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JP2018524569A - 振動計を用いて燃料制御システム内の粘度を制御する方法 - Google Patents

振動計を用いて燃料制御システム内の粘度を制御する方法 Download PDF

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Abstract

振動計を用いて燃料制御システム内の粘度を制御する方法が提供される。方法は、振動計に燃料を供給するステップと、振動計を用いて燃料の特性を測定するステップと、測定された燃料の特性に基づいて信号を発生するステップを備える。方法はまた、振動計に付与される燃料の温度を制御するように構成された温度制御ユニットに信号を付与するステップをも含む。【選択図】図４

Description

以下に記載の実施形態は、燃料制御システムに関し、具体的には振動計を用いて燃料制御システム内の粘度を制御する方法に関する。
重油(HFO)は海洋産業でエンジンの燃料として使用されている。エンジンの性能は、燃料インジェクタが燃料をどれだけうまく霧化するかと相関する。燃料インジェクタは、噴霧が所望の性能を達成するのに適切であることを保証するように、一般的にはエンジン制御ユニット(ECU)であるコントローラによって制御される。例えば、ECUは、吸気圧、燃料圧力、燃料温度などの各種パラメータを検出して、これらのパラメータから燃料インジェクタを制御して燃焼室内への燃料の流量を増減させることができる。
燃料の特性により、燃料が所定の燃料インジェクタに適切であるかどうかを決定することができる。例えば、低温の燃料は、燃料インジェクタにとっては高すぎる粘度を有する可能性がある。燃料インジェクタは、一般的には、高粘度の燃料を効果的に霧化することができないか、或る粘度範囲内の燃料のみを霧化することができる。これは、ガソリン又は他の留出物などの他の一般的な燃料と比較して高い粘度を有するHFOの場合に特に当てはまる。
しかし、海洋産業は、燃料供給の広範囲の粘度にもかかわらず、HFO及び他の燃料を利用することができる高度なエンジン構成及び燃料制御システムを開発してきた。これらのエンジン構成及び燃料制御システムは、様々な技術を採用している。例えば、燃料の粘度を減じるために、エンジン構成は燃料を加熱するヒータを含む。しかし、燃料は一般的には、燃料源に近接した場所で加熱されるが、これは、燃料制御システムが一般的に、エンジンに達する前に燃料を冷却する長い燃料供給ラインを有するため問題となり得る。更に、燃料ラインに沿った冷却速度は、燃料ライン周辺の環境条件が変化するために著しく変化し得る。その結果、燃料がエンジンに到達するときの燃料の粘度は、燃料インジェクタには不適切な粘度になる可能性がある。
しかし、燃料の特性が、振動計を用いて達成できる望ましい精度で測定されるならば、燃料の粘度を制御することができる。従って、振動計を用いて燃料制御システムの燃料の粘度を制御するニーズがある。また、燃料ラインに沿った熱損失を補償するように粘度を制御するニーズもある。
振動計を用いて、燃料制御システムの燃料の粘度を制御する方法が提供される。一実施形態に従って、方法は、振動計に燃料を供給するステップと、振動計を用いて燃料の特性を測定するステップと、測定された燃料の特性に基づいて信号を発生するステップと、振動計に付与される燃料の温度を制御するように構成された温度制御ユニットに信号を供給するステップを備える。
燃料制御システム内の粘度を制御する振動計が提供される。一実施形態に従って、振動計は流体源に流体が行き来可能に連結されたメータアセンブリと該メータアセンブリに通信可能に連結されたメータ電子機器を備える。メータ電子機器は、メータアセンブリを用いて燃料の特性を測定し、測定された特性に基づいて信号を発生し、振動計に付与される燃料の温度を制御するように構成された温度制御ユニットに信号を付与するように構成されている。
燃料制御システム内の粘度を制御するように構成された燃料制御システムが提供される。一実施形態に従って、燃料制御システムは温度制御ユニットに流体が行き来可能且つ通信可能に連結された振動計と、流体源から燃料を受け取るように構成され、振動計に通信可能且つ流体が行き来可能に連結された温度制御ユニットを備える。温度制御ユニットは振動計から信号を受信し、振動計から受信した信号に基づいて燃料の温度を制御するように構成されている。
態様
一態様に従って、振動計を用いて、燃料制御システムの燃料の粘度を制御する方法は、振動計に燃料を供給するステップと、振動計を用いて燃料の特性を測定するステップと、測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するステップと、振動計に付与される燃料の温度を制御するように構成された温度制御ユニットに信号を提供するステップを備える。
好ましくは、方法は更に振動計から燃料を受け取るエンジンを制御するように構成された燃料注入コントローラに信号を提供するステップを含む。
好ましくは、測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するステップは、測定された特性の値を基準値と比較するステップと、測定された特性の値と基準値との間の差に比例する信号を生成するステップを含む。
好ましくは、温度制御ユニットは、燃料を加熱して燃料の粘度を低下させるように構成されたヒータを含む。
好ましくは、測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するステップは、測定された燃料の特性から粘度を計算するステップを含む。
好ましくは、測定された燃料の特性は、燃料の密度である。
好ましくは、振動計はコリオリ式流量計である。
一態様に従って、燃料制御システム(400)内の粘度を制御する振動計(5)は、燃料源(410)に流体が行き来可能に結合されたメータアセンブリ(10)と、メータアセンブリ(10)に通信可能に結合されたメータ電子機器(20)とを備え、前記メータ電子機器(20)はメータアセンブリ(10)を用いて燃料の特性を測定し、測定された特性に基づいて信号を生成し、振動計(5)に提供される燃料の温度を制御するように構成された温度制御ユニット(420)に信号を提供するように構成されている。
好ましくは、メータ電子機器(20)は更に、振動計から燃料を受け入れるエンジン(439)を制御するように構成された燃料注入コントローラ(432)に信号を提供するように構成される。
好ましくは、測定された特性に基づいて信号を生成するように構成されたメータ電子機器(20)は、測定された特性値を基準値と比較し、測定された特性値と基準値との差に比例した信号を生成するように構成されている。
好ましくは、温度制御ユニット(420)は、燃料を加熱して燃料の粘度を下げるように構成されたヒータ(424)を備える。
好ましくは、測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するように構成されたメータ電子機器(20)は、測定された燃料の特性から粘度を計算するように構成されている。
好ましくは、測定された燃料の特性は、燃料の密度である。
好ましくは、振動計はコリオリ式流量計である。
一態様に従って、燃料制御システム(400)内の燃料の粘度を制御するように構成された燃料制御システム(400)は、温度制御ユニット(420)に流体が行き来可能且つ通信可能に連結された振動計(5)と、流体源(410)から燃料を受け入れるように構成され、振動計(5)に通信可能且つ流体が行き来可能に連結された温度制御ユニット(420)とを備え、温度制御ユニット(420)は振動計(5)から信号を受信し、振動計(5)から受信される信号に基づいて燃料の温度を制御するように構成されている。
好ましくは、振動計(5)は燃料の特性を測定し、測定された特性から燃料の粘度を決定するように構成される。
好ましくは、振動計(5)は基準値を決定し、温度制御ユニット(420)に提供される信号によって基準値を温度制御ユニット(420)に提供するように構成されている。
全ての図面について、同じ符号は同じ要素を表す。図面は寸法通りでないことは理解されるべきである。
図１は、実施形態に従った燃料制御システムにおける燃料の粘度を制御する振動計５を示す。 図２は、データと共に粘度-密度グラフ200を示し、燃料の粘度と密度の関係を示す。 図３は、温度-粘度のグラフ300を示し、燃料の温度と粘度の関係を示す。 図４は、燃料の粘度を制御する振動計5を備えた燃料制御システム400を示す。 図５は、実施形態に従った、振動計を用いて燃料制御システム内の燃料の粘度を制御する方法を示す。
図１〜図５及び以下の説明は、振動計を用いて燃料制御システムの燃料の粘度を制御する実施形態の最良の態様を作製及び使用するやり方を当業者に教示するための具体的な例を示している。本発明の進歩性のある原理の教示という目的のために、いくつかの従来からの態様は、簡略化または省略されている。当業者であれば、本発明の技術的範囲に包含されるこれらの例からの変種を理解できるであろう。当業者であれば、以下で説明される特徴をさまざまなやり方で組み合わせることで、振動計を用いて燃料制御システムの燃料を制御する本発明の多数の変種を形成できることを、理解できるであろう。結果として、以下に記載する実施形態は、以下で説明される具体的な例に限定されず、特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ限定される。
図１は、実施形態に従って燃料制御システムの燃料の粘度を制御する振動計5を示す。図１に示す如く、振動計5はメータアセンブリ10とメータ電子機器20を備える。メータアセンブリ10は、プロセス材料の質量流量及び密度に応答する。メータ電子機器20は、リード100を介してメータアセンブリ10に接続されて、経路26を介して密度、質量流量、及び温度情報、ならびに他の情報を提供する。コリオリ式流量計の構造が記載されているが、本発明は振動チューブ密度計、音叉デンシトメータなどとして実施できることが当業者には明らかである。
メータアセンブリ10は、一対のマニホールド150、150'とフランジネック110、110'を有するフランジ103、103’と、一対の平行な流れチューブ130、130'と、駆動機構180と、抵抗温度検出器(RTD)190と、一対のピックオフセンサ170l、170rとを備えている。流れチューブ130、130'は、２つの本質的にまっすぐな入口脚部131、131’及び出口脚部134、134'を有し、流れチューブ取付けブロック120、120'において互いに向かって収束する。流れチューブ130、130'はその長手方向に沿って２つの対象的な箇所にて曲がり、全長を通して略平行である。ブレースバー140、140’は軸Ｗ及びＷ‘を規定する役目をし、該軸の回りで流れチューブ130、130'は振動する。流れチューブ130、130'の脚部131、131’及び134、134'は流れチューブ取付けブロック120、120'に固定するように取り付けられ、同様にマニホールド150、150'に固定される。これにより、メータアセンブリ10を通る連続した閉材料経路が付与される。
穴102、102’を有するフランジ103、103’が入口端部104及び出口端部104'を介して、測定されるプロセス材料を運ぶプロセスライン(図示せず)に接続されると、材料は、フランジ103のオリフィス101を介して流量計の入口端部104に入り、マニホールド150を通って表面121を有する流れチューブ取付けブロック120に導かれる。マニホールド150内で材料は分割され、流れチューブ130、130'を通って送られる。流れチューブ130、130'を出ると、プロセス材料は、表面121'を有するブロック120'及び及びマニホールド150'内の単一の流れに再結合され、その後、穴102'を有するフランジ103'によって接続された出口端部104'に送られ、プロセスライン(図示せず)に送られる。
流れチューブ130、130'は夫々、略同じ質量分布、曲げ軸Ｗ-Ｗ及びＷ’-Ｗ’周りの慣性モーメント及びヤング率を有するように選択され、流れチューブ取付けブロック120、120'に適切に取り付けられる。これらの曲げ軸は、ブレースバー140、140’を通る。流れチューブのヤング率が温度によって変化し、この変化は流れ及び密度の計算に影響を与えるので、RTD190は、流れチューブ130'に取り付けられ、流れチューブ130'の温度を連続的に測定する。流れチューブ130'の温度、従ってRTDを通過する所与の電流に対するRTD190の両端に現れる電圧は、流れチューブ130'を通過する材料の温度によって支配される。RTD190を横切って現れる温度依存性電圧は、流れチューブの温度の変化による流れチューブ130、130'の弾性率の変化を補償するために、メータ電子機器20によって周知の方法で使用される。RTD190は、リード195によってメータ電子機器20に接続されている。
両流れチューブ130、130'は、その夫々の曲げ軸Ｗ及びＷ’の回りの両側にて駆動機構180によって駆動され、これを流量計の第１の位相外曲げモードと呼ぶ。この駆動機構180は、流れチューブ130'に取り付けられたマグネット及び流れチューブ130に取り付けられた対向するコイルのような多くの周知の構成のうちのいずれか１つを含むことができ、両方のフローチューブ130、130’を振動させるために、交流が通過する。適切な駆動信号がメータ電子機器20によって、リード185を介して駆動機構180に加えられる。
メータ電子機器20は、リード195上のRTD温度信号と、リード165l、165r上に夫々現れる左右センサ信号とを受信する。メータ電子機器20は、リード185に現れる駆動信号を駆動機構180に生成して、チューブ130、130'を振動させる。メータ電子機器20は、左右のセンサ信号及びRTD信号を処理して、メータアセンブリ10を通過する物質の質量流量及び密度を計算する。この情報は、他の情報と共に、経路26を介してメータ電子機器20によって信号として印加される。
以下に詳細に説明されるように、信号は燃料システムの燃料の粘度を制御するのに用いられ得る。例えば、信号は燃料システムの燃料の温度を制御するのに用いられ得る。燃料の温度を制御することにより、エンジンに付与される燃料は所望の粘度の範囲内にある。この信号は、以下でより詳細に説明するように、振動計5によって測定される密度などの特性に基づいて生成することができる。
図２は、データと共に粘度-密度グラフ200を示し、燃料の粘度と密度の関係を示す。粘度-密度グラフ200は、1.00E-02―1.00E-03センチストーク(cSt)の範囲の対数スケールを有する粘度軸210を含む。粘度-密度グラフ200はまた、600.00kg/ｍ３から1100.00kg/ｍ３の範囲の密度軸220を含む。燃料の粘度-密度関係は、それぞれ、センチストークス及びkg/ｍ３の単位で表されるが、代替の実施形態では、他のユニットを使用することができる。
粘度-密度グラフ200は、円として描かれた粘度-密度データ点250に対する線形適合であるライン240を示す。ライン240は、例えば線形回帰などの任意の適切な方法を使用して粘度-密度データ点250から計算することができる。ライン240は、メータ電子機器20内にデータセット、方程式などとして格納され得る。粘度-密度データ点250は、例えば、所定の温度範囲にわたる様々なタイプの燃料の粘度及び密度を測定することを含む様々な手段によって決定され得る。
図２から理解されるように、ライン240は、粘度-密度データ点250の近似値である。換言すれば、粘度-密度データ点250は、ラインの全長に沿ってライン240に比較的接近している。従って、ライン240は、燃料の密度と粘度との間の正確な範囲内の関係を提供するために使用されてもよい。燃料の粘度は、粘度-密度の関係を用いて燃料の密度から決定され得る。例えば、振動計5は、振動計5内の燃料の密度を測定することができる。測定された燃料の密度を用いて、燃料の対応する粘度を決定する為にライン240が使用され得る。温度などの他の燃料特性は、燃料の粘度と相関する。
図３は、燃料の温度と粘度との関係を示す温度-粘度グラフ300を示す。温度-粘度グラフ300は、温度軸310及び粘度軸320を含む。温度軸310の単位は摂氏(℃)であり、粘度軸320の単位はセンチストークス(cSt)である。粘度軸320は、対数スケールで示されている。代替の実施形態では、任意の適切な単位及びスケール(尺度)を使用することができる。
温度-粘度グラフ300はまた、温度が上昇するにつれて下降する温度-粘度プロット330を含む。温度-粘度プロット330は、高粘度燃料プロット332、中粘度燃料プロット334、及び低粘度燃料プロット336を含む。各温度-粘度プロット330は、特定のグレードの燃料を表し、燃料グレードは異なる粘度を有する。温度-粘度プロット330は、例えば、タンクに供給された燃料の経験的データを照会する、粘度-燃料グレードのデータを有するテーブルを参照するなどのような任意の適切な方法で取得することができる。温度-粘度グラフ300はまた、低温粘度領域330a及び動作粘度領域330bを示す。
低温粘度領域330aは、燃料が加熱されていないときの燃料の粘度である。例えば、低温粘度領域330aは、燃料がタンク内にあるときの燃料を表す。図３から理解されるように、低温粘度領域330aは、所定の温度における比較的広い温度-粘度プロット330の粘度範囲を有する。例えば、摂氏40度で、高粘度燃料プロット332は2000センチストークの粘度を有する。低粘度燃料プロット336は、摂氏40℃で約700センチストークスの粘度を有する。従って、摂氏40℃での高粘度燃料プロット332と低粘度燃料プロット336との差は、約1300センチストークスである。
対照的に、動作粘度領域330bは、より狭い範囲の粘度を有する。例えば、摂氏140℃で、高粘度燃料プロット332は、20センチストークの粘度を有する。摂氏140℃での低粘度燃料プロット336の粘度は約15センチストークスである。従って、40℃での1300センチストークス差ではなく、140℃での高粘度燃料プロット332及び低粘度燃料プロット336の差は約5センチストークスである。従って、動作粘度領域330b内の異なる燃料グレードは、燃料制御システム内の燃料インジェクタに適した粘度などの特性を有することができ、以下でより詳細に説明する。
図４は、燃料の粘度を制御する振動計5を備えた燃料制御システム400を示している。燃料制御システム400は、温度制御ユニット420と流体が行き来可能である燃料源410、図１に関して記載された振動計5、及び燃料注入システム430とを含む。温度制御ユニット420は燃料ライン425を介して振動計5に流体が行き来可能に連結される。燃料ライン425の長さは破線で示されている。温度制御ユニット420はまた、通信経路429を介して振動計5に通信可能に接続されている。通信経路429は、図１を参照して説明した経路26の一部であってもよい。
図４に示す実施形態にて、燃料源410は燃料ポート412とタンク414を含む。燃料ポート412に近接して示されているのは、燃料が燃料ポート412に供給されていることを示す矢印である。タンク414は、燃料ポート412に流体が行き来可能に連結され、燃料ポート412に供給される燃料を受け取るように構成される。タンク414は、燃料で部分的に満たされているように示されている(例示的な燃料レベルは波線で示されている)。タンク414の底部近くには、タンク414を温度制御ユニット420に流体が行き来可能に連結する燃料ラインがある。
温度制御ユニット420は、ヒータ424に電気的に結合された温度コントローラ422を含み、該ヒータ424はヒータ424を通って流れる際に燃料を加熱するように構成される。温度コントローラ422はまた、振動計5内の粘度計426、温度トランスデューサ428、及びメータ電子機器20に通信可能に接続されている。図４から理解されるように、燃料はタンク414からヒータ424及び粘度計426を通って燃料ライン425に流れることができる。温度トランスデューサ428は、燃料の温度を測定し、温度コントローラ422に信号を提供することができる。
温度コントローラ422は、例えばヒータ424に電力などのパワーを供給するように構成される。ヒータ424に供給されるパワーは、ヒータ424からヒータ424を通って流れる燃料に伝達される熱に比例する。ヒータ424に供給されるパワーは、温度トランスデューサ428によって測定された温度と基準温度との差に比例する。
温度コントローラ422はまた、粘度計426を流れる燃料に関する情報を含む信号を受信することもできる。例えば、温度コントローラ422は、燃料の粘度に比例する電圧信号を粘度計426から受信することができる。或いは、粘度計426は、燃料の粘度を表すデジタル値を提供してもよい。代替の実施形態では、情報を温度コントローラ422に提供する他の手段が用いられ得る。同様に、温度コントローラ422は、燃料ライン425を流れる燃料の温度に関する情報を含む信号を温度トランスデューサ428から受信することができる。測定された温度は、燃料、燃料ライン、周囲空気などの温度であってもよい。
上記では、温度コントローラ422、ヒータ424、粘度計426、及び温度トランスデューサ428を含む温度制御ユニット420の実施形態について記載したが、代替の実施形態は異なる構成を有してもよい。例えば、実施形態は、粘度計426を含まなくてもよく、その代わりに、振動計5に依存して燃料の粘度を決定してもよい。
しかし、粘度計426は有利である、何故ならば、粘度計は燃料がヒータ424を出るときに燃料の粘度を測定し、温度コントローラ422及び/又はメータ電子機器20に粘度に関する情報を提供することができるからであり、メータ電子機器は粘度をメータアセンブリ10による測定結果と比較する。温度コントローラ422は、温度制御ユニット420の一部でなくてもよいことも理解されるだろう。例えば、温度制御ユニット420は、図１を参照して以前に説明した振動計5のメータ電子機器20の一部であってもよい。
図４において、振動計5はメータ電子機器20がメータアセンブリ10と通信可能に連結された状態で示されている。メータ電子機器20はまた、温度制御ユニット420及び燃料注入システム430に通信可能に結合されるように示されている。メータ電子機器20は、温度制御ユニット420及び/又は燃料注入システム430に信号を提供するように構成されてもよい。例えば、メータ電子機器20は、メータアセンブリ10内の燃料密度などの測定値を受信し、温度制御ユニット420及び/又は燃料注入システム430に送ることができる基準値を計算することができる。
燃料注入システム430は、メータ電子機器20に通信可能に結合された燃料注入コントローラ432を含むものとして示されている。燃料注入コントローラ432はまた、燃料ポンプ434及び燃料インジェクタ438に通信可能に結合される。燃料ポンプ434は、燃料分配器436を介して燃料インジェクタ438に流体が行き来可能に結合される。燃料ポンプ434は、燃料分配器436を介して燃料インジェクタ438に一定圧力の燃料を供給するように構成される。燃料インジェクタ438は、燃料をエンジン439に注入する。
燃料注入コントローラ432は、燃料注入システム430のパラメータを制御するように構成される。例えば、燃料注入コントローラ432は、燃料ポンプ434から出る燃料の圧力を調整することができる。従って、燃料インジェクタ438における圧力は所望の値にすることができる。燃料インジェクタ438の動作パラメータなどの他のパラメータも制御され得る。
図４に示す実施形態において、燃料注入コントローラ432は、メータ電子機器20から受信した信号に基づいて燃料注入システム430のパラメータを制御することができる。例えば、メータ電子機器20は、メータアセンブリ10を流れる燃料に関する情報を生成して該情報を伴う信号を提供することができる。情報は、例えば、燃料の密度、粘度、及び温度を含む。該情報を用いて、燃料注入コントローラ432は、燃料注入システム430の所望の動作パラメータを決定することができる。例えば、燃料注入コントローラ432は、燃料の粘度に基づいて燃料ポンプ434から出る燃料の圧力を調整することができる。
代替の実施形態において、燃料注入システム430は、メータ電子機器20と通信していなくてもよい。従って、燃料注入システム430は、燃料の粘度又は温度に関する情報を受信しなくてもよい。上記の又は他の実施形態において、燃料制御システム400は、以下でより詳細に説明するように、燃料の粘度を制御することができる。
図５は、実施形態に従った振動計を用いて燃料制御システム内の燃料の粘度を制御する方法500を示す。方法500は、振動計に燃料を供給することによってステップ510から始まる。例えば、上述した燃料制御システム400を参照すると、方法500は、燃料源410から温度制御ユニット420を介して振動計5に燃料を供給する。ステップ520にて、燃料の特性は、振動計によって測定される。燃料の特性は、密度、温度などを含む。ステップ530にて、方法500は測定された燃料の特性に基づいて信号を生成する。例えば、生成された信号は、燃料特性間の関係を用いた密度測定から計算された粘度に基づいていてもよい。ステップ540にて、方法500は、生成された信号を、図４を参照して上記した温度制御ユニット420などの温度制御ユニットに提供する。
例えば、図２に示された実施形態を参照して、測定された密度から粘度を決定するのにライン240が用いられる。メータ電子機器20は、図１を参照して記載したリード100を介して燃料の測定密度を受信することができる。測定された密度は、対応する決定された粘度を計算する際の従属変数として使用することができる。測定された密度は、メータ電子機器20によって受信された際に用いられるか、または後で使用するためにメータ電子機器20内に記憶されてもよい。上記した測定された密度及びライン240を用いて、メータアセンブリ10内の燃料の粘度が決定される。決定された粘度は、基準値を演算するのに使用される。
基準値は、温度制御ユニット420と振動計5との間の距離を補償する。上記の如く、温度制御ユニット420と振動計5との間の距離が、燃料ライン425の破線として図４に示されている。この距離により、燃料はヒータ424によって加熱された後に冷却される。従って、基準値は燃料が燃料ライン425を通って流れる際の燃料の冷却を補償することができる。例えば、燃料ライン425を通る燃料の質量流量などの他の要因も補償されてもよい。
基準値は、生成された信号を介してメータ電子機器20によって温度制御ユニット420に供給されてもよい。例えば、メータ電子機器20は、基準値のデジタル表示を生成し、該デジタル表示を用いて信号を変調することができる。従って、メータ電子機器20によって供給される生成された信号は、基準値のデジタル表現によって変調された信号であってもよい。例えば、基準値に比例するアナログ直流(ＤＣ)電圧のような他の方法を採用することができる。実施形態にて、信号は、測定された値と基準値との間の差に比例することができる。
メータ電子機器20によって提供される基準値は、燃料の粘度を制御するために使用され得る任意の適切な値であり得る。例えば、温度制御ユニット420に提供される基準値は基準粘度であってもよい。即ち、メータ電子機器20は、メータアセンブリ10内の燃料の測定密度から粘度を決定し、温度制御ユニット420によって提供される測定温度を使用することによって、温度-粘度プロット330の１つを使用して基準粘度を計算することができる。温度制御ユニット420は、例えば、図３に示す温度-粘度プロット330の１つを用いて、基準粘度から基準温度を算出することができる。
代替の実施形態において、メータ電子機器20によって供給される基準値は、基準温度である。この実施形態において、メータ電子機器20は、基準温度を温度制御ユニット420に提供する。温度制御ユニット420は、基準温度を受信し、ヒータ424によって燃料を基準温度に加熱することができる。更に又は或いは、メータ電子機器20は他の基準値を提供することができる。
基準温度を用いて、温度制御ユニット420は、例えば比例-積分-微分(PID)制御アルゴリズムなどの任意の適切な制御手段を使用することができる。例えば、制御手段は、メータ電子機器20によって提供され、又は温度制御ユニット420によって決定された基準温度を、温度トランスデューサ428によって測定された温度と比較し、該比較結果に基づいてヒータ424に供給される電力量を調整する。供給される電力量は、基準温度と測定温度との間の差に比例する。
振動計5が温度制御ユニット420とは異なる場所にある燃料制御システム400内にあるため、温度制御ユニット420に提供される基準温度は、メータアセンブリ10を流れる燃料の所望の温度と同じではない。この温度差は、温度制御ユニット420と振動計5との間の距離に比例する。温度制御ユニット420と振動計5との間の距離は例えば、100メータであるが、代替の実施形態ではあらゆる距離が存在する。従って、基準温度は振動計5における所望の燃料温度よりも高い。
上述の実施形態は、振動計5を用いて燃料制御システム400内の燃料の粘度を制御する。上記で説明したように、燃料制御システム400内の燃料の粘度は、燃料の温度を制御することによって制御される。温度は、例えばヒータ424を有する温度制御ユニット420によって制御することができる。ヒータ424は、燃料を基準温度に加熱することができる。従って、燃料注入システム430に入る燃料は、適切な燃料特性を有する。例えば、燃料注入システム430内の燃料の粘度は、図３に示す動作粘度領域330b内にある。
幾つかの実施形態では、決定された粘度は、燃料注入システム430に提供され得る。例えば、燃料注入コントローラ432は、決定された粘度を用いて燃料注入システム430内の様々なパラメータを制御することができる。従って、燃料ポンプ434及び燃料インジェクタ438は、燃料注入システム430によって受け入れられる燃料に適した方法で制御され得る。例えば、燃料ポンプ434を出る燃料の燃料圧力は、振動計5によって決定される粘度に適していてもよい。
上記の実施形態の詳細な記述は、現在の記述の範囲内にある発明者によって熟考された全ての実施形態の完全な記述ではない。実際に当業者は、さらに実施形態を作成するために上記実施形態のある要素が種々に組み合わせられるかもしれないし除去されるかもしれないことを認識している、そしてそのような、さらなる実施形態は現在の記述の範囲及び開示の範囲内にある。また、当業者には、上記の実施形態の全部又な一部が組み合わされて、現在の記述の範囲及び開示内の更なる実施形態を生成することも明白である。
従って、特定の実施形態が説明の目的のためにここに記述されているが、当業者が認識するように、様々な等価な修正は現在の記述の範囲内で可能である、。ここに提供される開示は、燃料制御システム内の燃料を制御する他の振動計に適用可能であり、上記に記載され添付の図面に示された実施形態だけではない。従って、上記の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。

Claims (17)

  1. 振動計を用いて、燃料制御システムの燃料の粘度を制御する方法であって、
    振動計に燃料を供給するステップと、
    振動計を用いて燃料の特性を測定するステップと、
    測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するステップと、
    振動計に付与される燃料の温度を制御するように構成された温度制御ユニットに信号を提供するステップを備える、方法。
  2. 更に、振動計から燃料を受け取るエンジンを制御するように構成された燃料注入コントローラに信号を提供するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するステップは、測定された特性の値を基準値と比較するステップと、測定された特性の値と基準値との間の差に比例する信号を生成するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記温度制御ユニットは、燃料を加熱して燃料の粘度を低下させるように構成されたヒータを含む、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
  5. 測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するステップは、測定された燃料の特性から粘度を計算するステップを含む、請求項１乃至４の何れかに記載の方法。
  6. 測定された燃料の特性は、燃料の密度である、請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
  7. 振動計はコリオリ式流量計である、請求項１乃至６の何れかに記載の方法。
  8. 燃料制御システム(400)内の粘度を制御する振動計(5)であって、
    燃料源(410)に流体が行き来可能に結合されたメータアセンブリ(10)と、
    前記メータアセンブリ(10)に通信可能に結合されたメータ電子機器(20)とを備え、
    前記メータ電子機器(20)はメータアセンブリ(10)を用いて燃料の特性を測定し、
    測定された特性に基づいて信号を生成し、
    振動計(5)に提供される燃料の温度を制御するように構成された温度制御ユニット(420)に信号を提供するように構成されている、振動計(5)。
  9. 前記メータ電子機器(20)は更に、振動計(5)から燃料を受け入れるエンジン(439)を制御するように構成された燃料注入コントローラ(432)に信号を提供するように構成される、請求項８に記載の振動計(５)。
  10. 測定された特性に基づいて信号を生成するように構成された前記メータ電子機器(20)は、
    測定された特性値を基準値と比較し、
    測定された特性値と基準値との差に比例した信号を生成するように構成されている、請求項８又は９に記載の振動計(５)。
  11. 前記温度制御ユニット(420)は、燃料を加熱して燃料の粘度を下げるように構成されたヒータ(424)を備える、請求項８乃至１０の何れかに記載の振動計(５)。
  12. 測定された燃料の特性に基づいて信号を生成するように構成された前記メータ電子機器(20)は、測定された燃料の特性から粘度を計算するように構成されている、請求項８乃至１１の何れかに記載の振動計(５)。
  13. 測定された燃料の特性は、燃料の密度である、請求項８乃至１２の何れかに記載の振動計(５)。
  14. 振動計はコリオリ式流量計である、請求項８乃至１３の何れかに記載の振動計(５)。
  15. 燃料制御システム(400)内の燃料の粘度を制御するように構成された燃料制御システム(400)であって、
    温度制御ユニット(420)に流体が行き来可能且つ通信可能に連結された振動計(5)と、
    流体源(410)から燃料を受け入れるように構成され、振動計(5)に通信可能且つ流体が行き来可能に連結された温度制御ユニット(420)とを備え、
    前記温度制御ユニット(420)は振動計(5)から信号を受信し、振動計(5)から受信される信号に基づいて燃料の温度を制御するように構成されている、燃料制御システム(400)。
  16. 前記振動計(5)は、
    燃料の特性を測定し、
    測定された特性から燃料の粘度を決定するように構成される、請求項１５に記載の燃料制御システム(400)。
  17. 前記振動計(5)は基準値を決定し、
    温度制御ユニット(420)に提供される信号によって基準値を温度制御ユニット(420)に提供するように構成されている、請求項１５又は１６に記載の燃料制御システム(４００)。
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