JP2005256654A - ガス燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガス燃料供給装置において、簡易な構成で発熱量が異なる多様なガス種に対応して燃料供給量を容易に最適化できるようにする。
【解決手段】 オリフィス３５Ａを有する内部通路３１を具えたバルブ本体３０が、流路９ｃに設けたバルブ挿入孔４１に嵌装され、これを外部から回動操作して流路９ｃを開閉する転換コック３Ａを設けたものとし、且つバルブ本体３０をバルブ挿入孔４１から抜き取ってオリフィス３５Ａをオリフィス径が異なるものと交換できるものとした。また、バルブ本体３０を内部通路３１が周側面から底面に貫通し周側面にＯリング３４を装着したものとし、バルブ挿入孔４１を内周面および底面に内部通路３１の両開口部３１ａ，３１ｂに対応する位置に流路９ｃが開口したものとして、Ｏリング３４で外部気密を確保し板ばね３９でバルブ本体３０底面をバルブ挿入孔４１底面に押し付けて内部気密を確保するものとした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ガスエンジンに燃料を供給するガス燃料供給装置に関し、殊に、異なる種類のガス燃料に対応するための転換コックが燃料供給路に配置されたガス燃料供給装置に関する。

例えばガスヒートポンプ式空調機のコンプレッサを駆動させるガスエンジンの燃料として液化石油ガスや天然ガス、或いは都市ガスなど、多種類のガスが使用されているが、これらのガス燃料は地域によって供給される種類が異なることが多く、また同一地域でも季節により異なるガス種に変えることがある。

上記のようにガス燃料の種類が変わると発熱量および理論空燃比が変化するため、その発熱量に対応した燃料供給量に調整する必要が生じる。そこで、図５に示すような燃料供給路９０Ａに配置したオリフィス３５Ｃを、使用するガス燃料の熱量に応じた口径のオリフィスに交換して対処することが知られており、或いは特開平９−１３３３４９号公報に記載されているように、燃料供給路に配置したパッキンをガス種に応じた口径のオリフィス付きパッキンに交換することで対処することも行われている。

上記のようなオリフィスを交換する手法を用いれば、複数種のオリフィスを用意することで多様なガス種に対応することができる。しかし、交換に際しオリフィスが配置されている部分を分解する必要が生じるため切り換え作業に手間がかかるばかりか、再組付け作業において気密性を確保し組付け後にこれを確認する手間も必要とされる。

また、図６の（A），（B）に示すように、テーパコック３Ｃにオリフィス３５Ｄを設けたものを開閉して切り換えることも知られているが、これは例えば燃料供給路を並列に分岐してその流路の一つに配置され、これを開閉して固定流量とされた他の流路との合算で全体としての燃料流量を変更するものである。また、特開平１０−１４１６５６号公報には、ストッパでオリフィスが開放位置となるようにオリフィス支持部材を固定して低熱量用とし、ストッパを外すことによりオリフィスで燃料流量を規制して高熱量用に変換するものとした手段が記載されている。これらは、切り換え操作は極めて容易であるが、オリフィスを他の口径のものに交換できないことから２種類のガス種にしか対応することができない。

一方、特開平８−１０９８５１号公報や特開２００３―２２７４１５号公報には、電子式制御装置が使用するガス燃料の種類を検知し、ガス種に応じた燃料供給量或いはガスエンジン運転条件とするように制御して、オリフィスやノズルの切り換えを不要とした手法が記載されている。しかしながら、この手法はガス種ごとのデータを記憶する所定量以上のメモリ容量および所定速度以上の処理能力を具えた電子式制御装置を必要とするためコスト面がネックとなりやすく、殊に比較的簡易な装置においては実施しにくいものである。
特開平９−１３３３４９号公報 特開平１０−１４１６５６号公報 特開平８−１０９８５１号公報 特開２００３―２２７４１５号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ガス燃料供給装置において、簡易な構成で多様なガス種に対応して燃料供給量を容易に最適化できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、使用するガス種に応じてガスエンジンに供給する燃料供給量の変更手段を具えており、この変更手段をガス燃料をガスエンジンに供給する燃料供給路を分断したバルブ挿入孔と、燃料流量を規制するオリフィスを設けた内部通路および操作ハンドルを有しバルブ挿入孔に嵌脱可能且つ回転可能に嵌装したバルブ本体とを具え、操作ハンドルによりバルブ本体を回転させて燃料供給路を内部通路によって連通させた位置と遮断させた位置とに切り換える転換コックとしたガス燃料供給装置について、そのオリフィスをオリフィス径の異なる複数個が準備されたものとして、その一つを内部通路に着脱可能に嵌装したものとした。

このことにより、バルブ本体を燃料供給装置におけるバルブ挿入孔から外せば、流量規制用のオリフィスを新たなガス種に対応したオリフィス径のものに交換できるようになる。しかも、上述のようにその構成は比較的簡易なものであってコストが低廉であり、その交換はバルブ挿入孔から取り外したバルブ本体からオリフィスを引き抜いて、該当するオリフィス径のオリフィスを選んで嵌装しこれをバルブ挿入孔に再組付けする、という極めて簡単な手順で済むものであり、本体部を分解して交換する場合のような面倒な手間を要しない。

また、上述したガス燃料供給装置において、転換コックのバルブ挿入孔をハウジングの一つの表面に開放した円筒形の孔とするとともにバルブ本体を円柱形とし、燃料供給路のバルブ挿入孔への開口部よりもハウジングの表面側に位置するバルブ本体の外側周面にバルブ挿入孔の内側周面との周間隙を封止するシール部材を配設し、且つバルブ本体の操作ハンドル側端面に反対側端面をバルブ挿入孔の奥端面に押し付ける弾性部材を配設したものとすることにより、簡易な構成且つ簡単な手順で外部および内部に対する気密性を確保することができる。

さらに、このガス燃料供給装置におけるハウジングの表面に、バルブ挿入孔を覆って押え部材を取り外し可能に固着して弾性部材を押え部材とバルブ本体との間に圧縮状態で装入すれば、バルブ本体をバルブ挿入孔から容易に取り外し可能としながら嵌装時の内部気密を確実なものとすることができる。或いは、燃料供給路をバルブ挿入孔の周面および奥端面のバルブ本体の回転中心から偏心した位置においてバルブ挿入孔に開口するとともにバルブ本体の内部通路を二つの開口部に同時に連通するように屈曲したものとすれば、小さな回転角度でその開閉を確実なものとすることができ、そのシール部材をＯリングとするとともに弾性部材を板ばねとすれば、外部気密および内部気密を確実なものとしながらバルブ本体をバルブ挿入孔に向けて容易に付勢することができる。

さらにまた、上述したガス燃料供給装置について操作ハンドルに隣接して回転位置により転換コックによるバルブの開閉状態を検出する検出手段を配設し、その開閉状態を表示する信号を出力するものとすれば、これを制御装置が検知することで転換コックの切り換え状況を容易に判断することができる。或いはまた、その燃料供給路を固定オリフィスを設けた流路と流量制御弁を設けた流路と転換コックを設けた流路とに並列分岐されたものとして、これらの分岐流路および固定オリフィス、流量制御弁、転換コックがガス燃料を空気と混合してガスエンジンに供給させるミキサの本体に設けられたものとすれば、コンパクトな一つの装置としながら極めて多様なガス燃料の種類に簡易な操作で対応することができる。

本発明によると、簡易な構成によりオリフィスをオリフィス径が異なるものに簡単な手順で交換し、多様なガス種に対応したものに容易に変更し最適な燃料供給量とすることができるものである。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１乃至図３は本発明の第一の実施の形態を示すものであり、図１は本実施の形態の転換コック３Ａが配置されたガスエンジンにガス燃料を供給するガス燃料供給装置１の配置図を示している。ガス燃料供給装置１は、ガス燃料を空気と混合してガスエンジンに供給するミキサ２に接続された燃料供給路９を、分岐部５aおよび合流部５ｂにより三つの流路９ａ，９ｂ，９ｃに並列に分岐し、流路９ａに固定オリフィス６、流路９ｂにステッピングモータにより動作するニードルを有する流量制御弁７、流路９ｃに転換コック３Ａをそれぞれ配置した流量調整部４０を具えており、この燃料調整部４０はミキサ２の本体に設けられてコンパクトな配置とされている。

上記のように燃料供給路９を三つの流路９ａ，９ｂ，９ｃに分岐させて並列としたことより、固定オリフィス６と連通状態とした転換コック３Ａとの組み合わせで低熱量のガス燃料に対応する基本流量となり、固定オリフィス６と遮断状態とした転換コック３Ａとの組み合わせで高熱量のガス燃料に対応する基本流量とすることができるものであり、これに加えて流量制御弁７で通常の火力調節を実施できるようになっている。

転換コック３Ａが配置された部分の詳細を示す縦断面図である図２を参照して、ミキサ２の本体によって形成されたハウジング４０Ａにその一つの表面から流路９ｃに向かって円筒状のバルブ挿入孔４１が穿設されており、これにほぼ同形状の円柱形とされバルブ挿入孔４１の深さよりも少し短い長さのバルブ本体３０が底面および周側面がほぼ密着状態とされて嵌脱可能且つ回転可能に嵌装されている。

バルブ本体３０には周側面から底面に屈曲して貫通する内部通路３１が設けられており、その周側面側の直線部分にこれとほぼ同一の外径を有するオリフィス３１Ａが着脱交換可能に嵌装・固定されている。そして、バルブ本体３０を開放位置にしたときに、周側面側の開口部３１ａがバルブ挿入孔４１の周側面に開口した流路９ｃの上流側開口部４１ａと連通し、底面側の開口部３１ｂが流路９ｃの下流側開口部４１ｂと連通するようになっている。尚、内部通路３１は直径方向に一直線状に形成されていてもよいが、本実施の形態のように屈曲させたものにおいては開口部３１ｂ，４１ｂをバルブ本体３０の回転中心から偏心させ、バルブ本体３０を回転させたときこれらが互いに閉鎖されるようにすることが必要である。

バルブ本体３０の外側端面には、その中心軸上に軸３２が突設されその先端側に操作ハンドル３３が設けられており、これを回転操作することによりバルブ本体３０の位相を変え、内部通路３１の入口側開口部３１ａ，出口側開口部３１ｂを上流側開口部４１ａ，下流側開口部４１ｂとそれぞれ連通させ、或いは遮断させた位置とすることができるようになっており、これらは転換コック３Ａを形成している。また、バルブ挿入孔４１は軸３２を貫通させた平板状の押え部材３６をねじ３８，３８でハウジング４０Ａの表面に固定することによって覆われている。

バルブ本体３０の入口側開口部３１ａよりも外側端面寄りの外側周面には周方向に環状溝３４ａが設けられており、これにシール部材であるＯリング３４が装着されており、バルブ本体３０とバルブ挿入孔４１との周間隙を封止して外部気密を確保するようになっている。また、バルブ本体３０の底面は平滑な平面であり、バルブ挿入孔４１の底面も同様に平滑な平面とされており、押え部材３６とバルブ本体３０外側端面との間に挟装された弾性部材である板ばね３９によりバルブ本体３０底面がバルブ挿入孔４１底面に押しつけられて、下流側開口部４１ｂの周囲をシールして内部気密を確保するようになっている。

次に、図３を参照しながら本実施の形態の操作について説明すると、図３（Ａ）に示す状態においては、転換コック３Ａは「開」の状態であり、内部通路３１の両開口部３１ａ，３１ｂは流路９ｃの上流側開口部４１ａおよび下流側開口部４１ｂにそれぞれ接続されて流路９ｃは開通されている。そして、図３（Ｂ）に示すようにハンドル３３を回転させるとバルブ本体３０が向きを変えて転換コック３Ａは「閉」の状態となり流路９ｃは閉鎖される。このように、基本流量が基準ガス燃料に対応している図３（Ａ）の状態から、バルブ本体３０を回転させて転換コック３Ａを閉じることにより基本流量を減少させて、これより熱量の高いガス燃料にそのまま対応することができる。

以上のように、本実施の形態において転換コック３Ａを操作することで容易に２種類の燃料Ａ，Ｂ間で転換することができる。しかし、前記二種類の燃料とは異なる熱量をもつ第三のガス燃料の場合は、そのままでは対応することができない。そこで、図３（Ｃ）に示すようにねじ３８，３８を外して転換コック３Ａのバルブ本体３０をバルブ挿入孔４１から抜き取り、オリフィス３５Ａが嵌挿された内部通路３１の開口部３１ａを露出させれば、これを容易に取り外すことができるため、第三のガス燃料の熱量に対応したオリフィス径をもつオリフィス３５Ｂに交換することができる。そして、バルブ本体３０をバルブ挿入孔４１に挿入しねじ３８，３８で押え部材３６を固定するだけの簡単な手順で再組付けを行うことができ、Ｏリング３４による外部気密と板ばね３９による内部気密とが組付けと同時に確保されるので気密性を確認する必要がない。

図４は本発明の第二の実施の形態を示すものであり、この転換コック３Ｂは図２の転換コック３Ａの操作ハンドル３３に突部３３０ａを設けた操作ハンドル３３０として、これに隣接してマイクロスイッチ５０を設置してなるものである。転換コック３Ｂは例えばバルブ本体３０が「開」の向きで操作ハンドル３３０の周側面に設けた突部３３０ａがマイクロスイッチ５０のスイッチ先端を押した状態の「ＯＮ」とし、バルブ本体３０が「閉」の向きで「ＯＦＦ」とするものとして、各状態を信号として出力するものであり、これに接続された図示しない制御装置が転換コック３Ｂの開閉状態を容易に検知することができるようになっている。尚、マイクロスイッチ５０に代えて操作ハンドル３３０の向きの変化を検出する他のセンサを用いても同様に実施することができる。

以上述べたように、簡易な構成でコストの低廉な本発明により、基本の燃料供給量を設定するオリフィスを簡単な手順で切り換え可能とし、ガス燃料供給装置を発熱量が異なる多様なガス種に対応させて最適な燃料供給量に容易に調整することができるものである。

本発明の第一の実施の形態を示す配置図。 図１の転換コックの詳細を示す縦断面図。 （Ａ）は図２の転換コックの開放状態を示す縦断面図、（Ｂ）は閉止状態を示す縦断面図、（Ｃ）はオリフィスの交換方法を示す縦断面図。 本発明の第二の実施の形態を示す縦断面図。 従来例を示す縦断面図。 従来例を示す縦断面図。

符号の説明

１ ガス燃料供給装置、２ ミキサ、３Ａ，３Ｂ 転換コック、６ 固定オリフィス、７ 流路制御弁、９ 燃料供給路、９ａ，９ｂ，９ｃ 流路、３０ バルブ本体、３１ 内部通路、３２ 軸、３３，３３０ 操作ハンドル、３４ Ｏリング、３５Ａ，３５Ｂ オリフィス、３６ 押え部材、３９ 板ばね、４０ 流量調整部、４０Ａ ハウジング、４１ バルブ挿入孔、５０ マイクロスイッチ

Claims (7)

1. 使用するガス種に応じてガスエンジンに供給する燃料供給量の変更手段を具えており、前記変更手段はガス燃料をガスエンジンに供給する燃料供給路を分断したバルブ挿入孔と、燃料流量を規制するオリフィスを設けた内部通路および操作ハンドルを有し前記バルブ挿入孔に嵌脱可能且つ回転可能に嵌装したバルブ本体とを具え、前記操作ハンドルにより前記バルブ本体を回転させて前記燃料供給路を前記内部通路によって連通させた位置と遮断させた位置とに切り換える転換コックであるガス燃料供給装置において、
   前記オリフィスはオリフィス径の異なる複数個が準備され、その一つが前記内部通路に着脱可能に嵌装されている、
   ことを特徴とするガス燃料供給装置。
2. 請求項１に記載したガス燃料供給装置において、前記転換コックの前記バルブ挿入孔がハウジングの一つの表面に開放した円筒形の孔であるとともに前記バルブ本体が円柱形であり、前記燃料供給路の前記バルブ挿入孔への開口部よりも前記ハウジングの表面側に位置する前記バルブ本体の外側周面に前記バルブ挿入孔の内側周面との周間隙を封止するシール部材が配設され、且つ前記バルブ本体の前記操作ハンドル側端面に反対側端面を前記バルブ挿入孔の奥端面に押し付ける弾性部材が配設されている、
   ことを特徴とするガス燃料供給装置。
3. 前記ハウジングの前記表面に前記バルブ挿入孔を覆って押え部材が取り外し可能に固着されており、前記弾性部材が前記押え部材とバルブ本体との間に圧縮状態で装入されている請求項２に記載したガス燃料供給装置。
4. 前記燃料供給路は前記バルブ挿入孔の周面および奥端面の前記バルブ本体の回転中心から偏心した位置において前記バルブ挿入孔に開口し、前記バルブ本体の内部通路は前記二つの開口部に同時に連通するように屈曲している請求項１，２または３に記載したガス燃料供給装置。
5. 前記シール部材がＯリングであり、前記弾性部材が板ばねである請求項２，３または４に記載したガス燃料供給装置。
6. 前記操作ハンドルに隣接してその回転位置により前記転換コックの開閉状態を検出する検出手段が配設されており、前記開閉状態を表示する信号を出力するものとされている請求項１，２，３，４または５に記載したガス燃料供給装置
7. 前記燃料供給路が固定オリフィスを設けた流路と流量制御弁を設けた流路と前記転換コックを設けた流路とに並列分岐されており、これらの分岐流路および前記固定オリフィス、流量制御弁、転換コックがガス燃料を空気と混合してガスエンジンに供給させるミキサの本体に設けられたものとされている請求項１，２，３，４，５または６に記載したガス燃料供給装置。
   

Images