(57)【要約】【課題】燃料クーラへの燃料の通過またはバイパスを決定する設定温度を任意に可変できるようにして、エンジンへ供給する燃料を最適温度に維持する。【解決手段】ガバナ１２から戻された余剰燃料は温度センサ１６によって燃料温度が検出され、その燃料温度が高温時の温度信号としてコントローラ１７へ送信される。このとき、コントローラ１７は、高温時の温度信号によって制御信号を発生させるような設定温度となっているので、コントローラ１７からソレノイド１４ａへ制御信号が送信されてソレノイド１４ａはＯＮとなる。よって、弁機構１４ｂが復帰バネ１８のバネ力に抗してＡ位置からＢ位置へ流路を切り替え、ガバナ１２からの余剰燃料は燃料クーラ１５へ送り込まれて所定の温度に冷却された後に燃料タンク１１へ還流される。尚、設定温度はコントローラ１７で任意に可変することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械に搭載されたエンジン系へ適正に冷却された燃料を供給する建設機械の燃料システムにおいて、
前記エンジン系から戻された余剰燃料の温度を検出する温度センサと、
前記エンジン系から戻された余剰燃料の流路を燃料クーラと燃料タンクとに切り替える電磁弁と、
前記温度センサが検出した温度信号を受信し、あらかじめ設定された設定温度と前記温度信号の温度レベルとを比較して制御信号を生成するコントローラとを備え、
前記電磁弁が、前記コントローラから受信した制御信号に基づいて、余剰燃料の流路を前記燃料クーラと前記燃料タンクの何れかへ切り替えることを特徴とする建設機械の燃料システム。
【請求項２】
上記コントローラは、上記温度信号の温度レベルが上記設定温度より高いときに上記制御信号を生成し、
上記電磁弁は、前記制御信号を受信したとき余剰燃料の流路を前記燃料クーラの側へ切り替えることを特徴とする請求項１記載の建設機械の燃料システム。
【請求項３】
上記設定温度は任意に可変できることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の燃料システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の燃料システムに関するものであり、特に、燃料を適正に冷却しながらエンジン系へ供給するための建設機械の燃料システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械のエンジン系へ供給される燃料は、高温になると、気化現象によってベーパロックが発生して燃料供給がスムーズにできなかったり、混合比の濃度が希薄になって燃焼効率を低下させるなどの不具合が生じる。そこで、建設機械の燃料システムにおいては種々の燃料冷却対策が行われている。図３は、従来技術における建設機械の燃料システムであって燃料が常温時の燃料系統の構成図であり、図４は、従来技術における建設機械の燃料システムであって燃料が高温時の燃料系統の構成図である。すなわち、従来技術における建設機械の燃料システム２０においては、燃料が常温のときには、図３に示すように、燃料タンク２１の燃料は、ガバナ２２へ供給されて燃料と空気が適当な混合比で混合され、エンジン２３の燃焼室（図示せず）へ送り込まれて燃焼される。このとき、サーモバルブ２４が閉じているので、ガバナ２２の余剰燃料は直接燃料タンク２１へ還流される。
【０００３】
通常、サーモバルブ２４にはワックス式サーモバルブが用いられている。このワックス式サーモバルブは、バルブ内に収納されたワックスが外部熱で膨張することによって生じるピストンの駆動力を利用して弁の開閉やポートの切り替えを行うものである。すなわち、サーモバルブ２４は、ワックスがサーモエレメント（温度検出素子）となってバルブの開閉やポートの切り替えを行うように構成されている。そのため、ガバナ２２からサーモバルブ２４へ戻された余剰燃料が所定温度以下のときは、サーモバルブ２４のポートが閉じているため図３のように余剰燃料は直接燃料タンク２１へ戻される。
【０００４】
また、余剰燃料が所定温度以上のときはサーモバルブ２４のポートは開くように構成されている。従って、燃料が高温のときには、図４に示すように、燃料タンク２１の燃料は、ガバナ２２へ供給された後に前述と同様にしてエンジン２３の燃焼室（図示せず）へ送り込まれて燃焼されるが、このときはサーモバルブ２４のポートが開いているため、ガバナ２２の余剰燃料は、サーモバルブ２４から燃料クーラ２５へ供給されて所定の温度に冷却された後に燃料タンク２１へ還流される。このようにして、燃料が高温のときのみ燃料クーラ２５によって燃料を冷却することによって過冷却を防止し、常に適正な温度の燃料が燃料タンク２１からガバナ２２へ供給されるようになっている。
【０００５】
また、ガバナから戻された余剰燃料は必ず燃料クーラを経由してタンクへ還流されるように構成した燃料システムにおいて、燃料が所定の温度以上になったときにはファンを回転させて燃料クーラを強制空冷させて燃料クーラの冷却効率を向上させることにより、タンクに還流される燃料を常に適温に維持する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、ガバナへ供給する燃料が所定温度以上になったときに燃料供給配管をファンで冷却することにより、燃料供給配管の途中で燃料にベーパロックを発生させないようにして燃料供給能力の向上化を図った技術も知られている（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開平９−２４２６２４号公報（段落番号００１４〜００１９及び図１）
【特許文献２】特開２００３−２６２１６３号公報（段落番号００１５〜００３０及び図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図３、図４に示すような上記従来の燃料システムは、ワックス式サーモバルブを用いることにより、ワックスが燃料温度の高温／低温を検出して、燃料を燃料クーラに通過させるかバイパスさせるかを決定しているため、バルブの切り替え温度は固定化されてしまう。すなわち、サーモバルブに封入されたワックスによって一義的にバルブの切り替え温度が決定されてしまう。そのため、建設機械の使用状態や環境状況などによって燃料クーラを通過させるかバイパスさせるかの設定温度を変える必要が生じた場合は、その都度、サーモバルブを取り替えなければならない。また、上記の各特許文献の技術は、燃料が所定の温度以上になったときにファンによって燃料クーラや燃料供給配管を強制空冷して、間接的に燃料の冷却を行っているものである。すなわち、これらの特許文献の技術は、温度センサによって燃料の温度を検出し、コントローラの制御によってファンの回転と停止を行っているので、冷却時の設定温度を任意に可変することはできる。しかし、ファンの回転、停止に関わらず燃料は常に燃料クーラを通過しているので、燃料が過冷却されるおそれもある。すなわち、上記の各特許文献の技術は燃料の過冷却防止に対する対策は何らなされていない。
【０００７】
そこで、建設機械の使用状態や環境状況などに応じて、燃料クーラへの燃料の通過またはバイパスを決定する設定温度を任意に可変できるようにして、エンジンへ供給する燃料を最適温度に維持するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、建設機械に搭載されたエンジン系へ適正に冷却された燃料を供給する建設機械の燃料システムにおいて、エンジン系から戻された余剰燃料の温度を検出する温度センサと、エンジン系から戻された余剰燃料の流路を燃料クーラと燃料タンクに切り替える電磁弁と、温度センサが検出した温度信号を受信し、あらかじめ設定された設定温度と温度信号の温度レベルとを比較して制御信号を生成するコントローラとを備え、電磁弁が、コントローラから受信した制御信号に基づいて、余剰燃料の流路を燃料クーラと燃料タンクの何れかへ切り替えるように構成された建設機械の燃料システムを提供するものである。
【０００９】
この構成によれば、温度センサが余剰燃料の温度信号を検出してコントローラへ送信することにより、コントローラが、あらかじめ任意の値に設定された設定温度と検出された余剰燃料の温度信号とを比較して制御信号を生成し、生成された制御信号を電磁弁に送信している。そして、電磁弁が制御信号の有無によって余剰燃料の流路を燃料クーラと燃料タンクとの何れかに切り替えている。すなわち、エンジン系へ供給する燃料を最適な温度にするために、任意の値に設定された設定温度に応じて電磁弁の流路が燃料クーラと燃料タンクとに随時切り替えられるようになっている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明においては、上記コントローラは温度信号の温度レベルが設定温度より高いときに制御信号を生成し、上記電磁弁が制御信号を受信したとき余剰燃料の流路を燃料クーラ側へ切り替えるように構成された建設機械の燃料システムを提供するものである。
【００１１】
この構成によれば、エンジン系へ供給する燃料を最適な温度にするために、エンジン系から戻された余剰燃料が設定温度より高いときは、コントローラが電磁弁へ制御信号を送信して余剰燃料の流路を燃料クーラ側へ切り替え、燃料クーラによって余剰燃料に所望の冷却を行った後に燃料タンクへ還流している。
【００１２】
また、請求項３記載の発明においては、上記設定温度は任意に可変できるように構成された建設機械の燃料システムを提供するものである。
【００１３】
この構成によれば、建設機械の使用状態や環境状況などに応じて、燃料クーラへの燃料の通過またはバイパスを決定する設定温度を任意に可変できるように構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、コントローラが、任意の設定温度に基づいて、余剰燃料の温度に応じて電磁弁の流路を燃料クーラ側へ切り替えるか、燃料クーラをバイパスして燃料タンク側へ切り替えるかの制御を行っている。このため、建設機械における燃料システムの環境状況などに応じて電磁弁の切り替え設定温度を最適値に決定することが可能となる。よって、燃料システムの環境状況などに応じて、エンジン系へ供給する燃料を最適な温度に制御することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明によれば、余剰燃料が設定温度より高いときにコントローラが電磁弁へ制御信号を送信して余剰燃料の流路を燃料クーラ側へ切り替えているので、請求項１記載の発明の効果に加えて、余剰燃料が設定温度より高いときのみ燃料クーラによって余剰燃料を冷却してから燃料タンクへ還流することができる。そのため、建設機械の燃料システムにおける燃料の循環効率をさらに向上させることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明によれば、上記設定温度を任意に可変できるように構成したので、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、建設機械の使用状態や環境状況などに応じて、燃料クーラへの燃料の通過またはバイパスを切り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る建設機械の燃料システムについて、好適な実施例をあげて説明する。本発明は、建設機械の使用状態や環境状況などに応じて、燃料クーラへの燃料の通過またはバイパスを決定する設定温度を任意に可変できるようにして、エンジンへ供給する燃料を最適温度に維持するという目的を下記のようにして実現した。すなわち、本発明に係る建設機械の燃料システムは、ガバナの余剰燃料を還流させる燃料配管系統に電磁弁を設け、さらに、余剰燃料の温度を検知する温度センサと、この温度センサが検知した温度信号を入力して前記電磁弁の流路を燃料クーラか燃料タンクに切り替え制御するコントローラを設けることによって実現した。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明における建設機械の燃料システムの一実施例について図１、図２を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明における建設機械の燃料システムであって燃料が常温時の燃料系統の構成図であり、図２は、本発明における建設機械の燃料システムであって燃料が高温時の燃料系統の構成図である。図１に示すように、燃料システム１０は、燃料を貯蔵する燃料タンク１１からガバナ１２へ配管され、ガバナ１２に供給された燃料と空気とが所定の混合比で混合されてエンジン１３の燃焼室（図示せず）へ送り込まれて燃焼されるように構成されている。一方、ガバナ１２からソレノイド１４ａと弁機構１４ｂよりなる電磁弁１４へ配管され、弁機構１４ｂのそれぞれのポートから燃料クーラ１５と燃料タンク１１へ配管されている。尚、ガバナ１２から電磁弁１４までの配管には熱電対温度計などの温度センサ１６が設置されている。
【００１９】
また、電磁弁１４の流路を切り替え制御するためのコントローラ１７が設けられ、温度センサ１６とコントローラ１７との間には、温度センサ１６が検出した燃料温度の信号（以下、温度信号という）を送信する信号線Ｓ１が配線されている。さらに、コントローラ１７とソレノイド１４ａとの間には、コントローラ１７が温度信号に基づいてソレノイド１４ａをＯＮ／ＯＦＦ制御するための制御信号を送信する信号線Ｓ２が配線されている。尚、弁機構１４ｂのソレノイド１４ａと対向する側には、ソレノイド１４ａがＯＦＦしたときに弁機構１４ｂの流路を元の位置に復帰させるための復帰バネ１８が設けられている。図２の構成も図１と全く同じである。
【００２０】
次に、図１、図２に示す燃料システム１０の動作を説明する。燃料が常温のときには、図１に示すように、燃料タンク１１の燃料は、ガバナ１２へ供給されて燃料と空気が適当な混合比で混合され、エンジン１３の燃焼室へ送り込まれて燃焼する。このとき、ガバナ１２の余剰燃料は電磁弁１４から、直接、燃料タンク１１へ還流される。すなわち、ガバナ１２から配管系統へ戻された余剰燃料は温度センサ１６によって燃料温度が検出され、その燃料温度（すなわち、常温時の燃料温度）に相当する温度信号がコントローラ１７へ送信される。このとき、コントローラ１７は、常温時の温度信号では制御信号を発生させないような設定温度となっているので、コントローラ１７からソレノイド１４ａへは制御信号は送信されない。したがって、ソレノイド１４ａはＯＦＦの状態になっているので、弁機構１４ｂは復帰バネ１８のバネ力によってＡ位置の流路が開放状態となり、ガバナ１２からの余剰燃料は弁機構１４ｂのＡ位置を通って燃料タンク１１へ直接還流される。
【００２１】
一方、燃料が高温のときには、図２に示すように、燃料タンク１１の燃料は、ガバナ１２へ供給されて燃料と空気が適当な混合比で混合され、エンジン１３の燃焼室（図示せず）へ送り込まれて燃焼する。このとき、ガバナ１２から配管系統へ戻された余剰燃料は温度センサ１６によって燃料温度が検出され、その燃料温度（すなわち、高温時の燃料温度）に相当する温度信号がコントローラ１７へ送信される。従って、コントローラ１７は、高温時の温度信号によって制御信号を発生させるような設定温度となっているので、コントローラ１７からソレノイド１４ａへ制御信号が送信される。これによって、ソレノイド１４ａがＯＮ状態になるので、弁機構１４ｂは復帰バネ１８のバネ力に抗してＡ位置からＢ位置へ流路が切り替わる。したがって、Ｂ位置の流路が開放状態となってガバナ１２からの余剰燃料は、電磁弁１４から燃料クーラ１５へ送り込まれて所望の温度に冷却された後にタンク１１へ還流される。
【００２２】
このとき、コントローラ１７は、温度センサ１６から受信した温度信号によって制御信号を発生させるための設定温度を、ダイヤルまたは多段スイッチなどによって任意の値に可変することができる。したがって、設定温度を低くしておけば、温度センサ１６が検出した余剰燃料の温度が比較的低いときでも燃料クーラ１５を経由して余剰燃料を燃料タンク１１へ還流させることができる。また、設定温度を高くしておけば、温度センサ１６が検出した余剰燃料の温度がかなり高くなったときに燃料クーラ１５を経由して余剰燃料を燃料タンク１１へ還流させることができる。このようにして、建設機械の使用状態や環境状況などに応じて、ガバナ１２の余剰燃料を燃料クーラ１５へ通過させるか、燃料クーラ１５をバイパスさせるかを決定する設定温度を任意に可変することができるので、状況に適応させてエンジンへ供給する燃料を最適温度に維持することが可能となる。
【００２３】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、かつ、本発明は上記改変されたものに及ぶことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明における建設機械の燃料システムであって燃料が常温時の燃料系統の構成図。
【図２】本発明における建設機械の燃料システムであって燃料が高温時の燃料系統の構成図。
【図３】従来技術における建設機械の燃料システムであって燃料が常温時の燃料系統の構成図。
【図４】従来技術における建設機械の燃料システムであって燃料が高温時の燃料系統の構成図。
【符号の説明】
【００２５】
１０、２０    燃料システム
１１、２１    燃料タンク
１２、２２    ガバナ
１３、２３    エンジン
１４    電磁弁
１４ａ  ソレノイド
１４ｂ  弁機構
１５、２５    燃料クーラ
１６    温度センサ
１７    コントローラ
２４    サーモバルブ
Ｓ１、Ｓ２  信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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