KR20200054273A - 차량 엔진용 포스 옥탄/세탄 주문형 시스템 - Google Patents

차량 엔진용 포스 옥탄/세탄 주문형 시스템 Download PDF

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아흐마드 오. 코웨이터
에삼 지. 하마드
후사인 에이. 바켈
아메르 에이. 아메르
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사우디 아라비안 오일 컴퍼니
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Abstract

포스 주유 시스템, 펌프 조립체, 및 포스에서 연료를 주입하는 방법이 개시된다. 시스템은 시판 연료 저장 탱크, 펌프 조립체, 연료 도관, 분리 유닛, 다수의 농축 연료 제품 탱크, 및 제어기를 포함한다. 분리 유닛은 시판 연료의 적어도 일부를 선택적으로 수용해서 연료가 공급되는 차량에 후속적으로 주입될 수 있는 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환시킬 수 있으며, 옥탄 농후 또는 세탄 농후 연료 성분을 함유하는 연료의 연료 등급 선택 및 소매 지불은 고객 인터페이스에서 사용자 입력에 기초하여 차량에 제공된다.

Description

차량 엔진용 포스 옥탄/세탄 주문형 시스템
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2017년 10월 13일자에 출원된 미국 출원 제15/783,031호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로서 원용된다.
기술분야
본 개시내용은 일반적으로 차량용 농축 옥탄 및 세탄 연료를 제공하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 시판 연료를 소매 포스에서 차량에 사용하기 위해 농축 옥탄 및 세탄 연료로 분리하는 것에 관한 것이다.
석유 정제 시설은 원유를 액화 석유 가스(LPG), 가솔린, 등유, 디젤 연료, 파라핀, 왁스, 아스팔트, 타르 등을 비롯한 다양한 유용 증류액으로 변환하기 위해 정교한 세트의 이종 시스템과 그 구성요소를 활용한다. 종래의 정제 시설에서 사용되는 공정의 예로는 코킹, 비스브레이킹, 접촉 분해, 접촉 개질, 수소화처리, 알킬화 및 이성질화를 포함한다. 특히 디젤 연료 및 가솔린과 같은 수송 연료와 관련하여, 옥탄 또는 세탄가, 휘발성, 안정성, 배기 가스 규제 등에 대한 특정 목표를 달성하기 위해 연료 혼합과 같은 보충 작업, 연료 첨가제 등이 정제 시설에서 이용될 수 있다.
내연 기관(ICE) 설계 및 제어의 지속적인 개선은 최적의 성능을 위해 이러한 연료를 이러한 ICE에 맞춰 조정하는 방식으로 점점 정교한 디젤 연료 및 가솔린 등급으로 이어졌다. 이러한 ICE의 예로는 가솔린 압축 점화(GCI) 엔진, 균일 예혼합 압축 점화(HCCI) 엔진 및 반응성 제어 압축 점화(RCCI) 엔진뿐만 아니라 전통적인 디젤 압축 점화(CI) 및 가솔린 스파크 점화(SI) 엔진에 대한 운전성 개선을 포함한다. 또한, 특정 연료를 사용하는 ICE가 가장 최신의 디자인을 이용하는지 여부에 관계없이, 차량에서의 통상적인 최종 용도는 광범위한 차량 유형, 주행 조건 및 주행 스타일을 고려할 필요가 있을 것이다. 불행하게도, 정제 시설 작업의 규모 및 상대적인 유연성 부족으로 인해 이러한 새로운 엔진의 요구에 부합하는 연료를 계속 공급하기 위해 그 인프라에 빈번한 점진적 변화를 적용하는 것이 거의 불가능하다. 특히, 기존 정제 시설을 개조하려면 상당한 비생산적인 가동 중단 시간뿐만 아니라 자본에 대한 대규모 투자를 필요로 하는 반면, 완전히 새로운 정제 능력을 구축하려면 시간과 자본에 대한 훨씬 더 큰 투자를 필요로 한다. 게다가, 규모의 경제는 최종 소비자에게 소매 판매용 완제품을 커스터마이징하는 대신에 균일화하기 위하여 매우 제한된 수의 연료 등급을 생성함으로써 종래의 정제 시설에서 이용 가능한 대량의 생산이 최상으로 제공된다는 것을 나타낸다.
현장 혼합으로, 소매 구매자는 펌프 조립체 또는 관련된 주유 장치 상의 버튼을 선택하여 자신의 SI 구동 차량에 주유할 몇 개의 연료 등급 옵션 중 하나를 선택할 수 있다. 이러한 혼합은 추가 인프라 비용을 석유 공급망 아래로 더 하락시킨다. 특히, 최종 사용시에 이러한 맞춤형 연료의 필요성에 부응하기 위하여, 포스(point-of-sale) 소매업체는 이러한 현장 혼합 작업이 진행될 수 있는 서로 다른 등급의 시판 연료를 즉시 공급할 필요가 있다. 이는 결국, 특히 소매 급유소가 작은 부동산 부지에 위치된 환경에서 또는 소매 급유소가 높은 생활비 구역 내에 위치된 경우에, 소매업체가 설치 및 유지 보수하는 데 비실용적이거나 엄청난 비용이 소요될 수 있는 수반되는 수의 시판 연료 저장 탱크를 제공하는 것을 필요하게 만든다.
본 개시내용의 일 실시예에 따르면, 포스 주유 시스템은 시판 연료 저장 탱크, 펌프 조립체, 연료 도관, 분리 유닛, 다수의 농축 연료 제품 탱크, 및 제어기를 포함한다. 펌프 조립체는 소매 지불 및 연료 등급 선택을 위한 고객 인터페이스, 및 인접 차량의 연료 공급 포트에 선택적 유체 결합을 제공할 수 있는 노즐을 포함한다. 연료 도관은 펌프 조립체 및 시판 연료 저장 탱크에 결합되어 이들 중 둘 사이의 선택적 유체 연통을 가능하게 한다. 분리 유닛은 시판 연료의 적어도 일부를 선택적으로 수용해서 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환시키도록 마련된다. 농축 연료 제품 탱크는 분리 유닛 및 펌프 조립체의 중간에 유동적으로 위치되고, 옥탄 농후 연료 성분을 선택적으로 수용하고 포함하기 위한 제1 농축 연료 제품 탱크 및 세탄 농후 연료 성분을 선택적으로 수용하고 포함하기 위한 제2 농축 연료 제품 탱크를 포함한다. 제어기는 시판 연료 저장 탱크, 펌프 조립체, 연료 도관, 분리 유닛, 및 농축 연료 제품 탱크 중 하나 이상과 협력하여 차량에 대한 소매 지불 및 연료 등급 선택 양자를 위한 고객 인터페이스에서 사용자 입력에 기초하여 노즐을 통해 제1 및 제2 제품 탱크 중 각 탱크 내에 포함된 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분 중 적어도 하나의 적어도 일부의 흐름을 지시한다. 또한, 제어기는 지시된 흐름이 차량의 연료 용량을 초과하지 않게 한다.
본 개시내용의 다른 실시예에 따르면, 소매 포스 주유 시스템용 펌프 조립체가 개시된다. 펌프 조립체는 소매 지불 및 연료 등급 선택을 위한 고객 인터페이스, 인접하게 위치된 차량의 연료 공급 포트에 선택적 유체 결합을 제공하도록 구성된 노즐, 시판 연료 저장 탱크 내에 포함된 연료의 적어도 일부를 펌프 조립체 및 차량 중 하나 또는 양자에 운반하도록 구성된 연료 도관, 연료의 적어도 일부를 선택적으로 수용해서 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환하도록 구성된 분리 유닛, 및 분리 유닛 및 펌프 조립체의 중간에 유동적으로 배치되어 제1 농축 연료 제품 탱크가 옥탄 농후 연료 성분을 수용 및 포함할 수 있으면서 제2 농축 연료 제품 탱크가 세탄 농후 연료 성분을 수용 및 포함할 수 있는 다양한 농축 연료 제품 탱크를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 실시예에 따르면, 포스에서 연료를 주입하는 방법이 개시된다. 방법은 포스에 위치된 지하 저장 탱크에 저장된 시판 연료의 적어도 일부를 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환하는 단계, 및 시판 연료, 옥탄 농후 연료 성분, 및 세탄 농후 연료 성분 중 하나 이상을 펌프 조립체 및 연료 도관을 통해 차량으로 운반하는 단계를 포함한다. 펌프 조립체는 차량에 대한 소매 지불 및 연료 등급 선택 양자를 위한 고객 인터페이스를 포함한다. 분리 유닛은 시판 연료의 적어도 일부를 수용해서 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환시켜 옥탄 농후 연료 성분을 위한 제1 농축 연료 제품 탱크 및 세탄 농후 연료 성분을 위한 제2 농축 연료 제품 탱크로 배치한다. 제어기는 저장 탱크, 펌프 조립체, 연료 도관, 분리 유닛, 및 제1 및 제2 농축 연료 제품 탱크 중 하나 이상과 협력하여 시판 연료, 옥탄 농후 연료 성분, 및 세탄 농후 연료 성분 중 적어도 하나의 흐름을 고객 인터페이스에서 사용자 입력에 기초하여 펌프 조립체를 통해 차량에 지시한다.
본 개시내용의 특정 실시예에 대한 하기의 상세한 설명은 다음의 도면과 관련해서 볼 때 가장 잘 이해될 수 있으며, 여기서 유사한 구조는 유사한 참조 부호로 표시된다:
도 1은 본 개시내용에 도시되거나 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 포스(point-of-sale) 주유 시스템에 인접하게 배치된 차량을 나타내고 있고;
도 2는 본 개시내용에 도시되거나 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 태양 에너지 및 멤브레인 기반 연료 분리기를 사용하는 도 1의 포스 주유 시스템을 구성하는 구성요소 중 일부의 유체 상호 연결이 있는 블록도를 나타내고 있고;
도 3은 본 개시내용에 도시되거나 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 포스 주유 시스템으로 생성될 수 있는 가능한 연료를 나타낸 간략화된 블록도를 도시하고 있고;
도 4는 본 개시내용에 도시되거나 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 포스 주유 시스템으로 생성될 수 있는 가능한 연료에 포함될 수 있는 보다 상세한 유형의 첨가제를 나타낸 간략화된 블록도를 도시하고 있고;
도 5a는 시판 연료 분리를 사용하여 달성될 수 있는 낮고 높은 옥탄가 연료 성분의 예시적인 예측 분리를 도시하고 있고;
도 5b는 시판 연료 분리를 사용하여 달성될 수 있는 낮고 높은 옥탄가 연료 성분의 예시적인 실험 분리를 도시하고 있고;
도 6a 및 6b는 시판 연료 분리를 사용하여 달성될 수 있는 2개의 계절 시판 연료에 대한 낮고 높은 옥탄가 연료 성분의 예시적인 예측 분리를 도시하고 있고;
도 7a 및 7b는 본 개시내용에 도시되거나 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 2개의 상이한 옥탄 수준을 갖는 시판 연료에 대한 낮고 높은 옥탄가 연료 성분의 예시적인 예측 분리를 도시하고 있고;
도 8a 및 8b는 본 개시내용에 도시되거나 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 산소화 물질 또는 방향족 물질을 사용하여 가솔린 옥탄 수준의 증가를 커스터마이징하는 데 낮고 높은 옥탄가 연료 성분의 혼합이 어떻게 사용될 수 있는지를 도시하고 있다.
본 개시내용은, ICE 작동 모드(예를 들어, SI, CI, GCI 등)에 관계없이, 특정 ICE를 구비한 차량의 요구를 충족시키기 위하여 현장 소매 급유소(주유소로도 지칭됨)에 위치된 단일 시판 연료를 서로 다른 옥탄 또는 세탄가의 연료로 분리하는 것을 도모한다. 시판 연료의 특성을 변경하는 데 이용 가능한 다수의 분리 공정이 있지만, 본 개시내용의 입안자는 추출 기반, 휘발성 기반 및 멤브레인 기반 접근법이 부하 속도 맵, 관련 성능 곡선 또는 다른 운영 지표에 지정된 대로 특정 ICE의 즉각적인 요구에 기초하여 연료를 전달하기 위해 주문형 옥탄(OOD; octane-on-demand) 및 주문형 세탄(COD; cetane-on-demand)을 생성하는 방식으로 개시된 소매 포스 시스템과 함께 사용하기에 특히 매우 적합하다고 여긴다. 예를 들어, 저부하 작동 조건 하에서, 주문형 시스템은 (SI 엔진의 경우) 더 낮은 옥탄 또는 (CI 또는 GCI 엔진의 경우) 더 낮은 세탄 연료를 ICE에 전달할 수 있는 반면, 이러한 엔진의 경우 고부하 조건 하에서, 주문형 시스템은 강화된 양의 옥탄 또는 세탄 각각을 전달할 수 있다. 본 개시내용에 포함된 바와 같은 이러한 시스템 및 접근법은 단일 지역 시판 연료로부터 상이한 옥탄 또는 세탄 사양의 연속적인 연료 범위를 정제 시설에 존재하지 않는, 그래서 이에 따라 정제 시설 기반 맞춤형 작업을 단순히 축소하여 복제될 수 없는, 포스(point-of-sale) 구조로 제공하는 유연성을 갖는다. 게다가, 이러한 포스 구조는 서로 다른 등급의 시판 연료를 위한 다수의 저장 탱크와 같은 중복 인프라가 필요하지 않다는 점에서 포스 혼합 시스템과는 다르다. 이러한 방식으로, 개별 차량의 요구에 맞춰진 연료를 실질적으로 즉각 전달할 수 있어, 결국 소위 "옥탄 기브어웨이"와 연관된 비용을 피하거나 줄일 수 있을뿐만 아니라 미사용 연료의 생성 위험을 줄일 수 있다.
본 맥락 내에서, "시판 연료"란 용어는 종래의 즉시 주입될 수 있는 형태로 정제 시설 또는 다른 상류 시설로부터 주유소 또는 관련된 소매점의 현장에 배달되는 SI 또는 CI 연료를 포함한다. 예를 들어, 비제한적으로, 가솔린계 시판 연료는 대략 85 내지 100의 연구 옥탄가(RON)를 가질 수 있는 반면, 디젤계 시판 연료는 대략 40 내지 60의 세탄가(CN)를 가질 수 있고, 이 경우 양자는, 예를 들어 안티노크 개선, 냉류 성능 부스터, 증착 제어, 세제, 배기 가스 규제, 마찰 감소 등을 위한, 종래의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 시판 연료는 포스에서 종래의 또는 아직 개발되지 않은 혼합 또는 관련된 변형에 부가적으로 영향을 받을 수 있는 것으로 고려된다.
일 특정 형태에서, 소매 포스에서 선택적 OOD 및 COD를 생성하는 능력에 의해 이러한 급유소 또는 주유소의 소유자 또는 운영자는, 대규모의 연료 가공처리 활성과 연관된 환경 영향(예를 들어 탄소 배출)을 감소시킬뿐만 아니라 다량의 고급 연료(더 높은 가공처리 비용이 수반됨)의 유지를 피하는 방식으로, 비교적 낮은 등급(예를 들어, 낮은 옥탄)의 시판 연료를 사용하고 이러한 연료를 현장에서 분리할 수 있다. 게다가, 소매 포스에서 제조된 이러한 국부적인 손쉽게 이용 가능한 더 높은 등급의 공급 장치는, 더 나은 연비와 더 높은 성능 중 하나 또는 양자를 달성하기 위해 ICE를 소형화하는 더 많은 설계 유연성을 가능하게 하는 점에서, 주문자 생산 방식 업체(OEM; original equipment manufacturer)에 유용하다.
먼저 도 1을 참조하면, 소매 주유소에서 차량(10)에 연료를 공급하는 데 사용하기 위한 포스 주유 시스템(100)의 다양한 부분 구성을 나타낸 일반적인 도면이 도시되어 있고, 차량(10)은 (무엇보다도) 연료 공급 포트(20), 연료 라인(30), 연료 탱크(40), ICE(50) 및 전자 제어 유닛(ECU)(60)을 포함하고, 이는 감지된 데이터 및 공지된 파라미터에 기초하여 차량(10)에 대해 적어도 일부 작동 제어를 제공할 수 있으며, 공지된 파라미터는 룩업 테이블, 알고리즘 등으로 메모리에 저장된 엔진 성능 맵(70)을 통해 제공될 수 있다. 일 형태에서, 엔진 성능 맵(70) 및 ECU(60)에 의해 메모리 내에 포함된 또는 이와 달리 메모리를 통해 액세스 가능한 다른 정보는 어떤 등급의 연료를 선택할 지를 고객에게 추천하기 위해 차량(10) 제조업체에 의해 사용될 수 있는 반면, 다른 형태에서는 고객은 자신의 알려진 운전 습관에 기초하여 이러한 선택을 할 수 있다. 현재 세단 형태의 종래의 승용차(10)로서 도시되어 있지만, 쿠페, 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 미니밴, 트럭 등을 비롯한 다른 차량 구성이 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주됨을 이해할 것이다. 일 형태에서, 연료 탱크(40)의 연료 저장 용량은 대략 10갤런과 25갤런 사이이지만, 이러한 크기는 차량(10)의 크기에 따라 크거나 작을 수 있으며, 이러한 변형 모두는 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주됨을 이해할 것이다. 본 맥락 내에서, 연료 탱크(40)는 차량(10)에 추진력을 제공하는 ICE(50)에 유체 결합된 용기 및 관련 베슬로 제한된다. 이와 같이, 차량에 위치되거나 이와 달리 차량에 의해 운반되고 ICE(50)를 위한 에너지 공급원으로서 보다는 운송 중에 연료를 저장하는 데 사용하기 위한 연료 포함 탱크 및 차량(10)의 연관된 수송 필요성은 본 개시내용의 목적을 위한 연료 탱크로 간주되지 않는다. 마찬가지로, 연료 탱크(40)의 이러한 연료 저장 용량은 제조된 그대로의 차량(10)과 함께 설계되고 구축되어 급유를 위해 포스 주유 시스템(100)으로부터 주입되는 연료의 양이 차량(10) 및 그의 연료 탱크(40)의 이러한 연료 저장 용량을 초과하지 않아야 한다.
일 형태에서, 포스 주유 시스템(100)은 시판 연료 저장 탱크(200), 펌프 조립체(연료 주입기로도 지칭됨)(300), 연료 도관(400), 선택적 연료 가압 장치(500), 분리 유닛(600), 다양한 농축 연료 제품 탱크(집합적으로 700, 개별적으로 700A, 700B), 제어기(800), 및 다양한 시스템 구성요소의 작동 데이터를 획득할 수 있는 다수의 센서(S)를 포함하는 다수의 구성요소로 구성된다. 작동 시, 재급유를 필요로 하는 차량(10)은 펌프 조립체(300)에 인접하게 위치되어, 차량(10)을 최상으로 작동시키는 데 필요한 연료의 등급 또는 사양에 따라 고객은 현장에서 생성 및 저장될 수 있는 적절한 연료 등급을 지불하고 선택할 수 있다. 일 형태에서, 고객에 의해 선택된 연료 등급은 실질적으로 시판 연료(FM)를 포함할 수 있는 반면, 다른 형태에서는 연료 등급은 시스템(100)에 의해 생성된 적절한 양의 옥탄 농후 또는 세탄 농후 연료 성분(FO 및 FC)에 의해 증대된 시판 연료(FM)뿐만 아니라, 산소화 물질(예를 들어, 에탄올, 3차 부틸 알코올(TBA) 또는 메틸 3차 부틸 에테르(MTBE)), 방향족 물질(예를 들어, 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌), 또는 옥탄 농후 연료 성분(FO)용 다른 첨가제 또는 세탄 농후 연료 성분(FC)용 질산염(예를 들어, 2-에틸헥실 질산염)이나 과산화물(예를 들어, 디-3차-부틸-과산화물)과 함께 옥탄 농후 또는 세탄 농후 연료 성분(FO 및 FC)을 포함하거나 포함하지 않는 시판 연료(FM)를 포함할 수 있고, 이들 모두는 본 명세서의 다른 부분에서 보다 상세히 논의될 것이다. 본 맥락 내에서, 연료 또는 연료 성분은 이소옥탄(C8H18)의 농도 또는 하나 이상의 분리 활성이 이용되는 쉽게 이용 가능한 시판 연료(FM)보다 큰 다른 노크 감소 성분을 갖는 경우에 옥탄이 농후한 것으로 간주된다. 일 예로, 연료가 소위 보통급 무연 연료에 대해 약 91-92보다 큰 연구 옥탄가(RON) 또는 약 85-87보다 큰 안티노크 지수(AKI)를 가지면서 중간급 무연 연료 및 고급 무연 연료에 대해서는 각각 약간 더 높은 값을 가지면, 연료는 옥탄이 농후한 것으로 간주될 수 있다. 마찬가지로, 본 개시내용에 언급된 RON, AKI, 또는 다른 옥탄이나 세탄 지수의 값에는 지역적 차이가 있고, 이전 문장에서 명시적으로 논의된 것은 미국 시장을 고려한 것으로 이해될 것이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 값은 이러한 지역적 차이를 고려하여 적절히 조정되는 것으로 이해될 것이며, 이러한 모든 값은 각각의 지역, 국가 또는 관련된 관할 구역 내에서 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 옥탄과 같이, 연료가 N-세탄(C16H34)의 농도 또는 쉽게 이용 가능한 시판 연료(FM)보다 큰 높은 세탄가를 갖는 연료 성분을 갖는 경우에 연료는 세탄이 농후한 것으로 간주된다. 일 예로, 연료가 약 40-45보다 큰 세탄가(CN)를 가지면(대부분의 미국 시장의 경우, 다른 곳에서 적절한 변형이 있음), 연료는 세탄이 농후한 것으로 간주될 것이다. 본 개시내용 내에서, 분리 유닛(600)에서 시판 연료(FM)의 분리를 도모하기 위해 사용될 수 있는 다양한 형태의 에너지가 있다. 일 형태에서, 이러한 에너지는 휘발성 기반 분리 또는 추출에 필요한 형태와 같은 열의 형태일 수 있다. 다른 형태에서, 이러한 에너지는 예를 들어 펌프 또는 관련된 기계식 가압 장치(500)로부터 압력의 형태일 수 있고; 후자의 형태는 멤브레인 기반 분리 공정 또는 시판 연료(FM)에 추가 압력을 필요로 하는 임의의 다른 공정과 함께 사용될 수 있다.
일 형태에서, 시판 연료 저장 탱크(200)는 소매 재급유소의 부지 지하에 위치되고, 지상 기반 충전 캡(200A) 및 충전 라인(200B)을 통해 유입될 수 있는 약 1,000갤런 내지 30,000갤런의 시판 연료(FM)를 수용하는 크기로 이루어진 일반적인 원통형 베슬로서 구성될 수 있다. 마찬가지로, 시판 연료(FM)는 연료 도관(400)의 일부를 형성할 수 있는 연료 흡수 라인(230)과 함께 작동하는 연료 가압 장치(500)의 조작을 통해 시판 연료 저장 탱크(200)로부터 인출될 수 있다. 다른 형태(미도시)에서, 시판 연료 저장 탱크(200)는 소매 재급유소 부지의 지상 위에 보관될 수 있어 지하 또는 지상 위에서 차이는 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
일 형태에서, 펌프 조립체(300)는 하우징(310), 연료를 차량(10)에 주입하기 위한 노즐(320), 밸브 기반 계량 장치(330), 및 고객 인터페이스(340)를 포함한다. 본 맥락 내에서, "고객 인터페이스"란 용어는 고객이 연료의 판매 및 주입, 및 잠재적으로 다른 상품 및 서비스를 용이하게 하기 위해 고객이 다른 포스 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 사용될 수 있는 명령, 데이터, 또는 다른 입력을 생성할 수 있게 하는 인터페이스를 포함한다. 일 형태에서, 고객 인터페이스(340)는 고객이 특정 연료 구매를 개시하고 지불할 수 있게 하는 키패드(342) 또는 관련된 입력 장치, 시각 정보를 표시하기 위한 디스플레이 스크린(344), 및 카드 판독기(346)를 포함한다. 일 형태에서, 키패드(342) 및 디스플레이 스크린(344)은 디스플레이 기반 터치 스크린 또는 입/출력 기능을 갖는 다른 공지된 그래픽 사용자 인터페이스에 통합될 수 있다. 마찬가지로, 비제한적으로, 고객 인터페이스(340)는 무선 통신 포털 또는 다른 입력 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이 스크린(344)이 키패드(342)와 통합되는지 여부에 관계없이, 디스플레이 스크린(344)은 연료 등급 옵션뿐만 아니라, 선택되는 연료가 (주입되는 연료가 상당한 가솔린 유사 특성을 발휘하는 경우에 사용하기 위해) 옥탄 부스터, 증착 제어 첨가제, 연소 조절제, 마찰 조절제 등을 포함하는지 여부뿐만 아니라, (주입되는 연료가 상당한 디젤 연료 유사 특성을 발휘하는 경우에 사용하기 위해) 세탄 부스터, 세제, 냉류 성능 첨가제, 윤활 첨가제 등이 주입을 위해 이용 가능한지 여부, 및 주입될 이러한 첨가제의 특정 유형 및 양에 대한 옵션을 제공하도록 구성될 수 있다. 프로세서 기반 제어기(350)는 하우징(310) 내에 배치될 수 있고, 펌프 조립체(300)를 구성하는 다양한 구성요소에 결합될 수 있어 고객이 연료 등급을 선택할 수 있고 구매되는 연료를 지불할 수 있게 한다. 일 형태에서, 노즐(320)은 연료 도관(400)의 일부를 구성할 수 있는 호스(360) 또는 다른 유체 튜브에 종단 점을 제공한다. 가솔린, 디젤, 또는 관련 연료를 대략 10 내지 25갤런의 (승용차용) 연료 탱크(40)로 전달하기 위해 포스 주유 시스템(100)의 사용과 일치하게, 펌프 조립체(300) 및 연료 도관(400)은 분당 최대 약 10 내지 15갤런의 흐름을 수용하도록 크기가 이루어지지만(다양한 관할권 규정 제한에 영향을 받음), 더 큰 탱크의 경우(큰 승용 또는 상용 차량, 대형 트럭, 밴, 버스, 코치 등의 경우)에는 연료 도관(400)의 크기가 더 커질 수 있다(예를 들어, (다시, 관할권 부과 제한에 따라) 분당 약 30 내지 35갤런).
계량 장치(330)는 현장에 저장될 수 있는 산소화 물질, 방향족 물질, 질산염, 과산화물, 또는 다른 연료 첨가제를 선택적으로 유입하는 방식으로 기능하기 위해 하우징(310)에 또는 이에 인접하게 배치된 챔버, 밸브, 또는 다른 구성의 형태일 수 있고, 예를 들어 이는 도 2 내지 4와 함께 더 상세히 논의될 것이다. 마찬가지로, 계량 장치(330)도 제어기(350)와 함께 사용되어 하나 이상의 시판 연료(FM), 옥탄 농후 연료 성분(FO), 및 세탄 농후 연료 성분(FC)의 원하는 비율이 고객에 의해 선택된 연료 등급에 따라 함께 혼합되는 것을 보장할 수 있다. 일 형태에서, 고객 인터페이스(340)를 통해 이루어진 고객 선택에 기초한 임의의 이러한 혼합은 공지된 소정의 혼합 연료 공식에 대한 상관 관계에 기초할 수 있어, 이러한 공식은 메모리 내의 룩업 테이블 또는 계량 장치(330) 또는 제어기(350)에 의해 액세스될 수 있는 다른 유사한 데이터 구조를 통해 검색될 수 있다. 마찬가지로, 고객별 정보는 제어기(800)가 사용하기 위해 메모리에 저장되어 각 고객의 계좌 번호나 관련 식별자와 이전에 구매된 연료의 데이터베이스 사이의 상관 관계를 통해 동일한 주유소(또는 이러한 고객별 정보를 공유하는 다른 일반적 소유의 주유소)에서 후속 구매를 신속히 처리할 수 있다. 유사한 방식으로, 선택된 연료 등급뿐만 아니라 상응하는 비용과 연관된 세부 사항도 디스플레이 스크린(344) 상에 시각적으로 표시되어 고객이 연료 등급을 선택해서 원하는 구매로 진행될 수 있어, 적절한 연료는 연료 도관(400), 계량 장치(330), 호스(360), 노즐(320)을 통해 연료 공급 포트(20), 연료 라인(30) 및 연료 탱크(40)를 통해 차량(10) 내로 운반될 수 있다.
일 형태에서, 연료 가압 장치(500)는 원심 회전식 임펠러 또는 양변위 흡입 펌프를 통해 가압 기능을 달성하는 운동 기반 수중 펌프와 같은 펌프로서 구성된다. 일 형태에서, 이러한 펌프는 옥탄 농후 연료 성분(FO) 및 세탄 농후 연료 성분(FC)을 생성하기 위하여 연료 도관(400) 및 펌프 조립체(300)를 통한 시판 연료(FM)에 대한 가압 기능 및 분리 유닛(600)을 통과시키기 위한 시판 연료(FM)에 대한 가압 기능 양자를 수행할 수 있다. 다른 형태에서, 하나보다 더 많은 펌프가 있을 수 있는데, 하나의 펌프는 펌프 조립체(300)에 직접 전달을 위해 시판 연료(FM)를 가압하는 어느 하나로 전용될 수 있는 반면, 다른 펌프는 옥탄 농후 연료 성분(FO) 및 세탄 농후 연료 성분(FC)을 생성하도록 분리 유닛(600)으로 전달을 위해 사용되거나 시판 연료(FM)를 가압한다. 변형은 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
일 형태에서, 본 개시 공정에서 논의된 시판 연료(FM) 분리 공정을 지원하는 방식으로 연료 가압 장치(또는 장치)(500)를 작동시키는 데 사용된 에너지는 다양한 공급원(510, 520, 530 및 540)에서 나올 수 있으며, 그 중 일부는 재생 가능하다. 예를 들어, 재생 가능한 에너지 공급원은 적합한 광전지 장치(510)를 통한 태양 에너지를 포함할 수 있다. 다른 형태에서, 이러한 에너지는, 예를 들어 풍력 터빈(520) 또는 다른 풍력 반응 회전 장치를 통해, 풍력에 의해 제공될 수 있다. 또 다른 형태에서, 에너지 공급원은 건식 증기 지열 발전소, 플래시 증기 지열 발전소 등을 비롯한 지열 발전(530)에 의해 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 에너지는 바이오매스 또는 수력 공급원에 의해 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 연료 가압 장치(500)는 일 형태에서 이러한 재생 가능한 에너지 공급원(510, 520, 530 및 540) 중 하나 이상으로부터 전력을 수신하도록 구성된 펌프일 수 있다. 마찬가지로, 에너지는 재생 불가능한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 재생 불가능한 에너지 공급원은 ICE(예를 들어, ICE(50)의 지상 기반 동력 유닛 또는 관련 고정 버전)에서 화석 연료를 연소하여 기계적 동력을 직접 또는 간접적으로 기계적 동력을 생성할 수 있는 전력으로 생성하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 이러한 재생 불가능한 에너지 공급원은 전력 발전소 또는 다른 종래의 교류 전원으로부터 전기 그리드(540)로부터의 전기의 직접적인 공급 장치를 포함하여 종래의 유도 또는 영구 자석 전기 모터(미도시)는 펌프 또는 다른 연료 가압 장치(500)에 직접 결합될 수 있다. 에너지는 또한 전술한 전기 모터와 유사한 모터 형태의 적절한 변환 장치를 사용하여 다른 사용 가능한 형태(예를 들어, 동력에 대한 열 등)로 변환될 수 있다. 연료 가압 장치(500)가 어떻게 작동되는지에 관계없이, 연료 가압 장치(500)는 연료 도관(400)의 부분을 통해 분리 유닛(600)으로의 전달을 위해 가압하기 위하여 연료 흡수 라인(230)을 통해 시판 연료(FM)를 수용할 수 있다. 전기 그리드(540)로부터 에너지가 제공되는 것을 제외하고, 포스 주유 시스템(100)과 함께 논의된 에너지 공급원은 주유소의 국지 환경으로부터 이용 가능하다. 본 맥락 내에서, 하나 이상의 재생 가능하고 재생 불가능한 에너지 공급원은 서로 다른 조건을 이용하도록 조합되어 꾸준하고 신뢰 가능한 방법이 원하는 정도의 시판 연료(FM) 가압 및 후속 분리를 달성하기에 충분한 동력을 전달하게 할 수 있다. 다른 형태에서, 연료 가압 장치(500)는, 예를 들어 태양열과 같은 재생 가능한 공급원이 이용될 수 있는 휘발성 기반 분리 또는 추출을 위한 보다 효율적인 열 기반 분리 에너지와 연관된 상황에서, 필요하지 않을 수 있다.
포스 주유 시스템(100)을 작동시키는 데 필요한 것 이상으로 재생 가능한 또는 재생 불가능한 공급원(510, 520, 530 및 540)으로부터 추출된 초과 에너지가 있고, 이러한 초과 에너지가 전기적 형태로 변환되는(또는 변환될 수 있는) 상황에서, 이러한 초과량은 일 형태에서 포스 주유 시스템(100)에 의해 나중에 사용하기 위한 배터리 등과 같은 전하 저장 장치를 구성할 수 있는 저장 장치(550)에 포획될 수 있다. 이러한 저장은, 예를 들어 바람 또는 햇빛의 양이 부적절한 경우, 이러한 재생 가능한 에너지 공급원을 즉시 이용 불가능한 시간과 일치할 수 있는 다른 작동 기간에 대해 특히 유용하다.
분리 유닛(600)은 연료 가압 장치(또는 장치)(500)에 유체 결합되어 인입 시판 연료(FM)는 분리 유닛(600)을 구성하는 하나 이상의 반응 챔버에 의해 작동된다. 일 형태에서, 분리 유닛(600)은 멤브레인 기반 또는 추출 기반 반응 챔버를 갖도록 구성된다. 이러한 구성은 증류 기반 및 흡수 기반 접근법과 연관된 복잡성, 큰 에너지 소비, 및 추가 인프라 곤란을 방지하여, 소매 주유소 환경에 필요한 규모에서 사용하기에 특히 적용 가능하다. 일 형태에서, 분리 유닛(600)은 다수의 서브 유닛으로 구성될 수 있는데, 하나의 서브 유닛(예를 들어, 멤브레인 기반 서브 유닛)은 특히 세탄 농후 연료 성분(FC)을 생성하도록 구성될 수 있는 반면, 다른 서브 유닛(예를 들어, 추출 기반 서브 유닛)은 특히 옥탄 농후 연료 성분(FO)을 생성하도록 구성될 수 있다. 일 형태에서, 이러한 서브 유닛은 서로 순차적으로 작동하도록 구성될 수 있다.
유체 역학 기반 및 확산 기반 메커니즘 중 하나 또는 양자는 분리 유닛(600)을 구성하는 반응 챔버 또는 챔버들이 멤브레인 기반 분리기를 포함할 때 구성에 이용될 수 있다. 마찬가지로, 이러한 멤브레인의 사용은 압력 차-피동 분리 활성 및 농도 차-피동 분리 활성을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 멤브레인은 일반적으로 나선형으로 감긴 중공 섬유 또는 다른 공지된 형상일 수 있으면서, 또한 특정 분리 특성을 부여하기 위해 첨가제를 포함하는 다양한 중합체, 복합재, 세라믹, 또는 다른 재료로 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 이러한 멤브레인은 유체 자체의 다양한 기준, 예를 들어 분자의 극성 또는 비극성 특성, 분자의 분자량 및, 이러한 유체의 다른 화학 또는 물리적 특성에 기초하여 유체 혼합물의 특정 성분을 선택적으로 통과시키도록 이루어질 수 있다. 게다가, 이러한 멤브레인의 사용은 화학적 전위 차-피동 분리 활성이 포함되게 할 수 있다. 이러한 멤브레인 변형 모두는, 특히 시판 연료(FM)의 적어도 일부를 ICE(50)에서 사용될 수 있는 옥탄 농후 및 세탄 농후 연료 성분(FO, FC)으로 분리하는 것과 관련된 바와 같이, 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
일 형태에서, 분리 유닛(600)을 구성하는 반응 챔버 또는 챔버들은 추출 기반 분리기를 포함하며, 액체 혼합물 내의 다양한 화합물의 용해도 차이는 혼합기 기반, 칼럼 기반, 또는 원심 분리 기반 추출 설비와 함께 이용될 수 있다. 이러한 방식으로, 유입되는 시판 연료(FM)와 용매 간의 상대적인 용해도 차이는 연료 성분이 비슷한 비등점을 갖거나 이와 달리 간단한 증류 기반 분리 기술에 부여하지 않는 여러 공비 혼합물을 나타내는 연료 공식에 매우 적합한 방법에서 배치식 또는 연속식으로 사용될 수 있다. 또한, 당업자에게 이해되는 바와 같이 분리되는 성분의 정확한 특성에 따라 다양한 이온 액체 또는 유기 용매가 사용될 수 있다. 분리 유닛(600)의 맥락 내에서, 반응 챔버는 한 쌍의 비혼화성 용매를 조합하도록 용기, 베슬 등으로 구성될 수 있어, 교반 또는 다른 혼합의 중단 후에, 시판 연료(FM)가 유입되는 시간에 용매가 스트레이팅되어 옥탄 농후 연료 성분(FO)과 같은 용질이 추출될 수 있다. 일 형태에서, 반응 챔버 내에서 용매의 용해도 차이는 옥탄 농후 용질을 포함하는 화합물이 하나의 용매에서 다른 용매로 전달되게 한다. 게다가, 퍼널(미도시) 또는 관련 장치가 추출을 돕기 위해 사용될 수 있다. 전술한 멤브레인 기반 분리와 같이, 이러한 추출 변형 모두는, 특히 시판 연료(FM)의 적어도 일부를 ICE(50)에서 사용될 수 있는 옥탄 농후 및 세탄 농후 연료 성분(FO, FC)으로 분리하는 것과 관련된 바와 같이, 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
시판 연료(FM)의 분리 형태에 관계없이, 그 후 유출물 옥탄 농후 및 세탄 농후 연료 성분(FO 및 FC)은 연료 도관(400)의 일부를 통해 각각의 농축 연료 제품 탱크(700)로 이동된다. 일 형태에서, 농축 연료 제품 탱크(700)는 시판 연료 저장 탱크(200)에 저장된 연료량의 최대 약 1%(다시 말해서, 시판 연료 저장 탱크(200)가 약 40,000리터의 시판 연료(FM)를 포함하는 상황에서 약 400리터의 농축 연료)를 보유할 수 있다. 또한, 옥탄 농후 및 세탄 농후 분리된 연료 성분(FO 및 FC)은 각각 부스터 탱크(900A, 900B) 내에 포함된 옥탄 첨가제 및 세탄 첨가제 중 하나 또는 양자를 선택적으로 수용하여 연료를 펌프 조립체(300)로 운반되기 전에 원하는 특정 옥탄 또는 세탄가로 맞추는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 경우, 안티노크제로서의 옥탄 부스터 및 점화 가속제로서의 세탄 부스터의 포함을 도모하기 위해 부스터 탱크(900A, 900B)와 농축 연료 제품 탱크(700) 사이에 계량 장치(도 2에 도시됨)가 유동적으로 배치될 수 있다. 일 형태에서, 부스터 탱크(900A, 900B)는 시판 연료 탱크(200) 내에 존재하는 시판 연료(FM)량의 최대 약 5%를 보유할 수 있다. 따라서, 일 형태에서, 대부분의 연료 분리가 주유 중에 수행되는 것으로 가정하면, 부스터 탱크(900A, 900B)는 시판 연료 탱크(200)가 약 40,000리터를 보유할 수 있는 상황에서 약 2,000리터의 첨가제를 보유하는 크기로 이루어질 수 있다.
제어기(800)는 센서(S)로부터 데이터를 수신해서 포스 주유 시스템(100)의 다양한 부분에 논리 기반 지시를 제공하는 데 사용된다. 일 형태에서, 제어기(800)는 시판 연료 저장 탱크(200) 또는 OOD 또는 COD에 대응하는 두 연료가 개별적으로 또는 함께 분사될 수 있는 제품 탱크(700) 중 하나 또는 양자로부터의 연료 흐름을 관리할 수 있는 데, 그 중 후자는 포스 구매자에 의해 선택된 연료 등급에 따라 상이한 비율로 계량 장치(330)를 통한 혼합에 의해 이루어진다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 제어기(800)는 도 1에 개념적으로 도시된 바와 같은 단일 유닛, 또는 포스 주유 시스템(100) 전체에 걸친 분산된 유닛 세트 중 하나일 수 있다. 일 구성에서, 제어기(800)는 더 적은 수의 구성요소 기능과 연관된, 예를 들어 펌프 조립체(300)의 작동과 단독으로 연관된, 보다 별개의 작동 능력 세트를 갖도록 구성될 수 있는 반면, 다른 구성에서 제어기(800)는, 연료 도관(400)을 형성하는 다양한 펌프, 밸브, 액츄에이터 및 관련 흐름 제어 장치와 같은, 포스 주유 시스템(100) 내의 더 많은 수의 구성요소를 제어하여 작동하도록 보다 포괄적인 능력을 가질 수 있는 데, 이러한 변형 모두는, 제어기(800)에 의해 수행되는 기능의 구성 및 범위에 관계없이, 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 포스 주유 시스템(100)의 작동과 연관된 보다 별개의 기능을 단지 수행하는 것과 연관된 일 형태에서, 제어기(800)는 주문형 집적 회로(ASIC)로서 구성될 수 있다. 일 형태에서, 제어기(800)에는 하나 이상의 입/출력 장치(I/O)(810), 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 유닛(CPU)(820), 리드 온리 메모리(ROM)(830), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(840)가 제공되고, 이들은 각각 버스(850)에 연결되어 신호 기반 데이터의 수신뿐만 아니라, 명령 또는 관련된 지시의 전송을 위해 로직 회로에 대한 연결을 제공한다. 각종 알고리즘 및 관련된 제어 로직은 당업자에게 알려진 방식으로 ROM(830) 또는 RAM(840)에 저장될 수 있다. 이러한 제어 로직은 제어기(800)에 의해 작동된 후에 그에 따라 작동되는 포스 주유 시스템(100)의 다양한 구성요소에 I/O(810)를 통해 전달될 수 있는 미리 프로그래밍된 알고리즘 또는 관련된 프로그램 코드로 구체화될 수 있다. I/O(810)의 일 형태에서, 다양한 센서(S)로부터의 신호는 제어기(800)와 교환된다. 센서는 포스 주유 시스템(100) 및 연관된 구성요소의 작동과 관련된 하나 이상의 파라미터를 수신하기 위해 당 업계에 공지된 압력 센서, 온도 센서, 광학 센서, 음향 센서, 적외선 센서, 마이크로파 센서, 타이머, 또는 다른 센서를 포함할 수 있다.
제어기(800)는 감독 모델 예측 제어(SMPC) 방식이나 그 변형, 또는 다중 입력 및 다중 출력(MIMO) 프로토콜 등과 같은 모델 예측 제어 방식을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 고객 인터페이스(340)를 통해 진입되고 제어기(800)에 의해 수신된 것과 같은 고객 연료 선택은 소정의 테이블, 맵, 매트릭스, 또는 알고리즘 값과 비교될 수 있고, 이에 따라 원하는 연료 유형에 기초하여, 제어기(800)는 선택된 연료 등급과 최상으로 어울리는 연료 혼합물을 조정 또는 주입하기 위해 포스 연료 주유 시스템(100)을 구성하는 다른 구성요소를 지시할 수 있다. 일 형태에서, (펌프 조립체(300)와 함께 전술한) 제어기(350)의 작동은 제어기(800)에 포함될 수 있는 반면, 다른 형태에서, 제어기(350, 800)는 서로 함께 작동할 수 있는 별도의 장치일 수 있어 옥탄 농후 및 세탄 농후 분리된 연료 성분(FO 및 FC)의 생성은 제어기(800)에 의해 지배되면서 임의의 혼합 및 다른 주입 관련 기능은 제어기(350)에 의해 지배되고, 어느 변형도 본 개시내용의 범위 내에 있는 것을 인식할 것이다.
일 형태에서, 제어기(800)에서는 ROM(830) 또는 RAM(840)에 포함될 수 있는 룩업 테이블에 다양한 파라미터(예를 들어, 주변 압력 및 온도 조건)가 사전로딩될 수 있다. 다른 형태에서, 제어기(800)는 프로세서(820)가 다양한 센서로부터의 입력에 기초하여 적절한 로직 기반 제어 신호를 발생시킬 수 있는 하나 이상의 방정식 기반 또는 공식 기반 알고리즘을 포함할 수 있는 반면, 또 다른 형태에서는 제어기(800)가 룩업 테이블 및 알고리즘 특징 양자를 포함하여 그의 연료 모니터링, 혼합 및 주입 기능을 도모할 수 있다. 이러한 형태의 데이터 및 계산 상호 작용 중 어느 것이 이용되는지에 관계없이, 제어기(800)는 관련 센서(S) 및 관련 연료 도관(400)과 함께 협력하여, 특정 고객의 연료 요구가 선택됨에 따라 시판 연료 저장 탱크(200)에 존재하는 시판 연료(FM)의 적절한 조정이 전술한 방식으로 시판 연료(FM)를 분리함으로써 요구되는 옥탄 및 세탄 농축의 양을 제공하도록 이루어질 수 있다.
의미 있게도, 제어기(800)는 GCI와 같은 특정 엔진 작동 모드에 대해 구성될 수 있는 커스터마이징 가능한 연료 전략을 도모하는 데 유용하며, 이 경우 (예를 들어, 추가 연료-공기 혼합을 도모하는 데 도움이 되는 점화 지연과 같은) 특정 연료의 고유 특성을 이용하여, ICE(50)의 보다 효율적인 저 배기 작동이 달성될 수 있다. 마찬가지로, 제어기(800)에 의해 제공된 지시에 따라 포스 주유 시스템(100)을 통해 차량(10)에 전달되는 적절히 커스터마이징된 연료는 보다 정확한 연료 공식으로부터 이익을 얻을 수 있는 ICE(50)의 PPCI, HCCI, RCCI 또는 관련 작동 모드에서 연료의 전달을 위해 사용될 수 있다. 일 형태에서, 제어기(800)의 작동은 원하는 연료 특성이 예측될 수 있도록 경험적 상관 관계에 기초할 수 있다. 이에 따라 결국 제어기(800)는 시스템(100)의 연료 분리 및 작동 조건을 조절할 수 있다.
다음으로 도 2를 참조하면, 포스 주유 시스템(100)을 구성하는 구성요소의 일부가 OOD 또는 COD 연료를 생성하는 태양 에너지 기반 예의 일부로서 협력하는 방법을 나타낸 블록도가 도시되어 있다. 이러한 예에서, 공급원은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 펌프 형태의 연료 가압 장치(500)를 작동시키는 데 사용되는 하나 이상의 광전지(510)를 포함할 수 있어, 시판 연료(FM) 중 적어도 일부가 연료 도관(400)의 일부를 통해 멤브레인 형태의 하나 이상의 반응 챔버를 갖는 분리 유닛(600)으로 전달될 수 있도록 가압된다. 이러한 작동에 의해, 멤브레인은 시판 연료(FM)를 농축물 스트림(610) 및 투과물 스트림(620)을 분리하고, 그 각각은 서로 다른 옥탄 또는 세탄가를 갖는다. 일 형태에서, 태양 에너지는 원하는 옥탄 농후 또는 세탄 농후 연료 성분(FO, FC)의 생성을 돕기 위해 연료 가압 장치(500) 및 분리 유닛(600)과 함께 사용될 수 있는 집중 태양 발전(CSP) 등의 형태로 제공될 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 혼합기(910A, 910B)는 연료 도관(400)을 따라 배치되어, 분리 유닛(600) 및 옥탄 및 세탄 부스터 탱크(900A, 900B)의 하류에 유동적으로 있을 수 있으면서 농축 연료 제품 탱크(700A, 700B)의 상류에 유동적으로 있을 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하면, 하나의 개념적 시판 연료(FML)는 더 낮은 RON 연료(예를 들어, 91 RON)로서 비롯되는 반면 다른 개념적 시판 연료(FMH)는 더 높은 RON 연료(예를 들어, 95 RON)로서 비롯되는 2개의 개념적 시판 연료로부터 생성될 수 있는 많은 가능한 연료 중 일부의 예가 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 하나의 선택적 형태에서, 농축 연료 제품 탱크(700A, 700B)로 유입되는 분리된(다시 말해서, 옥탄 농후 및 세탄 농후) 연료 성분(FO, FC)은 각각의 옥탄 부스터 탱크(900A) 및 세탄 부스터 탱크(900B)(모두 도 1에 도시됨)에 저장된 추가 옥탄 또는 세탄 부스터와 혼합될 수 있다. 도 3에 도시된 형태에서, 분리된 옥탄 농후 및 세탄 농후 연료 성분(FO, FC) 중 어느 하나는 포스 고객이 사용하기 위한 특정 연료 등급을 추가로 커스터마이징하기 위하여 도 1의 분리 유닛(600)의 분리 작업을 거치지 않은 인입 시판 연료(FML, FMH) 중 하나와 혼합될 수 있다. 도 3에 도시된 특정 버전에서, 분리된 옥탄 농후 연료 성분(FO)은 시판 연료 저장 탱크(200)로부터 전달되는 시판 연료(FM)와 혼합기(920A)에서 혼합될뿐만 아니라, 추가 시판 연료 저장 탱크(210)로부터 전달되는 제2(더 높은 RON) 시판 연료(FMH)와 제2 혼합기(920B)에서 선택적으로 혼합되는 것으로 도시되어 있다. 본 개시내용의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 세탄 농후 연료 성분(FC)은 일 형태에서 GCI 연료로서 사용될 수 있는 반면, 옥탄 농후 연료 성분(FO)은 - 및 제2(더 높은 RON) 시판 연료(FMH)와 임의의 혼합을 가질 수 있음 - 특히 고압축비를 갖는 ICE(50)로 구성된 차량(10)의 고성능 버전에서 더 높은 옥탄 SI 연료로서 사용될 수 있다. (도 1에 도시된 바와 같이) 제어기(800)는 펌프 조립체(300)를 통해 원하는 등급의 연료를 차량(10)에 제공하는 방식으로 고객 인터페이스(340)를 통해 진입됨에 따라 고객 요청에 응답하기 위하여 연료 도관(400)을 구성하는 다양한 밸브, 펌프, 및 다른 흐름 제어 설비의 다양한 조작이 가능하도록 내장된 적절한 로직을 가질 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하면, 선택적 분리기의 네트워크 및 연료 도관(400)의 연관된 부분은 포스 주유 시스템(100)이 추가로 장착되어 시판 연료(FM) 또는 옥탄 농후 또는 세탄 농후 연료 성분(FO, FC)으로부터 특정 화학 종을 분리할 때 달성될 수 있는 것의 예로서 사용될 수 있는 것이 도시되어 있다. 이전과 같이, 제어기(800)에 내장된 로직은 연료 도관(400)을 통해 유체를 운반하여 시판 연료(FM) 또는 옥탄 농후 또는 세탄 농후 연료 성분(FO, FC)의 선택적 라우팅이 이러한 추가 설비에 의해 조작될 수 있도록 사용되는 다양한 밸브, 배관, 및 펌프와 함께 사용될 수 있다. 특히, 추가 설비는 하나 이상의 선택적 산소화 물질 분리기(1010, 1020) 및 하나 이상의 선택적 방향족 물질 분리기(1030, 1040)의 형태일 수 있으며, 이들 모두는 연료 도관(400)을 따라 유동적으로 배치되는 데, 이들은 도 3에 도시된 바와 일반적으로 유사한 방식으로 각각 낮고 상대적으로 높은 RON 연료(FML, FMH)를 수용하도록 한 쌍의 시판 연료 저장 탱크(200, 210)의 하류에 유동적으로 있으면서 농축 연료 제품 탱크(700A, 700B)의 상류에 유동적으로 있게 되어, 산소화 물질 또는 방향족 물질의 임의의 추가 분리는 낮고 상대적으로 높은 RON 연료(FML, FMH)의 특성을 고객 인터페이스(340)에서 구매자에 의해 이루어진 선택으로 추가 조정하는 방식으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 인입 연료는 2개의 스트림을 포함하는 데, 그 중 제1 스트림이 시판 연료 저장 탱크(200)로부터 직접 나오는 더 낮은 RON 시판 연료(FML)(예를 들어, 91 RON)로 구성되고 제2 스트림이 추가 시판 연료 저장 탱크(210)로부터 직접 나오는 더 높은 RON 시판 연료(FMH)(예를 들어, 95 RON)로 구성되는 상황에서, 전용의 선택적 산소화 물질 분리기(1010, 1020) 및 선택적 방향족 물질 분리기(1030, 1040)의 네트워크는 옥탄 또는 세탄 커스터마이제이션의 일부 측정을 달성하는 데 사용될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 밸빙 및 관련 연료 흐름 조작 접근법은 선택적 산소화 물질 분리기(1010, 1020) 및 선택적 방향족 물질 분리기(1030, 1040)의 네트워크의 구성요소 중복성을 감소시키는 데 사용될 수 있어, 선택된 연료 등급에 따라, 대응하는 인입 시판 연료(FM)는 연료의 옥탄 또는 세탄가의 원하는 변화를 달성하기 위해 단일 산소화 물질 분리기 및 단일 방향족 물질 분리기 중 하나 또는 양자를 통해 라우팅될 수 있고, 변형 모두는 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 본 맥락 내에서, 이러한 선택적 산소화 물질 분리기(1010, 1020) 및 선택적 방향족 물질 분리기(1030, 1040)가 고객 요청에 응답하여 펌프 조립체(300)로 전달되는 연료를 커스터마이징하는 방식으로 제어기(800)로부터의 지시에 따라 연료 도관(400)의 각 부분과 연관된 밸브, 배관, 및 다른 흐름 제어 구성요소와 협력하도록 이루어지는 한, 이러한 네트워크는 방향족 및 산소화 물질 분리기의 각각이 단일 유닛 또는 다수 유닛으로 구성되는지에 관계없이 존재하는 것으로 간주된다. 더 낮은 RON 시판 연료(FML)의해 정의되는 제1 경로에서, 선택적 산소화 물질 분리기(1010)는 스트림을 분기시키도록 작용되어 그 결과 세탄 농후 연료 성분(FC) 및 옥탄 농후 연료 성분(FO)은 서로 다른 경로를 따라, 첫 번째는 혼합기(910B) 또는 세탄 농후 연료 성분 탱크(700B) 및 세탄 부스터 탱크(900B) 중 하나 또는 양자로, 두 번째는 혼합기(910A) 또는 옥탄 부스터 탱크(900A)(이들 모두는 도 1에 도시됨)로 진행된다. 다른 경로에서, 더 낮은 RON 시판 연료(FML)는 (밸브(V)의 작동을 통해) 이루어져 세탄 농후 연료 성분(FC) 및 옥탄 농후 연료 성분(FO)의 유사 생성을 위해 대신에 선택적 방향족 물질 분리기(1030)로 직접 라우팅될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 인입되는 더 낮은 RON 시판 연료(FML)는 선택적 산소화 물질 분리기(1010) 및 선택적 방향족 물질 분리기(1030) 양자를 통해 순차적으로 캐스케이드형 방식으로 통과되게 이루어질 수 있으며, 제1 또는 제2 경로의 선택은 결국 고객 선택, 지역 환경 부과 등과 같은 외부 요인에 기초하여 제어기(800)에 의해 지시된다. 연료 요구에 기초하여 두 경로 중 하나를 따를 수 있으므로, 연료 분율의 옥탄 함량을 증가시킬뿐만 아니라 연료 분율의 옥탄 함량을 감소시키도록 선택적 산소화 물질 분리기(1010) 및 선택적 방향족 물질 분리기(1030)를 통해 추가 정제 형태의 인입 연료 스트리에이션의 정도를 가변시키는 점에서 추가 연료 커스터마이제이션이 가능하다.
유사하게, 인입 연료 시판 연료(FM)가 비교적 높은 RON(이에 따라 비교적 낮은 CN)을 갖는 상황에서, 선택적 산소화 물질 분리기(1020) 및 선택적 방향족 물질 분리기(1040) 중 하나 또는 양자를 통한 경로 중 비교적 유사한 경로를 횡단할 수 있다. 이러한 형태에서, 선택적 산소화 물질 분리기(1020)의 더 낮은 RON 유출물(다시 말해서, 세탄 농후 연료 성분(FC))은 GCI 작동 모드 동안 입력이 이루어지도록 낮은 RON 경로를 통해 직접 전달될 수 있는 반면, 더 높은 RON 유출물(다시 말해서, 옥탄 농후 연료 성분(FO))은 SI(특히 고성능/고압축비) 작동 모드 동안 입력이 이루어지도록 높은 RON 경로를 통해 직접 전달될 수 있다. 마찬가지로, 캐스케이드형 경로(미도시)에서, 높은 RON 연료 분율은 선택적 방향족 물질 분리기(1040)로 진입하여 추가적인 낮고 높은 옥탄 유출물이 펌프 조립체(300)를 통해 SI 차량 연료 탱크(40)에 전달될 수 있다. 일 형태에서, (방향족 또는 산소화 물질이 농후하든지 간에) 옥탄 농후 연료 성분(FO)은 더 높은 옥탄가를 필요로 할 수 있는 옥탄 부스터, 고옥탄 연료, 화학적 공급 원료, 발전 연료, 선박 연료, 또는 다른 응용물로서 사용될 수 있다. 마찬가지로, 방향족 또는 산소화 물질의 비교적 낮은 농도를 갖는 세탄 농후 연료 성분(FC)은 GCI 연료로서 사용될 수 있다. 게다가, 다양한 유출물은 서로 혼합되어 상이한 옥탄가의 GCI 연료를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 산소화 및 방향족 물질의 농도 및 상대 비율은 포스 주유 시스템(100)이 주입을 위해 고도로 커스터마이징된 최종 연료 제품을 제공할 수 있는 다양한 방식으로 혼합될 수 있다.
다음으로 도 5a 및 5b를 참조하면, 상이한 등급의 두 연료(특히, 91 RON 및 95 RON의 옥탄가를 갖는 가솔린)에 대한 플래시 증류에 기초하여 파일럿 플랜트 실험실로부터 수집된 예측 및 실험 데이터가 도시되어 있다. 특히 도 5a를 참조하면, 91 RON 가솔린 연료를 옥탄 농후 및 세탄 농후 연료 성분(FO, FC)으로 분리하기 위해 Aspen HYSYS® 화학 공정 시뮬레이션 소프트웨어 분석에 기초한 결과가 도시되어 있다. 특히, 증기와 액체 상 간의 RON 차이가 응축된 증기 흐름과 함께 증가하여 결국 증류 온도가 증가함에 따라 증가한다는 것을 알 수 있다. 이러한 효과는 더 많은 고옥탄 성분이 액체 상에 남아 있는 반면, 더 많은 보다 휘발성이 낮은 옥탄 성분이 증기 상에 진입하기 때문인 것으로 여겨진다. 또한, 옥탄가는 증기 흐름 증가와 함께 증가할 것으로 예측되는 것을 알 수 있다.
특히 도 5b를 참조하면, 플래시 증류 기반 실험 설정을 사용하여 91 RON 가솔린의 입력 연료 스트림에 대한 응축된 증기 흐름의 변화에 기초한 RON의 변화에 대한 결과가 도시되어 있다. 실험 설정은 연료 분리를 달성하기 위해 플래시 증류를 이용하였다. 일반적으로 증류에 사용된 접근법과 특히 본 개시내용에서 논의된 적어도 액체-액체 추출과 함께 플래시 및 추출 증류에 사용된 접근법의 유사성을 고려하면, 본 개시내용에 언급된 멤브레인 또는 추출 기술에 의해 생성되는 경우에 옥탄 또는 세탄 수준의 변화는 유사한 옥탄 분기를 보여줄 수 있음을 이해할 것이다. 실험에서, 옥탄가를 결정하기 위해 공동 연구 위원회(CFR) 시험 엔진에서 분리된 샘플을 수집하고 분석하였다. 또한, 상이한 옥탄가로의 연료 분리가 달성될 수 있으며 증기 흐름이 증가함에 따라 옥탄 농후 연료 성분(FO)의 옥탄가도 증가한다는 것을 보여주는 가스 크로마토그래피(GC)를 사용하여 샘플을 프로파일링하였다. 도 5a의 시뮬레이션 결과와는 일부 편차가 있지만, 이는 근사 오차에 기인한 것으로 여겨지며, 예측된 결과 및 실험 결과 모두는 상이한 옥탄가로의 연료 분리가 실현 가능하다는 것을 보여준다. 일 형태에서, 상부 곡선으로 표시된 연료는 일반적으로 SI-구성 ICE(50)와 같은 높은 RON 엔진, 및 특히 고압축 SI-구성 ICE(50)에서 사용될 수 있다. 마찬가지로, 하부 곡선으로 표시된 연료는 GCI-구성 ICE(50)와 같은 낮은 RON 엔진에서 사용될 수 있다.
다음으로 도 6a 및 6b를 참조하면, 플래쉬 탱크 온도의 증가가 2개의 상이한 미국 시판 가솔린 샘플에 대한 옥탄 분리의 증가에 대응하는 플래쉬 증류 공정에 기초한 예측된 RON 변화가 도시되어 있다. 특히, 두 연료는 도 6a의 여름철 혼합 및 도 6b의 겨울철 혼합을 나타내고 있으며 이러한 혼합은 따뜻한 날씨와 추운 날씨의 연료 증기압의 차이를 보상할 수 있다. 이러한 시뮬레이션 결과(Aspen HYSYS® 화학 공정 시뮬레이션 소프트웨어 분석도 사용함)는 두 샘플 간에 RON 분리 성능이 다르지만 이들 양자는 상당한 양의 RON 분리가 달성될 수 있음을 보여준다.
다음으로 도 7a 및 7b를 참조하면, 액체-액체 추출 기반 공정에 대한 Aspen HYSYS® 화학 공정 시뮬레이션 소프트웨어 분석을 사용하여 두 시판 연료(FM)-하나는 91 RON을 갖고 하나는 95 RON을 가짐-에 대한 예측된 RON 분리 거동이 도시되어 있다. 예를 들어 열전 발전기(TEG) 등으로부터 공급된 열로 이용 가능한 서로 다른 두 온도(도 7a에 도시된 바와 같이 130℃ 및 도 7b에 도시된 바와 같이 170℃)에서 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 서로 다른 용매/연료 비율을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 용매/연료 비율의 변화의 영향이 양자의 가솔린 유형에 대한 RON 분리에 미미한 영향을 미치는 것으로 보이지만 플래시 탱크 온도가 증가함에 따라 RON 분리가 증가함을 알 수 있다.
다음으로 도 8a 및 8b를 참조하면, 혼합된 연료 RON의 증가를 제공하는 방식으로 산소화 물질을 사용하는 것과 연관된 이점이 도시되어 있다. 특히, 방향족 함량 및 RON의 프로파일이 서로 다른 두 시판 연료(FM)의 혼합에 대해 도시되어 있다. 두 수치를 비교하면 혼합 연료로 RON 사양을 충족시키려 할 때 다른 고려사항을 고려할 필요가 있음을 보여준다. 예를 들어, 관할 구역이 시판 연료(FM) 내의 특정 화합물(예를 들어, 그 함량이 미국 및 유럽의 경우에서와 같이 35 부피% 이하로 조절될 수 있는 방향족 물질)에 대한 상한을 부과하면, 혼합 연료에서 원하는 RON 수준을 달성하기 위한 디자인 선택의 수는 제한될 수 있다. 이러한 상황에서, 특정 유형의 첨가제를 유입시킬 필요가 있을 수 있다. 따라서, 방향족 함량의 35 부피%의 상한이 가정되는 일 형태(예를 들어, 전술한 관할권 부과와 연관된 형태)에서, 영역(R)은 방향족 요구 상한을 위반하지 않으면서 이러한 높고 낮은 RON 연료 혼합이 가능함을 보여준다.
특히 도 8a를 참조하면, 하나(E10S)는 분리된 비교적 높은 RON 연료이고 다른 하나(E10U)는 미분리된 비교적 낮은 RON 연료인 한 쌍의 E10 에탄올-혼합 연료를 혼합할 때, 최대 달성 가능한 RON은 모든 혼합 비율에서 달성될 수 있는 데, 이는 높은 RON 연료는 비교적 높은 산소화 물질의 분율 및 비교적 낮은 방향족 물질의 분율을 포함함으로써 달성되기 때문이다. 이는 허용 영역(R)이 전체 혼합 연료 조합 범위에 걸쳐 있다는 점에 의해 입증된다. 이러한 상황에서, 산소화 물질 또는 관련된 바이오 성분의 사용은 높은 RON 목표를 달성하면서 동시에 그 결과 연료가 방향족 함량에 대한 국소적 제한을 준수하지 않음을 방지하는 데 유리할 수 있다. 특히 도 8b를 참조하면, 낮고 높은 RON 시판 연료(MF)의 조합으로부터 증가된 혼합 연료 RON을 달성하는 방식으로 방향족 물질의 사용에 주로 의존하는 방법의 예가 도시되어 있다. 획득할 수 있는 최고 RON은 약 97이며, 이는 방향족 함량에 제한이 없을 때 달성될 수 있는 대략 99 RON 최대 값보다 상당히 낮을 수 있음을 알 수 있다.
본 개시내용의 기술요지를 상세하게 그리고 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 개시된 다양한 세부 사항은 이러한 세부 사항이 기술된 다양한 실시예의 필수 구성요소인 요소에 관한 것임을 의미하는 것으로 받아들여서는 안되고, 본 설명에 수반되는 각각의 도면에 특정 요소가 도시되어 있는 경우에도 마찬가지이다. 또한, 변형 및 변화가 비제한적으로 첨부된 청구범위에서 정의된 실시예를 포함하는 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 가능하다는 것이 명백할 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용의 일부 양태가 바람직한 것으로서 또는 특히 유리한 것으로서 인식되었지만, 본 개시내용이 반드시 이들 양태에 한정되는 것은 아니다.
다양한 수정 및 변형은 청구된 주제의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시내용에 기재된 실시예에 대해 이루어질 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 명세서는 첨부된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 그러한 수정 및 변형이 제공된 본 개시내용에 기재된 다양한 실시예의 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (16)

  1. 포스 주유 시스템으로서,
    시판 연료 저장 탱크;
    펌프 조립체로서,
    소매 지불 및 연료 등급 선택을 위한 고객 인터페이스; 및
    상기 펌프 조립체에 인접하게 위치된 차량의 연료 공급 포트에 선택적 유체 결합을 제공하도록 구성된 노즐을 포함하는, 펌프 조립체;
    상기 펌프 조립체 및 상기 시판 연료 저장 탱크와 협력하여 상기 펌프 조립체와 상기 시판 연료 저장 탱크 사이에 선택적 유체 연통을 제공하는 연료 도관;
    시판 연료의 적어도 일부를 선택적으로 수용해서 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환하도록 구성된 분리 유닛;
    상기 분리 유닛 및 상기 펌프 조립체의 중간에 유동적으로 배치된 복수의 농축 연료 제품 탱크로서,
    상기 옥탄 농후 연료 성분을 선택적으로 수용하고 포함하기 위한 제1 농축 연료 제품 탱크; 및
    상기 세탄 농후 연료 성분을 선택적으로 수용하고 포함하기 위한 제2 농축 연료 제품 탱크를 포함하는, 복수의 농축 연료 제품 탱크; 및
    상기 시판 연료 저장 탱크, 상기 펌프 조립체, 상기 연료 도관, 상기 분리 유닛, 및 상기 제1 및 제2 농축 연료 제품 탱크 중 적어도 하나와 협력하여 상기 차량에 대한 소매 지불 및 연료 등급 선택 양자를 위해 상기 고객 인터페이스에서 사용자 입력에 기초하여 상기 노즐을 통해 상기 제1 및 제2 제품 탱크 중 각 탱크 내에 포함된 상기 옥탄 농후 연료 성분 및 상기 세탄 농후 연료 성분 중 적어도 하나의 적어도 일부의 흐름을 지시하는 제어기를 포함하되, 상기 지시된 흐름은 차량의 연료 저장 용량을 초과하지 않는, 포스 주유 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료 도관 및 상기 펌프 조립체는 차량에 분당 약 15갤런 이하의 연료를 전달하도록 구성되는, 포스 주유 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어기와 협력하는 복수의 센서를 더 포함하여 상기 복수의 센서에 의해 획득되는 상기 주유 시스템과 연관된 작동 파라미터가 상기 제어기에 의해 작동되어 상기 주유 시스템의 추가 작동 제어를 제공하는, 포스 주유 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연료 도관을 통해 상기 제1 및 제2 농축 연료 제품 탱크와 선택적으로 유체 연통하는 옥탄 부스터의 공급 장치; 및
    상기 연료 도관을 통해 상기 제1 및 제2 농축 연료 제품 탱크와 선택적으로 유체 연통하는 세탄 부스터의 공급 장치를 더 포함하는, 포스 주유 시스템.
  5. 제4항에 있어서, (a) 상기 옥탄 부스터의 공급 장치 및 상기 세탄 부스터의 공급 장치 중 각 공급 장치와 (b) 상기 제1 및 제2 농축 연료 제품 탱크 사이에 상기 연료 도관을 통해 유동적으로 배치된 혼합기를 더 포함하는, 포스 주유 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 추가적인 시판 연료 저장 탱크를 더 포함하여 상기 추가적인 시판 연료 저장 탱크 내에 포함된 제2 시판 연료가, 상기 펌프 조립체를 통해 혼합 연료가 이송되기 전에, 상기 옥탄 농후 연료 성분 및 상기 세탄 농후 연료 성분 중 적어도 하나와 선택적으로 혼합될 수 있는, 포스 주유 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 펌프 조립체로의 전달 전에 상기 시판 연료 저장 탱크 중 적어도 하나로부터 운반되는 상기 시판 연료의 산소화 물질 분리 및 방향족 물질 분리 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된 선택적 분리기 유닛의 네트워크를 더 포함하는, 포스 주유 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 분리 유닛은 멤브레인 기반 분리 유닛, 추출 기반 분리 유닛, 휘발성 기반 분리 유닛, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 포스 주유 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 멤브레인 기반 분리 유닛은 적어도 상기 세탄 농후 연료 성분의 대부분을 제공하도록 구성되고, 상기 추출 기반 분리 유닛은 적어도 상기 옥탄 농후 연료 성분의 대부분을 제공하도록 구성되는, 포스 주유 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시판 연료 저장 탱크, 상기 펌프 조립체, 및 상기 연료 도관 중 적어도 하나 내에 포함된 시판 연료에 압력의 증가를 제공하기 위하여 상기 시판 연료 저장 탱크, 상기 펌프 조립체, 및 상기 연료 도관 중 적어도 하나와 협력하는 펌프로서 구성된 연료 가압 장치를 더 포함하는, 포스 주유 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 펌프는 태양 에너지, 풍력 에너지, 지열 에너지, 수력 에너지, 및 바이오매스 에너지로 이루어진 군으로부터 선택되는 재생 가능한 에너지 공급원으로부터 전력을 수용하도록 구성되어, 상기 각 태양 에너지, 풍력 에너지, 지열 에너지, 수력 에너지, 및 바이오매스 에너지 중 적어도 하나가 다음과 같이 이루어지는, (a) 상기 태양 에너지는 상기 펌프 내의 임펠러에 회전되게 결합된 전기 모터에 전기적으로 결합된 적어도 하나 광전지에 전달되고, (b) 상기 풍력 에너지는 상기 펌프 내의 임펠러에 회전되게 결합된 전기 모터에 전달되고, (c) 상기 지열 에너지는 상기 펌프 내의 임펠러에 회전되게 결합된 전기 모터에 전기적으로 결합된 적어도 하나의 태양 전지에 전달되고, (d) 상기 수력 에너지는 상기 펌프 내의 임펠러에 회전되게 결합된 전기 모터를 작동시키도록 전달되고, (e) 상기 바이오매스 에너지는 상기 펌프 내의 임펠러에 회전되게 결합된 전기 모터를 작동시키도록 전달되는, 포스 주유 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 펌프 및 에너지 공급원 중 적어도 하나에 전기적으로 결합된 배터리를 더 포함하여 상기 펌프의 작동에 필요한 에너지를 초과하는 전기 에너지가 상기 배터리에 저장될 수 있는, 포스 주유 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 펌프는 내연 기관 및 전력 발전소로 이루어진 군으로부터 선택되는 재생 불가능한 에너지 공급원으로부터 전력을 수용하도록 구성되어, 상기 각 내연 기관 및 전력 발전소 중 적어도 하나가 다음과 같이 이루어지는, (a) 상기 내연 기관은 상기 펌프 내의 임펠러에 회전되게 결합된 상기 내연 기관의 작동에 의해 생성된 에너지를 전달하도록 상기 펌프와 협력하고, (b) 상기 전력 발전소는 상기 펌프 내의 임펠러에 회전되게 결합된 전기 모터를 통해 상기 펌프와 협력하는, 포스 주유 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 펌프 및 에너지 공급원 중 적어도 하나에 전기적으로 결합된 배터리를 더 포함하여 상기 펌프의 작동에 필요한 에너지를 초과하는 전기 에너지가 상기 배터리에 저장될 수 있는, 포스 주유 시스템.
  15. 소매 포스 주유 시스템용 펌프 조립체로서,
    소매 지불 및 연료 등급 선택을 위한 고객 인터페이스;
    상기 펌프 조립체에 인접하게 위치된 차량의 연료 공급 포트에 선택적 유체 결합을 제공하도록 구성된 노즐;
    시판 연료 저장 탱크 내에 포함된 연료의 적어도 일부를 적어도 상기 펌프 조립체로 운반하도록 구성된 연료 도관;
    상기 연료의 적어도 일부를 선택적으로 수용해서 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환하도록 구성된 분리 유닛; 및
    상기 분리 유닛 및 상기 펌프 조립체의 중간에 유동적으로 배치된 복수의 농축 연료 제품 탱크를 포함하되, 상기 복수의 농축 연료 제품 탱크는,
    상기 옥탄 농후 연료 성분을 선택적으로 수용하고 포함하기 위한 제1 농축 연료 제품 탱크; 및
    상기 세탄 농후 연료 성분을 선택적으로 수용하고 포함하기 위한 제2 농축 연료 제품 탱크를 포함하는, 소매 포스 주유 시스템용 펌프 조립체.
  16. 포스에서 연료를 주입하는 방법으로서,
    상기 포스에 위치된 지하 저장 탱크에 저장된 시판 연료의 적어도 일부를 옥탄 농후 연료 성분 및 세탄 농후 연료 성분으로 변환하는 단계; 및
    상기 시판 연료, 상기 옥탄 농후 연료 성분, 및 상기 세탄 농후 연료 성분 중 적어도 하나를 펌프 조립체 및 연료 도관을 통해 차량으로 운반하는 단계를 포함하고,
    상기 펌프 조립체는 차량에 대한 소매 지불 및 연료 등급 선택 양자를 위한 고객 인터페이스를 포함하고;
    분리 유닛은 상기 시판 연료의 적어도 일부를 수용해서 상기 옥탄 농후 연료 성분 및 상기 세탄 농후 연료 성분으로 변환시키고;
    제1 농축 연료 제품 탱크는 상기 옥탄 농후 연료 성분을 수용하고;
    제2 농축 연료 제품 탱크는 상기 세탄 농후 연료 성분을 수용하고;
    제어기는 상기 저장 탱크, 상기 펌프 조립체, 상기 연료 도관, 상기 분리 유닛, 및 상기 제1 및 제2 농축 연료 제품 탱크 중 적어도 하나와 협력하여 상기 시판 연료, 상기 옥탄 농후 연료 성분, 및 상기 세탄 농후 연료 성분 중 적어도 하나의 흐름을 상기 고객 인터페이스에서 사용자 입력에 기초하여 상기 펌프 조립체를 통해 상기 차량에 지시하는, 포스에서 연료를 주입하는 방법.
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