JPS63246463A - 燃料調整器 - 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】 〔発明の背景と要点〕 本発明は、液体燃料取扱い系において液体燃料の供給源
とその利用位置、すなわち燃料が霧化され燃焼されて熱
機関に動力を与える地点との間に使用される燃料調整器
（フューエル・コンディショナ）に関するもので、より
詳細には液体燃料回路において液体燃料を含有している
供給タンクと、燃料を霧化する１個または数個のインジ
ェクタとの間で使用される燃料調整器に関するものであ
る。

関連する公知技術は下記の米国特許に示されている。

１．３５０，８７１　　４，２２８，７７６　　４，３
８６，５８４２．５９９，６９９　　４，２３１，３４
２　　４，４３４，７７３３．７６８，７３０　　４，
３５９，９７２　　４，４４０，１３８３．７７９，０
０７　　４，３７２，２６０　　４，４５２，２１３４
．０５６，０８６　　４，３７７．１４９　　４，４５
４，８５１４．１８７，８１３　　４，３８５，６１５
本発明は、燃料の加熱機能と圧力調節機能とが新規独特
な種々の部品の構成と配列によってなされる燃料調整器
を提供するものである。本発明は、器体の全体寸法をコ
ンパクトにし、きわめて能率よく製作および使用ができ
るようにしたものである。

〔好適実施態様〕

図面には本発明の原理を実施した燃料調整器１０を示す
。各回において同一符号は同一部材を指示する。第１Ａ
図は調整器１０を代表的な燃料回路の燃料タンク１２と
インジェクタ１４との間に接続して示している。

取入管１６はタンク１２から調整器１０の本体２４の取
入ポート２２に延びている。取出管２６は、フィルタ１
８とポンプ２０とを含み、本体２４の取出ポート２８か
らインジェクタ１４へ延びている。燃料はタンクから調
整器１０を通じて吸出され、取出管２６を通じてインジ
ェクタ１４により霧化され得るより多量に圧送される。

戻り管３０はインジェクタ１４から本体２４の戻りポー
ト３２へ帰り、圧送された余剰燃料を調整器１０へ戻す
。タンク導管３４は逆止弁３５を含み、本体２４のタン
クポート３Ｇからタンク１２へ戻っている。調整器１０
へ戻りポート３２から入った戻り燃料は、後に詳述する
が、本体２４から直接取出管２６を通ってインジェクタ
へ、またはタンク導管３４を経てタンク１２へ戻り次い
で取入ポート２２へ吸引されるか、いずれか選択的に再
循環される。調整器１０から直接再循環される燃料と、
タンク１２を通じて再循環される燃料との相対的割合は
、燃料温度の関数として調整器１０により制御される。

調整器１０の構造の詳細は第１〜８図に示す０本体２４
は、はぼ直方体形の、例えばアルミニウムなどのような
金属部品層で、燃料の腐食力に対する耐性加工を施され
ている。本体２４は平行に並んだ２つの内孔３ｇ、　４
０を有する。２つの内孔の軸線はそれぞれ４２．４４で
示しである。内孔３８，４０の詳細は第６図に最も明瞭
に示しである。

内孔３８は本体２４の両端で開放しているが、横断壁４
６によって、第６図の左側で短区間４８、右側で長区間
５０に分けられている。円形孔５２が両区間４８゜５０
の間の壁４６を軸線４２と同軸に貫通している。２つの
区間の開放端にそれぞれ端ぐり部５４．５６が設けられ
、区間４８は第２の端ぐり部５８を有している。

取入ポート２２は、壁４６のすぐ右側で長区間５０とほ
ぼ接線状に交わるネジ穴から成る。タンクポート３６は
、取入ポート２２と平行に、その左側に（第２．６図で
）配置されたネジ穴から成る。タンクポート３６はその
一番奥で短区間４８と交わるが、円形孔５２とも長区間
５０とも交わらない。

内孔４０は本体２４の右側で開放し、そこに端ぐり部６
０を有している。左端は横断壁６２で閉じられ、そこを
軸線４４と同軸に貫通するネジ穴が取出ポート２８を形
成する。

第７．８図はさらに本体２４の詳細を示す０本体２４の
上面（第７図で見て）は、第１．２図で見た本体のほぼ
左半分を占める領域を完全に取囲む直立壁６４を有して
いる。直立壁６４の外側はほぼ方形をなしているが、内
側は円形をなしている。圧力調整器６６（第１〜４図）
が本体上に直立壁６４に対し密封状に載置される。その
詳細は後述する。

戻りポート３２は、直立壁６４の左側の、軸線４２゜４
４の中間の少し上（第７図で見て）を貫通するネジ穴か
ら成る。戻りポートの軸線は直立壁６４の円形内表面の
半径上に位置する。直立壁６４の内表面が外接する本体
２４の円形面は中央円形めくら穴６８を有している。め
くら六６８の内壁は、端ぐり部５８から延びる斜孔７０
と交わる（なお、第７図の部分投影図である第８図も参
照されたい）。

第６図に明示のように、本体２４は内孔３８，４０を分
けている壁７４を貫通する斜め通路７２をも有している
ので、内孔３８の長区間５０と内孔４０とは連通してい
る。

第５図はヒータ７６が内孔４０内に配置されているとこ
ろを示す。ヒータの全長は内孔より短いので、右端にマ
ニホルドスペース７８、左側にマニホルドスペース８０
ができる。閉止円板８２が端ぐり部６０に密封状に嵌合
し、マニホルドスペースが正確に画成されるようにヒー
タを内孔４０の中に位置づける役をしている。

ヒータ７６は筒状コア８４から成り、その右端から２本
の絶縁ワイヤ８６が延びている。コア８４の上にはフィ
ン９０を有する金属管８８が嵌め込まれる。管８８の右
端は絞られ、閉止円板８２の中央円孔に密嵌する。ワイ
ヤ８６は後述のように電気回路に結線できるようになっ
ている。第４図はフィン９０がヒータの周囲に等間隔に
配列されているのを示している。フィンの間のスペース
は、内孔４０を通って流れる燃料のための軸線方向流路
９２を形成する。

燃料は内孔３８の長区間５０から斜め通路７２を過つて
内孔４０へ入る。マニホルドスペース７８は燃料を軸方
向流路９２の右端へ通じさせる。燃料は流路９２に沿っ
て他方のマニホルドスペース８０へ流れ、そこから取出
ポート２８へ流れる。ヒータが通電付勢されると発熱し
、フィン付き金属管８８の外表面上を流れる燃料を加熱
する。

内孔３８の長区間５０内にはサーマル・モータ・アクチ
ュエータ９４が配置されている（第５図）。アクチュエ
ータ９４は、取付管９８の一端に嵌入した円筒形本体９
６から成る。本体９６のフランジ９９は取付管端部に当
接して本体を位置づける。取付管９８の他端は、喘ぐり
部５６に嵌合した閉止円板１０１の内面の孔１００に嵌
入する。アクチュエータ９４、取付管９８、および閉止
円板１０１は軸線４２と同軸である。

本体９６の取付管９８と反対側の端部から作動素子１０
２が同軸に突出している０作動素子１０２は第５図で後
退位置に示してあり、この時作動素子がさらされている
温度は比較的冷たい、温度が上がると、素子１０２は後
退位置から次第に伸び始める。第５Ａ図は伸びきった位
置を示している。

内孔３８の短区間４８内にバネ負荷弁が配置される。

この弁部材はほぼ円形で、符号１０４により指示されて
いる。バネは１０６で示す、閉止体１０８が端ぐり部５
４に密嵌する。バネ１０６の一端は閉止体１０ｇの円形
みぞ１１０に収まり、バネの他端は弁部材１０４の周り
に延びる円形フランジ１１２に当接している。バネ作用
で弁部材１０４は右方（第５図）へ押圧されるから、フ
ランジ１１２は端ぐり部５８により形成される肩１１４
に当接する。弁部材１０４の軸方向全長は、作動素子１
０２が完全に後退した位置と完全に伸びきった位置との
間を動く長さに相当する大きさだけ端ぐり部５８の軸長
より短い、従って第５図は、この大きさだけ弁部材の左
端が閉止体１０８から離されるべきことを示している。

筒体１１６が、作動素子１０２と弁部材１０４との間の
孔５２を貫通している。筒体１１６は孔５２に密嵌して
いる１作動素子１０２に接する筒体１１６の端部は閉鎖
され、弁部材１０４に面する反対端は開放している。

筒体１１６を通じる筒状通路１１８（第５図に破線で示
す）は開放端から閉鎖端まで延びている。多数の放射状
孔１２０が閉鎖端の手前に形成され、内孔長区間５０に
通じている。弁部材１０４を通じる孔１２２は通路１１
８と同軸でその延長部を形成している。

こうして、第５図に示す状態は内孔短区間４８が弁部材
１０４と筒体１１６を通じて長区間５０と連通している
状態を示す、同時に、肩１１４に当接しているフランジ
１１２は端ぐり部５８からタンクポート３６への流れを
遮断する。

作動素子１０２が完全に伸びきった時、弁部材１０４は
肩１１４から外れ、弁部材の左端は閉止体１０８に押し
付けられる。従って第５Ａ図に示す状態は、端ぐり部５
８の中の燃料が弁部材１０４と筒体１１６を通って内孔
長区間５〇八流れるのを阻止され、しかし端ぐり部５８
からタンクポート３６への流れは許容されている状態で
ある。上記の両極端位置の間の作動素子１０２の中間位
置では、端ぐり部５８からの流れの一部は内孔長区間５
０へと向い、残りはタンクポート３６へ向かう０分割さ
れる流れの相対割合は、作動素子のサーマル・モータ・
アクチュエータからの突出の大きさの関数であり、従っ
てサーマル・モータ・アクチュエータにより感知された
燃料温度の関数である。

作動素子１０２の伸長力はバネ１０６のバネ力に対抗さ
れる。筒体１１６の開放端は好適に丸みを帯びており、
同様に丸くした弁部材１０４の端部の内腔１２４（孔１
２２と同軸）内に受入られる。筒体１１６は孔５２内に
嵌合することで、移動を案内され、その端部は単に弁部
材１０４と作動素子１０２とに当接する。これにより、
作動素子、筒体、および弁部材の間に機械的なアタッチ
メントを設ける必要を排除する。

これら部品は、筒体１１６を内孔３８の一端から孔５２
内に入れ、サーマル・モータ・アクチュエータとバネ負
荷弁をそれぞれの内孔区間に挿入し、そして閉止体を端
ぐり部５４および５６に挿入することで、便宜に本体に
組付けられる。

バネ負荷弁の内孔区間４８への組付は配置は特に有利で
ある。弁部材１０４は、軸方向の一側からバネ１０６に
より、他側から筒体１１６により作用力を受ける。筒体
１１６の左端と弁部材１０４の右端との間のボール・ア
ンド・ソケット型の当接により、弁部材の軸線は筒体１
１６および短区間４８の両軸線に対し傾動することが可
能である。同様に、バネ１０６はかような傾動に対し拘
束として働かない。従って、バネ負荷弁は浮動する能力
を有する。これにより。

肩１１４と閉止体１０８の内面との間の平行は特に臨界
的であることを要しないし、弁部材の対向両面間も同様
である。弁部材の両面、肩１１４、閉止体１０８の内面
が平坦である限り、弁部材の右面は、素子１０２が完全
に後退した時、肩１１４に対して完全な円周上での接触
をするであろうし、弁部材の左面ば、素子１０２が完全
に伸びきった時、孔１２２の周りで閉止体１０８と完全
な円状閉止接触をするからである。

従って、弁部材と弁収納区間４８の製作に臨界的要素は
少なくなる。

圧力調整器６６は直立壁６４上に取付けられた塔部分１
２６から成る。この塔部分は基部に直立壁６４の外側の
方形と一致するフランジ１２８を有する。フランジ１２
８の四隅にネジ１３０が螺入され、直立壁６４の対応す
るネジ穴に螺合して圧力調整器を本体２４上に固定する
。ダイアフラム１３２の周縁は、ネジ１３０を締め付け
ると、フランジ１２８と直立壁６４のリムの間に密封状
に挟持される。

圧力調整器とその機構の軸線１３４は孔６８と同軸であ
る。円筒形素子１３６が孔６８に嵌入され、その露出端
は座部１３８を形成し、それに対し圧力調整器の機構が
作用して圧力調整機能を遂行する０円板１４０がダイア
フラム１３２の中心に支持され、座部１３８と協働する
。このダイアフラムはバネ１４２により弾性偏倚されて
１円板１４０を座部１３８に閉止させるよう押圧する０
弾性偏倚力の大きさは塔部１２６の外端から手を触れら
れる調節機構１４２により調節可能である。

戻りボート３２を経て本体２４へ入った戻り燃料は、バ
ネ力に抗してダイアフラム１３２に力を及ぼす。

充分な圧力がかかるとダイアフラムを動かして円板１４
０を座部１３８から引きはがすから、燃料は素子１３６
を通って孔６８へ流入できる。定常状態において、ダイ
アフラムに作用する燃料の圧力は下向きのバネ力を克服
して円板１４０をこの圧力が維持される大きさだけ引き
離すから、その結果として圧力調整機能が果たされる。

本装置は温度スイッチ体１４４をも有しており。

これは本体２４上の圧力調整器６６と同じ面の反対側に
配置締結されている。温度スイッチ体１４４の感知ポイ
ントは２つの内孔３８，４０から等距離にあって、燃料
がヒータへ入る近くの本体の温度を感知する。スイッチ
体１４４はヒータ・コア８４への電流を制御するよう動
作する。スイッチ体１４４は２本の絶縁電線１４６を有
し、その一方は前記ワイヤ８６の一方と接続し、他方の
電線１４６と他方のワイヤ８６とは電源に接続する。ス
イッチ体１４４の感知した温度が閾値より低いと、スイ
ッチ体は閉じて電源からヒータへの回路を完成し、電流
をヒータへ流して燃料を加熱する。感知温度が閾値より
上であると、スイッチ体は開路し、電流はヒータへ流れ
ず、燃料のヒータによる加熱は行われない。

本発明の燃料調整器を第１Ａ図の代表的回路に接続する
と、タンク１２から吸引された燃料は最初サーマル・モ
ータ・アクチュエータ９４を通って流れる。燃料が比較
的冷たいとすると、作動素子１０２は完全に後退し、そ
れにより弁部材１０４にタンクポート３６からの戻り燃
料の流れを遮断させる。従って、戻り燃料は本調整器を
通って流れインジェクタへ戻り、タンクをバイパスする
。ヒータはこの時に作動されて、ヒータ沿いに通る燃料
を加熱する。

戻り燃料の温度がヒータの影響で上昇すると。

アクチュエータが弁部材を動かし始めるポイントに到達
する。従って、減少した割合の戻り燃料が直接内孔３８
を通って導かれ、増加した割合の戻り燃料が今度はタン
クへ流れる。タンクをバイパスする流れは、弁部材が戻
り燃料を半分に分ける大きさだけ移動されるまで、与え
られ続ける。しかる後、弁部材がアクチュエータにより
さらに移動されると、タンクへの流れが次第に増える。

完全に伸長した時１本質的に全ての戻り燃料はタンクへ
向かう、圧力調整器は常時圧力をセットするため戻り燃
料流に作用している。

以上説明した燃料調整器は、コンパクトで能率のよい部
品構成および配列になるものである０本体は在来の手法
で製作され得る。２つの平行な内孔および端ぐり部はド
リル加工して仕上げされる。

斜孔および斜め通路は、内孔の形成後、その開放端から
角度をつけてドリル加工される。その他の孔も在来工具
でドリル加工、仕上げ加工される。

内部の部品は常法で製作され、便宜に組立てられる。ワ
ックス・ペレット・タイプのサーマル・モータ・アクチ
ュエータの使用および弁部材のための適当なバネ偏倚方
式は、臨界的要件なしに満足すべき制御をもたらす、ア
クチュエータは弁部材をバネ力に抗して移動させるに充
分な力を発揮するが、しかし、弁部材が閉止体に当接す
る時の過負荷により起こるかもしれない損傷の傾向は、
かようなアクチュエータが本来的に低い押圧力をもつも
のであるため、最小限に抑えられる。本発明に係る燃料
調整器の具体的な特徴、および具体的な使用部品は１通
常の工学および設計の原則の適用により決定されるであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料調整器の好適実施態様の平面図、 第１Ａ図は本発明の燃料調整器が適用されるべき代表的
燃料回路の略示図。 第２図は第１図の好適実施例の正面図、第３図は同じく
右側面図。 第４図は第１図４−４線における横断面図、第５図は第
２図５−５１ｉＡにおける水平断面図、第５Ａ図は第５
図の一部の動作を示す部分図、第６図は調整器本体だけ
の水平断面図、第７図は第６図の本体の左側面図、 第８図は第７図の本体の部分斜視図である。 〔主要符号〕 １０・・・燃料調整器、１２・・・燃料タンク、２２・
・・取入ポート、２４・・・本体、２８・・・取出ポー
ト、３２・・・戻りポート、３６・・・タンクポート、
３８．４０・・・内孔、６６・・・圧力調整器、７６・
・・ヒータ、８２・・・閉止体、８４・・・筒状コア、
８６・・・ワイヤ、９０・・・フィン、９４・・・サー
マル・モータ・アクチュエータ、１０２・・・センサ（
作動素子）、１０４・・・弁部材、１１６・・・筒体、
１４４・・・温度スイッチ。 Ｆｉｇ　５自

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体燃料をタンクから利用手段へ圧送して、そこで
   燃料を霧化させ燃焼させてエンジンに動力を与え、利用
   手段へ送られた過剰燃料を利用手段から還流させるよう
   にした、液体燃料取扱い系に使用するための液体燃料調
   整器であって、タンクから圧送された液体燃料を受け取
   る取入ポートと、前記燃料を利用手段へ送る取出ポート
   と、利用手段から戻る燃料を受け取る戻りポートと、液
   体燃料をタンクへ戻すためタンクに接続されるタンクポ
   ートとを有している本体と、 前記取入ポートから前記取出ポートへかけて延びている
   １つの燃料流路と、前記戻りポートおよびその分岐から
   前記タンクポートへ、および前記１つの燃料流路へかけ
   て延びている他の前記１つの燃料流路内にあって、液体
   燃料が前記取出ポートから移動する前に液体燃料を加熱
   するための選択的に作動可能なヒータと、前記ヒータの
   上流にある前記１つの燃料流路を流れる液体燃料の温度
   を感知するセンサと、前記他の流路内に配置され、前記
   センサにより作動されて、前記戻りポートへ入る燃料を
   、前記センサに感知された温度の１つの範囲内では前記
   １つの燃料流路への流れを与えることにより、また前記
   センサにより感知された温度の他の範囲では前記タンク
   ポートへの流れを与えることにより、選択的に前記タン
   クポートと前記１つの燃料流路とに送向するための弁手
   段とから成る液体燃料調整器。 ２、液体燃料の圧を調整するため前記他の流路と協働す
   るように配置された圧力調整器を有する請求項１に記載
   の液体燃料調整器。 ３、前記本体は平行に並んだ２つの内孔を有し、前記１
   つの燃料流路は前記内孔の一方の全部と他方の内孔の一
   部とから成り、前記他の流路は前記内孔の他方の残部か
   ら成る請求項１に記載の液体燃料調整器。 ４、前記ヒータは前記一方の内孔に配置されている請求
   項３に記載の液体燃料調整器。 ５、前記ヒータは、前記一方の内孔と実質的に同軸であ
   る筒状コアと、該筒状コアから放射状に延びる多数のフ
   ィンとを有し、これにより前記ヒータと前記一方の内孔
   とが協働してフィンとフィンとの間に筒状コアを取り巻
   く多数の流体燃料のための流路を形成している請求項４
   に記載の液体燃料調整器。 ６、前記一方の内孔の一端は閉止部材で閉じられ、前記
   筒状コアの一端は該閉止部材の中央孔内に配置され、前
   記ヒータは閉止部材の孔を通って延びているワイヤによ
   って通電され、こうしてヒータがその付勢のため外部の
   電源に接続され得るようになっている請求項５に記載の
   液体燃料調整器。 ７、前記センサは前記他方の内孔の前記一部の中に配置
   され、前記弁手段は前記他方の内孔の前記残部の中に配
   置されている請求項３に記載の液体燃料調整器。 ８、前記弁手段と前記センサの間にある筒体から成る機
   能的な連結が、前記センサによって前記弁手段が作動さ
   れたとき燃料を戻りポートから前記１つの燃料流路へ導
   く作用をして、かような燃料の流れを可能にする請求項
   ７に記載の液体燃料調整器。 ９、前記内孔の両方にまたがる本体の壁上に外部的に温
   度スイッチが取付けられ、該スイッチは両内孔から等距
   離の仮想平面に実質的に配置され、前記ヒータの作用を
   制御する請求項２に記載の液体燃料調整器。