【手続補正書】
【提出日】平成22年8月31日(2010.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部燃焼ディーゼルエンジンに使用される２種燃料システムであって、
加圧液化ガスを貯蔵する１つの燃料タンクと、
操作上前記燃料タンクに接続し、液化ガスの流れを制御するように適応される１つの比率バルブ手段と、
ここにおいて液化ガスとディーゼル燃料の比率は既定であり、
操作上前記比率バルブに接続し、液化ガスの一定の比率の流量とディーゼルの一定の比率の流量を混合し、液化混合燃料を生成するように適応される１つの混合槽と、
からなり、
ここにおいて前記液化混合燃料は加圧状態に保たれ、ディーゼルエンジンの燃焼室に注入される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
内部燃焼ディーゼルエンジンに組み付けられる２種燃料システム装置であって、
加圧液化ガスを貯蔵する１つの燃料タンクと、
操作上前記燃料タンクに接続し、液化ガスの流れを制御するように適応される１つの比率バルブ手段と、
ここにおいて液化ガスとディーゼル燃料の比率は既定であり、
操作上前記比率バルブに接続し、液化ガスの一定の比率の流量とディーゼルの一定の比率の流量を混合し、液化混合燃料を生成するように適応される１つの混合槽と、
からなり、
ここにおいて前記液化混合燃料は加圧状態に保たれ、ディーゼルエンジンの燃焼室に注入される、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
前記比率バルブ手段は、電子制御盤に操作上制御される１つの流量制御バルブを有し、
前記電子制御盤は、車両電子制御装置からの処理された情報に応答して、前記流量制御バルブを制御する、
ことを特徴とする、請求項２に記載の２種燃料システム装置。
【請求項４】
前記ディーゼル燃料は前記混合槽に注入される前に加圧されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の２種燃料システム装置。
【請求項５】
前記ディーゼル燃料は配管内ポンプにより加圧され、前記燃料は使用前は加圧タンクに貯蔵されている、ことを特徴とする請求項４に記載の２種燃料システム装置。
【請求項６】
前記加圧ディーゼル燃料の前記混合槽への供給は、電子制御盤により操作上制御される流量制御バルブにより管理され、前記電子制御盤は、関連する信号を前記電子制御盤に供給するため情報を受信し、演算処理する前記車両電子制御装置により制御されることを特徴とする請求項５に記載の２種燃料システム装置。
【請求項７】
前記液化ガスは前記比率バルブの手前で配管内フィルターにより濾過されることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の２種燃料システム装置。
【請求項８】
前記ＬＰＧタンク、前記比率バルブ手段および前記混合槽は、ガス配管により接続されていることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の２種燃料システム装置。
【請求項９】
前記ＬＰＧタンクと前記比率バルブとの間の前記配管は、少なくとも１つの閉鎖バルブを有することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の２種燃料システム装置。
【請求項１０】
一方向逆止バルブと閉鎖バルブを前記ＬＰＧタンクと前記比率バルブ手段との間の配管に有する、ことを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の２種燃料システム装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】２種燃料システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンとディーゼルエンジン用燃料に関するものである。本発明は特にトラック用の用途であるが、それに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
トラック特に長距離輸送トラックは、商品の運搬のため多量のディーゼル燃料を消費する。ディーゼル燃料の価格上昇に伴い輸送コストも上昇する。このコスト上昇の一部は最終消費者に転嫁されるが、そのほとんどは運送業者によって負担され、彼らの利益を奪っている。その結果代替燃料が探査されてきた。
【０００３】
ＬＰＧ（液化石油ガス）はディーゼル燃料の代替燃料として使用されてきた。ＬＰＧは液体保管用のタンク内で与圧されて（約１５０ｐｓｉ）保存され，液体状態を保つのに必要な圧力１４０ｐｓｉよりはるか低圧のガス状態で使用される。
ＬＰＧはディーゼル燃料と共に２種燃料システムでも使用されてきた。特許文献１では分離された注入口からＬＰＧが燃焼室に注入されている。一方特許文献２，３，４，５ではＬＰＧガスは事前に空気を混合された後、燃焼室に注入されている。
【０００４】
ディーゼルエンジンに対しＬＰＧガスのみを使用することの課題は、ＬＰＧ使用により潤滑性の大幅な低下を招き、また、ＬＰＧを燃焼させるため、相当なエンジンの改良が必要となることである。エンジンの改良には多くの費用がかかり、また、エンジンメーカの製品保証の対象外となってしまう。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許２００５２０５０２１
【特許文献２】米国特許５４０８９５７
【特許文献３】米国特許４５２０７６６
【特許文献４】日本特許１３１８７５５
【特許文献５】英国特許１２５２４５８
【発明の概要】
【０００６】
（発明の目的）
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決する２種燃料の代替燃料を提供することを目的とする。  
【０００７】
（発明の概要）
本発明はＬＰＧへの圧力の効果を理解することにより他のアプローチをとり、また、エンジンを大幅に改良することのない与圧ＬＰＧを使用する２種燃料システムの異なる解決手段を開発することによりもたらされた。
一側面では、本発明は、内部燃焼ディーゼルエンジンに使用される２種燃料システムであって、
加圧液化ガスを貯蔵する燃料タンクと、
操作上前記燃料タンクに接続しており、液化ガスの流れを制御するための比率バルブ手段と、
ここにおいて液化ガスとディーゼル燃料の比率は既定であり、
操作上前記比率バルブに接続しており、液化ガスの一定の比率の流れとディーゼルの一定の比率の流れを混合し、液化混合燃料を生成するための混合槽と、
からなり、前記液化混合燃料は加圧状態に保たれ、ディーゼルエンジンの燃焼室に注入されることを特徴とするシステム、である。
【０００８】
本発明の別の側面では、本発明は、内部燃焼ディーゼルエンジンに組み付けられる２種燃料システム装置であって、
加圧液化ガスを貯蔵する燃料タンクと、
操作上前記燃料タンクに接続しており、液化ガスの流れを制御するための比率バルブ手段と、
ここにおいて液化ガスとディーゼル燃料の比率は既定であり、
操作上前記比率バルブに接続しており、液化ガスの一定の比率の流れとディーゼルの一定の比率の流れを混合し、液化混合燃料を生成するための混合槽と、
からなり、前記装置は、使用時には前記液化混合燃料をディーゼルエンジンの燃焼室に注入することを特徴とする装置、である。
【０００９】
比率バルブ手段は好適には、電子制御盤により操作上制御される流量制御バルブを含む。電子制御盤は好適には、車両電子制御装置からの演算処理情報に対応して流量制御バルブを制御する。
好適にはディーゼル燃料は、混合槽に入る前に加圧される。
ディーゼル燃料は好適には、配管内ポンプで加圧され使用前に加圧タンク内に貯蔵される。
好適には加圧ディーゼル燃料の混合槽への供給は、電子制御盤により操作上制御される流量制御バルブにより制御される。電子制御盤は好適には、情報を受け取り演算処理して、関連信号を電子制御盤に送信する、車両電子制御装置により制御される。
液化ガスは好適には、配管内フィルタにより比率バルブの手前で濾過される。
ＬＰＧタンクと比率バルブ手段と、混合槽とは、好適にはガス配管で連結される。
ＬＰＧタンクと比率バルブ手段との間の配管には、好適には閉鎖バルブが少なくとも１つ以上含まれる。好適な実施形態では、ＬＰＧタンクと比率バルブ手段との間の配管には、一方向逆止バルブが１つと閉鎖バルブが１つ含まれる。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ディーゼルエンジン用２種燃料システムの好ましい実施形態の概略図である。
【図２】電子制御システムに替わり、Ｓｗａｇｅ  ロック比率バルブを使用した混合槽の平面図である。
【図３】図２の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
トラック用ディーゼルエンジン向けの２種燃料システム１０を図１にしめす。ディーゼル燃料はガソリンスタンドのポンプにより大気圧でディーゼルタンク１１に注入される。第１経路では、ディーゼル燃料はディーゼルタンク１１から配管３０に沿って、配管内フィルタ１２を通り、供給ポンプ１３により吸引される。供給ポンプ１３は約３０ｐｓｉの圧で稼動する。配管内フィルタ１２はガラスフィルターであり、不純物を取り除く。ディーゼル燃料は最終的に供給ポンプ１５で共有レール１６に吸引され、注入口１８を経由して燃焼室に注入される。第１経路においては、ディーゼル燃料は、エンジンの燃焼室において燃焼する唯一の燃料源として使用される。
【００１９】
第２経路では、ディーゼル燃料は、ディーゼルタンク１１から配管３１に沿って、第２供給ポンプ２０により吸引される。ディーゼルタンク１１からのディーゼル燃料は配管内フィルタ１２により第２供給ポンプ２０により吸引される際に濾過される。ディーゼル燃料は第２供給ポンプ２０から逆止バルブ１７を経由して第２ディーゼル圧力タンク２１に至る。第２ディーゼル圧力タンク２１の圧は約１００ｐｓｉに保たれる。第２ディーゼル圧力タンク２１の容量は約４３Ｌである。第２ディーゼル圧力タンク２１は圧力スイッチ２２を有し、該スイッチは第２供給ポンプ２０を電気的に制御して所望の圧を保つ。第２ディーゼル圧力タンク２１はさらに配管３１および第２ディーゼル圧力タンク２１内の空気を排出する排出バルブを有する。燃料供給ポンプ１３と第２ディーゼル圧力タンク２１の間には配管３２があり、配管３０を通過するディーゼル燃料が第２ディーゼル圧力タンク２１に注入されることを可能にしている。配管３２には逆止バルブ２７があり、第２ディーゼル圧力タンク２１からのディーゼル燃料が燃料供給ポンプ１３に流れないようにしている。
【００２０】
第２ディーゼル圧力タンク２１からの加圧ディーゼル燃料は、配管３３を通り混合槽２８にいたる。加圧ディーゼル燃料の流れはディーゼル流量制御バルブ２４により制御される。ディーゼル流量制御バルブ２４はディーゼル電子制御装置２５により電気的に制御され、ディーゼル電子制御盤２５は車両電子制御装置２６により制御される。車両電子制御装置２６はクランク角度センサからのエンジンの毎分回転数の情報を演算処理する。加圧ディーゼル燃料はディーゼル流量制御バルブ２４を通り混合槽２８に圧約１００ｐｓｉで注入される。
【００２１】
ＬＰＧはガソリンスタンドのポンプにより圧約１５０ｐｓｉの液体の状態でＬＰＧタンク４３に注入される。ＬＰＧは圧約１５０ｐｓｉの液体の状態で貯蔵される。ＬＰＧは配管３４を通り、閉鎖バルブ４４、配管内フィルタ４５、ソレノイドバルブ４８および逆止バルブ４９を通過してＬＰＧ流量制御バルブ５０にいたる。ＬＰＧ流量制御バルブ５０はＬＰＧ電子制御盤５１により電気的に稼動され、ＬＰＧ電子制御盤５１は車両電子制御装置２６により稼動される。加圧ＬＰＧは圧約１００ｐｓｉで混合槽２８に注入される。
【００２２】
液体ガスおよびＬＰＧは共に混合槽２８に注入される。混合槽２８を図２，３に示す。電子制御流れバルブシステムの代替として、１／４ＮＰＴネジ規格スウェジロック社  比率バルブ６０が使用可能であり、好適には既定の比率で固定されている。
混合槽２８は、実質的に球形で、比率バルブ６０は互いに対角線上で対面して設置される。混合槽２８は、内部線網６１を有し燃料の混合を促進する。混合燃料は排出口６２より排出され、余剰の混合燃料は流入口６３より再度流入する。
【００２３】
好適な燃料比率は３０％のディーゼルと７０％のＬＰＧである。しかし１０％のディーゼルと９０％のＬＰＧという比率から９０％のディーゼルと１０％のＬＰＧという比率まで比率に幅がある。ディーゼルが３０％より少ない比率は混合燃料の潤滑性が向上した場合可能である。特に、追加的に濾過工程を施した低硫黄ディーゼル燃料は潤滑性を低下させるので、３０％以下のディーゼル比率の混合燃料をつかうには、エンジン部品の保守のため追加的に潤滑性を向上させる必要がある。
【００２４】
エンジンの毎分回転数の情報に対応してディーゼルとＬＰＧの流量制御バルブ２４，５０を制御することとは別に、流量制御バルブ２４，５０は、上り坂が下り坂かの加速度計からの入力情報により制御される。加速度計からの入力情報は車両電子制御装置２６により演算処理される。
液化混合燃料は混合槽２８から供給ポンプ１５により第２配管内フィルタ装置５４を通過させられる。第２配管内フィルタ装置５４から供給ポンプ１５内に吸引され、さらに共有レール１６に高圧で排出される。共有レール１６は液化混合燃料を各燃焼室（不図示）の注入口１８に配送する。図１には例示のため注入口１８を１つしか図示していない。共有レール１６には圧力センサ５５が備わっている。
【００２５】
燃焼されなかった余剰混合燃料は、注入口１８から燃料温度センサ５６を通って戻される。共有レール１６内の余剰混合燃料は圧力リミッタ５７を通り戻される。余剰混合燃料は、配管内を溢出バルブ５８、圧力制限バルブ５９、燃料冷却器６４を通り混合燃料圧力タンク６５にいたる。混合燃料圧力タンク６５は排出バルブ６６を有し、燃料配管内および圧力タンク６５内の空気を排出する。混合燃料は、混合燃料圧力タンク６５から混合槽２８に引き上げられ、ふたたび共有レール１６と燃焼室に戻る。
【００２６】
（排気テスト結果）
本発明の２種燃料システムの補助材料を提供するため、第三者機関ブリスベーン市当局により排気テストが行われ、テスト結果の解析はギルモア・エンジニア社により行われた。ディーゼル燃料のみの場合とディーゼル燃料とＬＰＧの混合燃料の場合（ＬＰＧ７０％、ディーゼル３０％）との２例テストされた。ディーゼル燃料のみのテスト（テスト番号２９６９）は２００７年３月２７日、ＤＴ８０ショートテストを使用し行われた。ＬＰＧ／ディーゼル混合燃料テストは２００７年５月１７日ＤＴ８０ショートテストを使用し行われた。両テストには同一の車両が使用された。車両はいすず９５０ＦＶＲトラックで、テスト時車両重量は１３０００Ｋｇであった。
ＤＴ８０ショートテストは急加速、急減速が連続し、その間にアイドリングがはさまるテストで、実社会での停車、発車運転モードや状況における車両の排気を測定する目的で設計されている。
テスト結果の要約を下表に示す。
【表１】
2010504455.tif 000001
この結果によれば、ＤＴ８０ショートテストにおいてＬＰＧ／ディーゼル混合燃料を使用したエンジンは、ディーゼル単一燃料の使用時に比べ、
大幅な不透明度の改善と、粒子状物質の排出減少、窒素酸化物の排出減少が得られた。
ＬＰＧ／ディーゼル混合燃料を使用した窒素酸化物排出はＤＮＥＰＭ（ディーゼル車両環境保全排出規制）の上限値の４５．７％に過ぎない。粒子状物質排出量は上記基準のわずか５．７％であり、不透明度はその９．５％に過ぎない。
総括すると、ＬＰＧ／ディーゼル混合燃料の排出レベルはＤＮＥＰＭ環境基準よりはるかに低い。
【００２７】
（発明の効果・利点）
好ましい実施形態における２種燃料システムでは、ＬＰＧはディーゼル燃料と高い比率で混合されて液化混合燃料として燃焼室で使用可能となる。他の２種燃料システムと異なり、ディーゼルエンジンのメーカ製品規格は変更されず、製品保証も有効である。本好ましい実施形態の利点は、ＬＰＧと液体ディーゼルを混合した液化混合燃料が、共用レールを通って燃焼室に配送されることから生じる。他の２種燃料システムではＬＰＧをガス状態で使用し、多くの場合誘導空気と共に使用している。
好ましい実施形態での本２種燃料システムの利点は、ディーゼルエンジンには少しの変更しか要求されず、清浄な排気で、オイル交換を含む保守の頻度が少なくてすむ、という点にあります。好ましい実施形態での本２種燃料システムはＬＰＧがディーゼル燃料や石油に比べ安価で豊富に供給されていることを利用しています。このＬＰＧが安価なことは、ディーゼルエンジン搭載車両の維持費用削減にもつながります。
【００２８】
（変更）
上記記述は本発明の図解的説明であり、当業者であれば明らかな修正や変更は本願に記載の本発明の範囲に帰属するとみなされるべきものである。
本願の記述中、‘からなる’や、‘を含む’や‘で構成される’という表現はその他の部品、やステップ等を除外する意味ではない。
【符号の説明】
【００２９】
１０：第２燃料システム
１１：ディーゼルタンク    
１２、４５：配管内フィルタ    
１３、１５：供給ポンプ    
１６：共有レール    
１７、２７、４９：逆止バルブ
１８：注入口
２０：第２供給ポンプ
２１：第２ディーゼル圧力タンク
２４：ディーゼル流量制御バルブ
２５：ディーゼル電子制御盤
２６：車両電子制御装置
２８：混合槽
３０，３１，３２，３３：配管
４３：ＬＰＧタンク
４４：閉鎖バルブ
５０：ＬＰＧ流量制御バルブ
５１：ＬＰＧ電子制御盤
５５：圧力センサ
５７：圧力リミッタ
５８：溢出バルブ
５９：圧力制限バルブ
６０：スウェジロック社比率バルブ
６１：内部線網
６２：排出口
６３：流入口
６４：燃料冷却器
６５：混合燃料圧力タンク