KR101454725B1 - 연료 공급 장치 - Google Patents

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KR101454725B1
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치아키 가타오카
마사키 아카기
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

연료를 수용하는 수용부를 복수 구비한 연료 탱크에 있어서, 연료 탱크 본체의 연료 액면 경사 시이더라도, 연료 부족의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 단시간에 연료의 송출이 가능한 연료 공급 장치를 얻는다. 제 1 연료 수용부(38M)와 제 2 연료 수용부(38S)의 각각에, 연료 필터(16) 및 저류 부재(18)를 구비한 서브 컵(15)이 배치된다. 연료 펌프 본체(42)의 베이퍼 배출관(64)(또는 프레셔 레귤레이터(48)의 리턴 배관(50))의 선단이 제 2 저류 부재(18S) 내에 배치된다.

Description

연료 공급 장치{FUEL SUPPLY DEVICE}
본 발명은, 연료 공급 장치에 관하며, 더욱 상세하게는, 연료 탱크 내의 연료를 기관 등에 공급하기 위한 연료 공급 장치에 관한 것이다.
연료 탱크 내의 연료를 기관 등의 외부 장치에 공급하는 연료 공급 장치에는, 연료 탱크 본체 내에 연료 필터를 구비하도록 하여, 연료 필터로 이물이 제거된 상태의 연료를 연료 필터 내로부터 외부에 송출하도록 한 것이 있다. 예를 들면 일본 공개특허 특개2003-139006호 공보(특허문헌 1)에는, 강성(剛性)을 가지는 프로텍터를 여과포로 둘러싼 구조의 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1의 구조에서는, 프로텍터에 의해서 여과포 내의 공간이 확보되므로, 연료 탱크의 수평 시는 여과포 내에 연료를 유지할 수 있다. 그러나, 연료 탱크가 경사진 경우나 연료 탱크에 G가 작용한 경우(이하, 이들을 통합하여 「연료 액면(液面) 경사 시」라고 한다)에, 연료 탱크 내의 연료가 여과포로부터 멀어져 버리면, 여과포의 표면의 오일막이 찢어져서, 여과포 내의 연료가 외부(연료 탱크 내)에 유출되어 버리기 때문에, 소위 연료 부족이 생길 우려가 있다.
이에 대해, 발명 협회 공개 기보(技報) 공개 기술 번호 2009-506962호(비특허문헌 1)에는, 흡입 필터 상면에 셀 형상의 컵을 배치하고, 컵 내에 유지된 연료의 일정량이 필터에 공급되는 구성의 연료 공급 장치가 기재되어 있다. 이와 같이 연료를 연료 필터 상에 유지하여 연료 필터에 접촉시킴으로써, 연료 필터의 오일막을 유지할 수 있다.
그런데, 연료 탱크의 구조로서, 연료를 수용하기 위한 수용부를 복수 설치한 것이 있다. 연료 펌프는 복수의 수용부의 하나(이것을 「제 1 연료 수용부」라고 한다)에 배치되기 때문에, 연료 펌프가 배치되어 있지 않은 수용부(이것을 「제 2 연료 수용부」라고 한다)로부터 제 1 연료 수용부에 이송할 필요가 있다.
복수의 수용부를 갖는 연료 탱크에 있어서도, 비특허문헌 1에 기재된 바와 같은 컵 부착의 연료 필터를 수용부의 각각에 배치하는 것이 고려된다. 그러나, 예를 들면, 제 2 연료 수용부의 연료 필터가 액체에 잠겨 있지 않은 상태에서는, 제 2 연료 수용부로부터 제 1 연료 수용부에 연료를 이송하고자 해도, 제 2 연료 수용부의 연료 필터 내로부터는 기체 성분이 이송되어 버리기 때문에, 제 1 연료 수용부로부터의 연료의 송출에 긴 시간을 필요로 할 우려가 있다.
본 발명은 상기 사실을 고려하여, 연료를 수용하는 수용부를 복수 구비한 연료 탱크에 있어서, 연료 탱크의 연료 액면 경사 시이더라도, 연료 부족의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 단시간에 연료의 송출이 가능한 연료 공급 장치를 얻는 것을 과제로 한다.
본 발명에서는, 연료를 수용하는 제 1 연료 수용부 및 제 2 연료 수용부와, 자루 형상으로 형성되어 상기 제 1 연료 수용부에 구비되고, 내부에 연료가 유입될 때에 연료로부터 이물을 제거함과 함께, 일부 또는 전부가 연료에 침지되어 있는 상태에서는 표면에 연료에 의한 오일막이 형성되는 제 1 연료 필터와, 자루 형상으로 형성되어 상기 제 2 연료 수용부에 구비되고, 내부에 연료가 유입될 때에 연료로부터 이물을 제거함과 함께, 일부 또는 전부가 연료에 침지되어 있는 상태에서는 표면에 연료에 의한 오일막이 형성되는 제 2 연료 필터와, 상기 제 1 연료 수용부 내에서 상기 제 1 연료 필터의 상방에 구비되어 바닥부가 상기 제 1 연료 필터의 상면의 적어도 일부에 의해서 구성되고, 연료를 저류(貯留) 가능한 제 1 저류 부재와, 상기 제 2 연료 수용부 내에서 상기 제 2 연료 필터의 상방에 구비되어 바닥부가 상기 제 2 연료 필터의 상면의 적어도 일부에 의해서 구성되고, 연료를 저류 가능한 제 2 저류 부재와, 상기 제 1 연료 필터 내로부터 상기 제 1 연료 수용부의 외부에 연장 돌출된 송출 배관과, 당해 송출 배관에 설치된 연료 펌프를 구비하여 연료를 외부에 송출하기 위한 송출 수단과, 상기 제 2 연료 필터 내와 상기 연료 펌프의 연료 흡입구를 연통하는 연료 이송 배관과, 상기 송출 수단을 흐르는 연료의 일부를 상기 연료 펌프의 작동에 의해서 상기 제 2 저류 부재 내로 되돌리는 것이 가능한 되돌림 배관을 갖는다.
이 연료 공급 장치에서는, 제 1 연료 수용부에 제 1 연료 필터 및 제 1 저류 부재가 구비되고, 제 2 연료 수용부에 제 2 연료 필터와 제 2 저류 부재가 구비되어 있다. 송출 수단을 구성하는 연료 펌프의 구동에 의해, 제 1 연료 수용부 내의 연료가, 제 1 연료 필터를 통과하여(이 때, 연료의 이물이 제거된다) 제 1 연료 필터의 내부에 유입된다. 그리고, 제 1 연료 필터의 내부의 연료가, 송출 배관을 통과하여 외부에 송출된다.
제 1 연료 필터는, 그 일부 또는 전부가 연료에 침지되어 있는 상태에서는, 표면에 연료의 오일막이 형성되므로, 제 1 연료 필터 내의 연료가 유출되는 일은 없다. 이것에 의해, 연료 부족을 생기게 하지 않고, 연료를 외부에 송출할 수 있다.
제 1 연료 필터의 상방에는, 연료를 저류 가능한 제 1 저류 부재가 구비되어 있다. 제 1 저류 부재의 바닥부는, 제 1 연료 필터의 상면의 적어도 일부에 의해서 구성되어 있다. 따라서, 제 1 저류 부재의 연료 액면 경사 시에, 제 1 연료 수용부 내(제 1 저류 부재의 외부)의 연료가 제 1 연료 필터로부터 멀어져 버려도, 제 1 저류 부재의 내부에 저류된 연료가, 제 1 연료 필터의 상면에 접촉되어 있는 상태를 유지할 수 있으므로, 제 1 연료 필터의 표면의 오일막이 유지된다. 이것에 의해, 제 1 연료 필터 내의 연료의 유출을 방지할 수 있어, 연료 부족을 생기게 하지 않고, 연료를 외부에 송출할 수 있다.
또, 연료 펌프의 구동에 의해, 제 2 연료 수용부 내의 연료가, 제 2 연료 필터를 통과하여(이 때, 연료의 이물이 제거된다) 제 2 연료 필터의 내부에 유입된다. 그리고, 제 2 연료 필터의 내부의 연료가, 연료 이송 배관을 통과하여 연료 펌프로 이송된다.
제 2 연료 필터는, 그 일부 또는 전부가 연료에 침지되어 있는 상태에서는, 표면에 연료의 오일막이 형성되므로, 제 2 연료 필터 내의 연료가 유출되는 일은 없다. 이것에 의해, 연료 부족을 생기게 하지 않고, 연료를 외부에 송출할 수 있다.
제 2 연료 필터의 상방에는, 연료를 저류 가능한 제 2 저류 부재가 설치되어 있다. 제 2 저류 부재의 바닥부는, 제 2 연료 필터의 상면의 적어도 일부에 의해서 구성되어 있다. 따라서, 제 2 저류 부재의 연료 액면 경사 시에, 제 2 연료 수용부 내(제 2 저류 부재의 외부)의 연료가 제 2 연료 필터로부터 멀어져 버려도, 제 2 저류 부재의 내부에 저류된 연료가, 제 2 연료 필터의 상면에 접촉되어 있는 상태를 유지할 수 있으므로, 제 2 연료 필터의 표면의 오일막이 유지된다. 이것에 의해, 제 2 연료 필터 내의 연료의 유출을 방지할 수 있어, 연료 부족을 생기게 하지 않고, 연료를 제 1 저류부 내에 이송할 수 있다.
또, 이 연료 공급 장치에서는, 되돌림 배관을 갖고 있다. 되돌림 배관은, 연료 펌프의 구동에 의해, 송출 수단(연료 펌프이더라도 송출 배관이더라도 된다)을 흐르는 연료의 일부를 제 2 저류 부재 내로 되돌린다. 이 때문에, 제 2 저류 부재 내에 연료가 존재하고 있는 상태, 즉, 제 2 연료 필터의 상면에 연료가 접촉하고 있는 상태를, 더욱 확실하게 유지할 수 있도록 된다. 제 2 연료 필터의 오일막을 유지하여, 제 2 연료 필터 내로의 기체의 흡입을 억제할 수 있고, 제 2 연료 수용부(제 2 연료 필터)로부터 제 1 연료 수용부(제 1 저류 부재)로의 기체 성분의 이송도 억제할 수 있다. 이것에 의해, 연료 펌프의 구동에 의한 제 1 연료 수용부로부터의 연료의 송출을 단시간에 행하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 상기 되돌림 배관이, 일단(一端)이 연료 펌프에 접속됨과 함께 타단(他端)이 상기 제 2 저류 부재 내에 배치되며 연료 펌프 내의 베이퍼(vapor)를 포함하는 연료를 배출하기 위한 베이퍼 배출관인 구성으로 해도 된다.
이것에 의해, 베이퍼 배출관을 효과적으로 이용하여, 되돌림 배관을 구성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 송출 배관에, 송출되는 연료의 압력 조정을 행하는 프레셔 레귤레이터(pressure regulator)가 설치되고, 상기 되돌림 배관이, 일단이 상기 프레셔 레귤레이터에 접속됨과 함께 타단이 상기 제 2 저류 부재 내에 배치되며 프레셔 레귤레이터로부터의 리턴 연료를 배출하기 위한 리턴 배관인 구성으로 해도 된다.
이것에 의해, 리턴 배관을 효과적으로 이용하여, 되돌림 배관을 구성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 연료 이송 배관에 구비되어, 상기 제 2 연료 필터 내의 연료가 소정량을 넘을 때는 밸브 개방되고 소정량 이하일 때는 밸브 폐쇄되는 개폐 밸브를 갖는 구성으로 해도 된다.
이것에 의해, 제 2 연료 필터 내의 연료가 소정량 이하가 된 상태에서, 연료 펌프의 구동에 의해 제 2 연료 필터 내로부터 제 1 저류 부재에 기체 성분을 이송하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이 「소정량」은, 제 2 연료 필터 내로부터 제 1 저류 부재로 기체 성분을 이송할 우려가 생기는 문턱값이고, 이 소정량을 넘는 연료가 제 2 연료 필터 내에 존재하고 있으면, 개폐 밸브가 열려도 기체 성분은 제 1 저류 부재로 이송되지 않는다.
이 개폐 밸브로서는, 상기 개폐 밸브가, 상기 소정량을 넘는 연료가 제 2 연료 필터 내에 있을 때는 당해 연료에 부유하여 상승함으로써 밸브 개방 상태가 되고 연료가 소정량 이하일 때는 강하되어 밸브 폐쇄 상태가 되는 플로트(float) 밸브인 구성으로 해도 된다.
이것에 의해, 복잡한 기구를 필요로 하지 않고 개폐 밸브를 구성할 수 있다.
개폐 밸브가 플로트 밸브인 구성에 있어서, 상기 제 2 연료 필터 내에 소정의 공간을 유지하기 위한 공간 유지 부재가 제 2 연료 필터 내에 설치되고, 상기 공간 유지 부재의 적어도 일부가, 상기 플로트 밸브의 상하 이동을 안내하는 안내 부재로 되어 있는 구성으로 해도 된다.
공간 유지 부재에 의해, 제 2 저류 부재의 내부에, 연료를 저류하기 위한 공간을 유지할 수 있다.
또, 안내 부재로 플로트 밸브의 상하 이동을 안내함으로써, 플로트 밸브의 안정된 거동이 가능해진다.
안내 부재는, 공간 유지 부재의 적어도 일부로 구성되어 있으므로, 안내 부재를 단독으로 배치한 구성과 비교하여, 부품 수가 적어진다.
본 발명에 있어서, 상기 연료 이송 배관과 상기 되돌림 배관을 연통시키는 연통부와, 상기 연통부에 설치되고, 상기 되돌림 배관을 흐르는 연료에 의해서 부압(負壓)을 생기게 하여, 당해 부압을 연료 이송 배관 내에 작용시킴으로써 제 2 연료 필터 내로부터 제 1 저류 부재 내로의 연료의 흐름을 생기게 하는 제트 펌프를 갖는 구성으로 해도 된다.
연료 펌프뿐만 아니라, 제트 펌프에 의해서도, 제 2 연료 필터 내로부터 제 1 저류 부재 내로 연료를 이송하는 압력을 생기게 하여, 효율적인 연료의 이송이 가능해진다.
또한, 되돌림 배관의 부압이 연통부를 통과하여 연료 이송 배관에 작용하므로, 연료 이송 배관 내의 연료 중에 기체 성분이 존재하고 있어도, 이 기체 성분의 적어도 일부를 되돌림 배관에 이동시켜, 제 2 저류 부재 내로 되돌릴 수 있다.
이 제트 펌프가 설치된 구성에 있어서, 상기 연통부가, 상기 연료 이송 배관의 가장 높은 위치에 설치되어 있는 구성으로 해도 된다.
이것에 의해, 연료 이송 배관 중의 기체 성분을 더욱 효과적으로 되돌림 배관에 이동시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 상기 연료 펌프보다 연료 송출 방향 상류측에서의 상기 송출 배관의 압력 손실이, 상기 연료 이송 배관의 압력 손실보다 크게 설정되어 있는 구성으로 해도 된다.
이것에 의해, 연료 펌프의 구동 시에는, 제 1 연료 필터 내의 연료를 소비하기 전에, 먼저, 제 2 연료 필터 내의 연료를 소비하므로, 먼저 제 1 연료 필터 내의 연료를 소비한 경우와 비교하여, 연료 부족을 더욱 확실하게 억제 가능해진다.
본 발명은 상기 구성으로 했으므로, 연료를 수용하는 수용부를 복수 구비한 연료 탱크에 있어서, 연료 탱크의 연료 액면 경사 시이더라도, 연료 부족의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 단시간에 연료의 송출이 가능해진다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 연료 탱크 본체 내에 충분한 양의 연료가 존재하고 있는 상태에서 연료 탱크 본체의 전체 구성과 함께 나타내는 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 나타내는 도 1a의 1B부 확대 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 나타내는 도 1a의 1C부 확대 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치의 제 1 서브 컵을 부분적으로 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치의 제 2 서브 컵을 부분적으로 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 구성하는 플로트 밸브를 수평 방향의 단면으로 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 제 2 연료 수용부 내의 연료가 적은 상태에서 연료 탱크 본체의 전체 구성과 함께 나타내는 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 나타내는 도 5a의 5B부 확대 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 나타내는 도 5a의 5C부 확대 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 제 2 연료 수용부 내의 연료가 더욱 적은 상태에서 연료 탱크 본체의 전체 구성과 함께 나타내는 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 나타내는 도 6a의 6B부 확대 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치를 나타내는 도 6a의 6C부 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태의 연료 공급 장치를 연료 탱크 본체 내에 충분한 양의 연료가 존재하고 있는 상태에서 연료 탱크 본체의 전체 구성과 함께 나타내는 단면도이다.
도 1a에는, 본 발명의 제 1 실시형태의 연료 공급 장치(12)의 개략 구성이 나타내어져 있다. 또, 도 1b, 도 1c, 도 2∼도 4에는, 연료 공급 장치(12)가 부분적으로 확대되어 나타내어져 있다. 도 1b, 도 1c, 도 2 및 도 3에서는, 도시의 편의 상, 연료를 생략하고 있지만, 실제로는, 연료 탱크 본체(14) 내에 연료(GS)가 적절히 존재하고 있다.
이 연료 공급 장치(12)는, 연료(GS)가 수용되는 연료 탱크 본체(14)를 갖고 있다. 본 실시형태의 연료 탱크 본체(14)는, 폭 방향의 양측의 2개의 저(低)위치부(34A, 34B)와, 이 저위치부(34A, 34B)의 사이에 있어서, 저위치부(34A, 34B)보다 상대적으로 높은 위치에 형성된 고(高)위치부(36)를 갖고 있다. 즉 연료 탱크 본체(14)는, 단일의 고위치부(36)에 대해, 그 양측에 저위치부(34A, 34B)가 형성되어 있고, 전체적으로 제 1 연료 수용부(38M)와 제 2 연료 수용부(38S)를 갖는 안장형 연료 탱크로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 연료 수용부(38M)가 제 2 연료 수용부(38S)보다 대형으로 형성된 예를 들고 있지만, 이들의 상대적인 용적의 대소 관계는 한정되지 않고, 제 1 연료 수용부(38M)와 제 2 연료 수용부(38S)가 동일 정도의 용적을 갖고 있어도 된다. 이하에 있어서, 특히 제 1 연료 수용부(38M)와 제 2 연료 수용부(38S)를 구별할 필요가 없는 경우는, 단지 연료 수용부(38)로서 설명한다.
제 1 연료 수용부(38M) 측의 상부에는 도시하지 않은 인렛(inlet) 파이프가 구비되어 있어, 제 1 연료 수용부(38M)로 급유(給油)할 수 있도록 되어 있다. 제 1 연료 수용부(38M)와 제 2 연료 수용부(38S)의 사이(고위치부(36)의 하방)에는, 자동차를 구성하는 부재, 예를 들면 트랜스 액슬(axle) 등이 배치되어 있어, 공간의 효율적인 이용이 도모되어 있다.
제 1 연료 수용부(38M)에는 제 1 서브 컵(15M)이 배치되고, 제 2 연료 수용부(38S)에는 제 2 서브 컵(15S)이 배치되어 있다. 제 1 서브 컵(15M)과 제 2 서브 컵(15S)은, 제 1 연료 수용부(38M)와 제 2 연료 수용부(38S)의 용량에 대응시켜 크기가 다르지만, 본질적인 구성은 동일하게 되어 있다. 이하에, 특히 제 1 서브 컵(15M)과 제 2 서브 컵(15S)을 구별할 필요가 없는 경우는, 서브 컵(15)으로서 설명한다.
서브 컵(15)은, 연료 필터(16)를 갖고 있다. 이하에 있어서, 제 1 서브 컵(15M)의 제 1 연료 필터(16M)와, 제 2 서브 컵(15S)의 제 2 연료 필터(16S)를 필요에 따라 구별하지만, 구별의 필요가 없을 때는, 단지 연료 필터(16)로서 설명한다.
연료 필터(16)는, 그 외측으로부터 내측으로 연료(GS)를 통과시키지만, 그 때에 연료 중의 이물을 제거하여, 연료 필터(16)의 내부에는 이물이 유입되지 않도록 하는 작용을 가지는 재료(예를 들면 직포, 부직포, 다공질성 수지 등)로 대략 자루 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 연료 필터(16)를 통과한 연료(GS)를, 그 내부에 저류시킬 수 있다.
또한, 연료 필터(16)의 적어도 일부가 연료 수용부(38) 내의 연료에 침지되어 있는 상태에서는, 연료 필터(16)의 표면에, 연료(GS)에 의한 오일막(LM)이 형성되어 유지되도록 되어 있다.
본 실시형태에서는 특히, 2장의 동일 형상(예를 들면 사각 형상 등의 다각 형상이더라도 되고, 원형이나 타원형 등이어도 된다)의 부직포를 이들의 주위에서만 접합하고, 상면(上面) 여과포(16U)와 하면(下面) 여과포(16L)가 각각 상하로 볼록해지도록 만곡된 형상으로 하고 있다. 따라서, 상면 여과포(16U)와 하면 여과포(16L)의 사이에, 연료(GS)를 수용하기 위한 공간이 구성되어 있다.
상면 여과포(16U) 및 하면 여과포(16L)의 재질은, 상기한 부직포에 한정되지 않고, 직포나 스펀지 형상의 부재, 메시 형상의 부재 등이더라도 문제없다.
연료 필터(16)(특히 하면 여과포(16L))는, 연료 탱크 본체(14)의 바닥벽(14B)을 따라 대략 평행하게 되도록 배치되어 있고, 도 1에 화살표 F1으로 나타내는 바와 같이, 바닥벽(14B)과의 간극을 통과하여 연료(GS)를 연료 필터(16) 내에 유입시킬 수 있다. 또한, 연료 필터(16)를 바닥벽(14B)을 따라 연장시키고 있어, 연료 수용부(38) 내의 연료(GS)가 적어졌을 때나, 치우쳤을 때 등이더라도, 더욱 확실하게 연료 필터(16)의 일부가 연료(GS)에 침지된 상태를 유지할 수 있도록 하고 있다.
본 실시형태에서는 특히, 상면 여과포(16U)와 하면 여과포(16L)는 다른 재질로 되어 있고, 상면 여과포(16U)의 압력 손실이 하면 여과포(16L)의 압력 손실보다 커지도록, 이들 여과포의 재질이 선택되어 있다.
여기서 말하는 「압력 손실」은, 상면 여과포(16U) 혹은 하면 여과포(16L)를 연료(GS)가 통과할 때(예를 들면 후술하는 연료 펌프 본체(42)의 구동 시)의, 통과 전후의 압력차이다. 따라서, 하면 여과포(16L)는 상면 여과포(16U)보다 상대적으로 연료(GS)를 통과시키기 쉽게 되어 있다.
본 실시형태에서는, 이와 같이 압력 손실에 차를 마련하기 위해, 상면 여과포(16U)는, 하면 여과포(16L)보다 부직포의 공극의 총 면적이 작은 구조로 되어 있다. 다만, 상면 여과포(16U)와 하면 여과포(16L)의 압력 손실은 동일 정도이더라도 된다.
상면 여과포(16U)와 하면 여과포(16L)의 사이에는, 공간 구성 부재(46)가 배치되어 있다. 이 공간 구성 부재(46)에 의해, 제 1 서브 컵(15M)의 제 1 연료 필터(16M)에서는, 상면 여과포(16U)가 위로 볼록하게 만곡되고, 하면 여과포(16L)가 아래로 만곡되는 형상을 유지함으로써, 이들의 사이에, 연료(GS)를 저류하기 위한 공간이 확실하게 유지될 수 있도록 되어 있다. 또, 특히 제 2 서브 컵(15S)의 제 2 연료 필터(16S)에서는, 공간 구성 부재(46)가 상하로 간격을 두고 2장 배치되어 있다. 이것에 의해, 상면 여과포(16U)와 하면 여과포(16L)의 사이에는, 제 1 서브 컵(15M)의 제 1 연료 필터(16M)보다 큰 간격이 구성되어 있다.
연료 필터(16)의 상방에는, 저류 부재(18)가 설치되어 있다. 이하에 있어서, 제 1 서브 컵(15M)의 제 1 저류 부재(18M)와 제 2 서브 컵(15S)의 제 2 저류 부재(18S)를 필요에 따라 구별하지만, 구별의 필요가 없을 때는, 단지 저류 부재(18)로서 설명한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 저류 부재(18)는, 연료 필터(16)의 외연(外緣) 부분으로부터 수직으로 세워 설치된 통 형상의 측벽통(20)을 갖고 있다. 측벽통(20)의 하면은, 연료 필터(16)의 외주 부분에 접합(예를 들면 용착)되어 있다. 서브 컵(15)은, 연료 필터(16)와 저류 부재(18)로 구성되어 있다. 그리고, 측벽통(20)이 저류 부재(18)의 주연(周緣)부가 되어 있다.
본 실시형태에서는, 측벽통(20)의 하부에 접합편(26)이 형성되어 있다. 접합편(26)은, 측벽통(20)과 연료 필터(16)의 접합 면적을 증대시켜 접합 강도를 향상시킴과 함께, 하면 여과포(16L)를 통과하여 연료 필터(16) 내에 연료(GS)가 유입될 때의 연료 필터(16)의 상방으로의 이동을 억제하는 효과를 가지고 있다. 또한, 이 접합편(26)은 생략하는 것도 가능하다.
또한, 측벽통(20)의 상단(上端)으로부터는, 평면에서 보아 중앙을 향해, 덮개판부(22)가 연장 돌출되어 있다. 그리고, 측벽통(20)과 덮개판부(22)에 더하여, 연료 필터(16)의 상면 여과포(16U)에 의해서, 저류 부재(18)가 구성되어 있다. 환언하면, 저류 부재(18)의 바닥부가, 상면 여과포(16U)에 의해서 구성되어 있게 된다.
저류 부재(18) 내에는, 연료 필터(16)의 상방에 있어서 연료(GS)를 저류하는 것이 가능해진다. 덮개판부(22)의 중앙부에는, 덮개판부(22)를 두께 방향으로 관통하는 유입 구멍(24)이 형성되어 있다. 화살표 F3로 나타내는 바와 같이, 이 유입 구멍(24)을 통과하여, 제 1 연료 수용부(38M) 및 제 2 연료 수용부(38S)의 연료(GS)가, 각각 제 1 저류 부재(18M) 및 제 2 저류 부재(18S)의 내부에 유입된다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 연료 수용부(38M)의 제 1 서브 컵(15M)의 상방에는 연료 펌프 모듈(32)이 구비되어 있다. 연료 펌프 모듈(32)은, 연료 펌프 본체(42)를 갖고 있다. 연료 펌프 본체(42)로부터는 하방을 향해 연료 흡인 배관(44A)이 연장 돌출되어 있다. 연료 흡인 배관(44A)의 하단(下端)은, 제 1 저류 부재(18M)의 유입 구멍(24)에 삽입 통과되고, 다시 제 1 연료 필터(16M)의 상면 여과포(16U)를 관통하여, 연료 필터(16) 내에 개구되어 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 연료 수용부(38M)의 제 1 서브 컵(15M)에서는, 유입 구멍(24)의 안쪽 치수는, 연료 흡인 배관(44A)의 외경보다 크게 되어 있다. 이 때문에, 유입 구멍(24)의 구멍 가장자리는 연료 흡인 배관(44A)과는 비접촉으로 되어 있고, 이들의 간극(28)을 통과하여, 화살표 F2로 나타낸 바와 같이, 제 1 저류 부재(18M)의 내부에 연료(GS)가 유입 가능하게 되어 있다.
또, 연료 펌프 본체(42)로부터 상방에는 연료 토출 배관(44B)이 연장 돌출되어 있고, 연료 탱크 본체(14)의 상벽(上壁)(14T)을 관통하여 외부에 연장 돌출되어 있다. 연료 펌프 본체(42)의 구동에 의해, 연료 흡인 배관(44A)에서 연료를 흡인하여, 연료 토출 배관(44B)으로부터, 도시하지 않은 엔진에 연료(GS)를 공급할 수 있도록 되어 있다. 본 실시형태의 연료 송출 배관(44)은, 연료 흡인 배관(44A)과 연료 토출 배관(44B)을 포함하여 구성되어 있다.
연료 토출 배관(44B)의 도중에는, 프레셔 레귤레이터(48)가 배치되어 있다. 프레셔 레귤레이터(48)는, 연료 펌프 본체(42)로부터 송출되는 연료(GS)의 압력이 소정 범위가 되도록 압력 조정하여, 연료(GS)를 외부(기관 등)에 송출한다.
프레셔 레귤레이터(48)에는, 리턴 배관(50)의 상단이 접속되어 있다. 상기한 압력 조정 시에 잉여가 된 연료(GS)를, 리턴 연료로서, 리턴 배관(50)을 통과하여 연료 탱크 본체(14) 내로 되돌린다. 특히 본 실시형태에서는, 제 1 연료 수용부(38M)의 제 1 저류 부재(18M) 내에 리턴 배관(50)의 하단이 위치하고 있어, 리턴 연료를 이 제 1 저류 부재(18M) 내로 되돌리도록 되어 있다.
연료 흡인 배관(44A)의 중간 부분에는 합류부(44J)가 설정되어 있다. 합류부(44J)와 제 2 연료 수용부(38S)의 제 2 연료 필터(16S) 내는, 연료 이송 배관(52)으로 접속되어 있다. 즉, 연료 펌프 본체(42)의 연료 흡입구(도시 생략)에, 연료 흡인 배관(44A)의 일부를 통해, 연료 이송 배관(52)이 접속되어 있다.
이와 같이, 연료 펌프 본체(42)의 연료 흡입구에 연료 이송 배관(52)이 접속되어 있으므로, 연료 펌프 본체(42)의 구동에 의해, 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)를 연료 이송 배관(52)을 통과하여 흡인할 수 있다. 그리고, 흡인한 연료(GS)를, 합류부(44J)로부터 연료 흡인 배관(44A)에 합류시킨다. 따라서, 제 2 연료 수용부(38S)의 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)도, 연료 토출 배관(44B)으로부터 외부에 송출할 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제 2 연료 수용부(38S)의 제 2 저류 부재(18S)에도, 유입 구멍(24)이 형성되어 있다. 유입 구멍(24)의 안쪽 치수는, 연료 이송 배관(52)의 외경보다 크게 되어 있다. 이 때문에, 유입 구멍(24)의 구멍 가장자리는 연료 이송 배관(52)은 비접촉으로 되어 있고, 이들의 간극(28)을 통과하여 제 2 저류 부재(18S)의 내부에 연료(GS)가 유입 가능하게 되어 있다.
연료 흡인 배관(44A)(특히, 연료 흡인 배관(44A)의 하단으로부터 합류부(44J)까지의 부분)의 압력 손실은, 연료 이송 배관(52)의 압력 손실보다 크게 설정되어 있다. 환언하면, 연료 흡인 배관(44A)에 있어서의 연료(GS)의 유동 저항이, 연료 이송 배관(52)에 있어서의 연료의 유동 저항보다 크게 되어 있다. 따라서, 연료 펌프 본체(42)의 구동에 의해, 제 1 연료 필터(16M)와 제 2 연료 필터(16S)의 쌍방으로부터 연료(GS)를 흡인 가능한 경우에, 먼저, 제 2 연료 필터(16S) 내로부터 우선적으로 연료(GS)가 흡인된다.
연료 이송 배관(52)에는, 제 2 연료 필터(16S) 내의 부분에, 플로트 밸브(54)가 배치되어 있다. 플로트 밸브(54)는, 본 발명의 개폐 밸브의 일례이다. 플로트 밸브(54)는, 도 1b에도 상세하게 나타내는 바와 같이, 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)에 뜨는 비중으로 된 플로트부(54F)와, 이 플로트부(54F)의 상부에 배치된 원판 형상의 밸브부(54B)를 갖고 있다. 밸브부(54B)와 플로트부(54F)는 연결부(54C)로 연결되어 있다.
연료 이송 배관(52)에는 밸브 시트(58)가 형성되고, 밸브 시트(58)의 중앙에 관통 구멍(56)이 형성되어 있다. 연결부(54C)가 삽입 통과되어 있고, 밸브 시트(58)의 상방에 밸브부(54B)가 위치하고 있다. 도 1b 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 제 2 연료 필터(16S) 내에 소정량을 넘는 연료(GS)가 존재하고 있는 상태에서는, 플로트부(54F)가 연료(GS)에 뜨기 때문에, 밸브부(54B)는 밸브 시트(58)로부터 멀어진다. 플로트 밸브(54)는 밸브 개방되므로, 제 2 연료 필터(16S) 내로부터 연료 이송 배관(52)에 연료가 이동 가능해진다.
또한, 도 3 및 도 4에 상세하게 나타내는 바와 같이, 플로트부(54F)의 상면에는 복수의 리브(60)가 형성되어 있다. 리브(60)는, 플로트부(54F)가 부유되어도 밸브 시트(58)의 하면에 밀착하는 일이 없도록 하고 있다. 이것에 의해, 플로트부(54F)와 밸브 시트(58)의 사이에, 연료(GS)가 통과 가능한 간극이 생긴다. 복수의 리브(60)는 서로 이간되어 있고, 플로트부(54F)가 상승한 상태에서는, 리브(60)의 간극을 연료(GS)가 이동한다.
이에 대해, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)가 소정량 이하인 경우(연료(GS)가 존재하고 있지 않은 경우도 포함한다)에는, 플로트부(54F)가 강하되기 때문에, 밸브부(54B)가 밸브 시트(58)의 상면에 밀착한다. 플로트 밸브(54)가 밸브 폐쇄되므로, 제 2 연료 필터(16S) 내의 기체 성분은, 연료 이송 배관(52)에 이동하지 않게 된다.
또한, 이 「소정량 」은, 제 2 연료 필터(16S) 내에 기체 성분이 존재해 버리는 경우에 있어서, 이 기체 성분이 연료 이송 배관(52)에 이동할 가능성이 있는 문턱값을 말한다.
제 2 연료 수용부(38S)의 공간 구성 부재(46)에는, 통 형상의 안내 부재(62)가 형성되어 있다. 안내 부재(62)는, 플로트부(54F)를 주위로부터 둘러싸여 있고, 플로트부(54F)가 상하 이동할 때에, 부주의하게 가로 방향으로 이동하지 않도록 상하로 안내하고 있다. 안내 부재(62)는 연통 구멍(62H)이 형성되어 있어, 안내 부재(62)의 외측으로부터 내측으로의 연료(GS)의 이동이 가능하게 되어 있다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 연료 펌프 본체(42)에는, 연료 펌프 본체(42) 내의 연료(GS)의 감압 비등(沸騰) 등으로 생긴 베이퍼(기체 성분)를, 연료(액체 성분)와 함께 배출하는 베이퍼 배출구(도시 생략)가 설치되어 있다. 이 베이퍼 배출구에는, 베이퍼 배출관(64)의 일단이 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 베이퍼 배출관(64)은, 본 발명의 되돌림 배관의 일례이다.
베이퍼 배출관(64)의 타단은, 도 3에도 상세하게 나타내는 바와 같이, 제 2 저류 부재(18S) 내(상면 여과포(16U)의 상방)에 위치하고 있다. 따라서, 연료 펌프 본체(42) 내에서 생긴 베이퍼(기체 성분)는, 연료(액체 성분)와 함께 제 2 저류 부재(18S) 내에 배출된다.
본 실시형태에서는, 고위치부(36)의 상방에 있어서, 베이퍼 배출관(64)은 연료 이송 배관(52)보다 상방에 위치하고 있다. 또, 연료 이송 배관(52)의 중간 부분과 베이퍼 배출관(64)의 중간 부분은 접근하여 배치되어 있고, 이 접근 부분(66)(연료 이송 배관(52)의 가장 높은 위치)에 있어서, 연료 이송 배관(52)과 베이퍼 배출관(64)이 연통부(74)로 연통되어 있다.
연통부(74)에는, 제트 펌프(68)가 설치되어 있다. 도 1c에 상세하게 나타내는 바와 같이, 제트 펌프(68)는, 베이퍼 배출관(64)을 접근 부분(66)에 있어서 국소적으로 직경 확대한 확경(擴徑)부(70)를 구비하고 있다. 확경부(70) 내에서는, 이 확경부(70)보다 연료 펌프 본체(42) 측의 베이퍼 배출관(64)이 연장 돌출되고, 연장 돌출단(端)에는 스로틀부(72)가 형성되어 있다.
도 5c에도 나타내는 바와 같이, 베이퍼 배출관(64)을 화살표 F5 방향으로 흐르는 유체(베이퍼 및 연료)가, 스로틀부(72)로부터 확경부(70)에 도달하면, 확경부(70) 내에 부압이 생긴다. 이 부압이, 연통부(74)를 통과하여 연료 이송 배관(52)에 작용하기 때문에, 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)를 흡인함에 있어서, 연료 펌프 본체(42)의 흡인력뿐만 아니라, 이 부압에 의한 흡인력도 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)에 작용하여, 제 2 연료 필터(16S) 내로부터 제 1 저류 부재(18M)로의 연료(GS)의 흐름을 생기게 한다.
또, 연료 이송 배관(52) 내를 화살표 F6 방향으로 이송되는 연료(GS)에 기포등의 기체 성분이 존재하고 있어도, 베이퍼 배출관(64)이 연료 이송 배관(52)보다 상방에 위치하고 있으므로, 기포 등을 연통부(74)를 통과하여 베이퍼 배출관(64)에 이동시킬 수 있다. 베이퍼 배출관(64)에 이동한 기포는, 베이퍼 배출관(64)을 통과하여, 제 2 저류 부재(18S) 내에 배출된다.
특히, 본 실시형태에서는, 연료 이송 배관(52)과 베이퍼 배출관(64)의 접근 부분을, 연료 이송 배관(52)의 가장 높은 위치에 설치하고, 이 부분에 연통부(74)를 배치하고 있다. 즉, 제트 펌프(68)가, 연료 이송 배관(52)의 가장 높은 위치에 설치되어 있게 된다. 이 때문에, 연료 이송 배관(52) 내의 기포를, 효과적으로 베이퍼 배출관(64)에 이동시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 연료 공급 장치(12)의 작용을 설명한다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 연료 탱크 본체(14) 내에 충분한 양의 연료(GS)가 존재하고 있는 상태(예를 들면, 연료 액면(LS)이 고위치부(36)보다 높은 상태)에서는, 제 1 연료 수용부(38M) 및 제 2 연료 수용부(38S)의 어느 쪽에 있어서도, 간극(28)을 통과하여 연료(GS)가 저류 부재(18) 내에 유입되기 때문에, 저류 부재(18) 내에는 연료(GS)가 저류되어 있다. 또, 이 상태에서는, 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 서브 컵(15S)의 제 2 연료 필터(16S) 내에도 소정량을 넘는 연료(GS)가 존재하고 있기 때문에, 플로트 밸브(54)가 상승하고 있다. 이것에 의해, 화살표 F7으로 나타내는 바와 같이, 연료 필터(16) 내로부터 연료 이송 배관(52)으로의 연료(GS)의 이동이 가능하게 되어 있다.
여기서, 연료 펌프 본체(42)가 구동되면, 제 1 연료 필터(16M) 내의 연료(GS)가, 화살표 F0로 나타내는 바와 같이, 연료 흡인 배관(44A)을 통과하여 빨아올려진다. 이와 함께, 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)가, 화살표 F6로 나타내는 바와 같이, 연료 이송 배관(52)으로부터 빨아올려져서, 합류부(44J) 및 연료 흡인 배관(44A)을 거쳐 이송된다. 그리고, 연료 토출 배관(44B)으로부터, 도시하지 않은 기관 등에 연료(GS)가 공급된다. 제 1 서브 컵(15M) 및 제 2 서브 컵(15S) 의 어느 쪽에 있어서도, 연료 필터(16)에 의해, 연료 중의 이물이 제거된다.
본 실시형태에서는, 특히, 하면 여과포(16L)의 압력 손실이 상면 여과포(16U)의 압력 손실보다 낮아져(작아져) 있으므로, 실질적으로 하면 여과포(16L)를 더욱 많은 연료(GS)가 통과하여, 화살표 F2로 나타내는 바와 같이, 연료 필터(16) 내에 유입된다. 또, 저류 부재(18) 내에는, 화살표 F3로 나타내는 바와 같이, 간극(28)을 통과하여 연료 탱크 본체(14) 내의 연료(GS)가 유입된다.
이 때, 연료 필터(16)의 적어도 일부가 연료 중에 침지되어 있으면, 표면의 오일막(LM)이 유지되어 있다. 그리고, 연료의 송출에 필요한 에너지는, 오일막의 표면 장력에 의해,
(기상(氣相)으로부터의 기체 흡인)>(액상(液相)으로부터의 연료 흡인)
의 관계가 되기 때문에, 연료 필터(16) 내에는 액체 성분의 연료(GS)만이 흡인되어 유입된다. 그리고, 이들의 상태에서는, 연료 펌프 모듈(32)의 구동에 의해, 연료 필터(16) 내의 연료(GS)를 외부에 송출할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 연료 흡인 배관(44A)의 압력 손실이, 연료 이송 배관(52)의 압력 손실보다 크게 설정되어 있다. 이 때문에, 연료 펌프 본체(42)의 구동에 의해, 제 1 연료 필터(16M) 내보다, 제 2 연료 필터(16S) 내로부터 우선적으로 연료(GS)가 흡인된다. 이와 같이, 제 2 서브 컵(15S) 내의 연료(GS)를 제 1 서브 컵(15M) 내의 연료(GS)보다 우선적으로 외부에 송출함으로써, 제 2 연료 수용부(38S) 내보다, 제 1 연료 수용부(38M) 내에 더욱 확실하게 연료(GS)를 유지할 수 있다.
여기서, 차량의 비탈길 주행에 의해 연료 탱크 본체(14)가 경사진 경우나, 가감속 시, 선회(旋回) 시 등에서 연료 탱크 본체(14)에 G가 작용한 경우를 생각한다. 이 경우에는, 연료 탱크 본체(14)의 연료(GS)가 한쪽에 치우침과 함께 연료 액면(LS)이 경사지는 액면 변동이 생기는 경우가 있다(연료 액면 경사 시). 본 실시형태의 연료 공급 장치(12)에서는, 제 1 연료 수용부(38M)에, 상대적으로 많은 연료(GS)가 남아 있으므로, 연료 액면 경사 시에 있어서 연료 부족의 발생을 방지하는 효과가 더욱 높아진다.
상기한 바와 같이, 제 2 연료 수용부(38S)로부터 연료(GS)가 우선적으로 송출되면, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 제 2 연료 수용부(38S)의 연료량이 제 1 연료 수용부(38M)의 연료량보다 적어지는 것이 상정된다. 그러나, 제 2 연료 필터(16S)의 적어도 일부(본 실시형태에서는 하면 여과포(16L))가 연료(GS)에 침지되어 있으면, 제 2 연료 필터(16S)의 표면에, 연료에 의한 오일막(LM)이 형성되어 유지되어 있다.
연료 펌프 본체(42)의 구동 시에는, 연료 펌프 본체(42) 내에서의 연료(GS)의 감압 비등 등에 의해 베이퍼(연료의 기체 성분)가 발생하는 경우가 있다. 이 베이퍼를 포함하는 연료는, 도 5a 및 도 5c에 화살표 F5로 나타내는 바와 같이, 베이퍼 배출구(도시 생략)로부터 베이퍼 배출관(64)을 거쳐, 제 2 저류 부재(18S) 내에 배출된다. 따라서, 제 2 연료 수용부(38S) 내의 연료량이 적어진 상태에 있어서도, 제 2 저류 부재(18S) 내에는, 연료(GS)가 저류되어 있을 가능성이 높다.
제 2 저류 부재(18S)의 바닥부는, 연료 필터(16)의 상면 여과포(16U)에 의해서 구성되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 제 2 저류 부재(18S)에 연료(GS)가 저류된 상태를 유지하고 있기 때문에, 제 2 연료 필터(16S)의 일부가 연료(GS)에 침지된 상태도 유지되어 있게 된다. 이것에 의해, 제 2 연료 필터(16S)의 표면에 형성된 오일막(LM)이, 계속해서 유지되어 있다. 따라서, 제 2 서브 컵(15S)에 있어서, 제 2 연료 필터(16S) 내의 오일막(LM)이 찢어지는 것이 억제되어, 저류 부재(18) 내의 연료(GS)가 유입된다.
이와 같이, 본 실시형태의 연료 공급 장치(12)에서는, 제 2 서브 컵(15S)의 제 2 연료 필터(16S)의 오일막(LM)을 더욱 확실하게 유지할 수 있으므로, 제 2 연료 필터(16S) 내에 부주의하게 기체가 유입되어 버리는 것이 억제된다. 즉, 연료 펌프 본체(42)의 구동에 의해, 제 2 연료 수용부(38S)의 연료를 더욱 많이(바람직하게는 모두) 송출할 수 있다.
또한, 예를 들면 연료 액면 경사 시에 연료(GS)가 제 1 연료 수용부(38M)로부터 제 2 연료 수용부(38S)로 이동한 경우이더라도, 제 2 연료 수용부(38S)의 제 2 연료 필터(16S)로부터 연료 펌프 본체(42)까지의 경로를 액체 밀집 상태(기체 성분이 존재하고 있지 않은 상태)로 유지할 수 있다. 기체 성분이 존재하고 있으면, 연료 펌프 본체(42)의 구동 시에 기체 성분을 배출할 필요가 생기기 때문에, 연료의 송출에 긴 시간을 필요로 할(응답성이 저하될) 우려가 있지만, 본 실시형태에서는, 연료 펌프 본체(42)의 구동으로부터 단시간에 연료(GS)를 외부에 송출할 수 있다(연료 송출의 응답성이 높다).
또, 예를 들면, 이 연료 공급 장치(12)가 탑재된 자동차의 초기 상태(공장 출하 시 등)에서는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 제 1 연료 수용부(38M)에만 연료(GS)가 존재하고, 제 2 연료 수용부(38S)(제 2 서브 컵(15S)의 내부(연료 필터(16)를 포함한다))에는 연료(GS)가 존재하고 있지 않은 상태가 될 가능성도 있다.
이 상태에서 연료 펌프 본체(42)가 구동되면, 제 1 연료 필터(16M) 내에는 연료(GS)가 존재하고 있으므로, 이 연료(GS)를 외부에 송출할 수 있다. 또한, 연료 펌프 본체(42) 내의 베이퍼를 포함하는 연료(GS)가, 베이퍼 배출구(도시 생략)로부터 베이퍼 배출관(64)을 화살표 F5로 나타내는 바와 같이 흐르게 하여, 제 2 저류 부재(18S) 내에 배출된다. 이것에 의해, 제 2 연료 필터(16S) 내에도 단시간에 연료(GS)가 저류되어, 제 2 연료 필터(16S)의 표면에 단시간에 오일막(LM)이 형성된다. 이 때문에, 제 2 연료 필터(16S)로부터 연료 이송 배관(52)을 통과한 기체 성분의 흡입을 억제할 수 있다.
특히, 본 실시형태에서는, 연료 이송 배관(52)에는, 제 2 연료 필터(16S) 내의 부분에, 플로트 밸브(54)가 배치되어 있다. 제 2 연료 필터(16S) 내에 소정량을 넘는 연료(GS)가 존재하고 있는 상태에서는, 플로트 밸브(54)는 밸브 개방되어 있지만(도 1b 및 도 5b 참조), 제 2 연료 필터(16S) 내의 연료(GS)가 소정량 이하인 상태에서는, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 플로트 밸브(54)는 강하되어 있어, 연료 이송 배관(52)의 하단 부분은 닫혀진다. 이 때문에, 상기한 초기 상태 등에 있어서, 제 2 연료 필터(16S)로부터 연료 이송 배관(52)을 통과하여 기체 성분을 흡인해 버리는 것을, 더욱 확실하게 억제할 수 있다.
또, 플로트 밸브(54)는, 연료 이송 배관(52)에 있어서, 제 2 연료 필터(16S) 내의 최하단부에 설치되어 있다. 플로트 밸브(54)가 최하단부 이외의 위치에 설치되어 있으면, 최하단부와 플로트 밸브(54)의 사이의 부분(연료 이송 배관(52)의 일부)에 기체 성분이 존재하고, 이것이 소위 데드(dead) 가스가 되어 연료 펌프 본체(42)에 보내져버릴 우려가 있지만, 본 실시형태에서는, 이와 같은 데드 가스의 발생도 억제할 수 있다.
또한, 이와 같이 연료 이송 배관(52) 내에 기체 성분이 유입되는 것을 억제하고 있어도, 상기한 초기 상태(공장 출하 시)나, 제 2 연료 수용부(38S)의 연료가 매우 적어진 경우에는, 약간의 기포 등의 기체 성분이 연료 이송 배관(52)에 유입되는 것도 상정된다.
본 실시형태에서는, 연료 이송 배관(52)에 제트 펌프(68)를 설치하고 있어, 연료 이송 배관(52) 내의 기포 등을, 연통부(74)를 통과하여 베이퍼 배출관(64)에 이동시킬 수 있다(베이퍼 배출관(64)에 이동한 기포는 제 2 연료 수용부(38S)의 저류 부재(18) 내에 배출된다). 이것에 의해, 제 2 연료 수용부(38S)로부터 기체 성분이 연료 펌프 본체(42)에 보내지는 것을 억제할 수 있기 때문에, 연료를 외부에 송출할 때의 응답성이 높아진다.
특히, 연통부(74)는, 연료 이송 배관(52)의 가장 높은 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 연료 이송 배관(52) 내의 기포를, 효과적으로 베이퍼 배출관(64)에 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본질적으로는, 연료(GS)를 외부에 송출하기 위한 연료 송출 배관(44)의 일부로부터, 연료(GS)의 일부를 제 2 저류 부재(18S) 내에 배출하는 것이다. 따라서, 이 본질적 구성에 대해, 상기한 각종 구성(예를 들면, 연료 이송 배관(52)에 개폐 밸브(플로트 밸브(54))를 설치하는 구성, 연료 흡인 배관(44A)의 압력 손실을, 연료 이송 배관(52)의 압력 손실보다 크게 설정하는 구성, 연료 이송 배관(52)에, 베이퍼 배출관(64)으로부터의 부압이 작용하는 제트 펌프(68)를 설치하는 구성 등)을 적절하게(전부일 필요는 없다) 조합하는 것이 가능하다.
또, 상기 설명에서는, 연료 펌프 본체(42)로부터의 베이퍼를 포함하는 연료(GS)를 배출하는 베이퍼 배출관(64)을, 제 2 저류 부재(18S) 내에 배출하는 구성, 즉, 베이퍼 배출관(64)이, 본 발명의 되돌림 배관을 구성하고 있는 예를 들고 있지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 도 7에 나타내는 제 2 실시형태의 연료 공급 장치(92)와 같이, 프레셔 레귤레이터(48)로부터의 리턴 연료를 배출하기 위한 리턴 배관(50)의 선단(先端)을 제 2 저류 부재(18S) 내에 위치시켜도 된다. 이 변형예의 구성에서는, 리턴 연료가 제 2 저류 부재(18S) 내에 저류되고, 베이퍼 배출관(64)으로부터의 베이퍼를 포함한 연료(GS)가 제 1 저류 부재(18M) 내에 배출된다. 즉, 리턴 배관(50)이, 본 발명의 되돌림 배관을 구성하고 있다.
또한, 제 2 실시형태의 연료 공급 장치(92)는, 상기한 것 이외는, 제 1 실시형태의 연료 공급 장치(12)와 동일 구성으로 되어 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 개폐 밸브로서는, 상기한 플로트 밸브(54)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 2 연료 필터(16S) 내에 연료량을 검지하는 센서를 설치하고, 개폐 밸브로서는, 이 센서에서 검출된 연료량에 따라 개폐되는 전자 밸브이더라도 된다.
또, 본 발명에 있어서의 연료 탱크 본체로서는, 상기한 바와 같이, 제 1 연료 수용부(38M)와 제 2 연료 수용부(38S)를 갖는 안장형 연료 탱크에 한정되지 않는다. 요컨대, 연료 펌프 본체(42)가 구비된 수용부가 제 1 연료 수용부(상기 실시형태에 있어서의 제 1 연료 수용부(38M))이고, 연료 펌프 본체(42)가 구비되어 있지 않은 수용부가 제 2 연료 수용부(상기 실시형태에 있어서의 제 2 연료 수용부(38S))이다. 이들 제 1 연료 수용부 및 제 2 연료 수용부는 각각 복수 구비되어 있어도 된다.
또한, 본 발명에 있어서의 연료 탱크 본체의 구조도 안장형 연료 탱크에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 제 1 연료 수용부와 제 2 연료 수용부가 각각 독립된 별체의 상자 형상으로 형성되고, 이들의 사이에 연료 이송 배관(52)이나 되돌림 배관(상기 실시형태에 있어서의 베이퍼 배출관(64) 또는 리턴 배관(50))이 설치된 구성이어도 좋다.
또한, 저류 부재(18)와 연료 흡인 배관(44A)이나 연료 이송 배관(52)의 관계도, 상기한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 1 연료 수용부(38M)에 있어서, 연료 흡인 배관(44A)이, 덮개판부(22)의 유입 구멍(24)과 다른 위치에서 덮개판부(22)를 관통하는 구조이어도 된다. 마찬가지로, 제 2 연료 수용부(38S)에 있어서, 연료 이송 배관(52)이, 덮개판부(22)의 유입 구멍(24)과 다른 위치에서 덮개판부(22)를 관통하는 구조이어도 된다.
또, 저류 부재(18)가, 연료 필터(16)의 일부를 덮지 않는(상방에서 보아, 연료 필터(16)의 일부가 저류 부재(18)로부터 외측으로 비어져 나와 있는) 구성으로 해도 된다. 이 경우에는, 연료 흡인 배관(44A)이나 연료 이송 배관(52)을, 연료 필터(16)의 비어져 나온 부분(저류 부재(18)의 외부)에 접속하면, 덮개판부(22)를 관통하지 않는 구조로 하는 것이 가능하다.

Claims (9)

  1. 연료를 수용하는 제 1 연료 수용부 및 제 2 연료 수용부와,
    자루 형상으로 형성되어 상기 제 1 연료 수용부에 구비되고, 내부에 연료가 유입될 때에 연료로부터 이물을 제거함과 함께, 일부 또는 전부가 연료에 침지되어 있는 상태에서는 표면에 연료에 의한 오일막이 형성되는 제 1 연료 필터와,
    자루 형상으로 형성되어 상기 제 2 연료 수용부에 구비되고, 내부에 연료가 유입될 때에 연료로부터 이물을 제거함과 함께, 일부 또는 전부가 연료에 침지되어 있는 상태에서는 표면에 연료에 의한 오일막이 형성되는 제 2 연료 필터와,
    상기 제 1 연료 수용부 내에서 상기 제 1 연료 필터의 상방에 구비되어 바닥부가 상기 제 1 연료 필터의 상면의 적어도 일부에 의해서 구성되고, 연료를 저류 가능한 제 1 저류 부재와,
    상기 제 2 연료 수용부 내에서 상기 제 2 연료 필터의 상방에 구비되어 바닥부가 상기 제 2 연료 필터의 상면의 적어도 일부에 의해서 구성되고, 연료를 저류 가능한 제 2 저류 부재와,
    상기 제 1 연료 필터 내로부터 상기 제 1 연료 수용부의 외부에 연장 돌출된 송출 배관과, 당해 송출 배관에 설치된 연료 펌프를 구비하여 연료를 외부에 송출하기 위한 송출 수단과,
    상기 제 2 연료 필터 내와 상기 연료 펌프의 연료 흡입구를 연통하는 연료 이송 배관과,
    상기 송출 수단을 흐르는 연료의 일부를 상기 연료 펌프의 작동에 의해서 상기 제 2 저류 부재 내로 되돌리는 것이 가능한 되돌림 배관
    을 갖는 연료 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 되돌림 배관이, 일단이 연료 펌프에 접속됨과 함께 타단이 상기 제 2 저류 부재 내에 배치되며 연료 펌프 내의 베이퍼를 포함하는 연료를 배출하기 위한 베이퍼 배출관인 연료 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송출 배관에, 송출되는 연료의 압력 조정을 행하는 프레셔 레귤레이터가 설치되고,
    상기 되돌림 배관이, 일단이 상기 프레셔 레귤레이터에 접속됨과 함께 타단이 상기 제 2 저류 부재 내에 배치되며 프레셔 레귤레이터로부터의 리턴 연료를 배출하기 위한 리턴 배관인 연료 공급 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 이송 배관에 구비되고, 상기 제 2 연료 필터 내의 연료가 소정량을 넘을 때는 밸브 개방되고 소정량 이하일 때는 밸브 폐쇄되는 개폐 밸브
    를 갖는 연료 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 개폐 밸브가, 상기 소정량을 넘는 연료가 제 2 연료 필터 내에 있을 때는 당해 연료에 부유하여 상승함으로써 밸브 개방 상태가 되고 연료가 소정량 이하일 때는 강하되어 밸브 폐쇄 상태가 되는 플로트 밸브인 연료 공급 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 연료 필터 내에 소정의 공간을 유지하기 위한 공간 유지 부재가 제 2 연료 필터 내에 설치되고,
    상기 공간 유지 부재의 적어도 일부가, 상기 플로트 밸브의 상하 이동을 안내하는 안내 부재로 되어 있는 연료 공급 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 이송 배관과 상기 되돌림 배관을 연통시키는 연통부와,
    상기 연통부에 설치되고, 상기 되돌림 배관을 흐르는 연료에 의해서 부압을 생기게 하여, 당해 부압을 연료 이송 배관 내에 작용시킴으로써 제 2 연료 필터 내로부터 제 1 저류 부재 내로의 연료의 흐름을 생기게 하는 제트 펌프
    를 갖는 연료 공급 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연통부가, 상기 연료 이송 배관의 가장 높은 위치에 설치되어 있는 연료 공급 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 펌프보다 연료 송출 방향 상류측에서의 상기 송출 배관의 압력 손실이, 상기 연료 이송 배관의 압력 손실보다 크게 설정되어 있는 연료 공급 장치.
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