JP5548288B2 - 燃料加熱システム - Google Patents

Description

車輌のエンジンの低温始動時において、アルコールはガソリンと比較して引火点が高いため、エンジンに供給される燃料のアルコール濃度が高い場合は低温始動時において始動不良となりやすい。

本発明は、車両のエンジンに供給される燃料を加熱する燃料加熱システムに関する。

従来、車両等に用いられるディーゼルエンジンでは、寒冷地におけるディーゼルエンジンの始動性を向上させる目的で、ディーゼルエンジンに供給される燃料を加熱するヒーターを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のディーゼルエンジンは、燃料を噴射するインジェクションノズルへの燃料の供給路にコモンレールを設け、コモンレール内に燃料を貯留すると共に、コモンレール内に配置したヒーターで燃料を加熱している。

特開平８−３３８３３９

本発明は、クランキング時に燃料の加熱を停止しても、エンジン始動まで燃料供給路の下流側の高温の燃料の温度を始動可能温度に維持することができる燃料加熱システムを得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る燃料加熱システムは、車両のエンジンにアルコールを含む燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料供給路に前記燃料が流れる方向と交差する方向に平面が配置されるように設けられ、前記燃料供給路を上下に分割する邪魔板と、前記邪魔板に設けられ前記燃料供給路の内部で燃料を加熱する加熱手段と、を備え、前記燃料供給路には、前記加熱手段の下側へ前記燃料を供給する供給パイプと、前記加熱手段の上側の前記燃料を前記燃料供給路から流出させる流出パイプとが接続されている。

上記構成によれば、燃料供給路の内側で燃料を加熱するので、加熱源から燃料への伝熱経路が最短となり、燃料以外への伝熱ロスが最小となる。これにより、クランキング前にエンジン始動に必用な量の燃料を、始動に必要な温度まで短時間で加熱できる。さらに、燃料供給路に供給された燃料は、邪魔板によって分岐され、燃料供給路は上下に分割されているため、下側の低温の燃料がエンジンへ直接流れ込まず、下側の低温の燃料と加熱された上側の高温の燃料とが混合されにくくなるので、クランキング時に燃料の加熱を停止しても、エンジン始動まで燃料供給路の高温の燃料の温度を始動可能温度に維持することができる。

本発明の請求項２に係る燃料加熱システムは、前記加熱手段は前記邪魔板の上面および下面に設けられたヒータである。この構成によれば、燃料供給路を流れる燃料を効率よく加熱することができる。

本発明の請求項３に係る燃料加熱システムは、前記燃料供給路内には、燃料の移動に伴う脈動を低減する脈動低減手段が設けられ、前記加熱手段が、前記脈動低減手段に設けられている。この構成によれば、脈動低減手段によって燃料の移動に伴う脈動を低減することができる。さらに、脈動低減手段に加熱手段を設けることで、燃料加熱システムの省スペース化が可能となる。

本発明の請求項４に係る燃料加熱システムは、前記加熱手段は、前記車両に搭載されたバッテリーと、前記燃料供給路の内側に設けられ前記バッテリーから通電されて発熱するヒーターと、を有する。

本発明の請求項５に係る燃料加熱システムは、前記バッテリーと前記ヒーターの間に、前記バッテリーの電圧を増幅して前記ヒーターへ出力する昇圧回路が設けられている。この構成によれば、車両に搭載されたバッテリーの電圧が低いものであっても、昇圧回路によって増幅して高電圧を得ることができる。

本発明の請求項６に係る燃料加熱システムは、前記ヒーターが複数本設けられ、複数の前記ヒーターが間隔を空けて前記燃料供給路内へ並列配置されている。この構成によれば、１本のヒーターを用いる場合に較べて燃料加熱のための出力と伝熱面積が増加するので、短時間で燃料を加熱することができる。

本発明の請求項７に係る燃料加熱システムは、前記燃料供給路は非磁性体で形成され、前記加熱手段は、前記車両に搭載されたバッテリーと、前記燃料供給路の外側に設けられ、前記バッテリーからの通電によって磁界を発生する磁界発生手段と、前記燃料供給路の内側に設けられ、磁性を有し前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱部材と、を有する。

上記構成によれば、バッテリーからの通電によって磁界発生手段が磁界を発生する。ここで、燃料供給路は非磁性体であり、燃料供給路の内側の発熱部材は磁性体であるため、磁界発生手段と発熱部材の間で閉磁路が形成される。この磁界の電磁誘導によって発熱部材に渦電流が発生し、発熱部材が発熱する。このように、発熱部材が電磁誘導作用により発熱するため、発熱部材にエネルギー供給する部材を燃料供給路の外側から接続する必要が無くなり、発熱部材の装着口が不要となる。

本発明の請求項８に係る燃料加熱システムは、前記発熱部材には、前記発熱部材の表面積を増加させる凸部が形成されている。この構成によれば、凸部によって発熱部材の表面積が増加するので、燃料に短時間で高出力の熱エネルギーを付与して加熱することができる。

本発明の請求項９に係る燃料加熱システムは、前記加熱手段は、熱源から熱量が移動して発熱するヒートパイプを有する。この構成によれば、熱源を燃料供給路から離れた場所に設置することになっても、ヒートパイプによって熱源の熱を燃料に伝達させることができる。

本発明の請求項１０に係る燃料加熱システムは、前記加熱手段は、前記燃料供給路の外側に設けられ空気が導入される燃焼室と、前記燃焼室の内側に設けられ燃料が流入する燃料流入路と、前記燃料流入路に流入する燃料を加熱する流入燃料加熱手段と、前記燃料流入路の流末に設けられ前記燃焼室の内部に燃料を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルで噴射された燃料に点火して燃焼させる点火手段と、前記燃焼室に接続されると共に前記燃料供給路の内側に配置され、前記燃焼室の燃焼エネルギーが導入されて燃料を加熱する加熱路と、を有する。

上記構成によれば、流入燃料加熱手段で燃料流入路内の燃料を少量加熱する。そして、流入燃料加熱手段で加熱された燃料が噴射ノズルから噴射されると共に空気と混合され、点火手段で点火されて燃焼室内で燃焼が行われる。点火及び燃焼開始後は、流入燃料加熱手段が停止され、燃料流入路内へ流入する燃料は燃焼熱により引火点以上の温度に加熱される。

一方、燃料供給路内では、この燃焼で発生した火炎により加熱路が発熱することで燃料が加熱される。そして、加熱された燃料が噴射されエンジンが始動する。エンジンの始動後は、燃焼室の燃焼を停止する。

ここで、燃料供給路の内側で燃料を加熱するので、加熱源から燃料への伝熱経路が最短となり、燃料以外への伝熱ロスが最小となる。これにより、クランキング前にエンジン始動に必用な量の燃料を、始動に必要な温度まで短時間で加熱できる。

さらに、燃焼室内で燃焼開始後は、燃料流入路内の燃料が燃焼熱により加熱されるため、流入燃料加熱手段の動作を停止しても、燃料流入路の内部の燃料が加熱され、燃焼を続けることができる。このように、自己燃焼熱を用いて燃料の加熱が行えるので、燃料加熱のためのエネルギー利用効率が上がる。

また、初期点火時以外にバッテリーの電力を用いないので、クランキングと同時の燃料加熱が可能となる。さらに、燃料Ｌの加熱のための熱源をほぼ燃焼熱とするため、バッテリーの負担が小さくて済む。

本発明は、上記構成としたので、クランキング時に燃料の加熱を停止しても、エンジン始動まで燃料供給路の下流側の高温の燃料の温度を始動可能温度に維持することができる。

本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システム周辺の全体構成図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムの昇圧回路の回路図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムに必要な出力密度を測定するための試験装置の構成図である。 （ａ）〜（ｃ）本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムに必要な出力密度を決定するための試験結果のグラフである。 （ｄ）、（ｅ）本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムに必要な出力密度を決定するための試験結果のグラフである。 本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムの燃料Ｌの沸騰温度までの到達時間を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムの他の第１実施例の平断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムの他の第２実施例の縦断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムの他の第２実施例のパルセーションダンパの縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係る燃料加熱システムの他の第２実施例のヒーターの取付け状態を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第２実施形態に係る燃料加熱システムの縦断面図である。（ｃ）本発明の第２実施形態に係る燃料加熱システムの発熱部材の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る燃料加熱システムの縦断面図である。 （ａ）本発明の第４実施形態に係る燃料加熱システムの縦断面図である。（ｂ）本発明の第４実施形態に係る燃焼加熱システムの縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る燃料加熱システムの縦断面図である。 （ａ）本発明の第６実施形態に係る燃料加熱システムの縦断面図である。（ｂ）本発明の第６実施形態に係る燃料加熱システムの他の実施例の縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第７実施形態に係る燃料加熱システムの縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第７実施形態に係る燃料加熱システムの他の実施例の正面図及び縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）本発明の各実施形態に係る燃料加熱システムを組合せた他の実施例の縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）本発明の各実施形態に係る燃料加熱システムを組合せた他の実施例の縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第８実施形態に係る燃料加熱システムの正面図及び縦断面図である。（ｃ）本発明の第８実施形態に係る燃料加熱システムのフィードパイプの部分図である。 （ａ）〜（ｄ）本発明の各実施形態に係る燃料加熱システムを組合せた他の実施例の縦断面図である。

本明細書において、第７実施形態を本実施形態と読み替え、第１〜第６実施形態、及び第８実施形態を参考例と読み替える。

本発明の燃料加熱システムの第１実施形態を図面に基づき説明する。

図１には、車両１０の内部構成が示されている。車両１０は、燃料Ｌが貯留された燃料タンク１２と、燃料Ｌを消費して作動するエンジン２０とを有している。

燃料タンク１２は、内部にガソリン又はエタノール等のアルコールを含む燃料Ｌが貯留されており、燃料Ｌをエンジン２０へ供給するための供給パイプ１４の一端が接続されている。また、供給パイプ１４の他端は、燃料Ｌを高圧状態で蓄えることが可能なフューエルデリバリーパイプ１８に接続されている。

ここで、供給パイプ１４の燃料タンク１２側にはポンプ１６が設けられている。このポンプ１６が駆動されることで、燃料タンク１２内の燃料Ｌが汲み上げられ、加圧された状態でフューエルデリバリーパイプ１８に供給されるようになっている。一例として、ポンプ１６は、３００〜４００ｋＰａの加圧力となるように設定されている。

フューエルデリバリーパイプ１８は、中空直方体状に形成されている。フューエルデリバリーパイプ１８の天井壁には、貫通穴２２が形成されており、この貫通穴２２の周縁に供給パイプ１４が接続されている。また、フューエルデリバリーパイプ１８の底壁には、エンジン２０の気筒数に準じた４つの貫通穴２３が形成されており、４つの貫通穴２３それぞれにインジェクタ２４が接続されている。この４つのインジェクタ２４によって、フューエルデリバリーパイプ１８内の高圧状態の燃料Ｌが霧化され、燃焼室へ噴射されるようになっている。

図１及び図２に示すように、フューエルデリバリーパイプ１８の一方の側壁には貫通穴２６が形成されており、貫通穴２６からフューエルデリバリーパイプ１８の内部へヒーター２８が挿入されている。ヒーター２８は、通電によって発熱するシースヒーター（金属パイプの内側に発熱体を配置し熱伝導の良い絶縁粉末で充填したもの）であり、端部にフランジ３２が設けられている。また、ヒーター２８は、フランジ３２から外側へ通電用の配線３４が延出されている。なお、ヒーター２８は、フランジ３２がフューエルデリバリーパイプ１８の側壁に固定されることで、フューエルデリバリーパイプ１８内に取付けられている。ここで、フューエルデリバリーパイプ１８の内側のヒーター２８で、燃料加熱装置３０が構成されている。

一方、図１に示すように、車両１０には、バッテリー３６と、バッテリー３６からの電源供給で動作し車両１０の各部の動作を制御する制御ユニット３８とが設けられ、電気的に接続されている。バッテリー３６の出力側は、制御ユニット３８によるＯＮ、ＯＦＦ制御で通電又は通電遮断が切り替えられるスイッチ４２に接続されている。

また、図１に示すように、スイッチ４２の出力側には必要に応じて昇圧回路４０が接続され、バッテリー３６の出力が予め設定された電圧まで増幅されるようになっている。ヒーター２８の配線３４は、昇圧回路４０（又はスイッチ４２）の出力部に接続される。

図３には、昇圧回路４０の一例が示されている。昇圧回路４０は、コイル３７と、トランジスタ３９と、ダイオード４１と、コンデンサ４３とを有している。ここで、トランジスタ３９をＯＮ−ＯＦＦ（ベースへの通電をＯＮ−ＯＦＦ）させることにより、トランジスタ３９がＯＮのときには、コイル３７に磁気エネルギーを蓄え、トランジスタ３９がＯＦＦのときには、コイル３７とバッテリー３６が直列になり、バッテリー３６の電圧＋コイル３７のエネルギー分の電圧をＶｏｕｔから出力する。これにより、バッテリー３６の入力電圧よりも高い電圧（Ｖｏｕｔ）を出力させることが可能となっている。なお、トランジスタ３９がＯＮのときは、コンデンサ４３からの供給となる。これにより、ＯＮ−ＯＦＦ時の出力の飛びを埋めている。

また、図１に示すように、昇圧回路４０の出力側は、制御ユニット３８によるＯＮ、ＯＦＦ制御で通電又は通電遮断が切り換えられるスイッチ４２に接続されており、スイッチ４２の出力部（図示省略）には、ヒーター２８の配線３４が接続されている。これにより、制御ユニット３８がスイッチ４２をＯＮとしたとき、昇圧回路４０で増幅された出力がヒーター２８に入力される。

一方、フューエルデリバリーパイプ１８内には、温度センサ４４が配設されている。温度センサ４４には出力配線４６が設けられており、出力配線４６は、フューエルデリバリーパイプ１８外へ引き出され制御ユニット３８に接続されている。これにより、温度センサ４４で測定されたフューエルデリバリーパイプ１８内の燃料Ｌの温度に相当する出力は、制御ユニット３８に伝達され、温度データとして処理される。

なお、加熱開始の信号が制御ユニット３８に入力されると、温度センサ４４から出力された温度と、予め設定された下限温度（例えば５℃）とを比較して、５℃以上のときは、燃料Ｌの加熱が不要であると判断して、スイッチ４２をＯＦＦ状態のままとし、ヒーター２８への通電を行わないようになっている。

次に、ヒーター２８で必要とされる出力密度Ｍ（単位：ワット／平方センチメートル）の決定方法の一例について説明する。

図４には、ヒーター２８で必要とされる出力密度Ｍを決めるための試験装置５０が示されている。試験装置５０は、箱状の液槽５２内にエタノールＥが８０ｍｌ（ミリリットル）貯留されており、エタノールＥにヒーター５４（ヒーター２８と同様の構成）の発熱部５４Ａが浸漬されている。ヒーター５４の発熱部５４Ａは、直径６ｍｍ、長さ２４ｍｍであり、表面積は４．５ｃｍ^２となっている。また、ヒーター５４の発熱部５４Ａの表面には、温度測定用の熱電対５６が固定されている。熱電対５６の出力は温度測定ユニット（図示省略）に入力され、温度データに変換される。

一方、ヒーター５４は、１２Ｖ（ボルト）の電源５８と制御ユニット６０とに電気的に接続されている。制御ユニット６０は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うものであり、周期は一定で、入力信号の大きさに応じてパルス幅のデュ−ティ・サイクルを変えて制御を行う。また、制御ユニット６０は、ヒーター５４への出力が可変となっていると共に、ヒーター５４への出力電圧（Ｖ：ボルト）及び出力電流（Ａ：アンペア）が測定されるようになっている。

ここで、制御ユニット６０で出力を変更しながらヒーター５４に２０秒間通電してエタノールＥを加熱したところ、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図６（ｄ）、（ｅ）の結果が得られた。いずれの図も横軸がヒーター５４への通電時間（秒）であり、グラフＡがヒーター５４の温度（℃）、グラフＢが出力電圧（Ｖ）、グラフＣが出力電流（Ａ）を表している。また、破線ＫがエタノールＥの沸点７８℃を表している。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び図６（ｄ）に示すように、ヒーター５４の出力密度Ｍが２７．１Ｗ／ｃｍ^２以下の範囲では、開始から２〜３秒後に沸点まで上昇後、温度上昇は見られず安定している。一方、図６（ｅ）に示すように、ヒーター５４の出力密度Ｍが３９．８Ｗ／ｃｍ^２では、開始から２〜３秒後に沸点まで上昇後、さらに温度上昇が見られる。

このように、ヒーター５４の出力密度が２７Ｗ／ｃｍ^２を超えると、ヒーター５４の温度がエタノールＥの沸点７８℃以上に上昇し、熱が周囲へ伝達せず過熱が起こる膜沸騰状態となるため、エタノールＥを含む燃料を加熱する場合は、ヒーター５４の出力密度を２７Ｗ／ｃｍ^２以下とすることが好ましい。

ここで、図１において、例えば、フューエルデリバリーパイプ１８の内容積を４０ｃｃとしたとき、エンジン２０の始動前に燃料Ｌの加熱を終了するためには、ヒーター２８の出力が０．６ｋＷ以上であることが好ましい。仮に、ヒーター２８が、直径１．３ｍｍ、長さ６８００ｍｍ、印加電圧１００Ｖ、出力１．２ｋＷのシースヒーターであるとき、出力密度４．１Ｗ／ｃｍ^２となるため、エタノールを含む燃料Ｌを膜沸騰を起こさずに短時間（１０秒以内）で昇温可能となる。

一方、図７には、図１の燃料加熱装置３０における冷間始動時のヒーター２８の加熱時間と燃料Ｌの温度の関係が示されている。グラフＤは、温度センサ４４（図１参照）で測定される燃料Ｌの温度を表しており、グラフＥは、フューエルデリバリーパイプ１８の外部に設けた温度センサ（図示省略）で測定される温度を表している。なお、実験条件として、燃料Ｌはエタノール４０ｍｌとし、フューエルデリバリーパイプ１８の外部環境温度は０℃としている。また、ヒーター２８には出力３００Ｗのシースヒーターを４本用いており、電源１００Ｖを用いてヒーター２８の出力密度が４．１Ｗ／ｃｍ^２となるように設定している。

図７に示すように、ヒーター２８の出力密度が４．１Ｗ／ｃｍ^２の条件において、１０秒程度で燃料Ｌ（エタノール）の沸点まで昇温することが確認できた。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。なお、ヒーター２８の出力密度Ｍは、Ｍ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

図１の車両１０において、加熱開始の信号が制御ユニット３８に入力されると、制御ユニット３８が温度センサ４４の温度を測定する。測定温度が予め設定した温度（例えば５℃）よりも低いとき、制御ユニット３８はスイッチ４２をＯＮにする。これにより、バッテリー３６からスイッチ４２、昇圧回路４０、及び配線３４を介してヒーター２８に通電され、ヒーター２８がフューエルデリバリーパイプ１８内の燃料Ｌを加熱する。

ここで、車両１０では、ヒーター２８の出力密度ＭがＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となっているため、フューエルデリバリーパイプ１８の内部で燃料Ｌの膜沸騰が発生せず、ヒーター２８から燃料Ｌへの熱伝達効率を低下させずに燃料Ｌを加熱することができる。また、フューエルデリバリーパイプ１８の内側で燃料Ｌを加熱するので、ヒーター２８から燃料Ｌへの伝熱経路が最短となり、燃料Ｌ以外への伝熱ロスが最小となる。これにより、クランキング前にエンジン２０始動に必用な量の燃料Ｌを、始動に必要な温度まで短時間で加熱できる。

さらに、車両１０では、必要に応じてバッテリー３６の電圧を増幅してヒーター２８へ出力する昇圧回路４０が設けられているので、車両１０に搭載されたバッテリー３６の電圧が低いものであっても、昇圧回路４０によって増幅して高電圧を得ることができる。

続いて、制御ユニット３８は、温度センサ４４で測定される温度が設定温度よりも高いとき、スイッチ４２をＯＦＦにしてヒーター２８への通電を遮断する。なお、温度センサ４４で測定される温度が設定温度よりも低いときに、再度ヒーター２８への通電を再開するようにしてもよい。

次に、特許文献１のような従来の燃料加熱システムと本発明の燃料加熱システムの差異について説明する。

本発明の燃料加熱システム（燃料加熱装置３０）では、エンジン２０の始動に必要な量の燃料Ｌをクランキング前に始動可能温度まで加熱するものである。ここで、燃料Ｌの加熱時に燃料Ｌは流動していないため、燃料Ｌの温度制御が容易となっており、エンジン２０の気筒毎の加熱（後述する第５実施形態参照）を行う場合も燃料Ｌの温度を均一に加熱することができる。

さらに、本発明の燃料加熱システムでは、燃焼熱利用（後述する第４実施形態参照）の場合、バッテリー３６を用いるのは燃焼装置１３０（図１３（ｂ）参照）の燃焼開始までであるため、クランキングと同時加熱が可能となる。

ここで、従来の燃料加熱システムである燃料噴射同時加熱方式に必要な出力と、本発明の燃料加熱システムである始動前加熱方式に必要な出力とを比較する。なお、前提条件として、始動時の燃料Ｌの噴射量３．３ｍｌ／（ｓ・気筒）、クランキング時間３ｓ、本発明の始動前の加熱時間を１０ｓ、燃料Ｌとしてのエタノール比熱１．９５Ｊ／ｍｌ・Ｋ、目標昇温温度８０Ｋとする。

燃料Ｌの加熱に必要な出力は、従来をＱ１、本発明をＱ２とすると、Ｑ１＝３．３ｍｌ／（ｓ・気筒）×１．９５Ｊ／ｍｌ・Ｋ×８０Ｋ＝５１５Ｗ／気筒となり、Ｑ２＝３．３ｍｌ／（ｓ・気筒）×３ｓ×１．９５Ｊ／ｍｌ・Ｋ×８０Ｋ／１０ｓ＝１５４Ｗ／気筒と求められる。

さらに、４気筒のフューエルデリバリーパイプ内で加熱する場合は、燃料Ｌの加熱を除いて必要な出力を約６００Ｗとすると、Ｑ１＝５１５Ｗ／気筒×４＋６００Ｗ＝２６６０Ｗ、Ｑ２＝１５４Ｗ／気筒×４＋６００Ｗ＝１２１６Ｗと求められる。このように、燃料Ｌの加熱に必要な出力はＱ１＞Ｑ２であるから、本発明の方が従来よりも必要出力が低くて済む。

また、１２Ｖバッテリーからの取出し電流を比較すると、従来は約２２０Ａとなるのに対し、本発明では約１００Ａとなる。ここでクランキング時の１２Ｖバッテリーからの取出し電流を１００Ａとすると、クランキング、燃料噴射、燃料加熱を同時に行うことは現実的ではないことが分かる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第１実施形態の他の第１実施例（変形例）について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図８には、本発明の第１実施形態の他の第１実施例としての燃料加熱装置７０が示されている。燃料加熱装置７０は、前述の燃料加熱装置３０（図１参照）のヒーター２８に換えて、ヒーター７２が設けられている。ヒーター７２はシースヒーターであり、２本のヒーター７２Ａ、７２Ｂが、フューエルデリバリーパイプ１８の長手方向（矢印Ｘ方向）と直交する幅方向（矢印Ｙ方向）に間隔を空けて並列配置されている。

燃料加熱装置７０では、２本のヒーター７２Ａ、７２Ｂを用いていることから、１本のヒーターを用いる場合に較べて燃料Ｌの加熱のための伝熱面積が増加している。これにより、短時間で燃料Ｌを加熱することができる。

図９（ａ）には、本発明の燃料加熱システムの第１実施形態の他の第２実施例としての燃料加熱装置８０が示されている。燃料加熱装置８０は、フューエルデリバリーパイプ７６内にヒーター７８とパルセーションダンパ８２が設けられている。

フューエルデリバリーパイプ７６は、図１のフューエルデリバリーパイプ１８に近い構成となっており、インジェクタ２４が設けられているが、ヒーター７８の取付け部が無く、燃料Ｌ供給用の貫通穴７７が側壁に形成されている点が異なる。また、ヒーター７８は、ヒーター２８（図１参照）と同様のシースヒーターであり、パルセーションダンパ８２の上面に接着等により取付けられている。

図９（ｂ）に示すように、パルセーションダンパ８２は、弾性を有する金属製の箱体であり内部が中空となっている。パルセーションダンパ８２の両端部は、フューエルデリバリーパイプ７６（図９（ａ）参照）の内壁に位置決め機構により固定されている。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、燃料加熱装置８０では、燃料Ｌの供給（移動）時にパルセーションダンパ８２が一旦内側に凹んでから元に戻る変形を繰り返すことで脈動を低減することができる。さらに、燃料加熱装置８０では、パルセーションダンパ８２にヒーター７８を取付けることで、パルセーションダンパ８２とヒーター７８を別体で設けるものに比べて省スペース化が可能となっている。

ここで、パルセーションダンパ８２へのヒーターの取付け例として、図１０（ａ）に示すように可撓性を有するヒーター８３をパルセーションダンパ８２の外周に巻き付けてもよく、あるいは、図１０（ｂ）に示すようにパルセーションダンパ８２の上面又は下面に複数のヒーター８４（８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ）を並列に取付けてもよい。

次に、本発明の燃料加熱システムの第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１１（ａ）には、燃料加熱装置９０が示されている。燃料加熱装置９０は、燃料タンク１２（図１参照）から燃料Ｌが供給されるフューエルデリバリーパイプ９２を有している。フューエルデリバリーパイプ９２は、非磁性体であるオーステナイト系ＳＵＳが中空直方体状に形成されたものである。フューエルデリバリーパイプ９２の側壁には貫通穴９４が形成されており、この貫通穴９４の周縁に供給パイプ１４（図１参照）が接続されている。

また、フューエルデリバリーパイプ９２の底壁には、エンジン２０（図１参照）の燃料室（図示省略）に対応した４つの貫通穴９６が形成されており、４つの貫通穴９６それぞれにインジェクタ２４が接続されている。この４つのインジェクタ２４によって、フューエルデリバリーパイプ９２内の高圧状態の燃料Ｌが霧化され、燃焼室へ噴射されるようになっている。また、フューエルデリバリーパイプ９２内には、磁性体であるフェライト系ＳＵＳが棒状に形成された発熱部材９５と、温度センサ４４とが設けられている。発熱部材９５は、一部がフューエルデリバリーパイプ９２に固定され支持されている。

一方、フューエルデリバリーパイプ９２の外周上面には、昇圧回路４０（図１参照）に接続され通電により磁界Ｈを発生するコイル部材９７が設けられている。図１１（ｂ）に示すように、コイル部材９７は、フューエルデリバリーパイプ９２の上面にインジェクタ２４（図１１（ａ）参照）の配列方向に沿って設けられた板状の芯材９８に巻き回されている。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。なお、発熱部材９５の出力密度Ｍは、Ｍ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

図１１（ｂ）に示すように、燃料加熱装置９０では、バッテリー３６（図１参照）からの通電によってコイル部材９７が磁界Ｈを発生する。ここで、フューエルデリバリーパイプ９２は非磁性体であり、フューエルデリバリーパイプ９２の内側の発熱部材９５は磁性体であるため、コイル部材９７と発熱部材９５の間で閉磁路が形成される。

続いて、磁界Ｈの電磁誘導作用によって発熱部材９５の表面（表層）に渦電流が発生し、発熱部材９５が発熱する。ここで、発熱部材９５の出力密度ＭがＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となっており、燃料Ｌの膜沸騰が発生しないので、発熱部材９５から燃料Ｌへの熱伝達効率を低下させずに燃料Ｌを加熱することができる。また、フューエルデリバリーパイプ９２の内側で燃料Ｌを加熱するので、発熱部材９５から燃料Ｌへの伝熱経路が最短となり、燃料Ｌ以外への伝熱ロスが最小となる。これにより、クランキング前にエンジン２０始動に必用な量の燃料Ｌを、始動に必要な温度まで短時間で加熱できる。

また、発熱部材９５が電磁誘導作用により発熱するため、発熱部材９５にエネルギー供給する部材をフューエルデリバリーパイプ９２の外側から接続する必要が無くなり、フューエルデリバリーパイプ９２における発熱部材９５の装着口が不要となる。

なお、図１１（ｃ）に示すように、発熱部材９５として、外周面に凸部としての複数の板状のフィン９９を突設させたものを用いてもよい。複数のフィン９９は、一例として、予め設定した間隔を空けてほぼ平行に配置され、面内方向が発熱部材９５の軸方向と交差する斜め方向となっている。このように、複数のフィン９９を用いることで発熱部材９５の表面積が増加し、燃料Ｌに短時間で高出力の熱エネルギーを付与して加熱することができる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第３実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１２には、燃料加熱装置１００が示されている。燃料加熱装置１００は、燃料タンク１２（図１参照）から燃料Ｌが供給されるフューエルデリバリーパイプ１０２を有している。フューエルデリバリーパイプ１０２は、中空直方体状に形成されている。フューエルデリバリーパイプ１０２の側壁には貫通穴１０４が形成されており、この貫通穴１０４の周縁に供給パイプ１４（図１参照）が接続されている。

また、フューエルデリバリーパイプ１０２の底壁には、エンジン２０（図１参照）の燃料室（図示省略）に対応した４つの貫通穴１０６が形成されており、４つの貫通穴１０６それぞれにインジェクタ２４が接続されている。この４つのインジェクタ２４によって、フューエルデリバリーパイプ１０２内の高圧状態の燃料Ｌが霧化され、燃焼室へ噴射されるようになっている。さらに、フューエルデリバリーパイプ１０２内には、ヒートパイプ１０８と、温度センサ４４とが設けられている。

ヒートパイプ１０８は、フューエルデリバリーパイプ１０２の側壁に形成された貫通穴１１０に挿通され、一方の端部がフューエルデリバリーパイプ１０２の内側に配置されている。また、ヒートパイプ１０８の他方の端部は、フューエルデリバリーパイプ１０２の外側に配置されており、車両１０内のバッテリー３６（図１参照）を電源とするヒーター等が用いられる発熱部１１２に接している。なお、ヒートパイプ１０８は、密閉ケース内に少量の作動液が真空封入され、ケースの内壁に毛細管構造（ウィック）が設けられた構成となっているが、図示を省略する。

次に、本発明の第３実施形態の作用について説明する。なお、ヒートパイプ１０８の出力密度ＭがＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように、発熱部１１２及びヒートパイプ１０８が予め設定されているものとする。

図１２に示すように、燃料加熱装置１００では、発熱部１１２の発熱によってヒートパイプ１０８の一方の端部が加熱されると、ヒートパイプ１０８では、加熱された部位で作動液が蒸発し、発熱部１１２よりも低温のフューエルデリバリーパイプ１０２内にある他方の端部へ蒸気が移動する。そして、他方の端部へ移動した蒸気が凝縮して液が生成され、この液が毛細管現象で発熱部１１２側の端部に環流することで、連続的に熱が移動し、燃料Ｌが加熱される。

ここで、ヒートパイプ１０８の出力密度ＭがＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となっており、燃料Ｌの膜沸騰が発生しないので、ヒートパイプ１０８から燃料Ｌへの熱伝達効率を低下させずに燃料Ｌを加熱することができる。また、フューエルデリバリーパイプ１０２の内側で燃料Ｌを加熱するので、ヒートパイプ１０８から燃料Ｌへの伝熱経路が最短となり、燃料Ｌ以外への伝熱ロスが最小となる。これにより、クランキング前にエンジン２０始動に必用な量の燃料Ｌを、始動に必要な温度まで短時間で加熱できる。

さらに、発熱部１１２をフューエルデリバリーパイプ１０２から離れた場所に設置することになっても、ヒートパイプ１０８によって発熱部１１２の熱を燃料Ｌに伝達させることができる。なお、直径１３ｍｍ、発熱領域の長さが１００ｍｍのヒートパイプ１０８を水平方向に３本設置することにより、１ｋＷの熱輸送量が得られる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第４実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１３（ａ）には、燃料加熱装置１２０が示されている。燃料加熱装置１２０は、燃料タンク１２（図１参照）から燃料Ｌが供給されるフューエルデリバリーパイプ１２２と、燃焼装置１３０とを有している。

フューエルデリバリーパイプ１２２は、中空直方体状に形成されている。フューエルデリバリーパイプ１２２の左右両側壁には貫通穴１２４、１２６が形成されており、左右両側壁と異なる側壁には貫通穴１２８が形成されている。貫通穴１２８の周縁には、供給パイプ１４（図１参照）が接続されている。

また、フューエルデリバリーパイプ１２２の底壁には、エンジン２０（図１参照）の燃料室（図示省略）に対応した４つの貫通穴１３２が形成されており、４つの貫通穴１３２それぞれにインジェクタ２４が接続されている。この４つのインジェクタ２４によって、フューエルデリバリーパイプ１２２内の高圧状態の燃料Ｌが霧化され、燃焼室へ噴射されるようになっている。なお、フューエルデリバリーパイプ１２２内には、温度センサ４４が設けられている。

一方、燃焼装置１３０は、内部で燃焼が行われる燃焼室１３４と、燃焼室１３４で燃焼が行われたときの火炎が伝達される火炎伝達パイプ１３６とを有している。燃焼室１３４と火炎伝達パイプ１３６は内部が連通されており、火炎伝達パイプ１３６の燃焼室１３４と反対側にある排気口１３８（図１１（ｂ）参照）から、燃焼による排気Ｇが排出されるようになっている。また、火炎伝達パイプ１３６は、フューエルデリバリーパイプ１２２の貫通穴１２４、１２６に挿通され固定されている。

図１３（ｂ）に示すように、燃焼室１３４は、上壁及び底壁に貫通穴１４２、１４４が形成されており、貫通穴１４２、１４４を通して燃焼室１３４内に空気（矢印Ａ）が流入可能となっている。また、燃焼室１３４の側壁には、貫通穴１４６が形成されており、貫通穴１４６を通して燃焼室１３４の外側から内側へ燃料流入パイプ１４８が導入されている。

燃料流入パイプ１４８の一方の端部は、燃焼用の燃料Ｌが貯留された燃料タンク（図示省略）に接続されており、この燃料タンクから燃料Ｌが圧送されるようになっている。また、燃料流入パイプ１４８の他方の端部には、燃焼室１３４内に燃料Ｌを噴射させるためのノズル１５０が取付けられている。さらに、燃焼室１３４の外側にある燃料流入パイプ１４８の一部には、外周を覆って面状発熱体１５４が取付けられている。

面状発熱体１５４は、制御ユニット３８（図１参照）によって通電のＯＮ／ＯＦＦが行われる通電手段（図示省略）の通電によって発熱し、燃焼室１３４内に供給される燃料Ｌを加熱するようになっている。また、燃焼室１３４内でノズル１５０の近傍には、ノズル１５０から噴射された燃料Ｌに点火を行うための点火線１５２が設けられている。

次に、本発明の第４実施形態の作用について説明する。なお、燃焼室１３４での燃焼エネルギーによる火炎伝達パイプ１３６の表面の単位面積（平方センチメートル）あたりの発熱量は、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、燃料加熱装置１２０では、面状発熱体１５４で燃料流入パイプ１４８内の燃料Ｌを少量加熱する。そして、面状発熱体１５４で加熱された燃料Ｌがノズル１５０から噴射されると共に空気と混合され、点火線１５２で点火されて燃焼室１３４内で燃焼が行われる。点火及び燃焼開始後は、面状発熱体１５４の通電が停止され、燃料流入パイプ１４８内へ流入する燃料Ｌは燃焼熱により引火点以上の温度に加熱される。

一方、フューエルデリバリーパイプ１２２内では、この燃焼で発生した火炎が火炎伝達パイプ１３６内を移動し、火炎伝達パイプ１３６が発熱することで燃料Ｌが加熱される。そして、加熱された燃料Ｌがインジェクタ２４から噴射されエンジン２０が始動する。エンジン２０の始動後は、燃焼室１３４の燃焼を停止する。

ここで、火炎伝達パイプ１３６の発熱量が、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となっており、フューエルデリバリーパイプ１２２内の燃料Ｌの膜沸騰が発生しないので、火炎伝達パイプ１３６から燃料Ｌへの熱伝達効率を低下させずに燃料Ｌを加熱することができる。また、フューエルデリバリーパイプ１２２の内側で燃料Ｌを加熱するので、火炎伝達パイプ１３６から燃料Ｌへの伝熱経路が最短となり、燃料Ｌ以外への伝熱ロスが最小となる。これにより、クランキング前にエンジン２０始動に必用な量の燃料Ｌを、始動に必要な温度まで短時間で加熱できる。

さらに、燃焼室１３４内で燃焼開始後は、燃料流入パイプ１４８内の燃料Ｌが燃焼熱により加熱されるため、面状発熱体１５４の動作（通電）を停止しても、燃料流入パイプ１４８の内部の燃料Ｌが加熱され、燃焼を続けることができる。このように、自己燃焼熱を用いて燃料Ｌの加熱が行えるので、燃料加熱のためのエネルギー利用効率が上がる。

また、初期点火時以外にバッテリー３６（図１参照）の電力を用いないので、クランキングと同時の燃料加熱が可能となる。さらに、燃料Ｌの加熱のための熱源をほぼ燃焼熱とするため、バッテリー３６の負担が小さくて済む。

次に、本発明の燃料加熱システムの第５実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１４には、燃料加熱装置１６０が示されている。燃料加熱装置１６０は、フューエルデリバリーパイプ１６２を有している。フューエルデリバリーパイプ１６２は、中空直方体状に形成されている。また、フューエルデリバリーパイプ１６２の側壁には、貫通穴１６３が形成されており、この貫通穴１６３の周縁に供給パイプ１４（図１参照）が接続されている。

また、フューエルデリバリーパイプ１６２の底壁には、エンジン２０（図１参照）の気筒数に準じた４つの貫通穴１６４が形成されており、４つの貫通穴１６４それぞれに所定の長さの分岐パイプ１６６の一端が接続されている。４本の分岐パイプ１６６の他端には、それぞれにインジェクタ２４が接続されている。この４つのインジェクタ２４によって、フューエルデリバリーパイプ１６２内の高圧状態の燃料Ｌが霧化され、燃焼室へ噴射されるようになっている。

各分岐パイプ１６６の内側には、フランジ（図示省略）等を介してヒーター１６８が固定されている。ヒーター１６８は、通電によって発熱するシースヒーターであり、分岐パイプ１６６の外側へ通電用の配線（図示省略）が延出され、温度センサ４４の出力に基づいて制御ユニット３８及び昇圧回路４０（図１参照）から通電され発熱するようになっている。なお、ヒーター１６８は、コイル状に巻いた形状とすることで、表面積を拡大させることができる。

次に、本発明の第５実施形態の作用について説明する。なお、ヒーター１６８の表面の単位面積（平方センチメートル）あたりの発熱量は、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

燃料加熱装置１６０では、フューエルデリバリーパイプ１６２から各分岐パイプ１６６へ低温の燃料Ｌが流入しており、各分岐パイプ１６６内ではヒーター１６８によって燃料Ｌの加熱が独立して行われる。各分岐パイプ１６６内で加熱された高温の燃料Ｌは、フューエルデリバリーパイプ１６２から供給される低温の燃料Ｌに押し出されるようにしてインジェクタ２４から噴射されるため、分岐パイプ１６６内で高温と低温の燃料Ｌが混合されにくく、温度低下しにくくなっている。

これにより、クランキング時に燃料Ｌの加熱を停止しても、エンジン２０の始動まで分岐パイプ１６６内の燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。さらに、各分岐パイプ１６６のそれぞれで燃料Ｌの加熱が独立して行われるため、各分岐パイプ１６６内の燃料Ｌの温度を同程度とすることができる。これにより、フューエルデリバリーパイプ１６２の貫通穴１６３がどの位置に設けられていても、各分岐パイプ１６６からエンジン２０内へ噴射されるそれぞれの燃料Ｌの温度差を低減することができる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第６実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１５（ａ）には、燃料加熱装置１７０が示されている。燃料加熱装置１７０は、フューエルデリバリーパイプ１７２と、フューエルデリバリーパイプ１７２の奥行き方向に４本に分岐されたＳ字形状の分岐パイプ１７４とを有している。なお、４本の分岐パイプ１７４は同じ構成であるため、１本の分岐パイプ１７４を図示して残りの３本の図示を省略する。

フューエルデリバリーパイプ１７２は、中空直方体状に形成されている。また、フューエルデリバリーパイプ１７２の側壁には、貫通穴１７３が形成されており、この貫通穴１７３の周縁に供給パイプ１４が接続されている。フューエルデリバリーパイプ１７２の底壁には、エンジン２０（図１参照）の気筒数に準じた４つの貫通穴１７５が形成されており、４つの貫通穴１７５それぞれに分岐パイプ１７４の一端が接続されている。

分岐パイプ１７４は、フューエルデリバリーパイプ１７２の貫通穴１７５に接続され鉛直下方に延設された上流端部１７４Ａと、上流端部１７４Ａの下端から斜め上方に向けて延設された中央部１７４Ｂと、中央部１７４Ｂの上方の端部から鉛直下方に延設された下流端部１７４Ｃとで構成され、全体がＳ字形状となっている。

また、分岐パイプ１７４は、上流端部１７４Ａと中央部１７４Ｂの接続部位を上流部Ａとし、中央部１７４Ｂと下流端部１７４Ｃの接続部位を下流部Ｂとして、下流部Ｂが上流部Ａよりも上方に位置している。分岐パイプ１７４の下流端部１７４Ｃには、インジェクタ２４が接続されており、フューエルデリバリーパイプ１７２内の高圧状態の燃料Ｌが霧化され、燃焼室へ噴射されるようになっている。

さらに、分岐パイプ１７４の中央部１７４Ｂの内側には、フランジ（図示省略）等を介してヒーター１７６が固定されている。ヒーター１７６は、通電によって発熱するシースヒーターであり、分岐パイプ１７４の外側へ通電用の配線（図示省略）が延出され、下流端部１７４Ｃに設けられた温度センサ４４の出力に基づいて制御ユニット３８及び昇圧回路４０（図１参照）から通電され発熱するようになっている。

次に、本発明の第６実施形態の作用について説明する。なお、ヒーター１７６の表面の単位面積（平方センチメートル）あたりの発熱量は、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

燃料加熱装置１７０では、フューエルデリバリーパイプ１７２から各分岐パイプ１７４へ低温の燃料Ｌが流入しており、各分岐パイプ１７４内ではヒーター１７６によって燃料Ｌの加熱が独立して行われる。そして、各分岐パイプ１７４内で加熱された高温の燃料Ｌは、インジェクタ２４から噴射される。これにより、クランキング時に燃料Ｌの加熱を停止しても、エンジン２０の始動まで分岐パイプ１７４内の燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。

なお、高温の燃料Ｌは上方に向けて対流する性質を有している。このため、各分岐パイプ１７４では、低温の燃料Ｌが低い位置にある上流部Ａに留まり、高温の燃料Ｌが高い位置にある下流部Ｂに留まる。これにより、低温の燃料Ｌと加熱された高温の燃料Ｌとが混合されにくくなり、エンジン２０の始動まで燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第６実施形態の他の実施例について説明する。

図１５（ｂ）には、燃料加熱装置１８０が示されている。燃料加熱装置１８０は、フューエルデリバリーパイプ１８２と、フューエルデリバリーパイプ１８２の奥行き方向に４本に分岐されたＳ字形状の分岐パイプ１８４とを有している。なお、４本の分岐パイプ１８４は同じ構成であるため、１本の分岐パイプ１８４を図示して残りの３本の図示を省略する。

フューエルデリバリーパイプ１８２は、中空直方体状に形成されており、フューエルデリバリーパイプ１８２の両側壁には、貫通穴１８１、１８３が形成されている。貫通穴１８１の周縁には供給パイプ１４が接続されており、貫通穴１８３の周縁には分岐パイプ１８４の直径よりも小さい直径のパイプからなる連通路１８６の一端が接続されている。

また、フューエルデリバリーパイプ１８２の底壁には、エンジン２０（図１参照）の気筒数に準じた４つの貫通穴１８５が形成されており、４つの貫通穴１８５それぞれに分岐パイプ１８４の一端が接続されている。

分岐パイプ１８４は、フューエルデリバリーパイプ１８２の貫通穴１８５に接続され鉛直下方に延設された上流端部１８４Ａと、上流端部１８４Ａの下端から斜め上方に向けて延設された中央部１８４Ｂと、中央部１８４Ｂの上方の端部から鉛直下方に延設された下流端部１８４Ｃとで構成され、全体がＳ字形状となっている。

また、分岐パイプ１８４は、上流端部１８４Ａと中央部１８４Ｂの接続部位を上流部Ａとし、中央部１８４Ｂと下流端部１８４Ｃの接続部位を下流部Ｂとして、下流部Ｂが上流部Ａよりも上方に位置している。分岐パイプ１８４の下流端部１８４Ｃには、インジェクタ２４が接続されており、フューエルデリバリーパイプ１８２内の高圧状態の燃料Ｌが霧化され、燃焼室へ噴射されるようになっている。

また、分岐パイプ１８４の下流部Ｂの壁には、貫通穴１８７が形成されており、この貫通穴１８７の周縁に連通路１８６の他端が接続されている。さらに、分岐パイプ１８４の中央部１８４Ｂの内側には、フランジ（図示省略）等を介してヒーター１７６が固定され、下流端部１８４Ｃに設けられた温度センサ４４の出力に基づいて制御ユニット３８及び昇圧回路４０（図１参照）から通電され発熱するようになっている。

次に、燃料加熱装置１８０の作用について説明する。なお、ヒーター１７６の表面の単位面積（平方センチメートル）あたりの発熱量は、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

燃料加熱装置１８０では、フューエルデリバリーパイプ１８２から各分岐パイプ１８４へ低温の燃料Ｌが流入しており、各分岐パイプ１８４内ではヒーター１７６によって燃料Ｌの加熱が独立して行われる。そして、各分岐パイプ１８４内で加熱された高温の燃料Ｌは、インジェクタ２４から噴射される。これにより、クランキング時に燃料Ｌの加熱を停止しても、エンジン２０の始動まで分岐パイプ１８４内の燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。

なお、高温の燃料Ｌは上方に向けて対流する性質を有している。このため、各分岐パイプ１８４では、低温の燃料Ｌが低い位置にある上流部Ａに留まり、高温の燃料Ｌが高い位置にある下流部Ｂに留まる。これにより、低温の燃料Ｌと加熱された高温の燃料Ｌとが混合されにくくなり、エンジン２０の始動まで燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。

また、燃料加熱装置１８０では、連通路１８６が分岐パイプ１８４よりも細く（小径で）圧力損失が高いため、中央部１８４Ｂを流れた燃料Ｌは大半が下流端部１８４Ｃへ流れる。このとき、燃料Ｌの一部が連通路１８６内を往来することで、分岐パイプ１８４での脈動を低減することができる。

さらに、燃料加熱装置１８０では、燃料Ｌの加熱により発生したガスが、分岐パイプ１８４の下流部Ｂに移動し、連通路１８６を通ってフューエルデリバリーパイプ１８２に送り込まれる。これにより、分岐パイプ１８４内のヒーター１７６が常に燃料Ｌに浸漬した状態となるので、空焚きによるヒーター１７６の過剰な加熱を防ぐことができる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第７実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１６（ａ）には、燃料加熱装置１９０が示されている。燃料加熱装置１９０は、フューエルデリバリーパイプ１９２を有している。フューエルデリバリーパイプ１９２は、中空直方体状に形成されており、一方の端部の上壁には貫通穴１９４が形成されている。この貫通穴１９４の周縁に供給パイプ１４が接続されている。また、フューエルデリバリーパイプ１９２の底壁には、エンジン２０（図１参照）の気筒数に準じた４つの貫通穴１９５が形成されており、貫通穴１９５それぞれにインジェクタ２４が接続されている。

図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、フューエルデリバリーパイプ１９２の内側には、貫通穴１９４から貫通穴１９５へ向けて燃料Ｌが移動するのを邪魔する邪魔板１９６が設けられている。邪魔板１９６は、貫通穴１９４から貫通穴１９５へ向かう方向と交差する方向に平面が配置されており、端部がフランジ（図示省略）等を介してフューエルデリバリーパイプ１９２に固定されている。なお、邪魔板１９６とフューエルデリバリーパイプ１９２の内壁との間には隙間が形成されている。

また、邪魔板１９６の上面及び下面には、発熱体からなるヒーター１９８が固定されている。ヒーター１９８は、フューエルデリバリーパイプ１９２の外側へ通電用の配線（図示省略）が延出され、フューエルデリバリーパイプ１９２内に設けられた温度センサ４４の出力に基づいて制御ユニット３８及び昇圧回路４０（図１参照）から通電され発熱するようになっている。

次に、本発明の第７実施形態の作用について説明する。なお、ヒーター１９８の表面の単位面積（平方センチメートル）あたりの発熱量は、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

燃料加熱装置１９０では、フューエルデリバリーパイプ１９２へ低温の燃料Ｌが流入しており、ヒーター１９８によって燃料Ｌが加熱される。そして、加熱された高温の燃料Ｌは、インジェクタ２４から噴射される。ここで、フューエルデリバリーパイプ１９２に供給された低温の燃料Ｌは、邪魔板１９６によって流れが乱され邪魔板１９６の外周を回り込むようにして移動することになる。これにより、フューエルデリバリーパイプ１９２の上流側（貫通穴１９４側）から下流側（貫通穴１９５側）へ低温の燃料Ｌが直接流れ込まないので、クランキング時に燃料の加熱を停止しても、エンジン始動まで、下流側の高温の燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第７実施形態の他の実施例について説明する。

図１７（ａ）、（ｂ）には、燃料加熱装置２００が示されている。燃料加熱装置２００は、フューエルデリバリーパイプ２０２を有している。フューエルデリバリーパイプ２０２は、中空直方体状に形成されており、側壁の１つの下側に貫通穴２０４が形成されている。この貫通穴２０４の周縁には供給パイプ１４が接続されている。なお、温度センサ４４による温度検知の過程は他の実施形態と同様であるので、温度センサ４４の図示及び説明を省略する。

また、フューエルデリバリーパイプ２０２の貫通穴２０４が形成された側壁と対向する側壁の上側には、エンジン２０（図１参照）の気筒数に準じた４つの貫通穴２０５が形成されており、貫通穴２０５それぞれにＬ字型のパイプ２０６を介してインジェクタ２４が接続されている。ここで、貫通穴２０５の形成位置は、貫通穴２０４よりも上方となっており、フューエルデリバリーパイプ２０２の下部へ貫通穴２０４を通って流入した燃料Ｌは、上部の貫通穴２０５からインジェクタ２４へ供給されるようになっている。

さらに、フューエルデリバリーパイプ２０２の内側には、貫通穴２０４から貫通穴２０５へ向けて燃料Ｌが移動するのを邪魔する邪魔板１９６が設けられている。邪魔板１９６は、貫通穴２０４から貫通穴２０５へ向かう方向と交差する方向に平面が配置されており、端部がフランジ（図示省略）等を介してフューエルデリバリーパイプ２０２に固定されている。また、邪魔板１９６の上面及び下面には、面状発熱体からなるヒーター１９８が固定されている。なお、邪魔板１９６とフューエルデリバリーパイプ２０２の内壁との間には隙間が形成されている。

次に、燃料加熱装置２００の作用について説明する。なお、ヒーター１９８の表面の単位面積（平方センチメートル）あたりの発熱量は、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

燃料加熱装置２００では、フューエルデリバリーパイプ２０２へ低温の燃料Ｌが流入しており、ヒーター１９８によって燃料Ｌが加熱される。そして、加熱された高温の燃料Ｌは、インジェクタ２４から噴射される。ここで、フューエルデリバリーパイプ１９２に供給された低温の燃料Ｌは、邪魔板１９６によって流れが乱され邪魔板１９６の外周を回り込むようにして移動することになる。

さらに、邪魔板１９６の下側である上流側（貫通穴２０４側）には低温の燃料Ｌが留まり、邪魔板１９６の上側である下流側（貫通穴２０５側）には高温の燃料Ｌが留まる。これにより、フューエルデリバリーパイプ２０２の上流側から下流側へ低温の燃料Ｌが直接流れ込まず、混合されにくくなるので、クランキング時に燃料Ｌの加熱を停止しても、エンジン始動まで、下流側の高温の燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。

上記説明した本発明の燃料加熱システムの各実施形態は組合せて用いることができる。

図１８（ａ）には、燃料加熱装置２１０が示されている。燃料加熱装置２１０は、前述の燃料加熱装置１８０（図５（ｂ）参照）において、分岐パイプ１８４内にヒーター１７６に換えて複数のヒーター７２（７２Ａ、７２Ｂ）を設けた構成となっている。

図１８（ｂ）には、燃料加熱装置２２０が示されている。燃料加熱装置２１０は、前述の燃料加熱装置１８０（図５（ｂ）参照）において、分岐パイプ１８４内にヒーター１７６に換えてフィン９９付きの発熱部材９５を設け、分岐パイプ１８４の外側にコイル部材９７を設けた構成となっている。

図１８（ｃ）には、燃料加熱装置２３０が示されている。燃料加熱装置２３０は、前述の燃料加熱装置１８０（図５（ｂ）参照）において、分岐パイプ１８４内にヒーター１７６に換えてヒートパイプ１０８を設けた構成となっている。

図１８（ｄ）には、燃料加熱装置２４０が示されている。燃料加熱装置２４０は、前述の燃料加熱装置１８０（図５（ｂ）参照）において、分岐パイプ１８４内にヒーター１７６に換えて燃焼室１３４と火炎伝達パイプ１３６を設けた構成となっている。

図１９（ａ）には、燃料加熱装置２５０が示されている。燃料加熱装置２５０は、前述の燃料加熱装置２００（図１７（ｂ）参照）において、邪魔板１９６を中空金属製のパルセーションダンパで構成しており、さらにヒーター１９８に換えて複数のヒーター７２（７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ）を設けた構成となっている。各ヒーター７２は、邪魔板１９６に固定されている。

図１９（ｂ）には、燃料加熱装置２６０が示されている。燃料加熱装置２６０は、前述の燃料加熱装置２００（図１７（ｂ）参照）において、邪魔板１９６を中空金属製のパルセーションダンパで構成しており、さらにヒーター１９８に換えてフィン９９付きの発熱部材９５を設け、フューエルデリバリーパイプ２０２の外側にコイル部材９７を設けた構成となっている。発熱部材９５は、邪魔板１９６に固定されている。

図１９（ｃ）には、燃料加熱装置２７０が示されている。燃料加熱装置２７０は、前述の燃料加熱装置２００（図１７（ｂ）参照）において、邪魔板１９６を中空金属製のパルセーションダンパで構成しており、さらにヒーター１９８に換えてヒートパイプ１０８を設けた構成となっている。ヒートパイプ１０８は、邪魔板１９６に固定されている。

図１９（ｄ）には、燃料加熱装置２８０が示されている。燃料加熱装置２８０は、前述の燃料加熱装置２００（図１７（ｂ）参照）において、邪魔板１９６を中空金属製のパルセーションダンパで構成しており、さらにヒーター１９８に換えて火炎伝達パイプ１３６（燃焼室１３４含む）を設けた構成となっている。火炎伝達パイプ１３６は、邪魔板１９６に固定されている。

上記の燃料加熱装置２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、及び２８０では、各構成の効果が得られると共に、各部材を集約して配置することで燃料加熱システムとしての省スペース化が可能となる。

次に、本発明の燃料加熱システムの第８実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。また、温度センサ４４（図１参照）による温度検知の過程は他の実施形態と同様であるので、温度センサ４４の図示及び説明を省略する。

図２０（ａ）、（ｂ）には、燃料加熱装置３００が示されている。燃料加熱装置３００は、フューエルデリバリーパイプ３０２を有している。フューエルデリバリーパイプ３０２は、断面Ｌ字状の中空体となっており、鉛直方向に延びる上流部３０２Ａと、上流部３０２Ａよりも上側で水平方向に広がる下流部３０２Ｂとが内部を連通させた構成となっている。上流部３０２Ａの内部底面上には、フューエルデリバリーパイプ３０２の上流部３０２Ａ内に燃料Ｌを供給するフィードパイプ３０４が設けられている。

図２０（ｃ）に示すように、フィードパイプ３０４は、周壁に複数の燃料噴出孔３０５が形成されており、フィードパイプ３０４の内部に供給された燃料Ｌが、燃料噴出孔３０５から噴出するようになっている。

図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、フィードパイプ３０４の一端は上流部３０２Ａ内に配置され、他端はフューエルデリバリーパイプ３０２の側壁に形成された貫通穴（図示省略）を通ってフューエルデリバリーパイプ３０２の外側へ突出している。フィードパイプ３０４の他端には供給パイプ１４（図１参照）が接続され、燃料Ｌが供給される。

一方、フューエルデリバリーパイプ３０２の下流部３０２Ｂ内には、発熱体からなる板状のヒーター３０６がフランジ（図示省略）等により固定されている。また、下流部３０２Ｂの底壁には、エンジン２０（図１参照）の気筒数に準じた４つの貫通穴３０８が形成されており、４つの貫通穴３０８それぞれにインジェクタ２４が接続されている。

また、フィードパイプ３０４は、４つのイジェクタ２４に沿って延設されており、燃料噴出孔３０５が４つのイジェクタ２４と対応する部位にそれぞれ形成されている。さらに、フィードパイプ３０４は、燃料Ｌの流れる方向でヒーター３０６よりも上流側に配置されている。

ここで、フューエルデリバリーパイプ３０２の下流部３０２Ｂにおける４つの貫通穴３０８の形成位置は、フィードパイプ３０４よりも鉛直方向上側となっており、フューエルデリバリーパイプ３０２の上流部３０２Ａへ流入した燃料Ｌは、上流部３０２Ａから下流部３０２Ｂへ向かい、下流部３０２Ｂを流れて各貫通穴３０８からインジェクタ２４へ供給されるようになっている。

次に、本発明の第８実施形態の作用について説明する。なお、ヒーター３０６の表面の単位面積（平方センチメートル）あたりの発熱量は、出力密度Ｍ換算でＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となるように予め設定されているものとする。

燃料加熱装置３００では、フィードパイプ３０４の燃料噴出孔３０５から燃料Ｌが噴出して、フューエルデリバリーパイプ３０２の上流部３０２Ａに燃料Ｌが供給される。ここで、フィードパイプ３０４が４つのイジェクタ２４に沿って延設されているため、各イジェクタ２４と対応するフューエルデリバリーパイプ３０２の上流部３０２Ａの各部位では、フィードパイプ３０４の燃料噴出孔３０５から同程度の温度の燃料Ｌが供給される。

フューエルデリバリーパイプ３０２の上流部３０２Ａに供給された燃料Ｌは、フィードパイプ３０４から続けて供給される燃料Ｌによって押し出されるように下流部３０２Ｂへ移動する。そして、温度センサ４４（図示省略）の検知温度に基づきヒーター３０６が発熱することで、下流部３０２Ｂ内の燃料Ｌが加熱される。加熱された燃料Ｌは、イジェクタ２４から噴射される。

ここで、フューエルデリバリーパイプ３０２の上流部３０２Ａ及びフィードパイプ３０４が、下流部３０２Ｂよりも鉛直方向下側にあるため、上流部３０２Ａには低温の燃料Ｌが留まり、下流部３０２Ｂには高温の燃料Ｌが留まる。これにより、上流部３０２Ａの低温の燃料Ｌと下流部３０２Ｂの高温の燃料Ｌとが混合されにくくなるので、クランキング時に燃料Ｌの加熱を停止しても、エンジン始動まで、下流部３０２Ｂの高温の燃料Ｌの温度を始動可能温度に維持することができる。

さらに、各イジェクタ２４と対応するフューエルデリバリーパイプ３０２の上流部３０２Ａの各部位には同程度の温度の燃料Ｌが供給されており、さらに、ヒーター３０６により同程度の温度で加熱されるため、各イジェクタ２４（及び気筒）へ供給される燃料Ｌの噴射温度を均一化させることができる。

上記説明した本発明の燃料加熱システムの各実施形態は組合せて用いることができる。

図２１（ａ）には、燃料加熱装置３１０が示されている。燃料加熱装置３１０は、前述の燃料加熱装置３００（図２０（ｂ）参照）において、ヒーター３０６の設置位置に中空金属製のパルセーションダンパ３１２を配置し、さらにヒーター３０６に換えて複数のヒーター７２（７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ）を設けた構成となっている。各ヒーター７２は、パルセーションダンパ３１２に固定されている。

図２１（ｂ）には、燃料加熱装置３２０が示されている。燃料加熱装置３２０は、前述の燃料加熱装置３００（図２０（ｂ）参照）において、ヒーター３０６の設置位置に中空金属製のパルセーションダンパ３１２を配置し、さらにヒーター３０６に換えてフィン９９付きの発熱部材９５を設け、フューエルデリバリーパイプ３０２の外側にコイル部材９７を設けた構成となっている。発熱部材９５は、パルセーションダンパ３１２に固定されている。

図２１（ｃ）には、燃料加熱装置３３０が示されている。燃料加熱装置３３０は、前述の燃料加熱装置３００（図２０（ｂ）参照）において、ヒーター３０６の設置位置に中空金属製のパルセーションダンパ３１２を配置し、さらにヒーター３０６に換えてヒートパイプ１０８を設けた構成となっている。ヒートパイプ１０８は、パルセーションダンパ３１２に固定されている。

図２１（ｄ）には、燃料加熱装置３４０が示されている。燃料加熱装置３４０は、前述の燃料加熱装置３００（図２０（ｂ）参照）において、ヒーター３０６の設置位置に中空金属製のパルセーションダンパ３１２を配置し、さらにヒーター３０６に換えて火炎伝達パイプ１３６（燃焼室１３４含む）を設けた構成となっている。火炎伝達パイプ１３６は、パルセーションダンパ３１２に固定されている。

上記の燃料加熱装置３１０、３２０、３３０、３４０では、各構成の効果が得られると共に、各部材を集約して配置することで燃料加熱システムとしての省スペース化が可能となる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

燃料加熱装置３０において、温度センサ４４の配置位置は、フューエルデリバリーパイプ１８内のどの位置であってもよい。また、ヒーター２８は、片側（一方端）固定だけでなく、両側固定であってもよい。

燃料加熱装置７０において、ヒーター７２の本数は２本だけでなく、３本以上であってもよい。なお、ヒーター７２の本数設定は、出力密度ＭがＭ≦２７Ｗ／ｃｍ^２となる範囲内で本数変更可能である。また、燃料加熱装置９０において、フィン９９の形状は板状に限らず、湾曲壁状や突起状であってもよい。

燃料加熱装置９０において、フューエルデリバリーパイプ９２を断面円形状に形成し、コイル部材９７を断面円弧状に配置して、発熱部材９５からコイル部材９７までの距離を同等となるようにしてもよい。また、燃料加熱装置１２０において、点火線１５２に換えて、ノズル１５０の直後にグロープラグを設けて点火を行ってもよい。

燃料加熱装置１６０、１７０において、分岐パイプ１６６、１７４をフューエルデリバリーパイプ１６２、１７２を介さず直接供給パイプ１４に接続してもよい。

燃料加熱装置３００において、各イジェクタ２４へ供給する燃料Ｌの温度を同程度にするだけでよい場合は、フィードパイプ３０４をフューエルデリバリーパイプ３０２の下流部３０２Ｂ（貫通穴３０８）よりも鉛直方向上側に配置してもよい。

１０ 車両（車両）
１８ フューエルデリバリーパイプ（燃料供給路、共通流路）
２０ エンジン（エンジン）
２８ ヒーター（ヒーター、加熱手段）
３０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
３６ バッテリー（バッテリー）
４０ 昇圧回路（昇圧回路）
７０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
８０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
８２ パルセーションダンパ（脈動低減手段）
９０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
９５ 発熱部材（発熱部材、加熱手段）
９７ コイル部材（磁界発生手段、加熱手段）
９９ フィン（凸部）
１００ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
１０８ ヒートパイプ（ヒートパイプ、加熱手段）
１２０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
１３４ 燃焼室（燃焼室、加熱手段）
１３６ 火炎伝達パイプ（加熱路、加熱手段）
１４８ 燃料流入パイプ（燃料流入路、加熱手段）
１５０ ノズル（噴射ノズル、加熱手段）
１５２ 点火線（点火手段、加熱手段）
１５４ 面状発熱体（流入燃料加熱手段、加熱手段）
１６０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
１６６ 分岐パイプ（分岐パイプ）
１６８ ヒーター（ヒーター、加熱手段）
１７０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
１８０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
１８６ 連通路（連通管）
１９０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
１９６ 邪魔板（邪魔板）
２００ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２１０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２２０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２３０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２４０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２５０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２６０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２７０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
２８０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
３００ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
３０４ フィードパイプ（フィードパイプ）
３０５ 燃料噴出孔（燃料噴出孔）
３１０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
３１２ パルセーションダンパ（脈動低減手段）
３２０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
３３０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
３４０ 燃料加熱装置（燃料加熱システム）
Ｌ 燃料

Claims (10)

1. 車両のエンジンにアルコールを含む燃料を供給する燃料供給路と、
   前記燃料供給路に前記燃料が流れる方向と交差する方向に平面が配置されるように設けられ、前記燃料供給路を上下に分割する邪魔板と、
   前記邪魔板に設けられ前記燃料供給路の内部で燃料を加熱する加熱手段と、
   を備え、
   前記燃料供給路には、前記加熱手段の下側へ前記燃料を供給する供給パイプと、前記加熱手段の上側の前記燃料を前記燃料供給路から流出させる流出パイプとが接続されている燃料加熱システム。
2. 前記加熱手段は前記邪魔板の上面および下面に設けられたヒータである請求項１に記載の燃料加熱システム。
3. 前記燃料供給路内には、燃料の移動に伴う脈動を低減する脈動低減手段が設けられ、
   前記加熱手段が、前記脈動低減手段に設けられている請求項１または請求項２に記載の燃料加熱システム。
4. 前記加熱手段は、
   前記車両に搭載されたバッテリーと、
   前記燃料供給路の内側に設けられ前記バッテリーから通電されて発熱するヒーターと、
   を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の燃料加熱システム。
5. 前記バッテリーと前記ヒーターの間に、前記バッテリーの電圧を増幅して前記ヒーターへ出力する昇圧回路が設けられている請求項４に記載の燃料加熱システム。
6. 前記ヒーターが複数本設けられ、複数の前記ヒーターが間隔を空けて前記燃料供給路内へ並列配置されている請求項４または請求項５に記載の燃料加熱システム。
7. 前記燃料供給路は非磁性体で形成され、
   前記加熱手段は、
   前記車両に搭載されたバッテリーと、
   前記燃料供給路の外側に設けられ、前記バッテリーからの通電によって磁界を発生する磁界発生手段と、
   前記燃料供給路の内側に設けられ、磁性を有し前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱部材と、
   を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の燃料加熱システム。
8. 前記発熱部材には、前記発熱部材の表面積を増加させる凸部が形成されている請求項７に記載の燃料加熱システム。
9. 前記加熱手段は、熱源から熱量が移動して発熱するヒートパイプを有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の燃料加熱システム。
10. 前記加熱手段は、
    前記燃料供給路の外側に設けられ空気が導入される燃焼室と、
    前記燃焼室の内側に設けられ燃料が流入する燃料流入路と、
    前記燃料流入路に流入する燃料を加熱する流入燃料加熱手段と、
    前記燃料流入路の流末に設けられ前記燃焼室の内部に燃料を噴射する噴射ノズルと、
    前記噴射ノズルで噴射された燃料に点火して燃焼させる点火手段と、
    前記燃焼室に接続されると共に前記燃料供給路の内側に配置され、前記燃焼室の燃焼エネルギーが導入されて燃料を加熱する加熱路と、
    を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の燃料加熱システム。

Images