(57)【要約】  加圧されかつ均質化された液体と気体との混合物をエンジンに供給するための燃料増強システム及び方法。一実施の形態では、このシステムは、コントローラと、気体成分の流れ制御装置と、均質化システムと、気体プロセッサとを有し、他の実施の形態では、このシステムは、コントローラと、気体成分の流れ制御装置と、液体燃料の流れを知らせる信号を発生するための装置と、均質化システムとを有している。気体プロセッサと液体燃料の流れを知らせる信号を発生するための装置とがまた、記載されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、液体燃料源、及び気体成分源と共働して、エンジンに、液体燃料と気体成分との混合物を含み、加圧され、均質化された混合燃料を供給する燃料増強システムであって、前記エンジンは、特別な背圧レベルを超えると背圧により悪影響を受ける少なくとも１つの背圧過敏部品を有しており、
動作中は、混合燃料の少なくとも一部が、エンジンに供給され、エンジンで未使用の混合燃料は、前記少なくとも１つの背圧過敏部品から燃料増強システムに戻され、
前記燃料増強システムは、コントローラと、気体成分の流れ制御装置と、均質化システムと、気体プロセッサとを具備し、
前記気体成分の流れ制御装置は、前記気体成分源と共働し、与えられた信号に応答して、前記均質化システムに気体成分を制御可能に供給するように構成されており、
前記均質化システムは、比較的低い圧力で、前記背圧過敏部品から液体燃料と、少なくとも前記気体プロセッサを介して供給される未使用燃料との混合物を、前記背圧過敏部品から受ける第１の部分を有し、
前記コントローラは、均質化システムの少なくとも１つの所定の動作パラメータ指示を受け、液体燃料に対する気体成分の割合を制御するように、前記気体成分の流れ制御装置に制御信号を与えるように構成され、
前記均質化システムは、前記液体燃料と気体成分とを混合し、気体成分の比較的小さいバブルが混合燃料全体に渡って分布されている混合燃料をエンジンに比較的高い圧力で供給し、
前記気体プロセッサは、前記背圧過敏部品から未使用の混合燃料を受けるように、背圧過敏部品と均質化システムの前記第１の部分との間に動作的に配置され、また、混合燃料を均質化システムの前記第１の部分に供給する前に、混合燃料を、前記特別な背圧レベルよりも高くない比較的低い気体プロセッサの圧力にするように設定されている、システム。
【請求項２】
前記気体プロセッサは、混合燃料を調節して、混合燃料を前記均質化システムの第１の部分に導入するのに適するようにするように更に構成されている請求項１のシステム。
【請求項３】
前記気体プロセッサの圧力は、大気圧にほぼ等しい請求項１のシステム。
【請求項４】
前記均質化システムの前記第１の部分は、混合燃料の所定レベルの気体成分に感じる少なくとも１つの部品を有し、また、前記気体プロセッサは、均質化システムの前記第１の部分に導入する前に、混合燃料から気体成分の少なくとも一部を脱ガスすることにより混合燃料を調節するようになっている請求項２のシステム。
【請求項５】
混合燃料中の所定レベルの気体成分に感じる部品は、ポンプである請求項４のシステム。
【請求項６】
前記気体プロセッサは、少なくとも最短の時間、気体プロセッサの圧力に混合燃料を維持させることにより、混合燃料の少なくとも一部を脱ガスする請求項４のシステム。
【請求項７】
均質化システムの前記第１の部分は、第１及び第２のポンプを有し、第１のポンプは、前記背圧過敏部品から液体燃料と未使用の混合燃料とを有する主液体燃料を受け、少なくとも未使用の混合燃料は、実質的な液体燃料の圧力を第１の比較的低い圧力レベルへと高くするように、前記気体プロセッサを通して与えられ、また、
前記第２のポンプは、前記第１のポンプ出力と前記気体成分の流れ制御装置により与えられる気体成分とを受け、ここを通る混合燃料の圧力を第２の圧力レベルまで高め、この第２の圧力レベルは、低いけれど、前記第１の比較的低い圧力レベルよりも高い、請求項１のシステム。
【請求項８】
前記均質化システムは、第２の部分を有し、この第２の部分は、循環用ポンプと、注入室とを有し、この循環用ポンプは、前記第１の部分の第２のポンプの出力とエンジンに与えられたが未使用であった混合燃料とを受け、前記背圧敏感部品以外から燃料増強システムに戻し、ここを通る混合燃料を前記第２の圧力レベルよりも高い中間の圧力へと高め、また、前記注入室は、循環用ポンプの出力を受ける、請求項７のシステム。
【請求項９】
前記均質化システムの第２の部分は、前記注入室の出口と循環用ポンプの入口との間に連通したバイパスラインを更に有する請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記均質化システムは、第３の部分を有し、この第３の部分は、注入室の出力を受けて、ここを通る混合燃料の圧力を、エンジンに適用するために比較的高い圧力に高める請求項８のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、液体燃料の表示を受けて、これに従って前記気体成分の流れ制御装置への制御信号を発生する請求項１のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラは、均質化システムへの所定の量の液体燃料の導入に応じて、均質化システムへ所定量の気体成分を導入させるように、気体成分の流れ制御装置への制御信号を発生する請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記コントローラは、均質化システムへの約0.02ガロンの液体燃料の導入に応じて、均質化システムへ約70 sccmの気体成分を導入させるように、気体成分の流れ制御装置への制御信号を発生する請求項１２のシステム。
【請求項１４】
前記気体成分は、水素であり、また前記液体燃料は、ディーゼルである請求項１３のシステム。
【請求項１５】
前記気体成分の比較的小さいバルブは、マイクロバブルである請求項１のシステム。
【請求項１６】
前記気体プロセッサは、少なくとも、混合燃料から、混合燃料が均質化システムの第１の部分に導入させるのに適した程度に気体成分を脱ガスさせるのに充分な時間、気体プロセッサの圧力で混合燃料を維持するように構成されている請求項１のシステム。
【請求項１７】
前記均質化システムは、
一定容量の内室を規定している本体と、
前記内室と連通し、前記背圧に過敏な部品から未使用の混合燃料を受けるように構成された燃料の入口と、
前記内室と連通し、内室内の未使用の混合燃料から脱ガスされた気体成分を気体プロセッサの圧力にして内室から出す気体の出口と、を有し、
前記気体プロセッサは、少なくとも最短の時間、気体プロセッサの圧力で内室内に混合燃料を維持させるように構成されている、請求項１のシステム。
【請求項１８】
前記気体プロセッサは、少なくとも、混合燃料から、混合燃料が均質化システムの第１の部分に導入させるのに適した程度に気体成分を脱ガスさせるのに充分な時間、気体プロセッサの圧力で混合燃料を内室の中に維持するように構成されている請求項１７のシステム。
【請求項１９】
前記エンジンは、空気の取り入れ口を有し、前記気体プロセッサの気体の出口は、前記空気取り入れ口に接続されるように設定されている、請求項１７のシステム。
【請求項２０】
前記気体プロセッサは、前記液体燃料源から液体燃料を受けるように構成され、また、更に、前記内室の中に配置された燃料のレベルの検出器を有し、この燃料のレベルの検出器は、内室の中の液体のレベルの表示をコントローラへと発生する。請求項１７のシステム。
【請求項２１】
この燃料増強システムは、与えられる制御信号に応答して液体燃料源と共働する液体燃料の流れ制御装置を更に具備し、
前記燃料のレベルの検出器は、コントローラへの、所定のレベル以下に低下した内室の中の液体のレベルを知らせる信号を発生し、
前記コントローラは、燃料のレベルの検出器からの信号を受けて、所定量の気体成分を前記均質化システムに加えさせるようにま、所定量の液体燃料を気体プロセッサに加えさせるように前記気体成分の流れ制御装置への信号を発生する、請求項２０のシステム。
【請求項２２】
前記コントローラは、第１及び第２のタイマーを有し、
前記第１のタイマーは、前記燃料のレベル検出器からの信号に応答して、前記んえせへの第１の所定の持続時間の制御信号を発生して、所定量の液体燃料を前記気体プロセッサに加えさせるように駆動され、
前記第２のタイマーは、前記燃料のレベル検出器からの信号に応答して、前記気体成分の流れ制御装置への第１の所定の持続時間の制御信号を発生して、所定量の気体成分を前記均質化システムに加えさせるように駆動される、請求項２１のシステム。
【請求項２３】
前記均質化システムは、注入室からの混合燃料の、制限外である特別な特性の知らせを発生するためのセンサを更に有し、
前記コントローラは、制限外である特別な特性の知らせに応答して、混合燃料の特別な特性が制限外である時間、前記第２のタイマーの動作を禁止させるスイッチを更に有している請求項２１のシステム。
【請求項２４】
前記コントローラハ、マイクロコントローラを含んでいる請求項２１のシステム。
【請求項２５】
燃料増強システムは、前記液体燃料源と共働して、液体燃料源により供給される液体燃料の量を知らせる信号を発生する液体燃料流れセンサを更に有し、
前記液体燃料の量を知らせる信号は、前記均質化システムの所定の動作パラメータの表示として前記コントローラに与えられる請求項１７のシステム。
【請求項２６】
前記コントローラは、
前記液体流れセンサからの信号に応答し、この信号が液体燃料の所定量に対応するカウントに達したときに、出力信号を発生するように設定されたカウンタと、
前記カウンタからの出力信号に応答し、前記気体成分の流れ制御装置への、制御信号として与えられる所定の持続時間のパルスを発生するように設定されたタイマーとを更に有する請求項２５のシステム。
【請求項２７】
前記気体プロセッサは、内室内に配置され、この内室の中の液体のレベルに従って内室内で動くフロートを更に有し、
前記フロートは、内室の中の液体のレベルが、所定の最低所望レベルより低く低下したときに、気体プロセッサの燃料の出口を実質的に閉じ、また、内室の中の液体のレベルが、所定の最高レベルを超えたときに、気体プロセッサの外への混合液体の流れを可能にするように、気体プロセッサの燃料の出口燃料の出口開くように動くように設定されている、請求項１７のシステム。
【請求項２８】
前記気体プロセッサの圧力は、大気圧に等しい請求項１７のシステム。
【請求項２９】
前記均質化システムの第１の部分は、気体成分を受けて、液体と気体との混合燃料を生成し、また、
前記均質化システムは、前記液体と気体との混合燃料を受けるように共働する少なくとも１つのポンプと、前記液体と気体との混合燃料がエンジンに供給される前に、液体と気体との混合燃料が少なくとも所定の圧力で通る所定の容積の注入室とを有する循環路を更に有する、請求項１のシステム。
【請求項３０】
動作時に、エンジン供給されたが未使用である混合燃料の少なくとも一部を、背圧過敏部品以外のエンジンの部品から燃料増強システムに戻され、この戻された前記少なくとも一部は、前記巡回路中へ導入される請求項２９のシステム。
【請求項３１】
前記均質化システムは、エンジンが停止しているときの、前記循環路での減圧を防ぐ手段を更に有している請求項２９のシステム。
【請求項３２】
前記減圧を防ぐ手段は、エンジンが停止しているときに閉じるように設定されたバルブを有している請求項３１のシステム。
【請求項３３】
前記均質化システムの第１の部分は、気体成分を受けて、液体と気体との混合燃料を生成するように構成され、また、前記均質化システムは、
前記第１の部分から液体と気体との混合燃料を受ける循環用ポンプと、
所定の容積の注入室と、
加圧用ポンプとを更に有し、
前記循環用ポンプは、液体と気体との混合燃料を所定の圧力で、注入室を通るように導き、前記注入室は、流れて注入室を出た液体と気体との混合燃料が、混合物全体に渡って比較的均一に分布された気体のバルブを有するように、構成され、
前記加圧用のポンプは、前記注入室とエンジンとの間に配置され、エンジンに供給される混合燃料の圧力を比較的高い圧力へと高める、請求項１のシステム。
【請求項３４】
動作時に、エンジン供給されたが未使用である混合燃料の少なくとも一部を、背圧過敏部品以外のエンジンの部品から燃料増強システムに戻され、この戻された前記少なくとも一部は、前記循環用ポンプに受けられる請求項３３のシステム。
【請求項３５】
前記均質化システムは、前記加圧用ポンプとエンジンとの間に設けられたバルブと、エンジンと循環用ポンフとの間に設けられたバルブと、循環用ポンプと均質化システムとの間に設けられたバルブとを、更に有し、これらバルブは、エンジンの停止時に閉じるように設定されている３４請求項のシステム。
【請求項３６】
加圧用ポンプとエンジンとの間に設けられた前記バルブは、ロックアウトバルブである請求項３４のシステム。
【請求項３７】
エンジンと循環用ポンフとの間に設けられた前記バルブと、循環用ポンプと均質化システムとの間に設けられた前記バルブとは、チェックバルブである請求項３６のシステム。
【請求項３８】
加圧用ポンプとエンジンとの間に設けられた前記バルブは、圧力差バルブであり、
内部キャビティを規定している本体と、
前記内部キャビティに夫々連通している燃料の入口、燃料の出口、及び均質化ポートと、
このバルブの前記燃料出口を均質化ポートから隔離するように前記内部キャビティ内に摺動可能に配設され、開いた位置と閉じた位置との間で移動可能なプランジャと、
前記閉じた位置で、このバルブの前記燃料の入口と燃料の出口とを有効に隔離させるように、前記プランジャを着座させるように形成された受け部と、
前記プランジャに閉じる位置方向へ所定の付勢力をかけるばねとを有し、
前記プランジャは、開いた位置にあるときに、このバルブの燃料の入口と燃料の出口との間に流路を形成するように、前記受け部から外れ、
このバルブの前記燃料の入口は、前記加圧用ポンプと連通し、このバルブの前記燃料の出口は、エンジンと連通し、また、前記均一化ポートは、エンジンと循環用ポンプとの間の前記バルブ下流で、循環用ポンプに連通している請求項３５のシステム。
【請求項３９】
前記エンジンは、噴射システムと燃焼領域とを有し、
前記噴射システムは、気体成分の比較的小さいバブルが混合燃料全体に渡って分布されている混合燃料を前記燃焼領域中に比較的高い圧力で導入させ、
前記燃焼領域内の圧力レベルは、混合燃料が燃焼領域中に導入されたときに気体成分の比較的小さいバブルが膨張されるように、混合燃料が噴射システムにより導入される比較的高い圧力に比較して低い、請求項１のシステム。
【請求項４０】
前記気体成分のバブルの膨張は、燃焼領域内での液体燃料の噴霧を促進させる請求項３９のシステム。
【請求項４１】
前記気体成分のバブルの膨張は、燃焼領域内での自由ラジカル燃焼を促進させる請求項３９のシステム。
【請求項４２】
前記気体成分のバブルの膨張は、燃焼領域内での断熱冷却を促進させる請求項３９のシステム。
【請求項４３】
前記燃料のレベルの検出器は、
前記内室の中に配置された案内シャフトと、
前記案内シャフトに摺動可能に設けられ、内室の中の液体のレベルに従って移動するように設定されたフロート部材と、
前記フロート部材と共働して、内室の中の流体のレベルの知らせを発生させるスイッチとを有している請求項２０のシステム。
【請求項４４】
前記燃料のレベルの検出器は、
前記案内シャフトと同軸に配置され、案内シャフトを所定の距離超えて内室中に延びている跳ね防御チューブを有し、この跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と、前記内室との間を連通させている開口部を有し、
前記スイッチとフロート部材とは、前記跳ね防御チューブ内に配置されている、請求項４３のシステム。
【請求項４５】
前記跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と内室との間を連通させている通路を有している請求項４４のシステム。
【請求項４６】
前記均質化システムは、第２の部分を有し、この第２の部分は、均質化システムの前記第１の部分の出力を受ける循環用ポンプと、注入室とを有し、エンジンに与えられたが未使用であった混合燃料は、前記背圧敏感部品以外から燃料増強システムに戻され、ここを通る混合燃料を前記第２の圧力レベルよりも高い中間の圧力へと高め、また、前記注入室は、循環用ポンプの出力を受ける、請求項１のシステム。
【請求項４７】
前記コントローラは、第１及び第２のタイマーを有し、
前記第１のタイマーは、少なくとも１つの動作パラメータの指示に応答して、液体燃料の流れ制御装置せへの第１の所定の持続時間の制御信号を発生して、所定量の液体燃料を前記気体プロセッサに加えさせるように駆動され、
前記第２のタイマーは、少なくとも１つの動作パラメータの指示に応答して、前記気体成分の流れ制御装置への第１の所定の持続時間の制御信号を発生して、所定量の気体成分を前記均質化システムに加えさせるように駆動される、請求項１のシステム。
【請求項４８】
エンジン、液体燃料源、及び気体成分源と共働して、エンジンに、液体燃料と気体成分との混合物を含み、加圧され、均質化された混合燃料を供給する燃料増強システムであって、
前記燃料増強システム、コントローラと、気体成分の流れ制御装置と、液体燃料の流れを知らせる信号を発生する装置と、均質化システムとを具備し、
前記気体成分の流れ制御装置は、前記気体成分源と共働し、与えられた信号に応答して、前記均質化システムに気体成分を制御可能に供給するように構成されており、
前記コントローラは、液体燃料の流れを知らせる信号を受け、液体燃料に対する気体成分の割合を制御するように、前記気体成分の流れ制御装置に制御信号を与えるように構成され、
前記均質化システムは、前記液体燃料と気体成分とを混合し、気体成分の比較的小さいバブルが混合燃料全体に渡って分布されている混合燃料をエンジンに比較的高い圧力で供給し、
前記液体燃料の流れを知らせる信号を発生する装置は、
所定容量の内室を規定している本体と、
前記内室と連通し、液体燃料源から液体燃料を受けるように構成された燃料の入口と、
前記内室と連通し、内室を出る燃料を比較的低い圧力で均質化システムに供給するように構成されている燃料の出口と、
前記内室の中に配置され、コントローラに与えられる液体燃料の流れを知らせる信号としての内室の中の液体のレベルの指示を発生する燃料のレベルの検出器とを具備するシステム。
【請求項４９】
．
前記液体のレベルの検出器は、
前記内室の中に配置された案内シャフトと、
前記案内シャフトに摺動可能に設けられ、内室の中の液体のレベルに従って移動するように設定されたフロート部材と、
前記フロート部材と共働して、内室の中の流体のレベルの知らせを発生させるスイッチとを有している請求項４８のシステム。
【請求項５０】
前記案内シャフトと同軸に配置され、案内シャフトを所定の距離超えて内室中に延びている跳ね防御チューブを有し、この跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と、前記内室との間を連通させている開口部を有し、
前記スイッチとフロート部材とは、前記跳ね防御チューブ内に配置されている、請求項４９のシステム。
【請求項５１】
前記跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と内室との間を連通させている通路を有している請求項５０のシステム。
【請求項５２】
前記エンジンは、要求に従ってエンジン中に供給される加圧かつ均質化される混合燃料の少なくとも一部を受けて、均質化システムに混合燃料の使用されていない部分を戻す請求項４８のシステム。
【請求項５３】
前記均質化システムは、
気体成分と、比較的低い圧力の液体燃料とを受けて液体と気体との混合燃料を生成するように構成された第１の部分と、
前記液体と気体との混合燃料と、エンジンからの未使用の混合燃料を受け、また、少なくとも１つのポンプと注入室とを有し、この注入室を通って液体と気体との混合燃料は流れ、前記注入室は、内室を出る混合燃料が、混合燃料全体に渡って分布されている気体成分の比較的小さいバブルを有しているように構成されている、第２の部分と、
前記第２の部分とエンジンとの間に配設され、エンジンに供給される混合燃料の比較的高い圧力に高める加圧用ポンプとを有する請求項５２のシステム。
【請求項５４】
前記均質化システムの第１の部分は、第１及び第２のポンプを有し、第１のポンプは、液体燃料を受け、この液体燃料の圧力を第１の比較的低い圧力のレベルに高め、また、前記第２の部分は、流れ制御装置により供給された気体成分と、第１のポンプの出力とを受け、ここを通る混合液体の圧力を第２の圧力のレベルに高め、第２の圧力のレベルは、比較的低いが、前記第１の比較的低い圧力のリヘルよりかは高い、請求項５３のシステム。
【請求項５５】
前記均質化システムの第２の部分は、前記注入室の出口側と第２のポンプの入口側との間で連通しているバイパスラインを更に有する請求項５３のシステム。
【請求項５６】
前記コントローラは、前記気体成分の流れ制御装置への制御信号を発生して、均質化システムへの所定量の液体燃料の導入に応答して、所定量の気体成分を前記均質化システムに導入させる請求項５３のシステム。
【請求項５７】
前記気体成分は、水素であり、また、液体燃料は、ディーゼルである請求項４６のシステム。
【請求項５８】
エンジンに供給される混合燃料中の気体成分は、比較的小さいバブルの形態である請求項４６のシステム。
【請求項５９】
前記比較的小さいバブルは、マイクロバルブである請求項５６のシステム。
【請求項６０】
前記エンジンは、噴射システムと燃焼領域とを有し、
前記噴射システムは、気体成分の比較的小さいバブルを含んだ混合燃料を前記燃焼領域中に比較的高い圧力で導入させ、
前記燃焼領域内の圧力レベルは、混合燃料が燃焼領域中に導入されたときに気体成分の比較的小さいバブルが膨張されるように、混合燃料が噴射システムにより導入される比較的高い圧力に比較して低い、請求項５６のシステム。
【請求項６１】
前記気体成分のバブルの膨張は、燃焼領域内での液体燃料の噴霧を生じさせる請求項６０のシステム。
【請求項６２】
前記気体成分のバブルの膨張は、燃焼領域内での自由ラジカル燃焼を生じさせる請求項６０のシステム。
【請求項６３】
前記気体成分のバブルの膨張は、燃焼領域内での断熱冷却を生じさせる請求項６０のシステム。
【請求項６４】
前記エンジンは、特別な背圧レベルを超えると背圧により悪影響を受ける少なくとも１つの背圧過敏部品を有しており、動作中は、混合燃料の少なくとも一部が、エンジンに供給され、エンジンで未使用の混合燃料は、前記少なくとも１つの背圧過敏部品から燃料増強システムに戻され、
前記液体燃料の流れの信号を発生する装置は、前記少なくとも１つの背圧過敏部品に供給され、背圧過敏部品で未使用の混合燃料を受けるように構成されている請求項４８のシステム。
【請求項６５】
前記液体燃料の流れを信号を発生する装置は、気体の出口を更に有している請求項６４のシステム。
【請求項６６】
前記エンジンは、空気取り入れ口を有しており、また、前記気体の出口は、前記空気取り入れ口に接続されるように構成されている請求項６５のシステム。
【請求項６７】
前記燃料のレベルの検出器は、
フロート部材と共働して、内室の中の流体のレベルに従って動くように構成されたスイッチを有し、
前記スイッチは、所定の燃料のレベルに対応した位置で、内室の中に設けられて、前記フロート部材の接近に応じて燃料のレベルの知らせを発生する請求項４６のシステム。
【請求項６８】
前記フロート部材は、磁石を有し、前記スイッチは、磁気的に駆動される請求項６７のシステム。
【請求項６９】
前記フロート部材は、磁石を有し、前記スイッチは、磁気的に駆動される請求項４７のシステム。
【請求項７０】
前記フロート部材は、磁石を有し、前記スイッチは、磁気的に駆動される請求項４８のシステム。
【請求項７１】
燃料のレベルの知らせに応答して、前記コントローラは、前記気体成分の流れ制御装置への制御信号を発生して、均質化システムへの液体燃料の所定の量に対応した所定の量の気体成分を均質化システムに導入させる請求項４６のシステム。
【請求項７２】
前記液体燃料源は、これへの制御信号に応答するポンプを有し、また、前記コントローラは、前記液体のレベルの知らせに応じて、均質化システムに所定量の液体燃料を導入させる液体燃料源への前記ポンプへの制御信号と、均質化システムに所定量の気体成分を導入させる前記気体成分の流れ制御装置への制御信号とを発生する請求項４６のシステム。
【請求項７３】
燃料のレベルの知らせに応答して、コントローラは、前記気体成分の流れ制御装置への制御信号を発生して、前記均質化システムへの液体燃料の所定量に対応した所定量の気体成分を均質化システムへ導入させる請求項４８のシステム。
【請求項７４】
前記液体燃料源は、これへの制御信号に応答するポンプを有し、また、前記コントローラは、前記液体のレベルの知らせに応じて、均質化システムに所定量の液体燃料を導入させる液体燃料源への前記ポンプへの制御信号と、均質化システムに所定量の気体成分を導入させる前記気体成分の流れ制御装置への制御信号とを発生する請求項４８のシステム。
【請求項７５】
エンジンに、液体燃料と気体成分との混合物を含み、加圧され、均質化された混合燃料を供給する燃料増強システム装置で使用され、混合物中の液体燃料に対する気体成分の割合を制御するための装置であって、この装置は、
所定容量の内室を規定している本体と、
前記内室と連通し、液体燃料源から液体燃料を受けるように構成された燃料の入口と、
前記内室と連通し、内室を出た燃料を比較的低い圧力で均質化システムに供給するように構成されている燃料の出口と、
前記内室の中に配置され、気体成分からの燃料増強システムに供給される気体成分の量を制御するように均質化システムにより使用される内室の中の液体のレベルを知らせる信号を発生する燃料のレベルの検出器とを具備する装置。
【請求項７６】
前記燃料のレベルの検出器は、
前記内室の中に配置された案内シャフトと、
前記案内シャフトに摺動可能に設けられ、内室の中の液体のレベルに従って移動するように設定されたフロート部材と、
前記フロート部材と共働して、内室の中の流体のレベルの知らせを発生させるスイッチとを有している請求項７５の装置。
【請求項７７】
前記燃料のレベルの検出器は、
前記案内シャフトと同軸に配置され、案内シャフトを所定の距離超えて内室中に延びている跳ね防御チューブを有し、この跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と、前記内室との間を連通させている開口部を有し、
前記スイッチとフロート部材とは、前記跳ね防御チューブ内に配置されている、請求項７６の装置。
【請求項７８】
前記跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と内室との間を連通させている通路を有している請求項７７の装置。
【請求項７９】
前記エンジンは、空気取り入れ口を有しており、また、この装置は、前記内室と連通した気体の出口を有し、前記エンジンの空気取り入れ口に連通されるように構成されている請求項７５の装置。
【請求項８０】
前記本体は、所定の直径と長さとを有し、第１及び第２のエンドキャップと共働している中空の円筒のチューブを有しており、
前記燃料の入口は、前記第１及び第２のエンドキャップの一方を通った通路を有し、
前記燃料の出口は、前記第１及び第２のエンドキャップの他方を通った通路を有し、
前記案内シャフトは、前記第１のエンドキャップに設けられ、前記内室中へと所定距離延びており、そして、
前記スイッチは、内室の中の所定の液体のレベル対応した、前記案内シャフトの所定位置に配設されている請求項７６の装置。
【請求項８１】
前記燃料のレベルの検出器は、
前記案内シャフトと同軸に配置され、案内シャフトを所定の距離超えて内室中に延びている跳ね防御チューブを有し、この跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と、前記内室との間を連通させている開口部を有し、
前記スイッチとフロート部材とは、前記跳ね防御チューブ内に配置されている、請求項８０の装置。
【請求項８２】
前記燃料の入口及び出口は、前記第１のエンドキャップを通った通路を有している請求８０の装置。
【請求項８３】
前記跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と、前記内室との間を連通させている通路を有し、この通路は、前記スイッチから所定の軸方向の距離の所に位置されている請求項８１の装置。
【請求項８４】
前記エンジンは、空気取り入れ口を有しており、また、この装置は、前記内室と連通するように前記第２のエンドキャップを通っている通路を備えており、前記空気取り入れ口に接続されるように構成されている通路を有している請求項８３の装置。
【請求項８５】
前記第１のエンドキャップは、下側のエンドキャップであり、前記第２のエンドキャップは、上側のエンドキャップであり、
前記燃料の入口と燃料の出口とは、前記下側のエンドキャップに設けられており、
前記跳ね防御チューブは、前記下側のエンドキャップから上方に延びており、前記内室の中の混合燃料の予期された液面のレベルの上方に所定距離を有して位置された先端開口部と、前記内室の中の混合燃料の予期された液面のレベルの下方に配置され、前記跳ね防御チューブ内から前記内室へと延びている通路とを有している、請求項８１の装置。
【請求項８６】
この装置は、前記内室と連通するように前記第２のエンドキャップを通っている通路を有する気体の出口を更に具備する請求項８５の装置。
【請求項８７】
前記エンジンは、空気取り入れ口を有しており、また、前記気体の出口は、前記空気取り入れ口に接続されるように構成されている請求項８６の装置。
【請求項８８】
前記燃料増強システムは、特別な背圧レベルを超えると背圧により悪影響を受ける少なくとも１つの背圧過敏部品を有しているエンジンに混合燃料を供給し、この装置は、前記少なくとも１つの背圧過敏部品に燃料を供給し、ここで未使用の混合燃料を受けるように構成されている請求項７５の装置。
【請求項８９】
前記フロート部材は、磁石を有し、前記スイッチは、磁気的に駆動される請求項７６の装置。
【請求項９０】
前記燃料のレベルの検出器は、
前記内室の中に配置された案内シャフトと、
前記案内シャフトに摺動可能に設けられ、内室の中の液体のレベルに従って移動するように設定されたフロート部材と、
前記フロート部材と共働して、内室の中の流体のレベルの知らせを発生させるスイッチと、
前記案内シャフトに配置され、案内シャフトを所定の距離超えて内室中に延びている跳ね防御チューブとを有し、この跳ね防御チューブは、この跳ね防御チューブ内と、前記内室との間を連通させている開口端部を有している請求項７５の装置。
【請求項９１】
空気取り入れ口を有するエンジンに供給される液体と気体との混合燃料の気体成分を脱ガスするための方法であって、
気体成分を液体燃料に混合させて液体と気体との混合燃料を生成することと、
前記液体と気体との混合燃料を第１の圧力で加圧することと、
前記液体と気体との混合燃料の第１の部分をエンジンのシリンダ中に噴射させることと、
前記液体と気体との混合燃料の第２の部分を気体プロセッサに導くことと、
気体成分を脱ガスするように、前記気体プロセッサ内に前記前記液体と気体との混合燃料の第２の部分を前記第１の圧力よりも低い圧力で維持させることと、
脱ガスされた気体成分を空気取り入れ口に導くこととを具備する方法。
【請求項９２】
前記第１の圧力は、60乃至2000 PSIの範囲から選択される請求項９１の方法。
【請求項９３】
再循環ループと均質化システムとを有するエンジンを与えることと、
前記液体と気体との混合燃料の脱ガスされた前記第２の部分の液体燃料部を導くことと、
前記液体燃料部を前記均質化システムに供給することとを更に具備する請求項９１の方法。
【請求項９４】
前記均質化システムへの前記液体燃料部の供給を制御するコントローラを備えた気体プロセッサを与えることを更に具備する請求項９１の方法。
【請求項９５】
液体と気体との混合燃料の気体成分を脱ガスするための気体プロセッサであって、この気体プロセッサは、
所定容量の内室を規定する本体と、
フロートアッセンブリと、
燃料の入口と、
気体の出口と、燃料の出口とを具備し、
前記気体の出口と燃料の出口とは、前記燃料の入口と連通している、気体プロセッサ。
【請求項９６】
前記フロートアッセンブリは、前記内室の中に、前記気体の出口と燃料の出口との間で、配置されている、請求項９５の気体プロセッサ。
【請求項９７】
前記均質化システムは、均質化システムの前記第２の部分内の圧力を維持するように、エンジンのシャットダウンのときに閉じるバルブを更に有している請求項８のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本要旨は、均質化燃料増強システムに関する。特に、本要旨は、圧力の管理及び／又は液体燃料と気体燃料との混合物で動作するシステムでの気体成分の排気の制御に関する。
【０００２】
内燃機関の効率を高めるか、このようなエンジンの排気物質を減じる多大な努力が過去数十年に渡ってなされている。これらの努力のあるものは、実際のスステムのデザイン、特に、燃料の吐出、噴射、及び燃焼システムや方法に集約されている。
【０００３】
内燃機関の効率を高くする努力のほとんどは、高々、僅かに成功したデータを収集するのみであり、実際の効率が僅かに高くなる及び／又は技術的もしくは実用上働くことが不可能な（例えば、容易利用できないか安全に使用できない燃料を含んでいるか、エンジンに対して頗る高いコストをかけたり複雑にしたりする）試みを使用することになっている。しかし、本発明者及び共同所有者に２０１１年１月４日に特許されたUS特許No.7,861,696は、従来の技術よりも効率を高くする提案を開示している。この特許は、例えば、液体燃料（例えば、ディーゼル）と気体燃料（例えば、水素）とが（例えば、リアルタイムでのマイクロプロセッサの制御により）互いに混合されて、一定の圧力のもとで内燃機関の噴射ポンプに供給される複合燃料混注システムを開示している。また、この特許は、中を混合燃料が所定の圧力のもとで循環され、混合燃料をエンジンの噴射ポンプに供給する巡回ループの使用を開示している。
【０００４】
２００９年１１月２６日に公開された、本発明者及び共同所有者による国際公開No.WO2009/142769は、燃焼室内の液体燃料の噴霧化を促進して燃焼の改良と効率の増加をはたすように、エンジンの噴射システムに導入させる前に、均質化された液体燃料と気体燃料との均質な混合物を含み、内燃機関で使用されるための燃料成分を開示している。
【０００５】
同様に、２０１１年４月７日に公開された、本発明者及び共同所有者による国際公開No.WO2041705は、エンジンの噴射システムに気体燃料と液体燃料との均質な混合物を吐出する吐出室を備えた循環システムを利用した均質化燃料増強システムを開示している。この吐出室を通る流れで、気体燃料は、液体燃料中に吐出され、混合物は、より均質にされる。吐出室を構成する吐出チューブの種々の実施の形態の使用が、また、開示されている。
【０００６】
しかし、上記システムは、エンジンの構成部品（例えば、燃料インジェクタ、流れを規制するソレノイドバルブ）にストレスを与え、エンジンを不規則に運転させ、この結果、最適ではない効率となり、最終てきには、エンジン損傷を生じさせる。システムの効率を低下させることが無く、又は気体燃料と液体燃料との混合物のポンピング動作中に潜在的な破損させるキャビティションが無く、高い背圧を許容する必要性がある。更に、ある場合には、このようなシステムで使用される気体成分、例えば、水素は、高い揮発性である。システムからガス放出される気体成分を管理し、このような気体成分の潜在的な危険性の増大を避けるための機構を改良しなければならない問題が残っている。また、このような均質化燃料増強システムのための簡単で安価な制御システムの必要性が残っている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様は、コントローラと、気体成分の流れ制御装置と、均質化システムと、気体プロセッサとを具備し、加圧されかつ均質化された液体燃料と気体成分との混合燃料をエンジンに供給するための、特に効果のある燃料増強システムを提供している。前記気体成分の流れ制御装置は、前記均質化システムに気体成分を制御可能に供給するように構成されている。前記均質化システムは、比較的低い圧力で、前記背圧過敏部品から液体燃料と、少なくとも前記気体プロセッサを介して供給される未使用燃料との混合物を、前記背圧過敏部品から受ける第１の部分を有している。前記コントローラは、均質化システムの少なくとも１つの所定の動作パラメータ指示を受け、液体燃料に対する気体成分の割合を制御するように、前記気体成分の流れ制御装置に制御信号を与えるように構成されている。前記均質化システムは、液体燃料と気体成分とを混合し、全体に渡って分布された気体成分の比較的小さいバブルを有する燃料混合物を、比較的高い圧力でエンジンに供給する。前記気体プロセッサは、背圧過敏部品と均質化システムの前記第１の部分との間に配置され、また、混合燃料を均質化システムの前記第１の部分に供給する前に、未使用の混合燃料を、比較的低い圧力にしている。
【０００８】
本発明の他の態様に従えば、前記気体プロセッサは、混合燃料を前記均質化システムの第１の部分に導入するのに適するように、混合燃料を調節することが可能である。例えば、前記気体プロセッサは、均質化システムの前記第１の部分に導入する前に、混合燃料から気体成分の少なくとも一部を脱ガスすることにより混合燃料を調節することが、可能である。これは、例えば、少なくとも最小の時間、比較的低い圧力に混合燃料を維持することによりなされ得る。脱ガスされた成分は、もし、望まれるのであれば、エンジンの空気取り入れ口に導入され得る。
【０００９】
本発明の他の態様に係れば、種々のバルブが、均質化システムの部分内の圧力を維持するように、エンジンのシャットダウンの時に、閉じられる。本発明の更なる態様は、液体燃料と気体燃料との混合燃料の気体成分を脱ガスのための、特に効果のある気体プロセッサを提供する。この気体プロセッサは、所定容量の内室を規定する本体と、フロートアッセンブリと、燃料の入口と、気体の出口と、燃料の出口とを具備し、前記気体の出口と燃料の出口とは、前記燃料の入口と連通している。
【００１０】
本発明の更なる態様は、コントローラと、気体成分の流れ制御装置と、液体燃料の流れを知らせる信号を発生するための装置と、均質化システムとを具備し、液体燃料と気体成分との混合を有する加圧されかつ均質化された混合燃料をエンジンに供給するための、特に効果のある燃料増強システムを提供している。前記気体成分の流れ制御装置は、これに与えられる制御信号に応答して、気体成分を均質化システムに制御可能に供給する。前記コントローラは、液体燃料の流れに応答して、液体燃料に対する気体成分の割合を制御するように、前記気体成分の流れ制御装置に制御信号を与える。前記均質化システムは、液体燃料と気体成分とを混合し、気体成分の比較的小さいバブルが混合燃料全体に渡って分布されている混合燃料をエンジンに比較的高い圧力で供給する。前記液体燃料の流れを知らせる信号を発生するための装置は、一定容量の内室を規定している本体と、前記内室と連通し、液体燃料源から液体燃料を受けるように構成された燃料の入口と、前記内室と連通し、内室を出た燃料を比較的低い圧力で均質化システムに供給するように構成された燃料の出口と、前記内室の中に配置され、内室の中の液面のレベルの知らせを発生する燃料のレベルの検出器とを有している。
【００１１】
本発明の更に他の態様は、制御された割合の液体燃料と気体成分との混合からなる、加圧されかつ均質化された混合燃料をエンジンに供給する燃料増強システム内で使用されるように構成された装置を提供している。この装置は、所定容量の内室を規定する本体と、前記内室と連通し、混合燃料を受けるように構成された燃料の入口と、前記内室と連通し、内室を出る燃料を比較的低い圧力で燃料均質化システムに供給するように構成された燃料の出口と、前記内室の中に配置された燃料のレベルの検出器とを具備している。この燃料のレベルの検出器は、燃料増強システムに受けられる気体成分の量を制御するように、燃料増強システムにより使用される、前記内室の中の液体のレベルの知らせを発生する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、一実施の形態の気体処理装置を利用した均質化燃料増強システムの簡略化した概略図である。
【図１Ａ】図１Ａは、図１のシステムでの使用に適したコントローラの簡略化したブロックダイアグラムである。
【図１Ｂ】図１Ｂは、前記システムの一部での循環流を増すための設備を備えた、図１に示されたタイプの均質化燃料増強システムの一部の簡略化された概略図である。
【図２】図２は、図気体処理装置１のシステムで使用されるのに適した気体処理装置の第１の実施の形態の断面図である。
【図３】図３は、図気体処理装置１のシステムで使用されるのに適した気体処理装置の第２の実施の形態の断面図である。
【図４】図４は、気体処理装置の他の実施の形態を利用した他の均質化燃料増強システムの簡略化した概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図４のシステムで使用されるのに適したコントローラの簡略化されたブロック図である。
【図５】図５は、閉じた位置での燃料出口プランジャを有する図４の気体処理装置の断面図である。
【図６】図６は、開いた位置での燃料出口プランジャを有する図４及び５気体処理装置の断面図である。
【図７】図７は、気体処理装置の一実施の形態を利用し、かつ更なる圧力管理設備を備えた均質化燃料増強システムの簡略化された概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、エンジンの噴射ポンプへの入口圧力を高くする設備を備えた、図７に示されたタイプの均質化燃料増強システムの一部の簡略化された概略図である。
【図８】図８は、毛細管逃がし装置の簡略化された断面図である。
【図９】図９は、開いた位置でのプランジャを有する、図７のシステムで使用されるのに適した差圧チェックバルブの断面図である。
【図１０】図１０は、閉じた位置でのプランジャを有する、図９の差圧チェックバルブの断面図である。
【図１１】図１１は、図１の均質化燃料増強システム１つの特別な例の概略図である。
【図１２】図１２は、一方向の流れの吐出チューブの断面図である。
【図１３】図１３は、１つの双方向の流れの吐出チューブの断面図である。
【図１４】図１４は、直列に配列された３つの図１３の双方向の流れの吐出チューブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、一例としての均質化燃料増強システム１００は、液体燃料源１０８と、気体燃料源１１０と、燃料噴射システム１６８を備えたエンジン１３６と、に関連して動作する。このシステム１００は、エンジン１３６の燃料効率を改善し、エンジンからの排出物を減じるように、動作する。
【００１４】
システム１００は、種々のエンジン燃料システム、及び燃料（知られているか後で記載されるか判る）と共に使用され得る。ここで使用されている用語である「燃料」は、全ての燃焼可能な物質、又は、ある方法で燃焼を強化もしくは影響する助けをなす物質を含んでいる。ここで使用されている用語である「液体燃料」は、大気の状態で（大気圧で、公証摂氏２０度）、液相である燃料を意味している。例えば、好ましい液体燃料は、限定はされないけれど、原油、ディーゼル燃料、ガソリンもしくはこれらの混合等を含んでいる。図１の実施の形態では、液体燃料は、ディーゼルが適している。
【００１５】
前記液体燃料源１０８は、エンジン１３６での使用に適した液体燃料の流れを制御可能に生じさせ得る機構を有し得る。自動車での適用では、液体燃料源１０８は、車両に搭載されている。例えば、液体燃料源１０８は、所定量の液体燃料を維持するための貯蔵タンクとシステム１００に液体燃料の流れを与えるための燃料ポンプとを有している。所定の実施の形態で説明されるように、流れ制御装置（吸い上げポンプもしくは吸い上げポンプに組み入れられる）、及び／又は、システム１００に所定量の液体燃料の流れの表示を与える流れ感知装置は、液体燃料源１０８と関連される。
【００１６】
ここで使用されている用語である「気体成分」又は「気体燃料成分」は、相又は状態に関係無く、気体成分が、エンジンの燃料貯蔵及び排出システム、インジェクタ、もしくは燃焼室内、又は、特に、本要旨を具体化するシステム内の特定のポイント内でかポイントを通過して動き得るような、大気状態で、気体の状態の物質に相当している。このシステム１００で使用されるのに適している気体成分としては、噴射の前に、システム圧力で混合物の液体成分中に圧縮されたバブルを与え、燃焼のためエンジン中に導入（例えば、内燃機関内でのエンジンの燃焼室中への導入）したときに、膨張する全ての気体が可能である。この気体成分の圧縮の解除による膨張は、液体燃料の噴霧化と、多分ある場合には、自由ラジカル燃焼と冷却とを可能にする。気体成分の好ましい例は、制限されないけれども、水素（Ｈ２）、酸水素（ＨＨＯ）、プロパン、及び、天然ガス、窒素ガス、酸素及び空気、もしくはこれらの混合物と、不活性ガス、他の所望の特性を有するガスとを含んでいる。特定のシステム圧力で、液体燃料中に比較的均一に拡散し、混合燃料がエンジンのシリンダ中に噴射されたときに急速に膨張する気体が、利用され得る。ここで使用されている用語「均質な」及び「均質化」は、気体成分が、比較的小さく、比較的均一なサイズのバブル、例えば、マイクロバブル（通常は、直径が２００〜３００マイクロメータのみの極めて小さいバブル）で、液体全体に比較的均一に懸濁されることを、意味している。気体成分のＢＴＵ値液体燃料のＢＴＵ値と等しいかこれよりも大きいことが望ましい（必ずしも必要ではない）。水素ガスが、システム１００の好ましい例では利用される。
【００１７】
前記気体燃料源１１０は、好ましい気体成分の流れを制御可能に発生させることが可能な機構を有している。自動車への適用では、気体燃料源１１０は、搭載されている。例えば、気体燃料源１１０は、一定の圧力で、一定量の気体成分を維持するための貯蔵タンクを好ましくは有している。代わって、又は貯蔵タンクと組合わせて、気体燃料源１１０は、搭載される、気体成分を発生させる機構を有し得る。一例の搭載される発生機構は、水の電解により、水素と酸素とを発生させるためのシステムである。後で説明されるように、ポンプやバルブのような流れ制御装置が、これに与えられる信号に従って要求で、システム１００に気体成分の流れを選択的に与えるように、気体燃料源１１０に、関連付けられている。
【００１８】
前記エンジン１３６は、比較的高い効率及び／又は少ない排出物とが望まれている燃料噴射器を使用したエンジンである。好ましいエンジ均質化燃料増強システム、例えば、内燃機関，外燃期間、及びタービンエンジンであり得る。例示のシステム１００は、噴射ポンプ１６６（好ましくは、１５００psiを超えて、代表的には、10,000ないし20,000 psiの範囲で圧力を発生させる高圧ポンプ）と、燃料噴射システム１６８とを使用したディーゼルエンジン１３６と、良好に一緒に動作する。前記燃料噴射システムは、燃料の噴霧を形成し、この噴霧をエンジンの燃焼室中へと直接に噴射する如何なるシステムでも良い。一般的な例は、コモンレールの機械的なタイプの噴射システムを含んでいる。一般的に、前記噴射システム１６８は、噴射器と、この噴射器に燃料を供給する機構（例えば、コモンレールの噴射システムのコモンレール）と、過剰の（噴射されなかった）燃料を再循環させる機構と、多くの場合、噴射システムに特定の背圧をかける圧力レギュレータ１７０とを有している。前記噴射ポンプ１６６は、通常の噴射ポンプ（例えば、20,000 psiを発生するピストンポンプ）で良い。もし、必要であれば、ポンプ１６６は、ポンプの規格以上の圧力を受けたときに及び／又はエンジン１３６及びシステム１００が止められたときの高圧を長い間受けたときのポンプの損傷に対して保護するために、毛細管逃がし装置を組み込み得る。適した毛細管逃がし装置は、図１１を参照して更に説明され、本発明者により２０１０年１０月１日に出願されたPCT US1005116に開示されている。
【００１９】
システム１００は、エンジン１３６の燃焼室中に、導入するための均質化液体ー気体混合燃料を供給することにより、燃料効率を改良し、エンジン１３６の排出物を減じている。混合燃料の気体成分は、燃焼室中に噴射されたときに、圧力降下（例えば、通常のコモンレールシステムで約20,000 psi ないし350 psi）により生じる急速な膨張のもとでの液体のより完全な噴霧をなすように、充分に加圧されて液体内で浸透される。また、高圧に加圧された均質化混合燃料の噴射は、自由ラジカル燃焼と断熱冷却効果とを良くする傾向がある。
【００２０】
システム１００は、一般的に、適したコントローラ１４４と、均質化システム１０６と、気体プロセッサとして典型的に動作する装置１０４と、前記気体燃料源１１０に接続された流れ制御装置（例えば、ソレノイドバルブ）１１２と、各部材を互いに接続した流れライン（導管）及び伝送路（例えば、電気的配線、ワイヤレス伝達リンク等）とを有している。また、システム１００は、代表的に、前記液体燃料源１０８と接続された流れ制御装置（例えば、吸引ポンプ）１７８と、所定の実施の形態では、流れセンサ１８０とを有している。更に、幾つかの場合、例えば、エンジン１３６がコモンレール噴射システムを使用している場合には、システム１００は、圧力レギュレータ１７２を、また有し得る。
【００２１】
尚、図１の実施の形態のシステム１００では、流れの伝送が以下のようになっている。液体燃料源１０８と気体プロセッサ１０４との間は、ライン１２８と接続部１３０で接続しているライン１１４により接続され、気体燃料源１１０と均質化システム１０６との間は、ライン１１８により接続されている。気体プロセッサ１０４と均質化システム１０６との間は、ライン１１６により接続されている。均質化システム１０６とエンジン１３６との間は、ライン１２４、１２６により接続されている。そして、エンジン１３６と気体プロセッサ１０４との間は、ライン１２８，１３４により接続されている。
【００２２】
前記コントローラ１４４は、種々の動作パラメータに係る入力信号を、伝送路１５４を介して気体プロセッサ１０４から（例えば、燃料の流れを知らせる）、また、伝送路１６２を介して均質化システム１０６から（例えば、エンジン１３６に供給される混合燃料の予め設定された特性を知らせる）、受ける。もし、使用されていれば、センサ１８０は、入力信号（例えば、液体燃料の流れを知らせる）を伝送路１５６を介してコントローラ１４４に与える。
【００２３】
前記コントローラ１４４は、制御信号を流れ制御装置１１２に、伝送路１６４を介して、また、液体燃料の流れの積極的な制御を使用した実施の形態では、伝送路１５８を介して流れ制御装置１７８に制御信号を与える。参照を容易にするために、制御信号は、制御信号が伝送される伝送路の参照符号に括弧を付して示されている。使用されたときには、レギュレータ１７２は、噴射システム１６８の下流でライン１２８に適切に配置されている。
【００２４】
一般的に、システム１００は、次のように動作する。（エンジン１３６から再循環された未使用の均質化燃料と共に、気体プロセッサ１０４を通って）均質化システム１０６は、液体燃料源１０８から液体燃料の流れと、気体燃料源１１０から気体成分の制御された流れとを受ける。このような液体燃料は、（例えば、気体プロセッサ１０４のレベルにより反映されたような）エンジンの要求に従って液体燃料源１０８から適切に供給される。気体燃料源１１０からの気体成分の流れは、コントローラ１４４の制御によって、液体燃料の流れに比例して適切に供給される。コントローラ１４４は、操作パラメータの指示を適切に受けて、液体燃料に対する気体成分の比を制御する（所定の式もしくはアルゴリズムに従って）必要な制御信号を発生する。所定の実施の形態では、液体燃料源１０８からの液体燃料の体積流量は、コントローラ１４４により、積極的に制御される。異なる実施の形態（図４乃至６を参照して説明される例）では、液体燃料源１０８からの液体燃料の体積流量は、（例えば、センサ１８０により）感知され、また、コントローラ１４４に、しかし液体燃料に与えられる指示は、通常の方法で与えられる。
【００２５】
前記均質化システム１０６は、加圧された均質化された混合燃料を形成するように、所定の圧力ので、液体燃料と気体成分とを効果的に混合する。この混合燃料は、気体成分が予め規定された相対的割合で、かつ少なくとも最低レベルの均質で、気体成分が液体燃料中に注入されることにより特徴付けられる。操作中（代表的には、エンジン１３６が駆動していとき）、均質化された燃料の比較的連続した流れが、比較的高い圧力ので、噴射ポンプ１６６に、エンジン１３６の要求とは独立して、供給される。このポンプ１６６は、増加された圧力ので、エンジンの要求（例えば、加速位置）に従って、前記均質化された燃料の流れの一部を噴射システム１６８に送る。ポンプ１６６により噴射システム１６８に送られなかった、加圧かつ均質化された燃料の流れの部分は、バイパスバルブ（図示していなく度々ポンプ１６６に一体的になっている）を介して、均質化システム１０６内での再循環のためにライン１２６に戻される。幾つかのケースでは、噴射ポンプ１６６の入口側圧力もしくは背圧を調整することが望まれ得る。例えば、再加圧用ポンプ（図７で示された７００）が、ポンプ１６６の背圧を調節（例えば、低くくる）するように、ライン１２６に設けられ得るか、圧力レギュレータ（図７Ａで示された７０１）が、ポンプ１６６への入口側圧力を調節する（例えば、高くする）ように、ライン１２６に設けられ得る。
【００２６】
噴射システム１６８に供給された高圧で均質化された混合燃料の一部は、エンジンの燃焼室中へと噴射される。更に説明されるように、燃焼室中への噴射により、高圧で均質化された混合燃料の気体成分は、急速に膨張し、液体燃料（及び、代表的には励起した自由ラジカル燃焼と断熱冷却）を噴霧して、エンジン１３６の動作をより効率化すると共にエンジンの排出物を減じる。
【００２７】
噴射システム１６８に供給された混合燃料の全てが、エンジンのシリンダ中に噴射されるのではなく、混合燃料の一部は、燃料がエンジン１３６の噴射器に供給された後に、使用されないで残る。背圧に対する噴射システム１６８の感度に応じて、未使用の均質化された均質な燃料は、噴射システム１６８から気体プロセッサ１０４に戻し用のライン１２８（図１に示されている）、もしくは（もし、背圧を受け入れることが可能であれば）ライン１２６を介して導かれる。
【００２８】
前記気体プロセッサ１０４（及び、もし使用されていれば、圧力レギュレータ１７２）は、影響を受ける部品（例えば、噴射システム１６８）に適した比較的低圧の予め設定された値の圧力で、戻し用のライン１２８から背圧を生じさせ、必要に応じて、比較的低圧で、液体燃料源１０８からの改質されていない液体燃料と共に、均質化システム１０６中に導入するための燃料を調整するように、未使用の均質化された燃料の気体成分の脱ガスを果たす。図１の実施の形態では、ライン１１４からの液体燃料は、接続部１３０で未使用の均質な燃料と混合して、気体プロセッサ１０４中に供給される、未使用の均質な燃料と液体燃料との混合物を形成する。気体プロセッサ１０４内での燃料のブレンドからリリースされた脱ガスされた気体成分は、ライン１３４を通ってエンジンの吸気部に導かれる。
【００２９】
前記コントローラ１４４は、種々の動作パラメータの指示を受けて、所定の式もしくはアルゴリズムに従って液体燃料に対する気体成分の割合を維持するのに必要な制御信号を発生することができるどのような装置又はシステムで良い。コントローラ１４４は、例えば、タイムリレーと、ロジック装置と、カウンタとを、もしくは、一般の技術に従ってプログラムされるマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサに基づくユニットを有し得る。
【００３０】
前記均質化システム１０６は、液体成分と気体成分とを効果的に混合し、この混合物を少なくとも最低の均質レベルで維持するいかなるシステムでも良い。均質化システム１０６は、ライン１１８を介する気体燃料源１１０からの、制御された気体成分の流れと、ライン１１６を介する、以下に説明されるような気体プロセッサ１０４からの部分的に脱ガスされた未使用の燃料（エンジン１３６から）と液体燃料源１０８からの液体混合燃料の流れと、ライン１２６を介するポンプ１６６からの未使用で均質化された混合燃料の流れとを適格に受けて、ライン１７６を介して所定の（代表的には比較的高い）圧力で、エンジン１３６に加圧され、均質な液体燃料と気体燃料との混合物を適格に与える。図１に示されたシステム１００の特別な例で、均質化システム１０６は、比較的小さく均一なサイズのバブルで、混合物の全体に渡って気体成分を均一に分布させるように、所定の圧力かつ所定の体積（注入体積（infusion volume）と称する）で液体燃料と気体燃料との混合物を（エンジンの要求とは独立して）循環させる。即ち、気体成分は、混合物の均質を生じさせて維持するように、注入体積以内で液体燃料中に注入する。更に以下で説明されるように、均質化システム１０６は、１もしくは複数の注入チューブを利用して注入体積を与え得る。
【００３１】
一般に、システム１０６の注入体積で維持される圧力は、実際には高く、圧力が高くなるのに従って、液体燃料中への気体成分のポテンシャル飽和が大きくなる。注入体積での循環は、代表的には、100乃至2000 psiの範囲の所定の圧力でなされる。通常のコモンレールの噴射システムを使用する場合には、圧力は、180乃至360 psiの範囲内が適している。液体燃料と気体燃料との均質な混合物は、代表的には、循環圧力よりも少し高い圧力で、例えば、循環圧力よりも30乃至60%高い範囲の圧力で、エンジン１３６に供給される。しかし、説明されるように、均質化システム１０６の比較的高い圧力での操作は、エンジンの種々の部品にストレスを生じされる可能性がある。気体プロセッサ１０４（及び、また、説明されるように、ある場合では、実際の他の部品）は、上記ストレスとこれに関連した機能不全とを減じる又は改良するように援助する。
【００３２】
特に、システム１０６で加圧され、均質化された混合燃料を形成するために使用される圧力と液体燃料と気体燃料との混合物の特性は、システム１００の所定の領域に通常の圧力よりも高い背圧を生じさせる可能性がある。このような比較的高い背圧は、エンジン１３６を損傷し、かつ不均一に動作させて、最適な効率を低下させる恐れがある。例えば、通常のコモンレールの内燃機関の燃料噴射器（例えば、非ピエゾ結晶燃料噴射器）は、高い背圧に対して特に過敏であり得、背圧が非常に高い場合、特に、製造規格値をかなり超えた場合には、適切に駆動しない。噴射システムで代表的に使用されるタイプの流れ規制ソレノイドバルブは、他の部品と同様に、高い背圧に対して特に過敏であり得る。一般に、ここで使用されているような部品は、これら部品が、システム１００の事情でさらされなければならないであろう製造メーカが特定した圧力以外で、予期されるように機能しない場合には、「過敏である」と見なされている。
【００３３】
時々、システム１００内の動作圧力は、部品に良く許容されたレベルまで、背圧を減じるように充分に調節され得る。しかし、動作圧力のこのような調節自体が、システムの充分ではない動作を生じさせる可能性がある。例えば、幾つかの部品（例えば、２００９年式のVolkswagen Jetta （登録商標）TDIの噴射ポンプのフローレギュレータ）は、約50 psiの背圧に晒されたときに、誤動作をする可能性がある。かくして、気体プロセッサ１０４は、背圧に過敏な、システムの部品から背圧を逃がす目的で設けられている。
【００３４】
比較的高い背圧に過敏ではないエンジンの部品（例えば、ポンプ１６６）からの未使用の燃料は、均質化システム１０６の高圧領域に直接に（例えば、ライン１２６に）適格に戻される。しかし、比較的高い背圧に過敏な部品からの戻しラインは、気体プロセッサ１０４を通って、均質化システム１０６の低圧力領域（例えば、ポンプ１０２の入口）に接続されている。前記気体プロセッサ１０４は、高圧に過敏な戻しラインの圧力管理が可能な機構を有し得る。このような機構は、燃料を過敏な部品での有害な背圧を避けるようにエンジンの下流で所定の圧力（例えば、これら部品に適した周囲圧力値又は少し低い圧力値）にし、この低い圧力の燃料を均質化システム１０６の低圧領域に導入するのに適するように調整し、例えば、未使用の均質な混合燃料の成分を脱ガス（発散）させ、この結果、再循環され部分的に脱ガスされた混合燃料が、比較的低い圧力の液体燃料で使用するようにデザインされたポンプ中にキャビティションを生じさせない。
【００３５】
さもないと、背圧に対するエンジンの部品の過敏性を許容するために、エンジン１３６から戻された未使用の均質な燃料は、比較的低い圧力にされる。多くの場合、成分の最終的な前記放出は、安全性に害があるので、気体が注入された液体燃料を液体燃料源１０８に戻すのは望ましくない。このために、前記未使用の燃料は、再加圧するための均質化システム１０６の低圧領域（例えば、液体燃料源１０８から改質されていない液体燃料を受ける領域）中に導入される。しかし、比較的圧縮できない未改質の液体燃料で動作するようにデザインされたポンプ（例えば、説明されるような加圧用ポンプ１０２）に、気体が注入された燃料を適用することは、ポンプ中にキャビティションを生じさせる傾向がある。このようなキャビティショは、ポンプの性能を大幅に低下させる傾向があり、度々、安定しない流速と吐出圧力とを生じさせ、また、ある場合には、ポンプの内側の部品を破損する。この問題を避けるために、気体プロセッサ１０４は、予期された動作状態（例えば、燃料消費／燃料流の最大比）のもとで、充分な時間、所定の低圧である、未使用で均質な燃料が存在しているエンジン１３６を、液体燃料と気体燃料との混合燃料のマイクロバブルのレベルを低くするのに充分な量に気体成分の脱ガスを果たすことを良好に維持する。尚、前記脱ガスによって、キャビティションが無く、燃料システムのポンプ（例えば、ポンプ１０２）により、再加圧が可能になる。更に、図１に示した気体プロセッサ１０４の実施の形態において、部分的に脱ガスされた未使用で均質な燃料は、液体燃料源１０８からの改質されていない液体燃料と混合されて、均質化システム１０６に再導入される前に、気体プロセッサ１０４内に保持された部分的に脱ガスされた未使用の気体燃料と液体燃料との混合物を形成する。脱ガスされた気体成分は、気体出口２１８（以下に図２を参照して説明される）とライン１３４とを通って２１６の空気取り入れ口に導かれる。
【００３６】
均質化システム１０６の例示的実施の形態
特に、図１に示された例示的な均質化システム１０６は、注入室１２２と、夫々のポンプ１０２，１３８，１３２，１４２と、適したセンサ１６０と、夫々のライン１２０，１４０，１２４，１７６，１２６とを有している。ある場合には、図１Ｂに示されているように，両ライン１２４間に接続されたバイパスライン１２５を有することが望ましい。説明されるように、ポンプ１０２，１３８とライン１４０とは、比較的低い圧力で動作する均質化システム１０６の第１の部分を構成し、ポンプ１３２と注入室１２２と、ライン１２０，１２４（及び、もし利用できるのであれば、ライン１２５）は、中間の圧力で動作する均質化システム１０６の第２の部分を構成し、そして、ポンプ１４２とライン１７６とは、比較的高い圧力で動作する均質化システム１０６の第３の部分を構成している。もし望まれるのであれば、図７ないし１０を参照して説明されるように、エンジン１３６がシャットオフされたときに、均質化システム１０６の再加圧（及び、均質化システムからの気体成分のロス）を防止するための手段が設けられ得る。
【００３７】
前記ポンプ１０２は、液体燃料源１０８から主液体燃料（及び、気体プロセッサ１０４から戻された低圧燃料）を受け、これを均質化システム１０６に与える。この結果、実質的な液体燃料の圧力は、ライン１１８からの気体の燃料成分の導入を許容するのにより適したレベル（例えば、60乃至200 PSI）に、高められる。ポンプ１０２は、液体燃料源１０８により供給される液体燃料、例えば、ディーゼル又は他のオイル燃料の特性を有する実質的な液体燃料で動作する、適した出力と圧力のためにデザインされた如何なる流体ポンプでも良い。適したポンプは、ギア、ロータリベン、ローラベンポンプ、もしくは他の容積式ポンプを含んでいる。もし望まれるのであれば、１もしくは複数の前記ポンプは、所望のスループットと加圧とを果たすように、連設又は配置されたマルチステージで良い。
【００３８】
前記ポンプ１３８は、更に、液体燃料と気体燃料との混合燃料の圧力を、ポンプ１０２により与えられる圧力と注入室１２２に維持されている圧力との間で、ライン１２６内の圧力と所定の関係（例えば、近い）を有する中間のレベル（例えば、６０乃至1950 PSIの範囲内）に増加する。このポンプ１３８は、特別な気体成分と液体燃料との均質ではない混合物で動作する、適した出力と圧力のためにデザインされる如何なる容積式ポンプで良い。
【００３９】
前記ポンプ１３２は、液体燃料源１０８から吐出される液体燃料の圧力とエンジン１３６に供給される均質な液体燃料と気体燃料との混合燃料の圧力との中間の圧力（例えば、100乃至1970 PSIの範囲内）で、注入室１２２を通る液体燃料と気体燃料との混合燃料の循環のために設けられている。
【００４０】
この循環用のポンプ１３２は、流路内に直列及び／又は並列に配置された１又は複数の容積式ポンプにより好ましくは構成され得る。平行に配置された複数のポンプは、加圧された液体燃料と気体燃料との混合燃料をポンピングすることにより、接続部内でのキャビティションを減じる傾向がある。
【００４１】
前記注入室１２２は、内容量室を規定している本体を有し、この内容量室を、液体燃料と気体燃料との混合燃料は通る。注入室１２２は、直列に接続された複数の注入チューブにより構成され得る。このような注入チューブは、図１２乃至１４を参照して後で説明される。
【００４２】
センサ１６０は、混合燃料の特別な特徴、例えば、液体と気体との相対量又は液体燃料と気体燃料との混合燃料の均質度、を知らせる信号を適当に発生する。このセンサ１６０は、例えば、不透明度センサで良い。代わって、このセンサ１６０は、注入室１２２を出る混合燃料の速度が、混合物の気体と液体との相対的な割合に従って変化するのを測定する流量計で良い。このセンサからの信号（１６２）は、コントローラ１４４に送られて、気体成分の流れ制御装置１１２への発生された制御信号（１６４）と関連して、使用される。
【００４３】
前記加圧用ポンプ１４２は、均質な混合燃料の圧力を混合燃料を均質にするように、充分に高い圧力（例えば，150乃至2000 PSIの範囲内）にして、気体成分のバブルが微細となって高圧の噴射ポンプ１６６の動作中のキャビティションを防ぐ、ために使用されている。ポンプ１４２は、流路内に直列及び／又は並列に配置された１又は複数の容積式ポンプにより好ましくは構成され得る。
【００４４】
図１に示された例示的な均質化システム１０６を使用したシステム１００の動作において、コントローラ１４４は、動作パラメータの指示を受けて、所定の式に従って液体燃料に対する気体燃料の割合を維持するのに必要な制御信号を発生する。即ち、気体プロセッサ１０４は、一定の燃料の消費量（例えば、気体プロセッサ１０４のレベル所定値以下に低下したレベル）を一般に知らせる、コントローラ１４４への制御信号（１５４）を発生する。この信号を受けてコントローラ１４４は、流れ制御装置１１２（気体燃料源１１０と接続されている）へと制御信号（１６７）を発生する。この結果、夫々設定された量の液体燃料と気体成分とが、システム１００中に導入される。これは、システム中に導入される液体の所定量に対応した時間で、流れ制御装置１１２，１７８を駆動することにより、良好になされる。代わって、制御装置１１２，１７８は、所定の式に従って液体燃料に対する気体成分の適した割合を維持するために、液体の流量を上下するように駆動され得る。説明されるように、エンジン１３６が、背圧に過敏な部品を有していない場合には、気体プロセッサが、燃料の所定の消費量を一般的に知らせる、コントローラ１４４への制御信号（１５４）を発生させるよう配置（例えば、液体燃料源１０８と、均質化システム１０６の前述した第１の部分（低圧）との間に配置）されているような設備は、特に効果的な制御システムを提供する。このような滴用では、エンジン１３６に供給される未使用の混合燃料の全てが、ライン１２６を介してエンジン１３６から燃料増強システム１００に戻され、エンジン１３６と気体プロセッサ１０４との間の直接の連通が省略され得る（例えば、噴射システム１６８の出力は、接続部１３０ではなくライン１２６に導かれる）。
【００４５】
液体燃料源１０８からの液体燃料（エンジン１３６からの脱ガスされた未使用の混合燃料）は、気体プロセッサ１０４からライン１１６を介して均質化システム１０６に供給される。このライン１１６は、比較的低圧（例えば、周囲の圧）である。加圧用ポンプ１０２は、実質的な液体燃料の圧力を所定のレベル（例えば、60 psi）へと高くし、そして、この液体燃料は、ポンプ１０２により与えられる圧力よりも高い圧力（例えば、120 psi）で、ライン１８を介して供給される気体成分と、混合される。
【００４６】
気体燃料源１１０からの気体成分は、液体に対する気体の所定の割合及び／又は均質性のレベルを維持するように、有効に計量されて混合される。この実施の形態で、コントローラ１４４は、エンジン１３６による燃料の所定量の消費を知らせる信号（１５４）を受けて、応答として、液体燃料源１０８に接続された流れ制御装置への制御信号（１５８）と、気体燃料源１１０に接続された流れ制御装置１１２への制御信号（１５８）とを夫々発生し、そして、所定の式に従って、所定量の液体燃料と気体成分、例えば、0.02ガロンの液体燃料当たり70 sccmの気体成分（システム圧力に従って圧縮されている）との分散を生じさせる。システム圧力で、気体成分のボリュウムは圧縮され、また、液体燃料のボリュウムと比較して比較的低い。
【００４７】
前記コントローラ１４４は、通常の技術に従ってプログラムされる、マイクロコントローラ、プログラム可能なロジックコントローラ、又はマイクロプセセッサをベースとしたユニットが適している。マイクロコントローラは、これの複数の入力ピンの１つで信号（１５４）を受けたときに、伝送路１５８，１６４に対応し、指定された出力ピンに信号を与え、また、タイムカウントを初期化するであろう。これら出力ピンでの信号は、タイマーが、予め設定された「位相」の持続時間に対応した所定のカウントに達したときに、割り込み禁止にされるであろう。制御信号（１５８）のパルスの持続時間は、装置１７８を流れるように所定量（例えば、0.02ガロン）の液体燃料を想定した時間に対応している。制御信号（１６４）の持続時間は、装置１１２を流れるように所定量（例えば、70 sccm）の気体成分を想定した時間に対応している。
【００４８】
望まれるのであれば、分散される所定量の気体成分は、センサ１６０からの信号（１６２）に従って調節され、例えば、特定の特徴を有する混合物が、制限外にあれば、例えば、混合燃料の気体割合が、所定のレベルを超えると、一時的に減じられ得るか禁止され得る。前記信号（１６４）の持続時間に対応したカウントが、センサ１６０からの前記信号（１６２）に従って。上方又は下方に調節され得る。かくして、このような実施の形態において、気体成分は、センサ１６０からの信号に従って調節されている各パルス（パルスの持続時間）で噴射される気体成分の量と、液体燃料の流れとに従っているパルスの周波数（時刻間の間隔）を有する周期的な「パルス」に対応した、このシステム１００に効果的に供給される。
【００４９】
代わって、コントローラ１４４は、駆動されたときに、所定の時間の間に、出力信号を発生させるように、夫々別々のタイマーリレーを使用して実行され得る。例えば、主に図１Ａに従うと、コントローラ１４４は、両者とも、信号（１５４）により駆動されるタイマーリレー１４６，１４８を使用して実行され得る。タイマーリレー１４６は、信号（１５４）により駆動されたときに、流量制御装置１７８（吸い上げポンプ）への、制御信号（１５８）としての所定の持続時間のパルスを発生する。この制御信号（１５８）の持続時間は、装置１７８を流れる液体燃料の所定の量（例えば、0.02ガロン）に対応する時間に相当している。同様に、タイマーリレー１４８は、信号（１５４）により駆動されたときに、流量制御装置１１２（ソレノイドバルブ）への、制御信号（１６４）としての所定の持続時間のパルスを発生する。この制御信号（１６４）の持続時間は、装置１１２を流れる気体成分の所定の量（例えば、70 sccm）に対応する時間に相当している。
【００５０】
ここで、消費される気体成分の所定の量は、（もし、望まれるのであれば）センサ１６０からの信号（１６２）に従って調節され得る。リレースイッチ１５０が、前記信号（１６２）が混合物の特別な特性を知らせる期間が制限外である間に、タイマーリレー１４８（かくして流れ制御装置）を抑制するように、タイマーリレー１４８の前に設けられている。
【００５１】
図１を参照すると、気体成分が、主液体燃料に導入された後に、混合物は、（ライン１４０での）圧力を所定のレベル（例えば、70 psi）にまで更に高くする加圧用ポンプ１３８を通り、そして、エンジン１３６からの未使用の実質的に均質な混合燃料（例えば、噴射システム１６８に供給されるのではなく、噴射ポンプ１６６をバイパスし循環された燃料）の戻り（ライン１２６）と混合される。圧力は、循環ポンプ１３２により所定のレベル（例えば、90 psi）に、更に高められ、そして、混合物は、中で、気体燃料が液体燃料中に注入する注入室１２２に供給（ライン１２０）される。この注入室１２２は、混合すると共に、循環している液体燃料と気体燃料との混合燃料の注入滞在時間を延ばして、混合物を更に均質化する。
【００５２】
ライン１２４に配置され、注入チューブ１２２を出た均質な燃料を受ける、不透過度センサのようなセンサ１６０は、エンジン１３６に供給される液体燃料と気体燃料との混合燃料の特別な特性、例えば、液体と気体との相対量又は液体燃料と気体燃料との混合燃料の均質度を知らせる信号（１６２）を発生する。前述から判るように、前記信号（１６２）は、コントローラ１４４への制御信号として利用される。コントローラは、システム１０６中に噴射される気体成分の量を調節する流れ制御装置１１２への制御信号を発生する。
【００５３】
前記加圧用ポンプ１４２は、均質な液体燃料と気体燃料との混合燃料の圧力を、エンジン１３６の高圧噴射ポンプ１６６に供給（１７６）するのに適したレベルに、即ち、キャビティションを防止するように混合物中の気体成分のバルブをミクロサイズにするのに充分な高さの圧力に、高める。
【００５４】
図１の実施の形態において、ポンプ１３２及び１４２と、ライン１２０，１２４，１７６及び１２６（もし利用されるのであれば、ポンプ１６６のバイパスバルブ及びバイパスライン１２５も一緒になって）とは、中で、ポンプ１６６により噴射システム１６８に供給されなかった未使用の均質な液体燃料と気体燃料との混合燃料が、注入室１２２を通って、所定の圧力で再循環される循環ループを形成している。ポンプ１６６を通ってライン１２６に流れる混合燃料の量は、利用されるエンジンのタイプとポンプ１６６のタイプとに応じて変化する傾向がある。あるケースでは、噴射ポンプ１６６を通ってライン１２６に流れる量は、比較的少ない。この場合には、ポンプ１３２で高い背圧を生じ、注入室１２２を通る再循環の流れは制限される傾向がある。これらのケースでは、特に、ライン１２４及び１２６間に接続されたバイパスライン１２５（図１Ｂ）を有することが望ましい。このバイパスライン１２５は、循環用ポンプ１３２での背圧を減じて、ポンプ１３２の動作効率を良くすると共にポンプの摩耗を減じることが可能である。また、このバイパスライン１２５は、液体燃料と気体燃料との混合燃料がエンジン１３６（即ち、噴射ポンプ１６６）、即ち、噴射ポンプ１６６に供給されるよりも注入室１２２を通って再循環される方が多くなることを可能にし、利用された特別なポンプ１６６に課せられるであろう潜在的な流れの制限を改善可能である。
【００５５】
上述したように、液体燃料中の気体成分の実質的な均質性は、燃焼室中への噴霧が行われたときに、自由ラジカル燃焼、噴霧、及び他の強化を助長する。均質な混合燃料で、気体成分は、噴射で膨張するけれども、液体燃料は、噴霧が促進されない。噴射のときに、気体成分は、液体中で膨張して、スターバースト効果を生じさせる。更に、冷却効果が、膨張された気体成分から噴射のときに得られる。あるタイプの気体成分は、他のものよりも大きい断熱効果を有している。そして、ある程度まで、圧縮されている気体成分は、これが噴射システムの非常に高い圧力から解放されるで、膨張されるのに従って、燃焼室の圧力は高くされる。これら効果の全ては、エンジン効率を高め、かつ廃棄物を減じることが可能である。
【００５６】
気体プロセッサ１０４の第１の実施の形態
図１及び２を参照すると、気体プロセッサとして使用するために構成された装置１０４（図）１の第１の実施の形態は、所定容量の内室２０４を規定している本体２００と、この内室２０４内に配置された燃料レベルの検出装置１７４と、燃料の入口２１４と、気体の出口２１８と、燃料の出口２２０とを適当に有している。これら燃料の入口２１４と、気体の出口２１８と、燃料の出口２２０とは、前記内室２０４と、ライン１１４（液体燃料源１０８から）及び１２８（エンジン１３６から）（図１）と、ライン１３４（エンジン１３６の空気入口）と、ライン１１６（図１）との間の夫々の適当な流体接続を与えている。一般に、液体燃料源１０８からの液体燃料とエンジン１３６から循環された未使用の均質燃料とは、燃料の入口２１４を通って内室２０４に導入される。内室の中では、所定の比較的低い圧力が発生され、混合燃料は、予期された動作状態のもとで、燃料の出口２２０を出る混合物中のマイクロバブルのレベルを低下させるのに充分な程度に、少なくとも、気体成分の脱ガスを果たすのに充分な時間、所定の低圧を維持させる。この結果、キャビィテショが無く、燃料システムポンプ（例えば、ポンプ１０２）による再加圧が可能となっている。脱ガスされた気体成分は、エンジン１３６の空気取り入れ口に導かれる。後述されるように、この気体プロセッサ１０４は、もし、望まれるのであれば、気体の出口２１８を通って液体燃料が出てしまうことを防止するための設備を有し得る。
【００５７】
前記本体２００は、ここで想定される液体燃料（例えば、石油化学物質）と、気体成分とに融和性のどのような材料でも形成され得、また、適当な容量の内室と、入口と、出口とを与えるどのような形状でも良く、そして利用可能なスペースに設置可能である。前記本体２００が形成され得るが、それに限定されない材料の例は、金属もしくはプラスチックを、これら金属もしくはブラスチックがシステム内の、例えば、石油化学物質と化学的に反応しない限り、含み得る。
【００５８】
図２の実施の形態で、前記本体２００は、所定の直径と長さとを有し、上側及び下側のエンドキャップ２０６，２０８と共働している中空円筒のチューブ２０２を有している。前記長さは、前記直径の少なくとも２倍である。前記キャップ２０６，２０８は、夫々第１乃至第２のO-リング２１０，２１２により、本体２０２に対して良好にシールされている。前記燃料の入口２１４と気体の出口２１８とは、前記上側のエンドキャップ２０６に適切に形成され、また、前記燃料の出口２２０は、前記下側のエンドキャップに適切に形成されている。上側のエンドキャップ２０６内への燃料の入口２１４と気体の出口２１８との配置は、前記内室２０４を介した燃料の入口２１４と気体の出口２１８との間の連通を果たしている。この結果、ライン１２８に圧力レギュリータが無い場合に、ライン１２８内の圧力を大気圧に、効果的にしている。
【００５９】
前記上側のエンドキャップ２０６は、所定の直径（前記チューブ２０２の外径以上が適している）のほぼ円筒形の本体２３６と、前記チューブ２０２の内径にほとんど一致した径の段付けされた下側直径部２３８と、短い直径の円筒の延出部２４０（好ましくは、同軸）と、底端面２４２と、通路２４４，２４６，２４８とを有している。前記エンドキャップ２０６を通る更なる通路が、例えば、更なる燃料の入口を形成するように、設けられ得る。
【００６０】
前記段付けされた下側直径部２３８は、前記底端面２４２の上方にこれとは所定距離を有するように、延びており、前記本体２３６の下面に、好ましくは中心に配置されている（例えば、同軸）。また、この下側直径部２３８は、前記チューブ２０２内に密に入れられ、O-リング２１０と共働して、チューブ内にシールされて固定されている。前記円筒の延出部２４０は、前記底端面２４２に、同様に好ましくは中心に配置され、所定の直径を有し、チューブ２０２の内部へと所定の距離で下方に延びている。延出部２４０の直径に対する高さの比は、好ましくは、約４ないし１である。後で説明されるように、この延出部２４０は、燃料レベルの検出アッセンブリ１７４を支持し、この目的のために底面２５２から上方に延び、中心に位置する円筒の凹所２５０を適切に有している。前記通路２４４は、前記気体の出口２１８と内室２０４との間の流体の連通を果たしている。図２の実施の形態では、通路２４４は、延出部２４０の底面２５２に開口部２５４で終端している。前記通路２４６は、前記燃料の入口２１４と内室２０４との間の流体の連通を果たし、好ましくは、底面２４２の開口部２１６の所で終端している。前記通路２４８は、燃料レベルの検出アッセンブリ１７４に電気的接続をするラインを設けている。
【００６１】
燃料は、気体プロセッサ１０４中に、ライン１２８から、燃料の入口２１４を介して導入される。図２は、１つの燃料の入口２１４のみを示しているけれども、上側のエンドキャップ２０６は、内室２０４と１もしくは複数の通路２４６（個々に、または互いに接続されている）を介して連通した複数の燃料の入口２１４を有し得ることが、想定される。上側のエンドキャップ２０６が複数の燃料の入口２１４を有している実施の形態では、複数の燃料の入口２１４の少なくとも１つは、変化されていない液体燃料を気体プロセッサ１０４に（例えば、図１のライン１１４から）供給し、また、他の少なくとも１つの燃料の入口は、エンジンからの未使用の均質な燃料を気体プロセッサ１０４に（例えば、図１のライン１２８から）供給する。この場合、液体燃料と未使用の燃料とは、気体プロセッサ１０４内で混合される。１つの燃料の入口２１４のみが上側のエンドキャップ２０６に存在している実施の形態（例えば、図１に示されているような）では、均質な燃料と液体燃料とは、気体プロセッサ１０４に導入される前に、接続部１３０の所でイン・ラインに混合される。
【００６２】
通路２４４と共働する気体の出口２１８は、未使用の均質な燃料からの、脱ガスされた気体成分の出口を形成している。脱ガスされた成分は、ライン１３４により、エンジン１３６の空気取り入れ口に適当に導かれる。後述されるように、通路２４４は、内室２０４中に適当に開口（延出部２４０の面２５２の所）している。
【００６３】
エンジン１３６が、背圧の管理が必要である、システムへの混合燃料の戻しの如何なる部品も有しおらず、かつ、装置１０４が、コントローラ１４４への液体燃料の流れを知らせる信号を発生するようにセンサとして有効に使用される適用において、この装置１０４は、代表的に単一の燃料の入口２１４を有し、気体の出口２１８は、単に通気口として機能するであろう。
【００６４】
前記下側のエンドキャップ２０８は、チューブ２０２の内径とほぼ等しい所定の直径のほぼ円筒体２６０を好ましくは有している。前記燃料の出口２２０は、変化されていない液体燃料と部分的に脱ガスされた未使用の燃料との混合物が、気体プロセッサ１０４を出て、均質化システム１０６に、ライン１１６を介して導かれるように、前記内室２０４と流体連通を与えるように、下側のエンドキャップ２０８を通って適格に延びている。
【００６５】
上述したように、気体プロセッサ１０４は、１０６を出た未使用の均質な液体−気体燃料が、予期された動作状態（例えば、燃料燃焼／流れの割合）のもとで、キャビティションの発生が無く、循環用ポンプ１０２による再加圧を果たすのに充分な程度に気体成分の脱ガスを果たす少なくとも時間、内室２０４内に存在して維持されている。所望の存在時間の決定に際して適当に考慮されるファクターは、例えば、噴射システム１６８からの戻り流れの予期される量、噴射ポンプ１６６の毛細管逃がし装置（もし、使用されれば）からの戻り流の予期される量、ライン１１６の圧力、及び戻り流れの温度等である。限定されない例では、このような存在時間は、２ないし２０秒のオーダが適しているが、この範囲外の存在時間が、所定のタイプのシステムで適用使用される。
【００６６】
所望の存在時間、内室２０４内に混合燃料を維持するファクターは、内室２０４のサイズ、出口２２０及び戻りライン１１６の直径、及び燃料の出口２２０で維持される圧力（例えば、ライン１１６内の圧力）等である。
【００６７】
所望の存在時間に加えて、複数の他のファクターが、気体プロセッサ１０４の適切な内室２０４を決定する上で適格に考慮されている。このようなファクターは、例えば、噴射システム１６８からの戻り流れの予期される量、噴射ポンプ１６６の毛細管逃がし装置（もし、使用されれば）からの戻り流の予期される量、ライン１１６の圧力、ライン１１６内の圧力、戻り流れの温度、及び、停止されているときのエンジン１３６からのバックフロー等である。更に、内室２０４は、混合物からの気体成分の脱ガスを許容するように、内室２０４内で維持された混合燃料の液面の上方（例えば、磁気スイッチ２３０の上方）に適当なオープンスペースを確保するように（後述されるように、レベル検出装置１７４と共働して）、適格に構成されている。このエアースペースは、前記燃料の入口２１４を、かくして、ライン１２８，１１４を比較的低い圧力にし、これらラインに、かくして、圧力に過敏な部品に、低い背圧を効果的に与える。
【００６８】
気体プロセッサ１０４の前記内室２０４は、一般的に約１リッター乃至約２５リッターの範囲の容量を有している。多くの路上走行車（road vehicles）で使用されている範囲の排気量を有するジディルエンジンでは、気体プロセッサ１０４の内室２０４の容量は、約１リッター乃至約１０リッターの範囲であり、多くの乗用車（passenger vehicles）では、気体プロセッサ１０４の容量は、約１リッターが適している。１０リッター以上の、また、ある場合には２５リッター以上の容量が、例えば、マリーンエンジン、機関車のエンジン、及び静止ディーゼルエンジンのような種々の適用に関連して使用され得る。１リッター未満の容量が、また、例えば、小型のエンジン発電機セット（small engine gen sets）のような種々の適用に関連して使用され得る。
【００６９】
前記燃料レベルの検出装置１７４は、気体プロセッサ１０４内のエアースペースと液体燃料の適切な体積とを維持するために、気体プロセッサ１０４内の液体のレベルに対して応答する。図２の実施の形態では、燃料レベルの検出装置１７４は、フロート及び磁石アッセンブリ２２２（伝送路１５４に接続されている）と、案内シャフト２２４と、跳ね防御チューブ１３２とを好ましくは有している。一般的に、フロート及び磁石アッセンブリ２２２は、跳ね防御チューブ２３２内で案内シャフト２２４に配置され、内室２０４内の液体燃料のレベルを所定の範囲に維持するように、内室２０４内の液体燃料のレベルに応じて制御信号（１５４）を発生するように駆動もしくは非駆動される。前記跳ね防御チューブ２３２は、システム１００を使用している車両の走行による、気体プロセッサ１０４の動き又は瞬間的な傾きにより生じるフロート及び磁石アッセンブリ２２２との相互作用による燃料のレベルの瞬間的な変動（跳ね）の影響を最小にし、かつ通路２４４に液体燃料が入るのを防止する助けをなすために使用されている。
【００７０】
前記案内シャフト２２４と跳ね防御チューブ２３２とは、上側のエンドキャップ２０６に取着され（好ましくは着脱可能に）、内室２０４中にほぼ垂直に延出し、案内シャフト２２４が跳ね防御チューブ２３２の中にあるようにして、同心的に配置されている。前記案内シャフト２２４は、延出部２４０の前記凹所２５０中にしっかりと挿入されており、フロート及び磁石アッセンブリ２２２へのワイヤ１５４の電気的接続を果たすように、エンドキャッブ２０６の通路２４８と連通した内チャンネル２５６を有している。前記跳ね防御チューブ２３２は、円筒の延出部２４０にしっかりと受けられており、例えば、延出部２４０の径にほぼ対応した所定の内径を有しており、チューブ２３２の上端部は、延出部２４０の周りで密に嵌合している。もし、望まれるのであれば、例えば、チューブ２３２を通って延出部２４０中へと延びた粘着物又はピンのような感知装置が利用され得る。後述されるように、前記跳ね防御チューブ２３２は、案内シャフト２２４、特に、フロート及び磁石アッセンブリ２２２を超えて下方に所定の距離（例えば、0.5乃至1.5インチ（１．２７乃至3.81 cm）、そして、図２の実施の形態では、約0.5インチ（1.27 cm））延出している。
【００７１】
前記気体の入口２１８と跳ね防御チューブ２３２の内部との間の流体連通は、通路２４４により与えられている。また、跳ね防御チューブ２３２は、脱ガスされた気体をチューブ２３２の外の内室２０４からチューブ２３２内に通す通路（気体排気路）２３４を好ましくは有している。この通路２３４は、比較的小さい直径を有し、気体の通過を可能にしているが、好ましくないチューブ２３２の内部への液体燃料の入りを阻止するように、フロート及び磁石アッセンブリ２２２と所定距離を有して上方に配置されている。跳ね防御チューブ２３２内での通路２４４の開口部の設置は、脱ガスされた成分が気体プロセッサ１０４を出口を通って出ると共に、液体燃料が気体成分のアウトフロー流に入るのを防止している。
【００７２】
前記フロート及び磁石アッセンブリ２２２は、跳ね防御チューブ２３２内で案内シャフト２２４に配置されている。このフロート及び磁石アッセンブリ２２２は、フロート磁気部材２２６と共働する磁気的に駆動されるスイッチ２３０を好ましくは有している。このステッチ２３０は、液体燃料所定の最低レベルに従った所定の軸方向位置（そして、好ましくは、通路２３４から及び延出部２４０の底面の通路２４４の開口部から所定距離だけ下方）で案内シャフト２２４に、好ましくは配置されている。前記フロート磁気部材２２６は、好ましくは、中心軸穴と、チューブ２３２の内径に近い所定の外径と、を有する円筒状である。前記案内シャフト２２４は、フロート部材２２６が案内シャフト２２４に摺動可能に装着されて、内室２０４内の液体のレベルに従って軸方向位置を変えるように、フロート部材２２６の中心穴を貫通している。もし、望まれるのであれば、例えば、留めリング、ばねクリップのような適当な留め機構２２８が、フロート部材２２６をシャフト２２４に保持するために使用され得る。
【００７３】
一般に、前記フロート磁気部材２２６は、気体プロセッサ１０４内の液体のレベルに従って案内シャフト２２４に沿って軸方向に以下のように移動する。内室２０４内の液体のレベルが、所定のレベル以下に低下すると、フロート磁気部材２２６は、スイッチ２３０離れるように移動する。この結果、制御信号（１５４）が伝送路１５４で発生され、（コントローラ１４４を介して）流れ制御装置１７８（例えば、液体燃料源１０８と接続された吸い上げポンプ）の駆動を開始させる。この駆動により、所定量の液体燃料が、気体プロセッサ１０４に加えられる（また、流れ制御装置１１２の駆動により、システムに気体成分も加えられる）。かくして、案内シャフト２２４での磁気スイッチ２３０の位置は、内室２０４内の液体燃料の最高液面レベルを（最低レベルと同様に）効果的に決定している（エンジン１３６からの未使用で均質な燃料にのみ支配される）。前記位置は、液体燃料源１０８により与えられる各「パルス」での液体燃料の所定の量と再循環された未使用の均質な燃料の予期された流とを考慮して選ばれる。
【００７４】
この選定は、液体燃料が通路２４４そして潜在的にはエンジン１３６の空気取り入れ口を通る気体成分のアウトフロー流れ中に入る可能性を無くすように、気体の出口の開口部２５４から充分な距離をおくことと、気体成分の脱ガスを許容するように、気体プロセッサ１０４内の液体燃料の液面の上方に充分に低い圧力のエアースペースを確保するようになされる。コントローラへの制御信号（１５４）の発生は、エンジン１３６から均質化システム１０６に戻される混合燃料の脱ガス及び／又は圧力管理のための必要性がないので、システム１００の特に効果のある制御を与える。
【００７５】
例えば、車両への適用で、システム１００の動きが、気体プロセッサ１０４内で燃料の跳ねを生じさせるけれども、跳ね防御チューブ２３２は、瞬間的な跳ねが、フロート磁気部材２２６が重大な動きを生じさせるか、脱ガスされた気体成分の流れに入るかすることから守る。前記チューブ２３２は、比較的小さい内径（好ましくは、1乃至1.5（２．５４乃至3.81 cmの範囲であり、図２の実施の形態では約1インチ（2.54 cm））と、所定の長さ（好ましくは、80乃至150 mmの範囲であり、図２の実施の形態では約1.5乃至2.0
インチ（3.81乃至5.08 cm））と、先端開口部２５８とを有している。上述したように、跳ね防御チューブ２３２は、前記開口部２５８が、内室２０４に維持された液体混合燃料の予期された液面レベルの下方に位置するように、所定の距離（例えば、1/2インチ（1.27 cm））下方に、案内シャフト２２４、特に、フロート及び磁石アッセンブリ２２２を超えて延びている。跳ねの影響は、(a) チューブ２３２が、内室２０４内の液体燃料の液面を超えて延びていることと、(b) チューブの比較的小さい直径と、(c) フロート部材２２６とチューブ２３２の内面との間の比較的近接した適合とにより、少なくされている。チューブ２３２の比較的小さい直径と、液体燃料下の開口部２５８の配置とは、混合燃料の液面の角移動、例えば、傾き、跳ね、即ち飛び散り、に対する影響を少なくしている。通路２４４（気体の出口２１８に接続されている）の開口部２５４は、チューブ２３２の境界内に位置されているので、フロート部材２２６とチューブ２３２の内面とは比較的近接した適合関係は、跳ねた燃料がフロート磁気部材２２６を超えて通路２４４に入るのを防止することが可能である。
【００７６】
エンジン１３６の空気取り入れ口への開放された気体成分の流れは、気体排気通路２３４の使用により、液体燃料から隔離されている。図２の実施の形態で、燃料の主脱ガスは、跳ね防御チューブ２３２（そして、通路２４４）の外で生じる。内室２０４内の混合燃料から解放された気体成分が通る気体排気通路２３４は、フロート及び磁石アッセンブリ２２２から所定距離の所に配置されており、かくして、液体燃料を飛び跳ねさせるような予期された液体燃料の液面は、気体排気通路２３４には達しないであろう。また、この気体排気通路２３４は、気体成分の通過は許すが、液体燃料がここを通って容易に流れるのを許さないように、比較的小さい直径である。更に、主脱ガスは、跳ね防御チューブ２３２の外側で生じるので、脱ガスされた成分の圧力は、跳ね防御チューブ２３２の内側よりも跳ね防御チューブの外側で高くなる。かくして、脱ガスされた成分の流れは、跳ね防御チューブ２３２の外側から内側へ向かう。脱ガスされた成分は、上昇して、排気通路２３４、通路２４４、気体の出口２１８を通り、脱ガスされた成分は、ライン１３４によりエンジン１３６の空気取り入れ口へと流れる。
【００７７】
もし、望まれるのであれば、前記燃料レベルの検出装置１７４は、図３に示されているように気体処理装置の底の上に配置され得る。図３の気体処理装置の実施の形態は、磁気スイッチが、反転され、燃料の入口２１４と燃料の出口２２０とが、下側のエンドキャップ２０８に設けられ、跳ね防御チューブ２３２が、先端の開口部２５８が内室２０４内の混合燃料の予期された液面のレベルの上方に所定距離を有して位置するように、上方の延出し、そして、チューブ２３２に形成された気体排気通路２３４が、液体燃料がフロート磁気部材２２６を駆動可能にするために、液体燃料が跳ね防御チューブ２３２と出入りできるように少し大きい径の通路３００（予期された液面のレベルの下方に配置されている）に変えられていることを除いて、１８０°回転された図２に示された実施の形態と実質的に同じである。気体の出口２１８は、エンドキャップ２０６を貫通して内室２０４中に好ましくは延びている。
【００７８】
図１は、エンジン１３６の近くに配置されている気体処理装置を示している。このように、エンジン１３６の近くに気体処理装置を配置することは、必須ではない。しかし、気体処理装置は、実質的に垂直な位置に配置されることが望ましい。前述から判るように、丘の登り降りの走行又は丘の途中で傾斜して駐車するような車の動きは、気体処理装置を傾けるけれども、レベルの検出装置１７４は、このような傾斜を許容できる。
【００７９】
気体プロセッサの異なる実施の形態
ある適用では、きれいな機械的気体プロセッサが、効果的である。機械的な気体処理装置を利用している均質化燃料増強システム１００が、図４乃至６を参照して以下に説明され。図４乃至６のシステム１００の実施の形態は、図１に示されたシステムに非常に似ているが、機械的な気体処理装置と変更されたコントローラ１４４とを利用している。この実施の形態で、変化されていない液体燃料が、通常の方法でエンジン１３６の要求に従って吸い上げポンプ１７８を使用して液体燃料源１０８から供給される。図１の実施の形態と同様に、コントローラ１４４は、この場合には流れセンサ１８０からの信号（１５６）であるけれども、燃料の消費を知らせる信号を受信し、気体成分が、液体燃料の流れに従ったパルスの周波数（時刻間の間隔）を有する周期的な「パルス」でシステム１００に供給されるように、気体成分の流れ制御装置１１２へ制御信号（１６４）を送る。例えば、液体燃料の流れを知らせるコントローラ１４４流れセンサ１８０からの信号に増分して対応した液体燃料の流れの累積ユニットを知らせるカウントを適当に維持する。そして、このカウントが液体燃料の設定された量（例えば、0.02 ガロン）に対応した値に達したときに、流れ制御装置１１２への信号（１６４）を発生する。この結果、制御装置は、気体燃料の所定の持続時間（即ち、所定量）のパルスをライン１１８を介して均質化システム１０６に送り、累積燃料の量のカウントがリセットされる。
【００８０】
コントローラ１４４は、適当にプログラミングされたマイクロコントローラを有している。内部カウントは、センサ１８０からの信号（１６４）の指定された入力ピンへの送りに応答して累積され得る。そして、カウントが、液体燃料の設定された量（例えば、0.02 ガロン（約0.08 リットル））に対応した所定の数に達すると、マイクロコントローラは、搬送路１６４に対応したて、指定された出力ピンに信号を送り、タイムカウントを始め得る。出力ピンでの信号は、タイマーが、所望の「パルス」持続時間、即ち、所定量（例えば、70 sccm）の気体成分を装置１１２に流す時間に対応した所定のカウントに達したときに、無効にされる。もし、望まれるのであれば、図１の実施の形態の場合のように、コントローラ１４４は、センサ１６０から、例えば、キャパシティを知らせる信号（１６２）を受けて、これに従って、パルス持続時間のカウントを調整することが可能である。
【００８１】
代わって、前記コントローラ１４４は、別々の部品により構成され得る。例えば、図４Ａを主に参照すると、コントローラ１４４は、センサ１８０からの信号（１５６）により累積されて、液体燃料の設定された量（例えば、0.02 ガロン（約0.08 リットル））に対応したカウントに達したときに、出力信号（１５３）を発生するように設定されたカウンタ１５２を使用して構成され得る。このカウンタの出力は、タイマーリレー１４８をトリガーして、制御信号（１６４）として所定の持続時間のパルスを発生して流れ制御装置１１２（例えば、ソレノイドバルブ）に送る。この制御信号（１６４）の持続時間は、所定量の気体成分（例えば、70 sccm）を装置１１２に流すための時間に対応している。リレースイッチ１５０は、液体燃料と気体燃料との混合燃料の特別な特性を示している信号（１６２）が制限外の、即ち、混合物中の気体成分の量が多いときの時間の間、タイマーリレー１４８を（かくして、流れ制御装置１１２を）無効にするように、タイマーリレー１４８の前に設けられている。
【００８２】
図４を参照すると、熱交換器４００が、もし、のぞまれるのであれば、エンジンを出た未使用の均質な混合燃料を冷却するために、エンジン１３６と気体プロセッサ１０４との間でライン１２８に設けられ得る。このような熱交換器は、図１の実施の形態でも、また使用され得る。
【００８３】
最も良く図５，６に見られるように、気体プロセッサ１０４は、内室２０４を規定している本体２００と、内室２０４内に設けられたフロートアッセンブリ４０８と、燃料の入口４１２と、気体の出口４１０と、燃料の出口４０６とを有している。これら燃料の入口４１２と、気体の出口４１０と、燃料の出口４０６とは、内室２０４と、ライン１２８（減圧及び脱ガスのために気体プロセッサ１０４中へエンジン１３６からの未使用の燃料を導入する）、ライン１３４（解放された気体成分をエンジン１３６の空気取り入れ口に導入する）、並びにライン１１６（再循環のために低圧で脱ガスされた成分を均質化システム１０６に導く）と、の間の適切な流体接続を果たしている。一般的に、前記フロートアッセンブリ４０８は、内室２０４内の液体燃料のレベルに応じて内室２０４内で上下に移動する。液体燃料の量が、所定の低レベル以下のときには、フロートアッセンブリ４０８は、図５に示されているように、下方に移動して、内室２０４内に燃料が溜るように燃料の出口４０６を実質的に閉じる。そして、混合燃料の量が、所定の高レベルに達したときに、フロートアッセンブリ４０８は、図６に示されているように、内室２０４内で上昇しており、均質化システム１０６内での再循環のために、低圧で脱ガスされた燃料の流れがライン１１６に燃料の出口４０６を介して燃料の出口４０６を開いている。このようなフロートアッセンブリ４０８は、燃料が所望の存在時間、内室２０４内に維持されるのを確実にする所定の高レベルと低レベルとの間を移動するように構成されている。
【００８４】
前記本体２００は、上側エンドキャップ４０２と下側エンドキャップ４０４により両端がシールされた、所定の長さと直径との外側のチューブ５００（２０２に類似している）を有している。O-リング５０２，５０４が、シールのために、適切に使用されている。チューブ５００の長さと直径とは、前に説明されているように所望の存在時間を得るように選定されている。
【００８５】
前記燃料の入口４１２は、外側のチューブ５００の長さに沿ったほぼ中心部、好ましくは、フロートアッセンブリ４０８の移動範囲のほぼ中心部に好ましくは配置されている。この結果、未使用の均質な燃料は、これが気体プロセッサに入るのに従って、外側のチューブ５００の壁に沿って落下する。このために、未使用の均質な燃料からの気体成分の脱ガスが促進され、また、フロートアッセンブリ４０８は、液体燃料が、気体の出口４１０中へと飛び跳ねるのを防止可能である。しかし、前記燃料の入口４１２は、液体燃料と気体燃料との混合燃料からの注入された気体燃料の脱ガスの強化の最適化を果たすように、外側のチューブ５００に沿った他の位置に配置されることができるように、構成され得る。
【００８６】
前記エンドキャップ４０２，４０４の各々は、前記チューブ５００の内径に非常に近い所定の直径を有するほぼ円筒の本体を有している。前記気体の出口４１０は、上側のエンドキャップ４０２中に適切に位置され、かつ、エンドキャップ中で延びて内室２０４中へと開口部５０６で終端している通路と流体接続している。下側のエンドキャップ４０４は、好ましくは、内室２０４中へと所定の距離だけ上方に延びて同軸的に位置し、上面５１４を備えた小さい直径の延出部５０８を適切に有している。前記面５１４は、所定の形状、例えば、平坦、上方への湾曲、又は下方への湾曲に、適切になっている。前記燃料の出口４０６は、下側のエンドキャップ４０４中に適切に位置され、かつ、内室２０４中へと、延出部５０８の上面５１４の開口部５１２で終端している通路と流体接続している。前記開口部５１２は、所定の直径を有し、好ましくは、面５１４の中心に形成されている。
【００８７】
前記フロートアッセンブリ４０８は、本体５２２と、足部５１６と、この足部５１６を本体５２２に接続している構成部５２４とを、好ましくは有している。前記本体５２２は、内室２０４の内形状とほぼ一致した外形状を、例えば、チューブの内径に近い径を有する円筒形と、所定の重量とを有し、また、内室２０４内の混合燃料が所定のレベルを超えたときに、エンジン１３６からの未使用で均質な混合燃料に対してフロートアッセンブリ４０８に充分な浮力を、好ましくは与える。
【００８８】
例えば、フロートの本体５２２は、シール用のエンドキャップ６０２，６０４と共働している中空のチューブ６００を有し得る。このフロートの本体のチューブ６００は、所定の長さと、チューブ５００の内径よりも僅かに小さい直径とを有している。エンドキャップ６０２，６０４の各々は、チューブ６００よりも大きく、チューブ５００の内径に近い直径を有する円筒であり、フロートの本体のチユーブ６００中へとシールを保って挿入される段付けされた小径の部分を有している。O-リングが、チューブ６００と、両エンドキャップ６０２，６０４との間のシールを高めるように使用され得る。かくして、フロートアッセンブリ４０８は、チューブ５００内で上下に垂直方向に移動するが、チューブ５００内での横方向の動きと傾きとは、夫々の部材の直径の密接な関係により制限されている。
【００８９】
前記足部５１６は、フロートアッセンブリ４０８が、内室２０４内の混合燃料により充分に上昇されないときには、この足部が、開口部５１２を覆って実質的にブロックし、内室２０４から逃げる混合燃料の量を最小にするように、配置並びに構成されている。足部５１６の底面は、下側のエンドキャップ４０４の延出部５０８の上面と対応した形状、例えば、平坦、上側に湾曲，又は下側に湾曲した面を好ましくは有している。幾つかのシステムでは、実質的な閉成（絶対的な閉成とは異なる）が、足部５１６が対応位置から離れ難いようにするであろう吸引が生じないようにするために望ましい。
【００９０】
前記接続するための構成部５２４は、例えば、単純なシャフトで良い。図４乃至６の実施の形態では、構成部５２４は、端部がフロートの本体５２２の下部と足部５１６の上部とに端部が夫々取着されたばね５１０を有している。例えば、このばね５１０は、フロートの本体５２２の下部に形成された突出部５２０と足部５１６の上部に形成された突出部５１８とに取着され得る。前記ばね５１０は、好ましくは所定の長さであり、本体５２２の重量による圧縮されるように低いばる係数を有している。このばね５１０は、足部５１６と開口部５１２との間のアラインメントを維持し、本体５２２の移動に対して緩衝を果たし、例えば、車両の移動じに必然的に生じる衝突による瞬間的な持ち上がりを防止可能であり、そして、また、足部５１６が開口部５１２を実質的に塞ぐ低い混合燃料レベルと足部５１２が開口部５１２から持ち上がる上レベルとが、異なった値とすることができるように、所定のヒステリス値を生じさせる。
【００９１】
気体処理装置の動作は、図５と図６との間の相違に反映されている。図５は、ばね５１０が圧縮されて足部５１６が閉じた位置にある気体処理装置を示している。この閉じた位置では、足部は、延出部５０８の上面５１４と対応し、開口部５１２の上に位置している。この結果、燃料の出口４０６を通る部分的に脱ガスされた燃料の流れが、最小となっている。アッセンブリ４０８の重量は、ばね５１０を足部５１６に対して付勢して、足部５１６を上面５１４に押し付ける。燃料が、気体処理装置中にライン１２８によって燃料の入口４１２を介して、導入されるのに従って、燃料の量は多くなり、液面のレベル（全体に渡って５２６で示されている）は、内室２０４内で上昇する。また、燃料の量が多くなると、燃料は、フロートアッセンブリ４０８を持ち上げ始め、徐々にアッセンブリ４０８の重量をばね５１０から解放する。そして、最終的に、図６に示されているように、液面のレベルは、ばね５１０がほとんど圧縮されていない位置まで、上昇し、足部５１６は、開口部５１２から持ち上げられ、かくして、部分的に脱ガスされた燃料が燃料の出口４０６を通ってでることが可能になる。燃料は、内室２０４の外へと流れ続け、フロートアッセンブリ４０８は、内室２０４中で、足部５１６が再び開口部５１２を塞ぐ位置まで、下降する。
【００９２】
図４の実施の形態で、気体処理装置は、好ましくは、液体燃料源１０８よりも高く位置されている。この結果、重力が、気体プロセッサ１０４からのライン１１６を流れる部分的に脱ガスされた燃料が、液体燃料源１０８からのライン１１４を流れる液体燃料と混合されて流れる助けをなすからである。また、液体燃料源１０８より上方に気体プロセッサ１０４を位置させることは、内室２０４が、燃料で満たされ過ぎることを防止可能である。
【００９３】
更なる圧力管理
図７，８を参照して、システム１００で発生される比較的高い圧力に晒される続けることは、エンジンの種々の部品に悪影響を及ぼす、ことを説明する。例えば、噴射ポンプ１６６は、高圧に長く晒された場合に破損する恐れがあるシールを有している。均質化システム１０６が動作された後にエンジン１３６が停止されたときに、他の対応をしていないと、噴射ポンプ１６６（そして、特にポンプのシール）は、均質化システム１０６（例えば、ポンプ１４２）により発生された比較的高い圧力の混合燃料に、圧力がシステムの外に逃がされるときまで、晒される。前述から判るように、毛細管逃がし装置が、圧力を逃がす、即ち、システム１０６によってポンプ１６６に供給されている加圧された燃料を逃がす、ことによってシールを保護するように、噴射ポンプ１６６中に組み込まれることができる。更に、噴射ポンプ１６６が高い背圧に対して過敏である適用では、再加圧用ポンプ７００が、ライン１２６に設けられ得る。噴射ポンプ１６６への入口圧力を高くすることが望まれているような適用では、圧力レギュレータ７０１（図７Ａに示されている）が、ポンプ１６６へり入口圧力を調節（例えば、高く）するように、ライン１２６に設けられ得る。
【００９４】
一般的に、前記ポンプ１６６は、本体８１２と、このポンプ本体８１２から延出し、対応したシール８０６が設けられたポンプ駆動シャフト８０８とを有している。前記本体８１２は、ポンプの動作部材、例えば、液体燃料源１０８に接続された偏心ローブと共働するピストン、を好ましくは収容している。毛細管逃がし装置７１０は、外側の円筒状の壁８００を有し、ポンプの本体８１２に近接して、ポンプのシャフト８０８の周りに配置されている。前記外側の壁は、ポンプのシャフト８０８と実質的に同軸となるように、ポンプの本体８１２にボルト留め又は他の方法で固定されている。また、この外側の壁は、シャフト８０８の外周にブレス留めもしくは実際のネット留め係合され（0.0005インチ（約0.00127 cm）の間隔）、中で摺動可能なブッシング８０２（好ましくは、青銅）を有している。この青銅のブッシング８０２は、前記円筒状の壁８００の内周面とは、２０００〜３０００分の１のクリアランス（例えば、0.010インチ（約0.025cm）のクリアランス）を有し、円筒状の壁とは、O-リング８０４を使用してシールされている。また、ポンプのシャフト８０８の特別な位置付けと回転とを果たさせるように、ポンプとモータとの設定の自由度を増すように、O-リング８０４は、側方の負荷を少なくして、ポンプのシャフト８０８に対してブッシング８０２を芯合わせ及び／又はアラインメントする機能も、有している。青銅のブッシング８０２と所定の間隔で離間して、ポンプのシャフトのシール８０６が対向して配置されている。このシールは、ポンプのハウジング８１２内でのシャフト８０８に沿った位置から動かされている。前記ブッシング８０２とシャフトのシール８０６との間隔は、ポンプのシャフト８０８に沿ったシャフト８０８とブッシング８０２との間の滲み出しの燃料の毛細管逃がしライン７１２に対する収集と逃がしとを可能にしている。例示的実施の形態では、青銅のブッシング８０２とシャフトの外側のシール８０６との両方は、前記外側の円筒状の壁８００の内周面に位置された留めリング８１０により、ポンプのシャフト８０８に留められている。ポンプのハウジング８１２の外側、即ち、外でポンプのシャフト８０８の周りに設けられた毛細管逃がし装置７１０と、シャフト８０８をシールするように、ブッシング８０２を超えてハウジング８１２の外に位置するポンプのシャフトの内側シールとにより、以下のようにして、ポンプの動作が安全であることは、評価され得る。即ち、ポンプが、始動するように少なくとも200 psiのオーダの燃料により、ポンプのシャフトのシールの、即ち、青銅のブッシング８０２の後ろ側での60ないし100 psiに低下している圧力差のもとで、動作していても、これに基づいて青銅のブッシング８０２によりオーバカムして滲み出るような燃料は、ポンプが望まれるように動作を続けながら、最終的には、燃料システムに戻される。また、青銅のブッシング８０２のアスペクト比、もしくはポンプのシャフト８０８のブッシング８０２が延びている長さは、ポンプとこれの動作とに有効である逃がし装置７０のゆっくりとした逃がし効果とシールとに、更に、貢献していることは、更に評価され得る。
【００９５】
逃がしライン７１２を通ってポンプ１６６から逃げる燃料の流れを最小にすることが望ましい。従って、ブッシング８０２を通ったブローバイの低下をゆっくりさせるように、ライン７１２に所定の背圧を発生させることが、望ましい。このような背圧は、逃がしライン７１２に圧力レギュレータを配置するか、図７に示されているように、圧力レギュレータ１７２の上流でライン７１２をライン１２８に接続することにより、発生される。
【００９６】
逃がしライン７１２に発生された背圧があっても、他の適用がない場合には、エンジン１３６が停止されたときに、均質化システム１０６は、最終的には、（ライン７１２に発生される背圧の値に、または、例えば、レギュレータ１７２がハーメチックではない場合には、大気圧に）減圧されるであろう。均質化システム１０６の減圧（depressurization）は、システム１０６内の加圧された均質な混合燃料中に注入される気体成分の望ましくないロスが、代表的にはあるので、欠点がある。気体成分の制御されていない放出は、ときには、例えば、気体成分が燃焼しやすく、放出された気体成分のポケットが溜る場合には、安全性のある害を生じさせる。均質化システム１０６中への未使用の均質な燃料の再循環と、エンジン１３６の空気取り入れ口中への放出された気体成分の導入とは、動作中に前記害の生じる潜在的な可能性を最小にすることを可能にしている。また、システムが停止された後の減圧を充分にゆっくりさせることと、気体の制御されない放出を最小にすることとのための配慮は、なされ得る。
【００９７】
図７を参照すると、ロックアウトバルブ７１４が、ポンプ１４２と噴射ポンプ１６６との間で、ライン１７６に設けられている。また、一般的なチェックバルブ７０２が、ポンプ１６６のバイバス出口と、ライン７０４とライン１２６との接続部との間で、ライン１２６に設けられている。また、一般的なチェックバルブ７０２が、ライン１４０にも設けけられている。動作中の燃料の流れの方向（即ち、ポンプ１４２からポンプ１６６に向かって）の観点で、もし、このような燃料の流れを許容する一般的なチェックバルブが、ポンプ１４２及び１６６間に設けられていた場合には、エンジン１３６とシステム１００とが停止されたときに、システム１０６内の圧力は、前記一般的なチェックバルブを閉じるのではなく、開いた状態に保つであろう。ライン１２４，１４０内の燃料の流れの方向を仮定すれば、これは、チェックバルブ７０２については、このケースではない。従って、システム１０６内の存在圧力に耐えられないような、ポンプ１４２からポンプ１６６を分離できるバルブ（そして、チェックバルブ７０２と共働して均質化システム１０６）が使用される。前記ロックアウトバルブ７１４は、例えば、マイクロプロセッサの制御のもとで、ポンプ１４２の動作状態に従って分離をするように選択的に駆動（又は停止）される、適したソレノイドで動作されるバルブのような機能を果たすことのできる如何なる装置でも良い。代わって、図７に示されているように、ライン１２６に接続された均質化ライン７０４を有する圧力差バルブが、ロックアウトバルブ７１４として使用され得る。
【００９８】
前記ロックアウトバルブ７１４とチェックバルブ７０２とは、システム１００（及びエンジン１３６）が駆動されていないときには、均質化システム１０６の注入室１２２を選択的に分離する。理想的には、このような均質化システム１０６の注入室１２２の分離は、気体成分の逃げと減圧とを防止する。しかし、実際には、気体成分は、徐々に逃げてしまい、また、システムが、アイドル状態に所定の長時間（代表的には、例えば、夫々の燃料のラインのために使用される特別な気体成分のコネクタ及び材料に依存して数日もしくは数週間）維持される場合には、このシステムは、最終的には減圧されるであろう。しかし、長時間にわたっての気体成分の徐々の放出は、ポケットの形成の危険性がほとんど無い。
【００９９】
ある状況のもとでは、エンジン１３６を駆動する前に、システム１０６を再加圧することが望まれる。再加圧しない場合には、システム１０６内に存在している気体成分が激減した燃料は、システムが、再加圧されるまで、即ち、新たな均質化された混合燃料が形成され、システム１０６を介してポンプ１６６を働かせるまで、エンジン１３６に供給されるであろう。
【０１００】
しかし、エンジンの点火前の再加圧は、ある種のディーゼルエンジンで使用されているグロープラグが、エンジンの点火とは異なるスイッチ又は点火スイッチを設定しているアクセサリにより点火する方法で長く駆動されるように、システム１００の種々の電気部品を電気的に接続することにより行われ得る。前記コントローラ１４４は、応答してシステム１００の動作を開始させ、システム１００の動作を所定の時間、又は所定の状態になるまで、例えば、センサ１６０が信号を受けるか、動作が開始されたエンジンの吸気まで、システム１００の動作を連続させる。
【０１０１】
もし、望まれるのであれば、前記コントローラ１４４は、システム１０６を延長された時間の間、周期的に加圧されるようにしている。例えば、エンジン１３６の停止時に、コントローラ１４４は、（所定のパワーのもとで維持されて）システム１００のパワーの増加（powering-up）をリセットされる"アイドル”カウントを始めることができる。もし、この"アイドル”カウントは、所定の値に達する前に、リセットされないと、コントローラ１４４は、応答して、システム１００の動作を始めさせて、システム１００の動作を、所定の時間、又は予め設定された状態になるまで、続けさせる。
【０１０２】
周囲の温度の変化により生じるシステム内の圧力変化を補償する手段が設けられ得る。例えば、高められた周囲の温度は、混合燃料、特に、気体成分が低い混合燃料を、膨張させてシステムの圧力を通常のレベルを超えるように増加させる。このような圧力差は、本願発明者及び譲り受け人に２０１１年１月４日に特許されたU.S. 特許No. 7,861,696に記載されているようなアキュムレータにより補償される。代わって、図７を参照すると、均質化システム１０６（循環ポンプ１３２の上流）と気体処理装置（例えば、ライン１１４，１２８を介して）との間に連通している圧力レギュレータ７０８を有するライン７０６か、圧力が所定のレベル、例えば、100 psiを超えたときに、圧力を開放する。
【０１０３】
図７，９，１０を参照すると、好ましい圧力差バルブ７１４は、内部キャビティ９０４を規定している本体９００と、燃料の入口７１６と、均質化ポート７２０と、受け部（シート）９０８と、プランジャ９１０と、上側及び下側シール機構９１２，９１８と、バイアスばね９２０とを有している。前記上側シール機構９１２は、例えば、テフロン（登録商標）で形成されており、下側シール機構９１８は、O-リングで好ましくは形成されている。
【０１０４】
前記燃料の入口７１６と、燃料の出口７１８と、均質化ポート７２０とは、前記内部キャビティ９０４とポンプ１４２（ライン１２４を介して）との間と、前記噴射ポンプ１６６（ライン２５６を介して）と、チェックバルブ７０２の下流のライン１２６（均質化ライン７０４）とに、夫々連通している。前記プランジャ９１０は、キャビティ９０４内に摺動可能に、好ましくは、配置され、上側のシール機構（例えば、テフロン９１２）と共働して、燃料の出口７１８を均質化ポート７２０２から隔離し、かつ、ポンプ１４２の動作に従って開いた位置と閉じた位置（夫々図９及び１０に示されている）との間で移動する。前記ばね９２０は、プランジャ９１０を閉じる方向に付勢している。とじた位置（図１０）で、プランジャ９１０は、上側のシール機構（例えば、テフロンシール９１２）が、燃料の出口７１８を均質化ポート７２０から隔離した状態で、前記受け部９０８内に着座されて燃料の入口７１６を閉じている。開成位置（図９）で、プランジャ９１０は、燃料がキャビティ９０４中に入り、燃料の出口７１８から出てライン１７６を介してポンプ１６６に流れるように、受け部９０８とのシール関係が無いように位置されている。
【０１０５】
一般的に、ポンプ１４２が、動作されると、圧縮かつ均質化された燃料は、ばね９２０の付勢に勝つのに充分な圧力のもとで、燃料の入口７１６を流れ（そして、プランジャ９１０の上側のキャビティ９０４内の燃料を均質化ポート７２０の外へと押す）、プランジャ９１０を開成位置へと移動させる。ポンプ１４２が動作されていないとき（即ち、エンジン１３６／システム１００が稼働していないとき）には、ライン１７６及び１２６内の圧力は、均質化システム１０６のレベルで、等しくなり、燃料は、キャビティ９０４中へと均質化ポート７２０を通って流れ、また、ばね９２０による圧力と均質化ポート７２０を通ってキャビティ９０４に入った燃料による圧力との組み合わせは、プランジャ９１０を下方に付勢して、受け部９０８内に着座させて、ライン１２４を実質的なハーメチック圧力シールを（下方のシール機構９１８と共働して）形成する。
【０１０６】
前記本体９００は、液体燃料（例えば、石油化学物質）とこの中に含まれている気体成分とに易しい物質、例えば、金属又はプラスチックで形成され得、利用可能なスペースに配置され得る。図７，９，１０の実施の形態では、前記本体９００は、所定の直径（例えば、0.5乃至2インチ（約1.72 cm乃至5.08 cm）の範囲が好ましく、特別な実施の形態では1インチ（約2.54 cm））と長さと（例えば、2乃至6インチ（約5.08 cm乃至15.24 cm）の範囲が好ましく、特別な実施の形態では4インチ（約10.16 cm））を有し、下側及び上側のエンドキャップ９０６，９２４と共働した中空で円筒形のチューブ９０２を有している。各エンドキャップ９０６，９２４は、O-リング９２６により外側のチューブ９０２に対して良好にシールされ、留めリング９２８により取着されている。
【０１０７】
前記燃料の入口７１６と受け部９０８とは、前記下側のエンドキャップ９０６に、好ましくは設けられている。この下側のエンドキャップ９０６は、前記チューブ９０２の内径にほぼ等しい外径を、好ましくは有している。前記受け部９０８は、所定の深さと、キャビティ９０４へと開口した形状の周壁を有し、下側のエンドキャップ９０６と同軸的に配置された、好ましくは凹所である。前記燃料の入口７１６は、受け部９０８の底面へと、好ましくは開口している。
【０１０８】
前記プランジャ９１０は、ポンプのフイードバックにより生じる調和振動に対する感じ易さを最小にするように、例えば、スチールのような比較的重い材料により、好ましくは形成され、第１及び第２の部分９１４，９１６を備えた本体を有している。第１の部分９１４は、キヤビティ９０４に外形に対応し、例えば、キャビティの径、例えば、チューブ９０２の内径に近い所定の径（例えば、0.5乃至2インチ（約1.72 cm乃至5.08 cm）の範囲が好ましく、特別な実施の形態では1インチ（約2.54 cm））を有する円柱形をしている。第２の部分９１６は、受け部９０８に外形に対応した形状の周側形状を有し、例えば、円形の凹所９０８の内径に近い所定の径（例えば、主直径の75 %、例えば、3/8乃至1.75インチ（約0.95 cm乃至4.49 cm）の範囲が好ましく、特別な実施の形態では0.75インチ（約1.9 cm））を有する円柱形をしている。この第２の部分９１６は、受け部９０８中に摺動可能に受けられるように設定されている。
【０１０９】
前述から判るように、前記上側のシール機構は、例えば、テフロンのシール９１２であることが好ましく、燃料の出口７２８を均質化ポート７２０から隔離するように機能する。テフロンのシール９１２が、使用されている場合には、このシールは、プランジャ９１０の前記第１の部分９１４（主直径）の軸方向の移動の範囲内でチューブ９００の内壁に当接している。このシール９１２と相互作用するプランジャの部分９１４の外周面は、好ましくは、鏡面研磨仕上げされている。テフロンのシールは、通常のO-リングに比較して、プランジャ９１０の移動に対して非常に低い摩擦を生じ、かくして、付勢ばね９２０を強くしなくて良い、効果を有している。
【０１１０】
均質化燃料増強システムの特別な例
戻って図１１を参照すると、気体成分として水素を使用した、図７に示されたタイプの特に限定しない気体処理装置、２００９年式のフオルクスワーゲンＴＤＩ（登録商標）の自動車で標準的なような、20,000 psiのオーダの噴射（コモンレール）圧力で駆動する２．０リッターのコモンレール式のディーゼルエンジンの関係で記載されている。この特別な実施の形態で、液体燃料源１０８は、通常のディーゼル燃料タンク１１１０を有している。このタンク１１１０は、コントローラ１４４からの信号（１５８）に応答して駆動/駆動の停止のために適用された流れ制御装置（例えば、通常の吸い上げポンプ）１７８と、タンク１１１０からシステム１００中に、コントローラ１４４を通って所定量のディーゼル燃料の通りに応答するコントローラ１４４への信号を発生するように適用された流量計１８０と、流量計１８０及びタンク１１１０中ヘの戻り流れを防ぐように配置された通常のチェックバルブ１１０８とに、共働する。吸い上げポンプ１７８は、約2 psiの圧力でライン１１４を通ってシステム１００にディーゼル燃料を制御可能に供給する。動作では、吸い上げポンプ１７８は、気体プロセッサ１０４内の燃料を所定のレベルに維持するために、レベル検出器１７４からの制御信号（１５４）に従って気体プロセッサ１０４に液体燃料を供給するように、コントローラ１４４からの制御信号（１５８）により、駆動と駆動の停止とがされる。
【０１１１】
特別な例では、気体プロセッサ１０４は、直径が約３インチ（約7.62 cm）で長さが約１０インチ（約25.4 cm）の円筒体を有し、直径が約１．２５インチ（約3.16）で長さが約６インチ（約１５．２４ cm）の跳ね防御チューブ２３２を使用している。
【０１１２】
前記気体燃料源１１０は、120 psiへと低く調節された水素の加圧タンク１１１８（最初は、1,800 psi）を有している。このタンク１１１８は、タンク１１１８中へのバックフローを防ぐように配設された通常のチェックバルブ１１２０と、コントローラ１４４からの制御信号（１６２）に応答して開閉するように設定されたソレノイドバルブ１１２と、共働する。水素ガスは、ライン１１８を介して均質化システム１０６に、120 psiの圧力で供給される。
【０１１３】
均質化システムのポンプ１０２，１３８，１４２の各々は、高圧動作を促進させるようにアルミニウムのハウジング内に封じ込められた通常のローラベンポンプである。ポンプ１０２及び１３８は、60 psi及び80 psiの出力圧力を夫々維持するように、圧力レギュレータを含んでいる。チェックバルブ１１１２が、ポンプ１０２の出口側に、このポンプへのバックフローを防ぐように、配置されている。
【０１１４】
ポンプ１３２は、高圧動作を促進させるようにアルミニウムのハウジング内に封じ込められ、互いに平行に配置された４つのローラベンポンプで構成されている。複数の循環用ポンプを平行に配置することにより、各ポンプは、燃料の全流れのうちの少ない一部分を処理し、均質化システム１０６を流れる前記一部分を循環させる。比較的多量の流れのうちの一部分に対して働く幾つかの小型の容量形ポンプの配列は、これら幾つかの小型の容量形ポンプの組み合わせた吐出量に等しい吐出量を有する単一のポンプでは生じるかもしれないキャビティションの発生確率を少なくしている。ポンプ１３２は、注入室１２２へのライン１２０内の圧力を100 psiに高めている。
【０１１５】
前記均質化システム１０６は、全てが直列に接続された、３つのリバースフロー（双方向の流れ）注入チューブ１１１４と、２つの真っ直ぐなスローフロー（単方向の流れ）注入チューブ１１１６とを有している。前記双方向の流れ注入チューブ１１１４と単方向の流れ注入チューブ１１１６との両方を図１２乃至１４を参照して詳細に説明する。注入室１２２内で、混合燃料は、約100 psiの圧力に維持されているけれども、この燃料は注入室を通るのに従って圧力は少し放出される傾向がある。この結果、センサ１６０を通ってポンプ１４２に入る、注入室１２２（例えば。連続した最後の注入チューブ）内に存在する均質化された混合燃料は、約90 psiである。注入室１２２、例えば、注入チューブ１１１４及び１１１６は、均質化システム１０６内の流速を変化させて、混合燃料の混合を促進させると共に液体ディーゼル燃料中への水素の注入を促進させる。
【０１１６】
センサ１６０は、不透明度センサであり、例えば、水素とディーゼル燃料との割合を知らせるコントローラ１４４への信号を発生する。コントローラ１４４は、ソレノイドバルブ１１２に制御信号（１６２）に送って、システム１０６中に噴射される水素の量を調節させる。一般的に、ソレノイドバルブ１１２は、センサ１６０からの信号に従って制御される開口を維持する持続時間（噴射される水素の量）で、ソレノイドバルブ１１２を周期的に開いて所定の量のディーゼル燃料を、信号（１６４）により示されているようなタンク１気体燃料源１１０の外に流す。特に、この例では、ソレノイドバルブ１１２は、システムに供給されるディーゼルの0.02ガロンごとに、水素の70 sccmに対応した所定の持続時間だけ開くけれども、混合燃料中の水素の割合が、所定のレベル（例えば、100 sccmの水素／0.02ガロンのディーゼル）をこえた場合には、センサ１６０からの信号（１６２）に応答して働かなくされる。
【０１１７】
ポンプ１４２は、注入室１２２から均質化された混合燃料を受けて、圧力を約120 psiに高める。ポンプ１４２は、高圧動作を促進させるようにアルミニウムのハウジング内に封じ込められた通常のローラベンポンプである。加圧された均質な混合燃料の一部は、均質化システム１０６にライン１２６を通って80 psi（ポンプ１３８により発生される圧力レベル）で戻される。
【０１１８】
噴射システム１６８は、噴射ポンプ１６６と、コモンレール１１００と、これに対応した噴射器１１０２のセットとを有し、これら部品は、全て、２００９年式のVolkswagen （登録商標）TDI自動車で代表的に使用されている形式である。しかし、ポンプ１６６は、毛細管逃がし装置７１０を有するように改良されている。このポンプ１６６は、均質な混合燃料を20,000 psiの圧力で、コモンレール１１００及び噴射器１１０２に供給する。噴射時に、混合燃料は、燃焼室内で20,000 psiからほぼ300 psiへの迅速な圧力降下を呈する。この結果、水素は、急速に膨張する。また、高く加圧された混合燃料は、実質的に均質となるので、水素は、ディーゼルに噴霧され、実質的に均一で完全な燃焼のために、燃焼室全体に渡ってディーゼルに急速に散乱する。最終的には、各燃焼の間、比較的大きいパワーが混合燃料から引き出されて、比較的高い効率のエンジンの動作を生じさせる。
【０１１９】
コモンレール１１００及び噴射器１１０２の両方からの未使用の均質な燃料は、前述されたように、戻りライン１２８を通って気体プロセッサ１０４に供給される。圧力レギュレータ１７０（コモンレールと一体的）は、圧力レギュレータ１７０が60 psiの特別な背圧を噴射器１７２に与えてこの動作を最適にしながら、20,000 psiの最適なレベルでコモンレールの圧力を維持する。
【０１２０】
気体プロセッサ１０４内では、水素が注入されたディーゼル混合物は、大気圧にもたらされ、水素の一部を混合物からアウトガスするのに充分な時間、維持される。放出された水素ガスの一部（例えば、少ない付随部分）は、気体戻しライン１３４を通ってエンジン１３６の空気取り入れ口１１０４に供給される。フラッシュバックサプレッサー１１０６が、水素ガスの発火を確実に防止するために使用されている。（作動バルブ７１４及びチェックバルブ７０２が、システムが動作していないときの水素ガスの望ましくない放出を防止する。）再循環されている未使用の均質な燃料は、均質化システム１０６で使用されるためにポンプ１０２に供給され、気体プロセッサ１０４内のタンク１１１０から送られる変化されていない燃料と混合される。
【０１２１】
均質化燃料増強システム１００が、極端な温度の領域で使用され得ることは、想定される。例えば、本発明が、冬期の温度-40°F近くになりがちなアラスカ又は北欧のような極寒冷地に配備される自動車、機関車、船舶、又は固定したパワープラント等に設置され得る。このような温度で、例えば、夜間中、気体プロセッサ１０４内に保持されるディーゼル（及び他の液体燃料）は、ゲル化してしまう傾向がある。このような場合には、加熱部材１１２２が、気体プロセッサ１０４の下半分中（内室２０４内の混合燃料の予期される液面レベルの下方）に装着して設けられ得る。このような加熱部材は、気体プロセッサ１０４内の燃料を加熱して、液体燃料がゲル化するのを防ぐ。加熱プローブ１１２２が、所定の温度、例えば、エンジンの温度に従ってコントローラ１４４からの信号に従って適当に駆動され得る。好ましくは、コントローラ１４４に温度の知らせを与える、加熱部材と加熱プローブとの組み合わせが、利用される。
【０１２２】
前述から判るように、図１，４，７、１１に示されている均質化システム１０６の特別な実施の形態は、液体・気体燃料を均質化するような、所定の容積の注入室１２２を使用している。この注入室１２２に入る混合燃料は、液体中に不均一に分布している比較的大きいバブルを含んだ、比較的不均質である。（この状態は、気体が、対応した所定の量の液体がシステムに導入された後に、パルス又は断続して導入されるときに、特に、顕著である。）少なくとも所定の流量で（例えば、1乃至3ガロンの範囲で）の注入室１２２の通過は、比較的小さく、比較的均一なサイズのバブルで、混合物内の気体成分を分散して分布させる。気体成分を分散して分布させるプロセスは、比較的高い圧力を維持し、例えば、以下のような種々のメカニズムの少なくとも１つを使用することにより、注入室１２２内で行われる。前記メカニズムは、混合燃料が注入室１２２を流れるのに従って、構造物（例えば、側壁、端壁、及びコーナ）との衝突により生じる摩擦及び乱流と、混合物が流れて通る量の変化（収縮及び膨張）とを含んでいる。加圧された混合液体は、混合物の実質的な均質化を果たすように、前記メカニズムのために充分な長さで、注入室１２２内に存在する。注入室１２２は、例えば、１もしくは直列に接続された複数の注入チューブを使用して、設置され得る。注入チューブは、種々の形態及びサイズで、例えば、スローフロー（単方向の流れ）、リバースフロー（双方向の流れ）、真っ直ぐな形状、屈曲した形状、蛇行した形状、又は、所望の注入を果たすのに必要な他の形状、に形成される。チューブは、特別な適用に適合するように、配置されかつ分布され得る。
【０１２３】
図１２を参照すると、単方向の流れ注入チューブ１１１６（図１２では真っ直ぐに示されているけれども、図１１に示されているように屈曲又は、蛇行でも良い）は、所定の容量の内室１２１８を規定している本体（好ましくは、所定の長さと直径とを有し、エンド壁１２０２及び１２１４で夫々閉じているチューブ１２００）を適当に有している。内室は、夫々の通路１２０４及び１２０６（好ましくはエンド壁１２０２及び１２１４を貫通している）と連通している。もし、望まれるのであれば、通路１２０４及び１２０６と関連しているコネクタ１２０８及び１２１０が、また、設けられ得る。前記エンド壁１２０２及び１２１４は、チューブ１２００の内壁に、例えば、スリップフイットを利用し、O-リング１２１６のシールとメカニカル保持リング１２１２とにより、所定位置で取着されている。注入チューブ１１１６の部品は、現在は、主としてアルミニウムで形成されているけれど、既知のもしくは将来開発される他の適当な材料により形成され得る。
【０１２４】
混合燃料は、第１の通路１２０４（例えば、エンド壁１２０２の中）を通って注入チューブ１１１６の一端側に受けられ、内室１２１８を通って通路（例えば、エンド壁１２１４の中）から出る。
【０１２５】
図１２の実施の形態において、注入チューブの内室１２１８は、チューブ２０００の周側面の長さと内径とにより実質的に規定されている。即ち、内室は、チューブ１２００の内周面と第１及び第２のエンド壁１２０２，１２１４とにより境界が定められている。前記直径は、代表的には、０．７５インチ乃至２．５インチ（約1.9 cm乃至約8.85 cm）の範囲である。例としての注入チューブの直径に対する長さの割合は、10:1乃至約100:1の範囲が適している。この特別な例では、直径に対する長さの割合は、5:1である。即ち、チューブは、２インチ（2"）（5.1 cm）の公称の外径と、１と８分の７インチ（1-7/8"）（4.76 cm）の公称内径とも約４２インチ(約106.68 cm)の全長とを有している。この形態により、注入チューブ１１１６内のスペースは、各エンド壁１２０２，１２１４の厚さが１インチ(1")(約2.54 cm)で、各異なるスローフロー注入チューブ１１１６内の注入内室の容量が111立方インチ(281.94 cm3)と仮定した場合(体積 = 長さ x 面積 = 40インチ x (II x (.94 インチ)2)に、混合燃料のための体積膨張領域となっている。
【０１２６】
夫々の通路１２０４及び１２０６を通る、公称半インチ(1/2")(1.27 cm)の内径(I.D)の、即ち、大きい入口及び出口を想定すると、注入室１２１８中へ通路１２０４から出る混合燃料は、特に、膨張によって、ほぼ半インチ(1/2")(1.27 cm)からほぼ２インチ（2"）（5.1 cm）I.Dの注入チューブ１１１６へと広がる。このような形態は、特に簡単な構成であり、もとに従わない効果がある。
【０１２７】
代わって図１３には、単一のリバースフロー注入チューブ１１１４が示されている。このリバースフロー注入チューブ１１１４は、所定容量の内室１３００を規定し、入口通路１３０６と出口通路１３０８と、入口チューブ１３１２とを備えた本体を、好ましくは有している。前記入口チューブは、所定の長さと直径とを有し、入口通路１３０６と連通し、内室１３００中へと所定距離延出している。前記本体は、所定の長さと直径とを有し、夫々のエンド壁１３０４，１３１６で閉じられたチューブ１３０２を好ましくは有している。前記エンド壁１３１６は、入口チューブ１３１２の出口と面するように配置された内面１３１８を適当に有している。図１３では平坦に示されているけれども、もし、望まれるのであれば、前記内面１３１８は、混合燃料の流れ中に渦流を発生させるように特別な形状又は粗さで形成され得る。エンド壁１３０４，１３１６は、チューブ１３０２の両端部中に所定位置で、既知の又は発展されるであろう他の形態及び組合せ技術が使用され得るが、O-リング１３２０と留めリング１３１４とを使用して、適当に取着されている。
【０１２８】
混合燃料は、入口通路１３０６(エンドキャップ１３０４中に適当に形成され得る)と入口チューブ１３１２を通って注入チューブ１１１７に入り、第２のエンドキャップ１３１６のほぼ近くで入口チューブ１３１２を出る。入口チューブ１３１２を出た混合燃料は、エンド壁の内面１３１８と衝突する傾向があり、如何なる場合でも、内室１３００内を流れ、通路１３０８(第１のエンドキャップ１３０４中に適当に形成され得る)を通ってで、そして、更なる注入チューブ又はシステムの他の部品中を、かくして通る。
【０１２９】
図１３及び１４に示されたデザインのリバースフロー注入チューブ１１１４は、チューブ１１１４を通る複合混合燃料として気体のバブル(図１４で符号１４００で示されている)を破壊して分離するように働く、速度及び摩擦効果、即ち「擦り」(rub)を使用している。更に、入口チューブ１３１２を出た流れは、注入チューブ１１１４の第２のエンドキャップ１３１６の内面１３１８に強い衝撃を加える傾向があり、これは更にバブル細分化と液体燃料と気体燃料との混合燃料の均質化を促進する。かくして注入チューブは、特別な向きに配置される必要が無い。燃料の流れは、主注入チューブ内で下方に向かう。この結果、バブルが、下方の流れとは反対に上昇する傾向があるが、下方への流れは、重力作用の影響により、チューブの更なる垂直方向となって、注入の助けとなる。
【０１３０】
もし、望まれるのであれば、複数の注入チューブは、単一のユニットへと一体化され得る。図１４を参照すると、３つのリバースフロー注入チューブ１１１４が、夫々の入口と出口とを、即ち、第１の通路１３０６と第２の通路１３０８とを夫々相互接続するコネクタによって直列に組み合わされている。水平に向けられた入口及び出口通路１３０６，１３０８を備えた注入チューブ１１１４の形態と、ユニバーサルコネクタとの使用とにより、注入チューブ１１１４相互の接続、即ち、これらチューブの直列のセッティングは、更なるコスト、複雑さ、並びに複数のホース、コネクタ、もしくはクランプの潜在的な破損モード、等が無く、簡単かつ、スペースの効果を奏する。
【０１３１】
注入室１２２に入る(ポンプ１３２から)加圧された液体燃料と気体燃料との混合燃料は、液体中で不均一に分布された気体の比較的大きいバブルを有する比較的不均質な液体である。これは、符号１４０２で、図１４に概略的に示されている。直列に接続された複数のリバースフロー注入チューブ１１１４により与えられるような流れのバターンでは、バブルは、比較的早い速度で前方へ、直列に連続された複数の注入チューブ１１１４を通って流れる。この結果、各連続した収縮(次に続いた注入チューブの入口通路１３０６を通るとき)と、膨張(入口チューブ１３１２に、そして内室の残りの部分に入るとき)と、流れている間の物理的構成物との相互作用とは、気体バルブの更なる細分化と分布とを果たさせる。最終的には、混合燃料が、図１４に符号１４０４で示されているように、直列の最後の注入チューブを出るまでの時間で、気体バルブは、マイクロサイズとなり、裸眼では実際に見えなくなり、そして、混合物の全体に渡って実質的に均一にされる。
【０１３２】
種々の例示的な実施の形態が、説明されたが、本発明は、示された特別な形態に限定されるものではなく、本願発明の他の実施の形態が、発明の精神から逸脱しないで作られ得ることは、予期される。部品、材料、値、構成、並びに、デザイン及び構造の他の態様での変更が、後述する請求項で示されている本願発明に従ってなされ得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１】
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【国際調査報告】
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