(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料供給装置と燃料タンクとを連通する燃料供給経路と、この燃料供給経路の途中から分岐されて、前記燃料タンクへ連通させられたベーパ戻し経路とからなる燃料供給系において、
前記燃料供給装置が、加圧室で加圧した燃料を噴射する燃料噴射装置を備え、
前記燃料噴射装置内には、前記燃料供給経路と前記ベーパ戻し経路との分岐部が設けられ、
前記加圧室に連通する開口部を覆って、前記分岐部に表面張力発生部材が設けられており、
前記燃料供給装置内のベーパが、前記燃料供給経路から前記ベーパ戻し経路を介して前記燃料タンクに浮力によって導かれることを特徴とする内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置。
【請求項２】
前記燃料供給経路の、前記燃料タンクと前記分岐部との間に燃料ポンプが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置。
【請求項３】
前記表面張力発生部材が、連続気孔を有する紙からなるシートであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置。
【請求項４】
前記表面張力発生部材が、金属製多孔板であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置。
【請求項５】
前記表面張力発生部材が、連続気孔を有する焼結体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置。
【請求項６】
前記表面張力発生部材が、不織布であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関として、たとえば、図５に示すように、固定ベンチュリ型の気化器１を備えたものが知られている。
そして、前記気化器１には、燃料タンク２に貯留されている燃料Ｆを前記気化器１へ供給する燃料供給系が設けられている。
【０００３】
前記燃料供給系は、前記燃料タンク２と前記気化器１に設けられたフロート室３とを連通する燃料供給経路４を備えており、この燃料供給経路４には、前記燃料Ｆを、前記燃料タンク２から前記フロート室３へ供給する燃料ポンプ５が設けられている。
【０００４】
一方、このような燃料供給系では、前記燃料ポンプ５において燃料Ｆを吸引する際に、その負圧によって、吸引する燃料Ｆ中に気泡が発生することがある。
この気泡は、機関の温度上昇に伴う雰囲気温度の上昇によって燃料Ｆ中に発生するベーパや、たとえば、機関の振動によって、前記フロート室３内の上部空間の気体が燃料Ｆ中に混入して形成される気泡が含まれる。
そして、このように気泡やベーパが発生すると、これらの気泡やベーパが前記燃料Ｆとともに前記フロート室３を経て前記気化器１へ供給されてしまうことが想定されるが、気泡やベーパが混入した燃料Ｆが気化器１へ供給されると、この気化器１において生成される混合気の空燃比が不安定になるといった問題や、内燃機関の再始動不良といった問題が発生する。
【０００５】
そこで、熱的雰囲気の条件が悪く、あるいは、振動の影響を受けやすく、大量のベーパあるいは気泡が発生する内燃機関においては、前記燃料供給経路４の途中で、前記燃料ポンプ５の下流側に、この燃料ポンプ５から送り込まれる燃料Ｆを一時貯留するベーパセパレートタンク６を設けておき、このベーパセパレートタンク６内において、前記ベーパや気泡を、その浮力を利用して前記ベーパセパレートタンク６の上部に分離するとともに、このベーパセパレートタンク６の上部に設けられているベーパ戻し経路７を介して、前記ベーパや気泡を前記燃料タンク２へ排出するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の内燃機関の燃料供給系においては、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、前記ベーパや気泡は、燃料Ｆが前記ベーパセパレートタンク６内に貯留されている間に、ベーパや気泡自体の浮力によって分離されるものであるが、たとえば、前記ベーパセパレートタンク６が、内燃機関の振動等によって揺すられると、貯留されている燃料Ｆが撹拌されてしまい、この結果、前記ベーパや気泡の分離が行われず、このベーパや気泡が燃料Ｆとともに前記気化器１へ送り込まれてしまうといった問題点である。
【０００７】
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、燃料供給系において発生するベーパを、確実に燃料タンクへ導いて除去することの可能な内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置は、前述した目的を達成するために、内燃機関の燃料供給装置と燃料タンクとを連通する燃料供給経路と、この燃料供給経路の途中から分岐されて、前記燃料タンクへ連通させられたベーパ戻し経路とからなる燃料供給系において、前記燃料供給装置が、加圧室で加圧した燃料を噴射する燃料噴射装置を備え、前記燃料噴射装置内には、前記燃料供給経路と前記ベーパ戻し経路との分岐部が設けられ、前記加圧室に連通する開口部を覆って、前記分岐部に表面張力発生部材が設けられており、前記燃料供給装置内のベーパが、前記燃料供給経路から前記ベーパ戻し経路を介して前記燃料タンクに浮力によって導かれることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置は、請求項１に記載の前記燃料供給経路の、前記燃料タンクと前記分岐部との間に燃料ポンプが設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置は、請求項１または請求項２に記載の前記表面張力発生部材が、連続気孔を有する紙からなるシートであることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置は、請求項１または請求項２に記載の前記表面張力発生部材が、金属製多孔板であることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置は、請求項１または請求項２に記載の前記表面張力発生部材が、連続気孔を有する焼結体であることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置は、請求項１または請求項２に記載の前記表面張力発生部材が、不織布であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態が適用された内燃機関の燃料供給系を示すもので、図中符号１０は、内燃機関に混合気を供給する燃料供給装置としての気化器を示す。
【００１０】
前記気化器１０は、吸気通路１１ａが形成されたメインボディ９を備えている。
このメインボディ９の下部には、燃料Ｆが貯留されるフロート室１１が設けられており、このフロート室１１に、燃料供給経路１２を介して燃料タンク１３が連通させられている。
【００１１】
前記燃料供給経路１２の途中には、前記燃料タンク１３内に貯留されている燃料Ｆを前記気化器１０のフロート室１１へ送り込む燃料ポンプ１４が設けられ、また、この燃料ポンプ１４と前記フロート室１１との間には、このフロート室１１へ送り込まれる燃料Ｆを一時貯留するベーパセパレートタンク１５が設けられている。
【００１２】
そして、前記ベーパセパレートタンク１５は、その上部に前記燃料ポンプ１４が連通されているとともに、下部に、前記フロート室１１が連通させられている。
また、前記ベーパセパレートタンク１５の上部には、このベーパセパレートタンク１５を前記燃料タンク１３の上部空間部に連通させるベーパ戻し経路１６が接続されている。
このベーパ戻し経路１６には、前記ベーパセパレートタンク１５内において燃料Ｆから分離されたベーパや気泡を、その浮力を利用して前記燃料タンク１３へ排出するようになっているとともに、その途中に設けられた絞り１７によって計量された余剰燃料Ｆが、前記燃料タンク１３へ戻されるようになっている。
【００１３】
一方、本実施形態においては、前記燃料供給経路１２と前記ベーパ戻し経路１６との分岐部、すなわち、前記ベーパセパレートタンク１５の、前記燃料供給装置（気化器１０）に連通する開口部を覆って、表面張力発生部材１８が設けられている。
【００１４】
前記表面張力発生部材１８は、たとえば、連続気孔を有する紙からなるシートであり、また、パンチングプレートや網等の金属製多孔板であり、あるいは、連続気孔を有する焼結体や不織布である。
【００１５】
ここで、前記表面張力発生部材２５について図２を参照して詳述する。
この表面張力発生部材１８は、多数の気孔１８ａを有して（図２においては代表される１個を示した）、これらの気孔１８ａを通して燃料Ｆが通過させられる。
ここで、図２に示すように、前記表面張力発生部材１８の両側が燃料Ｆによって充満させられている状態においては、図２（ａ）に示すように、上流側の圧力と下流側の圧力との差（ΔＰ）により、前記燃料Ｆが表面張力発生部材１８の気孔１８ａを通過させられる。
一方、図２（ｂ）に示すように、ベーパＶが前記気孔１８ａに侵入した場合、この気孔１８ａの下流側に燃料Ｆの液面が形成され、この液面に表面張力が発生し、この表面張力が抵抗となって前記ベーパＶの通過が阻止される。
そして、前記ベーパＶが前記表面張力発生部材１８を通過するためには、前記圧力差ΔＰが、前記表面張力に打ち勝つ吐出圧力Ｐ１以上であることが必要である。
したがって、図２（ｃ）に示すように、表面張力発生部材１８の両側の圧力差ΔＰが吐出圧力Ｐ１よりも小さい範囲においてはベーパＶの通過がなく、燃料Ｆのみの通過が行われることとなる。
この図２（ｃ）においてＱは、通過空気量を示す。
【００１６】
このように、本実施形態においては、燃料供給経路１２とベーパ戻し経路１６の分岐部すなわちベーパセパレートタンク１５内において、振動等によって燃料Ｆと気泡とが撹拌され、この気泡が気化器１０側の開口部へ到達したとしても、前記表面張力発生部材１８の作用によって、前記気泡が気化器１０側へ侵入することが防止される。
【００１７】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前記燃料供給手段として、燃料噴射装置３０を用いたもので、この燃料噴射装置３０内に、前記燃料供給経路１９とベーパ戻し経路２３との分岐部を設けたものである。
【００１８】
詳述すれば、前記燃料噴射装置３０は、ボディ３１と、このボディ３１内に装着されて、前記燃料Ｆを吸引圧送するプランジャポンプＰと、前記ボディ３１に装着されて、前記燃料Ｆを噴射する噴射ノズル３２とを備え、前記プランジャポンプＰが、シリンダ３３と、このシリンダ３３内に摺動可能に装着されて加圧室３４を形成するプランジャ３５と、このプランジャ３５を励磁するソレノイドコイル３６とからなり、前記ボディ３１には、その下部に、前記燃料供給経路１２を構成する吸引用コンタクトパイプ３７が設けられ、上部には、前記ベーパ戻し経路１６を構成する戻し用コンタクトパイプ３８が設けられ、さらに、前記シリンダ３３とソレノイドコイル３６との間に、前記燃料供給経路１２から分岐させられた燃料の一部を前記ベーパ戻し経路２３へ向けて案内する環流路３９が設けられている。
【００１９】
さらに、前記シリンダ３３のの下端部で、前記燃料供給経路１２と前記環流路３９との分岐部には、吸引用コンタクトパイプ３７と前記加圧室３４とを連通する吸引路３３ａが形成されており、この吸引路３３ａの途中に、前記プランジャ３５の吸引行程時のみ前記燃料Ｆの、前記加圧室３４内への流入を許容する逆止弁としてのインレットチェック弁４０が設けられている。
【００２０】
そして、本実施形態においては、前記吸引路３３ａの入口側の開口部を覆って表面張力発生部材４１が設けられている。
【００２１】
このように構成された燃料噴射装置３０においては、前記プランジャ３５の上下動に伴って、前記インレットチェック弁４０を通して燃料Ｆを吸引し、また、この燃料Ｆを前記噴射ノズル３２へ送り込むとともに、この噴射ノズル３２から噴射するようになっている。
【００２２】
そして、前記吸引用コンタクトパイプ３７から供給される燃料Ｆ中にベーパが混入していると、このベーパがその浮力によって、前記環流路３９へ流れ込み、前記ベーパ戻し経路１６を介して燃料タンク１３へ導かれる。
【００２３】
ここで、前記ベーパが、前記吸引路３３ａ側へ流れ込むように移動させられたとしても、このベーパが表面張力発生部材４１によって前記吸引路３３ａへの侵入が阻止され、この結果、噴射燃料中へのベーパの混入が防止される。
【００２４】
なお、前記各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、前述した第２の実施形態において、前記表面張力発生部材４１を、吸引部３３ａの開口部を覆って設けた例について示したが、図４に示すように、前記吸引部３３ａに連続した導入路４２を、シリンダ３３の接線方向に沿って形成し、この導入路４２の端部開口を覆って表面張力発生部材４３を設けるようにしてもよい。
このような構成とすることにより、前記表面張力発生部材４３の設置位置を任意の位置に設定することができ、また、環流路３９の広い位置に前記表面張力発生部材４３を設置することができ、その形状設定を容易にし、また、取り付けを容易なものとすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる内燃機関の燃料供給系におけるベーパ除去装置によれば、燃料供給装置に供給される燃料中にベーパや気泡が混入している場合に、表面張力発生部材によって燃料の供給量を確保しつつ、前記ベーパや気泡の通過を阻止し、これらのベーパや気泡が燃料供給装置に送り込まれることを防止することができる。
しかも、前記燃料供給装置に送り込まれる燃料が、振動等によって撹拌されて、混入しているベーパや気泡の分離を、その浮力によって行うことができない場合にあっても、これらのベーパや気泡の燃料供給装置への侵入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる燃料供給系の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すもので、表面張力発生部材の作用説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すもので、燃料供給装置の縦断面図である。
【図４】本発明の変形例を示すもので、燃料供給装置の横断面図である。
【図５】燃料供給系の一従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  気化器
２  燃料タンク
３  フロート室
４  燃料供給経路
５  燃料ポンプ
６  ベーパセパレートタンク
７  ベーパ戻し経路
９  メインボディ
１０  気化器（燃料供給装置）
１１  フロート室
１２  燃料供給経路
１３  燃料タンク
１４  燃料ポンプ
１５  ベーパセパレートタンク（分岐部）
１６  ベーパ戻し経路
１７  絞り
１８  表面張力発生部材
１８ａ  気孔
３０  燃料噴射装置（燃料供給装置）
３１  ボディ
３２  噴射ノズル
３３  シリンダ
３３ａ  吸引路
３４  加圧室
３５  プランジャ
３５ａ  排出路
３６  ソレノイドコイル
３７  吸引用コンタクトパイプ
３８  戻し用コンタクトパイプ
３９  環流路
４０  インレットチェック弁
４１  表面張力発生部材
４２  導入路
４３  表面張力発生部材
Ｆ  燃料
Ｐ  プランジャポンプ
Ｖ  ベーパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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