JP4345443B2 - In-vehicle fuel separation system - Google Patents

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Description

本発明は燃料分離システム、特には車載型燃料分離システムに関する。   The present invention relates to a fuel separation system, and more particularly to a vehicle-mounted fuel separation system.

内燃機関で駆動される車両に燃料分離装置を搭載して成る車載型燃料分離システムが公知である。例えば、特許文献1に記載の装置である。この装置では、原料燃料を車載された燃料分離装置で高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し、分離された燃料を、高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクに貯留し、そこから、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を運転条件に適するように混合して内燃機関の燃焼室に供給するようにされている。   A vehicle-mounted fuel separation system in which a fuel separation device is mounted on a vehicle driven by an internal combustion engine is known. For example, an apparatus described in Patent Document 1. In this system, raw fuel is separated into high-octane fuel and low-octane fuel by an on-vehicle fuel separator, and the separated fuel is stored in a high-octane fuel tank and low-octane fuel tank, from which high-octane fuel is stored. And a low-octane fuel are mixed so as to suit the operating conditions and supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine.

ところで、燃料分離装置には、燃料を分留して高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料に分離する分留式のものや、分離膜モジュールで高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料に分離する分離膜式のものがあるが、いずれも、常温では分離効率が低いので加熱する必要がある。前記特許文献1の燃料分離装置は分留式のものであるが、電熱式ヒータと内燃機関の冷却水を温水式ヒータを備え、内燃機関が暖機未了で冷却水温度が低い場合には電熱式ヒータで分離システムを加熱し、内燃機関が暖機完了して冷却水温度が高くなったら燃料エンジン冷却水で分離装置を加熱している。すなわち、2つの加熱手段を備えており、その結果、装置が複雑になり、コストも高くなり、バッテリ負荷も高くなってしまう。   By the way, the fuel separation device includes a fractional type that fractionates the fuel into a high octane fuel tank and a low octane fuel, and a separation membrane type that separates the fuel into a high octane fuel tank and a low octane fuel with a separation membrane module. However, since the separation efficiency is low at room temperature, it is necessary to heat them. The fuel separator of Patent Document 1 is of the fractional distillation type, but is equipped with an electric heater and a hot water heater for cooling water of the internal combustion engine, and when the internal combustion engine has not been warmed up and the cooling water temperature is low. The separation system is heated by an electric heater, and when the internal combustion engine is warmed up and the cooling water temperature becomes high, the separation device is heated by the fuel engine cooling water. That is, two heating means are provided. As a result, the apparatus becomes complicated, the cost increases, and the battery load also increases.

特開2001−050070号公報JP 2001-050070 A

本発明は上記問題に鑑み、車載型燃料分離システムにおいて、簡潔、低コスト、かつ、バッテリへの負荷を抑制して分離効率を高めることを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vehicle-mounted fuel separation system that is simple, low-cost, and suppresses a load on a battery to increase separation efficiency.

本発明によれば、内燃機関で駆動される車両に、原料燃料を相対的にオクタン価が高い高オクタン価燃料と相対的にオクタン価が低い低オクタン価燃料に分離する燃料分離装置を搭載して成る車載型燃料分離システムにおいて、燃料分離装置が分離能力を発揮するために加熱を要する要加熱型の燃料分離装置であって、燃料分離装置を加熱する加熱装置を備え、該加熱装置は機関冷却水を燃料分離装置に伝熱可能に流通せしめる温水式ヒータで構成され、機関冷却水温度が予め定めた分離装置稼動開始温度に達するまでは温水式ヒータへの機関冷却水の流通を停止し、且つ、燃料分離装置の作動を停止するようにするとともに、分離された低オクタン価燃料を貯留する低オクタン価燃料タンクと分離された高オクタン価燃料を貯留する高オクタン価燃料タンクを備え、低オクタン価燃料タンクの残量と高オクタン価燃料タンクの残量の和が所定値より大きい場合は、前記分離装置稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度とし、低オクタン価燃料タンクの残量と高オクタン価燃料タンクの残量の和が所定値以下の場合は、前記分離装置稼動開始温度を前記燃料分離可能温度以下に低下せしめる、ことを特徴とする車載型燃料分離システムが提供される。
すなわち、本発明による車載型燃料分離システムでは、燃料分離装置は機関冷却水を燃料分離装置に伝熱可能に流通せしめる温水式ヒータで構成される加熱装置で加熱されるが、機関冷却水温度が予め定めたシステム稼動開始温度に達するまでは温水式ヒータへの機関冷却水の流通を停止せしめ、且つ、燃料分離装置の作動を停止することができる。したがって、冷却水温が高い時に分離効率を上げることができる。一方、冷却水温が低い時に低オクタン価燃料タンクに分離されない芳香族成分が大量に流入することがなく、低オクタン価燃料タンクのオクタン価が安定した状態となり、分離装置を停止するので無駄なエネルギが消費されず燃費が向上する。
According to the present invention, a vehicle driven by an internal combustion engine is mounted with a fuel separation device for separating a raw material fuel into a high-octane fuel having a relatively high octane number and a low-octane fuel having a relatively low octane number. In a fuel separation system, a fuel separation device that needs to be heated in order for the fuel separation device to exhibit separation ability, and includes a heating device that heats the fuel separation device, and the heating device uses engine cooling water as fuel. It consists of a hot water heater that allows heat to flow through the separation device, and stops the flow of engine cooling water to the hot water heater until the engine cooling water temperature reaches a predetermined separation device operation start temperature. together so as to stop the operation of the separation apparatus, the high-octane for storing high-octane fuel that has been separated from the low-octane fuel tank for storing the separated low-octane fuel When the sum of the remaining amount of the low-octane fuel tank and the remaining amount of the high-octane fuel tank is larger than a predetermined value, the fuel separation device determines the starting fuel as the high-octane fuel. When the sum of the remaining amount of the low-octane fuel tank and the remaining amount of the high-octane fuel tank is equal to or less than a predetermined value, the separation device operation start temperature is set as the fuel-separable temperature. An in-vehicle fuel separation system characterized in that it is lowered to the following is provided.
That is, in the on- vehicle fuel separation system according to the present invention , the fuel separation device is heated by a heating device composed of a hot water heater that allows the engine cooling water to flow through the fuel separation device in a heat transferable manner. Until the predetermined system operation start temperature is reached, the flow of the engine cooling water to the hot water heater can be stopped, and the operation of the fuel separator can be stopped. Therefore, the separation efficiency can be increased when the cooling water temperature is high. On the other hand, when the cooling water temperature is low, a large amount of aromatic components that are not separated into the low-octane fuel tank do not flow in, the octane number of the low-octane fuel tank becomes stable, and the separation device is stopped, so wasted energy is consumed. Fuel economy is improved.

また、本発明による車載型燃料分離システムでは、燃料分離可能温度以下では、燃料分離装置は作動しないので、低オクタン価燃料タンクに分離されない芳香族成分が大量に流入して低オクタン価燃料タンクのオクタン価が上昇することが確実に防止される。 Further, in the on- vehicle fuel separation system according to the present invention , the fuel separation device does not operate below the temperature at which fuel separation is possible, so that a large amount of aromatic components that are not separated into the low octane fuel tank flow into the octane number of the low octane fuel tank. It is reliably prevented from rising.

更に、本発明による車載型燃料分離システムでは、低オクタン価燃料タンク残量と高オクタン価燃料タンク残量の和が所定値以下の場合は、システム稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度以下に低下させるので、冷却水温が低い状態でも燃料分離装置が稼動され、内燃機関に供給される燃料量を確保することができ、燃料分離装置に燃料が供給される限りエンストする事態を回避できる。 Furthermore, in the on- vehicle fuel separation system according to the present invention , when the sum of the low octane number fuel tank remaining amount and the high octane number fuel tank remaining amount is equal to or less than a predetermined value, the fuel separation device determines the system operation start temperature as the high octane number fuel. Therefore, the fuel separation device can be operated even when the cooling water temperature is low, and the amount of fuel supplied to the internal combustion engine can be secured. As long as the fuel is supplied, the stall situation can be avoided.

本発明によれば、燃料分離装置を内燃機関の冷却水によって加熱して分離効率を向上することができ、構造が簡単で、コストもかからない、そして、冷却水温が低い時には、燃料分離装置が停止されるので低オクタン価燃料タンクに分離されない芳香族成分が大量に流入することが防止され低オクタン価燃料タンクのオクタン価を安定させることができ、分離装置を停止するので無駄なエネルギが消費されず燃費が向上する。
また本発明によれば分離燃料の残量が少ないときには、冷却水温が低い状態でも燃料分離装置が稼動され、内燃機関に供給される燃料量を確保することができ、燃料分離装置に燃料が供給される限りエンストする事態を回避できる。
According to the present invention , the fuel separation device can be heated by the cooling water of the internal combustion engine to improve the separation efficiency, the structure is simple, the cost is low, and the fuel separation device is stopped when the cooling water temperature is low. Therefore, a large amount of aromatic components that are not separated into the low-octane fuel tank can be prevented from flowing in, and the octane number of the low-octane fuel tank can be stabilized. improves.
Further, according to the present invention, when the remaining amount of the separated fuel is small , the fuel separation device can be operated even when the cooling water temperature is low, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine can be secured, and the fuel is supplied to the fuel separation device. As much as possible, you can avoid the situation of stalling.

以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の車載用燃料分離装置の実施の形態の概略構成を模式的に示す図である。
図1において、1は車両、2は内燃機関、11、12は内燃機関2の燃料噴射弁を示している。本実施の形態では、後述するようにオクタン価の高い高オクタン価燃料とオクタン価の低い低オクタン価燃料とが使用され、それぞれの燃料を個別に噴射するために各気筒にそれぞれ2つの燃料噴射弁11、12が設けられている。図1の例では、低オクタン価燃料用の燃料噴射弁11は各気筒内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射弁とされ、高オクタン価燃料用の燃料噴射弁12は各気筒の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とされている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of an embodiment of an on-vehicle fuel separator according to the present invention.
In FIG. 1, 1 is a vehicle, 2 is an internal combustion engine, and 11 and 12 are fuel injection valves of the internal combustion engine 2. In this embodiment, as will be described later, a high-octane fuel having a high octane number and a low-octane fuel having a low octane number are used, and two fuel injection valves 11, 12 are provided in each cylinder in order to inject each fuel individually. Is provided. In the example of FIG. 1, the fuel injection valve 11 for low octane fuel is an in-cylinder fuel injection valve that directly injects fuel into each cylinder, and the fuel injection valve 12 for high octane fuel is fuel at the intake port of each cylinder. Is a port injection valve.

3は燃料(ガソリン)を貯留する燃料タンクである。タンク3には通常の(市販の)ガソリンが給油され、貯留されている。なお、本明細書では、燃料タンク3内に貯留されるガソリンは後述する分離燃料と区別するために原料燃料と呼び、その燃料タンクも原料燃料タンクと呼んでいる。原料燃料タンク3内の燃料は、フィードポンプ31により原料燃料供給ライン34を介して燃料分離装置10に供給され、そこで原料燃料よりオクタン価の高い高オクタン価燃料と原料燃料よりオクタン価の低い低オクタン価燃料とに分離され、分離された燃料はそれぞれ低オクタン価燃料タンク5と高オクタン価燃料タンク7とに貯留される。なお、本実施の形態では燃料分離装置10、各燃料タンク3、5、7は内燃機関2とともに車両1上に搭載されている。低オクタン価燃料タンク5には低オクタン価燃料タンク5内の燃料残量を検出する燃料残量計52が付設され、高オクタン価燃料タンク7には高オクタン価燃料タンク7内の燃料残量を検出する燃料残量計72が付設されている。   A fuel tank 3 stores fuel (gasoline). The tank 3 is supplied with ordinary (commercially available) gasoline and stored. In the present specification, gasoline stored in the fuel tank 3 is referred to as a raw material fuel in order to distinguish it from the separated fuel described later, and the fuel tank is also referred to as a raw material fuel tank. The fuel in the raw material fuel tank 3 is supplied to the fuel separator 10 by the feed pump 31 via the raw material fuel supply line 34, where a high octane fuel having a higher octane number than the raw material fuel and a low octane fuel having a lower octane number than the raw material fuel are provided. The separated fuel is stored in a low octane fuel tank 5 and a high octane fuel tank 7, respectively. In the present embodiment, the fuel separator 10 and the fuel tanks 3, 5, 7 are mounted on the vehicle 1 together with the internal combustion engine 2. The low-octane fuel tank 5 is provided with a fuel remaining amount meter 52 that detects the remaining amount of fuel in the low-octane fuel tank 5, and the high-octane fuel tank 7 is a fuel that detects the remaining fuel in the high-octane fuel tank 7. A fuel gauge 72 is attached.

低オクタン価燃料タンク5内の低オクタン価燃料はフィードポンプ51により高圧燃料噴射ポンプ53に供給され、ポンプ53で昇圧後、低オクタン価燃料用燃料噴射弁11から各気筒内に直接噴射される。また、高オクタン価燃料タンク7内の高オクタン価燃料は、フィードポンプ71により高オクタン価燃料用燃料噴射弁12に供給され、燃料噴射弁12から各気筒の吸気ポートに噴射される。   The low octane number fuel in the low octane number fuel tank 5 is supplied to the high pressure fuel injection pump 53 by the feed pump 51, and after being pressurized by the pump 53, is directly injected into each cylinder from the low octane number fuel injection valve 11. The high-octane fuel in the high-octane fuel tank 7 is supplied to the high-octane fuel injection valve 12 by the feed pump 71 and injected from the fuel injection valve 12 to the intake port of each cylinder.

このように、本実施の形態では低オクタン価燃料用と高オクタン価燃料用とに互いに独立した燃料噴射弁を使用しているため、機関の運転状態に応じて低オクタン価燃料と高オクタン価燃料との一方を選択的に、或いは両方の燃料を所定の比率で同時に、内燃機関2の各気筒に供給し、機関性能の向上と排気性状の改善とを達成している。すなわち、低オクタン価燃料は、着火性が非常に良好であるため、機関始動時や冷間運転時に使用して機関性能の向上や排気性状を改善できる。高オクタン価燃料は自己着火が生じにくく耐ノック性が高いため、高出力運転時に使用することにより点火時期を進角させて機関の出力を増大させることができる。   As described above, in the present embodiment, since the fuel injection valves that are independent from each other are used for the low-octane fuel and the high-octane fuel, one of the low-octane fuel and the high-octane fuel is selected according to the operating state of the engine. Or both of the fuels are simultaneously supplied to each cylinder of the internal combustion engine 2 at a predetermined ratio to improve engine performance and exhaust properties. That is, since the low octane fuel has very good ignitability, it can be used during engine start-up or cold operation to improve engine performance and exhaust properties. Since high-octane fuel is less likely to self-ignite and has high knock resistance, it can be used during high-power operation to advance the ignition timing and increase engine output.

燃料分離装置10は、分離ユニット100と、熱交換器120、気液分離器130、原料燃料の循環ライン140及び循環ポンプ141等を備えている。
分離ユニット100は、分離膜モジュール110備えており、分離膜モジュール110は、耐圧容器からなるハウジング110a内を分離膜111で2つの区画113と115とに区分した構成とされている。分離膜111としては、ガソリン中の芳香族成分を選択的に透過させる性質を有するものが使用される。
The fuel separator 10 includes a separation unit 100, a heat exchanger 120, a gas-liquid separator 130, a feed line circulation line 140, a circulation pump 141, and the like.
The separation unit 100 includes a separation membrane module 110. The separation membrane module 110 has a structure in which a housing 110a made of a pressure vessel is divided into two compartments 113 and 115 by a separation membrane 111. As the separation membrane 111, one having a property of selectively permeating aromatic components in gasoline is used.

分離膜111では、原料燃料を分離膜111の一方の側(例えば区画113側、すなわち低オクタン価燃料側)に比較的高い圧力で供給し、もう一方の側(例えば区画115側、すなわち高オクタン価燃料側)を比較的低圧に保持すると、主に原料燃料中の芳香族成分が分離膜111内を透過して分離膜111の低圧側(区画115側、すなわち高オクタン価燃料側)の表面に浸出して低圧側115に面した膜表面を覆うようになる。この、低圧側の膜表面を覆う液状の浸出燃料を除去することにより、高圧区画113側から低圧区画115側に連続的に分離膜111を通して芳香族成分の浸出が生じるようになる。   In the separation membrane 111, the raw material fuel is supplied to one side of the separation membrane 111 (for example, the compartment 113 side, ie, the low octane fuel side) at a relatively high pressure, and the other side (eg, the compartment 115 side, ie, the high octane fuel). Is maintained at a relatively low pressure, the aromatic components in the raw material fuel permeate through the separation membrane 111 and leached out to the surface of the separation membrane 111 on the low pressure side (the compartment 115 side, ie, the high octane fuel side). Thus, the film surface facing the low pressure side 115 is covered. By removing the liquid leached fuel covering the low pressure side membrane surface, the leaching of aromatic components occurs continuously through the separation membrane 111 from the high pressure compartment 113 side to the low pressure compartment 115 side.

本実施の形態では、低圧側(区画115側内)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、低圧側の膜表面を覆う芳香族成分を多く含む浸出燃料を蒸発させて連続的に表面から除去し、燃料蒸気の形で回収するようにしている。分離膜モジュール110の低圧側区画115から回収された燃料蒸気は、気液分離器130に送られてそこで冷却される。
そして、比較的沸点の高い芳香族成分は液化し、気液分離器130の下部には芳香族成分を多く含む液相の高オクタン価燃料が生成される。一方、気液分離器130の上部には底部に生成される液相燃料よりオクタン価の低い低沸点の燃料蒸気が分離される。
In the present embodiment, by maintaining the pressure on the low pressure side (in the compartment 115 side) at a pressure lower than the vapor pressure of the brewed aromatic component, the leached fuel containing a large amount of aromatic component covering the membrane surface on the low pressure side is obtained. It is evaporated and continuously removed from the surface and recovered in the form of fuel vapor. The fuel vapor recovered from the low pressure side section 115 of the separation membrane module 110 is sent to the gas-liquid separator 130 where it is cooled.
The aromatic component having a relatively high boiling point is liquefied, and a liquid-phase high-octane fuel containing a large amount of the aromatic component is generated below the gas-liquid separator 130. On the other hand, a low-boiling point fuel vapor having a lower octane number than the liquid phase fuel produced at the bottom is separated at the top of the gas-liquid separator 130.

よく知られているように、ガソリン中の芳香族成分の量が増大するとガソリンのオクタン価(RON)は高くなる。このため、気液分離器130から回収される芳香族成分を多く含む燃料のオクタン価は原料燃料のオクタン価より大幅に高くなる。一方、分離膜111の高圧側区画113に残った、芳香族成分の一部が除去され高オクタン価成分含有量が少なくなった燃料は原料燃料よりオクタン価が低くなる。   As is well known, as the amount of aromatic components in gasoline increases, the octane number (RON) of gasoline increases. For this reason, the octane number of the fuel containing a large amount of aromatic components recovered from the gas-liquid separator 130 is significantly higher than the octane number of the raw material fuel. On the other hand, the fuel remaining in the high-pressure side section 113 of the separation membrane 111, in which a part of the aromatic component is removed and the content of the high octane component is reduced, has a lower octane number than the raw fuel.

すなわち、分離膜モジュール110の高圧側区画113に原料燃料を供給すると、低圧側区画115からは原料燃料よりオクタン価の高い高オクタン価燃料がベーパの形で回収され、更に気液分離器130で生成した液相分を分離回収することにより芳香族成分とオクタン価が更に増大された高オクタン価燃料が生成される。一方、高圧側区画113からは原料燃料から高オクタン価成分(芳香族成分)の一部が除去されて原料燃料よりオクタン価が低下した燃料が回収され、そのままの形で、あるいは気液分離器130で液相分を分離した後の蒸気と混合されて低オクタン価燃料となる。
つまり、分離膜モジュール110に原料燃料を供給する事により、原料燃料は高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離される。
That is, when the raw material fuel is supplied to the high pressure side compartment 113 of the separation membrane module 110, the high octane fuel having a higher octane number than the raw material fuel is recovered from the low pressure side compartment 115 in the form of vapor and further generated by the gas-liquid separator 130. By separating and recovering the liquid phase, a high-octane fuel having an aromatic component and an octane number further increased is produced. On the other hand, from the high pressure side compartment 113, a part of the high octane number component (aromatic component) is removed from the raw material fuel, and the fuel having a lower octane number than the raw material fuel is recovered. It is mixed with the vapor after the liquid phase is separated to become a low octane fuel.
That is, by supplying the raw material fuel to the separation membrane module 110, the raw material fuel is separated into a high octane fuel and a low octane fuel.

熱交換器120は、例えば通常のシェルアンドチューブまたはプレート型等の熱交換器であって、低オクタン価燃料の燃料タンク5への戻りライン54と原料燃料供給ライン34が内部を通過するようにされていて分離ユニット100で分離された低オクタン価燃料の燃料タンク5への戻りライン54中の低オクタン価燃料と、原料燃料タンク3から分離ユニット100への原料燃料供給ライン中の原料燃料とを熱交換するものである。   The heat exchanger 120 is, for example, a normal shell and tube or plate type heat exchanger, and the return line 54 to the low-octane fuel tank 5 and the raw fuel supply line 34 pass through the inside. The low-octane fuel in the return line 54 to the fuel tank 5 of the low-octane fuel separated by the separation unit 100 and the raw fuel in the raw fuel supply line from the raw fuel tank 3 to the separation unit 100 are heat exchanged. To do.

図中分離ユニット100の上方に示されている、循環ライン140と循環ポンプ141は以下のように作用する。
原料燃料はタンク3から原料燃料供給ポンプ31により原料燃料供給ライン34を介して熱交換器120を経て分離ユニット100の循環ライン140に供給され、循環ライン140内では、原料燃料は分離膜モジュール110の高圧区画113に供給され分離膜111と接触する。分離膜111と接触した後の原料燃料、すなわち低オクタン価燃料は循環ポンプ141により循環ライン140を経て分離膜モジュール110の高圧区画113に供給される。
The circulation line 140 and the circulation pump 141 shown above the separation unit 100 in the drawing operate as follows.
The raw material fuel is supplied from the tank 3 by the raw material fuel supply pump 31 via the raw material fuel supply line 34 to the circulation line 140 of the separation unit 100 via the heat exchanger 120, and in the circulation line 140, the raw material fuel is supplied to the separation membrane module 110. Is supplied to the high-pressure compartment 113 and contacts the separation membrane 111. The raw material fuel that has come into contact with the separation membrane 111, that is, the low-octane fuel, is supplied to the high-pressure section 113 of the separation membrane module 110 via the circulation line 140 by the circulation pump 141.

循環ライン140内の低オクタン価燃料は回収ライン54を通って低オクタン価燃料タンク5に回収される。回収配管54には制御弁55が設けられており、この制御弁55の開度を制御することにより、分離膜モジュール110の温度制御のために循環ライン140内の流れと原料燃料の分離ユニット100への供給量及び圧力が制御される。   The low-octane fuel in the circulation line 140 is recovered to the low-octane fuel tank 5 through the recovery line 54. The recovery pipe 54 is provided with a control valve 55. By controlling the opening degree of the control valve 55, the flow in the circulation line 140 and the raw fuel separation unit 100 are controlled to control the temperature of the separation membrane module 110. The supply amount and pressure to the are controlled.

気液分離器130にはジェットポンプ131が付設され、ジェットポンプ131は低圧区画燃料吸引ライン133を介して分離膜モジュール110の低圧区画115と接続され分離膜モジュール110の低圧区画115内の圧力は例えば50kPa程度の圧力に維持される。分離膜111の低圧区画115側の表面に滲出した燃料は燃料蒸気となって気液分離器130内に吸引される。高オクタン価成分のみならず低オクタン価成分も分離膜111を通過してしまうので燃料蒸気には高オクタン価成分と低オクタン価成分とが含まれている。   A jet pump 131 is attached to the gas-liquid separator 130, and the jet pump 131 is connected to the low pressure compartment 115 of the separation membrane module 110 via the low pressure compartment fuel suction line 133, and the pressure in the low pressure compartment 115 of the separation membrane module 110 is For example, the pressure is maintained at about 50 kPa. The fuel that has oozed out on the surface of the separation membrane 111 on the low pressure compartment 115 side is sucked into the gas-liquid separator 130 as fuel vapor. Since not only a high octane component but also a low octane component passes through the separation membrane 111, the fuel vapor contains a high octane component and a low octane component.

気液分離器130で芳香族成分(高オクタン価成分)のほとんどが液化し、かつ、それ以外の成分(低オクタン価成分)は気体の状態となる。従って、低圧区画115から吸引された燃料蒸気は、気液分離器130内で液相の高オクタン価燃料と、気相の低オクタン価燃料蒸気とに分離される。   Most of the aromatic component (high octane component) is liquefied by the gas-liquid separator 130, and the other components (low octane component) are in a gaseous state. Therefore, the fuel vapor sucked from the low pressure section 115 is separated in the gas-liquid separator 130 into a liquid-phase high-octane fuel and a gas-phase low-octane fuel vapor.

気液分離器130の上部と分離膜モジュール110の低圧区画115は低オクタン価燃料蒸気循環ライン137で接続されている。気液分離器130内の気相の低オクタン価燃料蒸気は分離膜モジュール低圧区画115に再循環される。これにより、低圧区画115内では高オクタン価成分の蒸気圧を低く維持したまま低オクタン価成分の蒸気圧のみが増大し、高オクタン価成分(芳香族成分)の選択透過性が向上する。なお、循環ライン137には流量制御弁135が設けられており、循環ライン137を流れる低オクタン価燃料蒸気の流量を制御することにより、低圧区画115と気液分離器130との圧力差を適宜な値に維持している。   The upper part of the gas-liquid separator 130 and the low pressure section 115 of the separation membrane module 110 are connected by a low octane fuel vapor circulation line 137. The gas phase low octane fuel vapor in the gas-liquid separator 130 is recycled to the separation membrane module low pressure section 115. Thereby, in the low pressure section 115, only the vapor pressure of the low octane component increases while maintaining the vapor pressure of the high octane component low, and the selective permeability of the high octane component (aromatic component) is improved. The circulation line 137 is provided with a flow rate control valve 135, and by controlling the flow rate of the low octane fuel vapor flowing through the circulation line 137, the pressure difference between the low pressure section 115 and the gas-liquid separator 130 can be appropriately adjusted. Value is maintained.

また、気液分離器130の下部には、液相の高オクタン価燃料の循環ライン138と循環ポンプ139、及び循環ライン138と高オクタン価燃料タンク7とを接続する高オクタン価燃料の回収ライン77が設けられており、この回収ライン77上には液面制御弁75が配置されている。また、気液分離器130内の液面を検出する液面検出部75aが設けられている。
気液分離器130内の高オクタン価燃料の液面が所定の高位高さに到達すると液面制御弁75が開弁される。液面制御弁75が開弁すると、循環ポンプ139から吐出された高オクタン価燃料は回収ライン77から高オクタン価燃料タンク7に流入する。これにより、燃料分離装置10で分離生成された高オクタン価燃料は燃料タンク7に移送されるようになる。
一方、気液分離器130内の高オクタン価燃料の液面が所定の低位高さまで低下すると液面制御弁75は閉弁され、循環ポンプ139から吐出された高オクタン価燃料は循環ライン138を通って気液分離器130内に循環する。
Further, a liquid-phase high-octane fuel circulation line 138 and a circulation pump 139, and a high-octane fuel recovery line 77 that connects the circulation line 138 and the high-octane fuel tank 7 are provided below the gas-liquid separator 130. A liquid level control valve 75 is disposed on the recovery line 77. Further, a liquid level detector 75a for detecting the liquid level in the gas-liquid separator 130 is provided.
When the liquid level of the high octane fuel in the gas-liquid separator 130 reaches a predetermined high level, the liquid level control valve 75 is opened. When the liquid level control valve 75 is opened, the high-octane fuel discharged from the circulation pump 139 flows into the high-octane fuel tank 7 from the recovery line 77. As a result, the high-octane fuel separated and generated by the fuel separator 10 is transferred to the fuel tank 7.
On the other hand, when the liquid level of the high-octane fuel in the gas-liquid separator 130 is lowered to a predetermined low level, the liquid level control valve 75 is closed, and the high-octane fuel discharged from the circulation pump 139 passes through the circulation line 138. It circulates in the gas-liquid separator 130.

高オクタン価燃料が気液分離器130内に循環する際、ジェットポンプ131を通り、ジェットポンプ131内のベンチュリー部を通過する際に生じる負圧により、前述したように分離膜モジュール110の低圧部115内の燃料蒸気が気液分離器130内に吸引される。   When the high-octane fuel circulates in the gas-liquid separator 130, the low-pressure portion 115 of the separation membrane module 110 as described above due to the negative pressure generated when passing through the jet pump 131 and passing through the venturi portion in the jet pump 131. The fuel vapor inside is sucked into the gas-liquid separator 130.

また、低オクタン価燃料蒸気の循環ライン137と低オクタン価燃料タンク5とを接続する低オクタン価燃料蒸気回収ライン57が設けられている。この低オクタン価燃料蒸気回収ライン57は、前述の分離後の低オクタン価燃料回収ライン54の制御弁55下流側に配置した、ジェットポンプ131と同様なジェットポンプ59の吸引側に接続されている。制御弁55が開弁されてジェットポンプ59内を液状の低オクタン価燃料が流れると、気液分離器130内の低オクタン価燃料蒸気がジェットポンプ59により吸引され、ジェットポンプ59内で液状の低オクタン価燃料と混合して低オクタン価燃料タンク5に回収される。これにより、気液分離器130内の低オクタン価燃料蒸気が低オクタン価燃料タンク5に回収され、気液分離器130内の圧力上昇が防止される。   Further, a low octane fuel vapor recovery line 57 that connects the low octane fuel vapor circulation line 137 and the low octane fuel tank 5 is provided. The low-octane fuel vapor recovery line 57 is connected to the suction side of a jet pump 59 similar to the jet pump 131 disposed downstream of the control valve 55 of the low-octane fuel recovery line 54 after separation. When the control valve 55 is opened and liquid low-octane fuel flows in the jet pump 59, the low-octane fuel vapor in the gas-liquid separator 130 is sucked by the jet pump 59 and is liquid in the jet pump 59. It is mixed with fuel and collected in the low octane fuel tank 5. As a result, the low-octane fuel vapor in the gas-liquid separator 130 is recovered in the low-octane fuel tank 5 and the pressure in the gas-liquid separator 130 is prevented from increasing.

上記のようにして、本実施の形態では原料燃料が高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離される。
ところで、原料燃料中の芳香族成分の内、分離膜を透過するものの割合(透過率)を高める、すなわち高オクタン価燃料の収率を高めるには、分離膜111の低圧側での温度をある最適温度範囲にする必要がある。
As described above, in the present embodiment, the raw material fuel is separated into the high-octane fuel and the low-octane fuel.
By the way, in order to increase the ratio (permeability) of the aromatic component in the raw material fuel that permeates the separation membrane, that is, to increase the yield of the high octane fuel, the temperature on the low pressure side of the separation membrane 111 is optimal. Must be in the temperature range.

そこで、本実施の形態では、分離膜に供給される原料燃料温度が最適な温度範囲になるように内燃機関2の冷却水で分離ユニット100を加熱し、分離膜111の分離性能を向上させ、分離後の高オクタン価燃料の収量が原料燃料に対して所定の割合以上、かつオクタン価が原料燃料のオクタン価より所定値以上高くなるようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the separation unit 100 is heated with the cooling water of the internal combustion engine 2 so that the temperature of the raw material fuel supplied to the separation membrane is in the optimum temperature range, and the separation performance of the separation membrane 111 is improved. The yield of the high octane fuel after separation is set to a predetermined ratio or more with respect to the raw material fuel, and the octane number is higher than the octane number of the raw material fuel by a predetermined value or more.

このため、分離ユニット100には内燃機関2の冷却水を使用した温水式ヒータ112が設けられている。温水式ヒータ112は分離ユニット100内に形成された冷却水通路207に内燃機関の冷却水を通過せしめるものである。冷却水通路207は図中分離ユニット100の上側部分に形成されている燃料配管類のみでなく分離膜モジュール110も加熱できるように分離膜膜モジュール111の周りにも配設されている。   For this reason, the separation unit 100 is provided with a hot water heater 112 using the cooling water of the internal combustion engine 2. The hot water heater 112 allows the cooling water of the internal combustion engine to pass through the cooling water passage 207 formed in the separation unit 100. The cooling water passage 207 is disposed around the separation membrane module 111 so that not only the fuel pipes formed in the upper part of the separation unit 100 in the figure but also the separation membrane module 110 can be heated.

冷却水通路207には内燃機関2の冷却水が流通せしめられるので、ここで、内燃機関2の冷却水回路200について説明する。なお、車室暖房用の冷却水回路は本発明と関係がないので省略してある。まず、201はラジエータ、202はサーモスタット弁、203はウォータポンプ、204は機関内部冷却水通路、205は十字管、206は電磁三方弁を示している。   Since the cooling water of the internal combustion engine 2 is allowed to flow through the cooling water passage 207, the cooling water circuit 200 of the internal combustion engine 2 will be described here. A cooling water circuit for heating the passenger compartment is omitted because it is not related to the present invention. First, 201 is a radiator, 202 is a thermostat valve, 203 is a water pump, 204 is an engine internal coolant passage, 205 is a cross pipe, and 206 is an electromagnetic three-way valve.

サーモスタット弁202の第1ポート202aはラジエータ201の出口201bと第1冷却水通路211で接続される。サーモスタット弁202の第2ポート202bはウォータポンプ203の入口203aと短い第2冷却水通路212で接続される。サーモスタット弁202の第3ポート202cは十字管205の第4ポート205dと第3冷却水通路213で接続されている。   The first port 202 a of the thermostat valve 202 is connected to the outlet 201 b of the radiator 201 through the first cooling water passage 211. The second port 202 b of the thermostat valve 202 is connected to the inlet 203 a of the water pump 203 through a short second cooling water passage 212. The third port 202 c of the thermostat valve 202 is connected to the fourth port 205 d of the cross tube 205 by the third cooling water passage 213.

機関内部冷却水通路204の上流端はウォータポンプ203の出口203bに直接接続され、機関内部冷却水通路204の下流端は十字管205の第1ポート205aと第4冷却水通路214で接続されている。十字管205の第2ポート205bと電磁三方弁206の第1ポート206aは第5冷却水通路215で接続されている。電磁三方弁206の第2ポート206bとラジエータ201の入口201aが第6冷却水通路216で接続されている。   The upstream end of the engine internal cooling water passage 204 is directly connected to the outlet 203b of the water pump 203, and the downstream end of the engine internal cooling water passage 204 is connected to the first port 205a of the cross tube 205 and the fourth cooling water passage 214. Yes. The second port 205 b of the cross tube 205 and the first port 206 a of the electromagnetic three-way valve 206 are connected by a fifth cooling water passage 215. The second port 206 b of the electromagnetic three-way valve 206 and the inlet 201 a of the radiator 201 are connected by a sixth cooling water passage 216.

そして、分離ユニット100内の冷却水通路207の入口207aが十字管205の第3ポート205cと第7冷却水通路217で接続され、分離ユニット100の冷却水通路207の出口207bが電磁三方弁206の第3ポート206cと第8冷却水通路218で接続されている。電磁三方弁206はECU(電子制御ユニット)30により制御される。   The inlet 207a of the cooling water passage 207 in the separation unit 100 is connected to the third port 205c of the cross tube 205 by the seventh cooling water passage 217, and the outlet 207b of the cooling water passage 207 of the separation unit 100 is an electromagnetic three-way valve 206. The third port 206 c is connected to the eighth cooling water passage 218. The electromagnetic three-way valve 206 is controlled by an ECU (electronic control unit) 30.

以下、上記の構成による分離ユニット100の温度制御について説明する。
冷却水温が所定の温度以上、具体的には分離膜モジュール110が作動する温度以上になったら、ECU30により電磁三方弁206の第3ポート206cと第2ポート206bを連通する。同時に、原料燃料タンク3内のフィードポンプ31、循環ポンプ141、気液分離器130に付設されている循環ポンプ139、液面制御弁75、低オクタン価燃料回収ライン54の制御弁55、低オクタン価燃料蒸気循環ライン137の流量制御弁135を作動させ燃料分離装置10を稼動させる。なお、冷却水温度は機関内部冷却水通路204の出口に設けられた水温センサ15により検出される。
Hereinafter, temperature control of the separation unit 100 configured as described above will be described.
When the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, specifically, equal to or higher than the temperature at which the separation membrane module 110 is operated, the ECU 30 causes the third port 206c and the second port 206b of the electromagnetic three-way valve 206 to communicate with each other. At the same time, the feed pump 31 in the raw material fuel tank 3, the circulation pump 141, the circulation pump 139 attached to the gas-liquid separator 130, the liquid level control valve 75, the control valve 55 of the low octane number fuel recovery line 54, the low octane number fuel The fuel separator 10 is operated by operating the flow control valve 135 of the steam circulation line 137. The coolant temperature is detected by a water temperature sensor 15 provided at the outlet of the engine internal coolant passage 204.

しかし、冷間始動直後から分離ユニット100内の冷却水通路207に冷却水を流通せしめると分離が良好におこなわれずに芳香族成分が低オクタン価燃料タンク5に混入し、低オクタン価燃料タンク5のオクタン価は上昇し、高オクタン価燃料タンク7のオクタン価が低下する。そこで、冷却水温度が所定値以下の場合にはECU30により電磁三方弁206の第3ポート206cを閉じ、かつ、原料燃料タンク3内のフィードポンプ31、分離ユニット100に付設されている循環ポンプ141、気液分離器130に付設されている循環ポンプ139、液面制御弁75、低オクタン価燃料回収ライン54の制御弁55、低オクタン価燃料蒸気循環ライン137の流量制御弁135を停止し、燃料分離装置10を稼動停止させる。   However, if the cooling water is allowed to flow through the cooling water passage 207 in the separation unit 100 immediately after the cold start, the separation is not performed satisfactorily and aromatic components are mixed into the low octane fuel tank 5 and the octane number of the low octane fuel tank 5 is reduced. Increases, and the octane number of the high-octane fuel tank 7 decreases. Therefore, when the cooling water temperature is equal to or lower than the predetermined value, the ECU 30 closes the third port 206c of the electromagnetic three-way valve 206, and feeds the feed pump 31 in the raw fuel tank 3 and the circulation pump 141 attached to the separation unit 100. , The circulation pump 139 attached to the gas-liquid separator 130, the liquid level control valve 75, the control valve 55 of the low octane number fuel recovery line 54, and the flow rate control valve 135 of the low octane number fuel vapor circulation line 137 are stopped to separate the fuel. The apparatus 10 is stopped.

図2に示すのが上記の制御のフローチャートであって、ステップ201では内燃機関2が運転中であるか、否か、が判定される。否定判定されれば、ステップ207に跳び終了する。肯定判定された場合はステップ202において、エンジン冷却水温THWegが分離膜モジュール110が所定のシステム稼動判定温度THWcrに達しているか、否か、が判定される。   FIG. 2 is a flowchart of the above control. In step 201, it is determined whether or not the internal combustion engine 2 is in operation. If a negative determination is made, the process jumps to step 207 and ends. If the determination is affirmative, in step 202, it is determined whether or not the engine coolant temperature THWeg has reached the predetermined system operation determination temperature THWcr.

ステップ202において肯定判定された場合は、ステップ203において上述のように内燃機関2の冷却水が分離ユニット100に流れるように電磁三方弁206等を制御し、ステップ204で燃料分離装置10を稼動させてから、ステップ207に進んで終了する。逆に、ステップ202において否定判定された場合は、ステップ205において上述のように内燃機関2の冷却水が分離ユニット100に流れないように電磁三方弁206等を制御し、ステップ206において燃料分離装置10を停止してから、ステップ207に進んで終了する。   If an affirmative determination is made in step 202, the electromagnetic three-way valve 206 or the like is controlled so that the cooling water of the internal combustion engine 2 flows to the separation unit 100 as described above in step 203, and the fuel separation device 10 is operated in step 204. Then, the process proceeds to step 207 and ends. Conversely, if a negative determination is made in step 202, the electromagnetic three-way valve 206 and the like are controlled in step 205 so that the cooling water of the internal combustion engine 2 does not flow into the separation unit 100 as described above, and in step 206 the fuel separation device 10 is stopped, then the process proceeds to step 207 and ends.

上記のようにして本実施の形態では、内燃機関2の冷却水によって分離ユニット100の分離効率を高めており、バッテリを用いた電力ヒータ等を使用しないのでシステム全体として省エネルギに貢献している。また、内燃機関2の暖機後の冷却水の温度は概ね80〜90℃程度で、前述した、分離膜モジュール110の最適温度範囲(約75〜125°C)内にあり、温度調節のための付加装置も不要で装置を小さくまとめることができる。   As described above, in the present embodiment, the separation efficiency of the separation unit 100 is increased by the cooling water of the internal combustion engine 2, and a power heater using a battery is not used, which contributes to energy saving as a whole system. . Further, the temperature of the cooling water after warming up the internal combustion engine 2 is approximately 80 to 90 ° C., and is within the optimum temperature range (about 75 to 125 ° C.) of the separation membrane module 110 described above for temperature adjustment. No additional device is required, and the device can be made smaller.

次に、上記の実施の形態の変形例について説明する。この変形例は、低オクタン価燃料タンク5の残量と高オクタン価燃料タンク7の残量の和が所定値以下の場合には、燃料分離装置10のシステム稼動判定温度THWcrを下げ、内燃機関2の冷却水の温度が分離ユニット100の高オクタン価燃料の分離効率が大きくならない温度でも燃料分離装置10を作動させて燃料噴射弁11,12に供給できる燃料を確保するようにしたものである。図3に示すのがこの変形例における制御のフローチャートである。   Next, a modification of the above embodiment will be described. In this modification, when the sum of the remaining amount of the low-octane fuel tank 5 and the remaining amount of the high-octane fuel tank 7 is equal to or less than a predetermined value, the system operation determination temperature THWcr of the fuel separator 10 is lowered, and the internal combustion engine 2 The fuel separation device 10 is operated to ensure the fuel that can be supplied to the fuel injection valves 11 and 12 even when the temperature of the cooling water does not increase the separation efficiency of the high octane fuel of the separation unit 100. FIG. 3 shows a flowchart of control in this modification.

図3において、ステップ301では、図2のステップ201と同様に、内燃機関2が運転中であるか、否か、が判定される。否定判定されれば、ステップ311に跳び終了する。肯定判定された場合はステップ302において、低オクタン価燃料タンク5の残量Qlrと高オクタン価燃料タンク7の残量Qhrを合算して合計燃料残量Qtlを演算し、ステップ303に進んで合計燃料残量Qtlが予め定めた所定値Qcrより大きいか、否か、を判定する。
なお、低オクタン価燃料タンク5の残量Qlrは低オクタン価燃料タンク5に付設された燃料計52により検出され、高オクタン価燃料タンク7の残量Qhrは高オクタン価燃料タンク7に付設された燃料計72により検出される。
In FIG. 3, in step 301, it is determined whether or not the internal combustion engine 2 is in operation as in step 201 of FIG. If a negative determination is made, the process jumps to step 311 and ends. If the determination is affirmative, in step 302, the remaining amount Qlr of the low-octane fuel tank 5 and the remaining amount Qhr of the high-octane fuel tank 7 are added to calculate the total remaining fuel amount Qtl. It is determined whether or not the amount Qtl is larger than a predetermined value Qcr.
The remaining amount Qlr of the low-octane fuel tank 5 is detected by a fuel meter 52 attached to the low-octane fuel tank 5, and the remaining amount Qhr of the high-octane fuel tank 7 is a fuel meter 72 attached to the high-octane fuel tank 7. Is detected.

ステップ303で肯定判定された場合、すなわち、合計燃料残量Qtlが所定値Qcrより大きく、残量が多い場合には、ステップ304に進みシステム稼動判定温度THWcrを、通常の値、すなわち分離を良好におこなうための値であるTHWcr1に設定する。逆に、ステップ303で否定判定された場合、すなわち、合計燃料残量Qtlが所定値Qcrより小さく、残量が少ない場合には、ステップ305に進みシステム稼動判定温度THWcrを、通常の値THWcr1よりも低いTHWcr2に設定して、ステップ306に進む。ステップ306からステップ311は第2図におけるステップ202からステップ207と同じである。   If the determination in step 303 is affirmative, that is, if the total fuel remaining amount Qtl is larger than the predetermined value Qcr and the remaining amount is large, the process proceeds to step 304, and the system operation determination temperature THWcr is set to a normal value, that is, separation is good. Set to THWcr1, which is the value for performing Conversely, if a negative determination is made in step 303, that is, if the total fuel remaining amount Qtl is smaller than the predetermined value Qcr and the remaining amount is small, the process proceeds to step 305 and the system operation determination temperature THWcr is set to the normal value THWcr1. Is set to a lower THWcr2 and the process proceeds to Step 306. Steps 306 to 311 are the same as steps 202 to 207 in FIG.

すなわち、ステップ306ではエンジン冷却水温THWegが分離膜モジュール110が所定のシステム稼動判定温度THWcrに達しているか、否か、を判定する。ステップ306において肯定判定された場合は、ステップ307において前述のように内燃機関2の冷却水が分離ユニット100に流れるように電磁三方弁206等を制御し、ステップ308で燃料分離装置10を稼動させてから、ステップ311に進んで終了する。逆に、ステップ306において否定判定された場合は、ステップ309において前述のように内燃機関2の冷却水が分離ユニット100に流れないように電磁三方弁206等を制御し、ステップ310において燃料分離装置10を稼動停止にしてから、ステップ311に進んで終了する。   That is, in step 306, it is determined whether or not the engine coolant temperature THWeg has reached the predetermined system operation determination temperature THWcr. If an affirmative determination is made in step 306, the electromagnetic three-way valve 206 and the like are controlled so that the cooling water of the internal combustion engine 2 flows into the separation unit 100 as described above in step 307, and the fuel separation device 10 is operated in step 308. Then, the process proceeds to step 311 and ends. Conversely, if a negative determination is made in step 306, the electromagnetic three-way valve 206 and the like are controlled in step 309 so that the cooling water of the internal combustion engine 2 does not flow into the separation unit 100 as described above, and in step 310 the fuel separation device After 10 is stopped, the process proceeds to step 311 and ends.

本発明の実施の形態の変形例は、上記のように構成され、作用し、低オクタン価燃料タンク5の残量と高オクタン価燃料タンク7の残量の和が所定値以下の場合には、内燃機関2の冷却水の温度が低くても燃料分離装置10が作動され、させて燃料噴射弁11,12に供給できる燃料を確保される。したがって、原料燃料タンク3に燃料がある限り、低オクタン価燃料タンク5と高オクタン価燃料タンク7に燃料が供給され、エンストすることは回避される。この時、低オクタン価燃料タンク5には分離されない芳香族成分が流入するのでそのタンク5内の燃料のオクタン価は増加するが許容する。   The modification of the embodiment of the present invention is configured and operates as described above. When the sum of the remaining amount of the low-octane fuel tank 5 and the remaining amount of the high-octane fuel tank 7 is less than a predetermined value, the internal combustion engine Even if the temperature of the cooling water of the engine 2 is low, the fuel separator 10 is operated, and fuel that can be supplied to the fuel injection valves 11 and 12 is secured. Therefore, as long as there is fuel in the raw fuel tank 3, the fuel is supplied to the low octane number fuel tank 5 and the high octane number fuel tank 7, and the engine stall is avoided. At this time, since an aromatic component that is not separated flows into the low-octane fuel tank 5, the octane number of the fuel in the tank 5 increases but is allowed.

本実施の形態、および、その変形例は、上記のようにされているので、内燃機関2の暖機が終了すれば、分離ユニット100全体が内燃機関2の冷却水により加熱される。その結果、分離ユニット100で分離されて低オクタン価燃料タンク5に向かう低オクタン価燃料も内燃機関2の冷却水温と同等、すなわち80℃程度まで加熱される。この温度は、低オクタン価燃料の沸点よりはるかに高いため、低オクタン価燃料タンク5に貯留する前に低オクタン価燃料の温度を低下させることが好ましい。そこで、前述したように熱交換器120を設けて、この加熱された低オクタン価燃料の熱で原料燃料を加熱するようにされている。   Since the present embodiment and its modification are as described above, when the warm-up of the internal combustion engine 2 is completed, the entire separation unit 100 is heated by the cooling water of the internal combustion engine 2. As a result, the low-octane fuel separated by the separation unit 100 and directed to the low-octane fuel tank 5 is also heated to the same temperature as the cooling water of the internal combustion engine 2, that is, about 80 ° C. Since this temperature is much higher than the boiling point of the low octane fuel, it is preferable to lower the temperature of the low octane fuel before storing in the low octane fuel tank 5. Therefore, as described above, the heat exchanger 120 is provided to heat the raw material fuel with the heat of the heated low octane fuel.

なお、熱交換器120は低オクタン価燃料の温度が最も高い部分で原料燃料と低オクタン価燃料とを熱交換させることが好ましい。従って、熱交換器120は、低オクタン価燃料配管及び原料燃料配管の最も分離ユニット100に近い部分に設け、熱交換器120到達以前に配管壁を通じた熱放散により低オクタン価燃料温度が低下することを抑制するとともに、熱交換器120を出た原料燃料が配管壁を通じた熱放散により温度が低下する前に分離ユニット100に到達するようにすることが好ましい。   The heat exchanger 120 preferably exchanges heat between the raw fuel and the low-octane fuel at the portion where the temperature of the low-octane fuel is the highest. Therefore, the heat exchanger 120 is provided in the portion closest to the separation unit 100 of the low octane fuel pipe and the raw fuel pipe, and the low octane fuel temperature is lowered by heat dissipation through the pipe wall before reaching the heat exchanger 120. It is preferable that the raw material fuel exiting the heat exchanger 120 reaches the separation unit 100 before the temperature is lowered due to heat dissipation through the pipe wall.

本発明は、原料燃料を車載された燃料分離装置で高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し、分離された燃料を、高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクに貯留し、そこから、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を運転条件に適するように混合して内燃機関の燃焼室に供給する車載型燃料分離システムに適用することができる。   The present invention separates a raw fuel into a high-octane fuel and a low-octane fuel with an on-vehicle fuel separator, and stores the separated fuel in a high-octane fuel tank and a low-octane fuel tank, from which a high-octane fuel is stored. And a low-octane fuel can be mixed so as to suit the operating conditions and supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine.

本発明の車載型燃料分離システムの一実施の形態の概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of one Embodiment of the vehicle-mounted fuel separation system of this invention. 本発明の実施の形態の制御のフローチャートである。It is a flowchart of control of an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態の変形例の制御のフローチャートである。It is a flowchart of control of the modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両
2…内燃機関
3…原料燃料タンク
5…低オクタン価燃料タンク
7…高オクタン価燃料タンク
10…燃料分離装置
30…電子制御ユニット(ECU)
100…分離ユニット
110…分離膜モジュール
111…分離膜
120…熱交換器
130…気液分離器
201…ラジエータ
202…サーモスタット弁
203…ウォータポンプ
204…機関内冷却水通路
205…十字管
206…電磁三方弁
207…(分離ユニット内)冷却水通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle 2 ... Internal combustion engine 3 ... Raw material fuel tank 5 ... Low octane number fuel tank 7 ... High octane number fuel tank 10 ... Fuel separator 30 ... Electronic control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Separation unit 110 ... Separation membrane module 111 ... Separation membrane 120 ... Heat exchanger 130 ... Gas-liquid separator 201 ... Radiator 202 ... Thermostat valve 203 ... Water pump 204 ... Engine cooling water channel 205 ... Cross pipe 206 ... Electromagnetic three-way Valve 207 ... (in the separation unit) Cooling water passage

Claims (1)

内燃機関で駆動される車両に、原料燃料を相対的にオクタン価が高い高オクタン価燃料と相対的にオクタン価が低い低オクタン価燃料に分離する燃料分離装置を搭載して成る車載型燃料分離システムにおいて、
燃料分離装置が分離能力を発揮するために加熱を要する要加熱型の燃料分離装置であって、
燃料分離装置を加熱する加熱装置を備え、該加熱装置は機関冷却水を燃料分離装置に伝熱可能に流通せしめる温水式ヒータで構成され、
機関冷却水温度が予め定めた分離装置稼動開始温度に達するまでは温水式ヒータへの機関冷却水の流通を停止し、且つ、燃料分離装置の作動を停止するようにするとともに、
分離された低オクタン価燃料を貯留する低オクタン価燃料タンクと分離された高オクタン価燃料を貯留する高オクタン価燃料タンクを備え、
低オクタン価燃料タンクの残量と高オクタン価燃料タンクの残量の和が所定値より大きい場合は、前記分離装置稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度とし、
低オクタン価燃料タンクの残量と高オクタン価燃料タンクの残量の和が所定値以下の場合は、前記分離装置稼動開始温度を前記燃料分離可能温度以下に低下せしめる、
ことを特徴とする車載型燃料分離システム。
In a vehicle-mounted fuel separation system in which a vehicle driven by an internal combustion engine is equipped with a fuel separation device that separates a raw material fuel into a high-octane fuel having a relatively high octane number and a low-octane fuel having a relatively low octane number,
A fuel separation device that requires heating in order for the fuel separation device to exhibit separation ability,
A heating device for heating the fuel separation device, the heating device is constituted by a hot water heater that allows the engine cooling water to flow through the fuel separation device in a heat transferable manner;
Until the engine cooling water temperature reaches a predetermined separation device operation start temperature, the circulation of the engine cooling water to the hot water heater is stopped, and the operation of the fuel separation device is stopped .
A low-octane fuel tank that stores the separated low-octane fuel and a high-octane fuel tank that stores the separated high-octane fuel,
When the sum of the remaining amount of the low-octane fuel tank and the remaining amount of the high-octane fuel tank is greater than a predetermined value, the fuel separation device can separate the raw material fuel into the high-octane fuel and the low-octane fuel at the start temperature of the separation device. Let the fuel separation temperature,
If the sum of the remaining amount of the low-octane fuel tank and the remaining amount of the high-octane fuel tank is equal to or less than a predetermined value, the operation start temperature of the separator is lowered to the fuel-separable temperature or less,
An in-vehicle fuel separation system characterized by the above.
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