JPH0512661U - エマルジヨン燃料エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エマルジョン燃料の分離による始動不良を防
止し、噴射系部品の耐久性を低下を防止すること。 【構成】 噴射ポンプ２２と各気筒の噴射ノズル３２間
にそれぞれ設けられた噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３と燃料供給
管ＦＰ１〜ＦＰ３との連結位置より噴射ポンプ側にエマ
ルジョン燃料位置を検出するセンサＳ１〜Ｓ３を設け、
このセンサの取り付け位置にエマルジョン燃料がくるよ
うに各燃料供給管ＦＰ１〜ＦＰ３に介装された電磁弁Ｖ
１〜Ｖ３を開閉制御するようにしている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエマルジョン燃料を燃料とするエマルジョン燃料エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

排気ガスの低減及び燃費率を改善するために、エマルジョン燃料を使用するデ ィ−ゼルエンジンが知られている。ここで、エマルジョン燃料とは例えば、水と 軽油、水と重油、メタノ−ルと軽油のように不溶性燃料同志を乳化させた燃料の ことをいう。

【０００３】 図３を参照して従来のエマルジョン燃料エンジンの構成について説明する。図 ３において、１はエマルジョン燃料（例えば、水と軽油）が溜められている燃料 タンクである。この燃料タンク１と噴射ポンプ２との間には燃料を送り出す燃料 ポンプ３及び燃料フィルタ４が設けられた燃料供給管ＦＰが配設される。

【０００４】 噴射ポンプ２はカムシャフト５の回転と共に回転するカム６の回転に応じてプ ランジャ７を上下に往復運動させることにより、プランジャ７の上端面が給排油 孔９より下がった位置にきたときから燃料の吸入を開始し、プランジャ７の上端 面が給排油孔９より上がってから燃料の圧送を開始し、プランジ７の周面に刻ま れたリ−ド１０が給排油孔９に重なると、圧送を終了する。ここで、１１は逆流 防止用の送出弁である。 噴射ポンプ２の上部と噴射ノズル１２との間には噴射管ＩＰが配設される。

【０００５】 噴射ノズル１２内には給油孔１３が穿孔されており、この給油孔１３を介して 噴射管ＩＰを介して圧送される燃料がノズル１２の下方に導かれ、その圧力によ りニ−ドルバルブ１４を押し上げられることにより、燃料が噴射孔１５を介して 燃焼室に噴射される。 また、噴射ポンプ２及び噴射ノズル１２から排出される燃料は燃料返送管１６ を介して燃料タンク１に返送される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

つまり、従来のエマルジョン燃料エンジンにおいては、単に燃料タンク１に軽 油の代わりに、予め調合されたエマルジョン燃料を溜めておくに過ぎなかった。 また、燃料タンク１に長時間エマルジョン燃料を放置しておくと、軽油と水が 分離してしまい、始動時に水が噴射されてしまうことにより、着火が悪く、始動 不良が起こるという問題があった。

【０００７】 また、ディ−ゼルエンジンの噴射系部品にはミクロンオ−ダ−のクリアランス で燃料中を摺動する部品が多い。このため、水粒を内包するエマルジョン燃料に よって、噴射ポンプ２において潤滑不良、発錆による異常磨耗が起こり、噴射ポ ンプ２の耐久性が低下するという問題がある。 さらに、噴射ノズル１２においてはその異常磨耗による磨耗粉により噴射孔１ ５が目づまりして、噴射ノズル１２の耐久性が低下するという問題がある。

【０００８】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的はエマルジョン燃料の分 離による始動不良を防止し、噴射系部品の耐久性を低下を防止することができる エマルジョン燃料エンジンを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係わるエマルジョン燃料エンジンは、第１の燃料を溜めておく第１の 燃料タンクと、第２の燃料を溜めておく第２の燃料タンクと、各気筒にそれぞれ 設けられた噴射ノズルと、前記第１の燃料タンクに溜められる第１の燃料が流入 され所定タイミングで第１の燃料を前記各噴射ノズル方向に順次圧送する噴射ポ ンプと、前記第１の燃料タンクに溜められる第１の燃料及び第２の燃料タンクに 溜められる第２の燃料を混合する混合する混合手段と、この混合手段で混合され たエマルジョン燃料を溜めておくエマルジョン燃料タンクと、前記噴射ポンプと 前記各噴射ノズル間にそれぞれ配設された噴射管と、前記エマルジョン燃料タン クと前記各噴射管の中間点とを連結する燃料供給管と、前記各燃料供給管にそれ ぞれ介装された電磁弁と、前記燃料供給管と各噴射管との連結位置より噴射ポン プ側にそれぞれ配設されエマルジョン燃料位置を検出する検出手段と、この手段 によりエマルジョン燃料が検出されるまで前記電磁弁を開制御する制御手段とを 具備する。

【００１０】

【作用】

噴射ポンプと各気筒の噴射ノズル間にそれぞれ設けられた噴射管と燃料供給管 との連結位置より噴射ポンプ側にエマルジョン燃料位置を検出するセンサを設け 、このセンサの取り付け位置にエマルジョン燃料がくるように各燃料供給管に介 装された電磁弁を開閉制御するようにしている。

【００１１】

【実施例】

以下図面を参照して本考案の一実施例に係わるエマルジョン燃料エンジンにつ いて説明する。図１は４気筒ディ−ゼルエンジンに対して列型噴射ポンプを使用 して燃料を噴射するエンジンの概略構成を示すものである。図１においては、第 １乃至第３気筒に対する噴射系について図示し、第４気筒に対する噴射系につい ては省略してある。

【００１２】 図１において、２１は軽油が溜められている第１の燃料タンクである。この燃 料タンク２１と列型噴射ポンプのうちの１つの噴射ポンプ２２との間には燃料を 送り出す燃料ポンプ２３及び燃料フィルタ２４が設けられた燃料供給管ＦＰが配 設される。

【００１３】 噴射ポンプ２２はカムシャフト２５の回転と共に回転するカム２６の回転に応 じてプランジャ２７を上下に往復運動させることにより、プランジャ２７の上端 面が給排油孔２９より下がった位置にきたときから燃料の吸入を開始し、プラン ジャ２７の上端面が給排油孔２９より上がってから燃料の圧送を開始し、プラン ジャ２７の周面に刻まれたリ−ド３０が給排油孔２９に重なると、圧送を終了す る。ここで、３１は逆流防止用の送出弁である。

【００１４】 噴射ポンプ２２と第１気筒の噴射ノズル３２との間には噴射管ＩＰ１が配設さ れ、他の噴射ポンプと第２気筒の噴射ノズル（図示しない）との間には噴射管Ｉ Ｐ２が配設され、さらに他の噴射ポンプと第３気筒の噴射ノズル（図示しない） との間には噴射管ＩＰ３が配設される。

【００１５】 噴射ノズル３２内には給油孔３３が穿孔されており、この給油孔３３を介して 噴射管ＩＰを介して圧送される燃料がノズル３２の下方に導かれ、その圧力によ りニ−ドルバルブ３４を押し上げられることにより、燃料が噴射孔３５を介して 燃焼室に噴射される。 また、噴射ポンプ２２から排出される燃料は燃料返送管３６を介して燃料タン ク２１に返送される。

【００１６】 また、４１は水が溜められる第２の燃料タンクである。端部がそれぞれ第１及 び第２の燃料タンク２１，４１の底部にある配管４２，４３の他端はそれぞれポ ンプ４４の吸込み口に接続され、このポンプ４４の吐出口は軽油と水とを撹拌し て乳化させて、エマルジョン燃料を混合するミキサ４５を介してエマルジョン燃 料を蓄えるエマルジョン燃料タンク４６に連結される。

【００１７】 また、端部がエマルジョン燃料４６の底部にある燃料供給管４７には燃料ポン プ４８が設けられ、その燃料供給管４７の他端側は燃料供給管ＦＰ１〜ＦＰ３に 分岐し、噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３と連結部４９１〜４９３で連結している。この連 結部４９１〜４９３には燃料供給管４７のエマルジョン燃料の圧力が噴射管ＩＰ １〜ＩＰ３の燃料の圧力より高くなると、エマルジョン燃料の噴射管ＩＰ１〜Ｉ Ｐ３への侵入を可能とするように逆止弁５０１〜５０３が設けられている。

【００１８】 また、燃料供給管ＦＰ１〜ＦＰ３にはエマルジョン燃料の供給をオン／オフ的 に制御する電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ３が設けられている。この電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ３ の開閉制御はコントロ−ラ６１からの制御信号ｖ１〜ｖ３によりそれぞれ制御さ れる。

【００１９】 また、噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３における連結部４９１〜４９３より噴射ポンプ２ ２側に所定距離隔てて位置センサＳ１〜Ｓ３がそれぞれ設けられている。これら 位置センサＳ１〜Ｓ３の検知信号はコントロ−ラ６１に入力される。 位置センサＳ１〜Ｓ３として図２（Ａ）に示すようにセンサである。

【００２０】 図２（Ａ）は透過式の位置センサであり、例えば噴射管ＩＰ１を挟むように発 光素子Ｌ１と受光素子Ｌ２とを配設し、噴射管ＩＰ１の斜線部分を透光性部材７ １としておき、斜線位置に軽油がある場合には、軽油は黄褐色であり透明である ため、発光素子Ｌ１からの光を受光素子Ｌ２で受光される。一方、斜線位置にエ マルジョン燃料がある場合にはエマルジョン燃料は乳白色の不透明であるため、 光を通さないため、発光素子Ｌ１からの光は受光素子Ｌ２で受光されない。この ように、位置センサＳ１〜Ｓ３はその検知信号をコントロ−ラ６１に出力する。 また、噴射ポンプ３２から排出される燃料は燃料返送管５１を介してエマルジ ョン燃料タンク４６に返送される。

【００２１】 次ぎに、上記のように構成された本考案の一実施例について説明する。まず、 軽油のみにディ−ゼルエンジンを運転する場合にはポンプ４４及び燃料ポンプ４ ８、ミキサ４５は停止させておく。この場合には、噴射ポンプ２２はカムシャフ ト２５の回転と共に回転するカム２６の回転に応じてプランジャ２７を上下に往 復運動させることにより、プランジャ２７の上端面が給排油孔２９より下がった 位置にきたときから燃料の吸入を開始し、プランジャ２７の上端面が給排油孔９ より上がってから燃料の圧送を開始し、プランジ２７の周面に刻まれたリ−ド３ ０が給排油孔２９に重なると、圧送を終了する。また、燃料ポンプ４７は作動さ れていないので、エマルジョン燃料の噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３への侵入は禁止され ている。

【００２２】 従って、噴射ポンプ２２から噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３を介して圧送された軽油は 噴射ノズル３２及び他の噴射ノズルを介して燃焼室に噴射され、ディ−ゼルエン ジンが軽油により駆動される。

【００２３】 一方、ディ−ゼルエンジンをエマルジョン燃料で駆動する場合には燃料ポンプ ２３を作動させて状態でポンプ４４及び燃料ポンプ４８、ミキサ４５を作動させ る。

【００２４】 このため、軽油と水はポンプ４４で吸い上げられた後、ミキサ４５で撹拌され た後エマルジョン燃料タンク４６に送られる。さらに、このエマルジョン燃料タ ンク４６に溜められているエマルジョン燃料は燃料ポンプ４８により連結部４９ １〜４９３方向に圧送される。

【００２５】 そして、噴射ポンプ２２により軽油の圧送が終了してから次の圧送が開始され るまでの間に、電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ３が開制御され、燃料供給管４７のエマルジ ョン燃料の圧力が噴射管ＩＰの燃料の圧力より高くなるため、その期間において 逆止弁５０が開き、マルジョン燃料が逆止弁５０を介して噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３ に侵入する。

【００２６】 また、各センサＳ１〜Ｓ３はエマルジョン燃料がその位置に到達したこと検知 し、到達していなければ電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ３は開制御されるようにしたので、 各噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３におけるエマルジョン燃料と軽油との境は位置センサＳ １〜Ｓ３の設置場所となるようにに各気筒毎に制御される。

【００２７】 以下、噴射ポンプ２２から圧送される軽油によりエマルジョン燃料が圧送され 、噴射ノズル３２からエマルジョン燃料が噴射され、ディ−ゼルエンジンがエマ ルジョン燃料で駆動されるされることになる。

【００２８】 このように、エマルジョン燃料を用いてディ−ゼルエンジンを駆動する際に、 従来のようにエマルジョン燃料が噴射ポンプ内を通過することはないので、噴射 ポンプ２２において潤滑不良、発錆による異常磨耗が起こり、噴射ポンプ２２の 耐久性が低下するという問題は全くない。

【００２９】 さらに、エマルジョン燃料でディ−ゼルエンジンを駆動する時に初めて水と軽 油を混合するようにしたので、長時間エマルジョン燃料を放置しておくと、軽油 と水が分離してしまい、始動時に水が噴射されてしまうことにより、着火が悪く 、始動不良が起こるという問題はなくなる。 さらに、各噴射管ＩＰ１〜ＩＰ３における軽油とエマルジョン燃料の境界をそ れぞれ一定に保つことができる。

【００３０】 なお、上記実施例では図２（Ａ）に示す位置センサを使用したが、図２（Ｂ） に示すように反射型センサ、図２（Ｃ）に示すように電気抵抗センサ、図２（Ｄ ）に示すように熱線センサを用いるようにしても良い。

【００３１】 つまり、図２（Ｂ）に示すセンサは軽油は黄褐色であるため光を反射しにくく 、エマルジョン燃料は乳白色であるために光を反射しやすいことを利用している 。そして、噴射管ＩＰ１の一部を透光性部材７１で構成し、発光素子Ｌ１から放 たれた光が受光素子Ｌ２で受光したか否かを検出している。

【００３２】 また、図２（Ｃ）に示すセンサはエマルジョン燃料の方が軽油より抵抗値が低 いことを利用している。そして、噴射管ＩＰ１の一部を絶縁体７２で構成し、こ の絶縁体７２を貫通して、一対の電極を入れ、その電極間に高電圧をかけて、電 流を測定し、抵抗値を検出する。

【００３３】 さらに、図２（Ｄ）に示すセンサは軽油よりエマルジョン燃料の方が熱伝導率 が大きいことを利用している。そして、噴射管ＩＰ１の一部を絶縁体７２で構成 し、この絶縁体７２を貫通して、熱線７３を入れ、この熱線７３の両端に定電圧 を印加し、抵抗ｒを流れる電流を計測する。エマルジョン燃料の方が冷却される ので、低温となり電気抵抗が小さいので、流れる電流が大きくなる。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、エマルジョン燃料の分離による始動不良 を防止し、噴射系部品の耐久性を低下を防止することができるエマルジョン燃料 エンジンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係わるエマルジョン燃料エ
ンジンの構成図。

【図２】位置センサを示す図。

【図３】従来のエマルジョン燃料エンジンの構成図。

【符号の説明】

２１…燃料タンク、２２…噴射ポンプ、４１…第２の燃
料タンク、４４…ポンプ、４５…ミキサ、４６…エマル
ジョン燃料タンク、４７…燃料供給管、４９…１〜４９
３…連結部、５０１〜５０３…逆止弁、６１…コントロ
−ラ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 37/00 ３４１ Ｈ 7049−3Ｇ Ｃ 7049−3Ｇ (72)考案者 山田 陽春 神奈川県川崎市中原区大倉町10番地 三菱 自動車エンジニアリング株式会社東京事業 所内 (72)考案者 座波 豊 神奈川県川崎市中原区大倉町10番地 三菱 自動車エンジニアリング株式会社東京事業 所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の燃料を溜めておく第１の燃料タン
   クと、第２の燃料を溜めておく第２の燃料タンクと、各
   気筒にそれぞれ設けられた噴射ノズルと、前記第１の燃
   料タンクに溜められる第１の燃料が流入され所定タイミ
   ングで第１の燃料を前記各噴射ノズル方向に順次圧送す
   る噴射ポンプと、前記第１の燃料タンクに溜められる第
   １の燃料及び第２の燃料タンクに溜められる第２の燃料
   を混合する混合する混合手段と、この混合手段で混合さ
   れたエマルジョン燃料を溜めておくエマルジョン燃料タ
   ンクと、前記噴射ポンプと前記各噴射ノズル間にそれぞ
   れ配設された噴射管と、前記エマルジョン燃料タンクと
   前記各噴射管の中間点とを連結する燃料供給管と、前記
   各燃料供給管にそれぞれ介装された電磁弁と、前記燃料
   供給管と各噴射管との連結位置より噴射ポンプ側にそれ
   ぞれ配設されエマルジョン燃料位置を検出する検出手段
   と、この手段によりエマルジョン燃料が検出されるまで
   前記電磁弁を開制御する制御手段とを具備したことを特
   徴とするエマルジョン燃料エンジン。