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JPH02227551A - Method and device for feeding heated liquid fuel by means of fuel injection pump - Google Patents

Method and device for feeding heated liquid fuel by means of fuel injection pump

Info

Publication number
JPH02227551A
JPH02227551A JP2008563A JP856390A JPH02227551A JP H02227551 A JPH02227551 A JP H02227551A JP 2008563 A JP2008563 A JP 2008563A JP 856390 A JP856390 A JP 856390A JP H02227551 A JPH02227551 A JP H02227551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
heat
auxiliary medium
fuel injection
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008563A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Bernd Scheffel
ベルント・シエツフエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPH02227551A publication Critical patent/JPH02227551A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/02Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means with fuel-heating means, e.g. for vaporising
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16Other apparatus for heating fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0606Fuel temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve the combustibility by a simple configuration by transmitting quantity of heat of exhaust gas to fuel through an auxiliary medium in a device supplying heat to maintain pressure and temperature of fuel between a fuel injection pump and a fuel injection valve properly. CONSTITUTION: One end of a heat pipe 4 is supported on a heat exchanger 2 which is attached to an exhaust passage 3 of an internal combustion engine 1 and takes out exhaust gas heat, and the other end of the heat pipe 4 is fixed on an intermediate member 5 surrounding a heating section 6 surrounded by a thermal insulation body 25. A discharge side of a fuel injection pump 9 having a piston 10 and a drive device 11 is connected with the heating section 6, and a fuel injection valve 8 is provided on a fuel flow-out side of the heating section 6. Moreover, a capsule 19 is connected with the heat pipe 4 to control pressure and activation amount of an auxiliary medium through a conduit 16 and is constituted by storing a bellows 18 in a pressure chamber 20, and a capacity of the capsule 19 is enlarged in accordance with a rise of steam pressure to keep boiling temperature and pressure of the auxiliary medium constant.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、加熱した液体燃料を燃料噴射ポンプによって
供給するための方法であって、高圧下の燃料を燃料噴射
弁に供給し、この場合、燃料を燃料噴射弁から流出させ
るまでは液体状態に保持し、燃料噴射弁から流出させた
後では潜熱によって蒸気状態へ移行させることを保証す
るような、最適な圧力レベル及び最適な温度レベルにお
いて、燃料噴射ポンプの後方で熱供給を行う形式のもの
及びこの方法を実施するための装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention is a method for supplying heated liquid fuel by a fuel injection pump, in which fuel under high pressure is supplied to a fuel injection valve. , at an optimum pressure level and an optimum temperature level to ensure that the fuel remains in a liquid state until exiting the fuel injector and is then transferred to a vapor state by latent heat. , of the type with heat supply after the fuel injection pump, and a device for carrying out this method.

【従来の技術1 燃焼可能な混合気を発生させるために、液体燃料はでき
るだけ小さな粒子に分解されることによって調整される
が、この場合、燃料が気体状態で−あることが理想的状
態である。そのためには、気体熱が液体燃料に供給され
ねばならない。通常の内燃機関における気化熱の供給は
、液体燃料が多かれ少なかれ微細に、燃焼ガス内に分散
されている場合に行われる。この場合、燃料は低温状態
で気化され、しかも適当に長い開気化され統ける。それ
によって、高速回転時には不完全燃焼が発生し、その結
果燃費が大きくなり、排ガスエミッションが悪化する。
[Prior art 1] In order to generate a combustible mixture, liquid fuel is prepared by breaking it down into particles as small as possible, but in this case, the ideal state is that the fuel is in a gaseous state. . For this purpose, gas heat must be supplied to the liquid fuel. The supply of heat of vaporization in conventional internal combustion engines takes place when the liquid fuel is more or less finely dispersed in the combustion gas. In this case, the fuel is vaporized at a low temperature and kept open for a suitable length of time. As a result, incomplete combustion occurs at high speeds, resulting in increased fuel consumption and poor exhaust gas emissions.

燃焼ガス内へ流入する前の燃料に気化熱を供給するため
の方法及び装置が公知である。公知方法及び装置におい
て燃料は、噴射されるとすぐに潜熱によって気化される
ようになるまで、燃料噴射弁から流出する前に加熱され
ている。
Methods and devices are known for supplying heat of vaporization to fuel before it enters the combustion gases. In known methods and devices, the fuel is heated before it exits the fuel injection valve until it is vaporized by latent heat as soon as it is injected.

この場合、燃料の気化は迅速かつ完全に行われており、
高速回転時においても排ガス値及び燃費は有利な値とな
っている。
In this case, the fuel vaporization is rapid and complete;
Exhaust gas values and fuel consumption are advantageous even at high speeds.

燃料が蒸気の気泡を形成することなく加熱されるには、
燃料の温度が、燃料圧に依存した所定温度を超過しない
ようにしなければならないこのような形式の公知方法及
び装置では、燃料を案内する部分に取付けられた電気的
な加熱巻線によって、燃料が加熱される。電気的な加熱
によって所期の温度が比較的容易に一定に保持される。
For fuel to be heated without forming bubbles of steam,
In known methods and devices of this type, in which it is necessary to ensure that the temperature of the fuel does not exceed a predetermined temperature that is dependent on the fuel pressure, the fuel is heated. The desired temperature can be kept constant relatively easily by electrical heating.

しかし、この場合に必要とされる電力は極めて大量であ
る。即ち、約20kWのエンジン出力のためには約1k
Wの電力が必要とされる。自動車においては行われねば
ならないように、内燃機関がこのような電力を自己発生
させようとするならば、内燃機関の重量は大きくなり、
費用も多くかかつてしまう。
However, the power required in this case is extremely large. That is, for an engine output of about 20kW, about 1k
A power of W is required. If the internal combustion engine were to generate such electricity itself, as it must do in automobiles, the weight of the internal combustion engine would increase;
It also costs a lot of money.

燃料を加熱するための別の構成が、DH−O8第32 
43 809号明細書から公知であるこの構成では、排
気ガスからの熱が燃料に供給される。この場合、周期的
に作動する燃料噴射ポンプが、常に高圧下に保持された
蓄圧器へ向かって燃料を吐出する。燃料は、この蓄圧器
から排ガス熱交換器を介して燃料噴射弁へ到達する。
Another configuration for heating fuel is DH-O8 No. 32
In this arrangement, known from 43 809, heat from the exhaust gas is supplied to the fuel. In this case, a periodically activated fuel injection pump delivers fuel to a pressure accumulator which is always kept under high pressure. The fuel reaches the fuel injection valve from this pressure accumulator via the exhaust gas heat exchanger.

このよう、な構成によって、蒸気の気泡を発生させずに
燃料を加熱することだけは可能であるというのは、燃料
が極めて高い圧力下で加熱されるからである。熱交換器
内の燃料側の温度が極めて高く(例えば400°C)な
っていてもよいので、燃料は例えばl 20 barの
高圧にまでもたらされ、それによって加熱時には液体状
態のまま維持される。例えば燃料噴射ポンプ及び燃料噴
射弁などの上記構成部材は高い圧力の作用を受けるので
、これらの製作には多くの費用がかかる。さらに、ポン
プ駆動効率が特に大きくなければならない。そのため、
排ガス熱の利用による効率改警は、機械的損失のために
ほとんど行われない。熱供給が比較的低い一定温、度状
態で行われるならば、燃料が加熱時に潜熱によって気化
されるといった目的は、比較的低い圧力、例えば上記構
成で使用される燃料圧の1/4よりも低い圧力状態にお
いて達せられるであろう。
With such a configuration, it is only possible to heat the fuel without generating steam bubbles, since the fuel is heated under extremely high pressure. The temperature on the fuel side in the heat exchanger can be very high (e.g. 400° C.), so that the fuel is brought to a high pressure, e.g. l 20 bar, so that it remains in a liquid state during heating. . Since these components, such as fuel injection pumps and fuel injection valves, are subject to high pressures, their manufacture is expensive. Furthermore, the pump drive efficiency must be particularly high. Therefore,
Efficiency improvements using exhaust gas heat are rarely implemented due to mechanical losses. If the heat supply is carried out at a relatively low constant temperature, degrees Celsius, the objective is that the fuel is vaporized by latent heat during heating, at a relatively low pressure, e.g. less than 1/4 of the fuel pressure used in the above configuration. This will be achieved at low pressure conditions.

【発明が解決しようとする課題1 本発明の課題は、はじめに述べた形式の燃料供給系を改
善し、制御されない高温の熱源から燃料へ、比較的低い
圧力を作用させながら比較的低い一定温度状態で熱を供
給することにある[課題を解決するための手段1 上記課題は、本発明によればはじめに述べた形式の方法
において、補助媒体の蒸気を凝縮したさいに放出された
、補助媒体の潜熱によって燃料を加熱し、補助媒体の凝
縮温度によって燃料の温度レベルを制御することによっ
て解決されている。
Problem to be Solved by the Invention 1 The problem of the present invention is to improve the fuel supply system of the type mentioned in the introduction, and to apply a relatively low pressure to the fuel from an uncontrolled high-temperature heat source while maintaining a relatively low constant temperature. [Means for Solving the Problem 1] According to the invention, in a method of the type mentioned at the outset, the problem consists in supplying heat by the auxiliary medium released during condensation of the auxiliary medium vapor. It is solved by heating the fuel by latent heat and controlling the temperature level of the fuel by the condensation temperature of the auxiliary medium.

さらに上記課題は、本発明によればはじめに述べた形式
の方法を実施するt;めの装置において、熱管が導管を
介して、液体状態の補助媒体を、・完全に又は部分的に
貯蔵する容器と接続されており、容器の容量が、ピスト
ン又はベローズの配置によって変化させられることによ
って解決されている。
Furthermore, the object according to the invention is to provide an apparatus for carrying out a method of the type mentioned at the outset; in which the heat tube is connected via a conduit to a container in which an auxiliary medium in liquid state is stored, either completely or partially; The solution is that the volume of the container is changed by the arrangement of the piston or the bellows.

【作用及び効果J 補助媒体のための介在部が設けられているので、燃料へ
の熱伝導時に熱源と燃料上の間には大きな温度差があっ
てもよい。燃料を加熱するために補助媒体の潜熱を使用
することによって、燃料の温度レベルは狭い範囲内に保
持される。従って、圧力レベルも有利に選択される。
[Operations and Effects J] Due to the provision of an interposition for the auxiliary medium, there may be a large temperature difference between the heat source and above the fuel during heat transfer to the fuel. By using the latent heat of the auxiliary medium to heat the fuel, the temperature level of the fuel is maintained within a narrow range. The pressure level is therefore also advantageously selected.

請求項2〜16には、本発明の別の有利な構成が記載さ
れている。
Further advantageous developments of the invention are described in claims 2 to 16.

補助媒体の状態変化は、公知の熱管の原理に基づいて実
現され得る。公知熱管では、燃料の熱需要に必要な程度
だけ、蒸気が凝縮される。
The change of state of the auxiliary medium can be realized based on the known heat tube principle. In known thermal tubes, steam is condensed only to the extent necessary for the heat demand of the fuel.

凝縮温度の安定は、熱管に接続された、容量の変化可能
な容器による蒸気圧力の安定によって行われる。上記熱
管によれば、熱源の不安定なエネルギー供給は、補助媒
体が部分的に除去されることによって解決されている。
Stabilization of the condensing temperature is achieved by stabilization of the vapor pressure by means of a variable volume vessel connected to the heat tube. According to the heat tube, the unstable energy supply of the heat source is solved by partially removing the auxiliary medium.

従って、エンジン排ガス熱の温度が高く、排ガス熱には
大きな温度変動が生じるにもかかわらず、この工ンジン
排ガス熱によって燃料を加熱することができる。補助媒
体の介在部による、排ガス熱を利用した燃料の加熱は、
熱管の原理に基づけば、効率改善の多くの点に関してポ
ジティブに行われる。
Therefore, even though the temperature of the engine exhaust gas heat is high and large temperature fluctuations occur in the exhaust gas heat, the fuel can be heated by the engine exhaust gas heat. Heating of fuel using exhaust gas heat through the interposition of an auxiliary medium is as follows:
Based on the heat tube principle, many aspects of efficiency improvement are positive.

【実施例1 次に図示の実施例につき本発明を説明する。[Example 1 The invention will now be explained with reference to the illustrated embodiment.

第1図によれば、排ガス熱を取出すための熱交換器2が
内燃機関lに設けられている。熱交換器2は排気通路3
と接続されており、かつ熱管4を支持している。熱管4
の、熱交換器2とは反対側の端部には中間部材5が固定
されており、中間部材5は加熱区間6を取囲んでいる。
According to FIG. 1, an internal combustion engine l is provided with a heat exchanger 2 for extracting exhaust gas heat. Heat exchanger 2 is exhaust passage 3
and supports the heat tube 4. heat tube 4
An intermediate member 5 is fixed to the end opposite to the heat exchanger 2 , and the intermediate member 5 surrounds the heating section 6 .

加熱区間6の燃料流出側には燃料噴射弁8が設けられて
いる。断熱体25が熱管4及び加熱区間6を取囲んでい
る。ピストンIO及び駆動装置11を有する燃料噴射ポ
ンプ9が、加熱区間6の燃料供給側の開口部と接続され
ている。燃料噴射ポンプ9の押しのけ室12への流入部
に一方向弁13が設けられており、押しのけ室12から
の流出部に一方向弁14が設けられている。燃料流入側
の一方向弁13には前ポンプ15が結合されている。
A fuel injection valve 8 is provided on the fuel outflow side of the heating section 6. A thermal insulator 25 surrounds the heat pipe 4 and the heating section 6. A fuel injection pump 9 with a piston IO and a drive 11 is connected to the opening of the heating section 6 on the fuel supply side. A one-way valve 13 is provided at the inlet of the fuel injection pump 9 into the displacement chamber 12, and a one-way valve 14 is provided at the outlet from the displacement chamber 12. A front pump 15 is connected to the one-way valve 13 on the fuel inflow side.

補助媒体の圧力及び活性量の補助媒体を制御するために
、熱管4が導管16を介してカプセル19と結合されて
いる。カプセル19の容量はベローズ18によって変化
させられる。図示の実施例では、ベローズ18とカプセ
ル19との間に圧力室20が形成されるように、ベロー
ズ18がカプセル19によって取囲まれている。カプセ
ル19は完全に密閉されており、導管16内には主に補
助媒体の凝縮物21が充填されており、熱管4内には主
に蒸気22が充填されている。
A thermal tube 4 is connected to the capsule 19 via a conduit 16 in order to control the pressure of the auxiliary medium and the active amount of the auxiliary medium. The capacity of the capsule 19 is varied by the bellows 18. In the illustrated embodiment, the bellows 18 is surrounded by a capsule 19 such that a pressure chamber 20 is formed between the bellows 18 and the capsule 19 . The capsule 19 is completely sealed, the conduit 16 is filled mainly with auxiliary medium condensate 21, and the heat tube 4 is filled mainly with steam 22.

第1図による燃料供給装置の作用形式を以下に説明する
: 燃料はまず、前ポンプ15によって一定圧力にもたらさ
れ、一方向弁I3を通過した後に、燃料噴射ポンプ9の
押しのけ室12内へ流入する。ピストンlOが駆動部材
11によって駆動されると、所定燃料量が一方向弁14
を介して燃料噴射ポンプ9から流出し、ついには高圧下
で加熱区間6内へ流入する。加熱区間6は燃料噴射弁8
まで延びており、かつ熱供給されることにより燃料通路
に沿ってほぼ同じ温度に保持されている。それによって
、燃料は燃料噴射弁8に到達するまでほぼ同じ温度を受
容する。燃料に作用している高圧によって燃料噴射弁8
が開放され、燃料が燃焼室7内へ流入する。燃焼室7内
に作用している比較的低い圧力によって、加熱された燃
料がすぐに蒸気の状態へ移行する。ポンプ行程が終了す
ると加熱区間6内の圧力は所定の値にまで低下し、燃料
噴射弁8が再び閉鎖される。
The mode of operation of the fuel supply device according to FIG. Inflow. When the piston IO is driven by the drive member 11, a predetermined amount of fuel is supplied to the one-way valve 14.
The fuel exits the fuel injection pump 9 via the fuel injection pump 9 and finally flows under high pressure into the heating section 6. The heating section 6 is the fuel injection valve 8
The temperature is maintained at approximately the same temperature along the fuel passage by supplying heat. Thereby, the fuel receives approximately the same temperature until it reaches the fuel injection valve 8. Due to the high pressure acting on the fuel, the fuel injector 8
is opened and fuel flows into the combustion chamber 7. Due to the relatively low pressure acting in the combustion chamber 7, the heated fuel quickly passes into the vapor state. At the end of the pump stroke, the pressure in the heating section 6 drops to a predetermined value and the fuel injection valve 8 is closed again.

熱交換器2が、熱管4内の補助媒体の沸騰温度にまで気
化区域23を加熱すると、熱伝導が開始される。この場
合気化区域23内に遊離された蒸気22が、圧力の作用
を受けることによって熱管4内で拡散され、それによっ
て凝縮区域24へ到達する。凝縮区域24の温度が気化
区域23の温度よりも低いので、蒸気22はこの凝縮区
域24内で凝縮される。この場合蒸気22は熱を排出し
、この熱が凝縮区域24の管壁から中間部材5を介して
加熱区間6へ伝導される。加熱区間6は温度差が小さく
なるまで補助媒体の沸騰温度を受容する。この加熱区間
6と同様に、低温のまま加熱区間6内へ流入した燃料も
燃料噴射弁8へ到達するまでに、温度、差がさらに小さ
くなるまで補助媒体の沸騰温度を受容する。凝縮区域2
4内で液体状態へ移2行した補助媒体は、重力の作用を
受けて気化区域23へ逆流し、それによって熱伝導が再
び開始される。
Heat transfer begins when the heat exchanger 2 heats the vaporization zone 23 to the boiling temperature of the auxiliary medium in the heat tube 4. In this case, the vapor 22 liberated in the vaporization zone 23 is diffused in the heat tube 4 under the influence of pressure and thereby reaches the condensation zone 24 . Since the temperature of the condensation zone 24 is lower than the temperature of the vaporization zone 23, the vapor 22 is condensed in this condensation zone 24. In this case, the steam 22 gives off heat, which is conducted from the tube wall of the condensing zone 24 via the intermediate member 5 to the heating section 6 . The heating zone 6 receives the boiling temperature of the auxiliary medium until the temperature difference is small. Similarly to the heating section 6, the fuel that has flowed into the heating section 6 while remaining at a low temperature also receives the boiling temperature of the auxiliary medium until the temperature difference further decreases by the time it reaches the fuel injection valve 8. Condensation area 2
The auxiliary medium which has passed into the liquid state in 4 flows back into the vaporization zone 23 under the action of gravity, whereby heat transfer is started again.

燃料貫流量がわずかであると、加熱区間6は燃料によっ
てほとんど冷却されない。それによって、沸騰温度に対
する温度差が減少され、蒸気の凝縮量もわずかとなる。
If the fuel flow is small, the heating section 6 is cooled by the fuel very little. As a result, the temperature difference with respect to the boiling temperature is reduced and the amount of steam condensed is also small.

燃料噴射過程が完全に停止すると、蒸気の凝縮は熱損失
を補償するのに必要な程度にまで減少される。逆に、燃
料噴射量が多いために加熱区間6が多くの熱を奪われる
と、多くの蒸気が凝縮されるようになる。
When the fuel injection process is completely stopped, steam condensation is reduced to the extent necessary to compensate for heat losses. Conversely, if the heating section 6 loses a lot of heat due to a large amount of fuel injection, a lot of steam will be condensed.

燃料内に蒸気の気泡が形成されるのを避けるためには、
補助媒体の沸騰温度及び圧力を一定に保つことが重要で
あるので、カプセル19内に制御系が組込まれている。
To avoid the formation of vapor bubbles within the fuel,
Since it is important to keep the boiling temperature and pressure of the auxiliary medium constant, a control system is built into the capsule 19.

蒸気圧力が上昇するにつれてカプセル19の容量も拡大
され、それによって所定圧力が再び調節される。カプセ
ル19へ向かう導管16が、気化区域23の最も深い箇
所に取付けられている。カプセル19内に完全に充填さ
れた凝縮物は、気化される前に上記箇所に集結されてい
る。上述した様に蒸気圧力が上昇すると、カプセルI9
の容量が拡大されることによってより多くの凝縮物21
がカプセル19内に受容されるようになる。その結果、
沸騰される凝縮物の量がわずかとなり、蒸気圧力が再び
下げられる。このような制御過程は可逆的であり、かつ
連続して行われるので、圧力は一時的に変動した後でも
、すぐに再びバランスのとれた状態にもたらされる。さ
らに、加熱区間6及び中間部材5が蓄熱性材料から製作
されているので、補助媒体の圧力及び沸騰温度の変動に
よって燃料温度が影響を及ぼされることはほとんどない
As the steam pressure increases, the capacity of the capsule 19 also expands, thereby readjusting the predetermined pressure. A conduit 16 leading to a capsule 19 is attached to the deepest point of the vaporization zone 23. The condensate that has completely filled the capsule 19 is collected at this location before being vaporized. As mentioned above, when the vapor pressure increases, capsule I9
more condensate 21 by expanding the capacity of
becomes received within the capsule 19. the result,
Only a small amount of condensate is boiled and the steam pressure is reduced again. Such a control process is reversible and takes place continuously, so that even after temporary fluctuations the pressure is quickly brought back to a balanced state. Furthermore, since the heating section 6 and the intermediate part 5 are made of heat storage material, the fuel temperature is hardly influenced by fluctuations in the pressure and boiling temperature of the auxiliary medium.

熱管4内の初期の内圧はガスパッドによって調節される
。このガスパッドは、カプセル19内で外側からベロー
ズ18に作用している。
The initial internal pressure within the heat tube 4 is regulated by a gas pad. This gas pad acts on the bellows 18 from the outside within the capsule 19.

熱が熱交換器2のみによって制御されて加熱区間6へ伝
導されるように、これらの部材の中間室には断熱体25
が完全に充填されている。
Insulators 25 are provided in the intermediate chambers of these elements so that the heat is conducted to the heating section 6 in a controlled manner only by the heat exchanger 2.
is completely filled.

気化区域23の過熱を回避するために、熱交換器2又は
その一部を、温度の上昇につれて熱伝導率が大きく減少
する材料から製作することができる。例えば、セミスチ
ールの熱伝導率は200〜500℃である。また、固体
から液体への移行時に熱伝導率の大きく変化する材料が
、熱管4の気化区域23と熱交換器2との間に充填され
てもよい。
In order to avoid overheating of the vaporization zone 23, the heat exchanger 2 or a part thereof can be made of a material whose thermal conductivity decreases significantly as the temperature increases. For example, semi-steel has a thermal conductivity of 200 to 500°C. Also, a material whose thermal conductivity changes significantly during the transition from solid to liquid may be filled between the vaporization zone 23 of the heat tube 4 and the heat exchanger 2.

第2図に示されたように、カプセル19は補助媒体の圧
力制御を行うために、導管16を介して熱管4の気化区
域23の最も低い箇所と接続されている。
As shown in FIG. 2, the capsule 19 is connected via a conduit 16 to the lowest point of the vaporization zone 23 of the heat tube 4 in order to control the pressure of the auxiliary medium.

比較的多くの熱量が内燃機関1から加熱区間6へ不意に
伝導された場合には、燃料内に蒸気の気泡が形成される
危険性が考慮されねばならない。第3図では、気化区域
26によって中間部材5に固定された別の熱管27が示
されており、熱管27の凝縮区域28は冷却リブ29を
支持している。加熱区間6の温度が急上昇したことによ
って気化区域26の温度が沸騰温度にまで上昇すると、
加熱区間6から冷却リブ29へ向かって熱搬送が開始さ
れる。それによって、温度が上昇しすぎることが自己制
御的に阻止される。
If a relatively large amount of heat is inadvertently transferred from the internal combustion engine 1 to the heating section 6, the risk of vapor bubbles forming in the fuel has to be taken into account. In FIG. 3, another heat tube 27 is shown which is fixed to the intermediate member 5 by means of a vaporization zone 26, the condensation zone 28 of the heat tube 27 supporting cooling ribs 29. When the temperature of the vaporization zone 26 rises to boiling temperature due to the sudden rise in the temperature of the heating zone 6,
Heat transfer is started from the heating section 6 toward the cooling ribs 29. This prevents the temperature from rising too high in a self-limiting manner.

第4図に示されたように、容器17はピストン34によ
って閉鎖されている。ピストン34はばね35によって
負荷されており、かつばね力によって補助媒体の圧力を
調節している。
As shown in FIG. 4, the container 17 is closed by a piston 34. The piston 34 is loaded by a spring 35 and uses the spring force to regulate the pressure of the auxiliary medium.

第5図によれば、付加的な加熱を行うための加熱コイル
36が加熱区間6のまわりに取付けられている。エンジ
ンの始動時にすぐに燃料を加熱しなければならない場合
には、上記加熱コイル36が必要となる。排気通路3内
の熱交換器2が駆動温度に達すると、上記のように電気
的で付加的な加熱は不要となる。
According to FIG. 5, a heating coil 36 is mounted around the heating section 6 for providing additional heating. If the fuel must be heated immediately upon starting the engine, the heating coil 36 is required. Once the heat exchanger 2 in the exhaust passage 3 reaches the operating temperature, no additional electrical heating is required as described above.

本発明は上述した実施例に制限されるものではなく、他
の多くの実施例が考えられ得る。さらに本発明による装
置は、上述した2サイクル式エンジンの他に4サイクル
式エンジンにおいても使用することができる。また、燃
料はエンジンの吸入管内へ供給されてもよく、比較的多
くの熱管がそれぞれの加熱区間と協働していてもよく、
上述した、重力による作用を受ける熱管の代わりに、毛
細管を有する熱管が使用されてもよい。
The invention is not limited to the embodiments described above, but many other embodiments are possible. Furthermore, the device according to the invention can be used not only in the two-stroke engines mentioned above but also in four-stroke engines. The fuel may also be supplied into the intake pipe of the engine, and a relatively large number of heat pipes may be associated with each heating section,
Instead of the gravity-actuated heat tubes mentioned above, heat tubes with capillary tubes may also be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は、本発明による装置の複数の実施例を示すもので
、 第1図は本発明による装置の縦断面図、第2図は熱管を
有する排ガス熱交換器の縦断面図、第3図は別の実施例
を示す加熱区間の縦断面図、第4図は別の実施例を示す
容器の縦断面図、第5図はさらに別の実施例を示す加熱
区間の縦断面図である。 l・・・内燃機関、2・・・熱交換器、3・・・排気通
路4・・・熱管、5・・・中間部材、6・・・加熱区間
、7・・・燃焼室、8・・・燃料噴射弁、9・・・燃料
噴射ポンプ、lO・・・ピストン、11・・・駆動装置
、12・・・押しのけ室、13.14・・・一方向弁、
15・・・前ポンプ、16・・・導管、17・・・容器
、18・・・ベローズ、19・・・カプセル、20・・
・圧力室、21・・・凝縮物、22・・・蒸気、23・
・・気化区域、24・・・凝縮区域、25・・・断熱体
、26・・・気化区域、27・・・熱管、28・・・凝
縮区域、29・・・冷却リプ、34・・・ピストン、3
5・・・ばね、36・・・加熱コイル 手続補正書(自発)
The drawings show several embodiments of the device according to the invention; FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the device according to the invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an exhaust gas heat exchanger with heat tubes, and FIG. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a heating section showing another embodiment, FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a container showing another embodiment, and FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of a heating section showing yet another embodiment. l... Internal combustion engine, 2... Heat exchanger, 3... Exhaust passage 4... Heat pipe, 5... Intermediate member, 6... Heating section, 7... Combustion chamber, 8... ... Fuel injection valve, 9... Fuel injection pump, lO... Piston, 11... Drive device, 12... Displacement chamber, 13.14... One-way valve,
15... Front pump, 16... Conduit, 17... Container, 18... Bellows, 19... Capsule, 20...
・Pressure chamber, 21... Condensate, 22... Steam, 23.
... Vaporization zone, 24... Condensation zone, 25... Heat insulator, 26... Vaporization zone, 27... Heat tube, 28... Condensation zone, 29... Cooling lip, 34... piston, 3
5...Spring, 36...Heating coil procedure amendment (voluntary)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、加熱した液体燃料を燃料噴射ポンプによって供給す
るための方法であって、高圧下の燃料を燃料噴射弁に供
給し、この場合、燃料を燃料噴射弁から流出させるまで
は液体状態に保持し、燃料噴射弁から流出させた後では
潜熱によって蒸気状態へ移行させることを保証するよう
な、最適な圧力レベル及び最適な温度レベルにおいて、
燃料噴射ポンプの後方で熱供給を行う形式のものにおい
て、補助媒体の蒸気を凝縮したさいに放出された、補助
媒体の潜熱によって燃料を加熱し、補助媒体の凝縮温度
によって燃料の温度レベルを制御することを特徴とする
、加熱した液体燃料を燃料噴射ポンプによって供給する
ための方法。 2、熱管(4)の原理に基づいて、気化区域(23)と
凝縮区域(24)との間で補助媒体を循環させる、請求
項1記載の方法。 3、補助媒体の凝縮温度を制御するために補助媒体の圧
力を制御する、請求項1又は2記載の方法。 4、熱伝導効率を制御するために、循環する補助媒体の
量を変化させる、請求項1又は2記載の方法。 5、補助媒体を気化するための熱を排ガス熱から取出す
、請求項1又は2記載の方法。 6、補助媒体を気化するための熱を電気的な加熱装置に
よって得る、請求項1から5までのいずれか1項記載の
方法。 7、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法を実
施するための装置において、熱管(4)が導管(16)
を介して、液体状態の補助媒体を完全に又は部分的に貯
蔵する容器(19)と接続されており、容器(19)の
容量が、ピストン(34)又はベローズ(18)の配置
によって変化させられることを特徴とする、加熱した液
体燃料を燃料噴射ポンプによって供給するための装置。 8、容器(19)と熱管(4)とが熱管(4)の気化区
域(23)によって接続されている、請求項7記載の装
置。 9、ばね(35)又は取囲まれたガスパッド(20)に
よって生ぜしめられる調節力が、ピストン(34)又は
ベローズ(18)に作用している、請求項7記載の装置
。 10、凝縮区域(24)が、気化区域(23)の鉛直方
向上方に設けられている、請求項1又は2記載の装置。 11、燃料に熱を供給する部材(5、6)がその材料及
び構成によって、凝縮区域(24)から燃料噴射弁(8
)までにわたって大きな熱伝導率を備えており、かつ補
助媒体の凝縮温度に対してそれぞれわずかな温度差しか
有していない、請求項1から10までのいずれか1項記
載の装置。 12、燃料に熱を供給する部材(5、6)が凝縮区域(
24)から燃料噴射弁(8)までにわたって、良好に蓄
熱作用を行う材料から製作されており、燃料貫流により
生じる温度変動が補助媒体の制御系によって制御される
までは上記部材(5、6)の温度変動がわずかである、
請求項1から11までのいずれか1項記載の装置。 13、加熱された燃料を案内する部材(6)が、冷却に
役立つ熱管(27)の気化区域(26)と結合されてお
り、熱管(27)の凝縮区域(28)が冷却媒体と結合
されており、補助媒体の沸騰温度が最適な燃料温度より
もわずかしか高くないように、熱管(27)内の補助媒
体の圧力が調節されており、上記部材(6)が不意なエ
ンジン廃熱によって加熱されすぎた場合に常に、上記熱
管(27)が機能するようになっている、請求項1から
3までのいずれか1項記載の装置。 14、直接的な熱伝導を阻止する断熱体(25)が、熱
源(3)と部材(6)との間に設けられている、請求項
1から3までのいずれか1項記載の装置。 15、熱源(3)と熱管(4)との間の構成部材が、温
度の上昇につれて大きくなる、可変の熱抵抗値を有する
材料を含んでいるか、又はこのような材料から製作され
ているか、請求項5記載の装置。
[Claims] 1. A method for supplying heated liquid fuel by a fuel injection pump, the method comprising supplying fuel under high pressure to a fuel injection valve until the fuel flows out from the fuel injection valve. at an optimum pressure level and an optimum temperature level to ensure that the fuel remains in a liquid state and is transferred to a vapor state by latent heat after exiting the fuel injector.
In a type that supplies heat after the fuel injection pump, the fuel is heated by the latent heat of the auxiliary medium released when the vapor of the auxiliary medium is condensed, and the temperature level of the fuel is controlled by the condensation temperature of the auxiliary medium. A method for supplying heated liquid fuel by means of a fuel injection pump, characterized in that: 2. The method as claimed in claim 1, characterized in that the auxiliary medium is circulated between the vaporization zone (23) and the condensation zone (24) based on the heat tube (4) principle. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the pressure of the auxiliary medium is controlled to control the condensation temperature of the auxiliary medium. 4. The method of claim 1 or 2, wherein the amount of circulating auxiliary medium is varied in order to control the heat transfer efficiency. 5. The method according to claim 1 or 2, wherein the heat for vaporizing the auxiliary medium is extracted from exhaust gas heat. 6. The method according to claim 1, wherein the heat for vaporizing the auxiliary medium is obtained by an electric heating device. 7. A device for carrying out the method according to any one of claims 1 to 4, in which the heat tube (4) is a conduit (16).
via which it is connected with a container (19) which stores completely or partially the auxiliary medium in liquid state, the volume of which can be varied by the arrangement of the piston (34) or the bellows (18). A device for supplying heated liquid fuel by a fuel injection pump, characterized in that: 8. Device according to claim 7, characterized in that the container (19) and the heat pipe (4) are connected by a vaporization section (23) of the heat pipe (4). 9. Device according to claim 7, characterized in that the adjusting force produced by the spring (35) or the enclosed gas pad (20) acts on the piston (34) or the bellows (18). 10. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the condensation zone (24) is provided vertically above the vaporization zone (23). 11. The elements (5, 6) for supplying heat to the fuel, depending on their material and configuration, are connected from the condensation zone (24) to the fuel injection valve (8).
11. The device as claimed in claim 1, wherein the device has a high thermal conductivity up to ) and has only a small temperature difference in each case with respect to the condensation temperature of the auxiliary medium. 12. The members (5, 6) supplying heat to the fuel are connected to the condensation zone (
24) to the fuel injection valve (8) are made of a material that has a good heat storage effect, and until the temperature fluctuations caused by the fuel flow are controlled by the auxiliary medium control system, the parts (5, 6) temperature fluctuation is small,
12. Device according to any one of claims 1 to 11. 13. The heated fuel guiding element (6) is connected to the vaporizing zone (26) of the hot tube (27) serving for cooling, and the condensing zone (28) of the hot tube (27) is connected to the cooling medium. The pressure of the auxiliary medium in the heat tube (27) is regulated so that the boiling temperature of the auxiliary medium is only slightly higher than the optimal fuel temperature, and the above-mentioned member (6) is protected from inadvertent engine waste heat. 4. Device according to claim 1, characterized in that the heat tube (27) is activated whenever it becomes too hot. 14. The device according to claim 1, wherein a heat insulator (25) preventing direct heat transfer is provided between the heat source (3) and the element (6). 15. whether the components between the heat source (3) and the heat tube (4) contain or are made of a material with a variable thermal resistance that increases with increasing temperature; 6. The device according to claim 5.
JP2008563A 1989-01-21 1990-01-19 Method and device for feeding heated liquid fuel by means of fuel injection pump Pending JPH02227551A (en)

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