WO2013114554A1 - ディーゼルエンジンの燃料供給制御装置 - Google Patents

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WO2013114554A1
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西川　修
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株式会社金沢エンジニアリングシステムズ
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel supply control device for a diesel engine that mixes petroleum-based fuel oil such as light oil or heavy oil with non-refined animal and vegetable waste cooking oil or mineral oil to be discarded and supplies the mixed oil as a fuel to the diesel engine. More particularly, the present invention relates to a fuel supply control device for a diesel engine that can adjust the mixing ratio of waste oil and petroleum-based fuel oil in accordance with the rotational fluctuation amount of the rotational speed of the diesel engine.
  • waste cooking oils such as edible oils and fats discharged from the food industry and households and mineral oils such as engine oils, which have been treated as waste, as a raw material for diesel engine fuels protects resources and the environment. It has been promoted from the viewpoint of conservation.
  • waste edible oil is reacted with methanol to be methyl esterified, and the resulting fatty acid methyl ester is mixed with light oil at a predetermined ratio, and this is mixed with diesel engine.
  • Techniques for using fuel oil that is, biodiesel fuel have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • biodiesel fuel is attracting attention as a fuel with a low environmental load because it emits less harmful exhaust gas such as black smoke.
  • waste cooking oil or mineral oil is simply mixed with petroleum-based fuel oil and this mixed oil is used as fuel for a diesel engine.
  • Gum-like substances such as glycerin produced by the engine interfere with the fuel supply system including the fuel filter, fuel injection nozzle, fuel pump, etc. of the diesel engine, causing knocking, uneven rotation, and a decrease in the rotational speed. Cannot be stably operated, and also causes a problem of damaging the valve and the piston.
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and its purpose is to use a mixed oil of non-refined waste oil and petroleum-based fuel oil that does not undergo modification such as esterification treatment, and is a diesel engine. Is to provide a fuel supply control device for a diesel engine that can stably operate over a long period of time and can greatly increase the ratio of waste oil used.
  • the present invention provides a fuel supply control device for a diesel engine that mixes petroleum-based fuel oil and non-refined waste oil and supplies the mixed oil as a fuel to the diesel engine.
  • Waste oil amount adjusting means for adjusting the supply amount of the waste oil supplied to the mixing means, and petroleum fuel oil for adjusting the supply amount of the petroleum fuel oil supplied from the second fuel tank to the fuel mixing means.
  • An amount adjusting means a fuel supply means for supplying the mixed oil mixed by the fuel mixing means to the diesel engine; a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the diesel engine; A rotational fluctuation amount calculating means for calculating a fluctuation amount of the detected rotational speed with respect to a target rotational speed of the Zell engine, and a rotational fluctuation amount calculated by the rotational fluctuation amount calculating means is a value lower than a first set value.
  • the rotation fluctuation amount determination means determines the rotation fluctuation amount as the third fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount calculated by the rotation fluctuation amount calculation means is the second set value.
  • a state in which the diesel engine is operated according to the variation amount determination means and the first variation amount determination information is set as a first operation state, and the diesel engine is operated according to the second variation amount determination information.
  • 2nd state An operating state determining unit that determines a state in which the diesel engine is operated as a third operating state according to the third variation amount determination information, and each variation amount determination from the rotational variation amount determining unit
  • a mixing ratio setting means for setting a mixing ratio between the waste oil and the petroleum fuel oil according to the information according to the first, second and third operating states; and a mixing set by the mixing ratio setting means Based on the ratio, the waste oil amount adjusting means and the petroleum-based fuel oil amount adjusting means are controlled to supply the waste oil from the first fuel tank to the fuel mixing means and the fuel from the second fuel tank.
  • a first control means for adjusting the amount of the petroleum-based fuel oil supplied to the mixing means.
  • a diesel engine is stably operated over a long period of time by using a mixed oil of non-refined waste oil and petroleum fuel oil that is not reformed as in the esterification process.
  • the usage ratio of waste oil can be greatly increased.
  • the fuel supply control device for a diesel engine shown in the present embodiment mixes petroleum-based fuel oil such as light oil and waste oil such as non-refined waste cooking oil that is not modified by esterification as in the prior art.
  • the mixed oil can be supplied as fuel for the diesel engine.
  • a diesel engine 12 to which such a fuel supply control device is applied burns a mixed oil of petroleum-based fuel oil and waste oil or a mixed gas in which petroleum-based fuel oil is mixed with air.
  • Engine main body 14 for extracting rotational energy by the above, fuel supply means 16 for supplying the engine main body 14 with a mixed oil of petroleum-based fuel oil and waste oil or petroleum-based fuel oil, and air supply means 18 for supplying air to the engine main body 14 And an exhaust manifold 20.
  • the fuel supply means 16 includes a fuel supply pump 1602, an injection amount control device (governor) 1604, and an actuator 1606.
  • the fuel supply pump 1602 supplies mixed oil or petroleum-based fuel oil from a fuel mixing tank 3602 described later to a fuel injection valve (not shown) of the engine body 14.
  • the injection amount control device 1604 is driven by an actuator 1606 controlled by a PLC (Programmable Logic Controller) 48, and fuel injected from a fuel supply pump 1602 via a fuel injection valve (not shown). Adjust the injection amount.
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the air supply means 18 includes an air cleaner 1802, a supercharger 1804, and an intake manifold 1806.
  • the air cleaner 1802 removes dust from the air supplied to the engine body 12.
  • the intake manifold 1806 distributes the air filtered by the air cleaner 1802 equally to each cylinder of the engine body 12.
  • the supercharger 1804 is an air compressor for compressing the air supplied from the air cleaner 1802 to the engine body 12 through the intake manifold 1806 to make the pressure higher than the external air pressure and sending it to each cylinder of the engine body 12.
  • the exhaust manifold 20 collects exhaust gas from each cylinder of the engine body 12 and sends it to the muffler.
  • the diesel engine 12 having such a configuration is used as a drive source of a generator.
  • a rotary shaft 2202 of the three-phase AC generator 22 is connected to one end of the rotary shaft 1202 of the diesel engine 12 via a joint 24.
  • the engine body 12 is provided with a rotational speed detector 26 (corresponding to rotational speed detection means described in claims) that detects the rotational speed of the diesel engine 12.
  • the rotation speed detector 26 is provided at one end of the rotating shaft 1202 of the diesel engine 12, and has a rotating disk 2602 in which protrusions having a constant pitch are formed over the entire circumference of the outer peripheral edge, and is close to the protrusions of the rotating disk 2602. And a rotation sensor 2604 arranged.
  • the rotation sensor 2604 generates a sinusoidal signal corresponding to the protrusion of the rotating disk 2602 by the rotation of the rotating disk 2602, and this signal is taken into the ECU 44 described later as information for calculating the rotational speed of the diesel engine 12. It is configured.
  • the diesel engine fuel supply control device includes a first fuel tank 32 that stores waste oil, a second fuel tank 34 that stores petroleum-based fuel oil, a fuel mixing unit 36, and waste oil.
  • the filter 50 is connected to the waste oil outlet 3202 of the first fuel tank 32 via a waste oil outflow pipe 3204.
  • the filter 50 collects product substances and other impurities generated by oxidative degradation of the waste oil floating in the waste oil flowing out from the first fuel tank 32.
  • the filter medium 5002 is about 200 mesh. It is comprised including.
  • the fuel mixing means 36 mixes the waste oil supplied from the first fuel tank 32 through the filter 50 and the petroleum-based fuel oil supplied from the second fuel tank 34.
  • the upper end opening is a lid member 3602a.
  • a fuel mixing tank 3602 that is closed, a stirrer 3604 having a stirring blade 3604a that is attached to the lid member 3602a and stirs and mixes the waste oil and the petroleum-based fuel oil that have flowed into the fuel mixing tank 3602, and a lid member 3602a.
  • the liquid level gauge 3606 is mounted and detects the liquid level of the mixed oil 52 stored in the fuel mixing tank 3602 at two points of an upper limit level and a lower limit level.
  • the stirrer 3604 is configured to be controlled to be started and stopped by the ECU 44, and the upper limit level and lower limit level signals detected by the liquid level meter 3606 are taken into the ECU 44, and the waste oil amount adjusting means 38, the petroleum fuel The oil amount adjusting means 40 and the stirrer 3604 are controlled.
  • the waste oil amount adjusting means 38 includes a waste oil pipe 3802 that connects the filter 50 and the fuel mixing tank 3602 in communication with each other, and on-off valves 3804 provided on the upstream end side and the downstream end side of the pipe 3802, respectively. 3806 and an electromagnetic pump 3808 that is provided in a pipe 3802 positioned between the open / close valves 3804 and 3806 and supplies waste oil that has passed through the filter 50 to the fuel mixing tank 3602, and an open / close valve 3804 on the downstream side of the electromagnetic pump 3808. And a flow rate control valve 3810 for controlling the waste oil flow rate from the electromagnetic pump 3808 fed to the fuel mixing tank 3602. Further, the electromagnetic pump 3808 and the flow rate control valve 3810 are controlled by the ECU 44.
  • the petroleum-based fuel oil amount adjusting means 40 includes a petroleum-based fuel oil pipe 4002 that connects the second fuel tank 34 and the fuel mixing tank 3602 in a communicating state, and an upstream end side and a downstream end of the pipe 4002. On-off valves 4004 and 4006 provided on the side, and a pipe 4002 positioned between the on-off valves 4004 and 4006, and the petroleum-based fuel oil from the second fuel tank 34 is supplied to the fuel mixing tank 3602. And a flow rate of petroleum-based fuel oil from the electromagnetic pump 4008 provided in the pipe 4002 positioned between the opening / closing valves 4004 and 4006 on the discharge side of the electromagnetic pump 4008 and fed to the fuel mixing tank 3602. And a flow rate control valve 4010 to be controlled.
  • the electromagnetic pump 4008 and the flow rate control valve 4010 are configured to be controlled by the ECU 44.
  • the supply pipe 58 is connected via a fuel switching valve 42.
  • the fuel supply pipe 58 of the fuel supply pump 1602 is connected to the mixed oil supply pipe 54 of the fuel mixing tank 3602 or the petroleum-based fuel oil supply pipe 56 of the second fuel tank 34 according to a command signal output from the ECU 44. It is configured to be switched and connected.
  • An opening / closing valve 60 is provided upstream of the mixed oil supply pipe 54, and an opening / closing valve 62 is provided upstream of the petroleum-based fuel oil supply pipe 56.
  • the pipe 68 is connected via a fuel return switching valve 46.
  • the fuel return pipe 68 of the fuel supply pump 1602 is mixed with the mixed oil return pipe 64 of the fuel mixing tank 3602 or the petroleum-based fuel oil return pipe of the second fuel tank 34 according to a command signal output from the ECU 44. 66 to be switched and connected.
  • An opening / closing valve 70 is provided upstream of the mixed oil return pipe 64, and an opening / closing valve 72 is provided upstream of the petroleum-based fuel oil return pipe 66.
  • Excess waste oil supplied to the fuel injection nozzle of the engine by the fuel supply pump 1602 is returned to the fuel mixing tank 3602 through the fuel return switching valve 46 and the return pipe 64.
  • Excess petroleum-based fuel oil supplied to the fuel injection nozzle of the engine by the fuel supply pump 1602 is returned to the second fuel tank 34 through the fuel return switching valve 46 and the return pipe 66.
  • the ECU 44 manages and controls the entire fuel supply control device of the diesel engine. Functionally, as shown in FIG. 2, the ECU 44 functions as a rotational fluctuation amount calculation means 4402, a rotational fluctuation amount determination means 4404, and an operating state determination. A unit 4406, a mixture ratio setting unit 4408, a first control unit 4410, a second control unit 4412, and a third control unit 4414 are included.
  • the rotational fluctuation amount calculating means 4402 is the actual rotational speed of the diesel engine based on the signal output from the rotational speed detector 26 in a state where the diesel engine 12 is rotationally driven by the mixed oil of waste oil and petroleum fuel oil. And the fluctuation amount of the actual rotational speed with respect to the target rotational speed (for example, 1500 rpm) of the diesel engine 12 is calculated.
  • the rotation fluctuation amount determination means 4404 is determined as first fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount calculated by the rotation fluctuation amount calculation means 4402 is a value lower than a predetermined first set value (for example, 5 rpm). To do. Further, the rotation fluctuation amount determination means 4404 has a predetermined second set value (the rotation change quantity calculated by the rotation fluctuation amount calculation means 4402 is equal to or larger than the first set value and larger than the first set value ( For example, it is determined as the second variation amount determination information when it is within a range of less than 10 rpm. Further, the rotation fluctuation amount determination unit 4404 determines the third fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount calculated by the rotation fluctuation amount calculation unit 4402 is the second set value.
  • the rotation fluctuation amount determination unit 4404 determines the fourth fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount determination unit 4404 has a value that exceeds the second set value.
  • the second control unit 4412 outputs a switching control command to the fuel switching valve 42 based on the variation amount determination information, and supplies petroleum-based fuel oil from the second fuel tank 34 for a certain period of time. Is driven only by petroleum-based fuel oil, and the fuel supply system is purged with petroleum-based fuel oil.
  • the driving state determination unit 4406 determines the state where the diesel engine 12 is driven as the first driving state according to the first fluctuation amount determination information. Further, the driving state determination unit 4406 determines the state in which the diesel engine 12 is driven as the second driving state according to the second variation amount determination information. Furthermore, the driving state determination means 4406 determines the state where the diesel engine 12 is driven as the third driving state according to the third variation amount determination information. Further, the driving state determination unit 4406 determines the state in which the diesel engine 12 is driven as the fourth driving state according to the fourth variation amount determination information.
  • the mixing ratio setting unit 4408 sets the mixing ratio of waste oil and petroleum-based fuel oil to the first, second, third, and fourth operating states based on each variation amount determination information from the rotational variation amount determination unit 4404. It is set accordingly.
  • the first control unit 4410 controls the electromagnetic pump 3808 and the flow rate control valve 3810 of the waste oil amount adjusting unit 38 based on the mixing ratio set by the mixing ratio setting unit 4408 and the petroleum-based fuel oil amount adjusting unit 40.
  • the electromagnetic pump 4008 and the flow rate control valve 4010 are controlled to adjust the amount of waste oil supplied from the first fuel tank 32 through the filter 50 to the fuel mixing tank 3602, and further from the second fuel tank 34 to the fuel mixing tank 3602.
  • the supply amount of petroleum fuel oil is adjusted.
  • the second control unit 4412 outputs a control command to the mixing ratio setting unit 4408 so that the mixing ratio of the waste oil is increased when the operation state determination unit 4406 is determined to be in the first operation state.
  • the mixing ratio set by the mixing ratio setting unit 4408 is changed and controlled stepwise, and the first control unit 4410 controls the electromagnetic pump 3808 and the flow rate control valve 3810 of the waste oil amount adjusting unit 38 according to the stepwise mixing ratio.
  • the amount of waste oil supplied from the first fuel tank 32 to the fuel mixing tank 3602 through the filter 50 is adjusted by controlling the electromagnetic pump 4008 and the flow rate control valve 4010 of the petroleum-based fuel oil amount adjusting means 40.
  • the second control unit 4412 outputs a control command to the first control unit 4410 when the operation state determination unit 4406 determines that the operation state is the second operation state, and is set by the mixture ratio setting unit 4408.
  • the electromagnetic pump 3808 and the flow rate control valve 3810 of the waste oil amount adjusting means 38 and the electromagnetic pump 4008 and the flow rate control valve 4010 of the petroleum-based fuel oil amount adjusting means 40 are controlled so that the present mixing ratio is maintained.
  • the second control unit 4412 outputs a switching control command to the fuel switching valve 42 when the operation state determination unit 4406 determines that the operation state is the third operation state, and outputs the change control command from the second fuel tank 34.
  • a fuel supply system including a fuel pump 1602 and an injection nozzle constituting the fuel supply means 16 while the diesel engine 12 is driven by the petroleum fuel oil while supplying only the petroleum fuel oil for a certain time (for example, about 1 minute) is used as the petroleum fuel. It has a function of purging (cleaning) with oil.
  • the second control unit 4412 outputs a switching control command to the fuel switching valve 42 when the operating state determining unit 4406 determines that the fourth operating state is in the fourth operating state, and outputs the switching control command from the second fuel tank 34.
  • a fuel supply system including a fuel pump 1602 and an injection nozzle constituting the fuel supply means 16 while supplying only petroleum-based fuel oil for a certain time (for example, about 10 minutes) and driving the diesel engine 12 with only petroleum-based fuel oil is an oil-based fuel supply system. It has a function of purging (cleaning) with fuel oil. Further, the second control means 4412 outputs a mixture ratio change command to the mixture ratio setting means 4408 every time the fuel supply system is purged with petroleum-based fuel oil in the fourth operating state, thereby generating waste oil.
  • a control function is provided for changing the mixing ratio set by the mixing ratio setting means 4408 in a stepwise manner until the rotation speed of the diesel engine 12 reaches a stable target rotation speed so that the mixing ratio is reduced.
  • the third control unit 4414 determines whether or not the timer 82 is set in the operating state, and every time set for the unit time comes to the timer 82 when the timer 82 is set in the operating state.
  • a switching control command is output from the timer 82 to the fuel switching valve 42 to supply only the petroleum-based fuel oil from the second fuel tank 34 for a certain period of time (for example, one minute or several minutes within one hour),
  • the diesel engine 12 is driven with petroleum-based fuel oil, and the fuel supply system including the fuel pump 1602 and the injection nozzle constituting the fuel supply means 16 is purged with petroleum-based fuel oil.
  • the timer 82 operates the fuel supply system including the operation time of the diesel engine 12 and the fuel pump 1602 and the injection nozzle constituting the fuel supply means 16 with petroleum-based fuel oil at a constant time (for example, 1 hour). Minutes) for purging time for purging.
  • the ECU 44 is constituted by a microcomputer in which a CPU, a ROM for storing control programs and various data, a RAM for providing a working area, an interface unit for interfacing with peripheral circuits, and the like are connected by a bus.
  • the CPU executes a control program
  • the means 4412 and the third control means 4414 can be realized.
  • step S11 When the ECU 44 starts operating in a state where the diesel engine 12 is rotationally driven with a mixed oil of waste oil and petroleum fuel oil, it is first determined whether the timer 82 is on (step S11). When it is determined in step S11 that the timer 82 is not turned on, the signal generated by the rotation speed detector 26 is taken into the ECU 44 (step S12). Along with this, the rotational fluctuation amount calculation means 4402 calculates the actual rotational speed of the diesel engine based on the acquired signal from the rotational speed detector 26, and the target rotational speed of the diesel engine 12 based on the actual rotational speed. A rotational fluctuation amount of the actual rotational speed with respect to the number (for example, 1500 rpm) is calculated (step S13).
  • the rotation fluctuation amount determination means 4404 determines this as first fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount calculated by the rotation fluctuation amount calculation means 4402 is less than 5 rpm below the first set value. Further, the rotation fluctuation amount determination means 4404 determines this as second fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount is greater than or equal to the first set value or less than the second set value, for example, greater than or equal to 5 rpm or less than 10 rpm. Further, the rotation fluctuation amount determination means 4404 determines this as third fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount is the second set value (10 rpm).
  • the rotation fluctuation amount determination means 4404 determines this as the fourth fluctuation amount determination information when the rotation fluctuation amount exceeds the second set value, for example, 10 rpm or more. (Step S14).
  • the driving state determination means 4406 the state in which the diesel engine 12 is driven is determined as the first driving state according to the first fluctuation amount determination information, and further, the diesel engine 12 is determined according to the second fluctuation amount determination information. Is determined as the second operating state, and the state in which the diesel engine 12 is operated is determined as the third operating state according to the third variation determination information. Further, the state in which the diesel engine 12 is operated is determined as the fourth operating state according to the fourth variation amount determination information (step S15).
  • the first operating state is a value of less than 5 rpm where the rotational fluctuation amount is lower than the first set value, and does not cause knocking and represents a very good operating state.
  • the second operating state is within the range of 5 rpm or more and less than 10 rpm where the rotational fluctuation amount is in the range of the first set value or more and less than the second set value. Represents a good operating condition.
  • the third operating state represents a driving state in which the amount of fluctuation in rotation coincides with the second set value (10 rpm) and knocking does not occur, but a slight rotation abnormality is likely to occur.
  • the fourth operating state is a value in which the amount of rotational fluctuation exceeds the second set value (10 rpm), and represents an operating state in which knocking occurs and a severe rotation abnormality occurs.
  • the mixing ratio setting means 4408 based on the first, second, third, and fourth fluctuation amount determination information from the rotation fluctuation amount determination means 4404, the mixing ratio of waste oil and petroleum fuel oil is set to the first, It sets according to the 2nd and 3rd driving
  • the second control unit 4412 When the operation state determination unit 4406 determines that the operation state of the diesel engine 12 is the first operation state, the second control unit 4412 outputs a control command to the first control unit 4410.
  • the mixing ratio set by the mixing ratio setting means 4408 is changed and controlled stepwise in the increasing direction so that the mixing ratio of the waste oil is increased (step S17).
  • the first control unit 4410 controls the waste oil amount adjusting unit 38 and the petroleum-based fuel oil amount adjusting unit 40 on the basis of the mixing ratio that is changed in stages, so that the fuel mixing tank by the waste oil amount adjusting unit 38 is used.
  • the amount of waste oil supplied to 3602 is increased stepwise by a certain amount (for example, about + 5% in the mixing ratio), and in accordance with this, the amount of petroleum fuel oil to the fuel mixing tank 3602 by the petroleum fuel oil amount adjusting means 40 is increased.
  • the supply amount is decreased step by step by a certain amount (about ⁇ 5% in the mixing ratio) (step S18). Then, it returns to step S11. Thereafter, the processes in steps S17 and S18 are repeatedly executed until the rotational fluctuation amount reaches the first set value. Therefore, when the waste oil is of a relatively good quality, the waste oil mixing ratio can be increased to about 90%. Along with this, waste oil can be used effectively and the use ratio of waste oil can be improved.
  • the second control unit 4412 When the operation state determination unit 4406 determines that the operation state of the diesel engine 12 is the second operation state, the second control unit 4412 outputs a control command to the first control unit 4410, By controlling the waste oil amount adjusting means 38 and the oil-based fuel oil amount adjusting means 40 so that the current mixing ratio set by the mixture ratio setting means 4408 is maintained, the waste oil amount adjusting means 38 moves to the fuel mixing tank 3602. The amount of waste oil supplied and the amount of petroleum fuel oil supplied to the fuel mixing tank 3602 by the petroleum fuel oil amount adjusting means 40 are controlled (step S19). Then, it returns to step S11. Therefore, the diesel engine can be stably operated over a long period of time using non-refined waste oil, the waste oil can be used effectively, and the use ratio of the waste oil can be improved.
  • the second control unit 4412 outputs a switching control command to the fuel switching valve 42.
  • the fuel switching valve 42 By operating the fuel switching valve 42, the fuel supply path from the fuel mixing tank 3602 to the fuel pump 1602 of the diesel engine 12 is switched to the second fuel tank 34 (step S20).
  • the fuel oil is supplied at a constant time of 100 rpm (for example, about 1 minute).
  • the diesel engine 12 is driven only with petroleum-based fuel oil, and the fuel supply system of the fuel supply means 16 is purged with petroleum-based fuel oil (step S21). Then, it returns to step S11.
  • the diesel engine can be stably operated over a long period of time using non-refined waste oil, the waste oil can be used effectively, and the use ratio of the waste oil can be improved. Moreover, by purging the fuel supply system of the diesel engine 12 using petroleum-based fuel oil such as light oil, it is possible to prevent the occurrence of knocking, uneven rotation, and a decrease in the number of rotations that interferes with the power generation of the generator. .
  • the second control unit 4412 When the operation state determination unit 4406 determines that the operation state of the diesel engine 12 is the fourth operation state, the second control unit 4412 outputs a switching control command to the fuel switching valve 42.
  • the fuel switching valve 42 By operating the fuel switching valve 42, the fuel supply path from the fuel mixing tank 3602 to the fuel pump 1602 of the diesel engine 12 is switched to the second fuel tank 34 (step S22).
  • Fuel oil is supplied at a constant time of 100 rpm (for example, about 10 minutes).
  • the diesel engine 12 is driven only with petroleum fuel oil, and the fuel supply system of the fuel supply means 16 is purged with petroleum fuel oil (step S23).
  • the control ratio is set by the mixing ratio setting means 4408 so that a control command is output to the first control means 4410 and the mixing ratio of the waste oil is reduced.
  • the mixture ratio is changed and controlled stepwise in the decreasing direction (step S24).
  • the first control unit 4410 controls the waste oil amount adjusting unit 38 and the petroleum-based fuel oil amount adjusting unit 40 on the basis of the mixing ratio that is changed in stages, so that the fuel mixing tank by the waste oil amount adjusting unit 38 is used.
  • the amount of waste oil supplied to 3602 is decreased step by step by a certain amount (about -5% in the mixing ratio), and in accordance with this, the amount of petroleum fuel oil supplied to the fuel mixing tank 3602 by the petroleum fuel oil amount adjusting means 40 is reduced.
  • the supply amount is increased step by step by a certain amount (about + 5% as a mixing ratio) (step S25). Then, it returns to step S11. Thereafter, the processes in steps S24 and S25 are repeatedly executed until the rotational fluctuation amount reaches the second set value or the second set value.
  • the diesel engine 12 by purging the fuel supply system of the diesel engine 12 using petroleum-based fuel oil such as light oil, it is possible to prevent the occurrence of knocking, rotation unevenness, and a decrease in the number of rotations that hinders generator power generation. Moreover, even when poor quality waste oil is used as the fuel for the diesel engine, the diesel engine can be stably operated over a long period of time.
  • petroleum-based fuel oil such as light oil
  • the timer 82 When it is determined in step S11 that the timer 82 is on, the timer 82 is set with a purge processing time for the fuel supply system of the diesel engine 12 per unit time, for example, every hour (step S31). .
  • a control command is output from the timer 82 to the third control means 4414, and the fuel switching valve 42 is operated by the control signal from the third control means 4414.
  • the fuel supply path from the fuel mixing tank 3602 to the fuel pump 1602 of the diesel engine 12 is switched to the second fuel tank 34 (step S32), and petroleum-based fuel oil is supplied from the second fuel tank 34 for a certain time of 100 rpm (for example, Supply for about 1 minute).
  • step S33 the processing from step S31 to step S33 is repeatedly executed every unit time set in the timer 82. Therefore, by periodically performing a purge process of the fuel supply system of the diesel engine 12 using the timer 82 and petroleum-based fuel oil such as light oil, knocking, rotation unevenness, and power generation of the generator are hindered. As a result, the diesel engine can be stably operated over a long period of time, and the use ratio of waste oil can be improved.
  • the fuel supply control device for a diesel engine according to the present invention is not limited to a diesel engine for a generator but can be used for driving a pump or other load, and the rotational speed of the diesel engine is not limited to 1500 rpm. It can also be applied to engines such as 1800 rpm.
  • the first and second set values in the present invention are not limited to the values shown in the above embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.
  • Diesel that can stably operate a diesel engine over a long period of time and greatly increase the ratio of waste oil using a mixture of non-refined waste oil and petroleum-based fuel oil that does not undergo modification such as esterification
  • the present invention relates to an engine fuel supply control device and has industrial applicability.

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Abstract

　非精製の廃油と石油系燃料油との混合油を使用して、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転可能する燃料供給制御装置を提供する。　石油系燃料油と非精製の廃油との混合油を燃料としてディーゼルエンジン１２に供給するディーゼルエンジンの燃料供給制御装置であって、ＥＣＵ４４の混合比設定手段で設定された混合比に基づいて廃油量調節手段３８及び石油系燃料油量調節手段４０を制御して第１の燃料タンク３２から燃料混合手段３６への廃油の供給量及び第２の燃料タンク３４から燃料混合手段３６への石油系燃料油の供給量を調節する構成にした。これにより、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転でき、廃油の使用比率を大幅に増加できる。

Description

ディーゼルエンジンの燃料供給制御装置
　本発明は、軽油や重油等の石油系燃料油と廃棄される非精製の動植物性廃食油や鉱物油とを混合し当該混合油を燃料としてディーゼルエンジンに供給するディーゼルエンジンの燃料供給制御装置に関し、さらに詳しくは、廃油と石油系燃料油との混合比をディーゼルエンジンの回転数の回転変動量に対応して調節できるようにしたディーゼルエンジンの燃料供給制御装置に関する。
　近年、廃棄物として処理されていた、食品産業や家庭などから排出される食用油脂などの廃食油やエンジンオイル等の鉱物油をディーゼルエンジン燃料の原料として再利用する研究開発が資源の保護及び環境保全の観点から進められてきている。
　例えば、廃食油をディーゼルエンジン燃料の原料として利用する方法には、廃食油をメタノールと反応させてメチルエステル化し、生成された脂肪酸メチルエステルを軽油と所定の割合で混合し、これをディーゼルエンジンの燃料油、すなわちバイオディーゼル燃料とする技術が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
　このようなバイオディーゼル燃料は、黒煙などの有害排気ガスの排出量が少なく、環境負荷の少ない燃料として注目されている。
　一方、廃食油や鉱物油を石油系燃料油と単純に混合し、この混合油をディーゼルエンジンの燃料として使用する方法も提案されている。
特開平０７－１９７０４７号公報 特開平１０－２４５５８６号公報
　しかしながら、廃食油をエステル化処理して軽油相当の燃料に改質するようにした特許文献１または２の方式では、廃食油のエステル化処理設備が必要になるため、エステル化処理にコストがかかる。その結果、ディーゼルエンジンの燃料として使用される廃食油の量も、廃棄される廃食油全体の数パーセントであるのが現状である。
　また、単純に廃食油を石油系燃料油と混合し、この混合油をディーゼルエンジン燃料とする方式では、リノール酸などの不飽和脂肪酸を含む廃食油をディーゼル燃料として使用すると、これらの酸化や重合により生成されるグリセリンなどのガム状物質がディーゼルエンジンの燃料フィルタや燃料噴射ノズル、燃料ポンプなどを含む燃料供給系に支障を来たし、ノッキングの発生や回転ムラ及び回転数低下の要因となり、ディーゼルエンジンを安定して運転させることができなくなり、しかも、バルブやピストンを損傷するという問題を生じさせる要因ともなっていた。
　本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、その目的は、エステル化処理のような改質をしない非精製の廃油と石油系燃料油との混合油を使用して、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転可能するとともに廃油の使用比率を大幅に増加できるディーゼルエンジンの燃料供給制御装置を提供することにある。
　上述の目的を達成するため、本発明は、石油系燃料油と非精製の廃油とを混合し当該混合油を燃料としてディーゼルエンジンに供給するディーゼルエンジンの燃料供給制御装置であって、前記廃油を貯留する第１の燃料タンクと、前記石油系燃料油を貯留する第２の燃料タンクと、前記廃油と前記石油系燃料油とを混合する燃料混合手段と、前記第１の燃料タンクから前記燃料混合手段に供給される前記廃油の供給量を調節する廃油量調節手段と、前記第２の燃料タンクから前記燃料混合手段に供給される前記石油系燃料油の供給量を調節する石油系燃料油量調節手段と、前記燃料混合手段で混合された混合油を前記ディーゼルエンジンに供給する燃料供給手段と、前記ディーゼルエンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記ディーゼルエンジンの目標回転数に対する前記検出された回転数の変動量を算出する回転変動量算出手段と、前記回転変動量算出手段で算出された回転変動量が第１の設定値を下回る値である時に第１の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量が前記第１の設定値以上で、かつ第１の設定値より大きい予め決められた第２の設定値未満の範囲である時に第２の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量判定手段は、回転変動量算出手段で算出された回転変動量が第２の設定値である時に第３の変動量判定情報として判定する回転変動量判定手段と、前記第１の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジンが運転される状態を第１の運転状態とし、前記第２の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジンが運転される状態を第２の運転状態とし、前記第３の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジンが運転される状態を第３の運転状態として判定する運転状態判定手段と、前記回転変動量判定手段からの各変動量判定情報に基づいて前記廃油と前記石油系燃料油との混合比を前記第１、第２及び第３の運転状態に応じて設定する混合比設定手段と、前記混合比設定手段で設定された混合比に基づいて前記廃油量調節手段及び前記石油系燃料油量調節手段を制御して前記第１の燃料タンクから前記燃料混合手段への前記廃油の供給量及び前記第２の燃料タンクから前記燃料混合手段への前記石油系燃料油の供給量を調節する第１の制御手段とを備えることを特徴とする。
　本発明のディーゼルエンジン燃料供給制御装置によれば、エステル化処理のような改質をしない非精製の廃油と石油系燃料油との混合油を使用してディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することができるとともに廃油の使用比率を大幅に増加することができる。
本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジン燃料供給制御装置の全体の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジン燃料供給制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジン燃料供給制御装置の処理動作を説明するためのフローチャートである。
　次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　本実施の形態に示すディーゼルエンジンの燃料供給制御装置は、軽油等の石油系燃料油と、従来のようにエステル化処理で改質をしない非精製の廃食油等の廃油とを混合し、この混合油をディーゼルエンジンの燃料として供給できるようにしたものである。
　このような燃料供給制御装置が適用されるディーゼルエンジン１２は、図１に示すように、石油系燃料油と廃油との混合油もしくは石油系燃料油が空気に混合された混合ガスを燃焼させることにより回転エネルギーを取り出すエンジン本体１４と、エンジン本体１４に石油系燃料油と廃油との混合油もしくは石油系燃料油を供給する燃料供給手段１６と、エンジン本体１４に空気を供給する空気供給手段１８と、エキゾーストマニホールド２０を含んで構成される。
　燃料供給手段１６は、燃料供給ポンプ１６０２と、噴射量制御装置（ガバナー）１６０４と、アクチュエーター１６０６とを含んで構成される。
　燃料供給ポンプ１６０２は、後述する燃料混合タンク３６０２からの混合油もしくは石油系燃料油をエンジン本体１４の燃料噴射弁（図示省略）に供給するものである。
　噴射量制御装置１６０４は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブルロジックコントローラ）４８によって制御されるアクチュエーター１６０６によって駆動されるものであり、燃料供給ポンプ１６０２から図示省略の燃料噴射弁を介して噴射される燃料の噴射量を調整する。
　空気供給手段１８は、エアクリーナ１８０２と、過給器１８０４と、インテークマニホールド１８０６を含んで構成される。
　エアクリーナ１８０２は、エンジン本体１２に供給する空気から塵埃を除去するものである。
　インテークマニホールド１８０６は、エアクリーナ１８０２で濾過された空気をエンジン本体１２の各シリンダへ均等に配分するものである。
　過給器１８０４は、エアクリーナ１８０２からインテークマニホールド１８０６を通してエンジン本体１２に供給する空気を圧縮し外気圧より高圧にしてエンジン本体１２の各シリンダに送り込むための空気圧縮機である。
　エキゾーストマニホールド２０は、エンジン本体１２の各シリンダの排気ガスを集めてマフラに送り出すためのものである。
　このような構成のディーゼルエンジン１２は発電機の駆動源として使用されるもので、ディーゼルエンジン１２の回転軸１２０２の一端には、三相交流発電機２２の回転軸２２０２が継手２４を介して連結されている。また、エンジン本体１２には、ディーゼルエンジン１２の回転数を検出する回転数検出器（特許請求の範囲に記載した回転数検出手段に相当する）２６が設けられている。
　回転数検出器２６は、ディーゼルエンジン１２の回転軸１２０２の一端に設けられ、外周縁の全周に亘り一定ピッチの突起が形成されてなる回転円盤２６０２と、この回転円盤２６０２の突起に近接して配置された回転センサ２６０４とから構成される。回転センサ２６０４では、回転円盤２６０２の突起に対応した正弦波状の信号が回転円盤２６０２の回転によって生成され、この信号は、後述するＥＣＵ４４に、ディーゼルエンジン１２の回転数算出用の情報として取り込まれるように構成されている。
　次に、本実施の形態に示すディーゼルエンジン燃料供給制御装置の構成について図１を参照して説明する。
　ディーゼルエンジンの燃料供給制御装置は、図１に示すように、廃油を貯留する第１の燃料タンク３２と、石油系燃料油を貯留する第２の燃料タンク３４と、燃料混合手段３６と、廃油量調節手段３８と、石油系燃料油量調節手段４０と、燃料切換バルブ（特許請求の範囲に記載した燃料切換手段に相当する）４２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）４４と、燃料リターン用切換バルブ４６を含んで構成される。
　第１の燃料タンク３２の廃油流出口３２０２には、廃油流出管３２０４を介してフィルタ５０が接続されている。このフィルタ５０は、第１の燃料タンク３２から流出される廃油中に浮遊している、廃油の酸化劣化で生じた生成物質やその他の不純物質を捕集するもので、２００メッシュ程度の濾材５００２を含んで構成されている。このフィルタ５０を備えることにより、レストランや各家庭等から集めた廃油、すなわちエステル化処理などの改質処理を施さない非精製の廃油を直接第１の燃料タンク３２に投入してディーゼルエンジンの燃料に利用することが可能になる。
　燃料混合手段３６は、第１の燃料タンク３２からフィルタ５０を通して供給される廃油と、第２の燃料タンク３４から供給される石油系燃料油とを混合するもので、上端開口が蓋部材３６０２ａで閉鎖された燃料混合タンク３６０２と、蓋部材３６０２ａに装着され、燃料混合タンク３６０２内に流入された廃油と石油系燃料油とを撹拌混合する撹拌翼３６０４ａを有する撹拌機３６０４と、蓋部材３６０２ａに装着され、燃料混合タンク３６０２内に貯溜される混合油５２の液面レベルを上限レベルと下限レベルの２点で検出する液面計３６０６とを含んで構成されている。
　また、撹拌機３６０４はＥＣＵ４４によって起動及び停止制御されるように構成され、さらに液面計３６０６で検出される上限レベル及び下限レベルの信号はＥＣＵ４４に取り込まれ、廃油量調節手段３８、石油系燃料油量調節手段４０及び撹拌機３６０４の制御に供されるように構成されている。
　廃油量調節手段３８は、フィルタ５０と燃料混合タンク３６０２との間を連通状態に接続する廃油用の配管３８０２と、この配管３８０２の上流端側と下流端側にそれぞれ設けられた開閉バルブ３８０４，３８０６と、開閉バルブ３８０４と３８０６との間に位置する配管３８０２に設けられ、フィルタ５０を透過した廃油を燃料混合タンク３６０２に送給する電磁ポンプ３８０８と、電磁ポンプ３８０８の下流側で開閉バルブ３８０４と３８０６との間に位置する配管３８０２に設けられ、燃料混合タンク３６０２に送給される電磁ポンプ３８０８からの廃油流量を制御する流量制御バルブ３８１０とを含んで構成されている。また、電磁ポンプ３８０８及び流量制御バルブ３８１０はＥＣＵ４４によって制御される構成になっている。
　石油系燃料油量調節手段４０は、第２の燃料タンク３４と燃料混合タンク３６０２との間を連通状態に接続する石油系燃料油用の配管４００２と、この配管４００２の上流端側と下流端側にそれぞれ設けられた開閉バルブ４００４，４００６と、開閉バルブ４００４と４００６との間に位置する配管４００２に設けられ、第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油を燃料混合タンク３６０２に送給する電磁ポンプ４００８と、電磁ポンプ４００８の吐出側で開閉バルブ４００４と４００６との間に位置する配管４００２に設けられ、燃料混合タンク３６０２に送給される電磁ポンプ４００８からの石油系燃料油流量を制御する流量制御バルブ４０１０とを含んで構成されている。また、電磁ポンプ４００８及び流量制御バルブ４０１０はＥＣＵ４４によって制御される構成になっている。
　燃料混合タンク３６０２に接続された混合油供給管５４及び第２の燃料タンク３４に接続された石油系燃料油供給管５６とディーゼルエンジン１２における燃料供給ポンプ１６０２の燃料吸込み口側に接続された燃料供給管５８との間は燃料切換バルブ４２を介して接続されている。燃料切換バルブ４２は、ＥＣＵ４４から出力される指令信号によって燃料供給ポンプ１６０２の燃料供給管５８が燃料混合タンク３６０２の混合油供給管５４または第２の燃料タンク３４の石油系燃料油供給管５６に切り換え接続されるように構成されている。また、混合油供給管５４の上流側には開閉バルブ６０が設けられ、さらに石油系燃料油供給管５６の上流側には開閉バルブ６２が設けられている。
　燃料混合タンク３６０２に接続された混合油戻し管６４及び第２の燃料タンク３４に接続された石油系燃料油戻し管６６とディーゼルエンジン１２における燃料供給ポンプ１６０２の燃料戻し口に接続された燃料戻し管６８との間は燃料リターン用切換バルブ４６を介して接続されている。燃料リターン用切換バルブ４６は、ＥＣＵ４４から出力される指令信号によって燃料供給ポンプ１６０２の燃料戻し管６８が燃料混合タンク３６０２の混合油戻し管６４または第２の燃料タンク３４の石油系燃料油戻し管６６に切り換え接続されるように構成されている。また、混合油戻し管６４の上流側には開閉バルブ７０が設けられ、さらに石油系燃料油戻し管６６の上流側には開閉バルブ７２が設けられている。
　なお、燃料供給ポンプ１６０２でエンジンの燃料噴射ノズルに供給される余分な廃油は燃料リターン用切換バルブ４６及び戻し管６４を通して燃料混合タンク３６０２に戻される。また、燃料供給ポンプ１６０２でエンジンの燃料噴射ノズルに供給される余分な石油系燃料油は燃料リターン用切換バルブ４６及び戻し管６６を通して第２の燃料タンク３４に戻される。
　ＥＣＵ４４は、ディーゼルエンジンの燃料供給制御装置全体を管理し制御するもので、機能的には、図２に示すように、回転変動量算出手段４４０２と、回転変動量判定手段４４０４と、運転状態判定手段４４０６と、混合比設定手段４４０８と、第１の制御手段４４１０と、第２の制御手段４４１２と、第３の制御手段４４１４とを含んで構成される。
　回転変動量算出手段４４０２は、ディーゼルエンジン１２が廃油と石油系燃料油との混合油で回転駆動されている状態において、回転数検出器２６から出力される信号に基づいてディーゼルエンジンの実回転数を算出し、ディーゼルエンジン１２の目標回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）に対する上記実回転数の変動量を算出するものである。
　回転変動量判定手段４４０４は、回転変動量算出手段４４０２で算出された回転変動量が予め決められた第１の設定値（例えば５ｒｐｍ）を下回る値である時に第１の変動量判定情報として判定する。また、回転変動量判定手段４４０４は、回転変動量算出手段４４０２で算出された回転変動量が第１の設定値以上で、かつ第１の設定値より大きい予め決められた第２の設定値（例えば１０ｒｐｍ）未満の範囲内にある時に第２の変動量判定情報として判定する。さらに、回転変動量判定手段４４０４は、回転変動量算出手段４４０２で算出された回転変動量が第２の設定値である時に第３の変動量判定情報として判定する。さらに、回転変動量判定手段４４０４は、回転変動量判定手段４４０４により回転変動量が第２の設定値を上回る値である時に第４の変動量判定情報として判定する。
　第２の制御手段４４１２は、これらの変動量判定情報に基づいて燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を一定時間供給し、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動するとともに上記燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理する機能を発揮する。
　運転状態判定手段４４０６は、上記第１の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第１の運転状態として判定する。また、運転状態判定手段４４０６は、上記第２の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第２の運転状態として判定する。さらに、運転状態判定手段４４０６は、上記第３の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第３の運転状態として判定する。また、運転状態判定手段４４０６は、上記第４の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第４の運転状態として判定する。
　混合比設定手段４４０８は、回転変動量判定手段４４０４からの各変動量判定情報に基づいて廃油と石油系燃料油との混合比を上記第１、第２、第３及び第４の運転状態に応じて設定するものである。
　第１の制御手段４４１０は、混合比設定手段４４０８で設定された混合比に基づいて廃油量調節手段３８の電磁ポンプ３８０８及び流量制御バルブ３８１０を制御し、かつ石油系燃料油量調節手段４０の電磁ポンプ４００８及び流量制御バルブ４０１０を制御して第１の燃料タンク３２からフィルタ５０を通して燃料混合タンク３６０２への廃油の供給量を調節し、さらに第２の燃料タンク３４から燃料混合タンク３６０２への石油系燃料油の供給量を調節するものである。
　第２の制御手段４４１２は、運転状態判定手段４４０６が上記第１の運転状態であると判定された時に混合比設定手段４４０８に対し制御指令を出力して廃油の混合割合が増加されるように混合比設定手段４４０８で設定される混合比を段階的に変更制御するとともに当該段階的な混合比に従って第１の制御手段４４１０により廃油量調節手段３８の電磁ポンプ３８０８及び流量制御バルブ３８１０を制御し、かつ石油系燃料油量調節手段４０の電磁ポンプ４００８及び流量制御バルブ４０１０を制御して第１の燃料タンク３２からフィルタ５０を通して燃料混合タンク３６０２に供給される廃油の供給量を調節する。
　また、第２の制御手段４４１２は、運転状態判定手段４４０６が上記第２の運転状態であると判定された時に第１の制御手段４４１０に対し制御指令を出力して混合比設定手段４４０８で設定された現時点の混合比が維持されるように廃油量調節手段３８の電磁ポンプ３８０８及び流量制御バルブ３８１０と石油系燃料油量調節手段４０の電磁ポンプ４００８及び流量制御バルブ４０１０を制御する。
　また、第２の制御手段４４１２は、運転状態判定手段４４０６が上記第３の運転状態であると判定された時に燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油のみを一定時間（例えば１分間程度）供給しディーゼルエンジン１２を石油系燃料油で駆動するとともに燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６０２及び噴射ノズルを含む燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理（掃除）する機能を有する。
　また、第２の制御手段４４１２は、運転状態判定手段４４０６が上記第４の運転状態であると判定された時に燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油のみを一定時間（例えば１０分間程度）供給しディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動するとともに燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６０２及び噴射ノズルを含む燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理（掃除）する機能を有する。さらに、第２の制御手段４４１２は、第４の運転状態時に、上記燃料供給系が石油系燃料油でパージ処理される毎に混合比設定手段４４０８に対し混合比変更指令を出力して廃油の混合割合が減少されるように混合比設定手段４４０８で設定される混合比を、ディーゼルエンジン１２の回転数が安定した目標回転数に達するまで段階的に変更する制御機能を備える。
　第３の制御手段４４１４は、タイマー８２が作動状態に設定されているか否かを判定し、タイマー８２が作動状態に設定されている時にタイマー８２に単位時間毎に設定された時間が到来する度にタイマー８２から燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して第２の燃料タンク３４からの石油系燃料油のみを一定の時間（例えば１時間の内で１分間または数分間）供給し、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油で駆動するとともに燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６０２及び噴射ノズルを含む燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理するものである。
　タイマー８２は、ディーゼルエンジン１２の運転時間及び燃料供給手段１６を構成する燃料ポンプ１６０２及び噴射ノズルを含む燃料供給系を石油系燃料油で単位時間（例えば１時間）毎に一定の時間（例えば１分間）パージ処理するためのパージ処理時間を管理するものである。
　なお、ＥＣＵ４４は、ＣＰＵ、制御プログラムおよび各種データなどを格納するＲＯＭ、ワーキングエリアを提供するＲＡＭ、周辺回路とのインタフェースをとるインタフェース部などがバスによって接続されたマイクロコンピュータによって構成されている。そして、前記ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより上記回転変動量算出手段４４０２、回転変動量判定手段４４０４、運転状態判定手段４４０６、混合比設定手段４４０８、第１の制御手段４４１０、第２の制御手段４４１２、第３の制御手段４４１４を実現できる。
　次に、本実施の形態におけるディーゼルエンジン燃料供給制御装置の処理動作について図３を参照して説明する。
　ディーゼルエンジン１２が廃油と石油系燃料油との混合油で回転駆動されている状態において、ＥＣＵ４４が動作を開始すると、まず、タイマー８２がオン状態かを判定する（ステップＳ１１）。
　ステップＳ１１において、タイマー８２がオンされていないと判定された時は、回転数検出器２６で生成された信号がＥＣＵ４４に取り込まれる（ステップＳ１２）。これに伴い、回転変動量算出手段４４０２では、上記取り込まれた回転数検出器２６からの信号に基づいてディーゼルエンジンの実回転数を算出し、この実回転数を基にディーゼルエンジン１２の目標回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）に対する実回転数の回転変動量を算出する（ステップＳ１３）。
　次いで、回転変動量判定手段４４０４では、回転変動量算出手段４４０２で算出された回転変動量が第１の設定値を下回る５ｒｐｍ未満である時にこれを第１の変動量判定情報として判定する。また、回転変動量判定手段４４０４では、回転変動量が第１の設定値以上ないし第２の設定値未満、例えば５ｒｐｍ以上ないし１０ｒｐｍ未満である時にこれを第２の変動量判定情報として判定する。また、回転変動量判定手段４４０４では、回転変動量が第２の設定値（１０ｒｐｍ）である時にこれを第３の変動量判定情報として判定する。さらに、回転変動量判定手段４４０４では、回転変動量が第２の設定値を上回る、例えば１０ｒｐｍ以上の値である時にこれを第４の変動量判定情報として判定する。（ステップＳ１４）。
　運転状態判定手段４４０６では、第１の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第１の運転状態と判定し、さらに、第２の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第２の運転状態と判定し、また、第３の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第３の運転状態として判定する。さらに、第４の変動量判定情報に応じてディーゼルエンジン１２が運転される状態を第４の運転状態として判定する（ステップＳ１５）。
　ここで、第１の運転状態は、回転変動量が第１の設定値を下回る５ｒｐｍ未満の値であって、ノッキングの発生もなく、非常に良好な運転状態を表す。また、第２の運転状態は、回転変動量が第１の設定値以上ないし第２の設定値未満の範囲である５ｒｐｍ以上ないし１０ｒｐｍ未満の範囲内にあって、ノッキングの発生がなく、比較的良好な運転状態を表す。さらに、第３の運転状態は、回転変動量が第２の設定値（１０ｒｐｍ）と一致する値であって、ノッキングが発生しないが、軽度の回転異常が生じ易い運転状態を表す。第４の運転状態は、回転変動量が第２の設定値（１０ｒｐｍ）を上回る値であって、ノッキングが発生し、重度の回転異常が生じる運転状態を表す。
　次いで、混合比設定手段４４０８では、回転変動量判定手段４４０４からの第１、第２第３及び第４の変動量判定情報に基づいて廃油と石油系燃料油との混合比を上記第１、第２及び第３の運転状態に応じて設定する（ステップＳ１６）。
　運転状態判定手段４４０６において、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第１の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４１２では、第１の制御手段４４１０に対し制御指令を出力して廃油の混合割合が増加されるように混合比設定手段４４０８で設定される混合比を増加方向に段階的に変更制御する（ステップＳ１７）。そして、この段階的に変更される混合比を基に第１の制御手段４４１０で廃油量調節手段３８及び石油系燃料油量調節手段４０を制御することにより、廃油量調節手段３８による燃料混合タンク３６０２への廃油の供給量を一定量（例えば混合比で＋５％程度）ずつ段階的に増加させ、これに合わせて石油系燃料油量調節手段４０による燃料混合タンク３６０２への石油系燃料油の供給量を一定量（混合比で－５％程度）ずつ段階的に減少させる（ステップＳ１８）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。以下、回転変動量が第１の設定値になるまで上記ステップＳ１７，Ｓ１８の処理を繰り返し実行する。
　したがって、廃油が比較的良質なものである場合は、廃油の混合比を９０％程度まで上げることができる。これに伴い、廃油を有効利用でき、かつ廃油の使用比率を向上できる。
　運転状態判定手段４４０６において、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第２の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４１２では、第１の制御手段４４１０に対し制御指令を出力し、混合比設定手段４４０８で設定された現時点の混合比が維持されるように廃油量調節手段３８及び油系燃料油量調節手段４０を制御することにより、廃油量調節手段３８による燃料混合タンク３６０２への廃油の供給量及石油系燃料油量調節手段４０による燃料混合タンク３６０２への石油系燃料油の供給量を制御する（ステップＳ１９）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。したがって、非精製の廃油を用いてディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になり、廃油を有効利用でき、かつ廃油の使用比率を向上できる。
　また、運転状態判定手段４４０６において、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第３の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４１２では、燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して燃料切換バルブ４２を動作させることで燃料混合タンク３６０２からディーゼルエンジン１２の燃料ポンプ１６０２への燃料供給経路を第２の燃料タンク３４に切り換え（ステップＳ２０）、第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を１００ｒｐｍ一定時間（例えば１分間程度）供給する。これにより、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動するとともに燃料供給手段１６の燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理する（ステップＳ２１）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。したがって、非精製の廃油を用いてディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になり、廃油を有効利用でき、かつ廃油の使用比率を向上できる。しかも、軽油等の石油系燃料油を利用してディーゼルエンジン１２の燃料供給系をパージ処理することにより、ノッキングの発生や回転ムラ及び発電機の発電に支障を来たすような回転数低下を防止できる。
　また、運転状態判定手段４４０６において、ディーゼルエンジン１２の運転状態が第４の運転状態であると判定された場合は、第２の制御手段４４１２では、燃料切換バルブ４２に対し切り換え制御指令を出力して燃料切換バルブ４２を動作させることで燃料混合タンク３６０２からディーゼルエンジン１２の燃料ポンプ１６０２への燃料供給経路を第２の燃料タンク３４に切り換え（ステップＳ２２）、第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を１００ｒｐｍ一定時間（例えば１０分間程度）供給する。これにより、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動するとともに燃料供給手段１６の燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理する（ステップＳ２３）。さらに、第２の制御手段４４１２では、第４の運転状態時に、第１の制御手段４４１０に対し制御指令を出力して廃油の混合割合が減少されるように混合比設定手段４４０８で設定される混合比を減少方向に段階的に変更制御する（ステップＳ２４）。そして、この段階的に変更される混合比を基に第１の制御手段４４１０で廃油量調節手段３８及び石油系燃料油量調節手段４０を制御することにより、廃油量調節手段３８による燃料混合タンク３６０２への廃油の供給量を一定量（混合比で－５％程度）ずつ段階的に減少させ、これに合わせて石油系燃料油量調節手段４０による燃料混合タンク３６０２への石油系燃料油の供給量を一定量（混合比で＋５％程度）ずつ段階的に増加させる（ステップＳ２５）。その後、ステップＳ１１にリターンされる。以下、回転変動量が第２の設定値または第２の設定値になるまで上記ステップＳ２４，Ｓ２５の処理を繰り返し実行する。
　したがって、軽油等の石油系燃料油を利用してディーゼルエンジン１２の燃料供給系をパージ処理することにより、ノッキングの発生や回転ムラ及び発電機の発電に支障を来たすような回転数低下を防止でき、しかも、質の悪い廃油をディーゼルエンジンの燃料として使用した場合であっても、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になる。
　上記ステップＳ１１において、タイマー８２がオンされていると判定された時は、タイマー８２は、単位時間、例えば１時間毎にディーゼルエンジン１２の燃料供給系に対するパージ処理時間が設定される（ステップＳ３１）。タイマー８２で設定されたパージ処理時間が１時間毎に到来すると、タイマー８２から第３の制御手段４４１４に制御指令が出力され、第３の制御手段４４１４からの制御信号により燃料切換バルブ４２を動作させて燃料混合タンク３６０２からディーゼルエンジン１２の燃料ポンプ１６０２への燃料供給経路を第２の燃料タンク３４に切り換え（ステップＳ３２）、第２の燃料タンク３４から石油系燃料油を１００ｒｐｍ一定時間（例えば１分間程度）供給する。その後、ディーゼルエンジン１２を石油系燃料油のみで駆動するとともに燃料供給手段１６の燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理する（ステップＳ３３）。以下、上記ステップＳ３１乃至ステップＳ３３の処理をタイマー８２に設定された単位時間毎に繰り返し実行する。したがって、タイマー８２と軽油等の石油系燃料油を利用してディーゼルエンジン１２の燃料供給系のパージ処理を定期的に行うことにより、ノッキングの発生や回転ムラ及び発電機の発電に支障を来たすような回転数低下が防止され、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転することが可能になるほか、廃油の使用比率を向上することができる。
　なお、本発明にかかるディーゼルエンジンの燃料供給制御装置は、発電機用のディーゼルエンジンに限らず、ポンプその他の負荷の駆動にも利用できるほか、ディーゼルエンジンの回転数も１５００ｒｐｍのものに限らず、１８００ｒｐｍなどのエンジンにも適用できる。
　また、本発明における第１、第２の設定値は、上記実施の形態に示す値に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
　エステル化処理のような改質をしない非精製の廃油と石油系燃料油との混合油を使用して、ディーゼルエンジンを長期にわたり安定して運転可能するとともに廃油の使用比率を大幅に増加できるディーゼルエンジンの燃料供給制御装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
　１２……ディーゼルエンジン
　１４……エンジン本体
　１６……燃料供給手段
　１８……空気供給手段
　２６……回転数検出器
　３２……第１の燃料タンク
　３４……第２の燃料タンク
　３６……燃料混合手段
　３８……廃油量調節手段
　４０……石油系燃料油量調節手段
　４２……燃料切換バルブ
　４４……ＥＣＵ
　４４０２……回転変動量算出手段
　４４０４……回転変動量判定手段
　４４０６……運転状態判定手段
　４４０８……混合比設定手段
　４４１０……第１の制御手段
　４４１２……第２の制御手段
　４４１４……第３の制御手段
　８２……タイマー

Claims (6)

  1. 　石油系燃料油と非精製の廃油とを混合し当該混合油を燃料としてディーゼルエンジンに供給するディーゼルエンジンの燃料供給制御装置であって、
    　前記廃油を貯留する第１の燃料タンクと、
    　前記石油系燃料油を貯留する第２の燃料タンクと、
    　前記廃油と前記石油系燃料油とを混合する燃料混合手段と、
    　前記第１の燃料タンクから前記燃料混合手段に供給される前記廃油の供給量を調節する廃油量調節手段と、
    　前記第２の燃料タンクから前記燃料混合手段に供給される前記石油系燃料油の供給量を調節する石油系燃料油量調節手段と、
    　前記燃料混合手段で混合された混合油を前記ディーゼルエンジンに供給する燃料供給手段と、
    　前記ディーゼルエンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
    　前記ディーゼルエンジンの目標回転数に対する前記検出された回転数の変動量を算出する回転変動量算出手段と、
    　前記回転変動量算出手段で算出された回転変動量が第１の設定値を下回る値である時に第１の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量が前記第１の設定値以上で、かつ第１の設定値より大きい予め決められた第２の設定値未満の範囲である時に第２の変動量判定情報として判定し、前記回転変動量判定手段は、回転変動量算出手段で算出された回転変動量が第２の設定値である時に第３の変動量判定情報として判定する回転変動量判定手段と、
    　前記第１の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジンが運転される状態を第１の運転状態とし、前記第２の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジンが運転される状態を第２の運転状態とし、前記第３の変動量判定情報に応じて前記ディーゼルエンジンが運転される状態を第３の運転状態として判定する運転状態判定手段と、
    　前記回転変動量判定手段からの各変動量判定情報に基づいて前記廃油と前記石油系燃料油との混合比を前記第１、第２及び第３の運転状態に応じて設定する混合比設定手段と、
    　前記混合比設定手段で設定された混合比に基づいて前記廃油量調節手段及び前記石油系燃料油量調節手段を制御して前記第１の燃料タンクから前記燃料混合手段への前記廃油の供給量及び前記第２の燃料タンクから前記燃料混合手段への前記石油系燃料油の供給量を調節する第１の制御手段と、
    　を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。
  2. 　前記燃料供給手段は、前記燃料混合手段及び前記第２の燃料タンクの何れか一方に切り換えて前記混合油及び前記石油系燃料油の何れか一方を前記ディーゼルエンジンに供給する燃料切換手段を有し、
    　前記運転状態判定手段が前記第１の運転状態であると判定された時は前記混合比設定手段に対し制御指令を出力して前記廃油の混合割合が増加されるように前記混合比設定手段で設定される混合比を段階的に変更制御するとともに当該段階的な混合比に従って前記第１の制御手段により前記廃油量調節手段及び前記石油系燃料油量調節手段を制御し、前記運転状態判定手段が前記第２の運転状態であると判定された時は前記第１の制御手段に対し制御指令を出力して前記混合比設定手段で設定された現時点の混合比が維持されるように前記廃油量調節手段及び前記石油系燃料油量調節手段を制御し、前記運転状態判定手段が前記第３の運転状態であると判定された時は前記燃料切換手段に対し切り換え制御指令を出力して前記第２の燃料タンクからの石油系燃料油のみを一定時間供給し前記ディーゼルエンジンを石油系燃料油で駆動するとともに前記燃料供給手段を構成する燃料ポンプ及び噴射ノズルを含む燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理する第２の制御手段を、
    　更に備えることを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。
  3. 　前記回転変動量判定手段により前記回転変動量が前記第２の設定値を上回る値であると判定された時の前記ディーゼルエンジンの運転状態を第４の運転状態として前記運転状態判定手段で判定し、当該変動量判定情報に基づいて前記第２の制御手段は、前記燃料切換手段に対し切り換え制御指令を出力して前記第２の燃料タンクからの石油系燃料油のみを一定時間供給し前記ディーゼルエンジンを石油系燃料油で駆動するとともに前記燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理する制御機能を備えることを特徴とする請求項２記載のディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。
  4. 　前記第２の制御手段は、前記燃料供給系が石油系燃料油でパージ処理される毎に前記混合比設定手段に対し混合比変更指令を出力して前記廃油の混合割合が減少されるように前記混合比設定手段で設定された混合比を、前記ディーゼルエンジンの回転数が安定した目標回転数に達するまで段階的に変更する制御機能を備えることを特徴とする請求項２または３記載のディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。
  5. 　前記燃料供給手段は、前記燃料混合手段及び前記第２の燃料タンクの何れか一方に切り換えて前記混合油及び前記石油系燃料油の何れか一方を前記ディーゼルエンジンに供給する燃料切換手段を更に有し、
    　前記ディーゼルエンジンの運転時間及び前記燃料供給手段を構成する燃料ポンプ及び噴射ノズルを含む燃料供給系を石油系燃料油で単位時間毎に一定の時間パージ処理するパージ処理時間を管理するタイマーと、
    　前記タイマーに単位時間毎に設定された時間が到来する度に前記タイマーから前記燃料切換手段に対し切り換え制御指令を出力して前記第２の燃料タンクから石油系燃料油を一定の時間供給し前記ディーゼルエンジンを石油系燃料油のみで駆動するとともに前記燃料供給手段を構成する燃料ポンプ及び噴射ノズルを含む燃料供給系を石油系燃料油でパージ処理する第３の制御手段と、
    　を更に備えることを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。
  6. 　前記第１の燃料タンクは、該第１の燃料タンクから前記燃料混合手段に供給される廃油中の不純物質を除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のディーゼルエンジンの燃料供給制御装置。
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