特許 6141585 供給燃料の圧力制御装置及び内燃機関の燃料供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6141585

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】供給燃料の圧力制御装置及び内燃機関の燃料供給装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 55/02 20060101AFI20170529BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20170529BHJP

   F02M 59/44 20060101ALI20170529BHJP

   F02M 63/00 20060101ALI20170529BHJP

【ＦＩ】

   F02M55/02 360

   F02D45/00 345Z

   F02D45/00 364K

   F02M59/44 Z

   F02M63/00 C

【請求項の数】12

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-95351(P2011-95351)

(22)【出願日】2011年4月21日

(65)【公開番号】特開2012-225310(P2012-225310A)

(43)【公開日】2012年11月15日

【審査請求日】2014年4月3日

【審判番号】不服2016-5483(P2016-5483/J1)

【審判請求日】2016年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宇井 岳夫

(72)【発明者】

【氏名】石井 弘

(72)【発明者】

【氏名】大井 明

【合議体】

【審判長】 中村 達之

【審判官】 伊藤 元人

【審判官】 松下 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−６４８６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F02M 39/00-71/04

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給ラインから循環ラインに供給された燃料を循環ポンプによって前記循環ラインを経て燃料噴射ポンプを含む内燃機関に供給することができる燃料供給装置に使用される供給燃料の圧力制御装置において、
前記循環ラインにおける前記供給ラインとの接続口である循環ライン入口の上流側であって前記内燃機関の下流側に設けられた圧力制御弁であって、前記循環ラインのうち、前記循環ポンプの吐出口から前記内燃機関を通って当該圧力制御弁の入口までの圧力である、前記循環ポンプによって前記内燃機関に供給される燃料の供給圧力を調整する圧力制御弁と、
前記内燃機関に供給される燃料の前記供給圧力が、前記内燃機関に設定された出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力、及び前記循環ポンプが燃料を吐出することができる許容吐出圧力のうち小さい方の圧力以下となるように、前記圧力制御弁を制御する燃料調整操作部とを備え、
前記循環ポンプの前記許容吐出圧力は、燃料の粘度に応じて決まるものであることを特徴とする供給燃料の圧力制御装置。

【請求項2】

前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量は、当該循環ポンプの所定のポンプ性能曲線に従って変化し、かつ、
前記内燃機関に設定された所望の出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力及び必要流量が、当該内燃機関の所定の必要燃料圧力・流量曲線に従って変化し、
前記圧力制御弁は、燃料の供給圧力を、前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量が、前記内燃機関の必要圧力及び必要流量を満たすように制御することを特徴とする請求項１記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項3】

前記内燃機関の前記必要圧力が前記循環ポンプの吐出圧力よりも大きいときに、又は内燃機関が必要とする圧力及び流量が、前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きいときに、警報信号を出力する警報手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項4】

前記燃料調整操作部は、前記必要圧力及び前記許容吐出圧力のうち、いずれの圧力が小さいかを判定する圧力判定手段を有し、前記循環ポンプが前記内燃機関に供給する燃料の供給圧力が、前記圧力判定手段が判定した小さい方の圧力以下となるように、前記圧力制御弁を自動制御する構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項5】

前記燃料調整操作部は、前記内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う前記必要圧力及び前記必要流量、並びに、前記循環ポンプの前記ポンプ性能曲線に従う前記吐出圧力及び前記吐出流量で規定された条件において、前記内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う所望の出力又は所望の出力よりも小さくそれに近い出力を発生できるように、前記圧力制御弁を制御して前記内燃機関に供給される燃料の供給圧力を調整することを特徴とする請求項２記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項6】

前記燃料の粘度は、前記循環ラインを流れる燃料の粘度を計測するための手段によって計測して得られたものであり、前記燃料調整操作部は、前記燃料の粘度を計測するための手段によって計測して得られた燃料の粘度に基づいて、前記吐出圧力を得ることができる構成としたことを特徴とする請求項２又は５に記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項7】

前記必要圧力が前記許容吐出圧力よりも大きいとき、又は内燃機関が必要とする必要圧力及び必要流量が、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きいときに、前記燃料調整操作部は、前記圧力制御弁によって調整される前記供給圧力及びその圧力で得られる吐出流量に対応する大きさの出力に略一致するように、前記内燃機関に設定された前記出力を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項8】

前記警報手段が警報信号を出力したときに、前記内燃機関の出力を低下させることを特徴とする請求項３記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項9】

前記圧力制御弁によって設定されている前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量で出力できる前記内燃機関の最大出力又は最大回転数を算出する出力算出手段を備え、
前記警報手段は、前記最大出力を表す信号、前記最大回転数を表す信号、オペレータが前記最大出力を超える出力若しくは前記最大回転数を超える回転数を設定した旨の信号、又は前記内燃機関の出力を制限すべき旨の信号を出力することを特徴とする請求項３記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項10】

燃料の粘度を計測するための手段によって計測して得られた燃料の粘度に基づいて決まる前記ポンプ性能曲線に従う前記吐出圧力及び前記吐出流量で規定された条件において、前記内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う前記内燃機関の略最大出力を発生できる前記循環ポンプの吐出圧力、又はその吐出圧力で発生可能な前記内燃機関の最大出力のいずれか一方又は両方を表示するための表示部を備えていることを特徴とする請求項６記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項11】

前記循環ポンプに供給される複数種類の燃料が定められ、これら複数種類のそれぞれの燃料に対して許容される粘度の許容範囲が設定されており、
前記複数種類の燃料のうちの前記循環ラインを流れる燃料の粘度が、燃料の粘度を計測するための手段によって計測されて、その計測粘度が、その計測された燃料に設定された前記許容範囲外であるときに、警報手段がその旨の信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の供給燃料の圧力制御装置。

【請求項12】

請求項１乃至１１のいずれかに記載の供給燃料の圧力制御装置を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば低粘度の燃料を循環ポンプによって循環ラインで循環させて、その燃料を循環ラインに接続するディーゼル機関等の内燃機関に供給することができる燃料供給装置に使用される供給燃料の圧力制御装置、及び内燃機関の燃料供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼル機関の排気中のＳＯ_X削減技術として、マリンガスオイル（ＭＧＯ）等の燃料（低硫黄燃料）をディーゼル機関の燃料として使用する技術があり、舶用ディーゼル機関にも適用することが可能である。

【0003】

ただし、排気中のＳＯ_X削減効果を有するマリンガスオイル等の燃料は、粘度が非常に小さいので、舶用ディーゼル機関に供給するためには、予め冷却して粘度を上げることが考えられる。このように、粘度の小さい燃料を冷却して粘度を大きくする理由を以下に説明する。

【0004】

従来より、舶用ディーゼル機関に供給される燃料は、所定の循環ラインを介して一定の圧力で供給され、この循環ラインには、ギヤーポンプ等の循環ポンプが設けられている。

【0005】

そして、このような循環ポンプを使用して燃料を舶用ディーゼル機関に供給する場合、この循環ポンプに設けられているシール構造や軸受が耐えることができる圧力は、燃料油の粘度が小さくなるほど、小さくなる傾向があり、高粘度の燃料と同じ圧力で低粘度燃料を使用すると、循環ポンプ内のシール構造や軸受が損傷することが考えられる。

【0006】

そこで、低粘度燃料を使用する場合は、低粘度燃料を予め冷却して所定の高粘度燃料となるようにして、循環ポンプのシール構造や軸受が損傷すること防止することが考えられる。

【0007】

また、図には示さないが、従来の低粘度燃料を使用する内燃機関の燃料噴射装置に関する発明が開示されている（例えば特許文献１参照）。この内燃機関の燃料噴射装置は、エンジンの運転条件及び燃料の粘度に対応して、プランジャの摺動部に添加する潤滑性向上剤の添加量を変更することにより、低粘度燃料を使用するときに、プランジャの摺動部の潤滑性を良好に保持できるようにして、このプランジャの摺動部の摩耗や焼き付きの発生を防止することができるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００５−２９１１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、マリンガスオイル等の低粘度燃料を予め冷却して粘度を高めて舶用ディーゼル機関に供給する燃料供給装置では、燃料冷却装置が必要なので、この燃料冷却装置の費用が掛かるし、その設置スペースも必要とする。更に、この燃料冷却装置を使用して燃料を冷却するには、多量の冷却エネルギを必要とする。また、この燃料冷却装置が故障すると、ディーゼル機関の運転ができなくなる。

【0010】

そして、従来の内燃機関の燃料噴射装置では、低粘度燃料を使用するときに、プランジャの摺動部の潤滑性を良好に保持できるようにして、このプランジャの摺動部の摩耗や焼き付きの発生を防止することができるが、供給ポンプによって低粘度燃料をディーゼル機関に供給するときの圧力によって、供給ポンプのシール構造や軸受が損傷することを防止することはできない。

【0011】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、例えばディーゼル機関に供給される燃料を粘度の大きいものから小さいものに切換えたときに、循環ポンプの燃料の吐出圧力によってその循環ポンプが悪影響を受けることを防止すると共に、その内燃機関をその適正運転条件の範囲内で使用することができる供給燃料の圧力制御装置及び内燃機関の燃料供給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】

【0012】

本発明に係る供給燃料の圧力制御装置は、燃料を循環ポンプによって循環ラインを経て内燃機関に供給することができる燃料供給装置に使用される供給燃料の圧力制御装置において、前記循環ラインに設けられ前記循環ポンプによって前記内燃機関に供給される燃料の供給圧力を調整する燃料特性調整部と、前記内燃機関に供給される燃料の前記供給圧力が、前記内燃機関に設定された出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力、及び前記循環ポンプが燃料を吐出することができる許容吐出圧力のうち小さい方の圧力以下となるように、前記燃料特性調整部を制御する燃料調整操作部とを備え、前記循環ポンプの前記許容吐出圧力は、燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に応じて決まるものであることを特徴とするものである。

【0013】

本発明に係る供給燃料の圧力制御装置によると、循環ラインに設けられている燃料特性調整部を制御することによって、循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）を調整することができる。この燃料特性調整部は、例えば圧力調整弁としてもよいし、循環ライン中の燃料の流量調整をして圧力調整を行なう流量調整弁としてもよい。

【0014】

そして、燃料調整操作部は、燃料特性調整部を制御して、循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）が、内燃機関に設定された出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力、及び循環ポンプが燃料を吐出することができる許容吐出圧力のうち小さい方の圧力以下となるように設定することができる。

【0015】

従って、内燃機関に用いている燃料の性状に応じて、オペレータが燃料調整操作部を操作することによって、又は燃料調整操作部が燃料特性調整部を制御することによって、循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）が、その循環ポンプの許容吐出圧力以下となるように設定することができる。

【0016】

これによって、循環ポンプがその許容吐出圧力以下で運転することができ、自己の吐出圧力によって当該循環ポンプが悪影響を受けることを防止することができる。

【0017】

なお、内燃機関に用いている燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に応じて循環ポンプによる燃料の許容吐出圧力が変化することがあるのは、循環ポンプの許容吐出圧力は、燃料の粘度等の性状に応じて決まるものであり、例えば内燃機関に供給される燃料を切換えると、その切換えられた燃料の粘度等の性状に応じて許容吐出圧力が変化するからである。

【0018】

内燃機関は、低粘度燃料を使用するときに、循環ポンプの許容圧力以下に燃料供給圧力を下げることによって、定格出力を発生することができない可能性があるが、低粘度燃料を使用するときに、循環ポンプが自己の吐出圧力によって悪影響を受けることを防止できる。

【0019】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量は、当該循環ポンプの所定のポンプ性能曲線に従って変化し、かつ、前記内燃機関に設定された所望の出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力及び必要流量が、当該内燃機関の所定の必要燃料圧力・流量曲線に従って変化し、燃料特性調整部は、燃料の供給圧力を、前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量が、前記内燃機関の必要圧力及び必要流量を満たすように制御するものとすることができる。

【0020】

このように、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量は、所定のポンプ性能曲線に従って変化するので、燃料特性調整部によって循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）を調整すると、それに応じて循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給流量（吐出流量）も変化する。

【0021】

そして、内燃機関に設定された出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力及び必要流量は、当該内燃機関の所定の必要燃料圧力・流量曲線に従って変化する。

【0022】

従って、オペレータが、内燃機関に対して所望の出力を設定したときに、燃料調整操作部が燃料特性調整部を制御して、循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）を以下のように調整することができる。つまり、内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従ってこの内燃機関が消費する燃料の必要圧力及び必要流量が、循環ポンプのポンプ性能曲線の吐出圧力及び吐出流量よりも小さい範囲となるようにこの供給圧力（吐出圧力）を調整することができる。

【0023】

これによって、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量が、内燃機関が必要とする燃料圧力及び流量を満たす状態を保つことができる。

【0024】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記内燃機関の前記必要圧力が前記循環ポンプの吐出圧力よりも大きいときに、又は内燃機関が必要とする圧力及び流量が、前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きいときに、警報信号を出力する警報手段を備え、前記燃料調整操作部は、オペレータによって操作されて前記燃料特性調整部を制御するものとすることができる。

【0025】

このようにすると、オペレータが、内燃機関に対して所望の出力を設定したときに、内燃機関に設定された出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力が、循環ポンプの吐出圧力よりも大きい場合に、又は内燃機関が必要とする圧力及び流量が、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きい場合に、警報手段が警報信号を出力することができる。オペレータは、この警報信号によってその必要圧力が許容吐出圧力よりも大きいことや、内燃機関が必要とする圧力及び流量が、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きいことを認識することができる。オペレータは、この警報信号を認識したときに、オペレータは、この警報信号を認識したときに、燃料調整操作部を操作して燃料特性調整部を動作させることによって、循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）が、その循環ポンプの許容吐出圧力以下となるように、この燃料特性調整部が調整することができる。

【0026】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記燃料調整操作部は、前記必要圧力及び前記吐出圧力のうち、いずれの圧力が小さいかを判定する圧力判定手段を有し、前記循環ポンプが前記内燃機関に供給する燃料の供給圧力が、前記圧力判定手段が判定した小さい方の圧力以下となるように、前記燃料特性調整部を自動制御する構成とすることができる。

【0027】

このようにすると、オペレータが、内燃機関に対して所望の出力を設定したときに、圧力判定手段が、必要圧力及び吐出圧力のうち、いずれの圧力が小さいかを判定することができる。そして、燃料調整操作部は、循環ポンプが内燃機関に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）が、圧力判定手段が判定した小さい方の圧力以下となるように、燃料特性調整部を自動制御することができる。

【0028】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記燃料調整操作部は、前記内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う前記必要圧力及び前記必要流量、並びに、前記循環ポンプの前記ポンプ性能曲線に従う前記吐出圧力及び前記吐出流量で規定された条件において、前記内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う所望の出力又は所望の出力よりも小さくそれに近い出力を発生できるように、前記燃料特性調整部を制御して前記内燃機関に供給される燃料の供給圧力を調整するものとすることができる。

【0029】

このようにすると、オペレータが、内燃機関に対して所望の出力を設定したときに、燃料調整操作部は、内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う必要圧力及び必要流量、並びに、循環ポンプのポンプ性能曲線に従う吐出圧力及び吐出流量で規定された条件において、内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う所望の出力又は所望の出力よりも小さくそれに近い出力を発生できるように、燃料特性調整部を制御して内燃機関に供給される燃料の供給圧力（吐出圧力）を調整することができる。これによって、例えば粘度の小さい燃料が内燃機関に供給されている状態で、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量が減少することによって起こる内燃機関の出力の制限量を小さくすることができる。

【0030】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状は、前記循環ラインを流れる燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状を計測するための手段によって計測して得られたものであり、前記燃料調整操作部は、前記燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状を計測するための手段によって計測して得られた燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に基づいて、前記吐出圧力、又は循環ポンプの前記ポンプ性能曲線及び内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う必要圧力及び必要流量を得ることができる構成とすることができる。

【0031】

このようにすると、循環ラインを流れる燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状をこの循環ラインに設けられている燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状を計測するための手段によって計測して得ることができ、燃料調整操作部は、この実際に循環ラインを通る燃料の粘度等の性状を使用して信頼性の高い吐出圧力、又は循環ポンプの前記ポンプ性能曲線及び内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う必要圧力及び必要流量を得ることができる。これによって、確実に循環ポンプの燃料の吐出圧力によってその循環ポンプが悪影響を受けないようにすることができる。

【0032】

また、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量が、内燃機関が必要とする必要圧力及び必要流量よりも小さくならないようにすることができる。

【0033】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記必要圧力が前記許容吐出圧力よりも大きいとき、又は内燃機関が必要とする必要圧力及び必要流量が、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きいときに、前記燃料調整操作部は、前記燃料特性調整部によって調整される前記供給圧力及びその圧力で得られる吐出流量に対応する大きさの出力に略一致するように、前記内燃機関の前記設定出力を変更するものとすることができる。

【0034】

このようにすると、オペレータによって内燃機関に設定された出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力が、循環ポンプが燃料を吐出（供給）することができる許容吐出圧力よりも大きいとき、又は内燃機関が必要とする必要圧力及び必要流量が、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きいときに、燃料調整操作部は、内燃機関の設定出力を、燃料特性調整部によって調整される供給圧力（吐出圧力）及びその圧力で得られる吐出流量に対応する大きさの出力に変更することができる。これによって、内燃機関に設定されている出力が、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量で発生することができる出力に略一致させることができる。

【0035】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記警報手段が警報信号を出力したときに、前記内燃機関の出力を低下させるものとすることができる。

【0036】

このようにすると、警報手段が警報信号を出力したときに、内燃機関の出力を低下させることができる。これによって、内燃機関が必要とする圧力及び流量を、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも小さくすることができ、その結果、内燃機関を安定して駆動させることができる。

【0037】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記燃料特性調整部によって設定されている前記循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量で出力できる前記内燃機関の最大出力又は最大回転数を算出する出力算出手段を備え、前記警報手段は、前記最大出力を表す信号、前記最大回転数を表す信号、オペレータが前記最大出力を超える出力若しくは前記最大回転数を超える回転数を設定した旨の信号、又は前記内燃機関の出力を制限すべき旨の信号を出力するものとすることができる。

【0038】

このようにすると、例えば燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に応じて燃料特性調整部を調整して、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量を設定したときに、その設定されている吐出圧力及び吐出流量で出力できる内燃機関の最大出力又は最大回転数を、出力算出手段によって算出することができる。

【0039】

そして、警報手段は、内燃機関の必要圧力が循環ポンプの吐出圧力よりも大きいときに、又は内燃機関が必要とする圧力及び流量が、循環ポンプの吐出圧力及び吐出流量よりも大きいときに、最大出力を表す信号、最大回転数を表す信号、オペレータが前記最大出力を超える出力若しくは前記最大回転数を超える回転数を設定した旨の信号、又は内燃機関の出力を制限すべき旨の信号を出力することができる。

【0040】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状を計測するための手段によって計測して得られた燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に基づいて決まる前記ポンプ性能曲線に従う前記吐出圧力及び前記吐出流量で規定された条件において、前記内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う前記内燃機関の略最大出力を発生できる前記循環ポンプの吐出圧力、又はその吐出圧力で発生可能な前記内燃機関の最大出力のいずれか一方又は両方を表示するための表示部を備えているものとすることができる。

【0041】

このようにすると、燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状を計測するための手段によって計測して得られた燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に基づいて決まるポンプ性能曲線に従う吐出圧力及び吐出流量で規定された条件において、内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線に従う内燃機関の最大出力を発生できる循環ポンプの吐出圧力を表示部に表示させることができる。これによって、オペレータは、循環ポンプの吐出圧力がその表示された吐出圧力となるように燃料特性調整部を調整することができる。

【0042】

そして、当該吐出圧力で発生可能な内燃機関の最大出力を表示部に表示させるようにすることもできる。これによって、循環ポンプの吐出圧力を当該吐出圧力となるように燃料特性調整部が調整された状態で、オペレータは、内燃機関の出力を当該最大出力に設定することができる。

【0043】

この発明に係る供給燃料の圧力制御装置において、前記循環ポンプに供給される複数種類の燃料が定められ、これら複数種類のそれぞれの燃料に対して許容される粘度又はそれ以外の燃料の性状の許容範囲が設定されており、前記複数種類の燃料のうちの前記循環ラインを流れる燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状が、燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状を計測するための手段によって計測されて、その計測粘度又は計測性状が、その計測された燃料に設定された前記許容範囲外であるときに、警報手段がその旨の信号を出力するものとすることができる。

【0044】

このようにすると、循環ラインを流れる燃料が、予め定めた複数種類の燃料のうちの任意の燃料であっても、粘度又はそれ以外の燃料の性状が許容範囲外の燃料が循環ポンプから内燃機関に供給されることを、オペレータが、警報手段の出力するその旨の信号によって認識することができる。これによって、内燃機関及び循環ポンプの故障を防止することができる。

【0045】

本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、本発明に係る供給燃料の圧力制御装置を備えることを特徴とするものである。

【0046】

本発明に係る内燃機関の燃料供給装置によると、この燃料供給装置が備える供給燃料の圧力制御装置によって圧力制御された燃料を内燃機関に供給することができる。この供給燃料の圧力制御装置は、本発明に係る供給燃料の圧力制御装置と同様に作用する。

【発明の効果】

【0047】

本発明に係る供給燃料の圧力制御装置、及び内燃機関の燃料供給装置は、例えばオペレータが、内燃機関に対して設定出力を変更したときや、内燃機関に供給される燃料を粘度の大きいものから小さいものに切換えたときに、循環ポンプをその許容吐出圧力以下で運転することができるようにした構成である。従って、循環ポンプの燃料の吐出圧力によってその循環ポンプが悪影響を受けることを防止すると共に、内燃機関をその適正運転条件の範囲内で使用することができる。

【0048】

これによって、例えば船舶がＳＯ_Ｘ規制海域（ＳＥＣＡ）に進入するときに、この船舶に設けられている内燃機関に供給される燃料を、粘度の大きいＣ重油から粘度の小さいマリンガスオイル（ＭＧＯ）等に切換えたときに、循環ポンプのその吐出圧力によって当該循環ポンプが悪影響を受けることを防止することができる。

【0049】

また、本発明は、循環ポンプの供給圧力を調整することによって、低粘度燃料を内燃機関で使用できるようにする構成なので、従来のように、燃料冷却装置が不要であり、そのためのコスト及び設置スペースの増加を抑えることができ、燃料冷却装置の稼動エネルギを不要とすることができる。

【0050】

更に、循環ポンプの吐出圧力（供給圧力）を下げることによって、低粘度燃料を使用できるようにしているので、循環ポンプの消費電力を削減できる。

【0051】

そして、例えば燃料冷却装置によって燃料を冷却して高い粘度の燃料として使用できるようにする燃料供給装置に対しては、本発明の供給燃料の圧力制御装置をバックアップシステムとして設けることによって、燃料冷却装置が故障した場合でも、内燃機関を継続して運転できるようにすることができる。

【0052】

また、例えば既に建設されている船舶の燃料供給装置に対して、新たに低粘度燃料が使用できるようにする場合に、本発明の供給燃料の圧力制御装置を適用することによって、燃料冷却装置を増設したり耐圧性の高いポンプに変更せずに、低粘度燃料に対応できるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】この発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置を示すブロック図である。

【図2】同発明の第１及び第２実施形態に係る同燃料供給装置に設けられている循環ポンプの吐出圧力の調整を説明するための図である。

【図3】同発明の第３実施形態に係る同燃料供給装置に設けられている循環ポンプの吐出圧力の調整を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0054】

以下、本発明に係る供給燃料の圧力制御装置２１を備える内燃機関の燃料供給装置（以下、単に「燃料供給装置」と言うこともある。）の第１実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。この燃料供給装置１１は、例えば図１に示すディーゼル機関等の内燃機関１２に供給される燃料を、粘度の大きいもの（第２燃料タンク１４に貯留されている第２燃料油（例えばＣ重油））から小さいもの（第１燃料タンク１３に貯留されている第１燃料油（マリンガスオイル（ＭＧＯ））に切換えたときに、循環ポンプ１５の燃料の吐出圧力によってその循環ポンプ１５のシール構造や軸受が悪影響を受けることを防止すると共に、その内燃機関１２をその適正運転条件の範囲内で使用することができるものである。

【0055】

そして、この第１燃料油（マリンガスオイル（ＭＧＯ））である低粘度燃料を使用するのは、内燃機関１２の排気中のＳＯ_Xを削減するためであり、このように、排気中のＳＯ_Xを削減する場合として、例えばこの燃料供給装置１１を備える船舶がＳＯ_Ｘ規制海域（ＳＥＣＡ）に進入する場合である。

【0056】

図１に示すように、内燃機関１２に燃料を供給するための燃料供給装置１１は、第１燃料タンク１３、第２燃料タンク１４、供給ポンプ１６、第１圧力調整弁１７、循環ポンプ１５、第２圧力調整弁１８、粘度センサ１９、及び燃料制御部２０を備えている。

【0057】

供給燃料の圧力制御装置２１は、第２圧力調整弁１８、粘度センサ１９、及び燃料制御部２０を備えている。

【0058】

第１燃料タンク１３は、第１燃料油を貯留することができるものである。この第１燃料油は、例えば粘度の小さいマリンガスオイル（ＭＧＯ）又はナフサ等の低粘度の低硫黄燃料である。そして、このマリンガスオイルは、例えばＩＳＯの留出油に分類されるＤＭＡ又はＤＭＸである。

【0059】

第２燃料タンク１４は、第２燃料油を貯留することができるものであり、この第２燃料は、例えばＣ重油やＡ重油等の高粘度燃料である。

【0060】

そして、図１に示すように、第１燃料タンク１３及び第２燃料タンク１４のそれぞれの出口は、配管２２、２３を介して供給路切換部２４（三方切換え弁）と接続している。この供給路切換部２４は、第１燃料タンク１３に貯留されているガスオイル、及び第２燃料タンク１４に貯留されているＣ重油のうち、所望の燃料をこの供給路切換部２４の後段に接続されている供給ポンプ１６の吸込み口に導くように燃料供給路を切換えることができるものである。

【0061】

この供給路切換部２４は、手動又は圧力空気等の圧力流体で作動させることができ、第１及び第２燃料タンク１３、１４に貯留されている第１及び第２燃料油のうち、例えばオペレータが所望の燃料油を供給ライン２５に供給できるようになっている。

【0062】

また、図示しない表示部に対して、第１又は第２燃料タンク１３、１４のいずれのタンクから燃料が供給されているかを示す信号を送信して、表示部に表示できるようになっている。

【0063】

供給ポンプ１６は、第１燃料タンク１３内のガスオイル、及び第２燃料タンク１４内のＣ重油のうち、供給路切換部２４を通って導かれてくる燃料を循環ライン２６に供給すると共に、この循環ライン２６内の燃料（Ｃ重油又はガスオイル）に所定の圧力を付与することができるものである。

【0064】

そして、この供給ポンプ１６は、供給路切換部２４と、循環ライン２６の入口２７とを接続する供給ライン２５（配管）の途中に設けられている。また、この供給ポンプ１６は、例えば図示しない電気式モータで駆動される構成と成っている。

【0065】

また、図１に示すように、この供給ライン２５の途中であって、供給ポンプ１６の燃料の吸込み口と吐出口とを接続するバイパス２８（配管）が設けられ、バイパス２８の途中に第１圧力調整弁１７が設けられている。

【0066】

この第１圧力調整弁１７は、供給ライン２５を通って循環ライン２６に供給される燃料、例えばガスオイルやＣ重油の供給圧力を調整するためのものであり、燃料制御部２０から送信されてくる第１圧力制御信号によって制御され、燃料を所定の圧力で循環ライン２６に供給できるようになっている。

【0067】

次に、図１に示す循環ライン２６について説明する。この循環ライン２６は、環状に接続された配管で形成され、ガスオイルやＣ重油がこの循環ライン２６を反時計方向に流れるように構成されている。この循環ライン２６によって、循環ライン２６を循環するガスオイルやＣ重油を、循環ライン２６に接続する内燃機関１２に供給することができる。この循環ライン２６には、循環ポンプ１５、粘度センサ１９、内燃機関１２、及び第２圧力調整弁１８が設けられている。

【0068】

循環ポンプ１５は、循環ライン２６内のガスオイルやＣ重油を所望の圧力に昇圧して循環させることができるものであり、この循環ポンプ１５は、例えば電気式モータで駆動される構成と成っている。

【0069】

粘度センサ１９は、図１に示すように、循環ライン２６の途中であって、循環ポンプ１５と内燃機関１２との間に設けられている。この粘度センサ１９は、循環ライン２６を循環する第１及び第２燃料油（ガスオイルやＣ重油）の粘度（例えば動粘度）を計測することができるものであり、この計測して得られた計測粘度は、燃料制御部２０に送信される。

【0070】

この粘度センサ１９は、図には示さないが、粘度を計測するための構成のものであればよく、例えば循環ライン２６の途中にオリフィスを設け、このオリフィスを通る燃料の流量を計測する流量計と、このオリフィスの前後の燃料の差圧を計測する差圧計とを備えるものとしてもよいし、これ以外のものを使用してもよい。

【0071】

内燃機関１２は、例えばディーゼル機関であり、循環ライン２６に接続され、この循環ライン２６を流れるガスオイル又はＣ重油が供給されるように構成されている。そして、ディーゼル機関には、燃料噴射ポンプ（図示せず）が設けられ、この燃料噴射ポンプは、循環ライン２６から供給されるガスオイル又はＣ重油を噴射圧力まで昇圧して、内燃機関１２の燃料噴射弁からこの機関の燃焼室に噴射することができるものである。

【0072】

第２圧力調整弁１８（燃料特性調整部）は、循環ライン２６に設けられ、内燃機関１２の下流側に配置されている。この第２圧力調整弁１８は、循環ポンプ１５から吐出されて内燃機関１２に供給される燃料の供給圧力（吐出圧力）を調整することができるものである。そして、この第２圧力調整弁１８は、燃料制御部２０から送信されてくる第２圧力制御信号によって制御され、燃料を所定の圧力で内燃機関１２に供給できるようになっている。

【0073】

そして、この第２圧力調整弁１８は、図１に示す循環ライン２６のうち、循環ポンプ１５の吐出口から粘度センサ１９及び内燃機関１２を通ってこの第２圧力調整弁１８の入口までの圧力調整区間２９を流れる燃料の圧力を調整することができるように構成されている。

【0074】

ただし、この実施形態では、第２圧力調整弁１８を使用して圧力調整区間２９を流れる燃料の圧力を調整したが、これ以外の手段を使用してこの圧力調整区間２９を流れる燃料の圧力を調整してもよい。例えば、第２圧力調整弁１８に代えて、図示しない流量調整弁を設けて、圧力調整区間２９を流れる燃料の流量を調整することによってその燃料の圧力を調整してもよい。この流量調整弁は、循環ポンプ１５が有するポンプ性能曲線Ｒ１、Ｒ２（図２参照）を利用して、圧力調整区間２９を流れる燃料の流量Ｑを調整することによって、この圧力調整区間２９を流れる燃料の圧力Ｐを調整することができるものである。

【0075】

この図２に示すポンプ性能曲線Ｒ１、Ｒ２は、循環ポンプ１５の吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑが所定の関係を有していることを示しており、燃料（ガスオイル、Ｃ重油）の粘度に応じて決まる曲線である。

【0076】

次に、図１に示す燃料制御部２０を説明する。この燃料制御部２０は、中央演算処理装置で構成され、記憶部に予め記憶されている所定のプログラムに従って、種々の演算や処理を行うことができるものである。そして、この燃料制御部２０は、図１に示すように、第１圧力調整弁１７、及び第２圧力調整弁１８と電気的に接続されており、これらの動作を制御することができる。また、燃料制御部２０は、粘度センサ１９と電気的に接続されており、この粘度センサ１９から送られてきた計測粘度を演算したり処理することができる。また、この燃料制御部２０は、燃料調整操作部３０を備えている。

【0077】

この燃料調整操作部３０は、図１に示す循環ポンプ１５によって内燃機関１２に供給される燃料の供給圧力が、内燃機関１２に設定された出力を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力、及び循環ポンプ１５が燃料を吐出することができる許容吐出圧力のうち、小さい方の圧力以下となるように第２圧力調整弁１８（燃料特性調整部）を制御するものである。

【0078】

ただし、必要圧力と吐出圧力とが同一であるときは、循環ポンプ１５によって内燃機関１２に供給される燃料の供給圧力がその同一と判断された圧力となるように第２圧力調整弁１８を制御するようになっている。

【0079】

次に、図２を参照して、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆ、及び循環ポンプ１５のポンプ性能曲線Ｒ１、Ｒ２について説明する。

【0080】

内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆは、内燃機関１２が出力Ｗを発生するときに、循環ポンプ１５によって内燃機関１２に供給される燃料の必要圧力Ｐと必要流量Ｑとの関係を示す曲線である。例えば出力Ｗ１１を発生するためには、燃料の必要圧力及び必要流量は、Ｐ１、Ｑ１であり、出力Ｗ２２を発生するためには、燃料の必要圧力及び必要流量は、Ｐ２、Ｑ２となる。

【0081】

従って、内燃機関１２に設定された出力Ｗを発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ及び必要流量Ｑは、当該内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従って変化する。

【0082】

循環ポンプ１５のポンプ性能曲線Ｒ１、Ｒ２は、第２圧力調整弁１８を制御して圧力調整区間２９を流れる燃料の圧力（吐出圧力）Ｐを調整したときに、循環ポンプ１５が吐出する燃料の流量（吐出流量）Ｑとの関係を示す曲線である。例えば循環ポンプ１５がＣ重油を吐出する場合は、図２に実線で示すポンプ性能曲線Ｒ１となり、循環ポンプ１５がガスオイルを吐出する場合は、図２に一点鎖線で示すポンプ性能曲線Ｒ２となる。

【0083】

従って、循環ポンプ１５の吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑは、当該循環ポンプ１５の所定のポンプ性能曲線Ｒ１又はＲ２に従って変化する。

【0084】

なお、燃料がＣ重油のときと、ガスオイルのときとでは、ポンプ性能曲線Ｒ１、Ｒ２が相違しており、この相違しているところは、循環ポンプ１５がガスオイルを吐出するときよりもＣ重油を吐出するときの方が吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑが大きくなるところであり、その理由は、ガスオイルよりもＣ重油の方が粘度が大きいからである。つまり、粘度の大きいＣ重油を吐出する場合は、循環ポンプ１５の回転部と固定部との隙間から漏れる燃料の量が、粘度の小さいガスオイルを吐出する場合よりも少ないことが原因の一つとなっている。

【0085】

そして、図２に示すように、循環ポンプ１５がガスオイルを吐出するときのポンプ性能曲線Ｒ２では、ポンプ１５の最大吐出圧力がＰＭに制限されているが、その理由は、第２圧力調整弁１８によってガスオイルの圧力調整をしてこれ以上の圧力となるように調整すると、粘度の小さいガスオイルの圧力が、循環ポンプ１５のシール構造や軸受に掛かり、これらが損傷する可能性があるからである。

【0086】

次に、内燃機関１２に対して出力を設定及び変更する場合について説明する。内燃機関１２に対して出力を設定及び変更する場合は、オペレータが図１に示す内燃機関制御部３１と接続する出力操作部（図示せず）を操作することによって行なわれ、この出力操作部が出力操作信号を生成して、この出力操作信号が内燃機関制御部３１に入力する。この内燃機関制御部３１は、これと電気的に接続する燃料制御部２０及び内燃機関１２のそれぞれに設定出力信号を送信するようになっている。

【0087】

次に、図１に示す粘度センサ１９、燃料調整操作部３０が備える圧力判定手段（図示せず）、及び燃料調整操作部３０に設けられている警報手段（図示せず）について説明する。

【0088】

粘度センサ１９は、上記したように、循環ライン２６を循環する第１及び第２燃料油（ガスオイルやＣ重油）の粘度を計測して、この計測して得られた計測粘度を燃料制御部２０に送信することができるものである。

【0089】

そして、この燃料制御部２０が備える燃料調整操作部３０は、粘度センサ１９によって計測して得られた燃料の計測粘度に基づいて、循環ポンプ１５の吐出圧力Ｐ（ポンプ性能曲線Ｒ１又はＲ２）を得ることができるように構成されている。

【0090】

これによって、燃料調整操作部３０は、実際に循環ライン２６を通る燃料の粘度を使用して信頼性の高い吐出圧力Ｐ（ポンプ性能曲線Ｒ１又はＲ２）を求めることができる。

【0091】

なお、例えばポンプ性能曲線Ｒ１、Ｒ２に関するデータ、並びに、ガスオイル及びＣ重油のそれぞれの粘度に関するデータは、予め記憶部に記憶されている。従って、粘度センサ１９によって燃料の粘度を計測すると、その計測粘度と対応するポンプ性能曲線Ｒ１又はＲ２が選択されるようになっている。

【0092】

ただし、この実施形態では、粘度センサ１９によって燃料の粘度を計測してこの計測粘度に基づいて、図２に示す循環ポンプ１５のポンプ性能曲線Ｒ１又はＲ２を選択できるようにしたが、これに代えて、粘度センサ１９以外の燃料の性状センサ（図示せず）を設け、この性状センサによって計測して得られた計測性状に基づいて、図２に示す循環ポンプ１５のポンプ性能曲線Ｒ１又はＲ２を選択できるようにすることができる。この燃料の性状としては、例えば燃料の流動性、潤滑性又は温度等を表すものである。

【0093】

また、この燃料調整操作部３０は、内燃機関１２に所望の出力Ｗが設定されたときは、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに基づいて、循環ポンプ１５がその設定出力Ｗを発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐを得ることができるように構成されている。

【0094】

これによって、燃料調整操作部３０は、内燃機関１２に対して実際に設定された出力Ｗに基づいて信頼性の高い必要圧力Ｐを得ることができる。よって、確実に循環ポンプ１５の燃料の吐出圧力によってその循環ポンプ１５のシール構造及び軸受が悪影響を受けないようにすることができる。

【0095】

そして、この内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに基づく必要圧力Ｐ及び必要流量Ｑに関するデータは、予め記憶部に記憶されている。従って、内燃機関１２の出力Ｗが設定されると、この設定出力Ｗと対応する必要圧力Ｐ及び必要流量Ｑが選択されるようになっている。

【0096】

また、図１に示すこの燃料調整操作部３０が備える圧力判定手段は、内燃機関１２に設定された出力Ｗを発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ、及び循環ポンプ１５がその燃料を吐出することができる許容吐出圧力ＰＭのうち、いずれの圧力が小さいかを判定する手段である。

【0097】

更に、燃料調整操作部３０に設けられている警報手段は、図には示さないが、前記圧力判定手段が、内燃機関１２に設定された出力Ｗを発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐが、循環ポンプ１５がその燃料を吐出することができる許容吐出圧力Ｐ（ＰＭ）よりも大きいと判断したときに、警報信号を出力するように構成されている。

【0098】

この警報信号は、図示しない表示部及び警報機に入力され、この表示部は、その旨の警報表示をするようになっているし、警報機は、その旨の警報音を発生するようになっている。

【0099】

そして、これら表示部及び警報機が警報表示及び警報音を出力した場合は、オペレータが、燃料調整操作部３０に設けられている例えば制御切換スイッチ（図示せず）を操作することによって、この燃料調整操作部３０が第２圧力調整弁１８を作動させることができ、これによって、循環ポンプ１５が吐出する燃料の吐出圧力（供給圧力）Ｐが、内燃機関１２に設定された出力Ｗを発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ、及び循環ポンプ１５が燃料を吐出することができる許容吐出圧力Ｐのうち、小さい方の圧力以下となるように制御する構成となっている。

【0100】

そしてこのとき、オペレータは、内燃機関１２の出力を低減させて、内燃機関１２に設定された出力Ｗを発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ及び必要流量Ｑが、循環ポンプ１５が吐出する燃料の吐出圧力（供給圧力）Ｐ及び吐出流量Ｑよりも小さくする。これによって、内燃機関を安定して駆動させることができる。

【0101】

以上のように、オペレータが、内燃機関１２に対して、例えば図２に示す所望の出力Ｗ１１を設定したときに、燃料調整操作部３０が第２圧力調整弁１８を制御して、循環ポンプ１５が内燃機関１２に供給する燃料の供給圧力（吐出圧力）Ｐを調整するメカニズムは、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従ってこの内燃機関１２が消費する燃料の必要圧力Ｐ及び必要流量Ｑが、循環ポンプ１５のポンプ性能曲線Ｒ１又はＲ２に従う吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑよりも小さい範囲となるようにこの供給圧力（吐出圧力）Ｐを調整するというものである。

【0102】

これによって、循環ポンプ１５をその許容吐出圧力ＰＭ以下で運転することができるので、循環ポンプ１５の燃料の吐出圧力Ｐによってその循環ポンプ１５が悪影響を受けることを防止することができる。

【0103】

次に、上記のように構成された燃料供給装置１１の作用及び燃料を切換えるときの手順を説明する。例えば今、図１に示す第２燃料タンク１４内のＣ重油が供給ライン２５を経て循環ライン２６に供給されて、内燃機関１２が図２に示す出力Ｗ１１で運転しているとする。次に、オペレータが供給路切換部２４を操作して切換えることによって、第１燃料タンク１３内のガスオイルが循環ライン２６に供給される状態にする。

【0104】

このとき、燃料調整操作部３０が備える圧力判定手段は、内燃機関１２に設定されている出力Ｗ１１を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ１（図２参照）、及び循環ポンプ１５が燃料（ガスオイル）を吐出することができる許容吐出圧力ＰＭのうち、いずれの圧力が小さいかを判定する。

【0105】

つまり、循環ポンプ１５がガスオイルを吐出することができる許容吐出圧力ＰＭは、図２に示すポンプ性能曲線Ｒ２の吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑの関係に基づいて、燃料調整操作部３０が求めることができる。なお、循環ポンプ１５がガスオイルを吐出するときに、図２に示すポンプ性能曲線Ｒ２に従って運転されることは、前記したように、粘度センサ１９が循環ライン２６を流れる燃料がガスオイルであることを検出することによって、この燃料調整操作部３０は、認識することができる。

【0106】

そして、圧力判定手段によって、内燃機関１２に設定されている出力Ｗ１１を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ１が、循環ポンプ１５が燃料（ガスオイル）を吐出することができる許容吐出圧力ＰＭよりも大きいと判定したときは、燃料調整操作部３０は、内燃機関１２の出力Ｗ１１における循環ポンプ１５の吐出流量Ｑ１が一定とした条件において、ポンプ性能曲線Ｒ２における吐出圧力ＰがＰ２であることを求める。

【0107】

しかる後に、圧力判定手段は、図２に示す必要圧力Ｐ１が吐出圧力Ｐ２よりも大きいと判定する。このとき、表示部及び警報機が警報表示及び警報音を出力する。

【0108】

オペレータは、この警報表示及び警報音によって、必要圧力Ｐ１が吐出圧力Ｐ２よりも大きいことを認識することができる。そして、オペレータは、この警報表示及び警報音を認識したときに、燃料調整操作部３０に設けられている制御切換スイッチ（例えばガスオイルモード用押しボタンスイッチ）を操作することによって、この燃料調整操作部３０が第２圧力調整弁１８を制御して、循環ポンプ１５が吐出する燃料（ガスオイル）の吐出圧力（供給圧力）Ｐが、循環ポンプ１５が燃料（ガスオイル）を吐出することができる吐出圧力Ｐ２となるように調整することができる。

【0109】

このようにして、循環ポンプ１５の吐出圧力がＰ２に設定されると、内燃機関１２は、必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従ってＷ２２（Ｐ２、Ｑ２）の出力で運転することができる。

【0110】

これによって、循環ポンプ１５は、そのポンプ性能曲線Ｒ２の許容吐出圧力ＰＭ以下で運転することができ、自己の吐出圧力Ｐ２によって当該循環ポンプ１５のシール構造や軸受が悪影響を受けることを防止することができる。

【0111】

ただし、燃料の粘度等の性状によって、同一の出力のときに内燃機関１２が必要とする燃料圧力も変化するので、使用している燃料又は粘度センサ１９（性状センサ）によって検知された燃料の粘度（又は粘度以外の性状）によって、内燃機関１２の出力を変化させることが必要な場合がある。

【0112】

また、この供給燃料の圧力制御装置２１によると、内燃機関１２は、低粘度燃料を使用するときに、設定出力Ｗ１１を発生することができない可能性があるが、低粘度燃料を使用するときに、循環ポンプ１５が自己の吐出圧力Ｐ２によって悪影響を受けることを防止できると共に、内燃機関１２をその適正運転条件の範囲内（必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従って）で使用することができる。

【0113】

これによって、例えばこの燃料供給装置１１を備える船舶がＳＯ_Ｘ規制海域（ＳＥＣＡ）に進入するときに、内燃機関１２に供給される燃料を、粘度の大きいＣ重油から粘度の小さいマリンガスオイル（ＭＧＯ）に切換えたときに、循環ポンプ１５のその吐出圧力Ｐ２によって当該循環ポンプ１５が悪影響を受けることを防止することができる。

【0114】

また、循環ポンプ１５の供給圧力（吐出圧力）を第２圧力調整弁１８で調整することによって、低粘度燃料を内燃機関１２で使用できるようにする構成なので、従来のように、燃料冷却装置が不要であり、そのためのコスト及び設置スペースの増加を抑えることができ、燃料冷却装置の稼動エネルギを不要とすることができる。

【0115】

更に、循環ポンプ１５の吐出圧力（供給圧力）Ｐを下げることによって、低粘度燃料を使用できるようにしているので、循環ポンプ１５の消費電力を削減できる。

【0116】

そして、例えば燃料冷却装置によって燃料を冷却して高粘度として使用できるようにする方式の燃料供給装置に対しては、この実施形態の供給燃料の圧力制御装置２１をバックアップシステムとして設けることによって、燃料冷却装置が故障した場合でも、内燃機関１２を継続して運転できるようにすることができる。

【0117】

また、例えば既に建設されている船舶の燃料供給装置に対して、新たに低粘度燃料が使用できるようにする場合に、この実施形態の供給燃料の圧力制御装置２１を適用することによって、燃料冷却装置を増設したり耐圧性の高いポンプに変更せずに、低粘度燃料に対応できるようにすることができる。

【0118】

なお、上記では、図１に示す第２燃料タンク１４内のＣ重油が内燃機関１２に供給されている状態から、供給路切換部２４を切換えることによって、第１燃料タンク１３内のガスオイルが内燃機関１２に供給される場合について説明したが、第１燃料タンク１３内のガスオイルが内燃機関１２に供給されている状態から、供給路切換部２４を切換えることによって、第２燃料タンク１４内のＣ重油が内燃機関１２に供給される場合については、従来の設定圧力と同様に、第２圧力調整弁１８をこのＣ重油が循環ライン２６を流れるときの設定圧力Ｐに調整（例えばＣ重油モード用押しボタンスイッチを操作）すればよいので、その詳細な説明を省略する。

【0119】

次に、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の第２実施形態を説明する。この第２実施形態の燃料供給装置と、第１実施形態の燃料供給装置１１とが相違するところは、以下のところである。

【0120】

第１実施形態の燃料供給装置１１では、燃料調整操作部３０が備える圧力判定手段が、図２に示す必要圧力Ｐ１が吐出圧力Ｐよりも大きいと判定したときに、表示部及び警報機が警報表示及び警報音を出力するようになっている。そして、オペレータは、この警報表示及び警報音によって、必要圧力Ｐ１が吐出圧力Ｐよりも大きいことを認識したときに、燃料調整操作部３０に設けられている制御切換スイッチを操作することによって、循環ポンプ１５が吐出する燃料（ガスオイル）の吐出圧力（供給圧力）Ｐが、循環ポンプ１５が燃料（ガスオイル）を吐出することができる吐出圧力Ｐ２となるように調整している。

【0121】

これに対して、第２実施形態の燃料供給装置では、燃料調整操作部３０が備える圧力判定手段が、図２に示す必要圧力Ｐ１が吐出圧力Ｐよりも大きいと判定したときに、表示部及び警報機が警報表示及び警報音を出力すると共に、燃料調整操作部３０は、オペレータが制御切換スイッチを操作することなく、自動的に第２圧力調整弁１８を制御して、循環ポンプ１５が吐出する燃料（ガスオイル）の吐出圧力（供給圧力）Ｐが、循環ポンプ１５が燃料（ガスオイル）を吐出することができる吐出圧力Ｐ２となるように調整するところである。

【0122】

これ以外は、第１実施形態と同等の構成であり同様に作用するので、それらの詳細な説明を省略する。

【0123】

次に、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の第３実施形態を、図３等を参照して説明する。この第３実施形態の燃料供給装置と、第１実施形態の燃料供給装置１１とが相違するところは、以下のところである。

【0124】

第１実施形態の燃料供給装置１１では、燃料調整操作部３０が、循環ポンプ１５がガスオイルを吐出することができる吐出圧力Ｐを算出する方法として、内燃機関１２の出力Ｗ１１における循環ポンプ１５の吐出流量Ｑ１が一定とした状態で、ポンプ性能曲線Ｒ２における吐出圧力ＰがＰ２であることを求めるようにしている。

【0125】

次に、燃料調整操作部３０が第２圧力調整弁１８を制御して、循環ポンプ１５が吐出する燃料（ガスオイル）の吐出圧力（供給圧力）Ｐが、循環ポンプ１５が燃料（ガスオイル）を吐出することができる吐出圧力Ｐ２となるように調整する。これによって、内燃機関１２は、必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従ってＷ２２（Ｐ２、Ｑ２）の出力で運転するようにしている。

【0126】

これに対して、第３実施形態の燃料供給装置では、燃料調整操作部３０が、図３に示す必要燃料圧力・流量曲線Ｆ上の出力Ｗ１１を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ及び燃料の必要流量Ｑ、並びに循環ポンプ１５のポンプ性能曲線Ｒ２上の循環ポンプ１５が燃料（ガスオイル）を吐出することができる吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑで規定される条件において、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従う最大出力Ｗ３３又は最大出力よりも小さくそれに近い出力Ｗ４４を発生できるように、燃料調整操作部３０が第２圧力調整弁１８を自動的に制御して、内燃機関１２に供給される燃料（ガスオイル）の供給圧力（吐出圧力）Ｐを調整するところである。

【0127】

このようにすると、オペレータが、例えば内燃機関１２に対して図３に示す所望の出力Ｗ１１を設定したときに、燃料調整操作部３０は、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従う必要圧力Ｐ及び必要流量Ｑ、並びに、循環ポンプ１５のポンプ性能曲線Ｒ２に従う吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑで規定される条件において、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従う最大出力Ｗ３３又は最大出力よりも小さくそれに近い出力Ｗ４４を発生できるように、第２圧力調整弁１８を制御して内燃機関１２に供給される燃料の供給圧力（吐出圧力）Ｐを調整することができる。これによって、例えば粘度の小さい燃料（ガスオイル）が内燃機関１２に供給されている状態で、循環ポンプ１５の燃料の吐出圧力Ｐによってその循環ポンプ１５が悪影響を受けないようにすることができ、しかも、この粘度の小さい燃料（ガスオイル）を使用する内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆにおいて最大出力Ｗ３３又は最大出力よりも小さくそれに近い出力Ｗ４４を発生できるようにすることができる。

【0128】

また、図３に示すように、第１及び第２実施形態の燃料供給装置１１等を使用した場合の内燃機関１２の出力は、Ｗ２２に設定を変更することができるが、第３実施形態の燃料供給装置を使用した場合の内燃機関１２の出力は、Ｗ３３又はＷ４４に設定を変更することができ、このように、第３実施形態の燃料供給装置を使用する方が、内燃機関１２の実際に発生する出力が、設定出力よりも小さくなる程度を抑えることができる。

【0129】

これ以外は、第１実施形態と同等の構成であり同様に作用するので、それらの詳細な説明を省略する。

【0130】

次に、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の第４実施形態を説明する。この第５実施形態の燃料供給装置は、上記各実施形態において、図１に示す供給燃料の圧力制御装置２１が、第２圧力調整弁１８によって設定されている循環ポンプ１５の吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑで出力できる内燃機関の最大出力又は最大回転数を算出する出力算出手段を備えている。

【0131】

そして、警報機は、内燃機関１２の当該最大出力を表す信号、内燃機関１２の当該最大回転数を表す信号、オペレータが最大出力を超える出力若しくは最大回転数を超える回転数を設定した旨の信号、又は内燃機関１２の出力を制限すべき旨の信号を出力して、表示部に表示させるように構成されている。

【0132】

ここで、内燃機関の出力を制限すべき旨の信号を出力する場合としては、燃料調整操作部３０が備える圧力判定手段が、図２に示す必要圧力Ｐ１が許容吐出圧力ＰＭよりも大きいと判定したときである。

【0133】

このようにすると、例えば燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に応じて第２圧力調整弁１８を調整して、循環ポンプ１５の吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑを設定したときに、その設定されている吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑで出力できる内燃機関１２の最大出力又は最大回転数を、出力算出手段によって算出することができる。

【0134】

そして、警報手段は、内燃機関１２の必要圧力が循環ポンプ１５の吐出圧力よりも大きいときに、又は内燃機関１２が必要とする圧力及び流量が、循環ポンプ１５の吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑよりも大きいときに、最大出力を表す信号、最大回転数を表す信号、オペレータが最大出力を超える出力若しくは最大回転数を超える回転数を設定した旨の信号、又は内燃機関の出力を制限すべき旨の信号を出力して、表示部に表示させることができる。

【0135】

次に、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の第５実施形態を説明する。この第５実施形態の燃料供給装置は、上記各実施形態において、粘度センサ１９（又は燃料の性状センサ（図示せず））によって計測して得られた燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に基づいて決まるポンプ性能曲線Ｒに従う吐出圧力Ｐ及び吐出流量Ｑで規定された条件において、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従う内燃機関１２の略最大出力を発生できる循環ポンプ１５の吐出圧力、又はその吐出圧力で発生可能な内燃機関の最大出力のいずれか一方又は両方を表示するための表示部（図示せず）を備えている。

【0136】

このようにすると、粘度センサ１９（又は燃料の性状センサ）によって計測して得られた燃料の粘度又はそれ以外の燃料の性状に基づいて決まるポンプ性能曲線Ｒに従う吐出圧力及び吐出流量で規定された条件において、内燃機関１２の必要燃料圧力・流量曲線Ｆに従う内燃機関１２の最大出力を発生できる循環ポンプ１５の吐出圧力を表示部に表示させることができる。これによって、オペレータは、循環ポンプ１５の吐出圧力がその表示された当該吐出圧力となるように第２圧力調整弁１８を調整することができる。

【0137】

そして、当該吐出圧力で発生可能な内燃機関１２の最大出力を表示部に表示させるようにすることもできる。これによって、循環ポンプ１５の吐出圧力を当該吐出圧力となるように第２圧力調整弁１８が調整された状態で、オペレータは、内燃機関１２の出力を当該最大出力に設定することができる。

【0138】

次に、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置の第６実施形態を説明する。この第６実施形態の燃料供給装置は、上記各実施形態において、循環ポンプ１５に供給される複数種類の燃料（例えばＡ重油、Ｃ重油、ガスオイル）が定められている。そして、図１に示す供給燃料の圧力制御装置２１には、これら複数種類のそれぞれの燃料に対して許容される粘度（又はそれ以外の燃料の性状の許容範囲）が設定されている。

【0139】

そして、複数種類の燃料のうち循環ライン２６を流れる燃料の粘度（又はそれ以外の燃料の性状）が、粘度センサ１９（又は性状センサ）によって計測されて、その計測粘度（又は測定性状）が、その計測された燃料に設定された許容範囲外であるときに、警報機がその旨の信号を出力する構成となっている。

【0140】

また、計測粘度（又は計測性状）が、その計測された燃料に設定された許容範囲外であるか否かの判定は、燃料制御部２０に設けられている粘度判定手段（又は性状判定手段）によって行なわれる。

【0141】

このようにすると、予め定めた複数種類の燃料のうちのいずれかの燃料であっても、粘度（又はそれ以外の燃料の性状）が許容範囲外の燃料が循環ポンプ１５から内燃機関１２に供給されることを、オペレータが、警報機の出力するその旨の信号によって認識することができる。これによって、内燃機関１２及び循環ポンプ１５の故障を防止することができる。

【0142】

ここで、循環ライン２６を流れる燃料の粘度等の性状が許容範囲外であるか否かを判定する際に、この判定しようとしている当該燃料（例えばＡ重油、Ｃ重油、ガスオイル）の種類が燃料制御部２０に入力されている必要がある。当該燃料の種類を燃料制御部２０に入力する方法として、例えばオペレータがガスオイルモード用押しボタンスイッチ、Ａ重油モード用押しボタンスイッチ、又はＣ重油モード用押しボタンスイッチを操作する方法がある。

【0143】

このように、燃料の種類が押しボタンスイッチで選択されると、燃料制御部２０が、当該燃料の粘度等の性状が、当該燃料に対して予め設定された許容範囲外であるか否かを判定することができる。

【0144】

また、これ以外にも、図２に示す供給路切換部２４に例えばリミットスイッチを取り付けておき、供給路切換部２４が切り換わったことをこのリミットスイッチで検出して、その検出信号（循環ライン２６を流れる燃料がガスオイル、Ａ重油、又はＣ重油であることを示す信号）を燃料制御部２０に自動的に出力する方法がある。

【0145】

ただし、上記各実施形態では、オペレータは、内燃機関制御部３１にて内燃機関に対して所望の出力に設定するにあたり、循環ポンプの性能曲線、並びに内燃機関の必要燃料圧力・流量曲線で規定される条件において、そのときに使用している燃料の粘度等の性状において可能な最大出力を自分で判断して設定したり、燃料制御部２０が発生する警報により、内燃機関の出力を制限するように自分で設定したが、これに代えて、燃料調整操作部３０は、内燃機関１２が実際に発生している出力Ｗ２２、Ｗ４４、又はＷ３３（第２圧力調整弁１８によって調整された循環ポンプ１５の供給圧力に対応する大きさの出力）に略一致するように、内燃機関制御部３１に設定されている内燃機関１２の設定出力を自動的に変更するようにしてもよい。

【0146】

このようにすると、オペレータによって内燃機関１２に設定された出力Ｗ１１を発生するのに必要とされる燃料の必要圧力Ｐ１が、循環ポンプ１５が燃料を吐出（供給）することができる許容吐出圧力ＰＭよりも大きいときに、燃料調整操作部３０は、内燃機関１２の設定出力Ｗを、第２圧力調整弁１８によって調整される供給圧力（吐出圧力）Ｐに対応する大きさの出力Ｗ２２、Ｗ３３、又はＷ４４に変更することができる。これによって、内燃機関１２に設定された出力Ｗと、内燃機関１２が実際に発生している出力Ｗとを略一致させることができ、オペレータによる内燃機関１２に対する出力変更の操作性の向上を図ることができる。

【0147】

そして、上記各実施形態では、舶用のディーゼル機関に対して本発明に係る燃料供給装置１１等を適用した例を示したが、これに代えて、例えば陸上で使用されるディーゼル機関等の内燃機関に対して本発明に係る燃料供給装置１１等を適用することができる。

【0148】

また、上記各実施形態では、循環ライン２６に粘度センサ１９を設けて、循環ライン２６を流れる燃料の粘度を計測してその燃料の種類を検出するようにしたが、これに代えて、粘度センサ１９を設けずに、供給路切換部２４を切換えたときの切換え信号によって、循環ライン２６を流れる燃料の種類を認識するようにしてもよい。

【0149】

更に、上記実施形態において、循環ライン２６を流れるガスオイルの温度が上昇すると、その粘度が許容粘度以下に低下して、循環ポンプ１５のシール構造や軸受に対して悪影響を及ぼすので、ガスオイルの粘度を粘度センサ１９で検出して、その計測粘度に基づいて第２圧力調整弁１８を調整して、循環ポンプ１５の吐出圧力（供給圧力）を例えば減少させたり、内燃機関１２の出力を減じるようにしたが、これに代えて、ガスオイルの温度を温度センサで検出して、その計測温度に基づいてガスオイルの粘度を算出し、そして、この算出した粘度に基づいて第２圧力調整弁１８を調整して、循環ポンプ１５の吐出圧力を例えば減少させたり、内燃機関１２の出力を減じるようにしてもよい。

【0150】

また、当該ガスオイルの温度を温度センサで検出して、その計測温度に基づいて第２圧力調整弁１８を調整して、循環ポンプ１５の吐出圧力を例えば減少させたり、内燃機関１２の出力を減じるようにしてもよい。例えば計測温度が予め設定された温度以上になったときに、上記のような調整を行うようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0151】

以上のように、本発明に係る供給燃料の圧力制御装置及び内燃機関の燃料供給装置は、例えばディーゼル機関に供給される燃料を粘度の大きいものから小さいものに切換えたときに、循環ポンプの燃料の吐出圧力によってその循環ポンプが悪影響を受けることを防止すると共に、その内燃機関をその適正運転条件の範囲内で使用することができる優れた効果を有し、このような供給燃料の圧力制御装置及び内燃機関の燃料供給装置に適用するのに適している。

【符号の説明】

【0152】

１１ 内燃機関の燃料供給装置
１２ 内燃機関
１３ 第１燃料タンク
１４ 第２燃料タンク
１５ 循環ポンプ
１６ 供給ポンプ
１７ 第１圧力調整弁
１８ 第２圧力調整弁（燃料特性調整部）
１９ 粘度センサ（粘度を計測するための手段）
２０ 燃料制御部
２１ 供給燃料の圧力制御装置
２２、２３ 配管
２４ 供給路切換部
２５ 供給ライン
２６ 循環ライン
２７ 循環ラインの入口
２８ バイパス
２９ 圧力調整区間
３０ 燃料調整操作部
３１ 内燃機関制御部

【図1】

【図2】

【図3】