(57)【要約】【課題】バイオ燃料中の異物によって燃料フィルタをつまらせることを抑制する。【解決手段】燃料タンク１１から燃料供給ポンプ１４によって汲み上げたバイオ燃料を燃料フィルタ１３を介してインジェクタ１７に供給する燃料供給装置１０であって、燃料供給装置１０は、燃料タンク１１と燃料フィルタ１３との間の燃料供給経路上に設けられた遠心分離装置３０を備える。【選択図】図２
2018112174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから燃料供給ポンプによって汲み上げたバイオ燃料を燃料フィルタを介してインジェクタに供給する燃料供給装置であって、
前記燃料供給装置は、前記燃料タンクと前記燃料フィルタとの間の燃料供給経路上に設けられた遠心分離装置を備える
ことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
さらに、前記遠心分離装置の外周部の内側に設けられた捕捉部を備えている
請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記捕捉部は、前記遠心分離装置の前記外周部の内側から取り外して交換可能に前記遠心分離装置に取付けられている
請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
さらに、前記遠心分離装置の外周部の外側に設けられたヒータを備えている
請求項２又は３に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、燃料供給装置に関し、特に燃料タンクから燃料供給ポンプによって汲み上げたバイオ燃料を燃料フィルタを介してインジェクタに供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンの燃料には、主として、ガソリンや軽油等の化石燃料が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、これら化石燃料には、燃焼により発生するＣＯ２が地球温暖化等に影響を与える課題がある。近年、このような化石燃料の課題に鑑み、燃焼により発生したＣＯ２排出量をカウントしない所謂バイオディーゼル燃料（以下「バイオ燃料」という）が用いられるようになっている。バイオ燃料としては、例えば、植物由来のエタノールやメタノール、脂肪酸メチルエステル等を原料とするものが広く実用化されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５６２７５号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バイオ燃料は、例えば燃料温度が２０℃以下となる低温時に析出物、例えばモノグリセライドを生じるという課題がある。低温時にバイオ燃料から生じる析出物は、比較的大きな異物となって、燃料フィルタの詰まりの原因や、エンジンに損傷を与える原因ともなるという課題がある。さらに、バイオ燃料中の異物、例えば、バイオ燃料が酸化劣化した際に生じるスラッジ、給油スタンドから給油した場合に混入した異物、その他のバイオ燃料中に混入した異物についても、燃料フィルタの詰まりの原因や、エンジンに損傷を与える原因ともなるという課題がある。
【０００５】
本開示の技術は、バイオ燃料中の異物によって燃料フィルタをつまらせることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本開示の技術は、燃料タンクから燃料供給ポンプによって汲み上げたバイオ燃料を燃料フィルタを介してインジェクタに供給する燃料供給装置であって、燃料供給装置は、燃料タンクと燃料フィルタとの間の燃料供給経路上に設けられた遠心分離装置を備えることを特徴とする。
【０００７】
本開示の技術において、好ましくは、さらに、遠心分離装置の外周部の内側に設けられた捕捉部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本開示の技術において、好ましくは、さらに、捕捉部は、遠心分離装置の外周部の内側から取り外して交換可能に遠心分離装置に取付けられていることを特徴とする。
【０００９】
本開示の技術において、好ましくは、さらに、前記遠心分離装置の外周部の外側に設けられたヒータを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の技術によれば、バイオ燃料中の異物によって燃料フィルタをつまらせることを抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の技術の一実施形態に係る燃料供給装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本開示の技術の一実施形態に係る燃料供給装置の遠心分離装置、捕捉部及びヒータを概略的に説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本開示の技術の一実施形態に係る燃料供給装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１３】
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る燃料供給装置１０の全体構成から説明する。燃料供給装置１０は、車両のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）Ｅにバイオ燃料を供給する装置である。燃料供給装置１０は、燃料タンク１１と、燃料吸入配管（燃料供給経路）１２と、燃料フィルタ１３と、燃料圧送ポンプ（燃料供給ポンプ）２０と、遠心分離装置３０と、高圧ポンプ（サプライポンプ）１４と、燃料供給配管１５と、コモンレール１６と、エンジンＥの各筒内に燃料を噴射する複数のインジェクタ１７と、圧力制御弁１８と、リターン配管１９とを備えている。
【００１４】
燃料タンク１１は、バイオディーゼル燃料を貯留する。バイオ燃料は、生物由来油を原料として作られる燃料であり、例えば脂肪酸メチルエステルを含む。燃料吸入配管１２は、一端側を燃料タンク１１内のバイオ燃料に浸漬させると共に、他端側を高圧ポンプ１４の吸入口に接続されている。燃料フィルタ１３は、燃料吸入配管１２に介装されており、燃料圧送ポンプ２０によって汲み上げられる燃料中の異物を除去する。
【００１５】
燃料タンク１１内にはバイオ燃料の温度を測定する燃料温度センサ２１が設けられている。燃料温度センサ２１は、エンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５０と電気的に接続され、ＥＣＵ５０にバイオ燃料の温度情報を伝達している。
【００１６】
燃料圧送ポンプ２０は、燃料タンク１１内に設けられている。燃料圧送ポンプ２０は、燃料タンク１１内の下部から延びる燃料吸入配管１２上に設けられている。燃料圧送ポンプ２０は、バイオ燃料を燃料タンク１１内からくみ上げ、燃料吸入配管１２を介して遠心分離装置３０に圧送する。燃料圧送ポンプ２０は、電動ポンプであり、ＥＣＵ５０と電気的に接続され、燃料圧送ポンプ２０はＥＣＵ５０によって制御される。燃料圧送ポンプ２０は、バイオ燃料の供給が必要とされる場合に、ＥＣＵ５０からの指令を受けてバイオ燃料を供給する。本実施形態においては、燃料圧送ポンプ２０は、燃料タンク１１内に設けられているが、他の実施形態においては、燃料圧送ポンプ２０が省略され且つフィードポンプが燃料フィルタ１３と高圧ポンプ１４との間に配置されていてもよい。
【００１７】
高圧ポンプ１４は、何れも図示しないシャフトの回転によって往復駆動するプランジャを備えており、プランジャの往復運動によって燃料を加圧して吐出する。高圧ポンプ１４で加圧された高圧燃料は、燃料供給配管１５を介してコモンレール１６に供給される。
【００１８】
コモンレール１６は、高圧ポンプ１４から供給される高圧燃料を蓄圧して各インジェクタ１７に分配する。また、コモンレール１６には、圧力制御弁１８が設けられており、コモンレール１６内の圧力が所定値に達すると、高圧燃料がリターン配管１９を介して燃料タンク１１に戻されるようになっている。
【００１９】
ＥＣＵ５０は、車両の各部から送られてくるデータを受け入れる入力インターフェース（図示せず）と、車両の各部の制御を行うための演算を実行するＣＰＵ（図示せず）と、車両の各部の制御を行うためのプログラム、データ及び制御信号を格納するメモリ（図示せず）と、および車両の各部に制御信号を送る出力インターフェース（図示せず）とを備えている。本開示の技術の燃料供給装置を実現するためのプログラム、およびこのプログラムの実行に使用するデータおよびテーブルは、メモリ上に格納されている。さらに、メモリには、ＣＰＵによる演算のための作業領域が設けられ、車両の各部から送られてくるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号は、メモリに記憶される。
【００２０】
次に、図２に基づいて、本実施形態に係る燃料供給装置１０の遠心分離装置、捕捉部及びヒータについて説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、燃料供給装置１０の遠心分離装置３０は、燃料圧送ポンプ２０と燃料フィルタ１３との間の燃料吸入配管１２上に設けられている。
【００２２】
遠心分離装置３０は、入口部３１Ａ及び出口部３１Ｂが設けられたハウジング３１と、ハウジング３１内に回転自在に設けられた遠心ロータ３２と、入口部３１Ａから遠心ロータ３２内にバイオ燃料を導入する導入路３３と、を備えている。
【００２３】
ハウジング３１は、中空の円筒形状に形成され、自身の外周部分に遠心分離装置３０の外周部３５を形成している。ハウジング３１のうち少なくとも外周部３５は、ヒータ４２の加熱に耐えるような金属又はセラミックにより形成されている。遠心ロータ３２の側壁には、複数の噴出口３４が形成されている。遠心ロータ３２が回転すると、バイオ燃料中の異物Ｆ、例えば、バイオ燃料からの析出物、バイオ燃料が酸化劣化した際に生じるスラッジ、その他のバイオ燃料中に混入した異物が回転中心軸線に対して外側に遠心分離されて外周側に流れハウジング３１の内壁に向かって流れる。図２において、異物Ｆが遠心ロータ３２の外側の外周部３５に向かって流れる様子を矢印Ａ１により例示している。
【００２４】
本実施形態において、遠心分離装置３０の出口部３１Ｂは、バイオ燃料を燃料フィルタ１３に供給する燃料吸入配管１２と接続されている。また、遠心分離装置３０の入口部３１Ａには、燃料タンク１１側の燃料吸入配管１２が接続されている。
【００２５】
本実施形態において、遠心分離装置３０の遠心ロータ３２は、モータにより生じる駆動力又はエンジンから伝達される駆動力によって回転される。遠心ロータ３２がモータにより駆動される場合には、このモータの作動は、ＥＣＵ５０によって制御される。
【００２６】
燃料供給装置１０は、さらに、遠心分離装置３０の外周部３５の内側部分に設けられた捕捉部４０を備えている。捕捉部４０は、遠心分離装置３０の外周部３５の内周面のほぼ全周にわたる円筒状に形成されている。捕捉部４０は、遠心分離装置３０の外周部３５の内周面の一部を覆うように形成されていてもよい。
【００２７】
捕捉部４０は、網目状に形成されているが、バイオ燃料から生じる析出物を捕捉しやすい他の構造、例えば、孔が複数形成されている構造、表面に凹凸が形成されている構造、フィルタのように液体がろ過される構造、又はこれらの一部又は全部の構造の組み合わせにより形成されるような構造であってもよい。捕捉部４０は、金属により形成されているが、セラミックにより形成されていてもよい。捕捉部４０は、金属又はセラミックにより形成されることにより、後述するヒータの加熱によって破損することが抑制され、耐久性や信頼性が向上されることができる。
【００２８】
図２に示すように、遠心ロータ３２が回転するとき、矢印Ａ１によって示すように、バイオ燃料中の異物Ｆは、噴出口３４から外周側の捕捉部４０に向かって流れ、捕捉部４０に付着堆積して捕促されるようになっている。捕捉部４０は、異物Ｆ、例えば、バイオ燃料からの析出物を捕捉することができるので、異物Ｆが遠心分離装置３０から下流側に流出することを抑制することができる。従って、遠心分離装置３０の下流側に設けられている燃料フィルタ１３において、異物Ｆが付着し、フィルタが詰まってしまうことを抑制することができる。
【００２９】
捕捉部４０は、遠心分離装置３０の外周部３５の内側領域から取り外して交換可能に遠心分離装置３０の外周部３５に取付けられている。捕捉部４０が容易に交換可能とすることにより、捕捉部４０が捕捉している状態の異物Ｆとともに、遠心分離装置３０から取り外して、異物を捕捉していない状態の新しい捕捉部４０と交換することができる。従って、比較的簡単な方法によって、バイオ燃料中の異物Ｆを取り除くことができる。さらに、ヒータによる加熱により再び溶解させることができない異物（例えば、バイオ燃料が酸化劣化した際に生じるスラッジ、給油スタンドから給油した場合に混入した異物）についても簡単に取り除くことができる。また、捕捉部４０において異物Ｆを捕捉することにより、燃料フィルタ１３の交換回数を抑制することができる。
【００３０】
燃料供給装置１０は、さらに、遠心分離装置３０の外周部３５の外側部分に設けられたヒータ４２を備えている。ヒータ４２は、遠心分離装置３０の外周部３５を介して捕捉部４０を加熱することができる。ヒータ４２は、ＥＣＵ５０と電気的に接続され、ＥＣＵ５０によって制御される。ヒータ４２は、電気式のヒータである。ヒータ４２は、捕捉部４０を加熱するが、捕捉部４０を含むような捕捉部周囲領域を加熱するものであってもよい。また、ヒータ４２は、捕捉部４０の一部分を加熱していればよい。燃料温度センサ２１が測定したバイオ燃料温度が２０℃以下になる場合に、ＥＣＵ５０がヒータ４２を作動させ、燃料温度センサ２１が測定したバイオ燃料温度が２０℃超である場合には、ＥＣＵ５０がヒータ４２を作動させないように制御する。従って、バイオ燃料温度が２０℃超でありバイオ燃料中に析出物が生じにくいと想定される場合に、ヒータ４２が加熱して無駄に電力を消費することを防ぐことができる。なお、ヒータ４２は、捕捉部４０を加熱することができる他の加熱手段に変更することが可能である。
【００３１】
ヒータ４２が、捕捉部４０又は捕捉部４０の領域を加熱することにより、バイオ燃料からの析出物が溶解される。バイオ燃料からの析出物を加熱して析出物の温度上昇により再び溶解させることができるため、析出物のサイズを小さくする及び/又は析出物を溶かしてバイオ燃料中に戻すことができる。これにより、遠心分離装置３０の下流側に設けられている燃料フィルタ１３において、析出物が付着し、フィルタが詰まってしまうことを抑制することができる。
【００３２】
なお、本開示の技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３３】
例えば、エンジンＥは車両のディーゼルエンジンに限定されず、設備機器に設けられたディーゼルエンジン、器具（例えば、農機具、作業器具）のディーゼルエンジンにも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  燃料供給装置
１１  燃料タンク
１２  燃料吸入配管
１３  燃料フィルタ
１４  高圧ポンプ
１５  燃料供給配管
１６  コモンレール
１７  インジェクタ
１８  圧力制御弁
１９  リターン配管
２０  燃料圧送ポンプ
２１  燃料温度センサ
３０  遠心分離装置
３１Ａ  入口部
３１Ｂ  出口部
３２  遠心ロータ
３３  導入路
３４  噴出口
３５  外周部
４０  捕捉部
４２  ヒータ
【図１】
2018112174.tif 000003
【図２】
2018112174.tif 000004