WO2016167174A1 - 燃料供給装置および燃料供給方法 - Google Patents

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WO2016167174A1
WO2016167174A1 PCT/JP2016/061405 JP2016061405W WO2016167174A1 WO 2016167174 A1 WO2016167174 A1 WO 2016167174A1 JP 2016061405 W JP2016061405 W JP 2016061405W WO 2016167174 A1 WO2016167174 A1 WO 2016167174A1
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真 鴻巣
誠一 北村
聯蔵 神田
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三井造船株式会社
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    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present invention relates to a fuel supply device and a fuel supply method for supplying fuel to an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • a reciprocating pump is driven by changing a rotary motion to a reciprocating motion using a crankshaft.
  • the piston stroke is determined by the crankshaft, so that the piston stroke cannot be freely adjusted.
  • each of the reciprocating pumps cannot be controlled independently.
  • Patent Document 1 describes a device for increasing the pressure of liquid fuel using a reciprocating pump and supplying the fuel to an engine.
  • a piston of a reciprocating pump is driven in the left-right direction, and a “linear hydraulic motor” (hydraulic cylinder unit) is used as a linear actuator for driving the piston.
  • the moving direction of the piston of the reciprocating pump is switched by switching the direction of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder unit with a direction switching valve.
  • the reciprocating pump can be driven at a lower speed than when the crankshaft is used. Further, there is an advantage that the piston stroke can be controlled so that the piston moves at a constant speed.
  • an object of the present invention is to provide a fuel supply device and a fuel supply method that can suppress cavitation generated in a reciprocating pump.
  • a first aspect of the present invention is a fuel supply device that supplies fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, and includes a linear actuator and a boosting piston that is driven by the linear actuator and reciprocates in an axial direction.
  • a reciprocating pump that alternately repeats the suction of the fuel and the discharge of the fuel whose pressure is higher than that at the time of the suction by reciprocating in the axial direction, and a controller that controls the driving of the linear actuator.
  • the controller is When the amplitude of the boosting piston reciprocating in the axial direction is A (A> 0) and the reciprocating period is T, The maximum value of the acceleration that increases the absolute value of the speed of the boosting piston when the reciprocating pump sucks the fuel is smaller than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2 , and The linear actuator is controlled so that the maximum absolute value of acceleration of the boosting piston when the reciprocating pump discharges the fuel is larger than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2.
  • a second aspect of the present invention is a fuel supply device that supplies fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein a low-pressure fuel supply pipe that is supplied with low-pressure fuel, and a high-pressure fuel that is supplied into the combustion chamber.
  • a plurality of fuels provided between the high-pressure fuel supply pipe to be supplied, the low-pressure fuel supply pipe, and the high-pressure fuel supply pipe, and pressurize the fuel in the low-pressure fuel supply pipe and supply the fuel to the high-pressure fuel supply pipe, respectively.
  • Each of the fuel supply units A fuel supply device for supplying fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, comprising: a linear actuator; a boosting piston driven by the linear actuator and reciprocating in an axial direction; and the boosting piston reciprocating in an axial direction And a reciprocating pump that alternately repeats the intake of the fuel and the discharge of the fuel whose pressure is higher than that at the time of intake, and a controller that controls the drive of the linear actuator.
  • the controller is When the amplitude of the boosting piston reciprocating in the axial direction is A (A> 0) and the reciprocating period is T, The maximum value of the acceleration that increases the absolute value of the speed of the boosting piston when the reciprocating pump sucks the fuel is smaller than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2 , and Controlling the linear actuator such that the maximum value of the acceleration of the boosting piston when the reciprocating pump discharges the fuel is greater than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2 ;
  • the control unit controls each of the controllers so that when one of the plurality of fuel supply units boosts the cylinder, the boost cylinder of the other fuel supply unit sucks the fuel. It is characterized by that.
  • the controller is configured such that when the acceleration of the boosting piston when the reciprocating pump sucks the fuel becomes maximum, after the reciprocating pump starts sucking the fuel, It is preferable to control the linear actuator so that a time of 1 ⁇ 4 of the period elapses from when inhalation is started.
  • the reciprocating pump includes a boosting cylinder that accommodates a boosting piston movably in the vertical direction, and the boosting piston moves in the vertical upward direction so that the boosting piston is inside the boosting cylinder. It is preferable that the fuel is sucked into a lower portion of the piston, and the fuel is boosted and discharged by moving the boosting piston vertically downward.
  • the linear actuator is a hydraulic cylinder unit, has a hydraulic oil storage space for storing hydraulic oil, and is arranged so that the axial direction is a vertical direction, and moves in the axial direction within the hydraulic cylinder
  • a hydraulic piston that divides the hydraulic oil storage space into a first chamber and a second chamber; a piston rod that connects the hydraulic piston and the boosting piston; and hydraulic oil to the first chamber.
  • a hydraulic pump that moves the hydraulic piston in a first axial direction by supplying it, and moves the hydraulic piston in a second axial direction by supplying hydraulic oil to the second chamber;
  • An electric motor that drives the hydraulic pump so that the hydraulic piston reciprocates in the axial direction.
  • the controller preferably controls movement of the hydraulic piston in the hydraulic cylinder by controlling the electric motor.
  • the hydraulic cylinder unit has one end connected to the hydraulic pump and the other end connected to the first chamber.
  • the hydraulic cylinder unit supplies all the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the first chamber.
  • a closed first hydraulic pipe that returns all the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the hydraulic pump, one end connected to the hydraulic pump, the other end connected to the second chamber, and discharged from the hydraulic pump It is preferable to further include a sealed second hydraulic pipe for supplying all the hydraulic oil to the second chamber and returning all the hydraulic oil discharged from the second chamber to the hydraulic pump.
  • the linear actuator may be an electric cylinder unit.
  • the electric cylinder unit is connected to the boosting piston in a state in which the electric motor, a ball nut rotated by the power of the electric motor, and the ball nut are screwed and the axial direction coincides with the axial direction of the boosting piston.
  • a ball screw that moves in the axial direction by the rotation of the ball nut, and the controller preferably controls the movement of the ball screw in the axial direction by controlling the electric motor.
  • a third aspect of the present invention is a fuel supply method for supplying fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine,
  • a reciprocating pump having a boosting piston driven by a linear actuator and reciprocating in the axial direction, wherein the boosting piston reciprocates in the axial direction and alternately repeats the intake of the fuel and the discharge of the boosted fuel as compared with the time of intake.
  • the amplitude of the boosting piston reciprocating in the axial direction is A (A> 0) and the reciprocating period is T.
  • the maximum value of the acceleration that increases the absolute value of the speed of the boosting piston when the reciprocating pump sucks the fuel is smaller than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2 , and
  • the linear actuator is controlled so that the maximum absolute value of acceleration of the boosting piston when the reciprocating pump discharges the fuel is larger than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 during fuel suction.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 when fuel is discharged.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the time change of the speed of the piston 52 for pressure
  • 2 is a view showing a fuel supply unit using an electric cylinder unit as a linear actuator 30.
  • the fuel supply device 10 of the present embodiment is a device that pressurizes and heats liquid fuel and injects it into the combustion chamber of the internal combustion engine 90 at a high pressure.
  • the internal combustion engine 90 is a prime mover that burns fuel in a combustion chamber in a cylinder and works by its thermal energy, such as a reciprocating engine or a gas turbine.
  • a diesel engine that compresses and ignites fuel is preferably used as the internal combustion engine 90.
  • a case where a diesel engine mounted on a ship is used as the internal combustion engine 90 will be described.
  • the present invention can also be applied to a fuel supply apparatus for a diesel engine other than a ship.
  • the fuel supply apparatus 10 includes a liquid fuel tank 11, a low-pressure fuel supply pipe 12, a plurality of fuel supply units 20A, 20B, and 20C, a high-pressure fuel supply pipe 13, and a heat exchanger 14.
  • the high-temperature fuel supply pipe 15, the pressure regulating valve 16, the pressure gauge 17, and the control unit 80 are provided. All these components of the fuel supply device 10 are mounted on a ship.
  • the liquid fuel tank 11 stores the fuel supplied to the internal combustion engine 90 in a liquid state.
  • the liquid fuel stored in the liquid fuel tank 11 for example, liquefied methane, liquefied ethane, liquefied propane, or the like can be used.
  • the liquid fuel tank 11 is connected to the low-pressure fuel supply pipe 12 and supplies the liquid fuel to the fuel supply units 20A, 20B, and 20C via the low-pressure fuel supply pipe 12.
  • the pressure of the liquid fuel in the low-pressure fuel supply pipe 12 at the connection with the fuel supply units 20A, 20B, and 20C is a pressure corresponding to the temperature of the liquid fuel in the liquid fuel tank 11, the liquid level height, and the like. .
  • the liquid fuel tank 11 includes the fuel supply units 20A and 20B. , 20C higher than the position.
  • an effective suction head is secured by increasing the pressure of the liquid fuel in the liquid fuel tank 11 by a booster pump that supplies the liquid fuel to the liquid fuel tank 11. Also good.
  • the fuel supply units 20 ⁇ / b> A, 20 ⁇ / b> B, and 20 ⁇ / b> C are provided in parallel between the low pressure fuel supply pipe 12 and the high pressure fuel supply pipe 13.
  • Each of the fuel supply units 20A, 20B, and 20C includes a controller 21, a linear actuator 30, and a reciprocating pump 50.
  • the reciprocating pump 50 pressurizes the liquid fuel supplied from the low pressure fuel supply pipe 12 and supplies it to the heat exchanger 14 through the high pressure fuel supply pipe 13.
  • the low-pressure fuel pipe 12 and the high-pressure fuel supply pipe 13 are detachable from the fuel supply units 20A, 20B, and 20C.
  • the linear actuator 30 drives the piston of the reciprocating pump 50.
  • the piston of the reciprocating pump 50 is driven at a lower speed than in the case of using the crankshaft.
  • the drive can be controlled so that the piston moves at a constant speed.
  • a hydraulic cylinder unit, an electric cylinder unit, or the like can be used as the linear actuator 30.
  • the controller 21 is controlled by a control signal input from the control unit 80 and controls the linear actuator 30.
  • the controller 21 receives a position signal indicating the position of the piston of the reciprocating pump 50, as will be described later.
  • the controller 21 controls the position of the linear actuator 30 so that the discharge amount of the reciprocating pump 50 is adjusted according to the position signal.
  • three fuel supply units 20A, 20B, and 20C are provided in parallel between the low pressure fuel supply pipe 12 and the high pressure fuel supply pipe 13, but the number of fuel supply parts is not limited thereto. However, it can be arbitrarily changed according to the amount of fuel to be supplied.
  • the heat exchanger 14 has an inlet side connected to the high-pressure fuel supply pipe 13 and an outlet side connected to the high-temperature fuel supply pipe 15.
  • the heat exchanger 14 heats the pressurized liquid fuel supplied through the high-pressure fuel supply pipe 13.
  • a heat source for heating the liquid fuel for example, combustion heat of boil-off gas generated in the liquid fuel tank 11 can be used.
  • the liquid fuel may be heated by heat exchange with warm water heated by the combustion heat of boil-off gas.
  • the high temperature fuel supply pipe 15 is provided with a pressure regulating valve 16, and one end of the high temperature fuel supply pipe 15 is connected to the heat exchanger 14 and the other end is connected to the combustion chamber of the internal combustion engine 90.
  • the liquid fuel heated by the heat exchanger 14 is regulated to a pressure within a predetermined range required by the internal combustion engine 90 by the pressure regulating valve 16, and then is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 90 through the high temperature fuel supply pipe 15. Supplied.
  • the pressure regulating valve 16 is controlled by the control unit 80.
  • the pressure in a predetermined range required by the internal combustion engine 90 varies depending on the type and performance of the internal combustion engine 90.
  • the pressure in a predetermined range is, for example, 5 to 100 MPa, preferably 20 to 70 MPa, but the present invention is not limited to this.
  • the high temperature fuel supply pipe 15 is provided with a pressure gauge 17.
  • the pressure gauge 17 measures the pressure in the high temperature fuel supply pipe 15 and outputs a measurement signal to the control unit 80.
  • a signal indicating the load on the internal combustion engine 90 is input from the internal combustion engine 90 to the control unit 80.
  • the signal indicating the load of the internal combustion engine 90 is a signal indicating the rotational speed, for example.
  • the control unit 80 adjusts the discharge amount of the reciprocating pump 50 by outputting a control signal to the fuel supply units 20A, 20B, and 20C.
  • the discharge amount of the reciprocating pump 50 is adjusted so that the pressure in the high-temperature fuel supply pipe 15 becomes a pressure corresponding to the required load of the internal combustion engine 90. Note that the number of revolutions of a propulsion propeller (not shown) driven by the internal combustion engine 90 may be measured, and the pressure in the high-temperature fuel supply pipe 15 may be adjusted according to the number of revolutions.
  • the liquid fuel tank 11, the low-pressure fuel supply pipe 12, the linear actuator 30, the reciprocating pump 50, the high-pressure fuel supply pipe 13, the heat exchanger 14, the high-temperature fuel supply pipe 15, the pressure regulating valve 16, and the pressure gauge 17 are arranged in the hazardous area. Is done.
  • the controller 21 and the control unit 80 are generally non-explosion-proof compatible products. However, when the explosion-proof response is not possible, the controller 21 and the control unit 80 are disposed in the non-hazardous area separated from the dangerous area by the explosion-proof partition wall, or are sufficient from the dangerous area. Must be located in a non-explosion-proof area at a distance from each other.
  • the linear actuator 30 is not limited to the hydraulic cylinder unit. 2 and 3, the vertical direction coincides with the vertical direction, and the horizontal direction coincides with the horizontal direction.
  • the upward direction in the vertical direction is referred to as “upper”, the upper portion is referred to as “upper”, the lower portion in the vertical direction is referred to as “lower”, and the lower portion is referred to as “lower”.
  • the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 arranged so that the axial direction is the vertical direction will be described.
  • the present invention is not limited to this, and the case where the axial direction is the horizontal direction and the angle
  • the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 arranged so as to be in the direction in which they are provided may be used.
  • the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 are arranged with the axial direction oriented in the vertical direction. 2 and 3, an example in which the reciprocating pump 50 is disposed below the linear actuator 30 will be described. However, the reciprocating pump 50 may be disposed above the linear actuator 30.
  • the hydraulic cylinder unit (linear actuator 30) includes an electric motor 31, a hydraulic pump 32, a first hydraulic pipe 33, a second hydraulic pipe 34, a fixed portion 40, a hydraulic cylinder 41, A hydraulic piston 42 is provided.
  • the hydraulic cylinder unit is provided on the top plate 101 of the gantry 100.
  • the top plate 101 is supported by legs 102, and the legs 102 are fixed to a structure such as a ship deck or an inner bottom plate.
  • the electric motor 31 is provided on the top of the top plate 101.
  • the electric motor 31 is controlled by the controller 21 and drives the hydraulic pump 23.
  • the hydraulic pump 32 is provided on the top plate 101.
  • the hydraulic pump 32 is driven by the electric motor 31 and supplies hydraulic oil into the hydraulic cylinder 41 to move the hydraulic piston 42 in the vertical direction.
  • the hydraulic oil any hydraulic oil can be employed from petroleum hydraulic oil, synthetic hydraulic oil, water-forming hydraulic oil and the like.
  • the hydraulic pump 32 is connected to the first hydraulic pipe 33 and the second hydraulic pipe 34.
  • the hydraulic pump 32 is driven by an electric motor 31.
  • the electric motor 31 is a servo motor
  • the direction in which the hydraulic oil is discharged from the hydraulic pump 32 is switched according to the forward and reverse rotation directions of the electric motor 31.
  • the hydraulic pump 32 sucks the hydraulic oil in the first hydraulic pipe 33 and discharges the sucked hydraulic oil to the second hydraulic pipe 34 side.
  • the hydraulic pump 32 sucks the hydraulic oil in the second hydraulic pipe 34 and discharges the sucked hydraulic oil to the first hydraulic pipe 33 side.
  • a direction switching valve is not necessary for the first hydraulic pipe 33 and the second hydraulic pipe 34.
  • the electric motor 31 is an inverter motor
  • the direction in which the hydraulic oil flows is changed by a direction switching valve (not shown) provided in the first hydraulic pipe 33 and the second hydraulic pipe 34.
  • the flow rate and pressure of the hydraulic oil in the first hydraulic pipe 33 and the second hydraulic pipe 34 are determined by the discharge amount of the hydraulic pump 32.
  • the electric motor 31 is a servo motor and the electric motor 31 is an inverter motor
  • the flow rate and pressure of the hydraulic oil can be adjusted by the rotational speed of the electric motor 31.
  • the fixing part 40 is fixed to the top plate 101 in a state of being arranged in an opening 101a provided in the top plate 101.
  • a hydraulic cylinder 41 is fixed to the upper part of the fixed part 40, and a reciprocating pump 50 is fixed to the lower part of the fixed part 40.
  • the fixed part 40 has a hollow cylindrical shape, and a cavity part 48 is provided inside.
  • the hydraulic cylinder 41 has a hydraulic oil storage space 43 for storing hydraulic oil, and is placed on the top surface of the top plate 101 so that the axial direction is the vertical direction. Further, an upper through hole 44 that communicates with the upper end portion of the hydraulic oil storage space 43 and a lower through hole 45 that communicates with the lower end portion of the hydraulic oil storage space 43 are provided on the side wall of the hydraulic cylinder 41. The outer opening of the upper through hole 44 is connected to the first hydraulic pipe 33, and the outer opening of the lower through hole 45 is connected to the second hydraulic pipe 34.
  • the piston piston 42b is provided in the hydraulic piston 42.
  • the hydraulic piston 42 has a piston ring 42b in contact with the inner wall surface of the hydraulic oil storage space 43 of the hydraulic cylinder 41, and the rider ring 42a accommodated in the hydraulic oil storage space 43 is movable in the vertical direction. It plays a role of correcting horizontal shake when moving in the vertical direction.
  • the piston ring 42 b serves to close the gap between the hydraulic piston 42 and the inner wall surface of the hydraulic oil storage space 43.
  • the hydraulic piston 42 divides the hydraulic oil accommodating space 43 into an upper chamber 43 a (second chamber) above the hydraulic piston 42 and a lower chamber 43 b (first chamber) below the hydraulic piston 42.
  • the hydraulic piston 42 is a double rod type, and has a piston rod 47 that protrudes from the upper and lower portions of the hydraulic cylinder 41 to the outside. The piston rod 47 moves up and down together with the hydraulic piston 42. Since the hydraulic piston 42 is a double rod type, the amount of decrease in the volume of the upper chamber 43a when the hydraulic piston 42 is raised is equal to the amount of increase in the volume of the lower chamber 43b.
  • the hydraulic piston 42 may be a single rod type.
  • a bush 46 is provided in a portion of the hydraulic cylinder 41 through which the piston rod 47 passes. An oil seal is incorporated in the bush 46. The bush 46 supports the piston rod 47 so as to be movable up and down, and prevents hydraulic oil from leaking from the hydraulic oil storage space 43.
  • a connecting portion 49 for connecting the lower end portion of the piston rod 47 and the upper end portion of the boosting piston 52 of the reciprocating pump 50 is provided in the hollow portion 48.
  • the connecting portion 49 moves up and down in the cavity 48 as the piston rod 47 moves up and down.
  • the connecting portion 49 has a function of adjusting the axial misalignment between the piston rod 47 of the hydraulic cylinder and the piston 52 of the reciprocating pump 50.
  • the room 48 is supplied with room temperature nitrogen gas from the outside from the viewpoint of preventing gas leakage from the return pump 50. Nitrogen gas may be supplied to the rod packing portion 57 of the reciprocating pump 50.
  • Nitrogen gas may be supplied to the rod packing portion 57 of the reciprocating pump 50.
  • the reciprocating pump 50 for example, a reciprocating pump having the same structure as that described in Japanese Patent No. 5519857 can be used.
  • the reciprocating pump 50 includes a boosting cylinder 51, a boosting piston 52, a cylinder liner 53, a cover 54, a valve box 60, and the like.
  • the upper end portion of the boosting cylinder 51 is fixed to the lower end portion of the fixing portion 40.
  • the side wall of the boosting cylinder 51 is fixed to the legs 102 of the gantry 100.
  • a rod packing portion 57 is provided on the upper portion of the boosting cylinder 51.
  • the boosting cylinder 51 has a space for accommodating the boosting piston 52, the cylinder liner 53, and the valve box 60 inside, and a cover 54 is fixed to the lower end portion of the boosting cylinder 51.
  • the cylinder liner 53 and the valve box 60 are fixed in the boosting cylinder 51 by the cover 54.
  • a suction port 55 is provided on the side wall of the boosting cylinder 51 at a height at which the valve box 60 is fixed.
  • the suction port 55 is connected to the low pressure fuel supply pipe 12.
  • the cover 54 is provided with a discharge port 56 penetrating in the vertical direction.
  • the discharge port 56 is connected to the high-pressure fuel supply pipe 13.
  • the valve box 60 is provided below the boosting piston 52, and the fuel is placed inside the boosting cylinder 51 and below the boosting piston 52 by moving the boosting piston 52 vertically upward.
  • the suction port 55 of the reciprocating pump 50 can be arranged at a lower position.
  • the pressure of the liquid fuel in the low-pressure fuel supply pipe 12 at the connection portion with the suction port 55 is a pressure proportional to the difference between the height of the liquid fuel level in the liquid fuel tank 11 and the height of the suction port 55. For this reason, the pressure of the liquid fuel in the low-pressure fuel supply pipe 12 at the connection portion with the suction port 55 can be increased by arranging the suction port 55 at a lower position. As a result, fuel can be easily supplied from the suction port 55 into the pressure-increasing cylinder 51.
  • the upper end of the boosting piston 52 is connected to the lower end of the piston rod 47 by a connecting portion 49, and the boosting piston 52 moves up and down in conjunction with the piston rod 47.
  • a position sensor is provided at the upper end of the boosting piston 52. The position sensor detects the position of the boosting piston 52 in the vertical direction and outputs a position signal to the controller 21. Note that the speed of the boosting piston 52 can be obtained by differentiating the displacement of the boosting piston 52 with time using the position signal. That is, the position sensor can also be used as a speed sensor. Further, the acceleration of the boosting piston 52 can be obtained by differentiating the speed of the boosting piston 52 with respect to time. That is, the position sensor can be used as an acceleration sensor.
  • a position sensor may be attached to the hydraulic cylinder 41.
  • the magnetostrictive position sensor 70 for example, a magnetostrictive position sensor 70 or an ultrasonic sensor can be used.
  • the magnetostrictive position sensor 70 includes a sensor probe 71 (magnetostrictive line), an annular magnet 72, and a detector 73.
  • the sensor probe 71 is provided in the cavity 48 in the vertical direction.
  • the annular magnet 72 is attached to the upper end of the boosting piston 52 so as to move up and down along with the boosting piston 52 along the sensor probe 71 with the sensor probe 71 inserted in the center.
  • One end of the sensor probe 71 is provided with a detector 73 that detects distortion generated in the sensor probe 71.
  • a magnetic field in the circumferential direction around the sensor probe 71 is generated.
  • a magnetic field is applied in the axial direction of the sensor probe 71, so that a combined magnetic field oblique to the axial direction is generated.
  • This causes local torsional distortion in the sensor probe 71.
  • the detector 73 detects the torsional distortion to detect the position of the magnet 72 in the height direction, and outputs a position signal indicating the position of the boosting piston 52 in the height direction to the controller 21.
  • a rider ring 52a and a piston ring 52b are provided below the boosting piston 52.
  • the boosting piston 52 is accommodated in the cylinder liner 53 so as to be movable in the vertical direction while bringing the rider ring 52a and the piston ring 52b into contact with the inner wall surface of the cylinder liner 53.
  • the rod packing portion 57 is also equipped with a rider ring 51a. These rider rings 51a and 52a play a role of correcting horizontal shake when the boosting piston 52 moves in the vertical direction.
  • the piston ring 52b serves to close the gap between the boosting piston 52 and the inner wall surface of the cylinder liner 53 and seal the pressure of the pressurized liquid fuel at the tip.
  • the valve box 60 is fixed to the lower portion of the cylinder liner 53 in the boosting cylinder 51.
  • the valve box 60 is provided with a discharge flow path 61, a discharge valve body 62, a suction flow path 64, a suction valve body 65, and the like.
  • the discharge flow path 61 is provided so as to penetrate the valve box 60 in the vertical direction.
  • a discharge valve element 62 is accommodated in the discharge flow path 61 so as to be movable in the vertical direction.
  • the upper end portion side of the discharge channel 61 is a small diameter portion whose inner diameter is smaller than the outer diameter of the discharge valve body 62.
  • the lower opening of the narrow diameter portion is a valve seat 63 in which the discharge valve body 62 is disposed.
  • the discharge valve element 62 and the valve seat 63 constitute a discharge valve.
  • An opening on the lower side of the valve box 60 of the discharge channel 61 is provided at a position facing the discharge port 56 of the cover 54.
  • the suction flow path 64 is provided at a position communicating with the position of the boosting piston 52 on the upper surface of the valve box 60 from the outer wall of the valve box 60.
  • the opening on the outer wall side of the valve box 60 of the suction flow path 64 is provided at a position facing the suction port 55 of the boosting cylinder 51.
  • the outer peripheral portion of the opening on the upper surface side of the valve box 60 of the suction flow path 64 is a valve seat 66 for the suction valve body 65, and the suction valve body 65 can move in the vertical direction above the valve seat 66. Is provided.
  • the suction valve element 65 and the valve seat 66 constitute a suction valve.
  • the rod packing part 57 is connected to the cavity part 48 and is equipped with a seal ring so as to prevent the gas vaporized by the liquid fuel from leaking to the outside air.
  • the leaked liquid fuel that cannot be sealed by the piston ring 52 b is vaporized under a low pressure and is sealed by the rod packing portion 57.
  • nitrogen gas may be supplied to the rod packing portion 57 instead of supplying it to the cavity portion 48.
  • the rotation direction of the electric motor 31 is switched by the controller 21 and the hydraulic pump 32 is driven in the direction opposite to that in FIG. 2, and the hydraulic oil in the lower chamber 43 b is sent to the lower through hole 45 as shown in FIG. 3.
  • the hydraulic piston 42 descends in the hydraulic oil storage space 43 so that the volume of the lower chamber 43b decreases and the volume of the upper chamber 43a increases. Since the first hydraulic pipe 33 and the second hydraulic pipe do not have a branch or the like, all the hydraulic oil flowing out from the lower chamber 43b is supplied to the upper chamber 43a.
  • the hydraulic oil is alternately passed between the upper chamber 43a and the lower chamber 43b, and the hydraulic piston 42 and the booster pump are increased.
  • the piston 52 can be reciprocated in the vertical direction, and the liquid fuel sucked from the suction port 55 can be pressurized and discharged from the discharge port 56.
  • the hydraulic oil is alternately moved between the upper chamber 43a and the lower chamber 43b by switching the flow direction of the hydraulic oil by the direction switching valve.
  • the hydraulic piston 42 and the boosting piston 52 are reciprocated in the vertical direction, and the liquid fuel sucked from the suction port 55 can be boosted and discharged from the discharge port 56.
  • control is performed so that the pressure in the boosting cylinder 51 does not become lower than the vapor pressure of the fuel. Specifically, by reducing the maximum acceleration of the boosting piston 52 when the reciprocating pump 50 sucks the fuel, the pressure in the boosting cylinder 51 can be prevented from becoming lower than the vapor pressure of the fuel. .
  • the controller 21 controls the linear actuator 30 so that the maximum acceleration of the boosting piston 52 when the reciprocating pump 50 sucks fuel becomes smaller than when the reciprocating pump 50 is driven using a crankshaft.
  • the boosting piston is considered to vibrate with the same period as the crankshaft rotation period and with the same amplitude as the crankshaft rotation radius.
  • the stroke length of the boosting piston at this time is the rotational diameter of the crankshaft (twice the amplitude).
  • the controller 21 is more reciprocal than the case where the boosting piston 52 is simply oscillated with the same amplitude and the same period as when the reciprocating pump is driven using the crankshaft.
  • the linear actuator 30 is controlled so that the maximum acceleration of the boosting piston 52 is reduced when the fuel takes in the fuel.
  • the controller 21 is configured to increase the pressure when the reciprocating pump 50 sucks fuel, where A (A> 0) is the amplitude at which the pressure increasing piston 52 reciprocates in the axial direction, and T is the reciprocating period.
  • a (A> 0) is the amplitude at which the pressure increasing piston 52 reciprocates in the axial direction
  • T is the reciprocating period.
  • the maximum value of the acceleration that increases the absolute value of the speed of the piston 52 is smaller than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2 and the acceleration of the boosting piston 52 when the reciprocating pump 50 discharges fuel.
  • the linear actuator 30 is controlled so that the maximum value of the absolute value of becomes greater than A ⁇ (2 ⁇ / T) 2 .
  • the solid line in FIG. 4 is a diagram showing an example of the change over time in the speed of the boosting piston 52 in this embodiment, where the horizontal axis is time, the vertical axis is speed, and the speed of the boosting piston 52 during discharge is positive. Yes. That is, the reciprocating pump 50 discharges fuel from time t0 to t1 when the piston speed is positive, and the reciprocating pump 50 sucks fuel from time t1 to t4 when the piston speed is negative. Also, the alternate long and short dash line in FIG. 4 represents the change over time in the speed of the boosting piston when the boosting piston is crank-driven. When the boosting piston is crank-driven, the boosting piston makes a simple vibration.
  • V A (2 ⁇ / T) sin (2 ⁇ / T) t (1)
  • a A (2 ⁇ / T) 2 cos (2 ⁇ / T) t (2)
  • the period T and the stroke are the same in the case of this embodiment (solid line) and the case of simple vibration (one-dot chain line). That is, the integral value of the velocity from time t0 to t1 (during discharge) is the same in this embodiment (solid line) and in the case of simple vibration (one-dot chain line), which is 2A. Similarly, the integral value of the velocity from time t1 to time t4 (during inhalation) is the same in the case of this embodiment (solid line) and in the case of simple vibration (dashed line), and is ⁇ 2A.
  • the solid line in FIG. 4 accelerates the boosting piston 52 from the start of suction (t1) to t2, moves the boosting piston 52 at a constant speed from t2 to t3, and ends the suction from t3.
  • the pressure increasing piston 52 is decelerated until (t4).
  • acceleration means to increase the absolute value of the speed of the boosting piston 52
  • decelerate means to decrease the absolute value of the speed of the boosting piston 52.
  • the absolute value of the acceleration of the boosting piston 52 may become the maximum value of the absolute value of the acceleration during inhalation from t1 to t2.
  • the maximum value of the absolute value of the acceleration is the maximum value of the absolute value of the gradient from t1 to t2 of the solid line in FIG.
  • the absolute value of the acceleration of the boosting piston 52 reaches the maximum between t1 and t2, it is the start of suction (t1), and the absolute value of the acceleration Is the absolute value of the slope at t1 of the alternate long and short dash line in FIG. 4, and is A (2 ⁇ / T) 2 .
  • the maximum absolute value of the acceleration of the boosting piston 52 at the time of inhalation (the maximum absolute value of the slope from the solid line t1 to t2) is a simple vibration.
  • the linear actuator 30 is controlled to be smaller than the maximum absolute value of acceleration (A (2 ⁇ / T) 2 that is the absolute value of the gradient at t1 of the dashed line). For this reason, it is possible to prevent the pressure in the boosting cylinder 51 from rapidly decreasing and to suppress the occurrence of cavitation.
  • the maximum value of the absolute value of the acceleration of the booster piston 52 at the time of inhalation is preferably smaller than A ( ⁇ / T 1 ) 2 .
  • the boosting piston 52 is set so that the maximum acceleration is at the start of inhalation. There is no need to control the speed.
  • the time when the absolute value of the acceleration of the boosting piston 52 becomes maximum is after the time when the fuel starts to be sucked (t1) and after a time of 1/4 of one cycle has passed since the time when the suction starts (t1). May also be controlled to be in front.
  • the stroke length is the height from the lowest point to the highest point when the boosting piston 52 reciprocates in the vertical direction.
  • the stroke length is set with reference to the lowest position of the boosting piston 52 in the cylinder liner 53.
  • the lowermost position of the boosting piston 52 is a position in the cylinder liner 53 where the volume of the space below the boosting piston 52 is minimized.
  • the solid line in FIG. 5 is a diagram showing another example of the change over time in the speed of the boosting piston 52 in this embodiment.
  • the horizontal axis represents time and the vertical axis represents speed, and the speed of the boosting piston during discharge is positive. It is said. That is, the reciprocating pump 50 discharges fuel from time t0 to t1 when the piston speed is positive, and the reciprocating pump 50 sucks fuel from time t1 to t5 when the piston speed is negative.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 5 represents the time change of the speed of the boosting piston 52 when the boosting piston is crank-driven (single vibration).
  • the reciprocating pump 50 discharges fuel from the time t0 to t2 when the piston speed is positive, and the reciprocating pump from time t2 to t5 when the piston speed is negative. 50 inhales fuel.
  • the boosting piston 52 is crank-driven, the boosting piston makes a simple vibration.
  • V A (2 ⁇ / T) sin (2 ⁇ / T) t (1)
  • a A (2 ⁇ / T) 2 cos (2 ⁇ / T) t (2)
  • the period T and the stroke are the same in the case of this embodiment (solid line) and the case of simple vibration (one-dot chain line). That is, the integrated value of the velocity from the time t0 to t1 (during discharge) in the case of the present embodiment (during discharge) is the integrated value of the velocity from the time t0 to t2 in the case of simple vibration (dash line) (during discharge). And 2A.
  • the integral value of speed from time t1 to time t5 is the integral of speed from time t2 to time t5 in the case of simple vibration (dash chain line) (during suction). The value is the same as -2A.
  • the solid line in FIG. 5 accelerates the boosting piston 52 from the start of suction (t1) to t3, moves the boosting piston 52 at a constant speed from t3 to t4, and ends the suction from t4.
  • the pressure increasing piston 52 is decelerated until (t5).
  • the absolute value of the acceleration of the boosting piston 52 may become the maximum absolute value of the acceleration during inhalation from t1 to t3.
  • the maximum value of the absolute value of the acceleration is the maximum value of the absolute value of the gradient from t1 to t3 of the solid line in FIG.
  • the boosting piston vibrates simply (dashed line)
  • the absolute value of the acceleration of the boosting piston 52 becomes maximum, it is at the start of suction (t2), and the maximum absolute value of acceleration is shown in FIG.
  • the absolute value of the slope at t2 of the alternate long and short dash line is A (2 ⁇ / T) 2 .
  • the maximum absolute value of the acceleration of the boosting piston 52 during inhalation (the maximum absolute value of the slope of the solid line from t1 to t3) is a simple vibration.
  • the linear actuator 30 is controlled so as to be smaller than the maximum value of the absolute value of acceleration (A (2 ⁇ / T) 2 which is the absolute value of the gradient at t2 of the one-dot chain line). For this reason, it is possible to prevent the pressure in the boosting cylinder 51 from rapidly decreasing and to suppress the occurrence of cavitation.
  • the maximum value of the absolute value of the acceleration of the booster piston 52 at the time of inhalation is preferably smaller than A ( ⁇ / T 2 ) 2 .
  • the fuel discharge period (between t0 and t1) and the fuel intake period (between t1 and t4) in one cycle (time from t0 to t4) of the boosting piston 52. Between) is equal.
  • the period (t1) during which the fuel is sucked in rather than the period during which the fuel is discharged (between t0 and t1) in one cycle (time from t0 to t5) of the boosting piston 52. To t5) is longer.
  • the period (between t1 and t3) for accelerating the boosting piston 52 at the time of inhalation can be made longer, and the maximum absolute value of the acceleration at the time of inhalation can be further reduced.
  • the speed of the boosting piston 52 at the time of inhalation is set longer than the period (from t0 to t1) during which fuel is sucked (between t1 and t5).
  • the absolute value of the absolute value (maximum value of the absolute value of the velocity between t3 and t4 of the solid line) is made smaller than A (2 ⁇ / T) which is the maximum value of the absolute value of the velocity in the case of simple vibration Can do. For this reason, the maximum value of the absolute value of acceleration for accelerating to the maximum speed can be reduced.
  • fuel may be discharged from the reciprocating pumps 50 of other fuel supply units while the fuel is sucked by the reciprocating pump 50 of one fuel supply unit.
  • the reciprocating pump 50 in each of the three fuel supply units 20A, 20B, and 20C, in order to suck fuel in one reciprocating pump 50, the other two reciprocating pumps 50 discharge fuel. You can use the time you are doing. In other words, when the suction and discharge are performed in one cycle, each reciprocating pump 50 may perform discharge in the time of 1/3 of one cycle and perform the suction in the time of 2/3 of one cycle.
  • each reciprocating pump 50 discharges in 1 / n times of one cycle, and (n ⁇ 1) ) / N.
  • the moving speed of the boosting piston 52 when sucking in the fuel can be made slower than the speed when discharging the fuel, and the pressure in the boosting cylinder 51 is prevented from rapidly decreasing, and cavitation Can be suppressed.
  • the total amount of fuel discharged can be adjusted by adjusting the time of one cycle.
  • the time for sucking the fuel is the same as the time for discharging the fuel (FIG. 4), and the case where the time for sucking the fuel is longer than the time for discharging the fuel (FIG. 5) have been described.
  • the time for inhaling the fuel may be shorter than the time for discharging the fuel.
  • the linear actuator 30 increases the pressure by moving the boosting piston 52 in the vertical direction so that the reciprocating pump 50 sucks fuel when the boosting piston 52 is raised.
  • the gravity of the boosting piston 52 acts on the linear actuator 30 when the piston 52 is raised. For this reason, the speed at which the boosting piston 52 is raised can be reduced, and the occurrence of cavitation can be prevented.
  • the hydraulic piston 42 and the boosting piston 52 are moved in the vertical direction, the hydraulic cylinder 41 and the boosting cylinder 51 also receive vertical force as a reaction. For this reason, even if the hydraulic piston 42 and the boosting piston 52 are driven, the force acting in the horizontal direction does not act on the installation location of the hydraulic cylinder 41 and the boosting cylinder 51. Can be easily fixed. Further, the floor area required for installing the hydraulic cylinder 41 and the boosting cylinder 51 can be reduced.
  • the moving direction of the hydraulic piston 42 can be switched by switching the flow direction of the hydraulic oil supplied into the hydraulic cylinder 41 according to the forward / reverse rotation direction of the hydraulic pump 32.
  • the flow direction of the hydraulic oil is not switched by the direction switching valve, it is not necessary to keep the hydraulic pump 32 operating at the rated rotational speed. For this reason, energy consumption can be reduced compared with the case where the hydraulic pump 32 is continuously operated at the rated rotational speed.
  • the plurality of fuel supply units 20A, 20B, and 20C are provided in parallel between the low pressure fuel supply pipe 12 and the high pressure fuel supply pipe 13, the number of fuel supply parts can be easily changed. Further, even when trouble occurs in any of the plurality of fuel supply units or when maintenance is performed, any one of the fuel supply units can be removed and the other fuel supply units can be continuously driven. Further, since the plurality of fuel supply units 20A, 20B, and 20C can be controlled independently, the number of fuel supply units that operate according to the fuel demand of the internal combustion engine 90 can be changed.
  • the speed and position of the boosting piston 52 can be adjusted reliably.
  • the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of fuel supply units can be used.
  • the shape of the reciprocating pump 50 is not limited to the shape shown in FIGS. 2 and 3, and a reciprocating pump having an arbitrary shape can be used.
  • the fuel supply device mounted on the ship has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 can be installed on an arbitrary structure.
  • the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 may be mounted on the body of an automobile, or the linear actuator 30 and the reciprocating pump 50 may be installed on the floor of a building frame.
  • FIG. 6 is a view showing a fuel supply unit using the electric cylinder unit as the linear actuator 30.
  • the electric cylinder unit includes an electric motor 31, gears 35 a and 35 b, a ball nut 37, and a ball screw 38.
  • the gear 35a is rotated by the power of the electric motor 31, and the rotation of the gear 35a is transmitted to the gear 35b.
  • the gear 35 b is provided integrally with the ball nut 37 and transmits the rotation of the gear 35 a to the ball nut 37.
  • the ball nut 37 is screwed with the ball screw 38 and rotates together with the gear 35b.
  • the lower end of the ball screw 38 is connected to the upper end of the boosting piston 52 by a connecting portion 49.
  • the ball screw 38 moves in the axial direction.
  • the boosting piston 52 also moves in the axial direction.
  • the same effect as the case where a hydraulic cylinder unit is used as the linear actuator 30 can be obtained.
  • the rotation of the electric motor 31 may be transmitted to the ball nut using a pulley and a timing belt instead of the gears 35a and 35b. .

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Abstract

内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給装置は、リニアアクチュエータと、リニアアクチュエータによって駆動され軸方向に往復する昇圧用ピストンを有し、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記燃料の吸入と吸入時よりも昇圧した燃料の吐出を交互に繰り返す往復式ポンプと、前記リニアアクチュエータの駆動を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、前記往復式ポンプが前記燃料を吸入する時の前記昇圧用ピストンの速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、前記往復式ポンプが前記燃料を吐出する時の前記昇圧用ピストンの加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように前記リニアアクチュエータを制御する。

Description

燃料供給装置および燃料供給方法
　本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置および燃料供給方法に関する。
　従来の船舶においては、低速での出力が可能であり、プロペラに直結して駆動することができる、２ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンが用いられている。
　近年、低速ディーゼルエンジンの燃料として、ＮＯｘ、ＳＯｘ、排出量の少ない天然ガスが注目されている。低速ディーゼルエンジンの燃焼室に高圧の天然ガスを燃料として噴射して燃焼させることで、高熱効率で出力が得られる。
　例えばクランク軸を用いて回転運動を往復運動に変えることで、往復式ポンプを駆動することが行われている。クランク軸を用いて往復式ポンプのピストンを駆動する場合、ピストンストロークがクランク軸によって定まるため、ピストンストロークを自由に調整することができない。また、複数の往復式ポンプを同一のクランク軸によって駆動する場合、往復式ポンプのそれぞれを独立して制御することができなかった。
　一方、特許文献１には、液体の燃料を、往復式ポンプを用いて昇圧してエンジンに供給する装置が記載されている。特許文献１の装置では、往復式ポンプのピストンを左右方向に駆動しており、ピストンを駆動するリニアアクチュエータとして、「線形油圧モータ」（油圧シリンダユニット）が用いられている。特許文献１では、油圧シリンダユニットへ油圧ポンプから供給する作動油の方向を方向切替弁で切り替えることにより、往復式ポンプのピストンの移動方向を切り替えている。油圧シリンダユニットを用いる場合、クランク軸を用いる場合よりも、低速で往復式ポンプを駆動することができる。また、ピストンが一定の速度で移動するようにピストン行程を制御することができるという利点がある。
特表２００５－５０４９２７号公報
　特許文献１のように、油圧シリンダユニットへ供給する作動油の方向を方向切替弁で切り替えることで往復式ポンプのピストンの移動方向を切り替える場合、ピストンに作用する力が吐出時と吸入時とで同一となる。一方、往復式ポンプでは、燃料を高圧で吐出する時に大きな力が必要となる一方、低圧の燃料を吸入するときには負荷が小さい。このため、油圧シリンダユニットを用いて往復式ポンプを駆動する場合には、ピストンの負荷が小さい吸入時にピストンがより高速で移動しやすく、往復式ポンプのシリンダ内の圧力が燃料の蒸気圧よりも低下することによりキャビテーションが生じやすくなる。キャビテーションが生じると、往復式ポンプのピストンやシリンダにエロージョンが発生し寿命が短くなるという問題がある。
　また、クランク軸を用いて往復式ポンプを駆動する場合には、吐出時と吸入時とでピストンの速度は同一であり、吸入時のみの速度は変更できないため、高回転、高出力時においてキャビテーションが発生してしまう。
　そこで、本発明は、往復式ポンプに生じるキャビテーションを抑制することができる燃料供給装置および燃料供給方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様は、内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給装置であって、リニアアクチュエータと、前記リニアアクチュエータによって駆動され軸方向に往復する昇圧用ピストンを有し、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記燃料の吸入と吸入時よりも昇圧した燃料の吐出を交互に繰り返す往復式ポンプと、前記リニアアクチュエータの駆動を制御するコントローラと、を備える。
　前記コントローラは、
　前記昇圧用ピストンが軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、
　前記往復式ポンプが前記燃料を吸入する時の前記昇圧用ピストンの速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、
　前記往復式ポンプが前記燃料を吐出する時の前記昇圧用ピストンの加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように前記リニアアクチュエータを制御する、ことを特徴とする。
　本発明の第２の態様は、内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給装置であって、低圧の燃料が供給される低圧燃料供給管と、前記燃焼室内へ供給される高圧の燃料が供給される高圧燃料供給管と、前記低圧燃料供給管と前記高圧燃料供給管との間に設けられ、前記低圧燃料供給管内の燃料を昇圧してそれぞれ前記高圧燃料供給管に供給する複数の燃料供給部と、前記複数の燃料供給部を制御する制御部と、を備える。
　前記燃料供給部のそれぞれは、
　内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給装置であって、リニアアクチュエータと、前記リニアアクチュエータによって駆動され軸方向に往復する昇圧用ピストンを有し、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記燃料の吸入と吸入時よりも昇圧した燃料の吐出を交互に繰り返す往復式ポンプと、前記リニアアクチュエータの駆動を制御するコントローラと、を備える。
　前記コントローラは、
　前記昇圧用ピストンが軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、
　前記往復式ポンプが前記燃料を吸入する時の前記昇圧用ピストンの速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、
　前記往復式ポンプが前記燃料を吐出する時の前記昇圧用ピストンの加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように前記リニアアクチュエータを制御し、
　前記制御部は、前記複数の燃料供給部のいずれか１つの昇圧用シリンダが燃料を吐出するときに、他の燃料供給部の昇圧用シリンダが燃料を吸入するように前記コントローラのそれぞれを制御する、ことを特徴とする。
　前記コントローラは、前記往復式ポンプが前記燃料を吸入するときの前記昇圧用ピストンの加速度が最大となるときが、前記往復式ポンプが前記燃料の吸入を開始するときよりも後、かつ前記燃料の吸入を開始するときから前記周期の１／４の時間が経過するよりも前となるように前記リニアアクチュエータを制御する、ことが好ましい。
　前記往復式ポンプは、昇圧用ピストンを鉛直方向に移動可能に収容する昇圧用シリンダを有し、前記昇圧用ピストンが鉛直上方向に移動することにより前記昇圧用シリンダの内部であって前記昇圧用ピストンの下部に前記燃料を吸入し、前記昇圧用ピストンが鉛直下方向に移動することにより前記燃料を昇圧して吐出する、ことが好ましい。
　前記昇圧用ピストンの軸方向の速度を検出する速度センサをさらに有する、ことが好ましい。
　前記リニアアクチュエータは、油圧シリンダユニットであって、作動油を収容する作動油収容空間を有し、軸方向が鉛直方向となるように配置された油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内で軸方向に移動可能に設けられ、前記作動油収容空間を第１チャンバと第２チャンバとに区画する油圧ピストンと、前記油圧ピストンと前記昇圧用ピストンとを連結するピストンロッドと、前記第１チャンバに作動油を供給することで前記油圧ピストンを軸方向の第１の方向に移動させ、前記第２チャンバに作動油を供給することで前記油圧ピストンを軸方向の第２の方向に移動させる油圧ポンプと、前記油圧ピストンが軸方向に往復するように前記油圧ポンプを駆動する電動モータとを備える。
　前記コントローラは、前記電動モータを制御することで前記油圧ピストンの前記油圧シリンダ内での移動を制御する、ことが好ましい。
　前記油圧シリンダユニットは、一端が前記油圧ポンプと接続され、他端が前記第１チャンバと接続され、前記油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記第１チャンバに供給し、前記第１チャンバから排出される全ての作動油を前記油圧ポンプに戻す密閉された第１の油圧配管と、一端が前記油圧ポンプと接続され、他端が前記第２チャンバと接続され、前記油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記第２チャンバに供給し、前記第２チャンバから排出される全ての作動油を前記油圧ポンプに戻す密閉された第２の油圧配管と、をさらに備える、ことが好ましい。
　また、前記リニアアクチュエータは、電動シリンダユニットであってもよい。電動シリンダユニットは、電動モータと、前記電動モータの動力により回転するボールナットと、前記ボールナットが螺合し、軸方向が前記昇圧用ピストンの軸方向と一致した状態で前記昇圧用ピストンと連結され、前記ボールナットの回転により軸方向に移動するボールねじと、を備え、前記コントローラは、前記電動モータを制御することで前記ボールねじの軸方向の移動を制御する、ことが好ましい。
　本発明の第３の態様は、内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給方法であって、
　リニアアクチュエータによって駆動され軸方向に往復する昇圧用ピストンを有し、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記燃料の吸入と吸入時よりも昇圧した燃料の吐出を交互に繰り返す往復式ポンプの前記昇圧用ピストンが軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、
　前記往復式ポンプが前記燃料を吸入する時の前記昇圧用ピストンの速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、
　前記往復式ポンプが前記燃料を吐出する時の前記昇圧用ピストンの加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように前記リニアアクチュエータを制御する、ことを特徴とする。
　本発明によれば、昇圧用シリンダ内の圧力が急激に低下することを防ぎ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
本実施形態の燃料ガス供給装置の概略の構成図である。 燃料吸引時のリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０の断面図である。 燃料吐出時のリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０の断面図である。 昇圧用ピストン５２の速度の時間変化の一例を示す図である。 昇圧用ピストン５２の速度の時間変化の他の一例を示す図である。 電動シリンダユニットをリニアアクチュエータ３０として用いた燃料供給部を示す図である。
　以下、本発明の実施形態に係る燃料供給装置を図面に基づいて説明する。
　図１に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０は、液体燃料を昇圧・加熱し、内燃機関９０の燃焼室内へ高圧で噴射して供給する装置である。内燃機関９０はシリンダ内の燃焼室で燃料を燃焼させ、その熱エネルギーによって仕事をする原動機であり、例えばレシプロエンジン、ガスタービンである。特に、燃料を圧縮着火させるディーゼルエンジンを内燃機関９０として用いることが好ましい。以下の実施形態では、内燃機関９０として船舶に搭載されるディーゼルエンジンを用いる場合について説明するが、本発明は船舶以外のディーゼルエンジンへの燃料供給装置に適用することもできる。
　燃料供給装置１０は、図１に示すように、液体燃料タンク１１と、低圧燃料供給管１２と、複数の燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、高圧燃料供給管１３と、熱交換器１４と、高温燃料供給管１５と、調圧弁１６と、圧力計１７と、制御部８０と、を備える。燃料供給装置１０のこれらの構成要素は全て船舶に搭載される。
　液体燃料タンク１１は、内燃機関９０に供給される燃料を液体の状態で貯留する。液体燃料タンク１１に貯留される液体燃料として、例えば、液化メタン、液化エタン、液化プロパン等を用いることができる。液体燃料タンク１１は、低圧燃料供給管１２と接続されており、低圧燃料供給管１２を介して液体燃料を燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに供給する。
　燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃとの接続部における低圧燃料供給管１２内の液体燃料の圧力は、液体燃料タンク１１内の液体燃料の温度、液面高さ等に応じた圧力となっている。この圧力を高め有効吸込みヘッド（NPSH：Net Positive Suction Head）を確保し、燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃに液体燃料を供給しやすくするために、液体燃料タンク１１は、燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃよりも高い位置に配置されている。
　なお、液体燃料タンク１１が高い位置に配置できない場合は、液体燃料タンク１１に液体燃料を供給するブースターポンプにより液体燃料タンク１１内の液体燃料の圧力を高めることで、有効吸込ヘッドを確保してもよい。
　燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、低圧燃料供給管１２と高圧燃料供給管１３との間に並列に設けられている。燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、それぞれ、コントローラ２１と、リニアアクチュエータ３０と、往復式ポンプ５０とを備える。
　往復式ポンプ５０は、低圧燃料供給管１２から供給される液体燃料を昇圧し、高圧燃料供給管１３を介して熱交換器１４に供給する。低圧燃料管１２および高圧燃料供給管１３は、燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから着脱可能である。
　リニアアクチュエータ３０は往復式ポンプ５０のピストンを駆動するものである。リニアアクチュエータ３０を用いることで、クランク軸を用いる場合よりも往復式ポンプ５０のピストンを低速で駆動することや、ピストン行程において往復式ポンプの液流入始め、液昇圧始め、液昇圧終了時以外は、ピストンが一定の速度で移動するように駆動制御することができる。リニアアクチュエータ３０として、例えば、油圧シリンダユニット、電動シリンダユニット等を用いることができる。本実施形態では、リニアアクチュエータ３０として油圧シリンダユニットを用いる場合について説明する。
　コントローラ２１は、制御部８０から入力される制御信号により制御され、リニアアクチュエータ３０を制御する。また、コントローラ２１には、後述するように、往復式ポンプ５０のピストンの位置を示す位置信号が入力される。コントローラ２１は、位置信号に応じて往復式ポンプ５０の吐出量が調節されるようにリニアアクチュエータ３０を位置制御する。
　なお、図１においては、３つの燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが低圧燃料供給管１２と高圧燃料供給管１３との間に並列に設けられているが、燃料供給部の数はこれに限られず、供給する燃料の量に応じて任意に変更することができる。
　熱交換器１４は、入口側が高圧燃料供給管１３と接続され、出口側が高温燃料供給管１５と接続されている。熱交換器１４は、高圧燃料供給管１３を介して供給される昇圧後の液体燃料を加熱する。液体燃料を加熱する熱源として、例えば、液体燃料タンク１１で発生するボイルオフガスの燃焼熱を用いることができる。例えば、ボイルオフガスの燃焼熱で加熱した温水との熱交換により液体燃料を加熱してもよい。
　高温燃料供給管１５には、調圧弁１６が設けられており、高温燃料供給管１５の一端は熱交換器１４と、他端は内燃機関９０の燃焼室と接続されている。熱交換器１４で加熱後の液体燃料は、調圧弁１６により内燃機関９０が必要とする所定の範囲の圧力に調圧された後、高温燃料供給管１５を介して内燃機関９０の燃焼室に供給される。調圧弁１６は制御部８０により制御される。
　ここで、内燃機関９０が必要とする所定の範囲の圧力は、内燃機関９０の種類や性能に応じて異なる。内燃機関９０が船舶用の２ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンであれば、所定の範囲の圧力は、例えば５～１００ＭＰａ、好ましくは２０～７０ＭＰａであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
　また、高温燃料供給管１５には、圧力計１７が設けられている。圧力計１７は高温燃料供給管１５内の圧力を計測し、計測信号を制御部８０に出力する。
　制御部８０には、内燃機関９０から内燃機関９０の負荷を示す信号が入力される。内燃機関９０の負荷を示す信号は、例えば、回転数を示す信号である。
　制御部８０は、燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに制御信号を出力することで、往復式ポンプ５０の吐出量を調整する。往復式ポンプ５０の吐出量は、高温燃料供給管１５内の圧力が、必要とされる内燃機関９０の負荷に応じた圧力となるように調整される。
　なお、内燃機関９０により駆動される推進用プロペラ（図示せず）の回転数を計測し、回転数に応じて高温燃料供給管１５内の圧力を調整してもよい。
　液体燃料タンク１１、低圧燃料供給管１２、リニアアクチュエータ３０、往復式ポンプ５０、高圧燃料供給管１３、熱交換器１４、高温燃料供給管１５、調圧弁１６、圧力計１７は、危険区域に配置される。一方、コントローラ２１および制御部８０は、一般に非防爆対応品であるが、防爆対応が出来ていない場合には、危険区域から防爆隔壁により隔離された非危険区域に配置するか、危険区域から十分に距離を隔てた非防爆区域に配置しなければならない。
　次に、図２、図３を用いて、電動モータにサーボモータを使用したリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０の具体的な構成について詳細に説明する。なお、以下の説明では、リニアアクチュエータ３０として油圧シリンダユニットを用いる場合について説明するが、リニアアクチュエータ３０は油圧シリンダユニットに限られるものではない。
　図２、図３において、上下方向は鉛直方向と一致し、左右方向は水平方向と一致する。以下の説明では、鉛直方向の上方向を「上方」、上方の部分を「上部」、鉛直方向の下方を「下方」、下方向の部分を「下部」という。なお、以下の説明では、軸方向が鉛直方向となるように配置されたリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０について説明するが、本発明はこれに限らず、軸方向が水平方向となる場合や角度を持たせた方向となるように配置されたリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０を用いてもよい。
　本実施形態においては、リニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０が軸方向を鉛直方向に向けて配置される。なお、図２、図３においては、リニアアクチュエータ３０の下方に往復式ポンプ５０が配置される例について説明するが、リニアアクチュエータ３０の上方に往復式ポンプ５０が配置されてもよい。
〔油圧シリンダユニット〕
　図２、図３に示すように、油圧シリンダユニット（リニアアクチュエータ３０）は、電動モータ３１、油圧ポンプ３２、第１の油圧配管３３、第２の油圧配管３４、固定部４０、油圧シリンダ４１、油圧ピストン４２、等を備える。
　油圧シリンダユニットは、架台１００の天板１０１に設けられている。天板１０１は脚１０２により支持されており、脚１０２は船体の甲板や内底板等の構造体に固定される。
　電動モータ３１は天板１０１の上部に設けられている。電動モータ３１はコントローラ２１によって制御され、油圧ポンプ２３を駆動する。電動モータ３１には、例えばインバータモータ又はサーボモータが用いられる。
　油圧ポンプ３２は天板１０１の上部に設けられている。油圧ポンプ３２は電動モータ３１により駆動され、油圧シリンダ４１内に作動油を供給することで油圧ピストン４２を鉛直方向に移動させる。作動油としては、石油系作動油、合成系作動油、水成形作動油等から任意の作動油を採用することができる。
　油圧ポンプ３２は第１の油圧配管３３および第２の油圧配管３４と接続されている。油圧ポンプ３２は電動モータ３１によって駆動される。
　電動モータ３１がサーボモータである場合、電動モータ３１の正逆の回転方向に応じて油圧ポンプ３２から作動油が吐出される方向が切り替わる。例えば、電動モータ３１の正回転時には、油圧ポンプ３２は第１の油圧配管３３内の作動油を吸引し、吸引した作動油を第２の油圧配管３４側へ吐出する。また、電動モータ３１の逆回転時には、油圧ポンプ３２は第２の油圧配管３４内の作動油を吸引し、吸引した作動油を第１の油圧配管３３側へ吐出する。この場合、第１の油圧配管３３および第２の油圧配管３４に方向切替弁は不要である。
　一方、電動モータ３１がインバータモータである場合、作動油が流れる方向は、第１の油圧配管３３および第２の油圧配管３４に設けられる方向切替弁（図示せず）によって変更する。
　なお、第１の油圧配管３３および第２の油圧配管３４内の作動油の流量、圧力は、油圧ポンプ３２の吐出量によって決定される。電動モータ３１がサーボモータである場合、電動モータ３１がインバータモータである場合のいずれの場合も、作動油の流量、圧力は電動モータ３１の回転数によって調整することができる。
　固定部４０は天板１０１に設けられた開口１０１ａ内に配置された状態で天板１０１に固定されている。固定部４０の上部には油圧シリンダ４１が固定され、固定部４０の下部には往復式ポンプ５０が固定されている。固定部４０は中空の筒状であり、内部に空洞部４８が設けられている。
　油圧シリンダ４１は、作動油を収容する作動油収容空間４３を有し、軸方向が鉛直方向となるように天板１０１の上面に載置される。また、油圧シリンダ４１の側壁には、作動油収容空間４３の上端部に通じる上側貫通孔４４、および、作動油収容空間４３の下端部に通じる下側貫通孔４５が設けられている。上側貫通孔４４の外側開口部は第１の油圧配管３３と接続されており、下側貫通孔４５の外側開口部は第２の油圧配管３４と接続されている。
　油圧ピストン４２には、ピストンリング４２ｂが設けられている。油圧ピストン４２は、ピストンリング４２ｂを油圧シリンダ４１の作動油収容空間４３の内壁面と接触させながら鉛直方向に移動可能に作動油収容空間４３内に収容されているライダーリング４２ａは油圧ピストン４２が鉛直方向に移動するときの水平方向の振れを補正する役割を果たす。ピストンリング４２ｂは油圧ピストン４２と作動油収容空間４３の内壁面との隙間を塞ぐ役割を果たす。
　油圧ピストン４２は作動油収容空間４３を油圧ピストン４２よりも上側の上側チャンバ４３ａ（第２チャンバ）と油圧ピストン４２よりも下側の下側チャンバ４３ｂ（第１チャンバ）とに区画する。
　油圧ピストン４２はダブルロッド型であり、油圧シリンダ４１の上部および下部から外部へ突出するピストンロッド４７を有している。ピストンロッド４７は油圧ピストン４２とともに上下動する。油圧ピストン４２がダブルロッド型であるため、油圧ピストン４２が上昇したときの上側チャンバ４３ａの容積の減少量と下側チャンバ４３ｂの容積の増加量とが等しい。油圧ピストン４２はシングルロッド型であっても良い。ただし、この場合は移動する作動油の量が変化することによる圧力変動が生じるので脈動防止タンクを設けるのが望ましい。
　油圧シリンダ４１のピストンロッド４７が貫通する部分には、ブッシュ４６が設けられている。ブッシュ４６内にはオイルシールが組み込まれている。ブッシュ４６はピストンロッド４７を上下動可能に支持するとともに、作動油収容空間４３から作動油が漏出することを防いでいる。
　空洞部４８内には、ピストンロッド４７の下端部と、往復式ポンプ５０の昇圧用ピストン５２の上端部とを連結する連結部４９が設けられている。連結部４９はピストンロッド４７の上下動に伴い、空洞部４８内で上下動する。尚、連結部４９は、油圧シリンダのピストンロッド４７と往復式ポンプ５０のピストン５２の軸芯ズレ調整機能を持っている。
　空洞部４８には、復式ポンプ５０からのガス漏れ防止の観点から外部から室温の窒素ガスが供給されている。窒素ガスは往復式ポンプ５０のロッドパッキン部５７に供給してもよい。空洞部４８が設けられることで、往復式ポンプ５０内の低温熱源（液体燃料）への熱伝導が抑制され、ピストンロッド４７を介して作動油収容空間４３内の高温熱源（作動油）が冷却されるのを防ぐことができる。なお、防爆形ヒータや吸熱フィンを設けることで高温熱源が冷却されることを防いでもよい。
〔往復式ポンプ〕
　往復式ポンプ５０として、例えば特許第５５１９８５７号に記載されているのと同様の構造を有する往復式ポンプを用いることができる。
　具体的には、往復式ポンプ５０は、昇圧用シリンダ５１と、昇圧用ピストン５２と、シリンダライナ５３と、カバー５４と、弁箱６０と、等を有する。
　昇圧用シリンダ５１の上端部は固定部４０の下端部に固定されている。昇圧用シリンダ５１の側壁は架台１００の脚１０２に固定されている。昇圧用シリンダ５１の上側部分にはロッドパッキン部５７が設けられている。
　昇圧用シリンダ５１は内部に昇圧用ピストン５２、シリンダライナ５３、および弁箱６０を収容する空間を有し、昇圧シリンダ５１の下端部にはカバー５４が固定されている。カバー５４によってシリンダライナ５３および弁箱６０は昇圧用シリンダ５１内で固定されている。
　昇圧用シリンダ５１の側壁には、内部に弁箱６０が固定される高さの位置に、吸入口５５が設けられている。吸入口５５は低圧燃料供給管１２と接続されている。
　カバー５４には、鉛直方向に貫通する吐出口５６が設けられている。吐出口５６は高圧燃料供給管１３と接続されている。
　ここで、弁箱６０が昇圧用ピストン５２よりも下方に設けられており、昇圧用ピストン５２を鉛直上方に移動することにより昇圧用シリンダ５１の内部であって昇圧用ピストン５２の下部に燃料を吸入するため、往復式ポンプ５０の吸入口５５をより低い位置に配置することができる。吸入口５５との接続部における低圧燃料供給管１２内の液体燃料の圧力は、液体燃料タンク１１内の液体燃料の液面の高さと吸入口５５の高さとの差に比例する圧力となる。このため、吸入口５５をより低い位置に配置することで、吸入口５５との接続部における低圧燃料供給管１２内の液体燃料の圧力を高めることができる。これにより、吸入口５５から昇圧用シリンダ５１内への燃料の供給を容易にすることができる。
　昇圧用ピストン５２の上端部は、連結部４９によってピストンロッド４７の下端部と連結されており、昇圧用ピストン５２はピストンロッド４７と連動して上下動する。
　また、昇圧用ピストン５２の上端部には、位置センサが設けられる。位置センサは、昇圧用ピストン５２の鉛直方向の位置を検出し、位置信号をコントローラ２１に出力する。なお、位置信号を用いて、昇圧用ピストン５２の変位を時間微分することにより、昇圧用ピストン５２の速度を求めることができる。すなわち、位置センサを速度センサとしても用いることができる。さらに、昇圧用ピストン５２の速度を時間微分することにより、昇圧用ピストン５２の加速度を求めることができる。すなわち、位置センサを加速度センサとしても用いることができる。
　なお、位置センサを油圧シリンダ４１に取り付けてもよい。
　位置センサとして、例えば、磁歪式位置センサ７０や超音波センサを用いることができる。ここでは磁歪式位置センサを使用した場合について説明する。
　具体的には、磁歪式位置センサ７０は、センサプローブ７１（磁歪線）と、環状マグネット７２と、検出器７３とを有する。センサプローブ７１は空洞部４８内に鉛直方向に設けられる。環状マグネット７２は中央にセンサプローブ７１が挿入された状態で、センサプローブ７１に沿って昇圧用ピストン５２とともに上下動するように昇圧用ピストン５２の上端部に取り付けられる。センサプローブ７１の一端にはセンサプローブ７１に生じる歪みを検出する検出器７３が設けられている。センサプローブ７１に電流パルス信号を与えると、センサプローブ７１を中心とする円周方向の磁場が生じる。センサプローブ７１のマグネット７２と同じ高さの位置では、センサプロ－ブ７１の軸方向に磁場が与えられるため、軸方向に対して斜め方向の合成磁場が生じる。これにより、センサプローブ７１に局部的なねじり歪みが生じる。検出器７３はこのねじり歪みを検出することで、マグネット７２の高さ方向の位置を検出し、昇圧用ピストン５２の高さ方向の位置を示す位置信号をコントローラ２１に出力する。
　昇圧用ピストン５２の下部にはライダーリング５２ａおよびピストンリング５２ｂが設けられている。昇圧用ピストン５２はライダーリング５２ａおよびピストンリング５２ｂをシリンダライナ５３の内壁面と接触させながら鉛直方向に移動可能にシリンダライナ５３内に収納されている。ロッドパッキン部５７にもライダーリング５１ａが装備されている。これらのライダーリング５１ａ、５２ａは昇圧用ピストン５２が鉛直方向に移動するときの水平方向の振れを補正する役割を果たす。ピストンリング５２ｂは昇圧用ピストン５２とシリンダライナ５３の内壁面との隙間を塞ぎ、先端の昇圧された液体燃料の圧力を封止する役割を果たす。
　弁箱６０は昇圧用シリンダ５１内でシリンダライナ５３の下部に固定されている。弁箱６０には、吐出流路６１、吐出用弁体６２、吸入流路６４、吸入用弁体６５、等が設けられている。
　吐出流路６１は弁箱６０を鉛直方向に貫通するように設けられている。吐出流路６１の内部には、吐出用弁体６２が鉛直方向に移動可能に収容されている。吐出流路６１の上端部側は内径が吐出用弁体６２の外径よりも小さい細径部となっている。細径部の下側開口は、吐出用弁体６２が配置される弁座６３となっている。吐出用弁体６２および弁座６３により吐出弁が構成される。
　吐出流路６１の弁箱６０の下側の開口はカバー５４の吐出口５６と対向する位置に設けられている。
　吸入流路６４は弁箱６０の外側壁から弁箱６０の上面であって昇圧用ピストン５２の位置に連通する位置に設けられている。吸入流路６４の弁箱６０の外側壁側の開口は昇圧用シリンダ５１の吸入口５５と対向する位置に設けられている。
　吸入流路６４の弁箱６０の上面側の開口の外周部は吸入用弁体６５用の弁座６６となっており、弁座６６の上部に吸入用弁体６５が鉛直方向に移動可能に設けられている。吸入用弁体６５および弁座６６により吸入弁が構成される。
　ロッドパッキン部５７は、空洞部４８に接続されており、液体燃料が気化したガスを外気へ漏洩させないようシールリングを装備してシールしている。ピストンリング５２ｂによりシールできず漏洩した液体燃料は低圧下で気化し、このロッドパッキン部５７でシールされる。液体燃料が気化したガスの外部への漏洩を防止するため、空洞部４８に窒素ガスを供給する代わりにこのロッドパッキン部５７へ供給してもよい。
〔リニアアクチュエータおよび往復式ポンプの動作〕
　次に、電動モータにサーボモータを使用したリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０の動作について説明する。
　まず、電動モータ３１により油圧ポンプ３２を駆動し、図２に示すように、上側チャンバ４３ａ内の作動油を上側貫通孔４４から排出し、第１の油圧配管３３、第２の油圧配管３４を経て下側貫通孔４５から下側チャンバ４３ｂ（第１チャンバ）へ供給する。すると、下側チャンバ４３ｂの容積が大きくなり、上側チャンバ４３ａの容積が小さくなるように、油圧ピストン４２が作動油収容空間４３内で上昇する。なお、第１の油圧配管３３および第２の油圧配管は分岐等を有さないため、上側チャンバ４３ａから流出した作動油は全て下側チャンバ４３ｂへ供給される。
　油圧ピストン４２が上昇すると、連結部４９でピストンロッド４７の下端部と連結されている昇圧用ピストン５２がシリンダライナ５３内で上昇（第１の方向に移動）する。すると、吸入用弁体６５が弁座６６から離れて上昇し、吸入口５５から供給される液体燃料が吸入流路６４を通ってシリンダライナ５３の内部であって昇圧用ピストン５２の下部の空間に流入する。このとき、吐出用弁体６２は弁座６３を塞いだ状態である。
　次に、コントローラ２１により電動モータ３１の回転方向を切り替え、油圧ポンプ３２を図２とは反対方向に駆動し、図３に示すように、下側チャンバ４３ｂ内の作動油を下側貫通孔４５から排出し、第２の油圧配管３４、第１の油圧配管３３を経て上側貫通孔４４から上側チャンバ４３ａ（第２チャンバ）へ供給する。すると、下側チャンバ４３ｂの容積が小さくなり、上側チャンバ４３ａの容積が大きくなるように、油圧ピストン４２が作動油収容空間４３内で下降する。なお、第１の油圧配管３３および第２の油圧配管は分岐等を有さないため、下側チャンバ４３ｂから流出した作動油は全て上側チャンバ４３ａへ供給される。
　油圧ピストン４２が下降すると、連結部４９でピストンロッド４７の下端部と連結されている昇圧用ピストン５２がシリンダライナ５３内で下降（第２の方向に移動）する。すると、シリンダライナ５３の内部であって昇圧用ピストン５２の下部の空間に吸入された液体燃料が吐出用弁体６２を押し下げて弁座６３から離し、吐出口５６から排出される。このとき、吸入用弁体６５は弁座６６を塞いだ状態である。
　このように、電動モータ３１の回転方向を切り替え、油圧ポンプ３２の駆動方向を切り替えることで、上側チャンバ４３ａと下側チャンバ４３ｂとの間で作動油を交互に行き来させ、油圧ピストン４２および昇圧用ピストン５２を鉛直方向に往復移動させ、吸入口５５から吸入した液体燃料を昇圧して吐出口５６から吐出することができる。
　なお、電動モータにインバータモータを使用したリニアアクチュエータ３０の場合は、方向切替弁により作動油の流れ方向を切り替えることで上側チャンバ４３ａと下側チャンバ４３ｂとの間で作動油を交互に行き来させ、油圧ピストン４２および昇圧用ピストン５２を鉛直方向に往復移動させ、吸入口５５から吸入した液体燃料を昇圧して吐出口５６から吐出することができる。
　本実施形態においては、昇圧用シリンダ５１内でのキャビテーションを防ぐために、昇圧用シリンダ５１内の圧力が、燃料の蒸気圧以下とならないように制御する。具体的には、往復式ポンプ５０が燃料を吸入する時の昇圧用ピストン５２の最大加速度を下げることで、昇圧用シリンダ５１内の圧力が、燃料の蒸気圧以下となることを防ぐことができる。
　具体的には、コントローラ２１は、クランク軸を用いて往復式ポンプを駆動する場合よりも、往復式ポンプ５０が燃料を吸入する時の昇圧用ピストン５２の最大加速度が小さくなるようにリニアアクチュエータ３０を制御する。ここで、クランク軸を用いて往復式ポンプを駆動する場合、昇圧用ピストンはクランク軸の回転周期と同じ周期かつクランク軸の回転半径と同じ振幅で単振動すると考えられる。このときの昇圧用ピストンのストローク長はクランク軸の回転直径（振幅の２倍）となる。
　そこで、本実施形態においては、コントローラ２１は、クランク軸を用いて往復式ポンプを駆動する場合の振幅と同じ振幅かつ同じ周期で昇圧用ピストン５２を単振動させた場合よりも、往復式ポンプ５０が燃料を吸入する時の昇圧用ピストン５２の最大加速度が小さくなるように、リニアアクチュエータ３０を制御する。
　具体的には、コントローラ２１は、昇圧用ピストン５２が軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、往復式ポンプ５０が燃料を吸入する時の昇圧用ピストン５２の速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、往復式ポンプ５０が燃料を吐出する時の昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように、リニアアクチュエータ３０を制御する。
　図４の実線は本実施形態における昇圧用ピストン５２の速度の時間変化の一例を示す図であり、横軸が時間、縦軸が速度であり、吐出時の昇圧用ピストン５２の速度を正としている。すなわち、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ１にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ１からｔ４にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吸入する。
　また、図４の一点鎖線は昇圧用ピストンがクランク駆動される場合の昇圧用ピストンの速度の時間変化である。昇圧用ピストンがクランク駆動されるとき、昇圧用ピストンは単振動をしている。すなわち、昇圧用ピストンの振幅をＡ、周期をＴ、昇圧用ピストンの速度をＶ、時間をｔとするとき、Ｖは以下の式（１）で表すことができる。
Ｖ＝Ａ（２π／Ｔ）ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ　　　・・・（１）
　また、昇圧用ピストンが単振動をしているときの加速度をａとするとき、ａは以下の式（２）で表すことができる。
ａ＝Ａ（２π／Ｔ）２ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔ　　　・・・（２）
　昇圧用ピストンがクランク駆動される場合も、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ１にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ１からｔ４にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吸入する。
　なお、対比のために、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで周期Ｔおよびストローク（振幅Ａの２倍）を同一としている。すなわち、時間ｔ０からｔ１にかけて（吐出時）の速度の積分値は、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで同一であり、２Ａである。同様に、時間ｔ１からｔ４にかけて（吸入時）の速度の積分値は、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで同一であり、－２Ａである。
　図４の実線では、吸入開始時（ｔ１）からｔ２までの間、昇圧用ピストン５２を加速し、ｔ２からｔ３までの間、一定の速度で昇圧用ピストン５２を移動させ、ｔ３から吸入終了時（ｔ４）までの間、昇圧用ピストン５２を減速している。ここで「加速する」とは昇圧用ピストン５２の速度の絶対値を増加させることをいい、「減速する」とは昇圧用ピストン５２の速度の絶対値を減少させることをいう。
　図４の実線では、ｔ１からｔ２までの間に昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値が吸入時の加速度の絶対値の最大値となるときがある。この加速度の絶対値の最大値は図４の実線のｔ１からｔ２までの傾きの絶対値の最大値である。
　一方、昇圧用ピストンが単振動する場合（一点鎖線）、ｔ１からｔ２までの間に昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値が最大となるときは吸入開始時（ｔ１）であり、加速度の絶対値の最大値は図４の一点鎖線のｔ１における傾きの絶対値であり、Ａ（２π／Ｔ）２である。
　図４の実線に示すように、本実施形態では、吸入時の昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値の最大値（実線のｔ１からｔ２までの傾きの絶対値の最大値）が単振動の場合の加速度の絶対値の最大値（一点鎖線のｔ１における傾きの絶対値であるＡ（２π／Ｔ）２）よりも小さくなるように、リニアアクチュエータ３０が制御されている。このため、昇圧用シリンダ５１内の圧力が急激に低下することを防ぎ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
　ここで、往復式ポンプ５０が燃料を吸入するｔ１からｔ４にかけての吸入時間（ｔ４－ｔ１）をＴ１とするとき、吸入時の昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値の最大値（実線のｔ１からｔ２までの傾きの絶対値の最大値）は、Ａ（π／Ｔ１）２よりも小さいことが好ましい。
　なお、単振動の場合、吸入時の加速度の絶対値が最大となるときは吸入開始時（ｔ１）であるが、本実施形態においては、吸入開始時が最大加速度となるように昇圧用ピストン５２の速度を制御する必要はない。例えば、昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値が最大となるときが、燃料の吸入開始時（ｔ１）よりも後、かつ吸入開始時（ｔ１）から一周期の１／４の時間が経過するよりも前となるように制御してもよい。
　なお、ストローク長は、昇圧用ピストン５２が上下方向に往復するときの最下点から最上点までの高さである。ストローク長はシリンダライナ５３内における昇圧用ピストン５２の最下部の位置を基準として設定される。昇圧用ピストン５２の最下部の位置は、シリンダライナ５３の内部であって昇圧用ピストン５２の下部の空間の容積が最小となる位置である。この位置を基準としてストローク長を調整することで、ストローク長をどのように設定しても、往復式ポンプ５０内の液体燃料は各サイクルで全て吐出されることとなる。
　図５の実線は本実施形態における昇圧用ピストン５２の速度の時間変化の他の一例を示す図であり、横軸が時間、縦軸が速度であり、吐出時の昇圧用ピストンの速度を正としている。すなわち、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ１にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ１からｔ５にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吸入する。
　また、図５の一点鎖線は昇圧用ピストンがクランク駆動される場合（単振動する場合）の昇圧用ピストン５２の速度の時間変化である。なお、対比のために、周期Ｔおよびストローク（＝２Ａ）を同一としている。昇圧用ピストン５２がクランク駆動される場合（一点鎖線）、ピストン速度が正である時間ｔ０からｔ２にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吐出し、ピストン速度が負である時間ｔ２からｔ５にかけて往復式ポンプ５０は燃料を吸入する。昇圧用ピストン５２がクランク駆動されるとき、昇圧用ピストンは単振動をしている。すなわち、昇圧用ピストンの振幅をＡ、周期をＴ、昇圧用ピストンの速度をＶ、時間をｔとするとき、Ｖは以下の式（１）で表すことができる。
Ｖ＝Ａ（２π／Ｔ）ｓｉｎ（２π／Ｔ）ｔ　　　・・・（１）
　また、昇圧用ピストンが単振動をしているときの加速度をａとするとき、ａは以下の式（２）で表すことができる。
ａ＝Ａ（２π／Ｔ）２ｃｏｓ（２π／Ｔ）ｔ　　　・・・（２）
　なお、対比のために、本実施形態の場合（実線）と単振動の場合（一点鎖線）とで周期Ｔおよびストローク（振幅Ａの２倍）を同一としている。すなわち、本実施形態の場合（実線）の時間ｔ０からｔ１にかけて（吐出時）の速度の積分値は、単振動の場合（一点鎖線）の時間ｔ０からｔ２にかけて（吐出時）の速度の積分値と同一であり、２Ａである。同様に、本実施形態の場合（実線）の時間ｔ１からｔ５にかけて（吸入時）の速度の積分値は、単振動の場合（一点鎖線）の時間ｔ２からｔ５にかけて（吸入時）の速度の積分値と同一であり、－２Ａである。
　図５の実線では、吸入開始時（ｔ１）からｔ３までの間、昇圧用ピストン５２を加速し、ｔ３からｔ４までの間、一定の速度で昇圧用ピストン５２を移動させ、ｔ４から吸入終了時（ｔ５）までの間、昇圧用ピストン５２を減速している。
　図５の実線では、ｔ１からｔ３までの間に昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値が吸入時の加速度の絶対値の最大値となるときがある。この加速度の絶対値の最大値は図５の実線のｔ１からｔ３までの傾きの絶対値の最大値である。
　一方、昇圧用ピストンが単振動する場合（一点鎖線）、昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値が最大となるときは吸入開始時（ｔ２）であり、加速度の絶対値の最大値は図５の一点鎖線のｔ２における傾きの絶対値であり、Ａ（２π／Ｔ）２である。
　図５に示すように昇圧用ピストン５２を制御する場合でも、吸入時の昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値の最大値（ｔ１からｔ３までの実線の傾きの絶対値の最大値）が単振動の場合の加速度の絶対値の最大値（一点鎖線のｔ２における傾きの絶対値であるＡ（２π／Ｔ）２）よりも小さくなるように、リニアアクチュエータ３０が制御されている。このため、昇圧用シリンダ５１内の圧力が急激に低下することを防ぎ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
　ここで、往復式ポンプ５０が燃料を吸入するｔ１からｔ５にかけての吸入時間（ｔ５－ｔ１）をＴ２とするとき、吸入時の昇圧用ピストン５２の加速度の絶対値の最大値（実線のｔ１からｔ３までの傾きの絶対値の最大値）は、Ａ（π／Ｔ２）２よりも小さいことが好ましい。
　なお、図４の場合は、昇圧用ピストン５２の一周期（ｔ０からｔ４までの時間）における、燃料を吐出する期間（ｔ０からｔ１までの間）と燃料を吸入する期間（ｔ１からｔ４までの間）とが等しい。これに対し、図５の場合は、昇圧用ピストン５２の一周期（ｔ０からｔ５までの時間）における、燃料を吐出する期間（ｔ０からｔ１までの間）よりも、燃料を吸入する期間（ｔ１からｔ５までの間）のほうが長くなっている。
　このため、吸入時に昇圧用ピストン５２を加速する期間（ｔ１からｔ３までの間）をより長くすることができ、吸入時における加速度の絶対値の最大値をさらに小さくすることができる。
　また、図５に示すように、燃料を吸入する期間（ｔ１からｔ５までの間）を吐出する期間（ｔ０からｔ１までの間）よりも長くすることで、吸入時の昇圧用ピストン５２の速度の絶対値の最大値（実線のｔ３からｔ４までの間の速度の絶対値の最大値）を単振動の場合の速度の絶対値の最大値であるＡ（２π／Ｔ）よりも小さくすることができる。このため、最大速度まで加速するための加速度の絶対値の最大値を小さくすることができる。
　なお、複数の燃料供給部を用いる場合、１つの燃料供給部の往復式ポンプ５０で燃料を吸入している間に、他の燃料供給部の往復式ポンプ５０から燃料を吐出してもよい。例えば、３つの燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのそれぞれにおいて往復式ポンプ５０を用いることで、１つの往復式ポンプ５０において燃料の吸入するために、他の２つの往復式ポンプ５０で燃料の吐出をしている時間を用いることができる。すなわち、吸入および吐出を１サイクルとするとき、それぞれの往復式ポンプ５０においては、１サイクルの１／３の時間で吐出をし、１サイクルの２／３の時間で吸入をすればよい。同様に、ｎ個の燃料供給部（ｎは３以上の自然数）を用いる場合、それぞれの往復式ポンプ５０においては、１サイクルの１／ｎの時間で吐出をし、１サイクルの（ｎ－１）／ｎの時間で吸入をすればよい。このため、燃料を吸入する時の昇圧用ピストン５２の移動速度を、燃料を吐出する時の速度よりも遅くすることができ、昇圧用シリンダ５１内の圧力が急激に低下することを防ぎ、キャビテーションの発生を抑制することができる。この場合でも、１サイクルの時間を調整することで、燃料の吐出量の合計を調整することができる。
　なお、上記実施形態においては、燃料を吸入する時間と燃料を吐出する時が同じ場合（図４）、燃料を吸入する時間が燃料を吐出する時間よりも長い場合（図５）について説明したが、燃料を吸入する時間が燃料を吐出する時間よりも短くてもよい。
　また、本実施形態においては、昇圧用ピストン５２を鉛直方向に移動させ、昇圧用ピストン５２を上昇させるときに往復式ポンプ５０が燃料の吸入をするように配置することで、リニアアクチュエータ３０により昇圧用ピストン５２を上昇させるときにリニアアクチュエータ３０に昇圧用ピストン５２の重力が作用する。このため、昇圧用ピストン５２を上昇させる速度を小さくすることができ、キャビテーションの発生を防ぐことができる。
　また、油圧ピストン４２および昇圧用ピストン５２を鉛直方向に移動させるため、反作用として油圧シリンダ４１および昇圧用シリンダ５１もまた鉛直方向の力を受ける。このため、油圧ピストン４２および昇圧用ピストン５２を駆動しても、油圧シリンダ４１および昇圧用シリンダ５１の設置場所には水平方向に作用する力が働かないため、油圧シリンダ４１および昇圧用シリンダ５１を容易に固定することができる。また、油圧シリンダ４１および昇圧用シリンダ５１の設置に必要な床面積を小さくすることができる。
　また、油圧ピストン４２および昇圧用ピストン５２を鉛直方向に移動させるため、ピストンリング４２ｂ、５２ｂ、ライダーリング５１ａ、５２ａが局所的に摩耗することがない。
　また、サーボモータを用いる場合、油圧シリンダ４１内へ供給する作動油の流れ方向を油圧ポンプ３２の正逆回転方向によって切り替えることで油圧ピストン４２の移動方向を切り替えることができる。この場合は、作動油の流れ方向を方向切替弁で切り替えないため、油圧ポンプ３２を定格回転数で運転し続ける必要がない。このため、油圧ポンプ３２を定格回転数で運転し続ける場合と比較してエネルギー消費を低減することができる。
　また、複数の燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが低圧燃料供給管１２と高圧燃料供給管１３との間に並列に設けられているため、燃料供給部の数を容易に変更することができる。また、複数の燃料供給部のうち、いずれかにトラブルが発生したときや、メンテナンスを行うときでも、その何れかの燃料供給部を取り外し、他の燃料供給部を駆動し続けることができる。
　また、複数の燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは独立して制御可能であるため、内燃機関９０の燃料需要に応じて稼動する燃料供給部の数を変更することもできる。
　また、昇圧用ピストン５２の位置を検出する位置センサを設けることで、確実に昇圧用ピストン５２の速度や位置を調節することができる。
　なお、上記説明においては、３台の燃料供給部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、任意の数の燃料供給部を用いることができる。また、往復式ポンプ５０の形状は図２、図３に示される形状のものに限定されることなく、任意の形状の往復式ポンプを用いることができる。
　また、上記説明においては、船舶に搭載する燃料供給装置について説明したが、本発明はこれに限られることはない。リニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０は任意の構造体上に設置することができる。例えば、自動車の車体上にリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０を搭載してもよいし、建物の躯体の床上にリニアアクチュエータ３０および往復式ポンプ５０を設置してもよい。
＜変形例＞
　図６は、電動シリンダユニットをリニアアクチュエータ３０として用いた燃料供給部を示す図である。なお、図２、図３と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
　電動シリンダユニットは、電動モータ３１、歯車３５ａ、３５ｂ、ボールナット３７、ボールねじ３８を備える。
　歯車３５ａは電動モータ３１の動力で回転し、歯車３５ａの回転は歯車３５ｂに伝達される。
　歯車３５ｂはボールナット３７と一体に設けられており、歯車３５ａの回転をボールナット３７に伝達する。
　ボールナット３７はボールねじ３８と螺合しており、歯車３５ｂとともに回転する。
　ボールねじ３８の下端は連結部４９により昇圧用ピストン５２の上端と連結されている。ボールナット３７が回転することでボールねじ３８は軸方向に移動する。ボールねじ３８が軸方向に移動することで、昇圧用ピストン５２もまた軸方向に移動する。
　本変形例においても、リニアアクチュエータ３０として油圧シリンダユニットを用いた場合と同様の効果が得られる。
　なお、ポンプ設置場所が非防爆箇所、あるいは第二種危険場所の場合には、歯車３５ａ、３５ｂの代わりに、プーリおよびタイミングベルトを用いて電動モータ３１の回転をボールナットに伝達してもよい。
１０　　燃料供給装置
１１　　液体燃料タンク
１２　　低圧燃料供給管
１３　　高圧燃料供給管
１４　　熱交換器
１５　　高温燃料供給管
１６　　調圧弁
１７　　圧力計
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ　燃料供給部
２１　　コントローラ
３０　　リニアアクチュエータ
３１　　電動モータ
３２　　油圧ポンプ
３３　　第１の油圧配管
３４　　第２の油圧配管
３５ａ、３５ｂ　歯車
３７　ボールナット
３８　ボールねじ
４１　　油圧シリンダ
４２　　油圧ピストン
４２ｂ、５２ｂ　ピストンリング
４３　　作動油収容空間
４３ａ　上側チャンバ
４３ｂ　下側チャンバ
４７　　ピストンロッド
４８　　断熱空洞部
４９　　連結部
５０　　往復式ポンプ
５１　　昇圧用シリンダ
５１ａ、５２ａ　　ライダーリング
５２　　昇圧用ピストン
５３　　シリンダライナ
５４　　カバー
５５　　吸入口
５６　　吐出口
５７　　ロッドパッキン部
６０　　弁箱
６１　　吐出流路
６２　　吐出用弁体
６３、６６　　弁座
６４　　吸入流路
６５　　吸入用弁体
７０　　位置センサ
８０　　制御部
９０　　内燃機関

Claims (9)

  1. 　内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給装置であって、
    　リニアアクチュエータと、
    　前記リニアアクチュエータによって駆動され軸方向に往復する昇圧用ピストンを有し、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記燃料の吸入と吸入時よりも昇圧した燃料の吐出を交互に繰り返す往復式ポンプと、
    　前記リニアアクチュエータの駆動を制御するコントローラと、
    を備え、
    　前記コントローラは、
    　前記昇圧用ピストンが軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、
    　前記往復式ポンプが前記燃料を吸入する時の前記昇圧用ピストンの速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、
    　前記往復式ポンプが前記燃料を吐出する時の前記昇圧用ピストンの加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように前記リニアアクチュエータを制御する、燃料供給装置。
  2. 　内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給装置であって、
    　低圧の燃料が供給される低圧燃料供給管と、
    　前記燃焼室内へ供給される高圧の燃料が供給される高圧燃料供給管と、
    　前記低圧燃料供給管と前記高圧燃料供給管との間に設けられ、前記低圧燃料供給管内の燃料を昇圧してそれぞれ前記高圧燃料供給管に供給する複数の燃料供給部と、
    　前記複数の燃料供給部を制御する制御部と、
    を備え、
    　前記燃料供給部のそれぞれは、
    　内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給装置であって、
    　リニアアクチュエータと、
    　前記リニアアクチュエータによって駆動され軸方向に往復する昇圧用ピストンを有し、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記燃料の吸入と吸入時よりも昇圧した燃料の吐出を交互に繰り返す往復式ポンプと、
    　前記リニアアクチュエータの駆動を制御するコントローラと、
    を備え、
    　前記コントローラは、
    　前記昇圧用ピストンが軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、
    　前記往復式ポンプが前記燃料を吸入する時の前記昇圧用ピストンの速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、
    　前記往復式ポンプが前記燃料を吐出する時の前記昇圧用ピストンの加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように前記リニアアクチュエータを制御し、
    　前記制御部は、前記複数の燃料供給部のいずれか１つの昇圧用シリンダが燃料を吐出するときに、他の燃料供給部の昇圧用シリンダが燃料を吸入するように前記コントローラのそれぞれを制御する、燃料供給装置。
  3. 　前記コントローラは、前記往復式ポンプが前記燃料を吸入するときの前記昇圧用ピストンの加速度が最大となるときが、前記往復式ポンプが前記燃料の吸入を開始するときよりも後、かつ前記燃料の吸入を開始するときから前記周期の１／４の時間が経過するよりも前となるように前記リニアアクチュエータを制御する、請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
  4. 　前記往復式ポンプは、昇圧用ピストンを鉛直方向に移動可能に収容する昇圧用シリンダを有し、
    　前記昇圧用ピストンが鉛直上方向に移動することにより前記昇圧用シリンダの内部であって前記昇圧用ピストンの下部に前記燃料を吸入し、前記昇圧用ピストンが鉛直下方向に移動することにより前記燃料を昇圧して吐出する、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
  5. 　前記昇圧用ピストンの軸方向の速度を検出する速度センサをさらに有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
  6. 　前記リニアアクチュエータは、油圧シリンダユニットであって、
    　作動油を収容する作動油収容空間を有し、軸方向が鉛直方向となるように配置された油圧シリンダと、
    　前記油圧シリンダ内で軸方向に移動可能に設けられ、前記作動油収容空間を第１チャンバと第２チャンバとに区画する油圧ピストンと、
    　前記油圧ピストンと前記昇圧用ピストンとを連結するピストンロッドと、
    　前記第１チャンバに作動油を供給することで前記油圧ピストンを軸方向の第１の方向に移動させ、前記第２チャンバに作動油を供給することで前記油圧ピストンを軸方向の第２の方向に移動させる油圧ポンプと、
    　前記油圧ピストンが軸方向に往復するように前記油圧ポンプを駆動する電動モータとを備え、
    　前記コントローラは、前記電動モータを制御することで前記油圧ピストンの前記油圧シリンダ内での移動を制御する、請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
  7. 　前記油圧シリンダユニットは、
    　一端が前記油圧ポンプと接続され、他端が前記第１チャンバと接続され、前記油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記第１チャンバに供給し、前記第１チャンバから排出される全ての作動油を前記油圧ポンプに戻す密閉された第１の油圧配管と、
    　一端が前記油圧ポンプと接続され、他端が前記第２チャンバと接続され、前記油圧ポンプから吐出される全ての作動油を前記第２チャンバに供給し、前記第２チャンバから排出される全ての作動油を前記油圧ポンプに戻す密閉された第２の油圧配管と、
    をさらに備える、請求項６に記載の燃料供給装置。
  8. 　前記リニアアクチュエータは、電動シリンダユニットであって、
    　電動モータと、
    　前記電動モータの動力により回転するボールナットと、
    　前記ボールナットが螺合し、軸方向が前記昇圧用ピストンの軸方向と一致した状態で前記昇圧用ピストンと連結され、前記ボールナットの回転により軸方向に移動するボールねじと、
    を備え、
    　前記コントローラは、前記電動モータを制御することで前記ボールねじの軸方向の移動を制御する、請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
  9. 　内燃機関の燃焼室内へ燃料を供給する燃料供給方法であって、
    　リニアアクチュエータによって駆動され軸方向に往復する昇圧用ピストンを有し、前記昇圧用ピストンが軸方向に往復することにより前記燃料の吸入と吸入時よりも昇圧した燃料の吐出を交互に繰り返す往復式ポンプの前記昇圧用ピストンが軸方向に往復する振幅をＡ（Ａ＞０）、往復する周期をＴとしたとき、
    　前記往復式ポンプが前記燃料を吸入する時の前記昇圧用ピストンの速度の絶対値を増加させる加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも小さく、かつ、
    　前記往復式ポンプが前記燃料を吐出する時の前記昇圧用ピストンの加速度の絶対値の最大値が、Ａ・（２π／Ｔ）２よりも大きくなるように前記リニアアクチュエータを制御する、燃料供給方法。
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