特許 7611084 燃料蓄圧装置

(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】

(24)【登録日】2024-12-25

(45)【発行日】2025-01-09

(54)【発明の名称】燃料蓄圧装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 55/02 20060101AFI20241226BHJP

   F02M 55/00 20060101ALI20241226BHJP

   F02M 61/16 20060101ALI20241226BHJP

   F02M 37/00 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

F02M55/02 350F

F02M55/00 B

F02M55/02 350U

F02M55/02 360Z

F02M61/16 W

F02M37/00 331B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021106054

(22)【出願日】2021-06-25

(65)【公開番号】P2023004415

(43)【公開日】2023-01-17

【審査請求日】2024-01-19

(73)【特許権者】

【識別番号】316015888

【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 久雄

(72)【発明者】

【氏名】北村 陽昌

【審査官】稲本 遥

(56)【参考文献】

【文献】欧州特許出願公開第０１１５０００６（ＥＰ，Ａ２）

【文献】特開平０９－０４２１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５０８２４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３７／００－７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に蓄圧空間部が設けられる燃料蓄圧部と、
前記燃料蓄圧部に装着されて燃料を前記蓄圧空間部に流入可能な燃料流入部と、
前記燃料蓄圧部に装着されて燃料を前記蓄圧空間部から流出可能な燃料流出部と、
前記燃料蓄圧部に設けられて前記燃料蓄圧部における前記燃料流入部の装着位置および前記燃料蓄圧部における前記燃料流出部の装着位置に漏えいした燃料を貯留する燃料貯留部と、
を備え、
前記蓄圧空間部は、前記燃料蓄圧部の長手方向に沿って設けられ、前記燃料貯留部は、前記蓄圧空間部と平行をなして前記燃料蓄圧部の長手方向に沿って設けられる第１流路と、前記第１流路と前記装着位置とを連通する第２流路とを有し、
前記燃料流入部および前記燃料流出部は、前記燃料蓄圧部に設けられた筒状装着部にシール部材を介して嵌合するコネクタを有し、前記第２流路は、前記筒状装着部と前記シール部材と前記コネクタとにより区画された領域に連通する、
燃料蓄圧装置。

【請求項2】

前記燃料貯留部に貯留された燃料を燃料タンクに戻す燃料戻しラインが設けられる、
請求項１に記載の燃料蓄圧装置。

【請求項3】

前記燃料戻しラインは、一端部が前記燃料貯留部に接続されて他端部が燃料タンクに接続される配管を有する、
請求項２に記載の燃料蓄圧装置。

【請求項4】

前記燃料貯留部または前記燃料戻しラインにおける燃料の有無を検出する燃料漏えい検出器と、前記燃料漏えい検出器が燃料を検出したときに表示する表示装置とが設けられる、
請求項２または請求項３に記載の燃料蓄圧装置。

【請求項5】

前記燃料蓄圧部が複数直列に配置され、隣接する前記燃料蓄圧部における前記燃料流入部と前記燃料流出部が燃料接続ラインにより接続される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料蓄圧装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関に適用される燃料蓄圧装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、ディーゼルエンジンに適用されるコモンレール式の燃料噴射装置は、燃料ポンプと、コモンレール（燃料蓄圧装置）と、燃料噴射弁とを備える。燃料ポンプは、燃料タンクの燃料を吸入して加圧し、高圧燃料としてコモンレールに供給する。コモンレールは、燃料ポンプから供給された高圧燃料を所定の圧力に保持する。燃料噴射弁は、噴射弁を開閉することで、コモンレールの高圧燃料をディーゼルエンジンの燃焼室に噴射する。コモンレールは、高圧燃料を所定の圧力に維持するアキュムレータであり、燃料ポンプが接続されると共に、複数の燃料噴射弁が接続される。このようなコモンレールとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５９１３１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コモンレールは、ディーゼルエンジンの気筒数に応じた数の燃料噴射弁が接続される。そのため、コモンレールは、全長が２ｍを超えるものがある。長尺のコモンレールを単一部材で構成する場合、専用の大型加工設備が必要となり、製造コストが増加してしまう。そのため、コモンレールを分割構造とすることが考えられる。一般的に、コモンレールは、レール部に複数のコネクタが取付けられ、各コネクタに配管を介して燃料噴射弁が連結される。この場合、レール部に対するコネクタの取付部から燃料が漏えいするおそれがある。コモンレールを分割構造とした場合、燃料の漏えい個所が増加する。そこで、レール部自体をカバーにより被覆し、コネクタの取付部から漏えいした燃料をカバーで受け止めることが考えられる。ところが、この構成では、コモンレールの大型化を招いてしまうという課題がある。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、漏えいした燃料を回収可能とすると共に装置の大型化を抑制する燃料蓄圧装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するための本開示の燃料蓄圧装置は、内部に蓄圧空間部が設けられる燃料蓄圧部と、前記燃料蓄圧部に装着されて燃料を前記蓄圧空間部に流入可能な燃料流入部と、前記燃料蓄圧部に装着されて燃料を前記蓄圧空間部から流出可能な燃料流出部と、前記燃料蓄圧部に設けられて前記燃料蓄圧部における前記燃料流入部の装着位置および前記燃料蓄圧部における前記燃料流出部の装着位置に漏えいした燃料を貯留する燃料貯留部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の燃料蓄圧装置によれば、漏えいした燃料を回収可能とすることができると共に、装置の大型化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。

【図2】図２は、本実施形態の燃料蓄圧装置を表す正面図である。

【図3】図３は、レール部を表す縦断面である。

【図4】図４は、図３のIV－IV断面図である。

【図5】図５は、図３のＶ－Ｖ断面図である。

【図6】図６は、図５のVI－VI断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

【0010】

＜燃料噴射装置＞
図１は、本実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。

【0011】

図１に示すように、燃料噴射装置１０は、ディーゼルエンジン（内燃機関）に搭載される。燃料噴射装置１０は、燃料ポンプ１１と、コモンレール（燃料蓄圧装置）１２と、複数の燃料噴射弁１３とを備える。

【0012】

燃料ポンプ１１は、燃料ラインＬ１１を介して燃料タンク１４が接続される。燃料ポンプ１１は、燃料タンク１４に貯留されている燃料を燃料ラインＬ１１から吸入し、加圧して高圧燃料を生成する。燃料ポンプ１１は、燃料高圧ラインＬ１２を介してコモンレール１２が接続される。コモンレール１２は、複数のレール部２１，２２，２３から構成される。レール部２１，２２，２３の個数は、ディーゼルエンジンの形態に応じて適宜設定される。複数のレール部２１，２２，２３は、接続ラインＬ２１，Ｌ２２により直列に接続される。なお、複数のレール部２１，２２，２３は、接続ラインにより並列に接続されていてもよい。コモンレール１２は、燃料ポンプ１１から供給された高圧燃料を所定の圧力に調整する。コモンレール１２は、複数の燃料供給ラインＬ１３を介して燃料噴射弁１３が接続される。燃料噴射弁１３は、噴射弁を開閉することで、コモンレール１２の高圧燃料をディーゼルエンジンの各シリンダ（燃焼室）に噴射する。

【0013】

＜燃料蓄圧装置＞
図２は、本実施形態の燃料蓄圧装置を表す正面図である。

【0014】

燃料蓄圧装置としてのコモンレール１２は、複数のレール部２１，２２，２３から構成される。但し、コモンレール１２は、１個のレール部２１から構成されていてもよい。この場合、燃料蓄圧装置は、コモンレール１２であり、１個のレール部２１でもある。レール部２１，２２，２３は、ほぼ同様の構成をなすことから、以下では、レール部２１について詳細に説明する。

【0015】

図１および図２に示すように、レール部２１は、燃料蓄圧部３１と、燃料流入部３２と、燃料流出部３３，３４，３５と、燃料貯留部３６，３７とを備える。

【0016】

燃料蓄圧部３１は、長尺形状をなす圧力容器である。燃料蓄圧部３１は、内部に蓄圧空間部４１が設けられる。燃料蓄圧部３１は、１個の燃料流入部３２と、３個の燃料流出部３３，３４，３５が長手方向に間隔を空けて装着される。但し、燃料流出部３３，３４，３５の数は、３個に限定されない。燃料流入部３２は、外部から燃料を蓄圧空間部４１に流入可能である。燃料流出部３３，３４，３５は、燃料を蓄圧空間部から外部に流出可能である。

【0017】

レール部２１では、燃料流入部３２は、燃料ポンプ１１（図１参照）からの燃料高圧ラインＬ１２が接続される。また、燃料流出部３３，３４は、燃料供給ラインＬ１３を介して燃料噴射弁１３（図１参照）が接続される。燃料流出部３５は、接続ラインＬ２１を介して隣接して配置されるレール部２２における燃料蓄圧部３１の燃料流入部３２に接続される。

【0018】

燃料貯留部３６，３７は、燃料蓄圧部３１に設けられる。燃料貯留部３６，３７は、燃料蓄圧部３１における燃料流入部３２の装着位置および燃料蓄圧部３１における燃料流出部３３，３４，３５の装着位置に流出した燃料を貯留する。燃料貯留部３６は、燃料蓄圧部３１における燃料流入部３２と燃料流出部３３から流出した燃料を貯留する。燃料貯留部３７は、燃料蓄圧部３１における燃料流出部３４，３５から流出した燃料を貯留する。

【0019】

＜レール部＞
図３は、レール部を表す縦断面、図４は、図３のIV－IV断面図、図５は、図３のＶ－Ｖ断面図、図６は、図５のVI－VI断面図である。

【0020】

図３および図４に示すように、燃料蓄圧部３１は、長手方向に沿って貫通する蓄圧空間部４１が形成される。蓄圧空間部４１は、長手方向に沿って設けられ、長手方向における各端部がプラグ４２，４３により閉塞される。燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５は、例えば、コネクタであり、中心部に燃料流通孔３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａが形成される。なお、燃料蓄圧部３１における蓄圧空間部４１の端部にプラグ４２，４３を固定して閉塞したが、蓄圧空間部４１とプラグ４２，４３との間にＯリングなどのシール部材を設けてもよいし、設けなくてもよい。

【0021】

燃料蓄圧部３１は、長手方向に間隔を空けて筒状装着部４４，４５，４６，４７が固定される。筒状装着部４４，４５，４６，４７は、蓄圧空間部４１の長手方向に直交する方向に沿って配置される。燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５は、軸方向の端部がＯリング（シール部材）４８，４９，５０，５１を介して筒状装着部４４，４５，４６，４７に嵌合して固定される。なお、ここでは、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５と筒状装着部４４，４５，４６，４７との間にＯリング４８，４９，５０，５１を設けたが、設けなくてもよい。燃料蓄圧部３１は、筒状装着部４４，４５，４６，４７の内側に蓄圧空間部４１と外部とを連通する連通孔４４ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａが形成される。燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５は、燃料流通孔３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａが連通孔４４ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａを介して蓄圧空間部４１に連通する。

【0022】

図３、図５および図６に示すように、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５は、例えば、外周部が筒状装着部４４，４５，４６，４７の内周部にねじ締結される。このとき、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５と筒状装着部４４，４５，４６，４７との間にＯリング４８，４９，５０，５１が介在する。燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５と筒状装着部４４，４５，４６，４７とＯリング４８，４９，５０，５１と燃料蓄圧部３１とにより区画された空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４が形成される。例えば、燃料流通孔３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａと連通孔４４ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａとの接続部から漏えいした燃料は、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５の装着位置である空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４に流れる。

【0023】

燃料貯留部３６，３７は、空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４に連通し、空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４に漏えいした燃料を貯留する。燃料貯留部３６は、燃料流入部３２と燃料流出部３３に対応して設けられ、燃料貯留部３７は、燃料流出部３４，３５に対応して設けられる。燃料貯留部３６は、第１流路６１と、第２流路６２，６３とを有する。燃料貯留部３７は、第１流路６４と、第２流路６５，６６とを有する。

【0024】

燃料貯留部３６の第１流路６１は、蓄圧空間部４１と平行をなし、燃料蓄圧部３１の長手方向に沿って設けられる。第１流路６１は、燃料流入部３２および燃料流出部３３と蓄圧空間部４１との間に設けられる。燃料貯留部３６の第２流路６２は、第１流路６１と空間部領域Ａ１とを連通し、第２流路６３は、第１流路６１と空間部領域Ａ２とを連通する。また、燃料貯留部３７の第１流路６４は、蓄圧空間部４１と平行をなし、燃料蓄圧部３１の長手方向に沿って設けられる。第１流路６４は、燃料流出部３４，３５と蓄圧空間部４１との間に設けられる。燃料貯留部３７の第２流路６５は、第１流路６４と空間部領域Ａ３とを連通し、第２流路６６は、第１流路６４と空間部領域Ａ４とを連通する。

【0025】

図１および図４に示すように、レール部２１は、燃料貯留部３６，３７に貯留された燃料を燃料タンク１４（図１参照）に戻す燃料戻しラインＬ３１が設けられる。

【0026】

燃料蓄圧部３１は、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５に隣接してコネクタ７１，７２が固定される。コネクタ７１は、燃料貯留部３６に対応して配置され、コネクタ７２は、燃料貯留部３７に対応して配置される。コネクタ７１，７２は、燃料排出孔７１ａ，７２ａが形成される。燃料排出孔７１ａ，７２ａは、燃料蓄圧部３１に形成された連通孔７３，７４，７５，７６を介して空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４に連通する。但し、燃料排出孔７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａは、連通孔を介して燃料貯留部３６，３７に連通してもよい。

【0027】

コネクタ７１，７２は、接続ラインＬ３２を介して接続される。また、隣接して配置されるレール部２１，２２のコネクタ７１，７２は、接続ラインＬ３３を介して接続される。燃料戻しラインＬ３１は、レール部２１のコネクタ７１に接続される。燃料戻しラインＬ３１および接続ラインＬ３２，Ｌ３３は、配管である。

【0028】

また、燃料戻しラインＬ３１は、燃料の有無を検出する燃料漏えい検出器８１が設けられる。燃料漏えい検出器８１は、制御装置８２に接続される。制御装置８２は、警報器（表示装置）８３が接続される。燃料漏えい検出器８１は、燃料戻しラインＬ３１の燃料を検出すると、検出信号を制御装置８２に出力する。制御装置８２は、燃料漏えい検出器８１から検出信号が入力すると、警報器８３を作動して警報を発する。

【0029】

なお、警報器８３に代えてまたは加えて、表示パネルやスピーカなどの表示装置を設けてもよい。また、燃料漏えい検出器８１を空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４や燃料貯留部３６，３７などに設けることで、漏えい位置を特定するように構成してもよい。

【0030】

そのため、レール部２１にて、燃料蓄圧部３１に供給された高圧燃料は、燃料流入部３２から蓄圧空間部４１に流入して蓄圧される。そして、蓄圧空間部４１の高圧燃料は、必要時に、燃料流出部３３，３４，３５から外部に流出される。

【0031】

蓄圧空間部４１の高圧燃料は、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５の装着位置から漏えいすることがある。燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５の装着位置から漏えいした高圧燃料は、圧力が低下し、空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４に流れ、燃料貯留部３６，３７に貯留される。そして、空間部領域Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４や燃料貯留部３６，３７に貯留された燃料は、接続ラインＬ３２，Ｌ３３によりコネクタ７１，７２に集められ、燃料戻しラインＬ３１を通して燃料タンク１４に戻される。

【0032】

このとき、燃料漏えい検出器８１は、燃料戻しラインＬ３１の燃料を検出し、制御装置８２は、警報器８３を作動して警報を発する。すなわち、制御装置８２は、警報器８３を作動することで、燃料流入部３２や燃料流出部３３，３４，３５の装着位置からの燃料の漏えいを周囲に知らせる。

【0033】

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係る燃料蓄圧装置は、内部に蓄圧空間部４１が設けられる燃料蓄圧部３１と、燃料蓄圧部３１に装着されて燃料を蓄圧空間部４１に流入可能な燃料流入部３２と、燃料蓄圧部３１に装着されて燃料を蓄圧空間部４１から流出可能な燃料流出部３３，３４，３５と、燃料蓄圧部３１に設けられて燃料蓄圧部３１における燃料流入部３２の装着位置および燃料蓄圧部３１における燃料流出部３３，３４，３５の装着位置に漏えいした燃料を貯留する燃料貯留部３６，３７とを備える。

【0034】

第１の態様に係る燃料蓄圧装置によれば、燃料蓄圧部３１における燃料流入部３２の装着位置や燃料蓄圧部３１における燃料流出部３３，３４，３５の装着位置から燃料が漏えいすると、漏えいした燃料は、燃料貯留部３６，３７に貯留される。そのため、漏えいした燃料を適正に回収することができる。また、燃料貯留部３６，３７が燃料蓄圧部３１に設けられていることから、レール部２１，２２，２３が大型化することがなく、装置の大型化を抑制することができる。

【0035】

第２の態様に係る燃料蓄圧装置は、蓄圧空間部４１が燃料蓄圧部３１の長手方向に沿って設けられ、燃料貯留部３６，３７は、蓄圧空間部４１と平行をなして燃料蓄圧部３１の長手方向に沿って設けられる第１流路６１，６４と、第１流路６１，６４と装着位置とを連通する第２流路６２，６３，６５，６６とを有する。これにより、燃料貯留部３６，３７を効率良く配置することができる。

【0036】

第３の態様に係る燃料蓄圧装置は、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５が、燃料蓄圧部３１に設けられた筒状装着部４４，４５，４６，４７にＯリング（シール部材）を介して嵌合するコネクタを有し、前記第２流路は、前記筒状装着部と前記シール部材と前記コネクタとにより区画された領域に連通する。これにより、燃料貯留部３６，３７を、蓄圧空間部４１とは区画して燃料蓄圧部３１の内部にコンパクトに設けることができる。

【0037】

第４の態様に係る燃料蓄圧装置は、燃料貯留部３６，３７に貯留された燃料を燃料タンク１４に戻す燃料戻しラインＬ３１が設けられる。これにより、燃料戻しラインＬ３１により燃料を回収することで、外部への燃料の漏えいを防止することができる。

【0038】

第５の態様に係る燃料蓄圧装置は、燃料戻しラインＬ３１は、一端部が燃料貯留部３６，３７に接続されて他端部が燃料タンク１４に接続される配管を有する。これにより、燃料戻しラインＬ３１を配管により構成することで、装置の簡素化を図ることができる。

【0039】

第６の態様に係る燃料蓄圧装置は、燃料貯留部３６，３７または燃料戻しラインＬ３１における燃料の有無を検出する燃料漏えい検出器８１と、燃料漏えい検出器８１が燃料を検出したときに表示する警報器（表示装置）８３とが設けられる。これにより、燃料流入部３２および燃料流出部３３，３４，３５の装着位置から燃料が漏えいしたときに、警報を発することから、燃料の漏えいを周囲に知らせることができる。

【0040】

第７の態様に係る燃料蓄圧装置は、燃料蓄圧部３１が複数直列に配置され、隣接する燃料蓄圧部３１における燃料流入部３２と燃料流出部３５が接続ラインＬ２１により接続される。これにより、コモンレール１２を複数のレール部２１，２２，２３により分割して構成することができる。

【0041】

また、燃料噴射装置１０の形態やコモンレール１２の形態は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、コモンレール１２や燃料噴射弁１３の数、燃料ポンプ１１の接続位置などは、適宜設定すればよいものである。

【符号の説明】

【0042】

１０ 燃料噴射装置
１１ 燃料ポンプ
１２ コモンレール（燃料蓄圧装置）
１３ 燃料噴射弁
１４ 燃料タンク
２１，２２，２３ レール部
３１ 燃料蓄圧部
３２ 燃料流入部
３３，３４，３５ 燃料流出部
４１ 蓄圧空間部
４２，４３ プラグ
４４，４５，４６，４７ 筒状装着部
４８，４９，５０，５１ Ｏリング（シール部材）
６１，６４ 第１流路
６２，６３，６５，６６ 第２流路
７１，７２ コネクタ
７３，７４，７５，７６ 連通孔
８１ 燃料漏えい検出器
８２ 制御装置
８３ 警報器（表示装置）
Ａ１，Ａ２．Ａ２，Ａ４ 空間部領域
Ｌ１１ 燃料ライン
Ｌ１２ 燃料高圧ライン
Ｌ１３ 燃料供給ライン
Ｌ２１ 接続ライン
Ｌ３１ 燃料戻しライン
Ｌ３２，Ｌ３３ 接続ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】