JP4038992B2 - ジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから圧送されたジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置に送るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンの燃料として、ジメチルエーテルを用いる場合、通常の軽油用燃料噴射ポンプが流用されている。この燃料噴射ポンプは、列型燃料噴射ポンプやコモンレール用高圧燃料ポンプ等があるが、いずれも、プランジャ等のピストン構造を有しており、このプランジャの往復運動によって、燃料を圧縮して高圧にして、圧送するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の燃料噴射ポンプは、元々軽油用であるため、燃料を冷却することは考えられていなかった。しかしながら、ジメチルエーテルは、沸点が低いため、燃料を冷却しない上記燃料噴射ポンプにジメチルエーテルを用いた場合には、圧縮熱によって燃料噴射ポンプが加熱され、キャビテーションを起こし易く、燃料噴射量や燃料噴射率にバラツキが発生するといった問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題を解決すべく案出されたものであり、その目的は、ジメチルエーテルを十分に冷却でき、そのキャビテーションが起こるのを防止できるジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明は、燃料タンクから圧送されたジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置に送るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、ジメチルエーテルを圧縮するポンプ室を構成するシリンダブロックに、冷却用流体を流すための冷却用流体通路を、ジメチルエーテルを上記ポンプ室に供給するジメチルエーテル吸入流路の近傍に、且つ、上記ジメチルエーテル吸入流路に沿って形成し、上記冷却用流体として燃料となるジメチルエーテルを用い、上記冷却用流体として用いるジメチルエーテルを上記冷却用流体通路内で蒸発させるものである。
【０００６】
上記構成によれば、燃料であるジメチルエーテルを冷却用流体によって十分に冷却することができ、キャビテーションが起こるのを防止でき、燃料噴射量や燃料噴射率のバラツキを無くすことができる。
【０００７】
そして、上記冷却用流体通路が、上記ポンプ室の周囲では当該ポンプ室を囲繞して筒状に形成されたものが好ましい。
【０００８】
また、上記冷却用流体通路が上記燃料タンクと循環流路を介して接続され、その循環流路にジメチルエーテルを冷却する冷却装置が設けられ、上記冷却用流体として用いるジメチルエーテルが、冷却されて燃料タンクに循環されるものが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプの好適な実施の形態を示した断面図、図２はシリンダブロックのポンプ室の上部を示した断面図、図３はシリンダブロックのポンプ室の周囲を示した断面図、図４はジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムを示した概略構成図である。
【００１１】
まず、本実施の形態のジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムの全体構成を説明する。
【００１２】
図４に示すように、ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム１は、シャシ側（図示せず）に燃料タンク３が設けられている。燃料タンク３には、エンジン側（図示せず）に設けられた燃料噴射ポンプ５にジメチルエーテル（ＤＭＥ）燃料を供給するための燃料パイプ６が接続されている。
【００１３】
燃料噴射ポンプ５の下流側には、エンジンの燃焼室（図示せず）内にジメチルエーテル燃料を噴射するための複数の燃料噴射装置（インジェクタ）７がそれぞれ接続されている。
【００１４】
燃料噴射ポンプ５には、余剰のジメチルエーテル燃料を燃料タンク３に戻す燃料戻しパイプ８が接続されている。
【００１５】
燃料タンク３内には、ジメチルエーテルをその圧力を飽和蒸気圧以上に高めて燃料噴射ポンプ５に送るための圧送ポンプ９が設けられている。
【００１６】
なお、図中、１１は燃料クーラ、１２は燃料カットバルブをそれぞれ示す。
【００１７】
図１に示すように、燃料噴射ポンプ５は、ジメチルエーテルを圧縮するためのポンプ室１４を有している。ポンプ室１４は、シリンダブロック１５とプランジャ２２とで区画されている。
【００１８】
詳しくは、シリンダブロック１５は、上ブロック１７と中ブロック１８と下ブロック１９とプランジャバレルブロック２１とを有しており、ポンプ室１４は中ブロック１８とプランジャバレルブロック２１とプランジャ２２とで囲まれて区画形成されている。
【００１９】
プランジャ２２は、その下端が拡径して鍔部２３が形成されており、その鍔部２３とプランジャバレルブロック２１の下端との間にバネ部材２４が設けられ、プランジャ２２を下方に付勢するようになっている。
【００２０】
プランジャ２２の下方には、回転軸２５に固定されたカム２６が各プランジャ２２毎に設けられており、回転軸２５が一回転するごとに、カム２６によって、プランジャ２２が一回押し上げられ、ポンプ室１４内のジメチルエーテルを圧縮するようになっている。
【００２１】
上ブロック１７と中ブロック１８には、ジメチルエーテルを供給するジメチルエーテル吸入流路２７が設けられている。このジメチルエーテル吸入流路２７は、燃料タンク３から延びる燃料パイプ６との接続部（図示せず）から各ポンプ室１４に延びて形成されている。ジメチルエーテル吸入流路２７には逆止弁２８が設けられている。この逆止弁２８は、ポンプ室１４側にのみジメチルエーテルを供給可能で、ジメチルエーテルの圧力が蒸気圧よりも高い場合に、そのジメチルエーテルがポンプ室１４内に流されるように、圧力が設定されている。
【００２２】
上ブロック１７と中ブロック１８には、各ポンプ室１４から圧縮されたジメチルエーテルを吐出するジメチルエーテル吐出流路３１が設けられている。このジメチルエーテル吐出流路３１は、各ポンプ室１４から燃料噴射装置７側（図１中、上方）に延びて形成されている。ジメチルエーテル吐出流路３１には逆止弁３２が設けられている。この逆止弁３２は、燃料噴射装置７側にのみジメチルエーテルを吐出可能で、ジメチルエーテルの圧力がエンジン内に噴射するのに適した圧力の場合に、そのジメチルエーテルが燃料噴射装置７側に流されるように、圧力が設定されている。
【００２３】
ところで、本発明は、シリンダブロック１５に冷却用流体を流すための冷却用流体通路１６を形成したことを特徴とする。
【００２４】
冷却用流体通路１６は、上ブロック１７及び中ブロック１８内に形成された比較的細い通路部（図１及び図２参照）３３と、ポンプ室１４を囲繞してプランジャバレルブロック２１内に筒状に形成された冷却筒部（図１及び図３参照）３４とで構成されている。冷却筒部３４は、各プランジャ２２毎に、円筒状に形成されている。
【００２５】
通路部３３は、上ブロック１７内を横方向に延びる主通路３５と、その主通路３５から各冷却筒部３４に延びる分岐通路３６とからなる。分岐通路３６は、冷却筒部３４に対して二か所ずつ形成されており、冷却筒部３４の断面の直径円周上に形成され、互いに最も離れて配置されている。
【００２６】
主通路３５は、燃料タンク３と循環流路３７を介して接続されている。その循環流路３７の燃料噴射ポンプ５の下流側部分には、ジメチルエーテルを冷却する冷却装置３８と、ジメチルエーテルを圧縮するコンプレッサ３９とが設けられている。
【００２７】
要するに本発明は、冷却用流体通路１６内を流れる冷却用流体として、燃料となるジメチルエーテルを兼用して利用しており、燃料噴射ポンプ５で吸熱したジメチルエーテルを、冷却して燃料タンク３に戻して循環させるようになっている。
【００２８】
なお、図中４１は、ジメチルエーテルを冷却用流体通路１６内に圧送するための圧送ポンプを示す。
【００２９】
次に、上記構成によるジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ５の作用を説明する。
【００３０】
上述のように、シリンダブロック１５内に冷却用流体通路１６を形成して冷却用流体となるジメチルエーテルを流したことによって、ジメチルエーテルが冷却用流体通路１６内で蒸発し、その蒸発潜熱により、燃料噴射ポンプ５を効率的に冷却できる。従って、ポンプ室１４内で圧縮されるジメチルエーテルを十分に冷却することができ、キャビテーションが起こるのを防止でき、燃料噴射量や燃料噴射率のバラツキを無くすことができる。これによって、エンジン内での異常燃焼が防止され、エンジンの性能の向上が達成される。
【００３１】
さらに、キャビテーションを防止できるので、燃料噴射ポンプ５自体にかかる負担を軽減することができ、その耐用期間を長くすることができる。
【００３２】
冷却用流体通路１６は、ポンプ室１４の周囲では、当該ポンプ室１４を囲繞して筒状に形成されているので、圧縮熱によって特に温度が上昇するポンプ室１４を重点的且つ効率的に冷却することができる。
【００３３】
また、冷却用流体通路１６の通路部３３は、ジメチルエーテル吸入流路２７の近傍に形成されているので、シリンダブロック１５を冷却すると共に、ジメチルエーテル吸入流路２７内のジメチルエーテル燃料も冷却できる。
【００３４】
本発明では、冷却用流体として、燃料となるジメチルエーテルを兼用して利用しており、燃料噴射ポンプ５で吸熱したジメチルエーテルを、冷却して燃料タンクに戻して循環するようになっているので、別途に冷却流体を設ける必要がなく、装置の簡素化及び軽量化の達成に役立っている。
【００３５】
なお、本実施の形態では、列型の燃料噴射ポンプ５を例に挙げて説明したが、本発明は、コモンレール用の高圧ポンプとし、燃料噴射装置との間にコモンレールを設けたものであっても適用できるのは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、燃料であるジメチルエーテルを冷却用流体によって十分に冷却することができるので、キャビテーションが起こるのを防止でき、燃料噴射量や燃料噴射率のバラツキを無くすことができ、エンジン内での異常燃焼が防止され、エンジンの性能の向上が達成されるといった優れた効果を発揮する。
【００３７】
また、冷却用流体としてジメチルエーテルを用いているので、その蒸発潜熱を利用することができ、冷却効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプの好適な実施の形態を示した断面図である。
【図２】シリンダブロックのポンプ室の上部を示した断面図である。
【図３】シリンダブロックのポンプ室の周囲を示した断面図である。
【図４】ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムを示した概略構成図である。
【符号の説明】
３ 燃料タンク
５ 燃料噴射ポンプ
７ 燃料噴射装置
１４ ポンプ室
１５ シリンダブロック
１６ 冷却用流体通路
２７ ジメチルエーテル吸入流路
３７ 循環流路
３８ 冷却装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから圧送されたジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置に送るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンの燃料として、ジメチルエーテルを用いる場合、通常の軽油用燃料噴射ポンプが流用されている。この燃料噴射ポンプは、列型燃料噴射ポンプやコモンレール用高圧燃料ポンプ等があるが、いずれも、プランジャ等のピストン構造を有しており、このプランジャの往復運動によって、燃料を圧縮して高圧にして、圧送するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の燃料噴射ポンプは、元々軽油用であるため、燃料を冷却することは考えられていなかった。しかしながら、ジメチルエーテルは、沸点が低いため、燃料を冷却しない上記燃料噴射ポンプにジメチルエーテルを用いた場合には、圧縮熱によって燃料噴射ポンプが加熱され、キャビテーションを起こし易く、燃料噴射量や燃料噴射率にバラツキが発生するといった問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題を解決すべく案出されたものであり、その目的は、ジメチルエーテルを十分に冷却でき、そのキャビテーションが起こるのを防止できるジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明は、燃料タンクから圧送されたジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置に送るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、ジメチルエーテルを圧縮するポンプ室を構成するシリンダブロックに、冷却用流体を流すための冷却用流体通路を、ジメチルエーテルを上記ポンプ室に供給するジメチルエーテル吸入流路の近傍に、且つ、上記ジメチルエーテル吸入流路に沿って形成し、上記冷却用流体として燃料となるジメチルエーテルを用い、上記冷却用流体として用いるジメチルエーテルを上記冷却用流体通路内で蒸発させるものである。
【０００６】
上記構成によれば、燃料であるジメチルエーテルを冷却用流体によって十分に冷却することができ、キャビテーションが起こるのを防止でき、燃料噴射量や燃料噴射率のバラツキを無くすことができる。
【０００７】
そして、上記冷却用流体通路が、上記ポンプ室の周囲では当該ポンプ室を囲繞して筒状に形成されたものが好ましい。
【０００８】
また、上記冷却用流体通路が上記燃料タンクと循環流路を介して接続され、その循環流路にジメチルエーテルを冷却する冷却装置が設けられ、上記冷却用流体として用いるジメチルエーテルが、冷却されて燃料タンクに循環されるものが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプの好適な実施の形態を示した断面図、図２はシリンダブロックのポンプ室の上部を示した断面図、図３はシリンダブロックのポンプ室の周囲を示した断面図、図４はジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムを示した概略構成図である。
【００１１】
まず、本実施の形態のジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムの全体構成を説明する。
【００１２】
図４に示すように、ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム１は、シャシ側（図示せず）に燃料タンク３が設けられている。燃料タンク３には、エンジン側（図示せず）に設けられた燃料噴射ポンプ５にジメチルエーテル（ＤＭＥ）燃料を供給するための燃料パイプ６が接続されている。
【００１３】
燃料噴射ポンプ５の下流側には、エンジンの燃焼室（図示せず）内にジメチルエーテル燃料を噴射するための複数の燃料噴射装置（インジェクタ）７がそれぞれ接続されている。
【００１４】
燃料噴射ポンプ５には、余剰のジメチルエーテル燃料を燃料タンク３に戻す燃料戻しパイプ８が接続されている。
【００１５】
燃料タンク３内には、ジメチルエーテルをその圧力を飽和蒸気圧以上に高めて燃料噴射ポンプ５に送るための圧送ポンプ９が設けられている。
【００１６】
なお、図中、１１は燃料クーラ、１２は燃料カットバルブをそれぞれ示す。
【００１７】
図１に示すように、燃料噴射ポンプ５は、ジメチルエーテルを圧縮するためのポンプ室１４を有している。ポンプ室１４は、シリンダブロック１５とプランジャ２２とで区画されている。
【００１８】
詳しくは、シリンダブロック１５は、上ブロック１７と中ブロック１８と下ブロック１９とプランジャバレルブロック２１とを有しており、ポンプ室１４は中ブロック１８とプランジャバレルブロック２１とプランジャ２２とで囲まれて区画形成されている。
【００１９】
プランジャ２２は、その下端が拡径して鍔部２３が形成されており、その鍔部２３とプランジャバレルブロック２１の下端との間にバネ部材２４が設けられ、プランジャ２２を下方に付勢するようになっている。
【００２０】
プランジャ２２の下方には、回転軸２５に固定されたカム２６が各プランジャ２２毎に設けられており、回転軸２５が一回転するごとに、カム２６によって、プランジャ２２が一回押し上げられ、ポンプ室１４内のジメチルエーテルを圧縮するようになっている。
【００２１】
上ブロック１７と中ブロック１８には、ジメチルエーテルを供給するジメチルエーテル吸入流路２７が設けられている。このジメチルエーテル吸入流路２７は、燃料タンク３から延びる燃料パイプ６との接続部（図示せず）から各ポンプ室１４に延びて形成されている。ジメチルエーテル吸入流路２７には逆止弁２８が設けられている。この逆止弁２８は、ポンプ室１４側にのみジメチルエーテルを供給可能で、ジメチルエーテルの圧力が蒸気圧よりも高い場合に、そのジメチルエーテルがポンプ室１４内に流されるように、圧力が設定されている。
【００２２】
上ブロック１７と中ブロック１８には、各ポンプ室１４から圧縮されたジメチルエーテルを吐出するジメチルエーテル吐出流路３１が設けられている。このジメチルエーテル吐出流路３１は、各ポンプ室１４から燃料噴射装置７側（図１中、上方）に延びて形成されている。ジメチルエーテル吐出流路３１には逆止弁３２が設けられている。この逆止弁３２は、燃料噴射装置７側にのみジメチルエーテルを吐出可能で、ジメチルエーテルの圧力がエンジン内に噴射するのに適した圧力の場合に、そのジメチルエーテルが燃料噴射装置７側に流されるように、圧力が設定されている。
【００２３】
ところで、本発明は、シリンダブロック１５に冷却用流体を流すための冷却用流体通路１６を形成したことを特徴とする。
【００２４】
冷却用流体通路１６は、上ブロック１７及び中ブロック１８内に形成された比較的細い通路部（図１及び図２参照）３３と、ポンプ室１４を囲繞してプランジャバレルブロック２１内に筒状に形成された冷却筒部（図１及び図３参照）３４とで構成されている。冷却筒部３４は、各プランジャ２２毎に、円筒状に形成されている。
【００２５】
通路部３３は、上ブロック１７内を横方向に延びる主通路３５と、その主通路３５から各冷却筒部３４に延びる分岐通路３６とからなる。分岐通路３６は、冷却筒部３４に対して二か所ずつ形成されており、冷却筒部３４の断面の直径円周上に形成され、互いに最も離れて配置されている。
【００２６】
主通路３５は、燃料タンク３と循環流路３７を介して接続されている。その循環流路３７の燃料噴射ポンプ５の下流側部分には、ジメチルエーテルを冷却する冷却装置３８と、ジメチルエーテルを圧縮するコンプレッサ３９とが設けられている。
【００２７】
要するに本発明は、冷却用流体通路１６内を流れる冷却用流体として、燃料となるジメチルエーテルを兼用して利用しており、燃料噴射ポンプ５で吸熱したジメチルエーテルを、冷却して燃料タンク３に戻して循環させるようになっている。
【００２８】
なお、図中４１は、ジメチルエーテルを冷却用流体通路１６内に圧送するための圧送ポンプを示す。
【００２９】
次に、上記構成によるジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ５の作用を説明する。
【００３０】
上述のように、シリンダブロック１５内に冷却用流体通路１６を形成して冷却用流体となるジメチルエーテルを流したことによって、ジメチルエーテルが冷却用流体通路１６内で蒸発し、その蒸発潜熱により、燃料噴射ポンプ５を効率的に冷却できる。従って、ポンプ室１４内で圧縮されるジメチルエーテルを十分に冷却することができ、キャビテーションが起こるのを防止でき、燃料噴射量や燃料噴射率のバラツキを無くすことができる。これによって、エンジン内での異常燃焼が防止され、エンジンの性能の向上が達成される。
【００３１】
さらに、キャビテーションを防止できるので、燃料噴射ポンプ５自体にかかる負担を軽減することができ、その耐用期間を長くすることができる。
【００３２】
冷却用流体通路１６は、ポンプ室１４の周囲では、当該ポンプ室１４を囲繞して筒状に形成されているので、圧縮熱によって特に温度が上昇するポンプ室１４を重点的且つ効率的に冷却することができる。
【００３３】
また、冷却用流体通路１６の通路部３３は、ジメチルエーテル吸入流路２７の近傍に形成されているので、シリンダブロック１５を冷却すると共に、ジメチルエーテル吸入流路２７内のジメチルエーテル燃料も冷却できる。
【００３４】
本発明では、冷却用流体として、燃料となるジメチルエーテルを兼用して利用しており、燃料噴射ポンプ５で吸熱したジメチルエーテルを、冷却して燃料タンクに戻して循環するようになっているので、別途に冷却流体を設ける必要がなく、装置の簡素化及び軽量化の達成に役立っている。
【００３５】
なお、本実施の形態では、列型の燃料噴射ポンプ５を例に挙げて説明したが、本発明は、コモンレール用の高圧ポンプとし、燃料噴射装置との間にコモンレールを設けたものであっても適用できるのは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、燃料であるジメチルエーテルを冷却用流体によって十分に冷却することができるので、キャビテーションが起こるのを防止でき、燃料噴射量や燃料噴射率のバラツキを無くすことができ、エンジン内での異常燃焼が防止され、エンジンの性能の向上が達成されるといった優れた効果を発揮する。
【００３７】
また、冷却用流体としてジメチルエーテルを用いているので、その蒸発潜熱を利用することができ、冷却効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプの好適な実施の形態を示した断面図である。
【図２】シリンダブロックのポンプ室の上部を示した断面図である。
【図３】シリンダブロックのポンプ室の周囲を示した断面図である。
【図４】ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムを示した概略構成図である。
【符号の説明】
３ 燃料タンク
５ 燃料噴射ポンプ
７ 燃料噴射装置
１４ ポンプ室
１５ シリンダブロック
１６ 冷却用流体通路
２７ ジメチルエーテル吸入流路
３７ 循環流路
３８ 冷却装置
Claims (3)
- 燃料タンクから圧送されたジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置に送るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、ジメチルエーテルを圧縮するポンプ室を構成するシリンダブロックに、冷却用流体を流すための冷却用流体通路を、ジメチルエーテルを上記ポンプ室に供給するジメチルエーテル吸入流路の近傍に、且つ、上記ジメチルエーテル吸入流路に沿って形成し、上記冷却用流体として燃料となるジメチルエーテルを用い、上記冷却用流体として用いるジメチルエーテルを上記冷却用流体通路内で蒸発させることを特徴とするジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ。
- 上記冷却用流体通路が、上記ポンプ室の周囲では当該ポンプ室を囲繞して筒状に形成された請求項１記載のジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ。
- 上記冷却用流体通路が上記燃料タンクと循環流路を介して接続され、その循環流路にジメチルエーテルを冷却する冷却装置が設けられ、上記冷却用流体として用いるジメチルエーテルが、冷却されて燃料タンクに循環される請求項１または２いずれかに記載のジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001082897A JP4038992B2 (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | ジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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