| 【発明の名称】 |
ジメチルエーテル用ディーゼルエンジンの燃料供給装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】徳丸 武志
【氏名】瀬戸 雄史
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| 【要約】 |
【課題】燃料としてのジメチルエーテルを気泡混入のない完全な液体状態でエンジンに供給する。
【解決手段】本発明に係るジメチルエーテル用ディーゼルエンジン１の燃料供給装置は、燃料タンク４内に貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を加熱し、昇圧させて、エンジン１側に圧送するためのヒータ１３と、その圧送された燃料をエンジン１に至る手前で冷却するためのクーラ１７とを備えたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料タンク内に貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を加熱し、昇圧させて、エンジン側に圧送するためのヒータと、その圧送された燃料をエンジンに至る手前で冷却するためのクーラとを備えたことを特徴とするジメチルエーテル用ディーゼルエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】 上記ヒータの熱媒がエンジン冷却水である請求項１記載のジメチルエーテル用ディーゼルエンジンの燃料供給装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジメチルエーテルを燃料とするディーゼルエンジンの燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンの分野では軽油の代替燃料としてジメチルエーテル（以下ＤＭＥともいう）が脚光を浴びつつある（特開平10-281029 号公報等参照）。ＤＭＥ（Ｃ2 Ｈ6 Ｏ）は融点-138.5℃、沸点-23.7 ℃（１気圧）で、軽油と同程度のセタン価を有し、空気より比重が大きく、一般に空気中で分解し易く無毒といわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の軽油を燃料とするディーゼルエンジンでは、燃料タンク内の燃料をフィードポンプによりエンジンに供給するようにしている。
【０００４】しかし、軽油をＤＭＥに置き換えた場合、ＤＭＥが常温常圧で気体であるため、通常通りの供給方法では燃料が途中で気化し、正常なエンジンの運転に支障をきたす可能性がある。即ち、代替燃料としてＤＭＥを用いた場合でも、エンジンには液体の状態で燃料を供給する必要がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るジメチルエーテル用ディーゼルエンジンの燃料供給装置は、燃料タンク内に貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を加熱し、昇圧させて、エンジン側に圧送するためのヒータと、その圧送された燃料をエンジンに至る手前で冷却するためのクーラとを備えたものである。
【０００６】これにおいては、ヒータで燃料が加熱、昇圧されてフィードポンプによらずに燃料タンクから圧送される。この燃料は比較的高温なので気泡を含む可能性があるが、その気泡は燃料がクーラで冷却されることにより、エンジンに至る手前で潰される。これにより燃料としてのＤＭＥを完全な液体の状態でエンジンに供給することが可能となる。
【０００７】ここで、上記ヒータの熱媒がエンジン冷却水であるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】図１に示すように、ディーゼルエンジン１は６気筒のコモンレール式とされ、ＤＭＥを燃料とする。エンジン１はコモンレール２、各気筒に設けられたインジェクタ３及び高圧ポンプ７を含み、高圧ポンプ７で数10〜数100(MPa)まで加圧された燃料をコモンレール２に蓄圧し、各インジェクタ３に分配供給するようになっている。燃料は燃料タンク４内に貯留され、フィード（供給）ライン２１の一部をなすフィード管６を通じて高圧ポンプ７に送られる。詳しくは後述するが、燃料タンク４内が高圧に維持され、燃料タンク４内の燃料は液体の状態で貯留される。なお、高圧ポンプ７において燃料圧力制御が行われ、このとき生じた余剰の燃料はリターン管８を通じて燃料タンク４に戻される。
【００１０】燃料タンク４、特にその底部にヒータ１３が設置される。ヒータ１３は熱媒としてエンジン冷却水を用い、この冷却水は導入管１４及び戻し管１５を通じてエンジン１との間で循環される。導入管１４の途中に電磁弁からなる温調バルブ１６が設けられ、ヒータ１３への冷却水の導入量を制御し得るようになっている。温調バルブ１６は電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）１２に接続され、ＥＣＵ１２により開閉制御される。
【００１１】フィード管６の途中にクーラ１７及び燃料カットバルブ１８が設けられる。クーラ１７はフィード管６内の燃料を冷却するためのもので、適当な冷媒を用いる。例えばクーラ１７には車両用キャブクーラ等を流用することができる。燃料カットバルブ１８はフィード管６内における燃料の流通を遮断するために用いられる。燃料カットバルブ１８には電磁弁が用いられる。特に、クーラ１７は高圧ポンプ７にできるだけ近付けて設置される。燃料カットバルブ１８はそのクーラ１７の下流側に設置される。クーラ１７及び燃料カットバルブ１８はＥＣＵ１２に接続され、クーラ１７による燃料冷却量及び燃料カットバルブ１８の開閉がＥＣＵ１２により制御される。
【００１２】フィード管６において、燃料カットバルブ１８と高圧ポンプ７との間の位置、好ましくは高圧ポンプ７にできるだけ近い位置に、燃料温度を検知するための燃料温度センサ１１が設けられる。燃料温度センサ１１もＥＣＵ１２に接続され、これによりＥＣＵ１２は燃料温度センサ１１の出力から現在の燃料温度を読み取る。
【００１３】燃料タンク４においても、タンク内温度センサ１９及びタンク内圧センサ２０が設けられ、これらがＥＣＵ１２に接続されて、タンク内温度及びタンク内圧を検知できるようになっている。
【００１４】次に、本実施形態の作用を説明する。
【００１５】通常のエンジン運転中、燃料カットバルブ１８は全開とされてエンジン１への燃料供給を可能とする。また、温調バルブ１６も開放されてヒータ１３にエンジン冷却水による温水が導入される。これによりヒータ１３が高温となり、燃料タンク４内の燃料が加熱される。この加熱により燃料タンク４内の燃料が昇圧され、液化され、フィード管６を通じてエンジン１に圧送される。これにより従来のようなフィードポンプがなくてもエンジン１への燃料供給が可能となり、且つ燃料を液体のまま供給できる。
【００１６】特に、燃料タンク４、フィード管６、クーラ１７及び燃料カットバルブ１８で構成される高圧ポンプ７手前のフィードライン２１が密閉空間となっているので、フィードライン２１中の圧力はほぼ均一な高圧に保持され、燃料の気化が可及的に防止される。
【００１７】図２にＤＭＥの蒸気圧線図を示す。本実施形態ではタンク内温度が６０（℃）一定となるよう温調バルブ１６が制御される。これにより燃料タンク４の内圧は約１４(atm) に保持され、燃料の液化及び供給に十分な高圧を得ることができる。
【００１８】なお、タンク内圧センサ２０はタンク内圧のチェックに用いられるが、この値を直接利用して温調バルブ１６及びタンク内圧の制御を行うことも可能である。このとき燃料温度センサ１１はタンク内温度のチェックに利用される。
【００１９】ここで、燃料は基本的に液化状態で供給されるものの、元々の供給温度が高いこと、高圧ポンプ７までの流動過程で圧力損失があること等を理由に、高圧ポンプ７に到達するときには気泡が混入している可能性がある。また何らかの理由で燃料温度が高くなり過ぎたときにも気泡混入の虞がある。
【００２０】そこで、この気泡を潰す（凝縮させる）ためにクーラ１７が設けられている。こうするとクーラ１７通過後の燃料が気泡のない完全な液体となり、これを高圧ポンプ７に導入して常に安定したエンジン１の運転を達成できる。この意味でクーラ１７はできるだけ高圧ポンプ７に近付けて設置するのが好ましい。
【００２１】本実施形態では、燃料温度センサ１１の検出値が４０（℃）一定となるようクーラ１７の冷却量を制御するようにしている。特に高圧ポンプ７直前の位置に燃料温度センサ１１を設け、その位置の燃料温度に基づいてクーラ１７を制御するため、高圧ポンプ７に導入される燃料を確実に液体の状態とすることができる。
【００２２】このように、本実施形態では気泡混入のない完全な液体燃料をエンジン１、特にその高圧ポンプ７に供給することができる。これにより常に安定したエンジンの運転が可能となる。
【００２３】なお、エンジン停止時には燃料カットバルブ１８が全閉に制御される。これにより燃料カットバルブ１８から下流側（エンジン側）の燃料の逆流が阻止され、その下流側で高圧を維持し、燃料気化を防止し、次回の運転を円滑に開始できる。
【００２４】本実施形態ではエンジン冷却水を利用してヒータ１３を加熱するので、ヒータ用の加熱装置を別途設ける必要が無く、装置のシンプル化に貢献できる。
【００２５】以上、本発明の実施の形態は上述のものに限られない。
【００２６】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２７】（１） 気泡混入のない完全な液体燃料をエンジンに供給でき、常に安定したエンジンの運転が可能となる。
【００２８】（２） 装置のシンプル化に貢献できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１７０
【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２０日（１９９９．１０．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０２１
【弁理士】
【氏名又は名称】絹谷 信雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１５９０８（Ｐ２００１−１１５９０８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９８５３４ |
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