JP3922695B2 - ディーゼルエンジンのｄｍｅ燃料供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）を燃料としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンによる大気汚染対策として、軽油の代わりに排気がクリーンなＤＭＥを燃料とするものが注目されている。ＤＭＥ燃料は、従来の燃料である軽油と違って液化ガス燃料である。つまり、軽油と比較して沸点温度が低く、大気圧下で軽油が常温において液体であるのに対して、ＤＭＥは、常温において気体となる性質を有している。
【０００３】
このような性質を有するＤＭＥを燃料としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置は、一般的に、ＤＭＥ燃料が気化しないようにフィードポンプ等によって加圧された状態で燃料タンクからインジェクションポンプの油溜室へ供給され、インジェクションポンプから高圧なＤＭＥ燃料がインジェクションパイプを通ってディーゼルエンジンの各燃料噴射ノズルへ圧送される。そして、燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、ノズルリターンパイプへ送出され、油溜室からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプへ送出され、ノズルリターンパイプ及びオーバーフロー燃料パイプへ送出されたＤＭＥ燃料はオーバーフローリターンパイプを経由して、クーラー等で冷却された後に燃料タンクへ戻される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のＤＭＥ燃料供給装置は、燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料がノズルリターンパイプに送出され、燃料噴射ノズルからのオーバーフローによって燃料タンクへ押し出される。つまり、ディーゼルエンジンの運転時には、ノズルリターンパイプ内に燃料噴射ノズルからオーバーフローして送出されたＤＭＥ燃料が常に充填された状態となる。そのため、ノズルリターンパイプ内の圧力は、不安定で温度等の条件によって変動し易い状態となる。
【０００５】
燃料噴射ノズルは、ノズルリターンパイプ内の圧力がノズル開弁圧に影響を及ぼすため、つまり、ノズルリターンパイプ内の圧力が燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するため、従来のＤＭＥ燃料供給装置は、不安定で変動しやすいノズルリターンパイプ内の圧力の影響によって、燃料噴射ノズルの開弁圧が変動し、燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本願発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、ノズルリターンパイプ内の圧力変動によって燃料噴射ノズルの開弁圧が変動し、燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、燃料タンクからフィードパイプを経由して供給されたＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【０００８】
このように、燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料が送出されるノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するので、燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するノズルリターンパイプ内の圧力の変動を少なくすることができる。
【０００９】
これにより、本願請求項１に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するノズルリターンパイプ内の圧力の変動を少なくすることができるので、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動によって燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。
また、ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料をコンプレッサーで吸引するので、ノズルリターンパイプ内は略一定の負圧状態となるので、ノズルリターンパイプ内のＤＭＥ燃料は気化しやすくなり、その気化熱によってノズルリターンパイプ及び燃料噴射ノズルが冷却され、ノズルリターンパイプ及び燃料噴射ノズルの温度が上昇することによって燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下する虞も少なくすることができる。
【００１２】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっている前記インジェクションポンプのカム室内の潤滑油に混入した前記ＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータを備え、該オイルセパレータにて分離された前記ＤＭＥ燃料は、前記コンプレッサーによって吸引されて前記燃料タンクへ送出される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１３】
前述したように、ＤＭＥ燃料は、常温において気体となる性質を有しているので、液体のＤＭＥ燃料をインジェクションポンプへ供給するためには、軽油燃料よりインジェクションポンプへの供給圧力を高くする必要がある。そのため、インジェクションポンプへの高い供給圧力によって、ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルにＤＭＥ燃料を送出するインジェクションポンプのプランジャバレルとプランジャとの間の隙間から、インジェクションポンプのカム室に漏れる燃料の量が、軽油燃料を使用した場合より多くなってしまうという問題が生じる。また、ＤＭＥは、軽油と比較して低粘度であるので、隙間から漏れやすく、さらにその量は多くなってしまう。そして、プランジャバレルとプランジャとの間の隙間から漏れたＤＭＥ燃料が、インジェクションポンプのカム室に流れ込んで気化し、気化したＤＭＥ燃料がディーゼルエンジンのクランク室に侵入して引火する虞がある。
【００１４】
そこで、カム室をディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系とし、カム室内の潤滑油に混入したＤＭＥ燃料をオイルセパレータで分離し、ノズルリターンパイプ内を吸引するコンプレッサーで吸引、加圧して燃料タンクへ送出することによって、このような問題が生じる虞を少なくすることができる。そして、このように、ノズルリターンパイプ内のＤＭＥ燃料を吸引する手段と、オイルセパレータで潤滑油から分離されたＤＭＥ燃料を吸引、加圧して燃料タンクへ送出する手段とを１つのコンプレッサーで行うことによって、ノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備えたＤＭＥ燃料供給装置を低コストに構成することができる。
【００１５】
これにより、本願請求項２に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１に記載の発明による作用効果に加えて、コンプレッサーを共用とすることによって、ノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備えたＤＭＥ燃料供給装置を低コストに構成することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
本願請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記コンプレッサーは、前記インジェクションポンプのカムを駆動力源として動作する、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１７】
本願請求項３に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１又は２に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションポンプのカムを駆動力源としたコンプレッサーによって、省電力なＤＭＥ燃料供給装置を低コストで構成することができるという作用効果が得られる。
【００１８】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記ノズルリターンパイプの圧力を所定の圧力に維持するとともに、前記コンプレッサーから前記ノズルリターンパイプへ前記ＤＭＥ燃料が逆流することを防止する逆止弁が、前記ノズルリターンパイプに配設されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１９】
このように、ノズルリターンパイプの配設された逆止弁によって、コンプレッサーからノズルリターンパイプへＤＭＥ燃料が逆流することを防止することができるとともに、ノズルリターンパイプ内の圧力を略一定の圧力に規定して維持することができるので、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動をより少なくすることができる。
【００２０】
これにより、本願請求項４に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動をより少なくすることができるので、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動によって燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまう虞をさらに少なくすることができるという作用効果が得られる。
【００２３】
本願請求項５に記載の発明は、燃料タンクからフィードパイプを経由して供給されたＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２４】
本願請求項５に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、ノズルリターンパイプを大気中に開放することによって、ノズルリターンパイプ内が略一定の大気圧状態となるので、燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するノズルリターンパイプ内の圧力の変動を少なくすることができ、それによって、本願請求項１に記載の発明による作用効果を得ることができる。
【００２５】
本願請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記インジェクションパイプを冷却する手段を備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２６】
このように、インジェクションパイプを冷却する手段を備えているので、ＤＭＥ燃料供給装置による発熱やディーゼルエンジンからの熱等がインジェクションパイプへ伝達してインジェクションパイプの温度が上昇してしまうことを防止することができる。
【００２７】
これにより、本願請求項６に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションパイプの温度が上昇してしまうことを防止することができるので、燃料噴射ノズルへ圧送されるＤＭＥ燃料の温度が上昇することを防止することができ、それによって、燃料噴射ノズルによるＤＭＥ燃料の噴射特性が不安定になってしまう虞を少なくすることができるという作用効果が得られる。また、インジェクションパイプの温度が上昇してしまうことを防止することができるので、ディーゼルエンジン停止直後のインジェクションパイプへ燃料タンクからＤＭＥ燃料を充填した際に、充填したＤＭＥ燃料の一部が気化してＤＭＥ燃料を完全に充填しきることができない虞を少なくすることができるという作用効果が得られる。
【００２８】
本願請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記インジェクションパイプは、前記インジェクションポンプから前記燃料噴射ノズルへ送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる噴射燃料通路と、該噴射燃料通路に流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体が流れる冷却媒体通路とを有し、前記燃料噴射通路の外周面を前記冷却媒体が流れる如く前記冷却媒体通路が構成されている二重管構造を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２９】
このように、インジェクションパイプが噴射燃料通路と、噴射燃料通路に流れるＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体が流れる冷却媒体通路とを有する二重管構造を成しているので、冷却媒体によってインジェクションパイプの温度が上昇することを防止することができる。
【００３０】
これにより、本願請求項７に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、インジェクションパイプが噴射燃料通路と、噴射燃料通路に流れるＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体が流れる冷却媒体通路とを有する二重管構造を成していることによって、本願請求項６に記載の発明による作用効果を得ることができる。
【００３１】
本願請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記インジェクションパイプは、外周面に断熱性を有する被膜が施されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３２】
本願請求項８に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項７に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションパイプの外周面に施された断熱性を有する被膜によって、インジェクションパイプの周囲からの熱を遮断することができるので、インジェクションパイプの温度上昇をより確実に防止することができるという作用効果が得られる。
【００３３】
本願請求項９に記載の発明は、請求項７又は８において、前記インジェクションポンプからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すためのオーバーフロー燃料パイプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記オーバーフロー燃料パイプへ連通させるノズルリターンパイプとを備え、前記冷却媒体通路は、前記フィードパイプから前記ノズルリターンパイプへ前記ＤＭＥ燃料が前記冷却媒体として流れる構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３４】
本願請求項９に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項７又は８に記載の発明による作用効果に加えて、フィードパイプから油溜室に入る前の比較的低温なＤＭＥ燃料を冷却媒体として利用することによって、つまり、フィードパイプから冷却媒体通路及びノズルリターンパイプを経由して燃料タンクへＤＭＥ燃料を循環させる冷却媒体循環経路を構成することによって、燃料タンク内のＤＭＥ燃料を冷却媒体として効率的にインジェクションパイプを冷却することができるので、インジェクションパイプを冷却する手段を低コストで構成することができるという作用効果が得られる。
【００３５】
本願請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項において、前記ＤＭＥ燃料を冷却媒体とする冷却サイクルによって前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する供給燃料冷却装置と、前記インジェクションポンプ内の前記ＤＭＥ燃料の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段にて検出した前記インジェクションポンプ内の温度に基づいて、前記インジェクションパイプへ送出される前記ＤＭＥ燃料の温度が一定になる如く、前記供給燃料冷却装置を制御して前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料の温度を制御する供給燃料温度制御部を備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３６】
このように、温度検出手段にて検出したインジェクションポンプ内の温度に基づいて、インジェクションパイプへ送出されるＤＭＥ燃料の温度が一定になる如く、供給燃料冷却装置を制御してフィードパイプに流れるＤＭＥ燃料の温度を制御することによって、油溜室内のＤＭＥ燃料の温度を一定の温度に制御することができる。
【００３７】
これにより、本願請求項１０に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、油溜室内のＤＭＥ燃料の温度を一定の温度に制御することができるので、油溜室のＤＭＥ燃料の温度を一定に維持することができ、それによって、ＤＭＥ燃料の噴射量の温度補正を行わずにＤＭＥ燃料の噴射特性を安定させることができるという作用効果が得られる。
【００３８】
本願請求項１１に記載の発明は、請求項１０において、前記供給燃料冷却装置は、前記ＤＭＥ燃料を冷却媒体とした燃料冷却器と、前記冷却媒体としての前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクから前記燃料冷却器へ供給する冷却媒体供給パイプと、該冷却媒体供給パイプを開閉可能な冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁とを備え、前記燃料冷却器にて前記冷却媒体供給パイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を気化させ、前記ＤＭＥ燃料が気化することによる気化熱を利用して前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する構成を成しており、前記供給燃料温度制御部が前記冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁を開閉制御することによって制御される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３９】
前述したように、ＤＭＥ燃料は、常温で気体となる性質を有しているので、ＤＭＥ燃料を冷却媒体とした冷却サイクルを構成し、ＤＭＥ燃料が気化することによる気化熱を利用してフィードパイプ内のＤＭＥ燃料を冷却することができる。つまり、ＤＭＥ燃料の冷却媒体としての優れた特性を有効利用した燃料冷却器によってフィードパイプ内のＤＭＥ燃料を冷却するので、供給燃料冷却装置を合理的に構成することができる。
【００４０】
これにより、本願請求項１１に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１０に記載の発明による作用効果に加えて、ＤＭＥ燃料の冷却媒体としての優れた特性を有効利用した燃料冷却器によって、供給燃料冷却装置を合理的に構成することができるので、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置のコストを低減させることができるという作用効果が得られる。
【００４１】
本願請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、前記燃料タンクから前記燃料冷却器へ供給されて気化した前記ＤＭＥ燃料は、前記コンプレッサーへ送出される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００４２】
前述したように、前記ＤＭＥ燃料は、常温で気体となる性質を有しており、かつ粘性も低いことからインジェクションポンプ内において、インジェクションポンプエレメントのプランジャからカム室内にＤＭＥ燃料が漏れ出てしまう。そこで、インジェクションポンプのカム室をディーゼルエンジンの潤滑系と分離した専用潤滑系とし、カム室内に漏れ出て潤滑油に混入したＤＭＥ燃料をオイルセパレータで分離してコンプレッサーで燃料タンクへ送出する。それによって、カム室に漏れ出たＤＭＥ燃料に引火する虞をなくすことができる。そして、燃料冷却器へ供給されて気化したＤＭＥ燃料が、上記コンプレッサーへ送出される構成を成していることによって、オイルセパレータにて潤滑油と分離されてＤＭＥ燃料と、燃料冷却器へ供給されて気化してＤＭＥ燃料とを１つのコンプレッサーで加圧して燃料タンクへ送出することができるので、供給燃料冷却装置を効率的に構成することができる。
これにより、本願請求項１２に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１１に記載の発明による作用効果に加えて、供給燃料冷却装置を効率的に構成することができるので、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置のコストをより低減させることができるという作用効果が得られる。
【００４３】
本願請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか１項において、前記インジェクションポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料は、コモンレールへ供給され、該コモンレールから各燃料噴射ノズルへ送出される構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００４４】
本願請求項１３に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、コモンレール式ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、前述した本願請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発明による作用効果を得ることができる。
本願請求項１４に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
本願請求項１５に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズルから噴射しつつ、該燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を供給側に戻す構成を有する燃料噴射装置であって、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を供給側に戻すノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴とした燃料噴射装置である。
本願請求項１６に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を該燃料噴射ノズルから排出するノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
本願請求項１７に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズルから噴射しつつ、該燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を該燃料噴射ノズルから排出する構成を有する燃料噴射装置であって、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を排出するノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴とした燃料噴射装置である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本願発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の第１実施例について説明する。図１は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第１実施例を示した概略構成図である。
【００４６】
ディーゼルエンジンにＤＭＥ燃料を供給する本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００は、インジェクションポンプ１を備えている。燃料タンク４の液相部４ａのＤＭＥ燃料は、液相燃料出口４１からフィルタ５１でろ過された後、フィードパイプ５及び３方電磁弁２１を介してインジェクションポンプ１の油溜室１１へ供給される。３方電磁弁２１及び３方電磁弁３１は、噴射状態時（ディーゼルエンジンの運転時）にはＯＮ状態で、燃料タンク４と油溜室１１とを連通させる。インジェクションポンプ１は、ディーゼルエンジンが有するシリンダの数と同じ数のインジェクションポンプエレメント２を備えている。インジェクションポンプエレメント２の燃料送出口には、インジェクションパイプ３が接続されており、インジェクションパイプ３は、燃料噴射ノズル９へ接続され、インジェクションポンプ１から送出される高圧に圧縮されたＤＭＥ燃料は、インジェクションパイプ３を介して燃料噴射ノズル９へ圧送される。燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、ノズルリターンパイプ７を介して燃料タンク４へ戻される。
【００４７】
カム室１２は、ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、オイルセパレータ１３は、インジェクションポンプエレメント２からカム室１２に漏れだしたＤＭＥ燃料が混入したカム室１２内の潤滑油を、ＤＭＥ燃料と潤滑油とに分離して潤滑油をカム室１２に戻す。オイルセパレータ１３で分離されたＤＭＥ燃料は、カム室１２内の圧力が大気圧以下になるのを防止するチェック弁１４を介して、電動コンプレッサー２３へ送出され、電動コンプレッサー２３で加圧された後、燃料タンク４へ戻される。また、「油溜室燃料冷却装置」としての燃料冷却器６に冷却媒体として供給されたＤＭＥ燃料も電動コンプレッサー２３によって加圧された後、燃料タンク４へ戻される。
【００４８】
電動コンプレッサー２３にて加圧されたＤＭＥ燃料は、３方電磁弁２２がＯＦＦしている場合には、「空冷冷却器」としてのクーラー４２によって冷却されてから燃料タンク４へ戻される（第１のリターン経路）。また、３方電磁弁２２がＯＮしている場合には、クーラー４２を経由しないで、つまり冷却されずに燃料タンク４へ戻される（第２のリターン経路）。そして、燃料タンク４内には、燃料タンク内の温度を検出する「燃料タンク内温度検出手段」としての燃料タンク内温度センサ４ｃが配設されている。したがって、燃料タンク内温度センサ４ｃの検出温度に基づいて、燃料タンク内温度制御部３０によって３方電磁弁２２をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、燃料タンク４に戻すＤＭＥ燃料の温度を調節することができ、それによって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の温度を制御することができる。尚、逆止弁４３は、第２のリターン経路からＤＭＥ燃料がクーラー４２へ逆流することを防止するためのものである。
【００４９】
油溜室１１の外側には、油溜室１１のＤＭＥ燃料を冷却するための「油溜室燃料冷却装置」が配設されており、油溜室１１内には、油溜室１１のＤＭＥ燃料の温度を検出する「油溜室燃料温度検出手段」としての油溜室内温度センサ１１ａが配設されている。「油溜室燃料冷却装置」は、燃料冷却器６、燃料気化器１５、冷却媒体供給パイプ６２、及び冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６を有している。燃料気化器１５には、フィードパイプ５から燃料タンク４のＤＭＥ燃料が冷却媒体として供給される。冷却媒体としてのＤＭＥ燃料は、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６が開く（ＯＦＦ状態）ことによって燃料気化器１５へ供給され、燃料気化器１５で気化されたＤＭＥ燃料は、燃料冷却器６に供給され、その気化熱によって油溜室１１内のＤＭＥ燃料が冷却される。燃料冷却器６に冷却媒体として供給されたＤＭＥ燃料は、オーバーフローリターンパイプ８を経由して電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される。また、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料も電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される。そして、油溜室燃料冷却装置制御部１０が油溜室内温度センサ１１ａの検出温度に基づいて、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６を開閉制御することによって、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度を略一定の温度に制御することができる。
【００５０】
このような構成を成すＤＭＥ燃料供給装置１００において、停止状態からディーゼルエンジンを運転する際には、まず、３方電磁弁２１をＯＮ状態とし、燃料タンク４と油溜室１１との連通経路を構成する。つづいて、３方電磁弁２２及び電動コンプレッサー２３をＯＮすると、リターンパイプ８が吸引され、ＯＮ状態の３方電磁弁２２によって連通している第２のリターン経路が加圧され、燃料タンク４内の気相部４ｂが加圧される。燃料タンク４内の気相部４ｂが加圧されることによって、液相部４ａのＤＭＥ燃料がフィードパイプ５へ送出され、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へＤＭＥ燃料が充填される。
【００５１】
冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６が開制御され、フィードパイプ５から燃料気化器１５へ冷却媒体として供給されたＤＭＥ燃料は、前述したように、燃料気化器１５によって気化されて燃料冷却器６へ送出され、その気化熱によって油溜室１１内に充填されたＤＭＥ燃料が冷却される。また、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料が電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される構成を成しているので、ノズルリターンパイプ７は、電動コンプレッサー２３に吸引されることによって一定の負圧状態に維持される。
【００５２】
各部にＤＭＥ燃料が充填された時点で、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料は、燃料気化器６によって冷却された油溜室１１内のＤＭＥ燃料と、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料との温度差によって生じる両者間の相対的な圧力差によって、フィードパイプ５へと圧送される。つまり、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４からＤＭＥ燃料をインジェクションポンプ１へ送出するためのポンプを備えておらず、油溜室１１内のＤＭＥ燃料を冷却することによって生じる油溜室１１と燃料タンク４内との圧力差によって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料をインジェクションポンプ１へ供給する構成を成している。
【００５３】
そして、ディーゼルエンジン停止後、シリンダ内に気化したＤＭＥ燃料が充満することによって、ディーゼルエンジンを再始動する際に生じるノッキング等の異常燃焼を防止するために、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へ充填されているＤＭＥ燃料を「残留燃料回収手段」によって燃料タンク４へ回収する。「残留燃料回収手段」は、３方電磁弁２１、３方電磁弁３１、電動コンプレッサー２３、及びこれらを制御する残留燃料回収制御部２０とで構成される。
【００５４】
ディーゼルエンジン停止後、３方電磁弁２１がＯＦＦされると、油溜室１１とオーバーフローリターンパイプ８とが連通し、電動コンプレッサー２３の吸引力によって、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へ充填されているＤＭＥ燃料がオーバーフローリターンパイプ８を経由して燃料タンク４へ回収される。３方電磁弁２２をＯＦＦすることによって、回収されるＤＭＥ燃料は、第１のリターン経路でクーラー４２によって冷却されてから燃料タンク４へ回収される。
【００５５】
また、３方電磁弁２１をＯＮする前に３方電磁弁３１をＯＮすると、燃料タンク４の気相送出口４４から気相部４ｂの気化したＤＭＥ燃料が気相出力パイプ３１１を介してオーバーフローリターンパイプ８に充填される。気相部４ｂの気化したＤＭＥ燃料は、絞り部３１２によってさらに加圧されてオーバーフローリターンパイプ８へ充填され、それによって、オーバーフローリターンパイプ８内の液体のＤＭＥ燃料を油溜室１１側へ圧送する。このように、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へ充填されているＤＭＥ燃料を電動コンプレッサー２３によって回収する前に、オーバーフローリターンパイプ８に気化したＤＭＥ燃料を充填することによって、電動コンプレッサー２３によるＤＭＥ燃料の回収時間を短縮することができる。
【００５６】
このようにして、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料が電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される構成を成しているので、ノズルリターンパイプ７内は、電動コンプレッサー２３に吸引されることによって、略一定の負圧状態となる。したがって、ノズルリターンパイプ７内は、略一定の圧力に規制されることになるので、燃料噴射ノズル９の弁に対して作用するノズルリターンパイプ７内の圧力の変動を少なくすることができ、それによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、ノズルリターンパイプ７内は、コンプレッサー２３で吸引されて略一定の負圧状態となるので、ノズルリターンパイプ７内のＤＭＥ燃料は気化しやすくなり、その気化熱によってノズルリターンパイプ７及び燃料噴射ノズル９が冷却される。それによって、燃料噴射ノズル９の温度上昇を低減させることができるので、燃料噴射ノズル９によるＤＭＥ燃料の噴射特性をより安定させることができる。
【００５７】
また、第２実施例としては、フィードポンプで燃料タンク４のＤＭＥ燃料を圧送し、油溜室１１からＤＭＥ燃料をオーバーフローさせて燃料タンク４へ戻す構成を成すものが挙げられる。図２は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第２実施例を示した概略構成図である。
【００５８】
当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料を油溜室１１へ送出する手段としてフィードポンプ５２を備えている。フィードポンプ５２は、燃料タンク４に貯留されているＤＭＥ燃料を、所定の圧力に加圧してフィードパイプ５へ送出する。燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口４１は、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の液面より下に設けられており、フィードポンプ５２が燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口４１近傍に配設されている。フィードパイプ５へ送出されたＤＭＥ燃料は、フィルタ５１でろ過され、３方電磁弁２１を介してインジェクションポンプ１へ送出される。３方電磁弁２１は、噴射状態時（ディーゼルエンジンの運転時）にはＯＮで図示の方向に連通している。
【００５９】
燃料タンク４からフィードポンプ５２によって所定の圧力に加圧されて送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１の各インジェクションポンプエレメント２からインジェクションパイプ３を経由して、燃料噴射ノズル９へ圧送される。オーバーフロー燃料パイプ８１には、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の圧力を所定の圧力に維持するとともに、オーバーフローしたＤＭＥ燃料が燃料タンク４に戻る方向にのみＤＭＥ燃料の流れ方向を規定するオーバーフローバルブ８２が配設されている。インジェクションポンプ１からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプ８１を経由し、オーバーフローバルブ８２、オーバーフローリターンパイプ８、及びクーラー４２を介して燃料タンク４へ戻される。また、各燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、ノズルリターンパイプ７を介して燃料タンク４へ戻される。
【００６０】
インジェクションポンプ１内のカム室１２は、ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、オイルセパレータ１３は、インジェクションポンプ１内のカム室１２に漏れ出たＤＭＥ燃料が混入したカム室１２内の潤滑油をＤＭＥ燃料と潤滑油とに分離し、潤滑油をカム室１２に戻す。オイルセパレータ１３で分離されたＤＭＥ燃料は、カム室１２内の圧力が大気圧以下になるのを防止するチェック弁（逆止弁）１４を介してコンプレッサー１７へ送出され、コンプレッサー１７で加圧された後、チェック弁（逆止弁）１８、及びクーラー４２を介して燃料タンク４へ戻される。チェック弁１８は、ディーゼルエンジンの停止時に、燃料タンク４からＤＭＥ燃料がカム室１２へ逆流するのを防止するために設けられている。コンプレッサー１７は、カム室１２内のカムを駆動力源とするコンプレッサーとなっている。
【００６１】
当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」は、アスピレータ７１、３方電磁弁２１、２方電磁弁２４、及び残留燃料回収制御部２０を備えている。残留燃料回収制御部２０は、ディーゼルエンジンの運転／停止状態（ＤＭＥ燃料供給装置１００の噴射／無噴射状態）を検出し、各状態に応じて３方電磁弁２１、２方電磁弁２４、及びフィードポンプ５２等のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行し、ディーゼルエンジン停止時には、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８１、及びノズルリターンパイプ７に残留しているＤＭＥ燃料を回収する制御を実行する。
【００６２】
アスピレータ７１は、入口７ａと出口７ｂと吸入口７ｃとを有している。入口７ａと出口７ｂは真っ直ぐに連通しており、吸入口７ｃは、入口７ａと出口７ｂとの間の連通路から、略垂直方向に分岐している。３方電磁弁２１がＯＦＦの時に連通する連通路の出口側が入口７ａに接続されており、クーラー４２を介して燃料タンク４への経路へ出口７ｂが接続されている。また、吸引口７ｃは、噴射状態時（ディーゼルエンジンの運転時）にはＯＦＦ状態で閉じている２方電磁弁２４に接続されている。
【００６３】
残留燃料回収制御部２０は、無噴射状態時（ディーゼルエンジンの停止時）には、３方電磁弁２１をＯＦＦしてフィードパイプ５からアスピレータ７１の入口７ａへの連通路を構成するとともに、２方電磁弁２４をＯＮして、オーバーフローバルブ８２の上流側のオーバーフロー燃料パイプ８１とアスピレータ７１の吸入口７ｃとの間を連通させる。したがって、フィードポンプ５２から送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１へ送出されずに、アスピレータ７１へ送出され、入口７ａから出口７ｂへ抜け、オーバーフローバルブ８２の下流側のオーバーフロー燃料パイプ８１、オーバーフローリターンパイプ８、及びクーラー４２を介して燃料タンク４へ戻り、再びフィードポンプ５２からアスピレータ７１へ送出される。つまり、アスピレータ７１を介して燃料タンク４のＤＭＥ燃料液が環流する状態となる。そして、インジェクションポンプ１内の油溜室１１、及びオーバーフローバルブ８２の上流側のオーバーフロー燃料パイプ８１に残留しているＤＭＥ燃料は、入口７ａから出口７ｂへ流れるＤＭＥ燃料の流れによって生じる吸引力によって気化され、気化したＤＭＥ燃料が吸引口７ｃから吸引され、入口７ａから出口７ｂへ流れるＤＭＥ燃料に吸収されて燃料タンク４へ回収される。
【００６４】
そして、ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料をコンプレッサー１７にて吸引して燃料タンク４へ戻す構成を成している。ノズルリターンパイプ７内は、コンプレッサー１７に吸引されることによって、略一定の負圧状態となる。したがって、ノズルリターンパイプ７内は、コンプレッサー１７に吸引されることによって、略一定の圧力に規制されることになるので、燃料噴射ノズル９の弁に対して作用するノズルリターンパイプ７内の圧力の変動を少なくすることができる。
【００６５】
このように、燃料タンク４のＤＭＥ燃料をフィードポンプ５２で圧送し、オーバーフローしたＤＭＥ燃料を燃料タンク４へ戻す、いわゆる循環型のＤＭＥ燃料供給装置１００においても、ノズルリターンパイプ７内おコンプレッサー１７にて吸引して、略一定の圧力に規制することによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。
【００６６】
さらに、第３実施例としては、上記第２実施例に加えて、インジェクションパイプ３を冷却する手段を備えたものが挙げられる。図３は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第３実施例を示した概略構成図である。
【００６７】
当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、インジェクションパイプ３を冷却する手段として、インジェクションパイプ３が噴射燃料通路３１と冷却媒体通路３２とを有する二重管構造となっている。噴射燃料通路３１は、インジェクションポンプエレメント２の送出口と燃料噴射ノズル９とを連通させ、インジェクションポンプエレメント２から圧送される油溜室１１の高圧なＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズル９へ送出する。冷却媒体通路３２は、噴射燃料通路３１の外周面に形成されており、油溜室１１の入口手前のフィードパイプ５とノズルリターンパイプ７とを連通させ、フィードポンプ５２によってフィードパイプ５へ送出される燃料タンク４内のＤＭＥ燃料が、噴射燃料通路３１を流れるＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体として流れる。
【００６８】
つまり、フィードポンプ５２が動作しているときに冷却媒体通路３２には、フィードパイプ５からパイプ３４を経由してＤＭＥ燃料が流れ込み、パイプ３３を経由してノズルリターンパイプ７へＤＭＥ燃料が流れ出て、コンプレッサー１７によって吸引されて燃料タンク４へ戻る循環経路で燃料タンク４内のＤＭＥ燃料が冷却媒体として流れる。そして、冷却媒体通路３２を流れるＤＭＥ燃料によって、噴射燃料通路３１が冷却され、それによって、噴射燃料通路３１の温度が上昇することを防止することができる。また、無噴射状態時に冷却媒体通路３２に残留しているＤＭＥ燃料は、前述の「残留燃料回収手段」によって回収される。
【００６９】
このようにして、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７内をコンプレッサー１７にて吸引して、略一定の圧力に規制することによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、それに加えて、冷却媒体通路３２を流れる冷却媒体としてのＤＭＥ燃料によって噴射燃料通路３１が冷却され、燃料噴射ノズル９へ圧送されるＤＭＥ燃料の温度が上昇することを防止することができるので、燃料噴射ノズル９によるＤＭＥ燃料の噴射特性をより安定させることができる。
【００７０】
さらに、第４実施例としては、前述した第２実施例に加えて、インジェクションポンプ１に供給するＤＭＥ燃料を冷却する「供給燃料冷却装置」を備えたものが挙げられる。図４は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第４実施例を示した概略構成図である。
【００７１】
ＤＭＥ燃料供給装置１００は、「供給燃料冷却装置」として、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度を検出する油溜室内温度センサ１１ａと、ＤＭＥ燃料を冷却媒体とし、冷却媒体としてのＤＭＥ燃料を気化させる燃料気化器５５を有する燃料冷却器５３と、ＤＭＥ燃料を燃料タンク４から燃料冷却器５３へ供給する冷却媒体供給パイプ５ａと、冷却媒体供給パイプ５ａを開閉可能な冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４と、供給燃料温度制御部５０とを備えている。供給燃料温度制御部５０は、油溜室内温度センサ１１ａにて検出した油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度に基づいて、油溜室１１からインジェクションパイプ３へ送出されるＤＭＥ燃料の温度が一定になる如く、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４を制御してフィードパイプ５に流れるＤＭＥ燃料の温度を制御する。
【００７２】
燃料冷却器５３は、冷却媒体供給パイプ５ａに流れるＤＭＥ燃料を燃料気化器５５にて気化させ、ＤＭＥ燃料が気化することによる気化熱を利用してフィードパイプ５に流れるＤＭＥ燃料を冷却する構成を成している。供給燃料温度制御部５０は、油溜室内温度センサ１１ａで検出した油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度が所定の温度より高い場合には、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４を開制御して、燃料冷却器５３に冷却媒体としてのＤＭＥ燃料を供給してフィードパイプ５を流れるＤＭＥ燃料を冷却し、油溜室内温度センサ１１ａで検出した油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度が所定の温度以下の場合には、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４を閉制御して、燃料冷却器５３に冷却媒体としてのＤＭＥ燃料を供給しない。
【００７３】
このようにして、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７内をコンプレッサー１７にて吸引して、略一定の圧力に規制することによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、それに加えて、フィードパイプ５に流れるのＤＭＥ燃料を冷却制御することによって、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度を一定に維持することができるので、インジェクションポンプ１でＤＭＥ燃料の噴射量の温度補正を行うことなく燃料噴射ノズル９の噴射特性を安定させることができる。
【００７４】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第５実施例としては、上記第２実施例において、ＤＭＥ燃料供給装置１００をコモンレール式にしたものが挙げられる。図５は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第５実施例を示した概略構成図である。
【００７５】
このように、インジェクションポンプ１から圧送されるＤＭＥ燃料が、各燃料噴射ノズル９が連結されているコモンレール９１を介して供給されるコモンレール式ＤＭＥ燃料供給装置１００においても本願発明の実施は可能であり、本願発明による作用効果を得ることができるものである。
【００７６】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第６実施例としては、ノズルリターンパイプ７内の圧力に応じてノズルリターンパイプ７の連通状態を開閉可能な機構を有する圧力規制装置を備えたものが挙げられる。図６は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第６実施例を示した概略構成図である。
【００７７】
基本的な全体構成は、第２実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００と同様である。そして、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」として、ノズルリターンパイプ７内の圧力に応じてノズルリターンパイプ７の連通状態を開閉可能な機構を有する圧力規制装置７２が配設されている。圧力規制装置７２は、ノズルリターンパイプ７の上流側、つまり、燃料噴射ノズル９が連結されている側の圧力を検出する手段を有しており、検出した圧力に応じて弁を開閉して、ノズルリターンパイプ７の上流側の圧量を略一定の範囲に規制する。したがって、燃料噴射ノズル９の弁に対して作用するノズルリターンパイプ７内の圧力の変動を少なくすることができ、それによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。
【００７８】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第７実施例としては、ノズルリターンパイプ７を大気中に開放する構成を成しているものが挙げられる。図７は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第７実施例を示した概略構成図である。
【００７９】
基本的な全体構成は、第２実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００と同様である。そして、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」としてノズルリターンパイプ７を大気中に開放する構成を成していることによって、ノズルリターンパイプ内が略一定の大気圧状態となって略一定の圧力に規制されることになるので、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、ノズルリターンパイプ７内のＤＭＥ燃料は、気化して大気中に放出されるので、その気化熱によって燃料噴射ノズル９が冷却される。それによって、燃料噴射ノズル９の温度上昇を低減させることができるので、燃料噴射ノズル９によるＤＭＥ燃料の噴射特性をより安定させることができる。
【００８０】
尚、本願発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００８１】
【発明の効果】
本願発明によれば、ノズルリターンパイプ内の圧力変動によって燃料噴射ノズルの開弁圧が変動し、燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第１実施例を示した概略構成図である。
【図２】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第２実施例を示した概略構成図である。
【図３】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第３実施例を示した概略構成図である。
【図４】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第４実施例を示した概略構成図である。
【図５】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第５実施例を示した概略構成図である。
【図６】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第６実施例を示した概略構成図である。
【図７】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第７実施例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
１ インジェクションポンプ
２ インジェクションポンプエレメント
３ インジェクションパイプ
４ 燃料タンク
５ フィードパイプ
６ 燃料冷却器
７ ノズルリターンパイプ
８ オーバーフローリターンパイプ
９ 燃料噴射ノズル
１０ 油溜室燃料冷却装置制御部
１１ 油溜室
１２ カム室
１３ オイルセパレータ
１４ チェック弁
１５ 燃料気化器
１６ 冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁
１７ コンプレッサー
２３ 電動コンプレッサー
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）を燃料としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンによる大気汚染対策として、軽油の代わりに排気がクリーンなＤＭＥを燃料とするものが注目されている。ＤＭＥ燃料は、従来の燃料である軽油と違って液化ガス燃料である。つまり、軽油と比較して沸点温度が低く、大気圧下で軽油が常温において液体であるのに対して、ＤＭＥは、常温において気体となる性質を有している。
【０００３】
このような性質を有するＤＭＥを燃料としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置は、一般的に、ＤＭＥ燃料が気化しないようにフィードポンプ等によって加圧された状態で燃料タンクからインジェクションポンプの油溜室へ供給され、インジェクションポンプから高圧なＤＭＥ燃料がインジェクションパイプを通ってディーゼルエンジンの各燃料噴射ノズルへ圧送される。そして、燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、ノズルリターンパイプへ送出され、油溜室からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプへ送出され、ノズルリターンパイプ及びオーバーフロー燃料パイプへ送出されたＤＭＥ燃料はオーバーフローリターンパイプを経由して、クーラー等で冷却された後に燃料タンクへ戻される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のＤＭＥ燃料供給装置は、燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料がノズルリターンパイプに送出され、燃料噴射ノズルからのオーバーフローによって燃料タンクへ押し出される。つまり、ディーゼルエンジンの運転時には、ノズルリターンパイプ内に燃料噴射ノズルからオーバーフローして送出されたＤＭＥ燃料が常に充填された状態となる。そのため、ノズルリターンパイプ内の圧力は、不安定で温度等の条件によって変動し易い状態となる。
【０００５】
燃料噴射ノズルは、ノズルリターンパイプ内の圧力がノズル開弁圧に影響を及ぼすため、つまり、ノズルリターンパイプ内の圧力が燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するため、従来のＤＭＥ燃料供給装置は、不安定で変動しやすいノズルリターンパイプ内の圧力の影響によって、燃料噴射ノズルの開弁圧が変動し、燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本願発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、ノズルリターンパイプ内の圧力変動によって燃料噴射ノズルの開弁圧が変動し、燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、燃料タンクからフィードパイプを経由して供給されたＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【０００８】
このように、燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料が送出されるノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するので、燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するノズルリターンパイプ内の圧力の変動を少なくすることができる。
【０００９】
これにより、本願請求項１に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するノズルリターンパイプ内の圧力の変動を少なくすることができるので、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動によって燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。
また、ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料をコンプレッサーで吸引するので、ノズルリターンパイプ内は略一定の負圧状態となるので、ノズルリターンパイプ内のＤＭＥ燃料は気化しやすくなり、その気化熱によってノズルリターンパイプ及び燃料噴射ノズルが冷却され、ノズルリターンパイプ及び燃料噴射ノズルの温度が上昇することによって燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下する虞も少なくすることができる。
【００１２】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっている前記インジェクションポンプのカム室内の潤滑油に混入した前記ＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータを備え、該オイルセパレータにて分離された前記ＤＭＥ燃料は、前記コンプレッサーによって吸引されて前記燃料タンクへ送出される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１３】
前述したように、ＤＭＥ燃料は、常温において気体となる性質を有しているので、液体のＤＭＥ燃料をインジェクションポンプへ供給するためには、軽油燃料よりインジェクションポンプへの供給圧力を高くする必要がある。そのため、インジェクションポンプへの高い供給圧力によって、ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルにＤＭＥ燃料を送出するインジェクションポンプのプランジャバレルとプランジャとの間の隙間から、インジェクションポンプのカム室に漏れる燃料の量が、軽油燃料を使用した場合より多くなってしまうという問題が生じる。また、ＤＭＥは、軽油と比較して低粘度であるので、隙間から漏れやすく、さらにその量は多くなってしまう。そして、プランジャバレルとプランジャとの間の隙間から漏れたＤＭＥ燃料が、インジェクションポンプのカム室に流れ込んで気化し、気化したＤＭＥ燃料がディーゼルエンジンのクランク室に侵入して引火する虞がある。
【００１４】
そこで、カム室をディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系とし、カム室内の潤滑油に混入したＤＭＥ燃料をオイルセパレータで分離し、ノズルリターンパイプ内を吸引するコンプレッサーで吸引、加圧して燃料タンクへ送出することによって、このような問題が生じる虞を少なくすることができる。そして、このように、ノズルリターンパイプ内のＤＭＥ燃料を吸引する手段と、オイルセパレータで潤滑油から分離されたＤＭＥ燃料を吸引、加圧して燃料タンクへ送出する手段とを１つのコンプレッサーで行うことによって、ノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備えたＤＭＥ燃料供給装置を低コストに構成することができる。
【００１５】
これにより、本願請求項２に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１に記載の発明による作用効果に加えて、コンプレッサーを共用とすることによって、ノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備えたＤＭＥ燃料供給装置を低コストに構成することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
本願請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記コンプレッサーは、前記インジェクションポンプのカムを駆動力源として動作する、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１７】
本願請求項３に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１又は２に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションポンプのカムを駆動力源としたコンプレッサーによって、省電力なＤＭＥ燃料供給装置を低コストで構成することができるという作用効果が得られる。
【００１８】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記ノズルリターンパイプの圧力を所定の圧力に維持するとともに、前記コンプレッサーから前記ノズルリターンパイプへ前記ＤＭＥ燃料が逆流することを防止する逆止弁が、前記ノズルリターンパイプに配設されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１９】
このように、ノズルリターンパイプの配設された逆止弁によって、コンプレッサーからノズルリターンパイプへＤＭＥ燃料が逆流することを防止することができるとともに、ノズルリターンパイプ内の圧力を略一定の圧力に規定して維持することができるので、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動をより少なくすることができる。
【００２０】
これにより、本願請求項４に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動をより少なくすることができるので、ノズルリターンパイプ内の圧力の変動によって燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまう虞をさらに少なくすることができるという作用効果が得られる。
【００２３】
本願請求項５に記載の発明は、燃料タンクからフィードパイプを経由して供給されたＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２４】
本願請求項５に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、ノズルリターンパイプを大気中に開放することによって、ノズルリターンパイプ内が略一定の大気圧状態となるので、燃料噴射ノズルの弁に対して閉弁方向に作用するノズルリターンパイプ内の圧力の変動を少なくすることができ、それによって、本願請求項１に記載の発明による作用効果を得ることができる。
【００２５】
本願請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記インジェクションパイプを冷却する手段を備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２６】
このように、インジェクションパイプを冷却する手段を備えているので、ＤＭＥ燃料供給装置による発熱やディーゼルエンジンからの熱等がインジェクションパイプへ伝達してインジェクションパイプの温度が上昇してしまうことを防止することができる。
【００２７】
これにより、本願請求項６に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションパイプの温度が上昇してしまうことを防止することができるので、燃料噴射ノズルへ圧送されるＤＭＥ燃料の温度が上昇することを防止することができ、それによって、燃料噴射ノズルによるＤＭＥ燃料の噴射特性が不安定になってしまう虞を少なくすることができるという作用効果が得られる。また、インジェクションパイプの温度が上昇してしまうことを防止することができるので、ディーゼルエンジン停止直後のインジェクションパイプへ燃料タンクからＤＭＥ燃料を充填した際に、充填したＤＭＥ燃料の一部が気化してＤＭＥ燃料を完全に充填しきることができない虞を少なくすることができるという作用効果が得られる。
【００２８】
本願請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記インジェクションパイプは、前記インジェクションポンプから前記燃料噴射ノズルへ送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる噴射燃料通路と、該噴射燃料通路に流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体が流れる冷却媒体通路とを有し、前記燃料噴射通路の外周面を前記冷却媒体が流れる如く前記冷却媒体通路が構成されている二重管構造を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２９】
このように、インジェクションパイプが噴射燃料通路と、噴射燃料通路に流れるＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体が流れる冷却媒体通路とを有する二重管構造を成しているので、冷却媒体によってインジェクションパイプの温度が上昇することを防止することができる。
【００３０】
これにより、本願請求項７に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、インジェクションパイプが噴射燃料通路と、噴射燃料通路に流れるＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体が流れる冷却媒体通路とを有する二重管構造を成していることによって、本願請求項６に記載の発明による作用効果を得ることができる。
【００３１】
本願請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記インジェクションパイプは、外周面に断熱性を有する被膜が施されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３２】
本願請求項８に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項７に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションパイプの外周面に施された断熱性を有する被膜によって、インジェクションパイプの周囲からの熱を遮断することができるので、インジェクションパイプの温度上昇をより確実に防止することができるという作用効果が得られる。
【００３３】
本願請求項９に記載の発明は、請求項７又は８において、前記インジェクションポンプからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すためのオーバーフロー燃料パイプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記オーバーフロー燃料パイプへ連通させるノズルリターンパイプとを備え、前記冷却媒体通路は、前記フィードパイプから前記ノズルリターンパイプへ前記ＤＭＥ燃料が前記冷却媒体として流れる構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３４】
本願請求項９に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項７又は８に記載の発明による作用効果に加えて、フィードパイプから油溜室に入る前の比較的低温なＤＭＥ燃料を冷却媒体として利用することによって、つまり、フィードパイプから冷却媒体通路及びノズルリターンパイプを経由して燃料タンクへＤＭＥ燃料を循環させる冷却媒体循環経路を構成することによって、燃料タンク内のＤＭＥ燃料を冷却媒体として効率的にインジェクションパイプを冷却することができるので、インジェクションパイプを冷却する手段を低コストで構成することができるという作用効果が得られる。
【００３５】
本願請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項において、前記ＤＭＥ燃料を冷却媒体とする冷却サイクルによって前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する供給燃料冷却装置と、前記インジェクションポンプ内の前記ＤＭＥ燃料の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段にて検出した前記インジェクションポンプ内の温度に基づいて、前記インジェクションパイプへ送出される前記ＤＭＥ燃料の温度が一定になる如く、前記供給燃料冷却装置を制御して前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料の温度を制御する供給燃料温度制御部を備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３６】
このように、温度検出手段にて検出したインジェクションポンプ内の温度に基づいて、インジェクションパイプへ送出されるＤＭＥ燃料の温度が一定になる如く、供給燃料冷却装置を制御してフィードパイプに流れるＤＭＥ燃料の温度を制御することによって、油溜室内のＤＭＥ燃料の温度を一定の温度に制御することができる。
【００３７】
これにより、本願請求項１０に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、油溜室内のＤＭＥ燃料の温度を一定の温度に制御することができるので、油溜室のＤＭＥ燃料の温度を一定に維持することができ、それによって、ＤＭＥ燃料の噴射量の温度補正を行わずにＤＭＥ燃料の噴射特性を安定させることができるという作用効果が得られる。
【００３８】
本願請求項１１に記載の発明は、請求項１０において、前記供給燃料冷却装置は、前記ＤＭＥ燃料を冷却媒体とした燃料冷却器と、前記冷却媒体としての前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクから前記燃料冷却器へ供給する冷却媒体供給パイプと、該冷却媒体供給パイプを開閉可能な冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁とを備え、前記燃料冷却器にて前記冷却媒体供給パイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を気化させ、前記ＤＭＥ燃料が気化することによる気化熱を利用して前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する構成を成しており、前記供給燃料温度制御部が前記冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁を開閉制御することによって制御される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００３９】
前述したように、ＤＭＥ燃料は、常温で気体となる性質を有しているので、ＤＭＥ燃料を冷却媒体とした冷却サイクルを構成し、ＤＭＥ燃料が気化することによる気化熱を利用してフィードパイプ内のＤＭＥ燃料を冷却することができる。つまり、ＤＭＥ燃料の冷却媒体としての優れた特性を有効利用した燃料冷却器によってフィードパイプ内のＤＭＥ燃料を冷却するので、供給燃料冷却装置を合理的に構成することができる。
【００４０】
これにより、本願請求項１１に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１０に記載の発明による作用効果に加えて、ＤＭＥ燃料の冷却媒体としての優れた特性を有効利用した燃料冷却器によって、供給燃料冷却装置を合理的に構成することができるので、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置のコストを低減させることができるという作用効果が得られる。
【００４１】
本願請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、前記燃料タンクから前記燃料冷却器へ供給されて気化した前記ＤＭＥ燃料は、前記コンプレッサーへ送出される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００４２】
前述したように、前記ＤＭＥ燃料は、常温で気体となる性質を有しており、かつ粘性も低いことからインジェクションポンプ内において、インジェクションポンプエレメントのプランジャからカム室内にＤＭＥ燃料が漏れ出てしまう。そこで、インジェクションポンプのカム室をディーゼルエンジンの潤滑系と分離した専用潤滑系とし、カム室内に漏れ出て潤滑油に混入したＤＭＥ燃料をオイルセパレータで分離してコンプレッサーで燃料タンクへ送出する。それによって、カム室に漏れ出たＤＭＥ燃料に引火する虞をなくすことができる。そして、燃料冷却器へ供給されて気化したＤＭＥ燃料が、上記コンプレッサーへ送出される構成を成していることによって、オイルセパレータにて潤滑油と分離されてＤＭＥ燃料と、燃料冷却器へ供給されて気化してＤＭＥ燃料とを１つのコンプレッサーで加圧して燃料タンクへ送出することができるので、供給燃料冷却装置を効率的に構成することができる。
これにより、本願請求項１２に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１１に記載の発明による作用効果に加えて、供給燃料冷却装置を効率的に構成することができるので、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置のコストをより低減させることができるという作用効果が得られる。
【００４３】
本願請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか１項において、前記インジェクションポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料は、コモンレールへ供給され、該コモンレールから各燃料噴射ノズルへ送出される構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００４４】
本願請求項１３に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、コモンレール式ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、前述した本願請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発明による作用効果を得ることができる。
本願請求項１４に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
本願請求項１５に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズルから噴射しつつ、該燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を供給側に戻す構成を有する燃料噴射装置であって、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を供給側に戻すノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴とした燃料噴射装置である。
本願請求項１６に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を該燃料噴射ノズルから排出するノズルリターンパイプと、該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
本願請求項１７に記載の発明は、供給されるＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズルから噴射しつつ、該燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を該燃料噴射ノズルから排出する構成を有する燃料噴射装置であって、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を排出するノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備え、前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴とした燃料噴射装置である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本願発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の第１実施例について説明する。図１は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第１実施例を示した概略構成図である。
【００４６】
ディーゼルエンジンにＤＭＥ燃料を供給する本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００は、インジェクションポンプ１を備えている。燃料タンク４の液相部４ａのＤＭＥ燃料は、液相燃料出口４１からフィルタ５１でろ過された後、フィードパイプ５及び３方電磁弁２１を介してインジェクションポンプ１の油溜室１１へ供給される。３方電磁弁２１及び３方電磁弁３１は、噴射状態時（ディーゼルエンジンの運転時）にはＯＮ状態で、燃料タンク４と油溜室１１とを連通させる。インジェクションポンプ１は、ディーゼルエンジンが有するシリンダの数と同じ数のインジェクションポンプエレメント２を備えている。インジェクションポンプエレメント２の燃料送出口には、インジェクションパイプ３が接続されており、インジェクションパイプ３は、燃料噴射ノズル９へ接続され、インジェクションポンプ１から送出される高圧に圧縮されたＤＭＥ燃料は、インジェクションパイプ３を介して燃料噴射ノズル９へ圧送される。燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、ノズルリターンパイプ７を介して燃料タンク４へ戻される。
【００４７】
カム室１２は、ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、オイルセパレータ１３は、インジェクションポンプエレメント２からカム室１２に漏れだしたＤＭＥ燃料が混入したカム室１２内の潤滑油を、ＤＭＥ燃料と潤滑油とに分離して潤滑油をカム室１２に戻す。オイルセパレータ１３で分離されたＤＭＥ燃料は、カム室１２内の圧力が大気圧以下になるのを防止するチェック弁１４を介して、電動コンプレッサー２３へ送出され、電動コンプレッサー２３で加圧された後、燃料タンク４へ戻される。また、「油溜室燃料冷却装置」としての燃料冷却器６に冷却媒体として供給されたＤＭＥ燃料も電動コンプレッサー２３によって加圧された後、燃料タンク４へ戻される。
【００４８】
電動コンプレッサー２３にて加圧されたＤＭＥ燃料は、３方電磁弁２２がＯＦＦしている場合には、「空冷冷却器」としてのクーラー４２によって冷却されてから燃料タンク４へ戻される（第１のリターン経路）。また、３方電磁弁２２がＯＮしている場合には、クーラー４２を経由しないで、つまり冷却されずに燃料タンク４へ戻される（第２のリターン経路）。そして、燃料タンク４内には、燃料タンク内の温度を検出する「燃料タンク内温度検出手段」としての燃料タンク内温度センサ４ｃが配設されている。したがって、燃料タンク内温度センサ４ｃの検出温度に基づいて、燃料タンク内温度制御部３０によって３方電磁弁２２をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、燃料タンク４に戻すＤＭＥ燃料の温度を調節することができ、それによって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の温度を制御することができる。尚、逆止弁４３は、第２のリターン経路からＤＭＥ燃料がクーラー４２へ逆流することを防止するためのものである。
【００４９】
油溜室１１の外側には、油溜室１１のＤＭＥ燃料を冷却するための「油溜室燃料冷却装置」が配設されており、油溜室１１内には、油溜室１１のＤＭＥ燃料の温度を検出する「油溜室燃料温度検出手段」としての油溜室内温度センサ１１ａが配設されている。「油溜室燃料冷却装置」は、燃料冷却器６、燃料気化器１５、冷却媒体供給パイプ６２、及び冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６を有している。燃料気化器１５には、フィードパイプ５から燃料タンク４のＤＭＥ燃料が冷却媒体として供給される。冷却媒体としてのＤＭＥ燃料は、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６が開く（ＯＦＦ状態）ことによって燃料気化器１５へ供給され、燃料気化器１５で気化されたＤＭＥ燃料は、燃料冷却器６に供給され、その気化熱によって油溜室１１内のＤＭＥ燃料が冷却される。燃料冷却器６に冷却媒体として供給されたＤＭＥ燃料は、オーバーフローリターンパイプ８を経由して電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される。また、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料も電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される。そして、油溜室燃料冷却装置制御部１０が油溜室内温度センサ１１ａの検出温度に基づいて、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６を開閉制御することによって、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度を略一定の温度に制御することができる。
【００５０】
このような構成を成すＤＭＥ燃料供給装置１００において、停止状態からディーゼルエンジンを運転する際には、まず、３方電磁弁２１をＯＮ状態とし、燃料タンク４と油溜室１１との連通経路を構成する。つづいて、３方電磁弁２２及び電動コンプレッサー２３をＯＮすると、リターンパイプ８が吸引され、ＯＮ状態の３方電磁弁２２によって連通している第２のリターン経路が加圧され、燃料タンク４内の気相部４ｂが加圧される。燃料タンク４内の気相部４ｂが加圧されることによって、液相部４ａのＤＭＥ燃料がフィードパイプ５へ送出され、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へＤＭＥ燃料が充填される。
【００５１】
冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁１６が開制御され、フィードパイプ５から燃料気化器１５へ冷却媒体として供給されたＤＭＥ燃料は、前述したように、燃料気化器１５によって気化されて燃料冷却器６へ送出され、その気化熱によって油溜室１１内に充填されたＤＭＥ燃料が冷却される。また、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料が電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される構成を成しているので、ノズルリターンパイプ７は、電動コンプレッサー２３に吸引されることによって一定の負圧状態に維持される。
【００５２】
各部にＤＭＥ燃料が充填された時点で、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料は、燃料気化器６によって冷却された油溜室１１内のＤＭＥ燃料と、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料との温度差によって生じる両者間の相対的な圧力差によって、フィードパイプ５へと圧送される。つまり、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４からＤＭＥ燃料をインジェクションポンプ１へ送出するためのポンプを備えておらず、油溜室１１内のＤＭＥ燃料を冷却することによって生じる油溜室１１と燃料タンク４内との圧力差によって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料をインジェクションポンプ１へ供給する構成を成している。
【００５３】
そして、ディーゼルエンジン停止後、シリンダ内に気化したＤＭＥ燃料が充満することによって、ディーゼルエンジンを再始動する際に生じるノッキング等の異常燃焼を防止するために、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へ充填されているＤＭＥ燃料を「残留燃料回収手段」によって燃料タンク４へ回収する。「残留燃料回収手段」は、３方電磁弁２１、３方電磁弁３１、電動コンプレッサー２３、及びこれらを制御する残留燃料回収制御部２０とで構成される。
【００５４】
ディーゼルエンジン停止後、３方電磁弁２１がＯＦＦされると、油溜室１１とオーバーフローリターンパイプ８とが連通し、電動コンプレッサー２３の吸引力によって、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へ充填されているＤＭＥ燃料がオーバーフローリターンパイプ８を経由して燃料タンク４へ回収される。３方電磁弁２２をＯＦＦすることによって、回収されるＤＭＥ燃料は、第１のリターン経路でクーラー４２によって冷却されてから燃料タンク４へ回収される。
【００５５】
また、３方電磁弁２１をＯＮする前に３方電磁弁３１をＯＮすると、燃料タンク４の気相送出口４４から気相部４ｂの気化したＤＭＥ燃料が気相出力パイプ３１１を介してオーバーフローリターンパイプ８に充填される。気相部４ｂの気化したＤＭＥ燃料は、絞り部３１２によってさらに加圧されてオーバーフローリターンパイプ８へ充填され、それによって、オーバーフローリターンパイプ８内の液体のＤＭＥ燃料を油溜室１１側へ圧送する。このように、油溜室１１及びインジェクションパイプ３へ充填されているＤＭＥ燃料を電動コンプレッサー２３によって回収する前に、オーバーフローリターンパイプ８に気化したＤＭＥ燃料を充填することによって、電動コンプレッサー２３によるＤＭＥ燃料の回収時間を短縮することができる。
【００５６】
このようにして、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料が電動コンプレッサー２３に吸引されて燃料タンク４へ戻される構成を成しているので、ノズルリターンパイプ７内は、電動コンプレッサー２３に吸引されることによって、略一定の負圧状態となる。したがって、ノズルリターンパイプ７内は、略一定の圧力に規制されることになるので、燃料噴射ノズル９の弁に対して作用するノズルリターンパイプ７内の圧力の変動を少なくすることができ、それによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、ノズルリターンパイプ７内は、コンプレッサー２３で吸引されて略一定の負圧状態となるので、ノズルリターンパイプ７内のＤＭＥ燃料は気化しやすくなり、その気化熱によってノズルリターンパイプ７及び燃料噴射ノズル９が冷却される。それによって、燃料噴射ノズル９の温度上昇を低減させることができるので、燃料噴射ノズル９によるＤＭＥ燃料の噴射特性をより安定させることができる。
【００５７】
また、第２実施例としては、フィードポンプで燃料タンク４のＤＭＥ燃料を圧送し、油溜室１１からＤＭＥ燃料をオーバーフローさせて燃料タンク４へ戻す構成を成すものが挙げられる。図２は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第２実施例を示した概略構成図である。
【００５８】
当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料を油溜室１１へ送出する手段としてフィードポンプ５２を備えている。フィードポンプ５２は、燃料タンク４に貯留されているＤＭＥ燃料を、所定の圧力に加圧してフィードパイプ５へ送出する。燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口４１は、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の液面より下に設けられており、フィードポンプ５２が燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口４１近傍に配設されている。フィードパイプ５へ送出されたＤＭＥ燃料は、フィルタ５１でろ過され、３方電磁弁２１を介してインジェクションポンプ１へ送出される。３方電磁弁２１は、噴射状態時（ディーゼルエンジンの運転時）にはＯＮで図示の方向に連通している。
【００５９】
燃料タンク４からフィードポンプ５２によって所定の圧力に加圧されて送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１の各インジェクションポンプエレメント２からインジェクションパイプ３を経由して、燃料噴射ノズル９へ圧送される。オーバーフロー燃料パイプ８１には、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の圧力を所定の圧力に維持するとともに、オーバーフローしたＤＭＥ燃料が燃料タンク４に戻る方向にのみＤＭＥ燃料の流れ方向を規定するオーバーフローバルブ８２が配設されている。インジェクションポンプ１からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプ８１を経由し、オーバーフローバルブ８２、オーバーフローリターンパイプ８、及びクーラー４２を介して燃料タンク４へ戻される。また、各燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、ノズルリターンパイプ７を介して燃料タンク４へ戻される。
【００６０】
インジェクションポンプ１内のカム室１２は、ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、オイルセパレータ１３は、インジェクションポンプ１内のカム室１２に漏れ出たＤＭＥ燃料が混入したカム室１２内の潤滑油をＤＭＥ燃料と潤滑油とに分離し、潤滑油をカム室１２に戻す。オイルセパレータ１３で分離されたＤＭＥ燃料は、カム室１２内の圧力が大気圧以下になるのを防止するチェック弁（逆止弁）１４を介してコンプレッサー１７へ送出され、コンプレッサー１７で加圧された後、チェック弁（逆止弁）１８、及びクーラー４２を介して燃料タンク４へ戻される。チェック弁１８は、ディーゼルエンジンの停止時に、燃料タンク４からＤＭＥ燃料がカム室１２へ逆流するのを防止するために設けられている。コンプレッサー１７は、カム室１２内のカムを駆動力源とするコンプレッサーとなっている。
【００６１】
当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」は、アスピレータ７１、３方電磁弁２１、２方電磁弁２４、及び残留燃料回収制御部２０を備えている。残留燃料回収制御部２０は、ディーゼルエンジンの運転／停止状態（ＤＭＥ燃料供給装置１００の噴射／無噴射状態）を検出し、各状態に応じて３方電磁弁２１、２方電磁弁２４、及びフィードポンプ５２等のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行し、ディーゼルエンジン停止時には、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８１、及びノズルリターンパイプ７に残留しているＤＭＥ燃料を回収する制御を実行する。
【００６２】
アスピレータ７１は、入口７ａと出口７ｂと吸入口７ｃとを有している。入口７ａと出口７ｂは真っ直ぐに連通しており、吸入口７ｃは、入口７ａと出口７ｂとの間の連通路から、略垂直方向に分岐している。３方電磁弁２１がＯＦＦの時に連通する連通路の出口側が入口７ａに接続されており、クーラー４２を介して燃料タンク４への経路へ出口７ｂが接続されている。また、吸引口７ｃは、噴射状態時（ディーゼルエンジンの運転時）にはＯＦＦ状態で閉じている２方電磁弁２４に接続されている。
【００６３】
残留燃料回収制御部２０は、無噴射状態時（ディーゼルエンジンの停止時）には、３方電磁弁２１をＯＦＦしてフィードパイプ５からアスピレータ７１の入口７ａへの連通路を構成するとともに、２方電磁弁２４をＯＮして、オーバーフローバルブ８２の上流側のオーバーフロー燃料パイプ８１とアスピレータ７１の吸入口７ｃとの間を連通させる。したがって、フィードポンプ５２から送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１へ送出されずに、アスピレータ７１へ送出され、入口７ａから出口７ｂへ抜け、オーバーフローバルブ８２の下流側のオーバーフロー燃料パイプ８１、オーバーフローリターンパイプ８、及びクーラー４２を介して燃料タンク４へ戻り、再びフィードポンプ５２からアスピレータ７１へ送出される。つまり、アスピレータ７１を介して燃料タンク４のＤＭＥ燃料液が環流する状態となる。そして、インジェクションポンプ１内の油溜室１１、及びオーバーフローバルブ８２の上流側のオーバーフロー燃料パイプ８１に残留しているＤＭＥ燃料は、入口７ａから出口７ｂへ流れるＤＭＥ燃料の流れによって生じる吸引力によって気化され、気化したＤＭＥ燃料が吸引口７ｃから吸引され、入口７ａから出口７ｂへ流れるＤＭＥ燃料に吸収されて燃料タンク４へ回収される。
【００６４】
そして、ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７へ燃料噴射ノズル９からオーバーフローしたＤＭＥ燃料をコンプレッサー１７にて吸引して燃料タンク４へ戻す構成を成している。ノズルリターンパイプ７内は、コンプレッサー１７に吸引されることによって、略一定の負圧状態となる。したがって、ノズルリターンパイプ７内は、コンプレッサー１７に吸引されることによって、略一定の圧力に規制されることになるので、燃料噴射ノズル９の弁に対して作用するノズルリターンパイプ７内の圧力の変動を少なくすることができる。
【００６５】
このように、燃料タンク４のＤＭＥ燃料をフィードポンプ５２で圧送し、オーバーフローしたＤＭＥ燃料を燃料タンク４へ戻す、いわゆる循環型のＤＭＥ燃料供給装置１００においても、ノズルリターンパイプ７内おコンプレッサー１７にて吸引して、略一定の圧力に規制することによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。
【００６６】
さらに、第３実施例としては、上記第２実施例に加えて、インジェクションパイプ３を冷却する手段を備えたものが挙げられる。図３は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第３実施例を示した概略構成図である。
【００６７】
当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、インジェクションパイプ３を冷却する手段として、インジェクションパイプ３が噴射燃料通路３１と冷却媒体通路３２とを有する二重管構造となっている。噴射燃料通路３１は、インジェクションポンプエレメント２の送出口と燃料噴射ノズル９とを連通させ、インジェクションポンプエレメント２から圧送される油溜室１１の高圧なＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズル９へ送出する。冷却媒体通路３２は、噴射燃料通路３１の外周面に形成されており、油溜室１１の入口手前のフィードパイプ５とノズルリターンパイプ７とを連通させ、フィードポンプ５２によってフィードパイプ５へ送出される燃料タンク４内のＤＭＥ燃料が、噴射燃料通路３１を流れるＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体として流れる。
【００６８】
つまり、フィードポンプ５２が動作しているときに冷却媒体通路３２には、フィードパイプ５からパイプ３４を経由してＤＭＥ燃料が流れ込み、パイプ３３を経由してノズルリターンパイプ７へＤＭＥ燃料が流れ出て、コンプレッサー１７によって吸引されて燃料タンク４へ戻る循環経路で燃料タンク４内のＤＭＥ燃料が冷却媒体として流れる。そして、冷却媒体通路３２を流れるＤＭＥ燃料によって、噴射燃料通路３１が冷却され、それによって、噴射燃料通路３１の温度が上昇することを防止することができる。また、無噴射状態時に冷却媒体通路３２に残留しているＤＭＥ燃料は、前述の「残留燃料回収手段」によって回収される。
【００６９】
このようにして、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７内をコンプレッサー１７にて吸引して、略一定の圧力に規制することによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、それに加えて、冷却媒体通路３２を流れる冷却媒体としてのＤＭＥ燃料によって噴射燃料通路３１が冷却され、燃料噴射ノズル９へ圧送されるＤＭＥ燃料の温度が上昇することを防止することができるので、燃料噴射ノズル９によるＤＭＥ燃料の噴射特性をより安定させることができる。
【００７０】
さらに、第４実施例としては、前述した第２実施例に加えて、インジェクションポンプ１に供給するＤＭＥ燃料を冷却する「供給燃料冷却装置」を備えたものが挙げられる。図４は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第４実施例を示した概略構成図である。
【００７１】
ＤＭＥ燃料供給装置１００は、「供給燃料冷却装置」として、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度を検出する油溜室内温度センサ１１ａと、ＤＭＥ燃料を冷却媒体とし、冷却媒体としてのＤＭＥ燃料を気化させる燃料気化器５５を有する燃料冷却器５３と、ＤＭＥ燃料を燃料タンク４から燃料冷却器５３へ供給する冷却媒体供給パイプ５ａと、冷却媒体供給パイプ５ａを開閉可能な冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４と、供給燃料温度制御部５０とを備えている。供給燃料温度制御部５０は、油溜室内温度センサ１１ａにて検出した油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度に基づいて、油溜室１１からインジェクションパイプ３へ送出されるＤＭＥ燃料の温度が一定になる如く、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４を制御してフィードパイプ５に流れるＤＭＥ燃料の温度を制御する。
【００７２】
燃料冷却器５３は、冷却媒体供給パイプ５ａに流れるＤＭＥ燃料を燃料気化器５５にて気化させ、ＤＭＥ燃料が気化することによる気化熱を利用してフィードパイプ５に流れるＤＭＥ燃料を冷却する構成を成している。供給燃料温度制御部５０は、油溜室内温度センサ１１ａで検出した油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度が所定の温度より高い場合には、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４を開制御して、燃料冷却器５３に冷却媒体としてのＤＭＥ燃料を供給してフィードパイプ５を流れるＤＭＥ燃料を冷却し、油溜室内温度センサ１１ａで検出した油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度が所定の温度以下の場合には、冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁５４を閉制御して、燃料冷却器５３に冷却媒体としてのＤＭＥ燃料を供給しない。
【００７３】
このようにして、当該実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」は、ノズルリターンパイプ７内をコンプレッサー１７にて吸引して、略一定の圧力に規制することによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、それに加えて、フィードパイプ５に流れるのＤＭＥ燃料を冷却制御することによって、油溜室１１内のＤＭＥ燃料の温度を一定に維持することができるので、インジェクションポンプ１でＤＭＥ燃料の噴射量の温度補正を行うことなく燃料噴射ノズル９の噴射特性を安定させることができる。
【００７４】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第５実施例としては、上記第２実施例において、ＤＭＥ燃料供給装置１００をコモンレール式にしたものが挙げられる。図５は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第５実施例を示した概略構成図である。
【００７５】
このように、インジェクションポンプ１から圧送されるＤＭＥ燃料が、各燃料噴射ノズル９が連結されているコモンレール９１を介して供給されるコモンレール式ＤＭＥ燃料供給装置１００においても本願発明の実施は可能であり、本願発明による作用効果を得ることができるものである。
【００７６】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第６実施例としては、ノズルリターンパイプ７内の圧力に応じてノズルリターンパイプ７の連通状態を開閉可能な機構を有する圧力規制装置を備えたものが挙げられる。図６は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第６実施例を示した概略構成図である。
【００７７】
基本的な全体構成は、第２実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００と同様である。そして、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」として、ノズルリターンパイプ７内の圧力に応じてノズルリターンパイプ７の連通状態を開閉可能な機構を有する圧力規制装置７２が配設されている。圧力規制装置７２は、ノズルリターンパイプ７の上流側、つまり、燃料噴射ノズル９が連結されている側の圧力を検出する手段を有しており、検出した圧力に応じて弁を開閉して、ノズルリターンパイプ７の上流側の圧量を略一定の範囲に規制する。したがって、燃料噴射ノズル９の弁に対して作用するノズルリターンパイプ７内の圧力の変動を少なくすることができ、それによって、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。
【００７８】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第７実施例としては、ノズルリターンパイプ７を大気中に開放する構成を成しているものが挙げられる。図７は、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第７実施例を示した概略構成図である。
【００７９】
基本的な全体構成は、第２実施例に示したＤＭＥ燃料供給装置１００と同様である。そして、ノズルリターンパイプ７内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するための本願発明に係る「ノズルリターンパイプ内圧力規制手段」としてノズルリターンパイプ７を大気中に開放する構成を成していることによって、ノズルリターンパイプ内が略一定の大気圧状態となって略一定の圧力に規制されることになるので、ノズルリターンパイプ７内の圧力の変動によって燃料噴射ノズル９の燃料噴射特性が低下してしまう虞を少なくすることができる。また、ノズルリターンパイプ７内のＤＭＥ燃料は、気化して大気中に放出されるので、その気化熱によって燃料噴射ノズル９が冷却される。それによって、燃料噴射ノズル９の温度上昇を低減させることができるので、燃料噴射ノズル９によるＤＭＥ燃料の噴射特性をより安定させることができる。
【００８０】
尚、本願発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００８１】
【発明の効果】
本願発明によれば、ノズルリターンパイプ内の圧力変動によって燃料噴射ノズルの開弁圧が変動し、燃料噴射ノズルの燃料噴射特性が低下してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第１実施例を示した概略構成図である。
【図２】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第２実施例を示した概略構成図である。
【図３】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第３実施例を示した概略構成図である。
【図４】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第４実施例を示した概略構成図である。
【図５】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第５実施例を示した概略構成図である。
【図６】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第６実施例を示した概略構成図である。
【図７】本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置の第７実施例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
１ インジェクションポンプ
２ インジェクションポンプエレメント
３ インジェクションパイプ
４ 燃料タンク
５ フィードパイプ
６ 燃料冷却器
７ ノズルリターンパイプ
８ オーバーフローリターンパイプ
９ 燃料噴射ノズル
１０ 油溜室燃料冷却装置制御部
１１ 油溜室
１２ カム室
１３ オイルセパレータ
１４ チェック弁
１５ 燃料気化器
１６ 冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁
１７ コンプレッサー
２３ 電動コンプレッサー
Claims (17)
- 燃料タンクからフィードパイプを経由して供給されたＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、
前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、
該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、
前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。 - 請求項１において、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっている前記インジェクションポンプのカム室内の潤滑油に混入した前記ＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータを備え、該オイルセパレータにて分離された前記ＤＭＥ燃料は、前記コンプレッサーによって吸引されて前記燃料タンクへ送出される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項１又は２において、前記コンプレッサーは、前記インジェクションポンプのカムを駆動力源として動作する、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項において、前記ノズルリターンパイプの圧力を所定の圧力に維持するとともに、前記コンプレッサーから前記ノズルリターンパイプへ前記ＤＭＥ燃料が逆流することを防止する逆止弁が、前記ノズルリターンパイプに配設されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 燃料タンクからフィードパイプを経由して供給されたＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、
前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、
該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、
前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。 - 請求項１〜５のいずれか１項において、前記インジェクションパイプを冷却する手段を備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項６において、前記インジェクションパイプは、前記インジェクションポンプから前記燃料噴射ノズルへ送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる噴射燃料通路と、該噴射燃料通路に流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する冷却媒体が流れる冷却媒体通路とを有し、前記燃料噴射通路の外周面を前記冷却媒体が流れる如く前記冷却媒体通路が構成されている二重管構造を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項７において、前記インジェクションパイプは、外周面に断熱性を有する被膜が施されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項７又は８において、前記インジェクションポンプからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ戻すためのオーバーフロー燃料パイプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を前記オーバーフロー燃料パイプへ連通させるノズルリターンパイプとを備え、前記冷却媒体通路は、前記フィードパイプから前記ノズルリターンパイプへ前記ＤＭＥ燃料が前記冷却媒体として流れる構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項１〜９のいずれか１項において、前記ＤＭＥ燃料を冷却媒体とする冷却サイクルによって前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する供給燃料冷却装置と、前記インジェクションポンプ内の前記ＤＭＥ燃料の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段にて検出した前記インジェクションポンプ内の温度に基づいて、前記インジェクションパイプへ送出される前記ＤＭＥ燃料の温度が一定になる如く、前記供給燃料冷却装置を制御して前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料の温度を制御する供給燃料温度制御部を備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項１０において、前記供給燃料冷却装置は、前記ＤＭＥ燃料を冷却媒体とした燃料冷却器と、前記冷却媒体としての前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクから前記燃料冷却器へ供給する冷却媒体供給パイプと、該冷却媒体供給パイプを開閉可能な冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁とを備え、前記燃料冷却器にて前記冷却媒体供給パイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を気化させ、前記ＤＭＥ燃料が気化することによる気化熱を利用して前記フィードパイプに流れる前記ＤＭＥ燃料を冷却する構成を成しており、前記供給燃料温度制御部が前記冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁を開閉制御することによって制御される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項１１において、前記燃料タンクから前記燃料冷却器へ供給されて気化した前記ＤＭＥ燃料は、前記コンプレッサーへ送出される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項１〜１２のいずれか１項において、前記インジェクションポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料は、コモンレールへ供給され、該コモンレールから各燃料噴射ノズルへ送出される構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 供給されるＤＭＥ燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、
前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を燃料タンクへ戻すノズルリターンパイプと、
該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、
前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。 - 供給されるＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズルから噴射しつつ、該燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を供給側に戻す構成を有する燃料噴射装置であって、
前記燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を供給側に戻すノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備え、
前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記燃料噴射ノズルから前記ノズルリターンパイプへオーバーフローしたＤＭＥ燃料を吸引して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーを備えている、ことを特徴とした燃料噴射装置。 - 供給されるＤＭＥ燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、
前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を該燃料噴射ノズルから排出するノズルリターンパイプと、
該ノズルリターンパイプ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段とを備え、
前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。 - 供給されるＤＭＥ燃料を燃料噴射ノズルから噴射しつつ、該燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を該燃料噴射ノズルから排出する構成を有する燃料噴射装置であって、
前記燃料噴射ノズルからオーバーフローしたＤＭＥ燃料を排出するノズルリターンパイ プ内の圧力を所定の範囲の圧力に規制するノズルリターンパイプ内圧力規制手段を備え、
前記ノズルリターンパイプ内圧力規制手段は、前記ノズルリターンパイプを大気中に開放する構成を成している、ことを特徴とした燃料噴射装置。
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