JP2006083793A - エンジンのガス燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バキューム式ロック機構を備えたガス燃料供給装置について、キーＯＦＦ後における燃料遮断までの時間を短縮してランオンの発生を回避する。
【解決手段】 負圧導入室２０と吸気管路２７とを接続する空気通路をスロットルバルブ２３Ａ下流側から接続する空気通路２２Ａとスロットルバルブ２３Ａ上流側から接続する空気通路２２Ｂの２系統とするとともにこれらを切換える切換器３０を設け、キーＯＮ時にスロットルバルブ２３Ａ下流側から接続された空気通路２２Ａが連通している状態から、キーＯＦＦ時にスロットルバルブ２３Ａ上流側から接続された空気通路２２Ｂに連通する状態に切換手段３０で切換えるものとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧力容器に充填されているガス燃料をベーパライザにより大気圧程度の圧力に減圧・気化し、これをミキサにより吸気管路に送出してエンジンに供給するガス燃料供給装置に関するものである。

ガス燃料、一般には液化石油ガス（ＬＰＧ）または圧縮天然ガス（ＣＮＧ）をエンジンに供給する装置として、圧力容器に充填した高圧のガス燃料をベーパライザ（レギュレータ）により大気圧程度の圧力に減圧調整し、吸気管路に設置したミキサを通過する吸入空気流が発生する負圧で吸引させることにより吸気管路に送出してエンジンに供給する装置は周知である。

図４は従来のガス燃料供給装置の配置図を示すものであるが、ベーパライザ５は、圧力容器１から送られてくる高圧ガス燃料を大気圧よりも少し高い圧力に減圧する一次室６と、これを更に減圧して大気圧程度の圧力とする二次室１３とを備えており、二次室１３の圧力変化に応じて一次室６と二次室１３とを連通・遮断するように動作する二次弁１２をエンジン２６停止時に強制閉弁させてガス燃料の流出を防止するロック機構１８を設けることが普通に行われている。

このロック機構１８は、実開昭４８−４１９１２号公報などによって周知のように、ロックダイヤフラム１９によって二次室１３と区画した負圧導入室２０を吸気管路２７、一般にはミキサ２３下流側の吸気マニホルド部分に空気通路２２で接続し、エンジン運転時には吸入負圧によってロックダイヤフラム１９を負圧導入室２０側に変位させて二次室１３と大気側とを区画した二次ダイヤフラム１５の変位に応じて二次弁１２の開閉動作を行わせ、エンジン２６停止時にはロックバネ２１によってロックダイヤフラム１９を二次室１３側に変位させて二次弁レバー１６を押すことにより、二次弁１２を強制閉弁させるものである。

即ち、例えばエンジンの回転慣性力が大きい場合には、ミキサ式のガス燃料供給装置においてキーＯＦＦ操作により点火が停止されても回転慣性と吸引された燃料の自然着火によりエンジンが回転し続けるランオンが発生することがあるため、上述したようなロック機構を設けて燃料供給を強制的に停止してこれを回避しようとするものである。

しかしながら、斯かるバキューム式のロック機構の場合、キーＯＦＦ後の吸気マニホルド負圧の減少は実際には穏やかであるため、エンジンによっては図３（Ａ）のグラフに示すように、キーＯＦＦから燃料遮断（バキュームロック）までに時間を要し、ランオンが発生してしまうという問題がある。
実開昭４８−４１９１２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、バキューム式ロック機構を備えたガス燃料供給装置について、キーＯＦＦ後における燃料遮断までの時間を短縮して、ランオンの発生を回避することを課題とする。

そこで、本発明は、高圧容器の高圧ガス燃料を減圧・気化するベーパライザと減圧されたガス燃料を吸気管路に送出するミキサとを備え、ベーパライザ内にロックダイヤフラムで区画され空気通路で吸気管路に接続された負圧導入室を有してエンジン停止による吸気管路の圧力変動を導入しロックダイヤフラムが変位することで燃料通路を遮断するバキューム式ロック機構を備えたエンジンのガス燃料供給装置について、空気通路をスロットルバルブ下流側から接続するものとスロットルバルブ上流側から接続するものとの２系統とするとともにこれらを切換える切換手段を設け、キーＯＮ時にスロットルバルブ下流側から接続された空気通路が連通している状態から、キーＯＦＦ時にスロットルバルブ上流側から接続された空気通路に連通する状態に切換手段で切換えるものとした。

これにより、エンジン運転中は常に所定の負圧を維持する吸気マニホルド部分などのスロットルバルブ下流側の負圧を負圧導入室に導入することで燃料が安定して供給され、キーＯＦＦ時には早期に負圧が解消するスロットルバルブ上流側の圧力を導入することが可能となることから、キーＯＦＦ操作から極めて短時間で燃料を遮断することができるため、ランオンを有効に回避することができる。

また、その切換手段をキー操作に連動して作動するものとすれば切換え動作が迅速なものとなり、さらに、この切換手段が電磁ソレノイドバルブを備えたものとしてキー操作に連動して電磁ソレノイドで空気通路を切換えるものとすれば、切換動作が確実なものとなってランオンの回避が更に確実なものとなる。

本発明によると、バキューム式ロック機構を備えたガス燃料供給装置についてエンジンへの燃料供給をキーＯＦＦ後に迅速かつ確実に遮断することができ、ランオンの発生を有効に回避することができるものである。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１において、圧力容器（燃料タンク）１は燃料供給管路２によってベーパライザ５（レギュレータ）の一次室６に接続されており、この燃料供給管路２の圧力容器１に近い部分とベーパライザ５に近い部分の２箇所に電磁駆動の燃料遮断弁３が設置されている。

燃料供給管路２は、一次室６の手前で燃料を一旦保持して必要により所定の加熱手段で燃料を加熱する入口室４に接続され、入口室４から一次室６への入口は一次ダイヤフラム７に係合した一次弁レバー８に設けた一次弁９によって開閉されるものであり、一次室６の圧力と一次バネ１０のバネ荷重によって一次ダイヤフラム７が変位し、圧力容器１から送られてくる高圧ガス燃料を大気圧よりも少し高い一定圧力に減圧して一次室６に保有するように一次弁９を開閉動作させる。

一次室のガス燃料は連通孔１１を通って二次弁１２により大気圧程度の一定圧力に減圧して二次室１２に保有させ、これより燃料通路１４を通ってミキサ２３に送るものであり、二次弁１２は二次ダイヤフラム１５に係合した二次弁レバー１６に設けられて二次室１３の圧力と二次バネ１７のバネ荷重とによる二次ダイヤフラム１５の変化に応じて連通孔１１を開閉するように動作する。ミキサ２３はエアクリーナ２５からエンジン２６に至る吸気管路２７に設置され、吸入空気流によってベンチュリ２４に発生する負圧が二次室１３のガス燃料を吸引してノズル２４Ａから送出させ、吸入空気と混合してエンジン２６に供給する。

ベーパライザ５の二次室１３を形成する空間内にはロックダイヤフラム１９が設置されており、このロックダイヤフラム１９によって二次室１３と区画された負圧導入室２０にロックバネ２１が挿入されていて、これらはロック機構１８を構成している。負圧導入室２０は吸気管路２７の一般には吸気マニホルドの部分と空気通路２２Ａ，２２Ｃによって接続されており、エンジン２６の運転時には吸気管路２７内に発生している負圧が負圧導入室２０に導入されてロックダイヤフラム１９を吸引変位させることにより二次弁レバー１６から離間させ、二次弁１２の開閉動作の支障とならないようにしている。エンジン２６が停止すると、吸気管路２７内が大気圧となることによってロックダイヤフラム１９はロックバネ２１により押圧変位して二次弁レバー１６を押し、二次弁１２を開閉制御させて一次室６と二次室１３とを遮断する。

しかしながら、上述したようにバキューム式ロック機構の場合は、吸気管路２７内、殊に吸気マニホルドなどのスロットルバルブ２３Ａ下流側の圧力は、キーＯＦＦ後の負圧減少が穏やかであるため、燃料遮断（バキュームロック作動）までに時間を要してランオンを発生してしまう問題がある。

そのために、吸気管路２７と負圧導入室２０とを接続させる空気通路をスロットルバルブ２３Ａ下流側から接続させる空気通路２２Ａとスロットルバルブ２３Ａ上流側がら接続させる空気通路２２Ｂとの２系統にして、切換手段としての切換器３０部分で中継させ、これが空気通路２２Ｃで負圧導入室２０に接続する構成としたものである。

そして、切換器３０はキー装置４０に配線で接続されて、キーＯＮ時は空気通路２２Ａ側を負圧導入室２０に連通させスロットルバルブ２３Ａ下流側、本実施の形態においては吸気マニホルド部分に連通させて負圧を導入することにより負圧を導入してロック機構１８を解除状態とし、キー装置４０のＯＦＦ操作により空気通路２２Ｂ側を負圧導入室２０に連通するように切換えることで大気圧を導入してロック機構１８を作動させ、連通孔１１を閉鎖するようになっている。

図２の切換器３０内の構成の一例を示す拡大断面図を参照して、切換器３０はキー装置４０に配線で接続された電磁ソレノイド３１を備え、キーＯＮ時に通電されて先端側にバルブ体３２を設けた図示しない可動鉄芯を突出させ、キーＯＦＦ時には弁バネ３３の圧力で可動鉄芯を没入させて接続を切換える電磁ソレノイドバルブを構成している。そして、シリンダ状の空間に摺動可能に配置されたバルブ体３２は、キーＯＮの位置で空気通路２２Ｃと空気通路２２Ａとが連通する空気通路３２ａを内部に設けられており、キーＯＦＦの位置で後退することで空気通路２２Ｂが開口して空気通路２２Ｃと連通するようになっており、バルブ体３２を往復動作させて空気通路の連通を切換えるようになっている。

次に、本実施の形態のエンジンのガス燃料供給装置の動作を説明すると、エンジン２６が始動して吸気マニホルド部分が負圧になると、これに開口した空気通路２２Ａで接続されている負圧導入室２０のロックダイヤフラム２１は、ロックバネ２１を押し潰す方向に変位する。これにより二次弁レバー１６はフリーとなり、ミキサ２３のベンチュリ負圧に連動する二次弁ダイヤフラム１５の動きに連動し、二次弁１２を開弁することにより燃料を供給する。

そして、キー装置４０をＯＦＦ操作してエンジン２６を停止すると、これに連動して切換器３０の電磁ソレノイド３１が消磁してバルブ体３２が弁バネ３３で押し戻され、空気通路２２Ｃが空気通路２２Ｂに接続する状態に切換えて吸気管路２７のスロットルバルブ２３Ａ上流側と負圧導入室２０とを連通させる。これにより、図３の（Ａ）のグラフに示すように従来の装置がスロットルバルブ２３Ａ下流側の吸気マニホルド部分の負圧がすぐに解消しないことでロック機構１８の作動が遅れてランオンを生じているのに対し、本実施の形態において図３の（Ｂ）に示すようにスロットルバルブ２３Ａ上流側はすぐに大気圧となることで極めて短時間でロック機構１８が作動するため、ランオンを生じる心配がない。

尚、本実施の形態における切換器３０は、図２に示す空気通路の接続方式の構成に限らず他の構成としてもよく、例えばキーＯＮ時に電磁ソレノイドを非通電状態としてスロットルバルブ下流側と連通させ、キーＯＦＦ後に電磁ソレノイドに所定時間通電して作動させることでスロットルバルブ上流側と連通させる構成とすれば、エンジン運転中に電磁ソレノイドに長時間通電することがないため切換器３０部分の温度上昇が回避される。また、切換えのための動力として電磁ソレノイド３１の代わりに電動モータ等の他の動力を使用または利用するものであってもよい。

以上、述べたように吸気管路と負圧導入室とを接続する空気通路を、スロットルバルブの下流側と上流側との２系統として切換器でキー操作に連動して切換えるようにした本実施の形態により、キーＯＦＦ操作直後に確実に燃料を遮断することができるため、ランオンの発生を有効に回避することができるものである。

本発明における実施の形態のガス燃料供給装置を示す配置図。 図１の切換器の拡大断面図。 （Ａ）は従来例のガス燃料供給装置においてキーＯＦＦ操作に連動したロック機構の作動状態を示すグラフ、（Ｂ）は図１のガス燃料供給装置においてキーＯＦＦ操作に連動したロック機構の作動状態を示すグラフ。 従来例におけるガス燃料供給装置を示す配置図。

符号の説明

１ 圧力容器、 ２ 燃料供給管路、 ５ ベーパライザ、 ６ 一次室、 ７ 一次ダイヤフラム、 ８ 一次弁レバー、 ９ 一次弁、 １１ 連通孔、 １２ 二次弁、 １３ 二次室、 １５ 二次ダイヤフラム、 １６ 二次弁レバー、 １９ ロックダイヤフラム、 ２０ 負圧導入室、 ２１ ロックバネ、 ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ 空気通路、 ２３ ミキサ、 ２３Ａ スロットルバルブ、 ２４ ベンチュリ、 ２６ エンジン、 ２７ 吸気通路、 ３０ 切換器、 ３１ 電磁ソレノイド、 ４０ キー装置

Claims (3)

1. 高圧容器の高圧ガス燃料を減圧・気化するベーパライザと減圧されたガス燃料を吸気管路に送出するミキサとを備え、前記ベーパライザ内にロックダイヤフラムで区画され空気通路で吸気管路に接続された負圧導入室を有してエンジン停止による吸気管路の圧力変動を導入し前記ロックダイヤフラムが変位することで燃料通路を遮断するバキューム式ロック機構を備えたエンジンのガス燃料供給装置において、
   前記空気通路は、スロットルバルブ下流側から接続するものとスロットルバルブ上流側から接続するものとの２系統とされるとともに、該２系統の空気通路を相互に切換える切換手段が配置され、キーＯＮ時に前記スロットルバルブ下流側から接続された空気通路が連通している状態から、キーＯＦＦ時に前記スロットルバルブ上流側から接続された空気通路に連通する状態に切換えるものとされている、
   ことを特徴とするエンジンのガス燃料供給装置。
2. 前記切換手段は、キー操作に連動して作動するものとされている請求項１に記載したエンジンのガス燃料供給装置。
3. 前記切換手段は、電磁ソレノイドバルブを備えておりキー操作に連動して電磁ソレノイドが作動して前記空気通路を切換えることを特徴とする請求項２に記載したエンジンのガス燃料供給装置。
   

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