JPH0942098A - 船用機関における蒸気分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルブシート５及び燃料リターン通路１７か
ら供給される燃料によって生ずる貯液槽３内の気泡を完
全に分離し、気泡を含むことのない燃料を第２電動燃料
ポンプＰへ供給する。 【構成】 蒸気分離器Ｖの貯液槽３内に形成される燃料
液面Ｘ−Ｘ下に、燃料液面Ｘ−Ｘと略平行であって、且
つチャンバー１の内周１Ａとの間に連続した燃料液面Ｘ
−Ｘと略平行な間隙Ｓを形成するバッファープレート２
２を配置する。貯液槽３内における燃料を、バッファー
プレート２２によって上方燃料部２３Ａと下方燃料部２
３Ｂとに区分する。第２電動燃料ポンプＰの燃料流入管
２０を下方燃料部２３Ｂに開口配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船内機、船外機、水上
用オートバイ、等水上で使用される機関（総称して船用
機関と呼ぶ）へ、燃料噴射弁を介して燃料を噴射供給す
る船用機関における燃料噴射装置に係わるもので、その
うち特に、第１燃料ポンプから供給される燃料中に含ま
れる気泡をその内部において分離し、気泡が分離された
燃料を第２電動燃料ポンプに向けて供給する役目をなす
蒸気分離器に関する。

【０００２】

【従来の技術】船用機関にあっては、「船用機関に一体
的に取りつけられて形成される機関ユニットの外部に、
大きく加圧された燃料が通過する加圧燃料流路を形成し
てはならない。」という安全上の規制がある。この為
に、第２電動燃料ポンプと蒸気分離器とは船用機関のユ
ニット近傍に一体的に取りつけられる。そして、燃料タ
ンク内の燃料はフィルタ、第１燃料ポンプを介して蒸気
分離器内へ供給され、一方第２電動燃料ポンプは、蒸気
分離器内の燃料を吸入して燃料噴射弁に向けて吐出し、
燃料噴射弁より船用機関に向けて大きく加圧された燃料
が噴射供給される。この船用機関の燃料噴射装置及び蒸
気分離器は、実開平２−７４５６５号公報に示される。
蒸気分離器は、フロート、フロートバルブ、バルブシー
トの協同作用によって蒸気分離器内に燃料液面を形成し
て、第１燃料ポンプから供給される燃料中に含まれる気
泡を分離し、気泡の含まれない燃料を第２電動ポンプに
向けて供給する。又、蒸気分離器には、内部に形成され
る燃料液面に向けてバルブシート、プレッシャーレギュ
レターの燃料リターン通路が開口する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く、蒸気分離
器には、燃料液面に向けてバルブシートと燃料リターン
通路とが開口するもので、第１燃料ポンプによって加圧
された燃料タンク内の燃料はバルブシートを介して蒸気
分離器内へ昇圧されて供給される。一方、プレッシャー
レギュレターの燃料リターン通路を通る余剰燃料もまた
蒸気分離器内へと戻される。以上のように、蒸気分離器
内へバルブシート及び燃料リターン通路を介してそれぞ
れ燃料が供給されることによると、蒸気分離器内の燃料
液面に空気が巻きこまれて大きく泡立ち、良好な気泡の
分離を行なうことが困難である。そして、この気泡の一
部が第２電動燃料ポンプに吸入されて燃料噴射弁へ供給
される恐れがあり、これによると燃料噴射弁の燃料供給
性能上好ましくない。実開平２−７４５６５号公報によ
ると、バルブシートから蒸気分離器内へ流入する燃料中
の気泡が第２電動燃料ポンプに吸入されないよう泡止め
を蒸気分離器の底部に段状に形成したものが認められる
が、この泡止めは単なる段状であることから第２電動燃
料ポンプに供給される燃料中から完全に気泡を除去する
ことは困難である。又、燃料リターン通路から蒸気分離
器内へ戻される余剰燃料による蒸気分離器内の空気の巻
き込みに対して何等の対策、処置が講じられていない。

【０００４】以上によれば、第２電動燃料ポンプ内には
燃料とともに気泡が吸入される恐れがあり、燃料噴射弁
の燃料供給特性に不都合を生ずる。

【０００５】本発明になる船用機関における蒸気分離器
は、かかる不具合に鑑み成されたもので、バルブシート
及び燃料リターン通路から供給される燃料によって蒸気
分離器内の燃料液面中に気泡が発生しても、該気泡と燃
料を完全に分離し、気泡を含むことのない燃料のみを、
第２電動燃料ポンプから燃料噴射弁へ供給することので
きる蒸気分離器を提供し、もって燃料噴射弁の燃料供給
特性を向上することを主目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明になる船用機関にお
ける蒸気分離器は、前記目的を達成する為に、燃料タン
ク内の燃料を、第１燃料ポンプを介して蒸気分離器内へ
供給し、蒸気分離器内に形成される燃料液面下の燃料
を、第２電動燃料ポンプを介して燃料分配管内へ供給
し、該燃料を、燃料分配管に装着される燃料噴射弁を介
して船用機関に向けて噴射供給する船用機関における燃
料噴射装置において、蒸気分離器の貯液槽内に形成され
る燃料液面下に、燃料液面と略平行であって、且つチャ
ンバーの内周との間に連続した燃料液面と略平行な間隙
を形成するバッファープレートを配置し、貯液槽内にお
ける燃料を、バッファープレートによって上方燃料部と
下方燃料部とに区分し、第２電動燃料ポンプの燃料流入
管を貯液槽内の下方燃料部に連通させたことを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】蒸気分離器の貯液槽内には、バルブシートから
第１燃料ポンプによって燃料タンク内の燃料が供給され
るとともに、燃料リターン通路からプレッシャーレギュ
レターの余剰燃料が供給される。貯液槽内にはフロー
ト、バルブシート、フロートバルブの協同作用によって
燃料液面が形成される。バルブシートから貯液槽内に供
給される燃料中に含まれる気泡及び燃料リターン通路か
ら貯液槽内へ供給される燃料によって巻き込まれて発生
する気泡は、バッファープレートの上方位置に形成され
る上方燃料部内において分離し、この気泡は自己が有す
る浮力にて上方へ移動して燃料と気泡が分離する。バッ
ファープレートの下方に形成される下方燃料部は、バッ
ファープレートの外周とチャンバーの内周とにって形成
される燃料液面と略平行な間隙によって連絡されるので
上方燃料部内における気泡が下方燃料部へ侵入すること
がない。従って、気泡を含むことのない燃料のみが第２
電動燃料ポンプより燃料噴射弁に向けて供給される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明になる船用機関における蒸気分
離器について図により説明する。図１は、内部に第２電
動燃料ポンプを備えた蒸気分離器の縦断面図、図２は図
１のＡ−Ａ線における縦断面図（但し第２電動燃料ポン
プは断面していない。） Ｖは蒸気分離器で以下よりなる。１は上部が開口した有
底カップ状のチャンバーであり、チャンバー１の上部開
口は蓋部材２によって閉塞され、チャンバー１と蓋部材
２とによって貯液槽３が形成される。蓋部材２には流路
４が穿設され、この流路４の下流側はバルブシート５を
介して貯液槽３内へ開口する。６はバルブシート５内に
配置され、バルブシート５のシート孔５Ａを開閉するフ
ロートバルブである。７は、軸Ｆに回転自在に支持され
たフロートアームであり、このフロートアーム７の第１
アーム７Ａは左側方にのびるとともにその上面がフロー
トバルブ６に対向して配置され、第２アーム７Ｂにはフ
ロート８が取着される。フロート８は貯液槽３内にあっ
て、貯液槽３内に燃料のない状態において、フロート８
は反時計方向に回転して位置し、これによってフロート
バルブ６がバルブシート５のシート孔５Ａを開放保持す
る。流路４から燃料が供給されると、この燃料はバルブ
シート５のシート孔５Ａを介して貯液槽３内へ流入して
貯液槽３内に燃料を貯留し、徐々に貯液槽３内の燃料液
面を上昇させる。そして、この燃料液面の上昇による
と、フロート８はその浮力によって時計方向に徐々に回
転するもので、このフロート８の時計方向の回転による
第１アーム７Ａの時計方向回転により、フロートバルブ
６はバルブシート５のシート孔５Ａを閉塞する。以上に
よると、貯液槽３内には、燃料液面Ｘ−Ｘが形成され、
燃料液面Ｘ−Ｘより上方位置に大気室９が形成される。
１０は、蓋部材２に設けられた大気開放孔であり、一端
が大気室９に開口し、他端が後述する吸気管、スロット
ルボデー、燃料タンク、あるいは大気へ連絡されて開口
する。

【０００９】Ｒは、蓋部材２に配置され、燃料圧力を大
気圧又は吸気管内の負圧に対して一定に保つ働きをする
プレッシャーレギュレターであり、金属製ハウジングか
らなり、その内部はゴム製のダイヤフラム１１によって
スプリング室１２と燃料室１３とに分離され、燃料分配
管より供給される燃料は、入口１４より入り、燃料室１
３に充満してダイヤフラム１１を介してバルブ１５を押
し上げ、設定圧力でスプリング１６のバネ力とつり合
い、しかる後に燃料は燃料リターン通路１７を介して蒸
気分離器Ｖの大気室９内へ還流される。そして、プレッ
シャーレギュレターＲのスプリング室１２と吸気管とが
負圧導入路Ｄにて連絡されることによって吸気管内の負
圧に対して一定の設定圧力が保持される。前記、バルブ
シート５と燃料リターン通路１７は、チャンバー１の大
気室９内へ開口する。Ｐは、蒸気分離器Ｖ内に配置され
る第２電動燃料ポンプであり、蓋部材２とチャンバー１
の段部１Ｃとの間にＯリング１８、平板状のゴム１９を
介して挟持されるもので、その下方には燃料流入管２０
が開口し、その上方には蓋部材２を貫通して燃料吐出路
２１が開口する。

【００１０】２２は、チャンバー１内の燃料液面Ｘ−Ｘ
より下方位置に配置される板状のバッファープレートで
あり、このバッファープレート２２は燃料液面Ｘ−Ｘと
略平行に配置されるとともにこのバッファープレート２
２の外周端部２２Ａとチャンバー１の内周１Ａとの間に
は、比較的小なる（例えば３mm）幅を有する連続した間
隙Ｓが形成される。この連続した間隙Ｓは図２によく示
される。このバッファープレート２２はチャンバー１に
適当な方法によって取着されればよいもので、本例にあ
っては、第２電動燃料ポンプＰの下端と、底部１１Ｃと
の間に平板状のゴム１９を介して挟持するとともにチャ
ンバー１の内周１Ａに部分的に上方に突出して形成した
係止段部１Ｂ上に対接して配置した。又、本例における
バッファープレート２２は、フロート８の反時計方向の
回転が一定位置を超えることのないよう一度垂直上方向
に曲げ、次に水平方向に曲げて形成した。

【００１１】以上によると、チャンバー１の燃料液面Ｘ
−Ｘ下は、バッファープレート２２によって、重力方向
の上方にある上方燃料部２３Ａと下方にある下方燃料部
２３Ｂとに区分され、両燃料部２３Ａ，２３Ｂは間隙Ｓ
によって主に連絡される。上方燃料部２３Ａは大気室９
に臨んで形成されることになる。

【００１２】そして、第２電動燃料ポンプＰの燃料流入
管２０は、ストレーナ２４を介して下方燃料部２３Ｂ内
に開口する。

【００１３】そして、かかる蒸気分離器Ｖは以下のよう
に燃料噴射装置に組みつけられる。図３によって説明す
ると、Ｅは船用機関であって、シリンダー３０、ピスト
ン３１、吸気弁３２、排気弁３３と、排気弁３３を介し
てシリンダー３０内に連なる排気管３４と、吸気弁３２
を介してシリンダー３０内に連なる吸気管３５とよりな
る。吸気管３５の上流には、運転者によって操作される
絞り弁３６によって吸気路３７の面積が可変制御される
スロットルボデー３８が接続され、この吸気路３７の上
流は大気側に開口する。３９は内部に燃料分配路４０が
穿設されるとともに燃料噴射弁Ｊを取着保持する燃料分
配管であり、燃料分配管４０内の燃料は、燃料噴射弁Ｊ
を介して吸気管３５内に向けて噴射供給される。マルチ
ポイント燃料噴射装置にあっては、燃料分配管３９にシ
リンダー数に応じた複数の燃料噴射弁Ｊが配置され、各
燃料噴射弁Ｊから各シリンダー３０に連なる各吸気管３
５に向けて燃料が噴射供給される。そして、第２電動燃
料ポンプＰの燃料吐出路２１は、燃料分配管３９の燃料
分配路４０に接続され、プレッシャーレギュレターＲの
入口１４は燃料分配路４０に接続される。又、蒸気分離
器Ｖの流路４は燃料タンクＴと接続され、燃料タンクＴ
内の燃料は、ストレーナ５０、第１燃料ポンプ５１を介
して流路４に供給される。この第１燃料ポンプ５１は、
吸気管３５内に生起する脈動圧力でダイヤフラムを往復
動させてポンプ作用をなす脈動圧駆動式のダイヤフラム
ポンプが好ましい。尚、５２は燃料分配管３９の燃料分
配路４０に生起する脈動圧力を減衰する役目をなすパル
セーションダンパーである。

【００１４】次にその作用について説明する。船用機関
Ｅが運転されると、燃料タンクＴ内の燃料は、ストレー
ナ５０、第１燃料ポンプ５１、流路４、バルブシート５
のシート孔５Ａを介して蒸気分離器Ｖの貯液槽３内へ供
給される。貯液槽３内にあっては、シート孔５Ａからの
燃料の供給によって、貯液槽３内における燃料液面が徐
々に上昇する。この燃料液面の上昇によると、フロート
８は液面上昇と同期して時計方向に回転し、所望の燃料
液面Ｘ−Ｘに達すると、フロートバルブ６がバルブシー
ト５のシート孔５Ａを閉塞し、もって貯液槽３内に燃料
液面Ｘ−Ｘが形成される。このとき、上方燃料部２３Ａ
と下方燃料部２３Ｂとはバッファープレート２２の外周
端部２２Ａとチャンバー１の内周１Ａとによって形成さ
れる連続した間隙Ｓによって連通されるので、両燃料部
２３Ａ，２３Ｂ内には燃料が貯溜される。

【００１５】一方、第２電動燃料ポンプＰにあっては、
下方燃料部２３Ｂ内の燃料が、ストレーナ２４を介して
燃料流入管２０から第２電動燃料ポンプＰ内に吸入さ
れ、第２電動燃料ポンプＰ内で昇圧された燃料が、燃料
吐出路２１を介して燃料分配管３９の燃料分配路４０内
へ供給される。そして、燃料分配管３９内の燃料は燃料
噴射弁Ｊを介して船用機関Ｅに連なる吸気管３５内へ噴
射供給され、もって船用機関Ｅの運転が行なわれる。

【００１６】又、プレッシャーレギュレターＲにあって
は、燃料分配路４０内の燃料が入口１４を介して燃料室
１３内へ導入され、大気圧又は吸気管３５内の負圧に対
して一定の燃料圧力となるようバルブ１５がスプリング
１６のバネ力とつり合って動作し、余剰なる燃料が燃料
リターン通路１７を介して蒸気分離器Ｖの大気室９内へ
戻される。

【００１７】そして、本発明における蒸気分離器Ｖによ
ると以下の如く気泡と燃料とは分離される。第１燃料ポ
ンプ５１から貯液槽３内へ供給される燃料中には、振動
圧力、温度条件等によって気泡が含まれ、この気泡を含
む燃料がバルブシート５のシート孔５Ａを介して貯液槽
３内の上方燃料部２３Ａに向けて吐出される。これによ
ると、シート孔５Ａから流入する気泡を含む燃料は、上
方燃料部２３Ａ内及びバッファープレート２２の上面２
２Ａに達し、そのうち気泡は自から有する浮力及びバッ
ファープレート２２の上面２２Ａに衝突したことによる
上方向への流れ方向の変換によって上方向に向かって上
昇する。以上によると、気泡は上方液面部２３Ａ内から
大気室９内に達し、大気開放孔１０から蒸気分離器Ｖ外
へと放出される。そして、上方燃料部２３Ａと下方燃料
部２３Ｂとは、バッファープレート２２の外周端部２２
Ａとチャンバーの内周１Ａとの間に形成される間隙Ｓに
よって連通されているので、前記気泡がこの間隙Ｓを通
過して下方燃料部２３Ｂ内へ流入することがない。これ
は、バッファープレート２２が燃料液面Ｘ−Ｘと略平行
（水平）に配置されたことによって間隙Ｓもまた燃料液
面Ｘ−Ｘと略平行（水平）に形成され、一方気泡の浮力
は燃料液面Ｘ−Ｘに垂直方向に作用し、気泡が間隙Ｓ内
へ侵入する為には水平方向の作用力が加えられる必要が
あり、且つこの間隙Ｓがチャンバー１の内周１Ａに沿っ
て形成され、この間隙Ｓに気泡が侵入する為には大きく
水平方向に移動しなくてはならないからである。

【００１８】一方、燃料リターン通路１７からチャンバ
ー１の大気室９内に向けて第２電動燃料ポンプＰの９０
％近い燃料が最大戻される。例えば第２電動燃料ポンプ
Ｐの最大吐出量が１５０Ｌ／Ｈ有するものにあっては、
１３５Ｌ／Ｈのリターン燃料が戻されることになる。こ
のように多量の燃料が大気室９内に向けて戻されること
によると、このリターン燃料が上方燃料部２３Ａ内に落
下する際、大気室９内の空気を巻き込んで、この空気が
気泡となって上方燃料部２３Ａ内に存在することにな
る。然しながら、本発明のものにあっては、燃料液面Ｘ
−Ｘと略平行なバッファープレート２２を配置したこと
によって、該気泡を大気室９側に向けて大きく反射させ
ることができ、且つ間隙Ｓがチャンバーの内周１Ａに沿
って形成されたことによって、この気泡が下方燃料部２
３Ｂ内に侵入することがない。

【００１９】以上述べた通り、流路４、シート孔５Ａ、
を介して貯液槽３内へ供給される燃料中に含まれる気泡
及び燃料リターン通路１７を介して貯液槽３内へ戻され
る燃料によって生ずる気泡は何れもバッファープレート
２２によって効果的に阻止されて、上方の大気室９へと
指向し、且つ上方燃料部２３Ａと下方燃料部２３Ｂとを
連絡する間隙Ｓがチャンバーの内周１Ａに沿って形成さ
れたので、上方燃料部２３Ａに存在する気泡が下方燃料
部２３Ｂ内へ侵入することがない。そして、第２電動燃
料ポンプＰの燃料吸入管２０がストレーナ２４を介して
下方燃料部２３Ｂ内に連絡され、下方燃料部２３Ｂ内の
燃料が昇圧されて燃料吐出路２１から燃料分配管３９の
燃料分配路４０内へと供給される。従って、燃料噴射弁
Ｊから吸気管３５内へは気泡を含むことのない燃料が噴
射供給されるので安定した燃料噴射特性を得ることがで
きる。尚、第２電動燃料ポンプは蒸気分離器外にあっ
て、下方燃料部２３Ｂと燃料分配管３９とを連絡する流
路内に直列的に配置してもよい。又、バッファープレー
ト２２を図に示す如く曲げて形成したことによると、フ
ロート８の反時計方向の回転を規制することができ、格
別にフロートストッパー部材を用意する必要がない。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く、本発明になる船用機関にお
ける蒸気分離器によると、蒸気分離器の貯液槽内に形成
される燃料液面下に、燃料液面と略平行であって、且つ
チャンバーの内周との間に連続した燃料液面と略平行な
間隙を形成するバッファープレートを配置し、貯液槽内
における燃料を、バッファープレートによって上方燃料
部と下方燃料部とに区分し、第２電動燃料ポンプの燃料
流入管を貯液槽内の下方燃料部に連通させたので、バル
ブシート及び燃料リターン通路から供給される燃料によ
って蒸気分離器内の燃料液面中に気泡が発生しても、該
気泡と燃料を完全に分離し、気泡を含むことのない燃料
のみを、第２電動燃料ポンプから燃料噴射弁へ供給する
ことができ、燃料噴射弁の燃料供給特性を向上すること
ができたものである。又、バッファープレートによって
フロートの反時計方向の回転を規制できたことによる
と、フロートストッパー部材を格別に用意し、組みつけ
る必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる船用機関における蒸気分離器の一
実施例を示す要部縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線における要部横断面図。

【図３】本発明の蒸気分離器を船用機関の燃料噴射装置
に組みつけた状態を示す系統図。

【符号の説明】

Ｖ 蒸気分離器 Ｘ−Ｘ 燃料液面 １ チャンバー １Ａ チャンバーの内周 ３ 貯液槽 Ｐ 第２電動燃料ポンプ ２０ 燃料流入管 ２２ バッファープレート ２３Ａ 上方燃料部 ２３Ｂ 下方燃料部 Ｓ 間隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内の燃料を、第１燃料ポンプ
   を介して蒸気分離器内へ供給し、蒸気分離器内に形成さ
   れる燃料液面下の燃料を、第２電動燃料ポンプを介して
   燃料分配管内へ供給し、該燃料を、燃料分配管に装着さ
   れる燃料噴射弁を介して船用機関に向けて噴射供給する
   船用機関における燃料噴射装置において、蒸気分離器Ｖ
   の貯液槽３内に形成される燃料液面Ｘ−Ｘ下に、燃料液
   面Ｘ−Ｘと略平行であって、且つチャンバー１の内周１
   Ａとの間に連続した燃料液面Ｘ−Ｘと略平行な間隙Ｓを
   形成するバッファープレート２２を配置し、貯液槽３内
   における燃料を、バッファープレート２２によって上方
   燃料部２３Ａと下方燃料部２３Ｂとに区分し、第２電動
   燃料ポンプＰの燃料流入管２０を貯液槽３内の下方燃料
   部２３Ｂに連通させたことを特徴とする船用機関におけ
   る蒸気分離器。