(57)【要約】      （修正有）【課題】混合燃料に水を容易に混合して分離できる燃料タンクを提供する。【解決手段】メインタンク２と、水タンク３と、分離タンク４と、ガソリン−アルコール混合燃料を分離タンク４に供給する混合燃料供給手段６と、水を分離タンク４に供給する水供給手段１１と、ガソリン層に浮遊自在に設けられ、ガソリンをエンジンに供給するガソリン供給手段１４と、分離タンク４の下部に設けられ、アルコール−水混合液を吸入し、エンジンに供給するアルコール−水供給手段１６とを備える。ガソリン供給手段１４は、分離タンク４の上部に設けられてもよい。また、アルコール濃度検出手段１０及び供給水量制御手段９をさらに備えてもよい。また。界面位置検出手段２１及びガソリン還流手段をさらに備えてもよい。混合燃料供給手段６はイジェクターを設けてもよく、水供給手段１１はイジェクターを設けてもよい。【選択図】図１
2010096058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリン−アルコール混合燃料を収容するメインタンクと、水を収容する水タンクと、ガソリン−アルコール混合燃料に水を加えてガソリンとアルコール−水混合液とに分離する分離タンクと、該メインタンク内のガソリン−アルコール混合燃料を該分離タンクに供給する混合燃料供給手段と、該水タンク内の水を該分離タンクに供給する水供給手段とを備える自動車用燃料タンクであって、
該分離タンク内のガソリン層に浮遊自在に設けられ、該ガソリンを吸入して、エンジンに供給するガソリン供給手段と、
該分離タンクの下部に設けられ、該アルコール−水混合液を吸入して、エンジンに供給するアルコール−水供給手段とを備えることを特徴とする自動車用燃料タンク。
【請求項２】
ガソリン−アルコール混合燃料を収容するメインタンクと、水を収容する水タンクと、ガソリン−アルコール混合燃料に水を加えてガソリンとアルコール−水混合液とに分離する分離タンクと、該メインタンク内のガソリン−アルコール混合燃料を該分離タンクに供給する混合燃料供給手段と、該水タンク内の水を該分離タンクに供給する水供給手段とを備える自動車用燃料タンクであって、
該分離タンクの上部に設けられ、該ガソリンを吸入して、該エンジンに供給するガソリン供給手段と、
該分離タンクの下部に設けられ、該アルコール−水混合液を吸入して、該エンジンに供給するアルコール−水供給手段とを備えることを特徴とする自動車用燃料タンク。
【請求項３】
前記メインタンクに収容されるガソリン−アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
該検出手段により検出された濃度の値により前記分離タンクに供給する水の量を制御する供給水量制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の自動車用燃料タンク。
【請求項４】
前記分離タンクにおけるガソリンとアルコール−水混合液との界面の位置を検出する界面位置検出手段と、
前記ガソリン供給手段に設けられ、該界面位置検出手段により検出された該界面の位置が所定の位置より低くなったときに、該分離タンク内のガソリンをメインタンク内に還流する第１のガソリン還流手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の自動車用燃料タンク。
【請求項５】
前記ガソリン供給手段は、前記ガソリンを前記分離タンクに還流する第２のガソリン還流手段を備え、
該ガソリン還流手段に、前記混合燃料供給手段が接続され、
該ガソリン還流手段と該混合燃料供給手段との接続部には、該ガソリン還流手段のガソリンの流速により減圧部を形成し、該減圧部に該混合燃料供給手段内の混合燃料を吸入する混合燃料吸入手段が設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の自動車用燃料タンク。
【請求項６】
前記アルコール−水供給手段は、前記アルコール−水混合液を前記分離タンクに還流するアルコール−水還流手段を備え、
該アルコール−水還流手段に、前記水供給手段が接続され、
該アルコール−水還流手段と該水供給手段との接続部には、該アルコール−水還流手段のガソリンの流速により減圧部を形成し、該減圧部に該水供給手段内の水を吸入する水吸入手段が設けられていることを特徴とする請求項２，３，５のいずれか１項記載の自動車用燃料タンク。
【請求項７】
前記ガソリン供給手段は、前記ガソリンを前記分離タンクに還流する第２のガソリン還流手段を備え、
該ガソリン還流手段に、前記混合燃料供給手段及び前記水供給手段が接続され、
該ガソリン還流手段と該混合燃料供給手段及び該水供給手段との接続部には、該ガソリン還流手段のガソリンの流速により減圧部を形成し、該減圧部に該混合燃料供給手段内の混合燃料及び該水供給手段内の水を吸入する混合燃料−水吸入手段が設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の自動車用燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン−アルコール混合燃料に用いられる自動車用燃料タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の燃料として、ガソリンとアルコールとの混合燃料を用いることが知られている。前記混合燃料によれば、前記アルコールとして、植物性物質、例えばサトウキビ、トウモロコシ等の農作物の発酵、蒸留により得たエタノールを用いることにより、所謂カーボンニュートラル効果を得ることができると考えられている。前記カーボンニュートラル効果とは、前記エタノールとして植物性物質起源のものを用いるときには、原料となる植物自体が既に二酸化炭素を吸収しているので、係る植物性物質から得られたエタノールを燃焼させたとしても、排出される二酸化炭素の量は前記植物自体が吸収した二酸化炭素の量に等しく、総計としての二酸化炭素の排出量は理論的にはゼロになるというものである。
【０００３】
従って、ガソリンとエタノールとの混合燃料を自動車用燃料に用いることにより、二酸化炭素の排出量を削減し、地球の温暖化防止に寄与することができる。
【０００４】
そこで、前記混合燃料の利用方法として、該混合燃料に水を添加して、ガソリンとエタノール−水混合液とに分離し、ガソリンとエタノール−水混合液とをそれぞれ任意の割合で混合してエンジンに供給する内燃機関システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
エタノールは、ガソリンに比較して高いオクタン価を有している。そこで、前記分離したガソリンとエタノール−水混合液とを任意の割合で混合してエンジンに供給することにより、エンジンの要求負荷に応じたオクタン価を備える燃料を供給することができる。
【０００６】
前記従来の内燃機関システムに用いられる燃料タンクとして、ガソリン−エタノール混合燃料を収容するメインタンクにさらに水を添加することにより、収容されているガソリン−エタノール混合燃料をガソリンとエタノール−水混合液とに分離するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、前記従来の燃料タンクは、メインタンク内でガソリン−エタノール混合燃料に水を添加してメインタンク内で分離しているため、該ガソリン−エタノール混合燃料と水とを容易に攪拌することができないという不都合がある。
【特許文献１】特開２００７−２５５３２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２５５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる不都合を解消して、ガソリン−アルコール混合燃料と水とを容易に攪拌、混合して、分離することができる自動車用燃料タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明の自動車用燃料タンクは、ガソリン−アルコール混合燃料を収容するメインタンクと、水を収容する水タンクと、ガソリン−アルコール混合燃料に水を加えてガソリンとアルコール−水混合液とに分離する分離タンクと、該メインタンク内のガソリン−アルコール混合燃料を該分離タンクに供給する混合燃料供給手段と、該水タンク内の水を該分離タンクに供給する水供給手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の自動車用燃料タンクは、前記メインタンクとは別に前記分離タンクを備えている。従って、前記分離タンクは、前記メインタンクより小型なものとすることができる。そこで、前記混合燃料供給手段により、前記メインタンク内から供給されるガソリン−アルコール混合燃料と、前記水供給手段により、前記水タンク内から供給される水とが前記分離タンク内に供給されたときに、該分離タンク内で前記混合燃料と水とを容易に攪拌、混合することができる。
【００１１】
前記ガソリン−アルコール混合燃料に水を混合すると、該ガソリン−アルコール混合燃料を構成するガソリンは疎水性であり、前記アルコールは親水性であるので、該混合燃料は、前記ガソリンとアルコール−水混合液との２層に分離する。このとき、前記ガソリンと前記アルコール−水混合液とは、比重が相対的に小さいガソリンが上層となり、比重が相対的に大きいアルコール−水混合液が下層となる。
【００１２】
ここで、本発明の自動車用燃料タンクの第１の態様は、前記分離タンク内のガソリン層に浮遊自在に設けられ、該ガソリンを吸入して、エンジンに供給するガソリン供給手段と、前記分離タンクの下部に設けられ、前記アルコール−水混合液を吸入して、エンジンに供給するアルコール−水供給手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
前記第１の態様の燃料タンクは、前記ガソリン層に浮遊自在に設けられ、該ガソリンを吸入して、エンジンに供給するガソリン供給手段を備える。このようにすることで、前記ガソリンを独立して取り出すことができる。ここで、前記ガソリン供給手段は、前記ガソリン層中に浮遊するよう設けられてもよく、前記ガソリン層の液面に浮遊するよう設けられてもよい。
【００１４】
また、前記第１の態様の燃料タンクは、前記分離タンクの下部に設けられ、前記アルコール−水混合液を吸入して、エンジンに供給するアルコール−水供給手段とを備える。このようにすることで、前記アルコール−水混合液を独立に取り出すことができる。
【００１５】
この結果、前記ガソリンと前記アルコール−水混合液とをそれぞれ独立に取り出し、任意の割合で混合してエンジンに供給することができる。
【００１６】
また、本発明の自動車用燃料タンクは、第２の態様として、前記ガソリンを吸入して、エンジンに供給する前記ガソリン供給手段を、該ガソリン層に浮遊自在に設ける代わりに、前記分離タンクの上部に設けるようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明の自動車用燃料タンクは、前記各態様において、前記メインタンクに収容されるガソリン−アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出する検出手段と、該検出手段により検出された濃度の値により前記分離タンクに供給する水の量を制御する制御手段とを備えることが好ましい。本発明の自動車用燃料タンクは、前記検出手段により前記ガソリン−アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出することで、前記メインタンク内に収容されているガソリン−アルコール混合燃料の濃度に関わらず、前記分離に必要な量の水を確実に前記分離タンクに供給することができる。
【００１８】
また、本発明の自動車用燃料タンクの第２の態様では、前記分離タンクにおけるガソリンとアルコール−水混合液との界面の位置を検出する界面位置検出手段と、前記ガソリン供給手段に設けられ、該界面位置検出手段により検出された該界面の位置が所定の位置より低くなったときに、該分離タンク内のガソリンをメインタンク内に還流する第１のガソリン還流手段とを備えることが好ましい。
【００１９】
このようにすることで、前記ガソリンと前記アルコール−水混合液との界面を把握することができるため、前記ガソリン供給手段を前記分離タンクの上部に設けた場合においても、確実に該ガソリンを独立して取り出すことができる。
【００２０】
また、前記界面位置検出手段によって、前記ガソリンと前記アルコール−水混合液との界面の位置が、所定の位置より低くなったことが検出されると、前記分離タンク内のガソリンを前記メインタンクに還流させ、さらに該混合燃料を分離することにより、該アルコール−水混合液の増加を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の自動車用燃料タンクの第２の態様では、前記ガソリン供給手段は、前記ガソリンを前記分離タンクに還流する第２のガソリン還流手段を備え、該第２のガソリン還流手段に、前記混合燃料供給手段が接続され、該第２のガソリン還流手段と該混合燃料供給手段との接続部には、該第２のガソリン還流手段のガソリンの流速により減圧部を形成し、該減圧部に該混合燃料供給手段内の混合燃料を吸入する混合燃料吸入手段を設けることが好ましい。
【００２２】
前記混合燃料吸入手段は、前記第２のガソリン還流手段に前記接続部において接続されており、該混合燃料吸入手段を該第２のガソリン還流手段により還流されるガソリンが通過する際に、その流速により該燃料吸入手段内に減圧部が形成される。このとき、前記燃料吸入手段には、前記混合燃料供給手段が接続されているため、前記減圧部に該混合燃料供給手段内から混合燃料が吸引され、該混合燃料が、前記ガソリンと共に前記分離タンクに供給される。従って、前記混合燃料を吸引するためのポンプ等の装置を別に備えることなく、該混合燃料を前記分離タンクに供給することができる。
【００２３】
また、本発明の自動車用燃料タンクの第２の態様では、前記アルコール−水供給手段は、前記アルコール−水混合液を前記分離タンクに還流するアルコール−水還流手段を備え、該アルコール−水還流手段は、前記水供給手段が接続され、該アルコール−水還流手段と該水供給手段との接続部には、該アルコール−水還流手段のガソリンの流速により減圧部を形成し、該減圧部に該水供給手段内の水を吸入する水吸入手段を設けることが好ましい。
【００２４】
前記水吸入手段は、前記アルコール−水還流手段に前記接続部において接続されており、該水吸入手段を該アルコール−水還流手段により還流されるアルコール−水混合液が通過する際に、その流速により該水吸入手段内に減圧部が形成される。このとき、前記水吸入手段には、前記水供給手段が接続されているため、前記減圧部に該水供給手段内から水が吸引され、該水が、前記アルコール−水混合液と共に前記分離タンクに供給される。従って、前記水供給手段は、前記水を吸引するためのポンプ等の装置を別に備えることなく、該水を前記分離タンクに供給することができる。
【００２５】
また、本発明の自動車用燃料タンクの第２の態様では、前記ガソリン供給手段は、前記ガソリンを前記分離タンクに還流する第２のガソリン還流手段を備え、該第２のガソリン還流手段は、前記混合燃料供給手段及び前記水供給手段が接続され、該第２のガソリン還流手段と該混合燃料供給手段及び該水供給手段との接続部には、該第２のガソリン還流手段により還流されるガソリンの流速により減圧部を形成し、該減圧部に該混合燃料供給手段内の混合燃料及び該水供給手段内の水を吸入する混合燃料−水吸入手段を設けることが好ましい。
【００２６】
前記混合燃料−水吸入手段は、前記第２のガソリン還流手段に前記接続部において接続されており、該混合燃料−水吸入手段を該第２のガソリン還流手段のガソリンが通過する際に、その流速により該混合燃料−水吸入手段内に減圧部が形成される。このとき、前記混合燃料−水吸入手段には、前記混合燃料供給手段及び前記水供給手段が接続されているため、前記減圧部に該混合燃料供給手段内から混合燃料及び該水供給手段内から水が吸引され、該混合燃料及び該水が、前記ガソリンと共に前記分離タンクに供給される。従って、前記混合燃料供給手段及び前記水供給手段は、それぞれ前記混合燃料及び前記水を吸引するためのポンプ等の装置を別に備えることなく、該混合燃料及び水を前記分離タンクに供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は第１の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図、図２は第２の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図、図３は第３の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図、図４は第４の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図である。
【００２８】
本発明の第１の実施形態の燃料タンク１は、図１に示すように、ガソリン−アルコール混合燃料として、ガソリン−エタノール混合燃料を収容するメインタンク２と、水を収容する水タンク３と、ガソリン−エタノール混合燃料に水を加えてガソリンとエタノール−水混合液とに分離する分離タンク４とを備えている。各タンク２，３，４は、互いに隣接して設けられており、その容量は、例えば、メインタンク２は５０リットル、水タンク３は３リットル、分離タンク４は２リットルである。
【００２９】
メインタンク２は、上部に設けられている混合燃料供給口５と、混合燃料ポンプユニット６とを備えている。混合燃料ポンプユニット６は、メインタンク２の底部に設けられた液圧が０．１ＭＰａ以下の低圧ポンプである混合燃料ポンプ７と、一端が混合燃料ポンプ７に接続され、他端が分離タンク４の下部に開口している第１の導管８とを備えている。混合燃料ポンプ７は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。
【００３０】
また、メインタンク２の底部には、エタノール濃度検出手段１０が設けられており、エタノール濃度検出手段１０は、制御装置９と電気的に接続されている。
【００３１】
水タンク３は、水ポンプユニット１１を備えている。水ポンプユニット１１は、水タンク３の底部に設けられた液圧が０．１ＭＰａ以下の低圧ポンプである水ポンプ１２と、一端が水ポンプ１２に接続され、他端が分離タンク４の上部に開口している第２の導管１３とを備えている。水ポンプ１２は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。
【００３２】
分離タンク４は、前記混合燃料が分離されたガソリン及びエタノール−水混合液を収容しており、上層にガソリン層、下層にエタノール−水混合液層が形成されている。
【００３３】
分離タンク４は、前記分離されたガソリン層に浮遊自在に設けられたガソリンポンプユニット１４と、上部から挿通されている筒状部材１５内の下部に設けられたエタノール−水ポンプユニット１６とを備えている。
【００３４】
ガソリンポンプユニット１４は、例えば、前記ガソリン層の液面に浮遊するフロート１７と、メインタンク２の上面に設けられたガソリンポンプ１８と、一端がフロート１７に接続され、他端がガソリンポンプ１８に接続される伸縮自在の第１のガソリン供給管１９と、一端がガソリンポンプ１８に接続され、他端が図示しないエンジンに接続される第２のガソリン供給管２０とを備えている。ガソリンポンプ１８は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。フロート１７は、分離タンク４の上部に設けられたフロート位置検知手段２１から鉛直下向きに垂下されたガイド部材２２に沿って上下動自在であり、該ガソリン層の液面の上下動に従って浮動して、該ガソリン層の液面を検知する。フロート位置検知手段２１は、制御装置９に電気的に接続されており、フロート１７の位置情報を制御装置９に送信する。
【００３５】
エタノール−水ポンプユニット１６は、一端が分離タンク４内の下部のエタノール−水層内に開口しており、他端が前記エンジンに接続されたエタノール−水供給管２３と、エタノール−水供給管３８の途中に設けられた液圧が０．２〜０．７ＭＰａの範囲の高圧ポンプであるエタノール−水ポンプ２４とを備えている。エタノール−水ポンプ２４は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。
【００３６】
次に、第１の実施形態の自動車用燃料タンク１の作動を説明する。
【００３７】
先ず、エタノール濃度検出手段１０によって、メインタンク２に収容されている前記ガソリン−エタノール混合燃料のエタノール濃度が検出され、該検出されたエタノール濃度の値に応じて、制御装置９によって該ガソリン−エタノール混合燃料と水との混合比率が決定される。次に、前記決定された混合比率となるよう、制御装置９によって混合燃料ポンプ７及び水ポンプ１２が制御され、所定量の前記エタノール混合燃料と前記水とが第１及び第２の導管８，１３を介して分離タンク４内に供給される。このとき、前記混合燃料は分離タンク４の下部に供給され、前記水は分離タンク４の上部に供給される。前記混合燃料は相対的に比重が小さく、前記水は、相対的に比重が大きいので、前記のように供給された前記混合燃料と前記水とは、前記分離タンク内で両者の比重差により対流を生じ、互いに攪拌され、混合される。
【００３８】
前記混合燃料を構成するエタノールは親水性であり、ガソリンは疎水性であるので、該混合燃料に水が混合されると、該混合燃料はガソリンとエタノール−水混合液との上下２層に分離し、比重が相対的に小さいガソリンが上層となり、比重が相対的に大きいエタノール−水混合液が下層となる。
【００３９】
このようにして、前記混合燃料の分離が進むと、分離タンク４内のガソリン及びエタノール−水混合液の量が増加し、フロート１７の位置が上昇する。フロート１７が最上部に達したことがフロート位置検知手段２１により検知されると制御装置９は、分離タンク４内が前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液で満たされたと判断する。すると制御手段９によって混合燃料ポンプ７及び水ポンプ１２が停止される。
【００４０】
第１の実施形態の自動車用燃料タンク１によれば、メインタンク２は容量が５０リットルであるのに対して、分離タンク４は容量が２リットルと小型のものにすることができる。従って、分離タンク４内で前記混合燃料と水とを容易に攪拌、混合することができる。
【００４１】
また、第１の実施形態の自動車用燃料タンク１によれば、ガソリンポンプユニット１４は、制御装置９に制御されるガソリンポンプ１８によって、第１のガソリン供給管１９を介してフロート１７内の前記ガソリンを吸入し、さらに第２のガソリン供給管２０を介して該ガソリンを前記エンジンに供給することができる。従って、ガソリンポンプユニット１４は、分離タンク４の上層に存するガソリンを確実に独立して取出し、エンジンに供給することができる。また、エタノール−水ポンプユニット１６は、制御装置９に制御されるエタノール−水ポンプ２４により、エタノール−水供給管２３を介して、分離タンク４の下層に存するエタノール−水混合液を確実に独立して取出し、エンジンに供給することができる。
【００４２】
従って、第１の実施形態の燃料ポンプ１によれば、前記混合燃料と、前記エタノール−水混合液とをそれぞれ独立に取り出すことができる。
【００４３】
ガソリンポンプユニット１４及びエタノール−水ポンプユニット１６により、前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液がエンジンに供給されると、分離タンク４内のガソリン及びエタノール−水混合液の量が減少しフロート１７の位置が低下する。フロート１７の位置が所定の位置より低くなったことがフロート位置検知手段２１により検知されると制御装置９によって混合燃料ポンプ７及び水ポンプ１２が制御され、上述したように前記混合燃料及び前記水の供給が再開される。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態の燃料タンク３１は、図２に示すように、第１の実施形態の自動車用燃料タンク１と同様のメインタンク２と、水タンク３と、分離タンク４とを備えている。
【００４５】
分離タンク４は、前記混合燃料が分離されたガソリン及びエタノール−水混合液を収容しており、該ガソリンが上層、該エタノール−水混合液が下層を形成している。
【００４６】
分離タンク４は、上部から挿通された筒状部材１５内の上部に設けられたガソリンポンプユニット３２と、筒状部材１５内の下部に設けられたエタノール−水ポンプユニット３３とを備えている。
【００４７】
ガソリンポンプユニット３２は、一端が分離タンク４内の上部のガソリン層内に開口しており、他端が図示しないエンジンに接続されたガソリン供給管３４と、ガソリン供給管３４の途中に設けられた液圧が０．２〜０．７ＭＰａの範囲の高圧ポンプであるガソリンポンプ３５とを備えている。ガソリンポンプ３５は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。
【００４８】
また、ガソリン供給管３４は、ガソリンポンプ３５より下流側で、ガソリン還流管３６を分岐している。ガソリン還流管３６は、下流側端部がメインタンク２内に開口しており、途中に還流制御弁３７を備えている。還流制御弁３７は、制御装置９に電気的に接続されており、その開閉が制御される。
【００４９】
エタノール−水ポンプユニット３３は、一端が分離タンク４内の下部のエタノール−水層内に開口しており、他端が前記エンジンに接続されたエタノール−水供給管３８と、エタノール−水供給管３８の途中に設けられた液圧が０．２〜０．７ＭＰａの範囲の高圧ポンプであるエタノール−水ポンプ３９とを備えている。エタノール−水ポンプ３９は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。
【００５０】
また、分離タンク４は、前記ガソリン層の液面に浮遊する第１のフロートセンサ４０と、該ガソリンと該エタノール−水混合液との界面に浮遊する第２のフロートセンサ４１とを備えている。第１のフロートセンサ４０は、分離タンク４の上部に設けられたフロート位置検知手段４２から鉛直下向きに垂下されたガイド部材２２に沿って上下動自在であり、該ガソリン層の液面の上下動に従って浮動して、該ガソリン層の液面を検知する。また、第２のフロートセンサ４１は、ガイド部材２２に沿って上下動自在であり、前記ガソリンと前記エタノール−水混合液との界面の上下動に従って浮動して、該界面を検知する。フロート位置検知手段４２は、制御装置９に電気的に接続されており、第１，第２のフロートセンサ４０，４１の位置情報を制御装置９に送信する。
【００５１】
また、分離タンク４は、下部に、かつ第１の導管８の開口部より上側に、仕切り板４３を備えている。仕切り板４３は、分離タンク４の一辺側に燃料流通部４４を備える。
【００５２】
次に、第２の実施形態の自動車用燃料タンク３１の作動を説明する。
【００５３】
先ず、第１の実施形態の自動車用燃料タンク１の場合と同様にして、制御装置９によって混合燃料ポンプ７及び水ポンプ１２が制御され、所定量の前記エタノール混合燃料と前記水とが第１及び第２の導管８，１３を介して分離タンク４内に供給される。
【００５４】
そして、第１の実施形態の自動車用燃料タンク１の場合と同様にして、前記混合燃料はガソリンとエタノール−水混合液との上下２層に分離する。
【００５５】
このようにして、前記混合燃料の分離が進むと、分離タンク４内のガソリン及びエタノール−水混合液の量が増加し、第１のフロートセンサ４０の位置が上昇する。第１のフロートセンサ４０が最上部に達したことがフロート位置検知手段４２により検知されると、制御装置９は、分離タンク４内が前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液で満たされたと判断する。すると制御手段９によって混合燃料ポンプ７及び水ポンプ１２が停止される。
【００５６】
第２の実施形態の自動車用燃料タンク３１によれば、メインタンク２は容量が５０リットルであるのに対して、分離タンク４は容量が２リットルと小型のものにすることができる。従って、分離タンク４内で前記混合燃料と水とを容易に攪拌、混合することができる。
【００５７】
また、第２の実施形態の自動車用燃料タンク３１によれば、第１，第２のフロートセンサ４０，４１及びフロート位置検知手段４２により、前記ガソリン層の液面及び該ガソリンと前記エタノール−水混合液との界面の位置を把握することができる。従って、ガソリンポンプユニット３２は、制御装置９に制御されるガソリンポンプ３５により、分離タンク４内の上層のガソリンを確実に独立して取出し、エンジンに供給することができる。また、エタノール−水ポンプユニット３３は、制御装置９に制御されるエタノール−水ポンプ３９により、分離タンク４内の下層のエタノール−水混合液を確実に独立して取出し、エンジンに供給することができる。
【００５８】
従って、第２の実施形態の自動車用燃料タンク３１によれば、前記混合燃料と、前記エタノール−水混合液とをそれぞれ独立に取り出すことができる。
【００５９】
ガソリンポンプユニット３２及びエタノール−水ポンプユニット３３により、前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液がエンジンに供給されると、分離タンク４内のガソリン及びエタノール−水混合液の量が減少し、第１のフロート４０の位置が低下する。この結果、第１のフロート４０の位置が所定の位置より低くなったことがフロート位置検知手段４２により検知されると制御装置９によって混合燃料ポンプ７及び水ポンプ１２が制御され、上述したように前記混合燃料及び前記水の供給が再開される。
【００６０】
このように、前記混合燃料の分離が断続的に行われると、分離タンク４は、前記ガソリンの相対的な割合が大きくなり、第２のフロート４１の位置が所定の位置より低く、かつ、第１のフロート４０の位置が最上部に達することがある。このような状態がフロート位置検知手段４２により検知されると、該検知された情報が該フロート位置検知手段４２により制御装置９に送信される。すると、制御装置９は、ガソリン還流管３４に設けられている還流制御弁３７を開弁し、前記ガソリンをメインタンク２内に還流させる。このようにすることで、燃料タンク３１は、分離タンク４内の前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液の割合を適正に保つことができる。
【００６１】
次に、本発明の第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１は、図３に示すように、第１の実施形態の自動車用燃料タンク１と同様のメインタンク２と、水タンク３と、分離タンク４とを備えている。
【００６２】
分離タンク４は、前記混合燃料が分離されたガソリン及びエタノール−水混合液を収容しており、該ガソリンが上層、該エタノール−水混合液が下層を形成している。
【００６３】
分離タンク４は、上部から挿通された筒状部材１５内の上部に設けられたガソリンポンプユニット５２と、筒状部材１５内の下部に設けられたエタノール−水ポンプユニット５３とを備えている。
【００６４】
ガソリンポンプユニット５２は、一端が分離タンク４内の上部のガソリン層内に開口しており、他端が図示しないエンジンに接続されたガソリン供給管５４と、ガソリン供給管５４の途中に設けられた液圧が０．２〜０．７ＭＰａの範囲の高圧ポンプであるガソリンポンプ５５とを備えている。ガソリンポンプ５５は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。
【００６５】
ガソリン供給管５４は、ガソリンポンプ５５の下流側で第１の還流管５６を分岐しており、該分岐部より下流側に第１の制御弁５７を備えている。第１の還流管５６は、下流側端部が分離タンク４内の仕切り板４３の直上に開口している。第１の制御弁５７は、制御装置９に電気的に接続されており、その開閉が制御される。また、第１の還流管５６は、第１の制御弁５７の下流側に、第１のイジェクター５８が設けられており、第１のイジェクター５８には、第１の導管５９が接続されている。第１の導管５９は、他端がメインタンク２の下部に開口している。
【００６６】
エタノール−水ポンプユニット５３は、一端が分離タンク４内の仕切り板４３の下部のエタノール−水混合液層内に開口しており、他端が図示しないエンジンに接続されたエタノール−水供給管６０と、エタノール−水供給管６０の途中に設けられたエタノール−水ポンプ６１とを備えている。エタノール−水ポンプ６１は、制御装置９に電気的に接続されており、その駆動が制御される。
【００６７】
エタノール−水供給管６０は、エタノール−水ポンプ６１の下流側で、第２の還流管６２を分岐しており、該分岐部より下流に第２の制御弁６３を備えている。第２の還流管６２は、下流側端部が分離タンク４内の仕切り板４３の直上に開口している。第２の制御弁６３は、制御装置９に接続されており、その開閉が制御される。また、第２の還流管６２は、第２の制御弁６３の下流側に、第２のイジェクター６４が設けられており、第２のイジェクター６４には、第２の導管６５が接続されている。第２の導管６５は，上流側端部が水タンク３の底部に開口しており、途中に開閉弁６６を備えている。開閉弁６６は、制御装置９に電気的に接続されており、その開閉が制御される。
【００６８】
また、分離タンク４は、第２の実施形態の自動車用燃料タンク３１と全く同一の第１のフロートセンサ４０と、第２のフロートセンサ４１と、フロート位置検知手段４２とを備えている。
【００６９】
また、分離タンク４は、最上部にメインタンク２に連通する連通管６７を備えている。
【００７０】
次に、第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１の作動を説明する。
【００７１】
分離タンク４は、上述のように、上層に前記ガソリンを、下層に前記エタノール−水混合液を収容している。このとき、前記第１のフロート４０は、ガソリン供給管５４の分離タンク４内における開口部より上方に位置し、第２のフロートセンサ４１は、エタノール−水供給管６０の分離タンク４内における開口部より上方に位置している。
【００７２】
この状態で、先ず、ガソリンポンプ５５及びエタノール−水ポンプ６１が、制御装置９によって作動され、前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液が所定の割合で前記エンジンに供給される。このように前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液が前記エンジンに供給されることで消費されると、第１、第２のフロートセンサ４０，４１の位置が低下する。ぞして、第１のフロートセンサ４０の位置が、ガソリン供給管５４の分離タンク４内における開口位置の上方近傍に設定された所定の位置に達すると、制御装置９によって、第１及び第２の制御弁５７，６３と、開閉弁６６が開弁される。
【００７３】
前記第１の制御弁５７が開弁されると、前記ガソリン供給管５４内を流動しているガソリンは、第１の還流管５６に流入し、第１のイジェクター５８を通過する。前記ガソリンが第１のイジェクター５８を通過すると、その流速により第１のイジェクター５８内に減圧部が形成される。第１のイジェクター５８には、第１の導管５９が接続されているため、前記減圧部に第１の導管５９から前記混合燃料が吸引され、該混合燃料が前記ガソリンと共に分離タンク４に供給される。
【００７４】
また、第２の制御弁６３及び開閉弁６６が開弁されると、前記混合燃料が分離タンク４に供給される場合と同様に、前記水が分離タンク４内に供給される。このとき、エタノール濃度検出手段１０によって、メインタンク２に収容されている前記ガソリン−エタノール混合燃料のエタノール濃度が検出されている。そして、開閉弁６６は、前記検出されたエタノール濃度の値に応じて、前記混合燃料と前記水とが適切な割合になるよう、制御装置９により、その開度が制御される。
【００７５】
前記混合燃料及び前記水は、共に仕切り板４３の直上に開口している第１及び第２の還流管５６，６２により分離タンク４内に供給され、互いに混合されるため、前記混合燃料が前記ガソリンと前記エタノール−水混合液とに分離する。
【００７６】
このようにして、前記混合燃料が分離されることで、分離タンク４内に前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液が増加し、第１、第２のフロートセンサ４０，４１が上昇する。そして、第２のフロートセンサ４１の位置が、ガソリン供給管５４の分離タンク４内における開口位置の下方近傍に設定された所定の位置に達すると、制御装置９によって、第１及び第２の制御弁５７，６３と、開閉弁６６が閉弁され、前記混合燃料の分離が停止される。
【００７７】
このとき、第２のフロートセンサ４１の位置が、前記所定の位置に達する前に、第１のフローセンサ４０が最上部に達した場合には、分離タンク４の許容量を超過した分のガソリンは、連通管６７からメインタンク２に還流される。
【００７８】
第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１によれば、メインタンク２は容量が５０リットルであるのに対して、分離タンク４は容量が２リットルと小型のものにすることができる。従って、分離タンク４内で前記混合燃料と水とを容易に攪拌、混合することができる。
【００７９】
また、第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１によれば、第１，第２のフロートセンサ４０，４１及びフロート位置検知手段４２により、前記ガソリン層の液面及び該ガソリンと前記エタノール−水混合液との界面の位置を把握することができる。従って、ガソリンポンプユニット５２は、分離タンク４内の上層のガソリンを確実に独立して取出し、エンジンに供給することができる。また、エタノール−水ポンプユニット５３は、エタノール−水ポンプ６１を分離タンク４の下部のエタノール−水層内に備えているため、分離タンク４内の下層のエタノール−水混合液を確実に独立して取出し、エンジンに供給することができる。
【００８０】
従って、第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１によれば、前記混合燃料と、前記エタノール−水混合液とをそれぞれ独立に取り出すことができる。
【００８１】
ガソリンポンプユニット５２及びエタノール−水ポンプユニット５３により、前記ガソリン及び前記エタノール−水混合液が前記エンジンに供給され、消費されると、第１、第２のフロートセンサ４０，４１の位置が低下する。ぞして、第１のフロートセンサ４０の位置が、ガソリン供給管５４の分離タンク４内における開口位置の上方近傍に設定された所定の位置に達すると、制御装置９によって、第１及び第２の制御弁５７，６３と、開閉弁６６が開弁され、上述したように前記混合燃料及び前記水の供給が再開される。
【００８２】
また、第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１によれば、第１、第２のイジェクターを設けることで、前記混合燃料及び前記水を分離タンク４に供給するためのポンプを不要とすることができる。
【００８３】
次に、本発明の第４の実施形態の燃料タンク７１は、図４に示すように、分離タンク４において、燃料タンク５１における第２の導管６５が、第１の導管５９と共に第１のイジェクター５８に接続されており、第２の還流管６２が、第２のイジェクター６４を備えておらず、第２の還流管６２が分離タンク４内の仕切り板４３の下方に開口していることを除き、第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１と全く同一の構成を備えている。
【００８４】
次に、第４の実施形態の自動車用燃料タンク７１の作動を説明する。
【００８５】
燃料タンク７１において、分離タンク４は、第３の実施形態の燃料タンク５１と同様に、上層に前記ガソリンを、下層に前記エタノール−水混合液を収容している。
【００８６】
第４の実施形態の燃料タンク７１によれば、制御装置９によって、第１の制御弁５７と、開閉弁６６が開弁され、前記ガソリン供給管５４内を流動しているガソリンが、第１の還流管５６に流入し、第１のイジェクター５８を通過することにより第１のイジェクター５８内に形成される減圧部に、第１の導管５９から前記混合燃料、第２の導管６５から前記水が吸引され、該混合燃料及び該水が前記ガソリンと共に分離タンク４に供給されること以外は、第３の実施形態の自動車用燃料タンク５１と全く同一に作動する。
【００８７】
第４の実施形態の燃料タンク７１によれば、第１のイジェクター５８に、第１及び第２の導管５９，６５を接続することで、イジェクターの数を減らすことができる。
【００８８】
なお、第４の実施携帯の燃料タンク７１によれば、第３の実施形態の燃料タンク５１における第１のイジェクター５８に、第１及び第２の導管５９，６５を接続したが、これに限るものではなく、燃料タンク５１における第２のイジェクター６４に第１及び第２の導管５９，６５を接続するようにしてもよい。
【００８９】
なお、各実施形態の自動車用燃料タンク１，３１，５１，７１において、分離タンク４は、内部で前記混合燃料と水とを十分に混合するため、例えば、アスピレータまたはスターラーにより攪拌する手段、または分離タンク４に供給する前記混合燃料若しくは水を分離タンク４の上方から周方向に噴出することで攪拌する手段を備えてもよい。
【００９０】
また、各実施形態の自動車用燃料タンク１，３１，５１，７１において、水タンク３は、収容する水の凍結防止のため、ヒータ等を備えていてもよく、前記分離したエタノール−水混合液の一部を、水タンク３内に供給する手段を備えてもよい。
【００９１】
また、各実施形態の自動車用燃料タンク１，３１，５１，７１において、水タンク３に収容される水は、エンジンの排ガスから分離したものを用いてもよく、ウインドウォッシャー液から分離したものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図。
【図２】第２の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図。
【図３】第３の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図。
【図４】第４の実施形態の自動車用燃料タンクの構成を示す説明的断面図。
【符号の説明】
【００９３】
１，３１，５１，７１…燃料タンク、２…メインタンク、３…水タンク、４…分離タンク、６…混合燃料ポンプユニット（混合燃料供給手段）、９…制御装置、１０…エタノール濃度検出手段（アルコール濃度検出手段）、１１…水ポンプユニット（水供給手段）、１４，３２，５２…ガソリンポンプユニット（ガソリン供給手段）、１６，３３，５３…エタノール−水ポンプユニット（アルコール−水供給手段）、２１，４２…フロート位置検知手段（界面位置検出手段）、３６…ガソリン還流管（第１のガソリン還流手段）、５６…第１の還流管（第２のガソリン還流手段）、５８…第１のイジェクター（混合燃料吸入手段、混合燃料−水吸入手段）、６２…第２の還流管（アルコール−水還流手段）、６４…第２のイジェクター（水−吸入手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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