JP2016160800A - ディーゼルエンジンの燃料供給制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃油の粗濾過の手間を低減し、当該廃油をより一層効率的に燃料として使用することが可能なディーゼルエンジンの燃料供給制御方法とその装置とを提供する。【解決手段】石油系燃料油と非精製の廃油とを混合した混合油(５２)をディーゼルエンジン(１２)の燃料にすると共に、前記ディーゼルエンジン(１２)の回転数の変動量に応じて前記石油系燃料油と前記廃油との混合比を調節するディーゼルエンジンの燃料供給制御方法とその装置において、前記石油系燃料油と前記廃油とを混合する前に、前記廃油に対して波長１００〜２８０ｎｍの紫外線を照射して固形有機物を分解させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、軽油や重油等の石油系燃料油と、廃棄される非精製の動植物性廃食油や鉱物油（以下、これらをまとめて単に「廃油」とも言う。）とを混合し当該混合油を燃料としてディーゼルエンジンに供給するディーゼルエンジンの燃料供給制御装置に関し、さらに詳しくは、廃油と石油系燃料油との混合比をディーゼルエンジンの回転数の回転変動量に対応して調節できるようにしたディーゼルエンジンの燃料供給制御装置に関する。

近年、廃棄物として処理されていた、食品産業や家庭などから排出される食用油脂などの廃食油やエンジンオイル等の鉱物油をディーゼルエンジン燃料の原料として再利用する研究開発が資源の保護及び環境保全の観点から進められてきている。
例えば、廃食油をディーゼルエンジン燃料の原料として利用する方法には、廃食油をメタノールと反応させてメチルエステル化し、生成された脂肪酸メチルエステルを軽油と所定の割合で混合し、これをディーゼルエンジンの燃料油、すなわちバイオディーゼル燃料とする技術が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
このようなバイオディーゼル燃料は、黒煙などの有害排気ガスの排出量が少なく、環境負荷の少ない燃料として注目されているが、廃食油のエステル化処理設備が必要になるため、エステル化処理にイニシャル及びランニング・コストがかかる。そのため、ディーゼルエンジンの燃料として使用される廃食油の量も廃棄される廃食油全体の数パーセントでしかなく、係る技術が普及しているとは言い難いのが現状である。

そこで、上記の問題を解決すべく、下記の特許文献３には、非精製の廃油と石油系燃料油との混合油を使用し、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転可能にする技術として、廃油と石油系燃料油との混合比をディーゼルエンジンの回転数の回転変動量に対応して調節できるようにしたディーゼルエンジンの燃料供給制御装置が開示されている。

特開平０７−１９７０４７号公報 特開平１０−２４５５８６号公報 特許第５３５２８１６号公報

上記の特許文献３記載の技術によれば、廃油に対してエステル化処理のような大掛かりな改質が必要でないため、廃油を経済的に燃料として使用することができるようになる。
ここで、非精製の廃油をディーゼルエンジンの燃料として使用する場合、係る廃油を何ら処理することなく使用できる訳ではない。すなわち、非精製の廃油をディーゼルエンジンの燃料として使用する場合においても、廃油をフィルターで粗濾過し、廃油中の固形有機物などを予め除去しておく必要が有る。
そして、このように廃油をフィルターで粗濾過する場合、廃油の種類や劣化具合などによってはフィルターの交換頻度が高くなってフィルター交換に手間やコストが掛かるようになると言った場合が生じ得る。

それゆえに、この発明の主たる課題は、廃油と石油系燃料油との混合比をディーゼルエンジンの回転数の回転変動量に対応して調節できるようにしたディーゼルエンジンの燃料供給制御装置の改良に関するものであって、廃油の粗濾過の手間を低減し、当該廃油をより一層効率的に燃料として使用することが可能なディーゼルエンジンの燃料供給制御方法とその装置とを提供することである。

上記課題を達成するため、本発明における第１の発明を次のように構成した。すなわち、
石油系燃料油と非精製の廃油とを混合した混合油５２をディーゼルエンジン１２の燃料にすると共に、前記ディーゼルエンジン１２の回転数の変動量に応じて前記石油系燃料油と前記廃油との混合比を調節するディーゼルエンジン１２の燃料供給制御方法において、
前記石油系燃料油と前記廃油とを混合する前に、前記廃油に対して波長１００〜２８０ｎｍの紫外線を照射して固形有機物を分解させる。

この発明では、石油系燃料油と廃油とを混合する前に、前記廃油に対して波長１００〜２８０ｎｍの紫外線を照射して固形有機物を分解させるようにしているので、フィルターによる粗濾過が不要となる。

本発明における第２の発明は、上記第１の発明を実施するための「ディーゼルエンジンの燃料供給制御装置」であって、
前記廃油に対して波長１００〜２８０ｎｍの紫外線を照射して固形有機物を分解する紫外線照射装置３０と、
前記廃油を貯留する第１の燃料タンク３２と、
前記石油系燃料油を貯留する第２の燃料タンク３４、
前記廃油と前記石油系燃料油とを混合する燃料混合手段３６と、
前記第１の燃料タンク３２から前記燃料混合手段３６に供給される前記廃油の供給量を調節する廃油量調節手段３８と、
前記第２の燃料タンク３４から前記燃料混合手段３６に供給される前記石油系燃料油の供給量を調節する石油系燃料油量調節手段４０と、
前記燃料混合手段３６で混合された混合油５２を前記ディーゼルエンジン１２に供給する燃料供給手段１６と、
前記ディーゼルエンジン１２の回転数を検出する回転数検出手段２６と、
前記ディーゼルエンジン１２の目標回転数に対する前記検出された回転数の変動量を算出する回転変動量算出手段４４ａと、
前記回転変動量算出手段４４ａで算出された回転変動量が第１の設定値を下回る値である時に第１の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量が前記第１の設定値以上で且つ第１の設定値より大きい予め決められた第２の設定値未満の範囲である時に第２の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量が第２の設定値である時に第３の変動量判定情報として判定する回転変動量判定手段４４ｂと、
前記第１の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジン１２が運転される状態を第１の運転状態とし、前記第２の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジン１２が運転される状態を第２の運転状態とし、前記第３の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジン１２が運転される状態を第３の運転状態として判定する運転状態判定手段４４ｃと、
前記回転変動量判定手段４４ｂからの各変動量判定情報に基づいて前記廃油と前記石油系燃料油との混合比を前記第１、第２及び第３の運転状態に応じて設定する混合比設定手段４４ｄと、
前記混合比設定手段４４ｄで設定された混合比に基づいて前記廃油量調節手段３８及び前記石油系燃料油量調節手段４０を制御して前記第１の燃料タンク３２から前記燃料混合手段３６への前記廃油の供給量及び前記第２の燃料タンク３４から前記燃料混合手段３６への前記石油系燃料油の供給量を調節する第１の制御手段４４ｅと、
を備えることを特徴とする。

なお、上記第２の発明は、次の構成を加えることが好ましい。すなわち、
前記燃料供給手段１６は、前記燃料混合手段３６及び前記第２の燃料タンク３４の何れか一方に切り換えて前記混合油５２及び前記石油系燃料油の何れか一方を前記ディーゼルエンジン１２に供給する燃料切換手段４２を有し、
前記運転状態判定手段４４ｃにて前記第１の運転状態であると判定された時は前記混合比設定手段４４ｄに対し制御指令を出力して前記廃油の混合割合が増加されるように前記混合比設定手段４４ｄで設定される混合比を段階的に変更制御すると共に当該段階的な混合比に従って前記第１の制御手段４４ｅにより前記廃油量調節手段３８及び前記石油系燃料油量調節手段４０を制御し、前記運転状態判定手段４４ｃにて前記第２の運転状態であると判定された時は前記第１の制御手段４４ｅに対し制御指令を出力して前記混合比設定手段４４ｄで設定された現時点の混合比が維持されるように前記廃油量調節手段３８及び前記石油系燃料油量調節手段４０を制御し、前記運転状態判定手段４４ｃにて前記第３の運転状態であると判定された時は前記燃料切換手段４２に対し切り換え制御指令を出力して前記第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油のみを一定時間供給し前記ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油で駆動すると共に前記燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理する第２の制御手段４４ｆを、更に備える。

本発明によれば、エステル化処理のような改質をしない非精製の廃油と石油系燃料油との混合油を使用してディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することができ且つ廃油の使用比率を大幅に増加することができるのはもとより、廃油の粗濾過の手間を低減し、当該廃油をより一層効率的に燃料として使用することが可能なディーゼルエンジンの燃料供給制御方法とその装置とを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジン燃料供給制御装置の全体の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジン燃料供給制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジン燃料供給制御装置の処理動作を説明するためのフローチャートである。 所定条件での紫外線照射前後の廃油の状態を表す図面代用写真である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
本発明のディーゼルエンジンの燃料供給制御装置は、軽油等の石油系燃料油と、従来のようにエステル化処理で改質をしない非精製の廃食油等の廃油とを混合し、この混合油をディーゼルエンジンの燃料として供給できるようにしたものである。
このような燃料供給制御装置が適用されるディーゼルエンジン１２は、図１に示すように、石油系燃料油と廃油との混合油もしくは石油系燃料油が空気に混合された混合ガスを燃焼させることにより回転エネルギーを取り出すエンジン本体１４と、エンジン本体１４に石油系燃料油と廃油との混合油もしくは石油系燃料油を供給する燃料供給手段１６と、エンジン本体１４に空気を供給する空気供給手段１８と、エキゾーストマニホールド２０とで大略構成される。

燃料供給手段１６は、燃料ポンプ１６aと、噴射ノズルや噴射量制御装置（ガバナー）を有する燃料供給系１６ｂと、アクチュエーター１６ｃとを含んで構成される。
燃料ポンプ１６ａは、後述する燃料混合タンク３６ａからの混合油もしくは石油系燃料油をエンジン本体１４の燃料噴射弁（図示せず）に供給するものである。
噴射量制御装置１６ｂは、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブルロジックコントローラ）４８で制御されるアクチュエーター１６ｃによって駆動されるものであり、燃料供給ポンプ１６ａから図示しない燃料噴射弁を介して噴射される燃料の噴射量を調整する。

空気供給手段１８は、エアクリーナ１８ａと、過給器１８ｂと、インテークマニホールド１８ｃを含んで構成される。
エアクリーナ１８ａは、エンジン本体１４に供給する空気から塵埃を除去するものである。
インテークマニホールド１８ｂは、エアクリーナ１８ａで濾過された空気をエンジン本体１４の各シリンダへ均等に配分するものである。
過給器１８ｃは、エアクリーナ１８ａからインテークマニホールド１８ｂを通してエンジン本体１４に供給する空気を圧縮し外気圧より高圧にしてエンジン本体１４の各シリンダに送り込むための空気圧縮機である。

エキゾーストマニホールド２０は、エンジン本体１４の各シリンダの排気ガスを集めてマフラに送り出すためのものである。

このような構成のディーゼルエンジン１２は発電機の駆動源として使用されるもので、ディーゼルエンジン１２の回転軸１２ａの一端には、三相交流発電機２２の回転軸２２ａが継手２４を介して連結されている。また、エンジン本体１４には、ディーゼルエンジン１２の回転数を検出する回転数検出手段２６が設けられている。
回転数検出手段２６は、ディーゼルエンジン１２の回転軸１２０２の一端に設けられ、外周縁の全周に亘り一定ピッチの突起が形成されてなる回転円盤２６ａと、この回転円盤２６ａの突起に近接して配置された回転センサ２６ｂとから構成される。回転センサ２６ｂでは、回転円盤２６ａの突起に対応した正弦波状の信号が回転円盤２６ａの回転によって生成され、この信号は、ディーゼルエンジン１２の回転数算出用の情報として、後述するＥＣＵ４４に取り込まれるように構成されている。

次に、本実施形態のディーゼルエンジン１２の燃料供給制御装置の構成について、図１を参照して説明する。
ディーゼルエンジン１２の燃料供給制御装置は、図１に示すように、廃油に対して特定波長の紫外線を照射する紫外線照射装置３０と、廃油を貯留する第１の燃料タンク３２と、石油系燃料油を貯留する第２の燃料タンク３４と、燃料混合手段３６と、廃油量調節手段３８と、石油系燃料油量調節手段４０と、燃料切換手段４２である燃料切換バルブと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）４４と、燃料リターン用切換バルブ４６とで大略構成される。

紫外線照射装置３０は、廃油に波長１００〜２８０ｎｍの紫外線（所謂ＵＶ−Ｃ）を照射して当該廃油中の固形有機物を分解する装置で、内面が紫外線を反射するよう鏡面に仕上げられた貯留タンク３０ａと、その貯留タンク３０ａに内挿され、ＵＶ−Ｃを照射する紫外線ランプ３０ｂとで構成される。このような紫外線照射装置３０を備えることにより、レストランや各家庭等から集めた廃食油など、すなわちエステル化処理などの高度な改質処理を施さない非精製の廃油を第１の燃料タンク３２に直接投入してディーゼルエンジンの燃料に利用することが可能になる。
なお、紫外線ランプ３０ｂとしては、一般的に殺菌用途で使用されているＵＶ殺菌ランプを用いるのが好適である。
また、貯留タンク３０ａの容量や紫外線ランプ３０ｂの出力及び設置本数は、固形有機物の分解が必要な廃油の量に応じて適宜設計すべき事項である。このうち、紫外線ランプ３０ｂの出力や設置本数については、燃料供給制御装置全体の消費電力がディーゼルエンジン１２を運転することによって発電される電力量よりも大きくならない範囲で設定する必要がある。

第１の燃料タンク３２の廃油流出口３２ａには、後述する廃油量調節手段３８の配管３８ａの上流端が接続されている。ここで、この配管３８ａの廃油流出口３２ａ近傍の位置に、２００メッシュ程度の濾材を含んで構成されたフィルタ（図示せず）を設けるようにしてもよい。

燃料混合手段３６は、第１の燃料タンク３２から配管３８ａを経由して供給される廃油と、第２の燃料タンク３４から供給される石油系燃料油とを混合するもので、上端開口が蓋部材３６ａ１で閉鎖された燃料混合タンク３６ａと、蓋部材３６ａ１に装着され、燃料混合タンク３６ａ内に流入された廃油と石油系燃料油とを撹拌混合する撹拌翼３６ｂ１を有する撹拌機３６ｂと、蓋部材３６ａ１に装着され、燃料混合タンク３６ａ内に貯溜される混合油５２の液面レベルを上限レベルと下限レベルの２点で検出する液面計３６ｃとを備える。
また、撹拌機３６ｂはＥＣＵ４４によって起動及び停止制御されるように構成され、さらに液面計３６ｃで検出される上限レベル及び下限レベルの信号はＥＣＵ４４に取り込まれ、廃油量調節手段３８、石油系燃料油量調節手段４０及び撹拌機３６ｂの制御に供される。

廃油量調節手段３８は、第１の燃料タンク３２と燃料混合タンク３６ａとの間を連通状態に接続する廃油用の配管３８ａと、この配管３８ａの上流端側と下流端側にそれぞれ設けられた開閉バルブ３８ｂ，３８ｃと、開閉バルブ３８ｂと３８ｃとの間に位置する配管３８ａに設けられ、廃油を燃料混合タンク３６ａに送給する電磁ポンプ３８ｄと、電磁ポンプ３８ｄの下流側で開閉バルブ３８ｂと３８ｃとの間に位置する配管３８ａに設けられ、燃料混合タンク３６ａに送給される電磁ポンプ３８ｄからの廃油流量を制御する流量制御バルブ３８ｅとを含んで構成されている。また、電磁ポンプ３８ｄ及び流量制御バルブ３８ｅはＥＣＵ４４によって制御される。

石油系燃料油量調節手段４０は、第２の燃料タンク３４と燃料混合タンク３６ａとの間を連通状態に接続する石油系燃料油用の配管４０ａと、この配管４０ａの上流端側と下流端側にそれぞれ設けられた開閉バルブ４０ｂ，４０ｃと、開閉バルブ４０ｂと４０ｃとの間に位置する配管４０ａに設けられ、第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油を燃料混合タンク３６ａに送給する電磁ポンプ４０ｄと、電磁ポンプ４０ｄの吐出側で開閉バルブ４０ｂと４０ｃとの間に位置する配管４０ａに設けられ、燃料混合タンク３６ａに送給される電磁ポンプ４０ｄからの石油系燃料油流量を制御する流量制御バルブ４０ｅとを含んで構成されている。また、電磁ポンプ４０ｄ及び流量制御バルブ４０ｅはＥＣＵ４４によって制御される。

燃料混合タンク３６ａに接続された混合油供給管５４及び第２の燃料タンク３４に接続された石油系燃料油供給管５６とディーゼルエンジン１２における燃料供給ポンプ１６ａの燃料吸込み口側に接続された燃料供給管５８との間は燃料切換バルブ４２を介して接続されている。燃料切換バルブ４２は、ＥＣＵ４４から出力される指令信号によって燃料供給ポンプ１６ａの燃料供給管５８が燃料混合タンク３６ａの混合油供給管５４または第２の燃料タンク３４の石油系燃料油供給管５６に切り換え接続されるように構成されている。また、混合油供給管５４の上流側には開閉バルブ６０が設けられ、さらに石油系燃料油供給管５６の上流側には開閉バルブ６２が設けられている。

燃料混合タンク３６ａに接続された混合油戻し管６４及び第２の燃料タンク３４に接続された石油系燃料油戻し管６６とディーゼルエンジン１２における燃料供給ポンプ１６０２の燃料戻し口に接続された燃料戻し管６８との間は燃料リターン用切換バルブ４６を介して接続されている。燃料リターン用切換バルブ４６は、ＥＣＵ４４から出力される指令信号によって燃料供給ポンプ１６ａの燃料戻し管６８が燃料混合タンク３６ａの混合油戻し管６４または第２の燃料タンク３４の石油系燃料油戻し管６６に切り換え接続されるように構成されている。また、混合油戻し管６４の上流側には開閉バルブ７０が設けられ、さらに石油系燃料油戻し管６６の上流側には開閉バルブ７２が設けられている。
なお、燃料供給ポンプ１６ａでエンジンの燃料噴射ノズルに供給される余分な廃油は燃料リターン用切換バルブ４６及び戻し管６４を通して燃料混合タンク３６ａに戻される。また、燃料供給ポンプ１６ａでエンジンの燃料噴射ノズルに供給される余分な石油系燃料油は燃料リターン用切換バルブ４６及び戻し管６６を通して第２の燃料タンク３４に戻される。

ＥＣＵ４４は、ディーゼルエンジンの燃料供給制御装置全体を管理し制御するもので、機能的には、図２に示すように、回転変動量算出手段４４ａと、回転変動量判定手段４４ｂと、運転状態判定手段４４ｃと、混合比設定手段４４ｄと、第１の制御手段４４ｅと、第２の制御手段４４ｆと、第３の制御手段４４ｇとを含んで構成される。

回転変動量算出手段４４ａは、ディーゼルエンジン１２が廃油と石油系燃料油との混合油５２で回転駆動されている状態において、回転数検出手段２６から出力される信号に基づいてディーゼルエンジンの実回転数を算出し、ディーゼルエンジン１２の目標回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）に対する上記実回転数の変動量を算出するものである。

回転変動量判定手段４４ｂは、回転変動量算出手段４４ａで算出された回転変動量が予め決められた第１の設定値（例えば５ｒｐｍ）を下回る値である時に第１の変動量判定情報として判定する。また、回転変動量判定手段４４ｂは、回転変動量算出手段４４ａで算出された回転変動量が第１の設定値以上で且つ第１の設定値より大きい予め決められた第２の設定値（例えば１０ｒｐｍ）未満の範囲内にある時に第２の変動量判定情報として判定する。さらに、回転変動量判定手段４４ｂは、回転変動量算出手段４４ａで算出された回転変動量が第２の設定値である時に第３の変動量判定情報として判定する。そして、回転変動量判定手段４４ｂは、回転変動量判定手段４４ｂにより回転変動量が第２の設定値を上回る値である時に第４の変動量判定情報として判定する。
第２の制御手段４４ｆは、これらの変動量判定情報に基づいて燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を一定時間供給し、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動すると共に上記燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理する機能を発揮する。

運転状態判定手段４４ｃは、上記第１の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第１の運転状態として判定する。また、運転状態判定手段４４ｃは、上記第２の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第２の運転状態として判定する。さらに、運転状態判定手段４４ｃは、上記第３の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第３の運転状態として判定する。そして、運転状態判定手段４４ｃは、上記第４の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第４の運転状態として判定する。
混合比設定手段４４ｄは、回転変動量判定手段４４ｂからの各変動量判定情報に基づいて廃油と石油系燃料油との混合比を上記第１、第２、第３及び第４の運転状態に応じて設定するものである。

第１の制御手段４４ｅは、混合比設定手段４４ｄで設定された混合比に基づいて廃油量調節手段３８の電磁ポンプ３８ｄ及び流量制御バルブ３８ｅを制御し、且つ石油系燃料油量調節手段４０の電磁ポンプ４０ｄ及び流量制御バルブ４０ｅを制御して第１の燃料タンク３２から廃油用の配管３８ａを通して燃料混合タンク３６ａへ供給される廃油の供給量を調節し、さらに第２の燃料タンク３４から燃料混合タンク３６ａへ供給される石油系燃料油の供給量を調節するものである。

第２の制御手段４４ｆは、運転状態判定手段４４ｃが上記第１の運転状態であると判定された時に混合比設定手段４４ｄに対し制御指令を出力して廃油の混合割合が増加されるように混合比設定手段４４ｄで設定される混合比を段階的に変更制御すると共に当該段階的な混合比に従って第１の制御手段４４ｅにより廃油量調節手段３８の電磁ポンプ３８ｄ及び流量制御バルブ３８ｅを制御し、かつ石油系燃料油量調節手段４０の電磁ポンプ４０ｄ及び流量制御バ ルブ４０ｅを制御して第１の燃料タンク３２からフィルタ５０を通して燃料混合タンク３６ａに供給される廃油の供給量を調節する。
また、第２の制御手段４４ｆは、運転状態判定手段４４ｃが上記第２の運転状態であると判定された時に第１の制御手段４４ｅに対し制御指令を出力して混合比設定手段４４ｄで設定された現時点の混合比が維持されるように廃油量調節手段３８の電磁ポンプ３８ｄ及び流量制御バルブｅ石油系燃料油量調節手段４０の電磁ポンプ４０ｄ及び流量制御バルブ４０ｅを制御する。

また、第２の制御手段４４ｆは、運転状態判定手段４４ｃが上記第３の運転状態であると判定された時に燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油のみを一定時間（例えば１分間程度）供給しディーゼルエンジン１２を石油系燃料油で駆動すると共に燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理（掃除）する機能を有する。
さらに、第２の制御手段４４ｆは、運転状態判定手段４４ｃが上記第４の運転状態であると判定された時に燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油のみを一定時間（例えば１０分間程度）供給しディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動すると共に燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理（掃除）する機能を有する。
そして、第２の制御手段４４ｆは、第４の運転状態時に、上記燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂが石油系燃料油でパージ処理される毎に混合比設定手段４４ｄに対し混合比変更指令を出力して廃油の混合割合が減少されるように混合比設定手段４４ｄで設定される混合比を、ディーゼルエンジン１２の回転数が安定した目標回転数に達するまで段階的に変更する制御機能を備える。

第３の制御手段４４ｇは、タイマー８２が作動状態に設定されているか否かを判定し、タイマー８２が作動状態に設定されている時にタイマー８２に単位時間毎に設定された時間が到来する度にタイマー８２から燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油のみを一定の時間（例えば１時間の内で１分間または数分間）供給し、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油で駆動すると共に燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理するものである。
タイマー８２は、ディーゼルエンジン１２の運転時間及び燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油で単位時間（例えば１時間）毎に一定の時間（例えば１分間）パージ処理するためのパージ処理時間を管理するものである。

なお、ＥＣＵ４４は、ＣＰＵ、制御プログラムおよび各種データなどを格納するＲＯＭ、ワーキングエリアを提供するＲＡＭ、周辺回路とのインタフェースをとるインタフェース部などがバスによって接続されたマイクロコンピュータで構成されている。そして、前記ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより上記回転変動量算出手段４４ａ、回転変動量判定手段４４ｂ、運転状態判定手段４４ｃ、混合比設定手段４４ｄ、第１の制御手段４４ｅ、第２の制御手段４４ｆ、第３の制御手段４４ｇを実現できる。

次に、本実施の形態におけるディーゼルエンジン燃料供給制御装置の処理動作について図３を参照して説明するが、その前に、係る処理動作に先立って行われる、紫外線照射装置３０を用いた廃油の紫外線照射処理について説明する。
第１の燃料タンク３２に貯留する廃油を準備するため、紫外線照射装置３０の貯留タンク３０ａに非精製の廃油を投入する。そして、紫外線ランプ３０ｂを通電させて貯留タンク３０ａ内に波長１００〜２８０ｎｍの紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射し、この状態で廃油を２４時間〜９６時間保持して当該廃油中の固形有機物を分解させる。ここで、図４は、廃油に対して波長２５４ｎｍの紫外線を９２時間照射した前後での廃油の状態を示す代表的な写真であり、図中左側が紫外線照射前の状態を示し、図中右側が紫外線照射後の状態を示す。この図が示すように、紫外線照射前の廃油中には黒く小さな固形有機物が無数に存在すると共に廃油自体も濁りがあって不透明度が高い。これに対し、紫外線照射後のものでは、固形有機物が消滅しており、廃油自体に濁りもなく透明度が高い。紫外線の照射によりこのような変化が見られる一方で、紫外線照射前後における廃油の熱量及び粘性度には変化がなかった。
なお、この紫外線照射処理は、ディーゼルエンジン燃料供給制御装置の処理動作に先立ってのみ行われるものではなく、上記の処理動作実行中にも必要に応じて行われることは言うまでもない。
以上のように、所定の条件で紫外線を照射することによって固形有機物が分解された廃油は、第１の燃料タンク３２に供される。そして、第１の燃料タンク３２に必要量の廃油が貯まると、以下の通り、図３に示す燃料供給制御装置の処理動作が実行される。

すなわち、ディーゼルエンジン１２が廃油と石油系燃料油との混合油で回転駆動されている状態において、ＥＣＵ４４が動作を開始すると、まず、タイマー８２がオン状態かを判定する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１において、タイマー８２がオンされていないと判定された時は、回転数検出手段２６で生成された信号がＥＣＵ４４に取り込まれる（ステップＳ１２）。これに伴い、回転変動量算出手段４４ａでは、上記取り込まれた回転数検出器２６からの信号に基づいてディーゼルエンジンの実回転数を算出し、この実回転数を基にディーゼルエンジン１２の目標回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）に対する実回転数の回転変動量を算出する（ステップＳ１３）。

次いで、回転変動量判定手段４４ｂでは、回転変動量算出手段４４ａで算出された回転変動量が第１の設定値を下回る５ｒｐｍ未満である時にこれを第１の変動量判定情報として判定する。また、回転変動量判定手段４４ｂでは、回転変動量が第１の設定値以上乃至第２の設定値未満、例えば５ｒｐｍ以上乃至１０ｒｐｍ未満である時にこれを第２の変動量判定情報として判定する。また、回転変動量判定手段４４ｂでは、回転変動量が第２の設定値（１０ｒｐｍ）である時にこれを第３の変動量判定情報として判定する。さらに、回転変動量判定手段４４ｂでは、回転変動量が第２の設定値を上回る、例えば１０ｒｐｍ以上の値である時にこれを第４の変動量判定情報として判定する。（ステップＳ１４）。
運転状態判定手段４４ｃでは、第１の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第１の運転状態と判定し、さらに、第２の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第２の運転状態と判定し、また、第３の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第３の運転状態として判定する。さらに、第４の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第４の運転状態として判定する（ステップＳ１５）。

ここで、第１の運転状態は、回転変動量が第１の設定値を下回る５ｒｐｍ未満の値であって、ノッキングの発生もなく、非常に良好な運転状態を表す。また、第２の運転状態は、回転変動量が第１の設定値以上乃至第２の設定値未満の範囲である５ｒｐｍ以上乃至１０ｒｐｍ未満の範囲内にあって、ノッキングの発生がなく、比較的良好な運転状態を表す。さらに、第３の運転状態は、回転変動量が第２の設定値（１０ｒｐｍ）と一致する値であって、ノッキングが発生しないが、軽度の回転異常が生じ易い運転状態を表す。第４の運転状態は、回転変動量が第２の設定値（１０ｒｐｍ）を上回る値であって、ノッキングが発生し、重度の回転異常が生じる運転状態を表す。

次いで、混合比設定手段４４ｄでは、回転変動量判定手段４４ｂからの第１、第２、第３及び第４の変動量判定情報に基づいて廃油と石油系燃料油との混合比を上記第１、第２及び第３の運転状態に応じて設定する（ステップＳ１６）。

運転状態判定手段４４ｃにおいて、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第１の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４ｆでは、第１の制御手段４４ｅに対し制御指令を出力して廃油の混合割合が増加されるように混合比設定手段４４ｄで設定される混合比を増加方向に段階的に変更制御する（ステップＳ１７）。そして、この段階的に変更される混合比を基に第１の制御手段４４ｅで廃油量調節手段３８及び石油系燃料油量調節手段４０を制御することにより、廃油量調節手段３８による燃料混合タンク３６ａへの廃油の供給量を一定量（例えば混合比で＋５％程度）ずつ段階的に増加させ、これに合わせて石油系燃料油量調節手段４０による燃料混合タンク３６ａへの石油系燃料油の供給量を一定量（混合比で−５％程度）ずつ段階的に減少させる（ステップＳ１８）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。以下、回転変動量が第１の設定値になるまで上記ステップＳ１７，Ｓ１８の処理を繰り返し実行する。
したがって、廃油が比較的良質なものである場合は、廃油の混合比を９０ｒｐｍ程度まで上げることができる。これに伴い、廃油を有効利用でき、かつ廃油の使用比率を向上できる。

運転状態判定手段４４ｃにおいて、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第２の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４ｆでは、第１の制御手段４４ｅに対し制御指令を出力し、混合比設定手段４４ｄで設定された現時点の混合比が維持されるように廃油量調節手段３８及び油系燃料油量調節手段４０を制御することにより、廃油量調節手段３８による燃料混合タンク３６ａへの廃油の供給量及石油系燃料油量調節手段４０による燃料混合タンク３６ａへの石油系燃料油の供給量を制御する（ステップＳ１９）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。したがって、非精製の廃油を用いてディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になり、廃油を有効利用でき、かつ廃油の使用比率を向上できる。

また、運転状態判定手段４４ｃにおいて、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第３の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４ｆでは、燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して燃料切換バルブ４２を動作させることで燃料混合タンク３６ａからディーゼルエンジン１２の燃料ポンプ１６ａへの燃料供給経路を第２の燃料タンク３４に切り換え（ステップＳ２０）、第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を１００ｒｐｍ一定時間（例えば１分間程度）供給する。これにより、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動すると共に燃料供給手段１６の燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理する（ステップＳ２１）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。したがって、非精製の廃油を用いてディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になり、廃油を有効利用でき、かつ廃油の使用比率を向上できる。しかも、軽油等の石油系燃料油を利用してディーゼルエンジン１２の燃料供給系統（とりわけ廃油が通流する経路）をパージ処理することにより、ノッキングの発生や回転ムラ及び発電機の発電に支障を来たすような回転数低下を防止できる。

また、運転状態判定手段４４ｃにおいて、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第４の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４ｆでは、燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して燃料切換バルブ４２を動作させることで燃料混合タンク３６ａからディーゼルエンジン１２の燃料ポンプ１６ａへの燃料供給経路を第２の燃料タンク３４に切り換え（ステップＳ２２）、第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を１００ｒｐｍ一定時間（例えば１０分間程度）供給する。これにより、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動すると共に燃料供給手段１６の燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理する（ステップＳ２３）。さらに、第２の制御手段４４ｆでは、第４の運転状態時に、第１の制御手段４４ｅに対し制御指令を出力して廃油の混合割合が減少されるように混合比設定手段４４ｄで設定される混合比を減少方向に段階的に変更制御する（ステップＳ２４）。そして、この段階的に変更される混合比を基に第１の制御手段４４ｅで廃油量調節手段３８及び石油系燃料油量調節手段４０を制御することにより、廃油量調節手段３８による燃料混合タンク３６ａへの廃油の供給量を一定量（混合比で−５％程度）ずつ段階的に減少させ、これに合わせて石油系燃料油量調節手段４０による燃料混合タンク３６ａへの石油系燃料油の供給量を一定量（混合比で＋５％程度）ずつ段階的に増加させる（ステップＳ２５）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。以下、回転変動量が第２の設定値または第２の設定値以下になるまで上記ステップＳ２４，Ｓ２５の処理を繰り返し実行する。
したがって、軽油等の石油系燃料油を利用してディーゼルエンジン１２の燃料供給系統（とりわけ廃油が通流する経路）をパージ処理することにより、ノッキングの発生や回転ムラ及び発電機の発電に支障を来たすような回転数低下を防止でき、しかも、質の悪い廃油をディーゼルエンジンの燃料として使用した場合であっても、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になる。

上記ステップＳ１１において、タイマー８２がオンされていると判定された時は、タイマー８２は、単位時間、例えば１時間毎にディーゼルエンジン１２の燃料供給系に対するパージ処理時間が設定される（ステップＳ３１）。タイマー８２で設定されたパージ処理時間が１時間毎に到来すると、タイマー８２から第３の制御手段４４ｇに制御指令が出力され、第３の制御手段４４ｇからの制御信号により燃料切換バルブ４２を動作させて燃料混合タンク３６ａからディーゼルエンジン１２の燃料ポンプ１６ａへの燃料供給経路を第２の燃料タンク３４に切り換え（ステップＳ３２）、第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を１００ｒｐｍ一定時間（例えば１分間程度）供給する。その後、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動すると共に燃料供給手段１６の燃料ポンプ１６ａ及び燃料供給系１６ｂを石油系燃料油でパージ処理する（ステップＳ３３）。以下、上記ステップＳ３１乃至ステップＳ３３の処理をタイマー８２に設定された単位時間毎に繰り返し実行する。したがって、タイマー８２と軽油等の石油系燃料油を利用してディーゼルエンジン１２の燃料供給系統（とりわけ廃油が通流する経路）のパージ処理を定期的に行うことにより、ノッキングの発生や回転ムラ及び発電機の発電に支障を来たすような回転数低下が防止され、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になるほか、廃油の使用比率を向上することができる。

なお、本発明にかかるディーゼルエンジンの燃料供給制御装置は、発電機用のディーゼルエンジンに限らず、ポンプその他の負荷の駆動にも利用できるほか、ディーゼルエンジンの回転数も１５００ｒｐｍのものに限らず、１８００ｒｐｍなどのエンジンにも適用できる。
また、本発明における第１、第２の設定値は、上記実施の形態に示す値に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

１２…ディーゼルエンジン
１４…エンジン本体
１６…燃料供給手段
１８…空気供給手段
２６…回転数検出器手段
３０…紫外線照射装置
３２…第１の燃料タンク
３４…第２の燃料タンク
３６…燃料混合手段
３８…廃油量調節手段
４０…石油系燃料油量調節手段
４２…燃料切換手段
４４…ＥＣＵ
４４ａ…回転変動量算出手段
４４ｂ…回転変動量判定手段
４４ｃ…運転状態判定手段
４４ｄ…混合比設定手段
４４ｅ…第１の制御手段
４４ｆ…第２の制御手段
４４ｇ…第３の制御手段
８２……タイマー

Claims (3)

1. 石油系燃料油と非精製の廃油とを混合した混合油(５２)をディーゼルエンジン(１２)の燃料にすると共に、前記ディーゼルエンジン(１２)の回転数の変動量に応じて前記石油系燃料油と前記廃油との混合比を調節するディーゼルエンジンの燃料供給制御方法において、
   前記石油系燃料油と前記廃油とを混合する前に、前記廃油に対して波長１００〜２８０ｎｍの紫外線を照射して固形有機物を分解させる、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給制御方法。
2. 石油系燃料油と非精製の廃油とを混合し当該混合油(５２)を燃料としてディーゼルエンジン(１２)に供給するディーゼルエンジンの燃料供給制御装置であって、
   前記廃油に対して波長１００〜２８０ｎｍの紫外線を照射して固形有機物を分解する紫外線照射装置(３０)と、
   前記廃油を貯留する第１の燃料タンク(３２)と、
   前記石油系燃料油を貯留する第２の燃料タンク(３４)、
   前記廃油と前記石油系燃料油とを混合する燃料混合手段(３６)と、
   前記第１の燃料タンク(３２)から前記燃料混合手段(３６)に供給される前記廃油の供給量を調節する廃油量調節手段(３８)と、
   前記第２の燃料タンク(３４)から前記燃料混合手段(３６)に供給される前記石油系燃料油の供給量を調節する石油系燃料油量調節手段(４０)と、
   前記燃料混合手段(３６)で混合された混合油(５２)を前記ディーゼルエンジン(１２)に供給する燃料供給手段(１６)と、
   前記ディーゼルエンジン(１２)の回転数を検出する回転数検出手段(２６)と、
   前記ディーゼルエンジン(１２)の目標回転数に対する前記検出された回転数の変動量を算出する回転変動量算出手段(４４ａ)と、
   前記回転変動量算出手段(４４ａ)で算出された回転変動量が第１の設定値を下回る値である時に第１の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量が前記第１の設定値以上で且つ第１の設定値より大きい予め決められた第２の設定値未満の範囲である時に第２の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量が第２の設定値である時に第３の変動量判定情報として判定する回転変動量判定手段(４４ｂ)と、
   前記第１の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジン(１２)が運転される状態を第１の運転状態とし、前記第２の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジン(１２)が運転される状態を第２の運転状態とし、前記第３の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジン(１２)が運転される状態を第３の運転状態として判定する運転状態判定手段(４４ｃ)と、
   前記回転変動量判定手段(４４ｂ)からの各変動量判定情報に基づいて前記廃油と前記石油系燃料油との混合比を前記第１、第２及び第３の運転状態に応じて設定する混合比設定手段(４４ｄ)と、
   前記混合比設定手段(４４ｄ)で設定された混合比に基づいて前記廃油量調節手段(３８)及び前記石油系燃料油量調節手段(４０)を制御して前記第１の燃料タンク(３２)から前記燃料混合手段(３６)への前記廃油の供給量及び前記第２の燃料タンク(３４)から前記燃料混合手段(３６)への前記石油系燃料油の供給量を調節する第１の制御手段(４４ｅ)と、
   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制御装置。
3. 前記燃料供給手段(１６)は、前記燃料混合手段(３６)及び前記第２の燃料タンク(３４)の何れか一方に切り換えて前記混合油(５２)及び前記石油系燃料油の何れか一方を前記ディーゼルエンジン(１２)に供給する燃料切換手段(４２)を有し、
   前記運転状態判定手段(４４ｃ)にて前記第１の運転状態であると判定された時は前記混合比設定手段(４４ｄ)に対し制御指令を出力して前記廃油の混合割合が増加されるように前記混合比設定手段(４４ｄ)で設定される混合比を段階的に変更制御すると共に当該段階的な混合比に従って前記第１の制御手段(４４ｅ)により前記廃油量調節手段(３８)及び前記石油系燃料油量調節手段(４０)を制御し、前記運転状態判定手段(４４ｃ)にて前記第２の運転状態であると判定された時は前記第１の制御手段(４４ｅ)に対し制御指令を出力して前記混合比設定手段(４４ｄ)で設定された現時点の混合比が維持されるように前記廃油量調節手段(３８)及び前記石油系燃料油量調節手段(４０)を制御し、前記運転状態判定手段(４４ｃ)にて前記第３の運転状態であると判定された時は前記燃料切換手段(４２)に対し切り換え制御指令を出力して前記第２の燃料タンク(３４)からの石油系燃料油のみを一定時間供給し前記ディーゼルエンジン(１２)を石油系燃料油で駆動すると共に前記燃料供給手段(１６)を構成する燃料ポンプ(１６ａ)及び燃料供給系(１６ｂ)を石油系燃料油でパージ処理する第２の制御手段(４４ｆ)を、更に備えることを特徴とする請求項２記載のディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。