| 【発明の名称】 |
小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松田 義基
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| 【要約】 |
【課題】小型滑走艇における循環式燃料供給装置の燃料を、簡単な構造の冷却装置により効率良く冷却してインジェクターに供給できるようにし、インジェクターによる適正な燃料噴射を行なえるようにする。
【解決手段】循環式燃料供給装置は、燃料加圧ポンプ１８により、燃料タンク６の燃料を燃料供給管１７を介してインジェクター１４に供給し、インジェクター１４の余剰燃料を燃料戻し管１９を介して燃料タンク６へと戻す構造である。かかる装置において、燃料加圧ポンプ１８とインジェクター１４の間の燃料供給管１７に、外部冷却水を利用した熱交換器２１を、燃料冷却装置として配設する。インジェクター１４に入る直前の燃料を冷却することになり、戻り燃料を冷却する場合に比べて、十分に冷却された燃料をインジェクターに供給することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料加圧ポンプにより、燃料タンクの燃料を燃料供給管を介してインジェクターに供給し、インジェクターの余剰燃料を燃料戻し管を介して燃料タンクへと戻す小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置において、燃料加圧ポンプとインジェクターの間の燃料供給管部分に、燃料冷却装置を設けたことを特徴とする小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置。
【請求項２】 燃料冷却装置として、冷却水を利用した熱交換器を設けていることを特徴とする請求項１記載の小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置。
【請求項３】 熱交換器に用いる冷却水として、推進用の水ジェット推進装置により外部から取り込む外部冷却水を利用し、冷却使用後は船外に排出するようにしていることを特徴とする請求項２記載の小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、燃料供給ポンプにより、燃料供給管を介してインジェクター（燃料噴射弁）に燃料を供給し、インジェクターの余剰燃料を燃料戻し管を介して燃料タンクへと戻す小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置に関し、特に燃料の冷却に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、船外機等に設けられる循環式燃料供給装置の基本的な構成を示しており、各インジェクター１４の燃料入口１４ａは、燃料供給管（高圧管）１７及び燃料加圧ポンプ１８を介して燃料タンク６に接続し、各インジェクター１４の余剰燃料戻し口１４ｂは戻し管（低圧管）１９を介して燃料タンク６に接続している。
【０００３】図６のような循環式燃料供給装置をそのまま小型滑走艇用エンジンに適用すると、次のような理由により燃料の温度が上昇する。
（１）真夏の運転時では、日差しにより燃料タンク自体が暖められ、燃料タンク内で燃料の温度が上昇する。特に小型滑走艇は夏に使用することが多く、また、自動車等に比べると、小型で、しかも狭いスペース内に燃料タンク６が納められるので、燃料タンク６内での温度が上昇する。
【０００４】（２）循環式燃料供給装置では、燃料加圧ポンプで加圧された燃料の一部がインジェクターによる噴射に用いられ、残り（半分以上）は余剰燃料として燃料タンクに戻されるので、インジェクター内で温度上昇した燃料が燃料タンクに戻されることになり、運転を続けるにしたがって燃料タンク内の温度を徐々に上昇させる。
【０００５】インジェクター内に弁開閉用の電磁ソレノイドを内蔵している構造では、インジェクター自体の温度上昇があり、このことも燃料温度上昇の理由の１つとなっている。
【０００６】燃料温度が上昇し過ぎると、インジェクター内の電磁バルブの動きに変化が生じ、インジェクターによる適正な燃料噴射が困難になることも考えられる。
【０００７】上記のような燃料温度上昇の対策として、従来、船外機等では戻し管１９にべーパセパレータ（気液分離装置）５０を配置し、該べーパーセパレータ５０により、戻り燃料の気化分を取り除くと共に、燃料を冷却している。なお、ベーパーセパレータ５０はその構造上、低圧の戻し管１９部分にしか設置できない。なお、関連技術として、特開昭６０−１０４７６０号がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図６のように戻し管１９にベーパーセパレータ５０を配置して燃料冷却に利用する構造では、以下説明するように、インジェクター１４に供給される燃料の冷却効果は低い。
【０００９】（１）戻し管１９から燃料タンク６に戻る燃料量は、燃料タンク６の絶対燃料量に比べると少ないので、少量の戻り燃料を冷却しても、結局、容量の多い燃料タンク６内の温度の高い燃料内に戻り、温度が上昇するので、インジェクター１４へ供給する燃料を、実質的に十分冷却することはできにくい。
【００１０】（２）戻り燃料には気化分が多く混じっているので、たとえベーパーセパレータ５０で気液を分離しながら冷却していても、液体成分のみを冷却する場合に比べると、冷却が困難である。
【００１１】
【発明の目的】本願発明の目的は、循環式燃料供給装置の燃料を、簡単な構造の冷却装置により効率良く冷却してインジェクターに供給し、燃料気化の抑制及びインジェクターの冷却を応答性良く行なえるようにし、インジェクターによる適正な燃料噴射が行なえるようにする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願請求項１記載の発明は、燃料加圧ポンプにより、燃料タンクの燃料を燃料供給管を介してインジェクターに供給し、インジェクターの余剰燃料を燃料戻し管を介して燃料タンクへと戻す小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置において、燃料加圧ポンプとインジェクターの間の燃料供給管部分に、燃料冷却装置を設けたことを特徴とする小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置である。かかる循環式燃料供給装置によると、燃料タンクから吸い出されてインジェクターに入る直前の燃料を、燃料冷却装置により冷却することになり、戻り燃料を冷却する場合に比べて、効率良く燃料を冷却してインジェクターに供給することができ、燃料気化を応答性良く行なうことができ、インジェクターによる適正な燃料噴射が行なえる。
【００１３】請求項２記載の発明は、燃料冷却装置として、冷却水を利用した熱交換器を設けている。これにより、燃料冷却装置を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
【００１４】請求項３記載の発明は、熱交換器に用いる冷却水として、推進用の水ジェット推進装置により外部から取り込む外部冷却水を利用し、冷却使用後は船外に排出するようにしている。これにより、内部冷却水を利用する場合に比べ、冷却水の維持管理が簡単になり、ランニングコストを低下させることができると共に、冷却効果も増大する。
【００１５】
【発明の実施の形態１】図１は本願発明を適用した小型滑走艇であって、内部を透視して示す概略側面図であり、まず小型滑走艇の一般的な構造を説明する。小型滑走艇の船体は、下側のハル１と、上側のデッキ２とから構成されており、デッキ２の上側に跨式（鞍式）のシート３及びバーハンドル４を装備している。ハル１の後部には、ダクト９、案内羽根（整流板）４０、噴射ノズル５及びインペラ７等からなる水ジェット推進装置８が設けられ、噴射ノズル５の後側には左右に操舵可能なステアリングノズル１３が取り付けられている。インペラ７はダクト９内に収納されると共に、インペラ（駆動）軸１０等を介してエンジン１１の出力軸に連結している。インペラ軸１０の後端部は前記案内羽根４０により保持された軸受ケース４０ａ内に回転自在に支持されている。インペラ７の回転により、ハル底面の水取入口１２からダクト９内に水を吸い込み、案内羽根４０部分、噴射ノズル５及びステアリングノズル１３内を通して、後端噴出口１３ａから噴出するようになっている。エンジン１１は筒内直噴式の３気筒２サイクルエンジンであって、シート３の下方に設けられたエンジン収納室に配置され、各シリンダヘッド２０にインジェクター（燃料噴射弁）１４を装備している。燃料タンク６はエンジン前方に配置されている。
【００１６】次に、循環式燃料供給装置を説明する。基本構成は前記図６の経路と同様であり、図２において、各インジェクター１４の入口部１４ａは、燃料供給管（高圧管）１７及び燃料加圧ポンプ１８を介して燃料タンク６に接続し、インジェクター１４の余剰燃料戻し口１４ｂは、戻し管（低圧管）１９を介して燃料タンク６に接続している。すなわち、燃料加圧ポンプ１８により、燃料タンク６から燃料を吸い込み、加圧し、燃料供給管１７を介して各インジェクター１４に供給し、インジェクター１４内の余剰燃料は、戻し管１９を介して燃料タンク６に戻るようになっている。なお、図２には、エンジン１１の上端に３つのインジェクター１４を描いているのに加え、図面の左側にも３つのインジェクター１４を描いてあるが、これは燃料の循環経路を分かり易く示すために燃料供給管１７と戻し管１９の間に敢えて描いているだけであり、前記エンジン１１の上端に描いたインジェクター１４と同じものである。
【００１７】上記のような循環式燃料供給装置において、燃料加圧ポンプ１８とインジェクター１４の間の燃料供給管１７に、外部冷却水を利用した熱交換器２１を配設することにより、燃料冷却装置としている。
【００１８】熱交換器２１に用いる冷却水の経路を説明すると、図１において、水ジェット推進装置８内の案内羽根４０部分に冷却水取入口２３を開口しており、該冷却水取入口２３は冷却水管２４を介して熱交換器２１の冷却水入口３１に接続している。熱交換器２１の冷却水出口３２は、冷却水管２５を介して吸気マニホールド１５の冷却水ジャケット入口１５ａに接続し、吸気マニホールド１５内の冷却水ジャケットは、エンジン１１のシリンダ１６及びシリンダヘッド２０の冷却水ジャケットに連通し、シリンダヘッド２０の冷却水ジャケット出口２０ａには冷却水排出管２６が接続している。冷却水排出管２６は使用後の冷却水を船外に放出するようになっている。
【００１９】図３は熱交換器２１の一具体化例を示しており、アルミ製の冷却水用外筒３０と、該外筒３０内に同心に配置され、かつ、外筒３０を貫通するステンレス鋼製の燃料用内管２７から構成されている。燃料用内管２７の両端は燃料供給管１７に接続している。冷却水入口３１は、外筒３０の燃料下流側（矢印Ａ方向側）の下端に形成され、冷却水出口３２は燃料上流側の上端に形成されている。
【００２０】
【作用】図２において、燃料タンク６内の燃料は、燃料供給ポンプ１８により吸い込まれ、加圧されて燃料供給管１７内に圧送され、熱交換器２１内を通過することにより冷却水により冷却され、しかる後に各インジェクター１４へと圧送され、一部が燃料室に噴射される。このように、燃料加圧ポンプ１８からインジェクター１４に至る過程において燃料を冷却していると、気化燃料が混在していない燃料を冷却することになり、戻し燃料を冷却する場合に比べて、冷却効率が高い。
【００２１】インジェクター１４により燃料室内に噴射される燃料の量は、該実施の形態では燃料加圧ポンプ１８の吐出量の略半分以下であり、余剰の燃料は戻し管１９を通って燃料タンク６へと戻される。
【００２２】一方、冷却水は、水ジェット推進装置８により外部から冷却水取入口２３を通して取り入れられ、冷却水管２４を介して図３の熱交換器２１の外筒３０内に入り、燃料用内管２７の外周から燃料を冷却する。冷却に使用後は、冷却水出口３２から冷却水管２５を介して図２の吸気マニホールド１５に供給され、続いてエンジン１１内へと供給されて、吸気マニホールド１５及びエンジン１１のシリンダ１６及びシリンダヘッド２０を冷却する。エンジン１１を冷却した後の冷却水は、排出管２６を通り、船外に排出される。
【００２３】このように、常に新しい外部冷却水を使用するワンウエイ式を採用しているので、冷却水を循環する内部冷却水方式に比べて、冷却効果が大きく、かつ、装置自体も簡単に構成することができる。
【００２４】
【発明の他の実施の形態】（１）図４は熱交換器２１の変形例を示しており、燃料用内管２７を螺旋形として、冷却水との接触面積（長さ）を増大させた構造である。その他の構造は図３と同様である。
【００２５】（２）図５も熱交換器２１の変形例を示しており、燃料用内管２７をＵ字形（往復形）とすることにより、接触面積を増大させると共に、燃料用内管２７のの出入口を外筒３０の同一側端壁の揃えた構造である。その他の構造は図３と同様である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本願発明によると、（１）燃料加圧ポンプにより、燃料タンクの燃料を燃料供給管を介してインジェクターに供給し、インジェクターの余剰燃料を燃料戻し管を介して燃料タンクへと戻す小型滑走艇用エンジンの循環式燃料供給装置において、燃料加圧ポンプとインジェクターの間の燃料供給管部分に、燃料冷却装置を設けているので、燃料タンクから吸い出されてインジェクターに入る直前の燃料を、燃料冷却装置により冷却することになり、戻り燃料を冷却する場合に比べて、十分に冷却された燃料をインジェクターに供給することができる。すなわち、燃料気化を応答性良く行なうことができ、インジェクターによる適正な燃料噴射を行なうことができる。
【００２７】（２）燃料冷却装置として、冷却水を利用した熱交換器を設けていると、燃料冷却装置を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
【００２８】（３）熱交換器に用いる冷却水として、水ジェット推進装置により外部から取り込む外部冷却水を利用し、冷却使用後は船外に排出するようにしていると、内部冷却水を利用する場合に比べ、温度の低い冷却水の水量を充分に確保でき、また、冷却水の維持管理が簡単になり、ランニングコストを低下させることができると共に、冷却効果も増大する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００９７４
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月１８日（２０００．１．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２００７７２（Ｐ２００１−２００７７２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月２７日（２００１．７．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８８５３（Ｐ２０００−８８５３） |
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