JP2004340085A - 船外機の燃料冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベーパセパレータを構成するベーパセパレータタンク自体の腐食の問題をなくして長期にわたって安定した信頼性の高い気液分離機能及び燃料冷却機能が得られる船外機の燃料冷却構造を提供する。
【解決手段】燃料タンク２０から吸気管９上のインジェクタ１１までの燃料供給経路の途中にベーパセパレータタンク２５を備え、該ベーパセパレータタンク２５の外壁面にこれと別体の熱交換器３２を取付けた。
【選択図】 図３
【解決手段】燃料タンク２０から吸気管９上のインジェクタ１１までの燃料供給経路の途中にベーパセパレータタンク２５を備え、該ベーパセパレータタンク２５の外壁面にこれと別体の熱交換器３２を取付けた。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機の燃料冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射エンジンを備えた船外機において、燃料系から発生するベーパガスにより、特に、エンジンでの燃料消費の少ないアイドル時、トローリング時、暖機再起動時等にエンジン不調が起きやすい。このような燃料中のベーパガスを分離するために従来よりベーパセパレータが用いられている。
【０００３】
一方、運転中に燃料温度が上昇すると、いわゆるベーパロックが発生してエンジンに不調をきたす。このような燃料温度の上昇を抑えるとともに、ベーパの発生を低減するために、冷却ジャケットを用いたベーパセパレータの冷却構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、従来のベーパセパレータの冷却構造では、燃料が溜まるベーパセパレータタンクの壁体と一体で冷却ジャケットが形成され、この冷却ジャケット内を冷却水が流通するため、ベーパセパレータタンク自体の腐食の問題が生じる。ベーパセパレータタンクが腐食すれば、ベーパセパレータ全体を交換しなければならない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−４６１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、ベーパセパレータを構成するベーパセパレータタンク自体の腐食の問題をなくして長期にわたって安定した信頼性の高い気液分離機能及び燃料冷却機能が得られる船外機の燃料冷却構造の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、燃料タンクから吸気管上のインジェクタまでの燃料供給経路の途中にベーパセパレータタンクを備え、該ベーパセパレータタンクの外壁面にこれと別体の熱交換器を取付けたことを特徴とする船外機の燃料冷却構造を提供する。
【０００８】
この構成によれば、燃料が溜まるベーパセパレータタンクの外壁面にこのベーパセパレータタンクと別体の熱交換器を取付けて、この熱交換器によりベーパセパレータタンクを冷却するため、例えば海水等を冷却水として熱交換した場合に、熱交換作用に伴うベーパセパレータタンク自体の劣化の問題はなくなる。また、別体の熱交換器を用いるため、熱交換器単体の着脱交換が可能になり、メンテナンスが容易にできる。
【０００９】
好ましい構成例では、前記熱交換器は、エンジン冷却系から分岐した冷却配管を用いた水冷式であることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、水冷エンジンの既設の冷却配管から分岐した冷却配管を用いて水冷式の熱交換器を構成し、この水冷式熱交換器をベーパセパレータタンクの外壁面に取付けて簡単な構成でタンク内の燃料を冷却できる。
【００１１】
別の好ましい構成例では、前記熱交換器は、熱電素子を用いた熱電式であることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、ペルチェ素子等の熱電素子を用いてベーパセパレータタンクを熱交換することにより簡単な構成でタンク内の燃料を冷却できる。
【００１３】
好ましい構成例では、前記熱交換器とベーパセパレータタンクの外壁面との間に熱伝達層を設けたことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、熱伝達率の大きい銅やシリコングラス等の熱伝達層を介して熱交換器をベーパセパレータタンクの外壁面に取付けるため、熱交換が促進され効率よくタンク内の燃料を冷却できる。
【００１５】
本発明の冷却構造を船外機のエンジンに適用することにより、特に船外機で問題となるアイドル時やトローリング時でのエンジン不調や、海上での運転によるベーパセパレータタンクの腐食等の問題を回避でき、常に安定した信頼性の高い気液分離機能が得られ、安定したエンジン回転動作が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される船外機の側面図であり、図２はそのアッパーカウル部分の水平断面図である。
【００１７】
船外機１は、アッパーカウル２と、ロアカウル３と、その下側のガイドエキゾースト４を介して接続されたアッパーケーシング５と、その下のロアケーシング６とにより外側を覆われる。アッパーカウル２内にＶ型６気筒エンジン７が収容される。エンジン７の前部に吸気サイレンサ８が備わり、この吸気サイレンサ８から左右３本ずつ吸気管９が設けられシリンダヘッド１０の各気筒に連通する。各吸気管９の途中にインジェクタ１１が備わる。
【００１８】
エンジン７のクランク軸１２の下端にドライブシャフト１３が連結される。ドライブシャフト１３は、ロアケーシング６内の傘歯車１４を介してプロペラシャフト１５に連結され、プロペラ１６を駆動する。この船外機１は、取付ブラケット１７を介して、船体のトランサム１８に取付けられる。
【００１９】
船体内の燃料タンク（不図示）とインジェクタ１１とを連通する燃料供給配管（不図示）の途中にベーパセパレータタンク１９が備わる。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係る燃料冷却構造の全体構成図である。
船内に設けた燃料タンク２０から低圧燃料ポンプ２１によりフィルタ２２を介して燃料配管（ホース）２３を通してベーパセパレータ２４のベーパセパレータタンク２５に燃料が供給される。ベーパセパレータ２４は、燃料を溜めるベーパセパレータタンク２５と、このベーパセパレータタンク２５内に設けたフロート２６と、高圧燃料ポンプ２７と、圧力レギュレータ２８とにより構成される。
【００２１】
吸気管９にスロットル弁２９が設けられ、その下流側にインジェクタ１１が設けられる。インジェクタ１１は、燃料配管３０を通して、高圧燃料ポンプ２７の吐出側の圧力レギュレータ２８に接続される。ベーパセパレータタンク２５の上部は、ベーパ逃し管３１を介してスロットル弁２９の上流側の吸気管９と連通する。
【００２２】
ベーパセパレータタンク２５の外壁面には、別体として形成した熱交換器３２が、銅板やシリコングリス等の熱伝導率の大きい材料からなる熱伝達層３３を介してボルト（不図示）等により取付けられる。熱交換器３２は水冷式であり、内部の冷却水流路（不図示）に冷却水配管３４が接続される。冷却水配管３４は、エンジン７の冷却系を構成する冷却水配管３５及び冷却水ポンプ３６から分岐して熱交換器３２に接続される。海上を航行する場合、冷却水は海水である。
【００２３】
図４は、本発明の実施形態に係るベーパセパレータの構成図である。
前述のように、ベーパセパレータタンク２５とは別体の部品からなる熱交換器３２が、熱伝達層３３を介してボルト４１により、ベーパセパレータタンク２５の外壁面に固定される。熱交換器３２は水冷式であり、内部に入口管３９に連なる単管状の行き流路３７及び出口管４０に連なる花弁状の返り流路３８を有する。冷却水は、矢印Ｅ，Ｆのように熱交換器３２内を流れてベーパセパレータタンク２５内の燃料を冷却する。
【００２４】
図５は、本発明の別の実施形態に係るベーパセパレータの構成図である。
図４の例と同様に、ベーパセパレータタンク２５とは別体の部品からなる熱交換器３２が、熱伝達層３３を介してボルト４１により、ベーパセパレータタンク２５の外壁面に固定される。熱交換器３２は水冷式であり、内部に入口管３９に連なる行き流路３７及び出口管４０に連なる返り流路３８が並列して上端部で連通して形成される。これらの行き流路３７及び返り流路３８を覆ってカバー４２がシール材４３を介して固定される。冷却水は、熱交換器３２内の行き流路３７及び返り流路３８を流れてベーパセパレータタンク２５内の燃料を冷却する。
【００２５】
上記実施形態においては、熱交換器３２は水冷式として説明したが、これに代えて、ペルチェ素子等の熱電素子を用いた熱電式としてもよい。この場合には、熱交換器にバッテリから電気エネルギーを供給して熱電素子で吸熱反応を起すことにより、ベーパセパレータタンク内の燃料を冷却する。その他の構成及び作用効果は前記実施形態と同様である。
【００２６】
図６は、熱電素子を用いた冷却構造の例を示す。
この例では、ペルチェ素子からなる熱電素子４４を組み込んだ熱交換器３２を装着している。４５は放熱フィンである。バッテッリＶから電流Ｉを流して電力Ｑ１＝ＩＲ２ を供給すると、ベーパセパレータに対し冷たい側である放熱フィン４５が熱を奪う量をＱ２とすれば、熱交換器全体での放熱量（ヒートシンク）は、Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、燃料が溜まるベーパセパレータタンクの外壁面にこのベーパセパレータタンクと別体の熱交換器を取付けて、この熱交換器によりベーパセパレータタンクを冷却するため、例えば海水を冷却水とした場合等に、熱交換作用に伴うベーパセパレータタンク自体の劣化の問題はなくなる。また、別体の熱交換器を用いるため、熱交換器単体の着脱交換が可能になり、メンテナンスが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の側面図。
【図２】図１の船外機のアッパーカウル部分の水平断面図。
【図３】本発明の実施形態の構成図。
【図４】本発明の実施形態に係るベーパセパレータの構成図。
【図５】本発明の別の実施形態に係るベーパセパレータの構成図。
【図６】本発明の別の実施形態に係るベーパセパレータの構成図。
【符号の説明】
１：船外機、２：アッパーカウル、３：ロアカウル、４：ガイドエキゾースト、
５：アッパーケーシング、６：ロアケーシング、７：エンジン、
８：吸気サイレンサ、９：吸気管、１０：シリンダヘッド、
１１：インジェクタ、１２：クランク軸、１３：ドライブシャフト、
１４：傘歯車、１５：プロペラシャフト、１６：プロペラ、
１７：取付ブラケット、１８：トランサム、１９：ベーパセパレータタンク、
２０：燃料タンク、２１：低圧燃料ポンプ、２２：フィルタ、
２３：燃料配管、２４：ベーパセパレータ、２５：ベーパセパレータタンク、
２６：フロート、２７：高圧燃料ポンプ、２８：圧力レギュレータ、
２９：スロットル弁、３０：燃料配管、３１：ベーパ逃し管、
３２：熱交換器、３３：熱伝達層、３４：冷却水配管、３５：冷却水配管、
３６：冷却水ポンプ、３７：行き流路、３８：返り流路、３９：入口管、
４０：出口管、４１：ボルト、４２：カバー、４３：シール材、
４４：熱電素子、４５：放熱フィン。
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機の燃料冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射エンジンを備えた船外機において、燃料系から発生するベーパガスにより、特に、エンジンでの燃料消費の少ないアイドル時、トローリング時、暖機再起動時等にエンジン不調が起きやすい。このような燃料中のベーパガスを分離するために従来よりベーパセパレータが用いられている。
【０００３】
一方、運転中に燃料温度が上昇すると、いわゆるベーパロックが発生してエンジンに不調をきたす。このような燃料温度の上昇を抑えるとともに、ベーパの発生を低減するために、冷却ジャケットを用いたベーパセパレータの冷却構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、従来のベーパセパレータの冷却構造では、燃料が溜まるベーパセパレータタンクの壁体と一体で冷却ジャケットが形成され、この冷却ジャケット内を冷却水が流通するため、ベーパセパレータタンク自体の腐食の問題が生じる。ベーパセパレータタンクが腐食すれば、ベーパセパレータ全体を交換しなければならない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−４６１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、ベーパセパレータを構成するベーパセパレータタンク自体の腐食の問題をなくして長期にわたって安定した信頼性の高い気液分離機能及び燃料冷却機能が得られる船外機の燃料冷却構造の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、燃料タンクから吸気管上のインジェクタまでの燃料供給経路の途中にベーパセパレータタンクを備え、該ベーパセパレータタンクの外壁面にこれと別体の熱交換器を取付けたことを特徴とする船外機の燃料冷却構造を提供する。
【０００８】
この構成によれば、燃料が溜まるベーパセパレータタンクの外壁面にこのベーパセパレータタンクと別体の熱交換器を取付けて、この熱交換器によりベーパセパレータタンクを冷却するため、例えば海水等を冷却水として熱交換した場合に、熱交換作用に伴うベーパセパレータタンク自体の劣化の問題はなくなる。また、別体の熱交換器を用いるため、熱交換器単体の着脱交換が可能になり、メンテナンスが容易にできる。
【０００９】
好ましい構成例では、前記熱交換器は、エンジン冷却系から分岐した冷却配管を用いた水冷式であることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、水冷エンジンの既設の冷却配管から分岐した冷却配管を用いて水冷式の熱交換器を構成し、この水冷式熱交換器をベーパセパレータタンクの外壁面に取付けて簡単な構成でタンク内の燃料を冷却できる。
【００１１】
別の好ましい構成例では、前記熱交換器は、熱電素子を用いた熱電式であることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、ペルチェ素子等の熱電素子を用いてベーパセパレータタンクを熱交換することにより簡単な構成でタンク内の燃料を冷却できる。
【００１３】
好ましい構成例では、前記熱交換器とベーパセパレータタンクの外壁面との間に熱伝達層を設けたことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、熱伝達率の大きい銅やシリコングラス等の熱伝達層を介して熱交換器をベーパセパレータタンクの外壁面に取付けるため、熱交換が促進され効率よくタンク内の燃料を冷却できる。
【００１５】
本発明の冷却構造を船外機のエンジンに適用することにより、特に船外機で問題となるアイドル時やトローリング時でのエンジン不調や、海上での運転によるベーパセパレータタンクの腐食等の問題を回避でき、常に安定した信頼性の高い気液分離機能が得られ、安定したエンジン回転動作が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される船外機の側面図であり、図２はそのアッパーカウル部分の水平断面図である。
【００１７】
船外機１は、アッパーカウル２と、ロアカウル３と、その下側のガイドエキゾースト４を介して接続されたアッパーケーシング５と、その下のロアケーシング６とにより外側を覆われる。アッパーカウル２内にＶ型６気筒エンジン７が収容される。エンジン７の前部に吸気サイレンサ８が備わり、この吸気サイレンサ８から左右３本ずつ吸気管９が設けられシリンダヘッド１０の各気筒に連通する。各吸気管９の途中にインジェクタ１１が備わる。
【００１８】
エンジン７のクランク軸１２の下端にドライブシャフト１３が連結される。ドライブシャフト１３は、ロアケーシング６内の傘歯車１４を介してプロペラシャフト１５に連結され、プロペラ１６を駆動する。この船外機１は、取付ブラケット１７を介して、船体のトランサム１８に取付けられる。
【００１９】
船体内の燃料タンク（不図示）とインジェクタ１１とを連通する燃料供給配管（不図示）の途中にベーパセパレータタンク１９が備わる。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係る燃料冷却構造の全体構成図である。
船内に設けた燃料タンク２０から低圧燃料ポンプ２１によりフィルタ２２を介して燃料配管（ホース）２３を通してベーパセパレータ２４のベーパセパレータタンク２５に燃料が供給される。ベーパセパレータ２４は、燃料を溜めるベーパセパレータタンク２５と、このベーパセパレータタンク２５内に設けたフロート２６と、高圧燃料ポンプ２７と、圧力レギュレータ２８とにより構成される。
【００２１】
吸気管９にスロットル弁２９が設けられ、その下流側にインジェクタ１１が設けられる。インジェクタ１１は、燃料配管３０を通して、高圧燃料ポンプ２７の吐出側の圧力レギュレータ２８に接続される。ベーパセパレータタンク２５の上部は、ベーパ逃し管３１を介してスロットル弁２９の上流側の吸気管９と連通する。
【００２２】
ベーパセパレータタンク２５の外壁面には、別体として形成した熱交換器３２が、銅板やシリコングリス等の熱伝導率の大きい材料からなる熱伝達層３３を介してボルト（不図示）等により取付けられる。熱交換器３２は水冷式であり、内部の冷却水流路（不図示）に冷却水配管３４が接続される。冷却水配管３４は、エンジン７の冷却系を構成する冷却水配管３５及び冷却水ポンプ３６から分岐して熱交換器３２に接続される。海上を航行する場合、冷却水は海水である。
【００２３】
図４は、本発明の実施形態に係るベーパセパレータの構成図である。
前述のように、ベーパセパレータタンク２５とは別体の部品からなる熱交換器３２が、熱伝達層３３を介してボルト４１により、ベーパセパレータタンク２５の外壁面に固定される。熱交換器３２は水冷式であり、内部に入口管３９に連なる単管状の行き流路３７及び出口管４０に連なる花弁状の返り流路３８を有する。冷却水は、矢印Ｅ，Ｆのように熱交換器３２内を流れてベーパセパレータタンク２５内の燃料を冷却する。
【００２４】
図５は、本発明の別の実施形態に係るベーパセパレータの構成図である。
図４の例と同様に、ベーパセパレータタンク２５とは別体の部品からなる熱交換器３２が、熱伝達層３３を介してボルト４１により、ベーパセパレータタンク２５の外壁面に固定される。熱交換器３２は水冷式であり、内部に入口管３９に連なる行き流路３７及び出口管４０に連なる返り流路３８が並列して上端部で連通して形成される。これらの行き流路３７及び返り流路３８を覆ってカバー４２がシール材４３を介して固定される。冷却水は、熱交換器３２内の行き流路３７及び返り流路３８を流れてベーパセパレータタンク２５内の燃料を冷却する。
【００２５】
上記実施形態においては、熱交換器３２は水冷式として説明したが、これに代えて、ペルチェ素子等の熱電素子を用いた熱電式としてもよい。この場合には、熱交換器にバッテリから電気エネルギーを供給して熱電素子で吸熱反応を起すことにより、ベーパセパレータタンク内の燃料を冷却する。その他の構成及び作用効果は前記実施形態と同様である。
【００２６】
図６は、熱電素子を用いた冷却構造の例を示す。
この例では、ペルチェ素子からなる熱電素子４４を組み込んだ熱交換器３２を装着している。４５は放熱フィンである。バッテッリＶから電流Ｉを流して電力Ｑ１＝ＩＲ２ を供給すると、ベーパセパレータに対し冷たい側である放熱フィン４５が熱を奪う量をＱ２とすれば、熱交換器全体での放熱量（ヒートシンク）は、Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、燃料が溜まるベーパセパレータタンクの外壁面にこのベーパセパレータタンクと別体の熱交換器を取付けて、この熱交換器によりベーパセパレータタンクを冷却するため、例えば海水を冷却水とした場合等に、熱交換作用に伴うベーパセパレータタンク自体の劣化の問題はなくなる。また、別体の熱交換器を用いるため、熱交換器単体の着脱交換が可能になり、メンテナンスが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の側面図。
【図２】図１の船外機のアッパーカウル部分の水平断面図。
【図３】本発明の実施形態の構成図。
【図４】本発明の実施形態に係るベーパセパレータの構成図。
【図５】本発明の別の実施形態に係るベーパセパレータの構成図。
【図６】本発明の別の実施形態に係るベーパセパレータの構成図。
【符号の説明】
１：船外機、２：アッパーカウル、３：ロアカウル、４：ガイドエキゾースト、
５：アッパーケーシング、６：ロアケーシング、７：エンジン、
８：吸気サイレンサ、９：吸気管、１０：シリンダヘッド、
１１：インジェクタ、１２：クランク軸、１３：ドライブシャフト、
１４：傘歯車、１５：プロペラシャフト、１６：プロペラ、
１７：取付ブラケット、１８：トランサム、１９：ベーパセパレータタンク、
２０：燃料タンク、２１：低圧燃料ポンプ、２２：フィルタ、
２３：燃料配管、２４：ベーパセパレータ、２５：ベーパセパレータタンク、
２６：フロート、２７：高圧燃料ポンプ、２８：圧力レギュレータ、
２９：スロットル弁、３０：燃料配管、３１：ベーパ逃し管、
３２：熱交換器、３３：熱伝達層、３４：冷却水配管、３５：冷却水配管、
３６：冷却水ポンプ、３７：行き流路、３８：返り流路、３９：入口管、
４０：出口管、４１：ボルト、４２：カバー、４３：シール材、
４４：熱電素子、４５：放熱フィン。
Claims (5)
- 燃料タンクから吸気管上のインジェクタまでの燃料供給経路の途中にベーパセパレータタンクを備え、該ベーパセパレータタンクの外壁面にこれと別体の熱交換器を取付けたことを特徴とする船外機の燃料冷却構造。
- 前記熱交換器は、エンジン冷却系から分岐した冷却配管を用いた水冷式であることを特徴とする請求項１に記載の船外機の燃料冷却構造。
- 前記熱交換器は、熱電素子を用いた熱電式であることを特徴とする請求項１に記載の船外機の燃料冷却構造。
- 前記熱交換器とベーパセパレータタンクの外壁面との間に熱伝達層を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の船外機の燃料冷却構造。
- 請求項１から４のいずれかに記載の燃料冷却構造を備えた船外機。
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