JPH03502957A - 蒸気分離器を有する燃料噴射機関の真空排気および流量規制取付具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 蒸気分離器を有する燃料噴射機関の真空排気および流量規制取付具 本発明は燃料噴射機関用の舶用燃料システムに係り、とりわけ蒸気分離器からの 燃料蒸気供給に関する。本発明は燃料噴射舶用内燃機関の高温再始動を解決する ものである。

燃料噴射機関おいて、燃料噴射器を経て機関に供給される燃料の量を正確に制御 することは重要である。多くのシステムが、機関へ燃料を正確に測定して供給す るよう燃料噴射の作用を制御するため設計されてきている。

略同−燃料圧を与える圧力制御装置を有する噴射装置に燃料を供給するため、高 圧ポンプが一般に用いられている。

過剰燃料、すなわち機関に対する必要量以上の燃料は、燃料タンクに再循環され て戻されている。燃料タンクが機関からかなり離れている舶用機関の場合、延長 された燃料戻りラインを燃料タンクに設けることは好ましくない。これは火災そ の他の害が生じるからである。

いくつかの従来システムは、過剰燃料を直ちにポンプ入口側に戻すよう、再循環 型の噴射ポンプを用いている。

しかしながら、このようなシステムにおいて、機関がアイドル運転または低速で 長時間作動した場合、再循環した燃料がポンプによって加熱され、蒸発する。こ のことによって、ポンプの出力が低下し、十分な燃料圧力が燃料噴射器において 得られなくなってしまう。

従来、上述した燃料蒸発問題を解決するため、燃料蒸発分離器を用いたものが知 られている。第１燃料ポンプが燃料タンクから燃料を引抜き、第２燃料ポンプが 第１ポンプからの燃料を受け、加圧状態で燃料噴射器に燃料を供給している。蒸 発分離器が第１ポンプおよび第２ポンプとの間に連結され、これによって第２ポ ンプに供給される燃料から蒸気を取除くようになっている。

また蒸気分離器においても、高温再始動問題は依然として生じている。急な機関 の減速において、機関が荒いアイドリングとなったり、エンストをおこしたりす る。

本発明はこれらの問題を解決するものである。

真空度の大きな状態において、蒸気分離器内のあわ状燃料が取入システムの入口 マニホルド内にこぼれることがある。また機関の停止後、機関の熱によって、飽 和蒸気が蒸気分離器内に蓄積し、入口マニホルド内に流入することがある。

発明の開示 本発明によれば、蒸気供給ラインに、常時蒸気分離器および取入システムと連通 ずる手段が設けられており、これによって急な機関減速時における取入システム からのピーク真空において、蒸気分離器から取入システムへの燃料蒸発を規制す ることができる。本発明は取入システム内における過剰混合を防止し、これによ って荒いアイドリングまたはエンストを防止することができる。

好ましくは、この手段は取入システムから大気へ真空を部分的に排気するための 真空排気開口路を有しており、これによって蒸気分離器へのピーク真空を規制す る。真空度の低下によって、蒸気分離器内の蒸発およびあわ軟化が低減する。好 ましくは、取付具は流量規制通路を有し、この通路によって蒸気分離器から取入 システムへの燃料蒸発体積量を規制することができる。蒸気分離器から取入シス テムへの過剰混合を取除くことによって、上述した高温再始動問題が解決される 。

本発明の更なる特長については、図面とともに説明される以下の詳細な説明によ り明らかにされる。

図面の簡単な説明 第１図は公知の燃料噴射機関用の舶用燃料システムを示す図、 第２因は第１図のシステムにおいて本発明による取付具を示す図、 第３図は第２図３−３線断面図、 第４図は第１図のシステムにおける他の改良例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図は２サイクルクランク室圧縮内燃機関１０の一つのシリンダを示す。機関 はシリンダボア１２を有するシリンダブロック１１を存し、ボア１２内にピスト ン１３が往復自在に保持されている。ピストン１３は連結ロッド１４によってク ランクシャフト１５に連結され、このクランクシャフト１５は機関１０のクラン ク室１６内に回転自在に軸支されている。機関は空気取入マニホルド１７を有す る吸気システムを備えており、マニホルド１７はスロットル弁１７ａを有し、空 気をクランク室１６内に供給するようになっている。一方向リードチェツキ弁１ ８がマニホルド１７からの流れをクランク室１６側へ送る役割を果しているが、 クランク室１６からの流れをマニホルド１７側に送らないようになっている。

移動路１９がクランク室１６からシリンダブロック１１を通って延び、ピストン １３の下部死点の上方位置に達している。スパークプラグ２１がシリンダへラド ２２に設けられ、これによって混合気の着火を行なうようになっている。排気ポ ート２３がシリンダボア１２に形成され、排気ガスを外気に排出するようになっ ている。

機関１０は燃料噴射システムを備えており、このシステムは取入マニホルド１７ 内に燃料を排出する電磁制御噴射ノズル２４を有している。燃料、一般にガソリ ンは、高圧燃料ポンプ２５によってノズル２４に供給される。

圧力制御装置２６が燃料供給ライン２７に設けられ、燃料噴射ノズル２４におけ る燃料圧力を略一定に維持している。電気的制御装置２８が噴射ノズル２４の作 動を制御するために設けられているが、これによって公知の方向で所定量の燃料 を所定時間で取入マニホルド１７に供給するようになっている。

機関の運転中、空気は取入マニホルド１７内に供給され、燃料はノズル２４によ って噴射され、このようにして燃料−空気混合気がリード弁１８を介してクラン ク室１６内に入る。一方、ピストン１３は上方へ、スパークプラグ２１側へ移動 する。リード弁１８は、クランク室１６の圧力がマニホルド１７内の圧力より小 さい限り開となっている。

ピストン１３が下方へ、すなわちクランク室１６側へ移動するにつれて、排気ポ ート２３が開となり燃焼ガスを排出する。同時に吸気ポート２０が開となり、ク ランク室１６から混合気をシリンダ１２内に移送する。

ピストン１３の上方ストロークの間にスパークプラグ２１が着火し、混合気を発 火させ、従来方法によりサイクル運転が継続する。

遠隔燃料タンク２９からの蒸気のない燃料供給は、高圧燃料ポンプ２５の入口側 に対して行なわれる。低圧燃料ポンプ３１、例えば機関のクランク室１６内のパ ルス圧力によって作動するダイヤフラムポンプが遠隔燃料りンク２９から燃料を 引き抜くために用いられる。このようなダイヤフラムポンプは船外機では共通に 用いられる。

低圧燃料ポンプ３１からの燃料は燃料ライン３２から蒸気分離器３３に供給され る。

低圧ポンプ３１から蒸気分離器３３までの燃料の供給はフロート作動弁３４によ って制御される。弁装置３５はり、／＜−３６によって制御されるが、このレバ ー３６は蒸気分離器３３に固着された回動点３７を有するとともに、フロート３ ８に取付けられている。蒸気分離室３つの燃料レベルは、このようにフロート作 動弁３４によって制御される。

蒸気分離室３９の上部開口４０は、ライン４１によって取入マニホルド１７に連 結されている。高圧燃料ポンプ２５の入口側３０は燃料ライン４２によって連結 され、蒸気分離室３つの底部から燃料を引抜くようになっている。また、圧力制 御装置２６からの戻りライン４３は、過剰燃料を蒸気分離室３９に戻すようにな っている。

ライン４４がクランク室１６から蒸気分離器３３に連結され、重質燃料分を再循 環させるようになっている。

スパークプラグ２１から離れるピストン１３の圧縮工程において、重質燃料分は クランク室１６から加圧され、一方向チェック弁４５を通って蒸気分離器３３へ 移送されて再循環される。弁４５はライン４４からクランク室１６への逆流を防 止する。

作動中、低圧燃料ポンプ３１は、燃料をフロート制御弁３４を通って蒸気分離器 ３３に供給する。蒸気分離器３３内の燃料の表面における圧力は、ライン４１が 取入マニホルド１７に連結されていることによって、大気圧またはそれ以下に維 持される。このように、蒸発した燃料は蒸気分離器３３から引抜かれ、ライン４ １から取入マニホルド１７に供給される。このようにして、蒸気のない燃料がラ イン４２から高圧燃料噴射ポンプ２５の入口側３０に供給される。蒸気分離器３ ３は、圧力制御装置２６からライン４３を経て蒸気分離器３３に戻された燃料、 およびクランク室１６からライン４４を経て蒸気分離器３３に戻された燃料から 蒸気を効果的に除去することができる。

本発明は第１図に示す現状システムの改良を含んでおり、２１ピツチプロペラを 有する２０フイートコンコードボートに取付けられるマーキュリ−マリンＶ−２ ２０燃料噴射機関と関連して発達してきている。

第２図および第３図に示すように、真ちゅう取（−ｊ具５０は中央本体５１を備 えており、この本体５１はアルミニウム取入マニホルド１７内に圧力的に挿着さ れる第１突出スタツド５２を有している。このマニホルド１７は上述したＶ−２ ２０機関のものである。また本体５１は蒸気供給ラインのゴムホース４１の端部 が連結される第２突出スタツド５３を有している。スタッド５２および５３は、 それぞれ内部ボア５４および５５を有しており、これ、らのボア５４．５５は本 体５１の中央通路５６に連通している。中央本体５１は中央通路５６と同軸に他 の通路５７を有しており、この通路５７は通路５５だけ通路５６から離れている 。

通路５７は大気に開口している。通路５６および５７は、ボア５４．５５、およ びホース４１に比べてその直径が小さくなっている。ボア５４は内径が０．１３ ５インチ（０，３４０ＥＯ）であり、ボア５５は内径が０．１３０インチ（０， ３３ｃｍ）であり、通路５６は内径０．０５２インチ（０，１３ＣＩ１１）であ り、通路５７は内径０．０フインチ（０，１８（！ｌ１１）であり、ホース４１ は内径０．１７５インチ（０，４４ｃｍ）である。

通路５７は真空排出開口路を形成する。この通路は取入マニホルド１７から真空 を大気に部分的に開放するようになっており、取入マニホルド１７からライン４ １を経て蒸気分離器３３に達するピーク真空を制限する。通路６は流量制限路を 形成し、この通路は蒸気分離器３３からライン４１を経て取入マニホルド１７に 達する燃料蒸気の流量体積を規制する。

取付具５０は、機関を急速に減速した場合に、取入マニホルド１７からのピーク 真空によつて蒸気分離器３３から取入マニホルド１７に供給される燃料蒸気の量 を制限する。これによって、取入マニホルド１７内の過剰混合が防止され、これ により荒いアイドリングまたはエンストを防止できる。

蒸気分離室３９内の真空度が小さくなるにつれて、沸騰および蒸気のバブル現象 も低下する。取付具５０は、蒸気分離室３９内における燃料のあわ現象を低下さ せることによって、上述した再始動問題を解決するとともに、あわ状燃料のこぼ れ、または飽和燃料蒸気の取入マニホルドへの流入が防止される。

通路５７の典型的な減少直径は、蒸気分離室３９内における真空を最大で約３０ インチ水圧（これは約２インチ水銀圧に相当）に制限するよう選択される。通路 ５６の典型的な減少直径は、機関の高速時において十分な燃料蒸気流量が得られ るよう選択される。流体の最大体積は高速時において、機関の流出システムによ って蒸気分離器３３内にポンプ流出する。取付具５０の通路５６を流れる流量体 積は、この状態において蒸気分離器３３が加圧されないよう十分な体積となって いなければならない。

第４図は第１図のシステムの他の改良例を示す。一方向チェック弁６０が、蒸気 分離器３３と高圧燃料ポンプ２５の間の燃料ラインに挿着されている。弁６０は 蒸気分離器３３から燃料ポンプ２５への流れを可能とするが、逆の流れは制止す る。高圧ポンプ２５内のいくらかの燃料は蒸発する。弁６０がない場合、このよ うな蒸発によってポンプ２５から残留液体燃料がライン４２に戻され、蒸気分離 器３３に戻されることになるが、弁６０はこのような逆流を防止する。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成２年６月コ２日 １、　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　　８ｇ１０４６６９ ２、発明の名称 ３、特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国イリノイ州、スコーキー、ワン、５、　補正書の提出 年月日 １９９０年２月７日 ６、　　添イすｄ類の目録 （１）　　補正書の翻訳文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　通請求 の範囲 １、　燃焼空気を機関１０に供給する取入システム（１７）と、燃焼空気と燃料 を混合するための燃料噴射装置（２４）と、遠隔燃料タンク（２９）とを有する 内燃機関（１０）用の舶用燃料システムであって、このシステムは前記タンク（ ２９）から燃料を引抜くため設けられた第１燃料ポンプ（３１）と、この第１燃 料ポンプ（３１）からの燃料を受は加圧状態において燃料を前記燃料噴射装置（ ２４）に供給する第２燃料ポンプ（２５）と、前記第１および第２燃料ポンプ（ ３１，２５）の間に連結され前記第２燃料ポンプ（２５）へ供給される燃料から 蒸気を取除く蒸気分離器（３３）と、前記蒸気分離器（３３）と前記取入システ ム（１７）との間に連結され、燃料から取除いた蒸気を前記取入システム（１７ ）内に供給する蒸気供給ライン（４１）とを備えたシステムにおいて、前記シス テムは前記蒸気供給ライン（４１）に設けられ減少した直径の第１および第２通 路（５６゜５７）を有する取付具（５０）を備え、前記取付具（５０）の第１通 路（５７）は真空排気通路（５７）となって前記取入システム（１７）から大気 へ真空を部分的に排気し、これによって前記取入システムから前記蒸発分離器へ のピーク真空を制限し、前記取付具の前記第２通路（５６）は流量規制通路（５ ６）となって前記蒸気分離器（３３）から前記取入システムへの燃料蒸気の流量 体積を制限し、急な機関の減速時における前記取入システム（１７）からのピー ク真空において前記蒸気分離器（３３）から前記取入システム（１７）への燃料 蒸気を規制し、これによって前記取入システム（１７）内の過剰混合を防止し、 荒いアイドリングおよびエンストを防止するとともに、前記第１および第２通路 （５６，・５７）は常時互いに連通し、また前記蒸気分離器（３３）および前記 取入システムに連通していることを特徴とする舶用燃料システム。

２、　前記第１通路（５７）は前記第２通路（５６）と同軸で、かつ所定間隔だ け離れていることを特徴とする請求項１記載の舶用燃料システム。

３、　前記第１通路（５７）の直径は、前記第２通路（５６）の直径より大きい ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の舶用燃料システム。

４、　前記第１通路（５７）の減少直径は、真空度が最大で約水圧３０インチと なるよう形成され、前記第２通路（５６）の減少直径は高速スピードで十分な燃 料蒸気流量を提供するよう形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のい ずれかに記載の舶用燃料システム。

手続補正書（方式） ％式％ １　事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　　８８１０４６６９ ３　補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 ブランズウィック、コーポレーション ５　補正命令の日付 発送日　　平成　３年　３月　１２日 ６　補正の対象 国際調査報告 国際調査報告　　　。Ｓ　ＢＢＯＣ６Ｅ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃焼空気を機関１０に供給する取入システム（１７）と、燃焼空気と燃料を 混合するための燃料噴射装置（２４）と、遠隔燃料タンク（２９）とを有する内 燃機関（１０）用の舶用燃料システムであって、このシステムは前記タンク（２ ９）から燃料を引抜くため設けられた第１燃料ポンプ（３１）と、この第１燃料 ポンプ（３１）からの燃料を受け加圧状態において燃料を前記燃料噴射装置（２ ４）に供給する第２燃料ポンプ（２５）と、前記第１および第２燃料ポンプ（３ １，２５）の間に連結され前記第２燃料ポンプ（２５）へ供給される燃料から蒸 気を取除く蒸気分離器（３３）と、前記蒸気分離器（３３）と前記取入システム （１７）との間に連結され、燃料から取除いた蒸気を前記取入システム（１７） 内に供給する蒸気供給ライン（４１）とを備えたシステムにおいて、このシステ ムは前記蒸気供給ライン（４１）内に連結され、常時前記蒸発分離器（３３）お よび前記取入システム（１７）に連通し、念な機関低速時において、前記取入シ ステム（１７）からのピーク真空による前記蒸気分離器（３３）から前記取入シ ステム（１７）への燃料蒸気を規制し、前記取入システム（１７）内における過 剰混合を防止し、これにより荒いアイドリングまたはエンストを防止することが できることを特徴とする舶用燃料システム。 ２．前記手段（５０）は前記蒸発分離器（３３）における前記取入システム（１ ７）からのピーク真空を制限するものであることを特徴とする請求項１記載の舶 用燃料システム。 ３．前記手段（５０）は前記取入システム（１７）からの真空を大気に部分的に 排気するよう、前記蒸気供給ライン（４１）に設けられた真空排気開口装置（５ ７）からなり、これによって前記蒸気分離器へのピーク真空を制限するものであ ることを特徴とする請求項１または２に記載の舶用燃料システム。 ４．前記手段は前記蒸気供給ライン（４１）に流量規制装置（５６）からなり、 これによって前記蒸気分離器（３３）から前記取入システム（１７）への燃料蒸 気の流量体積を制限することを特徴とする請求項１記載の舶用燃料システム。 ５．前記手段（５０）は前記取入システム（１７）から大気へ真空を部分的に排 気して前記取入システムから前記蒸気分離器（３３）へのピーク真空を規制する 真空排気開口装置（５７）と、前記蒸発分離器（３３）から前記取入システムヘ の燃料蒸気の流量体積を制限するため前記蒸気供給ライン（４１）に設けられた 流量規制装置（５６）とを備え、真空排気開口装置（５７）と前記流量規制装置 （５６）が常時互いに連通するとともに、前記蒸気分離器（３３）および前記取 入システム（１７）に連通することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載 の舶用燃料システム。 ６．−方向チェッキ弁（６０）が前記蒸気分離器（３３）と前記第２燃料ポンプ （２５）との間に連結され、前記蒸気分離器（３３）から前記第２燃料ポンプ（ ２５）への流入を可能とするとともに、逆流を防止することを特徴とする請求項 １乃至３のいずれか記載の舶用燃料システム。 ７．燃焼空気を機関１０に供給する取入システム（１７）と、燃焼空気と燃料を 混合するための燃料噴射装置（２４）と、遠隔燃料タンク（２９）とを有する内 燃機関（１０）用の舶用燃料システムであって、このシステムは前記タンク（２ ９）から燃料を引抜くため設けられた第１燃料ポンプ（３１）と、この第１燃料 ポンプ（３１）からの燃料を受け加圧状態において燃料を前記燃料噴射装置（２ ４）に供給する第２燃料ポンプ（２５）と、前記第１および第２燃料ポンプ（３ １，２５）の間に連結され前記第２燃料ポンプ（２５）へ供給される燃料から蒸 気を取除く蒸気分離器（３３）と、前記蒸気分離器（３３）と前記取入システム （１７）との間に連結され、燃料から取除いた蒸気を前記取入システム（１．７ ）内に供給する蒸気供給ライン（４１）とを備えたシステムにおいて、前記シス テムは前記蒸気供給ライン（４１）に設けられ減少した直径の第１および第２通 路（５６，５７）を有する取付具（５０）を備え、前記取付具（５０）の第１通 路（５７）は真空排気通路（５７）となって前記取入システム（１７）から大気 へ真空を部分的に排気し、これによって前記取入システムから前記蒸発分離器へ のピーク真空を制限し、前記取付具の前記第２通路（５６）は流量規制通路（５ ６）となって前記蒸気分離器（３３）から前記取入システムヘの燃料蒸気の流量 体積を制限し、急な機関の減速時における前記取入システム（１７）からのピー ク真空において前記蒸気分離器（３３）から前記取入システム（１７）への燃料 蒸気を規制し、これによって前記取入システム（１７）内の過剰混合を防止し、 荒いアイドリングおよびエンストを防止するとともに、前記第１および第２通路 （５６，５７）は常時互いに連通し、また前記蒸気分離器（３３）および前記取 入システムに連通していることを特徴とする舶用燃料システム。 ８．前記第１通路（５７）は前記第２通路（５６）と同軸で、かつ所定間隔だけ 離れていることを特徴とする請求項８記載の舶用燃料システム。 ９．前記第１通路（５７）の直径は、前記第２通路（５６）の直径より大きいこ とを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の舶用燃料システム。 １０．前記第１通路（５７）の減少直径は、真空度が最大で約水圧３０インチと なるよう形成され、前記第２通路（５６）の減少直径は高速スピードで十分な燃 料蒸気流量を提供するよう形成されていることを特徴とする請求項７乃至９のい ずれかに記載の舶用燃料システム。