JPH11218057A - 燃料送給システムおよびその液体冷却式燃料ポンプ - Google Patents
燃料送給システムおよびその液体冷却式燃料ポンプInfo
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- JPH11218057A JPH11218057A JP10329285A JP32928598A JPH11218057A JP H11218057 A JPH11218057 A JP H11218057A JP 10329285 A JP10329285 A JP 10329285A JP 32928598 A JP32928598 A JP 32928598A JP H11218057 A JPH11218057 A JP H11218057A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
- F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
- F02M25/0872—Details of the fuel vapour pipes or conduits
-
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- F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
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- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンに送られる燃料蒸気を著しく減少し
たエンジン燃料送給システムおよびその燃料ポンプを提
供する。 【解決手段】 その燃料送給システムは、戻り燃料チャ
ンバを有する電気モータ付燃料ポンプを備えている。そ
のポンプとチャンバは共に液体で冷却される。その燃料
ポンプは、液体・蒸気セパレータから燃料を引いて、加
圧した燃料をエンジンに送る。エンジンまたは燃料ポン
プ下流にある燃料圧力レギュレータは余剰燃料を液体冷
却式戻り燃料チャンバにバイパスして、戻り燃料を冷却
し、その後、その戻り燃料はその液体・蒸気セパレータ
内に放出される。好ましくは、その圧力レギュレータ
は、液体冷却式戻り燃料チャンバの下流に配置されてい
て、戻り燃料は冷却され減圧されて、液体・蒸気セパレ
ータ内に放出される。
たエンジン燃料送給システムおよびその燃料ポンプを提
供する。 【解決手段】 その燃料送給システムは、戻り燃料チャ
ンバを有する電気モータ付燃料ポンプを備えている。そ
のポンプとチャンバは共に液体で冷却される。その燃料
ポンプは、液体・蒸気セパレータから燃料を引いて、加
圧した燃料をエンジンに送る。エンジンまたは燃料ポン
プ下流にある燃料圧力レギュレータは余剰燃料を液体冷
却式戻り燃料チャンバにバイパスして、戻り燃料を冷却
し、その後、その戻り燃料はその液体・蒸気セパレータ
内に放出される。好ましくは、その圧力レギュレータ
は、液体冷却式戻り燃料チャンバの下流に配置されてい
て、戻り燃料は冷却され減圧されて、液体・蒸気セパレ
ータ内に放出される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般的には燃料
送給システムに関し、より詳しくは、船舶用燃料噴射式
内燃エンジンのための燃料送給システムに関する。
送給システムに関し、より詳しくは、船舶用燃料噴射式
内燃エンジンのための燃料送給システムに関する。
【0002】
【従来の技術】発明の背景典型的な燃料送給システム
は、エンジン運転に必要な量より多い流量で、燃料を供
給する燃料ポンプを備えている。その燃料ポンプの下流
側の余剰燃料は、普通は、ある種の燃料圧力レギュレー
タでバイパスされ、燃料ポンプの上流側にある燃料リザ
ーバに戻される。その燃料リザーバは、主燃料タンク、
または燃料ポンプモジュール内に形成されたリザーバ、
または液体・蒸気セパレータ内に形成されたリザーバ等
である。ある適用例では、燃料レギュレータは、燃料ポ
ンプのすぐ下流に配置され、燃料ポンプにより送られた
余剰燃料をバイパスさせる。別の適用例では、その燃料
レギュレータは、エンジンに付設した燃料主給筒に隣接
して配置され、燃料主給筒における余剰燃料をバイパス
させる。この後者のシステムでは、燃料がエンジンの近
くを通ってからバイパスするので、余剰燃料は熱せら
れ、そして、その燃料送給システムに設けられたリザー
バに戻った時に、この加熱された戻り燃料は、燃料送給
システム内で燃料蒸気を発生する。その揮発した蒸気は
周囲に対して危険であり、エンジンの運転に対して有害
であり、そしてまた、燃料ポンプの効率と使用寿命を減
じる。
は、エンジン運転に必要な量より多い流量で、燃料を供
給する燃料ポンプを備えている。その燃料ポンプの下流
側の余剰燃料は、普通は、ある種の燃料圧力レギュレー
タでバイパスされ、燃料ポンプの上流側にある燃料リザ
ーバに戻される。その燃料リザーバは、主燃料タンク、
または燃料ポンプモジュール内に形成されたリザーバ、
または液体・蒸気セパレータ内に形成されたリザーバ等
である。ある適用例では、燃料レギュレータは、燃料ポ
ンプのすぐ下流に配置され、燃料ポンプにより送られた
余剰燃料をバイパスさせる。別の適用例では、その燃料
レギュレータは、エンジンに付設した燃料主給筒に隣接
して配置され、燃料主給筒における余剰燃料をバイパス
させる。この後者のシステムでは、燃料がエンジンの近
くを通ってからバイパスするので、余剰燃料は熱せら
れ、そして、その燃料送給システムに設けられたリザー
バに戻った時に、この加熱された戻り燃料は、燃料送給
システム内で燃料蒸気を発生する。その揮発した蒸気は
周囲に対して危険であり、エンジンの運転に対して有害
であり、そしてまた、燃料ポンプの効率と使用寿命を減
じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第5,30
9,885号は、船舶用エンジン燃料送給システムを開
示していて、そのシステムでは戻り燃料を液体・蒸気セ
パレータに導き、そのセパレータは、冷却チャンバと熱
交換可能に構成されている。その冷却チャンバ内を、冷
水が循環して、液体・蒸気セパレータの内容物から熱を
吸収して、その内部の蒸気量を減らす。しかし、特にア
イドリング状態では、バイパス燃料量が増えて、戻り燃
料がセパレータに放出されるまで冷却されずに、そして
その圧力は減少しているので、蒸気の発生量が増加す
る。それ故、液体・蒸気セパレータと水冷却チャンバの
各々の体積、従って寸法を大きくする必要がある。
9,885号は、船舶用エンジン燃料送給システムを開
示していて、そのシステムでは戻り燃料を液体・蒸気セ
パレータに導き、そのセパレータは、冷却チャンバと熱
交換可能に構成されている。その冷却チャンバ内を、冷
水が循環して、液体・蒸気セパレータの内容物から熱を
吸収して、その内部の蒸気量を減らす。しかし、特にア
イドリング状態では、バイパス燃料量が増えて、戻り燃
料がセパレータに放出されるまで冷却されずに、そして
その圧力は減少しているので、蒸気の発生量が増加す
る。それ故、液体・蒸気セパレータと水冷却チャンバの
各々の体積、従って寸法を大きくする必要がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明の要約 燃料噴射式内燃エンジンのための燃料送給システムは、
戻り燃料チャンバを有する電気モータ付燃料ポンプを備
えている。そのポンプとチャンバは共に液体冷却され
る。その液体冷却式燃料ポンプは、液体・蒸気セパレー
タから燃料を引いて、加圧した燃料を、エンジンを運転
するために必要とされるよりも大きい流量で、エンジン
に送る。エンジンまたは燃料ポンプの下流にある燃料圧
力レギュレータは余剰燃料を液体冷却式戻り燃料チャン
バにバイパスして、戻り燃料を冷却し、その後、その戻
り燃料は液体・蒸気セパレータ内に放出される。
戻り燃料チャンバを有する電気モータ付燃料ポンプを備
えている。そのポンプとチャンバは共に液体冷却され
る。その液体冷却式燃料ポンプは、液体・蒸気セパレー
タから燃料を引いて、加圧した燃料を、エンジンを運転
するために必要とされるよりも大きい流量で、エンジン
に送る。エンジンまたは燃料ポンプの下流にある燃料圧
力レギュレータは余剰燃料を液体冷却式戻り燃料チャン
バにバイパスして、戻り燃料を冷却し、その後、その戻
り燃料は液体・蒸気セパレータ内に放出される。
【0005】好ましくは、その圧力レギュレータは、液
体冷却式戻り燃料チャンバの下流に配置されて、エンジ
ンに隣接した燃料主給筒の近くにその圧力レギュレータ
があっても、戻り燃料は冷却され減圧されて、液体・蒸
気セパレータ内に放出される。好ましくは、燃料ポンプ
は、戻り燃料チャンバを形成するハウジングを有し、そ
の戻り燃料チャンバは、冷却用チャンバと熱交換可能に
構成されている。
体冷却式戻り燃料チャンバの下流に配置されて、エンジ
ンに隣接した燃料主給筒の近くにその圧力レギュレータ
があっても、戻り燃料は冷却され減圧されて、液体・蒸
気セパレータ内に放出される。好ましくは、燃料ポンプ
は、戻り燃料チャンバを形成するハウジングを有し、そ
の戻り燃料チャンバは、冷却用チャンバと熱交換可能に
構成されている。
【0006】その冷却用チャンバは、船舶用では水、他
の適用ではエンジン冷媒等の流体が導かれて、燃料ポン
プと戻り燃料チャンバ内の戻り燃料とが共に冷却され
る。電気モータ付燃料ポンプとエンジンの熱の殆どは、
燃料送給システムに伝わる。従って、燃料ポンプと、エ
ンジンの近くを通って加熱された戻り燃料とを冷却する
と、著しくそのシステム内の燃料を冷却して、揮発性燃
料の蒸気の発生を減じる。
の適用ではエンジン冷媒等の流体が導かれて、燃料ポン
プと戻り燃料チャンバ内の戻り燃料とが共に冷却され
る。電気モータ付燃料ポンプとエンジンの熱の殆どは、
燃料送給システムに伝わる。従って、燃料ポンプと、エ
ンジンの近くを通って加熱された戻り燃料とを冷却する
と、著しくそのシステム内の燃料を冷却して、揮発性燃
料の蒸気の発生を減じる。
【0007】この発明の目的・特徴・優位性の一つは、
エンジンに送られる燃料蒸気を著しく減少したエンジン
燃料送給システムを提供することである。その燃料送給
システムでは、エンジンから戻る燃料を冷却し、その後
液体・蒸気セパレータまたは他の燃料リザーバ内に燃料
を放出して、戻り燃料による危険な燃料蒸気の発生を大
きく減少させ、そして、普通の冷却チャンバを使用して
燃料ポンプと戻り燃料とを冷却し、そして、より小型
の、より経済的な液体・蒸気セパレータを使用できる。
また、この燃料送給システムは、燃料ポンプ内に引かれ
る蒸気を減じるのでその燃料ポンプの効率・寿命が改善
され、そして広範囲の用途に容易に使用できて、比較的
簡明なデザインであり、経済的に製作・組立ができ、使
用有効寿命が長い。
エンジンに送られる燃料蒸気を著しく減少したエンジン
燃料送給システムを提供することである。その燃料送給
システムでは、エンジンから戻る燃料を冷却し、その後
液体・蒸気セパレータまたは他の燃料リザーバ内に燃料
を放出して、戻り燃料による危険な燃料蒸気の発生を大
きく減少させ、そして、普通の冷却チャンバを使用して
燃料ポンプと戻り燃料とを冷却し、そして、より小型
の、より経済的な液体・蒸気セパレータを使用できる。
また、この燃料送給システムは、燃料ポンプ内に引かれ
る蒸気を減じるのでその燃料ポンプの効率・寿命が改善
され、そして広範囲の用途に容易に使用できて、比較的
簡明なデザインであり、経済的に製作・組立ができ、使
用有効寿命が長い。
【0008】この発明のこれらのそして他の目的・特徴
・優位性は、以下の好適または最適実施例の記載、請求
項の記載、添付図により明瞭に理解される。
・優位性は、以下の好適または最適実施例の記載、請求
項の記載、添付図により明瞭に理解される。
【0009】
【発明の実施の形態】実施例の詳細な説明図面について
より詳細に説明すると、図1は、船舶用内燃エンジン1
2のための戻り式燃料送給システム10を図示してい
て、そのシステム10には、液体で冷却される電気モー
タ付燃料ポンプ(モジュール)16が設けられ、その燃
料ポンプ16は、燃料をエンジン12の燃料主給筒18
とその燃料主給筒18の下流に配置された燃料圧力レギ
ュレータ14とに供給する。圧力レギュレータ14は、
エンジン12に供給された余剰燃料をバイパスさせて、
液体冷却される燃料ポンプ16内の熱交換器を通して戻
す。その後、その戻り燃料は、液体・蒸気セパレータ2
0に放出される。その戻り燃料を液体冷却する、燃料供
給ラインに直列にもうけられた燃料ポンプ16内の熱交
換器を通すと、戻り燃料の温度を下げて、液体・蒸気セ
パレータ20内に放出された時に、危険な炭化水素燃料
蒸気の発生を大きく減じる。これにより、システム10
内の危険な燃料蒸気の量を減じて、燃料蒸気がエンジン
燃料インゼクタに送給されるのを防ぎ、そして、より小
型の、より経済的な蒸気セパレータ20を使用できる。
更に、そのシステム10は、燃料ポンプ16を液体冷却
して、燃料が燃料ポンプ16を通る時に、ポンプの電気
モータから燃料への熱移動を減じて、燃料が蒸気化する
傾向を減じる。
より詳細に説明すると、図1は、船舶用内燃エンジン1
2のための戻り式燃料送給システム10を図示してい
て、そのシステム10には、液体で冷却される電気モー
タ付燃料ポンプ(モジュール)16が設けられ、その燃
料ポンプ16は、燃料をエンジン12の燃料主給筒18
とその燃料主給筒18の下流に配置された燃料圧力レギ
ュレータ14とに供給する。圧力レギュレータ14は、
エンジン12に供給された余剰燃料をバイパスさせて、
液体冷却される燃料ポンプ16内の熱交換器を通して戻
す。その後、その戻り燃料は、液体・蒸気セパレータ2
0に放出される。その戻り燃料を液体冷却する、燃料供
給ラインに直列にもうけられた燃料ポンプ16内の熱交
換器を通すと、戻り燃料の温度を下げて、液体・蒸気セ
パレータ20内に放出された時に、危険な炭化水素燃料
蒸気の発生を大きく減じる。これにより、システム10
内の危険な燃料蒸気の量を減じて、燃料蒸気がエンジン
燃料インゼクタに送給されるのを防ぎ、そして、より小
型の、より経済的な蒸気セパレータ20を使用できる。
更に、そのシステム10は、燃料ポンプ16を液体冷却
して、燃料が燃料ポンプ16を通る時に、ポンプの電気
モータから燃料への熱移動を減じて、燃料が蒸気化する
傾向を減じる。
【0010】燃料タンク22は燃料源を確保し、燃料は
燃料タンク22から蒸気セパレータ20に、それらの間
に配置された汲み上げ用低圧力ポンプ21により送られ
る。一般的には、低圧力ポンプ24はダイヤフラム式ポ
ンプであり、エンジンクランクケース内の圧力変動によ
る空気圧により作動される。液体・蒸気セパレータ20
は、リザーバ26を備えている。リザーバ26は、ある
量の液体燃料を保持し、蒸気ドーム28を形成する凹部
を有している。液体冷却される燃料ポンプ16は、液体
燃料を液体・蒸気セパレータ20から引くための入口3
0と、加圧された燃料が放出される出口32とを有し、
燃料は出口32から燃料主給筒18と付属する燃料イン
ゼクタ34とを介して運転中のエンジン12に送られ
る。
燃料タンク22から蒸気セパレータ20に、それらの間
に配置された汲み上げ用低圧力ポンプ21により送られ
る。一般的には、低圧力ポンプ24はダイヤフラム式ポ
ンプであり、エンジンクランクケース内の圧力変動によ
る空気圧により作動される。液体・蒸気セパレータ20
は、リザーバ26を備えている。リザーバ26は、ある
量の液体燃料を保持し、蒸気ドーム28を形成する凹部
を有している。液体冷却される燃料ポンプ16は、液体
燃料を液体・蒸気セパレータ20から引くための入口3
0と、加圧された燃料が放出される出口32とを有し、
燃料は出口32から燃料主給筒18と付属する燃料イン
ゼクタ34とを介して運転中のエンジン12に送られ
る。
【0011】燃料主給筒18の下流にある燃料圧力レギ
ュレータ14は、好ましくは、広範囲の流量に渡って、
エンジン12に燃料を供給する。よれにより、その燃料
は、大気圧に対してほぼ一定の圧力であり、または、マ
ニホールドがある場合には、インゼクタ34の前後の差
圧がほぼ一定になる。圧力レギュレータ14は、余剰燃
料を戻り燃料ライン36にバイパスさせて、この一定圧
力を維持する。ある適用例では、燃料圧力レギュレータ
14を液体冷却式燃料ポンプ16の下流に配置するのが
好ましく(図1に付号14’で仮想線で示しているよう
に)、戻り燃料が液体冷却される燃料ポンプ16を通
り、圧力レギュレータにより減圧されて、液体・蒸気セ
パレータ20内に放出される。好ましくは、燃料圧力レ
ギュレータ14は、米国特許第5,579,739号で
開示しているような、バイパス式レギュレータであり、
その開示は、参考資料としてここに組み込み、従って、
燃料圧力レギュレータ14の構成はこれ以上説明しな
い。
ュレータ14は、好ましくは、広範囲の流量に渡って、
エンジン12に燃料を供給する。よれにより、その燃料
は、大気圧に対してほぼ一定の圧力であり、または、マ
ニホールドがある場合には、インゼクタ34の前後の差
圧がほぼ一定になる。圧力レギュレータ14は、余剰燃
料を戻り燃料ライン36にバイパスさせて、この一定圧
力を維持する。ある適用例では、燃料圧力レギュレータ
14を液体冷却式燃料ポンプ16の下流に配置するのが
好ましく(図1に付号14’で仮想線で示しているよう
に)、戻り燃料が液体冷却される燃料ポンプ16を通
り、圧力レギュレータにより減圧されて、液体・蒸気セ
パレータ20内に放出される。好ましくは、燃料圧力レ
ギュレータ14は、米国特許第5,579,739号で
開示しているような、バイパス式レギュレータであり、
その開示は、参考資料としてここに組み込み、従って、
燃料圧力レギュレータ14の構成はこれ以上説明しな
い。
【0012】液体・蒸気セパレータ2Oは、燃料入口4
0と出口41と戻り燃料入口42と通気管44とを有
し、低圧力ポンプ24から放出された燃料がその入口4
0からセパレータ20内に入り、その出口41は燃料ポ
ンプ入口30に通じ、戻り燃料入口42を通って戻り燃
料がセパレータ20内に放出され、通気管44は蒸気ド
ーム28に通じ、通気管44を通ってセパレータ20内
の燃料蒸気がエンジン12の吸気マニホールド31に通
じて、運転中のエンジン12で消費される。液体・蒸気
セパレータ燃料の入口40は、リザーバ26内のフロー
ト48に連結されて連動する入口弁46により開閉可能
である。フロート48は、液体・蒸気セパレータ20の
リザーバ26内の燃料レベルに応答して、入口弁46を
作動して、燃料がリザーバ26内が所定レベルに上昇す
ると、燃料入口40を閉じる。これにより、リザーバ2
6が燃料タンク22からの燃料で完全に満ちるのを防
ぎ、蒸気ドーム28を維持し、戻り燃料がそこに収容さ
れ得る。特に、エンジンがアイドリング状態では、燃料
主給筒18に送られた燃料の多くが液体・蒸気セパレー
タ2Oに戻る時に、リザーバ26は、燃料タンクから送
給される燃料に対して、戻り燃料の殆どを収容し得る。
0と出口41と戻り燃料入口42と通気管44とを有
し、低圧力ポンプ24から放出された燃料がその入口4
0からセパレータ20内に入り、その出口41は燃料ポ
ンプ入口30に通じ、戻り燃料入口42を通って戻り燃
料がセパレータ20内に放出され、通気管44は蒸気ド
ーム28に通じ、通気管44を通ってセパレータ20内
の燃料蒸気がエンジン12の吸気マニホールド31に通
じて、運転中のエンジン12で消費される。液体・蒸気
セパレータ燃料の入口40は、リザーバ26内のフロー
ト48に連結されて連動する入口弁46により開閉可能
である。フロート48は、液体・蒸気セパレータ20の
リザーバ26内の燃料レベルに応答して、入口弁46を
作動して、燃料がリザーバ26内が所定レベルに上昇す
ると、燃料入口40を閉じる。これにより、リザーバ2
6が燃料タンク22からの燃料で完全に満ちるのを防
ぎ、蒸気ドーム28を維持し、戻り燃料がそこに収容さ
れ得る。特に、エンジンがアイドリング状態では、燃料
主給筒18に送られた燃料の多くが液体・蒸気セパレー
タ2Oに戻る時に、リザーバ26は、燃料タンクから送
給される燃料に対して、戻り燃料の殆どを収容し得る。
【0013】戻り燃料を使用することは好ましいことで
ある。何故ならば、燃料のより蒸気化し易い、より揮発
し易い成分は、燃料が燃料送給システム内を流れる最初
の道程で、圧力と温度の変化を受けるので、戻り燃料で
は既に除かれているからである。従って、戻り燃料は蒸
気の成分が減少し、そして、燃料タンク22からの初め
て送られる燃料よりも、蒸発しにくくなっている。更
に、戻り燃料が使用されるのは好ましいのは、燃料ポン
プ16を通って前に引かれた時に、それが少なくとも一
度フィルタを通過していて、燃料ポンプ16に引かれて
循環して使用される時には、再びフィルタを通るからで
ある。
ある。何故ならば、燃料のより蒸気化し易い、より揮発
し易い成分は、燃料が燃料送給システム内を流れる最初
の道程で、圧力と温度の変化を受けるので、戻り燃料で
は既に除かれているからである。従って、戻り燃料は蒸
気の成分が減少し、そして、燃料タンク22からの初め
て送られる燃料よりも、蒸発しにくくなっている。更
に、戻り燃料が使用されるのは好ましいのは、燃料ポン
プ16を通って前に引かれた時に、それが少なくとも一
度フィルタを通過していて、燃料ポンプ16に引かれて
循環して使用される時には、再びフィルタを通るからで
ある。
【0014】燃料ポンプ16は、電気モータ49により
駆動される燃料ポンプ機構47を備えていて、それらは
共に外側シェル56を有する密閉ハウジング内に収容さ
れている。ポンプから放出される燃料は、電気モータの
周囲のシェル56の内側を流れて、モータを冷却してハ
ウジング出口に至る。電気モータ付燃料ポンプ16は、
基本的には、米国特許第5,265,997号に開示さ
れた容積式燃料ポンプ、または米国特許第5,586,
858号に開示されたようなタービン翼式燃料ポンプの
ような形式のものであればよい。これらの開示は、参考
資料として組み込み、従って、燃料ポンプ機構47とモ
ータ49との内部構造はこれ以上詳細に説明しない。使
用状態で、燃料ポンプ16は、好ましくは、最大エンジ
ン負荷および最大燃料デマンド状態でも、ほぼ一定の流
量で、エンジン12の燃料全デマンドより多い燃料を供
給できる。
駆動される燃料ポンプ機構47を備えていて、それらは
共に外側シェル56を有する密閉ハウジング内に収容さ
れている。ポンプから放出される燃料は、電気モータの
周囲のシェル56の内側を流れて、モータを冷却してハ
ウジング出口に至る。電気モータ付燃料ポンプ16は、
基本的には、米国特許第5,265,997号に開示さ
れた容積式燃料ポンプ、または米国特許第5,586,
858号に開示されたようなタービン翼式燃料ポンプの
ような形式のものであればよい。これらの開示は、参考
資料として組み込み、従って、燃料ポンプ機構47とモ
ータ49との内部構造はこれ以上詳細に説明しない。使
用状態で、燃料ポンプ16は、好ましくは、最大エンジ
ン負荷および最大燃料デマンド状態でも、ほぼ一定の流
量で、エンジン12の燃料全デマンドより多い燃料を供
給できる。
【0015】図2に示すように、燃料ポンプ16は、ハ
ウジング50内に収容される。ハウジング50は、燃料
チャンバ52とそれに隣接した冷却流体チャンバ54と
を部分的に形成している。燃料ポンプ16は、好ましく
は、円筒シェル56に囲まれいて、シェル56を環状に
囲む、シェル56とハウジング50と間に部分的に形成
された冷却流体チャンバ54内の流体から隔絶されてい
る。シェル56は、好ましくは、鋼または銅のような高
熱伝導率の材料から作られていて、冷却流体チャンバ5
4と直接接触して、それと熱交換が良好である。
ウジング50内に収容される。ハウジング50は、燃料
チャンバ52とそれに隣接した冷却流体チャンバ54と
を部分的に形成している。燃料ポンプ16は、好ましく
は、円筒シェル56に囲まれいて、シェル56を環状に
囲む、シェル56とハウジング50と間に部分的に形成
された冷却流体チャンバ54内の流体から隔絶されてい
る。シェル56は、好ましくは、鋼または銅のような高
熱伝導率の材料から作られていて、冷却流体チャンバ5
4と直接接触して、それと熱交換が良好である。
【0016】円筒の戻り燃料隔絶部材58は、図3に示
すように、軸方向に延びる側壁60と径方向外側に延び
るフランジ62とを有する。フランジ62はその一端
が、図2に示すように、ハウジング5Oに形成された溝
64内に環状に組み付けられ、その他端は、環状の連続
ゴム状弾性シール66に収容される。弾性シール66
は、燃料ポンプ入口30を戻り燃料チャンバ52と冷却
流体チャンバ54とから隔ててシールして、それらの間
の漏れを防ぐ。チャンバ52内の燃料からチャンバ54
内の流体に良好に熱を移行する熱交換器とするために、
戻り燃料隔絶部材58は、好ましくは、鋼または銅のよ
うな高熱伝導率の材料から作られていて、熱伝導し易く
している。軸方向に延びる側壁60は、冷却流体チャン
バ54に接する、戻り燃料チャンバ52の表面積を増加
させ、それらの間の熱伝導を増やす。従って、前述のよ
うに、戻り燃料チャンバ52は、戻り燃料隔絶部材58
と、ハウジング50と、ゴム状弾性シール66との間に
形成されている。
すように、軸方向に延びる側壁60と径方向外側に延び
るフランジ62とを有する。フランジ62はその一端
が、図2に示すように、ハウジング5Oに形成された溝
64内に環状に組み付けられ、その他端は、環状の連続
ゴム状弾性シール66に収容される。弾性シール66
は、燃料ポンプ入口30を戻り燃料チャンバ52と冷却
流体チャンバ54とから隔ててシールして、それらの間
の漏れを防ぐ。チャンバ52内の燃料からチャンバ54
内の流体に良好に熱を移行する熱交換器とするために、
戻り燃料隔絶部材58は、好ましくは、鋼または銅のよ
うな高熱伝導率の材料から作られていて、熱伝導し易く
している。軸方向に延びる側壁60は、冷却流体チャン
バ54に接する、戻り燃料チャンバ52の表面積を増加
させ、それらの間の熱伝導を増やす。従って、前述のよ
うに、戻り燃料チャンバ52は、戻り燃料隔絶部材58
と、ハウジング50と、ゴム状弾性シール66との間に
形成されている。
【0017】第二リング状連続ゴム状弾性シール68
は、燃料ポンプのシェル56の他端付近をシールして、
燃料ポンプ出口32と、燃料ポンプモータの電気コネク
タ70とを、冷却流体チャンバ54から隔絶している。
冷却流体チャンバ54は、燃料ポンプシェル56を囲
み、そして、ポンプのゴム状弾性シール66、68と、
シェル56と、戻り燃料隔絶部材58と、ハウジング5
0とにより形成されている。
は、燃料ポンプのシェル56の他端付近をシールして、
燃料ポンプ出口32と、燃料ポンプモータの電気コネク
タ70とを、冷却流体チャンバ54から隔絶している。
冷却流体チャンバ54は、燃料ポンプシェル56を囲
み、そして、ポンプのゴム状弾性シール66、68と、
シェル56と、戻り燃料隔絶部材58と、ハウジング5
0とにより形成されている。
【0018】外側ハウジング50に設けられた燃料入口
72は、液体・蒸気セパレータ20の出口41に通じ
て、好ましくは、燃料ポンプ入口30を囲むカップ型フ
ィルタ74を通って、そこから燃料が燃料ポンプ16内
に引かれる。ハウジング50内の冷媒入口76は、船舶
用のジェット推進用水ポンプまたはエンジン給水ポンプ
のような冷却流体源を冷却流体チャンバ54に通じる。
ハウジング50内の戻り燃料入口78は、戻り燃料チャ
ンバ52に通じて、戻り燃料ライン36からの戻り燃料
を供給する。ハウジング50の燃料出口80は燃料ポン
プ出口32を燃料ライン82に通じて、加圧された燃料
を燃料主給筒18に送る。ハウジング50の冷媒出口8
4は、冷却流体チャンバ54をハウジング50の外部に
通じ、冷却流体をチャンバ54から放出する。ハウジン
グ50内の戻り燃料出口86は、戻り燃料チャンバ52
内の戻り燃料を導管88に通じて、戻り燃料が戻り燃料
入口42を通って液体・蒸気セパレータ20内に放出さ
れる。
72は、液体・蒸気セパレータ20の出口41に通じ
て、好ましくは、燃料ポンプ入口30を囲むカップ型フ
ィルタ74を通って、そこから燃料が燃料ポンプ16内
に引かれる。ハウジング50内の冷媒入口76は、船舶
用のジェット推進用水ポンプまたはエンジン給水ポンプ
のような冷却流体源を冷却流体チャンバ54に通じる。
ハウジング50内の戻り燃料入口78は、戻り燃料チャ
ンバ52に通じて、戻り燃料ライン36からの戻り燃料
を供給する。ハウジング50の燃料出口80は燃料ポン
プ出口32を燃料ライン82に通じて、加圧された燃料
を燃料主給筒18に送る。ハウジング50の冷媒出口8
4は、冷却流体チャンバ54をハウジング50の外部に
通じ、冷却流体をチャンバ54から放出する。ハウジン
グ50内の戻り燃料出口86は、戻り燃料チャンバ52
内の戻り燃料を導管88に通じて、戻り燃料が戻り燃料
入口42を通って液体・蒸気セパレータ20内に放出さ
れる。
【0019】使用状態では、液体・蒸気セパレータ20
の入口弁46が開いている時に、即ち、リザーバ26内
の燃料レベルが所定レベル以下の時に、低圧力ポンプ2
4は、燃料を燃料タンク22から引いて、燃料入口40
を通って、液体・蒸気セパレータ20内に放出する。燃
料ポンプ16は、燃料を液体・蒸気セパレータ20から
引いて、加圧された燃料を燃料ライン82を通って、エ
ンジン12に付設した燃料主給筒18に放出して燃料を
エンジンのインゼクタ34に供給する。燃料主給筒18
の下流の燃料圧力レギュレータ14は、余剰燃料を戻り
燃料ライン36を通じて燃料ポンプハウジング50の戻
り燃料チャンバ54内にバイパスさせる。そこで、戻り
燃料は、チャンバ54に汲み上げられるまたは押し込ま
れる、冷水等の冷媒により、燃料ポンプ16と共に、熱
交換されて冷却される。冷却された戻り燃料は、チャン
バ52から戻り燃料出口86を通って、戻り燃料入口4
2を介して、液体・蒸気セパレータ20内に放出され
る。冷却された戻り燃料は、非冷却の戻り燃料よりも、
液体・蒸気セパレータ20内での蒸気の発生量が少なく
なる。
の入口弁46が開いている時に、即ち、リザーバ26内
の燃料レベルが所定レベル以下の時に、低圧力ポンプ2
4は、燃料を燃料タンク22から引いて、燃料入口40
を通って、液体・蒸気セパレータ20内に放出する。燃
料ポンプ16は、燃料を液体・蒸気セパレータ20から
引いて、加圧された燃料を燃料ライン82を通って、エ
ンジン12に付設した燃料主給筒18に放出して燃料を
エンジンのインゼクタ34に供給する。燃料主給筒18
の下流の燃料圧力レギュレータ14は、余剰燃料を戻り
燃料ライン36を通じて燃料ポンプハウジング50の戻
り燃料チャンバ54内にバイパスさせる。そこで、戻り
燃料は、チャンバ54に汲み上げられるまたは押し込ま
れる、冷水等の冷媒により、燃料ポンプ16と共に、熱
交換されて冷却される。冷却された戻り燃料は、チャン
バ52から戻り燃料出口86を通って、戻り燃料入口4
2を介して、液体・蒸気セパレータ20内に放出され
る。冷却された戻り燃料は、非冷却の戻り燃料よりも、
液体・蒸気セパレータ20内での蒸気の発生量が少なく
なる。
【0020】図4に示すように、この発明の実施例は、
非戻り式燃料送給システム100でも適用可能である。
この燃料送給システム100では、燃料圧力レギュレー
タ14”が燃料ポンプ出口80の直ぐ下流に配置され、
燃料ポンプ16から送給された余剰燃料をバイパスさせ
て、エンジンの燃料デマンドに応じて、燃料をエンジン
12に送る。圧力レギュレータ14”は、出口80に通
じる入口102と、戻り燃料入口78に通じるバイパス
出口104とを有し、バイパスした燃料を戻り燃料チャ
ンバ52内に導いて、液体・蒸気セパレータ20内に戻
す。燃料送給システム100の他の部分は、燃料送給シ
ステム10と同じ構造で同じに作用するので、ここで
は、更に説明しない。
非戻り式燃料送給システム100でも適用可能である。
この燃料送給システム100では、燃料圧力レギュレー
タ14”が燃料ポンプ出口80の直ぐ下流に配置され、
燃料ポンプ16から送給された余剰燃料をバイパスさせ
て、エンジンの燃料デマンドに応じて、燃料をエンジン
12に送る。圧力レギュレータ14”は、出口80に通
じる入口102と、戻り燃料入口78に通じるバイパス
出口104とを有し、バイパスした燃料を戻り燃料チャ
ンバ52内に導いて、液体・蒸気セパレータ20内に戻
す。燃料送給システム100の他の部分は、燃料送給シ
ステム10と同じ構造で同じに作用するので、ここで
は、更に説明しない。
【0021】このように、この燃料送給システム10で
は、エンジン駆動の給水ポンプ、ジェット推進用ポン
プ、またはエンジン冷媒ポンプ等の、既存の冷却流体源
が、冷水等の冷却流体を供給して、電気モータ付燃料ポ
ンプ16と熱い戻り燃料とを冷却する。これにより、シ
ステム10内の燃料は、そのシステムの二箇所で、即
ち、燃料ポンプ16を通る時と、そして運転中のエンジ
ン12の燃料主給筒18を通る時とに、著しく加熱され
た直後に、そして燃料が蒸気セパレータ内に放出される
前に、意図的に冷却される。こうして、電気モータ付燃
料ポンプ16を冷却し、そしてエンジン燃料主給筒を通
ってきた戻り燃料を冷却することは、システム10にお
ける、効率的な燃料冷却方法であって、これにより燃料
送給システム10内の蒸気の発生を制限する。システム
10内の燃料蒸気の発生が減ると、システム10から放
出される危険な炭化水素蒸気を減らし、燃料蒸気がエン
ジンに供給されるのを防ぎ、燃料ポンプ16の寿命と効
率を増加させ、より小型の、より経済的な液体・蒸気セ
パレータ20の使用を可能にする。
は、エンジン駆動の給水ポンプ、ジェット推進用ポン
プ、またはエンジン冷媒ポンプ等の、既存の冷却流体源
が、冷水等の冷却流体を供給して、電気モータ付燃料ポ
ンプ16と熱い戻り燃料とを冷却する。これにより、シ
ステム10内の燃料は、そのシステムの二箇所で、即
ち、燃料ポンプ16を通る時と、そして運転中のエンジ
ン12の燃料主給筒18を通る時とに、著しく加熱され
た直後に、そして燃料が蒸気セパレータ内に放出される
前に、意図的に冷却される。こうして、電気モータ付燃
料ポンプ16を冷却し、そしてエンジン燃料主給筒を通
ってきた戻り燃料を冷却することは、システム10にお
ける、効率的な燃料冷却方法であって、これにより燃料
送給システム10内の蒸気の発生を制限する。システム
10内の燃料蒸気の発生が減ると、システム10から放
出される危険な炭化水素蒸気を減らし、燃料蒸気がエン
ジンに供給されるのを防ぎ、燃料ポンプ16の寿命と効
率を増加させ、より小型の、より経済的な液体・蒸気セ
パレータ20の使用を可能にする。
【0022】
【発明の効果】この発明による燃料送給システムでは、
エンジンから戻る燃料を冷却し、その後液体・蒸気セパ
レータまたは他の燃料リザーバ内に燃料を放出して、戻
り燃料による危険な燃料蒸気の発生を大きく減少させ
る。
エンジンから戻る燃料を冷却し、その後液体・蒸気セパ
レータまたは他の燃料リザーバ内に燃料を放出して、戻
り燃料による危険な燃料蒸気の発生を大きく減少させ
る。
【図1】この発明の実施例の燃料送給システムの模式図
である。
である。
【図2】この発明の実施例の燃料ポンプを図示する断面
図である。
図である。
【図3】燃料ポンプのハウジングに保持される戻り燃料
隔絶部材の斜視図である。
隔絶部材の斜視図である。
【図4】この発明の他の実施例の燃料送給システムの模
式図であり、そのシステムでは、燃料ポンプのすぐ下流
に燃料圧力レギュレータが設けられている。
式図であり、そのシステムでは、燃料ポンプのすぐ下流
に燃料圧力レギュレータが設けられている。
10 戻り式燃料送給システム 12 内燃エンジン 14、14” 燃料圧力レギュレータ 16 燃料ポンプ 18 燃料主給筒 20 液体・蒸気セパレータ 22 燃料タンク 24 低圧力ポンプ 26 リザーバ 28 蒸気ドーム 44 通気管 46 入口弁 49 電気モータ 50 ハウジング 52 燃料チャンバ 54 冷却流体チャンバ 56 外側シェル 58 隔絶部材 60 側壁 62 フランジ 86 戻り燃料出口 100 燃料送給システム
Claims (23)
- 【請求項1】 燃料ポンプであって、 ハウジングと、 該ハウジング内に収容された電気モータ付燃料ポンプ
と、 該ハウジングに部分的に形成され、該燃料ポンプの該電
気モータと熱交換する流体を収容する構造の、流体チャ
ンバと、 燃料を該燃料ポンプ内に引くための、該ハウジングの第
一入口と、 該燃料ポンプから加圧された燃料を放出するための、該
ハウジングの第一出口と、 該流体チャンバと通じる、該ハウジングの第二入口と、 該流体チャンバに受け入れられた流体が該ハウジングか
ら放出される、該ハウジングの第二出口とを具備し、 該流体チャンバ内の流体が、該燃料ポンプと熱交換でき
て、該燃料ポンプを冷却するように構成された、上記燃
料ポンプ。 - 【請求項2】 前記燃料ポンプを囲んで、前記流体チャ
ンバ内の流体から前記燃料ポンプを隔絶して、部分的に
前記流体チャンバを形成する、燃料ポンプシェルを具備
した、請求項1記載の燃料ポンプ。 - 【請求項3】 前記流体チャンバの一部は、前記燃料ポ
ンプシェルの外面と、前記ハウジングとの間に、形成さ
れて、前記燃料ポンプシェルの少なくとも一部をほぼ環
状に囲んでいる、請求項2記載の燃料ポンプ。 - 【請求項4】 前記燃料ポンプシェルが高熱伝導率の材
料で形成された、請求項2記載の燃料ポンプ。 - 【請求項5】 前記ハウジングにより保持され、前記流
体チャンバ内の流体から隔絶された戻り燃料チャンバを
部分的に形成した、戻り燃料隔絶部材と、 該戻り燃料チャンバ内に燃料を受け入れるように構成さ
れた、前記ハウジングの戻り燃料入口と、 該戻り燃料チャンバ内の燃料を前記ハウジングから放出
するための戻り燃料出口とを具備した、請求項1記載の
燃料ポンプ。 - 【請求項6】 前記戻り燃料隔絶部材は、一般的には円
筒の、軸方向に延びる側壁を有し、該側壁の一面は部分
的に前記流体チャンバを形成し、該側壁の他面は部分的
に前記戻り燃料チャンバを形成して、前記戻り燃料チャ
ンバ内の燃料を冷却するために、前記流体チャンバが前
記戻り燃料チャンバと熱交換可能に構成された、請求項
5記載の燃料ポンプ。 - 【請求項7】 前記戻り燃料隔絶部材が、高熱伝導率の
材料で形成された、請求項6記載の燃料ポンプ。 - 【請求項8】 前記戻り燃料チャンバは、前記戻り燃料
隔絶部材と前記ハウジングとの間に形成された、請求項
5記載の燃料ポンプ。 - 【請求項9】 前記戻り燃料隔絶部材が、高熱伝導率の
材料で形成された、請求項5記載の燃料ポンプ。 - 【請求項10】 燃料噴射型内燃エンジン用の燃料送給
システムであって、燃料を該エンジンの燃料インゼクタ
に送給する燃料ラインと、 燃料ポンプを組み入れるハウジングと、 該ハウジング内に収容される電気モータ付燃料ポンプ
と、 該燃料ポンプから送給された余剰燃料をバイパスする戻
り燃料ラインと、 該ハウジングにより少なくとも部分的に形成され、該戻
り燃料ラインからの燃料を受け入れる構造の、戻り燃料
チャンバと、 該ハウジングにより部分的に形成され、戻り燃料チャン
バ内の燃料と隔絶され、該燃料ポンプおよび該戻り燃料
チャンバ内燃料と熱交換する流体を収容する構造の、流
体チャンバと、 燃料を該燃料ポンプ内に引くための、該ハウジングの第
一入口と、 該燃料ポンプから加圧された燃料を該燃料ラインに放出
するための、該ハウジングの第一出口と、 該流体チャンバに通じる、該ハウジングの第二入口と、 該流体チャンバ内に受け入られた流体を該ハウジングか
ら放出するための、該ハウジングの第二出口と、 該戻り燃料ラインを該戻り燃料チャンバに通じる、該ハ
ウジングの第三入口と、 該戻り燃料チャンバ内の戻り燃料が該ハウジングから放
出される、該ハウジングの第三出口とを具備し、 該流体チャンバ内の冷却流体が、該燃料ポンプおよび該
戻り燃料チャンバ内戻り燃料と熱交換できて、該戻り燃
料と、該燃料ポンプの該電気モータとを冷却するように
構成された、上記燃料送給システム。 - 【請求項11】 前記電気モータおよび前記燃料ポンプ
を囲んで、部分的に前記流体チャンバを形成した、燃料
ポンプシェルを具備した、請求項10記載の燃料送給シ
ステム。 - 【請求項12】 前記流体チャンバは、前記燃料ポンプ
シェルの外面と、前記ハウジングとの間に、部分的に形
成され、前記燃料ポンプシェルの少なくとも一部をほぼ
環状に囲んでいる、請求項11記載の燃料送給システ
ム。 - 【請求項13】 前記ハウジングに保持され、前記戻り
チャンバ内の燃料を前記流体チャンバ内の冷却流体から
隔絶する、戻り燃料隔絶部材を具備した、請求項10記
載の燃料送給システム。 - 【請求項14】 前記戻り燃料隔絶部材は、一般的には
円筒の、軸方向に延びる側壁を有し、該側壁の一面は部
分的に前記流体チャンバを形成し、該側壁の他面は部分
的に前記戻り燃料チャンバを形成した、請求項13記載
の燃料送給システム。 - 【請求項15】 前記戻り燃料チャンバは、前記戻り燃
料隔絶部材と前記ハウジングとの間に形成された、請求
項13記載の燃料送給システム。 - 【請求項16】 前記燃料送給システムは、前記燃料ポ
ンプの下流に設けられた燃料圧力レギュレータを具備
し、該燃料圧力レギュレータが、前記ハウジングの前記
第三入口に通じて、前記燃料ポンプから送給させた余剰
燃料を前記第三入口に分流するバイパス出口を有する、
請求項10記載の燃料送給システム。 - 【請求項17】 前記燃料送給システムは、前記燃料ポ
ンプの上流側に設けられた液体・蒸気セパレータを具備
し、該液体・蒸気セパレータは、前記第三出口に通じ
て、前記戻り燃料チャンバから放出された戻り燃料を受
け入れるリザーバを形成している、請求項10記載の燃
料送給システム。 - 【請求項18】 前記液体・蒸気セパレータは、前記燃
料ポンプに燃料を送るための、前記第一入口に通じる出
口を有する、請求項17記載の燃料送給システム。 - 【請求項19】 前記燃料送給システムは、低圧力ポン
プを具備し、該低圧力ポンプは、燃料タンクから燃料を
引くための入口と、前記液体・蒸気セパレータに燃料を
送るための出口とを有する、請求項17記載の燃料送給
システム。 - 【請求項20】 前記液体・蒸気セパレータは、前記低
圧力ポンプに通じる入口と、フロート弁とを有し、該フ
ロート弁は、前記リザーバ内の燃料レベルに応答して、
前記液体・蒸気セパレータの該入口を閉じるように作動
して、前記リザーバが前記低圧力ポンプからの燃料で完
全に満たされることを防いで、前記リザーバ内に液体で
満たされない部分を確保して、燃料蒸気が収容され得る
ように構成された、請求項19記載の燃料送給システ
ム。 - 【請求項21】 前記燃料送給システムは前記戻り燃料
チャンバの下流側に設けられた燃料圧力レギュレータを
具備し、該燃料圧力レギュレータは、前記ハウジングの
前記第三出口と通じる入口と、前記戻り燃料チャンバか
ら下流側のバイパス出口とを有する、請求項10記載の
燃料送給システム。 - 【請求項22】 前記燃料送給システムは、前記燃料ポ
ンプの上流側に設けられた液体・蒸気セパレータを具備
し、該液体・蒸気セパレータは、前記圧力レギュレータ
の前記バイパス出口と通じるリザーバを形成した、請求
項21記載の燃料送給システム。 - 【請求項23】 前記燃料送給システムは前記エンジン
の下流側に設けられた燃料圧力レギュレータを具備し、
該燃料圧力レギュレータは、前記戻り燃料ラインに通じ
る、前記エンジンで消費されない余剰燃料が前記エンジ
ンから前記戻り燃料ラインに戻るバイパス出口を有す
る、請求項10記載の燃料送給システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/986957 | 1997-12-08 | ||
| US08/986,957 US6009859A (en) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Liquid-cooled in-line fuel pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218057A true JPH11218057A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=25532933
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Legal Events
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |