KR100704076B1 - 연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치 - Google Patents
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Abstract
연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치(a fuel supply device for a fuel returnless system)는 연료 탱크에 배치되며, 연료 탱크내의 연료를 흡입, 가압 및 배출하도록 배치 및 구성된 연료 펌프와, 가압 연료의 압력을 조절하고, 연료 탱크내로 가압 연료의 잉여물(surplus)을 배출하는 압력 조절 밸브와, 연료 펌프내로 흡입된 연료내에 함유된 이물질을 제거하는 흡입 필터와, 가압 연료의 일부분을, 흡입 필터의 내부로부터 연료 펌프의 펌프 흡입 포트까지 연장되는 연료 흡입 통로로 리턴시키는 가압 연료 리턴 통로를 포함한다.
Description
도 1은 본 발명의 전형적인 제 1 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치를 도시하는 개략도,
도 2는 흡입 필터를 도시하는 개략도,
도 3은 연료가 연료 리턴리스 시스템내의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 4는 연료 온도와, 배출 유량의 변화율 사이의 관계를 도시하는 특성도,
도 5는 본 발명의 전형적인 제 2 실시예에 따른 흡입 필터를 도시하는 개략도,
도 6은 본 발명의 전형적인 제 3 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치를 도시하는 개략도,
도 7은 연료가 연료 리턴리스 시스템내의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 8은 본 발명의 전형적인 제 4 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치를 도시하는 개략도,
도 9는 연료가 연료 리턴리스 시스템내의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 10은 연료 리턴리스 시스템용의 공지된 연료 공급 장치를 도시하는 개략도,
도 11은 연료가 연료 리턴리스 시스템내의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 12는 전형적인 제 1 실시예의 연료 공급 장치의 연료 펌프를 도시하는 단면도,
도 13은 연료가 본 발명의 전형적인 제 5 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 14는 연료가 본 발명의 전형적인 제 6 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 15는 연료가 본 발명의 전형적인 제 7 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 16은 연료 펌프의 단면도,
도 17은 연료가 본 발명의 전형적인 제 8 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 18은 연료가 본 발명의 전형적인 제 9 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 19는 연료가 본 발명의 전형적인 제 10 실시예에 따른 연료 리턴리스 시 스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 20은 연료가 본 발명의 전형적인 제 11 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 21은 본 발명의 전형적인 제 12 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치를 도시하는 개략도,
도 22는 본 발명의 전형적인 제 13 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치를 도시하는 개략도,
도 23은 본 발명의 전형적인 제 14 실시예에 따른 흡입 필터를 도시하는 설명도,
도 24는 본 발명의 전형적인 제 15 실시예에 따른 흡입 필터를 도시하는 설명도,
도 25는 본 발명의 전형적인 제 16 실시예에 따른 흡입 필터를 도시하는 설명도,
도 26은 본 발명의 전형적인 제 17 실시예에 따른 흡입 필터를 도시하는 설명도,
도 27은 본 발명의 전형적인 제 18 실시예에 따른 흡입 필터를 개략적으로 도시하는 부분 단면 평면도,
도 28은 연료가 본 발명의 전형적인 제 19 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치에서 어떻게 유동하는 가를 도시하는 설명도,
도 29는 본 발명의 전형적인 제 20 실시예에 따른 리저브 컵을 도시하는 설 명도,
도 30은 본 발명의 전형적인 제 21 실시예에 따른 리저브 컵을 도시하는 설명도,
도 31은 본 발명의 전형적인 제 22 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용의 연료 공급 장치를 도시하는 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 연료 탱크 3 : 리저브 컵
5 : 연료 공급 통로 10 : 연료 펌프
12 : 고압 필터 14 ; 조절 밸브
16 : 흡입 필터 17 : 여과 부재
17a : 증기 분리 필터 20 : 증기 분리/배출 기구
22 : 팽창 챔버 22a : 입구 부분
24 : 가압 연료 유입 포트 26a : 상부 벽 부분
29 : 증기 배출 구멍 30 : 가압 연료 리턴 통로
32 : 충돌 벽 37 : 연료 흡입 통로
49 : 스로틀 50 : 밸브 기구
60 : 제트 펌프 64 : 증기 배출 구멍
68 : 스로틀 70 : 흡입 필터
72 : 연료 펌프 74 : 연료 펌프
75 : 모터 부분 76 : 펌프 부분
78 : 유출 포트 79 : 배출 포트
80 : 증기 분리/배출 기구 81 : 증기 배출 통로
82 : 분기 통로 83 : 스로틀
84 : 제트 펌프 86 : 흡입 필터
87 : 여과 부재 87a : 증기 분리 필터
88 : 여과 부재 92 : 밀봉 부재
95 : 가압 연료 도입 통로 96 : 가압 연료 유입 포트
202 : 모터 부분 203 : 펌프 부분
242 : 펌프 흡입 포트 302 : 팽창 챔버
308 : 증기 배출 구멍 312 : 가압 연료 도출 통로
316 : 밀봉 부재 322 : 가압 연료 도입 통로
325 : 가압 연료 유입 포트 334 : 제트 펌프
본 발명은 자동차와 같은 차량에 주로 장착된 연료 탱크내의 연료를 내연 기관(이후에 간단히 엔진이라고 함)에 공급하는 연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치(a fuel supply device for a fuel returnless system)에 관한 것이다. 이러한 명세서에 있어서, 연료 리턴리스 시스템은 연료 탱크내의 연료의 잉여물 (surplus of fuel)을 처리하고, 이것이 엔진 측으로부터 연료 탱크로 리턴되는 것을 방지하도록 구성된 시스템에 관한 것이다.
이러한 종류의 연료 리턴리스 시스템용의 공지된 연료 공급 장치를 설명한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 리턴 시스템내의 연료 공급 장치는 연료 탱크(101)내에 배치되며, 연료 펌프(110), 고압 필터(112), 압력 조절 밸브(14) 및 흡입 필터(116)를 포함하는 모듈로서 구성된다.
인탱크형(in-tank type)의 전동식 펌프인 연료 펌프(10)는 연료 탱크(101)내에 설치된 리저브 컵(103)(reserve cup)으로부터의 연료를 흡입 필터(116)를 통해 흡입하고, 연료를 가압하고, 이 연료를 고압 필터(112)로 배출한다. 고압 필터(112)는 연료 펌프(110)로부터 배출된 가압 연료에 함유된 이물질을 제거하고, 이 가압 연료를 압력 조절 밸브(14)로 배출한다. 또한, 가압 연료는 이후에 "고압 연료"라고 한다.
압력 조절 밸브(114)는 고압 필터(112)로부터 배출된 가압 연료의 압력을 조절하고, 가압 연료의 잉여물을 가압 연료 리턴 파이프(118)를 통해 리저브 컵(103)내로 배출한다. 압력 조절 밸브(114)에 의해 그 압력이 조절되는 가압 연료는 연료 탱크(101) 외측의 연료 공급 통로(105)로 배출된다. 연료 공급 통로(105)는 엔진의 딜리버리 파이프를 거쳐서 인젝터로 유도된다. 흡입 필터(116)는 리저브 컵(103)의 내부로부터 연료 펌프(110)내로 흡입된 연료에 함유된 이물질을 제거한다.
상술한 연료 리턴리스 시스템의 연료 공급 장치에 있어서, 연료 펌프(110)가 구동될 때, 리저브 컵(103)내의 연료는 흡입 필터(116)를 통해 흡입되고, 가압되 며, 고압 필터(112)내로 배출된다. 고압 필터(112)를 통해 통과된 연료는 압력 조절 밸브(114)를 거쳐서 연료 공급 통로(105)로 공급된다. 연료 공급 통로(105)로 공급된 연료는 엔진의 딜리버리 파이프를 거쳐서 인젝터로 공급된다. 도 11은 연료가 공지된 연료 공급 장치(도 10 참조)에서 어떻게 유동하는 가를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, "QE"는 흡입 필터(116)를 통해 통과되는 연료의 량, 즉 엔진으로 공급될 연료량 또는 엔진의 연료 소비량을 나타낸다. "QR"은 압력 조절 밸브(14)로부터 배출된 가압 연료의 잉여물의 량(소위 잉여 연료량)을 나타낸다. "P"는 연료 탱크(1)내의 압력을 나타낸다. "P"는 P=0일 경우 대기압과 동일하다. "PSYS"는 직접 분사 엔진에 설치된 인젝터 또는 고압 펌프의 파이프 라인으로 공급된 가압 연료의 압력을 나타내며, 소위 시스템 연료 압력(보다 상세하게 300 내지 600㎪)이라고 한다.
"-ΔP"는 연료 펌프(110)를 거쳐서 연료를 흡입함으로써 발생된 흡입 필터(116)내의 압력(음의 압력)을 나타낸다.
상술한 연료 리턴리스 시스템의 연료 공급 장치는 예를 들면 일본 특허 공개 제 1997-32672 호 공보에 개시되어 있다.
상술한 연료 공급 장치에서, 연료 펌프(110)의 흡입측상에 설치된 흡입 필터(116)는 적어도 일부 통로 저항(이후에는 "흡입 저항"이라고도 한다)이 존재한다. 따라서, 연료를 흡입하기 위해서 연료 펌프(110)에 의해 발생된 흡입력으로 인해서 흡입 필터(116)에 음의 압력 환경이 생성된다. 따라서, 예를 들면 알콜 등과 같은 낮은 비점 성분을 함유한 연료가 고온시나, 낮은 압력 환경 등에서 감압 및 비등되며, 이에 의해 스팀 기포 또는 증기(v)(도 10 참조)가 발생된다. 연료 펌프(110)가 증기(v)를 흡입하는 것에 의해 연료 펌프(10)로부터 그리고 그에 따라 연료 공급 장치로부터 배출된 연료의 유동량의 저하를 야기시킨다.
본 발명의 목적은 제 2 필터에서의 증기의 발생을 억제하고, 연료 펌프를 거쳐서 증기의 흡입으로 인한 배출 유량의 감소를 방지할 수 있는 연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명 기술의 일 형태에 있어서, 연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치가 개시된다. 연료 공급 장치는 연료 탱크에 배치되며, 연료 탱크내의 연료를 흡입, 가압 및 배출하도록 배치 및 구성된 연료 펌프와, 가압 연료의 압력을 조절하도록 배치 및 구성되고, 연료 탱크내로 가압 연료의 잉여물(surplus)을 배출하는 압력 조절 밸브와, 연료 펌프내로 흡입된 연료내에 함유된 이물질을 제거하도록 배치 및 구성된 제 1 필터를 포함한다. 연료 공급 장치는 가압 연료의 일부분을, 제 1 필터의 내부로부터 연료 펌프의 펌프 흡입 포트까지 연장되는 연료 흡입 통로로 리턴시키도록 배치 및 구성된 가압 연료 리턴 통로를 포함한다. 선택적으로, 제 2 필터는 연료 펌프로부터 배출된 가압 연료(이후에 "정압 연료"라고도 한다)에 함유된 이물질을 제거하기 위해 설치될 수도 있다.
따라서, 연료 펌프의 연료 흡입력으로 인해 제 1 필터에서 발생된 음의 압력과, 제 1 필터의 통로 저항이 완화될 수 있다. 고온, 낮은 압력 환경 등에서 연료내의 낮은 비점 성분의 감압 및 비등으로 인해 제 1 필터에서 발생될 수도 있는 증기가 감소될 수 있다. 그 결과, 연료 펌프에 의해 증기의 흡입으로 인한 배출 유량의 감소 가능성이 최소화될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 압력 조절 밸브로부터 배출된 가압 연료의 잉여물은 가압 연료 리턴 통로를 통해 연료 흡입 통로내로 유동하는 가압 연료로서 이용된다. 따라서, 고효율 장치가 구성될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 가압 연료 리턴 통로는 제 1 필터에 설치된 가압 연료 유입 포트에 연결된다. 따라서, 가압 연료 리턴 통로의 연결부로부터 제 1 필터까지에서 야기되는 밀봉 성능의 손실, 즉 연료 누설이 감소 또는 최소화될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 가압 연료 리턴 통로는 리턴 통로를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기를 분리 및 배출하는 증기 분리/배출 기구를 구비한다. 따라서, 가압 연료에 함유되고 연료 흡입 통로에 들어가는 증기가 감소 및 최소화될 수 있다.
증기 분리/배출 기구는 가압 연료 리턴 통로의 상부 벽 부분에 형성된 증기 배출 구멍을 구비할 수 있으며, 상기 증기 배출 구멍을 통해 증기가 배출된다. 그 결과, 증기는 가압 연료 리턴 통로의 상부 벽 부분내의 증기 배출 구멍으로부터 신속하게 배출될 수 있다.
증기 분리/배출 기구는, 가압 연료의 통과를 허용하고 그리고 가압 연료에 함유된 증기의 통과를 억제하는 증기 분리 필터를 구비할 수 있다.
증기 분리 필터가 제 1 필터의 여과 부재의 일부분에 의해 형성될 수 있다. 이러한 구성은 증기 분리 필터가 별개로 설치된 경우와 비교할 때 연료 공급 장치의 부품의 개수와 사이즈를 감소시킬 수 있게 한다.
증기 분리/배출 기구의 가압 연료 리턴 통로는 리턴 통로보다 통로 단면적이 큰 팽창 챔버를 구비할 수 있다. 가압 연료 리턴 통로를 통해 유동하는 가압 연료는 팽창 챔버에서 감압되며, 이에 의해 가압 연료내의 증기화 성분이 기포로 형성될 수 있다. 따라서, 가압 연료에 함유된 증기가 용이하게 분리 및 배출될 수 있다.
이러한 경우에, 증기가 배출되는 증기 배출 구멍이 팽창 챔버의 입구 부분보다 높게 위치된 벽 부분에 형성되어 있다. 이러한 구성은 가압 연료로부터 분리되고 그리고 증기 배출 구멍으로부터 팽창 챔버내의 상부 부분에 부상해서 수집된 증기를 배출할 수 있게 한다.
증기 분리/배출 기구가 충돌 벽을 포함하며, 팽창 챔버내로 유동된 가압 연료의 유동이 상기 충돌 벽과 충돌된다. 팽창 챔버내로 유동된 가압 연료의 유동이 충돌 벽과 충돌되고 교반되며, 이에 의해 가압 연료내의 증기화 성분이 기포로 형성될 수 있다. 따라서, 가압 연료에 함유된 증기가 용이하게 분리 및 배출될 수 있다.
증기 분리/배출 기구가 증기가 배출되는 증기 배출 통로를 포함하며, 증기 배출 통로는 가압 연료 리턴 통로내의 연료 압력을 사전설정 압력으로 유지하기 위한 밸브 기구를 구비한다. 따라서, 연료 공급 성능이 안정화될 수 있다. 동시에, 연료 및 가스(공기 및 증기)가 증기 배출 통로로부터 역류하는 것이 방지될 수 있다. 증기 배출 통로는 증기를 배출하기 위한 증기 배출 구멍, 증기를 배출하기 위한 덕트 등을 포함할 수도 있다.
증기 분리/배출 기구가 증기가 배출되는 증기 배출 통로를 포함하며, 증기 배출 통로는 배출될 연료의 유량을 제한하기 위한 스로틀을 구비한다. 스로틀 수단은 가압 연료 리턴 통로의 외측으로 배출된 연료의 유량을 제한하며, 이에 의해 연료 흡입 통로로 리턴된 가압 연료의 유량이 감소되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
제 1 필터(즉, 흡입 필터)가 제 2 필터(즉, 고압 필터)의 것보다 큰 여과 면적을 가질 수 있으며, 제 2 필터에 의해 포획 및 제거된 이물질과 사이즈가 대략 동일하거나 또는 이 사이즈보다 작은 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 제 1 필터는 연료 펌프내로 흡입된 연료내에 함유된 이물질, 특히 제 2 필터에 의해 제거된 이물질과 사이즈가 대략 동일하거나 또는 이 사이즈보다 작은 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 연료 펌프의 활주 부분이 이물질로 인해 연마, 오작동 등이 발생되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다. 그 결과, 연료 펌프의 수명이 연장될 수 있다. 본 명세서에 있어서, "활주 부분"은 부재가 서로 상대적으로 활주되는 부분을 의미한다.
다른 실시예에 있어서, 연료 공급 장치는 리저브 컵(reserve cup)과, 제트 펌프를 더 구비한다. 리저브 컵은 연료 탱크내에 설치되며, 연료 펌프에 의해 제 1 필터를 거쳐 흡입된 연료를 저장한다. 증기가 배출되는 증기 분리/배출 기구의 증기 배출 통로로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써, 제트 펌프는 리저브 컵 외측의 연료를 리저브 컵내로 이송한다. 따라서, 증기 분리/배출 기구의 증기 배출 통로로부터 배출된 가압 연료의 유동의 압력 에너지가 효율적으로 이용될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 연료 공급 장치는 리저브 컵과, 제트 펌프를 더 구비할 수도 있다. 리저브 컵은 연료 탱크내에 설치되며, 연료 펌프에 의해 제 1 필터를 거쳐 흡입된 연료를 저장한다. 가압 연료 리턴 통로에 설치된 분기 통로로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써, 제트 펌프는 리저브 컵 외측의 연료를 리저브 컵내로 이송한다. 또한, 이러한 구성은 가압 연료 리턴 통로내의 가압 연료의 유동의 압력 에너지를 효율적으로 이용할 수 있게 한다.
다른 실시예에 있어서, 가압 연료 리턴 통로는 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용하여 연료를 흡입하는 제트 펌프를 구비한다. 제트 펌프는 가압 연료 리턴 통로내로 연료를 흡입할 수 있게 한다. 따라서, 연료 흡입 통로로 리턴된 연료의 량이 증가될 수 있으며, 제 1 필터에서 발생된 음의 압력이 완화될 수 있다.
이들 경우에, 제트 펌프가 또한 가압 연료 리턴 통로를 통해 유동하는 가압 연료내에 함유된 증기를 분리 및 배출하는 증기 분리/배출 기구로서 작용한다. 따라서, 가압 연료 리턴 통로를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기가 제트 펌프에 의해 분리 및 배출될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 연료 펌프는 펌프 부분 및 모터 부분을 구비한다. 펌프 부분은 연료를 흡입, 가압 및 배출한다. 모터 부분은 브러시리스 모터로서 구성되며, 펌프 부분을 구동한다. 펌프 부분으로부터 배출된 가압 연료는 모터의 내부를 통해 통과된다. 모터 부분이 브러시를 구비하지 않은 비접촉 브러시리스 모터이기 때문에, 모터 부분에서 발생되는 이물질이 거의 전혀 없다. 펌프 부분으로부터 배출된 가압 연료가 모터의 내부를 통해 통과될 때 조차도, 모터 부분내의 이물질이 가압 연료에 혼합되는 것이 방지 및 억제되며, 그 결과 연료 공급 장치의 수명이 연장될 수 있다. 또한, 브러시리스 모터가 회전 속도와 관련하여 조절될 수 있기 때문에, 연료의 배출 유량이 용이하게 조절될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 연료 펌프는 펌프 부분 및 모터 부분을 구비한다. 펌프 부분은 연료를 흡입하고, 연료를 가압하고, 연료를 펌프의 외측으로 직접 배출하다. 모터 부분은 펌프 부분을 구동한다. 따라서, 배출된 연료는 펌프 부분으로부터 모터의 외측까지 직접 배출된다. 따라서, 모터내의 이물질이 모터의 내부를 통해 가압 연료의 통과의 결과로서 가압 연료내로 혼합되는 것이 방지될 수 있기 때문에, 연료 펌프의 수명이 연장될 수 있다. 브러시리스 모터 또는 브러시 장착 모터가 모터 부분으로서 이용될 수 있다. 예를 들면, 브러시리스 모터가 이용되는 경우에, 연료의 배출 유량은 그 회전 속도가 제어될 수 있으므로 용이하게 조절될 수 있다. 브러시 장착 모터가 이용되는 경우에, 브러시리스 모터에 필요한 구동 회로가 필요없게 되어, 브러시리스 모터의 경우와 비교할 때 비용 감소가 달성된다. 연료 펌프가 모터 부분으로부터 분리되고, 모터 부분에 의해 구동가능하게 링 크연결되어 있는 구성을 가진 연료 펌프를 이용할 수 있다.
이러한 경우에, 연료 펌프가 유출 포트와 배출 포트를 포함하며, 가압 연료의 일부분은 펌프 부분으로부터 모터 부분까지 상기 유출 포트를 통해 유출되며, 유출 포트를 통해 모터 부분내로 유출된 가압 연료가 배출 포트를 통해 펌프의 외측으로 배출된다. 따라서, 연료의 일부분은 유출 부분을 통해 펌프 부분으로부터 모터 부분내로 유출되고, 배출 포트로부터 펌프의 외측으로 배출되며, 이에 의해 모터 부분이 냉각될 수 있으며, 모터 부분의 활주 부분이 윤활될 수 있다. 예를 들면, 활주 부분은 베어링과 정기자의 샤프트 사이 또는 브러시와 정류자 사이의 활주 부분을 포함할 수 있다.
연료 공급 장치가, 연료 펌프의 배출 포트로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로써 이용함으로써 리저브 컵 외측의 연료를 리저브 컵내로 이송시키는 제트 펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 연료 펌프의 배출 포트로부터 배출된 가압 연료의 유동의 압력 에너지가 효율적으로 이용될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제 1 필터(즉, 흡입 필터)가 외부 층 측상이 거칠고 내부 층 측상이 미세한 다중층 구조체의 여과 부재를 포함한다. 따라서, 여과 부재의 상이한 층에 의해서 큰 이물질 및 작은 이물질 양자를 단계적인 방법으로 포획함으로써, 내부 층 측상의 여과 부재가 막히는 것이 방지될 수 있으며, 제 1 필터의 수명이 연장될 수 있다.
이러한 경우에, 제 1 필터의 외부 층 측상에 설치된 여과 부재의 일부분에 의해 증기 분리 필터를 형성하는 것이 바람직하다. 증기 분리 필터는 가압 연료의 통과는 허용하고, 가압 연료내에 함유된 증기의 통과는 억제하고, 연료 펌프가 외부 층 측상의 여과 부재를 통해 통과된 가압 연료를 흡입할 수 있게 한다. 따라서, 가압 연료에 함유된 증기가 연료 흡입 통로에 들어가는 것이 방지 또는 억제될 수 있다. 증기 분리 필터가 제 1 필터의 외부 층 측상의 여과 부재의 일부분을 이용하여 형성되기 때문에, 증기 분리 필터가 별개로 설치된 경우와 비교할 때 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 외부 층 측상의 여과부재의 일부분을 증기 분리 필터로서 이용하고 그리고 연료 펌프가 외부 층 측상의 여과 부재를 통해 통과된 가압 연료를 흡입하게 함으로써, 내부 층 측상의 여과 부재가 이용되는 경우보다 가압 연료의 압력 손실이 작게 된다. 그 결과, 증기 분리 필터가 증기로 막히는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제 1 필터(즉, 흡입 필터)는 가압 연료 도입 통로를 포함하며, 상기 가압 연료는 가압 연료 유입 포트로부터 연료 펌프의 펌프 흡입 포트에 근접한 영역까지 상기 가압 연료 도입 통로를 통해 도입된다. 따라서, 가압 연료는 연료 펌프의 펌프 유입 포트에 근접한 영역으로 도입되어, 유입 포트에 근접한 영역에서의 압력을 증가시킨다. 그 결과, 제 1 필터에서 발생된 음의 압력으로 인해 증기가 생성되는 것이 억제될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제 1 필터(즉, 흡입 필터)는 연료 펌프의 배출 포트에 연결가능한 가압 연료 유출 통로를 포함하며, 배출 포트로부터 배출된 연료는 상기 가압 연료 유출 통로를 통해 소정의 영역으로 도입된다. 따라서, 연료 펌프의 배출 포트에 연결시키기 위한 파이프 접속이 필요없게 되며, 그 결과 부품의 개 수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 가압 연료 유출 통로를 형성하는 부재는 제 1 필터에 장착될 수 있거나, 제 1 필터의 필터 케이스와 일체로 성형될 수 있다. 가압 연료 유출 통로를 형성하는 부재가 제 1 필터의 필터 케이스와 일체로 성형되는 경우에, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 제 1 필터의 사이즈가 감소될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 리저브 컵의 주변에 배치된 적어도 하나의 부품의 일부분은 리저브 컵과 일체화된다. 따라서, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 리저브 컵과 일체화된 부품은 리저브 컵에 장착될 수 있거나, 리저브 컵과 일체로 성형될 수 있다. 제 1 필터(즉, 흡입 필터), 제트 펌프, 가압 연료 도입 통로, 가압 연료 유출 통로 등등은 리저브 컵의 근방에 배치된 부품일 수 있다. 본 발명의 기술적인 영역은 이들 부품중 적어도 하나 또는 다수를 리저브 컵과 부분적으로 또는 전체적으로 일체화하는 경우를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 밀봉 부재는 연료 펌프의 펌프 흡입 포트와, 연료 펌프의 흡입 포트에 연결된 연료 도입 통로 사이에 개재되어 있다. 그 결과, 연료 펌프의 펌프 흡입 포트와 연료 도입 통로 사이의 연결 부분에서 연료가 누설되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 연료 펌프의 배출 포트와 배출 포트에 연결된 연료 유출 통로 사이에 밀봉 부재가 개재되어 있다. 따라서, 연료 펌프의 배출 포트와 연료 유출 통로 사이의 연결 부분에서 연료가 누설되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
상기 및 하기에 설명된 추가적인 각각의 특징 및 기술은 연료 리턴리스 시스템용의 개선된 연료 공급 장치와 이 연료 공급 장치를 제조하는 방법을 제공하기 위한 다른 특징 및 기술과 별개로 또는 조합되어 이용될 수도 있다. 이들 추가적인 특징 및 기술 양자를 별개로 그리고 서로 조합하여 대부분 이용할 수 있는 본 발명의 전형적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 상세한 설명은 단순히 본 발명의 기술의 양호한 실시형태를 실시하기 위한 다른 설명을 당 업자들에게 알려주기 위한 것이며, 본 발명의 영역을 제한하는 것이 아니다. 단지 특허청구범위에 의해서만 본 발명의 영역이 한정된다. 따라서, 하기의 상세한 설명에 개시된 특징 및 단계의 조합은 광의에서 본 발명을 실시하는데 필요하지 않을 수 있으며, 대신에 본 발명의 전형적인 실시예를 특별히 설명하기 위해서만 개시된다. 또한, 전형적인 실시예의 다양한 특징 및 종속항은 본 발명의 요지의 추가적인 유용한 실시예를 제공하도록 특별히 언급되지 않는 방식으로 조합될 수도 있다.
(전형적인 제 1 실시예)
이제 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치(이하, 간단히 "연료 공급 장치"라고 한다)를 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 공급 장치는, 연료 펌프(10), 고압 필터(12), 압력 조절 밸브(14) 및 흡 입 필터(16)가 일체로 되어 있는 모듈로서 구성된다. 연료 탱크(1)는 실질적으로 밀봉된 연료 수용 공간을 형성한다. 연료 공급 장치는 연료 탱크(1)의 리저브 컵(reserve cup)(3)(이하, 간단히 "컵"이라고 한다)내에 배치되어 있다. 연료 탱크(1)에 설치된 리저브 컵(3)은 "서브 탱크", "저장소 컵" 등등으로도 불린다.
우선, 연료 펌프(10)를 설명한다. 인탱크형(in-tank type)의 모터형 펌프인 연료 펌프(10)는 연료 탱크(1)내에 설치되고, 리저브 컵(3)내의 연료(도시하지 않음)를 흡인 및 가압하여 연료를 고압 필터(12)내로 배출하는 기능을 한다. 연료는 리저브 컵(3)에 형성된 접근 유동 구멍과 같은 연통 통로(도시하지 않음)를 거쳐서 연료 탱크(1)내로 점진적으로 유동한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 연료 펌프(10)는, 모터 부분(202)과, 모터 부분(202)의 일 단부 부분(도 12에서 하부 단부 부분)에 제공된 임펠러형(또는 웨스코형(Westco-type)이라고도 함) 펌프 부분(203)과 일체로 설치될 수 있다. 연료 펌프(10)의 외부 쉘을 구성하는 케이싱(205)은 대체로 원통형의 하우징 튜브(206)와, 하우징 튜브(206)의 일 단부(도 12에서 상부 단부)를 폐쇄하기 위한 모터 커버(207)와, 하우징 튜브(206)의 다른 단부(도 12에서 하부 단부)를 폐쇄하기 위한 펌프 커버(208)와, 하우징 튜브(206)에서 펌프 커버(208)상에 중첩식으로 설치된 펌프 하우징(209)을 구비한다. 펌프 하우징(209)은 하우징 튜브(206)의 내부를 모터 부분(202)의 모터 챔버(210)와 펌프 부분(203)의 펌프 챔버(211)로 분할한다.
모터 부분(202)은 예를 들면 브러시를 구비한 직류 모터로서 구성되며, 하우징 튜브(206)의 내부에 고정된 마그네트(213)와, 하우징 튜브(206)에서 회전 구동 되는 전기자(214)를 구비한다. 전기자(214)는 정류자(216), 코어(참조부호가 표시되지 않음), 코일(도시하지 않음) 등을 구비한 전기자 본체(215)와, 전기자 본체(215)의 축방향 중심 부분을 관통하는 샤프트(218)를 구비한다. 모터 커버(207)는 베어링(221)을 거쳐서 샤프트(218)의 일 단부 부분(도 12에서 상부 단부 부분)을 회전가능하게 지지한다. 펌프 하우징(209)은 베어링(222)을 거쳐서 샤프트(218)의 다른 단부 부분(도 12에서 하부 단부 부분)을 회전가능하게 지지한다. 샤프트(218)의 하부 부분은 펌프 하우징(209)을 관통한다. 펌프 챔버(211)내로 돌출되는 샤프트(218)의 하부 단부 부분은 단면이 비원형인(예를 들면 D자형 단면) 커플링 샤프트 부분(219)으로서 구성된다.
브러시(224)는 전기자(214)의 정류자(216)와 활주식으로 접촉한다. 스프링(225)은 정류자(216)에 대항하여 브러시(224)를 가압한다. 브러시(224), 스프링(225) 등은 모터 커버(207)내에 조립된다. 모터 커버(207)는 브러시(224)에 전기식으로 연결하기 위한 단자(227)를 구비한 커넥터 부분(228)을 포함한다. 전기자(214)의 코일(도시하지 않음)은 단자(227), 브러시(224) 및 정류자(216)를 통해 동력이 인가됨으로써 에너지가 가해진다. 그 결과, 전기자(214)는 회전 구동된다. 모터 챔버(210)와 연통되고 펌프의 외측(예를 들면 도 12에서 보았을 때 상측)으로 개방된 펌프 배출 포트(230)는 모터 커버(207)에 형성되어 있다.
펌프 부분(203)에 있어서, 대체로 디스크 형상의 임펠러(234)는 펌프 챔버(211)내에 회전가능하게 수용된다. 소정의 거리의 간격으로 원주방향으로 배치된 많은 개수의 블레이드 홈(235)은 임펠러(234)의 외주 부분에서 전후방 대칭식으로 형성되어 있다. 전후 면상에 배치된 블레이드 홈(235)은 연통 구멍(236)을 통해 서로 연통된다. 전기자(214)의 샤프트(218)의 커플링 샤프트 부분(219)은 샤프트 구멍(238)내로 삽입되어 이 구멍에 결합되며, 상기 샤프트 구멍(238)은 비원형 구멍(예를 들면 D자형 구멍)으로서 대응적으로 구성되어 있다. 샤프트 구멍(238)은 토크 전달이 가능하게 하는 방식으로 임펠러(234)의 중앙 부분에 형성되어 있다.
펌프 하우징(209) 및 펌프 커버(208)에 있어서, 대체로 원형의 리세스 홈(239a, 239b)은 임펠러(234)의 전후 면 양자를 향한 벽면(참조부호(209a 및 208a)가 표시됨)의 중앙 부분에 수직방향 대칭으로 형성되어 있다. 펌프 하우징(209)의 리세스 홈(239a) 및 펌프 커버(208)의 리세스 홈(239b)은 베어링 챔버(263a, 263b)를 각각 형성한다. 임펠러(234)의 전후 면 양자의 각 블레이드 홈(235)에 대응하는 대체로 호형의 유동 통로 홈(240a, 240b)은 임펠러(234)의 전후 면 양자를 향한 펌프 하우징(209)의 벽면(209a) 및 펌프 커버(208)의 벽면(208a)에 수직방향 대칭으로 형성되어 있다.
유동 통로 홈(240b)의 전단부와 연통되고 펌프의 외측(즉, 통상적으로 도 12에서 볼 때 하방향)으로 개방된 펌프 흡입 포트(242)는 펌프 커버(208)에 형성되어 있다. 또한, 증기 배출 포트(276)는 펌프 커버(208)에 형성되며, 유동 통로 홈(240b)의 전단부와 후단부 사이의 일부분과 연통된다. 증기 배출 포트(276)는 펌프 외측(즉, 도 12에서 볼 때 하방향)으로 개방된다. 내부 배출 포트(245)는 펌프 하우징(209)에 형성되며, 유동 통로 홈(240a)의 후단부와 연통되고, 모터 챔버(210)에 개방된다. 증기 배출 포트(276) 및 내부 배출 포트(245)는 임펠러(234)의 원주방향에 대해서 소정의 량만큼 서로로부터 위치가 오프셋되어 있다.
이제 상술한 연료 펌프(10)(도 12 참조)의 작동을 설명한다. 모터 부분(202)의 전기자(214)의 코일(도시하지 않음)에 에너지가 가해지면 전기자(214)가 회전 구동된다. 다음에, 임펠러(234)는, 전기자(214)의 샤프트(218)가 회전될 때 소정 방향으로 회전되어, 펌핑 작용을 실행한다. 이러한 펌핑 작용이 실행될 때, 연료는 펌프 흡입 포트(242)로부터 상부 및 하부 유동 통로 홈(240a, 240b) 양자내로 흡입된다. 연료는 임펠러(234)의 연통 구멍(236)을 통해 서로 연통되는 전후 면 양자의 블레이드 홈(235)으로부터의 동력 에너지를 받는다. 연료는 가압되는 동안에 유동 통로 홈(240a, 240b) 양자내에서 전단부로부터 후단부쪽으로 보내진다. 다음에, 유동 통로 홈(240a, 240b) 양자의 후단부로 보내진 가압 연료는 내부 배출 포트(245)를 통해 모터 챔버(210)내로 배출된다. 또한, 가압 연료는 모터 챔버(210)의 내부를 통해 통과되고, 펌프 배출 포트(230)로부터 배출된다. 임펠러(234)의 일 회전에 의해 야기된 펌핑 스트로크시에 가압되는 동안에 보내진 연료에 포함된 스팀 기포 또는 증기는 증기 배출 포트(276)로부터 펌프의 외측으로 배출된다.
이제, 고압 필터(12)를 설명한다. 연료 펌프(10)의 펌프 배출 포트(230)(도 12 참조)로부터 배출된 가압 연료는 제 1 덕트(41)를 통해 고압 필터(12)내로 유동된다. 고압 필터(12)는 연료 펌프(10)의 펌프 배출 포트(230)로부터 배출된 가압 연료에 수용된 이물질을 제거하며, 그 후 가압 연료를 압력 조절 밸브(14)로 배출한다. 도시하지 않았지만, 예를 들면 대체로 원통형 또는 C자형 관형 필터 케이스 를 구비하는 필터는 고압 필터(12)로서 채용되며, 상기 필터 케이스에는 마찬가지로 대체로 원통형 또는 C자형 관형 필터 요소가 수용되어 있다. 연료 펌프(10)는 고압 필터(12)의 중공 부분에 삽입된 상태로 배치되어 있다.
이제 압력 조절 밸브(14)를 설명한다. 고압 필터(12)로부터 배출된 가압 연료는 제 2 덕트(42)를 통해서 "압력 조절기" 등이라고도 하는 압력 조절 밸브(14)내로 유동된다. 압력 조절 밸브(14)는 고압 필터(12)로부터 배출된 가압 연료의 연료 압력을 조절하며, 가압 연료 리턴 파이프(18)를 통해 가압 연료의 잉여물을 배출한다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 다른 단부 부분 또는 하류 단부 부분은 후술하는 기액 분리 하우징(21)의 가압 연료 유입 포트(24)에 연결된다. 압력 조절 밸브(14)로부터 배출된 소정의 연료 압력 레벨의 연료는 제 3 덕트(43)를 통해서 연료 탱크(1)의 외측에 설치된 연료 공급 통로(5)로 배출된다. 연료 공급 통로(5)로 배출된 연료는 엔진(도시하지 않음)의 딜리버리 파이프를 경유하여 인젝터로 공급된다.
다음에 흡입 필터(16)를 설명한다. "흡입 필터", "저압 필터" 등이라고도 하는 흡입 필터(16)는 연료 펌프(10)(도 12 참조)의 펌프 흡입 포트(242)에 연결되어 있다. 흡입 필터(16)는 대체로 백형의 망상 여과 부재(17)를 구비하며, 리저브 컵(3)의 내부로부터 연료 펌프(10)내로 흡입된 연료내에 함유된 이물질을 여과 부재(17)에 의해 제거한다. 이렇게 형성된 흡입 필터(16)는 고압 필터(12)에 의해 제거된 것들보다 사이즈가 상대적으로 큰 이물질을 제거할 수 있다. 고압 필터(12)는 미세망 여과 재료(도시하지 않음)를 구비하여, 흡입 필터(16)의 여과 부재 (17)에 의해 제거된 것들보다 사이즈가 상대적으로 작으며 연료에 함유된 모터에 의해 야기된 이물질을 제거할 수 있다. 모터에 의해 야기된 이물질은, 연료 펌프(10)(도 12 참조)의 모터 부분(202)의 활주 부분, 즉 정류자(216)와 브러시(224) 사이의 활주 부분의 연마로 인해 발생되고, 가압 연료와 혼합된 연마 분말을 포함할 수 있다. 고압 필터(12)는 모터에 의해 야기된 이물질이 고압 필터(12)의 하류에 배치된 압력 조절 밸브(14), 인젝터(도시하지 않음) 등으로 전달됨으로써 달리 야기되는 문제를 방지하는데 도움을 주도록 모터에 의해 야기된 이물질을 제거한다. 그 결과, 미세망 여과 재료(도시하지 않음), 예를 들면 이물질 포획 시험에서 95%의 포획 값이 달성되게 그리고 이물질이 5 내지 30㎛의 범위에서 제거될 수 있도록 고압 필터(12)용으로 선택될 수 있다. 흡입 필터(16)(도 1 참조)의 내부로부터 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)(도 12 참조)로 연장되는 연료 유동 통로는 연료 흡입 통로(37)를 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 반전된 컵의 형상일 수 있는 기액 분리 하우징(21)은 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)상에 일체로 설치된다. 팽창 챔버(22)는 기액 분리 하우징(21)의 내부를 규정한다. 기액 분리 하우징(21)은 가압 연료 유입 포트(24) 및 팽창 부분(26)을 구비한다. 가압 연료 유입 포트(24)는 직선 파이프의 형상이며, 기액 분리 하우징(21)의 상부 면으로부터 돌출되어 있다. 팽창 부분(26)은 유입 포트(24)와 평행하게 배치되며, 유입 포트로부터 소정의 거리로 이격되어 있다. 팽창 부분(26)은 예를 들면 반전된 컵의 형상인 기액 분리 하우징(21)의 상부 면으로부터 돌출되어 있다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 다른 단부 부분 또는 하류 단부 부분(18a)은 소켓 및 스피곳(spigot)으로서 구성된 수도꼭지 조인트에 의해 가압 연료 유입 포트(24)로 밀봉된 상태로 직접 연결되어 있다. 본 명세서에서 설명한 "수도꼭지 조인트(faucet joint)"라는 것은, 하나의 부재가 스피곳이며, 다른 부재인 소켓내로 강제 끼워맞춤된 조인트를 가리킨다. 따라서, 가압 연료 유입 포트(24)와, 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분(18a)과 관련하여, 예를 들면 가압 연료 유입 포트(24)(스피곳)가 가압 연료 리턴 파이프(18)(소켓)의 하류 단부 부분(18a)내로 강제 끼워맞춤된다.
팽창 챔버(22)는 가압 연료 유입 포트(24)의 단면보다 큰 통로 단면으로 형성된다. 가압 연료 유입 포트(24)의 하류 단부 부분 또는 하단부 개구 부분은 팽창 챔버(22)의 입구 부분(22a)으로서 작용한다. 증기 배출 구멍(29)을 형성하는 직선형 증기 제트(28)는 팽창 챔버(22)의 입구 부분(22a)보다 높은 위치에 위치된 벽 부분, 즉 확대된 부분(26)(도 2 참조)의 상부 벽 부분(26a) 위로 돌출되어 있으며, 상기 증기 배출 구멍(29)을 통해 팽창 챔버(22)는 하우징의 외측으로 개방된다. 따라서, 기액 분리 하우징(21)의 확대된 부분(26)의 상부 벽 부분(26a)은 가압 연료 리턴 통로(30)의 상부 벽 부분을 구성한다.
흡입 필터(16)의 여과 부재(17) 위에 소정의 거리를 두고 실질적으로 수평방향으로 위치된 실질적으로 평판형 충돌 벽(32)은 기액 분리 하우징(21)의 바닥 부분에 일체로 설치되어 있다. 충돌 벽(32)은 팽창 챔버(22)의 입구 부분(22a) 바로 아래에 배치되어 있다. 충돌 벽(32)은 가압 연료 유입 포트(24)를 통해 팽창 챔버(22)내로 유동된 가압 연료의 유동(가압 연료 유동이라고 함)을 차단한다. 충돌 벽(32)은 가압 연료가 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)로 직접 가해지는 것을 방지한다. 충돌 벽(32)에 의해 차단되지 않은 팽창 챔버(22)의 하부 면 개구 부분의 일부분은 연통 포트(27)로서 작용하며, 팽창 챔버(22)는 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)와 상기 연통 포트(27)를 통해 연통된다. 팽창 챔버(22)의 연통 포트(27)를 향하고 있는 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)의 일부분은 중기 분리 필터(17a)로서 작용한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 연료 탱크(1)에 있어서, 가압 연료 배출 통로(45)는 연료 펌프(10)에 의해 가압 연료가 유동되는 통로에 의해 형성된다. 즉, 연료는 연료 펌프(10)의 가압측 유동 통로로부터 제 3 덕트(43)의 하류 단부 부분까지 연장되는 가압 연료 통로를 거쳐서 유동된다. 한편, 가압 연료 배출 통로(45)는 연료 탱크(1)내에 시스템 연료 압력(PSYS)(도 3 참조)을 생성할 수 있게 하는 가압 연료 유동 통로를 형성한다.
가압 연료 경로는 가압 연료 리턴 파이프(18)의 내부에 의해 형성된 가압 연료 리턴 통로(30)를 형성한다. 가압 연료 리턴 통로(30)는 기액 분리 하우징(21)내에 팽창 챔버(22) 등을 포함한다. 흡입 필터(16)의 내부로부터 연료 펌프(10)의 펌프 유입 포트(242)(도 12 참조)까지 연장되는 연료 유동 통로는 연료 흡입 통로(37)를 형성한다.
증기 분리/배출 기구(20)는 기액 분리 하우징(21), 흡입 필터(16)의 증기 분리 필터(17a) 등에 의해 구성된다.
상술한 연료 리턴리스 시스템에서 연료 공급 장치(도 1 참조)에 있어서, 연료 펌프(10)가 구동될 때, 리저브 컵(3)내의 연료는 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)를 통해 통과함으로써 여과된다. 다음에, 여과된 연료는 펌프 유입 포트(242)(도 12 참조)로부터 연료 펌프(10)내로 흡입된다. 연료 펌프(10)로부터 흡입된 연료는 연료 펌프(10)에서 가압되며, 펌프 배출 포트(230)(도 12 참조)로부터 배출된다. 연료는 제 1 덕트(41)를 통해 고압 필터(12)내로 배출된다. 고압 필터(12)를 통해 통과시킴으로써 여과된 가압 연료는 제 2 덕트(42)를 통해 압력 조절 밸브(14)로 배출된다. 다음에, 가압 연료는 제 3 덕트(43)를 거쳐서 연료 탱크(1) 외측의 연료 공급 통로(5)로 공급된다. 연료 공급 통로(5)로 공급된 가압 연료는 엔진(도시하지 않음)의 딜리버리 파이프를 거쳐서 인젝터에 더 공급된다.
압력 조절 밸브(14)는 가압 연료의 연료 압력을 조절한다. 가압 연료의 잉여물(surplus)은 기액 분리 하우징(21)의 가압 연료 유입 포트(24)를 통해서 가압 연료 리턴 파이프(18)로부터 팽창 챔버(22)까지 배출된다. 이러한 위치에서, 가압 연료의 활동적인 유동은 충돌 벽(32)과 충돌하여, 되튄다(도 2에서 화살표 Y1 참조). 그 결과, 대부분의 증기(v)를 함유한 가압 연료의 부분은 팽창 챔버(22)내의 상부 층 부분 또는 확대된 부분(26)으로 분리되며, 증기(v)를 거의 함유하지 않은 가압 연료의 부분은 팽창 챔버(22)의 하부 층 부분으로 분리된다. 즉, 팽창 챔버(22)의 하부 층 부분으로 분리된 증기(v)를 거의 함유하지 않은 가압 연료는 증기 분리 필터(17a)를 거쳐서 연통 포트(27)로부터 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)내로 유동한다. 이에 의해, 연료 펌프(10)는 다시 리턴된 연료를 흡입한다. 팽창 챔버 (22)의 상부 층 부분으로 이전에 분리된 증기(v)의 대부분을 함유한 가압 연료의 부분은 증기 배출 구멍(29)으로부터 연료 탱크(1)(보다 상세하게 리저브 컵(3)내로)내로 배출된다.
도 3은 상술한 전형적인 제 1 실시예의 연료 공급 장치에서 연료가 어떻게 유동되는 가를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, "QE"는 흡입 필터(16)를 통해 통과되는 연료의 량, 즉 엔진으로 공급될 연료량 또는 엔진의 연료 소비량을 나타낸다.
"QR"은 압력 조절 밸브(14)로부터 배출된 가압 연료의 잉여물 량을 나타낸다.
"P"는 연료 탱크(1)내의 압력을 나타낸다. "P"는 P=0일 경우 대기압과 동일하다.
"PSYS"는 직접 분사 엔진에 설치된 인젝터 또는 고압 펌프로 공급된 가압 연료의 파이프내 공급 압력을 나타내며, 시스템 연료 압력이라고 한다(예를 들면 300 내지 600㎪).
"+ΔP"는 가압 연료, 즉 압력 조절 밸브(14)로부터 배출된 리턴된 연료가 증기 분리 필터(17a)(도 1 참조)를 통해 통과될 때의 시간의 통로 저항으로부터 야기되는 압력의 상승을 나타낸다. 여기서 Δ는 시스템 연료 압력(PSYS)보다 충분히 작은 값을 의미하는 것을 이해해야 한다.
흡입 필터(16)로부터 연료 펌프(10)까지 연장되는 연료 흡입 통로(37)에서의 "P≒0"라는 것은, 종래의 실시예(도 11 참조)에서 흡입 필터(16)내의 압력(즉, 음의 압력)("-ΔP")이 완화된 것을 의미한다.
증기 분리/배출 기구(20)의 증기 제트(28)(보다 상세하게 증기 배출 구멍(29)의 내부)는 증기를 함유한 배출된 연료의 유량을 소정의 량으로 제한하기 위한 오리피스 또는 스로틀(49)(도 3 참조)을 구비한다. 증기 배출 구멍(29)을 구비하는 증기 제트(28)는 증기 배출 통로를 구성한다. 스로틀(49)은 배출된 연료의 유량을 제한하기 위한 스로틀 수단을 구성한다.
정상적인 사용 동안에, 엔진측에 의해 요구되는 연료량(QE)은 연료 펌프(10)의 연료 배출 유량(QE+QR)의 30%와 대략 동일하거나 또는 이보다 작다. 그 결과, 가압 연료의 잉여물은 압력 조절 밸브(14)로부터 연속적으로 배출된다.
상술한 연료 리턴리스 시스템의 연료 공급 장치에 따르면, 연료 펌프(10)로부터 배출된 량의 압력 연료 또는 가압 연료의 일부분은 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해서 흡입 필터(16)내로 유동되거나, 이 필터내로 흡입된다. 연료 펌프(10) 및 흡입 필터(16)의 통로 저항으로 인한 연료 흡입의 힘의 경과로서 흡입 필터(16)내에서 발생된 음의 압력은 완화될 수 있다. 따라서, 예를 들면 고온 저압 환경 등에서와 같이 연료에 함유된 낮은 비점 성분의 감압 및 비점으로 인한 흡입 필터(16)에서의 증기의 발생이, 연료가 알콜과 같은 낮은 비점 성분을 함유하여 이용되는 경우에 감소 또는 최소화될 수 있다. 따라서, 연료 펌프(10)에 의한 증기의 유입으로 인해 연료의 배출 유량의 저하가 감소 또는 최소화될 수 있다. 이러한 것 은 연료가 예를 들면 알콜과 같은 낮은 비점 성분을 함유하여 이용되는 상황에 유리하다.
압력 조절 밸브(14)로부터 배출된 가압 연료의 잉여물이 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 흡입 필터(16)내로 유동하는 가압 연료로서 이용되기 때문에, 고효율 장치를 구성하는 것이 가능하다.
가압 연료 리턴 파이프(18)를 통해 유동하는 가압 연료는 흡입 필터(16)내로 유동되도록 강제되며, 이에 의해 연료 펌프(10)의 내부를 통해 통과됨으로써 가압되고 가열된 가압 연료는 연료 탱크(1)와, 흡입 필터 외측의 리저브 컵(3)내로 배출되지 않는다. 따라서, 연료 탱크(1) 및 리저브 컵(3)내의 연료의 온도의 상승이 감소 또는 최소화될 수 있다.
가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분(18a)을 흡입 필터(16)에 설치된 기액 분리 하우징(21)의 가압 연료 유입 포트(24)에 연결시킴으로써, 일련의 가압 연료 리턴 통로(30)가 형성될 수 있다. 밀봉 기능으로부터 야기되는 손실은, 예를 들면 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분(18a)이 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)에 간단히 접촉하는 경우에 감소 또는 방지될 수 있다.
가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기(v)는 증기 분리/배출 기구(20)(도 2 참조)에 의해 분리될 수 있다. 다음에, 증기(v)는 기액 분리 하우징(21)의 증기 배출 구멍(29)으로부터 배출될 수 있다. 그 결과, 가압 연료에 함유된 증기(v)가 흡입 필터(16)에 들어가는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기(v)는 가압 연료 리턴 통로(30)의 상부 벽 부분을 형성하는 기액 분리 하우징(21)의 확대된 부분(26)의 상부 벽 부분(26a)(도 2 참조)의 증기 배출 구멍(29)으로부터 신속하게 배출될 수 있다. 따라서, 가압 연료내에 함유된 증기(v)가 흡입 필터(16)에 들어가는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
흡입 필터(16)의 여과 부재(17)의 일부분으로서 증기 분리 필터(17a)는 가압 연료의 통과는 허용하고, 가압 연료내에 함유된 증기(v)의 통과는 제한한다. 따라서, 가압 연료내에 함유된 증기(v)가 흡입 필터(16)에 들어가는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
증기 분리 필터(17a)는 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)의 섹션을 이용하여 형성된다. 별개의 증기 분리 필터가 설치된 경우와 비교할 때, 개별 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 전체적인 비용 및 사이즈가 감소될 수 있다.
가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료는 기액 분리 하우징(21)내의 팽창 챔버(22)에서 감압된다. 이러한 감압에 의해 가압 연료내의 기화된 성분이 기포로 형성되게 한다. 다음에, 가압 연료내의 함유된 증기(v)가 쉽게 분리 및 배출될 수 있다.
가압 연료로부터 분리된 증기(v)는 상방으로 부유되고, 기액 분리 하우징(21)내의 팽창 챔버(22)의 상부 부분을 형성하는 확대된 부분(26)에서 수집된다. 다음에, 증기(v)는 증기 배출 구멍(29)으로부터 배출될 수 있다. 따라서, 가압 연 료내에 함유된 증기(v)가 흡입 필터(16)내로 들어가는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
기액 분리 하우징(21)내의 팽창 챔버(22)내로 이전에 유동된 가압 연료의 유동이 충돌 벽(32)과 충돌되어, 효율적으로 교반된다. 다음에 가압 연료내의 기화된 성분은 기포로 될 수 있다. 일단 기포 형태로 되면, 가압 연료내에 함유된 증기(v)는 쉽게 분리되어 배출될 수 있다.
증기 분리/배출 기구(20)의 증기 제트(28)에 설치된 스로틀(49)은 가압 연료 리턴 통로(30)의 외측으로 배출된 연료의 유량을 제한한다. 따라서, 연료 흡입 통로(37)(보다 상세하게 흡입 필터(16)내로)로 리턴된 가압 연료의 유량이 감소되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
갑작스런 가열 시험(예를 들면 분당 대략 1℃의 온도의 상승)이 실행되어, 상술한 전형적인 제 1 실시예의 연료 공급 장치와 공지된 연료 공급 장치의 각각에서 연료 펌프로부터 배출된 연료의 유량의 변화율과 연료 온도 사이의 관계를 측정하였다. 그 결과, 도 4에 도시된 측정 결과가 구해졌다. 도 4를 참조하면, 횡축은 연료 온도(℃)를 가리키며, 종축은 연료의 배출 유량의 변화율(%)을 나타낸다. 특성 곡선(A)은 제 1 실시예의 연료 공급 장치에서의 연료의 유량의 변화율을 가리킨다. 특성 곡선(B)은 공지된 연료 공급 장치에서의 유량의 변화율을 가리킨다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공지된 연료 공급 장치(특성 곡선(B) 참조)의 경우에 있어서, 연료 온도가 높게 되는 경우, 연료의 배출 유량의 변화율이 감소되며, 그에 따라 연료의 배출 유량이 감소된다. 반대로, 전형적인 제 1 실시예(특성 곡선(A) 참조)의 연료 공급 장치의 경우에 있어서, 연료의 배출 유량의 변화율이 단지 약간 변화되는 것이 명확하다. 연료의 배출 유량은 연료 온도가 높게 될 때 조차도 안정화되어 있다.
상술한 전형적인 실시예는, 압력 조절 밸브(14)로부터 배출된 가압 연료의 잉여물이 가압 연료 리턴 통로(30)로 리턴될 수 있도록 배치되어 있다. 그러나, 가압 연료는, 연료 펌프(10)가 연료를 가압시키는 한 모든 부분으로부터 가압 연료 리턴 통로(30)로 리턴될 수 있다. 즉, 가압 연료 리턴 파이프(18)는 가압 연료 배출 통로(41 내지 43)의 모든 부분에 연결될 수 있다. 또한, 가압 연료 리턴 파이프(18)를 가압 연료 배출 통로(42 또는 43)에 연결시켜서, 고압 필터(12)에 의해 여과된 가압 연료를 리턴시키는 것이 바람직하다.
상술한 전형적인 실시예는, 가압 연료 리턴 통로(30)로부터의 가압 연료가 흡입 필터(16)내로 리턴되도록 배치되어 있다. 그러나, 가압 연료 리턴 통로(30)로부터의 가압 연료는 연료 흡입 통로(37)의 모든 부분내로 리턴될 수 있다.
이후에 본 발명의 전형적인 제 2 내지 제 22 실시예를 설명한다. 이들 실시예는 전형적인 제 1 실시예의 변형예이며, 제 1 실시예의 것과 유사한 부재에는 동일한 참조부호를 표시했다. 이들 유사한 부재의 설명은 반복하지 않는다.
(전형적인 제 2 실시예)
본 발명의 전형적인 제 2 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 1 실시예(도 1 참조)에서의 증기 분리/배출 기구(20)의 기액 분리 하우징(21)의 증기 제트(28)(보다 상세하게 증기 배출 구멍(29)의 내부)는 가압 연 료 리턴 통로(30)내의 사전설정된 연료 압력을 유지하기 위한 밸브 기구(50)를 구비한다. 밸브 기구(50)는 밸브 본체(54) 및 스프링 부재(56)로 구성된다. 밸브 본체(54)는 기액 분리 하우징(21)의 확대된 부분(26)의 상부 벽 부분(26a)에 형성된 밸브 포트(52)를 개폐할 수 있다. 밸브 본체(54)는 증기 배출 구멍(29)과 연통된다. 스프링 부재(56)는 증기 배출 구멍(29)내로 삽입되며, 폐쇄 방향으로 밸브 본체(54)를 가압한다. 밸브 본체(54)는, 기액 분리 하우징(21)의 팽창 챔버(22)내의 연료 압력이 소정의 압력이거나 이 압력보다 높을 경우 스프링 부재(56)의 탄성에 의해서 밸브 포트(52)를 개방한다. 밸브 본체(54)는, 연료 압력이 소정의 압력보다 낮을 경우 스프링 부재(56)의 탄성 복원력에 의해 밸브 포트(52)를 폐쇄한다. 따라서, 기액 분리 하우징(21)내의 팽창 챔버(22)내의 연료 압력은 사전설정된 압력으로 유지된다. 이러한 전형적인 실시예의 경우에, 증기 제트(28)에 형성된 스로틀(49)(도 3 참조)은 필요없게 된다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 1 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 증기 분리/배출 기구(20)의 증기 제트(28)에 설치된 밸브 기구(50)는 팽창 챔버(22)를 포함한 가압 연료 리턴 통로(30)내의 연료 압력을 사전설정된 압력으로 유지할 수 있다. 따라서, 연료 공급 시스템의 성능이 안정화될 수 있다. 동시에, 증기 제트(28)로부터의 연료 및 가스(공기 또는 증기)가 역방향, 즉 팽창 챔버(22)내로 유동되는 것이 방지될 수 있다.
(전형적인 제 3 실시예)
본 발명의 전형적인 제 3 실시예를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 이러한 실시예에 있어서, 제트 펌프(60)는 상술한 전형적인 제 1 실시예(도 1 참조)로부터 리저브 컵(3)의 측방향 벽(참조부호(3a)로 표시함)의 하부 부분에 설치된다. 제 4 덕트(44)의 일 단부 부분은 소켓 및 스피곳으로 구성된 수도꼭지 조인트에 의해 기액 분리 하우징(21)의 증기 제트(28)에 밀봉된 상태로 연결되어 있다. 제 4 덕트(44)의 다른 단부 부분은 또한 소켓 및 스피곳으로 구성된 수도꼭지 조인트에 의해 제트 펌프(60)의 전달된 연료 도입 부분(61)에 밀봉된 상태로 연결되어 있다. 제 4 덕트(44)를 통해 도입된 가압 연료를 리저브 컵(3)으로부터 배출할 때 발생된 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(60)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 연료를 흡입하고, 외측 연료를 리저브 컵(3)으로 보낸다. 즉, 제트 펌프(60)는, 기액 분리 하우징(21)의 증기 배출 구멍(29)으로부터 배출된 증기를 함유한 가압 연료의 유동을 구동원으로 이용하여, 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 전달하는 펌핑 작용을 실행한다. 이러한 종류의 제트 펌프의 기본적인 구성은 본 기술 분야에 잘 공지되어 있으며, 그에 따라 상세하게 설명하지 않는다.
도 7은 상술한 전형적인 제 3 실시예의 연료 공급 장치에서 연료가 어떻게 유동하는 가를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, "QE", "QR", "P", "PSYS", "+ΔP" 및 "P≒0"는 상술한 전형적인 제 1 실시예의 연료 공급 장치에서의 연료의 유동(도 3 참조)의 경우의 것과 유사하다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 전형적인 제 1 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다.
또한, 기액 분리 하우징(21)의 증기 배출 구멍(29)으로부터 배출된 증기를 함유한 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용하는 제트 펌프(60)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측의 연료를 리저브 컵(3)내로 전달할 수 있다. 따라서, 가압 연료의 유동의 압력 에너지는 증기 배출 구멍(29)으로부터 배출된다. 이러한 경우에, 제트 펌프(60)내로 유동하는 연료의 적당한 유량을 보장하기 위해서, 압력 조절 밸브(14)로부터 가압 연료 리턴 통로(30)까지 배출된 가압 연료의 잉여 연료량(QR)을 증가시키는 것이 적합하다. 또한, 제트 펌프(60)에 의해 리저브 컵(3)내로 보내진 연료는 흡입 필터(16)내로 직접 유동될 수 있다.
(전형적인 제 4 실시예)
본 발명의 제 4 실시예를 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분(18a)은 흡입 필터(16)의 여과 부재(17)의 상부 면에 직접 연결, 즉 상부 면에 접촉한다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분(18a)의 개구를 향한 여과 부재(17)의 부분은 상술한 전형적인 제 1 실시예의 것과 유사하게 증기 분리 필터(17a)(전형적인 제 1 실시예에서와 동일한 참조부호를 표시함)로서 작용한다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 상술한 전형적인 제 1 실시예(도 1 참 조)에서 설치된 증기 분리/배출 기구(20)의 기액 분리 하우징(21)이 필요없게 된다.
가압 연료 리턴 파이프(18)는 수평방향 파이프 부분(18b) 및 수직방향 파이프 부분(18c)을 구비한다. 수평방향 파이프 부분(18b)은 압력 조절 밸브(14)에 연결되고, 실질적으로 수평방향으로 연장된다. 수직방향 파이프 부분(18c)은 수평방향 파이프 부분(18b)과 연속적으로 형성되며, 하방으로 연장되며, 하류 단부 부분(18a)을 구비한다. 이러한 특정 구성은 상술한 전형적인 제 1 내지 제 3 실시예의 가압 연료 리턴 파이프(18)에 대해서도 유지된다.
그러나, 증기 배출 구멍(64)은 가압 연료 리턴 파이프(18)의 수평방향 파이프 부분(18b)의 상부 벽 부분(참조부호를 표시하지 않음)에 형성되어 있다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 수평방향 파이프 부분(18b)의 상부 벽 부분은 가압 연료 리턴 통로(30)의 상부 벽 부분을 구성한다. 따라서, 이러한 실시예에 있어서, 가압 연료 리턴 파이프(18)의 수평방향 파이프 부분(18b)의 상부 벽 부분에서 개방된 증기 배출 구멍(64)은 증기 분리/배출 기구를 구성한다.
또한, 가압 연료 리턴 파이프(18)의 수직방향 파이프 부분(18c)에는 흡입 필터(16)로 리턴된 가압 연료의 유량을 소정의 량으로 제한하기 위한 스로틀(66)이 설치된다.
도 9는 상술한 제 4 실시예의 연료 공급 장치에서 연료가 어떻게 유동하는 가를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, "QE", "QR", "P", "PSYS", "+ΔP" 및 "P≒ 0"는 상술한 전형적인 제 1 실시예의 연료 공급 장치에서의 연료의 유동(도 3 참조)의 경우의 것과 유사하다.
가압 연료 리턴 파이프(18)의 수직방향 파이프 부분(18c)에 형성된 스로틀(66)은 흡입 필터(16)로 리턴된 가압 연료의 유량을 소정의 연료량(QR)으로 제한한다. 소정의 연료량(QR)에서, 소정의 값보다 낮은 값으로의 시스템 연료 압력(PSYS)의 감소는 방지 또는 최소화될 수 있다.
배출된 증기를 함유한 연료의 유량을 소정의 량으로 제한하기 위한 오리피스 또는 스로틀(68)이 가압 연료 리턴 파이프(18)의 증기 배출 구멍(64)에 형성되어 있다. 증기 배출 구멍(64)은 증기 배출 통로를 구성한다. 스로틀(68)은 배출된 연료의 유량을 제한하기 위한 스로틀 수단을 구성한다.
또한, 이러한 전형적인 실시에의 연료 리턴리스 시스템에서 연료 공급 장치는 상술한 제 1 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 가압 연료 리턴 파이프(18)를 통해 유동하는 가압 연료내에 함유된 증기(v)는 가압 연료 리턴 파이프(18)(도 8 참조)의 수평방향 파이프 부분(18b)의 증기 배출 구멍(64)으로부터 신속하게 배출될 수 있다. 따라서, 가압 연료내에 함유된 증기(v)가 흡입 필터(16)에 들어가는 것이 방지 또는 억제될 수 있다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 증기 제트(28)에 형성된 스로틀(68)은 가압 연료 리턴 통로(30)의 외측으로 배출된 가압 연료의 유량을 제한하며, 이에 의해 연료 흡입 통로(37)(보다 상세하게 흡입 필터(16)내로)내로 리턴된 가압 연료의 유량의 감소가 방지 또는 감 소될 수 있다. 흡입 필터(16)로 리턴된 가압 연료의 유량을 소정의 연료량으로 제한하기 위한 스로틀(66)이 가압 연료 리턴 파이프(18)의 수직방향 파이프 부분(18c)에 형성되어 있기 때문에, 가압 연료의 안정된 유량을 보장할 수 있다. 이러한 경우에, 압력 조절 밸브(14)로부터 가압 연료 리턴 통로(30)까지 배출된 가압 연료의 잉여 연료량을 증가시키는 것이 적절하다. 스로틀(66)은 필요할 때 형성될 수 있거나, 또한 필요없게 될 수도 있다.
(전형적인 제 5 실시예)
본 발명의 전형적인 제 5 실시예를 도 13을 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 4 실시예를 변형함으로써 달성된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 4 실시예(도 8 참조)에 있어서의 증기 배출 구멍(64) 및 스로틀(66)은 필요없게 된다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분(도면부호를 표시하지 않음)은 흡입 필터(16)로부터 연료 펌프(10)까지 연장되는 연료 흡입 통로(37)의 중간 지점(37a)에 결합된다. 리저브 컵(3)의 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 연료가 유동하게 하는 유동 통로 구멍(3c)은 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)에 형성되어 있다. 유동 통로 구멍(3c)은 또한 필요에 따라 설치될 수 있거나, 또한 필요없게 될 수도 있다.
이러한 전형적인 실시예의 흡입 필터(도면부호(70)로 표시됨)는 고압 필터(12)에 의해 제거된 것들과 사이즈가 대략 동일하거나 또는 이들보다 작은 이물질을 제거하기 위해서 고압 필터(12)의 것보다 큰 여과 영역을 구비한다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 고압 필터(12)의 경우와 마찬가지로, 흡입 필터(70)는 이 물질 포획 시험에서 95%의 포획값을 가지며, 5 내지 30㎛ 정도로 작은 이물질의 제거가 가능한 방법으로 구성된다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 전형적인 제 4 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 흡입 필터(70)는 고압 필터(12)에 의해 제거된 것들과 사이즈가 대략 동일하거나 또는 이들보다 작은 이물질을 제거하기 위해서 고압 필터(12)의 것보다 큰 여과 영역이 형성되어 있다. 따라서, 흡입 필터(70)는 연료 펌프(10)내로 흡입된 연료로부터의 이물질, 특히 고압 필터(12)에 의해 제거된 것들과 사이즈가 대략 동일하거나 또는 이들보다 작은 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 연료 펌프(10)의 활주 부분은 이물질 오염으로 인한 연마, 오작동 등이 방지 또는 억제될 수 있어서, 연료 펌프(10)의 수명을 연장시킨다.
고압 필터(12)의 것보다 크게 흡입 필터(70)의 여과 영역을 설정함으로써, 흡입 필터(70)는 이물질로 막히는 것이 방지 또는 억제될 수 있다. 따라서, 흡입 저항으로부터 야기되는 흡입 필터(70)내의 음의 압력이 완화된다. 그 결과, 흡입 필터(70)내의 증기의 발생이 억제되고, 연료 펌프(10)의 성능의 악화, 즉 연료의 배출 유량의 악화가 방지 또는 억제될 수 있다.
(전형적인 제 6 실시예)
본 발명의 전형적인 제 6 실시예를 도 14를 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 5 실시예를 변경함으로써 성취된다. 이러한전형적인 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 4 실시 예(도 13 참조)에서 설치된 고압 필터(12) 및 제 2 덕트(42)는 필요없게 된다. 제 1 덕트(41)의 하류 단부 부분은 압력 조절 밸브(14)에 연결되어 있다. 또한, 이러한 전형적인 실시예에서 사용된 연료 펌프(도면부호(72)로 표시됨)는 예를 들면 브러시(도시하지 않음)가 없는 비접촉 브러시리스 모터와 같은 모터 부분에서 거의 이물질이 전혀 발생되지 않는 모터를 갖고 있다. 상술한 전형적인 제 1 실시예에서의 모터 부분(202)(도 12 참조)의 경우와 마찬가지로, 연료 펌프(72)용의 브러시리스 모터로서 구성된 모터 부분이 배치되어, 펌프 부분(203)으로부터 배출된 연료가 모터 부분(202)의 모터 챔버(210)를 통해 유동된다. 다음에, 연료는 펌프 배출 포트(230)로부터 배출된다. 따라서, 브러시리스 모터와 마찬가지로 구성된 모터 부분을 구비한 연료 펌프(72)는 당 업자들에게 공지된 구성과 유사하며, 그에 따라 상세하게 설명하지 않는다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템의 연료 공급 장치는 상술한 제 5 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 연료 펌프(72)의 모터 부분이 브러시가 없는 비접촉 브러시리스 모터이기 때문에, 모터 부분에 이물질이 거의 전혀 발생되지 않는다. 따라서, 펌프 부분으로부터 배출된 가압 모터가 모터 부분의 모터 챔버의 내부를 통해 유동할 때 조차도, 모터 부분으로부터의 이물질이 가압 연료내로 혼합되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다. 결과적으로, 연료 공급 장치의 수명이 연장될 수 있다. 연료 펌프(72)의 모터 부분에서 이물질이 거의 전혀 발생되지 않기 때문에, 상술한 전형적인 제 4 실시예의 연료 펌프(10)(도 13 및 도 12 참조)의 하류에 구비된 고압 필터(12)는 필요없게 될 수 있다. 따라서, 연료 공급 장치는 사이즈 및 비용이 감소될 수 있다. 또한, 연료 펌프(72)의 모터 부분의 브러시리스 모터가 회전 속도와 관련하여 조절될 수 있기 때문에, 연료의 배출 유량이 용이하게 조절될 수 있다.
(전형적인 제 7 실시예)
본 발명의 전형적인 제 7 실시예를 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 6 실시예를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 6 실시예(도 14 참조)에서의 연료 펌프와 마찬가지로, 연료 펌프(도면부호(74)가 표시됨)는 펌프 부분(도면부호(76)가 표시됨) 및 모터 부분(도면부호(75)가 표시됨)을 구비하여 이용된다. 펌프 부분(76)은 연료를 흡입하고, 연료를 가압하고, 연료를 펌프 외측으로 직접 배출한다. 모터 부분(75)은 펌프 부분(76)을 구동시킨다.
연료 펌프(74)가 상술한 전형적인 제 1 실시예에서 설명한 연료 펌프(10)(도 12 참조)를 변경하여 구성되어 있기 때문에, 연료 펌프(10)의 것과 동일한 부분은 동일한 참조부호를 표시했으며, 그 중복 설명은 생략한다. 연료 펌프(74)를 도시하는 도 16을 참조하면, 유동 통로 홈(240b)의 후단부와 연통되고 그리고 펌프의 외측(예를 들면 도 16에 도시된 바와 같이 하류)으로 개방되는 펌프 배출 포트(77)는 펌프 커버(208)에 형성되어 있다. 제 1 덕트(41)는 펌프 배출 포트(77)(도 15 참조)에 연결되어 있다. 상술한 전형적인 제 6 실시예의 경우와 마찬가지로, 연료 흡입 통로(37)는 펌프 커버(208)의 펌프 흡입 포트(242)에 연결되어 있다. 상술한 전형적인 제 1 실시예에서의 증기 배출 포트(276)(도 12 참조)는 필요없게 된다.
유동 통로 홈(240a)의 전단부와 후단부 사이의 일부분과 연통되고 그리고 모터 챔버(210)로 개방되는 유출 포트(78)는 펌프 하우징(209)에 형성되어 있다. 펌프 배출 포트(77) 및 유출 포트(78)는 임펠러(234)의 원주방향에 대해서 서로 일정한 정도로 위치가 정확하게 오프셋되어 있다. 1/4 스트로크에 대응하는 한 위치에 유출 포트(78)를 설치함으로써, 임펠러(234)로부터 야기되는 펌핑 스트로크의 시동 종료로부터 야기되는 연료내에 함유된 증기는 유출 포트(78)를 통해 모터 챔버(210)로 효율적으로 배출될 수 있다. 상술한 전형적인 제 1 실시예에서의 펌프 하우징(209)내의 내부 배출 포트(245)는 필요없게 된다. 상술한 전형적인 제 1 실시예에서의 펌프 배출 포트(230)(도 12 참조) 대신에, 모터 커버(207)에 배출 포트(79)가 형성되어 있다.
다음에, 상술한 연료 펌프(74)의 작동을 설명한다. 도 16을 참조하면, 전기자(214)는 모터 부분(75)의 코일(도시하지 않음)에 에너지를 가함으로써 회전 구동된다. 상술한 바와 같이, 임펠러(234)는 소정의 방향으로 회전되어, 펌핑 작용을 실행한다. 이러한 펌핑 작용에 따라서, 흡입 필터(70)(도 15 참조)내의 연료는 펌프 흡입 포트(242)로부터 유동 통로 홈(240a, 240b)의 전단부내로 흡입된다. 연료는 임펠러(234)의 전후방 면 양자의 블레이드 홈(235)으로부터의 운동 에너지를 받으며, 가압되는 동안에 전단부로부터 유동 통로 홈(240a, 240b) 양자의 후단부를 향해 보내진다. 유동 통로 홈(240a, 240b) 양자의 후단부로 보내진 연료는 펌프 배출 포트(77)로부터 제 1 덕트(41)(도 15 참조)까지 배출된다. 가압되는 동안에 임펠러(234)의 일 회전으로부터 야기되는 펌핑 작용으로 보내진 연료에 함유된 증 기는 모터 챔버(210)의 내부를 통해 통과되며, 다음에 배출 포트(79)로부터 연료 탱크(1)내로 배출된다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 6 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 연료 펌프(74)(도 16 참조)가, 연료를 흡입하고, 연료를 가압하고, 연료를 펌프의 외측으로 직접 배출하는 펌프 부분(76)을 구비하고 있기 때문에, 펌프 부분(76)을 구동하는 모터 부분(75)과 함께, 가압 연료는 펌프 부분(76)으로부터 모터의 외측, 즉 제 1 덕트(41)까지 직접 배출된다. 따라서, 모터로부터의 이물질이, 가압 연료가 모터의 내부를 통해 통과됨으로써 가압 연료와 혼합되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 연료 펌프(74)의 수명이 연장될 수 있다.
브러시를 구비한 모터가 모터 부분(75)에 사용되기 때문에, 브러시리스 모터를 위해 구비된 구동 회로가 필요없게 된다. 그 결과, 모터 부분(75)은 브러시리스 모터의 경우와 비교하여 비용이 감소될 수 있다. 브러시를 구비한 모터 대신에, 브러시리스 모터가 모터 부분(75)에 이용될 수도 있다. 브러시리스 모터는 회전 속도가 조절될 수 있기 때문에, 연료의 배출 유량이 용이하게 조절될 수 있다.
연료 펌프(74)(도 16 참조)는 유출 포트(78)를 구비하며, 가압 연료의 부분은 펌프 부분(76)으로부터 모터 부분(75)까지 상기 유출 포트(78)를 통해 유출된다. 또한, 연료 펌프(74)는 배출 포트(79)를 구비하며, 유출 포트(78)를 통해 모터 부분(75)내로 유동된 가압 연료는 상기 배출 포트(79)를 통해서 펌프의 외측으로 배출된다. 따라서, 증기를 함유한 가압 연료의 일부분은 펌프 부분(76)으로부 터 모터 부분(75)내로 유출 포트(78)를 통해서 유출되며, 펌프의 외측의 배출 포트(79)로부터 배출된다. 이에 의해, 모터 부분(75)은 냉각될 수 있으며, 모터 부분(75)의 활주 부분이 윤활될 수 잇다.
(전형적인 제 8 실시예)
본 발명의 전형적인 제 8 실시예를 도 17을 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 6 실시예를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 17에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 6 실시예(도 14 참조)에서의 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기를 분리 및 배출시키는 증기 분리/배출 기구(도면부호(80)로 표시됨)는 리턴 통로(30)의 중간 부분에 합체된다. 배출된 증기를 함유한 연료의 유량을 소정의 연료량으로 제한하기 위한 스로틀(83)이 증기 분리/배출 기구(80)의 증기 배출 통로(81)에 형성되어 있다. 스로틀(83)은 배출된 연료의 유량을 제한하기 위한 스로틀 수단을 구성한다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 6 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기는 증기 분리/배출 기구(80)에 의해 분리 및 배출될 수 있다. 그 결과, 가압 연료에 함유된 증기가 연료 흡입 통로(37)에 들어가는 것이 방지 또는 억제될 수 있다. 증기 분리/배출 기구(80)는 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료내에 함유된 증기를 분리 및 배출시키는 기능을 실행할 수 있는 한 어떠한 구성을 가질 수도 있다. 증기 분리/배출 기구(80)의 증기 배출 통로(81)에 형성된 스로틀(83)은 가압 연료 리턴 통로(30)의 외측으로 배출된 연료의 유량을 제한하며, 이에 의해 연료 흡입 통로(37)로 리턴된 연료의 유량이 감소되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
(전형적인 제 9 실시예)
본 발명의 전형적인 제 9 실시예를 도 18을 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 6 실시예를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 18에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 6 실시예(도 14 참조)에서의 가압 연료 리턴 통로(30)의 중간 부분에 분기 통로(82)가 형성되어 있다. 상술한 전형적인 제 3 실시예(도 6 참조)의 것과 유사한 제트 펌프(도면부호(84)가 표시됨)는 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)의 하부 부분에 설치된다. 분기 통로(82)의 하류 단부 부분(도면부호가 표시되지 않음)은 제트 펌프(84)의 이송된 연료 도입 부분(도면부호가 표시되지 않음)에 연결되어 있다. 분기 통로(82)를 통해서 가압 연료 리턴 통로(30)로부터 리저브 컵(3)내로 도입된 가압 연료를 배출할시에 발생되는 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(84)는 연료 탱크(1)에서 리저브 컵(3)의 외측으로부터 연료 탱크(1)내로 흡입되며, 연료는 리저브 컵(3)내로 보내진다. 즉, 가압 연료 리턴 통로(30)의 분기 통로(82)로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용하여, 제트 펌프(84)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3) 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 연료를 이송하는 펌핑 작용을 실행한다. 증기는 가압 연료 리턴 통로(30)내의 가압 연료내에 함유되어 있기 때문에, 증기를 함유한 가압 연료는 분기 통로(82)로부터 리저브 컵(3)까지 제트 펌프(84)를 통해 배출된다. 따라서, 제트 펌프(84)는 증기 분리/배출 기구의 기능을 효율적으로 제공한다. 도 18을 참조하면, 상술한 전형적인 제 6 실시예(도 14 참조)의 리저브 컵(3)에서의 유동 통로 구멍(3c)은 필요없게 된다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 6 실시예(도 17 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 가압 연료 리턴 통로(30)의 분기 통로(82)로부터 배출된 가압 연료의 유동을 이용하는 제트 펌프(84)(도 18 참조)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3) 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 연료를 이송할 수 있다. 따라서, 가압 연료 리턴 통로(30)로부터 배출된 가압 연료의 유동의 압력 에너지가 효율적으로 이용된다.
(전형적인 제 10 실시예)
본 발명의 전형적인 제 10 실시예를 도 19를 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 9 실시예(도 18 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 19에 도시된 바와 같이, 흡입 필터(도면부호(86)로 표시됨)는 다중 층 구조체(이러한 전형적인 실시예에서 이중 층 구조체)의 여과 부재를 구비한다. 즉, 흡입 필터(86)는 외부 층 측상에 거친 여과 부재(87)와, 여과 부재(87) 내측, 내부 층 측상에 중첩된 미세한 여과 부재(88)를 구비한다. 각 여과 부재(87, 88)는 망상 재료, 필터 종이, 부직물, 섬유성 콤팩트(fibrious compacts) 등으로 제조될 수 있다.
다음에, 리저브 컵(3)내의 연료는 외부 층 측상의 여과 부재(87) 및 내부 층 측상의 여과 부재(88)를 통해 이 순서로 통과되고, 다음에 연료 펌프(72)내로 흡입된다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분(도면부호를 표시하지 않음)은 외부 층 측상의 여과 부재(87)에 접촉되며, 이에 의해 가압 연료는 여과 부재(87)를 향해 배출된다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분의 개구를 향한, 외부 층 측상의 여과 부재(87)의 일부분은 상술한 전형적인 제 1 실시예의 것과 유사한 증기 분리 필터(87a)로서 작용한다. 외부 층 측상의 여과 부재(87)를 통해 통과된 가압 연료는 내부 층 측상의 여과 부재(88)를 통해 통과됨이 없이 연료 펌프(72)내로 흡입된다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 9 실시예(도 18 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 흡입 필터(86)는, 외부 층 측이 거칠고 내부 층 측이 미세한 이중 층 구조체의 여과 부재(87, 88)를 구비한다. 따라서, 큰 이물질 및 작은 이물질이 별개의 여과 부재(87, 88)에 의해 단계적인 방법으로 포획되며, 이에 의해 내부 층 측상의 여과 부재(88)가 막히는 것이 억제된다. 결과적으로, 흡입 필터(86)의 수명이 연장될 수 있다.
흡입 필터(86)에 설치된 외부 층 측상의 여과 부재(87)의 일부분에 형성된 증기 분리 필터(87a)는 가압 연료의 통과를 허용하는 동시에 가압 연료내에 함유된 증기의 통과는 억제한다. 그 결과, 가압 연료내에 함유된 증기가 연료 흡입 통로(37)에 들어가는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 증기 분리 필터(87a)는 흡입 필 터(86)의 외부 층 측상의 여과 부재(87)의 일부분을 이용함으로써 형성된다. 따라서, 별개의 증기 분리 필터가 설치되어 있는 경우와 비교할 때, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 증기 분리 필터(87a)로서 흡입 필터(86)의 외부 층 측상의 여과 부재(87)의 일부분을 이용하고 그리고 연료 펌프(72)가 외부 층 측상의 여과 부재(87)를 통해 통과된 가압 연료를 흡입하게 함으로써, 가압 연료의 압력 손실이, 내부 층 측상의 여과 부재(88)가 이용되는 경우와 비교할 때 최소로 된다. 따라서, 증기 분리 필터(87a)가 증기로 막히는 것이 방지 또는 억제될 수 있다. 또한, 가압 연료 리턴 통로(30)로부터 배출된 가압 연료는 외부 층 측상의 여과 부재(87)와 내부 층 측상의 여과 부재(88) 양자를 통해 또는 내부 층 측상의 여과 부재(88)만을 통해 통과될 수 있다. 다중 층 구조체의 여과 부재(87, 88)는 이중 층 구조체를 갖는 것이 절대적으로 요구되는 것은 아니다. 여과 부재(87, 88)는 외부 층 측상에 거친 층 그리고 내부 층 측상에 미세 층이 형성된 3개 또는 그 이상의 여과 부재(17)를 구비할 수 있다.
(전형적인 제 11 실시예)
본 발명의 전형적인 제 11 실시예를 도 20을 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 10 실시예(도 19 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 20에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 8 실시예(도 17 참조)의 경우에서와 같이, 가압 연료 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기를 분리 및 배출하는 증기 분리/배출 기구(80)가 리턴 통로(30)의 중간 부분에 합체되어 있다. 그 결과, 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하 는 가압 연료내에 함유된 증기는 증기 분리/배출 기구(80)에 의해 분리 및 배출될 수 있다.
상술한 전형적인 제 8 실시예(도 17 참조)의 경우에서와 같이, 배출된 증기에 함유된 연료의 유량을 소정의 연료량으로 제한하기 위한 스로틀(83)이 증기 분리/배출 기구(80)의 증기 배출 통로(81)에 형성되어 있다.
또한, 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)의 하부 부분은 상술한 전형적인 제 10 실시예(도 19 참조)의 것과 유사한 제트 펌프(84)를 구비한다. 도 20을 참조하면, 제트 펌프(84)는 우측상에 횡방향 벽(3a)에 위치되어 있다.
이러한 전형적인 실시예의 연료 펌프로서는, 상술한 전형적인 제 7 실시예(도 15 및 도 16 참조)에서의 연료 펌프(74)가 연료 펌프(72) 대신에 이용된다. 연료 펌프(74)는 상술한 전형적인 제 7 실시예의 경우와 동일한 방식으로 배치되어 있다. 따라서, 배출 파이프(91)의 일 단부 부분은 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)(도 16 참조)에 연결되어 있다. 배출 파이프(91)의 다른 단부 부분은 제트 펌프(84)의 이송된 연료 도입 부분(도면부호가 표시되지 않음)에 연결되어 있다. 배출 파이프(91)를 통해 리저브 컵(3)내로 도입된 가압 연료를 배출할 때에 발생된 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(84)는 흡입 탱크(1)내의 리저브 컵(3) 외측으로 연료를 흡입하고, 이것을 리저브 컵(3)내로 보낸다. 즉, 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)(도 16 참조)로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써, 제트 펌프(84)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 반송시에 펌핑 작용을 실행한다. 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)로부터 배출된 가 압 연료가 증기를 함유하고 있기 때문에, 증기를 함유한 가압 연료는 제트 펌프(84)를 통해서 배출 파이프(91)로부터 리저브 컵(3)내로 배출된다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 10 실시예(도 19 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)(도 16 참조)로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용하는 제트 펌프(84)가 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 연료를 이송할 수 있다. 따라서, 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)로부터 배출된 가압 연료의 유동의 압력 에너지가 충분히 이용될 수 있다. 증기 분리/배출 기구(80)의 증기 배출 통로(81)에 형성된 스로틀(83)은 가압 연료 리턴 통로(30)의 외측으로 배출된 연료의 유량을 제한하며, 이에 의해 연료 흡입 통로(37)내로 리턴된 유량이 감소되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
(전형적인 제 12 실시예)
본 발명의 전형적인 제 12 실시예를 도 21을 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 5 실시예(도 13 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 21에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 10 실시예(도 19 참조)에서의 흡입 필터(86)가 상술한 전형적인 제 5 실시예(도 13 참조)의 흡입 필터(70) 대신에 이용된다. 흡입 필터(86)는 필터 케이스(93)를 구비한다. 가압 연료 도입 통로(95)는 필터 케이스(93)에 형성되어 있다. 흡입측 연결 포트(94)는 소켓 및 스피곳으로 구성된 수도꼭지 조인트에 의해서 연료 펌프 (10)의 펌프 흡입 포트(242)(도 12 참조, 보다 상세하게 펌프 흡입 포트(242)를 형성하는 관형 부분)에 밀봉 상태로 연결되어 있다. 흡입측 연결 포트(94)는 가압 연료 도입 통로(95)의 상부 벽 부분(313)의 하나의 단부 부분(도 21에서 우측 단부 부분)에 형성되어 있다.
또한, 환형 홈(도면부호가 표시되지 않음)은 가압 연료 도입 통로(95)의 흡입측 연결 포트(94)의 상부 단부 부분에 형성되어 있다. 밀봉 부재(92)는 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)와 가압 연료 도입 통로(95)의 흡입측 연결 포트(94) 사이의 갭을 반경방향 탄성적으로 밀봉하기 위한 O 링으로서 구성되어 있다. 밀봉 부재(92)는 환형 홈에 끼워맞춰져 있다.
가압 연료 유입 포트(96)는 가압 연료 도입 통로(95)의 다른 단부 부분(도 21에서 좌측 단부 부분)의 횡방향 벽(314)에 형성되어 있다. 가압 연료 리턴 파이프(18)의 하류 단부 부분은 가압 연료 유입 포트(96)에 연결되어 있다. 필터 챔버(98)는 필터 케이스(93)에 형성되어 있으며, 필터 챔버(98)의 내부 하부 단부 부분과 가압 연료 도입 통로(95)의 하류 부분 사이를 연통시키기 위해서 가압 연료 도입 통로(95)의 상부 벽 부분(313) 위로 횡방향으로 개방되어 있다.
필터 챔버(98)의 횡방향 개구는 외부 층 측상의 거친 여과 부재(87)와, 여과 부재(87) 내측에 중첩된, 즉 여과 부재(87)로부터 소정 거리에서의 내부 층 측상의 미세 여과 부재(88)에 의해 폐쇄된다. 외부 층 측상의 여과 부재(87)의 하부 단부 부분은 가압 연료 도입 통로(95)를 상류 부분과 하류 부분으로 분할하는 증기 분리 필터(87a)로서 작용한다. 증가된 통로 단면을 가진 팽창 챔버(302)를 규정하는 기 액 분리 하우징 부분(301)은 가압 연료 도입 통로(95)의 상류 부분을 형성하는 영역에서 필터 케이스(93)에 형성되어 있다. 증기 배출 구멍(도면부호가 표시되지 않음)은 기액 분리 하우징(301)의 상부 벽 부분에 형성되어 있다. 증기 배출 파이프(303)의 일 단부 부분은 증기 배출 구멍에 연결되어 있다.
전형적인 제 9 실시예(도 18 참조)의 것과 유사한 제트 펌프(84)는 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)의 하부 부분에 설치되어 있다. 증기 배출 파이프(303)의 다른 단부 부분은 제트 펌프(84)의 이송된 연료 도입 부분에 연결되어 있다. 증기 배출 파이프(303)를 통해 리저브 컵(3)내로 도입된 가압 연료를 배출할 때 발생된 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(84)는 연료 탱크(1)의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 연료를 흡입하고, 이것을 리저브 컵(3)내로 보낸다. 즉, 기액 분리 하우징 부분(301)의 증기 배출 구멍으로부터 배출된 증기를 함유한 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써, 제트 펌프(84)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3) 외측의 연료를 리저브 컵(3)내로 이송하는 펌핑 작용을 실행한다.
제 2 덕트(42) 및 제 3 덕트(43)는 연속적인 덕트(참조부호(48)로 표시됨)와 연통되며, 압력 조절 밸브(14)는 덕트(48)의 중간 부분에 합체되어 있다. 연료 탱크(1)는 연료 탱크(1)의 상부 개구(도시하지 않음)를 폐쇄하는 세트 플레이트(304)를 구비하며, 제 3 덕트(43)와 연료 공급 통로(5) 사이에 연통을 형성하는 연통 파이프(305)를 구비한다. 또한, 세트 플레이트(304)는 상술한 전형적인 실시예의 연료 공급 장치에 설치될 수 있다.
리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)은 유동 통로 구멍(3c)을 개폐하기 위한 체크 밸 브로서 구성된 일방 밸브(307)를 구비한다. 일방 밸브(307)는 개방되어, 유동 통로 구멍(3c)을 통해 리저브 컵(3)의 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 연료가 유동하게 한다. 일방 밸브(307)는 폐쇄되어, 유동 통로 구멍(3c)을 통해 리저브 컵(3)의 내측으로부터 연료 탱크(1)내로 연료가 유동하는 것을 방지한다.
상술한 연료 리턴리스 시스템의 연료 공급 장치(도 21 참조)에 있어서, 펌프(10)가 구동될 때, 리저브 컵(3)내의 연료는 흡입 필터(86)의 외부 층 측상의 여과 부재(87)와, 흡입 필터(86)의 내부 층 측상의 여과 부재(88)를 토해 연료를 순차적으로 통과시킴으로써 여과된다. 다음에, 연료는 가압 연료 도입 통로(95)의 하류 부분을 통해 필터 챔버(98)로부터 연료 펌프(10)내로 흡입되어, 제 1 덕트(41)를 통해 고압 필터(12)내로 가압 및 배출되게 된다. 고압 필터(12)를 통해 통과함으로써 여과된 연료는 덕트(48)를 통해 연료 탱크(1)의 외측의 연료 공급 통로(5)와, 세트 플레이트(304)의 연통 파이프(305)로 배출된다.
압력 조절 밸브(14)는 가압 연료의 압력을 조절하며, 이에 의해 가압 연료의 잉여물은 가압 연료 리턴 파이프(18)로부터 흡입 필터(86)의 기액 분리 하우징 부분(301)내의 가압 연료 도입 통로(95)내의 팽창 챔버(302)내로 배출된다. 팽창 챔버(302)에서, 증기의 대부분을 함유한 가압 연료는 팽창 챔버(302)의 상부 층 부분으로 분리된다. 증기를 거의 전혀 함유하지 않은 연료는 팽창 챔버(302)의 하부 층 부분으로 분리된다.
팽창 챔버(302)의 하부 층 부분으로 분리된 증기를 거의 전혀 함유하지 않은 연료는 증기 분리 필터(87a)를 통해 가압 연료 도입 부분(95)의 상류 부분으로부터 하류 부분까지 유출된다. 팽창 챔버(302)의 상부 층 부분으로 분리된 증기를 대부분 함유한 연료는 증기 배출 파이프(303)를 통해 제트 펌프(84)로 도입된다. 도입된 가압 연료를 리저브 컵(3)내로 배출할 시에 발생된 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(84)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 연료를 흡입하며, 리저브 컵(3)내로 연료를 보낸다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 5 실시예(도 13 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 흡입 필터(86)는 상술한 전형적인 제 10 실시예(도 19 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)에 설치된 기액 분리 하우징 부분(301)은 상술한 전형적인 제 1 실시예(도 1 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)는 기액 분리 하우징 부분(301)을 구비하고 있기 때문에, 연료 공급 장치는 콤팩트하게 구성될 수 있다.
제트 펌프(84)가 설치되어 있기 때문에(필터 케이스(93)의 기액 분리 하우징 부분(301)의 증기 배출 구멍으로부터 배출된 증기를 함유한 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함), 상술한 전형적인 제 9 실시예(도 18 참조)와 유사한 작동 및 효과가 성취될 수 있다.
흡입 필터(86)는 가압 연료 유입 포트(96)로부터 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)(도 12 참조)에 근접한 영역까지 가압 연료를 도입하는 가압 연료 도입 통로(95)를 구비한다. 따라서, 가압 연료는 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242) 에 근접한 영역까지 도입되며, 이에 의해 펌프 흡입 포트(242)에 근접한 영역에서의 압력이 증가된다. 따라서, 흡입 필터(86)에서 발생된 음의 압력으로 인한 증기의 발생이 방지 또는 최소로 된다.
연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)와 가압 연료 도입 통로(95)의 흡입측 연결 포트(94) 사이에는 밀봉 부재(92)가 개재되어 있다. 따라서, 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)와 가압 연료 도입 통로(95)의 흡입측 연결 포트(94) 사이의 연결 부분으로부터 연료가 누설되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
(전형적인 제 13 실시예)
본 발명의 전형적인 제 13 실시예를 도 22를 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 12 실시예(도 21 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 22에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 12 실시예(도 21 참조)에서의 증기 배출 파이프(303)는 필요없게 된다. 그 결과, 흡입 필터(86)의 기액 분리 하우징(301)의 팽창 챔버(302)에서 분리된 많은 량의 증기를 함유한 연료는 증기 배출 구멍(도면부호(308)로 표시됨)으로부터 리저브 컵(3)내로 배출된다. 또한, 상술한 전형적인 제 12 실시예(도 21 참조)에서의 고압 필터(12), 제 1 덕트(41) 및 제 2 덕트(42)는 필요없게 된다.
리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)의 하부 부분은 상술한 제 12 실시예(도 21 참조)의 것과 유사한 제트 펌프(84)를 구비한다. 제트 펌프(84)는 도 22에서 우측상의 횡방향 벽(3a)에 위치되어 있다.
이러한 전형적인 실시예의 연료 펌프로서, 상술한 전형적인 제 7 실시예(도 15 및 도 16 참조)에서의 연료 펌프(74)가 연료 펌프(10) 대신에 이용된다. 연료 펌프(74)는 상술한 전형적인 제 7 실시예의 경우와 동일한 방법으로 배치되어 있다. 그 결과, 상술한 전형적인 제 11 실시예(도 20 참조)의 경우에서와 같이, 배출 파이프(91)의 일 단부 부분은 연료 펌프(74)(도 16 참조)의 배출 포트(79)에 연결되어 있다. 배출 파이프(91)의 다른 단부 부분은 제트 펌프(84)의 이송된 연료 도입 부분(도면부호가 표시되지 않음)에 연결되어 있다. 상술한 전형적인 제 11 실시예(도 20 참조)의 경우에와 같이, 배출 파이프(91)를 통해 도입한 가압 연료를 리저브 컵(3)내로 배출할 때에 발생된 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(84)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 연료를 흡입하며, 이 연료를 리저브 컵(3)내로 보낸다.
대체로 L자형 가압 연료 도출 파이프 부분(310)은 필터 케이스(93)에 형성되어 있다. 배출측 연결 포트(311)는 소켓과 스피곳으로 구성된 수도꼭지 조인트에 의해 연료 펌프(74)의 펌프 배출 포트(77)(도 12 참조, 특히 펌프 배출 포트(77)를 형성하는 관형 부분)에 밀봉된 상태로 연결가능하다. 연결 부분(311)은 가압 연료 도출 파이프 부분(310)의 하부 부분내의 상부 벽 부분(323)에 형성되어 있다. 가압 연료 도출 파이프 부분(310)은 연료 펌프(74)를 따라 상방으로 연장된다. 연료 펌프(74)의 상부 단부 부분에 형성된 도출 포트(324)는 압력 조절 밸브(14)에 연결되어 있다. 가압 연료 도출 파이프 부분(310)의 내부는 연료 펌프(74)의 펌프 배출 포트(77)로부터 소정의 영역, 즉 압력 조절 밸브(14)까지 배출된 가압 연료를 도입하는 가압 연료 유동 통로인 가압 연료 도출 통로(312)로서 작용한다.
환형 홈(도면부호를 표시하지 않음)은 가압 연료 도출 통로(312)의 배출측 연결 포트(311)의 상부 단부 부분에 형성되어 있다. 밀봉 부재(316)는 연료 펌프(74)의 펌프 배출 포트(77)와 가압 연료 도출 통로(312)의 배출측 연결 포트(311) 사이의 갭을 반경방향 탄성적으로 밀봉하기 위한 환형 홈에 끼워맞춰져 있다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 12 실시예(도 21 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 제트 펌프(84)가 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)로부터 증기를 함유한 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용하게 제공되기 때문에, 상술한 전형적인 제 11 실시예(도 20 참조)의 것과 유사한 작동 및 효과가 성취될 수 있다.
흡입 필터(86)는, 연료 펌프(74)의 펌프 배출 포트(77)에 연결가능하고 그리고 펌프 배출 포트(77)로부터 압력 조절 밸브(14)까지 배출된 연료를 소정의 영역으로서 도입하는 가압 연료 도출 통로(312)를 구비한다. 따라서, 연료 펌프(74)의 펌프 배출 포트(77)에 연결시키기 위한 파이프 접속이 필요없게 된다. 그 결과, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다.
밀봉 부재(316)는 연료 펌프(74)의 펌프 흡입 포트(77)와, 흡입 포트(77)에 연결된 가압 연료 도출 통로(312)의 흡입측 연결 포트(311) 사이에 개재되어 있다. 따라서, 연료 펌프(74)의 펌프 흡입 포트(77)와 가압 연료 도출 통로(312)의 흡입측 연결 포트(311) 사이의 연결 부분으로부터 연료가 누설되는 것이 방지 또는 억제된다.
(전형적인 제 14 실시예)
본 발명의 전형적인 제 14 실시예를 도 23을 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 12 실시예(도 21 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 23에 도시된 바와 같이, 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)내의 필터 챔버(98)는 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)에 근접한 영역까지 연장된다. 필터 챔버(98)는 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)(도 12 참조) 아래에서 리저브 컵(3)의 내부와 연통된다. 따라서, 리저브 컵(3)내의 연료의 레벨(FL)이 낮을 경우 조차도, 연료는 항상 효율적으로 흡입될 수 있다. 따라서, 연료를 잉여시키는 량이 감소될 수 있다.
(전형적인 제 15 실시예)
본 발명의 전형적인 제 15 실시예를 도 24를 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 13 실시예(도 22 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 24에 도시된 바와 같이, 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)내의 가압 연료 벽 부분(313)은 가압 연료 도입 통로(95)의 상부 벽 부분(313)에 형성된다. 따라서, 가압 연료 유입 포트(96)는 연료 펌프(74)의 펌프 흡입 포트(242)(도 16 참조)의 연결 부분과 대략 동일한 높이로 설정되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 흡입 필터(86)의 가압 연료 유입 포트(96)로부터 가압 연료 도입 통로(95)까지 도입된 가압 연료로 인해서, 연료 펌프(74)의 펌프 흡입 포트(242)의 근방에서의 연료의 압력이 증가된다. 흡입 필터(86)내의 음의 압력의 발생을 억제하는 효과는 향상되고, 증기의 발생이 억제된다. 또한, 가압 연 료는 역방향으로 유동되는 것이 방지 또는 억제될 수 있으며, 바람직하게 연료 펌프(74)의 펌프 흡입 포트(242)내로 유동된다.
(전형적인 제 16 실시예)
본 발명의 전형적인 제 16 실시예를 도 25를 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 14 실시예(도 23 참조)의 흡입 필터(86)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 25에 도시된 바와 같이, 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)는, 종방향으로 연장되고 연료 펌프(10)에 인접하여 설치된 가압 연료 도입 파이프 부분(320)을 구비한다. 가압 연료 도입 파이프 부분(320)의 내부는 가압 연료 도입 통로(322)로서 작용한다. 가압 연료 도입 통로(322)의 상부 단부 부분은 가압 연료 유입 포트(325)를 구비한다. 가압 연료 도입 통로(322)의 하단 단부 부분은 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)(도 12 참조)의 근방에서 필터 챔버(98)의 하부 단부 부분과 연통된다. 가압 연료 도입 통로(322)는, 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 리턴된 가압 연료를 소정의 영역, 즉 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)에 근접한 영역으로 도입하는 가압 연료 유동 통로로서 작용한다.
이러한 구성에 따르면, 흡입 필터(86)의 가압 연료 유입 포트(325)로부터 가압 연료 도입 통로(322)내로 도입된 가압 연료로 인해서, 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)의 근방에서의 연료의 압력이 증가된다. 따라서, 흡입 필터(86)에서의 음의 압력의 발생을 억제하는 효과가 개선되며; 증기의 발생이 개선된다. 또한, 가압 연료가 역방향으로 유동하는 것이 방지 또는 억제될 수 있으며, 바람직하 게 연료 펌프(10)의 펌프 흡입 포트(242)내로 유동될 수 있다.
(전형적인 제 17 실시예)
본 발명의 전형적인 제 17 실시예를 도 26을 참조하여 설명한다. 이러한 실시예는 상술한 전형적인 제 13 실시예(도 22 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 26에 도시된 바와 같이, 가압 연료 도출 부분(310)의 외측을 둘러싸는 필터 챔버(331)를 구비하는 케이스 본체(330)는 상술한 전형적인 제 13 실시예(도 22 참조)에서 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)에 형성되어 있다. 케이스 본체(330)는 예를 들면 대체로 원통형 형상 또는 C자형 관형 형상을 취할 수 있다. 연료 펌프(74)는 케이스 본체(330)에 의해 형성된 중공 부분내로 삽입된다. 상술한 전형적인 제 12 실시예(도 21 참조)의 경우에서와 같이, 이중 구조체의 여과 부재(87, 88)(도시하지 않음)는 케이스 본체(330)에 형성된 필터 챔버(331)의 외주연 부분에 합체된다.
이러한 구성에 따르면, 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)는 필터 챔버(98)의 체적을 증가시키면서 콤팩트하게 형성될 수 있다. 따라서, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다.
(전형적인 제 18 실시예)
본 발명의 전형적인 제 18 실시예를 도 27을 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 15 실시예(도 24 참조) 및 상술한 전형적인 제 17 실시예(도 26 참조)에 개시된 흡입 필터(86)의 구조체를 통합시킴으로써 성취된다. 즉, 도 27에 도시된 바와 같이, 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)는 대체 로 C자형 관형 형상을 취하는 케이스 본체(330)를 구비한다. 연료 펌프(74)는 케이스 본체(330)에 의해 형성된 중공 부분으로 삽입된다. 상술한 전형적인 제 12 실시예(도 21 참조)의 경우와 마찬가지로, 이중 구조체의 여과 부재(87, 88)가 케이스 본체(330)에 형성된 C자형 관형 필터 챔버(331)의 외주연 부분에 합체된다.
가압 연료 도입 통로(95)(도 24 참조)의 상부 벽 부분(313)이 필터 케이스(93)의 원주방향 단부 부분에 형성된다. 상술한 전형적인 제 15 실시예(도 24 참조)의 경우와 마찬가지로, 가압 연료 유입 포트(96), 증기 배출 구멍(308) 및 흡입측 연결 포트(94)가 상부 벽 부분(313)에 형성되어 있다. 가압 연료 도입 통로(313)(도 26 참조)의 상부 벽 부분(323)은 필터 케이스(93)의 원주방향으로 다른 단부 부분에 형성된다. 상술한 전형적인 제 17 실시예(도 26 참조)의 경우와 마찬가지로, 가압 연료 도출 통로(312)의 배출측 연결 포트(311) 및 도출 포트(324)가 상부 벽 부분(323)에 형성된다.
흡입측 연결 포트(94) 및 배출측 연결 포트(311)는 케이스 본체(330)의 내측으로 돌출되도록 이러한 위치에 제공되어 있다. 케이스 본체(330)에 삽입된 연료 펌프(74)의 펌프 흡입 포트(242) 및 펌프 배출 포트(77)는 서로 끼워맞춰짐으로써 서로 쉽게 연결된다.
이러한 구성에 따르면, 흡입 필터(86)는 콤팩트하게 구성될 수 있다. 따라서, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다.
(전형적인 제 19 실시예)
본 발명의 전형적인 제 19 실시예를 도 28을 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 8 실시예를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 28에 도시된 바와 같이, 상술한 전형적인 제 3 실시예(도 6 참조)에서의 것과 유사한 제트 펌프(도면부호(334)로 표시됨)는 상술한 전형적인 제 8 실시예(도 17 참조)의 가압 연료 리턴 통로(30)에서 압력 조절 밸브(14)와 증기 분리/배출 기구(80) 사이, 즉 가압 연료 리턴 파이프(18)의 중간 부분에 제공된다. 도 28에 도시된 바와 같이, 이러한 전형적인 실시예의 제트 펌프(334)는 증기 분리/배출 기구(80) 위에 위치된다. 따라서, 연료 유입 파이프(335)는 제트 펌프(334)에 연결되고, 연료 유입 파이프(335)의 흡입 포트는 연료 탱크(1)의 바닥 면에 근접한 영역을 향한다. 제트 펌프(334)의 상류측으로부터 하류측까지 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료를 배출할 시에 발생된 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(334)는 연료 유입 파이프(335)를 통해 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 연료를 흡입하고, 이 연료를 가압 연료 리턴 통로(30)내로 배출한다. 즉, 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써, 제트 펌프(334)는 연료 유입 파이프(335)를 통해 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3)의 외측으로부터 리저브 컵(3)내로 연료를 전달하는 펌핑 작용을 실행한다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 전형적인 제 8 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 가압 연료 리턴 통로(30)를 통해 유동하는 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용하는 제트 펌프(334)는 가압 연료 리턴 통로(30)내로 연료를 흡입할 수 있다. 따라서, 연료 흡입 통로(37)로 리턴된 연료의 량의 증가가 흡입 필터(70)에서 달리 발생된 음의 압력으로 완화될 수 있다.
(전형적인 제 20 실시예)
본 발명의 전형적인 제 20 실시예를 도 29를 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 14 실시예(도 23 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 29에 도시된 바와 같이, 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)의 바닥 벽 부분은 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)과 일체로 성형될 수 있다. 따라서, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 필터 케이스(93)의 바닥 벽 부분은 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)에 장착되고, 그에 따라 이와 합체될 수 있다. 이러한 방법에서, 리저브 컵(3)에 연결된 필터 케이스(93)의 바닥 벽 부분의 이 부분은 리저브 컵(3) 둘레에 배치된 부품의 일부분을 구성한다.
(전형적인 제 21 실시예)
본 발명의 전형적인 제 21 실시예를 도 30을 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 17 실시예(도 26 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 30에 도시된 바와 같이, 흡입 필터(86)의 필터 케이스의 바닥 벽 부분은 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)과 일체로 성형될 수 있다. 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)은 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)의 케이스 본체(330)를 소정의 갭을 두고 둘러싸도록 형성되어 있다. 따라서, 상술한 전형적인 제 20 실시예(도 29 참조)의 경우와 마찬가지로, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 필터 케이스(93)의 바닥 벽 부분은 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)에 장착되고, 그에 따라 이와 합체될 수 있다. 이러한 방법에서, 리저브 컵(3)에 연결된 필터 케이스(93)의 바닥 벽 부분의 이 부분은 리저브 컵(3) 둘레에 배치된 부품의 일부분을 구성한다.
(전형적인 제 22 실시예)
본 발명의 전형적인 제 22 실시예를 도 31을 참조하여 설명한다. 이러한 전형적인 실시예는 상술한 전형적인 제 13 실시예(도 22 참조)를 변경함으로써 성취된다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 도 31에 도시된 바와 같이, 가압 연료 도입 통로(95) 및 가압 연료 도출 통로(312)가 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)과 일체로 형성될 수 있다.
상술한 전형적인 제 13 실시예의 경우와 마찬가지로, 연료 펌프(74)의 펌프 흡입 포트(242) 및 펌프 배출 포트(77)는 밀봉 부재(92, 316)를 거쳐서 가압 연료 도입 통로(95) 및 가압 연료 도출 통로(312)에 밀봉된 상태로 연결된다.
이러한 실시예의 흡입 필터(86)의 필터 케이스(93)는 가압 연료 도입 통로(95)와 별개로 형성된다. 여과된 연료가 유출되는 연료 유출 포트(338)는 필터 케이스(93)의 바닥 벽 부분(337)에 형성되어 있다. 필터 연결 포트(340)는 소켓 및 스피곳으로 구성된 수도꼭지 조인트에 의해 필터 케이스(93)의 연료 유출 포트(338)(보다 상세하게는 연료 유출 포트(338)를 형성하는 관형 부분)에 밀봉된 상태로 연결가능하며, 가압 연료 도입 통로(95)의 상부 벽 부분(313)에 형성된다. 또한, 환형 홈(도면부호가 표시되지 않음)이 가압 연료 도입 통로(95)의 필터 연결 포트(340)의 상부 단부 부분에 형성된다. 밀봉 부재(342)는 환형 홈에 끼워맞춰지며, 필터 케이스(93)의 연료 유출 포트(338)와 가압 연료 도입 통로(95)의 필터 연결 포트(340) 사이의 갭을 반경방향 탄성으로 밀봉하기 위한 O 링으로서 구성된다.
상술한 전형적인 제 19 실시예(도 28 참조)에서의 제트 펌프(334)는 일체 성형 또는 장착에 의해 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)의 상부 단부 부분과 일체화된다. 상술한 전형적인 제 19 실시예와 달리, 제트 펌프(334)는 가압 연료 리턴 파이프(18)의 중간 부분에 설치되지 않는다. 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)에 연결된 배출 파이프(91)는 제트 펌프(334)에 연결되어 있다. 이러한 전형적인 실시예의 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)는 모터 부분의 회전축으로부터 변위되어 위치된다.
제트 펌프(334)의 상류측으로부터 하류측까지 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)로부터 배출된 가압 연료를 배출할 시에 발생된 음의 압력으로 인해서, 제트 펌프(334)는 연료 탱크(1)내의 리저브 컵(3) 외측의 연료를 리저브 컵(3)내로 이송한다. 제트 펌프(334)로 안내되는 연료 유입 파이프(335)는 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)과 일체로 성형된다.
또한, 이러한 전형적인 실시예의 연료 리턴리스 시스템에서의 연료 공급 장치는 상술한 제 13 실시예의 것과 유사한 작동 및 효과를 성취할 수 있게 한다. 또한, 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용하는 제트 펌프(334)는 리저브 컵(3)의 외측의 연료를 리저브 컵(3)내로 이송할 수 있다. 따라서, 연료 펌프(74)의 배출 포트(79)로부터 배출된 가압 연료 의 유동의 압력 에너지가 효율적으로 이용될 수 있다.
가압 연료 도입 통로(95) 및 가압 연료 도출 통로(312)는 리저브 컵(3)과 일체화된다. 따라서, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 가압 연료 도입 통로(95) 및/또는 가압 연료 도출 통로(312)는 리저브 컵(3)의 바닥 벽(3b)에 장착되고 그에 따라 이와 일체화될 수 있다. 이러한 방법으로, 리저브 컵(3)에 연결된 가압 연료 도입 통로(95) 및 가압 연료 도출 통로(312)의 이들 부분이 리저브 컵(3) 둘레에 배치된 부품의 일부분을 구성한다.
제트 펌프(334)는 리저브 컵(3)과 일체화된다. 따라서, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 제트 펌프(334)는 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)에 장착되고 그에 따라 이와 일체화될 수 있다. 이러한 방법으로, 리저브 컵(3)에 연결된 제트 펌프(334)의 이 부분은 리저브 컵(3) 둘레에 배치된 부품의 일부분을 구성한다.
연료 유입 파이프(335)는 리저브 컵(3)과 일체화된다. 따라서, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 연료 공급 장치의 사이즈가 감소될 수 있다. 연료 유입 파이프(335)는 리저브 컵(3)의 횡방향 벽(3a)에 장착되고 그에 따라 이와 일체화될 수 있다. 이러한 방법으로, 리저브 컵(3)에 연결된 연료 유입 파이프(335)의 이 부분이 리저브 컵 둘레에 배치된 부품의 일부분을 구성한다.
연료 케이스(93)의 연료 유출 포트(338)와, 이 연료 유출 포트(338)에 연결된 필터 연결 포트(340) 사이에 밀봉 부재(342)가 개재된다. 따라서, 연료 케이스(93)의 연료 유출 포트(338)와 연료 연결 포트(340) 사이의 연결 부분에서 연료가 누설되는 것이 방지 또는 억제될 수 있다.
본 발명의 상술한 전형적인 실시예로 제한되지 않으며, 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 변형될 수 있다.
본 발명의 리턴리스 시스템에 있어서 연료 공급 장치에 의하면, 흡입 필터내의 증기의 발생을 억제하고, 연료 펌프가 증기를 흡입하는 것에 의해 배출 유량의 저하를 방지 또는 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (29)
- 연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치(a fuel supply device for a fuel returnless system)에 있어서,연료 탱크내의 연료를 흡입, 가압 및 배출하도록 배치 및 구성된 연료 펌프와,가압 연료의 압력을 조절하도록 배치 및 구성되고, 상기 연료 탱크내로 가압 연료의 잉여물(surplus)을 배출하는 압력 조절 밸브와,상기 연료 펌프내로 흡입된 연료내에 함유된 이물질을 제거하도록 배치 및 구성된 제 1 필터와,상기 가압 연료의 일부분을, 상기 제 1 필터의 내부로부터 상기 연료 펌프의 펌프 흡입 포트까지 연장되는 연료 흡입 통로로 리턴시키도록 배치 및 구성된 가압 연료 리턴 통로를 포함하며,상기 연료 공급 장치가 상기 연료 탱크에 배치되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 연료 펌프로부터 배출된 가압 연료내에 함유된 이물질을 제거하도록 배치 및 구성된 제 2 필터를 더 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 가압 연료 리턴 통로를 통해 상기 연료 흡입 통로로 리턴된 상기 가압 연료가 상기 압력 조절 밸브로부터 배출된 가압 연료의 잉여물인연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 필터가 상기 가압 연료 리턴 통로에 연결가능한 가압 연료 유입 포트를 구비하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 가압 연료 리턴 통로가 상기 리턴 통로를 통해 유동하는 가압 연료에 함유된 증기를 분리 및 배출하는 증기 분리/배출 기구를 구비하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 증기 분리/배출 기구가 상기 가압 연료 리턴 통로의 상부 벽 부분에 형성된 증기 배출 구멍을 포함하며, 증기는 상기 증기 배출 구멍을 통해 배출되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 증기 분리/배출 기구가 가압 연료의 통과를 허용하고, 가압 연료내에 함유된 증기의 통과를 억제하는 증기 분리 필터를 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 증기 분리 필터가 상기 제 1 필터의 여과 부재의 일부분에 의해 형성되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 증기 분리/배출 기구가 상기 가압 연료 리턴 통로에 설치된 팽창 챔버를 포함하며, 상기 팽창 챔버가 리턴 통로보다 큰 통로 단면적을 갖고 있는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 9 항에 있어서,증기가 배출되는 증기 배출 구멍이 상기 팽창 챔버의 입구 부분보다 높게 위치된 벽 부분에 형성되어 있는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 증기 분리/배출 기구가 충돌 벽을 포함하며, 상기 팽창 챔버내로 유동된 가압 연료의 유동이 상기 충돌 벽과 충돌되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 증기 분리/배출 기구가 증기가 배출되는 증기 배출 통로를 포함하며, 상기 증기 배출 통로는 가압 연료 리턴 통로내의 연료 압력을 사전설정 압력으로 유지하기 위한 밸브 기구를 구비하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 증기 분리/배출 기구가 증기가 배출되는 증기 배출 통로를 포함하며, 상기 증기 배출 통로는 배출될 연료의 유량을 제한하기 위한 스로틀을 구비하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 필터가 상기 제 2 필터에 의해 제거된 이물질과 사이즈가 동일하거나 또는 이 사이즈보다 작은 이물질을 제거하기 위해서 상기 제 2 필터의 여과 면적보다 큰 필터 면적을 갖고 있는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 연료 탱크에 설치되고, 상기 연료 펌프에 의해 상기 제 1 필터를 거쳐서 흡입된 연료를 저장하기 위한 리저브 컵(reserve cup)과,증기가 배출되는 증기 분리/배출 기구의 증기 배출 통로로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써 상기 리저브 컵 외측의 연료를 리저브 컵내로 이송하도록 작동가능한 제트 펌프를 더 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 연료 탱크에 설치되고, 상기 연료 펌프에 의해 상기 제 1 필터를 거쳐서 흡입된 연료를 저장하기 위한 리저브 컵과,상기 가압 연료 리턴 통로에 설치된 분기 통로로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써 상기 리저브 컵 외측의 연료를 리저브 컵내로 이송하도록 작동가능한 제트 펌프를 더 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 가압 연료 리턴 통로가 상기 가압 연료의 유동을 구동원으로서 이용함으로써 연료를 흡입하도록 작동가능한 제트 펌프를 더 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 제트 펌프가 또한 상기 가압 연료 리턴 통로를 통해 유동하는 가압 연료내에 함유된 증기를 분리 및 배출하는 증기 분리/배출 기구로서 작용하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 연료 펌프가 연료를 흡입, 가압 및 배출하도록 작동가능한 펌프 부분과, 상기 펌프 부분을 구동시키도록 작동가능한 브러시리스 모터를 포함하는 모터 부분을 포함하며, 상기 펌프 부분으로부터 배출된 가압 연료가 통과되는 공간을 형성하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 연료 펌프가 연료를 흡입 및 가압하고 연료를 펌프의 외측으로 직접 배출하도록 작동가능한 펌프 부분과, 상기 펌프 부분을 구동시키도록 작동가능한 모터 부분을 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 연료 펌프가 유출 포트와 배출 포트를 포함하며, 가압 연료의 일부분은 상기 펌프 부분으로부터 상기 모터 부분까지 상기 유출 포트를 통해 유출되며, 상기 유출 포트를 통해 상기 모터 부분내로 유출된 가압 연료가 상기 배출 포트를 통해 펌프의 외측으로 배출되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 21 항에 있어서,상기 연료 펌프의 배출 포트로부터 배출된 가압 연료의 유동을 구동원으로써 이용함으로써 상기 리저브 컵 외측의 연료를 리저브 컵내로 이송시키도록 작동가능한 제트 펌프를 더 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 필터가 외부 층 측상이 거칠고 내부 층 측상이 미세한 다중층 구조체의 여과 부재를 포함하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 23 항에 있어서,상기 제 1 필터의 외부 층 측상에 제공된 여과 부재의 일부분에 의해 증기 분리 필터가 형성되며, 상기 증기 분리 필터는 가압 연료의 통과는 허용하고, 가압 연료내에 함유된 증기의 통과는 억제하고, 상기 연료 펌프가 외부 층 측상의 여과 부재를 통해 통과된 가압 연료를 흡입할 수 있게 하는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 필터는 가압 연료 도입 통로를 포함하며, 상기 가압 연료는 가압 연료 유입 포트로부터 연료 펌프의 펌프 흡입 포트에 근접한 영역까지 상기 가압 연료 도입 통로를 통해 도입되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 필터는 상기 연료 펌프의 배출 포트에 연결가능한 가압 연료 유출 통로를 포함하며, 상기 배출 포트로부터 배출된 연료는 상기 가압 연료 유출 통로를 통해 소정의 영역으로 도입되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 15 항에 있어서,상기 리저브 컵의 주변에 배치된 적어도 하나의 부품의 일부분은 상기 리저브 컵과 일체화된연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 연료 펌프의 상기 펌프 흡입 포트와 상기 연료 펌프의 흡입 포트에 연결된 연료 도입 통로 사이에 밀봉 부재가 개재되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 연료 펌프의 배출 포트와 상기 연료 펌프의 배출 포트에 연결된 가압 연료 유출 통로 사이에 밀봉 부재가 개재되는연료 리턴리스 시스템용 연료 공급 장치.
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