KR20040094764A - 디젤 엔진의 ｄｍｅ 연료 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치는 디젤 엔진 정지후에 분사 시스템내의 DME 연료를 탱크에 회수하는 시간을 단축한다. 무분사 상태시에는 3방 전자 밸브(71)를 OFF 제어하여 참조부호(B)의 화살표로 표시한 방향의 연통로를 구성하는 동시에, 2방 전자 밸브(72)를 ON 제어한다. 피드 펌프(5)로부터 송출된 DME 연료 아스피레이터(7)로 송출되고, 입구(7a)로부터 출구(7b)로 통과되어 연료 필터(4)로 리턴되고, 아스피레이터를 거쳐서 DME 연료액이 환류하는 상태로 된다. 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)를 ON 제어하여 개방 상태로 하고, 연료 필터(4)의 기상(4a)과, 유류실(11), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)에 잔류하는 액체 상태의 DME 연료는 흡입구(7c)로 향해 압송된다.

Description

디젤 엔진의 ＤＭＥ 연료 공급 장치{DME FUEL FEED DEVICE OF DIESEL ENGINE}
디젤 엔진에 의한 대기 오염 대책으로서, 경유 대신에 배기가 무공해인 디메틸 에테르(dimethyl ether : DME)를 연료로 하는 것이 주목받고 있다. DME 연료는 종래의 연료인 경유와 달리 액화 가스 연료이다. 즉, 경유와 비교하여 비점 온도가 낮고, 대기압하에서 경유가 상온에 있어서 액체인데 반해, DME는 상온에 있어서 기체로 되는 성질을 갖고 있다. 그 때문에, DME 연료를 사용한 디젤 엔진은 엔진 정지후에 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료가, 연료 분사 노즐의 노즐 시트부(nozzle seat)에서 엔진의 실린더내에 누출되어 기화하여, 실린더내에 기화한 DME 연료가 충만함으로써, 다음에 엔진을 시동할 때에 노킹 등의 이상 연소가 발생하여, 엔진 시동이 정상적으로 행할 수 없고 큰 진동이나 소음이 발생하는 우려가있다.
그래서, 엔진 정지후에 DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를, 소위 아스피레이터(aspirator)에 의한 흡입 수단으로 탱크에 회수함으로써, 엔진 정지후에 DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료에 의해서, 다음에 엔진을 시동할 때에 노킹 등의 이상 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 아스피레이터는 펌프 등의 흡입 구동력원에 의해 DME 연료를 흡입하는 것은 아니고, 본래는 DME 연료를 송출하기 위한 인젝션 펌프를 구동원으로서 환형의 DME 연료의 흐름을 구성하여, 그 DME 연료의 흐름에 의한 흡입력에 의해서 DME 연료를 흡입하는 것이다.
그러나, 엔진 정지후에 DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 아스피레이터 등에 의한 흡입 수단으로 탱크로 흡입하려고 하여도, 단시간에 분사 시스템내에 잔류하고 있는 모든 DME 연료를 흡입하는 것은 곤란하다. 이것은 아스피레이터에 의한 흡입력이 약하고, 또한 엔진 정지시에는 분사 시스템과 연료 탱크와의 사이의 연통이 차단되고, 분사 시스템이 밀폐 상태에 가까운 상태로 되어 있기 때문에, 기화한 DME 연료를 흡입하는 것밖에 할 수 없기 때문이다. 즉, DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료가 디젤 엔진의 여열(residual heat)이나 자연 기화에 의해서 모두 기화할 때까지는, DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 모두 회수 할 수 없는 것으로 된다.
그 때문에, DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 모두 회수하는데, 어느 정도의 시간이 필요한 것으로 되어, 예를 들면 최근의 도시지역의 신호 교차점에서의 아이들링 스톱 등과 같은 단시간의 엔진 정지시에, DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 모두 회수 할 수 없고, 엔진을 시동할 때에 노킹 등의 이상 연소가 발생하여 버리는 우려가 있다.
또한, 이러한 DME를 연료로 한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치는, 일반적으로 DME 연료가 기화하지 않도록 피드 펌프 등에 의해서 가압된 상태에서 연료 탱크로부터 인젝션 펌프의 유류실(fuel gallery)로 공급되고, 인젝션 펌프로부터 고압인 DME 연료가 인젝션 파이프를 통해 디젤 엔진의 각 연료 분사 노즐로 압송된다. 그리고, 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 DME 연료는 노즐 리턴 파이프로 송출되고, 유류실에서 오버플로우된 DME 연료는 오버플로우 연료 파이프로 송출되고, 노즐 리턴 파이프 및 오버플로우 연료 파이프로 송출된 DME 연료는 오버플로우 리턴 파이프를 경유하여, 쿨러 등으로 냉각된 후에 연료 탱크로 리턴된다.
그런데, 상기 DME 특유의 성질에 의해, DME 연료는 경유 연료와 비교하여 온도에 의한 영향이 훨씬 크기 때문에, 연료 분사 노즐에 의한 DME 연료의 연료 분사 특성은 근소한 온도 상승으로 크게 변화하는 것으로 된다. 그 때문에, DME 연료 공급 장치에 의한 발열이나 디젤 엔진으로부터의 열 등이 인젝션 파이프로 전달되어 인젝션 파이프의 온도가 상승하여, 연료 분사 노즐로 압송되는 DME 연료의 온도가 상승하면, 연료 분사 노즐에 의한 DME 연료의 분사 특성이 불안정하게 되어 버릴 우려가 있다.
또한, 디젤 엔진 정지 직후는 디젤 엔진이 고온 상태이기 때문에, 인젝션 파이프의 온도도 고온 상태로 되어 있다. 그 때문에, 바로 디젤 엔진을 재시동시키 기 위해 고온 상태의 인젝션 파이프로 연료 탱크로부터 인젝션 펌프에 의해서 액체형의 DME 연료를 충전하면, 인젝션 파이프의 열에 의해서 인젝션 파이프로 충전된 액체형의 DME 연료의 일부가 기화하여, 그 기화한 DME 연료에 의해서 인젝션 파이프로 액체형의 DME 연료를 완전하게 충전할 수 없게 될 우려가 있다.
또한, 유류실의 DME 연료의 온도 변화에 대하여 인젝션 펌프의 DME 연료의 분사량이 일정하게 되도록 하기 위해서는, 전자 거버너 등에 의해서 DME 연료의 분사량의 온도 보정을 해야 한다. 따라서, 기계적 거버너를 탑재한 인젝션 펌프에 있어서는, 유류실의 DME 연료의 온도 변화에 대하여 인젝션 펌프의 DME 연료의 분사량을 일정하게 할 수 없고, DME 연료의 분사 특성을 안정시킬 수 없다고 하는 문제가 발생한다.
발명의 요약
본원 발명은 이러한 상황에 감안하여 이뤄진 것으로, 그 하나의 과제는, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에서, 디젤 엔진 정지후에 분사 시스템내의 DME 연료를 탱크에 회수하는 시간을 단축하는 것이다.
또한, 다른 과제는, 인젝션 파이프의 온도가 상승함으로써, 연료 분사 노즐에 의한 DME 연료의 분사 특성이 불안정으로 되어 버릴 우려를 적게 함과 동시에, 디젤 엔진 정지 직후의 인젝션 파이프로 연료 탱크로부터 DME 연료를 충전했을 때에, DME 연료를 완전하게 충전시킬 수 없게 될 우려를 적게 하는 것에 있다.
또 다른 과제는, 유류실의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지함으로써, DME연료의 분사량의 온도 보정을 하지 않고서 DME 연료의 분사 특성을 안정시키는 것에 있다.
상기 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 형태는, 연료 탱크내의 DME 연료를 소정의 압력으로 가압하여, 피드 파이프로 송출하는 피드 펌프와, 상기 피드 파이프를 경유하여 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 유류실의 상기 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료, 및 상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단을 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치로서, 상기 피드 파이프가 연결되어 있는 상기 유류실의 입구측과, 상기 연료 탱크내의 기상을 연결하는 기상 압력 송출 파이프와, 상기 기상 압력 송출 파이프의 개폐를 행하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
디젤 엔진 정지후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하는 것에 의해, 연료 탱크내의 기상과 유류실의 입구측이 기상 압력 송출 파이프에 의해서 연통하기 때문에, 유류실에 연료 탱크내의 기상의 압력이 작용하게 된다. 연료 탱크내의 기상은 기화한 DME 연료가 유류실내 보다도 고압인 상태에서 존재하고 있다. 따라서, 연료 탱크내의 기상의 압력에 의해서, 유류실내 및 오버플로우 연료파이프내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단으로 강제적으로 압송할 수 있다.
이 제 1 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 연료 탱크내의 기상의 압력에 의해서, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단으로 강제적으로 압송하는 것이 가능하기 때문에, 잔류 연료 회수 수단에 의해서 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 2 형태는, 제 1 형태에 있어서, 상기 기상 압력 송출 파이프는 상기 기상 압력 송출 파이프의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
연료 탱크내의 기상으로부터 송출되는 기화한 DME 연료는 소경부에 의해서 압축되고, 또한 고압이 되기 때문에, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 더욱 높은 압력으로 잔류 연료 회수 수단으로 압송할 수 있다.
이 제 2 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 1 형태에 의한 작용 효과 외에, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 더욱 높은 압력으로 잔류 연료 회수 수단으로 압송할 수 있기 때문에, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 더욱 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 3 형태는, 제 1 또는 제 2 형태에 있어서, 상기 잔류 연료 회수 수단은, 상기 피드 파이프와 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이에 배치된 아스피레이터(aspirator)에 의해서, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 그대로 상기 연료 탱크로 환류시키고, 상기 유류실내 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료가, 환류하는 상기 DME 연료에 흡입되어, 상기 연료 탱크로 회수되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, 아스피레이터는 펌프 등의 흡입 구동력원에 의해 DME 연료를 흡입하는 것은 아니고, 본래는 DME 연료를 송출하기 위한 인젝션 펌프를 구동원으로서 환형의 DME 연료의 흐름을 구성하여, 그 DME 연료의 흐름에 의한 흡입력에 의해서, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 흡입한다. 즉, 펌프 등의 흡입 구동력원과 비교하여 흡입력이 약하기 때문에, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 기화한 상태에서 잔류하고 있는 DME 연료밖에 흡입할 수 없다.
따라서, 이 제 3 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 기화하기 전의 액체 상태의 DME 연료를 아스피레이터로 강제적으로 압송할 수 있으므로, 제 1 또는 제 2 형태에 의한 작용 효과를 특히 효과적으로 이룰 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 제 4 형태는, 제 3 형태에 있어서, 상기 잔류 연료 회수 수단은, 상기 피드 파이프의 송출구를 상기 아스피레이터의 환류 유로의 입구측과 상기 유류실의 입구측의 어느 한쪽으로 전환하여 연통시키는 제 1 전자 밸브와, 상기 아스피레이터의 흡입구와 상기 유류실 및 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이의 개폐를 행하는 제 2 전자 밸브와, 상기 제 1 전자 밸브의 연통을 상기 아스피레이터의 입구측으로 전환하여, 상기 제 2 전자 밸브를 개방하여, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 환류시키는 유로를 구성하는 동시에 상기 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하고, 소정 시간 경과 후에 상기 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄하는 제어를 실행하는 DME 연료 회수 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
제 1 전자 밸브 및 제 2 전자 밸브의 개폐 동작에 의해서, 연료 탱크내의 DME 연료가 아스피레이터의 입구로부터 출구로 흐른 후에 다시 연료 탱크내에 리턴되는 환형의 DME 연료의 흐름을 구성한다. 동시에, 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 연료 탱크내의 기상의 압력에 의해, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단으로 강제적으로 압송한다. 그리고, 소정 시간 경과 후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄하는 것에 의해, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내를 저압인 상태로 유지한다. 즉, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 액체 상태에서 잔류하고 있는 DME 연료를 기상의 압력에 의해서 압송한 후, 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄한다. 그것에 의하여, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내가 저압인 상태로 유지되어, 압송할 수 없고 약간 잔류된 액체 상태의 DME 연료의 기화를 촉진할 수 있다. 따라서, 보다 단시간에 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내의 DME 연료를 연료 탱크로 회수 할 수 있다.
이 제 4 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 의하면, 제 3 형태에 의한 작용 효과 외에, 압송할 수 없던 액체 상태의 DME 연료의 기화를 촉진할 수 있으므로, 잔류 연료 회수 수단에 의해서, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 더욱 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 5 형태는, 제 1 또는 제 2 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프는, 디젤 엔진의 구동축의 회전이 전달되어 회전하는 캠 샤프트와 결합하는 플런저의 상하이동으로 개폐할 수 있는 딜리버리 밸브(delivery valve)에 의해서, 상기 피드 파이프를 경유하여 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 유류실의 상기 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 상기 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프 엘리먼트와, 상기 캠 샤프트의 캠에 의해서 딜리버리 밸브가 개폐하는 분사 상태와 상기 캠에 의해서 상기 플런저가 상하이동해도 상기 딜리버리 밸브가 개폐하지 않는 무분사 상태를 전환하는 분사 상태 전환 수단을 갖고, 상기 인젝션 펌프 엘리먼트는 상기 무분사 상태의 시에만, 상기 딜리버리 밸브가 폐쇄한 상태에서도 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실이 연통하는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 엔진 정지후, 분사 상태 전환 수단에 의해서 무분사 상태로 전환된 상태에 있어서, 딜리버리 밸브가 폐쇄한 상태에서도, 인젝션 파이프와 유류실이 연통하는 구성을 이루고 있기 때문에, 엔진 정지후 잔류 연료 회수 수단에 의해서유류실의 DME 연료를 회수 할 때에, 인젝션 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수 할 수 있다.
이 제 5 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 1 또는 제 2 형태에 의한 작용 효과 외에, 엔진 정지후 잔류 연료 회수 수단에 의해서 유류실의 DME 연료를 회수 할 때에, 인젝션 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수 할 수 있으므로, 엔진 정지후에 인젝션 펌프 엘리먼트와 연료 분사 노즐과의 사이에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 것이 가능하게 되어, 상술한 노킹 등의 이상 연소에 의해서, 엔진 시동이 정상적으로 행할 수 없고 큰 진동이나 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 6 형태는, 제 5 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프 엘리먼트는 대략 원주체 형상을 이루는 상기 플런저가 상기 분사 상태 전환 수단에 의해서 상기 플런저 배럴내에서 원주방향으로 회전하고, 상기 회전 위치에 의해 상기 DME 연료의 분사량이 변화하는 구성을 이루고 있고, 상기 분사량이 0으로 되는 상기 플런저의 회전 위치에서 무분사 상태로 되고, 또한 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실을 연통시키는 퍼지 통로가 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 6 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 인젝션 펌프 엘리먼트는, 분사 상태 전환 수단에 의해서 플런저가 원주방향으로 회전하고, 그 회전 위치에 의해 DME 연료의 분사량이 변화하는 구성을 이루고 있고, 인젝션 펌프의 분사량이 0으로 되는 플런저의 회전 위치에서 무분사 상태로 되어, 인젝션파이프와 유류실을 연통시키는 퍼지 통로가 구성됨으로써, 제 5 형태에 의한 작용 효과를 얻을 수 있는 것이다.
본 발명의 제 7 형태는, 제 6 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프 엘리먼트는 상기 인젝션 파이프에 연통되어 있는 딜리버리 파이프 삽입 구멍을 갖는 딜리버리 밸브 홀더와, 상기 딜리버리 밸브 삽입 구멍에 왕복 운동 가능하게 삽입되어 있는 상기 딜리버리 밸브와, 상기 딜리버리 밸브 홀더와 일체로 배치되고, 상기 딜리버리 밸브의 밸브부가 접촉한 상태에서, 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실과의 연통이 차단되어 밸브 폐쇄 상태로 되는 밸브 시트부를 갖는 딜리버리 밸브 시트와, 상기 딜리버리 밸브를 상기 딜리버리 밸브 시트에 가압하는 딜리버리 스프링과, 상기 딜리버리 밸브 시트와 일체로 배치되고, 상기 딜리버리 밸브 시트에 연통되어 있는 액압실을 갖는 플런저 배럴과, 상기 액압실에 왕복 운동 가능하게 삽입되고, 일단측이 상기 딜리버리 밸브에 면하여 있는 상기 플런저와, 상기 플런저를 상기 캠측으로 가압하는 플런저 스프링을 구비하고, 상기 분사 상태시에는, 상기 밸브 폐쇄 상태에서 상기 플런저가 상기 캠으로 끌어 올려지고, 상기 액압실과 상기 유류실과의 연통이 차단되어, 상기 액압실내의 상기 DME 연료가 상기 딜리버리 밸브를 끌어 올려 밸브 개방 상태로 되어, 밸브 개방 상태의 상기 딜리버리 밸브로부터 상기 액압실내의 상기 DME 연료가 상기 인젝션 파이프로 압송되고, 상기 플런저의 외주면에 형성되어 있는 절취부를 거쳐서 상기 액압실과 상기 유류실이 다시 연통하고, 상기 액압실내의 액압이 저하하여 상기 딜리버리 밸브가 상기 딜리버리 스프링의 가압력에 의해서 밸브 폐쇄하고, 상기 무분사 상태시에는 상기 플런저의 외주면에형성되어 있는 퍼지 홈과, 상기 플런저 배럴의 내주면에 형성되어 있는 퍼지 포트가 연통하는 회전 위치로 되도록, 상기 분사 상태 전환 수단에 의해서 상기 플런저가 원주방향으로 회전하여, 상기 퍼지 포트, 상기 퍼지 홈, 및 상기 딜리버리 밸브 시트에 형성되어, 상기 인젝션 파이프와 상기 인젝션 파이프와 상기 퍼지 포트를 연통시키는 퍼지 통로를 거쳐서 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실이 연통하는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 인젝션 펌프는 분사 상태 전환 수단에 의해서 플런저가 원주방향으로 회전하여, 플런저의 외주면에 형성되어 있는 퍼지 홈과, 플런저 배럴의 내주면에 형성되어 있는 퍼지 포트가 연통하는 회전 위치까지 회전한 시점에, 분사 상태가 무분사 상태로 되는 구성을 이루고 있기 때문에, 딜리버리 밸브 시트에 형성되어 있는 인젝션 파이프와 퍼지 포트를 연통시키는 퍼지 통로를 거쳐서 인젝션 파이프와 유류실을 연통시키는 퍼지 통로가 구성되고, 엔진 정지후 잔류 연료 회수 수단에 의해서 유류실의 DME 연료를 회수 할 때에, 인젝션 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수 할 수 있다.
이러한 제 7 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 인젝션 펌프는 분사 상태 전환 수단에 의해서 플런저가 원주방향으로 회전하여, 플런저의 외주면에 형성되어 있는 퍼지 홈과, 플런저 배럴의 내주면에 형성되어 있는 퍼지 포트가 연통하는 회전 위치까지 회전한 시점에, 분사 상태가 무분사 상태로 되는 구성을 이루고 있는 것에 의해, 제 6 형태에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 8 형태는, 제 5 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프는 상기 캠샤프트가 배치되고, 윤활유가 저류되어 있는 캠실이, 상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있고, 상기 캠실에는 상기 DME 연료가 혼입한 상기 윤활유로부터 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 캠 샤프트의 캠에 의해서 구동되고, 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서(compressor)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 인젝션 펌프는 캠실이 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있기 때문에, 인젝션 펌프 엘리먼트의 플런저와 플런저 배럴과의 사이의 간극에서 캠실에 누출된 DME 연료가 디젤 엔진의 윤활 시스템에 침입할 우려가 없다. 또한, 캠실에 배치된 오일 세퍼레이터에 의해서, DME 연료가 혼입한 윤활유로부터 DME 연료를 분리하여, 분리된 DME 연료가 컴프레서에 의해서 연료 탱크로 송출되기 때문에, DME 연료의 혼입에 의한 윤활유의 윤활 성능의 저하 등을 방지할 수 있다. 또한, 컴프레서는 캠실내의 캠에 의해서 구동되기 때문에, 전동 모터 등의 컴프레서를 구동시키는 구동원이 필요 없다.
이 제 8 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 5 형태에 의한 작용 효과 외에, 인젝션 펌프는 인젝션 펌프 엘리먼트의 플런저와 플런저 배럴과의 사이의 간극에서 캠실에 누출된 DME 연료가 디젤 엔진의 윤활 시스템에 침입할 우려가 없기 때문에, 디젤 엔진의 윤활 시스템에 침입한 DME 연료가 기화하여, 기화한 DME 연료가 엔진의 크랭크실에 침입하여 인화할 우려를 방지할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
또한, DME 연료의 혼입에 의한 윤활유의 윤활 성능의 저하 등을 방지할 수 있으므로, 윤활유의 윤활 성능의 저하 등에 의한 인젝션 펌프의 성능 저하를 방지할 수가 있고, 또한 전동 모터 등의 컴프레서를 구동시키는 구동원이 필요 없기 때문에, 보다 전력절약형인 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치가 가능하게 된다고 하는 작용 효과도 얻어진다.
본 발명의 제 9 형태는, 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프를 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치로서, 상기 인젝션 펌프를 냉각하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 인젝션 파이프를 냉각하는 수단을 갖추고 있기 때문에, DME 연료 공급 장치에 의한 발열이나 디젤 엔진으로부터의 열 등이 인젝션 파이프로 전달하여 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이 제 9 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로, 연료 분사 노즐로 압송되는 DME 연료의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있고, 그것에 의하여 연료 분사 노즐에 의한 DME 연료의 분사 특성이 불안정으로 되어 버리는 우려를 적게 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다. 또한, 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지 할 수 있으므로, 디젤 엔진 정지 직후의 인젝션 파이프로 연료 탱크로부터 DME 연료를 충전했을 때에, 충전한 DME 연료의 일부가 기화하여 DME 연료를 완전하게 충전할수 없는 우려를 적게 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 10 형태는, 제 9 형태에 있어서, 상기 인젝션 파이프는 상기 인젝션 펌프로부터 상기 연료 분사 노즐로 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 분사 연료 통로와, 상기 분사 연료 통로에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 갖고, 상기 연료 분사 통로의 외주면을 상기 냉각 매체가 흐르도록 상기 냉각 매체 통로가 구성되는 이중관 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 인젝션 파이프가 분사 연료 통로와, 분사 연료 통로에 흐르는 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 갖는 이중관 구조를 이루고 있기 때문에, 냉각 매체 통로를 흐르는 냉각 매체에 의해서 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이 제 10 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 인젝션 파이프가 분사 연료 통로와, 분사 연료 통로에 흐르는 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 갖는 이중관 구조를 이루고 있는 것에 의해, 제 9 형태에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 11 형태는, 제 10 형태에 있어서, 상기 인젝션 파이프는 외주면에 단열성을 갖는 피막이 실시되고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 11 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 10 형태에 의한 작용 효과 외에, 인젝션 파이프의 외주면에 실시된 단열성을 갖는 피막에 의해서, 인젝션 파이프의 주위에서의 열을 차단할 수 있게 되기 때문에, 인젝션 파이프의 온도 상승을 보다 확실하게 방지 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 12 형태는, 제 10 또는 제 11 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프를 구비하고, 상기 냉각 매체 통로는, 상기 피드 파이프로부터 상기 노즐 리턴 파이프로 상기 DME 연료가 상기 냉각 매체로서 흐르는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 12 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 10 또는 제 11 형태에 의한 작용 효과 외에, 피드 파이프로부터 유류실에 들어가기 전의 비교적 저온인 DME 연료를 냉각 매체로서 이용함으로써, 즉 피드 파이프로부터 냉각 매체 통로 및 노즐 리턴 파이프를 경유하여 연료 탱크로 DME 연료를 순환시키는 냉각 매체 순환 경로를 구성함으로써, 연료 탱크내의 DME 연료를 냉각 매체로서 효율적으로 인젝션 파이프를 냉각할 수 있기 때문에, 인젝션 파이프를 냉각하는 수단을 저비용으로 구성 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 13 형태는 제 12 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프의 유류실내의 상기 DME 연료의 압력을 유지하는 동시에 오버플로우된 상기 DME 연료가 상기 연료 탱크에 리턴되는 방향에만 상기 DME 연료의 유동 방향을 규정하는 오버플로우밸브가 상기 오버플로우 파이프에 배치되어 있고, 상기 노즐 리턴 파이프는, 상기 오버플로우 밸브의 하류측에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
유류실내의 DME 연료의 압력을 유지하고 있는 오버플로우 밸브의 상류측은 고압 상태의 유류실로 연통하고 있고, 오버플로우 밸브의 하류측은 연료 탱크로 연통하고 있다. 상술한 바와 같이, 냉각 매체 통로에는 피드 파이프로부터 노즐 리턴 파이프로 DME 연료가 냉각 매체로서 흐르기 때문에, 노즐 리턴 파이프를 오버플로우 밸브의 하류측에 연결하는 것에 의해, 피드 파이프로부터 냉각 매체 통로, 그리고 노즐 리턴 파이프를 경유하여 연료 탱크로 리턴되는 연료 탱크내의 DME 연료의 순환 경로를 구성할 수 있다. 따라서, 피드 펌프에 의해서 연료 탱크내의 DME 연료를 피드 파이프로 송출함으로써, 유류실에 DME 연료를 공급함과 함께, 냉각 매체로서의 DME 연료를 냉각 매체 통로로 순환시킬 수 있다.
이 제 13 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 냉각 매체로서의 DME 연료를 냉각 매체 통로로 순환시킬 수 있고, 그것에 의하여 제 12 형태에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 14 형태는, 제 13 형태에 있어서, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료가 상기 연료 탱크에 리턴되는 방향에만 상기 DME 연료의 유동 방향을 규정하는 체크 밸브가 상기 노즐 리턴 파이프에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
노즐 리턴 파이프가 오버플로우 밸브의 하류측에 연결되어 있는 것에 의해,디젤 엔진 정지시에 노즐 리턴 파이프의 DME 연료가 역류하는 우려가 있다. 따라서, 노즐 리턴 파이프에 체크 밸브를 배치함으로써, 디젤 엔진 정지시에 노즐 리턴 파이프의 DME 연료가 역류하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 15 형태는, 제 13 형태에 있어서, 상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단과, 상기 냉각 매체 통로의 상기 DME 연료를 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해서 회수 할 때에, 상기 오버플로우 밸브의 상류측과 상기 노즐 리턴 파이프를 연결시키는 냉각 매체 통로 회수 파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, 유류실내의 DME 연료의 압력을 유지하고 있는 오버플로우 밸브의 상류측은 유류실로 연통하고 있기 때문에, 유류실내에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하기 위해서는, 오버플로우 밸브의 상류측에서 회수 할 필요가 있다. 그러나, 노즐 리턴 파이프는 오버플로우 밸브의 하류측에 연결되어 있기 때문에, 노즐 리턴 파이프와 유류실과의 사이에 오버플로우 밸브가 개재하는 것으로 되고, 잔류 연료 회수 수단에 의해서 유류실의 DME 연료를 회수 할 때에, 오버플로우 밸브에 의해서 노즐 리턴 파이프에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수 할 수 없다.
그래서, 오버플로우 밸브의 상류측과 노즐 리턴 파이프를 연결시키는 냉각 매체 통로 회수 파이프를 설치하는 것에 의해, 오버플로우 밸브의 상류측에서 유류실 및 노즐 리턴 파이프에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수 할 수 있다. 냉각 매체통로 회수 파이프를 개폐할 수 있는 전자 밸브 등으로, 냉각 매체 통로의 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단에 의해서 회수할 때에, 냉각 매체 통로 회수 파이프가 연통하는 구성으로 함으로써 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단에 의해서 회수할 때에, 노즐 리턴 파이프에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수 할 수 있다.
이에 의해, 제 15 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 13 형태에 의한 작용 효과 외에, 오버플로우 밸브의 상류측과 노즐 리턴 파이프를 연결시키는 냉각 매체 통로 회수 파이프를 설치하는 것에 의해, DME 연료를 잔류 연료 회수 수단에 의해서 회수할 때에, 노즐 리턴 파이프에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 16 형태는, 제 15 형태에 있어서, 상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서와, 상기 오일 세퍼레이터와 상기 컴프레서와의 사이에 배치된 저압 탱크와, 상기 저압 탱크와 상기 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프와, 상기 연통로를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, 상기 DME 연료는 상온에서 기체로 되는 성질을 갖고 있고, 또한 점성도 낮기 때문에 인젝션 펌프내에 있어서, 인젝션 펌프 엘리먼트의 플런저로부터 캠실내에 DME 연료가 누출되어 버린다. 그래서, 인젝션 펌프의 캠실을디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리한 전용 윤활 시스템으로 하여, 캠실내에 누출되어 윤활유에 혼입한 DME 연료를 오일 세퍼레이터로 분리하여 컴프레서로 연료 탱크로 송출한다. 이것에 의하여, 캠실에 누출된 DME 연료가 인화하는 우려를 제거할 수 있다.
한편, 디젤 엔진 정지시에는 유류실, 노즐 리턴 파이프 및 오버플로우 연료 파이프(이하, 분사 시스템이라고 한다)에 잔류하고 있는 DME 연료가 기화하여 디젤 엔진의 연료 분사 노즐내에 충만하고, 디젤 엔진의 시동시에 이상 연소를 일으키는 것을 방지하기 위해서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단에 의해서 연료 탱크로 회수한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 디젤 엔진 정지후에 DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 아스피레이터 등에 의한 흡입 수단으로 연료 탱크로 흡입하려고 하여도, 단시간에 분사 시스템내에 잔류하고 있는 모든 DME 연료를 흡입하는 것은 곤란하기 때문에, DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 모두 회수하는데, 어느 정도의 시간이 필요하게 된다.
상술한 오일 세퍼레이터와 컴프레서와의 사이에 저압 탱크가 설치되어 있기 때문에, 저압 탱크내는, 컴프레서의 흡입력에 의해서 저압인 상태로 유지된다. 또한, 저압 탱크와 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프, 및 그 퍼지 파이프를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하고 있다. 그래서, 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 폐쇄 제어하여, 퍼지 파이프를 거쳐서 분사 시스템을 저압 탱크로 연통시키면, 컴프레서의 흡입력으로 저압으로 유지되어 있는 저압탱크내의 부압에 의해서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 흡입하여 저압 탱크내에 회수 할 수 있다. 따라서, 잔류 연료 회수 수단과는 다른 경로에서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 회수 할 수 있기 때문에, 잔류 연료 회수 수단의 부하가 경감되고, 그것에 의하여 잔류 연료 회수 수단에 의한 DME 연료의 회수 시간을 단축 할 수 있게 있다.
이 제 16 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 15 형태에 의한 작용 효과 외에, 컴프레서의 흡입력으로 저압으로 유지되어 있는 저압 탱크내의 부압에 의해서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 흡입하여 저압 탱크내에 회수 할 수 있기 때문에, 잔류 연료 회수 수단에 의해서 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 17 형태는, 제 16 형태에 있어서, 상기 오일 세퍼레이터측의 압력을 유지하는 동시에, 상기 저압 탱크로부터 상기 오일 세퍼레이터측으로 상기 DME 연료가 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브가 상기 오일 세퍼레이터와 상기 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 체크 밸브에 의해서, 오일 세퍼레이터측, 즉 인젝션 펌프의 캠실내가 소정의 압력으로 유지되는 동시에, 저압 탱크로부터 오일 세퍼레이터측으로 DME 연료가 역류하는 것을 방지할 수 있으므로, 캠실내를 대기압보다 고압으로 유지할 수 있고, 캠실내가 대기압 이하로 되어 인젝션 펌프내에 대기가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
이 제 17 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 16 형태에 의한 작용 효과 외에, 오일 세퍼레이터와 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 체크 밸브에 의해서, 캠실내를 대기압보다 고압으로 유지한 채로 저압 탱크내를 저압으로 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 18 형태는, 제 16 형태에 있어서, 상기 디젤 엔진 정지후, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해서 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수하는 동작을 소정 시간 실행한 후, 상기 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해 회수 할 수 없던 상기 DME 연료를 상기 저압 탱크의 부압에 의해서 회수하는 제어를 실행하는 DME 연료 회수 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 18 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 16 형태에 의한 작용 효과 외에, DME 연료 회수 제어부는 잔류 연료 회수 수단에 의해서 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수한 후, 저압 탱크와 분사 시스템을 연통시킴으로써 잔류 연료 회수 수단에 의해 회수 할 수 없던 분사 시스템내의 DME 연료를 저압 탱크의 부압에 의해서 즉시 회수 할 수 있기 때문에, 잔류 연료 회수 수단 및 저압 탱크에 의한 분사 시스템의 DME 연료의 회수 동작을 가장 효과적이고 또한 효율적으로 실행할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 19 형태는, 제 16 형태에 있어서, 상기 DME 연료를 냉각 매체로 하는 냉각 사이클에 의해서 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 공급 연료 냉각 장치와, 상기 인젝션 펌프내의 상기 DME 연료의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 온도 검출 수단에 의해 검출한 상기 인젝션 펌프내의 온도에 기초하여, 상기 인젝션 파이프로 송출되는 상기 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 상기 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료의 온도를 제어하는 공급 연료 온도 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 온도 검출 수단으로 검출한 인젝션 펌프내의 온도에 기초하여, 인젝션 펌프로 송출되는 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 피드 파이프에 흐르는 DME 연료의 온도를 제어함으로써, 유류실내의 DME 연료의 온도를 일정한 온도에 제어할 수 있다.
이 제 19 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 16 형태에 의한 작용 효과 외에, 유류실내의 DME 연료의 온도를 일정한 온도에 제어할 수 있으므로, 유류실의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지할 수 있게 되어, 그것에 의하여 DME 연료의 분사량의 온도 보정을 하지 않고서 DME 연료의 분사 특성을 안정시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 20 형태는, 제 19 형태에 있어서, 상기 공급 연료 냉각 장치는 상기 DME 연료를 냉각 매체로 한 연료 냉각기와, 상기 냉각 매체로서의 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프와, 상기 냉각 매체 공급 파이프를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하며, 상기 연료 냉각기에서 상기 냉각 매체 공급 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 기화시켜, 상기 DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있고, 상기 공급 연료 온도 제어부가 상기 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 개폐 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, DME 연료는 상온에서 기체로 되는 성질을 갖고 있기 때문에, DME 연료를 냉각 매체로 한 냉각 사이클을 구성하고, DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 피드 파이프내의 DME 연료를 냉각할 수 있다. 즉, DME 연료의 냉각 매체로서의 우수한 특성을 유효 이용한 연료 냉각기에 의해서 피드 파이프내의 DME 연료를 냉각하기 때문에, 공급 연료 냉각 장치를 합리적으로 구성할 수 있다.
이 제 20 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 19 형태에 의한 작용 효과 외에, DME 연료의 냉각 매체로서의 우수한 특성을 유효 이용한 연료 냉각기에 의해서, 공급 연료 냉각 장치를 합리적으로 구성할 수 있으므로, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 비용을 저감시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 21 형태는, 제 20 형태에 있어서, 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급되어 기화한 상기 DME 연료는 상기 컴프레서로 송출되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 연료 냉각기로 공급되어 기화한 DME 연료가 컴프레서로 송출되는구성을 이루고 있는 것에 의해, 오일 세퍼레이터에 의해 윤활유와 분리된 DME 연료와, 연료 냉각기로 공급되어 기화하여 DME 연료를 1개의 컴프레서로 가압하여 연료 탱크로 송출 할 수 있기 때문에, 공급 연료 냉각 장치를 효율적으로 구성할 수 있다.
이 제 21 형태 발명에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 20 형태에 의한 작용 효과 외에, 공급 연료 냉각 장치를 효율적으로 구성할 수 있으므로, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 비용을 보다 저감시킬 수 있는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 22 형태는, 제 9 내지 제 11 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료는 커먼 레일(common rail)로 공급되고, 상기 커먼 레일로부터 각 연료 분사 노즐로 송출되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 22 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 커먼 레일식 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에서, 상술한 제 9 내지 제 11 형태중 어느 하나의 형태에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 23 형태는, 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 펌프로 송출하는 인젝션 펌프를 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서, 상기 DME 연료를 냉각 매체로 하는 냉각 사이클에 의해서 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 공급 연료 냉각 장치와, 상기 인젝션 펌프내의 상기 DME 연료의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 온도 검출 수단에 의해 검출한 상기 인젝션 펌프내의 온도에 의거하여, 상기 인젝션 파이프로 송출되는 상기 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 상기 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료의 온도를 제어하는 공급 연료 온도 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 온도 검출 수단에서 검출한 인젝션 펌프내의 온도에 기초하여, 인젝션 파이프로 송출되는 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 피드 파이프에 흐르는 DME 연료의 온도를 제어함으로써, 유류실내의 DME 연료의 온도를 일정한 온도로 제어할 수 있다.
이 제 23 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 유류실내의 DME 연료의 온도를 일정한 온도에 제어할 수 있기 때문에, 유류실의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지할 수 있게 되며, 그것에 의하여 DME 연료의 분사량의 온도 보정을 하지 않고서 DME 연료의 분사 특성을 안정시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 24 형태는, 제 23 형태에 있어서, 상기 공급 연료 냉각 장치는 상기 DME 연료를 냉각 매체로 한 연료 냉각기와, 상기 냉각 매체로서의 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프와, 상기 냉각 매체 공급 파이프를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하며, 상기 연료 냉각기에서 상기 냉각 매체 공급 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 기화시켜, 상기 DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 상기 피드 파이프로 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있고, 상기 공급 연료 온도 제어부가 상기 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 개폐 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, DME 연료는 상온에서 기체로 되는 성질을 갖고 있기 때문에, DME 연료를 냉각 매체로 한 냉각 사이클을 구성하고, DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 피드 파이프내의 DME 연료를 냉각할 수 있다. 즉, DME 연료의 냉각 매체로서의 우수한 특성을 유효 이용한 연료 냉각기에 의해서 피드 파이프내의 DME 연료를 냉각하기 때문에, 공급 연료 냉각 장치를 합리적으로 구성할 수 있다.
이 제 24 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 23 형태에 의한 작용 효과 외에, DME 연료의 냉각 매체로서의 우수한 특성을 유효 이용한 연료 냉각기에 의해서, 공급 연료 냉각 장치를 합리적으로 구성할 수 있기 때문에, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 비용을 저감시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 25 형태는, 제 24 형태에 있어서, 상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서를 구비하고, 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급되어 기화한 상기 DME 연료는, 상기 컴프레서로 송출되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, 상기 DME 연료는 상온에서 기체로 되는 성질을 갖고 있고, 또한 점성도 낮기 때문에 인젝션 펌프내에 있어서 인젝션 펌프 엘리먼트의 플런저로부터 캠실내에 DME 연료가 누출되어 버린다. 그래서, 인젝션 펌프의 캠실을 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리한 전용 윤활 시스템으로 하여, 캠실내에 누출되어 윤활유에 혼입한 DME 연료를 오일 세퍼레이터로 분리하여 컴프레서로 연료 탱크로 송출한다. 그것에 의하여, 캠실에 누출된 DME 연료가 인화하는 우려를 제거할 수 있다. 그리고, 연료 냉각기로 공급되어 기화한 DME 연료가 상기 컴프레서로 송출되는 구성을 이루고 있는 것에 의해, 오일 세퍼레이터에 의해 윤활유와 분리된 DME 연료와, 연료 냉각기로 공급되어 기화해서 DME 연료를 1개의 컴프레서로 가압하여 연료 탱크로 송출 할 수 있기 때문에, 공급 연료 냉각 장치를 효율적으로 구성할 수 있다.
이 제 25 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 24 형태에 의한 작용 효과 외에, 공급 연료 냉각 장치를 효율적으로 구성할 수 있기 때문에, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 비용을 보다 저감시킬 수 있다고 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 26 형태는, 제 23 내지 제 25 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 연료 온도 검출 수단은 상기 유류실내의 상기 DME 연료의 온도를 검출하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 26 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 23 내지 제 25중 어느 하나의 형태에 의한 작용 효과 외에, 연료 온도 검출 수단에 의해서 유류실내의 DME 연료의 온도를 검출하여, 공급 연료 온도 제어부는 유류실내의 DME 연료에 기초하여 공급 연료 냉각 장치를 제어하기 때문에, 유류실내의 DME 연료의 온도를 보다 높은 정밀도로 일정하게 유지할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 27 형태는, 제 23 내지 제 25 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 인젝션 파이프를 냉각하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 인젝션 파이프를 냉각하는 수단을 갖추고 있기 때문에, DME 연료 공급 장치에 의한 발열이나 디젤 엔진으로부터의 열 등이 인젝션 파이프로 전달되어 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이 제 27 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 23 내지 제 25 형태중 어느 하나의 형태에 의한 작용 효과 외에, 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로, 연료 분사 노즐로 압송되는 DME 연료의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있게 되며, 그것에 의하여 연료 분사 노즐에 의한 DME 연료의 분사 특성이 불안정으로 되어 버리는 우려를 적게 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다. 또한, 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 디젤 엔진 정지 직후의 인젝션 파이프로 연료 탱크로부터 DME 연료를 충전했을 때에, 충전한 DME 연료의 일부가 기화하여 DME 연료를 완전하게 충전할 수 없게 되는 우려를 적게 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 28 형태는, 제 27 형태에 있어서, 상기 인젝션 파이프는 상기 인젝션 펌프로부터 상기 연료 분사 노즐로 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 분사 연료 통로와, 상기 분사 연료 통로로 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 구비하고, 상기 연료 분사 통로의 외주면을 상기 냉각 매체가 흐르도록 상기 냉각 매체 통로가 구성되어 있는 이중관 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 인젝션 파이프가 분사 연료 통로와, 분사 연료 통로에 흐르는 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 갖는 이중관 구조를 이루고 있기 때문에, 냉각 매체 통로를 흐르는 냉각 매체에 의해서 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이 제 28 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 인젝션 파이프가 분사 연료 통로와, 분사 연료 통로에 흐르는 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 갖는 이중관 구조를 이루고 있는 것에 의해, 제 27 형태에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 29 형태는, 제 28 형태에 있어서, 상기 인젝션 파이프는 외주면에 단열성을 갖는 피막이 실시되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 29 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 6 형태에 기재된 발명에 의한 작용 효과 외에, 인젝션 파이프의 외주면에 실시된 단열성을 갖는 피막에 의해서, 인젝션 파이프의 주위에서의 열을 차단할 수 있기 때문에,인젝션 파이프의 온도 상승을 보다 확실하게 방지할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 30 형태는, 제 28 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프를 구비하고, 상기 냉각 매체 통로는 상기 피드 파이프로부터 상기 노즐 리턴 파이프로 상기 DME 연료가 상기 냉각 매체로서 흐르는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 30 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 28 형태에 의한 작용 효과 외에, 피드 파이프로부터 유류실에 들어가기 전의 비교적 저온인 DME 연료를 냉각 매체로서 이용함으로써, 즉 피드 파이프로부터 냉각 매체 통로 및 노즐 리턴 파이프를 경유하여 연료 탱크로 DME 연료를 순환시키는 냉각 매체 순환 경로를 구성함으로써, 연료 탱크내의 DME 연료를 냉각 매체로서 효율적으로 인젝션 파이프를 냉각할 수 있으므로, 인젝션 파이프를 냉각하는 수단을 저비용으로 구성 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 31 형태는, 제 23 내지 제 25 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료는 커먼 레일로 공급되어, 상기 커먼 레일로부터 각 연료 분사 노즐로 송출되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 31 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 커먼 레일식 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에서, 상술한 제 23 내지 제 25 형태중 어느 하나의 형태에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 32 형태는, 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프와, 상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프와, 상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단을 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서, 상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서와, 상기 오일 세퍼레이터와 상기 컴프레서와의 사이에 배치된 저압 탱크와, 상기 저압 탱크와 상기 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프와, 상기 연통로를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, 상기 DME 연료는 상온에서 기체로 되는 성질을 갖고 있고, 또한 점성도 낮기 때문에 인젝션 펌프내에서 인젝션 펌프 엘리먼트의 플런저로부터 캠실내에 DME 연료가 누출되어 버린다. 그래서, 인젝션 펌프의 캠실을 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리한 전용 윤활 시스템으로 하여, 캠실내에 누출되어 윤활유에 혼입한 DME 연료를 오일 세퍼레이터로 분리하여 컴프레서로 연료 탱크로 송출한다. 그것에 의하여, 캠실에 누출된 DME 연료가 인화하는 우려를 제거할 수 있다.
한편, 디젤 엔진 정지시에는, 유류실, 노즐 리턴 파이프 및 오버플로우 연료 파이프(이하, 분사 시스템이라고 한다)에 잔류하고 있는 DME 연료가 기화하여 디젤 엔진의 연료 분사 노즐내에 충만하여, 디젤 엔진의 시동시에 이상 연소를 일으키는 것을 방지하기 위해서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단에 의해서 연료 탱크로 회수한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 디젤 엔진 정지후에 DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 아스피레이터 등에 의한 흡입 수단으로 연료 탱크로 흡입하려고 하여도, 단시간에 분사 시스템내에 잔류하고 있는 모든 DME 연료를 흡입하는 것은 곤란하기 때문에, DME 연료 공급 장치의 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 모두 회수하는데, 어느 정도의 시간이 필요하게 된다.
상술한 오일 세퍼레이터와 컴프레서와의 사이에 저압 탱크가 설치되어 있기 때문에, 저압 탱크내는 컴프레서의 흡입력에 의해서 저압인 상태로 유지된다. 또한, 저압 탱크와 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프, 및 그 퍼지 파이프를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하고 있다. 그래서,퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방 제어하여, 퍼지 파이프를 거쳐서 분사 시스템을 저압 탱크로 연통시키면, 컴프레서의 흡입력으로 저압으로 유지되어 있는 저압 탱크내의 부압에 의해서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 흡입하여 저압 탱크내에 회수 할 수 있다. 따라서, 잔류 연료 회수 수단과는 다른 경로에서 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 회수 할 수 있기 때문에, 잔류 연료 회수 수단의 부하가 경감되고, 이에 의해, 잔류 연료 회수 수단에 의한 DME 연료의 회수 시간을 단축 할 수 있다.
이 제 32 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 컴프레서의 흡입력으로 저압으로 유지되어 있는 저압 탱크내의 부압에 의해서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 흡입하여 저압 탱크내에 회수 할 수 있으므로, 잔류 연료 회수 수단에 의해서 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어지다.
본 발명의 제 33 형태는, 제 32 형태에 있어서, 상기 오일 세퍼레이터측의 압력을 유지하는 동시에 상기 저압 탱크로부터 상기 오일 세퍼레이터측으로 상기 DME 연료가 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브가, 상기 오일 세퍼레이터와 상기 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 체크 밸브에 의해, 오일 세퍼레이터측, 즉 인젝션 펌프의 캠실내가 소정의 압력으로 유지되는 동시에 저압 탱크로부터 오일 세퍼레이터측으로 DME 연료가 역류하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 캠실내를 대기압보다 고압으로 유지할 수 있게 되고, 캠실내가 대기압 이하로 되어 인젝션 펌프내에 대기가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
이 제 33 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 1 형태에 기재된 발명에 의한 작용 효과 외에, 오일 세퍼레이터와 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 체크 밸브에 의해서, 캠실내를 대기압보다 고압으로 유지한 채로 저압 탱크내를 저압으로 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 34 형태는, 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프와, 상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프와, 상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단을 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서, 상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서와, 상기 컴프레서의 흡입구에 접속된 저압 탱크와, 상기 저압 탱크와 상기 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프와, 상기 퍼지 파이프를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, 상기 DME 연료는 상온에서 기체로 되는 성질을 갖고 있고, 또한 점성도 낮기 때문에 인젝션 펌프내에 있어서, 인젝션 펌프 엘리먼트의 플런저로부터 캠실내에 DME 연료가 누출하게 된다. 그래서, 인젝션 펌프의 캠실을 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리한 전용 윤활 시스템으로 하여, 캠실내에 누출되어 윤활유에 혼입한 DME 연료를 오일 세퍼레이터로 분리하여 컴프레서로 연료 탱크로 송출한다. 그것에 의하여, 캠실에 누출된 DME 연료가 인화하는 우려를 제거할 수 있다.
이 컴프레서의 흡입구에 저압 탱크가 연결되어 있기 때문에, 저압 탱크내는 컴프레서의 흡입력에 의해서 저압인 상태로 유지된다. 그리고, 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방 제어하여 퍼지 파이프를 거쳐서 분사 시스템을 저압 탱크로 연통시키면, 컴프레서의 흡입력으로 저압으로 유지되어 있는 저압 탱크내의 부압에 의해서, 오버플로우 연료 파이프를 거쳐서 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 흡입하여 저압 탱크내에 회수 할 수 있다. 그리고, 저압 탱크내에 회수된 DME 연료는 컴프레서에게 흡입되어 기화하면서 연료 탱크로 송출된다.
이와 같이, 오일 세퍼레이터에 의해 캠실내의 윤활유로부터 분리된 DME 연료를 연료 탱크로 송출하는 컴프레서를 이용하여 저압으로 유지되어 있는 저압 탱크내의 부압에 의해서, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 흡입하여 저압 탱크내에 회수 할 수 있으므로, 잔류 연료 회수 수단과는 다른 경로로, 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 일부를 합리적으로 회수 할 수 있다. 따라서, 잔류 연료 회수 수단의 부하가 경감되기 때문에, 잔류 연료 회수 수단에 의해서 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 더욱 단축시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 35 형태는, 제 34 형태에 있어서, 상기 저압 탱크내의 압력을 유지하는 체크 밸브가, 상기 컴프레서와 상기 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 체크 밸브에 의해서 저압 탱크내가 소정의 압력으로 유지되기 때문에, 컴프레서에게 흡입되어 저압 상태로 되는 저압 탱크내를 항상 저압으로 유지 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 36 형태는, 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 디젤 엔진 정지후, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해서 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수하는 동작을 소정 시간 실행한 후, 상기 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해 회수 할 수 없던 상기 DME 연료를 상기 저압 탱크의 부압에 의해서 회수하는 제어를 실행하는 DME 연료 회수 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 36 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 의한 작용 효과 외에, DME 연료 회수 제어부는 잔류 연료 회수 수단에 의해서 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수한 후, 저압 탱크와 분사 시스템을 연통시킴으로써 잔류 연료 회수 수단에 의해 회수 할 수 없던 분사 시스템내의 DME 연료를 저압 탱크의 부압에 의해서 즉시 회수 할 수 있으므로, 잔류 연료 회수 수단 및 저압 탱크에 의한 분사 시스템의 DME 연료의 회수 동작을 가장 효과적이고 또한 효율적으로 실행 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 37 형태는, 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 피드 파이프가 연결되어 있는 상기 유류실의 입구측과, 상기 연료 탱크내의 기상을 연결하는 기상 압력 송출 파이프와, 상기 기상 압력 송출 파이프의 개폐를 행하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
디젤 엔진 정지후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하는 것에의해, 연료 탱크내의 기상과 유류실의 입구측이 기상 압력 송출 파이프에 의해서 연통하기 때문에, 유류실에 연료 탱크내의 기상의 압력이 작용하게 되다. 연료 탱크내의 기상은 기화한 DME 연료가 유류실내보다도 고압인 상태에서 존재하고 있다. 따라서, 연료 탱크내의 기상의 압력에 의해서, 분사 시스템내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단으로 강제적으로 압송할 수 있다.
이에 의해, 이 제 37 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 기재된 발명에 의한 작용 효과 외에, 연료 탱크내의 기상의 압력에 의해서, 분사 시스템내에 잔류하고 있는 액체상태의 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단으로 강제적으로 압송할 수 있기 때문에, 잔류 연료 회수 수단에 의해서 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 더욱 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 성취된다.
본 발명의 제 38 형태는, 제 37 형태에 있어서, 상기 기상 압력 송출 파이프는 상기 기상 압력 송출 파이프의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
연료 탱크내의 기상으로부터 송출되는 기화한 DME 연료는 소경부에 의해서 압축되고, 또한 고압으로 되기 때문에, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 더욱 높은 압력으로 잔류 연료 회수 수단으로 압송할 수 있다.
이 제 38 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 37 형태에 의한 작용 효과 외에, 분사 시스템내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 더욱 높은 압력으로 잔류 연료 회수 수단으로 압송할 수 있으므로, 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 더욱 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 39 형태는, 제 38 형태에 있어서, 상기 연료 탱크내의 상기 DME 연료를 소정의 압력으로 가압하여, 상기 피드 파이프로 송출하는 피드 펌프를 구비하고, 상기 잔류 연료 회수 수단은 상기 피드 파이프와 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이에 배치된 아스피레이터에 의해서, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 그대로 상기 연료 탱크로 환류시켜, 상기 유류실내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료가, 환류하는 상기 DME 연료에 흡입되어, 상기 연료 탱크로 회수되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, 아스피레이터는 펌프 등의 흡입 구동력원에 의해 DME 연료를 흡입하는 것은 아니고, 본래는 DME 연료를 송출하기 위한 인젝션 펌프를 구동원으로서 환형의 DME 연료의 흐름을 구성하여, 그 DME 연료의 흐름에 의한 흡입력에 의해서, 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 흡입한다. 즉, 펌프 등의 흡입 구동력원과 비교하여 흡입력이 약하기 때문에, 분사 시스템내에 기화한 상태에서 잔류하고 있는 DME 연료밖에 흡입할 수 없다.
따라서, 이 제 39 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 기화하기 전의 액체 상태의 DME 연료를 아스피레이터로 강제적으로 압송할 수 있기 때문에, 제 38 형태에 의한 작용 효과를 특히 효과적으로 얻을 수 있는 것이다.
본 발명의 제 40 형태는, 제 39 형태에 있어서, 상기 잔류 연료 회수 수단은 상기 피드 파이프의 송출구를 상기 아스피레이터의 환류 유로의 입구측과 상기 유류실의 입구측의 어느 한쪽으로 전환하여 연통시키는 제 1 전자 밸브와, 상기 아스피레이터의 흡입구와 상기 유류실 및 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이의 개폐를 행하는 제 2 전자 밸브를 구비하고, 상기 DME 연료 회수 제어부는 상기 디젤 엔진 정지후 상기 제 1 전자 밸브의 연통을 상기 아스피레이터의 입구측으로 전환하여, 상기 제 2 전자 밸브를 개방하고, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 환류시키는 유로를 구성하는 동시에 상기 기상 압력 송출파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 소정 시간 경과 후에 상기 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄하는 제어를 소정 시간 실행하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
제 1 전자 밸브 및 제 2 전자 밸브의 개폐 동작에 의해서, 연료 탱크내의 DME 연료가 아스피레이터의 입구로부터 출구로 흐른후에 다시 연료 탱크내에 리턴되는 환형의 DME 연료의 흐름을 구성한다. 동시에, 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 연료 탱크내의 기상의 압력에 의해서, 분사 시스템내에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료를 잔류 연료 회수 수단으로 강제적으로 압송한다. 그리고, 소정 시간 경과 후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄하는 것에 의해, 분사 시스템내를 저압인 상태로 유지한다. 즉, 분사 시스템내에 액체 상태에서 잔류하고 있는 DME 연료를 기상의 압력에 의해서 압송한 후, 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄한다. 이것에 의하여, 분사 시스템내가 저압인 상태로 유지되고, 압송할 수 없고 약간 잔류하는 액체 상태의 DME 연료의 기화를 촉진할 수 있다. 따라서, 보다 단시간에 분사 시스템내의 DME 연료를 연료 탱크로 회수 할 수 있다.
이 제 40 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 39 형태에 의한 작용 효과 외에, 압송할 수 없던 액체 상태의 DME 연료의 기화를 촉진할 수 있기 때문에, 잔류 연료 회수 수단에 의해서, 분사 시스템내에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크로 회수하는 시간을 더욱 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 41 형태는, 제 40 형태에 있어서, 상기 DME 연료 회수 제어부는 상기 제 2 전자 밸브를 폐쇄한 후, 상기 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
디젤 엔진 정지후, 제 1 전자 밸브의 연통을 아스피레이터의 입구측으로 전환하고, 상기 제 2 전자 밸브를 개방하여 연료 탱크내의 DME 연료가 아스피레이터의 입구로부터 출구로 흐른 후에 다시 연료 탱크내로 리턴하는 환형의 DME 연료의 흐름을 구성하여, 유류실내 및 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 DME 연료를 아스피레이터의 흡입구로부터 흡입하여 연료 탱크로 회수한다. 계속해서, 이 아스피레이터에 의한 잔류 연료의 흡입을 일정 시간 행하여 잔류 연료가 아직 남아 있는 상태에서, 제 2 전자 밸브를 폐쇄하여 아스피레이터의 흡입구를 폐쇄한다. 그리고, 상술한 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여 저압 탱크와 오버플로우 연료 파이프를 연통시켜, 저압 탱크의 부압에 의해서 남은 잔류 연료를 즉시 흡입한다. 이와 같이, 아스피레이터로 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료를 어느 정도 연료 탱크로 회수한 후, 저압 탱크의 부압에 의해서 아스피레이터로 회수 할 수 없던 남은 잔류 연료를 즉시 회수 할 수 있기 때문에, 디젤 엔진 정지후에 분사 시스템에 잔류하고 있는 DME 연료의 회수 시간을 더욱 단축 할 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 42 형태는, 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 DME 연료를 냉각 매체로 하는 냉각 사이클에 의해서 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 연료 냉각기와, 상기 인젝션 펌프내의 상기 DME연료의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 온도 검출 수단에 의해 검출한 상기 인젝션 펌프내의 온도에 기초하여, 상기 인젝션 파이프로 송출되는 상기 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 상기 연료 냉각기를 제어하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료의 온도를 제어하는 공급 연료 온도 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 온도 검출 수단에 의해 검출한 인젝션 펌프내의 온도에 기초하여, 인젝션 파이프로 송출되는 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 피드 파이프로 흐르는 DME 연료의 온도를 제어함으로써, 유류실내의 DME 연료의 온도를 일정한 온도로 제어할 수 있다.
이 제 42 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 기재된 발명에 의한 작용 효과 외에, 유류실내의 DME 연료의 온도를 일정한 온도로 제어할 수 있으므로, 유류실의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지할 수가 있고, 이에 의해 DME 연료의 분사량의 온도 보정을 하지 않고서 DME 연료의 분사 특성을 안정시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 43 형태는, 제 42 형태에 있어서, 상기 공급 연료 냉각 장치는 상기 DME 연료를 냉각 매체로 한 연료 냉각기와, 상기 냉각 매체로서의 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프와, 상기 냉각 매체 공급 파이프를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하여, 상기 연료 냉각기에 의해 상기 냉각 매체 공급 파이프로 흐르는 상기 DME 연료를 기화시켜, 상기 DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있고, 상기 공급 연료 온도 제어부가 상기 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 개폐 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
상술한 바와 같이, DME 연료는 상온에서 기체로 되는 성질을 갖고 있기 때문에, DME 연료를 냉각 매체로 한 냉각 사이클을 구성하여, DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 피드 파이프내의 DME 연료를 냉각할 수 있다. 즉, DME 연료의 냉각 매체로서의 우수한 특성을 유효 이용한 연료 냉각기에 의해서 피드 파이프내의 DME 연료를 냉각하기 때문에, 공급 연료 냉각 장치를 합리적으로 구성할 수 있다.
이 제 43 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 42 형태에 의한 작용 효과 외에, DME 연료의 냉각 매체로서의 우수한 특성을 유효 이용한 연료 냉각기에 의해서, 공급 연료 냉각 장치를 합리적으로 구성할 수 있기 때문에, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 비용을 저감시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 44 형태는, 제 43 형태에 있어서, 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급되어 기화한 상기 DME 연료는 상기 컴프레서로 송출되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이와 같이, 연료 냉각기로 공급되어 기화한 DME 연료가 컴프레서로 송출되는 구성을 이루고 있는 것에 의해, 오일 세퍼레이터에 의해 윤활유와 분리되어 DME 연료와, 연료 냉각기로 공급되어 기화하여 DME 연료를 1개의 컴프레서로 가압해서 연료 탱크로 송출 할 수 있으므로, 공급 연료 냉각 장치를 효율적으로 구성할 수 있다.
이 제 44 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 제 43 형태에 의한 작용 효과 외에, 공급 연료 냉각 장치를 효율적으로 구성할 수 있기 때문에, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 비용을 보다 저감시킬 수 있다고 하는 작용 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 45 형태는, 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 있어서, 상기 인젝션 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료는 커먼 레일로 공급되고, 상기 커먼 레일로부터 각 연료 분사 노즐로 송출되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치이다.
이 제 45 형태에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 따르면, 커먼 레일식 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에서, 상술한 제 32 내지 제 35 형태중 어느 하나의 형태에 기재된 발명에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본원 발명은 디젤 엔진의 디메틸 에테르(dimethyl ether : DME) 연료 공급 장치의 주입 펌프 및 상기 인젝션 펌프를 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 관한 것이다.
도 1은 본원 발명에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 제 1 실시예의 개략 구성을 도시한 시스템 구성도,
도 2는 아스피레이터의 단면도,
도 3은 분사 상태시의 DME 연료 공급 장치의 "잔류 연료 회수 수단" 근방을확대하여 도시한 개략의 시스템 구성도,
도 4는 무분사 상태시의 DME 연료 공급 장치의 "잔류 연료 회수 수단" 근방을 확대하여 도시한 개략의 시스템 구성도,
도 5는 무분사 상태시의 DME 연료 공급 장치의 "잔류 연료 회수 수단" 근방을 확대하여 도시한 개략의 시스템 구성도이며, 도 4에 도시한 상태에서 소정 시간 경과한 후에, 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 폐쇄 상태로 한 상태를 도시한 도면,
도 6은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프의 인젝션 펌프 엘리먼트의 근방을 도시한 주요부 사시도,
도 7은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트의 플런저 배럴에 삽입되어 있는 플런저의 일부를 확대하여 도시한 사시도,
도 8은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트의 단면을 도시한 주요부 정면도이며, 분사 상태시에 있어서의 흡입 공정을 나타낸 도면,
도 9는 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트의 단면을 도시한 주요부 정면도이며, 분사 상태시에 있어서의 분사 공정의 분사 시작을 도시한 도면,
도 10은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트의 단면을 도시한 주요부 정면도이며, 분사 상태시에 있어서의 분사 공정의 분사 종료를 도시한 도면,
도 11은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트의 단면을 도시한 주요부 정면도이며, 무분사 상태시(디젤 엔진의 정지시)를 도시한 도면,
도 12는 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트의 단면을 도시한 정면도,
도 13은 도 12에 도시한 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트의 X-X 단면의 평면도이며, 도 13의 (a)는 분사 상태, 도 13의 (b)는 무분사 상태를 도시한 도면,
도 14는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 2 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 15는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 3 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 16은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 4 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 17은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 5 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 18은 인젝션 파이프(3)의 구성을 도시한 단면도,
도 19는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 6 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 20은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 7 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 21은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 8 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 22는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 9 실시예를 도시한 개략 구성도,
도 23은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 10 실시예를 도시한 개략 구성도.
이하, 본원 발명의 일 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
우선, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 개략 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본원 발명에 따른 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치의 제 1 실시예의 개략 구성을 도시한 시스템 구성도이다.
디젤 엔진(200)에 DME 연료를 공급하는 DME 연료 공급 장치(100)는 본원 발명에 따른 인젝션 펌프(1)를 구비하고 있다. 인젝션 펌프(1)는 디젤 엔진(200)이 갖는 실린더(31)의 수와 동일한 수의 인젝션 펌프 엘리먼트(2)를 구비하고 있다. 피드 펌프(5)는 연료 탱크(4)에 저류되어 있는 DME 연료를 소정의 압력으로 가압하여 피드 파이프(52)로 송출한다. 연료 탱크(4)의 DME 연료 송출구는 연료 탱크(4)내의 DME 연료의 액면보다 아래에 설치되어 있고, 피드 펌프(5)를 연료 탱크(4)의 DME 연료의 송출구 근방에 배치하고 있다. 피드 파이프(52)로 송출된 DME 연료는 필터(51)로 여과되고, 3방 전자 밸브(71)를 거쳐서 인젝션 펌프(1)로 송출된다. 후술하는 "잔류 연료 회수 수단"의 구성 요소중 하나인 3방 전자 밸브(71)는 분사 상태시(디젤 엔진(200)의 운전시)에는 ON 상태에서 참조부호(A)로 표시한 화살표의 방향으로 연통하고 있다.
이와 같이, 연료 탱크(4)의 DME 연료 송출구가 연료 탱크(4)내의 DME 연료의액면보다 아래에 설치되어 있고, 피드 펌프(5)를 연료 탱크(4)의 DME 연료의 송출구 근방에 배치하여, DME 연료를 인젝션 펌프(1)로 송출하는 구성으로 되어 있기 때문에, 연료 탱크(4)내의 압력의 저하를 적게 할 수 있다. 그리고, 그것에 의하여, 연료 탱크(4)내의 DME 연료가 연료 탱크(4)내의 압력의 저하에 의해서 기화할 우려를 적게 할 수 있다.
인젝션 펌프(1)내의 캠실(도시하지 않음)은 디젤 엔진(200)의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있고, 오일 세퍼레이터(6)는 인젝션 펌프(1)내의 캠실에 누출된 DME 연료가 혼입한 캠실내의 윤활유를 DME 연료와 윤활유로 분리하여, 윤활유를 캠실로 리턴한다. 오일 세퍼레이터(6)에 의해 분리된 DME 연료는 캠실내의 압력이 대기압 이하가 되는 것을 방지하는 체크 밸브(62)를 거쳐서, 캠실내의 캠에 의해서 구동되는 컴프레서(61)로 송출되고, 컴프레서(61)로 가압된 후, 체크 밸브(63), 및 쿨러(41)를 거쳐서 연료 탱크(4)로 리턴된다. 체크 밸브(63)는 디젤 엔진(200)의 정지시에 연료 탱크(4)로부터 DME 연료가 캠실로 역류하는 것을 방지하기 위해서 설치되어 있다.
이와 같이, 인젝션 펌프(1)의 캠실이, 디젤 엔진(200)의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있기 때문에, 인젝션 펌프 엘리먼트(2)로부터 캠실에 누출된 DME 연료가, 디젤 엔진(200)의 윤활 시스템에 침입할 우려가 없다. 그리고, 그것에 의하여 디젤 엔진(200)의 윤활 시스템에 침입한 DME 연료가 기화하여, 기화한 DME 연료가 엔진의 크랭크실에 침입하여 인화하게 될 우려를 제거할 수 있다.
또한, 캠실에 배치된 오일 세퍼레이터(6)에 의해서, DME 연료가 혼입한 윤활유로부터 DME 연료를 분리하고, 분리된 DME 연료가 컴프레서(61)에 의해서 연료 탱크(4)로 송출되기 때문에, DME 연료의 혼입에 의한 윤활유의 윤활 성능의 저하 등을 방지할 수 있다. 그리고, 그것에 의하여, 윤활유의 윤활 성능의 저하 등에 의한 인젝션 펌프(1)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 컴프레서(61)는 캠실내의 캠에 의해서 구동되기 때문에, 전동 모터 등의 구동원이 필요 없고, 그것에 의하여 보다 전력절약형인 인젝션 펌프(1)가 가능하게 된다.
연료 탱크(4)로부터 피드 펌프(5)에 의해서 소정의 압력으로 가압되어 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(1)의 각 인젝션 펌프 엘리먼트(2)로부터 인젝션 파이프(3)를 경유하여, 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진(200)의 각 실린더(31)에 배치되어 있는 연료 분사 노즐(32)로 압송된다. 인젝션 펌프(1)로부터 오버플로우된 DME 연료는 오버플로우 연료 파이프(8)를 경유하여, 오버플로우 연료의 압력을 정하는 체크 밸브(91) 및 쿨러(41)를 거쳐서 연료 탱크(4)로 리턴된다. 또한, 각 연료 분사 노즐(32)로부터 오버플로우된 DME 연료는 오버플로우 연료 파이프(9)를 경유하여, 오버플로우 연료의 압력을 정하는 체크 밸브(91) 및 쿨러(41)를 거쳐서 연료 탱크(4)로 리턴된다.
또한, DME 연료 공급 장치(100)는 디젤 엔진(200)의 정지시에 인젝션 펌프(1)내의 유류실(도시하지 않음), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크(4)로 회수하는 "잔류 연료 회수수단"의 구성 요소로서 아스피레이터(7), 3방 전자 밸브(71) 및 2방 전자 밸브(72)를 구비하고 있다.
도 2는 아스피레이터(7)의 단면도이다. 아스피레이터(7)는 입구(7a), 출구(7b) 및 흡입구(7c)를 갖고 있다. 입구(7a)와 출구(7b)는 똑바로 연통되어 있고, 흡입구(7c)는 입구(7a)와 출구(7b)와의 사이의 연통로에서, 대략 수직 방향으로 분기되어 있다. 입구(7a)에서 출구(7b)로의 DME 연료의 흐름(참조부호(B)로 표시한 방향의 흐름)에 의해서, 흡입구(7c)에는 참조부호(C)로 표시한 방향의 흡입력이 작용한다. 이 흡입력은 파이프내의 액체 상태의 DME 연료를 흡입하는 정도의 힘은 없고, 아스피레이터(7)는 그 흡입력에 의해서 파이프내의 압력이 저하하고, 그것에 의하여 기화한 DME 연료를 흡입한다.
또한, DME 연료 공급 장치(100)는 연료 탱크(4)내의 기상(4a)과 인젝션 펌프(1)의 유류실의 입구측(피드 파이프(52)가 연결되어 있는 부분)을 연결하는 기상 압력 송출 파이프(73)를 구비하고 있다(도 1 참조). 기상 압력 송출 파이프(73)는 그 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부(74)와, 기상 압력 송출 파이프(73)의 연통을 개폐하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)를 구비하고 있다. 이어서, 상술한 "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 디젤 엔진(200)의 정지시에, 인젝션 펌프(1)내의 유류실, 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크(4)로 회수할 때의 각 부의 동작, 및 기상 압력 송출 파이프(73), 소경부(74) 및 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)의 동작과 작용에 대하여 설명한다.
도 3은 분사 상태시의 DME 연료 공급 장치(100)의 "잔류 연료 회수 수단" 근방을 확대하여 도시한 개략의 시스템 구성도이다.
DME 연료 공급 장치(100)는 DME 연료 회수 제어부(10)를 구비하고 있고, 3방 전자 밸브(71), 2방 전자 밸브(72), 및 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)는 이 DME 연료 회수 제어부(10)에 의해서 개폐 제어된다. DME 연료 공급 장치(100)의 분사 상태시에는 3방 전자 밸브(71)는 ON 상태로 제어되어 있고, 피드 파이프(52)와 유류실(11)이 연통되어 있다. 따라서, 연료 탱크(4)내의 DME 연료는 피드 펌프(5)에 의해서 유류실(11)로 송출된다. 또한, 2방 전자 밸브(72)는 OFF 상태로 제어되어 있고, 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)와, 아스피레이터(7)의 흡입구(7c)와의 연통이 차단되어 있다. 또한, 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)도 OFF 제어되어 있고, 유류실(11)의 입구측과 연료 탱크(4)내의 액층(4a)과의 연통이 차단되어 있다.
도 4는 무분사 상태시의 DME 연료 공급 장치(100)의 "잔류 연료 회수 수단" 근방을 확대하여 도시한 개략의 시스템 구성도이다.
무분사 상태시(디젤 엔진(200)의 정지시)에는 3방 전자 밸브(71)를 OFF 제어하여 참조부호(B)의 화살표로 도시한 방향의 연통로를 구성하는 동시에 2방 전자 밸브(72)를 ON 제어하여, 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)와 아스피레이터(7)의 흡입구(7c)와의 사이를 연통시킨다(참조부호(C)로 표시한 화살표의 방향). 따라서, 피드 펌프(5)로부터 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(1)로 송출되지 않고서, 아스피레이터(7)로 송출되어, 입구(7a)에서 출구(7b)로 빠져나가, 쿨러(41)를 거쳐서 연료 탱크(4)로 되돌아가서, 다시 피드 펌프(5)로부터 아스피레이터(7)로 송출된다. 즉, 아스피레이터(7)를 거쳐서 DME 연료액이 환류하는 상태로 된다. 그리고, 인젝션 펌프(1)내의 유류실, 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)에 잔류하고 있는 DME 연료가 기화하고, 입구(7a)와 출구(7b)를 흐르는 DME 연료액의 흐름에 의해서, 기화한 DME 연료가 흡입구(7c)에서 흡입되어 연료 탱크(4)로 회수되게 된다.
또한, 동시에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)를 ON 제어하여 개방 상태로 하여, 연료 탱크(4)의 기상(4a)과 유류실(11)의 입구측이 연결되어 있는 기상 압력 송출 파이프(73)를 연통 상태로 한다. 연료 탱크(4)의 DME 연료는 기체에 기화한 상태의 기상(4a)과, 액체 상태의 액상(4b)으로 분리된 상태로 존재한다. 상술한 바와 같이, DME 연료는 상온에 있어서 기체로 되는 성질을 갖고 있기 때문에, 기화하기 쉽고, 그것에 의하여 연료 탱크(4)내에는 기화한 DME 연료가 높은 압력을 갖은 상태에서 존재하는 기상(4a)이 될 수 있다.
따라서, 이 기상(4a)과 인젝션 펌프(1)내의 유류실(11)이 연통함으로써, 기상(4a)의 높은 압력에 의해서, 유류실(11), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료는 아스피레이터(7)의 흡입구(7c)로 향해서 압송되는 것으로 된다. 또한, 기상 압력 송출 파이프(73)의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부(74)에 의해서, 그 압력이 더욱 고압으로 압축되고, 보다 높은 압력으로 압송될 수 있다. 상술한 바와 같이, 아스피레이터(7)에 의한 흡입력은 기화한 DME 연료를 흡입하는 정도의 흡입력 밖에 없기 때문에, 기상(4a)의 압력을 이용하여 액체 상태의 DME 연료를 아스피레이터(7)의 흡입구(7c)로 압송함으로써, 유류실(11), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 대폭 단축 할 수 있다.
도 5는 무분사 상태시의 DME 연료 공급 장치(100)의 "잔류 연료 회수 수단" 근방을 확대하여 도시한 개략 시스템 구성도이며, 도 4에 도시한 상태에서 소정 시간 경과한 후에, 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)를 OFF 제어하여 폐쇄 상태로 한 상태를 도시한 것이다.
소정 시간 경과 후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(75)만을 폐쇄하는 것에 의해, 고압 상태의 기상(4a)과의 사이의 연통이 차단되기 때문에, 유류실(11), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)내를 보다 저압인 상태로 할 수 있다. 그것에 의하여, 압송할 수 없고 약간 잔류된 액체 상태의 DME 연료의 기화가 촉진되기 때문에, 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 보다 단축 할 수 있다. 또한, 이 소정 시간은 유류실(11), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9)에 잔류하는 DME 연료의 양 등에 의해서 결정되는 시간이며, 실험 등에 의해서 최적의 시간으로 설정된다.
이와 같이 하여, 디젤 엔진(200)의 DME 연료 공급 장치에 있어서, 디젤 엔진(200)의 정지후에 분사 시스템(유류실(11), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9))내의 DME 연료를 연료 탱크(4)로 회수하는 시간을 단축 할 수 있다.
또한, 다른 실시예로서는, 상기 제 1 실시예 외에, 인젝션 펌프(1)의 인젝션펌프 엘리먼트가 무분사 상태의 시에만, 딜리버리 밸브가 폐쇄한 상태에서도 인젝션 파이프(3)와 유류실(11)이 연통하는 구성을 이루고 있는 것도 들 수 있다. 계속해서, 본원 발명에 따른 인젝션 펌프(1)를 구성하는 인젝션 펌프 엘리먼트(2)의 개략 구조에 대하여 설명한다.
도 6은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프(1)의 인젝션 펌프 엘리먼트(2)의 근방을 도시한 주요부 사시도이다.
딜리버리 밸브 펌프(21)는 딜리버리 밸브 삽입 구멍(211)을 구비하는 형상을 이루고 있고, 인젝션 펌프(1)의 기체에 고정되어 있다. 딜리버리 밸브 삽입 구멍(211)과 연통되어 있는 연료액 송출구(212)에는 인젝션 파이프(3)가 접속되어 있다. 딜리버리 밸브 삽입 구멍(211)에는 딜리버리 밸브(23)가 왕동 이동 가능하게 삽입되어 있고, 딜리버리 밸브(23)는 딜리버리 스프링(22)에 의해서, 딜리버리 밸브 홀더(21)와 일체로 배치되어 있는 딜리버리 밸브 시트(24)의 밸브 시트부(24a)에 밸브부(231)가 접촉하도록 가압되어 있다.
플런저 배럴(25)은 딜리버리 밸브 시트(24)와 일체로 배치되고, 딜리버리 밸브 시트(24)에 연통되어 있는 액압실(25a)을 구비하고 있다. 액압실(25a)에는 플런저(26)가 왕복 이동 가능하게 삽입되어 있고, 그 일단측이 딜리버리 밸브(23)에 면해 있다. 플런저(26)는 플런저 스프링(27)에 의해서 캠(13)측으로 가압되어 있다. 플런저(26)는 디젤 엔진(200)의 구동축에 연결되고, 디젤 엔진(200)의 구동력에 의해 회전하는 캠 샤프트(12)의 캠(13)에 의해서, 타펫(28)(tappet)을 거쳐서 딜리버리 밸브(23)측(참조부호(D)의 화살표로 표시한 방향)으로 밀어 올려진다.플런저(26)의 플랜지부(261)는 컨트롤 래크(14)와 결합하여 회전하는 피니온(29)과 일체의 원통형의 부재인 슬리브(291)와 결합되어 있고, 컨트롤 래크(14)의 왕복 운동에 의해서 피니온(29)이 회전하고, 플런저(26)가 원주방향으로 회전하는 구성을 이루고 있고, 이 플런저의 회전 위치에 의해서 DME 연료의 분사량이 증감한다.
도 7은 플런저 배럴(25)에 삽입되어 있는 플런저(26)의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
인젝션 펌프(1)에 있어서, 인젝션 펌프 엘리먼트(2)는 DME 연료를 고압으로 하고, 또한 분사량을 증감할 수 있는 중요한 부품이다. 그 때문에, 플런저(26)와 딜리버리 밸브(23)의 미끄럼 이동부는 초정밀한 마무리가 실시되고 있다. 플런저 배럴(25)의 측벽면에는 유류실(11)과 액압실(25a)을 연통시키는 흡배기구(251)가 형성되어 있다. 플런저(26)에는 절취부(262)가 형성되어 있다. 절취부(262)는 플런저(26)의 외주면에 도시한 바와 같이 비스듬히 절개된 홈이며, 홈 부분은 플런저(26)의 중앙에 형성되어 있는 구멍(263)에 연통하고 있다.
여기서, 플런저(26)의 작동에 대하여, 도 8 내지 도 11을 참조하면서 설명한다.
도 8은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트(2)의 단면을 도시한 주요부 정면도이며, 분사 상태시(디젤 엔진(200)의 운전시)에 있어서의 흡입 공정을 나타낸 것이다. 또한, 도 9는 분사 상태시에 있어서의 분사 공정의 분사 시작을 도시한 것이며, 도 10은 분사 상태시에 있어서의 분사 공정의 분사 종료를 도시한 것이다.
캠(13)의 하강 공정에 있어서 플런저(26)가 하강하여(참조부호(E)로 표시한 화살표의 방향), 플런저(26)의 상단면(264)이 플런저 배럴(25)의 흡배기구(251)로 오면, 유류실(11)내의 DME 연료가 흡배기구(251)로부터 액압실(25a)내에 이송된다. 그리고, 캠(13)의 하사점으로 DME 연료의 흡입이 종료한다(흡입 공정). 캠(13)이 상승 행정으로 되면 플런저(26)도 상승하여, 플런저(26)의 상단면(264)이 흡배기구(251)를 막았을 때, 유류실(11)과 액압실(25a)의 연통이 차단된다(분사 공정의 분사 시작). 캠(13)의 상승에 따라서 DME 연료는 딜리버리 밸브를 밀어 올려 개방하여, 인젝션 파이프(3)를 거쳐서 디젤 엔진(200)의 분사 노즐로 압송되어 간다. 그리고, 플런저(26)의 절취부(262)가 흡배기구(251)에 도달했을 때에, 액압실(25a)내의 DME 연료는 플런저(26)의 구멍(264)으로부터 절취부(262), 흡배기구(251)를 거쳐서, 그 액압에 의해서 유류실(11)에 유입된다. 그것에 의하여, 액압실(25a)내의 DME 연료의 액압은 저하하여, 딜리버리 밸브(23)는, 딜리버리 스프링(22)의 가압력에 의해서 하강하여, 밸브부(232)가 딜리버리 밸브 시트(24)의 밸브 시트부(24a)에 접촉한 시점에 밸브 폐쇄 상태로 된다(분사 공정의 분사 종료).
상술한 분사 시작(도 9)부터 분사 종료(도 10)까지의 플런저(26)의 스트로크를 유효 스트로크라고 한다. DME 연료의 압송은 이 유효 스트로크의 사이만 행하고, 유효 스트로크의 길이를 바꾸는 것에 의해, 압송되는 DME 연료의 양의 증감이 행해진다. 절취부(262)는 도시하는 바와 같이 원주방향으로 비스듬히 형성되어 있기 때문에, 상술한 바와 같이, 컨트롤 래크(14)(도 10)의 위치를 바꾸는 것에 의해, 플런저(26)를 원주방향으로 회전시킴으로써 플런저(26)의 절취부(262)가 흡배기구(251)에 도달하는 위치를 바꿀 수 있다. 그리고, 그것에 의하여, 유효 스트로크의 길이를 바꿀 수 있는 구성으로 되어 있다.
여기서, 무분사 상태에 대하여 설명한다.
도 11은 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트(2)의 단면을 도시한 주요부 정면도이며, 무분사 상태시(디젤 엔진(200)의 정지시)를 도시한 것이다.
컨트롤 래크(14)의 위치를, 압송되는 DME 연료의 양이 0으로 되는 위치, 즉 플런저(26)의 상단면(264)이 흡배기구(251)를 막았을 때, 동시에 절취부(262)도 흡배기구(251)에 도달하고 있기 때문에, 유효 스트로크는 0이 되어, 플런저(26)가 상승해도 액압실(25a)과 유류실(11)은 연통한 상태로 된다. 따라서, 캠(13)에 의한 플런저(26)의 상하이동에 의해서, 압송되는 DME 연료가 0으로 되고, 이 상태가 무분사 상태이다. 이것에 의해서, DME 연료의 압송은 이뤄지지 않게 되고, 디젤 엔진(200)으로 DME 연료의 공급이 이뤄지지 않게 되어 디젤 엔진(200)이 정지한다.
도 12는 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트(2)의 단면을 도시한 정면도이다.
딜리버리 밸브 시트(24)에는 퍼지 통로(242)가 형성되어 있다. 퍼지 통로(242)는 그 한쪽 측이 연료액 송출구(212)와 연통하고 있고, 다른 쪽 측은 플런저 배럴(25)에 형성되어 있는 퍼지 통로(252)에 연통하고 있다. 퍼지 통로(252)는 플런저 배럴(25)의 내주면으로 연통되어 있는 퍼지 포트(253)와 연통하고 있다. 즉, 인젝션 펌프 엘리먼트(2)는 연료액 송출구(212)에 접속되는 인젝션 파이프(3)와, 플런저 배럴(25)의 내주면이 연통하는 연통 경로가 형성되어 있다.
계속해서, 무분사 상태시에 아스피레이터(7)에 의해서, 인젝션 파이프(3)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수할 때의 회수 경로에 대하여 설명한다.
도 13은 도 12에 도시한 본 실시예에 따른 인젝션 펌프 엘리먼트(2)의 X-X 단면의 평면도로서, 도 13의 (a)는 분사 상태, 도 13의 (b)는 무분사 상태를 도시한 것이다.
도 13의 (a)에 도시한 분사 상태, 즉 소정의 DME 연료를 압송 가능한 유효 스트로크가 얻어지는 플런저(26)의 회전 위치에서는, 플런저(26)의 외주면의 축방향으로 형성되어 있는 퍼지 홈(265)은 플런저 배럴(25)의 내주면에 형성되어 있는 퍼지 포트(253)와 비연통 상태로 되는 위치 관계로 되어 있다.
도 13의 (b)에 도시한 무분사 상태시에는 플런저(26)가 원주방향으로 회전하여, 플런저(26)의 외주면에 형성되어 있는 퍼지 홈(265)과 플런저 배럴(25)의 내주면에 형성되어 있는 퍼지 포트(253)가 연통하는 회전 위치로 된다. 퍼지 홈(265)은 플런저(26)의 상단면(264)까지 형성되어 있기 때문에, 퍼지 홈(265)은 구멍(263), 절취부(262)를 거쳐서 유류실(11)로 연통하고 있다. 즉, 무분사 상태시에 있어서, 딜리버리 밸브(23)가 폐쇄된 상태에서도 인젝션 파이프(3)는 퍼지 통로(242), 퍼지 통로(252), 퍼지 포트(253), 퍼지 홈(265), 구멍(263) 및 절취부(262)를 통한 퍼지 통로가 구성됨으로써 유류실(11)로 연통하게 된다. 따라서, 무분사 상태시에 아스피레이터(7)로 유류실(11)의 DME 연료를 회수함으로써, 유류실(11)과 연통되어 있는 인젝션 파이프(3)의 DME 연료를 이 퍼지 통로를 거쳐서 회수 할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 실시예에 도시한 DME 연료 공급 장치(100)는 디젤 엔진(200)의 정지시의 무분사 상태시에는 딜리버리 밸브(23)가 폐쇄된 상태에서도, 인젝션 파이프(3)와 유류실(11)이 연통하기 때문에, 디젤 엔진(200)의 정지후, 아스피레이터(7)에 의해서 유류실(11)의 DME 연료를 회수할 때에, 인젝션 파이프(3)내에 잔류하고 있는 DME 연료도 기화시켜 회수 할 수 있다. 그리고, 이것에 의하여, 디젤 엔진(200)의 정지후에 분사 시스템(유류실(11), 오버플로우 연료 파이프(8) 및 오버플로우 연료 파이프(9))내의 DME 연료를 연료 탱크(4)에 회수하는 시간을 단축 할 수 있는 동시에 상술한 노킹 등의 이상 연소에 의해서, 디젤 엔진(200)의 시동이 정상적으로 행할 수 없고 큰 진동이나 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에서, 디젤 엔진 정지후에 분사 시스템내의 DME 연료를 탱크에 회수하는 시간을 단축 할 수 있다.
도 14는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 2 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
디젤 엔진에 DME 연료를 공급하는 DME 연료 공급 장치(1100)는 인젝션 펌프(1001)를 구비하고 있다. 인젝션 펌프(1001)는 디젤 엔진이 갖는 실린더의 수와 동일한 수의 인젝션 펌프 엘리먼트(1002)를 구비하고 있다. 피드 펌프(1051)는 연료 탱크(1004)에 저류되어 있는 DME 연료를 소정의 압력으로 가압하여 피드 파이프(1005)로 송출한다. 연료 탱크(1004)의 DME 연료 송출구(1041)는 연료 탱크(1004)내의 DME 연료의 액면보다 아래에 설치되어 있고, 피드 펌프(1051)가 연료 탱크(1004)의 DME 연료 송출구(1041) 근방에 배치되어 있다. 피드 파이프(1005)로 송출된 DME 연료는 필터(1051)로 여과되고 3방 전자 밸브(1071)를 거쳐서 인젝션 펌프(1001)로 송출된다. 3방 전자 밸브(1071)는 분사 상태시(디젤 엔진의 운전시)에는 ON에서 도시의 방향으로 연통하고 있다.
인젝션 펌프(1001)내의 캠실(1012)은 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있고, 오일 세퍼레이터(1013)는 인젝션 펌프(1001)내의 캠실(1012)에 누출된 DME 연료가 혼입한 캠실(1012)내의 윤활유를 DME 연료와 윤활유로 분리하여, 윤활유를 캠실(1012)에 리턴시킨다. 오일 세퍼레이터(1013)에 의해 분리된 DME 연료는 캠실(1012)내의 압력이 대기압 이하가 되는 것을 방지하는 체크 밸브(역지 밸브)(1014)를 거쳐서 컴프레서(1016)로 송출되어, 컴프레서(1016)로 가압된 후 체크 밸브(역지 밸브)(1015) 및 쿨러(1042)를 거쳐서 연료 탱크(1004)로 리턴된다. 체크 밸브(1015)는 디젤 엔진의 정지시에 연료 탱크(1004)로부터 DME 연료가 캠실(1012)로 역류하는 것을 방지하기 위해서 설치되어 있다. 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치(1100)는 전동 컴프레서가 필요 없기 때문에, 상기 실시예에 있어서 컴프레서(1016)는 캠실(1012)내의 캠을 구동력원으로 하는 컴프레서로 되어 있다. 그것에 의하여 보다 전력절약형인 DME 연료 공급 장치(1100)가 가능하게 된다.
연료 탱크(1004)로부터 피드 펌프(1051)에 의해서 소정의 압력으로 가압되어 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(1001)의 각 인젝션 펌프 엘리먼트(1002)로부터 인젝션 파이프(1003)를 경유하여, 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 각 실린더에 배치되어 있는 연료 분사 노즐(1009)로 압송된다. 오버플로우 연료 파이프(1081)에는 유류실(1011)내의 DME 연료의 압력을 소정의 압력으로 유지하는 동시에 오버플로우된 DME 연료가 연료 탱크에 리턴되는 방향에만 DME 연료의 유동 방향을 규정하는 오버플로우 밸브(1082)가 배치되어 있다. 인젝션 펌프(1001)로부터 오버플로우된 DME 연료는, 오버플로우 연료 파이프(1081)를 경유하여, 오버플로우 밸브(1082), 오버플로우 리턴 파이프(1008) 및 쿨러(1042)를 거쳐서 연료 탱크(1004)로 리턴된다. 또한, 각 연료 분사 노즐(1009)로부터 오버플로우된 DME 연료는 노즐 리턴 파이프(1006)를 경유하여, 오버플로우 연료 파이프(1081), 오버플로우 리턴 파이프(1008) 및 쿨러(1042)를 거쳐서 연료 탱크(1004)로 리턴된다.
또한, DME 연료 공급 장치(1100)는 디젤 엔진 정지시에 인젝션 펌프(1001)내의 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크(1004)로 회수하는 "잔류 연료 회수 수단"을 구비하고 있다. "잔류 연료 회수 수단"은 아스피레이터(1007), 3방 전자 밸브(1071), 2방 전자 밸브(1072) 및 DME 연료 회수 제어부(1010)를 구비하고 있다. DME 연료 회수 제어부(1010)는 디젤 엔진의 운전/정지 상태(DME 연료 공급 장치(1100)의 분사/무분사 상태)를 검출하여, 각 상태에 따라서 3방 전자 밸브(1071), 2방 전자 밸브(1072) 및 피드 펌프(1051) 등의 ON/OFF 제어를 실행하여, 디젤 엔진 정지시에는 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 제어를 실행한다.
아스피레이터(1007)는 입구(1007a), 출구(1007b) 및 흡입구(1007c)를 구비하고 있다. 입구(1007a)와 출구(1007b)는 똑바로 연통되어 있고, 흡입구(1007c)는 입구(1007a)와 출구(1007b)와의 사이의 연통로로부터 대략 수직 방향으로 분기되어 있다. 3방 전자 밸브(1071)가 OFF의 시에 연통하는 연통로의 출구측이 입구(1007a)에 접속되어 있고, 쿨러(1042)를 거쳐서 연료 탱크(1004)로의 경로로 출구(1007b)가 접속되어 있다. 또한, 흡입구(1007c)는 분사 상태시(디젤 엔진의 운전시)에는 OFF 상태로 폐쇄하고 있는 2분 전자 밸브(1072)에 접속되어 있다.
DME 연료 회수 제어부(1010)는 무분사 상태시(디젤 엔진의 정지시)에는 3방 전자 밸브(1071)를 OFF하여 피드 파이프(1005)로부터 아스피레이터(1007)의 입구(1007a)로의 연통로를 구성하는 동시에 2방 전자 밸브(1072)를 ON하여 오버플로우 밸브(1082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(1081)와 아스피레이터(1007)의 흡입구(1007c)와의 사이를 연통시킨다. 따라서, 피드 펌프(1051)로부터 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(1001)로 송출되지 않고, 아스피레이터(1007)로 송출되고, 입구(1007a)에서 출구(1007b)로 빠져나가, 오버플로우 밸브(1082)의 하류측의 오버플로우 연료 파이프(1081), 오버플로우 리턴 파이프(1008) 및 쿨러(1042)를 거쳐서 연료 탱크(1004)로 되돌아가고, 다시 피드 펌프(1051)로부터 아스피레이터(1007)로 송출된다. 즉, 아스피레이터(1007)를 거쳐서 DME 연료액이 환류하는 상태가 된다. 그리고, 인젝션 펌프(1001)내의 유류실(1011) 및 오버플로우 밸브(1082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(1081)에 잔류하고 있는 DME 연료는 입구(1007a)로부터 출구(1007b)로 흐르는 DME 연료의 흐름에 의해서 발생하는 흡입력에 의해서 기화되고, 기화한 DME 연료가 흡입구(1007c)로부터 흡입되고, 입구(1007a)에서 출구(1007b)로 흐르는 DME 연료에 흡수되어 연료 탱크(1004)로 회수된다. 또한, DME 연료 회수 제어부(1010)는 무분사 상태시에 2방 전자 밸브(1035)를 ON으로 하기 때문에, 노즐 리턴 파이프(1006)와 오버플로우 밸브(1082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(1081)가 연통하여, 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 DME 연료는, 오버플로우 밸브(1082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(1081)를 경유하여 흡입구(1007c)로부터 흡입되어 연료 탱크(1004)로 회수된다.
또한, DME 연료 공급 장치(1100)는 연료 탱크(1004)내의 기상(1004b)의 출구(기상 송출구(1043))와 인젝션 펌프(1001)의 유류실(1011)의 입구측을 연결하는 기상 압력 송출 파이프(1073)를 구비하고 있다. 기상 압력 송출 파이프(1073)는 그 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부(1075)와, 기상 압력 송출 파이프(1073)의 연통을 개폐하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(1074)를 구비하고 있다. 상술한 "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)의 DME 연료를 흡입하여 연료 탱크(1004)로 회수할 때에, DME 연료 회수 제어부(1010)는 동시에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(1074)를 ON하여, 연료 탱크(1004)의 기상(1004b)과 유류실(1011)의 입구측을 연결하고 있는 기상 압력 송출 파이프(1073)를 연통 상태로 한다. 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료는 기상(1004b)이 높은 압력에 의해서, 아스피레이터(1007)의 흡입구(1007c)로 향해서 압송되게 된다. 또한, 기상 압력 송출 파이프(1073)의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부(1075)에 의해서, 그 압력이 더욱 고압으로 압축되고, 보다 높은 압력으로 압송될 수 있다.
상술한 바와 같이, 아스피레이터(1007)에 의한 흡입력은 기화한 DME 연료를 흡입하는 정도의 흡입력밖에 없기 때문에, 기상(1004b)의 압력을 이용하여 액체 상태의 DME 연료를 아스피레이터(7)의 흡입구(1007c)로 압송하는 것에 의해, 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 대폭 단축 할 수 있다. 그리고, DME 연료 회수 제어부(1010)는 소정 시간 경과 후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(1074)만을 폐쇄하여, 고압 상태의 기상(1004b)과의 사이의 연통을 차단한다. 그것에 의하여, 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)내를 보다 저압인 상태로 할 수 있기 때문에, 기상압에 의해서 압송할 수 없고 잔류하게 되는 액체 상태의 DME 연료의 기화가 촉진되어, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 보다 단축 할 수 있다.
또한, DME 연료 공급 장치(1100)는 인젝션 파이프(1003)를 냉각하는 수단으로서 인젝션 파이프(1003)가 분사 연료 통로(1031)와 냉각 매체 통로(1032)를 갖는 이중관 구조로 되어 있다. 도 18은 인젝션 파이프(1003)의 구성을 도시한 단면도이다. 분사 연료 통로(1031)는 인젝션 펌프 엘리먼트(1002)의 송출구와 연료 분사 노즐(1009)을 연통시켜, 인젝션 펌프 엘리먼트(1002)로부터 압송되는 유류실(1011)의 고압인 DME 연료를 연료 분사 노즐(1009)로 송출한다. 냉각 매체 통로(1032)는 분사 연료 통로(1031)의 외주면에 형성되어 있고, 유류실(1011)의 입구 앞의 피드 파이프(1005)와 노즐 리턴 파이프(1006)를 연통시켜, 피드 펌프(1051)에 의해서 피드 파이프(1005)로 송출되는 연료 탱크(1004)내의 DME 연료가 분사 연료 통로(1031)를 흐르는 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체로서 흐른다.
즉, 피드 펌프(1051)가 동작하여 있을 때에 냉각 매체 통로(1032)에는 피드 파이프(1005)로부터 파이프(1034)를 경유하여 DME 연료가 유입되고, 파이프(1033)를 경유하여 노즐 리턴 파이프(1006)로 DME 연료가 흘러 나와, 체크 밸브(1036), 오버플로우 연료 파이프(1081), 오버플로우 리턴 파이프(1008) 및 쿨러(1042)를 거쳐서 연료 탱크(1004)로 리턴되는 순환 경로에서 연료 탱크(1004)내의 DME 연료가 냉각 매체로서 흐른다. 체크 밸브(1036)는 오버플로우 연료 파이프(1081)로부터 냉각 매체 통로(1032)로 연료 탱크(1004)의 DME 연료가 역류하는 것을 방지한다. 그리고, 냉각 매체 통로(1032)를 흐르는 DME 연료에 의해서 분사 연료 통로(1031)가 냉각되고, 그것에 의하여 분사 연료 통로(1031)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 무분사 상태시에 냉각 매체 통로(1032)에 잔류하고 있는 DME 연료는 전술의 "잔류 연료 회수 수단"에 의해서 회수된다. 상술한 바와 같이, DME 연료 회수 제어부(1010)는 무분사 상태시에 2방 전자 밸브(1035)를 ON하기 때문에, 냉각 매체 통로 회수 파이프(1037)를 거쳐서 노즐 리턴 파이프(1006)와 오버플로우 밸브(1082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(1081)가 연통한다. 따라서, 냉각 매체 통로(1032)에 잔류하고 있는 DME 연료는 냉각 매체 통로 회수 파이프(1037), 노즐 리턴 파이프(1006) 및 오버플로우 밸브(1082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(1081)를 경유하여 아스피레이터(1007)의 흡입구(1007c)로부터 흡입되어 연료 탱크(1004)로 회수된다.
이와 같이 하여, 냉각 매체 통로(1032)를 흐르는 냉각 매체로서의 DME 연료에 의해서 분사 연료 통로(1031)를 냉각할 수 있기 때문에, DME 연료 공급 장치(1100)에 의한 발열이나 디젤 엔진으로부터의 열 등이 인젝션 파이프(1003)로 전달되어 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 분사 노즐(1009)로 압송되는 DME 연료의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있고, 이것에 의하여 연료 분사 노즐(1009)에 의한 DME 연료의 분사 특성이 불안정으로 되어 버리는 우려를 적게 할 수 있다. 그리고, 인젝션 파이프(1003)를 분사 연료 통로(1031)와 냉각 매체 통로(1032)로 이루어지는 이중관 구조로 하여, 냉각 매체 통로(1032)로 연료 탱크(1004)내의 DME 연료를 냉각 매체로서 순환시키는 것에 의해서, 인젝션 파이프(1003)를 냉각하는 수단을 저비용으로 구성할 수 있다.
또한, 인젝션 파이프(1003)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 디젤 엔진 정지 직후의 인젝션 파이프(1003)의 분사 연료 통로(1031)로 연료 탱크(1004)로부터 DME 연료를 충전했을 때에, 충전한 DME 연료의 일부가 기화하여 DME 연료를 완전하게 충전할 수 없게 하는 우려를 적게 할 수 있다. 또한, 인젝션 파이프(1003)의 외주면에는 단열성을 갖는 피막(1003a)이 실시되어 있고, 그것에 의하여 인젝션 파이프(1003)에 대한 주위에서의 열을 차단할 수 있으므로, 인젝션 파이프(1003)의 온도 상승을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 3 실시예로서는, 상기 제 2 실시예 외에, 오일 세퍼레이터(1013)와 컴프레서(1016)와의 사이에 저압 탱크(1017)를 설치한 것을 들 수 있다. 도 15는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치(1101)의 제 3 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
오일 세퍼레이터(1013)와 컴프레서(1016)와의 사이에는 연료 탱크(1004)보다 용량이 작은 밀폐 구조를 갖는 저압 탱크(1017)가 배치되어 있다. 저압 탱크(1017)는 퍼지 파이프(1019)에 의해서 오버플로우 밸브(1082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(1081)와 연통하고 있다. 퍼지 파이프(1019)에는 퍼지 파이프(1019)를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(1018)가 배치되어 있다. 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(1018)는 DME 연료 회수 제어부(1010)에 의해서 제어되고, 디젤 엔진 정지시에는 ON하여 개방 상태로 되어 저압 탱크(1017)와 오버플로우 연료 파이프(1081)가 연통되고, 디젤 엔진 운전시에는 OFF하여 폐쇄 상태로 되어 저압 탱크(1017)와 오버플로우 연료 파이프(1081)의 연통은 차단된다. 저압 탱크(1017)와 오일 세퍼레이터(1013)와의 사이에는 체크 밸브(1014)가 배치되어 있다. 체크 밸브(1014)는 오일 세퍼레이터(1013)측의 압력을 일정한 압력으로 유지하는 동시에 저압 탱크(1017)로부터 오일 세퍼레이터(1013)측으로 DME 연료가 역류하는 것을 방지하고 있다.
오일 세퍼레이터(1013)에 의해서 캠실(1012)내의 윤활유로부터 분리된 DME 연료는 저압 탱크(1017)를 경유하여 컴프레서(1016)에 의해 흡입된다. 그 때문에, 저압 탱크(1017)는 컴프레서(1016)에 흡입되는 것에 의해 내부의 압력이 저하하고, 체크 밸브(1014)에 의해서 오일 세퍼레이터(1013)측이 일정한 압력으로 유지되어 있는 것에 의해, 저압 탱크(1017)내는 일정한 저압 상태가 된다. 또한, 저압 탱크(1017)는 밀폐 구조이기 때문에, 디젤 엔진 정지시에 컴프레서(1016)가 정지해도, 일정한 저압 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 저압 탱크(1017)내가 일정한 저압 상태로 유지되고 있는 상태에서, 디젤 엔진 정지시에 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(1018)를 ON하여, 저압 탱크(1017)와 오버플로우 연료 파이프(1081)를 연통시키면, 저압 탱크(1017)내의 부압에 의해서 오버플로우 연료 파이프(1081)내에 잔류하고 있는 DME 연료(그리고 2방 전자 밸브(1035)가 ON에서 연통되어 있는 경우에는, 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 DME 연료)의 일부가 저압 탱크(1017)로 흡입되어 회수된다. 저압 탱크(1017)로 흡입된 DME 연료는 디젤 엔진이 다시 시동되어 컴프레서(1016)가 동작했을 때에, 컴프레서(1016)에 흡입되어 연료 탱크(1004)로 회수된다.
따라서, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수한 후에, 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(1018)를 ON으로 함으로써, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서 회수되지 않고 잔류하는 DME 연료를 저압 탱크(1017)내로 즉시 흡입하여 회수 할 수 있다. 이것에 의하여, "잔류 연료 회수 수단"에 의한 DME 연료의 회수 시간을 단축 할 수 있다. 또한, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 유류실(1011), 오버플로우 연료 파이프(1081) 및 노즐 리턴 파이프(1006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하기 전이라도 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 4 실시예로서는, 상기 제 3 실시예 외에 인젝션 펌프(1001)에 공급하는 DME 연료를 냉각하는 "공급 연료 냉각 장치"를 구비한 것을 들 수 있다. 도 16은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 4 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
DME 연료 공급 장치(1102)는 "공급 연료 냉각 장치"로서, 유류실(1011)내의 DME 연료의 온도를 검출하는 "온도 검출 수단"으로서의 온도 센서(1011a)와, DME 연료를 냉각 매체로 하여 냉각 매체로서의 DME 연료를 기화시키는 연료 기화기(1055)를 갖는 연료 냉각기(1053)와, DME 연료를 연료 탱크(1004)로부터 연료 냉각기(1053)로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프(1005a)와, 냉각 매체 공급 파이프(1005a)를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(1054)와, 공급 연료 온도 제어부(1020)를 구비하고 있다. 공급 연료 온도 제어부(1020)는 온도 센서(1011a)에서 검출한 유류실(1011)내의 DME 연료의 온도에 기초하여, 유류실(1011)로부터 인젝션 파이프(1003)(분사 연료 통로(1031))로 송출되는 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(1054)를 제어하여 피드 파이프(1005)로 흐르는 DME 연료의 온도를 제어한다.
연료 냉각기(1053)는 냉각 매체 공급 파이프(1005a)로 흐르는 DME 연료를 연료 기화기(1055)에 의해 기화시켜, DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 피드 파이프(1005)로 흐르는 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있다. 공급 연료 온도 제어부(1020)는 온도 센서(1011a)에서 검출한 유류실(1011)내의 DME 연료의 온도가 소정의 온도보다 높은 경우에는, 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(1054)를 개방 제어하여, 연료 냉각기(1053)에 냉각 매체로서의 DME 연료를 공급하여 피드 파이프(1005)를 흐르는 DME 연료를 냉각하여, 온도 센서(1011a)에서 검출한 유류실(1011)내의 DME 연료의 온도가 소정의 온도 이하인 경우에는, 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(1054)를 폐쇄 제어하여, 연료 냉각기(1053)에 냉각 매체로서의 DME 연료를 공급하지 않는다.
이와 같이 하여, 피드 파이프(1005)에 흐르는 DME 연료를 냉각 제어하는 것에 의해, 유류실(1011)내의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 인젝션 펌프(1001)로 DME 연료의 분사량의 온도 보정을 하는 일 없이 연료 분사 노즐(1009)의 분사 특성을 안정시킬 수 있다.
또한, 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 5 실시예로서는, 상기 제 4 실시예에 있어서, DME 연료 공급 장치(1102)를 커먼 레일식으로 한 것을 들 수 있다. 도 17은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 5 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
이와 같이, 인젝션 펌프(1001)로부터 압송되는 DME 연료가 각 연료 분사 노즐(1009)이 연결되어 있는 커먼 레일(1091)을 거쳐서 공급되는 커먼 레일식 DME 연료 공급 장치(1103)에 있어서도 본원 발명의 실시는 가능하고, 본원 발명에 의한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본원 발명에 따르면, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에서, 인젝션 파이프의 온도가 상승함으로써, 연료 분사 노즐에 의한 DME 연료의 분사 특성이 불안정으로 되는 우려를 적게 할 수 있는 동시에 디젤 엔진 정지 직후의 인젝션 파이프로 연료 탱크로부터 DME 연료를 충전했을 때에, DME 연료를 완전하게 충전할 수 없게 되는 우려를 적게 할 수 있다.
도 19는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 6 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
디젤 엔진에 DME 연료를 공급하는 DME 연료 공급 장치(2100)는 인젝션 펌프(2001)를 구비하고 있다. 인젝션 펌프(2001)는 디젤 엔진이 갖는 실린더의 수와 동일한 수의 인젝션 펌프 엘리먼트(2002)를 구비하고 있다. 피드 펌프(2051)는 연료 탱크(2004)에 저류되어 있는 DME 연료를 소정의 압력으로 가압하여 피드 파이프(2005)로 송출한다. 연료 탱크(2004)의 DME 연료 송출구(2041)는 연료 탱크(2004)내의 DME 연료의 액면보다 아래에 설치되어 있고, 피드 펌프(2051)는 연료 탱크(2004)의 DME 연료 송출구(2041) 근방에 배치되어 있다. 피드 파이프(2005)로 송출된 DME 연료는 필터(2051)로 여과하고, 3방 전자 밸브(2071)를 거쳐서 인젝션 펌프(2001)로 송출된다. 3방 전자 밸브(2071)는 분사 상태시(디젤 엔진의 운전시)에는 ON에서 도시의 방향으로 연통되어 있다.
인젝션 펌프(2001)내의 캠실(2012)은 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있고, 오일 세퍼레이터(2013)는 인젝션 펌프(2001)내의 캠실(2012)에 누출된 DME 연료가 혼입한 캠실(2012)내의 윤활유를 DME 연료와 윤활유를 분리하여, 윤활유를 캠실(2012)로 리턴한다. 오일 세퍼레이터(2013)에 의해 분리된 DME 연료는 캠실(2012)내의 압력이 대기압 이하가 되는 것을 방지하는 체크 밸브(역지 밸브)(2014)를 거쳐서 컴프레서(2016)로 송출되어, 컴프레서(2016)로 가압된 후, 체크 밸브(역지 밸브)(2015) 및 쿨러(2042)를 거쳐서 연료 탱크(2004)로 리턴된다. 체크 밸브(2015)는 디젤 엔진의 정지시에, 연료 탱크(2004)로부터 DME연료가 캠실(2012)로 역류하는 것을 방지하기 위해서 설치되어 있다. 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치(2100)는 전동 컴프레서가 필요 없기 때문에, 상기 실시예에 있어서 컴프레서(2016)는 캠실(2012)내의 캠을 구동력원으로 하는 컴프레서로 되어 있다. 이것에 의하여, 보다 전력절약형인 DME 연료 공급 장치(2100)가 가능하게 된다.
연료 탱크(2004)로부터 피드 펌프(2051)에 의해서 소정의 압력으로 가압되어 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(2001)의 각 인젝션 펌프 엘리먼트(2002)로부터 인젝션 파이프(2003)를 경유하여, 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 각 실린더에 배치되어 있는 연료 분사 노즐(2009)로 압송된다. 오버플로우 연료 파이프(2081)에는 유류실(2011)내의 DME 연료의 압력을 소정의 압력으로 유지하는 동시에 오버플로우된 DME 연료가 연료 탱크에 리턴되는 방향에만 DME 연료의 유동 방향을 규정하는 오버플로우 밸브(2082)가 배치되어 있다. 인젝션 펌프(2001)로부터 오버플로우된 DME 연료는 오버플로우 연료 파이프(2081)를 경유하여, 오버플로우 밸브(2082), 오버플로우 리턴 파이프(2008) 및 쿨러(2042)를 거쳐서 연료 탱크(2004)로 리턴된다. 또한, 각 연료 분사 노즐(2009)로부터 오버플로우된 DME 연료는 노즐 리턴 파이프(2006)를 경유하여, 오버플로우 연료 파이프(2081), 오버플로우 리턴 파이프(2008) 및 쿨러(2042)를 거쳐서 연료 탱크(2004)로 리턴된다.
또한, DME 연료 공급 장치(2100)는 디젤 엔진 정지시에 인젝션 펌프(2001)내의 유류실(2011), 오버플로우 연료 파이프(2081) 및 노즐 리턴 파이프(2006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크(2004)로 회수하는 "잔류 연료 회수 수단"을 구비하고 있다. "잔류 연료 회수 수단"은 아스피레이터(2007), 3방 전자 밸브(2071), 2방 전자 밸브(2072) 및 DME 연료 회수 제어부(2010)를 구비하고 있다. DME 연료 회수 제어부(2010)는 디젤 엔진의 운전/정지 상태(DME 연료 공급 장치(2100)의 분사/무분사 상태)를 검출하여, 각 상태에 따라서 3방 전자 밸브(2071), 2방 전자 밸브(2072) 및 피드 펌프(2051) 등의 ON/OFF 제어를 실행하여, 디젤 엔진 정지시에는 유류실(2011), 오버플로우 연료 파이프(2081) 및 노즐 리턴 파이프(2006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 제어를 실행한다.
아스피레이터(2007)는 입구(2007a), 출구(2007b) 및 흡입구(2007c)를 구비하고 있다. 입구(2007a)와 출구(2007b)는 똑바로 연통되어 있고, 흡입구(2007c)는 입구(2007a)와 출구(2007b) 사이의 연통로에서 대략 수직 방향으로 분기되어 있다. 3방 전자 밸브(2071)가 OFF의 시에 연통하는 연통로의 출구측이 입구(2007a)에 접속되어 있고, 쿨러(2042)를 거쳐서 연료 탱크(2004)로의 경로로 출구(2007b)가 접속되어 있다. 또한, 흡입구(2007c)는 분사 상태시(디젤 엔진의 운전시)에는 OFF 상태에서 폐쇄하는 2방 전자 밸브(2072)에 접속되어 있다.
DME 연료 회수 제어부(2010)는 무분사 상태시(디젤 엔진의 정지시)에는 3방 전자 밸브(2071)를 OFF하여 피드 파이프(2005)로부터 아스피레이터(2007)의 입구(2007a)로의 연통로를 구성하는 동시에 2방 전자 밸브(2072)를 ON하여 오버플로우 밸브(2082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(2081)와 아스피레이터(2007)의 흡입구(2007c)와의 사이를 연통시킨다. 따라서, 피드 펌프(2051)로부터 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(2001)로 송출되지 않고, 아스피레이터(2007)로 송출되고, 입구(2007a)로부터 출구(2007b)로 빠져나가, 오버플로우 밸브(2082)의 하류측의 오버플로우 연료 파이프(2081), 오버플로우 리턴 파이프(2008) 및 쿨러(2042)를 거쳐서 연료 탱크(2004)로 되돌아가, 다시 피드 펌프(2051)로부터 아스피레이터(2007)로 송출된다. 즉, 아스피레이터(2007)를 거쳐서 DME 연료액이 환류하는 상태가 된다. 그리고, 인젝션 펌프(2001)내의 유류실(2011) 및 오버플로우 밸브(2082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(2081)에 잔류하고 있는 DME 연료는 입구(2007a)에서 출구(2007b)로 흐르는 DME 연료의 흐름에 의해서 발생하는 흡입력에 의해서 기화되어, 기화한 DME 연료가 흡입구(2007c)에서 흡입되고, 입구(2007a)에서 출구(2007b)로 흐르는 DME 연료에 흡수되어 연료 탱크(2004)로 회수된다.
또한, DME 연료 공급 장치(2100)는 연료 탱크(2004)내의 기상(2004b)의 출구(기상 송출구(2043))와 인젝션 펌프(2001)의 유류실(2011)의 입구측을 연결하는 기상 압력 송출 파이프(2073)를 구비하고 있다. 기상 압력 송출 파이프(2073)는 그 내경이 부분적으로 소경부(2075)와, 기상 압력 송출 파이프(2073)의 연통을 개폐하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(2074)를 구비하고 있다. 상술한 "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 유류실(2011), 오버플로우 연료 파이프(2081) 및 노즐 리턴 파이프(2006)의 DME 연료를 흡입하여 연료 탱크(2004)로 회수할 때에, DME 연료 회수 제어부(2010)는 동시에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(2074)를 ON하여, 연료 탱크(2004)의 기상(2004b)과 유류실(2011)의 입구측을 연결하고 있는 기상 압력 송출 파이프(2073)를 연통 상태로 한다. 유류실(2011), 오버플로우 연료 파이프(2081) 및 노즐 리턴 파이프(2006)에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료는 기상(2004b)의 높은 압력에 의해서, 아스피레이터(2007)의 흡입구(2007c)로 향해서 압송되는 것으로 된다. 또한, 기상 압력 송출 파이프(2073)의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부(2075)에 의해서, 그 압력이 더욱 고압으로 압축되어, 보다 높은 압력으로 압송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 아스피레이터(2007)에 의한 흡입력은 기화한 DME 연료를 흡입하는 정도의 흡입력밖에 없기 때문에, 기상(2004b)의 압력을 이용하여 액체 상태의 DME 연료를 아스피레이터(7)의 흡입구(2007c)로 압송함으로써, 유류실(2011), 오버플로우 연료 파이프(2081) 및 노즐 리턴 파이프(2006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 대폭 단축 할 수 있다. 그리고, DME 연료 회수 제어부(2010)는 소정 시간 경과 후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(2074)만을 폐쇄하여, 고압 상태의 기상(2004b)과의 사이의 연통을 차단한다. 그것에 의하여, 유류실(2011), 오버플로우 연료 파이프(2081) 및 노즐 리턴 파이프(2006)내를 보다 저압인 상태로 할 수 있기 때문에, 기상압에 의해서 압송할 수 없고 잔류하는 액체 상태의 DME 연료의 기화가 촉진되고, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 보다 단축 할 수 있다.
DME 연료 공급 장치(2100)는 "공급 연료 냉각 장치"로서, 유류실(2011)내의 DME 연료의 온도를 검출하는 "온도 검출 수단"으로서의 온도 센서(2011a)와, DME 연료를 냉각 매체로 하여, 냉각 매체로서의 DME 연료를 기화시키는 연료 기화기(2055)를 갖는 연료 냉각기(2053)와, DME 연료를 연료 탱크(2004)로부터 연료 냉각기(2053)로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프(2005a)와, 냉각 매체 공급 파이프(2005a)를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(2054)와, 공급 연료 온도 제어부(2020)를 구비하고 있다. 공급 연료 온도 제어부(2020)는 온도 센서(2011a)에서 검출한 유류실(2011)내의 DME 연료의 온도에 기초하여, 유류실(2011)로부터 인젝션 파이프(2003)(분사 연료 통로(2031))로 송출되는 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(2054)를 제어하여 피드 파이프(2005)에 흐르는 DME 연료의 온도를 제어한다.
연료 냉각기(2053)는 냉각 매체 공급 파이프(2005a)에 흐르는 DME 연료를 연료 기화기(2055)에 의해 기화시켜, DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 피드 파이프(2005)에 흐르는 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있다. 공급 연료 온도 제어부(2020)는 온도 센서(2011a)에서 검출한 유류실(2011)내의 DME 연료의 온도가 소정의 온도보다 높은 경우에는, 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(2054)를 개방 제어하여, 연료 냉각기(2053)에 냉각 매체로서의 DME 연료를 공급하여 피드 파이프(2005)를 흐르는 DME 연료를 냉각하여, 온도 센서(2011a)에서 검출한 유류실(2011)내의 DME 연료의 온도가 소정의 온도 이하인 경우에는, 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(2054)를 폐쇄 제어하여, 연료 냉각기(2053)에 냉각 매체로서의 DME 연료를 공급하지 않는다.
이와 같이 하여, 피드 파이프(2005)에 흐르는 DME 연료를 냉각 제어함으로써, 유류실(2011)내의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 인젝션 펌프(2001)로 DME 연료의 분사량의 온도 보정을 하는 일없이 연료 분사 노즐(2009)의 분사 특성을 안정시킬 수 있다.
또한, 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 7 실시예로서는, 상기 제 6 실시예 외에, 인젝션 파이프(3)를 이중관 구조로 한 것을 들 수 있다. 도 20은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 7 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
DME 연료 공급 장치(2101)는 인젝션 파이프(2003)를 냉각하는 수단으로서, 인젝션 파이프(2003)가 분사 연료 통로(2031)와 냉각 매체 통로(2032)를 갖는 이중관 구조로 되어 있다. 인젝션 파이프(2003)는 도 18의 인젝션 파이프(1003)와 마찬가지인 구성을 하고 있다. 분사 연료 통로(2031)는 인젝션 펌프 엘리먼트(2002)의 송출구와 연료 분사 노즐(2009)을 연통시켜, 인젝션 펌프 엘리먼트(2002)로부터 압송되는 유류실(2011)의 고압인 DME 연료를 연료 분사 노즐(2009)로 송출한다. 냉각 매체 통로(2032)는 분사 연료 통로(2031)의 외주면에 형성되어 있고, 유류실(2011)의 입구 앞의 피드 파이프(2005)와 노즐 리턴 파이프(2006)를 연통시켜, 피드 펌프(2051)에 의해서 피드 파이프(2005)로 송출되는 연료 탱크(2004)내의 DME 연료가 분사 연료 통로(2031)를 흐르는 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체로서 흐른다.
즉, 피드 펌프(2051)가 동작하고 있을 때에 냉각 매체 통로(2032)에는 피드 파이프(2005)로부터 파이프(2034)를 경유하여 DME 연료가 유입되고, 파이프(2033)를 경유하여 노즐 리턴 파이프(2006)로 DME 연료가 흘러 나와, 체크 밸브(2036), 오버플로우 연료 파이프(2081), 오버플로우 리턴 파이프(2008) 및 쿨러(2042)를 거쳐서 연료 탱크(2004)로 리턴되는 순환 경로로 연료 탱크(2004)내의 DME 연료가 냉각 매체로서 흐른다. 체크 밸브(2036)는 오버플로우 연료 파이프(2081)로부터 냉각 매체 통로(2032)로 연료 탱크(2004)의 DME 연료가 역류하는 것을 방지하고 있다. 그리고, 냉각 매체 통로(2032)를 흐르는 DME 연료에 의해서, 분사 연료 통로(2031)가 냉각되고, 이에 의해 분사 연료 통로(2031)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 무분사 상태시에 냉각 매체 통로(2032)에 잔류하고 있는 DME 연료는 전술의 "잔류 연료 회수 수단"에 의해서 회수된다. DME 연료 회수 제어부(2010)는 무분사 상태시에 2방 전자 밸브(2035)를 ON하여, 냉각 매체 통로 회수 파이프(2037)를 거쳐서 노즐 리턴 파이프(2006)와 오버플로우 밸브(2082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(2081)를 연통시킨다. 따라서, 노즐 리턴 파이프(2006) 및 냉각 매체 통로(2032)에 잔류하고 있는 DME 연료는 냉각 매체 통로 회수 파이프(2037) 및 오버플로우 밸브(2082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(2081)를 경유하여 아스피레이터(2007)의 흡입구(2007c)에서 흡입되어 연료 탱크(2004)로 회수된다.
이와 같이 하여, 냉각 매체 통로(2032)를 흐르는 냉각 매체로서의 DME 연료에 의해서 분사 연료 통로(2031)를 냉각할 수 있기 때문에, DME 연료 공급 장치(2101)에 의한 발열이나 디젤 엔진으로부터의 열 등이 인젝션 파이프(2003)로 전달되어 인젝션 파이프의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 분사 노즐(2009)로 압송되는 DME 연료의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있게 되고, 그것에 의하여 연료 분사 노즐(2009)에 의한 DME 연료의 분사 특성이 불안정으로 될 우려를 적게 할 수 있다. 그리고, 인젝션 파이프(2003)를 분사 연료 통로(2031)와냉각 매체 통로(2032)로 이루어지는 이중관 구조로 하여, 냉각 매체 통로(2032)로 연료 탱크(2004)내의 DME 연료를 냉각 매체로서 순환시키는 것에 의해, 인젝션 파이프(2003)를 냉각하는 수단을 저비용으로 구성할 수 있다.
또한, 인젝션 파이프(2003)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 디젤 엔진 정지 직후의 인젝션 파이프(2003)의 분사 연료 통로(2031)로 연료 탱크(2004)로부터 DME 연료를 충전했을 때에, 충전한 DME 연료의 일부가 기화하여 DME 연료를 완전하게 충전할 수 없게 되는 우려를 적게 할 수 있다. 또한, 인젝션 파이프(2003)의 외주면에는 단열성을 갖는 피막(2003a)이 실시되고, 그것에 의하여 인젝션 파이프(2003)에 대한 주위에서의 열을 차단할 수 있기 때문에, 인젝션 파이프(2003)의 온도 상승을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
본원 발명에 따르면, 유류실의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지함으로써, DME 연료의 분사량의 온도 보정을 하지 않고서 DME 연료의 분사 특성을 안정시킬 수 있다.
도 21은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 8 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
디젤 엔진에 DME 연료를 공급하는 DME 연료 공급 장치(3100)는 인젝션 펌프(3001)를 구비하고 있다. 인젝션 펌프(3001)는 디젤 엔진이 갖는 실린더의 수와 동일한 수의 인젝션 펌프 엘리먼트(3002)를 구비하고 있다. 피드 펌프(3051)는 연료 탱크(3004)에 저류되어 있는 DME 연료를 소정의 압력으로 가압하여 피드 파이프(3005)로 송출한다. 연료 탱크(3004)의 DME 연료 송출구(3041)는 연료 탱크(3004)내의 DME 연료의 액면보다 아래에 설치되어 있고, 피드 펌프(3051)가 연료 탱크(3004)의 DME 연료 송출구(3041) 근방에 배치되어 있다. 피드 파이프(3005)로 송출된 DME 연료는 필터(3051)로 여과되고, 3방 전자 밸브(3071)를 거쳐서 인젝션 펌프(3001)로 송출된다. 3방 전자 밸브(3071)는 분사 상태시(디젤 엔진의 운전시)에는 ON에서 도시의 방향으로 연통되어 있다.
인젝션 펌프(3001)내의 캠실(3012)은 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있고, 오일 세퍼레이터(3013)는 인젝션 펌프(3001)내의 캠실(3012)에 누출된 DME 연료가 혼입한 캠실(3012)내의 윤활유를 DME 연료와 윤활유를 분리하여, 윤활유를 캠실(3012)에 리턴한다. 오일 세퍼레이터(3013)로 분리된 DME 연료는 캠실(3012)내의 압력이 대기압 이하가 되는 것을 방지하는 체크 밸브(역지 밸브)(3014)를 거쳐서 컴프레서(3016)로 송출되어, 컴프레서(3016)로 가압된 후, 체크 밸브(역지 밸브)(3015) 및 쿨러(3042)를 거쳐서 연료 탱크(3004)로 리턴된다. 체크 밸브(3015)는 디젤 엔진의 정지시에, 연료 탱크(3004)로부터 DME 연료가 캠실(3012)로 역류하는 것을 방지하기 위해서 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 DME 연료 공급 장치(3100)는 전동 컴프레서가 필요 없기 때문에, 상기 실시예에 있어서 컴프레서(3016)는 캠실(3012)내의 캠을 구동력원으로 하는 컴프레서로 되어 있다. 그것에 의하여, 보다 전력절약형인 DME 연료 공급 장치(3100)가 가능하게 된다.
연료 탱크(3004)로부터 피드 펌프(3051)에 의해서 소정의 압력으로 가압되어 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(3001)의 각 인젝션 펌프 엘리먼트(3002)로부터 인젝션 파이프(3003)를 경유하여, 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 각 실린더에 배치되어 있는 연료 분사 노즐(3009)로 압송된다. 오버플로우 연료 파이프(3081)에는 유류실(3011)내의 DME 연료의 압력을 소정의 압력에 유지하는 동시에 오버플로우된 DME 연료가 연료 탱크에 리턴되는 방향에만 DME 연료의 유동 방향을 규정하는 오버플로우 밸브(3082)가 배치되어 있다. 인젝션 펌프(3001)로부터 오버플로우된 DME 연료는 오버플로우 연료 파이프(3081)를 경유하여, 오버플로우 밸브(3082), 오버플로우 리턴 파이프(3008) 및 쿨러(3042)를 거쳐서 연료 탱크(3004)로 리턴된다. 또한, 각 연료 분사 노즐(3009)로부터 오버플로우된 DME 연료는 노즐 리턴 파이프(3006)를 경유하여, 오버플로우 연료 파이프(3081), 오버플로우 리턴 파이프(3008) 및 쿨러(3042)를 거쳐서 연료 탱크(3004)로 리턴된다.
또한, DME 연료 공급 장치(3100)는 디젤 엔진 정지시에 인젝션 펌프(3001)내의 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3081) 및 노즐 리턴 파이프(3006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 연료 탱크(3004)로 회수하는 "잔류 연료 회수 수단"을 구비하고 있다. "잔류 연료 회수 수단"은 아스피레이터(3007), 3방 전자 밸브(3071), 2방 전자 밸브(3072) 및 DME 연료 회수 제어부(3010)를 구비하고 있다. DME 연료 회수 제어부(3010)는 디젤 엔진의 운전/정지 상태(DME 연료 공급 장치(3100)의 분사/무분사 상태)를 검출하여, 각 상태에 따라서 3방 전자 밸브(3071), 2방 전자 밸브(3072) 및 피드 펌프(3051) 등의 ON/OFF 제어를 실행하여, 디젤 엔진 정지시에는 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3081) 및 노즐 리턴 파이프(3006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 제어를 실행한다.
아스피레이터(3007)는 입구(3007a), 출구(3007b) 및 흡입구(3007c)를 구비하고 있다. 입구(3007a)와 출구(3007b)는 똑바로 연통되어 있어, 흡입구(3007c)는 입구(3007a)와 출구(3007b) 사이의 연통로에서 대략 수직 방향으로 분기되어 있다. 3방 전자 밸브(3071)가 OFF의 시에 연통하는 연통로의 출구측이 입구(3007a)에 접속되어 있고, 쿨러(3042)를 거쳐서 연료 탱크(3004)로의 경로에 출구(3007b)가 접속되어 있다. 또한, 흡입구(3007c)는 분사 상태시(디젤 엔진의 운전시)에는 OFF 상태에서 폐쇄되어 있는 2방 전자 밸브(3072)에 접속되어 있다.
DME 연료 회수 제어부(3010)는 무분사 상태시(디젤 엔진의 정지시)에는, 3방 전자 밸브(3071)를 OFF하여 피드 파이프(3005)로부터 아스피레이터(3007)의 입구(3007a)로의 연통로를 구성하는 동시에 2방 전자 밸브(3072)를 ON하여, 오버플로우 밸브(3082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(3081)와 아스피레이터(3007)의 흡입구(3007c) 사이를 연통시킨다. 따라서, 피드 펌프(3051)로부터 송출된 DME 연료는 인젝션 펌프(3001)로 송출되지 않고서, 아스피레이터(3007)로 송출되어, 입구(3007a)에서 출구(3007b)로 빠져나와, 오버플로우 밸브(3082)의 하류측의 오버플로우 연료 파이프(3081), 오버플로우 리턴 파이프(3008) 및 쿨러(3042)를 거쳐서 연료 탱크(3004)로 되돌아가, 다시 피드 펌프(3051)로부터 아스피레이터(3007)로 송출된다. 즉, 아스피레이터(3007)를 거쳐서 DME 연료액이 환류하는 상태가 된다. 그리고, 인젝션 펌프(3001)내의 유류실(3011) 및 오버플로우 밸브(3082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(3081)에 잔류하고 있는 DME 연료는 입구(3007a)에서 출구(3007b)로 흐르는 DME 연료의 흐름에 의해서 발생하는 흡입력에 의해서 기화되고, 기화한 DME 연료가 흡입구(3007c)에서 흡입되어, 입구(3007a)에서 출구(3007b)로 흐르는 DME 연료에 흡수되어 연료 탱크(3004)로 회수된다.
또한, DME 연료 공급 장치(3100)는 연료 탱크(3004)내의 기상(3004b)의 출구(기상 송출구(3043))와 인젝션 펌프(3001)의 유류실(3011)의 입구측을 연결하는 기상 압력 송출 파이프(3073)를 구비하고 있다. 기상 압력 송출 파이프(3073)는 그 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부(3075)와, 기상 압력 송출 파이프(3073)의 연통을 개폐하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(3074)를 갖고 있다. 상술한 "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3081) 및 노즐 리턴 파이프(3006)의 DME 연료를 흡입하여 연료 탱크(3004)로 회수할 때에, DME 연료 회수 제어부(3010)는 동시에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(3074)를 ON하여, 연료 탱크(3004)의 기상(3004b)과 유류실(3011)의 입구측을 연결하고 있는 기상 압력 송출 파이프(3073)를 연통 상태로 한다. 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3081) 및 노즐 리턴 파이프(3006)에 잔류하고 있는 액체 상태의 DME 연료는 기상(3004b)의 높은 압력에 의해서, 아스피레이터(3007)의 흡입구(3007c)로 향해서 압송되는 것으로 된다. 또한, 기상 압력 송출 파이프(3073)의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부(3075)에 의해서, 그 압력이 더욱 고압으로 압축되어, 보다 높은 압력으로 압송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 아스피레이터(3007)에 의한 흡입력은 기화한 DME 연료를 흡입하는 정도의 흡입력밖에 없기 때문에, 기상(3004b)의 압력을 이용하여 액체 상태의 DME 연료를 아스피레이터(3007)의 흡입구(3007c)로 압송함으로써, 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3081) 및 노즐 리턴 파이프(3006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 대폭 단축 할 수 있다. 그리고, DME 연료 회수 제어부(3010)는 소정 시간 경과 후에 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브(3074)만을 폐쇄하여, 고압 상태의 기상(3004b)과의 사이의 연통을 차단한다. 그것에 의하여, 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3081) 및 노즐 리턴 파이프(3006)내를 보다 저압인 상태로 할 수 있기 때문에, 기상압에 의해서 압송할 수 없고 잔류하는 액체 상태의 DME 연료의 기화가 촉진되고, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하는 시간을 보다 단축 할 수 있다.
또한, 오일 세퍼레이터(3013)와 컴프레서(3016)와의 사이에는 연료 탱크(3004)보다 용량이 작은 밀폐 구조를 갖는 저압 탱크(3017)가 배치되어 있다. 저압 탱크(3017)는 퍼지 파이프(3019)에 의해서 오버플로우 밸브(3082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(3081)와 연통되어 있다. 퍼지 파이프(3019)에는 퍼지 파이프(3019)를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(3018)가 배치되어 있다. 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(3018)는 DME 연료 회수 제어부(3010)에 의해서 제어되고, 디젤 엔진 정지시에는 ON하여 개방 상태로 되어 저압 탱크(3017)와 오버플로우 연료 파이프(3081)가 연통되고, 디젤 엔진 운전시에는 OFF하여 폐쇄 상태로 되어 저압 탱크(3017)와 오버플로우 연료 파이프(3081)와의 연통은 차단된다. 저압 탱크(3017)와 오일 세퍼레이터(3013) 사이에는 체크 밸브(3014)가 배치되어 있다. 체크 밸브(3014)는 오일 세퍼레이터(3013)측의 압력을 일정한 압력으로 유지하는 동시에 저압 탱크(3017)로부터 오일 세퍼레이터(3013)측으로 DME 연료가 역류하는것을 방지하고 있다.
오일 세퍼레이터(3013)에 의해서 캠실(3012)내의 윤활유로부터 분리된 DME 연료는 저압 탱크(3017)를 경유하여 컴프레서(3016)에 의해 흡입된다. 그 때문에, 저압 탱크(3017)는 컴프레서(3016)에 흡입되는 것에 의해서 내부의 압력이 저하하여, 체크 밸브(3014)에 의해서 오일 세퍼레이터(3013)측이 일정한 압력으로 유지되는 것에 의해, 저압 탱크(3017)내는 일정한 저압 상태가 된다. 또한, 저압 탱크(3017)는 밀폐 구조이기 때문에, 디젤 엔진 정지시에 컴프레서(3016)가 정지해도, 일정한 저압 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 저압 탱크(3017)내가 일정한 저압 상태로 유지되어 있는 상태에서, 디젤 엔진 정지시에 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(3018)를 ON하여, 저압 탱크(3017)와 오버플로우 연료 파이프(3081)를 연통시키면, 저압 탱크(3017)내의 부압에 의해서 오버플로우 연료 파이프(3081)내에 잔류하고 있는 DME 연료(그리고 2방 전자 밸브(3035)가 ON에서 연통되어 있는 경우에는, 노즐 리턴 파이프(3006)에 잔류하고 있는 DME 연료)의 일부가 저압 탱크(3017)로 흡입되어 회수된다. 저압 탱크(3017)로 흡입된 DME 연료는 디젤 엔진이 다시 시동하여 컴프레서(3016)가 동작했을 때에 컴프레서(3016)로 흡입되어 연료 탱크(3004)로 회수된다.
따라서, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3081) 및 노즐 리턴 파이프(3006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수한 후에, 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(3018)를 ON으로 함으로써 "잔류 연료 회수 수단"에 의해서 회수되지 않고 잔류하는 DME 연료를 저압 탱크(3017)내로 즉시 흡입하여회수 할 수 있다. 그것에 의하여, "잔류 연료 회수 수단"에 의한 DME 연료의 회수 시간을 단축 할 수 있다. 또한, "잔류 연료 회수 수단"에 의해서, 유류실(3011), 오버플로우 연료 파이프(3031) 및 노즐 리턴 파이프(3006)에 잔류하고 있는 DME 연료를 회수하기 전이라도 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 9 실시예로서는, 상기 제 8 실시예 외에, 인젝션 펌프(1)에 공급하는 DME 연료를 냉각하는 "공급 연료 냉각 장치"를 구비한 것을 들 수 있다. 도 22는 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 9 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
DME 연료 공급 장치(3101)는 "공급 연료 냉각 장치"이며, 유류실(3011)내의 DME 연료의 온도를 검출하는 "온도 검출 수단"으로서의 온도 센서(3011a)와, DME 연료를 냉각 매체로 하여 냉각 매체로서의 DME 연료를 기화시키는 연료 기화기(3055)를 갖는 연료 냉각기(3053)와, DME 연료를 연료 탱크(3004)로부터 연료 냉각기(3053)로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프(3005a)와, 냉각 매체 공급 파이프(3005a)를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(3054)와, 공급 연료 온도 제어부(3020)를 구비하고 있다. 공급 연료 온도 제어부(3020)는 온도 센서(3011a)에서 검출한 유류실(3011)내의 DME 연료의 온도에 기초하여, 유류실(3011)로부터 인젝션 파이프(3003)(분사 연료 통로(3031))로 송출되는 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(3054)를 제어하여 피드 파이프(3005)에 흐르는 DME 연료의 온도를 제어한다.
연료 냉각기(3053)는 냉각 매체 공급 파이프(3005a)에 흐르는 DME 연료를 연료 기화기(3055)에 의해 기화시켜, DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 피드 파이프(3005)에 흐르는 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있다. 공급 연료 온도 제어부(3020)는 온도 센서(3011a)에서 검출한 유류실(3011)내의 DME 연료의 온도가 소정의 온도보다 높은 경우에는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(3054)를 개방 제어하여, 연료 냉각기(3053)에 냉각 매체로서의 DME 연료를 공급하여 피드 파이프(3005)를 흐르는 DME 연료를 냉각하여, 온도 센서(3011a)에서 검출한 유류실(3011)내의 DME 연료의 온도가 소정의 온도 이하인 경우에는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브(3054)를 폐쇄 제어하여, 연료 냉각기(3053)에 냉각 매체로서의 DME 연료를 공급하지 않는다.
이와 같이 하여, 피드 파이프(3005)에 흐르는 DME 연료를 냉각 제어함으로써, 유류실(3011)내의 DME 연료의 온도를 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 인젝션 펌프(3001)로 DME 연료의 분사량의 온도 보정을 하는 일없이 연료 분사 노즐(3009)의 분사 특성을 안정시킬 수 있다.
또한, 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 10 실시예로서는, 저압 탱크(3017)가 컴프레서(3016)의 흡입구에 접속된 것을 들 수 있다. 도 23은 본원 발명에 따른 DME 연료 공급 장치의 제 10 실시예를 도시한 개략 구성도이다.
저압 탱크(3017)는 컴프레서(3016)에 흡입되어 내압이 저압 상태로 되고, 체크 밸브(3171)에 의해서 컴프레서(3016)가 정지해도 저압 상태가 유지되도록 되어 있다. 또 저압 탱크(3017)는 퍼지 파이프(3019)에 의해서 오버플로우 밸브(3082)의 상류측의 오버플로우 연료 파이프(3081)와 연통하고 있고, 퍼지 파이프(3019)에는 퍼지 파이프(3019)를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(3018)가 배치되어 있다. 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(3018)는 DME 연료 회수 제어부(3010)에 의해서 제어되어, 디젤 엔진 정지시에는 ON하여 개방 상태로 되어 저압 탱크(3017)와 오버플로우 연료 파이프(3081)를 연통시키고, 디젤 엔진 운전시에는 OFF하여 폐쇄 상태로 되어 저압 탱크(3017)와 오버플로우 연료 파이프(3081)의 연통은 차단된다. 또한, 그 밖의 구성에 대해서는, 상술한 제 8 실시예와 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.
DME 연료 회수 제어부(3010)는, 디젤 엔진 정지후 잔류하고 있는 DME 연료를 회수할 때에는 아스피레이터(3007)에 의해서 유류실(3011) 및 오버플로우 연료 파이프(3081)에 잔류하고 있는 DME 연료의 회수를 일정 시간 행한 후, 피드 펌프(3051)를 OFF 제어하여 정지시키는 동시에 2방 전자 밸브(3072)를 OFF 제어하여 오버플로우 연료 파이프(3081)와 아스피레이터(3007)의 흡입구(3007c)와의 연통을 차단한다. 그리고, 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브(3018)를 ON 제어하여, 대략 일정한 저압 상태로 유지되어 있는 저압 탱크(3017)와 오버플로우 연료 파이프(3081)를 연통시킨다. 오버플로우 연료 파이프(3081)내에 잔류하고 있는 나머지의 DME 연료는 저압 탱크(3017)내의 부압에 의해서 저압 탱크(3017)로 흡입되어 회수된다. 저압 탱크(3017)로 흡입된 DME 연료는 디젤 엔진이 다시 시동되어 컴프레서(3016)가 동작했을 때에, 컴프레서(3016)에 흡입되어 연료 탱크(3004)로 회수된다.
또한, 본원 발명은 상기 실시예에 한정되는 일없이, 특허 청구의 범위에 기재한 발명의 범위내에서, 여러 가지의 변형이 가능하고, 이들도 본원 발명의 범위내에 포함되는 것은 물론이다.
본원 발명에 따르면, 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에서, 디젤 엔진 정지후에 분사 시스템내의 DME 연료를 연료 탱크에 회수하는 시간을 단축 할 수 있다. 이 DME 연료 공급 장치는 인젝션 펌프를 구비한 디젤 엔진에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (45)

  1. 연료 탱크내의 디메틸 에테르(dimethyl ether : DME) 연료를 소정의 압력으로 가압하여, 피드 파이프로 송출하는 피드 펌프와,
    상기 피드 파이프를 경유하여 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 유류실의 상기 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프와,
    상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료, 및 상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와,
    상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단을 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서,
    상기 피드 파이프가 연결되어 있는 상기 유류실의 입구측과, 상기 연료 탱크내의 기상을 연결하는 기상 압력 송출 파이프와, 상기 기상 압력 송출 파이프의 개폐를 행하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기상 압력 송출 파이프는 상기 기상 압력 송출 파이프의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 잔류 연료 회수 수단은, 상기 피드 파이프와 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이에 배치된 아스피레이터(aspirator)에 의해서, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 그대로 상기 연료 탱크로 환류시키고, 상기 유류실내 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료가, 환류하는 상기 DME 연료에 흡입되어, 상기 연료 탱크로 회수되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 잔류 연료 회수 수단은, 상기 피드 파이프의 송출구를 상기 아스피레이터의 환류 유로의 입구측과 상기 유류실의 입구측의 어느 한쪽으로 전환하여 연통시키는 제 1 전자 밸브와, 상기 아스피레이터의 흡입구와 상기 유류실 및 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이의 개폐를 행하는 제 2 전자 밸브와, 상기 제 1 전자 밸브의 연통을 상기 아스피레이터의 입구측으로 전환하여, 상기 제 2 전자 밸브를 개방하여, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 환류시키는 유로를 구성하는 동시에 상기 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하고, 소정 시간 경과 후에 상기 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄하는 제어를 실행하는 DME 연료 회수 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프는, 디젤 엔진의 구동축의 회전이 전달되어 회전하는 캠 샤프트와 결합하는 플런저의 상하이동으로 개폐할 수 있는 딜리버리 밸브(delivery valve)에 의해서, 상기 피드 파이프를 경유하여 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 유류실의 상기 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 상기 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프 엘리먼트와, 상기 캠 샤프트의 캠에 의해서 딜리버리 밸브가 개폐하는 분사 상태와 상기 캠에 의해서 상기 플런저가 상하이동해도 상기 딜리버리 밸브가 개폐하지 않는 무분사 상태를 전환하는 분사 상태 전환 수단을 갖고, 상기 인젝션 펌프 엘리먼트는 상기 무분사 상태의 시에만, 상기 딜리버리 밸브가 폐쇄한 상태에서도 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실이 연통하는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프 엘리먼트는 대략 원주체 형상을 이루는 상기 플런저가 상기 분사 상태 전환 수단에 의해서 상기 플런저 배럴내에서 원주방향으로 회전하고, 상기 회전 위치에 의해 상기 DME 연료의 분사량이 변화하는 구성을 이루고 있고, 상기 분사량이 0으로 되는 상기 플런저의 회전 위치에서 무분사 상태로 되고, 또한 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실을 연통시키는 퍼지 통로가 구성되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프 엘리먼트는 상기 인젝션 파이프에 연통되어 있는 딜리버리 파이프 삽입 구멍을 갖는 딜리버리 밸브 홀더와, 상기 딜리버리 밸브 삽입 구멍에 왕복 운동 가능하게 삽입되어 있는 상기 딜리버리 밸브와, 상기 딜리버리 밸브 홀더와 일체로 배치되고, 상기 딜리버리 밸브의 밸브부가 접촉한 상태에서, 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실과의 연통이 차단되어 밸브 폐쇄 상태로 되는 밸브 시트부를 갖는 딜리버리 밸브 시트와, 상기 딜리버리 밸브를 상기 딜리버리 밸브 시트에 가압하는 딜리버리 스프링과, 상기 딜리버리 밸브 시트와 일체로 배치되고, 상기 딜리버리 밸브 시트에 연통되어 있는 액압실을 갖는 플런저 배럴과, 상기 액압실에 왕복 운동 가능하게 삽입되고, 일단측이 상기 딜리버리 밸브에 면하여 있는 상기 플런저와, 상기 플런저를 상기 캠측으로 가압하는 플런저 스프링을 구비하고,
    상기 분사 상태시에는, 상기 밸브 폐쇄 상태에서 상기 플런저가 상기 캠으로 끌어 올려지고, 상기 액압실과 상기 유류실과의 연통이 차단되어, 상기 액압실내의상기 DME 연료가 상기 딜리버리 밸브를 끌어 올려 밸브 개방 상태로 되어, 밸브 개방 상태의 상기 딜리버리 밸브로부터 상기 액압실내의 상기 DME 연료가 상기 인젝션 파이프로 압송되고, 상기 플런저의 외주면에 형성되어 있는 절취부를 거쳐서 상기 액압실과 상기 유류실이 다시 연통하고, 상기 액압실내의 액압이 저하하여 상기 딜리버리 밸브가 상기 딜리버리 스프링의 가압력에 의해서 밸브 폐쇄하고,
    상기 무분사 상태시에는 상기 플런저의 외주면에 형성되어 있는 퍼지 홈과, 상기 플런저 배럴의 내주면에 형성되어 있는 퍼지 포트가 연통하는 회전 위치로 되도록, 상기 분사 상태 전환 수단에 의해서 상기 플런저가 원주방향으로 회전하여, 상기 퍼지 포트, 상기 퍼지 홈, 및 상기 딜리버리 밸브 시트에 형성되어, 상기 인젝션 파이프와 상기 인젝션 파이프와 상기 퍼지 포트를 연통시키는 퍼지 통로를 거쳐서 상기 인젝션 파이프와 상기 유류실이 연통하는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프는 상기 캠 샤프트가 배치되고, 윤활유가 저류되어 있는 캠실이, 상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있고, 상기 캠실에는 상기 DME 연료가 혼입한 상기 윤활유로부터 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터(oil separator)와, 상기 캠 샤프트의 캠에 의해서 구동되고, 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서(compressor)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  9. 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프를 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서,
    상기 인젝션 펌프를 냉각하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인젝션 파이프는 상기 인젝션 펌프로부터 상기 연료 분사 노즐로 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 분사 연료 통로와, 상기 분사 연료 통로에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 갖고, 상기 연료 분사 통로의 외주면을 상기 냉각 매체가 흐르도록 상기 냉각 매체 통로가 구성되는 이중관 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 인젝션 파이프는 외주면에 단열성을 갖는 피막이 실시되고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프를 구비하고, 상기 냉각 매체 통로는, 상기 피드 파이프로부터 상기 노즐 리턴 파이프로 상기 DME 연료가 상기 냉각 매체로서 흐르는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프의 유류실내의 상기 DME 연료의 압력을 유지하는 동시에 오버플로우된 상기 DME 연료가 상기 연료 탱크에 리턴되는 방향에만 상기 DME 연료의 유동 방향을 규정하는 오버플로우 밸브가 상기 오버플로우 파이프에 배치되어 있고, 상기 노즐 리턴 파이프는, 상기 오버플로우 밸브의 하류측에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료가 상기 연료 탱크에 리턴되는 방향에만 상기 DME 연료의 유동 방향을 규정하는 체크 밸브가 상기 노즐 리턴 파이프에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단과, 상기 냉각 매체 통로의 상기 DME 연료를 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해서 회수할 때에, 상기 오버플로우 밸브의 상류측과 상기 노즐 리턴 파이프를 연결시키는 냉각 매체 통로 회수 파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서와, 상기 오일 세퍼레이터와 상기 컴프레서와의 사이에 배치된 저압 탱크와, 상기 저압 탱크와 상기 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프와, 상기 연통로를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 오일 세퍼레이터측의 압력을 유지하는 동시에, 상기 저압 탱크로부터 상기 오일 세퍼레이터측으로 상기 DME 연료가 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브가 상기 오일 세퍼레이터와 상기 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 디젤 엔진 정지후, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해서 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수하는 동작을 소정 시간 실행한 후, 상기 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해 회수 할 수 없던 상기 DME 연료를 상기 저압 탱크의 부압에 의해서 회수하는 제어를 실행하는 DME 연료 회수 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 DME 연료를 냉각 매체로 하는 냉각 사이클에 의해서 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 공급 연료 냉각 장치와, 상기 인젝션 펌프내의 상기 DME 연료의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 온도 검출 수단에 의해 검출한 상기 인젝션 펌프내의 온도에 기초하여, 상기 인젝션 파이프로 송출되는 상기 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 상기 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료의 온도를 제어하는 공급 연료 온도 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 공급 연료 냉각 장치는 상기 DME 연료를 냉각 매체로 한 연료 냉각기와, 상기 냉각 매체로서의 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프와, 상기 냉각 매체 공급 파이프를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하며, 상기 연료 냉각기에서 상기 냉각 매체 공급 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 기화시켜, 상기 DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있고, 상기 공급 연료 온도 제어부가 상기 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 개폐 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급되어 기화한 상기 DME 연료는 상기 컴프레서로 송출되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  22. 제 9 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료는 커먼 레일(common rail)로 공급되고, 상기 커먼 레일로부터 각 연료 분사 노즐로 송출되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  23. 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 펌프로 송출하는 인젝션 펌프를 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서,
    상기 DME 연료를 냉각 매체로 하는 냉각 사이클에 의해서 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 공급 연료 냉각 장치와,
    상기 인젝션 펌프내의 상기 DME 연료의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,
    상기 온도 검출 수단에 의해 검출한 상기 인젝션 펌프내의 온도에 의거하여, 상기 인젝션 파이프로 송출되는 상기 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 상기 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료의 온도를 제어하는 공급 연료 온도 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 공급 연료 냉각 장치는 상기 DME 연료를 냉각 매체로 한 연료 냉각기와, 상기 냉각 매체로서의 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프와, 상기 냉각 매체 공급 파이프를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하며,
    상기 연료 냉각기에서 상기 냉각 매체 공급 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 기화시켜, 상기 DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 상기 피드 파이프로 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있고, 상기 공급 연료 온도 제어부가 상기 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 개폐 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서를 구비하고,
    상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급되어 기화한 상기 DME 연료는, 상기 컴프레서로 송출되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 온도 검출 수단은 상기 유류실내의 상기 DME 연료의 온도를 검출하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  27. 제 23 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인젝션 파이프를 냉각하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 인젝션 파이프는 상기 인젝션 펌프로부터 상기 연료 분사 노즐로 송출된 상기 DME 연료가 흐르는 분사 연료 통로와, 상기 분사 연료 통로로 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 통로를 구비하고, 상기 연료 분사 통로의 외주면을 상기 냉각 매체가 흐르도록 상기 냉각 매체 통로가 구성되어 있는 이중관 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 인젝션 파이프는 외주면에 단열성을 갖는 피막이 실시되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프를 구비하고, 상기 냉각 매체 통로는 상기 피드 파이프로부터 상기 노즐 리턴 파이프로 상기 DME 연료가 상기 냉각 매체로서 흐르는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  31. 제 23 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료는 커먼 레일로 공급되어, 상기 커먼 레일로부터 각 연료 분사 노즐로 송출되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  32. 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프와,
    상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프와,
    상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단을 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서,
    상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와,
    상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서와,
    상기 오일 세퍼레이터와 상기 컴프레서와의 사이에 배치된 저압 탱크와,
    상기 저압 탱크와 상기 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프와,
    상기 연통로를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 오일 세퍼레이터측의 압력을 유지하는 동시에 상기 저압 탱크로부터 상기 오일 세퍼레이터측으로 상기 DME 연료가 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브가, 상기 오일 세퍼레이터와 상기 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  34. 연료 탱크로부터 피드 파이프를 경유하여 공급된 DME 연료를 소정의 타이밍에서 소정의 양만 디젤 엔진의 연료 분사 노즐에 연통되어 있는 인젝션 파이프로 송출하는 인젝션 펌프와,
    상기 인젝션 펌프로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 리턴하기 위한 오버플로우 연료 파이프와, 상기 연료 분사 노즐로부터 오버플로우된 상기 DME 연료를 상기 오버플로우 연료 파이프로 연통시키는 노즐 리턴 파이프와,
    상기 디젤 엔진 정지후, 상기 유류실내, 상기 노즐 리턴 파이프내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수 가능한 잔류 연료 회수 수단을 구비한 디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치에 있어서,
    상기 디젤 엔진의 윤활 시스템과 분리된 전용 윤활 시스템으로 되어 있는 상기 인젝션 펌프의 캠실내의 윤활유에 혼입한 상기 DME 연료를 분리하는 오일 세퍼레이터와,
    상기 오일 세퍼레이터에 의해 분리한 상기 DME 연료를 가압하여 상기 연료 탱크로 송출하는 컴프레서와,
    상기 컴프레서의 흡입구에 접속된 저압 탱크와,
    상기 저압 탱크와 상기 오버플로우 연료 파이프를 연통시키는 퍼지 파이프와,
    상기 퍼지 파이프를 개폐할 수 있는 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 저압 탱크내의 압력을 유지하는 체크 밸브가, 상기 컴프레서와 상기 저압 탱크와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  36. 제 32 항 내지 제 35 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디젤 엔진 정지후, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해서 상기 유류실내,상기 노즐 리턴 파이프, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 회수하는 동작을 소정 시간 실행한 후, 상기 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 상기 잔류 연료 회수 수단에 의해 회수 할 수 없던 상기 DME 연료를 상기 저압 탱크의 부압에 의해서 회수하는 제어를 실행하는 DME 연료 회수 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  37. 제 32 항 내지 제 35 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피드 파이프가 연결되어 있는 상기 유류실의 입구측과, 상기 연료 탱크내의 기상을 연결하는 기상 압력 송출 파이프와, 상기 기상 압력 송출 파이프의 개폐를 행하는 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 기상 압력 송출 파이프는 상기 기상 압력 송출 파이프의 내경이 부분적으로 좁게 되어 있는 소경부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 연료 탱크내의 상기 DME 연료를 소정의 압력으로 가압하여, 상기 피드 파이프로 송출하는 피드 펌프를 구비하고, 상기 잔류 연료 회수 수단은 상기 피드 파이프와 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이에 배치된 아스피레이터에 의해서, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 그대로 상기 연료 탱크로 환류시켜, 상기 유류실내, 및 상기 오버플로우 연료 파이프내에 잔류하고 있는 상기 DME 연료가, 환류하는 상기 DME 연료에 흡입되어, 상기 연료 탱크로 회수되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 잔류 연료 회수 수단은 상기 피드 파이프의 송출구를 상기 아스피레이터의 환류 유로의 입구측과 상기 유류실의 입구측의 어느 한쪽으로 전환하여 연통시키는 제 1 전자 밸브와, 상기 아스피레이터의 흡입구와 상기 유류실 및 상기 오버플로우 연료 파이프와의 사이의 개폐를 행하는 제 2 전자 밸브를 구비하고, 상기 DME 연료 회수 제어부는 상기 디젤 엔진 정지후 상기 제 1 전자 밸브의 연통을 상기 아스피레이터의 입구측으로 전환하여, 상기 제 2 전자 밸브를 개방하고, 상기 피드 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로 환류시키는 유로를 구성하는 동시에 상기 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하여, 소정 시간 경과 후에 상기 기상 압력 송출 파이프 개폐 전자 밸브만을 폐쇄하는 제어를 소정 시간 실행하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 DME 연료 회수 제어부는 상기 제 2 전자 밸브를 폐쇄한 후, 상기 퍼지 파이프 개폐 전자 밸브를 개방하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  42. 제 32 항 내지 제 35 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DME 연료를 냉각 매체로 하는 냉각 사이클에 의해서 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 공급 연료 냉각 장치와, 상기 인젝션 펌프내의 상기 DME 연료의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 온도 검출 수단에 의해 검출한 상기 인젝션 펌프내의 온도에 기초하여, 상기 인젝션 파이프로 송출되는 상기 DME 연료의 온도가 일정하게 되도록, 상기 공급 연료 냉각 장치를 제어하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료의 온도를 제어하는 공급 연료 온도 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 공급 연료 냉각 장치는 상기 DME 연료를 냉각 매체로 한 연료 냉각기와, 상기 냉각 매체로서의 상기 DME 연료를 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급하는 냉각 매체 공급 파이프와, 상기 냉각 매체 공급 파이프를 개폐할 수 있는 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 구비하여, 상기 연료 냉각기에 의해 상기 냉각 매체 공급 파이프로 흐르는 상기 DME 연료를 기화시켜, 상기 DME 연료가 기화하는 것에 의한 기화열을 이용하여 상기 피드 파이프에 흐르는 상기 DME 연료를 냉각하는 구성을 이루고 있고, 상기 공급 연료 온도 제어부가 상기 냉각 매체 공급 파이프 개폐 전자 밸브를 개폐 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 연료 탱크로부터 상기 연료 냉각기로 공급되어 기화한 상기 DME 연료는 상기 컴프레서로 송출되는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
  45. 제 32 항 내지 제 35 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인젝션 펌프로부터 송출된 상기 DME 연료는 커먼 레일로 공급되고, 상기 커먼 레일로부터 각 연료 분사 노즐로 송출되는 구성을 이루고 있는 것을 특징으로 하는
    디젤 엔진의 DME 연료 공급 장치.
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