JP2002021644A - エンジンの液化ガス燃料供給装置 - Google Patents
エンジンの液化ガス燃料供給装置Info
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Abstract
定の温度範囲に制御して、タンク内への液化ガス燃料の
補給の円滑と、タンク自体の安全性の向上を図る。 【解決手段】 液化ガス燃料タンク1内の液相部温度を
検出する温度センサ2を設ける。温度センサ2の検出温
度が設定温度以下では前記液化ガス燃料タンク1内から
液相部分Lの燃料を取り出し、該温度センサ2の検出温
度が前記設定温度以上では前記液化ガス燃料タンク1内
から前記液相部分Lの燃料の取り出しに加えて気相部分
Gの燃料を取り出すように制御する制御手段を設ける。
Description
から取り出された燃料をエンジンに供給する装置に関
し、詳しくは液化ガス燃料タンク内の液化ガスの温度及
び圧力を制御するエンジンの液化ガス燃料供給装置に関
する。
料をエンジンへ供給する方法として、実開昭61−13
8860号公報に開示されているように、液化ガス燃料
タンクから取り出された液相部分の燃料を、燃料ポンプ
で加圧して噴射弁よりエンジンの吸気管路に噴射し、吸
入空気と混合してこの混合気をエンジンに供給すると共
に、余剰燃料の一部を戻して配管を介して液化ガス燃料
タンク内の気相側に戻すことにより、タンク内の液化ガ
スの温度上昇を抑えるものがある(以下これを従来技術
1と呼ぶ)。
したものとして、特開平11−257159号公報に開
示されているように、液化ガス燃料タンク内の液相部分
の燃料を取り出す通常の液相配管に加え、気相部分の燃
料を取り出す気相配管を別に設け、エンジン冷却水の温
度が設定温度よりも低い場合には気相部分の燃料を取り
出し、逆に設定温度よりも高い場合には液相部分の燃料
を取り出し、圧力レギュレータにより調圧してから、噴
射弁よりエンジンの吸気管路に噴射して吸入空気と混合
し、この混合気をエンジンに供給するものがある(以下
これを従来技術2と呼ぶ)。
ガス燃料タンクは、エンジンの放射熱や直射日光等によ
り加熱されてタンク内の液化ガス温度が上昇し、それに
伴ってタンク内の蒸気圧は急激に上昇するが、このよう
な場合には、外部からタンク内に液化ガス燃料の補給が
難しくなると共に、安全上からも好ましくないという問
題がある。
る液化ガス燃料のうち、余剰燃料の一部を戻し管を介し
て液化ガス燃料タンク内の気相側に戻すことにより、タ
ンク内の温度上昇を抑えるように構成されているが、上
記の余剰燃料はエンジンからの熱を吸熱して昇温した状
態で戻されてくるので、タンク内の気相部での気化が少
なく、タンク内の液化ガスの温度上昇を抑える効果は小
さい。
タンク内の気相部分の燃料を取り出してエンジン側に供
給する気相配管が追加して設けられているが、タンク内
の気相部分の燃料の取り出しは、エンジンの低温始動性
向上のために、エンジン冷却水の温度が設定温度より低
い場合に行われ、エンジン冷却水の温度が設定温度より
高い場合には、タンク内の液相部分の燃料の取り出しが
行われる構成となっているので、タンク内の液化ガスの
温度上昇を抑える機能を有していない。
液化ガスの温度を所要範囲に制御して、タンク内の気相
部の圧力を所要範囲に制御することにより、外部からタ
ンク内に液化ガス燃料の補給を容易にすると共に、安全
性の向上を図ったエンジンの液化ガス燃料供給装置を提
供することにある。
めに、請求項1記載の発明は、液化ガス燃料タンクより
取り出される燃料をエンジンの吸気管路に供給するエン
ジンの液化ガス燃料供給装置において、前記液化ガス燃
料タンク内の液相部温度を検出する温度センサと、該温
度センサの検出温度が設定温度以下では前記液化ガス燃
料タンク内から液相部分の燃料を取り出し、該温度セン
サの検出温度が前記設定温度以上では前記液化ガス燃料
タンク内から前記液相部分の燃料の取り出しに加えて気
相部分の燃料を取り出すように制御する制御手段と、を
備えたことを特徴とする。
の液相部温度が設定温度より低い場合は、タンク内より
液相部分の燃料のみが取り出されてエンジン側へ供給さ
れるので、タンク内の液化ガスの温度変化は本来は小さ
い。しかし、エンジン放射熱や直射日光或いは燃料ポン
プ作動熱等により加熱され、タンク内の液相部温度が設
定温度以上になった場合は、前記液相部分の燃料の取り
出しに加え気相部分の燃料がタンク内より取り出されて
エンジン側へ供給されるので、タンク内の液相部分の燃
料が次々に気化していくが、液相部分の燃料の気化によ
って蒸発潜熱が奪われるので、タンク内の液化ガス温度
は低下していく。
相部温度が設定温度以下になった場合は、気相部分の燃
料のタンク内よりの取り出しは停止するので、タンク内
の液相部温度は設定温度以下で本来は落ち着くが、上記
の諸原因により加熱されて設定温度以上になった場合
は、再びタンク内の気相部分の燃料が取り出されて上記
の経過を辿るので、タンク内の液化ガスの温度は所要の
範囲に制御されると共に、液化ガスの過昇温に伴うタン
ク内の蒸気圧の異常上昇は抑えられる。
明において、前記設定温度は外気温度に連動しているこ
とを特徴とする。
に変化する。そのため、この発明のように、制御の基準
となる設定温度を外気温度と連動させることにより、タ
ンク内への液化ガスの補給が外気温度の変動によって影
響を受けなくなる。
クより取り出される燃料をエンジンの吸気管路に供給す
るエンジンの液化ガス燃料供給装置において、前記液化
ガス燃料タンク内の気相部圧力を検出する圧力センサ
と、該圧力センサの検出圧力が設定圧力以下では前記液
化ガス燃料タンク内から液相部分の燃料を取り出し、該
圧力センサの検出圧力が前記設定圧力以上では前記液化
ガス燃料タンク内から前記液相部分の燃料の取り出しに
加えて気相部分の燃料を取り出すように制御する制御手
段と、を備えたことを特徴とする。
サに代えてタンク内の気相部圧力を検出する圧力センサ
を用いたもので、設定圧力を前記請求項1記載の発明に
おける設定温度に相当したタンク内の気相部圧力に設定
することにより、前記請求項1と同様の作用、効果が得
られる。
の発明において、前記設定圧力は外気温度に連動してい
ることを特徴とする。
に変化する。そのため、制御の基準となる設定圧力を外
気温と連動することにより、この発明においても前記請
求項2の発明と同様に、タンク内への液化ガスの補給が
外気温度の変動によって影響を受けなくなる。
例に基づいて説明する。
給する方式の第1実施例を示すもので、1は液化ガス燃
料タンク(以下、単にタンクと略す)であり、該タンク
1内の液相部Lの燃料を取り出す液相配管10が設けら
れている。この液相配管10には、タンク1内の液相部
Lの燃料を液相配管10内へ圧送する燃料ポンプ12
と、液相部Lの燃料の供給路を開閉する電磁式の液相開
閉弁11と、エンジン30の吸気管31に設置されたサ
ージタンク34の下流側に位置して燃料ポンプ12から
圧送される液相部Lの燃料を噴射する液相燃料噴射弁1
3が、上流側から下流側へ順次配設されている。
弁13部における燃料を一定の圧力に調圧するもので、
この調圧により、液相配管10内の余剰燃料は戻し配管
15を通り、逆流を防止する逆止弁16を経てタンク1
内の液相部Lに戻される構成となっている。一方、タン
ク1には、該タンク1の気相部Gに開口して気相部Gの
燃料を取り出す気相配管20が設けられており、該気相
配管20には、気相部Gの燃料の供給路を開閉制御する
電磁式の気相開閉弁(制御手段)21と、吸気管31に
設置されたサージタンク34の上流側に、気相燃料を供
給する気相燃料噴射弁22が設けられた構成となってい
る。なお、32はエンジン30の排気管、33は吸気管
31の吸入口に取り付けられるエアクリーナ、35はス
ロットルバルブである。
液相部Lの温度を検出する温度センサ(以下、液温セン
サと呼ぶ)2が取り付けられており、車両側には外気温
度を検出する温度センサ(以下、外気温センサと呼ぶ)
3が取り付けられていて、液温センサ2と外気温センサ
3の各検出温度は制御手段であるコンピュータ5に入力
される。
出する水温センサ、吸気管内圧力を検出する圧力センサ
及び排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ等による各
検出信号は、コンピュータ5に入力され、これ等の各検
出信号に基づいて前記の液相燃料噴射弁13と前記の気
相燃料噴射弁22の各噴射量がコンピュータ5により制
御される。
センサ2の検出温度が低い場合には、気相開閉弁21は
閉じて液相開閉弁11が開いており、液温センサ2の検
出温度が高い場合には、液相開閉弁11と気相開閉弁2
1が共に開くようになっていて、液相開閉弁11はエン
ジン30の駆動が停止した場合に閉じるようになってい
る。
用いないで自力供給する方式の第2実施例を示すもの
で、前記の第1実施例に対して構成上の異なる点は、液
相配管10には前記の燃料ポンプ12と液相燃料噴射弁
13が無く、タンク1より供給される液相燃料は気化器
17で気化され、吸気管31内に供給されるようになっ
ている。また、戻し配管15が無いので、戻し配管15
に設けられていた圧力レギュレータ14と逆止弁16も
無く、更に吸気管31に設けられていたサージタンク3
4も無い。
相部Gの燃料を取り出し、吸気管31内に気相燃料噴射
弁22より噴射する構成と、タンク1内の液相部Lの温
度を検出する液温センサ2の検出温度を設定温度と比較
し、コンピュータ5により気相開閉弁21の開閉を行う
制御手段は、第1実施例の場合と同じである。図3は燃
料ポンプで液化ガス燃料を圧送供給する方式の第1実施
例の構成において、タンク1内の液相部Lの温度を検出
する液温センサ2に代えて、タンク1内の気相部Gの圧
力を検出する圧力センサ4を設けたものであり、後述の
設定圧力に対して圧力センサ4の検出圧力が低い場合に
は、気相開閉弁21は閉じて液相開閉弁11が開いてお
り、圧力センサ4の検出圧力が高い場合には、液相開閉
弁11と気相開閉弁21が共に開くようになっており、
その他の構成は第1実施例の場合と同じである。
相部Gの圧力を検出する圧力センサ4の検出圧力を設定
圧力と比較し、気相開閉弁21の開閉を行う制御は、液
化ガス燃料を自力供給する方式の前記の第2実施例に対
しても適用することはできるが、内容の説明は省略す
る。
特徴であるタンク内の気相部分の燃料取り出しの制御内
容について説明する。
液化ガス燃料を補給する場合、補給時の外気温度に相当
するタンク内の気相部の圧力(以下、タンク内圧力と呼
ぶ)に対して、一般に0.4MPa高い圧力で補給され
る。この場合、補給スタンド側の補給圧力は、タンク内
圧力に対して0.2MPa以上の差圧があれば、液化ガ
ス燃料のタンク内への補給は支障なく行うことができる
ので、設定圧力は外気温度に相当するタンク内圧力より
も0.2MPa高い圧力に設定しておけばよい。
一般に用いられているプロパン30%・ブタン70%の
もの(図5中のA)と、寒冷地に用いられるプロパン1
00%のもの(図5中のB)と、非石油系液化ガス燃料
で実用化の検討されているジメチルエーテル(図5中の
C)の3種を取り上げ、液化ガス温度とタンク内圧力の
関係を示したグラフである。図5より上記の圧力0.2
MPaに相当する液化ガス温度は約10℃であるので、
設定温度は外気温度よりも10℃高い温度に設定してお
けばよい。
は、タンク1内の液相部Lの温度を検出してタンク1内
の液化ガス温度を制御する場合、外気温センサ3の検出
温度に10℃を加えた値を設定温度とするのが望まし
い。
の設定温度よりも低い場合には、コンピュータ5により
気相開閉弁21は閉じているので、タンク1からは液相
部Lの燃料のみが液相開閉弁11を介して矢印Aで示す
ように燃料ポンプ12により圧送され、液相配管10を
通って液相燃料噴射弁13より吸気管31内に噴射さ
れ、矢印Dで示す吸入空気と混合してエンジン30側に
送られる。
示す方向に流れ、逆止弁16を経てタンク1内の液相部
Lに戻されるが、この余剰燃料はエンジン30からの熱
を吸熱した状態で戻されることに加え、タンク1内の液
化ガスは燃料ポンプ12の作動熱やエンジンの放射熱、
直射日光等により昇温していく。
記の設定温度よりも高くなった場合は、コンピュータ5
により気相開閉弁21が開くので、タンク1内の気相部
Gの燃料が気相開閉弁21を介し、矢印Cで示すように
気相配管20を通って気相燃料噴射弁22より吸気管3
1内に噴射され、矢印Dで示す吸入空気と混合してエン
ジン30側に送られる。なお、この場合も液相開閉弁1
1が開いているので、液相燃料噴射弁13より吸気管3
1内に液相燃料の噴射は並行して行われる。
り出しにより、タンク1内の液相部Lの燃料が次々に気
化していくため、液相部Lの燃料の気化によって蒸発潜
熱が奪われ、タンク1内の温度は低下していく。液温セ
ンサ2の検出温度が前記の設定温度よりも低くなった場
合には、コンピュータ5により気相開閉弁21が閉じる
ので、タンク1内の気相部Gの燃料の取り出しが停止
し、タンク1内からは液相部Lの燃料のみが取り出され
る状態になるが、タンク1内の温度は惰性により設定温
度よりも若干下がってから、前記の諸原因により再び上
昇に転じる。
度の推移を模式的に示したものであり、諸原因によりタ
ンク1内の液相部Lの温度が設定温度より上昇すると、
気相回路のON(気相開閉弁21の開弁)によりタンク
1内より気相部Gの燃料が取り出され、タンク1内の温
度はTで示す一定の温度範囲に制御される。
第1実施例の場合に比較して、燃料ポンプや余剰燃料の
戻しが無いため、タンク1内の温度上昇の要因は少ない
が、タンク1内の温度制御は第1実施例の場合と同じで
あるため、説明は省略する。
タンク1内の気相部Gの圧力を検出してタンク1内の圧
力を直接制御するものであるが、設定圧力は前述のよう
に外気温度に相当したタンク1内の圧力に0.2MPa
を加えた値とするのが望ましい。
検出する圧力センサ4の検出圧力が、上記の設定圧力よ
りも低い場合は、コンピュータ5により気相開閉弁21
は閉じているので、タンク1内からは液相部Lの燃料の
みが上記の第1実施例の場合と同じ経路を辿ってエンジ
ン30側に供給され、余剰燃料は上記の第1実施例の場
合と同じ経路を辿ってタンク1内に戻されるが、諸原因
によるタンク1内の温度上昇により、タンク1内の圧力
は上昇していく。
記の設定圧力よりも高くなった場合は、コンピュータ5
により気相開閉弁21が開くので、タンク1内から気相
部Gの燃料が上記の第1実施例の場合と同じ経路を辿っ
てエンジン30側に供給されるが、タンク1内の気相部
Gの取り出しによる前述の原理により、タンク1内の温
度低下が生じ、タンク1内の圧力も低下していく。
よりも低くなった場合は、コンピュータ5により気相開
閉弁21が閉じるので、タンク1内から気相部Gの燃料
の取り出しは停止し、液相部Lの燃料のみが取り出さ
れ、上記の第1実施例の場合と同じく、タンク1内の圧
力は一定の圧力範囲に制御される。
燃料タンク内の温度が、エンジンの放射熱や直射日光或
いは燃料ポンプの作動熱等によって上昇しても、タンク
内の圧力は一定の圧力範囲に制御されるので、図示しな
い液面センサからの信号により液化ガス燃料の補給が必
要になった場合、タンク内への液化ガス燃料の補給は円
滑に行われる。また、タンク内の圧力の異常上昇は抑え
られるので、タンク自体の安全性も向上する。
度を設定温度又はこの設定温度に相当した圧力を設定圧
力とし、設定温度以下又は設定圧力以下では、タンク内
の温度を低下させるタンク内からの気相燃料の取り出し
を行わないようにしているので、外気温度に対してタン
ク表面の温度が大幅に低下することはなく、それにより
タンク表面に有害な結露を生じることもない。
給装置は、請求項1記載の発明によれば、液化ガス燃料
タンク内の液化ガスの温度が一定の温度範囲に制御され
るので、タンク内への液化ガス燃料の補給が円滑に行わ
れると共に、タンク内圧力の異常上昇が抑えられるの
で、タンク自体の安全性が向上する。
料タンクの圧力が一定の圧力範囲に制御されるので、請
求項1記載の発明と同様な効果が得られる。
ク内への液化ガス燃料の補給が外気温度の変動によって
影響されないので、液化ガス燃料の円滑な補給が行われ
る。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 液化ガス燃料タンクより取り出される燃
料をエンジンの吸気管路に供給するエンジンの液化ガス
燃料供給装置において、 前記液化ガス燃料タンク内の液相部温度を検出する温度
センサと、 該温度センサの検出温度が設定温度以下では前記液化ガ
ス燃料タンク内から液相部分の燃料を取り出し、該温度
センサの検出温度が前記設定温度以上では前記液化ガス
燃料タンク内から前記液相部分の燃料の取り出しに加え
て気相部分の燃料を取り出すように制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とするエンジンの液化ガス燃料
供給装置。 - 【請求項2】 前記設定温度は外気温度に連動している
ことを特徴とする請求項1記載のエンジンの液化ガス燃
料供給装置。 - 【請求項3】 液化ガス燃料タンクより取り出される燃
料をエンジンの吸気管路に供給するエンジンの液化ガス
燃料供給装置において、 前記液化ガス燃料タンク内の気相部圧力を検出する圧力
センサと、 該圧力センサの検出圧力が設定圧力以下では前記液化ガ
ス燃料タンク内から液相部分の燃料を取り出し、該圧力
センサの検出圧力が前記設定圧力以上では前記液化ガス
燃料タンク内から前記液相部分の燃料の取り出しに加え
て気相部分の燃料を取り出すように制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とするエンジンの液化ガス燃料
供給装置。 - 【請求項4】 前記設定圧力は外気温度に連動している
ことを特徴とする請求項3記載のエンジンの液化ガス燃
料供給装置。
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JP2000210643A JP4401004B2 (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | エンジンの液化ガス燃料供給装置 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004019577A (ja) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給装置 |
JP2009140367A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Sony Corp | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
JP2011111994A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Denso Corp | 燃料供給装置 |
KR20190059547A (ko) * | 2017-11-23 | 2019-05-31 | 삼성중공업 주식회사 | 액화가스 운송선박 및 이의 운용 방법 |
-
2000
- 2000-07-12 JP JP2000210643A patent/JP4401004B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR102016367B1 (ko) * | 2017-11-23 | 2019-08-30 | 삼성중공업(주) | 액화가스 운송선박 및 이의 운용 방법 |
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