JP2009250069A

JP2009250069A - 冷却管を備えるフューエルデリバリパイプおよび燃料装置

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Publication number: JP2009250069A
Application number: JP2008096332A
Authority: JP
Inventors: Manabu Shibata; 学柴田
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】アルコール含有燃料を使用する内燃機関において、簡易な燃料供給を実現する技術を提供する。
【解決手段】本発明は、内燃機関が有する複数の気筒に燃料を分配して供給するフューエルデリバリパイプを提供する。このフューエルデリバリパイプは、燃料を導入する燃料導入管と、複数の気筒の各々に対応して設けられ、導入された燃料を各気筒に供給する燃料導出管と、燃料導入管と複数の燃料導出管とに接続され、導入された燃料を複数の燃料導出管に分配する分配管と、分配管と一体の金属体に形成され、分配管の少なくとも一部に沿って設けられた冷却管と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射装置等に用いられるフューエルデリバリパイプに関する。

近年、内燃機関の燃料にアルコール系燃料を含ませる技術が提案されている。ところが、特に高濃度アルコール含有燃料は、アルミニウムとの直接反応（ドライコロージョン）を起こして腐食を生じさせるという問題が指摘されていた。さらに、高濃度アルコール含有燃料に限られず、ガソリンとアルコールの混合燃料でもドライコロージョンが発生しえることも確認された。このような問題に対して、たとえば耐食性を有する表面処理を行うことも考えられる。

しかし、表面処理による解決は、フューエルデリバリパイプの内部への安定した表面処理の実現や品質保証の観点から困難であること本発明者によって見出された。

特開２００７−３０３３８４公報

本発明は、上述の従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、アルコール含有燃料を使用する内燃機関において、簡易な燃料供給を実現する技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および効果

[適用例１]
内燃機関が有する複数の気筒に燃料を分配して供給するフューエルデリバリパイプであって、
燃料を導入する燃料導入管と、
前記複数の気筒の各々に対応して設けられ、前記導入された燃料を前記各気筒に供給する燃料導出管と、
前記燃料導入管と前記複数の燃料導出管とに接続され、前記導入された燃料を前記複数の燃料導出管に分配する分配管と、
前記分配管と一体の金属体に形成され、前記分配管の少なくとも一部に沿って設けられた冷却管と、
を備えるフューエルデリバリパイプ。

適用例１のフューエルデリバリパイプは、燃料を分配する分配管と一体の金属体に形成され、分配管の少なくとも一部に沿って設けられた冷却管を有するので、分配管を冷却することができる。分配管の内部を流れる燃料の温度を所定の温度以下に制御すればドライコロージョンの発生を抑制することができるので、たとえば内燃機関を冷却するために装備されたラジエータや専用の冷却装置から冷却水を供給することによってドライコロージョンの発生を抑制することができる。

[適用例２]
燃料装置であって、
請求項１記載のフューエルデリバリパイプと、
前記フューエルデリバリパイプに燃料を供給する燃料供給装置と、
前記フューエルデリバリパイプに冷媒を供給する冷媒供給装置と、
を備え、
前記冷媒供給装置は、前記分配管の内部を流れる燃料の方向と向かい合わせとなる方向に前記冷媒が前記冷却管の内部を流れるように前記冷媒を供給する燃料装置。

適用例２の燃料装置では、分配管の内部を流れる燃料の方向と向かい合わせとなる方向に冷媒が冷却管の内部を流れるように冷媒が供給されるので、内燃機関に冷媒を供給する冷媒供給装置を有効利用する場合のように燃料の冷却目標温度と冷媒の温度の差が小さい場合に顕著な効果を奏する。さらに、燃料の温度上昇の原因が内燃機関の放射加熱によって熱せられたフューエルデリバリパイプである場合には、燃料の最下流の位置（燃料が最も高温となる位置）において、冷媒の最上流の位置（冷媒が最も低温である位置）で冷却することができるので、顕著な効果を奏する。

なお、本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、たとえば、フューエルデリバリパイプを有する燃料供給装置、このような燃料供給装置を有する内燃機関、あるいは、このような内燃機関を備える自動車などの形態で実現することが可能である。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．自動車における燃料供給装置と冷却装置の装備配置：
Ｂ．実施例のフューエルデリバリパイプの構成：
Ｃ．変形例：

Ａ．自動車における燃料供給装置と冷却装置の装備配置：
図１は、本発明の実施例における燃料供給装置と冷却装置の装備配置を示す説明図である。燃料供給装置は、自動車１０の車体２０に装備され、燃料タンク４０からエンジン３０に燃料を供給する。冷却装置は、自動車１０の車体２０に装備され、ラジエータ３００からエンジン３０とフューエルデリバリパイプ１００に冷却水を供給している。エンジン３０は、ＦＦ方式において横置きで装備されている。

燃料供給装置は、燃料供給ポンプ２３０と、燃料移送管Ｐ１と、燃料供給管Ｐ２と、燃料帰還管Ｐ３と、フィルタ２１０と、圧力調整装置２２０とを備えている。冷却装置は、フューエルデリバリパイプ１００に冷却水を供給する冷却水供給管ＰＦ１と、フューエルデリバリパイプ１００から冷却水を排水するための冷却水帰還管ＰＦ２とを備えている。

燃料供給ポンプ２３０は、燃料タンク４０の内部に配置され、燃料を加圧する。加圧された燃料は、燃料移送管Ｐ１によって車体２０の後部に配置された燃料タンク４０から車体２０の前部に配置されたエンジン３０の近傍に移送される。移送された燃料は、フィルタ２１０によって濾過され、圧力調整装置２２０と燃料供給管Ｐ２とを介してフューエルデリバリパイプ１００に供給される。フューエルデリバリパイプ１００に供給される際の圧力は、圧力調整装置２２０によって一定の圧力に調整されている。燃料は、本実施例では、高濃度アルコール含有燃料である。

Ｂ．実施例のフューエルデリバリパイプの構成：
図２は、実施例のフューエルデリバリパイプ１００の構成を示す説明図である。フューエルデリバリパイプ１００は、燃料分配管１２０と、燃料分配管１２０に連通する４個の燃料導出管１２５と、冷却管１３０とが形成されている。冷却管１３０は、本実施例では、燃料分配管１２０に沿って平行に配置されている。

図３は、実施例の燃料分配管１２０と燃料導出管１２５の内部構成を示す断面図である。燃料供給管Ｐ２（図１）から供給された燃料は、開口端１２１から燃料分配管１２０に流れ込み、４個の燃料導出管１２５の各々に分配される。この分配に応じて、開口端１２１から最も離れた燃料導出管１２５の方向（Ｚ軸の負の方向）に向かって徐々に流速を落としながら燃料が流れることになる。

図４は、実施例の冷却管１３０の内部構成を示す断面図である。冷却水供給管ＰＦ１から供給された冷却水は、開口端１３１から冷却管１３０に流れ込み、開口端１３２から冷却水帰還管ＰＦ２に排出される。冷却水は、燃料の流れる方向とは反対側の方向（Ｚ軸の正の方向）に流れる。この方向は、燃料と冷却水とを対向流（相互に向かい合わせとなる方向の流れ）として相互の熱交換効率を高めるために設定されたもので、必須の構成要件ではない。

図５は、実施例の燃料分配管１２０と燃料導出管１２５と冷却管１３０の位置関係を示す断面図である。冷却管１３０は、燃料分配管１２０に沿って形成され、相互の熱交換率を高めるように構成されている。ただし、冷却管１３０は、燃料分配管１２０の全体に沿って形成される必要は無く、少なくとも一部に沿って形成されていれば良い。

このように、実施例の燃料装置では、燃料分配管１２０の内部を流れる燃料は、燃料分配管１２０と一体の金属体に形成された冷却管１３０の内部を流れる冷媒（実施例では冷却水）によって冷却されるので、高温時に発生するドライコロージョンその他の腐食を効果的に抑制することができる。

なお、ドライコロージョンその他の腐食は１００℃以上の温度で発生し、９０℃程度まで温度を低下させれば、このような腐食を有効に抑制できる。一方、エンジンの冷却装置は、８０℃乃至９０℃程度の冷却水を供給できるものが多く供給されているので、エンジンの冷却装置の転用が実用的である。

また、上述の実施例では、熱交換率を高めるために分配管の内部を流れる燃料の方向と向かい合わせとなる方向に冷媒が冷却管の内部を流れるように冷媒が供給されるので、エンジン３０に冷媒を供給する冷媒供給装置を有効利用する場合のように燃料の目標温度と冷媒の温度差が小さい場合に顕著な効果を奏する。

特に、本実施例では、エンジン３０の放射加熱によって熱せられたフューエルデリバリパイプ１００によって燃料の温度上昇が発生するので、燃料の最下流の位置（燃料が最も高温となる位置）において、冷媒の最上流の位置（冷媒が最も低温である位置）で冷却することができ、顕著な効果を奏する。

なお、本実施例のように、エンジン３０の放射加熱が燃料の温度上昇の主要因である場合には、冷却管１３０の中心位置が燃料分配管１２０の中心位置よりも放射熱を受ける側、すなわちエンジン３０の側となるように冷却管１３０と燃料分配管１２０の位置関係を決定するようにすることが好ましい。

Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。特に、上記各実施例における構成要素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。

Ｃ−１．第１変形例：上述の実施例では、冷却装置としてエンジン３０を供給するためのラジエータ３００から冷却水の供給を受けているが、フューエルデリバリパイプの冷却用に別途冷却装置を装備するようにしても良い。ただし、エンジン３０を供給するためのラジエータ３００から冷却水の供給を受けるようにすれば、構成を簡易化することができる。

Ｃ−２．第２変形例：上述の実施例において、上述の利点や効果の各々の全てが本願発明の必須の構成要件につながるものではなく、本願発明は、上述の利点や効果の各々を簡易に実現させる設計自由度を与えるものであって、少なくとも一つの利点あるいは効果を実現させるものであれば良い。

本発明の実施例における燃料供給装置と冷却装置の装備配置を示す説明図。実施例のフューエルデリバリパイプ１００の構成を示す説明図。実施例の燃料分配管１２０と燃料導出管１２５の内部構成を示す断面図。実施例の冷却管１３０の内部構成を示す断面図。実施例の燃料分配管１２０と燃料導出管１２５と冷却管１３０の位置関係を示す断面図。

符号の説明

１０…自動車
２０…車体
３０…エンジン
４０…燃料タンク
１００…フューエルデリバリパイプ
１２０…燃料分配管
１２１、１３１、１３２…開口端
１２５…燃料導出管
１３０…冷却管
２１０…フィルタ
２２０…圧力調整装置
２３０…燃料供給ポンプ
３００…ラジエータ
Ｐ１…燃料移送管
Ｐ２…燃料供給管
Ｐ３…燃料帰還管
ＰＦ１…冷却水供給管
ＰＦ２…冷却水帰還管

Claims

内燃機関が有する複数の気筒に燃料を分配して供給するフューエルデリバリパイプであって、
燃料を導入する燃料導入管と、
前記複数の気筒の各々に対応して設けられ、前記導入された燃料を前記各気筒に供給する燃料導出管と、
前記燃料導入管と前記複数の燃料導出管とに接続され、前記導入された燃料を前記複数の燃料導出管に分配する分配管と、
前記分配管と一体の金属体に形成され、前記分配管の少なくとも一部に沿って設けられた冷却管と、
を備えるフューエルデリバリパイプ。
燃料装置であって、
請求項１記載のフューエルデリバリパイプと、
前記フューエルデリバリパイプに燃料を供給する燃料供給装置と、
前記フューエルデリバリパイプに冷媒を供給する冷媒供給装置と、
を備え、
前記冷媒供給装置は、前記分配管の内部を流れる燃料の方向と向かい合わせとなる方向に前記冷媒が前記冷却管の内部を流れるように前記冷媒を供給する燃料装置。