JPH0363670B2 - - Google Patents

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JPH0363670B2
JPH0363670B2 JP60093540A JP9354085A JPH0363670B2 JP H0363670 B2 JPH0363670 B2 JP H0363670B2 JP 60093540 A JP60093540 A JP 60093540A JP 9354085 A JP9354085 A JP 9354085A JP H0363670 B2 JPH0363670 B2 JP H0363670B2
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JP
Japan
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fuel
vehicle
gas
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natural gas
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JP60093540A
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Japanese (ja)
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JPS61258960A (en
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Jon Engeru Rarii
Uorutaa Taako Jon
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MISHIGAN KONSORIDEETETSUDO GASU CO
Original Assignee
MISHIGAN KONSORIDEETETSUDO GASU CO
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Publication date
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(技術分野) 本発明は、低圧の下に貯えられた天然ガスもし
くはその他のガス燃料を補給される車両その他の
装置に関する。 更に詳説すれば、本発明は、高表面領域吸着材
を使用する燃料貯蔵装置を備えた上記車両ないし
装置、ならびにかかる車両に燃料を補給する装置
に関するものであり、かかる燃料補給装置は気密
に密封したガス圧縮装置を使用して、ガス燃料を
所定の圧力に圧縮するようにしたものである。 (従来技術及びその問題点) 多年にわたつてガソリンやデイーゼル燃料の如
き従来からの燃料を内燃機関車に対して使用でき
るかという問題や、かかる車両の運転費や燃料効
率や、該車両が外部環境に対して排出する排出物
が及ぼす有害な影響についての関心が増大してい
る。かかる関心のために、そのような従来からの
車両用燃料に取つて代るものを開発する必要性が
強調されてきた。 このように強調される問題領域の一つとして、
単一の燃料としてであれ複式系統で使用される燃
料の一つとしてであれ、天然ガスやその他のメタ
ン型のガス燃料によつて補給される車両の開発の
必要性がある。その結果、かかる燃料を使用する
車両が生産されてきており、国内と国外の双方に
おいて現在使用されていると見積られている。 例えば、イタリヤだけでも275000車に及ぶ天然
ガス動力による車両が現在使用中である。実際、
天然ガスはイタリヤにおいて少なくとも40年間、
動力燃料として継続して使用されてきている。ま
た、フランス、ニユージーランド、カナダ、イラ
ン、オーストリア、オランダ、英国を含むその他
の数ケ国でも天然ガスは車両用の動力燃料として
使用されている。米国では、ほぼ20000車の車両
が現在天然ガスを使用していると見積られてい
る。 車両用燃料として天然ガスを使用するための最
初の努力の一つは、南カルフオルニアガス社が
1969年と1970年にほぼ1000車を圧縮天然ガス
(CNG)補給システムに転換したことによつて表
現されている。今日、従来からの車両をガソリン
か天然ガスで運転することを可能にする複式燃料
転換システムは、国内外の数社により市販用とし
て入手できる態勢にある。 従来の車両を天然ガスだけで運転することがで
きる転換キツトは市販用として一般に入手できる
ということは知られていないが、一方、フオード
自動車会社は最近、この種の宣伝車を製作した。
この車はフオードLN7型2人用乗用車にもとづ
き、自給式天然ガスを貯蔵するために使用される
軽量貯蔵シリンダを内蔵している。 運搬車用動力燃料としての天然ガスの開発と使
用について更に詳細に論説したものとして、ここ
に参考用として掲げた次の刊行物に見ることがで
きる。すなわち、1982年2月発行の米国ガス協
会、運転部門報告書「圧縮天然ガス(CNG):公
益企業自動車隊用車体燃料−pros and cons」と
宇宙会社によりエネルギー部門(COE/CE/
50179−1)用に作成された1982年2月発行の
「自動車隊用メタン関連燃料の評価」がそれであ
る。 かかるガス燃料補給車に合理的な補給間行程範
囲を与えるためには以前には一般にほぼ1平方イ
ンチあたり13.9〜20.7MPa(2000〜3000psig)の
範囲の非常に大きな圧力で車内ガス燃料を貯える
必要があつた。このように高圧で車内に貯蔵しな
いと、かかる車の実際上の貯蔵容量は、ほぼ3.7
〜19リツター(1〜5ガロン)の従来のガソリン
に相当するエネルギーに対するスペースと重量の
係数のために制限された。そのため、ガス燃料を
そのような高圧にまで圧縮することによつて、か
かる車の車内貯蔵容量ははじめて増加することが
できたわけである。 上述の圧縮ガス燃料システムの欠点の一つは、
それらが該燃料をかかる高圧にまで圧縮するため
に複雑で相対的に高価な補給装置を要することに
なるという点である。かかる再補給装置のばあ
い、ユーザの家庭用天然ガス供給システムから車
に燃料補給する可能性が個々の所有者単位では市
販上実際的でないとして排除されざるを得ないと
いうことが判つている。更に、このような高圧装
置は、一般大衆からしばしば低圧装置よりも危険
であると感ぜられている。 例えば、一般に大衆はすでに家庭用冷凍装置に
おいてほぼ1380kPa(2000psig)の領域にある冷
凍圧に慣れており、そのような圧力を問題の余地
があるものとは考えていない。 車内の高圧天然ガス貯蔵システムが有するもう
一つの欠点は、重構造壁による容器が通常のばあ
い使用されなければならず、そのためシステムの
コストと重量を増加させるという点である。更に
車の運転中にシリンダから排出されるばあいに、
シリンダ内の圧力が低下する結果、シリンダとそ
の関連の配管部に相当な凝縮が生じるという点で
ある。上述の燃料貯蔵と車の問題点に対する別の
代替策としては、十分な量の燃料が車体上に搬送
でき、ほどよい燃料再補給行程範囲を与えること
ができるように全般的に大気圧もしくはそれに近
い圧力で液体状態で燃料を車内に貯蔵する方法が
あつた。しかしながら、かかる液化ガス貯蔵方法
も、もしそれがそのために必要とされる低いガス
温度を設定し維持するために車内と燃料補給ステ
ーシヨンに複雑で比較的高価な極低温装置を具備
しなければならないとすれば有利ではないといえ
よう。 固定設備に対して使用されるような車以外のガ
ス燃料貯蔵装置のばあい、高表面積の吸着剤を使
用すると相対的に低い圧力のもとで貯蔵容量を相
当増加することができるということが発見されて
いる。かかる吸着剤は典型的にはゼオライト、活
性炭およびシリカゲルを含んでいる。例えば、
1955年7月12日発行のスパングラー米国特許第
2712730号は、固定システムの貯蔵容量を増加さ
せるために吸着剤を使用した各種(液化)炭化水
素ガスを貯蔵するための方法と装置について明ら
かにしている。車両に使用するばあいには、天然
ガスを吸着するために高表面積材料を使用する方
法が「ゼオライトによる天然ガス貯蔵法」と題す
る報告書中で少なくとも1971年8月初旬、車内ガ
ス貯蔵容量を増加させる上で可能な手段として示
唆された。 ロナルドA.マンソンならびにロバート.A.ク
リフトンジユニアの手による本報告書は米国国内
部門鉱山部局(技術発展報告書38)により公表さ
れ、本明細書に参考用として添附している。この
着想の予備的分析は、上述の「自動車車隊用メタ
ン関連燃料の評価」と題する報告書の第2、2、
3節にも掲載されている。 本分析において用いられた計算結果によると吸
着法を使用する天然ガス貯蔵システムは従来の高
圧天然ガス貯蔵システムのほぼ二倍の重量を有す
るであろうということが示唆されている。 車両用吸着燃料貯蔵システムを開発するために
向けられた研究努力の範囲は例えばフオード社の
最近の努力によつて示されている。K.ホツトー
氏による「活性炭ならびにゼオライトによるメタ
ン吸着法」およびJ.ブラスロー氏以下による「車
両用低圧メタン貯蔵システム−予備的着想評価
書」と題する二組の論文が代替エネルギー源に関
する第4回国際会議において提出されたが、その
両者とも本明細書の参照文献として添附されてい
る。以上の論文は、メタン吸着による熱が炭素容
積に対して及ぼす影響と吸着法によるメタン貯蔵
の限界を判定するために行われた研究実験につい
て論じている。 フオード社の最近の論文中で、車内にメタンを
貯蔵する上で「望ましい方法は吸着剤を使用しな
いでガス燃料を、例えば17MPa(2500psig)もし
くはそれ以上の高圧で貯蔵することである。」と
いう結論を下しているのは重要である。だが同時
に「非常に良好な吸着剤が使用されない限り、ほ
ぼ17MPa以下でメタンを車内貯蔵することを想
像することは困難である」とも述べられている。 この論文は、1983年2月ミシガン州デトロイト
市で行われた自動車エンジニア協会会議で発表さ
れた「吸着剤含有貯蔵法」と題するものである。
従つて、ガス燃料動力車領域で重要で広範な研究
と開発の努力が行われたにもかゝわらず、吸着剤
貯蔵技術を車内貯蔵とそれらの燃料補給装置に応
用した天然ガス燃料貯蔵ないし補給装置はこれま
でのところ出現していないわけである。事実、上
述の圧縮天然ガスおよび液化天然ガスシステム
は、天然ガス動力車両に対して使用可能な二つの
システムとしてのみ一般に考えられてきた。この
ため、相対的に低い圧力にある手頃な車内燃料貯
蔵量を供給することのできる炭化水素ガス燃料動
力車両と、かかる車両にユーザが家庭用天然ガス
供給システムから補給することのできる実際的で
安価な補給装置の必要性が生じている。 本発明の主要な目的の一つは吸着剤を使用して
ガス状炭化水素燃料が貯えられるばあいの圧力を
低下させた車両と共に、コンパクトでモジユール
形式に比較的に安価に製造でき、ユーザの家庭用
天然ガスないしその他のガス燃料供給装置に装着
接続できる、かかる車両の燃料補給装置を提供す
ることである。 本発明のもう一つの主要目的としては、消費者
によつて便利、かつ安全にまた比較的安価に運転
使用できる車と燃料補給装置を提供することがあ
げられる。 かかる車両は、「ガス状炭化水素燃料貯蔵シス
テムならびに車両エンジン系統」と題する特許出
願にも開示されており、またかかる燃料補給装置
は「ガス状燃料補給システム」と題する特許出願
にも開示されている通りである。 上記出願の両方とも参考文献として本明細書に
添附している通りであるが、特許出願として、同
一の譲受人に賦与し、同期日に出願するものであ
る。 本発明のもう一つの目的としては気体状炭化水
素燃料が車両内の貯蔵装置に搬送される前に吸着
状態で濾過されることになる低圧気体状炭化水素
燃料貯蔵システムとエンジン系統を提供すること
である。また、それに関連する目的としては、車
両運転中に自浄作用を行う吸着フイルタを車両に
装備することである。 更に、本発明の目的として、複数の貯蔵容器を
使用して車両内で気状炭化水素燃料を自給できる
ことのできる低圧の気体状炭化水素燃料貯蔵シス
テムとエンジン系統を提供することである。 本発明の目的としては更に、単一の燃料供給シ
ステムと複式燃料供給システムの双方に使用可能
な気体状炭化水素低圧貯蔵システムとエンジン系
統を提供することである。高圧の、もしくは低圧
であることが望ましいが気体状炭化水素燃料の固
定源から補給可能な気体状炭化水素燃料貯蔵シス
テムとエンジン系統を提供することが本発明のも
う一つの目的である。より限定された目的として
経済的で3450kPa(500psig)以下で運転され、同
時に車両にとつて手頃な駆動範囲を与えるような
車両用天然ガス貯蔵システムとエンジン系統を提
供することがあげられる。 (発明の摘要) 上記目的を達成するために、本発明は低圧炭化
水素ガス燃料車上貯蔵系統とエンジン系統を提供
するものであり、それらはほぼ以下のものから構
成されている。すなわち、車上に自給式炭化水素
ガス燃料を貯えるための手段と、原動機と、炭化
水素ガス燃料を車上貯蔵系統から往復搬送する手
段と、ならびに車上貯蔵手段から原動機へ送られ
る炭化水素ガス燃料の圧力を制御するための手段
がそれである。 車上貯蔵手段は、一つもしくはそれ以上の容器
もしくはシリンダを内蔵することがあるが、所定
の吸着剤を含有し、所与量の炭化水素ガス燃料を
低圧で貯蔵することができる。内燃機関の如き原
動機は、炭化水素ガス燃料を空気と結合して車を
動かすのに必要な機械的エネルギーをそこから創
り出すための装置を備えている。炭化水素ガス燃
料を固定燃料補給装置から車上の貯蔵手段へ搬送
しまた同時に、炭化水素ガス燃料を車運転中に車
上の貯蔵手段から原動機のガスと空気の結合手段
へ搬送するための搬送手段が装着される。望まし
い実施態様としては、炭化水素ガス燃料が車上貯
蔵手段内に貯えられるばあいの最大圧力がほぼ
689〜2760kPa(100〜400psig)の範囲にあること
が望ましい。 本発明の重要な効果の一つは、貯蔵手段と原動
機との間の搬送手段内に差しはさまれた車上吸着
フイルタを使用する点である。車の燃料貯蔵系統
が充填されると、このフイルタは所定成分を炭化
水素ガス燃料から吸着的に取り除き、その後、炭
化水素ガス燃料は貯蔵手段へ搬送されることにな
る。続いて原動機が始動し、炭化水素ガス燃料が
貯蔵手段から原動機へと搬送され、そこで消費さ
れることになるばあいに、フイルタは除去された
所定成分を原動機へ搬送されている炭化水素ガス
燃料の流れへ脱着的に再導入する。従つて、車上
吸着フイルタは或る望ましくない燃料成分もしく
は汚染物質が貯蔵手段内へ導入されることを防ぐ
だけでなく、車の運転中に自浄式もしくは再生フ
イルタとしての働きも行うことになる。 本発明のもう一つ重要な面は炭化水素ガス燃料
を貯えるために複数の容器もしくはシリンダを使
用することに関連している。殊に、固定燃料供給
源から複数の容器のそれぞれに受容される炭化水
素ガス燃料を分配し、かつ一つもしくは複数の容
器内に貯えられた炭化水素ガス燃料を収集するた
めのマニホルド手段を設け、この燃料を原動機も
しくはエンジンに搬送するようにする。該マニホ
ルド手段は、圧力を等しくする働きも行ない、圧
力逃し弁が設けられることによつて容器内の圧力
が所定圧力を超えないように保証し、炭化水素ガ
ス燃料の容器へ向かう流れを濾過し、容器内の圧
力を検知し、さらに燃料が貯蔵容器間を往復する
流れを選択的に制御することができる。貯蔵容器
は同時に、車の乗客コンパートメントから隔つた
一つもしくはそれ以上の区分室内にも取囲まれ、
車の外気と通気させることができる。同時に本発
明によれば、例えば車、芝刈り機、除雪機の如
き、燃料を車その他のガス燃料消費装置へ供給す
るための装置が、ガス燃料供給源と流体連通式に
連結するように装着され、燃料を圧縮してその圧
力を所定値まで増大させるための手段、圧縮ガス
燃料の温度を低下させるための冷却手段ならびに
ガス燃料消費装置へ着脱自在に連結装着された排
出手段とを一般に構成している。 ガス燃料供給装置は、同時に、不純物と所定燃
料成分を燃料からほぼ取り除き、蒸気状態にあつ
たかもしれないオイルを圧縮機手段から取り除く
ための吸着剤フイルタ、先に圧縮されたガス燃料
の一定量を吸着的に貯蔵するための吸着剤貯蔵手
段(オプシヨン)、ならびに圧縮ガス燃料が、貯
蔵手段が構成されているばあいに該貯蔵手段を迂
回することによつて吸着貯蔵手段もしくは圧縮機
手段の何れか一方から排出手段を経て燃料消費装
置へ供給されることを可能にするための自動制御
装置を構成していることが望ましい。 実施態様としては、車その他の燃料消費装置へ
供給される圧縮ガス燃料の圧力がほぼ689〜
2760kPa(100〜400psig)の範囲にあることが好
ましい。更に、圧縮手段は、一つもしくはそれ以
上の気密密封式のガス圧縮機から構成され、ガス
燃料をかかる圧力まで圧縮することが望ましく、
また圧縮機は冷凍装置に普通見られるようなガス
圧縮機形式のものが好ましい。 本発明のそれ以上の目的、効果ならびに特長
は、添附図面と相俟つて以下の説明と特許請求範
囲から明らかになるはずである。 第1図ないし第19図は、理解できるように、
本発明によるガス燃料出力車とそれに関連する燃
料補給装置の実施例を示す。当業者であれば、本
発明の原理は、図面に示した特定の態様以外のガ
ス燃料出力車と燃料補給系統にも等しく適用でき
るということを容易に理解されるはずである。 (実施例) 第1図に即して説明すると、燃料補給モジユー
ルもしくは装置10は、空気がその間を貫流循環
できるようにしたルーバ部分14と、その上に制
御パネル16を構成したハウジング12により包
囲されていることが望ましい。その自由端に適当
なコネクタ22を備えた可撓性出口導管20が車
その他のガス燃料消費装置に着脱自在に接続装置
され、ガス燃料をそこへ排出するようにする。制
御パネル16は燃料補給装置例におけるハウジン
グ12上に配置されているけれども、本発明は、
例えばユーザ家庭内のように燃料補給モジユール
から隔つた位置に遠隔操作パネルが取り付けられ
る場合をも想定しているということをまず初めに
注意せられたい。 以下に更に詳細に論じる如く、燃料補給モジユ
ール10は、小さな邪魔にならないモジユール型
のパツケージ内に収納されるように構成され、ガ
ス燃料出力車その他の装置に家庭で燃料補給を行
う上で便利で操作容易な系統を与えるように普通
の家庭電気供給系統(例えば110−230ボルト系
統)で操作されるように設計することが望まし
い。しかしながら、当業者ならば本発明の原理は
市販用に装着され、例えば同時に多数の車に燃料
を補給することのできる、もつと大きな型の燃料
補給装置にも等しく応用できるということを容易
に理解されることと思う。 第2図と第3図は、実施例の燃料補給モジユー
ル10を透視図と略図の両方で図解したものであ
る。燃料補給モジユール10は、当業者に周知の
形式の従来からのコネクタ装置によつてガス燃料
供給系統30に連結装着された入口28を構成し
ている。ガス燃料供給系統30は、多くの家庭設
備や商業施設に普通見られるような天然ガス供給
系統から構成されていることが望ましい。燃料補
給モジユール10は使用しない期間が延びた間、
モジユールを停止させたり、モジユールを保守、
修理するためにモジユールを供給系統30から隔
離するための一対の手動遮断弁32を一対式に有
していることが望ましい。供給系統30からのガ
ス燃料は、典型的なものとしては、例えば
1.72kPa(1/4psig)で、電動ソレノイド弁34、
乾燥剤フイルタ装置36、および逆止め弁38を
経て第一段ガス圧縮機42の吸入側40内へ流入
する。進入するガス燃料から水蒸気その他の水分
を取り除くために各種の乾燥剤フイルタを使用す
ることができるけれども、乾燥剤フイルタとして
は例えば活性炭、ゼオライト材、シリカゲル型の
材料や各種粘土の如き吸着剤を使用することが望
ましい。第一段ガス圧縮機42は、ガス燃料を圧
縮することによつて、その圧力を所定の圧力レベ
ルにまで増大させる。実際に構成した本発明の原
型となる態様では、第一段ガス圧縮機42の排出
側44のかかる所定ガス圧は、ほぼ34〜414kPa
(5〜60psig)の範囲にあつた。本発明の特定の
態様における正確な圧力は、排出配管44内の圧
力に依存することはいうまでもなく、当業質に容
易に理解できるような設計要素だけでなく、ガス
燃料を更に圧縮するために更にもう一基の圧縮機
が補給モジユール内に構成されるかどうかという
ような各種作業と設計要素に応じて変化する可能
性がある。 第一段ガス圧縮機42の排出側44から、ガス
燃料は、周囲空気が冷却フアン52によつて押し
込まれる冷却コイルの形をしたガス冷却器50を
貫流する。実際に構成された原型となる補給モジ
ユール10のばあい、ガス冷却器50に進入する
ガス燃料の温度は最高でほぼ116℃(240〓)で、
ガス冷却器50の出口側のガス燃料温度は、ほぼ
周囲温度に等しかつた。ガス冷却器50は、上述
の冷却コイルを構成しているように図面中では描
かれているけれども、当業者であれば、第一段ガ
ス圧縮機42の排出側44からの圧縮ガス燃料の
温度を低下させるために他の型の熱交換器や冷却
手段も代替的に使用することができるということ
は容易に察せられるであろう。圧縮ガス燃料は、
ガス冷却器50から潤滑剤フイルタと分離器5
6、段間アキユムレータもしくは脈動室58、お
よび逆止め弁60を経て第二段ガス圧縮機64の
吸入側62へ流入し、そこで更に圧縮されてその
圧力をもう一つの所定圧力レベルにまで更に増大
させる。潤滑剤フイルタと分離器56は、潤滑油
や潤滑体をそこを通過するガス流から取除くため
に装着した周知のフイルタ形式の装置を任意の数
だけ構成したものであつて差支えない。潤滑剤フ
イルタと分離器56は、以下に詳細に述べるよう
な方法で圧縮機潤滑剤を第一段ガス圧縮機42の
吸入側40へ復帰させる働きをする。脈動室58
は、アキユムレータ形式の容器で、第一段圧縮機
42からどのようなガス圧サージングや脈動をも
減衰しさる働きをする。冷凍装置内に普通使用さ
れる形式の気密密封ガス圧縮機は上述の第一段お
よび第二段圧縮機として使用するために取付ける
のが理想的であるということがはからずも発見さ
れた。かかる圧縮機は安価で耐久性があり、常備
在庫品目として容易に利用できる。当業者であれ
ば、もちろん他の圧縮機を代りに使用できるとい
うことが判るであろう。 第二段ガス圧縮機64は、先に圧縮されたガス
燃料を更にほぼ2070〜2415kPa(300〜350psig)
の範囲の圧力まで圧縮するが、かかる排出圧力は
ほぼ2070〜2415kPa(300〜350psig)の範囲にあ
ることが望ましい。第二段ガス圧縮機64からの
正確な排出圧力は、排出配管66内の圧力に依存
することはいうまでもない。当業者は、二つの圧
縮器42,64に代えて二段圧縮機一基もしくは
単に単段圧縮機一基の何れかを採用し、ガス燃料
を所定圧力まで圧縮することができるということ
が容易に理解できるだろう。かかるばあいには、
その単一の二段圧縮機は、ガス冷却器50を段間
接続するために適当な入口と出口を備えているこ
とが望ましい。代わりにもし単一の単段圧縮機だ
けが使用されるばあいには、ガス冷却器50はか
かる圧縮機の排出側へ接続されることになろう。 第二段ガス圧縮機64の排出側66からは、圧
縮ガス燃料がガス冷却器50を経て逆流し、そこ
でほぼ116℃(24〓)の最高温度からガス冷却器
出口のほぼ周囲温度にまで再び冷却されることが
望ましい。冷却された圧縮されたガス燃料はその
後、第二潤滑剤フイルタと分離器68を貫流する
ことになるが、該第二潤滑剤フイルタと分離器6
8は先に述べた潤滑剤フイルタと分離器56にほ
ぼ類似しており、以下に詳細に述べるように圧縮
機潤滑剤を第二段ガス圧縮機64の吸入側62へ
覆帰させるのと同一の働きを行う。 周囲温度でたいていのガス燃料は蒸気化された
が運ばれた潤滑剤もしくは水分を含有することが
できるから、オプシヨンとしての水分除去手段を
潤滑剤フイルタと分離器68の下流に構成でき
る。かかる水分除去手段を構成することは、必要
もしくは必要と考えられるばあいに選択されるも
のであることはいうまでもない。オプシヨンとし
ての水分除去手段の代替的態様のうち二つが、第
5A図と第5B図に示されており、以下詳細に説
明される。 先に冷却され圧縮されたガス燃料は次に逆止め
弁70を経て一つもしくはそれ以上の吸着剤フイ
ルタ72内へ流入することが望ましい。吸着剤フ
イルタ72は例えばゼオライト、活性炭、シリカ
ゲルや各種粘土の如き吸着剤を含有する区分室か
ら構成されていることが望ましい。吸着剤フイル
タ72は、残存している圧縮機潤滑剤その他の材
質、たとえばH2S等を除去し、同時にガス燃料と
蒸気状態であつたかもしれないオイルのいわゆる
“重”成分を圧縮手段から除去する働きをする。
一般的にいつて、かかる重成分は、メタンより重
たいクロロパンその他の成分を含有している。こ
のような重成分を除去する目的は、車のエンジン
その他の燃料消費装置用のガス燃料の成分を車体
上(もしくはその他のガス燃料消費装置上)の貯
蔵タンクに吸着的に貯蔵するに際して、その貯蔵
タンクの容量を最大にすることにある。 圧縮ガス燃料は吸着剤フイルタ72から逆止め
弁76を経て流れ、その後、一つもしくはそれ以
上のオプシヨンとしての吸着剤貯蔵容器82用の
入口78内へ流入するか、それとも補給モジユー
ルの排出系統86内へ流入する。燃料の流れる通
路は系統全体にわたる各種ガス圧条件に応じて各
種ソレノイド弁を自動的に開いたり閉じたりする
制御系統(以下に述べる)の働きに依存してい
る。吸着剤貯蔵容器82はオプシヨンであるが、
使用することが望ましいということに注意された
い。吸着剤貯蔵容器(およびそれらの関連する制
御機器と装置)を全く取り除き、その内部に吸着
剤を含んでいない貯蔵タンクを構成した更に安価
な燃料補給装置を本発明に従つて設けることがで
きる。 もし出口導管20が車その他のガス燃料消費装
置から接続を断たれ、吸着剤貯蔵容器82内のガ
ス圧が所定の圧力レベルを下廻ると、圧縮ガス燃
料が入口78と電動ソレノイド弁80を経て流
れ、吸着剤貯蔵容器82を再び充填する。かかる
貯蔵容器82の再充填は、たとい出口導管20が
車貯蔵系統100にまだ接続されており、車の貯
蔵容器もしくはタンク内の圧力がほぼ所期の圧力
レベルもしくはそれを上廻つてもほぼ2070〜
2415kPa(300〜350psig)、同様に生ずるものであ
る。反対に、車の貯蔵タンク内の圧力がかかる所
期圧力レベルを下廻ると、(以下に述べる)制御
系統は圧縮ガス燃料を電動ソレノイド弁90を経
て手動排出弁96内へ流入させるが、該排出弁9
6は、出口導管20内にあつても、コネクタ装置
22内に内蔵されても差し支えない。逆止め弁1
01を車の貯蔵系統100内に構成して、ガス燃
料がガス燃料補給装置へ回帰することを防ぐこと
が望ましい。 息抜き配管88をソレノイド弁90の下流に取
りつけて、燃料補給作業が完了した後コネクタ2
2が車その他のガス燃料消費装置から取り外され
るとき圧縮ガス燃料を出口導管20から吐き出す
ことが望ましい。以下に詳説する如く、好ましい
制御系統は、電動ソレノイド弁94を自動的に開
かせ、かかる吐き出された圧縮ガス燃料を保蔵室
もしくは容器98内へ解放するようにする。 一たん出口導管20内の圧力が十分低いレベル
にまで低下すると、ソレノイド弁94が閉じ、ソ
レノイド弁と逆止め弁48の間に保蔵室98を隔
離する。ガス圧縮機が後に作動すると、保蔵室9
8内のガス燃料は逆止め弁48を経て第一段ガス
圧縮機42の吸入側40内へ流入する。上述の出
口導管20用の自動息抜き系統はオプシヨンだ
が、出口導管20内の圧力を逃がすことによつて
コネクタ22の取外しが容易になるように燃料補
給モジユール系統内に構成することが望ましい。
しかしながら、手動排出弁96は三方向手動操作
弁とし、コネクタ22の取外しが容易になるよう
に作業員が出口導管20を手で直接大気もしくは
その他のガス収集もしくは処理手段へ息抜きでき
るようにもすることが望ましいことに注意された
い。 燃料補給モジユール10はまた、逆止め弁38
の上流にあり、受け容れることができない程の高
いガス圧レベルに反応して開き、大気孔25を経
てガスを大気に息抜きすることによつてかかる圧
力を逃がす圧力逃し弁37を内蔵していることが
望ましい。同様にして、圧力逃し弁53を第一段
ガス圧縮機42の排出側44に設け、圧力逃し弁
73を吸着剤フイルタ72の出口に設ける。圧力
逃し弁53,73は望ましくない程高いガス圧に
反応して開き、ガス燃料をそれぞれ息抜き配管5
5,75と大気孔25を経てガス燃料を吐出する
ことによつてかかる圧力を逃がすために装着す
る。 第一段ガス圧縮機42の排出側の潤滑剤フイル
タと分離器56は、圧縮機潤滑剤を圧縮ガス燃料
から吸集し、かつそれらを回収配管57と電動ソ
レノイド弁61を経て第一段ガス圧縮機42の吸
入側40へ回帰させるために装着される。同様に
して、圧縮機潤滑剤を収集し、かつそれらを回収
配管69とソレノイド弁71を経て第二段ガス圧
縮機64の吸入側62へ回帰させるために潤滑剤
フイルタと分離器68が装着される。ガス圧縮器
の吸入側と排出側の間の圧力を最初に釣り合わせ
ることなく、ガス圧縮機を起動することの周知の
困難性のために、下記の制御システムは、ガス圧
縮機42,64をそれぞれ止めた時に、ソレノイ
ド弁61,71を開放させ、これによつてこれら
のガス圧縮機の排出側と吸入側の間でそれぞれ圧
力が平衡状態をとれるようにしている。しかし、
ガス圧縮機42,64が起動され、運転される
と、制御システムは各ソレノイド弁61,71を
閉鎖させ、これによりシステム10を通常の圧縮
ガスが流れることを許容する。 このようにソレノイド弁61,71が開くとそ
れらのそれぞれのガス圧縮機の吸入側と排出側の
間に流体連通が可能になり、圧縮機を横切るガス
圧の均衡をとることによつて圧縮機が再び作動す
ると、すぐ再始動することを可能にする。更に、
それぞれの圧縮機の吸入側と排出側との間にそれ
らのそれぞれの回収配管57,69を経てガスが
流れることによつて同時に十分な起動力と圧力が
供給され、収集された潤滑剤を分離器56,68
からそれぞれのガス圧縮機42,64のそれぞれ
の吸入側40,62へ強制的に送り出す。この起
動力とは、単に、各圧縮機42,64が停止され
た後、圧力の平衡をとるために、潤滑剤の分離器
56,68から各吸入側40,64へ流れるガス
圧及び力に関するものであり、捕獲された潤滑剤
を分離器56,68から各吸入側40,62へ押
し戻す力である。 第4図の吸着剤貯蔵容器82は、入口85を貫
流するガス燃料が接触する吸着剤83を含んでい
る。本明細書においてふれる「吸着剤」ならびに
「吸着時」という用語は吸着もしくは吸収もしく
はその双方を指すものである。吸着貯蔵容器82
の入口85は、入口フイルタ87を内蔵すること
が望ましく、該フイルタ87は、スクリーンメツ
シユ形式のフイルタ、せんい形式のフイルタ、も
しくは粒子その他の不純物が吸着剤83内へ導入
されることを相当防ぐうえで適当とみなされる当
業者に周知のその他のフイルタ手段から構成され
ていることが望ましい。吸着剤83は、例えば活
性炭、ゼオライト化合物、シリカゲルその他の各
種粘土の如き任意の数の吸着剤から構成して差し
支えない。かかる吸着剤は、ペレツト、球体、粒
子、その他の適当な形態であつて差し支えない
が、吸着剤の表面積を最適にして、それによつて
吸着もしくは吸収(もしくはその双方)されるガ
ス燃料の量を最大にするようなものでなければな
らない。 本発明は、例えば吸着剤上に液体の被覆を施し
たような液体の吸収剤を使用するケースをも想定
するものである。吸着剤フイルタ72は類似の吸
着剤を内蔵し、フイルタ72が別々の入口と出口
を備えているばあいは除き、吸着剤貯蔵容器82
用に、第4図に示したタンク構造と形状に幾分類
似した構造と形状を備えている。実際に構成され
た燃料補給モジユール10の原型では活性炭は吸
着剤として使用されており、吸着剤フイルタ72
と吸着剤貯蔵容器82にとつて好ましい吸着剤で
あると一般に考えられているけれども、その代り
に他の吸着剤も使用することができる。 かかる吸着剤の例は以下に列挙するとおりであ
る。
TECHNICAL FIELD This invention relates to vehicles and other devices refueled with natural gas or other gas fuels stored under low pressure. More particularly, the present invention relates to a vehicle or device as described above having a fuel storage device that uses a high surface area adsorbent, as well as a device for refueling such a vehicle, the refueling device being hermetically sealed. A gas compression device is used to compress gas fuel to a predetermined pressure. (Prior Art and its Problems) For many years, the question of whether conventional fuels such as gasoline or diesel fuel can be used in internal combustion engine vehicles, the operating costs and fuel efficiency of such vehicles, and whether the vehicle There is increasing concern about the harmful effects of emissions on the environment. Such interest has emphasized the need to develop alternatives to such traditional vehicle fuels. One of the problem areas highlighted in this way is
There is a need to develop vehicles that are fueled by natural gas or other methane-type gas fuels, whether as a single fuel or as one of the fuels used in a dual system. As a result, vehicles using such fuels have been produced and are estimated to be currently in use both domestically and internationally. For example, in Italy alone there are 275,000 natural gas-powered vehicles currently in use. actual,
Natural gas has been available in Italy for at least 40 years.
It continues to be used as a power fuel. Natural gas is also used to power vehicles in several other countries, including France, New Zealand, Canada, Iran, Austria, the Netherlands, and the United Kingdom. It is estimated that nearly 20,000 vehicle fleets in the United States currently use natural gas. One of the first efforts to use natural gas as a vehicle fuel was made by Southern California Gas Co.
This is illustrated by the conversion of nearly 1,000 vehicles to compressed natural gas (CNG) refueling systems in 1969 and 1970. Today, dual fuel conversion systems that allow conventional vehicles to run on either gasoline or natural gas are available commercially by several domestic and international companies. While it is not known that conversion kits that allow conventional vehicles to run solely on natural gas are generally available commercially, the Ford Motor Company recently produced a promotional vehicle of this type.
The vehicle is based on the Ford LN7 two-seater vehicle and incorporates a lightweight storage cylinder used for self-contained natural gas storage. A more detailed discussion of the development and use of natural gas as a power fuel for transportation vehicles can be found in the following publications, which are hereby incorporated by reference: In other words, the American Gas Association's Operations Division report, "Compressed Natural Gas (CNG): Utility Vehicle Vehicle Body Fuel - Pros and Cons," published in February 1982, and the energy division (COE/CE/
50179-1) published in February 1982. In order to provide such gas refueling vehicles with a reasonable inter-refueling range, it has previously been necessary to store onboard gas fuel at very high pressures, generally in the range of approximately 13.9 to 20.7 MPa (2000 to 3000 psig) per square inch. It was hot. Without this high-pressure storage inside the vehicle, the practical storage capacity of such a vehicle is approximately 3.7
Limited due to space and weight factors for energy equivalent to ~19 liters (1-5 gallons) of conventional gasoline. Therefore, by compressing gas fuel to such a high pressure, the on-board storage capacity of such vehicles could be increased for the first time. One of the disadvantages of the compressed gas fuel system mentioned above is that
The disadvantage is that they require complex and relatively expensive replenishment equipment to compress the fuel to such high pressures. In the case of such refueling devices, it has been found that the possibility of refueling the vehicle from the user's home natural gas supply system has to be eliminated as commercially impractical on an individual owner basis. Moreover, such high pressure equipment is often perceived by the general public to be more dangerous than low pressure equipment. For example, the general public is already accustomed to refrigeration pressures in domestic refrigeration equipment in the region of approximately 1380 kPa (2000 psig) and does not consider such pressures to be problematic. Another disadvantage of in-vehicle high pressure natural gas storage systems is that heavy walled containers typically must be used, thereby increasing the cost and weight of the system. Furthermore, if it is discharged from the cylinder while driving the car,
The reduction in pressure within the cylinder results in significant condensation in the cylinder and its associated piping. Another alternative to the fuel storage and vehicle problems described above is to store the fuel at generally atmospheric or near atmospheric pressure so that a sufficient amount of fuel can be delivered onto the vehicle and provide a reasonable refueling range. There was a way to store fuel in a liquid state at a similar pressure inside the car. However, such liquefied gas storage methods also require complex and relatively expensive cryogenic equipment in the vehicle interior and at the refueling station to establish and maintain the low gas temperatures required. If so, it would not be advantageous. For non-vehicle gaseous fuel storage systems, such as those used for fixed installations, it has been shown that the use of high surface area adsorbents can significantly increase storage capacity at relatively low pressures. has been discovered. Such adsorbents typically include zeolites, activated carbon and silica gel. for example,
Spangler U.S. Patent No. 1, issued July 12, 1955.
No. 2712730 discloses a method and apparatus for storing various (liquefied) hydrocarbon gases using adsorbents to increase the storage capacity of stationary systems. For vehicle applications, the use of high surface area materials to adsorb natural gas was proposed at least as early as early August 1971 in a report titled ``Natural Gas Storage with Zeolites.'' suggested as a possible means to increase Ronald A. Manson and Robert. This report, written by A. Cliftonjiunia, is published by the U.S. Domestic Division, Bureau of Mines (Technology Development Report 38) and is incorporated herein by reference. A preliminary analysis of this idea is presented in the above-mentioned report titled ``Evaluation of Methane-Related Fuels for Motor Vehicles''.
It is also listed in Section 3. The calculations used in this analysis suggest that a natural gas storage system using adsorption methods would have approximately twice the weight of a conventional high pressure natural gas storage system. The extent of research efforts directed toward developing sorbent fuel storage systems for vehicles is illustrated, for example, by the recent efforts of Ford Corporation. Two sets of papers entitled ``Methane adsorption method using activated carbon and zeolites'' by Mr. K. Hotuto and ``Low-pressure methane storage system for vehicles - Preliminary idea evaluation'' by Mr. J. Braslow et al. were presented at the 4th International Conference on Alternative Energy Sources. conference, both of which are incorporated by reference herein. The above paper discusses research experiments conducted to determine the effect of heat from methane adsorption on carbon volume and the limits of methane storage by adsorption methods. In a recent paper by Ford, they say that for storing methane in vehicles, "the preferred method is to store the gaseous fuel at high pressures, such as 17 MPa (2500 psig) or higher, without the use of adsorbents." It is important to draw conclusions. However, it also states that ``it is difficult to imagine storing methane in a vehicle at temperatures below approximately 17 MPa unless very good adsorbents are used.'' This paper was presented at the Society of Automotive Engineers Conference in Detroit, Michigan, February 1983, entitled "Adsorbent-Containing Storage Methods."
Therefore, despite significant and extensive research and development efforts in the area of gas-fueled powered vehicles, the application of adsorbent storage technology to on-vehicle storage and their refueling systems for natural gas fuel storage or So far, no replenishment equipment has appeared. In fact, the compressed natural gas and liquefied natural gas systems described above have generally been considered as the only two systems available for natural gas powered vehicles. This has led to the need for hydrocarbon gas-fueled vehicles that can provide affordable on-board fuel storage at relatively low pressures, and practical solutions that allow users to refuel such vehicles from domestic natural gas supply systems. A need has arisen for inexpensive replenishment equipment. One of the primary objectives of the present invention is to use an adsorbent to reduce the pressure in which gaseous hydrocarbon fuels are stored in a vehicle that can be manufactured relatively inexpensively in a compact, modular form and that can be easily installed in the user's home. It is an object of the present invention to provide such a refueling device for a vehicle that can be attached and connected to a natural gas or other gas fuel supply device. Another primary object of the present invention is to provide a vehicle and refueling system that can be conveniently, safely, and relatively inexpensively operated and used by consumers. Such a vehicle is also disclosed in a patent application entitled "Gaseous Hydrocarbon Fuel Storage System and Vehicle Engine System," and such a refueling apparatus is also disclosed in a patent application entitled "Gaseous Refueling System." It is as it is. Both of the above applications, which are incorporated herein by reference, are filed as patent applications to the same assignee and on the same date. Another object of the present invention is to provide a low pressure gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system in which the gaseous hydrocarbon fuel is adsorbed and filtered before being delivered to a storage device within a vehicle. It is. A related purpose is to equip a vehicle with an adsorption filter that performs a self-cleaning action while the vehicle is in operation. It is a further object of the present invention to provide a low pressure gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system that allows self-sufficiency of gaseous hydrocarbon fuel within a vehicle using multiple storage containers. It is a further object of the present invention to provide a gaseous hydrocarbon low pressure storage system and engine system that can be used in both single and dual fuel supply systems. It is another object of the present invention to provide a gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system that is replenishable from a fixed source of high pressure, or preferably low pressure, gaseous hydrocarbon fuel. A more specific objective is to provide a natural gas storage system and engine system for a vehicle that is economical, operates at less than 3450 kPa (500 psig), and at the same time provides an affordable driving range for the vehicle. SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above objects, the present invention provides a low-pressure hydrocarbon gas fuel on-vehicle storage system and engine system, which consists essentially of the following: namely, means for storing self-contained hydrocarbon gas fuel onboard the vehicle, a prime mover, means for transporting the hydrocarbon gas fuel back and forth from the onboard storage system, and hydrocarbon gas delivered from the onboard storage means to the prime mover. It is a means for controlling fuel pressure. The on-board storage means may include one or more containers or cylinders containing a predetermined adsorbent and capable of storing a predetermined quantity of hydrocarbon gaseous fuel at low pressure. A prime mover, such as an internal combustion engine, includes a device for combining a hydrocarbon gas fuel with air to create the mechanical energy needed to move the vehicle. Conveyance for conveying hydrocarbon gas fuel from a stationary refueling device to on-vehicle storage means and at the same time conveying hydrocarbon gas fuel from on-vehicle storage means to a gas-air combination means of a prime mover during vehicle operation. The means are attached. In a preferred embodiment, the maximum pressure at which the hydrocarbon gas fuel is stored in the on-board storage means is approximately
Desirably in the range of 689-2760kPa (100-400psig). One of the important advantages of the invention is the use of an on-board suction filter interposed within the conveying means between the storage means and the prime mover. When the vehicle's fuel storage system is filled, this filter adsorptively removes certain components from the hydrocarbon gas fuel, after which the hydrocarbon gas fuel is conveyed to the storage means. Subsequently, when the prime mover is started and the hydrocarbon gas fuel is conveyed from the storage means to the prime mover and is to be consumed there, the filter transfers the removed predetermined components to the hydrocarbon gas fuel being conveyed to the prime mover. Detachably reintroduced into the flow. Therefore, an on-board adsorption filter not only prevents certain undesirable fuel components or contaminants from being introduced into the storage means, but also acts as a self-cleaning or regenerating filter during operation of the vehicle. . Another important aspect of the invention relates to the use of multiple containers or cylinders to store hydrocarbon gas fuels. In particular, manifold means are provided for distributing hydrocarbon gas fuel received from a stationary fuel source into each of the plurality of containers and for collecting hydrocarbon gas fuel stored in the one or more containers. , to transport this fuel to the prime mover or engine. The manifold means also serves to equalize the pressure, and a pressure relief valve is provided to ensure that the pressure within the vessel does not exceed a predetermined pressure, and to filter the flow of hydrocarbon gas fuel toward the vessel. , the pressure within the container can be sensed and the flow of fuel back and forth between storage containers can be selectively controlled. The storage container is also enclosed in one or more compartments separated from the passenger compartment of the vehicle;
It can ventilate the outside air of the car. At the same time, according to the invention, a device for supplying fuel to a vehicle or other gaseous fuel consuming device, such as a vehicle, lawnmower, snow blower, etc., is mounted in fluid communication with a gaseous fuel supply source. and generally comprises means for compressing the fuel to increase its pressure to a predetermined value, cooling means for reducing the temperature of the compressed gaseous fuel, and discharge means removably connected to the gaseous fuel consuming device. are doing. The gas fuel supply system simultaneously includes an adsorbent filter for substantially removing impurities and certain fuel components from the fuel and for removing from the compressor means any oil that may have been in a vapor state, a certain amount of previously compressed gas fuel. adsorbent storage means (optional) for adsorptive storage of the compressed gaseous fuel, and the compressed gaseous fuel is stored in the adsorptive storage means or compressor means by bypassing the storage means if the storage means is configured. Preferably, an automatic control device is provided to allow the fuel to be supplied from either side via the exhaust means to the fuel consuming device. In an embodiment, the pressure of the compressed gas fuel supplied to a vehicle or other fuel consuming device is approximately 689 to
Preferably, it is in the range of 2760 kPa (100-400 psig). Further, the compression means preferably comprises one or more hermetically sealed gas compressors to compress the gaseous fuel to such a pressure;
The compressor is preferably of the type of gas compressor commonly found in refrigeration equipment. Further objects, advantages, and features of the invention will become apparent from the following description and claims, taken in conjunction with the accompanying drawings. Figures 1 to 19 are for easy understanding.
1 shows an embodiment of a gas fuel output vehicle and related refueling device according to the present invention. Those skilled in the art will readily appreciate that the principles of the present invention are equally applicable to gas-fueled vehicles and refueling systems other than the specific embodiments shown in the drawings. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a refueling module or device 10 is enclosed by a housing 12 having louvered portions 14 through which air can be circulated and a control panel 16 formed thereon. It is desirable that the A flexible outlet conduit 20 with a suitable connector 22 at its free end is removably connected to a vehicle or other gaseous fuel consuming device for discharging gaseous fuel thereto. Although the control panel 16 is located on the housing 12 in the example refueling device, the present invention
First of all, it should be noted that it is also assumed that the remote control panel is installed at a location remote from the refueling module, such as in the user's home. As discussed in more detail below, the refueling module 10 is configured to be housed in a small, unobtrusive, modular package for convenient home refueling of gas-fueled vehicles and other equipment. It is desirable that the design be designed to operate on a common domestic electrical supply system (e.g., 110-230 volt system) to provide an easy-to-operate system. However, those skilled in the art will readily understand that the principles of the invention are equally applicable to larger types of refueling systems that are commercially installed and capable of refueling, for example, a large number of vehicles at the same time. I think it will be done. 2 and 3 illustrate an example refueling module 10 in both perspective and schematic views. The refueling module 10 defines an inlet 28 that is coupled and mounted to a gaseous fuel supply system 30 by conventional connector arrangements of a type well known to those skilled in the art. Preferably, the gas fuel supply system 30 comprises a natural gas supply system such as that commonly found in many residential and commercial facilities. While the refueling module 10 is not in use for an extended period,
Stopping the module, maintaining the module,
It is desirable to have a pair of manual shutoff valves 32 to isolate the module from the supply system 30 for repair. Gaseous fuel from supply system 30 typically includes, for example,
At 1.72 kPa (1/4 psig), electric solenoid valve 34,
It flows through the desiccant filter device 36 and check valve 38 into the suction side 40 of the first stage gas compressor 42 . A variety of desiccant filters may be used to remove water vapor and other moisture from the incoming gaseous fuel; however, desiccant filters may include adsorbents such as activated carbon, zeolite materials, silica gel-type materials, and various clays. It is desirable to do so. The first stage gas compressor 42 increases the pressure of the gas fuel to a predetermined pressure level by compressing the gas fuel. In the actually constructed prototype embodiment of the present invention, the predetermined gas pressure on the discharge side 44 of the first stage gas compressor 42 is approximately 34 to 414 kPa.
(5 to 60 psig). The exact pressure in a particular embodiment of the invention will depend, of course, on the pressure within the discharge piping 44, as well as design factors as readily understood by those skilled in the art, as well as the further compression of the gaseous fuel. This may vary depending on various operational and design factors, such as whether an additional compressor is configured within the replenishment module. From the discharge side 44 of the first stage gas compressor 42, the gaseous fuel flows through a gas cooler 50 in the form of a cooling coil into which ambient air is forced by a cooling fan 52. In the case of the actually constructed prototype replenishment module 10, the maximum temperature of the gas fuel entering the gas cooler 50 is approximately 116°C (240°C).
The gas fuel temperature on the outlet side of the gas cooler 50 was approximately equal to ambient temperature. Although the gas cooler 50 is depicted in the drawings as comprising the cooling coil described above, those skilled in the art will appreciate that the temperature of the compressed gas fuel from the discharge side 44 of the first stage gas compressor 42 is It will be readily appreciated that other types of heat exchangers and cooling means could alternatively be used to reduce the . Compressed gas fuel is
From the gas cooler 50 to the lubricant filter and separator 5
6. through an interstage accumulator or pulsation chamber 58 and a check valve 60 into the suction side 62 of a second stage gas compressor 64 where it is further compressed and further increases its pressure to another predetermined pressure level. let Lubricant filter and separator 56 may comprise any number of well-known filter-type devices adapted to remove lubricating oil or bodies from the gas flow passing therethrough. The lubricant filter and separator 56 serves to return compressor lubricant to the suction side 40 of the first stage gas compressor 42 in a manner described in detail below. Pulsating chamber 58
is an accumulator type vessel that serves to dampen any gas pressure surging or pulsation from the first stage compressor 42. It has been unexpectedly discovered that hermetically sealed gas compressors of the type commonly used in refrigeration systems are ideally installed for use as the first and second stage compressors mentioned above. Such compressors are inexpensive, durable, and readily available as stock items. Those skilled in the art will, of course, recognize that other compressors can be used instead. The second stage gas compressor 64 further compresses the previously compressed gas fuel to approximately 2070 to 2415 kPa (300 to 350 psig).
to a pressure in the range of approximately 2070 to 2415 kPa (300 to 350 psig). It goes without saying that the exact discharge pressure from the second stage gas compressor 64 depends on the pressure within the discharge piping 66. It will be readily apparent to those skilled in the art that in place of the two compressors 42, 64, either a two-stage compressor or simply a single-stage compressor can be employed to compress the gaseous fuel to a predetermined pressure. You can understand it. In such case,
Preferably, the single two-stage compressor is provided with suitable inlets and outlets to connect the gas cooler 50 between stages. Alternatively, if only a single single stage compressor was used, the gas cooler 50 would be connected to the discharge side of such compressor. From the discharge side 66 of the second stage gas compressor 64, the compressed gas fuel flows back through the gas cooler 50 where it rises again from a maximum temperature of approximately 116°C (24°C) to approximately ambient temperature at the gas cooler outlet. Preferably, it is cooled. The cooled compressed gaseous fuel will then flow through a second lubricant filter and separator 68, where the second lubricant filter and separator 68
8 is generally similar to the lubricant filter and separator 56 previously described and is identical in returning compressor lubricant to the suction side 62 of the second stage gas compressor 64, as described in more detail below. perform the functions of Since at ambient temperature most gaseous fuels may contain vaporized but entrained lubricant or moisture, an optional moisture removal means can be configured downstream of the lubricant filter and separator 68. It goes without saying that the configuration of such a moisture removal means may be selected if necessary or deemed necessary. Two alternative embodiments of optional moisture removal means are shown in FIGS. 5A and 5B and will be described in detail below. The previously cooled and compressed gaseous fuel then preferably flows through check valve 70 and into one or more adsorbent filters 72 . Adsorbent filter 72 preferably comprises a compartment containing an adsorbent, such as zeolite, activated carbon, silica gel, or various clays. The sorbent filter 72 removes residual compressor lubricants and other materials, such as H 2 S, and at the same time removes so-called "heavy" components of the oil, which may have been in vapor form with the gaseous fuel, from the compression means. It works to remove.
Generally, such heavy components include chloropane and other components that are heavier than methane. The purpose of removing such heavy components is to remove gaseous fuel components for use in car engines and other fuel consuming devices when they are stored adsorptively in storage tanks on the vehicle body (or on other gaseous fuel consuming devices). The aim is to maximize the capacity of the storage tank. Compressed gas fuel flows from the sorbent filter 72 through a check valve 76 and then into an inlet 78 for one or more optional sorbent storage vessels 82 or into a replenishment module exhaust line 86. flow inward. The fuel flow path relies on the operation of a control system (described below) that automatically opens and closes various solenoid valves in response to various gas pressure conditions throughout the system. Adsorbent storage container 82 is optional, but
Note that it is desirable to use An even less expensive refueling system can be provided in accordance with the present invention in which the adsorbent storage vessels (and their associated controls and equipment) are eliminated altogether and the storage tank is constructed without adsorbent therein. If the outlet conduit 20 is disconnected from a vehicle or other gaseous fuel consuming device and the gas pressure within the sorbent storage vessel 82 falls below a predetermined pressure level, compressed gaseous fuel will flow through the inlet 78 and the motorized solenoid valve 80. flow, refilling the sorbent storage vessel 82. Such refilling of the storage vessel 82 may occur even if the outlet conduit 20 is still connected to the vehicle storage system 100 and the pressure within the vehicle storage vessel or tank is approximately at or above the desired pressure level.
2415 kPa (300-350 psig), which also occurs. Conversely, when the pressure in the vehicle's storage tank falls below the desired pressure level, the control system (described below) causes compressed gas fuel to flow through the electric solenoid valve 90 and into the manual drain valve 96. Discharge valve 9
6 can be located within the outlet conduit 20 or integrated within the connector device 22. Check valve 1
01 within the vehicle's storage system 100 to prevent gas fuel from returning to the gas refueling system. After the breather pipe 88 is installed downstream of the solenoid valve 90 and the refueling operation is completed, the connector 2
It is desirable to discharge compressed gaseous fuel from outlet conduit 20 when 2 is removed from a vehicle or other gaseous fuel consuming device. As discussed in more detail below, a preferred control system automatically opens the electric solenoid valve 94 to release such expelled compressed gas fuel into a storage chamber or container 98. Once the pressure within the outlet conduit 20 has fallen to a sufficiently low level, the solenoid valve 94 closes, isolating the storage chamber 98 between the solenoid valve and the check valve 48. When the gas compressor is activated later, the storage compartment 9
The gaseous fuel in 8 flows into the suction side 40 of the first stage gas compressor 42 via the check valve 48 . The automatic vent system for the outlet conduit 20 described above is optional, but is preferably configured within the refueling module system to relieve pressure within the outlet conduit 20 thereby facilitating removal of the connector 22.
However, manual vent valve 96 is a three-way manually operated valve that also allows an operator to manually vent outlet conduit 20 directly to atmosphere or other gas collection or treatment means to facilitate removal of connector 22. Please note that it is desirable that The refueling module 10 also includes a check valve 38.
upstream of the gas pressure relief valve 37, which opens in response to unacceptably high gas pressure levels and relieves such pressure by venting the gas to the atmosphere through the atmospheric vent 25. This is desirable. Similarly, a pressure relief valve 53 is provided on the discharge side 44 of the first stage gas compressor 42 and a pressure relief valve 73 is provided at the outlet of the adsorbent filter 72. The pressure relief valves 53, 73 open in response to undesirably high gas pressure and direct gaseous fuel to the respective breather line 5.
5, 75 and the air hole 25 to release the pressure exerted by discharging gaseous fuel. A lubricant filter and separator 56 on the discharge side of the first stage gas compressor 42 collects compressor lubricant from the compressed gas fuel and transfers it to the first stage gas via a collection pipe 57 and an electric solenoid valve 61. It is installed to return to the suction side 40 of the compressor 42. Similarly, a lubricant filter and separator 68 is installed to collect the compressor lubricants and return them to the suction side 62 of the second stage gas compressor 64 via a collection line 69 and a solenoid valve 71. Ru. Due to the well-known difficulty of starting a gas compressor without first balancing the pressures between the suction and discharge sides of the gas compressor, the control system described below may cause the gas compressors 42, 64 to When each is stopped, the solenoid valves 61 and 71 are opened so that the pressures can be balanced between the discharge side and the suction side of these gas compressors. but,
When the gas compressors 42, 64 are activated and operated, the control system closes each solenoid valve 61, 71, thereby allowing normal compressed gas flow through the system 10. Opening of the solenoid valves 61, 71 thus allows fluid communication between the suction and discharge sides of their respective gas compressors, thereby reducing the compressor pressure by balancing the gas pressure across the compressor. When the engine is activated again, it can be restarted immediately. Furthermore,
Gas flow between the suction and discharge sides of each compressor via their respective collection lines 57, 69 simultaneously provides sufficient starting force and pressure to separate the collected lubricant. Vessels 56, 68
from there to the respective suction sides 40, 62 of the respective gas compressors 42, 64. This activation force simply refers to the gas pressure and force flowing from the lubricant separator 56, 68 to the respective suction side 40, 64 to balance the pressure after each compressor 42, 64 is shut down. This force forces the captured lubricant back from the separators 56, 68 to the respective suction sides 40, 62. Adsorbent storage vessel 82 of FIG. 4 contains adsorbent 83 that is contacted by gaseous fuel flowing through inlet 85. Adsorbent storage vessel 82 of FIG. As used herein, the terms "adsorbent" and "adsorption" refer to adsorption or absorption, or both. Adsorption storage container 82
Preferably, the inlet 85 incorporates an inlet filter 87, which may be a screen mesh type filter, a fiber type filter, or a filter that substantially prevents particles and other impurities from being introduced into the adsorbent 83. It may also be advantageous to include other filter means known to those skilled in the art as deemed appropriate. Adsorbent 83 may be comprised of any number of adsorbents, such as activated carbon, zeolite compounds, silica gel, and other types of clays. Such adsorbents may be in the form of pellets, spheres, particles, or any other suitable form, but the surface area of the adsorbent is optimized to limit the amount of gaseous fuel adsorbed or absorbed (or both) by it. It has to be something that maximizes it. The present invention also contemplates the use of a liquid absorbent, such as a liquid coating on the absorbent. Adsorbent filter 72 contains a similar adsorbent and, unless filter 72 has separate inlets and outlets, adsorbent storage vessel 82
It has a structure and shape somewhat similar to that of the tank shown in FIG. In the prototype of the refueling module 10 actually constructed, activated carbon is used as an adsorbent, and the adsorbent filter 72
Although generally considered to be the preferred adsorbent for adsorbent storage vessel 82, other adsorbents may be used in their place. Examples of such adsorbents are listed below.

【表】【table】

【表】 上述の通り、大ていのガス燃料は、たとええ周
囲温度のもとでも、蒸気化したもしくはその他の
連行性潤滑剤もしくは液体材料を含有することが
できる。それ故、もし必要もしくは望ましいと判
れば、潤滑剤フイルタと分離器68の下流にオプ
シヨンとしての水分除去手段を構成することがで
きる。かかる水分除去手段うちの一つは、第5A
図に概略示されている通りである。水分除去系統
110は従来の冷凍系統114に接続され、ガス
燃料を冷却するために装着された熱交換器を内蔵
し、蒸発もしくは運ばれた潤滑剤その他の液体が
ガス燃料流から析出されるようにするのが普通で
ある。熱交換器112はガス入口116とガス出
口118を構成し、冷凍系統114からの冷媒が
その間を搬送されるようになつている。冷凍系統
114からの冷媒とガス燃料は、胴管式熱交換器
112(もしくはその他の適当な熱伝動装置)内
で互いに隔離されている。ガス燃料が冷却される
と、潤滑剤やその他の液体は析出され、ドレン管
120と逆止め弁122を経て熱交換器112か
ら搬送されその後、ガス圧縮機の一つの吸入側へ
回流させられるか、そうでなければ適当な処理手
段へ搬送される。別の水分除去手段は、第5B図
に略示されている通りである。水分除去系統13
0は、ガス入口134とガス出口136を備えた
渦流管装置132を構成しているのが普通であ
る。渦流管132の如き装置は当業者には周知の
もので、渦流やさもなくば一般に旋回流路をその
間に流れるガス燃料に付与することによつて燃料
を冷却し潤滑剤その他の連行流体が分離されるよ
うに装着するものである。かかる渦流管分離器の
一例はいわゆる「渦流管」で、オハイオ州のシン
シナテイ・ヴオーテツク社が製造販売している。 水分除去系統110もしくは130の一つ、も
しくはその他の適当な水分除去装置を燃料補給モ
ジユール10内に構成することは任意であるが、
吸着剤フイルタ72の汚染度を減らすことによつ
てその内部の吸着材の有効寿命を長もちさせる上
で望ましいもしくは必要であるといえよう。 燃料補給モジユール10の操作は第3図の概略
フロー線図に最もよく示されている。ガス燃料を
燃料補給モジユール10から車の貯蔵系統100
内へ排出するため、出口導管20がコネクタ装置
22を経て車の貯蔵系統へ接続され、手動排出弁
96が開かれ、燃料補給モジユールが活動する
(以下に説明する。) 燃料補給モジユール10が活動すると、ソレノ
イド弁80,90が開き、ソレノイド弁94が閉
じる。そのため吸着剤貯蔵容器82内の加圧ガス
燃料は、出口導管20を経て車の貯蔵系統100
へ排出される。それと同時に、タイマ装置(以下
述べる)が始動し、所定時間の間活動する。かか
る時間の終りに、貯蔵容器82と車の貯蔵系統1
00内の圧力はほぼ等しくなり、ソレノイド弁8
0が閉じ、圧縮機42,64が始動し、冷却フア
ン52が始動し、ソレノイド弁34が開き、また
ソレノイド弁61,71,94が閉じる。 圧縮機42,64および冷却フアン52は、車
の貯蔵系統100内の圧力が所定圧力レベルまで
加圧されるまで操業しつづける。車の貯蔵系統内
で所定圧力レベルに達すると、圧力スイツチ92
がソレノイド弁90を閉じさせ、かつソレノイド
弁80を開かせることによつて貯蔵容器82が再
び充填され、その所定圧力レベルまで加圧される
ことを可能にする。 貯蔵容器82がその所定レベルにまで充填され
ると、車の貯蔵系統100がまず貯蔵容器からそ
の後ガス圧縮機42,64からガス燃料を受け取
るように制御系統が燃料補給モジユールの働きを
優先させることが望ましいという点に注意された
い。もし貯蔵容器82が、燃料補給モジユールが
車の貯蔵系統に接続された時、このように加圧さ
れなければ、ガス燃料は貯蔵容器を迂回し、まず
車の貯蔵系統に供給し、その後貯蔵容器を再充填
することになる。 貯蔵容器内で所望の圧力が達せられると、圧力
スイツチ84がソレノイド弁34,80を閉じさ
せ、圧縮機42,64と冷却フアン52をして活
動を停止させる。それと同時に、圧力スイツチ8
4はソレノイド弁61,71を開かせそれらのそ
れぞれのガス圧縮機の吸入側と排出側のガス燃料
圧力をバランスさせる。上述の如く、圧縮ガス燃
料は第一段ガス圧縮機42の排出側から吸入側へ
流れ、同時に潤滑剤フイルタと分離器56内の収
集された圧縮機潤滑剤を回収配置57を経て第一
段ガス圧縮機の吸入側40内へ強制的に押し込
む。同様にして、ソレノイド弁71が開くと、収
集された圧縮機潤滑剤は潤滑剤フイルタと分離器
68から回収配管69を経て第二段ガス圧縮機6
4の吸入側62内へ押し込められる。燃料補給装
置が運転を停止すると、圧力スイツチ92がソレ
ノイド弁94を開き、ガス燃料を出口導管20か
ら保蔵室98へ吐出することによつて出口導管が
容易に取り外すことができるようにする。 圧力スイツチ74はオプシヨンとして構成で
き、圧力スイツチ92,84のそれより僅かに高
い圧力レベルに設定することができる。かくし
て、圧力スイツチ74は、受け容れることができ
ない程度に高いガス圧力レベルがその内部に発生
したばあいに、燃料補給モジユール系統全体を自
動的に停止させる安全遮断系統の一部としての働
きを行うことができる。更にその他の安全上の特
長として、圧力逆し弁37,53,73はオプシ
ヨンとしての圧力逆し弁73(ただし構成された
ばあいである)のそれより僅かに高い圧力に設定
することができ、系統が停止された後も圧力が増
大しつづけるばあいに系統内の圧力を自動的に逃
がす働きを行うことができる。 第6図は、燃料補給モジユールに上述の通りの
働きを行わせるために装着される電気制御系統を
示すものである。当業者ならば、電気的形式のも
であれその他の形式のものであれ、その他の制御
系統を代りに使用することができるということが
容易に理解されよう。燃料補給モジユール10の
操作を開始するために、オン・オフブレーカスイ
ツチ154がオンにされる。オン・オフスイツチ
154がオンになると、赤い指示ランプRが点灯
しガス圧縮機が活動していないことを示し、更
に、緑色の指示ランプGを点灯させ、吸着剤貯蔵
容器82が充填されその所定レベルまで加圧され
ていることを示すことが望ましい。 ガス燃料を燃料補給モジユール10から車の貯
蔵系統100内へ排出するために出口導管20は
コネクタ22を経て車の貯蔵系統へ接続され、手
動排出弁96が開かれ、更に車の充填スイツチ1
56をオンにし、指示ランプGが遮断されるまで
作業員によりオンの状態に維持される。車の充填
スイツチ156がオフになると、リレーR1が付
勢し、接点R1a;R1bを閉じ、接点R1cを
開くことによつてソレノイド弁90,80を開か
せ、ソレノイド弁94を閉じ、さらにタイマT1
を始動させる。吸着剤貯蔵容器82内の圧縮ガス
燃料は、かくして出口導管20を経て車の貯蔵系
統100内へ排出される。吸着剤貯蔵容器82の
圧力が低下すると、まずはじめに圧力スイツチ8
4をオンにすることによつて指示ランプGを遮断
しリレーR2を付勢させその接点R2a,R2
b,R2cを閉じる。この時、車の充填スイツチ
156は、両接点R1a,R2aが閉じているた
めそのオフ位置へ釈放される。 タイマT1が設定した所定時間経過後、貯蔵容
器82と車の貯蔵系統100内の圧力はほぼ等し
くなり、タイマT1はその接点T1aを閉じ、T
1bを開くことによつて圧縮機リレーCを付勢
し、ソレノイド弁80を閉じて貯蔵容器82を隔
離する。リリレーCはその接点Ca,Cbを閉じ、
冷却フアン52と圧縮機42,64を始動させ
る。同時にこはく指示ランプAが圧縮機とフアン
が運転していることを示すために点灯し、リレー
R5が付勢する。付勢したリレーR5は接点R5
aを開き、かくして指示ランプRを遮断する。 圧縮機42,64は車の貯蔵系統内の圧力が所
定圧力レベルまで加圧され、圧力スイツチ92を
オフにすることによつてソレノイド弁90を閉じ
るまで運転しつづける。圧力スイツチ92がオフ
になると同時にリレーR4で付勢し、そのため接
点R4aとR4bが閉じ、R4cが開く。 一たん貯蔵タンク82がその所定圧力まで再び
充填されると、圧力スイツチ84が再びオフにな
り、リレーR2を消勢させ、指示ランプGを点灯
させる。リレーR2が消勢すると接点R2aとR
2bが開くことによつてリレーR1を消勢させ、
接点R2bを開く。リレーR1が消勢すると今度
は接点R1a,R1bが開き、系統を復帰させ、
タイマT1を非活性化し、ソレノイド弁80を閉
じる。その結果、接点T1aが同時に開き、リレ
ーCを消勢させ(かくして圧縮機と冷却フアンを
非活性化する))、正規の状態では開いているソレ
ノイド弁61,71を開き、圧縮機を横切る圧力
をバランスさせ、圧縮機潤滑剤をその吸入側へ強
制的に復帰させる。同時に、ソレノイド弁94が
開き、ガス燃料を出口導管20から保蔵室98内
へ吐出す。 もし何らかの理由で燃料補給操作中に動力が遮
断されたばあいには、車の充填スイツチ156を
再び押して燃料補給を再開しなければならない点
に注意されたい。同様に、もし何らかの理由で系
統が加圧されすぎたばあいには、オプシヨンの圧
力スイツチ73が上述の通り系統を自動的に停止
させることになる。 ある場合には、車の貯蔵系統100内の圧力
が、圧力スイツチ92をオフにする所定圧に達す
ることによつて貯蔵タンク82が再び充填される
ことを防ぐことになる以前に燃料補給操作が中断
もしくは終らせられるばあいがある。かかる場合
の一例は燃料補給操作が完了する前にユーザが車
を必要とするばあいである。かかる場合には、補
給作業が完了するに際して、制御系統が上述のも
の以外の貯蔵タンク82を再び充填することにな
る。貯蔵容器を再び充填するために、燃料補給モ
ジユールの操作は上述のオン・オフブレーカスイ
ツチ154をオンにすることにより指示ランプR
を点灯させ、リレーR2を圧力スイツチ84をオ
ンにすることによつてリレーを付勢させることに
よつて開始される。その結果、接点R2a,R2
b,R2cは閉じることになる。オプシヨンとし
ての貯蔵タンク充填スイツチ160を押してリレ
ーR3を付勢させることにより接点R3a,R3
c,R3dを閉じ、接点R3bを開く。このこと
によつてオプシヨンスイツチ160がそのオフ位
置に釈放され、ソレノイド弁80が開き、リレー
Cとその接点Caを経て圧縮機と冷却フアンが始
動する。それと同時に接点Cbが閉じ、リレーR
5が付勢されて接点R5aを開くために、ランプ
Aが点灯し、ランプRが遮断される。その後、圧
縮機と冷却フアンは、貯蔵タンク82内の圧力が
その所定レベルに達し系統が、圧力スイツチ84
は開き、上述のようなその他の手順によつて自動
的に遮断されるまで運転しつづける。もし動力が
貯蔵タンク82の再充填中に中断したばあいに
は、圧縮機とフアンが活動を停止し、かくしてソ
レノイド弁80が閉じることになるという点に注
意されたい。運転を再開するには、オプシヨンの
スイツチ160をもう一度押さなければならな
い。スイツチ160はオプシヨンであるが、もし
構成されるばあいには、それは上述の通り働くと
いう点に注意されたい。最後に、また、停止スイ
ツチ170を設けてそうすることが望ましいもし
くは必要なばあいに作業員が系統を手動にて停止
させることができるようにするという点にも注意
されたい。 第7図は、本発明による低圧炭化水素ガス燃料
貯蔵系統とエンジン系統210全体の透視図であ
る。エンジン系統210は本発明の実際の構成例
を示したもので、第17図は本発明の原理を実際
に示すために使用された車212(シルエツトで
示す)と共にエンジン系統210の各種構成品の
物理的配置を示したものである。実際の構成例で
は車212は1983年型フオード「EXP」モデル
乗用車である。しかしながら、本発明は第7図に
示された態様に限定されるものではなく、以下の
叙述より明らかになるようにその他の炭化水素ガ
ス燃料貯蔵系統とエンジン系統にも等しく適用で
きるものであるということを理解されたい。 第8図はエンジン系統210の概略線図を示し
たものである。エンジン系統210の構成品のう
ち若干のものは第8図に最もよく描かれているか
ら、第7図と第8図はエンジン系統の全体的構造
と働きを説明するために共に活用することにす
る。 エンジン系統210は車212の炭化水素ガス
燃料の自給量を貯えるために使用される4組のシ
リンダ214を内蔵している。 炭化水素ガス燃料として天然ガスを使用するこ
とが望ましいが、一方、プロパン、メタン、ブタ
ンのようなその他の炭化水素ガス燃料も使用して
差し支えない。シリンダ214の各組は包囲さ
れ、車212の重容用コンパートメントから隔離
された区分室内に取り付けられる。かくしてエン
ジン系統210は九個のシリンダを収納する区分
室、5個のシリンダを収納する区分室218、六
個のシリンダを収納する区分室220、および3
個のシリンダを収納する区分室222を備えてい
ることになる。これらの区分室は第8図にシルエ
ツトで示した通りである。区分室222は残余の
貯蔵系統全体にわたつて使用されるシリンダ22
4より小さな二個のシリンダ224を内蔵してい
るということにも注意されたい。 従つて、エンジン系統210の貯蔵系統部分
は、天然ガスもしくはその他の炭化水素ガス燃料
を貯えるために全部で23個のシリンダを内蔵して
いるわけである。これら23個の貯蔵シリンダは、
全部でほぼ0.23立方メーター(8.1立方フイート)
の貯蔵容量を備えている。第7図と第8図に示し
た実施態様のシリンダ214,224は従来から
の消火器形式のシリンダである。シリンダ21
4,224の特定の数と形状は車212内に得る
ことができるスペースに合致し、もともと車21
2に装備されていたガソリンタンクを取り外すこ
と以外には車212の構造に何の重要な変更も加
える必要がないように選ばれた。 本発明の原理は第7図と第8図に示したシリン
ダの特定数と形状に何ら限定されるものでないと
いうことを理解されたい。事実、上記23個のシリ
ンダは単一の貯蔵容器と取り代えることも可能で
ある。従つて、各種の適当な貯蔵容器形式、形
状、寸法を本発明に従つて使用することができる
ということをを理解されたい。かかる貯蔵容器の
唯一つの本質的な必要条件は、それらを貯蔵系統
が作業する最大圧力点まで加圧することができる
という点である。 エンジン系統210は同時に車体上の普通ガソ
リンを車に供給するために使用される位置に配置
される燃料ポート226を内蔵している。燃料ポ
ート226は速動コネクタ体228、逆止め弁2
30および圧力計232から構成されている。速
動コネクタ体228は、上述のコネクタ22に封
止的に接続され、シリンダ214,224がそこ
からこの燃料で充填される炭化水素ガス燃料の固
定供給源へ流体連通リンクを提供するために使用
される。 上述の燃料補給装置は、ガス燃料をほぼ689〜
2760kPa(100〜400psig)の範囲まで圧縮ないし
加圧するために装着される。従つて、この補給装
置は、低圧の炭化水素ガス燃料の固定供給源を表
わすものである。本発明の効果の一つは、車の貯
蔵系統を低圧固定燃料供給源か高圧の燃料供給源
の何れか一つから充填できるということである。
第7図と第8図に示した態様では、炭化水素ガス
燃料を20.7MPa(3000psig)に至る圧力で車の貯
蔵系統へ供給できるが、ほぼ2070〜2415kPa(300
〜350psig)の圧力で供給した方が望ましい。か
かる高圧の炭化水素ガス燃料の固定供給源は、例
えば車隊操作において使用される充填ステーシヨ
ンによつても得ることができる。 逆止め弁230は燃料補給装置10から速動コ
ネクタ体228を経て貯蔵シリンダ214,22
4へ炭化水素ガス燃料を流し、また同時に炭化水
素ガス燃料が貯蔵シリンダからコネクタ体を経て
流れるのを防ぐために使用される。速動コネクタ
体228のばあいと同様に、該逆止め弁230
は、従来の市販装置で上述の操作に適したものか
ら構成することができる。例えば、本発明による
一態様の逆止め弁230はオハイオ州・ウイロビ
ーのニユープロ社から入手できるB−8CPA2−
350型逆止め弁から構成されている。 圧力計232は、貯蔵シリンダ214,224
内の圧力を視覚的に表示するために使用される。
当業者には理解できるように、圧力計232は、
貯蔵系統が炭化水素ガス燃料により充填されてお
り、圧力の示盛が貯えられたガスの量を示すばあ
いに特に有益である。上述の燃料ポート226は
炭化水素ガス燃料を燃料補給装置から貯蔵シリン
ダ214,224へ搬送し、これらのシリンダ内
に貯えられた燃料を車212の原動機へ搬送する
ために使用される本発明による搬送手段の一部を
構成するものである。第7図と第8図に示した態
様では、この原動機は、内燃機関234から構成
されているのが普通である。しかしながら、もし
原動機が炭化水素ガス燃料を空気と結合してそこ
から車212を動かすために必要な機械的エネル
ギーをつくり出すための手段を備えているなら
ば、本発明の原理は原動機の特定の形式に限定さ
れるものではないということを理解されたい。第
7図と第8図に示した態様では、この結合手段は
気化器236とターボチヤージヤー238とから
なつている。気化器236は、天然ガスのような
炭化水素ガス燃料と働くことができるように特別
に設計してある。本発明の一形態では、気化器2
36はカリーフオルニア州・セリトスのイムコキ
ヤビユレーシヨン社から入手することができる
CA100−8型である。更に、この構成例のターボ
チヤージヤー238はイリノイ州・デカトウア市の
ウオーナ・アイシ社から入手可能なRHB5型のタ
ーボ充填器である。当業者には理解できるよう
に、ターボ充填器238はエンジンに進入する空
気の圧力を増大させるために使用されるもので、
そのため追加的な馬力を備えている。 エンジン系統210はガソリンよりもむしろ専
ら炭化水素ガス燃料によつて作動するようにして
あるために、第7図の実際の構成例ではエンジン
234に対して或る種の有利な変更が施されてい
る。これらの変更は、エンジン234用の燃料と
して天然ガスを使用することと相俟つてエンジン
234の性能を最適にするように設計された。第
一に、車212のこの標準的な装備エンジンに対
する圧縮比は8:1から13.6:1まで大きくさ
れ、天然ガスの比較的高いオクタン価を利用する
ようにしてある。当業者には理解される如く、圧
縮比の各増分は、圧縮比の各増分につき熱力学的
効率の3%の向上をもたらすものである。この圧
縮比の増加は、エンジン内に長いピストンを取り
付け、エンジンヘツドを適当にフライス削りして
エンジンシリンダ内に得られる容量を減らすこと
によつて得ることができた。エンジンの点火時期
は、ガソリンと天然ガスの燃焼速度の差異を考慮
して適当に早められた点にも注意されたい。車2
12を天然ガス使用車に転換することによつて、
接触変換器とその他の標準的汚染制御設備を車か
ら取り外すことが可能になつたという点にも注目
されたい。この設備を取り外したのは、天然ガス
がガソリンよりもずつと清浄な燃料(すなわち、
不快な排出物が少ない)という事実を考慮したた
めである。 炭化水素ガス燃料を貯蔵シリンダ214,22
4へ搬送しこれらシリンダからエンジン234の
気化器236へ搬送するための装置にもう一度話
をもどすと、高圧導管240が燃料ポート226
に供給された炭化水素ガスを受け容れるために設
けられる。高圧導管240はステンレス鋼から製
造し、20.7MPa(3000psig)までの圧力に耐える
ことができることが望ましい。区分室222内に
高圧調節器242が取り付けられ、炭化水素ガス
燃料がシリンダ214,224内に貯えられるば
あいの最大圧力を限定するための高圧導管240
に接続される。殊に、高圧調節器242は
20.7MPa(3000psig)から最大圧力2070kPa
(300psig)まで圧力を減らす働きをする。従つ
て、炭化水素ガス燃料がシリンダ214,224
内に貯えられる最大圧力はほぼ2070kPa
(300psig)となる。 第7図と第8図に示した本発明の実際の構成例
では、高圧調節器242はアイオワ州・マーシヤ
ルタウンのフイツシヤコントロール社より入手可
能な1301G型高圧調節器より構成されている。し
かしながら、エンジン系統210のすべての各種
構成品のばあいと同様に本発明の原理は、第7図
と第8図の実際の構成例に使用された特定の高圧
調節器に限定されるものではない。かくして、適
当な最大圧力範囲を適当な応用例において与える
ために他の圧力制御装置を使用することができる
ということを理解されたい。例えば、炭化水素ガ
ス燃料が貯えられる最大圧がほぼ689〜2760kPa
(100〜400psig)の範囲にあることが望ましいが、
それより高いもしくは低い最大圧範囲も同様に使
用できる。しかしながら、本発明の主たる効果の
一つは、エンジン系統210が相対的に低い圧
力、すなわち、ほぼ3450kPa(500psig)以下の圧
力で手頃な量の炭化水素ガス燃料を貯えることが
できるという点であるということを理解された
い。事実、2070kPa(300psig)の圧力限界のばあ
い、本発明による実際の構成例の範囲は、車が毎
時45マイルの定速度で走行する試験においてほぼ
161〜177キロメーター(100〜110マイル)である
ことが示された。 搬送手段の重要な構成品の一つは、固定燃料供
給源から収容された炭化水素ガス燃料をシリンダ
214,224のそれぞれに分配するために使用
されるマニホルド体244である。該マニホルド
体244はまた、シリンダ214,224内に貯
えられた炭化水素ガス燃料を収集してこの燃料を
エンジン234の気化器236へ搬送するために
も使用される。マニホルド体244は、低圧導管
246を経て高圧調整器242に接続される。低
圧運転の結果、エンジン系統210内の残余の導
管だけでなく導管246も銅製であることが望ま
しいという点に注意されたい。しかしながら、こ
れらの導管を構成するために被覆アルミニウムや
編組したスチール製ホースの如きその他の適当な
材料も使用できることはいうまでもない。マニホ
ルド体244は第11図に最もよく示されたマニ
ホルドブロツク248を構成している。該マニホ
ルドブロツク248はアルミニウム製で、固定燃
料供給源から炭化水素ガス燃料を受容するための
入口ポート250と、シリンダ214,224内
に貯えられた炭化水素ガスをエンジン234の気
化器236へ搬送するための出口ポート252を
構成していることが望ましい。マニホルドブロツ
ク248を出口212に取付けるために複数のボ
ルト254が設けられる。マニホルドブロツク2
48は、また、炭化水素ガスを各区分室216−
222に搬送するための両方向ポートをも構成し
ている。かくして、例えば、マニホルドブロツク
248は炭化水素ガスを区分室218内に内蔵さ
れたシリンダ214から往復搬送するための両方
向ポート256を構成している。 マニホルド体244はまた、炭化水素ガス燃料
の各区分室216,222へ向かう流れを濾過す
るためにマニホルドブロツク248の両方向ポー
トの各々に接続されたフイルター材258を構成
している。第7図の実際の構成例では、これらの
フイルタ材258はそれぞれTFシリーズのニユ
ープロ社のフイルターから構成されている。しか
しながら、当業者に周知の他のいかなるフイルタ
手段も、粒子やその他の不純物がシリンダ21
4,224内へ導入される危険を相当防ぐ上で適
当であり、使用できるということを理解された
い。かくして、たとえば、せんい形式のフイル
タ、スクリーンメツシユフイルタ、および焼結構
造のフイルタも使用するに適しているといえよ
う。 また、マニホルドブロツク248と区分室21
8−222の間には三方向弁260が差しはさま
れている。これらの三方向260はそれぞれ独立
して、炭化水素ガス燃料が各区分室216−22
2間を往復して流れる作用を制御するために使用
される。かくして、例えば、区分室218とマニ
ホルドブロツク248との間に差しはさまれた三
方向弁260は、手動にて閉じられ炭化水素ガス
燃料がこの区分室内に内蔵されたシリンダ214
を往復して流れる作用を妨げる。第7図の実際の
構成例では、これらの三方向弁260はガス試料
が区分室のそれぞれ216−222から得ること
ができるようにも使用されている。 マニホルド体244はまたシリンダ214,2
24内の圧力が所定の圧力限界値を超えないよう
に使用される圧力逃し弁262をも構成してい
る。この所定圧力限界値は、たとえば25〜
150psigのような所定量だけ貯蔵系統の最大圧力
範囲を超えていることが望ましい。第7図の実際
の構成例では、圧力逃がし弁262は2930kPa
(425psig)で開くように装着されている。マニホ
ルド体244は同時にシリンダ214,224内
の圧力を検知するためのトランスジユーサ264
をも構成している。該トランスジユーサ264は
キユーライト型IPTE−1000の圧力トランスジユ
ーサの如き任意の適当な圧力トランスジユーサで
あつて差し支えない。圧力トランスジユーサ26
4は、車212の乗客用コンパートメント内に配
置されトランスジユーサにより検知された圧力を
視覚的に表示するために使用されるデジタルデイ
スプレイ266に電気出力信号を発生する。従つ
て該デイジタルデイスプレイ266は車212の
運転手にとつて燃料計として役立つということを
理解されたい。また、上述の圧力計232も導管
268を経てマニホルドブロツク248へ接続さ
れていることにも注意されたい。 最後に、該マニホルド体244は、マニホルド
ブロツク248の出口ポート252からエンジン
234の気化器236へ至る炭化水素ガス燃料の
流れを制御するための手動弁270をもまた構成
している。かくして、弁270は、例えばエンジ
ン系統210等の保守のばあいにシリンダ21
4,224からエンジン234へ至る炭化水素ガ
ス燃料の流れを全部手動で遮断するための手段を
備えている。第7図の実際の構成例では、弁27
0はニユープロ社のB8P6Tシリーズの弁から構
成されている。エンジン系統210はまた貯蔵系
統からエンジン234の気化器236へ至る炭化
水素ガス燃料の流れを制御するための手段をも構
成している。この制御手段は、普通、一対の調節
器272−274およびスイツチ276から構成
されている。調節器272,274は、気化器2
36へ搬送される炭化水素ガスの圧力を下げるた
めに使用される。第7図の実際の構成例では調節
器272は、圧力を2070kPa(300psig)から
689kPa(100psig)に下げるフイツシヤ社の620シ
リーズ調節器から構成されており、また調節器2
74は圧力を689kPa(100psig)からほぼ大気圧
まで低げるイムプコ社のPEV型調節器から構成
されている。スイツチ276は貯蔵系統から気化
器234へ至る炭化水素ガス燃料の流れを選択的
に可能にするため使用され、点火スイツチの閉動
作もしくはエンジン234の活動に反応するよう
に装着される。第7図の実際の構成例では、スイ
ツチ276はイムプコ社のVFF−30シリーズの
燃料ロツクフイルタから構成されている。更に、
他のすべてのエンジン系統構成品と同様、スイツ
チ276に関しても、本発明の原理は、第7図の
実際の構成例に限定されるものではなく、他の適
当な構成品も等しく使用可能である点を理解され
たい。 次に、第9図と第10図の貯蔵シリンダ21
4,224の構造について述べることにする。そ
れぞれの貯蔵シリンダは炭化水素ガス燃料をシリ
ンダ間を往復搬送するたの入口−出口ポート27
8を構成している。重要なことは、それぞれのシ
リンダ214,224が炭化水素ガス燃料がシリ
ンダ内に貯えられるばあいの圧力を下げるために
所定の吸着剤280を内蔵している点である。本
明細書中において触れる「吸着剤」もしくは「吸
着性」という用語は「吸着剤」「吸収剤」もしく
はその双方を指すものとする。燃料補給装置に関
して先に述べた吸着剤の如き吸着剤は、例えば活
性炭、ゼオライト化合物、シリカゲルもしくは各
種粘土の如き任意の数の吸着剤もしくは分子ふる
いにより構成することができる。かかる吸着剤は
ペレレツト、球体、粒子その他の適当な形態を取
ることができ、そのばあい吸着剤の表面積はその
表面に吸着されるガス燃料の量を最大するために
最適にされる。本発明はまた、吸着剤上に液体被
覆を施したような液体吸着剤を使用するばあいも
想定している。 第7図の実際の構成例ではコロンビア等級
9LXCの活性炭ペレツトが吸着剤として使用され
また一般に望ましい吸着剤と考えられているけれ
ども、その他の吸着剤も代りに使用することがで
きる。かかる吸着剤の例は燃料補給装置を先に論
じた際に列挙した通りである。 炭素吸着剤280をまず活性化してその後エン
ジン系統210の貯蔵系統を使用することが有利
であることが見出された点を注意されたい。殊
に、吸着剤をまず最大限可能な限りシリンダ21
4,224内へつめこみ、各シリンダが排気され
る。その後各シリンダはオーブン内に置かれる
か、さもなくば加熱され、その後再び加熱され
る。燃料補給モジユールに関連して上述した望ま
しい吸着剤も、同様にして活性化される。 各シリンダ214,224は、吸着剤280を
シリンダ214,224内に保持すると共に粒子
その他の不純物が吸着剤280内へ導入される危
険を相当防ぐために使用される二個のフイルタ2
82,284を構成している。第7図の実際の構
成例では、フイルタ282はガス浸透性のせんい
性ポリエステルデイスクであり、フイルタ284
はニユープロ社のTFシリーズのフイルタから得
られるステンレス鋼メツシユストレーナ材であ
る。これらメツシユストレーナはそれぞれ押しは
め関係によつてシリンダのスチール製キヤツプ2
82に取りつけられた。更に、シリンダ214,
224はそれぞれ炭化水素ガス燃料がこれらシリ
ンダのそれぞれの間を往復する流れを選択的に可
能にし、吸着剤を活性化する間、真空状態を維持
するための弁288をも備えている。かかるフイ
ルタは上述のフイルタ72と貯蔵容器82内にも
構成されることが望ましい。 今度は第12図と第13図について、区分室2
16〜222の一般的構造とシリンダ214,2
24をこれらの区分室内に取り付けるための構造
について説明する。第12図は区分室216〜2
22のすべてでシリンダを区分室へ固定するため
に使用される第一受台を示す。第13図は、第1
4図に示したように区分室216内の下列シリン
ダに上列シリンダを固定するために使用される第
二受台292を示す。 第一受台290は、ほぼ平行に整合し、一対の
ブラケツト材298,300により連結される二
つのラツク材294,296から構成されている
のが普通である。ラツク材294,296はそれ
ぞれ、シリンダの形状に合致する複数の弓形フラ
ンジ部分302を有するように構成されている。
その後従来の締め付けリング304を使用してシ
リンダの各端部を該締め付けリング304をシリ
ンダとフランジ部分302のまわりに固定するこ
とによつてそれぞれのラツク材294,296に
固定する。 受台292は、区分室216内の上列シリンダ
と下列シリンダの間に差しはさまれるような形を
した一対の独立したラツク材306から構成され
る。各ラツク材306は、複数の交互に対面し合
う弓形フランジ部分308から構成されている。
ラツク材306に一方側上のフランジ部分308
は従来の締め付けを介して区分室216内の下列
シリンダにラツク材を取り付けるために使用され
るが、一方、ラツク材の他方側上のフランジ部分
308は上列シリンダをこの区分室内の下列シリ
ンダへ固定するために使用される。 第14図には完全に組み立てた区分室216の
破断透視図が示されている。まず、受台290は
当業者に周知の従来からの手段によつて区分室2
16に固定できるという点に注意されたい。更
に、区分室216は、シリンダ214を収納する
ために任意の適当な材料から構成して差し支えな
い。第7図の実際の構成例では区分室216はア
ルミニウムから構成されているのが普通である。
ガス密封材として、区分室216の頭部と側壁と
の間にはガスケツトが差しはさまれる。車212
運転中にシリンダ214上に生ずる凝結を除去し
やすくするために、区分室が車の大気外界に通気
できるように装着される通気管310を備えてい
る。同様な通気管はまた他の区分室218〜22
2のそれぞれにも備えられる。 第15図ないし第19図には炭化水素ガス燃料
貯蔵系統とエンジン系統312の第二番目の態様
が示されている。エンジン系統312と210の
重要な差異の一つは、エンジン系統312が例え
ば、従来からのプロパンタンクのような単一の貯
蔵タンク314だけを備えているという点であ
る。多くの適用例で一つもしくは二つの貯蔵容器
を備えていることが有利であるが、一方、一連の
貯蔵容器を備えることによる利点は、貯蔵系統の
熱伝達特性が一連の貯蔵容器を使用するばあいの
方が一般に良好であるという点であることも同様
に注意されたい。吸着過程で熱が発生するため、
この熱は一般的にいつて単一の大きな容器と比べ
て小さな一連の容器からの方がずつと容易に取り
除くことができるであろう。しかしながら、もし
欲するならば、たとえば貯蔵タンク314のよう
な単一の容器の構造に適当な熱交換手段を付加す
ることができることはいうまでもない。 シリンダ214,224のばあいと同様に、貯
蔵容器314には炭化水素ガス燃料が貯えられる
ばあいの圧力を下げるために適当な吸着剤315
を充填する。貯蔵容器314は、第10図につい
て最もよく示されているようにフイルタ体316
をも備えている。フイルタ体316は、複数のボ
ルト320を介して貯蔵容器314に固定される
アルミブロツク318を構成している。従来から
の微子フイルタ322がボルト324を経て該ブ
ロツク318に固定される。ブロツク318はま
た炭化水素ガス燃料を貯蔵容器314間を往復搬
送するために使用されるフイルタ322と導管手
段との間に流体連通リンクを提供する8つの円周
状に配置した通路326をもつて構成されてい
る。これらの通路326は、第16図の17−1
7線に沿つて描いたフイルタ体316の断面図で
ある第17図に最も良く描かれている。 フイルタ322は隣接配置された複数の銅板も
しくはデイスク328から構成されている。これ
ら銅板228の一つの透視図は第18図に示す通
りである。これらの銅板328はそれぞれ全部で
8個の円周状に配置された開口330と、これら
開口から外側方向へ放射状に延び80ミクロンの大
きさを有するフイルタの出口を提供する一個のス
ロツト332を構成している。当業者には理解で
きるように、銅板328はそれぞれ開口330が
フイルタ322の長さに沿つて垂直の通路を形成
するように整合する。フイルタ体316は、同時
に、適当なポリエステル材(必ずではないがそう
することが望ましい)から作られたガス浸透性
の、せんい性フイルタから構成されている。この
せんい性フイルタ材334は、フイルタ322と
吸着剤315の間に差しはさまれる。 第15図と第16図の両方に示されているよう
に、貯蔵容器314はまた逃し弁336と手動遮
断弁338を備えている。逃し弁336は、貯蔵
容器314内の圧力が、エンジン系統312が作
動するように企図された最大圧力を超えないよう
にする働きを行う。 エンジン系統312はまた、普通速動コネクタ
体342、逆止め弁344および圧力計346か
ら構成される燃料ポート340をも構成してい
る。燃料ポート340と貯蔵容器314との間に
は、本発明の重要な一部を形成する吸着フイルタ
348が差しはさまれる。吸着フイルタの断面図
は第19図に示されている。吸着フイルタ348
は、貯蔵容器314へ至る炭化水素ガス燃料の流
れを濾過するための所定吸着剤352を内蔵する
容器350から構成されている。容器350は、
エンジン系統312がその下で運転されるように
企図された最大圧力に耐えることのできる形状も
しくは構造のものであればどのようなものであつ
ても差し支えない。しかしながら、フイルタ容器
350の寸法は、貯蔵容器314の寸法と関連を
有していることが一般的にいつて望ましい。殊
に、それぞれ貯蔵容量0.028立方メーター(1立
方フイート)に対して少なくとも0.147立方メー
ター(0.0052立方フイート)のフイルタ容量を与
えることが有利であることが判つた。吸着剤35
2に関しては、この吸着剤は活性炭から構成され
ていることが望ましい。この点、吸着剤フイルタ
348内に内蔵された吸着剤352と貯蔵容器3
14内に内蔵された吸着剤315は両方とも活性
炭から構成されていて差し支えない。 吸着フイルタ348はその各端にフイルタ材3
54とガス浸透性のせんい性フイルタ356を備
えている。これら二つのフイルタ材の構造は、第
9図もしくは第16図に示したそれに対応するフ
イルタ材かその他の適当なフイルタ構造に似たも
のであつて差し支えない。 吸着フイルタ348は固定燃料供給源により供
給される炭化水素ガス燃料がまず吸着フイルタを
通過してその後貯蔵容器314内に貯えられなけ
ればならないからエンジン系統312の搬送手段
と連絡しているということに注意されたい。同様
に、貯えられた炭化水素ガス燃料をエンジン系統
312の気化器358へ搬送することができる以
前に、この燃料は再び吸着フイルタ348を通過
しなければならない。貯蔵容器314を充填する
間に吸着フイルタ348は炭化水素ガス燃料が貯
蔵シリンダ314に搬送される前に炭化水素ガス
燃料の所定成分を、先にガス燃料内に導入された
着臭剤をも含めて吸着的および(もしくは)吸収
的に取り除く。これら所定成分は、たとえばオイ
ル、水蒸気および燃料のいわゆる“重”成分を包
括するものである。一般的にいつて、かかる重成
分は、メタンよりも重いプロペンおよびその他の
成分を含んでいる。かかる重成分を取り除く目的
は、貯蔵容器314の容量を最大にして、たとえ
ばメタンの如き軽量の炭化水素を吸着的に貯える
ことである。吸着フイルタ348は長い間に好ま
しくない燃料成分が貯蔵容器314内に蓄積する
作用を防ぐ働きをするということも注目すべき重
要な点である。フイルタ体316は単に望ましく
ない材料を燃料から取り除くためのメカニカルフ
イルタにすぎない。 エンジン系統312のエンジンが活動し、貯蔵
シリンダ314内に貯えられた炭化水素ガス燃料
を消費することがきるようになると、吸着フイル
タ348が着臭剤を含めて取り除かれた成分を、
貯蔵シリンダ314からエンジンの気化器358
へ至る炭化水素ガス燃料の流れへ脱着的に再導入
する働きを行なう。従つて、吸着フイルタ348
は貯蔵系統の充填と排出サイクル間はそれぞれ自
浄作用を有し、更にガス燃料がエンジン区分室内
にあるばあいに着臭剤をガス燃料内へ再導入する
という点を理解されたい。 望ましくない成分をフイルタ348内に内蔵さ
れた吸着剤352から脱着する働きを助けるため
に、適当な適用例においては吸着フイルタ384
の温度を上げるための手段を設けることもでき
る。この昇温手段はエンジン系統312のエンジ
ンと関連性をもつようにしてエンジンの作動によ
り発生した熱が昇温手段によつて利用されるよう
にすることが望ましい。適当な昇温手段の形成の
一つは第15図に示されているように吸着フイル
タ348のまわに包んだ導管360である。この
導管は、たとえば、エンジン冷却系統もしくはエ
ンジン排出系統の何れかに接続でき、エンジンに
より発生させられた廃熱の少なくとも一部を利用
することができるようにする。 更に、若干の適用例では、吸着フイルタをエン
ジンの比較的近くに単純に配置し、エンジンの放
熱を利用するようにすることが有利であろう。 第7図のエンジン系統210と第15図のエン
ジン系統の間のもう一つの重要な差異は、エンジ
ン系統312が複式燃料系統としての働きを行う
ように装着されることである。この複式燃料操作
は一対のソレノイド弁362,364によつて制
御される。ソレノイド弁362は貯蔵容器314
から気化器358と働きの上で関連した空気/燃
料混合器366へ至る炭化水素ガス燃料の流れを
制御するために使用される。しかるに、ソレノイ
ド弁364は適当なガソリンタンク(図示せず)
からエンジンの気化器358へ至るガソリンの流
れを制御するために使用される。二段調節器36
8がソレノイド弁362と空気/燃料混合器36
6の間に差しはさまれる点にも注意されたい。こ
の調節器368は炭化水素ガス圧をほぼ2070kPa
(300psig)からほぼ大気圧まで下げるために使用
される。ソレノイド弁362,364は何れの燃
料供給源がエンジンに提供されるかを決定するた
めに使用される車の乗客用コンパートメント内に
内蔵された一つもしくはそれ以上のスイツチに反
応して作動することができる。従つて、もし車の
運転手がガソリンをエンジンに供給したいと望め
ば、ソレノイド弁364が開き、ソレノイド弁3
62が閉じられなければならないということを理
解されたい。同様にして、もし運転手が炭化水素
ガス燃料をエンジンに供給したいと思えば、ソレ
ノイド弁312が開き、ソレノイド弁364が閉
じなければならない。かかる複式燃料エンジン系
統のばあい、その性能が両種の燃料に対して最適
になるようなエンジンを得ることは困難である点
にも同様に注意されたい。しかしながら、エンジ
ンに供給される燃料の種類によるエンジンの点火
時期の相違をスイツチに反応して自動的に調節す
ることのできる装置が市販されている。 以上の論述は本発明の実施例を開示し説明した
ものである。当業者であれば、かかる論述より、
特許請求範囲に規定の本発明の精神と範囲からは
ずれずに、そこに各種の変更、修正を施こすこと
ができるという点を容易に理解されると思われ
る。
TABLE As mentioned above, most gaseous fuels can contain vaporized or other entrained lubricants or liquid materials, even at ambient temperatures. Therefore, optional moisture removal means can be constructed downstream of the lubricant filter and separator 68 if found necessary or desirable. One of such moisture removal means is No. 5A.
As shown schematically in the figure. Moisture removal system 110 is connected to a conventional refrigeration system 114 and includes a heat exchanger mounted to cool the gaseous fuel so that evaporated or entrained lubricants or other liquids are precipitated from the gaseous fuel stream. It is normal to do so. Heat exchanger 112 defines a gas inlet 116 and a gas outlet 118 between which refrigerant from refrigeration system 114 is conveyed. The refrigerant and gaseous fuel from the refrigeration system 114 are isolated from each other in a shell-and-tube heat exchanger 112 (or other suitable heat transfer device). As the gaseous fuel cools, lubricants and other liquids are precipitated and transported from the heat exchanger 112 via a drain pipe 120 and a check valve 122 before being circulated to the suction side of one of the gas compressors. , otherwise transported to suitable processing means. Another moisture removal means is as shown schematically in Figure 5B. Moisture removal system 13
0 typically constitutes a swirl tube arrangement 132 with a gas inlet 134 and a gas outlet 136. Devices such as vortex tubes 132 are well known to those skilled in the art and provide a vortex or otherwise generally swirling flow path to the gaseous fuel flowing therebetween to cool the fuel and separate lubricants and other entrained fluids. It is to be worn in such a way that the An example of such a vortex tube separator is the so-called "vortex tube," manufactured and sold by Cincinnati Votech, Inc. of Ohio. Optionally, one of the moisture removal systems 110 or 130, or other suitable moisture removal device, may be configured within the refueling module 10.
Reducing the degree of contamination of the sorbent filter 72 may be desirable or necessary to extend the useful life of the sorbent material therein. The operation of refueling module 10 is best illustrated in the schematic flow diagram of FIG. Gas fuel refueling module 10 to vehicle storage system 100
The outlet conduit 20 is connected to the vehicle's storage system via the connector device 22, the manual drain valve 96 is opened, and the refueling module is activated (described below).The refueling module 10 is activated. Then, solenoid valves 80 and 90 open, and solenoid valve 94 closes. The pressurized gaseous fuel in the adsorbent storage vessel 82 is then routed through the outlet conduit 20 to the vehicle storage system 100.
is discharged to. At the same time, a timer device (described below) is started and activated for a predetermined period of time. At the end of this time, storage container 82 and vehicle storage system 1
00 becomes almost equal, solenoid valve 8
0 is closed, the compressors 42 and 64 are started, the cooling fan 52 is started, the solenoid valve 34 is opened, and the solenoid valves 61, 71, and 94 are closed. Compressors 42, 64 and cooling fan 52 continue to operate until the pressure within vehicle storage system 100 is increased to a predetermined pressure level. When a predetermined pressure level is reached in the vehicle's storage system, pressure switch 92 is activated.
causes solenoid valve 90 to close and solenoid valve 80 to open, thereby allowing storage vessel 82 to be refilled and pressurized to its predetermined pressure level. Once the storage container 82 is filled to its predetermined level, the control system prioritizes the operation of the refueling module such that the vehicle's storage system 100 first receives gas fuel from the storage container and then from the gas compressors 42,64. Please note that it is desirable. If the storage container 82 is not pressurized in this way when the refueling module is connected to the vehicle's storage system, the gaseous fuel will bypass the storage container and first supply the vehicle's storage system and then the storage container. will have to be refilled. When the desired pressure is achieved within the storage vessel, pressure switch 84 closes solenoid valves 34, 80, causing compressors 42, 64 and cooling fan 52 to cease operation. At the same time, pressure switch 8
4 opens the solenoid valves 61 and 71 to balance the gas fuel pressures on the suction side and discharge side of their respective gas compressors. As mentioned above, the compressed gas fuel flows from the discharge side to the suction side of the first stage gas compressor 42 and simultaneously carries the collected compressor lubricant in the lubricant filter and separator 56 to the first stage via the collection arrangement 57. Force into the suction side 40 of the gas compressor. Similarly, when the solenoid valve 71 opens, the collected compressor lubricant is transferred from the lubricant filter and separator 68 to the recovery line 69 to the second stage gas compressor 6.
4 into the suction side 62 of 4. When the refueling system is shut down, pressure switch 92 opens solenoid valve 94 and discharges gaseous fuel from outlet conduit 20 into storage chamber 98, thereby allowing the outlet conduit to be easily removed. Pressure switch 74 can be configured as an option and can be set at a slightly higher pressure level than that of pressure switches 92,84. Thus, pressure switch 74 acts as part of a safety shut-off system that automatically shuts down the entire refueling module system in the event that an unacceptably high gas pressure level occurs within it. be able to. As a further safety feature, the pressure check valves 37, 53, 73 can be set to a pressure slightly higher than that of the optional pressure check valve 73 (if configured). If the pressure continues to increase even after the system is stopped, it can automatically release the pressure in the system. FIG. 6 shows the electrical control system installed to cause the refueling module to function as described above. Those skilled in the art will readily appreciate that other control systems, whether electrical or otherwise, may be used instead. To begin operation of refueling module 10, on/off breaker switch 154 is turned on. When the on/off switch 154 is turned on, the red indicator lamp R will illuminate to indicate that the gas compressor is inactive, and the green indicator lamp G will illuminate to ensure that the adsorbent reservoir 82 is filled to its predetermined level. It is desirable to show that the pressure has been increased to In order to discharge gaseous fuel from the refueling module 10 into the vehicle storage system 100, the outlet conduit 20 is connected to the vehicle storage system via the connector 22, the manual drain valve 96 is opened, and the vehicle fill switch 1 is opened.
56 is turned on and kept on by the operator until the indicator lamp G is shut off. When vehicle fill switch 156 is turned off, relay R1 is energized, causing solenoid valves 90, 80 to open by closing contacts R1a; R1b and opening contact R1c, closing solenoid valve 94, and starting timer T1.
start. The compressed gaseous fuel within the adsorbent storage vessel 82 is thus discharged into the vehicle storage system 100 via the outlet conduit 20. When the pressure in the adsorbent storage container 82 decreases, the pressure switch 8 is first activated.
4 turns on the indicator lamp G, energizes the relay R2, and its contacts R2a, R2
b, Close R2c. At this time, the vehicle fill switch 156 is released to its off position because both contacts R1a and R2a are closed. After the predetermined time set by timer T1, the pressures in storage container 82 and vehicle storage system 100 become approximately equal, timer T1 closes its contact T1a, and T
Opening 1b energizes compressor relay C and closes solenoid valve 80 to isolate storage vessel 82. Relay C closes its contacts Ca and Cb,
Cooling fan 52 and compressors 42, 64 are started. At the same time, amber indicator lamp A lights up to indicate that the compressor and fan are operating, and relay R5 is energized. The energized relay R5 is the contact R5
a, thus shutting off the indicator lamp R. Compressors 42, 64 continue to operate until the pressure in the vehicle's storage system is increased to a predetermined pressure level and solenoid valve 90 is closed by turning off pressure switch 92. When pressure switch 92 is turned off, it simultaneously energizes relay R4, thereby closing contacts R4a and R4b and opening R4c. Once storage tank 82 is refilled to its predetermined pressure, pressure switch 84 is turned off again, deenergizing relay R2 and illuminating indicator lamp G. When relay R2 is deenergized, contacts R2a and R
2b opens to deenergize relay R1;
Open contact R2b. When relay R1 is deenergized, contacts R1a and R1b open, restoring the system,
Deactivate timer T1 and close solenoid valve 80. As a result, contacts T1a open simultaneously, deenergizing relay C (thus deactivating the compressor and cooling fan) and opening the normally open solenoid valves 61, 71, causing pressure across the compressor. balance and force the compressor lubricant back to its suction side. Simultaneously, solenoid valve 94 opens and discharges gaseous fuel from outlet conduit 20 into storage chamber 98 . Note that if for any reason power is cut off during a refueling operation, the vehicle fill switch 156 must be pressed again to resume refueling. Similarly, if for any reason the system becomes over pressurized, an optional pressure switch 73 will automatically shut down the system as described above. In some cases, the refueling operation may occur before the pressure within the vehicle's storage system 100 reaches a predetermined pressure that turns off the pressure switch 92 and prevents the storage tank 82 from being refilled. It may be suspended or terminated. An example of such a case is if the user needs the vehicle before the refueling operation is complete. In such a case, upon completion of the replenishment operation, the control system will refill storage tanks 82 other than those described above. To refill the storage container, operation of the refueling module is activated by turning on the above-mentioned on/off breaker switch 154, turning on the indicator light R.
, and energizes relay R2 by turning on pressure switch 84. As a result, contacts R2a, R2
b, R2c will be closed. Contacts R3a, R3 are activated by pressing optional storage tank fill switch 160 to energize relay R3.
c, close R3d and open contact R3b. This releases option switch 160 to its off position, opens solenoid valve 80, and starts the compressor and cooling fan via relay C and its contacts Ca. At the same time, contact Cb closes and relay R
5 is energized to open contact R5a, lamp A is turned on and lamp R is cut off. The compressor and cooling fan then operate until the pressure in storage tank 82 reaches its predetermined level and the system switches to pressure switch 84.
will open and continue to operate until automatically shut off by other procedures as described above. Note that if power were to be interrupted during refilling of storage tank 82, the compressor and fan would be deactivated, thus causing solenoid valve 80 to close. To resume operation, the option switch 160 must be pressed again. Note that switch 160 is optional, but if configured, it operates as described above. Finally, it should also be noted that a shutdown switch 170 is also provided to allow an operator to manually shut down the system if it is desired or necessary to do so. FIG. 7 is a perspective view of the entire low pressure hydrocarbon gas fuel storage system and engine system 210 according to the present invention. The engine system 210 shows an example of the actual configuration of the present invention, and FIG. 17 shows the various components of the engine system 210 together with a car 212 (shown in silhouette) used to demonstrate the principles of the present invention. This shows the physical layout. In the actual configuration example, car 212 is a 1983 Ford "EXP" model passenger car. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 7, but is equally applicable to other hydrocarbon gas fuel storage systems and engine systems, as will become clear from the following description. I hope you understand that. FIG. 8 shows a schematic diagram of the engine system 210. Since some of the components of engine system 210 are best depicted in FIG. 8, FIGS. 7 and 8 will be used together to explain the overall structure and operation of the engine system. do. The engine system 210 contains four sets of cylinders 214 that are used to store the vehicle's 212 self-sufficient amount of hydrocarbon gas fuel. Although it is desirable to use natural gas as the hydrocarbon gas fuel, other hydrocarbon gas fuels such as propane, methane, butane may also be used. Each set of cylinders 214 is enclosed and mounted within a compartment separate from the heavy cargo compartment of vehicle 212. Thus, the engine system 210 has compartments containing nine cylinders, compartment 218 containing five cylinders, compartment 220 containing six cylinders, and compartment 220 containing six cylinders.
It is provided with a compartment 222 that accommodates several cylinders. These compartments are shown in silhouette in FIG. The compartment 222 contains cylinders 22 used throughout the remainder of the storage system.
Note also that it contains two cylinders 224 smaller than four. Therefore, the storage system portion of engine system 210 includes a total of 23 cylinders for storing natural gas or other hydrocarbon gas fuel. These 23 storage cylinders are
Approximately 0.23 cubic meters (8.1 cubic feet) in total
It has a storage capacity of . The cylinders 214, 224 of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 are conventional fire extinguisher type cylinders. cylinder 21
The specific number and shape of 4,224 corresponds to the space available within car 212 and originally
It was chosen so that no significant changes had to be made to the structure of car 212 other than removing the gas tank fitted to car 212. It should be understood that the principles of the invention are not limited in any way to the specific number and shape of cylinders shown in FIGS. 7 and 8. In fact, the 23 cylinders mentioned above could be replaced by a single storage container. Accordingly, it should be understood that a variety of suitable storage container types, shapes, and dimensions may be used in accordance with the present invention. The only essential requirement for such storage vessels is that they can be pressurized to the maximum pressure point at which the storage system operates. The engine system 210 also contains a fuel port 226 located at a location used to supply the vehicle with regular gasoline on the vehicle body. The fuel port 226 is connected to the quick-acting connector body 228 and check valve 2.
30 and a pressure gauge 232. A quick acting connector body 228 is sealingly connected to the aforementioned connector 22 and is used to provide a fluid communication link to a fixed source of hydrocarbon gas fuel from which the cylinders 214, 224 are charged with this fuel. be done. The above-mentioned refueling device supplies gas fuel from approximately 689~
It is installed to compress or pressurize to a range of 2760kPa (100-400psig). This replenishment device therefore represents a fixed source of low pressure hydrocarbon gas fuel. One of the advantages of the present invention is that the vehicle's storage system can be filled from either a low pressure stationary fuel source or a high pressure fuel source.
In the embodiments shown in Figures 7 and 8, hydrocarbon gas fuel can be delivered to the vehicle storage system at pressures up to 20.7 MPa (3000 psig);
It is preferable to supply it at a pressure of ~350 psig). A fixed source of such high pressure hydrocarbon gas fuel can also be obtained, for example, by a filling station used in fleet operations. The check valve 230 is connected from the refueling system 10 to the storage cylinders 214, 22 via the quick-acting connector body 228.
4 and at the same time prevent hydrocarbon gas fuel from flowing from the storage cylinder through the connector body. As with the quick-acting connector body 228, the check valve 230
can be constructed from conventional commercially available equipment suitable for the operations described above. For example, one embodiment of the check valve 230 according to the present invention is B-8CPA2- available from Nupro, Willoughby, Ohio.
Consists of a 350 type check valve. The pressure gauge 232 is connected to the storage cylinders 214, 224.
used to visually display the pressure within.
As one skilled in the art will appreciate, the pressure gauge 232 is
This is particularly useful if the storage system is filled with hydrocarbon gas fuel and the pressure reading indicates the amount of gas stored. The fuel port 226 described above is used to convey hydrocarbon gas fuel from the refueling system to the storage cylinders 214, 224 and to convey the fuel stored within these cylinders to the prime mover of the vehicle 212. It constitutes part of the means. In the embodiments shown in FIGS. 7 and 8, the prime mover typically comprises an internal combustion engine 234. However, if the prime mover is provided with means for combining a hydrocarbon gas fuel with air and creating therefrom the mechanical energy necessary to move the vehicle 212, the principles of the present invention may be applied to a particular type of prime mover. It should be understood that this is not limited to. In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, this coupling means consists of a carburetor 236 and a turbocharger 238. The vaporizer 236 is specifically designed to work with hydrocarbon gas fuels such as natural gas. In one form of the invention, the vaporizer 2
36 is available from Imco Cabling Co., Cerritos, Calif.
It is the CA100-8 type. Furthermore, the turbocharger 238 of this configuration example is an RHB5 type turbocharger available from Warner Ishi, Inc. of Decatur, Illinois. As will be understood by those skilled in the art, turbocharger 238 is used to increase the pressure of air entering the engine.
Therefore, it has additional horsepower. Since engine system 210 is intended to operate exclusively on hydrocarbon gas fuel rather than gasoline, certain advantageous modifications have been made to engine 234 in the actual configuration of FIG. There is. These changes, in conjunction with the use of natural gas as a fuel for engine 234, were designed to optimize the performance of engine 234. First, the compression ratio for this standard equipment engine in car 212 has been increased from 8:1 to 13.6:1 to take advantage of the relatively high octane rating of natural gas. As will be understood by those skilled in the art, each increment in compression ratio provides a 3% improvement in thermodynamic efficiency for each increment in compression ratio. This increase in compression ratio could be obtained by installing longer pistons in the engine and milling the engine head appropriately to reduce the volume available in the engine cylinders. It should also be noted that the engine's ignition timing was appropriately advanced to account for the difference in combustion speed between gasoline and natural gas. car 2
By converting 12 to natural gas powered vehicles,
It should also be noted that it is now possible to remove contact transducers and other standard pollution control equipment from the vehicle. This equipment was removed because natural gas is a significantly cleaner fuel than gasoline (i.e.
This is due to the fact that there are fewer unpleasant emissions). Hydrocarbon gas fuel storage cylinders 214, 22
4 and from these cylinders to the carburetor 236 of the engine 234, a high pressure conduit 240 connects to the fuel port 226.
is provided to receive hydrocarbon gas supplied to the High pressure conduit 240 is preferably manufactured from stainless steel and capable of withstanding pressures up to 3000 psig. A high pressure regulator 242 is mounted within the compartment 222 and a high pressure conduit 240 for limiting the maximum pressure at which hydrocarbon gas fuel is stored within the cylinders 214, 224.
connected to. In particular, the high pressure regulator 242
20.7MPa (3000psig) to maximum pressure 2070kPa
(300psig). Therefore, the hydrocarbon gas fuel is in the cylinders 214, 224.
The maximum pressure stored within is approximately 2070kPa
(300 psig). In the actual implementation of the invention shown in FIGS. 7 and 8, high pressure regulator 242 comprises a model 1301G high pressure regulator available from Fisher Controls, Inc. of Marshalltown, Iowa. However, as with all of the various components of engine system 210, the principles of the present invention are not limited to the particular high pressure regulator used in the actual configuration of FIGS. 7 and 8. do not have. Thus, it should be understood that other pressure control devices may be used to provide a suitable maximum pressure range in a suitable application. For example, the maximum pressure at which hydrocarbon gas fuel can be stored is approximately 689 to 2760 kPa.
(100 to 400 psig) is desirable, but
Higher or lower maximum pressure ranges can be used as well. However, one of the primary advantages of the present invention is that the engine system 210 can store a reasonable amount of hydrocarbon gas fuel at relatively low pressures, i.e., approximately 3450 kPa (500 psig) or less. I would like you to understand that. In fact, for a pressure limit of 2070 kPa (300 psig), the range of practical configurations according to the present invention was approximately
It was shown to be 161-177 kilometers (100-110 miles). One of the key components of the delivery means is the manifold body 244 used to distribute hydrocarbon gas fuel contained from a stationary fuel source to each of the cylinders 214, 224. The manifold body 244 is also used to collect hydrocarbon gas fuel stored within the cylinders 214 , 224 and convey this fuel to the carburetor 236 of the engine 234 . Manifold body 244 is connected to high pressure regulator 242 via low pressure conduit 246. Note that as a result of low pressure operation, it is desirable that conduit 246 as well as the remaining conduits within engine system 210 be made of copper. However, it will be appreciated that other suitable materials may be used to construct these conduits, such as coated aluminum or braided steel hose. Manifold body 244 constitutes manifold block 248, best shown in FIG. The manifold block 248 is made of aluminum and has an inlet port 250 for receiving hydrocarbon gas fuel from a stationary fuel source and conveying the hydrocarbon gas stored in the cylinders 214, 224 to the carburetor 236 of the engine 234. Preferably, the outlet port 252 is configured for A plurality of bolts 254 are provided to attach manifold block 248 to outlet 212. Manifold block 2
48 also directs hydrocarbon gas to each compartment 216-
A bidirectional port for transport to 222 is also configured. Thus, for example, manifold block 248 defines a bidirectional port 256 for transporting hydrocarbon gas back and forth from cylinder 214 contained within compartment 218. Manifold body 244 also defines a filter material 258 connected to each of the bi-directional ports of manifold block 248 for filtering the flow of hydrocarbon gaseous fuel toward each compartment 216, 222. In the actual construction example shown in FIG. 7, each of these filter materials 258 is comprised of a TF series filter manufactured by NewPro. However, any other filtering means known to those skilled in the art may prevent particles and other impurities from entering the cylinder 21.
It should be understood that it is suitable and can be used to significantly prevent the risk of introduction into the 4,224 system. Thus, for example, fiber-type filters, screen mesh filters, and filters of sintered construction may also be suitable for use. In addition, the manifold block 248 and the compartment 21
A three-way valve 260 is inserted between 8-222. These three directions 260 are arranged independently so that the hydrocarbon gas fuel flows into each compartment 216-22.
It is used to control the flow back and forth between the two. Thus, for example, a three-way valve 260 interposed between the compartment 218 and the manifold block 248 may be manually closed to allow hydrocarbon gas fuel to enter the cylinder 214 contained within the compartment.
This prevents the flow of water back and forth. In the actual configuration of FIG. 7, these three-way valves 260 are also used so that gas samples can be obtained from each of the compartments 216-222. Manifold body 244 also includes cylinders 214,2
It also includes a pressure relief valve 262 that is used to ensure that the pressure within 24 does not exceed a predetermined pressure limit. This predetermined pressure limit value is, for example, 25~
It is desirable to exceed the maximum pressure range of the storage system by a predetermined amount, such as 150 psig. In the actual configuration example shown in FIG. 7, the pressure relief valve 262 has a pressure of 2930 kPa.
(425 psig). The manifold body 244 also includes a transducer 264 for sensing the pressure within the cylinders 214, 224.
It also consists of The transducer 264 can be any suitable pressure transducer, such as a Qulite type IPTE-1000 pressure transducer. Pressure transducer 26
4 generates an electrical output signal to a digital display 266 located within the passenger compartment of the vehicle 212 and used to visually display the pressure sensed by the transducer. It should be appreciated that the digital display 266 thus serves as a fuel gauge for the driver of the vehicle 212. Note also that pressure gauge 232, discussed above, is also connected to manifold block 248 via conduit 268. Finally, the manifold body 244 also defines a manual valve 270 for controlling the flow of hydrocarbon gas fuel from the outlet port 252 of the manifold block 248 to the carburetor 236 of the engine 234. Thus, the valve 270 can be used to remove the cylinder 21 during maintenance of the engine system 210, etc., for example.
4,224 to the engine 234 is provided. In the actual configuration example shown in FIG.
0 consists of a NewPro B8P6T series valve. Engine system 210 also provides a means for controlling the flow of hydrocarbon gas fuel from the storage system to carburetor 236 of engine 234. This control means typically consists of a pair of regulators 272-274 and a switch 276. The regulators 272 and 274 are the carburetor 2
36 is used to reduce the pressure of the hydrocarbon gas conveyed to 36. In the actual configuration example shown in FIG.
It consists of a Fisher 620 series regulator that lowers the pressure to 689 kPa (100 psig), and regulator 2.
74 consists of an Impco PEV type regulator that reduces pressure from 689 kPa (100 psig) to near atmospheric pressure. Switch 276 is used to selectively enable the flow of hydrocarbon gas fuel from the storage system to carburetor 234 and is mounted in response to ignition switch closing or engine 234 activity. In the actual configuration shown in FIG. 7, switch 276 is comprised of an Impco VFF-30 series fuel lock filter. Furthermore,
As with all other engine system components, the principles of the present invention with respect to switch 276 are not limited to the actual configuration of FIG. 7; other suitable components may equally be used. I hope you understand the point. Next, the storage cylinder 21 of FIGS. 9 and 10
I will now describe the structure of 4,224. Each storage cylinder has an inlet-outlet port 27 for transporting hydrocarbon gas fuel back and forth between the cylinders.
8. Importantly, each cylinder 214, 224 contains a predetermined adsorbent 280 to reduce the pressure when the hydrocarbon gas fuel is stored within the cylinder. As used herein, the term "adsorbent" or "adsorbent" refers to "adsorbent" or "absorbent" or both. The adsorbent, such as those mentioned above with respect to the refueling device, can be comprised of any number of adsorbents or molecular sieves, such as activated carbon, zeolite compounds, silica gel or various clays. Such adsorbents may take the form of pellets, spheres, particles, or other suitable forms, in which case the surface area of the adsorbent is optimized to maximize the amount of gaseous fuel adsorbed onto its surface. The present invention also contemplates the use of a liquid adsorbent, such as a liquid coating on the adsorbent. In the actual configuration example shown in Figure 7, Columbia class
Although 9LXC activated carbon pellets have been used as the adsorbent and are generally considered the preferred adsorbent, other adsorbents can be used instead. Examples of such adsorbents are listed in the discussion of refueling devices above. Note that it has been found advantageous to first activate the carbon adsorbent 280 and then use the storage system of the engine system 210. In particular, the adsorbent is first applied to the cylinder 21 to the maximum extent possible.
4,224 and each cylinder is evacuated. Each cylinder is then placed in an oven or otherwise heated and then heated again. The preferred adsorbents described above in connection with the refueling module are activated in a similar manner. Each cylinder 214 , 224 has two filters 2 used to retain the adsorbent 280 within the cylinder 214 , 224 and to substantially prevent the risk of introducing particles or other impurities into the adsorbent 280 .
82,284. In the actual configuration example shown in FIG.
is a stainless steel mesh strainer material obtained from Newpro's TF series filters. Each of these mesh strainers is connected to the cylinder's steel cap 2 by means of a push-fit relationship.
It was installed on 82. Furthermore, the cylinder 214,
Each 224 also includes a valve 288 to selectively permit flow of hydrocarbon gas fuel back and forth between each of these cylinders and to maintain vacuum conditions during adsorbent activation. Such a filter is also preferably configured within the filter 72 and storage vessel 82 described above. This time, regarding Figures 12 and 13, compartment room 2
General structure of 16-222 and cylinder 214,2
24 inside these compartments will be explained. Figure 12 shows compartments 216-2.
22 all show the first cradle used to secure the cylinder to the compartment. Figure 13 shows the first
4 shows a second pedestal 292 used to secure the upper row cylinder to the lower row cylinder in the compartment 216 as shown in FIG. The first pedestal 290 typically consists of two racks 294, 296 aligned substantially parallel and connected by a pair of brackets 298, 300. The racks 294, 296 are each configured with a plurality of arcuate flange portions 302 that conform to the shape of the cylinder.
A conventional clamping ring 304 is then used to secure each end of the cylinder to its respective rack 294, 296 by securing the clamping ring 304 around the cylinder and flange portion 302. The cradle 292 is comprised of a pair of independent rack members 306 that are shaped to be inserted between the upper and lower cylinders in the compartment 216. Each rack 306 is comprised of a plurality of alternating facing arcuate flange portions 308.
Flange portion 308 on one side of rack material 306
are used to attach the rack to the lower row cylinder in compartment 216 via conventional fastening, while the flange portion 308 on the other side of the rack connects the upper row cylinder to the lower row cylinder in this compartment. used for fixing. FIG. 14 shows a cut away perspective view of the fully assembled compartment 216. First, the pedestal 290 is inserted into the compartment 290 by conventional means well known to those skilled in the art.
Note that it can be fixed at 16. Further, compartment 216 may be constructed of any suitable material for housing cylinder 214. In the actual configuration shown in FIG. 7, compartment 216 is typically constructed from aluminum.
A gasket is inserted between the head and the side wall of the compartment 216 as a gas seal. car 212
To facilitate the removal of condensation that forms on the cylinder 214 during operation, the compartment is provided with a vent pipe 310 mounted to allow ventilation to the outside atmosphere of the vehicle. Similar vent pipes are also provided in other compartments 218-22.
It can also be provided for each of 2. A second embodiment of the hydrocarbon gas fuel storage system and engine system 312 is shown in FIGS. 15-19. One important difference between engine systems 312 and 210 is that engine system 312 includes only a single storage tank 314, such as a conventional propane tank. While in many applications it is advantageous to have one or two storage vessels, the advantage of having a series of storage vessels is that the heat transfer characteristics of the storage system are It should also be noted that the case is generally better. Because heat is generated during the adsorption process,
This heat will generally be more easily removed from a series of smaller containers than from a single large container. However, it will be appreciated that suitable heat exchange means can be added to the construction of a single container, such as storage tank 314, if desired. As in the case of cylinders 214, 224, storage vessel 314 contains a suitable adsorbent 315 to reduce the pressure when hydrocarbon gas fuel is stored.
Fill it with. The storage container 314 includes a filter body 316 as best shown with respect to FIG.
It also has The filter body 316 constitutes an aluminum block 318 that is fixed to the storage container 314 via a plurality of bolts 320. A conventional microscopic filter 322 is secured to the block 318 via bolts 324. Block 318 also includes eight circumferentially disposed passageways 326 that provide fluid communication links between filter 322 and conduit means used to transport hydrocarbon gaseous fuel to and from storage vessel 314. It is configured. These passages 326 are designated as 17-1 in FIG.
17, which is a cross-sectional view of filter body 316 taken along line 7. Filter 322 is comprised of a plurality of adjacent copper plates or disks 328. A perspective view of one of these copper plates 228 is shown in FIG. These copper plates 328 each define a total of eight circumferentially arranged apertures 330 and one slot 332 extending radially outwardly from these apertures and providing an outlet for a filter having a size of 80 microns. are doing. As will be understood by those skilled in the art, the copper plates 328 are each aligned such that the apertures 330 form a vertical passageway along the length of the filter 322. Filter body 316 simultaneously comprises a gas-permeable, fibrous filter made of a suitable polyester material (desirably, but not necessarily). This fibrous filter material 334 is inserted between the filter 322 and the adsorbent 315. As shown in both FIGS. 15 and 16, storage vessel 314 also includes a relief valve 336 and a manual shutoff valve 338. Relief valve 336 serves to prevent the pressure within storage vessel 314 from exceeding the maximum pressure at which engine system 312 is intended to operate. The engine system 312 also defines a fuel port 340 which normally consists of a quick acting connector body 342, a check valve 344 and a pressure gauge 346. Interposed between the fuel port 340 and the storage vessel 314 is an adsorption filter 348, which forms an integral part of the invention. A cross-sectional view of the adsorption filter is shown in FIG. Adsorption filter 348
consists of a vessel 350 containing a predetermined adsorbent 352 for filtering the flow of hydrocarbon gaseous fuel to a storage vessel 314. The container 350 is
It may be of any shape or construction capable of withstanding the maximum pressures under which engine system 312 is intended to operate. However, it is generally desirable that the dimensions of filter container 350 be related to the dimensions of storage container 314. In particular, it has been found to be advantageous to provide a filter capacity of at least 0.147 cubic meters (0.0052 cubic feet) for each 0.028 cubic meters (1 cubic foot) of storage capacity. Adsorbent 35
Regarding 2, this adsorbent preferably consists of activated carbon. In this respect, the adsorbent 352 built in the adsorbent filter 348 and the storage container 3
Both adsorbents 315 contained within 14 may be comprised of activated carbon. The suction filter 348 has filter material 3 at each end thereof.
54 and a gas permeable fibrous filter 356. The construction of these two filter materials may be similar to the corresponding filter materials shown in FIG. 9 or FIG. 16, or any other suitable filter construction. The adsorption filter 348 is in communication with the conveying means of the engine system 312 since the hydrocarbon gas fuel supplied by the stationary fuel supply must first pass through the adsorption filter and then be stored in the storage vessel 314. Please be careful. Similarly, before the stored hydrocarbon gas fuel can be conveyed to the carburetor 358 of the engine system 312, it must again pass through the adsorption filter 348. During filling of the storage container 314, the adsorption filter 348 removes certain components of the hydrocarbon gas fuel, including any odorants previously introduced into the gas fuel, before the hydrocarbon gas fuel is conveyed to the storage cylinder 314. removed adsorbively and/or absorptively. These predetermined components include, for example, oil, steam and so-called "heavy" components of fuel. Generally, such heavy components include propene and other components that are heavier than methane. The purpose of removing such heavy components is to maximize the capacity of storage vessel 314 to adsorbively store lighter hydrocarbons, such as methane. It is also important to note that adsorption filter 348 serves to prevent undesirable fuel components from accumulating within storage vessel 314 over time. Filter body 316 is simply a mechanical filter for removing unwanted materials from the fuel. When the engines of engine system 312 are activated and are able to consume the hydrocarbon gas fuel stored in storage cylinder 314, adsorption filter 348 removes the removed components, including odorants.
From storage cylinder 314 to engine carburetor 358
It serves to desorb and reintroduce into the hydrocarbon gas fuel stream leading to the fuel stream. Therefore, the adsorption filter 348
It should be appreciated that the system is self-cleaning during each storage system fill and drain cycle, and also reintroduces the odorant into the gas fuel when the gas fuel is within the engine compartment. Adsorption filter 384 may be included in suitable applications to assist in desorbing undesirable components from adsorbent 352 contained within filter 348.
Means may also be provided for increasing the temperature of the. Preferably, this heating means is associated with the engine of engine system 312 so that heat generated by engine operation is utilized by the heating means. One suitable heating means formation is a conduit 360 wrapped around an adsorption filter 348 as shown in FIG. This conduit can be connected, for example, to either an engine cooling system or an engine exhaust system, allowing at least a portion of the waste heat generated by the engine to be utilized. Furthermore, in some applications it may be advantageous to simply place the adsorption filter relatively close to the engine so as to take advantage of the engine's heat dissipation. Another important difference between engine system 210 of FIG. 7 and engine system of FIG. 15 is that engine system 312 is mounted to act as a dual fuel system. This dual fuel operation is controlled by a pair of solenoid valves 362,364. Solenoid valve 362 is connected to storage container 314
is used to control the flow of hydrocarbon gas fuel from the air/fuel mixer 366 to the air/fuel mixer 366 operably associated with the carburetor 358 . However, the solenoid valve 364 is connected to a suitable gasoline tank (not shown).
is used to control the flow of gasoline from the engine to the engine's carburetor 358. Two-stage regulator 36
8 is the solenoid valve 362 and the air/fuel mixer 36
Please also note that there is a difference between 6 and 6. This regulator 368 adjusts the hydrocarbon gas pressure to approximately 2070kPa.
(300 psig) to near atmospheric pressure. The solenoid valves 362, 364 are actuated in response to one or more switches contained within the passenger compartment of the vehicle that are used to determine which fuel source is provided to the engine. I can do it. Therefore, if the driver of the car desires to supply gasoline to the engine, the solenoid valve 364 opens and the solenoid valve 3
It should be understood that 62 must be closed. Similarly, if the operator desires to supply hydrocarbon gas fuel to the engine, solenoid valve 312 must open and solenoid valve 364 must close. It should also be noted that in the case of such dual fuel engine systems, it is difficult to obtain an engine whose performance is optimal for both types of fuel. However, there are devices on the market that can automatically adjust the ignition timing of an engine depending on the type of fuel supplied to the engine in response to a switch. The foregoing discussion discloses and describes embodiments of the invention. From this discussion, a person skilled in the art would understand that
It will be readily understood that various changes and modifications can be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明によるガス燃料補給装置例の透
視全体図、第2図は第1図の補給装置の拡大透視
図でそのハウジングをシルエツトで示しその内部
構成品を明らかにしたもの、第3図は、第1図の
補給装置の概略流れ線図、第4図は、第1図の補
給装置の燃料貯蔵容器もしくはフイルター容器の
一つで容器壁の一部を破断してその内部を示した
もの、第5A図は、オプシヨンとしてガス燃料か
ら水分を取り除くために装置内に構成した冷凍系
統の概略図、第5B図は渦流形式の冷凍装置から
構成された更に別種のオプシヨン水分除去系統の
概略図、第6図は第1図の補給装置用として好ま
しいとされる電気制御系統の概略線図、第7図は
本発明による車その他に使用される低圧炭化水素
ガス燃料貯蔵系統とエンジン系統の透視全体図、
第8図は、第7図に示した低圧炭化水素ガス燃料
貯蔵系統とエンジン系統の略図、第9図は第7図
に示した炭化水素ガス燃料貯蔵シリンダの一つの
分解組立図、第10図は10−10線に沿つて描
いた第8図のシリンダの断面図、第11図は第7
図の低圧炭化水素ガス燃料貯蔵系統とエンジン系
統の一部の透視図で本発明によるマニホルド手段
を図解したもの、第12図は車内に貯蔵シリンダ
を取り付けるために使用する第一受台の透視図、
第13図は車内に貯蔵シリンダを取り付けるため
に使用する第二受台の透視図、第14図は、本発
明による複列室の破断透視図、第15図は本発明
による第二の低圧炭化水素ガス燃料貯蔵系統とエ
ンジン系統の概略図、第16図は第15図の貯蔵
系統の一部の断面図で特に貯蔵タンクに直列に配
置したフイルタを示したもの、第17図は、17
−17線に沿つて描いた第16図のフイルタ体の
断面図、第18図は第16図のフイルタデイスク
の一つの透視図、第19図は第15図の吸着フイ
ルタの断面図。 10……燃料補給モジユール、14……ルー
バ、16……制御パネル、12……ハウジング、
22……コネクタ、20……出口導管、30……
ガス燃料供給系統、28……入口、32……手動
遮断弁、34……ソレノイド弁、36……乾燥剤
フイルタ、38……逆止め弁、42……第一段ガ
ス圧縮機、44……排出配管、50……ガス冷却
器、56……分離器、58……脈動室、64……
第二段ガス圧縮機、66……排出側、62……吸
入側、64……第二段ガス圧縮機、72……吸着
剤フイルタ、82……貯蔵容器、98……保蔵
室、96……手動排出弁、73……圧力逃し弁、
85……入口、87……入口フイルタ、83……
吸着剤、57,69……回収配管、222……区
分室、214,224……シリンダ、244……
マニホルド体、248……マニホルドブロツク、
264……トランスジユーサ。
FIG. 1 is a perspective overall view of an example of a gas refueling device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view of the gas refueling device of FIG. 1, showing its housing in silhouette and revealing its internal components; The figure is a schematic flow diagram of the replenishment device shown in FIG. 1, and FIG. 4 shows the inside of one of the fuel storage containers or filter containers of the replenishment device shown in FIG. 1, with a part of the container wall cut away. Figure 5A is a schematic diagram of an optional refrigeration system configured in the system for removing moisture from gaseous fuel, and Figure 5B is a schematic diagram of yet another optional moisture removal system comprised of a vortex type refrigeration system. A schematic diagram, FIG. 6 is a schematic diagram of an electrical control system preferred for the replenishment device of FIG. 1, and FIG. 7 is a low-pressure hydrocarbon gas fuel storage system and engine system used in cars and other vehicles according to the present invention. Perspective overall view of
Figure 8 is a schematic diagram of the low pressure hydrocarbon gas fuel storage system and engine system shown in Figure 7, Figure 9 is an exploded view of one of the hydrocarbon gas fuel storage cylinders shown in Figure 7, and Figure 10. is a cross-sectional view of the cylinder in Fig. 8 taken along the line 10-10, and Fig. 11 is a cross-sectional view of the cylinder in Fig. 7.
FIG. 12 is a perspective view of a portion of the low pressure hydrocarbon gas fuel storage system and engine system illustrating the manifold means according to the invention; FIG. ,
FIG. 13 is a perspective view of the second pedestal used to install the storage cylinder inside the vehicle, FIG. 14 is a cutaway perspective view of the double-row chamber according to the invention, and FIG. 15 is a second low-pressure carbonization according to the invention. A schematic diagram of a hydrogen gas fuel storage system and an engine system. FIG. 16 is a cross-sectional view of a part of the storage system of FIG. 15, especially showing the filter arranged in series with the storage tank.
18 is a perspective view of one of the filter discs of FIG. 16, and FIG. 19 is a sectional view of the suction filter of FIG. 15 taken along the line -17. 10... Refueling module, 14... Louver, 16... Control panel, 12... Housing,
22... Connector, 20... Outlet conduit, 30...
Gas fuel supply system, 28... Inlet, 32... Manual cutoff valve, 34... Solenoid valve, 36... Desiccant filter, 38... Check valve, 42... First stage gas compressor, 44... Discharge piping, 50... Gas cooler, 56... Separator, 58... Pulsation chamber, 64...
Second stage gas compressor, 66...Discharge side, 62...Suction side, 64...Second stage gas compressor, 72...Adsorbent filter, 82...Storage container, 98...Storage room, 96... ...manual discharge valve, 73 ...pressure relief valve,
85...Inlet, 87...Inlet filter, 83...
Adsorbent, 57, 69... Recovery piping, 222... Separate chamber, 214, 224... Cylinder, 244...
Manifold body, 248... Manifold block,
264...Transducer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガス燃料消費装置と、該ガス燃料消費装置に
ガス燃料を供給するためのガス燃料供給装置とを
有する、ガス燃料供給システムであつて、 前記ガス燃料供給システムは、 ガス燃料供給源に流体を連通させる状態で連結
されるように構成された入口手段と、 前記ガス燃料供給源から前記入口手段を介して
流入した前記ガス燃料を圧縮し、その圧力を増大
させるための圧縮手段と、 前記圧縮されたガス燃料の温度をさげるための
冷却手段と、 前記ガス燃料供給装置に搭載された貯蔵手段で
あつて、前記圧縮されたガス燃料を第一の所定量
だけ吸着するのに十分な収着剤を有し、前記冷却
手段によつて冷却された後の前記圧縮されたガス
燃料を前記収着剤に吸着させて貯蔵する、前記貯
蔵手段と、 前記ガス燃料供給装置に設けられ、前記ガス燃
料消費装置に取り外し可能に連結されて前記圧縮
されたガス燃料を前記ガス燃料消費装置に選択的
に供給するための、排出手段であつて、前記圧縮
されたガス燃料は、前記ガス燃料供給装置の前記
貯蔵手段から、あるいは前記貯蔵手段を迂回する
ことによつて前記圧縮手段から、前記ガス燃料消
費装置に供給されるように構成された、前記排出
手段と、 前記ガス燃料供給装置から前記排出手段を介し
て前記ガス燃料消費装置に供給された前記圧縮さ
れたガス燃料を第二の所定量だけ貯蔵するため、
前記ガス燃料消費装置に搭載された貯蔵手段であ
つて、前記圧縮されたガス燃料の前記第二の所定
量を吸着するのに十分な収着剤を有する、前記貯
蔵手段と、 を有する、ガス燃料供給システム。 2 前記燃料消費装置に供給された前記圧縮ガス
燃料の圧力がほぼ3450kPa(500psig)を下廻るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のシ
ステム。 3 前記燃料消費装置に供給される前記圧縮ガス
燃料の最大圧力がほぼ689〜2760kPa(100〜
400psig)の範囲にあることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載のシステム。 4 前記圧縮手段が少なくとも一つの気密密封式
ガス圧縮機から構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載のシステム。 5 前記圧縮手段が少なくとも一つの気密密封式
の冷媒形式ガス圧縮機から構成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のシステ
ム。 6 前記排出手段は前記供給装置の貯蔵手段内の
ガス燃料圧力がほぼ所定圧力レベルもしくはそれ
を上廻るばあいにのみ前記供給装置の貯蔵手段か
ら前記消費装置へ前記圧縮ガス燃料を供給するた
めの制御手段から更に構成され、前記供給装置の
貯蔵手段は、迂回されてその内部のガス燃料圧力
が前記所定圧力レベルを下廻る時に前記圧縮手段
から前記消費装置へ前記ガス燃料を供給すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のシス
テム。 7 前記制御手段が、前記貯蔵手段内のガス燃料
圧が前記所定圧力レベルを下廻り、前記圧縮手段
が前記供給装置の貯蔵手段へ前記圧縮ガス燃料を
供給させるように装着され、かつ前記排出手段が
前記消費装置から連結を外されることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項に記載のシステム。 8 前記制御手段が前記供給装置の貯蔵手段内の
ガス燃料圧が前記所定圧レベルを下廻るばあいに
前記圧縮手段をして前記圧縮燃料を前記供給装置
の貯蔵手段へ供給させ、またその内部のガス燃料
がほぼ第二の所定圧レベルもしくはそれを上廻る
ばあいに前記排出手段が前記消費装置へ連結され
るように装着されることを特徴とする特許請求の
範囲第7項に記載のシステム。 9 ガス燃料の或る所定成分は除き、前記ガス燃
料からほぼすべての材料を収着的に取得した後、
前記ガス燃料が前記消費装置へ供給されるかもし
くは前記供給装置の貯蔵手段によつて貯えられる
ように前記供給装置上に更に収着剤フイルタ手段
が構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載のシステム。 10 前記ガス燃料が前記消費装置へ供給される
前にもしくは前記供給装置の貯蔵手段によつて貯
えられる前に前記ガス燃料から水分を取り除くた
めの手段から更に構成されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載のシステム。 11 前記水分除去手段が前記入口手段と前記圧
縮手段との間に乾燥剤フイルタ手段を構成するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の
システム。 12 前記水分除去手段が更に前記冷却手段と前
記供給装置の貯蔵手段と前記排出手段の両方との
間に水分分離手段を構成していることを特徴とす
る特許請求の範囲第11項に記載のシステム。 13 前記排出手段が、前記消費装置に着脱自在
に連結され前記圧縮ガス燃料をそこへ供給するた
めに装着された流体導管、ならびに前記消費装置
内のガス燃料圧がほぼ所定圧レベルもしくはそれ
を上廻るばあいに前記燃料の供給を停止し、かつ
前記燃料の供給の停止後前記流体導管から前記圧
縮ガス燃料を排出するための制御手段とを構成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
のシステム。 14 前記供給装置の貯蔵手段内のガス燃料圧力
がほぼ所定圧レベルもしくはそれを上廻つた後に
前記圧縮手段の活動を停止させるための手段と、
前記圧縮手段が活動停止した後に前記圧縮手段の
吸気側と排出側間のガス燃料圧を均等化する手段
から更に構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載のシステム。 15 前記圧縮ガス燃料圧力内のサージングを減
衰させるために前記圧縮手段の排出側と流体連流
したアキユムレータ手段を更に構成することを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載のシステ
ム。 16 前記ガス燃料が前記供給装置の貯蔵手段に
より貯えられるに先立つて前記圧縮ガス燃料を収
着的に濾過するための収着剤フイルタ手段を前記
供給装置上に更に構成することを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載のシステム。 17 前記圧縮ガス燃料が前記消費装置の貯蔵手
段により貯えられるに先立つて前記圧縮ガセ燃料
を収着的に濾過するための収着剤フイルタ手段が
前記消費装置上に更に構成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載のシステム。 18 前記消費装置の収着剤フイルタ手段が前記
圧縮ガス燃料の所定成分の少なくとも一部を収着
的に取り除くことを特徴とする特許請求の範囲第
17項に記載のシステム。 19 前記消費装置が、原動機と、前記ガス燃料
を空気と結合して前記原動機から機械的エネルギ
ーをつくりだすための結合手段、ならびに前記消
費装置の貯蔵手段から前記原動機の結合手段へ前
記ガス燃料を搬送するための搬送手段から構成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第18項に
記載のシステム。 20 前記消費装置の収着剤フイルタ手段が前記
搬送手段と関連し、前記消費装置の貯蔵手段から
前記原動機の前記結合手段へ至る前記ガス燃料の
流れが同時に前記消費装置の収着剤フイルタ手段
をも通過することを特徴とする特許請求の範囲第
19項に記載のシステム。 21 前記消費装置の収着剤フイルタ手段が、前
記消費装置の貯蔵手段から前記原動機の前記結合
手段へ至る前記ガス燃料の流れに取り除かれた前
記所定成分の少なくとも一部を脱着的に再導入す
ることを特徴とする特許請求の範囲第20項に記
載のシステム。 22 炭化水素ガス燃料使用車と該車用燃料補給
装置を備えたシステムにおいて、 ガス燃料供給源と流体連通式に連結されるよう
に装着された前記燃料補給装置上の入口手段と、 ガス燃料を圧縮してその圧力を所定の最大圧レ
ベルまで上げるための前記燃料補給装置上の気密
密封式圧縮手段と、 前記圧縮ガス燃料の温度を下げるための前記燃
料補給装置上の空気冷却手段と、 前記ガス燃料の或る所定成分を少なくとも一部
だけ収着的に取り除くための前記燃料補給装置上
の収着剤フイルタ手段と、 前記車上の燃料入口手段に選択的かつ着脱自在
に連結装着され同入口手段に選択的に燃料補給を
行う流体導管から構成され、前記圧縮ガス燃料を
前記車に供給する前記燃料補給装置上の排出手段
と、 前記圧縮ガス燃料の所定量を収着するための収
着剤から構成され、前記車上の前記圧縮ガス燃料
の所定量を貯えるための車上貯蔵手段と、 前記ガス燃料を空気と結合して前記車を動かす
に必要な機械的エネルギーをつくりだすための手
段を備えた前記車上の原動機と、 前記ガス燃料を前記燃料入口手段から前記車上
貯蔵手段へ搬送し、前記ガス燃料を前記車上貯蔵
手段から前記原動機の前記結合手段へ搬送するた
めの手段、 ならびに前記ガス燃料の前記車上貯蔵手段へ至
る流れを収着的に濾過する前記搬送手段と連結し
た前記車上の収着剤フイルタ手段、 とを有するシステム。 23 前記ガス燃料が前記車貯蔵手段内に貯えら
れるばあいの最大圧力がほぼ3450kPa(500psig)
を下廻ることを特徴とする特許請求の範囲第22
項に記載のシステム。 24 前記ガス燃料が前記車貯蔵手段内に貯えら
れるばあいの最大圧力がほぼ689〜2760kPa(100
〜400psig)の範囲にあることを特徴とする特許
請求の範囲第23項に記載のシステム。 25 前記車収着剤フイルタ手段が、前記ガス燃
料が前記車貯蔵手段へ搬送される前に前記ガス燃
料の所定成分の少なくとも一部を収着的に取り除
くことを特徴とする特許請求の範囲第24項に記
載のシステム。 26 前記収着剤手段が前記搬送手段と連結し、
前記貯蔵手段から前記原動機の前記結合手段に至
る前記ガス燃料の流れが同時に収着剤フイルタ手
段をも通過することを特徴とする特許請求の範囲
第25項に記載のシステム。 27 収着剤フイルタ手段が前記貯蔵手段から前
記原動機の前記結合手段へ至るガス燃料の流れへ
取り除かれた前記所定成分の少なくとも一部を脱
着的に再導入することを特徴とする特許請求の範
囲第26項に記載のシステム。 28 前記車が前記ガス燃料が前記貯蔵手段から
前記原動機の前記結合手段へ搬送されるときに収
着剤フイルタ手段の温度を上げるための手段を構
成していることを特徴とする特許請求の範囲第2
7項に記載のシステム。 29 前記昇温手段が前記原動機と連結し、前記
原動機の駆動により発生した熱が前記昇温手段に
よつて少なくとも一部利用されることを特徴とす
る特許請求の範囲第28項に記載のシステム。 30 前記貯蔵手段の吸着剤と前記収着剤フイル
タ手段の収着剤が共に活性炭から構成されること
を特徴とする特許請求の範囲第24項に記載のシ
ステム。 31 前記所定の成分が水、蒸気、オイル、プロ
パンおよびブタンを包括することを特徴とする特
許請求の範囲第25項に記載のシステム。 32 前記燃料補給装置上に少なくとも一つの貯
蔵容器を更に構成し、前記燃料補給装置の貯蔵容
器はその内部に収着剤を内蔵し、前記圧縮ガス燃
料の第二の所定量を収着的に貯えるために装着さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第22項に
記載のシステム。 33 前記燃料補給装置の貯蔵容器の収着剤が活
性炭から構成されることを特徴とする特許請求の
範囲第32項に記載のシステム。 34 内部の初期圧がほぼ第二の所定圧レベルも
しくはそれを上廻るばあいに前記燃料補給装置の
貯蔵容器から前記容器へ前記ガス燃料をまず供給
し、更に前記燃料補給装置の貯蔵容器の圧力が第
三の所定圧レベルを下廻つた時に前記圧縮ガス燃
料を前記圧縮手段から前記車へ供給するように前
記燃料補給装置の貯蔵容器を迂回させるように装
着された前記圧縮ガス燃料を前記圧縮手段もしく
は前記燃料補給装置の貯蔵容器の何れか一方に供
給するための燃料補給装置の制御手段から更に構
成されることを特徴とする特許請求の範囲第32
項に記載のシステム。 35 前記制御手段が、前記流体導管が前記車か
ら取り外された後もしくは前記容器内のガス燃料
圧がほぼ第4の所定圧レベルまで上がつた後に前
記試料補給装置の貯蔵容器へ前記圧縮ガス燃料を
自動的に供給し更に、前記燃料補給装置の貯蔵容
器内のガス燃料圧がほぼ第二の所定圧レベルまで
上がつた後に前記圧縮機の活動を停止させるため
に装着されることを特徴とする特許請求の範囲第
34項に記載のシステム。 36 前記圧縮手段が前記ガス燃料の圧力を最初
に上げるための第一段圧縮手段と、前記第一圧縮
手段からの前記加圧ガス燃料の圧力を更に上げる
ための第二段圧縮手段とから構成され、前記空気
冷却手段が前記第二段圧縮手段内で更に加圧され
る前に前記第一段圧縮手段からの前記加圧ガス燃
料の温度を上げるために装着した段間熱交換器を
構成していることを特徴とする特許請求の範囲第
22項に記載のシステム。 37 前記第一段と第二段の圧縮手段がそれぞれ
気密密封式冷媒形式ガス圧縮機から構成されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第36項に記載の
システム。 38 前記圧縮機手段が気密密封式二段圧縮機か
ら構成され、前記第二段圧縮機が段間の中間熱交
換器と流体連通するように装着されることを特徴
とする特許請求の範囲第36項に記載のシステ
ム。 39 前記空気冷却手段と前記燃料補給装置の吸
着剤フイルタ手段との間に更に水分分離手段を構
成することを特徴とする特許請求の範囲第22項
に記載のシステム。 40 前記水分除去手段が、前記圧縮ガス燃料を
周囲気温以下に更に冷却し、水分を分離するため
の冷凍手段から構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第39項に記載のシステム。 41 前記水分除去手段が渦流管装置から構成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第39項に
記載のシステム。 42 前記圧縮ガス燃料から圧縮機手段の潤滑剤
を相当閉じ込めかつ収集するための前記気密密封
式圧縮機手段の排出側の潤滑剤フイルタ手段と、 前記潤滑剤フイルタ手段を前記圧縮機手段の吸
入側と接続する流体導管手段、ならびに前記圧縮
機手段が活動したときに前記弁手段をその閉位置
に維持し、かつ前記圧縮手段が活動を停止したと
きに前記弁手段を開き、圧縮ガス燃料を前記圧縮
機手段の前記排出側から前記吸入側へ流し、その
間の圧力をほぼ均衡化させ、前記収集された潤滑
剤を前記圧縮機手段の吸入側へ強制的に回帰させ
るための制御手段とから構成されることを特徴と
する特許請求の範囲第22項に記載のシステム。 43 車その他の装置に燃料補給するために天然
ガスと天然ガス補給ユニツトを使用する天然ガス
使用車その他の装置の組合せが、 天然ガス供給システムへ連結するために装着し
た前記ユニツト上の入口と、 前記天然ガスを圧縮してその圧力をほぼ
2760kPa(400psig)未満の所定最大圧レベルまで
上げるための前記入口に対するその吸入接続部を
備えた前記ユニツト上の少なくとも一つの気密密
封ガス圧縮機と、 その内部が前記圧縮機の排出側と流体連通式に
接続され前記圧縮天然ガスをその間に搬送する前
記ユニツト上の少なくとも一個の熱交換器コイル
と、前記交換器と連絡し、周囲空気を前記熱交換
器上へ向けその内部の前記圧縮天然ガスを冷却す
るための空気搬送手段と、 前記圧縮天然ガスから重成分の少なくとも一部
を吸着するための吸着剤を有する前記ユニツト上
の吸着剤フイルタ区分室と、 内部に吸着剤を内蔵し前記天然ガスが貯えられ
るばあいの圧力を下げるようにし、前記吸着剤フ
イルタからの前記圧縮天然ガスをほぼ第一の所定
圧レベルで吸着的に貯えるための前記ユニツト上
の少なくとも一つの吸着剤貯蔵容器と、 前記車上の燃料入口へ選択的かつ着脱自在に連
結された流体出口導管を構成し、前記圧縮天然ガ
スを前記車に選択的に供給するための前記ユニツ
ト上の出口手段と、 内部の天然ガス圧がほぼ第二の所定圧レベルも
しくはそれを上廻るばあいに前記車にまず前記貯
蔵容器から燃料を補給し、前記貯蔵容器内の天然
ガス圧力が前記第二の所定圧レベルを下廻るばあ
いに前記貯蔵容器を迂回させて前記車に前記圧縮
機から燃料補給させ、 更に、前記流体出口導管が前記車の燃料入口か
ら接続を断たれた後もしくはその代りに前記車内
の天然ガス圧が第三の所定圧レベルに達した後に
前記貯蔵容器に前記圧縮天然ガスを再び充填させ
るように装着された前記ユニツト上の制御手段
と、 吸着剤をその内部に内蔵して前記天然ガスが貯
えられるばあいの圧力を下げるように前記天然ガ
スの自蔵量を収着的に貯蔵するための前記車上の
少なくとも一つの吸着剤貯蔵容器と、 前記天然ガス燃料を空気と結合して前記車を動
かすために必要な機械的エネルギーをゆつくりだ
すための気化器手段を備えた前記車上の内燃機
関、 ならびに前記燃料入口から前記車貯蔵手段へ前
記天然ガスを搬送し、かつ前記車貯蔵手段から前
記エンジンの前記気化器手段へ前記天然ガスを搬
送するための前記車上の手段、 とから構成されることを特徴とする上記組合せ。 44 前記天然ガスが前記車とユニツト貯蔵容器
内にほぼ2760kPa(400psig)を下廻る圧力レベル
で貯えられることを特徴とする特許請求の範囲第
43項に記載の組合せ。 45 前記天然ガスを前記圧縮機へ進入させるに
先立つて前記入口から天然ガスの水分を除去する
ための第一手段と、前記圧縮天然ガスを前記車上
の前記吸着剤フイルタ室へ進入させるに先立つて
前記圧縮天然ガスから水分を除去するための第二
手段とから更に構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第44項に記載の組合せ。 46 前記第一の水分除去手段が前記天然ガスか
ら水分を吸着するための吸着剤をその内部に有す
る乾燥剤フイルタ装置を構成することを特徴とす
る特許請求の範囲第45項に記載の組合せ。 47 前記第二の水分除去手段が前記圧縮天然ガ
スを周囲温度以下に冷却し、水分をそこから分離
するための冷凍手段と、前記分離された水分を前
記冷凍手段から取り除くための排出手段とを構成
することを特徴とする特許請求の範囲第45項に
記載の組合せ。 48 前記第二の水分除去手段が渦流管装置から
構成されることを特徴とする特許請求の範囲第4
5項に記載の組合せ。 49 前記ユニツトが、前記圧縮天然ガスから圧
縮機潤滑剤を相当閉じ込めかつ収集するために前
記気密密封式圧縮機の排出側に設けられた少なく
とも一つのフイルタ手段と、前記潤滑剤フイルタ
手段を前記圧縮機の吸入側と接続する流体回帰導
管とから構成され、前記流体回帰導管は、その内
部にソレノイド弁を内蔵し、前記制御手段は前記
圧縮機が作動したときに前記ソレノイド弁を閉
じ、前記圧縮機が停止したときに前記ソレノイド
弁を開き、また開放した前記ソレノイド弁は圧縮
天然ガスが前記排出側から流れることを可能に
し、その間の圧力をほぼ均衡させ、かつ収集され
た前記圧縮機潤滑剤を前記圧縮機の吸入側へ強制
的に駆り立てることを特徴とする特許請求の範囲
第43項に記載の組合せ。 50 前記潤滑剤フイルタ手段の少なくとも一つ
が前記熱交換器コイルにほぼ隣接してかつその最
低水準より下部に配置されることによつて圧縮機
の潤滑剤がそこから排出され前記潤滑剤フイルタ
手段内に収集されるようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第49項に記載の組合せ。 51 前記車が同時に、前記圧縮天然ガスから重
成分を吸着するために装着した吸着剤を内部に有
する吸着剤フイルタ室を構成し、前記吸着剤フイ
ルタ室は前記天然ガスの前記車貯蔵容器へ至る流
れる吸着的に濾過するための前記搬送手段と連絡
していることを特徴とする特許請求の範囲第43
項に記載の組合せ。 52 前記車フイルタ室が前記天然ガスから重成
分の少なくとも一部を取り除くことを特徴とする
特許請求の範囲第51項に記載の組合せ。 53 前記車フイルタ室が前記搬送手段とも連絡
し、前記車貯蔵手段から前記気化手段へ至る前記
天然ガスの流れが前記車フイルタ室をも通過する
ことを特徴とする特許請求の範囲第52項に記載
の組合せ。 54 前記車フイルタ室が前記車貯蔵容器から前
記気化手段へ至る天然ガスの流れへ取り除かれた
重成分の少なくとも一部を脱着的に再導入するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第53項に記載の
組合せ。 55 天然ガス消費エンジンを有する車両用の天
然ガス動力装置を動作させ、かつ、前記車両用の
燃料補給装置を動作させる方法において、該方法
が、 以下の行程、すなわち、 前記天然ガスをその供給源から引き出し、前記
天然ガスを前記燃料補給装置へ搬送し、 前記天然ガスを前記燃料補給装置内で圧縮しそ
の圧力を上げ、前記圧縮天然ガスを前記燃料補給
装置内で冷却してその温度を下げ、 前記圧縮天然ガスの所定量を前記燃料補給装置
内に貯え、 前記圧縮天然ガスを前記車上の燃料入口へそこ
で消費するために排出し、 前記天然ガスを前記燃料入口からフイルタを介
して搬送して前記天然ガスの所定成分の少なくと
も一部を取り除き、 濾過された前記天然ガスの所定量を前記車内に
貯え、 貯えられた前記天然ガスを前記フイルタを介し
て逆送し前記天然ガスの前記エンジンへ至る流れ
へ前記取り除かれた所定成分の少なくとも一部を
脱着的に再導入する、 行程から構成されることを特徴とする上記方法。 56 前記天然ガスをそれが前記車上の前記燃料
入口内へ排出される前に吸着剤を通過させること
によつて前記天然ガスを濾過する行程から更に構
成されることを特徴とする特許請求の範囲第55
項に記載の方法。 57 前記貯蔵方法の双方が前記天然ガスを吸着
剤にて吸着させる行程から構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第57項に記載の方法。 58 前記天然ガスが前記車内にほぼ2760kPa
(400psig)を下廻る圧力で貯えられることを特徴
とする特許請求の範囲第57項に記載の方法。 59 貯えられた前記天然ガスを前記フイルタを
介して搬送する行程と附随して前記フイルタを加
熱する行程から構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第58項に記載の方法。 60 エンジンが発生した熱の少なくとも一部を
前記フイルタを加熱するために使用する行程を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第59項に記
載の方法。 61 前記天然ガス活性炭上に吸着的に貯えかつ
濾過することによつて前記天然ガスが前記車と前
記補給装置上の双方で貯えられかつ濾過されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第60項に記載の
方法。 62 コンパートメント内に収納されたガス燃料
消費装置とガス燃料貯蔵系統、ならびに前記ガス
燃料を入口手段から前記貯蔵系統へ、更に前記ガ
ス貯蔵系統から前記ガス燃料消費装置へ搬送する
手段を備えたシステムが、 前記コンパートメント内に配置された吸着剤フ
イルタ手段が前記搬送手段と連絡することによつ
て、前記入口から前記貯蔵系統へ至るガス燃料の
流れが前記吸着剤フイルタ手段を通過し、前記ガ
ス燃料から着臭剤の少なくとも一部を吸着的に除
去し、かつ前記貯蔵システムから前記装置へ至る
前記ガス燃料の流れが同時に前記吸着フイルタ手
段を通過し前記着臭剤の少なくとも一部を前記ガ
ス燃料内へ脱着的に再導入することによつて前記
ガス燃料が前記コンパートメント内に搬送中に前
記ガス燃料を相当着臭させるようにしたことを特
徴とする上記システム。 63 コンパートメント内に収容されたガス燃料
消費装置を有するガス燃料システムとガス燃料供
給システムを動作させる方法において、該方法
は、 前記ガス燃料を前記コンパートメント内にほぼ
配置された吸着フイルタを介して前記貯蔵システ
ムへ搬送し、 まず前記フイルタを介して搬送されるさいに前
記ガス燃料から着臭剤の少なくとも一部を吸着的
に取り除き、 前記貯蔵システムから再び前記フイルタを介し
て前記ガス燃料消費装置へ搬送し、 前記フイルタを介して再び搬送されるさいに前
記ガス燃料内へ前記着臭剤の少なくとも一部を脱
着的に再導入する、 行程から構成される上記方法。
[Scope of Claims] 1. A gas fuel supply system comprising a gas fuel consumption device and a gas fuel supply device for supplying gas fuel to the gas fuel consumption device, the gas fuel supply system comprising: an inlet means configured to be coupled in fluid communication with a fuel source; and an inlet means for compressing and increasing the pressure of the gaseous fuel that enters the gaseous fuel from the gaseous fuel source through the inlet means. a compression means; a cooling means for lowering the temperature of the compressed gas fuel; and a storage means mounted on the gas fuel supply device, the storage means adsorbing a first predetermined amount of the compressed gas fuel. the storage means having a sufficient amount of sorbent to adsorb and store the compressed gas fuel after being cooled by the cooling means on the sorbent; and the gas fuel supply device. a discharge means removably connected to the gas fuel consumer for selectively supplying the compressed gas fuel to the gas fuel consumer; , said discharge means adapted to be supplied to said gaseous fuel consumption device from said storage means of said gaseous fuel supply device or from said compression means by bypassing said storage means; for storing a second predetermined amount of the compressed gas fuel supplied from the fuel supply device through the discharge means to the gas fuel consumption device;
a storage means onboard the gaseous fuel consumer, the storage means having a sorbent sufficient to adsorb the second predetermined amount of the compressed gaseous fuel; Fuel supply system. 2. The system of claim 1, wherein the pressure of the compressed gas fuel supplied to the fuel consuming device is below approximately 3450 kPa (500 psig). 3 The maximum pressure of the compressed gas fuel supplied to the fuel consumption device is approximately 689 to 2760 kPa (100 to
400 psig). 4. System according to claim 1, characterized in that the compression means comprises at least one hermetically sealed gas compressor. 5. The system of claim 1, wherein the compression means comprises at least one hermetically sealed refrigerant-type gas compressor. 6. The discharge means is for supplying the compressed gas fuel from the storage means of the supply device to the consuming device only when the gas fuel pressure in the storage means of the supply device is approximately at or above a predetermined pressure level. further comprising control means, characterized in that the storage means of the supply device is bypassed to supply the gas fuel from the compression means to the consumer device when the gas fuel pressure therein falls below the predetermined pressure level. A system according to claim 1. 7. the control means is mounted such that the gas fuel pressure in the storage means falls below the predetermined pressure level, causing the compression means to supply the compressed gas fuel to the storage means of the supply device, and the discharge means 7. The system of claim 6, wherein the system is uncoupled from the consuming device. 8. The control means causes the compression means to supply the compressed fuel to the storage means of the supply device when the gas fuel pressure in the storage means of the supply device falls below the predetermined pressure level; Claim 7, characterized in that the evacuation means is mounted to be connected to the consuming device when the gaseous fuel is at or above approximately a second predetermined pressure level. system. 9. After obtaining substantially all the materials from the gaseous fuel sorbently, except for certain predetermined components of the gaseous fuel,
Claims further characterized in that sorbent filter means are further arranged on the supply device so that the gaseous fuel is supplied to the consumption device or stored by storage means of the supply device. The system according to paragraph 1. 10. Claim further comprising means for removing moisture from the gaseous fuel before it is supplied to the consumer or stored by storage means of the supplying device. The system according to scope 1. 11. The system of claim 10, wherein said moisture removal means constitutes desiccant filter means between said inlet means and said compression means. 12. The method according to claim 11, wherein the moisture removal means further constitutes moisture separation means between the cooling means and both the storage means and the discharge means of the supply device. system. 13. said evacuation means comprises a fluid conduit removably connected to said consumer and fitted for supplying said compressed gaseous fuel thereto, and wherein said gaseous fuel pressure within said consumer is approximately at or above a predetermined pressure level; and control means for stopping the supply of fuel when the compressed gas is turned, and for discharging the compressed gas fuel from the fluid conduit after stopping the supply of fuel. The system described in Section. 14. means for ceasing activity of the compression means after the gaseous fuel pressure in the storage means of the supply device reaches approximately or exceeds a predetermined pressure level;
2. The system of claim 1, further comprising means for equalizing gas fuel pressure between the intake and exhaust sides of the compression means after the compression means is deactivated. 15. The system of claim 1 further comprising accumulator means in fluid communication with the discharge side of the compression means for damping surging in the compressed gas fuel pressure. 16, further comprising sorbent filter means on the dispensing device for sorbently filtering the compressed gaseous fuel before the gaseous fuel is stored by the storage means of the dispensing device. A system according to claim 1. 17. Sorptive filter means are further arranged on the consumer device for sorbently filtering the compressed gaseous fuel before it is stored by the storage means of the consumer device. A system according to claim 1. 18. The system of claim 17, wherein the sorbent filter means of the consuming device sorbently removes at least a portion of a predetermined component of the compressed gaseous fuel. 19 The consumer comprises a prime mover, coupling means for combining the gaseous fuel with air to produce mechanical energy from the prime mover, and conveying the gaseous fuel from storage means of the consumer to the coupling means of the prime mover. 19. A system according to claim 18, characterized in that it is comprised of a conveying means for carrying out. 20 sorbent filter means of said consuming device are associated with said conveying means such that the flow of said gaseous fuel from said consuming device storage means to said coupling means of said prime mover simultaneously passes through said consuming device sorbent filter means; 20. System according to claim 19, characterized in that the system also passes through. 21 sorbent filter means of said consumer device desorbingly reintroduces at least a portion of said predetermined component removed into said gaseous fuel flow from said consumer device storage means to said coupling means of said prime mover; 21. The system according to claim 20, characterized in that: 22. A system comprising a hydrocarbon gas fueled vehicle and a refueling device for said vehicle, comprising: an inlet means on said refueling device mounted in fluid communication with a gaseous fuel supply; hermetically sealed compression means on said refueling device for compressing and raising its pressure to a predetermined maximum pressure level; air cooling means on said refueling device for reducing the temperature of said compressed gaseous fuel; sorbent filter means on said refueling device for sorbently removing at least a portion of certain components of gaseous fuel; evacuation means on said refueling device for supplying said compressed gas fuel to said vehicle, comprising a fluid conduit for selectively refueling said inlet means; on-board storage means for storing a predetermined amount of said compressed gaseous fuel on said vehicle, comprising an adhesive; and for combining said gaseous fuel with air to create the mechanical energy necessary to move said vehicle. said on-vehicle prime mover comprising means for conveying said gaseous fuel from said fuel inlet means to said on-board storage means and for conveying said gaseous fuel from said on-board storage means to said coupling means of said prime mover; and on-vehicle sorbent filter means coupled to the conveying means for sorbently filtering the flow of the gaseous fuel to the on-board storage means. 23 The maximum pressure at which the gaseous fuel is stored in the vehicle storage means is approximately 3450 kPa (500 psig).
Claim 22, characterized in that
The system described in Section. 24 When the gas fuel is stored in the vehicle storage means, the maximum pressure is approximately 689 to 2760 kPa (100 kPa).
24. The system of claim 23, wherein the system is in the range of 400 psig). 25. Claim 25, characterized in that said vehicle sorbent filter means sorbently removes at least a portion of a predetermined component of said gaseous fuel before said gaseous fuel is conveyed to said vehicle storage means. The system according to paragraph 24. 26 said sorbent means is coupled to said transport means;
26. The system of claim 25, wherein the flow of gaseous fuel from the storage means to the coupling means of the prime mover also passes through sorbent filter means. 27. Claims characterized in that sorbent filter means desorbively reintroduce at least a portion of said predetermined component removed from said storage means to said coupling means of said prime mover into the flow of gaseous fuel. The system according to paragraph 26. 28. Claim characterized in that said vehicle constitutes means for raising the temperature of said sorbent filter means when said gaseous fuel is conveyed from said storage means to said coupling means of said prime mover. Second
The system described in Section 7. 29. The system according to claim 28, wherein the temperature raising means is connected to the prime mover, and the heat generated by driving the prime mover is at least partially utilized by the temperature raising means. . 30. The system of claim 24, wherein the sorbent in the storage means and the sorbent in the sorbent filter means both comprise activated carbon. 31. The system of claim 25, wherein the predetermined components include water, steam, oil, propane and butane. 32 further configuring at least one storage container on the refueling device, the storage container of the refueling device having a sorbent therein for sorbing the second predetermined amount of the compressed gaseous fuel; 23. The system of claim 22, wherein the system is worn for storage. 33. The system of claim 32, wherein the sorbent in the refueling device storage container is comprised of activated carbon. 34 first supplying the gaseous fuel from a storage container of the refueling device to the container if the initial internal pressure is approximately at or above a second predetermined pressure level; said compressed gas fuel mounted to bypass a storage container of said refueling device so as to supply said compressed gas fuel from said compression means to said vehicle when said compressed gas fuel is below a third predetermined pressure level; Claim 32 further comprising control means for the refueling device for supplying either the means or the storage container of the refueling device.
The system described in Section. 35 said control means directs said compressed gas fuel to a storage container of said sample supply device after said fluid conduit is removed from said vehicle or after gas fuel pressure in said container has increased to approximately a fourth predetermined pressure level; and further adapted to stop the operation of the compressor after the gaseous fuel pressure within the storage container of the refueling device has risen to approximately a second predetermined pressure level. 35. The system of claim 34. 36 The compression means is composed of a first stage compression means for initially increasing the pressure of the gas fuel, and a second stage compression means for further increasing the pressure of the pressurized gas fuel from the first compression means. and the air cooling means comprises an interstage heat exchanger fitted to raise the temperature of the pressurized gaseous fuel from the first stage compression means before it is further pressurized within the second stage compression means. 23. The system according to claim 22, characterized in that: 37. The system of claim 36, wherein the first and second stage compression means each comprise a hermetically sealed refrigerant type gas compressor. 38. Claim No. 38, wherein said compressor means comprises a hermetically sealed two-stage compressor, said second stage compressor being mounted in fluid communication with an interstage intermediate heat exchanger. The system according to paragraph 36. 39. The system of claim 22 further comprising moisture separation means between the air cooling means and the adsorbent filter means of the refueling device. 40. The system of claim 39, wherein the moisture removal means comprises refrigeration means for further cooling the compressed gaseous fuel below ambient temperature and separating moisture. 41. The system of claim 39, wherein the moisture removal means comprises a vortex tube device. 42 lubricant filter means on the discharge side of said hermetically sealed compressor means for substantially confining and collecting lubricant of the compressor means from said compressed gaseous fuel; and said lubricant filter means on the suction side of said compressor means. and fluid conduit means for maintaining said valve means in its closed position when said compressor means is activated and for opening said valve means when said compressor means is inactive to allow said compressed gas fuel to flow into said compressed gas fuel. control means for flowing from said discharge side of said compressor means to said suction side, substantially equalizing the pressure therebetween, and forcing said collected lubricant back to said suction side of said compressor means; 23. The system according to claim 22, characterized in that: 43. A combination of natural gas-using vehicles and other equipment that uses natural gas and a natural gas refueling unit to refuel vehicles or other equipment, an inlet on said unit fitted for connection to a natural gas supply system; Compress the natural gas to reduce its pressure to approximately
at least one hermetically sealed gas compressor on said unit with its suction connection to said inlet for raising the pressure to a predetermined maximum pressure level of less than 400 psig; the interior thereof being in fluid communication with the discharge side of said compressor; at least one heat exchanger coil on said unit that is operatively connected and conveys said compressed natural gas therebetween; an adsorbent filter compartment on said unit having an adsorbent for adsorbing at least a portion of the heavy components from said compressed natural gas; at least one adsorbent storage vessel on said unit for reducing the pressure at which gas is stored and for adsorptively storing said compressed natural gas from said adsorbent filter at approximately a first predetermined pressure level; outlet means on said unit defining a fluid outlet conduit selectively and removably connected to a fuel inlet on said vehicle for selectively supplying said compressed natural gas to said vehicle; and natural gas within said unit. the vehicle is first refueled from the storage container if the pressure is approximately at or above the second predetermined pressure level; and if the natural gas pressure in the storage container is below the second predetermined pressure level; the storage container is bypassed to refuel the vehicle from the compressor; and the natural gas pressure within the vehicle is reduced after or instead of the fluid outlet conduit being disconnected from the fuel inlet of the vehicle. control means on said unit adapted to cause said storage vessel to be refilled with said compressed natural gas after reaching a third predetermined pressure level; and an adsorbent contained therein for said natural gas to be stored. at least one adsorbent storage vessel on the vehicle for sorbently storing the natural gas reserves to reduce the pressure of the vehicle; and combining the natural gas fuel with air to power the vehicle. an internal combustion engine on said vehicle, comprising carburetor means for producing the mechanical energy required for said vehicle; and for conveying said natural gas from said fuel inlet to said vehicle storage means and from said vehicle storage means to said engine. on-vehicle means for conveying said natural gas to said vaporizer means of said combination. 44. The combination of claim 43, wherein said natural gas is stored in said vehicle and unit storage vessel at a pressure level below approximately 2760 kPa (400 psig). 45. a first means for removing moisture from said natural gas from said inlet prior to said natural gas entering said compressor; and prior to said compressed natural gas entering said adsorbent filter chamber on said vehicle; and a second means for removing moisture from the compressed natural gas. 46. The combination of claim 45, wherein the first moisture removal means constitutes a desiccant filter device having an adsorbent therein for adsorbing moisture from the natural gas. 47. Said second moisture removal means comprises refrigeration means for cooling said compressed natural gas below ambient temperature and separating moisture therefrom, and evacuation means for removing said separated moisture from said refrigeration means. 46. The combination according to claim 45, characterized in that the combination comprises: 48 Claim 4, characterized in that the second moisture removal means is constituted by a vortex tube device.
The combination described in Section 5. 49 said unit comprises at least one filter means provided on the discharge side of said hermetically sealed compressor for substantially confining and collecting compressor lubricant from said compressed natural gas; The fluid return conduit has a solenoid valve built therein, and the control means closes the solenoid valve when the compressor is operated, and the control means closes the solenoid valve when the compressor is operated. The solenoid valve opens when the machine is stopped, and the open solenoid valve allows compressed natural gas to flow from the discharge side, substantially equalizing the pressure therebetween, and the collected compressor lubricant. 44. The combination according to claim 43, wherein the compressor is forcibly driven to the suction side of the compressor. 50. At least one of said lubricant filter means is disposed substantially adjacent said heat exchanger coil and below its lowest level so that compressor lubricant is discharged therefrom and within said lubricant filter means. 50. The combination according to claim 49, characterized in that it is collected in: 51 said vehicle simultaneously constitutes an adsorbent filter chamber having therein an adsorbent fitted for adsorbing heavy components from said compressed natural gas, said adsorbent filter chamber leading to said vehicle storage container for said natural gas; Claim 43, characterized in that it is in communication with said conveying means for flowing adsorptive filtration.
Combinations listed in section. 52. The combination of claim 51, wherein the vehicle filter chamber removes at least a portion of heavy components from the natural gas. 53. Claim 52, characterized in that said vehicle filter chamber also communicates with said conveying means, such that the flow of said natural gas from said vehicle storage means to said vaporization means also passes through said vehicle filter chamber. Combinations listed. 54. Claim 53, characterized in that said vehicle filter chamber desorbs and reintroduces at least a portion of the heavy components removed into the natural gas flow from said vehicle storage vessel to said vaporizing means. Combinations listed. 55. A method of operating a natural gas powered system for a vehicle having a natural gas consuming engine and of operating a refueling system for said vehicle, comprising the steps of: and conveying the natural gas to the refueling device, compressing the natural gas in the refueling device to increase its pressure, and cooling the compressed natural gas in the refueling device to reduce its temperature. , storing a predetermined amount of the compressed natural gas in the refueling device, discharging the compressed natural gas to a fuel inlet on the vehicle for consumption therein, and conveying the natural gas from the fuel inlet through a filter. to remove at least a part of a predetermined component of the natural gas, store a predetermined amount of the filtered natural gas in the vehicle, and send the stored natural gas back through the filter to remove at least a part of the predetermined components of the natural gas. A method as described above, characterized in that it consists of the step of: desorbingly reintroducing at least a portion of the removed predetermined component into the flow leading to the engine. 56. The method of claim 56, further comprising the step of filtering the natural gas by passing it through an adsorbent before it is discharged into the fuel inlet on the vehicle. Range 55th
The method described in section. 57. The method according to claim 57, wherein both of the storage methods include a step of adsorbing the natural gas with an adsorbent. 58 The natural gas is inside the vehicle at a pressure of approximately 2760kPa.
58. The method of claim 57, wherein the method is stored at a pressure below (400 psig). 59. The method of claim 58, comprising the steps of conveying the stored natural gas through the filter and concomitantly heating the filter. 60. The method of claim 59, including the step of using at least a portion of the heat generated by the engine to heat the filter. 61. Claim 60, characterized in that the natural gas is stored and filtered both on the vehicle and on the refueling device by adsorbively storing and filtering the natural gas on activated carbon. The method described in. 62. A system comprising a gaseous fuel consumer and a gaseous fuel storage system housed in a compartment, and means for conveying said gaseous fuel from an inlet means to said storage system and from said gas storage system to said gaseous fuel consumer. , adsorbent filter means disposed within said compartment communicate with said conveying means such that the flow of gaseous fuel from said inlet to said storage system passes through said adsorbent filter means and removes from said gaseous fuel. At least a portion of the odorant is adsorbed and the flow of the gaseous fuel from the storage system to the device is simultaneously passed through the adsorption filter means to remove at least a portion of the odorant within the gaseous fuel. A system as described above, characterized in that the gaseous fuel is significantly odorized while being conveyed into the compartment by desorbing reintroduction into the compartment. 63. A method of operating a gas fuel system and a gas fuel supply system having a gas fuel consumer housed in a compartment, the method comprising: transferring the gas fuel to the storage via an adsorption filter disposed substantially within the compartment. system, first adsorbingly removes at least a portion of the odorant from the gaseous fuel as it is conveyed through the filter, and then conveyed from the storage system again through the filter to the gaseous fuel consumer. and desorbingly reintroducing at least a portion of the odorant into the gaseous fuel as it is conveyed back through the filter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57179356A (en) * 1981-04-25 1982-11-04 Niigata Eng Co Ltd Fuel gas feeding apparatus for gas combustion type internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57179356A (en) * 1981-04-25 1982-11-04 Niigata Eng Co Ltd Fuel gas feeding apparatus for gas combustion type internal combustion engine

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