JP6725759B2 - 燃料供給システムおよび燃料分配ブロック - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに基づく内燃機関の燃料供給システムに関するものである。本発明はさらに、燃料供給システムのための燃料分配ブロックに関するものである。

特許文献１から、従来技術から公知の内燃機関のコモンレール式燃料供給システム、すなわち重油で運転されるディーゼル内燃機関の基本構造が公知となっている。したがって、図１のコモンレール式燃料供給システムは、内燃機関の個々のシリンダに少なくとも１つの噴射器を備える。これら噴射器を用いて、燃料を内燃機関の各シリンダに噴射できる。コモンレール式燃料供給システムはさらに、コモンレール式燃料供給システムの低圧領域からコモンレール式燃料供給システムの高圧領域へ燃料を搬送するために、少なくとも１つの低圧ポンプと、少なくとも１つの高圧ポンプと、高圧ポンプ蓄圧器とを備えており、ポンプ装置と噴射器との間の高圧領域には、恒久的に高圧下にある蓄圧システムが設けられている。恒久的に高圧下にある蓄圧システムは、コモンレールとも称され、複数の分配ユニットを備える。分配ユニットは、ポンプ装置に接続されており、かつ恒久的に高圧下にある高圧ラインによって相互接続されている。蓄圧システムすなわち分配ユニットはさらに、高圧ラインを用いて噴射器に接続されており、高圧ラインは、噴射サイクルに応じて時に高圧下にある。噴射サイクルに応じて時に高圧下にある高圧ラインは、噴射器を分配ユニットに接続し、噴射サイクルに応じて噴射器に燃料を供給するスイッチバルブを割り当てられている。

従来技術から公知のこうした内燃機関の燃料供給システムは、高圧領域において、特に蓄圧システムの領域において多数のシーリングポイントを備えており、蓄圧システムは高圧ラインを用いて連結された複数の分配ユニットを含む。これらのシーリングポイントの領域では漏出が生じる可能性があり、特に漏出量が大きくなりすぎる場合はもはや燃料供給システムの適切な運転が保証されなくなる可能性がある。さらに、高圧ライン自体が破損する可能性があり、それによって許容できないほど高い漏出が同様に引き起こされ得る。高圧ラインのケーシングチューブを介して漏出物を排出するために、高圧ラインをケーシング入り高圧ラインとして具体化することが公知となっている。

特許文献１によれば、蓄圧システムのすべての分配ユニットは、限界値を超える分配ユニットの漏出量を検出するために、すべての分配ユニットに共通の漏出センサを備える共通の漏出接続ラインに接続されている。さらに、蓄圧システムの個々の分配ユニットには、漏出物が漏出センサによって検出された場合に漏出を少なくとも１つの分配ユニットに割り当てるために、目視検査装置として設計された個々の漏出試験装置が割り当てられる。

これから出発して、本発明は、新しいタイプの内燃機関の燃料供給システムと、そうした燃料供給システムのための燃料分配ブロックを創出するという目的に基づいており、そうした燃料供給システムおよび燃料分配ブロックを用いて、すなわち簡単な設計構造で蓄圧システムおよび１つ以上の高圧ポンプの各々の領域において、高圧領域における燃料供給システムの許容可能な全燃料漏出量を超過したかまたはそれに到達したことを確実にモニタリングできるかまたは検出できるようにする。

独国特許出願公開第１０ ２０１３ ０００ ６０６号明細書

この目的は、請求項１に基づく内燃機関の燃料供給システムによって解決される。

本発明によれば、１つ以上の低圧ポンプと１つ以上の高圧ポンプとの間には燃料分配ブロックが設けられており、燃料分配ブロックには１つ以上の低圧ポンプから放出された燃料が供給され、燃料分配ブロックから放出された燃料は、１つ以上の高圧ポンプに供給可能であり、かつ、燃料分配ブロックへ、分配ユニットおよびポンプ装置から放出された燃料漏出物を供給可能であり、燃料分配ブロックは、燃料分配ブロックに供給される燃料漏出物のための燃料漏出物回収ラインと、狭窄部またはオリフィスと、狭窄部またはオリフィスに対するバイパスと、バイパスの所定の領域における漏出センサと、を備えており、狭窄部またはオリフィスは、特に燃料漏出物回収ラインを介して誘導された燃料漏出物が限界値より小さい場合に全燃料漏出物が狭窄部またはオリフィスを介して流れ、一方で特に燃料漏出物回収ラインを介して誘導された燃料漏出物が限界値よりも大きい場合に燃料漏出物の一部がバイパスを介してひいては漏出センサを経由して流れる様式で、寸法決めされている。これにより、簡単な設計構造で、高圧領域におけるすなわち蓄圧システムおよび１つ以上の高圧ポンプの各々の領域における燃料供給システムの許容可能な全燃料漏出量を超過したかまたはそれに到達したことを確実にモニタリングできるかまたは検出できるようになる。

本発明のさらなる有利な展開例によれば、狭窄部またはオリフィスは、燃料漏出物回収ラインに交換可能に設置された組立体によって、特にグラブネジによって、提供され、当該グラブネジの中には狭窄部またはオリフィスを画定する孔が設置される。これによって、内燃機関の運転中に燃料漏出のモニタリングの簡単な調整を実施できる。狭窄部またはオリフィスは容易に適合できかつ維持できる。

燃料供給システムのための燃料分配ブロックは請求項４に規定されている。

本発明の好ましいさらなる展開例は、従属請求項および以下の説明から得られる。本発明の例示的な実施形態は、図面を用いてより詳細に説明されるが、これに限定されない。

燃料供給システムを示す図である。 図１の燃料供給システムの詳細を示す図である。

本発明は、本明細書では、特に大型ディーゼル内燃機関または船舶のディーゼル内燃機関として設計された内燃機関の燃料供給システム、特にコモンレール式燃料供給システムに関するものである。本発明はさらに、燃料供給システムのための燃料分配ブロックに関するものである。

図１は、コモンレール式燃料供給システムとして具体化された内燃機関、すなわち重油で運転される船舶のディーゼル内燃機関の燃料供給システムの基本構造を示す。したがって、図１のコモンレール式燃料供給システムは、内燃機関の個々のシリンダに少なくとも１つの噴射器１を備える。噴射器１を用いて、燃料を内燃機関のシリンダの各々へ噴射できる。

コモンレール式燃料供給システムはさらにポンプ装置３を備えており、ポンプ装置３は、コモンレール式燃料供給システムの低圧領域４からコモンレール式燃料供給システムの高圧領域６から燃料を搬送するために、少なくとも１つの低圧ポンプ５と、少なくとも１つの高圧ポンプ２と、高圧ポンプ蓄圧器高圧ポンプ蓄圧器８とを備えており、高圧領域６において、ポンプ装置３と噴射器１との間には恒久的に高圧下にある蓄圧システム７が設けられている。

恒久的に高圧下にある蓄圧システム７は、コモンレールとも称され、複数の分配ユニット９を備える。分配ユニット９は、ポンプ装置３に接続されており、かつ恒久的に高圧下にある高圧ライン１０を介して相互接続されている。

蓄圧システム７すなわち分配ユニット９はさらに、高圧ライン１１を用いて噴射器１に接続されており、高圧ライン１１は、噴射サイクルに応じて時に高圧下にある。噴射サイクルに応じて時に高圧下にある高圧ライン１１は、噴射器１を分配ユニット９に接続し、噴射サイクルに応じて噴射器に燃料を供給するスイッチバルブ１２を割り当てられている。

ポンプ装置３の低圧ポンプ５とポンプ装置３の各高圧ポンプ２との間には、燃料分配ブロック１３が接続されている。燃料供給システムの低圧領域４からの燃料は、低圧ポンプ５から放出されると、燃料分配ブロック１３に供給可能となる。燃料は、燃料分配ブロック１３から放出されると、各高圧ポンプ２の方向へ誘導可能となる。

燃料供給システムの高圧領域６では、燃料の漏出が起こることがある。図１は、そうした燃料漏出物を燃料分配ブロック１３に供給できるようにする燃料漏出ライン１４，１５，１６を示す。

したがって蓄圧システム７の分配ユニット９の領域で発生する燃料漏出物は、燃料漏出ライン１４を介して燃料分配ブロック１３に供給することができる。高圧ポンプ２の領域および高圧ポンプ蓄圧器８の領域で発生する燃料漏出物は、燃料漏出ライン１５および１６を介して燃料分配ブロック１３に供給できる。

図２は、燃料分配ブロック１３の詳細を概略的に示す。このように、燃料分配ブロック１３は、燃料漏出ライン１４，１５および１６を介して燃料分配ブロック１３に供給される燃料漏出物のための燃料漏出物回収ライン１７を備える。

矢印２３は、燃料漏出物回収ライン１７を介して誘導されかつ燃料漏出物回収ライン１７の領域内に回収された燃料漏出物を視覚化したものであり、これは、蓄圧システム７から燃料漏出ライン１４を介して燃料分配ブロック１３に供給される燃料漏出物と、高圧燃料ポンプ２および高圧ポンプ蓄圧器８から燃料漏出ライン１５，１６を介して燃料分配ブロック１３に供給される燃料漏出物と、からなる。

燃料漏出物回収ライン１７は、狭窄部またはオリフィス１８と、狭窄部またはオリフィス１８に対するバイパス１９とを備えており、バイパス１９には漏出センサ２０が割り当てられている。

燃料漏出物回収ライン１７の狭窄部またはオリフィス１８は、特に燃料漏出物回収ライン１７を介して誘導される燃料漏出量が限界値よりも小さい場合にその燃料漏出物が狭窄部またはオリフィス１８を介して流れる様式で、寸法決めされている。

特に、燃料漏出物回収ライン１７を介して誘導される燃料漏出量が限界値よりも大きい場合、燃料漏出物の一部は、バイパス１９を介してひいては漏出センサ２０を経由して流れ、この時、漏出センサ２０によって検出可能となる。

これにより、燃料供給システムの高圧領域６における全燃料漏出量が限界値より小さいか大きいかを容易かつ確実に検出することができる。

狭窄部またはオリフィス１８は、優先的には、狭窄部またはオリフィス１８を介して燃料供給システムのいわゆる蒸散漏出(perspiration leakage)を典型的には２０ｍｌ／分のオーダーの大きさで完全に排出できる様式で、寸法決めされている。燃料漏出量がそうした蒸散漏出よりも大きい場合、図２において矢印２４で視覚化された燃料漏出物の一部は、漏出センサ２０を介して蒸散漏出を超過した漏出物を検出することができるように、バイパス１９を介して流れる。矢印２２は、狭窄部またはオリフィス１８を介して流動可能な漏出物を視覚化したものである。

さらなる有利な展開例によれば、狭窄部またはオリフィス１８は、燃料漏出物回収ライン１７に交換可能に設置される組立体によって、例えば狭窄部またはオリフィス１８を画定する孔が内部に設置されたグラブネジ２１によって、提供される。この孔は、当該孔を介して限界値よりも小さい燃料漏出を完全に排出できるようにするために、所定の直径を有する。対照的に限界値よりも大きい燃料漏出はもはやこの孔を介して排出することができず、そのため燃料漏出のうち限界値を超えた部分は、矢印２４に従ってバイパス１９および漏出センサ２０を介して誘導される。

１ 噴射器
２ 高圧ポンプ
３ ポンプ装置
４ 低圧領域
５ 低圧ポンプ
６ 高圧ポンプ
７ 蓄圧システム
８ 高圧ポンプ蓄圧器
９ 分配ユニット
１０ 高圧ライン
１１ 高圧ライン
１２ スイッチバルブ
１３ 燃料分配ブロック
１４ 燃料漏出ライン
１５ 燃料漏出ライン
１６ 燃料漏出ライン
１７ 燃料漏出物回収ライン
１８ オリフィス
１９ バイパス
２０ 漏出センサ
２１ グラブネジ
２２ 燃料漏出物
２３ 燃料漏出物
２４ 燃料漏出物

Claims (6)

1. 内燃機関の燃料供給システムであって、
   低圧領域（４）および高圧領域（６）と、
   前記燃料供給システムの前記低圧領域（４）から前記燃料供給システムの前記高圧領域（６）へ燃料を搬送するために、少なくとも１つの低圧ポンプ（５）と少なくとも１つの高圧ポンプ（２）とを備えるポンプ装置（３）と、
   を備えており、
   前記ポンプ装置（３）とシリンダに割り当てられた噴射器（１）との間に、恒久的に高圧下にある蓄圧システム（７）が設けられており、前記蓄圧システム（７）は、複数の分配ユニット（９）を備えており、
   低圧ポンプ（５）と高圧ポンプ（２）との間には燃料分配ブロック（１３）が設けられており、
   前記燃料分配ブロック（１３）には、前記低圧ポンプ（５）から放出された燃料が供給可能であり、前記燃料分配ブロック（１３）から放出された燃料は、前記高圧ポンプ（２）に供給可能であり、かつ前記燃料分配ブロック（１３）へ、前記分配ユニット（９）および前記ポンプ装置（３）から放出された燃料漏出物を供給可能であり、
   前記燃料分配ブロック（１３）は、前記燃料分配ブロック（１３）に供給される燃料漏出物のための燃料漏出物回収ライン（１７）と、狭窄部またはオリフィス（１８）と、前記狭窄部またはオリフィス（１８）に対するバイパス（１９）と、前記バイパス（１９）の所定の領域における漏出センサ（２０）と、を備えており、
   前記狭窄部またはオリフィス（１８）は、前記燃料漏出物回収ライン（１７）を介して誘導された燃料漏出物が限界値より小さい場合に全燃料漏出物が前記狭窄部またはオリフィス（１８）を介して流れ、一方で前記燃料漏出物回収ライン（１７）を介して誘導された燃料漏出物が前記限界値よりも大きい場合に燃料漏出物の一部が前記バイパス（１９）を介してひいては前記漏出センサ（２０）を経由して流れる様式で、寸法決めされていることを特徴とする燃料供給システム。
2. 前記狭窄部またはオリフィス（１８）は、前記燃料漏出物回収ライン（１７）に交換可能に設置された組立体によって提供されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
3. 前記狭窄部またはオリフィス（１８）は、グラブネジ（２１）によって提供され、前記グラブネジ（２１）の中には前記狭窄部またはオリフィス（１８）を画定する孔が設置されることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給システム。
4. 燃料供給システムのための燃料分配ブロック（１３）であって、
   前記燃料分配ブロック（１３）には、前記燃料供給システムのポンプ装置（３）の少なくとも１つの低圧ポンプ（５）から放出された燃料が供給可能であり、前記燃料分配ブロック（１３）から放出された燃料は、前記燃料供給システムの前記ポンプ装置（３）の少なくとも１つの高圧ポンプ（２）へ供給可能であり、前記燃料分配ブロック（１３）は、前記燃料供給システムの分配ユニット（９）から放出された燃料漏出物および前記燃料供給システムの前記ポンプ装置（３）から放出された燃料漏出物を供給可能であり、
   前記燃料分配ブロック（１３）は、前記燃料分配ブロック（１３）に供給される燃料漏出物のための燃料漏出物回収ライン（１７）と、狭窄部またはオリフィス（１８）と、前記狭窄部またはオリフィス（１８）に対するバイパス（１９）と、前記バイパス（１９）の所定の領域における漏出センサ（２０）と、を備えており、
   前記狭窄部またはオリフィス（１８）は、前記燃料漏出物回収ライン（１７）を介して誘導された燃料漏出物が限界値より小さい場合に全燃料漏出物が前記狭窄部またはオリフィス（１８）を介して流れ、一方で前記燃料漏出物回収ライン（１７）を介して誘導された燃料漏出物が前記限界値よりも大きい場合に燃料漏出物の一部が前記バイパス（１９）を介してひいては前記漏出センサ（２０）を経由して流れる様式で、寸法決めされていることを特徴とする燃料分配ブロック（１３）。
5. 前記狭窄部またはオリフィス（１８）は、前記燃料漏出物回収ライン（１７）に交換可能に設置される組立体によって提供されることを特徴とする請求項４に記載の燃料分配ブロック（１３）。
6. 前記狭窄部またはオリフィス（１８）は、グラブネジ（２１）によって提供され、前記グラブネジ（２１）の中には前記狭窄部またはオリフィス（１８）を画定する孔が設置されることを特徴とする請求項５に記載の燃料分配ブロック（１３）。

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