JP3932190B2 - 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（ジメチルエーテル）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。そのため、ＤＭＥ燃料を使用したディーゼルエンジンは、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、燃料噴射ノズルのノズルシート部からディーゼルエンジンのシリンダ内に漏れて気化し、シリンダ内に気化したＤＭＥ燃料が充満することによって、次にディーゼルエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じて、ディーゼルエンジンの始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生する虞がある。
【０００３】
そこで、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を、いわゆるアスピレータによる吸引手段で燃料タンクに回収することで、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料によって、次にディーゼルエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じることを防止することができる。アスピレータとは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によってＤＭＥ燃料を吸引するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータ等による吸引手段で燃料タンクへ吸引しようとしても、短時間で噴射系内に残留している全てのＤＭＥ燃料を吸引することは困難である。これは、アスピレータによる吸引力が弱く、また、ディーゼルエンジン停止時には、噴射系と燃料タンクとの間の連通が遮断され、噴射系が密閉状態に近い状態になっているため、気化したＤＭＥ燃料を吸引することしかできないからである。つまり、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの余熱や自然気化によって全て気化してしまうまでは、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができないことになる。
【０００５】
そのため、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収するのに、ある程度の時間を要することになり、例えば、最近の都市部の信号交差点におけるアイドリングストップ等のような短時間のディーゼルエンジン停止時に、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができず、ディーゼルエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じてしまう虞がある。
【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、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料を燃料タンクに回収する時間を短縮することにある。
【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、該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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記インジェクションポンプの油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、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と、該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記オイルセパレータと前記コンプレッサーとの間に配設された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【０００８】
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。
【０００９】
一方、ディーゼルエンジン停止時には、油溜室、ノズルリターンパイプ、及びオーバーフロー燃料パイプ（以下、噴射系とする）に残留しているＤＭＥ燃料が気化してディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル内に充満し、ディーゼルエンジンの始動時に異常燃焼を起こすことを防止するために、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段によって燃料タンクへ回収する。しかし、前述したように、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータ等による吸引手段で燃料タンクへ吸引しようとしても、短時間で噴射系内に残留している全てのＤＭＥ燃料を吸引することは困難であるため、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収するのに、ある程度の時間を要することになってしまう。
【００１０】
前述したオイルセパレータとコンプレッサーとの間に低圧タンクが設けられているので、低圧タンク内は、コンプレッサーの吸引力によって低圧な状態に維持される。また、低圧タンクとオーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプ、及びそのパージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備えている。そこで、パージパイプ開閉電磁弁を開制御し、パージパイプを介して噴射系を低圧タンクへ連通させると、コンプレッサーの吸引力で低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができる。したがって、残留燃料回収手段とは異なる経路で、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を回収することができるので、残留燃料回収手段の負荷が軽減され、それによって、残留燃料回収手段によるＤＭＥ燃料の回収時間を短縮することができる。
【００１１】
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、コンプレッサーの吸引力で低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができるので、残留燃料回収手段によって噴射系に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間を短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１２】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記オイルセパレータ側の圧力を保持するとともに、前記低圧タンクから前記オイルセパレータ側へ前記ＤＭＥ燃料が逆流することを防止する逆止弁が、前記オイルセパレータと前記低圧タンクとの間に配設されている、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。
【００１３】
このように、逆止弁によって、オイルセパレータ側、つまりインジェクションポンプのカム室内が所定の圧力に維持されるとともに、低圧タンクからオイルセパレータ側へＤＭＥ燃料が逆流することを防止することができるので、カム室内を大気圧より高圧に維持することができ、カム室内が大気圧以下になってインジェクションポンプ内に大気が侵入してしまうことを防止することができる。
【００１４】
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、オイルセパレータと低圧タンクとの間に配設されている逆止弁によって、カム室内を大気圧より高圧に維持したまま低圧タンク内を低圧にすることができるという作用効果が得られる。
【００１５】
本願請求項３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、該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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記インジェクションポンプの油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、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と、該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記コンプレッサーの吸入口に接続された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【００１６】
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。
【００１７】
このコンプレッサーの吸入口に低圧タンクが連結されているので、低圧タンク内は、コンプレッサーの吸引力によって低圧な状態に維持される。そして、パージパイプ開閉電磁弁を開制御してパージパイプを介して噴射系を低圧タンクへ連通させると、コンプレッサーの吸引力で低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、オーバーフロー燃料パイプを介して噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができる。そして、低圧タンク内に回収されたＤＭＥ燃料は、コンプレッサーに吸引されて気化しながら燃料タンクへ送出される。
【００１８】
このように、オイルセパレータにてカム室内の潤滑油から分離されたＤＭＥ燃料を燃料タンクへ送出するコンプレッサーを利用して低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができるので、残留燃料回収手段とは異なる経路で、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を合理的に回収することができる。したがって、残留燃料回収手段の負荷が軽減されるので、残留燃料回収手段によって噴射系に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１９】
本願請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記低圧タンク内の圧力を保持する逆止弁が、前記コンプレッサーと前記低圧タンクとの間に配設されている、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。
【００２０】
このように、逆止弁によって低圧タンク内が所定の圧力に維持されるので、コンプレッサーに吸引されて低圧状態になる低圧タンク内を常に低圧に維持することができるという作用効果が得られる。
【００２１】
本願請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項において、前記ディーゼルエンジン停止後、前記残留燃料回収手段によって前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ回収する動作を所定時間実行した後、前記パージパイプ開閉電磁弁を開き、前記残留燃料回収手段にて回収しきれなかった前記ＤＭＥ燃料を前記低圧タンクの負圧によって回収する制御を実行するＤＭＥ燃料回収制御部を備える、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。
【００２２】
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、本願請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、ＤＭＥ燃料回収制御部は、残留燃料回収手段によって噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を回収した後、低圧タンクと噴射系とを連通させることで、残留燃料回収手段にて回収しきれなかった噴射系内のＤＭＥ燃料を低圧タンクの負圧によって一気に回収することができるので、残留燃料回収手段及び低圧タンクによる噴射系のＤＭＥ燃料の回収動作を最も効果的かつ効率的に実行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、前記フィードパイプが連結されている前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを連結する気相圧力送出パイプと、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【００２４】
ディーゼルエンジン停止後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開くことによって、燃料タンク内の気相と油溜室の入口側とが気相圧力送出パイプによって連通するので、油溜室に燃料タンク内の気相の圧力が作用することになる。燃料タンク内の気相は、気化したＤＭＥ燃料が油溜室内よりも高圧な状態で存在している。したがって、燃料タンク内の気相の圧力によって、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができる。
【００２５】
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、燃料タンク内の気相の圧力によって、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができるので、残留燃料回収手段によって噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００２６】
本願請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記気相圧力送出パイプは、該気相圧力送出パイプの内径が部分的に狭くなっている絞り部を有している、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。
【００２７】
燃料タンク内の気相から送出される気化したＤＭＥ燃料は、絞り部によって圧縮され、さらに高圧になるので、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を、さらに高い圧力で残留燃料回収手段へ圧送することができる。
【００２８】
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、本願請求項６に記載の発明による作用効果に加えて、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を、さらに高い圧力で残留燃料回収手段へ圧送することができるので、噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００２９】
本願請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記燃料タンク内の前記ＤＭＥ燃料を所定の圧力に加圧し、前記フィードパイプへ送出するフィードポンプを備え、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプと前記オーバーフロー燃料パイプとの間に配設されたアスピレータによって、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を、そのまま前記燃料タンクへ環流させ、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料が、環流する前記ＤＭＥ燃料に吸引されて、前記燃料タンクへ回収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。
【００３０】
前述したように、アスピレータは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によって、噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を吸引する。つまり、ポンプ等の吸引駆動力源と比較して吸引力が弱いので、噴射系内に気化した状態で残留しているＤＭＥ燃料しか吸引できない。
【００３１】
したがって、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、気化する前の液体状態のＤＭＥ燃料を、アスピレータへ強制的に圧送することができるので、本願請求項７に記載の発明による作用効果を特に効果的に得ることができるものである。
【００３２】
本願請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプの送出口を前記アスピレータの環流流路の入口側と前記油溜室の入口側とのいずれか一方に切り換えて連通させる第１の電磁弁と、前記アスピレータの吸入口と前記油溜室及び前記オーバーフロー燃料パイプとの間の開閉を行う第２の電磁弁とを有し、前記ＤＭＥ燃料回収制御部は、前記ディーゼルエンジン停止後、前記第１の電磁弁の連通を前記アスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ環流させる流路を構成するとともに、前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、所定時間経過後に前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる制御を所定時間実行する、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。
【００３３】
第１の電磁弁及び第２の電磁弁の開閉動作によって、燃料タンク内のＤＭＥ燃料がアスピレータの入口から出口へ流れた後に再び燃料タンク内に戻る環状のＤＭＥ燃料の流れを構成する。同時に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、燃料タンク内の気相の圧力によって、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送する。そして、所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じることによって、噴射系内を低圧な状態に維持する。つまり、噴射系内に液体状態で残留しているＤＭＥ燃料を気相の圧力によって圧送した後、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる。それによって、噴射系内が低圧な状態に維持され、圧送できずにわずかに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができる。したがって、より短時間で、噴射系内のＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収することができる。
【００３４】
これにより、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８に記載の発明による作用効果に加えて、圧送できなかった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができるので、残留燃料回収手段によって、噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮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９において、前記ＤＭＥ燃料回収制御部は、前記第２の電磁弁を閉じた後、前記パージパイプ開閉電磁弁を開く手段を有している、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。
【００３６】
ディーゼルエンジン停止後、第１の電磁弁の連通をアスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて燃料タンク内のＤＭＥ燃料がアスピレータの入口から出口へ流れた後に再び燃料タンク内に戻る環状のＤＭＥ燃料の流れを構成して、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータの吸引口から吸引して燃料タンクへ回収する。つづいて、このアスピレータによる残留燃料の吸引を一定時間行って残留燃料がまだ残っている状態で、第２の電磁弁を閉じてアスピレータの吸引口を閉じる。そして、前述したパージパイプ開閉電磁弁を開いて低圧タンクとオーバーフロー燃料パイプとを連通させ、低圧タンクの負圧によって残りの残留燃料を一気に吸引する。このように、アスピレータで噴射系に残留しているＤＭＥ燃料をある程度燃料タンクへ回収した後、低圧タンクの負圧によってアスピレータで回収しきれなかった残りの残留燃料を一気に回収することができるので、ディーゼルエンジン停止後に噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の回収時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００３７】
本願請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０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燃料を冷却する燃料冷却器と、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、前記燃料冷却器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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１〜１０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。
【００４０】
本願請求項１２に記載の発明は、請求項１１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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
本願請求項１３に記載の発明は、請求項１２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。
【００４４】
このように、燃料冷却器へ供給されて気化したＤＭＥ燃料が、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、本願請求項１２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。
【００４５】
本願請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３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。
【００４６】
本願請求項１４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１〜１３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１５に記載の発明は、燃料タンクからディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルまでの燃料供給系に設けられ、前記燃料噴射ノズルへ送出するためのＤＭＥ燃料が前記燃料タンクから供給される油溜室と、前記燃料供給系に設けられ、内部に潤滑油を有し、前記油溜室から液体状のＤＭＥ燃料が流れ込んでくる、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離したカム室と、前記油溜室からオーバーフローした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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、前記油溜室から前記カム室に漏れ出て潤滑油に混入したＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータと、該オイルセパレータにて分離したＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記オイルセパレータと前記コンプレッサーとの間に配設された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
本願請求項１６に記載の発明は、燃料タンクからディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルまでの燃料供給系に設けられ、前記燃料噴射ノズルへ送出するためのＤＭＥ燃料が前記燃料タンクから供給される油溜室と、前記燃料供給系に設けられ、内部に潤滑油を有し、前記油溜室から液体状のＤＭＥ燃料が流れ込んでくる、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離したカム室と、前記油溜室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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、前記油溜室から前記カム室に漏れ出て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と、該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記コンプレッサーの吸入口に接続された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成について説明する。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。
【００４８】
ディーゼルエンジンにＤＭＥ燃料を供給する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。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。フィードポンプ５１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５１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７１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７１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。
【００４９】
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１６へ送出され、コンプレッサー１６で加圧された後、チェック弁（逆止弁）１５、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１５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。本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００は、電動コンプレッサーが必要ないので、当該実施例においてコンプレッサー１６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。それによって、より省電力なＤＭＥ燃料供給装置１００が可能になる。
【００５０】
燃料タンク４からフィードポンプ５１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、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各シリンダに配設されている燃料噴射ノズル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６を経由し、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へ戻される。
【００５１】
また、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、ディーゼルエンジン停止時に、インジェクションポンプ１内の油溜室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６に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンク４へ回収する「残留燃料回収手段」を備えている。「残留燃料回収手段」は、アスピレータ７、３方電磁弁７１、２方電磁弁７２、及びＤＭＥ燃料回収制御部１０を備えている。ＤＭＥ燃料回収制御部１０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７１、２方電磁弁７２、及びフィードポンプ５１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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収する制御を実行する。
【００５２】
アスピレータ７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７１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７２に接続されている。
【００５３】
ＤＭＥ燃料回収制御部１０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７１をＯＦＦしてフィードパイプ５からアスピレータ７の入口７ａへの連通路を構成するとともに、２方電磁弁７２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７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５１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７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５１からアスピレータ７へ送出される。つまり、アスピレータ７を介して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。
【００５４】
さらに、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４内の気相４ｂの出口（気相送出口４３）とインジェクションポンプ１の油溜室１１の入口側とを連結する気相圧力送出パイプ７３を備えている。気相圧力送出パイプ７３は、その内径が部分的に狭くなっている絞り部７５と、気相圧力送出パイプ７３の連通を開閉する気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７４とを有している。前述した「残留燃料回収手段」によって、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６のＤＭＥ燃料を吸引して燃料タンク４へ回収する際に、ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、同時に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７４をＯＮして、燃料タンク４の気相４ｂと油溜室１１の入口側とを連結している気相圧力送出パイプ７３を連通状態にする。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６に残留している液体状態のＤＭＥ燃料は、気相４ｂの高い圧力によって、アスピレータ７の吸入口７ｃへ向けて圧送されることになる。また、気相圧力送出パイプ７３の内径が部分的に狭くなっている絞り部７５によって、その圧力がさらに高圧に圧縮され、より高い圧力で圧送することができる。
【００５５】
前述したように、アスピレータ７による吸引力は、気化したＤＭＥ燃料を吸引する程度の吸引力しかないので、気相４ｂの圧力を利用して液体状態のＤＭＥ燃料をアスピレータ７の吸入口７ｃへ圧送することによって、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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間を大幅に短縮することができる。そして、ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７４のみを閉じて、高圧状態の気相４ｂとの間の連通が遮断する。それによって、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６内をより低圧な状態にすることができるので、気相圧によって圧送できずに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化が促進され、「残留燃料回収手段」によって残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間をより短縮することができる。
【００５６】
また、オイルセパレータ１３とコンプレッサー１６との間には、燃料タンク４より容量が小さい密閉構造を有する低圧タンク１７が配設されている。低圧タンク１７は、パージパイプ１９によっ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と連通している。パージパイプ１９には、パージパイプ１９を開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁１８が配設されている。パージパイプ開閉電磁弁１８は、ＤＭＥ燃料回収制御部１０によって制御され、ディーゼルエンジン停止時には、ＯＮして開状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とが連通し、ディーゼルエンジン運転時には、ＯＦＦして閉状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１との連通は遮断される。低圧タンク１７とオイルセパレータ１３との間には、逆止弁１４が配設されている。逆止弁１４は、オイルセパレータ１３側の圧力を一定の圧力に維持するとともに、低圧タンク１７からオイルセパレータ１３側へＤＭＥ燃料が逆流することを防止している。
【００５７】
オイルセパレータ１３によってカム室１２内の潤滑油から分離されたＤＭＥ燃料は、低圧タンク１７を経由してコンプレッサー１６により吸引される。そのため、低圧タンク１７は、コンプレッサー１６に吸引にされることによって内部の圧力が低下し、逆止弁１４によってオイルセパレータ１３側が一定の圧力に維持されていることによって、低圧タンク１７内は、一定の低圧状態となる。また、低圧タンク１７は密閉構造なので、ディーゼルエンジン停止時にコンプレッサー１６が停止しても、一定の低圧状態を維持することができる。そして、低圧タンク１７内が一定の低圧状態に維持されている状態で、ディーゼルエンジン停止時にパージパイプ開閉電磁弁１８をＯＮし、低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とを連通させると、低圧タンク１７内の負圧によってオーバーフロー燃料パイプ８１内に残留しているＤＭＥ燃料（２方電磁弁３５がＯＮで連通している場合には、ノズルリターンパイプ６に残留しているＤＭＥ燃料も）の一部が低圧タンク１７へ吸引されて回収される。低圧タンク１７へ吸引されたＤＭＥ燃料は、ディーゼルエンジンが再び始動してコンプレッサー１６が動作した際に、コンプレッサー１６に吸引されて燃料タンク４へ回収される。
【００５８】
したがって、「残留燃料回収手段」によって、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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収した後に、パージパイプ開閉電磁弁１８をＯＮにすることで、「残留燃料回収手段」によって回収しきれずに残ってしまったＤＭＥ燃料を低圧タンク１７内へ一気に吸引して回収することができる。それによって、「残留燃料回収手段」によるＤＭＥ燃料の回収時間を短縮することができる。尚、「残留燃料回収手段」によって、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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収する前でも同様の効果が期待できる。
【００５９】
また、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第２実施例としては、上記第１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。
【００６０】
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「温度検出手段」としての温度センサ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２０とを備えている。供給燃料温度制御部２０は、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（噴射燃料通路３１）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。
【００６１】
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２０は、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、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。
【００６２】
このようにして、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。
【００６３】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第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を二重管構造とし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。
【００６４】
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。図５は、インジェクションパイプ３の構成を示した断面図である。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６とを連通させ、フィードポンプ５１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。
【００６５】
つまり、フィードポンプ５１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６へＤＭＥ燃料が流れ出て、逆止弁３６、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。逆止弁３６は、オーバーフロー燃料パイプ８１から冷却媒体通路３２へ燃料タンク４のＤＭＥ燃料が逆流するのを防止している。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。
【００６６】
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。ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、無噴射状態時に２方電磁弁３５をＯＮして、冷却媒体通路回収パイプ３７を介してノズルリターンパイプ６と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とを連通させる。したがって、ノズルリターンパイプ６及び冷却媒体通路３２に残留しているＤＭＥ燃料は、冷却媒体通路回収パイプ３７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を経由してアスピレータ７の吸引口７ｃから吸引されて燃料タンク４へ回収される。
【００６７】
このようにして、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を冷却することができるので、ＤＭＥ燃料供給装置１００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３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。したがって、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、それによって、燃料噴射ノズル９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。そして、インジェクションパイプ３を噴射燃料通路３１と冷却媒体通路３２とから成る二重管構造とし、冷却媒体通路３２へ燃料タンク４内のＤＭＥ燃料を冷却媒体として循環させることによって、インジェクションパイプ３を冷却する手段を低コストで構成することができる。
【００６８】
また、インジェクションパイプ３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３の噴射燃料通路３１へ燃料タンク４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。さらに、インジェクションパイプ３の外周面には、断熱性を有する被膜３ａが施されており、それによって、インジェクションパイプ３に対する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３の温度上昇をより確実に防止することができる。
【００６９】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第４実施例としては、上記第３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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、低圧タンク１７がコンプレッサー１６の吸入口に接続され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５実施例を示した概略構成図である。
【００７２】
低圧タンク１７は、コンプレッサー１６に吸引されて内圧が低圧状態となり、逆止弁１７１によってコンプレッサー１６が停止しても低圧状態が維持されるようになっている。また低圧タンク１７は、パージパイプ１９によっ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と連通しており、パージパイプ１９には、パージパイプ１９を開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁１８が配設されている。パージパイプ開閉電磁弁１８は、ＤＭＥ燃料回収制御部１０によって制御され、ディーゼルエンジン停止時には、ＯＮして開状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とが連通し、ディーゼルエンジン運転時には、ＯＦＦして閉状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１との連通は遮断される。尚、その他の構成については、前述した第１実施例と同様なので説明は省略する。
【００７３】
ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、ディーゼルエンジン停止後、残留しているＤＭＥ燃料を回収する際には、アスピレータ７によって油溜室１１及びオーバーフロー燃料パイプ８１に残留しているＤＭＥ燃料の回収を一定時間行った後、フィードポンプ５１をＯＦＦ制御して停止させるとともに、２方電磁弁７２をＯＦＦ制御してオーバーフロー燃料パイプ８１とアスピレータ７の吸入口７ｃとの連通を遮断する。そして、パージパイプ開閉電磁弁１８をＯＮ制御し、略一定の低圧状態に維持されている低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とを連通させる。オーバーフロー燃料パイプ８１内に残留している残りのＤＭＥ燃料は、低圧タンク１７内の負圧によって低圧タンク１７へ吸引されて回収される。低圧タンク１７へ吸引されたＤＭＥ燃料は、ディーゼルエンジンが再び始動してコンプレッサー１６が動作した際に、コンプレッサー１６に吸引されて燃料タンク４へ回収される。
【００７４】
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。
【００７５】
【発明の効果】
本願発明によれば、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料を燃料タンクに回収する時間を短縮することができる。
【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】インジェクションパイプ３の構成を示した断面図である。
【図６】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。
【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 ノズルリターンパイプ
７ アスピレータ
８ オーバーフローリターンパイプ
９ 燃料噴射ノズル
１０ ＤＭＥ燃料回収制御部
１１ 油溜室
１２ カム室
１３ オイルセパレータ
１６ コンプレッサー
１７ 低圧タンク
１８ パージパイプ開閉電磁弁
１９ パージパイプ
２０ 供給燃料冷却制御部
３１ 噴射燃料通路
３２ 冷却媒体通路
３７ 冷却媒体通路回収パイプ
４２ クーラー
５１ フィードポンプ
５２ フィルタ
５３ 燃料冷却器
５４ 冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁
５５ 燃料気化器
５ａ 冷却媒体供給パイプ
６１ コンプレッサー
７３ 気相圧力送出パイプ
７４ 気相圧力送出パイプ開閉電磁弁
７５ 絞り部
８１ オーバーフロー燃料パイプ
８２ オーバーフローバルブ
１００ ＤＭＥ燃料供給装置
【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（ジメチルエーテル）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。そのため、ＤＭＥ燃料を使用したディーゼルエンジンは、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、燃料噴射ノズルのノズルシート部からディーゼルエンジンのシリンダ内に漏れて気化し、シリンダ内に気化したＤＭＥ燃料が充満することによって、次にディーゼルエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じて、ディーゼルエンジンの始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生する虞がある。
【０００３】
そこで、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を、いわゆるアスピレータによる吸引手段で燃料タンクに回収することで、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料によって、次にディーゼルエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じることを防止することができる。アスピレータとは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によってＤＭＥ燃料を吸引するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータ等による吸引手段で燃料タンクへ吸引しようとしても、短時間で噴射系内に残留している全てのＤＭＥ燃料を吸引することは困難である。これは、アスピレータによる吸引力が弱く、また、ディーゼルエンジン停止時には、噴射系と燃料タンクとの間の連通が遮断され、噴射系が密閉状態に近い状態になっているため、気化したＤＭＥ燃料を吸引することしかできないからである。つまり、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの余熱や自然気化によって全て気化してしまうまでは、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができないことになる。
【０００５】
そのため、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収するのに、ある程度の時間を要することになり、例えば、最近の都市部の信号交差点におけるアイドリングストップ等のような短時間のディーゼルエンジン停止時に、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができず、ディーゼルエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じてしまう虞がある。
【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、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料を燃料タンクに回収する時間を短縮することにある。
【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、該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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記インジェクションポンプの油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、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と、該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記オイルセパレータと前記コンプレッサーとの間に配設された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【０００８】
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。
【０００９】
一方、ディーゼルエンジン停止時には、油溜室、ノズルリターンパイプ、及びオーバーフロー燃料パイプ（以下、噴射系とする）に残留しているＤＭＥ燃料が気化してディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル内に充満し、ディーゼルエンジンの始動時に異常燃焼を起こすことを防止するために、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段によって燃料タンクへ回収する。しかし、前述したように、ディーゼルエンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータ等による吸引手段で燃料タンクへ吸引しようとしても、短時間で噴射系内に残留している全てのＤＭＥ燃料を吸引することは困難であるため、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収するのに、ある程度の時間を要することになってしまう。
【００１０】
前述したオイルセパレータとコンプレッサーとの間に低圧タンクが設けられているので、低圧タンク内は、コンプレッサーの吸引力によって低圧な状態に維持される。また、低圧タンクとオーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプ、及びそのパージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備えている。そこで、パージパイプ開閉電磁弁を開制御し、パージパイプを介して噴射系を低圧タンクへ連通させると、コンプレッサーの吸引力で低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができる。したがって、残留燃料回収手段とは異なる経路で、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を回収することができるので、残留燃料回収手段の負荷が軽減され、それによって、残留燃料回収手段によるＤＭＥ燃料の回収時間を短縮することができる。
【００１１】
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、コンプレッサーの吸引力で低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができるので、残留燃料回収手段によって噴射系に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間を短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１２】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記オイルセパレータ側の圧力を保持するとともに、前記低圧タンクから前記オイルセパレータ側へ前記ＤＭＥ燃料が逆流することを防止する逆止弁が、前記オイルセパレータと前記低圧タンクとの間に配設されている、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。
【００１３】
このように、逆止弁によって、オイルセパレータ側、つまりインジェクションポンプのカム室内が所定の圧力に維持されるとともに、低圧タンクからオイルセパレータ側へＤＭＥ燃料が逆流することを防止することができるので、カム室内を大気圧より高圧に維持することができ、カム室内が大気圧以下になってインジェクションポンプ内に大気が侵入してしまうことを防止することができる。
【００１４】
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、オイルセパレータと低圧タンクとの間に配設されている逆止弁によって、カム室内を大気圧より高圧に維持したまま低圧タンク内を低圧にすることができるという作用効果が得られる。
【００１５】
本願請求項３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、該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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記インジェクションポンプの油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、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と、該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記コンプレッサーの吸入口に接続された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【００１６】
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。
【００１７】
このコンプレッサーの吸入口に低圧タンクが連結されているので、低圧タンク内は、コンプレッサーの吸引力によって低圧な状態に維持される。そして、パージパイプ開閉電磁弁を開制御してパージパイプを介して噴射系を低圧タンクへ連通させると、コンプレッサーの吸引力で低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、オーバーフロー燃料パイプを介して噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができる。そして、低圧タンク内に回収されたＤＭＥ燃料は、コンプレッサーに吸引されて気化しながら燃料タンクへ送出される。
【００１８】
このように、オイルセパレータにてカム室内の潤滑油から分離されたＤＭＥ燃料を燃料タンクへ送出するコンプレッサーを利用して低圧に維持されている低圧タンク内の負圧によって、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を吸引して低圧タンク内に回収することができるので、残留燃料回収手段とは異なる経路で、噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の一部を合理的に回収することができる。したがって、残留燃料回収手段の負荷が軽減されるので、残留燃料回収手段によって噴射系に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１９】
本願請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記低圧タンク内の圧力を保持する逆止弁が、前記コンプレッサーと前記低圧タンクとの間に配設されている、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。
【００２０】
このように、逆止弁によって低圧タンク内が所定の圧力に維持されるので、コンプレッサーに吸引されて低圧状態になる低圧タンク内を常に低圧に維持することができるという作用効果が得られる。
【００２１】
本願請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項において、前記ディーゼルエンジン停止後、前記残留燃料回収手段によって前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ回収する動作を所定時間実行した後、前記パージパイプ開閉電磁弁を開き、前記残留燃料回収手段にて回収しきれなかった前記ＤＭＥ燃料を前記低圧タンクの負圧によって回収する制御を実行するＤＭＥ燃料回収制御部を備える、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。
【００２２】
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、本願請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、ＤＭＥ燃料回収制御部は、残留燃料回収手段によって噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を回収した後、低圧タンクと噴射系とを連通させることで、残留燃料回収手段にて回収しきれなかった噴射系内のＤＭＥ燃料を低圧タンクの負圧によって一気に回収することができるので、残留燃料回収手段及び低圧タンクによる噴射系のＤＭＥ燃料の回収動作を最も効果的かつ効率的に実行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、前記フィードパイプが連結されている前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを連結する気相圧力送出パイプと、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【００２４】
ディーゼルエンジン停止後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開くことによって、燃料タンク内の気相と油溜室の入口側とが気相圧力送出パイプによって連通するので、油溜室に燃料タンク内の気相の圧力が作用することになる。燃料タンク内の気相は、気化したＤＭＥ燃料が油溜室内よりも高圧な状態で存在している。したがって、燃料タンク内の気相の圧力によって、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができる。
【００２５】
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、燃料タンク内の気相の圧力によって、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができるので、残留燃料回収手段によって噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００２６】
本願請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記気相圧力送出パイプは、該気相圧力送出パイプの内径が部分的に狭くなっている絞り部を有している、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。
【００２７】
燃料タンク内の気相から送出される気化したＤＭＥ燃料は、絞り部によって圧縮され、さらに高圧になるので、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を、さらに高い圧力で残留燃料回収手段へ圧送することができる。
【００２８】
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、本願請求項６に記載の発明による作用効果に加えて、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を、さらに高い圧力で残留燃料回収手段へ圧送することができるので、噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００２９】
本願請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記燃料タンク内の前記ＤＭＥ燃料を所定の圧力に加圧し、前記フィードパイプへ送出するフィードポンプを備え、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプと前記オーバーフロー燃料パイプとの間に配設されたアスピレータによって、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を、そのまま前記燃料タンクへ環流させ、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料が、環流する前記ＤＭＥ燃料に吸引されて、前記燃料タンクへ回収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。
【００３０】
前述したように、アスピレータは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によって、噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を吸引する。つまり、ポンプ等の吸引駆動力源と比較して吸引力が弱いので、噴射系内に気化した状態で残留しているＤＭＥ燃料しか吸引できない。
【００３１】
したがって、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、気化する前の液体状態のＤＭＥ燃料を、アスピレータへ強制的に圧送することができるので、本願請求項７に記載の発明による作用効果を特に効果的に得ることができるものである。
【００３２】
本願請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプの送出口を前記アスピレータの環流流路の入口側と前記油溜室の入口側とのいずれか一方に切り換えて連通させる第１の電磁弁と、前記アスピレータの吸入口と前記油溜室及び前記オーバーフロー燃料パイプとの間の開閉を行う第２の電磁弁とを有し、前記ＤＭＥ燃料回収制御部は、前記ディーゼルエンジン停止後、前記第１の電磁弁の連通を前記アスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ環流させる流路を構成するとともに、前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、所定時間経過後に前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる制御を所定時間実行する、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。
【００３３】
第１の電磁弁及び第２の電磁弁の開閉動作によって、燃料タンク内のＤＭＥ燃料がアスピレータの入口から出口へ流れた後に再び燃料タンク内に戻る環状のＤＭＥ燃料の流れを構成する。同時に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、燃料タンク内の気相の圧力によって、噴射系内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送する。そして、所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じることによって、噴射系内を低圧な状態に維持する。つまり、噴射系内に液体状態で残留しているＤＭＥ燃料を気相の圧力によって圧送した後、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる。それによって、噴射系内が低圧な状態に維持され、圧送できずにわずかに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができる。したがって、より短時間で、噴射系内のＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収することができる。
【００３４】
これにより、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８に記載の発明による作用効果に加えて、圧送できなかった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができるので、残留燃料回収手段によって、噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間をさらに短縮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９において、前記ＤＭＥ燃料回収制御部は、前記第２の電磁弁を閉じた後、前記パージパイプ開閉電磁弁を開く手段を有している、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。
【００３６】
ディーゼルエンジン停止後、第１の電磁弁の連通をアスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて燃料タンク内のＤＭＥ燃料がアスピレータの入口から出口へ流れた後に再び燃料タンク内に戻る環状のＤＭＥ燃料の流れを構成して、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータの吸引口から吸引して燃料タンクへ回収する。つづいて、このアスピレータによる残留燃料の吸引を一定時間行って残留燃料がまだ残っている状態で、第２の電磁弁を閉じてアスピレータの吸引口を閉じる。そして、前述したパージパイプ開閉電磁弁を開いて低圧タンクとオーバーフロー燃料パイプとを連通させ、低圧タンクの負圧によって残りの残留燃料を一気に吸引する。このように、アスピレータで噴射系に残留しているＤＭＥ燃料をある程度燃料タンクへ回収した後、低圧タンクの負圧によってアスピレータで回収しきれなかった残りの残留燃料を一気に回収することができるので、ディーゼルエンジン停止後に噴射系に残留しているＤＭＥ燃料の回収時間をさらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００３７】
本願請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０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燃料を冷却する燃料冷却器と、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、前記燃料冷却器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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１〜１０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。
【００４０】
本願請求項１２に記載の発明は、請求項１１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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
本願請求項１３に記載の発明は、請求項１２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。
【００４４】
このように、燃料冷却器へ供給されて気化したＤＭＥ燃料が、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、本願請求項１２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。
【００４５】
本願請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３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。
【００４６】
本願請求項１４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１〜１３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１５に記載の発明は、燃料タンクからディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルまでの燃料供給系に設けられ、前記燃料噴射ノズルへ送出するためのＤＭＥ燃料が前記燃料タンクから供給される油溜室と、前記燃料供給系に設けられ、内部に潤滑油を有し、前記油溜室から液体状のＤＭＥ燃料が流れ込んでくる、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離したカム室と、前記油溜室からオーバーフローした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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、前記油溜室から前記カム室に漏れ出て潤滑油に混入したＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータと、該オイルセパレータにて分離したＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記オイルセパレータと前記コンプレッサーとの間に配設された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
本願請求項１６に記載の発明は、燃料タンクからディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルまでの燃料供給系に設けられ、前記燃料噴射ノズルへ送出するためのＤＭＥ燃料が前記燃料タンクから供給される油溜室と、前記燃料供給系に設けられ、内部に潤滑油を有し、前記油溜室から液体状のＤＭＥ燃料が流れ込んでくる、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離したカム室と、前記油溜室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、前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、前記油溜室から前記カム室に漏れ出て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と、該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、前記コンプレッサーの吸入口に接続された低圧タンクと、該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成について説明する。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。
【００４８】
ディーゼルエンジンにＤＭＥ燃料を供給する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。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。フィードポンプ５１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５１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７１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７１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。
【００４９】
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１６へ送出され、コンプレッサー１６で加圧された後、チェック弁（逆止弁）１５、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１５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。本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００は、電動コンプレッサーが必要ないので、当該実施例においてコンプレッサー１６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。それによって、より省電力なＤＭＥ燃料供給装置１００が可能になる。
【００５０】
燃料タンク４からフィードポンプ５１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、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各シリンダに配設されている燃料噴射ノズル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６を経由し、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へ戻される。
【００５１】
また、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、ディーゼルエンジン停止時に、インジェクションポンプ１内の油溜室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６に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンク４へ回収する「残留燃料回収手段」を備えている。「残留燃料回収手段」は、アスピレータ７、３方電磁弁７１、２方電磁弁７２、及びＤＭＥ燃料回収制御部１０を備えている。ＤＭＥ燃料回収制御部１０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７１、２方電磁弁７２、及びフィードポンプ５１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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収する制御を実行する。
【００５２】
アスピレータ７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７１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７２に接続されている。
【００５３】
ＤＭＥ燃料回収制御部１０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７１をＯＦＦしてフィードパイプ５からアスピレータ７の入口７ａへの連通路を構成するとともに、２方電磁弁７２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７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５１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７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５１からアスピレータ７へ送出される。つまり、アスピレータ７を介して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。
【００５４】
さらに、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４内の気相４ｂの出口（気相送出口４３）とインジェクションポンプ１の油溜室１１の入口側とを連結する気相圧力送出パイプ７３を備えている。気相圧力送出パイプ７３は、その内径が部分的に狭くなっている絞り部７５と、気相圧力送出パイプ７３の連通を開閉する気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７４とを有している。前述した「残留燃料回収手段」によって、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６のＤＭＥ燃料を吸引して燃料タンク４へ回収する際に、ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、同時に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７４をＯＮして、燃料タンク４の気相４ｂと油溜室１１の入口側とを連結している気相圧力送出パイプ７３を連通状態にする。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６に残留している液体状態のＤＭＥ燃料は、気相４ｂの高い圧力によって、アスピレータ７の吸入口７ｃへ向けて圧送されることになる。また、気相圧力送出パイプ７３の内径が部分的に狭くなっている絞り部７５によって、その圧力がさらに高圧に圧縮され、より高い圧力で圧送することができる。
【００５５】
前述したように、アスピレータ７による吸引力は、気化したＤＭＥ燃料を吸引する程度の吸引力しかないので、気相４ｂの圧力を利用して液体状態のＤＭＥ燃料をアスピレータ７の吸入口７ｃへ圧送することによって、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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間を大幅に短縮することができる。そして、ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７４のみを閉じて、高圧状態の気相４ｂとの間の連通が遮断する。それによって、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６内をより低圧な状態にすることができるので、気相圧によって圧送できずに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化が促進され、「残留燃料回収手段」によって残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間をより短縮することができる。
【００５６】
また、オイルセパレータ１３とコンプレッサー１６との間には、燃料タンク４より容量が小さい密閉構造を有する低圧タンク１７が配設されている。低圧タンク１７は、パージパイプ１９によっ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と連通している。パージパイプ１９には、パージパイプ１９を開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁１８が配設されている。パージパイプ開閉電磁弁１８は、ＤＭＥ燃料回収制御部１０によって制御され、ディーゼルエンジン停止時には、ＯＮして開状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とが連通し、ディーゼルエンジン運転時には、ＯＦＦして閉状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１との連通は遮断される。低圧タンク１７とオイルセパレータ１３との間には、逆止弁１４が配設されている。逆止弁１４は、オイルセパレータ１３側の圧力を一定の圧力に維持するとともに、低圧タンク１７からオイルセパレータ１３側へＤＭＥ燃料が逆流することを防止している。
【００５７】
オイルセパレータ１３によってカム室１２内の潤滑油から分離されたＤＭＥ燃料は、低圧タンク１７を経由してコンプレッサー１６により吸引される。そのため、低圧タンク１７は、コンプレッサー１６に吸引にされることによって内部の圧力が低下し、逆止弁１４によってオイルセパレータ１３側が一定の圧力に維持されていることによって、低圧タンク１７内は、一定の低圧状態となる。また、低圧タンク１７は密閉構造なので、ディーゼルエンジン停止時にコンプレッサー１６が停止しても、一定の低圧状態を維持することができる。そして、低圧タンク１７内が一定の低圧状態に維持されている状態で、ディーゼルエンジン停止時にパージパイプ開閉電磁弁１８をＯＮし、低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とを連通させると、低圧タンク１７内の負圧によってオーバーフロー燃料パイプ８１内に残留しているＤＭＥ燃料（２方電磁弁３５がＯＮで連通している場合には、ノズルリターンパイプ６に残留しているＤＭＥ燃料も）の一部が低圧タンク１７へ吸引されて回収される。低圧タンク１７へ吸引されたＤＭＥ燃料は、ディーゼルエンジンが再び始動してコンプレッサー１６が動作した際に、コンプレッサー１６に吸引されて燃料タンク４へ回収される。
【００５８】
したがって、「残留燃料回収手段」によって、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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収した後に、パージパイプ開閉電磁弁１８をＯＮにすることで、「残留燃料回収手段」によって回収しきれずに残ってしまったＤＭＥ燃料を低圧タンク１７内へ一気に吸引して回収することができる。それによって、「残留燃料回収手段」によるＤＭＥ燃料の回収時間を短縮することができる。尚、「残留燃料回収手段」によって、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６に残留しているＤＭＥ燃料を回収する前でも同様の効果が期待できる。
【００５９】
また、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第２実施例としては、上記第１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。
【００６０】
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「温度検出手段」としての温度センサ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２０とを備えている。供給燃料温度制御部２０は、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（噴射燃料通路３１）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。
【００６１】
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２０は、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、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。
【００６２】
このようにして、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。
【００６３】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第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を二重管構造とし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。
【００６４】
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。図５は、インジェクションパイプ３の構成を示した断面図である。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６とを連通させ、フィードポンプ５１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。
【００６５】
つまり、フィードポンプ５１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６へＤＭＥ燃料が流れ出て、逆止弁３６、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。逆止弁３６は、オーバーフロー燃料パイプ８１から冷却媒体通路３２へ燃料タンク４のＤＭＥ燃料が逆流するのを防止している。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。
【００６６】
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。ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、無噴射状態時に２方電磁弁３５をＯＮして、冷却媒体通路回収パイプ３７を介してノズルリターンパイプ６と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とを連通させる。したがって、ノズルリターンパイプ６及び冷却媒体通路３２に残留しているＤＭＥ燃料は、冷却媒体通路回収パイプ３７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を経由してアスピレータ７の吸引口７ｃから吸引されて燃料タンク４へ回収される。
【００６７】
このようにして、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を冷却することができるので、ＤＭＥ燃料供給装置１００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３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。したがって、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、それによって、燃料噴射ノズル９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。そして、インジェクションパイプ３を噴射燃料通路３１と冷却媒体通路３２とから成る二重管構造とし、冷却媒体通路３２へ燃料タンク４内のＤＭＥ燃料を冷却媒体として循環させることによって、インジェクションパイプ３を冷却する手段を低コストで構成することができる。
【００６８】
また、インジェクションパイプ３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３の噴射燃料通路３１へ燃料タンク４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。さらに、インジェクションパイプ３の外周面には、断熱性を有する被膜３ａが施されており、それによって、インジェクションパイプ３に対する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３の温度上昇をより確実に防止することができる。
【００６９】
さらに、本願発明に係るＤＭＥ燃料供給装置１００の第４実施例としては、上記第３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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、低圧タンク１７がコンプレッサー１６の吸入口に接続され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５実施例を示した概略構成図である。
【００７２】
低圧タンク１７は、コンプレッサー１６に吸引されて内圧が低圧状態となり、逆止弁１７１によってコンプレッサー１６が停止しても低圧状態が維持されるようになっている。また低圧タンク１７は、パージパイプ１９によっ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と連通しており、パージパイプ１９には、パージパイプ１９を開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁１８が配設されている。パージパイプ開閉電磁弁１８は、ＤＭＥ燃料回収制御部１０によって制御され、ディーゼルエンジン停止時には、ＯＮして開状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とが連通し、ディーゼルエンジン運転時には、ＯＦＦして閉状態となって低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１との連通は遮断される。尚、その他の構成については、前述した第１実施例と同様なので説明は省略する。
【００７３】
ＤＭＥ燃料回収制御部１０は、ディーゼルエンジン停止後、残留しているＤＭＥ燃料を回収する際には、アスピレータ７によって油溜室１１及びオーバーフロー燃料パイプ８１に残留しているＤＭＥ燃料の回収を一定時間行った後、フィードポンプ５１をＯＦＦ制御して停止させるとともに、２方電磁弁７２をＯＦＦ制御してオーバーフロー燃料パイプ８１とアスピレータ７の吸入口７ｃとの連通を遮断する。そして、パージパイプ開閉電磁弁１８をＯＮ制御し、略一定の低圧状態に維持されている低圧タンク１７とオーバーフロー燃料パイプ８１とを連通させる。オーバーフロー燃料パイプ８１内に残留している残りのＤＭＥ燃料は、低圧タンク１７内の負圧によって低圧タンク１７へ吸引されて回収される。低圧タンク１７へ吸引されたＤＭＥ燃料は、ディーゼルエンジンが再び始動してコンプレッサー１６が動作した際に、コンプレッサー１６に吸引されて燃料タンク４へ回収される。
【００７４】
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。
【００７５】
【発明の効果】
本願発明によれば、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料を燃料タンクに回収する時間を短縮することができる。
【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】インジェクションパイプ３の構成を示した断面図である。
【図６】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。
【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 ノズルリターンパイプ
７ アスピレータ
８ オーバーフローリターンパイプ
９ 燃料噴射ノズル
１０ ＤＭＥ燃料回収制御部
１１ 油溜室
１２ カム室
１３ オイルセパレータ
１６ コンプレッサー
１７ 低圧タンク
１８ パージパイプ開閉電磁弁
１９ パージパイプ
２０ 供給燃料冷却制御部
３１ 噴射燃料通路
３２ 冷却媒体通路
３７ 冷却媒体通路回収パイプ
４２ クーラー
５１ フィードポンプ
５２ フィルタ
５３ 燃料冷却器
５４ 冷却媒体供給パイプ開閉電磁弁
５５ 燃料気化器
５ａ 冷却媒体供給パイプ
６１ コンプレッサー
７３ 気相圧力送出パイプ
７４ 気相圧力送出パイプ開閉電磁弁
７５ 絞り部
８１ オーバーフロー燃料パイプ
８２ オーバーフローバルブ
１００ ＤＭＥ燃料供給装置
Claims (16)
- 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、
該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、
前記ディーゼルエンジン停止後、前記インジェクションポンプの油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、
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と、
該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、
前記オイルセパレータと前記コンプレッサーとの間に配設された低圧タンクと、
該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、
該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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１において、前記オイルセパレータ側の圧力を保持するとともに、前記低圧タンクから前記オイルセパレータ側へ前記ＤＭＥ燃料が逆流することを防止する逆止弁が、前記オイルセパレータと前記低圧タンクとの間に配設されている、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、
該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、
前記ディーゼルエンジン停止後、前記インジェクションポンプの油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、
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と、
該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、
前記コンプレッサーの吸入口に接続された低圧タンクと、
該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、
該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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３において、前記低圧タンク内の圧力を保持する逆止弁が、前記コンプレッサーと前記低圧タンクとの間に配設されている、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。
- 請求項１〜４のいずれか１項において、前記ディーゼルエンジン停止後、前記残留燃料回収手段によって前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ回収する動作を所定時間実行した後、前記パージパイプ開閉電磁弁を開き、前記残留燃料回収手段にて回収しきれなかった前記ＤＭＥ燃料を前記低圧タンクの負圧によって回収する制御を実行するＤＭＥ燃料回収制御部を備える、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１〜５のいずれか１項において、前記フィードパイプが連結されている前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを連結する気相圧力送出パイプと、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁とを備える、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、前記気相圧力送出パイプは、該気相圧力送出パイプの内径が部分的に狭くなっている絞り部を有している、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、前記燃料タンク内の前記ＤＭＥ燃料を所定の圧力に加圧し、前記フィードパイプへ送出するフィードポンプを備え、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプと前記オーバーフロー燃料パイプとの間に配設されたアスピレータによって、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を、そのまま前記燃料タンクへ環流させ、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料が、環流する前記ＤＭＥ燃料に吸引されて、前記燃料タンクへ回収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。
- 請求項８において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプの送出口を前記アスピレータの環流流路の入口側と前記油溜室の入口側とのいずれか一方に切り換えて連通させる第１の電磁弁と、前記アスピレータの吸入口と前記油溜室及び前記オーバーフロー燃料パイプとの間の開閉を行う第２の電磁弁とを有し、前記ＤＭＥ燃料回収制御部は、前記ディーゼルエンジン停止後、前記第１の電磁弁の連通を前記アスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ環流させる流路を構成するとともに、前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、所定時間経過後に前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる制御を所定時間実行する、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９において、前記ＤＭＥ燃料回収制御部は、前記第２の電磁弁を閉じた後、前記パージパイプ開閉電磁弁を開く手段を有している、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１〜１０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１１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１２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１〜１３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。
- 燃料タンクからディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルまでの燃料供給系に設けられ、前記燃料噴射ノズルへ送出するためのＤＭＥ燃料が前記燃料タンクから供給される油溜室と、
前記燃料供給系に設けられ、内部に潤滑油を有し、前記油溜室から液体状のＤＭＥ燃料が流れ込んでくる、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離したカム室と、
前記油溜室からオーバーフローした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、
前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、
前記油溜室から前記カム室に漏れ出て潤滑油に混入したＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータと、
該オイルセパレータにて分離したＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、
前記オイルセパレータと前記コンプレッサーとの間に配設された低圧タンクと、
該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、
該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。 - 燃料タンクからディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルまでの燃料供給系に設けられ、前記燃料噴射ノズルへ送出するためのＤＭＥ燃料が前記燃料タンクから供給される油溜室と、
前記燃料供給系に設けられ、内部に潤滑油を有し、前記油溜室から液体状のＤＭＥ燃料が流れ込んでくる、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離したカム室と、
前記油溜室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、
前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、前記ノズルリターンパイプ内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、
前記油溜室から前記カム室に漏れ出て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と、
該オイルセパレータにて分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーと、
前記コンプレッサーの吸入口に接続された低圧タンクと、
該低圧タンクと前記オーバーフロー燃料パイプとを連通させるパージパイプと、
該パージパイプを開閉可能なパージパイプ開閉電磁弁とを備える、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。
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