JP2008505284A - 燃料添加濃縮物の供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクへの安全で信頼性のある燃料添加物の供給システムを提供する。
【解決手段】燃料添加用触媒（ＦＢＣ）含有濃縮物等の燃料添加剤を、燃料タンクのフィラー注入口の上部に配置され且つフィラーキャップをはずすことによって作動するスイッチからの信号に基づいて注入手段として重力を用いて燃料タンクに自動供給する。
【選択図】なし

Description

本発明は燃料添加触媒（ｆｕｅｌ ｂｏｒｎｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ＦＢＣ）を含有する濃縮物を典型例とする燃料添加剤をスイッチからの信号に基づく注入手段として重力を利用してトラックの燃料タンクに自動注入するための安全で信頼性のあるシステムに関する。１つの態様では信号は燃料タンクキャップ及びフィラー注入口の上に位置するスイッチから出されまた別の態様では点火スイッチから出される。

本発明は車両、特に中級（ミディアムデューティ）ディーゼルエンジンを搭載した車両に燃料供給する際の燃料タンクへの燃料添加剤の安全で信頼性のある導入を可能とする手段と方法に関する。燃料添加剤、特に白金族金属、セリウム、鉄、銅、マンガン、マグネシウム等を含有する濃縮物の形のＦＢＣはエンジン内の燃料のよりクリーンな燃焼を可能とし、それによりエンジンの作動をより効率化する。これらの添加剤はまた主手段として又は後処理機器と共に汚染物を減少させる。

従来知られた多くの添加剤供給システムは燃料中に所望の濃度の活性触媒金属を添加するのに電気的及び／又は機械的に複雑なモニタリングを必要としていた。燃料タンクやワイヤハーネスの改修を必要とするシステムは、多種類のトラックが実用されていることや零細な所有者も少なからずいることもあり、既存車両には実用することがむずかしい。

運転者にモニタリングや操作を求めるシステムも知られている。しかし同一車種をもつ業者の運転者にとってその都度運転する車両に合ったＦＢＣ添加濃縮物の正しい添加を行うことは困難でありまた大きな負担でもある。

最近では製造業者に一層の燃料経済性と放出分の減少の両者を達成することが求められている。燃料添加剤もこれらの要求に適合する必要があるが、今までのところ、運転者に何らの負担をかけずに有効な添加剤を燃料に信頼性をもって計量供給する簡単な機器は提供されていない。

車両の燃料タンクに燃焼添加剤を自動的に正確な割合で導入することは燃料添加剤供給者やそれを使う運送業者等にとって望まれることである。燃料に通常添加配合する添加剤のこれらの問題の安全で経済的で効果的な解決策が望まれている。

本発明の目的は、内部燃焼エンジンの機能向上及び／又は汚染物の低減の目的で燃料タンクに燃料添加剤を自動的に導入するための安全で信頼性のある添加剤供給システムを提供することにある。

本発明の更なる目的は、燃料の再充填を必要とする前に、長い運転時間（たとえば少なくとも約７５０マイル又は終日運転）運転可能な車両への燃料添加剤の供給を維持するシステムを供給することにある。

本発明の更なる目的は、燃料タンクへの添加剤への供給のために車両運転者に車両のいずれかの機器をモニターしたり作動させることを要求しないシステムを提供することにある。

本発明の更なる目的は、車両に燃料を再充填した後に運転者が燃料タンクを正しく閉じなかったときに添加剤の導入を中断する制御手段を提供することにある。
本発明の更なる目的は、燃料ポンプから予め決めた平均的供給速度に対応する予め決めた速度で燃料タンクに添加剤を導入する手段を提供することにある。

本発明の更なる目的は、燃料タンクから燃料キャップのとりはずしととりつけを自動的に行うシステムを供給することにある。
本発明の更なる目的は、エンジンの開始とエンジンの停止を自動的に行うシステムを供給することにある。

本発明の更なる目的は、車両用の小さい較正ソレノイド弁を提供することにある。
本発明の更なる目的は、ソレノイド弁コイルをタイマーリレーを用いて開く時間を制限するシステムを提供することにある。
これら及び他の目的は、単純なデザインと添加剤の供給に重力を用いる本発明の燃料添加剤供給システムによって達成される。

第１の態様において、本発明は重力によりそして燃料キャップ除去信号に基づいて燃料添加剤を燃料に自動的に供給する方法及び装置をもつシステムを提供する。１の好ましい態様において、本発明は燃料添加用触媒（ＦＢＣ）含有濃縮物等の燃料添加剤を、燃料タンクのフィラー注入口の上部に配置され且つフィラーキャップをはずすことによって作動するスイッチからの信号に基づいて注入手段として重力を用いて燃料タンクに自動供給する安全で信頼性のある燃料添加物の燃料タンクへの供給システムを提供する。

第２の態様において、本発明は重力によりそして点火キー又はエンジンが作動を開始したことを示す他のインジケータからの信号に基づいて燃料添加剤を燃料に自動的に供給する方法及び装置をもつシステムを提供する。１の好ましい態様において、本発明は燃料添加用触媒（ＦＢＣ）含有濃縮物等の燃料添加剤を、点火キースイッチ及び／又はコントローラからの信号に基づいて注入手段として重力を用いて予め決めた量の燃料添加剤を燃料タンクに周期的に自動供給する安全で信頼性のある燃料添加物の燃料タンクへの供給システムを供給する。

本発明は燃料添加剤、特に燃料添加用触媒（ｆｕｅｌ ｂｏｒｎｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ＦＢＣ）を含有する濃縮物を燃料への注入用の駆動力として重力を用いてディーゼルトラックの燃料タンクに自動的に供給する安定で信頼性のあるシステムを提供する。注入のタイミングと速度（割合）は、点火スイッチ及び／又は燃料タンクキャップ及びフィラー注入口の上に位置するスイッチからのコントロール信号に応答して制御される。以下では本発明の好ましい用途であるディーゼルトラックについて説明するが、他の種類の車両にＦＢＣ添加剤を供給するのにも有効に利用できる。

図１に示す好ましい態様において、ＦＢＣ添加剤濃縮物はトラック１０の燃料タンク１２に自動的に供給されて改善された燃料効率及び／又は少ない放出でディーゼルエンジン（図示せず）を作動させる。ＦＢＣは適宜の化学形でまた適宜の溶媒及び他の添加剤（米国特許第６，００３，３０３号等に記載されている）と共に濃縮物として供給容器１４に保持される。供給容器１４はコントローラで作動可能な分配弁１６（典型的にはソレノイド弁）の上部の所定の高さに位置し、そして供給ライン１８によって同弁に接続しており、それによりＦＢＣ濃縮物が供給容器１４から弁１６に流れる。

弁１６を開にすると、ＦＢＣ濃縮物は供給ライン１８及び２０を通って重力によって燃料タンク１２に流れる。弁１６を閉にすると、ＦＢＣ濃縮物は燃料タンク１２へは流れない。このように、正の信号で弁を開にして添加剤を供給ライン１８及び２０を通してタンクに流す。弁１６は好ましくは所望の流速を与えるように較正されるオリフィス（図示せず）をもつ。

弁１６は好ましくはソレノイド弁であり、点火スイッチがオンの位置にあること又はキャップ２４がタンク１２からはずれたことを示すセンサに応答してコントローラ２２からのコントロール信号によって作動される。

図２は一連の永久磁石２６をもつキャップ２４を示しており、フィラー注入口２８上に位置するキャップがもつ磁石がリードスイッチ３０を開位置に保持してコントローラ２２へは信号を送らない。しかし、キャップ２４をはずすと、リードスイッチが閉位置になり回路を閉じて信号をコントロールライン３４等を介してコントローラ２２に送ることを可能にする。

図２ではキャップ２４がネジ切りされてタンクのフィラー供給口２８に係合している。キャップ２４は下方に向いた胴部（スリーブ）２５をもち、この胴部２５の周りには複数の磁石２６が均一に配列している。好ましい磁石はＮｄ−Ｆｅ−Ｂタイプの磁石であり、直径約０．５インチで厚さ約０．２インチの寸法をもつニッケルメッキしたディスクの形状のものが好適である。胴部２５は好ましくはアルミニウムのように非強磁性材料からなり、エポキシ接着剤等の適宜の手段でキャップ２４に接合される。

図３に示すように、リードスイッチ３０は非強磁性（たとえばアルミニウム）の連結片（フィッティング）４０に保持されており、連結片は、ストラップ４２やスクリュー式締め具４４又は他の適宜の手段によって、燃料フィラー注入口２８に固定されている。一般には、リードスイッチは外部環境からリードを守るように密封したガラス容器内に配した２つの同じ平担強磁性リードをもつ。磁界がスイッチに近づくと、磁性回路内でリードがフラックスキャリアとなる。リードの重ね合った端部が反対の磁極となり、互いに引き合う。本発明の装置に用いる上記のスイッチとして特に好ましいのはタイプＣのリードスイッチである。このスイッチは小さい磁石があり、閉位置（反対極性のより強い磁石は存在しない）へのオープン接触をバイアスする。フィラーキャップ内の磁石２６が強い反対極性の磁界をもたらして、キャップがフィラー注入口２８上にあるときに上記の小さい磁石のバイアスに打ち勝つ。キャップをはずしたときは、バイアスしている小さい磁石がスイッチを閉にするに十分であり、回路が完成しそしてキャップなしという信号がコントローラに送られる。

コントローラ２２は、プリセットリミットつきの単純なタイマーからなっていてもよく、またコストの増加なしにかなりのフレキシビリティをもたらすプログラム可能なロジック回路をもつものでもよい。コントローラ２２が、点火スイッチがオン位置にある及び／又はキャップがはずされたという信号を受けると、コントローラ２２が供給ライン３６等を介してコントロール信号をソレノイド又は他の弁１６用のアクチュエータに送り、弁１６を開にし、ＦＢＣ添加物濃縮物を容器からタンク１２へ流す。所望により、コントローラを車両用の電力スイッチ２７に接続して単純なオン／オフ又は他の信号に応答するようにしてもよい。

コントローラ２２は弁１６の最大開時間及び所望により最小開時間を制御するようにセット可能なタイミング機器又は回路をもつ。ある態様では、タイマー付きコントローラが、点火スイッチがオンの位置にある及び／又はキャップがはずれる間にのみそしてその後最大１０分間だけタンク１２に濃縮物を流す。この場合、６６ガロンのタンクに重力によって十分なＦＢＣ添加物濃縮物が自動的に流れて、濃縮物重量比約１５００：１の燃料を与えることが、白金濃度約０．１５ｐｐｍ、セリウム濃度約８ｐｐｍを与える。

米国特許６，００３，３０３号記載の白金とセリウムの組合せを用いて確認された。
これは、輸送用トラックにとって大きな燃料経済上の改善であり、それによりそれらと組合せて用いられるディーゼル微粒子トラップ（ＤＰＴ’ｓ）や他の後処理機器を長期間連続的に作動させてトラックからの微粒子汚染物の排出を減少させることを可能にする。

容器１４は複数回の燃料充填及び少なくとも終日の運転に十分な添加剤を保持できる大きさのものが好ましい。より具体的には、中型の運送トラックで少なくとも終日運転又は少なくとも約７５０マイル移動するという目標下に、約２リットルの容積のものが運転者にその間容器１４への再充填や添加剤の注入に何らの注意や操作なしに可能とするものである。本発明により、たとえば２０〜４０ガロン／分での燃料ポンプからの燃料供給速度に対応する６５ｍｌ／分といった予め定めた速度で燃料添加物を燃料に供給することができる。

本発明のキャップオフの供給システムにおいて、キャップ２４をはずしたとき、点火スイッチがオン位置に及び／又はキャップがオフ可能にある間に、ソレノイドが弁２６を開にして所定時間又は所定量の添加剤をタンク１２に流す。

キャップの置きかえは好ましくは添加剤の流れも中断し、燃料再充填の平均的な間隔の間、所定量の添加剤を供給するように流速をセットする。
本発明のエンジンがオン状態での添加剤供給システムでは、コントローラ２２は、プリセットリミットつきの単純なタイマー回路からなっていてもよく、またコストの増加なしにかなりのフレキシビリティをもたらすプログラム可能なロジック回路をもつものでもよい。コントローラ２２が、エンジンがオン位置にあるという信号を受けると、コントローラ２２が供給ライン３６等を介してコントロール信号をソレノイド又は他の弁１６用のアクチュエータに送り、弁１６を開にし、ＦＢＣ添加物濃縮物を容器からタンク１２へ流す。

以上の記載は当業者に本発明の実施態様を開示するためのものであり、これらの記載をみた当業者は請求項に記載した発明の範囲全体を容易に実施しうるものである。

スイッチ作動により重力を利用して燃料添加物を燃料に供給するシステムをもつトラックの概略説明図。 燃料タンクのフィラー供給口上につけた燃料タンクキャップの概略断面図。 燃料タンクのフィラー供給口にリードスイッチを取り付けた状態を示す概略平面図。

符号の説明

１０ トラック
１２ 燃料タンク
１４ 供給容器
１６ 弁
１８、２０ 供給ライン
２２ コントローラ
２４ キャップ
２５ 胸部
２６ 永久磁石
２７ 電力スイッチ
２８ フィラー注入口
３０ リードスイッチ
３４ コントロールライン
４０ 連結片
４４ スクリュー式締め具

Claims (10)

1. 燃料添加用触媒（ＦＢＣ）含有濃縮物等の燃料添加剤を、燃料タンクのフィラー注入口の上部に配置され且つフィラーキャップをはずすことによって作動するスイッチからの信号に基づいて注入手段として重力を用いて燃料タンクに自動供給する安全で信頼性のある燃料添加物の燃料タンクへの供給システム。
2. スイッチがリードスイッチである請求項１のシステム。
3. キャップをはずした後予め決めた時間（たとえば１０分）内に供給を停止する請求項１のシステム。
4. 信号がソレノイド弁を作動して該弁を開として燃料添加剤を流す請求項１のシステム。
5. キャップ中に磁石があり、キャップがフィラー注入口上にある間は開にそしてキャップをはずしたときは閉となるリードスイッチを保持している請求項１のシステム。
6. 燃料添加用触媒（ＦＢＣ）含有濃縮物等の燃料添加剤を、点火キースイッチ及び又はコントローラからの信号に基づいて注入手段として重力を用いて予め決めた量の燃料添加剤を燃料タンクに周期的に自動供給する安全で信頼性のある燃料添加物の燃料タンクへの供給システム。
7. 燃料添加剤の供給速度が平均燃料消費に基づいて制御される請求項６のシステム。
8. キーがオフの位置にあるときに供給を停止する請求項６のシステム。
9. 信号がソレノイド弁を作動して同弁を開にして燃料添加剤を流す請求項６のシステム。
10. 燃料添加剤貯蔵器が終日運転を可能にする量の燃料添加剤を収容する請求項６のシステム。

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