(57)【要約】【課題】高圧ポンプ内に液化ガス燃料が確実に充満した状態で高圧ポンプが駆動され、プランジャの焼付きの低減が図られる液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法を提供する。【解決手段】貯蔵タンク内の液化ガス燃料をフィードポンプによって高圧ポンプに送り、当該高圧ポンプで液化ガス燃料を高圧化して圧送し、燃料噴射部から噴射させる液化ガス燃料供給装置であって、高圧ポンプからオーバーフローした液化ガス燃料を貯蔵タンクへ戻すための戻し通路と、戻し通路に配置され、通路内を通過する液化ガス燃料の流量検知手段と、流量検知手段によって検出される値が所定のしきい値以上となったときに高圧ポンプを駆動させるポンプ駆動手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵タンク内の液化ガス燃料をフィードポンプによって高圧ポンプに送り、当該高圧ポンプで前記液化ガス燃料を高圧化して圧送し、燃料噴射部から内燃機関に前記液化ガス燃料を供給する液化ガス燃料供給装置において、
前記高圧ポンプからオーバーフローした前記液化ガス燃料を前記貯蔵タンクへ戻すための戻し通路と、
前記戻し通路に配置され、通路内を通過する前記液化ガス燃料の流量検知手段と、
前記流量検知手段によって検出される値が所定のしきい値以上となったときに前記高圧ポンプを駆動させるポンプ駆動手段と、
を備えることを特徴とする液化ガス燃料供給装置。
【請求項２】
前記流量検知手段が流量センサ又はフロースイッチであることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス燃料供給装置。
【請求項３】
貯蔵タンク内の液化ガス燃料をフィードポンプによって高圧ポンプに送り、当該高圧ポンプで前記液化ガス燃料を高圧化して圧送し、燃料噴射部から噴射させる液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法において、
前記フィードポンプを動作させて前記高圧ポンプに液化ガス燃料を送り、前記高圧ポンプからオーバーフローした前記液化ガス燃料を前記貯蔵タンク内に戻すための戻し通路内に導出した前記液化ガス燃料の流量を検知し、前記導出した液化ガス燃料の流量が所定のしきい値以上となったときに前記高圧ポンプを駆動させることを特徴とする液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法に関する。特に、高圧ポンプ内に液化ガス燃料を充填した後に高圧ポンプを駆動させる液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンによる大気汚染対策として、軽油の代わりに排気がクリーンなＤＭＥ（ジメチルエーテル）を代替燃料として用いることが注目されている。このＤＭＥ燃料は、従来の燃料である軽油と異なり、液化ガス燃料である。すなわち、軽油と比較して沸点が低く、大気圧下で軽油が常温で液体であるのに対して、ＤＭＥは常温で気体となる性質を有している。そのため、ＤＭＥ燃料を用いたディーゼルエンジンでは、エンジン停止後に噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、インジェクタの噴孔からエンジンのシリンダ内に漏れて気化し、シリンダ内に充満することによって、次にエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じて、エンジンの始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生するおそれがある。そこで、ＤＭＥ燃料を用いたディーゼルエンジンでは、エンジン停止後に噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を抜き去るためのパージ処理が行われている。
【０００３】
ここで、高圧ポンプのプランジャは、エンジンオイル及びＤＭＥ燃料自身の粘性によって潤滑性が確保されるようになっているが、エンジン停止時のパージ処理によってＤＭＥ燃料は蒸発するために、エンジン始動時等にＤＭＥ燃料が高圧ポンプ内部に行き渡るまでの間、プランジャの動作にはＤＭＥ燃料による潤滑性を期待できず、プランジャの焼付きを生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、高圧ポンプ内の潤滑が確実な状態で高圧ポンプを駆動させ、高圧ポンプの損傷を防止するジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムが提案されている。より具体的には、図７に示すように、高圧ポンプ４０５への燃料パイプ４０６に配置された温度センサ４２１及び圧力センサ４２２からなり圧送ポンプ４１２からのジメチルエーテルの状態を感知するためのジメチルエーテル検出装置４１６と、そのジメチルエーテル検出装置４１６に接続され高圧ポンプ４０５への燃料パイプ４０６内のジメチルエーテルが液体の場合に高圧ポンプ４０５を駆動させる電子制御装置４１７を備えた燃料供給システムが開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７６４７３号公報  （特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された燃料供給システムでは、ＤＭＥ燃料を高圧ポンプに供給する側の燃料パイプにおいて温度を測定し、当該温度に対応する蒸気圧を超えているか否かでジメチルエーテルの状態を判断するようになっている。そのため、例えば、エンジン停止後、短時間で再度エンジンを始動させる場合等、高圧ポンプの温度が燃料パイプの温度よりも高い状態になっていると、当該燃料パイプ内においてジメチルエーテルが液化されているとしても高圧ポンプ内の蒸気圧に押されて液化されたジメチルエーテルが入り込んでいかない状態となる。したがって、高圧ポンプ内に液化されたジメチルエーテルが充満されていない状態でエンジンが始動され、高圧ポンプが駆動することにより潤滑機能が低下し、プランジャの焼付きを生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の発明者は鋭意検討した結果、高圧ポンプからオーバーフローする液化ガス燃料の流量を検知して、この流量が所定のしきい値を超えたときに高圧ポンプの駆動を許可することによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、高圧ポンプ内に液化ガス燃料が確実に充満した状態で高圧ポンプが駆動され、プランジャの焼付きの低減が図られる液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法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】
【０００７】
本発明によれば、貯蔵タンク内の液化ガス燃料をフィードポンプによって高圧ポンプに送り、当該高圧ポンプで液化ガス燃料を高圧化して圧送し、燃料噴射部から噴射させる液化ガス燃料供給装置であって、高圧ポンプからオーバーフローした液化ガス燃料を貯蔵タンクへ戻すための戻し通路と、戻し通路に配置され、通路内を通過する液化ガス燃料の流量検知手段と、流量検知手段によって検出される値が所定のしきい値以上となったときに高圧ポンプを駆動させるポンプ駆動手段と、を備えることを特徴とする液化ガス燃料供給装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【０００８】
また、本発明の液化ガス燃料供給装置を構成するにあたり、流量検知手段が流量センサ又はフロースイッチであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の別の態様は、貯蔵タンク内の液化ガス燃料をフィードポンプによって高圧ポンプに送り、当該高圧ポンプで液化ガス燃料を高圧化して圧送し、燃料噴射部から噴射させる液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法であって、フィードポンプを動作させて高圧ポンプに液化ガス燃料を送り、高圧ポンプからオーバーフローした液化ガス燃料を貯蔵タンク内に戻すための戻し通路内に導出した液化ガス燃料の流量を検知し、導出した液化ガス燃料の流量が所定のしきい値以上となったときに高圧ポンプを駆動させることを特徴とする液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料供給装置の高圧ポンプの駆動方法では、高圧ポンプからオーバーフローする液化ガス燃料の戻し通路内を流れる液化ガス燃料を検知した上で高圧ポンプを駆動させる手段を備えるために、高圧ポンプ内に液化ガス燃料が確実に充填されたことを検知して高圧ポンプを駆動させることができる。したがって、プランジャの周囲に液化ガス燃料が行き渡る前に高圧ポンプが駆動されることによるプランジャの焼付きを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明のディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施の形態は本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００１２】
１．液化ガス燃料供給装置
（１）全体構成
図１は、本実施形態のディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置の概略構成を示している。
この図１に示すディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置１００は、燃料タンク１と、インタンクフィードポンプ２と、高圧ポンプ５と、コモンレール１０と、インジェクタ１３と、パージタンク９等を主要な構成要素として備えている。それぞれの構成要素は、燃料通路やパージ用通路で接続されている。
【００１３】
燃料タンク１には、液化ガス燃料が貯蔵されている。液化ガス燃料は、例えばＤＭＥ燃料であり、燃料タンク１は液化ガス燃料を貯蔵しておくことができるものであれば特に制限されるものではない。
また、燃料タンク１内にはインタンクフィードポンプ２が配設され、このインタンクフィードポンプ２は、燃料供給通路１８を介して燃料タンク１内の燃料を高圧ポンプ５に対して供給するようになっている。インタンクフィードポンプ２は、例えば電動ポンプが用いられ、パルス電圧を供給することにより所定の流量の液化ガス燃料が圧送されるようになっている。また、インタンクフィードポンプ２の燃料吸い込み口にはプレフィルタ３を介在させてあり、燃料タンク１内の液化ガス燃料に異物が混入している場合に、それらの異物が吸い込まれないように捕集されるようになっている。
【００１４】
また、燃料タンク１と高圧ポンプ５とを接続する燃料供給通路１８には、フィルタ４と第１の開閉手段１９とが備えられている。燃料供給通路１８に備えられたフィルタ４によって液化ガス燃料中の浮遊物が捕集され、高圧ポンプ５に流入しないようになっている。また、第１の開閉手段１９は例えば電磁制御されるＯＮ−ＯＦＦ弁であり、燃料供給通路１８の開放、遮断が行われるようになっている。
【００１５】
また、高圧ポンプ５には流量制御弁８が備えられ、燃料供給通路１８を介して供給されてくる燃料の流量を、要求されるコモンレール圧に応じて制御して、加圧室に送るようになっている。この流量制御弁８は、例えば電磁比例式の流量制御弁を用いることができる。また、流量制御弁８よりも上流側には燃料タンク１に通じる燃料戻し通路３０ａ、３０ｂが接続されている。この燃料戻し通路３０ｂには、流量制御弁８と並列的に配置されたオーバーフローバルブ１４が備えられており、流量制御弁８に送られる燃料流量が過大なときに所定のしきい値を越えると開弁され、余剰の燃料が燃料タンク１に戻されるようになっている。
【００１６】
また、燃料戻し通路３０ａの途中には流量検知手段としての流量センサ１５及び燃料クーラー１６が備えられている。このうち、燃料クーラー１６は、燃料タンク１内に戻される液化ガス燃料を冷却し、液化ガス燃料の温度が所定温度以下に維持されるようになっており、燃料タンク１内の圧力を常に一定の蒸気圧以下の圧力値に維持することによって、液化状態で保持できるようになっている。
【００１７】
また、流量センサ１５は、燃料戻し通路３０ａ内を通過する液化ガス燃料の流量を検出し、ＥＣＵ（Engine Control Unit）４０に信号を出力するようになっている。この流量センサ１５は、エンジンの始動前においては、少なくとも高圧ポンプ内に確実に液化ガス燃料が充填されたことを確認するために用いられるようになっている。そのため、エンジンが始動され、高圧ポンプが駆動するときには、すでに高圧ポンプ内に液化ガス燃料が充填されており、この燃料油によってプランジャの潤滑性を確保しプランジャの焼付きを生じないようにされている。
この流量検知手段としては、接触型の流量センサや非接触型のフロースイッチをはじめとして、種々の流量計を用いることができる。
【００１８】
また、高圧ポンプ５は、加圧室に導入された液化ガス燃料をプランジャ（図示せず）によって加圧し、燃料吐出弁（図示せず）及び高圧燃料通路３７ａ、３７ｂを介してコモンレール１０に圧送するようになっている。この高圧ポンプ５は、エンジンのクランクシャフトに対してギアを介して接続されたカムシャフトによって駆動されるように構成されている。
【００１９】
この高圧ポンプ５におけるプランジャとシリンダとの間には液化ガス燃料が入り込み、潤滑油として機能するようになっている。また、プランジャを往復動させるためのカムが収容されたカム室（図示せず）は、ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっている。
また、高圧ポンプ５にはオイルセパレータ（図示せず）が備えられ、高圧ポンプ５内のプランジャとシリンダとの間からカム室（図示せず）に漏れ出た液化ガス燃料が混入したカム室（図示せず）内の潤滑油のうち、液化ガス燃料を気化させて潤滑油と分離して回収するようになっている。そして、潤滑油をカム室（図示せず）に戻す一方、気化された燃料を再液化コンプレッサ６によって再液化した上で燃料戻し通路３０ｄを介して燃料タンク１に戻すようになっている。この再液化コンプレッサ６は、高圧ポンプ５を駆動させるカムを利用して駆動されるようになっている。
【００２０】
また、コモンレール１０は、高圧ポンプ５から圧送されてくる高圧燃料を蓄積し、高圧燃料通路３９を介して複数のインジェクタ１３に対して均等な圧力で供給するようになっている。このコモンレール１０にはレール圧センサ１１及び圧力制御弁１２が取り付けられている。圧力制御弁１２は、例えば電磁比例制御弁であり、レール圧センサ１１で検出される値が制御手段（ＥＣＵ）（図示せず）に送られ、この値をもとに圧力調整弁（図示せず）の開度が制御される。そして、高圧ポンプ５から圧送されてきた燃料の一部が燃料戻し通路３０ｃに排出されることにより、コモンレール１０内の圧力が所望の値に調節されるようになっている。
【００２１】
また、コモンレール１０に接続された燃料噴射部としてのインジェクタ１３では、コモンレール１０から供給される高圧燃料の噴射制御が行われ、内燃機関の気筒内に燃料が供給されるようになっている。インジェクタ１３の形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、公知の電磁制御式の燃料噴射弁を用いることができる。このインジェクタ１３の背圧制御に用いられ、排出された燃料は、逆止弁３１を介して燃料戻し通路３０ｅに流され、燃料タンク１に戻されるようになっている。
【００２２】
（２）液パージ手段
本実施形態のディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置には、液パージ手段が備えられている。この液パージ手段は、気相導入通路２０と、第１のパージ用通路２４と、燃料戻し通路３０ｂから分岐した第２のパージ用通路２２と、燃料循環通路２８と、アスピレータ１７とを備えている。このうち、気相導入通路２０は燃料タンク１の気相部分とコモンレール１０との間に配設され、途中に第２の開閉手段２１が配置されている。また、第１のパージ用通路２４は第１の開閉手段１９よりも高圧ポンプ５側の燃料供給通路１８とコモンレール１０との間に配設され、途中に第３の開閉手段２５が配置されている。また、燃料循環通路２８は燃料供給通路１８から分岐し再び燃料タンク１に戻される循環通路として構成され、途中に第５の開閉手段２９とアスピレータ１７とが配置されている。さらに、第２のパージ用通路２２は高圧ポンプ５とアスピレータ１７との間に配設されるように構成され、途中に第４の開閉手段２３が配置されている。
【００２３】
アスピレータ１７は、コモンレール１０やインジェクタ１３、高圧ポンプ５の内部の液化ガス燃料を燃料タンク１に回収するための吸引手段として用いられるものである。このアスピレータ１７は、図１に示すように、入口７ａと出口７ｂと吸入口７ｃとを有しており、入口７ａと出口７ｂは真っ直ぐに連通しており、吸入口７ｃは、入口７ａと出口７ｂとの間の連通路から略垂直方向に分岐し、第２のパージ用通路２２が接続されている。
また、それぞれの通路に配置された開閉手段は、例えば電磁制御式のＯＮ−ＯＦＦ弁を用いることができる。
【００２４】
この例に示される液パージ手段では、気相導入通路２０に配置された第２の開閉手段２１、第１のパージ用通路２４に配置された第３の開閉手段２５、及び第２のパージ用通路２２に配置された第４の開閉手段２３がそれぞれ開かれた状態では、インジェクタ１３、コモンレール１０、及び高圧ポンプ５が第２のパージ用通路２２に連通するようになっている。また、燃料供給通路１８に配置された第１の開閉手段１９を閉じる一方、第５の開閉手段２９を開いた状態でインタンクフィードポンプ２を駆動させると、圧送される燃料は燃料循環通路２８側を流れてアスピレータ１７を通過した後、燃料タンク１に戻される状態となる。このとき、アスピレータ１７内を燃料が通過する際に発生する吸入差圧によって、第２のパージ用通路２２内の液化ガス燃料が吸引されるようになっている。そうすると、インジェクタ１３、コモンレール１０、及び高圧ポンプ５の内部の液化ガス燃料が、気相導入通路２０を介してコモンレール１０側から導入される気相部分で置換されながら、燃料タンク１に回収されるようになる。
【００２５】
なお、本実施形態の例では、液化ガス燃料を吸引する手段としてアスピレータ１７を用いているが、その他の吸引手段を用いて構成することもできる。アスピレータ以外の吸引手段を用いる場合には、例えば燃料循環通路が省略される場合もある。
【００２６】
（３）気化パージ手段
本実施形態のディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置には、気化パージ手段が備えられている。この気化パージ手段は、上述の第１のパージ用通路２４と、第２のパージ用通路２２から分岐した第３のパージ用通路２６と、パージタンク９とを備えている。
第３のパージ用通路２６は高圧ポンプ５とパージタンク９との間に配設されるように構成され、途中に第６の開閉手段２７が備えられている。この第６の開閉手段２７についても、例えば電磁制御式のＯＮ−ＯＦＦ弁を用いることができる。
【００２７】
また、パージタンク９は、第３のパージ用通路２６に連通するコモンレール１０及び高圧ポンプ５、インジェクタ１３内に残留する液化ガス燃料を気化させて回収するようになっている。このパージタンク９は公知のものを使用することができるが、本発明の液化ガス燃料供給装置では、大部分の燃料が液パージ手段によって回収された後に気化パージが行われるため、比較的容量の小さいパージタンクであっても利用することができるようになっている。
【００２８】
この例に示される気化パージ手段では、燃料供給通路１８に配置された第１の開閉手段１９、気相導入通路２０に配置された第２の開閉手段２１、及び第２のパージ用通路２２に配置された第４の開閉手段２３を閉じる一方、第１のパージ用通路２４に配置された第３の開閉手段２５及び第３のパージ用通路２６に配置された第６の開閉手段２７が開かれた状態では、インジェクタ１３、コモンレール１０、及び高圧ポンプ５が第３のパージ用通路２６に連通するようになる。その結果、減圧されたパージタンク９と連通する状態となり、インジェクタ１３、コモンレール１０、及び高圧ポンプ５内に残留する液化ガス燃料が気化されて、パージタンク９に回収されるようになっている。
気化パージによって回収された燃料は、次回のエンジンの運転状態において、逆止弁３３を介して再液化コンプレッサ６に送られ、再液化された後、燃料タンク１に戻される。
【００２９】
（４）ポンプ駆動手段（エンジン始動手段）
本実施形態のディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置には、エンジンスイッチに対して始動許可の信号を出力するＥＣＵ４０が備えられている。このＥＣＵ４０からの信号によってエンジンが始動することによって、エンジンのクランクシャフトに連結された高圧ポンプのカムシャフトが回転し、高圧ポンプ５が駆動しはじめる。このＥＣＵ４０では、オーバーフローバルブ１４の下流側の燃料戻し通路３０ａに配置された流量センサ１５の検出値が、あらかじめ規定されたしきい値を超えた場合に、エンジンスイッチに始動許可信号を出力するようになっている。したがって、エンジンが始動され、高圧ポンプ５が駆動し始めるときには、高圧ポンプ５内に液化ガス燃料が確実に充填され、プランジャの潤滑性が確保されるようになっている。
【００３０】
２．液化ガス燃料供給装置の動作
次に、これまで説明した本実施形態のディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置１００の動作について、図２〜図６を参照して説明する。
【００３１】
まず、エンジン停止時の状態を図２に示す。エンジン停止時には、第１〜第６の開閉手段１９、２１、２３、２５、２７、２９すべてが閉じられた状態となっている。この状態では、基本的にインジェクタ１３、コモンレール１０、及び高圧ポンプ５内には液化ガス燃料が存在しないようになっている。
【００３２】
次に、エンジン始動前の燃料充填時の状態を図３に示す。燃料充填時には、燃料タンク１とコモンレール１０との間に配設された気相導入通路２０に備えられた第２の開閉手段２１と、高圧ポンプ５とアスピレータ１７との間に配設された第２のパージ用通路２２に備えられた第４の開閉手段２３と、第２のパージ用通路２２から分岐する第３のパージ用通路２６に備えられた第６の開閉手段２７と、燃料循環通路２８に備えられた第５の開閉手段２９は閉じられている。一方、燃料タンク１と高圧ポンプ５との間に配設された燃料供給通路１８に備えられた第１の開閉手段１９と、第１の開閉手段１９よりも高圧ポンプ５側の燃料供給通路１８とコモンレール１０との間に配設された第１のパージ用通路２４に備えられた第３の開閉手段２５とが開かれている。
【００３３】
この状態で、インタンクフィードポンプ２を駆動させると、燃料タンク１内の液化ガス燃料がプレフィルタ３及びフィルタ４を介して、高圧ポンプ５側に送られる。燃料供給通路１８は途中で分岐しており、液化ガス燃料は高圧ポンプ５側に流入するとともに、第１のパージ用通路２４を介してコモンレール１０側にも流入する。コモンレール１０側に流入する液化ガス燃料は、さらに高圧燃料通路３９を介してコモンレール１０に接続されたインジェクタ１３にも流入するようになっている。そして、インジェクタ１３、コモンレール１０、及び高圧ポンプ５内のすべてに液化ガス燃料が満たされると、内部の圧力が次第に上昇し、所定の圧力値を超えたときにオーバーフローバルブ１４が開かれ、逆止弁３５を介して液化ガス燃料が燃料戻し通路３０ｂに送られ、燃料タンク１に戻されるようになる。
【００３４】
このとき、燃料戻し通路３０ａには流量センサ１５が備えられており高圧ポンプ５からオーバーフローした液化ガス燃料の流量が検出され、ＥＣＵ４０に出力されるようになっている。そして、流量センサ１５の検出値があらかじめ規定された所定のしきい値を超えたときには、インジェクタ１３、コモンレール１０、及び高圧ポンプ５内に確実に液化ガス燃料が充填されたと判断され、エンジンスイッチに始動許可信号が出力される。したがって、高圧ポンプ５内のプランジャとシリンダとの間に液化ガスが確実に充填され、プランジャの潤滑性が確保される状態で高圧ポンプ５が駆動されるようになるため、プランジャの焼付きを防ぐことができる。
【００３５】
次に、エンジン運転時の状態を図４に示す。エンジンの運転時には、第１の開閉手段１９が引き続き開かれ、第２の開閉手段２１、及び第４〜第６の開閉手段２３、２７、２９が引き続き閉じられている。一方、燃料充填時には開かれていた第３の開閉手段２５が閉じられる。また、インタンクフィードポンプ２も引き続き駆動されている。
【００３６】
この状態で、燃料タンク１内の液化ガス燃料は、流量制御弁８によって流量を制御された上で高圧ポンプ５の加圧室に流入し、プランジャによって加圧されて、燃料吐出弁及び高圧燃料通路３７ａ、３７ｂを介してコモンレール１０に圧送される。コモンレール１０に圧送される燃料は、コモンレール１０に接続された複数のインジェクタ１３に対して高圧燃料通路３９を介して均一な圧力で供給され、インジェクタ１３の噴射制御によって、エンジンのシリンダ内に供給される。
このとき、高圧ポンプ５からオーバーフローする燃料や、コモンレール１０の圧力制御弁１２から排出される燃料、インジェクタ１３の背圧制御に用いられ、逆止弁３１を介して排出される燃料については、燃料戻し通路３０ｅを介して燃料タンクに戻される。
【００３７】
また、エンジンが始動され、ポンプの駆動が開始されると、再液化コンプレッサ６も作動するため、パージタンク９内に回収されていた気化された燃料ガスは逆止弁３３を介して再液化コンプレッサ６に送られ、再液化されて燃料タンクに戻される。
【００３８】
次に、エンジンが停止され、液パージが行われる状態を図５に示す。液パージ時には、エンジン運転時に閉じられていた第６の開閉手段２７は引き続き閉じられている。一方、エンジン運転時に開かれていた第１の開閉手段１９が閉じられ、エンジン運転時に閉じられていた第２〜第５の開閉手段２１、２３、２５、２９が開かれる。また、インタンクフィードポンプ２については、引き続き駆動されている。
【００３９】
この状態でインタンクフィードポンプ２によって液化ガス燃料が圧送されると、液化ガス燃料は燃料循環通路２８を流れ、アスピレータ１７に流入する。アスピレータ１７内を液化ガス燃料が通過すると、発生する吸入差圧によって第２のパージ用通路２２内の液化ガス燃料が吸引される。第２のパージ用通路２２は、高圧ポンプ５、コモンレール１０、及びインジェクタ１３に連通しているとともに、コモンレール１０に接続された気相導入通路２０に配置された第２の開閉手段２１が開かれているため、高圧ポンプ５、コモンレール１０、及びインジェクタ１３内の液化ガス燃料が気相によって置換されながら、燃料タンク１内に回収される。
この液パージの終了時には、高圧ポンプ５、コモンレール１０、及びインジェクタ１３内の大部分の液化ガス燃料が回収された状態となっている。
【００４０】
次に、気化パージが行われる状態を図６に示す。気化パージ時には、液パージ時に閉じられていた第１の開閉手段１９は引き続き閉じられ、液パージ時に開かれていた第３の開閉手段２５は引き続き開かれている。一方、液パージ時に開かれていた第２の開閉手段２１、及び第４、第５の開閉手段２３、２９が閉じられ、液パージ時に閉じられていた第６の開閉手段２７が開かれる。また、インタンクフィードポンプ２の駆動は停止される。
【００４１】
この状態では、高圧ポンプ５、コモンレール１０、及びインジェクタ１３は減圧されたパージタンク９と連通した状態となるため、内部に残留していた微量の液化ガス燃料が気化されて、第３のパージ用通路２６を介して、パージタンク９内に回収される。
本実施形態の例では、上述の液パージ時において大部分の液化ガス燃料が回収されているために、気化パージ時にパージタンク９にかかる負担が最小限に抑えられるようになっている。したがって、小型のパージタンク９を用いた場合であっても、気化パージに要する時間が短縮されるようになる。
【００４２】
気化パージの終了時には、高圧ポンプ５、コモンレール１０、及びインジェクタ１３の内部からほぼすべての液化ガス燃料がパージされた状態となっている。したがって、次回のエンジン始動時までに、燃料タンク１やパージタンク９以外のシステム内に残留していた液化ガス燃料が漏出することが防止され、次回のエンジン始動時の異常燃焼や燃料の利用効率の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態のディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置の構成例を示す図である。
【図２】エンジン停止時における液化ガス燃料供給装置の状態を示す図である。
【図３】燃料充填時における液化ガス燃料供給装置の状態を示す図である。
【図４】エンジン運転時における液化ガス燃料供給装置の状態を示す図である。
【図５】液パージ時における液化ガス燃料供給装置の状態を示す図である。
【図６】気化パージ時における液化ガス燃料供給装置の状態を示す図である。
【図７】従来の液化ガス燃料供給装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００：液化ガス燃料供給装置、１：燃料タンク、２：インタンクフィードポンプ、３：プレフィルタ、４：フィルタ、５：高圧ポンプ、６：再液化コンプレッサ、８：流量制御弁、９：パージタンク、１０：コモンレール、１１：レール圧センサ、１２：圧力制御弁、１３：燃料噴射部（インジェクタ）、１４：オーバーフローバルブ、１５：流量センサ、１６：燃料クーラー、１７：アスピレータ、１８：燃料供給通路、１９：第１の開閉手段、２０：気相導入通路、２１：第２の開閉手段、２２：第２のパージ用通路、２３：第４の開閉手段、２４：第１のパージ用通路、２５：第３の開閉手段、２６：第３のパージ用通路、２７：第６の開閉手段、２８：燃料循環通路、２９：第５の開閉手段、３０ａ・３０ｂ・３０ｃ・３０ｄ・３０ｅ：燃料戻し通路、３１・３３・３５：逆止弁、３７ａ・３７ｂ・３９：高圧燃料通路、４０：ＥＣＵ（ポンプ駆動手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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