(57)【要約】【課題】車両への搭載性に支障をきたしたり、燃費の悪化を招いたりすることなく、燃料タンク内の燃料に代表されるような酸化劣化し易い嫌酸化物質を不活性雰囲気に保ち得るようにする。【解決手段】車両内における酸化劣化し易い嫌酸化物質を収容した収容部（燃料タンク２、リザーバタンク１３、トランスミッションケーシング１４、ディファレンシャルケーシング１５）に対し窒素リッチ空気５を供給して前記収容部内を不活性雰囲気に保つ酸化抑制機構に関し、空気圧式作動装置の作動源として圧縮空気を貯留するエアタンク１を搭載した車両を対象とし、前記エアタンク１と前記収容部との間を送気管３により接続すると共に、該送気管３の途中に窒素富化膜を用いた膜分離式窒素ガス発生器４を介装して該膜分離式窒素ガス発生器４で生成された窒素リッチ空気５を前記収容部に供給し得るように構成する。【選択図】図１
2013155652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内における酸化劣化し易い嫌酸化物質を収容した収容部に対し窒素リッチ空気を供給して前記収容部内を不活性雰囲気に保つ酸化抑制機構であって、空気圧式作動装置の作動源として圧縮空気を貯留するエアタンクを搭載した車両を対象とし、前記エアタンクと前記収容部との間を送気管により接続すると共に、該送気管の途中に窒素富化膜を用いた膜分離式窒素ガス発生器を介装して該膜分離式窒素ガス発生器で生成された窒素リッチ空気を前記収容部に供給し得るように構成したことを特徴とする酸化抑制機構。
【請求項２】
燃料を嫌酸化物質として収容した燃料タンクを収容部として送気管を接続したことを特徴とする請求項１に記載の酸化抑制機構。
【請求項３】
冷却液を嫌酸化物質として収容したリザーバタンクを収容部として送気管を接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化抑制機構。
【請求項４】
トランスミッションオイルを嫌酸化物質として収容したトランスミッションケーシングを収容部として送気管を接続したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の酸化抑制機構。
【請求項５】
ディファレンシャルオイルを嫌酸化物質として収容したディファレンシャルケーシングを収容部として送気管を接続したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の酸化抑制機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内における酸化劣化し易い嫌酸化物質を収容した収容部を不活性雰囲気に保つための酸化抑制機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生物由来油から作られるバイオディーゼル燃料が地球温暖化対策の一つとして注目されており、欧州では菜種油、中国ではオウレンボク等、北米及び中南米では大豆油、東南アジアではアブラヤシやココヤシ、ナンヨウアブラギリから得られる様々な油脂が利用されている。
【０００３】
ただし、油脂は粘度が高い等の特徴を有しており、そのままディーゼル自動車の燃料として使用した場合、燃料ポンプに析出物が付着してエンジンに不具合が発生することが懸念されるため、メチルエステル化等の化学処理を施して原料の油脂からグリセリンを取り除くことで、油脂を脂肪酸メチルエステル（Fatty Acid Methyl Esterの頭文字をとってFAMEと略される）等の軽油に近い物性に変換したものが使用されている。
【０００４】
具体的には、油脂にメタノールと触媒を加えてエステル交換反応を起こし、これに酸を加えて中和させた上で、脂肪酸メチルエステルとグリセリンに分離させ、その分離した脂肪酸メチルエステルを水洗処理して触媒を取り除き、更に蒸留処理を施してメタノールを除去したものがバイオディーゼル燃料となる。
【０００５】
この種のバイオディーゼル燃料には、酸素存在下で酸化を起こし易いという性質があり、燃料タンク内にバイオディーゼル燃料を残したまま長期間に亘り車両が放置されてしまったような場合に、燃料タンク内で燃料の酸化劣化が進んで燃料タンクを腐食させてしまったり、重合物を生成して燃料噴射系や潤滑系に詰まりを引き起こして深刻なダメージを及ぼしてしまったりする虞れがあり、燃料タンク内におけるバイオディーゼル燃料の酸化を防ぐ対策が求められている。
【０００６】
例えば、燃料タンク内に窒素ボンベから窒素リッチ空気を供給して酸素濃度を低下させる技術が既に下記の特許文献１として存在しており、この特許文献１では、窒素富化膜（酸素富化膜：呼称は異なるが同じもの）を用いた膜分離式窒素ガス発生器により吸入空気を酸素リッチ空気と窒素リッチ空気とに分離し、窒素リッチ空気を窒素ボンベに蓄圧するようにしている。
【０００７】
また、バイオディーゼル燃料に限らず、軽油等の既存の燃料にあっても、燃料タンク内の空気層に含まれる酸素により表層部から酸化劣化していくことが従来より問題視されており、燃料タンク内で燃料が酸化劣化すると、酸や重合物が生成し易くなり、これにより燃料系部品の腐食や詰まりが誘発される虞れがあるため、例えば、下記の特許文献２のような提案も既に存在している。
【０００８】
即ち、この特許文献２では、エンジンの吸気行程における吸気管内の吸気負圧を利用することにより外気を燃料タンクの気相部分を経由して吸引するようにし、該燃料タンクの気相部分を経由した外気のタンク出口部に窒素富化膜（酸素富化膜：呼称は異なるが同じもの）を備え、該窒素富化膜を透過した酸素リッチ空気のみを吸気管へ送り出して窒素リッチ空気を燃料タンクの気相部分に残すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２８６０３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４８９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前者の特許文献１にあっては、圧送ポンプや窒素ボンベ（及び酸素ボンベ）等といった大掛かりな装置構成が必要となって車両への搭載性に支障をきたし、また、後者の特許文献２にあっては、エンジンの吸気行程を利用して常時作動することになるためにフリクションが増加して燃費の悪化を招いてしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、車両への搭載性に支障をきたしたり、燃費の悪化を招いたりすることなく、燃料タンク内の燃料に代表されるような酸化劣化し易い嫌酸化物質を不活性雰囲気に保ち得るようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、車両内における酸化劣化し易い嫌酸化物質を収容した収容部に対し窒素リッチ空気を供給して前記収容部内を不活性雰囲気に保つ酸化抑制機構であって、空気圧式作動装置の作動源として圧縮空気を貯留するエアタンクを搭載した車両を対象とし、前記エアタンクと前記収容部との間を送気管により接続すると共に、該送気管の途中に窒素富化膜を用いた膜分離式窒素ガス発生器を介装して該膜分離式窒素ガス発生器で生成された窒素リッチ空気を前記収容部に供給し得るように構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、エアタンク内の圧縮空気が圧力差により膜分離式窒素ガス発生器に送り込まれ、窒素を多く含む低酸素の窒素リッチ空気となって収容部に供給される結果、該収容部内が窒素リッチ空気で満たされて不活性雰囲気に保たれ、前記収容部内における嫌酸化物質の酸化劣化が抑制されることになる。
【００１４】
この際、エアタンクには、車両に搭載される空気圧式作動装置の作動源として規定圧の圧縮空気が貯留されるようになっているので、空気に圧力をかけて膜分離式窒素ガス発生器に送り込むための圧送装置を別途設けなくても、エアタンクの圧縮空気を圧力差を利用して無動力で膜分離式窒素ガス発生器に送り込んで窒素リッチ空気を生成することが可能となり、圧送ポンプや窒素ボンベ（及び酸素ボンベ）等といった大掛かりな装置構成も不要となる。
【００１５】
しかも、送気管を適宜に開通・遮断することで必要な時に必要なだけ窒素リッチ空気を収容部に送り込むようにして、エアタンク内の圧縮空気を無駄に消費しないようにすることも可能となり、これによりエアタンク内を規定圧に維持するための作動を必要最小限に抑えてフリクションの増加による燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００１６】
尚、エアタンクに規定圧の圧縮空気が貯留される既存の機構につき補足して説明しておくと、エアブレーキやエアサスペンション等の空気圧式作動装置を搭載したトラックやバス等の車両にあっては、既設のエアコンプレッサがエンジンにより駆動されることでエアタンクへ向け圧縮空気が送り込まれ、エアタンク内が規定圧以上となると、プレッシャレギュレータが開いて空気圧がエアコンプレッサに送られ、該エアコンプレッサがこの空気圧を受けて作動停止するようになっており、エアタンク内の圧力が低下してプレッシャレギュレータが閉じると、再びエアコンプレッサが作動を開始するようになっている。
【００１７】
また、本発明においては、燃料を嫌酸化物質として収容した燃料タンクを収容部として送気管を接続したり、冷却液を嫌酸化物質として収容したリザーバタンクを収容部として送気管を接続したり、トランスミッションオイルを嫌酸化物質として収容したトランスミッションケーシングを収容部として送気管を接続したり、ディファレンシャルオイルを嫌酸化物質として収容したディファレンシャルケーシングを収容部として送気管を接続したりすることが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
上記した本発明の酸化抑制機構によれば、車両への搭載性に支障をきたしたり、燃費の悪化を招いたりすることなく、燃料タンク内の燃料に代表されるような酸化劣化し易い嫌酸化物質を収容部への窒素リッチ空気の供給により不活性雰囲気に保つことができ、該嫌酸化物質の酸化劣化を著しく抑制することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１の膜分離式窒素ガス発生器の一例を示す概略図である。
【図３】図２の中空糸膜による窒素リッチ空気生成の原理を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、エアブレーキやエアサスペンション等の空気圧式作動装置の作動源として圧縮空気を貯留するエアタンク１を搭載した車両を対象としており、エアタンク１と燃料タンク２との間が送気管３により接続されていると共に、該送気管３の途中に窒素富化膜を用いた膜分離式窒素ガス発生器４が介装されて該膜分離式窒素ガス発生器４で生成された窒素リッチ空気５が前記燃料タンク２に対し調圧機能付きのバルブ６を介して送り込まれるようになっている。
【００２２】
前記膜分離式窒素ガス発生器４は、窒素富化膜という特殊な高分子膜を使用して窒素リッチ空気５を生成する方式を採用したもので、窒素富化膜に対する透過速度が速い酸素を空気中から選択的に透過させることによって、窒素を多く含む低酸素の窒素リッチ空気５を生成するようにしたものである。
【００２３】
例えば、図２及び図３に一例を示す如き膜分離式窒素ガス発生器４では、細長い窒素富化膜の筒を成す高分子ポリイミドを素材とする多数本の中空糸膜７を圧力容器８内に収束して収めた構造を有しており、前記圧力容器８の入口９から各中空糸膜７にエアタンク１の圧縮空気を導入すると、各中空糸膜７に対し酸素が先行して透過されることで該中空糸膜７の終端まで残って圧力容器８の出口１０から排出される圧縮空気が低酸素の窒素リッチ空気５となり、各中空糸膜７の外部へ抜け出た酸素の多い酸素リッチ空気１１は圧力容器８の側面の排気口１２から排気されることになる。
【００２４】
即ち、エアタンク１からの圧縮空気が導入される各中空糸膜７の内部圧力に対し、排気口１２を開放された圧力容器８内の各中空糸膜７周囲の圧力は相対的に低くなっているため、気体の分子（酸素分子、窒素分子）が膜側に引っ張られて膜に溶け込み（溶解）、膜内に拡散して膜の低圧側に離脱することになり、この際に、酸素のほうが窒素よりも膜を通り抜ける速度が速いことから、低圧側で取り出される空気の酸素濃度が高くなり、高圧側に残る空気の窒素濃度が高くなる（酸素濃度は低くなる）。
【００２５】
更に、ここに図示している例においては、燃料を嫌酸化物質として収容した燃料タンク２を収容部として送気管３を接続しているだけでなく、送気管３を膜分離式窒素ガス発生器４より下流側で分岐し、その分岐した送気管３を冷却液のリザーバタンク１３とトランスミッションケーシング１４とディファレンシャルケーシング１５とにも調圧機能付きのバルブ１６，１７，１８を介して接続するようにしてある。
【００２６】
つまり、リザーバタンク１３は、冷却液を嫌酸化物質として収容した収容部に相当し、トランスミッションケーシング１４は、トランスミッションオイルを嫌酸化物質として収容した収容部に相当し、ディファレンシャルケーシング１５は、ディファレンシャルオイルを嫌酸化物質として収容した収容部に相当している。
【００２７】
尚、エアタンク１に規定圧の圧縮空気が貯留される既存の機構につき補足して説明しておくと、エアブレーキやエアサスペンション等の空気圧式作動装置を搭載したトラックやバス等の車両にあっては、エンジン１９に備えられている図示しない既設のエアコンプレッサがエンジン１９により駆動されることでエアタンク１へ向け圧縮空気が送り込まれるようになっている。
【００２８】
そして、エアタンク１内が規定圧以上となると、プレッシャレギュレータが開いて空気圧がエアコンプレッサに送られ、該エアコンプレッサがこの空気圧を受けて作動停止するようになっており、エアタンク１内の圧力が低下してプレッシャレギュレータが閉じると、再びエアコンプレッサが作動を開始するようになっている。
【００２９】
而して、このように酸化抑制機構を構成すれば、エアタンク１内の圧縮空気が圧力差により膜分離式窒素ガス発生器４に送り込まれ、窒素を多く含む低酸素の窒素リッチ空気５となって、燃料タンク２、リザーバタンク１３、トランスミッションケーシング１４、ディファレンシャルケーシング１５の夫々に供給される結果、これら燃料タンク２、リザーバタンク１３、トランスミッションケーシング１４、ディファレンシャルケーシング１５の夫々の内部が窒素リッチ空気５で満たされて不活性雰囲気に保たれ、燃料タンク２内の燃料、リザーバタンク１３内の冷却液、トランスミッションケーシング１４内のトランスミッションオイル、ディファレンシャルケーシング１５内のディファレンシャルオイルの酸化劣化が抑制されることになる。
【００３０】
この際、エアタンク１には、車両に搭載される空気圧式作動装置の作動源として規定圧の圧縮空気が貯留されるようになっているので、空気に圧力をかけて膜分離式窒素ガス発生器４に送り込むための圧送装置を別途設けなくても、エアタンク１の圧縮空気を圧力差を利用して無動力で膜分離式窒素ガス発生器４に送り込んで窒素リッチ空気５を生成することが可能となり、圧送ポンプや窒素ボンベ（及び酸素ボンベ）等といった大掛かりな装置構成も不要となる。
【００３１】
しかも、送気管３を適宜に開通・遮断することで必要な時に必要なだけ窒素リッチ空気５を燃料タンク２、リザーバタンク１３、トランスミッションケーシング１４、ディファレンシャルケーシング１５の夫々に送り込むようにして、エアタンク１内の圧縮空気を無駄に消費しないようにすることも可能となり、これによりエアタンク１内を規定圧に維持するための作動を必要最小限に抑えてフリクションの増加による燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００３２】
従って、上記形態例によれば、車両への搭載性に支障をきたしたり、燃費の悪化を招いたりすることなく、燃料タンク２内の燃料、リザーバタンク１３内の冷却液、トランスミッションケーシング１４内のトランスミッションオイル、ディファレンシャルケーシング１５内のディファレンシャルオイルを窒素リッチ空気５の供給により不活性雰囲気に保つことができ、これら燃料、冷却液、トランスミッションオイル、ディファレンシャルオイルの酸化劣化を著しく抑制することができる。
【００３３】
尚、本発明の酸化抑制機構は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３４】
１  エアタンク
２  燃料タンク（嫌酸化物質の収容部）
３  送気管
４  膜分離式窒素ガス発生器
５  窒素リッチ空気
７  中空糸膜（窒素富化膜）
１３  リザーバタンク（嫌酸化物質の収容部）
１４  トランスミッションケーシング（嫌酸化物質の収容部）
１５  ディファレンシャルケーシング（嫌酸化物質の収容部）
【図１】
2013155652.tif 000003
【図２】
2013155652.tif 000004
【図３】
2013155652.tif 000005