(57)【要約】【課題】燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離した際に、分離された一方の燃料において低下した性能を改善することができる燃料分離装置を提供する。【解決手段】燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する分離膜１ａと、分離膜により分離された高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料の一方へ低下した性能を改善する添加剤を供給する添加剤供給装置１６とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する分離膜と、前記分離膜により分離された前記高オクタン価燃料及び前記低オクタン価燃料の一方へ低下した性能を改善する添加剤を供給する添加剤供給装置とを具備することを特徴とする燃料分離装置。
【請求項２】
燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する分離膜と、前記分離膜により分離された前記低オクタン価燃料へ潤滑性向上剤を供給する潤滑性向上剤供給装置とを具備することを特徴とする燃料分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば圧縮比が高められたエンジンにおいて、ノッキングを抑制するために高オクタン価燃料が必要とされるが、ノッキングが発生し難い低負荷時においては、高オクタン価燃料でなく低オクタン価燃料としても良い。それにより、高価な高オクタン価燃料（ハイオクガソリン）を常に使用するのではなく、通常燃料（レギュラーガソリン）を燃料分離装置によって高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３２６２４
【特許文献２】特開２００７−３２４３９
【特許文献３】特開２００１−３２７５４
【特許文献４】特表２００５−５０１１７０
【特許文献５】特開平５−３１２１１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の燃料分離装置は、分離膜によって燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離するものであるが、この際に、分離後の高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料の一方において、分離前の燃料に比較して、酸化防止性能のような一部の性能が低下することがある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離した際に、分離された一方の燃料において低下した性能を改善することができる燃料分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による請求項１に記載の燃料分離装置は、燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する分離膜と、前記分離膜により分離された前記高オクタン価燃料及び前記低オクタン価燃料の一方へ低下した性能を改善する添加剤を供給する添加剤供給装置とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明による請求項２に記載の燃料分離装置は、燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する分離膜と、前記分離膜により分離された前記低オクタン価燃料へ潤滑性向上剤を供給する潤滑性向上剤供給装置とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による請求項１に記載の燃料分離装置によれば、分離膜により燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離すると、分離前の燃料に添加されている添加剤が分離膜を通過するものであったり通過しないものであったりして、分離された高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料の一方において添加剤が不足することとなり、その性能が低下するために、低下した性能を改善するために、不足する添加剤を添加剤供給手段によって供給するようにしており、分離後の一方の燃料において低下した性能を改善することができる。
【０００９】
本発明による請求項２に記載の燃料分離装置によれば、分離膜により燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離すると、分離された低オクタン価燃料は、潤滑性に寄与する芳香族成分が非常に減少するために、潤滑性能が低下して燃料ポンプ等の潤滑が不十分となるために、低下した潤滑性能を改善するために、潤滑性向上剤を潤滑性向上剤供給装置によって供給するようにしており、分離後の低オクタン価燃料において低下した潤滑性能を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明による燃料分離装置を示す概略図である。同図において、１は燃料分離部であり、燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離するための分離膜１ａにより分割された第一区画１ｂと第二区画１ｃとを具備している。第一区画１ｂには分離前の燃料を蓄える第一燃料タンク２から第一燃料ポンプ３により比較的高い圧力に加圧された分離前燃料が供給される。４は第一区画１ｂへ供給される直前において加圧燃料を加熱するための電気ヒータ（又は熱交換器）である。５は必要以上の燃料が第一区画１ｂへ供給されないように第一燃料ポンプ３により加圧された燃料の一部を第一燃料タンク２へ戻すための第一調整器である。
【００１１】
分離膜１ａは、燃料中の芳香族成分を選択的に透過させる性質を有しており、第二区画１ｃを比較的低圧に維持すると、第一区画１ｂ内の分離前燃料中の芳香族成分が分離膜１ａ内を透過して分離膜１ａの第二区画１ｃ側表面に浸出して膜表面を覆うようになる。本実施形態においては、第二区画１ｃ内の圧力を浸出した芳香族成分の蒸気圧より低い圧力に維持することにより、浸出燃料を連続的に膜表面から蒸発させるようにする。この蒸発燃料はジェットポンプ６により気液分離器７内に吸引され、気液分離器７内において液化した殆ど芳香族成分からなる液体燃料、すなわち、高オクタン価燃料が、高オクタン価燃料を蓄える第二燃料タンク８へ第二燃料ポンプ９を介して供給される。
【００１２】
一方、分離膜１ｃを介して一部の芳香族成分が透過して分離前燃料よりオクタン価が低下した低オクタン価燃料は、第一区画１ｂから第三燃料ポンプ１０によって低オクタン価燃料を蓄える第三燃料タンク１１へ供給される。
【００１３】
分離膜１ａの芳香族成分の透過率は、第二区画１ｃ内の圧力が５から２０ｋＰａの範囲で約７５から１２５°Ｃの範囲の時に高くなるために、これが実現されるように、第一区画１ｂ内へ供給される分離前燃料の温度を電気ヒータ４により制御することが好ましい。それにより、第二区画１ｃから第三燃料タンク１１へ供給される低オクタン価燃料は、比較的高温（約７５°Ｃ以上）となるために、第三燃料タンク１１へ供給される前に冷却が必要であり、そのために、加圧燃料を加熱するための機器４として、電気ヒータに代えて又は電気ヒータに加えて、分離前燃料と低オクタン価燃料との熱交換器を配置して低オクタン価燃料を冷却するようにしても良い。
【００１４】
第二燃料タンク８に蓄えられた高オクタン価燃料は、第四燃料ポンプ１２により加圧され、例えば各気筒の吸気ポートに配置された燃料噴射弁から噴射されて各吸気ポートを介して各気筒内へ供給される。各燃料噴射弁で噴射される以上の燃料は第二調整器１３によりジェットポンプ６を介して気液分離器７へ戻され、この戻し燃料によりジェットポンプ６において負圧を発生させ第二区画１ｃ内の蒸発燃料を気液分離器７へ吸引する。
【００１５】
一方、第三燃料タンク１１に蓄えられた低オクタン価燃料は、第五燃料ポンプ１４により加圧され、例えば各気筒に配置された燃料噴射弁から噴射されて各気筒へ直接的に供給される。各燃料噴射弁で噴射される以上の燃料は第三調整器１５により第三燃料タンク１１へ戻される。
【００１６】
このようにして、圧縮比が高められたエンジンにおいて分離前燃料として価格の安いレギュラーガソリンを使用しても、ノッキングが発生し難い低負荷時には主に各気筒に配置された燃料噴射弁を介してレギュラーガソリンから分離された第三燃料タンク１１内の低オクタン価燃料を使用することができ、また、ノッキングが発生し易い高負荷時には主に各吸気ポートに配置された燃料噴射弁を介してレギュラーガソリンから分離された第二燃料タンク８内の高オクタン価燃料を使用することができ、ノッキングの発生しない良好な運転を実現することができる。
【００１７】
ところで、こうして分離前燃料から分離膜１ａにより高オクタン価燃料を分離させる際に、分離前燃料に含まれる酸化防止剤及び洗浄剤等の添加剤は分離膜１ａを殆ど透過しないために、このままでは、第二燃料タンク８内の高オクタン価燃料は、酸化防止剤及び洗浄剤を殆ど含んでおらず、酸化劣化し易く、また、高オクタン価燃料を噴射する吸気ポートの燃料噴射弁にはデポジットが堆積し易くなる。
【００１８】
それにより、本実施形態では、気液分離器９から第二燃料タンク８へ供給される高オクタン価燃料には、添加剤供給装置１６によって、酸化防止剤及び洗浄剤等の不足する添加剤が供給されるようになっている。こうして、分離前燃料から分離された高オクタン価燃料において、添加剤の不足により低下した性能を改善することができ、酸化劣化及び燃料噴射弁のデポジット生成を抑制することができる。
【００１９】
また、分離前燃料から分離膜１ａにより高オクタン価燃料を分離させると、残った低オクタン価燃料には、高オクタン価燃料である芳香族成分が非常に減少するために、このままでは、芳香族成分の高い潤滑性が不足し、例えば、低オクタン価燃料を圧送する第三燃料ポンプ１０及び第五燃料ポンプ１４において焼付き等が発生することがある。
【００２０】
それにより、本実施形態では、燃料分離部１の第一区画１ｂから第三燃料タンク１１へ供給される低オクタン価燃料には、第三燃料ポンプ１０の上流側において、潤滑性向上剤供給装置１７によって、潤滑性向上剤が供給されるようになっている。こうして、分離前燃料から分離された低オクタン価燃料において、芳香族成分の不足により低下した潤滑性能を改善することができ、第三燃料ポンプ１０及び第五燃料ポンプ１４の焼付き等を抑制することができる。
【００２１】
本実施形態において、図１に示す燃料分離装置は全て車両に搭載されており、車両走行中にも燃料の分離を行うことができる。また、添加剤供給装置１６及び潤滑性向上剤供給装置１７は、添加剤又は潤滑性向上剤を蓄えるタンクを有し、添加剤供給装置１６及び潤滑性向上剤供給装置１７内を通過する燃料に各タンク内の添加剤又は潤滑性向上剤が徐々に供給されるような構造となっている。
【００２２】
このような添加剤供給装置１６及び潤滑性向上剤供給装置１７にフィルタ機能を追加することも可能であり、それにより、例えば、加熱ヒータ４による燃料加熱により析出物が発生しても、これらを捕集して燃料噴射弁を詰らせることを抑制することができる。
【００２３】
本実施形態において、燃料分離部１の第二区画１ｃから蒸発燃料を気液分離器７へ吸引するためにジェットポンプ６が使用され、そのために、第二燃料タンク８から一部の高オクタン価燃料がジェットポンプ６を介して気液分離器７へ戻されるようになっており、こうして、第二燃料タンク８から気液分離器７へ戻された高オクタン価燃料にも、添加剤供給装置１６により添加剤が再び供給されるようになっている。
【００２４】
このような構造ではなく、ジェットポンプ６に代えて機械式真空ポンプを使用すれば、第二調整器１３は、第四燃料ポンプ１２により圧送された燃料の一部を直接的に第二燃料タンク８へ戻す構造とすることができ、第二燃料タンク８内の高オクタン価燃料に再び添加剤が供給されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による燃料分離装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    燃料分離部
１ａ    分離膜
２    第一燃料タンク
８    第二燃料タンク
１１    第三燃料タンク
１６    添加剤供給装置
１７    潤滑性向上剤供給装置
【図１】
2010151041.tif 000003