JP2005030378A - 重力充填式燃料供給ポンプを備えるディーゼルエンジンのセルフエア抜き燃料供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】重力充填式燃料供給ポンプを備えるディーゼルエンジン用のセルフエア抜き燃料供給システムに関し使う部品が少ないため、システムを経済的にし、またシステムの整備性と寿命を改善する。
【解決手段】燃料システムは、順番に、燃料タンク１と、燃料供給ポンプ３と、燃料フィルタ５と、燃料注入ポンプ８と、インジェクタ１０と、燃料注入ポンプ８に取り付けられて、内部に圧力調整弁を収容し、弁の弁座の開口があるバンジョー型式のボルト１１と、前記バンジョー型式のボルト１１から燃料タンク１までの燃料戻り配管１２とからなる。燃料注入ポンプ８に取り付けられるバンジョー型式のボルト１１は、内部に圧力弁を収容する。圧力弁の弁座はそこに開口があり、捕捉されたエアがシステムから逃れるようになっている。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、重力充填式燃料供給ポンプを備えるディーゼルエンジン用のセルフエア抜き燃料供給システムに関する。本システムは使う部品が少ないため、システムを経済的にし、またシステムの整備性と寿命を改善する。

ディーゼルエンジンの燃料供給システムは、燃料タンクと、燃料ポンプと、燃料フィルタと、燃料注入ポンプと、インジェクタと燃料パイプとからなる。
前述のシステムのドライ運転が完了した後で燃料タンクに燃料を補給するとき、捕捉されたエアをシステムから除去して、燃料供給ポンプに充填する必要がある。エアをシステムから除去せず、燃料供給ポンプの充填も行なわないと、エンジンは始動しない。
現在の燃料供給システムでは、エア抜きおよび充填は手作業で行なわれている。ドライ運転が完了した後に燃料タンクに燃料を補給するとき、オペレータは、燃料供給ポンプを充填して、補足されたエアを燃料供給システムから除去するために、燃料パイプの接続を手で外し、手動式燃料供給ポンプ（プライミングポンプとも言われる）を充填しなければならない。
米国特許第５８９９１９３号には、組立後又は燃料を使い果たした時にディーゼルエンジンの燃料システムを充填するための燃料システムおよび方法が開示されている。前記システムは、タンクの上部に出口を有する燃料供給ポンプを取り囲む燃料タンクを具備する。前記システムは、注入ポンプの入口に燃料充填接続部が接続されている。接続は、シュラエダー弁などの機械的に開放可能な逆止弁によって、使用されていないとき接続を遮断するための仕切りをもつ。この弁は自動車タイヤで使われる機械作動式と似ており、それを膨張させ、開位置に作動されない限りエアの逃げを防ぐ。組立後に燃料システムを充填するために、ディーゼル燃料を前記逆止弁から燃料供給システムに入れる。この燃料はフィルタを通して燃料タンクに戻り、捕捉されたエアをシステムから逃がす。これで最小のクランク回しでエンジンを始動することができる。
燃料を使い果たしたら、タンクにある程度補給して、前記逆止弁を手で開いて、エンジンをかけ直すことができる。燃料を圧送してこの弁を通してシステムからエアを抜く供給ポンプが作動し、エンジンが始動する前に閉じる。このように、必要ならエンジンは停止後再び充填することができる。前記システムには手動操作を伴う。燃料タンクに取り囲まれた燃料ポンプは、保守を行なうとき手が届き難い。米国特許第４９８４５５４号には、ディーゼルエンジンの燃料供給システムの自動エア抜き装置が開示されている。前記装置を、供給ポンプの吸込側に配設した逆止弁を有する燃料供給システムに取り付ける。前記逆止弁は方向弁で、燃料が供給ポンプの方向にしか流れないようになっている。逆止弁をバイパスするためにバイパスラインが設けられる。また電気ポンプがバイパスラインに配設されている。前記ポンプは、逆止弁の上流で、燃料供給ポンプに並列して接続される。その結果、エアが燃料供給システムで混ざると、エンジンが始動する前に前記ポンプが作動して、気泡の混ざった燃料を供給ポンプから燃料タンクに強制的に送り出し、それによってエア抜き操作を行う。
前記特許は前述のポンプをエア抜きするための追加の装置を開示しており、そのため燃料供給システムはセルフエア抜きではない。
インド特許第１６４４９号では、自動エア抜き弁が開示されている。前記弁は燃料供給システムに取り付けられる。前記燃料供給システムは、燃料タンクから送り出された燃料が燃料フィルタに流れ、燃料フィルタから燃料注入ポンプに流れる燃料タンクからなる。燃料注入ポンプは燃料を加圧し、それを燃料インジェクタに供給する。前記弁は、入口接続部の入口管と燃料注入ポンプの接合部に取り付けられるので、燃料注入ポンプの前で捕捉されたエアが除去できる。
燃料システムを完全にドライ運転した場合、前記システムは作動しないだろう。燃料は重力のためフィルタの微小な穴を流れないだろう。そのため、燃料注入ポンプの充填ができない。また、燃料フィルタが目詰まりした場合、燃料注入ポンプが燃料フィルタから燃料を吸込むのが難しくなる。
一部の製造者は、捕捉されたエアをシステムから燃料タンクに除去するために、燃料フィルタおよび燃料注入ポンプからバイパスラインを設けている。しかし、燃料供給ポンプの前には燃料フィルタという制約があるために、燃料供給ポンプは自動的に充填されない。

上記の燃料供給システムでは、追加の付属品／装置を使わずにセルフ充填するシステムはない。また、追加の付属品／装置を使わずに捕捉されたエア自体が抜ける燃料供給システムはない。
追加の付属品および／又は装置を使わずに捕捉されたエア自体が抜け、エア抜きのための手作業を完全になくし、燃料供給ポンプを自動的に充填する燃料供給システムのニーズがある。
提案される重力充填式燃料供給ポンプを備えるディーゼルエンジンのセルフエア抜き燃料供給システムは、上記ニーズに対する解決策を提供する。
本発明の主な目的は、ディーゼルエンジンのセルフエア抜き燃料供給システムを提供することで、これは燃料供給ポンプの自動的な充填もしやすくする。
別の目的は、捕捉されたエアの除去に伴う手作業を完全になくし、燃料タンクの燃料を使い果たした後補給するとき、燃料供給ポンプを充填することである。
本発明の次の目的は、燃料を供給ポンプで圧送して、燃料供給ポンプから燃料注入ポンプに捕捉されたエアを抜くことである。
さらに本発明の目的は、フィルタを燃料供給ポンプ後に置いて、フィルタの制約をなくし、重力の作用で燃料供給ポンプを自動的に充填できるようにすることである。
さらに本発明の目的は、燃料フィルタが目詰まりしていても、燃料供給システムを機能できるようにすることである。
さらに本発明の目的は、信頼性と整備性を改善するために、システムの部品を少数に維持することである。
さらに本発明の目的は、経済的になるよう使う部品を少なくして、燃料供給システムをセルフエア抜きさせることである。

セルフエア抜き燃料システムは、燃料タンクから燃料供給ポンプを重力で充填する。前記燃料システムは、順番に、燃料タンクより下にある燃料供給ポンプと、燃料供給ポンプの後にある燃料フィルタと、燃料フィルタの後にある燃料注入と、燃料注入ポンプから燃料を出すインジェクタと、燃料注入ポンプに取り付けられて、内部に圧力調整弁を収容し、前記弁の弁座の開口があるバンジョー型式のボルトと、前記バンジョー型式のボルトから燃料タンクまでの燃料戻り配管とからなる。前記燃料注入ポンプに取り付けられる前記バンジョー型式のボルトは、内部に圧力弁を収容する。前記圧力弁の弁座はそこに開口があり、捕捉されたエアがシステムから逃れるようになっている。他の実施例では、圧力調整弁を有する前記バンジョー型式のボルトを、捕捉されたエアを逃がせる開口をもつ任意の形状の方向弁に取り替える。前記システムの実施例は、前記システムのエア抜き装置を、入口管と燃料注入ポンプの接合部に設けて、捕捉されたエアをシステムから逃しやすくする。前記システムの実施例は、前記システムの燃料注入ポンプにエアを抜くための装置を設けることに加えて、フィルタ出口管と燃料フィルタの接合部に追加の開口を設け、又は／およびフィルタ本体に開口を設けて、捕捉されたエアをシステムから逃しやすくする。前記システムの実施例は、開口が圧力側の任意の場所に設けられて、捕捉されたエアをシステムから逃しやすくする。

提案される重力充填式燃料供給ポンプを備えるディーゼルエンジンのセルフエア抜き燃料供給システムは、現在あるシステムよりも多数の利点がある。これらの利点を以下に述べる。
燃料供給ポンプの充填とシステムからのエア抜きに伴う手作業をなくす。
燃料供給ポンプの充填は、追加の装置／付属品がなくても、補給の後自動的に起こり、手作業もなくす。
システム自体がエアを抜くため、エア抜きのための追加の装置／付属品がいらず、それに伴う手作業もなくす。
提案されるシステムは複雑さをなくし、使う部品も少ないため、システムが経済的で、またシステムの整備性と寿命が改善される。

図１は、発明に従ったディーゼルエンジンの燃料供給システムを示す。
システムは、燃料供給システムの燃料の貯蔵器として機能する燃料タンク１を備える。燃料パイプ２は燃料を燃料タンクから燃料タンクの水平位置より下に取り付けられる燃料供給ポンプ３に送る。燃料供給ポンプを燃料タンクの水平位置より下にするというこの配列で、燃料が重力により燃料供給ポンプ３に自由に流れることができ、そのため燃料供給ポンプが自動的に充填される。燃料タンク１と燃料供給ポンプ３の間には何の障害もないように注意している。先行技術の場合、燃料フィルタが燃料タンクと燃料供給ポンプの間に取り付けられているので、燃料は重力では燃料供給ポンプに自由に流れない。
燃料パイプ４は加圧された燃料を燃料供給ポンプから燃料フィルタ５に送る。燃料パイプ６は燃料を燃料フィルタ５から燃料注入ポンプ８に送る。バンジョー型式のボルト７は、燃料パイプ６を燃料注入ポンプ８に接続しやすくしている。燃料注入ポンプ８は、所定の圧力で、燃料をインジェクタ１０からエンジンに供給する。燃料パイプ９は燃料を燃料注入ポンプ８からインジェクタ１０に送る。バンジョー型式のボルト１１も燃料注入ポンプ８に取り付けられる。このバンジョー型式のボルトは内部に圧力調整弁を収容し、それが燃料注入ポンプ８を所定の圧力に維持する。燃料注入ポンプ８の圧力が所定の値よりも高くなると、前記弁がばねに対抗して開き、余分な燃料を戻り配管１２から燃料タンクに戻すことができる。
燃料フィルタ５を燃料供給ポンプ３の後にする利点は、燃料供給ポンプは必ず燃料をフィルタから通そうとするので、フィルタが目詰まりした場合にエンジンの燃料が欠乏する可能性が最小限になることである。
燃料タンクの燃料を使い果たして、燃料システムがドライ運転する場合、燃料を補給する。このような状況では、捕捉されたエアを燃料システムから除去するとともに、燃料供給ポンプを充填する必要がある。
前述のシステムでは、燃料タンクに対する燃料供給ポンプの位置と、弁座に設けられた微小な穴が、システムにセルフエア抜きさせて、燃料供給ポンプを自動的に充填させるのに重要な役割を果たしている。補給した後、燃料タンクからの燃料は重力で燃料供給ポンプ３に流れて、それを充填する。オペレータが始動キーを回してエンジンを始動すると、燃料供給ポンプは燃料を加圧するとともに、それをシステム全体に圧送する。加圧された燃料はシステムで捕捉されたエアを燃料注入ポンプ８に圧送する。弁座に設けられた微小な穴が、この捕捉されたエアを戻り配管１２から逃し、そのため自動的なセルフエア抜きを促す。
本発明は上記説明したシステムに制限されるものではなく、ここで説明した基本概念に影響することなく、様々な変更が行なえることは理解される。例えば、弁座に設けられた微小な穴は燃料を通過させないで（非常に小さな穴のサイズのため）、システムの圧力側からエアを除去するためのものである。この種の穴は、燃料供給システムの圧力側ならどこに設けてもよい。

発明に従ったディーゼルエンジンの燃料供給システムを示す。燃料タンク１ 燃料パイプ２ 燃料供給ポンプ３ 燃料パイプ４ 燃料フィルタ５ 燃料パイプ６ バンジョー型式のボルト７ 燃料注入ポンプ８ 燃料パイプ９ インジェクタ１０ バンジョー型式のボルト１１ 戻り配管１２

Claims (7)

1. 燃料タンクから燃料供給ポンプを重力で充填するセルフエア抜き燃料システム。
2. 前記燃料システムが、順番に、燃料タンクより下にある燃料供給ポンプと、燃料供給ポンプの後にある燃料フィルタと、燃料フィルタの後にある燃料注入と、燃料注入ポンプから燃料を送り出すインジェクタと、燃料注入ポンプに取り付けられて、内部に圧力調整弁を収容し、前記弁の弁座に開口があるバンジョー型式のボルトと、前記バンジョー型式のボルトから燃料タンクへの燃料戻り配管とからなることを特徴とする燃料システム。
3. 内部に圧力弁を収容し、該圧力弁の弁座に開口があり、捕捉されたエアがシステムから逃げるようになっている、前記燃料注入ポンプに取り付けられる前記バンジョー型式のボルト。
4. 他の実施例において、圧力調整弁を収容する前記バンジョー型式のボルトが、捕捉されたエアを逃がせる開口をもつ任意の形状の方向弁に取り替えられることを特徴とする燃料システム。
5. 前記燃料システムの実施例において、前記燃料システムのエア抜き装置を入口管と燃料注入ポンプの接合部に設けて、システムから捕捉されたエアを逃しやすくすることを特徴とする燃料システム。
6. 前記燃料システムの実施例において、前記燃料システムの燃料注入ポンプにエアを抜くために設けられる装置に加え、開口をフィルタ出口管と燃料フィルタの接合部に設け、および／又は、開口をフィルタ本体に設けて、システムから捕捉されたエアを逃しやすくすることを特徴とする燃料システム。
7. 前記燃料システムの実施例において、開口を圧力側の任意の場所に設けて、システムから捕捉されたエアを逃しやすくすることを特徴とする燃料システム。

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