JP2010163910A - Fuel separation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料分離装置に関する。 The present invention relates to a fuel separator.
例えば圧縮比が高められたエンジンにおいて、ノッキングを抑制するために高オクタン価燃料が必要とされるが、ノッキングが発生し難い低負荷時においては、高オクタン価燃料でなく低オクタン価燃料としても良い。それにより、高価な高オクタン価燃料(ハイオクガソリン)を常に使用するのではなく、通常燃料(レギュラーガソリン)を燃料分離装置によって高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in an engine with an increased compression ratio, a high octane fuel is required to suppress knocking. However, at a low load at which knocking is difficult to occur, a low octane fuel may be used instead of a high octane fuel. As a result, instead of always using expensive high-octane fuel (high-octane gasoline), it is proposed that normal fuel (regular gasoline) be separated into high-octane fuel and low-octane fuel by a fuel separator. (For example, refer to Patent Document 1).
前述の燃料分離装置は、分離膜によって燃料から芳香族成分を高オクタン価燃料として分離させ、こうして一部の芳香族成分を分離させた残りの燃料を低オクタン価燃料とするものであるが、分離膜によって燃料を常に分離させようとすると、良好な分離が困難となったり、分離させた高オクタン価燃料又は低オクタン価燃料のそれぞれの燃料タンクへの貯蔵が困難となったりするような問題が発生する。 The above-described fuel separation device separates the aromatic component from the fuel as a high octane fuel by the separation membrane, and the remaining fuel from which a part of the aromatic component is thus separated is used as the low octane fuel. If the fuel is always separated by the above, there arises a problem that good separation becomes difficult, and it becomes difficult to store the separated high-octane fuel or low-octane fuel in the respective fuel tanks.
従って、本発明の目的は、問題を発生させることなく、分離膜により燃料から芳香族成分を高オクタン価燃料として良好に分離させて高オクタン価燃料タンクへ貯蔵し、一部の芳香族成分を分離させた残りの燃料を低オクタン価燃料として低オクタン価燃料タンクへ貯蔵することを可能とする燃料分離装置を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to cause the separation of the aromatic component from the fuel as a high-octane fuel and to store it in the high-octane fuel tank without causing problems, and to separate some of the aromatic components. Another object of the present invention is to provide a fuel separation device capable of storing the remaining fuel as a low octane fuel in a low octane fuel tank.
本発明による請求項1に記載の燃料分離装置は、燃料中の芳香族成分を高オクタン価燃料として分離する分離膜を具備し、前記分離膜が設定分離膜温度以上に維持されるように排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料を前記分離膜へ供給し、前記分離前燃料から前記分離膜により分離された前記高オクタン価燃料と前記分離前燃料から一部の芳香族成分が分離された残りの低オクタン価燃料とを車両の走行風により設定燃料温度以下に冷却して、それぞれを高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクとへ貯蔵する燃料分離装置において、車両速度が設定速度以下である時には、予め定められた最小流量で分離前燃料を前記分離膜へ供給するようにし、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度が前記設定分離膜温度より低い時には分離前燃料の前記分離膜への供給を停止し、車両の走行風により冷却した前記高オクタン価燃料及び前記低オクタン価燃料のいずれか一方の温度でも前記設定燃料温度より高い時には分離前燃料の前記分離膜への供給を停止することを特徴とする。
The fuel separation device according to
本発明による請求項1に記載の燃料分離装置によれば、燃料中の芳香族成分を高オクタン価燃料として分離する分離膜を具備し、分離膜が設定分離膜温度以上に維持されるように排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料を分離膜へ供給し、分離前燃料から分離膜により分離された高オクタン価燃料と分離前燃料から一部の芳香族成分が分離された残りの低オクタン価燃料とを車両の走行風により設定燃料温度以下に冷却して、それぞれを高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクとへ貯蔵する燃料分離装置において、車両速度が設定速度以下である時には、排気ガスの熱を利用する分離前燃料の加熱が不十分となり、また、車両の走行風による高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料の冷却も不十分となるために、予め定められた最小流量で分離前燃料を分離膜へ供給するようにして、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度を設定分離膜温度以上として分離膜が芳香族成分の良好な分離を可能とする設定分離膜温度以上に維持されるようにすると共に、車両の走行風により冷却した高オクタン価燃料及び前記低オクタン価燃料の両方の温度が設定燃料温度以下となるようにして、それぞれを高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクとへ貯蔵するようにする。しかしながら、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度が設定分離膜温度より低くなってしまう時には分離膜を設定分離膜温度より低くさせて良好な分離が不可能となるために、分離を断念して分離前燃料の分離膜への供給を停止し、また、車両の走行風により冷却した高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料のいずれか一方の温度でも設定燃料温度より高くなってしまう時には燃料タンクへの貯蔵が不可能となるために、分離を断念して分離前燃料の分離膜への供給を停止するようにしており、良好な分離が困難となったり、分離させた高オクタン価燃料又は低オクタン価燃料のそれぞれの燃料タンクへの貯蔵が困難となったりするような問題が発生することはない。 According to the fuel separation device of the first aspect of the present invention, the fuel separation device includes a separation membrane that separates aromatic components in the fuel as a high-octane fuel, and the exhaust gas is exhausted so that the separation membrane is maintained at a set separation membrane temperature or higher. The pre-separation fuel heated using the heat of the gas is supplied to the separation membrane, and the high octane fuel separated from the pre-separation fuel by the separation membrane and the remaining low-separation from which some aromatic components have been separated from the pre-separation fuel. In a fuel separator that cools the octane fuel to a set fuel temperature or lower by the driving wind of the vehicle and stores them in a high octane fuel tank and a low octane fuel tank, when the vehicle speed is lower than the set speed, the exhaust gas The pre-separation fuel that uses the heat of the fuel is insufficiently heated, and the cooling of the high-octane fuel and the low-octane fuel by the vehicle wind is insufficient. By supplying the pre-separation fuel to the separation membrane at the minimum flow rate, the temperature of the pre-separation fuel heated using the heat of the exhaust gas is set to the set separation membrane temperature or higher, and the separation membrane enables good separation of aromatic components. The temperature of both the high octane fuel and the low octane fuel cooled by the driving wind of the vehicle is equal to or lower than the preset fuel temperature so that each of them has a high octane number. Store in fuel tank and low octane fuel tank. However, when the temperature of the pre-separation fuel heated using the heat of the exhaust gas becomes lower than the set separation membrane temperature, the separation membrane is made lower than the set separation membrane temperature, so that good separation is impossible. When the separation is abandoned and the supply of the pre-separation fuel to the separation membrane is stopped, or the temperature of either the high-octane fuel or the low-octane fuel cooled by the vehicle wind is higher than the set fuel temperature Since storage in the fuel tank becomes impossible, the separation is abandoned and the supply of the pre-separation fuel to the separation membrane is stopped, making it difficult to achieve a good separation or the separated high octane fuel Or the problem that storage of the low-octane fuel in each fuel tank becomes difficult does not occur.
図1は、本発明による燃料分離装置を示す概略図である。同図において、1は燃料分離部であり、芳香族成分を透過する分離膜1aにより分割された第一区画1bと第二区画1cとを具備している。第一区画1bには分離前の燃料を蓄える分離前燃料タンク2から第一燃料ポンプ3により比較的高い圧力に加圧された分離前燃料が供給される。4は第一区画1bへ供給する分離前燃料の流量を制御するための調整器であり、5は第一区画1bへ供給される直前において加圧燃料を加熱するための加熱器である。本加熱器5は排気ガスの熱を利用するものである。6は第一区画1bの直上流側において加熱器5により加熱された燃料温度TBを測定するための第一温度センサであり、測定された燃料温度TBは制御装置ECUへ入力される。
FIG. 1 is a schematic view showing a fuel separator according to the present invention. In the figure,
分離膜1aは、燃料中の芳香族成分を選択的に透過させる性質を有しており、第二区画1cを比較的低圧に維持すると、第一区画1b内の分離前燃料中の芳香族成分が分離膜1a内を透過して分離膜1aの第二区画1c側表面に浸出して膜表面を覆うようになる。本実施形態においては、第二区画1c内の圧力を浸出した芳香族成分の蒸気圧より低い圧力に維持することにより、浸出燃料を連続的に膜表面から蒸発させるようにする。
The
この蒸発燃料はバキュームポンプ7によりコンデンサ8内に吸引され、コンデンサ8内において液化した殆ど芳香族成分からなる液体燃料、すなわち、高オクタン価燃料が、冷却器9により冷却されて高オクタン価燃料タンク10に貯蔵される。11は第一冷却器9により冷却された高オクタン価燃料温度TAHを測定するための第二温度センサであり、測定された高オクタン価燃料の温度TAHは制御装置ECUへ入力される。
The evaporated fuel is sucked into the condenser 8 by the
また、分離膜1aを介して一部の芳香族成分が透過して分離前燃料よりオクタン価が低下した低オクタン価燃料は、冷却器14により冷却されて燃料ポンプ12により低オクタン価燃料タンク13へ圧送されて貯蔵される。15は第二冷却器14により冷却された低オクタン価燃料温度TALを測定するための第三温度センサであり、測定された例オクタン価燃料の温度TALは制御装置ECUへ入力される。
In addition, the low octane fuel, in which a part of the aromatic components permeate through the
これまで説明した部材は全て車両に搭載され、第一冷却器9及び第二冷却器14は、両方とも車両の走行風を利用して燃料を冷却するものである。制御装置ECUには車両の速度を検出する車速センサも接続されている。
All the members described so far are mounted on the vehicle, and the
高オクタン価燃料タンク10に貯蔵された高オクタン価燃料は、例えば、デリバリパイプへ圧送され、このデリバリパイプから主に高負荷時において各気筒の吸気ポートに配置された燃料噴射弁を介して噴射され、各吸気ポートから各気筒内へ供給される。また、低オクタン価燃料タンク13に貯蔵された低オクタン価燃料は、例えば、別のデリバリパイプへ圧送され、このデリバイパイプから主に低負荷時において各気筒に配置された燃料噴射弁を介して噴射され、各気筒へ直接的に供給される。
The high-octane fuel stored in the high-
このようにして、圧縮比が高められたエンジンにおいて分離前燃料として価格の安いレギュラーガソリンを使用しても、ノッキングが発生し難い低負荷時には主に各気筒に配置された燃料噴射弁を介してレギュラーガソリンから分離された低オクタン価燃料を使用することができ、また、ノッキングが発生し易い高負荷時には主に各吸気ポートに配置された燃料噴射弁を介してレギュラーガソリンから分離された高オクタン価燃料を使用することができ、ノッキングの発生しない良好な運転を実現することができる。 In this way, even when low price regular gasoline is used as the pre-separation fuel in an engine with an increased compression ratio, knocking is unlikely to occur, and at low loads, mainly through the fuel injection valves arranged in each cylinder. Low-octane fuel separated from regular gasoline can be used, and high-octane fuel separated from regular gasoline via a fuel injection valve located mainly at each intake port when high load is likely to cause knocking Can be used, and good operation without knocking can be realized.
図2は燃料分離部1の第一区画1bへ供給される分離前燃料の流量Qを制御するための制御装置ECUにより実施されるフローチャートである。先ず、ステップ101において、車速センサにより検出される車両速度Vが設定速度V1以下であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、特に問題は無いために、ステップ106において、調整器4により燃料分離部1の第一区画1bへ供給される分離前燃料の流量Qは、例えば、現在の機関負荷が高いほど、多量の高オクタン価燃料が消費されるために多く設定されたQrとされる。
FIG. 2 is a flowchart executed by the control unit ECU for controlling the flow rate Q of the pre-separation fuel supplied to the
しかしながら、車両速度Vが設定速度V1以下となってステップ101の判断が肯定される時には、排気ガスの熱を利用する加熱器5による分離前燃料の加熱が不十分となり、また、車両の走行風を利用する第一冷却器9による高オクタン価燃料の冷却及び第二冷却器14による低オクタン価燃料の冷却が不十分となるために、ステップ106のように多量の分離前燃料を分離させることはできない。
However, when the vehicle speed V is equal to or lower than the set speed V1 and the determination in
それにより、先ずは、ステップ102において、推定又は測定された分離膜1aの温度TMが芳香族成分の良好な分離を可能とする設定分離膜温度TM1以上であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、分離膜1aの昇温制御が必要とされ、良好な燃料分離は不可能であるために、ステップ107において、調整器4により燃料分離部1の第一区画1bへ供給される分離前燃料の流量Qはゼロとされ、すなわち、第一区画1bへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
Thereby, first, in
ステップ102の判断が肯定されても、ステップ103において、第一温度センサ6により検出された加熱器5により加熱された後の分離前燃料の温度TBが設定分離膜温度TM1以上であるか否かが判断され、この判断が否定される時には、第一区画1bへ分離前燃料が供給されると、分離膜1aの温度を設定分離膜温度TM1より低くさせて良好な分離を不可能とさせるために、やはり、ステップ107において、調整器4により燃料分離部1の第一区画1bへ供給される分離前燃料の流量Qはゼロとされ、すなわち、第一区画1bへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
Even if the determination in
また、ステップ103の判断が肯定されても、ステップ104において、第二温度センサ11により検出された第一冷却器9により冷却された後の高オクタン価燃料の温度TAHが設定燃料温度TF1以下であるか否かが判断され、この判断が否定される時には、高温過ぎて高オクタン価燃料タンク10への貯蔵が不可能であるために、やはり、ステップ107において、調整器4により燃料分離部1の第一区画1bへ供給される分離前燃料の流量Qはゼロとされ、すなわち、第一区画1bへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
Even if the determination in
また、ステップ104の判断が肯定されても、ステップ105において、第三温度センサ15により検出された第二冷却器14により冷却された後の低オクタン価燃料の温度TALが設定燃料温度TF1以下であるか否かが判断され、この判断が否定される時には、高温過ぎて低オクタン価燃料タンク13への貯蔵が不可能であるために、やはり、ステップ107において、調整器4により燃料分離部1の第一区画1bへ供給される分離前燃料の流量Qはゼロとされ、すなわち、第一区画1bへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
Even if the determination in
一方、ステップ102から105の判断がいずれも肯定される時には、車両速度Vが設定速度V1以下であるために、ステップ106のように多量の分離前燃料を分離させることはできないが、ステップ108において、調整器4により燃料分離部1の第一区画1bへ供給される分離前燃料の流量Qは最小流量Qminとされ、排気ガスの熱を利用する加熱器5により加熱された分離前燃料の温度TBを設定分離膜温度TM1以上として分離膜1aが芳香族成分の良好な分離を可能とする設定分離膜温度TM1以上に維持されるようにすると共に、車両の走行風を利用する第一冷却器9により冷却された高オクタン価燃料の温度TAHを設定燃料温度TF1以下となるようにして、高オクタン価燃料タンク10への貯蔵を可能とし、また、車両の走行風を利用する第二冷却器14により冷却された低オクタン価燃料の温度TALを設定燃料温度TF1以下となるようにして、低オクタン価燃料タンク13への貯蔵を可能とする。
On the other hand, when all of the determinations in
こうして、良好な分離が困難となったり、分離させた高オクタン価燃料又は低オクタン価燃料のそれぞれの燃料タンクへの貯蔵が困難となったりするような問題の発生を防止することができる。 In this way, it is possible to prevent the occurrence of problems such as difficult separation or difficulty in storing the separated high-octane fuel or low-octane fuel in the respective fuel tanks.
1 燃料分離部
1a 分離膜
5 加熱器
9 第一冷却器
10 高オクタン価燃料タンク
14 第二冷却器
13 低オクタン価燃料タンク
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2009005208A JP2010163910A (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Fuel separation device |
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Family Applications (1)
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JP2009005208A Withdrawn JP2010163910A (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Fuel separation device |
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Country | Link |
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-
2009
- 2009-01-13 JP JP2009005208A patent/JP2010163910A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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