JP5888276B2 - Fuel supply device - Google Patents

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Description

本発明は、 燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply system.

ディーゼルエンジンにおける超臨界噴射は、液相噴射の場合に生じる蒸発潜熱による着火遅れを防止することができ、さらに、気体噴射より高い質量噴射率を確保することができるというメリットがある。 Supercritical injection in a diesel engine, it is possible to prevent the ignition delay due to evaporation latent heat caused when the liquid phase injection, further, there is a merit that it is possible to ensure high mass injection rate than the gas jet.
特許文献1及び2には、軽油に不活性ガスである排ガスや液体CO2を混入した軽油主体の軽油燃料を加熱して、超臨界状態にして、インジェクタに供給する技術が開示されている。 Patent Documents 1 and 2, by heating the diesel fuel light oil entity mixed with exhaust gas or liquid CO2 is an inert gas into the gas oil, in the supercritical state, and supplies art is disclosed in the injector. これによれば、コーキングを防止しつつ軽油燃料を超臨界状態で噴射をすることができる。 According to this, the diesel fuel can be injection in a supercritical state while preventing coking.

米国特許第7488357号明細書 US Pat. No. 7488357 米国特許第8197558号明細書 US Pat. No. 8197558

しかしながら、軽油燃料を液相から超臨界状態にするためには非常に高い温度が必要であり、インジェクタに供給する前に、加熱システムを用いて超臨界状態としなければならず、装置が大掛かりとなる。 However, in order to supercritical state diesel fuel from the liquid phase it requires very high temperatures, before being supplied to the injector, using a heating system must be a supercritical state, apparatus and large-scale Become. また、特許文献1及び2の技術では、コーキング防止のための燃料混合装置を設けているため、さらに装置が複雑化している。 Further, in the technique of Patent Document 1 and 2, since the provided fuel mixing device for preventing coking, further devices are complicated.

なお、この技術を、相状態が変化しやすく且つ比較的低温で超臨界状態となるDME燃料(ジメチルエーテルを主成分とする燃料)の噴射装置に適用しようとしても、熱エネルギが大きすぎて、DME燃料の超臨界噴射には用いることが困難である。 Incidentally, this technique, even if an attempt is applied to the injection device of DME fuel phase state becomes a supercritical state easily and relatively low temperature changes (fuel mainly containing dimethyl ether), heat energy is too large, DME the supercritical fuel injection is difficult to use.

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、DME燃料を超臨界状態で燃焼室へ噴射可能な燃料供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a jettable fuel supply system to the combustion chamber the DME fuel in a supercritical state.

本発明の燃料供給装置は、燃料として液化ガス燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクから供給された燃料を圧送する高圧ポンプと、高圧ポンプから供給された燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するインジェクタと、高圧ポンプからインジェクタへ燃料を供給する高圧燃料通路と、インジェクタ及び高圧ポンプからの戻り燃料を燃料タンクへ戻す戻り燃料通路と、戻り燃料通路の一部であって、戻り燃料の熱によって高圧燃料通路の一部を加熱する加熱通路と、加熱通路における戻り燃料を液相に維持する圧力に保つ圧力設定手段と、 インジェクタを駆動するための電磁アクチュエータと、加熱通路で液相にされた戻り燃料を加熱通路の下流で気化させる相変態手段と、戻り燃料の気化熱によって、電磁アクチュエータを冷却する冷却手段と The fuel supply apparatus of the present invention injects a fuel tank for storing a liquefied gas fuel as the fuel, a high-pressure pump for pumping fuel supplied from the fuel tank, the fuel supplied from the high-pressure pump into a combustion chamber of an internal combustion engine an injector, a high pressure fuel passage for supplying fuel from the high-pressure pump to the injector, a return fuel passage for returning the return fuel from the injector and the high-pressure pump to the fuel tank, a part of the return fuel passage, by the return fuel heat a heating passage for heating a portion of the high pressure fuel passage, which is the return fuel in the heating passage and a pressure setting means for maintaining the pressure to maintain the liquid phase, and an electromagnetic actuator for driving an injector, in the liquid phase with heating passage a phase transformation means for vaporizing the fuel in the downstream of the heating pathway return, by the vaporization heat of the return fuel, a cooling means for cooling the electromagnetic actuator 備える。 Provided.

本発明では、高圧ポンプからインジェクタへ燃料を供給する高圧燃料通路を、戻り燃料の熱によって加熱する加熱通路を備えることにより、超臨界状態で噴射するために必要な温度へと高圧燃料通路内の燃料を加熱することができる。 In the present invention, a high-pressure fuel passage for supplying fuel from the high-pressure pump to the injector, by providing a heating passage heated by the return fuel heat, to a temperature required for injecting a supercritical state in the high-pressure fuel passage it is possible to heat the fuel.
すなわち、別装置による熱源を用意したり大掛かりなシステムを用いたりすることなく、DME燃料を超臨界状態で噴射することが可能となる。 In other words, without or with a large-scale system or providing a heat source according to another device, it is possible to inject DME fuel in a supercritical state.
そして、圧力設定手段を備えることで、加熱通路での燃料を確実に液相に維持することができる。 Then, by providing the pressure setting means, it is possible to maintain the fuel in the heating passage to ensure liquid phase. これによれば、熱源としての熱容量を大きくすることができる。 According to this, it is possible to increase the heat capacity of the heat source.
また、相変態手段は、液相にされた戻り燃料を加熱通路の下流で気化させることで、戻り燃料の気化熱によってインジェクタの電磁アクチュエータを冷却できる。 Also, phase transformation means, by vaporizing the return fuel which is in the liquid phase downstream of the heating pathway, can be cooled electromagnetic actuator of the injector by the return fuel vaporization heat.

燃料供給装置の概要を示す説明図である( 参考例 1)。 Is an explanatory diagram showing an outline of a fuel supply device (Reference Example 1). インジェクタ及びインジェクタが組み付けられたシリンダヘッドの断面図である(実施例 )。 Injector and the injector is a cross-sectional view of a cylinder head which is assembled (Example 1). インジェクタの断面図である( 参考例2 )。 It is a cross-sectional view of the injector (reference example 2). インジェクタの断面図である(実施例 )。 It is a cross-sectional view of an injector (Example 2). インジェクタ及びインジェクタが組み付けられたシリンダヘッドの断面図である(実施例 )。 Injector and the injector is a cross-sectional view of a cylinder head which is assembled (Example 3).

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。 The embodiments of the present invention will be described in more detail by the following examples.

参考例1の構成〕 Configuration of Reference Example 1]
参考例1の燃料供給装置1を、図1を用いて説明する。 The fuel supply apparatus 1 of Reference Example 1 will be described with reference to FIG.
燃料供給装置1は、ディーゼルエンジン(以下、エンジンと呼ぶ)の燃焼室Eに燃料を供給するために用いられるものである。 The fuel supply device 1, a diesel engine (hereinafter, referred to as engine) and is used to supply fuel to the combustion chamber E of. 燃料として、ジメチルエーテルを主成分とするDME燃料を用いている。 As fuel, it is used DME fuel mainly composed of dimethyl ether.

燃料供給装置1は、燃料を貯留する燃料タンク2、燃料タンク2から供給された燃料を圧送する高圧ポンプ3、高圧ポンプ3から吐出された燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール4、コモンレール4に蓄圧された燃料をエンジンの燃焼室E内に噴射するインジェクタ5、高圧ポンプ3からインジェクタ5へ燃料を供給する高圧燃料通路6、インジェクタ5及び高圧ポンプ3からの戻り燃料を燃料タンクへ戻す戻り燃料通路7等を備える。 The fuel supply system 1 includes a fuel tank 2 for storing fuel, a high-pressure pump 3 pumps the fuel supplied from the fuel tank 2, a common rail 4 for accumulating fuel discharged from the high-pressure pump 3 under high pressure, accumulated in the common rail 4 the injector 5, the return fuel passage for returning the high pressure fuel passage 6 for supplying the fuel to the injector 5 the high-pressure pump 3, the return fuel from the injector 5 and the high-pressure pump 3 to the fuel tank for injecting fuel into the combustion chamber E of the engine equipped with a 7 and the like.

燃料タンク2は、燃料が貯留されており、内部に配されたフィードポンプ10によって燃料が汲み上げられ、燃料通路11を介して高圧ポンプ3へと燃料が供給される。 The fuel tank 2, the fuel has been stored, the fuel pumped up by a feed pump 10 disposed therein, the fuel is supplied to the high-pressure pump 3 via a fuel passage 11.

高圧ポンプ3は、コモンレール4の燃料がエンジンの状態に応じた目標圧力で蓄圧されるように、燃料タンク2から供給される燃料を加圧して吐出するものである。 High-pressure pump 3 is a fuel of the common rail 4 as accumulated in the target pressure corresponding to the state of the engine, and discharges the fuel supplied from the fuel tank 2 pressurized.

コモンレール4は、高圧燃料通路6の一部をなす第1高圧配管13を介して高圧ポンプ3の吐出口に接続され、加圧された燃料の供給を受けて燃料を高圧状態で蓄圧する。 Common rail 4 is connected to the discharge port of the high-pressure pump 3 through the first high-pressure pipe 13 forming part of the high-pressure fuel passage 6, it accumulates fuel at high pressure by being supplied with pressurized fuel.
また、高圧燃料通路6の一部をなす第2高圧配管14を介してインジェクタ5に接続され、燃料をインジェクタ5に供給する。 Also connected to the injector 5 via a second high-pressure pipe 14 forming part of the high-pressure fuel passage 6 supplies fuel to the injector 5. すなわち、コモンレール4は、高圧の燃料を蓄圧する蓄圧容器として機能するとともに、高圧の燃料をインジェクタ5に分配する分配容器として機能する。 That is, the common rail 4 functions as a pressure accumulator for accumulating high-pressure fuel, which functions as a dispensing container for dispensing a high-pressure fuel to the injector 5.

インジェクタ5は、第2高圧配管14が接続されてコモンレール4と連通するとともに、エンジンの燃焼室Eに燃料を噴射する燃料噴射ノズル16、コモンレール4から高圧の燃料を受け入れて燃料噴射ノズル16に導く本体17、燃料噴射ノズル16を作動させる電磁アクチュエータ18等により構成されている。 The injector 5, the second high-pressure pipe 14 is communicated with the common rail 4 is connected, a fuel injection nozzle 16 for injecting fuel into a combustion chamber E of the engine, leading to the fuel injection nozzle 16 from the common rail 4 receives the high-pressure fuel body 17 is constituted by an electromagnetic actuator 18 such as to operate the fuel injection nozzle 16.
また、インジェクタ5は、エンジンのシリンダヘッド20に形成された挿入孔20aに挿入配置されている。 Further, the injector 5 is inserted in the insertion hole 20a formed in the cylinder head 20 of the engine.
なお、インジェクタ5は、気筒数と同数だけ備えられている(図1では1つだけ示す)。 Incidentally, the injector 5, (only one is shown in Fig. 1) are provided the same number and the number of cylinders.

戻り燃料通路7は、高圧ポンプ3からのオーバーフロー燃料を燃料タンク2へ戻すための第1低圧配管21と、インジェクタ5からのリーク燃料を燃料タンク2へ戻すため第2低圧配管22とを有する。 Return fuel passage 7 includes a first low-pressure pipe 21 for returning the overflow fuel from the high-pressure pump 3 to the fuel tank 2, and a second low-pressure pipe 22 for returning leakage fuel from the injectors 5 to the fuel tank 2.

〔本参考例の特徴〕 [Feature of the present embodiment]
参考例の燃料供給装置1は、戻り燃料通路7の一部であって、戻り燃料の熱によって高圧燃料通路6の一部を加熱する加熱通路を備える。 The fuel supply apparatus 1 of the present embodiment is a part of the return fuel passage 7 includes a heating passage to heat a portion of the high-pressure fuel passage 6 by the return fuel heat.
参考例では、例えば、第1高圧配管13の周囲に第1低圧配管21を配して、第1低圧配管21の一部を第1加熱通路25として、第1高圧配管13とともに第1の熱交換器26を構成している。 In the present embodiment, for example, around the first high-pressure pipe 13 by disposing the first low-pressure pipe 21, a portion of the first low-pressure pipe 21 as the first heating passage 25, the first together with the first high-pressure pipe 13 constitute a heat exchanger 26. 例えば、第1高圧配管13に第1低圧配管21を巻き付ける構成としてもよい。 For example, it may be configured to the first high-pressure pipe 13 wound around the first low-pressure pipe 21.

加えて、第2高圧配管14の周囲に第2低圧配管22を配して、第2低圧配管22の一部を第2加熱通路28として、第2高圧配管14とともに第2の熱交換器29を構成している。 In addition, the periphery of the second high-pressure pipe 14 by arranging the second low-pressure pipe 22, a portion of the second low-pressure pipe 22 as the second heating passage 28, the second high-pressure pipe 14 and the second heat exchanger 29 constitute a. 例えば、第2高圧配管14に第2低圧配管22を巻き付ける構成としてもよい。 For example, it may be configured that the second high-pressure pipe 14 wound around the second low-pressure pipe 22.
なお、各熱交換器26、29は、低圧配管と高圧配管との距離や接触面積等が所望の熱エネルギの交換が可能に設定されている。 Each heat exchanger 26 and 29, the distance or the contact area and the like of the low-pressure pipe and the high-pressure pipe is set to allow exchange of desired heat energy.

例えば、高圧ポンプ3から吐出された燃料の温度が60℃程度、オーバーフロー燃料の温度が70℃程度、リーク燃料の温度が90℃程度とすると、第1の熱交換器26で燃料を70℃程度まで昇温可能に設定する。 For example, the temperature is about 60 ° C. of the fuel discharged from the high-pressure pump 3, the temperature is about 70 ° C. for overflow fuel, the temperature of the leak fuel is about 90 ° C., 70 ° C. of about the fuel in the first heat exchanger 26 raising the temperature to be able to be set up. また、第2の熱交換器29では70℃程度の燃料を80℃程度まで昇温可能に設定する。 Also, heated it can be set based on the fuel of the second order of the heat exchanger 29 70 ° C. to about 80 ° C.. なお、第2の熱交換器29は、エンジンからの伝熱もあるため、燃料温度はさらに上昇する。 The second heat exchanger 29, because some heat transfer from the engine, the fuel temperature is further raised. またインジェクタ5の燃料噴射ノズル16内はエンジンの燃焼室Eからの伝熱があり、最終的に噴射直前に燃料は超臨界温度(約127.3℃)に到る。 Also in the fuel injection nozzle 16 of the injector 5 has heat transfer from the combustion chamber E of the engine, the fuel finally injected immediately before reaching the supercritical temperature (about 127.3 ° C.).

また、本参考例の燃料供給装置1は、加熱通路25、28における戻り燃料を液相に維持する圧力に保つ圧力設定手段を備える。 The fuel supply apparatus 1 of the present embodiment is provided with pressure setting means for maintaining the pressure to maintain the return fuel in the heating passage 25, 28 in the liquid phase.
圧力設定手段は、次に詳述するオーバーフロー弁30及び背圧弁31である。 Pressure setting means is a overflow valve 30 and back pressure valve 31 which will be described in detail.

オーバーフロー弁30は、第1低圧配管21内において第1加熱通路25よりも下流側に設けられ、所定の開弁圧で開弁して余剰燃料を燃料タンク2へ流出させるバルブ装置である。 Overflow valve 30 is provided on the downstream side of the first heat passage 25 in the first low-pressure pipe 21, a valve device for discharging the surplus fuel to the fuel tank 2 and opens at a predetermined opening pressure.
背圧弁31は、第2低圧配管22内において第2加熱通路28よりも下流側に設けられて、背圧弁31より上流の第2低圧配管22内の燃料の圧力(背圧)を調整するものであり、所定の開弁圧が設定されており、背圧が開弁圧以上となると開弁するバルブ装置である。 Back pressure valve 31 is provided downstream of the second heating passage 28 in the second low-pressure pipe 22, which adjusts the pressure (back pressure) of the fuel within the second low-pressure pipe 22 upstream of the back pressure valve 31 , and the is set with a predetermined valve opening pressure, a valve device which opens when back pressure is on opening pressure or higher.

オーバーフロー弁30は、オーバーフロー弁30上流の第1加熱通路25内の燃料が液相となるように、開弁圧が設定されている。 Overflow valve 30, the fuel overflow valve 30 upstream the first heat passage 25 of such that the liquid phase, valve opening pressure is set.
背圧弁31は、背圧弁31上流の第2加熱通路28内の燃料が液相となるように、開弁圧が設定されている。 Back pressure valve 31, so that the fuel in the back pressure valve 31 upstream of the second heating passage 28 becomes a liquid phase, the valve opening pressure is set.
これにより、オーバーフロー弁30及び背圧弁31によって、加熱通路内の燃料に圧力を負荷することができ、燃料は液相に維持される。 Thus, the overflow valve 30 and the back pressure valve 31, can be loaded with pressure on the fuel in the heating passage, the fuel is maintained in the liquid phase.

〔本参考例の作用効果〕 [Effect of the present embodiment]
DME燃料は軽油燃料と比較して低い温度で超臨界状態になる。 DME fuel becomes supercritical state at a lower temperature compared to diesel fuel. 具体的には、軽油燃料の臨界温度は約400℃であり、DME燃料は約127℃である。 Specifically, the critical temperature of the gas oil fuel is about 400 ° C., DME fuel is about 127 ° C.. そこで、本参考例では、噴射直前に燃料が超臨界状態となるのに必要な温度まで燃料を加熱するために、戻り燃料の熱エネルギを利用している。 Therefore, in the present embodiment, the fuel immediately before injection to heat the fuel to the temperature required to become a supercritical state makes use of the thermal energy of the return fuel.

なお、軽油燃料の場合は、臨界温度が高すぎるため、戻り燃料の熱エネルギによって超臨界状態での噴射を実現することが困難である。 In the case of light oil fuel, since the critical temperature is too high, the thermal energy of the return fuel is difficult to realize the injection in the supercritical state.
従って、本参考例の超臨界状態での噴射を実現するべく燃料の加熱に戻り燃料の熱エネルギを用いるという構成は、DME燃料を燃料とする燃料噴射ノズル16で実現可能な特有の構成である。 Therefore, the configuration of using thermal energy of the fuel back to the heating of the fuel in order to realize the injection in the supercritical state of the present embodiment is a feasible peculiar construction in the fuel injection nozzle 16 to the DME fuel and fuel .

参考例の燃料供給装置1は、戻り燃料通路7の一部であって、戻り燃料の熱によって高圧燃料通路6の一部を加熱する加熱通路(第1加熱通路25、第2加熱通路28)を備える。 The fuel supply apparatus 1 of the present embodiment returns a part of the fuel passage 7, heating passage to heat a portion of the high-pressure fuel passage 6 by the return fuel heat (first heating passage 25, the second heating passage 28 ) a.

これによれば、熱源を別装置として用意したり大掛かりなシステムを用いたりすることなく、戻り燃料の熱エネルギによって、高圧燃料通路6内の燃料を超臨界状態での噴射に必要な温度へと加熱することができる。 According to this, without or with a large-scale system or provided as a separate device a heat source, the thermal energy of the return fuel, to a temperature required for the injection of fuel in the high pressure fuel passage 6 in a supercritical state it can be heated.
すなわち、DME燃料を超臨界状態で燃焼室Eへ噴射可能な燃料供給装置1を提供することができる。 That is, it is possible to provide a combustion chamber fuel supply apparatus 1 capable injected into E the DME fuel in a supercritical state.

また、加熱通路25、28を備えることにより、高圧燃料通路6と戻り燃料通路7とで熱交換器26、29を構成するので、インジェクタ5への供給燃料の温度を上げるとともに、戻り燃料の温度を下げることができ、燃料タンク2内の燃料温度の上昇を防止できる。 Further, by providing the heating passage 25 and 28, so constituting the heat exchanger 26, 29 in the fuel passage 7 and return the high-pressure fuel passage 6, along with increasing the temperature of the fuel supply to the injector 5, the temperature of the return fuel It can be lowered, thereby preventing an increase in the fuel temperature in the fuel tank 2.

また、圧力設定手段(オーバーフロー弁30及び背圧弁31)を備えることで、加熱通路25、28での燃料を確実に液相に維持することができる。 Further, by providing the pressure setting means (overflow valve 30 and back pressure valve 31), it is possible to maintain the fuel in the heating passage 25 and 28 to ensure liquid phase. これによれば、熱源としての熱容量を大きくすることができる。 According to this, it is possible to increase the heat capacity of the heat source.

〔実施例 Example 1
実施例を、 参考例1とは異なる点を中心に、図2を用いて説明する。 Example 1, focusing on differences from the reference example 1 will be described with reference to FIG.
なお、 参考例1と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。 Incidentally, the same reference numerals as in Reference Example 1, there is shown the same configuration, reference is made to the preceding description.
本実施例では、第2加熱通路28が、第2高圧配管14の一部をなすインジェクタ5のインレット5aの周囲を取り囲む流路として形成されている。 In this embodiment, the second heating passage 28 is formed as a flow path surrounding the inlet 5a of the injector 5 which forms part of the second high-pressure pipe 14.

例えば、図2に示すように、シリンダヘッド20の挿入孔20aには、インジェクタ5に形成されたリーク燃料が流出する出口5bと連通する低圧部20bが設けられており、第2加熱通路28は低圧部20bと連通するとともにインレット5aを取り囲む流路としてシリンダヘッド20に設けられている。 For example, as shown in FIG. 2, the insertion hole 20a of the cylinder head 20, the low pressure part 20b is provided which communicates with the outlet 5b of the leak fuel that has been formed in the injector 5 flows out, the second heating passage 28 is provided in the cylinder head 20 as a flow path surrounding the inlet 5a communicates with the low pressure portion 20b.

そして、シリンダヘッド20には、インジェクタの軸方向において電磁アクチュエータ18に近い側に、第2加熱通路28と連通可能な燃料ギャラリ20cが形成されている。 Then, the cylinder head 20, on the side closer to the electromagnetic actuator 18 in the axial direction of the injector, the second heating passage 28 communicable with fuel gallery 20c is formed.
燃料ギャラリ20cは、例えば、インジェクタ5の周囲を取り囲む空間をなしており、燃料ギャラリ20c内の燃料が直接インジェクタ5に接触できるようになっている。 Fuel gallery 20c has, for example, without a space surrounding the injector 5, the fuel in the fuel gallery 20c is adapted to be in contact with the injector 5 directly.
なお、燃料ギャラリ20cと低圧部20bとの間はシール部材33によって油密に区画されている。 Incidentally, between the fuel gallery 20c and the low pressure portion 20b is partitioned into an oil-tight by the seal member 33.

燃料ギャラリ20cと第2加熱通路28とは連通路34によって連通しており、リーク燃料は第2加熱通路28、燃料ギャラリ20cを経て、燃料タンク2へ戻される。 The fuel gallery 20c and the second heating passage 28 are communicated by the communication passage 34, the leakage fuel through the second heating passage 28, the fuel gallery 20c, and returned to the fuel tank 2.
連通路34には背圧弁31が配設されて、第2加熱通路28の燃料が液相に維持される。 And back pressure valve 31 is disposed on the communication passage 34, the fuel of the second heating passage 28 is maintained in the liquid phase.

そして、本実施例では、背圧弁31は、第2加熱通路28で液相にされた戻り燃料を第2加熱通路28の下流で気化させる相変態手段としても機能する。 In the present embodiment, back pressure valve 31 also functions as a phase transformation means for vaporizing the by return fuel in the liquid phase in the second heating passage 28 downstream of the second heating passage 28.
そして、燃料ギャラリ20cは、戻り燃料の気化熱によって、電磁アクチュエータ18を冷却する冷却手段として機能する。 The fuel gallery 20c is the heat of vaporization of the return fuel, which functions as a cooling means for cooling the electromagnetic actuator 18.

すなわち、背圧弁31が所定の開弁圧以上で開弁すると、第2加熱通路28で液相にされた戻り燃料が蒸気圧以下となって燃料ギャラリ内で気化する。 That is, when the back pressure valve 31 is opened on the predetermined valve opening pressure or higher, the return fuel which is in the liquid phase in the second heating passage 28 is vaporized in the fuel gallery becomes below the vapor pressure. そして、この気化熱によって、電磁アクチュエータ18を冷却する。 Then, this heat of vaporization to cool the electromagnetic actuator 18.

本実施例によれば、 参考例1の作用効果に加えて、戻り燃料によってインジェクタ5の電磁アクチュエータ18を冷却できるという作用効果を奏する。 According to this embodiment, in addition to the effects of Example 1 exhibits the effect that can be cooled electromagnetic actuator 18 of the injector 5 by the return fuel.
なお、燃料ギャラリ20cの下流に燃料ギャラリ内の圧力を燃料の蒸気圧以下とするための別の背圧弁(図示せず)を設けてもよい。 Incidentally, another back-pressure valve to the downstream of the fuel gallery 20c to the pressure in the fuel gallery and below the vapor pressure of the fuel (not shown) may be provided.

参考 [Reference Example 2]
参考を、 参考例1とは異なる点を中心に、図3を用いて説明する。 Reference Example 2, focusing on differences from the reference example 1 will be described with reference to FIG.
なお、 参考例1と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。 Incidentally, the same reference numerals as in Reference Example 1, there is shown the same configuration, reference is made to the preceding description.
参考例では、第2加熱通路28がインジェクタ5に設けられている。 In the present embodiment, the second heating passage 28 is provided in the injector 5.
すなわち、図3に示すように、第2加熱通路28を形成する配管とインレット5aとを二重管構造とし、第2加熱通路28がインレット5aを取り囲む。 That is, as shown in FIG. 3, the pipe and the inlet 5a to form a second heating passage 28 is a double pipe structure, the second heating passage 28 surrounds the inlet 5a.

第2加熱通路28には、リーク燃料が流出する出口5bが接続されている。 The second heating passage 28, the outlet 5b of the leak fuel flows is connected. また、第2加熱通路28の下流には、背圧弁31が配設されている。 Further, in the downstream of the second heating passage 28, back pressure valve 31 is disposed.

なお、インジェクタ5は周知の構造である。 Incidentally, the injector 5 is a well-known structure.
すなわち、インジェクタ5は、燃料噴射ノズル16と、本体17と、電磁アクチュエータ18とを備え、以下の構造を有する。 That is, the injector 5 includes a fuel injection nozzle 16, a body 17, and an electromagnetic actuator 18, the following structure.
燃料噴射ノズル16は、複数の噴孔を有するノズルボディ16aと、ノズルボディ16aにおいて軸方向に摺動自在に支持されて噴孔を開閉する弁体としてのノズルニードル16bとを有する。 Fuel injection nozzle 16 includes a nozzle body 16a having a plurality of injection holes, and a nozzle needle 16b as a valve body for opening and closing the slidably supported by spray hole axially in the nozzle body 16a. ノズルニードル16bとノズルボディ16aとの間にノズル室16cが形成されている。 Nozzle chamber 16c is formed between the nozzle needle 16b and the nozzle body 16a.

本体17は、コモンレール4から受け入れた高圧の燃料を燃料噴射ノズル16に導くための高圧通路17a、および、ノズルニードル16bに対し噴孔を閉鎖する方向(閉弁方向)に燃料圧を及ぼすための制御室17bを有するとともに、制御室17bの燃料圧をノズルニードル16bに伝達するコマンドピストン17cを具備する。 Body 17, high pressure passage 17a for guiding the high-pressure fuel received from the common rail 4 to the fuel injection nozzle 16, and, to exert a fuel pressure in a direction (valve closing direction) for closing the injection hole relative to the nozzle needle 16b which has a control chamber 17b, comprises a command piston 17c for transmitting the fuel pressure in the control chamber 17b to the nozzle needle 16b.

制御室17bには、高圧通路17aの高圧の燃料を制御室17bに流入させるための流入路17d、および、制御室17bから燃料を流出させるための流出路17eが接続しており、流出路17eが電磁アクチュエータ18により開閉される。 The control chamber 17b, the inflow channel 17d for flowing the high pressure fuel in the high pressure passage 17a to the control chamber 17b, and outlet passage 17e are connected for discharging the fuel from control chamber 17b, outlet passage 17e There are opened and closed by an electromagnetic actuator 18. また、流入路17dおよび流出路17eは、流出路17eの開放時に制御室17bの燃料圧が低下するように設けられている。 Further, the inflow channel 17d and the outflow passage 17e, the fuel pressure in the control chamber 17b is provided so as to decrease the time of opening of the outlet channel 17e.

電磁アクチュエータ18は、通電により磁束を発生するコイル18aと、発生した磁束により軸方向に吸引されるアーマチャ18bと、アーマチャ18bと一体化されて軸方向に摺動自在に支持され流出路17eを開閉する弁部18cと、磁束による吸引方向とは逆の方向にアーマチャ18bを付勢するスプリング18dとを具備する。 Electromagnetic actuator 18, closing a coil 18a for generating a magnetic flux, and the armature 18b is sucked in the axial direction by the magnetic flux generated, the outflow channel 17e is slidably supported in the axial direction are integrated with the armature 18b by energizing a valve portion 18c which comprises a spring 18d for urging the armature 18b in the opposite direction to the suction direction by the magnetic flux. また、アーマチャ18bと弁部18cとの一体物は、磁束により吸引されて移動することで流出路17eを開放する。 Further, one piece of the armature 18b and the valve portion 18c opens the outlet passage 17e by moving is attracted by the magnetic flux.

また、本体17には、ノズル室16cや制御室17bからリークした燃料が流入する低圧室17fが形成されている。 Further, the main body 17, a leak fuel low-pressure chamber 17f is formed that flows from the nozzle chamber 16c and a control chamber 17b. 流出路17eの開放に伴い制御室17bから流出した燃料及び低圧室17fの燃料は、本体17に設けられた低圧通路17gを通って出口5bから流出し、第2加熱通路28を経て燃料タンク2に戻される。 Fuel spilled fuel and the low-pressure chamber 17f from the control chamber 17b with the opening of the outlet passage 17e flows out from the outlet 5b through the low pressure passage 17g provided on the main body 17, the fuel tank 2 through the second heating passage 28 It is returned to.
高圧通路17aは、インジェクタ5のノズル室16cに燃料を供給する燃料通路であり、高圧燃料通路6の一部をなす。 High-pressure passage 17a is a fuel passage for supplying fuel to the nozzle chamber 16c of the injector 5, forming part of the high-pressure fuel passage 6. 低圧通路17gは、インジェクタ5のリーク燃料を燃料タンク2へ戻すための戻り燃料通路7の一部をなす。 Low pressure passage 17g are part of the return fuel passage 7 for returning leakage fuel injector 5 to the fuel tank 2.

参考例によっても、 参考例1と同様の作用効果を奏することができる。 This reference example, it is possible to achieve the same effects as in Reference Example 1.

〔実施例 Example 2
実施例を、 参考とは異なる点を中心に、図4を用いて説明する。 Example 2, focusing on points different from the reference example 2 will be described with reference to FIG.
なお、 参考と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。 Incidentally, the same reference numerals as in Reference Example 2, there is shown the same configuration, reference is made to the preceding description.
本実施例では、第2加熱通路28に加熱される第2高圧配管14がインジェクタ内に設けられた高圧通路17aであり、第2加熱通路28はインジェクタ内に設けられた低圧通路17gの一部である。 In this embodiment, the second high-pressure pipe 14 is heated to a second heating passage 28 is the high-pressure passage 17a provided in the injector, the second heating passage 28 is part of the low pressure passage 17g provided in the injector it is.

本実施例では、インジェクタ5内で、低圧通路17gの一部が高圧通路17aの近傍に配されることで、第2の熱交換器29が構成されている。 In this embodiment, in the 5 injector, that portion of the low pressure passage 17g is disposed in the vicinity of the high-pressure passage 17a, the second heat exchanger 29 is constituted.
また、第2の熱交換器29の下流の低圧通路17gには背圧弁31が配設されており、第2加熱通路28をなす低圧通路17gの内部の燃料が液相に維持されている。 Also, downstream of the low pressure passage 17g of the second heat exchanger 29 and back pressure valve 31 is disposed, the fuel within the low-pressure passage 17g forming the second heating passage 28 is maintained in the liquid phase.

また、背圧弁31は、実施例と同様に、第2加熱通路28で液相にされた戻り燃料を第2加熱通路28の下流で気化させる相変態手段としても機能する。 Also, back pressure valve 31, as in Embodiment 1 also functions as a phase transformation means for vaporizing the by return fuel in the liquid phase in the second heating passage 28 downstream of the second heating passage 28.
背圧弁31下流の低圧通路17gは、アーマチャ18bが駆動する駆動空間Sに連通しているため、気化熱によってアーマチャ18bを中心に電磁アクチュエータ18を冷却することができる。 Back pressure valve 31 downstream of the low pressure passage 17g, since the armature 18b is communicated with the driving space S to be driven, it is possible to cool the electromagnetic actuator 18 around the armature 18b by heat of vaporization.
なお、低圧通路17gの燃料は図示しない出口から燃料タンク2へと戻される。 Incidentally, the low pressure fuel passage 17g is returned from the outlet (not shown) to the fuel tank 2.

〔実施例 Example 3
実施例を、実施例とは異なる点を中心に、図5を用いて説明する。 Example 3, focusing on differences from the second embodiment will be described with reference to FIG.
なお、実施例と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。 Incidentally, the same reference numerals as in Example 2, there is shown the same configuration, reference is made to the preceding description.
本実施例の燃料供給装置1は、シリンダヘッド20内に設けられたエンジンの冷却に用いられる冷却水の一部を通過させる冷却水通路40と、シリンダヘッド20内に設けられたエンジンの潤滑に用いられる潤滑油の一部を通過させる潤滑油通路41とを備える。 The fuel supply apparatus 1 of this embodiment, the cooling water passage 40 for passing a portion of the cooling water used to cool the engine provided in the cylinder head 20, to lubricate the engine provided in the cylinder head 20 passing a portion of the lubricating oil used and a lubricating oil passage 41.
冷却水通路40は、インジェクタ5の電磁アクチュエータ18に近い側の周囲に配され、潤滑油通路41は、燃料噴射ノズル16の周囲に配されている。 Cooling water passage 40 is disposed around the side close to the electromagnetic actuator 18 of the injector 5, the lubricating oil passage 41 is arranged around the fuel injection nozzle 16.

また、燃料噴射ノズル16と挿入孔20aとの間には銅チューブ42が配されている。 Between the fuel injection nozzle 16 and the insertion hole 20a of copper tube 42 is disposed. 銅チューブ42の内周面は燃料噴射ノズル16の外周面に当接しており、銅チューブ42の外周面は挿入孔20aの内周面に当接している。 The inner peripheral surface of the copper tube 42 on the outer peripheral surface of the fuel injection nozzle 16 abuts the outer peripheral surface of the copper tube 42 is in contact with the inner peripheral surface of the insertion hole 20a.

これによれば、戻り燃料の熱だけではなく、潤滑油および冷却水の熱によってインジェクタ5を加熱することで燃料を加熱することができる。 According to this, not only the return fuel heat, it is possible to heat the fuel by heating the injector 5 by the heat of the lubricating oil and cooling water.
なお、潤滑油の方が冷却水よりも温度が高いため、冷却水通路40でインジェクタ5の上部を加熱して、より高い温度への加熱が必要な燃料噴射ノズル16の近傍に潤滑油通路41を配している。 Since towards the lubricating oil temperature is higher than the cooling water, by heating the upper portion of the injector 5 in the cooling water passage 40, lubricating oil passage in the vicinity of the heating required fuel injection nozzle 16 to a higher temperature 41 It is arranged.
銅チューブ42は、潤滑油通路41からの熱伝導を向上させるために配されている。 Copper tube 42 is arranged in order to improve the heat conduction from the lubricating oil passage 41.

例えば、第2の熱交換器29及び冷却水通路40からの伝熱によって燃料温度が70℃程度に昇温し、燃料噴射ノズル16内では潤滑油通路41からの伝熱によってさらに90℃程度まで昇温し、燃焼室Eからの伝熱で、最終的に噴射直前に燃料が超臨界温度(約127.3℃)に到る。 For example, the second fuel temperature by heat transfer from the heat exchanger 29 and the cooling water passage 40 is heated to about 70 ° C., in the fuel injection nozzle 16 to about further 90 ° C. by heat transfer from the lubricating oil passage 41 heated, in heat transfer from the combustion chamber E, ultimately fuel just before injection reaches the supercritical temperature (about 127.3 ° C.).

なお、冷却水通路40は、インジェクタ5の異常高温時の冷却用としても使用することができる。 The cooling water passage 40 can also be used for cooling during abnormally high temperature of the injector 5.

〔変形例〕 [Modification]
実施例1〜 では、第1の熱交換器26及び第2の熱交換器29の両方が構成されていたが、いずれか一方のみでもよい。 In Examples 1 3, both of the first heat exchanger 26 and second heat exchanger 29 was configured, it may be only one.
すなわち、高圧ポンプ3からのオーバーフロー燃料もしくはインジェクタ5からのリーク燃料のいずれかを、高圧燃料通路6の加熱に用いる構成としてもよい。 That is, one of the fuel leaked from the overflow fuel or injector 5 from the high-pressure pump 3 may be configured to be used for heating the high-pressure fuel passage 6.

1 燃料供給装置 2 燃料タンク 3 高圧ポンプ 5 インジェクタ 6 高圧燃料通路 7 戻り燃料通路 25、28 加熱通路 E 燃焼室 1 fuel supply system 2 fuel tank 3 high pressure pump 5 Injector 6 high-pressure fuel passage 7 return fuel passage 25,28 heating passage E combustion chamber

Claims (2)

  1. 燃料として液化ガス燃料を貯留する燃料タンク(2)と、 A fuel tank for storing a liquefied gas fuel as the fuel (2),
    前記燃料タンク(2)から供給された燃料を圧送する高圧ポンプ(3)と、 A high pressure pump (3) for pumping fuel supplied from the fuel tank (2),
    前記高圧ポンプ(3)から供給された燃料を内燃機関の燃焼室(E)に噴射するインジェクタ(5)と、 An injector (5) for injecting fuel supplied from said high pressure pump (3) to the internal combustion engine combustion chamber (E),
    前記高圧ポンプ(3)から前記インジェクタ(5)へ燃料を供給する高圧燃料通路(6)と、 A high pressure fuel passage (6) for supplying the fuel to the injector (5) from said high pressure pump (3),
    前記インジェクタ(5)及び前記高圧ポンプ(3)からの戻り燃料を前記燃料タンク(2)へ戻す戻り燃料通路(7)と、 Wherein the injector (5) return fuel passage (7) and returns the return fuel from the high pressure pump (3) to the fuel tank (2),
    前記戻り燃料通路(7)の一部であって、戻り燃料の熱によって前記高圧燃料通路(6)の一部を加熱する加熱通路(25、28)と A part of the return fuel passage (7), and heating passage to heat a portion of the high pressure fuel passage (6) by the return fuel heat (25, 28),
    前記加熱通路(25、28)における戻り燃料を液相に維持する圧力に保つ圧力設定手段(30、31)と、 And pressure setting means for maintaining the pressure to keep the return fuel in the liquid phase (30, 31) in the heating passage (25, 28),
    前記インジェクタ(5)を駆動するための電磁アクチュエータ(18)と、 Electromagnetic actuator for driving the injector (5) and (18),
    前記加熱通路(28)で液相にされた戻り燃料を前記加熱通路(28)の下流で気化させる相変態手段(31)と、 The is the return fuel in the liquid phase and phase transformation means for vaporizing downstream (31) of the heating passage (28) in the heating passage (28),
    戻り燃料の気化熱によって、前記電磁アクチュエータ(18)を冷却する冷却手段(20c、S)とを備える燃料供給装置。 Return by vaporization heat of fuel, cooling means (20c, S) for cooling said electromagnetic actuator (18) and the fuel supply device comprising a.
  2. 請求項1に記載の燃料供給装置において、 In the fuel supply apparatus according to claim 1,
    前記インジェクタ(5) が組みつけられるシリンダヘッド(20)と、 The injector (5) a cylinder head is assembled and (20),
    前記シリンダヘッド(20)内に設けられた前記内燃機関の冷却に用いられる冷却水の一部を通過させる冷却水通路(40)と、 A cooling water passage (40) for passing a portion of the cooling water used for cooling the internal combustion engine provided in the cylinder head (20),
    前記シリンダヘッド(20)内に設けられた前記内燃機関の潤滑に用いられる潤滑油の一部を通過させる潤滑油通路(41)とを備え、 Wherein a cylinder head wherein provided in (20) the lubricating oil passage for passing a part of the lubricating oil used to lubricate the internal combustion engine (41),
    前記潤滑油および前記冷却水の熱によって前記インジェクタ(5)を加熱することを特徴とする燃料供給装置。 The fuel supply apparatus characterized by heating said injector (5) by the heat of the lubricating oil and the cooling water.






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