(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を蒸気化して燃料蒸気にする燃料気化部と、該燃料気化部に接続され且つディーゼルエンジンの吸気流路へ突出するように配置される燃料蒸気輸送部とを備え、
前記燃料蒸気輸送部は、吸気流路内へ突出する断熱のケース部と、ケース部の中心でケース部の延在方向に沿って配置されるヒータと、該ヒータの周囲に位置し且つケース部の延在方向に沿って配置される燃料蒸気流路と、燃料蒸気を燃料蒸気流路から吸気流路へ供給するようケース部の先端から燃料蒸気を噴出させる噴出口とを備え、燃料蒸気を加熱して吸気流路に供給するように構成されたことを特徴とするディーゼルエンジンの予混合装置。
【請求項２】
前記燃料蒸気輸送部は、ケース部を吸気流路の壁部に固定する取付部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの予混合装置。
【請求項３】
前記燃料蒸気輸送部の噴出口を、吸気流路の径方向中央に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの予混合装置。
【請求項４】
前記燃料気化部は、燃料を導入する燃料気化室と、該燃料気化室内の燃料を加熱して蒸気化するヒータとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの予混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を自着火させるために燃料を予混合するディーゼルエンジンの予混合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディーゼルエンジンなどでは、燃焼時の酸素が不足する場合や温度が低い場合に、煤等を主成分とするパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）が生成するため、パティキュレートを抑制する種々の方法が考えられている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
この中でも、近年、ディーゼルエンジンの気筒内へ軽油等の燃料を投入する際に、燃料を予め予混合化して着火燃焼させ、パティキュレートを抑制するものがある。
【０００４】
具体的な例としては、図６、図７に示す如く、ディーゼルエンジンの吸気マニホールド１に予混合装置２を備えるものがあり、予混合装置２は、軽油等の液体燃料を導入し得る所定空間の燃料気化室３を形成するケース本体４と、燃料の供給元（図示せず）から供給配管５を介して燃料気化室３へ液体燃料を流入させる流入部６と、燃料気化室３の周囲に位置してケース本体４に備えられた複数（図７では６本）のヒータ７と、燃料気化室３から吸気マニホールド１内へ燃料蒸気を供給する供給部８とを備えて構成されている。ここで、図６中、９は吸気管、１０はディーゼルエンジンの吸気ポート、１１はシリンダ、１２はピストン、１３は吸気弁を示している。
【０００５】
予混合装置２により燃料を予混合する際には、ディーゼルエンジンの駆動に伴って吸気マニホールド１から吸気すると同時に、燃料気化室３で液体燃料をヒータ７により加熱して燃料蒸気にし、当該燃料蒸気を吸気マニホールド１内へ供給して予混合し、燃料を自着火可能な状態にしている。
【０００６】
一方、他の具体的な例としては、図８に示す如く、ディーゼルエンジンの吸気マニホールド１の上流側に位置する吸気管９に、図６、図７と略同様な構成を備えた予混合装置２を備えるものがあり、燃料を予混合する際には、ディーゼルエンジンの駆動に伴って吸気管９から吸気すると同時に、燃料気化室３で燃料をヒータ７によって加熱して燃料蒸気にし、当該燃料蒸気を吸気管９に供給し、更にミキサー１４により燃料蒸気を吸気と予混合し、自着火可能な状態にするようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３４６８８２号公報
【特許文献２】特開平０７−０１１９８３号公報
【特許文献３】特開２００２−０３０９３７号公報
【特許文献４】特許第３３１０１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、軽油等の燃料蒸気を吸気流路内へ供給する際には、燃料蒸気が供給部８で冷えると共に吸気の流れにより冷却されて流路内で液化するため、吸気と予混合せず、燃料の自着火が生じないという問題があった。又、予混合装置２により供給部８を介して開口８ａから燃料蒸気を供給した場合には、燃料蒸気又は液体燃料が流路の壁面に付着し、吸気と予混合しないという問題があった。更に、図８に示す如くミキサー１４を備える場合であっても、燃料が再び液体燃料となった状態では、吸気と適切に予混合しないという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、燃料蒸気の液化を防止して燃料蒸気を吸気と十分に予混合させるディーゼルエンジンの予混合装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、燃料を蒸気化して燃料蒸気にする燃料気化部と、該燃料気化部に接続され且つディーゼルエンジンの吸気流路へ突出するように配置される燃料蒸気輸送部とを備え、
前記燃料蒸気輸送部は、吸気流路内へ突出する断熱のケース部と、ケース部の中心でケース部の延在方向に沿って配置されるヒータと、該ヒータの周囲に位置し且つケース部の延在方向に沿って配置される燃料蒸気流路と、燃料蒸気を燃料蒸気流路から吸気流路へ供給するようケース部の先端から燃料蒸気を噴出させる噴出口とを備え、燃料蒸気を加熱して吸気流路に供給するように構成されたことを特徴とするディーゼルエンジンの予混合装置、に係るものである。
【００１２】
又、本発明において、前記燃料蒸気輸送部は、ケース部を吸気流路の壁部に固定する取付部を備えることが好ましい。
【００１３】
又、本発明は、前記燃料蒸気輸送部の噴出口を、吸気流路の径方向中央に配置することが好ましい。
【００１４】
又、本発明において、前記燃料気化部は、燃料を導入する燃料気化室と、該燃料気化室内の燃料を加熱して蒸気化するヒータとを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記した本発明のディーゼルエンジンの予混合装置によれば、燃料気化部で燃料を蒸気化して燃料蒸気とし、燃料蒸気輸送部により燃料蒸気を加熱して吸気流路に供給するので、燃料蒸気の冷却を低減して燃料蒸気の液化を防止し、燃料蒸気を吸気と十分に予混合させることができる。又、吸気流路へ突出して配置される燃料蒸気輸送部により、吸気流路の壁面から離間した内側の空間に燃料蒸気を供給するので、燃料蒸気が吸気流路の壁面へ付着することを抑制し、燃料蒸気を吸気と十分に予混合させることができるという種々の優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明のディーゼルエンジンの予混合装置を実施する形態の第１例であり、図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１７】
ディーゼルエンジンでは、吸気（吸入空気）が流通するよう、吸気管９から吸気マニホールド１を介して吸気ポート１０まで形成される吸気流路１５が備えられており、吸気管９の隣接位置には、固定部位（図示せず）に固定される燃料気化部１６と、燃料気化部１６に接続され且つ吸気マニホールド１内へ突出するように配置される燃料蒸気輸送部１７とが備えられている。
【００１８】
燃料気化部１６は、筒状の周囲部１８と、周囲部１８の両側でボルト１９等により固定される蓋部２０，２１とによって所定空間の燃料気化室２２を構成している。燃料気化室２２の一方の蓋部２０には、燃料が燃料気化室２２へ流通し得るよう、供給元（図示せず）から延在する流入管２３が接続されており、燃料気化室２２の他方の蓋部２１には、燃料気化室２２から燃料蒸気輸送部１７へ燃料が流通し得るよう、燃料蒸気輸送部１７に接続する凸状の導出部２４が備えられている。又、燃料気化室２２の周囲部１８には、周囲部１８の軸方向と略平行に延在するロッド状のヒータ２５が備えられている。ここで、ヒータ２５の本数や形状は、特に制限されるものではなく、燃料気化室２２内を均等に加熱し得るならば一本でも良いし、他の形状を備えても良いし、燃料気化室２２の周方向に沿ってロッド状のものを複数本備えても良い。
【００１９】
燃料蒸気輸送部１７は、燃料気化部１６の導出部２４から吸気マニホールド１内へ突出し且つ断熱層を構成するケース部２６を備えている。ケース部２６内には、上方の固定部材２７により固定され且つケース部２６の軸心に沿って導出部２４の上方からケース部２６の下端まで延在するロッド状のヒータ２８が配置されている。ヒータ２８の周囲には、ヒータ２８を内嵌するようヒータ２８の延在方向に沿って形成される筒状の内側流路部材３０が配置されると共に、内側流路部材３０の外径より大きな内径を有して内側流路部材３０の外周で同心状に配置される筒状の外側流路部材３１とが配置されている。内側流路部材３０と外側流路部材３１との間の隙間は、燃料気化部１６の燃料気化室２２から導出部２４を介して連通し且つケース部２６の延在方向に沿って下端まで設けられる燃料蒸気流路３２となっている。内側流路部材３０及び外側流路部材３１の下端には、ヒータ２８の配置空間を密閉するよう、内側流路部材３０の下端開口を閉じる形状を有する板状の下端部３３が配置されており、下端部３３は、更に外側流路部材３１の下端開口を閉じると共に所定位置に斜め方向の開口を形成して燃料蒸気流路３２から下方外部へ流通する噴出口３４を形成している。ここで、外側流路部材３１とケース部２６の間には、熱の伝達を抑制するようケース部２６の延在方向に沿って形成される隙間３５が備えられている。又、ケース部２６の下端には、噴出口３４の噴射方向に影響を与えることがないよう、開口３６を備えて下端部３３を支持する支持部材３７を備えている。更に、ケース部２６の断熱層は、断熱し得る構造ならば特に制限されるものではないが、吸気の冷熱からケース部２６の内部を保護し得るものが好ましい。
【００２０】
又、燃料蒸気輸送部１７は、ケース部２６の上部中途位置に鍔状の内側取付部３８と鍔状の外側取付部３９とを備えており、内側取付部３８と外側取付部３９は、吸気マニホールド１の吸気流路１５を構成する壁部１５ａを、内方及び外方からワッシャ４０を介して挟み込むことによって、燃料蒸気輸送部１７を最適位置に固定している。更に、ケース部２６の先端は、吸気マニホールド１と吸気ポート１０の境目近傍に配置し、噴出口３４が、吸気ポート１０の吸気流路１５の径方向で中央に位置し且つ吸気ポート１０の流路方向に向かうようになっている。
【００２１】
ここで、燃料蒸気輸送部１７の先端構造は、図４に示す先端部４１を配置し、内側流路部材３０と外側流路部材３１の下端に燃料蒸気流路３２の合流室４２を形成すると共に、所望の方向へ噴射するように噴出口４３を備えるものでも良い。
【００２２】
以下本発明を実施する形態の第１例の作用を説明する。
【００２３】
軽油等の燃料を予混合する際には、ディーゼルエンジンの駆動に伴って吸気流路１５から吸気すると同時に、燃料を供給元から燃料気化部１６に供給する。
【００２４】
燃料気化部１６では、燃料気化室２２に供給された燃料をヒータ２５により加熱して蒸気化し、燃料蒸気を導出部２４より燃料蒸気輸送部１７へ供給する。
【００２５】
燃料蒸気輸送部１７では、燃料蒸気が燃料蒸気流路３２により噴出口３４まで流下し、同時にヒータ２８により燃料蒸気の冷却を防止するように加熱される。
【００２６】
そして、ケース部２６の先端の噴出口３４から吸気流路１５へ噴射される燃料蒸気は、吸気ポート１０の径方向中央に供給されて拡散し、吸気と十分に予混合して流下し、エンジン内で自着火してパティキュレートの発生を抑制する。
【００２７】
而して、このような第１例の構成とすれば、燃料気化部１６で軽油等の燃料を蒸気化して燃料蒸気とし、燃料蒸気輸送部１７により燃料蒸気を加熱して吸気流路１５に供給するので、燃料蒸気の冷却を低減して燃料蒸気の液化を防止し、燃料蒸気を吸気と十分に予混合させることができる。又、吸気マニホールド１の吸気流路１５へ突出して配置される燃料蒸気輸送部１７により、吸気流路１５の壁面から離間した内側の空間に燃料蒸気を供給するので、燃料蒸気が吸気流路１５の壁面へ付着することを抑制し、燃料蒸気を吸気と十分に予混合させることができる。
【００２８】
又、燃料蒸気輸送部１７は、吸気流路１５内へ突出するケース部２６と、ケース部２６内に配置されるヒータ２８と、ヒータ２８により燃料蒸気を加熱し得る燃料蒸気流路３２と、燃料蒸気を燃料蒸気流路３２から吸気流路１５へ供給する噴出口３４とを備えると、ケース部２６、ヒータ２８、燃料蒸気流路３２の構成により、燃料蒸気が吸気流路１５の噴出位置まで冷却されることなく、吸気流路１５内へ供給されるので、燃料蒸気の液化を適切に防止し、燃料蒸気を吸気と十分に予混合させることができる。
【００２９】
又、燃料蒸気輸送部１７は、吸気流路１５内へ突出する断熱のケース部２６と、ケース部２６の中心でケース部２６の延在方向に沿って配置されるヒータ２８と、ヒータ２８の周囲に位置し且つケース部２６の延在方向に沿って配置される燃料蒸気流路３２と、燃料蒸気を燃料蒸気流路３２から吸気流路１５へ供給するようケース部２６の先端から燃料蒸気を噴出させる噴出口３４とを備えると、ケース部２６の断熱、ヒータ２８の配置、燃料蒸気流路３２の構成により、燃料蒸気が、吸気流路１５の噴出位置まで冷却されることなく、吸気流路１５内へ供給されるので、燃料蒸気の液化を最適に防止し、燃料蒸気を吸気と一層十分に予混合させることができる。
【００３０】
更に、燃料蒸気輸送部１７は、ケース部２６を吸気流路１５の壁部１５ａに固定する内側取付部３８と外側取付部３９の取付部を備えると、噴出口３４を吸気流路１５の適切な位置に配置して燃料蒸気を供給するので、燃料蒸気が、吸気流路１５の壁面へ付着することを抑制し、燃料蒸気を吸気と十分に予混合させることができる。
【００３１】
又、燃料蒸気輸送部１７の噴出口３４を、吸気流路１５の径方向中央に配置すると、吸気流路１５の壁面から最も離間した内側の空間に燃料蒸気を供給するので、燃料蒸気が吸気流路１５の壁面へ付着することを好適に抑制し、燃料蒸気を吸気と十分に予混合させることができる。
【００３２】
又、燃料気化部１６は、燃料を導入する燃料気化室２２と、該燃料気化室２２内の燃料を加熱して蒸気化するヒータ２５とを備えると、燃料蒸気を加熱して吸気流路１５に供給するので、燃料蒸気輸送部１７へ燃料蒸気を供給することができる。
【００３３】
以下本発明の実施の形態の第２例を図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図５は本発明を実施する形態の第２例を示すものであって、第１例の燃料蒸気輸送部１７の配置を、ミキサー１４を備える吸気管９に変更したものであり、図中、図１〜図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００３５】
第２例は、第１例と略同様な燃料気化部１６と、燃料蒸気輸送部１７とを備えており、燃料気化部１６は、吸気管９の隣接位置に固定部位（図示せず）に固定されると共に、燃料蒸気輸送部１７は、燃料気化部１６に接続され且つ吸気管９内へ突出するように配置されている。
【００３６】
燃料蒸気輸送部１７は、ケース部２６の上部中途位置に鍔状の内側取付部３８と鍔状の外側取付部３９とを備えており、内側取付部３８と外側取付部３９は、吸気管９の吸気流路１５を構成する壁部１５ａを、内方及び外方からワッシャを介して挟み込むことによって燃料蒸気輸送部１７を最適位置に固定している。又、ケース部２６の先端は、吸気管９の中央に配置し、噴出口が、吸気管９の吸気流路１５の径方向で中央に位置し且つミキサー１４の流入方向に向かうようになっている。
【００３７】
以下本発明を実施する形態の第２例の作用を説明する。
【００３８】
軽油等の燃料を予混合する際には、第１例と同様に、燃料気化部１６により燃料を蒸気化し、燃料蒸気輸送部１７で燃料蒸気を加熱しつつ流下させる。
【００３９】
そして、ケース部２６の先端の噴出口３４から吸気流路１５へ噴射される燃料蒸気は、吸気管９の径方向中央に供給されて拡散し、更にミキサー１４により吸気と一層十分に予混合して流下し、エンジン内で自着火してパティキュレートの発生を抑制する。
【００４０】
而して、このような第２例の構成にすれば、第１例と同様な作用効果を得ることができる。又、吸気流路１５にミキサーを配置することにより、燃料蒸気を吸気と一層十分に予混合させることができる。
【００４１】
尚、本発明のディーゼルエンジンの予混合装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、ディーゼルエンジン以外の予混合装置にも適用し得ること、燃料は必ずしも軽油に限定するものではないこと、燃料蒸気を冷却することなく、吸気流路に供給し得るならば他の構造でも良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を実施する形態の第１例を示す概念図である。
【図２】本発明における燃料蒸気輸送部を示す概略図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向の矢視図である。
【図４】燃料蒸気輸送部の他の例における先端部を示す概略図である。
【図５】本発明を実施する形態の第２例を示す概念図である。
【図６】従来例を示す概念図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向の矢視図である。
【図８】従来の他例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４３】
１５    吸気流路
１５ａ  壁部
１６    燃料気化部
１７    燃料蒸気輸送部
２２    燃料気化室
２５    ヒータ
２６    ケース部
２８    ヒータ
３２    燃料蒸気流路
３４    噴出口
３８    内側取付部（取付部）
３９    外側取付部（取付部）
４３    噴出口
【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】
0004877104.tif 000008
【図８】
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