CN112805471B - 注水泵 - Google Patents

Abstract

作为本发明的一方式的注水泵，具备：水排出通路，该水排出通路构成为与注水管连通，该注水管与气缸的燃料喷射阀连接；水活塞部，该水活塞部对水排出通路内的水加压并向燃料喷射阀侧排出；安全阀，该安全阀沿着水活塞部的活塞轴配置于水排出通路与注水管之间，并且具有与注水管相通的内部通路；以及排液通路，该排液通路从安全阀通向注水泵外部。安全阀使内部通路成为相对于排液通路封闭的闭状态，从而将由水活塞部加压了的水从水排出通路通过内部通路而导向注水管，该内部通路通过从燃料喷射阀的压力而成为开状态，从而将逆流液体引导为从内部通路通过排液通路向注水泵外部排出。

Description

注水泵

技术领域

本发明涉及一种注水泵。

背景技术

以往，在搭载于船舶的船舶用柴油发动机中，提出了水技术作为一种降低从气缸内的燃烧室排出的废气中的氮氧化物(NOx)的方法。在该水技术中，例如，通过从设置于气缸的燃料喷射阀向燃烧室添加燃料和水，在燃烧室内燃烧燃料时的火焰的温度上升被抑制，其结果是，来自燃烧室的NOx的排出量减少。在这样的水技术中，为了在除了向燃烧室内喷射燃料的喷射期间以外的期间(以下，称为喷射休止期间)向燃料喷射阀内的燃料通路所存在的燃料中注入水，使用利用了工作油的压力的液压驱动式的注水泵。作为该液压驱动式的注水泵的一例，在专利文献1中公开了注水活塞装置。以下，注水泵是指在该注水活塞装置中所例示的液压驱动式的注水泵。

在专利文献1所记载的柴油机中，在一个气缸设置有一个燃料喷射阀，从该一个燃料喷射阀向该气缸内的燃烧室喷射燃料和水。随后，在喷射休止期间中，在上述燃料喷射阀内的燃料通路残留有下一次被喷射的燃料。注水泵一般构成为通过注水管等与上述燃料喷射阀内的燃料通路连通。在喷射休止期间，注水泵以比在该燃料通路残留的燃料的压力(以下，称为燃料残压)大的压力来压送水，由此，通过注水管等向该燃料通路内的燃料中注入水。该燃料通路内的燃料和水在喷射休止期间后的下一次的喷射期间，从上述燃料喷射阀被向燃烧室内喷射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4550991号公报

发明所要解决的技术问题

一般而言，在上述燃料喷射阀内的燃料通路与注水管的连接端部之间，例如设置有专利文献1中所记载的燃料阀内止回阀，以防止从燃料喷射阀向燃烧室内喷射的高压的燃料从燃料通路向注水管侧逆流。另外，在连通该燃料喷射阀和注水泵的注水管中，例如设置有专利文献1中所记载的注水止回阀，以防止从注水泵向燃料喷射阀排出的水的逆流。

然而，在向燃烧室内喷射燃料和水的喷射期间，当在上述的燃料阀内止回阀、注水止回阀由于发生故障等某种原因而没有发挥功能的情况下，有如下担忧：高压的燃料从燃料喷射阀内的燃料通路通过燃料阀止回阀向注水管内逆流，最终通过注水管而对注水泵施加过度高的压力。在此，注水泵的耐压结构被设计为能够承受水的排出压力(例如，200～300bar左右)。相对于此，从燃料喷射阀逆流的燃料的压力(例如，与由燃料喷射阀喷射燃料的喷射压力相等的800～1200bar左右)比注水泵的耐压结构所能够承受的压力要高得多，并不是注水泵能够承受的压力。因此，在高压的燃料从燃料喷射阀向注水管逆流的情况下，有如下担忧：因该逆流的燃料的压力而注水泵损坏，进而导致燃料从注水泵泄漏。

此外，注水泵的耐压结构能够通过使被排出的水的流通路的壁厚增大等方法，强化为能够承受上述逆流的燃料的压力的结构。然而，该耐压结构的强化与注水泵的大型化相关联，难以将这样大型化的注水泵配置于船舶用柴油发动机的气缸周边这样的有限的空间。因此，从确保注水泵的配置空间的观点来看，优选的是，注水泵是小型化的。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种注水泵，能够避免因从燃料喷射阀逆流的燃料等逆流液体造成的过度加压，并且实现装置规模的小型化。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述的技术问题，达成目的，本发明所涉及的注水泵具备：水排出通路，该水排出通路构成为与注水管连通，该注水管与气缸的燃料喷射阀连接；水活塞部，该水活塞部设置为能够在所述水排出通路内往复移动，并且对所述水排出通路内的水加压并向所述燃料喷射阀侧排出；安全阀，该安全阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述水排出通路与所述注水管之间，并且具有与所述注水管相通的内部通路；以及排液通路，该排液通路从所述安全阀通向注水泵外部，所述安全阀使所述内部通路成为相对于所述排液通路封闭的闭状态，从而将由所述水活塞部加压了的水从所述水排出通路通过所述内部通路导向所述注水管，通过从所述燃料喷射阀通过所述注水管向所述内部通路逆流的逆流液体的压力，所述安全阀使所述内部通路成为相对于所述排液通路开放的开状态，从而将所述逆流液体引导为从所述内部通路通过所述排液通路向所述注水泵外部排出。

另外，在上述的发明中，本发明所涉及的注水泵具备：排出止回阀，该排出止回阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述安全阀与所述水排出通路之间，并且将从所述水排出通路排出的水的流通方向限制为从所述水排出通路侧朝向所述安全阀侧的方向。

另外，在上述的发明中，本发明所涉及的注水泵具备：供水止回阀，该供水止回阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述安全阀与所述水排出通路之间，并且在容许通过供水管向所述水排出通路内供给的水的流动的开状态与阻止从所述水排出通路侧向所述供水管侧的水的逆流且容许从所述水排出通路被排出的水向所述安全阀侧的流动的闭状态之间进行切换。

另外，在上述的发明中，本发明所涉及的注水泵分别具备多个所述水排出通路、多个所述水活塞部以及多个所述安全阀，多个所述水排出通路构成为通过多个所述注水管而与设置于一个所述气缸的多个所述燃料喷射阀分别连通，多个所述水活塞部以能够往复移动的方式分别设置于多个所述水排出通路内，多个所述安全阀沿着多个所述水活塞部的各活塞轴相比多个所述水排出通路分别配置于多个所述注水管侧。

另外，在上述的发明中，本发明所涉及的注水泵的所述排液通路由以下通路构成：多个分支通路，该多个分支通路与多个所述安全阀分别相通；以及合流通路，该合流通路与多个所述分支通路合流，并且与所述注水泵外部相通。

另外，在上述的发明中，本发明所涉及的注水泵具备：水缸，在该水缸的内部具有所述水排出通路和所述水活塞部；以及安全阀块，在该安全阀块的内部具有所述安全阀和所述排液通路，所述安全阀块通过紧固部件而可装卸地安装于所述水缸的上部。

另外，在上述的发明中，本发明所涉及的注水泵具备：排出止回阀块，该排出止回阀块配置于所述安全阀块与所述水缸之间，在该排出止回阀块的内部具有所述排出止回阀；以及供水止回阀块，该供水止回阀块配置于所述排出止回阀块与所述水缸之间，在该供水止回阀块的内部具有所述供水止回阀，所述供水止回阀块、所述排出止回阀块以及所述安全阀块通过所述紧固部件而可装卸地安装于所述水缸的上部。

发明的效果

根据本发明所涉及的注水泵，实现如下这样的效果：能够避免因从燃料喷射阀逆流的燃料等逆流液体造成的过度加压，并且实现装置规模的小型化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的船舶用柴油发动机的燃料喷射系统的一个结构例的示意图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的注水泵的一个结构例的侧剖面示意图。

图3是图2所示的注水泵的A-A线剖面示意图。

图4是图2所示的注水泵的B-B线剖面示意图。

图5是图2所示的注水泵的C-C线剖面示意图。

图6是图2所示的注水泵的D-D线剖面示意图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的注水泵的供水止回阀、排出止回阀以及安全阀的一个结构例的侧剖面示意图。

图8是用于说明本发明的实施方式所涉及的注水泵的安全阀的动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的注水泵的优选的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。另外，需要注意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸关系、各要素的比率等有与实际的不同的情况。在附图的相互之间，有时也包含彼此的尺寸关系、比率不同的部分。另外，在各附图中，对相同的构成部分标注有相同的符号。

(燃料喷射系统的结构)

首先，对应用了本发明的实施方式所涉及的注水泵的船舶用柴油发动机的燃料喷射系统的结构进行说明，图1是表示本发明的实施方式所涉及的船舶用柴油发动机的燃料喷射系统的一个结构例的示意图。如图1所示，该燃料喷射系统100具备多个(在本实施方式中为三个)燃料喷射阀20A、20B、20C、燃料压送系统30、下游侧注水系统40、上游侧注水系统50。另外，燃料喷射系统100具备水供给泵61、供水管62、蓄压部71、高压泵72、检测部81以及控制部82。此外，在图1中，实线箭头表示燃料、水等流体的流通，虚线箭头表示电信号线。

燃料喷射阀20A、20B、20C是用于向船舶用柴油发动机的气缸内的燃烧室(均未图示)喷射燃料和水的多个燃料喷射阀的一例。虽然在图1并未图示，但是燃料喷射阀20A、20B、20C设置于一个气缸。例如，燃料喷射阀20A、20B、20C沿着该气缸的周向以规定的间隔配置。

如图1所示，燃料喷射阀20A具有喷射口21、与该喷射口21相通的燃料通路22、与该燃料通路22相通的内部通路23以及止回阀24a、24b。燃料通路22的一端部与喷射口21连接且另一端部与燃料喷射管32(例如其分支管32a)连接。另外，在燃料通路22的上游侧的注水位置(第二注水位置P2)经由止回阀24a连接有上游侧注水系统50的配管(例如，上游侧注水管52a)。内部通路23的一端部与燃料通路22的下游侧的注水位置(第一注水位置P1)连接且另一端部与下游侧注水系统40的配管(例如，下游侧注水管42a)连接。止回阀24a使从上游侧注水系统50朝向燃料喷射阀20A的燃料通路22的水的流通成为可能，并且防止其逆流。止回阀24b设置于内部通路23的中途部。止回阀24b使从下游侧注水系统40通过内部通路23朝向燃料通路22的水的流通成为可能，并且防止其逆流。

具有上述的结构的燃料喷射阀20A将由燃料压送系统30压送的燃料、由下游侧注水系统40注入的水以及由上游侧注水系统50注入的水从喷射口21向气缸内的燃烧室层状地喷射。此外，燃料喷射阀20B、20C与上述的燃料喷射阀20A具有相同的结构。

燃料压送系统30是用于向燃料喷射阀20A、20B、20C压送燃料的设备。如图1所示，燃料压送系统30具备燃料喷射泵31、燃料喷射管32以及控制阀35。

燃料喷射泵31是利用工作油的压力而驱动的液压驱动式的泵，并且通过燃料喷射管32向燃料喷射阀20A、20B、20C分别压送燃料。另外，燃料喷射阀31的压送作用是对燃料喷射阀20A、20B、20C进行从喷射口21对气缸内的燃烧室的燃料和水的层状喷射。

燃料喷射管32的一端部与燃料喷射泵31的排出口连接。在燃料喷射管32的中途部设置有分支部33。燃料喷射管32从该分支部33朝向另一端部分支为多个分支管(在本实施方式1中为三个分支管32a、32b、32c)。如图1所示，燃料喷射管32的分支管32a、32b、32c中的分支管32a与燃料喷射阀20A的燃料通路22连接，燃料喷射管32经由分支管32a而使燃料喷射阀20A与燃料喷射泵31连通。与之相同，其余的分支管32b、32c与燃料喷射阀20B、20C的各燃料通路22分别连接。

控制阀35控制从蓄压部71向燃料喷射泵31的工作油的供给。控制阀35在从燃料喷射阀20A、20B、20C向燃烧室喷射燃料和水的喷射期间成为开状态，并向燃料喷射泵31供给蓄压部71内的工作油。另一方面，控制阀35在燃料喷射阀20A、20B、20C的喷射休止期间成为闭状态，并停止从蓄压部71向燃料喷射泵31的工作油的供给。这样的控制阀35的开闭驱动的时刻由控制部82控制。

下游侧注水系统40是用于向燃料喷射阀20A、20B、20C的各燃料通路22的下游侧的注水位置注入水的设备。如图1所示，下游侧注水系统40具备第一注水泵41、下游侧注水管42a、42b、42c以及控制阀45。

第一注水泵41是本实施方式的注水泵的一例。下游侧注水管42a、42b、42c是将注水泵和燃料喷射阀连通的注水管的一例。如图1所示，下游侧注水管42a的一端部与第一注水泵41的第一排出口连接且另一端部与燃料喷射阀20A的内部通路23连接。第一注水泵41通过下游侧注水管42a等向燃料喷射阀20A的燃料通路22压送水，由此，向燃料通路22的下游侧的注水位置(即，第一注水位置P1)注入水。另外，下游侧注水管42b的一端部与第一注水泵41的第二排出口连接且另一端部与燃料喷射阀20B的内部通路连接。与上述燃料喷射阀20A的情况相同，第一注水泵41通过下游侧注水管42b等向燃料喷射阀20B的燃料通路22的第一注水位置P1注入水。另外，下游侧注水管42c的一端部与第一注水泵41的第三排出口连接且另一端部与燃料喷射阀20C的内部通路连接。与上述燃料喷射阀20A的情况相同，第一注水泵41通过下游侧注水管42c等向燃料喷射阀20C的燃料通路22的第一注水位置P1注入水。

控制阀45控制从蓄压部71向第一注水泵41的工作油的供给。控制阀45在通过燃料喷射阀20A、20B、20C喷射燃料和水的期间以外的期间(即，喷射休止期间)成为开状态，并将蓄压部71内的工作油向第一注水泵41供给。另一方面，控制阀45在上述燃料和水的喷射期间成为闭状态，并停止从蓄压部71向第一注水泵41的工作油的供给。这样的控制阀45的开闭驱动的时刻由控制部82控制。

上游侧注水系统50是用于向燃料喷射阀20A、20B、20C的各燃料通路22的上游侧的注水位置注入水的设备。如图1所示，上游侧注水系统50具备第二注水泵51、上游侧注水管52a、52b、52c以及控制阀55。

第二注水泵51是本实施方式所涉及的注水泵的一例。上游侧注水管52a、52b、52c是将注水泵和燃料喷射阀连通的注水管的一例。如图1所示，上游侧注水管52a的一端部与第二注水泵51的第一排出口连接且另一端部经由止回阀24a而与燃料喷射阀20A的燃料通路22连接。第二注水泵51通过上游侧注水管52a等向燃料喷射阀20A的燃料通路22压送水，由此，向燃料通路22的上游侧的注水位置(即，第二注水位置P2)注入水。另外，上游侧注水管52b的一端部与第二注水泵51的第二排出口连接且另一端部经由止回阀(未图示)而与燃料喷射阀20B的燃料通路22连接。与上述燃料喷射阀20A的情况相同，第二注水泵51通过上游侧注水管52b等向燃料喷射阀20B的燃料通路22的第二注水位置P2注入水。另外，上游侧注水管52c的一端部与第二注水泵51的第三排出口连接且另一端部经由止回阀(未图示)而与燃料喷射阀20C的燃料通路22连接。与上述燃料喷射阀20A的情况相同，第二注水泵51通过上游侧注水管52c等向燃料喷射阀20C的燃料通路22的第二注水位置P2注入水。

控制阀55控制从蓄压部71向第二注水泵51的工作油的供给。控制阀55在燃料喷射阀20A、20B、20C的喷射休止期间成为开状态，并将蓄压部71内的工作油向第二注水泵51供给。另一方面，控制阀55在燃料喷射阀20A、20B、20C的燃料和水的喷射期间成为闭状态，并停止从蓄压部71向第二注水泵51的工作油的供给。这样的控制阀55的开闭驱动的时刻由控制部82控制。

水供给泵61是用于向第一注水泵41和第二注水泵51供给排出对象的水的泵。供水管62的一端部与水供给泵61连接且另一端侧分支为分支管62a、62b。供水管62的一个分支管62a与第一注水泵41连接。供水管62的另一个分支管62b与第二注水泵51连接。水供给泵61通过供水管62的分支管62a向第一注水泵41供给排出对象的水，并且通过供水管62的分支管62b向第二注水泵51供给排出对象的水。

蓄压部71积蓄使燃料压送系统30、下游侧注水系统40以及上游侧注水系统50分别工作的工作油的压力。如图1所示，蓄压部71将通过配管等从高压泵72被排出(压送)的工作油贮存于内部的蓄压室，由此，积蓄工作油的压力。这样，积蓄在蓄压部71的工作油的压力由从高压泵72向蓄压部71排出的工作油的排出量进行调节。积蓄在蓄压部71的工作油的压力共用于燃料喷射泵31的工作、第一注水泵41的工作以及第二注水泵51的工作。

检测部81检测船舶用柴油发动机(未图示)的曲柄角度。检测部81随着时间的经过检测曲柄角度，并每次向控制部82发送表示检测出的曲柄角度的电信号。

控制部82从检测部81接收电信号，并控制燃料压送系统30的控制阀35的开闭驱动，以使得在接收到的电信号所表示的曲柄角度成为规定的旋转角度的时刻控制阀35成为开状态。控制部82通过该控制阀35的开闭驱动的控制而控制燃料喷射泵31的工作时刻，即，控制从燃料喷射阀20A、20B、20C向燃烧室的燃料和水的喷射时刻。在该喷射时刻，从燃料喷射泵31被压送的燃料、从第一注水泵41被排出的水、以及从第二注水泵51排出的水通过燃料喷射泵31的压送作用从燃料喷射阀20A、20B、20C被向燃烧室层状地喷射。随后，燃料喷射阀20A、20B、20C的各燃料通路22和燃料喷射管32成为被未喷射的剩余的燃料充满的状态。

另外，控制部82在燃料喷射阀20A、20B、20C的喷射休止期间，控制第一注水泵41和第二注水泵51的工作时刻，以使水分别向由燃料充满了的状态下的上述各燃料通路22的下游侧的注水位置(第一注水位置P1)和上游侧的注水位置(第二注水位置P2)注入。在该喷射休止期间，从第一注水泵41被排出的水和从第二注水泵51被排出的水以比残留于燃料喷射阀20A、20B、20C的各燃料通路22的燃料的压力(燃料残压)高的压力被分别向这些各燃料通路22的第一注水位置P1和第二注水位置P2注入。

(注水泵的结构)

接着，对本发明的实施方式所涉及的注水泵的结构进行说明。图2是表示本发明的实施方式所涉及的注水泵的一个结构例的侧剖面示意图。图3是图2所示的注水泵的A-A线剖面示意图。图4是图2所示的注水泵的B-B线剖面示意图。图5是图2所示的注水泵的C-C线剖面示意图。图6是图2所示的注水泵的D-D线剖面示意图。以下，例示了用于向燃料喷射阀20A、20B、20C的各燃料通路22的第一注水位置P1注入水的第一注水泵41(参照图1)作为本实施方式所涉及的注水泵的一例。另外，上述的第二注水泵51的结构除了对于燃料喷射阀20A、20B、20C的各燃料通路22的注水位置与第一注水泵41不同(即，第二注水位置P2)以外，与第一注水泵41相同。

第一注水泵41是利用工作油的压力来排出水的液压驱动式的注水泵。如图2～6所示，第一注水泵41具备水缸1、液压缸5、多个(本实施方式中为三个)水活塞部6a、6b、6c、液压活塞部7、连结部8以及施力部9。另外，第一注水泵41具备供水止回阀块10、多个(在本实施方式中为三个)供水止回阀11a、11b、11c、排出止回阀块12、多个(在本实施方式中为三个)排出止回阀13a、13b、13c、安全阀块14、多个(在本实施方式中为三个)安全阀15a、15b、15c以及排液通路14e。

水缸1例如是中空的圆筒状部件，如图2、3所示，在内部具有用于排出水的水排出通路2a、2b、2c和水活塞部6a、6b、6c。另外，水缸1具有内部空间4，该内部空间4与这些水排出通路2a、2b、2c连续。

水排出通路2a、2b、2c是构成为与注水管连通的多个水排出通路的一例，该注水管与气缸的燃料喷射阀连接。例如，水排出通路2a、2b、2c构成为与图1所示的多个下游侧注水管42a、42b、42c连通。即，在本实施方式中，水排出通路2a、2b、2c构成为与设置于一个气缸的多个燃料喷射阀20A、20B、20C通过多个下游侧水管42a、42b、42c而分别连通。

详细而言，如图2、3所示，水排出通路2a的水活塞部6a形成为能够在往复方向上滑动的形状(例如，圆筒形状)。水排出通路2a暂时贮存通过形成于供水止回阀块10的内部的通路(未图示)和供水止回阀11a而被供给的排出对象的水。另外，通过供水止回阀11a的内部通路111a(参照图4)、排出止回阀13a的可开闭的内部通路131a(参照图5)以及安全阀15a的内部通路151a(参照图6)，水排出通路2a与盖部16的排出口16a连通。水排出通路2a通过该排出口16a与上述的下游侧注水管42a连通。

水排出通路2b、2c分别与上述的水排出通路2a同样地构成。即，水排出通路2b形成为水活塞部6b能够在往复方向上滑动的形状，并且暂时贮存通过供水止回阀11b等被供给的排出对象的水。通过供水止回阀11b的内部通路111b(参照图4)、排出止回阀13b的可开闭的内部通路131b(参照图5)以及安全阀15b的内部通路151b(参照图6)，水排出通路2b与盖部16的排出口16b连通。水排出通路2b通过该排出口16b与上述的下游侧注水管42b连通。另外，水排出通路2c形成为能够在往复方向上滑动的形状，并且暂时贮存通过供水止回阀11c等被供给的排出对象的水。通过供水止回阀11c的内部通路111c(参照图4)、排出止回阀13c的可开闭的内部通路131c(参照图5)以及安全阀15c的内部通路151c(参照图6)，水排出通路2c与盖部16的排出口16c连通。水排出通路2c通过该排出口16c与上述的下游侧注水管42c连通。

这些水排出通路2a、2b、2c与燃料喷射阀20A、20B、20C之间在相同的燃料通路的位置连通。例如，水排出通路2a通过下游侧注水管42a与燃料喷射阀20A的燃料通路22的第一注水位置P1连通。水排出通路2b通过下游侧注水管42b与燃料喷射阀20B的燃料通路22的第一注水位置P1连通。水排出通路2c通过下游侧注水管42c与燃料喷射阀20C的燃料通路22的第一注水位置P1连通。

内部空间4是用于使随着一个液压活塞部7的工作的多个(在本实施方式中为三个)水活塞部6a、6b、6c的往复移动成为可能的空间。如图2所示，水活塞部6a、6b、6c的各下侧部分、液压活塞部7的上侧部分以及连结这些部分的连结部8能够往复移动地收容于内部空间4。

液压缸5是能够将液压活塞部7收容为能够往复移动的中空的圆筒状部件。详细而言，如图2所示，液压缸5具有用于接受使液压活塞部7工作的工作油的工作油室5a。工作油室5a形成为能够将液压活塞部7收容为能够往复移动。此外，液压缸5通过安装螺栓(未图示)与水缸1连结。另外，液压缸5的下端部安装于图1所示的蓄压部71、控制阀45等的工作油供给设备。

水活塞部6a、6b、6c是对水排出通路内的水进行加压并向燃料喷射阀侧排出的水活塞部的一例。在本实施方式中，水活塞部6a、6b、6c例如是彼此具有相同直径的活塞，如图2、3所示，分别设置成能够在水排出通路2a、2b、2c内进行往复移动。此外，“水活塞部6a、6b、6c的各直径彼此相同”是指水活塞部6a、6b、6c的各直径在制造公差范围内。

水活塞部6a一边在水排出通路2a内滑动一边在活塞轴向上进行往复移动。此时，水活塞部6a通过在压缩水排出通路2a的方向上移动，对水排出通路2a内的水进行加压并向燃料喷射阀20A侧排出。水活塞部6b一边在水排出通路2b内滑动一边在活塞轴向上进行往复移动。此时，水活塞部6b通过在压缩水排出通路2b的方向上移动，对水排出通路2b内的水进行加压并向燃料喷射阀20B侧排出。水活塞部6c一边在水排出通路2c内滑动一边在活塞轴向上进行往复移动。此时，水活塞部6c通过在压缩水排出通路2c的方向上移动，对水排出通路2c内的水进行加压并向燃料喷射阀20C侧排出。

此外，水活塞部6a的活塞轴向是水活塞部6a的活塞轴CL1的长度方向。水活塞部6b的活塞轴向是水活塞部6b的活塞轴CL2的长度方向。水活塞部6c的活塞轴向是水活塞部6c的活塞轴CL3的长度方向。以下，除非另有说明，活塞轴向是指水活塞部6a、6b、6c的任一个或者全部的活塞轴向。

液压活塞部7是利用工作油的压力而工作的活塞。如图2所示，液压活塞部7以能够在活塞轴向上往复移动的方式被收容于液压缸5的工作油室5a。液压活塞部7利用供给至工作油室5a的工作油的压力，使水活塞部6a、6b、6c分别向水排出通路2a、2b、2c的出口侧(在本实施方式中为供水止回阀11a、11b、11c侧)移动。另外，液压活塞部7从工作油室5a压出工作油并在活塞轴向上移动(下降)，从而恢复到工作前的本来的位置。

连结部8是将多个水活塞部和一个液压活塞部连结的连结部的一例。详细而言，如图2所示，在连结部8的一端面固定有水活塞部6a、6b、6c的下端部且在另一端面固定有液压活塞部7的上端部，通过该结构，使水活塞部6a、6b、6c和液压活塞部7连结并一体化。另外，连结部8以能够往复移动的方式收容于水缸1的内部空间4。固定于该连结部8的水活塞部6a、6b、6c成为能够与液压活塞部7一体地移动的状态。

施力部9在规定的方向上对液压活塞部7施力。例如，施力部9由压缩弹簧或者空气弹簧等构成，如图2所示，设置于液压缸5的上部。在施力部9配置有液压活塞部7的突起部(未图示)。施力部9通过向该突起部赋予施力，从而向从工作油室5a压出工作油的方向(图2的纸面下方向)对液压活塞部7施力。

如图2、4所示，供水止回阀块10是在内部具有供水止回阀11a、11b、11c的构造体(例如外形为圆柱形的构造体)。供水止回阀块10配置于排出止回阀块12与水缸1之间。另外，虽然在图2、4中并未图示，但是使与图1所示的水供给泵61相通的供水管62(详细而言，分支管62a)和供水止回阀11a、11b、11c连通的供水通路形成于供水止回阀块10的内部。

供水止回阀11a、11b、11c是限制从水供给泵61向水排出通路2a、2b、2c内供给的水的流通方向的止回阀的一例。如图2所示，供水止回阀11a沿着水活塞部6a的活塞轴CL1配置于供水止回阀块10内，详细而言，配置于排出止回阀13a与水排出通路2a之间。供水止回阀11a使从水供给泵61通过供水管62和供水止回阀块10内的供水通路向水排出通路2a内流动的水的流通成为可能，并防止其逆流。另外，如图4所示，供水止回阀11a具有内部通路111a。供水止回阀11a经由该内部通路111a使水排出通路2a与排出止回阀13a连通。

供水止回阀11b沿着水活塞部6b的活塞轴CL2配置于供水止回阀块10内，详细而言，配置于排出止回阀13b(参照图5)与水排出通路2b(参照图3)之间。供水止回阀11b使从水供给泵61通过供水管62和供水止回阀块10内的供水通路向水排出通路2b内流动的水的流通成为可能，并防止其逆流。另外，如图4所示，供水止回阀11b具有内部通路111b。供水止回阀11b经由该内部通路111b使水排出通路2b与排出止回阀13b连通。供水止回阀11c沿着水活塞部6c的活塞轴CL3配置于供水止回阀块10内，详细而言，配置于排出止回阀13c(参照图5)与水排出通路2c(参照图3)之间。供水止回阀11c使从水供给泵61通过供水管62和供水止回阀块10内的供水通路向水排出通路2c内流动的水的流通成为可能，并防止其逆流。另外，如图4所示，供水止回阀11c具有内部通路111c。供水止回阀11c经由该内部通路111c使水排出通路2c与排出止回阀13c连通。

如图2、5所示，排出止回阀块12是在内部具有排出止回阀13a、13b、13c的构造体(例如外形为圆柱形的构造体)。排出止回阀块12配置于安全阀块14与水缸1之间。

排出止回阀13a、13b、13c是限制从水排出通路2a、2b、2c内排出的水的流通方向的止回阀的一例。如图2所示，排出止回阀13a沿着水活塞部6a的活塞轴CL1配置于排出止回阀块12内，详细而言，配置于安全阀15a与水排出通路2a之间(在本实施方式中为安全阀15a与供水止回阀11a之间)。排出止回阀13a使从水排出通路2a内向燃料喷射阀20A侧流动的水的流通成为可能，并防止其逆流。另外，如图5所示，排出止回阀13a具有内部通路131a。排出止回阀13a经由该内部通路131a使与水排出通路2a相通的供水止回阀11a和与燃料喷射阀20A相通的安全阀15a连通。

排出止回阀13b沿着水活塞部6b的活塞轴CL2配置于排出止回阀块12内，详细而言，配置于安全阀15b(参照图6)与水排出通路2b之间(在本实施方式中为安全阀15b与供水止回阀11b(参照图4)之间)。排出止回阀13b使从水排出通路2b内向燃料喷射阀20B侧流动的水的流通成为可能，并防止其逆流。另外，如图5所示，排出止回阀13b具有内部通路131b。排出止回阀13b经由该内部通路131b使与水排出通路2b相通的供水止回阀11b和与燃料喷射阀20B相通的安全阀15b连通。排出止回阀13c沿着水活塞部6c的活塞轴CL3配置于排出止回阀块12内，详细而言，配置于安全阀15c(参照图6)与水排出通路2c之间(在本实施方式中为安全阀15c与供水止回阀11c(参照图4)之间)。排出止回阀13c使从水排出通路2c内向燃料喷射阀20C侧流动的水的流通成为可能，并防止其逆流。另外，如图5所示，排出止回阀13c具有内部通路131c。排出止回阀13c经由该内部通路131c使与水排出通路2c相通的供水止回阀11c和与燃料喷射阀20C相通的安全阀15c连通。

如图2、6所示，安全阀块14是在内部具有安全阀15a、15b、15c和排液通路14e的构造体(例如外形为圆柱形的构造体)。安全阀块14配置于排出止回阀块12与盖部16之间，并且通过作为紧固部件的一例的安装螺栓17而可装卸地安装于水缸1的上部。

安全阀15a、15b、15c是保护注水泵免于从燃料喷射阀逆流的高压的逆流液体的安全阀的一例。这些安全阀15a、15b、15c沿着多个水活塞部6a、6b、6c的各活塞轴CL1、CL2、CL3相比多个水排出通路2a、2b、2c分别配置于多个下游侧注水管42a、42b、42c侧。

如图2所示，安全阀15a沿着水活塞部6a的活塞轴CL1配置于安全阀块14内，详细而言，配置于水排出通路2a和图1所示的下游侧注水管42a之间(在本实施方式中为与下游侧注水管42a相通的排出口16a和排出止回阀13a之间)。另外，如图6所示，安全阀15a具有内部通路151a。安全阀15a的内部通路151a经由排出口16a而与下游侧注水管42a相通，并且经由该下游侧注水管42a与燃料喷射阀20A相通。安全阀15a将从水排出通路2a排出的水通过内部通路151a而导向下游侧注水管42a。另外，安全阀15a将从燃料喷射阀20A逆流的逆流液体引导为从内部通路151a通过排液通路14e而向第一注水泵41的外部排出。

安全阀15b沿着水活塞部6b的活塞轴CL2配置于安全阀块14内，详细而言，配置于水排出通路2b和图1所示的下游侧注水管42b之间(在本实施方式中为与下游侧注水管42b相通的排出口16b和排出止回阀13b之间)。另外，如图6所示，安全阀15b具有内部通路151b。安全阀15b的内部通路151b经由排出口16b而与下游侧注水管42b相通，并且经由该下游侧注水管42b与燃料喷射阀20B相通。安全阀15b将从水排出通路2b排出的水通过内部通路151b而导向下游侧注水管42b。另外，安全阀15b将从燃料喷射阀20B逆流的逆流液体引导为从内部通路151b通过排液通路14e而向第一注水泵41的外部排出。

安全阀15c沿着水活塞部6c的活塞轴CL1配置于安全阀块14内，详细而言，配置于水排出通路2c和图1所示的下游侧注水管42c之间(在本实施方式中为与下游侧注水管42c相通的排出口16c和排出止回阀13c之间)。另外，如图6所示，安全阀15c具有内部通路151c。安全阀15c的内部通路151c经由排出口16c而与下游侧注水管42c相通，并且经由该下游侧注水管42c与燃料喷射阀20C相通。安全阀15c将从水排出通路2c排出的水通过内部通路151c而导向下游侧注水管42c。另外，安全阀15c将从燃料喷射阀20C逆流的逆流液体引导为从内部通路151c通过排液通路14e而向第一注水泵41的外部排出。

排液通路14e是用于将从燃料喷射阀向注水泵逆流的逆流液体向注水泵外部排出的通路的一例。如图6所示，排液通路14e以从安全阀15a、15b、15c通向第一注水泵41的外部方式形成于安全阀块14内。在本实施方式中，例如，排液通路14e由分别与安全阀15a、15b、15c相通的多个(在图6中为三个)分支通路14a、14b、14c和与这些分支通路14a、14b、14c合流且与第一注水泵41的外部相通的合流通路14d构成。

分支通路14a以一端部与合流通路14d相通且另一端部呈包围安全阀15a的环状的方式形成于安全阀块14内。该分支通路14a的环状部分与安全阀15a的开闭动作相应地与安全阀15a的内部通路151a可开闭地连通。分支通路14a将从安全阀15a的内部通路151a流出的逆流液体导向合流通路14d。分支通路14b以一端部与合流通路14d相通且另一端部呈包围安全阀15b的环状的方式形成于安全阀块14内。该分支通路14b的环状部分与安全阀15b的开闭动作相应地与安全阀15b的内部通路151b可开闭地连通。分支通路14b将从安全阀15b的内部通路151b流出的逆流液体导向合流通路14d。分支通路14c以一端部与合流通路14d相通且另一端部呈包围安全阀15c的环状的方式形成于安全阀块14内。该分支通路14c的环状部分与安全阀15c的开闭动作相应地与安全阀15c的内部通路151c可开闭地连通。分支通路14c将从安全阀15c的内部通路151c流出的逆流液体导向合流通路14d。

合流通路14d以与上述的分支通路14a、14b、14c合流且与排液口14f相通的方式形成于安全阀块14内。如图6所示，排液口14f以一端部与合流通路14d相通且另一端部朝向第一注水泵41的外部开口的方式形成于安全阀块14内。合流通路14d将从分支通路14a、14b、14c中的至少一个流入了的逆流液体导向排液口14f侧，并且从排液口14f向第一注水泵41的外部排出逆流液体。虽然并未特意图示，但是在排液口14f连接有用于将被排出的逆流液体导向箱体等的设备内的排出管。

此外，作为上述的逆流液体，例如能够列举从燃料喷射阀通过注水管向注水泵逆流的燃料、以通过该燃料的压力向注水泵被推回的方式逆流的注水管内的水等。在上述注水泵为第一注水泵41的情况下，例示了燃料喷射阀20A、20B、20C作为上述燃料喷射阀，并且列举了下游侧注水管42a、42b、42c作为上述注水管。在上述注水泵为第二注水泵51的情况下，例示了燃料喷射阀20A、20B、20C作为上述燃料喷射阀，列举了上游侧注水管52a、52b、52c作为上述注水管。

另外，如图6所示，在安全阀块14形成有用于对安全阀15a、15b、15c供给润滑油的油路，并且在安全阀块14安装有封闭该油路的出口的塞子18。虽然并未特意图示，但在供给水止回阀块10形成有用于对供给水止回阀11a、11b、11c供给润滑油的油路，并且在供给水止回阀块10安装有封闭该油路的出口的塞子。在排出止回阀块12形成有用于对排出止回阀13a、13b、13c供给润滑油的油路，并且在排出止回阀块12安装有封闭该油路的出口的塞子。

另一方面，如图2所示，在安全阀块14的上端部设置有盖部16。在本实施方式中，盖部16以能够通过安装螺栓17(紧固部件的一例)进行装卸的方式安装成将供水止回阀块10、排出止回阀块12以及安全阀块14夹在水缸1的上端部与该盖部16之间。由此，供水止回阀块10、排出止回阀块12以及安全阀块14通过安装螺栓17以能够装卸的方式安装于水缸1的上部。另外，盖部16将安全阀15a、15b、15c的各阀杆后端部按压固定于安全阀块14。

另外，如图2所示，在盖部16形成有与水排出通路2a、2b、2c对应的排出口16a、16b、16c。排出口16a是经由供水止回阀11a的内部通路111a、排出止回阀13a的内部通路131a以及安全阀15a的内部通路151a而与水排出通路2a相通的第一排出口。排出口16b是经由供水止回阀11b的内部通路111b、排出止回阀13b的内部通路131b以及安全阀15b的内部通路151b而与水排出通路2b相通的第二排出口。排出口16c是经由供水止回阀11c的内部通路111c、排出止回阀13c的内部通路131c以及安全阀15c的内部通路152c而与水排出通路2c相通的第三排出口。盖部16以排出口16a与安全阀15a的内部通路151a连通、排出口16b与安全阀15b的内部通路151b连通、排出口16c与安全阀15c的内部通路151c连通的方式安装于安全阀块14的上端部。

在此，如上所述，供水止回阀11a、排出止回阀13a以及安全阀15a沿着水活塞部6a的活塞轴CL1配置。即，如图2所示，供水止回阀11a、排出止回阀13a以及安全阀15a以能够与水排出通路2a连通的方式位于活塞轴CL1上。此时，供水止回阀11a、排出止回阀13a以及安全阀15a的各中心轴(例如各内部通路111a、131a、151a的中心轴)不需要完全与活塞轴CL1同轴。另外，优选的是，供水止回阀11a、排出止回阀13a以及安全阀15a以活塞轴CL1通过各内部通路111a、131a、151a内的方式配置，更为优选的是，活塞轴CL1与各内部通路111a、131a、151a的中心轴以彼此平行或者一致(为同一轴)的方式配置。供水止回阀11a、排出止回阀13a及安全阀15a相对于上述活塞轴CL1的配置关系与供水止回阀11b、排出止回阀13b、以及安全阀15b相对于水活塞部6b的活塞轴CL2的配置关系以及供水止回阀11c、排出止回阀13c、以及安全阀15c相对于水活塞部6c的活塞轴CL3的配置关系也是相同的。

(供水止回阀、排出止回阀、安全阀的结构)

接着，对本发明的实施方式所涉及的注水泵的供水止回阀、排出止回阀以及安全阀的结构进行说明。图7是表示本发明的实施方式所涉及的注水泵的供水止回阀、排出止回阀以及安全阀的一个结构例的侧剖面示意图。以下，例示了图2所示的第一注水泵41的供水止回阀11a、排出止回阀13a以及安全阀15a作为本实施方式所涉及的注水泵的供水止回阀、排出止回阀以及安全阀的一例。此外，供水止回阀11b、11c、排出止回阀13b、13c以及安全阀15b、15c的各结构除了连通的水排出通路和排出口与上述的结构不同以外，与供水止回阀11a、排出止回阀13a以及安全阀15a分别相同。

如图7所示，供水止回阀11a具备阀芯110a和弹簧113a。阀芯110a具有内部通路111a和承压部112a，并且以能够在阀轴方向F上往复移动的方式收容于供水止回阀块10内。内部通路111a是用于使从水排出通路2a排出的水流通的通路，并且形成于阀芯110a内。例如如图7所示，该内部通路111a在顶端侧与水排出通路2a相通，在后端侧与连通路12a相通，该连通路12a以能够开闭的方式与排出止回阀13a连通。连通路12a例如形成于排出止回阀块12内，并且形成于供水止回阀11a与排出止回阀13a之间。承压部112a是承受用于打开阀芯110a的压力的部分，并且在阀芯110a的顶端部(水排出通路2a侧的端部)附近的外周部沿着周向形成为环状。弹簧113a收容于阀芯110a内的后端侧。例如如图7所示，弹簧113a在阀芯110a内的突起部与排出止回阀块12之间处于比自然长度收缩的状态，对阀芯110a施加向水排出通路2a侧施力的施力。该弹簧113a的施力比从水供给泵61(参照图1)供给的水的压力弱。

具有这样的结构的供水止回阀11a通过使阀芯110a在阀轴方向F上往复移动来切换开状态和闭状态。供水止回阀11a的开状态是容许从水供给泵61通过供水管62向水排出通路2a内供给的水的流动的状态。供水止回阀11a的闭状态是阻止从水排出通路2a侧向供给水管62侧的水的逆流，并且容许从水排出通路2a排出的水向排出止回阀13a侧的流动的状态。

详细而言，在供水止回阀11a中，阀芯110a利用弹簧113a的施力而将自身的顶端部压接于水排出通路2a的出口端部。由此，阀芯110a使水排出通路2a和内部通路111a连通，并且阻断水排出通路2a和供水止回阀块10内的供水通路(未图示)的连通，从而成为上述的闭状态。另外，阀芯110a在以承压部112a承受通过供水管62送出到供水止回阀块10的供水通路(未图示)内的水的压力的情况下，利用该压力向克服弹簧113a的施力的方向移动。由此，阀芯110a从水排出通路2a离开，使水排出通路2a和供水止回阀块10内的供水通路连通，从而成为上述的开状态。随后，在向水排出通路2a内的水的供给结束的情况下，阀芯110a利用弹簧113a的施力而接近水排出通路2a，从而再次成为上述的闭状态。

如图7所示，排出止回阀13a具备阀芯130a和弹簧113a。阀芯130a具有内部通路131a、承压部132a以及接收口134a，并且以能够在阀轴方向F上往复移动的方式被收容于排出止回阀块12内。内部通路131a是用于使从水排出通路2a排出的水流通的通路，并且形成于阀芯130a内。接收口134a以与内部通路131a的顶端侧相通的方式形成于阀芯130a的顶端部。例如，接收口134a以从阀芯130a的中心轴向四个方向延伸的方式而形成。例如如图7所示，内部通路131a在顶端侧与连通路12a相通，该连通路12a经由接收口134a以能够开闭的方式与供水止回阀11a连通，内部通路131a在后端侧与连通于安全阀15a的连通路14h相通。连通路14h例如形成于安全阀块14内的排出止回阀13a与安全阀15a之间。承压部132a是承受用于打开阀芯130a的压力的部分，并且形成于阀芯130a的顶端部(供水止回阀11a侧的端部)。弹簧133收容于阀芯130a内。例如如图7所示，弹簧133a在阀芯130a内的顶端侧部分与安全阀块14之间处于比自然长度收缩的状态，并且对阀芯130a施加向供给水止回阀11a侧施力的施力。该弹簧133a的施力比通过水活塞部6a(参照图2)从水排出通路2a排出的水的压力弱。

具有这种的结构的排出止回阀13a通过使阀芯130a在阀轴方向F上往复移动来切换开状态和闭状态。排出止回阀13a的开状态是容许从水排出通路2a排出的水向安全阀15a侧的流动的状态。排出止回阀13a的闭状态是阻止从水排出通路2a排出的水的逆流，即，阻止从安全阀15a侧向供水止回阀11a侧的排出水的流动的状态。排出止回阀13a通过切换这样的开状态和闭状态将从水排出通路2a排出的水的流通方向限制为从水排出通路2a侧朝向安全阀15a侧的方向。

详细而言，在排出止回阀13a中，阀芯130a利用弹簧133a的施力而将承压部132a压接于连通路12a的出口端部。由此，阀芯130a阻断供水止回阀11a的内部通路111a和排出止回阀13a的内部通路131a的连通，从而成为上述的闭状态。另外，阀芯130a在以承压部132a承受经由11a的内部通路111a和连通路12a从水排出通路2a的排出水的压力的情况下，利用该压力向克服弹簧133a的施力的方向移动。由此，阀芯130使承压部132a从连通路12a离开，使连通路12a和接收口134a经由供水止回阀11a的内部通路111a和排出止回阀13a的内部通路131a连通。这样一来，阀芯130a成为上述的开状态。随后，在从水排出通路2a的水的排出结束的情况下，阀芯130a利用弹簧133a的施力而使承压部132a接近连通路12a，从而再次成为上述的闭状态。

如图7所示，安全阀15a具备阀芯150a、弹簧153a以及阀杆154a。阀芯150a能够滑动地安装于阀杆154a，并且以能够在阀轴方向F上往复移动的方式收容于安全阀块14内。在阀芯150a和阀杆154a的各内部形成有内部通路151a。例如如图7所示，内部通路151a在顶端侧和与排出止回阀13a连通的连通路14h相通，在后端侧与排出口16a相通。排出口16a形成于盖部16。如上所述，在该排出口16a连接有与燃料喷射阀20A相通的下游侧注水管42a。另外，内部通路151a在顶端侧以能够开闭的方式与安全阀块14内的排液通路14e(参照图6)的分支通路14a连通。承压部152a是承受用于打开阀芯150a的压力的部分，并且形成于阀芯150a的顶端部(排出止回阀13a侧的端部)。承压部155a是在将阀芯150a向排出止回阀13a侧施力的方向上承受液体压力的部分，例如如图7所示，形成于阀芯150a内的相对于承压部152a位于相反的一侧的台阶部分。

例如如图7所示，弹簧153a以介于阀芯150a的后端部与阀杆154a的后端部之间的方式被安装于阀杆154a。弹簧153a在阀芯150a的后端部与阀杆154a的后端部之间处于比自然长度收缩的状态，并且对阀芯150a施加向排出止回阀13a侧施力的施力。该弹簧153a的施力和承压部155a通过从水排出通路2a排出的水的压力受到的力的合力比承压部152a通过从水排出通路2a排出的水的压力受到的力强。另外，该弹簧153a的施力与承压部155a通过从燃料喷射阀20A通过下游侧注水管42a而在第一注水泵41逆流的逆流液体的压力受到的力的合力比承压部152a通过该逆流液体的压力受到的力弱。如图7所示，阀杆154a在阀芯150a和弹簧153a被安装的状态下被收容于安全阀块14内。此时，阀杆154a的后端部由安全阀块14和盖部16夹住，由此，阀杆154a固定于安全阀块14。阀杆154a兼具引导阀芯150a的阀轴方向F的往复移动的功能和承受弹簧153a的功能。

具有这样的结构的安全阀15a通过使阀芯150a在阀轴方向F上往复移动来切换闭状态和开状态。安全阀15a的闭状态是内部通路151a相对于排液通路14e(在图7中为分支通路14a)封闭了的状态。安全阀15a的开状态是内部通路151a相对于排液通路14e开放了的状态。安全阀15a通过利用弹簧153a的施力与通过水的排出压力作用于承压部155a的力的合力使阀芯150a动作，从而成为上述的闭状态。在该情况下，安全阀15a从水排出通路2a通过内部通路151a将由水活塞部6a加压的水导向排出口16a，并且从该排出口16a导向与燃料喷射阀20A相通的下游侧注水管42a。另一方面，安全阀15a通过从燃料喷射阀20A通过下游侧注水管42a向内部通路151a逆流的逆流液体的压力(详细而言，是由逆流液体的压力作用于承压部152a的力)，使阀芯150a向克服弹簧153a的施力的方向动作，从而成为上述的开状态。在该情况下，安全阀15a将该逆流液体引导为从内部通路151a通过排液通路14e向第一注水泵41的外部排出。

(注水泵的水排出动作)

接着，对本发明的实施方式所涉及的注水泵的水排出动作进行说明。以下，适当参照图1～7，将上述的第一注水泵41的水排出动作作为本实施方式所涉及的注水泵的水排出动作的一例来进行说明。

在进行水的排出前的阶段中，第一注水泵41成为使液压活塞部7位于规定的基准位置的状态(例如图2所示的状态)。此时，从图1所示的水供给泵61通过供水管62等而向水排出通路2a、2b、2c供给有排出对象的水。例如，上述的供水止回阀11a(参照图7)通过来自水供给泵61的水的压力从闭状态切换到开状态。经由该开状态的供水止回阀11a向水排出通路2a供给排出对象的水。与之相同，分别经由开状态的供水止回阀11b、11c向水排出通路2b、2c供给排出对象的水。由此，水排出通路2a、2b、2c分别成为被排出对象的水充满的状态。

接着，在第一注水泵41进行水的排出时，从图1所示的蓄压部71通过控制阀45等向液压缸5的工作油室5a供给工作油。液压活塞部7承受工作油室5a内的工作油的压力，并且利用该工作油的压力而向排出口16a、16b、16c侧移动(上升)。此时，液压活塞部7一边克服施力部9的施力并移动一边与连结部8一同使水活塞部6a、6b、6c向排出口16a、16b、16c侧移动。由此，液压活塞部7使这些水活塞部6a、6b、6c向分别压缩水排出通路2a、2b、2c的方向彼此移动相同的上升量(优选的是，相同的容积)。

水活塞部6a、6b、6c一边通过上述液压活塞部7的作用，彼此以相同的移动量(上升量)在水排出通路2a、2b、2c内分别滑动，一边对水排出通路2a、2b、2c内的水(排出对象的水)分别加压。

水排出通路2a内的水，通过由水活塞部6a进行加压，从水排出通路2a被压送向排出口16a侧。详细而言，该水从水排出通路2a通过闭状态的供水止回阀11a的内部通路111a和连通通路12a到达排出止回阀13a。该水通过该压力使排出止回阀13a成为开状态，并且从排出止回阀13a的接收口134a流入内部通路131a。接着，该水通过排出止回阀13a的内部通路131a和连通路14h并到达闭状态的安全阀15a。该水不将安全阀15a的闭状态切换为开状态地通过安全阀15a的内部通路151a并到达排出口16a。随后，该水从排出口16a流入下游侧注水管42a内，通过该下游侧注水管42a而注入燃料喷射阀20A的燃料通路22的第一注水位置P1。

与之相同，由水活塞部6b加压的水从水排出通路2b依次通过供水止回阀11b、排出止回阀13b以及安全阀15b而到达排出口16b，并且从排出口16b通过下游侧注水管42b而被注入燃料喷射阀20B的燃料通路22的第一注水位置P1。由水活塞部6c加压的水从水排出通路2c依次通过供水止回阀11c、排出止回阀13c以及安全阀15c而到达排出口16c，并且从排出口16c通过下游侧注水管42c而被注入燃料喷射阀20C的燃料通路22的第一注水位置P1。

这样的由第一注水泵41进行的水的排出在向工作油室5a供给工作油的期间，即，利用工作油的压力而液压活塞部7向排出口16a、16b、16c侧移动的期间持续进行。随后，在向工作油室5a内的工作油的供给被停止的情况下，由第一注水泵41进行的一次水的排出结束。此时，液压活塞部7一边通过施力部9的施力将工作油室5a内的工作油(利用于上述的水的排出后的工作油)从工作油室5a向液压缸5的外部压出，一边从当前的上升位置移动到本来的基准位置。随着该液压活塞部7的移动，水活塞部6a、6b、6c与连结部8一同向解除水排出通路2a、2b、2c的压缩(水的加压)的方向移动，从而恢复到进行水的排出前的位置。从水供给泵61通过供水管62等向水排出通路2a、2b、2c供给有排出对象的水，由此，水排出通路2a、2b、2c返回至被排出对象的水充满的状态。

(安全阀的动作)

接着，对本发明的实施方式所涉及的注水泵的安全阀的动作进行说明。图8是用于说明本发明的实施方式所涉及的注水泵的安全阀的动作的图。以下，参照图8，将上述的第一注水泵41的安全阀15a的动作作为本实施方式的安全阀的动作的一例来进行说明。此外，第一注水泵41的安全阀15b、15c的动作与以下所示的安全阀15a的动作相同。

在第一注水泵41进行水的排出的情况下，如图8的状态S1所示，安全阀15a为闭状态。在闭状态的安全阀15a中，由于弹簧153a的施力和通过水的排出压力作用于承压部155a的力的合力超过通过水的排出压力作用于承压部152a的力，因此阀芯150a向阀杆154a的顶端侧滑动，从而使承压部152a压接于连通路14h的出口端部。由此，阀芯150a经由连通路14h使排出止回阀13a的内部通路131a(参照图7)和安全阀15a的内部通路151a连通，并且阻断该内部通路151a和排液通路14e(参照图6)的分支通路14a的连通。在该闭状态下，如上所述，排出对象的水通过连通路14h和安全阀15a的内部通路151a等而从盖部16的排出口16a排出。

另一方面，在来自燃料喷射阀20A的逆流液体通过下游侧注水管42a向排出口16a内逆流的情况下，如图8的状态S2所示，逆流液体从排出口16a通过安全阀15a的内部通路151a而侵入连通路14h。该逆流液体充满连通路14h和排出止回阀13a的内部通路131a(参照图7)，并且对安全阀15a的阀芯150a的承压部152a和承压部155a施加压力。通过该逆流液体的压力作用于承压部152a的力超过通过该逆流液体的压力作用于承压部155a的力和弹簧153a的施力的合力。因此，安全阀15a通过作用于该承压部152a的力从闭状态切换为开状态。详细而言，在安全阀15a中，阀芯150a利用通过上述逆流液体的压力而作用于承压部152a的力，从而向克服弹簧153a的施力的方向移动。由此，阀芯150a向一边阀杆154a的后端侧滑动，一边从连通路14h离开，从而使安全阀15a的内部通路151a和排液通路14e的分支通路14a连通。如此成为开状态的安全阀15a将充满内部通路151a和连通路14h等的逆流液体从分支通路14a导向排液通路14e，通过排液通路14e从排液口14f(参照图6)向注水泵外部排出。由此，安全阀15a能够使该逆流液体的过度高的压力向注水泵外部逸出。

随后，在向注水泵外部的逆流液体的排出结束的情况下，安全阀15a从上述的开状态返回至闭状态。此时，阀芯150a利用弹簧153a的施力来接近连通路14h，并再次经由连通路14h使排出止回阀13a的内部通路131a和安全阀15a的内部通路151a连通，并且阻断该内部通路151a和排液通路14e的分支通路14a的连通。

如以上说明的那样，在本发明的实施方式所涉及的注水泵中，以与连接于气缸的燃料喷射阀的注水管连通的方式构成水排出通路，将对水加压并向燃料喷射阀侧排出的水活塞部设置为能够在上述水排出通路内往复移动，将具有与上述注水管相通的内部通路的安全阀沿着上述水排出通路内的水活塞部的活塞轴配置于上述水排出通路与上述注水管之间，上述安全阀经由排液通路通向注水泵外部。另外，在使上述内部通路成为相对于上述排液通路封闭的闭状态下，上述安全阀将由上述水活塞部加压了的水从上述水排出通路通过上述内部通路而导向上述注水管，在逆流液体从上述燃料喷射阀通过上述注水管而流入了上述内部通路的情况下，上述安全阀通过上述逆流液体的压力使上述内部通路成为相对于上述排液通路开放的开状态，并将上述逆流液体引导为从上述内部通路通过上述排液通路而向注水泵外部排出。

通过上述的结构，能够通过安全阀的作用使逆流液体的压力向注水泵外部逸出而相对于注水泵的燃料喷射阀的水排出功能不受损，并且将这样的安全阀配置于注水泵内也能够抑制注水泵的宽度的增大。因此，即使不强化注水泵的耐压结构，也能够避免从燃料喷射阀逆流的燃料等逆流液体导致的过度的加压，并且实现注水泵的小型化。其结果是，能够防止注水泵因逆流液体导致的过度的加压而破损，并且防止因注水泵的破损而导致的燃料的泄漏，而且还能够抑制注水泵的配置所需的空间(占用面积)的增大，从而实现适合船舶用柴油发动机的气缸周边的配置的装置规模的注水泵。

另外，在本发明的实施方式所涉及的注水泵中，将排出止回阀沿着水活塞部的活塞轴配置于安全阀与水排出通路之间，该排出止回阀将从水排出通路排出的水的流通方向限制为从水排出通路侧朝向安全阀侧的方向。因此，即使将排出止回阀配置于注水泵内，也能够抑制注水泵的宽度的增大，并且能够通过安全阀的作用而从上述逆流液体的压力保护排出止回阀。其结果是，能够不损害注水泵的小型化，就防止排出止回阀因上述逆流液体导致的过度加压而破损。

另外，在本发明的实施方式所涉及的注水泵中，将供水止回阀沿着水活塞部的活塞轴配置于安全阀与水排出通路之间(详细而言，为排出止回阀与水排出通路之间)，该供水止回阀限制通过供水管被供给到水排出通路内的水的流通方向。因此，即使将供水止回阀配置于注水泵内，也能够抑制注水泵的宽度的增大，并且能够通过安全阀的作用而从上述逆流液体的压力保护供水止回阀。其结果是，能够不损害注水泵的小型化，就防止供水止回阀因上述逆流液体的过度加压而破损。

另外，在本发明的实施方式所涉及的注水泵中，与多个水排出通路对应地在注水泵内配置多个安全阀，上述排液通路由多个分支通路和合流通路构成，该多个分支通路与多个安全阀分别相通，该合流通路与多个分支通路合流，并且与注水泵外部相通。因此，与使通向注水泵外部的排液通路以从多个安全阀分别延伸的方式形成多个的情况相比，能够减少注水泵内的排液通路的占用部分。其结果是，能够在注水泵内简易地形成排液通路，并且促进注水泵的小型化。

另外，在本发明的实施方式所涉及的注水泵中，在内部具有供水止回阀的供水止回阀块、在内部具有排出止回阀的排出止回阀块以及在内部具有安全阀和排液通路的安全阀块以可装卸的方式安装于在内部具有水排出通路和水活塞部的水缸的上部。因此，能够在注水泵内简易地设置供水止回阀、排出止回阀、安全阀以及排液通路，并且能够以供水止回阀块、排出止回阀块以及安全阀块的各块单元来简易地进行供水止回阀、排出止回阀、安全阀以及排液通路的各维护、更换。

此外，在上述的实施方式中，虽然例示了向设置于一个气缸的三个燃料喷射阀20A、20B、20C的各燃料通路注入水的注水泵，但是本发明并不限定于此。例如，本发明所涉及的注水泵也可以是分别向设置于一个气缸的一个或多个(至少一个)燃料喷射阀的各燃料通路注入水的结构。与之对应，配置于注水泵内的安全阀的个数不限定于上述的三个，也可以是一个以上。

另外，在上述的实施方式中，虽然例示了在内部具备供水止回阀和排出止回阀的注水泵，但是本发明并不限定于此。例如，供水止回阀也可以设置于使注水泵与水供给泵连通的供水管。另外，排出止回阀也可以设置于使注水泵与燃料喷射阀连通的注水管。

另外，在上述的实施方式中，虽然例示了通过一个液压活塞部7的作用来使三个水活塞部6a、6b、6c动作的注水泵，但是本发明并不限定于此。例如，本发明所涉及的注水泵也可以是通过一个液压活塞部的作用来使一个以上的水活塞部动作的结构。即，在本发明中，水活塞部和水排出通路的各个数也可以与设置于一个气缸的注水对象的燃料喷射阀的个数对应地设置。与之相同，配置于注水泵内的排出止回阀和供水止回阀的个数并不限定于上述的三个，也可以是，分别与设置于一个气缸的注水对象的燃料喷射阀的个数相应地为一个以上。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，将上述的各构成要素适当组合而构成的结构也包含在本发明中。除此以外，本领域技术人员等基于上述的实施方式而做出的其他实施方式、实施例以及运用技术等全部包含在本发明的范畴内。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明所涉及的注水泵有用于对燃料喷射阀的注水，尤其是，适用于能够避免从燃料喷射阀逆流的燃料等的逆流液体的过度加压，并且实现装置规模的小型化的注水泵。

符号说明

1 水缸

2a、2b、2c 水排出通路

4 内部空间

5 液压缸

5a 工作油室

6a、6b、6c 水活塞部

7 液压活塞部

8 连结部

9 施力部

10 供水止回阀块

11a、11b、11c 供水止回阀

110a 阀芯

111a、111b、111c 内部通路

112a 承压部

113a 弹簧

12 排出止回阀块

12a 连通路

13a、13b、13c 排出止回阀

130a 阀芯

131a、131b、131c 内部通路

132a 承压部

133a 弹簧

134a 接收口

14 安全阀块

14a、14b、14c 分支通路

14d 合流通路

14e 排液通路

14f 排液口

14h 连通路

15a、15b、15c 安全阀

150a 阀芯

151a、151b、151c 内部通路

152a 承压部

153a 弹簧

154a 阀杆

155a 承压部

16 盖部

16a、16b、16c 排出口

17 安装螺栓

18 塞子

20A、20B、20C 燃料喷射阀

21 喷射口

22 燃料通路

23 内部通路

24a、24b 止回阀

30 燃料压送系统

31 燃料喷射泵

32 燃料喷射管

32a、32b、32c 分支管

33 分支部

35 控制阀

40 下游侧注水系统

41 第一注水泵

42a、42b、42c 下游侧注水管

45 控制阀

50 上游侧注水系统

51 第二注水泵

52a、52b、52c 上游侧注水管

55 控制阀

61 水供给泵

62 供水管

62a、62b 分支管

71 蓄压部

72 高压泵

81 检测部

82 控制部

100 燃料喷射系统

CL1、CL2、CL3 活塞轴

F 阀轴方向

P1 第一注水位置

P2 第二注水位置。

Claims (7)

1.一种注水泵，其特征在于，具备：

水排出通路，该水排出通路构成为与注水管连通，该注水管与气缸的燃料喷射阀连接；

水活塞部，该水活塞部设置为能够在所述水排出通路内往复移动，并且对所述水排出通路内的水加压并向所述燃料喷射阀侧排出；

安全阀，该安全阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述水排出通路与所述注水管之间，并且具有与所述注水管相通的内部通路；以及

排液通路，该排液通路从所述安全阀通向注水泵外部，

所述安全阀使所述内部通路成为相对于所述排液通路封闭的闭状态，从而将由所述水活塞部加压了的水从所述水排出通路通过所述内部通路导向所述注水管，

通过从所述燃料喷射阀通过所述注水管向所述内部通路逆流的逆流液体的压力，所述安全阀使所述内部通路成为相对于所述排液通路开放的开状态，从而将所述逆流液体引导为从所述内部通路通过所述排液通路向所述注水泵外部排出。

2.如权利要求1所述的注水泵，其特征在于，具备：

排出止回阀，该排出止回阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述安全阀与所述水排出通路之间，并且将从所述水排出通路排出的水的流通方向限制为从所述水排出通路侧朝向所述安全阀侧的方向。

3.如权利要求1或2所述的注水泵，其特征在于，具备：

供水止回阀，该供水止回阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述安全阀与所述水排出通路之间，并且在容许通过供水管向所述水排出通路内供给的水的流动的开状态与阻止从所述水排出通路侧向所述供水管侧的水的逆流且容许从所述水排出通路被排出的水向所述安全阀侧的流动的闭状态之间进行切换。

4.如权利要求1或2所述的注水泵，其特征在于，

所述水排出通路、所述水活塞部以及所述安全阀分别具备多个，

多个所述水排出通路构成为通过多个所述注水管而与设置于一个所述气缸的多个所述燃料喷射阀分别连通，

多个所述水活塞部以能够往复移动的方式分别设置于多个所述水排出通路内，

多个所述安全阀沿着多个所述水活塞部的各活塞轴相比多个所述水排出通路分别配置于多个所述注水管侧。

5.如权利要求4所述的注水泵，其特征在于，

所述排液通路由以下通路构成：

多个分支通路，该多个分支通路与多个所述安全阀分别相通；以及

合流通路，该合流通路与多个所述分支通路合流，并且与所述注水泵外部相通。

6.如权利要求1或2所述的注水泵，其特征在于，具备：

水缸，在该水缸的内部具有所述水排出通路和所述水活塞部；以及

安全阀块，在该安全阀块的内部具有所述安全阀和所述排液通路，

所述安全阀块通过紧固部件而可装卸地安装于所述水缸的上部。

7.如权利要求1所述的注水泵，其特征在于，具备：

排出止回阀，该排出止回阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述安全阀与所述水排出通路之间，并且将从所述水排出通路排出的水的流通方向限制为从所述水排出通路侧朝向所述安全阀侧的方向；

供水止回阀，该供水止回阀沿着所述水活塞部的活塞轴配置于所述安全阀与所述水排出通路之间，并且在容许通过供水管向所述水排出通路内供给的水的流动的开状态与阻止从所述水排出通路侧向所述供水管侧的水的逆流且容许从所述水排出通路被排出的水向所述安全阀侧的流动的闭状态之间进行切换；

水缸，在该水缸的内部具有所述水排出通路和所述水活塞部；

安全阀块，在该安全阀块的内部具有所述安全阀和所述排液通路；

排出止回阀块，该排出止回阀块配置于所述安全阀块与所述水缸之间，在该排出止回阀块的内部具有所述排出止回阀；以及

供水止回阀块，该供水止回阀块配置于所述排出止回阀块与所述水缸之间，在该供水止回阀块的内部具有所述供水止回阀，

所述供水止回阀块、所述排出止回阀块以及所述安全阀块通过紧固部件而可装卸地安装于所述水缸的上部。

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