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运动，由此可进行往复式泵的驱动。利用曲柄轴驱动往复式泵的活塞时，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的活塞，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

采用曲柄轴驱动的往复式泵向内燃机关供给燃料的燃料供给装置中，根据内燃机关的负荷调整燃料供给量时，必须改变往复式泵的往复周期。然而，如果改变往复式泵的往复周期，则燃料压力或流量根据往复周期会发生变动，因此有时难以实现最适宜的流量，尤其在低输出情况下比较困难。

采用由曲柄轴驱动的往复式泵时，负荷在一个方向上，特别是对于连杆朝向缸一侧轴承的润滑条件在低旋转时处于极其严重的状态，因此导致轴承发生异常磨损、烧熔的可能性较高。由此，采用曲柄轴驱动的往复式泵时，需要低容量的情况下，必须适时增加泵排出量，相对于所需量的剩余量是通过旁通来应对。因此这会导致动力损失。

由此，本发明的目的在于，提供一种在不改变往复式泵的往复周期的情况下，也能够任意调整排出自往复式泵的燃料供给量的燃料供给装置及燃料供给方法。

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，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；

控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，

所述控制器按照下述方式控制所述线性致动器：根据所述内燃机关的负荷，在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整通过所述往复式泵的所述燃料的排出时间和吸入时间之比，由此调整每个所述往复时间内燃料从所述升压用缸排出的量，且，通过根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来对所述燃料的排出时间和吸入时间之比进行调整。

另外，本发明的第二方式也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，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；

控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，

所述控制部按照下述方式控制所述线性致动器：根据所述内燃机关的负荷，通过所述控制器，在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整通过所述往复式泵的所述燃料的排出时间和吸入时间之比，由此改变每个所述往复时间内燃料从各个所述升压用缸排出的容量的总量，且，通过所述控制器并根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来对所述燃料的排出时间和吸入时间之比进行调整。

优选的是，所述升压用活塞中至少一个活塞的冲程长度被调整为与其他升压用活塞的冲程长度不同。

优选的是，所述控制部通过调整所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度和所述冲程长度，由此调整燃料从所述升压用缸排出的时机。

优选的是，所述冲程长度以所述升压用缸内的容积达到最小的所述升压用活塞位置为基准而设定。

优选的是，所述冲程长度被调整为适应所述内燃机关所需的燃料量的长度。

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，且轴方向配置成与所述升压用活塞的轴方向一致；

油压活塞，设置成在所述油压缸内能够沿轴方向上移动，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，其中，

所述油压泵将返回到所述油压泵的工作油全部供给到所述第一腔室或所述第二腔室。

优选的是，还包括用以检测所述升压用活塞位置的位置传感器。

另外，输出自所述位置传感器的所述升压用活塞的位置信息在所述控制器中用于调整所述升压用活塞的冲程长度或移动速度。

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，所述燃料供给方法包括下述工序：

被线性致动器驱动的升压用活塞在轴方向上进行往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；

在根据所述内燃机关的负荷调整每个所述升压用活塞往复时间内从所述升压用缸排出的燃料量时，在不改变所述往复时间的状态下，调整所述燃料的排出时间和吸入时间之比，调整所述燃料的排出时间和吸入时间之比是通过所述线性致动器，并根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来进行。

本发明的第四方式也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，所述燃料供给方法包括下述工序：

被多个线性致动器的各个线性致动器驱动的升压用活塞在轴方向上进行往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；

在根据所述内燃机关的负荷改变每个所述升压用活塞往复时间内从各个所述升压用缸排出的燃料的容量的总量时，控制所述线性致动器中的至少一个，由此在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整所述燃料的排出时间和吸入时间之比，调整所述燃料的排出时间和吸入时间之比是根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的一个冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来进行。

优选的是，所述升压用活塞中至少一个活塞的冲程长度被调整为与其他升压用活塞的冲程长度不同。

优选的是，通过调整所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度和所述冲程长度，由此调整燃料从所述升压用缸排出的时机。

优选的是，所述冲程长度以所述升压用缸内的容积达到最小的所述升压用活塞的位置为基准而设定。

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，且轴方向配置成与所述升压用活塞的轴方向一致；

油压活塞，设置成在所述油压缸内能够沿轴方向上移动，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，

对所述燃料进行升压而排出的工序包括下述工序：通过控制所述电动马达而控制所述油压活塞在所述油压缸内的移动。

优选的是，对所述燃料进行升压而排出的工序包括下述工序：将从所述第二腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵的同时，将返回到所述油压泵的所有工作油排出而供给到所述第一腔室，以及将从所述第一腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵的同时，将返回到所述油压泵的所有工作油排出而供给到所述第二腔室。

优选的是，在对所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞的移动速度进行调整时，进行对所述升压用活塞的位置检测，所述升压用活塞的位置检测结果用于调整所述升压用活塞的冲程长度或所述升压用活塞的移动速度。

发明效果

根据本发明，即使不改变往复式泵的往复周期，也能够根据内燃机关的负荷任意调整从往复式泵排出的燃料的供给量。

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为用于本实施方式的、吸引燃料时线性致动器和往复式泵的截面图；

图3为用于本实施方式的、排出燃料时线性致动器和往复式泵的截面图；

图4为用于说明本实施方式的升压用活塞的移动速度的一例图；

图5为用于说明本实施方式的升压用活塞的移动速度的其他一例的图；

图6为表示作为本实施方式的线性致动器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。

位于与燃料供给部20a、20b、20c相连接的连接部中的、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。

但是，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。

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能够在燃料供给部20a、20b、20c上自由装卸。

线性致动器30用来驱动往复式泵50的活塞。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，或者在活塞行程中将活塞能够驱动控制为在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热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所需要的规定范围的压力，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由控制部80进行控制。

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通过向燃料供给部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的排出量被调整为高温燃料供给管15内的压力相应内燃机关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隔离开的非危险区域，或者配置在离危险区域充分隔开距离的非防爆区域。

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，但也可以在线性致动器30的上方配置往复式泵50。

[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被控制器21来控制，用以驱动油压泵32。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来进行驱动，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的正反旋转方向来改变工作油从油压泵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34一侧。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33一侧。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、压力根据油压泵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。在油压活塞42中，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和位于油压活塞42下侧的下侧腔室43b。

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内。

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上设置有在垂直方向上贯通的排出口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。该位置信号在控制器21中，用以调节升压用活塞52的冲程长度或升压用活塞52的移动速度。另外，如后述，优选的是，在对升压用活塞52的冲程长度和升压用活塞52的移动速度进行调整时，利用位置传感器进行升压用活塞52的位置检测，作为升压用活塞52的位置检测结果的位置信号在控制器21中用以调节升压用活塞52的冲程长度或升压用活塞52的移动速度。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。

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。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。即，由上侧腔室43a排出的所有工作油返回到油压泵32的同时，将返回到油压泵32的工作油全部排出并提供给下侧腔室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。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。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。即，由下侧腔室43b排出的所有工作油返回到油压泵32的同时，将返回到油压泵32的工作油全部排出并供给到上侧腔室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。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，液体燃料经过吸入流路64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，通过控制器21来控制线性致动器30以调整升压用活塞52的冲程长度，由此能够调整排出自升压用缸51的燃料排出量。在此，排出自升压用缸51的燃料排出量为升压用活塞52的横截面积和排出时的移动速度的乘积。因此，通过线性致动器30来调整升压用活塞52在排出燃料时的移动速度，从而能够调整排出自升压用缸51的燃料排出量。例如，根据内燃机关90所需要的燃料量(燃料所需)，能够调节排出量。

例如，在港湾内等船速较慢、处于低负荷状态的情况下，将内燃机关90的转速设定为较小(例如60rpm)。此时，对排出自升压用缸51的燃料排出量进行调整，以使压力计17所测量的压力达到比较低的压力状态(例如20mpa)。

另一方面，例如，在外部海域等船速快、处于高负荷状态的情况下，将内燃机关90的转速设定为较大(例如120rpm)。此时，对排出自升压用缸51的燃料排出量进行调整，以使压力计17所测量的压力达到比较高的压力状态(例如70mpa)。

除上述以外的情况下，为了根据负荷来调整内燃机关90的转速，通过对排出自升压用缸51的燃料排出量的调整，使压力计17所测量的压力达到适应所需转速的压力。

调整排出量的方法例如有调整升压用活塞52的往复循环时间长度、时机或冲程长度的方法。例如，通过将升压用活塞52的冲程长度做成原来的2倍，由此能够使往复式泵50的每一个循环的燃料排出量做成2倍。

在此，冲程是指，升压用活塞52在上下方向上往复移动时的从最低点到最高点的高度。冲程以缸套53内升压用活塞52的最下部位置为基准进行设定。升压用活塞52的最下部位置为在缸套53内部升压用活塞52的下部空间的容积为最小的位置。通过以该位置为基准进行冲程长度的调整，由此无论怎么设定冲程，往复式泵50内的液体燃料在各个循环中都能够全部排出。

另外，通过调整升压用活塞52的速度和冲程长度，能够调整燃料从升压用缸51所排出的时间长度或时机。例如，通过将升压用活塞52的速度做成固定速度而将冲程长度做成原来的2倍，由此能够将每个单位时间内由往复式泵50排出的燃料排出量做成固定量而将排出时间做成原来的2倍。

另外，将吸入和排出设为一个循环时，通过调整排出时间和吸入时间之比，能够在固定一个循环时间的情况下调节排出量。换句话说，采用控制器21的控制中，按照下述方式对线性致动器30进行控制：根据内燃机关90的负荷，在不改变升压用活塞52的往复时间的情况下，调整液体燃料通过往复式泵50的排出时间和吸入时间之比，从而调整排出自升压用缸51的液体燃料在升压用活塞52的每个往复时间内所排出的量(液体燃料的排出量除以往复时间的值)。

而且，控制部80也可以按照下述方式控制线性致动器30：根据内燃机关90的负荷，通过控制器21，在不改变升压用活塞52的往复时间(固定一个循环时间)的情况下，调整液体燃料通过往复式泵50的排出时间和吸入时间之比，来改变从各个升压用缸52排出的液体燃料在每个往复时间内所排出的总容量(总量除以往复时间的值)。

此时，液体燃料的排出时间和吸入时间之比的调整是根据内燃机关90的负荷，通过调整升压用活塞52的冲程长度和升压用活塞52在排出时的移动速度(在图2、图3所示的例中，升压用活塞52的下降方向的移动速度)来进行。

图4、图5为用以说明升压用活塞52的移动速度的一例图。图4所示的例中，升压用活塞52在排出燃料时的移动速度与吸入燃料时的移动速度相同，因此排出时间1和吸入时间1呈相同状态。图5所示的例中，将升压用活塞52的冲程长度设定为大于图4所示例中的冲程长度(如图4所示的斜线面积s1>图5所示的斜线面积s2)，将升压用活塞52在排出燃料时的移动速度设定为大于图4所示的例中的移动速度。此时，升压用活塞52在吸入燃料时的移动速度小于图4所示例中的移动速度。其结果，排出时间2会短于吸入时间2。

与图4所示的例相比，在图5所示的例中，通过加大升压用活塞52的冲程长度，调整升压用活塞52在排出燃料时的移动速度使其变大，然而与图4所示的例相比，也可以通过缩小升压用活塞52的冲程长度，调整升压用活塞52在排出燃料时的移动速度使其变小。这样的调整是根据内燃机关90的负荷被调整。

另外，由于能够对多个燃料供给部20a、20b、20c进行独立控制，因此根据内燃机关90的燃料需求，也可以改变运行的燃料供给部的数量。

另外，由于能够对多个燃料供给部20a、20b、20c进行独立控制，因此通过调节各升压用活塞52的速度或位置，能够使从各个燃料供给部20a、20b、20c排出到高压燃料供给管13的液体燃料的压力总值达到固定值。例如，采用两个燃料供给部20a、20b时，通过调节各个升压用活塞52的速度，以使从燃料供给部20a排出到高压燃料供给管13的液体燃料的压力增加量和从燃料供给部20b排出到高压燃料管13的液体燃料的压力减少量相同，由此使排出到压燃料管13的液体燃料压力达到固定值，可防止脉动。

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

另外，在本实施方式中，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，在油压缸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。