(57)【要約】【課題】燃料噴射弁から逆流した燃料等の逆流液体による過度な加圧を回避するとともに、装置規模の小型化を図ることができる注水ポンプを提供すること。【解決手段】本発明の一態様である注水ポンプは、シリンダの燃料噴射弁に接続される注水管と連通するように構成される水吐出通路と、水吐出通路内の水を加圧して燃料噴射弁側へ吐出する水ピストン部と、水ピストン部のピストン軸に沿って水吐出通路と注水管との間に配置され、注水管に通じる内部通路を有する安全弁と、安全弁から注水ポンプ外部へ通じるドレン通路とを備える。安全弁は、内部通路をドレン通路に対して閉塞した閉状態となり、水ピストン部によって加圧された水を、水吐出通路から内部通路を通じて注水管へ導き、燃料噴射弁からの逆流液体の圧力によって開状態となり、逆流液体を、内部通路からドレン通路を通じて注水ポンプ外部へ排出するように導く。【選択図】図２
2020060111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの燃料噴射弁に接続される注水管と連通するように構成される水吐出通路と、
前記水吐出通路内に往復動可能に設けられ、前記水吐出通路内の水を加圧して前記燃料噴射弁側へ吐出する水ピストン部と、
前記水ピストン部のピストン軸に沿って前記水吐出通路と前記注水管との間に配置され、前記注水管に通じる内部通路を有する安全弁と、
前記安全弁から注水ポンプ外部へ通じるドレン通路と、
を備え、
前記安全弁は、
前記内部通路を前記ドレン通路に対して閉塞した閉状態となり、前記水ピストン部によって加圧された水を、前記水吐出通路から前記内部通路を通じて前記注水管へ導き、
前記燃料噴射弁から前記注水管を通じて前記内部通路に逆流した逆流液体の圧力によって、前記内部通路を前記ドレン通路に対して開放した開状態となり、前記逆流液体を、前記内部通路から前記ドレン通路を通じて前記注水ポンプ外部へ排出するように導く、
ことを特徴とする注水ポンプ。
【請求項２】
前記水ピストン部のピストン軸に沿って前記安全弁と前記水吐出通路との間に配置され、前記水吐出通路から吐出された水の流通方向を前記水吐出通路側から前記安全弁側へ向かう方向に規制する吐出逆止弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の注水ポンプ。
【請求項３】
前記水ピストン部のピストン軸に沿って前記安全弁と前記水吐出通路との間に配置され、給水管を通じて前記水吐出通路内に供給される水の流れを許容する開状態と、前記水吐出通路側から前記給水管側への水の逆流を阻止するとともに、前記水吐出通路から吐出された水の前記安全弁側への流れを許容する閉状態とを切り換える給水逆止弁を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の注水ポンプ。
【請求項４】
前記水吐出通路と、前記水ピストン部と、前記安全弁とを各々複数備え、
複数の前記水吐出通路は、１つの前記シリンダに設けられる複数の前記燃料噴射弁と複数の前記注水管を通じて各々連通するように構成され、
複数の前記水ピストン部は、複数の前記水吐出通路内に往復動可能に各々設けられ、
複数の前記安全弁は、複数の前記水ピストン部の各ピストン軸に沿って複数の前記水吐出通路よりも複数の前記注水管側に各々配置される、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の注水ポンプ。
【請求項５】
前記ドレン通路は、
複数の前記安全弁に各々通じる複数の分岐通路と、
複数の前記分岐通路と合流し、前記注水ポンプ外部に通じる合流通路と、
によって構成されることを特徴とする請求項４に記載の注水ポンプ。
【請求項６】
前記水吐出通路および前記水ピストン部を内部に有する水シリンダと、
前記安全弁および前記ドレン通路を内部に有する安全弁ブロックと、
を備え、
前記安全弁ブロックは、締結部材によって前記水シリンダの上部に着脱可能に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の注水ポンプ。
【請求項７】
前記吐出逆止弁ブロックと前記水シリンダとの間に配置され、前記給水逆止弁を内部に有する給水逆止弁ブロックと、
前記安全弁ブロックと前記水シリンダとの間に配置され、前記吐出逆止弁を内部に有する吐出逆止弁ブロックと、
を備え、
前記給水逆止弁ブロック、前記吐出逆止弁ブロックおよび前記安全弁ブロックは、前記締結部材によって前記水シリンダの上部に着脱可能に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項２および３を引用する請求項６に記載の注水ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注水ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶に搭載される舶用ディーゼルエンジンにおいては、シリンダ内の燃焼室から排出される排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する手法の一つとして、水技術が提案されている。この水技術においては、例えば、シリンダに設けられた燃料噴射弁から燃焼室に燃料および水を添加することにより、燃焼室内で燃料を燃焼する際の火炎の温度上昇が抑制され、この結果、燃焼室からのＮＯｘの排出量が低減される。このような水技術には、燃焼室内に燃料が噴射される噴射期間以外の期間（以下、噴射休止期間という）、燃料噴射弁内の燃料通路に存在する燃料中に水を注入するために、作動油の圧力を利用した油圧駆動式の注水ポンプが用いられる。この油圧駆動式の注水ポンプの一例として、特許文献１には、注水ピストン装置が開示されている。以下、注水ポンプとは、この注水ピストン装置に例示される油圧駆動式の注水ポンプを意味する。
【０００３】
特許文献１に記載のディーゼル機関では、１つのシリンダに１つの燃料噴射弁が設けられ、この１つの燃料噴射弁から当該シリンダ内の燃焼室に燃料および水が噴射される。その後、噴射休止期間中、上記燃料噴射弁内の燃料通路には、次回噴射される燃料が残存する。注水ポンプは、一般に、注水管等を通じて上記燃料噴射弁内の燃料通路と連通するように構成される。噴射休止期間において、注水ポンプは、この燃料通路に残存する燃料の圧力（以下、燃料残圧という）よりも大きい圧力で水を圧送し、これにより、注水管等を通じて、この燃料通路内の燃料中に水を注入する。この燃料通路内の燃料および水は、噴射休止期間後の次回の噴射期間に、上記燃料噴射弁から燃焼室内へ噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５５０９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、上述した燃料噴射弁内の燃料通路と注水管の接続端部との間には、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射される高圧の燃料が燃料通路から注水管側へ逆流することを防止するために、例えば、特許文献１に記載の燃料弁内逆止弁が設けられている。また、この燃料噴射弁と注水ポンプとを連通する注水管には、注水ポンプから燃料噴射弁へ吐出される水の逆流を防止するために、例えば、特許文献１に記載の注水逆止弁が設けられている。
【０００６】
しかしながら、燃焼室内への燃料および水の噴射期間において、上記の燃料弁内逆止弁や注水逆止弁が故障等の何らかの原因によって機能しなかった場合、高圧の燃料が、燃料噴射弁内の燃料通路から燃料弁逆止弁を通過して注水管内に逆流し、ついには、注水管を通じて注水ポンプに対し過度に高い圧力を加える恐れがある。ここで、注水ポンプの耐圧構造は、水の吐出圧力（例えば２００〜３００ｂａｒ程度）に耐え得るように設計されている。これに対して、燃料噴射弁から逆流する燃料の圧力（例えば燃料噴射弁による燃料の噴射圧力と同等の８００〜１２００ｂａｒ程度）は、注水ポンプの耐圧構造が耐え得る圧力よりも極めて高く、注水ポンプが耐え得る圧力ではない。したがって、燃料噴射弁から注水管に高圧の燃料が逆流した場合、この逆流した燃料の圧力によって注水ポンプが破損する恐れがあり、延いては、注水ポンプからの燃料の漏出に繋がる。
【０００７】
なお、注水ポンプの耐圧構造は、吐出される水の流通路の肉厚を増大させる等の手法により、上記逆流する燃料の圧力に耐え得るものに強化することが可能である。しかしながら、この耐圧構造の強化は注水ポンプの大型化に繋がり、このように大型化した注水ポンプを舶用ディーゼルエンジンのシリンダ周辺という限られたスペースに配置することは困難である。このため、注水ポンプの配置スペースを確保するという観点から、注水ポンプは小型化することが好ましい。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、燃料噴射弁から逆流した燃料等の逆流液体による過度な加圧を回避するとともに、装置規模の小型化を図ることができる注水ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る注水ポンプは、シリンダの燃料噴射弁に接続される注水管と連通するように構成される水吐出通路と、前記水吐出通路内に往復動可能に設けられ、前記水吐出通路内の水を加圧して前記燃料噴射弁側へ吐出する水ピストン部と、前記水ピストン部のピストン軸に沿って前記水吐出通路と前記注水管との間に配置され、前記注水管に通じる内部通路を有する安全弁と、前記安全弁から注水ポンプ外部へ通じるドレン通路と、を備え、前記安全弁は、前記内部通路を前記ドレン通路に対して閉塞した閉状態となり、前記水ピストン部によって加圧された水を、前記水吐出通路から前記内部通路を通じて前記注水管へ導き、前記燃料噴射弁から前記注水管を通じて前記内部通路に逆流した逆流液体の圧力によって、前記内部通路を前記ドレン通路に対して開放した開状態となり、前記逆流液体を、前記内部通路から前記ドレン通路を通じて前記注水ポンプ外部へ排出するように導く、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る注水ポンプは、上記の発明において、前記水ピストン部のピストン軸に沿って前記安全弁と前記水吐出通路との間に配置され、前記水吐出通路から吐出された水の流通方向を前記水吐出通路側から前記安全弁側へ向かう方向に規制する吐出逆止弁を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る注水ポンプは、上記の発明において、前記水ピストン部のピストン軸に沿って前記安全弁と前記水吐出通路との間に配置され、給水管を通じて前記水吐出通路内に供給される水の流れを許容する開状態と、前記水吐出通路側から前記給水管側への水の逆流を阻止するとともに、前記水吐出通路から吐出された水の前記安全弁側への流れを許容する閉状態とを切り換える給水逆止弁を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る注水ポンプは、上記の発明において、前記水吐出通路と、前記水ピストン部と、前記安全弁とを各々複数備え、複数の前記水吐出通路は、１つの前記シリンダに設けられる複数の前記燃料噴射弁と複数の前記注水管を通じて各々連通するように構成され、複数の前記水ピストン部は、複数の前記水吐出通路内に往復動可能に各々設けられ、複数の前記安全弁は、複数の前記水ピストン部の各ピストン軸に沿って複数の前記水吐出通路よりも複数の前記注水管側に各々配置される、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る注水ポンプは、上記の発明において、前記ドレン通路は、複数の前記安全弁に各々通じる複数の分岐通路と、複数の前記分岐通路と合流し、前記注水ポンプ外部に通じる合流通路と、によって構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る注水ポンプは、上記の発明において、前記水吐出通路および前記水ピストン部を内部に有する水シリンダと、前記安全弁および前記ドレン通路を内部に有する安全弁ブロックと、を備え、前記安全弁ブロックは、締結部材によって前記水シリンダの上部に着脱可能に取り付けられる、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る注水ポンプは、上記の発明において、前記吐出逆止弁ブロックと前記水シリンダとの間に配置され、前記給水逆止弁を内部に有する給水逆止弁ブロックと、前記安全弁ブロックと前記水シリンダとの間に配置され、前記吐出逆止弁を内部に有する吐出逆止弁ブロックと、を備え、前記給水逆止弁ブロック、前記吐出逆止弁ブロックおよび前記安全弁ブロックは、前記締結部材によって前記水シリンダの上部に着脱可能に取り付けられる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る注水ポンプによれば、燃料噴射弁から逆流した燃料等の逆流液体による過度な加圧を回避するとともに、装置規模の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジンの燃料噴射系統の一構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る注水ポンプの一構成例を示す側断面模式図である。
【図３】図３は、図２に示す注水ポンプのＡ−Ａ線断面模式図である。
【図４】図４は、図２に示す注水ポンプのＢ−Ｂ線断面模式図である。
【図５】図５は、図２に示す注水ポンプのＣ−Ｃ線断面模式図である。
【図６】図６は、図２に示す注水ポンプのＤ−Ｄ線断面模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る注水ポンプの給水逆止弁、吐出逆止弁および安全弁の一構成例を示す側断面模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る注水ポンプの安全弁の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る注水ポンプの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。
【００１９】
（燃料噴射系統の構成）
まず、本発明の実施形態に係る注水ポンプが適用された舶用ディーゼルエンジンの燃料噴射系統の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジンの燃料噴射系統の一構成例を示す模式図である。図１に示すように、この燃料噴射系統１００は、複数（本実施形態では３つ）の燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、燃料圧送系統３０と、下流側注水系統４０と、上流側注水系統５０とを備える。また、燃料噴射系統１００は、水供給ポンプ６１と、給水管６２と、蓄圧部７１と、高圧ポンプ７２と、検出部８１と、制御部８２とを備える。なお、図１において、実線矢印は燃料や水等の流体の流通を示し、破線矢印は電気信号線を示す。
【００２０】
燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、舶用ディーゼルエンジンのシリンダ内の燃焼室（いずれも図示せず）に燃料および水を噴射するための複数の燃料噴射弁の一例である。図１には図示されていないが、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、１つのシリンダに設けられる。例えば、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、このシリンダの周方向に沿って所定の間隔で配置される。
【００２１】
図１に示すように、燃料噴射弁２０Ａは、噴射口２１と、この噴射口２１に通じる燃料通路２２と、この燃料通路２２に通じる内部通路２３と、逆止弁２４ａ、２４ｂとを有する。燃料通路２２は、一端部が噴射口２１に接続され且つ他端部が燃料噴射管３２（例えばその分岐管３２ａ）に接続されている。また、燃料通路２２の上流側の注水位置（第２注水位置Ｐ２）には、逆止弁２４ａを介して上流側注水系統５０の配管（例えば上流側注水管５２ａ）が接続されている。内部通路２３は、一端部が燃料通路２２の下流側の注水位置（第１注水位置Ｐ１）に接続され且つ他端部が下流側注水系統４０の配管（例えば下流側注水管４２ａ）に接続されている。逆止弁２４ａは、上流側注水系統５０から燃料噴射弁２０Ａの燃料通路２２に向かう水の流通を可能とし、この逆流を防止する。逆止弁２４ｂは、内部通路２３の中途部に設けられる。逆止弁２４ｂは、下流側注水系統４０から内部通路２３を通じて燃料通路２２に向かう水の流通を可能とし、この逆流を防止する。
【００２２】
上述したような構成を有する燃料噴射弁２０Ａは、燃料圧送系統３０によって圧送された燃料と、下流側注水系統４０によって注入された水と、上流側注水系統５０によって注入された水とを噴射口２１からシリンダ内の燃焼室へ層状に噴射する。なお、燃料噴射弁２０Ｂ、２０Ｃは、上述した燃料噴射弁２０Ａと同様の構成を有する。
【００２３】
燃料圧送系統３０は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに燃料を圧送するための設備である。図１に示すように、燃料圧送系統３０は、燃料噴射ポンプ３１と、燃料噴射管３２と、制御弁３５とを備える。
【００２４】
燃料噴射ポンプ３１は、作動油の圧力を利用して駆動する油圧駆動式のポンプであり、燃料噴射管３２を通じて燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに燃料を各々圧送する。また、燃料噴射ポンプ３１の圧送作用は、噴射口２１からシリンダ内の燃焼室に対する燃料および水の層状噴射を燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに行わせる。
【００２５】
燃料噴射管３２の一端部は、燃料噴射ポンプ３１の吐出口に接続されている。燃料噴射管３２の中途部には、分岐部３３が設けられている。燃料噴射管３２は、この分岐部３３から他端部に向かって複数の分岐管（本実施形態１では３つの分岐管３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）に分岐している。図１に示すように、燃料噴射管３２の分岐管３２ａ、３２ｂ、３２ｃのうち、分岐管３２ａは、燃料噴射弁２０Ａの燃料通路２２に接続されている。燃料噴射管３２は、分岐管３２ａを介して、燃料噴射弁２０Ａと燃料噴射ポンプ３１とを連通させる。これと同様に、残りの分岐管３２ｂ、３２ｃは、燃料噴射弁２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路２２に各々接続されている。
【００２６】
制御弁３５は、蓄圧部７１から燃料噴射ポンプ３１への作動油の供給を制御する。制御弁３５は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから燃焼室への燃料および水の噴射期間、開状態となって蓄圧部７１内の作動油を燃料噴射ポンプ３１に供給する。一方、制御弁３５は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの噴射休止期間、閉状態となって蓄圧部７１から燃料噴射ポンプ３１への作動油の供給を停止する。このような制御弁３５の開閉駆動のタイミングは、制御部８２によって制御される。
【００２７】
下流側注水系統４０は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路２２の下流側の注水位置に水を注入するための設備である。図１に示すように、下流側注水系統４０は、第１注水ポンプ４１と、下流側注水管４２ａ、４２ｂ、４２ｃと、制御弁４５とを備える。
【００２８】
第１注水ポンプ４１は、本実施形態に係る注水ポンプの一例である。下流側注水管４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、注水ポンプと燃料噴射弁とを連通する注水管の一例である。図１に示すように、下流側注水管４２ａは、一端部が第１注水ポンプ４１の第１吐出口に接続され且つ他端部が燃料噴射弁２０Ａの内部通路２３に接続されている。第１注水ポンプ４１は、下流側注水管４２ａ等を通じて、燃料噴射弁２０Ａの燃料通路２２に水を圧送し、これにより、燃料通路２２の下流側の注水位置（すなわち第１注水位置Ｐ１）に水を注入する。また、下流側注水管４２ｂは、一端部が第１注水ポンプ４１の第２吐出口に接続され且つ他端部が燃料噴射弁２０Ｂの内部通路に接続されている。第１注水ポンプ４１は、上記燃料噴射弁２０Ａの場合と同様に、下流側注水管４２ｂ等を通じて、燃料噴射弁２０Ｂの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に水を注入する。また、下流側注水管４２ｃは、一端部が第１注水ポンプ４１の第３吐出口に接続され且つ他端部が燃料噴射弁２０Ｃの内部通路に接続されている。第１注水ポンプ４１は、上記燃料噴射弁２０Ａの場合と同様に、下流側注水管４２ｃ等を通じて、燃料噴射弁２０Ｃの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に水を注入する。
【００２９】
制御弁４５は、蓄圧部７１から第１注水ポンプ４１への作動油の供給を制御する。制御弁４５は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃによる燃料および水の噴射期間以外の期間（すなわち噴射休止期間）、開状態となって蓄圧部７１内の作動油を第１注水ポンプ４１に供給する。一方、制御弁４５は、上記燃料および水の噴射期間、閉状態となって蓄圧部７１から第１注水ポンプ４１への作動油の供給を停止する。このような制御弁４５の開閉駆動のタイミングは、制御部８２によって制御される。
【００３０】
上流側注水系統５０は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路２２の上流側の注水位置に水を注入するための設備である。図１に示すように、上流側注水系統５０は、第２注水ポンプ５１と、上流側注水管５２ａ、５２ｂ、５２ｃと、制御弁５５とを備える。
【００３１】
第２注水ポンプ５１は、本実施形態に係る注水ポンプの一例である。上流側注水管５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、注水ポンプと燃料噴射弁とを連通する注水管の一例である。図１に示すように、上流側注水管５２ａは、一端部が第２注水ポンプ５１の第１吐出口に接続され且つ他端部が逆止弁２４ａを介して燃料噴射弁２０Ａの燃料通路２２に接続されている。第２注水ポンプ５１は、上流側注水管５２ａ等を通じて、燃料噴射弁２０Ａの燃料通路２２に水を圧送し、これにより、燃料通路２２の上流側の注水位置（すなわち第２注水位置Ｐ２）に水を注入する。また、上流側注水管５２ｂは、一端部が第２注水ポンプ５１の第２吐出口に接続され且つ他端部が逆止弁（図示せず）を介して燃料噴射弁２０Ｂの燃料通路２２に接続されている。第２注水ポンプ５１は、上記燃料噴射弁２０Ａの場合と同様に、上流側注水管５２ｂ等を通じて、燃料噴射弁２０Ｂの燃料通路２２の第２注水位置Ｐ２に水を注入する。また、上流側注水管５２ｃは、一端部が第２注水ポンプ５１の第３吐出口に接続され且つ他端部が逆止弁（図示せず）を介して燃料噴射弁２０Ｃの燃料通路２２に接続されている。第２注水ポンプ５１は、上記燃料噴射弁２０Ａの場合と同様に、上流側注水管５２ｃ等を通じて、燃料噴射弁２０Ｃの燃料通路２２の第２注水位置Ｐ２に水を注入する。
【００３２】
制御弁５５は、蓄圧部７１から第２注水ポンプ５１への作動油の供給を制御する。制御弁５５は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの噴射休止期間、開状態となって蓄圧部７１内の作動油を第２注水ポンプ５１に供給する。一方、制御弁５５は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの燃料および水の噴射期間、閉状態となって蓄圧部７１から第２注水ポンプ５１への作動油の供給を停止する。このような制御弁５５の開閉駆動のタイミングは、制御部８２によって制御される。
【００３３】
水供給ポンプ６１は、第１注水ポンプ４１および第２注水ポンプ５１に吐出対象の水を供給するためのポンプである。給水管６２は、一端部が水供給ポンプ６１に接続され且つ他端側が分岐管６２ａ、６２ｂに分岐している。給水管６２の一方の分岐管６２ａは、第１注水ポンプ４１に接続されている。給水管６２の他方の分岐管６２ｂは、第２注水ポンプ５１に接続されている。水供給ポンプ６１は、給水管６２の分岐管６２ａを通じて第１注水ポンプ４１に吐出対象の水を供給するとともに、給水管６２の分岐管６２ｂを通じて第２注水ポンプ５１に吐出対象の水を供給する。
【００３４】
蓄圧部７１は、燃料圧送系統３０、下流側注水系統４０および上流側注水系統５０を各々作動させる作動油の圧力を蓄積するものである。図１に示すように、蓄圧部７１は、配管等を通じて高圧ポンプ７２から吐出（圧送）された作動油を内部の蓄圧室に貯留し、これにより、作動油の圧力を蓄積する。このように蓄圧部７１に蓄積される作動油の圧力は、高圧ポンプ７２から蓄圧部７１への作動油の吐出量によって調整される。蓄圧部７１に蓄積された作動油の圧力は、燃料噴射ポンプ３１の作動と、第１注水ポンプ４１の作動と、第２注水ポンプ５１の作動とに共用される。
【００３５】
検出部８１は、舶用ディーゼルエンジン（図示せず）のクランク角度を検出する。検出部８１は、時間の経過に伴ってクランク角度を検出し、その都度、検出したクランク角度を示す電気信号を制御部８２に送信する。
【００３６】
制御部８２は、検出部８１から電気信号を受信し、受信した電気信号に示されるクランク角度が所定の回転角度となるタイミングに開状態となるように、燃料圧送系統３０の制御弁３５の開閉駆動を制御する。制御部８２は、この制御弁３５の開閉駆動の制御を通して、燃料噴射ポンプ３１の作動タイミング、すなわち、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから燃焼室への燃料および水の噴射タイミングを制御する。この噴射タイミングでは、燃料噴射ポンプ３１から圧送された燃料と、第１注水ポンプ４１から吐出された水と、第２注水ポンプ５１から吐出された水とが、燃料噴射ポンプ３１の圧送作用によって燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから燃焼室へ層状に噴射される。その後、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路２２および燃料噴射管３２は、噴射されずに残った燃料で満たされた状態となる。
【００３７】
また、制御部８２は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの噴射休止期間において、燃料で満たされた状態にある上記各燃料通路２２の下流側の注水位置（第１注水位置Ｐ１）および上流側の注水位置（第２注水位置Ｐ２）に水が各々注入されるように、第１注水ポンプ４１および第２注水ポンプ５１の作動タイミングを制御する。この噴射休止期間では、第１注水ポンプ４１から吐出された水と、第２注水ポンプ５１から吐出された水とが、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路２２に残存する燃料の圧力（燃料残圧）よりも高い圧力で、これら各燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１および第２注水位置Ｐ２に各々注入される。
【００３８】
（注水ポンプの構成）
つぎに、本発明の実施形態に係る注水ポンプの構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る注水ポンプの一構成例を示す側断面模式図である。図３は、図２に示す注水ポンプのＡ−Ａ線断面模式図である。図４は、図２に示す注水ポンプのＢ−Ｂ線断面模式図である。図５は、図２に示す注水ポンプのＣ−Ｃ線断面模式図である。図６は、図２に示す注水ポンプのＤ−Ｄ線断面模式図である。以下では、本実施形態に係る注水ポンプの一例として、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に水を注入するための第１注水ポンプ４１（図１参照）が例示される。また、上述した第２注水ポンプ５１の構成は、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路２２に対する注水位置が第１注水ポンプ４１と相異する（すなわち第２注水位置Ｐ２である）こと以外、第１注水ポンプ４１と同様である。
【００３９】
第１注水ポンプ４１は、作動油の圧力を利用して水を吐出する油圧駆動式の注水ポンプである。図２〜６に示すように、第１注水ポンプ４１は、水シリンダ１と、油圧シリンダ５と、複数（本実施形態では３つ）の水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃと、油圧ピストン部７と、連結部８と、付勢部９とを備える。また、第１注水ポンプ４１は、給水逆止弁ブロック１０と、複数（本実施形態では３つ）の給水逆止弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、吐出逆止弁ブロック１２と、複数（本実施形態では３つ）の吐出逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃと、安全弁ブロック１４と、複数（本実施形態では３つ）の安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、ドレン通路１４ｅとを備える。
【００４０】
水シリンダ１は、例えば中空の円筒状部材であり、図２、３に示すように、水を吐出するための水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃおよび水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃを内部に有する。また、水シリンダ１は、これらの水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃと連続する内部空間４を有する。
【００４１】
水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃは、シリンダの燃料噴射弁に接続される注水管と連通するように構成される複数の水吐出通路の一例である。例えば、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃは、図１に示した複数の下流側注水管４２ａ、４２ｂ、４２ｃと連通するように構成される。すなわち、本実施形態において、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃは、１つのシリンダに設けられる複数の燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと複数の下流側注水管４２ａ、４２ｂ、４２ｃを通じて各々連通するように構成される。
【００４２】
詳細には、図２、３に示すように、水吐出通路２ａは、水ピストン部６ａが往復方向に摺動し得る形状（例えば円筒形状）に形成される。水吐出通路２ａは、給水逆止弁ブロック１０の内部に形成された通路（図示せず）と給水逆止弁１１ａとを通じて供給された吐出対象の水を一時貯留する。また、水吐出通路２ａは、給水逆止弁１１ａの内部通路１１１ａ（図４参照）と吐出逆止弁１３ａの開閉可能な内部通路１３１ａ（図５参照）と安全弁１５ａの内部通路１５１ａ（図６参照）とを通じて、蓋部１６の吐出口１６ａと連通する。水吐出通路２ａは、この吐出口１６ａを通じて、上述した下流側注水管４２ａと連通する。
【００４３】
水吐出通路２ｂ、２ｃは、上記の水吐出通路２ａと同様に各々構成される。すなわち、水吐出通路２ｂは、水ピストン部６ｂが往復方向に摺動し得る形状に形成され、給水逆止弁１１ｂ等を通じて供給された吐出対象の水を一時貯留する。水吐出通路２ｂは、給水逆止弁１１ｂの内部通路１１１ｂ（図４参照）と吐出逆止弁１３ｂの開閉可能な内部通路１３１ｂ（図５参照）と安全弁１５ｂの内部通路１５１ｂ（図６参照）とを通じて、蓋部１６の吐出口１６ｂと連通する。水吐出通路２ｂは、この吐出口１６ｂを通じて、上述した下流側注水管４２ｂと連通する。また、水吐出通路２ｃは、水ピストン部６ｃが往復方向に摺動し得る形状に形成され、給水逆止弁１１ｃ等を通じて供給された吐出対象の水を一時貯留する。水吐出通路２ｃは、給水逆止弁１１ｃの内部通路１１１ｃ（図４参照）と吐出逆止弁１３ｃの開閉可能な内部通路１３１ｃ（図５参照）と安全弁１５ｃの内部通路１５１ｃ（図６参照）とを通じて、蓋部１６の吐出口１６ｃと連通する。水吐出通路２ｃは、この吐出口１６ｃを通じて、上述した下流側注水管４２ｃと連通する。
【００４４】
これらの水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃは、燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの間で同じ燃料通路の位置に連通する。例えば、水吐出通路２ａは、下流側注水管４２ａを通じて、燃料噴射弁２０Ａの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に連通する。水吐出通路２ｂは、下流側注水管４２ｂを通じて、燃料噴射弁２０Ｂの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に連通する。水吐出通路２ｃは、下流側注水管４２ｃを通じて、燃料噴射弁２０Ｃの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に連通する。
【００４５】
内部空間４は、１つの油圧ピストン部７の作動に伴う複数（本実施形態では３つ）の水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃの往復動を可能にするための空間である。図２に示すように、内部空間４には、水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃの各下側部分と、油圧ピストン部７の上側部分と、これらを連結する連結部８とが、往復動可能に収容される。
【００４６】
油圧シリンダ５は、油圧ピストン部７を往復動可能に収容し得る中空の円筒状部材である。詳細には、図２に示すように、油圧シリンダ５は、油圧ピストン部７を作動させる作動油を受け入れるための作動油室５ａを有する。作動油室５ａは、油圧ピストン部７を往復動可能に収容し得るように形成される。なお、油圧シリンダ５は、取付ボルト（図示せず）によって水シリンダ１と連結されている。また、油圧シリンダ５の下端部は、図１に示した蓄圧部７１や制御弁４５等の作動油供給設備に取り付けられる。
【００４７】
水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃは、水吐出通路内の水を加圧して燃料噴射弁側へ吐出する水ピストン部の一例である。本実施形態において、水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃは、例えば、互いに同じ直径を有するピストンであり、図２、３に示すように、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃ内に往復動可能に各々設けられる。なお、「水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃの各直径が互いに同じ」とは、水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃの各直径が製造公差内に収まっていることを意味する。
【００４８】
水ピストン部６ａは、水吐出通路２ａ内を摺動しながらピストン軸方向に往復動する。この際、水ピストン部６ａは、水吐出通路２ａを圧縮する方向に移動することにより、水吐出通路２ａ内の水を加圧して燃料噴射弁２０Ａ側へ吐出する。水ピストン部６ｂは、水吐出通路２ｂ内を摺動しながらピストン軸方向に往復動する。この際、水ピストン部６ｂは、水吐出通路２ｂを圧縮する方向に移動することにより、水吐出通路２ｂ内の水を加圧して燃料噴射弁２０Ｂ側へ吐出する。水ピストン部６ｃは、水吐出通路２ｃ内を摺動しながらピストン軸方向に往復動する。この際、水ピストン部６ｃは、水吐出通路２ｃを圧縮する方向に移動することにより、水吐出通路２ｃ内の水を加圧して燃料噴射弁２０Ｃ側へ吐出する。
【００４９】
なお、水ピストン部６ａのピストン軸方向は、水ピストン部６ａのピストン軸ＣＬ１の長手方向である。水ピストン部６ｂのピストン軸方向は、水ピストン部６ｂのピストン軸ＣＬ２の長手方向である。水ピストン部６ｃのピストン軸方向は、水ピストン部６ｃのピストン軸ＣＬ３の長手方向である。以下、ピストン軸方向といえば、特に説明がない限り、水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃの何れかまたは全てのピストン軸方向を意味する。
【００５０】
油圧ピストン部７は、作動油の圧力を利用して作動するピストンである。図２に示すように、油圧ピストン部７は、ピストン軸方向に往復動し得るように油圧シリンダ５の作動油室５ａに収容される。油圧ピストン部７は、作動油室５ａに供給された作動油の圧力を利用して、水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃを水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃの出口側（本実施形態では給水逆止弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃ側）へ各々移動させる。また、油圧ピストン部７は、作動油室５ａから作動油を押し出しながらピストン軸方向に移動（下降）して、作動前の元の位置に復帰する。
【００５１】
連結部８は、複数の水ピストン部と１つの油圧ピストン部とを連結する連結部の一例である。詳細には、図２に示すように、連結部８は、一端面に水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃの下端部が固定され且つ他端面に油圧ピストン部７の上端部が固定され、この構造により、水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃと油圧ピストン部７とを連結して一体化する。また、連結部８は、水シリンダ１の内部空間４に往復動可能に収容される。この連結部８に固定された水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃは、油圧ピストン部７と一体となって移動し得る状態になる。
【００５２】
付勢部９は、油圧ピストン部７を所定の方向に付勢するものである。例えば、付勢部９は、圧縮ばねまたは空気ばね等によって構成され、図２に示すように、油圧シリンダ５の上部に設けられる。付勢部９には、油圧ピストン部７の突起部（図示せず）が配置されている。付勢部９は、この突起部に付勢力を付与することにより、作動油室５ａから作動油を押し出す方向（図２の紙面下方向）に油圧ピストン部７を付勢する。
【００５３】
給水逆止弁ブロック１０は、図２、４に示すように、給水逆止弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃを内部に有する構造体（例えば外形が円柱型の構造体）である。給水逆止弁ブロック１０は、吐出逆止弁ブロック１２と水シリンダ１との間に配置される。また、図２、４には図示されていないが、給水逆止弁ブロック１０の内部には、図１に示した水供給ポンプ６１に通じる給水管６２（詳細には分岐管６２ａ）と給水逆止弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃとを連通させる給水通路が形成されている。
【００５４】
給水逆止弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、水供給ポンプ６１から水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃ内へ供給される水の流通方向を規制する逆止弁の一例である。図２に示すように、給水逆止弁１１ａは、水ピストン部６ａのピストン軸ＣＬ１に沿って、給水逆止弁ブロック１０内、詳細には、吐出逆止弁１３ａと水吐出通路２ａとの間に配置される。給水逆止弁１１ａは、水供給ポンプ６１から給水管６２および給水逆止弁ブロック１０内の給水通路を通じて水吐出通路２ａ内へ流れる水の流通を可能とし、この逆流を防止する。また、図４に示すように、給水逆止弁１１ａは、内部通路１１１ａを有する。給水逆止弁１１ａは、この内部通路１１１ａを介して水吐出通路２ａと吐出逆止弁１３ａとを連通させる。
【００５５】
給水逆止弁１１ｂは、水ピストン部６ｂのピストン軸ＣＬ２に沿って、給水逆止弁ブロック１０内、詳細には、吐出逆止弁１３ｂ（図５参照）と水吐出通路２ｂ（図３参照）との間に配置される。給水逆止弁１１ｂは、水供給ポンプ６１から給水管６２および給水逆止弁ブロック１０内の給水通路を通じて水吐出通路２ｂ内へ流れる水の流通を可能とし、この逆流を防止する。また、図４に示すように、給水逆止弁１１ｂは、内部通路１１１ｂを有する。給水逆止弁１１ｂは、この内部通路１１１ｂを介して水吐出通路２ｂと吐出逆止弁１３ｂとを連通させる。給水逆止弁１１ｃは、水ピストン部６ｃのピストン軸ＣＬ３に沿って、給水逆止弁ブロック１０内、詳細には、吐出逆止弁１３ｃ（図５参照）と水吐出通路２ｃ（図３参照）との間に配置される。給水逆止弁１１ｃは、水供給ポンプ６１から給水管６２および給水逆止弁ブロック１０内の給水通路を通じて水吐出通路２ｃ内へ流れる水の流通を可能とし、この逆流を防止する。また、図４に示すように、給水逆止弁１１ｃは、内部通路１１１ｃを有する。給水逆止弁１１ｃは、この内部通路１１１ｃを介して水吐出通路２ｃと吐出逆止弁１３ｃとを連通させる。
【００５６】
吐出逆止弁ブロック１２は、図２、５に示すように、吐出逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃを内部に有する構造体（例えば外形が円柱型の構造体）である。吐出逆止弁ブロック１２は、安全弁ブロック１４と水シリンダ１との間に配置される。
【００５７】
吐出逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃ内から吐出される水の流通方向を規制する逆止弁の一例である。図２に示すように、吐出逆止弁１３ａは、水ピストン部６ａのピストン軸ＣＬ１に沿って、吐出逆止弁ブロック１２内、詳細には、安全弁１５ａと水吐出通路２ａとの間（本実施形態では安全弁１５ａと給水逆止弁１１ａとの間）に配置される。吐出逆止弁１３ａは、水吐出通路２ａ内から燃料噴射弁２０Ａ側へ流れる水の流通を可能とし、この逆流を防止する。また、図５に示すように、吐出逆止弁１３ａは、内部通路１３１ａを有する。吐出逆止弁１３ａは、この内部通路１３１ａを介して、水吐出通路２ａに通じる給水逆止弁１１ａと、燃料噴射弁２０Ａに通じる安全弁１５ａとを連通させる。
【００５８】
吐出逆止弁１３ｂは、水ピストン部６ｂのピストン軸ＣＬ２に沿って、吐出逆止弁ブロック１２内、詳細には、安全弁１５ｂ（図６参照）と水吐出通路２ｂとの間（本実施形態では安全弁１５ｂと給水逆止弁１１ｂ（図４参照）との間）に配置される。吐出逆止弁１３ｂは、水吐出通路２ｂ内から燃料噴射弁２０Ｂ側へ流れる水の流通を可能とし、この逆流を防止する。また、図５に示すように、吐出逆止弁１３ｂは、内部通路１３１ｂを有する。吐出逆止弁１３ｂは、この内部通路１３１ｂを介して、水吐出通路２ｂに通じる給水逆止弁１１ｂと、燃料噴射弁２０Ｂに通じる安全弁１５ｂとを連通させる。吐出逆止弁１３ｃは、水ピストン部６ｃのピストン軸ＣＬ３に沿って、吐出逆止弁ブロック１２内、詳細には、安全弁１５ｃ（図６参照）と水吐出通路２ｃとの間（本実施形態では安全弁１５ｃと給水逆止弁１１ｃ（図４参照）との間）に配置される。吐出逆止弁１３ｃは、水吐出通路２ｃ内から燃料噴射弁２０Ｃ側へ流れる水の流通を可能とし、この逆流を防止する。また、図５に示すように、吐出逆止弁１３ｃは、内部通路１３１ｃを有する。吐出逆止弁１３ｃは、この内部通路１３１ｃを介して、水吐出通路２ｃに通じる給水逆止弁１１ｃと、燃料噴射弁２０Ｃに通じる安全弁１５ｃとを連通させる。
【００５９】
安全弁ブロック１４は、図２、６に示すように、安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよびドレン通路１４ｅを内部に有する構造体（例えば外形が円柱型の構造体）である。安全弁ブロック１４は、吐出逆止弁ブロック１２と蓋部１６との間に配置され、締結部材の一例である取付ボルト１７によって水シリンダ１の上部に着脱可能に取り付けられる。
【００６０】
安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、燃料噴射弁から逆流する高圧の逆流液体から注水ポンプを守る安全弁の一例である。これらの安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、複数の水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃの各ピストン軸ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に沿って複数の水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃよりも複数の下流側注水管４２ａ、４２ｂ、４２ｃ側に各々配置される。
【００６１】
図２に示すように、安全弁１５ａは、水ピストン部６ａのピストン軸ＣＬ１に沿って、安全弁ブロック１４内、詳細には、水吐出通路２ａと図１に示した下流側注水管４２ａとの間（本実施形態では下流側注水管４２ａに通じる吐出口１６ａと吐出逆止弁１３ａとの間）に配置される。また、図６に示すように、安全弁１５ａは、内部通路１５１ａを有する。安全弁１５ａの内部通路１５１ａは、吐出口１６ａを介して下流側注水管４２ａに通じ、この下流側注水管４２ａを介して燃料噴射弁２０Ａに通じる。安全弁１５ａは、水吐出通路２ａから吐出された水を、内部通路１５１ａを通じて下流側注水管４２ａへ導く。また、安全弁１５ａは、燃料噴射弁２０Ａから逆流した逆流液体を、内部通路１５１ａからドレン通路１４ｅを通じて第１注水ポンプ４１の外部へ排出するように導く。
【００６２】
安全弁１５ｂは、水ピストン部６ｂのピストン軸ＣＬ２に沿って、安全弁ブロック１４内、詳細には、水吐出通路２ｂと図１に示した下流側注水管４２ｂとの間（本実施形態では下流側注水管４２ｂに通じる吐出口１６ｂと吐出逆止弁１３ｂとの間）に配置される。また、図６に示すように、安全弁１５ｂは、内部通路１５１ｂを有する。安全弁１５ｂの内部通路１５１ｂは、吐出口１６ｂを介して下流側注水管４２ｂに通じ、この下流側注水管４２ｂを介して燃料噴射弁２０Ｂに通じる。安全弁１５ｂは、水吐出通路２ｂから吐出された水を、内部通路１５１ｂを通じて下流側注水管４２ｂへ導く。また、安全弁１５ｂは、燃料噴射弁２０Ｂから逆流した逆流液体を、内部通路１５１ｂからドレン通路１４ｅを通じて第１注水ポンプ４１の外部へ排出するように導く。
【００６３】
安全弁１５ｃは、水ピストン部６ｃのピストン軸ＣＬ１に沿って、安全弁ブロック１４内、詳細には、水吐出通路２ｃと図１に示した下流側注水管４２ｃとの間（本実施形態では下流側注水管４２ｃに通じる吐出口１６ｃと吐出逆止弁１３ｃとの間）に配置される。また、図６に示すように、安全弁１５ｃは、内部通路１５１ｃを有する。安全弁１５ｃの内部通路１５１ｃは、吐出口１６ｃを介して下流側注水管４２ｃに通じ、この下流側注水管４２ｃを介して燃料噴射弁２０Ｃに通じる。安全弁１５ｃは、水吐出通路２ｃから吐出された水を、内部通路１５１ｃを通じて下流側注水管４２ｃへ導く。また、安全弁１５ｃは、燃料噴射弁２０Ｃから逆流した逆流液体を、内部通路１５１ｃからドレン通路１４ｅを通じて第１注水ポンプ４１の外部へ排出するように導く。
【００６４】
ドレン通路１４ｅは、燃料噴射弁から注水ポンプへ逆流した逆流液体を注水ポンプ外部へ排出するための通路の一例である。図６に示すように、ドレン通路１４ｅは、安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃから第１注水ポンプ４１の外部へ通じるように、安全弁ブロック１４内に形成される。本実施形態において、例えば、ドレン通路１４ｅは、安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃに各々通じる複数（図６では３つ）の分岐通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、これらの分岐通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃと合流し且つ第１注水ポンプ４１の外部に通じる合流通路１４ｄとによって構成される。
【００６５】
分岐通路１４ａは、一端部が合流通路１４ｄに通じ且つ他端部が安全弁１５ａを囲む環状をなすように、安全弁ブロック１４内に形成される。この分岐通路１４ａの環状部分は、安全弁１５ａの開閉動作に応じて、安全弁１５ａの内部通路１５１ａと開閉可能に連通する。分岐通路１４ａは、安全弁１５ａの内部通路１５１ａから流出された逆流液体を合流通路１４ｄへ導く。分岐通路１４ｂは、一端部が合流通路１４ｄに通じ且つ他端部が安全弁１５ｂを囲む環状をなすように、安全弁ブロック１４内に形成される。この分岐通路１４ｂの環状部分は、安全弁１５ｂの開閉動作に応じて、安全弁１５ｂの内部通路１５１ｂと開閉可能に連通する。分岐通路１４ｂは、安全弁１５ｂの内部通路１５１ｂから流出された逆流液体を合流通路１４ｄへ導く。分岐通路１４ｃは、安全弁１５ｃを囲む環状をなして合流通路１４ｄに通じるように、安全弁ブロック１４内に形成される。この環状の分岐通路１４ｃは、安全弁１５ｃの開閉動作に応じて、安全弁１５ｃの内部通路１５１ｃと開閉可能に連通する。分岐通路１４ｃは、安全弁１５ｃの内部通路１５１ｃから流出された逆流液体を合流通路１４ｄへ導く。
【００６６】
合流通路１４ｄは、上述したように分岐通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃと合流し且つドレン排出口１４ｆに通じるように、安全弁ブロック１４内に形成される。ドレン排出口１４ｆは、図６に示すように、一端部が合流通路１４ｄに通じ且つ他端部が第１注水ポンプ４１の外部に向けて開口するように、安全弁ブロック１４内に形成される。合流通路１４ｄは、分岐通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃのうち少なくとも１つから流入した逆流液体をドレン排出口１４ｆ側へ導き、ドレン排出口１４ｆから第１注水ポンプ４１の外部へ逆流液体を排出する。特に図示しないが、ドレン排出口１４ｆには、排出された逆流液体をタンク等の設備内へ導くための排出管が接続されている。
【００６７】
なお、上述した逆流液体として、例えば、燃料噴射弁から注水管を通じて注水ポンプへ逆流する燃料、当該燃料の圧力によって注水ポンプへ押し戻されるように逆流する注水管内の水等が挙げられる。上記注水ポンプが第１注水ポンプ４１である場合、上記燃料噴射弁として燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが例示され、上記注水管として下流側注水管４２ａ、４２ｂ、４２ｃが挙げられる。上記注水ポンプが第２注水ポンプ５１である場合、上記燃料噴射弁として燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが例示され、上記注水管として上流側注水管５２ａ、５２ｂ、５２ｃが挙げられる。
【００６８】
また、図６に示すように、安全弁ブロック１４には、安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対して潤滑油を供給するための油路が形成され、この油路の出口を閉塞するプラグ１８が取り付けられている。特に図示しないが、給水逆止弁ブロック１０には、給水逆止弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対して潤滑油を供給するための油路が形成され、この油路の出口を閉塞するプラグが取り付けられている。吐出逆止弁ブロック１２には、吐出逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対して潤滑油を供給するための油路が形成され、この油路の出口を閉塞するプラグが取り付けられている。
【００６９】
一方、安全弁ブロック１４の上端部には、図２に示すように、蓋部１６が設けられている。本実施形態において、蓋部１６は、給水逆止弁ブロック１０、吐出逆止弁ブロック１２および安全弁ブロック１４を水シリンダ１の上端部との間に挟むように、取付ボルト１７（締結部材の一例）によって着脱可能に取り付けられる。これにより、給水逆止弁ブロック１０、吐出逆止弁ブロック１２および安全弁ブロック１４は、取付ボルト１７によって水シリンダ１の上部に着脱可能に取り付けられる。また、蓋部１６は、安全弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各弁棒後端部を安全弁ブロック１４に押し付けて固定する。
【００７０】
また、図２に示すように、蓋部１６には、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃに対応する吐出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃが形成されている。吐出口１６ａは、給水逆止弁１１ａの内部通路１１１ａと吐出逆止弁１３ａの内部通路１３１ａと安全弁１５ａの内部通路１５１ａとを介して水吐出通路２ａに通じる第１吐出口である。吐出口１６ｂは、給水逆止弁１１ｂの内部通路１１１ｂと吐出逆止弁１３ｂの内部通路１３１ｂと安全弁１５ｂの内部通路１５１ｂとを介して水吐出通路２ｂに通じる第２吐出口である。吐出口１６ｃは、給水逆止弁１１ｃの内部通路１１１ｃと吐出逆止弁１３ｃの内部通路１３１ｃと安全弁１５ｃの内部通路１５１ｃとを介して水吐出通路２ｃに通じる第３吐出口である。蓋部１６は、吐出口１６ａが安全弁１５ａの内部通路１５１ａと連通し、吐出口１６ｂが安全弁１５ｂの内部通路１５１ｂと連通し、吐出口１６ｃが安全弁１５ｃの内部通路１５１ｃと連通するように、安全弁ブロック１４の上端部に取り付けられる。
【００７１】
ここで、給水逆止弁１１ａ、吐出逆止弁１３ａおよび安全弁１５ａは、上述したように、水ピストン部６ａのピストン軸ＣＬ１に沿って配置されている。すなわち、給水逆止弁１１ａ、吐出逆止弁１３ａおよび安全弁１５ａは、図２に示すように、水吐出通路２ａと連通し得るようにピストン軸ＣＬ１上に位置している。この際、給水逆止弁１１ａ、吐出逆止弁１３ａおよび安全弁１５ａの各中心軸（例えば各内部通路１１１ａ、１３１ａ、１５１ａの中心軸）は、ピストン軸ＣＬ１と完全に同軸である必要はない。また、給水逆止弁１１ａ、吐出逆止弁１３ａおよび安全弁１５ａは、ピストン軸ＣＬ１が各内部通路１１１ａ、１３１ａ、１５１ａ内を通るように配置されることが好ましく、ピストン軸ＣＬ１と各内部通路１１１ａ、１３１ａ、１５１ａの中心軸とが互いに平行または一致する（同一軸である）ように配置されることがより好ましい。上記ピストン軸ＣＬ１に対する給水逆止弁１１ａ、吐出逆止弁１３ａおよび安全弁１５ａの配置関係は、水ピストン部６ｂのピストン軸ＣＬ２に対する給水逆止弁１１ｂ、吐出逆止弁１３ｂ、および安全弁１５ｂの配置関係と、水ピストン部６ｃのピストン軸ＣＬ３に対する給水逆止弁１１ｃ、吐出逆止弁１３ｃ、および安全弁１５ｃの配置関係とについても同様である。
【００７２】
（給水逆止弁、吐出逆止弁、安全弁の構成）
つぎに、本発明の実施形態に係る注水ポンプの給水逆止弁、吐出逆止弁および安全弁の構成について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る注水ポンプの給水逆止弁、吐出逆止弁および安全弁の一構成例を示す側断面模式図である。以下では、本実施形態に係る注水ポンプの給水逆止弁、吐出逆止弁および安全弁の一例として、図２に示した第１注水ポンプ４１の給水逆止弁１１ａ、吐出逆止弁１３ａおよび安全弁１５ａが例示される。なお、給水逆止弁１１ｂ、１１ｃ、吐出逆止弁１３ｂ、１３ｃおよび安全弁１５ｂ、１５ｃの各構成は、連通する水吐出通路および吐出口が上述のように異なること以外、給水逆止弁１１ａ、吐出逆止弁１３ａおよび安全弁１５ａと各々同様である。
【００７３】
給水逆止弁１１ａは、図７に示すように、弁体１１０ａと、ばね１１３ａとを備える。弁体１１０ａは、内部通路１１１ａと受圧部１１２ａとを有し、弁軸方向Ｆに往復動し得るように給水逆止弁ブロック１０内に収容される。内部通路１１１ａは、水吐出通路２ａから吐出された水を流通させるための通路であり、弁体１１０ａ内に形成される。この内部通路１１１ａは、例えば図７に示すように、先端側において水吐出通路２ａに通じ、後端側において吐出逆止弁１３ａと開閉可能に連通する連通路１２ａに通じる。連通路１２ａは、例えば、吐出逆止弁ブロック１２内であって給水逆止弁１１ａと吐出逆止弁１３ａとの間に形成される。受圧部１１２ａは、弁体１１０ａを開くための圧力を受ける部分であり、弁体１１０ａの先端部（水吐出通路２ａ側の端部）近傍の外周部に、周方向に沿って環状に形成される。ばね１１３ａは、弁体１１０ａ内の後端側に収容される。ばね１１３ａは、例えば図７に示すように、弁体１１０ａ内の突起部と吐出逆止弁ブロック１２との間で自然長よりも収縮した状態にあり、水吐出通路２ａ側に付勢する付勢力を弁体１１０ａに付与する。このばね１１３ａの付勢力は、水供給ポンプ６１（図１参照）から供給される水の圧力よりも弱い。
【００７４】
このような構成を有する給水逆止弁１１ａは、弁体１１０ａを弁軸方向Ｆに往復動させることにより、開状態と閉状態とを切り換える。給水逆止弁１１ａの開状態は、水供給ポンプ６１から給水管６２を通じて水吐出通路２ａ内に供給される水の流れを許容する状態である。給水逆止弁１１ａの閉状態は、水吐出通路２ａ側から給水管６２側への水の逆流を阻止するとともに、水吐出通路２ａから吐出された水の吐出逆止弁１３ａ側への流れを許容する状態である。
【００７５】
詳細には、給水逆止弁１１ａにおいて、弁体１１０ａは、ばね１１３ａの付勢力を利用して、自身の先端部を水吐出通路２ａの出口端部に押し当てる。これにより、弁体１１０ａは、水吐出通路２ａと内部通路１１１ａとを連通させるとともに、水吐出通路２ａと給水逆止弁ブロック１０内の給水通路（図示せず）との連通を遮断して、上記の閉状態となる。また、弁体１１０ａは、給水管６２を通じて給水逆止弁ブロック１０の給水通路（図示せず）内に送出された水の圧力を受圧部１１２ａで受けた場合、この圧力を利用して、ばね１１３ａの付勢力に抗する方向に移動する。これにより、弁体１１０ａは、水吐出通路２ａから離間して、水吐出通路２ａと給水逆止弁ブロック１０内の給水通路とを連通させ、上記の開状態となる。その後、水吐出通路２ａ内への水の供給が終了した場合、弁体１１０ａは、ばね１１３ａの付勢力を利用して水吐出通路２ａに近接し、再び上記の閉状態となる。
【００７６】
吐出逆止弁１３ａは、図７に示すように、弁体１３０ａと、ばね１１３ａとを備える。弁体１３０ａは、内部通路１３１ａと受圧部１３２ａと受入口１３４ａとを有し、弁軸方向Ｆに往復動し得るように吐出逆止弁ブロック１２内に収容される。内部通路１３１ａは、水吐出通路２ａから吐出された水を流通させるための通路であり、弁体１３０ａ内に形成される。受入口１３４ａは、内部通路１３１ａの先端側に通じるように、弁体１３０ａの先端部に形成される。例えば、受入口１３４ａは、弁体１３０ａの中心軸から４方向に延在するように形成されている。内部通路１３１ａは、例えば図７に示すように、先端側において受入口１３４ａを介して給水逆止弁１１ａと開閉可能に連通する連通路１２ａに通じ、後端側において安全弁１５ａと連通する連通路１４ｈに通じる。連通路１４ｈは、例えば、安全弁ブロック１４内であって吐出逆止弁１３ａと安全弁１５ａとの間に形成される。受圧部１３２ａは、弁体１３０ａを開くための圧力を受ける部分であり、弁体１３０ａの先端部（給水逆止弁１１ａ側の端部）に形成される。ばね１３３ａは、弁体１３０ａ内に収容される。ばね１３３ａは、例えば図７に示すように、弁体１３０ａ内の先端側部分と安全弁ブロック１４との間で自然長よりも収縮した状態にあり、給水逆止弁１１ａ側に付勢する付勢力を弁体１３０ａに付与する。このばね１３３ａの付勢力は、水ピストン部６ａ（図２参照）によって水吐出通路２ａから吐出される水の圧力よりも弱い。
【００７７】
このような構成を有する吐出逆止弁１３ａは、弁体１３０ａを弁軸方向Ｆに往復動させることにより、開状態と閉状態とを切り換える。吐出逆止弁１３ａの開状態は、水吐出通路２ａから吐出された水の安全弁１５ａ側への流れを許容する状態である。吐出逆止弁１３ａの閉状態は、水吐出通路２ａから吐出された水の逆流、すなわち、安全弁１５ａ側から給水逆止弁１１ａ側への吐出水の流れを阻止する状態である。吐出逆止弁１３ａは、このような開状態と閉状態とを切り換えることにより、水吐出通路２ａから吐出された水の流通方向を水吐出通路２ａ側から安全弁１５ａ側へ向かう方向に規制する。
【００７８】
詳細には、吐出逆止弁１３ａにおいて、弁体１３０ａは、ばね１３３ａの付勢力を利用して、受圧部１３２ａを連通路１２ａの出口端部に押し当てる。これにより、弁体１３０ａは、給水逆止弁１１ａの内部通路１１１ａと吐出逆止弁１３ａの内部通路１３１ａとの連通を遮断して、上記の閉状態となる。また、弁体１３０ａは、給水逆止弁１１ａの内部通路１１１ａおよび連通路１２ａを介して水吐出通路２ａから吐出された水の圧力を受圧部１３２ａで受けた場合、この圧力を利用して、ばね１３３ａの付勢力に抗する方向に移動する。これにより、弁体１３０ａは、受圧部１３２ａを連通路１２ａから離間させ、連通路１２ａおよび受入口１３４ａを介して給水逆止弁１１ａの内部通路１１１ａと吐出逆止弁１３ａの内部通路１３１ａと連通させる。このようにして、弁体１３０ａは、上記の開状態となる。その後、水吐出通路２ａからの水の吐出が終了した場合、弁体１３０ａは、ばね１３３ａの付勢力を利用して受圧部１３２ａを連通路１２ａに近接させ、再び上記の閉状態となる。
【００７９】
安全弁１５ａは、図７に示すように、弁体１５０ａと、ばね１５３ａと、弁棒１５４ａとを備える。弁体１５０ａは、弁棒１５４ａに摺動可能に取り付けられ、弁軸方向Ｆに往復動し得るように安全弁ブロック１４内に収容される。弁体１５０ａおよび弁棒１５４ａの各内部には、内部通路１５１ａが形成されている。内部通路１５１ａは、例えば図７に示すように、先端側において吐出逆止弁１３ａと連通する連通路１４ｈに通じ、後端側において吐出口１６ａに通じる。吐出口１６ａは、蓋部１６に形成される。この吐出口１６ａには、上述したように、燃料噴射弁２０Ａに通じる下流側注水管４２ａが接続されている。また、内部通路１５１ａは、先端側において、安全弁ブロック１４内のドレン通路１４ｅ（図６参照）の分岐通路１４ａと開閉可能に連通する。受圧部１５２ａは、弁体１５０ａを開くための圧力を受ける部分であり、弁体１５０ａの先端部（吐出逆止弁１３ａ側の端部）に形成される。受圧部１５５ａは、弁体１５０ａを吐出逆止弁１３ａ側に付勢する方向に液体の圧力を受ける部分であり、例えば図７に示すように、弁体１５０ａ内における受圧部１５２ａとは反対側の段部分に形成される。
【００８０】
ばね１５３ａは、例えば図７に示すように、弁体１５０ａの後端部と弁棒１５４ａの後端部との間に介在するように弁棒１５４ａに取り付けられる。ばね１５３ａは、弁体１５０ａの後端部と弁棒１５４ａの後端部との間で自然長よりも収縮した状態にあり、吐出逆止弁１３ａ側に付勢する付勢力を弁体１５０ａに付与する。このばね１５３ａの付勢力と、水吐出通路２ａから吐出された水の圧力によって受圧部１５５ａが受ける力との合力は、水吐出通路２ａから吐出された水の圧力によって受圧部１５２ａが受ける力よりも強い。また、このばね１５３ａの付勢力と、燃料噴射弁２０Ａから下流側注水管４２ａを通じて第１注水ポンプ４１に逆流する逆流液体の圧力によって受圧部１５５ａが受ける力との合力は、当該逆流液体の圧力によって受圧部１５２ａが受ける力よりも弱い。弁棒１５４ａは、図７に示すように、弁体１５０ａとばね１５３ａとが取り付けられた状態で、安全弁ブロック１４内に収容される。この際、弁棒１５４ａの後端部は、安全弁ブロック１４と蓋部１６とによって挟まれ、これにより、弁棒１５４ａは、安全弁ブロック１４に固定される。弁棒１５４ａは、弁体１５０ａの弁軸方向Ｆの往復動を案内する機能と、ばね１５３ａを受ける機能とを兼ね備える。
【００８１】
このような構成を有する安全弁１５ａは、弁体１５０ａを弁軸方向Ｆに往復動させることにより、閉状態と開状態とを切り換える。安全弁１５ａの閉状態は、内部通路１５１ａをドレン通路１４ｅ（図７では分岐通路１４ａ）に対して閉塞した状態である。安全弁１５ａの開状態は、内部通路１５１ａをドレン通路１４ｅに対して開放した状態である。安全弁１５ａは、ばね１５３ａの付勢力と水の吐出圧力によって受圧部１５５ａに作用する力との合力を利用して弁体１５０ａを動作させることにより、上記の閉状態となる。この場合、安全弁１５ａは、水ピストン部６ａによって加圧された水を、水吐出通路２ａから内部通路１５１ａを通じて吐出口１６ａに導き、この吐出口１６ａから、燃料噴射弁２０Ａに通じる下流側注水管４２ａへ導く。一方、安全弁１５ａは、燃料噴射弁２０Ａから下流側注水管４２ａを通じて内部通路１５１ａに逆流した逆流液体の圧力（詳細には逆流液体の圧力によって受圧部１５２ａに作用する力）により、弁体１５０ａをばね１５３ａの付勢力に抗する方向へ動作させて上記の開状態となる。この場合、安全弁１５ａは、この逆流液体を、内部通路１５１ａからドレン通路１４ｅを通じて第１注水ポンプ４１の外部へ排出するように導く。
【００８２】
（注水ポンプの水吐出動作）
つぎに、本発明の実施形態に係る注水ポンプの水吐出動作について説明する。以下では、図１〜７を適宜参照しつつ、本実施形態に係る注水ポンプの水吐出動作の一例として、上述した第１注水ポンプ４１の水吐出動作を説明する。
【００８３】
第１注水ポンプ４１は、水の吐出を行う前の段階において、油圧ピストン部７を所定の基準位置に位置させた状態（例えば図２に示す状態）となっている。この際、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃには、図１に示した水供給ポンプ６１から給水管６２等を通じて吐出対象の水が供給される。例えば、上述した給水逆止弁１１ａ（図７参照）は、水供給ポンプ６１からの水の圧力によって閉状態から開状態に切り換わる。水吐出通路２ａには、この開状態の給水逆止弁１１ａを介して吐出対象の水が供給される。これと同様に、水吐出通路２ｂ、２ｃには、各々、開状態の給水逆止弁１１ｂ、１１ｃを介して吐出対象の水が供給される。このようにして、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃは、各々、吐出対象の水で満たされた状態となっている。
【００８４】
続いて、第１注水ポンプ４１が水の吐出を行う際、油圧シリンダ５の作動油室５ａには、図１に示した蓄圧部７１から制御弁４５等を通じて作動油が供給される。油圧ピストン部７は、作動油室５ａ内の作動油の圧力を受け、この作動油の圧力を利用して、吐出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃ側へ移動（上昇）する。この際、油圧ピストン部７は、付勢部９の付勢力に抗して移動しながら、連結部８とともに水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃを吐出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃ側へ移動させる。これにより、油圧ピストン部７は、これらの水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃを、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃを各々圧縮する方向へ互いに同じリフト量分（好ましくは同じ容積分）移動させる。
【００８５】
水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃは、上記油圧ピストン部７の作用により、互いに移動量（リフト量）を揃えて水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃ内を各々摺動しながら、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃ内の水（吐出対象の水）を各々加圧する。
【００８６】
水吐出通路２ａ内の水は、水ピストン部６ａによって加圧されることにより、水吐出通路２ａから吐出口１６ａ側へ圧送される。詳細には、当該水は、水吐出通路２ａから閉状態の給水逆止弁１１ａの内部通路１１１ａおよび連通路１２ａを通じて吐出逆止弁１３ａに至る。当該水は、その圧力によって吐出逆止弁１３ａを開状態にし、吐出逆止弁１３ａの受入口１３４ａから内部通路１３１ａに流入する。ついで、当該水は、吐出逆止弁１３ａの内部通路１３１ａおよび連通路１４ｈを通じて閉状態の安全弁１５ａに至る。当該水は、安全弁１５ａの閉状態を開状態に切り換えることなく、安全弁１５ａの内部通路１５１ａを通じて吐出口１６ａに至る。その後、当該水は、吐出口１６ａから下流側注水管４２ａ内に流入し、この下流側注水管４２ａを通じて燃料噴射弁２０Ａの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に注入される。
【００８７】
これと同様に、水ピストン部６ｂによって加圧された水は、水吐出通路２ｂから給水逆止弁１１ｂ、吐出逆止弁１３ｂ、および安全弁１５ｂを順次通って吐出口１６ｂに至り、吐出口１６ｂから下流側注水管４２ｂを通じて燃料噴射弁２０Ｂの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に注入される。水ピストン部６ｃによって加圧された水は、水吐出通路２ｃから給水逆止弁１１ｃ、吐出逆止弁１３ｃ、および安全弁１５ｃを順次通って吐出口１６ｃに至り、吐出口１６ｃから下流側注水管４２ｃを通じて燃料噴射弁２０Ｃの燃料通路２２の第１注水位置Ｐ１に注入される。
【００８８】
このような第１注水ポンプ４１による水の吐出は、作動油室５ａに作動油が供給されている期間、すなわち、作動油の圧力を利用して油圧ピストン部７が吐出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃ側へ移動している期間、継続して行われる。その後、作動油室５ａ内への作動油の供給が停止された場合、第１注水ポンプ４１による１回分の水の吐出が終了する。この際、油圧ピストン部７は、付勢部９の付勢力により、作動油室５ａ内の作動油（上述した水の吐出に利用された後の作動油）を作動油室５ａから油圧シリンダ５の外部へ押し出しながら、現在のリフト位置から元の基準位置に移動する。この油圧ピストン部７の移動に伴い、水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃは、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃの圧縮（水の加圧）を解除する方向へ連結部８とともに移動して、水の吐出が行われる前の位置に復帰する。水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃには、水供給ポンプ６１から給水管６２等を通じて吐出対象の水が供給され、これにより、水吐出通路２ａ、２ｂ、２ｃは、吐出対象の水で満たされた状態に戻る。
【００８９】
（安全弁の動作）
つぎに、本発明の実施形態に係る注水ポンプの安全弁の動作について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る注水ポンプの安全弁の動作を説明するための図である。以下では、図８を参照しつつ、本実施形態における安全弁の動作の一例として、上述した第１注水ポンプ４１の安全弁１５ａの動作を説明する。なお、第１注水ポンプ４１の安全弁１５ｂ、１５ｃの動作は、以下に示す安全弁１５ａの動作と同様である。
【００９０】
第１注水ポンプ４１が水の吐出を行う場合、図８の状態Ｓ１に示すように、安全弁１５ａは閉状態となっている。閉状態の安全弁１５ａにおいて、ばね１５３ａの付勢力と水の吐出圧力によって受圧部１５５ａに作用する力との合力が、水の吐出圧力によって受圧部１５２ａに作用する力を上回るため、弁体１５０ａは、弁棒１５４ａの先端側へ摺動し、受圧部１５２ａを連通路１４ｈの出口端部に押し当てる。これにより、弁体１５０ａは、連通路１４ｈを介して吐出逆止弁１３ａの内部通路１３１ａ（図７参照）と安全弁１５ａの内部通路１５１ａとを連通させるとともに、この内部通路１５１ａとドレン通路１４ｅ（図６参照）の分岐通路１４ａとの連通を遮断する。このような閉状態では、上述したように、吐出対象の水が、連通路１４ｈおよび安全弁１５ａの内部通路１５１ａ等を通じて蓋部１６の吐出口１６ａから吐出される。
【００９１】
一方、燃料噴射弁２０Ａからの逆流液体が下流側注水管４２ａを通じて吐出口１６ａ内へ逆流した場合、図８の状態Ｓ２に示すように、逆流液体は、吐出口１６ａから安全弁１５ａの内部通路１５１ａを通じて連通路１４ｈに侵入する。この逆流液体は、連通路１４ｈおよび吐出逆止弁１３ａの内部通路１３１ａ（図７参照）に充満しながら、安全弁１５ａの弁体１５０ａの受圧部１５２ａおよび受圧部１５５ａに圧力を加える。この逆流液体の圧力によって受圧部１５２ａに作用する力は、この逆流液体の圧力によって受圧部１５５ａに作用する力とばね１５３ａの付勢力との合力を上回る。このため、安全弁１５ａは、この受圧部１５２ａに作用する力によって閉状態から開状態へ切り換わる。詳細には、安全弁１５ａにおいて、弁体１５０ａは、上記逆流液体の圧力によって受圧部１５２ａに作用する力を利用して、ばね１５３ａの付勢力に抗する方向に移動する。これにより、弁体１５０ａは、弁棒１５４ａの後端側へ摺動しながら連通路１４ｈから離間して、安全弁１５ａの内部通路１５１ａとドレン通路１４ｅの分岐通路１４ａとを連通させる。このように開状態となった安全弁１５ａは、内部通路１５１ａおよび連通路１４ｈ等に充満している逆流液体を、分岐通路１４ａからドレン通路１４ｅへ導き、ドレン通路１４ｅを通じてドレン排出口１４ｆ（図６参照）から注水ポンプ外部へ排出する。これにより、安全弁１５ａは、この逆流液体の過度に高い圧力を注水ポンプ外部へ逃がすことができる。
【００９２】
その後、注水ポンプ外部への逆流液体の排出が終了した場合、安全弁１５ａは、上記の開状態から閉状態に戻る。この際、弁体１５０ａは、ばね１５３ａの付勢力を利用して連通路１４ｈに近接し、再び、連通路１４ｈを介して吐出逆止弁１３ａの内部通路１３１ａと安全弁１５ａの内部通路１５１ａとを連通させるとともに、この内部通路１５１ａとドレン通路１４ｅの分岐通路１４ａとの連通を遮断する。
【００９３】
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る注水ポンプでは、シリンダの燃料噴射弁に接続される注水管と連通するように水吐出通路を構成し、水を加圧して燃料噴射弁側へ吐出する水ピストン部を上記水吐出通路内に往復動可能に設け、上記注水管に通じる内部通路を有する安全弁を、上記水吐出通路内の水ピストン部のピストン軸に沿って上記水吐出通路と上記注水管との間に配置し、上記安全弁がドレン通路を介して注水ポンプ外部へ通じるようにしている。また、上記安全弁は、上記内部通路を上記ドレン通路に対して閉塞した閉状態において、上記水ピストン部によって加圧された水を、上記水吐出通路から上記内部通路を通じて上記注水管へ導き、上記燃料噴射弁から上記注水管を通じて上記内部通路に逆流液体が流入した場合、上記安全弁は、上記逆流液体の圧力によって、上記内部通路を上記ドレン通路に対して開放した開状態となり、上記逆流液体を、上記内部通路から上記ドレン通路を通じて注水ポンプ外部へ排出するように導いている。
【００９４】
上記の構成により、注水ポンプの燃料噴射弁に対する水吐出機能を損なうことなく、安全弁の作用によって逆流液体の圧力を注水ポンプ外部へ逃がすことができるとともに、このような安全弁を注水ポンプ内に配置しても、注水ポンプの幅の増大を抑えることができる。このため、たとえ注水ポンプの耐圧構造を強化しなくとも、燃料噴射弁から逆流した燃料等の逆流液体による過度な加圧を回避するとともに、注水ポンプの小型化を図ることができる。この結果、逆流液体による過度な加圧に起因して注水ポンプが破損することを防止するとともに、注水ポンプの破損による燃料の漏出を防止し、さらには、注水ポンプの配置に要するスペース（フットプリント）の増大を抑制して、舶用ディーゼルエンジンのシリンダ周辺への配置に好適な装置規模の注水ポンプを実現することができる。
【００９５】
また、本発明の実施形態に係る注水ポンプでは、水吐出通路から吐出された水の流通方向を水吐出通路側から安全弁側へ向かう方向に規制する吐出逆止弁を、水ピストン部のピストン軸に沿って安全弁と水吐出通路との間に配置している。このため、吐出逆止弁を注水ポンプ内に配置しても、注水ポンプの幅の増大を抑えることができるとともに、安全弁の作用によって上記逆流液体の圧力から吐出逆止弁を防護することができる。この結果、注水ポンプの小型化を阻害することなく、上記逆流液体による過度な加圧に起因して吐出逆止弁が破損することを防止することができる。
【００９６】
また、本発明の実施形態に係る注水ポンプでは、給水管を通じて水吐出通路内に供給される水の流通方向を規制する給水逆止弁を、水ピストン部のピストン軸に沿って安全弁と水吐出通路との間（詳細には吐出逆止弁と水吐出通路との間）に配置している。このため、給水逆止弁を注水ポンプ内に配置しても、注水ポンプの幅の増大を抑えることができるとともに、安全弁の作用によって上記逆流液体の圧力から給水逆止弁を防護することができる。この結果、注水ポンプの小型化を阻害することなく、上記逆流液体による過度な加圧に起因して給水逆止弁が破損することを防止することができる。
【００９７】
また、本発明の実施形態に係る注水ポンプでは、複数の水吐出通路に対応して複数の安全弁を注水ポンプ内に配置し、上記ドレン通路を、複数の安全弁に各々通じる複数の分岐通路と、複数の分岐通路と合流し且つ注水ポンプ外部に通じる合流通路とによって構成している。このため、注水ポンプ外部へ通じるドレン通路を複数の安全弁の各々から延在するように複数形成する場合に比べ、注水ポンプ内におけるドレン通路の占める部分を少なくすることができる。この結果、注水ポンプ内にドレン通路を簡易に形成できるとともに、注水ポンプの小型化を促進することができる。
【００９８】
また、本発明の実施形態に係る注水ポンプでは、水吐出通路および水ピストン部を内部に有する水シリンダの上部に、給水逆止弁を内部に有する給水逆止弁ブロックと、吐出逆止弁を内部に有する吐出逆止弁ブロックと、安全弁およびドレン通路を内部に有する安全弁ブロックとを着脱可能に取り付けている。このため、給水逆止弁、吐出逆止弁、安全弁およびドレン通路を注水ポンプ内に簡易に設けることができるとともに、給水逆止弁ブロック、吐出逆止弁ブロックおよび安全弁ブロックの各ブロック単位で、給水逆止弁、吐出逆止弁、安全弁およびドレン通路の各メンテナンスや交換を簡易に行うことができる。
【００９９】
なお、上述した実施形態では、１つのシリンダに設けられる３つの燃料噴射弁２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各燃料通路に水を注入する注水ポンプを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係る注水ポンプは、１つのシリンダに設けられた１つまたは複数（少なくとも１つ）の燃料噴射弁の燃料通路に水を注入するものであってもよい。これに対応して、注水ポンプ内に配置する安全弁の個数は、上述した３つに限定されず、１つ以上であってもよい。
【０１００】
また、上述した実施形態では、給水逆止弁および吐出逆止弁を内部に備えた注水ポンプを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、給水逆止弁は、注水ポンプと水供給ポンプとを連通させる給水管に設けられてもよい。また、吐出逆止弁は、注水ポンプと燃料噴射弁とを連通させる注水管に設けられてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、１つの油圧ピストン部７の作用によって３つの水ピストン部６ａ、６ｂ、６ｃを動作させる注水ポンプを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係る注水ポンプは、１つの油圧ピストン部の作用によって１つ以上の水ピストン部を動作させるものであってもよい。すなわち、本発明において、水ピストン部および水吐出通路の各個数は、１つのシリンダに設けられた注水対象の燃料噴射弁の個数に合わせて設定されてもよい。これと同様に、注水ポンプ内に配置する吐出逆止弁および給水逆止弁の各個数は、上述した３つに限定されず、各々、１つのシリンダに設けられた注水対象の燃料噴射弁の個数に合わせて１つ以上であってもよい。
【０１０２】
また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  水シリンダ
２ａ、２ｂ、２ｃ  水吐出通路
４  内部空間
５  油圧シリンダ
５ａ  作動油室
６ａ、６ｂ、６ｃ  水ピストン部
７  油圧ピストン部
８  連結部
９  付勢部
１０  給水逆止弁ブロック
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  給水逆止弁
１１０ａ  弁体
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ  内部通路
１１２ａ  受圧部
１１３ａ  ばね
１２  吐出逆止弁ブロック
１２ａ  連通路
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  吐出逆止弁
１３０ａ  弁体
１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ  内部通路
１３２ａ  受圧部
１３３ａ  ばね
１３４ａ  受入口
１４  安全弁ブロック
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  分岐通路
１４ｄ  合流通路
１４ｅ  ドレン通路
１４ｆ  ドレン排出口
１４ｈ  連通路
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  安全弁
１５０ａ  弁体
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ  内部通路
１５２ａ  受圧部
１５３ａ  ばね
１５４ａ  弁棒
１５５ａ  受圧部
１６  蓋部
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  吐出口
１７  取付ボルト
１８  プラグ
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  燃料噴射弁
２１  噴射口
２２  燃料通路
２３  内部通路
２４ａ、２４ｂ  逆止弁
３０  燃料圧送系統
３１  燃料噴射ポンプ
３２  燃料噴射管
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  分岐管
３３  分岐部
３５  制御弁
４０  下流側注水系統
４１  第１注水ポンプ
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ  下流側注水管
４５  制御弁
５０  上流側注水系統
５１  第２注水ポンプ
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ  上流側注水管
５５  制御弁
６１  水供給ポンプ
６２  給水管
６２ａ、６２ｂ  分岐管
７１  蓄圧部
７２  高圧ポンプ
８１  検出部
８２  制御部
１００  燃料噴射系統
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３  ピストン軸
Ｆ  弁軸方向
Ｐ１  第１注水位置
Ｐ２  第２注水位置
【図１】
2020060111.tif 000003
【図２】
2020060111.tif 000004
【図３】
2020060111.tif 000005
【図４】
2020060111.tif 000006
【図５】
2020060111.tif 000007
【図６】
2020060111.tif 000008
【図７】
2020060111.tif 000009
【図８】
2020060111.tif 000010