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JP2008095666A - Fuel component separation device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2008095666A
JP2008095666A JP2006281692A JP2006281692A JP2008095666A JP 2008095666 A JP2008095666 A JP 2008095666A JP 2006281692 A JP2006281692 A JP 2006281692A JP 2006281692 A JP2006281692 A JP 2006281692A JP 2008095666 A JP2008095666 A JP 2008095666A
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fuel
separation
liquid fuel
internal combustion
combustion engine
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Application number
JP2006281692A
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Japanese (ja)
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Kenji Funai
賢二 船井
Masao Sawamura
正夫 沢村
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the quality of separation fuel and to stably secure a generation amount of the separation fuel without increasing the size of a fuel component separation device 1 for an internal combustion engine having a separation means. <P>SOLUTION: The fuel component separation device 1 separating a kind of pre-separation liquid fuel stored in a main tank Tm into two kinds of fuel components each having a different boiling point and thereafter individually storing them into sub-tanks Ta, Tb as post-separation liquid fuel, and a controller supplying the liquid fuel suitable for the operation state of an engine 3 of the pre-separation liquid fuel and the post-separation liquid fuel stored in the three tanks of the main tank Tm and the sub-tanks is supplied to an injector 2 according to the operation state of the engine 3 are equipped. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、1種類の液状燃料を、異なる燃料成分に分離する分離手段を備える燃料成分分離装置に関し、特に、内燃機関の運転状態に応じて使い分け可能に分離手段を用いて分離する内燃機関の燃料成分分離装置に関する。   The present invention relates to a fuel component separation apparatus including a separation unit that separates one type of liquid fuel into different fuel components, and more particularly, to an internal combustion engine that uses a separation unit to separate the fuel liquid according to the operating state of the internal combustion engine. The present invention relates to a fuel component separator.

ディーゼルエンジンなどの内燃機関においては、メインタンクに収容された液状の1種類の燃料を、該内燃機関の筒内にそのままに供給し燃焼させている。しかし、この筒内に供給する燃料成分を、運転状況に応じて適宜に選択することによって、始動性能や加速性能などの内燃機関の運転性能を向上できることが知られている。この様な背景に基づき、メインタンクに収容された液状の1種類の燃料を、異なる2種類の燃料成分に分離するための分離装置に関する技術が開示されている(例えば、特許文献1および特許文献2)。
特開昭56−143323号公報 実開昭61−11445号公報 特許文献1には、ディーゼルエンジンに供給される液状燃料を、セタン価の異なる2種類の燃料成分に分離する分離装置が示される。この分離装置は、液状燃料中よりセタン価の高い成分を充填剤により吸着させる吸着工程と、セタン価の高い成分を吸着させた充填剤に空気を通気させることによって、充填剤よりセタン価の高い成分を含むガス状燃料を分離させる分離工程と、分離工程により分離させたガス状燃料を冷却して液化した分離燃料とする液化工程とを備えている。これら、各工程は所定の処置時間を有して前記した順に処置される。つまり、吸着工程、および、分離工程は、分離後液状燃料が生成されない分離燃料生成のための前処理工程であり、液化工程にて分離燃料を生成させている。
In an internal combustion engine such as a diesel engine, one type of liquid fuel stored in a main tank is supplied as it is into a cylinder of the internal combustion engine and burned. However, it is known that the operating performance of the internal combustion engine such as the starting performance and the acceleration performance can be improved by appropriately selecting the fuel component to be supplied into the cylinder in accordance with the operating state. Based on such a background, technologies relating to a separation device for separating one type of liquid fuel stored in a main tank into two different types of fuel components have been disclosed (for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 1). 2).
JP-A-56-143323 Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-11445 discloses a separation apparatus that separates liquid fuel supplied to a diesel engine into two types of fuel components having different cetane numbers. This separation device has a higher cetane number than the filler by adsorbing a component having a higher cetane number than that in the liquid fuel with the filler, and aerating air through the filler having the higher cetane number adsorbed. A separation step of separating the gaseous fuel containing the component; and a liquefaction step of cooling the gaseous fuel separated by the separation step to obtain a separated fuel. Each of these steps is performed in the order described above with a predetermined treatment time. That is, the adsorption step and the separation step are pretreatment steps for generating separated fuel in which no liquid fuel is generated after separation, and the separated fuel is generated in the liquefaction step.

特許文献2には、メインタンクに収容された液状の1種類の燃料としてのアルコールとガソリンとを混合させたアルコール混合燃料中より、アルコール成分を選択的に分離する分離装置が示される。この分離装置は、メインタンクの内部を分離膜にて隔てた一方の室に液状のアルコール混合燃料が収容される。この液状のアルコール混合燃料のアルコール成分は液状のまま分離膜を透過し、隔てた他方の室に収容される。   Patent Document 2 discloses a separation device that selectively separates alcohol components from an alcohol-mixed fuel obtained by mixing alcohol and gasoline as one liquid fuel contained in a main tank. In this separation device, a liquid alcohol mixed fuel is accommodated in one chamber separated from the inside of a main tank by a separation membrane. The alcohol component of the liquid alcohol mixed fuel permeates the separation membrane in a liquid state and is accommodated in the other separated chamber.

しかしながら、特許文献1に示される分離装置では、分離燃料を生成させない前処理工程としての吸着工程、および、分離工程と、分離燃料を生成させる液化工程とを有している。このことから、分離後液状燃料が生成されない前処理工程に要する時間と、分離後液状燃料が生成される液化工程とに要する時間が交互に行われることとなり、分離後液状燃料は不連続に生成され、分離後液状燃料の生成量の安定確保が困難である。   However, the separation apparatus disclosed in Patent Document 1 includes an adsorption process as a pretreatment process that does not generate separated fuel, a separation process, and a liquefaction process that generates separated fuel. As a result, the time required for the pretreatment process in which no liquid fuel is generated after separation and the time required for the liquefaction process in which liquid fuel is generated after separation are alternately performed, and the liquid fuel is generated discontinuously after separation. Therefore, it is difficult to ensure a stable production amount of the liquid fuel after separation.

また、特許文献2に示される分離装置では、分離膜を透過した燃料はアルコール成分の多い燃料であると記載されているように、アルコール成分以外の成分を分離燃料中に含んでしまい分離燃料の質を確保しにくい。   Further, in the separation apparatus disclosed in Patent Document 2, the fuel that has permeated through the separation membrane contains a component other than the alcohol component in the separated fuel as described in the description that the fuel contains a large amount of the alcohol component. It is difficult to ensure quality.

そこで、本発明の目的は、分離手段を備える内燃機関の燃料成分分離装置において、分離燃料の生成量の安定確保、および、分離燃料の質を確保することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to ensure the stability of the amount of separated fuel produced and the quality of the separated fuel in a fuel component separation device for an internal combustion engine provided with separation means.

請求項1の発明では、メインタンクに収容される分離前の1種類の分離前液状燃料を、内燃機関の運転状態に応じて使い分け可能に2種類の異なる燃料成分に分離する分離手段を備える内燃機関の燃料成分分離装置において、
分離前液状燃料をガス状燃料に気化させる気化手段と、この気化手段により気化されたガス状燃料の成分の内から、特定成分を選択的に透過させるように孔の大きさが調整された透過孔を有する分離膜を備える分離手段と、分離膜を透過する特定成分のガス状燃料、および、分離膜を透過しないガス状燃料の各々を、第1種液状燃料および第2種液状燃料の2種類に分離させた分離後液状燃料として液化させる液化手段と、を備えることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine comprising separation means for separating one type of pre-separation liquid fuel stored in the main tank into two different types of fuel components so as to be selectively used according to the operating state of the internal combustion engine. In the engine fuel component separator,
Vaporization means for vaporizing the pre-separation liquid fuel into gaseous fuel, and permeation whose pore size is adjusted so as to selectively permeate specific components from the components of the gaseous fuel vaporized by the vaporization means Separation means including a separation membrane having pores, a gaseous fuel of a specific component that permeates the separation membrane, and a gaseous fuel that does not permeate the separation membrane are classified into 2 types of liquids of the first type and the second type, respectively. And a liquefying means for liquefying as a liquid fuel after separation separated into types.

上記構成によれば、分離前液状燃料は、気化手段により気化させたのちに分離膜を透過させている。このことから、多数種であって大きさの異なる各分子が分離され、この分子サイズの大きさに応じて分離膜を透過する分子が選別される分離手段を構成している。この選別の精度を高めて集められた分子は液化手段により液化されて、分離された燃料の質を確保している。   According to the above configuration, the liquid fuel before separation is permeated through the separation membrane after being vaporized by the vaporizing means. From this, a plurality of types of molecules having different sizes are separated, and a separation means is configured in which molecules that permeate the separation membrane are selected according to the size of the molecules. Molecules collected with an increased accuracy of the sorting are liquefied by the liquefaction means to ensure the quality of the separated fuel.

また、気化手段、分離手段、および、液化手段の各々は、同時並行的に処置が行えることから、分離される燃料は連続して生成させることができる。   In addition, since each of the vaporization means, the separation means, and the liquefaction means can perform treatment in parallel, the separated fuel can be continuously generated.

請求項2の発明では、分離手段は、分離前液状燃料を、低沸点成分の燃料としての第1種液状燃料と、低沸点成分以外成分の燃料としての第2種液状燃料とに、第1種液状燃料と第2種液状燃料の間での分子サイズの差異に基づき分離する分離膜を備えることを特徴とする。   In the invention of claim 2, the separation means first converts the liquid fuel before separation into a first type liquid fuel as a fuel having a low boiling point component and a second type liquid fuel as a fuel other than a low boiling point component. It is characterized by comprising a separation membrane that separates based on the difference in molecular size between the seed liquid fuel and the second type liquid fuel.

上記構成によれば、低沸点成分の燃料としての第1種液状燃料の分子サイズと、低沸点成分以外成分の燃料としての第2種液状燃料の分子サイズとは、その分子サイズには差異があることから、分子サイズの差異に基づき分離する分離膜による、前記した第1種液状燃料と第2種液状燃料との分離を良好に行うことができる。   According to the above configuration, there is a difference in the molecular size between the molecular size of the first type liquid fuel as the low boiling point component fuel and the molecular size of the second type liquid fuel as the component fuel other than the low boiling point component. Therefore, it is possible to satisfactorily separate the first type liquid fuel and the second type liquid fuel by the separation membrane that separates based on the difference in molecular size.

請求項3の発明では、分離膜は、孔径が0.39nm以上、0.57nm以下に調整された前記透過孔を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the separation membrane includes the permeation holes adjusted to have a pore diameter of 0.39 nm or more and 0.57 nm or less.

内燃機関の燃料としての1種類の液状燃料が採用されるにおいて、好ましい低沸点の成分は、n−パラフインが想定される。n−パラフインの分子サイズは、0.38nm程度である。一方、第2種液状燃料の低沸点成分以外の成分は、分子サイズが0.58nm程度のベンゼンなどのアロマ成分である。このことから、分子サイズが0.38nm以下の分子を透過することができ、分子サイズが0.58nm以上の分子を透過できない上記した分離膜を採用することにより、分離の精度を高めることができる。   When one type of liquid fuel is employed as a fuel for an internal combustion engine, n-paraffin is assumed as a preferable low-boiling component. The molecular size of n-paraffin is about 0.38 nm. On the other hand, components other than the low boiling point component of the second type liquid fuel are aroma components such as benzene having a molecular size of about 0.58 nm. From this, it is possible to improve the accuracy of separation by employing the above-described separation membrane that can transmit molecules having a molecular size of 0.38 nm or less and cannot transmit molecules having a molecular size of 0.58 nm or more. .

請求項4の発明では、分離膜は、ゼオライト(シリカライト)にて形成されることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is characterized in that the separation membrane is formed of zeolite (silicalite).

上記構成によれば、透過孔の孔径が制御されたゼオライトから構成される分離膜が例示できる。ゼオライトは製造条件や組成などにより孔径の大きさを制御することが容易であり、孔径の大きさを狙いサイズに調整されたゼオライト分離膜は、制御燃料成分の分離精度を高めることができる。   According to the said structure, the separation membrane comprised from the zeolite by which the hole diameter of the permeation hole was controlled can be illustrated. It is easy to control the size of the pore diameter of zeolite according to the production conditions and composition, and the zeolite separation membrane adjusted to the size aiming at the pore diameter can increase the separation accuracy of the controlled fuel component.

請求項5の発明では、加熱作用を利用し液状燃料をガス化させる気化手段と、冷却作用を利用し、気化手段によりガス化させたガス状燃料を液化させる液化手段と、を備えることを特徴とする。   The invention of claim 5 includes vaporizing means for gasifying the liquid fuel using a heating action, and liquefying means for liquefying the gaseous fuel gasified by the vaporizing means using a cooling action. And

上記構成によれば、加熱作用および冷却作用の利用により、燃料の気化への変態、および、燃料の液化への変態を安定化できる。   According to the above configuration, the transformation to fuel vaporization and the transformation to fuel liquefaction can be stabilized by using the heating action and the cooling action.

請求項6の発明では、分離前液状燃料は、軽油であることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is characterized in that the pre-separation liquid fuel is light oil.

上記構成によれば、軽油は、特に多数種であって大きさの異なる各分子を有していることに起因し、例えば、低温度時における始動性能や加速性能など内燃機関の運転性能の更なる向上が望まれている。このことから、分離前液状燃料としての軽油を、分離膜により2種類の分離後燃料に分離させ、この分離後燃料を内燃機関の運転状態に応じて使い分けることにより、内燃機関の運転性能を向上できる。   According to the above configuration, light oil has a large number of different types of molecules, and the operating performance of the internal combustion engine such as starting performance and acceleration performance at low temperatures is improved. An improvement is desired. From this, light oil as liquid fuel before separation is separated into two types of fuel after separation by a separation membrane, and the operation performance of the internal combustion engine is improved by using the fuel after separation according to the operating state of the internal combustion engine. it can.

請求項7の発明では、2種類の分離後液状燃料を、個別に収容するサブタンクを備えることを特徴とする。   The invention of claim 7 is characterized by comprising a sub-tank that individually accommodates two types of liquid fuel after separation.

上記構成によれば、液化手段により液状燃料として液化させた第1種液状燃料および第2種液状燃料の2種類の分離後液状燃料は、個別にサブタンクに収容されていることから、内燃機関の運転状態に即応して安定供給できる。   According to the above configuration, the two types of post-separation liquid fuels of the first type liquid fuel and the second type liquid fuel liquefied as liquid fuel by the liquefaction means are individually accommodated in the sub tank. Stable supply can be made immediately in response to operating conditions.

請求項8の発明では、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタへの燃料供給量を調整する制御部を更に備え、この制御部は、メインタンク、および、サブタンクの各タンクに収容された分離前液状燃料、および、分離後液状燃料の収容量を検出する収容量検出手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、収容量検出手段と運転状態検出手段との各検出値とに基づき、各タンクに収容された分離前液状燃料、および、分離後液状燃料の内よりインジェクタへ供給する液状燃料を選択し切替える選択切替え手段と、を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 8 further includes a control unit for adjusting a fuel supply amount to an injector for injecting fuel into the internal combustion engine, and the control unit is a liquid before separation accommodated in each of the main tank and the sub tank. An amount detection means for detecting the amount of fuel and the amount of liquid fuel after separation; an operation state detection means for detecting the operating state of the internal combustion engine; and a detection value of each of the amount detection means and the operation state detection means. And a selection switching means for selecting and switching the pre-separation liquid fuel stored in each tank and the liquid fuel supplied to the injector from the post-separation liquid fuel.

上記構成によれば、異なる燃料成分を収容する各タンクのうちから、選択切替え手段が内燃機関の運転状態に適した液状燃料をインジェクタへ供給する。また、このインジェクタへ供給する燃料を各タンクの何れかより選択する際に、収容量検出手段の検出値を採用している。このことから、各タンクにおける液状燃料の収容状態の過不足に対応して、インジェクタへ液状燃料を供給できる。   According to the above configuration, the selection switching means supplies the liquid fuel suitable for the operation state of the internal combustion engine to the injector from the tanks that store different fuel components. Further, when the fuel supplied to the injector is selected from any one of the tanks, the detection value of the accommodation amount detection means is adopted. Thus, the liquid fuel can be supplied to the injector in response to the excess or deficiency of the liquid fuel accommodation state in each tank.

以下、実施形態に基づき、本発明の内燃機関の燃料成分分離装置につき図面を参照し詳細に説明する。   Hereinafter, based on an embodiment, a fuel component separation device for an internal combustion engine of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態)
(構成)
本発明の実施形態の燃料成分分離装置は、内燃機関としてディーゼルエンジン(以降、エンジンと呼称する)の筒内に供給する1種類の液状燃料を、低沸点成分の液状燃料と低沸点成分以外成分の液状燃料との、2種類の異なる燃料成分の液状燃料(分離後液状燃料)に分離する装置である。
(Embodiment)
(Constitution)
A fuel component separation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a liquid fuel that is supplied to a cylinder of a diesel engine (hereinafter referred to as an engine) as an internal combustion engine. This is a device that separates into two types of liquid fuels (liquid fuels after separation) of different fuel components.

図1は、エンジンの燃料成分分離装置の全体構成を示す全体構成図である。この全体構成図には、メインタンクTmに収容される分離前液状燃料を、沸点の異なる2種類の燃料成分に分離した後に2つのサブタンクTa、Tbに分離後液状燃料として個別に収容する燃料成分分離装置1と、エンジンの運転状態に応じて、メインタンクTm、および、2つのサブタンクTa、Tbの3つの各タンクに収容した分離前液状燃料、および、分離後液状燃料の内から、エンジンの運転状態に適した液状燃料をインジェクタ2へ供給する制御装置が示される。   FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an overall configuration of an engine fuel component separation device. In this overall configuration diagram, the fuel components stored in the main tank Tm are separated into two types of fuel components having different boiling points and then separately stored in the two sub-tanks Ta and Tb as liquid fuel after separation. Depending on the separation apparatus 1 and the operating state of the engine, the main tank Tm, the liquid fuel before separation stored in each of the three sub-tanks Ta and Tb, and the liquid fuel after separation are separated from the liquid fuel after separation. A control device for supplying liquid fuel suitable for the operating state to the injector 2 is shown.

本発明は、この図1に示される燃料成分分離装置1、および、制御装置を用いて、分離後液状燃料の生成量の安定確保、および、分離後液状燃料の質を確保した上で、この分離後液状燃料をエンジンの運転状況に応じて供給し、エンジン3の運転性能を格段に向上させる技術である。   The present invention uses the fuel component separation device 1 and the control device shown in FIG. 1 to ensure the stability of the amount of liquid fuel after separation and the quality of the liquid fuel after separation. This is a technique for supplying the liquid fuel after separation according to the operating condition of the engine, and greatly improving the operating performance of the engine 3.

燃料成分分離装置1は、メインタンクTm、気化部4、成分分離部5、液化部6a、6b、および、サブタンクTa、Tbを備える。メインタンクTmは、1種類の分離前液状燃料を収容する。気化部4は、メインタンクTmよりの分離前液状燃料が導入されてガス状燃料に気化させる。成分分離部5は、気化部4により気化されたガス状燃料の成分の内から、特定成分を選択的に分離する。液化部6a、6bは、成分分離部5により異なる2成分に分離された各ガス状燃料を分離後液状燃料として液化させる。サブタンクTa、Tbは、液化部6a、6bにより生成された2種類の分離後液状燃料を、個別に収容する。   The fuel component separation device 1 includes a main tank Tm, a vaporization unit 4, a component separation unit 5, liquefaction units 6a and 6b, and sub tanks Ta and Tb. The main tank Tm contains one type of pre-separation liquid fuel. The vaporizer 4 introduces liquid fuel before separation from the main tank Tm and vaporizes it into gaseous fuel. The component separator 5 selectively separates a specific component from the components of the gaseous fuel vaporized by the vaporizer 4. The liquefying units 6a and 6b liquefy each gaseous fuel separated into two different components by the component separating unit 5 as liquid fuel after separation. The sub tanks Ta and Tb individually store the two types of post-separation liquid fuels generated by the liquefaction units 6a and 6b.

エンジン3には、分離前液状燃料としての軽油燃料Fmが供給される。メインタンクTmは、該メインタンクTmに収容された軽油燃料Fmの収容量を検出する主液量検出部7mを備える。気化部4は、該気化部4の内部にメインタンクTmよりの液状の軽油燃料Fmを内部に導入させ、気化部4の流路出口よりガス状燃料とした軽油燃料Fmを送出するように構成される。   The engine 3 is supplied with light oil fuel Fm as a liquid fuel before separation. The main tank Tm includes a main liquid amount detector 7m that detects the amount of light oil fuel Fm stored in the main tank Tm. The vaporization unit 4 is configured to introduce the liquid light oil fuel Fm from the main tank Tm into the vaporization unit 4 and to send the light oil fuel Fm as gaseous fuel from the flow path outlet of the vaporization unit 4. Is done.

気化部4を外部より加熱する加熱器8を備え、この加熱器8により気化部4内部の液状の軽油燃料Fmをガス状燃料に気化させる。加熱器8は、後述するECU9により通電量が制御されて熱発生量が調整される電熱部(図示しない)を内部に備える。なお、電熱部による加熱作用の他に、エンジン3にて生成される排気熱を利用する構成としてもよい。   The heater 8 which heats the vaporization part 4 from the exterior is provided, The liquid light oil fuel Fm inside the vaporization part 4 is vaporized by this heater 8 to gaseous fuel. The heater 8 includes therein an electric heating section (not shown) in which the amount of energization is controlled by an ECU 9 described later to adjust the amount of heat generation. In addition to the heating action by the electric heating unit, the exhaust heat generated by the engine 3 may be used.

成分分離部5は、分離膜10aを有し、気化部4により気化されたガス状燃料の成分の内から、特定成分を選択的に透過させる構成であり、詳細構成は後述する。   The component separation unit 5 has a separation membrane 10a, and is configured to selectively permeate specific components from the components of the gaseous fuel vaporized by the vaporization unit 4, and the detailed configuration will be described later.

液化部6a、6bは、第1液化部6aと第2液化部6bとにより構成される。第1液化部6aは、分離膜10aを透過する特定成分のガス状燃料を、冷却作用を利用して液化させ第1種液状燃料Faとする。第2液化部6bは、分離膜10aを透過しないガス状燃料を、冷却作用を利用して液化させ第2種液状燃料Fbとする。この第1液化部6a、および、第2液化部6bにおける冷却作用は、通常に知られる自然冷却、放熱器を備えた空気冷却、冷却装置を備えた強制冷却の何れの構成を採用してもよく、これら冷却装置の構成図示および説明は省略する。   The liquefying units 6a and 6b are composed of a first liquefying unit 6a and a second liquefying unit 6b. The first liquefying unit 6a liquefies the gaseous fuel of a specific component that permeates the separation membrane 10a by using a cooling action to form the first type liquid fuel Fa. The second liquefaction unit 6b liquefies gaseous fuel that does not permeate the separation membrane 10a by using a cooling action to form a second type liquid fuel Fb. The cooling action in the first liquefaction unit 6a and the second liquefaction unit 6b can be any of natural cooling, air cooling with a radiator, and forced cooling with a cooling device. Well, the illustration and explanation of these cooling devices are omitted.

サブタンクTa、Tbは、第1サブタンクTaと第2サブタンクTbとにより構成される。第1サブタンクTaは、第1液化部6aより生成された第1種液状燃料Faを収容する。第2サブタンクTbは、第2液化部6bより生成された第2種液状燃料Fbを収容する。第1サブタンクTaは、該第1サブタンクTaに収容された第1種液状燃料Faの収容量を検出する第1液量検出部7aを備える。第2サブタンクTbは、該第2サブタンクTbに収容された第2種液状燃料Fbの収容量を検出する第2液量検出部7bを備える。   The sub tanks Ta and Tb are constituted by a first sub tank Ta and a second sub tank Tb. The first sub tank Ta stores the first type liquid fuel Fa generated by the first liquefaction unit 6a. The second sub tank Tb accommodates the second type liquid fuel Fb generated by the second liquefaction unit 6b. The first sub tank Ta includes a first liquid amount detection unit 7a that detects the amount of the first type liquid fuel Fa stored in the first sub tank Ta. The second sub tank Tb includes a second liquid amount detector 7b that detects the amount of the second type liquid fuel Fb stored in the second sub tank Tb.

制御装置は、燃料切替部11、ECU9、水温計12、主液量検出部7m、第1液量検出部7a、および、第2液量検出部7bなどにより構成される。水温計12は、エンジン3の運転状態としての暖気状態を検出する。なお、本実施形態では、エンジン3が低温の始動状態を含む運転状態にあるか否かを水温計12にて検出する。   The control device includes a fuel switching unit 11, an ECU 9, a water temperature meter 12, a main liquid amount detecting unit 7m, a first liquid amount detecting unit 7a, a second liquid amount detecting unit 7b, and the like. The water temperature gauge 12 detects a warm-up state as an operation state of the engine 3. In the present embodiment, the water temperature gauge 12 detects whether or not the engine 3 is in an operation state including a low temperature start state.

3つの各タンクと燃料切替部11とインジェクタ2とを接続する燃料流路は、1つのメインタンクTm、および、2つのサブタンクTa、Tbよりなる3つの各タンクに収容される、分離前液状燃料、および、分離後液状燃料の3種類の液状燃料の内より、何れかの液状燃料がインジェクタ2へ供給されるように構成される。   The fuel flow paths connecting the three tanks, the fuel switching unit 11 and the injector 2 are liquid fuels before separation, which are accommodated in three main tanks including one main tank Tm and two sub tanks Ta and Tb. The liquid fuel is configured to be supplied to the injector 2 from among the three types of liquid fuels after the separation.

詳細には、燃料切替部11からの液状燃料を加圧しコモンレール13に圧送する高圧圧送ポンプ14が配設され、コモンレール13からインジェクタ2へ高圧の液状燃料が送出される。   Specifically, a high-pressure pump 14 that pressurizes liquid fuel from the fuel switching unit 11 and pumps it to the common rail 13 is disposed, and high-pressure liquid fuel is sent from the common rail 13 to the injector 2.

燃料切替部11は、ECU9の指令に基づいて流路が切替えられる。ECU9は、主液量検出部7m、第1液量検出部7a、および、第2液量検出部7bの各液量の検出値と、水温計12の検出値とに基づき、燃料切替部11に対しインジェクタ2へ送出する燃料種別の指令を発信する。   The fuel switching unit 11 switches the flow path based on a command from the ECU 9. The ECU 9 determines the fuel switching unit 11 based on the detected values of the respective liquid levels of the main liquid level detecting unit 7m, the first liquid level detecting unit 7a, and the second liquid level detecting unit 7b, and the detected value of the water thermometer 12. In response, a fuel type command to be sent to the injector 2 is transmitted.

図2(a)は、図1中の成分分離部5の構成を示す構成図であり、図2(b)は図2(a)の構成図をA方向から見た矢視図である。   FIG. 2A is a configuration diagram showing the configuration of the component separation unit 5 in FIG. 1, and FIG. 2B is an arrow view of the configuration diagram of FIG. 2A viewed from the A direction.

成分分離部5は、図2(a)に示すように、内部に分離体10を収容し、分離体10を介して内部を前室15bと後室15aの2室に区分ける。気化部4よりのガス状燃料は、入口流路16を経由して前室15bに導かれる。分離体10は、前室15bに導かれたガス状燃料の全成分の内から特定成分のガス状燃料のみを後室15aに透過させる。   As shown in FIG. 2A, the component separating unit 5 accommodates a separating body 10 and divides the inside into two chambers, a front chamber 15 b and a rear chamber 15 a, through the separating body 10. The gaseous fuel from the vaporization unit 4 is guided to the front chamber 15b via the inlet channel 16. The separator 10 allows only the gaseous fuel of a specific component to pass through the rear chamber 15a out of all the components of the gaseous fuel guided to the front chamber 15b.

第1出口流路17には、分離体10を透過する特定成分のガス状燃料が導かれ、第2出口流路18には、分離体10を透過しない特定成分以外のガス状燃料が導かれる。   A gaseous fuel of a specific component that passes through the separator 10 is guided to the first outlet channel 17, and a gaseous fuel other than the specific component that does not pass through the separator 10 is guided to the second outlet channel 18. .

分離体10は、図2(b)に示すように、格子状に通路壁19により区分けられ構成される複数の通路を、隣り合う通路間にて前室15b側と後室15a側とで栓詰部により交互に栓詰め形成される。交互に栓詰めされた分離体10を備えることにより、特定成分のガス状燃料のみを後室15aに導く。   As shown in FIG. 2 (b), the separator 10 plugs a plurality of passages divided by a passage wall 19 in a lattice shape between adjacent passages between the front chamber 15b side and the rear chamber 15a side. The plugs are alternately formed by plugging portions. By providing the separators 10 that are alternately plugged, only the gaseous fuel of a specific component is guided to the rear chamber 15a.

図3から図5を用いて、分離体10の詳細構成を説明する。図3は、図2(a)のB部を拡大視し、ガス状燃料が図1中の分離膜10aを透過する状態を説明する模式図である。図4は、図3に示す分離膜10aの一部(C部)を拡大した拡大図である。図5は、図4に示す分離膜10aの一部(D部)を更に拡大した拡大図である。分離体10は、通路壁19と栓詰部20とにより形成される。通路壁19、および、栓詰部20は、同じ構成を有しており、通路壁19を代表しその構成を説明する。   A detailed configuration of the separator 10 will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a state in which the gaseous fuel permeates the separation membrane 10a in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a part (part C) of the separation membrane 10a shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged view in which a part (part D) of the separation membrane 10a shown in FIG. 4 is further enlarged. The separator 10 is formed by the passage wall 19 and the plugging portion 20. The passage wall 19 and the plugging portion 20 have the same configuration, and the configuration of the passage wall 19 will be described as a representative.

通路壁19は、ステンレス製多孔質体又はムライトから構成される支持体21と、支持体21の一方の壁に形成されたゼオライトの一種であるシリカライトから形成される分離膜10aとから構成される。一方の壁とは、前室15b側に面する壁である。シリカライトは、孔径が0.55nm程度に調整された透過孔22を多数孔備え、低沸点成分の燃料を分離できるように形成されている。また、シリカライトのほかにモレキュラーシーブ5Aなどを採用することもできる。支持体21には、複数の細孔21aが設けられ、この細孔21aの孔径は、透過孔22の孔径よりも数倍から数十倍の大きさに設定される。   The passage wall 19 includes a support 21 made of a stainless steel porous body or mullite, and a separation membrane 10a formed of silicalite which is a kind of zeolite formed on one wall of the support 21. The One wall is a wall facing the front chamber 15b side. Silicalite is provided with a large number of permeation holes 22 having a pore diameter adjusted to about 0.55 nm, and is formed so as to be able to separate low boiling point fuel. In addition to silicalite, molecular sieve 5A or the like may be employed. The support 21 is provided with a plurality of pores 21 a, and the pore diameter of the pores 21 a is set to several to several tens of times larger than the diameter of the transmission holes 22.

分離膜10aは、気化した軽油燃料Fmの成分に含まれるn−パラフイン成分を分離する。具体的には、分子径が0.38nm程度の分子径をもつn−パラフインは、シリカライトからなる分離膜10aを通過することができる。一方、0.58nm程度の分子径をもつアロマ成分は、分離膜10aを通過することができない。   The separation membrane 10a separates the n-paraffin component contained in the vaporized light oil fuel Fm component. Specifically, n-paraffin having a molecular diameter of about 0.38 nm can pass through the separation membrane 10a made of silicalite. On the other hand, an aroma component having a molecular diameter of about 0.58 nm cannot pass through the separation membrane 10a.

(分離前液状燃料、および、分離後液状燃料の供給方法)
低温時におけるエンジン3の始動時に、軽油燃料Fm中より成分分離した始動性を向上させる特定成分(n−パラフイン成分を含む低沸点成分)の液状燃料のみをインジェクタ2に供給する方法につき、図6を用いて説明する。図6は、図1に示す制御部(ECU9)の制御手順を示す制御フロー図である。
(Liquid fuel before separation and liquid fuel supply method after separation)
FIG. 6 shows a method of supplying only liquid fuel of a specific component (low boiling point component including n-paraffin component) that improves the startability separated from the light oil fuel Fm to the injector 2 when starting the engine 3 at a low temperature. Will be described. FIG. 6 is a control flowchart showing a control procedure of the control unit (ECU 9) shown in FIG.

ステップ1(図中ではS1と表記)にて、エンジン3を始動させるための前段階としてエンジン3を始動させるキースイッチ23を、IG位置に切替える。ステップ2では、このIG位置への切替えによりECU9が水温計12よりの検出値を取り込み、水温を検知する。ステップ3では、この水温検知に基づいて、エンジン3が低温作動状態であるかを判断する。ステップ3にて低温作動状態であると判断されると、ステップ4に移行する。ステップ4では、第1サブタンクTa中の第1種液状燃料Faが、空状態にあるか否かを確認する。ステップ4にて空状態ではないと判断されると、ステップ5に移行する。   In step 1 (denoted as S1 in the figure), the key switch 23 for starting the engine 3 is switched to the IG position as a previous stage for starting the engine 3. In step 2, the ECU 9 takes in the detected value from the water temperature gauge 12 by switching to the IG position, and detects the water temperature. In step 3, it is determined based on this water temperature detection whether the engine 3 is in a low temperature operating state. If it is determined in step 3 that the operation is at a low temperature, the process proceeds to step 4. In step 4, it is confirmed whether or not the first type liquid fuel Fa in the first sub tank Ta is in an empty state. If it is determined in step 4 that the state is not empty, the process proceeds to step 5.

ステップ5では、第1サブタンクTaの燃料を選択するように燃料切替部11の流路接続を切替える。ステップ6では、高圧圧送ポンプ14が、第1種液状燃料Faをコモンレール13に圧送する。ステップ7では、キースイッチ23を、ST位置(始動位置)に切替えられたのちに、インジェクタ2へ圧送燃料が供給されエンジン3の筒内に噴射する。ステップ8では、エンジン3の始動を完了したかを確認し、始動完了が確認されると、ステップ10にて、第1サブタンクTaの燃料の供給を中止し、軽油燃料Fmへ切替えるように燃料切替部11の流路接続を切替える。   In step 5, the flow path connection of the fuel switching unit 11 is switched so as to select the fuel in the first sub tank Ta. In step 6, the high-pressure pump 14 pumps the first type liquid fuel Fa to the common rail 13. In step 7, after the key switch 23 is switched to the ST position (starting position), the fuel pressure is supplied to the injector 2 and injected into the cylinder of the engine 3. In step 8, it is confirmed whether or not the start of the engine 3 has been completed. When the completion of the start is confirmed, in step 10, the fuel supply to the first sub tank Ta is stopped and the fuel is switched to switch to the light oil fuel Fm. The flow path connection of the part 11 is switched.

ステップ3にて低温作動状態でないと判断されると、ステップ13に移行する。ステップ13では、第1サブタンクTa中の第1種液状燃料Faが、満杯状態にあるか否かを確認する。ステップ13にて満杯状態にあると判断されると、ステップ5に移行し、第1サブタンクTaの燃料を選択するように燃料切替部11の流路接続を切替える。このステップ13の確認によって、第1サブタンクTaより第1種液状燃料Faが溢れるのを防ぐことが出来る。   If it is determined in step 3 that the operation is not in the low temperature state, the process proceeds to step 13. In step 13, it is confirmed whether or not the first type liquid fuel Fa in the first sub tank Ta is full. If it is determined in step 13 that the fuel tank is full, the process proceeds to step 5 where the flow path connection of the fuel switching unit 11 is switched so as to select the fuel in the first sub tank Ta. By confirming this step 13, it is possible to prevent the first type liquid fuel Fa from overflowing from the first sub tank Ta.

なお、第1サブタンクTaより第1種液状燃料Faが溢れるのを防ぐために、気化部4における軽油燃料Fmの気化を抑制させ、ガス状燃料を成分分離部5の前室15bへ送出するのを実質に中断する処置を採用してもよい。   In order to prevent the first type liquid fuel Fa from overflowing from the first subtank Ta, the vaporization of the light oil fuel Fm in the vaporization unit 4 is suppressed, and the gaseous fuel is sent to the front chamber 15b of the component separation unit 5. A treatment that is substantially interrupted may be employed.

ステップ13にて満杯状態にないと判断されると、ステップ14に移行する。ステップ14では、第2サブタンクTb中の第2種液状燃料Fbが、空状態にあるか否かを確認する。ステップ14にて空状態にあると判断されると、ステップ15に移行する。ステップ15では、第2種液状燃料Fbが空状態であることから、軽油燃料Fmを選択するように燃料切替部11の流路接続を切替え、高圧圧送ポンプ14が軽油燃料Fmをコモンレール13に圧送する。   If it is determined in step 13 that it is not full, the process proceeds to step 14. In step 14, it is confirmed whether or not the second type liquid fuel Fb in the second sub tank Tb is in an empty state. If it is determined in step 14 that the state is empty, the process proceeds to step 15. In step 15, since the second type liquid fuel Fb is in an empty state, the flow path connection of the fuel switching unit 11 is switched so that the light oil fuel Fm is selected, and the high pressure pump 14 pumps the light oil fuel Fm to the common rail 13. To do.

ステップ14にて空状態にないと判断されると、ステップ16に移行する。ステップ16では、第2サブタンクTbの燃料を選択するように燃料切替部11の流路接続を切替え、高圧圧送ポンプ14が軽油燃料Fmをコモンレール13に圧送する。なお、図示しないが、ステップ16の処置に基づき第2サブタンクTbの燃料がコモンレール13に圧送され、第2サブタンクTb中の第2種液状燃料Fbが空状態になった際には、軽油燃料Fmを選択するように燃料切替部11の流路接続を切替える。   If it is determined in step 14 that there is no empty state, the process proceeds to step 16. In step 16, the flow path connection of the fuel switching unit 11 is switched so as to select the fuel in the second sub tank Tb, and the high pressure pump 14 pumps the light oil fuel Fm to the common rail 13. Although not shown, when the fuel in the second sub tank Tb is pumped to the common rail 13 based on the treatment in step 16 and the second type liquid fuel Fb in the second sub tank Tb becomes empty, the light oil fuel Fm The flow path connection of the fuel switching unit 11 is switched so as to select.

ステップ4にて空状態であると判断されると、ステップ11に移行する。ステップ11では、第1種液状燃料Faが空状態であることから、この第1種液状燃料Faの代替燃料としての軽油燃料Fmを選択するように燃料切替部11の流路接続を切替える。ステップ12では、第1種液状燃料Faの代替燃料としての軽油燃料Fmを選択された異常状態であることを表示する警告ランプ(図示しない)などの警報手段を作動させる。   If it is determined in step 4 that the state is empty, the process proceeds to step 11. In step 11, since the first type liquid fuel Fa is empty, the flow path connection of the fuel switching unit 11 is switched so as to select the light oil fuel Fm as an alternative fuel to the first type liquid fuel Fa. In step 12, alarm means such as a warning lamp (not shown) that indicates that the light oil fuel Fm as the alternative fuel of the first type liquid fuel Fa is in the selected abnormal state is activated.

(作用効果)
メインタンクTmに収容される1種類の分離前液状燃料を、気化部4により気化させたのちに、本発明の構成特徴の1つである分離膜10aを透過させている。この分離膜10aは、本実施形態においては、エンジン3の低温始動性能を向上させる観点により、低沸点成分とそれ以外の成分とに分離できるよう、透過孔22の孔径を調整できる分離膜10aを採用している。これにより、分離後液状燃料の質を確保でき、エンジン3の低温始動性能を格段に向上できる。
(Function and effect)
One type of pre-separation liquid fuel stored in the main tank Tm is vaporized by the vaporization unit 4 and then permeated through the separation membrane 10a which is one of the structural features of the present invention. In the present embodiment, the separation membrane 10a is a separation membrane 10a that can adjust the pore diameter of the permeation hole 22 so that the low boiling point component and other components can be separated from the viewpoint of improving the low temperature starting performance of the engine 3. Adopted. Thereby, the quality of the liquid fuel after separation can be secured, and the low temperature start performance of the engine 3 can be remarkably improved.

分離膜10aとしては、ゼオライトを採用している。ゼオライトは、製造条件や組成などにより孔径の大きさを制御することが容易であることから、分離させたい燃料成分に応じて孔径の大きさを狙いサイズに調整されて分離精度を高めることができる。   As the separation membrane 10a, zeolite is employed. Zeolite is easy to control the size of the pore size depending on the production conditions and composition, etc., so the separation accuracy can be improved by adjusting the size of the pore size according to the fuel component to be separated. .

分離膜10aを透過させて分離した2種類のガス状燃料は、分離した直後時期に第1液化部6a、および、第2液化部6bにより分離後液状燃料に液化させている。このことから、燃料の収容容積を小型化できる。また、成分分離した2種類の分離後液状燃料は液状であり、分離前液状燃料である軽油燃料Fmとの、3種類の液状燃料のみの燃料種別を切替える燃料切替部11は、小型簡便な構成にて燃料の調整精度を向上することができる。   The two types of gaseous fuel separated by permeation through the separation membrane 10a are liquefied into liquid fuel after separation by the first liquefaction unit 6a and the second liquefaction unit 6b immediately after the separation. Thus, the fuel storage volume can be reduced. In addition, the two types of liquid fuels after separation, which are separated from each other, are in a liquid state, and the fuel switching unit 11 that switches the fuel type of only three types of liquid fuels, the light oil fuel Fm that is the liquid fuel before separation, has a small and simple configuration. The fuel adjustment accuracy can be improved.

気化部4、成分分離部5、液化部6a、6bを順次に燃料成分が通過し、異なる2成分に分離された液状燃料(第1種液状燃料Fa、第2種液状燃料Fb)を連続してサブタンクTa、Tbに送出でき、分離燃料の生成量を安定して確保できる。   The fuel components sequentially pass through the vaporization unit 4, the component separation unit 5, and the liquefaction units 6a and 6b, and the liquid fuels separated into two different components (first type liquid fuel Fa and second type liquid fuel Fb) are continuously supplied. Thus, it can be sent to the sub-tanks Ta and Tb, and the amount of separated fuel produced can be secured stably.

本発明の燃料成分分離装置1は、上記したように、分離前液状燃料としての軽油燃料Fmから、2種類の分離後液状燃料Fa、Fbを生成するに際し、エンジン3に付随して利用可能なエネルギを利用することによって、該装置1コンパクトとしている。   As described above, the fuel component separation device 1 of the present invention can be used in association with the engine 3 when generating two types of post-separation liquid fuels Fa and Fb from the light oil fuel Fm as the pre-separation liquid fuel. By using energy, the device 1 is compact.

前記した利用可能なエネルギとしては、液状の軽油燃料Fmをガス状燃料に気化させる際に、加熱源として利用する電力や排気熱などがある。また、分離膜10aを透過した特定成分のガス状燃料、および、分離膜10aを透過しないガス状燃料を液化させる際に、冷却源として利用する空気冷却や冷却装置利用の強制冷却などがある。   Examples of the energy that can be used include electric power used as a heating source and exhaust heat when vaporizing the liquid light oil fuel Fm into gaseous fuel. Further, there are air cooling used as a cooling source and forced cooling using a cooling device when liquefying a gaseous fuel of a specific component that has permeated the separation membrane 10a and a gaseous fuel that has not permeated the separation membrane 10a.

(他の実施形態)
前述の実施形態においては、成分分離した2種類のガス状燃料をともに液状燃料(分離後液状燃料)に液化させていたが、本実施形態では、成分分離した2種類のガス状燃料のうち、一方のガス状燃料のみを液化し、他方のガス状燃料は、ガス状燃料のままエンジン3へ供給する。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the two types of gaseous fuel separated from each other are liquefied into liquid fuel (liquid fuel after separation), but in this embodiment, of the two types of gaseous fuel separated into components, Only one gaseous fuel is liquefied, and the other gaseous fuel is supplied to the engine 3 as the gaseous fuel.

前述の実施形態と同じ本実施形態の構成については同じ番号を付して説明を省略し、前述の実施形態と異なる本実施形態の構成につき、図7を用いて説明する。図7は、他の実施形態におけるエンジン3の燃料成分分離装置1Aの全体構成を示す全体構成図である。   The configuration of the present embodiment that is the same as that of the above-described embodiment is denoted by the same reference numeral, description thereof is omitted, and the configuration of the present embodiment that is different from the above-described embodiment is described with reference to FIG. FIG. 7 is an overall configuration diagram showing an overall configuration of a fuel component separation device 1A of the engine 3 according to another embodiment.

燃料成分分離装置1Aは、ガス圧送ポンプ24を備える。このガス圧送ポンプ24は、気化部4により軽油燃料Fmが気化されたガス状燃料を、ガス状のままに成分分離部5へ加圧圧送する。成分分離部5では、加圧状態のガス状燃料の成分中より特定成分(低沸点成分)を選択的に分離する。成分分離部5で分離された低沸点成分のガス状燃料は、エンジン3の吸気通路25に配設されたサブインジェクタ2にガス状のままに供給される。このサブインジェクタ2は、インジェクタ2より供給する燃料に対し、補助燃料として追加燃料を筒内に供給するインジェクタ2である。このサブインジェクタ2Aにおいては、ガス状燃料を噴射することから、吸気通路25内の吸気との混合を促進でき、始動性、エミッションなどのエンジン3の運転性能を向上させることができる。   The fuel component separation device 1 </ b> A includes a gas pressure pump 24. The gas pressure pump 24 pressurizes and pressure-feeds the gaseous fuel obtained by vaporizing the light oil fuel Fm by the vaporization unit 4 to the component separation unit 5 while maintaining the gaseous state. The component separation unit 5 selectively separates a specific component (low boiling point component) from the components of the gaseous fuel under pressure. The low-boiling component gaseous fuel separated by the component separation unit 5 is supplied in a gaseous state to the sub-injector 2 disposed in the intake passage 25 of the engine 3. The sub-injector 2 is an injector 2 that supplies additional fuel into the cylinder as auxiliary fuel with respect to the fuel supplied from the injector 2. In this sub-injector 2A, since gaseous fuel is injected, mixing with the intake air in the intake passage 25 can be promoted, and the operation performance of the engine 3 such as startability and emission can be improved.

なお、分離体10を透過しない特定成分以外のガス状燃料は、メインタンクTmに戻される戻り流路26を備える。この戻り流路の流路上には戻り通路絞り部27(調圧機能付)を配設され、メインタンクTmに戻されるまでの戻り流路において、冷却されて液状の燃料とできる。   The gaseous fuel other than the specific component that does not pass through the separator 10 includes a return flow path 26 that is returned to the main tank Tm. A return passage restricting portion 27 (with a pressure adjusting function) is disposed on the return passage, and is cooled to be liquid fuel in the return passage until it is returned to the main tank Tm.

本発明の実施形態におけるエンジンの燃料成分分離装置の全体構成を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram illustrating an overall configuration of an engine fuel component separation device according to an embodiment of the present invention. (a)は図1中の成分分離部の構成を示す構成図であり、(b)は(a)の構成図をA方向から見た矢視図である。(A) is a block diagram which shows the structure of the component separation part in FIG. 1, (b) is the arrow line view which looked at the block diagram of (a) from the A direction. ガス状燃料が図1中の分離膜を透過する状態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the state which a gaseous fuel permeate | transmits the separation membrane in FIG. 図3に示す分離膜の一部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which a part of separation membrane shown in FIG. 3 was expanded. 図4に示す分離膜の一部を更に拡大した拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view in which a part of the separation membrane shown in FIG. 4 is further enlarged. 図1に示す制御部の制御手順を示す制御フロー図である。It is a control flowchart which shows the control procedure of the control part shown in FIG. 他の実施形態におけるエンジンの燃料成分分離装置の全体構成を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the whole structure of the fuel component separation apparatus of the engine in other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

5 成分分離部(分離手段)
1A 燃料成分分離装置
4 気化部(気化手段)
6a 第1液化部(液化手段)
6b 第2液化部(液化手段)
22 透過孔
10a 分離膜
Fm 軽油燃料(1種類の液状燃料)
Fa 第1種液状燃料
Fb 第2種液状燃料
Tm メインタンク
Ta 第1サブタンク(サブタンク)
Tb 第2サブタンク(サブタンク)
9 ECU(制御部)
2 インジェクタ
7m 主液量検出部(収容量検出手段)
7a 第1液量検出部(収容量検出手段)
7b 第2液量検出部(収容量検出手段)
11 燃料切替部(選択切替え手段)
12 水温計(運転状態検出手段)
3 エンジン
5 component separation part (separation means)
1A Fuel component separator 4 Vaporization section (vaporization means)
6a 1st liquefaction part (liquefaction means)
6b 2nd liquefaction part (liquefaction means)
22 Permeation hole 10a Separation membrane Fm Light oil fuel (one kind of liquid fuel)
Fa First type liquid fuel Fb Second type liquid fuel Tm Main tank Ta First sub tank (sub tank)
Tb Second sub tank (sub tank)
9 ECU (control unit)
2 Injector 7m Main liquid level detector (accommodated amount detection means)
7a 1st liquid amount detection part (accommodation amount detection means)
7b Second liquid amount detection unit (accommodated amount detection means)
11 Fuel switching part (selection switching means)
12 Water temperature gauge (Operating state detection means)
3 Engine

Claims (8)

メインタンクに収容される分離前の1種類の分離前液状燃料を、内燃機関の運転状態に応じて使い分け可能に2種類の異なる燃料成分に分離する分離手段を備える内燃機関の燃料成分分離装置において、
前記分離前液状燃料をガス状燃料に気化させる気化手段と、
前記気化手段により気化されたガス状燃料の成分の内から、特定成分を選択的に透過させるように孔の大きさが調整された透過孔を有する分離膜を備える分離手段と、
前記分離膜を透過する特定成分のガス状燃料、および、前記分離膜を透過しないガス状燃料の各々を、第1種液状燃料および第2種液状燃料の2種類に分離させた分離後液状燃料として液化させる液化手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料成分分離装置。
In a fuel component separation apparatus for an internal combustion engine comprising separation means for separating one type of pre-separation liquid fuel stored in a main tank into two different types of fuel components so as to be selectively used according to the operating state of the internal combustion engine ,
Vaporizing means for vaporizing the liquid fuel before separation into gaseous fuel;
A separation means comprising a separation membrane having a permeation hole whose size is adjusted so as to selectively permeate a specific component out of the components of the gaseous fuel vaporized by the vaporization means;
A liquid fuel after separation in which the gaseous fuel of a specific component that permeates the separation membrane and the gaseous fuel that does not permeate the separation membrane are separated into two types, a first type liquid fuel and a second type liquid fuel. And a liquefying means for liquefying as a fuel component separation device for an internal combustion engine.
前記分離手段は、前記分離前液状燃料を、低沸点成分の燃料としての前記第1種液状燃料と、低沸点成分以外成分の燃料としての前記第2種液状燃料とに、前記第1種液状燃料と前記第2種液状燃料の間での分子サイズの差異に基づき分離する前記分離膜を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料成分分離装置。 The separation means converts the pre-separation liquid fuel into the first type liquid fuel as a fuel having a low boiling point component and the second type liquid fuel as a fuel other than a low boiling point component. 2. The fuel component separation device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising the separation membrane that separates based on a molecular size difference between the fuel and the second type liquid fuel. 前記分離膜は、孔径が0.39nm以上、0.57nm以下に調整された前記透過孔を備えることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料成分分離装置。 3. The fuel component separation device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the separation membrane includes the transmission hole having a hole diameter adjusted to 0.39 nm or more and 0.57 nm or less. 前記分離膜は、ゼオライトにて形成されることを特徴とする請求項1及至請求項3に記載の内燃機関の燃料成分分離装置。 The fuel component separation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the separation membrane is formed of zeolite. 加熱作用を利用し分離前液状燃料をガス化させる前記気化手段と、
冷却作用を利用し、前記気化手段によりガス化させたガス状燃料を液化させる前記液化手段と、を備えることを特徴とする請求項1及至請求項4に記載の内燃機関の燃料成分分離装置。
The vaporizing means for gasifying the pre-separation liquid fuel using a heating action;
The fuel component separation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a liquefying unit that liquefyes the gaseous fuel gasified by the vaporizing unit using a cooling action.
前記分離前液状燃料は、軽油であることを特徴とする請求項1及至請求項5に記載の内燃機関の燃料成分分離装置。 6. The fuel component separation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pre-separation liquid fuel is light oil. 2種類の前記分離後液状燃料を、個別に収容するサブタンクを備えることを特徴とする請求項1及至請求項6に記載の内燃機関の燃料成分分離装置。 The fuel component separation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, further comprising a sub-tank that individually accommodates two types of the separated liquid fuels. 前記内燃機関に燃料を噴射するインジェクタへの燃料供給量を調整する制御部を更に備え、
前記制御部は、
前記メインタンク、および、前記サブタンクの各タンクに収容された前記分離前液状燃料、および、前記分離後液状燃料の収容量を検出する収容量検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記収容量検出手段と前記運転状態検出手段との各検出値とに基づき、前記各タンクに収容された前記分離前液状燃料、および、前記分離後液状燃料の内より前記インジェクタへ供給する液状燃料を選択し切替える選択切替え手段と、を備えることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の燃料成分分離装置。
A control unit for adjusting a fuel supply amount to an injector for injecting fuel into the internal combustion engine;
The controller is
A storage amount detecting means for detecting a storage amount of the pre-separation liquid fuel and the post-separation liquid fuel stored in each of the main tank and the sub tank; and
Operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine;
Based on the detection values of the storage amount detection means and the operating state detection means, the liquid fuel supplied to the injector from the pre-separation liquid fuel and the post-separation liquid fuel stored in the tanks The fuel component separation device for an internal combustion engine according to claim 7, further comprising selection switching means for selecting and switching.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8580111B2 (en) 2010-11-29 2013-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for separating fuel components

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