专利名称：燃料净化供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如在汽车和建筑机械等中可以有效地净化燃料箱内的燃料并将干净的燃料供给发动机的燃料净化供给装置。
背景技术：
在汽车和建筑机械等中，例如，如果将混有异物的燃料就此供给发动机，那么发动机将会因为异物而易于受损，从而成为引起发动机故障的原因。因此，在将燃料供给发动机的燃料供给装置中，一般会在发动机的燃料供给线上设置将混入燃料中的异物除去的燃料过滤器。例如，如图10所示，在以往的燃料供给装置61中，构成过滤机构的燃料过滤器64配置在燃料箱62与发动机65之间。驱动燃料供给泵63将燃料从燃料箱62中吸出，并通过燃料过滤器64送入发动机65中。由此，可以在燃料过滤器64中过滤燃料并去除异物，从而可以将除去了异物的干净燃料供给发动机65。
作为这种燃料供给装置的具体的一例，例如在日本专利特表2002-506501号公报(专利文献1)中公开了一种将燃料从燃料储藏箱输送给内燃机(发动机)的喷射装置的燃料输送装置。在该专利文献1公开的燃料输送装置中，在燃料储藏箱的容器内设有包括泵部和驱动该泵部的马达部的输送单元。另外，在该输送单元中，包围其周围地配置有燃料过滤器。
由此，专利文献1的输送单元可以通过驱动泵部，通过燃料过滤器吸引收容在容器中的燃料，并向内燃机输送。此时，燃料过滤器捕捉混入燃料中的异物，对燃料进行过滤。因此，可以将除去了异物的干净燃料供给内燃机。
然而，汽车和建筑机械等中使用的燃料品质在日本和欧美各发达国家非常高，混入燃料中的异物的量较少。与此相对，在燃料的品质管理较差的国家，混入较大量的异物的燃料还在许多场合使用。因此，在这些地区，即使如上所述在发动机的燃料供给线上配置燃料过滤器，异物仍易于积留在燃料过滤器中，过滤器会在短时间内产生网眼堵塞。由此，存在如下问题由于进行更换过滤器等维护的频率必定升高，故导致发动机的工作效率下降，另外，成本负担也变大。
另外，还存在如下问题在如上所述的过滤器更换的次数增加的情况下，为了降低维护所需的费用，使用者不使用生产商指定的正规燃料过滤器，而使用低价的品质差的仿制的过滤器，从而形成恶性循环。如果使用这种低劣的仿制过滤器，那么混入燃料中的异物将无法充分地除去。因此，混入异物的燃料将就此供给发动机等，结果引起导致发动机受损的事态。
另一方面，例如在日本专利特开2004-218567号公报(专利文献2)中公开了一种以燃料供给装置的小型化为目的而省去配置燃料过滤器的燃料供给装置。该专利文献2公开的燃料供给装置包括配置在燃料箱内的分离室、将燃料从分离室吸入并将燃料向发动机及分离室输出的燃料泵、以及在分离室内使燃料进行旋转运动的旋转流产生构件。该旋转流产生构件利用从燃料泵输出的燃料的压力在分离室内使燃料进行旋转运动，从而可以利用该离心力将异物从燃料离心分离。
采用这种燃料供给装置，即使不使用燃料过滤器，在将燃料供给发动机之前通过使用旋转流产生构件在分离室内离心分离燃料和异物，也可以对燃料进行过滤。由此，例如，由于不需要更换过滤器这样的维护作业，故即使是在燃料的品质管理较差的地区，也可以防止发动机的工作效率下降，另外，也可以防止因使用仿制过滤器而损伤发动机。
专利文献1日本专利特表2002-506501号公报专利文献2日本专利特开2004-218567号公报为了使发动机稳定地工作，一般需要将燃料以规定的一定流量从燃料泵向发动机供给。另一方面，例如，在如专利文献2的燃料供给装置中，为了在分离室内有效地离心分离燃料和异物，需要将适当流量的燃料从旋转流产生构件导入分离室内，并在分离室内使燃料以最佳的流速进行旋转运动。
然而，在专利文献2的燃料供给装置中，如上所述，在利用一个燃料泵将燃料从分离室内向发动机供给的同时，在分离室内通过旋转流产生构件使从燃料箱导入的燃料进行旋转运动。因此，利用一个燃料泵将向发动机供给的燃料的供给流量和导入分离室内的燃料的导入流量这双方一次性地控制成适当的状态是非常困难的。
例如，控制燃料泵将燃料以规定的流量向发动机供给的情况下，难以利用同一个燃料泵一边通过旋转流产生构件进行旋转运动一边合理地控制导入分离室内的燃料的导入量。由此，在分离室内无法使导入的燃料在适当的流速下进行旋转运动。因此，无法有效地离心分离燃料和异物，从而存在例如无法充分地将微小的异物从燃料中除去的问题。另外，相反地，例如，在分离室内，在为使导入的燃料在最佳的流速下进行旋转运动而对来自燃料泵的输出量进行控制的情况下，难以以规定的流量对发动机供给燃料，从而存在发动机的工作不稳定的问题。
发明内容
为了解决现有的问题，本发明的具体目的在于提供一种通过使燃料在最佳的流速下进行旋转运动来有效地离心分离燃料和异物从而将异物从燃料中充分除去、且能够以规定的流量稳定地将除去异物后的干净燃料向发动机供给的燃料净化供给装置。
为了实现上述目的，本发明提供的燃料净化供给装置是一种将燃料净化后供给发动机的燃料净化供给装置，其最主要的特征在于，包括收容所述燃料的燃料箱；净化所述燃料的过滤机构；将燃料从所述燃料箱中吸出并以规定的流量向所述过滤机构压送的燃料压送泵；储存所述过滤机构所净化后的燃料的储液箱；对储存在所述储液箱内的燃料的液面高度进行检测的液面检测构件；与所述液面检测构件相连、在所述储液箱内的燃料小于等于下限量时驱动所述燃料压送泵、在所述储液箱内的燃料大于等于上限量时停止所述燃料压送泵的燃料压送泵驱动构件；以及吸引储存在所述储液箱内的所述燃料并供给所述发动机的燃料供给泵，所述过滤机构具有使从所述燃料压送泵压送来的燃料进行旋转运动来进行燃料和异物的离心分离的旋流分离器。
另外，在本发明中，主要的特征在于对所述过滤机构的结构予以特定。即主要的特征在于，所述旋流分离器包括将所述离心分离出的异物与一部分的燃料一起排出的排出口，该排出口通过配管与所述燃料箱相连。另外，主要的特征在于，所述旋流分离器将积存所述离心分离出的异物的垃圾箱配置在下端部上。
采用本发明的燃料净化供给装置，可以使用燃料压送泵将规定流量的燃料从燃料箱向过滤机构压送。此时，可以根据由液面检查构件检测出的储液箱内的燃料的液面高度利用燃料压送泵驱动构件使燃料压送泵压送规定流量的燃料。由此，在过滤机构的旋流分离器中，在燃料被压送时可以使燃料始终在最佳的一定流速下进行旋转运动。因此，可以非常有效地离心分离燃料和异物，充分地将异物从燃料中除去。另外，该过滤机构所净化后的干净燃料储存在储液箱中。储存在该储液箱中的燃料可以通过独立于燃料压送泵进行驱动的燃料供给泵以规定的流量向发动机供给。
即，本发明的燃料净化供给装置在过滤机构与燃料供给泵之间设置有具有液面检测构件的储液箱。由此，可以分别独立地对燃料压送泵向过滤机构压送的燃料的流量以及燃料供给泵向发动机供给的燃料的流量进行控制。由此，在过滤机构的旋流分离器中，可以有效地进行燃料和异物的离心分离，充分地净化燃料。另外，该净化后的干净燃料可由燃料供给泵始终以规定的流量稳定地从储液箱向发动机供给。
尤其是本发明如上所述根据储液箱内的燃料的液面高度控制燃料压送泵的驱动和停止。因此，能够可靠地防止燃料从储液箱中溢出或在储液箱中燃料耗尽等不良情况。
图1是示意地表示实施例1的燃料净化供给装置的结构的示意图。
图2是示意地表示实施例2的燃料净化供给装置的结构的示意图。
图3是示意地表示实施例3的燃料净化供给装置的结构的示意图。
图4是对实施例1所使用的旋流分离器(实施例3的第二旋流分离器)和实施例2所使用的旋流分离器(实施例3的第一旋流分离器)的异物除去率进行比较的曲线图。
图5是示意地表示实施例4的燃料净化供给装置的结构的示意图。
图6是示意地表示实施例5的燃料净化供给装置的结构的示意图。
图7是示意地表示实施例6的燃料净化供给装置的结构的示意图。
图8是示意地表示实施例7的燃料净化供给装置的结构的示意图。
图9是示意地表示实施例7的燃料净化供给装置的其它结构的示意图。
图10是示意地表示以往的燃料供给装置的结构的示意图。
(元件符号说明)1燃料净化供给装置2燃料箱3燃料压送泵4过滤机构5储液箱6液面检测构件7燃料压送泵驱动构件8发动机9燃料供给泵10返回管路12循环管路13旋流分离器16排出口20油压马达22燃料过滤器31燃料净化供给装置32过滤机构33旋流分离器36垃圾箱
41燃料净化供给装置42过滤机构43第一旋流分离器44第二旋流分离器47垃圾箱52排出口71燃料净化供给装置72过滤机构73第一旋流分离器74第二旋流分离器81燃料净化供给装置82过滤机构83第一旋流分离器84第二旋流分离器91燃料净化供给装置92过滤机构93第一旋流分离器94第二旋流分离器95第三旋流分离器96第四旋流分离器101燃料净化供给装置102过滤机构具体实施方式
下面参照附图对本发明的最佳实施形态进行详细的说明。另外，下面所说明的燃料净化供给装置假定主要搭载在汽车和建筑机械等上。然而，本发明并不局限于下述实施例，在实质上具有与本发明的权利要求书中所述的结构相同的结构的范围内可以进行各种变更。
〔实施例1〕首先，对本发明的实施例1的燃料净化供给装置进行说明。在此，图1是示意地表示实施例1的燃料净化供给装置的结构的示意图。
在本实施例1的燃料净化供给装置1中，包括收容燃料的燃料箱2；将燃料从燃料箱2中吸出并向下游侧压送的燃料压送泵3；以及具有将从燃料压送泵3压送来的燃料导入并离心分离燃料和异物的旋流分离器13的过滤机构4。另外，还包括储存过滤机构4所净化后的燃料的储液箱5；检测储存在储液箱5中的燃料的液面高度的液面检测构件6；根据储存在储液箱5中的燃料的储存量(液面高度)控制燃料压送泵3的驱动和停止的燃料压送泵驱动构件7；以及将净化后的燃料供给发动机8的燃料供给泵9。
燃料箱2只要可以收容供给发动机8的燃料即可，可以使用以往一般使用的燃料箱。另外，燃料箱2的形状和容量可以根据搭载的车体进行适当的设计。该燃料箱2与第一供给管路11和循环管路12相连，第一供给管路11通过燃料压送泵3与过滤机构4相连，循环管路12与过滤机构4的排出口16相连。
燃料压送泵3配置在连接燃料箱2与过滤机构4的第一供给管路11上。该燃料压送泵3的驱动和停止由下面进行说明的燃料压送泵驱动构件7来控制。另外，燃料压送泵3在驱动时可以从燃料箱2中吸引燃料，并将一定流量的燃料向下游侧的过滤机构4压送。此时，燃料压送泵3为了可以使燃料在旋流分离器13内在最佳的流速下进行旋转运动，使燃料的压送流量最佳。从该燃料压送泵3压送来的燃料的最佳流量可以根据旋流分离器13的大小等决定。
过滤机构4包括由上侧圆筒部和从该上侧圆筒部起朝着下方直径逐渐变小的下侧圆锥部构成的旋流分离器13。该旋流分离器13在上侧圆筒部上设置有将从所述燃料压送泵3压送来的燃料沿着圆筒部的圆周内表面导入的导入口14，且可以在旋流分离器13内形成旋转流。
另外，在旋流分离器13的上端面中心部配置有可供由该旋流分离器13除去了异物的干净燃料流出的流出管15。另外，在旋流分离器13的下端部设置有将由该旋流分离器13从燃料中离心分离出的异物与一部分的燃料一起排出的排出口16。该排出口16如上所述通过循环管路12与燃料箱2相连。另外，该排出口16可以配置在旋流分离器13中的燃料在旋转运动中可以去除异物的部位上，该配置部位并没有特别的限制。由此，例如，可以设置在旋流分离器13的上侧圆筒部或下侧圆锥部的壁面上。
在储液箱5上连接有上述过滤机构4的流出管15，储液箱5可以储存由过滤机构4除去了异物后的干净燃料。另外，在图1中，储液箱5与过滤机构4一体地形成，但本实施例1并不局限于此，过滤机构4和储液箱5也可以分别独立形成。
另外，在该储液箱5上，作为液面检测构件6，配置有在储存的燃料达到上限量时检测燃料的液面高度的上限液面传感器6a以及减少到下限量时检测燃料的液面高度的下限液面传感器6b。储液箱5的上限量及下限量可以根据储液箱5的容量、燃料压送泵3和燃料供给泵9的性能等进行适当的设定。
燃料压送泵驱动构件7包括由工作油箱17、发动机8所驱动的油压泵18、切换电磁阀19和油压马达20构成的油压回路。另外，油压马达20可以通过将其输出功率传给燃料压送泵3来驱动燃料压送泵3。在该燃料压送泵驱动构件7中，切换电磁阀19与所述液面检测构件6相连，通过接收来自液面检测构件6的信号使切换电磁阀19进行开闭，可以控制燃料压送泵3的驱动和停止。
另外，在本实施例1中，所述燃料压送泵3如上所述由利用油压驱动的油压驱动泵构成，但本实施例并不局限于此。作为燃料压送泵3，例如，也可以使用由电动马达驱动的电动泵，或使用利用排气压力使涡轮机旋转来取得驱动力的排气驱动泵等。
燃料供给泵9配置在连接储液箱5和发动机8的第二供给管路21上，以规定的流量吸引储存在储液箱5中的干净燃料并向发动机8供给。另外，该燃料供给泵9中的规定流量是可以使发动机8稳定地工作的流量，可以根据发动机8的工作状况和排气量等进行适当的设定。
另外，燃料供给泵9和发动机8之间配置有对供给发动机8的燃料进行最终过滤的燃料过滤器22。另外，如以下说明的那样，该燃料过滤器22也可以省去。另外，在发动机8的燃料排出侧配置有将发动机8未消耗的剩余燃料返回储液箱5的返回管路10。
另外，在本实施例1的燃料净化供给装置1中，为使从过滤机构4送入储液箱5中的燃料的流量大于等于由燃料供给泵9从储液箱5中吸出的流量，对燃料压送泵3中的输出流量和旋流分离器13的大小等合适地进行设计。
下面，对具有如上结构的实施例1的燃料净化供给装置1的动作进行说明。
首先，在发动机8启动的同时驱动燃料压送泵3和燃料供给泵9。燃料压送泵3从燃料压送泵驱动构件7的油压马达20取得动力而被驱动。由此，燃料压送泵3通过第一供给管路11吸引收容在燃料箱2中的燃料，并以规定的流量向过滤机构4压送。
由燃料压送泵3压送的燃料在圆筒部的切线方向上从过滤机构4的导入口14导入旋流分离器13内，并沿着旋流分离器13的圆筒部及圆锥部的圆周内表面流动。此时，在旋流分离器13内充满燃料的状态下，通过将燃料从导入口14导入，可以在旋流分离器13的内部使燃料进行旋转运动。像这样，燃料进行旋转运动，从而使混入燃料中的异物因离心力而向旋流分离器13的壁面方向移动，并沿着内壁面一边旋转一边流下。另一方面，燃料一边旋转一边向旋流分离器13的中心部移动。由此，可以在旋流分离器13中离心分离燃料和异物。
此时，利用燃料压送泵3将燃料以在旋流分离器13中可以有效地进行离心分离的最佳流量的状态导入。由此，在旋流分离器13中，在燃料被压送时，可以使燃料始终在最佳的一定流速下进行旋转运动，可以非常有效地将异物从燃料中除去。
接着，如上所述，由离心分离除去异物后的干净燃料从设置在旋流分离器13的上端面中心部的流出管15流出，输送到储液箱5中。另一方面，朝着旋流分离器13的下部流下的异物与一部分的燃料一起从排出口16排出，返回到燃料箱2中。这种情况下，在燃料箱2中，例如，混入燃料中的异物因自重而在底部堆积，通过将该堆积的异物从燃料箱2中取出，可以将异物向外部排出。
在此，对于本实施例1中使用的旋流分离器13和下述实施例2的旋流分离器33，对向过滤机构导入前和从过滤机构流出后的燃料中的异物进行了检查，并研究了异物的粒径与异物的分离除去率之间的关系。其结果表示在图4中。如上所述，本实施例1的旋流分离器13具有将离心分离出的异物与一部分的燃料一起从排出口16排出的结构。因此，例如，与实施例2中使用的旋流分离器33相比，旋流分离器13的异物除去能力优秀，尤其是可以非常有效地除去微小的异物。由此，在本实施例1中，可以将充分除去了微小异物的非常干净的燃料储存在储液箱5中。
另外，在本实施例1中，燃料供给泵9在发动机8启动的同时独立于燃料压送泵3进行驱动。由此，燃料供给泵9与燃料压送泵3的驱动状态无关，可以吸引储存在储液箱5中的干净燃料，并通过燃料过滤器22以规定的一定流量稳定地向发动机8供给。另外，发动机8未消耗的燃料作为剩余燃料通过返回管路10返回到储液箱5中，再次循环供给发动机8。
在这种本实施例1的燃料净化供给装置1中，如上所述，从过滤机构4供给储液箱5的燃料的流量大于等于由燃料供给泵9从储液箱5吸出的流量。由此，如上所述，在燃料压送泵3及燃料供给泵9双方的泵驱动时，储液箱5内的燃料逐渐增加。
接着，在储液箱5内的燃料增加到预先设定的上限量时，上限液面传感器6a对燃料的液面进行检测。如果该上限液面传感器6a检测到燃料达到上限量，那么与上限液面传感器6a相连的燃料压送泵驱动构件7的切换电磁阀19便会关闭，停止燃料压送泵3的驱动。此时，燃料供给泵9与燃料压送泵3的驱动停止无关，继续以规定的流量向发动机8供给燃料。由此，在储液箱5中，所储存的燃料从上限量逐渐开始减少。由此，可以防止干净的燃料从储液箱5中溢出。
另外，在储液箱5内的燃料减少到预先设定的下限量时，下限液面传感器6b对燃料的液面进行检测。如果该下限液面传感器6b检测到燃料减少到下限量，那么燃料压送泵驱动构件7的切换电磁阀19便会再次打开，驱动燃料压送泵3。由此，干净的燃料从过滤机构4被送入储液箱5中，燃料储存在储液箱5内，储存量逐渐增加。由此，能够可靠地防止储液箱5中产生燃料耗尽。
如上所述，通过将燃料以规定的一定流量从燃料压送泵3进行压送，在过滤机构4中，在燃料被压送时，可以非常有效地离心分离燃料和异物，充分地将异物从燃料中除去。由此，可以在储液箱5中储存非常干净的燃料。
另外，由于燃料供给泵9独立于燃料压送泵3进行驱动，故可以将非常干净的燃料以规定的流量始终稳定地从储液箱5向发动机8供给。另外，通过从储液箱5供给非常干净的燃料，可延长燃料过滤器22的寿命，另外，还可以省去配置燃料过滤器22。由此，例如，由于不需要更换过滤器的维护作业，故即使是在燃料品质管理较差的地区，也可以防止发动机的工作效率的低下，另外，也可以防止因使用仿制过滤器而损伤发动机。
另外，如图1所示，在本实施例1中，将发动机8未消耗的剩余燃料予以返回的返回管路10与储液箱5相连。该发动机8排出的剩余燃料是已经由过滤机构4除去了异物的干净燃料。由此，通过将该干净的剩余燃料返回储液箱5，可以使干净的燃料在发动机8与储液箱5之间循环。由此，可以减少燃料压送泵3的驱动和停止的切换次数等，可以期望提高性价比。另外，例如，也可以将该返回管路10直接连接在燃料箱2上，使剩余燃料返回到燃料箱2中。另外，在下述实施例2～7中，同样也可以将返回管路10直接连接在燃料箱2上。
〔实施例2〕下面，对实施例2的燃料净化供给装置进行说明。在此，图2是示意地表示本实施例2的燃料净化供给装置的结构的示意图。另外，在下面的说明中，对于具有与上述实施例1中说明的构件相同的结构的构件使用相同的符号标记，以省略说明。
代替上述实施例1的过滤机构4，本实施例2的燃料净化供给装置31包括过滤机构32。另外，省略了上述实施例1的循环管路12。
在本实施例2中，过滤机构32包括由上侧圆筒部和从该圆筒部起朝下方直径逐渐减小的下侧圆锥部构成的旋流分离器33。该旋流分离器33在上侧圆筒部设置有将从燃料压送泵3压送来的燃料沿着圆筒部的圆周内表面导入的导入口34，另外，在上端面中心部设置有供除去了异物的干净燃料流出的流出管35。
另外，在旋流分离器33的下端部安装有积存由旋流分离器33离心分离出的异物的垃圾箱36。为了可以在异物积存到大于等于一定量时将异物排到外部，在该垃圾箱36上连接有包括排出阀37的排出管路38。代替安装在旋流分离器33上，垃圾箱36也可以配置在旋流分离器33的下方。
采用这种本实施例2的燃料净化供给装置31，可以像下面那样进行燃料的净化和向发动机供给净化后的燃料。
首先，在发动机8启动的同时驱动燃料压送泵3和燃料供给泵9。由此，燃料压送泵3通过第一供给管路11吸引收容在燃料箱2中的燃料，并以规定的流量、即旋流分离器33可以有效地进行离心分离的最佳的流量向过滤机构32压送燃料。
由燃料压送泵3压送的燃料从过滤机构32的导入口34导入旋流分离器33内，并在旋流分离器33的内部在最佳的流速下进行旋转运动。由此，可以在旋流分离器33中非常有效地离心分离燃料和异物。
在旋流分离器33中除去了异物的干净的燃料从流出口35流出，储存在储液箱5中。另一方面，在旋流分离器33中从燃料中分离出的异物收集在垃圾箱36中。另外，如果异物在垃圾箱36中积存到大于等于一定量，那么可以打开排出阀37将异物排到外部。
另外，储存在储液箱5中的燃料可以由在发动机启动的同时开始驱动的燃料供给泵9通过燃料过滤器22以规定的流量稳定地向发动机8供给。
另外，本实施例2的燃料净化供给装置31与上述实施例1一样，用液面检测构件6对储存在储液箱5中的燃料的上限量及下限量进行检测，可以控制燃料压送泵3的驱动和停止。由此，可以防止燃料从储液箱5中溢出或在储液箱5中产生燃料耗尽等不良情况。
如上所述，采用本实施例2的燃料净化供给装置31，可以在过滤机构32中有效地离心分离燃料和异物，对燃料进行净化。另外，可以将干净的燃料以规定的流量始终稳定地向发动机8供给。另外，在本实施例2中，在旋流分离器33的下端部安装有垃圾箱36。由此，例如如图4所示，与上述实施例1的旋流分离器13相比，虽然异物除去能力稍微下降，但将离心分离出的异物积存在垃圾箱36中，可以容易地排到外部。另外，还具有从该垃圾箱36排出的异物中几乎不含燃料的优点。
即，在本实施例2中，没有必要像上述实施例1那样将在旋流分离器33中离心分离出的异物返回燃料箱2中。因此，例如，即使向燃料箱2供给燃料，异物也不会因为时间的累积而在燃料箱2中产生积存。另外，由于一度分离后的异物不再循环到过滤机构32中，故可以实现旋流分离器33的离心分离的高效化。另外，例如，如果在排出的异物中含有大量的燃料，那么考虑到对环境的影响，存在异物的废弃处理变得复杂的问题。然而，在本实施例2中，如二所述，由于在从垃圾箱36排出的异物中几乎不含燃料，故异物的废弃处理变得非常容易。
〔实施例3〕对实施例3的燃料净化供给装置进行说明。在此，图3是示意地表示本实施例3的燃料净化供给装置的结构的示意图。
在本实施例3的燃料净化供给装置41中，过滤机构42包括配置在上游侧的第一旋流分离器43和配置在下游侧的第二旋流分离器44。
第一旋流分离器43具有实质上与上述实施例2的旋流分离器33相同的结构。即，第一旋流分离器43包括设有导入口45的上侧圆筒部和下侧圆锥部。另外，在第一旋流分离器43的上端面中心部配置有流出管46。该流出管46与下述第二旋流分离器44的导入口50相连，可以将在第一旋流分离器43中净化后的燃料供给第二旋流分离器44。另外，在第一旋流分离器43的下端部安装有垃圾箱47，在该垃圾箱47上连接有包括排出阀48的排出管路49。
第二旋流分离器44具有实质上与上述实施例1的旋流分离器13相同的结构。即，第二旋流分离器44包括设有导入口50的上侧圆筒部和下侧圆锥部。另外，在第二旋流分离器44的上端面中心部配置有流出管51。另外，在第二旋流分离器44的下端部包括排出口52。该排出口52通过循环管路12与燃料箱2相连。另外，在本实施例3中，第一旋流分离器43和第二旋流分离器44的上侧圆筒部及下侧圆锥部以相同的形状及尺寸构成。
采用这种本实施例3的燃料净化供给装置41，可以像下面那样进行燃料的净化和向发动机供给净化后的燃料。
首先，在发动机8启动的同时驱动燃料压送泵3和燃料供给泵9。由此，燃料压送泵3通过第一供给管路11吸引收容在燃料箱2中的燃料，并以规定的流量、即在第一旋流分离器43中可以有效地进行离心分离的最佳的流量向过滤机构42压送燃料。
由燃料压送泵3压送的燃料从导入口45导入第一旋流分离器43内，并在该旋流分离器43的内部在最佳的流速下进行旋转运动。由此，可以在第一旋流分离器43中非常有效地离心分离燃料和异物。
在该第一旋流分离器43中除去了异物的干净燃料从流出管46流出，向第二旋流分离器44的导入口50输送。另一方面，在第一旋流分离器43中离心分离出的异物收集在垃圾箱47中。另外，如果异物在垃圾箱47中积存到大于等于一定量，那么可以打开排出阀48将异物排到外部。
接着，在第一旋流分离器43中净化后的燃料从导入口50导入第二旋流分离器44内。此时，导入第二旋流分离器44内的燃料的流量与由所述燃料压送泵3压送的燃料的流量大致相等。另外，如上所述，第一旋流分离器43和第二旋流分离器44的圆筒部及圆锥部以相同的形状及尺寸构成。由此，导入第二旋流分离器44内的燃料也可以在第二旋流分离器44的内部在最佳的流速下进行旋转运动，可以非常有效地离心分离燃料和异物。
在该第二旋流分离器44中除去了异物的干净燃料从流出管51流出，送入储液箱5中。此时，例如如图4所示，由于第二旋流分离器44能以优于第一旋流分离器43的异物除去率净化燃料，故可以在储液箱5中储存非常干净的燃料。另外，储存在储液箱5中的燃料可以由燃料供给泵9通过燃料过滤器22以规定的流量稳定地向发动机8供给。另一方面，在第二旋流分离器44中分离出的异物与一部分的燃料一起从排出口52排出，返回到燃料箱2中。
另外，在本实施例3中，与上述实施例1及2一样，可以根据储存在储液箱5中的燃料的储存量(液面高度)利用液面检测构件6及燃料压送泵驱动构件7来控制燃料压送泵3的驱动和停止。由此，可以防止燃料从储液箱5中溢出或在储液箱中5产生燃料耗尽等不良情况。
由此，采用本实施例3的燃料净化供给装置41，可以经过两个阶段利用旋流分离器43、44有效地离心分离燃料和异物，有效地将异物从燃料中除去。另外，可以将干净的燃料以规定的流量始终稳定地向发动机8供给。尤其在本实施例3中，通过同时使用第一及第二旋流分离器43、44，可以同时具有上述实施例1的优点和上述实施例2的优点。
即，在第一旋流分离器43中，从燃料中分离出的的异物可以积存在垃圾箱47中后排出。由此，可以容易地将异物从燃料供给线排到外部。因此，即使向燃料箱2供给燃料，异物也不会因为时间的累积而产生积存。另外，由于在从垃圾箱47排出的异物中几乎不含燃料，故异物的废弃处理非常容易。
另一方面，第二旋流分离器44具有非常出色的异物除去能力，尤其可以非常有效地除去微小的异物。由此，可以在储液箱5中储存非常干净的燃料，并向发动机8供给。由此，可以延长燃料过滤器22的寿命，另外，也可以省去配置燃料过滤器22。
〔实施例4〕下面对实施例4的燃料净化供给装置进行说明。在此，图5是示意地表示本实施例4的燃料净化供给装置的结构的示意图。
在本实施例4的燃料净化供给装置71中，过滤机构72包括配置在上游侧的第一旋流分离器73和配置在下游侧的第二旋流分离器74。本实施例4的第一旋流分离器73具有与上述实施例3(图3)的第一旋流分离器43相同的结构。因此，本实施例4的第一旋流分离器73的各构成构件用与上述实施例3的第一旋流分离器43的各构成构件相同的符号标记表示，以省略说明。
另外，第二旋流分离器74具有实质上与上游侧的第一旋流分离器73相同的结构，但配置在第二旋流分离器74上的导入口75及流出管76的连接对象与第一旋流分离器73不同。在该第二旋流分离器74中，导入口75与第一旋流分离器73的流出管46相连。另外，第二旋流分离器74的流出管76与储液箱5相连。即，在本实施例4的过滤机构72中，具有同样的结构的第一及第二旋流分离器73、74串联地进行配置。另外，在本实施例4中，第一及第二旋流分离器73、74的上侧圆筒部及下侧圆锥部以相同的形状及尺寸构成。
采用这种本实施例4的燃料净化供给装置71，可以像下面那样净化燃料，并将该净化后的燃料供给发动机。
首先，燃料压送泵3将燃料以规定的流量向过滤机构72压送。在过滤机构72中，压送来的燃料以规定的流量导入第一旋流分离器73中，并利用第一旋流分离器73有效地离心分离燃料和异物。利用该第一旋流分离器73的离心分离而除去了异物的干净燃料从流出管46流出，送入第二旋流分离器74中。另一方面，在从燃料中分离出的异物收集到垃圾箱47中后从排出管路49排到外部。
接着，从第一旋流分离器73的流出管46送入第二旋流分离器74中的燃料通过在第二旋流分离器74中有效地进行离心分离，可以进一步除去异物。在该第二旋流分离器74中进一步除去了异物的干净燃料从流出管76送入储液箱5中，并储存在储液箱5中。储存在该储液箱5中的燃料之后与上述实施例1～3一样供给发动机8。另外，在第二旋流分离器74中从燃料中分离出的异物收集到垃圾箱47中后从排出管路49排到外部。
如上所述，采用本实施例4的燃料净化供给装置71，可以利用过滤机构72有效地离心分离燃料和异物，另外，可以将该净化后的干净燃料以规定流量始终稳定地向发动机8供给。尤其是在本实施例4中，由于在过滤机构72中串联地配置具有垃圾箱的第一及第二旋流分离器73、74，故将异物从燃料中分离后排到外部的作业可以在两个阶段进行。由此，即使有大量的异物混入燃料，也能够在过滤机构72中可靠地将异物从燃料中分离、排出，可以稳定地对储液箱5供给干净的燃料。
另外，在本实施例4中，在第二旋流分离器74上安装有垃圾箱47，而并没有设置上述实施例3那样的将在第二旋流分离器中分离出的异物返回燃料箱2中的循环管路12。由此，在过滤机构72中分离出的异物不再循环到过滤机构72中，从而可以实现过滤机构72的离心分离的高效化。
另外，例如在上述实施例3中，由于一部分的燃料从第二旋流分离器返回到燃料箱2中，故从第二旋流分离器44送入储液箱5中的干净燃料的流量小于从燃料压送泵3压送的流量。然而，在本实施例4的过滤机构72中，能够将干净的燃料以与从燃料压送泵3压送的流量大致相等的流量向储液箱5供给。因此，与上述实施例3相比，可以将干净的燃料更快地储存到储液箱5中。
〔实施例5〕对实施例5的燃料净化供给装置进行说明。在此，图6是示意地表示本实施例5的燃料净化供给装置的结构的示意图。
在本实施例5的燃料净化供给装置81中，过滤机构82并联地配置第一旋流分离器83和第二旋流分离器84。这些第一及第二旋流分离器83、84具有与上述实施例2(图2)中使用的旋流分离器33相同的结构。
由此，在这种本实施例5的燃料净化供给装置81中，例如，与像上述实施例2中的过滤机构32那样包括单个旋流分离器33的情况相比，加大从燃料压送泵3向过滤机构82的流量来压送燃料。另外，在过滤机构82中，从燃料压送泵3压送来的燃料分成两路，并分别以规定的流量向第一及第二旋流分离器83、84压送燃料。由此，可以分别在第一及第二旋流分离器83、84中有效地进行离心分离，将异物从燃料中除去。
接着，在第一及第二旋流分离器83、84中除去了异物的干净燃料从并联地配置的旋流分离器83、84分别以规定的流量送入储液箱5。在本实施例5中，由于像这样从并联地配置的旋流分离器分别向储液箱5供给干净的燃料，故可以加大向储液箱5的燃料供给流量，可以将干净的燃料迅速地储存到储液箱5中。另一方面，在第一及第二旋流分离器83、84中从燃料中分离出的异物可以在收集到各个垃圾箱36、36中后从排出管路38、38排到外部。
如果可以如上所述加大向储液箱5供给的干净燃料的流量，那么也可加大从储液箱5向发动机8供给的燃料的供给流量。因此，即使搭载例如燃料消耗量大的发动机作为发动机8，也可以始终稳定地向发动机8供给干净的燃料。由此，本实施例5的燃料净化供给装置81适用于例如搭载在大型的建筑机械上的排气量大的发动机。
〔实施例6〕对实施例6的燃料净化供给装置进行说明。在此，图7是示意地表示本实施例6的燃料净化供给装置的结构的示意图。
在本实施例6的燃料净化供给装置91中，过滤机构92串并联地配置第一至第四的四个旋流分离器93～96。即，第一旋流分离器93和第二旋流分离器94串联地配置，另外，第三旋流分离器95和第四旋流分离器96串联地配置。另外，串联连接后的第一及第二旋流分离器93、94的管路与串联连接后的第三及第四旋流分离器95、96的管路相互并联地配置。
在该过滤机构92中，第一及第二旋流分离器93、94具有与上述实施例3(图3)中的第一及第二旋流分离器43、44相同的结构，在第一旋流分离器93上安装有垃圾箱47，在第二旋流分离器94的排出口52上连接有循环管路12。另外，第三及第四旋流分离器95、96具有与上述实施例4(图4)中的第一及第二旋流分离器73、74相同的结构，在第三及第四旋流分离器95、96上分别安装有垃圾箱47。
采用这种本实施例6的燃料净化供给装置91，在过滤机构92中，从燃料压送泵3压送来的燃料分别以规定的流量分流至第一及第二旋流分离器93、94的管路和第三及第四旋流分离器95、96的管路中。
分流至第一及第二旋流分离器93、94的管路中的燃料与上述实施例3一样，首先在第一旋流分离器93中进行有效的离心分离。在该第一旋流分离器93中除去了异物的干净燃料从流出管46送入第二旋流分离器94中，另外，从燃料中分离出的异物积存在垃圾箱47中后排到外部。另外，从第一旋流分离器93送来的干净燃料接着在第二旋流分离器94中用出色的异物除去能力除去异物。接着，在第二旋流分离器94中除去了异物的非常干净的燃料供给储液箱5。另外，在第二旋流分离器94中从燃料中分离出的异物与一部分燃料一起从排出口52排出，并返回到燃料箱2中。
另一方面，分流至第三及第四旋流分离器95、96的管路中的燃料与上述实施例4一样，首先利用第三旋流分离器95进行有效的离心分离。在该第三旋流分离器95中除去了异物的干净燃料从流出管46送入第四旋流分离器96中，另外，从燃料中分离出的异物积存在垃圾箱47中后排到外部。另外，在第四旋流分离器96中，对从第三旋流分离器95送来的干净燃料进行进一步的离心分离。接着，在第四旋流分离器96中除去了异物的干净燃料从流出管76供给储液箱5。另外，在第四旋流分离器96中从燃料中分离出的异物积存到垃圾箱47中，并排到外部。
如上所述，本实施例6的燃料净化供给装置91可以取得与上述各实施例相同的效果。另外，在本实施例6中，如上所述，在过滤机构92中将第一及第二旋流分离器93、94的管路与第三及第四旋流分离器95、96的管路相互并联地配置，可以从各条管路将干净的燃料供给储液箱5。由此，可以加大向储液箱5供给的干净燃料的供给流量，从而可以将干净的燃料迅速地储存到储液箱5中。
〔实施例7〕对实施例7的燃料净化供给装置进行说明。在此，图8是示意地表示本实施例7的燃料净化供给装置的结构的示意图。
本实施例7的燃料净化供给装置101构成为将过滤机构102和储液箱5配置在燃料箱2的内部。配置在该燃料箱2内的过滤机构102具有与上述实施例2(图2)中的过滤机构32相同的结构，在具有导入口34和流出管35的旋流分离器33上安装有垃圾箱36。另外，在本实施例7中，为了容易地将积存在垃圾箱36中的异物排到外部，在燃料箱2的外侧配置有排出管路38及排出阀37。
另外，在本实施例7中，在燃料箱2内设有滤罩103，燃料箱2通过滤罩103与第1供给管路11连接。通过如此设置滤罩103，可减少向过滤机构102压送的燃料中含有的异物。
在本实施例7中，通过将过滤机构102和储液箱5配置在燃料箱2的内部，可以实现装置的紧凑化。另外，在本实施例7中，从发动机8排出的剩余燃料通过返回管路10返回到配置在燃料箱2内的储液箱5中。由此，被发动机8加热后的剩余燃料流经配置在燃料箱2内的返回管路10时或储存在储液箱5中时，可以利用收容在燃料箱2内的燃料进行冷却。
例如，在以往的建筑机械等中，为了冷却被发动机加热后的剩余燃料而具备油冷却器等冷却装置，但像本实施例7那样利用收容在燃料箱2内的燃料进行剩余燃料的冷却，可以省去设置油冷却器等冷却装置。由此，可以实现成本的降低和装置的进一步紧凑化。
另外，在本实施例7中，在像第一供给管路11与旋流分离器33的接合部等那样的形成在燃料箱2内的配管接合部上，例如，即使产生燃料的泄漏，从该接合部泄漏的燃料也只是流入燃料箱2内，可以防止向外部流出。由此，通过将过滤机构102和储液箱5配置在燃料箱2内，可以实现安全性的提高。
另外，在本实施例7中，过滤机构102具有单个安装有垃圾箱36的旋流分离器33，但本发明并不局限于此。例如，代替旋流分离器33，在本实施例7中的过滤机构102也可以包括如上述实施例1(图1)所示的异物除去能力出色的旋流分离器13。
另外，在本实施例7中，例如如图9所示，也可以与上述实施例4(图5)一样，串联地具有第一旋流分离器73和第二旋流分离器74。另外，也可以像上述实施例5那样并联地配置第一及第二旋流分离器，也可以像上述实施例6那样串并联地配置第一至第四的四个旋流分离器。由此，可以取得与上述各实施例相同的效果。另外，在本发明中，配置在过滤机构中的旋流分离器的数目并没有特别的限制，也可以增加旋流分离器的数目并将它们串联、并联或串并联地配置。
工业上的可利用性本发明可以适用于搭载在汽车和建筑机械等上的燃料供给装置。尤其在作为供给发动机的燃料的混入大量异物的品质低下的燃料频繁使用的地区开动建筑机械等时极其有用。
权利要求
1.一种燃料净化供给装置，将燃料净化后供给发动机，其特征在于，包括收容所述燃料的燃料箱；净化所述燃料的过滤机构；将燃料从所述燃料箱中吸出并以规定的流量向所述过滤机构压送的燃料压送泵；储存所述过滤机构所净化后的燃料的储液箱；对储存在所述储液箱内的燃料的液面高度进行检测的液面检测构件；与所述液面检测构件相连、在所述储液箱内的燃料小于等于下限量时驱动所述燃料压送泵、在所述储液箱内的燃料大于等于上限量时停止所述燃料压送泵的燃料压送泵驱动构件；以及吸引储存在所述储液箱内的所述燃料并供给所述发动机的燃料供给泵，所述过滤机构包括使从所述燃料压送泵压送来的燃料进行旋转运动来进行燃料和异物的离心分离的旋流分离器。
2.如权利要求1所述的燃料净化供给装置，其特征在于，所述旋流分离器具有将所述离心分离出的异物与一部分燃料一起排出的排出口，该排出口通过配管与所述燃料箱相连。
3.如权利要求1所述的燃料净化供给装置，其特征在于，积存所述离心分离出的异物的垃圾箱配置在所述旋流分离器的下端部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的燃料净化供给装置，其特征在于，所述过滤机构以串联、并联或串并联的形式配置有多个所述旋流分离器。
5.如权利要求1所述的燃料净化供给装置，其特征在于，所述过滤机构具有配置在上游侧的第一旋流分离器和配置在下游侧的第二旋流分离器，所述第一旋流分离器在下端部配置有积存该第一旋流分离器中离心分离出的异物的垃圾箱，所述第二旋流分离器具有将该第二旋流分离器中离心分离出的异物与一部分的燃料一起排出的排出口，该排出口通过配管与所述燃料箱相连，将所述第一旋流分离器中净化后的燃料供给所述第二旋流分离器。
6.如权利要求1至5中任一项所述的燃料净化供给装置，其特征在于，配置有将从所述发动机排出的剩余燃料返回到所述储液箱中的返回管路。
7.如权利要求1至6中任一项所述的燃料净化供给装置，其特征在于，所述燃料压送泵是油压驱动泵、电动泵及排气驱动泵中的任一种。
全文摘要
本发明提供一种可有效地离心分离燃料和异物从而将异物从燃料中除去、且能够以规定的流量稳定地将干净的燃料向发动机供给的燃料净化供给装置。本发明的燃料净化供给装置，包括收容燃料的燃料箱、净化燃料的过滤机构、以规定的流量将燃料从燃料箱向过滤机构压送的燃料压送泵、储存净化后的燃料的储液箱、对在储液箱内的燃料的液面高度进行检测的液面检测构件、根据储存在储液箱内的燃料的储藏量对燃料压送泵的驱动进行控制的燃料压送泵驱动构件、以及吸引储存在储液箱内的燃料并供给发动机的燃料供给泵，所述过滤机构包括使从燃料压送泵压送来的燃料进行旋转运动来进行燃料和异物的离心分离的旋流分离器。
文档编号F02M37/22GK1904342SQ20061010862
公开日2007年1月31日 申请日期2006年7月27日 优先权日2005年7月28日
发明者增谷荣伸, 金山登 申请人:株式会社小松制作所