燃料供给装置及燃料供给方法与流程

本发明涉及一种向柴油机等内燃机关供给燃料的燃料供给装置及燃料供给方法。

背景技术：

在现有的船舶中所使用着二冲程低速柴油发动机，其可在低速情况下进行输出，且可通过直接与螺旋桨连接而驱动。

近年来，作为低速柴油发动机的燃料而受到瞩目的有nox、sox、排放量较少的天然气。通过将高压天燃气作为燃料而喷射到低速柴油发动机的燃烧室进行燃烧，由此可获得高热效率的输出。

例如利用曲柄轴将旋转运动改为往复移动，由此可进行往复式泵的驱动。利用曲柄轴驱动往复式泵活塞时，活塞冲程通过曲柄轴被固定下来，因此无法自由地调整活塞冲程。另外，多个往复式泵通过同一个曲柄轴进行驱动时，无法对各个往复式泵进行独立控制。

另一方面，专利文献1记载有一种装置，其利用往复式泵对液体燃料进行升压后将其供给到发动机。在专利文献1的装置中，向左右方向驱动往复式泵活塞，作为用以驱动活塞的线性致动器，使用“线性油压马达”(油压缸单元)。在专利文献1，用方向切换阀来切换从油压泵朝向油压缸单元供给的工作油的方向，由此对往复式泵的活塞移动方向进行切换。使用油压缸单元的情况下，与使用曲柄轴的情况相比，在低速下更能够驱动往复式泵。而且具有下述优点：通过控制活塞行程，能够使活塞以固定速度进行移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特表2005-504927号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

如专利文献1所述，在通过方向切换阀来切换供给到油压缸单元的工作油的流动方向以切换往复式泵的活塞移动方向的情况下，在排出和吸入时作用于活塞上的力均相同。在往复式泵，在高压状态下排出燃料时需要较大的力，另一方面，在低压状态下吸入燃料时的负荷较小。因此，利用油压缸单元驱动往复式泵情况下，在活塞负荷小的吸入时活塞容易更高速地移动，由于往复式泵的缸内压力变得低于燃料蒸气压，因此容易产生空蚀现象。若发生空蚀现象，则存在往复式泵的活塞或缸受冲蚀、使用寿命变短的问题。

另外，采用曲柄轴驱动往复泵的情况下，由于在排出时和吸入时活塞速度均相同，无法仅改变吸入时的速度，因此在高旋转、高输出时会导致空蚀现象的发生。

由此，本发明的目的在于，提供一种能够抑制发生在往复式泵的空蚀现象的燃料供给装置以及燃料供给方法。

用于解决课题的技术手段

本发明的第一方式涉及一种燃料供给装置，用于将燃料向内燃机关的燃料室内供给，所述燃料供给装置包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，所述升压用活塞被所述线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，通过所述升压用活塞在轴方向上往复移动，由此交替重复所述燃料的吸入和比吸入时升压的燃料的排出；控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，

在将所述升压用活塞沿轴方向往复移动的振幅设为a(a>0)、往复移动的周期设为t时，

所述控制器按照下述方式控制所述线性致动器：

所述往复式泵吸入所述燃料时的增加所述升压用活塞速度绝对值的加速度的绝对值最大值小于a·(2π/t)²，而且，

所述往复式泵排出所述燃料时的所述升压用活塞的加速度绝对值的最大值大于a·(2π/t)²。

本发明的第一方式涉及一种燃料供给装置，用于将燃料向内燃机关的燃烧室内供给，所述燃料供给装置包括：低压燃料供给管，其中被供给低压燃料；高压燃料供给管，其中被供给用于向所述燃烧室内供给的高压燃料；多个燃料供给部，设置在所述低压燃料供给管和所述高压燃料供给管之间，分别对所述低压燃料供给管内的燃料进行升压而供给到所述高压燃料供给管；控制部，对所述多个燃料供给部进行控制，其中，

各个所述燃料供给部为将燃料供给到内燃机关燃烧室内的燃料供给装置，包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，所述升压用活塞被所述线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，通过所述升压用活塞在轴方向上往复移动，由此交替重复所述燃料的吸入和比吸入时升压的燃料的排出；控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，

在将所述升压用活塞沿轴方向往复移动的振幅设为a(a>0)、往复移动的周期设为t时，

所述控制器按照下述方式控制所述线性致动器：

所述往复式泵吸入所述燃料时的增加所述升压用活塞速度绝对值的加速度的绝对值最大值小于a·(2π/t)²，而且，

所述往复式泵排出所述燃料时的所述升压用活塞的加速度绝对值的最大值大于a·(2π/t)²，且

所述控制部按照下述方式控制各个所述控制器：在所述多个燃料供给部中的任一个升压用缸排出燃料时，其它燃料供给部的升压用缸吸入燃料。

优选的是，所述控制器按照下述方式控制所述线性致动器：所述往复式泵吸入所述燃料时的所述升压用活塞的加速度达到最大的时间处在所述往复式泵开始吸入所述燃料时间之后、且从开始吸入所述燃料时间经过所述周期的1/4时间之前。

优选的是，所述往复式泵包括升压用缸，所述升压用缸收纳升压用活塞为能够沿垂直方向移动，通过所述升压用活塞沿垂直上方移动来将所述燃料吸入到所述升压用缸内部中位于所述升压用活塞的下部，并通过所述升压用活塞沿垂直下方移动，对所述燃料进行升压而排出。

优选的是，还包括速度传感器，用以检测所述升压用活塞在轴方向上的速度。

优选的是，所述线性致动器为油压缸单元，包括：油压缸，所述油压缸具有收纳工作油的工作油收纳空间，且配置成轴方向呈垂直方向；油压活塞，设置成在所述油压缸内能够沿轴方向移动，并将所述工作油收纳空间划分为第一腔室和第二腔室；活塞杆，用以连接所述油压活塞与所述升压用活塞；油压泵，通过向所述第一腔室供给工作油，由此使所述油压活塞朝向轴方向的第一方向移动，并通过向所述第二腔室供给工作油，由此使所述油压活塞朝向轴方向的第二方向移动；电动马达，驱动所述油压泵以使所述油压活塞沿轴方向往复移动，其中，

所述控制器通过控制所述电动马达，由此控制所述油压活塞在所述油压缸内的移动。

优选的是，所述油压缸单元还包括：密封的第一油压配管，其一端与所述油压泵相连接，另一端与所述第一腔室连接，将从所述油压泵排出的所有工作油供给到所述第一腔室，并将从所述第一腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵；密封的第二油压配管，其一端与所述油压泵相连接，另一端与所述第二腔室连接，将从所述油压泵排出的所有工作油供给到所述第二腔室，并将从所述第二腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵。

优选的是，所述线性致动器为电动缸单元，包括：电动马达；滚珠丝杠螺母，通过所述电动马达的动力进行转动；滚珠丝杠，与所述滚珠丝杠螺母相螺合，且在其轴方向与所述升压用活塞的轴方向一致的状态下与所述升压用活塞连接，通过所述滚珠丝杠螺母的转动沿轴方向移动，其中，所述控制器通过控制所述电动马达来控制所述滚珠丝杠在轴方向上的移动。

本发明的第三方式涉及一种燃料供给方法，用于将燃料向内燃机关的燃烧室内供给，

其中往复式泵包括升压用活塞，所述升压用活塞被线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，通过所述升压用活塞在轴方向上往复移动，由此交替重复所述燃料的吸入和比吸入时升压的燃料的排出，在将所述往复式泵的所述升压用活塞沿轴方向往复移动的振幅设为a(a>0)、往复移动的周期设为t时，

按照下述方式控制所述线性致动器：

所述往复式泵吸入所述燃料时的增加所述升压用活塞速度绝对值的加速度的绝对值最大值小于a·(2π/t)²，而且，

所述往复式泵排出所述燃料时的所述升压用活塞的加速度绝对值的最大值大于a·(2π/t)²。

发明效果

根据本发明，能够防止升压用缸内的压力急剧下降，且能够抑制空蚀现象的发生。

附图说明

图1为本实施方式的燃料气体供给装置的概略结构图；

图2为吸引燃料时线性致动器30和往复式泵50的截面图；

图3为排出燃料时线性致动器30和往复式泵50的截面图；

图4为表示升压用活塞52的速度随时间变化的一例图；

图5为表示升压用活塞52的速度随时间变化的另一例图；

图6为表示作为线性致动器30采用电动缸单元的燃料供给部的图。

附图标号说明

10燃料供给装置

11液体燃料箱

12低压燃料供给管

13高压燃料供给管

14热交换器

15高温燃料供给管

16调压阀

17压力计

20a、20b、20c燃料供给部

21控制器

30线性致动器

31电动马达

32油压泵

33第一油压配管

34第二油压配管

35a、35b齿轮

37滚珠丝杠螺母

38滚珠丝杠

41油压缸

42油压活塞

42b、52b活塞环

43工作油收纳空间

43a上侧腔室

43b下侧腔室

47活塞杆

48隔热空洞部

49连接部

50往复式泵

51升压用缸

51a、52a导向环

52升压用活塞

53缸套

54封盖

55吸入口

56排出口

57推杆密封环部

60阀箱

61排出流路

62排出用阀体

63、66阀座

64吸入流路

65吸入用阀体

70位置传感器

80控制部

90内燃机关

具体实施方式

下面，根据附图对本发明实施方式的燃料供给装置进行说明。

如图1所示，本实施方式的燃料供给装置10是对液体燃料进行升压和加热并以高压向内燃机关90的燃烧室内喷射而供给的装置。内燃机关90是使燃料在缸内的燃烧室进行燃烧并通过其热能进行工作的原动机，例如往复式发动机、燃气轮机。特别是，作为内燃机关90优选使用能够使燃料压缩着火的柴油发动机。在下述实施方式中，虽然对装载于船舶上用作内燃机关90的柴油发动机的情况进行了说明，但本发明也可以适用于船舶以外的柴油发动机的燃料供给装置。

如图1所示，燃料供给装置10包括：液体燃料箱11、低压燃料供给管12、多个燃料供给部20a、20b、20c、高压燃料供给管13、热交换器14、高温燃料供给管15、调压阀16、压力计17和控制部80。燃料供给装置10的这些构成要素均装载于船舶上。

液体燃料箱11用于将供给到内燃机关90的燃料以液体的状态进行贮存。作为被贮存在液体燃料箱11内的液体燃料，例如可以使用液化甲烷、液化乙烷、液化丙烷等。液体燃料箱11与低压燃料供给管12相连接，并通过低压燃料管12将液体燃料供给到燃料供给部20a、20b、20c。

在位于燃料供给部20a、20b、20c之间的连接部，低压燃料供给管12内的液体燃料压力为相应于液体燃料箱11内的液体燃料温度、液面高度等的压力。为了提高该压力并确保净正吸入压头(npsh：netpositivesuctionhead)、同时为了使向燃料供给部20a、20b、20c的液体燃料供给变得容易，液体燃料箱11被配置在高于燃料供给部20a、20b、20c的位置上。

其中，液体燃料箱11无法被配置在较高位置的情况下，通过向液体燃料箱11供给液体燃料的增压泵来提高液体燃料箱11内的液体燃料压力，由此也可以确保净正吸入压头。

燃料供给部20a、20b、20c并列设置在低压燃料供给管12和高压燃料供给管13之间。燃料供给部20a、20b、20c分别具有控制器21、线性致动器30和往复式泵50。

在往复式泵50，对供给自低压燃料供给管12的液体燃料进行升压，并通过高压燃料供给管13将其供给至热交换器14。低压燃料管12和高压燃料供给管13能够从燃料供给部20a、20b、20c自由装卸。

线性致动器30是一种驱动往复式泵50的活塞的部件。通过使用线性致动器30，由此能够与使用曲柄轴的情况相比更以低速驱动往复式泵50的活塞，或者在活塞行程中能够驱动为除了液体开始流入往复式泵、液体开始升压、液体升压结束时刻以外使活塞以固定速度进行移动。作为线性致动器30，例如可以使用油压缸单元、电动缸单元等。在本实施方式中，对作为线性致动器30使用油压缸单元的情况进行说明。

控制器21被控制部80所输入的控制信号所控制，从而对线性致动器30进行控制。另外，如后述所述，显示往复式泵50活塞位置的位置信号被输入到控制器21。控制器21根据位置信号来控制线性致动器30的位置，以使调节往复式泵50的排出量。

其中，如图1所示，虽然三个燃料供给部20a、20b、20c并列设置在低压燃料供给管12和高压燃料供给管13之间，但燃料供给部的数量并不限定于此，根据所供给的燃料量能够进行任意改变。

热交换器14的入口侧与高压燃料供给管13连接，其出口侧与高温燃料供给管15相连接。热交换器14对通过高压液体燃料供给管13所供给的升压后的液体燃料进行加热。作为用以加热液体燃料的热源，例如可以使用在液体燃料箱11产生的蒸发气体的燃烧热。例如，也可以通过与用蒸发气体的燃烧热加热的温水之间的热交换来对液体燃料进行加热

在高温燃料供给管15上设置有调压阀16，高温燃料供给管15的一端与热交换器14连接，另一端与内燃机关90的燃烧室相连接。液体燃料经过热交换器14加热后，通过调压阀16被调压至内燃机关90所需要的固定范围的压力，然后，通过高温燃料供给管15被供给到内燃机关90的燃烧室。调压阀16被控制部80所控制。

在此，内燃机关90所需要的规定范围的压力根据内燃机关90的种类或性能而不同。如果内燃机关90为船舶用二冲程低速柴油发动机，则规定范围的压力为如5～100mpa、优选20～70mpa，但本发明并不限定于此。

另外，在高温燃料供给管15上设置有压力计17。压力计17用以测量高温燃料供给管15内的压力，并将测量信号输出到控制部80。

在控制部80，表示内燃机关90负荷的信号从内燃机关90被输入到控制部。表示内燃机关90负荷的信号例如为表示转速的信号。

控制部80向燃料供给部20a、20b、20c输出控制信号，由此调整往复式泵50的排出量。往复式泵50的排出量被调整成高温燃料供给管15内的压力达到适应内燃机关90负荷所需要的压力。

其中，也可以对通过内燃机关90所驱动的推进用螺旋桨(未图示)的转速进行测量，并根据转速调整高温燃料供给管15内的压力。

液体燃料箱11、低压燃料供给管12、线性致动器30、往复式泵50、高压燃料供给管13、热交换器14、高温燃料供给管15、调压阀16、压力计17均配置在危险区域。另一方面，控制器21和控制部80通常为非防爆相应品，在没有做防爆应对的情况下，应该配置在通过防爆隔板从危险区域进行分隔的非危险区域，或者配置在离危险区域间隔有充分距离的非防爆区域。

接下来，利用图2、图3，对电动马达中使用伺服马达的线性致动器30和往复式泵50的具体构成进行详细说明。其中，在下述说明中，作为线性致动器30使用油压缸单元的情况进行了说明，但线性致动器30并不限定于油压缸单元。

图2、图3中，上下方向与垂直方向一致，左右方向与水平方向一致。下面说明中，将垂直方向的上方称为“上方”、将上方部分称为“上部”、将垂直方向的下方称为“下方”、将下方向的部分称为“下部”。在下述说明中，虽然对按照轴方向为垂直方向的方式进行配置的线性致动器30和往复式泵50进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以使用按照轴方向为水平方向、或与水平方向具有角度的方向的方式进行配置的线性致动器30和往复式泵50。

本实施方式中，线性致动器30和往复式泵50的轴方向按照朝垂直方向的方式进行配置。其中，在图2、图3中，虽然对线性致动器30的下方配置有往复式泵50的一例进行了说明，但往复式泵50也可以配置在线性致动器30上方。

[油压缸单元]

如图2、图3所示，油压缸单元(线性致动器30)包括电动马达31、油压泵32、第一油压配管33、第二油压配管34、固定部40、油压缸41、油压活塞42等。

油压缸单元被设置在架台100的顶板101上。顶板101通过脚102来支撑，脚102被固定在船体的甲板或内底板等结构体上。

电动马达31被设置在顶板101的上部。电动马达31被通过控制器21来控制，用以驱动油压泵23。电动马达31可以使用如变频马达或伺服马达。

油压泵32设置在顶板101的上部。油压泵32被电动马达31所驱动，通过将工作油供给到油压缸41内，能够使油压活塞42沿垂直方向移动。作为工作油，可以采用石油类工作油、合成类工作油、水成形工作油等中的任意工作油。

油压泵32与第一油压配管33和第二油压配管34相连接。

油压泵32被电动马达31来进行驱动。

电动马达31为伺服马达的情况下，根据电动马达31的正反旋转方向来切换工作油从油压泵32所排出的方向。例如，电动马达31进行正旋转时，油压泵32吸引第一油压配管33内的工作油，并将所吸引的工作油排出到第二油压配管34侧。另外，当电动马达31进行反旋转时，油压泵32吸引第二油压配管34内的工作油，并将所吸引的工作油排出到第一油压配管33侧。此时，第一油压配管33和第二油压配管34不需要方向切换阀。

另一方面，电动马达31为变频马达的情况下，工作油的流动方向通过设置在第一油压配管33和第二油压配管34的方向切换阀(未图示)来进行改变。

其中，第一油压配管33和第二油压配管34内的工作油流量、压力，由油压泵32的排出量来决定。电动马达31为伺服马达、电动马达31为变频马达的任何一种情况下，工作油的流量和压力，可通过电动马达31的转速来进行调整。

固定部40以配置在顶板101的开口101a内的状态被固定在顶板101上。在固定部40的上部固定有油压缸41，在固定部40的下部固定有往复式泵50。固定部40呈中空筒状，其内部设置有空洞部48。

油压缸41具有用以容纳工作油的工作油收纳空间43，并按照轴方向为垂直方向的方式放置在顶板101的上面。另外，在油压缸41的侧壁，设置有与工作油收纳空间43的上端部相通的上侧贯通孔44、以及设置有与工作油收纳空间43的下端部相通的下侧贯通孔45。上侧贯通孔44的外侧开口部与第一油压配管33连接，下侧贯通孔45的外侧开口部与第二油压配管34连接。

在油压活塞42设置有活塞环42b。油压活塞42按照使活塞环42b与油压缸41的工作油收纳空间43内壁面接触的同时能够沿垂直方向移动的方式被收纳在工作油收纳空间43内的导向环42a起到油压活塞42沿垂直方向移动时能够校正水平方向的偏斜的作用。活塞环42b起到堵塞油压活塞42和工作油收纳空间43内壁面之间的间隙的作用。

油压活塞42将工作油收纳空间43划分成位于油压活塞42上侧的上侧腔室43a(第二腔室)和位于油压活塞42下侧的下侧腔室43b(第一腔室)。

油压活塞42为双杆型活塞，具有从油压缸41的上部和下部向外部突出的活塞杆47。活塞杆47与油压活塞42一起同时上下移动。由于油压活塞42为双杆型活塞，因此油压活塞42上升时，上侧腔室43a的容积减少量和下侧腔室43b的容积增加量相同。油压活塞42也可以为单杆型活塞。然而，此时因移动状态下的工作油量发生变化而所以会引起压力变动，所以优选设置脉动防止箱。

在油压缸41的活塞杆47贯通的部分设置有衬套46。衬套46内装有油封。衬套46不仅支撑活塞杆47能够上下移动的同时，还可以防止工作油从工作油收纳空间43漏出。

在空洞部48内设置有连接部49，用于连接活塞杆47的下端部和往复式泵50的升压用活塞52的上端部。连接部49伴随活塞杆47的上下移动，在空洞部48内进行上下移动。其中，连接部49对油压缸活塞杆47和往复式泵50活塞52的轴心偏移具有调整功能。

在空洞部48，从防止气体从往复式泵50漏出方面考虑，从外部供给室温状态下的氮气。氮气也可以供给到往复式泵50的推杆密封环部57。通过设置空洞部48，由此能够抑制朝向往复式泵50内的低温热源(液体燃料)的热传导，通过活塞杆47能够防止工作油收纳空间43内的高温热源(工作油)被冷却的情况。另外，也可以通过设置防爆型加热器或吸热翅片，防止出现高温热源被冷却的情况。

[往复式泵]

作为往复式泵50，例如可以使用与专利第5519857号所记载的泵具有相同结构的往复式泵。

具体来说，往复式泵50包括升压用缸51、升压用活塞52、缸套53、封盖54和阀箱60等。

升压用缸51的上端部被固定在固定部40的下端部。升压用缸51的侧壁被固定在架台100的脚102上。升压用缸51的上侧部分设置有推杆密封环部57。

在升压用缸51的内部具有用以容纳升压用活塞52、缸套53和阀箱60的空间，且升压缸51的下端部固定有封盖54。缸套53和阀箱60通过封盖54被固定在升压用缸51的内部。

在升压用缸51的侧壁，于内部固定有阀箱60的位置上设置有吸入口55。吸入口55与低压燃料供给管12相连接。

封盖54上设置有贯通垂直方向的排出口56。排出口56与高压燃料供给管13相连接。

在此，阀箱60设置在升压用活塞52的下方，在升压用活塞52沿垂直上方移动时，由于将燃料在升压用缸51内部中吸入到升压用活塞52的下部，因此可以将往复式泵50的吸入口55配置于更低的位置。位于与吸入口55的连接部的低压燃料供给管12内的液体燃料压力是与液体燃料箱11内的液体燃料液面高度与吸入口55的高度之差成比例的压力。因此，通过将吸入口55配置在更低的位置，能够提高位于与吸入口55的连接部的低压燃料供给管12内的液体燃料的压力。由此，能够使从吸入口55向升压用缸51内的燃料供给变得容易一些。

升压用活塞52的上端部通过连接部49与活塞杆47的下端部相连接，升压用活塞52与活塞杆47一起上下联动。

另外，升压用活塞52的上端部设置有位置传感器。位置传感器用以检测升压用活塞52在垂直方向上的位置，并将位置信号输出到控制器21。另外，利用位置信号对升压用活塞52的位移进行时间微分，由此能够求出升压用活塞52的速度。即，也可以将位置传感器用作速度传感器。而且，通过对升压用活塞52的速度进行时间微分，由此能够求出升压用活塞52的加速度。即，也可以将位置传感器用作加速度传感器。

其中，也可以将位置传感器安装在油压缸41上。

作为位置传感器，例如可以使用磁致伸缩式位置传感器70或超声波传感器。在此，对使用磁致伸缩式位置传感器时的情况进行说明。

具体来说，磁致伸缩式位置传感器70包括：传感器探头71(磁致伸缩线)、环形磁铁72和检测器73。传感器探头71设置在空洞部48内且呈垂直方向。环形磁铁72被安装在升压用活塞52的上端部，从而使环形磁铁72以在中心插入有传感器探头71的状态，沿传感器探头71与升压用活塞52一起上下移动。传感器探头71的一端设置有检测器73，用以检测发生在传感器探头71上的应变。若向传感器探头71施加电流脉冲信号，则在以传感器探头71为中心的圆周方向产生磁场。在传感器探头71的与环形磁铁72相同高度的位置上，由于在传感器探头71的轴方向上施加有磁场，因此在相对于轴方向的斜方向上会产生合成磁场。由此，在传感器探头71会发生局部性的扭转应变。检测器73通过检测出该扭转应变，由此检测出环形磁铁72在高度方向上的位置，并将显示升压用活塞52在高度方向上位置的位置信号输出给控制器21。

升压用活塞52的下部设置有导向环52a和活塞环52b。升压用活塞52按照使导向环52a和活塞环52b与缸套53的内壁面接触的同时可在垂直方向上移动的方式被收纳于缸套53内。在推杆密封环部57也配备有导向环51a。这些导向环51a、52a起到下述作用：当升压用活塞52沿垂直方向移动时，校正水平方向的偏斜。活塞环52b起到下述作用：堵住升压用活塞52和缸套53内壁面之间的缝隙，且对前端已升压的液体燃料压力进行密封。

阀箱60在升压用缸51内被固定在缸套53的下部。阀箱60上设置有排出流路61、排出用阀体62、吸入流路64和吸入用阀体65等。

排出流路61设置成以垂直方向贯通阀箱60。在排出流路61的内部，排出用阀体62收纳成可沿垂直方向移动。排出流路61的上端部侧形成为其内径小于排出用阀体62外径的细径部。细径部的下侧开口形成为配置有排出用阀体62的阀座63。由排出用阀体62和阀座63构成排出阀。

排出流路61的阀箱60的下侧开口设置在与封盖54的排出口56相对而置的位置上。

吸入流路64设置在从阀箱60的外侧壁到在阀箱60的上面与升压用活塞52的位置相连通的位置上。吸入流路64的阀箱60外侧壁一侧的开口设置在与升压用缸51的吸入口55相对而置的位置上。

吸入流路64的阀箱60上面侧的开口外周部形成为吸入用阀体65用的阀座66，且吸入用阀体65在阀座66的上部按照可沿垂直方向移动的方式设置。由吸入用阀体65和阀座66构成吸入阀。

推杆密封环部57与空洞部48相连接，其中安装有密封环以起到密封作用，从而防止通过气化变成气体的液体燃料泄漏到空气中。通过活塞环52b没有被密封而泄漏掉的液体燃料在低压条件下被气化，而在该推杆密封环部57被密封。为了防止液体燃料气化变成气体后泄漏到外部，也可将氮气供给到推杆密封环部57，以取代向空洞部48供给氮气。

[线性致动器和往复式泵的动作]

接下来，对作为电动马达采用伺服马达的线性致动器30和往复式泵50的动作进行说明。

首先，通过电动马达31来驱动油压泵32，如图2所示，从上侧贯通孔44排出上侧腔室43a内的工作油，并经过第一油压配管33、第二油压配管34后，从下侧贯通孔45供给到下侧腔室43b(第一腔室)。于是，按照下侧腔室43b的容积变大且上侧腔室43a的容积变小的方式油压活塞42在工作油容纳空间43内进行上升。其中，由于第一油压配管33和第二油压配管不具有分支等，因此油压泵32将流出自上侧腔室43a的工作油全部供给到下侧腔室43b。

如果油压活塞42上升，则于连接部49与活塞杆47的下端部相连接的升压用活塞52在缸套53内进行上升(朝向第一方向移动)。于是，吸入用阀体65离开阀座66而上升，供给自吸入口55的液体燃料经过吸入流路64流入到在缸套53内部位于升压用活塞52的下部空间。此时，排出用阀体62处于关闭阀座63的状态。

接下来，通过控制器21切换电动马达31的旋转方向，以与图2相反的方向驱动油压泵32，如图3所示，从下侧贯通孔45排出下侧腔室43b内的工作油，并经过第二油压配管34、第一油压配管33后，从上侧贯通孔44供给到上侧腔室43a(第二腔室)。于是，按照下侧腔室43b的容积变小且上侧腔室43a的容积变大的方式油压活塞42在工作油容纳空间43内进行下降。其中，由于第一油压配管33和第二油压配管不具有分支等，因此油压泵32将流出自下侧腔室43b的工作油全部供给到上侧腔室43a。

如果油压活塞42下降，则于连接部49与活塞杆47的下端部相连接的升压用活塞52在缸套53内进行下降(朝向第二方向移动)。于是，被吸入到在缸套53内部位于升压用活塞52下部空间的液体燃料下压排出用阀体62，从而使排出用阀体62离开阀座63，液体燃料从排出口56排出。此时，吸入用阀体65处于关闭阀座66的状态。

如此，切换电动马达31的旋转方向，从而改变油压泵32的驱动方向，由此使工作油在上侧腔室43a和下侧腔室43b之间交替来往，且使油压活塞42和升压用活塞52在垂直方向上往复移动，由此能够对吸入自吸入口55的液体燃料进行升压后从排出口56排出。

其中，在作为电动马达使用变频马达的线性致动器30的情况下，通过方向切换阀切换工作油的流动方向，由此能够使工作油在上侧腔室43a和下侧腔室43b之间交替来往，且使油压活塞42和升压用活塞52在垂直方向上往复移动，由此能够对吸入自吸入口55的液体燃料进行升压后从排出口56排出。

本实施方式中，为了防止在升压用缸51内发生空蚀现象，通过控制使得升压用缸51内的压力不处于燃料蒸气压以下。具体来说，可以通过使往复式泵50吸入燃料时的升压用活塞52的最大加速度降低，由此防止升压用缸51内的压力处于燃料蒸气压以下。

具体来说，控制器21按照与通过使用曲柄轴来驱动往复式泵的情况相比，往复式泵50吸入燃料时的升压用活塞52的最大加速度变小的方式控制线性致动器30。在此，通过使用曲柄轴来驱动往复式泵的情况下，可以认为是，升压用活塞以与曲柄轴相同的旋转周期且与曲柄轴的旋转半径相同的振幅进行简谐运动。此时，升压用活塞的冲程长度为曲柄轴的旋转直径(振幅的2倍)。

由此，本实施方式中，控制器21按照下述方式控制线性致动器30：相比于以与采用曲柄轴驱动往复式泵的情况相同振幅和相同周期对升压用活塞52进行简谐运动的情况，往复式泵50吸入燃料时的升压用活塞52的最大加速度会变小。

具体来说，控制器21按照下述方式控制线性致动器30：将升压用活塞52沿轴方向往复移动的振幅设为a(a>0)、往复移动的周期设为t时，往复式泵50吸入燃料时的用于增加升压用活塞52速度的绝对值的加速度的绝对值的最大值小于a·(2π/t)²，而且在往复式泵50排出燃料时的升压用活塞52的加速度的绝对值的最大值大于a·(2π/t)²。

图4中的实线为表示本实施方式中升压用活塞52的速度随时间变化的一例图，横轴为时间、纵轴为速度，以排出燃料时的升压用活塞52的速度为正。即，活塞速度为正的t0到t1期间，往复式泵50排出燃料，活塞速度为负的t1到t2期间，往复式泵50吸入燃料。

另外，图4的点划线为升压用活塞被曲柄驱动时的升压用活塞的速度随时间的变化。升压用活塞被曲柄驱动时，升压用活塞进行简谐运动。即，将升压用活塞的振幅设为a、周期设为t、升压用活塞的速度设为v、将时间设为t时，v可用下述式(1)来表示。

v＝a(2π/t)sin(2π/t)t……(1)

另外，将升压用活塞进行简谐运动时的加速度设为a时，a可用下述式(2)来表示。

a＝a(2π/t)²cos(2π/t)t……(2)

升压用活塞被曲柄驱动的情况下也与上述情况相同：活塞速度为正的t0到t1期间，往复式泵50排出燃料，活塞速度为负的t1到t4期间，往复式泵50吸入燃料。

其中，为了便于对比，在本实施方式(实线)和简谐运动(点划线)情况中，设定具有相同的周期t和冲程(振幅a的2倍)。即，从时间t0到t1(排出时)的速度积分值在本实施方式(实线)和简谐运动(点划线)情况下相同，均为2a。同样地，从时间t1到t4(吸入时)的速度积分值在本实施方式(实线)和简谐运动(点划线)情况下相同，均为-2a。

根据图4的实线，从吸入开始时间t1到t2期间，升压用活塞52在加速，从t2到t3期间，使升压用活塞按照固定速度移动，从t3到吸入结束时间t4期间，升压用活塞在减速。在此，所谓“加速”是指增加升压用活塞52的速度绝对值，所谓“减速”是指减少升压用活塞52的速度绝对值。

在图4的实线中，从t1到t2期间，升压用活塞52的加速度绝对值有时成为吸入时的加速度的绝对值的最大值。该加速度的绝对值最大值为图4实线中从t1到t2期间倾斜度的绝对值的最大值。

另一方面，升压用活塞进行简谐运动的情况下(点划线)，从t1到t2期间，升压用活塞52加速度的绝对值最大时间为开始吸入燃料的时间(t1)，加速度的绝对值最大值为图4中点划线的、t1时间的倾斜度绝对值，即为a(2π/t)²。

如图4的实线所示，本实施方式中，按照下述方式控制线性致动器30：吸入时的升压用活塞52的加速度的绝对值最大值(实线中t1到t2期间的倾斜度的绝对值最大值)小于简谐运动时的加速度的绝对值最大值(为点划线中时间t1的倾斜度绝对值的a(2π/t)²)。由此，能够防止升压用缸51内的压力急剧下降，能够抑制空蚀现象的发生。

在此，在将往复式泵50处于吸入燃料的从t1到t4期间的吸入时间(t4-t1)设为t1时，优选的是，吸入时的升压用活塞52的加速度的绝对值最大值(实线中t1到t2期间的倾斜度的绝对值最大值)小于a(π/t1)²。

其中，进行简谐运动的情况下，吸入时的加速度绝对值最大的时间为吸入开始的时间(t1)，但在本发明实施方式中，不需要对升压用活塞52的速度进行控制以使吸入开始时间的加速度最大。例如也可以按照下述方式控制：升压用活塞52加速度的绝对值最大的时间可以为开始吸入燃料的时间(t1)之后且为从开始吸入时间(t1)到经过1/4周期之前的时间。

其中，冲程长度是指，升压用活塞52在上下方向上往复移动时从最低点到最高点之间的高度。冲程长度的设置以位于缸套53内的升压用活塞52的最下部位置为基准。升压用活塞52的最下部位置为在缸套53的内部使升压用活塞52的下部空间容积最小的位置。通过以该位置为基准调整冲程长度，由此无论怎样设定冲程长度，往复式泵50内的液体燃料在各循环中都能够全部排出。

图5的实线为表示本实施方式中升压用活塞52的速度随时间变化的另一例图，横轴为时间、纵轴为速度，以排出时的升压用活塞的速度为正。即，活塞速度为正的t0到t1期间，往复式泵50排出燃料，活塞速度为负的t1到t5期间，往复式泵50吸入燃料。

另外，图5的点划线为升压用活塞被曲柄驱动时(进行简谐运动时)升压用活塞52的速度随时间变化的图。其中，为了便于对比，设定相同的周期t和冲程(＝2a)。升压用活塞52被曲柄驱动的情况下(点划线)，活塞速度为正的t0到t2期间，往复式泵50排出燃料，活塞速度为负的t2到t5期间，往复式泵50吸入燃料。升压用活塞52被曲柄驱动时，升压用活塞进行简谐运动。即，将升压用活塞的振幅设为a、周期设为t、升压用活塞的速度设为v、将时间设为t时，v可用下述式(1)来表示。

v＝a(2π/t)sin(2π/t)t……(1)

另外，将升压用活塞进行简谐运动时的加速度设为a时，a可用下述式(2)来表示。

a＝a(2π/t)²cos(2π/t)t……(2)

其中，为了便于对比，在本实施方式(实线)和简谐运动的情况下(点划线)均采用相同的周期t和冲程(振幅a的2倍)。即，采用本实施方式的情况下(实线)从时间t0到t1期间(排出时)的速度积分值为，采用简谐运动的情况下(点划线)从时间t0到t2期间(排出时)的速度积分值相同，均为2a。同样地，采用本实施方式的情况下(实线)从时间t1到t5期间(吸入时)的速度积分值为，采用简谐运动的情况下(点划线)从时间t2到t5期间(吸入时)的速度积分值相同，均为-2a。

图5实线中，从吸入开始时间t1到t3期间，升压用活塞52在加速，从t3到t4期间，升压用活塞按照固定速度移动，从t4到吸入结束时间t5期间，升压用活塞52在减速。

图5实线中，从t1到t3期间，升压用活塞52加速度的绝对值有时成为吸入时的加速度的绝对值最大值。该加速度绝对值的最大值为图5实线中从t1到t3期间的倾斜度绝对值的最大值。

另一方面，升压用活塞采用简谐运动的情况下(点划线)，升压用活塞52加速度的绝对值最大的时间为吸入开始时间t2，加速度绝对值的最大值为图5的点划线中t2时间的倾斜度绝对值，即为a(2π/t)²。

如图5所示，即使在控制升压用活塞52时，也按照下述方式控制线性致动器30：吸入时的升压用活塞52的加速度绝对值的最大值(从t1到t3期间，实线倾斜度的绝对值的最大值)小于简谐运动情况下加速度绝对值的最大值(为点划线中t2时间倾斜度绝对值的a(2π/t)²)。因此，能够防止升压用缸51内的压力急剧下降，且能够抑制空蚀现象的发生。

在此，在将往复式泵50吸入燃料的t1到t5期间的吸入时间(t5-t1)设为t2时，优选的是，吸入时的升压用活塞52的加速度绝对值的最大值(实线中t1到t3期间的倾斜度的绝对值最大值)小于a(π/t2)²。

其中，图4的情况下，在升压用活塞52的一个周期(从t0到t4期间)中，排出燃料的时间(从t0到t1期间)和吸入燃料的时间(从t1到t4期间)相同。相对于此，在图5的情况下，在升压用活塞52的一个周期(从t0到t5期间)中，与排出燃料时间(从t0到t1期间)相比，吸入燃料的时间(从t1到t5期间)更长。

由此，在吸入燃料时，能够使升压用活塞52加速的时间(从t1到t3期间)变得更长，且能够使吸入状态下的加速度的绝对值最大值变得更小。

另外，如图5所示，由于将吸入燃料的时间(从t1到t5期间)设定成长于排出燃料的时间(从t0到t1期间)，因此能够使吸入时的升压用活塞52的速度的绝对值最大值(实线中从t3到t4期间的速度绝对值的最大值)小于简谐运动时的速度的绝对值最大值，即小于a(2π/t)。因此，能够将用以加速到最大速度的加速度的绝对值最大值变小。

其中，采用多个燃料供给部的情况下，由一个燃料供给部的往复式泵50吸入燃料期间，也可以从其他燃料供给部的往复式泵50排出燃料。例如，在三个燃料供给部20a、20b、20c中分别使用往复式泵50，由此为了让一个往复式泵50吸入燃料，可以利用其他两个往复式泵排出燃料的时间。即，在将吸入和排出设定为一个循环时，在各个往复式泵50，一个循环的1/3时间进行排出，一个循环的2/3时间进行吸入即可。同样地，采用n个燃料供给部(n为3以上的自然数)时，在各个往复式泵50，一个循环的1/n时间进行排出，一个循环的(n-1)/n时间进行吸入即可。因此，能够将吸入燃料时的升压用活塞52的移动速度设定成低于排出燃料时的速度，由此能够防止升压用缸51内的压力发生急剧下降，能够抑制空蚀现象的发生。该情况下，也能够调整一个循环的时间，由此能够调整燃料的总排出量。

其中，在上述实施方式中，虽然对吸入燃料的时间和排出燃料的时间相同(图4)、吸入燃料时间长于排出燃料时间的情况(图5)进行了说明，但也可以设成吸入燃料时间短于排出燃料时间。

另外，在本实施方式中，升压用活塞52配置成使其在垂直方向上移动，并在使升压用活塞52上升时往复式泵50吸入燃料，由此在通过线性致动器30使升压用活塞52上升时升压用活塞52的重力会作用在线性致动器30上。因此，能够使升压用活塞52上升的速度变小，并能够防止空蚀现象的发生。

另外，由于油压活塞42和升压用活塞52能够在垂直方向上移动，因此作为反作用，油压缸41和升压用缸51也受到垂直方向的力。因此，即使在驱动油压活塞42和升压用活塞52的情况下，在油压缸41和升压用缸51的设置处，在水平方向上作用的力不起作用，所以能够容易固定住油压缸41和升压用缸51。另外，可减少设置油压缸41和升压用缸51所需的占用面积。

另外，由于油压活塞42和升压用活塞52在垂直方向上移动，因此不会发生活塞环42b、52b、导向环51a、52a局部磨损的情况。

另外，采用伺服马达的情况下，通过油压泵32的正反旋转方向来切换供给到油压缸41内的工作油的流动方向，由此能够切换油压活塞42的移动方向。此时，工作油的流动方向不由方向切换阀来改变，因此无需用额定转速来继续运转油压泵32。由此，与以额定转速持续运转油压泵32的情况相比，能够减少能量消耗。

另外，多个燃料供给部20a、20b、20c并列设置在低压燃料供给管12和高压燃料供给管13之间，因此能够容易改变燃料供给部的数量。另外，多个燃料供给部中，即使任一个燃料供给部发生故障时或进行维修时，可取下其任一个燃料供给部，继续驱动其他燃料供给部。

另外，由于可独立控制多个燃料供给部20a、20b、20c，因此也可以根据内燃机关90的燃料需求，改变用于运行的燃料供给部的数量。

另外，通过设置用以检测升压用活塞52在垂直方向位置的位置传感器，由此能够可靠地调节升压用活塞52的速度或位置。

在上述说明中，虽然对采用三台燃料供给部20a、20b、20c的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，能够使用任意数量的燃料供给部。另外，往复式泵50的形状也并不限定于图2、图3所示的形状，也可以采用任意形状的往复式泵。

另外，在上述说明中，虽然对搭载于船舶的燃料供给装置进行了说明，但本发明并不限定于此。线性致动器30和往复式泵50可设置在任意结构体上。例如，既可以在汽车的车体上搭载线性致动器30和往复式泵50，也可以在建筑物的主体地面上设置线性致动器30和往复式泵50。

[变形例]

图6为表示作为线性致动器30采用电动缸单元的燃料供给部的图。其中，对于与图2、图3相同的构成，附上相同符号并省略该说明。

电动缸单元包括电动马达31、齿轮35a、35b、滚珠丝杠螺母37、滚珠丝杠38。

齿轮35a通过电动马达31的动力来转动，齿轮35a的转动传递到齿轮35b。

齿轮35b与滚珠丝杠螺母37被设置成一体，齿轮35a的转动传递到滚珠丝杠螺母37。

滚珠丝杠螺母37与滚珠丝杠38相螺合，与齿轮35b一起转动。

滚珠丝杠38的下端通过连接部49与升压用活塞52的上端相连接。通过滚珠丝杠螺母37的转动，滚珠丝杠38在轴方向上移动。通过滚珠丝杠38在轴方向上移动，由此升压用活塞52也在轴方向上移动。

在本变形例中，同样可获得与作为线性致动器30采用油压缸单元的情况相同的效果。

其中，设置泵的场所为非防爆场所或第二种危险场所的情况下，也可以使用滑轮和同步齿型带来取代齿轮35a、35b，将电动马达31的转动传递到滚珠丝杠螺母。