(57)【要約】【課題】エンジン停止中にＤＭＥが燃焼室内へ漏洩することを防止しつつ、パージタンクや再液化コンプレッサを使用することなく車両への搭載性を向上することができるＤＭＥエンジンの燃料供給装置を提供する。【解決手段】高圧サプライポンプ７の上流側の低圧燃料供給経路４と、下流側の、第１高圧燃料供給経路８、コモンレール９及び第２高圧燃料供給経路１０とが、合流経路１２ｇ、第１分岐経路１２ａ、第２分岐経路１２ｂを介して接続されている。各経路１２ｇ、１２ａ、１２ｂには電磁開閉弁１５、１３、１４がそれぞれ設けられている。エンジン停止時に電磁開閉弁１３〜１５が開弁すると共にフィードポンプ３を逆転させ、低圧燃料供給経路４に残留しているＤＭＥを燃料タンク２内へ直接回収し、高圧燃料供給経路に残留しているＤＭＥを合流経路１２ｇ、第１分岐経路１２ａ、第２分岐経路１２ｂを介して燃料タンク２内へ回収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料であるＤＭＥを貯える燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を、正転して低圧燃料供給経路に送出するフィードポンプと、
前記低圧燃料供給経路に接続され、前記フィードポンプより供給される燃料を、昇圧して吐出する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプから吐出される燃料を分配する高圧燃料供給経路と、
前記高圧燃料供給経路より分配される燃料を噴射するインジェクタと
を備えたＤＭＥエンジンの燃料供給装置において、
前記高圧燃料供給経路と前記低圧燃料供給経路とを接続する第１燃料回収経路と、
前記第１燃料回収経路に設けられ、前記第１燃料回収経路を開閉する第１電磁開閉弁と
を備え、
エンジン運転時には、前記第１電磁開閉弁が前記第１燃料回収経路を閉じ、エンジン停止時には、前記第１電磁開閉弁が前記第１燃料回収経路を開くと共に、前記フィードポンプが逆転され、前記低圧燃料供給経路及び前記高圧燃料供給経路の燃料を前記燃料タンクに回収することを特徴とする、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
前記高圧燃料供給経路は、コモンレールを含み、
前記第１燃料回収経路は、前記コモンレールに接続される第１分岐経路を備えることを特徴とする請求項１に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記低圧燃料供給経路には、過流防止弁が設けられ、
前記第１燃料回収経路は、前記過流防止弁の上流側で、前記低圧燃料供給経路に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
前記インジェクタと前記燃料タンクの気相部分とを接続する第２燃料回収経路と、
前記第２燃料回収経路に設けられ、前記第２燃料回収経路を開閉する第２電磁開閉弁と
を備え、
エンジン運転時には、前記第２電磁開閉弁が前記第２燃料回収経路を開き、
エンジン停止時には、前記第２電磁開閉弁が前記第２燃料回収経路を閉じることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項５】
前記低圧燃料供給経路には、前記低圧燃料供給経路を開閉する第３電磁開閉弁が設けられ、
エンジン運転時には、前記第３電磁開閉弁が前記低圧燃料供給経路を開き、
エンジン停止時には、前記第３電磁開閉弁が前記低圧燃料供給経路を閉じることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項６】
前記高圧ポンプの高圧側及び前記燃料タンクの気相部分を接続する第３燃料回収経路と、
前記第３燃料回収経路に設けられ、前記第３燃料回収経路を開閉する第４電磁開閉弁と
を備え、
エンジン運転時には、前記第４電磁開閉弁が前記第３燃料回収経路を閉じ、
エンジン停止時には、前記第４電磁開閉弁が前記第３燃料回収経路を開くことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項７】
供給ポート、排出ポート及び吸引ポートを有し、
前記供給ポートから前記排出ポートに向かって燃料が流通する際に生じる圧力の低下によって、前記吸引ポートから燃料を吸引するエジェクタと、
前記燃料タンク内の燃料を、前記フィードポンプにより前記エジェクタの前記供給ポートに供給する駆動流供給経路と、
前記第１燃料回収経路と前記エジェクタの前記吸引ポートとを接続する吸引経路と、
前記吸引経路に設けられ、前記吸引経路を開閉する第５電磁開閉弁と、
前記エジェクタの前記排出ポートと前記燃料タンクの前記気相部分とを接続する排出経路と
を備え、
エンジン停止時から所定時間が経過した後に、前記第５電磁開閉弁が前記吸引経路を開くとともに、
前記フィードポンプが正転して、前記燃料タンク内の燃料を前記駆動流供給経路を介して前記エジェクタの前記供給ポートに供給し、
前記高圧燃料供給経路及び前記第１燃料回収経路の燃料が、前記吸引経路を介して前記エジェクタに吸引され、前記燃料タンクに回収されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項８】
前記駆動流供給経路が、前記低圧燃料供給経路と前記エジェクタの前記供給ポートとを接続し、
前記駆動流供給経路には、前記駆動流供給経路を開閉する第６電磁開閉弁が設けられ、
エンジン停止時から前記所定時間が経過した後に、前記第６電磁開閉弁が前記駆動流供給経路を開くことを特徴とする請求項７に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥと略称する）を燃料として使用する、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置に関し、とくにエンジン停止時に燃料を回収する構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＭＥが環境に対する影響が少ないクリーンエネルギーであることから、次世代の燃料としても注目されている。特に、高セタン価であることや、燃焼時に黒煙が出にくい含酸素燃料であり、ＥＧＲ（排気ガス再循環）によってＮＯｘやＰＭの排出量の低減が図れることから、ディーゼルエンジンにおける軽油の代替燃料として実用化が期待されている。
【０００３】
一方、ＤＭＥは沸点が非常に低く（−２５℃）、気化しやすいという特性を有している。この特性のため、ＤＭＥを燃料とするエンジンの燃料供給装置においては、エンジン停止時にエンジンや排気系から伝わる熱によって、燃料供給経路内に高圧状態で残留しているＤＭＥが気化してしまう現象が起きる。高圧状態で気化したＤＭＥの漏洩を防止することは困難であり、気化したＤＭＥがエンジン停止後にインジェクタのノズルから漏洩して燃焼室内に残留し、次回の始動時に異常燃焼を招いてエンジン破損の要因となるという問題点を有していた。
【０００４】
このような異常燃焼を防止するため、エンジン停止時に燃料供給経路内に残留しているＤＭＥを、パージ制御弁を介してコモンレールからパージタンクに回収し、再液化コンプレッサにて圧縮して再液化させて、燃料タンク内へ戻すパージシステムを備える燃料供給装置が特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５６４０９号公報
【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、特許文献１に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置では、パージタンクや再液化コンプレッサ等を装備する必要があり、非常に大きな搭載スペースが要求され、小型トラック等への搭載が困難であるという問題点がある。特に、一般的に再液化コンプレッサに使用されるダイヤフラム式コンプレッサは大型であり、ＤＭＥに添加される潤滑性向上剤が有する腐食性によって樹脂素材を使用できないため、軽量化も困難である。また、再液化コンプレッサによって昇圧したＤＭＥを冷却して確実に液化するためには、熱交換器も必要となり、より大きな搭載スペースを必要とする。さらに、再液化コンプレッサには、潤滑油がＤＭＥに混入するのを防ぐために無潤滑式であることが要求されるが、無潤滑式のコンプレッサはドライロックしてしまう可能性がある。その上、燃料の再液化のために要求される圧縮比が高いことから、再液化コンプレッサが必要とする駆動エネルギーも大きく、システム全体のエネルギーロスの要因となる。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、エンジン停止中にＤＭＥが燃焼室内へ漏洩することを防止しつつ、パージタンクや再液化コンプレッサを使用することなく車両搭載性を向上することができるＤＭＥエンジンの燃料供給装置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】
【０００８】
この発明に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置は、内部に燃料であるＤＭＥを貯える燃料タンクと、燃料タンク内の燃料を正転して低圧燃料供給経路に送出するフィードポンプと、低圧燃料供給経路に接続され、フィードポンプより供給される燃料を昇圧して吐出する高圧ポンプと、高圧ポンプから吐出される燃料を分配する高圧燃料供給経路と、高圧燃料供給経路より分配される燃料を噴射するインジェクタとを備えたＤＭＥエンジンの燃料供給装置において、高圧燃料供給経路と低圧燃料供給経路とを接続する第１燃料回収経路と、第１燃料回収経路に設けられ、第１燃料回収経路を開閉する第１電磁開閉弁とを備え、エンジン運転時には第１電磁開閉弁が第１燃料回収経路を閉じ、エンジン停止時には第１電磁開閉弁が第１燃料回収経路を開くと共に、フィードポンプが逆転され、低圧燃料供給経路及び高圧燃料供給経路の燃料を燃料タンクに回収することを特徴とするものである。
フィードポンプの逆転によって、低圧燃料供給経路及び高圧燃料供給経路に残留しているＤＭＥを燃料タンク内に回収することで、エンジン停止中にＤＭＥが燃焼室へ漏洩することを防止できる。また、パージタンクや再液化コンプレッサを使用することなく車両搭載性を向上することができる。
【０００９】
高圧燃料供給経路はコモンレールを含み、第１燃料回収経路はコモンレールに接続される第１分岐経路を備えてもよい。第１燃料回収経路の一部である第１分岐経路を直接コモンレールに接続するので、エンジン停止中にコモンレール内に残留しているＤＭＥを確実に回収することができる。
【００１０】
低圧燃料供給経路には過流防止弁が設けられ、第１燃料回収経路は過流防止弁の上流側で低圧燃料供給経路に接続されてもよい。エンジン停止時に、高圧燃料供給経路に残留しているＤＭＥを、過流防止弁の抵抗を受けることなく第１燃料回収経路を介して回収する。
【００１１】
インジェクタと燃料タンクの気相部分とを接続する第２燃料回収経路と、第２燃料回収経路に設けられ、第２燃料回収経路を開閉する第２電磁開閉弁とを備え、エンジン運転時には、第２電磁開閉弁が第２燃料回収経路を開き、エンジン停止時には、第２電磁開閉弁が第２燃料回収経路を閉じてもよい。エンジン運転時にはインジェクタから排出される余剰のＤＭＥを燃料タンク内に回収することができる。また、エンジン停止時には燃料タンク内のＤＭＥが第２燃料回収経路を介して第１燃料回収経路に流出することを防止できる。
【００１２】
低圧燃料供給経路には低圧燃料供給経路を開閉する第３電磁開閉弁が設けられ、エンジン運転時には第３電磁開閉弁が低圧燃料供給経路を開き、エンジン停止時には第３電磁開閉弁が低圧燃料供給経路を閉じてもよい。エンジン停止時に低圧燃料供給経路に残留しているＤＭＥが高圧ポンプより下流側に流出することを防止できる。
【００１３】
高圧ポンプの高圧側と、燃料タンクの気相部分とを接続する第３燃料回収経路と、第３燃料回収経路に設けられ、第３燃料回収経路を開閉する第４電磁開閉弁とを備え、エンジン運転時には第４電磁開閉弁が第３燃料回収経路を閉じ、エンジン停止時には第４電磁開閉弁が第３燃料回収経路を開いてもよい。高圧燃料供給経路内の圧力と燃料タンク内の圧力とが均圧化され、高圧燃料供給経路内に残留しているＤＭＥの圧力が早期に下がるため、さらにＤＭＥがインジェクタから燃焼室内に漏洩しにくくなる。
【００１４】
供給ポート、排出ポート及び吸引ポートを有し、供給ポートから排出ポートに向かって燃料が流通する際に生じる圧力の低下によって、吸引ポートから燃料を吸引するエジェクタと、燃料タンク内の燃料を、フィードポンプによりエジェクタの供給ポートに供給する駆動流供給経路と、第１燃料回収経路とエジェクタの吸引ポートとを接続する吸引経路と、吸引経路に設けられ、吸引経路を開閉する第５電磁開閉弁と、エジェクタの排出ポートと燃料タンクの気相部分とを接続する排出経路とを備え、エンジン停止時から所定時間が経過した後に、第５電磁開閉弁が吸引経路を開くとともに、フィードポンプが正転して、燃料タンク内の燃料を駆動流供給経路を介してエジェクタの供給ポートに供給し、高圧燃料供給経路及び第１燃料回収経路の燃料が、吸引経路を介してエジェクタに吸引され、燃料タンクに回収されてもよい。
【００１５】
燃料タンク内のＤＭＥをエジェクタの供給ポートに供給するので、高圧燃料供給経路及び第１燃料回収経路の燃料が、吸引経路、吸引ポートを介してエジェクタ内に吸引され、排出ポート、排出経路を介して燃料タンクに回収される。エンジン停止時から所定時間が経過した時点において、高圧燃料供給経路及び第１燃料回収経路には主に気相のＤＭＥが残留しているが、フィードポンプは正転して燃料タンク内のＤＭＥを吐出するため、フィードポンプ内を気相のＤＭＥのみが流通して無潤滑状態となることがない。したがって、フィードポンプの耐久性が向上するため、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置の信頼性を向上することができる。
【００１６】
駆動流供給経路が、低圧燃料供給経路とエジェクタの供給ポートとを接続し、駆動流供給経路には、駆動流供給経路を開閉する第６電磁開閉弁が設けられ、エンジン停止時から所定時間が経過した後に、第６電磁開閉弁が駆動流供給経路を開いてもよい。燃料タンクのＤＭＥをエジェクタに供給する際に、低圧燃料供給経路の一部を用いるので配管が簡素化され、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置を小型にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、エンジン停止中にＤＭＥが燃焼室内へ漏洩することを防止しつつ、パージタンクや再液化コンプレッサを使用することなく車両搭載性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
この実施の形態１に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置の構造を図１に基づいて説明する。
図１に示すように、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置１は、燃料であるＤＭＥを貯える燃料タンク２を備えている。燃料タンク２の内部にはフィードポンプ３が備えられており、フィードポンプ３には低圧燃料供給経路４が接続されている。低圧燃料供給経路４の途中には、燃料供給経路の破損等によってＤＭＥが外部に流出することを防止するため、過流防止弁５が設けられている。
【００１９】
フィードポンプ３は、モータを内蔵する電動式ギヤポンプであり、図示しない電源に接続される。フィードポンプ３と電源とを接続するモータ電源ケーブル２０には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の接続を切替えるスイッチ２１が設けられており、この接続の切替えによってフィードポンプ３は正転または逆転をする。またスイッチ２１は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと略称する）２２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２２によってスイッチ２１が切替えられて、フィードポンプ３はエンジン運転時には正転し、エンジン停止時には逆転するように制御されている。
【００２０】
フィードポンプ３の吐出口３ａには、低圧燃料供給経路４を介して、高圧ポンプとしての高圧サプライポンプ７が接続されている。また、高圧サプライポンプ７の上流側である低圧燃料供給経路４には、低圧燃料供給経路４を開閉する第３電磁開閉弁６が設けられている。第３電磁開閉弁６はＥＣＵ２２に電気的に接続されており、エンジン運転時には開弁し、エンジン停止時には閉弁するようにＥＣＵ２２によって動作を制御されている。高圧サプライポンプ７は図示しないエンジンの回転によって駆動力を得て動作するポンプであり、低圧燃料供給経路４から供給されるＤＭＥを昇圧して吐出する。
【００２１】
高圧サプライポンプ７には、第１高圧燃料供給経路８を介してコモンレール９が接続されている。また、コモンレール９には、第２高圧燃料供給経路１０を介してエンジンの各気筒毎に設けられているインジェクタ１１が接続されている。インジェクタ１１はノズル１１ａと、余剰のＤＭＥをノズル１１ａ以外から外部へ排出するリークポート１１ｂとを備えており、コモンレール９より分配される高圧状態のＤＭＥをノズル１１ａを介して燃焼室内に噴射する。ここで、高圧サプライポンプ７の下流側である第１高圧燃料供給経路８、コモンレール９及び第２高圧燃料供給経路１０は、高圧燃料供給経路を構成する。
【００２２】
また、燃料供給装置１は燃料回収経路１２を備えている。燃料回収経路１２の一部である合流経路１２ｇの一端は、低圧燃料供給経路４の過流防止弁５より上流側に接続されており、他端は分岐点１２ｄで、第１分岐経路１２ａ及び第３分岐経路１２ｃに接続されている。さらに、合流経路１２ｇは、分岐点１２ｅで、第２分岐経路１２ｂに接続されている。ここで、合流経路１２ｇ、第１分岐経路１２ａ、第２分岐経路１２ｂは第１燃料回収経路を構成する。燃料回収経路１２の、各分岐経路１２ａ〜１２ｃが合流する合流経路１２ｇには、合流経路１２ｇを開閉する電磁開閉弁１５が設けられている。第１分岐経路１２ａはコモンレール９に接続されており、また、第１分岐経路１２ａには第１分岐経路１２ａを開閉する電磁開閉弁１３が設けられている。第２分岐経路１２ｂは第１高圧燃料供給経路８に接続されており、また、第２分岐経路１２ｂには第２分岐経路１２ｂを開閉する電磁開閉弁１４が設けられている。電磁開閉弁１３〜１５はＥＣＵ２２に電気的に接続されており、エンジン運転時には閉弁し、エンジン停止時には開弁するようにＥＣＵ２２によって動作を制御されている。ここで、電磁開閉弁１３〜１５は、第１電磁開閉弁として機能する。
【００２３】
また、第３分岐経路１２ｃはインジェクタ１１のリークポート１１ｂに接続されている。燃料回収経路１２の、分岐点１２e及び第１電磁開閉弁１５の間には、第４分岐経路１２ｈの一端が接続点１２ｆで接続されている。第４分岐経路１２ｈの他端は、燃料タンク２内の気相部分２ａと接続されており、また、第４分岐経路１２ｈには、第４分岐経路１２ｈを開閉する第２電磁開閉弁１６が設けられている。第２電磁開閉弁１６はＥＣＵ２２に電気的に接続されており、エンジン運転時には開弁し、エンジン停止時には閉弁するように動作を制御されている。ここで、第３分岐経路１２ｃ、合流経路１２ｇの一部（分岐点１２ｄから接続点１２ｆまでの間）、第４分岐経路１２ｈは第２燃料回収経路を構成する。
【００２４】
次に、この実施の形態１に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置の動作について、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施の形態１に係るＤＭＥエンジンの燃料タンク２の内部には、ＤＭＥが貯えられている。エンジン運転時、ＥＣＵ２２がスイッチ２１を制御することによってフィードポンプ３は正転し、燃料タンク２内のＤＭＥはフィードポンプ３の吐出口３ａより低圧燃料供給経路４へ送出される。ここで、第３電磁開閉弁６はエンジン運転時には開弁するように制御されているため、ＤＭＥは低圧燃料供給経路４を介して高圧サプライポンプ７に供給される。
【００２５】
高圧サプライポンプ７は、低圧燃料供給経路４から供給された低圧のＤＭＥを昇圧して吐出し、第１高圧燃料供給経路８を介してコモンレール９に供給する。コモンレール９に供給された高圧のＤＭＥは、第２高圧燃料供給経路１０を介してインジェクタ１１に分配され、インジェクタ１１はノズル１１ａを介して燃焼室内に高圧状態のＤＭＥを噴射する。燃焼室内に噴射されたＤＭＥは、通常のディーゼルエンジンと同様に圧縮着火されて燃焼する。
【００２６】
このように、燃料タンク２内から燃焼室内にＤＭＥが供給される一方で、ＤＭＥは第１分岐経路１２ａ及び第２分岐経路１２ｂにも流入するが、電磁開閉弁１３及び１４はエンジン運転時には閉弁している。よって、第１高圧燃料供給経路８及びコモンレール９内のＤＭＥがエンジン運転時に第１分岐経路１２ａ及び第２分岐経路１２ｂから合流経路１２ｇを介して燃料タンク２内に流入することは防止される。また、第２電磁開閉弁１６はエンジン運転時に開弁するため、インジェクタ１１のリークポート１１ｂから排出されるＤＭＥは、第３分岐経路１２ｃ、合流経路１２ｇ、第４分岐経路１２ｈを介して燃料タンク２内へ回収される。ここで、電磁開閉弁１５はエンジン運転時には閉弁しているため、インジェクタ１１のリークポート１１ｂから排出されるＤＭＥが低圧燃料供給経路４に回り込んで流入することも防止される。
【００２７】
エンジン停止に伴って、インジェクタ１１から燃焼室内へのＤＭＥの噴射は停止するため、燃料供給装置１内におけるＤＭＥの流れも停止する。よって、高圧サプライポンプ７の下流側には高圧のＤＭＥが残留し、上流側には低圧のＤＭＥが残留している状態となる。また、第１分岐経路１２ａにおいて、電磁開閉弁１３のコモンレール９側、第２分岐経路１２ｂにおいて、電磁開閉弁１４の第１高圧燃料供給経路８側は、ともに高圧のＤＭＥが残留している状態となる。
【００２８】
ここで、エンジン停止に伴って電磁開閉弁１３及び１４は開弁するため、第１高圧燃料供給経路８及びコモンレール９と合流経路１２ｇとが、第１分岐経路１２ａ及び第２分岐経路１２ｂを介して連通した状態となる。同様に、電磁開閉弁１５もエンジン停止に伴って開弁するため、合流経路１２ｇと低圧燃料供給経路４とが連通した状態となる。また、ＥＣＵ２２はエンジン停止に伴ってスイッチ２１の接続を切り替え、フィードポンプ３を逆転させる。よって、高圧サプライポンプ７の下流側に残留しているＤＭＥは、第１分岐経路１２ａまたは第２分岐経路１２ｂ、合流経路１２ｇ、低圧燃料供給経路４を介してフィードポンプ３に吸入され、燃料タンク２内へ回収される。ここで、合流経路１２ｇは過流防止弁５の上流側において低圧燃料供給経路４と接続されているため、ＤＭＥは過流防止弁５の抵抗を受けることなく燃料タンク２内へ回収される。
【００２９】
高圧サプライポンプ７の上流側である低圧燃料供給経路４に残留している低圧のＤＭＥも、同様にフィードポンプ３によって吸入されて燃料タンク２内へ回収される。また、第３電磁開閉弁６はエンジン停止時に閉弁するため、低圧燃料供給経路４に残留しているＤＭＥが高圧サプライポンプ７の下流側へ流出することは防止される。また、第２電磁開閉弁１６はエンジン停止時には閉弁するため、燃料タンク２内のＤＭＥが第４分岐経路１２ｈを介して合流経路１２ｇに流入することは防止される。
燃料タンク２内へ回収されたＤＭＥについては気相と液相とが混合している状態が考えられるが、燃料タンク２の放熱作用は低圧燃料供給経路４、第１高圧燃料供給経路８、第２高圧燃料供給経路１０より大きいため、気相状態で回収されたＤＭＥは燃料タンク２内で冷却されて液相となりやすい。
【００３０】
このように、高圧サプライポンプ７の上流側と下流側とを、合流経路１２ｇ、第１分岐経路１２ａ、第２分岐経路１２ｂ（第１燃料回収経路）を介して接続し、第１燃料回収経路にエンジン運転時に閉弁する電磁開閉弁１３〜１５（第１電磁開閉弁）を設け、エンジン停止時には第１電磁開閉弁を開弁すると共にフィードポンプ３を逆転させることによって、第１高圧燃料供給経路８と、コモンレール９と、第２高圧燃料供給経路１０とからなる高圧燃料供給経路及び低圧燃料供給経路４に残留しているＤＭＥを燃料タンク２内へ回収することが可能となる。
よって、高圧燃料供給経路及び低圧燃料供給経路４に残留したＤＭＥが、エンジン停止中に、インジェクタ１１から燃焼室内に漏洩することを防止できる。また、パージタンクや再液化コンプレッサを使用しないため、車両への搭載性を向上させることが可能となる。
【００３１】
高圧燃料供給経路の一部を構成するコモンレール９に、第１分岐経路１２ａを接続することによって、コモンレール９内に残留しているＤＭＥを確実に回収することができる。さらに、合流経路１２ｇの一端と低圧燃料供給経路４とが過流防止弁５の上流側で接続することによって、エンジン停止に伴って高圧燃料供給経路に残留するＤＭＥは、過流防止弁５の抵抗を受けずに効率よく燃料タンク２内へ回収される。
また、インジェクタ１１と燃料タンク２内の気相部分２ａとを、第３分岐経路１２ｃ、合流経路１２ｇ、第４分岐経路１２ｈ（第２燃料回収経路）を介して接続し、第４分岐経路１２ｈの途中にエンジン運転時に開弁する第２電磁開閉弁１６を設けることによって、エンジン運転時にインジェクタ１１から排出される余剰のＤＭＥを、燃料タンク２内に回収することが可能となる。エンジン停止時には第２電磁開閉弁１６は閉弁するため、燃料タンク２内のＤＭＥが第４分岐経路１２ｈを介して、合流経路１２ｇに流出することも防止できる。
また、低圧燃料供給経路４にエンジン運転時に開弁する第３電磁開閉弁６を設け、エンジン停止時には第３電磁開閉弁６を閉弁することによって、エンジン停止時に低圧燃料供給経路４に残留しているＤＭＥが高圧サプライポンプ７の下流側に流出することを防止できる。
【００３２】
実施の形態２
次に、この発明の実施の形態２に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置について、図２に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態において、図１の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
実施の形態２に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置３０は、実施の形態１に対して、燃料タンク２の気相部分２ａと高圧サプライポンプ７の高圧側とを電磁開閉弁を介して接続したものである。
【００３３】
図２に示すように、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置３０においては、燃料タンク２の気相部分２ａと高圧サプライポンプ７の高圧側とが、第３燃料回収経路３１を介して接続されている。第３燃料回収経路３１には、第３燃料回収経路３１を開閉する第４電磁開閉弁３２が設けられている。第４電磁開閉弁３２はＥＣＵ３３に電気的に接続されており、エンジン運転時には閉弁し、エンジン停止時には開弁するように動作を制御されている。ＥＣＵ３３は第４電磁開閉弁３２の動作を制御すると共に、電磁開閉弁６、１３、１４、１５、１６の動作及びスイッチ２１の切替えについても実施の形態１におけるＥＣＵ２２と同様の制御を行うものである。
【００３４】
このように、エンジン停止時に燃料タンク２内の気相部分２ａと高圧サプライポンプ７の高圧側とを連通させることによって、高圧サプライポンプ７の下流側に高圧の状態で残留しているＤＭＥの圧力と燃料タンク２内の圧力（飽和蒸気圧）とが均圧化される。即ち、高圧サプライポンプ７の下流側に残留しているＤＭＥの圧力が早期に下がるため、さらにＤＭＥがインジェクタ１１から燃焼室内へ漏洩しにくくなる。
【００３５】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置について、図３に基づいて説明する。
実施の形態３に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置４１は、実施の形態１に対してエジェクタを追加して設けたものである。エンジン停止時から所定時間が経過した後に、燃料タンク内にある液相のＤＭＥを駆動流としてエジェクタを作動させ、気相のＤＭＥをエジェクタによって吸引して燃料タンク内に回収するように構成されている。
図３に示すように、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置４１は、エジェクタ４４を備えている。エジェクタ４４は、供給ポート４４ａ、排出ポート４４ｂ及び吸引ポート４４ｃを有しており、供給ポート４４ａから供給されたＤＭＥをエジェクタ４４の内部で高速に噴射するように構成されている。噴射の際に生じる吸引ポート４４ｃの圧力の低下を利用して、燃料回収経路１２のＤＭＥを吸引ポート４４ｃを介して吸引し、供給ポート４４ａから供給されたＤＭＥと吸引ポート４４ｃから吸引されたＤＭＥとを、排出ポート４４ｂを介して燃料タンク２に排出する。
【００３６】
エジェクタ４４の供給ポート４４ａには、駆動流供給経路４２の一端が接続されている。駆動流供給経路４２の他端は、低圧燃料供給経路４に、過流防止弁５と第３電磁開閉弁６との間にある接続点４ａで接続されている。また、駆動流供給経路４２の途中には、駆動流供給経路４２を開閉する第６電磁開閉弁４３が設けられている。第６電磁開閉弁４３はＥＣＵ４８に電気的に接続されており、ＥＣＵ４８によってエンジン運転時には閉弁するように制御されている。一方、エンジン停止時において第６電磁開閉弁４３は、エンジン停止時から所定時間ｔが経過するまでは閉弁し、所定時間ｔが経過した後は開弁するようにＥＣＵ４８によって制御されている。また、エジェクタ４４の排出ポート４４ｂには排出経路４５の一端が接続されており、排出経路４５の他端は燃料タンク２の気相部分２ａに接続されている。
【００３７】
したがって、エンジン停止時から所定時間ｔが経過した時点において、フィードポンプ３が作動され、燃料タンク２内のＤＭＥが駆動流供給経路４２を介してエジェクタ４４の供給ポート４４ａに供給され、排出ポート４４ｂ、排出経路４５を介して燃料タンク２に戻る経路が形成される。
【００３８】
一方、エジェクタ４４の吸引ポート４４ｃには、吸引経路４６の一端が接続されている。吸引経路４６の他端は、燃料回収経路１２の合流経路１２ｇに、分岐点１２ｅと接続点１２ｆとの間にある接続点１２ｊで接続されている。また、吸引経路４６の途中には吸引経路４６を開閉する第５電磁開閉弁４７が設けられている。第５電磁開閉弁４７は、ＥＣＵ４８に電気的に接続されており、第６電磁開閉弁４３と同様に、エンジン運転時とエンジン停止時から所定時間ｔが経過するまでの間とに閉弁し、エンジン停止時から所定時間ｔが経過した後に開弁するように制御されている。
【００３９】
ＥＣＵ４８は、第６電磁開閉弁４３及び第５電磁開閉弁４７の動作を制御すると共に、エンジン運転時とエンジンが停止して所定時間ｔが経過するまでの間とは、電磁開閉弁６、１３、１４、１５、１６の動作及びスイッチ２１の切替えについて実施の形態１におけるＥＣＵ２２と同様の制御を行うものである。また、エンジン停止時から所定時間ｔが経過した後においては、ＥＣＵ４８は電磁開閉弁１５を閉弁するとともに、スイッチ２１を切替えてフィードポンプ３を正転させる。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
ここで、フィードポンプ３、第３電磁開閉弁６、電磁開閉弁１３〜１５、第２電磁開閉弁１６、第６電磁開閉弁４３、第５電磁開閉弁４７の動作を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2008045536.tif 000003
【００４１】
次に、この実施の形態３に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置４１の動作について、図３及び表１に基づいて説明する。
エンジン運転時において、フィードポンプ３は正転し、燃料タンク２内のＤＭＥを低圧燃料供給経路４を介して高圧サプライポンプ７に供給する。ここで、第６電磁開閉弁４３、第５電磁開閉弁４７は閉弁（表１参照）しているため、低圧燃料供給経路４を流通するＤＭＥがエジェクタ４４内に流入することがない。また、エンジン停止時において、フィードポンプ３は逆転し、低圧燃料供給経路４と高圧サプライポンプ７の下流側とに残留しているＤＭＥを吸引して燃料タンク２内に回収する。ここでも、第６電磁開閉弁４３、第５電磁開閉弁４７は閉弁（表１参照）しているため、低圧燃料供給経路４と燃料回収経路１２の合流経路１２ｇとを流通するＤＭＥがエジェクタ４４内に流入することがない。したがって、エンジン運転時と、エンジン停止時から所定時間ｔが経過するまでの間とにおいて、燃料供給装置４１は実施の形態１における燃料供給装置１と同様に動作している。ここで所定時間ｔは、例えば、高圧サプライポンプ７の下流側において、エンジン停止時に残留した液相のＤＭＥがフィードポンプ３の逆転によってほぼ回収され、主に気相のＤＭＥが残留している状態となるまでの時間として設定される。
【００４２】
表１に示すように、エンジン停止時から所定時間ｔが経過すると、第６電磁開閉弁４３及び第５電磁開閉弁４７が開弁する。したがって、図３に示すように、低圧燃料供給経路４とエジェクタ４４の供給ポート４４ａとが駆動流供給経路４２を介して連通し、燃料回収経路１２の合流経路１２ｇとエジェクタ４４の吸引ポート４４ｃとが吸引経路４６を介して連通する。一方で、エンジン停止時から所定時間ｔが経過すると、電磁開閉弁１５及び第２電磁開閉弁１６は閉弁する。したがって、燃料回収経路１２の合流経路１２ｇと低圧燃料供給経路４との連通は電磁開閉弁１５によって断たれ、合流経路１２ｇと燃料タンク２の気相部分２ａとの連通も第２電磁開閉弁１６によって断たれる。
【００４３】
また、エンジン停止時から所定時間ｔが経過するとフィードポンプ３は正転して、燃料タンク２内の液相のＤＭＥを低圧燃料供給経路４に吐出する。ここで、第３電磁開閉弁６はエンジン停止時には閉弁しているため、低圧燃料供給経路４に吐出されたＤＭＥは高圧サプライポンプ７には流入せず、接続点４ａ、駆動流供給経路４２を順次流通して、エジェクタ４４の供給ポート４４ａに供給される。エジェクタ４４の供給ポート４４ａに供給されたＤＭＥは、エジェクタ４４の内部で高速に噴射される。噴射の際に生じる吸引ポート４４ｃの圧力の低下によって、高圧サプライポンプ７の下流側に残留している気相のＤＭＥが、合流経路１２ｇ、吸引経路４６、吸引ポート４４ｃを介してエジェクタ４４内に吸引される。ここで、第２電磁開閉弁１６はエンジン停止時には閉弁しているため、燃料タンク２内の気相のＤＭＥが、第４分岐経路１２ｈを介して合流経路１２ｇに流入することがない。供給ポート４４ａから供給されたＤＭＥと、吸引ポート４４ｃから吸引されたＤＭＥとは、エジェクタ４４の内部で混合され、排出ポート４４ｂを介して排出経路４５に排出されて燃料タンク２内に戻る。
【００４４】
このように、燃料タンク２内のＤＭＥをエジェクタ４４の供給ポート４４ａに供給するので、高圧サプライポンプ７の下流側に残留しているＤＭＥが、吸引経路４６、吸引ポート４４ｃを介してエジェクタ４４内に吸引され、排出ポート４４ｂ、排出経路４５を介して燃料タンク２に回収される。エンジン停止時から所定時間ｔが経過した時点において、高圧サプライポンプ７の下流側には主に気相のＤＭＥが残留しているが、フィードポンプ３は正転して燃料タンク２内のＤＭＥを吐出するため、フィードポンプ３内を気相のＤＭＥのみが流通して無潤滑状態となることがない。したがって、フィードポンプ３の耐久性が向上するため、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置４１の信頼性を向上する。
また、駆動流供給経路４２を低圧燃料供給経路４に接続し、駆動流供給経路４２にエンジン停止時から所定時間ｔが経過した後に開弁する第６電磁開閉弁４３を設けたので、エジェクタ４４にＤＭＥを供給する際に、低圧燃料供給経路４の一部を利用することができる。したがって、配管が簡素化され、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置４１を小型化することができる。
【００４５】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置５１は、実施の形態４に対して、フィードポンプと一体に電磁切替弁を設けるとともに、燃料タンク２とエジェクタ４４とを直接接続する駆動流供給経路を設けたものである。
図４に示すように、燃料供給装置５１の燃料タンク２内にはフィードポンプ５２が設けられている。フィードポンプ５２は吐出口５２ａ、５２ｂを有しており、吐出口５２ａには低圧燃料供給経路４が接続されている。一方、吐出口５２ｂには駆動流供給経路５３の一端が接続されており、駆動流供給経路５３の他端はエジェクタ４４の供給ポート４４ａに接続されている。
【００４６】
また、フィードポンプ５２は、内部に電磁切替弁５２ｃを有しており、電磁切替弁５２ｃによってフィードポンプ５２の圧縮室（図示せず）と、吐出口５２ａ及び５２ｂのいずれか一方とが連通するように切替え可能となっている。電磁切替弁５２ｃはＥＣＵ５４に電気的に接続されており、エンジン運転時と、エンジン停止時から所定時間ｔが経過するまでの間とは、フィードポンプ５２の圧縮室と吐出口５２ａとを連通するように制御されている。また、エンジン停止時から所定時間ｔが経過した後は、フィードポンプ５２の圧縮室と吐出口５２ｂとが連通するように制御されている。ＥＣＵ５４は、電磁切替弁５２ｃの接続を切替えると共に、電磁開閉弁６、１３、１４、１５、１６、４７の動作及びスイッチ２１の切替えについて実施の形態３におけるＥＣＵ４８と同様の制御を行うものである。表２に、第３電磁開閉弁６、電磁開閉弁１３〜１５、第２電磁開閉弁１６、第５電磁開閉弁４７、フィードポンプ５２、電磁切替弁５２ｃの動作を示す。その他の構成については、実施の形態３と同様である。
【００４７】
【表２】
2008045536.tif 000004
【００４８】
次に、この実施の形態４に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置５１の動作について、図４及び表２に基づいて説明する。
表２に示すように、エンジン運転時においてフィードポンプ５２は正転し、電磁切替弁５２ｃはフィードポンプ５２の圧縮室と吐出口５２ａとを連通している。また、エンジン停止時において、フィードポンプ５２は逆転し、電磁切替弁５２ｃはフィードポンプ５２の圧縮室と吐出口５２ａとを連通している。したがって、エンジン停止時から所定時間ｔが経過するまでは、燃料供給装置５１は実施の形態３の燃料供給装置４１と同様に動作する。よって、図４に示すように、吐出口５２ｂに接続されている駆動流供給経路５３にＤＭＥが流入することがなく、エジェクタ４４の供給ポート４４ａにＤＭＥが供給されることもない。
エンジン停止時から所定時間ｔが経過すると、フィードポンプ３が正転するとともに、電磁切替弁５２ｃがフィードポンプ５２の圧縮室と吐出口５２ｂとを連通する。よって、燃料タンク２内のＤＭＥは駆動流供給経路５３に吐出され、エジェクタ４４の供給ポート４４ａに供給される。また、エンジン停止時から所定時間ｔが経過すると、第５電磁開閉弁４７は開弁する。したがって、駆動流供給経路５３を介してエジェクタ４４に供給されたＤＭＥによって、高圧サプライポンプ７の下流側に残留している気相のＤＭＥが、吸引経路４６を介してエジェクタ４４に吸引される。
【００４９】
このように、フィードポンプ５２の吐出口５２ａ、５２ｂに、低圧燃料供給経路４、駆動流供給経路５３をそれぞれ接続し、フィードポンプ５２の電磁切替弁５２ｃによって、エンジン運転時及びエンジン停止時から所定時間ｔが経過する前と、エンジン停止時から所定時間ｔが経過した後とで、フィードポンプ５２の圧縮室と吐出口５２ａまたは吐出口５２ｂとの連通を切替えても、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置の構成を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置の構成を示す概略図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置の構成を示す概略図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，３０，４１，５１  燃料供給装置、２  燃料タンク、２ａ  気相部分、３，５２  フィードポンプ、４  低圧燃料供給経路、５  過流防止弁、６  第３電磁開閉弁、７  高圧サプライポンプ（高圧ポンプ）、８  第１高圧燃料供給経路（高圧燃料供給経路）、９  コモンレール（高圧燃料供給経路）、１０  第２高圧燃料供給経路（高圧燃料供給経路）、１１  インジェクタ、１２  燃料回収経路、１２ａ  第１分岐経路（第１燃料回収経路）、１２ｂ  第２分岐経路（第１燃料回収経路）、１２ｃ  第３分岐経路（第２燃料回収経路）、１２ｇ  合流経路（第１燃料回収経路、第２燃料回収経路）、１２ｈ  第４分岐経路（第２燃料回収経路）、１３，１４，１５  電磁開閉弁（第１電磁開閉弁）、１６  第２電磁開閉弁、３１  第３燃料回収経路、３２  第４電磁開閉弁、４２，５３  駆動流供給経路、４３  第６電磁開閉弁、４４  エジェクタ、４４ａ  供給ポート、４４ｂ  排出ポート、４４ｃ  吸引ポート、４５  排出経路、４６  吸引経路、４７  第５電磁開閉弁、ｔ  所定時間。
【図１】
2008045536.tif 000005
【図２】
2008045536.tif 000006
【図３】
2008045536.tif 000007
【図４】
2008045536.tif 000008