JP4011419B2 - リザーブ容器ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の燃料タンク内に設置されるリザーブ容器ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンク内に有底筒状のリザーブ容器を設置するともに、そのリザーブ容器にジェットポンプを設け、燃料タンク内の燃料をリザーブ容器内に導入する技術が開発されている。これによると、燃料タンク内の燃料が残り少なくなって燃料タンク内の液面レベルが低下しても、リザーブ容器内の液面レベルを高く維持することができる。このリザーブ容器内に燃料ポンプを設けておくと、燃料タンク内の燃料が残り少なくなって液面レベルが低下しても、燃料ポンプがエアーを吸引することが防止できる。この技術によると、燃料ポンプがエアーを吸引するために燃料タンク外に送り出せない燃料の量を少なく押さえることができる。即ち、燃料タンク容量を有効に活用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
船舶の場合、その使用環境のために、燃料タンク内に水が入りこむことがある。水の比重は燃料の比重よりも大きく、燃料タンク内に侵入した水は燃料タンクの底部に溜まってくる。ジェットポンプの燃料導入口は燃料タンクの底部近傍にあるため、燃料タンクの底部に溜まった水がジェットポンプによってリザーブ容器内に導入されやすい。その水が燃料ポンプによってインジェクタに供給されると、エンジンが停止してしまう恐れがある。
そこでこの発明では、簡易な構造でありながら、燃料タンクの底部に溜まった水をリザーブ容器内に導入する可能性を低く押さえることができる構造を提案する。またリザーブ容器内に水が導入されても速やかに水抜きできる構造を提案する。
【０００４】
【課題を解決するための手段と作用】
本発明では、リザーブ容器の底板の下面に嵩上げ用の足を設けて、燃料タンクの底面とリザーブ容器の底板を隔離することにより、燃料タンク内の底部に溜まった水がリザーブ容器内に導入されにくくなるという知見を活用する。また、燃料タンクの底面から隔離されたリザーブ容器の底板に開口を設けることによって、リザーブ容器内に導入された水が速やかに水抜きされるという知見を活用する。
【０００５】
本発明のリザーブ容器ユニットは、専ら船舶用燃料タンク内に設置されて用いられる。このユニットは、燃料タンクの上面に固定される上部ユニットと、下部ユニットとを有する。下部ユニットは、燃料タンクの底面に押付けられるリザーブ容器と、リザーブ容器内に収容された燃料フィルタと、リザーブ容器内に収容された燃料ポンプと、リザーブ容器に取付けられたジェットポンプとを持つ。上部ユニットには、下方に伸びる筒部が形成されている。リザーブ容器には、上方に伸びる延長筒が固定されており、底板には水抜き用の第１の開口とジェットポンプ用の第２の開口とが形成されており、底板下面に嵩上げ用の足が形成されている。上部ユニットに形成された筒部とリザーブ容器に固定された延長筒は、スライド可能に嵌合している。このためにリザーブ容器と上部ユニット間の距離が可変となっている。
【０００６】
上記構成によると、リザーブ容器の底板の下面に嵩上げ用の足が形成されていることから、燃料タンクの底面とリザーブ容器の底板が隔離する。このために、ジェットポンプの燃料導入口（第２の開口）は燃料タンクの底面から離反し、ジェットポンプが燃料タンクの底部に溜まった水をリザーブ容器内に導入することを抑制することができる。また、リザーブ容器内に水が導入されてしまっても、リザーブ容器の底板には水抜き用の孔（第１の開口）が開いているため、燃料に比べて比重の大きな水は、重力によって、リザーブ容器から速やかに排出される。
【０００７】
船舶の場合、荒天時の波浪中を航行することがありえることから、大きな加速度に曝される。ときには燃料タンクに衝撃的な加速度がかかることがある。本発明のリザーブ容器ユニットでは、リザーブ容器から上方に伸びる延長筒がリザーブ容器に固定され、上部ユニットには下方に伸びる筒部が形成され、その筒部と延長筒が嵌合する２重筒構造となっているため、上記衝撃的な加速度にも耐えることができる。
【０００８】
上記リザーブ容器ユニットは、リザーブ容器の底板の上面が第１の開口に向けて下方に傾斜しており、第１の開口が底板の上面が最も下方となる位置に形成されていることが有利である。この場合、リザーブ容器内に水が導入されてしまっても、燃料に比べて比重の大きな水は、重力によってリザーブ容器底部の孔（第１の開口）から迅速に排出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、下記に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１） 上部ユニットとリザーブ容器は延長筒でスライド可能に接続され、それらを貫通するロッドにより水平方向の位置関係が強固に維持されている。
（形態２） 上部ユニットとリザーバ容器間には、圧縮スプリングがセットされており、その弾性力でリザーブ容器は燃料タンクの底面に付勢されている。
（形態３） 一次フィルタは、目の細かなナイロン製の袋状フィルタと、その内部に挿入されていて袋内に一定容積を確保している樹脂製の骨格で構成されている。
（形態４） 前記骨格は、袋状フィルタの底面の何箇所かをリザーブ容器の底面に付勢する膨出部と、袋状フィルタの底面のそれ以外の部分をリザーブ容器の底面から僅かに離れた位置に維持する骨格本体で構成されている。
（形態５） リザーブ容器は樹脂で成形されており、その成形体にジェットポンプの取付け部と、ジェットポンプからの吐出流が衝突する壁が一体に成形されている。
（形態６） リザーブ容器は略筒状であり、その容器内空間に燃料ポンプとプレッシャレギュレータが収容されている。
（形態７） リザーブ容器に、ジェットポンプと燃料フィルタと燃料ポンプとプレッシャレギュレータが組み付けられている。即ち、リザーブ容器に、ジェットポンプと燃料フィルタと燃料ポンプとプレッシャレギュレータの全部が予めアッシー化されている。
【００１０】
【実施例】
本発明の第１実施例に係るリザーブ容器ユニットを図１に従って詳細に説明する。
図１に示すように、本実施例のリザーブ容器ユニット２は、上部ユニット４と下部ユニット８と、それを接続する延長筒７からなり、船舶用燃料タンク６内に設置されて用いられる。下部ユニット８は、底板下面に脚２８を有する有底筒状（すなわち略コップ状）のリザーブ容器２０と、一次フィルタ２６と、燃料ポンプ３４と、プレッシャレギュレータ１４と、二次フィルタ１６を備えている。なお、一次フィルタ２６と、燃料ポンプ３４と、プレッシャレギュレータ１４と、二次フィルタ１６は、リザーブ容器２０内に収容されて位置決めされており、アッシー化されている。
以下、一次フィルタ２６、燃料ポンプ３４、プレッシャレギュレータ１４、二次フィルタ１６、リザーブ容器２０、上部ユニット４の順に詳細に説明する。
【００１１】
一次フィルタ２６は、目の細かなナイロン製の袋状フィルタと、その内部に挿入されていて袋内に一定容積を確保している樹脂製の骨格で構成されている。袋状フィルタの内部空間は燃料ポンプ３４の吸入孔に連通している。一次フィルタ２６は、リザーブ容器２０内に収容され、リザーブ容器２０の底面に沿って配置されている。図７に示すように、骨格は、袋状フィルタの底面の何箇所かをリザーブ容器２０の底面に付勢する膨出部３０と、袋状フィルタの底面のそれ以外の部分をリザーブ容器２０の底面から僅かに離れた位置に維持する骨格本体２９で構成されている。これにより、一次フィルタ２６の底面とリザーブ容器２０の底面間に間隔が確保され、フィルタ全面で濾過することができる。
目の細かなナイロン製の袋状フィルタは、燃料から露出すると、表面張力によって燃料が目を塞ぐ。袋状フィルタの一部でも燃料に漬かっている限り、燃料に漬かっている部分から燃料がフィルタ内に侵入するために、袋状フィルタの上面が露出するほど燃料が少なくなってもなおも燃料を利用することができる。燃料中の異物は、一次フィルタ２６により概ね除去され、後記する二次フィルタ１６でさらに除去される。一次フィルタ２６で異物が概ね除去された燃料が燃料ポンプに吸引される。
【００１２】
図１に示すように、燃料ポンプ３４は、ほぼ縦型円柱形状をなしており、その底部に燃料吸込み管（図示省略）を有している。燃料吸込み管（図示省略）には一次フィルタ２６が接続されている。燃料ポンプ３４の上端部には、燃料吐出口が設けられ、フィルタカバー３５の燃料吐出口受入れ口に差し込まれてセットされる。フィルタカバー３５には、燃料吐出口受入れ口の他に、燃料通路と、プレッシャレギュレータ取り付け部１９と、燃料出口が形成されている。燃料通路は、燃料吐出口受入れ口からプレッシャレギュレータ取り付け部１９を経て燃料出口に至っている。燃料出口は、後記する２次フィルタの内室に臨んでいる。燃料ポンプ３４は、図示しない電気コネクタを通じて通電されることにより駆動され、後述するリザーブ容器２０内の燃料を一次フィルタ２６から吸入して昇圧して燃料吐出口から吐出する。
【００１３】
燃料吐出口にはプレッシャレギュレータ１４が接続されている。プレッシャレギュレータ１４は、燃料通路の圧力が所定値を超えると燃料を燃料通路から逃がして燃料通路の圧力を所定値に維持するリリーフバルブであり、二次フィルタ１６に供給する燃料の圧力、ひいては内燃機関へ供給する燃料の圧力を所定圧に制御する。プレッシャレギュレータ１４から逃げた燃料は図１では図示しない配管によって後記するジェットポンプ４０に案内される。プレッシャレギュレータ１４は、後記するフィルタカバー３５のプレッシャレギュレータ取付部１９内に収容され、フィルタカバー３５のプレッシャレギュレータ取付部１９にキャップ１３が組み込まれることにより、抜け止め状態で支持されている。
【００１４】
燃料ポンプ３４の周囲には、ドーナツ状の容器１８が形成されており、そのドーナツ状の容器１８内に、ドーナツ状の二次フィルタ１６が収容され、ドーナツ状の容器１８の上面開口を防ぐフィルタカバー３５によって覆われている。ドーナツ状の容器１８およびフィルタカバー３５は樹脂成形品からなる。ドーナツ状の二次フィルタ１６によって、ドーナツ状の容器１８は内室と外室に二分され、燃料吐出口とプレッシャレギュレータ１４はドーナツ状の容器１８の内室に連通している。ドーナツ状の容器１８の外室には燃料供給管３６が連通している。燃料ポンプ３４から送り出された燃料は、ドーナツ状の容器１８の内室から二次フィルタ１６を通過してドーナツ状の容器１８の外室に至り、燃料供給管３６に入る。燃料供給管３６は上部ユニット４を貫通して燃料タンク６外に伸びるノズル１１に連通している。この実施例の場合、ノズル１１は図示しないデリバリパイプを介して図示しないインジェクタに接続されており、燃料ポンプ３４で加圧され、プレッシャレギュレータ１４で一定圧に調整され、一次フィルタ２６と二次フィルタ１６で異物が除去された燃料をインジェクタに供給する。
【００１５】
ドーナツ状の容器１８の中空部に、その底面開口部から燃料ポンプ３４が挿入されている。ドーナツ状の容器１８の底部には、取り付けステー２７が組み付けられることにより、燃料ポンプ３４が抜け止め状態で支持されている。燃料ポンプ３４と取り付けステー２７との間には、クッションラバー２５が介在されており、燃料ポンプ３４が弾性的に支持されている。
【００１６】
次に、リザーブ容器２０について説明する。図３に良く示すように、リザーブ容器２０の底板下面には嵩上げ用の足２８が数箇所設けられている。又、リザーブ容器２０の底板には水抜き用の孔３３が開けられている。底板の上面には、孔３３に向けて下方に傾斜する傾斜部２１が設けられている。
【００１７】
図５（ａ）はリザーブ容器２０を平面視した図である。また、図５（ｂ）はジェットポンプ４０の中央線（Ａ−Ａ線）の断面図である。樹脂成形品からなるリザーブ容器２０の底面には、ジェットポンプ４０を受入れる凹所４２が形成されており、リザーブ容器２０の壁を貫通してその凹所に連通する開口４４、４６が形成されている。開口４４には、プレッシャレギュレータ１４と開口４４を接続するホースが取付けられ、プレッシャレギュレータ１４からの戻り燃料が開口４４に導かれる。開口４６はリザーブ容器２０の底面と燃料タンク６の底面６ｂ間の間隔に開口している。開口４６は、嵩上げ用の足２８によって、燃料タンク６の底面６ｂから上方に離反している。
【００１８】
ジェットポンプ４０は凹所４２に収容され、その後にプラグ３８がリザーブ容器２０に固定されることによって、リザーブ容器２０に固定される。ジェットポンプ４０は、プレッシャ燃料からの戻り燃料を受入れる開口４８と、リザーブ容器２０外の容器を受入れる開口５０と、ベンチュリ５２を備えている。ジェットポンプ４０がリザーブ容器２０に固定されると、開口４４は開口４８に連通し、開口４６は開口５０に連通する。
【００１９】
プレッシャレギュレータ１４からの戻り燃料が開口４４に導かれると、その燃料は矢印Ａに示すように、ジェットポンプ４０のベンチュリ５２を通過する。ベンチュリ５２から噴出する戻り燃料の流速が速いために、ベンチュリ５２の下流部には負圧が発生する。この負圧によって、矢印Ｂに示すように、リザーブ容器２０外の燃料が開口４６と開口５０を通過してジェットポンプ４０に吸い込まれ、ジェットポンプ４０の吐出口５４から吐出される。開口４６は、嵩上げ用の足２８によって燃料タンク６の底面６ｂから上方に離反しているために、燃料タンク６内に水が侵入して燃料タンク６の底部に水がたまっていても、開口４６からは水でなく燃料が吸い込まれる。燃料タンク６の底部に水がたまっていても、リザーブ容器２０内の燃料には水が混じりにくい。
【００２０】
ジェットポンプ４０の吐出口５４からは、プレッシャレギュレータ１４からの戻り燃料と、リザーブ容器２０外から吸い込まれた燃料が吐出する。ジェットポンプ４０は、プレッシャレギュレータ１４からの戻り燃料の流速を利用して、リザーブ容器２０外の燃料をリザーブ容器２０内に導入する。
【００２１】
ジェットポンプ４０の吐出口５４から吐出される燃料には多くの気泡が含まれている。これが勢い良くリザーバ容器２０内へ放出されると、リザーブ容器が気泡混じりの燃料で満たされることがある。リザーブ容器２０が気泡混じりの燃料で満たされると、燃料ポンプ３４が多量の気泡を吸い込んでベーパロックしたり、あるいは、気泡混じりの燃料がインジェクタに供給されてしまってインジェクタから意図した量の燃料が噴射されないことがある。
【００２２】
リザーブ容器２０が気泡混じりの燃料で満たされてしまうことを防止するために、この実施例では、ジェットポンプ４０の吐出口５４を取囲んで一巡する壁２４が、樹脂製のリザーブ容器２０と一体に成形されている。すなわち、ジェットポンプ４０からの吐出流は、一巡する壁２４に取り囲まれた閉空間に放出され、その閉空間にある間に燃料から気泡が排除され、気泡が排除されてから壁２４の外部に移動するようにされており、壁２４の外でリザーブ容器２０に内部に存在する燃料に多量の気泡が混じってしまう事態の発生を防止している。
【００２３】
図５（ａ）に示されているように、壁２４は、ジェットポンプ４０の吐出口５４の周りを一巡している。その高さは、リザーブ容器２０の側壁よりも低い。壁２５の形状は特に限定されるものではないが、平面視したときに角がない形状、例えばビーン（豆）型、略楕円形状若しくは略円形状が好ましい。角があると、燃料中に混入した気泡が角部に集中する可能性があるからである。
【００２４】
一巡する壁２４の中央部に隔壁２２が形成されており、ジェットポンプ４０からの吐出流が隔壁２２の廻りを廻るように構成されている。ジェットポンプ４０からの吐出流は隔壁２２に沿うように吐出される。
【００２５】
隔壁２２の両サイドと一巡する壁２４の間にはクリアランス５６、５８が確保されている。クリアランス５６は、図６（ａ）に示されるように、壁２２の一部を切り欠いて形成することができる。クリアランス５６は、吐出流が隔壁２２の廻りを複数回旋回することを許容するものであれば良く、図６（ｂ）に示される如き孔明き形状のクリアランス５６ｂ、図６（ｃ）に示される如きメッシュ形状のクリアランス５６ｃなど適宜応用してもよい。
【００２６】
図４に良く示されているように、リザーブ容器２０の上方の外周面には、複数個のテーパ状突起２０ａが形成されている。図２に良く示されているように、リザーブ容器２０の上方の外周面には延長筒７が被せられる。延長筒７の下方の周面には係合孔７ｂが設けられており、リザーブ容器２０の上方の外周面に延長筒７が被せられると、リザーブ容器２０に設けられたテーパ状突起２０ａと、延長筒７に形成された係合孔７ｂが係合し、リザーブ容器２０に延長筒７が固定される。延長筒７は、リザーブ容器２０から上方に伸びる。
【００２７】
次に上部ユニット４について説明する。上部ユニット４は樹脂成形品からなり、燃料タンク６の上面６ａに固定されて燃料タンク６の開口６ｃを塞ぐ略円板部４ｂと、円板部４ｂの下面から突出する円筒状の壁４ａと、円筒状の壁４ａからさらに下方に伸びる内嵌筒部４ｃを備えている。円筒状の壁４ａは燃料タンク６の取り付け孔６ｃに嵌合可能である。図１に示されるように、上部ユニット４が燃料タンク６の取り付け孔６ｃを塞ぐようにして装着されることによって、リザーブ容器ユニット２は燃料タンク６に配置されて位置決めされる。上部ユニット４の外周縁部は、燃料タンク６の取り付け孔６ｃの口縁部上に図示されないシールガスケットを介して載置され、取り付け孔６ｃの口縁部上に図示されないボルトにより締付される。これにより、燃料タンク６に上部ユニット４が固定される。
上部ユニット４は、図示しない電気コネクタを有しており、上部ユニット４の下面側において燃料ポンプ３４の電気コネクタと電気的に接続されている。また、上部ユニット４の電気コネクタには、上部ユニット４の上面側において図示しない給電用コネクタに電気的に接続される。
【００２８】
図２に示すように、上部ユニット４の円筒状の壁４ａから、筒部４ｃが下方に伸びている。筒部４ｃにはテーパ状突起４ｄがその外周方向に数箇所設けられている。筒部４ｃは、延長筒７と嵌合される。その際、延長筒７の長孔７ａは弾性変形して筒部４ｃに設けられたテーパ状突起４ｄを乗り越える。通常使用時には、上部ユニット４と延長筒７が離反しないように、長孔７ａの端部にテーパ状突起４ｄが係合される。延長筒７に設けられた長孔７ａは燃料タンク６の内圧の変化による寸法変化に耐えることができるように上下方向に十分の長さが設けてあり、長孔７ａとテーパ状突起４ｄが係合した状態で、上部ユニット４と延長筒７が摺動可能となっている。
なお、延長筒７は、上部ユニット４及びリザーブ容器２０と一定以上嵌合されないようにするため、縮径部７ｃが設けられている。
【００２９】
上部ユニット４、延長筒７、リザーブ容器２０を金属製のロッド３２が貫通しており、激しい加速度などで上部ユニット４、延長筒７、リザーブ容器２０の水平方向の位置関係がずれることのないよう強固に案内している。金属製のロッド３２はリザーブ容器２０に固定されており、上部ユニット４の孔４ｅ内をスライドすることができる。上部ユニット４とリザーブ容器２０の間では、ロッド３２の周囲にコイル状の圧縮スプリング３７がセットされており、その弾性力によって、リザーブ容器２０は燃料タンク６の底面６ａに付勢されている。燃料タンク６は樹脂でブロー成形されており、残存燃料量や気温の変化によって変形する。下部ユニット８は、燃料タンク６に変形に抗して、常時、燃料タンク６の底面６ａに付勢される。
【００３０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、リザーブ容器の底板下面に嵩上げ用の足を有し、燃料タンクの底部とリザーブ容器底板を隔離することにより、燃料タンク内に溜まった水がリザーブ容器内に導入される可能性を低く押えることができる。またリザーブ容器内に水が導入されてしまっても、リザーブ容器底部には水抜き用の孔が開いているため、燃料に比べて比重の大きな水は、底部に設けた孔から重力によりリザーブ容器内から速やかに抜ける。リザーブ容器の底板が燃料タンクの底部から上方に離隔しており、燃料タンクに水がたまったとしても水のレベルよりも高い位置にリザーブ容器の底板が位置しているために、リザーブ容器内に侵入した水はリザーブ容器から確実かつ速やかに抜ける。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、リザーブ容器内に水が導入されてしまった場合、燃料に比べて比重の大きな水は、リザーブ容器底部の水抜き用孔より迅速に抜けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリザーブ容器ユニット全体の略体正面図
【図２】本発明に係るリザーブ容器ユニット全体の略体側面図
【図３】本発明の実施例に係るリザーブ容器２０の断面図
【図４】本発明の実施例に係るリザーブ容器２０の正面図
【図５】本発明の実施例に係るリザーブ容器２０の平面図及びジェットポンプ４０の中央線（Ａ−Ａ線）の断面図
【図６】本発明の第１実施例に係る隔壁の正面図
【図７】一次フィルタ２６の断面図及び平面図
【符号の説明】
２ リザーブ容器ユニット
４ 上部ユニット
６ 燃料タンク
８ 下部ユニット
７ 延長筒
１４ プレッシャレギュレータ
１６ 二次フィルタ
１８ ドーナツ状容器
２０ リザーブ容器
２２ 隔壁
２４ 壁
２６ 一次フィルタ
２９ 一次フィルタ骨格本体
３０ 一次フィルタ骨格膨出部
３２ ロッド
３４ 燃料ポンプ
３７ コイル状スプリング
４０ ジェットポンプ
５２ ベンチュリ

Claims (1)

1. 船舶用燃料タンク内に設置されるリザーブ容器ユニットであり、
   燃料タンクの上面に固定される上部ユニットと、
   燃料タンクの底面に押付けられるリザーブ容器と、リザーブ容器内に収容された燃料フィルタと、リザーブ容器内に収容された燃料ポンプと、リザーブ容器に取付けられたジェットポンプとを持つ下部ユニットとを有し、
   上部ユニットには、下方に伸びる筒部が形成されており、
   リザーブ容器には、上方に伸びる延長筒が固定されており、底板には水抜き用の第１の開口とジェットポンプ用の第２の開口とが形成されており、底板上面は第１の開口に向けて下方に傾斜しており、その底板上面が最も下方となる位置に第１の開口が形成されており、底板下面には嵩上げ用の足が形成されており、
   その筒部と延長筒がスライド可能に嵌合して、リザーブ容器と上部ユニット間の距離が可変であることを特徴とするリザーブ容器ユニット。

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