JPH0448936B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0448936B2 JPH0448936B2 JP60093541A JP9354185A JPH0448936B2 JP H0448936 B2 JPH0448936 B2 JP H0448936B2 JP 60093541 A JP60093541 A JP 60093541A JP 9354185 A JP9354185 A JP 9354185A JP H0448936 B2 JPH0448936 B2 JP H0448936B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas fuel
- hydrocarbon gas
- fuel
- vehicle
- hydrocarbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Description
(技術分野)
本発明は、低圧下に貯蔵した天然ガスもしくは
その他の気体状燃料を動力源とする車両もしくは
その他の装置に関する。
より詳説するならば、本発明は、収着剤(吸着
材および/もしくは吸収剤)を使用した燃料貯蔵
装置を備えた車両もしくは装置に関する。
(従来技術及びその問題点)
多年にわたつて内燃機関車に(ガソリンやデイ
ーゼル燃料の如き)従来からの燃料を使用するこ
との可能性や運転費、車両の燃料効率ならびに車
の排出物が外界に及ぼす有害な影響についての関
心が増大してきた。
かかる関心のためにそのような従来からの車両
用燃料にとつて代わる燃料を開発する必要が強調
されてきた。
そのような強調点の領域の一つとして:単一の
燃料としてであれ、複式燃料系統における燃料の
一つとしてであれ、天然ガスもしくはその他のメ
タン型の気体燃料を補給する車両を開発する問題
があつた。
その結果として、かかる燃料を使用する車両が
これまで生産されてきたし、国内と国外の双方で
現在使用中である。
例えば、275000台の天然ガス使用車が現存イタ
リアだけでも使用されていると見積られている。
実際、少なくとも40年間、天然ガスはイタリア
で動力燃料として継続的に使用されてきている。
天然ガスはフランス、ニユージーランド、カナ
ダ、イラン、オーストラリア、オランダ、英国を
含む幾つかの外国でも車両用動力燃料として使用
されている。米国内では、ほぼ20000台の車が現
在、天然ガスを使用していると見積られている。
天然ガスを車両用燃料として使用しようとする最
初の努力の一つは、南カルフオルニアガス社がほ
ぼ1000台の車を、1969年と1970年の間に圧縮天然
ガス(CNG)補給システムに転換したことに表
現されている。従来の車をガソリンや天然ガスで
運転することを可能にする複式燃料転換システム
は、すでに若干の国内外企業によつて市販されて
利用できるようになつている。
従来の車を専ち天然ガスによつて運転すること
を可能にする転換キツトは、一般的に市販入手可
能であるとは知られていないが、フオード社は最
近この種の宣伝車を製作した。 この車はフオー
ドLN7型2人用乗用車にもとづいており、自給
式天然ガスを貯えるために使用される軽量貯蔵シ
リンダを内蔵している。
天然ガスを車両用動力燃料として開発し使用す
ることについての更に詳細な論説は、本明細書に
参考資料として添付した以下の文献に見出すこと
ができる。
すなわち、1982年2月発行の米国ガス協会、運
転部門による「圧縮天然ガス(CNG);公益企業
車両用燃料−Pros and Cons」と宇宙企業によ
りエネルギー部門(DOE/CE/50179−1)の
ために作成した1982年2月発行の「自動車用メタ
ン類燃料の評価」と題する文献がそれである。
かかる気体燃料を補給する車両に合理的な補給
行程範囲を与えるためには、以前には普通ほぼ
13.9〜20.7MPaの範囲の非常に高い圧力で車内に
気体燃料を貯蔵する必要があつた。
このようにして高圧で車上に貯蔵しないと、か
かる車両の実際の貯蔵容量は、従来ガソリンのほ
ぼ3.7〜19リツターのエネルギー等価に対するス
ペースと重量の割合のために制限されざるを得な
かつたからである。
かくして、気体燃料をこのような高圧に圧縮す
ることによつてはじめて、かかる車両の車上燃料
貯蔵容量は、合理的な燃料補給行程範囲が達成で
きる点まで増加できたわけである。
上述の圧縮気体燃料システムの短所の一つは、
それが、燃料をかかる高圧にまで圧縮するために
複雑で高価な時間のかかる燃料補給装置を必要と
したことである。
かかる燃料補給装置ではユーザの家庭用天然ガ
ス供給系統から車両に燃料を補給することが個々
の予算規模では販売上非現実的であるということ
が知られている。
高圧で車内に天然ガスを貯蔵するシステムが不
利な点のもう一つは重構造壁を通例使用しなけれ
ばならず、そのためシステムのコストと重量が増
加するという点である。
更に車両運転中にシリンダが排気されるため
に、シリンダ内の圧力が大きく低下する結果、そ
れに関連する配管部に凝縮が相当発生するおそれ
があつた。
上記の燃料貯蔵と車両行程の問題点に取つて代
わる別の案として、車内燃料を一般に大気圧もし
くはそれに近い圧力の下に液体状で貯え、十分な
量の燃料が車内に搬送でき、手頃な燃料補給行程
範囲を与えるようにすることであつた。
しかし、かかる液化ガスの貯蔵法も、必要とさ
れる低い気体温度を設定し維持するために車両上
と燃料補給ステーシヨンの双方に複雑で高価な極
低温設備で備えなければならないとしたら有利な
ものではあり得ないわけである。
車両以外の固定設備向けの気体燃料貯蔵法で
は、高表面積吸着材を使用すると比較的低圧で貯
蔵容量を相当増加させることができるということ
が発見されている。
かかる吸着材は典型的なものとしてはゼオライ
ト、活性炭、シリカゲルを含んでいる。
例えば、1955年7月12日発行のスパングラー米
国特許第2712730号は固定システムの貯蔵容量を
増加させるために吸着材を使用した各種(液化)
炭化水素ガスによる方法と装置について開示して
いる。
自動車に使用するばあいには、天然ガスを吸着
するために高表面積材料を使用することが、少な
くとも1971年8月初旬発行の「ゼオライトによる
天然ガス貯蔵法」と題する報告書において、車内
ガス貯蔵容量を増加させる上で可能な方法として
示唆されている。
ロナルドA、マンソンならびにロバートエーク
リフトン、ジユニア氏による本報告書は鉱山局、
米国国内部門により公表されたもので(技術進歩
報告書38)、本明細書に参考資料として添付して
いる通りである。
本着想の予備的分析は、上述の「自動車用メタ
ン類燃料の評価」と題する報告書の第2,2,3
節にも提示されている。
本分析で使用された計算結果は、吸着法を使用
する天然ガス貯蔵系統は、従来の高圧天然ガス貯
蔵法系統のほぼ二倍の重量を有するであろうとい
うことを示している。
自動車の吸着燃料貯蔵システムを開発するため
に振り向けられた研究努力の範囲は、フオート社
による最近の努力に示されている。K・オツトー
氏による「活性炭ならびにゼオライトによるメタ
ンの吸着」とJブラスロー氏以下による「車両用
低圧メタン貯蔵システム−予備的着想評価書」と
題する二つの論文が1981年12月、フロリダ州マイ
アミビーチで行われた代替エネルギー源に関する
第4回国際会議において提出された。
以上の何れも本明細書に添附した通りである。
これらの論文は、メタン吸着による熱が炭素容
量に及ぼす影響と吸着法によるメタン貯蔵法が有
する限界を判定するために行われた研究実験につ
いて論じている。
重要なことに、フオード社のごく最近の論文で
は、車内にメタンを貯蔵する上で望ましい方法は
気体燃料を、吸着剤を使用せずに、例えば
17MPa(2500psig)以上の高圧で貯蔵することで
ある」という結論が出されている。
事実、「もし非常に良好な吸着剤が使用されな
ければ、ほぼ17MPa以下で車内にメタンを貯蔵
することを想像することは困難である」とも述べ
られている。
アモス ゴロヴオイ氏の手になる「天然ガス使
用車用吸着材含有貯蔵系統」と題する本論文は、
1983年2月、ミシガン州デトロイト市で行われた
自動車技術協会の会議に提出されたもので、本明
細書に参考資料として添附している通りである。
従つて、気体燃料使用車の領域で重要かつ広範
な研究と開発の努力がなされたにもかゝわらず、
吸着貯蔵技術を車内燃料貯蔵装置とそれらの補給
装置に応用した天然ガス燃料貯蔵もしくは補給装
置は現われていないわけである。
事実、上述の圧縮天然ガスと液化天然ガス系統
は、天然ガス使用車に対して可能な唯二つの系統
と一般に考えられている。
かくして、車内に比較的低圧で手頃な量の燃料
を貯蔵することのできる炭化水素ガス燃料使用車
と、かかる車にユーザが家庭用天然ガス供給系統
から燃料を補給することができるような実際的で
安価な燃料補給装置の必要性が生じたわけであ
る。
本発明の主たる目的の一つは、気体状炭化水素
燃料が貯えられる圧力を減らすために収着法を使
用する車用の低圧の気体状炭化水素燃料貯蔵系統
とエンジン系統を提供することである。
もう一つの目的は、気体状炭化水素燃料を収着
法により過した後車内の貯蔵手段に搬送する低
圧気体状炭化水素燃料貯蔵システムとエンジン系
統を提供することである。
またそれに関連した目的として、車の運転中に
自浄作用を行う収着フイルターを提供することも
含まれる。
更に次の目的として、車内に気体状炭化水素燃
料を自蔵することができるように複数の貯蔵容器
を使用することの可能な低圧の気体状炭化水素燃
料貯蔵系統とエンジン系統を提供することがあげ
られる。
本発明の追加的な目的としては、単一燃料供給
システムと複式燃料供給システムの両方に使用す
ることのできる低圧の気体状炭化水素燃料貯蔵系
統とエンジン系統を提供することである。
しかし、もう一つの目的として、低圧もしくは
高圧の気体状炭化水素燃料の固定供給源の何れか
一方から充填できるような低圧の気体状炭化水素
燃料貯蔵系統とエンジン系統を提供することであ
る。本発明のより特殊な目的としては、経済的
で、3450KPa以下の圧力で運転され、同時に合
理的な駆動範囲を与えるような車両用天然ガス貯
蔵系統とエンジン系統を提供することである。
(発明の摘要)
以上の目的を達成するために、本発明は、気体
状炭化水素自蔵手段、原動機、気体状炭化水素燃
料を該自蔵手段から往復搬送するための手段、な
らびに自蔵手段から原動機に至る気体状炭化水素
の流れを制御するための手段から一般に構成され
ている気体状炭化水素燃料低圧貯蔵系統とエンジ
ン系統を提供するものである。一つもしくはそれ
以上の容器もしくはシリンダを内蔵した自蔵手段
は所定量の気体状炭化水素燃料が貯えられるばあ
いの圧力を低下させるために所定の収着剤を含有
している。
内燃機関の如き原動機は、気体状炭化水素燃料
を空気と結合してそこから車を動かすために必要
な機械的エネルギーをつくり出すための装置を備
えている。
搬送装置は、気体状炭化水素燃料を気体状炭化
水素燃料の固定供給源から貯蔵装置へと搬送し、
同時に車の運転中に貯蔵手段から原動機の結合装
置へと気体状炭化水素燃料を搬送するために装着
される。
望ましい実施態様としては、気体状炭化水素燃
料が貯蔵装置内に貯えられるばあいの最大圧力が
ほぼ689〜2760KPaの範囲にあるようにすること
が望ましい。
本発明による重要な利点の一つとして、貯蔵手
段と原動機との間の搬送装置内にさしはさんだ収
着フイルタを使用することがあげられる。車の燃
料貯蔵系統が充填されているばあいには、このフ
イルタは気体状炭化水素から所定成分を収着的に
取除き、その後、該炭化水素は貯蔵装置へと搬送
されることになる。
続いて原動機が始動し、気体状炭化水素が貯蔵
装置から原動機へと搬送されそこで消費される
と、フイルタは、取除いた所定成分を原動機へ搬
送されている気体状炭化水素の流れへと再び導き
脱着させる。
そのため吸着フイルタは一定の望ましくない燃
料成分もしくは汚染物が貯蔵装置内へ導入される
ことを防ぐばかりでなく、車の運転中に自浄フイ
ルタもしくは再生フイルタとしても作用するもの
である。
本発明によるもう一つの重要な局面は、気体状
炭化水素を貯蔵するために複数の容器もしくはシ
リンダを使用することに関連して明らかになるも
のである。
特にマニホルドを設けて固定供給源から受容さ
れた気体状炭化水素を複数の容器のそれぞれに分
配し、一つもしくは複数の容器内に貯えられた気
体状炭化水素を収集してこの燃料を原動機もしく
はエンジンへ搬送するようにする。
マニホルドは同時に圧力を均等化し、容器内の
圧力が所定の圧力を超えないようにする働きを行
い、容器に向かう気体状炭化水素の流れを過
し、容器内圧力を感知し、貯蔵容器を往復する燃
料の流れを選択的に制御することができる。
貯蔵容器は、同時に車の乗客用コンパートメン
トからはなれ、車の外気へ通気された一つ以上の
区分室内に包囲することができる。
(実施例)
本発明の追加的な目的、効果ならびに特長は、
添附図面と相俟つて以下の叙述と特許請求範囲に
より明らかとなるであろう。
第1図には、本発明による気体状炭化水素燃料
低圧貯蔵系統とエンジン系統210の全体的な透
視図が示されている。
エンジン系統210は本発明の実際に構成され
た態様を示すものである。第1図は、本発明の原
理を示すために実際に用いられた車212(シル
エツトで示す)と共にエンジン系統210の各種
構成品の物理的配置を示す。
実際に構成された態様によれば、車212は、
1983年フオード“EXP”型自動車である。
しかしながら、本発明の原理は、第1図に示し
た実施態様に限定されるものではなく、以下の叙
述により明らかとなるようにその他の気体状炭化
水素貯蔵系統とエンジン系統の例にも等しく応用
できるということを銘記すべきである。
第2図には、エンジン系統210の概略線図が
示されている。
エンジン系統210の構成品の若干のものは第
2図に最もよく示してあるから、第1図と第2図
は共に使用してエンジン系統の全体構造と運転を
説明することにする。
エンジン系統210は、車212用の気体状炭
化水素燃料の自蔵量を貯蔵するために使用される
シリンダ214の組を4個内蔵している。
天然ガスは気体状炭化水素燃料用に使用する一
方、プロパン、メタン、ブタンのようなその他の
気体状炭化水素燃料も使用して差し支えない。
シリンダ214の各組は包囲され、車212の
乗客用コンパートメントから離れた区分室内に取
り付けられる。
かくして、エンジン系統210は、九個のシリ
ンダを収納する区分室216、5個のシリンダを
収納する区分室218、6個のシリンダを収納す
る区分室220、および3個のシリンダを収納す
る区分室222を備えているわけである。
以上の区分室は、第2図にシルエツトで示した
通りである。
区分室222は、貯蔵システムのその他の部分
全体にわたつて使用されるシリンダ214よりも
小さなシリンダ224を2個内蔵していることに
も注目されたい。
従つて、エンジン系統210の貯蔵系統部分は
全部で23個のシリンダを内蔵し、天然ガスもしく
はその他の気体状炭化水素燃料を貯蔵することに
なる。これら23個の貯蔵シリンダは、全部でほぼ
0.23立方メーターのガス貯蔵量を有しているわけ
である。
第1図と第2図に示した実施態様では、シリン
ダ214,224は、従来の消化器型のシリンダ
である。
シリンダ214,224の数と形状は、車21
2内に利用できるスペースに合致するように選
び、本来車212に装備していたガソリンタンク
を取り除くこと以外には車212の構造に何ら重
要な変更を加えないようにする。
本発明の原理は第1図と第2図に示したシリン
ダの特定数と形状に何ら限定されるものではない
という点を銘記されたい。
事実、23個のシリンダも適当な用途では単一の
貯蔵容器に取つて代えることも可能である。
従つて、本発明によれば貯蔵容器で各種の適当
なタイプ、形状、大きさのものを使用することが
できるということを理解すべきである。
かかる貯蔵容器の唯一つの本質的な必要条件と
しては、それらが、貯蔵系統が作動するばあいに
最大圧力限界で圧縮されることができるという点
である。
エンジン系統210はまた、ガソリンを車に供
給するために通常使用される車内位置に配置した
燃料孔226を内蔵している。
該燃料ポート226は、速動式コネクタ体22
8、逆止め弁230ならびに圧力計232から構
成されている。
速動式コネクタ体228はシリンダ214,2
24に燃料を充填もしくは充満させる気体状炭化
水素の固定供給源へ流体連通式リンクを供するた
めに使用される。
かかる気体状炭化水素燃料の固定供給源は、本
発明の譲受人に譲渡した本出願と同一出願日の
「気体燃料補給装置」と題する共同出願に叙述さ
れている。
本共同出願は、車212の如き気体燃料消費装
置へ燃料を供給するための固定供給源について開
示している。
この燃料補給装置は気体燃料をほぼ689〜
2760KPaの範囲に至るまで圧縮もしくは加圧す
るために装着するものである。
従つて、この補給装置は、気体炭化水素燃料の
低圧固定供給源を表わすものである。
本明細書におけるかかる燃料補給装置とモデル
車は、本出願と同一日付で出願し、本発明と同一
の譲受人に譲渡された「車両ならびにそれに関係
する燃料補給装置のための気体炭化水素燃料貯蔵
系統とエンジン系統」と題する共同出願中にも開
示されている通りである。
これらの出願の双方とも、本明細書に参考資料
として添附している通りである。
本発明の効果の一つは、貯蔵系統が低圧燃料固
定供給源もしくは高圧燃料供給源の何れか一方か
ら充填できることである。
第1図と第2図に図解した特定の実施態様のば
あい、20.7MPaに至る圧力で気体炭化水素燃料が
貯蔵系統に供給できる。
かかる高圧気体炭化水素燃料固定供給源は、例
えば自動車隊において使用される給油ステーシヨ
ンによつて供給できる。
逆止め弁230は気体状炭化水素燃料が速動式
コネクタ体228を経て固定燃料供給源から貯蔵
シリンダ214,224へ流れることを可能にす
ると共に、気体炭化水素燃料が貯蔵シリンダから
コネクタ体を経て外へ逆流することを妨げるため
に使用される。
速動式コネクタ体228のばあいと同様、該逆
止め弁230は上述の運転にふさわしい従来の市
販されている装置で構成して差支えない。
例えば、本発明による一例における逆止め弁2
30は、オハイオ州、ウイロビー市ニユープロ社
によるB−8CPA2−350型逆止め弁を使用してい
る。
圧力計232は、貯蔵シリンダ214,224
内の圧力を視覚的に示すために使用される。
当業者には理解できるように、圧力計232
は、圧力目盛が貯えられたガスの量を指示するで
あろうから、貯蔵システムが気体状炭化水素燃料
で充填されているばあいに特に有効であろう。
上述の燃料ポート226は、気体状炭化水素燃
料を固定燃料供給源から貯蔵シリンダ214,2
24へ搬送し、これらのシリンダ内に貯えられた
燃料を車212の原動機へと搬送するために使用
される本発明の搬送手段の一部を構成するもので
ある。第1図と第2図に示した実施態様のばあ
い、この原動機は、内燃機関234により構成さ
れているのが普通である。
しかしながら、本発明の原理は、原動機が気体
状炭化水素燃料を空気と混合し、そこから車21
2を動かすために必要な機械的エネルギーを作り
出すための手段を備えている限り、原動機の特定
のタイプに限定されるものではないということを
銘記されたい。
第1図と第2図に示した態様では、この混合手
段は気化器236とターボ充填器238から構成
されている。
気化器236は、天然ガスのような気体状炭化
水素燃料によつて運転できるように設計してあ
る。本発明の一例では、気化器236はカリフオ
ルニア州、セリトス市のイムプコ気化社による
CA100−8型気化器である。
更に、この実際に構成した本発明の態様では、
ターボ充填器238はイリノイ州、デカトウア市
のウオーナー・アイシ社によるRHB5型ターボ充
填器である。
当業者には理解できるように、タ−ボ充填器2
38はエンジンへの吸気の圧力を増大させ、馬力
を更に大きくするために使用されるものである。
エンジン系統210はガソリンよりも専ら気体
状炭化水素で運転されるよう企画されているた
め、第1図の実際に構成した態様では、エンジン
234に一定の有利な変更が施されている。
これらの変更は、天然ガスをエンジン234用
燃料として使用することと相俟つてエンジン23
4の性能を最適にするように設計されている。
まず、車212のこの標準的装備エンジンに対
する圧縮比は8:1から13.6:1に増大させ、相
対的に高い天然ガスのオクタン価を利用するよう
にしてある。
当業者には理解できる通り、圧縮比の増加分
は、それぞれ圧縮比の増加割合に応じて、それぞ
れ熱力学効率を3%向上させるようにしてあるの
が普通である。
この圧縮比の増加は、エンジン内に長いピスト
ンを取り付け、エンジンヘツドを適当フライス削
りし、エンジンシリンダ内の容積を減少させるこ
とによつて達成された。
エンジン点火時期は、ガソリンと天然ガスの燃
料速度の差を考慮して適当に早められた点も注目
されたい。
更に、車212を天然ガス使用車に転換するこ
とによつて触媒転化器やその他の標準汚染制御設
備を車から取り外すことが可能になつたという点
にも同様に注目されたい。
この設備を取り除いたことは、天然ガスがガソ
リンよりもずつと清浄な燃料である(すなわち、
有害排出物が少ない)という事実を認識したこと
によるものである。
気体炭化水素燃料を貯蔵シリンダ214,22
4へ搬送し、これらシリンダからエンジン234
の気化器236へ該燃料を搬送するための装置に
再び話をもどすと、燃料ポート226に供給され
た気体状炭化水素燃料を収容するための高圧配管
240が設けられる。
該高圧配管240はステンレス鋼を材質とし、
20.7MPaまでの圧力に耐えることができるように
することが望ましい。
高圧調節器242を、区分室222内へ取り付
け、高圧配管240に連結し、気体状炭化水素燃
料がシリンダ214,224内に貯えられるばあ
いの最大圧力を限定する。
特に、高圧調節器242は、20.7MPaの圧力か
ら2070KPaの最大圧力まで圧力を低下させる働
きをするものである。
従つて、気体炭化水素燃料をシリンダ214,
224内に貯えることができるばあいの最大圧力
は、ほぼ2070KPaとなる。
第1図と第2図に示した実際に構成された本発
明の実施態様では、高圧調節器242は、アイオ
ワ州、マーシヤル市のフイツシヤーコントロール
社製作の1301G型高圧調節器から構成されてい
る。
しかしながら、エンジン系統210の各種構成
品のすべてのばあいと同じく、本発明の原理は、
第1図と第2図による実際に構成された態様で使
用した特定の高圧調節器に限定されるものではな
い。それ故、適当な応用事例で適切な最大圧力限
界を与えるために他の圧力調節装置を使用できる
ということを銘記されたい。
例えば、気体炭化水素燃料が貯えられるばあい
の最大圧力は、ほぼ689〜2760KPaの範囲内にあ
ることが望ましいが、他方、それよりも高いか低
いところの最大圧力限界も同様に使用できる。
しかしながら、本発明による主な効果の一つ
は、エンジン系統210が相対的に低圧で、すな
わちほぼ3450KPa以下の圧力で手頃な量の気体
炭化水素を貯蔵できるという点である。というこ
とを理解すべきである。
事実、2070KPaの圧力限界のばあい、実際に
構成された本発明の態様の範囲は、車212が一
時間あたり72キロメーターの定速度で走行したば
あいのテストでほぼ161〜177キロメーターである
ことが示された。
搬送装置の重要な構成品の一つとしては、固定
燃料供給源から各シリンダ214,224に収納
される気体炭化水素燃料を分配するために使用さ
れるマニホルド体244がある。
該マニホルド体224はシリンダ214,22
4内に貯えられた気体炭化水素燃料を収集して該
燃料をエンジン234の気化器236へ搬送する
ためにも使用されるものである。
マニホルド体244は低圧配管246を介して
高圧調節器242に連結されている。低圧運転の
ために該配管246はエンジン系統210内のそ
の他の配管と同様、銅を材質とすることが望まし
いということに注意されたい。
しかしながら、これらの配管を構成する上で、
被覆アルミニウムや編組したスチール製ホースの
ようなその他の適当な材質は使用できることもい
うまでもない。
第5図に最もよく示されているようにマニホル
ド体244はマニホルドブロツク248を構成し
ている。
該マニホルドブロツク248は、アルミニウム
を材質とするのが望ましく、また出入孔250を
構成して、固定供給源からの気体炭化水素燃料を
受け入れ、かつ出口孔252を設けて、シリンダ
214,224内に貯えられた気体炭化水素燃料
をエンジン234の気化器236へ搬送するよう
にすることが望ましい。
また、マニホルドブロツク248を車体212
に取付けるために複数のボルト254を備える。
マニホルドブロツク248は同様に、二方向孔
を構成し、気体状炭化水素燃料を各室216〜2
22間に搬送する。
かくして、例えば、マニホルドブロツク248
は二方向孔256を構成し、気体炭化水素燃料を
室218内に内蔵されたシリンダ214間に搬送
することになる。
マニホルド体244は、同時に、マニホルドブ
ロツク248の二方向孔の各々に接続され、気体
炭化水素燃料の各室216〜222へ至る流れを
過するフイルタ材258を構成している。
第1図の実際に構成された態様によれば、これ
らのフイルタ材258はそれぞれTFシリーズニ
ユープ製フイルタから構成されている。
しかしながら、粒子その他の不純物がシリンダ
214,224内へ導入されるのを相当妨げる上
で適切な当業者に周知のその他のフイルタを使用
しても差支えないということを銘記されたい。
それ故、例えば繊維性フイルタ、メツシユフイ
ルタや焼結構成によるフイルタを使用することも
適当である。
同時にマニホルドブロツク248と区分室21
8−222の間に三方向弁260が配置される。
これら三方向弁は気体炭化水素燃料の部室216
−222のそれぞれの間を流れる流量を個々に制
御するために使用される。
そのため、例えば、区分室218とマニホルド
ブロツク248の間に配置した三方向弁260は
手動にて閉じ、気体炭化水素燃料がこの部室内に
内蔵されたシリンダ214間をいささかでも流れ
るのを防ぐことができる。
第1図の実際に構成した態様によれば、これら
の三方向弁260は気体試料を各室216−22
2から得ることができるようにも使用することが
できる。
またマニホルド体244は、貯蔵シリンダ21
4,224内の圧力が所定の圧力範囲を超えない
ようにするために使用される圧力逃し弁262を
も内蔵している。
この所定圧力範囲は、貯蔵システムの最大圧力
範囲を、所定量だけ、例えば172〜1034KPaだけ
超えることが望ましい。
第1図の実施例では、圧力逃し弁262は、
2930KPaの圧力のばあいに開くように装着して
ある。マニホルド体244はシリンダ214,2
24内の圧力を検知するためのトランスジユーサ
264をも構成している。
該トランスジユーサ264はキユーライト型の
IPTE−1000圧力トランスジユーサの如き任意の
適当な圧力トランスジユーサで差支えない。圧力
トランスジユーサ264は、トランスジユーサが
検知した圧力を視覚的に表示するために使用され
る車体の乗客用コンパートメント内に配置された
デイジタルデイスプレイ266に対して電気信号
を出力する。従つて、該デイジタルデイスプレイ
266は車212の運転者にとつて燃料計として
役立つということが理解できよう。
上述の圧力計232は、配管268を介してマ
ニホルドブロツク248に対しても連結されると
いうことも同様に注目されたい。
最後に、マニホルド体244は、気体状炭化水
素燃料がマニホルドブロツク248の出口孔25
2からエンジン234の気化器236へ至る流れ
を制御するための手動弁270をも構成してい
る。そのため、該手動弁270は、例えばエンジ
ン系統210等の保守のために気体状炭化水素燃
料がシリンダ214,224からエンジン234
へ流れる流量をすべて手動にて遮断するための手
段を提供する。
第1図の実際の構成例では、手動弁270は、
ニユープロ社B8P6Tシリーズによるバルブによ
り構成されている。
エンジン系統210は、また、気体炭化水素燃
料の貯蔵システムからエンジン234の気化器2
36へ至る流れを制御するための装置をも備えて
いる。この制御装置は、一対の調節器272−2
74とスイツチ276から構成されているのが普
通である。
調節器272,274は気化器236へ搬送さ
れる気体炭化水素燃料の圧力を低下させるために
使用される。
第1図の実際の構成例では、調節器272は該
圧力を2070KPaから689KPaに低下させるフイツ
シヤー620シリーズによる調節器から構成されて
おり、また調節器274は該圧力を689KPaから
ほぼ大気圧にまで低下させるイムプコPEV型調
節器から構成されている。
スイツチ276は気体状炭化水素燃料が貯蔵シ
ステムから気化器234方向へ流れる作用を選択
的に可能にするために使用され、点火スイツチの
閉動作やエンジン234の始動に反応するように
装着される。
第1図の実際の構成例では、該スイツチ276
はイムプコシリーズVFF−30燃料ロツクフイル
タにより構成されている。
更に、該スイツチ276に関しては、エンジン
系統の他の構成品と同様に、本発明の原理は、第
1図の特定の構成例に限定されるものではなく、
その他の適当な構成品もまた等しく使用可能であ
るということを理解されたい。
今度は第3図と第4図に即して、貯蔵シリンダ
214,224の特定構成を説明する。
それぞれの貯蔵シリンダは、気体炭化水素燃料
をシリンダ間に搬送するための入口孔と出口孔2
78を内蔵している。
貯蔵シリンダ214,224のそれぞれは、気
体炭化水素燃料がシリンダ内に貯えられるばあい
の圧力を低下させるために所定の収着剤280を
含んでいる点が重要である。
本明細書において触れられる「収着剤」とか
「収着性」とかいう用語は「吸着剤」「吸収剤」も
しくはその両方について述べるようにしてある。
吸収剤は、例えば活性炭、ゼオライト化合物、
各種粘土、もしくはシリカゲルの如き一連の吸着
剤や分子ふるいの何れかにより構成することがで
きる。かかる吸着剤は、ペレツト、球体、もしく
はその他の適当な形態をとることができ、吸着剤
の表面積は、その表面上に吸着されるガス燃料の
量を最適にするように最適化されている。
本発明は、また、吸着剤に液体被覆を施したよ
うな、液体状吸収剤を使用するばあいも想定して
いる。
第1図の実際の構成例ではコロンビア等級
9LXCの活性炭ペレツトが吸着剤280として使
用されており、好ましい吸着剤として一般に考え
られているけれども、その代わりに他の収着剤を
使用してもよい。
そのような収着剤の例は以下に掲げるとおりで
ある。
TECHNICAL FIELD This invention relates to vehicles or other devices powered by natural gas or other gaseous fuels stored under low pressure. More particularly, the present invention relates to a vehicle or device with a fuel storage device using a sorbent (adsorbent and/or absorbent). (Prior Art and its Problems) For many years, the possibility of using conventional fuels (such as gasoline or diesel fuel) in internal combustion engine vehicles, operating costs, vehicle fuel efficiency, and vehicle emissions has been There has been increasing interest in the harmful effects on Such concerns have emphasized the need to develop alternative fuels to such traditional vehicle fuels. One such area of emphasis is: the issue of developing vehicles that are refueled with natural gas or other methane-type gaseous fuels, whether as a single fuel or as one of the fuels in a dual fuel system. It was hot. As a result, vehicles using such fuels have been produced and are currently in use both domestically and internationally. For example, it is estimated that 275,000 natural gas powered vehicles are still in use in Italy alone. In fact, natural gas has been used continuously as a power fuel in Italy for at least 40 years.
Natural gas is also used as a vehicle power fuel in several foreign countries, including France, New Zealand, Canada, Iran, Australia, the Netherlands, and the United Kingdom. It is estimated that nearly 20,000 vehicles in the United States currently use natural gas.
One of the first efforts to use natural gas as a vehicle fuel was when Southern California Gas Co. installed almost 1,000 cars on compressed natural gas (CNG) refueling systems between 1969 and 1970. It is expressed in the transformation. Dual fuel conversion systems that allow conventional cars to run on gasoline or natural gas are already commercially available and available by several domestic and foreign companies. Conversion kits that allow conventional cars to run exclusively on natural gas are not generally known to be commercially available, but Ford recently produced a promotional vehicle of this type. . The vehicle is based on the Ford LN7 two-seater vehicle and has a built-in lightweight storage cylinder used to store self-contained natural gas. A more detailed discussion of the development and use of natural gas as a power fuel for vehicles can be found in the following documents, which are hereby incorporated by reference. Namely, "Compressed Natural Gas (CNG); Fuel for Utility Vehicles - Pros and Cons" by the American Gas Association, Division of Operations, February 1982, and by the Space Corporation for the Division of Energy (DOE/CE/50179-1). This is the document titled ``Evaluation of Methane Fuels for Automobiles,'' published in February 1982. In order to provide a reasonable refueling range for vehicles refueled with such gaseous fuels, it was previously common to
It was necessary to store gaseous fuel inside the vehicle at very high pressures ranging from 13.9 to 20.7 MPa. Without this on-board storage at high pressure, the actual storage capacity of such vehicles would conventionally have to be limited due to the space and weight ratio to the energy equivalent of approximately 3.7 to 19 liters of gasoline. be. Thus, only by compressing gaseous fuel to such high pressures could the on-board fuel storage capacity of such vehicles be increased to the point where a reasonable refueling stroke range could be achieved. One of the disadvantages of the compressed gas fuel system mentioned above is that
This required complex, expensive and time consuming refueling equipment to compress the fuel to such high pressures. It is known that with such refueling devices, refueling the vehicle from the user's home natural gas supply system is commercially impractical on an individual budget scale. Another disadvantage of high pressure in-vehicle natural gas storage systems is that they typically require the use of heavy structural walls, which increases the cost and weight of the system. Furthermore, as the cylinder is evacuated during vehicle operation, the pressure within the cylinder is significantly reduced, which can result in considerable condensation in the associated piping. An alternative to the fuel storage and vehicle travel problems described above is to store in-vehicle fuel in liquid form, typically at or near atmospheric pressure, so that sufficient fuel can be carried inside the vehicle and is affordable. The aim was to provide a range of refueling strokes. However, such liquefied gas storage methods are also advantageous given that they must be provided with complex and expensive cryogenic equipment both on-board the vehicle and at the refueling station to establish and maintain the required low gas temperatures. That is impossible. In gaseous fuel storage for non-vehicle fixed installations, it has been discovered that the use of high surface area adsorbents can significantly increase storage capacity at relatively low pressures. Such adsorbents typically include zeolites, activated carbon, and silica gel. For example, Spangler U.S. Pat.
A hydrocarbon gas method and apparatus are disclosed. For automotive applications, the use of high surface area materials to adsorb natural gas is recommended for in-vehicle gas storage, at least in a report entitled ``Natural Gas Storage with Zeolites'' published in early August 1971. It has been suggested as a possible way to increase capacity. This report by Ronald A. Manson and Robert Ayclifton, Giunia, is published by the Department of Mines,
It was published by the United States Domestic Division (Technology Progress Report 38) and is attached hereto as a reference. A preliminary analysis of this idea was carried out in the second, second and third chapters of the above-mentioned report entitled “Evaluation of Methane Fuels for Vehicles”.
It is also presented in Sec. The calculations used in this analysis indicate that a natural gas storage system using adsorption methods would have approximately twice the weight of a conventional high pressure natural gas storage system. The extent of research efforts devoted to developing sorbent fuel storage systems for automobiles is illustrated by recent efforts by Futo. Two papers entitled ``Methane Adsorption by Activated Carbon and Zeolites'' by K. Otto and ``Low Pressure Methane Storage System for Vehicles - Preliminary Idea Evaluation'' by J. Braslow et al. were published in December 1981 in Miami Beach, Florida. Presented at the 4th International Conference on Alternative Energy Sources. All of the above is as attached to this specification. These papers discuss research experiments conducted to determine the effect of heat from methane adsorption on carbon capacity and the limitations of adsorption-based methane storage. Importantly, a very recent paper from Ford states that the preferred method of storing methane in a vehicle is to use gaseous fuel, without the use of adsorbents, e.g.
It was concluded that "storage at high pressures of 17 MPa (2,500 psig) or higher is recommended." In fact, it is also stated that ``it is difficult to imagine storing methane in a vehicle below approximately 17 MPa unless very good adsorbents are used.'' This paper entitled “Storage systems containing adsorbent for natural gas vehicles” written by Amos Golovoy,
It was submitted to the Society of Automotive Engineers of America conference held in Detroit, Michigan in February 1983, and is attached to this specification as a reference. Therefore, despite significant and extensive research and development efforts in the area of gaseous fuel vehicles,
Natural gas fuel storage or replenishment systems that apply adsorption storage technology to in-vehicle fuel storage systems and their replenishment systems have not yet appeared. In fact, the compressed natural gas and liquefied natural gas systems described above are generally considered to be the only two possible systems for natural gas powered vehicles. Thus, there is a need for hydrocarbon gas-fueled vehicles that can store fuel in reasonable amounts at relatively low pressure in the vehicle, and the practicality of allowing users to refuel such vehicles from the domestic natural gas supply system. This created the need for an inexpensive refueling system. One of the principal objects of the present invention is to provide a low pressure gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system for a vehicle that uses sorption methods to reduce the pressure at which the gaseous hydrocarbon fuel is stored. . Another object is to provide a low pressure gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system for transporting gaseous hydrocarbon fuel by sorption methods to storage means within a vehicle. Related objects also include providing a sorption filter that is self-cleaning during operation of the vehicle. A further object is to provide a low-pressure gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system that can use a plurality of storage containers so that gaseous hydrocarbon fuel can be stored in a vehicle. can give. It is an additional object of the present invention to provide a low pressure gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system that can be used in both single and dual fuel supply systems. However, another object is to provide a low pressure gaseous hydrocarbon fuel storage system and engine system that can be charged from either a fixed source of low pressure or high pressure gaseous hydrocarbon fuel. A more specific object of the present invention is to provide a natural gas storage system and engine system for a vehicle that is economical, operates at pressures below 3450 KPa, and at the same time provides a reasonable operating range. (Summary of the Invention) In order to achieve the above objects, the present invention provides a gaseous hydrocarbon self-storage means, a prime mover, a means for reciprocating gaseous hydrocarbon fuel from the self-storage means, and a self-storage means. The present invention provides a gaseous hydrocarbon fuel low pressure storage system and engine system that generally comprises means for controlling the flow of gaseous hydrocarbons from the engine to the prime mover. The self-contained means, which may include one or more containers or cylinders, contain a predetermined sorbent to reduce the pressure when a predetermined amount of gaseous hydrocarbon fuel is stored. A prime mover, such as an internal combustion engine, includes a device for combining a gaseous hydrocarbon fuel with air to produce therefrom the mechanical energy necessary to move a vehicle. The conveying device conveys the gaseous hydrocarbon fuel from the fixed source of gaseous hydrocarbon fuel to the storage device;
At the same time, it is installed to convey gaseous hydrocarbon fuel from the storage means to the coupling device of the prime mover during operation of the vehicle. In a preferred embodiment, the maximum pressure at which the gaseous hydrocarbon fuel is stored in the storage device is preferably in the range of approximately 689 to 2760 KPa. One of the important advantages of the invention is the use of a sorption filter interposed within the conveying device between the storage means and the prime mover. When the vehicle's fuel storage system is filled, this filter sorbently removes certain components from the gaseous hydrocarbons, which are then conveyed to the storage device. When the prime mover is subsequently started and the gaseous hydrocarbons are conveyed from the storage device to the prime mover for consumption, the filter transfers the removed components back into the stream of gaseous hydrocarbons being conveyed to the prime mover. Guide and remove. The adsorption filter therefore not only prevents certain undesirable fuel components or contaminants from being introduced into the storage device, but also acts as a self-cleaning or regeneration filter during operation of the vehicle. Another important aspect according to the present invention becomes apparent in connection with the use of multiple containers or cylinders to store gaseous hydrocarbons. In particular, a manifold is provided to distribute gaseous hydrocarbons received from a fixed source to each of a plurality of vessels, collect the gaseous hydrocarbons stored in the one or more vessels, and use the gaseous hydrocarbons to fuel the prime mover or fuel. Transport it to the engine. The manifold simultaneously equalizes the pressure and prevents the pressure inside the container from exceeding a predetermined pressure, directs the flow of gaseous hydrocarbons toward the container, senses the pressure inside the container, and moves the gaseous hydrocarbons back and forth between the storage containers. The flow of fuel can be selectively controlled. The storage container can be enclosed within one or more compartments that are simultaneously separate from the passenger compartment of the vehicle and vented to the outside air of the vehicle. (Example) Additional objects, effects, and features of the present invention are as follows:
It will become clear from the following description and claims, taken together with the accompanying drawings. FIG. 1 shows a general perspective view of a gaseous hydrocarbon fuel low pressure storage system and engine system 210 in accordance with the present invention. Engine system 210 represents an actual configuration of the present invention. FIG. 1 shows the physical location of various components of engine system 210 along with an actual vehicle 212 (shown in silhouette) that was used to illustrate the principles of the invention. According to the manner in which it is actually configured, the vehicle 212 is
It is a 1983 Ford "EXP" type car. However, the principles of the invention are not limited to the embodiment shown in FIG. 1, but are equally applicable to other gaseous hydrocarbon storage system and engine system examples, as will become apparent from the following discussion. We should keep in mind that it is possible. FIG. 2 shows a schematic diagram of an engine system 210. Since some of the components of engine system 210 are best shown in FIG. 2, FIGS. 1 and 2 will be used together to explain the overall structure and operation of the engine system. Engine system 210 contains four sets of cylinders 214 that are used to store a reserve quantity of gaseous hydrocarbon fuel for vehicle 212 . While natural gas is used for the gaseous hydrocarbon fuel, other gaseous hydrocarbon fuels such as propane, methane, butane may also be used. Each set of cylinders 214 is enclosed and mounted in a compartment separate from the passenger compartment of vehicle 212. Thus, engine system 210 includes compartment 216 housing nine cylinders, compartment 218 housing five cylinders, compartment 220 housing six cylinders, and compartment 220 housing three cylinders. 222. The compartments described above are as shown in silhouette in FIG. Note also that compartment 222 contains two cylinders 224 that are smaller than the cylinders 214 used throughout the rest of the storage system. Therefore, the storage system portion of engine system 210 includes a total of 23 cylinders for storing natural gas or other gaseous hydrocarbon fuel. These 23 storage cylinders total approximately
It has a gas storage capacity of 0.23 cubic meters. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, cylinders 214, 224 are conventional extinguisher-type cylinders. The number and shape of cylinders 214 and 224 are
2 and do not make any significant changes to the structure of car 212 other than removing the gas tank originally fitted to car 212. It should be noted that the principles of the invention are not limited in any way to the specific number and shape of cylinders shown in FIGS. 1 and 2. In fact, even 23 cylinders can be replaced by a single storage vessel in appropriate applications. Accordingly, it should be understood that a variety of suitable types, shapes, and sizes of storage containers may be used in accordance with the present invention. The only essential requirement for such storage vessels is that they can be compressed to the maximum pressure limit when the storage system is in operation. Engine system 210 also includes a fuel port 226 located at an in-vehicle location typically used to supply gasoline to a vehicle. The fuel port 226 is connected to the quick-acting connector body 22.
8, a check valve 230 and a pressure gauge 232. The quick-acting connector body 228 is connected to the cylinders 214, 2
24 is used to provide a fluid communication link to a fixed source of gaseous hydrocarbons to fuel or suffuse 24. Such a fixed source of gaseous hydrocarbon fuel is described in a co-pending application entitled "Gaseous Refueling System," which is assigned to the assignee of the present invention and has the same filing date as this application. This joint application discloses a stationary source for supplying fuel to a gaseous fuel consuming device, such as a vehicle 212. This refueling device supplies gaseous fuel from approximately 689~
It is installed to compress or pressurize up to a range of 2760KPa. This replenishment device therefore represents a low pressure, fixed source of gaseous hydrocarbon fuel. Such refueling systems and model vehicles herein are referred to herein as "Gaseous Hydrocarbon Fuel Storage for Vehicles and Related Refueling Systems" filed on the same date as the present application and assigned to the same assignee as the present invention. As disclosed in the joint application titled ``System and Engine System''. Both of these applications are incorporated herein by reference. One of the advantages of the present invention is that the storage system can be filled from either a fixed low pressure fuel source or a high pressure fuel source. In the particular embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, gaseous hydrocarbon fuel can be supplied to the storage system at pressures up to 20.7 MPa. Such a fixed source of high pressure gaseous hydrocarbon fuel can be supplied, for example, by refueling stations used in motor vehicle fleets. Check valve 230 allows gaseous hydrocarbon fuel to flow from the stationary fuel source to storage cylinders 214, 224 through fast-acting connector body 228, and allows gaseous hydrocarbon fuel to flow from the storage cylinder through the connector body. Used to prevent backflow to the outside. As with the quick acting connector body 228, the check valve 230 may be constructed of conventional commercially available equipment suitable for the operation described above. For example, check valve 2 in an example according to the invention
No. 30 uses a model B-8CPA2-350 check valve manufactured by Nupro, Willoughby, Ohio. The pressure gauge 232 is connected to the storage cylinders 214, 224.
used to visually indicate the pressure within. As one skilled in the art will appreciate, the pressure gauge 232
may be particularly useful if the storage system is charged with gaseous hydrocarbon fuel, since the pressure scale will indicate the amount of gas stored. The aforementioned fuel port 226 connects gaseous hydrocarbon fuel from a stationary fuel source to the storage cylinders 214,2.
24 and constitutes part of the conveying means of the present invention used to convey the fuel stored in these cylinders to the prime mover of the vehicle 212. In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, this prime mover typically comprises an internal combustion engine 234. However, the principle of the present invention is that the prime mover mixes gaseous hydrocarbon fuel with air and from there
Note that we are not limited to a particular type of prime mover, as long as it is provided with the means to create the mechanical energy necessary to move the motor. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, this mixing means consists of a vaporizer 236 and a turbocharger 238. The vaporizer 236 is designed to operate with a gaseous hydrocarbon fuel such as natural gas. In one example of the invention, the vaporizer 236 is manufactured by Impco Vaporizing, Inc. of Cerritos, California.
It is a CA100-8 type vaporizer. Furthermore, in this actually constructed aspect of the invention:
Turbofiller 238 is a model RHB5 turbofiller manufactured by Owner Aishi, Inc. of Decatoua, Illinois. As can be understood by those skilled in the art, the turbo filler 2
38 is used to increase the pressure of intake air into the engine to further increase horsepower. Because engine system 210 is designed to operate exclusively on gaseous hydrocarbons rather than gasoline, certain advantageous modifications are made to engine 234 in the actual configuration of FIG. These changes, along with the use of natural gas as a fuel for engine 234,
It is designed to optimize the performance of 4. First, the compression ratio for this stock engine in car 212 has been increased from 8:1 to 13.6:1 to take advantage of the relatively high octane rating of natural gas. As will be understood by those skilled in the art, each increment in compression ratio is typically such that each increase in thermodynamic efficiency is 3%, depending on the percentage increase in compression ratio. This increase in compression ratio was accomplished by installing longer pistons in the engine, milling the engine head appropriately, and reducing the volume within the engine cylinders. It is also worth noting that the engine ignition timing has been appropriately advanced to account for the difference in fuel speed between gasoline and natural gas. It should also be noted that converting vehicle 212 to a natural gas powered vehicle has made it possible to remove the catalytic converter and other standard pollution control equipment from the vehicle. Removing this equipment means that natural gas is a significantly cleaner fuel than gasoline (i.e.
This is due to the recognition of the fact that the amount of harmful emissions is low. Cylinders 214, 22 for storing gaseous hydrocarbon fuel
4 and from these cylinders to the engine 234.
Returning to the apparatus for conveying the fuel to the vaporizer 236, a high pressure line 240 is provided for receiving the gaseous hydrocarbon fuel supplied to the fuel port 226. The high pressure pipe 240 is made of stainless steel,
It is desirable to be able to withstand pressures up to 20.7 MPa. A high pressure regulator 242 is mounted within the compartment 222 and connected to the high pressure line 240 to limit the maximum pressure at which gaseous hydrocarbon fuel may be stored within the cylinders 214,224. In particular, the high pressure regulator 242 serves to reduce the pressure from a pressure of 20.7 MPa to a maximum pressure of 2070 KPa. Therefore, the gaseous hydrocarbon fuel is transferred to the cylinders 214,
The maximum pressure that can be stored in 224 is approximately 2070KPa. In the actually constructed embodiment of the invention shown in FIGS. 1 and 2, high pressure regulator 242 comprises a model 1301G high pressure regulator manufactured by Fisher Control, Inc. of Marshall, Iowa. . However, as with all of the various components of engine system 210, the principles of the present invention
The present invention is not limited to the particular high pressure regulator used in the actual configuration according to FIGS. 1 and 2. It should therefore be noted that other pressure regulating devices may be used to provide suitable maximum pressure limits in appropriate applications. For example, the maximum pressure at which the gaseous hydrocarbon fuel is stored is preferably within the range of approximately 689-2760 KPa, although higher or lower maximum pressure limits may be used as well. However, one of the major advantages of the present invention is that the engine system 210 can store reasonable amounts of gaseous hydrocarbons at relatively low pressures, ie, at pressures of approximately 3450 KPa or less. You should understand that. In fact, for a pressure limit of 2070 KPa, the range of embodiments of the invention as actually constructed is approximately 161 to 177 kilometers per hour when tested with vehicle 212 traveling at a constant speed of 72 kilometers per hour. It was shown that One of the important components of the delivery system is the manifold body 244 used to distribute the gaseous hydrocarbon fuel contained in each cylinder 214, 224 from a fixed fuel supply. The manifold body 224 is connected to the cylinders 214, 22
It is also used to collect gaseous hydrocarbon fuel stored in engine 234 and convey it to carburetor 236 of engine 234. Manifold body 244 is connected to high pressure regulator 242 via low pressure piping 246. Note that for low pressure operation, the piping 246, like the other piping within the engine system 210, is preferably made of copper. However, in configuring these piping,
It goes without saying that other suitable materials could be used, such as coated aluminum or braided steel hose. As best seen in FIG. 5, manifold body 244 constitutes manifold block 248. The manifold block 248 is preferably made of aluminum and defines an inlet port 250 for receiving gaseous hydrocarbon fuel from a fixed source and an outlet port 252 for receiving gaseous hydrocarbon fuel from a fixed source. Preferably, the stored gaseous hydrocarbon fuel is conveyed to a carburetor 236 of the engine 234. Also, the manifold block 248 is attached to the vehicle body 212.
A plurality of bolts 254 are provided for attachment to. Manifold block 248 similarly defines bidirectional holes to direct gaseous hydrocarbon fuel to each chamber 216-2.
Transported between 22 and 22 hours. Thus, for example, manifold block 248
defines a bi-directional hole 256 that conveys gaseous hydrocarbon fuel between cylinders 214 contained within chamber 218 . Manifold body 244 also defines a filter material 258 connected to each of the two-way holes in manifold block 248 to permit flow of gaseous hydrocarbon fuel to each chamber 216-222. According to the actual construction of FIG. 1, each of these filter materials 258 comprises a TF series Nyup filter. However, it should be noted that other filters known to those skilled in the art that are suitable for substantially preventing the introduction of particles and other impurities into the cylinders 214, 224 may be used. It is therefore also suitable to use, for example, fibrous filters, mesh filters or filters of sintered construction. At the same time, manifold block 248 and compartment 21
A three-way valve 260 is located between 8-222.
These three-way valves are connected to the gaseous hydrocarbon fuel chamber 216.
-222 to individually control the flow rate between each of them. Thus, for example, a three-way valve 260 located between compartment 218 and manifold block 248 may be manually closed to prevent any flow of gaseous hydrocarbon fuel between cylinders 214 contained within this compartment. can. According to the actual construction of FIG. 1, these three-way valves 260 direct the gas sample to each chamber 216-22.
It can also be used as can be obtained from 2. The manifold body 244 also includes the storage cylinder 21
It also includes a pressure relief valve 262 that is used to ensure that the pressure within 4,224 does not exceed a predetermined pressure range. This predetermined pressure range desirably exceeds the maximum pressure range of the storage system by a predetermined amount, for example 172-1034 KPa. In the embodiment of FIG. 1, pressure relief valve 262 is
It is installed so that it opens when the pressure is 2930KPa. The manifold body 244 is connected to the cylinders 214, 2
A transducer 264 for sensing the pressure within 24 is also configured. The transducer 264 is of the Qulite type.
Any suitable pressure transducer may be used, such as an IPTE-1000 pressure transducer. Pressure transducer 264 outputs an electrical signal to a digital display 266 located within the passenger compartment of the vehicle body that is used to visually display the pressure sensed by the transducer. It can therefore be seen that the digital display 266 serves as a fuel gauge for the driver of the vehicle 212. It should also be noted that the pressure gauge 232 described above is also connected to the manifold block 248 via piping 268. Finally, the manifold body 244 allows the gaseous hydrocarbon fuel to pass through the outlet holes 25 of the manifold block 248.
2 to the carburetor 236 of the engine 234. Therefore, the manual valve 270 is configured to prevent gaseous hydrocarbon fuel from being transferred from the cylinders 214, 224 to the engine 234 for maintenance of the engine system 210, etc., for example.
Provides a means for manually shutting off all flow to the In the actual configuration example shown in FIG. 1, the manual valve 270 is
Consists of valves from the NewPro B8P6T series. The engine system 210 also includes a gaseous hydrocarbon fuel storage system to the carburetor 2 of the engine 234.
Also provided is a device for controlling the flow to 36. This control device includes a pair of regulators 272-2.
74 and a switch 276. Regulators 272, 274 are used to reduce the pressure of gaseous hydrocarbon fuel delivered to vaporizer 236. In the actual configuration example shown in FIG. 1, regulator 272 is comprised of a Fisher 620 series regulator that reduces the pressure from 2070 KPa to 689 KPa, and regulator 274 reduces the pressure from 689 KPa to approximately atmospheric pressure. It consists of a lowering Impco PEV type regulator. Switch 276 is used to selectively enable gaseous hydrocarbon fuel to flow from the storage system toward carburetor 234 and is mounted in response to ignition switch closing and engine 234 starting. In the actual configuration example shown in FIG.
is constructed with an Impco series VFF-30 fuel lock filter. Furthermore, with respect to switch 276, as with other components of the engine system, the principles of the present invention are not limited to the particular configuration shown in FIG.
It should be understood that other suitable components may equally be used. The specific configuration of storage cylinders 214, 224 will now be described with reference to FIGS. 3 and 4. Each storage cylinder has an inlet hole and an outlet hole 2 for conveying gaseous hydrocarbon fuel between the cylinders.
It has a built-in 78. Importantly, each of the storage cylinders 214, 224 includes a sorbent 280 to reduce the pressure when the gaseous hydrocarbon fuel is stored within the cylinder. As used herein, the terms "sorbent" and "sorbent" are intended to refer to "adsorbents", "absorbents", or both. Absorbents include, for example, activated carbon, zeolite compounds,
It can be comprised of any of a variety of clays or a series of adsorbents such as silica gel or molecular sieves. Such adsorbents may take the form of pellets, spheres, or other suitable forms, and the surface area of the adsorbent is optimized to optimize the amount of gaseous fuel adsorbed onto its surface. The present invention also contemplates the use of a liquid absorbent, such as a liquid coating on the absorbent. In the actual configuration example shown in Figure 1, Columbia class
Although 9LXC activated carbon pellets are used as the sorbent 280 and are generally considered the preferred sorbent, other sorbents may be used in their place. Examples of such sorbents are listed below.
【表】
門
8×12ビード
[Front] Gate
8x12 beads
【表】
エンジン系統210の貯蔵系統を使用する前に
収着剤280を活性化する方が有利であることが
発見された点に注意されたい。
殊に、収着剤をまずシリンダ214,224内
へ最大限可能なだけつめこみ、その後、各シリン
ダは負圧に排気される。
その後各シリンダはオーブン内に置かれるかそ
れとも加熱されその後再び排気される。
各シリンダ214,224はそれぞれ収着剤2
80がシリンダ214,224内に保持されるよ
うにするだけでなく、粒子その他の不純物が収着
剤280に導入される作用を相当妨げるために使
用される2個のフイルタ282,284を内蔵し
ている。
第1図の実際の構成例では、フイルタ282は
ガス浸透性のせんい性ポリエステルデイスクでフ
イルタ284はニユープロ社のTFシリーズフイ
ルタにより得られるステンレススチールメツシユ
ストレーナ材である。
これらメツシユストレーナ材はそれぞれ圧力ば
め関係によつてシリンダのスチール製キヤツプ2
82に固定された。
更に、シリンダ214,224はれぞれ炭化水
素ガス燃料がこれらシリンダのそれぞれの間を往
復して流れる運動を選択に可能にし、収着剤を活
性化させている間真空状態を維持するために弁2
88をも備えている。
今度は第6図、第7図および第8図に即して、
区分室216−222の一般的構造およびこれら
の区分室内にシリンダ214,224を取り付け
るための構造について述べることにする。
第6図は、シリンダを区分室へ固定するために
区分室218−222のすべてに使用される第一
受台を示す。
第7図は、第8図に示したように、上列シリン
ダを区分室216内の下列シリンダに固定するた
めに使用される第二受台292を示す。
受台290はほぼ平行に整合され一対のブラケ
ツト材298,300により連結される二つのラ
ツク材294,296から構成されているのが普
通である。
ラツク材294,296はそれぞれシリンダの
形に合致し、シリンダを嵌め合せ的に受容するよ
うに装着される複数の弓形フランジ部分302を
構成している。
その後、従来の締め付けリング304を使用し
て締め付けリング304をシリンダとフランジ部
分302のまわりに締め付けることによつてシリ
ンダの各端を各ラツク材294,296に固定す
る。
受台292は区分室216内の上列シリンダと
下列シリンダの間に差しはさまれるような形をし
た一対の独立のラツク材306から構成される。
各ラツク材306は交互に対向しあう複数の弓
形フランジ部分308を構成している。ラツク材
306の片側のフランジ部分308は、従来の締
め付けリングを介して区分室216内の下列シリ
ンダへラツク材を取り付けるために使用される
が、一方、ラツク材の他方側のフランジ部分が3
08はこの区分室内で上列シリンダを下列シリン
ダへ固定するために使用される。
第8図は、完全組立てられた区分室216の破
断透視図を示す。
まず、当業者に周知の従来からの手段によつて
区分室216に受台290を固定できるという点
に注意されたい。
更に、区分室216は、シリンダ214を収納
する上でふさわしい任意の材料によつて構成する
ことができる。
第1図の実際の構成例では、該区分室216は
アルミニウムにより構成された。
ガスを密封するために区分室216の頭部と側
壁間にガスケツトが差しはさまれた。
車の運転中にシリンダ214上で生ずる凝結を
取り除きやすくするために区分室216は、車の
外気と連結することができるように装着された通
気管310を備えている。
同様な通気管は、他の区分室218−222の
それぞれにも設けられている。
第9図から第13図には、炭化水素ガス燃料貯
蔵系統とエンジン系統312の第二番目の態様が
示されている。
第9図はこのエンジン系統の概略図を示す。
エンジン系統312と210との間の重要な差
異の一つは、エンジン系統312が例えば従来か
らのプロパンタンクのような唯一つの貯蔵容器だ
けを備えているという点である。
多くの適用例では唯一つのもしくは二つの貯蔵
容器を備えている方が有利であるが、一連の貯蔵
容器を備えることの効果の一つは、貯蔵系統の熱
伝達特性が一般に一連の貯蔵容器が使用されるば
あいの方が良好であるという点にあるということ
であることにも同様に注意されたい。
収着過程中に熱が発生するから、この熱は、単
一の大きな容器のばあいと比べて一連の小さな容
器からの方がずつと容易に放散するのが普通であ
る。
しかしながら、もし望むならば、適当な熱交換
器をたとえば貯蔵容器314のような単一の容器
の構造に追加することができることはいうまでも
ない。
シリンダ214,224のばあいのように、貯
蔵容器314は、炭化水素ガス燃料が貯えられる
ばあいの圧力を下げるために適当な収着剤315
を充填される。
貯蔵容器314はまた、第10図に最も良く描
かれているようなフイルタ体316をも備えてい
る。フイルタ体316は複数ボルト320を介し
て貯蔵容器314に固定されるアルミニウムブロ
ツク318を構成している。
従来型の80ミクロンフイルタ322が、ボルト
324を介してブロツク318に固定される。
ブロツク318はまた、フイルタ322と、炭
化水素ガス燃料を貯蔵容器314間を往復搬送す
るために使用される導管との間に流体連通リンク
を提供する円周状に配置された8個の通路326
をも形成している。これら通路326は、第10
図の11−11線に沿つて描いたフイルタ体31
6の断面図である第11図に最もよく描かれてい
る。フイルタ322は隣接して配置された複数の
銅板もしくはデイスク328から構成されてい
る。
これら銅板328の一つの透視図が第12図に
示されている。
これら銅板328のそれぞれは、全部で8個の
円周状に配置された開口330と、これら開口か
ら外側方向へ放射状に延び、80ミクロンの大きさ
を有するフイルタの出口を与える一個のスロツト
を構成している。
当業者には理解できるように、銅板328はそ
れぞれ開口330がフイルタ322の長さに沿つ
て垂直な通路を形成するように整合している。フ
イルタ体316はまた、適当なポリエステル材料
(望ましいが必ずしもそうでなくてもよい)を材
質とするガス通気性のせんい性フイルタをも構成
している。
このせんい性フイルタ334はフイルタ322
と収着剤315の間に差しはさまれる。
第9図と第10図の双方から見てとれるよう
に、貯蔵容器314はまた逃し弁336と手動遮
断弁338をも備えている。
逃し弁336は貯蔵容器314内の圧力が、エ
ンジン系統312がその下で働くように企図され
た最大圧を超えないようにする働きを行う。
エンジン系統312はまた、一般に速動コネク
タ体342、逆止め弁344および圧力計346
から構成される燃料ポート340を内蔵してい
る。燃料ポート340と貯蔵容器314の間には
本発明の重要部分を構成する収着フイルタ348
が差しはさまれている。
第13図には収着フイルタの断面図が描かれて
いる。
収着フイルタ348は、炭化水素ガス燃料の貯
蔵容器314へ至る流れを過するための所定収
着剤352を含有する容器350から構成されて
いる。容器350は、エンジン系統312がその
下で働くように企図された最大圧に耐えることが
できる形状もしくは構造のものであればどのよう
なものでも差し支えない。
しかしながら、フイルタ容易350の寸法は貯
蔵容器314の寸法と関連を有していることが一
般に望ましい。
殊に、0.028立方メーターの貯蔵容量に対して
少なくとも0.000147立方メーターのフイルタ容量
を与えることが有利であることが見出された。
収着剤352に関してはこの収着剤は活性炭か
ら構成されていることが望ましい。
この点で、収着フイルタ348内に内蔵された
収着剤352と、貯蔵容器314内に内蔵された
収着剤315は両方とも活性炭から構成すること
ができる。
収着フイルタ348はその各端部にフイルタ材
354とガス通気性のせんい性フイルタ材356
を備えている。
これら二つのフイルタ材は、第3図もしくは第
10図に示したそれらの対応するフイルタ材もし
くはその他の適当なフイルタ構造の何れか一方に
構造が似ていて差し支えない。
収着フイルタ348は、固定燃料供給源によつ
て供給される炭化水素ガス燃料がまず収着フイル
タを通過した後に貯蔵容器314内に貯えられな
ければならないからエンジン系統312の搬送手
段と関連している点に注意されたい。
同様に、貯えられた炭化水素ガス燃料がエンジ
ン系統312の気化器358に搬送できる前に、
この燃料は再び収着フイルタ348を通過しなけ
ればならない。
貯蔵容器314を充填する間、収着フイルタ3
48は、炭化水素ガス燃料が貯蔵シリンダ314
に搬送される前に、先に燃料に導入された着臭剤
だけでなく、炭化水素ガスの所定成分を脱着的か
つ(もしくは)吸収的に取り除く。これら所定成
分はたとえばオイル、水蒸気および燃料のいわゆ
る「重”」成分から構成されている。
一般的にいつて、かかる重成分は、メタンより
も重たいプロパンその他の本成分を含んでいる。
かかる重成分を取り除く目的は、貯蔵容器31
4の容量を最大にするように例えばメタンのよう
な軽量の炭化水素を収着的に貯えることである。
収着フイルタ348はまた時間が経つうちに貯
蔵容器314内に好ましくない燃料成分が蓄積さ
れるのを防ぐ働きをも行う。
エンジン系統312のエンジンが活動し、貯蔵
容易314内に貯えられた炭化水素ガスを消費す
ることができるようになると、収着フイルタ34
8は貯蔵シリンダ314からエンジンの気化器3
58へ至る炭化水素ガス燃料の流れに取り除かれ
た成分と着臭剤を脱着的に再導入する働きをす
る。従つて、収着フイルタ348は貯蔵系統の充
填と排出の各サイクル間に自浄作用を有するとい
う点を理解されたい。
フイルタ348内に含まれた収着剤352から
望ましくない成分を脱着する作用を助けるために
適当な適用例では収着フイルタ348の温度を上
げるための手段を設けても差し支えない。
この昇温手段はエンジン系統312のエンジン
と連絡するようにしてエンジンの作動により発生
した熱が昇温手段によつて利用されるようにする
ことが望ましい。
適当な昇温手段の一つの形としては第9図に示
したような吸着フイルタ348のまわりに包んだ
導管360がある。
この導管は、例えば、エンジン冷却系統もしく
はエンジン排出系統の何れか一つに連結すること
によつて、エンジンが発生した廃熱の少なくとも
一部を利用することができる。
更に、若干の適用例では、収着フイルタを単純
にエンジンの比較的近くに配置し、エンジンが放
射した熱を利用することが有利であるかもしれな
い。
第1図と第9図のエンジン系統210,312
間のもう一つの重要な差異は、エンジン系統31
2が複式燃料系統としての働きを行うように装着
されるという点である。
この複式燃料操作は一対のソレノイド弁36
2,364によつて制御される。ソレノイド弁3
62は、貯蔵容器314から気化器358と働き
の上で関連した空気/燃料混合器366へ至る炭
化水素ガス燃料の流れを制御するために使用され
る。
しかるに、ソレノイド弁364は適当なガソリ
ンタンク(図示せず)からエンジンの気化器35
8へ至る流れを制御するために使用される。ソレ
ノイド弁362と空気/燃料混合器366の間に
二段調節器368が差しはさまれるという点にも
注意されたい。
この調節器368は炭化水素ガスの圧力をほぼ
2070KPaからほぼ大気圧まで下げるために使用
される。
ソレノイド弁362,364は、何れの固定燃
料供給源がエンジンに供されるかを決定するため
に使用される車の乗客コンパートメント内に内蔵
された一つもしくはそれ以上のスイツチに反応し
て働くことができる。
従つて、もし車の運転手がガソリンをエンジン
に供給したと思えば、ソレノイド弁364が開
き、ソレノイド弁362が閉じなければならない
という点を理解されたい。
同様にして、運転手が炭化水素ガスをエンジン
に供給したければ、ソレノイド弁362が開き、
ソレノイド弁364が閉じなければならない。
かかる複式燃料エンジン系統のばあい、両種の
燃料に対してその性能が最適となるようなエンジ
ンを得ることは困難であろうという点にも注意さ
れたい。
しかし、エンジンに供給されている燃料の種類
によるエンジンの点火時期をスイツチに反応して
自動的に調節することのできる装置が市販されて
いる。
以上の論述は、本発明の実施例を開示した説明
したものである。
当業者は、かかる論述より、特許請求範囲に規
定した本発明の精神と範囲からはずれることなく
そこに各種の変更、修正を施こすことができるこ
とを容易に理解されるはずである。Note that it has been discovered that it is advantageous to activate the sorbent 280 before using the storage system of the engine system 210. In particular, the sorbent is first packed into the cylinders 214, 224 to the maximum extent possible, after which each cylinder is evacuated to negative pressure. Each cylinder is then placed in an oven or otherwise heated and then evacuated again. Each cylinder 214, 224 has a sorbent material 2
It incorporates two filters 282, 284 which are used to not only ensure that the sorbent 80 is retained within the cylinders 214, 224, but also to significantly prevent particles and other impurities from being introduced into the sorbent 280. ing. In the actual configuration shown in FIG. 1, filter 282 is a gas permeable fibrous polyester disc and filter 284 is a stainless steel mesh strainer material obtained from the NewPro TF series filters. Each of these mesh strainers is attached to the cylinder's steel cap 2 by means of a pressure fit relationship.
Fixed at 82. Further, the cylinders 214, 224 each selectively allow movement of the hydrocarbon gas fuel to flow back and forth between each of these cylinders to maintain a vacuum while activating the sorbent. valve 2
It also has 88. This time, according to Figures 6, 7 and 8,
The general structure of compartments 216-222 and the structure for mounting cylinders 214, 224 within these compartments will now be described. FIG. 6 shows the first cradle used in all of the compartments 218-222 to secure the cylinder to the compartment. FIG. 7 shows a second pedestal 292 used to secure the upper row cylinder to the lower row cylinder in the compartment 216 as shown in FIG. The pedestal 290 typically consists of two racks 294, 296 aligned substantially parallel and connected by a pair of brackets 298, 300. The racks 294, 296 each define a plurality of arcuate flange portions 302 that conform to the shape of the cylinder and are mounted to receive the cylinder in a mating manner. Thereafter, each end of the cylinder is secured to each rack 294, 296 by tightening the tightening ring 304 around the cylinder and flange portion 302 using a conventional tightening ring 304. The pedestal 292 is comprised of a pair of independent rack members 306 that are shaped to be inserted between the upper and lower cylinders in the compartment 216. Each rack 306 defines a plurality of alternating opposing arcuate flange portions 308. The flange portion 308 on one side of the rack 306 is used to attach the rack to the lower row cylinder in the compartment 216 via a conventional clamping ring, while the flange portion 308 on the other side of the rack
08 is used to secure the upper cylinder to the lower cylinder within this compartment. FIG. 8 shows a cutaway perspective view of compartment 216 fully assembled. First, it should be noted that pedestal 290 can be secured to compartment 216 by conventional means well known to those skilled in the art. Additionally, compartment 216 may be constructed of any material suitable for housing cylinder 214. In the actual configuration shown in FIG. 1, the compartment 216 was constructed of aluminum. A gasket was inserted between the head and side walls of compartment 216 to seal the gas. To facilitate the removal of condensation that forms on the cylinder 214 during operation of the vehicle, the compartment 216 is equipped with a vent pipe 310 mounted so that it can be connected to the outside air of the vehicle. Similar vent pipes are provided in each of the other compartments 218-222. A second embodiment of the hydrocarbon gas fuel storage system and engine system 312 is shown in FIGS. 9-13. FIG. 9 shows a schematic diagram of this engine system. One important difference between engine systems 312 and 210 is that engine system 312 includes only one storage vessel, such as a conventional propane tank. Although it is advantageous in many applications to have only one or two storage vessels, one advantage of having a series of storage vessels is that the heat transfer characteristics of the storage system generally It should also be noted that this means that it is better when used. Since heat is generated during the sorption process, this heat is usually dissipated more easily from a series of smaller containers than from a single large container. However, it will be appreciated that suitable heat exchangers can be added to the structure of a single vessel, such as storage vessel 314, if desired. As with the cylinders 214, 224, the storage vessel 314 is coated with a suitable sorbent material 315 to reduce the pressure in which the hydrocarbon gas fuel is stored.
is filled with. Storage vessel 314 also includes a filter body 316, best depicted in FIG. Filter body 316 constitutes an aluminum block 318 that is secured to storage vessel 314 via bolts 320. A conventional 80 micron filter 322 is secured to block 318 via bolts 324. Block 318 also includes eight circumferentially arranged passageways 326 that provide fluid communication links between filter 322 and the conduits used to transport hydrocarbon gaseous fuel to and from storage vessel 314.
It is also formed. These passages 326 are the tenth
Filter body 31 drawn along line 11-11 in the figure
11, which is a cross-sectional view of 6. Filter 322 is comprised of a plurality of adjacent copper plates or disks 328. A perspective view of one of these copper plates 328 is shown in FIG. Each of these copper plates 328 defines a total of eight circumferentially arranged apertures 330 and one slot extending radially outwardly from these apertures to provide an outlet for a filter having a size of 80 microns. are doing. As will be understood by those skilled in the art, the copper plates 328 are each aligned such that the apertures 330 form a vertical passageway along the length of the filter 322. Filter body 316 also comprises a gas permeable fibrous filter made of a suitable polyester material (preferably, but not necessarily). This thin filter 334 is similar to the filter 322.
and the sorbent 315. As can be seen in both FIGS. 9 and 10, storage vessel 314 also includes a relief valve 336 and a manual shutoff valve 338. Relief valve 336 serves to prevent the pressure within storage vessel 314 from exceeding the maximum pressure under which engine system 312 is intended to operate. The engine system 312 also generally includes a quick acting connector body 342, a check valve 344 and a pressure gauge 346.
It has a built-in fuel port 340 consisting of. Between the fuel port 340 and the storage vessel 314 is a sorption filter 348 which is an essential part of the present invention.
There is a difference between them. FIG. 13 depicts a cross-sectional view of the sorption filter. Sorptive filter 348 is comprised of a vessel 350 containing a predetermined sorbent 352 for passing the flow of hydrocarbon gaseous fuel to storage vessel 314 . Container 350 may be of any shape or construction capable of withstanding the maximum pressures under which engine system 312 is intended to operate. However, it is generally desirable that the dimensions of the filter 350 be related to the dimensions of the storage container 314. In particular, it has been found to be advantageous to provide a filter capacity of at least 0.000147 cubic meters for a storage capacity of 0.028 cubic meters. Regarding the sorbent 352, the sorbent is preferably comprised of activated carbon. In this regard, both the sorbent 352 contained within the sorption filter 348 and the sorbent 315 contained within the storage vessel 314 may be comprised of activated carbon. The sorption filter 348 has a filter material 354 and a gas permeable fibrous filter material 356 at each end thereof.
It is equipped with These two filter materials may be similar in construction to either their corresponding filter materials shown in FIG. 3 or FIG. 10 or any other suitable filter construction. Sorption filter 348 is associated with the delivery means of engine system 312 because the hydrocarbon gas fuel supplied by the stationary fuel source must first pass through the sorption filter before being stored in storage vessel 314. Please note that there are Similarly, before the stored hydrocarbon gas fuel can be delivered to the carburetor 358 of the engine system 312,
This fuel must again pass through sorption filter 348. While filling the storage container 314, the sorption filter 3
48 is a storage cylinder 314 in which hydrocarbon gas fuel is stored.
Before being conveyed to the fuel, predetermined components of the hydrocarbon gas as well as the odorant previously introduced into the fuel are removed desorbingly and/or absorptively. These predetermined components consist, for example, of oil, water vapor and the so-called "heavy" components of the fuel. Generally, such heavy components include propane and other main components that are heavier than methane. The purpose of removing such heavy components is to remove the heavy components from the storage container 31.
4. Sorptive storage of light hydrocarbons, such as methane, to maximize capacity. Sorption filter 348 also serves to prevent undesirable fuel components from building up within storage vessel 314 over time. When the engines of the engine system 312 are activated and are able to consume the hydrocarbon gas stored in the storage facility 314, the sorption filter 34
8 from the storage cylinder 314 to the engine carburetor 3
58 serves to desorbively reintroduce removed components and odorants into the hydrocarbon gas fuel stream to 58. Therefore, it should be understood that the sorption filter 348 is self-cleaning between each cycle of filling and draining the storage system. Means may be provided to increase the temperature of the sorption filter 348 in suitable applications to assist in desorbing undesirable components from the sorbent 352 contained within the filter 348. Preferably, the temperature raising means is in communication with the engine of the engine system 312 so that the heat generated by the operation of the engine is utilized by the temperature raising means. One form of suitable heating means is a conduit 360 wrapped around an adsorption filter 348 as shown in FIG. The conduit can utilize at least a portion of the waste heat generated by the engine, for example by being connected to either an engine cooling system or an engine exhaust system. Additionally, in some applications it may be advantageous to simply place the sorption filter relatively close to the engine and take advantage of the heat radiated by the engine. Engine systems 210, 312 in Figures 1 and 9
Another important difference between the engine system 31
2 is mounted to act as a dual fuel system. This dual fuel operation involves a pair of solenoid valves 36.
2,364. solenoid valve 3
62 is used to control the flow of hydrocarbon gas fuel from storage vessel 314 to air/fuel mixer 366 operably associated with vaporizer 358 . However, the solenoid valve 364 is connected to the engine's carburetor 35 from a suitable gasoline tank (not shown).
used to control the flow to 8. Note also that a two-stage regulator 368 is interposed between the solenoid valve 362 and the air/fuel mixer 366. This regulator 368 adjusts the pressure of the hydrocarbon gas to approximately
It is used to lower the pressure from 2070KPa to almost atmospheric pressure. The solenoid valves 362, 364 operate in response to one or more switches contained within the passenger compartment of the vehicle that are used to determine which stationary fuel supply is provided to the engine. Can be done. Therefore, it should be understood that if the driver of the vehicle believes that gasoline has been applied to the engine, solenoid valve 364 must open and solenoid valve 362 must close. Similarly, if the driver wishes to supply hydrocarbon gas to the engine, solenoid valve 362 opens;
Solenoid valve 364 must be closed. It should also be noted that in the case of such dual fuel engine systems, it may be difficult to obtain an engine whose performance is optimal for both types of fuel. However, there are devices on the market that can automatically adjust the ignition timing of an engine in response to a switch depending on the type of fuel being supplied to the engine. The foregoing discussion discloses and describes embodiments of the invention. Those skilled in the art should easily understand from this discussion that various changes and modifications can be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the claims.
第1図は本発明による低圧炭化水素燃料貯蔵系
統とエンジン系統の透視全体図、第2図は第1図
の低圧炭化水素ガス燃料貯蔵系統とエンジン系統
の略図、第3図は第1図の炭化水素ガス燃料貯蔵
シリンダの一つの分解組立図、第4図は3−3線
に沿つて描いた第2図のシリンダの断面図、第5
図は、第1図の低圧炭化水素ガス燃料貯蔵系統と
エンジン系統の一部の透視図で、特に本発明によ
るマニホルド手段を図解したもの、第6図は、車
内に貯蔵シリンダを取りつけるために使用する第
一受台の透視図、第7図は、車内に貯蔵シリンダ
を取り付けるために使用する第二受台の透視図、
第8図は本発明による二列室の破断透視図、第9
図は本発明による第二低圧炭化水素ガス燃料貯蔵
系統とエンジン系統の略図、第10図は、第9図
の貯蔵系統の一部の断面図で、特に貯蔵タンクに
直列となつたフイルタを図解したもの。第11図
は11−11線に沿つて描いた第10図のフイル
タ体の断面図、第12図は第10図に示したフイ
ルタデイスクの一つの透視図、第13図は、第9
図に示した吸着フイルタの断面図。
210……エンジン系統、212……車、21
8,220,222……区分室、214,224
……シリンダ、226……燃料ポート、226…
…コネクタ体、230……逆止め弁、232……
圧力計、244……マニホルド体、246……低
圧配管、248……マニホルドブロツク、218
−222……区分室、260……三方向弁、27
2−274……調節器、314……貯蔵容器、3
64……ソレノイド弁。
FIG. 1 is a transparent overall view of the low-pressure hydrocarbon fuel storage system and engine system according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of the low-pressure hydrocarbon gas fuel storage system and engine system of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an exploded view of one of the hydrocarbon gas fuel storage cylinders; FIG. 4 is a cross-sectional view of the cylinder of FIG. 2 taken along line 3-3; FIG.
6 is a perspective view of a portion of the low pressure hydrocarbon gas fuel storage system and engine system of FIG. 1, particularly illustrating the manifold means according to the invention; FIG. FIG. 7 is a perspective view of a second pedestal used to install the storage cylinder inside the vehicle;
FIG. 8 is a cutaway perspective view of a double-row chamber according to the present invention;
10 is a cross-sectional view of a portion of the storage system of FIG. 9, particularly illustrating the filter in series with the storage tank. What I did. 11 is a sectional view of the filter body of FIG. 10 taken along the line 11-11, FIG. 12 is a perspective view of one of the filter discs shown in FIG. 10, and FIG. 13 is a sectional view of the filter body of FIG.
FIG. 3 is a sectional view of the adsorption filter shown in the figure. 210...Engine system, 212...Car, 21
8,220,222...Separate room, 214,224
...Cylinder, 226...Fuel port, 226...
... Connector body, 230 ... Check valve, 232 ...
Pressure gauge, 244... Manifold body, 246... Low pressure piping, 248... Manifold block, 218
-222...Separate room, 260...Three-way valve, 27
2-274...Regulator, 314...Storage container, 3
64...Solenoid valve.
Claims (1)
置を備えた、炭化水素ガス燃料使用車において、 前記炭化水素ガス燃料の自給量を貯蔵するため
の貯蔵装置であつて、所定量の前記炭化水素ガス
燃料の貯蔵圧力を減少させるために所定の収着剤
を収容する、前記貯蔵装置と、 前記炭化水素ガス燃料と空気とを混合して燃焼
させる燃焼装置を有し、車両を動かすために必要
な機械的なエネルギーを発生させる、原動機と、 前記炭化水素ガス燃料をその固定供給源から前
記貯蔵装置に搬送し、かつ、前記炭化水素ガス燃
料を前記貯蔵装置から前記原動機の前記燃焼装置
に搬送する、搬送装置と、 前記貯蔵装置から前記原動機の前記燃焼装置に
至る前記炭化水素ガス燃料の流れを制御するため
に、前記搬送装置と協働する、制御装置と、 を有することを特徴とする、炭化水素ガス燃料
使用車。 2 該炭化水素ガス燃料が該貯蔵手段内に貯えら
れるばあいの最大圧力がほぼ3450kpa(500psig)
を下廻ることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 3 炭化水素ガス燃料が該貯蔵手段内に貯えられ
るばあいの最大圧力がほぼ689〜2760kpa(100〜
400psig)の範囲にあることを特徴とする特許請
求の範囲第2項に記載の炭化水素ガス燃料使用
車。 4 該貯蔵手段が加圧することのできる複数容器
から構成させることを特徴とする特許請求の範囲
第3項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 5 該貯蔵手段がまた該容器のそれぞれと関連し
たフイルムと、該容器間を往復する炭化水素ガス
燃料の流れを選択的に可能にするための各容器と
関連した弁とから構成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第4項に記載の炭化水素ガス燃
料使用車。 6 各容器が軽量シリンダであり、かつ該フイル
タのそれぞれがその内部で該シリンダのキヤツプ
に固定されていることを特徴とする特許請求の範
囲第5項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 7 該貯蔵手段が各フイルタと該収着剤との間に
差し込まれたガス通気性材から更に構成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載
の炭化水素ガス燃料使用車。 8 該ガス通気性材のそれぞれがせんい性ポリエ
ステル材であることを特徴とする特許請求の範囲
第7項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 9 該複数の容器が少なくとも一つの包囲された
区分室内に内蔵されていることを特徴とする特許
請求の範囲第4項に記載の炭化水素ガス燃料使用
車。 10 該容器のそれぞれが軽量のシリンダで、か
つ該区分室が該シリンダを該区分室へ固定するた
めの受台手段を構成していることを特徴とする特
許請求の範囲第9項に記載の炭化水素ガス燃料使
用車。 11 該シリンダが該区分室内に二列に段積みさ
れ、かつ該受台手段が該シリンダの下列を該区分
室へ固定するための第一組シリンダと該シリンダ
の上列を該シリンダの該底列へ固定するための第
二組受台とから構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第10項に記載の炭化水素ガス燃
料使用車。 12 該複数のシリンダが少なくとも二つのシリ
ンダから構成され,かつ、該シリンダの少なくと
も一つが第一区分室内に内蔵され、また該シリン
ダの少なくとも一つが第二区分室内に内蔵されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第10項に
記載の炭化水素ガス燃料使用車。 13 該複数のシリンダが少なくとも四個のシリ
ンダから構成され、かつ該シリンダの少なくとも
二個が該第一区分室内に内蔵され、また該シリン
ダの少なくとも二個が該第二区分室内に内蔵され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第12項
に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 14 該区分室が該車の外気に通気していること
を特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の炭化
水素ガス燃料使用車。 15 該搬送手段が該固定燃料供給源から受容し
た該炭化水素ガス燃料を該複数の容器のそれぞれ
に分配し、かつ、該複数容器のそれぞれに貯えら
れた炭化水素ガス燃料を収集し、該複数のシリン
ダ内に貯えられた該炭化水素ガス燃料を該原動機
の燃焼装置へ搬送するようにするためのマニホル
ド手段から構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第4項に記載の炭化水素ガス燃料使用
車。 16 該複数の容器が、少なくとも第一と第二の
容器組を構成し、該容器の各組はそれぞれ少なく
とも二つの容器を構成していることを特徴とする
特許請求の範囲第15項に記載の炭化水素ガス燃
料使用車。 17 該マニホルド手段が該固定燃料供給源から
該炭化水素ガス燃料を受容するための入口ポート
と、該炭化水素ガス燃料を該容器の第一組間を往
復搬送するための第二の二方向ポートと、該炭化
水素ガス燃料を該容器の第二組間に往復搬送する
ための第二の二方向ポート、ならびに該容器の第
1と第2の組内に貯えられた該炭化水素ガス燃料
を該原動機の該燃焼装置へ搬送するための出口ポ
ートを構成していることを特徴とする特許請求の
範囲第16項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 18 マニホルド手段が更に該容器内の圧力が所
定圧力を超えないようにするための逃し弁手段を
構成していることを特徴とする特許請求の範囲第
17項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 19 該マニホルド手段が同時に、該容器内の圧
力を検知するためのトランスデユーサ手段を構成
していることを特徴とする特許請求の範囲第17
項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 20 該マニホルド手段が該容器の第1および第
2組間を往復する該炭化水素ガス燃料の流れる独
立に制御するための第一弁手段と、該出口ポート
から該原動機の該燃焼装置へ至る炭化水素ガス燃
料の流れを制御するための第二弁手段とから構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
7項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 21 該マニホルド手段が該炭化水素ガス燃料の
該容器の第1および第2の組へ至る流れをろ過す
るためのフイルタ材手段から構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第17項に記載の炭
化水素ガス燃料使用車。 22 該搬送手段が該貯蔵手段内の圧力が所定圧
力を超えないようにするための逃し弁を構成して
いることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記
載の天然ガス燃料使用車。 23 該所定圧力が該最大圧力範囲を所定値だけ
超えることを特徴とする特許請求の範囲第22項
に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 24 該搬送手段が該貯蔵手段内の圧力を検知す
るためのトランスジユーサを構成することを特徴
とする特許請求の範囲第3項に記載の炭化水素ガ
ス燃料使用車。 25 該エンジン系統が車の乗客用コンパートメ
ント内に配置され、該トランスジユーサ手段によ
つて検知された圧力を視覚的に表示するためのデ
イスプレイ手段を構成していることを特徴とする
特許請求の範囲第24項に記載の炭化水素ガス燃
料使用車。 26 該搬送手段が固定ガス燃料供給源から該炭
化水素ガスを受容するための燃料ポートを構成
し、該燃料ポート手段は、該固定燃料供給源へ至
る流体リンクを提供するためのコネクタ手段と逆
止め弁を構成し、該逆止め手段は、該固定供給源
から該コネクタ手段を介して該貯蔵手段へ至る該
炭化水素ガス燃料の流れを可能にし、かつ該炭化
水素ガス燃料が該貯蔵手段から該コネクタ手段を
経て流れる作用を妨げることを特徴とする特許請
求の範囲第3項に記載の炭化水素ガス燃料使用
車。 27 該燃料ポートが更に、該貯蔵手段内の圧力
を視覚的に表示するための手段を構成しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の炭
化水素ガス燃料使用車。 28 該搬送手段が、更に、該燃料ポート手段と
該貯蔵手段との間に差し込まれ、該炭化水素ガス
燃料が貯蔵手段内に貯えられるばあいの最大圧力
を規定するための高圧調節器手段を構成している
ことを特徴とする特許請求の範囲第26項に記載
の炭化水素ガス燃料使用車。 29 該収着剤が活性炭から構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の炭化
水素ガス燃料使用車。 30 該制御手段が、該貯蔵手段と、該原動機の
該燃焼装置との間に介装され、該燃焼装置へ搬送
される該炭化水素ガス燃料の圧力を下げるための
調節手段を構成していることを特徴とする特許請
求の範囲第3項に記載の炭化水素ガス燃料使用
車。 31 該制御手段が同時に該貯蔵手段から該原動
機の該燃焼装置へ至る該炭化水素ガス燃料の流れ
を選択的に可能にするための手段を構成している
ことを特徴とする特許請求の範囲第30項に記載
の炭化水素ガス燃料使用車。 32 低圧の炭化水素ガス燃料で駆動される動力
装置を備えた、炭化水素ガス燃料使用車におい
て、 該炭化水素ガス燃料の所与量を貯えられるばあ
いの圧力を下げるために所定の収着剤を含有し、
炭化水素ガス燃料の自給量を貯えるための手段と 該炭化水素ガス燃料を空気と混合して燃焼させ
る燃焼装置を有し、これによつて該車を動かすた
めの機械的エネルギーをつくりだすための手段を
備える電動機と、 該炭化水素ガス燃料の固定供給源から該貯蔵手
段へ該炭化水素ガス燃料を搬送し、かつ該炭化水
素ガス燃料を該貯蔵手段から該原動機の該燃焼装
置へ搬送するための手段と、 該搬送手段と連絡し、該貯蔵手段へ至る該炭化
水素ガス燃料の流れを収着的に濾過するための手
段、ならびに該搬送手段と連絡し、該貯蔵手段か
ら該原動機の該燃焼装置へ至る該炭化水素ガス燃
料の流れを制御するための手段と、 を有する、炭化水素ガス燃料使用車。 33 該炭化水素ガスが貯えられるばあいの最大
圧力がほぼ3450kpa(500psig)より下廻ることを
特徴とする特許請求の範囲第32項に記載の炭化
水素ガス燃料使用車。 34 該炭化水素ガス燃料が該貯蔵手段内に貯え
られるばあいの圧力がほぼ689〜2760Kp(100〜
400psig)の範囲にあることを特徴とする特許請
求の範囲第33項に記載の炭化水素ガス燃料使用
車。 35 該フイルタ手段が、該炭化水素ガス燃料が
該貯蔵手段へ搬送される前に該炭化水素ガス燃料
の所定量を少なくとも一部だけ収着的に取り除く
ことを特徴とする特許請求の範囲第34項に記載
の炭化水素ガス燃料使用車。 36 該フイルタ手段が該搬送手段と連絡し、該
貯蔵手段から該原動機の該燃焼装置へ至る該炭化
水素ガス燃料の流れが同時に該フイルタ手段をも
通過するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第35項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 37 該フイルタ手段が、該貯蔵手段から該原動
機の該燃焼装置へ至る該炭化水素ガス燃料の流れ
へ取り除かれた該所定成分を少なくとも一部脱着
的に再導入することを特徴とする特許請求の範囲
第36項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 38 該エンジン系統が、該炭化水素ガス燃料が
該貯蔵手段から該原動機の該燃焼装置へ搬送され
るばあいに該フイルタ手段の温度を上げるための
手段を構成していることを特徴とする特許請求の
範囲第37項に記載の炭化水素ガス燃料使用車。 39 該昇温手段が該原動機と連絡し、該原動機
の駆動により発生した熱が該昇温手段によつて少
なくとも一部利用されるようにすることを特徴と
する特許請求の範囲第38項に記載の炭化水素ガ
ス燃料使用車。 40 該フイルタ手段が所定の収着剤を含有する
容器から構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第34項に記載の炭化水素ガス燃料使用
車。 41 該貯蔵手段内に内蔵された所定の収着剤と
該フイルタ手段の該容器内に内蔵された所定の収
着剤が共に活性炭から構成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第40項に記載の炭化水素
ガス燃料使用車。 42 該所定の成分が水蒸気、オイル、プロパ
ン、ブタンおよびメタンより重い炭化水素を包含
することを特徴とする特許請求の範囲第35項に
記載の炭化水素ガス燃料使用車。 43 低圧の天然ガスで駆動される動力装置を備
えた、天然ガス燃料使用車において、 天然ガスの所定量が貯えられるばあいの圧力を
下げるために所定の収着剤を内蔵した天然ガスの
自給量を貯えるための手段と、 気化手段を備え、かつ該天然ガス燃料を空気と
混合して燃焼させることにより車を動かすための
機械的エネルギーを造り出すための、内燃機関
と、 該天然ガス固定供給源から該貯蔵手段へ該天然
ガスを搬送し、かつ該天然ガスを該貯蔵手段から
該エンジンの該気化手段へ搬送するための手段
と、 該貯蔵手段から該エンジンの該気化手段に至る
該天然ガスの流れを制御するための該搬送手段と
関連した手段と、 を有する、天然ガス燃料使用車。 44 該天然ガスが該貯蔵手段内に貯えられるば
あいの最大圧力がほぼ689〜2760kp(100〜
400psig)の範囲にあることを特徴とする特許請
求の範囲第44項に記載の天然ガス燃料使用車。 45 該エンジンが該エンジンへ進入する空気の
圧力を上げるためのターボ充填手段を構成してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第44項に記
載の天然ガス燃料使用車。 46 天然ガスの自給量を貯える手段と該天然ガ
スを消費することのできるエンジンとを備えた、
天然ガス燃料を使用する車両用の駆動装置を作動
させる方法において、 該天然ガスの固定供給源から該エンジン系統へ
天然ガスを搬送し、該天然ガスの所定成分の少な
くとも一部を吸着的に取り除くためのフイルタを
介して該固定供給源から受容された該天然ガスを
搬送し、濾過された該天然ガスを該貯蔵手段へそ
の内部に貯蔵するために搬送する工程と、 エンジンを始動させ、かつ該貯蔵天然ガスを該
エンジンに供給させ、該貯蔵手段から該天然ガス
の流れへ取り除かれた該所定成分の少なくとも一
部を脱着的に再導入するために該フイルタを介し
て該貯蔵天然ガスを搬送する工程と、 該フイルタから該エンジンへ該天然ガスを搬送
する工程と、 を有する、天然ガス燃料を使用する車両用の駆動
装置を作動させる方法。 47 該フイルタを介して該貯蔵天然ガスを搬送
する上記行程と付随して該フイルタを加熱する行
程からなることを特徴とする特許請求の範囲第4
6項に記載の方法。 48 更に、該エンジンによつて発生させられた
熱の少なくとも一部を利用して該フイルタを加熱
する行程からなることを特徴とする特許請求の範
囲第47項に記載の方法。 49 該天然ガスが該貯蔵手段内に吸着的に貯え
られることを特徴とする特許請求の範囲第46項
に記載の方法。 50 該貯蔵手段と該フイルタが活性炭を内蔵す
ることを特徴とする特許請求の範囲第49項に記
載の方法。[Scope of Claims] 1. In a vehicle using hydrocarbon gas fuel and equipped with a power unit driven by low-pressure hydrocarbon gas fuel, a storage device for storing a self-sufficient amount of the hydrocarbon gas fuel, comprising: a storage device containing a predetermined sorbent to reduce the storage pressure of a predetermined amount of the hydrocarbon gas fuel; and a combustion device for mixing and combusting the hydrocarbon gas fuel and air; a prime mover that generates the mechanical energy necessary to move the vehicle; and a prime mover that transports the hydrocarbon gas fuel from its fixed source to the storage device and transports the hydrocarbon gas fuel from the storage device to the prime mover. a control device that cooperates with the conveyance device to control the flow of the hydrocarbon gas fuel from the storage device to the combustion device of the prime mover; A vehicle using hydrocarbon gas fuel, comprising: 2. The maximum pressure at which the hydrocarbon gas fuel is stored in the storage means is approximately 3450 kpa (500 psig).
A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 1, characterized in that the vehicle runs on a hydrocarbon gas fuel. 3. When the hydrocarbon gas fuel is stored in the storage means, the maximum pressure is approximately 689-2760 kpa (100-2760 kpa).
400 psig). 400 psig). 400 psig). 4. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 3, wherein the storage means is comprised of a plurality of containers that can be pressurized. 5. said storage means also comprising a film associated with each of said containers and a valve associated with each container for selectively permitting flow of hydrocarbon gaseous fuel to and from said containers; A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 4, characterized by: 6. A hydrocarbon gas fueled vehicle according to claim 5, wherein each container is a lightweight cylinder, and each of the filters is fixed within the cylinder to a cap of the cylinder. 7. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 6, wherein the storage means further comprises a gas permeable material inserted between each filter and the sorbent. . 8. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 7, wherein each of the gas permeable materials is a fibrous polyester material. 9. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 4, wherein the plurality of containers are housed within at least one enclosed compartment. 10. A device according to claim 9, characterized in that each of said containers is a lightweight cylinder and said compartment constitutes a pedestal means for securing said cylinder to said compartment. Vehicles that use hydrocarbon gas fuel. 11 The cylinders are stacked in two rows in the compartment, and the pedestal means connects a first set of cylinders and an upper row of cylinders to the bottom of the cylinder for fixing the lower row of cylinders to the compartment. 11. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 10, further comprising a second set of pedestals for fixing to the row. 12 The plurality of cylinders is composed of at least two cylinders, and at least one of the cylinders is housed in the first compartment, and at least one of the cylinders is housed in the second compartment. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 10. 13 The plurality of cylinders is composed of at least four cylinders, and at least two of the cylinders are housed in the first compartment, and at least two of the cylinders are housed in the second compartment. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 12. 14. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 9, wherein the compartment is vented to the outside air of the vehicle. 15 the conveying means distributes the hydrocarbon gas fuel received from the stationary fuel source to each of the plurality of containers, and collects the hydrocarbon gas fuel stored in each of the plurality of containers; 4. A hydrocarbon fuel according to claim 4, comprising manifold means for transporting the hydrocarbon gas fuel stored in the cylinders of the motor to the combustion device of the prime mover. Vehicles that use gas fuel. 16. Claim 15, characterized in that the plurality of containers constitute at least first and second container sets, and each set of containers respectively constitutes at least two containers. vehicles that use hydrocarbon gas fuel. 17 an inlet port for the manifold means to receive the hydrocarbon gas fuel from the stationary fuel source and a second two-way port for transporting the hydrocarbon gas fuel back and forth between the first set of containers; and a second two-way port for reciprocating the hydrocarbon gas fuel between the second set of containers and the hydrocarbon gas fuel stored in the first and second sets of containers. 17. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 16, further comprising an outlet port for conveying the fuel to the combustion device of the prime mover. 18. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 17, wherein the manifold means further comprises relief valve means for preventing the pressure within the container from exceeding a predetermined pressure. . 19. Claim 17, characterized in that said manifold means at the same time constitute transducer means for sensing the pressure within said container.
Vehicles using hydrocarbon gas fuel as described in Section 1. 20 said manifold means for independently controlling the flow of said hydrocarbon gaseous fuel reciprocating between said first and second sets of vessels and carbonization from said outlet port to said combustion device of said prime mover; and a second valve means for controlling the flow of hydrogen gas fuel.
A vehicle using hydrocarbon gas fuel as described in item 7. 21. Claim 17, wherein said manifold means comprises filter material means for filtering the flow of said hydrocarbon gaseous fuel to said first and second set of containers. Vehicles using hydrocarbon gas fuel as described. 22. The natural gas fuel vehicle according to claim 3, wherein the conveyance means constitutes a relief valve for preventing the pressure within the storage means from exceeding a predetermined pressure. 23. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 22, wherein the predetermined pressure exceeds the maximum pressure range by a predetermined value. 24. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 3, wherein the conveyance means constitutes a transducer for detecting the pressure within the storage means. 25. The engine system is arranged in a passenger compartment of a vehicle and constitutes display means for visually displaying the pressure sensed by the transducer means. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to scope item 24. 26, the conveying means defining a fuel port for receiving the hydrocarbon gas from a stationary gaseous fuel source, the fuel port means inversely connected to the connector means for providing a fluid link to the stationary fuel source; comprising a stop valve, the check means permitting flow of the hydrocarbon gas fuel from the stationary source through the connector means to the storage means, and wherein the hydrocarbon gas fuel is removed from the storage means; 4. A hydrocarbon gas fueled vehicle as claimed in claim 3, characterized in that flow through said connector means is obstructed. 27. The hydrocarbon gas fueled vehicle of claim 6, wherein said fuel port further constitutes means for visually indicating the pressure within said storage means. 28 The conveying means further comprises high pressure regulator means interposed between the fuel port means and the storage means for defining the maximum pressure at which the hydrocarbon gas fuel is stored within the storage means. 27. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 26. 29. The vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 3, wherein the sorbent is composed of activated carbon. 30 The control means is interposed between the storage means and the combustion device of the prime mover and constitutes a regulating means for reducing the pressure of the hydrocarbon gas fuel conveyed to the combustion device. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 3. 31. Claim 31, characterized in that said control means simultaneously constitute means for selectively enabling flow of said hydrocarbon gas fuel from said storage means to said combustion device of said prime mover. The vehicle using hydrocarbon gas fuel according to item 30. 32. In a hydrocarbon gas fueled vehicle with a power plant driven by a low pressure hydrocarbon gas fuel, a specified sorbent is used to reduce the pressure when a given amount of the hydrocarbon gas fuel can be stored. Contains
means for storing a self-sufficient amount of hydrocarbon gas fuel; and a combustion device for mixing the hydrocarbon gas fuel with air and burning it, thereby producing mechanical energy for moving the vehicle. an electric motor for conveying the hydrocarbon gas fuel from a fixed source of the hydrocarbon gas fuel to the storage means and for conveying the hydrocarbon gas fuel from the storage means to the combustion device of the prime mover. means in communication with the conveying means for sorbently filtering the flow of the hydrocarbon gas fuel from the storage means to the storage means; A hydrocarbon gas fueled vehicle, comprising: means for controlling the flow of the hydrocarbon gas fuel to a device. 33. The hydrocarbon gas fuel vehicle of claim 32, wherein the maximum pressure at which the hydrocarbon gas is stored is less than approximately 3450 kpa (500 psig). 34 When the hydrocarbon gas fuel is stored in the storage means, the pressure is approximately 689-2760Kp (100-2760Kp).
400 psig). 35. Claim 34, characterized in that said filter means sorbently removes at least a portion of said quantity of said hydrocarbon gaseous fuel before said hydrocarbon gaseous fuel is conveyed to said storage means. Vehicles using hydrocarbon gas fuel as described in Section 1. 36. Claim characterized in that said filter means is in communication with said conveying means such that the flow of said hydrocarbon gaseous fuel from said storage means to said combustion device of said prime mover simultaneously passes through said filter means. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to item 35. 37. The filter means desorbs and reintroduces at least in part the removed component into the hydrocarbon gas fuel flow from the storage means to the combustion device of the prime mover. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to scope item 36. 38 Patent characterized in that the engine system constitutes means for raising the temperature of the filter means when the hydrocarbon gas fuel is transferred from the storage means to the combustion device of the prime mover. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 37. 39. Claim 38, characterized in that the temperature increasing means communicates with the prime mover so that the heat generated by driving the prime mover is at least partially utilized by the temperature increasing means. Vehicles using hydrocarbon gas fuel as described. 40. A vehicle using hydrocarbon gas fuel according to claim 34, characterized in that the filter means comprises a container containing a predetermined sorbent. 41 Claim 40, characterized in that both the predetermined sorbent contained in the storage means and the predetermined sorbent contained in the container of the filter means are made of activated carbon. Vehicles using hydrocarbon gas fuel as described in Section 1. 42. The hydrocarbon gas fuel vehicle according to claim 35, wherein the predetermined components include hydrocarbons heavier than water vapor, oil, propane, butane, and methane. 43 Self-sufficiency of natural gas with built-in specified sorbent to reduce the pressure when a specified amount of natural gas is stored in a natural gas-fueled vehicle equipped with a power unit driven by low-pressure natural gas. an internal combustion engine comprising a means for storing gas, a means for vaporizing the natural gas fuel, and generating mechanical energy for moving the vehicle by mixing and burning the natural gas fuel with air; and a fixed source of natural gas. means for conveying the natural gas from the storage means to the vaporizing means of the engine; and means for conveying the natural gas from the storage means to the vaporizing means of the engine; means associated with the conveying means for controlling the flow of a natural gas fueled vehicle. 44 The maximum pressure when the natural gas is stored in the storage means is approximately 689 to 2760kp (100 to
45. A natural gas fuel vehicle according to claim 44, characterized in that the natural gas fuel is in the range of 400 psig). 45. A natural gas fuel vehicle according to claim 44, characterized in that the engine constitutes turbocharging means for increasing the pressure of air entering the engine. 46 Equipped with means for storing self-sufficient amount of natural gas and an engine capable of consuming the natural gas,
A method of operating a drive system for a vehicle using natural gas fuel, comprising: conveying natural gas from a stationary source of natural gas to the engine system; and removing at least a portion of a predetermined component of the natural gas by adsorption. conveying the natural gas received from the stationary source through a filter for conveying the filtered natural gas to the storage means for storage therein; starting an engine; and supplying the stored natural gas to the engine and passing the stored natural gas through the filter for desorbingly reintroducing at least a portion of the predetermined components removed from the storage means into the natural gas stream; A method of operating a drive system for a vehicle using natural gas fuel, comprising the steps of: transporting the natural gas from the filter to the engine. 47 Claim 4 comprising the step of conveying the stored natural gas through the filter and the concomitant step of heating the filter.
The method described in Section 6. 48. The method of claim 47 further comprising the step of heating the filter using at least a portion of the heat generated by the engine. 49. A method according to claim 46, characterized in that the natural gas is stored adsorptively within the storage means. 50. The method of claim 49, wherein the storage means and the filter contain activated carbon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9354185A JPS61258961A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Hydrocarbon gas fuel storage system and engine system for car |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9354185A JPS61258961A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Hydrocarbon gas fuel storage system and engine system for car |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258961A JPS61258961A (en) | 1986-11-17 |
| JPH0448936B2 true JPH0448936B2 (en) | 1992-08-10 |
Family
ID=14085130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9354185A Granted JPS61258961A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Hydrocarbon gas fuel storage system and engine system for car |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61258961A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6613126B2 (en) | 1998-09-30 | 2003-09-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for storing natural gas by adsorption and adsorbing agent for use therein |
| CN1111665C (en) * | 1999-03-05 | 2003-06-18 | 丰田自动车株式会社 | Method for storing natural gas by adsorption and adsorbing agent for use therein |
| US7419060B2 (en) | 2003-03-05 | 2008-09-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Integrated fuel container and impurity removal cartridge |
| JP2008151219A (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Osaka Gas Co Ltd | Adsorption gas storage container and vehicle equipped with the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130812A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-11 | Hitachi Chem Co Ltd | Heat-regenerator for powdered active carbon |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP9354185A patent/JPS61258961A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61258961A (en) | 1986-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4523548A (en) | Gaseous hydrocarbon fuel storage system and power plant for vehicles | |
| US4522159A (en) | Gaseous hydrocarbon fuel storage system and power plant for vehicles and associated refueling apparatus | |
| US3713273A (en) | Method and apparatus for storing gases and fueling internal combustion engines | |
| US4531558A (en) | Gaseous fuel refueling apparatus | |
| US3902874A (en) | Vapor recovery and disposal system | |
| US20150159564A1 (en) | Fuel system for a vehicle | |
| US4531497A (en) | Natural gas adaptor system for automobiles | |
| US20150001101A1 (en) | Adsorbed natural gas storage | |
| CN2194985Y (en) | Automotive fuel supply device using liquefied natural gas as fuel | |
| JPH0448936B2 (en) | ||
| US5323752A (en) | Utilization system for gaseous fuel powered vehicles | |
| GB2172985A (en) | Gaseous hydrocarbon fuel storage system and power plant for vehicles | |
| NZ211585A (en) | Cng storage and engine supply system for vehicle using sorbent-filled containers | |
| JPH0363670B2 (en) | ||
| CA1251700A (en) | Gaseous hydrocarbon fuel storage system and power plant for vehicles and associated refueling apparatus | |
| Camargo | Biogas clean-up and utilization | |
| NZ211579A (en) | Cng supply and storage system for vehicles, using sorbent material in cylinders | |
| IT8520285A1 (en) | GAS HYDROCARBON FUEL STORAGE SYSTEM AND ENGINE FOR VEHICLES | |
| RU2828520C1 (en) | Method and system for filling natural gas onboard adsorption accumulators with circulation of cooled natural gas | |
| RU2825831C1 (en) | Onboard adsorption system for accumulation of natural gas and method of discharging natural gas from adsorption accumulators with circulation of heated coolant | |
| RU2305224C2 (en) | Method of filling vehicle with natural gas and movable gas filling station | |
| RU2820373C1 (en) | Method and system for filling natural gas onboard adsorption accumulators with circulation of cooled coolant | |
| RU96120924A (en) | COMBINED POWER SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE ENVIRONMENTALLY FRIENDLY VEHICLES, PREVIOUSLY CARS | |
| Vasil'ev et al. | Adsorption systems of natural gas storage and transportation at low pressures and temperatures | |
| EP0874189A1 (en) | Method for utilization of material comprising a hydrate-like product of gases and tank therefor |