(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャバレルブロック内に挿入されたプランジャを作動させるためのカムと、上記プランジャの頂面と上記プランジャバレルブロックの内面とから区画されたポンプ室と、該ポンプ室に燃料であるジメチルエーテルを導くためのジメチルエーテル吸入流路と、上記ポンプ室から上記プランジャにより圧縮されたジメチルエーテルを吐出するためのジメチルエーテル吐出流路とを備え、上記プランジャと上記プランジャバレルブロックとの接触面をジメチルエーテルによって潤滑するようにしたジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、
上記ポンプ室から上記接触面を伝ってリークしたジメチルエーテルを貯留すると共にその内部を上記カムから隔離するように形成された隔膜と、該隔膜の内部のジメチルエーテルを燃料タンクに戻すためのジメチルエーテル戻し流路と、該ジメチルエーテル戻し流路に配設された一方向弁であって、その開弁圧力が上記隔膜の内部のジメチルエーテルが常に液体状態となる圧力に設定された逆止弁とを備え、該逆止弁により上記隔膜の内部のジメチルエーテルを液体状態とすることで上記接触面の潤滑を確保するようにしたことを特徴とするジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
上記ジメチルエーテル吸入流路に配設され、ジメチルエーテルを上記ポンプ室へと導く一方向弁であって、その開弁圧力がジメチルエーテルの蒸気圧以上に設定された逆止弁を備えた請求項１に記載のジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
上記ジメチルエーテル吐出流路に配設され、ジメチルエーテルを燃料噴射装置へと導く一方向弁であって、その開弁圧力がジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した所定の噴射圧力に設定された逆止弁を備えた請求項１又は２に記載のジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから圧送されたジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置に送るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンの燃料として、ジメチルエーテルを用いる場合、通常の軽油用燃料噴射ポンプが流用されている。この燃料噴射ポンプは、列型燃料噴射ポンプやコモンレール用高圧燃料ポンプ等があるが、いずれも、プランジャやプランジャバレル等を備えたピストン構造を有しており、このプランジャの往復運動によって、ポンプ室内の燃料を圧縮して高圧にして、燃料噴射装置に圧送するようになっている。
【０００３】
燃料噴射ポンプには、上記プランジャを回転させるためにカムが設けられている。プランジャは燃料であるジメチルエーテルによって潤滑され、カムはプランジャ側とは別途の潤滑油によって潤滑されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の燃料噴射ポンプは、元々軽油用であり、軽油を用いた場合には、比較的粘性が高いため、軽油がポンプ室からリークせず、カム側に流れることはなかった。
【０００５】
しかしながら、ジメチルエーテルを用いた場合には、その粘性が低く、プランジャとプランジャバレルとの隙間からジメチルエーテルがカム側へと漏れ、カム側の潤滑油にジメチルエーテルが混入してしまう。これによって、潤滑油の劣化、さらにはブローバイガスを外部に排出している場合には、ジメチルエーテル燃料のエンジン外部への漏出、ブローバイガスを吸気に戻している場合には、エンジンの異常燃焼等が考えられ、外部への悪影響やエンジンの破損が発生する等の問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題を解決すべく案出されたものであり、その目的は、ジメチルエーテルがカム側の潤滑油に混入するのを防止できるジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明は、プランジャバレルブロック内に挿入されたプランジャを作動させるためのカムと、上記プランジャの頂面と上記プランジャバレルブロックの内面とから区画されたポンプ室と、該ポンプ室に燃料であるジメチルエーテルを導くためのジメチルエーテル吸入流路と、上記ポンプ室から上記プランジャにより圧縮されたジメチルエーテルを吐出するためのジメチルエーテル吐出流路とを備え、上記プランジャと上記プランジャバレルブロックとの接触面をジメチルエーテルによって潤滑するようにしたジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、上記ポンプ室から上記接触面を伝ってリークしたジメチルエーテルを貯留すると共にその内部を上記カムから隔離するように形成された隔膜と、該隔膜の内部のジメチルエーテルを燃料タンクに戻すためのジメチルエーテル戻し流路と、該ジメチルエーテル戻し流路に配設された一方向弁であって、その開弁圧力が上記隔膜の内部のジメチルエーテルが常に液体状態となる圧力に設定された逆止弁とを備え、該逆止弁により上記隔膜の内部のジメチルエーテルを液体状態とすることで上記接触面の潤滑を確保するようにしたものである。
【０００８】
上記構成によれば、隔膜によって、プランジャ側とカム側とを隔離したことによって、プランジャの周囲からリークしたジメチルエーテルがカム側へ漏出することがなく、カム側の潤滑油に混入することはない。また、逆止弁によって隔膜の内部の圧力が高められて隔膜の内部のジメチルエーテルが常に液体状態となるので、その液体状態のジメチルエーテルによって、プランジャとプランジャバレルブロックとの接触面を常に確実に潤滑することができる。
【０００９】
また、上記ジメチルエーテル吸入流路に配設され、ジメチルエーテルを上記ポンプ室へと導く一方向弁であって、その開弁圧力がジメチルエーテルの蒸気圧以上に設定された逆止弁を備えていてもよい。
【００１０】
また、上記ジメチルエーテル吐出流路に配設され、ジメチルエーテルを燃料噴射装置へと導く一方向弁であって、その開弁圧力がジメチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した所定の噴射圧力に設定された逆止弁を備えていてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプの好適な実施の形態を示した断面図、図２はプランジャの周囲を示した断面図、図３はジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムを示した概略構成図である。
【００１４】
まず、本実施の形態のジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムの全体構成を説明する。
【００１５】
図３に示すように、ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム１は、シャシ側（図示せず）に燃料タンク３が設けられている。燃料タンク３には、エンジン側（図示せず）に設けられた燃料噴射ポンプ５にジメチルエーテル（ＤＭＥ）燃料を供給するための燃料パイプ６が接続されている。
【００１６】
燃料噴射ポンプ５の下流側には、エンジンの燃焼室（図示せず）内にジメチルエーテル燃料を噴射するための複数の燃料噴射装置（インジェクタ）７がそれぞれ接続されている。
【００１７】
燃料噴射ポンプ５には、余剰のジメチルエーテル燃料を燃料タンク３に戻す燃料戻しパイプ８が接続されている。
【００１８】
燃料タンク３内には、ジメチルエーテルをその圧力を飽和蒸気圧以上に高めて燃料噴射ポンプ５に送るための圧送ポンプ９が設けられている。
【００１９】
なお、図中、１１は燃料クーラ、１２は燃料カットバルブをそれぞれ示す。
【００２０】
図１に示すように、燃料噴射ポンプ５は、ジメチルエーテルを圧縮するためのポンプ室１４を有している。ポンプ室１４は、シリンダブロック１５とプランジャ１６とで区画されている。
【００２１】
詳しくは、シリンダブロック１５は、上ブロック１７と中ブロック１８と下ブロック１９とプランジャバレルブロック２１とを有しており、ポンプ室１４は中ブロック１８とプランジャバレルブロック２１とプランジャ１６とで囲まれて区画形成されている。
【００２２】
プランジャ１６は、その下端近傍が拡径して鍔部２３が形成されており、その鍔部２３の上面とプランジャバレルブロック２１の下端面との間にバネ部材２４が設けられ、プランジャ１６を下方に付勢するようになっている。
【００２３】
プランジャ１６の下部には、タペット２２が設けられており、その下部には、回転軸２５に固定されたカム２６が各プランジャ１６毎に設けられている。カム２６が一回転するごとに、タペット２２と共にプランジャ１６が一回押し上げられ、ポンプ室１４内のジメチルエーテルを圧縮するようになっている。
【００２４】
タペット２２は、有底筒状に形成され、その内側にプランジャ１６が収容されている。タペット２２はその外周面で、下ブロック１９と接触して、プランジャ１６の往復運動方向に摺動自在となっている。
【００２５】
プランジャ１６の往復運動の際の潤滑は、圧縮される燃料として供給されたジメチルエーテル自体で行うようになっている。一方、カム２６の回転の際の潤滑、及びタペット２２と下ブロック１９との潤滑は、別途に供給された潤滑油によって行うようになっている。
【００２６】
上ブロック１７と中ブロック１８には、ジメチルエーテルを供給するジメチルエーテル吸入流路２７が設けられている。このジメチルエーテル吸入流路２７は、燃料タンク３から延びる燃料パイプ６との接続部（図示せず）から各ポンプ室１４に延びて形成されている。ジメチルエーテル吸入流路２７には逆止弁２８が設けられている。この逆止弁２８は、ポンプ室１４側にのみジメチルエーテルを供給可能で、ジメチルエーテルの圧力が蒸気圧よりも高い場合に、そのジメチルエーテルがポンプ室１４内に流されるように、圧力が設定されている。
【００２７】
上ブロック１７と中ブロック１８には、各ポンプ室１４から圧縮されたジメチルエーテルを吐出するジメチルエーテル吐出流路３１が設けられている。このジメチルエーテル吐出流路３１は、各ポンプ室１４から燃料噴射装置７側（図１中、上方）に延びて形成されている。ジメチルエーテル吐出流路３１には逆止弁３２が設けられている。この逆止弁３２は、燃料噴射装置７側にのみジメチルエーテルを吐出可能で、ジメチルエーテルの圧力がエンジン内に噴射するのに適した圧力の場合に、そのジメチルエーテルが燃料噴射装置７側に流されるように、圧力が設定されている。
【００２８】
ところで、本発明は、燃料であるジメチルエーテルによって潤滑されるプランジャ１６側と別途の潤滑油によって潤滑されるカム２６側とを隔離するための隔膜３３を備えたことを特徴とする。
【００２９】
プランジャバレルブロック２１は、プランジャ１６の外周を覆うべく筒状に形成されており、その外周下部は、縮径されている。
【００３０】
隔膜３３は、プランジャバレルブロック２１の外周の縮径された段差部３４と、プランジャ１６の鍔部２３の上面との間に掛け渡されている。隔膜３３は、伸縮自在の蛇腹状の金属膜にて構成されている。隔膜３３は、プランジャバレルブロック２１の縮径部分３５を覆うように円筒状に形成されており、プランジャ１６の往復運動方向に伸縮自在となっている。
【００３１】
なお、隔膜３３の材質は、金属膜に限られるものではなく、ゴム等の弾性材料であってもよい。
【００３２】
この隔膜３３によって、燃料噴射ポンプ５内の空間が、隔膜３３の内側となるプランジャ側空間３６と、隔膜３３の外側からカム室３８へと繋がるカム側空間３７とに区画されることとなる。
【００３３】
隔膜３３は、その上下端がプランジャバレルブロック２１及びプランジャ１６の鍔部２３に、全周に渡ってそれぞれ水密に固定されており、ジメチルエーテルがプランジャ側空間３６からカム側空間３７へと漏出するのを防止している。
【００３４】
プランジャ側空間３６には、ジメチルエーテルを圧縮するポンプ室１４からプランジャ１６とプランジャバレルブロック２１との接触面４５を伝って鍔部２３側へリークしたジメチルエーテルを、燃料タンク３に戻すジメチルエーテル戻し流路３９が接続されている。
【００３５】
このジメチルエーテル戻し流路３９は、プランジャバレルブロック２１の隔膜３３の内側部分から上ブロック１７に延びて形成された流路穴４１と、その流路穴４１に接続され燃料タンク３に延びた戻しパイプ（図３参照）４３とで構成されている。
【００３６】
図３に示すように、戻しパイプ４３には、燃料タンク３側に向かってのみ開放可能な逆止弁４４が設けられている。この逆止弁４４は、プランジャ側空間３６内のジメチルエーテルの圧力がその蒸気圧よりも高い場合に、ジメチルエーテルを燃料タンク３に流すように圧力が設定されている。
【００３７】
次に、係るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプ５の作用を説明する。
【００３８】
上述のように、隔膜３３でプランジャ１６側とカム２６側とを隔離したことによって、粘性が低いジメチルエーテルが、ポンプ室１４から鍔部２３側へリークしても、隔膜３３にて塞き止められ、カム２６側へ流れることがなく、カム２６側の潤滑油に混入することはない。
【００３９】
これによって、潤滑油の劣化を防止できる。また、ブローバイガスを外部に排出している場合でも、ジメチルエーテル燃料のエンジン外部への漏出を防止できる。さらに、ブローバイガスを吸気に戻している場合でも、エンジンの異常燃焼を防止できる。よって、エンジン外部環境への悪影響やエンジンの破損を防止することができる。
【００４０】
本実施の形態によれば、隔膜３３を伸縮自在の蛇腹状の金属膜にて形成しているので、プランジャ１６の往復運動に追従して伸縮することができ、確実にプランジャ１６側とカム２６側とを隔離することができる。
【００４１】
また、ポンプ室１４からプランジャ１６の鍔部２３側へとリークしたジメチルエーテルは、ジメチルエーテル戻し流路３９によって燃料タンク３に戻すことができ、燃料となるジメチルエーテルをロスなく利用することができる。
【００４２】
ジメチルエーテルは、蒸発しやすく、プランジャ１６とプランジャバレルブロック２１の接触面４５がドライになり易いが、プランジャ側空間３６内のジメチルエーテルの圧力を蒸気圧以上に保持できる逆止弁４４を設けたことによって、そのジメチルエーテルは常に液体の状態となり、プランジャ１６の潤滑を確実に行うことができる。また、燃料タンク３からプランジャ側空間３６内への吸引を防止できる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、列型の燃料噴射ポンプ５を例に挙げて説明したが、本発明は、コモンレール用の高圧ポンプとし、燃料噴射装置との間にコモンレールを設けたものであっても適用できるのは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、ジメチルエーテルがカム側へ流れることがなく、カム側の潤滑油への混入を防止でき、潤滑油の劣化、エンジン外部環境への悪影響やエンジンの破損を防止することができるといった優れた効果を発揮する。
【００４５】
また、ジメチルエーテルのロスをなくすことができ、さらに、プランジャの潤滑を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料噴射ポンプの好適な実施の形態を示した断面図である。
【図２】プランジャの周囲を示した断面図である。
【図３】ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムを示した概略構成図である。
【符号の説明】
３  燃料タンク
５  燃料噴射ポンプ
７  燃料噴射装置
１４  ポンプ室
１６  プランジャ
２６  カム
３３  隔膜
３６  プランジャ側空間
３９  ジメチルエーテル戻し流路
４４  逆止弁
【図１】
0003885506.tif 000002
【図２】
0003885506.tif 000003
【図３】
0003885506.tif 000004