燃料噴射システム
【課題】燃料中の金属成分をより確実に除去可能にする。
【解決手段】イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換体１１を、燃料を流通させる燃料経路（例えば燃料フィルタ７内）に水没した状態で配置する。これによると、イオン交換体１１の周囲に水が存在するため、燃料がイオン交換体１１の周囲を通過する際に、燃料に含まれる金属成分が確実にイオン化される。したがって、イオン交換により燃料中の金属成分をイオン交換体１１に吸着させて、燃料中の金属成分を確実に除去することができる。
【解決手段】イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換体１１を、燃料を流通させる燃料経路（例えば燃料フィルタ７内）に水没した状態で配置する。これによると、イオン交換体１１の周囲に水が存在するため、燃料がイオン交換体１１の周囲を通過する際に、燃料に含まれる金属成分が確実にイオン化される。したがって、イオン交換により燃料中の金属成分をイオン交換体１１に吸着させて、燃料中の金属成分を確実に除去することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用燃料噴射システムにおいては、燃料に添加される潤滑剤等の成分であるオレイン酸等の脂肪酸が、燃料中のＮａやＫ等の金属イオンと反応すると、軽油に不溶なオレイン酸Ｎａ等の脂肪酸塩が生成され、その脂肪酸塩がインジェクタの摺動部等に析出し、インジェクタ等の燃料噴射システム構成部品が作動不良を引き起こすという問題がある。
【０００３】
そこで、燃料タンクとインジェクタの間の燃料径路にイオン交換体を配置し、イオン交換により燃料中の金属成分をイオン交換体に吸着させて、燃料中の金属成分を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１０５０９２号公報
【特許文献２】実開平３−５９０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料中には数十ｐｐｍ程度の微量の水分しか含まれていないため、燃料中の金属成分がイオン化されにくく、金属成分の多くは、イオンの状態ではなく脂肪酸塩や無機塩などの状態で存在していると考えられる。したがって、燃料径路にイオン交換体を配置しただけでは、燃料中の金属成分を確実に除去することは困難であった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、燃料中の金属成分をより確実に除去可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃料タンク（４）内に蓄えられた燃料を高圧化して内燃機関に噴射する燃料噴射システムであって、水を蓄える水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）を、燃料を流通させる燃料経路中に備え、イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換体（１１）が、水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）に水没した状態で配置されていることを特徴とする。
【０００７】
これによると、イオン交換体（１１）の周囲に水が存在するため、燃料がイオン交換体（１１）の周囲を通過する際に、燃料に含まれる金属成分が確実にイオン化される。したがって、イオン交換により燃料中の金属成分をイオン交換体（１１）に吸着させて、燃料中の金属成分を確実に除去することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、内部を燃料が流通するフィルタ容器（７１）と、このフィルタ容器（７１）内に収容されて燃料中の固形不純物を捕捉するフィルタエレメント（７２）とを有する燃料フィルタ（７）を備え、フィルタ容器（７１）内におけるフィルタエレメント（７２）の下方に水溜め部（７３）が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、従来のフィルタ形状から大幅に形状変更することなく、イオン交換体を水没した状態で配置することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の燃料噴射システムにおいて、燃料フィルタ（７）は、水溜め部（７３）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（７４）を備え、このドレンパイプ（７４）は、イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、水溜め部（７３）に連通していることを特徴とする。
【００１１】
これによると、水溜め部（７３）に溜まった水を外部に排出した際に、水溜め部（７３）内の水面がイオン交換体（１１）の上面よりも下方まで下がることはないため、イオン交換体（１１）の水没状態が維持される。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、内部を流通する燃料から水分を分離させてその分離した水および燃料を水分離器容器（６１）内に蓄える水分離器（６）を備え、水分離器容器（６１）内における底部側に水溜め部（６２）が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これによると、従来の水分離器から大幅に形状変更することなく、イオン交換体を水没した状態で配置することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の燃料噴射システムにおいて、水分離器（６）は、水溜め部（６２）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（６３）を備え、このドレンパイプ（６３）は、イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、水溜め部（６２）に連通していることを特徴とする。
【００１５】
これによると、水溜め部（６２）に溜まった水を外部に排出した際に、水溜め部（６２）の水面がイオン交換体（１１）の上面よりも下方まで下がることはないため、イオン交換体（１１）の水没状態が維持される。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の燃料噴射システムにおいて、水分離器（６）は、燃料を通し水を通さない撥水シート（６４）を備え、この撥水シート（６４）は、ドレンパイプ（６３）が水溜め部（６２）に連通している位置よりも上方に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
これによると、水溜め部（６２）に溜まった水が燃料経路に流出するのを防止できるため、イオン交換体（１１）の水没状態が確実に維持される。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、内部に水を蓄える第１水溜め器容器（１２１）を有する第１水溜め器（１２）が燃料経路中に配置され、水溜め部（１３２）を形成する第２水溜め器容器（１３１）を有する第２水溜め器（１３）が第１水溜め器（１２）の下方に配置され、第１水溜め器容器（１２１）内と水溜め部（１３２）との間で水が環流するように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
これによると、イオン交換体（１１）を容器ごと交換することができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、水溜め部（１２２）を形成する水溜め器容器（１２１）を有する水溜め器（１２）が燃料経路中に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
これによると、第２水溜め器（１３）を省略可能である。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、燃料タンク（４）の底部に水溜め部（４１）が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによると、イオン交換体（１１）を水没した状態にすることが可能である。また、燃料タンク（４）内の燃料はイオン交換体（１１）の周りの水と常時接している為、燃料が流れていないときでも、燃料中の金属成分がイオン化されて燃料中の金属成分が除去される。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の燃料噴射システムにおいて、燃料経路は、燃料タンク（４）から送り出された燃料の一部を燃料タンク（４）に戻すリターン燃料配管（１０）を含み、このリターン燃料配管（１０）から排出される燃料がイオン交換体（１１）に向かって流れるように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
これによると、燃料タンク（４）に戻ってきた燃料をイオン交換体（１１）の周りの水と確実に接触させることができ、燃料に含まれる金属成分が確実にイオン化される。
【００２６】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の燃料噴射システムにおいて、イオン交換体（１１）よりも燃料流れ上流側に磁石（１４）が配置されていることを特徴とする。
【００２７】
これによると、燃料が磁場を通過する際に燃料中の金属成分のイオン化が促進されるため、燃料中の金属成分を一層確実に除去することができる。
【００２８】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る燃料噴射システムの全体構成を示す図である。
【００３１】
図１に示すように、燃料噴射システムは、高圧燃料が蓄えられるコモンレール１を備え、このコモンレール１には複数のインジェクタ２が接続されている。インジェクタ２は、制御装置（以下、ＥＣＵという）３に制御されて所定の時期に所定の期間開弁して、コモンレール１から供給される高圧燃料をディーゼルエンジン（図示せず）の各気筒内に噴射する。ここでは、４気筒エンジンの１つに対応するインジェクタ２のみを示し、他の気筒に対応するインジェクタについては図示を省略している。
【００３２】
コモンレール１に蓄えられる高圧燃料は、燃料供給装置から供給される。燃料供給装置は、燃料を溜めておく燃料タンク４、燃料タンク４から燃料を汲み上げて低圧で圧送するフィードポンプ５、燃料から水分を分離させてその分離した水を内部に蓄える水分離器６、燃料中の固形不純物を捕捉するとともに燃料から分離した水を内部に蓄える燃料フィルタ７、フィードポンプ５から供給される燃料を加圧してコモンレール１へ圧送する高圧ポンプ９、フィードポンプ５から高圧ポンプ９へ供給される燃料の流量を調整する調量弁８等を有して構成される。そして、高圧ポンプ９へ供給される燃料の流量を調量弁８により調整することにより、高圧ポンプ９の吐出量が制御される。
【００３３】
高圧ポンプ９は、ディーゼルエンジンによってカム軸が回転駆動され、カム軸から駆動力が伝達されてプランジャが往復運動して、燃料の吸入および圧送を行う構成になっている。また、高圧ポンプ９は、カム軸が配置されたカム室にも燃料が供給されるようになっており、カム室に供給される燃料は潤滑油として作用する。そして、高圧ポンプ９のカム室に供給された燃料およびインジェクタ２のリーク燃料は、リターン燃料配管１０を介して燃料タンク４に戻される。
【００３４】
なお、コモンレール１、インジェクタ２、および燃料供給装置の構成部品（すなわち、燃料タンク４、フィードポンプ５、水分離器６、燃料フィルタ７、調量弁８、高圧ポンプ９）は、本発明の燃料経路を構成する。また、リターン燃料配管１０、コモンレール１とインジェクタ２間を接続する燃料配管、インジェクタ２と高圧ポンプ９間を接続する燃料配管、および燃料供給装置の構成部品間を接続する燃料配管も、本発明の燃料経路を構成する。
【００３５】
ＥＣＵ３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。ＥＣＵ３には、各種センサＳから、コモンレール１内の燃料圧力に関する信号、エンジン回転数、アクセル開度等の種々の情報が随時入力される。
【００３６】
そして、ＥＣＵ３は、エンジンや車両の運転状態に応じた最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）を算出して、各インジェクタ２の開弁時期および開弁期間を制御する。また、ＥＣＵ３は、高圧ポンプ９の目標吐出量を算出し、調量弁８に制御信号を出力して高圧ポンプ９の吐出量を制御することにより、コモンレール１内の燃料圧力を制御する。
【００３７】
図２は燃料フィルタ７の構成を示す模式的な断面図である。図２に示すように、燃料フィルタ７は内部を燃料が流通する中空のフィルタ容器７１を備え、このフィルタ容器７１における天地方向中間部よりも上方には、燃料中の固形不純物を捕捉するフィルタエレメント７２が配置されている。そして、フィルタエレメント７２が配置された空間、すなわち、フィルタ容器７１の上方空間には、水分が分離された燃料が蓄えられる。フィルタ容器７１におけるフィルタエレメント７２の下方には、燃料から分離した水を蓄える水溜め部としてのセジメンタ部７３が形成されている。
【００３８】
セジメンタ部７３には、イオン交換能を有するイオン交換体１１が配置されている。そして、セジメンタ部７３には車両搭載前に水が入れられていて、イオン交換体１１をセジメンタ部７３内の底部に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。なお、イオン交換体１１としては、イオン交換樹脂、イオン交換セルロース、イオン交換繊維等を用いることができる。
【００３９】
フィルタ容器７１には、セジメンタ部７３に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ７４が設けられている。このドレンパイプ７４の上流側端部は、イオン交換体１１の上面よりも上方位置にて、セジメンタ部７３に連通している。ドレンパイプ７４の下流側端部には、ドレンパイプ７４を開閉するドレンプラグ（図示せず）が設けられている。
【００４０】
フィルタ容器７１には、水分離器６（図１参照）を通過した燃料を燃料フィルタ７に導く燃料配管７ａが接続されている。この燃料配管７ａの下流側端部は、セジメンタ部７３で開口している。より詳細には、燃料配管７ａの下流側端部は、ドレンパイプ７４の上流側端部の開口位置よりも下方で開口している。また、燃料配管７ａから流出した燃料がイオン交換体１１に向かって流れるように、燃料配管７ａの下流側端部の向きが設定されている。
【００４１】
フィルタ容器７１には、燃料フィルタ７を通過した燃料を調量弁８（図１参照）に導く燃料配管７ｂが接続されている。この燃料配管７ｂの上流側端部は、フィルタ容器７１の上端部に開口している。
【００４２】
上記構成において、燃料配管７ａにより燃料フィルタ７に導かれた燃料は、まずセジメンタ部７３に流入する。セジメンタ部７３で燃料から水分が分離されてその水がセジメンタ部７３に溜められる。また、イオン交換により燃料中の金属成分がイオン交換体１１に吸着され、燃料中の金属成分が除去される。水分および金属成分が除去された燃料は、フィルタエレメント７２にて固形不純物が捕捉された後に、燃料配管７ｂにより調量弁８に導かれる。
【００４３】
ここで、イオン交換体１１は全体が水没していて、イオン交換体１１の周囲には常に水が存在するため、燃料配管７ａからセジメンタ部７３に流入した燃料は、イオン交換体１１に向かって流れる際にイオン交換体１１の周囲の水に接触することになる。このため、燃料に含まれる金属成分は、その周囲の水に溶出し、確実にイオン化される。そして、イオン化された金属成分はイオン交換によりイオン交換体１１に吸着され、これにより燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００４４】
また、本実施形態では、ドレンパイプ７４の上流側端部はイオン交換体１１の上面よりも上方位置にてセジメンタ部７３に連通しているため、ドレンパイプ７４を開いてセジメンタ部７３に溜まった水を外部に排出した際に、セジメンタ部７３内の水面がイオン交換体１１の上面よりも下方まで下がることはなく、イオン交換体１１の水没状態が維持される。したがって、イオン交換体１１の周囲に常に水を存在させて、燃料に含まれる金属成分を常に確実にイオン化させることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。第１実施形態では、イオン交換体１１を燃料フィルタ７内に配置したが、本実施形態は、イオン交換体１１を水分離器６内に配置している。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
図３に示すように、水分離器６は内部を燃料が流通する中空の水分離器容器６１を備え、この水分離器容器６１内における底部側に、燃料から分離した水を蓄える水溜め部６２が形成されている。この水溜め部６２にイオン交換体１１が配置されている。そして、水溜め部６２には車両搭載前に水が入れられていて、イオン交換体１１を水溜め部６２（すなわち、水分離器容器６１内の底部）に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。
【００４７】
水分離器容器６１には、溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ６３が設けられている。このドレンパイプ６３の上流側端部は、イオン交換体１１の上面よりも上方位置にて、水溜め部６２に連通している。ドレンパイプ６３の下流側端部には、ドレンパイプ６３を開閉するドレンプラグ（図示せず）が設けられている。
【００４８】
水分離器容器６１には、フィードポンプ５（図１参照）から圧送された燃料を水分離器６に導く燃料配管６ａが接続されている。この燃料配管６ａの下流側端部は、ドレンパイプ６３の上流側端部の開口位置よりも下方で開口している。また、燃料配管６ａから流出した燃料がイオン交換体１１に向かって流れるように、燃料配管６ａの下流側端部の向きが設定されている。
【００４９】
水分離器容器６１には、水分離器６を通過した燃料を燃料フィルタ７（図１参照）に導く燃料配管６ｂが接続されている。この燃料配管６ｂの上流側端部は、水分離器容器６１の上端部に開口している。
【００５０】
上記構成において、燃料配管６ａにより水分離器６に導かれた燃料は水分が分離され、その水が水分離器容器６１の下部側に溜められる。また、イオン交換により燃料中の金属成分がイオン交換体１１に吸着され、燃料中の金属成分が除去される。水分および金属成分が除去された燃料は、燃料配管６ｂにより燃料フィルタ７に導かれる。
【００５１】
ここで、イオン交換体１１は全体が水没しており、燃料配管６ａから水分離器容器６１内に流入した燃料はイオン交換体１１に向かって流れる際にイオン交換体１１の周囲の水に接触するため、第１実施形態と同様に燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００５２】
また、本実施形態では、ドレンパイプ６３の上流側端部はイオン交換体１１の上面よりも上方位置にて水溜め部６２に連通しているため、ドレンパイプ６３を開いて水分離器容器６１内に溜まった水を外部に排出した際に、水分離器容器６１内の水面がイオン交換体１１の上面よりも下方まで下がることはなく、イオン交換体１１の水没状態が維持される。したがって、第１実施形態と同様に燃料に含まれる金属成分を常に確実にイオン化させることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図４は第３実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。第１実施形態では、イオン交換体１１を燃料フィルタ７内に配置したが、本実施形態は、イオン交換体１１を配置するための専用の容器を設けている。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図４に示すように、フィードポンプ５と水分離器６との間に第１水溜め器１２が配置されている。第１水溜め器１２は、内部を燃料が流通するとともに水を蓄える中空の第１水溜め器容器１２１を備え、この第１水溜め器容器１２１内における底部側に水を蓄える第１水溜め部１２２が形成されている。この第１水溜め部１２２には車両搭載前に水が入れられている。
【００５５】
第１水溜め器容器１２１には、フィードポンプ５から圧送された燃料を第１水溜め器１２に導く燃料配管１２ａが接続されている。第１水溜め器容器１２１には、第１水溜め器１２を通過した燃料を水分離器６に導く燃料配管１２ｂが接続されている。この燃料配管１２ｂの上流側端部は、第１水溜め器容器１２１の上端部に開口している。
【００５６】
第１水溜め器１２の下方に、第２水溜め器１３が配置されている。第２水溜め器１３は、水を内部に蓄える中空の第２水溜め器容器１３１を備え、この第２水溜め器容器１３１内に水を蓄える第２水溜め部１３２が形成されている。この第２水溜め部１３２には車両搭載前に水が入れられている。そして、イオン交換体１１を第２水溜め部１３２に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。
【００５７】
第１水溜め器容器１２１における天地方向中間部と第２水溜め器容器１３１における天地方向中間部は、第１連結配管１２３によって連通されている。また、第１水溜め器容器１２１の底部と第２水溜め器容器１３１の上端部は、第２連結配管１２４によって連通されている。なお、第１水溜め器１２、第２水溜め器１３、燃料配管１２ａ、１２ｂ、および連結配管１２３、１２４は、本発明の燃料経路を構成する。
【００５８】
第２水溜め器１３は、第１連結配管１２３および第２連結配管１２４に対して脱着可能に取り付けられており、したがって、イオン交換体１１は第２水溜め器１３とともに容易に交換することができる。
【００５９】
燃料配管１２ａの下流側端部は、第１水溜め器容器１２１の底部近傍に位置し、且つ、第２連結配管１２４における第１水溜め器容器１２１側の端部の真上に位置している。また、燃料配管１２ａの下流側端部は上方に向かって開口していて、燃料配管１２ａから流出した燃料が上方に向かって流れるようになっている。
【００６０】
燃料配管１２ａの下流側端部をこのような構成にしているため、燃料配管１２ａから流出した燃料の流れによる吸い出し効果により、第２水溜め部１３２内の水が第２連結配管１２４を介して第１水溜め部１２２内に吸い出され、また、第２水溜め部１３２内の水が吸い出されることに伴って、第１水溜め部１２２内の水が第１連結配管１２３を介して第２水溜め部１３２内に流入する。すなわち、第１水溜め部１２２と第２水溜め部１３２との間で水が環流する。
【００６１】
本実施形態によると、燃料配管１２ａにより第１水溜め器１２に導かれた燃料に含まれる金属成分は、第１水溜め部１２２内の水に溶出し、確実にイオン化される。そして、第１水溜め部１２２と第２水溜め部１３２との間で水が環流するため、イオン化された金属成分は、第２水溜め部１３２内に流入した際にイオン交換によりイオン交換体１１に吸着され、燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００６２】
また、本実施形態では、水分離器６および燃料フィルタ７の上流側に第１水溜め器１２を配置しているため、第１水溜め器１２から万一水が流出しても、その水は水分離器６または燃料フィルタ７で分離される。
【００６３】
なお、本実施形態では、イオン交換体１１を第２水溜め器１３内に配置したが、第２水溜め器１３を廃止し、燃料経路中に配置された第１水溜め器１２における第１水溜め部１２２内にイオン交換体１１を配置してもよい。
【００６４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図５は第４実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。第１実施形態では、イオン交換体１１を燃料フィルタ７内に配置したが、本実施形態は、イオン交換体１１を燃料タンク４内に配置している。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６５】
図５に示すように、燃料タンク４の底部には、周囲の底部よりもさらに下方に凹んだ水溜め部４１が設けられ、この水溜め部４１にイオン交換体１１が配置されている。そして、水溜め部４１には車両搭載前に水が入れられていて、イオン交換体１１を水溜め部４１に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。
【００６６】
リターン燃料配管１０の下流側端部は、水溜め部４１内に開口している。また、リターン燃料配管１０から流出した燃料がイオン交換体１１に向かって流れるように、リターン燃料配管１０の下流側端部の向きが設定されている。
【００６７】
本実施形態によると、イオン交換体１１は全体が水没しており、リターン燃料配管１０から水溜め部４１内に流入した燃料はイオン交換体１１に向かって流れる際にイオン交換体１１の周囲の水に接触するため、第１実施形態と同様に燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００６８】
また、燃料タンク４内の燃料はイオン交換体１１の周りの水と常時接している為、燃料が流れていないときでも、燃料中の金属成分がイオン化されて燃料中の金属成分が除去される。
【００６９】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図６は第５実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【００７０】
本実施形態では、図６に示すように、第２実施形態における水分離器６内に磁石１４を配置している。その他に関しては第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
磁石１４は、より詳細には、燃料を水分離器６に導く燃料配管６ａの外周に配置されている。換言すると、磁石１４は、イオン交換体１１よりも燃料流れ上流側に配置されている。そして、磁石１４の周囲に磁場が形成され、燃料が磁場を通過する際に燃料中の金属成分のイオン化が促進されるため、燃料中の金属成分が一層確実に除去される。
【００７２】
なお、本実施形態では、水分離器６内に磁石１４を配置したが、第１実施形態における燃料フィルタ７内、第３実施形態における第２水溜め器１３内、または第４実施形態における燃料タンク４内に、磁石１４を配置してもよい。
【００７３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。図７は第６実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【００７４】
本実施形態では、図７に示すように、第２実施形態における水分離器６内に撥水シート６４を配置している。その他に関しては第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００７５】
図７に示すように、水分離器容器６１には、燃料を通し水を通さない撥水シート６４が配置されている。撥水シート６４としては、撥水性を有する素材（テフロン（登録商標）、ＰＢＴ、ＰＥＴなど）からなる不織布やメッシュ、あるいは、撥水処理を施した不織布やメッシュなどが利用できる。
【００７６】
撥水シート６４は、ドレンパイプ６３の上流側端部の開口位置よりも上方に、すなわち、ドレンパイプ６３が水溜め部６２に連通している位置よりも上方に、配置されている。また、撥水シート６４は、水平方向に拡がっており、水分離器容器６１内の空間を天地方向に分割している。
【００７７】
フィードポンプ５（図１参照）から圧送された燃料を水分離器６に導く燃料配管６ａは、撥水シート６４を貫通しており、この燃料配管６ａの下流側端部は、ドレンパイプ６３の上流側端部の開口位置よりも下方で開口している。また、水分離器６を通過した燃料を燃料フィルタ７（図１参照）に導く燃料配管６ｂの上流側端部は、撥水シート６４よりも上方位置で開口している。
【００７８】
本実施形態によると、水を通さない撥水シート６４により、水溜め部６２に溜まった水が燃料フィルタ７側に流出するのを防止できるため、水溜め部６２に水が溜まった状態を維持し易い。したがって、イオン交換体１１の水没状態が維持され、燃料に含まれる金属成分を常に確実にイオン化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の燃料フィルタ７の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
４ 燃料タンク
１１ イオン交換体
４１ 水溜め部
６２ 水溜め部
７３ 水溜め部
１２２ 水溜め部
１３２ 水溜め部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用燃料噴射システムにおいては、燃料に添加される潤滑剤等の成分であるオレイン酸等の脂肪酸が、燃料中のＮａやＫ等の金属イオンと反応すると、軽油に不溶なオレイン酸Ｎａ等の脂肪酸塩が生成され、その脂肪酸塩がインジェクタの摺動部等に析出し、インジェクタ等の燃料噴射システム構成部品が作動不良を引き起こすという問題がある。
【０００３】
そこで、燃料タンクとインジェクタの間の燃料径路にイオン交換体を配置し、イオン交換により燃料中の金属成分をイオン交換体に吸着させて、燃料中の金属成分を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１０５０９２号公報
【特許文献２】実開平３−５９０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料中には数十ｐｐｍ程度の微量の水分しか含まれていないため、燃料中の金属成分がイオン化されにくく、金属成分の多くは、イオンの状態ではなく脂肪酸塩や無機塩などの状態で存在していると考えられる。したがって、燃料径路にイオン交換体を配置しただけでは、燃料中の金属成分を確実に除去することは困難であった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、燃料中の金属成分をより確実に除去可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃料タンク（４）内に蓄えられた燃料を高圧化して内燃機関に噴射する燃料噴射システムであって、水を蓄える水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）を、燃料を流通させる燃料経路中に備え、イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換体（１１）が、水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）に水没した状態で配置されていることを特徴とする。
【０００７】
これによると、イオン交換体（１１）の周囲に水が存在するため、燃料がイオン交換体（１１）の周囲を通過する際に、燃料に含まれる金属成分が確実にイオン化される。したがって、イオン交換により燃料中の金属成分をイオン交換体（１１）に吸着させて、燃料中の金属成分を確実に除去することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、内部を燃料が流通するフィルタ容器（７１）と、このフィルタ容器（７１）内に収容されて燃料中の固形不純物を捕捉するフィルタエレメント（７２）とを有する燃料フィルタ（７）を備え、フィルタ容器（７１）内におけるフィルタエレメント（７２）の下方に水溜め部（７３）が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、従来のフィルタ形状から大幅に形状変更することなく、イオン交換体を水没した状態で配置することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の燃料噴射システムにおいて、燃料フィルタ（７）は、水溜め部（７３）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（７４）を備え、このドレンパイプ（７４）は、イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、水溜め部（７３）に連通していることを特徴とする。
【００１１】
これによると、水溜め部（７３）に溜まった水を外部に排出した際に、水溜め部（７３）内の水面がイオン交換体（１１）の上面よりも下方まで下がることはないため、イオン交換体（１１）の水没状態が維持される。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、内部を流通する燃料から水分を分離させてその分離した水および燃料を水分離器容器（６１）内に蓄える水分離器（６）を備え、水分離器容器（６１）内における底部側に水溜め部（６２）が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これによると、従来の水分離器から大幅に形状変更することなく、イオン交換体を水没した状態で配置することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の燃料噴射システムにおいて、水分離器（６）は、水溜め部（６２）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（６３）を備え、このドレンパイプ（６３）は、イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、水溜め部（６２）に連通していることを特徴とする。
【００１５】
これによると、水溜め部（６２）に溜まった水を外部に排出した際に、水溜め部（６２）の水面がイオン交換体（１１）の上面よりも下方まで下がることはないため、イオン交換体（１１）の水没状態が維持される。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の燃料噴射システムにおいて、水分離器（６）は、燃料を通し水を通さない撥水シート（６４）を備え、この撥水シート（６４）は、ドレンパイプ（６３）が水溜め部（６２）に連通している位置よりも上方に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
これによると、水溜め部（６２）に溜まった水が燃料経路に流出するのを防止できるため、イオン交換体（１１）の水没状態が確実に維持される。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、内部に水を蓄える第１水溜め器容器（１２１）を有する第１水溜め器（１２）が燃料経路中に配置され、水溜め部（１３２）を形成する第２水溜め器容器（１３１）を有する第２水溜め器（１３）が第１水溜め器（１２）の下方に配置され、第１水溜め器容器（１２１）内と水溜め部（１３２）との間で水が環流するように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
これによると、イオン交換体（１１）を容器ごと交換することができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、水溜め部（１２２）を形成する水溜め器容器（１２１）を有する水溜め器（１２）が燃料経路中に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
これによると、第２水溜め器（１３）を省略可能である。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システムにおいて、燃料タンク（４）の底部に水溜め部（４１）が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによると、イオン交換体（１１）を水没した状態にすることが可能である。また、燃料タンク（４）内の燃料はイオン交換体（１１）の周りの水と常時接している為、燃料が流れていないときでも、燃料中の金属成分がイオン化されて燃料中の金属成分が除去される。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の燃料噴射システムにおいて、燃料経路は、燃料タンク（４）から送り出された燃料の一部を燃料タンク（４）に戻すリターン燃料配管（１０）を含み、このリターン燃料配管（１０）から排出される燃料がイオン交換体（１１）に向かって流れるように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
これによると、燃料タンク（４）に戻ってきた燃料をイオン交換体（１１）の周りの水と確実に接触させることができ、燃料に含まれる金属成分が確実にイオン化される。
【００２６】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の燃料噴射システムにおいて、イオン交換体（１１）よりも燃料流れ上流側に磁石（１４）が配置されていることを特徴とする。
【００２７】
これによると、燃料が磁場を通過する際に燃料中の金属成分のイオン化が促進されるため、燃料中の金属成分を一層確実に除去することができる。
【００２８】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る燃料噴射システムの全体構成を示す図である。
【００３１】
図１に示すように、燃料噴射システムは、高圧燃料が蓄えられるコモンレール１を備え、このコモンレール１には複数のインジェクタ２が接続されている。インジェクタ２は、制御装置（以下、ＥＣＵという）３に制御されて所定の時期に所定の期間開弁して、コモンレール１から供給される高圧燃料をディーゼルエンジン（図示せず）の各気筒内に噴射する。ここでは、４気筒エンジンの１つに対応するインジェクタ２のみを示し、他の気筒に対応するインジェクタについては図示を省略している。
【００３２】
コモンレール１に蓄えられる高圧燃料は、燃料供給装置から供給される。燃料供給装置は、燃料を溜めておく燃料タンク４、燃料タンク４から燃料を汲み上げて低圧で圧送するフィードポンプ５、燃料から水分を分離させてその分離した水を内部に蓄える水分離器６、燃料中の固形不純物を捕捉するとともに燃料から分離した水を内部に蓄える燃料フィルタ７、フィードポンプ５から供給される燃料を加圧してコモンレール１へ圧送する高圧ポンプ９、フィードポンプ５から高圧ポンプ９へ供給される燃料の流量を調整する調量弁８等を有して構成される。そして、高圧ポンプ９へ供給される燃料の流量を調量弁８により調整することにより、高圧ポンプ９の吐出量が制御される。
【００３３】
高圧ポンプ９は、ディーゼルエンジンによってカム軸が回転駆動され、カム軸から駆動力が伝達されてプランジャが往復運動して、燃料の吸入および圧送を行う構成になっている。また、高圧ポンプ９は、カム軸が配置されたカム室にも燃料が供給されるようになっており、カム室に供給される燃料は潤滑油として作用する。そして、高圧ポンプ９のカム室に供給された燃料およびインジェクタ２のリーク燃料は、リターン燃料配管１０を介して燃料タンク４に戻される。
【００３４】
なお、コモンレール１、インジェクタ２、および燃料供給装置の構成部品（すなわち、燃料タンク４、フィードポンプ５、水分離器６、燃料フィルタ７、調量弁８、高圧ポンプ９）は、本発明の燃料経路を構成する。また、リターン燃料配管１０、コモンレール１とインジェクタ２間を接続する燃料配管、インジェクタ２と高圧ポンプ９間を接続する燃料配管、および燃料供給装置の構成部品間を接続する燃料配管も、本発明の燃料経路を構成する。
【００３５】
ＥＣＵ３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。ＥＣＵ３には、各種センサＳから、コモンレール１内の燃料圧力に関する信号、エンジン回転数、アクセル開度等の種々の情報が随時入力される。
【００３６】
そして、ＥＣＵ３は、エンジンや車両の運転状態に応じた最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）を算出して、各インジェクタ２の開弁時期および開弁期間を制御する。また、ＥＣＵ３は、高圧ポンプ９の目標吐出量を算出し、調量弁８に制御信号を出力して高圧ポンプ９の吐出量を制御することにより、コモンレール１内の燃料圧力を制御する。
【００３７】
図２は燃料フィルタ７の構成を示す模式的な断面図である。図２に示すように、燃料フィルタ７は内部を燃料が流通する中空のフィルタ容器７１を備え、このフィルタ容器７１における天地方向中間部よりも上方には、燃料中の固形不純物を捕捉するフィルタエレメント７２が配置されている。そして、フィルタエレメント７２が配置された空間、すなわち、フィルタ容器７１の上方空間には、水分が分離された燃料が蓄えられる。フィルタ容器７１におけるフィルタエレメント７２の下方には、燃料から分離した水を蓄える水溜め部としてのセジメンタ部７３が形成されている。
【００３８】
セジメンタ部７３には、イオン交換能を有するイオン交換体１１が配置されている。そして、セジメンタ部７３には車両搭載前に水が入れられていて、イオン交換体１１をセジメンタ部７３内の底部に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。なお、イオン交換体１１としては、イオン交換樹脂、イオン交換セルロース、イオン交換繊維等を用いることができる。
【００３９】
フィルタ容器７１には、セジメンタ部７３に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ７４が設けられている。このドレンパイプ７４の上流側端部は、イオン交換体１１の上面よりも上方位置にて、セジメンタ部７３に連通している。ドレンパイプ７４の下流側端部には、ドレンパイプ７４を開閉するドレンプラグ（図示せず）が設けられている。
【００４０】
フィルタ容器７１には、水分離器６（図１参照）を通過した燃料を燃料フィルタ７に導く燃料配管７ａが接続されている。この燃料配管７ａの下流側端部は、セジメンタ部７３で開口している。より詳細には、燃料配管７ａの下流側端部は、ドレンパイプ７４の上流側端部の開口位置よりも下方で開口している。また、燃料配管７ａから流出した燃料がイオン交換体１１に向かって流れるように、燃料配管７ａの下流側端部の向きが設定されている。
【００４１】
フィルタ容器７１には、燃料フィルタ７を通過した燃料を調量弁８（図１参照）に導く燃料配管７ｂが接続されている。この燃料配管７ｂの上流側端部は、フィルタ容器７１の上端部に開口している。
【００４２】
上記構成において、燃料配管７ａにより燃料フィルタ７に導かれた燃料は、まずセジメンタ部７３に流入する。セジメンタ部７３で燃料から水分が分離されてその水がセジメンタ部７３に溜められる。また、イオン交換により燃料中の金属成分がイオン交換体１１に吸着され、燃料中の金属成分が除去される。水分および金属成分が除去された燃料は、フィルタエレメント７２にて固形不純物が捕捉された後に、燃料配管７ｂにより調量弁８に導かれる。
【００４３】
ここで、イオン交換体１１は全体が水没していて、イオン交換体１１の周囲には常に水が存在するため、燃料配管７ａからセジメンタ部７３に流入した燃料は、イオン交換体１１に向かって流れる際にイオン交換体１１の周囲の水に接触することになる。このため、燃料に含まれる金属成分は、その周囲の水に溶出し、確実にイオン化される。そして、イオン化された金属成分はイオン交換によりイオン交換体１１に吸着され、これにより燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００４４】
また、本実施形態では、ドレンパイプ７４の上流側端部はイオン交換体１１の上面よりも上方位置にてセジメンタ部７３に連通しているため、ドレンパイプ７４を開いてセジメンタ部７３に溜まった水を外部に排出した際に、セジメンタ部７３内の水面がイオン交換体１１の上面よりも下方まで下がることはなく、イオン交換体１１の水没状態が維持される。したがって、イオン交換体１１の周囲に常に水を存在させて、燃料に含まれる金属成分を常に確実にイオン化させることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。第１実施形態では、イオン交換体１１を燃料フィルタ７内に配置したが、本実施形態は、イオン交換体１１を水分離器６内に配置している。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
図３に示すように、水分離器６は内部を燃料が流通する中空の水分離器容器６１を備え、この水分離器容器６１内における底部側に、燃料から分離した水を蓄える水溜め部６２が形成されている。この水溜め部６２にイオン交換体１１が配置されている。そして、水溜め部６２には車両搭載前に水が入れられていて、イオン交換体１１を水溜め部６２（すなわち、水分離器容器６１内の底部）に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。
【００４７】
水分離器容器６１には、溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ６３が設けられている。このドレンパイプ６３の上流側端部は、イオン交換体１１の上面よりも上方位置にて、水溜め部６２に連通している。ドレンパイプ６３の下流側端部には、ドレンパイプ６３を開閉するドレンプラグ（図示せず）が設けられている。
【００４８】
水分離器容器６１には、フィードポンプ５（図１参照）から圧送された燃料を水分離器６に導く燃料配管６ａが接続されている。この燃料配管６ａの下流側端部は、ドレンパイプ６３の上流側端部の開口位置よりも下方で開口している。また、燃料配管６ａから流出した燃料がイオン交換体１１に向かって流れるように、燃料配管６ａの下流側端部の向きが設定されている。
【００４９】
水分離器容器６１には、水分離器６を通過した燃料を燃料フィルタ７（図１参照）に導く燃料配管６ｂが接続されている。この燃料配管６ｂの上流側端部は、水分離器容器６１の上端部に開口している。
【００５０】
上記構成において、燃料配管６ａにより水分離器６に導かれた燃料は水分が分離され、その水が水分離器容器６１の下部側に溜められる。また、イオン交換により燃料中の金属成分がイオン交換体１１に吸着され、燃料中の金属成分が除去される。水分および金属成分が除去された燃料は、燃料配管６ｂにより燃料フィルタ７に導かれる。
【００５１】
ここで、イオン交換体１１は全体が水没しており、燃料配管６ａから水分離器容器６１内に流入した燃料はイオン交換体１１に向かって流れる際にイオン交換体１１の周囲の水に接触するため、第１実施形態と同様に燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００５２】
また、本実施形態では、ドレンパイプ６３の上流側端部はイオン交換体１１の上面よりも上方位置にて水溜め部６２に連通しているため、ドレンパイプ６３を開いて水分離器容器６１内に溜まった水を外部に排出した際に、水分離器容器６１内の水面がイオン交換体１１の上面よりも下方まで下がることはなく、イオン交換体１１の水没状態が維持される。したがって、第１実施形態と同様に燃料に含まれる金属成分を常に確実にイオン化させることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図４は第３実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。第１実施形態では、イオン交換体１１を燃料フィルタ７内に配置したが、本実施形態は、イオン交換体１１を配置するための専用の容器を設けている。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図４に示すように、フィードポンプ５と水分離器６との間に第１水溜め器１２が配置されている。第１水溜め器１２は、内部を燃料が流通するとともに水を蓄える中空の第１水溜め器容器１２１を備え、この第１水溜め器容器１２１内における底部側に水を蓄える第１水溜め部１２２が形成されている。この第１水溜め部１２２には車両搭載前に水が入れられている。
【００５５】
第１水溜め器容器１２１には、フィードポンプ５から圧送された燃料を第１水溜め器１２に導く燃料配管１２ａが接続されている。第１水溜め器容器１２１には、第１水溜め器１２を通過した燃料を水分離器６に導く燃料配管１２ｂが接続されている。この燃料配管１２ｂの上流側端部は、第１水溜め器容器１２１の上端部に開口している。
【００５６】
第１水溜め器１２の下方に、第２水溜め器１３が配置されている。第２水溜め器１３は、水を内部に蓄える中空の第２水溜め器容器１３１を備え、この第２水溜め器容器１３１内に水を蓄える第２水溜め部１３２が形成されている。この第２水溜め部１３２には車両搭載前に水が入れられている。そして、イオン交換体１１を第２水溜め部１３２に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。
【００５７】
第１水溜め器容器１２１における天地方向中間部と第２水溜め器容器１３１における天地方向中間部は、第１連結配管１２３によって連通されている。また、第１水溜め器容器１２１の底部と第２水溜め器容器１３１の上端部は、第２連結配管１２４によって連通されている。なお、第１水溜め器１２、第２水溜め器１３、燃料配管１２ａ、１２ｂ、および連結配管１２３、１２４は、本発明の燃料経路を構成する。
【００５８】
第２水溜め器１３は、第１連結配管１２３および第２連結配管１２４に対して脱着可能に取り付けられており、したがって、イオン交換体１１は第２水溜め器１３とともに容易に交換することができる。
【００５９】
燃料配管１２ａの下流側端部は、第１水溜め器容器１２１の底部近傍に位置し、且つ、第２連結配管１２４における第１水溜め器容器１２１側の端部の真上に位置している。また、燃料配管１２ａの下流側端部は上方に向かって開口していて、燃料配管１２ａから流出した燃料が上方に向かって流れるようになっている。
【００６０】
燃料配管１２ａの下流側端部をこのような構成にしているため、燃料配管１２ａから流出した燃料の流れによる吸い出し効果により、第２水溜め部１３２内の水が第２連結配管１２４を介して第１水溜め部１２２内に吸い出され、また、第２水溜め部１３２内の水が吸い出されることに伴って、第１水溜め部１２２内の水が第１連結配管１２３を介して第２水溜め部１３２内に流入する。すなわち、第１水溜め部１２２と第２水溜め部１３２との間で水が環流する。
【００６１】
本実施形態によると、燃料配管１２ａにより第１水溜め器１２に導かれた燃料に含まれる金属成分は、第１水溜め部１２２内の水に溶出し、確実にイオン化される。そして、第１水溜め部１２２と第２水溜め部１３２との間で水が環流するため、イオン化された金属成分は、第２水溜め部１３２内に流入した際にイオン交換によりイオン交換体１１に吸着され、燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００６２】
また、本実施形態では、水分離器６および燃料フィルタ７の上流側に第１水溜め器１２を配置しているため、第１水溜め器１２から万一水が流出しても、その水は水分離器６または燃料フィルタ７で分離される。
【００６３】
なお、本実施形態では、イオン交換体１１を第２水溜め器１３内に配置したが、第２水溜め器１３を廃止し、燃料経路中に配置された第１水溜め器１２における第１水溜め部１２２内にイオン交換体１１を配置してもよい。
【００６４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図５は第４実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。第１実施形態では、イオン交換体１１を燃料フィルタ７内に配置したが、本実施形態は、イオン交換体１１を燃料タンク４内に配置している。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６５】
図５に示すように、燃料タンク４の底部には、周囲の底部よりもさらに下方に凹んだ水溜め部４１が設けられ、この水溜め部４１にイオン交換体１１が配置されている。そして、水溜め部４１には車両搭載前に水が入れられていて、イオン交換体１１を水溜め部４１に配置することにより、イオン交換体１１全体が水没するようになっている。
【００６６】
リターン燃料配管１０の下流側端部は、水溜め部４１内に開口している。また、リターン燃料配管１０から流出した燃料がイオン交換体１１に向かって流れるように、リターン燃料配管１０の下流側端部の向きが設定されている。
【００６７】
本実施形態によると、イオン交換体１１は全体が水没しており、リターン燃料配管１０から水溜め部４１内に流入した燃料はイオン交換体１１に向かって流れる際にイオン交換体１１の周囲の水に接触するため、第１実施形態と同様に燃料中の金属成分が確実に除去される。
【００６８】
また、燃料タンク４内の燃料はイオン交換体１１の周りの水と常時接している為、燃料が流れていないときでも、燃料中の金属成分がイオン化されて燃料中の金属成分が除去される。
【００６９】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図６は第５実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【００７０】
本実施形態では、図６に示すように、第２実施形態における水分離器６内に磁石１４を配置している。その他に関しては第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
磁石１４は、より詳細には、燃料を水分離器６に導く燃料配管６ａの外周に配置されている。換言すると、磁石１４は、イオン交換体１１よりも燃料流れ上流側に配置されている。そして、磁石１４の周囲に磁場が形成され、燃料が磁場を通過する際に燃料中の金属成分のイオン化が促進されるため、燃料中の金属成分が一層確実に除去される。
【００７２】
なお、本実施形態では、水分離器６内に磁石１４を配置したが、第１実施形態における燃料フィルタ７内、第３実施形態における第２水溜め器１３内、または第４実施形態における燃料タンク４内に、磁石１４を配置してもよい。
【００７３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。図７は第６実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【００７４】
本実施形態では、図７に示すように、第２実施形態における水分離器６内に撥水シート６４を配置している。その他に関しては第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００７５】
図７に示すように、水分離器容器６１には、燃料を通し水を通さない撥水シート６４が配置されている。撥水シート６４としては、撥水性を有する素材（テフロン（登録商標）、ＰＢＴ、ＰＥＴなど）からなる不織布やメッシュ、あるいは、撥水処理を施した不織布やメッシュなどが利用できる。
【００７６】
撥水シート６４は、ドレンパイプ６３の上流側端部の開口位置よりも上方に、すなわち、ドレンパイプ６３が水溜め部６２に連通している位置よりも上方に、配置されている。また、撥水シート６４は、水平方向に拡がっており、水分離器容器６１内の空間を天地方向に分割している。
【００７７】
フィードポンプ５（図１参照）から圧送された燃料を水分離器６に導く燃料配管６ａは、撥水シート６４を貫通しており、この燃料配管６ａの下流側端部は、ドレンパイプ６３の上流側端部の開口位置よりも下方で開口している。また、水分離器６を通過した燃料を燃料フィルタ７（図１参照）に導く燃料配管６ｂの上流側端部は、撥水シート６４よりも上方位置で開口している。
【００７８】
本実施形態によると、水を通さない撥水シート６４により、水溜め部６２に溜まった水が燃料フィルタ７側に流出するのを防止できるため、水溜め部６２に水が溜まった状態を維持し易い。したがって、イオン交換体１１の水没状態が維持され、燃料に含まれる金属成分を常に確実にイオン化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の燃料フィルタ７の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る燃料噴射システムにおける要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る燃料噴射システムにおける水分離器の構成を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
４ 燃料タンク
１１ イオン交換体
４１ 水溜め部
６２ 水溜め部
７３ 水溜め部
１２２ 水溜め部
１３２ 水溜め部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク（４）内に蓄えられた燃料を高圧化して内燃機関に噴射する燃料噴射システムであって、
水を蓄える水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）を、燃料を流通させる燃料経路中に備え、イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換体（１１）が、前記水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）に水没した状態で配置されていることを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項２】
内部を燃料が流通するフィルタ容器（７１）と、このフィルタ容器（７１）内に収容されて燃料中の固形不純物を捕捉するフィルタエレメント（７２）とを有する燃料フィルタ（７）を備え、
前記フィルタ容器（７１）内における前記フィルタエレメント（７２）の下方に前記水溜め部（７３）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記燃料フィルタ（７）は、前記水溜め部（７３）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（７４）を備え、このドレンパイプ（７４）は、前記イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、前記水溜め部（７３）に連通していることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
内部を流通する燃料から水分を分離させてその分離した水および燃料を水分離器容器（６１）内に蓄える水分離器（６）を備え、
前記水分離器容器（６１）内における底部側に前記水溜め部（６２）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項５】
前記水分離器（６）は、前記水溜め部（６２）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（６３）を備え、このドレンパイプ（６３）は、前記イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、前記水溜め部（６２）に連通していることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射システム。
【請求項６】
前記水分離器（６）は、燃料を通し水を通さない撥水シート（６４）を備え、この撥水シート（６４）は、前記ドレンパイプ（６３）が前記水溜め部（６２）に連通している位置よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射システム。
【請求項７】
内部に水を蓄える第１水溜め器容器（１２１）を有する第１水溜め器（１２）が前記燃料経路中に配置され、
前記水溜め部（１３２）を形成する第２水溜め器容器（１３１）を有する第２水溜め器（１３）が前記第１水溜め器（１２）の下方に配置され、
前記第１水溜め器容器（１２１）内と前記水溜め部（１３２）との間で水が環流するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項８】
前記水溜め部（１２２）を形成する水溜め器容器（１２１）を有する水溜め器（１２）が前記燃料経路中に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項９】
前記燃料タンク（４）の底部に前記水溜め部（４１）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項１０】
前記燃料経路は、前記燃料タンク（４）から送り出された燃料の一部を前記燃料タンク（４）に戻すリターン燃料配管（１０）を含み、このリターン燃料配管（１０）から排出される燃料が前記イオン交換体（１１）に向かって流れるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射システム。
【請求項１１】
前記イオン交換体（１１）よりも燃料流れ上流側に磁石（１４）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の燃料噴射システム。
【請求項１】
燃料タンク（４）内に蓄えられた燃料を高圧化して内燃機関に噴射する燃料噴射システムであって、
水を蓄える水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）を、燃料を流通させる燃料経路中に備え、イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換体（１１）が、前記水溜め部（４１、６２、７３、１２２、１３２）に水没した状態で配置されていることを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項２】
内部を燃料が流通するフィルタ容器（７１）と、このフィルタ容器（７１）内に収容されて燃料中の固形不純物を捕捉するフィルタエレメント（７２）とを有する燃料フィルタ（７）を備え、
前記フィルタ容器（７１）内における前記フィルタエレメント（７２）の下方に前記水溜め部（７３）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記燃料フィルタ（７）は、前記水溜め部（７３）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（７４）を備え、このドレンパイプ（７４）は、前記イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、前記水溜め部（７３）に連通していることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
内部を流通する燃料から水分を分離させてその分離した水および燃料を水分離器容器（６１）内に蓄える水分離器（６）を備え、
前記水分離器容器（６１）内における底部側に前記水溜め部（６２）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項５】
前記水分離器（６）は、前記水溜め部（６２）に溜まった水を外部に排出するためのドレンパイプ（６３）を備え、このドレンパイプ（６３）は、前記イオン交換体（１１）の上面よりも上方位置にて、前記水溜め部（６２）に連通していることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射システム。
【請求項６】
前記水分離器（６）は、燃料を通し水を通さない撥水シート（６４）を備え、この撥水シート（６４）は、前記ドレンパイプ（６３）が前記水溜め部（６２）に連通している位置よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射システム。
【請求項７】
内部に水を蓄える第１水溜め器容器（１２１）を有する第１水溜め器（１２）が前記燃料経路中に配置され、
前記水溜め部（１３２）を形成する第２水溜め器容器（１３１）を有する第２水溜め器（１３）が前記第１水溜め器（１２）の下方に配置され、
前記第１水溜め器容器（１２１）内と前記水溜め部（１３２）との間で水が環流するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項８】
前記水溜め部（１２２）を形成する水溜め器容器（１２１）を有する水溜め器（１２）が前記燃料経路中に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項９】
前記燃料タンク（４）の底部に前記水溜め部（４１）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項１０】
前記燃料経路は、前記燃料タンク（４）から送り出された燃料の一部を前記燃料タンク（４）に戻すリターン燃料配管（１０）を含み、このリターン燃料配管（１０）から排出される燃料が前記イオン交換体（１１）に向かって流れるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射システム。
【請求項１１】
前記イオン交換体（１１）よりも燃料流れ上流側に磁石（１４）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の燃料噴射システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−４８２４８（Ｐ２０１０−４８２４８Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８３０３８（Ｐ２００８−２８３０３８）
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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