JP4237543B2 - ベーパセパレータ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのベーパセパレータ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射エンジンを備えた船外機において、燃料系から発生するベーパガスにより、特に、エンジンでの燃料消費の少ないアイドル時、トローリング時、暖機再起動時等にエンジン不調が起きやすい。このような燃料中のベーパガスを分離するために、従来よりベーパセパレータが用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
燃料は、燃料タンクからベーパセパレータタンク内に供給されてタンク内に溜められ、このベーパセパレータタンクから高圧燃料ポンプにより圧力レギュレータを介してインジェクタに送られる。高圧燃料ポンプから吐出された高圧燃料のうちインジェクタで噴射されない余分の燃料は、圧力レギュレータを介してベーパセパレータタンクに戻される。すなわち、インジェクタで噴射されない燃料は、高圧燃料ポンプ→圧力レギュレータ→ベーパセパレータタンク→高圧燃料ポンプの経路で循環する。運転中に発生するベーパガス量は、特に燃料消費量が少ない場合、この循環経路中で発生する。したがって、ベーパガス量を減らすには、この循環経路の容積を減らすことが有効である。
【０００４】
一方、循環経路容積の大半を占めるベーパセパレータタンクは、運転中の急激な燃料消費量の変化に対応するために、バッファとして比較的大きな容積が必要であり、前述のベーパガス量低減のために容積を小さくする要求と相反する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−４６１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、ベーパセパレータタンクとしての充分な容積を確保するとともに、循環経路の容積を減らしてベーパガスの発生量を低減したベーパセパレータ構造の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、燃料タンクから吸気管上のインジェクタまでの燃料供給経路の途中に設けたベーパセパレータタンクと、該ベーパセパレータタンク内に収容した燃料溜り量調整手段及び燃料吐出手段と、該燃料吐出手段の吐出側に設けた圧力レギュレータと、該ベーパセパレータタンク内で分離したガスを前記吸気管に送るベーパ逃し管と、前記圧力レギュレータから該ベーパセパレータタンクに燃料を戻す燃料戻り管とを備えたベーパセパレータ構造において、前記ベーパセパレータタンクを、前記燃料溜り量調整手段を収容する第１室と前記燃料吐出手段を収容する第２室とにより構成し、前記第１室及び第２室は、液面の上側及び下側でそれぞれ連通し、前記第１室側に前記燃料タンクを接続し、前記第２室側に前記燃料戻り管を接続し、前記第２室はさらに、隔壁により、前記燃料吐出手段を収容する燃料吐出室と、前記燃料戻り管が接続される燃料戻り室とに分割され、前記燃料吐出室と前記燃料戻り室とは、前記隔壁の上部および下部に設けられた連通孔によって互いに連通されていることを特徴とするベーパセパレータ構造を提供する。
【０００８】
この構成によれば、燃料消費量の変動に対応できる充分な容積を有するベーパセパレータタンクを第１室と第２室の２室で構成し、第１室にはフロート等の燃料溜り量調整手段を収容し、第２室には高圧燃料ポンプ等の燃料吐出手段を収容し、第２室に圧力レギュレータからの燃料戻り管を接続することにより、燃料循環系が第２室→高圧燃料ポンプ→圧力レギュレータ→第２室で形成され、全体として充分大きいベーパセパレータタンクを備えるにもかかわらず、燃料循環系の容積が小さくなって、ベーパガスの発生量が低減する。
また、本発明によれば、圧力レギュレータから第２室に戻る燃料は、一旦第２室の燃料戻り室に戻され、この燃料戻り室から燃料吐出室に流入するため、高圧状態で大きな速度の戻り燃料が燃料戻り室に溜まる燃料中に流入することにより、その運動エネルギーが吸収されて勢いが低下し、その後、燃料吐出室から再び高圧で吐出される。このため、第２室におけるベーパガスの発生が低減する。
【０００９】
好ましい構成例では、前記ベーパセパレータタンクを第１室と第２室に分割する仕切壁を設け、この仕切壁の上部及び下部にそれぞれ連通孔を設けたことを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、仕切壁により、ベーパセパレータタンクが第１室と第２室に２分割され、液面の上部及び下部がそれぞれ連通するため、全体として１つの大容量のベーパセパレータタンクを構成しながら、燃料循環系については、分割されて小容量となった第２室を用いて燃料を循環させることができる。
【００１１】
好ましい構成例では、前記ベーパ逃し管は、前記第１室の上面で離間した２ヵ所に接続されたことを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、第１室と第２室の上部同士が連通するとともに、第１室にベーパ逃し管が接続されるため、タンク内全体のベーパガスが円滑に吸気管に戻される。この場合、離間した２ヵ所にベーパ逃し管が接続されるため、例えばタンクが大きく傾斜して一方のベーパ逃し管が塞がれた場合であっても、確実にベーパガスを逃すことができる。
【００１５】
本発明のベーパセパレータ構造を船外機のエンジンに適用することにより、ベーパガスの発生を抑え、特に船外機で問題となるアイドル時やトローリング時でのエンジン不調の問題を回避して、常に安定した信頼性の高いエンジン回転動作が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される船外機の側面図であり、図２はそのアッパーカウル部分の水平断面図である。
【００１７】
船外機１は、アッパーカウル２と、ロアカウル３と、その下側のガイドエキゾースト４を介して接続されたアッパーケーシング５と、その下のロアケーシング６とにより外側を覆われる。アッパーカウル２内にＶ型６気筒エンジン７が収容される。エンジン７の前部に吸気サイレンサ８が備わり、この吸気サイレンサ８から左右３本ずつ吸気管９が設けられシリンダヘッド１０の各気筒に連通する。各吸気管９の途中にインジェクタ１１が備わる。
【００１８】
エンジン７のクランク軸１２の下端にドライブシャフト１３が連結される。ドライブシャフト１３は、ロアケーシング６内の傘歯車１４を介してプロペラシャフト１５に連結され、プロペラ１６を駆動する。この船外機１は、取付ブラケット１７を介して、船体のトランサム１８に取付けられる。
【００１９】
船体内の燃料タンク（不図示）とインジェクタ１１とを連通する燃料供給配管（不図示）の途中にベーパセパレータタンク１９が備わる。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係る燃料冷却構造の全体構成図である。
船内に設けた燃料タンク２０から低圧燃料ポンプ２１によりフィルタ２２を介して燃料配管（ホース）２３を通してベーパセパレータ２４のベーパセパレータタンク２５に燃料が供給される。ベーパセパレータ２４は、燃料を溜めるベーパセパレータタンク２５と、このベーパセパレータタンク２５内に設けたフロート２６と、高圧燃料ポンプ２７と、圧力レギュレータ２８とにより構成される。
【００２１】
吸気管９にスロットル弁２９が備わり、その下流側にインジェクタ１１が設けられる。高圧燃料ポンプ２７から圧力レギュレータ２８を介して燃料供給管５６を通して、高圧燃料がインジェクタ１１に供給される。余分な高圧燃料は、圧力レギュレータ２８から燃料戻り管５１を介してベーパセパレータタンク２５に戻される。
【００２２】
ベーパセパレータタンク２５内で分離されたベーパガスは、ベーパ逃し管５２を介して吸気負圧により吸気管９内に吸引され送られる。
【００２３】
ベーパセパレータタンク２５は、仕切壁４４により、第１室４５と第２室４６の２室に分割される。仕切壁４４は、上部（液面より上）及び下部（液面より下）に連通孔４７，４８を有し、タンク内の上部の気体側及び下部の液体側の双方で各々第１室４５及び第２室４６同士を連通させる。
【００２４】
第１室４５は、フロート２６等の燃料溜り量（液面）調整手段を収容する。なお、燃料溜り量調整手段として、フロートの他にも、液面を検出して液面に応じて開閉するバルブ等を用いることができる。
【００２５】
第２室４６は、高圧燃料ポンプ２７等の燃料吐出手段を収容する。この第２室４６はさらに、隔壁４９により、燃料吐出室４６ａと燃料戻り室４６ｂとに分割される。隔壁４９は、上部で燃料吐出室４６ａと燃料戻り室４６ｂを連通させるとともに、下部で連通孔５０を通して燃料吐出室４６ａと燃料戻り室４６ｂを連通させる。
【００２６】
燃料吐出室４６ａに高圧燃料ポンプ２７が収容され、燃料戻り室４６ｂに圧力レギュレータ２８からの燃料戻り管５１が接続される。これにより、圧力レギュレータ２８から第２室４６に戻る燃料は、一旦第２室４６の燃料戻り室４６ｂに戻され、この燃料戻り室４６ｂから燃料吐出室４６ａに流入するため、高圧状態で大きな速度の戻り燃料が燃料戻り室４６ｂに溜まる燃料中に流入することにより、その運動エネルギーが吸収されて勢いが低下し、その後、燃料吐出室４６ａから再び高圧で吐出される。このため、第２室４６におけるベーパガスの発生が低減する。
【００２７】
第１室４５の上部の隅部近傍にガス抜きポート５３が設けられる。さらに、第１室４５の上部に連通するガス抜き連通路５７が形成され、このガス抜き連通路５７の端部にガス抜きポート５４が設けられる。これらのガス抜きポート５３，５４は、ベーパセパレータタンク２５の上面の平面視（上面視）で対角線上で対向する隅部等の相互に離間した対向位置に設けることが望ましい。ベーパセパレータタンク２５が傾斜して一方のポートが液体燃料で塞がった場合でも他方のポートから確実にガス抜きができるからである。
【００２８】
各ガス抜きポート５３，５４には、それぞれベーパ逃し管５３ａ，５４ａが接続する。両ベーパ抜き管５３ａ，５４ａは合流して吸気管９に連通するベーパ逃し管５２に連なる。一方のベーパ逃し管５３ａは、一旦螺旋状に巻回してから他方のベーパ逃し管５４ａと連結する。これにより、船体が横転した場合等にサイフォン現象による燃料の流出を防止できる。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係るベーパセパレータの構成図である。（Ａ）はベーパセパレータタンクの上端部近傍の水平断面構成図であり、（Ｂ）はベーパセパレータタンクの下部の水平断面構成図であり、（Ｃ）はベーパセパレータの縦断面図である。
【００３０】
前述（図３）のように、ベーパセパレータタンク２５は、上下に連通孔４７，４８を有する仕切壁４４により、第１室４５と、第２室４６とに分割される。第２室４６は、隔壁４９により、燃料吐出室４６ａと燃料戻り室４６ｂとに分割される。この例では、隔壁４９の上部に連通孔５５が形成され液面Ｌより上側で燃料吐出室４６ａと燃料戻り室４６ｂとを連通させている。ベーパセパレータタンク２５の上面のほぼ対角線上の対向する隅部にガス抜きポート５３，５４が設けられる。前述（図３）のように、一方のガス抜きポート５３は、第１室４５の上面の隅部近傍に設けられ、他方のガス抜きポート５４は、第１室４５の上部と連通するガス抜き連通路５７の端部に設けられる。燃料は、高圧燃料ポンプ２７により、燃料供給管３０を通してインジェクタ１１（図３）に供給され、余分な燃料は、圧力レギュレータ２８（図３）から燃料戻り管５１を通して第２室４６の燃料戻り室４６ｂに戻される。５６はシール材である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、燃料消費量の変動に対応できる充分な容積を有するベーパセパレータタンクを第１室と第２室の２室で構成し、第１室にはフロート等の燃料溜り量調整手段を収容し、第２室には高圧燃料ポンプ等の燃料吐出手段を収容し、第２室に圧力レギュレータからの燃料戻り管を接続することにより、燃料循環系が第２室→高圧燃料ポンプ→圧力レギュレータ→第２室で形成され、全体として充分大きいベーパセパレータタンクを備えるにもかかわらず、燃料循環系の容積が小さくなって、ベーパガスの発生量が低減する。
また、圧力レギュレータから第２室に戻る燃料は、一旦第２室の燃料戻り室に戻され、この燃料戻り室から燃料吐出室に流入するため、高圧状態で大きな速度の戻り燃料が燃料戻り室に溜まる燃料中に流入することにより、その運動エネルギーが吸収されて勢いが低下し、その後、燃料吐出室から再び高圧で吐出される。このため、第２室におけるベーパガスの発生が低減する。
【００３２】
また、前記ベーパセパレータタンクを第１室と第２室に分割する仕切壁を設け、この仕切壁の上部及び下部にそれぞれ連通孔を設けた構成によれば、仕切壁により、ベーパセパレータタンクが第１室と第２室に２分割され、液面の上部及び下部がそれぞれ連通するため、全体として１つの大容量のベーパセパレータタンクを構成しながら、燃料循環系については、分割されて小容量となった第２室を用いて燃料を循環させることができる。
【００３３】
また、前記ベーパ逃し管は、前記第１室及び第２室の両方に接続された構成によれば、第１室と第２室の上部同士が連通するとともに、両室にベーパ逃し管が接続されてベーパガスを吸気管に戻すため、例えばタンクが大きく傾斜して第１室又は第２室のいずれかが上側になるように傾斜した場合であっても、確実に両方の室内から発生するベーパガスを逃すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される船外機の側面図。
【図２】 図１の船外機のアッパーカウル部分の水平断面図。
【図３】 本発明の実施形態の構成図。
【図４】 本発明の実施形態に係るベーパセパレータの構成図。
【符号の説明】
１：船外機、２：アッパーカウル、３：ロアカウル、４：ガイドエキゾースト、
５：アッパーケーシング、６：ロアケーシング、７：エンジン、
８：吸気サイレンサ、９：吸気管、１０：シリンダヘッド、
１１：インジェクタ、１２：クランク軸、１３：ドライブシャフト、
１４：傘歯車、１５：プロペラシャフト、１６：プロペラ、
１７：取付ブラケット、１８：トランサム、１９：ベーパセパレータタンク、
２０：燃料タンク、２１：低圧燃料ポンプ、２２：フィルタ、
２３：燃料配管、２４：ベーパセパレータ、２５：ベーパセパレータタンク、
２６：フロート、２７：高圧燃料ポンプ、２８：圧力レギュレータ、
２９：スロットル弁、３０：燃料配管、４４：仕切壁、４５：第１室、
４６：第２室、４６ａ：燃料吐出室、
４６ｂ：燃料戻り室、４７：連通孔、４８：連通孔、４９：隔壁、
５０：連通孔、５１：燃料戻り管、５２：ベーパ逃し管、
５３：ガス抜きポート、５４：ガス抜きポート、５５：連通孔、
５６：シール材、５７：ガス抜き連通路。

Claims (4)

1. 燃料タンクから吸気管上のインジェクタまでの燃料供給経路の途中に設けたベーパセパレータタンクと、
   該ベーパセパレータタンク内に収容した燃料溜り量調整手段及び燃料吐出手段と、
   該燃料吐出手段の吐出側に設けた圧力レギュレータと、
   該ベーパセパレータタンク内で分離したガスを前記吸気管に送るベーパ逃し管と、
   前記圧力レギュレータから該ベーパセパレータタンクに燃料を戻す燃料戻り管とを備えたベーパセパレータ構造において、
   前記ベーパセパレータタンクを、前記燃料溜り量調整手段を収容する第１室と前記燃料吐出手段を収容する第２室とにより構成し、
   前記第１室及び第２室は、液面の上側及び下側でそれぞれ連通し、
   前記第１室側に前記燃料タンクを接続し、
   前記第２室側に前記燃料戻り管を接続し、
   前記第２室はさらに、隔壁により、前記燃料吐出手段を収容する燃料吐出室と、前記燃料戻り管が接続される燃料戻り室とに分割され、
   前記燃料吐出室と前記燃料戻り室とは、前記隔壁の上部および下部に設けられた連通孔によって互いに連通されていることを特徴とするベーパセパレータ構造
2. 前記ベーパセパレータタンクを第１室と第２室に分割する仕切壁を設け、この仕切壁の上部及び下部にそれぞれ連通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載のベーパセパレータ構造。
3. 前記ベーパ逃し管は、前記第１室の上面で離間した２ヵ所に接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のベーパセパレータ構造。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のベーパセパレータ構造を備えた船外機。

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