(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を改質する燃料改質装置において、
前記燃料に浸され隙間を空けて交互に配置される正極及び負極と、
前記正極と前記負極との間に印加する電圧を供給する電源と、
前記正極と前記負極とに対する前記電源の電圧印加を制御する電圧印加制御部と、を有し、
前記正極は、卑金属で形成されており、
前記電圧印加制御部は、前記正極と前記負極との間に前記電源から直流電圧を印加して、前記正極に酸の金属塩を析出させることにより、前記燃料中の酸を除去して前記燃料を改質する
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
請求項１に記載する燃料改質装置において、
前記正極及び前記負極に接続され、前記燃料の導電率を測定する導電率計を有し、
前記電圧印加制御部は、前記導電率計により測定される導電率が、予め定められた所定値より大きくなったときに、前記正極と前記負極との間に直流電圧を印加する
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する燃料改質装置において、
前記正極及び前記負極のうち少なくとも前記正極はフィルタで覆われている
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの燃料改質装置において、
前記正極は、亜鉛で形成されている
ことを特徴とする燃料改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料を改質する燃料改質装置に関するものである。より詳細には、燃料タンク内における燃料中の酸を削減して燃料の酸化を抑制することができる燃料改質装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータを駆動源として搭載したハイブリット車両やプラグインハイブリット車両が普及しつつある。このようなハイブリット車両やプラグインハイブリット車両では、燃料の消費が少ないため、燃料の消費スピードが遅くなり、燃料が燃料タンク内で長期間保管されて酸化するおそれがある。特に、アルコールを含む燃料（ガソリン）は酸化し易い。そして、燃料が酸化すると、燃料が接触する樹脂製部品やゴム製部品の劣化、燃料が接触する金属部分の腐食などが生じてしまう。また、金属部分の腐食により生じた酸化生成物が、電極、接点に付着して導通不良を起こしたり、フィルタに詰まったりしてしまうことなどが懸念される。
【０００３】
そのため、燃料タンク内の燃料の酸化を抑制するための技術が提案されている。そのうちの１つとして、例えば、燃料タンク内の酸素濃度を低下させるために、燃料タンク内に外部の窒素ボンベから窒素ガス等の不活性ガスを充填するものがある。すなわち、燃料タンク内の酸素濃度が高くなった場合に、窒素リッチ空気を燃料タンク内へ供給するにより、燃料の酸化劣化を防止している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のシステムでは、燃料タンク内に窒素リッチ空気を供給するために、窒素ボンベや供給配管などが必要となり、システム構成が大掛かりとなる。そのため、コストが増加する、車両重量の増加により燃費が減少するおそれがあった。また、車両において、窒素ボンベなどを搭載するスペースが別途必要になってしまうという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成で燃料タンク中の燃料の酸化を抑制することができる燃料改質装置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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、燃料タンク内の燃料を改質する燃料改質装置において、前記燃料に浸され隙間を空けて交互に配置される正極及び負極と、前記正極と前記負極との間に印加する電圧を供給する電源と、前記正極と前記負極とに対する前記電源の電圧印加を制御する電圧印加制御部と、を有し、前記正極は、卑金属で形成されており、前記電圧印加制御部は、前記正極と前記負極との間に前記電源から直流電圧を印加して、前記正極に酸の金属塩を析出させることにより、前記燃料中の酸を除去して前記燃料を改質することを特徴とする。
【０００８】
この燃料改質装置では、正極及び負極が、燃料タンク内の燃料に浸されて配置されている。そして、電圧印加制御部により、この正極と負極の間に直流電圧が印加される。これにより、燃料中の酸と正極とが化学反応して、正極に酸の金属塩が析出する。このようにして、燃料タンク内の燃料中の酸を効果的に削減することができる。その結果、燃料中の酸濃度が下がり、燃料の酸化を抑制することができる。
そして、正極は、卑金属で形成されている。このように正極が卑金属で形成されていると、燃料中の酸との反応性を良くすることができる。これにより、正極と負極との間に印加する電圧を低くしても、燃料中の酸と正極とが化学反応して、正極に酸の金属塩が析出する。従って、消費電力を抑えつつ、燃料タンク内の燃料の酸化を抑制することができる。
【０００９】
また、正極及び負極は燃料タンク内に配置し、電源として車載バッテリを利用し、電圧印加制御部として車載ＥＣＵを利用することができるため、装置構成を非常に簡素化することができる。従って、コストの増加、及び車両重量の増加による燃費悪化を防止することができる。また、装置を車両に搭載するスペースが別途必要になることもない。
【００１０】
上記した燃料改質装置において、前記正極及び前記負極に接続され、前記燃料の導電率を測定する導電率計を有し、前記電圧印加制御部は、前記導電率計により測定される導電率が、予め定められた所定値より大きくなったときに、前記正極と前記負極との間に直流電圧を印加することが望ましい。
【００１１】
燃料の導電率は、燃料中の酸濃度に応じて変化する、つまり導電率が高ければ酸濃度が高く、導電率が低ければ酸濃度が低くなる。そのため、導電率計により、燃料タンク内の燃料の導電率を測定し、その導電率が予め定められた所定値より大きくなったときに、電圧印加制御部が正極と負極との間に直流電圧を印加することにより、消費電力を抑え、無駄な化学反応をさせずに正極の消耗を抑制することができる。従って、燃料タンク内の燃料の酸化を抑制しながら、燃費の悪化を確実に防止するとともに、装置の耐久性を向上させることができる。
【００１２】
上記した燃料改質装置において、前記正極及び前記負極のうち少なくとも前記正極はフィルタで覆われていることが望ましい。
【００１３】
このような構成にすることにより、正極に析出する酸の金属塩をフィルタ内に留めておくことができる。これにより、析出した金属塩が燃料ポンプなどの燃料系部品やエンジンに対して悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。
【００１６】
特に、前記正極は、亜鉛で形成されていることが好ましい。
【００１７】
燃料ポンプなどは亜鉛メッキが施されていることが多く、燃料中の酸と化学反応して亜鉛メッキが腐食するという問題があった。そこで、正極を亜鉛で形成することにより、亜鉛メッキよりも先に正極を燃料中の酸と化学反応させることができる。これにより、亜鉛メッキを保護することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る燃料改質装置によれば、上記した通り、簡単な構成で燃料タンク中の燃料の酸化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る燃料改質装置の概略構成を示す図である。
【図２】燃料中の酸濃度と燃料の導電率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の燃料改質装置を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。そこで、実施の形態に係る燃料改質装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、実施の形態に係る燃料改質装置の概略構成を示す図である。図２は、燃料中の酸濃度と燃料の導電率との関係を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係る燃料改質装置１０は、電源１１と、導電率計１２と、電源１１に接続された正極１３及び負極１４と、電圧印加制御部１５とを備えている。そして、正極１３及び負極１４が、燃料タンク内において燃料に浸るように配置されている。このような燃料改質装置１０では、電圧印加制御部１５により、正極１３と負極１４との間に電源１１から電圧を印加することにより、燃料中の酸を除去して燃料の酸化を抑制するようになっている。
【００２２】
電源１１は、正極１３と負極１４との間に直流電圧を印加するものである。本実施の形態では、電源１１として、車載バッテリを使用している。この電源１１は、電圧印加制御部１５を介して、正極１３と負極１４に電気的に接続されている。そして、電圧印加制御部１５にて、正極１３と負極１４に対する電源１１からの電圧印加のタイミングを御するようになっている。
【００２３】
導電率計１２は、燃料タンク内の燃料の導電率を測定するものである。この導電率計１２は、電源１１に対して並列接続されている。ここで、図２に示すように、燃料の導電率は、燃料中の酸濃度に応じて変化する。具体的には、導電率が高ければ酸濃度が高く、導電率が低ければ酸濃度が低くなる。そのため、導電率計１２により、燃料タンク内の燃料の導電率を測定することにより、燃料中の酸濃度、つまり燃料の酸化の度合いを検知することができる。なお、導電率計１２は、燃料タンク内に設けて良いし、燃料タンク外に設けることもできる。
【００２４】
正極１３及び負極１４は、ともに平板状の金属である。正極１３と負極１４は、所定の隙間を空けて交互に平行に並べられて燃料タンク内に配置されている。ここで、燃料タンクが樹脂製の場合には、正極１３と負極１４は、直接、燃料タンクに固定されていても良いが、燃料タンクが金属製の場合には、絶縁体を介して燃料タンクに固定する必要がある。また、燃料タンクが樹脂製の場合には、正極１３と負極１４を保持固定するホルダを燃料タンクに一体成形することもできる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、正極１３及び負極１４は平板状であるが、正極１３及び負極１４の形状は特に制限はなく、例えば、捲回体として形成されていても良い。また、正極１３及び負極１４の設置枚数も特に制限はなく、燃料タンクの大きさ（言い換えると燃料の容量）等を考慮して決定すれば良い。
【００２６】
ここで、正極１３は、電圧が印加された際に、酸の金属塩（例えば、カルボン酸塩など）が析出する金属であれば良いが、析出した金属塩が溶けにくいものが好ましい。また、正極１３は、卑金属で形成されていることが好ましい。卑金属であれば燃料中の酸との反応性が良く、低い電圧でも燃料中の酸と化学反応させることができるからである。その結果、消費電力を抑えつつ、燃料タンク内の燃料の酸化を抑制することができる。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、正極１３を亜鉛で形成している。これにより、燃料ポンプ等に亜鉛メッキが施されている場合に、亜鉛メッキよりも先に正極１３を燃料中の酸と化学反応させることができる。従って、亜鉛メッキを保護することができる。
【００２８】
また、正極１３及び負極１４うち少なくとも正極１３は、フィルタで覆われていることが好ましい。フィルタとしては、正極１３に析出する酸の金属塩を内部に留めておくことができるものであれば良い。このようなフィルタを設けることにより、析出した金属塩が燃料ポンプなどの燃料系部品やエンジンに対して悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。
【００２９】
電圧印加制御部１５は、正極１３と負極１４に対する電源１１からの電圧印加のタイミングを、導電率計１２の検出値に基づいて制御するものである。そのため、導電率計１２の出力が電圧印加制御部１５に入力されるようになっている。そして、電圧印加制御部１５は、導電率計１２で検出される導電率が予め定められた所定値より大きくなったときに正極１３と負極１４との間に電源１１から直流電圧を印加するようになっている。なお、本実施の形態では、電圧印加制御部１５の機能を、燃料ポンプ等の制御を行っているＥＣＵにより実行させている。
【００３０】
このように、本実施の形態に係る燃料改質装置１０では、車載バッテリやＥＣＵなどの既存の装置を利用することにより、装置構成を非常に簡素化することができる。これにより、燃料改質装置１０のコスト上昇を抑えるとともに、車両重量の増加を防止して燃費の悪化を防ぐことができる。また、車両において、燃料改質装置１０を搭載するスペースを別途必要になることがないため、車両搭載性が非常に良い。
【００３１】
続いて、上記した燃料改質装置１０の動作について説明する。燃料改質装置１０が作動するのは、長期間にわたり燃料タンク内の燃料が消費されないときである。例えば、近距離走行のみでモータ走行が主になるような場合や、数ヶ月車両を走行させないような場合などを挙げることができる。
【００３２】
まず、燃料タンク内の燃料の導電率が導電率計１２により定期的に検出される。この導電率計１２による導電率の測定は、例えば、所定時間が経過した場合（前回のエンジン停止から再度エンジンが始動されずに数十日経過したとき等）や、ＩＧがＯＮされたとき等に実行するようにすれば良い。このとき、導電率計１２で検出された導電率が、電気信号として電圧印加制御部１５に入力される。
【００３３】
そして、電圧印加制御部１５では、導電率計１２で検出された導電率が、予め定められた所定値を超えたか否か（言い換えると、燃料の酸濃度が所定値を超えたか否か）が判断される。なお、所定値は、車両で使用する燃料の種類などを考慮して実験により求めれば良い。
このとき、導電率計１２で検出された導電率が所定値を超えていると、燃料の酸化を抑制する必要があると考えられるため、電圧印加制御部１５により、正極１３と負極１４に対して電源１１から直流電圧を印加する。
【００３４】
そうすると、正極１３及び負極１４に電流が流れ、正極１３において亜鉛イオンが生成される。そして、この亜鉛イオンと燃料中の酸とが化学反応して、正極１３の酸の金属塩が析出する。これにより、燃料タンク内の燃料の酸濃度が低下する。従って、燃料タンク内の燃料を改質し、燃料の酸化劣化を確実に抑制することができる。
なお、正極１３及び負極１４に対する電圧印加は、導電率計１２で検出された導電率が所定値（電圧印加を開始する所定値と同じ値であっても良いし、異なる値でも良い）未満になったとき、あるいは電圧印加開始から所定時間（例えば数十分程度）が経過したとき等に停止すれば良い。
【００３５】
このように、本実施の形態に係る燃料改質装置１０では、正極１３と負極１４に対して、燃料改質を行う適切なタイミングで電圧を印加するため、消費電力を抑えつつ、無駄な化学反応をさせずに正極１３の消耗を抑制することができる。これにより、燃料タンク内の燃料の酸化を抑制しながら、燃費の悪化を確実に防止するとともに、装置の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
なお、正極１３に析出した金属塩が燃料中に溶け出すおそれがある場合には、少なくとも正極１３をフィルタにより覆っておくことにより、析出した金属塩が燃料ポンプなどの燃料系部品やエンジンに対して悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。フィルタとしては、通常、燃料フィルタに使用されるもの等を使用すれば良い。
【００３７】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る燃料改質装置１０によれば、電圧印加制御部１５により、導電率計１２で検出される燃料の導電率が所定値を超えると燃料タンク内の燃料に浸されて配置された正極１３及び負極１４に対して、電源１１から直流電圧が印加される。これにより、燃料中の酸と正極１３とが化学反応して、正極１３に酸の金属塩が析出するので、燃料タンク内の燃料中の酸を効果的に削減することができる。その結果として、燃料が改質されて燃料中の酸濃度が下がり、燃料の酸化を抑制することができる。
【００３８】
また、燃料改質装置１０では、正極１３及び負極１４は燃料タンク内に配置し、電源１１として車載バッテリを利用し、電圧印加制御部１５として車載ＥＣＵを利用している。このため、装置構成を非常に簡素化することができ、コストの増加、及び車両重量の増加による燃費悪化を防止することができる。さらに、装置を車両に搭載するスペースが別途必要になることもない。
【００３９】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４０】
１０    燃料改質装置
１１    電源
１２    導電率計
１３    正極
１４    負極
１５    電圧印加制御部
【図１】
0005783917.tif 000002
【図２】
0005783917.tif 000003