JP4624961B2 - 燃料供給システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクに貯蔵した燃料をエンジンに供給するための燃料供給システム、特にＬＰＧ（液体石油ガス）やＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の気化し易い燃料を用いた場合の燃料供給システムに関するものである。

従来、この種の燃料供給システムとして、図３に示すように、プランジャ式の燃料ポンプ２０を用いたものが知られており、燃料ポンプ２０は、例えば駆動用モータ２２とこのモータに連結された回転軸２３に装着された回転カム機構からなる往復運動機構２４とからなる駆動部２５を有し、前記往復運動機構２４により往復駆動されるプランジャ２７を嵌挿したシリンダ２６とからなるポンプ部２８とで構成されている。

そして、ポンプ部２８は、前記シリンダ２６の先端側に燃料流路３０と吐出流路３２とが交互に開閉する開閉弁を介して接続されており、燃料流路３０がＬＰＧ（液体石油ガス）等の気化し易い燃料が収容された燃料タンク２１の底部２１ａに、吐出流路３２がエンジンの噴射弁（図示せず）にそれぞれ接続されている。

また、一端を前記燃料タンク２１の頂部２１ｂに接続した戻し流路３１が前記シリンダ２６の前記駆動部２５側に形成した空所２８ａに接続され、前記空所２８ａよりも駆動部２５側において前記プランジャ２７とシリンダ押さえ部品２８ｂとの間にＯリング等のシール部材２９を設置して前記往復運動機構２４を潤滑油とともに収容した往復運動機構室２４ａ内とを遮断している。

そして、駆動用モータ２２を回転させてプランジャ式の燃料ポンプ２０を駆動させると、燃料タンク２１内の燃料が燃料流路３０を通してシリンダ２６内に導かれ、これが吐出流路３２を通して図示しない噴射弁側へ供給される。また、プランジャ２７とシリンダ２６との間から漏れる燃料は、空所２８ａから戻り流路３１を通して燃料タンク２１へと戻される。

ところで、前記燃料を供給してエンジンを回転させているとエンジンが次第に加熱し、燃料タンク２１内や戻り流路３１等の内圧が高まる。これは燃料タンク２１内部の燃料がＬＰＧ等の気化し易い燃料の場合には、更に高圧となり、シール部材２９を境にして空所２８ａ側の圧力と駆動部２５側の圧力との間に差圧が生じることになる。そのために、シール部材２９が差圧の影響を受けて耐圧及び耐久性が低下し、シールが不完全になって空所２８ａに漏れた燃料が駆動部２５側に漏れ、漏れた燃料により往復運動機構室２４ａ内に充填されている潤滑油が希釈化されて、ポンプ駆動部分の潤滑機能を悪化させている。

また、往復運動機構室２４ａ内に充填されている潤滑油が回転軸２３の部分から漏れないように例えばリップシールなどのシールを用いた場合は、シール部材の前後差圧により耐圧、耐久性がたらず、潤滑油や燃料が大気中に漏れることから、定期的な部品の交換が必要であり、メンテナンス作業などが必要でランニングコストが高くなるという問題があり、更に、回転軸２３部分にメカニカルシール，ラビリンスシール等の特殊なシール部材を用いた場合には、シールやその取り付け部分の構造が複雑となり、ポンプとして大型化し、コスト高になる。

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするもので、ＬＰＧ（液体石油ガス）やＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の気化し易い燃料を用いた場合の燃料供給システムにおいて、燃料ポンプのポンプ駆動側とポンプ作動側の圧力差をなくして、ポンプ作動側からポンプ駆動側への燃料漏れ及び燃料ポンプから大気中への燃料や潤滑油の漏れを防止する燃料供給システムを提供することを目的としている。

前記課題を解決するためになされた本発明は、駆動用モータにより駆動される往復運動機構を有する駆動部と、シリンダと該シリンダ内を前記往復運動機構により往復摺動するプランジャとで構成されたポンプ部とを有するとともに、前記シリンダの先端側に一端を燃料タンク底部に接続した燃料流路と一端をエンジンに連結した吐出流路がそれぞれ接続されており、且つ前記シリンダの前記駆動部側に形成した空所に一端を前記燃料タンク頂部に接続した戻し流路が接続され、前記空所よりも駆動部側において前記プランジャとシリンダ押さえ部品との間にシール部材を設置して前記往復運動機構を潤滑油とともに収容した往復運動機構室内とを遮断した燃料供給システムにおいて、前記駆動用モータおよび往復運動機構を同一の空間に存在するように密封包囲されているとともに前記被包空間と前記戻し流路を含む空所とが連結されていることを特徴とする。

前記被包空間と前記戻し流路を含む空所とが連結されていることにより、前記戻し流路空間に接続される燃料タンク内及び前記シリンダの前記駆動部側に形成した空所の圧力が上昇したとき、少なくとも潤滑油が充填されている往復運動機構室が同じ圧力に上昇するので空所よりも駆動部側において前記プランジャとシリンダ押さえ部品との間に配置したシール部材の前後において差圧が生じることがなく、燃料が往復運動機構室内に漏れ出す心配がなく、特に、往復運動機構室だけでなく、駆動用モータおよび往復運動機構室を同一の空間に存在するように密封包囲することにより、容易且つ確実に往復運動機構室を包囲してこの空間雰囲気と前記戻し流路空間とを接続することができる。

また、往復運動機構室に配置される回転軸の部分に特殊なシール部材が不要となり、駆動用モータの負荷（摩擦トルク）が低減される。また、使用部品が削減され、燃料供給システムの構造をシンプルにして、小型化及びコスト低減が図られる。

以上の手段を有する本発明によれば、特にＬＰＧ（液体石油ガス）やＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の気化し易い燃料を用いたとしても、燃料ポンプのポンプ駆動側とポンプ作動側の圧力差がなくなって、両者の間に配置したシール部材が確実に働いて、ポンプ作動側からポンプ駆動側への燃料漏れ及び燃料ポンプから大気中への燃料や潤滑油の漏れが有効に防止される。

以下、図面に示した本発明の実施の形態について、説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示す概略図、図２はその一部を拡大した概略図である。

本実施形態の燃料供給システムは、主として前記図３に示した従来例とほぼ同様にプランジャ式の燃料ポンプ１を用いたものであり、駆動用モータ５とこの駆動用モータ５に連結された回転軸６に装着された回転カム機構である往復運動機構７とからなる駆動部３を有し、前記往復運動機構７により往復駆動されるプランジャ９を嵌挿したシリンダ８とからなるポンプ部４で構成されている。

ポンプ部４は、前記シリンダ８の先端側がＬＰＧ（液体石油ガス）等の気化し易い燃料が収容された燃料タンク２の底部２ａとエンジンの噴射弁（図示せず）とに燃料流路１３と吐出流路１５とがそれぞれ接続されている。

また、一端を前記燃料タンク２の頂部２ｂに接続した戻し流路１４が前記シリンダた８の前記駆動部３側に形成した空所８ａに接続され、前記空所８ａよりも駆動部３側において前記プランジャ９とシリンダ押さえ部品８ｂとの間にＯーリング等のシール部材１１を設置して前記往復運動機構７を潤滑油とともに収容した往復運動機構室７ａ内とを遮断している。

殊に、前記駆動用モータ５が外囲１０ａで密閉され、往復運動機構室７ａが前記駆動用モータ５を同一の空間に存在するように気密な材質により形成される外囲１０ｂで密封包囲されることにより駆動部３全体が外囲１０ａ，１０ｂによって一体に密閉されている。また、この外囲１０ａ，１０ｂの内部は前記燃料タンク２の頂部２ｂに接続した戻し流路１４に連通した連結通路１６に接続されている。

そして、従来の燃料供給システムと同様に、駆動用モータ５を回転させて燃料ポンプ１を駆動させると、プランジャ９が引かれたときに燃料タンク２内の燃料が燃料流路１３を通してシリンダ８内にに導かれ、これがプランジャ９が押されると吐出流路１５を通して図示しない噴射弁側へ供給される。また、燃料が加熱されて圧力が上昇し、プランジャ９とシリンダ８との間から漏れる燃料は、空所８ａから戻り流路１４を通して燃料タンク２へ戻される。

そして、このとき、本実施の形態は、戻り流路１４に連結通路１６が連通接続されてその先が前記駆動部３全体を包む外囲１０ａ，１０ｂの内部に連通しているので、前記駆動部３を構成するとともに前記シール部材１１を隔てて配置されさている往復運動機構室７ａの圧力が空所８ａ内の燃料圧力と同等の圧力に上昇して同圧となり差圧が生じることがない。

従って、空所２８ａに漏れた高圧の燃料が往復運動機構室２４ａ内に漏れ出す心配がないので、圧力差によるシール部材１１の劣化が防止され、シール部材１１の耐圧及び耐久性が確保される。従って、燃料漏れによる潤滑油の希釈化が阻止され、往復運動機構機構７の潤滑機能の悪化も回避される。

また、往復運動機構室７ａの回転軸６の部分に特殊なシール部材が不要となり、経済面でも優れている。

尚、本実施形態では往復運動機構として回転カムを用いたが、例えばクランク機構など他の往復運動機構を用いた場合にも同様に実施することができる。

本発明の一実施の形態に係る燃料供給システムの概略図である。 その一部を拡大した概略図である。 従来の燃料供給システムの要部概略図である。

符号の説明

１ 式燃料ポンプ、２ 燃料タンク、２ａ 底部、２ｂ 頂部、３ 駆動部、４ ポンプ部、５ 駆動用モータ、６ 回転軸、７ 往復運動機構、８ シリンダ、８ａ 空所、９ プランジャ、１０ａ，１０ｂ 外囲、１１ シール部材、１３ 燃料流路、１４ 戻り流路、１５ 吐出流路、１６ 連結通路

Claims (1)

1. 駆動用モータにより駆動される往復運動機構を有する駆動部と、シリンダと該シリンダ内を前記往復運動機構により往復摺動するプランジャとで構成されたポンプ部を有するとともに、前記シリンダの先端側に一端を燃料タンク底部に接続した燃料流路と一端をエンジンに連結した吐出流路がそれぞれ接続されており、且つ前記シリンダの前記駆動部側に形成した空所に一端を前記燃料タンク頂部に接続した戻し流路が接続され、前記空所よりも駆動部側において前記プランジャとシリンダ押さえ部品との間にシール部材を設置して前記空所と前記往復運動機構を潤滑油とともに収容した往復運動機構室内とを遮断した燃料供給システムにおいて、前記駆動用モータおよび往復運動機構室を同一の空間に存在するように密封包囲されているとともに前記被包空間と前記戻し流路を含む空所とが連結されていることを特徴とする燃料供給システム。
   

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