JP2598091B2 - 燃料タンクの燃料吸込装置 - Google Patents

燃料タンクの燃料吸込装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車等の車両に搭載される燃料タンクの燃
料吸込装置に関する。
従来の技術 自動車用燃料タンクの中には、例えば実開昭57−1099
21号公報に示されているように、燃料タンクを搭載する
部位の構造上の理由によって、タンク本体の底壁に内側
に向けて膨出部を形成し、この膨出部によってタンク本
体の底壁と車体の機能部品との干渉を回避するようにし
たものが知られている。
発明が解決しようとする課題 タンク本体の底壁に膨出部を形成することによって、
タンク本体の略下半部に主室と副室とが隔成されること
から、これら両室の何れか一方に燃料が残留することの
ないように、フィードパイプを途中から切換弁を介して
主室側パイプと副室側パイプとに分岐させ、主室内の燃
料が消費されると切換弁を作動して、副室内の燃料が供
給されるようにする必要がある。このため、切換弁が必
要となるのみならず、この切換弁を自動的に切換作動さ
せるために、主室,副室にそれぞれ液位検出装置が必要
となる他、制御ユニットが必要となり、非常に高価とな
ってしまう不具合がある。そこで、本発明は切換弁やそ
の作動制御ユニット等の専用部品を必要とすることがな
く、主室,副室内の燃料を効率よく供給することができ
る燃料タンクの燃料吸込装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 帰還燃料が流通する誘導パイプの端末にノズルを形成
すると共に、該ノズルを内包して燃料タンクの副室内の
燃料が流通する吸入パイプを連通したチャンバを形成
し、かつ、該チャンバのノズル下方には絞り部と、絞り
部に続くスロート部とを形成し、更に、前記ノズルには
燃料を旋回,拡散させて噴出する一対の翼を備えた拡散
装置を内装して、燃料タンクの副室側の燃料を主室側に
移送するエゼクタポンプを構成した構造であって、か
つ、前記拡散装置の翼の傾斜角度を30゜〜60゜に設定す
ると共に、ノズル径を1.2〜1.5mm,スロート部長さを5
〜20mmにそれぞれ設定し、更に、ノズル端とスロート部
入口との間のクリアランスを4mm以下に設定し、かつ、
スロート部・ノズル径比を1.4〜3.2に設定してある。
作用 誘導パイプを流通する帰還燃料はノズルから勢いよく
噴出し、この燃料の噴出によりチャンバのノズル周囲に
は負圧が生じ、吸入パイプからの燃料が該チャンバ内に
吸引されると共に、前記ノズルからの噴流と共に絞り部
により流速が高められてスロート部から排出される。前
記ノズルでは、内装した拡散装置により燃料が旋回,拡
散されて絞り部等の内壁にコーン状に噴射され、絞り部
に続くスロート部からの空気の吸込みが阻止される。
実施例 以下、本発明の実施例を図面と共に詳述する。
第1〜4図において、1はタンク本体を示し、その底
部の略中央部には内側に向けて膨出部2を形成してあっ
て、該タンク本体1の略下半部に主室3と副室4とが隔
成されている。主室3内にはフィードポンプ5を配設し
てあって、該フィードポンプ5の駆動により、主室3内
側から燃料がフィルタ6で濾過されて、フィードパイプ
7を経由して図外の燃料供給装置へ送給されるようにな
っている。8はタンク本体1内に突出配置されて、燃料
供給装置で消費されない余剰の燃料をタンク本体1内に
帰還させる誘導パイプである。この誘導パイプ8の端末
にはノズル9を形成してあると共に、該ノズル9を内包
してチャンバ10を形成し、更に、該チャンバ10のノズル
9下方に絞り部11と、該絞り部11に続いてスロート部12
を形成してある。前記ノズル9には、ノズル9端から噴
出される燃料を旋回させて拡散する拡散装置としての旋
回用ピース13を内装してある一方、チャンバ10にはフィ
ルタ15を付設した一端を副室4の底部近傍に配置した吸
入パイプ14を連通して、ここに、副室4側の燃料を主室
3側に移液するエゼクタポンプ16を構成している。本実
施例ではエゼクタポンプ16を誘導パイプ8,吸入パイプ14
とは別体に成形してあって、誘導パイプ8の接続ポート
8aと、該接続ポート8aに続くノズル9、および吸入パイ
プ14の接続ポート14aとを一体成形した第1ポンプ要素1
6aと絞り部11,スロート部12を一体形成した第2ポンプ
要素16bとで構成し、これら第1ポンプ要素16aと第2ポ
ンプ要素16bとを上下方向で嵌合,接合することによっ
て、前記ノズル9の周囲にチャンバ10を形成するように
してある。
一方、旋回用ピース13は、基片部13aとこの基片部13a
から延出して、相互に他方の基部にねじれながら回り込
んだ一対の翼13bとから構成してあり、基片部13aを上流
側に配置して、各翼13bの表裏側へ燃料を振り分けるこ
とで燃料を旋回させるようになっている。
ここで、前記翼13bの傾斜角度θ,ノズル9の径D1,ス
ロート部12の長さSL,ノズル9端とスロート部12の入口
との間のクリアランスLおよびスロート部・ノズル径比
D2/D1を、エゼクタ作用を効果的に発揮させる最適値と
して以下のように設定してある。
θ:30゜〜60゜,D1:1.2〜1.5mm SL:5〜20mm,L:4mm以下, D2/D1:1.4〜3.2 前記ノズル9よりの噴出流(旋回流)は、帰還流量が
低流量〜高流量で初期吸込時にスロート部12の内壁へ確
実に接触してシールさせ、移送中は速やかに流出させる
ことが理想形状である。低帰還流量においては、放射状
(コーン状)に噴出させてもその断面が円状にならない
こともあり、円状になる領域の最適値として前述の傾斜
角度θを実験結果に照らして設定してある。即ち、翼13
bの傾斜角度θが前記範囲よりも下回ると、スロート部1
2と噴流との間に間隙が生じてシール不良となり、この
部分から負圧状態にあるチャンバ10内に外気が導入され
て負圧効果が相殺され、エゼクタ作用を十分に発揮させ
ることができなくなってしまう。逆に傾斜角度θが前記
範囲よりも上回ると、旋回用ピース13の背圧が燃料供給
装置の噴射弁に影響を与えてエンジン回転が不安定とな
ってしまうことから、この背圧が噴射弁背圧と等しくな
る上限値として設定してある。
前述の帰還流量はフィードポンプ5の吐出量とエンジ
ン消費量との差で決定され、従って、アイドリング等の
負荷条件の少ない場合、帰還流量は多く、エンジンの高
回転,高負荷条件では帰還流量は少量となる。更に、帰
還流量は高温時、気液混合流となることもあり車両の使
用領域では大きく変動している。このため、ガソリン性
状の選定を含め広範囲に亘る使用条件からの実車データ
から、最低帰還流量は30/hであることが確認された。
一方、副室4側から主室3側への燃料の移送流量につい
て考察してみると、移送の考え方は副室側残量をまず消
費(残量0)させることから、移送流量の最低条件は次
式を満足しなければならない。
Q2≧QE・V2/(V1+V2) Q2:移送流量(/h),QE:エンジン消費量(/h) V1:主室側容積(),V2:副室側容積() 現行の実車燃料タンクは40〜70の容積のものが用
いられており、また、主室3側にはフィードポンプ5を
配設することから、主室3と副室4の容積比は最低でも
1:1としなければならない。そこで、これらの条件の下
では、通常走行状態で燃料切れを生起させない最低の移
送流量Q2は8/hが必要であることが確認されている。
前述のノズル径D1,スロート部長さSL,クリアランスL
およびスロート部・ノズル径比D2/D1は、最低帰還流量
の下で移送流量を満足させる最適値として設定してあ
り、ノズル径D1に関しては、第5図に示すように1.5mm
を越えると移送流量が8/hを下回ってしまうものであ
り、また、1.2mmよりも小径になるとゴミ詰まりの弊害
が生じてしまうことから実用限界値として定めている。
スロート部長さSLは、燃料常温時では5mmを下回って
しまうと最低必要移送流量8/hを確保できなくなって
しまうことから実用限界値としてその下限が設定されて
いる。また、燃料常温時で前記長さSLは長くなればなる
程、エゼクタ作用を良好に行わせることができるのであ
るが、燃料温度がエンジン等からの受熱により最高80℃
前後の高温域に達した時には、ノズル9の先端部分で減
圧沸騰が起きてベーパーが発生し、このベーパーが内部
抵抗となって燃料移送が不可能となってしまうことか
ら、その上限値の20mmも高温領域での実用限界値として
設定してある。
クリアランスLは、第6図に示すように4mmでは最低
帰還流量(30/h)時でも、必要最低移送流量(8/
h)を確保できるのであるが、6mm,8mmのように増長して
行くと最低帰還流量時において、必要最低移送流量を確
保できなくなってしまうことから、上限値として設定し
てある。
また、スロート部・ノズル径比D2/D1についても、第
7図に示すように、最低帰還流量(30/h)時におい
て、必要最低移送流量(8/h)を確保し得る上限値,
下限値として前述の範囲を設定したものである。
以上の実施例装置によれば、フィードポンプ5の駆動
により、主室3側の燃料がフィルタ6で濾過されてフィ
ードパイプ7を経由して図外のエンジンの燃料供給装置
に供給される。この燃料供給装置では、フィードポンプ
5から送給された燃料の全てが消費される訳ではなく、
余剰の燃料は誘導パイプ8を経由してタンク本体1内に
帰還される。
ここで、誘導パイプ8の端末はエゼクタポンプ16を構
成するチャンバ10内でノズル9として形成してあるた
め、帰還燃料は該ノズル9より絞り部11,スロート部12
に向けて勢いよく噴出される。このため、チャンバ10内
のノズル9周囲に負圧が発生し、この負圧により吸入パ
イプ14を介して副室4内の燃料がチャンバ10内に吸引さ
れると共に、前記ノズル9からの噴流と共に絞り部11に
より流速が高められてスロート部12から主室3内に送給
され、ここにエゼクタ作用を生じ、副室4内の燃料は余
剰燃料のタンク本体1内への帰還と共に主室3内に移送
される。
ここで、前記ノズル9から噴射される燃料は旋回用ピ
ース13によって、ノズル9内で旋回されて該ノズル9端
からコーン状に拡散し、従って、このコーン状の噴流に
よりチャンバ10のスロート部12側が閉塞される。この結
果、チャンバ10内に発生する負圧はロスすることなく吸
入パイプ14に作用し、ノズル9からスポット状に燃料を
噴射した場合に比較して実質的に燃料の吸引力をアップ
させ、副室4からの燃料の吸い上げ時間を短縮すること
ができる。
とりわけ、旋回用ピース13の翼13bの傾斜角度θ,ノ
ズル9の径D1,スロート部12の長さSL,ノズル端とスロー
ト部間のクリアランスL,およびスロート部・ノズル径比
D2/D1を、帰還流量と必要最低移送流量との関係におい
て、エゼクタ作用を効果的に発揮できる最適値に設定し
てあるため、全運転域に亘ってスムースな燃料移送を実
現することができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、エゼクタポンプのノズ
ル内に配設した拡散装置の翼の傾斜角度,ノズル径,ス
ロート部長さ,ノズル端とスロート部入口間のクリアラ
ンス,およびスロート部・ノズル径比を、誘導パイプを
経由してタンク本体に帰還する帰還流量と、副室から主
室側への必要最低移送流量との関係の下に最適値に設定
してあるために、全運転域でスムースな燃料移送を行う
事ができて、燃料切れを確実に回避することができる。
特に、スロート部の長さの上限を20ミリに設定してあ
るので、燃料温度が高い場合には、ノズルから噴射され
るリターン燃料が減圧沸騰して、ベーパーが発生する
が、そのような場合でも、リターン燃料の一部が副室側
へ逆流することがなくなり、リターン燃料のスロート部
通過がスムースに行われる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すエゼクタポンプ部分の
断面図、第2図は本発明装置を備えたタンク本体の略示
的断面図、第3図は拡散装置の斜視図、第4図は同側面
図、第5図は移送量−ノズル径特性図、第6図はノズル
端・スロート部入口間クリアランスと移送量との関係を
示す特性図、第7図はスロート・ノズル径比と移送量と
の関係を示す特性図である。 1……タンク本体、3……主室、4……副室、8……誘
導パイプ、9……ノズル、10……チャンバ、11……絞り
部、12……スロート部、13……拡散装置、13b……翼、1
4……吸入パイプ、16……エゼクタポンプ、θ……翼の
傾斜角度、SL……スロート部の長さ、L……ノズル端と
スロート部入口との間のクリアランス、D1……ノズル
径、D2……スロート部径。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 俊之 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町1760番地 自動車電機工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−85255(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帰還燃料が流通する誘導パイプの端末にノ
    ズルを形成すると共に、該ノズルを内包して燃料タンク
    の副室内の燃料が流通する吸入パイプを連通したチャン
    バを形成し、かつ、該チャンバのノズル下方には絞り部
    と、絞り部に続くスロート部とを形成し、更に、前記ノ
    ズルには燃料を旋回,拡散させて噴出する一対の翼を備
    えた拡散装置を内装して、燃料タンクの副室側の燃料を
    主室側に移送するエゼクタポンプを構成した構造であっ
    て、かつ、前記拡散装置の翼の傾斜角度を30゜〜60゜に
    設定すると共に、ノズル径を1.2〜1.5mm,スロート部長
    さを5〜20mmにそれぞれ設定し、更に、ノズル端とスロ
    ート部入口との間のクリアランスを4mm以下に設定し、
    かつ、スロート部・ノズル径比を1.4〜3.2に設定したこ
    とを特徴とする燃料タンクの燃料吸込装置。
JP63176497A 1988-07-15 1988-07-15 燃料タンクの燃料吸込装置 Expired - Lifetime JP2598091B2 (ja)

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