JP3492338B2 - 燃料・水噴射内燃機関 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Water Supply & Treatment (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばディーゼル
機関等の内燃機関における窒素酸化物低減のための技術
に関し、特に、燃料噴射弁から燃焼室内に燃料と水とを
噴射して燃焼温度を低く抑えることで窒素酸化物の発生
を抑える技術に関する。
機関等の内燃機関における窒素酸化物低減のための技術
に関し、特に、燃料噴射弁から燃焼室内に燃料と水とを
噴射して燃焼温度を低く抑えることで窒素酸化物の発生
を抑える技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電や船舶等の動力源として採用される
ディーゼル機関においては、窒素酸化物（以下、ＮＯｘ
と表記）低減のための有効な技術として、燃料噴射弁か
ら燃焼室内に燃料と水とを噴射し、燃焼室内の燃焼温度
を低く抑えることで窒素酸化物の発生を抑える技術が提
案されている。
ディーゼル機関においては、窒素酸化物（以下、ＮＯｘ
と表記）低減のための有効な技術として、燃料噴射弁か
ら燃焼室内に燃料と水とを噴射し、燃焼室内の燃焼温度
を低く抑えることで窒素酸化物の発生を抑える技術が提
案されている。
【０００３】このような燃料・水噴射ディーゼル機関の
ひとつとして、特許第2772114号公報記載の技術があ
る。当該技術の構成を図５に示す。図において、符号１
は燃料タンク、２は燃料供給ポンプ、３は燃料噴射ポン
プ、４は燃料用電磁弁、５は水タンク、６は水供給ポン
プ、７は燃料噴射弁、８は燃料噴射弁７への水供給を断
続する水用電磁弁、９は燃料用電磁弁４および水用電磁
弁８の作動を制御するコントロール装置である。
ひとつとして、特許第2772114号公報記載の技術があ
る。当該技術の構成を図５に示す。図において、符号１
は燃料タンク、２は燃料供給ポンプ、３は燃料噴射ポン
プ、４は燃料用電磁弁、５は水タンク、６は水供給ポン
プ、７は燃料噴射弁、８は燃料噴射弁７への水供給を断
続する水用電磁弁、９は燃料用電磁弁４および水用電磁
弁８の作動を制御するコントロール装置である。
【０００４】上記のような構成の燃料・水噴射ディーゼ
ル機関における各部の作動の仕方を吸入行程と吐出行程
とに分け、図６のタイミングチャートとともに説明す
る。 ［ａ．吸入行程］当初、燃料用電磁弁４は開いており、
燃料タンク１内の燃料は、燃料供給ポンプ２と燃料噴射
ポンプ３内のプランジャ１２の下降動作とによって燃料
噴射ポンプ３に吸入される。一方、水タンク５内の水
は、水供給ポンプ６により燃料噴射弁７に向けて圧送さ
れるが、水用電磁弁８が閉じられていることから、燃料
噴射弁７への供給はなされない。
ル機関における各部の作動の仕方を吸入行程と吐出行程
とに分け、図６のタイミングチャートとともに説明す
る。 ［ａ．吸入行程］当初、燃料用電磁弁４は開いており、
燃料タンク１内の燃料は、燃料供給ポンプ２と燃料噴射
ポンプ３内のプランジャ１２の下降動作とによって燃料
噴射ポンプ３に吸入される。一方、水タンク５内の水
は、水供給ポンプ６により燃料噴射弁７に向けて圧送さ
れるが、水用電磁弁８が閉じられていることから、燃料
噴射弁７への供給はなされない。
【０００５】吸入行程が進行するなかのある期間におい
て水用電磁弁８が開かれると、水供給ポンプ６の供給圧
が燃料通路１６の内圧に勝ることから、水通路２３内の
水が、燃料通路１６内で水供給管２２との合流部２５よ
りも燃料噴射ポンプ３側にある燃料を押し戻し、燃料通
路１６に流入する。押し戻された燃料は、燃料噴射ポン
プ３に向けて逆流し、燃料逆止弁１４を開いてプランジ
ャ室１１に流入する。所定の時間が経過して水用電磁弁
８が閉じられると、燃料通路１６への水の流入は止む。
て水用電磁弁８が開かれると、水供給ポンプ６の供給圧
が燃料通路１６の内圧に勝ることから、水通路２３内の
水が、燃料通路１６内で水供給管２２との合流部２５よ
りも燃料噴射ポンプ３側にある燃料を押し戻し、燃料通
路１６に流入する。押し戻された燃料は、燃料噴射ポン
プ３に向けて逆流し、燃料逆止弁１４を開いてプランジ
ャ室１１に流入する。所定の時間が経過して水用電磁弁
８が閉じられると、燃料通路１６への水の流入は止む。
【０００６】その結果、燃料噴射弁７では、油溜め部１
７および油溜め部１７から合流部２５までに燃料が満た
され、合流部２５から上流側の燃料通路１６には所定量
の水が満たされ、さらにその上流側には再び燃料が満た
されることとなり、これらが燃料通路１６内においてあ
たかも「燃料・水・燃料」の順に層状をなすように存在
することになる。
７および油溜め部１７から合流部２５までに燃料が満た
され、合流部２５から上流側の燃料通路１６には所定量
の水が満たされ、さらにその上流側には再び燃料が満た
されることとなり、これらが燃料通路１６内においてあ
たかも「燃料・水・燃料」の順に層状をなすように存在
することになる。
【０００７】［ｂ．吐出行程］プランジャ１２が上昇に
転じるのに同期して燃料用電磁弁４が閉じられると、プ
ランジャ１２の上昇動作によってプランジャ室１１の内
圧が高まり、燃料吐出弁１３が開いて加圧された燃料が
プランジャ室１１から吐出され、燃料噴射弁７に供給さ
れる。
転じるのに同期して燃料用電磁弁４が閉じられると、プ
ランジャ１２の上昇動作によってプランジャ室１１の内
圧が高まり、燃料吐出弁１３が開いて加圧された燃料が
プランジャ室１１から吐出され、燃料噴射弁７に供給さ
れる。
【０００８】加圧された燃料が燃料噴射弁７に供給され
ると、燃料通路１６および油溜め部１７の内圧がプラン
ジャ室１１と同レベルまで高まる。これによって針弁１
９が開き、噴孔２０からディーゼル機関の燃焼室に向け
て燃料が噴射される。噴孔２０からは、まず、油溜め部
１７および油溜め部１７から合流部２５までに満たされ
た燃料が噴射される。この燃料は、着火遅れ期間を経た
後、燃焼を開始する。
ると、燃料通路１６および油溜め部１７の内圧がプラン
ジャ室１１と同レベルまで高まる。これによって針弁１
９が開き、噴孔２０からディーゼル機関の燃焼室に向け
て燃料が噴射される。噴孔２０からは、まず、油溜め部
１７および油溜め部１７から合流部２５までに満たされ
た燃料が噴射される。この燃料は、着火遅れ期間を経た
後、燃焼を開始する。
【０００９】次いで、合流部２５から上流側に満たされ
た所定量の水が、先行して噴射された燃料の火炎をめが
けて噴射される。この噴射水は、霧状となって燃焼室内
の空気を取り込み、先行して噴射された燃料に空気を供
給するかたちとなって燃焼を活発化させると同時に火炎
の温度上昇を抑える。
た所定量の水が、先行して噴射された燃料の火炎をめが
けて噴射される。この噴射水は、霧状となって燃焼室内
の空気を取り込み、先行して噴射された燃料に空気を供
給するかたちとなって燃焼を活発化させると同時に火炎
の温度上昇を抑える。
【００１０】最後に、所定量の水のさらに上流側に満た
された燃料が噴射される。この燃料は、先行して噴射さ
れた霧状の水の中に噴射され、火炎の温度上昇を抑えら
れつつ活発に燃焼する。
された燃料が噴射される。この燃料は、先行して噴射さ
れた霧状の水の中に噴射され、火炎の温度上昇を抑えら
れつつ活発に燃焼する。
【００１１】所定の時間が経過して燃料用電磁弁４が開
かれると、プランジャ室１１の内圧が低下し、針弁１９
が閉じて噴射が終了する。その後まもなくプランジャ１
２が下降に転じ、燃料供給ポンプ２とプランジャ１２の
下降動作とによって燃料タンク１からプランジャ室１１
に燃料が吸入される。本実施形態の燃料・水噴射ディー
ゼル機関においては、上記Ａ，Ｂの各行程を繰り返すこ
とによって燃焼室内への燃料・水噴射が間欠的に行われ
る。
かれると、プランジャ室１１の内圧が低下し、針弁１９
が閉じて噴射が終了する。その後まもなくプランジャ１
２が下降に転じ、燃料供給ポンプ２とプランジャ１２の
下降動作とによって燃料タンク１からプランジャ室１１
に燃料が吸入される。本実施形態の燃料・水噴射ディー
ゼル機関においては、上記Ａ，Ｂの各行程を繰り返すこ
とによって燃焼室内への燃料・水噴射が間欠的に行われ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の燃料・水噴射デ
ィーゼル機関においては、複数の電磁弁を備えており機
構が複雑で部品も多く、調達コストが嵩むことが問題と
なっている。
ィーゼル機関においては、複数の電磁弁を備えており機
構が複雑で部品も多く、調達コストが嵩むことが問題と
なっている。
【００１３】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、単純な構成でありながら燃料と水との層状噴射
を可能にし、これによって従来の燃料・水噴射ディーゼ
ル機関および同様の構造を有する燃料・水噴射内燃機関
の低コスト化を図ることを目的としている。
であり、単純な構成でありながら燃料と水との層状噴射
を可能にし、これによって従来の燃料・水噴射ディーゼ
ル機関および同様の構造を有する燃料・水噴射内燃機関
の低コスト化を図ることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成の燃料・水噴射内燃機
関を採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載の燃
料・水噴射内燃機関は、燃料と水とを燃料通路を通じて
燃焼室に噴射する燃料噴射弁と、燃料を吸入、加圧して
前記燃料通路に供給する燃料噴射ポンプと、燃料タンク
内の燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給手段
と、水タンク内の水を前記燃料通路に供給する水供給手
段と、前記燃料タンクから前記燃料噴射ポンプへの燃料
供給を断続する弁機構と、前記燃料噴射ポンプが前記燃
料タンク内の燃料を吸入する行程のある期間において前
記弁機構を閉じる弁機構制御部とを備え、前記ある期間
において前記燃料噴射ポンプの吸入作用を利用して前記
水タンクから前記燃料通路に水を流入させることを特徴
とする。
めの手段として、次のような構成の燃料・水噴射内燃機
関を採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載の燃
料・水噴射内燃機関は、燃料と水とを燃料通路を通じて
燃焼室に噴射する燃料噴射弁と、燃料を吸入、加圧して
前記燃料通路に供給する燃料噴射ポンプと、燃料タンク
内の燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給手段
と、水タンク内の水を前記燃料通路に供給する水供給手
段と、前記燃料タンクから前記燃料噴射ポンプへの燃料
供給を断続する弁機構と、前記燃料噴射ポンプが前記燃
料タンク内の燃料を吸入する行程のある期間において前
記弁機構を閉じる弁機構制御部とを備え、前記ある期間
において前記燃料噴射ポンプの吸入作用を利用して前記
水タンクから前記燃料通路に水を流入させることを特徴
とする。
【００１５】本発明においては、燃料噴射ポンプが燃料
タンク内の燃料を吸入する行程のある期間において、燃
料噴射ポンプの吸入作用を利用して水タンクから燃料通
路に水を流入させることにより、燃料と水とを燃料通路
内に「燃料・水・燃料」の順に層状をなすように配置す
ることが可能となる。したがって、従来の燃料・水噴射
内燃機関（上述した燃料・水噴射ディーゼル機関）が具
備していた水用電磁弁が不要となり、装置構成の単純化
が図られるとともに弁の制御も簡単になる。
タンク内の燃料を吸入する行程のある期間において、燃
料噴射ポンプの吸入作用を利用して水タンクから燃料通
路に水を流入させることにより、燃料と水とを燃料通路
内に「燃料・水・燃料」の順に層状をなすように配置す
ることが可能となる。したがって、従来の燃料・水噴射
内燃機関（上述した燃料・水噴射ディーゼル機関）が具
備していた水用電磁弁が不要となり、装置構成の単純化
が図られるとともに弁の制御も簡単になる。
【００１６】請求項２記載の燃料・水噴射内燃機関は、
請求項１記載の燃料・水噴射内燃機関において、前記燃
料噴射ポンプが、前記ある期間において単位時間当たり
の吸入量を一定とすることを特徴とする。
請求項１記載の燃料・水噴射内燃機関において、前記燃
料噴射ポンプが、前記ある期間において単位時間当たり
の吸入量を一定とすることを特徴とする。
【００１７】本発明においては、燃料通路への水の流入
が脈動等を生じることなく滑らかに行われるので、運転
時の騒音や振動を低減することができる。
が脈動等を生じることなく滑らかに行われるので、運転
時の騒音や振動を低減することができる。
【００１８】請求項３記載の燃料・水噴射内燃機関は、
請求項１または２記載の燃料・水噴射内燃機関におい
て、前記前記水供給手段による水の供給量が調節可能で
あることを特徴とする。
請求項１または２記載の燃料・水噴射内燃機関におい
て、前記前記水供給手段による水の供給量が調節可能で
あることを特徴とする。
【００１９】本発明においては、水の供給量を調節する
ことにより、１回当たりの吸入で燃料通路に満たされて
噴射される燃料および水の量を調節できるようになるの
で、条件や要望にみあった運転を実現することができ
る。
ことにより、１回当たりの吸入で燃料通路に満たされて
噴射される燃料および水の量を調節できるようになるの
で、条件や要望にみあった運転を実現することができ
る。
【００２０】請求項４記載の燃料・水噴射内燃機関は、
請求項１、２または３記載の燃料・水噴射内燃機関にお
いて、第２燃料タンク内の第２燃料を前記燃料通路を通
じて前記燃料噴射弁に供給する第２燃料供給手段を備
え、前記燃料通路に対する前記第２燃料の供給位置が、
前記水の供給位置よりも前記燃料噴射弁側に設けられて
いることを特徴とする。
請求項１、２または３記載の燃料・水噴射内燃機関にお
いて、第２燃料タンク内の第２燃料を前記燃料通路を通
じて前記燃料噴射弁に供給する第２燃料供給手段を備
え、前記燃料通路に対する前記第２燃料の供給位置が、
前記水の供給位置よりも前記燃料噴射弁側に設けられて
いることを特徴とする。
【００２１】本発明においては、燃料噴射ポンプの吸入
作用を利用して水タンクから燃料通路に水を流入させる
ことにより、燃料と水、さらに第２燃料を、燃料通路内
に「燃料・第２燃料＋燃料・水・燃料」の順に層状をな
すように配置することが可能となる。従来ではこういっ
た配置を実現する場合も電磁弁が必要であったが、上記
構成を採用することにより、水用電磁弁および第２燃料
用の電磁弁が不要となり、装置構成の単純化が図られる
とともに弁の制御も簡単になる。
作用を利用して水タンクから燃料通路に水を流入させる
ことにより、燃料と水、さらに第２燃料を、燃料通路内
に「燃料・第２燃料＋燃料・水・燃料」の順に層状をな
すように配置することが可能となる。従来ではこういっ
た配置を実現する場合も電磁弁が必要であったが、上記
構成を採用することにより、水用電磁弁および第２燃料
用の電磁弁が不要となり、装置構成の単純化が図られる
とともに弁の制御も簡単になる。
【００２２】請求項５記載の燃料・水噴射内燃機関は、
請求項４記載の燃料・水噴射内燃機関において、前記第
２燃料供給手段による第２燃料の供給量が調節可能であ
ることを特徴とする。
請求項４記載の燃料・水噴射内燃機関において、前記第
２燃料供給手段による第２燃料の供給量が調節可能であ
ることを特徴とする。
【００２３】本発明においては、第２燃料の供給量を調
節することにより、１回当たりの吸入で燃料通路に満た
されて噴射される燃料と水、および第２燃料の量を調節
できるようになるので、条件や要望にみあった運転を実
現することができる。
節することにより、１回当たりの吸入で燃料通路に満た
されて噴射される燃料と水、および第２燃料の量を調節
できるようになるので、条件や要望にみあった運転を実
現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明に係る燃料・水噴射内燃機
関の第１の実施形態を図１ないし図３に示して説明す
る。図１は燃料・水噴射ディーゼル機関の概略構成を示
す図である。図において、符号１は燃料タンク、２は燃
料供給ポンプ（燃料供給手段）、３は燃料噴射ポンプ、
４は燃料用電磁弁（弁機構）、５は水タンク、６は水供
給ポンプ（水供給手段）、７は燃料噴射弁であり、各構
成要素の構造は図６に示したものと同じである。なお、
燃料噴射弁７への水供給を断続する水用電磁弁は設けら
れていない。
関の第１の実施形態を図１ないし図３に示して説明す
る。図１は燃料・水噴射ディーゼル機関の概略構成を示
す図である。図において、符号１は燃料タンク、２は燃
料供給ポンプ（燃料供給手段）、３は燃料噴射ポンプ、
４は燃料用電磁弁（弁機構）、５は水タンク、６は水供
給ポンプ（水供給手段）、７は燃料噴射弁であり、各構
成要素の構造は図６に示したものと同じである。なお、
燃料噴射弁７への水供給を断続する水用電磁弁は設けら
れていない。
【００２５】燃料噴射ポンプ３は、図２に示すように、
燃料供給管１０を介して燃料タンク１と接続されたプラ
ンジャ室１１と、図示しないディーゼル機関のクランク
軸に連動するカムＣ（図１に図示）に接して上下に往復
動しプランジャ室１１内の燃料を加圧するプランジャ１
２と、プランジャ室１１の内圧の高まりに応じて開放し
燃料噴射弁７に向けて高圧の燃料を吐出する燃料吐出弁
１３と、燃料噴射弁７側の燃料通路１６の内圧の高まり
に応じて開放しプランジャ室１１に圧を逃がす燃料逆止
弁１４とを備えている。
燃料供給管１０を介して燃料タンク１と接続されたプラ
ンジャ室１１と、図示しないディーゼル機関のクランク
軸に連動するカムＣ（図１に図示）に接して上下に往復
動しプランジャ室１１内の燃料を加圧するプランジャ１
２と、プランジャ室１１の内圧の高まりに応じて開放し
燃料噴射弁７に向けて高圧の燃料を吐出する燃料吐出弁
１３と、燃料噴射弁７側の燃料通路１６の内圧の高まり
に応じて開放しプランジャ室１１に圧を逃がす燃料逆止
弁１４とを備えている。
【００２６】また、カムＣには、図３にも示すようにプ
ランジャ１２を下降させる過程のある期間（後述する燃
料電磁弁４の第１の閉止期間に対応する）においてプラ
ンジャ１２を一定速度で下降させるためのプロファイル
が与えられている。これにより、この期間での燃料噴射
ポンプ３の単位時間当たりの吸入量は一定となってい
る。
ランジャ１２を下降させる過程のある期間（後述する燃
料電磁弁４の第１の閉止期間に対応する）においてプラ
ンジャ１２を一定速度で下降させるためのプロファイル
が与えられている。これにより、この期間での燃料噴射
ポンプ３の単位時間当たりの吸入量は一定となってい
る。
【００２７】燃料用電磁弁４には、常時開放され、通電
によって閉止されるnormal open型が採用されている。
この燃料用電磁弁４はコントロール装置（弁機構制御
部）９に作動を制御され、プランジャ１２が上下に１往
復する中で、プランジャ１２が下降してプランジャ室１
１に燃料を吸入する行程のある期間（第１の閉止期間）
と、プランジャ１２が上昇してプランジャ室１１内の燃
料を加圧する行程のある期間（第２の閉止期間）とで閉
止され、その他の期間は開放されるようになっている。
によって閉止されるnormal open型が採用されている。
この燃料用電磁弁４はコントロール装置（弁機構制御
部）９に作動を制御され、プランジャ１２が上下に１往
復する中で、プランジャ１２が下降してプランジャ室１
１に燃料を吸入する行程のある期間（第１の閉止期間）
と、プランジャ１２が上昇してプランジャ室１１内の燃
料を加圧する行程のある期間（第２の閉止期間）とで閉
止され、その他の期間は開放されるようになっている。
【００２８】燃料噴射弁７は、同じく図２に示すよう
に、高圧燃料供給管１５を介して燃料噴射ポンプ３と接
続された燃料通路１６と、燃料通路１６の先に設けられ
た油溜め部１７と、ノズルチップ１８内で往復動可能で
あり針先が油溜め部１７に臨むように配置された針弁１
９と、ノズルチップ１８の先端に設けられて油溜め部１
７に連通し針弁１９の往復動によって開閉する噴孔２０
と、針弁１９の開放圧を設定するバネ２１と、水供給管
２２を介して水タンク５と接続された水通路２３と、水
通路２３内の圧の高まりに応じて開放する水逆止弁２４
と、水通路２３の先に設けられて燃料通路１６の途中
（油溜め部１７の手前）に接続された合流部２５とを備
えている。
に、高圧燃料供給管１５を介して燃料噴射ポンプ３と接
続された燃料通路１６と、燃料通路１６の先に設けられ
た油溜め部１７と、ノズルチップ１８内で往復動可能で
あり針先が油溜め部１７に臨むように配置された針弁１
９と、ノズルチップ１８の先端に設けられて油溜め部１
７に連通し針弁１９の往復動によって開閉する噴孔２０
と、針弁１９の開放圧を設定するバネ２１と、水供給管
２２を介して水タンク５と接続された水通路２３と、水
通路２３内の圧の高まりに応じて開放する水逆止弁２４
と、水通路２３の先に設けられて燃料通路１６の途中
（油溜め部１７の手前）に接続された合流部２５とを備
えている。
【００２９】燃料供給ポンプ２、水供給ポンプ６の供給
圧Ｐ１，Ｐ２はそれぞれ１００bar，８０barに設定さ
れ、燃料吐出弁１３、燃料逆止弁１４、針弁１９、水逆
止弁２４の開放圧Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４はそれぞれ１
５bar，２０bar，４００bar，２０barに設定されてい
る。
圧Ｐ１，Ｐ２はそれぞれ１００bar，８０barに設定さ
れ、燃料吐出弁１３、燃料逆止弁１４、針弁１９、水逆
止弁２４の開放圧Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４はそれぞれ１
５bar，２０bar，４００bar，２０barに設定されてい
る。
【００３０】上記のような構成の燃料・水噴射ディーゼ
ル機関における各部の作動の仕方を吸入行程と吐出行程
とに分け、図３のタイミングチャートとともに説明す
る。 ［Ａ．吸入行程］当初、燃料用電磁弁４は開いており、
燃料タンク１内の燃料は、燃料供給ポンプ２とプランジ
ャ１２の下降動作とによって燃料噴射ポンプ３内のプラ
ンジャ室１１に吸入される。このときのプランジャ室１
１の内圧は燃料供給ポンプ２の供給圧Ｐ１（＝１００ba
r）にほぼ等しい。一方、水タンク５内の水は、水供給
ポンプ６により燃料噴射弁７に向けて圧送されるが、上
記第１、第２の閉止期間以外は燃料用電磁弁４が開かれ
ており、水供給ポンプ６の供給圧Ｐ２（＝８０bar）
が、燃料通路１６の内圧と水逆止弁２４の開放圧Ｒ４
（＝２０bar）との和よりも小さいことから、通常は燃
料噴射弁７への供給はなされない。
ル機関における各部の作動の仕方を吸入行程と吐出行程
とに分け、図３のタイミングチャートとともに説明す
る。 ［Ａ．吸入行程］当初、燃料用電磁弁４は開いており、
燃料タンク１内の燃料は、燃料供給ポンプ２とプランジ
ャ１２の下降動作とによって燃料噴射ポンプ３内のプラ
ンジャ室１１に吸入される。このときのプランジャ室１
１の内圧は燃料供給ポンプ２の供給圧Ｐ１（＝１００ba
r）にほぼ等しい。一方、水タンク５内の水は、水供給
ポンプ６により燃料噴射弁７に向けて圧送されるが、上
記第１、第２の閉止期間以外は燃料用電磁弁４が開かれ
ており、水供給ポンプ６の供給圧Ｐ２（＝８０bar）
が、燃料通路１６の内圧と水逆止弁２４の開放圧Ｒ４
（＝２０bar）との和よりも小さいことから、通常は燃
料噴射弁７への供給はなされない。
【００３１】吸入行程が進行し、燃料用電磁弁４が一旦
閉じられると（第１の閉止期間；図３のＩ）、燃料供給
ポンプ２によるプランジャ室１１への燃料供給が中断さ
れるため、プランジャ１２の下降動作に伴いプランジャ
室１１の内圧が低下する。さらに、プランジャ室１１の
内圧が１００barを下回ると圧力の釣り合いがくずれて
燃料逆止弁１４が開き、高圧燃料供給管１５内の燃料が
プランジャ室１１に向けて逆流する。なお、この期間と
その前後（図３のIII）においてカムＣの下降速度は一
定であり、これによってプランジャ１２は速度を一定に
保って下降している。
閉じられると（第１の閉止期間；図３のＩ）、燃料供給
ポンプ２によるプランジャ室１１への燃料供給が中断さ
れるため、プランジャ１２の下降動作に伴いプランジャ
室１１の内圧が低下する。さらに、プランジャ室１１の
内圧が１００barを下回ると圧力の釣り合いがくずれて
燃料逆止弁１４が開き、高圧燃料供給管１５内の燃料が
プランジャ室１１に向けて逆流する。なお、この期間と
その前後（図３のIII）においてカムＣの下降速度は一
定であり、これによってプランジャ１２は速度を一定に
保って下降している。
【００３２】高圧燃料供給管１５内の燃料が逆流する
と、燃料噴射弁７では燃料通路１６の内圧が低下する。
このときの水通路２２の内圧は水供給ポンプ６の供給圧
Ｐ２（＝８０bar）にほぼ等しく、水逆止弁２４の開放
圧Ｒ４は２０barに設定されているから、燃料通路１６
の内圧が６０barを下回ると圧力の釣り合いがくずれて
水逆止弁２４が開き、水通路２３内の水が合流部２５に
流入する。合流部２５に流入した水は、燃料通路１６内
で合流部２５よりも燃料噴射ポンプ３側にある燃料を押
し戻し、燃料通路１６に流入する。
と、燃料噴射弁７では燃料通路１６の内圧が低下する。
このときの水通路２２の内圧は水供給ポンプ６の供給圧
Ｐ２（＝８０bar）にほぼ等しく、水逆止弁２４の開放
圧Ｒ４は２０barに設定されているから、燃料通路１６
の内圧が６０barを下回ると圧力の釣り合いがくずれて
水逆止弁２４が開き、水通路２３内の水が合流部２５に
流入する。合流部２５に流入した水は、燃料通路１６内
で合流部２５よりも燃料噴射ポンプ３側にある燃料を押
し戻し、燃料通路１６に流入する。
【００３３】所定の時間が経過し、第１の閉止期間を過
ぎて燃料用電磁弁４が開かれると、燃料供給ポンプ２と
プランジャ１２の下降動作とによるプランジャ室１１へ
の燃料供給が再開されるため、プランジャ室１１の内圧
が燃料供給ポンプ２の供給圧Ｐ１まで上昇する。これに
よって燃料逆止弁１４が閉じ、燃料の逆流が止む。
ぎて燃料用電磁弁４が開かれると、燃料供給ポンプ２と
プランジャ１２の下降動作とによるプランジャ室１１へ
の燃料供給が再開されるため、プランジャ室１１の内圧
が燃料供給ポンプ２の供給圧Ｐ１まで上昇する。これに
よって燃料逆止弁１４が閉じ、燃料の逆流が止む。
【００３４】その結果、燃料噴射弁７では、油溜め部１
７および油溜め部１７から合流部２５までに燃料が満た
され、合流部２５から上流側の燃料通路１６には所定量
の水が満たされ、さらにその上流側には再び燃料が満た
されることとなり、これらが燃料通路１６内においてあ
たかも「燃料・水・燃料」の順に層状をなすように存 在することになる。［Ｂ．吐出行程］プランジャ１２が
上昇に転じるのに同期して燃料用電磁弁４が閉じられる
と（第２の閉止期間；図３のII）、プランジャ１２の上
昇動作によってプランジャ室１１内の燃料が加圧される
ため、プランジャ室１１の内圧が高まる。このときのプ
ランジャ室１１の内圧は燃料吐出弁１３の開放圧Ｒ１を
凌ぐ大きさとなるため、加圧された燃料が燃料吐出弁１
３を開いてプランジャ室１１から吐出され、燃料噴射弁
７に供給される。
７および油溜め部１７から合流部２５までに燃料が満た
され、合流部２５から上流側の燃料通路１６には所定量
の水が満たされ、さらにその上流側には再び燃料が満た
されることとなり、これらが燃料通路１６内においてあ
たかも「燃料・水・燃料」の順に層状をなすように存 在することになる。［Ｂ．吐出行程］プランジャ１２が
上昇に転じるのに同期して燃料用電磁弁４が閉じられる
と（第２の閉止期間；図３のII）、プランジャ１２の上
昇動作によってプランジャ室１１内の燃料が加圧される
ため、プランジャ室１１の内圧が高まる。このときのプ
ランジャ室１１の内圧は燃料吐出弁１３の開放圧Ｒ１を
凌ぐ大きさとなるため、加圧された燃料が燃料吐出弁１
３を開いてプランジャ室１１から吐出され、燃料噴射弁
７に供給される。
【００３５】加圧された燃料が燃料噴射弁７に供給され
ると、燃料通路１６および油溜め部１７の内圧がプラン
ジャ室１１と同レベルまで高まる。これによって針弁１
９が開き、噴孔２０からディーゼル機関の燃焼室に向け
て燃料が噴射される。噴孔２０からは、まず、油溜め部
１７および油溜め部１７から合流部２５までに満たされ
た燃料が噴射される。この燃料は、着火遅れ期間を経た
後、燃焼を開始する。
ると、燃料通路１６および油溜め部１７の内圧がプラン
ジャ室１１と同レベルまで高まる。これによって針弁１
９が開き、噴孔２０からディーゼル機関の燃焼室に向け
て燃料が噴射される。噴孔２０からは、まず、油溜め部
１７および油溜め部１７から合流部２５までに満たされ
た燃料が噴射される。この燃料は、着火遅れ期間を経た
後、燃焼を開始する。
【００３６】次いで、合流部２５から上流側に満たされ
た所定量の水が、先行して噴射された燃料の火炎をめが
けて噴射される。この噴射水は、霧状となって燃焼室内
の空気を取り込み、先行して噴射された燃料に空気を供
給するかたちとなって燃焼を活発化させると同時に火炎
の温度上昇を抑える。
た所定量の水が、先行して噴射された燃料の火炎をめが
けて噴射される。この噴射水は、霧状となって燃焼室内
の空気を取り込み、先行して噴射された燃料に空気を供
給するかたちとなって燃焼を活発化させると同時に火炎
の温度上昇を抑える。
【００３７】最後に、所定量の水のさらに上流側に満た
された燃料が噴射される。この燃料は、先行して噴射さ
れた霧状の水の中に噴射され、火炎の温度上昇を抑えら
れつつ活発に燃焼する。
された燃料が噴射される。この燃料は、先行して噴射さ
れた霧状の水の中に噴射され、火炎の温度上昇を抑えら
れつつ活発に燃焼する。
【００３８】所定の時間が経過し、第２の閉止期間を過
ぎて燃料用電磁弁４が開かれると、プランジャ室１１の
内圧が低下し、針弁１９が閉じて噴射が終了する。その
後まもなくプランジャ１２が下降に転じ、燃料供給ポン
プ２とプランジャ１２の下降動作とによって燃料タンク
１からプランジャ室１１に燃料が吸入される。
ぎて燃料用電磁弁４が開かれると、プランジャ室１１の
内圧が低下し、針弁１９が閉じて噴射が終了する。その
後まもなくプランジャ１２が下降に転じ、燃料供給ポン
プ２とプランジャ１２の下降動作とによって燃料タンク
１からプランジャ室１１に燃料が吸入される。
【００３９】本実施形態の燃料・水噴射ディーゼル機関
においては、上記Ａ，Ｂの各行程を繰り返すことによっ
て燃焼室内への燃料・水噴射が間欠的に行われ、熱的影
響により火炎の温度上昇が抑えられるので、ＮＯｘの発
生が抑制される。
においては、上記Ａ，Ｂの各行程を繰り返すことによっ
て燃焼室内への燃料・水噴射が間欠的に行われ、熱的影
響により火炎の温度上昇が抑えられるので、ＮＯｘの発
生が抑制される。
【００４０】上記のような構成の燃料・水噴射ディーゼ
ル機関によれば、プランジャ１２の下降動作、すなわち
燃料噴射ポンプ３の吸入作用を利用して水タンク５から
燃料通路１６に水を流入させることにより、燃料と水と
を燃料通路１６内に「燃料・水・燃料」の順に層状をな
すように配置することが可能である。したがって、従来
の燃料・水噴射ディーゼル機関が具備していた水用電磁
弁が不要となり、装置構成の単純化が図られるとともに
弁の制御も簡単になるので、燃料・水噴射ディーゼル機
関の低コスト化を図ることができる。
ル機関によれば、プランジャ１２の下降動作、すなわち
燃料噴射ポンプ３の吸入作用を利用して水タンク５から
燃料通路１６に水を流入させることにより、燃料と水と
を燃料通路１６内に「燃料・水・燃料」の順に層状をな
すように配置することが可能である。したがって、従来
の燃料・水噴射ディーゼル機関が具備していた水用電磁
弁が不要となり、装置構成の単純化が図られるとともに
弁の制御も簡単になるので、燃料・水噴射ディーゼル機
関の低コスト化を図ることができる。
【００４１】また、燃料用電磁弁４を閉じるある期間
（第１の閉止期間）において燃料噴射ポンプ３の単位時
間当たりの吸入量を一定とすることにより、燃料通路１
６への水の流入が脈動等を生じることなく滑らかに行わ
れるようになるので、運転時の騒音や振動を低減するこ
とができる。
（第１の閉止期間）において燃料噴射ポンプ３の単位時
間当たりの吸入量を一定とすることにより、燃料通路１
６への水の流入が脈動等を生じることなく滑らかに行わ
れるようになるので、運転時の騒音や振動を低減するこ
とができる。
【００４２】ところで、本実施形態においては、水供給
ポンプ６の供給圧を変化させて水の供給量を調節するこ
とにより、１回当たりの吸入で燃料通路１６に満たされ
て噴射される燃料および水の量を調節できるようになる
ので、使用する燃料の種類や成分に応じて水の供給量を
調節すれば常に良好な低公害運転を実現することができ
る。
ポンプ６の供給圧を変化させて水の供給量を調節するこ
とにより、１回当たりの吸入で燃料通路１６に満たされ
て噴射される燃料および水の量を調節できるようになる
ので、使用する燃料の種類や成分に応じて水の供給量を
調節すれば常に良好な低公害運転を実現することができ
る。
【００４３】次に、本発明に係る燃料・水噴射内燃機関
の第２の実施形態を図４に示して説明する。なお、上記
第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一
符号を付して説明は省略する。燃料タンク１から燃料噴
射ポンプ３を経て燃料噴射弁７に供給される燃料にはＮ
Ｏｘ等を発生し難い良質なものが使用されるが、本実施
形態の燃料・水噴射ディーゼル機関においては、図４に
示すように、燃料噴射弁７に水を供給する系統の他に、
品質は劣るが安価な粗悪燃料（第２燃料）を供給する系
統が設けられている。図において、符号３０は粗悪燃料
タンク（第２燃料タンク）、３１は粗悪燃料ポンプ（第
２燃料供給手段）、３２は粗悪燃料供給管、３３は粗悪
燃料逆止弁、３４は燃料噴射弁７に設けられる粗悪燃料
通路である。
の第２の実施形態を図４に示して説明する。なお、上記
第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一
符号を付して説明は省略する。燃料タンク１から燃料噴
射ポンプ３を経て燃料噴射弁７に供給される燃料にはＮ
Ｏｘ等を発生し難い良質なものが使用されるが、本実施
形態の燃料・水噴射ディーゼル機関においては、図４に
示すように、燃料噴射弁７に水を供給する系統の他に、
品質は劣るが安価な粗悪燃料（第２燃料）を供給する系
統が設けられている。図において、符号３０は粗悪燃料
タンク（第２燃料タンク）、３１は粗悪燃料ポンプ（第
２燃料供給手段）、３２は粗悪燃料供給管、３３は粗悪
燃料逆止弁、３４は燃料噴射弁７に設けられる粗悪燃料
通路である。
【００４４】粗悪燃料供給管３２は、燃料通路１６に対
し水供給管２２よりも燃料噴射弁７側に接続されてお
り、両者の燃料通路１６に対する合流部は離間してい
る。また、粗悪燃料ポンプ３１の供給圧Ｐ３は通常８０
barに設定されているが、ポンプの回転数やリリーフ弁
の開放圧を変更することにより、供給圧を適宜調節でき
るようになっている。
し水供給管２２よりも燃料噴射弁７側に接続されてお
り、両者の燃料通路１６に対する合流部は離間してい
る。また、粗悪燃料ポンプ３１の供給圧Ｐ３は通常８０
barに設定されているが、ポンプの回転数やリリーフ弁
の開放圧を変更することにより、供給圧を適宜調節でき
るようになっている。
【００４５】上記のような構成の燃料・水噴射ディーゼ
ル機関における各部の作動の仕方を吸入行程と吐出行程
とに分けて説明する。 ［Ｃ．吸入行程］当初、燃料用電磁弁４は開いており、
燃料タンク１内の燃料は、燃料供給ポンプ２とプランジ
ャ１２の下降動作とによって燃料噴射ポンプ３内のプラ
ンジャ室１１に吸入される。一方、水タンク５内の水
は、燃料用電磁弁４が閉じられていることから、通常は
燃料噴射弁７への供給はなされない。
ル機関における各部の作動の仕方を吸入行程と吐出行程
とに分けて説明する。 ［Ｃ．吸入行程］当初、燃料用電磁弁４は開いており、
燃料タンク１内の燃料は、燃料供給ポンプ２とプランジ
ャ１２の下降動作とによって燃料噴射ポンプ３内のプラ
ンジャ室１１に吸入される。一方、水タンク５内の水
は、燃料用電磁弁４が閉じられていることから、通常は
燃料噴射弁７への供給はなされない。
【００４６】吸入行程が進行して燃料用電磁弁４が一旦
閉じられると、プランジャ１２の下降動作に伴ってプラ
ンジャ室１１の内圧が低下して燃料逆止弁１４が開き、
高圧燃料供給管１５内の燃料がプランジャ室１１に向け
て逆流する。
閉じられると、プランジャ１２の下降動作に伴ってプラ
ンジャ室１１の内圧が低下して燃料逆止弁１４が開き、
高圧燃料供給管１５内の燃料がプランジャ室１１に向け
て逆流する。
【００４７】高圧燃料供給管１５内の燃料が逆流する
と、燃料噴射弁７では燃料通路１６の内圧が低下して水
逆止弁２４が開き、水通路２３内の水が、燃料通路１６
内で水供給管２２との合流部２５よりも燃料噴射ポンプ
３側にある燃料を押し戻し、燃料通路１６に流入する。
と、燃料噴射弁７では燃料通路１６の内圧が低下して水
逆止弁２４が開き、水通路２３内の水が、燃料通路１６
内で水供給管２２との合流部２５よりも燃料噴射ポンプ
３側にある燃料を押し戻し、燃料通路１６に流入する。
【００４８】同時に、燃料通路１６の内圧が低下するこ
とによって粗悪燃料逆止弁３３が開き、粗悪燃料通路３
４内の粗悪燃料が、燃料通路１６内で粗悪燃料供給管３
２との合流部３５よりも燃料噴射ポンプ３側にある燃料
を押し戻し、燃料通路１６に流入する。
とによって粗悪燃料逆止弁３３が開き、粗悪燃料通路３
４内の粗悪燃料が、燃料通路１６内で粗悪燃料供給管３
２との合流部３５よりも燃料噴射ポンプ３側にある燃料
を押し戻し、燃料通路１６に流入する。
【００４９】所定の時間が経過して燃料用電磁弁４が開
かれると、燃料供給ポンプ２とプランジャ１２の下降動
作とによるプランジャ室１１への燃料供給が再開される
ため、プランジャ室１１の内圧が高まって燃料逆止弁１
４が閉じ、燃料の逆流が止む。
かれると、燃料供給ポンプ２とプランジャ１２の下降動
作とによるプランジャ室１１への燃料供給が再開される
ため、プランジャ室１１の内圧が高まって燃料逆止弁１
４が閉じ、燃料の逆流が止む。
【００５０】その結果、燃料噴射弁７では、油溜め部１
７および油溜め部１７から粗悪燃料供給管３２との合流
部３５までに良質な燃料が満たされ、この合流部３５か
ら水供給管２２との合流部２５までに粗悪燃料と良質な
燃料とが満たされ、合流部２５よりも上流側には所定量
の水が満たされ、さらにその上流側には再び良質な燃料
が満たされることとなり、これらが燃料通路１６内にお
いてあたかも「良質燃料・粗悪燃料・良質燃料・水・良
質燃料」の順に層状をなすように存在することになる。 ［Ｄ．吐出行程］プランジャ１２が上昇に転じるのに同
期して燃料用電磁弁４が閉じられると、プランジャ１２
の上昇動作によってプランジャ室１１の内圧が高まり、
燃料吐出弁１３が開いて加圧された燃料がプランジャ室
１１から吐出され、燃料噴射弁７に供給される。
７および油溜め部１７から粗悪燃料供給管３２との合流
部３５までに良質な燃料が満たされ、この合流部３５か
ら水供給管２２との合流部２５までに粗悪燃料と良質な
燃料とが満たされ、合流部２５よりも上流側には所定量
の水が満たされ、さらにその上流側には再び良質な燃料
が満たされることとなり、これらが燃料通路１６内にお
いてあたかも「良質燃料・粗悪燃料・良質燃料・水・良
質燃料」の順に層状をなすように存在することになる。 ［Ｄ．吐出行程］プランジャ１２が上昇に転じるのに同
期して燃料用電磁弁４が閉じられると、プランジャ１２
の上昇動作によってプランジャ室１１の内圧が高まり、
燃料吐出弁１３が開いて加圧された燃料がプランジャ室
１１から吐出され、燃料噴射弁７に供給される。
【００５１】加圧された燃料が燃料噴射弁７に供給され
ると、燃料通路１６および油溜め部１７の内圧がプラン
ジャ室１１と同レベルまで高まる。これによって針弁１
９が開き、噴孔２０からディーゼル機関の燃焼室に向け
て燃料が噴射される。噴孔２０からは、まず、油溜め部
１７および油溜め部１７から合流部３５までに満たされ
た良質の燃料が噴射される。この燃料は、着火遅れ期間
を経た後、燃焼を開始する。
ると、燃料通路１６および油溜め部１７の内圧がプラン
ジャ室１１と同レベルまで高まる。これによって針弁１
９が開き、噴孔２０からディーゼル機関の燃焼室に向け
て燃料が噴射される。噴孔２０からは、まず、油溜め部
１７および油溜め部１７から合流部３５までに満たされ
た良質の燃料が噴射される。この燃料は、着火遅れ期間
を経た後、燃焼を開始する。
【００５２】次いで、合流部３５から合流部２５までに
満たされた粗悪燃料と良質な燃料とが、先行して噴射さ
れた燃料の火炎をめがけて噴射される。この燃料は、霧
状となって燃焼室内の空気を取り込み、燃え盛る火炎に
よって着火されて燃料を活発化させる。
満たされた粗悪燃料と良質な燃料とが、先行して噴射さ
れた燃料の火炎をめがけて噴射される。この燃料は、霧
状となって燃焼室内の空気を取り込み、燃え盛る火炎に
よって着火されて燃料を活発化させる。
【００５３】次いで、合流部２５から上流側に満たされ
た所定量の水が、先行して噴射された燃料の火炎をめが
けて噴射される。この噴射水は、霧状となって燃焼室内
の空気を取り込み、先行して噴射された燃料に空気を供
給するかたちとなって燃焼を活発化させると同時に火炎
の温度上昇を抑える。
た所定量の水が、先行して噴射された燃料の火炎をめが
けて噴射される。この噴射水は、霧状となって燃焼室内
の空気を取り込み、先行して噴射された燃料に空気を供
給するかたちとなって燃焼を活発化させると同時に火炎
の温度上昇を抑える。
【００５４】最後に、所定量の水のさらに上流側に満た
された良質な燃料が噴射される。この燃料は、先行して
噴射された霧状の水の中に噴射され、火炎の温度上昇を
抑えられつつ活発に燃焼する。
された良質な燃料が噴射される。この燃料は、先行して
噴射された霧状の水の中に噴射され、火炎の温度上昇を
抑えられつつ活発に燃焼する。
【００５５】所定の時間が経過して燃料用電磁弁４が開
かれると、プランジャ室１１の内圧が低下し、針弁１９
が閉じて噴射が終了する。その後まもなくプランジャ１
２が下降に転じ、燃料供給ポンプ２とプランジャ１２の
下降動作とによって燃料タンク１からプランジャ室１１
に燃料が吸入される。
かれると、プランジャ室１１の内圧が低下し、針弁１９
が閉じて噴射が終了する。その後まもなくプランジャ１
２が下降に転じ、燃料供給ポンプ２とプランジャ１２の
下降動作とによって燃料タンク１からプランジャ室１１
に燃料が吸入される。
【００５６】本実施形態の燃料・水噴射ディーゼル機関
によれば、上記Ｃ，Ｄの各行程を繰り返すことによって
燃焼室内への燃料・水噴射が間欠的に行われ、安価な粗
悪燃料を使用してもＮＯｘの排出量を抑制することがで
きるので、より低燃費の運転を実現できる。
によれば、上記Ｃ，Ｄの各行程を繰り返すことによって
燃焼室内への燃料・水噴射が間欠的に行われ、安価な粗
悪燃料を使用してもＮＯｘの排出量を抑制することがで
きるので、より低燃費の運転を実現できる。
【００５７】また、粗悪燃料供給ポンプ３１の供給圧を
変化させて粗悪燃料の供給量を調節することにより、１
回当たりの吸入で燃料通路１６に満たされて噴射される
粗悪燃料の量を調節することができ、これによってＮＯ
ｘの排出量を少なくするために最適な粗悪燃料供給量を
設定できるので、より低公害の運転を実現できる。
変化させて粗悪燃料の供給量を調節することにより、１
回当たりの吸入で燃料通路１６に満たされて噴射される
粗悪燃料の量を調節することができ、これによってＮＯ
ｘの排出量を少なくするために最適な粗悪燃料供給量を
設定できるので、より低公害の運転を実現できる。
【００５８】ところで、本実施形態においては、水供給
ポンプ６の供給圧を変化させて水の供給量を調節するこ
とにより、１回当たりの吸入で燃料通路１６に満たされ
て噴射される燃料および水の量を調節できるようになる
ので、使用する燃料の種類や成分に応じて水の供給量を
調節すれば常に良好な低公害運転を実現することができ
る。
ポンプ６の供給圧を変化させて水の供給量を調節するこ
とにより、１回当たりの吸入で燃料通路１６に満たされ
て噴射される燃料および水の量を調節できるようになる
ので、使用する燃料の種類や成分に応じて水の供給量を
調節すれば常に良好な低公害運転を実現することができ
る。
【００５９】ところで、図４の燃料・水噴射ディーゼル
機関においては、粗悪燃料供給ポンプ３１の供給圧を変
化させて良質な燃料と水、および粗悪燃料の１回当たり
の吸入割合（すなわち吐出の割合）を変更する構成とし
たが、これ以外にも、例えば水供給管２２、粗悪燃料供
給管３２にそれぞれ可変バルブを設け、この可変バルブ
によって水および粗悪燃料の供給圧を個々に調節するこ
とで良質な燃料と水、および粗悪燃料の１回当たりの吸
入割合を変更することも可能であり、これによっても常
に良好な低公害運転を実現することができる。
機関においては、粗悪燃料供給ポンプ３１の供給圧を変
化させて良質な燃料と水、および粗悪燃料の１回当たり
の吸入割合（すなわち吐出の割合）を変更する構成とし
たが、これ以外にも、例えば水供給管２２、粗悪燃料供
給管３２にそれぞれ可変バルブを設け、この可変バルブ
によって水および粗悪燃料の供給圧を個々に調節するこ
とで良質な燃料と水、および粗悪燃料の１回当たりの吸
入割合を変更することも可能であり、これによっても常
に良好な低公害運転を実現することができる。
【００６０】上記第１、第２の実施形態においては内燃
機関としてディーゼル機関を例示したが、本発明に係る
燃料・水噴射内燃機関はこれ以外の内燃機関にも適用す
ることができることはいうまでもない。
機関としてディーゼル機関を例示したが、本発明に係る
燃料・水噴射内燃機関はこれ以外の内燃機関にも適用す
ることができることはいうまでもない。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１記載の燃料・水噴射内燃機関によれば、燃料と水と
を燃料通路内に「燃料・水・燃料」の順に層状をなすよ
うに配置することが可能となって従来の燃料・水噴射内
燃機関が具備していた水用電磁弁が不要となり、装置構
成の単純化が図られるとともに弁の制御も簡単になるの
で、当該機関の低コスト化を図ることができる。
項１記載の燃料・水噴射内燃機関によれば、燃料と水と
を燃料通路内に「燃料・水・燃料」の順に層状をなすよ
うに配置することが可能となって従来の燃料・水噴射内
燃機関が具備していた水用電磁弁が不要となり、装置構
成の単純化が図られるとともに弁の制御も簡単になるの
で、当該機関の低コスト化を図ることができる。
【００６２】請求項２記載の燃料・水噴射内燃機関によ
れば、弁機構を閉じるある期間において燃料噴射ポンプ
の単位時間当たりの吸入量を一定とすることにより、燃
料通路への水の流入が脈動等を生じることなく滑らかに
行われるので、運転時の騒音や振動を低減することがで
きる。
れば、弁機構を閉じるある期間において燃料噴射ポンプ
の単位時間当たりの吸入量を一定とすることにより、燃
料通路への水の流入が脈動等を生じることなく滑らかに
行われるので、運転時の騒音や振動を低減することがで
きる。
【００６３】請求項３記載の燃料・水噴射内燃機関によ
れば、水の供給量を調節することにより、１回当たりの
吸入で燃料通路に満たされて噴射される燃料および水の
量を調節できるようになるので、条件や要望にみあった
運転を実現することができる。
れば、水の供給量を調節することにより、１回当たりの
吸入で燃料通路に満たされて噴射される燃料および水の
量を調節できるようになるので、条件や要望にみあった
運転を実現することができる。
【００６４】請求項４記載の燃料・水噴射内燃機関によ
れば、燃料と水、さらに第２燃料を、燃料通路内に「燃
料・第２燃料＋燃料・水・燃料」の順に層状をなすよう
に配置することが可能となる。従来ではこういった配置
を実現する場合も電磁弁が必要であったが、本発明によ
れば水用電磁弁および第２燃料用の電磁弁が不要とな
り、装置構成の単純化が図られるとともに弁の制御も簡
単になるので、当該機関の低コスト化を図ることができ
る。
れば、燃料と水、さらに第２燃料を、燃料通路内に「燃
料・第２燃料＋燃料・水・燃料」の順に層状をなすよう
に配置することが可能となる。従来ではこういった配置
を実現する場合も電磁弁が必要であったが、本発明によ
れば水用電磁弁および第２燃料用の電磁弁が不要とな
り、装置構成の単純化が図られるとともに弁の制御も簡
単になるので、当該機関の低コスト化を図ることができ
る。
【００６５】請求項５記載の燃料・水噴射内燃機関によ
れば、第２燃料の供給量を調節することにより、１回当
たりの吸入で燃料通路に満たされて噴射される燃料と
水、および第２燃料の量を調節できるようになるので、
条件や要望にみあった運転を実現することができる。
れば、第２燃料の供給量を調節することにより、１回当
たりの吸入で燃料通路に満たされて噴射される燃料と
水、および第２燃料の量を調節できるようになるので、
条件や要望にみあった運転を実現することができる。
【図１】 本発明に係る第１の実施形態としての燃料・
水噴射ディーゼル機関の構成を示す図である。
水噴射ディーゼル機関の構成を示す図である。
【図２】 燃料噴射ポンプおよび燃料噴射弁の内部構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】 図１に示す燃料・水噴射ディーゼル機関にお
ける各部の作動の仕方を説明するためのタイミングチャ
ートである。
ける各部の作動の仕方を説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図４】 本発明に係る第２の実施形態としての燃料・
水噴射ディーゼル機関の構成を示す図である。
水噴射ディーゼル機関の構成を示す図である。
【図５】 従来の燃料・水噴射ディーゼル機関の構成を
示す図である。
示す図である。
【図６】 図１に示す従来の燃料・水噴射ディーゼル機
関における各部の作動の仕方を説明するためのタイミン
グチャートである。
関における各部の作動の仕方を説明するためのタイミン
グチャートである。
１ 燃料タンク
２ 燃料供給ポンプ（燃料供給手段）
３ 燃料噴射ポンプ
４ 燃料用電磁弁（弁機構）
５ 水タンク
６ 水供給ポンプ（水供給手段）
７ 燃料噴射弁
９ コントロール装置（弁機構制御部）
１６ 燃料通路
Ｉ 第１の閉止期間
II 第２の閉止期間
３０ 粗悪燃料タンク（第２燃料タンク）
３１ 粗悪燃料ポンプ（第２燃料供給手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｍ 25/02 Ｋ
(72)発明者 長面川 昇司
神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重
工業株式会社 横浜製作所内
(72)発明者 吉栖 博史
神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重
工業株式会社 横浜製作所内
(56)参考文献 特開 昭62−7961（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−79568（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 25/022
F02B 47/02
F02D 19/12
F02M 43/00
F02M 59/34
Claims (5)
- 【請求項１】 燃料と水とを燃料通路を通じて燃焼室に
噴射する燃料噴射弁と、 燃料を吸入、加圧して前記燃料通路に供給する燃料噴射
ポンプと、 燃料タンク内の燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃
料供給手段と、 水タンク内の水を前記燃料通路に供給する水供給手段
と、 前記燃料タンクから前記燃料噴射ポンプへの燃料供給を
断続する弁機構と、 前記燃料噴射ポンプが前記燃料タンク内の燃料を吸入す
る行程のある期間において前記弁機構を閉じる弁機構制
御部とを備え、 前記ある期間において前記燃料噴射ポンプの吸入作用を
利用して前記水タンクから前記燃料通路に水を流入させ
ることを特徴とする燃料・水噴射内燃機関。 - 【請求項２】 前記燃料噴射ポンプが、前記ある期間に
おいて単位時間当たりの吸入量を一定とすることを特徴
とする請求項１記載の燃料・水噴射内燃機関。 - 【請求項３】 前記水供給手段による水の供給量が調節
可能であることを特徴とする請求項１または２記載の燃
料・水噴射内燃機関。 - 【請求項４】 第２燃料タンク内の第２燃料を前記燃料
通路を通じて前記燃料噴射弁に供給する第２燃料供給手
段を備え、 前記燃料通路に対する前記第２燃料の供給位置が、前記
水の供給位置よりも前記燃料噴射弁側に設けられている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料・水
噴射内燃機関。 - 【請求項５】 前記第２燃料供給手段による第２燃料の
供給量が調節可能であることを特徴とする請求項４記載
の燃料・水噴射内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219587A JP3492338B2 (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 燃料・水噴射内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219587A JP3492338B2 (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 燃料・水噴射内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003035212A JP2003035212A (ja) | 2003-02-07 |
| JP3492338B2 true JP3492338B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=19053565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001219587A Expired - Fee Related JP3492338B2 (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 燃料・水噴射内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492338B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111699312A (zh) * | 2018-01-29 | 2020-09-22 | 全耐塑料高级创新研究公司 | 将水溶液喷射到喷射式发动机当中的喷射系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4532211B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2010-08-25 | 株式会社大都技研 | 遊技台 |
| JP5501272B2 (ja) | 2011-03-08 | 2014-05-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 高圧燃料供給ポンプ |
| AU2011374394B2 (en) * | 2011-08-01 | 2015-09-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection pump |
| JP7102160B2 (ja) * | 2018-02-13 | 2022-07-19 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | 燃料噴射装置 |
-
2001
- 2001-07-19 JP JP2001219587A patent/JP3492338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111699312A (zh) * | 2018-01-29 | 2020-09-22 | 全耐塑料高级创新研究公司 | 将水溶液喷射到喷射式发动机当中的喷射系统 |
| CN111699312B (zh) * | 2018-01-29 | 2022-05-17 | 全耐塑料高级创新研究公司 | 将水溶液喷射到喷射式发动机当中的喷射系统 |
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| JP2003035212A (ja) | 2003-02-07 |
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