JP2010031675A - 燃料添加装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料添加用燃料ポンプにより吸入されて燃料添加弁へ供給される燃料の温度を早期に昇温する。
【解決手段】燃料添加装置３０は、燃料タンク１２内の燃料をエンジン１０へ供給しかつ余剰となった戻り燃料を前記燃料タンク１２内に戻す構成の燃料供給装置２３に併設される。エンジン１０の排気管２５に燃料を添加する燃料添加弁３２と、燃料タンク１２内の燃料を燃料添加弁３２へ供給する燃料添加用燃料ポンプ３４と、燃料タンク１２内に設けられた燃料保持容器１６とを備える。燃料保持容器１６内にエンジン１０へ供給される燃料及び燃料添加弁３２へ供給される燃料を貯留し、燃料保持容器１６内に戻り燃料を戻す構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料添加装置に関する。

内燃機関いわゆるエンジンの排気通路に備えたＮＯx触媒に、燃料添加弁から燃料を添加することにより、排気中のＮＯxを浄化することが知られている（例えば特許文献１参照）。
この種の燃料添加装置の従来例を述べる。なお、図１０はエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。

図１０に示すように、燃料添加装置１００は、燃料タンク１０２内の燃料をフィード燃料配管１０４を介してエンジン１０６へ供給しかつ余剰となった戻り燃料をリターン燃料配管１０８を介して燃料タンク１０２内に戻す構成の燃料供給装置１１０に併設されている。燃料添加装置１００は、燃料添加弁１１２と燃料添加用燃料ポンプ１１４と調圧弁１１６とを備えている。燃料添加弁１１２は、エンジン１０６の排気管１１８に燃料を添加すなわち噴射する。また、燃料添加用燃料ポンプ１１４は、燃料タンク１０２内の燃料を燃料添加弁１１２へ供給する。また、調圧弁１１６は、燃料添加用燃料ポンプ１１４により燃料添加弁１１２に供給される燃料を調圧しかつ余剰となった余剰燃料を排出する。

特開２００８−３８８１８号公報

前記燃料添加装置１００（図１０参照）にあっては、エンジン１０６の熱で加熱された戻り燃料が燃料タンク１０２内に戻されているものの、戻り燃料が燃料タンク１０２内の燃料全量と混ざり合うことにより燃料の温度が平均化されてしまう。このため、エンジン１０６の始動時（とくに低温始動時）に燃料添加用燃料ポンプ１１４により吸入されて燃料添加弁１１２へ供給される燃料の温度が昇温されにくいという問題があった。このことは、低温始動時における燃料添加弁１１２の添加燃料の微粒化、燃料添加用燃料ポンプ１１４の性能復帰の早期化等の妨げになることからその改善が望まれる。

なお、前記特許文献１の燃料添加装置は、エンジンの気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁へ燃料タンク内の燃料を供給する燃料供給装置の燃料ポンプが記載されているものの、燃料添加弁へ供給する燃料添加用としての専用の燃料ポンプを備えていないことから、本発明が対象とする構成のものとは異なる。すなわち、本発明の燃料添加装置は、燃料タンク内の燃料を燃料添加弁へ供給する専用の燃料添加用燃料ポンプを備えるものを対象として提案するものである。

本発明が解決しようとする課題は、燃料添加用燃料ポンプにより吸入されて燃料添加弁へ供給される燃料の温度を早期に昇温することのできる燃料添加装置を提供することにある。

前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする燃料添加装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載された燃料添加装置によると、燃料タンクの燃料保持容器内にエンジンへ供給される燃料及び燃料添加弁へ供給される燃料を貯留し、燃料保持容器内に戻り燃料を戻す構成としたものである。これにより、エンジンの熱で加熱された戻り燃料が燃料タンクの燃料保持容器内に戻され、その燃料保持容器内の燃料が燃料添加用燃料ポンプにより燃料添加弁へ供給される。このため、燃料タンクのタンク容量に比べて少ない容量の燃料保持容器内の燃料と戻り燃料とが混ざり合うことにより、燃料保持容器内から燃料添加用燃料ポンプにより燃料添加弁へ供給される燃料の温度を早期に昇温することができる。このことは、低温始動時における燃料添加弁の添加燃料の微粒化、燃料添加用燃料ポンプの性能復帰の早期化等に有効である。

また、特許請求の範囲の請求項２に記載された燃料添加装置によると、燃料添加用燃料ポンプにより前記戻り燃料を吸入する構成としたものである。これにより、燃料添加用燃料ポンプにより戻り燃料を直接的に吸入して燃料添加弁へ供給することができる。

また、特許請求の範囲の請求項３に記載された燃料添加装置によると、燃料添加用燃料ポンプにより燃料添加弁に供給される燃料を調圧する調圧弁から排出された余剰燃料を燃料保持容器内に戻す構成としたものである。これにより、燃料保持容器内の燃料の温度の低下、燃料残量の低下を防止あるいは低減することができる。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載された燃料添加装置によると、燃料保持容器内に戻される燃料の流れを利用して該燃料保持容器外の燃料を該保持容器内に移送するジェットポンプを備えたものである。したがって、燃料保持容器内に戻される燃料の流れを利用してジェットポンプが駆動されることにより、燃料保持容器外の燃料を該保持容器内に移送することができる。また、燃料保持容器内に戻される燃料は、エンジンの熱や流動による摩擦熱を受けることにより、燃料保持容器外の燃料に比べて高温である。このため、燃料保持容器内に戻される燃料をジェットポンプの駆動源とすることで、ジェットポンプの性能復帰を早期化することができる。

また、特許請求の範囲の請求項５に記載された燃料添加装置によると、調圧弁が、燃料添加用燃料ポンプから燃料添加弁に供給される燃料の圧力を、定常燃圧とその定常燃圧より高い高燃圧との２段階に調圧可能に構成されている。したがって、調圧弁により、燃料添加用燃料ポンプから燃料添加弁に供給される燃料の圧力を通常は定常燃圧に調整し、必要に応じて高燃圧に調圧することで、燃料添加弁から高燃圧で噴射された燃料により燃料添加弁の噴射端部に付着した付着物を吹き飛ばして除去することができる。

また、特許請求の範囲の請求項６に記載された燃料添加装置によると、燃料タンクが、燃料保持容器が設けられた主タンク室と、その主タンク室と区画された副タンク室とを備え、燃料保持容器内に戻される燃料の流れを利用して副タンク室の燃料を該燃料保持容器内に移送する移送用ジェットポンプが設けられている。したがって、燃料保持容器内に戻される燃料の流れを利用してジェットポンプが駆動されることにより、副タンク室の燃料を燃料保持容器内に移送することができる。

また、特許請求の範囲の請求項７に記載された燃料添加装置によると、燃料添加用燃料ポンプにより戻り燃料を吸入する構成としたものである。これにより、エンジンの熱で加熱された戻り燃料を燃料添加用燃料ポンプにより直接的に吸入することにより、燃料添加弁へ供給される燃料の温度を早期に昇温することができる。このことは、低温始動時における燃料添加弁の添加燃料の微粒化、燃料添加用燃料ポンプの性能復帰の早期化等に有効である。

また、特許請求の範囲の請求項８に記載された燃料添加装置によると、燃料タンクが、戻り燃料が戻される主タンク室と、その主タンク室と区画された副タンク室とを備え、主タンク室内に戻される燃料の流れを利用して副タンク室の燃料を該燃料保持容器内に移送する移送用ジェットポンプが設けられている。したがって、燃料タンク内に戻される燃料の流れを利用してジェットポンプが駆動されることにより、燃料タンクの副タンク室の燃料を燃料タンク内に移送することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１を説明する。図１はエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。本実施例におけるエンジンは、多気筒（例えば４気筒）のディーゼルエンジンである。また、図示を省略するが、エンジンは、各気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタとも呼ばれる）を備えている。燃料噴射弁は、燃料を所定圧まで蓄圧するコモンレール（蓄圧室）に接続されている。コモンレールは、エンジンのクランクシャフトの回転トルクを駆動源として作動する高圧燃料ポンプに接続されている。

図１に示すように、エンジン１０は、燃料を貯留する燃料タンク１２を備えている。燃料タンク１２はいわゆる鞍型タイプのものであって、底板部１２ａの山型状に隆起する凸部１２ｂによってタンク室内の下部が主タンク室１３と副タンク室１４とに区画されている。主タンク室１３内の底部には、上面開口状のカップ型の燃料保持容器（リザーバカップ、サブタンク等とも呼ばれる）１６が設けられている。

前記燃料保持容器１６内に貯留されている燃料は、フィード燃料配管１８を介して前記エンジン１０側の高圧燃料ポンプ（図示省略）と接続されている。したがって、燃料保持容器１６内の燃料は、エンジン１０側の高圧燃料ポンプの作動によりフィード燃料配管１８、図示しないコモンレールを介して燃料噴射弁に供給され、その燃料噴射弁が開弁することによりエンジン１０の気筒内へ噴射されるようになっている。また、エンジン１０へ供給されかつ余剰となった戻り燃料（「リターン燃料」ともいう）は、リターン燃料配管２０を介して燃料保持容器１６内に戻される構成となっている。

前記フィード燃料配管１８の吸入口には、燃料を濾過するフィルタ２１が設けられている。なお、エンジン１０側の燃料噴射弁、コモンレール、燃料ポンプ、及び、フィード燃料配管１８、リターン燃料配管２０等により燃料供給装置２３が構成されている。すなわち、燃料供給装置２３は、燃料タンク１２（詳しくは燃料保持容器１６）内の燃料をエンジン１０へ供給しかつ余剰となった戻り燃料を燃料タンク１２（詳しくは燃料保持容器１６）内に戻す構成となっている。

前記エンジン１０には、排気通路を形成する排気管２５が接続されている。排気管２５内の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、「触媒」という。図示省略）が設けられている。触媒は、排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、排気の酸素濃度が低く且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する機能を有している。また、排気管２５内の途中には、触媒の他、ディーゼルエンジンからの排気ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を濾過除去するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）が設けられる場合もある。そして、燃料添加装置３０（後述する）は、ＤＰＦからＰＭを除去するときに燃料添加を行い、ＰＭ（煤等）を燃焼させて清浄化することにより、ＤＰＦを再生する再生装置にも用いられるものである。以下、触媒及び／又はＤＰＦ等の排気を浄化する装置を総称して「排気浄化装置」という。

前記燃料供給装置２３には、前記排気浄化装置に還元剤を供給するための燃料添加装置３０が併設されている。燃料添加装置３０は、燃料添加弁３２、燃料添加用燃料ポンプ３４、添加燃料供給管３６、調圧弁（プレッシャレギュレータとも呼ばれる）３８等を備えている。
燃料添加弁３２は、いわゆる電磁式燃料噴射弁であって、前記排気管２５における排気浄化装置よりも上流側の通路部内に還元剤である燃料（軽油）を噴射すなわち添加する。
また、燃料添加用燃料ポンプ３４は、前記燃料保持容器１６内に配置されている。なお、図２は燃料添加用燃料ポンプを示す断面図である。

図２に示すように、前記燃料添加用燃料ポンプ３４は、例えば、電動式のモータ部４０と、モータ部４０の下端部に設けられたインペラ式のポンプ部４１とを備えるモータ一体型のインタンク式燃料ポンプである。ポンプ部４１は、モータ部４０の駆動によりポンプハウジング４２内のインペラ４３が回転されることにより、燃料保持容器１６（図１参照）内の燃料を吸入しかつ昇圧してモータ部４０内に吐出する。また、ポンプハウジング４２内には、インペラ４３の外周部に沿って形成されたＣ字状のポンプ通路４４が形成されている。また、ポンプハウジング４２の下面側には、ポンプ通路４４の始端部に連通しかつ燃料を吸入する燃料吸入口４５が設けられている。燃料吸入口４５には、燃料を濾過する吸入フィルタ４６が接続されている。なお、燃料添加用燃料ポンプ３４のポンプ部４１は、インペラ式ポンプの他、トロコイド式ポンプやベーン式ポンプのような容積式ポンプでもよい。

前記ポンプハウジング４２の上面側には、ポンプ通路４４の始端部に連通しかつ燃料をモータ部４０のモータハウジング４７内に吐出する流出口４８が設けられている。また、モータハウジング４７の上面側には、モータハウジング４７内を流通した燃料を吐出する燃料吐出口４９が設けられている。燃料吐出口４９に前記添加燃料供給管３６が接続されている（図１参照）。したがって、燃料添加用燃料ポンプ３４から吐出された燃料は、前記添加燃料供給管３６を介して前記燃料添加弁３２に供給され、その燃料添加弁３２が開弁することにより前記排気管２５内へ添加すなわち噴射されるようになっている。また、ポンプハウジング４２の下面側には、昇圧途中の加圧燃料、すなわちベーパ（燃料が気化することにより生じる気泡）を含むベーパ燃料をポンプ通路４４から外部へ排出するためのベーパジェット５０が設けられている（図２参照）。

図１に示すように、前記燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吸入口４５と前記リターン燃料配管２０の流出口とは、隣接する位置関係をもって配置されている。このため、リターン燃料配管２０の流出口から排出された戻り燃料が燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吸入口４５から吸入されやすくなっている。
また、前記調圧弁３８は、前記燃料添加用燃料ポンプ３４により前記燃料添加弁３２へ供給される燃料圧力いわゆる燃圧を調整するものである。なお、図３は調圧弁を示す断面図である。

図３に示すように、調圧弁３８は、例えば、ケーシング５２、ダイヤフラム５３、弁体５４、バルブスプリング５５等を備えて構成されている。ケーシング５２は、下面開口状をなす上側のケース部５２ａと、その上側のケース部５２ａの下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部５２ｂとからなる。上側のケース部５２ａの上壁部には大気開放口５６が設けられている。また、下側のケース部５２ｂは、その側壁部に設けられた燃料導入管５７と、その底壁部に設けられた燃料排出管５８とを有している。燃料導入管５７には、前記添加燃料供給管３６から分岐された供給燃料導入管５９が連通されている（図１参照）。このため、下側のケース部５２ｂ内には、添加燃料供給管３６内を流れる燃料の燃圧が作用する。

前記ダイヤフラム５３は、前記ケーシング５２の両ケース部５２ａ，５２ｂの相互間に挟持されており、該ケーシング５２内を上側の背圧室６０と下側の調圧室６２とに区画している。ダイヤフラム５３は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。
また、前記弁体５４は、ダイヤフラム５３の中央部に設けられており、該ダイヤフラム５３の撓み変形により前記燃料排出管５８の上端面を弁座として開閉する。
また、前記バルブスプリング５５は、上側のケース部５２ａと弁体５４との対向面間に介装されており、常に弁体５４を閉じる方向に付勢している。

しかして、前記調圧弁３８の調圧室６２内においてダイヤフラム５３を押圧する力すなわち燃圧が、背圧室６０内においてダイヤフラム５３を押圧する力すなわちバルブスプリング５５の弾性力に比べて低いときは、バルブスプリング５５の弾性力により弁体５４が閉じられる。また、調圧室６２内の燃圧が、バルブスプリング５５の弾性力よりも高くなるときは、バルブスプリング５５の弾性力に抗して弁体５４が開かれる。これにより、調圧室６２内の燃料が燃料排出管５８を通じて排出され、調圧室６２内の燃圧が設定値になるまで低下される。調圧室６２内の燃圧が設定値になると、弁体５４はバルブスプリング５５の弾性力により閉じられる。調圧弁３８の燃料排出管５８から排出される余剰燃料は、前記燃料保持容器１６内に戻される。

図１に示すように、前記燃料添加装置３０は、前記調圧弁３８の燃料排出管５８（図３参照）から前記燃料保持容器１６内に戻される余剰燃料の流れを利用して該燃料保持容器１６外の燃料を該保持容器内に移送する２つのジェットポンプ６３，６５を備えている。一方のジェットポンプ６３は、燃料保持容器１６外で主タンク室１３内の燃料を該保持容器１６内に移送するいわゆる汲み上げるものであるから、汲上用ジェットポンプ６３という。また、他方のジェットポンプ６５は、前記副タンク室１４内の燃料を燃料保持容器１６内に移送するものであるから、移送用ジェットポンプ６５という。なお、図４はジェットポンプを示す断面図である。また、両ジェットポンプ６３，６５は、実質的に同一構成をなすものであるから、汲上用ジェットポンプ６３について説明し、移送用ジェットポンプ６５の説明は省略する。

図４に示すように、前記汲上用ジェットポンプ６３は、二重円筒構造をなす内筒６７と外筒６８とを有している。内筒６７内に駆動源となる駆動用燃料が供給される一方、内筒６７と外筒６８との間に汲上（移送）燃料が導入可能とされている。したがって、駆動用燃料が内筒６７を通じて噴射されると、汲上（移送）燃料が外筒６８内に吸込まれ、内筒６７から噴射される燃料とともに移送される。

図１に示すように、前記汲上用ジェットポンプ６３（詳しくは内筒６７（図４参照））には前記調圧弁３８の燃料排出管５８（図３参照）が余剰燃料供給管７０を介して連通されている。一方、内筒６７と外筒６８との間に、前記燃料保持容器１６外で主タンク室１３内の燃料が汲上（移送）燃料として導入可能とされている。したがって、調圧弁３８から排出された余剰燃料が汲上用ジェットポンプ６３から燃料保持容器１６内に噴射されると、主タンク室１３内の燃料が移送用ジェットポンプ６５内に吸込まれ、汲上用ジェットポンプ６３から噴射される燃料とともに燃料保持容器１６内に移送される。

また、前記移送用ジェットポンプ６５（詳しくは内筒６７（図４参照））には前記余剰燃料供給管７０から分岐された余剰燃料分岐配管７２を介して連通されている。一方、内筒６７と外筒６８との間に副タンク室１４内の燃料を汲上（移送）燃料として移送する移送用燃料配管７４が連通されている。したがって、調圧弁３８から排出された燃料が移送用ジェットポンプ６５から燃料保持容器１６内に噴射されると、副タンク室１４内の燃料が移送用燃料配管７４を介して移送用ジェットポンプ６５内に吸込まれ、移送用ジェットポンプ６５から噴射される燃料とともに燃料保持容器１６内に移送される。なお、移送用燃料配管７４の吸入口には、燃料を濾過するフィルタ７５が設けられている。

前記した燃料添加装置３０において、燃料添加用燃料ポンプ３４が作動されると、燃料保持容器１６内の燃料は、吸入フィルタ４６を通って燃料添加用燃料ポンプ３４内に吸入される。燃料添加用燃料ポンプ３４内に吸入された燃料は昇圧され、燃料吐出口４９から添加燃料供給管３６を介して燃料添加弁３２に供給され、その燃料添加弁３２が開弁することにより排気管２５内へ噴射される。また、燃料添加用燃料ポンプ３４により燃料添加弁３２へ供給される燃料圧力いわゆる燃圧は、調圧弁３８により所定圧に調圧される。調圧弁３８で余剰となった余剰燃料は、汲上用ジェットポンプ６３及び移送用ジェットポンプ６５にそれぞれ供給される。汲上用ジェットポンプ６３に供給された余剰燃料が燃料保持容器１６内に噴射されるにともない、燃料タンク１２の燃料保持容器１６外で主タンク室１３内の燃料が燃料保持容器１６内に移送される。また、移送用ジェットポンプ６５に供給された余剰燃料が燃料保持容器１６内に噴射されるにともない、燃料タンク１２の副タンク室１４内の燃料が移送用燃料配管７４を介して燃料保持容器１６内に移送される。

前記した燃料添加装置３０によると、燃料タンク１２の燃料保持容器１６内にエンジン１０へ供給される燃料及び燃料添加弁３２へ供給される燃料を貯留し、燃料保持容器１６内に戻り燃料を戻す構成としたものである。これにより、エンジン１０の熱で加熱された戻り燃料が燃料タンク１２の燃料保持容器１６内に戻され、その燃料保持容器１６内の燃料が燃料添加用燃料ポンプ３４により燃料添加弁３２へ供給される。このため、燃料タンク１２のタンク容量に比べて少ない容量の燃料保持容器１６内の燃料と戻り燃料とが混ざり合うことにより、燃料保持容器１６内から燃料添加用燃料ポンプ３４により燃料添加弁３２へ供給される燃料の温度を早期に昇温することができる。このことは、低温始動時における燃料添加弁３２の添加燃料の微粒化、燃料添加用燃料ポンプ３４の性能復帰の早期化等に有効である。また、燃料添加弁３２の添加燃料の微粒化は、排気中の煤等のパティキュレートマター（「ＰＭ」と呼ばれる）の燃焼を促進し、排気浄化装置（図示省略）の還元雰囲気を生成しやすくすることができる。

また、燃料添加用燃料ポンプ３４により燃料添加弁３２に供給される燃料を調圧する調圧弁３８から排出された余剰燃料を燃料保持容器１６内に戻す構成としたものである。これにより、燃料保持容器１６内の燃料の温度の低下、燃料残量の低下を防止あるいは低減することができる。

また、燃料保持容器１６内に戻される燃料（余剰燃料）の流れを利用して該燃料保持容器１６外の燃料を該保持容器内に移送する汲上用ジェットポンプ６３及び移送用ジェットポンプ６５を備えたものである。したがって、燃料保持容器１６内に戻される余剰燃料の流れを利用して両ジェットポンプ６３，６５が駆動されることにより、燃料保持容器１６外の燃料を該保持容器１６内に移送することができる。また、燃料保持容器１６内に戻される燃料は、エンジン１０の熱や流動による摩擦熱を受けることにより、燃料保持容器１６外の燃料に比べて高温である。このため、燃料保持容器１６内に戻される余剰燃料を両ジェットポンプ６３，６５の駆動源とすることで、両ジェットポンプ６３，６５の性能復帰を早期化することができる。

また、燃料タンク１２が、燃料保持容器１６が設けられた主タンク室１３と、その主タンク室１３と区画された副タンク室１４とを備え、燃料保持容器１６内に戻される燃料（余剰燃料）の流れを利用して副タンク室１４の燃料を該燃料保持容器１６内に移送する移送用ジェットポンプ６５が設けられている。したがって、燃料保持容器１６内に戻される余剰燃料の流れを利用して移送用ジェットポンプ６５が駆動されることにより、副タンク室１４の燃料を燃料保持容器１６内に移送することができる。

また、前記汲上用ジェットポンプ６３及び前記移送用ジェットポンプ６５による合計の移送燃料量をＱ1とし、燃料保持容器１６からエンジン１０へ供給される供給燃料量をＱ2とし、エンジン１０から燃料保持容器１６内への戻り燃料の戻り燃料量をＱ3としたとき、汲上用ジェットポンプ６３及び移送用ジェットポンプ６５としては、
Ｑ1＝Ｑ2−Ｑ3
の関係を満たす性能を有するものであればよい。したがって、供給燃料量Ｑ2から戻り燃料量Ｑ3を減じた分の消費燃料量分を賄う合計の移送燃料量Ｑ1を移送することのできる汲上用ジェットポンプ６３及び移送用ジェットポンプ６５であればよいことになる。これにより、汲上用ジェットポンプ６３及び移送用ジェットポンプ６５に要求される移送燃料量Ｑ1の要求値を低減し、ひいては両ジェットポンプ６３，６５を小型化することができる。なお、本実施例では、２つのジェットポンプ６３，６５により燃料保持容器１６内へ燃料を移送するものとしたが、いずれか一方のジェットポンプにより燃料保持容器１６内へ燃料を移送する構成とし、残りのジェットポンプにより移送燃料量Ｑ1を移送する構成としてもよい。

［実施例２］
本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図５はエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。
図５に示すように、本実施例では、前記実施例１におけるリターン燃料配管２０の途中からリターン燃料分岐配管７７が分岐されている。また、燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吸入口４５に、リターン燃料分岐配管７７の流出口が合流されている。

本実施例の燃料添加装置３０によると、燃料添加用燃料ポンプ３４により燃料保持容器１６内の燃料と併せて戻り燃料を吸入する構成としたものである。これにより、燃料添加用燃料ポンプ３４により燃料保持容器１６内の燃料と併せて戻り燃料を吸入して燃料添加弁３２へ供給することができる。このような構成によっても、燃料添加弁３２へ供給される燃料の温度を早期に昇温することができる。

［実施例３］
本発明の実施例３を説明する。本実施例は、前記実施例２に変更を加えたものである。図６はエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。
図６に示すように、本実施例では、燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吸入口４５にリターン燃料分岐配管７７を接続したものである。この場合、燃料添加用燃料ポンプ３４により、燃料保持容器１６内の燃料を吸入することなく戻り燃料を吸入することができる。

［実施例４］
本発明の実施例４を説明する。本実施例は、前記実施例２に変更を加えたものである。図７はエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。
図７に示すように、本実施例では、前記実施例２におけるリターン燃料分岐配管７７を省略し、燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吸入口４５にリターン燃料配管２０の流出口を合流させたものである。この場合、燃料添加用燃料ポンプ３４により戻り燃料の全量を吸入することができる。

［実施例５］
本発明の実施例５を説明する。本実施例は、前記実施例１に変更を加えたものである。図８はエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。
図８に示すように、本実施例では、燃料添加装置３０に弁装置８０を備えている。弁装置８０は、電磁式三方切替弁からなるもので、第１〜第３の計３つの接続口８０ａ，８０ｂ，８０ｃを備えている。第１の接続口８０ａは、背圧燃料配管８２を介して前記燃料添加用燃料ポンプ３４のベーパジェット５０（図２参照）に連通されている。また、第２の接続口８０ｂは、連絡燃料配管８４を介して前記調圧弁３８の大気開放口５６すなわち背圧室６０（図３参照）に連通されている。また、第３の接続口８０ｃには、開放配管８６を介して燃料保持容器１６内に開放されている。また、弁装置８０は、電子制御装置（「ＥＣＵ」という。）８８から出力される制御信号に基づいてオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）制御されるようになっている。

次に、前記燃料添加装置３０において、ＥＣＵ８８から出力される制御信号により弁装置８０がオンされたときには、第１の接続口８０ａと第２の接続口８０ｂが連通されて第３の接続口８０ｃが遮断される。これにより、背圧燃料配管８２内に付与される加圧燃料圧（背圧）が調圧弁３８（図３参照）の背圧室６０内に作用するとともに、開放配管８６への背圧室６０内の燃料の流出が制限される。したがって、調圧弁３８の背圧室６０内に加圧燃料圧が作用すると、背圧室６０内の燃圧が上昇されることにより、ダイヤフラム５３が調圧室６２側へ撓み変形し、弁体５４が閉じられるにともない、調圧室６２内の燃料の排出が制限されるため、調圧室６２内の燃圧が一層上昇する。そして、調圧弁３８（図３参照）の調圧室６２内の燃圧が、背圧室６０の燃圧とバルブスプリング５５の弾性力との合計値よりも大きくなると、ダイヤフラム５３が背圧室６０側へ撓み変形し、弁体５４が開かれることにより、調圧室６２内の燃料が余剰燃料として排出される。そして、調圧室６２内の燃圧が再び低下すると、ダイヤフラム５３が調圧室６２側へ撓み変形し、弁体５４が閉じられる。このようにして、調圧室６２内の燃圧すなわち燃料添加弁３２へ供給される燃圧が、定常燃圧値よりも高い燃圧に調整される。

また、ＥＣＵ８８から出力される制御信号により弁装置８０がオフされたときには、第１の接続口８０ａが遮断されて第２の接続口８０ｂと第３の接続口８０ｃが連通される。これにより、弁装置８０の第１の接続口８０ａが遮断されるため、加圧燃料圧が調圧弁３８（図３参照）の背圧室６０内へ作用しないとともに、調圧弁３８の背圧室６０内が連絡燃料配管８４及び開放配管８６を介して大気すなわち燃料保持容器１６内に開放される。したがって、背圧室６０内でダイヤフラム５３に作用する力はバルブスプリング５５の弾性力のみとなり、調圧室６２内の燃圧すなわち燃料添加弁３２へ供給される燃圧が定常燃圧に調整される。

前記燃料添加装置３０（図８参照）によると、調圧弁３８が、燃料添加用燃料ポンプ３４から燃料添加弁３２に供給される燃料の圧力を、定常燃圧とその定常燃圧より高い高燃圧との２段階に調圧可能に構成されている。したがって、調圧弁３８により、燃料添加用燃料ポンプ３４から燃料添加弁３２に供給される燃料の圧力を通常は定常燃圧に調整し、必要に応じて高燃圧に調圧することで、燃料添加弁３２から高燃圧で噴射された燃料により燃料添加弁３２の噴射端部に付着した付着物を吹き飛ばして除去することができる。

［実施例６］
本発明の実施例６を説明する。本実施例は、前記実施例１に変更を加えたものである。図９はエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。
図９に示すように、本実施例では、前記実施例１における燃料保持容器１６及び汲上用ジェットポンプ６３並びに余剰燃料分岐配管７２を省略している。これにともない、移送用ジェットポンプ６５（詳しくは内筒６７）に調圧弁３８の燃料排出管５８（図３参照）が余剰燃料供給管７０を介して連通されている。また、前記実施例１におけるリターン燃料配管２０の途中からリターン燃料分岐配管９０が分岐されている、そして、燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吸入口４５には、前記実施例１における吸入フィルタ４６に代えて、リターン燃料分岐配管９０の流出口が接続されている。これにより、燃料添加用燃料ポンプ３４により戻り燃料を吸入可能に構成されている。この場合、燃料添加用燃料ポンプ３４により、燃料保持容器１６内の燃料を吸入することなく戻り燃料を吸入することができる。

本実施例の燃料添加装置３０によると、燃料添加用燃料ポンプ３４により戻り燃料を吸入する構成としたものである。これにより、燃料保持容器を備えていなくても、エンジン１０の熱で加熱された戻り燃料を燃料添加用燃料ポンプ３４により直接的に吸入することにより、燃料添加弁３２へ供給される燃料の温度を早期に昇温することができる。このことは、低温始動時における燃料添加弁３２の添加燃料の微粒化、燃料添加用燃料ポンプ３４の性能復帰の早期化等に有効である。

また、燃料タンク１２が、戻り燃料が戻される主タンク室１３と、その主タンク室１３と区画された副タンク室１４とを備え、主タンク室１３内に戻される燃料の流れを利用して副タンク室１４の燃料を該燃料保持容器１６内に移送するジェットポンプが設けられている。したがって、燃料タンク１２内に戻される燃料の流れを利用してジェットポンプが駆動されることにより、燃料タンク１２の副タンク室１４の燃料を燃料タンク１２内に移送することができる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジン等にも適用することができる。
また、燃料保持容器内に戻されてジェットポンプ６３，６５の駆動用燃料とされる燃料としては、調圧弁３８から排出される余剰燃料に限らず、燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吐出口４９、ベーパジェット５０等から吐出された加圧燃料、あるいは、リターン燃料配管２０から吐出される戻り燃料を用いることができる。また、汲上用ジェットポンプ６３と移送用ジェットポンプ６５とを備える場合において、汲上用ジェットポンプ６３を省略してもよい。また、汲上用ジェットポンプ６３を省略した場合、燃料保持容器１６内外の差圧を利用して主タンク室１３内の燃料を燃料保持容器１６内に流入する構成とするとよい。また、汲上用ジェットポンプ６３と移送用ジェットポンプ６５とを備える場合において、移送用ジェットポンプ６５により副タンク室１４内の燃料を燃料保持容器１６外で主タンク室１３内に移送してもよい。また、ジェットポンプの個数は、適宜増減することができる。また、燃料タンク１２に燃料保持容器１６を備えた場合において、副タンク室１４、移送用ジェットポンプ６５、余剰燃料分岐配管７２及びフィルタ７５等は省略することもできる。また、調圧弁３８の背圧室６０に導入する燃料としては、燃料添加用燃料ポンプ３４のベーパジェット５０から吐出された燃料に限らず、燃料添加用燃料ポンプ３４の燃料吐出口４９から吐出された燃料でもよく、燃料添加用燃料ポンプ３４から吐出された加圧燃料であれば用いることができる。

実施例１に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。 燃料ポンプを示す断面図である。 調圧弁を示す断面図である。 ジェットポンプを示す断面図である。 実施例２に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。 実施例３に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。 実施例４に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。 実施例５に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。 実施例６に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。 従来例に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料添加装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ エンジン
１２ 燃料タンク
１３ 主タンク室
１４ 副タンク室
１６ 燃料保持容器
２３ 燃料供給装置
２５ 排気管
３０ 燃料添加装置
３２ 燃料添加弁
３４ 燃料添加用燃料ポンプ
３８ 調圧弁
６３ 汲上用ジェットポンプ
６５ 移送用ジェットポンプ

Claims (8)

1. 燃料タンク内の燃料をエンジンへ供給しかつ余剰となった戻り燃料を前記燃料タンク内に戻す構成の燃料供給装置に併設される燃料添加装置であって、
   前記エンジンの排気通路に燃料を添加する燃料添加弁と、
   前記燃料タンク内の燃料を前記燃料添加弁へ供給する燃料添加用燃料ポンプと、
   前記燃料タンク内に設けられた燃料保持容器と
   を備え、
   前記燃料保持容器内に前記エンジンへ供給される燃料及び前記燃料添加弁へ供給される燃料を貯留し、前記燃料保持容器内に前記戻り燃料を戻す構成とした
   ことを特徴とする燃料添加装置。
2. 請求項１に記載の燃料添加装置であって、
   前記燃料添加用燃料ポンプにより前記戻り燃料を吸入する構成としたことを特徴とする燃料添加装置。
3. 請求項１又は２に記載の燃料添加装置であって、
   前記燃料添加用燃料ポンプにより前記燃料添加弁に供給される燃料を調圧しかつ余剰となった余剰燃料を排出する調圧弁を備え、
   前記調圧弁から排出された余剰燃料を前記燃料保持容器内に戻す構成とした
   ことを特徴とする燃料添加装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料添加装置であって、
   前記燃料保持容器内に戻される燃料の流れを利用して該燃料保持容器外の燃料を該保持容器内に移送するジェットポンプを備えたことを特徴とする燃料添加装置。
5. 請求項３に記載の燃料添加装置であって、
   前記調圧弁が、前記燃料添加用燃料ポンプから前記燃料添加弁に供給される燃料の圧力を、定常燃圧とその定常燃圧より高い高燃圧との２段階に調圧可能に構成されていることを特徴とする燃料添加装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料添加装置であって、
   前記燃料タンクが、前記燃料保持容器が設けられた主タンク室と、その主タンク室と区画された副タンク室とを備え、
   前記燃料保持容器内に戻される燃料の流れを利用して前記副タンク室の燃料を該燃料保持容器内に移送する移送用ジェットポンプが設けられている
   ことを特徴とする燃料添加装置。
7. 燃料タンク内の燃料をエンジンへ供給しかつ余剰となった戻り燃料を前記燃料タンク内に戻す構成の燃料供給装置に併設される燃料添加装置であって、
   前記エンジンの排気通路に燃料を添加する燃料添加弁と、
   前記燃料タンク内の燃料を前記燃料添加弁へ供給する燃料添加用燃料ポンプと
   を備え、
   前記燃料添加用燃料ポンプにより前記戻り燃料を吸入する構成とした
   ことを特徴とする燃料添加装置。
8. 請求項７に記載の燃料添加装置であって、
   前記燃料タンクが、前記戻り燃料が戻される主タンク室と、その主タンク室と区画された副タンク室とを備え、
   前記主タンク室内に戻される燃料の流れを利用して前記副タンク室の燃料を該燃料保持容器内に移送する移送用ジェットポンプが設けられている
   ことを特徴とする燃料添加装置。
   

Images