专利名称：柴油机的乳化燃料供给装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及对乳化燃料供给装置的改良以降低船舶等负载变动频繁的柴油发动机的NOx。
首先，根据图5说明通常的柴油发动机的基本结构的一个例子。如该图所示，柴油发动机由燃料增压器区1，燃料加压循环区2和燃料喷射区3(燃料喷射部)三个主要部分构成。在燃料增压器区1中，燃料箱4(纯燃料供给源)内的纯燃料(柴油)通过增压器吸入管13，吸滤器10，增压泵11及增压出口管14被增压，供给相邻的燃料加压循环区2的脉动缓冲器20。前述增压器出口管14经过增压器压力调节阀12借助回流管5与燃料箱4连通，经过升压的纯燃料的一部分回流到燃料箱4内。
在燃料加压循环区2内，借助加压循环泵21，将通过脉动缓冲器20经整流后的纯燃料加压到利用后面将要叙述的燃料喷射泵31喷射到发动机内时所必须的压力和流量。经过加压的燃料进一步利用加热器22加热到对于这时的柴油的性质所需的温度，经由一级过滤器23，二级过滤器24，通过加压循环出口管25供给燃料喷射区3。
此外，在前述脉动缓冲器20上，连通有使燃料从燃料喷射区3的出口侧回流用的燃料回流管路26。从而，从燃料增压器区1供给的纯燃料与通过燃料回流管路26从发动机侧回流的纯燃料混合，如前面所述，由加压循环泵21进行加压。
在燃料喷射区3内，从上游侧起，依次设有加压循环送出管32，加压循环压力调节阀30，加压循环回流管33，此外，在加压循环送出管32与加压循环回流管33之间，经过歧管设置喷射泵31。从前述燃料加压循环区2供给燃料喷射区3的纯燃料，经由经由循环送出管32，利用加压循环压力调节阀30进行调节，使之与加压循环回流管33之间保持一定的压力差，与此同时，从加压循环送出管32的歧管供给到通向发动机各个气缸的喷射泵31。
然后，在喷射到发动机内的同时，由剩余燃料和通过喷射泵31内部的旁通流路(图中未示出)的燃料构成的残余纯燃料，回流到加压循环回流管33的歧管内，进而通过歧视燃料回流管路26回流到脉动缓冲器20部分。即，由加压循环泵21，加热器22，过滤器23，24，燃料喷射区3，燃料回流管路26以及脉动缓冲器20构成燃料循环回路。
图6所示为在图所示的柴油发动机上设置作为乳化燃料形成装置的混合器45的情况。该混合器45设置在加压循环泵21与加热器22之间，根据设置在燃料增压器区1的增压器出口管14上的发射信号式纯燃料流量计44的检测信号，以一定的比例供水。借助该混合器45的动作形成作为纯燃料与水的混合物的乳化燃料，在利用该乳化燃料运转时的乳化燃料信号回路，如图6所示，原封不动地采用前面所述的燃料循环回路。
如上所述，现有的柴油发动机设备由于原封不动地采用前面所述的燃料循环回路，所以存在以下的问题。
燃料循环回路，特别是在大中型发动机的情况下，为使热不滞留在喷射泵31上，必须用加压循环泵21进行强制循环，此外，由于在启动前，为保持纯燃料温度的稳定并排除滞留空气，必须使加热器22及过滤器23，4循环，从而无论如何也要加长回路的长度。因而，现有的乳化燃料循环回路。其长度与其燃料消耗量相比要比所需要的更长，进而，由于在回路途中存在着容积大的过滤器23，24等，经乳化的燃料的体积要大于所需的体积。
从而，在改变加水率的场合，由于改变加水率之前的乳化燃料残留量大，所以要延长这种改变所需的时间。即，存在着即使改变了加水率，也不能立即反映出来(响应性差)的问题。
特别是，在发动机停止前进行排水运转时，存在于一级过滤器23和二级过滤器24以及加热器22处的乳化燃料，是在这些部分处造成流速变慢的原因，并造成复杂的燃料流，容易在这些部分上引起滞留现象，从而不得不进行长时间的排水运转。
本发明的目的是提供一种可以减少乳剂化燃料的用量，对加水率的改变显示出高的响应性的柴油机的乳化燃料供给装置。
为达到上述目的，本发明的第一种形式的柴油机乳化燃料供给装置，其特征为，在备有纯燃料供给源及经由对从该纯燃料供给源送出的燃料进行加压的加压装置、将前述加压的燃料的一部分喷射到燃料喷射部、使未被该燃料喷射部喷射的剩余燃料返回到前述加压装置的吸收侧的燃料回流管路的燃料循环回路的柴油机中，所述乳化燃料供给装置配备有在一个由乳化燃料回流管路与前述燃料喷射部组成的回路中形成的比前述燃料循环回路的内部容积小的乳化燃料循环回路，其中，所述乳化燃料回流管路将设置在向前述燃料循环回路中的前述燃料喷射部提供燃料的燃料流入部附近的乳化燃料形成装置和从前述燃料回流管路分支出来的靠近前述乳化燃料形成装置的吸入侧近旁的位置连通起来；一个经过纯燃料回流管路及设置在纯燃料回流管路中的压力调节装置，所述纯燃料回流管路设置在前述燃料循环回路中的前述乳化燃料回流管路的汇流点的前部与前述燃料燃料回流管路的分支点的下游之间；以及一个对前述燃料循环回路与乳化燃料回路的连通进行切换的控制器，同时，前述纯燃料循环回路与乳化燃料循环回路，借助于前述控制器的切换，可以形成独立的循环。
根据本发明，前述纯燃料循环回路与前述乳化燃料循环回路借助于前述控制器的切换可独立运转，与此同时，由于前述乳化燃料循环回路的内部容积比前述燃料循环回路的内部容积小，从而与现有结构相比，所用乳剂化燃料量少，可在短时间内改变燃料的加水率，可实现高响应速度的乳化燃料供给装置。而且，由于燃料循环回路可根据需要采用与现有技术的结构相同的循环系统，从而在启动时，特别是在大中型发动机的情况下，可以利用加压循环泵进行强制循环，从而可将喷射泵及加热器和过滤器中的纯燃料温度保持稳定并可排除其中所滞留的空气。
此外，本发明的第二种形式的特征为，在前述第一种形式的柴油机乳化燃料供给装置中，配置在前述燃料循环回路中的过滤器和／或加热装置被设置在前述乳化燃料循环回路之外。
根据本发明，在乳化燃料循环回路中，由于不存在现有技术的过滤器和加热装置，从而几乎不存在前述滞留现象，可更进一步在更短的时间内顺滑地进行燃料加水率的改变。
此外，本发明的第三种形式的特征为，在前述第二种形式的柴油机乳化燃料供给装置中，在前述燃料回流管路的前述乳化燃料回流管路的分支点与纯燃料回流管路的汇流点之间设置纯燃料用开闭阀，在前述乳化燃料循环回路的乳化燃料汇流管路中设置乳化循环用泵及乳化燃料用开闭阀，利用前述控制器的开展信号，当利用纯燃料进行运转时，使前述纯燃料用开闭阀处于打开状态，并且将前述乳化燃料形成装置保持在非动作状态，而在利用乳化燃料进行运转时，使前述纯燃料用开闭阀处于关闭状态，前述乳化信号用泵成动作状态，前述乳化燃料用开闭阀呈打开状态，并且前述乳化燃料形成装置呈动作状态。
根据本发明，借助于控制器的控制信号，当燃料循环回路运转时，纯燃料用开闭阀呈打开状态并且将乳化燃料形成装置保持在非动作状态，另一方面，当乳化燃料循环回路运转时，纯燃料用开闭阀呈关闭状态，乳化循环用泵动作，乳化燃料用开闭阀呈打开状态并且将乳化燃料形成装置保持在动作状态，从而，利用简单的结构即可实现燃料循环回路与乳化燃料循环回路的切换，而且，能够可靠而稳定地进行切换后的各种运转。
此外，本发明的第四种形式的特征为，在前述第三种形式的柴油机乳化燃料供给装置中，在从前述燃料循环回路向前述乳化燃料循环回路供给燃料的位置处，配置纯燃料流量计，根据该纯燃料流量计的检测信号控制前述乳化燃料形成装置的加水量。
根据本发明，由于纯燃料流量计配置在向前述乳化燃料循环回路的汇流点的前方附近，从而可提高发动机燃料消耗量的测量精度，而且也能够以高精度对乳化燃料形成装置的动作状态进行控制。
另外，本发明的第五种形式的特征为，在前述第三种形式的柴油机乳化燃料供给装置中，将纯燃料流量计配置在从前述纯燃料供给源向前述燃料循环回路的供给管路上，根据该纯燃料流量计的检测信号，控制前述乳化燃料形成装置的加水量。
根据本发明，由于纯燃料流量计配置在从燃料供给源向燃料循环回路的汇流点的前方的管路上，不受设置在前述燃料回流管路中纯燃料用开闭阀的影响，可以测量该纯燃料流量计的通过流量，从而能够测量与发动机的消耗量均衡的燃料流量，易于进行稳定的控制。
此外，本发明的第六种形式的特征为，在前述第三种形式的柴油机的乳化燃料供给装置中，设置在形成前述纯燃料循环回路用的纯燃料回流管路上的前述压力调节装置，采用比设置在燃料循环回路中的主压力调节阀设定在更高压力的副压力调节阀。
通过设置本发明的副压力调节阀，当从由纯燃料循环回路进行运转的状态通过关闭前述纯燃料开闭阀向乳化燃料循环回路的运转状态转换时，由于利用该压力调节装置开始进行压力调节，从而可实现顺滑的转换。
此外，本发明的第七种形式的特征为，在前述第三种或第六种形式的柴油机乳化燃料供给装置中，在前述乳化燃料循环回路之外的位置处，在前述燃料循环回路中的前述乳化燃料回流管路的汇流点与前述加热装置之间，设置纯燃料用温度传感器，在向前述乳化燃料形成装置送水的管路中，于水温可变部分的下游位置处，设置水温传感器，驱动控制前述水温可变部分使得由前述水温传感器检测出的水温向由前述纯燃料用温度传感器所检测出来的燃料温度趋于一致的方向变化。
根据本发明，在实际运行时，为将纯燃料的粘度保持在一定值，要对纯燃料进行加热，而这时有必要根据纯燃料的性质改变成适宜的温度。在本发明的流程中，由于在形成乳化燃料时，要向已加热的纯燃料中加水，所以将该被加过热的纯燃料的温度作为设定值，通过使所加入的水的温度与该纯燃料的温度(设定值)相同，从而，即使根据燃料的性质改变燃料的温度，也可以形成自动地保持在所需温度的乳化燃料。
此外，本发明的第八种形式的特征为，在前述第三或第六种形式的柴油机乳化燃料供给装置中，在前述乳化燃料循环回路以外的位置处，在前述燃料循环回路中的前述乳化燃料回流管路的汇流点与前述加热装置之间，设置纯燃料用温度传感器，在前述乳化燃料循环回路中设置乳化燃料温度传感器，驱动控制设置在向前述乳化燃料形成装置内送水的管路中的水温可变部分，使由前述乳化燃料温度传感器检测出的温度与前述纯燃料用温度传感器检测出的温度趋于一致。
根据本发明，在使用C柴油等燃料的情况下，常常在加热器的出口处设置称作粘度传感器的柴油粘度测定装置，根据该测定装置的信号调节加热器出口的温度。在这种情况下，由于温度可根据柴油的性质自动变化，所以如果无视这一温度而保持加水温度固定往往并不合适。
特别是在负载轻的情况下，由于乳化循环系统上所产生的热量，有可能使管路的温度上升。此外，可以设想，通过配管的散热设计，也有可能存在相反地使温度下降的情况。在这些情况下，利用乳化燃料温度传感器测量乳化燃料的温度，通过控制向前述乳化燃料形成装置注入的水的温度，使这一温度测量值与纯燃料用温度传感器的测量值相一致，即使在轻负载时也可实现温度的温度控制。
本发明的其它目的和效果，通过下面的详细说明及附图将会变得更加清楚。
图1是表示在本发明的实施例一中的柴油机乳化燃料供给装置的结构图。
图2是制造乳化燃料用的注水控制机构的标准结构图。
图3是表示在本发明的实施例二中的柴油机乳化燃料供给装置的结构图。
图4是表示在本发明的实施例三中的柴油机乳化燃料供给装置的结构图。
图5是表示传统的柴油发动机基本结构的一个例子的图示。
图6是在图5所示的柴油发动机中设置乳化燃料形成装置的图示。
下面根据附图对本发明的第一实施例进行说明。图1是有关本发明的柴油发动机的结构图，图2是形成乳化燃料用的注水控制机构的标准结构图。本实施例中的“燃料循环回路”与图5所示现有技术相比，只有作为乳化燃料形成装置的混合器45的配置位置，以及在燃料回流管路上设置纯燃料用开闭阀这些问题上有一部分不同，其它结构都是相同的，因此，只对其不同的部分加以说明，对相同的部分赋予相同的标号并省略对它们的说明。
作为乳化燃料形成装置的混合器45，设置在向作为前述燃料循环回路中的前述燃料喷射部的燃料喷射区3提供燃料的燃料流入部的前方。
本实施倒的“乳化燃料循环回路”由经过乳化燃料回流管路46及前述燃料喷射区3的回路构成，所述乳化燃料回流管路46将燃料回流管路26的燃料喷射区3附近的位置与前述混合器45的吸入侧附近的位置连通，进而，该乳化燃料循环回路的内部容积比前述燃料循环回路的内部容积小。即，配置在前述燃料循环回路中的过滤器23，24及加压循环泵21以及作为加热装置的加热器22，设置在本发明的乳化燃料循环回路之外的位置处。
本实施例中的“纯燃料循环回路”，由经过纯燃料回流管路66，作为压力调节装置的副压力阀40，作为加压装置的加压循环泵21，作为加热装置的加热器22的回路构成，其中，所述纯燃料回流管路66设置在前述燃料循环回路中的前述乳化燃料回流管路46的汇流点47的前方与前述乳化燃料回流管路46的分支点100的下游侧之间。
从而，前述燃料循环回路与乳化燃料循环回路，由图1所示的控制器48进行切换连通，进而，前述纯燃料循环回路与乳化燃料循环回路可独立运转。
在本实施例中，于前述燃料循环回路的燃料回流管路26内设置纯燃料用开闭阀，在前述乳化燃料循环回路的乳化燃料回流管路46中设置乳化循环用泵43以及乳化燃料用开闭阀42。
从而，根据前述控制器48的控制信号，在运行燃料循环回路(非加水时)时，使纯燃料用开闭阀呈打开状态，并且使混合器45保持在非动作状态。另一方面，当运行乳化燃料循环回路(加水时)时，使纯燃料开闭阀呈关闭状态，使乳化循环用泵处于动作状态，乳化燃料用开闭阀呈打开状态，并且前述混合器45处于动作状态。这时，由于经过前述纯燃料回流管路66的纯燃料循环回路与乳化燃料循环回路是可以单独运转的，所以在乳化燃料循环回路中，可以进行没有负压及异常升压的运转。
进而，与现有技术不同，在本实施例中，在向燃料循环回路中的乳化燃料循环回路上的汇流点47的前方配置纯燃料流量计44。并且，根据纯燃料流量计44的检测信号，控制作为前述乳化燃料形成装置的混合器45的动作状态。从而，可提高发动机中燃料消耗量的测量精度，而且，可高精度地控制作为乳化燃料形成装置的混合器45的动作状态。
此外，在燃料循环回路中的乳化燃料循环回路以外的位置处，与前述纯燃料回流管路66上，设置比作为前述燃料喷射区3中的主压力调节阀的加压循环压力调节阀30设定成更高压力的作为压力调节装置的副压力调节阀40，其中所述纯燃料回流管路66位于向乳化燃料循环回路的汇流点47的前方与纯燃料用开闭阀41的下游位置附近之间。
下面，参照图2说明形成乳化燃料用的注水控制机构的标准结构的例子。接收从测量发动机消耗燃料的发射信号式的前述纯燃料流量计44发出的信号的比率设定器57，根据存储在其内部的加水率设定值，向水量控制器56输出所需水量的指令信号。水量控制器56接收水流流量计54的信号，为使水量等于设定的水量，对水量控制阀53的打开程度进行调整经由止回阀55向混合器45供水。此外，在图2中，标号50为水箱，标号51为过滤器，标号52为泵。
下面，参照图1对本实施例的作用进行说明。经由加压循环出口管25供给燃料喷射区3的燃料，在未加水时(包括在运转准备时)，通过燃料循环回路进行如下的循环。
设置在燃料喷射区3入口部分的副压力调节阀40，由于进行压力调节使其压力高于加压循环压力调节阀的压力，通常在这种状态该阀不流通，全部纯燃料经由纯燃料流量计44，混合器45，加压循环送出管32，加压循环压力调节阀30，到达加压循环回流管33。与此同时，经由歧管向喷射泵31供给燃料。
在这种状态下，控制器48使纯燃料用开闭阀一直处于打开状态，未被发动机消耗的燃料，经由纯燃料用开闭阀41，燃料回流管路26，在脉动缓冲器20中整流，回流到加压循环泵21的吸入侧。这时，信号发射式纯燃料流量计44的检测信号以这种状态送入注水控制机构中时，由于加水率已增大完毕，从而设定成连锁状态注水控制机构没有输出。
这时，通常乳化循环用泵43处于停止状态，乳化燃料用开闭阀42一直关闭。但是，为使乳化燃料回流管路46的温度保持均匀，也可以运转乳化循环用泵43，乳化燃料用开闭阀42处于打开状态。这时，按照乳化循环用泵43的能力，也可以进行通过乳化燃料回流管路46从加压循环回流管33侧向加压循环送出管32通以燃料进行循环。
此外，纯燃料用开闭阀41及乳化燃料用开闭阀42通常使用可用电力和空气等动力开闭的自动阀门，但对于乳化燃料用开闭阀42，也可用将从加压循环送出管32侧向加压循环回流管侧的燃料流断流的方向安装的止回阀来代替。
下面，对向作为乳化燃料形成装置的混合器45注水、形成乳化燃料、经过使用该乳化燃料的乳化燃料循环回路加水时的运转进行说明。
要达到加水运转的条件，因为控制器48要使纯燃料用开闭阀41关闭，所以加压循环送出管32的压力上升，副压力调节阀开始调节压力。从而，在信号发射式纯燃料流量计44上只有发动机消耗的那部分燃料通过，在这种状态下，通过向图2所示的注水控制机构发出流量信号，达到进行按比例注水的条件。同时，乳化循环用泵43运转，通过打开乳化燃料用开闭阀42，形成乳化燃料循环回路，完成乳剂化的准备工作。
由包含水箱50在内的比例注水系统供给的水和燃料，由混合器45进行混合，形成乳化燃料。该乳化燃料经由加压循环送出管32到达加压循环回流管33，由于纯燃料用开闭阀关闭，所以剩余的全部燃料被吸入循环用泵43，完成经由乳化燃料用开闭阀43至乳化汇流点47的流程。
此外，乳化循环用泵43主要使用容积式泵，而在该泵的排放能力与管路适合的情况下，加压循环送出管32的压力由副压力调节阀40来决定，加压循环回流管33的压力等于上述压力与加压循环压力调节阀30的释放压力之差。
此外，对于乳化循环用泵43，也可使用其排放压力小于加压循环压力调节阀30的释放压力的离心泵和级联泵等。不管在使用哪种泵的场合，加压循环送出管32的绝对压力均由副压力调节阀40决定，所以不会有压力过大的危险，对现有的发动机形式没有必要进行大幅度地改变。
图3是表示本发明的另一个实施例的结构图。在该第二实施例中，纯燃料流量计44配置在由燃料增压器区1向前述燃料循环回路的汇流点的前方的管路(增压器出口管)14上，根据该纯燃料流量计44的检测信号，控制作为乳化燃料形成装置的混合器45的动作状态。其它结构与图1所示的第一实施例相同，相同的部分赋予相同的标号，并省略对它们的说明。此外，在图中省略掉控制器48等部分。
根据该第二实施例，由于纯燃料流量计44设置在从燃料增压器区向燃料信号回路的汇流点前方的管路14上，所以不受设置在前述燃料回流管路26中的纯燃料用开闭阀41开关的影响，可以测量通过该纯燃料流量计的通过流量。从而，通常能够测量与发动机的消耗量均衡的燃料流量，获得易于进行稳定控制的效果。
图4是表示本发明的另一个实施例的结构图。在该第三实施例中，在前述燃料循环回路中的乳化燃料循环回路之外的位置处，于向前述乳化燃料循环回路的汇流点47与前述加热器22之间，设置纯燃料用温度传感器60。此外，在向作为前述乳化燃料形成装置的混合器45送水的管路中，于水温可变部63的下游侧位置处，如图所示，配置水温传感器61。并且，借助运算器65驱动控制前述水温可变部63，使前述水温传感器61检测出的水温与纯燃料用温度传感器60检测出的燃料温度相一致。
在实际运转当中，为保持纯燃料的粘度为固定值，要对纯燃料进行加热，但在这种情况下，要根据纯燃料的性质改变成适当的温度。在本实施例中，在形成乳化燃料时，为向已加热的纯燃料中加水，将该已被加热的纯燃料的温度作为设定值，使所加水的温度与该纯燃料的温度(设定值)相同，这样，即使按照燃料性质的变化而改变燃料温度，也可形成自动地将温度保持在所需温度的乳化燃料。
此外，在本实施例中，在乳化燃料循环回路中设置乳化燃料温度传感器62。在本实施例中，它被设置在混合器45与加压循环送出管32之间。并且，温度控制设置在向前述乳化燃料形成装置中送水的管路62内的水温可变部63，使由乳化燃料温度传感器62所检测出的温度与前述纯燃料用温度传感器60检测出的温度趋于一致。其它结构与图1所示的实施例相同，相同部分赋予相同的标号，并省略对它们的说明。此外，图中省略了控制器48等部分。
在使用C柴油等燃料的情况下，常常在加热器22的出口部设置通常称作粘度传感器柴油粘度测量装置，根据它的信号调节加热器出口的温度。在这种情况下，为根据柴油的性质自动地变化温度，无视这一温度而保持加水的温度固定则往往并不合适。
通过用纯燃料用温度传感器60测柴油的温度，可以知道目前所需温度为多少。在发动机负载大的情况下，本发明的乳化燃料循环系统所发的热可以忽略不计，所以可通过将水温设定成等于上述所需温度，就可向发动机送出粘度适当的乳化燃料。
但是，在发动机负载轻的情况下，由于消耗燃料减少，由乳化燃料循环系统所产生的热量有可能使管路温度上升。此外也会存在由于对配管的散热设计而相反地造成温度下降的情况。在这类情况下，通过乳化热量温度传感器62测量乳化燃料的温度，通过控制向作为前述乳化燃料形成装置的混合器45中注入的水的温度，使这一测量值与纯燃料用温度传感器60所测得的值相同，从而即使在轻负载时也可实现稳定的温度控制。
此外，乳化燃料与纯燃料相比，在同一温度下，有粘度上升的倾向。由于乳化燃料的粘度变化显示出非牛顿性液体的性质(非粘性液体)，在剪切力大情况下，粘度急剧下降，有接近纯燃料粘度的倾向，因而不需要与静的粘度测量结果相均衡的温度控制。
但是，有时也根据发动机喷射系统的情况，将乳化燃料的温度设定成例如比纯燃料的温度稍高一些。这时的乳化燃料的温度一般要通过发动机的高压管的压力测量等经实验来确定。
在这种情况下，可根据加水率由运算器65预先设定乳化燃料的温度，一边与加水两侧指示信号进行比较，一边对实际上所设定的水温或乳化燃料的温度相对于纯燃料用温度传感器60的设定值进行升降控制，利用这种方式，能够自动地进行最佳温度设定。运算器65可采用PID控制，ON／OFF控制，模糊控制等。
通常用蒸汽进行加热，在这种情况下，将运算器65的输出输入到水加热用蒸汽控制阀64上，一边提取作为控制对象的温度的反馈信号，一边向由热交换器构成的水温可变部63供给蒸汽。此外，由于在乳化燃料形成装置的注水控制机构中，随着发动机负载的变化，水量也有很大的变化，按照需要将水量信号输入到运算器65上，可采用适应于非加热侧的流量变化的控制方法。另外，在小规模的装置中，可用电加热器进行加热，而有必要进行冷却时，也可配备用冷却用冷水等进行热交换的设备。
根据本发明，前述燃料循环回路和乳化燃料循环回路由前述控制器进行切换连通，在前述纯燃料循环回路和乳化燃料循环回路可独立运转的同时，前述乳化燃料循环回路的内部容积比前述燃料循环回路的内部容积小，所以，乳剂化的燃料的量比现有技术少，可在短时间内进行燃料加水率的改变，从而，可实现高响应性的乳化燃料供给装置。而且，由于燃料循环回路可与乳化燃料循环回路分别单独运转，特别是在大中型发动机的情况下，可以用加压循环泵进行强制循环，以便使喷射泵上没有热滞留，此外，在启动前可保持加热器及过滤器中纯燃料的温度稳定并排除所滞留的空气。
此外，对于将前述燃料循环回路中所设置的过滤器及前述加压装置或加热装置设置在乳化燃料循环回路之外的位置处的结构，由于在乳化燃料循环回路中不存在现有技术的过滤器和加热装置等，从而几乎不存在上述滞留现象的问题，可更进一步在短时间内顺滑地进行燃料加水率的变化。
即，由于乳化燃料的缓冲(加水率改变时所消耗的燃料量)变小，所以从加水开始后到稳定的时间、以及为排水所需的停止时间大幅度缩短。此外，不必担心加热器及过滤器等的水分离，大幅度提高其可维护性。
在C柴油运转的场合，曾设想在这种方法中，燃料温度的控制是十分繁杂的，但是，利用本发明的方式，由于可自动地维持最佳的乳化燃料温度，排除了由于缓冲小造成的弊端。
利用乳化燃料降低柴油发动机的NOx，不必对现有的燃料喷射系统进行大幅度地改造就可使用，同时它不仅可降低NOx，而且对降低煤尘也可达到预期的效果，是一种很有效的手段，但是，由于存在切换时间长，容器和过滤器的可维护性等问题，成为实用化的障碍。而利用本发明，可以排除这些障碍，相信有助于改善地球的环境。
权利要求
1．一种柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，在备有纯燃料供给源以及经由对从该纯燃料供给源送出的燃料进行加压的加压装置、将前述加压的燃料的一部分喷射到发动机气缸中的燃料喷射部、以及使未被该燃料喷射部喷射的剩余燃料返回到前述加压装置的吸收侧的燃料回流管路所形成的燃料循环回路的柴油机中，所述乳化燃料供给装置配备有在一个由乳化燃料回流管路与前述燃料喷射部组成的回路中形成的比前述燃料循环回路的内部容积小的乳化燃料循环回路，其中，所述乳化燃料回流管路将设置在向前述燃料循环回路中的前述燃料喷射部提供燃料的燃料流入部附近的乳化燃料形成装置和从前述燃料回流管路分支出来的靠近前述乳化燃料形成装置的吸入侧近旁的位置连通起来；一个经过纯燃料回流管路及设置在纯燃料回流管路中的压力调节装置，所述纯燃料回流管路设置在前述燃料循环回路中的前述乳化燃料回流管路的汇流点的前部与前述燃料燃料回流管路的分支点的下游之间；以及一个对前述燃料循环回路与乳化燃料回路的连通进行切换的控制器，同时，前述纯燃料循环回路与乳化燃料循环回路，借助于前述控制器的切换，可以形成独立的循环。
2．权利要求1所述的柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，设置前述燃料循环回路中的过滤器和／或加热器，设置在前述乳化循环回路之外的位置处。
3．权利要求2所述的柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，在前述燃料回流管路和前述乳化燃料回流管路的分支点与纯燃料回流管路的汇流点两点之间设置纯燃料用开闭阀，在前述乳化燃料循环回路的乳化燃料汇流管路中设置乳化循环用泵和乳化燃料用开闭阀，借助前述控制器的控制信号，在进行使用纯燃料的运转时，前述纯燃料用开闭阀处于打开状态，并且保持前述乳化燃料形成装置处于非动作状态，在进行使用乳化燃料的运转时，使前述纯燃料开闭阀处于关闭状态，前述乳化循环用泵处于动作状态，前述乳化燃料用开闭阀处于打开状态并且前述乳化燃料形成装置处于动作状态。
4．权利要求3所述的柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，在从前述燃料循环回路向前述乳化燃料循环回路供给燃料的位置处，设置纯燃料流量计，根据该纯燃料流量计的检测信号控制前述乳化燃料形成装置的加水量。
5．权利要求3所述的柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，在从前述纯燃料供给源向前述燃料循环回路的供给管路上，配置纯燃料流量计，根据该纯燃料流量计的检测信号，控制前述乳化燃料形成装置的加水量。
6．权利要求3所述的柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，采用其设定压力比设置在燃料循环回路中的主压力调节阀更高的副压力调节阀，作为设置在形成前述纯燃料循环回路用的前述纯燃料回流管路中的压力调节装置。
7．权利要求3所述的柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，在前述乳化燃料循环回路之外的位置处，在前述燃料循环回路中的前述乳化燃料回流管路分汇流点与前述加热器之间设置纯燃料用温度传感器，在向前述乳化燃料形成装置内送水的管路中于水温可变部的下游位置处设置水温传感器，驱动控制前述水温可变部，使由前述水温传感器检测出的温度与前述纯燃料用温度传感器所检测出的温度趋于一致。
8．权利要求3或6中所述的柴油机的乳化燃料供给装置，其特征为，在前述乳化燃料循环汇流之外的位置处，于前述乳化循环回路中的前述乳化燃料回流管路的汇流点与前述加热器之间，设置纯燃料用温度传感器，在前述乳化燃料循环回路中设置乳化燃料温度传感器，驱动控制设置在向前述乳化燃料形成装置内送水的管路中的水温可变部，使由前述乳化燃料温度传感器检测出的温度与由前述纯燃料用温度传感器检测出的温度趋于一致。
全文摘要
一种柴油机乳化燃料供给装置,乳化燃料回流管路将设置在向乳化循环回路中的燃料喷射部提供燃料的燃料流入部前方的混合器与燃料回流管路及混合器吸入侧附近的位置连通起来,在经由所述乳化燃料回流管路和喷射部的回路中,备有比燃料循环回路的内部容积小的乳化燃料循环回路,以及一个用于切换燃料循环回路与乳化燃料循环回路的控制器,并形成通过前述控制器的切换可与乳化燃料循环回路分别独立运转的纯燃料循环回路。
文档编号F02M25/022GK1290808SQ0011889
公开日2001年4月11日 申请日期2000年6月23日 优先权日1999年6月24日
发明者关口申一, 山本浩司 申请人:株式会社关口, 株式会社纳博克