专利名称：Dme燃料供给方法及dme燃料供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对发动机的燃料容器供给DME的方法及系统。
背景技术：
以DME为燃料的DME发动机是公知的。在专利文献1中公开了利用DME发动机的技术的一例。以往，通过手动将DME从DME站补给至DME发动机的燃料容器。专利文献1 日本专利特开2007-263064号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题DME发动机例如用在热电联合系统中。为了使DME热电联合系统持续运转，需要补给DME，以补充燃料容器内的DME的减少量。因此，需要能通过自动方式而不是手动方式将 DME供给到燃料容器的供给系统。具体来说，作为供给系统，可想到将DME经由燃料供给管直接供给至燃料容器的系统。DME热电联合系统只要适当补充燃料容器内的燃料，就能M 小时不间断地工作。图5是表示容器内压力及容器内液面液位随时间变化的一例的图。容器内压力是指DME发动机的燃料容器内的压力。容器内液面液位是指燃料容器内的液面高度即容器内的燃料残留量。容器内液面液位的降低会因DME发动机中DME的消耗而发生。容器内液面液位的上升因通过手动方式对燃料容器补给DME而发生。容器内压力因燃料容器内的DME 汽化而产生。一旦DME消耗，容器内的空余容量就会增加，因此，DME蒸汽膨胀，而使容器内压力降低。相反，一旦补给DME，容器内的空余容量就会减少，因此，DME蒸汽压缩，而使容器内压力上升。因此，在图5中，容器内压力的变化与容器内液面液位的变化联动。不过，随着时间经过，DME的蒸发量增大，因此，容器内压力的平均值慢慢上升。在利用上述供给系统将DME经由燃料供给管直接供给至燃料容器的情况下，需要使燃料供给管的压力(供给压力)大于容器内压力。一旦供给压力与容器内压力相等，则 DME变得无法流动，因而也无法进行DME的供给。因此，在容器内压力上升时，需要使容器内压力降低。在此，通过打开燃料容器的盖子等方式来使燃料容器与大气连通，能使容器内压力降低。但是，若一直打开着燃料容器，则DME会大量释放至大气中。此外，在通过手动方式打开燃料容器的情况下，操作员需要M小时轮班监视燃料容器内的燃料的减少量，可认为是作业效率变差。因此，本发明提供一种能将DME燃料自动供给至DME发动机的燃料容器，且不会因燃料容器内的压力上升而对DME的供给带来阻碍的供给方法及供给系统。解决技术问题所采用的技术方案本发明的第一方面提供一种DME燃料供给方法，用以将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，包括监视工序，在该监视工序中，对在将上述DME 供给至上述燃料容器内的期间内的压力差进行监视，上述压力差是从上述燃料供给管的压力减去上述燃料容器内的压力而得到的；判定工序，在该判定工序中，对上述压力差是否为规定的设定值以下进行判定；吹出工序，在该吹出工序中，当在上述判定工序中判定为上述压力差为上述设定值以下时，将上述吹出泵暂时打开规定时间，一旦执行上述打开工序，在上述打开工序结束之后再次执行上述判定工序。在本发明第一方面的DME燃料供给方法中，较为理想的是，能采用结构(a)。(a)上述供给目标量是从上述燃料容器的最大量减去上述燃料容器内的DME的残留量后得到的值，在上述DME燃料供给方法中，在打开上述燃料供给管之前，通过对上述残留量进行检测，计算出上述供给目标量。本发明的第二方面提供一种DME燃料供给方法，用以将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，包括监视工序，在该监视工序中，对在将上述DME 供给至上述燃料容器内的期间内的压力差进行监视，上述压力差是从上述燃料供给管的压力减去上述燃料容器内的压力而得到的；判定工序，在该判定工序中，对上述压力差是否为规定的设定值以下进行判定；打开工序，在该打开工序中，当上述压力差为上述设定值以下时，打开上述燃料容器的吹出阀；以及关闭工序，在该关闭工序中，当上述压力差大于上述设定值时，关闭上述吹出阀。本发明的第三方面提供一种DME燃料供给系统，用以将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，包括燃料电磁阀，该燃料电磁阀打开/关闭上述燃料供给管；吹出阀，该吹出阀打开/关闭上述燃料容器；容器内压力传感器，该容器内压力传感器对上述燃料容器内的压力进行检测；供给压力传感器，该供给压力传感器对上述燃料供给管的压力进行检测；以及控制装置，该控制装置基于由上述容器内压力传感器及上述供给压力传感器得到的检测信息，来打开/关闭上述电磁阀及上述吹出阀，上述控制装置执行以下处理监视处理，在该监视处理中对打开上述燃料供给管的期间内的压力差进行监视，其中，上述压力差是从上述燃料供给管的压力减去上述燃料容器内的压力而得到的；判定处理，在该判定处理中，对上述压力差是否为规定的设定值以下进行判定；吹出处理，在该吹出处理中，当在上述判定工序中判定为上述压力差为上述设定值以下时，将上述吹出泵暂时打开规定时间，一旦执行上述打开工序，在上述打开工序结束之后再次执行上述判定工序。本发明的第四方面提供一种DME燃料供给系统，用以将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，包括燃料电磁阀，该燃料电磁阀打开/关闭上述燃料供给管；吹出阀，该吹出阀打开/关闭上述燃料容器；容器内压力传感器，该容器内压力传感器对上述燃料容器内的压力进行检测；供给压力传感器，该供给压力传感器对上述燃料供给管的压力进行检测；以及控制装置，该控制装置基于由上述容器内压力传感器及上述供给压力传感器得到的检测信息，打开/关闭上述电磁阀及上述吹出阀，上述控制装置执行以下处理监视处理，在该监视处理中对打开上述燃料供给管的期间内的压力差进行监视，其中，上述压力差是从上述燃料供给管的压力减去上述燃料容器内的压力而得到的； 判定处理，在该判定处理中，对上述压力差是否为规定的设定值以下进行判定；打开处理， 在该打开处理中，当所述压力差为所述设定值以下时，打开所述燃料容器的吹出阀；以及关闭处理，在该关闭处理中，当所述压力差大于所述设定值时，关闭所述吹出阀。发明效果
本发明能将DME燃料自动供给至发动机的燃料容器，且不会因燃料容器内的压力上升而对DME的供给带来阻碍。
图1是表示DME发动机系统及DME供给系统的示意图。图2是DME燃料供给控制的流程图。图3是表示容器内压力、供给压力及容器内液面液位随时间变化的一例的图。图4是DME燃料供给控制的流程图(另一实施方式)。图5是表示容器内压力及容器内液面液位随时间变化的一例的图(现有技术)。
具体实施例方式图1是表示DME发动机系统1及DME供给系统100的示意图。DME供给系统100 是将DME及润滑改进剂从DME供给源101供给至发动机2的燃料容器3的系统。在燃料容器3中储存有含润滑改进剂的DME。DME发动机系统1是利用含润滑改进剂的DME来对发动机2进行驱动的装置。DME供给源101是DME的管线系统或DME的容器。以下，只要没有特别需要，不对含润滑改进剂的DME与不含润滑改进剂的DME加以区别，无论何种DME均仅称为“DME”。在图1中，DME发动机系统1包括发动机2、燃料容器3、高压泵4和发动机控制装置5。DME发动机系统1包括第一燃料管11、第二燃料管12、第三燃料管13和第四燃料管 14，来作为燃料用管。DME发动机系统1包括第一吹出管21、第二吹出管22和第三吹出管 23，来作为用于将DME蒸汽吹出(日文〃一的管。DME发动机系统1包括压力调整阀 30、第二关闭阀32、第三关闭阀33、单向阀34，来作为阀。第一燃料管11将燃料容器3与高压泵4连接。第二燃料管12将高压泵4与发动机2连接。第三燃料管13及第四燃料管14通过压力调整阀30将发动机2与燃料容器3 连接。压力调整阀30设置在第三燃料管13与第四燃料管14之间。单向阀34设置在燃料容器3与第四燃料管14之间第二关闭阀32设置在第二燃料管12与第二吹出管22之间。一旦打开第二关闭阀32，第二燃料管12内的DME蒸汽就会经由第二吹出管22释放至大气中。第三关闭阀33 设置在第三燃料管13与第三吹出管23之间。一旦打开第三关闭阀33，第三燃料管13内的 DME蒸汽就会经由第三吹出管23释放至大气中。发动机控制装置5对DME发动机系统1的各部分进行控制。发动机控制装置5在使发动机2工作时使高压泵4工作。通过高压泵4的工作，DME经由管11 14在燃料容器3及发动机2中循环。在图1中，DME供给系统100包括改进剂容器102、改进剂泵103和供给控制装置 105。DME供给系统100包括燃料供给管111、第一改进剂供给管121、第二改进剂供给管 122，来作为供给管。DME供给系统100包括入口关闭阀SV_1、DME电磁阀CV-3、改进剂电磁阀CV-4、吹出电磁阀RV-2，来作为阀。DME供给系统100包括流量传感器151、供给压力传感器PS-1、温度传感器152、容器内压力传感器PS-2和容量液位传感器51，来作为传感器。燃料供给管111将DME供给源101与燃料容器3连接。从DME供给源101向燃料容器3供给DME。在燃料供给管111上沿着DME的流动方向配置有入口关闭阀SV-1、流量传感器151、汇流部131、供给压力传感器PS-1、温度传感器152以及DME电磁阀CV-3。第一改进剂供给管121将改进剂容器102与改进剂泵103连接。第二改进剂供给管122将改进剂泵103与燃料供给管111连接。汇流部131是第二改进剂供给管122与燃料供给管111之间的连接部。润滑改进剂从改进剂容器102经由改进剂泵103供给至燃料供给管111上的汇流部131。在第二改进剂供给管122上配置有改进剂电磁阀CV-4。在本实施方式中，改进剂泵103是定量泵。入口开闭阀SV-I能在汇流部131的上游侧打开/关闭燃料供给管111。DME电磁阀CV-3能在汇流部131的下游侧打开/关闭燃料供给管111。改进剂电磁阀CV-4能打开 /关闭第二改进剂供给管122。供给压力传感器PS-I能在汇流部131的下游侧对燃料供给管111内的压力进行检测。流量传感器151能对燃料供给管111内的流量进行检测。因此，流量传感器151 当然也能检测出在燃料供给管111内产生流动或是流动停止。温度传感器152能在汇流部131的下游侧对燃料供给管111内的温度进行检测。 在本实施方式中，温度传感器152是热电偶。吹出电磁阀RV-2设置在第一吹出管21上。一旦打开吹出电磁阀RV_2，燃料容器 3内的DME蒸汽就会经由第一吹出管21释放至大气中。容器内压力传感器PS-2对第一燃料管11的压力进行检测。在此，第一燃料管11 的压力与燃料容器3内的压力相等。容量液位传感器51对储存在燃料容器3内的DME的量进行检测。供给控制装置105对DME供给系统100的各部分进行控制。具体来说，供给控制装置105对吹出电磁阀RV-2、入口关闭阀SV-1、DME电磁阀CV-3及改进剂电磁阀CV-4的开闭进行控制。供给控制装置105对改进剂泵103的驱动进行控制。供给控制装置105能把握由供给压力传感器PS-1、容器内压力传感器PS-2、容量液位传感器51及温度传感器152 得到的检测信息。在DME供给系统100中，将不含润滑改进剂的DME从DME供给源101供给至燃料供给管111。在燃料供给管111上的汇流部131处，将润滑改进剂混入DME中。也就是说， 在汇流部131处，使DME与润滑改进剂混合。其结果是，可将含润滑改进剂的DME供给至燃料容器3。图2是DME燃料供给控制的流程图。供给控制装置105能执行DME燃料供给控制。 DME燃料供给控制是顺序控制。在DME燃料供给控制中，依次执行后述各步骤的处理。在DME燃料供给控制的开始时刻，打开入口开闭阀SV-I，并关闭DME电磁阀CV_3 及改进剂电磁阀CV-4。入口关闭阀SV-I除了维修等时候之外始终是打开的。DME供给系统100包括用于启动系统的启动开关。在步骤Sl中，一旦检测出启动开关被按下，供给控制装置105就开始DME燃料供给控制。在步骤S2中，供给控制装置105计算出DME供给目标量。DME供给目标量是指在本次的DME供给作业中DME供给系统100向燃料容器3供给DME的量。在本实施方式中， 将燃料容器3内的空余容量设定为DME的供给目标量。
DME供给目标量=容器最大量-容器残余量· · ·(1)容器最大量是燃料容器3的最大容量，是确定的。容器残余量是在燃料容器3内残留的DME的量。供给控制装置105能基于由容量液位传感器51得到的检测信息来确定容器残余量。因此，供给控制装置105能基于式(1)计算出DME供给目标量。在步骤S3中，供给控制装置105打开DME电磁阀CV_3。其结果是，DME流入至燃料容器3内。如上所述，DME供给系统100能朝燃料供给管111供给DME和润滑改进剂。供给控制装置105在打开DME电磁阀CV-3之后，打开改进剂电磁阀CV-4，并对改进剂泵103进行驱动。其结果是，DME与润滑改进剂在燃料供给管111内混合。在步骤S4 S8的循环处理中，供给控制装置105监视燃料供给管111与燃料容器3内的压力差，并基于压力差来控制吹出电磁阀RV-2的开闭。在此，压力差是从燃料供给管111的压力(供给压力)减去容器内压力而得到的值。供给压力例如为1. 5MPa。容器内压力上升的结果是，一旦容器内压力与供给压力相等，则会对DME供给带来阻碍。因此，设置规定的设定值，作为用于判定压力差是否合适的指标。设定值为OMPa以上的值，例如为0.2MPa。只要压力差大于设定值，则不会对DME 的供给带来问题。在步骤S4中，供给控制装置105判定压力差是否比规定的设定值大。在压力差比设定值大时，处理前进至步骤S8。在压力差为设定值以下时，处理前进至步骤S5。在步骤S5中，供给控制装置105打开吹出电磁阀RV-2。其结果是，燃料容器3内的DME蒸汽就会经由第一吹出管21释放至大气中。在步骤S6中，供给控制装置105使吹出电磁阀RV-2的打开状态持续规定的打开时间。在本实施方式中，打开时间为15秒。设定打开时间的长短，使得经过打开时间之后， 容器内的压力尽可能接近大气压。因此，打开时间因燃料容器3的容量、第一吹出管21的内径等的不同而变化。在步骤S7中，供给控制装置105关闭吹出电磁阀RV-2。在步骤S8中，供给控制装置105判定供给目标量的混合DME是否已被填充至燃料容器3内。供给控制装置105能基于由容量液位传感器51得到的检测信息来把握已填充了供给目标量。在填充了供给目标量的情况下，结束步骤S4 S8的循环处理，处理前进至步骤S9。在没有填充到供给目标量的情况下，处理回到步骤S4,再次执行步骤S4 S8的循环处理。在步骤S9中，供给控制装置105关闭DME电磁阀CV_3。其结果是，停止DME的供在此，在关闭DME电磁阀CV-3之前，关闭改进剂电磁阀CV_4，并且停止对改进剂泵 103的驱动。也就是说，在结束DME的供给之前，结束润滑改进剂的供给。在步骤SlO中，供给控制装置105结束DME燃料供给控制。使用图3，对执行DME燃料供给控制的状况的一例进行说明。图3是表示容器内压力、供给压力及容器内液面液位随时间变化的一例的图。容器内液面液位是指燃料容器3 内的液面高度即容器内的燃料残留量。在图3中，容器内液面液位用残留量相对于最大容量的比例(％ )来表示。容器内液面液位的降低会因DME发动机2中DME的消耗而发生。 容器内液面液位的急速上升会因DME供给系统100对燃料容器3供给DME而发生。
在图3中，供给压力受到DME供给源101内的供给泵的影响而跳动，但供给压力的平均值保持成大致固定。容器内压力及容器内液面液位的跳动也会因供给压力的跳动而发生。因此，在容器内压力及容器内液面液位的变化上，跳动不是重要的，重要的是整体上的变化。一旦DME消耗，容器内的空余容量就会增加，因此，容器内压力降低。因此，在图3 中，随着容器内液面液位的降低，容器内压力降低。另一方面，一旦补给DME，容器内的空余容量就会减少，因此，容器内压力上升。因此，在图3中，随着容器内液面液位的上升，容器内压力上升。在本实施方式中，在每次利用DME供给系统100执行DME的供给时，压力差达到设定值，就执行燃料容器3的吹出(打开吹出电磁阀RV-2)。容器内压力大致呈周期性变化，但容器内压力的最大高度及最小高度在各周期内也是大致一定的。因此，在图3中， 容器内压力的平均值是大致一定的，能防止现有技术中如图5所示的容器内压力上升的情况。在本实施方式的DME燃料供给方法及DME供给系统100中，能对DME发动机2的燃料容器3自动供给DME燃料，并且不会因燃料容器3内的压力上升而对DME的供给带来阻碍。在本实施方式中，DME供给系统100不仅设有与DME供给相关的系统，还设有与润滑改进剂的供给相关的系统。用于执行DME燃料供给控制的DME供给系统只要设有与DME 供给相关的系统即可，也可以不设置与润滑改进剂的供给相关的系统。图4是另一实施方式的DME燃料供给控制的流程图。供给控制装置105能执行图 4所示的DME燃料供给控制，来代替图2所示的DME燃料供给控制。在图4的流程图中，删除了图4流程图中的步骤S6及S7，并新增了步骤S17。步骤S17是关闭吹出电磁阀RV-2的步骤，在内容上与步骤S7相同。不过，执行步骤S17的时刻与执行步骤S7的时刻不同。步骤S17是在步骤S4的判定中判定为压力差大于设定值时执行的。供给控制装置105在朝燃料容器内供给DME的期间内对上述压力差进行监视，并在步骤S4中判定压力差是否大于设定值。在压力差为设定值以下时，执行步骤S5。在步骤 S5中，供给控制装置105打开吹出电磁阀RV-2。另一方面，在压力差大于设定值的情况下， 执行步骤S17。在步骤S17中，供给控制装置105关闭吹出电磁阀RV-2。在步骤S5或S17 结束之后，执行步骤S8的判定。在步骤S8中判定为没有填充到供给目标量的情况下，处理回到步骤S4，并再次执行步骤S4、S5、S17及S8的循环处理。这样，在图4的流程图中，能根据压力差与设定值的大小比较，立即打开或关闭吹出电磁阀RV-2。(符号说明)IDME发动机系统2发动机3燃料容器21第一吹出管51容量液位传感器100DME供给系统105供给控制装置
111燃料供给管PS-I供给压力传感器PS-2容器内压力传感器RV-2吹出电磁阀CV-3DME 电磁阀
权利要求
1.一种DME燃料供给方法，将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，其特征在于，包括监视工序，在该监视工序中，对在将所述DME供给至所述燃料容器内的期间内的压力差进行监视，所述压力差是从所述燃料供给管的压力减去所述燃料容器内的压力而得到的；判定工序，在该判定工序中，对所述压力差是否为规定的设定值以下进行判定；以及吹出工序，在该吹出工序中，当在所述判定工序中判定为所述压力差为所述设定值以下时，将所述吹出泵暂时打开规定时间，一旦执行所述打开工序，在所述打开工序结束之后再次执行所述判定工序。
2.—种DME燃料供给方法，将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，其特征在于，包括监视工序，在该监视工序中，对在将所述DME供给至所述燃料容器内的期间内的压力差进行监视，所述压力差是从所述燃料供给管的压力减去所述燃料容器内的压力而得到的；判定工序，在该判定工序中，对所述压力差是否为规定的设定值以下进行判定； 打开工序，在该打开工序中，当所述压力差为所述设定值以下时，打开所述燃料容器的吹出阀；以及关闭工序，在该关闭工序中，当所述压力差大于所述设定值时，关闭所述吹出阀。
3.如权利要求1所述的DME燃料供给方法，其特征在于，所述供给目标量是从所述燃料容器的最大量减去所述燃料容器内的DME的残留量后得到的值，在打开所述燃料供给管之前，通过对所述残留量进行检测，计算出所述供给目标量。
4.一种DME燃料供给系统，将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，其特征在于，包括燃料电磁阀，该燃料电磁阀打开/关闭所述燃料供给管； 吹出阀，该吹出阀打开/关闭所述燃料容器；容器内压力传感器，该容器内压力传感器对所述燃料容器内的压力进行检测； 供给压力传感器，该供给压力传感器对所述燃料供给管的压力进行检测；以及控制装置，该控制装置基于由所述容器内压力传感器及所述供给压力传感器得到的检测信息，打开/关闭所述电磁阀及所述吹出阀， 所述控制装置执行以下处理监视处理，在该监视处理中，对打开所述燃料供给管的期间内的压力差进行监视，其中，所述压力差是从所述燃料供给管的压力减去所述燃料容器内的压力而得到的；判定处理，在该判定处理中，对所述压力差是否为规定的设定值以下进行判定；以及吹出处理，在该吹出处理中，当在所述判定工序中判定为所述压力差为所述设定值以下时，将所述吹出泵暂时打开规定时间，一旦执行所述打开工序，在所述打开工序结束之后再次执行所述判定工序。
5.一种DME燃料供给方法，将供给目标量的DME经由燃料供给管供给至发动机的燃料容器内，其特征在于，包括燃料电磁阀，该燃料电磁阀打开/关闭所述燃料供给管； 吹出阀，该吹出阀打开/关闭所述燃料容器；容器内压力传感器，该容器内压力传感器对所述燃料容器内的压力进行检测； 供给压力传感器，该供给压力传感器对所述燃料供给管的压力进行检测；以及控制装置，该控制装置基于由所述容器内压力传感器及所述供给压力传感器得到的检测信息，打开/关闭所述电磁阀及所述吹出阀， 所述控制装置执行以下处理监视处理，在该监视处理中，对打开所述燃料供给管的期间内的压力差进行监视，其中，所述压力差是从所述燃料供给管的压力减去所述燃料容器内的压力而得到的； 判定处理，在该判定处理中，对所述压力差是否为规定的设定值以下进行判定； 打开处理，在该打开处理中，当所述压力差为所述设定值以下时，打开所述燃料容器的吹出阀；以及关闭处理，在该关闭处理中，当所述压力差大于所述设定值时，关闭所述吹出阀。
全文摘要
一种将供给目标量的DME经由燃料供给管(111)供给至发动机(1)的燃料容器(3)内的DME燃料供给方法，在打开所述燃料供给管(111)(步骤S3)之后，对从所述燃料供给管(111)的压力减去所述燃料容器(3)内的压力而得到的压力差进行监视(步骤S4)，并在所述压力差小于规定的设定值时，打开所述燃料容器(3)的吹出电磁阀(RV-2)(步骤S5)，并在所述压力差为所述设定值以上时，关闭所述吹出电磁阀(RV-2)。
文档编号F02M37/00GK102498283SQ20108003101
公开日2012年6月13日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年7月6日
发明者K·A·莱汉 申请人:洋马株式会社