JP2002227712A - Fuel supply equipment - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料供給装置に関
し、詳しくは、タンク内に貯蔵されたメタンを主成分と
する気体を炭化水素溶媒に溶解してなる混合燃料を取り
出して車両の内燃機関に供給する燃料供給装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel supply system, and more particularly, to a vehicle internal combustion engine which takes out a mixed fuel obtained by dissolving a gas mainly composed of methane stored in a tank in a hydrocarbon solvent. The present invention relates to a fuel supply device for supplying fuel to a fuel cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、自動車の燃料として天然ガス
などのメタンを主成分とする気体を用いるものが提案さ
れているが、この燃料は、ガソリンに比べエネルギー密
度が低いため、ガソリン車に比べて航続距離が短いとい
う問題がある。こうした問題に対して、内燃機関の燃料
として天然ガスをＬＰＧなどの炭化水素溶媒に混合溶解
させたものを用いるものが提案されている（特開平９−
８７６４５号公報など）。この混合燃料は、天然ガスを
ＬＰＧに溶解させることにより高いエネルギー密度でタ
ンク内に貯蔵できるようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a fuel which uses a gas containing methane as a main component such as natural gas as a fuel for an automobile. There is a problem that the cruising distance is short. To cope with such a problem, there has been proposed an engine using a mixture of natural gas mixed and dissolved in a hydrocarbon solvent such as LPG as a fuel for an internal combustion engine (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 9-1997).
No. 87645). This mixed fuel allows natural gas to be stored in a tank at a high energy density by dissolving it in LPG.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、混合燃
料を略一定の組成で内燃機関に供給する際、その供給量
にばらつきが生じると、即ち、内燃機関に供給する燃料
のエネルギー密度が一定でないと内燃機関の燃焼状態を
不安定にしてしまう。また、混合燃料の消費に伴ってタ
ンク内の圧力が低下して燃料の気液分離が生じた際、タ
ンク内の混合燃料を常に一定の組成で取り出すときに
は、気相と液相とから適切な比率で混合燃料を取り出す
必要がある。However, when the mixed fuel is supplied to the internal combustion engine with a substantially constant composition, if the supply amount varies, that is, if the energy density of the fuel supplied to the internal combustion engine is not constant. This makes the combustion state of the internal combustion engine unstable. Further, when the pressure in the tank is reduced due to the consumption of the mixed fuel and gas-liquid separation of the fuel occurs, when the mixed fuel in the tank is always taken out with a constant composition, an appropriate gas phase and liquid phase are used. It is necessary to take out the mixed fuel in the ratio.
【０００４】本発明の燃料供給装置は、混合燃料のエネ
ルギー密度を一定にして内燃機関に供給することを目的
の一つとする。また、本発明の燃料供給装置は、タンク
内から取り出す混合燃料の組成を一定にすることを目的
の一つとする。An object of the fuel supply device of the present invention is to supply a fuel mixture to an internal combustion engine at a constant energy density. Another object of the fuel supply device of the present invention is to make the composition of the mixed fuel taken out of the tank constant.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料供給装置は、上述の目的の少なくとも一部を
達成するために以下の手段を採った。Means for Solving the Problems and Actions and Effects Thereof The fuel supply device of the present invention employs the following means in order to achieve at least a part of the above object.
【０００６】本発明の燃料供給装置は、タンク内に貯蔵
された気体燃料と液体燃料とからなる混合燃料を取り出
して燃料消費手段に供給する燃料供給装置であって、前
記混合燃料を前記タンクから取り出す燃料取出手段と、
該取り出された混合燃料の質量流量を検出する質量流量
検出手段と、該検出された質量流量が一定となるよう前
記燃料取出手段による混合燃料の取出量を制御する制御
手段とを備えることを要旨とする。A fuel supply device according to the present invention is a fuel supply device for taking out a mixed fuel composed of gaseous fuel and liquid fuel stored in a tank and supplying the mixed fuel to fuel consuming means, wherein the mixed fuel is supplied from the tank. Fuel removal means to be taken out,
A gist comprising mass flow rate detection means for detecting the mass flow rate of the extracted mixed fuel, and control means for controlling the amount of the mixed fuel taken out by the fuel extraction means so that the detected mass flow rate becomes constant. And
【０００７】この本発明の燃料供給装置では、燃料取出
手段が、タンク内に貯蔵されている混合燃料を取り出
し、質量流量検出手段が、取り出された混合燃料の質量
流量を検出する。そして、制御手段が、検出された質量
流量が一定となるよう燃料取出手段による混合燃料の取
出量を制御する。この燃料供給装置によれば、質量流量
検出手段により検出された質量流量が一定となるよう燃
料取出手段による混合燃料の取出量を制御するから、燃
料消費手段に供給するエネルギー密度を略一定とするこ
とができる。ここで、「燃料消費手段」は、内燃機関の
他、燃料電池なども含まれる。In the fuel supply device of the present invention, the fuel removing means takes out the mixed fuel stored in the tank, and the mass flow detecting means detects the mass flow rate of the taken out mixed fuel. Then, the control means controls the amount of the mixed fuel taken out by the fuel take-out means so that the detected mass flow becomes constant. According to this fuel supply device, the amount of mixed fuel taken out by the fuel take-out means is controlled so that the mass flow rate detected by the mass flow rate detection means becomes constant, so that the energy density supplied to the fuel consumption means is made substantially constant. be able to. Here, the "fuel consuming means" includes a fuel cell in addition to the internal combustion engine.
【０００８】こうした本発明の燃料供給装置において、
前記燃料取出手段は、前記タンクの上部から混合燃料を
取り出す上部取出手段と前記タンクの下部から混合燃料
を取り出す下部取出手段とからなり、前記上部取出手段
により取り出された混合燃料と前記下部取出手段により
取り出された混合燃料とを合流させて前記燃料消費手段
に供給する燃料合流供給手段を備え、前記質量流量検出
手段は、前記合流した後の混合燃料の質量流量を検出す
る手段であるものとすることもできる。In such a fuel supply device of the present invention,
The fuel take-out means comprises an upper take-out means for taking out the mixed fuel from the upper part of the tank and a lower take-out means for taking out the mixed fuel from the lower part of the tank. And a fuel combined supply means for combining the mixed fuel taken out by the above and supplying the combined fuel to the fuel consuming means, wherein the mass flow detecting means is means for detecting a mass flow rate of the mixed fuel after the combining. You can also.
【０００９】この態様の本発明の燃料供給装置におい
て、前記タンク内の混合燃料の組成を検出する組成検出
手段と、前記上部取出手段および前記下部取出手段によ
り取り出された各々の混合燃料の質量流量を検出する第
２の質量流量検出手段と、該検出された前記上部取出手
段および前記下部取出手段により取り出された各々の混
合燃料の質量流量の比率が、前記組成検出手段により検
出されたタンク内の混合燃料の組成に基づいて算出され
る質量流量の比率となるよう前記上部取出手段および前
記下部取出手段による混合燃料の取出比率を制御する第
２の制御手段とを備えるものとすることもできる。こう
すれば、一定の組成をもった混合燃料を燃料消費手段に
供給することができる。In the fuel supply apparatus according to the present invention, a composition detecting means for detecting a composition of the mixed fuel in the tank, and a mass flow rate of each mixed fuel taken out by the upper taking-out means and the lower taking-out means. And the ratio of the mass flow rate of each of the mixed fuels taken out by the upper take-out means and the lower take-out means detected in the tank is detected by the composition detecting means. And a second control means for controlling a ratio of the mixed fuel taken out by the upper take-out means and the lower take-out means so as to have a mass flow rate calculated based on the composition of the mixed fuel. . In this case, a mixed fuel having a constant composition can be supplied to the fuel consuming means.
【００１０】また、この態様の本発明の燃料供給装置に
おいて、前記タンク内に貯蔵された混合燃料の状態を検
出する燃料状態検出手段を備え、前記第２の制御手段
は、前記タンク内に貯蔵された混合燃料の状態が気液分
離の状態にあるときに制御を行なう手段であるものとす
ることもできる。Further, in the fuel supply device of the present invention according to this aspect, there is provided a fuel state detecting means for detecting a state of the mixed fuel stored in the tank, and the second control means includes a fuel state detecting means for storing the mixed fuel in the tank. The control means may be a means for performing control when the state of the mixed fuel is in a gas-liquid separation state.
【００１１】また、本発明の燃料供給装置において、前
記燃料供給手段は、内燃機関であり、前記気体燃料は、
メタンを主成分とする気体であり、前記液体燃料は、炭
化水素溶媒であり、前記混合燃料は、前記気体が前記炭
化水素溶媒に溶解されてなる燃料であるものとすること
もできる。こうすれば、内燃機関に対して混合燃料を略
一定のエネルギー密度で供給することができ、内燃機関
の燃焼を安定化させることができる。In the fuel supply device according to the present invention, the fuel supply means is an internal combustion engine, and the gaseous fuel is
The liquid fuel may be a gas containing methane as a main component, the liquid fuel may be a hydrocarbon solvent, and the mixed fuel may be a fuel obtained by dissolving the gas in the hydrocarbon solvent. In this case, the mixed fuel can be supplied to the internal combustion engine at a substantially constant energy density, and the combustion of the internal combustion engine can be stabilized.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
燃料供給装置２０の構成の概略を示す構成図である。実
施例の燃料供給装置２０は、図示するように、メタンを
主成分とする気体に炭化水素溶媒が溶解された混合燃料
が貯蔵された燃料タンク２２と、燃料タンク２２の上部
から混合燃料を取り出すと共にその取出量を調節可能な
調節弁２４と、燃料タンク２２の下部から混合燃料を取
り出すと共にその取出量を調節可能な調節弁２６と、調
節弁２４から取り出された混合燃料と調整弁２６から取
り出された混合燃料とが合流する部位に設置され混合燃
料中の液体を気化させる気化器２８と、合流した後の混
合燃料の質量流量を検出するマスフローメータ３２と、
燃料タンク２２の上部から取り出された混合燃料の質量
流量を検出するマスフローメータ３０と、装置全体をコ
ントロールする制御装置４０とを備える。なお、気化器
２８により合流して気化した混合燃料は、圧力調整され
て車両のエンジンなどの内燃機関（図示せず）へ供給さ
れるようになっている。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a fuel supply device 20 according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, a fuel supply device 20 according to an embodiment takes a fuel tank 22 in which a mixed fuel in which a hydrocarbon solvent is dissolved in a gas containing methane as a main component is stored, and takes out the mixed fuel from an upper portion of the fuel tank 22. And a control valve 24 capable of adjusting the amount of fuel to be taken out, a control valve 26 capable of taking out the mixed fuel from the lower part of the fuel tank 22 and adjusting the amount of fuel taken out, A vaporizer 28 that is installed at a location where the taken out mixed fuel and merges to vaporize a liquid in the mixed fuel, a mass flow meter 32 that detects a mass flow rate of the mixed fuel after being merged,
The fuel cell system includes a mass flow meter 30 for detecting a mass flow rate of the mixed fuel taken out from an upper portion of the fuel tank 22, and a control device 40 for controlling the entire device. The mixed fuel that has been combined and vaporized by the vaporizer 28 is pressure-adjusted and supplied to an internal combustion engine (not shown) such as a vehicle engine.
【００１３】混合燃料は、メタンを主成分とする気体に
炭化水素溶媒を溶解させた混合燃料、例えば、ＣＮＧ
（圧縮天然ガス）およびＬＰＧからなる混合燃料として
形成されており、燃料タンク２２が満充填の状態では、
超臨界の状態となるが、燃料の使用に伴ってタンク内の
圧力が低下するとある圧力下で気液分離するようなメタ
ン濃度や温度条件で混合されている。勿論、メタンを主
成分とする気体を溶解する炭化水素溶媒として、ガソリ
ンや軽油等を用いるものとしてもよい。The mixed fuel is a mixed fuel obtained by dissolving a hydrocarbon solvent in a gas mainly composed of methane, for example, CNG.
(Compressed natural gas) and LPG, and when the fuel tank 22 is fully charged,
Although it is in a supercritical state, it is mixed under the methane concentration and temperature conditions that cause gas-liquid separation under a certain pressure when the pressure in the tank decreases with the use of fuel. Of course, gasoline, light oil, or the like may be used as a hydrocarbon solvent that dissolves a gas containing methane as a main component.
【００１４】燃料タンク２２は、耐圧性のタンクとして
構成されている。この燃料タンク２２には、その内部の
圧力を検出する圧力センサ３４と、内部の温度を検出す
る温度センサ３６とが設けられている。この圧力センサ
３４により検出された圧力と温度センサ３６により検出
された温度とに基づいて燃料タンク２２内の混合燃料の
状態、即ち、超臨界状態にあるか、気液分離状態にある
かが判別されるとともに、混合燃料が気液分離の状態に
あるときには気相成分の組成と液相成分の組成とが算出
されるようになっている。The fuel tank 22 is configured as a pressure-resistant tank. The fuel tank 22 is provided with a pressure sensor 34 for detecting the internal pressure and a temperature sensor 36 for detecting the internal temperature. Based on the pressure detected by the pressure sensor 34 and the temperature detected by the temperature sensor 36, it is determined whether the mixed fuel in the fuel tank 22 is in a supercritical state or a gas-liquid separated state. At the same time, when the mixed fuel is in a gas-liquid separation state, the composition of the gas phase component and the composition of the liquid phase component are calculated.
【００１５】制御装置４０は、図示しないがＣＰＵを中
心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したＲＯＭと一時的にデータを記憶
するＲＡＭと入出力ポートとを備える。この制御装置４
０には、圧力センサ３４からの圧力信号や温度センサ３
６からの温度信号、マスフローメータ３０，３２からの
質量流量信号などが入力ポートを介して入力されてお
り、制御装置４０からは、調節弁２４，２６への調整信
号などが出力ポートを介して出力されている。Although not shown, the control device 40 is constituted as a microprocessor mainly including a CPU, and includes a ROM storing a processing program, a RAM temporarily storing data, and an input / output port. This control device 4
0 indicates the pressure signal from the pressure sensor 34 or the temperature sensor 3
6, a mass flow signal from the mass flow meters 30, 32, etc. are input through input ports, and a control signal from the control device 40 to the control valves 24, 26 is output through output ports. Has been output.
【００１６】こうして構成された実施例の燃料供給装置
２０の動作、即ち、燃料タンク２２内の混合燃料を取り
出して内燃機関に供給する際の動作について説明する。
制御装置４０は、まず、圧力センサ３４および温度セン
サ３６からの圧力信号および温度信号の入力により燃料
タンク２２内の圧力と温度を検出して燃料タンク２２内
に貯蔵されている混合燃料の状態、即ち、混合燃料が超
臨界状態にあるか、気液分離状態にあるかを判別する。
この混合燃料の状態の判別は、実施例では、予め燃料タ
ンク２２内の温度および圧力と、混合燃料の状態との関
係を実験などにより求めてマップとしてＲＯＭに記憶し
ておき、温度および圧力が与えられると、燃料タンク２
２内の混合燃料の状態が導出されるものとした。図２
は、ある温度での圧力とメタン濃度と混合燃料の状態と
の関係を示す図である。図２において、燃料タンク２２
の満充填の際の組成（メタン濃度）は予め判っているか
ら温度および圧力を検出できれば、混合燃料の状態を判
別することができる。この判別の結果、燃料タンク２２
内の混合燃料が超臨界状態にあるときには、燃料タンク
２２の上部と下部いずれから取り出しても内燃機関に供
給される組成は常に一定であるから、マスフローメータ
３２により検出された合流後の質量流量（燃料タンク２
２の上部および下部から各々取り出された混合燃料の合
流後の質量流量）が一定となるように調節弁２４，２６
の開度を調節する。燃料タンク２２内の混合燃料を略一
定の組成で取り出すことができれば、内燃機関に供給さ
れる混合燃料の単位重さあたりの発熱量は略一定になる
から、内燃機関に供給される混合燃料の質量流量を一定
にすることで、内燃機関に対して一定のエネルギー密度
で混合燃料を供給することができるのである。The operation of the fuel supply apparatus 20 of the embodiment configured as described above, that is, the operation when the mixed fuel in the fuel tank 22 is taken out and supplied to the internal combustion engine will be described.
The control device 40 first detects the pressure and temperature in the fuel tank 22 based on the input of the pressure signal and the temperature signal from the pressure sensor 34 and the temperature sensor 36, and detects the state of the mixed fuel stored in the fuel tank 22; That is, it is determined whether the mixed fuel is in a supercritical state or a gas-liquid separation state.
In this embodiment, the determination of the state of the mixed fuel is performed by, for example, determining the relationship between the temperature and the pressure in the fuel tank 22 and the state of the mixed fuel by an experiment or the like and storing the relationship in the ROM as a map. If given, fuel tank 2
It is assumed that the state of the mixed fuel in 2 is derived. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a pressure at a certain temperature, a methane concentration, and a state of a mixed fuel. In FIG. 2, the fuel tank 22
Since the composition (methane concentration) at the time of full filling is known in advance, if the temperature and pressure can be detected, the state of the mixed fuel can be determined. As a result of this determination, the fuel tank 22
When the mixed fuel in the fuel tank 22 is in a supercritical state, the composition supplied to the internal combustion engine is always constant regardless of whether the fuel is taken out from the upper part or the lower part of the fuel tank 22. (Fuel tank 2
Control valves 24 and 26 so that the mass flow rates of the mixed fuels respectively taken out from the upper and lower portions of the fuel cell 2 after joining are constant.
Adjust the opening of. If the mixed fuel in the fuel tank 22 can be taken out with a substantially constant composition, the calorific value per unit weight of the mixed fuel supplied to the internal combustion engine becomes substantially constant. By keeping the mass flow rate constant, the mixed fuel can be supplied to the internal combustion engine at a constant energy density.
【００１７】一方、燃料タンク２２内の混合燃料が気液
分離状態にあるとき、即ち液相と気相とが存在するとき
には、各相における組成（メタン濃度）は異なった値と
なる。即ち、気相は、メタンリッチとなり、液相は、プ
ロパン、ブタンリッチとなる。したがって、燃料タンク
２２から超臨界状態で混合燃料と取り出す場合と同じ組
成で混合燃料を取りだすためには、気相（燃料タンク２
２の上部）および液相（燃料タンク２２の下部）の双方
から適切な比率で取りだし、これを混合して内燃機関に
供給する必要がある。実施例では、マスフローメータ３
０により気相から取り出される混合燃料の質量流量を検
出すると共にマスフローメータ３０，３２により液相か
ら取り出される混合燃料の質量流量（マスフローメータ
３２により検出された質量流量からマスフローメータ３
０により検出された質量流量を減算したもの）を検出し
てこれらの比率が、燃料タンク２２の温度と圧力とによ
り算出された気相の組成と液相の組成とにより基づいて
算出される適正な比率（燃料タンク２２から超臨界状態
と同じ状態で混合燃料を取り出すことができる質量流量
の比率）となるよう調節弁２４，２６の開度比率（燃料
タンク２２の上部および下部の燃料取出量の比率）を調
節する。そして、更に、マスフローメータ３２により検
出された質量流量が一定となるように調節弁２４，２６
の開度（混合燃料の合計取出量）を調節する。これによ
り、燃料タンク２２に貯蔵された混合燃料を超臨界状態
のときと同一の組成で、かつ一定のエネルギー密度で内
燃機関に供給することができる。On the other hand, when the mixed fuel in the fuel tank 22 is in a gas-liquid separation state, that is, when a liquid phase and a gas phase are present, the composition (methane concentration) in each phase becomes a different value. That is, the gas phase becomes methane-rich, and the liquid phase becomes propane and butane-rich. Therefore, in order to take out the mixed fuel with the same composition as when taking out the mixed fuel in the supercritical state from the fuel tank 22, it is necessary to use the gas phase (fuel tank 2).
2 (upper part of the fuel tank 22) and the liquid phase (lower part of the fuel tank 22) at an appropriate ratio, and they need to be mixed and supplied to the internal combustion engine. In the embodiment, the mass flow meter 3
0, the mass flow rate of the mixed fuel extracted from the gas phase is detected, and the mass flow meters 30, 32 detect the mass flow rate of the mixed fuel extracted from the liquid phase (from the mass flow rate detected by the mass flow meter 32, the mass flow meter 3).
0), and these ratios are calculated based on the gas phase composition and the liquid phase composition calculated from the temperature and pressure of the fuel tank 22. Opening ratio of the control valves 24 and 26 (the amount of fuel taken out of the upper and lower parts of the fuel tank 22) so as to obtain a proper ratio (a ratio of a mass flow rate at which the mixed fuel can be taken out of the fuel tank 22 in the same state as the supercritical state). The ratio). Further, the control valves 24 and 26 are further controlled so that the mass flow rate detected by the mass flow meter 32 becomes constant.
Of the fuel cell (total removal of mixed fuel) is adjusted. Thus, the mixed fuel stored in the fuel tank 22 can be supplied to the internal combustion engine with the same composition as that in the supercritical state and with a constant energy density.
【００１８】以上説明した実施例の燃料供給装置２０に
よれば、内燃機関に供給される混合燃料の質量流量が一
定となるよう調節弁２４，２６の開度、即ち、混合燃料
の取出量を調節するから、一定のエネルギー密度で内燃
機関に供給することができる。この結果、内燃機関の燃
焼状態の安定化を図ることができる。しかも、マスフロ
ーメータ３０，３２により検出された燃料タンク２２か
ら取り出されたそれぞれの質量流量の比率に基づいて調
節弁２４，２６の開度比率を調節するから、燃料タンク
２２内の混合燃料が気液分離の状態になったときでも一
定の組成で取り出すことができる。これにより、混合燃
料を燃料タンク２２に再充填する際には、燃料が残存し
ているときでもＣＮＧおよびＬＰＧを常に一定の比率で
充填すればよいから、再充填が容易となる。According to the fuel supply apparatus 20 of the embodiment described above, the opening degree of the control valves 24 and 26, that is, the amount of the mixed fuel taken out, is controlled so that the mass flow rate of the mixed fuel supplied to the internal combustion engine becomes constant. Because of the adjustment, it can be supplied to the internal combustion engine at a constant energy density. As a result, the combustion state of the internal combustion engine can be stabilized. In addition, since the opening ratio of the control valves 24 and 26 is adjusted based on the ratio of the respective mass flow rates extracted from the fuel tank 22 detected by the mass flow meters 30 and 32, the mixed fuel in the fuel tank 22 is gaseous. Even when liquid separation occurs, it can be taken out with a constant composition. Thereby, when refilling the fuel tank 22 with the mixed fuel, CNG and LPG may be always filled at a constant ratio even when fuel remains, so that refilling becomes easy.
【００１９】実施例の燃料供給装置２０では、燃料タン
ク２２内の混合燃料の状態が気液分離の状態にあるとき
に調節弁２４，２６の開度比率の制御を開始するものと
したが、混合燃料の状態に拘わらず開度比率の制御を行
なうものとしてもよい。例えば、混合燃料の状態が超臨
界状態になるときに調節弁２４、２６から取り出される
質量流量が１対１となるよう調節するものとしてもよ
い。In the fuel supply apparatus 20 of the embodiment, the control of the opening ratio of the control valves 24 and 26 is started when the state of the mixed fuel in the fuel tank 22 is in the state of gas-liquid separation. The opening ratio may be controlled regardless of the state of the mixed fuel. For example, the mass flow rate taken out from the control valves 24 and 26 when the state of the mixed fuel becomes a supercritical state may be adjusted so as to be 1: 1.
【００２０】また、実施例の燃料供給装置２０では、マ
スフローメータ３０，３２により気相（燃料タンク２２
の上部）から取り出される混合燃料の質量流量と液相
（燃料タンク２２の下部）から取り出される混合燃料の
質量流量とを検出するものとしたが、マスフローメータ
３０の代わりに燃料タンク２２の下部から混合燃料を取
り出す調節弁２６の下流にマスフローメータを設けるも
のとしてもよく。マスフローメータ３２の代わりに燃料
タンク２２の下部から混合燃料を取り出す調節弁２６の
下流にマスフローメータを設けるものとしてもよい。こ
の場合、調節弁２６とマスフローメータとの間に気化器
を設ければよい。In the fuel supply device 20 of the embodiment, the gas flow (the fuel tank 22) is controlled by the mass flow meters 30 and 32.
The mass flow rate of the mixed fuel taken out from the upper portion of the fuel tank and the mass flow rate of the mixed fuel taken out from the liquid phase (the lower portion of the fuel tank 22) are detected. A mass flow meter may be provided downstream of the control valve 26 for taking out the mixed fuel. Instead of the mass flow meter 32, a mass flow meter may be provided downstream of the control valve 26 that takes out the mixed fuel from the lower part of the fuel tank 22. In this case, a vaporizer may be provided between the control valve 26 and the mass flow meter.
【００２１】さらに、実施例の燃料供給装置２０では、
マスフローメータ３０，３２により燃料タンク２２上部
から取り出される混合燃料の質量流量と燃料タンク２２
下部から取り出される混合燃料の質量流量とをそれぞれ
検出し、これらの比率が燃料タンク２２内の液相の組成
と気相の組成とから算出される質量流量の適正な比率と
なるよう調節弁２４，２６の開度比率を調節するものと
したが、燃料タンク内の温度と圧力とにより算出される
液相の組成と気相の組成とから燃料タンク内部の混合燃
料が超臨界状態の場合と同様の組成で取り出されるよう
上部および下部の調節弁の開度比率の制御（燃料タンク
２２内の温度と圧力とに基づいて混合燃料を略一定の組
成で取り出されるように調節弁２４，２６の開度比率の
制御）を行ない、マスフローメータに基づく開度比率の
制御は行なわないものとしても構わない。この場合の変
形例の燃料供給装置２０Ｂの構成の概略を図３に示す。
図３において、変形例の燃料供給装置２０Ｂは、調節弁
２４の下流にマスフローメータ３０を備えない点を除い
て実施例の燃料供給装置２０と同一のハード構成をして
おり、制御装置４０Ｂでは、マスフローメータに基づく
調節弁２４，２６の開度比率（上部および下部の取出比
率）の制御は行なわない点を除いて実施例の制御装置４
０と同一の構成をしている。即ち、制御装置４０Ｂは、
燃料タンク２２の温度と圧力とにより直接調節弁２４，
２６の開度比率を制御する。この場合でも、燃料タンク
内２２の混合燃料は略一定の組成で取り出すことができ
るから、マスフローメータ３２により検出される質量流
量が一定となるように調節弁２４，２６の開度（合計取
出量）を制御することにより、内燃機関に対して略一定
のエネルギー密度で混合燃料を供給することができる。Further, in the fuel supply device 20 of the embodiment,
The mass flow rate of the mixed fuel taken out from the upper part of the fuel tank 22 by the mass flow meters 30 and 32 and the fuel tank 22
The mass flow rate of the mixed fuel taken out from the lower portion is detected, and the control valve 24 adjusts the ratio so that these ratios become an appropriate ratio of the mass flow rate calculated from the composition of the liquid phase and the composition of the gas phase in the fuel tank 22. , 26 are adjusted. However, based on the composition of the liquid phase and the composition of the gas phase calculated from the temperature and pressure in the fuel tank, the case where the mixed fuel in the fuel tank is in a supercritical state is determined. Controlling the opening ratio of the upper and lower control valves so as to take out the same composition (based on the temperature and pressure in the fuel tank 22, the control valves 24 and 26 are used to take out the mixed fuel with a substantially constant composition). The control of the opening ratio may be performed and the control of the opening ratio based on the mass flow meter may not be performed. FIG. 3 schematically shows the configuration of a fuel supply device 20B of a modified example in this case.
In FIG. 3, the fuel supply device 20B of the modified example has the same hardware configuration as the fuel supply device 20 of the embodiment except that the mass flow meter 30 is not provided downstream of the control valve 24. The control device 4 of the embodiment except that the control of the opening ratio of the control valves 24 and 26 (upper and lower extraction ratios) based on the mass flow meter is not performed.
It has the same configuration as 0. That is, the control device 40B
According to the temperature and pressure of the fuel tank 22, the control valve 24,
26 is controlled. Even in this case, the mixed fuel in the fuel tank 22 can be taken out with a substantially constant composition. ), The mixed fuel can be supplied to the internal combustion engine at a substantially constant energy density.
【００２２】また、実施例の燃料供給装置２０では、調
節弁２４，２６を設けて燃料タンク２２の上部と下部と
から混合燃料を取り出すこととしたが、いずれか一方の
みから燃料タンク２２内の混合燃料を取り出すこととし
てもよい。このときの変形例の燃料供給装置２０Ｃの構
成の概略を図４に示す。変形例の燃料供給装置２０Ｃ
は、図示するように温度センサおよび圧力センサを備え
ない点と燃料タンク２２に貯蔵された混合燃料を上部か
ら取り出すための構成（調節弁２４およびマスフローメ
ータ３０と燃料タンク２２上部から気化器２８までの供
給路）を備えない点を除いて実施例の燃料供給装置２０
と同一のハード構成をしている。したがって、実施例の
燃料供給装置２０と同一の部分については同一の符号を
付し、その説明は省略する。変形例の燃料供給装置２０
Ｃでは、制御装置４０Ｃは、マスフローメータ３２によ
り検出された混合燃料の質量流量が一定となるように調
節弁２６の開度（混合燃料の取出量）を制御している。
この場合でも、車両の内燃機関に使用する場合を考える
と、組成が大きく変化する部分（例えば、気液分離状態
で混合燃料の液相部分を使い切る部分）を使用しなけれ
ば、即ち、超臨界状態や液相部分のみ使用する場合など
は燃料タンク２２内の混合燃料をほぼ一定の組成で取り
出すことができると考えてよいから、マスフローメータ
３２により検出される質量流量が一定となるよう調節弁
２６を調節することにより、内燃機関に対して略一定の
エネルギー密度で混合燃料を供給することができる。な
お、変形例の燃料供給装置２０Ｃのように燃料タンク２
２の下部から混合燃料を取り出す方がより一定の組成で
取り出すことができるため好適であるが、燃料タンク２
２の上部から混合燃料を取り出すものとしてもよい。Further, in the fuel supply apparatus 20 of the embodiment, the control valves 24 and 26 are provided to take out the mixed fuel from the upper and lower parts of the fuel tank 22. The mixed fuel may be taken out. FIG. 4 schematically shows a configuration of a fuel supply device 20C of a modified example at this time. Modified fuel supply device 20C
Has a temperature sensor and a pressure sensor as shown in the figure, and a configuration for taking out the mixed fuel stored in the fuel tank 22 from above (the control valve 24 and the mass flow meter 30 and from the top of the fuel tank 22 to the vaporizer 28). Fuel supply device 20 of the embodiment except that the fuel supply device 20 is not provided.
It has the same hardware configuration as. Therefore, the same portions as those of the fuel supply device 20 of the embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Modified fuel supply device 20
At C, the control device 40C controls the opening of the control valve 26 (the amount of mixed fuel taken out) so that the mass flow rate of the mixed fuel detected by the mass flow meter 32 becomes constant.
Even in this case, considering the case where the composition is used for an internal combustion engine of a vehicle, a portion where the composition greatly changes (for example, a portion where the liquid phase portion of the mixed fuel is used up in a gas-liquid separation state) is not used, that is, the supercritical When only the state or the liquid phase portion is used, it can be considered that the mixed fuel in the fuel tank 22 can be taken out with a substantially constant composition. By adjusting 26, the mixed fuel can be supplied to the internal combustion engine at a substantially constant energy density. Note that the fuel tank 2C is similar to the fuel supply device 20C of the modified example.
It is preferable to take out the mixed fuel from the lower part of the fuel tank 2 because it can be taken out with a more constant composition.
The fuel mixture may be taken out from the upper part of the fuel cell 2.
【００２３】また、実施例の燃料供給装置２０では、メ
タンを主成分とする気体に炭化水素溶媒（液体）を溶解
させた混合燃料を内燃機関に供給する場合に適用した
が、液体燃料と気体燃料とからなる混合燃料をこの混合
燃料をエネルギ消費する機器に供給する場合に適用する
こともできる。Further, the fuel supply apparatus 20 of the embodiment is applied to a case where a mixed fuel in which a hydrocarbon solvent (liquid) is dissolved in a gas mainly composed of methane is supplied to an internal combustion engine. The present invention can also be applied to a case where a mixed fuel composed of fuel and fuel is supplied to a device that consumes the mixed fuel for energy.
【００２４】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
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、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。The embodiments of the present invention have been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be carried out.
【図１】 本発明の一実施例である燃料供給装置２０の
構成の概略を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a fuel supply device 20 according to one embodiment of the present invention.
【図２】 圧力とメタン濃度と混合燃料の状態との関係
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship among a pressure, a methane concentration, and a state of a mixed fuel.
【図３】 変形例の燃料供給装置２０Ｂの構成の概略を
示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a fuel supply device 20B of a modified example.
【図４】 変形例の燃料供給装置２０Ｃの構成の概略を
示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a fuel supply device 20C of a modified example.
２０，２０Ｂ，２０Ｃ 燃料供給装置、２２ 燃料タン
ク、２４，２６ 調節弁、２８ 気化器、３０，３２
マスフローメータ、３４ 圧力センサ、３６温度セン
サ、４０，４０Ｂ，４０Ｃ 制御装置。20, 20B, 20C Fuel supply device, 22 fuel tank, 24, 26 control valve, 28 carburetor, 30, 32
Mass flow meter, 34 pressure sensor, 36 temperature sensor, 40, 40B, 40C Control device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｌ 37/00 ３０１Ｚ 37/00 ３０１ ３４１Ｄ ３４１ Ｂ６０Ｋ 15/08 (72)発明者 川嵜 一政 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 小笠原 恒治 静岡県掛川市淡陽13 トキコ株式会社静岡 工場内 (72)発明者 高橋 太 静岡県掛川市淡陽13 トキコ株式会社静岡 工場内 (72)発明者 平澤 貴久 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 Ｆターム(参考） 3D038 CA00 CB01 CC18 3G084 AA05 BA11 DA11 FA13 FA14 3G092 AA01 AB12 DE11S EA13 FA06 HB01Z HB04Z HB05X HB09Z 3G301 HA22 HA24 JA04 NE16 PB01Z PB02Z PB08Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 21/02 F02M 21/02 L 37/00 301Z 37/00 301 341D 341 B60K 15/08 (72) Invention Person Kazumasa Kawasaki 1-6-3 Fujimi, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Tokiko Co., Ltd. 13 Tokico Co., Ltd. Shizuoka Plant (72) Inventor Takahisa Hirasawa 1-3-6 Fujimi, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Tokiko Co., Ltd. AB12 DE11S EA13 FA06 HB01Z HB04Z HB05X HB09Z 3G301 HA22 HA24 JA04 NE16 PB01Z PB02Z PB08Z
Claims (5)
料とからなる混合燃料を取り出して燃料消費手段に供給
する燃料供給装置であって、 前記混合燃料を前記タンクから取り出す燃料取出手段
と、 該取り出された混合燃料の質量流量を検出する質量流量
検出手段と、 該検出された質量流量が一定となるよう前記燃料取出手
段による混合燃料の取出量を制御する制御手段とを備え
る燃料供給装置。1. A fuel supply device for taking out a mixed fuel composed of a gaseous fuel and a liquid fuel stored in a tank and supplying the mixed fuel to a fuel consuming means, comprising: a fuel taking out means for taking out the mixed fuel from the tank; A fuel supply device comprising: a mass flow rate detecting means for detecting a mass flow rate of the mixed fuel taken out; and a control means for controlling an amount of the mixed fuel taken out by the fuel taking out means so that the detected mass flow rate becomes constant. .
取り出す上部取出手段と前記タンクの下部から混合燃料
を取り出す下部取出手段とからなり、 前記上部取出手段により取り出された混合燃料と前記下
部取出手段により取り出された混合燃料とを合流させて
前記燃料消費手段に供給する燃料合流供給手段を備え、 前記質量流量検出手段は、前記合流した後の混合燃料の
質量流量を検出する手段である燃料供給装置。2. The fuel supply device according to claim 1, wherein the fuel extracting means includes an upper extracting means for extracting the mixed fuel from an upper part of the tank and a lower extracting means for extracting the mixed fuel from a lower part of the tank. And a fuel combined supply unit that combines the mixed fuel extracted by the upper extraction unit and the mixed fuel extracted by the lower extraction unit and supplies the combined fuel to the fuel consuming unit. A fuel supply device, which is a means for detecting a mass flow rate of the mixed fuel after merging.
と、 前記上部取出手段および前記下部取出手段により取り出
された各々の混合燃料の質量流量を検出する第２の質量
流量検出手段と、 該検出された前記上部取出手段および前記下部取出手段
により取り出された各々の混合燃料の質量流量の比率
が、前記組成検出手段により検出されたタンク内の混合
燃料の組成に基づいて算出される質量流量の比率となる
よう前記上部取出手段および前記下部取出手段による混
合燃料の取出比率を制御する第２の制御手段とを備える
燃料供給装置。3. The fuel supply device according to claim 2, wherein: a composition detecting means for detecting a composition of the mixed fuel in the tank; and each of the mixed fuels taken out by the upper extracting means and the lower extracting means. A second mass flow rate detecting means for detecting a mass flow rate of the mixed fuel; and a ratio of the mass flow rates of the respective mixed fuels taken out by the upper taking-out means and the lower taking-out means detected by the composition detecting means. And a second control means for controlling a ratio of the mixed fuel taken out by the upper take-out means and the lower take-out means so as to have a mass flow rate calculated based on the composition of the mixed fuel in the tank. .
料状態検出手段を備え、 前記第２の制御手段は、前記
タンク内に貯蔵された混合燃料の状態が気液分離の状態
であるときに制御を行なう手段である燃料供給装置。4. The fuel supply device according to claim 3, further comprising: a fuel state detection unit that detects a state of the mixed fuel stored in the tank, wherein the second control unit includes a fuel state detection unit. A fuel supply device which is a means for performing control when the stored mixed fuel is in a gas-liquid separation state.
給装置であって、 前記燃料消費手段は、内燃機関であり、 前記気体燃料は、メタンを主成分とする気体であり、 前記液体燃料は、炭化水素溶媒であり、 前記混合燃料は、前記気体が前記炭化水素溶媒に溶解さ
れてなる燃料である燃料供給装置。5. The fuel supply device according to claim 1, wherein the fuel consuming means is an internal combustion engine, the gaseous fuel is a gas mainly containing methane, and the liquid fuel is a liquid fuel. Is a hydrocarbon solvent; and the mixed fuel is a fuel in which the gas is dissolved in the hydrocarbon solvent.
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