación sin que la luz pase a través de la región en fase gaseosa en el tanque de combustible.
En el reformador de combustible según el aspecto de la invención, la parte de irradiación se puede disponer para configurar una parte o el área entera de una pared inferior del tanque de combustible, y la parte de irradiación se puede configurar para emitir la luz a al menos una región superior del tanque de combustible.
Según al aspecto de la invención, el combustible en el tanque de combustible se puede irradiar de manera fiable con la luz emitida desde la parte de irradiación sin que la luz pase a través de la región en fase gaseosa en el tanque de combustible. Además, según el aspecto de la invención, la parte de irradiación configura una parte o el área entera de una pared inferior del tanque de combustible. Por lo tanto, se puede omitir una operación de suministro de la parte de irradiación en el tanque de combustible, y se puede reducir el número de componentes.
En el reformador de combustible según el aspecto de la invención, la parte de irradiación se puede disponer en una posición en una superficie inferior de una parte inferior del tanque de combustible, la parte de irradiación se puede configurar para emitir la luz a al menos una región superior del tanque de combustible, y al menos una parte de la pared inferior del tanque de combustible que se irradia con la luz puede estar formada de un material que permita la transmisión de la luz en un intervalo de longitudes de onda de la luz.
Según el aspecto de la invención, el combustible en el tanque de combustible se puede irradiar de manera fiable con la luz emitida desde la parte de irradiación sin que la luz pase a través de la región en fase gaseosa en el tanque de combustible. Además, según el aspecto de la invención, la parte de irradiación no está en contacto con el combustible en el tanque de combustible. Por lo tanto, se puede mejorar además al menos una de entre la fiabilidad o la durabilidad de la parte de irradiación.
En el reformador de combustible según el aspecto de la invención, el tanque de combustible puede incluir un subtanque que se dispone sobre una superficie superior de una pared inferior del tanque de combustible, el subtanque de combustible puede incluir una abertura formada en una superficie superior, el subtanque de combustible puede incluir una ruta de comunicación formada en una parte de la pared lateral, y la parte de irradiación se puede disponer en una posición en la que el combustible en el subtanque sea irradiado con la luz en una dirección desde un lado inferior del subtanque a una región superior del subtanque (referencia a la FIG. 11). En un caso en el que la posición del cuerpo del vehículo cambia por un movimiento (por ejemplo, un giro rápido, una aceleración rápida, o una deceleración rápida) del vehículo de manera que se produce “una rápida disminución en la altura desde la superficie de la pared inferior al nivel de combustible” en una posición predeterminada del combustible en el tanque de combustible, “la altura desde la superficie de la pared inferior del subtanque al nivel de combustible” del combustible en el subtanque no disminuye de manera significativa. Según el aspecto de la invención, incluso en este caso, el combustible en el tanque de combustible puede ser irradiado de manera fiable con la luz emitida desde la parte de irradiación sin que la luz pase a través de la región en fase gaseosa en el tanque de combustible.
En el reformador de combustible según el aspecto de la invención, la luz emitida desde la parte de irradiación es luz ultravioleta.
En general, la longitud de onda de la luz y la energía fotónica están en proporción inversa la una a la otra. Según la longitud de onda de la luz resulta más pequeña, aumenta la energía fotónica. Por consiguiente, en el caso en que la luz con la que se irradia el combustible sea luz ultravioleta que tiene una longitud de onda relativamente pequeña, la energía fotónica se puede aumentar más, y se puede aumentar la cantidad de energía absorbida por el combustible. Como resultado, se puede promocionar más el reformado del combustible y el aumento de la temperatura.
La luz que tiene una longitud de onda pequeña tal como la luz ultravioleta es probablemente absorbida por las moléculas de oxígeno y es probable que cambie el oxígeno en ozono. El ozono es probable que absorba la luz que tiene una longitud de onda pequeña y es probable que provoque la corrosión de un dispositivo en el tanque de combustible. Sin embargo, tal como se describió anteriormente, según el aspecto de la invención, el combustible es irradiado con la luz sin que la luz pase a través de la región en fase gaseosa en el tanque de combustible, Por lo tanto, la luz no es absorbida por las moléculas de oxígeno en el tanque de combustible, y se puede reducir aún más la cantidad de ozono producido en el tanque de combustible.
El reformador de combustible según el aspecto de la invención puede incluir además: un sensor de la cantidad restante configurado para detectar una cantidad restante de combustible almacenado en el tanque de combustible; y una unidad de control electrónico configurada para controlar el irradiador para emitir la luz desde la parte de irradiación en un caso en el que la cantidad restante detectada de combustible sea un umbral predeterminado o más y configurada para controlar el irradiador para detener la emisión de la luz desde la parte de irradiación en un caso en que la cantidad restante detectada de combustible sea menor que el umbral.
En un caso en que la luz se emite de manera continua desde la parte de irradiación en un estado en el que se reduzca la altura del nivel de combustible en la parte de irradiación debido al consumo del combustible, la luz no es suficientemente absorbida por el combustible y se filtra desde el combustible líquido a la región en fase gaseosa. Como resultado, la energía de la luz emitida desde la parte de irradiación se desperdicia sin contribuir al reformado del combustible. Además, en un caso en el que la luz es luz que tiene un longitud de onda pequeña tal como la luz ultravioleta, el ozono puede aumentar en el tanque de combustible. El ozono afecta de manera negativa a los diversos miembros que constituyen el tanque de combustible. Por otro lado, según el aspecto de la invención, en un caso en el que disminuya la altura del nivel de combustible sobre la parte de irradiación, se detiene la emisión de la luz. Por lo tanto, la energía de la luz no se desperdicia, y se puede suprimir la producción de ozono aún más.
Breve descripción de los dibujos
Las características, ventajas y significancia técnica e industrial de las realizaciones ejemplares de la invención serán descritas a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que los mismos números hacen referencia a los mismos elementos, y en donde:
La FIG. 1 es un diagrama que muestra una configuración esquemática de un reformador de combustible para un motor de combustión interna según una primera realización de la invención;
La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra una forma de un tanque de combustible mostrado en la FIG. 1 y la disposición del mismo en un vehículo;
La FIG. 3 es un gráfico que muestra un espectro de longitudes de onda de una fuente de luz del reformador de combustible mostrado en la FIG. 1;
La FIG. 4 es una vista en perspectiva que muestra un irradiador del reformador de combustible mostrado en la FIG.
1;
La FIG. 5 es un diagrama que muestra una relación posicional entre el combustible almacenado en el tanque de combustible en la FIG. 1 y una parte de irradiación del reformador de combustible;
La FIG. 6 es un diagrama de flujo que muestra “la rutina de control de irradiación de luz” que es ejecutada por una CPU de una ECU del reformador de combustible mostrado en la FIG. 1;
La FIG. 7 es un gráfico que muestra un efecto del reformado de combustible del reformador de combustible mostrado en la FIG. 1;
La FIG. 8 es una vista en perspectiva que muestra un irradiador de un reformador de combustible para un motor de combustión interna según una segunda realización de la invención;
La FIG. 9 es un diagrama esquemático que muestra una estructura de una parte de irradiación de un reformador de combustible para un motor de combustión interna según una tercera realización de la invención;
La FIG. 10 es un diagrama esquemático que muestra una posición de fijación de una parte de irradiación de un reformador de combustible para un motor de combustión interna según una cuarta realización de la invención; La FIG. 11 es un diagrama esquemático que muestra una posición de fijación de una parte de irradiación de un reformador de combustible para un motor de combustión interna según una quinta realización de la invención; y La FIG. 12 es una tabla de consulta a la que se refiere un reformador de combustible para un motor de combustión interna según una sexta realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones
Primera realización
De aquí en adelante, se describirá un reformador de combustible (referido también, de aquí en adelante, como “primer dispositivo”) de un motor de combustión interna según una primera realización de la invención con referencia a los dibujos.
Configuración
El primer dispositivo se aplica a un motor 10 de combustión interna (motor) mostrado en la FIG. 1. El motor 10 es un motor de pistón reciprocante, multicilíndrico, de encendido por chispa y de cuatro tiempos. El motor 10 incluye una parte 20 de cuerpo principal de motor, un sistema 30 de suministro de combustible, un sistema 40 de inducción, un sistema 50 de procesamiento de combustible vaporizado, y un sistema 60 de escape.
La parte 20 de cuerpo principal de motor, incluye un cuerpo 21 de motor que incluye un bloque de cilindro, una cabeza de cilindro, y un cárter. El cuerpo 21 principal incluye una válvula 22 de inyección de combustible, un dispositivo 23 de ignición, una válvula 24 de admisión, una válvula 25 de escape, y un pistón 26. En el cuerpo 21 principal, se forma una cámara 27 de combustión.
El sistema 30 de suministro de combustible incluye un tanque 31 de combustible, una entrada 32 de combustible, una tubería 33 de repostaje, una bomba 34 de combustible, un subtanque 35, una tubería 36 de suministro de combustible, y un sensor 37 de nivel de combustible.
El tanque 31 de combustible está formado de una resina sintética, y es un contenedor sustancialmente cerrado para almacenar combustible (combustible de gasolina líquida). Un primer extremo de la tubería 33 de repostaje se conecta a una parte superior del tanque 31 de combustible, En un segundo extremo de la tubería 33 de repostaje, se proporciona la entrada 32 de combustible que incluye una tapa de combustible. La bomba 34 de combustible se proporciona en el tanque 31 de combustible, succiona combustible desde un puerto de entrada de combustible, presuriza el combustible, y emite el combustible desde un puerto de escape de combustible (no mostrado). La bomba 34 de combustible será referida también como “dispositivo 34 de suministro de combustible”.
El subtanque 35 es un contenedor que tiene una abertura formada en una superficie superior. El subtanque 35 se fija a una parte inferior del tanque 31 de combustible que está dentro del tanque 31 de combustible. La altura de una pared lateral (pared vertical) del subtanque 35 es inferior a la del tanque 31 de combustible. En una posición por debajo del centro de la pared lateral (pared vertical) del subtanque 35, se forma un agujero de paso (ruta de comunicación; no mostrada). El combustible sale del subtanque 35 o se puede provocar que el combustible en el subtanque 35 fluya de dentro a afuera a través del agujero de paso. Se proporciona la bomba 34 de combustible en el subtanque 35. El puerto de admisión de combustible de la bomba 34 de combustible se proporciona en la vecindad de la parte inferior del subtanque 35. En el subtanque 35, la bomba 34 de combustible puede succionar combustible incluso en el caso en que la cantidad de combustible restante en el tanque 31 de combustible sea relativamente baja, el vehículo esté inclinado, o se genere una tasa de aceleración o deceleración o una aceleración centrífuga.
La tubería 36 de suministro de combustible se comunica con el puerto de escape de combustible de la bomba 34 de combustible y de la válvula 22 de inyección de combustible. Como resultado, la bomba 34 de combustible es accionada con el fin de suministrar combustible a la válvula 22 de inyección de combustible.
El sensor 37 de nivel de combustible se fija a la bomba 34 de combustible y detecta una altura HL del nivel de combustible almacenado en el tanque 31 de combustible. El sensor 37 de nivel de combustible incluye un cuerpo 37a principal de medidor, una parte 37b de brazo, y un flotador 37c. La parte 37b de brazo se conecta al cuerpo 37a principal de medidor y al flotador 37c. La parte 37b de brazo se proporciona para ser giratoria alrededor del cuerpo 37a principal de medidor. El flotador 37c flota sobre la superficie líquida del combustible LF líquido almacenado en el tanque 31 de combustible que se posiciona fuera del subtanque 35. Por consiguiente, se determina una posición del flotador 37c en base a la cantidad de combustible líquido, es decir, a la altura del nivel de combustible. Además, se determina un ángulo de rotación de la parte 37b de brazo en base a la posición del flotador 37c. Se determina un valor de resistencia eléctrica de una parte de sensor proporcionada en el cuerpo 37a principal del medidor en base al ángulo de rotación de la parte 37b de brazo. Una ECU 80 descrita más adelante obtiene el valor de resistencia con el fin de detectar la altura HL del nivel de combustible del combustible LF (es decir, la cantidad restante de combustible). El sensor 37 de nivel de combustible será referido también como “medidor 37 de expendedor” o “sensor 37 de cantidad restante” de combustible.
Tal como se muestra en la FIG. 2, el tanque 31 de combustible se proporciona bajo un suelo relativamente trasero de un vehículo BH. El combustible se suministra desde la entrada 32 de combustible proporcionada en una región trasera del vehículo BH al tanque 31 de combustible a través de la tubería 33 de repostaje. El combustible almacenado en el tanque 31 de combustible es succionado por la bomba 34 de combustible, y es suministrado a la válvula 22 de inyección de combustible proporcionada en una región frontal del vehículo BH a través de la tubería 36 de suministro de combustible. Tal como se describió anteriormente, el tanque 31 de combustible tiene una forma de contenedor que tiene un área de superficie inferior relativamente grande y una altura baja para asegurar una capacidad de almacenamiento del combustible necesaria usando un espacio bajo el suelo.
En referencia a la FIG. 1 de nuevo, el sistema 40 de inducción incluye un filtro 41 de aire, una tubería 42 de admisión, un tanque 43 de compensación, y un colector 44 de admisión en orden desde el lado por encima de la admisión. En la tubería 42 de admisión, se proporciona una válvula 45 de mariposa. La válvula 22 de inyección de combustible se proporciona entre el colector 44 de admisión y el cuerpo 21 principal, es decir, en un puerto de admisión. La válvula 22 de inyección es una válvula de inyección de puerto, pero puede ser una válvula de inyección de cilindro que inyecta de manera directa el combustible en la cámara 27 de combustión.
El sistema 50 de procesamiento de combustible vaporizado incluye un depósito 51, una tubería 52 de vapor, una válvula 53 antirretroceso, una tubería 54 de purga, una válvula 55 de control de purga, una tubería 56 de introducción a la atmósfera, y un filtro 57 de polvo atmosférico.
El depósito 51 incluye: un contenedor cilíndrico que está formado de un metal o una resina sintética, y un material adsorbente (en el ejemplo, carbono activado) que se introduce dentro del contenedor. El depósito 51 provoca que el vapor de combustible generado en el tanque 31 de combustible se adsorba en el material adsorbente con el fin de evitar que el combustible vaporizado sea emitido a la atmósfera.
Un primer extremo (extremo inferior) de la tubería 52 de vapor se conecta al depósito 51. La válvula 53 antirretroceso se fija a un segundo extremo (extremo superior) de la tubería 52 de vapor, y el segundo extremo de la tubería 52 de vapor se posiciona en la vecindad de la parte superior del tanque 31 de combustible. La tubería 52 de vapor configura una ruta a través de la cual el combustible vaporizado generado en el tanque 31 de combustible se introduce en el depósito 51. La válvula 53 antirretroceso evita que el combustible LF líquido penetre en la tubería 52 de vapor.
Un primer extremo de la tubería 54 de purga se conecta al depósito 51. Un segundo extremo de la tubería 54 de purga se conecta a una parte del lado superior del tanque 43 de compensación que se posiciona en el lado inferior de la válvula 45 de mariposa de la tubería 42 de admisión. La válvula 55 de control de purga se proporciona en la tubería 54 de purga. La cantidad de combustible vaporizado suministrado a la tubería 42 de admisión es regulada por la válvula 55 de control de purga. Un primer extremo de la tubería 56 de introducción de atmósfera se conecta al depósito 51. Un segundo extremo de la tubería 56 de introducción de atmósfera se abre a la atmósfera. El filtro 57 de polvo atmosférico se proporciona en la tubería 56 de introducción de atmósfera.
El sistema 60 de escape incluye un colector 61 de escape, una tubería 62 de escape, y un catalizador 63 de purificación de gas de escape en orden desde el lado superior de escape. El sistema 60 de escape emite el gas producido en la cámara 27 de combustión.
El primer dispositivo incluye un irradiador 70. El irradiador 70 incluye un cuerpo 71 principal de la fuente de luz, una parte 72 de guía de luz, y una parte 73 de irradiación.
El cuerpo 71 principal de la fuente de luz incluye una lampara de luz ultravioleta (rayo ultravioleta) (no mostrada; referida de aquí en adelante también como “lampara UV”). El cuerpo 71 principal de la fuente de luz genera (emite) luz ultravioleta cuando se suministra energía eléctrica a la misma. La luz ultravioleta generada por la lámpara UV tiene diversos picos en un intervalo de longitudes de onda de 200 nm a 400 nm sobre el espectro de longitudes de onda. Las longitudes de onda representativas de la lámpara UV son 293 nm, 313 nm, y 365 nm tal como se muestra en la FIG. 3.
En referencia a la FIG. 1 de nuevo, la parte 72 de guía de luz se forma de un medio (en el ejemplo, fibra óptica) que transmite luz con alta eficiencia. La parte 72 de guía de luz transmite luz ultravioleta que sale del cuerpo 71 principal de la fuente de luz a la parte 73 de irradiación.
La parte 73 de irradiación se proporciona sustancialmente en el centro de una superficie 31a superior de una pared inferior del tanque 31 de combustible. La parte 73 de irradiación emite (radia) la luz ultravioleta transmitida desde la parte 72 de guía de luz hacia el combustible LF sobre la parte 73 de irradiación.
La ECU 80 es un circuito eléctrico que incluye un microordenador bien conocido, e incluye, una CPU, una ROM, una RAM, una RAM de respaldo (RAM estática o memoria no volátil), y una interfaz. La ECU es una abreviación para una unidad de control electrónico. La CPU ejecuta diversas funciones descritas más adelante ejecutando instrucciones (rutinas) almacenadas en la memoria (ROM).
La ECU 80 se conecta eléctricamente a la válvula 22 de inyección de combustible, al dispositivo 23 de ignición, a la bomba 34 de combustible, a la válvula 55 de control de purga, al cuerpo 71 principal de la fuente de luz, y similares, y transmite señales de instrucción (señales de accionamiento) a los mismos. Además, la ECU 80 se conecta eléctricamente al sensor 37 de nivel de combustible, a un conmutador de llave de ignición (no mostrado), y similares, y recibe una señal del sensor y similares.
El irradiador 70 se describirá en detalle con referencia a la FIG. 4. La parte 73 de irradiación tiene una forma de placa delgada e incluye una placa 74 de guía de luz, una placa 75 de reflexión, y una placa 76 de difusión. La placa 74 de guía de luz se lamina en una superficie superior de la placa 75 de reflexión, y la placa 76 de difusión se lamina en una superficie superior de la placa 74 de guía de luz. Una superficie inferior de la placa 75 de reflexión se fija a la superficie 31 a superior (superficie inferior) de la pared inferior del tanque 31 de combustible mostrado en la FIG. 1. Un primer extremo (extremo 72a incidente) de la parte 72 de guía de luz se conecta al cuerpo 71 principal de la fuente de luz. La parte 72 de la guía de luz se ramifica en una pluralidad de guías de luz (en el ejemplo, cuatro guías de luz) en una parte 72b de ramificación en una región desde el primer extremo a los segundos extremos (extremos 72c de salida). Una pluralidad de segundos extremos (extremos 72c de salida) de la parte 72 de guía de luz se conecta en intervalos a una superficie 74a de extremo de la paca 74 de guía de luz de la parte 73 de irradiación. La parte 72 de guía de luz transmite la luz ultravioleta, que sale de la lámpara UV del cuerpo 71 principal de la fuente de luz, desde el extremo 72a incidente a los extremos 72c de salida, y la luz ultravioleta transmitida sale de la superficie 74a de extremo de la placa 74 de guía de luz al interior de la placa 74 de guía de luz.
Una superficie superior de la placa 74 de guía de luz (es decir, una superficie en contacto con una superficie inferior de la placa 76 de difusión) será referida como “primera superficie 74b principal”. La primera superficie 74b principal es una superficie lisa y plana. La placa 74 de guía de luz puede difundir de manera uniforme la luz ultravioleta incidente desde la superficie 74a de extremo en la placa 74 de guía de luz y puede emitir la luz ultravioleta difusa desde la primera superficie 74b principal. Una superficie inferior de la placa 74 de guía de luz (es decir, una superficie en contacto con la superficie superior de la placa 75 de reflexión) será referida como “segunda superficie 74c principal”. La segunda superficie 74c principal es una superficie donde se forma una pluralidad de salientes reflectantes (puntos reflectantes)
La superficie superior de la placa 75 de reflexión (una superficie en contacto con la segunda superficie 74c principal) tiene un acabado de espejo. La placa 75 de reflexión refleja luz, que se filtra desde la segunda placa 74c principal, a la primera superficie 74b principal. Una superficie superior de la placa 76 de difusión (una superficie opuesta a la primera superficie 74b principal) es rugosa. Como resultado, la placa 76 de difusión difumina la luz ultravioleta emitida desde la primera superficie 74b principal. La parte 72 de guía de luz y la parte 73 de irradiación son impermeables.
Efecto
Tal como se describió anteriormente, la parte 73 de irradiación se fija a la superficie 31a inferior del tanque 31 de combustible, e irradia la luz ultravioleta desde la vecindad de la superficie 31a inferior al combustible LF presente sobre la parte 73 de irradiación. Debido a la irradiación del combustible LF con luz ultravioleta, se pueden reformar los hidrocarburos que tienen un peso molecular relativamente alto en el combustible LF en hidrocarburos que tengan un peso molecular relativamente bajo que es fácilmente vaporizable. Además, se puede aumentar la temperatura del combustible LF. Como resultado, el combustible inyectado desde la válvula 22 de inyección se puede cambiar (reformar) en combustible fácilmente vaporizable. Por consiguiente, el primer dispositivo puede mejorar más el rendimiento de la ignición del combustible y puede reducir más la cantidad de componentes no quemados producidos. La cantidad de depósitos producidos se puede reducir también, además se puede suprimir el deterioro de la emisión, y se puede reducir aún más el consumo de combustible.
Sin embargo, en el primer dispositivo, se proporciona la parte 73 de irradiación en la superficie 31a inferior del tanque 31 de combustible, y se emite la luz ultravioleta hacia arriba desde la vecindad de la superficie 31a inferior. La razón para esto es la siguiente.
No sólo la luz ultravioleta sino también otros componentes de luz son absorbidos por un gas incluyendo diversos componentes en la atmósfera. En concreto, la luz ultravioleta es probablemente absorbida por moléculas N2 de nitrógeno y moléculas O2 de oxígeno en la atmósfera. Las moléculas N2 de nitrógeno tienen características de absorción de rayos ultravioletas que tienen una longitud de onda de 100 nm o menos, y las moléculas O2 de oxígeno tienen características de absorción de rayos ultravioletas que tienen un intervalo de longitudes de onda de 100 nm a 240 nm. Se puede decir que una fuente de luz con una longitud de onda de 100 nm o menor prácticamente no está presente. Por lo tanto, no hay necesidad de tener en consideración la absorción de los rayos ultravioletas por las moléculas N2 de nitrógeno.
Sin embargo, cada moléculas O2 de oxígeno se rompe en dos átomos O de oxígeno al absorber luz ultravioleta que tenga una longitud de onda de 240 nm o menos. Los átomos O de oxígeno se combinan con una molécula O2 de oxígeno de alrededor. Como resultado, se produce una molécula O3 de ozono. Además, la molécula O3 de ozono producida contribuye a la absorción de la luz ultravioleta. Un intervalo de longitudes de onda de la luz absorbida por la molécula O3 de ozono es de 200 nm a 300 nm.
Por consiguiente, incluso en el caso de que se irradie luz ultravioleta desde una región superior del tanque 31 de combustible al combustible LF en el tanque 31 de combustible, la mayoría de la luz ultravioleta es absorbida produciendo moléculas O3 de ozono con moléculas O2 de oxígeno que están presentes en una región AR en fase gaseosa (atmósfera) presente entre la parte 73 de irradiación y el nivel de combustible. Por consiguiente, el combustible no se irradia de manera efectiva con la luz ultravioleta irradiada desde la parte 73 de irradiación. Por consiguiente, la moléculas O3 de ozono producidas pueden provocar la corrosión de componentes tales como el tanque 31 de combustible y la bomba 34 de combustible.
Tal como se muestra en la FIG. 1, la parte 73 de irradiación del primer dispositivo se dispone en la superficie 31a inferior del tanque 31 de combustible de manera que la región AR en fase gaseosa en el tanque de combustible 31 no se irradie con la luz ultravioleta. Como resultado, el combustible LF almacenado en el tanque 31 de combustible es irradiado de manera eficiente con la luz ultravioleta irradiada desde la parte 73 de irradiación sin que la luz ultravioleta sea absorbida por las moléculas O2 de oxígeno en el tanque de combustible.
En un caso en el que la cantidad de combustible LF almacenado en el tanque 31 de combustible sea relativamente reducida y el nivel del combustible LF baje, la luz ultravioleta irradiada desde la parte 73 de irradiación pasa a través del combustible LF y alcanza la región AR en fase gaseosa. Como resultado, se producen en el tanque 31 de combustible las moléculas O3 de ozono. En el primer dispositivo, en un caso en el que el nivel del combustible LF baje debido al consumo del combustible LF, se detiene la irradiación del combustible LF con la luz ultravioleta. En el primer dispositivo, en un caso en el que el nivel del combustible LF aumente por el suministro de combustible, la irradiación de luz ultravioleta se inicia de nuevo.
Más específicamente, tal como se muestra en la FIG. 5, en el primer dispositivo, en un caso en el que la altura HL del nivel de combustible en el tanque 31 de combustible es mayor que un umbra1HLth de altura del nivel, se realiza la irradiación de la luz ultravioleta. En un caso en el que la altura HL del nivel de combustible en el tanque 31 de combustible es el umbral HLth de altura del nivel o inferior, se detiene la irradiación de la luz ultravioleta. El umbral HLth de altura del nivel se establece como la suma (Ltr Ds) de una distancia Ltr de transmisión en el combustible y un espesor Ds de la parte 73 de irradiación. La distancia Ltr de transmisión en el combustible se establece en base a la atenuación de una salida de luz ultravioleta en el combustible líquido. Por ejemplo, la distancia en la que la salida de luz de la luz ultravioleta con la que se irradia el combustible líquido es atenuada por 20 dB se define como la distancia Ltr de transmisión en el combustible.
Operación específica
De aquí en adelante, se describirá la operación real del primer dispositivo con referencia a la FIG. 6.
Control de irradiación de luz
En un caso en el que el conmutador de llave de ignición se posicione en una posición de ENCENDIDO, la CPU de la ECU 80 ejecuta una rutina de irradiación de luz mostrada en un diagrama de flujo de la FIG. 6 cada periodo predeterminado de tiempo. En un caso en el que el conmutador de llave de ignición conmute desde una posición de APAGADO a la posición de ENCENDIDO, la CPU provoca que el irradiador 70 inicie la irradiación de la luz ultravioleta según una rutina inicial que se realiza de manera separada. Además, en un caso en el que el conmutador de llave de ignición conmuta desde la posición de ENCENDIDO a la posición de APAGADO, la CPU provoca que el irradiador 70 detenga la irradiación de la luz ultravioleta.
En un punto temporal predeterminado, la CPU inicia el procesamiento en el Paso 600, procede al Paso 610, y obtiene la altura HL del nivel de combustible en el tanque 31 de combustible usando el sensor 37 de nivel de combustible. A continuación, la CPU procede al Paso 620, y determina si la altura HL del nivel es o no el umbral HLth de altura del nivel o superior.
En un caso en el que la altura HL del nivel es el umbral HLth de altura del nivel o superior, la CPU determina “Si” en el Paso 620, procede al Paso 630, y transmite una señal de instrucción al cuerpo 71 principal de la fuente de luz con el fin de suministrar energía eléctrica desde una batería (no mostrada) al cuerpo 71 principal de la fuente de luz. Es decir, en el Paso 630, la CPU inicia (ejecuta) la irradiación del combustible LF con la luz ultravioleta, procede al Paso 695, y finaliza temporalmente la rutina.
Por otro lado, en un caso en el que la altura HL del nivel sea inferior que el umbra1HLth de altura del nivel, la CPU determina “No” en el Paso 620, procede al Paso 640, y detiene el suministro de energía eléctrica al cuerpo 71 principal de la fuente de luz para detener la irradiación de la luz ultravioleta al combustible LF. A continuación, la CPU procede al Paso 695 y finaliza temporalmente la rutina.
Efecto de la irradiación del combustible con la luz ultravioleta
A continuación, se describirá el efecto del primer dispositivo. Con el primer dispositivo, se espera (1) una reducción en el peso molecular del combustible y (2) un aumento en la temperatura del combustible debido a la irradiación del combustible líquido almacenado en el tanque 31 de combustible con la luz ultravioleta.
(1) Reducción en el peso molecular del combustible
Irradiando el combustible líquido con luz ultravioleta que tiene una energía fotónica relativamente alta, el peso molecular del hidrocarburo en el combustible se puede reducir aún más. De aquí en adelante, entre los hidrocarburos en el combustible, los hidrocarburos que tienen un peso molecular relativamente bajo será referidos como “hidrocarburos ligeros”, y los hidrocarburos que tengan un peso molecular relativamente alto serán referidos como “hidrocarburos pesados”. Por ejemplo, en el caso de que se aumente la proporción de hidrocarburos ligeros entre los hidrocarburos en el combustible mediante el reformado de combustible, este aumento se puede expresar como “la reducción en el peso molecular” del combustible.
En general, la longitud de onda de la luz y la energía fotónica están en proporción inversa la una con la otra. Según resulta menor la longitud de onda de la luz, aumenta la energía fotónica. Por otro lado, el combustible líquido tal como el petróleo ligero o la gasolina incluye muchos tipos de hidrocarburos que tienen diferentes estructuras y diferentes pesos moleculares. En un caso en el que el peso molecular de los hidrocarburos que componen el petróleo ligero se compara con el de los hidrocarburos que componen la gasolina, el peso molecular promedio de los hidrocarburos que componen el petróleo ligero es superior al de los hidrocarburos que componen la gasolina.
Los enlaces moleculares de los hidrocarburos incluyen un enlace C-C único, un enlace C=C doble, y un enlace C-H, y cada uno de los enlaces tiene una energía de unión intrínseca. Por ejemplo, la energía de unión de un enlace C-C único es de 84,3 kcal/mol, la energía de unión de un enlace C=C doble es de 140,5 kcal/mol, y la energía de unión de un enlace C-H es de 97,6 kcal/mol. En general, se dice que es necesaria una energía fotónica superior a una energía de unión molecular para romper una molécula. Además, se dice que es necesario el estado excitado de una molécula para tener una disociación potencial para romper la molecular y la eficiencia de la rotura de una molécula depende de las características de absorción de luz del combustible a ser irradiado con la luz.
Por consiguiente, por ejemplo, en un caso en el que el combustible es irradiado con luz ultravioleta que tenga una longitud de onda de 172 nm, se puede disociar una unión C-C única, una unión C=C doble y una unión C-H que tenga una energía de unión molecular inferior a la energía fotónica (166,2 kcal/mol) de la luz ultravioleta que tiene una longitud de onda de 172 nm. Por otro lado, en un caso en el que el combustible es irradiado con luz ultravioleta que tenga una longitud de onda de 254 nm, se puede disociar una unión C-C única y una unión C-H que tenga una energía de unión molecular inferior a la energía fotónica (112,6 kcal/mol) de la luz ultravioleta que tiene una longitud de onda de 254 nm, pero no disocia un enlace C=C doble que tenga una energía de unión molecular superior a la energía fotónica de la luz ultravioleta que tienen una longitud de onda de 254 nm.
Se describirá el resultado de investigar el efecto de la reducción en el peso molecular del combustible líquido (petróleo ligero) obtenido mediante la irradiación de luz ultravioleta usando petróleo ligero disponible comercialmente.
Usando un espectrómetro, los presentes inventores analizaron un cambio en el peso molecular de los hidrocarburos incluidos en una muestra (volumen: 3 ml) de petróleo ligero antes y después de la irradiación de la luz ultravioleta. Específicamente, entre los hidrocarburos incluidos en la muestra de petróleo ligero, se analizaron las proporciones de los tres grupos de hidrocarburos incluyendo (A) hidrocarburos lineales que tienen de 9 a 13 átomos de carbono, (B) hidrocarburos lineales que tienen de 14 a 18 átomos de carbono, y (C) hidrocarburos lineales que tienen de 19 a 23 átomos de carbono. De aquí en adelante, por conveniencia de la descripción, se definen los hidrocarburos lineales que tienen de 9 a 13 átomos de carbono como “hidrocarburos ligeros”, y los hidrocarburos lineales que tienen de 19 a 23 átomos de carbono se definen como “hidrocarburos pesados”. La luz ultravioleta era luz emitida desde una lámpara de xenón UV (salida: 412 mW), y el tiempo de irradiación fue de 20 minutos.
Como resultado, tal como se puede ver en la FIG. 7, se encontró que, después de la irradiación de la luz, la proporción de hidrocarburos ligeros aumentó y la proporción de hidrocarburos pesados disminuyó (se llevó a cabo una reducción en el peso molecular). Se consideró que la luz ultravioleta que tiene una longitud de onda de 293 nm que tiene una energía fotónica superior que la energía de unión de un enlace C-C único y un enlace C-H entre las longitudes de onda de pico de la fuente de luz contribuyó a la reducción en el peso molecular del combustible. El resultado fue obtenido a partir de hidrocarburos lineales, pero se puede obtener el mismo efecto de reducción del peso molecular a partir de un isómero distinto del hidrocarburo lineal. Tal como se describió anteriormente, en el caso en que se lleve a cabo la reducción en el peso molecular mediante la disociación de un enlace entre moléculas de hidrocarburos, se puede decir que esta disociación es un tipo de reformado de combustible.
(2) Aumento en la temperatura del combustible
Irradiando el combustible líquido con luz ultravioleta, se puede aumentar la temperatura del combustible. Se considera que la luz ultravioleta puede impartir energía fotónica que es insuficiente para la disociación de un enlace entre moléculas pero es suficiente para hacer vibrar las moléculas en el combustible líquido para generar calor. Se describirá el resultado de invertir el efecto del aumento en la temperatura del combustible líquido obtenido mediante la irradiación de luz ultravioleta. Los presentes inventores evaluaron un aumento en la temperatura del combustible líquido obtenido mediante la irradiación de la luz ultravioleta usando petróleo ligero, gasolina, agua, y etanol disponibles comercialmente, En un caso en el que los combustible se irradiaron con la luz bajo las mismas condiciones que aquellas de la investigación descrita anteriormente respecto a la reducción en el peso molecular del combustible, las temperaturas del petróleo ligero y de la gasolina aumentaron con una tasa de aproximadamente 2°C/min de media. De aquí en adelante, la tasa a la que la temperatura aumenta será referida también como “tasa de aumento de temperatura”. Por otro lado, la tasa de aumento de temperatura promedio del agua fue de 0,2°C/min, y la tasa de aumento de temperatura promedio del etanol fue de 0,4°C/min.
La diferencia en la tasa de aumento de temperatura puede tener una correlación con la energía (109,3 kcal/mol) de un enlace O-H de una molécula H2O de agua, la energía (97,6 kcal/mol) de un enlace C-H que es un enlace principal del etanol C2H5OH, y la energía (84,3 kcal/mol) de un enlace C-C que es un enlace principal del combustible.
Tal como se describió anteriormente, se verificó que la irradiación del combustible líquido (petróleo ligero y gasolina) con la luz ultravioleta es efectiva para aumentar la temperatura del combustible.
Tal como se describió anteriormente, con el primer dispositivo, irradiando el combustible LF en el tanque 31 de combustible con luz ultravioleta sin que la luz ultravioleta pase a través de la región en fase gaseosa, la luz ultravioleta puede ser absorbida de manera eficiente por el combustible sin ser absorbida por las moléculas de gas (en concreto, las moléculas de oxígeno) presentes en la región en fase gaseosa. Por consiguiente, los hidrocarburos que tienen un peso molecular relativamente alto en el combustible pueden ser reformados en hidrocarburos que tengan un peso molecular relativamente bajo mientras que se reduce aún más la cantidad de ozono producido, y se puede aumentar aún más la temperatura del combustible. Como resultado, se promueve la vaporización del combustible inyectado en el motor 10 de combustión interna, y se puede llevar a cabo la reducción del consumo de combustible y la emisión.
Además, con el primer dispositivo, en un caso en el que la cantidad HL restante de combustible LF en el tanque 31 de combustible sea el umbral HLth predeterminado o menor, se detiene la irradiación del combustible LF con la luz ultravioleta. Como resultado, se puede evitar que se filtre la luz ultravioleta desde el combustible líquido a la región en fase gaseosa, y la cantidad de ozono producido se puede reducir aún más.
Segunda realización
Un reformador de combustible (de aquí en adelante, referido también como “segundo dispositivo”) de un motor de combustión interna según una segunda realización es diferente del primer dispositivo únicamente en que se usa una parte 72A de guía de luz de línea en lugar de la parte 72 de guía de luz tal como se muestra en la FIG. 8.
En la parte 72A de guía de luz de línea, se agrupa una pluralidad de fibras ópticas de manera que una forma de la superficie del extremo incidente de un extremo 72Aa incidente opuesto al cuerpo 71 principal de la fuente de luz sea circular; y se dispone de manera tal que una forma de la superficie del extremo de salida de un extremo 72Ac de salida sea lineal en una dirección longitudinal de una abertura. Como resultado, la luz que sale del cuerpo 71 principal de la fuente de luz se convierte en luz de línea en el extremo 72Ac de salida fijado a la superficie 74a extremo de la placa 74 de guía de luz, y la luz de línea sale a la placa 74 de guía de luz. La parte 72A de guía de luz de línea es, por ejemplo, una bien conocida guía de luz de línea descrita en la Publicación de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa N.° 2008-209202 (JP 2008-209202 A) y en la Publicación de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa N.22008-209611 (JP 2008-209611 A).
Tercera realización
Un reformador de combustible (de aquí en adelante, referido también como “tercer dispositivo”) de un motor de combustión interna según una tercera realización es diferente del primer dispositivo únicamente en que la parte inferior (pared inferior) del tanque de combustible se configura usando una placa de guía de luz.
Más específicamente, tal como se muestra en la FIG. 9, el tercer dispositivo incluye un tanque 31A de combustible en lugar del tanque 31 de combustible. En el tanque 31A de combustible, la pared inferior (placa inferior) del tanque 31 de combustible se reemplaza con una parte 73A de irradiación. Es decir, la parte 73A de irradiación funciona también como la placa inferior del tanque 31A de combustible.
La parte 73A de irradiación incluye una placa 74A de guía de luz, una placa 75A de reflexión, y una placa 76A de difusión. Las funciones de la placa 74A de guía de luz, la placa 75A de reflexión, y la placa 76A de difusión son las mismas que aquellas de la placa 74 de guía de luz, la placa 75 de reflexión, y la placa 76 de difusión. La placa 74A de guía de luz se lamina en una superficie superior de la placa 75A de reflexión, y la placa 76A de difusión se lamina en una superficie superior de la placa 74A de guía de luz. Una pluralidad de extremos 72c de salida de la parte 72 de guía de luz se conecta en intervalos a una superficie 74Aa de extremo de la placa 74A de guía de luz. La placa 74A de guía de luz se lamina sobre una superficie superior de la placa 75A de reflexión, y la placa 76A de difusión se lamina sobre una superficie superior de la placa 74A de guía de luz.
Además, el tercer dispositivo incluye un subtanque 35A en lugar del subtanque 35. El subtanque 35A es diferente del subtanque 35 únicamente en que al menos una pared inferior del subtanque 35A se forma de “material que permite la transmisión de luz en un intervalo de longitudes de onda de la luz ultravioleta (por ejemplo, una resina acrílica o una resina de policarbonato)”.
En el tercer dispositivo, la pared inferior del tanque 31A de combustible es la parte 73A de irradiación. Por lo tanto, todo el área del combustible almacenado en el tanque 31A de combustible puede ser irradiada con la luz ultravioleta. Por consiguiente, todo el área del combustible almacenado en el tanque 31A de combustible puede ser reformado de manera uniforme.
En el tercer dispositivo, únicamente una parte (por ejemplo, una región en la vecindad de una parte central) de la pared inferior del tanque 31A de combustible se puede configurar usando la parte 73A de irradiación, y la parte restante de la pared inferior del tanque 31A de combustible se puede configurar usando un cuerpo de placa formado del mismo material que el de la pared inferior del tanque 31 de combustible
Cuarta realización
Un reformador de combustible (de aquí en adelante, referido también como “cuarto dispositivo”) de un motor de combustión interna según una cuarta realización es diferente del primer dispositivo únicamente en que la pared inferior (placa inferior) del tanque de combustible se forma de “material que permite la transmisión de luz ultravioleta” y que la parte de irradiación se proporciona sobre una superficie inferior de la pared inferior del tanque de combustible.
Más específicamente, tal como se muestra en la FIG. 10, la parte 73 de irradiación del cuarto dispositivo se fija a una superficie 31 Bc inferior de una placa 31 Bb inferior de un tanque 31B de combustible, que se usa en lugar del tanque 31 de combustible, con el fin de emitir la luz ultravioleta hacia arriba. Además, al menos la placa 31Bb inferior está formada de “material que permite la transmisión de luz en un intervalo de longitudes de onda de la luz ultravioleta (por ejemplo, una resina acrílica o una resina de policarbonato)”. En la placa 31Bb inferior, una parte correspondiente a una región superior de la parte 73 de irradiación (es decir, una parte que se irradia con la luz ultravioleta emitida desde la parte 73 de irradiación) puede estar formada de “material que permite la transmisión de luz en un intervalo de longitudes de onda de la luz ultravioleta”, y la parte restante se puede formar de un material típico que constituye la placa inferior del tanque 31 de combustible.
En el cuarto dispositivo, no hay necesidad de proporcionar la parte 73 de irradiación en el tanque 31B de combustible (el combustible LF líquido). Por consiguiente, la parte 73 de irradiación se puede proporcionar de manera fácil. Además, por ejemplo, no se produce la penetración del combustible en la parte 73 de irradiación y la penetración del combustible en una parte de conexión entre la parte 73 de irradiación y el extremo 72c de salida. Por lo tanto, se puede proporcionar un reformador de combustible con una mayor fiabilidad y durabilidad.
Quinta realización
Un reformador de combustible (de aquí en adelante, referido también como “quinto dispositivo”) de un motor de combustión interna según una quinta realización es diferente del primer dispositivo únicamente en que la parte 73 de irradiación se dispone en la parte inferior del subtanque 35 con el fin de irradiar el combustible en el subtanque 35 con la luz ultravioleta tal como se muestra en la FIG. 11.
Incluso en un caso en el que el cuerpo del vehículo esté inclinado o se genere una gran aceleración en el vehículo en un estado en el que la cantidad total de combustible almacenado en el tanque 31 de combustible sea relativamente baja, el combustible restante en el subtanque 35 tiene una cierta profundidad. Por consiguiente, incluso en este caso, el quinto dispositivo puede aumentar la posibilidad de irradiar el combustible con la luz ultravioleta, y puede reducir la posibilidad de irradiar el aire en el tanque 31 de combustible con la luz ultravioleta. Sexta realización
Un reformador de combustible (de aquí en adelante, referido también como “sexto dispositivo”) de un motor de combustión interna según una sexta realización es diferente del primer dispositivo únicamente en que el sexto dispositivo puede cambiar el umbral HLth de altura del nivel según un estado de movimiento del vehículo (por ejemplo, un estado en el que se genere una aceleración longitudinal del vehículo, una aceleración lateral del vehículo, o una tasa de giro del vehículo) que cambie la altura HL del nivel de combustible en el tanque 31 de combustible.
Por ejemplo, en un caso en el que el umbral HLth de altura del nivel se establezca mientras que el vehículo está en una parada, la altura HL del nivel excede el umbral HLth de altura del nivel mientras el vehículo esté en una parada, pero la altura HL del nivel de combustible LF sobre la parte 73 de irradiación puede caer por debajo del umbra1HLth de altura del nivel durante el giro y la aceleración del vehículo.
El sexto dispositivo cambia el umbral HLth de altura del nivel según al menos uno de entre una tasa Yr de giro del vehículo, la aceleración longitudinal del vehículo, y la aceleración lateral del vehículo. Por ejemplo, el sexto dispositivo puede cambiar el umbral HLth de altura del nivel aplicando una tasa Yr real de giro del vehículo a una tabla MapHLth (Yr) de consulta mostrada en la FIG. 12 que define una relación entre el umbra1HLth de altura del nivel y una tasa Yr de giro del vehículo. La tabla de consulta se determina según una posición relativa entre la parte 73 de irradiación y el sensor 37 de nivel de combustible, una dirección de la tasa Yr de giro del vehículo, una dirección de la aceleración longitudinal del vehículo, y una dirección de la aceleración lateral del vehículo. Por ejemplo, cuando la dirección de la tasa Yr de giro del vehículo sea positiva (el vehículo está girando a la izquierda) la altura HL del nivel es mayor que la establecida mientras el vehículo está en una parada. En este caso, la tabla de consulta se determina de manera tal que, según la tasa Yr de giro del vehículo aumenta, el umbra1HLth de altura del nivel aumenta.
Por consiguiente, el sexto dispositivo puede irradiar luz ultravioleta con una temporización apropiada independientemente del estado de movimiento del vehículo. Por lo tanto, el reformado de combustible puede ser realizado de manera más frecuente mientras se suprime de manera eficiente la producción de una gran cantidad de ozono en el tanque 31 de combustible. La tasa Yr de giro del vehículo puede ser detectada mediante un sensor de tasa de giro (no mostrado), o puede ser estimada en base a “una velocidad del vehículo y un ángulo de dirección” detectado por un sensor. La aceleración longitudinal del vehículo puede ser detectada mediante un sensor de aceleración longitudinal (no mostrado), o puede ser obtenida mediante la derivación temporal de un valor, que se obtiene a partir de un sensor de velocidad del vehículo que mide la velocidad del vehículo. Además, la aceleración lateral del vehículo puede ser detectada mediante un sensor de aceleración lateral (no mostrado), o puede ser estimada en base a “una velocidad del vehículo y un ángulo de dirección” detectado por un sensor.
En un caso en el que se use un sensor de tasa de giro en el que la dirección de giro a la izquierda sea positiva, se proporciona la parte 73 de irradiación en el lado izquierdo del cuerpo del vehículo, y el sensor 37 de nivel de combustible se proporciona en el lado derecho del cuerpo del vehículo, la tabla de consulta mostrada en la FIG. 12 se aplica cuando el vehículo está girando a la izquierda.
El sexto dispositivo puede cambiar el umbral de altura del nivel no sólo en base a la tasa Yr de giro del vehículo sino también en base a la magnitud de una tasa Gx de aceleración o deceleración del vehículo. En este caso, el sexto dispositivo puede cambiar el umbral HLth de altura del nivel aplicando una tasa Gx de aceleración o deceleración real a una tabla MapHLth (Gx) de consulta que define la relación entre el umbra1HLth de altura del nivel y la tasa Gx de aceleración o deceleración.
Ejemplos de modificación
La invención no se limita a las realizaciones, y se pueden adoptar diversos ejemplos de modificación dentro de un rango de la invención tal como se describe a continuación en detalle.
Por ejemplo, como lámpara UV incluida en el cuerpo 71 principal de la fuente de luz, se usa una lámpara xenón UV que tiene una longitud de onda de 200 nm a 400 nm. Sin embargo, se puede usar también una lámpara excimer que tiene un pico de longitud de onda de 172 nm o 185 nm.
En las realizaciones, como fuente de luz del irradiador 70, se usa una lámpara xenón UV que es una fuente de luz ultravioleta. Sin embargo, se pueden usar también una lámpara halógena, una fuente de luz blanca tal como una lámpara incandescente o un tubo de cátodo frío, o una fuente de luz blanca o de un único color tal como un EL orgánico, un LED, o un láser. Por ejemplo, se puede usar también una luz de fondo LED o una luz de fondo de tubo de cátodo frío que se usa como una fuente de luz de una TV de cristal líquido como la parte de irradiación.
El subtanque 35 tiene forma de contenedor que cubre la vecindad de la bomba 34 de combustible y la superficie inferior. Sin embargo, el subtanque 35 puede estar formado usando una pared vertical que se proporciona para cubrir una región de la superficie 31a inferior del tanque 31 de combustible a la vecindad de la bomba 34 de combustible.

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema que comprende:
un reformador para un vehículo que incluye un motor (10) de combustión interna,
un tanque (31) de combustible en el que se almacena el combustible para el motor (10) de combustión interna, y un dispositivo (34) de suministro de combustible configurado para suministrar el combustible en el tanque (31) de combustible al motor (10) de combustión interna,
comprendiendo el reformador de combustible un irradiador (70) configurado para emitir luz desde una parte (73) de irradiación, en donde:
la luz emitida desde la parte (73) de irradiación es luz ultravioleta; y
la parte (73) de irradiación se dispone en una posición en la que el combustible almacenado en el tanque (31) de combustible se irradia como la luz sin que la luz pase a través de una región en fase gaseosa en el tanque (31) de combustible, la parte (73) de irradiación se dispone de manera alternativa
a: en una posición en una superficie (31a) superior de una pared inferior del tanque (31) de combustible y se configura para emitir la luz a al menos una región superior del tanque (31) de combustible, o
b: para configurar una parte o un área entera (73A) de la pared inferior del tanque (31A) de combustible y se configura para emitir la luz a al menos una región superior del tanque (31A) de combustible, o
c: en una posición en una superficie (31Bc) inferior de una pared inferior del tanque (31B) de combustible y se configura para emitir la luz a al menos una región superior del tanque (31B) de combustible, en donde:
al menos una parte de la pared inferior del tanque (31B) de combustible que se irradia con la luz se forma de un material que permite la transmisión de la luz en un intervalo de longitudes de onda de la luz, o d: en una posición en la que el combustible en un subtanque (35) se irradia con la luz en una dirección desde un lado inferior del subtanque (35) a una región superior del subtanque (35), en donde:
el tanque (31) de combustible incluye el subtanque (35),
el subtanque se dispone en una superficie (31a) superior de una pared inferior del tanque (31) de combustible,
el subtanque (35) incluye una abertura formada en una superficie superior, y
el subtanque (35) incluye una ruta de comunicación formada en una parte de la pared lateral.
2. El sistema según la reivindicación 1, que comprende además:
un sensor (37) de cantidad restante configurado para detectar una cantidad restante del combustible almacenado en el tanque (31) de combustible; y
una unidad (80) de control electrónico configurada para controlar el irradiador (70) para emitir la luz desde la parte (73) de irradiación en un caso en el que la cantidad restante detectada de combustible es un umbral predeterminado o más y se configura para controlar el irradiador (70) para detener la emisión de la luz desde la parte (73) de irradiación en un caso en el que la cantidad restante detectada de combustible es menor que el umbral.
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