WO2002025095A1 - Dispositif d'alimentation en carburant avec filtre a carburant - Google Patents

Description

明細書 燃料供給装置およびこの燃料供給装置に用いられる燃料フィルタ 技術分野 本発明は、 燃料供給装置および燃料フィル夕に係わり、 特に、 燃料を 加圧するとともに、 この燃料を霧状にして内燃機関へ供給するようにし た燃料供給装置およびこの燃料供給装置に用いられる燃料フィルタに関 するものである。 背景技 従来、 この種の燃料供給装置として、 第 8図に示す構成のものが知ら れている。 この燃料供給装置は、燃料タンク 1に貯留された燃料 Fを、 この燃料 Fを浄化する燃料フィル夕 2を介して燃料ポンプ 3へ導き、 こ の燃料ポンプ 3おいて所定圧力以上に加圧して燃料噴射ノズル 4へ送り 込むことにより、 前記燃料 Fを前記燃料噴射ノズル 4によって霧化して 内燃機関の給気管内あるいは燃焼室内に噴霧するようにしている。 なお、 この図において符号 5は、 前記燃料ポンプ 3と燃料噴射ノズル 4との間に配設されて、 この燃料噴射ノズル 4へ供給される燃料 Fの圧 力を所定圧力に調整する圧力レギユレ一夕であり、 余剰の燃料 Fをリタ —ンパイプ 6によって前記燃料タンク 1に戻すことにより、 前記燃料 F の圧力を調整するようになっている。

また、 前記燃料フィル夕 2は、 その内部が、 濾体 （濾紙等） 7によつ て上流側と下流側との 2室、 すなわち、 上流室 8と下流室 9に画成され ている。 _

ところで、 このような従来の燃料供給装置にあっては、 つぎのような 改善すべき問題点が残されている。

すなわち、 前述した従来の燃料供給装置にあっては、 前記燃料フィル 夕 2の上流室 8は、 上方にある燃料タンク 1内に連通させられていると ともに、 前記燃料 Fが充満されていることにより、 前記燃料タンク 1内 の燃料 Fの液面高さに相当する水頭圧が作用している。

—方、 前記下流室 9内の燃料 Fは、 燃料ポンプ 3に吸引されているこ とにより、 前記上流室 8の圧力よりも低い圧力となる。

そして、 このような圧力バランスにより、 燃料 Fが燃料フィル夕 2の 上流室 8から下流室 9へ移動した際に、 減圧によって燃料 F中にべ一パ が発生し、 あるいは； 環境温度の上昇によって、 燃料供給経路中の燃料 Fが暖められることにより、 その内部にベ一パが発生する。

このように、 燃料 F中にベ一パが発生すると、 このべ一パの全てが燃 料ポンプ 3に吸引されてしまうこととなるが、 そのべーパ量が増加して 燃料ポンプ 3の送出能力を上回ると、 燃料ポンプ 3における燃料吐出不 足が生じてしまう。

本発明は、 このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、 燃料ポ ンプに吸引される燃料中に発生するべ一パを良好に除去して、 燃料ボン プにおける燃料吐出量を確保することのできる燃料供給装置およびこの 燃料供給装置に用いられる燃料フィル夕を提供することを目的とする。 発明の開示 本発明の請求の範囲 1に記載の燃料供給装置は、 前述した目的を達成 するために、 燃料タンク内に貯留されている燃料を加圧して供給する燃 料供給装置であって、 前記燃料の供給路を形成する燃料供給管と、 この 燃料供給管の途中に設けられて、 前記燃料を浄化する燃料フィル夕と、 この燃料フィル夕よりも下流側に設けられて、 前記燃料を圧送する燃料 ポンプとを備え、 前記燃料フィル夕が、 前記燃料タンクの下方に設置さ れているとともに、 前記燃料フィル夕の下流側と前記燃料タンクの上部 空間部とを連通する脱気管が設けられていることを特徴とする。

本発明の請求の範囲 2に記載の燃料供給装置は、 請求の範囲 1に記載 の前記燃料ポンプの吸引部が、 前記燃料フィル夕の燃料排出部よりも下 方に配置されていることを特徴とする。

本発明の請求の範囲 3に記載の燃料供給装置は、 請求の範囲 1または 請求の範囲 2に記載の前記燃料供給管の、 前記燃料ポンプよりも下流側 に、 この燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整する圧力レギユレ —夕が設けられ、 この圧力レギユレ一夕には、 余剰の燃料を前記燃料夕 ンクへ戻すリターンパイプが設けられ、 このリターンパイプが、 前記脱 気管の途中で、 前記圧力レギユレ一夕よりも上方位置に連通されている ことを特徴とする。

本発明の請求の範囲 4に記載の燃料供給装置は、 請求の範囲 3に記載 の前記リターンパイプが、 前記脱気管に対し、 この脱気管との挟角が上 方へ向けて鋭角となるように連結されていることを特徴とする。

本発明の請求の範囲 5に記載の燃料フィルタは、 請求の範囲 1ないし 請求の範囲 4の何れかに記載の燃料供給装置に用いられる燃料フィル夕 であって、 燃料フィルタ本体と、 この燃料フィルタ本体の内部を上流室 と下流室とに画成する濾体とを備え、 前記燃料フィルタ本体の上流室に は、 前記燃料タンクに連通する吸引継手が設けられ、 前記燃料フィル夕 本体の下流室の下部には、 前記燃料ポンプに連通する供給継手が設けら れ、 さらに、 前記燃料フィル夕の下流室の上部には、 前記燃料タンクの 上部空間部に連通する戻し継手が設けられていることを特徴とする。 本発明の請求の範囲 6に記載の燃料フィル夕は、 請求の範囲 5に記載 の前記戻し継手に、 前記圧力レギユレ一夕のリターンパイプが接続され るリターン継手が連設されていることを特徴とする。

本発明の請求の範囲 7に記載の燃料フィル夕は、 請求の範囲 6に記載 の前記リタ一ン継手が、 前記戻し継手に対して、 この戻し継手との挟角 が上方へ向けて鋭角となるように連設されていることを特徴とする。 図面の簡単な説明 第 1図は、 本発明の一実施形態を示すシステム構成図である。

第 2図は、 本発明の一実施形態を示すもので、 燃料フィル夕の外観斜 視図である。

第 3図は、 本発明の一実施形態を示すもので、 燃料フィル夕の縦断面 図である。

第 4図は、 本発明の第 2の実施形態を示すシステム構成図である。 第 5図は、 本発明の第 2の実施形態を示すもので、 燃料フィル夕の外 観斜視図である。

第 6図は、 本発明の第 2の実施形態を示すもので、 燃料フィルタの縦 断面図である。

第 7図は、 本発明の他の実施形態を示すもので、 燃料フィル夕の縦断 面図である。

第 8図は、 一従来例を示すシステム構成図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施形態について、 第 1図ないし第 3図を参照して 説明する。

第 1図に示す燃料供給装置は、 燃料タンク 1 0内に貯留されている燃 料 Fを加圧して供給する燃料供給装置であって、 前記燃料 Fの供給路を 形成する燃料供給管 1 1と、 この燃料供給管 1 1の途中に設けられて、 前記燃料 Fを浄化する燃料フィル夕 1 2と、 'この燃料フィル夕 1 2より も下流側に設けられて、前記燃料 Fを圧送する燃料ポンプ 1 3とを備え、 前記燃料フィル夕 1 2が、 前記燃料タンク 1 0の下方に設置されている とともに、 前記燃料フィルタ 1 2の下流側 （下流室 1 4 ) と前記燃料夕 ンク 1 0の上部空間部 Aとを連通する脱気管 1 5が設けられた概略構成 となっている。

次いで、これらの詳細について説明すれば、前記燃料フィル夕 1 2は、 第 2図および第 3図に示すように、 燃料フィル夕本体 1 6と、 その内部 を上流室 1 8と下流室 1 4とに画成する濾体 （濾紙等） 1 7とからなつ ている。

そして、 前記上流室 1 8は、 燃料フィルタ本体 1 6の上部に連設され た吸引継手 1 6 aと、 この吸引継手 1 6 aに接続される前記燃料供給管 1 1の一部とによって前記燃料タンク 1 0の底部に連通されており、 ま た、 前記下流室 1 4は、 燃料フィル夕本体 1 6の底部の前記燃料排出部 1 2 aに連設された供給継手 1 6 bと、 この供給継手 1 6 bに接続され る前記燃料供給管 1 1の一部によって前記燃料ポンプ 1 3の吸引部 1 3 aに連通されている。

さらに、 前記下流室 1 4の上部には、 前記脱気管 1 5が接続される戻 し継手 1 6 cが上方へ向けて連設されており、 前記脱気管 1 5は、 前記 燃料タンク 1 0の底部を貫通してその内部に挿入されているとともに、 その上端部が、 燃料タンク 1 0の上部空間部 Aに位置している。 前記燃料ポンプ 1 3は、 その吸引部 1 3 aが前記燃料フィルタ 1 2の 燃料排出部 1 2 aよりも下方に配置されている。

一方、 第 1図において、 符号 1 9は、 前記燃料ポンプ 1 3によって加 圧供給された燃料 Fを霧化して、 内燃機関 （図示略） の給気管内や燃焼 室内に噴霧する燃料噴射ノズルを示し、 この燃料噴射ノズル 1 9と前記 燃料ポンプ 1 3とを連通する前記燃料供給管 1 1の途中には、 前記燃料 噴射ノズル 1 9に供給される燃料 Fの圧力を所定圧力に調整する圧カレ ギユレ一夕 2 0が設けられている。

この圧力レギユレ一夕 2 0は、 前記燃料ポンプ 1 3から供給される燃 料 Fの余剰分をリターンパイプ 2 1を介して前記燃料タンク 1 0へ戻す ことによって、 前述した燃料 Fの圧力を調整するようになっている。 ついで、 このように構成された本実施形態に係わる燃料供給装置の作 用について説明する。

燃料 Fを内燃機関へ供給すべく燃料ポンプ 1 3が起動されると、 燃料 タンク 1 0内の燃料 Fがその自重によって燃料フィル夕 1 2の上流室 1 8へ流れ込み、 濾体 1 7によって濾過された燃料 Fは下流室 1 4内に流 れ、 さらに下方に配置きれた燃料ポンプ 1 3に吸引される。

このように燃料ポンプ 1 3に吸引された燃料 Fは、 この燃料ポンプ 1 3によって所定圧力以上に加圧され、 圧力レギユレ一夕 2 0によって圧 力調整された後に、 前記燃料噴射ノズル 1 9に供給され、 さらに、 この 燃料噴射ノズル 1 9において霧化されて、 内燃機関の給気管あるいは燃 焼室内に噴霧される。

'このような燃料 Fの供給過程において、 燃料タンク 1 0と燃料フィル 夕 1 2内の燃料 Fが環境温度の影響によって暖められることにより、 あ るいは、 燃料 Fが濾体 1 7を通過する際に、 減圧によって前記燃料 F中 にべーパが発生する。 そして、 このように発生したベーパ Bは、 燃料フィルタ 1 2の下流室 1 4内に導かれ、 第 3図に示すように、 その上部に集合する。

ここで、 本実施形態においては、 前記下流室 1 4の上部に戻し継手 1 6 cを介して脱気管 1 5が接続されていることから、 前記べーパ Bがそ の浮力により、 前記戻し継手 1 6 cおよび脱気管 1 5内を上方に向けて 移動する。

このようなべ一パ Bの移動が行われる前記戻し継手 1 6 cと脱気管 1 5とによって気泡ポンプが形成され、 これによつて、 前記べ一パ Bが燃 料タンク 1 0の上部空間部 Aに排出される。

また、 前記燃料ポンプ 1 3の吸引部 1 3 aが、 燃料フィル夕 1 2の燃 料排出部 1 2 aよりも下方に配置されていることから、 燃料ポンプ 1 3 近傍やその内部において発生したベ一パもその浮力によって、 下流室 1 4および脱気管 1 5を経て燃料タンク 1 0へ排出される。

したがって、 燃料ポンプ 1 3に吸引される燃料 F中のベーパ Bの混入 量が大幅に減少され、 これに伴い、 燃料ポンプ 1 3における燃料送出量 (吐出量） の低下が防止される。

ついで、 本発明の第 2の実施形態について第 4図ないし第 6図を参照 して説明する。

本実施形態に係わる燃料供給装置は、 前記リターンパイプ 2 1を、 前 記脱気管 1 5の途中で、 前記圧力レギユレ一夕 2 0よりも上方位置に連 通させた点に特徴点があり、 その他の構成ついては前述した実施形態と 同様である。

すなわち、 前記戻し継手 1 6 cの下端部近傍には、 水平方向にリタ一 ン継手 1 6 dが設けられており、 このリターン継手 1 6 dに前記リタ一 ンパイプ 2 1の先端部が接続されることによって、 このリターンパイプ 2 1が、 前記脱気管 1 5に対してほぼ直交し、 略水平となっている。 このような構成とすることにより、 圧力レギユレ一夕 2 0から排出さ れる燃料 F中に含まれるベ一パ Bが、 余剰燃料 Fとともに脱気管 1 5へ 送り込まれるとともに、 この脱気管 1 5を介して燃料タンク 1 0へ戻さ れる。

そして、 前述した余剰燃料 Fが脱気管 1 5へ流れ込み、 上方へ向けて 移動する際に、 燃料フィル夕 1 2から脱気管 1 5へ入り込んだ燃料 Fの 一部やべーパ Bを吸引するように巻き込むことにより、 前記下流室 1 4 内のベ一パ Bの排出を促進させる。

したがって、 燃料ポンプ 1 3の送出能力の低下を一層抑制することが できる。

なお、 前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一 例であって、 設計要求等に基づき種々変更可能である。

たとえば、 前記リターンパイプ 2 1を、 前記脱気管 1 5に対し、 この 脱気管 1 5との挟角が上方へ向けて鋭角となるように連結することも可 能である。

ここでは、 前述したリターンパイプ 2 1の接続を可能とするために、 第 7図に示すように、 前記リターン継手 1 6 d自体が、 前記脱気管 1 5 に対して上方が鋭角となるように設けられている。

このような構成とすることにより、 脱気管 1 5の流れ方向に対して、 リターンパイプ 2 1から流れ込む余剰燃料 Fやべーパ Bの浸入角度を小 さくできるので、 この余剰燃料 F よる下流室 1 4からのべーパ Bの卷 き込み力を高め、 このべ一パ Bの除去機能を高めることができる。 産業上の利用可能性 本発明に係わる燃料供給装置およびこの燃料供給装置に用いられる燃 料フィル夕によれば、 燃料ポンプの上方において発生するべ一パを、 脱 気管を通して燃料タンクに排除することができ、 これによつて、 燃料ポ ンプに吸引されるべ一パ量を大幅に軽減して、 この燃料ポンプにおける 燃料の送出量の低下を抑制することができる。

Claims

請求の範囲

1. 燃料夕ンク内に貯留されている燃料を加圧して供給する燃料供給 装置であって、 前記燃料の供給路を形成する燃料供給管と、 この燃料供 給管の途中に設けられて、 前記燃料を浄化する燃料フィル夕と、 この燃 料フィル夕よりも下流側に設けられて、 前記燃料を圧送する燃料ポンプ とを備え、 前記燃料フィル夕が、 前記燃料タンクの下方に設置されてい るとともに、 前記燃料フィル夕の下流側と前記燃料夕ンクの上部空間部 とを連通する脱気管が設けられていることを特徴とする燃料供給装置。

2 . 前記燃料ポンプの吸引部が、 前記燃料フィル夕の燃料排出部より も下方に配置されていることを特徴とする請求の範囲 1に記載の燃料供

3 . 前記燃料供給管の、 前記燃料ポンプよりも下流側に、 この燃料ポ ンプから吐出された燃料の圧力を調整する圧力レギユレ一夕が設けられ、 この圧力レギユレ一夕には、 余剰の燃料を前記燃料夕ンクへ戻すリタ一 ンパイプが設けられ、 このリターンパイプが、 前記脱気管の途中で、 前 記圧力レギユレ一夕よりも上方位置に連通することを特徴とする請求の 範囲 1または請求の範囲 2に記載の燃料供給装置。

4 . 前記リターンパイプが、 前記脱気管に対し、 この脱気管との挟角 が上方へ向けて鋭角となるように連結されていることを特徴とする請求 の範囲 3に記載の燃料供給装置。

5 . 請求の範囲 1ないし請求の範囲 4の何れかに記載の燃料供給装置 に用いられる燃料フィル夕であって、 燃料フィルタ本体と、 この燃料フ ィル夕本体の内部を上流室と下流室とに画成する濾体とを備え、 前記燃 料フィル夕本体の上流室には、 前記燃料夕ンクに連通する吸引継手が設 けられ、 前記燃料フィルタ本体の下流室の下部には、 前記燃料ポンプに 連通する供給継手が設けられ、 さらに、 前記燃料フィル夕の下流室の上 部には、 前記燃料タンクの上部空間部に連通する戻し継手が設けられて いることを特徴とする燃料フィルタ。

6 . 前記戻し継手に、 前記圧力レギユレ一夕のリターンパイプが接続 されるリ夕一ン継手が連設されていることを特徴とする請求の範囲 5に 記載の燃料フィルタ。

7 . 前記リターン継手が、 前記戻し継手に対して、 この戻し継手との 挟角が上方へ向けて鋭角となるように連設されていることを特徴とする 請求の範囲 6に記載の燃料フィル夕。