JP4864827B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

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本発明は、主に車両用エンジンに用いられる燃料供給装置に関する。
従来例の燃料供給装置としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。なお、図7は従来例(特許文献1参照)にかかる燃料供給装置を示す構成図である。
図7に示すように、特許文献1に記載された燃料供給装置100は、燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料配管(図示しない)に設けられるハウジング101を備えている。ハウジング101内にストレーナ103が配置されることによって、ハウジング101内が燃料流入口102側の第1燃料室110aと燃料流出口107側の第2燃料室110bとに区画されている。燃料ポンプ105が第2燃料室110b内に配置されており、燃料ポンプ105の燃料吸込口105Cが第1燃料室110a内に開口されている。また、燃料ポンプ105の燃料吐出口105Bが燃料流出口107に管接続されている。ハウジング101には、燃料流出口107に上流端が開口されかつ第2燃料室110b内に下流端が開口されたレギュレータ通路108が設けられている。レギュレータ通路108にプレッシャレギュレータ110が配置されている。また、ハウジング101には、第2燃料室110bを開口する燃料排出路109が形成されている。
前記燃料供給装置100において、燃料タンク内の燃料は、ハウジング101の燃料流入口102から第1燃料室110a内に供給されてストレーナ103によりろ過される。その燃料は、燃料ポンプ105の駆動により燃料吸込口105Cから吸込まれて昇圧される。その昇圧された燃料は、燃料吐出口105Bから燃料流出口107に吐出されることにより、エンジンへ供給される。ここで、燃料流出口107を流れる燃料の圧力は、プレッシャレギュレータ110により調圧される。プレッシャレギュレータ110の調圧により余剰となった余剰燃料は、第2燃料室110bに排出されて燃料排出路109から排出される。
特開平11−303704号公報
前記燃料供給装置100(図7参照。)では、第1燃料室110aの燃料の供給側(燃料流入口102側)と吸込側(燃料吸込口105C側)との間において、燃料の圧力、流れの変化により発生するベーパを排出する対策が何ら講じられていない。したがって、第1燃料室110aで発生したベーパが、燃料ポンプ105に吸込まれやすいという問題があった。燃料ポンプ105にベーパが吸込まれると、燃料ポンプ105が空転してしまい、エンジンへの燃料供給が途絶えるおそれがあった。
本発明が解決しようとする課題は、燃料ポンプへのベーパの吸込みを防止することのできる燃料供給装置を提供することにある。
前記した課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする燃料供給装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項1にかかる燃料供給装置によると、ハウジング内に設けた燃料溜まり部に、燃料ポンプへ吸込まれる燃料が溜められる。これにより、燃料溜まり部における燃料の供給側と燃料ポンプの吸込側との間において、燃料の圧力、流れの変化を緩和し、その変化によるベーパの発生を抑制することができる。また、燃料溜まり部に溜まったベーパが、ベーパ排出通路から排出されることにより、燃料溜まり部でのベーパの滞留を回避することができる。したがって、ベーパの発生の抑制とベーパの滞留の回避との相乗作用により、燃料ポンプへのベーパの吸込みを防止あるいは低減することができる。ひいては、ベーパの吸込みによる燃料ポンプの空転を防止あるいは低減することができる。
また、燃料ポンプの燃料吸込口を、燃料溜まり部の下部に配置したものである。したがって、燃料ポンプへのベーパの吸込みを一層効果的に防止あるいは低減することができる。
また燃料ポンプの昇圧途中のベーパを含むベーパ燃料を燃料タンクへ戻すベーパ燃料戻し通路に、ベーパ排出通路がベーパを排出可能に合流されている。したがって、ベーパ排出通路から排出されるベーパを含むベーパ燃料を、ベーパ燃料戻し通路に排出することにより、燃料ポンプから排出されるベーパ燃料とともに燃料タンクへ戻すことができる。
またベーパ燃料戻し通路内を流れるベーパ燃料の流れを利用するジェットポンプにより、ベーパ排出通路内のベーパ燃料をベーパ燃料戻し通路内へ移送することができる。したがって、燃料溜まり部のベーパを速やかに排出することができる。
また、特許請求の範囲の請求項にかかる燃料供給装置によると、ジェットポンプが、ベーパ燃料戻し通路の途中に設けた絞り部を主体として構成されている。したがって、ジェットポンプの構成を簡素化することができる。
また、特許請求の範囲の請求項にかかる燃料供給装置によると、プレッシャレギュレータの調圧により余剰となった余剰燃料に含まれるベーパをベーパ排出通路から排出させる構成としたものである。したがって、燃料溜まり部で発生したベーパとともに、プレッシャレギュレータの調圧により余剰となった余剰燃料に含まれるベーパを、ベーパ排出通路から排出することができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態について実施例を参照して説明する。
[実施例1]
本発明の実施例1を説明する。なお、図1は燃料供給装置を示す構成図である。
図1に示すように、燃料供給装置10は、燃料タンク12内の燃料をエンジン(図示しない)に供給する燃料配管14に設けられるハウジング16と、そのハウジング16内に収納されかつ燃料タンク12側の燃料を吸込んでエンジン側へ吐出する燃料ポンプ18と、燃料ポンプ18からエンジンへ供給される燃料の圧力を調圧するプレッシャレギュレータ20とを備えている。なお、エンジン側へ供給された燃料は、図示しないインジェクタ(「燃料噴射弁」ともいう)よりエンジンの燃焼室内に噴射されるようになっている。また、燃料配管14は、ハウジング16を間にして、燃料流入側の燃料配管部14aと燃料流出側の燃料配管部14bとに分割されている。
前記ハウジング16は、左右方向に延びる中空円筒状に形成されたハウジング本体22を有している。ハウジング本体22の両開口端面は、それぞれ端板部23,24により閉鎖されている。ハウジング本体22は、一方側(図1において右側)を燃料流入側とし、他方側(図1において左側)を燃料流出側としている。ハウジング本体22は燃料室22aを形成している。
前記燃料流入側(図1において右側)の端板部23の下部には、外方(図1において右方)へ管状に突出しかつ管内を燃料流入口26とする燃料流入管25が形成されている。この燃料流入管25には、前記燃料流入側の燃料配管部14aの下流端が管接続されている。このため、燃料タンク12内の燃料が燃料配管部14a内を通じて燃料流入口26からハウジング本体22内の燃料室22aへ流入される。
前記燃料流出側(図1において左側)の端板部24の下部には、外方(図1において左方)へ管状に突出しかつ管内を燃料流出口28とする燃料流出管27が形成されている。この燃料流出管27には、前記燃料流出側の燃料配管部14bの上流端が管接続されている。このため、燃料ポンプ18から燃料流出口28に流出された燃料は、燃料配管部14b内を通じてエンジン(詳しくは、インジェクタ)へ供給される。また、燃料流出管27の上壁部には、レギュレータ接続口29が開口されている。なお、燃料流出管27は、前記燃料流入管25と同心状をなしている。
前記燃料流出側(図1において左側)の端板部24の上部には、外方(図1において左方)へ管状に突出しかつ管内を燃料戻し口32とする燃料戻し管31が形成されている。
なお、前記ハウジング16は、複数の分割体の組合せにより、燃料ポンプ18を収容可能に構成されている。また、ハウジング16は、車両に対して、図1に示す上下関係をもって搭載される。このとき、ハウジング16よりも上方に燃料タンク12が配置されるものとする。
次に、燃料ポンプ18を説明する。なお、図2は燃料ポンプを示す断面図である。
図2に示すように、燃料ポンプ18は、ポンプハウジング34内に電動式のモータ部35と、モータ部35の一端部(図2において右端部)に設けられたインペラ式のポンプ部36とを備えるモータ一体型のポンプである。ポンプ部36は、モータ部35の駆動によりインペラ37が回転されることにより、燃料をポンプ部36内に燃料吸込口38から吸込しかつ昇圧してモータ部35内に吐出する。また、燃料ポンプ18のポンプ部36側の端面(図2において右端面)には、外方(図1において右方)へ管状に突出しかつ管内を燃料吸込口38とする燃料吸込管部38aが形成されている。また、燃料ポンプ18のモータ部35側の端面(図2において左端面)には、外方(図1において左方)へ管状に突出しかつ管内を燃料吐出口39とする燃料吐出管部39aが形成されている。燃料吐出口39は、モータ部35内の燃料を吐出する。
前記燃料ポンプ18のポンプ部36側の端面(図2において右端面)には、ポンプ部36で昇圧途中のベーパ(燃料が気化することにより生じる気泡)を含むベーパ燃料をポンプ部36から排出すなわち吐出するためのベーパジェット40が設けられている。また、ベーパジェット40と燃料吸込口38とは、円周上の相反する位置関係(図2において上下の位置関係)をもって配置されている。また、燃料吸込口38と燃料吐出口39とは、同心状に配置されている。なお、ベーパジェット40は、本明細書でいう「ベーパ燃料排出口」に相当する。
図1に示すように、前記燃料ポンプ18は、前記ハウジング16のハウジング本体22内に対して、ポンプ部36を燃料流入側(図1において右側)に向けかつモータ部35を燃料流出側(図1において左側)に向けた横置き状態にして収容されている。また、燃料ポンプ18は、ハウジング本体22内に対して支持部材(図示しない)を介して同心状にかつ所定間隔を隔てた状態で支持されている。このとき、燃料ポンプ18は、燃料吸込管部38a及び燃料吐出管部39aが下側に位置しかつベーパジェット40が上側に位置するように配置される。また、燃料ポンプ18の燃料吐出管部39aは、前記ハウジング16の燃料流出管27内に挿入すなわち管接続されている。なお、燃料吐出管部39aと燃料流出管27との間には、オーリング等からなるシールリング42が介在されている。
前記燃料ポンプ18は、前記ハウジング本体22内の燃料室22aにおいて燃料流出側(図1において左側)に片寄せられている。これにより、ハウジング本体22の燃料流入側の端板部23を含む端部(図1において右端部)と燃料ポンプ18(詳しくは、燃料吸込側の端面)とにより取り囲まれた所定容積の燃料溜まり部44が形成されている。燃料溜まり部44を含む燃料室22aには、燃料が溜められる。燃料溜まり部44の燃料は、燃料ポンプ18の駆動によりポンプ部36の燃料吸込口38(図2参照)から吸込まれる。
また、前記燃料ポンプ18の燃料吸込口38(図2参照)は、燃料流入口26に対して燃料溜まり部44を隔てて対向状をなしており、かつ、燃料溜まり部44においてベーパV1がほとんど溜まらない領域である下層部に配置されている。
また、燃料ポンプ18のベーパジェット40は、燃料溜まり部44の上層部に配置されている。このベーパジェット40には、ベーパ燃料戻し通路46の一端部が連通されている。ベーパ燃料戻し通路46は、ハウジング本体22の上壁部(符号、22bを付す)を貫通して上方へ延びている。ベーパ燃料戻し通路46の他端部すなわち上端部は、燃料タンク12内に連通されている。
次に、プレッシャレギュレータ20を説明する。なお、図3はプレッシャレギュレータを示す断面図である。
図3に示すように、プレッシャレギュレータ20は、ケーシング50、ダイヤフラム51、弁体52等によって構成されている。ケーシング50は、プレッシャレギュレータ20の外殻をなすもので、上面開口状をなす燃料調圧室側のケース53と下面開口状をなす大気室側のケース54とを接合してなる。燃料調圧室側のケース53の底壁部には、燃料導入管55が設けられている。また、大気室側のケース54の側壁部には、燃料排出管56が設けられている。また、大気室側のケース54の上壁部には、大気に連通する大気連通口57が設けられている。
前記ダイヤフラム51は、前記燃料調圧室側のケース53と前記大気室側のケース54との間に挟持されており、前記ケーシング50内を燃料調圧室58と大気室59とに区画している。ダイヤフラム51は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。また、前記弁体52は、ダイヤフラム51の中央部に設けられており、前記燃料導入管55の上端面に対向している。弁体52は、ダイヤフラム51の撓み変形により燃料導入管55の上端面を弁座として開閉することにより、燃料調圧室58内を燃料導入管55内に対して連通又は遮断する。
前記大気室59内において、前記大気室59側のケース54の上壁部と前記ダイヤフラム51の弁体52との間には、コイルスプリングからなるバルブスプリング60が介装されている。バルブスプリング60は、常に弁体52を前記燃料導入管55の弁座に着座する方向いわゆる閉弁方向(図3において下方)に付勢している。しかして、大気室59内においてダイヤフラム51を押圧する力すなわちバルブスプリング60の弾性力に比べて、燃料調圧室58内においてダイヤフラム51を押圧する燃圧が低いときは、バルブスプリング60の弾性力により弁体52が燃料導入管55に着座されることにより、燃料導入管55が閉じられる。また、燃料調圧室58内の燃圧すなわちダイヤフラム51を押圧する燃圧がバルブスプリング60の弾性力よりも高くなるときは、ダイヤフラム51の撓み変形により弁体52が燃料導入管55から離れることにより、燃料導入管55が開かれる。これにより、燃料調圧室58内の燃料すなわち余剰となった余剰燃料が燃料導入管55を通じて排出されるため、燃料調圧室58内の燃圧が設定値になるまで低下される。燃料調圧室58内の燃圧が設定値になると、弁体52はバルブスプリング60の弾性により閉じられる。
図1に示すように、前記プレッシャレギュレータ20は、前記ハウジング16に付設されている。すなわち、プレッシャレギュレータ20の燃料導入管55は、ハウジング16のレギュレータ接続口29内に挿入すなわち管接続されている。また、プレッシャレギュレータ20の燃料排出管56は、ハウジング16の燃料戻し管31内に挿入すなわち管接続されている。したがって、プレッシャレギュレータ20は、ハウジング16の燃料流出管27内の燃料流出口28を流れる燃料、すなわち燃料ポンプ18からエンジンへ供給される燃料の圧力を調圧することができる。また、プレッシャレギュレータ20の調圧により余剰となった余剰燃料は、燃料排出管56から燃料戻し管31内(燃料戻し口32)を通じてハウジング本体22内の燃料室22a(詳しくは、燃料室22aにおける燃料流出側の上層部)に排出される。そして、その余剰燃料に含まれるベーパV3は、後続の余剰燃料の排出により、ハウジング本体22の上壁部22bに沿うようにして、燃料室22aにおける上壁部22bと燃料ポンプ18のポンプハウジング34との対向面間の空間部分(符号、22cを付す)を通って、燃料溜まり部44においてベーパV1が浮力により浮上することにより溜まりやすい領域である上層部へと押し流されてゆく。
前記ベーパ燃料戻し通路46の途中には通路断面積を小さくする絞り部62が設けられている。
また、前記ハウジング16におけるハウジング本体22の上壁部22bには、端板部23側寄りの位置において前記燃料溜まり部44に連通されかつ該燃料溜まり部44(詳しくは、上層部)に溜まるベーパV1を排出するためのベーパ排出通路64の一端部が設けられている。ベーパ排出通路64は上方へ延びており、その他端部すなわち上端部は、ベーパ燃料戻し通路46の絞り部62内に連通されている。すなわち、ベーパ燃料戻し通路46に、ベーパ排出通路64が合流されている。これにより、絞り部62を主体として、ベーパ燃料戻し通路46内を流れるベーパ燃料の流れを利用して、ベーパ排出通路64内の燃料をベーパ燃料戻し通路46内へ移送するジェットポンプ61が構成されている。
前記燃料供給装置10の作用について説明する。燃料タンク12内の燃料は、燃料流入側の燃料配管部14aを通じてハウジング16の燃料流入管25の燃料流入口26から燃料溜まり部44を含む燃料室22aに供給される。また、燃料ポンプ18のモータ部35が通電されることによりポンプ部36が駆動されると、燃料溜まり部44の下層部の燃料が、燃料吸込口38からポンプ部36内に吸込まれて昇圧された後、モータ部35を通じて燃料吐出口39から燃料流出管27内の燃料流出口28へ吐出される。その燃料流出口28へ吐出された燃料は、燃料流出側の燃料配管部14bを通じてエンジン側(詳しくは、インジェクタ)へ供給される。ここで、プレッシャレギュレータ20により、燃料流出管27内の燃料流出口28の燃圧(燃料ポンプ18からエンジンへ供給される燃料の圧力)が設定値に調圧される。そして、プレッシャレギュレータ20の調圧により余剰となった余剰燃料は、燃料排出管56から燃料戻し管31を通じてハウジング本体22内に排出される。その余剰燃料に含まれるベーパV3は、後続の余剰燃料の排出によって、前に述べたように、ハウジング本体22の上壁部22bに沿うようにして、燃料室22aにおける空間部分22cを通って、燃料溜まり部44の上層部へと押し流される。
また、燃料ポンプ18のポンプ部36で昇圧途中のベーパV2を含むベーパ燃料がベーパジェット40から吐出される。そのベーパ燃料は、ベーパ燃料戻し通路46を通じて燃料タンク12内へ戻される。これにともない、ベーパ燃料戻し通路46の絞り部62をベーパ燃料が通過する際、そのベーパ燃料の流れを利用して、ベーパ排出通路64内の燃料が燃料タンク12内へ移送される。これにより、燃料溜まり部44の上層部に溜まるベーパV1,V3がベーパ排出通路64からベーパ燃料戻し通路46を通じて燃料タンク12内へ移送すなわち排出される。
上記した燃料供給装置10によると、ハウジング16内に設けた燃料溜まり部44に、燃料ポンプ18へ吸込まれる燃料が溜められる。これにより、燃料溜まり部44における燃料の供給側と燃料ポンプ18の吸込側との間において、燃料の圧力、流れの変化を緩和し、その変化によるベーパV1の発生を抑制することができる。また、燃料溜まり部44に溜まったベーパV1が、ベーパ排出通路64から排出されることにより、燃料溜まり部44でのベーパV1の滞留を回避することができる。したがって、ベーパV1の発生の抑制とベーパV1の滞留の回避との相乗作用により、燃料ポンプ18へのベーパV1の吸込みを防止あるいは低減することができる。ひいては、ベーパV1の吸込みによる燃料ポンプ18の空転を防止あるいは低減することができる。
また、燃料ポンプ18の燃料吸込口38を、燃料溜まり部44においてベーパV1がほとんど溜まらない領域すなわち下層部に配置したものである。したがって、燃料ポンプ18へのベーパV1の吸込みを一層効果的に防止あるいは低減することができる。
また、燃料ポンプ18の昇圧途中のベーパV2を含むベーパ燃料を燃料タンク12へ戻すベーパ燃料戻し通路46に、ベーパ排出通路64がベーパを排出可能に合流されている。したがって、ベーパ排出通路64から排出されるベーパを含むベーパ燃料を、ベーパ燃料戻し通路46に排出することにより、燃料ポンプ18から排出されるベーパ燃料とともに燃料タンク12へ戻すことができる。
また、ベーパ燃料戻し通路46内を流れるベーパ燃料の流れを利用するジェットポンプ61により、ベーパ排出通路64内のベーパ燃料をベーパ燃料戻し通路46内へ移送することができる。したがって、燃料溜まり部44のベーパV1,V3を速やかに排出することができる。
また、ジェットポンプ61が、ベーパ燃料戻し通路46の途中に設けた絞り部62を主体として構成されている。したがって、ジェットポンプ61の構成を簡素化することができる。
また、プレッシャレギュレータ20の調圧により余剰となった余剰燃料に含まれるベーパV3をベーパ排出通路64から排出させる構成としたものである。したがって、燃料溜まり部44で発生したベーパV1とともに、プレッシャレギュレータ20の調圧により余剰となった余剰燃料に含まれるベーパV3を、ベーパ排出通路64から排出することができる。
[実施例2]
本発明の実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部を変更したものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明を省略する。なお、図4は燃料供給装置を示す構成図である。また実施例2、3は本発明の関連技術である。
図4に示すように、本実施例は、前記実施例1(図1参照)におけるベーパ排出通路64の上端部を、ベーパ燃料戻し通路46の絞り部62に代えて、燃料タンク12内に連通したものである。これにともない、ベーパ燃料戻し通路46における絞り部62(図1参照)が省略されている。したがって、燃料溜まり部44に溜まるベーパV1,V3は、その浮力を利用して、ベーパ排出通路64を通じて燃料タンク12内へ排出される。
本実施例によれば、燃料タンク12にベーパ排出通路64がベーパを排出可能に連通されている。したがって、燃料溜まり部44のベーパV1,V3をベーパ排出通路64から燃料タンク12へ排出することができる。
[実施例3]
本発明の実施例3を説明する。本実施例は、前記実施例2の一部を変更したものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明を省略する。なお、図5は燃料供給装置を示す構成図である。
図5に示すように、本実施例は、前記実施例2(図4参照)におけるベーパ燃料戻し通路46を省略し、燃料ポンプ18のポンプ部36で昇圧途中のベーパV2を含むベーパ燃料をポンプ部36から燃料溜まり部44の上層部に排出させるようにしたものである。したがって、燃料溜まり部44に溜まるベーパV1,V2,V3が、その浮力を利用して、ベーパ排出通路64を通じて燃料タンク12内へ排出される。
[実施例4]
本発明の実施例4を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部を変更したものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明を省略する。なお、図6は燃料供給装置を示す構成図である。
図6に示すように、本実施例は、前記実施例1(図1参照)における燃料供給装置10におけるプレッシャレギュレータ20を省略したものである。これにともない、実施例1におけるハウジング16のレギュレータ接続口29、及び、燃料戻し口32を形成する燃料戻し管31も省略されている。この場合、ハウジング本体22内に燃料ポンプ18をほとんど隙間なく収容することにより、ハウジング16内の燃料溜まり部44のみに燃料を溜める構成とすることが可能である。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である
本発明の実施例1にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 燃料ポンプを示す断面図である。 プレッシャレギュレータを示す断面図である。 本発明の実施例2にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 本発明の実施例3にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 本発明の実施例4にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 従来例にかかる燃料供給装置を示す構成図である。
符号の説明
10 燃料供給装置
12 燃料タンク
14 燃料配管
16 ハウジング
18 燃料ポンプ
20 プレッシャレギュレータ
38 燃料吸込口
39 燃料吐出口
44 燃料溜まり部
46 ベーパ燃料戻し通路
61 ジェットポンプ
62 絞り部
64 ベーパ排出通路

Claims (3)

  1. 燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料配管に設けられるハウジングと、
    前記ハウジング内に収納されかつ燃料を燃料吸込口から吸込んで燃料吐出口からエンジン側へ吐出する燃料ポンプと
    を備える燃料供給装置であって、
    前記ハウジング内に、前記燃料ポンプへ吸込まれる燃料を溜める燃料溜まり部を設けるとともに、該燃料溜まり部に溜まるベーパを排出するベーパ排出通路を設け、
    前記燃料ポンプの燃料吸込口を、前記燃料溜まり部の下部に配置し、
    前記燃料ポンプの昇圧途中のベーパを含むベーパ燃料を前記燃料タンクへ戻すベーパ燃料戻し通路に、前記ベーパ排出通路がベーパを排出可能に合流され、
    前記ベーパ燃料戻し通路内を流れるベーパ燃料の流れを利用して、前記ベーパ排出通路内の燃料を前記ベーパ燃料戻し通路内へ移送するジェットポンプを備えた
    ことを特徴とする燃料供給装置。
  2. 請求項に記載の燃料供給装置であって、
    前記ジェットポンプが、前記ベーパ燃料戻し通路の途中に設けた絞り部を主体として構成されていることを特徴とする燃料供給装置。
  3. 請求項1又は2に記載の燃料供給装置であって、
    前記燃料ポンプから前記エンジンへ供給される燃料の圧力を調圧するプレッシャレギュレータを備え、
    前記プレッシャレギュレータの調圧により余剰となった余剰燃料に含まれるベーパを前記ベーパ排出通路から排出させる構成とした
    ことを特徴とする燃料供給装置。
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