JP2012246858A

JP2012246858A - Fuel supply system

Info

Publication number: JP2012246858A
Application number: JP2011120102A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sunami; 一男角南; Akio Tanaka; 章雄田中
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-12-13

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To collect a metal ion in fuel.SOLUTION: A metal ion collector 4 where a carboxylic acid water solution is stored is provided in a fuel pipe 3. As a result, the metal ion in the fuel reacts with a carboxylic acid to generate carboxylate, and is subsequently dissolved or deposited in the carboxylic acid water solution (in other words, collected). Accordingly, the fuel from which the metal ion is removed is supplied to an internal combustion engine 1 which prevents the normal operation of an injector from being interrupted by the metal ion, for example.

Description

本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel supply system that supplies fuel to an internal combustion engine.

従来の燃料供給システムは、燃料タンクに蓄えられた燃料を内燃機関に導く燃料経路中に燃料フィルタが設けられ、その燃料フィルタにより燃料中の固形不純物が捕捉されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。 In a conventional fuel supply system, a fuel filter is provided in a fuel path that guides fuel stored in a fuel tank to an internal combustion engine, and solid impurities in the fuel are captured by the fuel filter (for example, Patent Document 1).

特開２００４−１２２１００号公報JP 2004-122100 A

しかしながら、従来の燃料供給システムでは、固形不純物は捕捉されるものの、燃料中に溶解した金属イオンを捕捉することはできない。そのため、金属イオンを塩基とする塩が例えばインジェクタのニードル摺動部や噴孔等に析出・堆積し、インジェクタの正常な作動を妨げる虞（例えば、ニードルスティックや噴孔詰まり等が発生する虞）があった。 However, in the conventional fuel supply system, solid impurities are captured, but metal ions dissolved in the fuel cannot be captured. For this reason, a salt based on metal ions may be deposited and deposited on, for example, the needle sliding portion or nozzle hole of the injector and hinder normal operation of the injector (for example, needle stick or nozzle hole clogging may occur). was there.

本発明は上記点に鑑みて、燃料中の金属イオンを捕捉可能にすることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to enable capture of metal ions in fuel.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、カルボン酸水溶液を蓄えた金属イオン捕集器（４）が、燃料タンク（２）に溜められた燃料を内燃機関（１）に導く燃料経路（３）中に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the metal ion collector (4) storing the carboxylic acid aqueous solution guides the fuel stored in the fuel tank (2) to the internal combustion engine (1). It is provided in the fuel path (3).

これによると、燃料中の金属イオンは、カルボン酸との反応によりカルボン酸塩を生成してカルボン酸水溶液に溶解もしくは沈殿する。換言すると、燃料中の金属イオンはカルボン酸水溶液に捕捉される。したがって、内燃機関（１）には金属イオンが除去された燃料が供給され、金属イオンにより例えばインジェクタの正常な作動が妨げられることを防止することができる。 According to this, the metal ions in the fuel generate a carboxylate salt by reaction with the carboxylic acid and dissolve or precipitate in the aqueous carboxylic acid solution. In other words, the metal ions in the fuel are trapped in the aqueous carboxylic acid solution. Therefore, the fuel from which the metal ions have been removed is supplied to the internal combustion engine (1), and the normal operation of, for example, the injector can be prevented from being hindered by the metal ions.

請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の燃料供給システムにおいて、カルボン酸水溶液のカルボン酸は、水溶性低級酸を用いることができる。 As in the invention described in claim 2, in the fuel supply system described in claim 1, a water-soluble lower acid can be used as the carboxylic acid of the carboxylic acid aqueous solution.

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の燃料供給システムにおいて、燃料から水分を分離させてその分離した水を溜める水分離器（５）が、燃料経路（３）における金属イオン捕集器（４）よりも上流側に設けられていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel supply system according to the first or second aspect, the water separator (5) for separating water from the fuel and storing the separated water is a metal in the fuel path (3). It is provided upstream from the ion collector (4).

ところで、燃料中の水分が金属イオン捕集器（４）内に蓄積されて、金属イオン捕集器（４）内がカルボン酸水溶液と水で水溶液層41を貯める容器の容量以上になると、金属イオンが溶解したカルボン酸水溶液や水が内燃機関（１）側に流出する虞がある。 By the way, when the water in the fuel is accumulated in the metal ion collector (4) and the metal ion collector (4) becomes more than the capacity of the container for storing the aqueous solution layer 41 with the carboxylic acid aqueous solution and water, There is a possibility that an aqueous solution of carboxylic acid or water in which ions are dissolved flows out to the internal combustion engine (1) side.

そこで、請求項３に記載の構成を採用することにより、金属イオン捕集器（４）内がカルボン酸水溶液と水で水溶液層41を貯める容器の容量以上になることを防止し、ひいては、金属イオンが溶解したカルボン酸水溶液や水が内燃機関（１）側に流出することを防止することができる。 Therefore, by adopting the configuration according to claim 3, it is possible to prevent the metal ion collector (4) from exceeding the capacity of the container for storing the aqueous solution layer 41 with the carboxylic acid aqueous solution and water. It is possible to prevent carboxylic acid aqueous solution or water in which ions are dissolved from flowing out to the internal combustion engine (1) side.

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料供給システムにおいて、燃料を通過させるとともに水溶液をせき止める燃料水分離エレメント（４５）が、金属イオン捕集器（４）内に設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel supply system according to any one of the first to third aspects, the fuel water separation element (45) that allows the fuel to pass therethrough and blocks the aqueous solution is a metal ion collector ( 4) It is provided in the inside.

これによると、燃料水分離エレメント（４５）によりカルボン酸水溶液がせき止められるため、金属イオンが溶解したカルボン酸水溶液が内燃機関（１）側に流出することを防止することができる。 According to this, since the aqueous carboxylic acid solution is blocked by the fuel water separation element (45), the aqueous carboxylic acid solution in which metal ions are dissolved can be prevented from flowing out to the internal combustion engine (1) side.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムの構成を示す図である。It is a figure showing composition of a fuel supply system concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１の金属イオン捕集器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the metal ion collector of FIG. 本発明の第２実施形態に係る燃料供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel supply system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る燃料供給システムにおける金属イオン捕集器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the metal ion collector in the fuel supply system which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る燃料供給システムの構成を示す図、図２は図１の金属イオン捕集器の構成を示す断面図である。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the fuel supply system according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the metal ion collector of FIG.

図１に示すように、内燃機関１は、インジェクタ１１を備えている。インジェクタ１１は、図示しない電子制御装置に制御されて所定の時期に所定の期間開弁して、燃料供給システムから供給される燃料を内燃機関１の各気筒内または吸気管内に噴射する。 As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 includes an injector 11. The injector 11 is controlled by an electronic control unit (not shown) to open at a predetermined time for a predetermined period, and injects fuel supplied from the fuel supply system into each cylinder or intake pipe of the internal combustion engine 1.

燃料供給システムは、燃料を溜めておく燃料タンク２、燃料タンク２から図示しない燃料ポンプで圧送される燃料をインジェクタ１１に導く燃料経路としての燃料配管３、燃料配管３中に配置されて、燃料中の金属イオンを捕捉する金属イオン捕集器４を備えている。 The fuel supply system is disposed in a fuel tank 2 for storing fuel, a fuel pipe 3 as a fuel path for guiding fuel pumped from the fuel tank 2 by a fuel pump (not shown) to an injector 11, and a fuel pipe 3. A metal ion collector 4 for capturing the metal ions therein is provided.

金属イオン捕集器４内には、所定量のギ酸、酢酸等の水溶性低級酸のカルボン酸を含むカルボン酸水溶液が封入されている。そして、図２に示すように、カルボン酸水溶液はガソリンや軽油等の燃料よりも比重が大きいため、カルボン酸水溶液が集合した水溶液層４１が金属イオン捕集器４内の下部に形成され、燃料が集合した燃料層４２が金属イオン捕集器４内の上部に形成される。 A carboxylic acid aqueous solution containing a predetermined amount of a water-soluble lower acid carboxylic acid such as formic acid or acetic acid is enclosed in the metal ion collector 4. As shown in FIG. 2, since the carboxylic acid aqueous solution has a higher specific gravity than the fuel such as gasoline and light oil, an aqueous solution layer 41 in which the carboxylic acid aqueous solution is aggregated is formed in the lower part in the metal ion collector 4. A fuel layer 42 is formed on the upper portion of the metal ion collector 4.

金属イオン捕集器４は、燃料タンク２側の燃料配管３に接続されるインレットパイプ４３、およびインジェクタ１１側の燃料配管３に接続されるアウトレットパイプ４４を備えている。そして、インレットパイプ４３の下流側端部は、水溶液層４１中に開口している。また、アウトレットパイプ４４の上流側端部は、金属イオン捕集器４の上端部に開口している。 The metal ion collector 4 includes an inlet pipe 43 connected to the fuel pipe 3 on the fuel tank 2 side and an outlet pipe 44 connected to the fuel pipe 3 on the injector 11 side. The downstream end of the inlet pipe 43 opens into the aqueous solution layer 41. The upstream end of the outlet pipe 44 opens at the upper end of the metal ion collector 4.

上記構成において、燃料タンク２から金属イオン捕集器４に圧送された燃料は、インレットパイプ４３に導かれて水溶液層４１中に流入する。そして、下記の反応式（１）、（２）に示すように、水溶液層４１中に流入した燃料中の金属イオンは、カルボン酸との反応によりカルボン酸塩を生成してカルボン酸水溶液に溶解もしくは沈殿する。換言すると、燃料中の金属イオンはカルボン酸水溶液に捕捉され、燃料中の金属イオンは除去される。 In the above configuration, the fuel pumped from the fuel tank 2 to the metal ion collector 4 is guided to the inlet pipe 43 and flows into the aqueous solution layer 41. Then, as shown in the following reaction formulas (1) and (2), the metal ions in the fuel flowing into the aqueous solution layer 41 generate a carboxylate by reaction with the carboxylic acid and dissolve in the aqueous carboxylic acid solution. Or it precipitates. In other words, the metal ions in the fuel are captured by the aqueous carboxylic acid solution, and the metal ions in the fuel are removed.

Ｒ−ＣＯＯＨ⇔Ｒ−ＣＯＯ^-＋Ｈ⁺…（１）
Ｒ−ＣＯＯ^-＋Ｍ⁺→Ｒ−ＣＯＯＭ…（２）
金属イオンが除去された燃料は、燃料層４２に移動し、アウトレットパイプ４４および燃料配管３を介してインジェクタ１１へ送られる。したがって、金属イオンによりインジェクタ１１の正常な作動が妨げられることを防止することができる。 R—COOH⇔R—COO ⁻ + H ⁺ (1)
R-COO ⁻ + M ⁺ → R-COOM (2)
The fuel from which the metal ions have been removed moves to the fuel layer 42 and is sent to the injector 11 via the outlet pipe 44 and the fuel pipe 3. Therefore, it is possible to prevent the normal operation of the injector 11 from being hindered by metal ions.

なお、上記反応を継続的に行わせるために、金属イオン捕集器４全体、あるいは、金属イオン捕集器４内のカルボン酸水溶液を、例えば定期メンテナンスのタイミングで交換する。 In addition, in order to perform the said reaction continuously, the metal ion collector 4 whole or the carboxylic acid aqueous solution in the metal ion collector 4 is replaced | exchanged at the timing of a regular maintenance, for example.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態に係る燃料供給システムの構成を示す図である。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a fuel supply system according to the second embodiment. Only the parts different from the first embodiment will be described below.

図３に示すように、燃料タンク２と金属イオン捕集器４とを接続する燃料配管３（すなわち、金属イオン捕集器４よりも上流側）には、水分離器としての水分離フィルタ５が設けられている
この水分離フィルタ５は、燃料中の固形不純物を捕捉する固形物エレメント（図示せず）が内蔵されている。また、水分離フィルタ５は、燃料から水分を分離させてその分離した水を溜めるようになっており、さらに、溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（図示せず）が設けられている。 As shown in FIG. 3, a water separation filter 5 as a water separator is provided in a fuel pipe 3 (that is, upstream of the metal ion collector 4) that connects the fuel tank 2 and the metal ion collector 4. The water separation filter 5 includes a solid element (not shown) that traps solid impurities in the fuel. The water separation filter 5 separates moisture from the fuel and accumulates the separated water, and further includes a drain pipe (not shown) for discharging the accumulated water to the outside. Yes.

本実施形態によると、水分離フィルタ５の固形物エレメントにより燃料中の固形不純物が捕捉されるため、燃料中の固形不純物によりインジェクタ１１の正常な作動が妨げられることを防止することができる。 According to this embodiment, since solid impurities in the fuel are captured by the solid element of the water separation filter 5, it is possible to prevent the normal operation of the injector 11 from being hindered by the solid impurities in the fuel.

また、水分離フィルタ５は燃料から水分を分離させて溜めるため、燃料中の水分が金属イオン捕集器４に流入することを防止することができる。したがって、金属イオン捕集器４内がカルボン酸水溶液と水で水溶液層41を貯める容器の容量以上になることを防止し、ひいては、金属イオンが溶解したカルボン酸水溶液や水がインジェクタ１１側に流出することを防止することができる。 Moreover, since the water separation filter 5 separates and collects moisture from the fuel, it is possible to prevent moisture in the fuel from flowing into the metal ion collector 4. Accordingly, it is possible to prevent the inside of the metal ion collector 4 from exceeding the capacity of the container for storing the aqueous solution layer 41 with the carboxylic acid aqueous solution and water. As a result, the carboxylic acid aqueous solution or water in which the metal ions are dissolved flows out to the injector 11 side. Can be prevented.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図４は第３実施形態に係る燃料供給システムにおける金属イオン捕集器の構成を示す断面図である。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the metal ion collector in the fuel supply system according to the third embodiment. Only the parts different from the first embodiment will be described below.

図４に示すように、金属イオン捕集器４内には、水溶液層４１と燃料層４２とを分離するようにして、燃料水分離エレメント４５が設けられている。この燃料水分離エレメント４５は、親水性の濾過材よりなり、水分を凝集させる機能を有する。 As shown in FIG. 4, a fuel water separation element 45 is provided in the metal ion collector 4 so as to separate the aqueous solution layer 41 and the fuel layer 42. The fuel water separation element 45 is made of a hydrophilic filter material and has a function of aggregating moisture.

上記構成において、水溶液層４１中のカルボン酸水溶液は、燃料水分離エレメント４５の下面側で凝集してせき止められる。一方、水溶液層４１内で金属イオンが除去された燃料は、凝集されることなく燃料水分離エレメント４５を通過して燃料層４２に流入する。 In the above configuration, the carboxylic acid aqueous solution in the aqueous solution layer 41 is aggregated and stopped on the lower surface side of the fuel water separation element 45. On the other hand, the fuel from which the metal ions have been removed in the aqueous solution layer 41 passes through the fuel water separation element 45 and flows into the fuel layer 42 without being agglomerated.

また、水溶液層４１と燃料層４２が燃料水分離エレメント４５によって分離されているため、燃料タンク２から金属イオン捕集器４に圧送された燃料によって水溶液層４１内のカルボン酸水溶液が攪拌されても、水溶液層４１内のカルボン酸水溶液と燃料層４２内の燃料との混合が防止される。 Further, since the aqueous solution layer 41 and the fuel layer 42 are separated by the fuel water separation element 45, the aqueous carboxylic acid solution in the aqueous solution layer 41 is stirred by the fuel pumped from the fuel tank 2 to the metal ion collector 4. In addition, mixing of the carboxylic acid aqueous solution in the aqueous solution layer 41 and the fuel in the fuel layer 42 is prevented.

このように、燃料水分離エレメント４５により、カルボン酸水溶液がせき止められることと、攪拌によるカルボン酸水溶液と燃料との混合が防止されることとが相俟って、金属イオンが溶解したカルボン酸水溶液がインジェクタ１１側に流出することを防止することができる。 Thus, the carboxylic acid aqueous solution in which metal ions are dissolved is combined with the fact that the carboxylic acid aqueous solution is blocked by the fuel water separation element 45 and the mixing of the carboxylic acid aqueous solution and the fuel by stirring is prevented. Can be prevented from flowing out to the injector 11 side.

なお、上記各実施形態は、実施可能な範囲で任意に組み合わせが可能である。 In addition, each said embodiment can be arbitrarily combined in the range which can be implemented.

１内燃機関
２燃料タンク
４金属イオン捕集器 1 Internal combustion engine 2 Fuel tank 4 Metal ion collector

Claims

A metal ion collector (4) storing a carboxylic acid aqueous solution is provided in a fuel path (3) for guiding fuel stored in a fuel tank (2) to an internal combustion engine (1). Fuel supply system.

The fuel supply system according to claim 1, wherein the carboxylic acid in the carboxylic acid aqueous solution is a water-soluble lower acid.

A water separator (5) for separating water from fuel and storing the separated water is provided upstream of the metal ion collector (4) in the fuel path (3). The fuel supply system according to claim 1 or 2.

The fuel water separation element (45) for passing the fuel and blocking the aqueous solution is provided in the metal ion collector (4), according to any one of claims 1 to 3. Fuel supply system.