JP2010236409A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濾過効率の向上と、濾過寿命の向上とを両立させる燃料供給装置を提供。
【解決手段】燃料タンク３０の燃料を汲み上げるフィードポンプ７０と、汲み上げられた燃料を加圧し、加圧した燃料を燃料噴射系要素４０、５０に向けて圧送する高圧ポンプ６０と、燃料タンクとフィードポンプとの間を接続する燃料低圧系回路７１に配置され、フィードポンプに吸入される燃料中の異物を除去するフィルタエレメント２１を有する第１燃料フィルタ２０と、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素の燃料の一部を燃料タンクに戻すリターン回路９１とを備え、リターン回路９１は、本体回路部９２と、本体回路部と燃料タンクとの間に接続される分流回路部であって、分流回路部を流れる燃料の流量を制限する流量制限手段８２と、流量制限手段によって流量が制限された燃料中の異物を除去するフィルタエレメント８１を有する第２燃料フィルタ８０とを有する分流回路部８３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料供給装置に関し、例えば内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に適用して好適なものである。

従来、燃料タンク内の燃料を燃料タンク外の内燃機関に供給する燃料供給装置としては、燃料タンク内の燃料を汲み上げるフィードポンプと、フィードポンプによって汲み上げられた燃料を加圧し、内燃機関に向けて高圧燃料を吐出する高圧ポンプとを備えた燃料供給装置が知られている。この種の燃料供給装置は、燃料タンクとフィードポンプとの間に、燃料中に含まれる異物を除去する燃料フィルタが設けられている。

フィードポンプから高圧ポンプ側へ供給する燃料流量は、内燃機関の出力に必要な筒内燃料噴射量より数倍多い流量が供給され、高圧ポンプまたは内燃機関側の燃料噴射弁においてその燃料流量のうちの余剰燃料分が再び燃料タンクに戻される。

そのため、上記燃料フィルタは、燃料流量に応じた濾過容量の燃料フィルタが設定されると共に、濾過機能を維持するために所定の保守間隔で交換する必要がある。

このような燃料供給装置の一種として特許文献１に開示の装置では、内燃機関側の燃料噴射弁での余剰燃料分を、フィードポンプと高圧ポンプとの間に戻すようにしている。この技術では、フィードポンプの燃料流量を少なくすることにより、燃料フィルタの大型化抑制が可能となる。

特開２００５−５１７１２０号公報

近年、ディーゼル機関の燃料噴射装置に用いられる燃料供給装置では、変質により燃料不溶解成分が発生し易いバイオ燃料が燃料として用いられるため、運転中に燃料不溶解成分などの微細粒子が生成され、燃料中の微細粒子量が増加するおそれがある。

そのような燃料フィルタには、装置保護のために微細粒子について高い濾過精度が要求されている。言い換えると、微細粒子をも除去する高い濾過効率が要求されている。

上記特許文献１による従来技術では、燃料流量を少なくし、その燃料流量に応じた濾過容量の燃料フィルタを設定するので、燃料フィルタの小型化が可能となるものの、濾過効率向上が図れるというものではない。また、燃料噴射弁からの高温な余剰燃料を高圧ポンプの燃料入口側に戻すことになるので、高圧ポンプの耐久性の低下を招く懸念がある。

濾過効率を向上させる方法としては、濾紙等の濾過体において濾孔径を小さくすることが考えられる。しかしながら、この方法では、濾過効率を向上させようとすると、燃料フィルタの寿命が短くなることになる。例えば粗悪な燃料が使用される環境では、濾過体の早期目詰まりを誘発し頻繁な燃料フィルタの交換を必要としたり、大容量の濾過面積を有する大型の燃料フィルタが必要となる場合がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、濾過効率の向上と、濾過寿命の向上とを両立させる燃料供給装置を提供することにある。

発明者は、濾過の原理に立ち返ると、（１）濾過精度及び濾過寿命が、いずれも濾過体の濾過面を通過する燃料の流速の影響を受け易いこと、（２）燃料タンク内の燃料を内燃機関側の燃料噴射弁などの燃料噴射系要素に供給する燃料供給装置では、燃料流量のうち、内燃機関の出力に必要な筒内燃料噴射量より多い流量部分が、燃料タンク及び燃料噴射系要素の間を繰返し還流すること、等に着目し、還流する燃料のうちの一部の流れに限定し、限定する流れ、言い換えると分流する流れを低流速で濾過することが有効であることを見出だした。

そこで、本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

第１の発明、即ち請求項１乃至６、及び請求項１１乃至１４に記載の発明では、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射系要素を備える燃料噴射装置に用いられ、燃料タンク内の燃料を、燃料噴射系要素に供給する燃料供給装置において、燃料タンク内の燃料を汲み上げるフィードポンプと、フィードポンプによって汲み上げられた燃料を加圧し、加圧した燃料を燃料噴射系要素に向けて圧送する高圧ポンプと、燃料タンクとフィードポンプとの間を接続する燃料低圧系回路に配置され、フィードポンプに吸入される燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第１燃料フィルタと、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素の燃料の一部を燃料タンクに戻すリターン回路とを備える燃料供給装置であって、
リターン回路は、本体回路部と、本体回路部と燃料タンクとの間に接続される分流回路部であって、分流回路部を流れる燃料の流量を制限する流量制限手段と、流量制限手段によって流量が制限された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第２燃料フィルタとを有する分流回路部と、を備えていることを特徴とする。

これによると、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素での燃料のうち、「余剰燃料」としての一部が燃料タンクに戻されるリターン回路は、本体回路部と、本体回路部と燃料タンクとの間に接続される分流回路部とで構成されている。分流回路部を流れる燃料は、流量制限手段によって流量が制限されるので、その燃料流れを比較的低い流速にすることが可能となる。

燃料タンク及びフィードポンプ間の燃料低圧系回路に設けられる第１燃料フィルタとは別に、分流回路部に、第２燃料フィルタを設ける構成とするので、分流回路部の燃料流れに限定し、流量制限手段によって低流速に制御された燃料を第２燃料フィルタのフィルタエレメントで濾過することになる。

このような第２燃料フィルタは、第１燃料フィルタに対して例えば濾紙などで構成されるフィルタエレメントを燃料が通過する速度（以下、フィルタエレメントを燃料が通過する速度を、単に「通油速度」という）を充分に低くすることにより、分流回路部を通過する燃料中に含まれる異物に対し微細粒子についても濾過精度を高めることができる。

さらに、第２燃料フィルタは、従来技術のように燃料供給装置へ供給する燃料を全量濾過するために比較的高い通油速度で用いられるものに対して、充分に低い通油速度で用いることで、寿命に至るまでのフィルタエレメントの濾過面積あたりの異物捕捉量を増やすことができ、ひいては濾過寿命を向上させることが可能である。

以上の請求項１の記載の発明によれば、濾過効率の向上と濾過寿命の向上とが両立し得るのである。

なお、高濾過精度に濾過される燃料は、燃料タンク及び燃料噴射系要素の間を還流する上記燃料の一部のうちの、分流回路部を通過する燃料に限定されるものの、還流する燃料を繰返し第２燃料フィルタで濾過することにより、燃料タンク内の残存燃料に対し高濾過精度に濾過される燃料の割合を増大できる。

また、請求項２に記載の発明では、流量制限手段は、本体回路部と第２燃料フィルタとの間に設けられていることを特徴とする。

これによると、流量制限手段の配置は、第２燃料フィルタの上流側であればよいので、例えば、本体回路部と第２燃料フィルタとの間に設けることで、第２燃料フィルタに流れ込む燃料流量が制限され、それによって第２燃料フィルタの通油速度が低流速となる。

また、請求項３に記載の発明では、流量制限手段は、第２燃料フィルタの上流に設けられた絞り部であることを特徴とする。

これによると、分流回路部の流路断面積が、絞り部の部位で絞られる構成とするだけでよいので、簡単かつ安価に流量制限手段を設けることができる。

絞り部は、絞り部の下流側を減圧できるために第２燃料フィルタのフィルタエレメントの濾過面が受ける背圧を小さくできるとともに、上流側で急峻な圧力変動（圧力脈動）が生じる場合であっても絞り部の下流側ではその変動を平滑化することが可能である。そのような絞り部によって、第２燃料フィルタのフィルタエレメントによる濾過を安定的に続けることができるので、濾過効率を更に向上させることができる。

また、請求項４に記載の発明では、燃料タンクは、燃料タンクの内側にあり燃料タンクの内部を区分けする壁部であって、区分けされた内側空間間の燃料の流れを制限する壁部を備えていることを特徴とする。

ここで、第２燃料フィルタを通油することにより高濾過精度に濾過される燃料が燃料タンクに戻される際に、燃料タンク内の全残存燃料中へ戻される場合が考えられる。この場合、高濾過精度に濾過される燃料が全残存燃料中で希釈されるので、燃料供給装置が内燃機関に供給する燃料として有効に利用されにくい。

これに対し請求項４に記載の発明によれば、燃料タンク内に貯留されるべき燃料を、壁部によって区分けされる内側空間ごとに滞留させることができる。上記高濾過精度に濾過される燃料を、例えば内側空間のちのいずれかの特定内側空間に戻すことにより、特定内側空間に、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めて滞留させることが可能となる。そのため、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めた滞留燃料を、内燃機関に供給する燃料として有効に利用可能である。

また、請求項５に記載の発明では、壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、分流回路部の開口部と燃料低圧系回路の開口部とが同一の内側空間に配置されていることを特徴とする。

これによると、分流回路部の開口部と燃料低圧系回路の開口部とが同一の内側空間に配置される構成する。それ故に、その内側空間に、分流回路部の開口部を通じて高濾過精度に濾過された燃料の割合を高めて滞留させることができる。さらに、その高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めた滞留燃料を、燃料低圧系回路の開口部を通じてフィードポンプによって吸い上げ、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素に供給する燃料として有効に利用できる。

また、請求項６に記載の発明では、壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、分流回路部の開口部と本体回路部の開口部とが異なる内側空間に配置されていることを特徴とする。

これによると、分流回路部の開口部と本体回路部の開口部とが異なる内側空間に配置される構成とするので、分流回路部の開口部が配置される一方の内側空間には、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めた滞留燃料を、効果的に貯留することができる。

また、第２の発明、即ち請求項７乃至１０、及び１４に記載の発明では、流量制限手段は、本体回路部に接続する分流回路部の端部と、本体回路部とに一体的に設けられるポンプ装置であって、ポンプ装置は、本体回路部を流れる燃料により負圧を発生させ、発生した負圧による吸引力により分流回路部の燃料を、本体回路部に流れ込ませることを特徴とする。

これによると、流量制限手段は、本体回路部を流れる燃料により負圧を発生させ、発生した負圧による吸引力により分流回路部の燃料を、本体回路部に流れ込ませるポンプ装置で構成することができる。ポンプ装置が得られる吸引力は本体回路部の燃料の流れに支配されることになるため、吸引力により本体回路部に向けて流れる分流回路部の燃料は、その流量が本体回路部の燃料の流れに応じて制限されるからである。

以上の構成により、分流回路部を流れる燃料は、ポンプ装置の吸引力によって流量が制限されるので、その燃料流れを比較的低い流速にすることが可能となる。そのような分流回路部に設置される第２燃料フィルタは、その通油速度がポンプ装置の吸引力によって流量制限され、低流速となる燃料を濾過することになる。

以上の請求項７の記載の発明によれば、流量制限手段を上記ポンプ装置で構成するものであっても、濾過効率の向上と濾過寿命の向上とが両立し得るのである。

なお、上記リターン回路の本体回路部の燃料流れが燃料タンク及び燃料噴射系要素の間を還流するのに対し、分流回路部の燃料流れは、燃料タンク、ポンプ装置、及びポンプ装置の下流であってかつ高圧ポンプ及び燃料噴射系要素のからの排出燃料（燃料の一部）が流れる本体回路部の間を還流し得るのである。

また、請求項８に記載の発明よれば、燃料タンク内に貯留されるべき燃料を、その燃料の状態によって、壁部によって区分けされる内側空間ごとに滞留可能な構成とすることができる。これによって、例えば高圧ポンプ及び燃料噴射系要素で生成され排出される微細炭化物や燃料不溶解成分を含む燃料の全量をそのまま燃料タンク内に拡散せずに一部を空間内に滞留させることが可能となる。

また、請求項９に記載の発明では、壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、分流回路部の開口部と本体回路部の開口部とが同一の内側空間に配置されていることを特徴とする。

これによると、分流回路部の開口部、言い換えると第２燃料フィルタを含む分流回路部への吸入部と、本体回路部の開口部、言い換えると高圧ポンプ及び燃料噴射系要素のからの排出燃料が流れる本体回路部の出口部とが、同一の内側空間に配置される構成としている。これによって、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素で生成され排出される微細炭化物や燃料不溶解成分を含む燃料を、それが拡散せずに滞留している上記同一の内側空間から吸い上げて第２燃料フィルタで効果的に濾過することができる。

また、請求項１０に記載の発明では、壁部は、上方が開口し有底筒状に形成され、燃料タンク内の燃料を一時的に貯留するサブタンクであることを特徴とする。

これによると、燃料タンクの内側に設ける壁部を、上方が開口し有底筒状を呈するサブタンクで構成するだけでよいので、簡単かつ安価に壁部を燃料タンク内に設置することができる。

また、請求項１１乃至１３に記載の発明では、分流回路部が、燃料低圧系回路のうち、第１燃料フィルタの上流側の回路部分に接続されていることを特徴とする。

これによると、分流回路部を通過し高濾過精度に濾過される燃料を、燃料タンク内の残存燃料に一旦戻すことなく、燃料低圧系回路に直接流れ込ませる構成とする。故に、高濾過精度に濾過される燃料を、直接的に内燃機関に供給する燃料として有効に利用可能となる。

また、請求項１２乃至１３に記載の発明では、燃料低圧系回路の前記回路部分と、分流回路部のうちの第２燃料フィルタの下流側の回路部分との間には、第２燃料フィルタを通過した燃料を冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とする。

このような構成によると、分流回路部を通過し高濾過精度に濾過される燃料を、冷却手段により冷却した後に、燃料低圧系回路を通じてフィードポンプによって吸い上げ、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素に供給する燃料として有効に利用できる。

また、請求項１４に記載の発明では、第２燃料フィルタの上流側には、液体と気体を分離する気液分離装置が設けられていることを特徴とする。

ここで、第２燃料フィルタのフィルタエレメントの濾過面に、細かな気泡（気体）が成長し凝集された気泡が付着すると、燃料が通過する濾過面積が低下する懸念がある。そのため、流量制限手段によって流量制限され低流速となる燃料であっても、燃料中に気泡（気体）が過度に含まれる燃料である場合には、濾過面積低下により相対的に濾過面を通過する流速が高めることになるので、狙いの高濾過精度が阻害される可能性がある。

これに対し請求項１４に記載の発明によれば、第２燃料フィルタの上流側に、液体と気体を分離する気液分離装置を設ける構成とするので、凝集し大きな気泡になるおそれのある過度な気泡（気体）を、気液分離装置により燃料から分離することができる。これにより、第２燃料フィルタは、高濾過精度を安定して維持し得るのである。

また、上記気液分離装置は、燃料タンク及び燃料噴射系要素の間を繰返し還流する燃料から、気泡（気体）を除去することを可能とするので、例えば燃料供給装置及び燃料噴射系要素の安定した運転状態を維持することができる。

また、第３の発明、即ち請求項１５乃至１７に記載の発明では、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射系要素を備える燃料噴射装置に用いられ、燃料タンク内の燃料を、燃料噴射系要素に供給する燃料供給装置において、燃料タンク内の燃料を汲み上げるフィードポンプと、フィードポンプによって汲み上げられた燃料を加圧し、加圧した燃料を燃料噴射系要素に向けて圧送する高圧ポンプと、燃料タンクとフィードポンプとの間を接続する燃料低圧系回路に配置され、フィードポンプに吸入される燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第１燃料フィルタと、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素の燃料の一部を燃料タンクに戻すリターン回路とを備える燃料供給装置であって、
燃料低圧系回路は、第１燃料フィルタが配置される本体回路部と、本体回路部のうち、第１燃料フィルタ及びフィードポンプ間に接続される分流回路部であって、分流回路部を流れる燃料の流量を制限する流量制限手段と、流量制限手段によって流量が制限された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第２燃料フィルタとを有する分流回路部と、を備えていることを特徴とする。

これによると、燃料タンク内の燃料をフィードポンプによって汲み上げる燃料低圧系回路は、第１燃料フィルタが配置される本体回路部と、本体回路部のうち第１燃料フィルタ及びフィードポンプ間に接続される分流回路部とで構成されている。分流回路部を流れる燃料は、流量制限手段によって流量が制限されるので、その燃料流れを比較的低い流速にすることが可能となる。

以上の構成により、分流回路部は第２燃料フィルタが設けられ、且つ分流回路部の燃料流れに限定し流量制限手段によって低流速に制御された燃料を第２燃料フィルタで濾過することができる。このように第２燃料フィルタは、そのフィルタエレメントを通油する通油速度を充分に低くすることにより、分流回路部を通過する燃料中に含まれる異物に対し微細粒子についても濾過精度を高めることと、寿命に至るまでのフィルタエレメントの濾過面積あたりの異物捕捉量を増やすことができ、濾過寿命を向上させることが可能となる。

以上の請求項１５の記載の発明によれば、流量制限手段及び第２燃料フィルタを有する分流回路部を、燃料低圧系回路の構成要素として構成するものであっても、濾過効率の向上と濾過寿命の向上とが両立し得るのである。

また、請求項１６乃至１７に記載の発明では、燃料タンクは、燃料タンクの内側にあり燃料タンクの内部を区分けする壁部であって、区分けされた内側空間間の燃料の流れを制限する壁部を備え、壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、分流回路部の開口部とリターン回路の開口部とが同一の内側空間に配置されていることを特徴とする
ここで、運転中に生じる微細炭化物や燃料不溶解成分などの微細粒子は、高圧ポンプ及び燃料噴射系要素内での圧力変化や受熱によって生じる。このため、そのような微細粒子はリターン回路を通じて燃料タンクに移動し易い。

これに対し請求項１６に記載の発明によれば、分流回路部の開口部、言い換えると第２燃料フィルタを含む分流回路部への吸入部と、リターン回路の開口部、言い換えると高圧ポンプ及び燃料噴射系要素のからの排出燃料が流れるリターン回路の出口部とが同一の内側空間に配置される構成としている。これにより、運転中に生じる微細粒子を同一の内側空間の残留燃料に滞留させるとともに、滞留した微細粒子を、分流回路部に設置の第２燃料フィルタで、効果的に高濾過精度で濾過することが可能となる。

また、請求項１７に記載の発明によれば、燃料タンクの内側に設ける壁部を、上方が開口し有底筒状を呈するサブタンクで構成するだけでよい。これにより、簡単かつ安価に壁部を燃料タンク内に設置することができると共に、例えば、運転中に生じる微細粒子をサブタンクに流れ込ませることで、サブタンク内で微細粒子が滞留する残留燃料と、サブタンク外の残留燃料とを容易に隔離し得る。

本発明の第１実施形態による燃料供給装置を適用した蓄圧式燃料噴射装置の構成を示す構成図である。 本発明の燃料供給装置の特徴である第２燃料フィルタを通油する燃料の流速と濾過性能の関係を説明する図であって、図２（ａ）は流速と濾過効率の関係を示す模式図、図２（ｂ）は流速と異物の捕捉量の関係を示す模式図である。 本発明の燃料供給装置の特徴である第２燃料フィルタの濾過寿命を説明する図であって、図３（ａ）は比較例の燃料フィルタを燃料が通油する際の圧力損失と濾過寿命の関係を示す時系列的特性図、図３（ｂ）は第２燃料フィルタを燃料が通油する際の圧力損失と濾過寿命の関係を示す時系列的特性図である。 第２実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。 第３実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。 第４実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態による燃料供給装置１０を示しており、当該燃料供給装置１０を適用する蓄圧式燃料噴射装置１の全体構成図である。

本実施形態の燃料供給装置１０は、例えば４気筒の内燃機関（本実施例では、ディーゼル機関、以下、単にエンジンという）２に使用されるもので、エンジン２に高圧燃料を噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置１に用いられる。

図１に示すように、蓄圧式燃料噴射装置１は、エンジン２の各気筒に燃料噴射を行なうシステムであり、高圧燃料を蓄えるコモンレール４０と、コモンレール４０より供給される高圧燃料をエンジン２の気筒内に噴射する燃料噴射弁５０と、コモンレール４０に燃料を供給する燃料供給装置１０とを備えている。また、この蓄圧式燃料噴射装置１は、燃料供給装置１０及び燃料噴射弁５０を駆動制御する制御回路２００を備えており、制御回路２００によって燃料供給装置１０及び燃料噴射弁５０が制御される。

コモンレール４０は、燃料供給装置１０より供給された高圧燃料を貯留し、目標とする燃料噴射圧力相当の燃料圧力（以下、単に「目標コモンレール圧」という）まで蓄圧する。目標コモンレール圧は、エンジン２の運転状態（例えば、アクセル開度とエンジン回転速度）に基づいて、制御回路２００により設定される。このコモンレール４０には、コモンレール４０内の燃料の一部を逃がす減圧弁４１が設けられており、減圧弁４１は燃料を排出することでコモンレール４０内の圧力を減圧する。この減圧弁４１は、コモンレール４０に燃料を供給する燃料供給装置１０の燃料供給機能とは別に、制御回路２００により制御されることにより、コモンレール圧を所定圧力に調節することが可能である。

減圧弁４１には燃料タンク３０に通じる燃料配管４３が接続されている。減圧弁４１が開弁すると、燃料配管４３が開放され、コモンレール４０に蓄えられた燃料は、燃料配管４３を通って燃料タンク３０に戻る。

燃料噴射弁５０は、エンジン２の各気筒にそれぞれ取り付けられ、高圧配管５１を介してコモンレール４０に接続されている。燃料噴射弁５０は、コモンレール４０内の蓄圧した燃料を、気筒の燃焼室に噴射供給するものである。燃料噴射弁５０は、燃料の噴射時期および「筒内燃料噴射量」としての噴射量が制御回路２００によって制御される。燃料噴射弁５０には、燃料タンク３０に通じる燃料配管５２が接続されている。コモンレール４０から供給された燃料のうち、噴射に寄与しない余剰燃料は、燃料配管５２を通って燃料タンク３０に戻る。

ここで、コモンレール４０、燃料噴射弁５０は請求範囲に記載の燃料噴射系要素に相当する。

以上、燃料供給装置１０を主たる構成とする蓄圧式燃料噴射装置１の全体構成を説明した。以下、燃料供給装置１０の基本構成について説明する。
（燃料供給装置１０の基本構成）
燃料供給装置１０は、燃料タンク３０内の燃料を汲み上げ、加圧した燃料をコモンレール４０に供給し、コモンレール４０、燃料噴射弁５０などの燃料噴射系要素に供給された燃料のうちの余剰燃料を燃料タンク３０に戻す。言い換えると、燃料供給装置１０を主たる構成とする蓄圧式燃料噴射装置１は、燃料噴射系要素から燃料タンクへ燃料を還流させる。

ここで、コモンレール４０、燃料噴射弁５０などの燃料噴射系要素での燃料のうちの余剰燃料、つまり燃料噴射系要素からの排出燃料は、請求範囲に記載の燃料の一部に相当する。

燃料供給装置１０は、燃料を加圧してコモンレール４０に圧送する高圧ポンプ６０と、この高圧ポンプ６０に燃料を供給するフィードポンプ７０と、フィードポンプ７０から高圧ポンプ６０へ供給される燃料量を調整する吸入調整弁７４とを備えている。

フィードポンプ７０は、高圧ポンプ６０及び吸入調整弁７４とともに一体的にポンプ部をなしている。なお、このようにポンプ部にフィードポンプ７０と高圧ポンプ６０とが一体的に構成されるものに限らず、フィードポンプ７０と高圧ポンプ６０とが別体に構成されるものであってもよい。

高圧ポンプ６０は、エンジン２の図示しないクランクシャフトの駆動力を受けて回転するカム軸６０１、およびカム軸６０１に駆動されてシリンダ６０７の内部を往復移動するプランジャ６０４を備え、プランジャ６０４の往復移動に応じて燃料の吸入および加圧し、加圧した燃料をコモンレール４０に供給する。なお、プランジャ６０４は、カム軸６０１の径方向に複数個（本実施例では２個）設けられており、交互に燃料の吸入および加圧を行う。

カム軸６０１およびプランジャ６０４は、図示しないポンプハウジングに収容されている。カム軸６０１は、カム軸６０１と共に回転するカム６０２を有している。カム６０２は、ポンプハウジングに形成されるカム室６０８に収容されている。カム６０２の外周には、メタルブッシュを介して相対回転可能に嵌合するカムリング６０３が設けられている。

プランジャ６０４は、ポンプハウジングに形成されるシリンダ６０７に、往復移動可能に支持されている。プランジャ６０４には、カム軸６０１側の端部にタペット６０５が一体に設けられており、このタペット６０５がスプリング６０６に付勢されてカムリング６０３の外周面に押圧されている。これにより、プランジャ６０４は、カム軸６０１が回転すると、カム６０２の偏心回転がカムリング６０３を介して直線運動に変換され、その直線運動がタペット６０５に伝達されることで、シリンダ６０７の内部を往復移動する。

シリンダ６０７の内部には、プランジャ６０４の往復移動に応じて容積変化する加圧室６０９が形成されている。加圧室６０９には、吸入通路６２と吐出通路６３とが接続されている。

吸入通路６２には、加圧室６０９に燃料が吸入されるときに開弁する吸入弁６２１が設けられ、吐出通路６３には、加圧室６０９より燃料が吐出されるときに開弁する吐出弁６３１が設けられている。また、吐出通路６３は、コモンレール４０に接続されている燃料配管４２が接続されている。

プランジャ６０４がシリンダ６０７の内部をカム軸６０１側へ移動すると、加圧室６０９の容積が拡大して加圧室６０９の圧力が低下する。これにより、フィードポンプ７０より吸入通路６２に供給される燃料は、吸入弁６２１を押し開いて加圧室６０９に吸入される。

また、プランジャ６０４がシリンダ６０７の内部を反カム軸側へ移動すると、加圧室６０９の容積が縮小し、加圧室６０９に吸入されている燃料が加圧される。そして、その燃料圧力が吐出弁６３１の開弁圧を超えると、加圧室６０９の燃料が吐出弁６３１を押し開いて、吐出通路６３よりコモンレール４０に向けて吐出される。

フィードポンプ７０は、例えば、周知のトロコイドポンプであり、高圧ポンプ６０とともにポンプハウジングに収容されている。フィードポンプ７０は、カム軸６０１によって駆動されることで、燃料配管７１を介して燃料タンク３０より汲み上げた燃料を高圧ポンプ６０に向けて吐出する。燃料配管７１には、燃料中に含まれる異物を除去する第１燃料フィルタ２０が設けられている。

第１燃料フィルタ２０は、燃料タンク３０とフィードポンプ７０との間に設けられ、燃料タンク３０より吸い上げられる燃料中に含まれる異物を除去し、当該燃料をフィードポンプ７０に供給する。第１燃料フィルタ２０は、フィルタエレメント２１と、フィルタエレメント２１を収容するフィルタハウジング（図示せず）を備えている。

フィルタエレメント２１は、燃料中の物質粒子を捕捉する「濾過体」としての濾材で形成されている。濾材は例えば不織布や濾紙などで構成され、物質粒子を捕捉可能な濾孔径を有する濾紙または不織布が用いられている。また、濾材の形状としては、円筒型、渦巻き型、あるいは菊花型のいずれか（本実施例では、例えば円筒型）であってよい。

また、濾材は、異なる濾孔径を有する複数層が層状をなす濾過体であってもよい。例えば比較的細い繊維材を使用する不織布と比較的太い繊維材を使用する不織布とで二層に形成され、この二層は、比較的太い繊維材の不織布により比較的大きな粒子を捕捉可能な疎層と、比較的細い繊維材の不織布により比較的微細な粒子を捕捉可能な密層とからなる層構造を構成する。

フィードポンプ７０の出口側（吐出側）には、フィードポンプ７０より吐出される燃料を、高圧ポンプ６０側の吸入通路６２に供給する吐出通路７３が接続されている。

吸入調量弁７４は、エンジン２の運転状態を基に、制御回路２００により弁開度が制御される電磁弁であり、吸入通路６２に設けられている。制御回路２００は、吸入調量弁７４の弁開度を制御することにより高圧ポンプ６０の加圧室６０９に吸入される燃料量を調整する。

吸入通路６２には、吸入調量弁７４の上流側からカム室６０８に通じる燃料通路７８が接続されており、フィードポンプ７０より吐出された燃料の一部が、燃料通路７８を通ってカム室６０８に潤滑油として供給される。カム室６０８に供給された燃料は、カム６０２及びプランジャ６０４などを潤滑したのち、燃料通路６４および燃料配管６５を通って燃料タンク３０に戻る。

燃料通路７８、カム室６０８、燃料通路６４、および燃料配管６５の途中には、弁などの燃料の流通を阻止するものは設けられておらず、燃料供給装置１０が駆動しているときは常に燃料が流れるようになっている。

圧力調整装置７５は、フィードポンプ７０の入口側と出口側とを接続する燃料通路７７に設けられており、フィードポンプ７０より吐出される燃料圧力が所定圧を超えないように調整する。圧力調整装置７５は、フィードポンプ７０より吐出される燃料の燃料圧力に応じて可動するピストン（図示しない）を内蔵している。フィードポンプ７０の吐出圧が所定圧を超えると、ピストンが開弁し、吐出された燃料がフィードポンプ７０の入口側に戻る。

なお、ここで、減圧弁４１、燃料噴射弁５０、高圧ポンプ６０にそれぞれ設けられた燃料配管４３、燃料配管５２、及び燃料配管６５は、余剰燃料を燃料タンク３０に戻すリターン通路９１を構成している。また、リターン通路９１は請求範囲に記載のリターン回路に相当し、燃料配管７１は請求範囲に記載の燃料低圧系回路に相当する。

以上、燃料供給装置１０の基本構成について説明した。以下、燃料供給装置１０の特徴的構成について説明する。
（燃料供給装置１０の特徴的構成）
リターン通路９１は、燃料配管４３、燃料配管５２、及び燃料配管６５の下流側の本体通路９２と、本体通路９２と燃料タンク３０の間に接続される分流通路８３とを備えている。分流通路８３は本体通路９２から分岐している。リターン通路９１を流通する余剰燃料は、本体通路９２を流れる余剰燃料と、分流通路８３を流れる余剰燃料とに分岐され、分流される。ここで、本体通路９２は請求範囲に記載の本体回路部に相当し、分流通路８３は分流回路部に相当する。

分流通路８３には、流量制御手段と、第２燃料フィルタ８０とが設けられている。流量制御手段は、第２燃料フィルタ８０を通過する燃料の流量を制限するものであって、例えば、分流通路８３の通路径を絞る絞り部８２である。これによると、絞り部８２によって分流通路８３を流れる流量が制限されるので、第２燃料フィルタ８０を通油する燃料流れを比較的低い流速にすることが可能となる。それにより、第２燃料フィルタ８０の通油速度を充分に低く抑えることが可能となる。

第２燃料フィルタ８０は、絞り部８２と燃料タンク３０との間に設けられ、分流通路８３の燃料中に含まれる異物を除去し、当該燃料を燃料タンク３０に戻す。第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１は、第１燃料フィルタ２０のフィルタエレメント２１と同じ濾材により概ね同じ濾過面積を有している。言い換えると、第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１は、フィルタエレメント２１と同じ濾濾容量を有している。

第２燃料フィルタ８０と第１燃料フィルタ２０は、フィルタエレメント２１、８１を通油する流速が同一の場合において濾過精度及び濾過寿命が概ね同じとなる。

本実施形態では、フィルタエレメント２１、８１を通油する各流速が以下のように設定されている。

即ち、第１燃料フィルタ２０には、フィードポンプ７０によって吸い上げられる燃料の流量、言い換えると、燃料噴射弁５０から噴射する噴射量と、リターン通路９１を流れる余剰燃料の流量との総和に相当する所定流量が通油される。フィルタエレメント２１には、その流量に応じてフィルタエレメント２１の濾過面に対し所定の流速の燃料が通過し、濾過される。

これに対し第２燃料フィルタ８０には、リターン通路９１の余剰燃料の一部で、かつ絞り部８２によって制限された流量が通油される。それ故に、フィルタエレメント８１には、上記所定の流速より低い流速の燃料が通過し、濾過されることになる。言い換えると、第２燃料フィルタ８０は、フィルタエレメント２１に概ね同じであるフィルタエレメント８１の濾過容量に比し、フィルタエレメント８１を燃料が低流速で通過する。

ここで、図２は第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１を通油する燃料の流速と濾過性能の関係を示しており、図２（ａ）は流速と濾過効率、図２（ｂ）は流速と異物の捕捉量の各関係を示す模式図である。濾過効率は、異物の粒度分布が所定分布を有する試験液（燃料）に対し、濾過により捕捉可能な異物の度合いを示している。図２（ａ）に示すように流速が低くなるほど、濾過効率が向上する。これは、例えばフィルタエレメント８１の濾材である濾紙を低流速で通過しようとする異物粒子が、濾材繊維や後述の堆積した濾過ケーキ層に絡み易くなりことと、一旦濾材（濾紙）に捕捉した微細粒子が吹き抜け難くなるからである。

また、異物の捕捉量は、図２（ｂ）に示すように流速が低くなるほど、微細な粒子が付着し易くなるため、増大する。これは、低流速で濾過すると捕捉された異物は、濾材（濾紙）の厚さ方向に浸透し難くなり、そのような異物が濾材表層で比較的疎な状態に堆積する濾過ケーキ層を形成するように捕捉されるためである。それ故に、同量の異物捕捉量であっても高流速下で捕捉粒子が濾材（濾紙）の層内に浸透して密な状態となる場合と比べて、同流量下での圧力損失の上昇が小さくなるため、所定の圧力損失に至るまでの寿命時間が延びるのである。即ち、濾材の単位面積あたりの異物捕捉量が増加する効果を得ることができる。

第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１では、フィルタエレメント８１の濾過容量に比し、低流速となる燃料を濾過することになるので、図２の流速と濾過性能（濾過効率）の関係に示すように、濾過効率が向上する。言い換えると、燃料中に含まれる異物に対し微細粒子についても濾過精度を高めることができる。

ここで、図３（ｂ）は第２燃料フィルタ８０の濾過寿命を示しており、フィルタエレメント８１を通油する際の圧力損失と濾過寿命の関係を時系列的に示している。図３（ａ）は、第２燃料フィルタ８０の濾過寿命の向上効果を説明するための、比較例として第１燃料フィルタ２０の濾過寿命を示している。

第１燃料フィルタ２０のフィルタエレメント２１では、所定の流速の燃料を濾過することにより初期の圧力損失Ａが生じる。燃料を濾過し続けるとフィルタエレメント２１に異物が捕捉されることにより、フィルタエレメント２１の濾過面に目詰まりが生じ、圧力損失が増加する。増加した圧力損失が限界圧力損失Ｂに達すると、フィルタエレメント２１の濾過寿命Ｔ１となる。限界圧力損失Ｂに達すると、エンジン２の運転状態の不調を招いたり、燃料供給装置１０の吸入系でのキャビテーションにより燃料供給装置１０の耐久性低下を招くからである。

これに対し第２燃料フィルタ８０では、低流速となる燃料を、フィルタエレメント８１で濾過するので、初期圧力損失Ｃとなり、−Δ＝Ｃ−Ａ分だけ初期圧力損失が低減される。一方、リターン側で使用する場合は、第１燃料フィルタ２０での限界圧力損失Ｂを超えたときのような不具合は生じないため、限界圧力損失は濾過流量を維持できる状態まで高く設定することができる。絞り部８２の下流側の分流通路８３内の背圧が増しても、後述のようにリーク通路９１の主たる通路である本体通路９２と、分流通路８３の流量比は本体通路９２の方が大きいため、分流通路８３と本体通路９２に分岐前のリーク通路９１内の背圧上昇への影響を小さく抑えることができ、よってエンジン２の運転状態の不調を招くことはないからである。

ここで、第２燃料フィルタ８０の限界圧力損失をＤとすると、Δ＝Ｄ−Ａ分だけ限界圧力損失の増加を許容できる。言い換えると、第２燃料フィルタ８０では、圧力損失上昇に対する許容幅を、初期圧力損失による−Δと限界圧力損失によるΔとにより拡大することができる。

その結果、図２（ｂ）に示すように、フィルタエレメント８１で低流速となる燃料を濾過することにより、ΔＴ１の寿命延長が可能となる。更に、上述のように圧力損失上昇許容幅の拡大によりΔＴ２の寿命延長が可能となる。したがって、第２燃料フィルタ８０では、比較例の第１燃料フィルタ２０に比し、ΔＴ１及びΔＴ２の寿命延長が可能となる。

これにより、比較例のようにフィードポンプ７０によって吸い上げられる燃料の流量に応じてフィルタエレメント２１の濾過容量を設定するものに比べて、第２燃料フィルタ８０の濾過寿命が、上記寿命延長のΔＴ１及びΔＴ２分向上する。

なお、高濾過精度に濾過される燃料は、燃料タンク３０及び燃料噴射系要素の間を還流する上記余剰燃料のうちの、分流通路８３を通過する燃料に限定されるものの、還流する燃料を繰返し第２燃料フィルタ８０で濾過することにより、燃料タンク３０内の残存燃料に対し高濾過精度に濾過される燃料の割合を増大できる。

例えば本実施例では、第１燃料フィルタ２０のフィルタエレメント２１に対し概ね１〜３Ｌ/ｍｉｍ程度で燃料を通油する。これに対し第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１には、概ね０．０５〜０．３Ｌ/ｍｉｍ程度の小流量の燃料を通油する。上記ポンプ部及び燃料噴射系要素へ吸入される燃料は、従来通りの所定流量（１〜３Ｌ/ｍｉｍ程度）がフィルタエレメント２１で濾過される。一方、リターン通路９１を流れる余剰燃料については、概ね２０〜５０％程度の余剰燃料部分を第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１で高濾過精度で濾過し、燃料タンク３０に還流することを繰り返す。

これにより、ポンプ部及び燃料噴射系要素から排出された燃料不溶解成分や微細炭化物の一部をフィルタエレメント８１で高濾過精度で濾過しつつ、燃料タンク３０の残存燃料の初期状態からの清浄度向上を効果的に高め、ひいてはポンプ部及び燃料噴射系要素へ吸入される燃料の清浄度向上が可能となる。

以上説明した本実施形態において、図１に示すように、燃料タンク３０内には、燃料タンク３０内の燃料を一時的に貯留するサブタンク１３０を備えていることが好ましい。サブタンク１３０は上方が開口し、有底筒状に形成されている。上記高濾過精度に濾過される燃料をサブタンク１３０に戻すことにより、サブタンク１３０内の燃料を、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めて滞留させることが可能となる。例えば、サブタンク１３０内の高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めた滞留燃料を、エンジン２に供給する燃料として有効に利用可能である。

そこで、上記サブタンク１３０内には、分流通路８３の開口部（出口部）と燃料配管７１の開口部（吸入部）とが配置される構成としている。これにより、サブタンク１３０内に、高濾過精度に濾過された燃料の割合を高めて滞留させることができる。さらに、その高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めた滞留燃料を、燃料配管７１を通じてフィードポンプ７０によって吸い上げ、高圧ポンプ６０及び燃料噴射系要素に供給する燃料として有効に利用できる。

さらに、本体通路９２の開口部（出口部）は、サブタンク１３０外に配置されている。これによると、分流通路８３の開口部（出口部）と本体通路９２の開口部（出口部）とが、それぞれ、サブタンク１３０内、サブタンク１３０外に配置されるので、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めた滞留燃料を、サブタンク１３０内に効果的に貯留することができる。

以上の構成により、ポンプ部及び燃料噴射系要素へ吸入される燃料の清浄度向上を効果的に高めることができる。

また、以上説明した本実施形態において、第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１が、安価な表面濾過方式の濾材で構成される場合であっても、分流通路８３を流れる燃料は小流量でフィルタエレメント８１を通油するので、濾材の上流側及び下流側の前後差圧を小さく、かつ通油流速を小さく抑えることができる。それ故に、濾材を構成する繊維材が効果的に微細な異物粒子についても捕捉できる。濾材の前後差圧を小さく、かつ通油流速を小さく抑えることにより、燃料不溶解成分や微細炭化物が濾材繊維や堆積した濾過ケーキ層に絡み易くなるからである。

また、濾材の前後差圧を小さく、かつ通油流速を小さく抑えることにより、濾材の表層及び内部に一旦捕捉した微細粒子の吹き抜けを低減することができる。これにより、分流通路８３を流れる小流量の燃料を濾過するフィルタエレメント８１は、安定的に高濾過精度を維持できる。

ここで、エンジン２の運転状態に応じてリターン通路９１の余剰燃料の流量が変化する。言い換えると、この余剰燃料の流量のうち、分流通路８３へ流れ込む余剰燃料分も急峻な変動を生じる可能性がある。しかしながら、分流通路８３には、フィルタエレメント８１の上流側に絞り部８２が設けられているので、絞り部８２により分流通路８３の流量変化が小さく抑えられ、ひいては急峻な変動が防止される。これにより、フィルタエレメント８１は、分流通路８３の小流量の燃料を安定して濾過することができ、ひいては安定的に高濾過精度を維持できる。

また、フィルタエレメント８１が、分流通路８３の小流量（低流速）の燃料を濾過することにより、以下の相乗効果を得ることができる。

即ち、フィルタエレメント８１の濾材の前後差圧を小さく抑えることができるので、捕捉された微細粒子などの異物が濾材の表層で濾過ケーキ層を形成し易くなる。それ故に、フィルタエレメント８１の濾過効率を更に向上させることができる。また、小流量（低流速）の燃料をフィルタエレメント８１が濾過することになるので、初期圧力損失を小さく抑えることができ、ひいては所定の濾過流量を維持できる限界圧力損失に至るまでの濾過寿命を延ばすことができる。

また、比較例の第１燃料フィルタ２０のフィルタエレメント２１が所定流量（大流量）の燃料を濾過する場合と比較において、仮に圧力損失上昇の許容幅が同じであったとしても、第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１は、濾材の単位濾過面積当りの捕捉量を増大させることができるので、更なる濾過寿命の延長ができる。

以上より、第１燃料フィルタ２０のフィルタエレメント２１に流れ込む燃料中の、目詰まりに影響したり、燃料供給装置１０及び燃料噴射系要素の摺動部の信頼性を阻害する要因となる微細炭化物や燃料不溶解成分を、低減することが可能である。これにより、エンジン２の不調やポンプ部及び燃料噴射系要素の耐久性低下を招くおそれのある燃料配管７１内の圧力低下を抑制し、第１燃料フィルタ２０の濾過寿命を延ばすとともに、燃料供給装置１０及び燃料噴射系要素へ供給する燃料の清浄度を向上させることが可能となる。

以上説明した本実施形態では、濾過効率向上と濾過寿命向上とが両立し得る第２燃料フィルタ８０は、上記第１燃料フィルタ２０の濾過寿命に対しその数倍に延長することが可能である。これにより、例えば小型自動車に本実施形態による燃料供給装置１０を搭載する場合、微細炭化物や燃料不溶解成分を濾過できる高濾過精度と、市場で実用的に認められる（交換期間より長い）優れた濾過寿命と、塔載スペースが制約される小型自動車への搭載性の向上とが両立可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態を図４に示す。第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態では、分流通路８３が、燃料配管７１のうちの第１燃料フィルタ２０の上流側の配管部分７１ａに接続される構成とする一例を示すものである。図４は、本実施形態による燃料供給装置１０を示すものである。

図４に示すように、分流通路８３の下流側の端部８３ａが、燃料配管７１のうちの第１燃料フィルタ２０の上流側の配管部分７１ａに接続している。

これにより、分流通路８３を通過し高濾過精度に濾過される燃料を、燃料タンク３０内の残存燃料に一旦戻すことなく、燃料配管７１に直接流れ込ませることができる。構成とする。それ故に、高濾過精度に濾過される燃料を、直接的にポンプ部及び燃料噴射系要素、つまりエンジン２に供給する燃料として有効に利用することができる。

ここで、リターン通路９１の余剰燃料中に気泡が発生する懸念がある。余剰燃料が燃料タンク３０内の残存燃料に一旦戻れずに分流通路８３と燃料配管７１とを直接的に接続する構成では、気泡がフィードポンプ７０の入口側（吸入側）に流れ込むおそれがある。

これに対し本実施形態では、第２燃料フィルタ８０の上流側に、液体と気体を分離する周知の気液分離装置９５を設ける構成とすることが好ましい。これにより、リターン通路９１の余剰燃料中に発生した気泡が、フィードポンプ７０の入口側（吸入側）に流れ込み運転の安定性や信頼性が低下するのを防止することができる。

また、ここで、第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１の濾過面に、細かな気泡（気体）が成長し凝集された気泡が付着すると、燃料が通過する濾過面積が低下する懸念がある。そのため、絞り部８２によって流量制限され低流速となる燃料であっても、燃料中に気泡（気体）が過度に含まれる燃料である場合には、濾過面積低下により相対的に濾過面を通過する流速が高めることになるので、狙いの高濾過精度が阻害される可能性がある。

これに対し本実施形態では、上述のように第２燃料フィルタ８０の上流側に気液分離装置９５を設ける構成とするため、凝集し大きな気泡になるおそれのある過度な気泡（気体）を、気液分離装置９５により燃料から分離することができるので、第２燃料フィルタ８０は、高濾過精度を安定して維持し得る。

また、本実施形態では、分流通路８３には、第２燃料フィルタ８０と端部８３ａとの間に、分流通路８３を流通する余剰燃料を冷却する冷却手段が設けられていることが好ましい。冷却手段は、比較的高温な余剰燃料を冷却するものであって、例えば螺旋状の分流通路部８３ｂで構成されている。螺旋状の分流通路部８３ｂを余剰燃料が通過することにより、熱交換部の面積や通過時間を大きくすることで分流通路部８３ｂが浸かる燃料タンク３０内の残存燃料により余剰燃料が冷却される。

以上の構成により、分流通路８３を通過し高濾過精度に濾過される燃料を、螺旋状の分流通路部８３ｂの通過により冷却した後に、燃料配管７１を通じてフィードポンプ７０によって吸い上げ、高圧ポンプ６０及び燃料噴射系要素に供給することで、噴射性能や信頼性を低下させることなく有効に利用できる。ここで、冷却のための熱交換部の形態は通過断面形状を扁平にしたり、冷却フィンを追加したり、熱伝導率の良好な材質を用いたりする等を用いた構成としてもよい。

なお、以上説明した本実施形態では、燃料タンク３０の内側に設けられ、燃料タンク３０内の燃料を一時的に貯留するサブタンクは不要となる。

（第３実施形態）
第３実施形態を図５に示す。第３実施形態は第１実施形態の変形例である。第３実施形態では、分流通路８３の燃料を低流速に流量制限する流量制限手段として、本体通路９２と分流通路８３に一体的に設けられ、吸引力により分流通路８３の燃料流れを制御するポンプ装置９６を備える構成とする一例を示すものである。図５は、本実施形態による燃料供給装置１０を示すものである。

図５に示すように、ポンプ装置９６は、本体通路９２に接続する分流通路８３の端部８３ｃと、本体通路９２とに一体的に設けられている。ポンプ装置９６は、本体通路９２を流れる燃料により負圧を発生させ、発生した負圧による吸引力により分流通路８３の燃料を、本体通路９２に流れ込ませる構造を有する周知のジェットポンプである。

このポンプ装置９６が得られる吸引力は本体通路９２の燃料の流れに支配されることになるため、吸引力により本体通路９２に向けて流れる分流通路８３の燃料は、その流量が本体通路９２の燃料の流れに応じて制限される。

以上の構成により、分流通路８３を流れる燃料は、ポンプ装置９６の吸引力によって流量が制限されるので、その燃料流れを比較的低い流速にすることが可能となる。そのような分流通路８３に設置される第２燃料フィルタ８０は、そのフィルタエレメント８１の濾過容量に比し、ポンプ装置９６の吸引力によって流量制限され、低流速となる燃料を濾過することになる。

以上説明した本実施形態において、燃料タンク３０内に、サブタンク１３０を備え、サブタンク１３０内には、分流通路８３の開口部（吸入部）と本体通路９２の開口部（出口部）とが配置される構成とすることが好ましい。これにより、高圧ポンプ６０及び燃料噴射系要素で生成され排出される微細炭化物や燃料不溶解成分を含む燃料を、それが拡散せずに滞留している空間であるサブタンク１３０から吸い上げて効果的に濾過することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態を図６に示す。第４実施形態は第１実施形態の変形例である。第４実施形態では、分流通路として、燃料配管７１のうちの第１燃料フィルタ２０とフィードポンプ７０との間に接続される分流通路１８３が設けられる構成とする一例を示すものである。図６は、本実施形態による燃料供給装置１０を示すものである。

図６に示すように、燃料配管７１は、第１燃料フィルタ２０が配置される本体通路７２と、分流通路１８３とを備え、本体通路７２及び分流通路１８３の燃料をフィードポンプ７０の入口側（吸入側）に導く。

分流通路１８３は、本体通路７２のうちの第１燃料フィルタ２０の下流側の通路部分７２ａに接続されている。分流通路１８３は、流量制御手段と、第２燃料フィルタ８０とが設けられている。流量制御手段は、第２燃料フィルタ８０を通過する燃料の流量を制限するものであって、例えば、分流通路１８３の通路径を絞る絞り部８２である。これによると、絞り部８２によって分流通路１８３を流れる流量が制限されるので、第２燃料フィルタ８０を通油する燃料流れを比較的低い流速にすることが可能となる。

また、上記絞り部８２を、第２燃料フィルタ８０の下流側に設ける構成とするので、分流通路１８３を流れ、かつ本体通路７２側の通路部分７２ａに流れ込む燃料は、絞り部８２によって制限される。それ故に、第１燃料フィルタ２０の目詰まりによって燃料配管７１内の負圧が大きくなっても、第２燃料フィルタ８０の流量は過度に上昇することはなく、また第２燃料フィルタ８０の目詰まり状態に至る場合であったとしてもフィルタエレメント８１にかかる負圧は少流量下での自身の圧力損失のみとなるのである。これにより、本実施形態による燃料供給装置１０では、第１実施形態と同様に第２燃料フィルタ８０の限界圧力損失を高めに設定することが可能である。

以上の構成であっても、第２燃料フィルタ８０は、濾過効率向上と濾過寿命向上とが両立し得る。その結果、第１燃料フィルタ２０に流れ込む燃料は、目詰まりに影響する微細粒子となる微細炭化物や燃料不溶解成分が低減されることになるので、燃料配管７１内の圧力低下を抑制するとともに、第１燃料フィルタ２０の濾過寿命を延ばすことが可能となる。

以上説明した本実施形態において、燃料タンク３０内に、サブタンク１３０を備え、サブタンク１３０内には、分流通路８３の開口部（吸入部）とリターン通路９１の開口部（出口部）とが配置される構成とすることが好ましい。これにより、リターン通路９１の燃料中に含まれる微細粒子を、サブタンク１３０内の残留燃料に滞留させると共に、滞留した微細粒子を、分流通路８３に設置の第２燃料フィルタ８０で、効果的に高濾過精度で濾過することが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

（１）例えば以上説明した本実施形態では、流量制御手段を、絞り部８２で構成した。流量制御手段はこれに限らず、第２燃料フィルタ８０を通油する燃料の流量を制限するものであればいずれの構造であってもよい。

（２）また、以上説明した本実施形態では、上記絞り部８２が第２燃料フィルタ８０の上流側に配置されていることが好ましい。これにより、第２燃料フィルタ８０に流れ込む燃料流量が制限され、それによって第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１の濾過面を通過する燃料が低流速となると共に、フィルタエレメント８１の前後差圧を小さくすることができる。

（３）上記流量制御手段を絞り部８２で構成するので、分流通路の流路断面積が、絞り部８２の部位で絞られる構成とするだけでよいので、簡単かつ安価に流量制限手段を設けることができる。

また、絞り部８２は、絞り部８２の下流側を減圧でき、また上流側の圧力変動（圧力脈動）を緩和できるため、第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１の濾過面が受ける背圧を小さくし、また圧力変動を平滑化できるので、濾過効率を更に向上させることができる。

（４）また、以上説明した本実施形態では、上記絞り部８２は、本体通路９２、７２と第２燃料フィルタ８０との間に配置されている。これにより、第２燃料フィルタ８０は、濾過効率向上と濾過寿命向上とが両立し得る。その結果、第１燃料フィルタ２０に流れ込む燃料は、第２燃料フィルタ８０で捕捉される異物量が低減されることになるので、燃料配管７１内の圧力低下を抑制するとともに、第１燃料フィルタ２０の濾過寿命を延ばすことが可能となる。

（５）また、以上説明した本実施形態においては、第２燃料フィルタ８０のフィルタエレメント８１の形態を、コストや交換部品の調達性の面から第１燃料フィルタ２０のフィルタエレメント２１と概ね同等品であると説明した。第２燃料フィルタ８０の形態は、これに限定されるものではなく、例えば微細粒子の捕捉性や寿命向上を更に図るためにはデプス・タイプやその他の濾過体を用いるフィルタエレメントを適用してもよい。

（６）また、以上説明した本実施形態では、燃料タンク３０内の燃料を貯留する内側空間のうち、特定内側空間に、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めた滞留燃料を貯留する方法として、サブタンク１３０を燃料タンク３０内に設置した。これに限らず、燃料タンク３０の内側にあり燃料タンク３０の内部を区分けする壁部を設ける構成としてもよい。この壁部は、区分けした内側空間間の燃料流れを制限する壁部である。

これによれば、高濾過精度に濾過される燃料を内側空間のうちの特定内側空間に戻すことにより、特定内側空間に、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めて滞留させることが可能となる。

これにより、一実施形態として、例えば特定内側空間に、高濾過精度に濾過される燃料の割合を高めて滞留させて、フィードポンプ７０で吸入される燃料配管７１に効率的に吸入させる構成としたり、また別の一実施形態として、リターン通路９１に排出される微細炭化物や燃料不溶解成分が燃料タンク３０に還流された後に、燃料配管７１の主たる配管（本体通路７２）から吸入される割合を低減して第２燃料フィルタ８０に効率的に吸入させる構成とすることができる。

また別の一実施形態として、第２燃料フィルタ８０に濾過させたい、高圧ポンプ６０及び燃料噴射系要素で生成され排出される微細炭化物や燃料不溶解成分を含む燃料を、拡散させずに吸い上げて効果的に濾過するために、排出燃料（余剰燃料）を滞留させる内側空間を区画する壁部としてサブタンク１３０を設定する構成としてもよい。

（７）なお、上記燃料タンク３０の内側に設ける壁部の構成を、サブタンク１３０で実現することが好ましい。これによると、上記壁部を、上方が開口し有底筒状を呈するサブタンク１３０で構成するだけでよいので、簡単かつ安価に壁部を燃料タンク３０内に設置することができる。

また、分離の効率を向上させるために壁部を増やし、かつ壁部の鉛直方向の最上部にエア抜き穴と、残存燃料レベルが低いときのためのバイパス穴を設けたセミクローズ・タイプのサブタンクを採用してもよい。

（８）また、以上説明した第２実施形態においては、分流通路８３に設置の「熱交換部」としての分流通路部８３ｂの冷媒として、燃料タンク３０内の残存燃料を用いる構成とした。冷媒としては、これに限らず、「熱交換部」を燃料タンク３０の外部へ露出させて大気冷却とする構成であってもよく、また外部のその他の冷媒を用いる構成とするものであってもよい。

１ 蓄圧式燃料噴射装置
２ エンジン（内燃機関）
１０ 燃料供給装置
２０ 第１燃料フィルタ
３０ 燃料タンク
４０ コモンレール
４３ 燃料配管
５０ 燃料噴射弁
５２ 燃料配管
６０ 高圧ポンプ
６０１ カム軸
６０４ プランジャ
６０８ カム室
６０９ 加圧室
６２ 吸入通路
６３ 吐出通路
６５ 燃料配管
７０ フィードポンプ
７１ 燃料配管（燃料低圧系回路）
７４ 吸入調量弁
８０ 第２燃料フィルタ
８１ フィルタエレメント
８２ 絞り部（流量制御手段）
８３ 分流通路（分流回路部）
９１ リターン通路（リターン回路）
９２ 本体通路（本体回路部）
１３０ サブタンク（壁部）
２００ 制御回路

Claims (17)

1. 内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射系要素を備える燃料噴射装置に用いられ、燃料タンク内の燃料を、前記燃料噴射系要素に供給する燃料供給装置において、
   前記燃料タンク内の燃料を汲み上げるフィードポンプと、
   前記フィードポンプによって汲み上げられた燃料を加圧し、加圧した燃料を前記燃料噴射系要素に向けて圧送する高圧ポンプと、
   前記燃料タンクと前記フィードポンプとの間を接続する燃料低圧系回路に配置され、前記フィードポンプに吸入される燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第１燃料フィルタと、
   前記高圧ポンプ及び前記燃料噴射系要素の燃料の一部を前記燃料タンクに戻すリターン回路とを備える燃料供給装置であって、
   前記リターン回路は、
   本体回路部と、
   前記本体回路部と前記燃料タンクとの間に接続される分流回路部であって、前記分流回路部を流れる燃料の流量を制限する流量制限手段と、前記流量制限手段によって流量が制限された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第２燃料フィルタとを有する分流回路部と、
   を備えていることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記流量制限手段は、前記本体回路部と前記第２燃料フィルタとの間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記流量制限手段は、前記第２燃料フィルタの上流に設けられた絞り部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記燃料タンクは、
   前記燃料タンクの内側にあり前記燃料タンクの内部を区分けする壁部であって、区分けされた内側空間間の燃料の流れを制限する壁部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
5. 前記壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、前記分流回路部の開口部と前記燃料低圧系回路の開口部とが同一の内側空間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
6. 前記壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、前記分流回路部の開口部と前記本体回路部の開口部とが異なる内側空間に配置されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の燃料供給装置。
7. 前記流量制限手段は、
   前記本体回路部に接続する前記分流回路部の端部と、前記本体回路部とに一体的に設けられるポンプ装置であって、
   前記ポンプ装置は、前記本体回路部を流れる燃料により負圧を発生させ、発生した負圧による吸引力により前記分流回路部の燃料を、前記本体回路部に流れ込ませることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
8. 前記燃料タンクは、
   前記燃料タンクの内側にあり前記燃料タンクの内部を区分けする壁部であって、区分けされた内側空間間の燃料の流れを制限する壁部を備えていることを特徴とする請求項７に記載の燃料供給装置。
9. 前記壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、前記分流回路部の開口部と前記本体回路部の開口部とが同一の内側空間に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の燃料供給装置。
10. 前記壁部は、上方が開口し有底筒状に形成され、前記燃料タンク内の燃料を一時的に貯留するサブタンクであることを特徴とする請求項４から請求項９のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
11. 前記分流回路部が、前記燃料低圧系回路のうち、前記第１燃料フィルタの上流側の回路部分に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
12. 前記燃料低圧系回路の前記回路部分と、前記分流回路部のうちの前記第２燃料フィルタの下流側の回路部分との間には、前記第２燃料フィルタを通過した燃料を冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の燃料供給装置。
13. 前記第２燃料フィルタを通過した燃料を冷却する前記冷却手段の冷媒としては、前記分流回路部外であってかつ前記燃料タンク内に貯留される燃料が用いられることを特徴とする請求項１２に記載の燃料供給装置。
14. 前記第２燃料フィルタの上流側には、液体と気体を分離する気液分離装置が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
15. 内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射系要素を備える燃料噴射装置に用いられ、燃料タンク内の燃料を、前記燃料噴射系要素に供給する燃料供給装置において、
    前記燃料タンク内の燃料を汲み上げるフィードポンプと、
    前記フィードポンプによって汲み上げられた燃料を加圧し、加圧した燃料を前記燃料噴射系要素に向けて圧送する高圧ポンプと、
    前記燃料タンクと前記フィードポンプとの間を接続する燃料低圧系回路に配置され、前記フィードポンプに吸入される燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第１燃料フィルタと、
    前記高圧ポンプ及び前記燃料噴射系要素の燃料の一部を前記燃料タンクに戻すリターン回路とを備える燃料供給装置であって、
    前記燃料低圧系回路は、
    前記第１燃料フィルタが配置される本体回路部と、
    前記本体回路部のうち、前記第１燃料フィルタ及び前記フィードポンプ間に接続される分流回路部であって、前記分流回路部を流れる燃料の流量を制限する流量制限手段と、前記流量制限手段によって流量が制限された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有する第２燃料フィルタとを有する分流回路部と、
    を備えていることを特徴とする燃料供給装置。
16. 前記燃料タンクは、
    前記燃料タンクの内側にあり前記燃料タンクの内部を区分けする壁部であって、区分けされた内側空間間の燃料の流れを制限する壁部を備え、
    前記壁部で区分けされ、燃料が貯留される内側空間のうち、前記分流回路部の開口部と前記リターン回路の開口部とが同一の内側空間に配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の燃料供給装置。
17. 前記壁部は、上方が開口し有底筒状に形成され、前記燃料タンク内の燃料を一時的に貯留するサブタンクであることを特徴とする請求項１６に記載の燃料供給装置。

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