WO2017209166A1 - 水供給装置、水供給方法及び車両 - Google Patents

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WO2017209166A1
WO2017209166A1 PCT/JP2017/020199 JP2017020199W WO2017209166A1 WO 2017209166 A1 WO2017209166 A1 WO 2017209166A1 JP 2017020199 W JP2017020199 W JP 2017020199W WO 2017209166 A1 WO2017209166 A1 WO 2017209166A1
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water
supply
fuel oil
fuel
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PCT/JP2017/020199
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深井 利春
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深井 利春
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/063Arrangement of tanks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a water supply device, a water supply method, and a vehicle, and more particularly to a water supply device, a water supply method, and a vehicle that supply mixed fuel, also called incomplete emulsion fuel or emulsion fuel, to an internal combustion engine of the vehicle.
  • an emulsion fuel system that introduces an emulsion fuel obtained by mixing a fuel oil such as water, gasoline, light oil, kerosene, heavy oil, vegetable oil, waste oil and an emulsifier into a power generation device or the like is known (for example, Patent Document 1). ).
  • the emulsion fuel produced by this system is continuously introduced into the power generator after production.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a water supply device, a water supply method, and a water supply device capable of supplying a mixed fuel, also called incomplete emulsion fuel or emulsion fuel, to an internal combustion engine of a vehicle. To provide a vehicle.
  • Another object of the present invention is the case where fuel oil is used while reducing consumption of fuel oil used in the vehicle by supplying incomplete emulsion fuel or mixed fuel, also called emulsion fuel, to the internal combustion engine of the vehicle. It is to provide a water supply device, a water supply method, and a vehicle that can maintain a traveling performance equivalent to that of the vehicle.
  • the object is a water supply device for mixing water with fuel oil supplied to an internal combustion engine, the water supply device being mounted on a vehicle and supplying the water.
  • water can be supplied to the fuel oil supplied to the internal combustion engine of the vehicle, so that mixed fuel, also called incomplete emulsion fuel or emulsion fuel, can be supplied to the internal combustion engine of the vehicle. It becomes possible. Therefore, by partially replacing the fuel consumed in the automobile with water, it becomes possible to reduce the fuel in the automobile, while at the same time reducing the amount of exhaust gas from the automobile through the reduction of the fuel used in the automobile, The load on the global environment can be reduced.
  • the apparatus further includes supply means for supplying the water from the water tank to the mixing means, and water supply control means for controlling supply of the water by the supply means, the water supply control means being provided to the internal combustion engine.
  • the mixing means supply the water when a fuel oil supply means drive command for instructing driving of the fuel oil supply means for supplying the fuel oil is issued.
  • the water supply control means causes the water to be supplied when the fuel oil supply means drive command is issued, the water is not supplied regardless of the supply of the fuel oil. Therefore, it is possible to prevent the internal combustion engine from being stopped due to the supply of only water. Further, since the water supply control means controls the supply of water according to the fuel oil supply means driving command, a complicated electronic circuit is not required and a simple configuration can be achieved.
  • an occupant of the vehicle determines the operating state of the water supply control means for controlling the supply of the water by the supply means, the supply means for supplying the water from the water tank to the mixing means, and the water supply device.
  • a system operation switch for switching, and the water supply control means has issued a fuel oil supply means drive command for instructing driving of the fuel oil supply means for supplying the fuel oil to the internal combustion engine, And, when the system operation switch instructs the operation of the water supply device, the mixing means supplies the water, the fuel oil supply means drive command is not issued, and the When the system operation switch is at least one of instructing to stop the operation of the water supply device, it is preferable that the water supply is stopped by the mixing means.
  • the water supply can be controlled with the system operation switch closed, the water supply can be started or stopped at a desired timing.
  • the water supply can be stopped. Stable operation of the internal combustion engine is achieved.
  • an occupant of the vehicle determines the operating state of the water supply control means for controlling the supply of the water by the supply means, the supply means for supplying the water from the water tank to the mixing means, and the water supply device.
  • a fuel oil supply means drive command for instructing driving of the fuel oil supply means is issued, the system operation switch instructs operation of the water supply device, and the power supply switch is
  • the water supply control means is instructed to supply power
  • the mixing means is supplied with the water, and a fuel oil supply means drive command is not issued, or the system
  • the mixing switch when the operation switch is instructed to stop the operation of the water supply device and the power supply switch is at least one of not instructing the water supply control means to supply power.
  • the water supply is stopped by the means.
  • the supply of water can be controlled with both the system operation switch and the power supply switch closed, so that it is not desirable to supply water, or power is supplied to each device of the vehicle.
  • water is prevented from being supplied.
  • water is accidentally supplied when the internal combustion engine is in an unstable state, when the vehicle is parked in a garage, or when the vehicle is parked with the ignition switch turned off after completion of driving. Therefore, it is possible to prevent the operation of the internal combustion engine from being affected.
  • the fuel oil supply means drive command is based on an on signal of an accelerator sensor sent when an accelerator pedal provided in the vehicle is depressed.
  • water is supplied based on the on signal of the accelerator sensor that is sent out when the accelerator pedal is depressed, it is possible to supply water appropriately in accordance with the traveling state of the vehicle, and during driving, The driver can concentrate on driving without any special operation.
  • the accelerator pedal is not depressed, water is not supplied, so that it is possible to prevent the internal combustion engine from being stopped due to unnecessary supply of water.
  • unlike a power generation device or a large ship it is possible to supply water appropriately for fuel oil in a vehicle such as a passenger car that requires frequent operation of an accelerator pedal when the vehicle travels.
  • the water tank is preferably installed on the roof of the vehicle. Since it comprises in this way, it does not occupy the space inside a limited vehicle and it becomes possible to enlarge the volume of a water tank. Therefore, it is possible to travel for a long distance without refilling the water tank.
  • an occupant of the vehicle determines the operating state of the water supply control means for controlling the supply of the water by the supply means, the supply means for supplying the water from the water tank to the mixing means, and the water supply device.
  • a system operation switch for switching, a power supply switch for the occupant to switch the power supply state to the water supply control means, and an accelerator switch for detecting whether or not an accelerator pedal provided in the vehicle is operated.
  • the system operation switch, the power supply switch, and the accelerator switch are connected in series, and the water supply control means includes the system operation switch, the power supply switch, and the accelerator switch. It is preferable that the mixing means supply the water with all being turned on.
  • the apparatus further includes supply means for supplying the water from the water tank to the mixing means, and water supply control means for controlling supply of the water by the supply means, the water supply control means being provided to the internal combustion engine.
  • the mixing means supply the water according to the flow rate of the supplied fuel oil.
  • the apparatus further includes supply means for supplying the water from the water tank to the mixing means, and water supply control means for controlling the supply of the water by the supply means.
  • the water supply control means is provided in the vehicle. It is preferable that the pressure of the water supplied to the mixing means is reduced based on an ON signal of a brake sensor that is sent out when the applied brake pedal is depressed. As described above, when the brake pedal is depressed, the pressure of the water supplied to the mixing means is reduced, so that it is possible to prevent excessive supply of water.
  • the subject is a water supply method for mixing water with the fuel oil supplied to the internal combustion engine.
  • the subject is a vehicle including an internal combustion engine driven by fuel oil, the fuel oil supply device supplying the fuel oil to the internal combustion engine, and the internal combustion engine.
  • a water supply device for mixing water with the fuel oil comprising: a fuel oil tank for holding the fuel oil; and the fuel oil in the fuel oil tank as the fuel oil.
  • Water supply control means for controlling whether or not the water is supplied by the supply means, the water supplied from the water tank and the fuel oil supplied from the fuel oil tank, The fuel oil is at least partially separated;
  • a fuel oil supply means drive command for instructing driving of the fuel oil supply means for supplying the fuel oil to the internal combustion engine. Sometimes this is solved by having the mixing means supply the water.
  • a water supply device for mixing water with fuel oil for supplying mixed fuel, also called incomplete emulsion fuel, to an internal combustion engine can be constructed with a simple configuration and can be mounted on a vehicle.
  • a device can be realized.
  • a water supply device is externally mounted on a commercially available vehicle equipped with a fuel oil supply device that supplies fuel oil to the internal combustion engine, thereby supplying a compatible fuel to the internal combustion engine of the vehicle.
  • a fuel supply system can be realized. That is, the water supply device of the present invention can be an attachment kit for constructing a compatible fuel supply system in a vehicle. Therefore, by partially replacing the fuel consumed in the automobile with water, it becomes possible to reduce the fuel in the automobile, while at the same time reducing the amount of exhaust gas from the automobile through the reduction of the fuel used in the automobile, The load on the global environment can be reduced.
  • 1 is an external view showing a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a conceptual configuration diagram showing a vehicle equipped with a water supply device for mixing water with fuel oil according to a first embodiment of the present invention.
  • It is a conceptual lineblock diagram showing a compatible fuel supply system provided with a water supply device for mixing water with fuel oil concerning a first embodiment of the present invention.
  • It is a schematic longitudinal cross-sectional block diagram of the mixer which concerns on 1st embodiment of this invention.
  • It is a schematic block diagram of the processed water processing device which produces
  • It is a block diagram which shows the electrical structure of the water supply apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention.
  • fusion means a state in which an aqueous liquid and an oily liquid are mixed and mixed with each other, and the aqueous liquid and the oily liquid are mixed and partially dispersed, and not partially dispersed. Which is synonymous with the state of “incomplete emulsion”.
  • FIG. 1 is an external view showing a vehicle according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a concept showing a vehicle equipped with a water supply device T for mixing water with fuel oil according to the first embodiment.
  • Vehicles refer to automobiles, motorcycles, motorbikes, etc. that are driven by motors, and are equipped with internal combustion engines using fuel oil, such as passenger cars, buses, trucks, cargo, etc. This includes automobiles, special automobiles such as forklifts, and construction machines such as excavators and bulldozers.
  • explanation will be made using automobiles, particularly ordinary passenger cars.
  • the water supply device T according to the present embodiment is mounted on the vehicle 1 that is a gasoline vehicle, and the processed water according to the present embodiment is mixed with the fuel oil supplied from the fuel oil tank 20 to the engine 52 by the mixer 40.
  • this is a unitary fuel device.
  • the vehicle 1 of the present embodiment includes a vehicle body 10, a roof 11 provided above the vehicle body 10, a pillar 12 that connects the vehicle body 10 and the roof 11, an engine room 13, A bonnet 14 covering the engine room 13 and a compatible fuel supply system S including a fuel oil supply device S1 and a water supply device T are provided.
  • a roof box 15 having an internal space in which various articles can be stored can be mounted on the roof 11.
  • a vehicle compartment (not shown) provided with a passenger seat is formed in the vehicle body 10, and an accelerator pedal (not shown) is formed in front of the driver seat where the driver sits.
  • the plurality of pillars 12 are provided in a pair of left and right in the vehicle body, and are called A pillar (front pillar) 12a, B pillar (center pillar) 12b, and C pillar (rear pillar) 12c in order from the front.
  • a processing water tank 30 as a water tank of the water supply device T and a processing water pump 32 are accommodated in the roof box 15 mounted on the roof 11 as shown in FIG. .
  • a processed water supply pipe 31 as a water pipe is connected to the processed water tank 30 and the processed water pump 32.
  • the processed water supply pipe 31 extends from the roof box 15 and extends along the A pillar 12a. , Extending to the engine room 13.
  • the processed water supply pipe 31 extends along the outside of the passenger compartment of the pillar 12a, but may extend along the passenger compartment side of the pillar 12a.
  • the processed water supply pipe 31 is fixed to the pillar 12a by a fixing member.
  • FIG. 3 is a conceptual configuration diagram showing a compatible fuel supply system S including the fuel oil supply device S1 and the water supply device T of the present embodiment.
  • the fuel oil supply device S1 is a mechanism that is originally provided in the vehicle 1 itself, and corresponds to a portion surrounded by a broken line in FIG. 3 and includes a fuel oil tank 20 and a fuel inlet into the fuel oil tank 20.
  • a fuel pipe 21 provided with 21a, a fuel pump 22 as a fuel oil supply means provided in the middle of the fuel pipe 21, an injector 50 for injecting a compatible fuel into each cylinder of the engine 52, and a fuel injector 50 The main piping 41 to be sent to the main component.
  • Fuel oil is stored in the fuel oil tank 20, and the fuel oil is connected to the connecting portion 451 a of the mixer 40 by the fuel pipe 21.
  • the fuel oil gasoline, light oil, kerosene, heavy oil, vegetable oil, waste oil, and the like can be used, and it is preferable to use gasoline.
  • the fuel pump 22 shown in FIG. 3 is a known in-tank type fuel pump that is mounted in the fuel oil tank 20 and sinks into the fuel.
  • the fuel pipe 21 is connected to the main pipe 41 connected to the injector 50 via the fuser 40 downstream of the fuel pump 22.
  • the main pipe 41 is a flow path for supplying the blended fuel generated by the blender 40 to the injector 50.
  • a known pressure regulator 23 is provided in the fuel pipe 21 outside the fuel oil tank 20.
  • the pressure regulator 23 is supplied with the fuel oil discharged from the fuel pump 22, regulates the introduced fuel oil to be constant with respect to the internal pressure of the fuel oil tank 20, and removes surplus fuel oil from the fuel return pipe 24. It returns to the fuel oil tank 20 through the fuel return port 24a.
  • the fuel pump 22, the pressure regulator 23, and the injector 50 of the fuel oil supply device S1 constitute fuel oil supply means.
  • the water supply device T is a mechanism that is externally attached to the vehicle 1, and corresponds to the portion surrounded by a solid line in FIG. 3, and is emulsifiable from raw water treated by the processed water treatment device W in FIG. 5.
  • a processing water tank 30 in which processing water is stored as water, a processing water supply pipe 31 having a processing water inlet 31a disposed in the processing water tank 30, a processing water pump 32, fuel oil and processing water.
  • a main unit is a mixer 40 and a main pipe 41 as a mixing means for generating a mixed fuel by mixing.
  • the processing water tank 30 is provided separately from the fuel oil tank 20, stores processing water as emulsifying water processed by the processing water treatment device W of FIG. 5, and is stored by a processing water supply pipe 31 serving as a water supply pipe. , And connected to the connecting portion 451b of the combiner 40.
  • a pressure regulator 33, a flow rate adjustment valve 34, an electromagnetic valve 35, and a backflow prevention valve 37 are connected between the processing water tank 30 of the processing water supply pipe 31 and the connecting portion 451 b of the mixer 40.
  • a water supply ECU (water supply electronic control unit) 60 is provided to control the electromagnetic valve 35.
  • the configuration of the mixer 40 is shown in FIG.
  • the mixer 40 is a mixture of the processing water supplied from the processing water supply pipe 31 by the processing water pump 32 of the water supply apparatus T and the fuel oil supplied from the fuel pipe 21 by the fuel pump 22 of the fuel oil supply apparatus S1. Is emulsified by ejecting the liquid from the pores into a space having a large diameter.
  • the fuser 40 is formed of a substantially cylindrical long body in which housings 451, 454, and 457 are connected in series.
  • the housing 451 is formed of a substantially cylindrical body, and is formed with a tubular connecting portion 451a as a fuel oil inlet for connecting to the upstream fuel pipe 21 at the upstream axial end portion.
  • a cylindrical connecting portion 451 b as a water inlet for connecting to the downstream end of the processed water supply pipe 31 is formed on the axial side portion on the upstream side.
  • a closed portion 453 that closes the end portion and a pair of through holes and a fine pore portion 453a that obliquely penetrates the closed portion 453 with respect to the axial direction are formed at the downstream axial end portion.
  • a pair of the pores 453a are formed adjacent to each other, and are inclined so that the downstream sides are close to each other. Since the downstream side is inclined so as to be close to each other in this way, the flow of the two liquids ejected to the large-diameter space 452 through the pores 453a collide with each other, and the diffusion of the liquid Is more promoted.
  • the pair of pores 453a are formed so as to be symmetric with respect to a plane passing through the central axis of the housing 451. Note that the pores 453a are not limited to a pair, and may be a plurality of three or more such as four.
  • a large-diameter space 452 is formed between the connecting portion 451a and the closing portion 453 as a large-diameter portion having a cylindrical shape larger than the pore 453a.
  • the housing 454 is substantially the same as the housing 451 except that the connecting portion 454a is formed so as to be connectable to the outer periphery of the closing portion 453 and that the connecting portion for supplying processed water is not formed on the side portion. It consists of a shape.
  • the housing 457 has substantially the same shape as the housing 454 except that the connecting portion 458b to which the main pipe 41 is connected is provided at the downstream axial end.
  • the fuel oil supplied from the connecting portion 451a by the fuel pump 22 merges with the processing water supplied from the connecting portion 451b by the processing water tank 30 in the large-diameter space 452, and passes through the pores 453a.
  • the large-diameter space 455. At this time, it is partially emulsified and dispersed by being injected and diffused from the pores 453a into the large diameter space 455. Further, similar diffusion occurs when the fine holes 456a are injected into the large-diameter space 458, and partial emulsification is promoted again.
  • the mixture of the fuel oil and the processed water becomes a partially dispersed and suspended combined fuel.
  • Known backflow prevention valves 25 and 37 for preventing the backward flow of the blended fuel toward the upstream side are disposed on the fuel pipe 21 and the processed water supply pipe 31 side of the blender 40.
  • the backflow prevention valves 25 and / or 37 may be omitted when there is no possibility of backflow such as a compatible fuel.
  • a known pressure regulator 33 is provided in the processed water supply pipe 31 outside the processed water tank 30 and downstream of the processed water pump 32.
  • the pressure regulator 33 is supplied with the machining water discharged from the machining water pump 32, regulates the introduced machining water to be constant with respect to the internal pressure of the machining water tank 30, and supplies the remaining machining water to the machining water return pipe. 36 is returned to the processing water tank 30 through the processing water return port 36a.
  • the adjustment pressure of the pressure regulator 33 is manually or automatically controlled so as to be equal to or higher than the adjustment pressure of the pressure regulator 23 for adjusting the pressure of the fuel oil.
  • the processed water used in the present embodiment has Na ions detected and no Mg ions and Ca ions detected by ion chromatography, and the surface tension at 26 ° C. is 65 mN / m or more. It is emulsifiable water having the property of emulsifying when mixed and stirred.
  • the processed water generated by the processed water treatment device W shown in FIG. 5 is used.
  • the processed water treatment unit W includes a first soft water generator 110, a second soft water generator 112, an ion generator 114, and an obsidian container 116, and connecting pipes 118 a, 118 b, and 118 c.
  • the soft water manufacturing apparatus 100 connected in series in order, and the surface tension improver 140 connected downstream of the soft water manufacturing apparatus 100.
  • the soft water production apparatus 100 is an apparatus that produces soft water from raw water.
  • water having a hardness of less than 100 mg / l from which Ca ions, Mg ions, and Fe ions have been removed is used.
  • raw water having a pressure such as tap water is introduced from the water supply pipe 120 into the inside through the communication pipe 122.
  • spring water, well water, rain water, river water that has been purified and disinfected with known water filter filters, sterilizers, etc., or clean spring water and well water not shown You may introduce
  • An inlet opening / closing valve 124 such as a faucet is provided between the water supply pipe 120 and the communication pipe 122, and a check valve 126 is provided in the middle of the communication pipe 122.
  • a discharge pipe 128a is attached to the outlet side of the obsidian container 116, and an outlet opening / closing valve 130a is provided at the tip or middle of the discharge pipe 128a.
  • the inside of the first soft water generator 110 and the second soft water generator 112 is filled with a granular ion exchange resin 132. Note that the two soft water generators 110 and 112 can be combined into one soft water generator.
  • the ion exchange resin 132 is for removing metal ions such as Ca 2+ , Mg 2+, and Fe 2+ contained in the raw water to make the raw water soft water, and in particular, the hardness of the raw water is close to zero. It is for lowering.
  • a strongly acidic cation exchange resin (RzSO 3 Na) obtained by uniformly sulfonating a spherical copolymer of styrene / divinylbenzene is used.
  • the ion exchange reaction by the ion exchange resin 132 when RzSO 3 Na is used is as follows. 2RzSO 3 Na + Ca 2+ ⁇ (RzSO 3 ) 2 Ca + 2Na + 2RzSO 3 Na + Mg 2+ ⁇ (RzSO 3 ) 2 Mg + 2Na + 2RzSO 3 Na + Fe 2+ ⁇ (RzSO 3 ) 2 Fe + 2Na + That is, by passing the ion exchange resin 132, Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ and the like contained in the raw water are removed, and Na + is generated.
  • the metal ions such as Ca 2+ , Mg 2+, and Fe 2+ are removed from the raw water by passing through the ion exchange resin 132 to become soft water.
  • Na + , OH ⁇ , and hydronium ions are generated in the raw water.
  • the chlorine contained in the tap water passes without being ionized.
  • the ion generator 114 is filled with not-shown cartridges, tourmaline powder having an average particle size of 5 to 15 ⁇ m or tourmaline pellets in which pellets are baked by mixing with other ceramic materials. Are connected in series.
  • the cartridge may be filled with tourmaline powder or granular tourmaline mixed with a metal plate.
  • Tourmaline has a positive electrode and a negative electrode. By using the positive electrode and the negative electrode, water has an electromagnetic wave having a wavelength of 4 to 14 microns, and water clusters are cut to hydronium ions. (H 3 O + ) is generated.
  • the energy of electromagnetic waves having a wavelength of 4 to 14 microns is about 0.004 watt / cm 2 .
  • Soft water having a hardness close to zero can prevent Mg ions and Ca ions from adhering to the negative electrode of tourmaline, and can prevent the function of tourmaline as a positive and negative electrode from being lowered.
  • the metal plate at least one metal selected from aluminum, stainless steel, and silver is used.
  • the metal is preferably a metal that does not generate rust or dissolve in water.
  • Aluminum has a bleaching action as well as a bactericidal action and an antibacterial action
  • stainless steel has a bactericidal action and an antibacterial action
  • silver has a bactericidal action and an antibacterial action.
  • the weight ratio of tourmaline to metal plate is preferably 10: 1 to 1:10. Beyond that range, there is too much material on one side, and the effects of both materials cannot be demonstrated simultaneously.
  • each cartridge of the ion generator 114 water that has passed through many holes on the bottom surface is set so as to be sprayed from below to above on tourmaline powder or tourmaline pellets.
  • tap water has a high water pressure
  • the water having the water pressure collides with the tourmaline powder or tourmaline pellets in the cartridge vigorously, and the tourmaline powder or tourmaline pellets are stirred in the cartridge by the force of the water.
  • the size and number of holes are set.
  • the cartridge By rubbing tourmalines, a positive electrode and a negative electrode are generated, and when water contacts the electrode, negative ions in the water increase. Note that when the water cluster is cut to generate a large amount of hydronium ions (H 3 O + ), the cartridge may be filled with only tourmaline.
  • the water that has passed through the ion generator 114 is then passed through an obsidian container 116 that stores obsidian having a particle diameter of about 5 mm to 50 mm. Obsidian does not matter where it comes from.
  • the soft water production apparatus 100 of this embodiment is provided with the 1st soft water generator 110, the 2nd soft water generator 112, the ion generator 114, and the obsidian container 116, it is not limited to this, Any device that removes Ca ions, Mg ions, and Fe ions from raw water may be used. In addition, the order of passing water through the ion generator 114 and the obsidian container 116 may be reversed, and the water after passing through the obsidian container 116 may be passed through the ion generator 114.
  • the surface tension improver 140 is connected to the downstream side of the soft water producing apparatus 100 by connecting the outlet on-off valve 130a connecting pipe 118d of the discharge pipe 128a of the soft water producing apparatus 100.
  • the surface tension improver 140 improves the surface tension of the soft water by passing the soft water generated from the raw water in the soft water production apparatus 100 through the tourmaline powder or tourmaline pellets and / or obsidian container 116, and It is a device that increases the amount of atomic hydrogen.
  • the surface tension improver 140 of the present embodiment is formed by connecting obsidian containers 116 in series, but is not limited thereto, and a plurality of ion generators 114 are connected in series. Alternatively, the ion generator 114 and the obsidian container 116 may be connected in series.
  • the configuration of the ion generator 114 and / or obsidian container 116 constituting the surface tension improver 140 is the same as that included in the soft water producing apparatus 100.
  • a discharge pipe 128b is attached to the outlet side of the most downstream obsidian container 116, and an outlet opening / closing valve 130b is provided at the tip or in the middle of the discharge pipe 128b.
  • the processing water generated by the surface tension improver 140 is supplied to the discharge pipe 128b.
  • a faucet (not shown) for discharging is connected. In the present embodiment, the processing water is discharged from the faucet (not shown), and the processing water is stored in the processing water tank 30 of FIGS.
  • the raw water passes through the soft water production apparatus 100 and then passes through the surface tension improver 140 is processed water.
  • Processed water includes Na + , Cl ⁇ , H + , OH ⁇ , H 2 , hydronium ions (H 3 O + ), hydroxyl ions (H 3 O 2 ⁇ ), and active hydrogen ( It contains a lot of atomic hydrogen) and dissolved oxygen.
  • the raw water that has passed through the soft water producing apparatus 100 and that has not passed through the surface tension improver 140 may be used as processed water.
  • the processed water that has passed through the surface tension improver 140 after passing through the soft water production apparatus 100 is more active atomic hydrogen than that having passed through the soft water production apparatus 100 but not through the surface tension improver 140.
  • the amount is high and the energy is high. That is, more energy is generated when burned.
  • Many in processing water passing through the surface tension increased 140 after passing through the water softener manufacturing apparatus 100 includes the hydroxyl ions (H 3 O 2 -), during combustion, two O is O 2 becomes contained in the ion, 3 Two H become active atomic hydrogen, which becomes H gas and burns.
  • the surface tension improver 140 was used to repeat the process of passing at least one of tourmaline and obsidian for 30 minutes or more and several hours.
  • the amount of Mg ions, Ca ions, and Fe ions is less than or equal to the detection lower limit of the ion chromatography method, and the Na ion concentration is 3 times or more, preferably 3.5 times the raw water. More than that.
  • the surface tension is higher than that of raw water (tap water) and is increased to a level equivalent to that of ultrapure water.
  • the processing water processed with the processing-water treatment device W of this embodiment does not contain Mg ion, Ca ion, and Fe ion and Na ion concentration is high, it mixes and stirs oil and processing water. Then, triglyceride contained in Na ions and oil is hydrolyzed to release fatty acids, and combined with Na ions to produce fatty acid sodium, which is a surfactant. Therefore, the processed water of this embodiment can be made into a partially dispersed and suspended compatible state by mixing with fuel oil and stirring without using an emulsifier.
  • the incomplete emulsion in a compatible state obtained by partially dispersing and suspending the processing water and fuel oil of this embodiment and partially emulsifying it is used as a compatible fuel.
  • the blended fuel according to the present embodiment is obtained by incompletely emulsifying the processing water and the fuel oil according to the present embodiment without adding an emulsifier.
  • the surface tension is increased by the surface tension improver 140, and the processing includes atomic hydrogen. Since water is used, the amount of heat generated by combustion is greater than that of the fuel oil used as a raw material, and combustion efficiency is good.
  • the output efficiency in the internal combustion engine is higher in the case of the blended fuel in which water and fuel oil are partially dispersed than in the complete emulsion state in which the water phase and the oil phase are completely emulsified. Therefore, in the present embodiment, the use of a fusion means for producing a blended fuel in which water and fuel oil are partially dispersed allows the blended fuel supplied to the internal combustion engine to become a complete emulsion. This makes it possible to supply a compatible fuel with high output efficiency.
  • the processed water of this embodiment has Na ions detected and Mg ions and Ca ions are not detected by ion chromatography, the surface tension at 26 ° C. is 65 mN / m or more, and is mixed with an oily liquid. Since it is emulsifiable water that has the property of emulsifying when it is stirred, a compatible fuel can be generated using processed water containing highly active atomic hydrogen, and a high energy efficient compatible fuel can be supplied. Moreover, since processed water is used, it can be mixed with fuel oil without using an emulsifier, and a mixed fuel without an emulsifier can be achieved.
  • the mixed fuel is made from processed water, which is soft water from which Ca ions and Mg ions have been removed, and does not contain an emulsifier. Therefore, oxidation, rust and corrosion in the internal combustion engine are suppressed, and the internal combustion engine with the mixed fuel is prevented. Deterioration can be suppressed.
  • the compatible fuel supply system S of the present embodiment includes a mechanism for controlling whether or not the processing water is supplied to the fuel oil according to the traveling state of the vehicle 1. Since the supply speed of the fuel oil is controlled by the control system of the vehicle 1 itself according to the traveling state of the vehicle 1, the supply speed of processing water or the presence or absence of supply is controlled according to the supply speed of the fuel oil. This is because only the processed water is supplied to the engine 52 more than the fuel oil and the engine 52 is prevented from stopping.
  • an electrical structure for controlling the presence / absence of supply of processing water to the fuel oil will be described.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an electrical structure of the compatible fuel supply system S according to the present embodiment.
  • the water supply device T includes an electromagnetic valve 35 connected downstream of the processing water pump 32 of the processing water supply pipe 31, a water supply ECU 60 as water supply control means, an electromagnetic valve 35, and water. And a manual switch (manual SW) 61 provided between the supply ECUs 60.
  • the vehicle 1 includes a vehicle ECU (vehicle electronic control device) 70 that controls each device of the vehicle, an in-vehicle battery 71, and an ignition switch (ignition SW) 72 that controls on / off of power supplied from the in-vehicle battery 71.
  • An accelerator pedal 73 and an accelerator sensor 74 are provided.
  • the accelerator pedal 73 is provided on the floor below the driver's seat in the passenger compartment (not shown), and is a pedal that the driver steps on when he / she wants to accelerate the vehicle 1.
  • the vehicle 1 naturally accelerates due to gravity on a downhill, but does not accelerate on a flat road, an uphill, an uneven road, or the like. Further, when the speed is sufficiently high, the vehicle travels with inertia but gradually decelerates due to friction between the road and the tire of the vehicle 1. As described above, when the vehicle 1 does not naturally accelerate, decelerates, or when the vehicle 1 is started from a stopped state, the driver freely depresses the accelerator pedal 73 to depress the vehicle 1. It can be accelerated.
  • the accelerator pedal 73 is provided with an accelerator sensor 74 as an accelerator opening detecting means, and is configured to detect the amount of depression of the accelerator pedal 73, that is, the accelerator opening.
  • the accelerator sensor 74 is turned on, and this on signal is transmitted to the vehicle ECU 70.
  • the vehicle ECU 70 determines the pressure of the pressure regulator 23 based on the on signal of the accelerator sensor 74.
  • the fuel oil is supplied toward the engine 52 by controlling the pressure or the injection amount of the fuel discharged from the injector 50.
  • the water supply ECU 60 is connected to the vehicle ECU 70 so that information can be transmitted to and received from the vehicle ECU 70. Since it is constituted in this way, the output signal of the accelerator sensor 74 sent when the accelerator pedal 73 is depressed can be transmitted from the vehicle ECU 70 to the water supply ECU 60.
  • the water supply ECU 60 performs control to open and close the electromagnetic valve 35 based on the received output signal of the accelerator sensor 74.
  • the water supply ECU 60 and the electromagnetic valve 35 correspond to water supply control means for controlling whether processing water is supplied.
  • the manual switch 61 is a system operation switch that is operated by a vehicle occupant to switch the operation state of the water supply device T.
  • the occupant can manually switch on and off, and the on state (switch is closed).
  • the water supply ECU 60 and the electromagnetic valve 35 are electrically connected in the state (system operation instruction state), and the water supply ECU 60 and the electromagnetic valve 35 are electrically disconnected in the off state (the switch is opened).
  • the electromagnetic valve 35 is not controlled even if the output signal of the accelerator sensor 74 is input from the vehicle ECU 70 to the water supply ECU 60.
  • the in-vehicle battery 71 is a battery that is normally provided in the vehicle 1 and supplies power to each device of the vehicle 1 that is driven by power.
  • the water supply ECU 60, the machining water pump 32, the electromagnetic valve 35, the vehicle ECU 70, and the fuel pump 22 are connected to the in-vehicle battery 71 via the ignition switch 72 and are driven by the electric power from the in-vehicle battery 71.
  • the ignition switch 72 when the ignition switch 72 is in an on state (a switch is closed, a power supply instruction state), power is supplied to each device, but the ignition switch 72 is in an off state ( In the state in which the switch is open), power is not supplied to each device, and therefore the electromagnetic valve 35 is not controlled even if the manual switch 61 is in the ON state. In this way, the ignition switch 72 functions as a power supply switch for switching the power supply state to the water supply control means and the like.
  • the accelerator pedal 73 is stepped on while both the ignition switch 72 and the manual switch 61 are on, and the output signal of the accelerator sensor 74 is input to the water supply ECU 60. Then, the water supply ECU 60 can control the electromagnetic valve 35. That is, when the ignition switch 72 is off, the machining water is not supplied, and unintentional mixing of the machining water into the fuel oil can be avoided.
  • the manual switch 61 when the manual switch 61 is in the off state, the processing water is not supplied even if the ignition switch 72 is in the on state. Therefore, after starting the engine and running for a while to stabilize the engine output, the manual switch 61 is turned on. By turning it on, processing water can be supplied at a desired timing.
  • Control of the electromagnetic valve 35 of the water supply device T in the compatible fuel supply system S of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the process of the flowchart of FIG. 7 is controlled by the water supply ECU 60 of the water supply device T, and is repeatedly executed while the ignition switch 72 of the vehicle 1 is on. That is, it is a precondition for the execution of the flowchart of FIG. 7 that the ignition switch 72 is turned on. When the ignition switch 72 is turned off, the processing of the flowchart of FIG. 7 is not executed.
  • the electromagnetic valve 35 is normally closed, and the processing water does not flow downstream from the electromagnetic valve 35 of the processing water supply pipe 31.
  • step S1 it is determined whether the output signal of the accelerator sensor 74 is input from the vehicle ECU 70 (whether the accelerator pedal is on).
  • step S1: Yes it is determined whether the manual switch 61 is turned on at step S2.
  • step S4 it is determined in step S4 whether the electromagnetic valve 35 is open.
  • step S3 If the manual switch 61 is on (step S2: Yes), in step S3, an opening command signal is transmitted to the electromagnetic valve 35 to open the electromagnetic valve 35, and the processing of the flowchart of FIG. If the manual switch 61 is not turned on (step S2: No), the process is terminated.
  • step S4: Yes If the electromagnetic valve 35 is open in step S4 (step S4: Yes), a closing command signal is transmitted to the electromagnetic valve 35 in step S5 to close the electromagnetic valve, and the process of the flowchart in FIG. If the solenoid valve 35 is not open (step S4: No), the process is terminated.
  • the water supply ECU 60 is in the state where the ignition switch 72 of the vehicle 1 is turned on.
  • the solenoid valve 35 is controlled to open.
  • the control for closing the electromagnetic valve 35 is performed. That is, the water supply ECU 60 of the present embodiment performs control for opening and closing the electromagnetic valve 35 depending on whether or not the output signal of the accelerator sensor 74 is input from the vehicle ECU 70.
  • the compatible fuel of this embodiment is manufactured by the following compatible fuel supply method and supplied to the gasoline engine 52 (internal combustion engine) of FIG.
  • a raw water processing step of adjusting processed water from raw water is performed.
  • raw water having a pressure such as tap water is supplied to the processed water treatment device W of FIG.
  • a metal such as Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+, etc. contained in the raw water through the ion exchange resin 132 made of the strong acid cation exchange resin of the first soft water generator 110 and the second soft water generator 112.
  • the ions are removed to make the raw water soft, and Na + , OH ⁇ , and hydronium ions (H 3 O + ) are generated in the raw water.
  • the water that has passed through the first soft water generator 110 and the second soft water generator 112 is supplied to the ion generator 114, and tourmaline powder or tourmaline powder having an average particle size of 5 to 15 ⁇ m is mixed with other ceramic materials. And pass through the calcined tourmaline pellets.
  • water has an electromagnetic wave having a wavelength of 4 to 14 microns, and the water cluster is cut to hydronium ions (H 3 O + ), hydroxyl ions (H 3 O 2 ⁇ ), H + and OH ⁇ . And generate.
  • Water is passed through an obsidian container 116 that stores obsidian having a particle diameter of about 5 mm to 50 mm.
  • obsidian By passing water through obsidian, more hydronium ions are generated and more hydroxyl ions and hydrogen ions are generated as compared to the water that has passed through the ion generator 114.
  • Soft water is generated by the above processing. Thereafter, soft water is passed through at least one of the ion generator 114 and the obsidian container 116 to generate processed water. That is, the circulation time of only the ion generator 114, only the obsidian container 116, or both the ion generator 114 and the obsidian container 116 is 30 minutes or more.
  • the method for supplying fuel to the internal combustion engine may not include the raw water processing step, and may use previously prepared processing water.
  • a processing water service station that provides a service for supplying processing water may be installed in the town, and the processing water may be produced at this station.
  • the user supplies the processed water to the processed water tank 30 mounted on the automobile at the station.
  • the processed water is supplied to the processed water tank 30 shown in FIGS. Further, fuel oil is supplied to the fuel oil tank 20 at a gas station or the like.
  • the driver who drives the vehicle 1 turns on the ignition switch 72, supplies power to each device of the vehicle 1, and starts the engine 52.
  • the manual switch 61 is turned off so that the closed solenoid valve 35 is not opened even when the accelerator pedal 73 is depressed.
  • the output signal of the accelerator sensor 74 is transmitted to the vehicle ECU 70.
  • the vehicle ECU 70 controls the pressure of the pressure regulator 23 and the pressure or injection amount of the fuel discharged from the injector 50 based on the output signal of the accelerator sensor 74 input from the accelerator sensor 74, and only the fuel oil is used as the fuel oil.
  • the fuel is discharged from the tank 20 to the main pipe 41 through the fuel pipe 21 and the mixer 40 by the pressure of the fuel pump 22.
  • the fuel oil discharged to the main pipe 41 reaches the delivery pipe 50p with a predetermined pressure, and the delivery pipe 50p distributes the fuel oil to each injector 50.
  • Each injector 50 injects fuel oil to each cylinder of the engine 52.
  • the driver or passenger who is an occupant operates the manual switch 61 to turn on the manual switch 61.
  • the accelerator pedal 73 is depressed while the manual switch 61 is on, the output signal of the accelerator sensor 74 is input from the vehicle ECU 70 to the water supply ECU 60.
  • the water supply ECU 60 performs control to open the electromagnetic valve 35 based on the output signal of the accelerator sensor 74 that has been input.
  • the electromagnetic valve 35 is opened, the processing water is supplied to the fuel oil passing through the fuel pipe 21 in the large-diameter space 452 of the mixer 40, and the processing water and the fuel oil are mixed.
  • the ratio between the processing water and the fuel oil is adjusted by a flow rate adjustment valve 34 that adjusts the flow rate of the processing water.
  • the mixture of the processed water and the fuel oil is ejected from the pores 453a and 456a of the mixer 40 into the large-diameter spaces 455 and 458, and the combined fuel in which the processed water and the fuel oil are partially dispersed and incompletely emulsified is obtained. Generated.
  • the generated compatible fuel is discharged to the main pipe 41 connected to the connecting portion 458b, reaches the delivery pipe 50p with a predetermined pressure, and the delivery pipe 50p distributes the compatible fuel to the injectors 50.
  • Each injector 50 injects compatible fuel into each cylinder of the engine 52. Above, the compatible fuel supply method of this embodiment is complete
  • Fusion fuel is discharged to the main pipe 41 by the pressure of the fuel pump 22.
  • the pressure regulator 23 introduces the fuel oil discharged from the fuel pump 22, regulates the fuel oil to a constant pressure with respect to the internal pressure of the fuel oil tank 20, and returns the surplus fuel oil through the fuel return port 24 a of the fuel return pipe 24. To the fuel oil tank 20.
  • the ratio of the processed water and the fuel oil is 2: 8 to 5: 5, preferably 2.5: 7.5 to 5: 5.
  • the rotational speed of a gasoline engine (not shown) when supplying a blended fuel in which the ratio of processed water to fuel oil is 3: 7 is approximately the same as when supplying 100% fuel oil not mixed with processed water, Even if the processing water is dispersed, the same level of energy can be obtained.
  • the pressure of the pressure regulator 23 and the pressure or injection amount of the fuel discharged from the injector 50 are controlled by the processing of the vehicle ECU 70, and the fuel oil is sent out from the fuel oil tank 20.
  • the water supply ECU 60 receives an accelerator pedal on signal from the accelerator sensor 74, it is determined in step S1 of the flowchart of FIG. 7 that the accelerator pedal is on, and in step S2, the manual switch 61 is determined to be on.
  • the solenoid valve 35 is opened. Thereafter, since the flowchart of FIG. 7 is repeatedly executed, the state where the electromagnetic valve 35 is opened continues. Accordingly, both the fuel oil and the processed water are continuously supplied to the combiner 40, and the vehicle 1 travels using the mixed fuel.
  • step S1 of the flowchart of FIG. 7 the electromagnetic valve 35 is determined to be open.
  • step S5 the electromagnetic valve 35 is closed.
  • the driver does not step on the accelerator pedal 73, so the vehicle ECU 70 and the water supply ECU 60
  • the same processing as when the driver does not step on the accelerator pedal 73 on a flat road such as a general road or an expressway is performed, and the supply of fuel oil and processed water to the fuser 40 is stopped.
  • the vehicle travels with gravity and inertia without supplying fuel to the engine 52.
  • the water supply stops when the driver removes his / her foot from the accelerator pedal 73, so that only water is not supplied, and the driver enters the flat road from the downhill and the driver again presses the accelerator pedal 73. It is possible to prevent the engine 52 from being stopped when stepped on.
  • step S3 the solenoid valve 35 is opened.
  • step S1 the flowchart of FIG. 7 that the accelerator pedal is not on.
  • step S4 it is determined that the solenoid valve 35 is open, and in Step S5, the solenoid valve 35 is closed.
  • water is supplied from the water supply device T to the fuel oil supplied to the engine 52 according to the depression of the accelerator pedal 73. It is possible to prevent only water from being supplied to the engine 52.
  • the water is returned from the return pipe 36 to the processing water tank 30 through the processing water return port 36a.
  • the processing water return pipe 36 and the pressure regulator 33 ' only the amount necessary for returning the processing water in the processing water tank 30 and generating the compatible fuel can be supplied at a constant water pressure. It becomes.
  • the water supply device T includes the processing water pump 32 that supplies the processing water in the processing water tank 30 to the fuser 40 through the processing water supply pipe 31. It is not limited.
  • the processing water may be pumped out of the processing water tank 30 by the decompression generated on the side of the water supply device T via the mixer 40 by the fuel pump 22 of the fuel oil supply device S1. . By comprising in this way, it becomes unnecessary to provide a processing water pump and a pressure regulator in a water supply apparatus.
  • the processing water tank 30 and the processing water pump 32 of the water supply device T are provided inside the roof box 15 mounted on the roof 11 of the vehicle 1.
  • the processed water tank 30 and the processed water pump 32 of the water supply device T can be provided in a seat in the vehicle interior or in a trunk room.
  • the processing water supply pipe 31 is disposed outside or inside the vehicle 1 depending on the position of the processing water tank 30 or the processing water pump 32.
  • an engine room 13 is formed behind the vehicle body 10, and an engine or the like is stored in the engine room 13.
  • the engine room 13 is covered with an openable / closable lid 16 provided on a side portion of the vehicle body 10.
  • the lid 16 is supported by a link mechanism 17 provided in the vehicle body 10 so as to be opened and closed. Normally, the lid 16 is in a position indicated by a solid line in FIG. 10, and the engine room 13 is closed. By moving the lid 16 to the position indicated by the broken line 16 ′, the inside of the engine room 13 can be exposed from the outside of the vehicle body 10.
  • the processing water tank 30 and the processing water pump 32 of the water supply device T can be accommodated by providing a roof box 15 at the upper rear part of the roof 11.
  • the processing water tank 30 and the processing water pump 32 of the water supply device T may be provided inside the engine room 13.
  • the water supply ECU 60 performs control to open and close the electromagnetic valve 35 based on the output signal of the accelerator sensor 74 transmitted from the vehicle ECU 70.
  • the water supply ECU 60 may perform control for opening and closing the electromagnetic valve 35 based on an output signal from another sensor other than the accelerator sensor 74 connected to the vehicle ECU 70.
  • Other sensors include a speed sensor that measures the speed of the vehicle 1, a sensor that measures the rotational speed of an engine that is an internal combustion engine, an inter-vehicle distance sensor that measures an inter-vehicle distance from another preceding vehicle, and another preceding vehicle.
  • Sensors that measure the speed of the road, road surface state measurement sensors that measure the inclination angle of the running road surface and the degree of unevenness and wetness, etc., can be adopted, based on the output signal measured or detected by each sensor It is possible to control to open and close the electromagnetic valve 35. Furthermore, it is also possible to calculate output signals from a plurality of sensors in the vehicle ECU 70 and transmit a signal output as a result of the calculation to the water supply ECU 60 as an output signal from the sensors.
  • the water supply device T of the present embodiment can be mounted on an automatic driving vehicle in which traveling is automatically controlled without requiring the driver to operate the accelerator pedal 73 or the like.
  • the automatic driving vehicle includes an automatic driving control device that controls automatic driving. This automatic driving control device is not an accelerator pedal 73 or a pedal depending on the distance from the vehicle ahead, the presence or absence of an obstacle, the distance, and the like.
  • the accelerator means is controlled on and off.
  • the accelerator sensor 74 When the accelerator means of the automatic operation control device is turned on / off, the accelerator sensor 74 is turned on / off, and the processing of the flowchart of FIG. 7 is performed based on the output signal of the accelerator sensor 74. That is, the signal of the accelerator sensor 74 is not limited to the signal output based on the operation of the accelerator pedal 73 by the driver's own intention, but the accelerator means executed by computer processing by the automatic driving control device of the automatic driving vehicle. It may be based on a switching signal.
  • the water supply ECU 60 and the electromagnetic valve 35 are employed as the water supply control means for controlling whether or not the processing water is supplied.
  • the present invention is not limited thereto, and the fuel oil supply means is not limited thereto. If it is possible to control whether or not the processing water is supplied based on the drive command, it is also possible to employ means that can be opened and closed other than the solenoid valve. Further, the water supply ECU 60 controls whether or not the machining water is supplied by opening and closing the electromagnetic valve 35, and the ratio of the machining water and the fuel oil is adjusted by the flow rate adjustment valve 34 that adjusts the flow rate of the machining water.
  • the water supply ECU 60 may control both the electromagnetic valve 35 and the flow rate adjustment valve 34 based on the output signal from the accelerator sensor 74. Further, the electromagnetic valve 35 may not only control the presence / absence of water supply but also control to adjust the water supply flow rate to a predetermined flow rate.
  • the electromagnetic valve 35 is installed on the downstream side of the flow rate adjusting valve 34 in the processed water supply pipe 31 is shown, but the present invention is not limited to this, and the electromagnetic valve 35 is set to the flow rate. You may install in the upstream of the adjustment valve 34. FIG. Furthermore, it is also possible to use pressurizing means other than the pump instead of the processing water pump 32.
  • the water supply device T is provided with a manual switch 61 as a system operation switch for operation by a vehicle occupant, and the occupant manually switches on and off.
  • the present invention is not limited to this, and it is also possible to automatically switch on and off as long as the system can be operated at an appropriate timing. For example, when it is not desirable to supply water, such as when the internal combustion engine has just been started or when the vehicle is parked in a garage, the water supply can be stopped.
  • the system operation switch can be automatically switched on and off based on the drive command of the fuel oil supply means.
  • the water supply ECU 60 performs control to open and close the electromagnetic valve 35 depending on whether or not the output signal of the accelerator sensor 74 is input from the vehicle ECU 70 has been described. If the switch 61 is on, the water supply ECU 60 can be configured to supply water even when the output signal of the accelerator sensor 74 is not input. With such a configuration, it is possible to supply water even in an idling state.
  • the water supply device T includes a water supply ECU 60 and the water supply ECU 60 performs control to open and close the electromagnetic valve 35 based on the output signal of the accelerator sensor 74 transmitted from the vehicle ECU 70.
  • an accelerator switch (accelerator SW) 75 is used as shown in FIG.
  • the accelerator switch 75 is a switch that detects whether or not the accelerator pedal 73 is operated.
  • the on-vehicle battery 71, the ignition switch 72, the manual switch 61, the accelerator switch 75, and the electromagnetic valve 35 are connected in series. In this configuration, as shown in FIG.
  • the three switches connected in series, the ignition switch 72, the manual switch 61, and the accelerator switch 75 are all turned on (closed), so that the vehicle battery Electricity flows from 71 to the electromagnetic valve 35 in the direction indicated by the arrow, and the electromagnetic valve 35 opens.
  • FIG. 13 is a conceptual configuration diagram showing a compatible fuel supply system S including a water supply device T according to the second embodiment of the present invention.
  • the fuel oil supply device S1 includes a known gasoline supply mechanism that is generally provided in a general gasoline vehicle, and is a mechanism that is originally provided in the vehicle 1 itself.
  • the fuel oil supply device S1 is provided in the fuel oil tank 20 and the fuel oil tank 20.
  • a fuel pipe 21 provided with a fuel inlet 21a, a fuel pump 22 provided as a fuel oil supply means provided in the middle of the fuel pipe 21, an injector 50 for injecting a compatible fuel into each cylinder of the engine 52, and fuel
  • the main piping 41 sent to the injector 50 is a main component.
  • Fuel oil is stored in the fuel oil tank 20, and the fuel oil is connected to the connecting portion 451 a of the mixer 40 by the fuel pipe 21.
  • the fuel oil gasoline, light oil, kerosene, heavy oil, vegetable oil, waste oil, and the like can be used, and it is preferable to use gasoline.
  • the fuel pump 22 shown in FIG. 13 is a known in-tank type fuel pump that is mounted in the fuel oil tank 20 and sinks into the fuel.
  • the fuel pipe 21 is connected to the main pipe 41 connected to the injector 50 via the fuser 40 downstream of the fuel pump 22.
  • the main pipe 41 is a flow path for supplying the blended fuel generated by the blender 40 to the injector 50.
  • a known pressure regulator 23 is provided in the fuel pipe 21 outside the fuel oil tank 20.
  • the pressure regulator 23 is supplied with the fuel oil discharged from the fuel pump 22, regulates the introduced fuel oil to be constant with respect to the internal pressure of the fuel oil tank 20, and removes surplus fuel oil from the fuel return pipe 24. It returns to the fuel oil tank 20 through the fuel return port 24a.
  • the fuel pump 22, the pressure regulator 23, and the injector 50 of the fuel oil supply device S1 constitute fuel oil supply means.
  • the water supply device T is a mechanism that is externally attached to the vehicle 1.
  • the processing water tank 30 stores processing water as emulsifying water processed from the raw water by the processing water processor W, and the processing water tank.
  • a processing water supply pipe 31 having a processing water inlet 31a disposed in 30; a processing water pump 32; a mixer 40 serving as a mixing means for generating fuel by stirring and mixing fuel oil and processing water;
  • the piping 41 is a main component.
  • the processing water tank 30 is provided separately from the fuel oil tank 20, stores processing water as emulsifying water processed by the processing water treatment device W of FIG. 5, and is stored by a processing water supply pipe 31 serving as a water supply pipe. , And connected to the connecting portion 451b of the combiner 40.
  • a pressure regulator 33, a flow rate adjustment valve 34, an electromagnetic valve 35, and a backflow prevention valve 37 are connected between the processing water tank 30 of the processing water supply pipe 31 and the connecting portion 451 b of the mixer 40.
  • a known backflow prevention valve 25 that prevents backflow of the blended fuel toward the upstream side is disposed on the fuel pipe 21 side of the blender 40. In the processed water supply pipe 31 and / or the fuel pipe 21, the backflow prevention valves 37 and / or 25 can be omitted when there is no possibility of backflow such as a compatible fuel.
  • the manual switch (manual SW) 61 is a system operation switch that is operated by a vehicle occupant in order to switch the operating state of the water supply device T, and can be manually switched on and off by the occupant.
  • the flow of electricity is allowed when the switch is closed (system operation instruction state), and the flow of electricity is cut off when the switch is off (switch is open).
  • the vehicle 1 includes an in-vehicle battery 71, an ignition switch (ignition SW) 72 that controls on / off of power supplied from the in-vehicle battery 71, an accelerator pedal 73, and an operation of the accelerator pedal 73. And an accelerator switch 75 for detecting the presence or absence of.
  • ignition SW ignition switch
  • the in-vehicle battery 71 is a battery that is normally provided in the vehicle 1 and supplies power to each device of the vehicle 1 that is driven by power.
  • the processing water pump 32 and the fuel pump 22 are connected to the in-vehicle battery 71 via the ignition switch 72 and are driven by electric power from the in-vehicle battery 71.
  • the ignition switch 72 When the ignition switch 72 is in an on state (a switch is closed, a power supply instruction state), power is supplied to each device, but the ignition switch 72 is in an off state ( In the state where the switch is open), power is not supplied to each device. In this way, the ignition switch 72 functions as a power supply switch for switching the power supply state to the water supply control means and the like.
  • the accelerator pedal 73 is provided on the floor below the driver's seat in the passenger compartment (not shown), and is a pedal that the driver steps on when he / she wants to accelerate the vehicle 1.
  • the fuel oil is supplied toward the engine 52 by controlling the pressure of the pressure regulator 23, the pressure of the fuel discharged from the injector 50, or the injection amount.
  • the accelerator switch 75 includes a non-contact switch such as a proximity switch, a contact switch such as a micro switch, and the like. The accelerator switch 75 detects whether or not the accelerator pedal 73 is operated, and the driver steps on the accelerator pedal 73. When the vehicle is in the on state (the switch is closed), the flow of electricity is allowed.
  • the switch When the driver removes his / her foot from the accelerator pedal 73, the switch is turned off (the switch is opened), and the flow of electricity Is to shut off.
  • the accelerator switch 75 plays a role of detecting that the accelerator pedal 73 is depressed and outputting the detection signal when the accelerator pedal 73 is depressed.
  • the in-vehicle battery 71, the ignition switch 72, the manual switch 61, the accelerator switch 75, and the electromagnetic valve 35 are connected in series, and all the three switches connected in series are turned on.
  • the processing water when the ignition switch 72 is off, the processing water is not supplied, and unintentional mixing of the processing water into the fuel oil is avoided. be able to.
  • the manual switch 61 when the manual switch 61 is in the off state, the processing water is not supplied even if the ignition switch 72 is in the on state. Therefore, after starting the engine and running for a while to stabilize the engine output, the manual switch 61 is turned on. By turning it on, processing water can be supplied at a desired timing.
  • the fuel oil supply from the fuel oil tank 20 is stopped when the driver stops stepping on the accelerator pedal 73 even on ordinary roads or highways. Further, the accelerator switch 75 is turned off, and the electromagnetic valve 35 is closed. Therefore, when the driver is not stepping on the accelerator pedal 73, the supply of fuel oil and processed water to the fuser 40 is stopped, and the vehicle 1 travels with inertia without supplying fuel to the engine 52.
  • the supply of fuel oil and processed water to the fuser 40 is stopped, and the vehicle 1 is not supplied with fuel to the engine 52, and is free from gravity and inertia. Drive on. Accordingly, the water supply stops when the driver removes his / her foot from the accelerator pedal 73, so that only water is not supplied, and the driver enters the flat road from the downhill and the driver again presses the accelerator pedal 73. It is possible to prevent the engine 52 from being stopped when stepped on.
  • the driver gradually depresses the brake pedal (not shown) and makes the vehicle 1 back using the creep phenomenon. Even if the driver does not depress the accelerator pedal 73 and adjusts the brake pedal to put the vehicle 1 in the garage or depresses the accelerator pedal 73, the driver depresses only for a very short time.
  • the solenoid valve 35 remains closed and water is supplied from the water supply device T, as in the case where the driver does not depress the accelerator pedal 73 on a flat road or downhill.
  • water is supplied from the water supply device T to the fuel oil supplied to the engine 52 according to the depression of the accelerator pedal 73. It is possible to prevent only water from being supplied to the engine 52.
  • the example in which the supply of the machining water is controlled by controlling the electromagnetic valve 35 has been shown.
  • the rotation speed of the machining water pump Etc. may be performed by directly controlling the above.
  • the fuel oil supply device S1 is a mechanism originally provided in the vehicle 1 itself, and corresponds to a portion surrounded by a broken line in FIG. 14 and includes a fuel oil tank 20 and a fuel inlet into the fuel oil tank 20.
  • a fuel pipe 21 provided with 21a, a fuel pump 22 as a fuel oil supply means provided in the middle of the fuel pipe 21, an injector 50 for injecting a compatible fuel into each cylinder of the engine 52, and a fuel injector 50 The main piping 41 to be sent to the main component.
  • Fuel oil is stored in the fuel oil tank 20, and the fuel oil is connected to the connecting portion 451 a of the mixer 40 by the fuel pipe 21.
  • the fuel pump 22 shown in FIG. 14 is a known in-tank type fuel pump that is mounted in the fuel oil tank 20 and sinks into the fuel.
  • the fuel pipe 21 is connected to the main pipe 41 connected to the injector 50 via the fuser 40 downstream of the fuel pump 22.
  • the main pipe 41 is a flow path for supplying the blended fuel generated by the blender 40 to the injector 50.
  • a known pressure regulator 23 is provided in the fuel pipe 21 outside the fuel oil tank 20.
  • the pressure regulator 23 is supplied with the fuel oil discharged from the fuel pump 22, regulates the introduced fuel oil to be constant with respect to the internal pressure of the fuel oil tank 20, and removes surplus fuel oil from the fuel return pipe 24. It returns to the fuel oil tank 20 through the fuel return port 24a.
  • the fuel return pipe 24 and the pressure regulator 23 the fuel oil is returned to the fuel oil tank 20, and only the amount consumed by the internal combustion engine can be supplied at a constant fuel pressure.
  • the fuel oil supply device S ⁇ b> 1 includes a flow meter 26 provided in the middle of the fuel pipe 21, and monitors the flow rate of the fuel oil supplied from the fuel oil tank 20. As will be described later, the processing water pump 32 is controlled based on the flow rate of the fuel oil monitored by the flow meter 26.
  • the fuel pump 22, the pressure regulator 23, and the injector 50 of the fuel oil supply device S1 constitute fuel oil supply means.
  • the water supply device T is a mechanism that is externally attached to the vehicle 1, and corresponds to the portion surrounded by a solid line in FIG. 14, and is emulsifiable from raw water processed by the processed water treatment device W in FIG. 5.
  • a processing water tank 30 in which processing water is stored as water, a processing water supply pipe 31 having a processing water inlet 31a disposed in the processing water tank 30, a processing water pump 32, fuel oil and processing water.
  • a main unit is a mixer 40 and a main pipe 41 as a mixing means for generating a mixed fuel by mixing.
  • the processing water tank 30 is provided separately from the fuel oil tank 20, stores processing water as emulsifying water processed by the processing water treatment device W of FIG. 5, and is stored by a processing water supply pipe 31 serving as a water supply pipe. , And connected to the connecting portion 451b of the combiner 40.
  • a pressure regulator 33, a flow rate adjustment valve 34, an electromagnetic valve 35, and a backflow prevention valve 37 are connected between the processing water tank 30 of the processing water supply pipe 31 and the connecting portion 451 b of the mixer 40.
  • a water supply ECU (water supply electronic control device) 60 is provided to control the electromagnetic valve 39.
  • the water supply device T includes a flow meter 38 provided in the middle of the processing water supply pipe 31, and monitors the flow rate of the processing water supplied from the processing water tank 30.
  • the water supply device T includes a pressure relief pipe 39a that branches from the machining water supply pipe 31 and is connected to the machining water return pipe 36, and an electromagnetic valve 39 provided in the middle of the pressure relief pipe 39a. ing.
  • the electromagnetic valve 39 is activated when a brake pedal 76 described later is depressed, and returns the processing water in the processing water supply pipe 31 to the processing water tank 30 via the pressure relief pipe 39a, so that the inside of the processing water supply pipe 31 is restored. Depressurize. That is, the electromagnetic valve 39 functions as a safety function for preventing the machining water from flowing excessively into the engine 52.
  • a known pressure regulator 33 is provided in the processed water supply pipe 31 outside the processed water tank 30 and downstream of the processed water pump 32.
  • the pressure regulator 33 is supplied with the machining water discharged from the machining water pump 32, regulates the introduced machining water to be constant with respect to the internal pressure of the machining water tank 30, and supplies the remaining machining water to the machining water return pipe. 36 is returned to the processing water tank 30 through the processing water return port 36a.
  • the processing water return pipe 36 and the pressure regulator 33 only the amount necessary for returning the processing water to the processing water tank 30 and generating the compatible fuel can be supplied at a constant water pressure. It becomes.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an electrical structure of the compatible fuel supply system S according to the third embodiment.
  • the water supply device T includes a processing water pump 32, a flow meter 38, an electromagnetic valve 39, and a water supply ECU 60 as water supply control means.
  • the vehicle 1 includes a fuel pump 22, a vehicle ECU (vehicle electronic control device) 70 that controls each device of the vehicle, a flow meter 26, an accelerator pedal 73, an accelerator sensor 74, a brake pedal 76, and a brake sensor 77. It has.
  • the brake pedal 76 is provided on a floor in front of a driver's seat in a passenger compartment (not shown), and is a pedal that the driver steps on when he / she wants to decelerate the vehicle 1.
  • the driver decelerates the vehicle 1 by stepping on the brake pedal 76 at will when it is necessary to decelerate according to the driving situation, or when the vehicle 1 is stopped from a running state. Can be made.
  • the brake pedal 76 is provided with a brake sensor 77 as a brake opening degree detecting means, and is configured to detect the depression amount of the brake pedal 76, that is, the brake opening degree.
  • the brake sensor 77 is turned on, and this on signal is transmitted to the vehicle ECU 70.
  • the vehicle ECU 70 determines the pressure of the pressure regulator 23 based on the on signal of the brake sensor 77.
  • the fuel oil supplied toward the engine 52 is controlled by controlling the pressure or injection amount of the fuel discharged from the injector 50.
  • the water supply ECU 60 is connected to the vehicle ECU 70 so that information can be transmitted to and received from the vehicle ECU 70, and an output signal of the brake sensor 77 transmitted when the brake pedal 76 is depressed is transmitted from the vehicle ECU 70. Transmission to the water supply ECU 60 is possible.
  • a control process of the machining water pump 32 executed by the water supply ECU 60 will be described. This process is a process for opening and closing the electromagnetic valve 39 when the output signal of the brake sensor 77 is output.
  • the water supply ECU 60 receives a signal indicating that the output signal of the brake sensor 77 is output from the vehicle ECU 70
  • the water supply ECU 60 starts the control process, opens the electromagnetic valve 39, and ends the control process.
  • the electromagnetic valve 39 provided in the pressure relief pipe 39a is opened and the pressure in the machining water supply pipe 31 is released, so that the machining water is excessively supplied. Can be prevented.
  • the measured value of the flow rate of the fuel oil monitored by the flow meter 26 is transmitted from the vehicle ECU 70 to the water supply ECU 60 periodically, for example, every 2 seconds.
  • the rotational speed of the machining water pump 32 is controlled so that the machining water flow rate becomes y.
  • a flow rate measurement value transmission request signal is transmitted to the flow meter 26, and the flow rate measurement value is received from the flow meter 26 to check whether the processed water flow rate is y.
  • the rotational speed of the water pump 32 is finely adjusted, and the control process is terminated.
  • the water supply ECU 60 controls the amount of the processing water mixed with the fuel oil by controlling the rotational speed of the processing water pump 32 based on the flow rate of the fuel oil monitored by the flow meter 26. To do.
  • the processing water pump that supplies the processing water is controlled based on the flow rate of the fuel oil supplied from the fuel oil tank 20, thereby responding to the flow rate of the fuel oil.
  • processing water can be mixed appropriately.
  • the processing water pump 32 is controlled so that the amount of processing water supplied increases as the flow rate of the fuel oil increases.
  • the machining water pump 32 is set so that the amount of machining water supplied is reduced as the flow rate of the fuel oil decreases. Be controlled. Therefore, even if the traveling speed of the vehicle changes, the ratio of the processed water mixed with the fuel oil is kept at an appropriate ratio.
  • the water supply ECU 60 controls the amount of the processing water mixed with the fuel oil by controlling the rotational speed of the processing water pump 32 based on the flow rate of the fuel oil monitored by the flow meter 26. Accordingly, both the fuel oil and the processed water are continuously supplied to the combiner 40, and the vehicle 1 travels using the mixed fuel.
  • the supply of fuel oil and processed water to the fuser 40 is stopped, and the vehicle 1 is not supplied with fuel to the engine 52, and is free from gravity and inertia. Drive on. Accordingly, the water supply stops when the driver removes his / her foot from the accelerator pedal 73, so that only water is not supplied, and the driver enters the flat road from the downhill and the driver again presses the accelerator pedal 73. It is possible to prevent the engine 52 from being stopped when stepped on.
  • the driver gradually depresses the brake pedal 76 and makes the vehicle 1 back using the creep phenomenon. Even if the driver does not depress the accelerator pedal 73 and adjusts the brake pedal to put the vehicle 1 in the garage or depresses the accelerator pedal 73, the driver depresses only for a very short time.
  • the accelerator pedal 73 is not depressed, water is not supplied from the water supply device T in the same manner as when the driver does not depress the accelerator pedal 73 on a flat road or downhill.
  • the water supply device is supplied to the fuel oil supplied to the engine 52 according to the flow rate of the fuel oil monitored by the flow meter 26. Since water is supplied from T, it can be prevented that only water is supplied to the engine 52.
  • the electromagnetic valve 39 provided in the pressure release pipe 39a is opened, and the pressure in the processed water supply pipe 31 is released.
  • the solenoid valve 39 is also used when the flow rate of the fuel oil to be applied is equal to or less than a predetermined value, or when the foot is released from the state where the accelerator pedal 73 is depressed (when the accelerator switch 75 is turned off from the on state). It is good also as a structure by which the pressure release in the processed water supply pipe 31 is performed. By comprising in this way, it can prevent that process water is supplied to an engine excessively.
  • the fuel oil supply device S1 includes the fuel return pipe 24 and the pressure regulator 23 is shown, but a configuration in which the fuel return pipe 24 and the pressure regulator 23 are not provided is also possible.
  • a manual switch (not shown) may be provided, and if the manual switch is in an ON state, the machining water pump 32 may be driven to supply water. With such a configuration, it is possible to supply water even in an idling state.
  • a sub tank 30a is provided between the processing water tank 30 and the processing water pump 32 as shown in FIG. ing.
  • the sub-tank 30a is a substantially rectangular parallelepiped, a sub-tank main body 30b made of a hollow hermetic container having a shape in which a corner portion of the upper end is cut off obliquely, an air vent tube 30f provided above the sub-tank main body 30b, and an air vent
  • the air vent lid 30g attached to the tube 30f is a main component.
  • the sub-tank main body 30b includes a slope 30e at a corner of one end above the substantially rectangular parallelepiped.
  • a machining water inlet 30c is formed at a position slightly lower than the upper end of the side surface of the sub tank main body 30b, and a processing water outlet 30d is formed at a position slightly higher than the lower end of the side surface of the sub tank main body 30b.
  • a machining water inflow pipe 31b is connected to the machining water inlet 30c, and the sub tank 30a and the machining water tank 30 are connected via the machining water inflow pipe 31b.
  • a processed water outflow pipe 31c is connected to the processed water outlet 30d, and the sub tank 30a and the processed water pump 32 are connected through the processed water outflow pipe 31c.
  • the air vent tube 30f is attached to the inclined surface 30e of the sub-tank main body 30b so as to protrude substantially perpendicularly to the inclined surface 30e, and is inclined and extended with respect to the vertical direction.
  • the air vent tube 30f is made of a transparent tube, and an air vent lid 30g is attached and closed at the tip opposite to the inclined surface 30e.
  • the tip of the air vent tube 30 f opposite to the inclined surface 30 e is located above the upper surface of the sub tank main body 30 b and the bottom surface of the processing water tank 30.
  • the sub tank 30 is hermetically sealed except for the machining water inlet 30c and the machining water outlet 30d.
  • the processing water from the processing water tank 30 passes through the processing water inflow pipe 31b, flows in from the processing water inlet 30c, and flows out from the processing water outlet 30d.
  • the machining water tank 30 shakes, and the machining water inlet 31 a of the machining water supply pipe 31 is exposed from the surface of the machining water in the machining water tank 30, so that the inside of the machining water supply pipe 31.
  • bubbles (air) are mixed into the processing water flowing into the sub tank 30a.
  • the bubbles move to the vicinity of the inclined surface 30e of the sub tank 30a and are accumulated in the air vent tube 30f provided on the inclined surface 30e, so that the bubbles (air) are separated from the processing water. It will be. Accordingly, since the processing water that flows out from the processing water outlet 30d, passes through the processing water outflow pipe 31c, and is supplied to the processing water pump 32 does not include bubbles (air), the fuel oil supply device S1 (engine 52) Etc.) can be prevented from being supplied with bubbles (air).
  • the air vent tube 30f of the sub tank 30a is transparent, and the interface between the air (bubbles) accumulated in the air vent tube 30f and the processed water is visible, and the air is accumulated in the air vent tube 30f.
  • the air can be removed by opening the air vent lid 30g attached to the tip of the air vent tube 30f.

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Abstract

簡単な構成で、限られたスペースにも設置可能な、内燃機関へ供給される燃料油に水を混合するための、車両に搭載される水供給装置を提供する。 内燃機関に供給される燃料油に水を混合するための水供給装置Tである。水を保持する水タンク30と、水と燃料油とを合流させると共に混合して、水と燃料油が分散した混合燃料を生成する混合手段40と、混合燃料を車両に設けられた内燃機関に供給する混合燃料供給手段を備える。

Description

水供給装置、水供給方法及び車両
 本発明は、水供給装置、水供給方法及び車両に関し、特に、車両の内燃機関に不完全エマルジョン燃料又はエマルジョン燃料とも呼ばれる混合燃料を供給する水供給装置、水供給方法及び車両に関する。
 従来、水とガソリン、軽油、灯油、重油、植物油、廃油等の燃料油と乳化剤を混合して得られるエマルジョン燃料を、発電装置等に導入するエマルジョン燃料システムが知られている(例えば特許文献1)。
 特許文献1のエマルジョン燃料システムでは、燃料油タンクと、水タンクと、燃料油及び水からエマルジョン燃料を生成するエマルジョン生成ユニットと、発電装置にかかる圧力を調節する圧力バルブと、生成したエマルジョン燃料を導入し、燃焼させる発電装置と、制御装置から構成される。このシステムで生成したエマルジョン燃料は、生成後連続的に前記発電装置に導入される。
特開2011-122035号公報
 特許文献1のように、発電装置やディーゼルエンジン等に用いるエマルジョン燃料システムは、知られていたが、自動車等の車両の内燃機関に供給される燃料油に水を混合し、水と油を混合した燃料を内燃機関に供給する水供給装置を搭載した車両は、知られていなかった。
 本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、車両の内燃機関に不完全エマルジョン燃料又はエマルジョン燃料とも呼ばれる混合燃料を供給可能な水供給装置、水供給方法及び車両を提供することにある。
 本発明の他の目的は、車両の内燃機関に不完全エマルジョン燃料又はエマルジョン燃料とも呼ばれる混合燃料を供給して、車両で使用される燃料油の消費量を削減しつつ、燃料油を用いた場合と同程度の走行性能を維持可能な水供給装置、水供給方法及び車両を提供することにある。
 前記課題は、本発明の水供給装置によれば、内燃機関に供給される燃料油に水を混合するための水供給装置であって、該水供給装置は、車両に搭載され、前記水を保持する水タンクと、該水タンクから供給される前記水と前記車両に設けられた燃料油タンクから供給される前記燃料油とを混合して、前記水と前記燃料油が少なくとも部分的に分散した混合燃料を生成する混合手段と、前記混合燃料を前記車両に設けられた前記内燃機関に供給する混合燃料供給手段と、を備えること、により解決される。
 このように構成しているので、車両の内燃機関に供給される燃料油に水を供給することができるので、不完全エマルジョン燃料又はエマルジョン燃料とも呼ばれる混合燃料を車両の内燃機関に供給することが可能となる。
 従って、自動車で消費される燃料を部分的に水で代替することにより、自動車における燃料の削減が可能となると同時に、自動車での使用燃料の削減を通じて、自動車からの排気ガスの量を減少させ、地球環境の負荷の低減が可能となる。
 このとき、前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段をさらに含み、該水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせると好適である。
 このように、水供給制御手段が、燃料油供給手段駆動命令が出されているときに、水の供給を行わせるため、燃料油の供給と無関係に水が供給されることがなく、燃料油の供給状況にあわせた水の供給が可能となるため、水のみが供給されて内燃機関が停止してしまうことを防止することができる。
 また、水供給制御手段は燃料油供給手段駆動命令に応じて、水の供給を制御するので、複雑な電子回路を必要とせず、簡単な構成にすることができる。
 このとき、前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段と、前記水供給装置の稼働状態を前記車両の乗員が切り替えるためのシステム作動スイッチと、をさらに備え、前記水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されており、かつ、前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働を指示しているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせ、前記燃料油供給手段駆動命令が出されていないか、及び前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働停止を指示しているかの少なくとも一つであるときに、前記混合手段に前記水の供給を停止させると好適である。
 このように、システム作動スイッチが閉じた状態で、水の供給を制御することができるので、所望のタイミングで水の供給を開始又は停止できる。つまり、内燃機関を始動したばかりの不安定な状態の時や、車両を車庫などに駐車する時など、水が供給されることが望ましくない場合に、水の供給を停止することができるので、内燃機関の安定的な運転が達成される。
 このとき、前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段と、前記水供給装置の稼働状態を前記車両の乗員が切り替えるためのシステム作動スイッチと、前記水供給制御手段への電力供給状態を前記乗員が切り替えるための電力供給スイッチと、をさらに備え、前記水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されており、かつ、前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働を指示しており、かつ、前記電力供給スイッチが、前記水供給制御手段へ電力供給を指示しているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせ、燃料油供給手段駆動命令が出されていないか、前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働停止を指示しているか、及び、前記電力供給スイッチが、前記水供給制御手段へ電力供給を指示していないかの少なくとも一つであるときに、前記混合手段に前記水の供給を停止させると好適である。
 このように、システム作動スイッチ及び電力供給スイッチの両方が閉じた状態で、水の供給を制御することができるので、水が供給されることが望ましくない場合や、車両の各装置に電力が供給されていない状態では、水が供給されることが防止される。つまり、内燃機関を始動したばかりの不安定な状態の時や、車両を車庫などに駐車する時、運転を終えてイグニッションスイッチをオフにして駐車している時などに、誤って水が供給されてしまい、内燃機関の運転に影響を与えることを防止できる。
 このとき、前記燃料油供給手段駆動命令は、前記車両に設けられたアクセルペダルが踏み込まれたときに送出されるアクセルセンサのオン信号に基づくものであると好適である。
 このように、アクセルペダルが踏み込まれたときに送出されるアクセルセンサのオン信号に基づいて水を供給するので、車両の走行状況にあわせた適切な水の供給が可能であるとともに、運転に際して、特別な操作を必要とせず、運転者は運転に集中することができる。
 また、アクセルペダルを踏んでいない場合、水が供給されないので、不必要な水の供給により内燃機関が停止してしまうことを防止できる。
 さらに、発電装置や大型の船舶などとは異なり、車両の走行に際して、アクセルペダルの頻繁な操作が必要とされる乗用車等の車両において、燃料油に対して適切な水の供給が実現できる。
 このとき、前記水タンクは、前記車両の屋根の上に設置されるものであると好適である。
 このように構成しているため、限られた車両内部のスペースを占有することはなく、水タンクの容積を大きくすることが可能となる。従って、水タンクに水を補充することなく、長距離の走行が可能となる。
 このとき、前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段と、前記水供給装置の稼働状態を前記車両の乗員が切り替えるためのシステム作動スイッチと、前記水供給制御手段への電力供給状態を前記乗員が切り替えるための電力供給スイッチと、前記車両に設けられたアクセルペダルの操作の有無を検出するアクセルスイッチと、をさらに備え、前記システム作動スイッチと、前記電力供給スイッチと、前記アクセルスイッチは、直列に接続されており、前記水供給制御手段は、前記システム作動スイッチと、前記電力供給スイッチと、前記アクセルスイッチが全てオンの状態で、前記混合手段に前記水の供給を行わせると好適である。
 このように、直列に接続されたシステム作動スイッチ、電力供給スイッチ、アクセルスイッチの3つのスイッチが全て閉じた状態で、水の供給を行わせるので、水が供給されることが望ましくない場合や、車両の各装置に電力が供給されていない状態、アクセルペダルが操作されていない状態に、水が供給されることを防止することができる。
 このとき、前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段をさらに含み、該水供給制御手段は、前記内燃機関に供給される前記燃料油の流量に応じて、前記混合手段に前記水の供給を行わせると好適である。
 このように、内燃機関に供給される燃料油の流量に基づいて混合手段に水を供給するため、車両の走行速度が変化したとしても、燃料油に混合される加工水の割合が適切な割合に保つことができる。
 このとき、前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段をさらに含み、該水供給制御手段は、前記車両に設けられたブレーキペダルが踏み込まれたときに送出されるブレーキセンサのオン信号に基づいて、前記混合手段に供給される前記水の圧力を低下させると好適である。
 このように、ブレーキペダルを踏み込むと、混合手段に供給される水の圧力が低下するため、水が過度に供給されることを防止できる。
 前記課題は、本発明の内燃機関に供給される燃料油に水を混合するための水供給方法によれば、内燃機関に供給される燃料油に水を混合するための水供給方法であって、水タンクから供給される水と、車両に設けられた燃料油タンクから供給される燃料油とを混合して、前記水と前記燃料油が少なくとも部分的に分散した混合燃料を生成する混合工程と、前記混合燃料を前記車両に設けられた前記内燃機関に供給する混合燃料供給工程と、を行うこと、により解決される。
 前記課題は、本発明の車両によれば、燃料油によって駆動される内燃機関を備えた車両であって、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給装置と、前記内燃機関に供給される前記燃料油に水を混合するための水供給装置と、を備え、前記燃料油供給装置は、前記燃料油を保持する燃料油タンクと、該燃料油タンク内の前記燃料油を前記燃料油タンク外の前記内燃機関に送出する燃料油供給手段と、を含み、前記水供給装置は、前記水を保持する水タンクと、該水タンク内の前記水を前記水タンク外に送出する供給手段と、該供給手段による前記水の供給有無を制御する水供給制御手段と、前記水タンクから供給される前記水と前記燃料油タンクから供給される前記燃料油とを混合して、前記水と前記燃料油が少なくとも部分的に分散した混合燃料を生成する混合手段と、を含み、該水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせること、により解決される。
 本発明によれば、不完全エマルジョン燃料とも呼ばれる混合燃料を内燃機関に供給するための、燃料油に水を混合するための水供給装置を、簡単な構成で構築でき、車両にも搭載可能な装置を実現できる。
 また、本発明によれば、内燃機関に燃料油を供給する燃料油供給装置を備える市販の車両に、水供給装置を外付けにより搭載することで、車両の内燃機関に融和燃料を供給する融和燃料供給システムを実現できる。つまり、本発明の水供給装置は、車両における融和燃料供給システム構築のための取付キットとすることができる。
 従って、自動車で消費される燃料を部分的に水で代替することにより、自動車における燃料の削減が可能となると同時に、自動車での使用燃料の削減を通じて、自動車からの排気ガスの量を減少させ、地球環境の負荷の低減が可能となる。
本発明の第一の実施形態に係る車両を示す外観図である。 本発明の第一の実施形態に係る燃料油に水を混合するための水供給装置を搭載した車両を示す概念構成図である。 本発明の第一の実施形態に係る燃料油に水を混合するための水供給装置を備えた融和燃料供給システムを示す概念構成図である。 本発明の第一の実施形態に係る融和器の概略縦断面構成図である。 本発明の第一の実施形態に係る加工水を生成する加工水処理器の概略構成図である。 本発明の第一の実施形態に係る水供給装置の電気的構造を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る水供給装置の制御を示すフロー図である。 本発明の第一の実施形態の変形例に係る燃料油に水を混合するための水供給装置を備えた融和燃料供給システムを示す概念構成図である。 本発明の第一の実施形態の変形例に係る燃料油に水を混合するための水供給装置を備えた融和燃料供給システムを示す概念構成図である。 本発明の第一の実施形態の変形例に係る車両を示す外観図である。 本発明の第二の実施形態に係る水供給装置の電気的構造を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係る水供給装置の電気的構造を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係る融和燃料供給システムSを示す概念構成図である。 本発明の第三の実施形態に係る燃料油に水を混合するための水供給装置を備えた融和燃料供給システムを示す概念構成図である。 本発明の第三の実施形態に係る水供給装置の電気的構造を示すブロック図である。 本発明の第一乃至第三の実施形態に係る融和燃料供給システムSにおけるサブタンクを示す概略構成図である。
 以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
 本明細書において、「融和」とは、水性液体と油性液体とが混合されて相互に混じり合い、水性液体と油性液体とが混合されて部分的に分散し、部分的に分散していない状態をいい、「不完全エマルジョン」の状態と同義である。
 なお、本明細書の実施形態は、融和燃料を供給する例を記載しているが、水性液体と油性液体が完全に又はほぼ完全に分散した完全エマルジョン燃料又はエマルジョン燃料にも適用可能である。
 本明細書において、「混合手段」「混合燃料」は、「融和手段」「融和燃料」の上位概念であって、エマルジョン生成手段、エマルジョン燃料を含む意味で用いる。
 以下、本発明の一実施形態に係る内燃機関へ供給される燃料油に水を混合する水供給装置及びその供給方法について、自動車に適用して具体化したものを、図1~図16を参照しながら説明する。
<第一の実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1>
 図1は、第一の実施形態に係る車両を示す外観図であり、図2は、第一の実施形態に係る燃料油に水を混合するための水供給装置Tを搭載した車両を示す概念構成図である。
 車両とは、原動機を用いて運転される車である自動車、自動二輪車、原動機付自転車等を指し、燃料油を用いた内燃機関を備える、普通自動車や軽自動車等の乗用車、バス、トラック、貨物車、フォークリフト等の特殊自動車、ショベルカーやブルドーザー等の建設機械を含むが、ここでは自動車、特に普通乗用車を用いて説明する。
 本実施形態の水供給装置Tは、ガソリン車である車両1に外付けにより搭載され、燃料油タンク20からエンジン52に供給される燃料油に、本実施形態の加工水を融和器40で混合して融和燃料とする装置である。融和燃料をエンジン52に供給することにより、車両1における燃料油の消費量を低減し、省エネルギーを達成できる。
 本実施形態の車両1は、図1~図2に示すように、車体10と、車体10の上方に設けられた屋根11と、車体10と屋根11をつなぐピラー12と、エンジンルーム13と、エンジンルーム13を覆うボンネット14と、燃料油供給装置S1及び水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムSと、を備えている。屋根11には、種々の物品を収納可能な内部空間を備えたルーフボックス15を搭載することが可能である。
 車体10内には、乗員用のシートが設けられた不図示の車室が形成され、運転者が座る運転席の下方前方には、不図示のアクセルペダルが形成されている。
 複数のピラー12は車体において左右一対ずつ設けられており、前方のものから順に、Aピラー(フロントピラー)12a、Bピラー(センターピラー)12b、Cピラー(リアピラー)12cと呼ばれている。
 本実施形態において、屋根11に搭載されたルーフボックス15の内部には、図2に示すように、水供給装置Tの水タンクとしての加工水タンク30と、加工水ポンプ32が収容されている。加工水タンク30と加工水ポンプ32には、水配管としての加工水供給管31が連結されており、加工水供給管31は、ルーフボックス15から延出して、Aピラー12aに沿って延長し、エンジンルーム13へと延びている。本実施形態では加工水供給管31はピラー12aの車室外側に沿って延長しているが、ピラー12aの車室内側に沿って延長してもよい。また、加工水供給管31はピラー12aに固定部材で固定されている。
<第一の実施形態の水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムS>
 図3は、本実施形態の燃料油供給装置S1及び水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムSを示す概念構成図である。
 燃料油供給装置S1は、車両1自体が元々備えている機構であって、図3において破線で囲まれて示された部分が該当し、燃料油タンク20と、燃料油タンク20内に燃料入口21aを配置した燃料配管21と、燃料配管21の途中に設けられた燃料油供給手段としてのフューエルポンプ22と、エンジン52の各気筒に対して融和燃料を噴射するインジェクタ50と、燃料をインジェクタ50へ送出する主配管41とを主要構成要素とする。
 燃料油タンク20には、燃料油が貯留され、燃料油は、燃料配管21により、融和器40の連結部451aに連結されている。
 燃料油としては、ガソリン、軽油、灯油、重油、植物油、廃油等を用いることができるが、ガソリンを用いると好適である。
 図3のフューエルポンプ22は、燃料油タンク20内に装着し、燃料内に沈み込むようにした公知のインタンク式燃料ポンプからなる。
 燃料配管21は、フューエルポンプ22の下流で、インジェクタ50に接続された主配管41に融和器40を介して連結している。
 主配管41は、融和器40で生成した融和燃料をインジェクタ50に供給するための流路である。
 燃料油タンク20の外側において、燃料配管21には、公知のプレッシャレギュレータ23が設けられている。プレッシャレギュレータ23は、フューエルポンプ22から吐出された燃料油が導入され、導入された燃料油を燃料油タンク20の内圧に対して一定に調圧して、余った燃料油を、燃料戻り配管24から燃料戻り口24aを通じて燃料油タンク20へ戻す。
 このように、燃料戻り配管24及びプレッシャレギュレータ23を備えていることにより、燃料油タンク20へと燃料油をリターンさせ、内燃機関が消費する分量のみを一定燃圧で供給可能となる。
 燃料油供給装置S1の、フューエルポンプ22、プレッシャレギュレータ23、インジェクタ50が、燃料油供給手段を構成する。
 水供給装置Tは、車両1に外付けで取付けられる機構であって、図3において実線で囲まれて示された部分が該当し、原水から図5の加工水処理器Wで処理した乳化性の水としての加工水が貯蔵される加工水タンク30と、加工水タンク30内に加工水入口31aを配置した加工水供給管31と、加工水ポンプ32と、燃料油と加工水とを撹拌・混合して融和燃料を生成する混合手段としての融和器40と、主配管41とを主要構成要素とする。
 加工水タンク30は、燃料油タンク20とは別に設けられ、図5の加工水処理器Wで処理した乳化性の水としての加工水が貯留され、水供給配管としての加工水供給管31により、融和器40の連結部451bに連結されている。加工水供給管31の加工水タンク30と融和器40の連結部451bとの間には、プレッシャレギュレータ33、流量調整バルブ34、電磁弁35、逆流防止弁37が連結されている。また、後述の図6に示すように、水供給ECU(水供給電子制御装置)60が電磁弁35を制御するために設けられている。
 融和器40の構成を、図4に示す。
 融和器40は、水供給装置Tの加工水ポンプ32によって加工水供給管31から供給された加工水と、燃料油供給装置S1のフューエルポンプ22によって燃料配管21から供給された燃料油との混合物を、細孔から太い径の空間に噴出させることによりエマルジョン化する装置である。
 融和器40は、図4に示すように、ハウジング451、454、457が直列に連結された略筒状長尺体からなる。
 ハウジング451は、略円筒体からなり、上流側の軸方向端部に、上流側の燃料配管21に連結されるための燃料油流入口としての筒状の連結部451aが形成されている。また、上流側の軸方向側部に、加工水供給管31の下流端に連結するための水流入口としての筒状の連結部451bが形成されている。
 また、下流側の軸方向端部に、端部を閉塞する閉塞部453と、閉塞部453を軸方向に対して斜めに貫通する貫通孔及び細孔部としての一対の細孔453aが形成されている。
 細孔453aは、ハウジング451の軸方向に対して垂直な幅方向において、隣り合って一対形成され、下流側が相互に近くなるように、傾斜して形成されている。このように、下流側が相互に近くなるように傾斜して形成されているため、細孔453aを通って大径空間452に噴出する2本の液体の流れが、相互にぶつかり合い、液体の拡散がより促進される。
 一対の細孔453aは、ハウジング451の中心軸を通る面を中心として、相互に対称になるように形成されている。
 なお、細孔453aは、一対に限られず、4つなど、3つ以上の複数設けられていてもよい。
 連結部451aと閉塞部453との間は、細孔453aよりも大径筒状の大径部としての大径空間452が形成されている。
 ハウジング454は、連結部454aが閉塞部453の外周に連結可能に形成されていることと、側部に加工水を供給する連結部が形成されていないことを除いては、ハウジング451と略同じ形状からなる。
 ハウジング457は、下流側の軸方向端部に、主配管41が連結される連結部458bを備えることを除いては、ハウジング454と略同じ形状からなる。
 融和器40は、フューエルポンプ22によって、連結部451aから供給された燃料油が、加工水タンク30によって、連結部451bから供給された加工水と大径空間452で合流し、細孔453aを通って大径空間455に噴射される。このとき、細孔453aから大径空間455に噴射されて拡散されることによって、部分的にエマルジョン化され分散される。また、同様の拡散が、細孔456aから大径空間458に噴射されたときに生じ、再度部分的なエマルジョン化が促進される。2度の噴射拡散が行われることにより、燃料油と加工水の混合物は、部分的に分散,懸濁した融和燃料となる。
 融和器40の燃料配管21及び加工水供給管31側には、融和燃料が上流側に向かって逆流することを防ぐ公知の逆流防止弁25及び37が配置されている。燃料配管21及び/又は加工水供給管31において、融和燃料などの逆流の可能性がない場合、逆流防止弁25及び/又は37を省略することも可能である。
 また、加工水タンク30の外、加工水ポンプ32の下流側において、加工水供給管31には、公知のプレッシャレギュレータ33が設けられている。プレッシャレギュレータ33は、加工水ポンプ32から吐出された加工水が導入され、導入された加工水を加工水タンク30の内圧に対して一定に調圧して、余った加工水を、加工水戻り配管36から加工水戻り口36aを通じて加工水タンク30へ戻す。
 このように、加工水戻り配管36及びプレッシャレギュレータ33を備えていることにより、加工水タンク30内へと加工水をリターンさせ、融和燃料を生成するのに必要な分量のみを一定水圧で供給可能となる。
 また、加工水の安定供給のために、プレッシャレギュレータ33の調整圧力は、燃料油の圧力を調整するプレッシャレギュレータ23の調整圧力以上になるように手動又は自動的に制御する。
<加工水処理器Wによる加工水の製造>
 本実施形態で用いられる加工水は、イオンクロマトグラフ法により、Naイオンが検出されると共にMgイオン及びCaイオンが検出されず、26℃における表面張力が、65mN/m以上であり、油性液体と混合して撹拌したときに乳化する性質を有する乳化性の水である。
 本実施形態では、図5で示す加工水処理器Wで生成した加工水を用いる。
 加工水処理器Wは、図5に示すように、第1の軟水生成器110と第2の軟水生成器112とイオン生成器114と黒曜石収納器116とが、連絡管118a,118b,118cを介して、順に直列に連結された軟水製造装置100と、軟水製造装置100の下流に接続された表面張力向上器140と、からなる。
 軟水製造装置100は、原水から軟水を製造する装置である。
 軟水とは、硬度が100mg/l未満の水をいう。硬度とは、水に含まれるCa濃度及びMg濃度で表される指標であり、硬度=Ca濃度(mg/l)×2.5+Mg濃度(mg/l)×4.1で算出される。
 本実施形態では、硬度が100mg/l未満の水であって、Caイオン,Mgイオン,Feイオンが除去された水を用いる。
 第1の軟水生成器110には、例えば水道のような圧力のある原水が水供給管120から連絡管122を介して内部に導入される。
 但し、原水として、湧き水、井戸水、雨水、川の水を、公知の水浄化用の濾過フィルタ,殺菌装置等により浄化,消毒処理を施したものや、清浄な湧き水、井戸水を用い、不図示のポンプで水供給管120、連絡管122を介して第1の軟水生成器110に導入してもよい。
 水供給管120と連絡管122との間には、蛇口のような入口用開閉弁124が備えられ、連絡管122の途中には逆止弁126が備えられる。黒曜石収納器116の出口側には吐出管128aが取り付けられ、吐出管128aの先端または途中に出口用開閉弁130aが備えられる。
 第1の軟水生成器110と第2の軟水生成器112の内部には、粒状のイオン交換樹脂132が充填されている。なお、2つの軟水生成器110,112を1つにまとめて、1つの軟水生成器にすることも可能である。
 イオン交換樹脂132は、原水に含まれているCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンを除去して、原水を軟水にするためのものであり、特に原水の硬度をゼロに近い程度に低くするためのものである。イオン交換樹脂132としては、例えば、スチレン・ジビニルベンゼンの球状の共重合体を均一にスルホン化した強酸性カチオン交換樹脂(RzSONa)を用いる。
 RzSONaを用いた場合のイオン交換樹脂132によるイオン交換反応は、次の通りである。
2RzSONa + Ca2+ → (RzSOCa + 2Na
2RzSONa + Mg2+ → (RzSOMg + 2Na
2RzSONa + Fe2+ → (RzSOFe + 2Na
 即ち、イオン交換樹脂132を通すことによって、原水に含まれているCa2+やMg2+やFe2+等が除去され、Naが発生する。
 一方、原水は、イオン交換樹脂132を通ることによって、以下のように、水酸化イオン(OH)とヒドロニウムイオン(H)が発生する。
     HO → H  + OH   
     HO + H  → H  
 このように、原水が硬水であった場合に、イオン交換樹脂132を通過することによって、原水からCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンが除去されて軟水となる。また、原水の中にNaとOHとヒドロニウムイオン(H)とが発生する。しかし、水道水に含まれている塩素はイオン化しないでそのまま通過する。
 イオン生成器114は、不図示のカートリッジに、平均粒径5~15μmのトルマリン粉末又はトルマリン粉末を他のセラミック材料と混合して焼成したペレット状のトルマリンペレットを充填し、複数個同じ配置で上下に連続して直列に連結したものである。なお、トルマリン粉末又は粒状のトルマリンに、金属板を混合したものを、カートリッジに充填してもよい。
 トルマリンは、プラスの電極とマイナスの電極とを有し、このプラスの電極とマイナスの電極によって、水に4~14ミクロンの波長の電磁波を持たせ、かつ水のクラスターを切断してヒドロニウムイオン(H)を発生させる。4~14ミクロンの波長の電磁波が持つエネルギーは、約0.004watt/cmである。
 イオン交換樹脂132を通過させて水を硬度がゼロに近い軟水にして、その軟水の中でトルマリン同士をこすり合わせる。硬度がゼロに近い軟水では、トルマリンのマイナスの電極にMgイオンやCaイオンが付着するのを防ぐことができ、トルマリンのプラスとマイナスの電極としての働きを低下させることを防ぐことができる。
 金属板としては、アルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも1種類の金属を用いる。この金属としては、水中で錆を発生させたり水に溶けたりしない金属が望ましい。アルミニウムは殺菌作用や抗菌作用と共に漂白作用を有しており、ステンレスは殺菌作用や抗菌作用と共に洗浄向上作用を有しており、銀は殺菌作用や抗菌作用を有している。
 トルマリンと金属板との重量比は、10:1~1:10が望ましい。その範囲を超えると、一方の素材が多くなりすぎ、両方の素材の効果を同時に発揮することができない。
 イオン生成器114の各カートリッジにおいては、底面の多数の穴を通過した水が、下から上に向けてトルマリン粉末又はトルマリンペレットに噴射するように設定されている。ここで、水道水は高い水圧を有するので、その水圧を有する水がカートリッジ内のトルマリン粉末又はトルマリンペレットに勢いよく衝突し、その水の勢いでトルマリン粉末又はトルマリンペレットがカートリッジ内で攪拌されるように、穴の大きさ並びに個数を設定する。水をトルマリンに噴射してトルマリンを攪拌するのは、その攪拌によってトルマリンと水とに摩擦を生じさせ、トルマリンからプラスとマイナスの電極が水に溶け出して水のクラスターを切断し、ヒドロニウムイオン(H)を大量に発生させるためである。
 トルマリン同士がこすり合うことでプラスの電極とマイナスの電極が生成し、その電極に水が接触することで、水中のマイナスイオンが増加する。なお、水のクラスターを切断し、ヒドロニウムイオン(H)を大量に発生させたい場合には、カートリッジ内にトルマリンのみを充填してもよい。
 トルマリンは、プラス電極とマイナス電極とを有するため、トルマリンが水で攪拌されると、水は水素イオンと水酸化イオンに解離する。
     HO → H + OH 
 更に、水素イオンと水とによって、界面活性作用を有するヒドロニウムイオン(H)が発生する。イオン生成器114におけるヒドロニウムイオンの発生量は、イオン交換樹脂132によって発生する量よりはるかに多い。
     HO + H → H 
 発生したヒドロニウムイオンの一部は、水と結びついてヒドロキシルイオン(H )と水素イオンになる。
     H + HO → H  + 2H 
 イオン交換樹脂132を通過した水を、イオン生成器114を通過させることによって、ヒドロニウムイオン(H)とヒドロキシルイオン(H )とHとOHとが発生する。なお、イオン交換樹脂132を通過した塩素、イオン交換樹脂132で発生したNaは、そのままイオン生成器114を通過する。
 イオン生成器114を通過した水を、次に、粒径5mm~50mm程度の黒曜石を収納する黒曜石収納器116の内部を通過させる。黒曜石は、産地を問わない。
 この黒曜石収納器116に、イオン生成器114を通過した水を通過させると、水にe(マイナス電子)が加えられる。この結果、水道水に含まれている塩素はマイナス電子によって、塩素イオンとなる。
     Cl + 2e  → 2Cl 
 このClと前記Naとはイオンとして安定した状態になる。安定した状態とは、イオン状態が長期間保たれることを意味する。また、ヒドロキシルイオンもイオンとして安定した状態になる。水が黒曜石を通過することによって、イオン生成器114を通過した水と比べて、ヒドロニウムイオンが更に発生し、かつヒドロキシルイオンも水素イオンも更に発生する。
     HO + H  → H 
     H  + HO → H  + 2H 
 水が黒曜石を通過することによって、その他に、以下の反応も発生する。
     OH  + H  → HO  
     2H  + 2e  → 2H 
 更に、水が黒曜石収納器116を通過すると、黒曜石のマイナス電子によって、水の酸化還元電位が+340mVから-20~-240mVになる。更に、黒曜石を通過した水は、溶存酸素や活性水素を大量に含む。
 本実施形態の軟水製造装置100は、第1の軟水生成器110、第2の軟水生成器112、イオン生成器114、黒曜石収納器116を備えているが、これに限定されるものではなく、原水からCaイオン,Mgイオン,Feイオンを除去する装置であればよい。
 また、水を、イオン生成器114、黒曜石収納器116に通過させる順序を逆にして、黒曜石収納器116に通過した後の水をイオン生成器114に通過させてもよい。
 軟水製造装置100の下流には、軟水製造装置100の吐出管128aの出口用開閉弁130a連絡管118dが連結されることにより、表面張力向上器140が連結されている。
 表面張力向上器140は、軟水製造装置100で原水から生成された軟水を、トルマリン粉末又はトルマリンペレット及び/又は黒曜石収納器116を通過させることにより、軟水の表面張力を向上させると共に、軟水中の原子状水素の量を増加させる装置である。
 本実施形態の表面張力向上器140は、図5に示すように、黒曜石収納器116を直列に連結されてなるが、これに限定されるものでなく、複数のイオン生成器114を直列に連結して構成してもよいし、イオン生成器114と黒曜石収納器116を直列に連結して構成してもよい。
 表面張力向上器140を構成するイオン生成器114及び/又は黒曜石収納器116の構成は、軟水製造装置100に含まれるものと同様である。
 もっとも下流の黒曜石収納器116の出口側には吐出管128bが取り付けられ、吐出管128bの先端または途中に出口用開閉弁130bが備えられており、表面張力向上器140で生成された加工水を吐出させるための不図示の蛇口が連結される。
 本実施形態では、この不図示の蛇口より加工水を吐出させて、図2および3の加工水タンク30に加工水を貯留させる。
 原水が、軟水製造装置100を通過した後、表面張力向上器140を通過したものが加工水である。
 加工水には、Naと、Clと、Hと、OHと、Hと、ヒドロニウムイオン(H)と、ヒドロキシルイオン(H )と、活性水素(原子状水素)と、溶存酸素とを多く含む。
 但し、原水が、軟水製造装置100を通過した軟水であって、表面張力向上器140を通過していないものを、加工水として用いてもよい。
 軟水製造装置100を通過後に表面張力向上器140を通過した加工水は、軟水製造装置100を通過したが表面張力向上器140を通過していないものよりも、高エネルギーな活性の原子状水素の量が多くなり、エネルギーが高い。つまり、燃焼させたときにより多くのエネルギーを発生する。
 軟水製造装置100を通過後に表面張力向上器140を通過した加工水に多く含まれるヒドロキシルイオン(H )は、燃焼時において、イオン中に含まれる2つのOがOとなり、3つのHが活性な原子状水素となり、これがHガスとなって燃焼する。
 軟水製造装置100で原水(水道水)が軟水化された後、表面張力向上器140を用いて、トルマリン及び黒曜石の少なくとも一方を通過させる処理を、30分以上数時間繰り返して行うことによって得た本実施形態の加工水は、Mgイオン、Caイオン、Feイオンの量が、イオンクロマトグラフ法の検出下限値以下であり、Naイオン濃度が、原水の3倍以上、好ましくは、3.5倍以上に高められている。
 また、表面張力は、原水(水道水)よりも高く、超純水と同等の水準まで高められている。
 このように、本実施形態の加工水処理器Wで処理された加工水は、Mgイオン、Caイオン、Feイオンを含有せず、Naイオン濃度が高いため、油と加工水を混合して撹拌すると、Naイオンと油に含まれるトリグリセライドが加水分解して脂肪酸を遊離し、Naイオンと化合して、界面活性剤である脂肪酸ナトリウムを生成する。従って、本実施形態の加工水は、乳化剤を用いることなく、燃料油と混合して撹拌することにより、部分的に分散,懸濁した融和状態にすることが可能である。
 従って、本実施形態の加工水と燃料油が部分的に分散,懸濁し、部分的にエマルジョン化して得られる融和状態の不完全エマルジョンは、融和燃料として利用される。
 本実施形態の融和燃料は、乳化剤無添加で、本実施形態の加工水と燃料油を不完全エマルジョン化したものであり、表面張力向上器140によって表面張力が高められ、原子状水素を含む加工水を用いていることから、原料となる燃料油よりも、燃焼による発熱量が多く、燃焼効率がよい。
 また、本発明者の鋭意研究により、完全に水相と油相が乳化した完全なエマルジョン状態よりも、水と燃料油が部分的に分散した融和燃料の方が、内燃機関における出力効率が上がることが明らかとなったため、本実施形態では、水と燃料油が部分的に分散した融和燃料を生成する融和手段を用いることにより、内燃機関に供給される融和燃料が完全なエマルジョンになることを抑制して、出力効率のよい融和燃料を供給可能としたものである。
 本実施形態の加工水は、イオンクロマトグラフ法により、Naイオンが検出されると共にMgイオン及びCaイオンが検出されず、26℃における表面張力が、65mN/m以上であり、油性液体と混合して撹拌したときに乳化する性質を有する乳化性の水であるため、融和燃料を、高活性の原子状水素を含む加工水を用いて生成でき、エネルギー効率の高い融和燃料を供給可能となる。
 また、加工水を用いているため、乳化剤を用いなくても燃料油と混合可能であり、乳化剤無添加の混合燃料を達成できる。
 更に、混合燃料は、Caイオン及びMgイオンが除去された軟水である加工水を原料とし、かつ、乳化剤を含まないため、内燃機関における酸化、錆や腐食が抑制され、混合燃料による内燃機関の劣化が抑制できる。
<融和燃料供給システムSの電気的構造>
 本実施形態の融和燃料供給システムSでは、車両1の走行状況に応じて、燃料油に対する加工水の供給有無を制御する機構を備えている。燃料油の供給速度は、車両1自体の制御システムにより、車両1の走行状況に応じて制御されているため、燃料油の供給速度に応じて、加工水の供給速度又は供給有無を制御することにより、加工水だけが燃料油よりも多くエンジン52に供給されてエンジン52が停止してしまうことを抑制するためである。
 以下、燃料油に対する加工水の供給有無を制御するための電気的構造について説明する。
 図6は、本実施形態に係る融和燃料供給システムSの電気的構造を示すブロック図である。
 図6に示すように、水供給装置Tは、加工水供給管31の加工水ポンプ32の下流に接続された電磁弁35と、水供給制御手段としての水供給ECU60と、電磁弁35と水供給ECU60の間に設けられた手動スイッチ(手動SW)61と、を備えている。
 車両1は、車両の各装置を制御する車両ECU(車両電子制御装置)70と、車載バッテリ71と、車載バッテリ71から供給される電力のオン・オフを制御するイグニッションスイッチ(イグニッションSW)72と、アクセルペダル73と、アクセルセンサ74と、を備えている。
 アクセルペダル73は、不図示の車室の運転席の下方前方の床上に設けられており、運転手が車両1を加速させたいときに踏み込むペダルである。車両1は、下り坂では重力により自然に加速するが、平坦な道、上り坂、凹凸のある道などでは、加速しない。また、十分にスピードが出ているときには、慣性で走行するが、道路と車両1のタイヤとの間の摩擦等により、徐々に減速する。このように、自然に加速しないとき、減速するとき、また、停止している状態から車両1を発進させるときなどに、運転手は、自由意思で、アクセルペダル73を踏むことにより、車両1を加速させることができる。
 アクセルペダル73には、アクセル開度検出手段としてのアクセルセンサ74が設けられており、アクセルペダル73の踏み込み量、すなわち、アクセル開度を検出するように構成されている。
 アクセルペダル73は、運転手が踏み込むことによって、アクセルセンサ74がオンになり、このオン信号が車両ECU70に送信され、車両ECU70は、アクセルセンサ74のオン信号に基づいて、プレッシャレギュレータ23の圧力や、インジェクタ50から吐出される燃料の圧力又は噴射量を制御することで、燃料油をエンジン52に向かって供給するように構成されている。
 水供給ECU60は、車両ECU70に接続されており、車両ECU70との間で情報が送受信可能に構成されている。
 このように構成されているので、アクセルペダル73が踏み込まれたときに送出されるアクセルセンサ74の出力信号が、車両ECU70から水供給ECU60に送信可能になっている。水供給ECU60は、受信したアクセルセンサ74の出力信号に基づいて電磁弁35を開閉する制御を行う。
 水供給ECU60及び電磁弁35が加工水の供給有無を制御する水供給制御手段に相当する。
 手動スイッチ61は、水供給装置Tの稼働状態を切り替えるために、車両の乗員が操作するシステム作動スイッチであり、乗員が手動でオンとオフの切替えが可能であり、オンの状態(スイッチが閉じた状態、システム稼働指示状態)で水供給ECU60と電磁弁35を電気的に接続し、オフの状態(スイッチが開いた状態)で水供給ECU60と電磁弁35を電気的に切離すものである。手動スイッチ61がオフの状態では、車両ECU70からアクセルセンサ74の出力信号が水供給ECU60に入力されても、電磁弁35が制御されることはない。
 車載バッテリ71は、車両1に通常備えられているバッテリであり、電力で駆動される車両1の各装置に電力を供給するためのものである。水供給ECU60、加工水ポンプ32、電磁弁35、車両ECU70、及びフューエルポンプ22は、イグニッションスイッチ72を介して車載バッテリ71に接続されており、車載バッテリ71からの電力で駆動される。このような電気的構造をとることにより、イグニッションスイッチ72がオンの状態(スイッチが閉じた状態、電力供給指示状態)では、電力が各装置に供給されるが、イグニッションスイッチ72がオフの状態(スイッチが開いた状態)では、電力が各装置に供給されないため、手動スイッチ61がオンの状態であっても、電磁弁35が制御されることはない。
 このように、イグニッションスイッチ72は、水供給制御手段などへの電力供給状態を切り替えるための電力供給スイッチとして機能する。
 以上のように、本実施形態の融和燃料供給システムSでは、イグニッションスイッチ72及び手動スイッチ61の両方がオンの状態で、アクセルペダル73が踏まれ、アクセルセンサ74の出力信号が水供給ECU60に入力されると、水供給ECU60が電磁弁35を制御することが可能となる。
 つまり、イグニッションスイッチ72がオフの状態では、加工水が供給されず、意図しない加工水の燃料油への混入が避けることができる。
 また、手動スイッチ61がオフの状態では、イグニッションスイッチ72がオンの状態であっても加工水が供給されないので、エンジンを始動し、しばらく走行し、エンジンの出力が安定した後に、手動スイッチ61をオンにすることで、所望のタイミングで加工水を供給することができる。
<水供給ECU60が行う制御フロー>
 本実施形態の融和燃料供給システムSにおける水供給装置Tの電磁弁35の制御について、図7のフローチャートを用いて説明する。図7のフローチャートの処理は、水供給装置Tの水供給ECU60によって制御され、車両1のイグニッションスイッチ72がオンになっている期間中、繰返し実行されている。つまり、イグニッションスイッチ72がオンになっていることが、図7のフローチャート実行の前提条件であり、イグニッションスイッチ72がオフになっている場合には、図7のフローチャートの処理は実行されない。
 電磁弁35は、平常時、閉じており、加工水が加工水供給管31の電磁弁35よりも下流に流れることはない。
 図7のフローチャートの処理がスタートすると、まず、ステップS1で、車両ECU70からアクセルセンサ74の出力信号が入力されているか(アクセルペダルがオンか)を判定する。
 アクセルセンサ74の出力信号が入力されている場合(ステップS1:Yes)、ステップS2で、手動スイッチ61がオンになっているかを判定する。
 車両ECU70からアクセルセンサ74の出力信号が入力されていない場合(ステップS1:No)、ステップS4で、電磁弁35が開いているかを判定する。
 手動スイッチ61がオンになっている場合(ステップS2:Yes)、ステップS3で、電磁弁35に開放命令信号を送信して電磁弁35を開き、図7のフローチャートの処理を終了する。
 手動スイッチ61がオンになっていない場合(ステップS2:No)、処理を終了する。
 ステップS4で、電磁弁35が開いている場合(ステップS4:Yes)、ステップS5で電磁弁35に閉鎖命令信号を送信して電磁弁を閉め、図7のフローチャートの処理を終了する。
 電磁弁35が開いていない場合(ステップS4:No)、処理を終了する。
 以上のように、本実施形態の融和燃料供給システムSにおける水供給ECU60による水供給装置Tの電磁弁35の制御では、車両1のイグニッションスイッチ72がオンになっている状態で、水供給ECU60に、車両ECU70からアクセルセンサ74の出力信号が入力されている場合に、手動スイッチ61がオンであれば電磁弁35を開く制御を行う。
 また、車両ECU70からアクセルセンサ74の出力信号が入力されていない場合に、電磁弁35を閉める制御を行う。
 つまり、本実施形態の水供給ECU60は、車両ECU70からアクセルセンサ74の出力信号が入力されているか否かによって、電磁弁35を開閉する制御を行うものである。よって、内燃機関に燃料油が供給されるタイミングに合わせて、燃料油に加工水を供給することが、簡単な電気的構造で実現される。
 また、イグニッションスイッチ72及び手動スイッチ61がオンになっていないと、アクセルセンサ74の出力信号が入力されていても、電磁弁35が開かれることはなく、車両1の走行中及び駐停車中に、不必要な水の供給が行われることを防止することが可能となる。
<内燃機関への融和燃料供給方法>
 本実施形態の融和燃料は、以下の融和燃料供給方法により、製造され、図2のガソリンエンジン52(内燃機関)に供給される。
 まず、原水から加工水を調整する原水加工工程を行う。
 原水加工工程では、図5の加工水処理器Wに、水道のような圧力のある原水を供給する。
 第1の軟水生成器110と第2の軟水生成器112の強酸性カチオン交換樹脂等からなるイオン交換樹脂132を通過させて、原水に含まれているCa2+やMg2+やFe2+等の金属イオンを除去して、原水を軟水にすると共に、原水の中にNaとOHとヒドロニウムイオン(H)とを発生させる。
 次いで、第1の軟水生成器110と第2の軟水生成器112を通過した水を、イオン生成器114に供給し、平均粒径5~15μmのトルマリン粉末又はトルマリン粉末を他のセラミック材料と混合して焼成したトルマリンペレット中を通過させる。これにより、水に4~14ミクロンの波長の電磁波を持たせ、かつ水のクラスターを切断してヒドロニウムイオン(H)とヒドロキシルイオン(H )とHとOHとを発生させる。
 水を、粒径5mm~50mm程度の黒曜石を収納する黒曜石収納器116の内部を通過させる。水が黒曜石を通過することによって、イオン生成器114を通過した水と比べて、ヒドロニウムイオンが更に発生し、かつヒドロキシルイオンも水素イオンも更に発生する。以上の処理で、軟水が生成される。
 その後、軟水を、イオン生成器114及び黒曜石収納器116の少なくとも一方を、通過させて、加工水を生成する。つまり、イオン生成器114のみ、又は黒曜石収納器116のみ、又はイオン生成器114及び黒曜石収納器116の双方の循環時間は、30分以上とする。
 但し、内燃機関への燃料供給方法には、原水加工工程を含めなくてもよく、予め調製された加工水を用いてもよい。例えば、街中に、加工水を供給するサービスを行う加工水サービスステーションを設置し、このステーションで加工水を製造してもよい。この場合、ユーザは、ステーションで、自動車に搭載された加工水タンク30に、加工水を給水する。
 原水加工工程の後、加工水を、図2及び3の加工水タンク30に供給する。また、ガソリンスタンド等で、燃料油を燃料油タンク20に供給する。
 車両1を運転する運転手は、イグニッションスイッチ72をオンにし、車両1の各装置に電力を供給し、エンジン52を始動する。手動スイッチ61はオフの状態にし、アクセルペダル73を踏み込んでも、閉じている電磁弁35は開かないようにしておく。次いで、電磁弁35を閉じたまま、アクセルペダル73が踏み込まれるとアクセルセンサ74の出力信号が、車両ECU70に送信される。車両ECU70はアクセルセンサ74から入力されているアクセルセンサ74の出力信号に基づき、プレッシャレギュレータ23の圧力や、インジェクタ50から吐出される燃料の圧力又は噴射量を制御し、燃料油だけを、燃料油タンク20から、フューエルポンプ22の圧力により、燃料配管21、融和器40を経て主配管41に吐出する。主配管41に吐出された燃料油は、デリバリパイプ50pに所定の圧力をもって達し、デリバリパイプ50pは、燃料油を各インジェクタ50へ分配する。各インジェクタ50は、エンジン52の各気筒に対して燃料油を噴射する。
 エンジン52の駆動が安定した後、乗員である運転手又は同乗者が、手動スイッチ61を操作し、手動スイッチ61をオンにする。手動スイッチ61がオンの状態でアクセルペダル73を踏むと、アクセルセンサ74の出力信号が、車両ECU70から水供給ECU60に入力される。水供給ECU60は、入力されているアクセルセンサ74の出力信号に基づいて、電磁弁35を開く制御を行う。電磁弁35が開かれると、燃料配管21を通る燃料油に、融和器40の大径空間452において加工水が供給され、加工水と燃料油が混合される。加工水と燃料油との比率は、加工水の流量を調整する流量調整バルブ34で調整する。
 加工水と燃料油の混合物は、融和器40の細孔453a、456aから大径空間455、458に噴出されて、加工水と燃料油が部分的に分散、不完全エマルジョン化された融和燃料が生成される。
 生成した融和燃料が、連結部458bに連結された主配管41に吐出され、デリバリパイプ50pに所定の圧力をもって達し、デリバリパイプ50pは、融和燃料を各インジェクタ50へ分配する。各インジェクタ50は、エンジン52の各気筒に対して融和燃料を噴射する。
 以上で、本実施形態の融和燃料供給方法を終了する。
 融和燃料は、フューエルポンプ22の圧力により、主配管41に吐出する。プレッシャレギュレータ23はフューエルポンプ22から吐出された燃料油を導入し、燃料油タンク20の内圧に対して一定に調圧して、余った燃料油を、燃料戻り配管24の燃料戻り口24aを通じて戻り油として燃料油タンク20に戻す。
 加工水と燃料油との比率は、2:8~5:5、好ましくは、2.5:7.5~5:5とすると好適である。
 加工水と燃料油の比率が3:7である融和燃料を供給した場合の不図示のガソリンエンジンの回転数は、加工水を混ぜていない燃料油100%を供給した場合と同等程度であり、加工水を分散させても、同等程度のエネルギーが得られる。
<車両1運転中における加工水供給の具体的態様>
 本実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1では、以上のように構成されているため、運転中において以下のように水供給が行われる。
 一般道や高速道路において、平坦な道を走行している場合、道が下り坂でないため、運転者の所望の速度で走行するためには、運転者は、アクセルペダル73を連続的,継続的又は断続的に踏む必要がある。
 イグニッションスイッチ72がオン、手動スイッチ61がオンの状態において運転手がアクセルペダル73を踏み込むと、アクセルセンサ74がアクセルペダル73のオン信号を発信し、この信号に応じて、車両1が元々備えている車両ECU70の処理により、プレッシャレギュレータ23の圧力や、インジェクタ50から吐出される燃料の圧力又は噴射量が制御され、燃料油が燃料油タンク20から送出される。
 一方、水供給ECU60がアクセルセンサ74によるアクセルペダルオンの信号を受信すると、図7のフローチャートのステップS1で、アクセルペダルがオンと判定され、ステップS2で、手動スイッチ61がオンと判定され、ステップS3で電磁弁35が開く。その後、図7のフローチャートは繰り返して実行されるため、電磁弁35が開いた状態が継続する。従って、燃料油及び加工水共に融和器40に継続して供給され、車両1は、混合燃料を用いて走行する。
 なお、一般道又は高速道路でも、運転手がアクセルペダル73を踏むのをやめると、車両ECU70の指令により、燃料油タンク20からの燃料油の供給が停止される。また、水供給ECU60がアクセルセンサ74によるアクセルペダルオフの信号を受信すると、図7のフローチャートのステップS1で、アクセルペダルがオンでないと判定され、ステップS4で、電磁弁35が開と判定され、ステップS5で電磁弁35を閉じる。その後、図7のフローチャートは繰り返して実行されるため、電磁弁35が一旦閉じられた後は、ステップS1でアクセルペダルがオンでないと判定された後、ステップS4で、電磁弁35が閉と判定され、電磁弁35が開閉のいずれも行わない処理が繰り返される。従って、運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときには、燃料油も加工水も融和器40への供給が停止され、車両1は、エンジン52への燃料の供給なく慣性で走行する。
 上り坂を走行している場合は、殆どの場合、運転手がアクセルペダル73を踏み続けるため、車両ECU70及び水供給ECU60において、一般道や高速道路の平坦な道で運転手がアクセルペダル73を踏み込んだときと同様の処理が行われ、走行速度によらず、燃料油及び加工水が共に継続して供給され、車両1は、混合燃料を用いて走行する。
 下り坂を走行している場合は、殆どの場合、運転手がアクセルペダル73を踏み込まなくても、車両1は自然と加速する。従って、下り坂を走行する際には、運転手はアクセルペダル73から足を離し、エンジンブレーキを使用して減速するが、この時にアクセルペダル73を踏み込んでいないため、車両ECU70及び水供給ECU60において、一般道や高速道路の平坦な道で運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときと同様の処理が行われ、燃料油も加工水も融和器40への供給が停止され、車両1は、エンジン52への燃料の供給なく、重力及び慣性で走行する。
 従って、運転手がアクセルペダル73から足を離すことで水の供給が停止するので、水だけが供給されてしまうことはなく、下り坂から平坦な道に入り、再び運転手がアクセルペダル73を踏んだ時に、エンジン52が停止してしまうことが防止できる。
 車両1をバックさせ車庫に入れる場合、運転手は不図示のブレーキペダルの踏み込みを徐々に緩め、クリープ現象を利用して車両1をバックさせる。運転手はアクセルペダル73を踏まずに、ブレーキペダルを調整することで車両1を車庫入れするか、アクセルペダル73を踏んだとしても、極めて短時間の踏み込みのみを行う。アクセルペダル73を踏み込まないときには、車両ECU70及び水供給ECU60において、平坦な道や下り坂で運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときと同様の処理が行われ、電磁弁35は閉じたままであり、水供給装置Tから水が供給されることはなく、アクセルペダル73を短時間踏み込んだときには、図7のフローチャートのステップS1で、アクセルペダルがオンと判定され、ステップS2で、手動スイッチ61がオンと判定され、ステップS3で電磁弁35が開くが、すぐにアクセルセンサ74によるアクセルペダルオフの信号を受信するので、図7のフローチャートのステップS1で、アクセルペダルがオンでないと判定され、ステップS4で、電磁弁35が開と判定され、ステップS5で電磁弁35を閉じるので、水供給装置Tから水が供給されることはなく、車庫入れした車両1のエンジン52の再始動時に、エンジン52が始動しにくくなることが防止される。
 以上のように、本実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1では、エンジン52に供給される燃料油に、アクセルペダル73の踏み込みに応じて、水供給装置Tから水が供給されるので、エンジン52に水だけが供給されてしまうことが防止できる。
<変形例>
 なお、第一の実施形態では、加工水ポンプ32から吐出される加工水のうち、余剰の加工水を、プレッシャレギュレータ33を用いて加工水戻り配管36から加工水タンク30内に戻しているが、これに限定されるものではなく、図8のように、加工水ポンプ32´を加工水タンク30内に装着し、加工水内に沈み込むようにしたインタンク式の加工水ポンプを用いてもよい。
 図8の変形例では、加工水タンク30中において、加工水供給管31には、公知のプレッシャレギュレータ33´が設けられている。プレッシャレギュレータ33´は、加工水ポンプ32´から吐出された加工水が導入され、導入された加工水を加工水タンク30の内圧に対して一定に調圧して、余った加工水を、加工水戻り配管36から加工水戻り口36aを通じて加工水タンク30へ戻す。
 このように、加工水戻り配管36及びプレッシャレギュレータ33´を備えていることにより、加工水タンク30内で加工水をリターンさせ、融和燃料を生成するのに必要な分量のみを一定水圧で供給可能となる。
 また、第一の実施形態では、加工水タンク30中の加工水を、加工水供給管31を通して融和器40へと供給する加工水ポンプ32を、水供給装置Tが備えていたが、これに限定されるものではない。例えば、図9のように、燃料油供給装置S1のフューエルポンプ22によって、融和器40を介して水供給装置T側に生じる減圧によって、加工水タンク30から加工水を汲み出すようにしてもよい。このように構成することで、水供給装置に加工水ポンプやプレッシャレギュレータを備える必要がなくなる。
 また、第一の実施形態では、図1及び2に示すように、車両1の屋根11に搭載されたルーフボックス15の内部に水供給装置Tの加工水タンク30及び加工水ポンプ32を設けているが、これに限定されるものではない。例えば、大型の車両など、車両内部にスペースがある車両では、水供給装置Tの加工水タンク30及び加工水ポンプ32を車室内部の座席や、トランクルームに設けることも可能である。加工水供給管31は、加工水タンク30又は加工水ポンプ32の位置に応じて、車両1の外部又は内部に配置される。
 また、車体10の前方に内燃機関であるエンジン52が設けられた車両以外の車両、例えば、図10に示すような車体10の後方のエンジンルーム13にエンジンが設けられた、リアエンジンバスのような車両にも、第一の実施形態の水供給装置Tを搭載することが可能である。
 図10のリアエンジンバスにおいては、車体10の後方にエンジンルーム13が形成されており、該エンジンルーム13内にエンジン等が収納されている。エンジンルーム13は、車体10の側部に設けられた開閉可能なリッド16によって覆われている。リッド16は、車体10に設けられたリンク機構17によって開閉可能に支持されている。
 通常時、リッド16は図10に実線で示す位置にあり、エンジンルーム13は閉鎖されている。リッド16を破線16´で示す位置に移動させることで、エンジンルーム13の内部を車体10の外部から臨むことができる。
 このようなリアエンジンバスにおいては、図1及び2のように水供給装置Tの加工水タンク30及び加工水ポンプ32を、屋根11の後方上部にルーフボックス15を設けて収納することも可能であるが、エンジンルーム13の内部に、水供給装置Tの加工水タンク30及び加工水ポンプ32を設けることも可能である。
 また、第一の実施形態では、車両ECU70から送信されたアクセルセンサ74の出力信号に基づいて、水供給ECU60が電磁弁35を開閉する制御を行っているが、これに限定されるものではなく、車両ECU70に接続されるアクセルセンサ74以外の、他のセンサからの出力信号に基づいて、水供給ECU60が電磁弁35を開閉する制御を行ってもよい。他のセンサとしては、車両1の速度を測定する速度センサ、内燃機関であるエンジンの回転数を測定するセンサ、先行する他の車両との車間距離を測定する車間距離センサ、先行する他の車両の速度を測定するセンサ、走行している路面の傾斜角度や凹凸の具合や濡れ具合を測定する路面状態測定センサ、などを採用することができ、各センサが測定又は検出した出力信号に基づいて、電磁弁35を開閉する制御を行うことが可能である。さらに、複数のセンサからの出力信号を車両ECU70で演算して、演算の結果出力される信号を、センサからの出力信号として水供給ECU60に送信することも可能である。
 第一の実施形態では、運転手がアクセルペダル73を踏み込むことで、エンジン52に燃料油が供給されて走行する車両に水供給装置Tを搭載した例を説明したが、これに限られるものではなく、運転手によるアクセルペダル73等の操作を必要としない自動的に走行が制御される自動運転車両にも、本実施形態の水供給装置Tは搭載可能である。
 自動運転車両は、自動運転を制御する自動運転制御装置を備えており、この自動運転制御装置は、前方の車両との距離、障害物の有無及び距離等に応じて、アクセルペダル73又はペダル以外のアクセル手段をオン、オフに制御する。自動運転制御装置のアクセル手段がオン,オフにされたときに、アクセルセンサ74がオン,オフとなり、このアクセルセンサ74の出力信号に基づき図7のフローチャートの処理が行われる。
 つまり、アクセルセンサ74の信号は、運転手自身の意思によるアクセルペダル73の操作に基づいて出力されるものに限定されず、自動運転車両の自動運転制御装置によるコンピュータ処理により実行されるアクセル手段の切り替え信号に基づくものであってもよい。
 第一の実施形態において、加工水の供給有無を制御する水供給制御手段として、水供給ECU60及び電磁弁35を採用した例を示したが、これに限定されるものではなく、燃料油供給手段の駆動命令に基づいて加工水の供給有無を制御できれば、電磁弁以外の開閉可能手段を採用することも可能である。
 また、水供給ECU60が電磁弁35を開閉することで加工水の供給の有無を制御し、加工水と燃料油との比率は、加工水の流量を調整する流量調整バルブ34で調整しているが、水供給ECU60が電磁弁35と流量調整バルブ34の双方を、アクセルセンサ74からの出力信号に基づいて制御するようにしてもよい。また、電磁弁35が水の供給有無を制御するのみではなく、水の供給流量を所定の流量に調整する制御が可能であるようにしてもよい。
 また、第一の実施形態では、加工水供給管31において、電磁弁35を流量調整バルブ34の下流側に設置した例を示したが、これに限定されるものではなく、電磁弁35を流量調整バルブ34の上流側に設置してもよい。
 さらに、加工水ポンプ32の代わりに、ポンプ以外の加圧手段を用いることも可能である。
 第一の実施形態において、水供給装置Tは、車両の乗員が操作するためのシステム作動スイッチとして手動スイッチ61を設け、乗員が手動でオンとオフを切替えるようにする例を示したが、これに限定されるものではなく、適切なタイミングでシステムを作動できるように構成されていれば自動的にオンとオフを切り替えるように構成することも可能である。例えば、内燃機関を始動したばかりの不安定な状態の時や、車両を車庫などに駐車する時など、水が供給されることが望ましくない場合に、水の供給を停止することができるように、燃料油供給手段の駆動命令に基づいて、自動的にシステム作動スイッチのオンとオフを切り替えるようにすることが可能である。
 第一の実施形態において、水供給ECU60は、車両ECU70からアクセルセンサ74の出力信号が入力されているか否かによって、電磁弁35を開閉する制御を行う例を示したが、イグニッションスイッチ72及び手動スイッチ61がオンであれば、アクセルセンサ74の出力信号が入力されていない状態であっても、水供給ECU60が水の供給を行うように構成することも可能である。このように構成することで、アイドリング状態であっても、水の供給を行うことが可能である。
<第二の実施形態に係る水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムS>
 第一の実施形態において、水供給装置Tが水供給ECU60を備え、車両ECU70から送信されたアクセルセンサ74の出力信号に基づいて、水供給ECU60が電磁弁35を開閉する制御を行う例を示したが、以下の第二の実施形態のように、水供給ECU60を用いることなく電磁弁35の開閉する制御を行うことも可能である。
 以下、本発明の第二の実施形態に係る水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムSについて説明する。第一の実施形態と異なる構成のみ説明し、それ以外の構成については、第一の実施形態の構成と同様であるため、説明を省略する。
 第二の実施形態では、図11に示すように、アクセルスイッチ(アクセルSW)75を用いている。アクセルスイッチ75は、アクセルペダル73の操作の有無を検出するスイッチである。
 本実施形態では、車載バッテリ71と、イグニッションスイッチ72と、手動スイッチ61と、アクセルスイッチ75と、電磁弁35を直列に接続している。この構成では、図12に示すように、直列に接続された3つのスイッチ、イグニッションスイッチ72と、手動スイッチ61と、アクセルスイッチ75が全てオンの状態(閉じた状態)になることで、車載バッテリ71から電磁弁35へと矢印に示す方向に電気が流れ、電磁弁35が開く。
 図13は、本発明の第二の実施形態に係る水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムSを示す概念構成図である。
 燃料油供給装置S1は、一般的なガソリン車が通常備えている公知のガソリン供給機構からなり、車両1自体が元々備えている機構であって、燃料油タンク20と、燃料油タンク20内に燃料入口21aを配置した燃料配管21と、燃料配管21の途中に設けられた燃料油供給手段としてのフューエルポンプ22と、エンジン52の各気筒に対して融和燃料を噴射するインジェクタ50と、燃料をインジェクタ50へ送出する主配管41とを主要構成要素とする。
 燃料油タンク20には、燃料油が貯留され、燃料油は、燃料配管21により、融和器40の連結部451aに連結されている。
 燃料油としては、ガソリン、軽油、灯油、重油、植物油、廃油等を用いることができるが、ガソリンを用いると好適である。
 図13のフューエルポンプ22は、燃料油タンク20内に装着し、燃料内に沈み込むようにした公知のインタンク式燃料ポンプからなる。
 燃料配管21は、フューエルポンプ22の下流で、インジェクタ50に接続された主配管41に融和器40を介して連結している。
 主配管41は、融和器40で生成した融和燃料をインジェクタ50に供給するための流路である。
 燃料油タンク20の外側において、燃料配管21には、公知のプレッシャレギュレータ23が設けられている。プレッシャレギュレータ23は、フューエルポンプ22から吐出された燃料油が導入され、導入された燃料油を燃料油タンク20の内圧に対して一定に調圧して、余った燃料油を、燃料戻り配管24から燃料戻り口24aを通じて燃料油タンク20へ戻す。
 このように、燃料戻り配管24及びプレッシャレギュレータ23を備えていることにより、燃料油タンク20へと燃料油をリターンさせ、内燃機関が消費する分量のみを一定燃圧で供給可能となる。
 燃料油供給装置S1の、フューエルポンプ22、プレッシャレギュレータ23、インジェクタ50が、燃料油供給手段を構成する。
 水供給装置Tは、車両1に外付けで取付けられる機構であって、原水から加工水処理器Wで処理した乳化性の水としての加工水が貯蔵される加工水タンク30と、加工水タンク30内に加工水入口31aを配置した加工水供給管31と、加工水ポンプ32と、燃料油と加工水とを撹拌・混合して融和燃料を生成する混合手段としての融和器40と、主配管41とを主要構成要素とする。
 加工水タンク30は、燃料油タンク20とは別に設けられ、図5の加工水処理器Wで処理した乳化性の水としての加工水が貯留され、水供給配管としての加工水供給管31により、融和器40の連結部451bに連結されている。加工水供給管31の加工水タンク30と融和器40の連結部451bとの間には、プレッシャレギュレータ33、流量調整バルブ34、電磁弁35、逆流防止弁37が連結されている。融和器40の燃料配管21側には、融和燃料が上流側に向かって逆流することを防ぐ公知の逆流防止弁25が配置されている。加工水供給管31及び/又は燃料配管21において、融和燃料などの逆流の可能性がない場合、逆流防止弁37及び/又は25を省略することも可能である。
 手動スイッチ(手動SW)61は、水供給装置Tの稼働状態を切り替えるために、車両の乗員が操作するシステム作動スイッチであり、乗員が手動でオンとオフの切替えが可能であり、オンの状態(スイッチが閉じた状態、システム稼働指示状態)で電気の流れを許容し、オフの状態(スイッチが開いた状態)で電気の流れを遮断するものである。
 図13に示すように、車両1は、車載バッテリ71と、車載バッテリ71から供給される電力のオン・オフを制御するイグニッションスイッチ(イグニッションSW)72と、アクセルペダル73と、アクセルペダル73の操作の有無を検出するアクセルスイッチ75と、を備えている。
 車載バッテリ71は、車両1に通常備えられているバッテリであり、電力で駆動される車両1の各装置に電力を供給するためのものである。加工水ポンプ32及びフューエルポンプ22は、イグニッションスイッチ72を介して車載バッテリ71に接続されており、車載バッテリ71からの電力で駆動される。このような電気的構造をとることにより、イグニッションスイッチ72がオンの状態(スイッチが閉じた状態、電力供給指示状態)では、電力が各装置に供給されるが、イグニッションスイッチ72がオフの状態(スイッチが開いた状態)では、電力が各装置に供給されない。
 このように、イグニッションスイッチ72は、水供給制御手段などへの電力供給状態を切り替えるための電力供給スイッチとして機能する。
 アクセルペダル73は、不図示の車室の運転席の下方前方の床上に設けられており、運転手が車両1を加速させたいときに踏み込むペダルである。運転手がアクセルペダル73を踏み込むと、プレッシャレギュレータ23の圧力や、インジェクタ50から吐出される燃料の圧力又は噴射量を制御することで、燃料油をエンジン52に向かって供給するように構成されている。
 アクセルスイッチ75は、近接スイッチ等の非接触式のスイッチや、マイクロスイッチ等の接触式スイッチ等から構成され、アクセルペダル73の操作の有無を検出するスイッチであり、運転手がアクセルペダル73を踏んでいる時には、オンの状態(スイッチが閉じた状態)となり、電気の流れを許容し、運転手がアクセルペダル73から足を離すと、オフの状態(スイッチが開いた状態)となり、電気の流れを遮断するものである。このように、アクセルスイッチ75は、アクセルペダル73が踏み込まれたときに、該踏み込まれたことを検出し、その検出信号を出力する役割を果たしている。
 図13では、車載バッテリ71と、イグニッションスイッチ72と、手動スイッチ61と、アクセルスイッチ75と、電磁弁35が直列に接続されており、直列に接続された3つのスイッチが全てオンの状態になることで、車載バッテリ71から電磁弁35へと矢印に示す方向に電気が流れ、電磁弁35が開く。
 つまり、イグニッションスイッチ72と手動スイッチ61がオンの状態で、運転手がアクセルペダル73を踏むと、アクセルスイッチ75がオンの状態になり、電磁弁35が開くことで、融和器40に加工水が供給される。その後、運転手がアクセルペダル73から足を離すと、アクセルスイッチ75がオフの状態になり、電磁弁35が閉じることで、融和器40への加工水の供給が停止する。
 以上のように、本発明の第二の実施形態に係る融和燃料供給システムSでは、イグニッションスイッチ72がオフの状態では、加工水が供給されず、意図しない加工水の燃料油への混入が避けることができる。
 また、手動スイッチ61がオフの状態では、イグニッションスイッチ72がオンの状態であっても加工水が供給されないので、エンジンを始動し、しばらく走行し、エンジンの出力が安定した後に、手動スイッチ61をオンにすることで、所望のタイミングで加工水を供給することができる。
 第二の実施形態において、直列に接続された3つのスイッチが全てオンの状態になることで、車載バッテリ71から電磁弁35へと矢印に示す方向に電気が流れ、電磁弁35が開く例を示したが、手動スイッチ61をアクセルスイッチ75に対しては並列に、イグニッションスイッチ72に対しては直列に接続することで、イグニッションスイッチ72及び手動スイッチ61がオンであれば、アクセルスイッチ75がオフの状態であっても、水の供給を行うように構成することも可能である。このように構成することで、アイドリング状態であっても、水の供給を行うことが可能である。
<第二の実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1運転中における加工水供給の具体的態様>
 第二の実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1では、以上のように構成されているため、運転中において以下のように水供給が行われる。
 一般道や高速道路において、平坦な道を走行している場合、道が下り坂でないため、運転者の所望の速度で走行するためには、運転者は、アクセルペダル73を連続的,継続的又は断続的に踏む必要がある。
 イグニッションスイッチ72がオン、手動スイッチ61がオンの状態において運転手がアクセルペダル73を踏み込むと、燃料油が燃料油タンク20から送出されるとともに、アクセルスイッチ75がオンの状態となり、電磁弁35が開いた状態となる。従って、燃料油及び加工水共に融和器40に継続して供給され、車両1は、混合燃料を用いて走行する。
 なお、一般道又は高速道路でも、運転手がアクセルペダル73を踏むのをやめると、燃料油タンク20からの燃料油の供給が停止される。また、アクセルスイッチ75がオフの状態となり、電磁弁35が閉じられる。従って、運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときには、燃料油も加工水も融和器40への供給が停止され、車両1は、エンジン52への燃料の供給なく慣性で走行する。
 上り坂を走行している場合は、殆どの場合、運転手がアクセルペダル73を踏み続けるため、一般道や高速道路の平坦な道で運転手がアクセルペダル73を踏み込んだときと同様に、走行速度によらず、燃料油及び加工水が共に継続して供給され、車両1は、混合燃料を用いて走行する。
 下り坂を走行している場合は、殆どの場合、運転手がアクセルペダル73を踏み込まなくても、車両1は自然と加速する。従って、下り坂を走行する際には、運転手はアクセルペダル73から足を離し、エンジンブレーキを使用して減速するが、この時にアクセルペダル73を踏み込んでいないため、一般道や高速道路の平坦な道で運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときと同様に、燃料油も加工水も融和器40への供給が停止され、車両1は、エンジン52への燃料の供給なく、重力及び慣性で走行する。
 従って、運転手がアクセルペダル73から足を離すことで水の供給が停止するので、水だけが供給されてしまうことはなく、下り坂から平坦な道に入り、再び運転手がアクセルペダル73を踏んだ時に、エンジン52が停止してしまうことが防止できる。
 車両1をバックさせ車庫に入れる場合、運転手は不図示のブレーキペダルの踏み込みを徐々に緩め、クリープ現象を利用して車両1をバックさせる。運転手はアクセルペダル73を踏まずに、ブレーキペダルを調整することで車両1を車庫入れするか、アクセルペダル73を踏んだとしても、極めて短時間の踏み込みのみを行う。アクセルペダル73を踏み込まないときには、平坦な道や下り坂で運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときと同様に、電磁弁35は閉じたままであり、水供給装置Tから水が供給されることはなく、アクセルペダル73を短時間踏み込んだときには、アクセルスイッチ75がオンの状態となり電磁弁35が開くが、すぐにアクセルスイッチ75がオフの状態となり、電磁弁35が閉じるので、水供給装置Tから水が供給されることはなく、車庫入れした車両1のエンジン52の再始動時に、エンジン52が始動しにくくなることが防止される。
 以上のように、本実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1では、エンジン52に供給される燃料油に、アクセルペダル73の踏み込みに応じて、水供給装置Tから水が供給されるので、エンジン52に水だけが供給されてしまうことが防止できる。
<第三の実施形態に係る水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムS>
 第一及び第二の実施形態において、加工水の供給の制御を、電磁弁35を制御することによって行う例を示したが、以下の第三の実施形態のように、加工水ポンプの回転数などを直接制御することにより行ってよい。
 以下、本発明の第三の実施形態に係る水供給装置Tを備えた融和燃料供給システムSについて説明する。第一、第二の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
 燃料油供給装置S1は、車両1自体が元々備えている機構であって、図14において破線で囲まれて示された部分が該当し、燃料油タンク20と、燃料油タンク20内に燃料入口21aを配置した燃料配管21と、燃料配管21の途中に設けられた燃料油供給手段としてのフューエルポンプ22と、エンジン52の各気筒に対して融和燃料を噴射するインジェクタ50と、燃料をインジェクタ50へ送出する主配管41とを主要構成要素とする。
 燃料油タンク20には、燃料油が貯留され、燃料油は、燃料配管21により、融和器40の連結部451aに連結されている。
 図14のフューエルポンプ22は、燃料油タンク20内に装着し、燃料内に沈み込むようにした公知のインタンク式燃料ポンプからなる。
 燃料配管21は、フューエルポンプ22の下流で、インジェクタ50に接続された主配管41に融和器40を介して連結している。
 主配管41は、融和器40で生成した融和燃料をインジェクタ50に供給するための流路である。
 燃料油タンク20の外側において、燃料配管21には、公知のプレッシャレギュレータ23が設けられている。プレッシャレギュレータ23は、フューエルポンプ22から吐出された燃料油が導入され、導入された燃料油を燃料油タンク20の内圧に対して一定に調圧して、余った燃料油を、燃料戻り配管24から燃料戻り口24aを通じて燃料油タンク20へ戻す。
 このように、燃料戻り配管24及びプレッシャレギュレータ23を備えていることにより、燃料油タンク20へと燃料油をリターンさせ、内燃機関が消費する分量のみを一定燃圧で供給可能となる。
 図14に示すように、燃料油供給装置S1は、燃料配管21の途中に設けられた流量計26を備えており、燃料油タンク20から供給される燃料油の流量をモニタリングしている。後述するように、流量計26でモニタリングしている燃料油の流量に基づいて、加工水ポンプ32の制御が行われる。
 燃料油供給装置S1の、フューエルポンプ22、プレッシャレギュレータ23、インジェクタ50が、燃料油供給手段を構成する。
 水供給装置Tは、車両1に外付けで取付けられる機構であって、図14において実線で囲まれて示された部分が該当し、原水から図5の加工水処理器Wで処理した乳化性の水としての加工水が貯蔵される加工水タンク30と、加工水タンク30内に加工水入口31aを配置した加工水供給管31と、加工水ポンプ32と、燃料油と加工水とを撹拌・混合して融和燃料を生成する混合手段としての融和器40と、主配管41とを主要構成要素とする。
 加工水タンク30は、燃料油タンク20とは別に設けられ、図5の加工水処理器Wで処理した乳化性の水としての加工水が貯留され、水供給配管としての加工水供給管31により、融和器40の連結部451bに連結されている。加工水供給管31の加工水タンク30と融和器40の連結部451bとの間には、プレッシャレギュレータ33、流量調整バルブ34、電磁弁35、逆流防止弁37が連結されている。また、図6に示すように、水供給ECU(水供給電子制御装置)60が電磁弁39を制御するために設けられている。
 水供給装置Tは、加工水供給管31の途中に設けられた流量計38を備えており、加工水タンク30から供給される加工水の流量をモニタリングしている。
 また、水供給装置Tは、加工水供給管31から分岐するとともに、加工水戻り配管36と接続されている圧抜き配管39aと、該圧抜き配管39aの途中に設けられた電磁弁39を備えている。電磁弁39は、後述するブレーキペダル76を踏み込むと作動し、加工水供給管31内の加工水を圧抜き配管39aを介して加工水タンク30へと戻すことで、加工水供給管31内の圧抜きをするものである。つまり、電磁弁39は、エンジン52へと加工水が過度に流入することを防止する安全機能として働くものである。
 さらに、加工水タンク30の外、加工水ポンプ32の下流側において、加工水供給管31には、公知のプレッシャレギュレータ33が設けられている。プレッシャレギュレータ33は、加工水ポンプ32から吐出された加工水が導入され、導入された加工水を加工水タンク30の内圧に対して一定に調圧して、余った加工水を、加工水戻り配管36から加工水戻り口36aを通じて加工水タンク30へ戻す。
 このように、加工水戻り配管36及びプレッシャレギュレータ33を備えていることにより、加工水タンク30内へと加工水をリターンさせ、融和燃料を生成するのに必要な分量のみを一定水圧で供給可能となる。
 図15は、第三の実施形態に係る融和燃料供給システムSの電気的構造を示すブロック図である。
 図15に示すように、水供給装置Tは、加工水ポンプ32と、流量計38と、電磁弁39と、水供給制御手段としての水供給ECU60と、を備えている。
 車両1は、フューエルポンプ22と、車両の各装置を制御する車両ECU(車両電子制御装置)70と、流量計26と、アクセルペダル73と、アクセルセンサ74と、ブレーキペダル76と、ブレーキセンサ77を備えている。
 ブレーキペダル76は、不図示の車室の運転席の下方前方の床上に設けられており、運転手が車両1を減速させたいときに踏み込むペダルである。運転状況に応じて、減速する必要があるとき、また、走行している状態から車両1を停止させるときなどに、運転手は、自由意思で、ブレーキペダル76を踏むことにより、車両1を減速させることができる。
 ブレーキペダル76には、ブレーキ開度検出手段としてのブレーキセンサ77が設けられており、ブレーキペダル76の踏み込み量、すなわち、ブレーキ開度を検出するように構成されている。
 ブレーキペダル76は、運転手が踏み込むことによって、ブレーキセンサ77がオンになり、このオン信号が車両ECU70に送信され、車両ECU70は、ブレーキセンサ77のオン信号に基づいて、プレッシャレギュレータ23の圧力や、インジェクタ50から吐出される燃料の圧力又は噴射量を制御することで、エンジン52に向かって供給される燃料油を制御するように構成されている。
 水供給ECU60は、車両ECU70に接続されており、車両ECU70との間で情報が送受信可能に構成され、ブレーキペダル76が踏み込まれたときに送出されるブレーキセンサ77の出力信号が、車両ECU70から水供給ECU60に送信可能になっている。
 水供給ECU60によって実行される加工水ポンプ32の制御処理について説明する。この処理は、ブレーキセンサ77の出力信号が出されたときに電磁弁39を開閉する処理である。
 水供給ECU60は、車両ECU70から、ブレーキセンサ77の出力信号が出された旨の信号を受信すると、制御処理をスタートし、電磁弁39を開き、制御処理を終了する。この制御処理により、ブレーキペダル76を踏み込むと、圧抜き配管39aに設けられた電磁弁39が開かれ、加工水供給管31内の圧抜きが行われるため、加工水が過度に供給されることを防止できる。
 また、流量計26でモニタリングしている燃料油の流量の測定値は、定期的、例えば、2秒毎に、車両ECU70から水供給ECU60に送信される。
 水供給ECU60は、車両ECU70から、流量計26の燃料油の流量の値を受信すると、制御処理をスタートし、予め設定された加工水/燃料油の比率の計算式(y=ax(但し、yは加工水の流量、aは加工水の比率(例えば、aは、0.2~0.5の範囲内の値)、xは燃料油の流量))に代入して、加工水の流量を算出する。次いで、加工水ポンプ32の回転数を、加工水流量がyになるように制御する。その後、流量計26に、流量の測定値送信の要求信号を送信し、流量計26から流量の測定値を受信して、加工水流量がyになっているかを確認し、なっていなければ加工水ポンプ32の回転数を微調整し、制御処理を終了する。
 この制御処理により、水供給ECU60は、流量計26でモニタリングしている燃料油の流量に基づいて、加工水ポンプ32の回転数を制御して、燃料油と混合される加工水の量を制御する。
 以上のように、本実施形態の融和燃料供給システムSでは、燃料油タンク20から供給される燃料油の流量に基づいて加工水を供給する加工水ポンプを制御することで燃料油の流量に応じて適切に加工水を混合することができる。
 例えば、アクセルペダル73を踏み込んで速度を上げる場合、燃料油の流量が増えることに応じて、供給される加工水の量が増えるように加工水ポンプ32が制御される。また、アクセルペダル73から足を離す場合や、ブレーキペダル76を踏み込んで速度を下げる場合、燃料油の流量が減ることに応じて、供給される加工水の量が減るように加工水ポンプ32が制御される。従って、車両の走行速度が変化したとしても、燃料油に混合される加工水の割合が適切な割合に保たれる。
<第三の実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1運転中における加工水供給の具体的態様>
 第三実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1では、以上のように構成されているため、運転中において以下のように水供給が行われる。
 一般道や高速道路において、平坦な道を走行している場合、道が下り坂でないため、運転者の所望の速度で走行するためには、運転者は、アクセルペダル73を連続的,継続的又は断続的に踏む必要がある。
 運転手がアクセルペダル73を踏み込むと、燃料油が燃料油タンク20から送出される。水供給ECU60は、流量計26でモニタリングしている燃料油の流量に基づいて、加工水ポンプ32の回転数を制御することで、燃料油と混合される加工水の量を制御する。従って、燃料油及び加工水共に融和器40に継続して供給され、車両1は、混合燃料を用いて走行する。
 なお、一般道又は高速道路でも、運転手がアクセルペダル73を踏むのをやめると、燃料油タンク20からの燃料油の供給が停止され、流量計26でモニタリングしている燃料油の流量がゼロとなり、加工水の供給量もゼロとなるように制御される。従って、運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときには、燃料油も加工水も融和器40への供給が停止され、車両1は、エンジン52への燃料の供給なく慣性で走行する。
 上り坂を走行している場合は、殆どの場合、運転手がアクセルペダル73を踏み続けるため、一般道や高速道路の平坦な道で運転手がアクセルペダル73を踏み込んだときと同様に、燃料油及び加工水が共に継続して供給され、車両1は、混合燃料を用いて走行する。
 下り坂を走行している場合は、殆どの場合、運転手がアクセルペダル73を踏み込まなくても、車両1は自然と加速する。従って、下り坂を走行する際には、運転手はアクセルペダル73から足を離し、エンジンブレーキを使用して減速するが、この時にアクセルペダル73を踏み込んでいないため、一般道や高速道路の平坦な道で運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときと同様に、燃料油も加工水も融和器40への供給が停止され、車両1は、エンジン52への燃料の供給なく、重力及び慣性で走行する。
 従って、運転手がアクセルペダル73から足を離すことで水の供給が停止するので、水だけが供給されてしまうことはなく、下り坂から平坦な道に入り、再び運転手がアクセルペダル73を踏んだ時に、エンジン52が停止してしまうことが防止できる。
 車両1をバックさせ車庫に入れる場合、運転手はブレーキペダル76の踏み込みを徐々に緩め、クリープ現象を利用して車両1をバックさせる。運転手はアクセルペダル73を踏まずに、ブレーキペダルを調整することで車両1を車庫入れするか、アクセルペダル73を踏んだとしても、極めて短時間の踏み込みのみを行う。アクセルペダル73を踏み込まないときには、平坦な道や下り坂で運転手がアクセルペダル73を踏んでいないときと同様に、水供給装置Tから水が供給されることはない。
 上記のいずれの場合においても、ブレーキペダル76を踏み込むと、圧抜き配管39aに設けられた電磁弁39が開かれ、加工水供給管31内の圧抜きが行われるため、加工水が過度に供給されることを防止できる。
 以上のように、第三の実施形態の水供給装置Tを搭載した車両1では、エンジン52に供給される燃料油に、流量計26でモニタリングされる燃料油の流量に応じて、水供給装置Tから水が供給されるので、エンジン52に水だけが供給されてしまうことが防止できる。
 本実施形態では、ブレーキペダル76を踏み込むと、圧抜き配管39aに設けられた電磁弁39が開かれ、加工水供給管31内の圧抜きが行われる例を示したが、流量計26でモニタリングされる燃料油の流量が所定値以下となった場合や、アクセルペダル73を踏み込んでいる状態から足を離す場合(アクセルスイッチ75がオンの状態からオフの状態になる場合)にも電磁弁39を開き、加工水供給管31内の圧抜きが行われる構成としてもよい。このように構成することで、加工水がエンジンに過度に供給されることを防止できる。
 本実施形態では、燃料油供給装置S1が燃料戻り配管24及びプレッシャレギュレータ23を備えている例を示したが、燃料戻り配管24及びプレッシャレギュレータ23を備えない構成とすることも可能である。
 本実施形態において、不図示の手動スイッチを設け、該手動スイッチがオンの状態であれば加工水ポンプ32を駆動して水の供給を行うように構成することも可能である。このように構成することで、アイドリング状態であっても、水の供給を行うことが可能である。
 上述の第一乃至第三の実施形態に係る融和燃料供給システムSの説明では省略したが、図16に示すように、加工水タンク30と加工水ポンプ32との間に、サブタンク30aが設けられている。
 サブタンク30aは、略直方体で、上部一端の角部が斜めに切り欠かれた形状の中空密閉容器体からなるサブタンク本体30bと、サブタンク本体30bの上方に設けられた空気抜き用チューブ30fと、空気抜き用チューブ30fに取り付けられた空気抜き用蓋30gを主要構成要素としている。
 サブタンク本体30bは、略直方体の上方の一端の角部に、斜面30eを備えている。サブタンク本体30bの側面の上端よりも少し低い位置に加工水流入口30cが穿設され、サブタンク本体30bの側面の下端よりも少し高い位置に加工水流出口30dが穿設されている。
 加工水流入口30cには、加工水流入管31bが連結され、該加工水流入管31bを介して、サブタンク30aと加工水タンク30とが接続されている。また、加工水流出口30dには、加工水流出管31cが連結され、該加工水流出管31cを介して、サブタンク30aと加工水ポンプ32とが接続されている。
 サブタンク本体30bの斜面30eには、空気抜き用チューブ30fが斜面30eに略垂直に突出するように取り付けられ、鉛直方向に対して傾斜して伸長している。空気抜き用チューブ30fは透明のチューブからなり、斜面30eとは逆側の先端には空気抜き用蓋30gが取り付けられ閉鎖されている。空気抜き用チューブ30fの斜面30eとは逆側の先端は、サブタンク本体30bの上面及び加工水タンク30の底面よりも上方に位置している。サブタンク30は、加工水流入口30c及び加工水流出口30dを除く部分が密閉されている。
 このように構成されたサブタンク30aには、加工水タンク30から加工水が加工水流入管31bを通って、加工水流入口30cから流入し、加工水流出口30dから流出する。
 ここで、車両1の走行時に、加工水タンク30が揺れ、加工水タンク30内において、加工水供給管31の加工水入口31aが加工水の水面から露出することで、加工水供給管31内に気泡(空気)が混入し、サブタンク30aに流入する加工水に気泡が含まれることがある。
 このような場合であっても、気泡はサブタンク30aの斜面30e近傍へと移動をし、斜面30eに設けられた空気抜き用チューブ30fに蓄積されるため、加工水から気泡(空気)が分離されることになる。従って、加工水流出口30dから流出し、加工水流出管31cを通って、加工水ポンプ32へと供給される加工水には気泡(空気)が含まれないため、燃料油供給装置S1(エンジン52など)に気泡(空気)が供給されることを防止することができる。
 サブタンク30aの空気抜き用チューブ30fは透明であり、空気抜き用チューブ30fに蓄積された空気(気泡)と加工水との界面が目視可能となっており、空気が空気抜き用チューブ30fに蓄積され、空気と加工水との界面が低下したときには、空気抜き用チューブ30fの先端に取り付けられている空気抜き用蓋30gを開くことで、空気を取り除くことができる。
1 車両
10 車体
11 屋根
12 ピラー
12a Aピラー(フロントピラー)
12b Bピラー(センターピラー)
12c Cピラー(リアピラー)
13 エンジンルーム
14 ボンネット
15 ルーフボックス
16 リッド
17 リンク機構
S 融和燃料供給システム
S1 燃料油供給装置
20 燃料油タンク
21 燃料配管
21a 燃料入口
22 フューエルポンプ(燃料油供給手段)
23 プレッシャレギュレータ(燃料油供給手段)
24 燃料戻り配管
24a 燃料戻り口
25 逆流防止弁
26 流量計
T 水供給装置
30 加工水タンク(水タンク)
30a サブタンク
30b サブタンク本体
30c 加工水流入口
30d 加工水流出口
30e 斜面
30f 空気抜き用チューブ
30g 空気抜き用蓋
31 加工水供給管(水配管)
31a 加工水入口
31b 加工水流入管
31c 加工水流出管
32 加工水ポンプ(供給手段)
33 プレッシャレギュレータ
34 流量調整バルブ
35 電磁弁(水供給制御手段)
36 加工水戻り配管
36a 加工水戻り口
37 逆流防止弁
38 流量計
39 電磁弁
39a 圧抜き配管
40 融和器(混合手段、混合燃料供給手段)
41 主配管(混合燃料供給手段)
50 インジェクタ(燃料油供給手段)
50p デリバリパイプ
52 エンジン(内燃機関)
60 水供給ECU(水供給制御手段)
61 手動スイッチ(システム作動スイッチ)
70 車両ECU
71 車載バッテリ
72 イグニッションスイッチ(電力供給スイッチ)
73 アクセルペダル
74 アクセルセンサ(アクセル開度検出手段)
75 アクセルスイッチ
76 ブレーキペダル
77 ブレーキセンサ

Claims (11)

  1.  内燃機関に供給される燃料油に水を混合するための水供給装置であって、
     該水供給装置は、車両に搭載され、
     前記水を保持する水タンクと、該水タンクから供給される前記水と前記車両に設けられた燃料油タンクから供給される前記燃料油とを混合して、前記水と前記燃料油が少なくとも部分的に分散した混合燃料を生成する混合手段と、前記混合燃料を前記車両に設けられた前記内燃機関に供給する混合燃料供給手段と、を備えることを特徴とする水供給装置。
  2.  前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段をさらに含み、
     該水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせることを特徴とする請求項1記載の水供給装置。
  3.  前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段と、前記水供給装置の稼働状態を前記車両の乗員が切り替えるためのシステム作動スイッチと、をさらに備え、
     前記水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されており、かつ、前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働を指示しているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせ、前記燃料油供給手段駆動命令が出されていないか、及び前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働停止を指示しているかの少なくとも一つであるときに、前記混合手段に前記水の供給を停止させることを特徴とする請求項1記載の水供給装置。
  4.  前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段と、前記水供給装置の稼働状態を前記車両の乗員が切り替えるためのシステム作動スイッチと、前記水供給制御手段への電力供給状態を前記乗員が切り替えるための電力供給スイッチと、をさらに備え、
     前記水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されており、かつ、前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働を指示しており、かつ、前記電力供給スイッチが、前記水供給制御手段へ電力供給を指示しているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせ、燃料油供給手段駆動命令が出されていないか、前記システム作動スイッチが、前記水供給装置の稼働停止を指示しているか、及び、前記電力供給スイッチが、前記水供給制御手段へ電力供給を指示していないかの少なくとも一つであるときに、前記混合手段に前記水の供給を停止させることを特徴とする請求項1記載の水供給装置。
  5.  前記燃料油供給手段駆動命令は、前記車両に設けられたアクセルペダルが踏み込まれたときに送出されるアクセルセンサのオン信号に基づくものであることを特徴とする請求項2乃至4いずれか記載の水供給装置。
  6.  前記水タンクは、前記車両の屋根の上に設置されることを特徴とする請求項1乃至5いずれか記載の水供給装置。
  7.  前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段と、前記水供給装置の稼働状態を前記車両の乗員が切り替えるためのシステム作動スイッチと、前記水供給制御手段への電力供給状態を前記乗員が切り替えるための電力供給スイッチと、前記車両に設けられたアクセルペダルの操作の有無を検出するアクセルスイッチと、をさらに備え、
     前記システム作動スイッチと、前記電力供給スイッチと、前記アクセルスイッチは、直列に接続されており、
     前記水供給制御手段は、前記システム作動スイッチと、前記電力供給スイッチと、前記アクセルスイッチが全てオンの状態で、前記混合手段に前記水の供給を行わせることを特徴とする請求項1記載の水供給装置。
  8.  前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段をさらに含み、
     該水供給制御手段は、前記内燃機関に供給される前記燃料油の流量に応じて、前記混合手段に前記水の供給を行わせることを特徴とする請求項1記載の水供給装置。
  9.  前記水を前記水タンクから前記混合手段に供給する供給手段と、該供給手段による前記水の供給を制御する水供給制御手段をさらに含み、
     該水供給制御手段は、前記車両に設けられたブレーキペダルが踏み込まれたときに送出されるブレーキセンサのオン信号に基づいて、前記混合手段に供給される前記水の圧力を低下させることを特徴とする請求項1記載の水供給装置。
  10.  内燃機関に供給される燃料油に水を混合するための水供給方法であって、
     水タンクから供給される水と、車両に設けられた燃料油タンクから供給される燃料油とを混合して、前記水と前記燃料油が少なくとも部分的に分散した混合燃料を生成する混合工程と、
     前記混合燃料を前記車両に設けられた前記内燃機関に供給する混合燃料供給工程と、
    を行うことを特徴とする水供給方法。
  11.  燃料油によって駆動される内燃機関を備えた車両であって、
     前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給装置と、
     前記内燃機関に供給される前記燃料油に水を混合するための水供給装置と、を備え、
     前記燃料油供給装置は、前記燃料油を保持する燃料油タンクと、該燃料油タンク内の前記燃料油を前記燃料油タンク外の前記内燃機関に送出する燃料油供給手段と、を含み、
     前記水供給装置は、前記水を保持する水タンクと、該水タンク内の前記水を前記水タンク外に送出する供給手段と、該供給手段による前記水の供給有無を制御する水供給制御手段と、前記水タンクから供給される前記水と前記燃料油タンクから供給される前記燃料油とを混合して、前記水と前記燃料油が少なくとも部分的に分散した混合燃料を生成する混合手段と、を含み、
     該水供給制御手段は、前記内燃機関に前記燃料油を供給する燃料油供給手段の駆動を指示する燃料油供給手段駆動命令が出されているときに、前記混合手段に前記水の供給を行わせることを特徴とする車両。
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