JP2008232030A - ディーゼルエンジンの燃料供給装置及びその燃料供給方法、並びにディーゼルエンジンの停止制御装置及びその停止制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動粘度の高い油をディーゼルエンジンの燃料として使用するにあたり、簡易な構成で、省エネルギー化を図ることが可能なディーゼルエンジンの燃料供給装置及びその燃料供給方法、並びにディーゼルエンジンの停止制御装置及びその停止制御方法を提供する。
【解決手段】燃料供給装置１０は、ディーゼルエンジン用燃料が貯留される規定燃料タンク４２と、廃油が貯留される廃油タンク４４と、規定燃料と廃油との切り替えを行う燃料切替弁４６と、ラジエータ２５内に設置される温度センサ４８と、燃料切替弁４６による弁の開閉を制御する燃料切替制御部５０と、ディーゼルエンジン２０から排出される排気ガスの排気通路６２と、熱交換器６８と、熱交換器６８に流入する排気ガスの流量を調節する流量調節弁７０と、熱交換器６８を通過した油の温度を測定する温度センサ７２と、流量調節弁７０の制御を行う排気流量設定器７４とから構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、動粘度の高い油をディーゼルエンジンの燃料として利用するための燃料供給装置及びその燃料供給方法、並びにディーゼルエンジンの停止制御装置及びその停止制御方法に関する。

従来より工場等における各種工業用油、自動車・船舶・航空機等の潤滑油、又は食用油等の使用後の廃油は、産業廃棄物としてそのほとんどが燃焼処理されているが、近年、このような廃油をディーゼルエンジンの燃料として利用する技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、使用済みの天ぷら油を加熱して動粘度を低下させることにより、ディーゼルエンジンの燃料として利用できるようにするディーゼル発電機が開示されている。
特開２０００−１６０１７１号公報

特許文献１に記載されるディーゼル発電機では、使用済みの天ぷら油の動粘度を低下させるために、燃料供給系に電熱ヒータを設けて加熱している。このため、電熱ヒータ設備を設置する必要があるとともに、電熱ヒータを作動させるための電力が消費されることになり、設備コストと電気代が嵩んでしまう。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、動粘度の高い油をディーゼルエンジンの燃料として使用するにあたり、簡易な構成で、省エネルギー化を図ることが可能なディーゼルエンジンの燃料供給装置及びその燃料供給方法、並びにディーゼルエンジンの停止制御装置及びその停止制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明はディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油を燃料として用いるためのディーゼルエンジンの燃料供給装置であって、
前記エンジンから排出される排気ガスの通路に設けられ、前記油と、前記排気ガスとを熱交換する熱交換部を備えることを特徴とする（第１の発明)。
本発明の燃料供給装置によれば、動粘度の高い油をディーゼルエンジンで燃焼可能な動粘度まで低下させるために暖めるための熱として、エンジンから排出される排気の熱を有効利用することができるので、電熱ヒータ等の加熱設備を設ける必要がなく、またその設備を作動させるための電力を消費することもない。すなわち、設備コストを低減できるとともに、省エネルギー化を図ることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記熱交換部内を流通する前記排気ガスの流量を調節する流量調節弁を備えることを特徴とする。
本発明の燃料供給装置によれば、流量調節弁により熱交換部内を流通する排気ガスの流量を変更させることによって、エンジンに供給するための油とエンジンから排出される排気ガスとの熱交換量を調整して、熱交換部を通過する油の温度調節を行うことができる。これにより、エンジンに供給する油の動粘度を調節することができる。

第３の発明は、第１又２の発明において、前記熱交換部によって熱交換された後の油の温度を測定する温度センサと、前記温度センサによって測定された温度に基づいて、前記熱交換部によって熱交換された後の油が所定の動粘度となるように、前記流量調節弁により前記熱交換部内を流通する排気流量の調節させる排気流量制御部と、を備えることを特徴とする。

第４の発明は、第１〜３の何れかの発明において、前記排気流量制御部は、前記温度センサによって測定された温度から、前記熱交換部を通過した油の動粘度を求め、前記求められた動粘度が所定の動粘度以上である場合には、前記流量調節弁により前記熱交換部内を流通する排気流量を増加させることを特徴とする。
本発明の燃料供給装置によれば、エンジンに供給する油の動粘度が所定の動粘度未満となるように、流量調節弁による熱交換量の調節を排気流量制御部によって自動的に行うことができる。

第５の発明は、第１〜４の何れかの発明において、前記ディーゼルエンジンに供給するために準備された異なる動粘度を有する複数の油が、夫々内部に流通する複数の燃料管と、前記複数の油のうち何れかの動粘度の油を選択して前記熱交換部に供給する燃料切替部と、を備えることを特徴とする。
本発明の燃料供給装置によれば、ディーゼルエンジンに供給するために準備された夫々異なる動粘度を有する複数の油が、例えば、工業用油等の動粘度の高い油と、軽油等の動粘度の低い燃料油である場合、エンジン始動時には、燃料切替部によって動粘度の低い燃料油を選択し、その燃料をエンジンに供給することにより、暖機されていない状態のディーゼルエンジンを正常に作動させることができる。

そして、その後エンジンから排出される排気ガスの熱によって熱交換部を通過する油が排気ガスの熱と熱交換されて暖められ、その動粘度が低下することになり、動粘度の高い油を使用してもエンジンで燃焼可能な動粘度まで低下できるようになった時に、燃料切替弁によってエンジンに供給する燃料を動粘度の高い油に変更することで、動粘度の高い油を使用することができる。

第６の発明は、第１〜５の何れかの発明において、前記燃料切替部は、前記ディーセルエンジンに付設されるラジエータ内の水温に基づいて油を選択することを特徴とする。

第７の発明は、第１〜６の何れかの発明において、前記複数の油の１つはディーセルエンジン用燃料であり、前記水温が所定温度以下のときに前記燃料切替部により選択されることを特徴とする。

第８の発明は、第１〜７の何れかの発明において、前記複数の油の１つは、工業用油、内燃機関用油、又は食用油の使用後の廃油であり、前記水温が所定温度以上のときに前記燃料切替部により選択されることを特徴とする。

第９の発明は、ディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油を燃料として用いるためのディーゼルエンジンの燃料供給方法であって、前記エンジンから排出される排気ガスと、前記油とを熱交換させ、前記熱交換させた油を、前記ディーゼルエンジンの燃料として供給する。

第１０の発明は、第７の発明に記載の燃料供給装置によって燃料を供給されるディーゼルエンジンの停止制御装置であって、前記ディーゼルエンジンの停止操作が行われた時に、前記ディーゼルエンジンに供給されている油が、ディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油である場合に、前記熱交換部に供給する油を前記燃料切替部によって前記ディーゼルエンジン用燃料に切り替えさせ、前記ディーゼルエンジンを所定の時間運転させた後、前記ディーゼルエンジンを停止させる停止制御部を備えることを特徴とする。

第１１の発明は、第７の発明に記載の燃料供給装置によって燃料を供給されるディーゼルエンジンの停止制御方法であって、前記ディーゼルエンジンの停止操作が行われた時に、前記ディーゼルエンジンに供給されている油が、ディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油である場合に、前記熱交換部に供給する油を前記燃料切替部によって前記ディーゼルエンジン用燃料に切り替え、前記ディーゼルエンジンを所定の時間運転した後、前記ディーゼルエンジンを停止することを特徴とする。

本発明によれば、動粘度の高い油をディーゼルエンジンの燃料として使用するにあたり、簡易な構成で、省エネルギー化を図ることが可能なディーゼルエンジンの燃料供給装置及びその燃料供給方法、並びにディーゼルエンジンの停止制御装置及びその停止制御方法を提供できる。

以下、本発明における好ましい一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る燃料供給装置１０を備えたディーゼル発電機１の系統図である。
本実施形態に係る燃料供給装置１０は、工場等における各種工業用油、自動車・船舶・航空機等の潤滑油、又は食用油等が使用された後の、通常のディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い廃油を、ディーゼルエンジン２０の燃料として使用できるようにするためのものであり、図１に示すように、燃料切替部４０と燃料熱交換部６０とから構成される。

なお、ディーゼルエンジン２０は、軽油、Ａ重油、Ｂ重油、又はＣ重油を燃料とするものあり、発電機３０を駆動できるものであればどのようなものでもよい。なお、本実施形態のディーゼルエンジン２０は発電機３０の駆動源として用いられているが、これに限らず、ディーゼルエンジン２０の用途は問わない。

燃料切替部４０は、上述したような一般のディーゼルエンジン用燃料（以下、規定燃料という）が貯留される規定燃料タンク４２と、再利用の対象とする廃油が貯留される廃油タンク４４と、燃料切替弁４６と、ディーゼルエンジン２０に付設されるラジエータ２５内に設置される温度センサ４８と、燃料切替制御部５０とから構成される。

上述したように規定燃料タンク４２には軽油等の規定燃料が貯留され、廃油タンク４４には工業用油等の動粘度の高い廃油が貯留される。なお、廃油がディーゼルエンジン２０で燃焼する際にダイオキシンが発生しないように、廃油中に塩素系の化学物質又は添加剤等が含まれていないことを、事前に試験分析等を行って確認しておく。また、これらのタンク４２及び４４には、規定燃料又は廃油を燃料切替弁４６へと移送するための送油管５２及び送油管５４が接続されている。なお、規定燃料タンク４２及び廃油タンク４４は、金属や耐油性の合成樹脂等で構成することが好ましい。

温度センサ４８は、上述のようにラジエータ２５内に設置されて、ラジエータ２５内の水温を測定するものであり、例えば、汎用のクロメル・アルメル等の熱電対が用いられる。温度センサ４８は燃料切替制御部５０に接続されており、測定した水温を示す信号は電気的に燃料切替制御部５０に伝送される。ラジエータ２５内の水温は、ディーゼルエンジン２０の温度と相関するものであるから、燃料切替制御部５０は、温度センサ４８からの上記信号に基づいて、ディーゼルエンジン２０が充分に暖機されているか否かを判断することができる。

燃料切替制御部５０は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備えるコンピュータから構成され、温度センサ４８からの上記信号あるいはその他の外部からの信号に応じて、後述するような燃料切替弁４６による油の切替制御、及びディーゼルエンジン２０の停止制御を行う。また燃料切替制御部５０は、排気流量設定器７４に対しても制御信号を発信するようになっている（詳細については後述）。

燃料切替弁４６は、送油管５６に移送する油を、規定燃料タンク４２から供給される規定燃料、又は廃油タンク４４から供給される廃油の何れか一方に切り替えるものである。燃料切替弁４６には、例えば、外部から制御可能な電磁三方弁等が用いられ、その制御は燃料切替制御部５０よって行われる。なお、燃料切替弁４６は前述の形態に限らず、２本の送油管５２及び５４の夫々に外部から制御可能な電磁２方弁等を設けて、燃料切替制御部５０によって両方の電磁二方弁を制御することにより送油管５６に移送する油の切り替えを行ってもよい。

上記した燃料切替部４０によって選定された規定燃料又は廃油は、送油管５６を介して燃料熱交換部６０に移送される。
燃料熱交換部６０は、排気通路６２と、熱交換器６８と、流量調節弁７０と、温度センサ７２と、排気流量設定器７４とを備えている。

排気通路６２は、排気ガスが熱交換器６８を流通する熱交換通路６４と、熱交換器６８を流通せずに迂回するバイパス通路６６とにより構成されており、ディーゼルエンジン２０の排気ガスを、外気へと放出する過程で、通路６４及び６６に分岐させて流通させることができるようになっている。

熱交換器６８は、送油管５６に接続された熱交換管６８１を備えている。熱交換管６８１は熱交換通路６４内を通過するように設けられたものであり、送油管５６からディーゼルエンジン２０へ移送される油を、熱交換通路６４内の排気ガスと熱交換させることにより暖める。熱交換管６８１は、排気ガスと油との熱交換効率を高めるために、例えば、熱伝導性の良い金属管等で作製され、また熱交換通路６４内に螺旋状に設置するようにして熱交換する表面積を増加させることが好ましい。こうして熱交換器６８を通過した油は、排気ガスと熱交換して暖められることにより動粘度が低下した状態で、ディーゼルエンジン２０の燃焼室内へと供給されることになる。

流量調節弁７０は、上述した熱交換通路６４の入口付近に設置され、その開度に応じて熱交換通路６４に流入する排気ガスの流量を調節する。流量調節弁７０の開度は排気流量設定器７４により制御される。

温度センサ７２は、例えば、上述した温度センサ４８と同様の熱電対等により構成され、送油管７６内に設置されて、熱交換器６８を通過した油の温度を測定する。温度センサ７２により測定した温度を示す信号は排気流量設定器７４に伝送される。

排気流量設定器７４は、温度センサ７２からの油温を示す信号に基づいて、又は燃料切替制御部５０からの制御信号に基づいて、流量調節弁７０を制御する。排気流量設定器７４は、燃料切替制御部５０と同様にコンピュータにより構成される。なお、排気流量設定器７４と燃料切替制御部５０を共通のコンピュータで構成してもよい。

なお、上述した各送油管５２〜５６、７６は、上記した規定燃料タンク４２又は廃油タンク４４と同様に、金属や耐油性の合成樹脂等からなる管材を使用することが好ましい。

また、ディーゼルエンジン２０に燃料として供給される廃油にゴミ等の異物が混入していると、燃料切替弁４６を閉塞させたり、ディーゼルエンジン２０の故障の原因となるので不具合をまねく。そこで、廃油タンク４４から燃料切替弁４６との間の送油管５４に、廃油タンク４４に貯留される廃油に混入した異物を除去するためのフィルタを設けてもよい。

次に、以上説明したディーゼルエンジン２０の具体的な動作の流れについて説明する。
図２は、ディーゼル発電機１の運転時における動作の流れを示すフローチャートである。
図２に示すように、ディーゼル発電機１の動作は、初期運転モードＳ１００と、廃油消費運転モードＳ２００とからなる。

初期運転モードＳ１００は、ディーゼルエンジン２０が始動してからディーゼルエンジン２０が充分に暖機するまでの間において規定燃料を使用する運転モードである。

ディーゼル発電機１を操作するオペレータが、例えば、イグニッションキーを回転する等によってディーゼルエンジン２０が始動されると（Ｓ１１０）、先ず、燃料切替制御部５０は、温度センサ４８によって測定されるラジエータ２５内の水温を検知し（Ｓ１２０）、この水温に応じてディーゼルエンジン２０に供給する油（規定燃料又は廃油）を判定し（Ｓ１３０）、その判定された油がディーゼルエンジン２０に供給されるように燃料切替弁４６を制御する。例えば、温度センサ４８で測定されたラジエータ２５内の水温が、ディーゼルエンジン２０が暖機状態にあるか否かの閾温度（例えば、４０℃）未満である場合（同図中のＳ１３０の判定が「ＮＯ」の場合）には、燃料切替制御部５０は、送油管５６に供給される油が規定燃料となるように燃料切替弁４６を制御する（Ｓ１４０）とともに、排気流量設定器７４に対し、熱交換通路６４内を流通する排気流量を制限する制御信号を送る。この制御信号を受信した排気流量設定器７４は、排気ガスが熱交換通路６４内を流通しないように流量調節弁７０を制御する（Ｓ１５０）。これは、規定燃料は熱交換器６８で加熱することなくディーゼルエンジン２０で燃焼できるためである。そして、これら規定燃料の供給（Ｓ１４０）及び排気流量の制限（Ｓ１５０）の後、再びラジエータ２５内の水温の検知（Ｓ１２０）に戻る。

したがって、暖機のなされていないディーゼルエンジン２０の始動時のように、ラジエータ２５内の水温が閾温度未満である場合には、規定燃料が規定燃料タンク４２から、送油管５６、熱交換器６８、及び送油管を介してディーゼルエンジン２０に供給されて、通常通りのエンジンの始動がなされる。

そして、エンジンの始動後においても、燃料切替制御部５０によるラジエータ内の水温の判定（Ｓ１３０）は反復してなされ、ラジエータ２５内の水温が閾温度未満である限り、ディーゼルエンジン２０への規定燃料の供給が継続されることになる。一方、その後、ディーゼルエンジン２０が充分に暖機してラジエータ２５内の水温が閾温度以上になった際（同図中のＳ１３０の判定が「ＹＥＳ」の場合）には廃油消費運転モードＳ２００へと移行する。

なお、例えば、ディーゼル発電機１をしばらく作動させていた後に停止し、その後すぐに再び始動させようとする時のような、暖機された状態にあるディーゼルエンジン２０を始動させる場合には、ラジエータ２５内の水温が暖まっているので、Ｓ１４０〜Ｓ１５０を経ずに廃油消費運転モードＳ２００へと移行することになる。

廃油消費運転モードＳ２００は、ディーゼルエンジン２０に供給する油を廃油に切り替え、ディーゼルエンジン２０に供給する前に、熱交換器６８でディーゼルエンジン２０から排出される排気ガスと熱交換させて暖め、その動粘度をディーゼルエンジン２０で燃焼可能な程度に低下させて使用する運転モードである。

初期運転モードＳ１００から廃油消費運転モードＳ２００に移行した際には、先ず、燃料切替制御部５０は、ディーゼルエンジン２０に供給される油が廃油となるように燃料切替弁４６を切り替える（Ｓ２１０）。その後、燃料切替制御部５０は、排気流量設定器７４に、燃料切替弁４６による油の供給が廃油に切り替わったことを通知し、その通知を受け取った排気流量設定器７４は、初期運転モードＳ１００で熱交換通路６４内の排気流量の制限（Ｓ１５０）がなされていた場合には、流量調節弁７０を調節して熱交換通路を流通する排気流量を増加させ、その制限を解除する（Ｓ２２０）。そして、このときの流量調節弁７０の開度は、温度センサ７２によって測定（Ｓ２３０）される、熱交換器６８を通過後の廃油の油温に基づいて求められる動粘度に応じて設定される。具体的には、例えば以下のとおりである。

燃料切替制御部５０には、廃油タンク４４に貯留されている廃油についての温度と動粘度との関係を示すデータ（以下、温度−動粘度データという）が、予めその内部のメモリ等に記憶されており、温度センサ７２によって測定された熱交換器６８通過後の廃油の油温と、その動粘度−温度データとに基づいて廃油の動粘度を求め、その動粘度に応じて調節弁の開度を調節する。

図３は、一般的な燃料及び潤滑油の温度と動粘度との関係を示すグラフである。なお、同グラフは粘度温度図表（ＡＳＴＭ Ｄ３４１）に描画されるもので、縦軸は対数の対数（ｌｏｇ_１０ｌｏｇ_１０）、横軸は対数（ｌｏｇ_１０）である。

図３に示すように、タービン油、絶縁油又は食用油等は、軽油やＡ重油等のディーゼル燃料の動粘度と比較して動粘度が大きい。また、これら各種油は、温度が上昇するにつれて動粘度が低下する傾向を示す。

例えば、エンジンの始動可能な油の動粘度の上限を１０ｍｍ^２／ｓ程度とした場合、通常の燃料では約−８℃以上の温度域において使用することができる。一方、食用油の場合には約１０℃以上、絶縁油の場合には約３５℃以上、タービン油の場合には約７５℃以上に温度を上昇させることが必要となる。

排気流量設定器７４は、廃油タンク４４に貯留される廃油の温度−動粘度データについて、例えば、予め実測した離散的なデータを記憶しており、そのデータと熱交換器６８を通過後の油温とに基づいて、その温度における廃油の動粘度を、上記データを補完することにより求める。

また、測定された油温に基づく動粘度を、次式（１）示すようなＷａｌｔｈｅｒの実験式を用いて求めてもよい。
ｌｏｇ_１０ｌｏｇ_１０（ν＋ｋ）＝Ａ−Ｂｌｏｇ_１０（２７３＋θ）・・・（１）
ここで、νは動粘度、θは油温（℃）、ｋは定数（ＡＳＴＭでは、ν≧１．５ｍｍ^２／ｓの時０．６、ν＜１．５ｍｍ^２／ｓの時０．６５、ν＜１．０ｍｍ^２／ｓの時０．７、ν＜０．７ｍｍ^２／ｓの時０．７５）を示し、ＡとＢは油によって決まる定数である。

すなわち、対象とする油について異なる温度における動粘度を少なくとも２つ測定しておけばＡ及びＢは一義的に求まるので、その値を排気流量設定器７４に記憶させておくことで、式（１）を変形した次式（２）用いて任意の温度における油の動粘度を求めることもできる。
ν＝ａｎｔｉｌｏｇ_１０（１０^Ａ／（２７３＋θ）^Ｂ）―ｋ・・・（２）

排気流量設定器７４は、以上のようにして温度センサ７２で測定された油温から熱交換器６８を通過した廃油の動粘度を求め（Ｓ２４０）、求められた動粘度に基づいて流量調節弁７０の開度を設定する（Ｓ２５０及びＳ２６０）。

例えば、排気流量設定器７４はＳ２４０で求められた動粘度が所定値未満であるか（ディーゼルエンジン２０で燃焼可能な動粘度であるか）を判定し（Ｓ２５０）、所定値未満でない場合（同図中のＳ２５０の判定が「Ｎｏ」の場合）には、流量調節弁７０の開度を所定量大きくして、熱交換通路６４内の排気流量を増加させる（Ｓ２６０）。これにより排気ガスと廃油との熱交換量が増加することで、廃油の温度が上昇し、廃油の動粘度が低下する。こうして、Ｓ２４０で求められる動粘度が所定値未満になるまで（同図中のＳ２５０の判定が「ＹＥＳ」になるまで）、以上Ｓ２３０〜Ｓ２６０の動作が繰り返される（Ｓ２３０〜Ｓ２６０）。一方、動粘度が所定値未満（ディーゼルエンジン２０で燃焼可能な動粘度）になれば（Ｓ２５０の判定が「ＹＥＳ」の場合）、流量調節弁７０の開度は固定され、再びＳ２３０〜Ｓ２５０の動作が繰り返される。

ただし、初期運転モードＳ１００又は廃油消費運転モードＳ２００において、オペレータ等から、例えば、イグニッションキーをオフにしたりする等のエンジン停止の指示がなされた場合には、ディーゼルエンジン２０の停止の運転処理を行う。

図４は、ディーゼル発電機１の停止時における動作の流れを示すフローチャートである。
図４に示すように、先ず、エンジン停止の指示がされた場合（Ｓ３１０）には、先ず、その停止指示が、通常の停止指示であるか（非常停止ではないか）の判断がされる。例えば、危険の回避等の非常停止の指示がなされた場合（同図中のＳ３２０判定が「ＮＯ」の場合）には、即時にディーゼルエンジン２０は停止される（Ｓ３７０）。

一方、通常の停止指示である場合（同図中のＳ３２０判定が「ＹＥＳ」の場合）には、その停止指示が燃料切替制御部５０に伝達され、燃料切替制御部５０によって、現在の運転モードが初期運転モードＳ１００又は廃油消費運転モードＳ２００であるかの判定がなされる（Ｓ３３０）。

現在の運転モードが初期運転モードＳ１００である場合（同図中のＳ３３０判定が「ＹＥＳ」の場合）には、ディーゼルエンジン２０はそのまま停止される（Ｓ３７０）。一方、廃油消費運転モードＳ２００である場合（同図中のＳ３３０判定が「ＮＯ」の場合）には、次回のエンジン起動時に動粘度の高い廃油が送油管等（５６、６８１、７６）内に残存することによってエンジンが始動不良を起こしてしまうことから回避するために、その後、燃料切替制御部５０は、燃料切替弁４６を廃油から規定燃料に切り替える（Ｓ３４０）とともに、排気流量設定器７４にその規定燃料に切り替えられたことを通知する信号を送る。この信号を受信した排気流量設定器７４は流量調節弁７０の開度を調節して熱交換通路６４内の排気流量を減少させる（Ｓ３５０）。そして、その後、送油管等（５６、６８１、７６）内に残存する廃油が規定燃料に置き換わるように、所定時間だけディーゼルエンジン２０を運転することで送油管等（５６、６８１、７６）内に残存する廃油をディーゼルエンジン２０にて燃焼させ（Ｓ３６０）、ディーゼルエンジン２０を停止させる（Ｓ３７０）。

以上説明したように本実施形態の燃料供給装置１０によれば、ディーゼルエンジン２０に供給するための油と、ディーゼルエンジン２０から排出される排気ガスとを熱交換器６８にて熱交換させることにより、動粘度の高い廃油をディーゼルエンジン２０で燃焼可能な動粘度まで低下させることができる。すなわち廃油を暖めるための熱として、ディーゼルエンジン２０から排出される排気ガスの熱を有効利用することができるので、上記の特許文献１に記載されるような電熱ヒータ等の加熱設備を設ける必要がなく、またその設備を作動させるための電力を消費することもない。すなわち、設備コストを低減できるとともに、省エネルギー化を図ることができる。

また、本実施形態の燃料供給装置１０によれば、流量調節弁７０により熱交換器６８内を流通する排気ガスの流量を変化させることによって、ディーゼルエンジン２０に燃料として供給される廃油とディーゼルエンジン２０から排出される排気ガスとの熱交換量を調整して廃油の温度調節を行うことができる。これにより、ディーゼルエンジン２０に供給される廃油の動粘度を調節することができる。

その際、排気流量設定器７４により温度センサ７２によって測定された廃油の温度に基づき、廃油が所定の動粘度となるように、熱交換器６８内を流通する排気流量の調節を制御することにより、ディーゼルエンジン２０に供給される廃油の動粘度の調節を自動的に行うことができる。

また、本実施形態の燃料供給装置１０によれば、エンジン始動時には、燃料切替弁４６によって規定燃料を選択してディーゼルエンジン２０に供給することにより、暖機されていないディーゼルエンジン２０を正常に始動して作動させることができる。そして、ディーゼルエンジン２０が暖機した後には、排気ガスの熱を利用することにより動粘度の高い油を使用することができるようになるので、燃料切替弁４６により廃油に切り替えて使用することができる。

なお、本実施形態の燃料供給装置１０では、ディーゼルエンジン２０に供給する油を燃料切替弁４６により規定燃料又は廃油の何れかに切り替えることとしたが、これに限らず、規定燃料と廃油とを混合器により混合してディーゼルエンジン２０に供給することにしてもよい。

この場合、エンジン始動時には、混合器により規定燃料と廃油とをディーゼルエンジン２０で燃焼可能な動粘度となるように混合し、その後、ディーゼルエンジン２０の暖機が充分になされて熱交換器６８を通過する混合油が暖められ、ラジエータ２５内の水温が所定値よりも上昇した時点で、混合器により廃油の混合比率を増加させることで、廃油を優先的に使用することができる。

また、例えば、ディーゼルエンジン２０の作動中に、熱交換器６８で暖められた後の混合油又は廃油の動粘度が、排気ガスとの熱交換を行っても燃焼可能なまでに低下しない場合でも、混合器により規定燃料の混合比率を増加させることで、動粘度を低下させることができ、廃油を有効に使用することができる。

また、本実施形態の燃料供給装置１０によれば、規定燃料と廃油との２種類の油を用いたが、これに限らず、タンクを増設するとともに、増設後のタンクに貯留される油を切り替えることが可能な燃料切替弁を備えることにより、３種類以上の油を燃料として用いる構成としてもよい。

本実施形態に係る燃料供給装置１０を備えたディーゼル発電機１の系統図である。 ディーゼル発電機１の運転時における動作の流れを示すフローチャートである。 一般的な燃料及び潤滑油の温度と動粘度との関係を示すグラフである。 ディーゼル発電機１の停止時における動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ ディーゼル発電機
１０ 燃料供給装置
２０ ディーゼルエンジン
３０ 発電機
４０ 燃料切替部
４２ 規定燃料タンク
４４ 廃油タンク
４６ 燃料切替弁
４８ 温度センサ
５０ 燃料切替制御部
５２、５４、５６、７６ 送油管
６０ 燃料熱交換部
６２ 排気通路
６４ 熱交換通路
６６ バイパス通路
６８ 熱交換器
７０ 流量調節弁
７２ 温度センサ
７４ 排気流量設定器

Claims (11)

1. ディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油を燃料として用いるためのディーゼルエンジンの燃料供給装置であって、
   前記エンジンから排出される排気ガスの通路に設けられ、前記油と、前記排気ガスとを熱交換する熱交換部を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
2. 前記熱交換部内を流通する前記排気ガスの流量を調節する流量調節弁を備えることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料供給装置。
3. 前記熱交換部によって熱交換された後の油の温度を測定する温度センサと、
   前記温度センサによって測定された温度に基づいて、前記熱交換部によって熱交換された後の油が所定の動粘度となるように、前記流量調節弁により前記熱交換部内を流通する排気流量の調節させる排気流量制御部と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの燃料供給装置。
4. 前記排気流量制御部は、前記温度センサによって測定された温度から、前記熱交換部を通過した油の動粘度を求め、前記求められた動粘度が所定の動粘度以上である場合には、前記流量調節弁により前記熱交換部内を流通する排気流量を増加させることを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジンの燃料供給装置。
5. 前記エンジンに供給するために準備された異なる動粘度を有する複数の油が、夫々内部に流通する複数の燃料管と、
   前記複数の油のうち何れかの動粘度の油を選択して前記熱交換部に供給する燃料切替部と、を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のディーゼルエンジンの燃料供給装置。
6. 前記燃料切替部は、前記ディーセルエンジンに付設されるラジエータ内の水温に基づいて油を選択することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のディーゼルエンジンの燃料供給装置。
7. 前記複数の油の１つはディーセルエンジン用燃料であり、前記水温が所定温度以下のときに前記燃料切替部により選択されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のディーゼルエンジンの燃料供給装置。
8. 前記複数の油の１つは、工業用油、内燃機関用油、又は食用油の使用後の廃油であり、前記水温が所定温度以上のときに前記燃料切替部により選択されることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のディーゼルエンジンの燃料供給装置。
9. ディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油を燃料として用いるためのディーゼルエンジンの燃料供給方法であって、
   前記エンジンから排出される排気ガスと、前記油とを熱交換させ、
   前記熱交換させた油を、前記ディーゼルエンジンの燃料として供給する燃料供給方法。
10. 請求項７に記載の燃料供給装置によって燃料を供給されるディーゼルエンジンの停止制御装置であって、
    前記ディーゼルエンジンの停止操作が行われた時に、前記ディーゼルエンジンに供給されている油が、ディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油である場合に、前記熱交換部に供給する油を前記燃料切替部によって前記ディーゼルエンジン用燃料に切り替えさせ、前記ディーゼルエンジンを所定の時間運転させた後、前記ディーゼルエンジンを停止させる停止制御部を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの停止制御装置。
11. 請求項７に記載の燃料供給装置によって燃料を供給されるディーゼルエンジンの停止制御方法であって、
    前記ディーゼルエンジンの停止操作が行われた時に、前記ディーゼルエンジンに供給されている油が、ディーゼルエンジン用燃料よりも動粘度の高い油である場合に、前記熱交換部に供給する油を前記燃料切替部によって前記ディーゼルエンジン用燃料に切り替え、前記ディーゼルエンジンを所定の時間運転した後、前記ディーゼルエンジンを停止することを特徴とするディーゼルエンジンの停止制御方法。

Images