JP2018071544A

JP2018071544A - 燃料供給システム

Info

Publication number: JP2018071544A
Application number: JP2017179949A
Authority: JP
Inventors: ツァハリアス・マヌエル; Manuel Zaharias; マルクス・シュトプフェア; Stopfer Markus; アンドレアス・シュティヒノト; Stichnoth Andreas
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2018-05-10
Also published as: KR20180042803A; US10294903B2; DE102016119811A1; US20180106226A1; FR3057624A1; FI20175814A; CN107956620A; FR3057624B1

Abstract

【課題】分配ユニットへの漏れの割り当てを、高速、効果的かつ確実に行う。
【解決手段】燃料供給システムは、低圧領域（４）と、燃料を、前記低圧領域（４）から、高圧領域（６）へ輸送するためのポンプ装置（３）と、を有しており、前記ポンプ装置（３）と、シリンダに配設されたインジェクタとの間の前記高圧領域（６）には、持続的に高圧下に置かれた蓄圧システム（７）が設けられており、前記蓄圧システム（７）は、それぞれ少なくとも３つの接続部（１３、１４、１５）を備えた、複数の連続的に接続された分配ユニット（９）を有している。前記蓄圧システム（７）の分配ユニット（９）それぞれには、個別の漏れ検出装置（１６）が配設されており、分配ユニット（９）それぞれには、逆止め弁（１７）が配設されており、前記逆止め弁は、前記分配ユニット（９）それぞれから前記ポンプ装置（３）の方向への漏れ流れを許容する。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１のおいて書きに記載の内燃機関の燃料供給システムに関する。

図１は、内燃機関、つまり重油で運転される船舶用ディーゼルエンジンの、先行技術から知られたコモンレール燃料供給システムの基本構造を示している。当該構造は、特許文献１から知られている。つまり、図１に係るコモンレール燃料供給システムは、内燃機関のシリンダごとに、それぞれ少なくとも１つのインジェクタ１を含んでいる。インジェクタ１を通じて、内燃機関のシリンダそれぞれに、燃料を噴射することが可能である。コモンレール燃料供給システムは、さらに、少なくとも１つの低圧ポンプ５と、少なくとも１つの高圧ポンプ２と、高圧ポンプ貯蔵ユニット８と、を有するポンプ装置３を含んでおり、それによって、燃料は、コモンレール燃料供給システムの低圧領域４から高圧領域６へと輸送され、高圧領域６内では、ポンプ装置３とインジェクタ１との間に、持続的に高圧下に置かれた蓄圧システム７が設けられている。コモンレールとも呼ばれる、持続的に高圧下に置かれた蓄圧システム７は、複数の分配ユニット９を有している。分配ユニット９は、持続的に高圧下に置かれた高圧導管１０を介して、ポンプ装置３と接続されていると共に、互いに接続されている。蓄圧システム７、すなわち分配ユニット９は、さらに、噴射サイクルに応じて一時的に高圧下に置かれる高圧導管１１を介して、インジェクタ１と接続されている。噴射サイクルに応じて一時的に高圧下に置かれる、インジェクタ１を分配ユニット９と接続する高圧導管１１には、切り替え弁１２が配設されており、切り替え弁１２は、噴射サイクルに応じて、インジェクタに燃料を供給する。さらなる詳細については、特許文献１が参照される。

このような先行技術から知られた、内燃機関の燃料供給システムは、高圧領域６、特に高圧導管１０を介して連結された分配ユニット９を含む蓄圧システム７の領域において、複数の密封箇所を有している。これらの密封箇所の領域では、漏れが生じる可能性があり、漏出量が多すぎる場合、燃料供給システムの正常な運転は、もはや保証され得ない。さらに高圧導管１０は、損傷を受け、同じく許容不可能な程に多い漏れの原因となり得る。高圧導管１０を、カバーが設けられた高圧導管１０として構成し、それによって、高圧導管１０の被覆管を通じて漏れを排出すること、すなわち、ポンプ装置３の領域まで、分配ユニット９から分配ユニット９へと排出することが知られている。

特許文献２からは、内燃機関のさらなる燃料供給システムが知られている。先行技術によると、蓄圧システムの分配ユニット全体は、全ての分配ユニットに共通の漏れセンサを有する共通の漏れ回収導管に接続されており、それによって、限界値を超える漏出量が検出される。さらに、蓄圧システムの分配ユニットそれぞれには、外観検査装置として構成された個別の漏れ検出装置が配設されており、それによって、漏れセンサを通じて漏れが検出された場合、当該漏れは、少なくとも１つの分配ユニットに割り当てられる。

特許文献２から知られた燃料供給システムでは、漏れの検出と、漏れの割り当てとに必要な時間は削減され得るものの、燃料供給システムの分配ユニットへの漏れの正確な割り当てを、さらに高速、効果的かつ確実に行うことが可能である燃料供給システムの必要性が存在する。

独国特許第１０１５７１３５号明細書独国特許出願公開第１０２０１３０００６０６号明細書

この必要性に基づいて、本発明の課題は、分配ユニットへの漏れの割り当てを、高速、効果的かつ確実に行うことが可能であるような、内燃機関の新式の燃料供給システムを創出することにある。

本課題は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給システムによって解決される。

本発明によると、分配ユニットそれぞれには、逆止め弁が配設されており、逆止め弁は、分配ユニットそれぞれからポンプ装置の方向への漏れ流れは許容するが、逆方向の漏れ流れは遮断する。

逆止め弁によって、漏れ流れが、分配ユニットそれぞれから、常にポンプ装置の方向へ流れるが、逆の方向へ、分配ユニットそれぞれに直接後置された分配ユニットの方向へは流れないことが確実にされる。それによって、実際の漏れ検出、又は、複数の分配ユニットの内の１つへの実際の漏れの割り当ては、特許文献２から知られた燃料供給システムにおいて可能であるよりも明らかに速く、確実に行われ得る。

本発明の有利なさらなる発展形態によると、逆止め弁それぞれは、分配ユニットそれぞれの燃料排出接続部に配設されており、逆止め弁それぞれは、分配ユニットそれぞれの燃料排出接続部それぞれから、分配ユニットそれぞれの個別の漏れ検出装置の方向への漏れ流れを許容する。当該態様は、複数の分配ユニットを有する燃料供給システムの分配ユニットに漏れを確実かつ速く割り当てるためには、特に好ましい。

本発明の有利なさらなる発展形態によると、個別の漏れ検出装置はそれぞれ、分配ユニットそれぞれの燃料供給接続部、燃料排出接続部、及び、インジェクタ接続部に連結されており、逆止め弁それぞれは、分配ユニットそれぞれの燃料排出接続部と、個別の漏れ検出装置との間に接続されているのであり、分配ユニットそれぞれの燃料供給接続部と、個別の漏れ検出装置との間に接続されているのではなく、同様に、分配ユニットそれぞれのインジェクタ接続部と個別の漏れ検出装置との間に接続されているのではない。それによって、燃料供給システム内での漏れを、複数の分配ユニットを有する燃料供給システムの分配ユニットに容易かつ確実に割り当てることも可能である。

本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び以下の説明から明らかになる。本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明するが、それに限定されるものではない。示されているのは以下の図である。

先行技術から知られた燃料供給システムの概略図である。本発明に係る燃料供給システムの一部を示した図である。

本発明は、特に大型ディーゼルエンジン又は船舶用ディーゼルエンジンとして構成された内燃機関の、燃料供給システム、特にコモンレール燃料供給システムに関する。

このような燃料供給システムの基本構造は、すでに図１に関して説明された。本発明は、高圧領域６、すなわち蓄圧システム７における漏れを、燃料供給システムの分配ユニット９に、安全かつ確実に割り当てることを可能にする、燃料供給システムの詳細に関するものである。

図２は、本発明に係る燃料供給システムの、高圧領域６の蓄圧システム７の領域を概略的に示した部分図であり、図４には、４つの連続的に接続された分配ユニット９を有する蓄圧システム７が示されている。

図２によると、蓄圧システム７の分配ユニット９それぞれは、複数の接続部を、すなわち、それぞれ少なくとも３つの接続部１３、１４及び１５を有している。蓄圧システム７の、直列に連続して接続された分配ユニット９の第１の分配ユニット９の燃料供給接続部１３は、持続的に高圧下に置かれた高圧燃料導管１０を介して、ポンプ装置３に接続されている。当該第１の分配ユニット９の燃料排出接続部１４と、最後から２番目の分配ユニット９までの、及び、最後から２番目の分配ユニット９を含む、さらなる分配ユニット９の燃料排出接続部１４とは、直接後置された分配ユニット９それぞれの燃料供給接続部１３に、同じく持続的に高圧下に置かれた高圧導管１０を介して接続されており、第１の分配ユニット９の燃料排出接続部１４は、第２の分配ユニット９の燃料供給接続部１３に連結されており、第２の分配ユニット９の燃料排出接続部１４は、第３の分配ユニット９及び最後から２番目の分配ユニット９の燃料供給接続部１３に連結されており、第３の分配ユニット９及び最後から２番目の分配ユニット９の燃料排出接続部１４は、第４の分配ユニット９及び図２では最後の分配ユニット９の燃料供給接続部に連結されている。第４の分配ユニット９及び図２では最後の分配ユニット９の燃料排出接続部１４は、閉じられているか、又は、塞がれている。

分配ユニット９の燃料供給接続部１３及び燃料排出接続部１４に加えて、分配ユニット９それぞれは、さらにインジェクタ接続部１５を有している。インジェクタ接続部１５は、噴射サイクルに応じて一時的に高圧下に置かれる高圧導管１１を介して、それぞれ少なくとも１つのインジェクタ１に接続されている。

燃料導管１０、１１はそれぞれ、カバーが設けられた燃料導管であり、実際には、高圧接続管が、外側において、被覆管によって包囲されるように構成されている。燃料導管１０又は１１それぞれの高圧接続管それぞれを包囲する被覆管それぞれは、漏れの排出に用いられる。

図２によると、蓄圧システム７の分配ユニット９それぞれは、個別の漏れ検出装置１６を有している。その際、個別の漏れ検出装置１６は、好ましくは、外観検査装置として構成されており、漏れを分配ユニット９に割り当てるために用いられる。

図２からは、分配ユニット９それぞれの領域において、個別の漏れ検出装置１６はそれぞれ、一方では、燃料供給接続部１３それぞれ、燃料排出接続部１４それぞれ、及び、インジェクタ接続部１５それぞれと連結されているので、漏れは、分配ユニット９それぞれの接続部１４、１５及び１６それぞれから、個別の漏れ検出装置１６それぞれの領域に到達し得ることが見て取れる。

本発明によると、分配ユニット９それぞれには、逆止め弁１７が配設されており、逆止め弁１７は、分配ユニット９それぞれからポンプ装置３の方向への漏れ流れは許容するが、分配ユニット９それぞれから、その燃料排出接続部１４に連結された分配ユニット９の方向への、逆方向の漏れ流れは遮断する。

好ましくは、分配ユニット９それぞれの逆止め弁１７それぞれは、分配ユニット９それぞれの燃料排出接続部１４に配設されており、好ましくは、逆止め弁１７それぞれが、分配ユニット９それぞれの燃料排出接続部１４と個別の漏れ検出装置１５との間に接続されているのであり、分配ユニット９それぞれの、燃料供給接続部１３と個別の漏れ検出装置１５との間にも、インジェクタ接続部１５と個別の漏れ検出装置１６との間にも接続されていない。逆止め弁１７それぞれは、分配ユニット９それぞれの燃料排出接続部１４それぞれから、分配ユニット９それぞれの個別の漏れ検出装置１６の方向への漏れ流れは許容するが、漏れ検出装置１６それぞれから、燃料排出接続部１４それぞれの方向への漏れ流れは遮断する。

図２には示されていないが、付加的に、特許文献２に一致して、分配ユニット９全体が、共通の漏れ回収導管に接続されており、当該漏れ回収導管とは、すべての分配ユニット９に共通の漏れセンサが協働するということも可能である。

従って、本発明によって、燃料供給システムの蓄圧システム７の分配ユニット９それぞれの領域に、逆止め弁１７を取り付けることが提案される。当該逆止め弁１７は、分配ユニット９それぞれの領域において、高圧燃料導管１０の被覆管を通過する、ポンプ装置３の方向への流れを許容するが、逆方向の漏れ流れを遮断する。

すでに言及したように、漏れ燃料は、高圧燃料導管１０それぞれの、実際の高圧管を包囲している被覆管を通って流れる。

高圧燃料導管１０、１１の高圧管に亀裂が生じた場合、又は、接続部１３、１４、１５の領域が密封されていない場合、若しくは、高圧燃料導管間の接続領域が密封されていない場合は、従って、漏れは、被覆管を通ってポンプ装置３の方向にのみ排出され、分配ユニット９の個別の漏れ検出装置１６の領域に到達し得る。

分配ユニット９から成る列において、ポンプ装置３から最大の距離を有し、漏れによって充填されている分配ユニット９の、漏れ検出装置１６それぞれは、漏れが割り当てられるべき分配ユニットを示している。漏れは、当該分配ユニット９の領域に生じるか、又は、当該分配ユニット９を、分配ユニット９から成る列でポンプ３の方向において直接前置された分配ユニット９と接続する高圧燃料導管１０の領域に生じる。

１インジェクタ
２高圧ポンプ
３ポンプ装置
４低圧領域
５低圧ポンプ
６高圧領域
７蓄圧システム
８高圧ポンプ貯蔵ユニット
９分配ユニット
１０高圧導管
１１高圧導管
１２切り替え弁
１３燃料供給接続部
１４燃料排出接続部
１５インジェクタ接続部
１６漏れ検出装置
１７逆止め弁

Claims

特に大型ディーゼルエンジン又は船舶用ディーゼルエンジンとして構成された内燃機関の燃料供給システム、特にコモンレール燃料供給システムであって、
低圧領域（４）と、
燃料を、前記燃料供給システムの前記低圧領域（４）から、前記燃料供給システムの高圧領域（６）へ輸送するためのポンプ装置（３）と、が具備され、
前記ポンプ装置（３）と、シリンダに配設されたインジェクタ（１）との間の前記高圧領域（６）には、持続的に高圧下に置かれた蓄圧システム（７）が設けられており、
前記蓄圧システム（７）は、それぞれ少なくとも３つの接続部（１３、１４、１５）を備えた、複数の連続的に接続された分配ユニット（９）を有しており、その際、第１の分配ユニット（９）の燃料供給接続部（１３）は、持続的に高圧下に置かれた高圧導管（１０）を介して、前記ポンプ装置（３）に接続されており、前記第１の分配ユニット（９）から最後から２番目までの分配ユニット（９）の燃料排出接続部（１４）それぞれは、直接後置された分配ユニット（９）それぞれの前記燃料供給接続部（１３）と、持続的に高圧下に置かれた高圧導管（１０）を介して接続されているが、それに対して、最後の分配ユニット（９）の前記燃料排出接続部（１４）は閉じられており、分配ユニット（９）それぞれのインジェクタ接続部（１５）それぞれは、噴射サイクルに応じて一時的に高圧下に置かれる高圧導管（１１）を介して、それぞれ少なくとも１つのインジェクタ（１）に接続されており、
前記蓄圧システム（７）の分配ユニット（９）それぞれには、個別の漏れ検出装置（１６）が配設されている燃料供給システムにおいて、
分配ユニット（９）それぞれには、逆止め弁（１７）が配設されており、前記逆止め弁は、前記分配ユニット（９）それぞれから前記ポンプ装置（３）の方向への漏れ流れを許容することを特徴とする燃料供給システム。
前記逆止め弁（１７）それぞれが、前記分配ユニット（９）それぞれから、前記分配ユニット（９）それぞれに直接後置された分配ユニット（９）の方向への、逆方向の漏れ流れを遮断することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
前記逆止め弁（１７）それぞれが、前記分配ユニット（９）それぞれの前記燃料排出接続部（１４）に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料供給システム。
前記分配ユニット（９）それぞれの前記個別の漏れ検出装置（１６）がそれぞれ、前記分配ユニット（９）それぞれの前記燃料供給接続部（１３）、前記燃料排出接続部（１４）及び前記インジェクタ接続部（１５）に連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料供給システム。
前記逆止め弁（１７）それぞれが、前記分配ユニット（９）それぞれの前記燃料排出接続部（１４）と、前記分配ユニット（９）それぞれの前記個別の漏れ検出装置（１６）との間に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給システム。
前記逆止め弁（１７）それぞれが、前記分配ユニット（９）それぞれの前記燃料排出接続部（１４）それぞれから、前記分配ユニット（９）それぞれの前記個別の漏れ検出装置（１６）の方向への漏れ流れを許容することを特徴とする請求項５に記載の燃料供給システム。
前記分配ユニット（９）それぞれの前記逆止め弁（１３）それぞれが、前記分配ユニット（９）それぞれの前記燃料供給接続部（１３）と、前記分配ユニット（９）それぞれの前記個別の漏れ検出装置（１６）との間には接続されていないことを特徴とする請求項５又は６に記載の燃料供給システム。
前記分配ユニット（９）それぞれの前記逆止め弁（１３）それぞれが、前記分配ユニット（９）それぞれの前記インジェクタ接続部（１５）と、前記分配ユニット（９）それぞれの前記個別の漏れ検出装置（１６）との間には接続されていないことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の燃料供給システム。
前記分配ユニット（９）それぞれの前記個別の漏れ検出装置（１６）がそれぞれ、外観検査装置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料供給システム。
前記蓄圧システム（７）の分配ユニット（９）全体が、全ての分配ユニット（９）に共通の漏れセンサを有する共通の漏れ回収導管に一体化されて接続されており、それによって、前記蓄圧システム（７）に関して、限界値を超える漏出量が、検出されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料供給システム。