(57)【要約】【課題】エンジン停止中の燃焼室への燃料のリークを防ぎつつ、空調用冷凍サイクルに適切な冷媒を使用することができる、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置を提供する。【解決手段】燃料供給装置１００は、エンジンの停止時に高圧ポンプ１６周辺に残存する燃料を、ＤＭＥ燃料タンク１０に回収するための、燃料回収経路３０を備える。燃料回収経路３０は、エンジンの運転中は閉弁し、停止中は開弁する、回収電磁弁３０ａを備える。燃料回収経路３０の下流には熱交換タンク４０が設けられる。回収される燃料は、熱交換タンク４０において、空調用冷凍サイクル５０に用いられる冷媒であるＲ１３４ａによって冷却され、液化される。液化された燃料は、燃料戻し経路３２を介してＤＭＥ燃料タンク１０に回収される。【選択図】図１
2008025481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料であるＤＭＥを貯留する、燃料タンクと、
外部に設けられるＤＭＥエンジンの燃焼室内に前記燃料を噴射する、インジェクタと、
コモンレールを介して前記インジェクタに前記燃料を供給する、高圧ポンプと、
前記高圧ポンプに前記燃料タンク中の燃料を供給する、フィードポンプと、
前記高圧ポンプの下流に設けられて燃料を回収する経路であって、前記ＤＭＥエンジンの運転中は閉弁し、前記ＤＭＥエンジンの停止中は開弁する、回収電磁弁を備えた、燃料回収経路と
を備えた、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置において、
前記燃料回収経路の下流に連結され、前記燃料回収経路によって回収された前記燃料に含まれる気体を外部の空調用冷凍サイクルによって冷却することにより液化する、熱交換タンクと、
前記熱交換タンクおよび前記燃料タンクを連結して前記熱交換タンク内の液体の燃料を前記燃料タンクに戻す、燃料戻し経路と
をさらに備え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】
前記熱交換タンクは外層および内層を有する二重構造であり、
前記外層には、前記空調用冷凍サイクルの冷媒が導入され、
前記内層には、前記回収された前記燃料が導入される
請求項１に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記熱交換タンクに、前記空調用冷凍サイクルの冷媒を循環させる配管の一部が内蔵される、請求項１に記載のＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
前記熱交換タンクは、前記燃料タンクの上方に配置される、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】
前記燃料回収経路は、回収される燃料を気液分離する気液分離器を有し、前記気液分離器により分離された気体の燃料が前記熱交換タンクに導入される請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
エンジンには、その燃料としてジメチルエーテル（Ｃ２Ｈ６Ｏ、以下ＤＭＥと称す）を使用するものがある。ＤＭＥは常温大気圧下では気体となるので、ＤＭＥをエンジンに供給するための燃料供給装置では、燃料供給の過程でＤＭＥが気化しないように昇圧する必要がある。
このような燃料供給装置の例は、特許文献１に示される。特許文献１の燃料供給装置では、燃料タンク内に配置される低圧ポンプと、コモンレールの上流に配置される高圧ポンプとによって、二段階の昇圧を行っている。
【０００３】
一般に、燃料を昇圧して燃焼室に供給する方式の燃料供給装置では、エンジン停止時にインジェクタから燃焼室内に燃料がリークする可能性を考慮する必要がある。リークした燃料はエンジン始動時の異常燃焼の原因となり、エンジン損傷に至る場合も考えられる。このため、エンジン停止時にインジェクタおよびその周辺から燃料を回収するための、パージシステムを備える燃料供給装置が知られている。
【０００４】
特許文献１には、エンジンの燃料を空調用冷凍サイクルの冷媒としても使用し、空調用冷凍サイクルのコンプレッサおよびコンデンサをパージシステムとして用いる構成が記載されている。高圧ポンプ、コモンレール、およびインジェクタ内の燃料は、コンプレッサおよびコンデンサによって液化され、燃料タンクに回収される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３―１２０４４３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に示されるような従来の燃料供給装置では、エンジン停止中の燃焼室への燃料のリークは防げるが、空調用冷凍サイクルに適切な冷媒を使用することができないという問題があった。
たとえば、特許文献１では冷媒としてＤＭＥが使用されるが、ＤＭＥには通常、腐食性を有する潤滑性向上剤が添加されるため空調用冷凍サイクルの構成に樹脂を使用することができない。また、ＤＭＥを冷媒とした場合の冷却効率はそれほど高くない。さらに、ＤＭＥは可燃性であるため、循環経路を設計する際に安全性に関する考慮が必要となり、たとえば冷却効率を優先した空調用冷凍サイクルを使用できない場合がある。
【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あり、エンジン停止中の燃焼室への燃料のリークを防ぎつつ、空調用冷凍サイクルに適切な冷媒を使用することができる、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】
上述の問題点を解決するため、この発明に係るＤＭＥエンジンの燃料供給装置は、燃料であるＤＭＥを貯留する、燃料タンクと、外部に設けられるＤＭＥエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する、インジェクタと、コモンレールを介してインジェクタに燃料を供給する、高圧ポンプと、高圧ポンプに燃料を供給する、フィードポンプと、高圧ポンプの下流に設けられて燃料を回収する経路であって、ＤＭＥエンジンの運転中は閉弁し、ＤＭＥエンジンの停止中は開弁する、回収電磁弁を備えた、燃料回収経路とを備えた、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置において、燃料回収経路の下流に連結され、燃料回収経路によって回収された燃料に含まれる気体を外部の空調用冷凍サイクルによって冷却することにより液化する、熱交換タンクと、熱交換タンクおよび燃料タンクを連結して熱交換タンク内の液体の燃料を燃料タンクに戻す、燃料戻し経路とをさらに備えることを特徴とする。
このＤＭＥエンジンの燃料供給装置は、熱交換タンクを備え、ＤＭＥエンジンの停止時に高圧ポンプ周辺に残存する燃料を、熱交換タンクによって冷却し、液化して燃料タンクに回収する。また、空調用冷凍サイクルの冷媒は、燃料であるＤＭＥではなく、外部の空調用冷凍サイクルの冷媒が使用される。
【０００９】
熱交換タンクは外層および内層を有する二重構造であり、外層には、空調用冷凍サイクルの冷媒が導入され、内層には、回収された燃料が導入されてもよい。このＤＭＥエンジンの燃料供給装置では、外層の冷媒によって、内層の燃料の気体が冷却される。
熱交換タンクに、空調用冷凍サイクルの冷媒を循環させる配管の一部が内蔵されてもよい。このＤＭＥエンジンの燃料供給装置では、熱交換タンクの内部を通過する冷媒によって燃料の気体が冷却される。
熱交換タンクは、燃料タンクの上方に配置されてもよい。このＤＭＥエンジンの燃料供給装置では、熱交換タンクで冷却され液化した燃料は、重力に導かれて熱交換タンクに回収される。
燃料回収経路は、回収される燃料を気液分離する気液分離器を有し、気液分離器により分離された気体の燃料が熱交換タンクに導入されるようにしてもよい。このＤＭＥエンジンの燃料供給装置では、気体を冷却するためだけに空調用冷凍サイクルの能力を使用することができ、液体に対する不要な冷却を回避できるので、より効率的に短時間で燃料の回収を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置は、エンジンの停止時に高圧ポンプ周辺に残存する燃料を、熱交換タンクによって冷却し、液化してＤＭＥ燃料タンクに回収する。このため、エンジンの停止中に燃料が燃焼室内へリークするという事態を防ぐことができる。また、この発明によれば、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置は、空調用冷凍サイクルの冷媒として燃料を使用せず、空調用冷凍サイクルの冷媒としては異なる流体を使用することができる。
したがって、この発明によれば、ＤＭＥエンジンの燃料供給装置は、エンジン停止中の燃焼室への燃料のリークを防ぎつつ、空調用冷凍サイクルに適切な冷媒を使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、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．
図１は、この発明の実施の形態１に係る燃料供給装置１００を含む構成を示す図である。燃料供給装置１００は、車両に搭載されるＤＭＥエンジンの燃料供給装置であり、図示しないエンジンに燃料を供給するための装置である。
燃料供給装置１００は、燃料としてのＤＭＥを貯留するＤＭＥ燃料タンク１０と、ＤＭＥ燃料タンク１０内の燃料を昇圧して外部に送出するフィードポンプ１２とを備える。フィードポンプ１２はＤＭＥ燃料タンク１０内に設けられており、ＤＭＥ燃料タンク１０内に開口する吸入口１２ａと、ＤＭＥ燃料タンク１０の外部に向かって開口する吐出口１２ｂとを備える。フィードポンプ１２は、吸入口１２ａから燃料を吸入し、内部で圧縮して昇圧するとともに、吐出口１２ｂからＤＭＥ燃料タンク１０の外部へと吐出する。
【００１２】
燃料供給装置１００は、フィードポンプ１２によって昇圧された燃料をさらに昇圧するための高圧ポンプ１６を備える。高圧ポンプ１６は、さらに昇圧された燃料をコモンレール２０に供給する。高圧ポンプ１６は、燃料を吸入する吸入口１６ａと、内部で昇圧した燃料を吐出する吐出口１６ｂと、エンジンの停止時に燃料を回収するための回収口１６ｃとを備える。なお、吐出口１６ｂおよび回収口１６ｃは、異なる開口であるが、高圧ポンプ１６の内部で連通している。すなわち、回収口１６ｃは、吐出口１６ｂと同様に、高圧ポンプ１６の下流、吐出圧領域に設けられる。
【００１３】
フィードポンプ１２の吐出口１２ｂと高圧ポンプ１６の吸入口１６ａとは、低圧経路１４によって連結される。低圧経路１４は、その途中、フィードポンプ１２の吐出口１２ｂ近傍に設けられる過流防止弁（ＥＦＶ）１４ａと、高圧ポンプ１６の吸入口１６ａ近傍に設けられる供給電磁弁１４ｂとを含む。過流防止弁１４ａおよび供給電磁弁１４ｂは、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）によってその開閉を制御されるものである。
過流防止弁１４ａはエンジンが運転中であるかどうかに関わらず常開であり、配管等の破損などによる急激な圧力の低下に応じて閉弁する。供給電磁弁１４ｂは、エンジンの運転中は開弁し、エンジンの停止中は閉弁する。
【００１４】
また、燃料供給装置１００は、高圧ポンプ１６から供給された燃料をエンジンの燃焼室（図示せず）内に噴射するための、複数のインジェクタ２２を備える。なお、図１には一つのインジェクタ２２のみ示す。さらに、燃料供給装置１００は、高圧ポンプ１６の吐出口１６ｂおよびインジェクタ２２を連結するための、高圧経路１８およびコモンレール２０を備える。すなわち、高圧ポンプ１６は、フィードポンプ１２によって昇圧され低圧経路１４を介して供給される燃料を、さらに昇圧し、高圧経路１８を介してコモンレール２０へと供給する。
【００１５】
燃料供給装置１００は、高圧ポンプ１６の下流に設けられて、高圧ポンプ１６周辺に存在する燃料を回収するための、燃料回収経路３０を備える。ここで、「高圧ポンプ１６周辺」とは、インジェクタ２２を含む高圧ポンプ１６の下流部分を意味し、たとえば、インジェクタ２２、コモンレール２０、高圧経路１８、および高圧ポンプ１６自身内部からなる部分を指す。燃料回収経路３０は、高圧ポンプ１６の回収口１６ｃに連結して設けられる。また、燃料回収経路３０は、回収口１６ｃ近傍に設けられる回収電磁弁３０ａを含む。
回収電磁弁３０ａは、図示しない電子制御装置によってその開閉を制御され、エンジンの運転中は閉弁し、エンジンの停止中は開弁する。
なお、燃料供給装置１００は、燃料回収経路３０とは別に、インジェクタ２２における余剰の燃料をＤＭＥ燃料タンク１０に送り返すためのリターン経路を備えるが、このリターン経路は周知のものであり、図示および説明を省略する。
【００１６】
燃料回収経路３０の下流に連結されて、燃料回収経路３０によって回収された燃料を、熱交換によって冷却するための、熱交換タンク４０が設けられる。熱交換タンク４０は外層および内層を有する二重構造であり、内層としては、回収された燃料が導入される冷却室４２を有する。また、外層としては冷媒室４４を有し、この冷媒室４４は、冷却室４２の周囲の少なくとも一部を覆うように、冷却室４２に接触して設けられる。冷却室４２は所定の容積を有し、この容積はたとえば１８０ｍｌである。熱交換タンク４０は、周知の冷凍回路におけるエバポレータと同様にして、冷却室４２内の燃料を冷却する。すなわち、冷媒室４４に存在する液体あるいは霧状の冷媒が蒸発することで、冷却室４２およびその内部から熱を奪う。
【００１７】
熱交換タンク４０は、ＤＭＥ燃料タンク１０の上方に配置される。たとえば、熱交換タンク４０の下端がＤＭＥ燃料タンク１０の上端より高くなるように配置される。
熱交換タンク４０の下流に連結して、冷却室４２内で液化した燃料をＤＭＥ燃料タンク１０に導くための、燃料戻し経路３２が設けられる。液化した燃料は、重力に従って熱交換タンク４０から燃料戻し経路３２を通過し、ＤＭＥ燃料タンク１０に流入する。
【００１８】
燃料供給装置１００に関連して、冷媒室４４に冷媒を循環させるための冷凍サイクルである、空調用冷凍サイクル５０が設けられる。空調用冷凍サイクル５０は、周知の車両空調用冷凍サイクルと同様に、コンプレッサ５２、コンデンサ５４、膨張弁５６、およびエバポレータ５８を備え、これらが配管を介してこの順で連結されている。また、冷媒としては、たとえばＲ１３４ａが使用される。
ここで、Ｒ１３４ａを使用する理由は、次の３点である。
（１）腐食性がないこと  （ＤＭＥは潤滑性が乏しく、潤滑性向上剤を混入させる必要があるが、この潤滑性向上剤が特定の樹脂に対して攻撃性を有する。また、銅はＤＭＥにより腐食する。）
（２）冷却効率が良いこと、すなわち、圧力の変化によって容易に気化および液化すること
（３）不燃性であること
上記３点のうち少なくとも１つの性質を有する物質を、Ｒ１３４ａの代わりに冷媒として使用しても良い。
なお、コンプレッサ５２は、電動コンプレッサであり、エンジン停止時も作動可能である。
また、周知の空調用冷凍サイクルと同様に、エバポレータ５８の近傍には送風ファン５８ａが設けられている。エンジンの運転中は、この送風ファン５８ａが作動してエバポレータ５８の周囲に車内の空気を通過させ、熱交換によって車内の空気を冷却する。エンジンの停止中でかつ、燃料回収経路３０によりＤＭＥ燃料を回収している間は、送風ファン５８ａは作動しない。
【００１９】
空調用冷凍サイクル５０と、燃料供給装置１００の熱交換タンク４０とは、これらの間で冷媒を流通させるための冷媒転用配管７０によって連結される。冷媒転用配管７０は、空調用冷凍サイクル５０から熱交換タンク４０へと冷媒を流通させる冷媒往路７２と、逆に熱交換タンク４０から空調用冷凍サイクル５０へと冷媒を流通させる冷媒復路７４とを含む。
【００２０】
空調用冷凍サイクル５０において、エバポレータ５８の下流側と、コンプレッサ５２の上流側とは、エバポレータ出口配管６０およびコンプレッサ吸入配管６２を介して連結される。
エバポレータ出口配管６０とコンプレッサ吸入配管６２との間には、三方弁６４が設けられ、この三方弁６４にはさらに上述の冷媒往路７２が連結される。三方弁６４は、エバポレータ出口配管６０から流入する冷媒を、コンプレッサ吸入配管６２および冷媒往路７２のいずれか一方に、選択的に送出する。この三方弁６４は、図示しない電子制御装置によってその状態を制御され、エンジン運転中と、エンジンの停止後所定時間が経過した後とは、コンプレッサ吸入配管６２に冷媒を送出するよう切り替えられる。また、エンジンの停止後、所定時間が経過するまでの間は、冷媒往路７２に冷媒を送出するよう切り替えられる。
コンプレッサ吸入配管６２の途中には、上述の冷媒復路７４が連結される。
【００２１】
以上のように構成される燃料供給装置１００、空調用冷凍サイクル５０、および冷媒転用配管７０の動作の流れを、以下に説明する。
エンジンの運転中は、過流防止弁１４ａおよび供給電磁弁１４ｂはともに開弁している。ＤＭＥ燃料タンク１０内の燃料は、フィードポンプ１２によって昇圧され、低圧経路１４を介して高圧ポンプ１６に供給される。高圧ポンプ１６によってさらに昇圧された燃料は、高圧経路１８およびコモンレール２０を介して、複数のインジェクタ２２に供給され、燃焼室内に噴射される。
【００２２】
ここで、エンジンの運転中は回収電磁弁３０ａが閉弁しているため、高圧ポンプ１６に供給された燃料はすべて高圧経路１８に向けて吐出され、燃料回収経路３０には流れない。
また、エンジンの運転中は、三方弁６４がコンプレッサ吸入配管６２側に切り替えられるとともに、送風ファン５８ａが作動する。このため、エバポレータ５８で熱交換が行われて冷媒が気化し、これがコンプレッサ５２に吸入される。すなわち、エンジンの運転中は、冷媒転用配管７０を介した冷媒の流通は発生せず、空調用冷凍サイクル５０は周知の空調用冷凍サイクルと同様の作用を有する。
【００２３】
エンジンが停止すると、これに伴ってフィードポンプ１２および高圧ポンプ１６が停止する。また、供給電磁弁１４ｂが閉弁し、回収電磁弁３０ａが開弁する。これによって、低圧経路１４と高圧ポンプ１６とは隔絶され、また、インジェクタ２２、コモンレール２０、高圧経路１８、高圧ポンプ１６、燃料回収経路３０、冷却室４２、燃料戻し経路３２、およびＤＭＥ燃料タンク１０がこの順に連通する状態となる。
ここで、高圧ポンプ１６周辺に存在する燃料は、フィードポンプ１２および高圧ポンプ１６によって昇圧されており、ＤＭＥ燃料タンク１０内の燃料に比較して高温かつ高圧である。このため、高圧ポンプ１６周辺に存在する燃料は、燃料回収経路３０を介して冷却室４２へと流入する。この燃料は、液体および気体を含むが、液体は冷却室４２に流入するとそのまま重力に導かれて燃料戻し経路３２へと流出し、ＤＭＥ燃料タンク１０に回収される。
【００２４】
また、エンジンが停止すると、三方弁６４が冷媒往路７２側に切り替えられるとともに、送風ファン５８ａが停止する。このため、エバポレータ５８における熱交換はほとんど発生せず、エバポレータ５８で気化する冷媒は少量となる。これによって、冷媒の大部分は液状のまま冷媒往路７２を介して冷媒室４４に導入される。
【００２５】
冷媒室４４は冷却室４２に接触しており、また、冷却室４２内には上述のように高温の燃料が存在するため、熱交換タンク４０において冷却室４２と冷媒室４４との間で熱交換が発生する。すなわち、冷媒室４４内の冷媒は、冷却室４２およびその内部の燃料から熱を奪って気化し、これによって冷却室４２内の燃料を冷却する。気化した冷媒は冷媒復路７４およびコンプレッサ吸入配管６２を介してコンプレッサ５２に吸入され、ふたたび空調用冷凍サイクル５０内を循環する。
【００２６】
このように、熱交換タンク４０における気体の冷却は、空調用冷凍サイクル５０によって行われる。この冷却によって、燃料に含まれていた気体は冷却室４２内で液化し、重力に導かれてＤＭＥ燃料タンク１０へと流入する。また、気体の一部が液化することによって冷却室４２内の圧力が低下するので、高圧ポンプ１６周辺の燃料がさらに冷却室４２内に流入し、同様に冷却され液化する。
【００２７】
空調用冷凍サイクル５０は、エンジンの停止後、所定時間が経過するまでの間は作動し、その後停止する。この所定時間としては、高圧ポンプ１６周辺の燃料がほぼすべて液化するために十分な時間が適宜設定されればよい。なお、高圧ポンプ１６周辺の燃料の量は、たとえば１００ｍｌであり、これをほぼすべて液化するには、空調用冷凍サイクル５０はたとえば数分程度作動すればよい。
【００２８】
以上のように、実施の形態１に係る燃料供給装置１００は、熱交換タンク４０を備え、エンジンの停止時に高圧ポンプ１６周辺に残存する燃料を、熱交換タンク４０によって冷却し、液化してＤＭＥ燃料タンク１０に回収する。このため、高圧ポンプ１６周辺に残存していた燃料が、エンジンの停止中にインジェクタ２２から燃焼室内へリークするという事態を防ぐことができ、エンジン始動時の異常燃焼およびエンジンの損傷を回避することができる。
また、空調用冷凍サイクル５０の冷媒としては、ＤＭＥではなくＲ１３４ａが使用される。このため、冷媒に腐食性がなく、空調用冷凍サイクルの構成に樹脂を使用できる等、設計の自由度が向上し、構成を簡素にすることができる。また、冷媒が容易に気化および液化するので、空調用冷凍サイクルの冷却効率を向上させることができる。さらに、冷媒が不燃性となるので、たとえば座席近傍（吸気口が設けられる助手席の足元等）にも冷媒を循環させられる等、より適切な空調を行うことができる。
このように、燃料供給装置１００によれば、エンジン停止中の燃焼室への燃料のリークを防ぎつつ、空調用冷凍サイクルに適切な冷媒を使用することができる。
【００２９】
また、実施の形態１に係る燃料供給装置１００は、高圧ポンプ１６周辺に残存する燃料の液化を、熱交換タンク４０によって行う。このため、回収する燃料を液化するための再液化コンプレッサ等を必要としない。
従来技術として、高圧ポンプ周辺から回収された燃料を再液化コンプレッサによって圧縮し、高圧にして液化する構成も知られている。しかしながら、ＤＭＥの再液化コンプレッサは、フィードポンプ等に比較して大型となる点が問題である。その設置には大きなスペースが必要とされ、比較的小型の車両、たとえば小型トラック等には搭載が困難である。
【００３０】
ここで、再液化コンプレッサが大型となる理由には次のようなものがある。
まず、再液化コンプレッサは高温の燃料を圧縮することになるため、防爆仕様が要求される点がある。
また、ＤＭＥは腐食性を有するため、再液化コンプレッサの部材には樹脂を使用できない点がある。さらに、潤滑油を使用する構成では燃料に潤滑油が混入してしまうので、これを防ぐため無潤滑の構成、たとえばダイヤフラム式のものが要求される点がある。なお、この点は、不十分な潤滑のため再液化コンプレッサでドライロックが発生する原因ともなる。
さらに、再液化コンプレッサに要求される圧力比が大きいという点がある。高圧ポンプ周辺の燃料を十分に回収するために、再液化コンプレッサは吸入圧が０．１ＭＰａ以下程度になるまで作動する必要があり、ＤＭＥの再液化のためには吐出圧を２ＭＰａ程度とする必要がある。すなわち、２０倍以上の圧力比が要求され、構成が大型化する。なお、フィードポンプの場合、タンク内の圧力０．５ＭＰａ程度から、高圧ポンプの吸入圧である３ＭＰａ程度に昇圧すれば十分であり、その圧力比は６倍程度で済み、それほど大型にはならない。
また、再液化コンプレッサに要求される流量が大きいという点がある。高圧ポンプ周辺の燃料がリークする前に回収するためには、気体換算で３０リットル／分程度の流量が必要となる。なお、フィードポンプの場合、流量は最大で５リットル／分程度でよい。
上記の圧縮比および流量を満たすために、再液化コンプレッサには１．８ｋＷ程度の出力が要求される。なお、フィードポンプの出力は最大３２０Ｗ程度、アイドル時は５０Ｗ以下でよい。このように、再液化コンプレッサとしては大型のものが必要であり、たとえば全長が４００ｍｍ程度となる。これは、フィードポンプの全長がたとえば２００ｍｍ程度であることに比較して大きく、その結果、上述のように搭載性の問題が生じる。
また、再液化コンプレッサ自身の大きさに加え、再液化コンプレッサに液体が吸入され騒音等の不具合の原因とならないように気液分離を行う、パージタンクも必要となり、これも構成を大型化する。
【００３１】
これに対し、実施の形態１に係る燃料供給装置１００は、熱交換タンク４０によって燃料を液化するので、再液化コンプレッサおよびパージタンクを不要とし、構成を小型化することができる。
また、再液化コンプレッサおよびパージタンクを不要とすることによって、配管系を簡素化し、燃料が配管外部に漏れる事故の可能性を低減することができる。
さらに、燃料供給装置１００は、無潤滑となる再液化コンプレッサを使用しないので、コンプレッサのドライロックを回避することができる。
【００３２】
上述の実施の形態１に、以下のような変形を施すことができる。
燃料戻し経路３２の一部にポンプを設け、このポンプが液化した燃料をＤＭＥ燃料タンク１０へと送ってもよい。このポンプには昇圧が要求されないので、遠心ポンプ等が使用可能である。このような構成とすることにより、高圧ポンプ１６周辺の燃料をより短時間に回収できるとともに、熱交換タンク４０を上方、ＤＭＥ燃料タンク１０を下方としていた配置に、より自由度が与えられる。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、冷媒転用配管７０を熱交換タンク４０に貫通させ、その一部を熱交換タンク４０内に配置するものである。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
図２は、この発明の実施の形態２に係る燃料供給装置２００を含む構成を示す図である。熱交換タンク１４０が燃料回収経路１３０の下流に連結して設けられ、燃料回収経路３０によって回収される燃料を、熱交換によって冷却する。
【００３４】
熱交換タンク１４０と、実施の形態１と同様の空調用冷凍サイクル５０とは、これらの間で冷媒を流通させるための冷媒転用配管１７０によって連結される。冷媒転用配管１７０は、空調用冷凍サイクル５０から熱交換タンク１４０へと冷媒を流通させる冷媒往路１７２と、逆に熱交換タンク１４０から空調用冷凍サイクル５０へと冷媒を流通させる冷媒復路１７４と、熱交換タンク１４０に内蔵されて冷媒往路１７２の出口および冷媒復路１７４の入口を連結する配管である、熱交換部１７６とを含む。このように、熱交換部１７６は、空調用冷凍サイクル５０の冷媒を循環させる配管の一部である。
【００３５】
実施の形態２に係る燃料供給装置２００では、エンジンが停止すると、冷媒の大部分は液状のまま冷媒往路１７２を介して熱交換部１７６を通過する。熱交換部１７６は熱交換タンク１４０の内部に配置されているので、熱交換タンク１４０と熱交換部１７６との間で熱交換が発生する。すなわち、熱交換部１７６内の冷媒は、熱交換タンク１４０内の燃料から熱を奪って気化し、これによって熱交換タンク１４０内の燃料を冷却する。気化した冷媒は冷媒復路１７４およびコンプレッサ吸入配管６２を介してコンプレッサ５２に吸入され、ふたたび空調用冷凍サイクル５０内を循環する。
【００３６】
このように、実施の形態２に係る燃料供給装置２００は、エンジンの停止時に高圧ポンプ１６周辺に残存する燃料を、熱交換タンク１４０によって冷却し、液化してＤＭＥ燃料タンク１０に回収する。また、空調用冷凍サイクル５０の冷媒としては、ＤＭＥではなくＲ１３４ａが使用される。このように、燃料供給装置２００によれば、実施の形態１に係る燃料供給装置１００と同様に、エンジン停止中の燃焼室への燃料のリークを防ぎつつ、空調用冷凍サイクルに適切な冷媒を使用することができる。
また、熱交換部１７６は熱交換タンク１４０に内蔵されているので、熱交換部１７６の全外周を通して熱交換を行うことができ、冷却効率が高くなる。
また、燃料供給装置２００の熱交換タンク１４０は冷媒室を備えないので、熱交換タンク１４０を構成するために必要となる圧力容器を一つのみとすることができ、構成を簡素にすることができる。
【００３７】
上述の実施の形態２において、熱交換部１７６の形状を変更し、表面積がより大きくなる構成としてもよい。たとえば、配管の周囲にフィンを付加してもよい。また、熱交換タンク１４０内で熱交換部１７６を蛇行させてもよい。このようにすることにより、伝熱面積が増大し、より効率的に熱交換を行うことができる。
また、実施の形態２において、実施の形態１における変形例と同様に、燃料戻し経路３２の一部に遠心ポンプ等のポンプを設けてもよい。
【００３８】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１において、回収される燃料の気液分離を行い、気体のみを熱交換タンク４０に送る構成とするものである。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
図３は、この発明の実施の形態３に係る燃料供給装置３００を含む構成を示す図である。燃料供給装置３００は燃料回収経路２３０を備え、燃料回収経路２３０は、回収口１６ｃ近傍に設けられる回収電磁弁２３０ａと、回収電磁弁２３０ａの下流に設けられる気液分離器２３２とを備える。気液分離器２３２において、燃料回収経路２３０から分岐し、ＤＭＥ燃料タンク２１０に連結される液体燃料回収経路２３４が設けられる。
気液分離器２３２は、回収される燃料を気体と液体とに分離する。分離された気体は、実施の形態１と同様に熱交換タンク４０に導かれ、ここで冷却されて液化する。また、分離された液体は、液体燃料回収経路２３４に導かれ、そのままＤＭＥ燃料タンク２１０に回収される。
【００３９】
このように、実施の形態３に係る燃料供給装置３００は、エンジンの停止時に高圧ポンプ１６周辺に残存する燃料を、熱交換タンク４０によって冷却し、液化してＤＭＥ燃料タンク２１０に回収する。また、空調用冷凍サイクル５０の冷媒としては、ＤＭＥではなくＲ１３４ａが使用される。このように、燃料供給装置３００によれば、実施の形態１に係る燃料供給装置１００と同様に、エンジン停止中の燃焼室への燃料のリークを防ぎつつ、空調用冷凍サイクルに適切な冷媒を使用することができる。
【００４０】
また、燃料供給装置３００は、回収される燃料を気液分離器２３２によって気体と液体とに分離し、気体のみ熱交換タンク４０で冷却し、液体は冷却せずに直接ＤＭＥ燃料タンク２１０に回収する。このため、気体を冷却するためだけに空調用冷凍サイクル５０の能力を使用することができ、液体に対する不要な冷却を回避できるので、より効率的に短時間で燃料の回収を行うことができる。
【００４１】
上述の実施の形態３において、実施の形態１における変形例と同様に、燃料戻し経路３２の一部に遠心ポンプ等のポンプを設けてもよい。また、熱交換タンク４０を空冷式としてもよく、冷媒による冷却と空気による冷却とを併用してもよい。
さらに、上述の実施の形態２および３を組み合わせた構成としてもよい。すなわち、実施の形態３における熱交換タンク４０に冷媒転用配管７０を貫通させ、その一部を熱交換部として熱交換タンク４０内に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る燃料供給装置を含む構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る燃料供給装置を含む構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る燃料供給装置を含む構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０、２１０  燃料タンク、１２  フィードポンプ、１６  高圧ポンプ、２０  コモンレール、２２  インジェクタ、３０、１３０、２３０  燃料回収経路、３０ａ、２３０ａ  回収電磁弁、３２  燃料戻し経路、４０、１４０  熱交換タンク、４２  冷却室（内層）、４４  冷媒室（外層）、５０  空調用冷凍サイクル、１００、２００、３００  燃料供給装置、１７６  熱交換部（空調用冷凍サイクルの冷媒を循環させる配管の一部）、２３２  気液分離器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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