DE102015225520A1

DE102015225520A1 - Brennstoffversorgungseinheit

Info

Publication number: DE102015225520A1
Application number: DE102015225520.4A
Authority: DE
Inventors: Sadatsugu NAGATA
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2016-06-23
Also published as: US20160181635A1; JP2016114012A

Abstract

Eine Brennstoffversorgungseinheit (24) enthält seitlich-versorgte Einspritzvorrichtungen (54), von denen jede eine mit einer Kommunikationsöffnung (94c), durch die Brennstoff in jede Einspritzvorrichtung (54) zugeführt wird, geformte seitliche Oberfläche hat, und einen mit einer Einströmpassage (62), in der der Brennstoff strömt, einer Ausströmpassage (64) durch die der von den Einspritzvorrichtungen (54) eingespritzte Brennstoff ausströmt, Montagelöchern (66), die mit der Einströmpassage (62) und der Ausströmpassage (64) verbunden sind, und in denen die jeweiligen Einspritzvorrichtungen (54) montiert sind, versehenen Blockkörper (52). Die Montagelöcher (66) und die Einspritzvorrichtungen (54) sind in einer Richtung einer zentralen Achse der Einströmpassage (62) in einer Reihe angeordnet. Die Einströmpassage (62) ist aus einer radialen Richtung davon mit den Montagelöchern (66) verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffversorgungseinheit, die zum Einstellen einer Fließgeschwindigkeit und eines Drucks eines von einem Brennstoffbehälter zu einem Ziel zuzuführenden Brennstoffs zu verwenden ist.
Eine im Patentdokument 1 offenbarte Brennstoffeinspritzeinrichtung ist mit einer Mehrzahl von Brennstoffeinspritzventilen und einer Brennstoffversorgungspassage, um wiederum Brennstoff zu den Brennstoffeinspritzventilen zuzuführen, versehen. Jedes der Brennstoffeinspritzventile ist konfiguriert, es einem Brennstoff zu ermöglichen, durch eine in einer Seitenwand gebildeten Brennstoffeinströmöffnung in eine innere Passage zu strömen und den Brennstoff davon einzuspritzen, und auch, um es überschüssigem Brennstoff, der nicht eingespritzt wurde, zu ermöglichen, durch eine in einer Seitenwand gebildete Ausstromöffnung auszuströmen. Die Mehrzahl von Brennstoffeinspritzventilen ist innerhalb einer Brennstoffversorgungspassage in Reihe angeordnet.
Patentdokumente:

Patentdokument 1: JP-A-63-275868 (1988)

Jedoch sind in den im Patentdokument 1 offenbarten Brennstoffeinspritzeinrichtungen die Brennstoffversorgungspassage und eine nicht gezeigte Brennstoffausstoßpassage, durch die der von den Brennstoffeinspritzventilen eingespritzte Brennstoff ausgestoßen wird, separat vorgesehen. Diese Konfiguration führt zu einem komplizierten Aufbau und einer gesteigerten Größe der Einrichtung. Darüber hinaus ist die Anzahl von Komponenten, die die Einrichtung bilden, ebenfalls groß.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die obigen Probleme zu lösen und hat den Zweck, eine Brennstoffversorgungseinrichtung mit einem vereinfachten Aufbau und einer verringerten Größe bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1 gelöst.
Um den obigen Zweck zu erfüllen, stellt ein Aspekt der Erfindung eine Brennstoffversorgungseinrichtung bereit, die aufweist: eine Mehrzahl von seitlich-versorgten Einspritzvorrichtungen, von denen jede eine seitliche Fläche hat, die mit einer Kommunikationsöffnung, durch die Brennstoff in die entsprechende Einspritzvorrichtung zugeführt wird, gebildet ist; und einen Blockkörper, der mit einer Einströmpassage, in die der Brennstoff strömt, einer Ausströmpassage, durch die der von der Einspritzvorrichtung eingespritzte Brennstoff ausströmt, und einer Mehrzahl von Montagelöchern, die mit der Einström- und der Ausströmpassage verbunden sind, und in denen die jeweiligen Einspritzvorrichtungen befestigt sind, versehen ist, wobei die Montagelöcher und die Einspritzvorrichtungen in einer Richtung einer zentralen Achse der Einströmpassage in Reihe angeordnet sind, und die Einströmpassage mit den Montagelöchern aus einer radialen Richtung der Montagelöcher verbunden ist.
Gemäß dem obigen Aspekt wird eine seitlich-versorgte Einspritzvorrichtung verwendet, so dass die Einströmpassage und die Ausströmpassage miteinander zusammengefasst in dem Blockkörper angeordnet sind. Daher kann die Brennstoffversorgungseinheit mit einem vereinfachten Aufbau und einer reduzierten Größe vorgesehen sein.
Da die Einströmpassage aus der radialen Richtung der Montagelöcher mit den Montagelöchern verbunden ist, kann darüber hinaus der Blockkörper in der Größe reduziert werden. Diese Konfiguration kann eine Verkleinerung der Brennstoffversorgungseinheit zuverlässig erreichen.
Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Brennstoffversorgungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem vereinfachten Aufbau und einer reduzierten Größe bereitgestellt werden.
1 ist ein schematischer struktureller Plan eines Brennstoffzellensystems;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Wasserstoffversorgungseinheit von Beispiel 1 von außen;
3 ist eine geschnittene Ansicht der Wasserstoffversorgungseinheit von Beispiel 1;
4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 3
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Ventilsitzes und seiner umgebenden Teile in einer Einspritzvorrichtung von Beispiel 1;
6 ist ein schematischer Plan des Ventilsitzes (während eines Ventilschließens) und seiner umgebenden Teile von Beispiel 1;
7 ist eine Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung in einer ersten Variation von Beispiel 1;
8 ist eine Querschnittsansicht einer Wasserstoffversorgungseinheit in einer zweiten Variation von Beispiel 1;
9 ist ein schematischer Plan des Ventilsitzes (während eines Ventilschließens) und seiner umgebenden Teile in einer dritten Variation von Beispiel 1;
10 ist eine Querschnittsansicht eines Statorkerns und seiner umgebenden Teile in einer Einspritzvorrichtung von Beispiel 2;
11 ist eine Querschnittsansicht eines Statorkerns und seiner umgebenden Teile in einer Einspritzvorrichtung in einer Variation von Beispiel 2;
12 ist eine Querschnittsansicht eines Ventilelements einer Einspritzvorrichtung und eines Statorkerns und seiner umgebenden Teile von Beispiel 3;
13 ist eine Querschnittsansicht eines Ventilelementes einer Einspritzvorrichtung und eines Statorkerns und seiner umgebenden Teile in einer Variation von Beispiel 3;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Wasserstoffversorgungseinheit von Beispiel 4 von außen; und
15 ist eine Querschnittsansicht der Wasserstoffversorgungseinheit von Beispiel 4.
Beispiel 1
Erklärung eines Brennstoffzellensystems
Eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems 1, das eine die vorliegende Erfindung verkörpernde Brennstoffversorgungseinheit enthält, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben. Wie in 1 gezeigt, enthält ein Brennstoffzellensystem 1 eine Brennstoffzelle (FC) 10, einen Wasserstoffzylinder 12, eine Wasserstoffversorgungspassage 14, eine Wasserstoffausstoßpassage 16, ein Hauptabschaltventil 18, ein erstes Umschaltventil 20, einen Hochdruckregulator 22, eine Wasserstoffversorgungseinheit 24, ein Mitteldruck-Entlastungsventil 26, ein Niederdruck-Entlastungsventil 28, eine Luftversorgungspassage 30, eine Luftausstoßpassage 32, eine Luftpumpe 34, ein zweites Umschaltventil 36, einen Primärdruck-Sensor 38, einen Sekundärdruck-Sensor 40, einen Tertiärdruck-Sensor 42, einen Luftdrucksensor 44, eine Steuerungseinrichtung 46, und anderes.
Das Brennstoffzellensystem 1 ist in einem Elektroauto montiert und wird verwendet, um elektrische Energie zu einem nicht gezeigten Antriebsmotor für das Fahrzeug zuzuführen. Die Brennstoffzelle 10 erzeugt über ein Aufnehmen eines Wasserstoffgases als Brennstoffgas und Luft als Oxidationsmittel-Gas Energie. Die in der Brennstoffzelle 10 erzeugte Elektrizität wird dem nicht gezeigten Antriebsmotor durch einen nicht gezeigten Inverter zugeführt. Der Wasserstoffzylinder 12 speichert Hochdruck-Wasserstoffgas. Das Wasserstoffgas (Brennstoffgas) ist ein Beispiel eines ”Brennstoffs” in der vorliegenden Erfindung.
Auf einer Anoden-Seite der Brennstoffzelle 10 ist ein Wasserstoffversorgungssystem vorgesehen. Dieses System enthält eine Wasserstoffversorgungspassage 14 zum Zuführen eines Wasserstoffgases von dem Wasserstoffzylinder 12 zu einem Versorgungsziel, d. h. der Brennstoffzelle 10, und eine Wasserstoffausstoßpassage 16 zum Ausstoßen von Wasserstoff-Abgas, dem es ermöglicht wird, aus der Brennstoffzelle 10 zu strömen. In der Wasserstoffversorgungspassage 14 ist unmittelbar stromabwärts von dem Wasserstoffzylinder 12 das Hauptabschaltventil 18 platziert, das aus einem elektromagnetischen Ventil besteht, das konfiguriert ist, zwischen einer Versorgung und einem Abschalten von Wasserstoffgas von dem Wasserstoffzylinder 12 zu der Wasserstoffversorgungspassage 14 umzuschalten. In der Wasserstoffausstoßpassage 16 ist das erste Umschaltventil 20, das aus einem elektromagnetischen Ventil besteht, vorgesehen.
In der Wasserstoffversorgungspassage 14 stromabwärts von dem Hauptabschaltventil 18 ist der Hochdruckregulator 22 vorgesehen, um den Druck des Wasserstoffgases zu reduzieren. In der Wasserstoffversorgungspassage 14 ist zwischen dem Hauptabschaltventil 18 und dem Hochdruckregulator 22 der Primärdruck-Sensor 38 vorgesehen, um den Innendruck der Passage 14 als einen Primärdruck P1 zu erfassen.
In der Wasserstoffversorgungspassage 14 ist stromabwärts von dem Hochdruckregulator 22 die Wasserstoffversorgungseinheit 24 vorgesehen, um die Fließgeschwindigkeit und den Druck des zu der Brennstoffzelle 10 zuzuführenden Wasserstoffgases einzustellen. Die Wasserstoffversorgungseinheit 24 ist ein Beispiel einer Brennstoffversorgungseinheit der vorliegenden Erfindung. Die Details der Wasserstoffversorgungseinheit 24 werden später erklärt.
Das Mitteldruck-Entlastungsventil 26 ist in der Wasserstoffversorgungspassage 14 zwischen dem Hochdruckregulator 22 und der Wasserstoffversorgungseinheit 24 platziert. Das Niederdruck-Entlastungsventil 28 ist in der Wasserstoffversorgungspassage 14 zwischen der Wasserstoffversorgungseinheit 24 und der Brennstoffzelle 10 platzieren. Das Mitteldruck-Entlastungsventil 26 und das Niederdruck-Entlastungsventil 28 sind beide konfiguriert, sich für eine Druckentlastung zu öffnen, wenn der Innendruck der Wasserstoffversorgungspassage 14 auf einen vorbestimmten Wert oder mehr ansteigt.
Der Sekundärdruck-Sensor 40 ist in der Wasserstoffversorgungspassage 14 zwischen dem Hockdruckregulator 22 und der Wasserstoffversorgungseinheit 24 platziert. Dieser Sekundärdruck-Sensor 40 erfasst den Innendruck der Wasserstoffversorgungspassage 14 entsprechend dem Druck des Mediums als einen Sekundärdruck P2. Der Tertiärdruck-Sensor 42 ist in der Wasserstoffversorgungspassage 14 zwischen der Wasserstoffversorgungseinheit 24 und der Brennstoffzelle 10 platziert. Dieser Tertiärdruck-Sensor 42 erfasst den Innendruck der Wasserstoffversorgungspassage 14 als Druck dritter Ordnung P3 entsprechend einem Niederdruck.
Andererseits sind auf einer Kathoden-Seite der Brennstoffzelle 10 eine Luftversorgungspassage 30 zum Zuführen von Luft zu der Brennstoffzelle 10 und eine Luftausstoßpassage 32 zum Ausstoßen von Luft-Abgas, dem es ermöglicht wird, auszuströmen, vorgesehen. In der Luftversorgungspassage 30 ist eine Luftpumpe 34 vorgesehen, um eine Fließgeschwindigkeit von zu der Brennstoffquelle 10 zuzuführender Luft einzustellen. In der Luftversorgungspassage 30 stromabwärts von der Luftpumpe 34 ist ein Luftdrucksensor 44 vorgesehen, um einen Luftdruck P4 zu erfassen.
Ein durch ein elektromagnetisches Ventil gebildetes zweites Umschaltventil 36 ist in der Luftausstoßpassage 32 vorgesehen.
In dem vorangehenden Aufbau geht das von dem Wasserstoffzylinder 12 zugeführte Wasserstoffgas durch die Wasserstoffversorgungspassage 14 und wird dann der Brennstoffzelle 10 über das Hauptabschaltventil 18, den Hochdruckregulator 22 und die Wasserstoffversorgungseinheit 24 zugeführt. Das der Brennstoffzelle 10 zugeführte Wasserstoffgas wird für eine Erzeugung von Elektrizität in der Brennstoffzelle 10 verwendet und danach als Wasserstoff-Abgas über die Wasserstoffausstoßpassage 16 und das erste Umschaltventil 20 von der Zelle 10 ausgestoßen.
In dem vorangehenden Aufbau wird darüber hinaus die durch die Luftpumpe 34 in die Luftversorgungspassage 30 ausgestoßene Luft der Brennstoffzelle 10 zugeführt. Die zu der Brennstoffzelle 10 zugeführte Luft wird in der Zelle 10 für eine Erzeugung von Elektrizität verwendet und danach als Luft-Abgas über die Luftausstoßpassage 32 und das zweite Umschaltventil 36 von der Zelle 10 ausgestoßen.
Das Brennstoffzellensystem 1 ist ferner mit einer Steuerungseinrichtung 46 versehen, die für eine Steuerung des Systems verantwortlich ist. Um eine Strömung von zu der Brennstoffzelle 10 zuzuführenden Wasserstoffgas zu steuern, steuert die Steuerungseinrichtung 46 das Hauptabschaltventil 18 und Einspritzvorrichtungen 54 der Wasserstoffversorgungseinheit 24 basierend auf Erfassungswerten von dem Primärdruck-Sensor 38, dem Sekundärdruck-Sensor 40 und dem Tertiärdruck-Sensor 42. Die Steuerungseinrichtung 46 steuert ferner das erste Umschaltventil 20, um eine Strömung von Wasserstoff-Abgas in der Wasserstoffausstoßpassage 16 zu steuern.
Andererseits steuert die Steuerungseinrichtung 46 die Luftpumpe 34 basierend auf einem Erfassungswert des Luftdrucksensors 44, um eine Strömung von zu der Brennstoffzelle 10 zuzuführenden Luft zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 46 steuert auch das zweite Umschaltventil 36, um eine Strömung von Luft-Abgas in der Luftausstoßpassage 32 zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 46 empfängt einen Spannungswert und einen Stromwert, die aus einer Erzeugung von Elektrizität in der Brennstoffzelle 10 resultieren. Die Steuerungseinrichtung 46 enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher und steuert somit jede Einspritzvorrichtung 54, die Luftpumpe 34 und anderes basierend auf einem vorbestimmten Steuerungsprogramm, das in dem Speicher gespeichert ist, um eine Menge von Wasserstoffgas und eine Menge von Luft, die zu der Brennstoffzelle 10 zuzuführen sind, zu steuern.
Erklärung einer Wasserstoffversorgungseinheit
Als nächstes wird nachstehend die Wasserstoffversorgungseinheit 24 erklärt. Diese Wasserstoffversorgungseinheit 24 enthält, wie in 2 bis 5 gezeigt, eine Platte 50, einen Blockkörper 52, die Einspritzvorrichtungen 54, Schrauben 56 und anderes. Die Platte 50 ist ein Beispiel eines ”Deckelelements” der vorliegenden Erfindung. Die Schrauben 56 sind ein Beispiel eines ”Befestigungselements” der vorliegenden Erfindung.
Die Platte 50 hat eine Form einer flachen Platte und ist mit Ausschnitten 58, Schraubenlöchern 60 und anderem versehen. Jeder der Ausschnitte 58 hat eine innere Umfangsfläche 58a in einer Draufsicht in einer U-artigen Form. Ein Gehäuse 52 von jeder Einspritzvorrichtung 54 ist in den entsprechenden Ausschnitten 58 eingefügt. Die Schrauben 56 sind in jedes der Schraubenlöcher 56 eingefügt.
Der Blockkörper 52 ist ein Element zum Verteilen von Wasserstoffgas von der Wasserstoffversorgungspassage 14 zu den Einspritzvorrichtungen 54 und ermöglicht es, Strömen von von den Einspritzvorrichtungen 54 eingespritztem Wasserstoffgas, sich in einem Strom zu vermischen. Dieser Blockkörper 52 ist mit einer Einströmpassage 62, einer Ausströmpassage 64, Montagelöchern 66, Mutterngewindelöchern 68 und anderem versehen.
Die Einströmpassage 62 ist eine Passage, in die es Wasserstoffgas, das durch die Wasserstoffversorgungspassage 14 geströmt ist, ermöglich wird, zu strömen. Die Einströmpassage 62 ist von der radialen Richtung von jedem Montageloch 66 mit den Montagelöchern 66 verbunden. Im Speziellen ist die Einströmpassage 62 mit einer inneren Umfangsoberfläche von jedem Montageloch (genauer, einer inneren Umfangsoberfläche 72a von jedem von Befestigungsabschnitten 72) verbunden und kommuniziert mit dem Inneren der Montagelöcher 66. Mit anderen Worten ist die Einströmpassage 62 mit ihrer zentralen Achse (in einer Rechts-links-Richtung in 3), die sich senkrecht zu einer zentralen Achse (einer Auf-ab-Richtung in 3) von jedem Montageloch 66 erstreckt, gebildet, sodass die Einströmpassage 62 mit einer seitlichen Oberfläche von jedem Montageloch 66, nicht einer Oberseite oder einer Unterseite von dem Montageloch 66, verbunden ist. Die Einströmpassage 62 ist eine von außerhalb des Blockkörpers 52 geformte Passage, um sich über die Montagelöcher 66 radial zu erstrecken.
Die Ausströmpassage 64 ist eine Passage, durch die von den Einspritzvorrichtungen 54 eingespritztes Wasserstoffgas aus der Brennstoffversorgungseinheit 24 ausströmt. Die Ausströmpassage 64 ist mit ihrer zentralen Achse (in der Rechts-links-Richtung in 3), die sich senkrecht zu der zentralen Achse von jedem Montageloch 66 erstreckt, gebildet. Die Ausströmpassage 64 ist eine von außerhalb des Blockkörpers 52 geformte Passage, um sich so über die Montagelöcher 66 radial zu erstrecken.
Die Montagelöcher 66 sind so geformt, dass sie sich von einer Oberfläche 52a des Blockkörpers 52, der mit der Platte 50 zusammenpasst, zu der Ausströmpassage 64 erstrecken. Die Montagelöcher 66 sind sowohl mit der Einströmpassage 62 als auch mit der Ausströmpassage 64 verbunden. In den Montagelöchern 66 sind die jeweiligen Einspritzvorrichtungen 54 angebracht.
In diesem Beispiel sind die Montagelöcher 66 an drei Stellen in dem Blockkörper 52 gebildet. Somit sind drei Sätze der Montagelöcher 66 und der Einspritzvorrichtungen 54 in der Richtung der zentralen Achse der Einströmpassage 62 in Reihe angeordnet, sodass die zentrale Achse von jedem Montageloch 66 und die zentrale Achse von jeder Einspritzvorrichtung 54 (die Auf-ab-Richtung in 3) zu der zentralen Achse der Einströmpassage 62 senkrecht sind.
Um genau zu sein, enthält, wie in 4 gezeigt, jedes Montageloch 66 einen Abschnitt 70 mit großem Durchmesser und einen Befestigungsabschnitt 72 von der Seite der Oberfläche 52a des Blockkörpers 52 in dieser Reihenfolge. Eine innere Umfangsoberfläche 70a des Abschnitts 70 mit großem Durchmesser und eine innere Umfangsoberfläche 72a des Befestigungsabschnitts 72 haben eine annähernd kreisrunde zylindrische Form. Der Durchmesser des Abschnitts 70 mit großem Durchmesser ist größer als der Durchmesser des Befestigungsabschnitts 72. Der Abschnitt 70 mit großem Durchmesser ist an einem Ausgang des Montagelochs 66 auf der Seite der Oberfläche 52a gebildet. In diesem Abschnitt 70 mit großem Durchmesser ist ein vorstehender Abschnitt 92a des Gehäuses 92 der Einspritzvorrichtung 54 montiert. In dem Befestigungsabschnitt 72 ist eine Ummantelung 94 der Einspritzvorrichtung 54 mit zwei auf der äußeren Umfangsoberfläche angebrachten O-Ringen 74 eingesetzt. Um genau zu sein, ist einer der O-Ringe 74 in dem Befestigungsabschnitt 72 zwischen einem mit dem Abschnitt 70 mit großem Durchmesser verbundenen Abschnitt und einem mit der Einströmpassage 62 verbundenen Abschnitt platziert, und der andere O-Ring 74 ist zwischen einem mit der Einströmpassage 62 verbundenen Abschnitt und einem zu der Ausströmpassage 64 verbundenen Abschnitt platziert.
Die Schrauben 56 sind in den jeweiligen Mutterngewindelöchern 68 festgezogen. Somit wird die Platte 50 mit diesen Schrauben 56 an den Blockkörper 52 befestigt.
Die Einspritzvorrichtungen 54 werden von dem Blockkörper 52 und der einzelnen Platte 50 durch die vorstehenden Abschnitte 92a übereinandergeschichtet gehalten. Die Einspritzvorrichtungen 54 sind mit der Einströmpassage 62 und der Ausströmpassage 64 verbunden, um eine Fließgeschwindigkeit und einen Druck des Wasserstoffgases einzustellen. In diesem Beispiel enthält die Wasserstoffversorgungseinheit 24 drei Einspritzvorrichtungen 54. Die Anzahl der Einspritzvorrichtung 54 und die Anzahl von Montagelöchern 66 sind insbesondere nicht auf drei beschränkt und können eins, zwei oder vier, oder mehr sein. Die Details der Einspritzvorrichtung 54 werden später erklärt.
Die wie oben konfigurierte Wasserstoffversorgungseinheit 24 kann betrieben werden, um in der Einströmpassage 62 strömendes Wasserstoffgas durch die Einspritzvorrichtungen 54 in die Ausströmpassage 64 einzuspritzen, und dabei den Druck des Wasserstoffgases zu reduzieren.
Erklärung von Einspritzvorrichtungen
Die Einspritzvorrichtungen 54 (die Brennstoffeinspritzvorrichtung) werden nachstehend beschrieben.
Die Einspritzvorrichtungen 54 sind in diesem Beispiel so genannte seitlich-versorgte Einspritzvorrichtungen, von denen jede eine Ummantelung 94 enthält, die die seitliche Oberfläche oder die Umfangsoberfläche der Einspritzvorrichtung 54 bildet, und mit Kommunikationsöffnungen 94c, durch die Wasserstoffgas in die dazugehörigen Einspritzvorrichtungen 54 zuzuführen ist, gebildet ist.
Jede der Einspritzvorrichtungen 54 enthält, wie in 2 bis 5 gezeigt, eine Haupteinheit 80, ein Ventilelement 82, einen Ventilsitz 84, eine Druckfeder 86 und anderes.
Die Haupteinheit 80 ist mit einem Ummantelungskörper 88 und einem Statorkern 90 versehen. Der Ummantelungskörper 88 enthält ein Gehäuse 92, die Ummantelung 94, eine elektromagnetische Spule 96, eine nicht-magnetische Buchse 98 und anderes. Der Ummantelungskörper 88 nimmt das Ventilelement 82, den Ventilsitz 84, die Druckfeder 86 und den Statorkern 90 darin auf.
Das Gehäuse 92 ist konfiguriert, einen Teil des Statorkerns 90, die nicht-magnetische Buchse 98 und einen Teil der Ummantelung 94 zu umgeben. Das Gehäuse 92 ist aus Harz hergestellt und hat die elektromagnetische Spule 96 darin eingebettet. Die elektromagnetische Spule 96 ist in einer Position, die den Statorkern 90 umgibt, platziert. Das Gehäuse 92 ist mit einem Verbinderteil 102, der mit einer Mehrzahl von Anschlussstiften 100 versehen ist, versehen. Die Anschlussstifte 100 sind mit der elektromagnetischen Spule 96 elektrisch verbunden. Das Verbinderteil 102 kann durch einen nicht gezeigten Kabelbaum mit einer nicht gezeigten externen Energiequelle und einer externen Steuerungseinheit (der Steuerungseinrichtung 46) verbunden sein.
Der Statorkern 90 hat eine annähernde Säulenform (einschließlich einer perfekt runden Säulenform, einer elliptischen Säulenform, usw.). Der Statorkern 90 ist bezüglich des Ventilelements 82 in einer Position gegenüber dem Ventilsitz 84 platziert. In diesem Beispiel ist der Statorkern 90 nicht mit irgendeiner Passage für Wasserstoffgas gebildet. Ein Endabschnitt (ein unterer Endabschnitt in 3) des Statorkerns 90 auf einer Seite nahe dem Ventilelement 82 ist in ein oberes Ende eines Durchgangslochs der nicht-magnetischen Buchse 98, die eine annähernd zylindrische Form hat, eingefügt. Der Statorkern 90 und die nicht-magnetische Buchse 98 sind über ihren gesamten Umfang miteinander verschweißt. Die nicht-magnetische Buchse 98 ist aus einem unmagnetischen Material hergestellt.
Die Ummantelung 94 hat eine annähernd-zylindrische Form, die ein in dem Zentrum (innerhalb der inneren Umfangsoberfläche 94b) gebildetes Durchgangsloch 94a hat. Die Ummantelung 94 und die nicht-magnetische Buchse 98 sind über ihren gesamten Umfang miteinander verschweißt, so dass das Durchgangsloch 94a der Ummantelung 94 und ein Durchgangsloch der nicht-magnetischen Buchse 98 miteinander hermetisch verbunden sind. Die Ummantelung 94 ist aus einem weichmagnetischen Material (z. B. elektromagnetischer rostfreier Stahl) hergestellt. Die Ummantelung 94 nimmt in dem Durchgangsloch 94a das Ventilelement 82 und den Ventilsitz 84 auf. Das Durchgangsloch 94a kommuniziert durch die Kommunikationsöffnungen 94c und das Montageloch 66 mit der Einströmpassage 62.
In diesem Beispiel ist die Ummantelung 94 mit den Kommunikationsöffnungen 94c versehen. Jede Kommunikationsöffnung 94c kommuniziert mit dem Durchgangsloch 94a und dem Montageloch 66 und kommuniziert ferner durch das Montageloch 66 mit der Einströmpassage 62. In diesem Beispiel sind die Kommunikationsöffnungen 94c an vier Stellen gebildet, aber die Anzahl von Kommunikationsöffnungen 94c ist nicht auf vier beschränkt und kann zwei, drei, oder fünf oder mehr sein.
Das Ventilelement 82 ist an einer Position in dem Durchgangsloch 94a des Gehäuses 94 relativ zu dem Ventilsitz 84 auf einer Seite nahe dem Statorkern 90 (einer oberen Seite in 3) platziert. Das Ventilelement 82 ist aus einem weichmagnetischen Material (z. B. elektromagnetischer rostfreier Stahl) herstellt. Dieses Ventilelement 82 ist mit seinem oberen Ende in dem Durchgangsloch der nicht-magnetischen Buchse 98 liegend positioniert.
Das Ventilelement 82 hat eine annähernde Säulenform. In diesem Beispiel ist das Ventilelement 82 nicht mit irgendeiner Passage für Wasserstoffgas gebildet. Das Ventilelement 82 ist mit einem auf einer unteren Stirnfläche 82 (einer Stirnfläche auf einer Seite nahe dem Ventilsitz 84) platzierten Sitzabdichtungselement 104 versehen. Das Sitzabdichtungselement 104 ist aus Gummi, Harz oder dergleichen hergestellt. Das Sitzabdichtungselement 104 ist mit einem Kontaktabschnitt 104a versehen, der während eines Ventilschließens, in dem das Ventilelement 82 mit dem Ventilsitz 84 in Kontakt gehalten wird, einen Kontakt mit dem Ventilsitz 84 herstellt.
Der Ventilsitz 84 hat eine annähernd zylindrische Form, und enthält einen Abschnitt 106 mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt 108 mit großem Durchmesser. Der Durchmesser des Abschnitts 106 mit kleinem Durchmesser ist kleiner als der Durchmesser des Abschnitts 108 mit großem Durchmesser. Der Abschnitt 106 mit kleinem Durchmesser ist auf einer Seite platziert, die dem Ventilelement 82 näher als der Abschnitt 108 mit großem Durchmesser ist. Der Sitzabschnitt 110 des Abschnitts 106 mit kleinem Durchmesser ist mit einer Einspritzöffnung 112 gebildet. Der Abschnitt 106 mit kleinem Durchmesser ist auf einer Seite, die nahe dem Ventilelement 82 ist, mit einer Sitzoberfläche 84a versehen.
Der Ventilsitz 84 und die Ummantelung 94 werden auf einem der folgenden Wege hermetisch gehalten: (a) Einpressen des Abschnitts 108 mit großem Durchmesser des Ventilsitzes 84 in die Ummantelung 94; (b) Verschweißen einer äußeren Umfangsoberfläche 84b des Ventilsitzes 84 und der Ummantelung 94 über ihren gesamten Umfang miteinander; und (c) Ausführen von sowohl Einpressen als auch Verschweißen.
Die Druckfeder 86 ist in dem Ventilelement 82 und dem Statorkern 90 platziert. Ein stromaufwärtiges Ende der Druckfeder 86 ist festgelegt, mit dem Statorkern 90 in Kontakt zu sein, während ein stromabwärtiges Ende derselben mit dem Ventilelement 82 festgelegt ist, in Kontakt zu sein. Die Druckfeder 86 wird, das Ventilelement 82 zu dem Ventilsitz 84 hin drängend, in einem gedrückten Zustand gehalten. Im Speziellen wird das Ventilelement 82 durch die Druckfeder 86 in eine Richtung zu dem Ventilsitz 84 hin (in eine entgegengesetzte Richtung zu dem Statorkern 90) gedrängt.
O-Ringe 114 sind zwischen der äußeren Umfangsfläche 82c des Ventilelements 82 und einer annähernd zylindrischen inneren Umfangsoberfläche des Ummantelungskörpers 88, d. h. zwischen der äußeren Umfangsoberfläche 82c des Ventilelements 82 und der inneren Umfangsoberfläche 94b des Gehäuses 94, und zwischen der äußeren Umfangsoberfläche 82c des Ventilelements 82 und der inneren Umfangsoberfläche 98a der nicht-magnetischen Buchse 98 eingefügt. Im Speziellen ist jede der Einspritzvorrichtungen 54 mit zwei O-Ringen 114 versehen. Diese O-Ringe 114 sind ein Beispiel eines ”Dichtelements” der vorliegenden Erfindung.
Als nächstes werden nachstehend Operationen (Aktionen) der Einspritzvorrichtungen 54 beschrieben. In jeder Einspritzvorrichtung 54 wird zunächst, wenn keine elektrische Energie durch die Anschlussstifte 100 des Verbinderteils 102 an die elektromagnetische Spule 96 angelegt ist, das heißt, während eines Ventilschließens, wie in 5 gezeigt, das Ventilelement 82 durch eine drängende Kraft der Druckfeder 86 mit der Sitzoberfläche 84a des Ventilsitzes 84 in Kontakt gehalten. Konkret wird das Sitzabdichtungselement 104 gegen die Sitzoberfläche 84a gepresst. Daher wird die Einspritzöffnung 112 des Ventilsitzes 84 von dem Durchgangsloch 94a der Ummantelung 94 abgesperrt oder getrennt. Dieser Zustand blockiert das Wasserstoffgas dabei, durch die Einspritzöffnung 112 zu der Außenseite der Einspritzvorrichtung 54 auszuströmen.
Im anderen Fall, während durch die Anschlussstifte 100 des Verbinderteils 102 elektrische Leistung an die elektromagnetische Spule 96 angelegt ist, erzeugt die elektromagnetische Spule 96 ein Magnetfeld und erregt dabei das Ventilelement 82 und den Statorkern 90. Dann ziehen das Ventilelement 82 und der Statorkern 90 sich einander an und somit wird das Ventilelement 82 zu dem Statorkern 90 hin bewegt. Im Speziellen trennt sich das Ventilelement 82 von der Sitzoberfläche 84a des Ventilsitzes 84. Somit wird die Einspritzöffnung 112 des Ventilsitzes 84 durch einen Spalt oder Raum, der zwischen dem Sitzabdichtungselement 104 des Ventilelements 82 und der Sitzoberfläche 84a, dem Durchgangsloch 94a und der Kommunikationsöffnung 94c der Ummantelung 94 erzeugt wird, mit der Einströmpassage 62 verbunden. Dies ermöglicht es einem in der Einströmpassage 62 strömenden Wasserstoffgas, in die Einspritzöffnung 112 zu strömen. Dementsprechend wird das Wasserstoffgas von der Einspritzöffnung 112 in die Ausströmpassage 64 außerhalb der Einspritzvorrichtung 54 ausgegeben.
Gemäß diesem Beispiel enthält, wie oben beschrieben, die Wasserstoffversorgungseinheit 24 die seitlich-versorgten Einspritzvorrichtungen 54, und den mit der Einströmpassage 62, der Ausströmpassage 64 und den Montagelöchern 66 versehenen Blockkörper 52.
Wie oben enthält die Wasserstoffversorgungseinheit 24 die seitlich-versorgten Einspritzvorrichtungen 54 und ist so konfiguriert, dass die Einströmpassage 62 und die Ausströmpassage 64 zusammengefasst miteinander in dem einzelnen Blockkörper 52 angeordnet sind. Daher ist die Anzahl von Komponenten in der Wasserstoffversorgungseinheit 24 verringert und ebenso ist ihr Volumen verringert. Dies kann einen vereinfachten Aufbau und eine verringerte Größe der Wasserstoffversorgungseinheit 24 erzielen.
Die Montagelöcher 66 sind in dem Blockkörper 52 an mehr als einer Stelle gebildet. Die Mehrzahl von Sätzen von Montagelöchern 66 und die Mehrzahl von Einspritzvorrichtungen 54 sind in der Richtung der zentralen Achse der Einströmpassage 62 in Reihe angeordnet. Die Einströmpassage 62 ist mit jedem Montageloch 66, aus der radialen Richtung davon, verbunden. Im Speziellen ist die Einströmpassage 62 mit der seitlichen Oberfläche von jedem Montageloch 66, nicht mit einer oberen Seite oder einer unteren Seite von jedem Montageloch 66, verbunden. Somit kann der Blockkörper 52 in seiner Größe verringert werden. Dies kann die verringerte Größe der Wasserstoffversorgungseinheit 24 zuverlässig erzielen.
Die Einspritzvorrichtungen 54 werden durch die vorstehenden Abschnitte 92a von dem Blockkörper 52 und einer einzelnen Platte 50 dazwischen übereinander geschichtet gehalten. Dementsprechend werden die Einspritzvorrichtungen 54 durch die einzelne Platte 50, nicht durch separate Platten, zusammengefasst gehalten, so dass die Anzahl von Komponenten, die die Wasserstoffversorgungseinheit 24 bilden, weiter reduziert werden kann.
Die Platte 50 hat eine flache Plattenform und ist an dem Blockkörper 52 mit den Schrauben 56 befestigt. In diesem Beispiel sind hierbei, wie oben beschrieben, die Einströmpassage 62 und die Ausströmpassage 64 in dem Blockkörper 52 zusammengefasst miteinander angeordnet. Dementsprechend muss die Platte 50 keine Einströmpassage 62 haben und hat nur die Funktion, die Einspritzvorrichtungen 54 zu halten. Somit kann die Form der Platte 50 als eine flache Plattenform vereinfacht werden. Dies kann ferner den Aufbau der Wasserstoffversorgungseinheit 24 vereinfachen und ihre Größe verringern.
Jede von der Einströmpassage 62 und der Ausströmpassage 64 ist eine Passage, die von außerhalb des Blockkörpers 52 geformt ist, um sich so über die Montagelöcher 66 radial zu erstrecken. Dementsprechend können die Einströmpassage 62 und die Ausströmpassage 64 zum Beispiel durch eine Bearbeitung unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs, wie etwa eines Bohrers, in dem Blockkörper 52 gebildet werden. Folglich können die Einströmpassage 62 und die Ausströmpassage 64 einfach gebildet werden.
In jeder von den Einspritzvorrichtungen 54 wird das Ventilelement 82 durch die Druckfeder 86 zu dem Ventilsitz 84 hin gedrängt. Während eines Ventilschließens ist daher, zwischen dem Ventilelement 82 und dem Ventilsitz 84, das Abdichtvermögen in Bezug auf Wasserstoffgas sicher gestellt.
Das Ventilelement 82 und der Statorkern 90 sind nicht mit irgendeiner Passage für Wasserstoffgas gebildet. Während eines Ventilöffnens können daher, wenn die obere Stirnfläche 82a des Ventilelements 82 (die Stirnfläche auf der Seite nahe dem Statorkern 90) mit der unteren Stirnfläche 90b des Statorkerns 90 (der Stirnfläche auf der Seite nahe dem Ventilelement 82) einen Kontakt herstellt, die obere Stirnfläche 82a und die untere Stirnfläche 90b durch eine große Kontaktfläche miteinander in Kontakt sein. Dies ermöglicht ein Mildern von Aufschlägen, die verursacht werden, wenn das Ventilelement 82 mit dem Statorkern 90 in Kontakt kommt, was in einem verminderten Geräusch resultiert. Wenn das Ventilelement 82 und der Statorkern 90 angeregt werden, wird die Anzugskraft zwischen dem Ventilelement 82 und dem Statorkern 90 erhöht, so dass die Reaktionsfähigkeit der Ventilöffnungsbewegung des Ventilelements 82 verbessert werden kann. Beispielsweise kann die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Ventilelements 82 verbessert werden.
Jede der Einspritzvorrichtungen 54 ist mit den O-Ringen 114 (dem Dichtelementen), die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche 82c des Ventilelements 82 und der inneren Umfangsoberfläche des Ummantelungskörpers 88 platziert sind, versehen. Dementsprechend leckt das Wasserstoffgas in dem Durchgangsloch 94a der Ummantelung 94 nicht in den hermetisch geschlossenen Raumabschnitt 122, der zwischen der oberen Stirnfläche 82a des Ventilelements 82 und der unteren Stirnfläche 90b des Statorkerns 90 gebildet ist. Daher wirkt der Brennstoffdruck (der Druck von Wasserstoffgas) nicht auf die obere Stirnfläche 82a des Ventilelements 82. Somit kann die Kraft (die Antriebskraft) zum Antreiben des Ventilelements 82 während eines Ventilöffnens verringert werden.
Ferner ist das Ventilelement 82 auf der unteren Stirnfläche 82b mit dem Sitzabdichtungselement 104 versehen. Das Sitzabdichtungselement 104 ist mit dem Kontaktabschnitt 104a, der den Ventilsitz 84 während eines Ventilschließens berührt, versehen. Jeder von den O-Ringen 114 und dem Kontaktabschnitt 104a sind in einer zu der zentralen Achse Lv des Ventilelements 82 zentrierten Ringform gebildet. Wie in 6 gezeigt, ist der Sitzabdichtungsdurchmesser D, der dem Durchmesser des Kontaktabschnitts 104a entspricht, kleiner als der Durchmesser d von jedem O-Ring 114 (der Durchmesser auf einem äußersten Abschnitt von jedem O-Ring 114, d. h. dem äußeren Durchmesser von jedem O-Ring 114).
Dementsprechend wirkt beispielsweise der Brennstoffdruck P, der auf die untere Stirnfläche 82b des Ventilelements 82 wirkt, in einer Richtung, um das Ventilelement 82 von dem Ventilsitz 84 (in eine Ventilöffnungsrichtung) weg zu bewegen. Dieser Brennstoffdruck P wird ein Antreiben des Ventilelements 82 während eines Ventilöffnens unterstützen, so dass die Antriebskraft, die erforderlich ist, um das Ventilelement 82 von dem Ventilsitz 84 zu trennen, reduziert werden kann. Dies kann eine verringerte Größe einer Antriebseinheit (wie etwa einer elektromagnetischen Spule 96) für das Ventilelement 82 und somit eine verringerte Größe von jeder Einspritzvorrichtung 54 erzielen. 6 ist ein schematischer Plan zur Erklärung. In 6 geben gestrichelte Pfeile Strömungsrichtungen von Wasserstoffgas an.
Als eine erste Variation können die Einspritzvorrichtungen 54 so gestaltet sein, dass die jeweiligen Verbinderteile 102, wie in 7 gezeigt, in einer umgekehrten Richtung orientiert sind. Im Speziellen ist eine Öffnung von jedem Verbinderteil 102 abwärts gerichtet (zu dem Blockkörper 52 hin). Somit kann die Höhe der Wasserstoffversorgungseinheit 24 verringert werden.
Als eine zweite Variation kann die Ausströmpassage 64 für jede Einspritzvorrichtung 54, wie in 8 gezeigt, gebildet sein.
Als eine dritte Variation kann die Form des Ventilelements 82, wie in 9 gezeigt, modifiziert sein, so dass der Sitzabdichtungsdurchmesser D gleich dem Durchmesser d von jedem O-Ring 114 ist. Dementsprechend heben sich die Brennstoffdrücke P die auf das Ventilelement 82 wirken, auf. Während eines Ventilöffnens kann daher die Antriebskraft, die erforderlich ist, um das Ventilelement 82 von den Ventilsitz 84 zu trennen, verringert werden. Dies kann die Größe der Antriebseinheit (wie etwa der elektromagnetischen Spule 96) des Ventilelements 82 verringern und somit die Größe von jeder Einspritzvorrichtung 54 verringern. 9 ist ein schematischer Plan zur Erklärung. In 9 geben gestrichelte Pfeile Strömungsrichtungen von Wasserstoffgas an.
Als nächstes werden die Beispiele 2 bis 4 erklärt, in denen gleichen oder identischen Teilen wie denen im Beispiel 1 und unterschiedlichen Beispielen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet werden und ihre Erklärungen weggelassen werden. Die folgenden Beispiele werden somit mit einem Fokus auf Unterschiede zueinander gegeben.
Beispiel 2
In diesem Beispiel ist, wie in 10 gezeigt, jede Einspritzvorrichtung 54 mit einem Raumteil 116, der durch das Ventilelement 82, den Statorkern 90 und den Ummantelungskörper 88 abgegrenzt ist, gebildet. Der Statorkern 90 ist mit einer atmosphären-offenen Passage 118 (einer Verbindungspassage), die mit dem Raumteil 116 und der Außenseite der zugehörigen Einspritzvorrichtung 54 kommuniziert, gebildet.
Dementsprechend kann ein Druckanstieg in dem Raumteil 116 unterdrückt werden. Mit anderen Worten wird es beispielsweise dem Wasserstoffgas ermöglicht, durch die atmosphären-offene Passage 118 zu dem Äußeren der Einspritzvorrichtung 54 auszutreten, selbst wenn Wasserstoffgas allmählich durch die O-Ringe 114 in dem Durchgangsloch 94a des Gehäuses 94 in den Raumteil 116 leckt, so dass der Druckanstieg in dem Raumteil 116 unterdrückt werden kann. Dies kann einen Anstieg einer Antriebskraft, die erforderlich ist, um das Ventilelement 82 von dem Ventilsitz 84 zu trennen, verhindern.
Als eine Variation von diesem Beispiel kann der Statorkern 90, wie in 11 gezeigt, mit einem als Ansenkungsteil gebildeten Ausschnittabschnitt 120 versehen sein. Diese Konfiguration kann eine Gewichtsersparnis der Einspritzvorrichtungen 54 und somit der Wasserstoffversorgungseinheit 24 erzielen. Der Ausschnittabschnitt 120 kann ein Hohlraumteil (ein hohler Teil) in dem Statorkern 90 sein.
Beispiel 3
In diesem Beispiel ist jede der Einspritzvorrichtungen 54, wie in 12 gezeigt, mit einem hermetisch umschlossenen Raumteil 122, der durch das Ventilelement 82, den Statorkern 90 und den Ummantelungskörper 88 abgegrenzt ist, versehen. In diesem umschlossenen Raumteil 122 ist ein Gas (z. B. dasselbe Gas wie ein Brennstoff), eine Flüssigkeit (z. B. ÖL) oder ein elastisches Element (z. B. Gummi, Feder, etc.) platziert. Diese Konfiguration kann den durch das Ventilelement 82 und den Statorkern 90 während eines Antreibens des Ventilelement 82 verursachten Aufschlag reduzieren oder absorbieren, und somit in einem verringerten Geräusch resultieren. Ferner kann auch die Zuverlässigkeit eines Antreibens des Ventilelements 82 verbessert werden.
Als eine Variation sind, wie in 13 gezeigt, zwei O-Ringe 114 angeordnet, um einen O-Ring-Raumteil 124 als einen Raumbereich dazwischen zu erzeugen, und ein solches Material (z. B. Öl, Fett, usw.), um das Gleitvermögen des Ventilelements 82 bezüglich der inneren Umfangsoberfläche des Ummantelungskörpers 88 zu verbessern, kann eingeschlossen sein. Dies kann die Antriebskraft für das Ventilelement 82 weiter verringern und auch die Zuverlässigkeit eines Antreibens des Ventilelements 82 verbessern. Es ist zu beachten, dass eines von Gas, Flüssigkeit und einem elastischen Element in dem umschlossenen Raumteil 122 platziert werden kann, und auch ein solches Material, um die Gleitfähigkeit des Ventilelements 82 bezüglich der inneren Umfangsoberfläche des Ummantelungskörpers 88 zu verbessern, in den O-Ring-Raumteil 124 eingeschlossen sein kann.
Beispiel 4
In diesem Beispiel sind, wie in 14 und 15 gezeigt, außer den Verbinderteilen 102, die Einspritzvorrichtungen 54 mit dem Blockkörper 52 und der Platte 50 bedeckt. Im Speziellen sind die Einspritzvorrichtungen 54 mit der Platte 50 abgedeckt, sodass die Platte 50 auf den oberen Stirnflächen 90a der Statorkerne 90 platziert ist. Da der größte Teil von jeder Einspritzvorrichtung 54 mit dem Blockkörper 52 und der Platte 50 abgedeckt sind, können Geräusche (z. B. Betriebsgeräusch, Einspritzgeräusch, etc.) von der Außenseite der Wasserstoffversorgungseinheit 24 abgeschirmt werden. Somit kann ebenfalls ein Geräusch verringert werden.
Die vorangehenden Beispiele sind lediglich Beispiele, die die Erfindung nicht einschränken. Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne sich von den wesentlichen Eigenschaften davon zu entfernen. Zum Beispiel kann die Brennstoffversorgungseinheit der Erfindung auch auf eine Einheit zum Zuführen von Brennstoffgas, wie etwa Erdgas, angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Brennstoffzellensystem
10: Brennstoffzelle
12: Wasserstoffzylinder
14: Wasserstoffversorgungspassage
24: Wasserstoffversorgungseinheit
50: Platte
52: Blockkörper
54: Einspritzvorrichtung
62: Einströmpassage
64: Ausströmpassage
66: Montageloch
70: Abschnitt mit großem Durchmesser
72: Befestigungsabschnitt
74: O-Ring
80: Haupteinheit
82: Ventilelement
82a: obere Stirnfläche
82b: untere Stirnfläche
82c: äußere Umfangsoberfläche
84: Ventilsitz
84a: Sitzoberfläche
84b: äußere Umfangsoberfläche
86: Druckfeder
88: Ummantelungskörper
90: Statorkern
90a: obere Stirnfläche
90b: untere Stirnfläche
92: Gehäuse
94: Ummantelung
94a: Durchgangsloch
94b: innere Umfangsoberfläche
94c: Kommunikationsloch
102: Verbinderteil
104: Sitzabdichtungselement
104a: Kontaktabschnitt
112: Einspritzöffnung
114: O-Ring
116: Raumteil
118: atmosphären-offene Passage
120: Ausschnittsabschnitt
122: umschlossener Raumteil
124: O-Ring-Raumteil
P: Brennstoffdruck
Lv: zentrale Achse (eines Ventilelements)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 63-275868 A [0003]

Claims

Brennstoffversorgungseinheit (24), aufweisend: eine Mehrzahl von seitlich-versorgten Einspritzvorrichtungen (54), von denen jede eine seitliche Oberfläche hat, die mit einer Kommunikationsöffnung (94c), durch die Brennstoff in die entsprechende Einspritzvorrichtung zugeführt wird, gebildet ist; und einen Blockkörper (52), der mit einer Einströmpassage (62), in die der Brennstoff strömt, einer Ausströmpassage (64), durch die der von den Einspritzvorrichtungen (54) eingespritzte Brennstoff ausströmt, und einer Mehrzahl von Montagelöchern (66), die mit der Einströmpassage (62) und der Ausströmpassage (64) verbunden sind, und in denen die jeweiligen Einspritzvorrichtungen (54) montiert sind, versehen ist, wobei die Montagelöcher (66) und die Einspritzvorrichtungen (54) in einer Richtung einer zentralen Achse der Einströmpassage (62) in Reihe angeordnet sind, und die Einströmpassage (62) aus einer radialen Richtung der Montagelöcher (66) mit den Montagelöchern (66) verbunden ist.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 1, wobei die Einspritzvorrichtungen (54) durch den Blockkörper (52) und ein einzelnes Abdeckelement (50) gehalten werden.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 2, wobei das Abdeckelement (50) eine Plattenform hat, und mit einem Befestigungselement (56) an dem Blockkörper (52) befestigt ist.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei jede der Einspritzvorrichtungen (54) mit einem Verbinderteil (102) versehen ist, das mit einer externen Energiequelle verbindbar ist, und die Einspritzvorrichtungen (54), mit Ausnahme der Verbinderteile (102), mit dem Blockkörper (52) und dem Abdeckelement (50) abgedeckt sind.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einströmpassage (62) eine Passage ist, die von außerhalb des Blockkörpers (52) geformt ist, um sich über die Montagelöcher (66) zu erstrecken.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ausströmpassage (64) eine Passage ist, die von außerhalb des Blockkörpers (52) geformt ist, um sich über die Montagelöcher (66) zu erstrecken.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jede der Einspritzvorrichtungen (54) enthält: ein Ventilelement (82), einen Ventilsitz (84), mit dem das Ventilelement (82) in Kontakt ist oder sich davon trennt; einen bezüglich des Ventilelements (82) in einer Position entgegengesetzt zu dem Ventilsitz (84) platzierten Statorkern (90); einen Ummantelungskörper (88), der das Ventilelement (82), den Ventilsitz (84) und den Statorkern (90) aufnimmt; und ein drängendes Element (86), das zwischen dem Ventilelement (82) und dem Statorkern (90) platziert ist, und wobei das Ventilelement (82) durch das drängende Element (86) in einer Richtung zu dem Ventilsitz (84) hin gedrängt wird.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 7, wobei das Ventilelement (82) und der Statorkern (90) mit keiner Passage für den Brennstoff gebildet sind.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei jede der Einspritzvorrichtungen (54) einen umschlossenen Raumteil (122) enthält, der durch das Ventilelement (82), den Statorkern (90) und den Ummantelungskörper (88) hermetisch abgegrenzt ist, und eines von einem Gas, einer Flüssigkeit oder einem elastischen Element in dem umschlossenen Raumteil (122) vorgesehen ist.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei jede der Einspritzvorrichtungen (54) einen durch das Ventilelement (82), den Statorkern (90) und den Ummantelungskörper (88) abgegrenzten Raumteil (116) enthält, und der Statorkern (90) mit einer Kommunikationspassage (118), die mit dem Raumteil (116) und einem Äußeren der Einspritzvorrichtung (54) kommuniziert, versehen ist.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Statorkern (90) mit einem Ansenkungsteil oder einem hohlen Teil (120) versehen ist.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei jede der Einspritzvorrichtungen (54) mit einem Abdichtungselement (114) versehen ist, das zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des Ventilelements (82) und einer inneren Umfangsoberfläche des Ummantelungskörpers (88) platziert ist.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 12, wobei jedes der Ventilelemente (82) ein Sitzabdichtungselement (104) enthält, das auf einer Oberfläche auf einer Seite nahe dem Ventilsitz (84) platziert ist, das Sitzabdichtungselement (104) einen Kontaktabschnitt (104a) enthält, der während eines Ventilschließens, in dem das Ventilelement (82) mit dem Ventilsitz (84) in Kontakt gehalten wird, einen Kontakt mit dem Ventilsitz (84) schafft, jedes von den Abdichtungselementen (114) und dem Kontaktabschnitt (104a) eine an einer zentralen Achse des Ventilelements (82) zentrierte Ringform hat, und ein Durchmesser (D) des Kontaktabschnitts (104a) kleiner als ein Durchmesser (d) des Abdichtungselements (114) ist.
Brennstoffversorgungseinheit (24) gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei das Abdichtungselement (114) zwei O-Ringe enthält, und die O-Ringe (114) angeordnet sind, um einen O-Ring-Raumteil (124) zwischen den O-Ringen zu erzeugen, und ein Material, um Gleiteigenschaften des Ventilelements (82) bezüglich der inneren Umfangsoberfläche des Ummantelungskörpers (88) zu verbessern, eingeschlossen ist.