(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン始動時の着火性の良い燃料を提供する。【解決手段】分離膜付き燃料タンク１は、原燃料の導入口７と第１吐出口２ａとを有する第１室１ａ、第１室１ａの上部に配置され、第２吐出口２ｂを有する第２室１ｂ、第１室１ａと第２室１ｂとの間に位置する隔壁１１、および隔壁１１に配置された少なくとも１つの分離膜１２を備え、分離膜１２が無機材料である。無機材料の分離膜１２は、耐薬品性と耐熱性が高く、液体の原燃料２１と接触しても、原燃料から着火性の高い低分子量成分を安定して分離できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入口と第１吐出口とを有する第１室、
該第１室の上部に配置され、第２吐出口を有する第２室、
前記第１室と前記第２室との間に位置する隔壁、
および該隔壁に配置された少なくとも１つの分離膜、を備え、
該分離膜が無機材料である、分離膜付き燃料タンク。
【請求項２】
前記無機材料が、炭素、シリカ、およびゼオライトのうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の分離膜付き燃料タンク。
【請求項３】
前記無機材料が、ガラス状炭素である、請求項１に記載の分離膜付き燃料タンク。
【請求項４】
前記隔壁が、平板状の前記分離膜と、該分離膜を保持するフレームとを備える、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜付き燃料タンク。
【請求項５】
前記隔壁は、隔壁本体と管状部とを備え、
前記隔壁本体は貫通孔を有し、
前記管状部は、少なくとも一方の端部に開口部を有する分離膜であるとともに、前記開口部が前記貫通孔に接続されている、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜付き燃料タンク。
【請求項６】
前記隔壁が、２つ以上の前記分離膜を備える、請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜付き燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、分離膜付き燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの内燃機関に使用される燃料（原燃料）には、オクタン価が高く、耐ノック性のよい高オクタン価燃料（ＨＲＯＮ）と、オクタン価が低く、始動時等の着火性がよい低オクタン価燃料（ＬＲＯＮ）が含まれている。したがって、高負荷運転時には高オクタン価燃料を使用し、始動時や低負荷運転時には低オクタン価燃料を使用することが好ましい。
【０００３】
しかし、市販されている燃料はオクタン価の異なる燃料の混合体であり、見掛け上は中間的な１つのオクタン価の燃料となる。そこで、特許文献１は、車両に給油される未分離燃料（原燃料）をヒーターで加熱した後、分離膜と真空ポンプを用いて高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離し、それぞれ異なるタンクに貯蔵する燃料分離装置を備えた車載型燃料分離システムを開示している。すなわち、通常のガソリンなどの原燃料から、低オクタン価燃料を分離することにより、低オクタン価燃料を別途補給することなく通常のガソリンから低オクタン価燃料を得ることができ、この低オクタン価燃料を用いて機関の始動性と冷間運転時の排気性状を向上させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１３２５７６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の分離膜付き燃料タンクは、導入口と第１吐出口とを有する第１室、該第１室の上側に配置され、第２吐出口を有する第２室、前記第１室と前記第２室とを区画する隔壁、および該隔壁に配置された少なくとも１つの分離膜を備え、該分離膜が無機材料である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の燃料タンクを示す概略断面図である。
【図２】第２実施形態の燃料タンクを示す概略断面図である。
【図３】第３実施形態の燃料タンクを示す概略断面図である。
【図４】第４実施形態の燃料タンクを示す概略断面図である。
【図５】複数の分離膜を備える隔壁の平面図である。
【図６】第５実施形態の燃料タンクを示す概略断面図である。
【図７】第６実施形態の燃料タンクを示す概略断面図である。
【図８】第６実施形態の隔壁の斜視図である。
【図９】第７実施形態の燃料タンクを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示の燃料タンク１は、図１に示すように、略直方体状の第１室１ａと、第１室１ａの上部に配置された第２室１ｂとを備えている。第１室１ａは、燃料の導入口（燃料導入パイプ）７と、第１吐出口（第１サクションパイプ）２ａを有している。燃料の導入口７は、車両の給油口から液体の燃料（原燃料液体）２１を第１室１ａ内に導入する。第１吐出口２ａは、第１室１ａから図示しない内燃機関（エンジン）に燃料（原燃料）を供給する。
【０００８】
第２室１ｂは、第１室１ａの上部に配置され、第２吐出口（第２サクションパイプ）２ｂを備えている。第２吐出口２ｂは、第２室１ｂ内から図示しない内燃機関に燃料を供給する。第１吐出口２ａ、第２吐出口２ｂには、いずれもモーター駆動による燃料ポンプ（第１ポンプ３ａ、第２ポンプ３ｂ）が配置され、燃料が内燃機関に供給される。第１ポンプ３ａ、第２ポンプ３ｂの燃料取入口には、燃料タンク１内に異物が混入した場合にポンプ３ａ、３ｂの損傷を防ぐフィルター（図示せず）がそれぞれ設けられている。燃料タンク１は、底部にタンクの水抜きや油抜きに用いられるドレーン６をさらに備えている。
【０００９】
なお、燃料タンク１は上記の各部品に加え、図示はしないがバッフルプレート、フロート、リターンパイプ、フューエルベーパーバルブなど、種々の部品を具備している。バッフルプレートは、加速時や減速時に燃料が片寄らないようにする部品であり、フロートは燃料の残量を計測する。リターンパイプは使われなかった燃料を燃料タンク１に戻す部品である。フューエルベーパーバルブは、燃料タンク１にある一定以上の圧力がかかった場合に圧力を解放する部品で、気化した燃料により圧力が上昇した場合に燃料タンク１本体の損傷を防ぐ。
【００１０】
図１に示すＶ方向は鉛直方向であり、Ｖ方向に垂直な面を水平面とする。また、図の鉛直上向きを単に上、鉛直下向きを単に下という場合もある。
【００１１】
第２室１ｂは、たとえば第１室１ａより上に配置されていてもよい。また、第１室１ａの底面より上で、直方体状の第１室１ａの外側の側部に配置されてもよい。さらに、第２室１ｂは、第１室１ａの底面より上の位置で直方体状の一部を構成してもよい。
【００１２】
第１室１ａと第２室１ｂとの間には隔壁１１が配置され、隔壁１１は、少なくとも１つの分離膜１２を備える。
【００１３】
第１室１ａ内の原燃料には、分子量が相対的に高い高分子量成分と、分子量が相対的に低い低分子量成分とが含まれている。本開示の燃料タンク１では、原燃料に含まれる低分子量成分が、白抜き矢印で示すように、分離膜１２を通して第２室１ｂに導入される。
【００１４】
第２室１ｂ内に導入された低分子量成分（低分子量燃料）は、沸点が低く始動時等の着火性がよい成分である。低分子量燃料は、第２吐出口２ｂから始動時や低負荷の運転時に必要に応じ内燃機関に供給される。低分子量燃料は、第２室１ｂからさらに別室（図示せず）に導入されて液化した後、内燃機関に供給されてもよい。なお、本開示における低分子量成分とは、具体的にはメチルヘキセン、ヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルヘプタンおよびトルエンを指すものとする。原燃料には、低分子量成分である上記のメチルヘキセン、ヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルヘプタンおよびトルエンのほか、飽和炭化水素、エチルベンゼン、キシレン、イソプロピルベンゼン、プロピルベンゼン、エチルトルエン、トリメチルベンゼン、メチルスチレン、エチルキシレン、プロピルトルエン、メチルプロピルベンゼン、テトラメチルベンゼン、メチルプロペニルベンゼン、フェニルブテン、ジエチルベンゼン、ナフタレン、メチルメチルプロペニルベンゼン、ジメチルインダン、メチルナフタレン等が含まれる。
【００１５】
本開示の燃料タンク１では、原燃料が貯蔵される第１室１ａの上部に、分離膜１２を介して第２室１ｂが配置されている。第１室１ａ内の原燃料の液面２２よりも上の空間には、原燃料が気化した原燃料気体が存在する。原燃料気体の圧力は第１室１ａの容積と温度で決まる蒸気圧、すなわち平衡蒸気圧である。原燃料気体に含まれる低分子量成分は、分離膜１２を透過して第２室１ｂに導入される。
【００１６】
なお、浸透気化法、および液体のまま分離膜１２を通して濾過する方法では、分離膜１２が液体と接するため分離膜の細孔が目詰まりしたり、劣化が早くなることがある。浸透気化法とは、分離膜１２の対向する２面のうち一方の面を液体に接触させ、もう一方の面が面する空間を減圧して分離する方法である。
【００１７】
本開示の燃料タンク１では、分離膜１２が液体の原燃料すなわち原燃料液体２１と接する機会が少なく、分離膜１２の細孔が目詰まりし難い。その結果、分離膜１２の劣化を低減することができ、耐久性を高めることができる。
【００１８】
さらに、本開示の燃料タンク１では、原燃料を第１室１ａ内に供給後、エンジンの始動や外気温の上昇などにより燃料タンク１の温度が上昇すると、第１室１ａ内でさらに原燃料の気化が促進されるなどして、第１室１ａ内の圧力が上昇する。その結果、第１室１ａ内の圧力と第２室１ｂ内の圧力との差が増え、低分子量成分が分離膜１２を透過し易くなる。
【００１９】
なお、常に一定量の低分子量成分を確保する為、図示はしないが、燃料タンク１以外に低分子量成分を貯蔵するタンク、熱交換器、および低分子量成分に分離膜１２を強制的に透過させる真空ポンプ等の少なくともいずれかを別途設けてもよい。これは、以下に示す種々の実施形態にも適用できる。
【００２０】
＜分離膜＞
分離膜１２としては、耐熱性や耐薬品性に優れた無機材料を用いる。分離膜１２に用いる無機材料としては、たとえばガラス状炭素などの炭素材料、シリカ材料、ゼオライト等が挙げられる。これらの無機材料は、分離膜として通常使用されるポリマーなどの有機材料と比べ、いずれも耐薬品性と耐熱性が高い。また、燃料タンク１内には水分が混入する可能性があるが、これら無機材料のうち炭素材料は、シラノール基やヒドロキシル基のような極性の高い官能基をほとんど有さず、水分による細孔の目詰まりが発生し難い。特にガラス状炭素は、光学顕微鏡で観察したとき、粒界等の内部構造をもたず均一な外観を呈するが、内部に微細な細孔が多数存在し、分子ふるい作用を有する。
【００２１】
低分子量成分が分離膜１２を透過する透過速度を高めるため、分離膜１２を加熱してもよい。分離膜１２の加熱手段として、たとえば内燃機関や排気ガスの排熱を利用してもよい。
【００２２】
分離膜１２は、たとえばセラミック多孔質体である支持体の表面に炭素膜が設けられた炭素膜付き多孔質セラミックを用いてもよい。支持体の材料として、アルミナ、ムライト、コージェライト、ジルコニア、マグネシア、炭化珪素、窒化珪素などを用いてもよい。これらのセラミック材料は、炭素膜との熱膨張率の差が小さく、高い耐熱性、機械的強度、耐摩耗性、耐熱衝撃性、耐薬品性、耐蝕性などを有しており、炭素膜の支持体に適している。
【００２３】
たとえば平均細孔径が０．２〜１．２μｍのアルミナ多孔質体を支持体として用いもよい。このような支持体の表面に、平均細孔径が０．０１〜０．０４μｍのアルミナ中間層を形成し、当該中間層の表面に炭素膜を形成することで、炭素膜付き多孔質セラミックを得ることができる。このとき、中間層の厚さは、多孔質の支持体の表面に存在する凹凸を覆うことができる厚さ、たとえば５〜１０μｍとすればよい。炭素膜の厚さはたとえば０．５〜２μｍとすればよい。
【００２４】
炭素膜付き多孔質セラミックの分離膜１２は、具体的には、たとえば以下のようにして作製すればよい。支持体として、平均細孔径が０．２〜１．２μｍの細孔を有するアルミ
ナ多孔質体を準備する。アルミナ多孔質体の形状は、第２室１ｂの形状や隔壁１１の形状に応じて適宜選択すればよい。
【００２５】
このアルミナ多孔質体の少なくとも一方の表面に、アルミナ中間層を形成する。まず、平均粒径が０．１７〜０．２３μｍのαアルミナ粉末を、親水性の分散剤を用いて水に分散させ、αアルミナ粉末のスラリーを作製する。以下、αアルミナ粉末のスラリーを単にαアルミナスラリーという。得られたαアルミナスラリーを、例えばディップコート法（浸漬塗布法）などの塗布手段を用いて、支持体であるアルミナ多孔質体の表面に塗布する。塗布したαアルミナスラリーを乾燥した後、たとえば大気中１０８０〜１１２０℃の最高温度で８〜１５分焼成することで、中間層が形成される。
【００２６】
得られた中間層の表面に、炭素膜の前駆体を塗布し、乾燥する。炭素膜の前駆体を塗布した支持体を、非酸化性雰囲気中または真空中で、５５０〜８５０℃の温度で熱処理することにより、炭素膜付き多孔質セラミックが得られる。炭素膜の前駆体としては、たとえば、芳香族ポリイミド、ポリピロロン、ポリフルフリルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、リグニン誘導体、木タール、竹タール、石油ピッチ、石炭ピッチ等からなるものが挙げられる。これらの原料を単独または２種以上併用して用いてもよい。炭素膜の前駆体には、シランやアミン、メトキシドを添加してもよい。
【００２７】
このようにして得られた炭素膜は、耐水性が高く、原燃料に不純物として含まれる水分が吸着し難く、分離性能が劣化し難い。したがって、このような炭素膜を有する分離膜は原燃料から低分子量燃料を安定して分離できる。
【００２８】
＜第１実施形態＞
第２室１ｂは、図１に示すように燃料タンク１の本体である第１室１ａの上に設ける場合、第１室１ａの上面の一部に開口部を設け、当該開口部に平板状の隔壁１１（分離膜１２）と、第２室１ｂとを接続する。この場合、分離膜１２および第２室１ｂは、第１室１ａの上部外側に着脱可能に接続されており、分離膜１２および第２室１ｂのメンテナンスおよび交換が容易にできる。
【００２９】
＜第２〜第４実施形態＞
図２、図３、および図４に示すように、第２室１ｂは、第１室１ａの内側、または第１室１ａと第２室１ｂとで略直方体が形成されるように設けられていてもよい。この場合、第２室１ｂは略直方体状の燃料タンク１の上部に配置される。図２に示す第２実施形態のように、たとえば第２室１ｂを燃料タンク１の上部側面にはめ込む構造としてもよい。
【００３０】
図３に示す第３実施形態のように、たとえば、第２室１ｂを燃料タンク１の上部にはめ込む構造としてもよい。
【００３１】
第２実施形態および第３実施形態では、第２室１ｂの側部すなわち側部隔壁に分離膜１２を用い、第２室１ｂの底部すなわち底部隔壁１１を、低分子量成分を通しにくい、または通さない材料で構成してもよい。底部隔壁１１の材料は、燃料タンク１の壁面を構成する材料と同じ材料であってもよい。これにより、側部の分離膜１２を通って第２室１ｂに導入された低分子量成分が液化して第２室１ｂの下部に溜まっても、低分子量成分は第１室１ａに逆流し難くなる。
【００３２】
さらに、図４に示す第４実施形態のように、第２室１ｂの側部（側部隔壁）の下部を、底部隔壁１１と同様、低分子量成分を通しにくい、または通さない材料としてもよい。
【００３３】
第１実施形態〜第４実施形態の分離膜１２は、隔壁１１に複数配置されていてもよい。
たとえば、図５に示すように、フレーム１３に９個の分離膜１２が配置され、隔壁１１を構成してもよい。このように隔壁１１に複数の分離膜１２を配置することで、分離膜１２の一部に劣化または不具合が発生しても、その劣化または不具合が発生した一部の分離膜１２だけを交換すればよい。また、分離膜１２の一部にクラック等の破壊が発生しても、その破壊が他の分離膜１２に及び難い。なお、図５ではフレーム１３に９個の分離膜１２を配置した隔壁１１を示したが、分離膜１２の数および配置はこれに限定されるものではなく、適宜変更できる。
【００３４】
＜第５実施形態＞
図１〜４では、平板状の分離膜１２を、その面が水平または垂直となるように配置した場合について示したが、図６に示すように分離膜１２の面が傾斜し、分離膜１２の一部が液体の原燃料（原燃料液体）２１と接していてもよい。分離膜１２は高い耐薬品性を有する無機材料であるため、原燃料液体２１と接しても容易に損なわれることはない。燃料タンク１の水平面に対する分離膜１２の面のなす角は、たとえば３０°以上６０°以下であってもよい。分離膜１２の面が燃料タンク１の水平面に対して３０°以上６０°以下の角度をなしていることで、図５に示すようなフレーム１３に分離膜１２を配置した隔壁１１を、燃料タンク１にはめ込むだけで第２室１ｂを構成することができる。
【００３５】
＜第６実施形態＞
図７に示す第６実施形態のように、隔壁１１が平板状ではなく、凹部および／または凸部を有していてもよい。図８は、第６実施形態の隔壁１１の斜視図である。図８に示す隔壁１１は、額縁状の枠を組合せたフレーム１３に平板状の分離膜１２を１０個配置し、凹凸形状としたものである。隔壁１１を、このように凹部および／または凸部を有する形状とすることで、限られた容積でも分離膜１２の表面積を増大させることができ、良好な分離性能を得ることができる。
【００３６】
＜第７実施形態＞
図９に示す第７実施形態では、隔壁１１が、隔壁本体１３と管状部とを備えている。隔壁本体１３は貫通孔を有している。管状部は２つの端部を有する管状の分離膜１２である。分離膜１２の一方の端部は開口した開口部１４であり、もう一方の端部は封止された封止部１５である。分離膜１２の開口部１４は貫通孔に接続されている。
【００３７】
図９では、第１室１ａの上部の側面に隔壁１１を設け、その外側に第２室１ｂが配置されている。管状の分離膜１２は隔壁本体１３から第１室１ａに水平方向に沿ってのび、分離膜１２と封止部１５とが第１室１ａ内に配置されている。管状の分離膜１２の内側は開口部１４で第２室１ｂにつながっている。図９では、管状の分離膜１２の外表面に接した低分子量成分が分離膜１２の内側に透過し、開口部１４を通って第２室１ｂ内に導入される。隔壁本体１３には、１つの管状の分離膜１２が接続されてもよいし、２つ以上の管状の分離膜１２が接続されていてもよい。管状の分離膜１２は、両端に開口部１４を有していてもよい。たとえば管状の分離膜１２が両端に開口部１４を有する場合は、両方の開口部１４が同じ第２室１ｂにつながっていてもよいし、燃料タンクが２以上の第２室１ｂを有し２つの開口部がそれぞれ異なる第２室１ｂにつながっていてもよい。また、管状の分離膜１２は、直管状でもよいし、Ｕ字状、Ｓ字状、らせん状などの形状であってもよい。
【００３８】
第７実施形態の管状の分離膜１２は平板状の分離膜１２より高い強度を有する。そのため、たとえば低分子量成分の気化を促進する目的で原燃料液体２１を加熱して、分離膜１２を挟んだ第１室１ａと第２室１ｂの圧力差が大きくなっても、圧力差による分離膜１２の破壊が起き難くなる。
【００３９】
以上、本実施形態の分離膜付き燃料タンクについて具体例を挙げて説明したが、本発明
はこれらの具体例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
分離膜の支持体である多孔質セラミックとして、アルミナ多孔質板（１００ｍｍ角、厚さ１ｍｍ、平均細孔径１μｍ）を準備した。
【００４２】
支持体と分離膜との間の中間層の原料であるαアルミナ粉末（平均粒径０．２μｍ）とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とを水に分散させてスラリーを作製した。上記αアルミナ粉末１００質量％に対して、ポリビニルアルコールを２質量％、水を１８９８質量％添加し、ポットミルにて２０ｈｒ混合しスラリーとした。
【００４３】
アルミナ多孔質板の一方の面をポリイミドテープで封止し、作製したスラリー中に浸漬した後、１０ｍｍ／秒のスピードで引き上げることにより、アルミナ多孔質板の一方の面に中間層となるαアルミナ粉末の被膜を形成した。これを大気中８０℃で１０分間乾燥し、大気中１１００℃の最高温度で１０分間焼成して中間層を備えたアルミナ多孔質基体を作製した。
【００４４】
アルミナ多孔質基体の中間層上に炭素膜を形成する炭素膜前駆体溶液を準備した。フェノール樹脂にテトラヒドロフランを添加し、マグネチックスターラーで２時間混合し、フェノール樹脂濃度が３０質量％の炭素膜前駆体溶液とした。アルミナ多孔質基体の中間層を形成していない面をポリイミドテープで封止し、炭素膜前駆体溶液に浸漬した後一定速度で引き上げて、中間層上にフェノール樹脂の被膜を形成した。アルミナ多孔質基体からポリイミドテープを除去し、得られたフェノール樹脂の被膜をアルミナ多孔質基体とともに大気中、８０℃で１０分間乾燥した。乾燥後、フェノール樹脂の被膜をアルミナ多孔質基体とともに窒素雰囲気下で熱処理してフェノール樹脂を炭化させ、炭素膜付き多孔質セラミックを得た。熱処理条件は５５０〜８５０℃１０分であった。炭素膜の厚みは炭素膜前駆体溶液から引き上げる速度の調整により制御した。得られた炭素膜の厚みは０．３μｍ〜０．７μｍであった。得られた炭素膜は、断面を光学顕微鏡で観察したところ、粒界等の内部構造をもたず均一な外観を有するガラス状炭素であった。
【００４５】
また、アルミナ多孔質基体の中間層上に有機膜を形成するポリイミド樹脂前駆体溶液を準備した。市販のポリイミド樹脂前駆体ワニス（宇部興産製、Ｕ−ワニスＡ）にＮ−メチル−１−ピロリドンを添加し、マグネチックスターラーで２時間混合し、ポリイミド樹脂前駆体の濃度を２０質量％に調整したポリイミド樹脂前駆体溶液を作製した。アルミナ多孔質基体の中間層を形成していない面をポリイミドテープで封止し、ポリイミド樹脂前駆体溶液に浸漬した後、一定速度で引き上げて中間層上にポリイミド樹脂前駆体の被膜を形成した。アルミナ多孔質基体からポリイミドテープを除去し、得られたポリイミド樹脂前駆体の被膜をアルミナ多孔質基体とともに真空中、８０℃で１０分間乾燥した。乾燥後、ポリイミド樹脂前駆体の被膜をアルミナ多孔質基体とともに真空中、１７０℃の熱処理を行ってイミド化し、有機膜付き多孔質セラミックを作製した。有機膜の厚みはポリイミド樹脂前駆体溶液から引き上げる速度の調整により制御した。得られた有機膜の厚みは０．６μｍであった。得られた有機膜のフーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）には、イミド結合のＣ＝Ｏ結合の伸縮振動に由来する１７６６ｃｍ−１付近のピークが存在し、有機膜がポリイミドであることを確認した。
【００４６】
以下、炭素膜付き多孔質セラミックおよび有機膜付き多孔質セラミックを総じて分離膜
という場合がある。
【００４７】
作製した分離膜の分離特性評価として、ガソリンの透過分離試験を行った。原燃料としては、市販のレギュラーガソリン（出光石油製）を用いた。
【００４８】
図１の燃料タンクを模した分離装置に分離膜を配置した。分離膜は、第１室側に炭素膜または有機膜、第２室側にアルミナ基体が位置するように配置した。第１室に原燃料液体を図１の液面程度、すなわち第１室の容量の７０％まで入れ、第１室の圧力を大気圧とした。第２室の第２吐出口に真空ポンプを接続して第２室を減圧し、第１室内の気化したレギュラーガソリンを第２室へと透過させた。試験温度は２０℃とした。第２室と真空ポンプの間にはコールドトラップを配置し、第２室に透過した透過燃料をコールドトラップに捕集した。コールドトラップに捕集された透過燃料の重量、構成成分の種類および低分子量成分の含有比率を評価した。透過燃料の成分の測定には、ガスクロマトグラフＱＰ２０１０Ｐｌｕｓ（島津製作所製）を用いた。
【００４９】
透過燃料の透過速度は、所定の時間内にコールドトラップに捕集された透過燃料の重量を、炭素膜または有機膜の単位面積あたり、および単位時間あたりに換算して算出した。また重量を測定した透過燃料の成分分析をガスクロマトグラフにて行った。各試料の測定結果を表１に示す。所定の時間は、分離開始から１時間後まで（条件Ａ）、および分離開始９９時間後から１００時間後まで（条件Ｂ）とした。なお、分離試験の間、第１室内のレギュラーガソリンの量が第１室の容量の６５％〜７０％となるよう、第１室に適宜レギュラーガソリンを補充した。
【００５０】
表１では、メチルヘキセン、ヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルヘプタンおよびトルエンを低分子量成分とし、透過燃料のうち低分子量成分の比率を表１に記載した。なお、原燃料であるレギュラーガソリンに含まれる低分子量成分の比率は、おおむね３０質量％であった。
【００５１】
【表１】
2020002877.tif 000003
【００５２】
試料Ｎｏ．１〜６は、いずれも透過燃料の透過速度が高く、透過燃料の構成成分は、分離開始から１時間後までの条件Ａ、および９９時間後から１００時間後までの条件Ｂのいずれでも、低分子量成分が８０％質量以上を占めていた。一方、試料Ｎｏ．７の分有機材料のポリイミドを用いた分離膜は、分離開始９９時間後から１００時間後までの条件Ｂでは透過燃料に含まれる低分子量成分が少なかった。これは、分離膜の有機材料が気化したガソリンに長時間接触したことで、有機材料であるポリイミドにガソリン成分が浸透し、有機材料が軟化する可塑効果により細孔径が拡大して高分子量成分が透過し始めたことによると考えられる。なお、透過速度は試料Ｎｏ．１〜７のいずれも条件Ａと条件Ｂで測定
誤差程度の変化しかなかった。
【００５３】
このように無機材料の分離膜を用いて本実施形態の分離膜付き燃料タンクを構成すると、エンジンが始動する際に必要な量の低分子量燃料を分離することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１：燃料タンク（ガソリンタンク）
１ａ：第１室
１ｂ：第２室
２ａ：第１吐出口（第１サクションパイプ）
２ｂ：第２吐出口（第２サクションパイプ）
３ａ：第１ポンプ
３ｂ：第２ポンプ
６：ドレーン
７：燃料導入パイプ
１１：隔壁
１２：分離膜
１３：フレーム、隔壁本体
１４：筒状の分離膜の開口部
１５：筒状の分離膜の封止部
２１：原燃料液体
２２：原燃料の液面
【図１】
2020002877.tif 000004
【図２】
2020002877.tif 000005
【図３】
2020002877.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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