(57)【要約】【課題】抗火石由来の還元剤及び活性化剤を利用し、ＬＰＧ燃料を改質させ、燃焼性能を向上させることの可能なＬＰＧハイブリット車に採用される燃料供給装置の提供を課題とする。【解決手段】燃料供給装置１は、ＬＰＧタンク５と、ＬＰＧ燃料４ａの供給を制御するＬＰＧソレノイド７と、ＬＰＧ流路８に介設され、液体のＬＰＧ燃料４ａを気体のＬＰＧ燃料４ａにするベーパライザ９と、気体のＬＰＧ燃料４ｂに還元剤１０を接触させる還元処理部３と、ＬＰＧ燃料４ｂを活性化剤１２に接触させる改質活性化部２と、改質ＬＰＧ燃料４ｃを均一に供給するコモンレール１４と、改質ＬＰＧ燃料４ｃをシリンダ１３に噴射する燃料噴射部１５と、噴射タイミング等を制御するＬＰＧ制御コンピュータ１６とを有するＬＰＧ燃料供給システムＳ１と、ガソリン燃料１７を供給するガソリン供給システムＳ２とを具備する。【選択図】図１
2011202552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＰＧ燃料及びガソリン燃料をそれぞれ切換えて供給し、エンジンを駆動させるバイフューエル方式の燃料供給装置であって、
液体の前記ＬＰＧ燃料を貯留するＬＰＧタンクと、
前記ＬＰＧタンクと接続し、前記ＬＰＧ燃料の供給を電磁弁によって制御するＬＰＧソレノイドと、
前記ＬＰＧソレノイド及び前記エンジンの間を連結するＬＰＧ流路に設けられ、液体の前記ＬＰＧ燃料を気化させ、気体に相転移させるベーパライザと、
前記ベーパライザによって気化した気体の前記ＬＰＧ燃料を、抗火石を原料として生成された活性化剤に接触させ、前記ＬＰＧ燃料の酸化性能を改質する改質活性化部と、
前記改質活性化部によって活性化された改質ＬＰＧ燃料を前記エンジンに噴射する燃料噴射部と、
前記ＬＰＧソレノイドの前記電磁弁の開閉制御、前記ベーパライザによる気化制御、及び前記燃料噴射部の噴射タイミングをそれぞれ制御する制御コンピュータと
を具備することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記ベーパライザ及び前記改質活性化部の間に介設され、
気体の前記ＬＰＧ燃料を、前記抗火石を原料として生成された還元剤に接触させ、還元処理して前記改質活性化部に導出する還元処理部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記改質活性化部及び前記還元処理部の少なくとも一方は、
前記ＬＰＧ燃料に含まれる不純物または夾雑物を除去するフィルタ部をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記活性化剤及び前記還元剤は、
前記抗火石の原石、前記抗火石を粉末化した抗火石粉末を焼結してなる抗火石素焼体、及び前記抗火石素焼体の表面に前記抗火石粉末を塗布し、さらに焼結してなる抗火石焼結体の少なくとも一つであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記原石、前記抗火石素焼体、及び前記抗火石焼結体の少なくとも一つは、丸薬形状を呈してなることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関するものであり、特に、ＬＰＧ燃料及びガソリン燃料の双方を利用可能な所謂「バイフューエル方式」のハイブリッド自動車のエンジンに適用される燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＰＧ燃料を利用したＬＰＧ車（ＬＰＧ専用車）は、タクシーやトラック等の主に長距離走行を行う業務用車両を中心に広く採用されている。ＬＰＧ燃料は、ガソリン燃料に比べて燃料単価が約半分程度と低く、かつ燃費はガソリン燃料とほぼ同程度であるため、タクシー業者等にとってはコスト面で特に有利な点を有している。
【０００３】
さらに、ＬＰＧ車は、二酸化炭素の排出量をガソリン車に比べて約１７％削減することができ、ＮＯｘ（窒素酸化物）及びＨＣ（炭化水素）の排出量もそれぞれ約９０％削減することができるため、地球環境に対する負荷を著しく軽減することができるものであります。また、黒鉛・浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）は、ディーゼル車１台で年間約８ｋｇ、２５台では約２００ｋｇの膨大な量が排出されるのに対し、ＬＰＧ車はゼロであり、係る点においても環境の点から有利なものとされている。
【０００４】
しかしながら、係るＬＰＧ車は、ガソリン車に比べ、エンジン始動時の始動性に問題を有することがあった。特に、外気温の低い寒冷時には、エンジンの始動が悪い等の問題が顕著になることがあった。そこで、上記始動性の問題を解消するとともに、ＬＰＧ燃料の利用のメリットを享受可能な車両の開発が期待され、係る問題を解消するものとして、ＬＰＧ燃料及びガソリン燃料の双方の燃料を利用することのできるバイフューエル方式のＬＰＧハイブリッド車が提案されている。これにより、エンジンの始動時には良好な始動性を有するガソリン燃料を利用し、その後に低コスト及び環境特性に優れたＬＰＧ燃料に切り換えることで、上記始動性の問題を解消することができる。ここで、ガソリン燃料からＬＰＧ燃料への切換は、運転席に設けられた切換スイッチによって手動で行うものであっても、或いはエンジンが所定の回転数を越えた場合、またはエンジンの稼働開始から所定時間を経過した後には、自動的にＬＰＧ燃料に切換えられるものであっても構わない。
【０００５】
また、始動性の改善のために、ＬＰＧタンク内に貯留されたＬＰＧ燃料の気体部分と液体部分とをそれぞれ個別に収集し、始動時には既に気化している気体のＬＰＧ燃料を利用して始動性を改善し、一方、エンジンの始動後には液体のＬＰＧ燃料を利用して駆動する技術も開発されている（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した始動時に気化したＬＰＧ燃料を利用し、通常時に液体のＬＰＧ燃料を使用するものは、ＬＰＧタンクを改造する必要があり、構造が複雑化するとともに、改造に伴うＬＰＧタンクの安全性を十分に確保する必要があった。さらに、始動時及び通常時のＬＰＧ燃料の切換制御が、ＬＰＧ燃料とガソリン燃料とを使用する場合に比べて複雑となり、あまり実用的なものとは言えなかった。
【０００７】
また、一般のＬＰＧ車の場合、使用するＬＰＧ燃料は、液体の状態でＬＰＧタンクに貯留され、エンジンまでの間に介設されたベーパライザ（気化器）によって、液体から気体に相転移させただけで燃料噴射部に送出されていた。すなわち、使用するＬＰＧ燃料の燃焼性能を改質するような処理は全く行われていなかった。その結果、燃焼効率やＣＯ排出量等がガソリン車に比べて変化しない場合もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記実情に鑑み、バイフューエル方式のエンジンに対し、ＬＰＧ燃料を改質させ、酸化性能の促進を図り、燃焼性能を向上させることの可能な燃料供給装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の燃料供給装置は、「ＬＰＧ燃料及びガソリン燃料をそれぞれ切換えて供給し、エンジンを駆動させるバイフューエル方式の燃料供給装置であって、液体の前記ＬＰＧ燃料を貯留するＬＰＧタンクと、前記ＬＰＧタンクと接続し、前記ＬＰＧ燃料の供給を電磁弁によって制御するＬＰＧソレノイドと、前記ＬＰＧソレノイド及び前記エンジンの間を連結するＬＰＧ流路に設けられ、液体の前記ＬＰＧ燃料を気化させ、気体に相転移させるベーパライザと、前記ベーパライザによって気化した気体の前記ＬＰＧ燃料を、抗火石を原料として生成された活性化剤に接触させ、前記ＬＰＧ燃料の酸化性能を改質する改質活性化部と、前記改質活性化部によって活性化された改質ＬＰＧ燃料を前記エンジンに噴射する燃料噴射部と、前記ＬＰＧソレノイドの前記電磁弁の開閉制御、前記ベーパライザによる気化制御、及び前記燃料噴射部の噴射タイミングをそれぞれ制御する制御コンピュータと」を主に具備して構成されている。
【００１０】
ここで、ＬＰＧタンク、ＬＰＧソレノイド、ベーパライザ、燃料噴射部、及び制御コンピュータは、従来から周知のＬＰＧ社の燃料供給装置に利用されるものを流用することができ、ここでは詳細な説明は省略するものとする。
【００１１】
また、改質活性部とは、ベーパライザによって気化したＬＰＧ燃料に抗火石から生成された活性化剤を気相接触させ、ＬＰＧ燃料の特性を改質するものである。ここで、抗火石とは、伊豆半島等で産出される「石英粗面岩」の一種であり、その組成は、所謂「火山性ガラス」を主とし、石英、長石、雲母、及びその他の成分を含有し、火山性活動により、主成分であるケイ酸（シリカ）が縦横に交走し、ガラス繊維化した多孔質性の海面状火成岩として構成されている。その組成は、７３〜７７％のケイ酸（二酸化ケイ素）と、１３〜１５％のアルミナ（酸化アルミニウム）と、１〜２％の石灰（酸化カルシウム）と、０．６５〜０．７７％の苦土（酸化マグネシウム）とによって構成されている。さらに詳細に説明すると、原石である黒曜石が超高温１００００℃以上で熱せられ、急激に冷却されたため中の成分がガス化し、空砲状となったため、上記多孔質性を得たものであり、１ｇ当たり約２３０平方センチメートルの表面積を有しています。これにより、特に、ケイ素成分がＬＰＧ燃料中の酸素分子と結合し、燃焼性能等を改質することができる。
【００１２】
したがって、本発明の燃料供給装置によれば、気化したＬＰＧ燃料が抗火石から生成された活性化剤と接触し、その後に燃料噴射部からエンジンのシリンダ内に噴射することが行われる。そのため、活性化剤によって酸化性能が促進された改質ＬＰＧ燃料がエンジンの駆動に利用されることとなり、当該エンジンの燃費性能等の向上を図ることが可能となる。さらに、高い燃焼効率によって、一酸化炭素や二酸化炭素等の環境に影響を及ぼすガスの排出量を従来に比して抑えることが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明の燃料供給装置は、上記構成に加え、「前記ベーパライザ及び前記改質活性化部の間に介設され、気体の前記ＬＰＧ燃料を、前記抗火石を原料として生成された還元剤に接触させ、還元処理して前記改質活性化部に導出する還元処理部を」具備するものであっても構わない。
【００１４】
したがって、本発明の燃料供給装置によれば、改質活性化部によってＬＰＧ燃料を活性化する前に抗火石を原料として生成された還元剤にＬＰＧ燃料を接触させ、還元処理を行う還元処理部を有している。ここで、還元処理部によって、ＬＰＧ燃料を構成する凝集した各分子の分子結合をそれぞれ切ることで、下流側の改質活性化性をさらに良好なものとすることが可能となる。すなわち、ＬＰＧタンクから送出され、ベーパライザによって気化したＬＰＧ燃料をさらに還元処理をすることによって、分子がバラバラになった状態で改質活性化部に導出することができる。
【００１５】
さらに、本発明の燃料供給装置は、上記構成に加え、「前記改質活性化部及び前記還元処理部の少なくとも一方は、前記ＬＰＧ燃料に含まれる不純物または夾雑物を除去するフィルタ部を」具備するものであっても構わない。
【００１６】
したがって、本発明の燃料供給装置によれば、改質活性化部及び還元処理部の少なくとも一方に不純物等を除去するフィルタ機能を有するフィルタ部が設けられている。これにより、ＬＰＧ燃料に混入している不純物等を除去することができ、不純物等が混在したＬＰＧ燃料が燃料噴射部に送出されることがない。その結果、燃料噴射部が汚れ、ＬＰＧ燃料を安定して噴射することができなくなり、稼働性能が低下する等のおそれが少なくなる。なお、改質活性化部及び還元処理部の双方にフィルタ部を設けることも可能であるが、係るフィルタ部によって負圧が生じ、安定したＬＰＧ燃料の供給が行えない可能性もある。したがって、改質活性化部及び還元処理部のいずれか一方に設けるものであっても構わない。
【００１７】
さらに、本発明の燃料供給装置は、上記構成に加え、「前記活性化剤及び前記還元剤は、前記抗火石の原石、前記抗火石を粉末化した抗火石粉末を焼結してなる抗火石素焼体、及び前記抗火石素焼体の表面に前記抗火石粉末を塗布し、さらに焼結してなる抗火石焼結体の少なくとも一つである」ものであっても構わない。
【００１８】
したがって、本発明の燃料供給装置によれば、抗火石の原石、抗火石素焼体、抗火石焼結体の少なくとも一つの態様のものを活性化剤または還元剤として使用することができる。すなわち、それぞれの活性化剤及び還元剤の作用に応じて適切に使い分けることができる。
【００１９】
さらに、本発明の燃料供給装置は、上記構成に加え、「前記原石、前記抗火石素焼体、及び前記抗火石焼結体の少なくとも一つは、丸薬形状を呈してなる」ものであっても構わない。
【００２０】
したがって、本発明の燃料供給装置によれば、丸薬形状を呈して構成されている。これにより、充填が簡単になる。さらに、有る程度の大きさにすることにより、誤って燃料噴射部に送出されるトラブルを回避することができる。加えて、その周囲にフィルタ部を配設することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の効果として、エンジンに噴射する気体のＬＰＧ燃料を改質し、酸化性能を促進させることにより、燃焼効率を向上させることができる。さらに、活性化処理の前に、ＬＰＧ燃料の分子結合を切断し、分子間の結合を弱くする還元処理を行うことにより、さらに酸化促進性能を高めることが可能となる。これにより、エンジンの燃焼性能がアップし、一酸化炭素排出量等の環境への影響が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の燃料供給装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】改質活性化部及び還元処理部の概略構成を示す説明図である。
【図３】活性化剤の使用有無とその使用個数による違いを、燃料供給装置を利用したＬＰＧハイブリッド車から排出される排気ガス中のエンジン回転数に対して（ａ）一酸化炭素濃度、及び、（ｂ）窒素酸化物濃度をプロットしたグラフである。
【図４】活性化剤と還元剤との組合わせによる燃料供給装置を利用したＬＰＧハイブリッド車から排出される排気ガス中のエンジン回転数に対して（ａ）一酸化炭素濃度、及び、（ｂ）窒素酸化物濃度をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態である燃料供給装置１について、図１乃至図４に基づいて説明する。ここで、図１は本実施形態の燃料供給装置１の概略構成を示す説明図であり、図２は改質活性化部２及び還元処理部３の概略構成をそれぞれ示す説明図であり、図３及び図４は燃料供給装置１を利用したＬＰＧハイブリット車から排出される排気ガスＥ中のエンジン回転数に対して一酸化炭素濃度及び窒素酸化物濃度の値をプロットしたグラフである。
【００２４】
本実施形態の燃料供給装置１は、図１乃至図４に示すように、液体のＬＰＧ燃料４ａを貯留する耐圧製のＬＰＧタンク５（例えば、容量５３．５リットルのもの）と、ＬＰＧタンク５と連結され、液体のＬＰＧ燃料４ａのエンジン６への供給を電磁弁の開閉によって制御する電磁開閉式のＬＰＧソレノイド７と、ＬＰＧソレノイド７及びエンジン６の間を接続する中空管状のＬＰＧ流路８の途中に介設され、ＬＰＧソレノイド７から送出された液体のＬＰＧ燃料４ａを加熱して気化させることにより、液体から相転移した気体のＬＰＧ燃料４ｂに変化させるベーパライザ９と、ベーパライザ９によって気化した気体のＬＰＧ燃料４ｂを丸薬状に形成された複数粒（例えば、１５粒）の還元剤１０に接触させ、ＬＰＧ燃料４ｂを構成するガス分子のそれぞれの分子結合の結合強度を弱くし、個々の分子毎に分散した状態のＬＰＧ燃料４ｂとする還元処理を行い、さらに、ＬＰＧ燃料４ｂに混在する不純物や夾雑物を多孔質性の第一フィルタ部１１ａによって物理的に除去することが可能な還元処理部３と、還元処理部３を通った気体のＬＰＧ燃料４ｂを、還元剤１０よりも若干大径の丸薬状に形成された複数粒（例えば、１０粒）の活性化剤１２と接触させ、ＬＰＧ燃料４ｂを急冷し、酸化性能を促進させる処理を行い、さらに、ＬＰＧ燃料４ｂに混在し、第一フィルタ部１１ａによって除去し切れなかった不純物等を多孔質性の第二フィルタ部１１ｂによって物理的に除去することが可能な改質活性化部２と、改質活性化部２によって改質処理された改質ＬＰＧ燃料４ｃのエンジン６に対する噴射圧力、噴射タイミング、噴射時間、及び噴射両等を電気的にコントロールし、エンジン６を構成する複数のシリンダ１３のそれぞれに均一に供給するコモンレール１４と、コモンレール１４によって均一に供給される改質ＬＰＧ燃料４ｃをシリンダ１３に噴射する燃料噴射部１５と、ＬＰＧソレノイド７の電磁弁の開閉制御、ベーパライザ９によるＬＰＧ燃料４ａの気化制御、及び、コモンレール１４による燃焼噴射部１５からの改質ＬＰＧ燃料４ｃの均一噴射等をそれぞれ調整して制御するＬＰＧ制御コンピュータ１６とを主に具備して構成されている。ここで、ＬＰＧ制御コンピュータ１６が、本発明の制御コンピュータに相当する。
【００２５】
ここで、本実施形態の燃料供給装置１は、ＬＰＧ燃料４ａとガソリン燃料１７との双方を利用可能なバイフューエル方式を採用したＬＰＧハイブリット車に搭載されるものを想定している。そのため、上述したＬＰＧ燃料４ａをエンジン６に供給するＬＰＧ供給システムＳ１とともに、ガソリン燃料１７をエンジン６に供給するガソリン供給システムＳ２をさらに具備して構成されている。ここで、ガソリン供給システムＳ２は、既存のガソリン車に採用されるガソリン燃料１７の供給を流用することが可能であり、具体的に説明すると、ガソリン燃料１７を貯留するガソリンタンク１８（例えば、容量５０リットルのもの）と、ガソリン燃料１７をエンジン６のシリンダ１３に噴霧するガソリンインジェクタ１９と、ガソリン燃料１７の供給及び噴射タイミングを制御するガソリン制御コンピュータ２０とを主に具備して構成されている。
【００２６】
ＬＰＧ制御コンピュータ１６とガソリン制御コンピュータ２０は、互いに電気的に接続され、運転状況に応じて、ＬＰＧ燃料４ａ及びガソリン燃料１７のエンジン６への供給をそれぞれ自動的に切り換えることが行われている。すなわち、一般にＬＰＧ燃料４ａは、特に冬期等においてエンジン始動性がガソリン燃料１７よりも劣ることが知られている。そのため、エンジンの始動時には、始動性に優れるガソリン燃料１７をエンジン６に対して供給するように、ガソリン制御コンピュータ２０がガソリンインジェクタ１９を制御し、一方、アクセル開度の状況やエンジン回転数をモニタすることにより、一定の条件（例えば、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ以上等）に到達した場合には、ガソリン制御コンピュータ２０からＬＰＧ制御コンピュータ１６へと燃料供給の制御が移行し、その後にはＬＧＰ燃料４ａを用いてエンジン６の駆動が行われることとなる。
【００２７】
本実施形態の燃料供給装置１の場合、上記のようにＬＰＧ燃料４ａ及びガソリン燃料１７の供給の切換が原則として自動的に行われるものであるが、運転者が運転席に設置された切換スイッチ２１を操作することにより、ＬＰＧ燃料４ａからガソリン燃料１７への切換（或いはその逆）を手動で切り換えることも可能となっている。また、その他構成として、ＬＰＧ制御コンピュータ１６とコモンレール１４との間には、上記切換のための電気的なリレー２２が設けられている。
【００２８】
ここで、本実施形態の燃料供給装置１は、既存のガソリン車を改造して設置され、還元処理部３、改質活性化部２、及びＬＰＧ制御コンピュータ１６等の主たる構成は、ガソリン車のエンジンルームに設置されている。特に、還元処理部３及び改質活性化部２は、従来のＬＰＧハイブリッド車に採用されていたＬＰＧ燃料４ａ等から不純物等を除去するためのフィルタを代用することができ、エンジンルームのスペースを圧迫することがない。なお、ＬＰＧタンク５のみは、比較的大型の構成であるため、エンジンルームに収容することができず、トランクルーム若しくは車体の下部に固定部を用いて固定されている。また、ＬＰＧタンク５へのＬＰＧ燃料４ａの補給は、ガソリン燃料１７の補給を行うガソリン投入口の近傍に設けたＬＰＧ燃料投入口（図示しない）から行われる。なお、ガソリン制御コンピュータ２０は、エンジン６から排出された排気ガスＥの酸素濃度を検知する酸素センサ２６と接続している。さらに、排気ガスＥは触媒２７を通過して外部に排出される。
【００２９】
ここで、改質活性化部２及び還元処理部３の構成について詳述する。なお、改質活性化部２及び還元処理部３は、内部に投入される還元剤１０及び活性化剤１２の違いによるものであり、基本的な構成としては同一である。そのため、主に、還元処理部３の構成について説明をし、改質活性化部２については詳細な説明は省略するものとする。
【００３０】
還元処理部３は、図２に主として示すように、ＬＰＧ燃料４ｂの通過する空間２３が内部に形成された中空状の還元処理部本体２４から主に構成されている。そして、ベーパライザ９によって気化した気体のＬＰＧ燃料４ｂが通過する当該空間２３を略閉塞するように、多孔質性の素材で形成された第一フィルタ部１１ａが空間２３の上方側に設置され、空間２３の下部に複数の丸薬状の還元剤１０が充填されている。ここで、還元処理部本体２４は、図２に示されるように、蓋部２４ａと、該蓋部２４ａと嵌合可能に形成された容器部２４ｂとに分割可能に形成され、例えば、使用に第一フィルタ部１１ａの汚れがひどくなり、ＬＰＧ燃料４ｂを浄化効果が十分に得られなくなった場合の交換作業を容易としている。なお、還元剤１０は基本的に交換不要であるものの、還元処理機能の低下した場合や破損が生じた場合には同様に交換することもできる。
【００３１】
還元剤１０は、抗火石を主原料として、これを粉末化した抗火石粉末を丸薬状に丸め、さらに焼結することによって得られた抗火石焼結体として構成され、微細な孔部を複数有する多孔質素材のものである。そのため、還元剤１０は、表面積が非常に大きく、かつ酸化シリカ、アルミナ、石灰、苦土等から構成されたセラミックス素材のものである。これにより、空間２３に導出された気体のＬＰＧ燃料４ｂは、この多孔質性の還元剤１０と空間２３内で必然的に気相接触することとなり、抗火石による還元効果によって、それぞれの分子が密に凝集した状態の気体のＬＰＧ燃料４ｂの分子結合を断ち切り、小さな分子の集団からなるＬＰＧ燃料４ｂに転換することができる。すなわち、個々の分子間の動きに係る自由度が増すこととなる。これにより、ＬＰＧ燃料４ｂの還元処理が行われる。
【００３２】
ここで、還元処理部３に使用される還元剤１０と、改質活性化部２に使用される活性化剤１２とは、基本的な構成は抗火石を原料とするものであり同一である。しかしながら、丸薬状の形成する際の配合、焼結温度、及び焼結条件等を変化させることによって異なる性状を呈するように調整されている。その結果、ＬＰＧ燃料４ｂを急冷し、かつ燃焼時における酸化性能を向上させるようにＬＰＧ燃料４ｂを改質することが可能となる。
【００３３】
なお、抗火石は、豊富に含まれるミネラル成分から従来から水等の改質剤、或いは浄化剤として使用されている。この場合、抗火石は、水等と液相接触することで改質処理が行われているものであり、本願発明のように、気相接触させ、ＬＰＧ燃料４ｂを改質しようとする試みは、本願出願人が鋭意研究を重ねた結果である。
【００３４】
一方、改質活性化部２は、上述したように還元処理部３と略同一の構成を有し、第二フィルタ部１１ｂ及び活性化剤１２を内部の空間に収容した活性化部本体２５とを有して主に構成されている。そして、活性化部１２の作用効果により、還元処理された気体のＬＰＧ燃料４ｂは、活性化剤１２と気相接触することにより、酸化性能が高められる。その結果、改質ＬＰＧ燃料４ｃの単位量当たりの熱量が多く発生することになり、改質ＬＰＧ燃料４ｃによる燃焼効率が高く、最終的にエンジン６の燃費を向上し、稼働効率をアップさせることができる。
【００３５】
なお、燃料噴射部１５による改質ＬＰＧ燃料４ｃの噴射と同時にシリンダ１３内には燃焼のための酸素（図１中のＡｉｒ参照）が供給され、シリンダ１３内での燃焼が速やかに進行することとなる。さらに、バイフューエル方式の燃料供給装置１であるため、ＬＰＧタンク５に貯留されたＬＰＧ燃料４ａが空になった場合でも、手動でガソリン燃料１７の供給に切換えることにより、継続して走行が可能となる。そのため、通常のガソリン車に比べ、１回の補給（ＬＰＧ燃料４ａ及びガソリン燃料１７）によって、無給油・無給ガスでの長距離走行が可能となり、約１０００ｋｍを走行することもできる。
【００３６】
次に、本実施形態の燃料供給装置１を利用したエンジン性能の向上を比較した結果を、主に図３及び図４に基づいて説明する。ここで、図３は活性化剤１２の使用有無とその使用個数による違いを、燃料供給装置１を利用したＬＰＧハイブリッド車から排出される排気ガスＥ中のエンジン回転数に対して（ａ）一酸化炭素濃度、及び、（ｂ）窒素酸化物濃度をプロットしたグラフであり、図４は活性化剤１２と還元剤１０との組合わせによる燃料供給装置１を利用したＬＰＧハイブリッド車から排出される排気ガスＥ中のエンジン回転数に対して（ａ）一酸化炭素濃度、及び、（ｂ）窒素酸化物濃度をプロットしたグラフである。ここで、各グラフ中の“Ｎｏｒｍａｌ”の表示は、改質活性化部２及び還元処理部３を適用することなく、通常の燃料供給装置を利用して、エンジン６を駆動して行った対照実験の値を示している。
【００３７】
ここで、テスト方法は、エンジン６を稼働後、アイドリング（約６００ｒｐｍ）を１５分間継続し、１５分後の排気ガスＥ中の一酸化炭素濃度及び窒素酸化物濃度を測定し、次に、エンジン回転数を１５００ｒｐｍに上げて、これを３分間維持し、その後同様に一酸化炭素濃度及び窒素酸化物濃度を測定し、以後同様に、２０００ｒｐｍ、２５００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍのそれぞれのエンジン回転数で３分間維持した後の排気ガスＥを行ったものである。なお、図３のグラフにおいて、１５００ｒｐｍと２５００ｒｐｍ回転については、測定を省略している。このとき、排気ガスＥの測定には、燃焼排ガス分析装置（ＨＴ−１６００Ｎ：ホダカ株式会社製）を用いた。係る装置は、上記の一酸化炭素濃度及び窒素酸化物濃度以外にも、酸素含有率（％）、一酸化窒素濃度（ｐｐｍ）、圧力（ｈｐａ）、排気ガス温度（℃）、室内温度（℃）を同時に測定することが可能であり、さらに測定結果から、窒素酸化物濃度、二酸化炭素濃度、燃焼効率、排ガス損失、燃焼空気比等の各種項目を演算処理によって求めることができる。そのため、上記の２つの値以外に、これらの各種データについても合わせて取得している。しかしながら、還元剤１０及び活性化剤１２等による効果と直接関係ないデータも含まれているため、ここではこれらのデータについての説明は行わないものとする。
【００３８】
さらに、図３及び図４のグラフ中において、Ｒ＝１５，ＲＣ＝１０等の記載は、還元剤（＝Ｒ）を１５個（粒）、活性化剤（＝ＲＣ）を１０個（粒）の条件で測定を行ったものを示している。
【００３９】
これにより、図３（ａ）に示されるように、丸薬状の活性化剤１２を１０個（ＲＣ＝１０）使用したもの（このとき、還元剤１０の使用はない）は、排気ガスＥ中の一酸化炭素濃度がいずれの回転数においても０ｐｐｍを示し、Ｎｏｒｍａｌの条件や８個（ＲＣ＝８）に比べ、一酸化炭素の排出量の抑制に十分な効果を有することが示された。さらに、図３（ｂ）に示されるように、活性化剤１２を使用することにょり、それぞれのエンジン回転数において、活性化剤１２を使用しないＮｏｒｍａｌの条件よりも、排気ガスＥ中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が低くなることが明らかとなった。すなわち、本実施形態の燃料供給装置１は、活性化剤１２とＬＰＧ燃料４ｂとを気相接触させることにより、ＬＰＧ燃料４ｂの燃焼性能を改質し、窒素酸化物等の発生の少ない地球環境に優れた状態でエンジン６の稼働を行うことが可能になった。
【００４０】
一方、図４（ａ）に示されるように、Ｒ＝２０，ＲＣ＝１０（還元剤＝２０、活性化剤＝１２）の測定条件の場合、Ｎｏｒｍａｌ等の条件に比べ、一酸化炭素濃度がいずれの回転数において０ｐｐｍであることが示され、この組合わせが好適であることが示された。さらに図４（ｂ）に示されるように、特に、１０００ｒｐｍから２５００ｒｐｍの低速から中速の回転域の範囲で、Ｎｏｒｍａｌの条件よりも窒素酸化物濃度の排出が著しく減少することが確認された。そのため、市街地走行をする場合等の中速域でエンジンの使用において、上記条件の組合わせが適することが確認された。特に、図３（ｂ）と比較すると、活性化剤１２のみを単独で適用した場合に比べ、還元剤１０及び活性化剤１２の組合わせによって窒素酸化物濃度を著しく抑えることが可能となることが明らかとなった。
【００４１】
ここで、ＬＰＧ燃料４ｂのさらなる改質を行う場合には、多数の還元剤１０及び活性化剤１２をそれぞれの還元処理部３及び改質活性化部２に投入することが考えられるものの、多数の還元剤１０によってＬＰＧ燃料４ｂのＬＰＧ流路８に負圧が生じ、反って流通性が阻害されるおそれがある。また、エンジンルームのスペースを無駄に占拠することも考えられるため、上述した測定条件で設定した程度の使用個数を採用するものが好適であると考えられる。
【００４２】
上記に示した通り、本実施形態の燃料供給装置１は、抗火石からなる還元剤１０及び活性化剤１２を組合わせて利用することにより、従来のＬＰＧハイブリッド車に用いる燃料供給装置よりも、エンジンの燃焼効率を向上させ、窒素酸化物等の排出を抑えた地球環境に優しいものとすることができる。そのため、ＬＰＧハイブリッド車の優れた燃費性や低公害性をさらに高めることができ、ＬＰＧハイブリッド車の普及率の向上に寄与することができる。
【００４３】
さらに、本実施形態の燃料供給装置１は、既存のＬＰＧハイブリッド車の燃料供給装置に、還元処理部３及び活性化処理部２を付与するものであり、比較的簡易な改造で足りるものである。特に、既存の燃料供給装置には、ＬＰＧ燃料に含まれる不純物等を除去するためのフィルタ部の構成を備えていることが一般的であり、係るフィルタ部を利用して還元処理部３及び活性化処理部２に転用することもできる。そのため、エンジンルームを不当に侵食することがない。
【００４４】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４５】
すなわち、本実施形態の燃料供給装置１において、還元処理部３及び改質活性化部２のそれぞれに第一フィルタ部１１ａ及び第二フィルタ部１１ｂを設けたものを示したが、これに限定されるものではなく、不純物等の混在量が少ない場合には、いずれか一方に設置するものであってもよく、または、ＬＰＧ流路８内に還元処理部３及び改質活性化部２と個別に設けるものであっても構わない。
【００４６】
加えて、本実施形態の燃料供給装置１において、還元処理部３を改質活性化部２の上流側に設けるものを示したが、係る構成の採用を省略したものであっても構わない。すなわち、図３に示したように、改質活性化部２のみでも十分な効果を得ることができ、使用するＬＰＧ燃料４ａ等が予め還元性の高いものであるならば、改めて還元処理を行う必要はなく、直接改質活性化部２に導出するものであっても構わない。ＬＰＧ流路８に多くの構成を設けることは、負圧を生じさせることとなり、気体のＬＰＧ燃料４ｂの速やかな移送を阻害するため、係る事態を解消するものであってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  燃料供給装置
２  改質活性化部
３  還元処理部
４ａ，４ｂ，４ｃ  ＬＰＧ燃料（改質ＬＰＧ燃料）
５  ＬＰＧタンク
６  エンジン
７  ＬＰＧソレノイド
８  ＬＰＧ流路
９  ベーパライザ
１０  還元剤
１１ａ  第一フィルタ部
１１ｂ  第二フィルタ部
１２  活性化剤
１３  シリンダ
１４  コモンレール
１５  燃料噴射部
１６  ＬＰＧ制御コンピュータ
１７  ガソリン燃料
１８  ガソリンタンク
１９  ガソリンインジェクタ
２０  ガソリン制御コンピュータ
２１  切換スイッチ
２２  リレー
２３  空間
２４  還元処理部本体
２４ａ  蓋部
２４ｂ  容器部
２５  活性化部本体
Ｓ１  ＬＰＧ供給システム
Ｓ２  ガソリン供給システム
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特許第４１５２０３９号公報
【図１】
2011202552.tif 000003
【図２】
2011202552.tif 000004
【図３】
2011202552.tif 000005
【図４】
2011202552.tif 000006