KR100729252B1

KR100729252B1 - 연료공급장치 및 이 연료공급장치에 사용되는 연료필터

Info

Publication number: KR100729252B1
Application number: KR1020037003964A
Authority: KR
Inventors: 하시모토쇼고; 에하라료지; 다카하시준이치로
Original assignee: 가부시키가이샤 미쿠니
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2007-06-15
Also published as: WO2002025095A1; CN1630780A; DE60137787D1; CN100379974C; EP1326021A4; EP1326021A1; KR20030036804A; US6946071B2; US20040065305A1; EP1326021B1

Abstract

본 장치에 의하면 연료탱크(10) 내에 저류(貯留)되어 있는 연료(F)를 가압하여 공급하는 연료공급장치로서, 상기 연료의 공급로를 형성하는 연료공급관(11)과, 이 연료공급관의 도중에 설치되어 상기 연료를 정화하는 연료필터(12)와, 이 연료필터보다도 하류측에 설치되어 상기 연료를 압송하는 연료펌프(13)를 구비하고, 상기 연료필터가 상기 연료탱크의 아래쪽에 설치되어 있음과 동시에, 상기연료필터의 하류측과 상기 연료탱크의 상부 공간부(A)를 연통하는 탈기관(15)이 설치되어 있다. 이에 의하여 연료펌프에 흡인되는 연료 중에 발생하는 증기를 양호하게 제거하여 연료펌프에 있어서의 연료토출량을 확보할 수 있는 연료공급장치 및 이 연료공급장치에 사용되는 연료필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

연료공급장치 및 이 연료공급장치에 사용되는 연료필터{FUEL FEEDING DEVICE AND FUEL FILTER USED FOR THE DEVICE}

본 발명은 연료공급장치 및 연료필터에 관한 것으로, 특히 연료를 가압함과 동시에, 이 연료를 안개형상으로 하여 내연기관에 공급하도록 한 연료공급장치 및 이 연료공급장치에 사용되는 연료필터에 관한 것이다.

종래, 이와 같은 종류의 연료공급장치로서, 도 8에 나타낸 구성의 것이 알려져 있다. 이 연료공급장치는 연료탱크(1)에 저류(貯留)된 연료(F)를 이 연료(F)를 정화하는 연료필터(2)를 거쳐 연료펌프(3)로 유도하고, 이 연료펌프(3)에서 소정 압력 이상으로 가압하여 연료분사노즐(4)에 보내줌으로써 상기 연료(F)를 상기 연료분사노즐(4)에 의하여 안개화하여 내연기관의 급기관 내 또는 연소실 내에 분무하도록 하고 있다.

또한 이 도면에 있어서 부호 5는 상기 연료펌프(3)와 연료분사노즐(4)과의 사이에 배치되어 이 연료분사노즐(4)에 공급되는 연료(F)의 압력을 소정 압력으로 조정하는 압력 레귤레이터이고, 잉여의 연료(F)를 리턴파이프(6)에 의하여 상기 연료탱크(1)로 되돌림으로써 상기 연료(F)의 압력을 조정하도록 되어 있다.

또 상기 연료필너(2)는 그 내부가 여과체(여과지 등)(7)에 의하여 상류측과 하류측의 2실, 즉 상류실(8)과 하류실(9)로 구획 형성되어 있다.

그런데 이와 같은 종래의 연료공급장치에 있어서는 다음과 같은 개선해야 할 문제점이 남겨져 있다.

즉, 상기한 종래의 연료공급장치에 있어서는 상기 연료필터(2)의 상류실(8)은 위쪽에 있는 연료탱크(1) 내에 연통되어 있음과 동시에, 상기 연료(F)가 충만되어 있음으로써, 상기 연료탱크(1)내의 연료(F)의 액면 높이에 상당하는 수두압이 작용하고 있다.

한편, 상기 하류실(9)내의 연료(F)는 연료펌프(3)에 흡인되고 있음으로써 상기 상류실(8)의 압력보다도 낮은 압력이 된다.

그리고 이와 같은 압력 균형에 의하여 연료(F)가 연료필터(2)의 상류실(8)로부터 하류실(9)로 이동하였을 때에 감압에 의하여 연료(F) 중에 증기가 발생하고, 또는 환경온도의 상승에 의하여 연료공급 경로 중의 연료(F)가 따뜻해짐으로써 그 내부에 증기가 발생한다.

이와 같이 연료(F) 중에 증기가 발생하면, 이 증기의 모두가 연료펌프(3)에 흡인되어 버리게 되나, 그 증기량이 증가하여 연료펌프(3)의 송출능력을 상회하면, 연료펌프(3)에서의 연료토출부족이 생긴다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 연료펌프에 흡인되는 연료 중에 발생하는 증기를 양호하게 제거하여 연료펌프에서의 연료토출량을 확보할 수 있는 연료공급장치 및 이 연료공급장치에 사용되는 연료필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구범위 5에 기재된 연료공급장치는, 상기한 목적을 달성하기 위하여 연료탱크 내에 저류(貯留)되어 있는 연료를 가압하여 공급하는 연료공급장치로서, 상기 연료의 공급로를 형성하는 연료공급관과, 이 연료공급관의 도중에 설치되어 상기 연료를 정화하는 연료필터와, 이 연료필터보다도 하류측에 설치되어 상기 연료를 압송하는 연료펌프를 구비하고, 상기 연료필터가 상기 연료탱크의 아래쪽에 설치되어 있음과 동시에 상기 연료필터의 하류측과 상기 연료탱크의 상부 공간부를 연통하는 탈기관이 설치되어 있는 연료공급장치에 사용되는 연료필터에 있어서, 연료필터 본체와, 이 연료필터 본체의 내부를 상류실과 하류실로 구획 형성하는 여과체를 구비하고, 상기 연료필터 본체의 상류실에는 상기 연료탱크에 연통하는 흡인 이음매가 설치되고, 상기 연료필터 본체의 하류실의 하부에는 상기 연료펌프에 연통하는 공급 이음매가 설치되고, 다시 상기 연료필터의 하류실의 상부에는 상기 연료탱크의 상부 공간부에 연통하는 되돌림 이음매가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 청구범위 6에 기재된 연료필터는, 청구범위 5에 기재된 상기 되돌림 이음매에 상기 연료 펌프로부터 토출된 연료의 압력을 조정하는 압력 레귤레이터의 리턴파이프가 접속되는 리턴이음매가 이어지도록 설치(連設)되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구범위 7에 기재된 연료필터는, 청구범위 6에 기재된 상기 리턴이음매가 상기 되돌림 이음매에 대하여 이 되돌림 이음매와의 협각이 위쪽을 향하여 예각이 되도록 이어져 설치(連設)되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 시스템 구성도,

도 2는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 것으로, 연료필터의 외관 사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 것으로, 연료필터의 종단면도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 시스템 구성도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 것으로, 연료필터의 외관 사시도,

도 6은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 것으로, 연료필터의 종단면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 것으로, 연료필터의 종단면도,

도 8은 일 종래예를 나타내는 시스템 구성도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1면에 나타내는 연료공급장치는, 연료탱크(10) 내에 저류(貯留)되어 있는 연료 (F)를 가압하여 공급하는 연료공급장치로서, 상기 연료(F)의 공급로를 형성하는 연료공급관(11)과, 이 연료공급관(11)의 도중에 설치되어 상기 연료(F)를 정화하는 연료필터(12)와, 이 연료필터(12)보다도 하류측에 설치되어 상기 연료(F)를 압송하는 연료펌프(13)를 구비하고, 상기 연료필터(12)가 상기 연료탱크(10)의 아래쪽에 설치되어 있음과 동시에 상기 연료필터(12)의 하류측[하류실(14)]과 상기 연료탱크(10)의 상부 공간부(A)를 연통하는 탈기관(15)이 설치된 개략구성으로 되어 있다.

이어서 이들 상세에 대하여 설명하면, 상기 연료필터(12)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 연료필터 본체(16)와, 그 내부를 상류실(18)과 하류실(14)로 구획 형성하는 여과체(여과지 등)(17)로 이루어져 있다.

그리고 상기 상류실(18)은 연료필터 본체(16)의 상부에 이어지도록 설치된 흡인이음매(16a)와, 이 흡인이음매(16a)에 접속되는 상기 연료공급관(11)의 일부에 의하여 상기 연료탱크(10)의 바닥부에 연통되어 있고, 또 상기 하류실(14)은 연료필터 본체 (16)의 바닥부의 상기 연료배출부(12a)에 이어지도록 설치(連設)된 공급이음매(16b)와, 이 공급이음매(16b)에 접속되는 상기 연료공급관(11)의 일부에 의하여 상기 연료펌프(13)의 흡인부(13a)에 연통되어 있다.

또한 상기 하류실(14)의 상부에는 상기 탈기관(15)이 접속되는 되돌림 이음매 (16c)가 위쪽을 향하여 이어지도록 설치(連設)되어 있고, 상기 탈기관(15)은 상기 연료탱크 (10)의 바닥부를 관통하여 그 내부에 삽입되어 있음과 동시에, 그 상단부가 연료탱크(10)의 상부 공간부(A)에 위치하고 있다.

상기 연료펌프(13)는 그 흡인부(13a)가 상기 연료필터(12)의 연료배출부 (12a)보다도 아래쪽에 설치되어 있다.

한편, 도 1에 있어서, 부호 19는 상기 연료펌프(13)에 의하여 가압 공급된 연료(F)를 안개화하여 내연기관(도시 생략)의 급기관 내나 연소실 내에 분무하는 연료분사노즐을 나타내고, 이 연료분사노즐(19)과 상기 연료펌프(13)를 연통하는 상기 연료공급관(11)의 도중에는 상기 연료분사노즐(19)에 공급되는 연료(F)의 압력을 소정압력으로 조정하는 압력 레귤레이터(20)가 설치되어 있다.

이 압력 레귤레이터(20)는, 상기 연료펌프(13)로부터 공급되는 연료(F)의 잉여분을 리턴파이프(21)를 거쳐 상기 연료탱크(10)에 되돌림으로써 상기한 연료(F)의 압력을 조정하도록 되어 있다.

이어서, 이와 같이 구성된 본 실시형태에 관한 연료공급장치의 작용에 대하여 설명한다.

연료(F)를 내연기관에 공급하도록 연료펌프(13)가 기동되면 연료탱크(10) 내의 연료(F)가 그 스스로의 무게(自重)에 의하여 연료필터(12)의 상류실(18)로 흘러 들어 여과체(17)에 의하여 여과된 연료(F)는 하류실(14)내로 흐르고, 다시 아래쪽에 설치된 연료펌프(13)에 흡인된다.

이와 같이 연료펌프(13)에 흡인된 연료(F)는, 이 연료펌프(13)에 의하여 소정압력 이상으로 가압되어 압력 레귤레이터(20)에 의하여 압력조정된 후에 상기 연료분사노즐(19)에 공급되고, 다시 이 연료분사노즐(19)에 있어서 안개화되어 내연기관의 급기관 또는 연소실 내에 분무된다.

이와 같은 연료(F)의 공급과정에 있어서, 연료탱크(10)와 연료필터(12) 내의 연료(F)가 환경온도의 영향에 의하여 따뜻해짐으로써, 또는 연료(F)가 여과체(17)를 통과할 때에 감압에 의하여 상기 연료(F) 중에 증기가 발생한다.

그리고 이와 같이 발생한 증기(B)는 연료필터(12)의 하류실(14) 내로 유도되어 도 3에 나타내는 바와 같이 그 상부에 집합한다.

여기서 본 실시형태에 있어서는 상기 하류실(14)의 상부에 되돌림 이음매 (16c)를 거쳐 탈기관(15)이 접속되어 있기 때문에, 상기 증기(B)가 그 부력에 의하여 상기 되돌림 이음매(16c) 및 탈기관(15) 내를 위쪽을 향하여 이동한다.

이와 같은 증기(B)의 이동이 행하여지는 상기 되돌림 이음매(16c)와 탈기관 (15)에 의하여 기포펌프가 형성되고, 이에 의하여 상기 증기(B)가 연료탱크(10)의 상부 공간부(A)로 배출된다.

또 상기 연료펌프(13)의 흡인부(13a)가 연료필터(12)의 연료배출부(12a)보다도 아래쪽에 설치되어 있기 때문에, 연료펌프(13) 근방이나 그 내부에서 발생한 증기도 그 부력에 의하여 하류실(14) 및 탈기관(15)을 거쳐 연료탱크(10)에 배출된다.

따라서 연료펌프(13)에 흡인되는 연료(F) 중의 페이버(B)의 혼입량이 대폭으로 감소되고, 이에 따라 연료펌프(13)에서의 연료송출량(토출량)의 저하가 방지된다.

이어서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 관한 연료공급장치는, 상기 리턴파이프(21)를 상기 탈기관 (15)의 도중에서 상기 압력 레귤레이터(20)보다도 위쪽위치에 연통시킨 점에 특징점이 있고, 그 밖의 구성에 대해서는 상기한 실시형태와 동일하다.

즉, 상기 되돌림 이음매(16c)의 하단부 근방에는 수평방향으로 리턴이음매 (16d)가 설치되어 있고, 이 리턴이음매(16d)에 상기 리턴파이프(21)의 선단부가 접속됨으로써 이 리턴파이프(21)가 상기 탈기관(15)에 대하여 거의 직교하여 대략 수평으로 되어 있다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 압력 레귤레이터(20)로부터 배출되는 연료(F) 중에 포함되는 증기(B)가 잉여연료(F)와 함께 탈기관(15)에 보내짐과 동시에 이 탈기관(15)을 거쳐 연료탱크(10)로 되돌아간다.

그리고 상기한 잉여연료(F)가 탈기관(15)으로 흘러 들어 위쪽을 향하여 이동할 때에 연료필터(12)로부터 탈기관(15)으로 들어간 연료(F)의 일부나 증기(B)를 흡인하도록 감아들임으로써, 상기 하류실(14)내의 증기(B)의 배출을 촉진시킨다.

따라서 연료펌프(13)의 송출능력의 저하를 한층 억제할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서 나타낸 각 구성부재의 여러가지 형상이나 치수 등은 일례이고, 설계요구 등에 의거하여 여러가지 변경 가능하다.

예를 들면 상기 리턴파이프(21)를 상기 탈기관(15)에 대하여 이 탈기관(15)과의 협각이 위쪽을 향하여 예각이 되도록 연결하는 것도 가능하다.

여기서는 상기한 리턴파이프(21)의 접속을 가능하게 하기 위하여 도 7에 나타내는 바와 같이 상기 리턴이음매(16d) 자체가 상기 탈기관(15)에 대하여 위쪽이 예각이 되도록 설치되어 있다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 탈기관(15)의 흐름방향에 대하여 리턴파이프 (21)로부터 흘러 드는 잉여연료(F)나 증기(B)의 침입각도를 작게 할 수 있으므로 이 잉여연료(F)에 의한 하류실(14)로부터의 증기(B)의 감아들임력을 높혀 이 증기(B)의 제거기능을 높일 수 있다,

본 발명에 관한 연료공급장치 및 이 연료공급장치에 사용되는 연료필터에 의하면, 연료펌프의 위쪽에서 발생하는 증기를 탈기관을 통하여 연료탱크에 배제할 수 있고, 이에 의하여 연료펌프에 흡인되는 증기량을 대폭으로 경감하여 이 연료펌프에 있어서의 연료의 송출량의 저하를 억제할 수 있다.

Claims

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연료탱크 내에 저류(貯留)되어 있는 연료를 가압하여 공급하는 연료공급장치로서, 상기 연료의 공급로를 형성하는 연료공급관과;

상기 연료공급관의 도중에 설치되어 상기 연료를 정화하는 연료필터와;

상기 연료필터보다도 하류측에 설치되어 상기 연료를 압송하는 연료펌프를 구비하고,

상기 연료필터가 상기 연료탱크의 아래쪽에 설치되어 있음과 동시에, 상기 연료필터의 하류측과 상기 연료탱크의 상부 공간부를 연통하는 탈기관이 설치되어 있는 연료공급장치에 사용되는 연료필터에 있어서,

연료필터 본체와, 상기 연료필터 본체의 내부를 상류실과 하류실로 구획 형성하는 여과체를 구비하고,

상기 연료필터 본체의 상류실에는 상기 연료탱크에 연통하는 흡인이음매가 설치되고,

상기 연료필터 본체의 하류실의 하부에는 상기 연료펌프에 연통하는 공급이음매가 설치되고,

다시 상기 연료필터의 하류실의 상부에는 상기 연료탱크의 상부 공간부에 연통하는 되돌림 이음매가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료필터.
제 5항에 있어서,

상기 되돌림 이음매에 상기 연료펌프로부터 토출된 연료의 압력을 조정하는 압력 레귤레이터의 리턴파이프가 접속되는 리턴이음매가 이어지도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료필터.
제 6항에 있어서,

상기 리턴이음매가 상기 되돌림 이음매에 대하여 상기 되돌림 이음매와의 협각이 위쪽을 향하여 예각이 되도록 이어져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료필터.