(57)【要約】【課題】内燃機関に適用される高温高圧流体噴射弁において、シール油が噴射ノズル側に流出する流出量を最小に押えるとともに、噴射流体の逆流を事前に検知してこれを防止することにより、噴射流体の逆流による針弁摺動部の摺動性能の悪化を防止する。【解決手段】弁ボデイの内部に形成された高温高圧流体の流路を針弁を往復動させて開閉する構成の高温高圧流体噴射弁であって、弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止するシール方法において、弁ボデイ３０に高温高圧流体ｆを供給する供給路４７内の高温高圧流体圧Ｐ２と、弁ボデイ３０と針弁３１間にシール油ｓを供給する供給路４３内のシール油圧Ｐ１と、該シール油供給路内の温度Ｔとを監視し、該シール油供給路４３内のシール油圧又は該高温高圧流体供給路４７内の高温高圧流体圧を調整することにより、該高温高圧流体圧Ｐ２と該シール油圧Ｐ１との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路４３内の温度を設定値以下に保持するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ボデイの内部に形成された高温高圧流体の流路を針弁を往復動させて開閉する構成の高温高圧流体用噴射弁であって、該噴射弁の弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止する高温高圧流体用噴射弁のシール方法において、
弁ボデイに高温高圧流体を供給する供給路内の高温高圧流体圧と、弁ボデイと針弁間にシール油を供給する供給路内のシール油圧と、該シール油供給路内の温度とを監視し、
該シール油供給路内のシール油圧又は該高温高圧流体供給路内の高温高圧流体圧を調整して、該高温高圧流体圧と該シール油圧との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路内の温度を設定値以下に保持するようにしたことを特徴とする高温高圧流体用噴射弁のシール方法。
【請求項２】
前記シール油供給路内のシール油圧の急激な低下を検知した時に、高温高圧流体用噴射弁が装着された燃焼シリンダへの燃料の供給を停止するか、又は高温高圧流体噴射弁への高温高圧流体の供給を停止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の高温高圧流体用噴射弁のシール方法。
【請求項３】
前記シール油供給路に介設した逆止弁により高温高圧流体が該逆止弁より下流側に浸入するのを防止するようにしたことを特徴とする請求項１又は２の記載に高温高圧流体用噴射弁のシール方法。
【請求項４】
高温高圧流体圧とシール油圧との比の前記設定範囲を１．０１≦シール油圧／高温高圧流体圧≦１．０５とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温高圧流体用噴射弁のシール方法。
【請求項５】
弁ボデイの内部に形成された高温高圧流体の流路を針弁を往復動させて開閉する構成の高温高圧流体用噴射弁であって、該噴射弁の弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止する高温高圧流体用噴射弁のシール装置において、
弁ボデイに高温高圧流体を供給する供給路内の高温高圧流体圧を検出する第１圧力センサと、弁ボデイと針弁間にシール油を供給する供給路内のシール油圧を検出する第２圧力センサと、該シール油供給路内の温度を検出する温度センサと、
該第１圧力センサ、第２圧力センサ及び温度センサの検出値を入力し、該シール油供給路内のシール油圧又は該高温高圧流体供給路内の高温高圧流体圧を調整することにより、該高温高圧流体圧と該シール油圧との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路内の温度を設定値以下に保持する制御装置と、を備えたことを特徴とする高温高圧流体用噴射弁のシール装置。
【請求項６】
前記制御装置を、前記シール油供給路内のシール油圧の急激な低下を検知した時に、高温高圧流体噴射弁が装着された燃焼シリンダへの燃料の供給を停止するか、又は高温高圧流体用噴射弁への高温高圧流体の供給を停止するように構成したことを特徴とする請求項５に記載の高温高圧流体用噴射弁のシール装置。
【請求項７】
前記シール油供給路に逆止弁を介設して高温高圧流体が該逆止弁より下流側に浸入するのを防止するように構成したことを特徴とする請求項５又は６に記載に高温高圧流体用噴射弁のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水噴射式内燃機関,該水噴射式内燃機関を備えた原動機設備等に適用され、高温高圧とした超臨界水等の高温高圧流体をエンジンのシリンダ内に噴射させる噴射弁において、弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止するシール方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやガスエンジンでは、エンジンの燃焼シリンダ内に燃料と水を噴射して燃焼温度を下げることにより、ＮＯｘ発生量を低減した水噴射式内燃機関が提案されている。この水噴射式内燃機関では、燃焼シリンダのヘッド部に水噴射弁が装着され、ＮＯｘ発生量の低減と共に、水噴射弁からピストンに向かって高温高圧水を噴射することにより、高温高圧水の噴射力をピストンに作用させると共に、燃焼シリンダ内の熱量を増大させ、これによって、エンジン出力の増大と熱効率の向上を実現している。
【０００３】
特許文献１（特開２００７−１１７８８７号公報）には、この種の高温高圧流体噴射弁が開示されている。以下、この噴射弁の構成を図示して説明する。図５は特許文献１の図１に開示された高温高圧水噴射弁であり、図６は特許文献１の図４に開示された、該高温高圧水噴射弁が適用された水噴射式内燃機関を示す。
【０００４】
図６において、水噴射式内燃機関（以下ガスエンジンという）０１の出力軸０１ａは発電機０２に直結されて発電機０２を駆動する。燃焼用空気が過給機０３及び空気冷却器０４を経てガスエンジン０１の図示しない燃焼シリンダに吸入される。また、ガス燃料ｇが図示しないガス燃料供給配管から該燃焼シリンダに供給されて、該燃焼シリンダ内で燃焼が起こる。ガスエンジン０１から排気される排気ガスｅは、各燃焼シリンダの排気枝管０５から排気集合管０６に入り、該排気集合管０６に設けられた高温側熱交換器０７で給水との熱交換を行なう。その後、排気ガスｅは過給機０３のタービンを駆動し、排気管０８に設けられた低温側熱交換器０９で給水との熱交換を行なった後、外部に排気される。
【０００５】
一方、水ポンプ、水タンク等からなる給水系０１０から前記低温側熱交換器０９に導入された給水は、低温側熱交換器０９で過給機０３出口の排気ガスと熱交換して１次加熱され、次いで高温側熱交換器０７に導入されて排気集合管０６を流れる高温の排気ガスと熱交換して２次加熱される。給水はここで３５ＭＰａ、４５０℃の超臨界水となる。この超臨界水は、高温水管０１１を通って図示しない水噴射弁からガスエンジン０１の燃焼シリンダ内に噴射される。
【０００６】
図７は該燃焼シリンダの模式的断面図である。図７において、燃焼シリンダ０２０のヘッド部に水噴射弁０２２が装着され、水噴射弁０２２から高温高圧にされた超臨界水（３５ＭＰａ、４５０℃）が燃焼シリンダ０２０の内部でピストン０２１の上方空間に噴射される。また、燃焼シリンダ０２０のヘッド部には給気枝管０２３が接続され、給気枝管０２３から燃焼用空気ａが吸入される。給気枝管０２３にはガス供給弁０２４が装着され、ガス供給弁０２４からガス燃料ｇが給気枝管０２３内に供給される。
【０００７】
燃焼シリンダ０２０のヘッド部中央にはインジェクタ０２５が装着され、インジェクタ０２５内に油燃料oが滴下される。インジェクタ０２５内で油燃料oがガス化し、点火されると、火炎が噴射孔０２６を通って燃焼シリンダ０２０内に伝播し、燃焼シリンダ０２０内のガス燃料ｇを燃焼させる。
【０００８】
図５は、従来の水噴射弁０２１の下半分を示す縦断正面図である。図５において、弁ボデイ０３０の内部には長手軸方向に針弁０３１を配置するための孔０３０ａが穿設され、該孔０３０ａに針弁０３１が長手軸方向に摺動可能に配置されている。弁ボデイ０３０の下部にはねじ部０３０ｄが形成され、弁ボデイ０３０の下端面０３０ｃとノズルチップ０３２の上端面とはノックピン０３３で位置合わされる。そして、ノズルナット０３４がねじ部０３０ｄに螺着することにより、ノズルチップ０３２が弁ボデイ０３０の下端に流体密に締付け固定されている。ノズルチップ０３２の内部には噴射流体を通す流路０３２ａが形成され、ノズルチップ０３２の先端には複数の噴射孔０３５が穿設されている。
【０００９】
弁ボデイ０３０の下部には長手軸方向に拡径された孔０３０ｂが形成されることで、針弁０３１との間で針弁室０３６が形成されている。弁ボデイ０３０には、針弁室０３６に面して入口コネクタ０３７が接続され、入口コネクタ０３７の内部には、針弁室０３６に連通する連通路０３７ａが穿設されている。そして、入口コネクタ０３７には前記高温水管０１１が接続されて、噴射流体（超臨界水）ｆが入口コネクタ０３７から針弁室０３６内に供給される。
【００１０】
針弁０３１の先端には円錐状のシート部０３１ａが形成され、ノズルチップ０３２の上端部には該シート部０３１ａが着座又は離間する弁座０３２ｂが形成されている。そして、入口コネクタ０３７から針弁室０３６及びノズルチップ０３２内の流路０３２ａを経て噴射孔０３５に達する噴射流体ｆの流路が形成され、該流路は、シート部０３１ａが弁座０３２ｂに対して着座又は離間することで、連通又は遮断されるように構成されている。
【００１１】
針弁０３１の上方には作動油が導入される図示しない作動油室が設けられ、該作動油室に導入される作動油の圧力が針弁０３１に伝達され、該伝達圧力を制御することによって、噴射流体ｆの流路０３２ａの開度を制御するように構成されている。
また、弁ボデイ０３０には、孔０３０ａに連通する潤滑油通路０３８が穿設されている。該潤滑油通路０３８から針弁０３１と弁ボデイ０３０の内壁間に潤滑油を供給することによって、針弁０３１と弁ボデイ０３０内壁間の潤滑機能を維持している。
【００１２】
また、特許文献２（特開昭６２−８７６５７号公報）には、ガス焚き機関用のガス噴射弁のシール油制御装置が開示されている。このガス噴射弁は、ガス燃料をガス焚き機関に噴射させるものであり、針弁を備え、該針弁によりガス燃料の流路を連通又は遮断させるものである。
【００１３】
このガス噴射弁のシール油制御装置は、針弁と弁ボデイ間のシール部にシール油を供給するための流路が設けられ、該流路にシール油を供給することによって、該シール部から燃料ガスが漏れるのを防止すると共に、さらに潤滑の役目を果たすようにしたものである。
この装置では、針弁と弁ボデイ間にガス燃料が漏れるのを防止するために、夫々の供給管内のシール油圧及び燃料ガス圧を検知し、シール油圧＞ガス燃料圧となりかつシール油圧と燃料ガス圧との差が常に一定に維持されるように、シール油供給用ポンプを駆動するようにしている。
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−３１８０４７号公報
【特許文献２】特開昭６２−８７６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図５に示す高温高圧水噴射弁においては、高温高圧水には潤滑性がないため、シール油と噴射流体の圧力バランスが崩れると、高温高圧水が針弁と弁ボデイ間に浸入して針弁の摺動性能が悪化し、針弁のスティックを引き起こす原因になる。
シール油圧が噴射流体圧より低すぎる場合には、噴射流体が針弁と弁ボデイ間の隙間を通り、シール油流路に逆流することによって、噴射弁を故障させる場合がある。また噴射弁にシール油を供給する供給管がゴムホース等でできていると、噴射流体の熱でゴムホース等を破壊するおそれがある。
【００１６】
また、シール油圧を付加する油圧装置が故障した場合や、停電などによって、シール油を貯留するタンクのオイルレベルが低下したり、シール油流路のトラブルなどによって、シール油圧がトリップすると、前記と同様の不具合が発生する。
さらに、シール油圧が噴射流体圧より高すぎた場合には、シール油が噴射流体の流路に流出して、噴射流体と共に燃焼シリンダ内に噴射されることになり、エンジン性能に悪影響を与えると共に、高価なシール油を浪費することになる。
【００１７】
特許文献１の図１に開示された水噴射弁（添付図５）には、針弁０３１と弁ボデイ０３０間に潤滑油を供給する潤滑油通路０３８を設けることが開示されているが、該潤滑油通路０３８を利用した、針弁０３１と弁ボデイ０３０間のシール方法については何ら触れていない。
【００１８】
高温高圧水用噴射弁においては、該噴射弁に接続される供給路内での圧力変動等により高温高圧水の圧力の検知精度にばらつきが生じる傾向にある。そのため、特許文献２に開示されたシール油制御装置を高温高圧水用噴射弁に適用したとしても、シール油及び高温高圧水の圧力検知のみでは、高温高圧水のシール油側への逆流や、シール油の高温高圧水流路側への流出を阻止するには限界がある。
【００１９】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、内燃機関に適用される高温高圧流体噴射弁において、シール油が針弁摺動部から噴射ノズル側に流出する流出量を最小に押えるとともに、高温高圧流体の逆流による針弁摺動部の摺動性能の悪化を防止し、かつ高温高圧流体のシール油側への逆流を事前に検知し、これを防止することを目的とする。
また、シール油が噴射流体の流路に流出して、噴射流体と共に燃焼シリンダ内に噴射され、これによって、エンジン性能に悪影響を与えたり、高価なシール油を浪費するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するため、本発明の高温高圧流体噴射弁のシール方法は、
弁ボデイの内部に形成された高温高圧流体の流路を針弁を往復動させて開閉する構成の高温高圧流体噴射弁であって、該噴射弁の弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止する高温高圧流体噴射弁のシール方法において、
弁ボデイに高温高圧流体を供給する供給路内の高温高圧流体圧と、弁ボデイと針弁間にシール油を供給する供給路内のシール油圧と、該シール油供給路内の温度とを監視し、
該シール油供給路内のシール油圧又は該高温高圧流体供給路内の高温高圧流体圧を調整して、該高温高圧流体圧と該シール油圧との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路内の温度を設定値以下に保持するようにしたものである。
【００２１】
本発明方法においては、弁ボデイ内に供給される高温高圧流体圧及び弁ボデイと針弁間に供給されるシール油圧のみならず、シール油供給路内のシール油の温度を監視し、これらの検出値から、高温高圧流体圧と該シール油圧との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路内の温度を設定値以下に保持することにより、前記目的を達成するようにしたものである。なお、該温度設定値は、高温高圧流体がシール油供給路内に逆流するのを検知するための設定値であり、高温高圧流体温度以下の適宜温度を選定する。
【００２２】
本発明方法において、シール油供給路内のシール油圧の急激な低下を検知した時に、高温高圧流体噴射弁が装着された燃焼シリンダへの燃料の供給を停止するか、又は高温高圧流体噴射弁への高温高圧流体の供給を停止するようにするとよい。かかる操作によって、高温高圧流体噴射弁の故障を防止し、高温高圧流体を噴射する内燃機関を保護することができる。
【００２３】
また、本発明方法において、シール油供給路に介設した逆止弁により高温高圧流体が該逆止弁より下流側に浸入するのを防止するようにすれば、シール油供給路に高温高圧流体が浸入するのを確実に防止でき、シール油の劣化を未然に防止できる。
【００２４】
また、本発明方法において、高温高圧流体圧とシール油圧との比の前記設定範囲を１．０１≦シール油圧／高温高圧流体圧≦１．０５とすれば、弁ボデイと針弁間のシール空間への高温高圧流体の浸入を抑えることができ、かつシール油圧を高温高圧流体と比べて大幅に高くする必要がなく、経済的である。
【００２５】
また、前記本発明方法を実施するための本発明の高温高圧流体噴射弁のシール装置は、
弁ボデイの内部に形成された高温高圧流体の流路を針弁を往復動させて開閉する構成の高温高圧流体噴射弁であって、該噴射弁の弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止する高温高圧流体噴射弁のシール装置において、
弁ボデイに高温高圧流体を供給する供給路内の高温高圧流体圧を検出する第１圧力センサと、弁ボデイと針弁間にシール油を供給する供給路内のシール油圧を検出する第２圧力センサと、該シール油供給路内の温度を検出する温度センサと、
該第１圧力センサ、第２圧力センサ及び温度センサの検出値を入力し、該シール油供給路内のシール油圧又は該高温高圧流体供給路内の高温高圧流体圧を調整することにより、該高温高圧流体圧と該シール油圧との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路内の温度を設定値以下に保持する制御装置と、を備えたものである。
【００２６】
本発明装置において、前記制御装置を、前記シール油供給路内のシール油圧の急激な低下を検知した時に、高温高圧流体噴射弁が装着された燃焼シリンダへの燃料の供給を停止するか、又は高温高圧流体噴射弁への高温高圧流体の供給を停止するように構成するとよい。これによって、シール油供給機構の異常発生時に、高温高圧流体噴射弁の故障を防止し、また、該噴射弁が組み込まれた内燃機関を保護することができる。
【００２７】
また、本発明装置において、シール油供給路に逆止弁を介設して高温高圧流体が該逆止弁より下流側に浸入するのを防止するように構成すれば、該逆止弁から下流側への高温高圧流体の逆流を確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明方法によれば、弁ボデイの内部に形成された高温高圧流体の流路を針弁を往復動させて開閉する構成の高温高圧流体噴射弁であって、弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止する高温高圧流体噴射弁のシール方法において、該噴射弁の弁ボデイに高温高圧流体を供給する供給路内の高温高圧流体圧と、弁ボデイと針弁間にシール油を供給する供給路内のシール油圧と、該シール油供給路内の温度とを監視し、該シール油供給路内のシール油圧又は該高温高圧流体供給路内の高温高圧流体圧を調整して、該高温高圧流体圧と該シール油圧との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路内の温度を設定値以下に保持するようにしたことにより、シール油が針弁摺動部から噴射ノズル側に流出する流出量を最小に押えるとともに、高温高圧流体の逆流による針弁摺動部の摺動正の悪化を防止し、かつ高温高圧流体の逆流を事前に検知し、これを防止することができる。
【００２９】
また、本発明装置によれば、弁ボデイの内部に形成された高温高圧流体の流路を針弁を往復動させて開閉する構成の高温高圧流体噴射弁であって、該噴射弁の弁ボデイと針弁間に高温高圧流体が浸入するのを防止する高温高圧流体噴射弁のシール装置において、弁ボデイに高温高圧流体を供給する供給路内の高温高圧流体圧を検出する第１圧力センサと、弁ボデイと針弁間にシール油を供給する供給路内のシール油圧を検出する第２圧力センサと、該シール油供給路内の温度を検出する温度センサと、該第１圧力センサ、第２圧力センサ及び温度センサの検出値を入力し、該シール油供給路内のシール油圧又は該高温高圧流体供給路内の高温高圧流体圧を調整することにより、該高温高圧流体圧と該シール油圧との比を設定範囲に保持し、かつシール油供給路内の温度を設定値以下に保持する制御装置と、を備えたことにより、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３１】
（実施形態１）
本発明に係る第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係り、ガスエンジンの燃焼シリンダに高温高圧水を噴射する水噴射弁にシール油を供給するシール装置の系統図であり、図２は該シール装置の制御フロー図である。図１において、水噴射弁２１は、図５に示す水噴射弁０２１と基本構成を同じくする噴射弁である。即ち、弁ボデイ３０の中央部に長手軸方向に針弁３１を配置するための孔３０ａが穿設され、該孔３０ａに針弁３１が長手軸方向に摺動可能に挿入されている。
【００３２】
弁ボデイ３０の下端にはノズルチップ３２が流体密に接続されている。ノズルチップ３２の内部には噴射流体（高温高圧水）ｆを通す流路３２ａが穿設され、ノズルチップ３２の先端には、孔３２ａに連通する噴射孔３５が穿設されている。弁ボデイ３０の下端には、針弁３５の周囲に針弁室３６が形成され、針弁室３６に後述する噴射流体供給管から噴射流体が供給される。針弁室３６に供給された噴射流体ｆは、流路３２ａを経て噴射孔３５から図７に示す燃焼シリンダ内に噴射される。
【００３３】
孔３０ａには弁ボデイ３０に穿設されたシール油供給路３８が開口し、シール油供給路３８にはシール油供給管４３が接続され、シール油供給路４３はシール油供給装置４１に接続されている。シール油供給管４３には、シール油ｓの逆流を防止する逆止弁４４が介設されると共に、シール油ｓの圧力を検知する圧力センサ４５及びシール油の温度を検知する温度センサ４６が装着されている。
【００３４】
また、水噴射弁２２の針弁室３６に連通して噴射流体供給管４７が配設され、該噴射流体供給管４７に噴射流体ｆを供給する噴射流体供給装置４２が設けられている。噴射流体供給管４７には、噴射流体圧を検知する圧力センサ４８が設けられている。また、シール油供給管４３を流れるシール油ｓの圧力検出値Ｐ１及び温度検出値Ｔと、噴射流体供給管４７を流れる噴射流体ｆの圧力検出値Ｐ２とを入力して、該圧力検出値Ｐ１及びＰ２を制御する制御装置４０が設置されている。
【００３５】
かかる構成の本実施形態において、噴射流体供給装置４２から噴射流体供給管４７を介して噴射流体ｆが水噴射弁２１の針弁室３６に供給され、噴射流体は孔３２ａを通って噴射孔３５から図示しない燃焼シリンダ内に噴射される。噴射流体ｆの圧力及び温度は、例えば３５ＭＰａ、４５０℃に設定される。噴射流体の供給、停止又は流量は針弁３１によって流路３２ａの開度を制御することによって制御される。
一方、シール油供給装置４１からシール油供給管４３を介してシール油供給路３８に例えば、硬性の潤滑油（引火点：２００℃以上、初留点：２５０℃以上、流動点：−３０℃以下の潤滑油）のシール油ｓが供給される。
【００３６】
シール油供給路３８を経て針弁３１と弁ボデイ３０間にシール油ｓが供給され、該シール油ｓによって噴射流体ｆが針弁３１と弁ボデイ３０間に逆流するのを防止する。また、シール油ｓは、針弁３１と弁ボデイ３０間の潤滑機能も併せもつ。
【００３７】
本実施形態のシール油供給の制御方法を図２の制御フロー図によって説明する。まず、シール油供給管４３に供給するシール油ｓの初期圧力及び噴射流体供給管４７に供給する噴射流体ｆの初期圧力を設定する。この場合、例えば、噴射流体ｆの圧力Ｐ２を３２ＭＰａ、シール油ｓの圧力Ｐ１を３２．３〜３３ＭＰａとするように、１．０１≦Ｐ１／Ｐ２≦１．０５の条件を満たすように初期圧力を設定する。
【００３８】
次に、圧力センサ４５で検出した供給管４３内のシール油ｓの圧力検出値Ｐ１及び温度センサ４６で検出したシール油ｓの温度検出値Ｔと、圧力センサ４８で検出した供給管４７内の噴射流体ｆの圧力検出値Ｐ２を制御装置４０に入力する。そして、制御装置４０で図２に示す制御フローに従って、シール油供給管４３を流れるシール油ｓの圧力を制御する。
【００３９】
まず、Ｐ２＜Ｐ１又はＴ＜閾値の条件を満たすかどうか判定する（ステップ１）。両方がＮｏ又はどちらか一方がＮｏのときは、Ｐ１を設定値ΔＰ１だけ増加させるようにシール油供給装置４１を制御する。次に、Ｐ２＜Ｐ１及びＴ＜閾値の条件を両方とも満たすときは、次に１．０１≦Ｐ１／Ｐ２≦１．０５の条件を満たすかどうか判定する（ステップ２）。この条件を満たすときは現状の状態を維持し、満たさないときは、シール油ｓの圧力を設定値ΔＰ２だけ増加するようにシール油供給装置４１を制御する。
【００４０】
設定値ΔＰ１及びΔＰ２は、適宜な値に設定される。このようにして、噴射流体ｆの圧力Ｐ２が例えば３５ＭＰａであれば、シール油ｓの圧力Ｐ１を３５．４〜３７．０ＭＰａに制御する。また、前記温度閾値は、噴射流体ｆがシール油供給管４３に逆流しているかどうかを検知するための温度閾値であり、噴射流体ｆが高温高圧水であれば、例えば４５０℃以下の適宜な温度を選択する。
【００４１】
本実施形態によれば、シール油供給管４３を流れるシール油ｓの圧力Ｐ１と噴射流体供給管４７を流れる噴射流体ｆの圧力Ｐ２を１．０１≦Ｐ１／Ｐ２≦１．０５を満たすように制御することによって、噴射流体ｆが針弁３１と弁ボデイ３０間に逆流するのを防止できる。また、圧力値Ｐ１、Ｐ２を前記範囲内に制御することで、同時にシール油ｓが針弁室３６に流出するのを防止できる。
【００４２】
従って、シール油ｓが針弁摺動部から噴射ノズル側に流出する流出量を最小に押えることができると共に、噴射流体ｆの逆流による針弁摺動部の摺動性能の悪化を防止できる。また、シール油ｓが噴射流体の流路３２ａに流出して、噴射流体ｆと共に燃焼シリンダ内に噴射され、これによって、エンジン性能に悪影響を与えたり、高価なシール油を浪費するのを防止することができる。
【００４３】
また、噴射流体ｆが万一シール油供給管４３に逆流したとしても、シール油供給管４３に逆止弁４４を介設しているので、噴射流体ｆを逆止弁４４で遮断することができる。
さらに、本実施形態では、シール油ｓの圧力Ｐ１及び噴射流体ｆの圧力Ｐ２のみならず、シール油供給管４３の温度を検知し、それによって、噴射流体ｆのシール油供給管４３への逆流を検知しているので、噴射流体ｆのシール油供給管４３への逆流の有無を精度良く検知することができる。
【００４４】
（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態を図３及び図４に基づいて説明する。本実施形態は、シール油供給管４３が故障した場合や、シール油供給管４３のトラブル等により、シール油ｓの圧力Ｐ１が急激に低下した場合に、それを検知して、噴射流体供給装置４２の稼動を停止するか、あるいはガスエンジン１を停止させる制御を行なう。
【００４５】
以下、本実施形態の制御手順を説明する。まず、前記第１実施形態と同様に、シール油供給管４３に供給するシール油ｓの初期圧力Ｐ１及び噴射流体供給管４７に供給する噴射流体ｆの初期圧力Ｐ２を、１．０１≦Ｐ１／Ｐ２≦１．０５の条件を満たすように設定する。
【００４６】
図４において、次に、ステップ１及びステップ２は前記第１実施形態と同様の制御を行なう。本実施形態は、ステップ１及びステップ２にステップ３を付加したものである。即ち、ステップ１でＰ２＜Ｐ１又はＴ＜閾値の両方又は一方でＮｏのとき、ステップ３の制御を行なう。ステップ３で両方又は一方でＹｅｓとなったときは、シール油供給管４３でシール油ｓの急激な圧力低下が発生したとみなす。そして、噴射流体供給装置４２の稼動を停止させるか、あるいはガスエンジン１の稼動を停止させる。なお、図４のステップ３で、ΔＰ３及びΔＴは適宜な設定値を選択する。
【００４７】
本実施形態によれば、前記第１実施形態で得られる作用効果に加えて、シール油供給装置４１が故障した場合や、シール油タンクのオイルレベルの低下、あるいはシール油供給管４３のトラブルや、停電により、シール油供給管４３のシール油ｓの圧力Ｐ１が急激に低下したとき、これを検知すると共に、制御装置４０によって、噴射流体ｆの水噴射弁２２への供給を停止するか、あるいはガスエンジン１の稼動を停止することによって、水噴射弁２１やガスエンジン１を保護することができる。
【００４８】
次に、前記第１実施形態又は第２実施形態の変形例を説明する。この変形例は、前記第１実施形態又は第２実施形態の構成に加えて、シール油タンクのオイルレベルを検知するレベル検出器を設け、該レベル検出器でオイルレベルの低下を検出した時に、該シール油タンクにシール油ｓを自動補給可能な設備を配設するようにしたものである。
これによって、シール油タンクのシール油枯渇によって生じる水噴射弁２１のシール不良を未然に防止することができる。
【００４９】
あるいは、シール油タンクにレベル検出器を設け、オイルレベルが危険限界レベルに達した時に警報を発信するようにしてもよい。これによっても、シール油タンクのシール油枯渇によって生じる水噴射弁２１のシール不良を未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、内燃機関に適用される高温高圧流体噴射弁において、シール油が噴射ノズル側に流出する流出量を最小に押えるとともに、噴射流体の逆流を事前に検知してこれを防止することにより、噴射流体の逆流による針弁摺動部の摺動性能の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水噴射弁のシール油制御装置の系統図である。
【図２】前記第１実施形態の制御フロー図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る水噴射弁のシール油制御装置の系統図である。
【図４】前記第１実施形態の制御フロー図である。
【図５】従来の水噴射弁の縦断立面図である。
【図６】水噴射内燃機関の説明図である。
【図７】前記水噴射内燃機関の燃焼シリンダの断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
０２０      燃焼シリンダ
１          ガスエンジン
２２        水噴射弁
３０        弁ボデイ
３１        針弁
３２ａ      高温高圧水流路
３６        針弁室
３８        シール油供給路
４０        制御装置
４３        シール油供給管
４４        逆止弁
４５        圧力センサ（第２圧力センサ）
４８        圧力センサ（第1圧力センサ）
４６        温度センサ
４７        高温高圧水供給管
ｆ          噴射流体（高温高圧水）
ｓ          シール油
Ｐ１        シール油圧
Ｐ２        高温高圧水圧
Ｔ          シール油温度
【図１】
2009197699.tif 000003
【図２】
2009197699.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009197699.tif 000006
【図５】
2009197699.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009197699.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月7日(2008.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
かかる構成の本実施形態において、噴射流体供給装置４２から噴射流体供給管４７を介して噴射流体ｆが水噴射弁２１の針弁室３６に供給され、噴射流体は孔３２ａを通って噴射孔３５から図示しない燃焼シリンダ内に噴射される。噴射流体ｆの圧力及び温度は、例えば３５ＭＰａ、４５０℃に設定される。噴射流体の供給、停止又は流量は針弁３１によって流路３２ａの開度を制御することによって制御される。
一方、シール油供給装置４１からシール油供給管４３を介してシール油供給路３８に例えば、高性能潤滑油（引火点：２００℃以上、初留点：２５０℃以上、流動点：−３０℃以下の潤滑油）のシール油ｓが供給される。