JP2006504034A - エンジンにおける燃料移送用装置 - Google Patents

Abstract

エンジン２に対する燃料は、第１の燃料タンク５から供給され、エンジンからの戻り燃料は、エンジンへの再供給用に第２の燃料タンク６内に集められる。第２の燃料タンク６は、第１の燃料タンク５に接続された、第１の燃料タンク５から補給することができる燃料タンクを構成する。第１の燃料タンク５から、エンジンはそのすべての燃料を受け取る。第２の燃料タンクには、燃料レベルを調整するためのレベル装置１２がある。レベル装置は、第１の燃料タンク５から第１の管路７を介して燃料が供給され、第２の燃料タンクから燃料を除去することができるように、燃料用に意図された、第２の燃料タンクに接続された入口１６を有する。前記入口１６は、第２の燃料タンク６内の所期の燃料レベルに対応する高さに配置されている。

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前文による、エンジンにおける燃料移送用装置に関する。

様々な種類のエンジンでは、燃料が燃料タンクからエンジンに引き込まれ、余分な燃料が燃料タンクに戻されることは普通である。これは、ごみ、空気、ガス、及び熱も、燃料タンクに達する可能性を伴い、その結果、様々な種類の問題をもたらす恐れがある。具体的には、ディーゼル・エンジンが、常に開かれていることが意図された燃料噴射器を備えている場合には、非常に高温であり、多量の空気を含む、大量の燃料の戻り流がある。戻り燃料温度が高いと、例えばプラスチックの代わりに、熱に強い材料、例えば鋼を、燃料タンクに使用することが必要となる場合がある。他の種類の問題は、燃料管路が長いと、エンジンに隣接して設けられた燃料ポンプに関する基本的な正と負の圧力要件を満たすことが難しくなる場合がある。更に、戻り燃料内の過剰な空気は、燃料タンク内に過剰圧力を生じさせる場合があり、更にありうる問題が、燃料タンク内のごみの蓄積によって発生する恐れがある。

余分な燃料を燃料タンクへ戻すことは、燃料タンクからの燃料管路内に設けられた流量計が、エンジンの一般的な燃料消費に関する十分に正確な情報を提供しないという結果をもたらす可能性がある。それは、戻り流により燃料消費量の正確な測定が難しくなるためである。この問題を解決する試みが、ＧＢ １ ４３３ ８７５に言及されている。それによって、戻り燃料は、特別な燃料タンク内に集められ、その特別な燃料タンクは、十分な燃料レベルに達したとき、燃料タンクとエンジン間の通常の吸入管路につながる。この構成により、戻り燃料が燃料タンクに達しないため、燃料タンクの近くに取り付けられた流量計が、良好な精度で燃料消費量を監視することが可能となる。それでも、例えば、燃料タンク内の高圧に、又は長い燃料管路と燃料ポンプにおける適正な圧力に関する様々な問題が、依然として発生する可能性がある。

燃料移送用の改良された装置は、出願人自身の先のスウェーデンの特許出願第０１０１５９０−８号に以前に提案されている。それによって、エンジンからの戻り燃料を集め、また排出するために、特別な燃料タンクが使用される。その場合には、特別な燃料タンクは、特別な燃料タンク内の液面センサによって制御された電気主ポンプを介して、主タンクから燃料を供給される。しかし、そのバージョンの欠点は、特別な燃料タンク内の燃料レベルの重要な監視は、液面センサと電気主ポンプの適正な機能に依存し、それらは保守も必要としていることである。

こうした背景に対して、特にエンジンから戻り燃料が大量に流れてくる場合には、この点における、例えばより高い動作信頼性、並びにより簡単な実装形態及び装置を実現する目的を持つ更に改良された解決策が必要である。

本発明の目的は、従来よりも良好で簡単な装置によって、燃料の移送を可能とすることである。他の目的は、その構造内において簡単な材料を使用することができるために、燃料タンク内の温度上昇及び圧力上昇を防止することである。他の目的は、装置の様々な部分の位置決めに関する柔軟性を提供することである。

これらの目的は、本発明によって、請求項１内に示した特徴を有する装置を用いて実現される。

通常の燃料タンクからの燃料は、特殊な燃料タンクを介してエンジンに供給されるだけである。この特殊な燃料タンク内では、エンジンからの戻り燃料も集められ、可動部分又は電動部分を使わずに、燃料液面高さは確実に監視されており、その結果、とても簡単で、同時に良好な動作信頼性がもたらされる。したがって、エンジンへ供給するところの燃料ポンプの良好な動作状態が生み出される。

更に、特殊な燃料タンクに燃料を供給するために、エンジンによって機械的に駆動されるポンプの使用は、そのポンプの制御を簡単にする一方、同時に、特殊な燃料タンク内の燃料の高さを調整し、それに燃料を補給するために、ポンプはエジェクタと関連して使用され得る。

特殊な燃料タンクは、有利には通常の燃料タンクに比べて小容積を有し、したがって、容易に十分に満ちた状態を保ち、それによって、例えば急な湾曲部上の燃料飛散による誤動作の危険性を減少させることができる。特殊な燃料タンクからの燃料が、意図せずにエンジンのシリンダに達する危険性を取り除くためには、特殊な燃料タンクは、有利にはエンジンのシリンダより低い高さに設けるべきである。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲において示される。

本発明を、次に、添付された図面を参照して説明した実施例に基づいて、より詳細に説明する。

本発明による、図１に示された装置１では、例えば車両内に設けることができるエンジン２は、燃料ポンプ４によって供給される噴射装置３を備えている。エンジン２から少し離れた距離に、例えば車両内の適切な位置に設けられた第１の燃料タンク５は、エンジン２用の燃料貯蔵装置として機能する。この第１の燃料タンク５とエンジン２の間に、第２の燃料タンク６がある。第２の燃料タンク６は、第１の管路７によって第１の燃料タンク５に、また第２の管路８によって燃料ポンプ４に接続されている。第１の管路７内に、エンジン２に隣接して設けられ、後者の動力取出し装置を介して駆動される燃料ポンプ９がある。可能であれば燃料冷却器１１を備える戻り管路１０は、噴射装置３から第２の燃料タンク６に至る。

第２の燃料タンク６は、それに配置されたレベル装置１２を介して、第１の管路７と戻り管路１３の両方に接続されている。戻り管路１３は、第１の燃料タンク５内に至る。第２の燃料タンク６内の余分な燃料は、必要に応じて、第１の燃料タンク５に戻り管路１３を介して流れ戻ることができる。

第２の燃料タンク６のより詳細な構造を、更に図２及び図３に示す。図２及び図３では、様々な管路付近の矢印は、燃料がどのように内と外に流れるかを示している。レベル装置１２の目的は、第２の燃料タンク６内の燃料レベルを監視することであり、このためレベル装置１２は、後者に、ある高さに取り付けられ、それによって運転に適した燃料量を第２の燃料タンク６内に収容することができる。第１の燃料管路７は、レベル装置１２に接続されており、第１の燃料タンク５から第２の燃料タンク６に燃料を供給するために、レベル装置１２に配置された出口１４を介して、第２の燃料タンク６内に至る。出口１４を介して供給することができる燃料の量は、有利にはエンジンの最大の燃料消費量よりいくぶん多くするべきである。余分な燃料は、戻り管路１３を介して第１の燃料タンク５に戻される。レベル装置１２は、出口１４から上流に配置され、また第１の管路７内の燃料流量によって駆動されるエジェクタ１５を含み、そのエジェクタ１５は、入口１６を介して第２の燃料タンク６と連通し、したがって、入口１６にある燃料を吸い込むことができる。レベル装置１２の出口１４と入口１６の適切な相互の構成及び寸法取りは、第２の燃料タンク６内の最大燃料レベルが入口１６における高さ位置によって決定されるということを保証することを可能にする。レベル装置１２を介して供給することができる量よりも、大量の燃料を、レベル装置１２を介して除去することを可能にすることによって、それは実現することができる。この入口１６を介したレベル装置１２への流出量を、したがって、その出口１４からの流入量より多くすることができる。戻り管路１０を介してエンジンから大量の燃料の戻り流があるとき、第２の燃料タンク６内の燃料レベルが、したがって、所期のものより高くなることを防止される。

この場合に示された実施例では、レベル装置１２の出口１４と入口１６は、第２の燃料タンク６内の実質上同じ高さに設けられているが、他の相互の位置決めも考えられる。

戻り管路１０を介して入る戻り燃料内の空気を取り除くことを容易にするために、戻り管路１０の入口は、通常の燃料面より上に設けられていることが有利であり、この空気及び他の空気の除去は、少なくとも１つの逃し弁１７によって提供される。逃し弁１７は、第２の燃料タンク６上に設けられ、通常第２の燃料タンクを周囲の大気に接続するが、例えば燃料が過剰に戻る際には、燃料タンクを閉じ、燃料が漏れることを防ぐ。かかる逃し弁はよく知られており、したがって、ここでは、それ以上の説明を必要としない。

第２の燃料タンク６内の燃料が適切に抜かれた状態を保ち、適度に一定の高さに保持されうるという事実は、最下部に設けられた入口である第２の管路８を介して、エンジン２に信頼できる燃料供給をもたらす。第１の燃料タンク５よりかなり小さい容積、有利には後者の容積の約１／１０以下の容積を持つ利点を更に有する第２の燃料タンク６は、燃料飛散が最小限になり、並びに第１の燃料タンク５内の燃料レベルが低いときでも、また車両が力強く動作している間でも、第２の管路８への入口が常に燃料を受け取ることを意味する。

２つの燃料ポンプ４と９は、エンジン２によって機械的に駆動され、その結果、良好な運転信頼性がもたらされる。第１の燃料タンク５は、可能であれば２つ以上の燃料タンクに分割することができ、それらの燃料タンクは、例えば利用できるスペースを十分に使用するように、車両に適切に設けることができる。かかる燃料タンクは、有利には、共通の燃料ポンプによって作用することが可能となるように、お互いに接続することもできる。

第２の燃料タンク６の材料は、有利には、高い燃料温度への耐性を持つように、例えば鋼とすることができ、限られた温度にのみさらされる第１の燃料タンク５の材料は、有利には、例えばプラスチックとすることができる。

図面は、様々な管路を１つの管路として示しているが、言うまでもなく、そのように望む場合、１つの管路を、例えば二重の管路に置き換えることが可能である。ある構造では、これは、特に第２の管路８及び戻り管路１０に関して有利である場合がある。

第１の燃料タンク５は、第２の燃料タンク６と同様に、逃し弁（図示せず）を備えていることが更に有利である。第１の燃料タンク５は、燃料容積計に接続されたセンサ（図示せず）を備えていることが更に有利である。

長い車両、例えばバスでは、通常、エンジンと燃料タンクの間の距離が長い。それは、燃料停止が発生したとき、再度始動しようとする前に、手動ポンプを使用して、エンジンに新しい燃料をもたらすためにこれまで必要であった。かかる問題は、本発明による解決策によって取り除くことができる。それによって、燃料停止は、第１の燃料タンク５が空であるときを示すことができるが、再度始動する試みに応えるために、第２のタンク６内に燃料がまだ残っている。

第２の燃料タンク６内の燃料レベルを制御するための特別に構成されたレベル装置１２を本発明に従って使用すると、エンジン２に対して燃料レベルを制御するための任意の電気装置又は機械的可動装置が不要になり、それによって、燃料システムの信頼性を改善することが可能となる。

本発明による装置の実施例を略図的に表した図である。 図１内の第２の燃料タンクを、部分的に断面で表した図である。 図２の断面ＩＩＩ−ＩＩＩを表した図である。

Claims (8)

1. エンジン（２）と主タンクである第１の燃料タンク（５）の間に、前記エンジンからの戻り管路（１０）を介して戻り燃料を集めるための第２の燃料タンク（６）があり、前記第２の燃料タンク（６）は、前記エンジンに燃料を運ぶための燃料ポンプ（４）を介してエンジンの燃料入口に接続され、前記第１の燃料タンク（５）に接続された、前記第１の燃料タンク（５）から補給することができる燃料タンクを構成し、前記第２の燃料タンク（６）は、前記第２の燃料タンク内の液面高さを調整するためのレベル装置（１２）を備える燃料移送用装置において、
   前記レベル装置（１２）が、前記第１の燃料タンク（５）から第１の管路（７）を介して燃料を供給され、前記第１の燃料タンク（５）に戻り管路（１３）を介して燃料を戻し、
   前記レベル装置（１２）が、前記第２の燃料タンクから燃料を除去することができるように、燃料用に意図された、前記第２の燃料タンク（６）に接続された入口（１６）を有し、前記入口（１６）が、前記第２の燃料タンク（６）内の所期の燃料レベルに対応する高さに配置されていることを特徴とする、燃料移送用装置。
2. 前記レベル装置（１２）が、前記入口（１６）に接続された、前記第１の管路（７）内の供給燃料によって駆動されるエジェクタを含み、前記エジェクタ（１５）は、前記第２の燃料タンク（６）から前記入口（１６）を介して余分な燃料を汲み出すためのものであることを特徴とする、請求項１に記載の燃料移送用装置。
3. 前記レベル装置（１２）が、その中に、前記第２の燃料タンクに燃料を供給するために前記第２の燃料タンク（６）に至る出口（１４）を配置し、前記出口が、前記第２の燃料タンク（６）に前記エンジンの最大の燃料消費量に少なくとも対応する燃料の量を供給することができるように配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料移送用装置。
4. 前記出口（１４）が、前記第１の管路（７）から前記戻り管路（１３）への燃料の移送方向で見たとき、前記入口（１６）から下流に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の燃料移送用装置。
5. 前記レベル装置（１２）が、前記第２の燃料タンク（６）からその入口（１６）を介して、前記入口（１６）の高さに前記燃料レベルを保持するような大量の燃料を除去することができるようにされていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の燃料移送用装置。
6. 前記第１の管路（７）では、前記エンジン（２）に配置された、前記エンジン（２）によって駆動される燃料ポンプ（９）があることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の燃料移送用装置。
7. 前記第２の燃料タンク（６）が、前記第１の燃料タンク（５）より小さな容積を有し、その容積は、有利には、前記第１の燃料タンクの容積の約１０分の１以下であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の燃料移送用装置。
8. 前記第２の燃料タンク（６）から前記エンジンに向かう出口が最下部に設けられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の燃料移送用装置。

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