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課題

本発明は、C重油等の重質油燃料とするディーゼル機関運転装置に関し、詳しくは、ディーゼル機関の停止の際の燃料の切換えを円滑に行なうディーゼル機関の運転装置に関し、ディーゼル機関の停止の際に、粘度が高く水分の多い重質油から粘度が低い軽質油切り換えても、ベーパーロック現象の発生を防止してディーゼル機関の出力のハンチングを防止することを目的とする。

解決手段

燃料メイン経路の途中に、燃料の温度を検知する温度センサ介装し、軽質油用経路の途中に、軽質油を加圧して運転される軽質油用加圧ポンプ装置を介装し、ディーゼル機関の停止に際して前記温度センサを介して検出された燃料の温度がベーパーロック発生温度以上ならば、前記軽質油用加圧ポンプ装置を作動させる制御装置を配置したものである。

概要

背景

例えば、ディーゼル機関燃料として粘度が高く水分の多い重質油が用いられる場合がある。重質油としてC重油等が挙げられる。C重油はJIS(K2205)に3種としてその性質が規定され、水分を多く含み、常温では粘度が高いが、加熱されると粘度が低くなる。

C重油等の重質油を燃料とするディーゼル機関では、該重質油を該ディーゼル機関に供給する際には、重質油を加熱して粘度を低くする必要がある。この必要性を説明する。一般に、ディーゼル機関の燃料として用いられる重質油等の重油燃焼させる場合には、噴霧された燃料の粒子が均一でその粒子が小さいほど良好な燃焼が得られる。燃料の霧化に最も大きく影響するのが粘度である。重油の粘度は、温度によって変化し、温度が高くなれば、粘度は低下する。重油の粘度は霧化及び噴射圧力に適したものになるように加熱調整される。この加熱温度は、例えばC重油の場合には100℃を超えた所定温度以上となる。

しかし、C重油には必ず水分が含まれており、C重油を加熱すると、C重油中の水分が気化し、ベーパーロック現象を起こす事になる。ベーパーロック現象とは、燃料中の水分が、ディーゼル機関の燃料噴射装置への燃料供給系統等で蒸発し、そのため、ディーゼル機関のシリンダー内に充分な燃料が送れなくなる現象で、安定した燃焼が維持できなくなり、このためディーゼル機関の出力が安定せず、ついにはディーゼル機関を停止させるに至らすことになる。

このように、ディーゼル機関の燃料供給系統等でこのベーパーロック現象が発生すると、ディーゼル機関の出力は急激にハンチングし、運転が継続不能となる。このため、C重油を使用したディーゼル機関の運転時にはC重油の加熱操作加圧操作を加えてべーパーロック現象の発生を抑制している。ディーゼル機関を停止する際には、ディーゼル機関にC重油が固着しないようにしてディーゼル機関は次の始動に備える必要がある。すなわち、ディーゼル機関の本運転終了後から停止までの次始動準備運転中には燃料をC重油から粘度の低い軽質油切り換え終了運転される。軽質油としてA重油が挙げられる。A重油は、JIS(K2205)で1種として規定され、常温でも粘度が低く、加熱しないでディーゼル機関に供給して燃焼させることができる。

そのため、ディーゼル機関の本運転終了後の停止の際に、供給する燃料を重質油から軽質油に切り換えるため、ディーゼル機関の運転装置が必要になり、例えば、図4に示すものが知られている。図において、ディーゼル機関101には燃料噴射ポンプ102が装着されている。燃料噴射ポンプ102の入口側102Aに燃料メイン経路103の一端103Aが接続されている。

燃料メイン経路103の途中に、燃料濾し器104,燃料加熱器105,燃料供給ポンプ106,燃料混合器107が、該燃料メイン経路103の下流側から順番に装着されている。燃料供給ポンプ106は電動機106A或いはディーゼル機関101の動力駆動源としている。

燃料混合器107は、軽質油と重質油とを混合する装置である。また、燃料噴射ポンプ102の出口側102Bから燃料混合器107の一側にかけて、燃料戻り経路108が接続されている。燃料戻り経路108はディーゼル機関101で余った燃料(軽質油,重質油)を戻すためのものである。燃料混合器107,燃料メイン経路103,ディーゼル機関101,燃料戻り経路108で1つの燃料循環経路109が形成されている。

燃料戻り経路108の途中には、燃料圧力調整弁110が装着されている。この燃料圧力調整弁110は、次の機能を有する。ディーゼル機関101ヘの燃料は燃料供給ポンプ106により供給されるが、通常この燃料供給ポンプ106には歯車ポンプ(図示せず)が使用される。このため燃料供給ポンプ106の吐出量は一定であるが、ディーゼル機関101が消費する燃料は該ディーゼル機関101の出力により大きく変化する。このディーゼル機関101の消費する燃料の量の変化により燃料供給ポンプ106の吐出圧力の変動が発生しないように、燃料圧力調整弁110が機能する。すなわち、燃料メイン経路103,燃料戻り経路108は、ディーゼル機関101を介して連通した状態になっており、燃料戻り経路108における燃料の圧力が高くなると、燃料圧力調整弁110が開方向に作動し、燃料混合器107に逃げる燃料の量が多くなり、燃料供給ポンプ106の吐出圧力は所定値になり、一方、燃料戻り経路108における燃料の圧力が低くなると、燃料圧力調整弁110が閉方向に作動し、燃料混合器107に逃げる燃料の量が少なくなり、燃料供給ポンプ106の吐出圧力は所定値になる。

燃料メイン経路103の他端103Bに3方向燃料切換弁111の出力ポート111Aが接続されている。3方向燃料切換弁111の第1入力ポート111Bには、重質油用経路112の一端112Aが接続され、重質油用経路112の他端112Bには重質油用タンク113が接続されている。

重質油用タンク113には重質油が貯えられている。重質油用経路112の途中に、高圧用歯車ポンプからなる重質油用ブースタポンプ114が介装されている。3方向燃料切換弁111の第2入力ポート111Cには、軽質油用経路115の一端115Aが接続され、軽質油用経路115の他端115Bには軽質油用タンク116が接続されている。軽質油用タンク116は軽質油を貯えるものである。

次に、ディーゼル機関101の運転について説明する。ディーゼル機関101は、(イ)軽質油の供給による始動運転→(ロ)重質油の供給による本運転→(ハ)軽質油の供給による次始動準備運転(ディーゼル機関101の本運転終了後から停止まで)の順序で運転される。
(イ)軽質油の供給による運転
ディーゼル機関101は、運転終了後の次の始動時には、該ディーゼル機関101が暖まっていないために重質油を直ちに使用することができず、以下のように、軽質油が用いられる。

3方向燃料切換弁111は、出力ポート111Aと第2入力ポート111Cとが連通し、軽質油用経路115の側が開状態になっている。軽質油用タンク116内の軽質油は、ヘッド圧(軽質油用タンク116に貯えられる燃料の高さで与えられる圧力)により、軽質油用経路115,3方向燃料切換弁111,燃料メイン経路103を介してディーゼル機関101に給送され、ディーゼル機関101が始動運転される。燃料として粘度が低い軽質油を使っているため、ディーゼル機関101の温度が常温(例えば20℃)であっても、加熱は必要ない。

(ロ)重質油の供給による本運転
次に、3方向燃料切換弁111は、切り換えられ、出力ポート111Aと第1入力ポート111Bとが連通する。すなわち、3方向燃料切換弁111は、軽質油側の開状態から重質油側の開状態に切り換えられる。同時に燃料加熱器105がON状態になる。

そして、重質油が重質油用ブースタポンプ114により燃料混合器107内に供給される。燃料循環経路109中に未だ残っている軽質油と重質油とが燃料混合器107内で混合される。すなわち、燃料循環経路109は閉回路となっており、軽質油は循環している。ディーゼル機関101で消費された燃料に相当する量の重質油が3方向燃料切換弁111を介して補給されるので、新たに補給された重質油は燃料混合器107において循環している軽質油と混合する。

軽質油と重質油の混合油がディーゼル機関101に供給される。燃料中の軽質油の割合は徐々に少なくなる。軽質油が全てなくなると、重質油だけが供給される。この状態で、重質油は、燃料加熱器105により加熱される。重質油の温度は上昇し、例えば100℃を超えた所定温度になる。このようにして、重質油が重質油用ブースタポンプ114によりディーゼル機関101に供給される。

この時、重質油は加圧されており、重質油が高温(例えば100℃を超えた所定温度)になっていても、気化せず、ベーパーロック現象は回避されている。
(ハ)軽質油の供給による次始動準備運転(ディーゼル機関101の本運転終了後から停止まで)
ディーゼル機関101を停止させる際には、その出力を下げ、燃料を重質油から軽質油に切り換える操作が行なわれる。

この切換え操作により、3方向燃料切換弁111は、切り換えられ、出力ポート111Aと第2入力ポート111Cとが連通する。すなわち、3方向燃料切換弁111は、重質油側の開状態から軽質油側の開状態に切り換えられる。そして、軽質油が燃料混合器107内に供給される。燃料循環経路109中に未だ残在している重質油と軽質油とが燃料混合器107内で混合される。新たに補給された軽質油は燃料混合器107において循環している重質油と混合する。残在している重質油と軽質油の混合油がディーゼル機関101に供給される。燃料中の重質油の割合は徐々に少なくなる。

適当な時間が経過して、ディーゼル機関101は停止される。

概要

本発明は、C重油等の重質油を燃料とするディーゼル機関の運転装置に関し、詳しくは、ディーゼル機関の停止の際の燃料の切換えを円滑に行なうディーゼル機関の運転装置に関し、ディーゼル機関の停止の際に、粘度が高く水分の多い重質油から粘度が低い軽質油に切り換えても、ベーパーロック現象の発生を防止してディーゼル機関の出力のハンチングを防止することを目的とする。

燃料メイン経路の途中に、燃料の温度を検知する温度センサを介装し、軽質油用経路の途中に、軽質油を加圧して運転される軽質油用加圧ポンプ装置を介装し、ディーゼル機関の停止に際して前記温度センサを介して検出された燃料の温度がベーパーロック発生温度以上ならば、前記軽質油用加圧ポンプ装置を作動させる制御装置を配置したものである。

目的

このベーパーロック現象により、ディーゼル機関101の出力は急激にハンチングし、運転が継続不能になる虞がある。本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ディーゼル機関の停止の際に、粘度が高く水分の多い重質油から粘度が低い軽質油に切り換えても、ベーパーロック現象の発生を防止してディーゼル機関の出力のハンチングを防止することができるディーゼル機関の運転装置を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

ディーゼル機関と、前記ディーゼル機関の燃料噴射ポンプの入口側に一端が接続された燃料メイン経路と、前記燃料メイン経路の途中に装着された燃料混合器と、前記燃料メイン経路の他端に接続される出力ポートと、第1入力ポートと、第2入力ポートとを有する3方向燃料切換弁と、前記3方向燃料切換弁の第1入力ポートに連結され、粘度が高く水分の多い重質油給送する重質油用経路と、前記重質油用経路の途中に介装され、重質油を加圧して運転される重質油用ブースタポンプと、前記3方向燃料切換弁の第2入力ポートに連結され、粘度が低い軽質油を給送する軽質油用経路とを備え、前記燃料メイン経路を前記3方向燃料切換弁を介して前記重質油用経路に連通させた状態で加熱された重質油により前記ディーゼル機関を運転した後、前記燃料メイン経路を前記3方向燃料切換弁を介して前記軽質油用経路に連通させることにより軽質油を給送して前記ディーゼル機関を運転し、停止させるディーゼル機関の運転装置において、前記燃料メイン経路の途中に、燃料の温度を検知する温度センサを介装し、前記軽質油用経路の途中に、軽質油を加圧して運転される軽質油用加圧ポンプ装置を介装し、前記ディーゼル機関の停止に際して前記温度センサを介して検出された燃料の温度がベーパーロック発生温度以上ならば、前記軽質油用加圧ポンプ装置を作動させる制御装置を配置したことを特徴とするディーゼル機関の運転装置。

請求項2

前記制御装置は、前記軽質油用加圧ポンプ装置を作動させた後、前記3方向燃料切換弁にその出力ポートと第2入力ポートとを連通させる命令を出力することを特徴とする請求項1記載のディーゼル機関の運転装置。

技術分野

0001

本発明は、C重油等の重質油燃料とするディーゼル機関運転装置に関し、詳しくは、ディーゼル機関の停止の際の燃料の切換えを円滑に行なうディーゼル機関の運転装置に関する。

背景技術

0002

例えば、ディーゼル機関の燃料として粘度が高く水分の多い重質油が用いられる場合がある。重質油としてC重油等が挙げられる。C重油はJIS(K2205)に3種としてその性質が規定され、水分を多く含み、常温では粘度が高いが、加熱されると粘度が低くなる。

0003

C重油等の重質油を燃料とするディーゼル機関では、該重質油を該ディーゼル機関に供給する際には、重質油を加熱して粘度を低くする必要がある。この必要性を説明する。一般に、ディーゼル機関の燃料として用いられる重質油等の重油燃焼させる場合には、噴霧された燃料の粒子が均一でその粒子が小さいほど良好な燃焼が得られる。燃料の霧化に最も大きく影響するのが粘度である。重油の粘度は、温度によって変化し、温度が高くなれば、粘度は低下する。重油の粘度は霧化及び噴射圧力に適したものになるように加熱調整される。この加熱温度は、例えばC重油の場合には100℃を超えた所定温度以上となる。

0004

しかし、C重油には必ず水分が含まれており、C重油を加熱すると、C重油中の水分が気化し、ベーパーロック現象を起こす事になる。ベーパーロック現象とは、燃料中の水分が、ディーゼル機関の燃料噴射装置への燃料供給系統等で蒸発し、そのため、ディーゼル機関のシリンダー内に充分な燃料が送れなくなる現象で、安定した燃焼が維持できなくなり、このためディーゼル機関の出力が安定せず、ついにはディーゼル機関を停止させるに至らすことになる。

0005

このように、ディーゼル機関の燃料供給系統等でこのベーパーロック現象が発生すると、ディーゼル機関の出力は急激にハンチングし、運転が継続不能となる。このため、C重油を使用したディーゼル機関の運転時にはC重油の加熱操作加圧操作を加えてべーパーロック現象の発生を抑制している。ディーゼル機関を停止する際には、ディーゼル機関にC重油が固着しないようにしてディーゼル機関は次の始動に備える必要がある。すなわち、ディーゼル機関の本運転終了後から停止までの次始動準備運転中には燃料をC重油から粘度の低い軽質油切り換え終了運転される。軽質油としてA重油が挙げられる。A重油は、JIS(K2205)で1種として規定され、常温でも粘度が低く、加熱しないでディーゼル機関に供給して燃焼させることができる。

0006

そのため、ディーゼル機関の本運転終了後の停止の際に、供給する燃料を重質油から軽質油に切り換えるため、ディーゼル機関の運転装置が必要になり、例えば、図4に示すものが知られている。図において、ディーゼル機関101には燃料噴射ポンプ102が装着されている。燃料噴射ポンプ102の入口側102Aに燃料メイン経路103の一端103Aが接続されている。

0007

燃料メイン経路103の途中に、燃料濾し器104,燃料加熱器105,燃料供給ポンプ106,燃料混合器107が、該燃料メイン経路103の下流側から順番に装着されている。燃料供給ポンプ106は電動機106A或いはディーゼル機関101の動力駆動源としている。

0008

燃料混合器107は、軽質油と重質油とを混合する装置である。また、燃料噴射ポンプ102の出口側102Bから燃料混合器107の一側にかけて、燃料戻り経路108が接続されている。燃料戻り経路108はディーゼル機関101で余った燃料(軽質油,重質油)を戻すためのものである。燃料混合器107,燃料メイン経路103,ディーゼル機関101,燃料戻り経路108で1つの燃料循環経路109が形成されている。

0009

燃料戻り経路108の途中には、燃料圧力調整弁110が装着されている。この燃料圧力調整弁110は、次の機能を有する。ディーゼル機関101ヘの燃料は燃料供給ポンプ106により供給されるが、通常この燃料供給ポンプ106には歯車ポンプ(図示せず)が使用される。このため燃料供給ポンプ106の吐出量は一定であるが、ディーゼル機関101が消費する燃料は該ディーゼル機関101の出力により大きく変化する。このディーゼル機関101の消費する燃料の量の変化により燃料供給ポンプ106の吐出圧力の変動が発生しないように、燃料圧力調整弁110が機能する。すなわち、燃料メイン経路103,燃料戻り経路108は、ディーゼル機関101を介して連通した状態になっており、燃料戻り経路108における燃料の圧力が高くなると、燃料圧力調整弁110が開方向に作動し、燃料混合器107に逃げる燃料の量が多くなり、燃料供給ポンプ106の吐出圧力は所定値になり、一方、燃料戻り経路108における燃料の圧力が低くなると、燃料圧力調整弁110が閉方向に作動し、燃料混合器107に逃げる燃料の量が少なくなり、燃料供給ポンプ106の吐出圧力は所定値になる。

0010

燃料メイン経路103の他端103Bに3方向燃料切換弁111の出力ポート111Aが接続されている。3方向燃料切換弁111の第1入力ポート111Bには、重質油用経路112の一端112Aが接続され、重質油用経路112の他端112Bには重質油用タンク113が接続されている。

0011

重質油用タンク113には重質油が貯えられている。重質油用経路112の途中に、高圧用歯車ポンプからなる重質油用ブースタポンプ114が介装されている。3方向燃料切換弁111の第2入力ポート111Cには、軽質油用経路115の一端115Aが接続され、軽質油用経路115の他端115Bには軽質油用タンク116が接続されている。軽質油用タンク116は軽質油を貯えるものである。

0012

次に、ディーゼル機関101の運転について説明する。ディーゼル機関101は、(イ)軽質油の供給による始動運転→(ロ)重質油の供給による本運転→(ハ)軽質油の供給による次始動準備運転(ディーゼル機関101の本運転終了後から停止まで)の順序で運転される。
(イ)軽質油の供給による運転
ディーゼル機関101は、運転終了後の次の始動時には、該ディーゼル機関101が暖まっていないために重質油を直ちに使用することができず、以下のように、軽質油が用いられる。

0013

3方向燃料切換弁111は、出力ポート111Aと第2入力ポート111Cとが連通し、軽質油用経路115の側が開状態になっている。軽質油用タンク116内の軽質油は、ヘッド圧(軽質油用タンク116に貯えられる燃料の高さで与えられる圧力)により、軽質油用経路115,3方向燃料切換弁111,燃料メイン経路103を介してディーゼル機関101に給送され、ディーゼル機関101が始動運転される。燃料として粘度が低い軽質油を使っているため、ディーゼル機関101の温度が常温(例えば20℃)であっても、加熱は必要ない。

0014

(ロ)重質油の供給による本運転
次に、3方向燃料切換弁111は、切り換えられ、出力ポート111Aと第1入力ポート111Bとが連通する。すなわち、3方向燃料切換弁111は、軽質油側の開状態から重質油側の開状態に切り換えられる。同時に燃料加熱器105がON状態になる。

0015

そして、重質油が重質油用ブースタポンプ114により燃料混合器107内に供給される。燃料循環経路109中に未だ残っている軽質油と重質油とが燃料混合器107内で混合される。すなわち、燃料循環経路109は閉回路となっており、軽質油は循環している。ディーゼル機関101で消費された燃料に相当する量の重質油が3方向燃料切換弁111を介して補給されるので、新たに補給された重質油は燃料混合器107において循環している軽質油と混合する。

0016

軽質油と重質油の混合油がディーゼル機関101に供給される。燃料中の軽質油の割合は徐々に少なくなる。軽質油が全てなくなると、重質油だけが供給される。この状態で、重質油は、燃料加熱器105により加熱される。重質油の温度は上昇し、例えば100℃を超えた所定温度になる。このようにして、重質油が重質油用ブースタポンプ114によりディーゼル機関101に供給される。

0017

この時、重質油は加圧されており、重質油が高温(例えば100℃を超えた所定温度)になっていても、気化せず、ベーパーロック現象は回避されている。
(ハ)軽質油の供給による次始動準備運転(ディーゼル機関101の本運転終了後から停止まで)
ディーゼル機関101を停止させる際には、その出力を下げ、燃料を重質油から軽質油に切り換える操作が行なわれる。

0018

この切換え操作により、3方向燃料切換弁111は、切り換えられ、出力ポート111Aと第2入力ポート111Cとが連通する。すなわち、3方向燃料切換弁111は、重質油側の開状態から軽質油側の開状態に切り換えられる。そして、軽質油が燃料混合器107内に供給される。燃料循環経路109中に未だ残在している重質油と軽質油とが燃料混合器107内で混合される。新たに補給された軽質油は燃料混合器107において循環している重質油と混合する。残在している重質油と軽質油の混合油がディーゼル機関101に供給される。燃料中の重質油の割合は徐々に少なくなる。

0019

適当な時間が経過して、ディーゼル機関101は停止される。

発明が解決しようとする課題

0020

ところが、従来のディーゼル機関の運転装置にあっては、次の問題がある。

0021

重質油によるディーゼル機関101の本運転中には、該ディーゼル機関101への燃料供給圧力は安定し、加圧状態になっている。本運転の終了後に、3方向燃料切換弁111の切換え操作により、重質油から軽質油に切り換えられる。この切換え操作と同時に燃料供給ポンプ106の吸込みの燃料圧力は、ヘッド圧になり、燃料の圧力が低下する。燃料循環経路109内で燃料は依然高温状態にあるため、燃料中に含まれて残存している重質油中の水分が気化し、ベーパーロック現象を引き起こす虞が高い(図5の領域Xとして図示)。このベーパーロック現象が発生する温度は、配管の燃料の圧力により変化する。

0022

このベーパーロック現象により、ディーゼル機関101の出力は急激にハンチングし、運転が継続不能になる虞がある。本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ディーゼル機関の停止の際に、粘度が高く水分の多い重質油から粘度が低い軽質油に切り換えても、ベーパーロック現象の発生を防止してディーゼル機関の出力のハンチングを防止することができるディーゼル機関の運転装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0023

請求項1記載の発明は、ディーゼル機関と、前記ディーゼル機関の燃料噴射ポンプの入口側に一端が接続された燃料メイン経路と、前記燃料メイン経路の途中に装着された燃料混合器と、前記燃料メイン経路の他端に接続される出力ポートと、第1入力ポートと、第2入力ポートとを有する3方向燃料切換弁と、前記3方向燃料切換弁の第1入力ポートに連結され、粘度が高く水分の多い重質油を給送する重質油用経路と、前記重質油用経路の途中に介装され、重質油を加圧して運転される重質油用ブースタポンプと、前記3方向燃料切換弁の第2入力ポートに連結され、粘度が低い軽質油を給送する軽質油用経路とを備え、前記燃料メイン経路を前記3方向燃料切換弁を介して前記重質油用経路に連通させた状態で加熱された重質油により前記ディーゼル機関を運転した後、前記燃料メイン経路を前記3方向燃料切換弁を介して前記軽質油用経路に連通させることにより軽質油を給送して前記ディーゼル機関を運転し、停止させるディーゼル機関の運転装置において、前記燃料メイン経路の途中に、燃料の温度を検知する温度センサを介装し、前記軽質油用経路の途中に、軽質油を加圧して運転される軽質油用加圧ポンプ装置を介装し、前記ディーゼル機関の停止に際して前記温度センサを介して検出された燃料の温度がベーパーロック発生温度以上ならば、前記軽質油用加圧ポンプ装置を作動させる制御装置を配置したことを特徴とする。

0024

請求項2記載の発明は、請求項1記載のディーゼル機関の運転装置において、前記制御装置は、前記軽質油用加圧ポンプ装置を作動させた後、前記3方向燃料切換弁にその出力ポートと第2入力ポートとを連通させる命令を出力することを特徴とする。

0025

(作用)請求項1記載の発明においては、ディーゼル機関は、(イ)軽質油の供給による始動運転→(ロ)重質油の供給による本運転→(ハ)軽質油の供給による次の始動準備運転(ディーゼル機関の本運転終了後から停止まで)の順序で運転される。以下、説明する。

0026

(イ)軽質油の供給による始動運転
ディーゼル機関は、運転終了後の次の始動時には、該ディーゼル機関が暖まっていないために重質油を直ちに使用することができず、軽質油が用いられる。
(ロ)重質油の供給による本運転
燃料メイン経路は、3方向燃料切換弁を介して、重質油用経路の側に連通されている。

0027

重質油は、重質油用ブースタポンプにより加圧され、3方向燃料切換弁,燃料混合器,燃料メイン経路を通ってディーゼル機関に供給される。この加圧された重質油は加熱される。ここで、重質油は加熱されても、加圧されているので、燃料メイン経路中でベーパーロック現象は発生しない。

0028

(ハ)軽質油の供給による次始動準備運転(ディーゼル機関の本運転終了後から停止まで)
3方向燃料切換弁が切り換えられ、燃料メイン経路は3方向燃料切換弁を介して軽質油用経路の側に連通される。これにより、燃料メイン経路には重質油が軽質油に切り換わって流れる。

0029

3方向燃料切換弁が切り換えられた時点では、燃料混合器,燃料メイン経路には、本運転中における重質油が残っている。燃料混合器では、未だ残っている重質油と軽質油とが混合される。燃料メイン経路の燃料混合器より下流側部分には重質油と軽質油との混合油が流れ、この混合油がディーゼル機関に供給される。

0030

そして、以下のように、ベーパーロック現象の発生が防止される。温度センサにより混合油の温度が監視され、混合油の温度の信号が制御装置に送られる。制御装置により、混合油の温度が検出される。制御装置は、混合油の温度がディーゼル機関の停止の際にベーパーロック発生温度以上ならば、軽質油用加圧ポンプ装置を作動させる。軽質油用加圧ポンプ装置の作動により、軽質油が加圧される。

0031

従って、重質油から軽質油に切り換えても、重質油と軽質油の混合油の燃料供給圧力が大きく低下することなく、残存している重質油中の水分の気化が防止され、ベーパーロック現象が防止されることになる。請求項2記載の発明においては、3方向燃料切換弁を軽質油の側に切り換える前に、軽質油用加圧ポンプ装置により燃料メイン経路中の燃料を加圧しておくことにより燃料の圧力降下が確実に防止され、従って、ベーパーロック現象が回避される。

発明を実施するための最良の形態

0032

以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。図1ないし図3により請求項1,請求項2記載の発明の実施の形態に係わるディーゼル機関の運転装置について説明する。図1において、ディーゼル機関1には燃料噴射ポンプ2が装着されている。

0033

燃料噴射ポンプ2の入口側2Aに燃料メイン経路3の一端3Aが接続されている。燃料メイン経路3の途中に、温度センサ4,燃料濾し器5,燃料加熱器6,燃料供給ポンプ7,燃料混合器8が、該燃料メイン経路3の下流側から順番に装着されている。

0034

燃料供給ポンプ7は電動機7A或いはディーゼル機関1の動力を駆動源としている。燃料混合器8は、軽質油と重質油を混合する装置である。温度センサ4は、燃料メイン経路3内を流れる燃料(軽質油,重質油)の温度を感知するものである。

0035

また、燃料噴射ポンプ2の出口側2Bから燃料混合器8の一側にかけて、燃料戻り経路9が接続されている。燃料戻り経路9はディーゼル機関1で余った燃料を戻すためのものである。燃料混合器8,燃料メイン経路3,ディーゼル機関1,燃料戻り経路9で1つの燃料循環経路10が形成されている。燃料戻り経路9の途中には、燃料圧力調整弁11が装着されている。この燃料圧力調整弁11は、次の機能を有する。ディーゼル機関1ヘの燃料は燃料供給ポンプ7により供給されるが、通常この燃料供給ポンプ7には歯車ポンプ(図示せず)が使用される。このため燃料供給ポンプ7の吐出量は一定であるが、ディーゼル機関1が消費する燃料は該ディーゼル機関1の出力により大きく変化する。このディーゼル機関1の消費する燃料の量の変化により燃料供給ポンプ7の吐出圧力の変動が発生しないように、燃料圧力調整弁11が機能する。すなわち、燃料メイン経路3,燃料戻り経路9は、ディーゼル機関1を介して連通した状態になっており、燃料戻り経路9における燃料の圧力が高くなると、燃料圧力調整弁11が開方向に作動し、燃料混合器8に逃げる燃料の量が多くなり、燃料供給ポンプ7の吐出圧力は所定値になり、一方、燃料戻り経路9における燃料の圧力が低くなると、燃料圧力調整弁11が閉方向に作動し、燃料混合器8に逃げる燃料の量が少なくなり、燃料供給ポンプ7の吐出圧力は所定値になる。

0036

燃料メイン経路3の他端3Bに3方向燃料切換弁12の出力ポート12Aが接続されている。前記3方向燃料切換弁12は、出力ポート12Aと、第1入力ポート12Bと、第2入力ポート12Cとを有する3方弁である。3方向燃料切換弁12の第1入力ポート12Bには、重質油用経路13の一端13Aが接続され、重質油用経路13の他端13Bには重質油用タンク14が接続されている。

0037

重質油用タンク14には重質油が貯えられている。重質油用経路13の途中に、高圧用歯車ポンプからなる重質油用ブースタポンプ15が介装されている。また、重質油用経路13の重質油用ブースタポンプ15と3方向燃料切換弁12との間の部分には逆止弁13Cが介装されている。逆止弁13Cは3方向燃料切換弁12の近傍に位置している。逆止弁13Cにより次のように3方向燃料切換弁12の作動が不良の場合でも、ディーゼル機関1の次の始動時に支障(重質油と軽質油とが混合し、ベーパーロック現象が発生する虞)を来すことを回避できる。すなわち、3方向燃料切換弁12の構造によっては、これが切り換わった瞬間に、第1入力ポート12B及び第2入力ポート12Cの通路が同時に出力ポート12Aに連通し、軽質油が重質油に流れ込む(または圧力の状況により、逆に重質油が軽質油に流れ込む)状態になる場合がある。この場合、3方向燃料切換弁12の作動が正常であれば、流れ込む燃料油は微量であり、ディーゼル機関1の次の始動に支障を来すことはないが、3方向燃料切換弁12が作動不良を起こした場合には、流れ込む燃料油が多くなり、ディーゼル機関1の次の始動に支障を来すことになる。これを回避できる。

0038

3方向燃料切換弁12の第2入力ポート12Cには軽質油用経路16の一端16Aが接続され、軽質油用経路16の他端16Bには軽質油用タンク17が接続されている。軽質油用タンク17は軽質油を貯えるものである。軽質油用経路16の途中には、軽質油を加圧して運転される軽質油用加圧ポンプ装置18が介装されている。

0039

軽質油用加圧ポンプ装置18は、高圧用歯車ポンプからなる軽質油ブースタポンプ19と、圧力調整弁20と、逆止弁21とで構成されている。ここで、圧力調整弁20の一端側20Aは軽質油ブースタポンプ19の一端側19Aに連通し、圧力調整弁20の他端側20Bは、軽質油用タンク17に連通している。また、軽質油ブースタポンプ19と逆止弁21とは軽質油用加圧ポンプ装置18内で並列になっている。

0040

圧力調整弁20の機能について説明する。後述のように、軽質油用加圧ポンプ装置18の作動ONの後、3方向燃料切換弁12が切り換わり、3方向燃料切換弁12を介して軽質油用経路16と燃料メイン経路3とが連通される。軽質油用加圧ポンプ装置18が作動ONした時点では、3方向燃料切換弁12は重質油用経路13の側が開状態で、軽質油用経路16の側は閉状態になっている。従って、軽質油用加圧ポンプ装置18の出口側は閉鎖状態になっており、軽質油ブースタポンプ19はいわゆる締切り運転となる。軽質油ブースタポンプ19には高圧用歯車ポンプが採用されているので、締切り運転を回避するために圧力調整弁20を介して軽質油を逃がしている。

0041

なお、上述のように、圧力調整弁20の他端側20Bは、軽質油用タンク17に連通しているので、3方向燃料切換弁12の作動不良が発生して軽質油が軽質油ブースタポンプ19と圧力調整弁20との間を循環し、軽質油が過熱されようとする場合でも、軽質油は、軽質油用タンク17に戻ることから、軽質油用タンク17の冷却効果により、過熱が防止される。

0042

軽質油用経路16の途中には、軽質油の加圧を確認するための圧力スイッチ22が装着されている。軽質油用経路16の圧力スイッチ22と3方向燃料切換弁12の間の部分には、逆止弁16Cが装着されている。逆止弁16Cは3方向燃料切換弁12の近傍に位置している。逆止弁16Cにより、上記逆止弁13Cと同様に、3方向燃料切換弁12の作動が不良の場合でも、ディーゼル機関1の次の始動時に支障(重質油と軽質油とが混合し、ベーパーロック現象が発生する虞)を来すことを回避できる。

0043

前記温度センサ4,圧力スイッチ22が制御装置23の入力側に接続されている。また、制御装置23の入力側には、燃料切換え命令を該制御装置23に与えるためのスイッチ24が接続されている。制御装置23の出力側は、前記燃料加熱器6,前記3方向燃料切換弁12,前記軽質油用加圧ポンプ装置18に接続されている。

0044

次に、本実施の形態における作用について図2に従って説明する。ディーゼル機関1は、(イ)軽質油の供給による始動運転→(ロ)重質油の供給による本運転→(ハ)軽質油の供給による次始動準備運転(ディーゼル機関1の本運転終了後から停止まで)の順序で運転される。
(イ)軽質油の供給による運転
ディーゼル機関1は、運転終了後の次の始動時には、該ディーゼル機関1が暖まっていないために重質油を直ちに使用することができず、以下のように、軽質油が用いられる。

0045

3方向燃料切換弁12は、その出力ポート12Aと第2入力ポート12Cとが連通し、軽質油用経路16の側が開状態になっている。また、軽質油用加圧ポンプ装置18は、OFF状態になっており。遮断状態にある。

0046

軽質油用タンク17内の軽質油は、ヘッド圧(軽質油用タンク17に貯えられる燃料の高さで与えられる圧力)により、逆止弁21を流れ、さらに、軽質油用経路16,3方向燃料切換弁12,燃料メイン経路3を介してディーゼル機関1に給送される。これにより、ディーゼル機関1が始動される。燃料として粘度が低い軽質油を使っているため、ディーゼル機関1の温度が常温(例えば20℃)であっても、加熱は必要ない。

0047

(ロ)重質油の供給による本運転
次に、3方向燃料切換弁12は、切り換えられ、出力ポート12Aと第1入力ポート12Bとが連通する。すなわち、3方向燃料切換弁12は、軽質油側の開状態から重質油側の開状態に切り換えられる。同時に燃料加熱器6がON状態になる。

0048

そして、重質油が重質油用ブースタポンプ15により燃料混合器8内に供給される。燃料循環経路10中に未だ残っている軽質油と重質油とが燃料混合器8内で混合される。すなわち、燃料循環経路10は閉回路となっており、軽質油は循環している。ディーゼル機関1で消費された燃料に相当する量の重質油が3方向燃料切換弁12を介して補給されるので、新たに補給された重質油は燃料混合器8において循環している軽質油と混合する。

0049

軽質油と重質油の混合油がディーゼル機関1に供給される。燃料の軽質油の割合は徐々に少なくなる。重質油だけが供給されているため、やがて軽質油が全てなくなる。ここで、燃料混合器8により、軽質油と重質油を混合させた上で、ディーゼル機関1に軽質油と重質油の混合油が供給されるので、軽質油と重質油の切換え時に急激に燃料の性状と温度が変化せず、燃料噴射ポンプ2の入口側2Aでの燃料の性状、温度は徐々に変化することになる。

0050

重質油は、燃料加熱器6により加熱される。重質油の温度は上昇し、例えば100℃を超えた所定温度になる。このようにして、ディーゼル機関1の定格運転時には、重質油だけがディーゼル機関1に供給される。重質油は、燃料加熱器6により加熱され、高温(100℃を超えた所定温度)に維持される。

0051

この時、重質油は加圧されており、重質油が高温(100℃を超えた所定温度)になっていても、ベーパーロック現象は回避されている。温度センサ4により燃料の温度が常時計測され、温度の信号が制御装置23に送られる。
(ハ)軽質油の供給による次始動準備運転(ディーゼル機関1の本運転終了後から停止まで)を図3フローチャートにより説明する。

0052

ディーゼル機関1を停止させる場合は、その出力を下げて制御装置23に燃料切換え命令が入力される(S1)。この切換え命令により、S2において、燃料加熱器6が停止され(OFF状態)、燃料の温度が図2に示すように下がり、その値は制御装置23に入力される。制御装置23により、温度が検出される。同時に、軽質油用加圧ポンプ装置18が作動され、ON状態になる(S3)。ここで、軽質油用加圧ポンプ装置18内において、軽質油の軽質油ブースタポンプ19の一端側19Aの圧力は、逆止弁21の一端側21Aの圧力より高くなっており、軽質油ブースタポンプ19の一端側19Aの軽質油は、逆止弁21により、軽質油用タンク17に戻ることはない。従って、軽質油は軽質油ブースタポンプ19により圧送される。

0053

軽質油用加圧ポンプ装置18の作動ONの後、制御装置23により、所定時間経過しているか否かが判断される(S4)。所定時間が経過した後、圧力スイッチ22,制御装置23により、軽質油が加圧されたことが確認される。この圧力スイッチ22による確認をもって3方向燃料切換弁12は出力ポート12Aと第2入力ポート12Cとが連通する。すなわち、3方向燃料切換弁12は、重質油側の開状態から軽質油側の開状態に切り換えられる。燃料メイン経路3は所定の圧力に達した後、3方向燃料切換弁12は、軽質油用経路16の側が開く(S4,S5,S6)。

0054

ここで、軽質油用加圧ポンプ装置18の作動ONの後、3方向燃料切換弁12を介して軽質油用経路16と燃料メイン経路3とが連通されることを説明する。従来、軽質油は軽質油用タンク17からのヘッド圧により供給されている。このため、軽質油用加圧ポンプ装置18がなければ、3方向燃料切換弁12を該軽質油用経路16の側に切り換えると、燃料メイン経路3における燃料供給ポンプ7の吸込み側の圧力が、軽質油用タンク17のヘッド圧にまで急激に降下する。本実施の形態では、3方向燃料切換弁12を該軽質油用経路16の側に切り換える前に、軽質油用加圧ポンプ装置18により燃料メイン経路3中の燃料を加圧しておくことにより燃料の圧力降下が確実に防止され、従ってベーパーロック現象が回避される。

0055

そして、軽質油が燃料混合器8内に供給される。燃料循環経路10中に未だ残在している重質油と軽質油とが燃料混合器8内で混合される。新たに補給された軽質油は燃料混合器8において循環している重質油と混合する。残在している重質油と軽質油の混合油がディーゼル機関1に供給される。燃料の重質油の割合は徐々に少なくなる。

0056

そして、制御装置23により、燃料の温度がベーパーロック発生温度以上か否かが判断される(S7)。検出された温度がディーゼル機関の停止の際にベーパーロック発生温度以上ならば、制御装置23により軽質油用加圧ポンプ装置18が作動される(S7→S2)。なお、ベーパーロック発生温度は、配管の燃料の圧力等を考慮して適宜設定される。

0057

これにより、残存している重質油中の水分の気化を防止し、図2の領域Xにおけるベーパーロック現象の発生が抑制され、ディーゼル機関1の出力が安定する。重質油の割合が減少すると同時に軽質油の割合が増加して、混合油の温度が下がる。混合油の温度が下がって、ベーパーロック発生温度未満になると、軽質油用加圧ポンプ装置18は停止される(S8)。

0058

かかるディーゼル機関1は、例えば船舶関係では、船舶推進用主機関,船舶内の発電機関等として用いられ、或いは、上関係では、コジェネレーション発電用非常用電源等として用いられる。以上の如き構成によれば、ディーゼル機関1を停止させる際、燃料の温度がディーゼル機関1の停止の際にベーパーロック発生温度以上ならば、軽質油用加圧ポンプ装置18の作動により軽質油を加圧し、燃料の供給圧力を大きく低下させることなく、残存している重質油中の水分の気化を防止できる。従って、ベーパーロック現象の発生を抑制し、ディーゼル機関1の運転を安全に停止させることができる効果を奏する。

0059

また、3方向燃料切換弁12を軽質油用経路16の側に切り換える前に、軽質油用加圧ポンプ装置18により燃料メイン経路3中の燃料を加圧しておくことにより、燃料の圧力降下を確実に防止できる。従って、3方向燃料切換弁12の切換え時点で、ベーパーロック現象を確実に回避できる効果を奏する。なお、本実施の形態においては、軽質油用加圧ポンプ装置18の作動ONの後、3方向燃料切換弁12を介して軽質油用経路16と燃料メイン経路3とが連通されるようになっているが、軽質油用加圧ポンプ装置18の作動ONのタイミングと、3方向燃料切換弁12の切換のタイミング(軽質油用経路16と燃料メイン経路3との連通のタイミング)とを同じにすることもできる。

0060

また、本実施の形態においては、重質油は燃料加熱器6により加熱される例について説明したが、他の加熱手段でも良い。例えば、エンジン廃熱を利用することもできる。

発明の効果

0061

請求項1記載の発明によれば、ディーゼル機関を停止させる際、燃料の温度がベーパーロック発生温度以上ならば、軽質油用加圧ポンプ装置の作動により軽質油を加圧し、重質油と軽質油との混合油の燃料供給圧力を大きく低下させることなく、残存している重質油中の水分の気化を防止できる。従って、ベーパーロック現象の発生を抑制し、ディーゼル機関の運転を安全に停止させることができる効果を奏する。

0062

請求項2記載の発明によれば、3方向燃料切換弁の切換え時点で、燃料の圧力降下を確実に防止でき、従って、ベーパーロック現象を確実に回避できる効果を奏する。

図面の簡単な説明

0063

図1本実施の形態に係わるディーゼル機関の運転装置を示す構成図である。
図2同ディーゼル機関の運転装置のタイミング図である。
図3同ディーゼル機関の運転装置のフローチャート図である。
図4従来のディーゼル機関の運転装置を示す構成図である。
図5同ディーゼル機関の運転装置のフローチャート図である。

--

0064

1ディーゼル機関
2燃料噴射ポンプ
3燃料メイン経路
4温度センサ
6燃料加熱器
7燃料供給ポンプ
8燃料混合器
12 3方向燃料切換弁
12A出力ポート
12B 第1入力ポート
12C 第2入力ポート
13 重質油用経路
14 重質油用タンク
15 重質油用ブースタポンプ
16軽質油用経路
17 軽質油用タンク
18 軽質油用加圧ポンプ装置
23 制御装置

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