JP2006524606A - 燃料系統用の添加物リザーバ及びこのようなリザーバを製造する方法 - Google Patents

Abstract

主燃料タンク充填管と組み合わされ閉鎖されたプラスチック容器を含む燃料系統用の添加物リザーバ。このようなリザーバを製造するための２段階方法であって、本方法は、最初に閉鎖されたプラスチック容器をモールドし、次にこの筐体を主燃料タンク充填管と組み立てるか又は接続する。

Description

本発明は、燃料系統用の添加物リザーバに関する。

環境保護の増進の要望により、世界の多くの地域の国家機関及び国際機関では多くの分野、特に自動車輸送分野における規制が強化されている。ディーゼル内燃機関によって駆動される車両の場合、最新の規制では、大気中に放出される固体パーティキュレートの許容量が大幅に制限されている。圧縮点火エンジンによって推進される車両の自動車製造業者は、燃焼ガスを大気中に放出するための排気管内に配置されるパーティキュレートフィルタを車両に設けることによって、この問題に対する１つの解決策としている。これらのパーティキュレートフィルタの濾過能力を再生させるために、フィルタを部分的に目詰まりさせたパーティキュレートを定期的に燃焼させる必要がある。

パーティキュレートフィルタ再生の周期的サイクルの自動化を可能にするために、このパーティキュレートの燃焼温度がエンジン自体の燃焼パラメータの適切な過渡的調節により排気ガス内で得ることのできる最高温度と両立し得るように、このパーティキュレートの燃焼温度を低下させる手段を見つけることが必要とされてきた。エンジンの燃焼及びパーティキュレートの完全除去と両立し得る温度レベルにて固体パーティキュレートの燃焼温度の低下を排気ガス内で行うことができるように、一定量の化学的な燃焼添加物を使用する必要があることは認識されている。

燃料タンクに比べて容積の小さい液体添加物リザーバは、ディーゼルエンジン車両の燃料タンク上、又はその近傍に装着するように設計されている。このような添加物リザーバは、燃料タンクと連通するために好適で複雑なインターフェースの取付けを必要する。このインターフェースが、施行されている様々な法規制によって求められる耐振性、耐衝突性、及び難燃性基準を満たすことが困難である場合が多い。

更に、添加物リザーバ内に収容された液体添加物の最大量は、一般に、車両の耐用年数にわたって、放出されるパーティキュレートの燃焼に触媒作用を与えるのに必要な量に満たない。従って、添加物リザーバを数回に充填することが必要であり、これは、車両が専門の整備士によって保守される際に行われるのが一般的である。これらの充填作業は、多くの場合、清浄性及び人間工学に関する追加の問題を発生させ、また、リザーバが正確な量の添加物で充填されたかどうかについての問題もある。

本発明の目的は、最新の添加物リザーバ構成に組み合わされた問題、特にエルゴノミックス、清浄さ、及び充填の信頼性に関する問題を低減又は排除した燃料系統用の添加物リザーバを提供することである。

この目的のため、本発明は、密閉されたプラスチック筐体を備え、これにより主燃料タンク用の管体と組み合わされる、燃料系統用の添加物リザーバに関する。

「添加物リザーバ」という用語は、固定又はオンボードシステム、特に自動車に搭載の燃料用液体添加物を貯蔵し供給することのできるリザーバを意味する。「自動車」という用語は、乗用車、貨物車、及びオートバイを意味する。

リザーバ内に収容される添加物は、圧縮点火エンジン内における重質炭化水素の不完全燃焼によって生成される固体炭素パーティキュレートを低温燃焼させるための触媒を炭化水素溶剤に溶解させた組成物である。「重質炭化水素」という用語は、常温で液体又はペースト状であって、その分子が９個よりも多くの炭素原子を含む燃料を意味する。かかる重質炭化水素の例は、ディーゼルエンジンで使用可能な軽油又はディーゼル油と呼ばれる石油成分である。

適当な液体添加物の例としては、鉄及びセリウム塩の炭化水素溶液がある。

本発明によれば、添加物リザーバは、車両又は固定装置内に組み込まれ、その主たる機能が、内燃機関に供給される燃料を貯蔵、浄化、計量、又は輸送する燃料系統のためのものである。燃料系統は、少なくとも１つの燃料タンクと、エンジンに燃料を供給する配管とを含む。

本発明によれば、添加物リザーバは、密閉筐体である。「密閉筐体」という用語は、一般に外部に対して密閉され、様々な内部及び外部の付属品、又は弁、配管、液体／蒸気分離器、及び通気チャンバなどの筐体の壁を貫通する付属品を備えることのできる様々な形状の中空体を意味する。

本発明によれば、添加物リザーバはプラスチックで作られる。「プラスチック」という用語は、少なくとも１つの合成樹脂重合体から構成されるあらゆる物質を意味する。

全てのタイプのプラスチックが好ましい。極めて好ましいプラスチックは、熱可塑性プラスチックの部類に含まれる。

「熱可塑性プラスチック」という用語は、熱可塑性エラストマー及びこのブレンドを含む何らかの熱可塑性重合体を意味する。「重合体」という用語は、単独重合体と共重合体（特に二元又は三元共重合体）の両方を意味する。かかる共重合体の例としては、限定ではないが、ランダム共重合体、リニアブロック共重合体、他のブロック共重合体、及びグラフト共重合体がある。

その溶融点が分解温度よりも低いどのようなタイプの熱可塑性重合体又は共重合体も好ましい。少なくとも１０℃にわたって広がる溶融温度範囲を有する熱可塑性プラスチックが特に好ましい。かかる材料の例としては、分子量において多分散性を示すものが含まれる。

具体的には、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリビニール、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド、及びこれらの共重合体を使用することが可能である。また、重合体又は共重合体のブレンドを用いてもよく、更に、これらに限定されるものではないが、例えば炭素、塩及び他の無機誘導体、天然繊維、グラスファイバ、及びポリマー繊維などの無機、有機、及び／又は天然の充填材と高分子材料のブレンドを使用してもよい。上述の重合体又は共重合体の少なくとも１つを含む、互いに結合された積層から成る多層構造体も使用することができる。

一般的にはハロゲン化ポリビニール及びポリオレフィンが好ましい。

利用されることの多い重合体は、ポリエチレンである。高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いて優れた結果が得られた。

本発明によれば、添加物リザーバは、燃料タンクを充填するための管体と組み合わされる。燃料タンク充填管は、単層又は多層のプラスチック管であって、この管は、通常は燃料タンクよりも高いレベルにある位置で燃料タンクに接続され、この管体を介してタンクに燃料を補給することができるのが一般的である。「組み合わされる」という単語は、「締結される」又は「１つ又は２以上の管路を介して接続される」ことを意味する。

締結は、添加物リザーバを燃料タンク充填管に連結するための少なくとも１つの機械的固定手段によって行うことができる。このような固定手段の例には、これに限定されるものではないが、溶接、ボルト固定、ストラップ固定、接着、クリップ締結、及びクランプ固定がある。溶接及びクランプ固定では、良好な結果が得られた。添加物リザーバを燃料タンク充填管に締結する場合には、添加物リザーバは、一般に主燃料タンク容積から離して置かれ、すなわち添加物リザーバは、燃料タンクから独立したリザーバを構成し、１つ又はそれ以上の管路を介してのみ燃料タンクと接続される。

１つ又はそれ以上の管路を介しての接続は、主燃料タンク充填ヘッドを介して添加物リザーバを充填できるようにされる。

本発明の第１の実施形態によれば、添加物リザーバは、主燃料タンク充填管の頂部に取付られた通気チャンバと置換することができる。このようなチャンバは、燃料系統内に設けられることが多く、燃料タンク充填管の頂部に取り付けることができる。この目的は、一般に燃料タンクを充填する際にガスと共に漏出する液体燃料の飛沫同伴を分離し、保持して、燃料タンクへ戻すことである。この実施形態においては、通気チャンバは、燃料タンクに近い別の位置に移される。また、通気チャンバを省くこともでき、またその機能は、燃料タンクから漏出するガス流中のどのような液体燃料の飛沫同伴をも捕捉する同じ機能を果たす特殊な弁をタンク上に付加することによって提供することもできる。

本発明による添加物リザーバの第２の実施形態においては、このリザーバは、主燃料タンク充填管の頂部に取付られた通気チャンバと並べて配置することができる。一般に、この実施形態においては、このチャンバを管体に固定するための手段は、添加物リザーバ及び管体を固定する手段と同様の手段である。管体／添加物リザーバ／通気チャンバ組立体を補強するために、添加物リザーバを通気チャンバに固定するための追加手段も加えることができる。

本発明による添加物リザーバの第３の実施形態においては、このリザーバは、車両のいずれかの部品内（例えば、主燃料タンク内又は上）に配置することができるが、一方が、その形状及びサイズが周囲環境の幾何形状及び所望の流量に適合した少なくとも１つの管路を介して充填管ヘッドに接続され、他方が、別の管路を介して主燃料タンクに接続される。

添加物リザーバの上記３つの実施形態においては、有利には、この添加物リザーバ用の添加物充填管路と通気管路とがあってもよく、これらの管路は共に主燃料タンク充填管の頂部に備えられた装置内で燃料供給ノズルの案内開口と並んで終端しているのが有利である。また、これら２つの管路の端部上の共通プラグにより、この添加物リザーバが充填されている時間期間以外でも比較的良好に密閉されるよう確保することができる。

本発明による添加物リザーバのこの有利な実施形態においては、添加物リザーバの通気管路は、充填管を介して添加物を補給する作業の終わりに満タン状態であることを作業員に視覚的に示す手段をその頂部に備えることができる。これらの手段は、例えば、通気管路内に配置されたフロートからなり、このフロートは、リザーバが添加物で満たされ、この管路から漏出する危険があるときは常に、この管路の上方開口まで浮上する。

更に、ユーザ（つまり添加物リザーバを充填する人）が添加物リザーバを目視できる場合には、このリザーバを透明又は半透明にすることができ、及び／又はレベルバーシステムを含むことができる。

上述の添加物リザーバの様々な実施形態のいずれかにおいて、添加物リザーバは、その出口が主燃料タンクと連通している計量装置と組み合わせることができるの良い。このような装置は、それ自体が公知である様々な計量システムからなるものとすることができる。このようなシステムの例としては、これに限定されものではないが、燃料タンクの底部から出て一定量の添加物の重力による自然流の計量を可能にするパイプ内に挿入された、その開閉が車両のエンジン制御コンピュータによって制御されるソレノイド弁、或いは同じコンピュータにより制御される電動機により作動され、主燃料タンクの一方の壁に置かれた噴射器内に添加物の流れを出力する計量ポンプがある。好ましくは、計量システムは、本出願人名のフランス特許出願第ＦＲ０３２０８８０．８号に記載されているようなシリンジ・ポンプからなり、本特許は引用により本明細書に組み込まれる。

計量システムは、添加物リザーバ上に、好ましくは添加物リザーバの下方部分に、直接、配置されるか、または、リザーバに締結された付属品支持プレート、あるいはエンジンに燃料を供給し本体をクリップ締結、溶接、又は接着することによって行うことを目的とする燃料系統のいずれかの他の要素に対して締結することができる。例えば、この締結作業は、充填管の容積の下方で、高い位置（頂部付近）における管体の壁上で、リザーバの壁上で、又は燃料引込みモジュール内で行うことができる。

最後に、本発明による添加物リザーバには、一方が充填用であり他方が通気用である少なくとも２つの管路を備えるのが好ましく、後者には好ましくは圧力／加圧安全システムが備えられる。このシステムの目的は、具体的には充填中にリザーバ内に存在する空気を抜き取ること（圧力安全）であり、車両運転中に漸次的に消費される添加物の容積を空気と置き換えること（加圧安全）である。あらゆる添加物の漏出、及び液体、埃、その他の望ましくない侵入を防ぐために、このシステムは、所与の圧力閾値（例えば、１２０ｍｂａｒより大きい値）を超えるときにのみ開く弁を含むのがよい。

本発明はまた、燃料系統用のプラスチック製添加物リザーバを製造するための方法に関し、この方法においては、第１の段階において、パリソンの押出ブロー成形及びシェルの射出−溶接から選ばれた技法を用いて、閉じたプラスチック筐体を最初にモールドし、次いで、第２の段階において、筐体を主燃料タンク充填管上に組み付け、或いは接続する。

この方法において使用される用語は、添加物リザーバを記述するためにこれまでに使用された用語と同じ意味を有する。

本発明による方法を実施する１つの有利な好ましい方法においては、第１の段階は、添加物リザーバと同時に主燃料タンク充填管を製造するのにも使用されるパリソンの射出ブロー成形によって行われ、第２の段階は、添加物リザーバを主燃料タンク充填管に締結させるために、追加的手段を必要とすることなく、成形型から出る時にプラスチックを直接接合させることにより行われる。これによって、充填管／添加物リザーバ組立体の複雑さ及びコストが大きく削減されることになる。更に、結果としてこの組立体の堅牢さと強度が改善され、これによる燃料系統の燃焼作用が影響を受けることはない。

或いは同一の概念において、添加物リザーバは、燃料系統のどのような他の部分（例えば主燃料タンクの壁）と一体部品として作ることもできる。

本発明による方法を実施する別の方法は、第１の段階において別個の成形型内でプラスチックパリソンをブロー成形して添加物リザーバを作ること、第２の段階において、第１の段階で作られた添加物リザーバを上述のような主燃料タンク充填管上に組み立て又は接続することから成る。

最後に、別の方法として、第１の段階において、最初に射出成形型内で２つの中空プラスチック部材を射出成形して２つのシェルを得るようにし、次いで、これらを互いに溶接して１つの添加物リザーバを形成し、第２の段階において、第１の段階で作られた添加物リザーバを上述のような主燃料タンク充填管上に組み立て又は接続することも可能である。

以下の図は、本発明を説明するために提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

図１乃至３は、燃料系統の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の添加物リザーバ（１）／燃料タンク充填管（２）組立体の正面図（図１）、背面図（図２）、及び側面図（図３）を示す。燃料タンク充填管（２）の頂部にある装置（３）は、燃料吐出ノズル（図示せず）を案内するための開口を閉鎖する燃料タンクキャップ（４）が見えるようにしている。添加物リザーバ（１）用の充填管路（５）及び通気管路（６）も示されており、これらの管路は、燃料タンク充填管の頂部にある装置（３）において露出している。図１に示されている二重プラグ（７）は、管路（５）及び（６）の開口を露出させるために除去される。

図４及び５に示す図は、本発明による添加物リザーバを容易且つ清浄に充填することを可能にする添加物補充容器（１１）である。容器（１１）は、可撓性プラスチックで作られ、添加物リザーバの正確な容積に対応する正確に計量された体積の液体添加物を収容する。

図４において、添加物リザーバ（１）の充填管路（５）の頂部にねじ込まれるように設計されたカプラー（１０）は、その他端部が添加物補充容器（１１）に連結されたホース（１２）を接続可能にする。

図５において、同様に添加物リザーバ（１）の充填管路（５）の頂部にねじ込まれるように設計されたカプラー（１３）は、添加物補充容器（１１）の頂部に直接締結される。車両の保守を担当する整備士は、可撓性補充容器（１１）の壁を単に圧迫することにより、補充容器内の添加物内容物を添加物リザーバに容易且つ清浄に移すことができる。

燃料系統の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の添加物リザーバ（１）／燃料タンク充填管（２）組立体の前面図である。 燃料系統の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の添加物リザーバ（１）／燃料タンク充填管（２）組立体の背面図である。 燃料系統のための高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の添加物リザーバ（１）／燃料タンク充填管（２）組立体の側面図である。 本発明による添加物リザーバを容易且つ正常に充填するための添加物補充容器である。 本発明による添加物リザーバを容易且つ正常に充填するための添加物補充容器である。

Claims (13)

1. 閉鎖されたプラスチック筐体を備えた燃料系統用の添加物リザーバであって、
   前記添加物リザーバが主燃料タンク充填用管体と組み合わされている、
   ことを特徴とする添加物リザーバ。
2. 前記主燃料タンク充填管の頂部に取付られた通気チャンバに置き換えられている、
   請求項１に記載の添加物リザーバ。
3. 前記主燃料タンク充填管の頂部に取付られた通気チャンバと並べて配置されている、
   請求項１に記載の添加物リザーバ。
4. 前記添加物リザーバの添加物充填管路及び通気管路が、燃料吐出ノズルのための案内開口と並んで、主燃料タンク充填管の頂部に備えられた装置内で終端している、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の添加物リザーバ。
5. 前記添加物リザーバの通気管路が、添加物充填管路を介して添加物を補給する作業の終わりに満タン状態であることを作業員に視覚的に示すための手段をその頂部に備えている、
   請求項１ないし４のいずれか１項に請求項に記載の添加物リザーバ。
6. 前記リザーバが透明又は半透明であり、及び／又はレベルバーシステムを含む、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の添加物リザーバ。
7. 出口が主燃料タンクと連通した添加物計量装置を備えている、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載の添加物リザーバ。
8. 圧力／加圧安全システムを備えている、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載の添加物リザーバ。
9. 燃料系統用のプラスチック製添加物リザーバを製造する法であって、
   第１の段階において、パリソンの射出ブロー成形及びシェルの射出−溶接から選ばれた技法を用いて、閉鎖されたプラスチック筐体を最初にモールドし、
   第２の段階において、前記筐体を主燃料タンク充填管上に組み付け、又は接続する、
   ことを含むことを特徴とする方法。
10. 前記第１の段階が、前記添加物リザーバと同時に前記主燃料タンク充填管を製造するためにも使用されるパリソンの射出ブロー成形によって行われ、
    前記第２の段階が、前記添加物リザーバを前記主燃料タンク充填管に締結させるために、追加的手段を必要とすることなく、成形型から出る時にプラスチックを直接接合させることによって行われる、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記添加物リザーバが、前記主燃料タンクの壁と一体部品として作られる、
    請求項９に記載の方法。
12. 前記第１の段階が、別個の成形型内でプラスチックパリソンをブロー成形して前記添加物リザーバを製造することからなり、
    前記第２の段階が、溶接及びクリップ又はクランプによる機械的締結から選ばれた技法を用いて、前記第１の段階において作られた前記添加物リザーバと前記燃料タンク充填管とを組み付けることからなる、
    請求項９に記載の方法。
13. 前記第１の段階が、最初に射出成形型内で２つの中空プラスチック部材を射出成形して２つのシェルを得るようにし、次いでこれらを互いに溶接して１つの添加物リザーバを形成することから成り、
    前記第２の段階が、溶接及びクリップ又はクランプによる機械的締結から選ばれた技法を用いて、前記第１の段階において作られた前記添加物リザーバと燃料タンク充填管とを組み付けることからなる、
    請求項９に記載の方法。

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