(57)【要約】【課題】プレッシャレギュレータの下流のエンジンへの送出配管あるいは、燃料ポンプの中間圧ポートからの燃料をプレッシャレギュレータからのリターン燃料に合流させてジェットポンプに送る構成において、リターン燃料の流量が少なくなった場合であっても、プレッシャレギュレータを確実に開弁させることが可能な燃料供給装置を得る。【解決手段】フューエルポンプ１８の中間圧ポート１８Ｃから延出された合流配管３２の先端はリターン配管２８の中間部分に接続される。中間圧ポート１８Ｃから排出された燃料はリターン配管２８内のリターン燃料と合流され、ジェットポンプ３０を駆動する。合流配管３２に設けられた高圧側絞り３８の流路断面積は、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料の量変化を想定し、リターン燃料の量が最小となった場合でも、プレッシャレギュレータ２６の開弁に必要な最低限のリターン燃料の流量は確保できるように設定される。【選択図】図１
2010144603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに備えられ燃料タンク内の外部に送出するための燃料ポンプと、
前記燃料ポンプで送出された燃料をエンジンに送るための送出配管と、
前記送出配管から分岐されエンジンに送られる燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータと、
前記燃料タンク内に備えられたジェットポンプと、
前記プレッシャレギュレータからのリターン燃料を前記ジェットポンプに送るリターン配管と、
前記送出配管の前記プレッシャレギュレータよりも燃料送出方向下流側部分又は前記燃料ポンプにおいて昇圧途中の燃料が排出される中間圧ポートと前記リターン配管とに接続され、送出配管又は中間圧ポートからの燃料を合流燃料として前記リターン燃料に合流させる合流配管と、
前記合流配管に設けられて合流配管の流路断面積を、前記プレッシャレギュレータが開弁される流量が確保されるように部分的に減少させる断面積減少部と、
を有する燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクからエンジンに燃料を供給するための燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内の燃料をエンジンに供給するための燃料供給装置には、燃料タンク内にジェットポンプを備えたものがある。このジェットポンプの駆動用として、燃料供給配管のプレッシャレギュレータからのリターン燃料を利用するものや、プレッシャレギュレータよりも下流側の燃料供給配管からの燃料を取り出して利用するもの、さらに、燃料ポンプの中間圧ポートから昇圧途中の燃料を取り出して利用するものなどがある。たとえば特許文献１には、圧力レギュレータの戻し配管からの余剰油と、燃料ポンプのリターン口からの排出油とを合流させてジェットポンプを駆動するようにした構造が記載されている。
【０００３】
ところで、このようにプレッシャレギュレータの下流の送出配管あるいは、燃料ポンプの中間圧ポートからの燃料をプレッシャレギュレータからのリターン燃料に合流させる構成において、たとえばリターン燃料の流量が少なくなった場合であっても、プレッシャレギュレータを確実に開弁させることが求められる。
【特許文献１】特開平１−２９４９５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、プレッシャレギュレータの下流のエンジンへの送出配管あるいは、燃料ポンプの中間圧ポートからの燃料をプレッシャレギュレータからのリターン燃料に合流させてジェットポンプに送る構成において、リターン燃料の流量が少なくなった場合であっても、プレッシャレギュレータを確実に開弁させることが可能な燃料供給装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、燃料タンクに備えられ燃料タンク内の外部に送出するための燃料ポンプと、前記燃料ポンプで送出された燃料をエンジンに送るための送出配管と、前記送出配管から分岐されエンジンに送られる燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータと、前記燃料タンク内に備えられたジェットポンプと、前記プレッシャレギュレータからのリターン燃料を前記ジェットポンプに送るリターン配管と、前記送出配管の前記プレッシャレギュレータよりも燃料送出方向下流側部分又は前記燃料ポンプにおいて昇圧途中の燃料が排出される中間圧ポートと前記リターン配管とに接続され、送出配管又は中間圧ポートからの燃料を合流燃料として前記リターン燃料に合流させる合流配管と、前記合流配管に設けられて合流配管の流路断面積を、前記プレッシャレギュレータが開弁される流量が確保されるように部分的に減少させる断面積減少部と、を有する。
【０００６】
この燃料供給装置では、燃料タンク内の燃料が、燃料ポンプによって外部に送出され、送出配管を通じてエンジンに送られる。この燃料は送出配管から分岐されたプレッシャレギュレータによって圧力調整され、余剰の燃料はリターン燃料として、リターン配管を通じてジェットポンプに送られる。
【０００７】
また、この燃料供給装置では、合流配管を備えている。合流配管は、送出配管のプレッシャレギュレータよりも燃料送出方向下流側部分、又は燃料ポンプにおいて昇圧途中の燃料が排出される中間圧ポートと前記リターン配管とに接続されている。したがって、燃料送出方向下流側部分の送出配管の燃料の一部、又は中間圧ポートから排出される燃料が合流燃料として合流配管を通ってリターン燃料と合流し、プレッシャレギュレータに送られる。
【０００８】
合流配管には、その流路断面積を部分的に減少させる断面積減少部が設けられている。この部分の流路断面積は、プレッシャレギュレータが開弁される流量が確保されるように設定されている。したがって、リターン燃料の流量が少ない場合でも、プレッシャレギュレータを確実に開弁させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上記構成としたので、リターン燃料の流量が少なくなった場合であっても、プレッシャレギュレータを確実に開弁させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１には、本発明の第１実施形態の燃料供給装置１２が概略的に示されている。この燃料供給装置１２は、燃料タンク１４の内部に備えられるカップ状（上面が開放されている）のリザーバタンク１６を有している。リザーバタンク１６内にはフューエルポンプ１８が備えられており、サクションフィルタ２０によって異物が除去された燃料が吸入ポート１８Ａから吸引され、排出ポート１８Ｂから送出配管２２を経てエンジン（図示省略）に送られる。送出配管２２にはフューエルフィルタ２４が設けられており、送出燃料中の異物を除去できるようになっている。
【００１１】
フューエルフィルタ２４よりも下流側には、プレッシャレギュレータ２６が配置されている。プレッシャレギュレータ２６は、送出配管２２を通じてエンジンに送られる燃料の圧力を調整し（いわゆる「システム圧」となる）、余剰の燃料をリターン燃料としてリターン配管２８へ排出する。
【００１２】
リザーバタンク１６の側方には、ジェットポンプ３０が備えられており、リターン配管２８から導入されたリターン燃料によって駆動されるようになっている。ジェットポンプ３０は、たとえば、リザーバタンク１６の外部から燃料を移送するために用いられる。あるいは、燃料タンク１４がいわゆる鞍型タンクとされている場合にも、サブタンクからの燃料の移送に用いることができる。
【００１３】
フューエルポンプ１８には、中間圧ポート１８Ｃが設けられている。中間圧ポート１８Ｃからは、フューエルポンプ１８内において昇圧途中の燃料が排出されるが、ここには、燃料中の気泡等も含まれる。
【００１４】
中間圧ポート１８Ｃからは合流配管３２が延出されている。合流配管３２の先端は合流部３４として、リターン配管２８の中間部分に接続されている。したがって、中間圧ポート１８Ｃから排出された燃料は、合流部３４を経てリターン配管２８内のリターン燃料と合流される。このように合流された燃料が、ジェットポンプ３０を駆動するための燃料（ジェットポンプ駆動燃料）となる。以下では、リターン配管２８のうち、特に合流部３４よりも下流側の部分をジェットポンプ駆動用配管３６とする。
【００１５】
合流配管３２には、合流配管３２の内径を部分的に小さくすることによって、高圧側絞り３８が設けられている。この高圧側絞り３８によって、合流配管３２の流路断面積が局所的に減少されているが、その程度は、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料の量変化を想定し、リターン燃料の量（リターン流量）が最小となった場合であっても、プレッシャレギュレータ２６の開弁に必要な最低限のリターン燃料の流量は確保できるように設定されている。また、本実施形態では、高圧側絞り３８を合流部３４に近い位置に設けている。
【００１６】
また、リターン配管２８の内径は、プレッシャレギュレータ２６の背圧と合流部３４の圧力とが同程度となるように、十分な大きさの内径とされている。したがって、リターン配管２８を流れる燃料に不用意な圧損を発生させず、ジェットポンプ３０に送られる燃料の圧力を高く確保することが可能となる。
【００１７】
リターン配管２８の先端はジェットポンプ３０への接続部４０とされており、リターン燃料（本実施形態では中間圧ポート１８Ｃから排出された燃料も合流されている）がジェットポンプ３０内に導入される。接続部４０よりもリターン燃料の流れ方向の上流側には、リターン配管２８の内径を部分的に小さくすることで、ジェットポンプ側絞り４２が設定されている。このジェットポンプ側絞り４２によって、リターン配管２８の流路断面積が局所的に減少されているが、その程度は、ジェットポンプ駆動用配管３６内の燃料量が最大の場合において（このとき、本実施形態ではプレッシャレギュレータ２６の背圧と合流部３４の圧力とは同程度と想定できる）、プレッシャレギュレータ２６の背圧が主燃料圧に影響を及ぼさない圧力を維持できる開口径に設定されている。
【００１８】
また、ジェットポンプ側絞り４２の開口断面積は、高圧側絞り３８の開口断面積よりも大きくなるように設定されている。
【００１９】
図２には、本実施形態において、合流部３４及びその近傍部分における燃料の圧力及び流量の関係が模式的に示されている。ここで、以下のパラメータを導入する。
【００２０】
Ｐ１：中間圧ポート１８Ｃから排出された燃料の圧力
Ｐ２：プレッシャレギュレータ２６から排出されたリターン燃料の圧力
Ｐ３：合流部３４での燃料の圧力
Ｐ４：燃料タンク１４内の燃料の圧力
ｄ１：高圧側絞り３８の内径
ｄ２：リターン配管２８の内径
ｄ３：ジェットポンプ側絞り４２の内径
Ｑ１：高圧側絞り３８を通過する燃料の量
Ｑ２：プレッシャレギュレータ２６から排出されたリターン燃料の流量
Ｑ３：ジェットポンプ駆動用配管３６に流入する燃料の流量
【００２１】
上記Ｑ１は、内径ｄ１の高圧側絞り３８を、Ｐ３−Ｐ１の差圧で通過できる燃料の流量である。
【００２２】
Ｑ２については、
Ｑ２＝フューエルポンプ１８への流入量−エンジンでの消費量−Ｑ１
の関係がある。
【００２３】
さらに、燃料の圧力については、
Ｐ１＞Ｐ２＝Ｐ３＞Ｐ４
の関係がある。加えて、Ｐ２、Ｐ３については、
Ｐ２＝Ｐ３≦（プレッシャレギュレータ２６の許容背圧）
の関係がある。ここで、「プレッシャレギュレータ２６の許容背圧」とは、流量Ｑ３の燃料が出口圧Ｐ４で内径ｄ２の孔に噴射されるときの発生圧である。
【００２４】
このとき、本実施形態では、
Ｑ３＝Ｑ１＋Ｑ２
の関係が成り立っている。また、図２から分かるように、
ｄ２＞ｄ３＞ｄ１
の関係が満たされている。換言すれば、このような関係を満たすようにすることで、本発明の効果を奏する構成を具体的に実現している。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
燃料タンク１４内の燃料は一時的にリザーバタンク１６に貯留され、フューエルポンプ１８の駆動により、送出配管２２を経て図示しないエンジンに送出される。フューエルポンプ１８の中間圧ポート１８Ｃからは、昇圧途中の燃料が、燃料中の気泡と共に排出され、合流配管３２及び高圧側絞り３８を経て合流部３４に至る。また、送出配管２２の燃料は、プレッシャレギュレータ２６によって圧力調整され、余剰の燃料がリターン燃料としてリターン配管２８から排出される。
【００２７】
合流部３４では、合流配管３２中の燃料がリターン燃料と合流され、ジェットポンプ駆動用配管３６を経てジェットポンプ３０に送られる。すなわち、ジェットポンプ３０の駆動に必要なエネルギーを、リターン燃料だけでなく、中間圧ポート１８Ｃからの燃料（フューエルポンプ１８で汲み上げた燃料の一部）から確保できる。これに対し、中間圧ポート１８Ｃからの燃料をジェットポンプ３０の駆動に用いない構成では、ジェットポンプ３０の駆動用に、あらたに燃料ポンプ等を設ける必要が生じることもあるが、本実施形態ではその必要がないので、部品点数や製造コストを低減できる。また、あらたに設けた燃料ポンプを駆動する必要もないので、電力消費も抑制できる。
【００２８】
また、フューエルポンプ１８から気泡を除去する目的で排出された中間圧ポート１８Ｃからの燃料を、ジェットポンプ３０の駆動に用いていることになるので、フューエルポンプ１８を効率的に動作させることになる。
【００２９】
特に本実施形態では、中間圧ポート１８Ｃから排出された燃料をプレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料に合流させている。したがって、たとえばエンジンに送られる燃料流量が多く、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料が少ない場合であっても、フューエルポンプ１８の中間圧ポート１８Ｃからの燃料がこの分を補い（図２に示したＱ３＝Ｑ１＋Ｑ２の関係を参照）、ジェットポンプ駆動用配管３６の出口（ジェットポンプ側絞り４２）での吐出流量を十分に確保できる。このため、ジェットポンプ３０の能力を高く発揮させて駆動することが可能となる。
【００３０】
しかも、本実施形態では、フューエルポンプ１８によって送出可能な燃料流量を設定するに当たり、エンジンが要求する最大流量に、ジェットポンプ３０駆動用の流量を上乗せ（加算）する必要は生じない。したがって、この点においても、フューエルポンプ１８を駆動するための電力消費を抑制できる。また、リターン燃料の流量が多くなるように設定した場合には、プレッシャレギュレータ２６の背圧の過度の上昇を防止するためにリリーフバルブ等を設ける必要が生じることもあるが、本実施形態では、このようなリリーフバルブが不要であり、低コストで構成できる。
【００３１】
ここで、単に中間圧ポート１８Ｃからの吐出燃料のみによってジェットポンプ３０を駆動する構成を考えると、この構成では、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料とは別に、ジェットポンプ３０駆動用の燃料を中間圧ポート１８Ｃから確保する必要が生じ、無駄が生じる。しかも、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料は、そのままリザーバタンク１６内又は燃料タンク１４内に排出することになるため、実質的に、フューエルポンプ１８によって燃料に付与されたエネルギーの一部について、利用することなく捨てていることになり、無駄が大きい。これに対し、本実施形態では上記のように、合流配管３２（高圧側絞り３８）から吐出される燃料と、プレッシャレギュレータ２６からリターン燃料とを合流させてジェットポンプ３０に流入させているので、このような無駄が発生せず、ジェットポンプ３０の効率的な駆動が可能になる。
【００３２】
なお、合流部３４での燃料の圧力は、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料の流量が多くなるほど高くなる。また、高圧側絞り３８から吐出される燃料の流量は、合流部３４の圧力が高いほど少なくなる。換言すれば、エンジンで消費される燃料の量が少ないときには、高圧側絞り３８から排出される燃料の圧力が小さくてもジェットポンプ３０を駆動可能であり、実質的に、中間圧ポート１８Ｃで分担すべき燃料流量が少なくても済むことになる。このため、ジェットポンプ３０に求められる性能が小さい場合でも、高圧側絞り３８の内径をある程度大きくした設計が可能になる。
【００３３】
また、高圧側絞り３８の内径が比較的大きい場合には、ジェットポンプ３０に送られる燃料の圧力も高くなる（ジェットポンプ３０の能力が相対的に高くなる）が、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料の流量は少なくなる。すなわち、フューエルポンプ１８から吐出される燃料のうち、エンジンでの消費に割り当てられる量が少なくなる。これとは逆に、高圧側絞り３８の内径が比較的小さい場合には、ジェットポンプ３０に送られる燃料の圧力が低くなる（ジェットポンプ３０の能力が相対的に低くなる）が、フューエルポンプ１８からの吐出燃料のうち、エンジンでの消費に割り当てられる量が多くなる。このように、高圧側絞り３８の内径とプレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料の流量との間には所定の関係があり、さらに、ジェットポンプ３０に求められる能力と、高圧側絞り３８の内径との間にも所定の関係がある。
【００３４】
ここで、本実施形態では、高圧側絞り３８の内径は、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料の量変化を想定し、リターン燃料の量（リターン流量）が最小となった場合であっても、プレッシャレギュレータ２６の開弁に必要な最低限のリターン燃料の流量は確保できるように設定されている。したがって、ジェットポンプ３０に求められる能力が変化しても、これに対応させて所望のリターン燃料の流量を確保し、プレッシャレギュレータ２６を開弁させることができ、ジェットポンプ３０の搭載状況による影響を少なくできる。
【００３５】
また、本実施形態では、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料の流量が減少すると、高圧側絞り３８から吐出される燃料の量が増加して、ジェットポンプ３０に送られる燃料の量も確保される（ジェットポンプ３０で吐出する流量も確保できる）が、たとえば、プレッシャレギュレータ２６からのリターン燃料のみによってジェットポンプ３０を駆動する構成の場合には、フューエルポンプ１８が送出配管２２により多くの燃料を排出する必要が生じるが、本実施形態では、フューエルポンプ１８が送出すべき燃料の量をより少なく設定できるので、フューエルポンプ１８の消費電力を低減することが可能になる。
【００３６】
さらに、本実施形態では上記したように、高圧側絞り３８の内径ｄ１と、ｄ３：ジェットポンプ側絞り４２の内径との間に、ｄ３＞ｄ１の関係が設定されている。これにより、高圧側絞り３８からジェットポンプ３０に流入する燃料が過大になることが抑制されるので、燃料供給装置１２として、エンジンが要求する燃料の消費流量を十分に確保することが可能となる。
【００３７】
なお、上記第１実施形態では、中間圧ポート１８Ｃから排出された燃料を合流部３４で合流させるようにしたが、図３に示す第２実施形態の燃料供給装置６２ように、合流配管３２に代えて、プレッシャレギュレータ２６よりも燃料送出方向下流側部分で送出配管２２を分岐させてあらたに合流配管６４を設け、この合流配管６４が合流部３４でリターン配管２８に合流する構成でもよい。すなわち、合流配管６４によって、送出配管２２のプレッシャレギュレータ２６よりも燃料送出方向下流側部分とリターン配管２８の中間部分とが接続されている。なお、第２実施形態において、これ以外は第１実施形態と同一の構成とされているので、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３８】
なお、第２実施形態では、第１実施形態におけるＰ１（図２参照）を「送出配管２２から分岐された燃料の圧力」とみなせばよい。
【００３９】
そして、第２実施形態においても、合流配管６４に第１実施形態と同様の高圧側絞り３８が設けられる。
【００４０】
このような構成の第２実施形態の燃料供給装置６２においても、第１実施形態の燃料供給装置１２と同様の作用効果を奏する。すなわち、合流配管６４（高圧側絞り３８）から吐出される燃料と、プレッシャレギュレータ２６からリターン燃料とを合流させてジェットポンプ３０に流入させているので、ジェットポンプ３０の効率的且つ確実な駆動が可能になる。
【００４１】
また、高圧側絞り３８の内径（流路断面積）が適切に設定されており、ジェットポンプ３０に求められる能力が変化しても、これに対応させて所望のリターン燃料の流量を確保し、プレッシャレギュレータ２６を開弁させることができる。
【００４２】
なお、上記では、ジェットポンプ３０が１つのみ設けられた燃料供給装置を挙げているが、複数のジェットポンプを備えた構成でもよい。この場合には、それぞれのジェットポンプにおけるジェットポンプ駆動用の燃料入口の開口断面積の合計が、上記各実施形態のジェットポンプ側絞り４２の開口断面積と一致させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料供給装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料供給装置における燃料流量、燃料圧力及び燃料流路の内径の関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態の燃料供給装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１２  燃料供給装置
１４  燃料タンク
１６  リザーバタンク
１８  フューエルポンプ（燃料ポンプ）
１８Ａ      吸入ポート
１８Ｂ      排出ポート
１８Ｃ      中間圧ポート
２０  サクションフィルタ
２２  送出配管
２４  フューエルフィルタ
２６  プレッシャレギュレータ
２８  リターン配管
３０  ジェットポンプ
３２  合流配管
３４  合流部
３６  ジェットポンプ駆動用配管
３８  高圧側絞り（断面積減少部）
４０  接続部
４２  ジェットポンプ側絞り
６２  燃料供給装置
６４  合流配管
【図１】
2010144603.tif 000003
【図２】
2010144603.tif 000004
【図３】
2010144603.tif 000005