JP2010164348A - Fuel property sensor and fuel tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料性状センサおよび燃料タンクに関する。 The present invention relates to a fuel property sensor and a fuel tank.
近年、燃料の粗悪化が懸念されるようになってきている。粗悪成分であるベンゼンやトルエン等の重質油は、エンジンの始動性を悪化させ、排気ガスへの悪影響が大きい。また、燃料の多種化が予測されている。多種燃料として使用が見込まれるエタノールは、エンジンを構成するアルミニウムやゴムへの攻撃性が大きい。そのため、燃料が含む重質油やエタノールがエンジン内に浸入しないように、エンジン内に入る前の燃料タンク内で事前に重質油やエタノールを検出することが求められている。重質油やエタノールを検出する燃料性状センサは、燃料タンク内に設置される必要がある。また、燃料性状センサは、安価で簡便な構成とすることが望ましい。 In recent years, there has been a concern about the deterioration of fuel. Heavy oils such as benzene and toluene, which are inferior components, deteriorate the startability of the engine and have a great adverse effect on the exhaust gas. In addition, diversification of fuel is predicted. Ethanol, which is expected to be used as a multi-fuel, is highly aggressive against aluminum and rubber that make up engines. Therefore, it is required to detect heavy oil and ethanol in advance in a fuel tank before entering the engine so that heavy oil and ethanol contained in the fuel do not enter the engine. A fuel property sensor for detecting heavy oil or ethanol needs to be installed in the fuel tank. Further, it is desirable that the fuel property sensor has an inexpensive and simple configuration.
特許文献1には、アルコールを含有する燃料のアルコール濃度に相関する指標と、同燃料の密度に相関する指標との双方を検出することができる燃料性状検出装置が記載されている。 Patent Document 1 describes a fuel property detection device capable of detecting both an index correlated with the alcohol concentration of a fuel containing alcohol and an index correlated with the density of the fuel.
しかしながら、特許文献1記載の燃料性状検出装置は、エンジンで燃料を燃焼した後に、燃料の性状を判断するため、エンジン内に粗悪成分が入ることを未然に防止することができないという問題がある。 However, since the fuel property detection device described in Patent Document 1 determines the property of the fuel after the fuel is burned in the engine, there is a problem that it is not possible to prevent a bad component from entering the engine.
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、燃料がエンジン内に入る前に、燃料が含む成分を検出する、安価で簡便な構成の燃料性状センサ及び燃料タンクを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an inexpensive and simple fuel property sensor and fuel tank that detect components contained in the fuel before the fuel enters the engine. To do.
本発明は、燃料が含む成分により膨潤し、体積が変化する物質からなる膨潤部材と、前記膨潤部材の前記体積の変化に基づいて、前記成分を検出する検出部と、を有することを特徴とする燃料性状センサである。これにより、燃料がエンジン内に入る前に、燃料が含む成分を、より安価で簡便な構成により、検出することができる。 The present invention includes a swelling member made of a substance that swells and changes in volume due to a component contained in the fuel, and a detection unit that detects the component based on the change in the volume of the swelling member. This is a fuel property sensor. Thereby, before the fuel enters the engine, components contained in the fuel can be detected with a cheaper and simpler configuration.
上記構成において、異なるSP値を有する複数の前記膨潤部材を有し、前記検出部は前記膨潤部材のそれぞれの前記体積の変化に基づいて、前記成分を検出する構成とすることができる。これにより、精度よく、燃料が含む成分の濃度を測定することができる。 The said structure WHEREIN: It has a some said swelling member which has different SP value, The said detection part can be set as the structure which detects the said component based on the change of each said volume of the said swelling member. Thereby, the density | concentration of the component which a fuel contains can be measured with a sufficient precision.
本発明は、前記成分の有するSP値と前記膨潤部材の有するSP値とに基づいて、内壁面の所定の位置に前記膨潤部材が露出されるように配置される上記の燃料性状センサを有することを特徴とする燃料タンクである。極性の異なる燃料(エタノール、水など)が混入していると相分離が発生し、各成分は比重に応じて燃料タンク内の各々異なる位置に分布する。また、各成分のSP値は各々異なる。各成分が分布する位置に、各成分の有するSP値と等しいSP値を有する膨潤部材を燃料タンクに配置することにより、相分離が発生する燃料の各成分を検出することができる。よって、計測不良を低減することができる。 The present invention has the above fuel property sensor arranged so that the swelling member is exposed at a predetermined position on the inner wall surface based on the SP value of the component and the SP value of the swelling member. It is a fuel tank characterized by this. When fuels of different polarities (ethanol, water, etc.) are mixed, phase separation occurs, and each component is distributed at different positions in the fuel tank according to specific gravity. Further, the SP value of each component is different. By disposing a swelling member having an SP value equal to the SP value of each component at a position where each component is distributed in the fuel tank, each component of the fuel in which phase separation occurs can be detected. Therefore, measurement defects can be reduced.
本構成によれば、燃料がエンジン内に入る前に、燃料が含む成分を、より安価で簡便な構成により、検出することができる。 According to this configuration, the components contained in the fuel can be detected with a cheaper and simpler configuration before the fuel enters the engine.
以下に、図面を用いて、本発明の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1を参照して、実施例1に係る、燃料タンク100の内壁面に配置される燃料性状センサ10の構造を説明する。図1(a)及び図1(b)は燃料性状センサ10の断面を示す模式図である。図1(a)及び図1(b)に示すように、燃料性状センサ10は、膨潤部材14と、検出部16と、網18と、を有する。膨潤部材14、検出部16、及び、網18は、筐体20により支持される。燃料性状センサ10は、燃料タンク100の内壁面に膨潤部材14が露出されるように配置され、燃料12に浸されている。燃料12は、例えば、ガソリンである。膨潤部材14は、燃料12が含む成分により膨潤し、体積が変化する性質を有する。膨潤部材14は、例えばゴムや樹脂である。燃料12が含む成分は、例えば重質油であるベンゼン、トルエンや、エタノールである。検出部16は、膨潤部材14の体積の変化に基づいて、膨潤部材14から受ける圧力を検出して、燃料12が含む成分を検出する圧力センサである。網18は、膨潤部材14の周囲のうち、膨潤部材14と検出部16とが対向する部分を除く部分に設けられる。膨潤部材14は網18を介して、燃料12と接触する。網18により、膨潤部材14を検出部16と対向する方向にのみ膨張させることができる。
With reference to FIG. 1, the structure of the
図1(a)は、燃料12が含む成分により膨潤部材14の体積が膨張する前の燃料性状センサ10の状態を示している。図1(b)は、燃料12が含む成分により膨潤部材14の体積が検出部16と対向する方向(図1(b)中の矢印が示す方向)に膨張して、膨潤部材14と検出部16とが接触したときの燃料性状センサ10の状態を示している。検出部16は、膨潤部材14から図1(b)中の矢印が示す方向の圧力を検出する。この圧力は、後述する膨潤部材14の体積膨張率と比例する。
FIG. 1A shows the state of the
図2を参照して、燃料12のSP(Solubility Parameter)値の変化と、膨潤部材14の体積膨張率の変化との関係を説明する。図2は、横軸に燃料12のSP値の変化と、縦軸に膨潤部材14の体積膨張率の変化とを示すグラフである。SP値は、溶解パラメータとよばれ、膨潤部材14や燃料12は固有のSP値を有する。燃料12のSP値は、後述するように、燃料12が含む成分の濃度により変化する。膨潤部材14は、膨潤部材14のSP値が燃料12のSP値に近いほど急激に体積が膨張して、検出部16が受ける圧力も大きくなる。膨潤部材14のSP値と燃料12のSP値とが等しい場合に体積膨張率が最大となり、検出部16が受ける圧力も最大となる。
With reference to FIG. 2, the relationship between the change of the SP (Solubility Parameter) value of the
以下、膨潤部材14のSP値がSP2であるとして説明する。図2に示すように、膨潤部材14の体積膨張率は、燃料12のSP値の変化に応じて、曲線30のように変化する。
Hereinafter, description will be made assuming that the SP value of the swelling
燃料12のSP値が膨潤部材14のSP値とほぼ等しいSP1からSP3の区間において、点32から点36の区間のグラフのように、膨潤部材14の体積膨張率はE1からE2まで急激に変化する。燃料12のSP値がSP2と等しい場合、点34のように、膨潤部材14の体積膨張率は最大のE2となる。検出部16が体積膨張率がE1からE2に対応する圧力を検出することにより、燃料12のSP値がSP1からSP3の区間の値であると予測することができる。
In the section from SP1 to SP3 where the SP value of the
図3(a)は、燃料12が含む重質油の濃度の変化と、燃料12のSP値の変化との関係を示すグラフである。図3(a)のグラフの横軸は、燃料12が含む重質油の濃度を示し、縦軸は燃料12のSP値の変化を示す。点40は、ガソリンの場合のSP値を示す。点42は、重質油であるベンゼンの濃度が100%の場合のSP値を示し、そのSP値をSP4とする。点44は、重質油であるトルエンの濃度が100%の場合のSP値を示し、そのSP値をSP5とする。
FIG. 3A is a graph showing the relationship between the change in the concentration of heavy oil contained in the
図3(a)に示すように、ガソリンが含むベンゼンの濃度が100%に近づくに従って、燃料12のSP値は大きくなり、点40から点42に向けて実線46のように変化する。ガソリンが含むベンゼンの濃度が増加するに従って、低温状態においてエンジンが始動しにくくなり、やがてエンジンが始動できなくなる限界に達する。この低温始動限界におけるベンゼンの濃度をC1、ベンゼンのSP値をSP6とすると、点48のように示される。SP値がSP6以上の膨潤部材14を選択することにより、ベンゼンを含む、低温始動性能が劣る燃料を検出することができる。
As shown in FIG. 3A, as the concentration of benzene contained in gasoline approaches 100%, the SP value of the
同様に、図3(a)に示すように、ガソリンが含むトルエンの濃度が100%に近づくに従って、燃料12のSP値は大きくなり、点40から点44に向けて実線47のように変化する。低温始動限界におけるトルエンの濃度をC1、トルエンのSP値をSP7とすると、点49のように示される。SP値がSP7以上の膨潤部材14を選択することにより、トルエンを含む、低温始動性能が劣る燃料を検出することができる。
Similarly, as shown in FIG. 3A, as the concentration of toluene contained in gasoline approaches 100%, the SP value of the
図3(a)より、SP値がSP7と等しい膨潤部材14を選択することにより、ベンゼン及びトルエンの両方を含む、低温始動性能が劣る燃料を検出することができる。
From FIG. 3A, by selecting the swelling
図3(b)は、燃料12が含むエタノールの濃度の変化と、燃料12のSP値の変化との関係を示すグラフである。図3(b)のグラフの横軸は、燃料12が含むエタノールの濃度を示し、縦軸は燃料12のSP値の変化を示す。点50は、ガソリンの場合のSP値を示す。点52は、エタノールの濃度が100%の場合のSP値を示し、そのSP値をSP8とする。
FIG. 3B is a graph showing the relationship between the change in the concentration of ethanol contained in the
図3(b)に示すように、ガソリンが含むエタノールの濃度が100%に近づくに従って、燃料12のSP値は小さくなり、点50から点52に向けて実線54のように変化する。ガソリンが含むエタノールの濃度が増加するに従って、エンジンの材料に対する攻撃性が増大し、やがて許容できる限界に達する。この材料攻撃限界のエタノールの濃度をC2、エタノールのSP値をSP9とすると、点56のように示される。SP値がSP9以下の膨潤部材14を選択することにより、エタノールを含む、材料攻撃性能が高い燃料を検出することができる。
As shown in FIG. 3B, as the ethanol concentration of gasoline approaches 100%, the SP value of the
実施例1によれば、図1(a)および図1(b)のように、燃料性状センサ10は、燃料12が含む成分により膨潤し、体積が変化する物質からなる膨潤部材14と、膨潤部材14の体積の変化に基づいて、燃料12が含む成分を検出する検出部16と、を有する。これにより、燃料がエンジン内に入る前に、重質油を含む、低温始動性能が劣る燃料や、エタノールを含む、材料攻撃性能が高い燃料を、より安価で簡便な構成により、検出することができる。
According to the first embodiment, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
実施例1によれば、燃料性状センサ10は、膨潤部材14の周囲のうち、膨潤部材14と検出部16とが対向する部分を除く部分に設けられる網18を有する。網18により、膨潤部材14を検出部16と対向する方向にのみ膨張させることができる。よって、膨潤部材14の体積の変化を効率よく検出することができる。
According to the first embodiment, the
実施例1において、燃料性状センサ10の膨潤部材14は、ゴムや樹脂とする例を示したが、燃料が含む成分により、体積が膨張する性質を有する他の部材でもよい。
In the first embodiment, the swelling
図4を参照して、実施例2に係る燃料性状センサ60の構造を説明する。図4は、実施例2に係る燃料性状センサ60の断面を示す模式図である。以下、図1の燃料性状センサ10の構成と異なる点について説明し、図1と同じ符号を付す構成の説明を省略する。燃料性状センサ60は、異なるSP値を有する2つの膨潤部材62及び64を有し、検出部66及び68は膨潤部材62及び64のそれぞれの体積の変化に基づいて、燃料12が含む成分を検出する点が、燃料性状センサ10と異なる。網19は、膨潤部材62及び64のそれぞれの周囲のうち、膨潤部材62及び64と検出部66及び68とがそれぞれ対向する部分を除く部分に設けられる。膨潤部材62及び64は網19を介して、燃料12と接触する。網19により、膨潤部材62及び64を検出部66及び68とそれぞれ対向する方向にのみ膨張させることができる。
With reference to FIG. 4, the structure of the
図5を参照して、燃料12のSP値の変化と、膨潤部材62及び64の体積膨張率の変化との関係を説明する。図5は、横軸に燃料12のSP値の変化と、縦軸に膨潤部材62及び64の体積膨張率の変化とを示すグラフを示す図である。
The relationship between the change in the SP value of the
以下の説明では、膨潤部材62のSP値がSP11であって、膨潤部材64のSP値がSP15であるとする。また、燃料12は、重質油である成分を含むとする。検出部66及び68は、体積膨張率がE3からE4に対応する圧力を検出するとする。
In the following description, it is assumed that the SP value of the swelling
図5に示すように、膨潤部材62及び64の体積膨張率は、燃料12のSP値の変化に応じて、それぞれ、曲線70及び80のように変化する。
As shown in FIG. 5, the volume expansion coefficients of the swelling
例えば、燃料12のSP値がSP11である場合、膨潤部材62の体積膨張率は点74のようにE4である。よって、検出部66はE4に対応する圧力を検出することができる。一方、膨潤部材64の体積膨張率は点88のようにE5であり、E5に対応する圧力は検出部68が検出可能なE3からE4に対応する圧力に達しない。よって、検出部68はE5に対応する圧力を検出することができない。
For example, when the SP value of the
例えば、燃料12のSP値がSP13である場合、膨潤部材62及び64の体積膨張率は点90のように共にE6である。E6に対応する圧力は、検出部66及び68が共に検出可能なE3からE4に対応する圧力に達している。よって、検出部66及び68はE6に対応する圧力を検出することができる。
For example, when the SP value of the
例えば、燃料12のSP値がSP15である場合、膨潤部材62の体積膨張率は点78のようにE5であり、E5に対応する圧力は検出部66が検出可能なE3からE4に対応する圧力に達しない。よって、検出部66はE5に対応する圧力を検出することができない。一方、膨潤部材64の体積膨張率は点84のようにE4である。よって、検出部68はE4に対応する圧力を検出することができる。
For example, when the SP value of the
図6は、以上に示した燃料12のSP値がSP11、SP13及びSP15である場合に検出部66及び68がそれぞれ膨潤部材62及び64から受ける圧力を検出できるか否かと、燃料12が含む重質油の濃度との関係を示した図である。行92、94及び96は、それぞれ燃料12のSP値がSP11、SP13及びSP15である場合に対応する。
FIG. 6 shows whether or not the pressures received by the
行92は、燃料12のSP値がSP11の場合、検出部66が膨潤部材62からの圧力を検出できて、検出部68が膨潤部材64からの圧力を検出できないことを示す。このとき、図5より、燃料12のSP値は、点72に対応するSP10から点82に対応するSP12の区間の値であると予測することができる。よって、重質油の濃度は低いと判定することができる。
The
行94は、燃料12のSP値がSP13の場合、検出部66及び68が膨潤部材62及び64からの圧力を検出できることを示す。このとき、図5より、燃料12のSP値は、点82に対応するSP12から点76に対応するSP14の区間の値であると予測することができる。よって、重質油の濃度は中程度と判定することができる。
The
行96は、燃料12のSP値がSP15の場合、検出部66が膨潤部材62からの圧力を検出できず、検出部68が膨潤部材64からの圧力を検出できることを示す。このとき、図5より、燃料12のSP値は、点76に対応するSP14から点86に対応するSP16の区間の値であると予測することができる。よって、燃料12が含む重質油の濃度は高いと判定することができる。
The
実施例2によれば、図4のように、異なるSP値を有する複数の膨潤部材62及び64を有し、検出部66及び68は膨潤部材62及び64のそれぞれの体積の変化に基づいて、燃料12が含む成分を検出する構成とすることができる。これにより、精度よく、燃料が含む成分の濃度を測定することができる。
According to the second embodiment, as illustrated in FIG. 4, the plurality of swelling
実施例2において、燃料性状センサ60が、複数の膨潤部材と、複数の検出部と、を有する構成の一例を示したが、他の構成でもよい。例えば、異なるSP値を有する膨潤部材を有する図1の燃料性状センサ10を複数個用いてもよい。また、例えば、燃料性状センサが、複数の膨潤部材と、1つの検出部と、を有し、1つの検出部が、複数の膨潤部材が接触する領域ごとに、それぞれの変化を検出する構成としてもよい。
In the second embodiment, the
実施例2において、重質油を検出する燃料性状センサの例を示した。例えば、重質油により膨潤する膨潤部材と、エタノールにより膨潤する膨潤部材と、を用いて、重質油とエタノールの両方を検出する燃料性状センサを構成してもよい。 In Example 2, the example of the fuel property sensor which detects heavy oil was shown. For example, a fuel property sensor that detects both heavy oil and ethanol may be configured using a swelling member that swells with heavy oil and a swelling member that swells with ethanol.
図7を参照して、実施例3に係る燃料タンク100の構成を説明する。図7は、実施例3に係る燃料タンク100の断面を示す模式図である。図7に示すように、燃料タンク100には燃料102が蓄えられている。燃料タンク100の内壁面の上部には、重質油を検出する燃料性状センサ104が配置され、内壁面の下部には、エタノールを検出する燃料性状センサ106が配置される。燃料性状センサ104が有する膨潤部材のSP値は、重質油のSP値と略等しい。燃料性状センサ106が有する膨潤部材のSP値は、エタノールのSP値と略等しい。極性が異なる重質油とエタノールは相分離が発生するため、重質油は燃料102中の上部、エタノールは燃料102中の下部に分布する。また、重質油とエタノールのSP値は各々異なる。よって、重質油とエタノールが分布する位置に、それぞれを検出する燃料性状センサ104及び106を燃料タンクに配置することにより、相分離が発生する燃料の各成分を検出することができる。よって、計測不良を低減することができる。
With reference to FIG. 7, the structure of the
実施例3によれば、図7のように、燃料タンク100は、燃料102が含む成分の有するSP値と、燃料性状センサ104及び106の膨潤部材の有するSP値と、に基づいて、内壁面の所定の位置に膨潤部材が露出されるように配置される燃料性状センサ104及び106を有することを特徴とする。これにより、相分離が発生する燃料102が含む成分を検出することができる。よって、計測不良を低減することができる。
According to the third embodiment, as shown in FIG. 7, the
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・ Change is possible.
10 燃料性状センサ
12 燃料
14 膨潤部材
16 検出部
18 網
19 網
20 筐体
60 燃料性状センサ
62 膨潤部材
64 膨潤部材
66 検出部
68 検出部
100 燃料タンク
102 燃料
104 燃料性状センサ
106 燃料性状センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記膨潤部材の体積の変化に基づいて、前記成分を検出する検出部と、
を有することを特徴とする燃料性状センサ。 A swelling member made of a substance that swells by a component contained in the fuel and changes in volume;
A detection unit for detecting the component based on a change in volume of the swelling member;
A fuel property sensor comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009005173A JP2010164348A (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Fuel property sensor and fuel tank |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160031541A1 (en) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft and marine propulsion device |
-
2009
- 2009-01-13 JP JP2009005173A patent/JP2010164348A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20160031541A1 (en) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft and marine propulsion device |
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