JP2006342757A - 液化ガス燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液化ガス燃料を液体のまま燃料噴射弁に送出してエンジンに供給する液化ガス燃料供給装置について、燃料ポンプの駆動に起因する騒音を減少させながら安定的な燃料供給を実現する。
【解決手段】 燃料タンク１０Ａに貯留した液化ガス燃料を燃料ポンプ１１Ａで液体のまま燃料噴射弁８に送り余剰燃料を燃料タンク１０Ａに戻すエンジンの燃料供給システムに配設される液化ガス燃料供給装置１Ａにおいて、燃料ポンプ１１Ａを、燃料を取込んで一旦保持する燃料吸込部１１ａ、取込んだ燃料を加圧する昇圧部１１ｂ、加圧された燃料に含まれるベーパを燃料と分離するベーパ分離部１１ｃを備えて燃料タンク１０Ａ外に配置するものとし、燃料吸込部１１ａに燃料タンク１０Ａから延設された燃料供配管９Ａを接続し、ベーパ分離部１１ｃから燃料戻し配管９Ｂを延設して燃料タンク１０Ａに接続したものとした。
【選択図】図２

Description

本発明はエンジンの燃料供給システムに配設される液化ガス燃料供給装置に関し、殊にＬＰＧやＤＭＥなどガソリンに比べて気化しやすい液化ガス燃料を液体の状態で燃料噴射弁に送りエンジンに供給する液化ガス燃料供給装置に関する。

燃料タンク内に充填されたＬＰＧやＤＭＥなどの比較的蒸発しやすい液化ガス燃料を燃料ポンプで圧送して液体のまま燃料噴射弁からエンジンの吸気管路に噴射させる液化ガス燃料供給装置が、例えば特開２００３−１２０４４３号公報に記載されているように従来から広く知られている。

図４は前記従来の液化ガス燃料供給装置が配設されたエンジンの燃料供給システムを示すものであり、液化ガス燃料供給装置１Ｂは、燃料タンク１０Ｂに充填された液状の燃料を最後まで確実に取り出す必要から、燃料ポンプ１１Ｂが燃料タンク１０Ｂ内底部側に設けた液中式を採用している。そして、燃料タンク１０Ｂに貯留された燃料は燃料ポンプ１１Ｂにより加圧されて燃料供給配管９Ａを通ってエンジン５０側に配設された燃料噴射弁８に液体のまま送られるものであり、燃料噴射弁８で噴射されなかった余剰燃料は燃料戻し配管９Ｂを介して燃料タンク１０Ｂに戻されるようになっている。

そして、前記液体ＬＰＧ等の液化ガス燃料を充填する燃料タンク１０Ｂは、常温で液状である高圧の液化ガス燃料を貯蔵する必要性から鋼鉄製で両端を球面とした円筒型のものが採用されている。従って、ポンプ作動時に収装された燃料ポンプ１１Ｂの作動音が燃料タンク１０Ｂに反響して騒音を発生しやすくなっており、運転者および搭乗者などに不快感を与えてしまうことが多い。

また、上述のように液化ガス燃料を密閉・貯溜する燃料タンク１０Ｂ内に燃料ポンプ１１Ｂが収装されていることから、燃料ポンプ１１Ｂが不調の場合や故障の場合には、燃料タンク１０Ｂ内の液化ガス燃料を別の容器に移すか或いは最後まで消費してから燃料タンク１０Ｂを開放して取り外すことを要するため、燃料ポンプ１１Ｂのメンテナンスを極めて実施しにくいものとしている。

そのため、燃料タンクの近傍にサブタンクを設け燃料ポンプをこれに収装するようにして、メンテナンス時の燃料の移動量または消費量を少なく抑えるするという手段も採ることが提案される。ところがこの場合、ＬＰＧ自動車取扱い構造規準等に準拠する必要から燃料タンクと燃料ポンプとの間に通路径が比較的狭い燃料取出しバルブおよび過流防止弁（ＥＦＶ）を配設することになり、これを燃料が通過することで燃料ポンプにベーパロックが生じて燃料を安定的に送出できなくなる、という問題がある。

そこで、燃料を安定的に送出できないという問題を回避するために、この部分に通路径の大きな燃料取出しバルブおよび過流防止弁を採用することも考えられるが、この部分のみに用いる最適サイズの燃料取出しバルブおよび過流防止弁を特別に用意する必要があり、汎用性が低下して製造コストの高騰を招いてしまう。
特開２００３−１２０４４３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、液化ガス燃料を液体のまま燃料噴射弁に送出してエンジンに供給する液化ガス燃料供給装置において、製造コストの高騰を伴うことなく燃料ポンプの駆動に起因する騒音を減少させながら、安定的な燃料供給を実現することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明は、燃料タンクに貯留した液化ガス燃料を燃料ポンプで液体のままエンジンの燃料噴射弁に送り、余剰燃料を前記燃料タンクに戻すものとした液化ガス燃料供給装置において、前記燃料ポンプが前記燃料タンク外に配置されているとともに、液化ガス燃料を燃料を内部に取込んで一旦保持する燃料吸込部、取込んだ燃料を加圧する昇圧部、加圧された燃料に含まれるベーパを分離するベーパ分離部を備えており、且つ前記燃料吸込部に前記燃料タンクから延設された燃料供給路が接続され、且つ、前記燃料戻し路が前記ベーパ分離部から延設されて前記燃料タンクに接続されていることを特徴とする。

燃料ポンプを燃料タンク外に配設するだけの簡易な構成でコストを高騰させることなく燃料ポンプ作動による反響音が減少させて騒音の少ないものとするとともに燃料ポンプのメンテナンスを容易なものとし、燃料ポンプ内にベーパ分離部を設けて分離したベーパを燃料戻し路で燃料タンクに戻すようにしたことで、送出燃料にベーパを含んだり燃料ポンプ内にベーパが溜まったりすることを有効に回避して、ベーパロック等のトラブルを生じることなく安定的な燃料供給をすることができる。

また、この燃料ポンプを横置き円柱状とするとともに昇圧部を横置き円柱状とし、昇圧部で発生したベーパが導入されるベーパ分離部をこの昇圧部の外周に沿って形成された略円環状のスペースとし、そのスペース最上部に設けた排出孔から燃料戻し路が延設されているものとすれば、車載時に両端を球面とした円筒型の燃料タンクを横置きした下方に形成される空きスペースに燃料ポンプがほぼ収まって余分なスペースを要することがないとともに、効率的にベーパを分離できるものとなる。

更に、上述した液化ガス燃料供給装置において、ベーパ分離部に燃料噴射弁で噴射されなかった余剰燃料を搬送する燃料戻し路が接続されたものとし、昇圧過程で生じたベーパに加えて戻し燃料中のベーパを戻し燃料とともに燃料タンクに送出することにより、燃料タンクへのベーパの送出がスムースとなるとともにエンジンに送る燃料中のベーパを確実に除去することができるため、一層安定的な燃料供給を実現することができる。

本発明によると、製造コストの高騰を伴うことなく燃料ポンプの駆動に起因する騒音を減少させながら、安定性な燃料供給を実現することができるものである。

次に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明における実施の形態の一例に係る液化ガス燃料供給装置１Ａを配設したエンジンの燃料供給システムの配置図を示すものであり、燃料タンク１０Ａから延設置された燃料供給配管９Ａが燃料ポンプ１１Ａを経由してエンジン５０の燃料レール７に接続されており、燃料レール７からエンジン５０の吸気管路に配置した燃料噴射弁８に燃料が分配されている。また、燃料レール７から燃料戻し配管９Ｂが延設されて燃料ポンプ１１Ａを経由して燃料タンク１０Ａに接続されており、リターン式の燃料供給システムを構成している。

燃料供給配管９Ａにおける燃料ポンプ１１Ａの下流には、２個の遮断弁５ａ，５ｂが配設されて装置の安全性を確保するようになっており、燃料戻し配管９Ｂには圧力レギュレータ３が設けられて燃料タンク１０Ａに戻す戻し燃料の圧力が調整されるようになっている点は、通常の液化ガス燃料供給装置とほぼ同様である。

図２は液化ガス燃料供給装置１Ａの詳細を示すものであり、本実施の形態の液化ガス燃料供給装置１Ａは、燃料ポンプ１１Ａが燃料タンク１０Ａ外に配置された外付け式であり、燃料ポンプ１１Ａと燃料タンク１０Ａとを接続する燃料供給配管９Ａに過流防止弁を兼ねた燃料取出しバルブ１０ａが設けられている。燃料噴射弁８で噴射されなかった余剰燃料は、燃料ポンプ１１Ａ内を経由して前述と同様の過流防止弁を兼ねた燃料取出しバルブ１０ａが配置された燃料戻し配管９Ｂを通って燃料タンク１０Ａ内に戻されるようになっている。

燃料ポンプ１１Ａは、燃料タンク１０Ａから延設された燃料供給配管９Ａが接続され燃料を取込んで一旦溜める燃料吸込部１１ａ、取込んだ燃料を加圧する昇圧部１１ｂを備えている点も、通常の液化ガス燃料供給装置に配設される燃料ポンプと同様である。

そして、本実施の形態においては、横置き円柱状の燃料ポンプ１１Ａ内に収装される横置き円柱状の昇圧部１１ｂの外周を囲む横長円環状のスペースからなるベーパ分離部１１ｃが設けられており、これに燃料噴射弁８で噴射されなかった余剰燃料を燃料タンク１０側に戻すための燃料戻し配管９Ｂが接続されて、そのスペース最上部のパージ孔１１０から燃料戻し路（燃料戻し配管９Ｂ）が延設されて燃料タンク１０Ａに接続されている点に特徴がある。

図３は液化ガス燃料供給装置１Ａを車両に配設した状態の縦断面図であり、液化ガス燃料供給装置１Ａは、破線で示した後部座席の後方スペース（トランクルーム奥部）に配設される。燃料ポンプ１１Ａが燃料タンク１０Ａ外に配置される外付け式の場合、一般にその配置スペースが問題となるところ、図に示すように本実施の形態においては両端を球面とした円筒型の燃料タンク１０Ａの下方の車両前方側に形成される空きスペースを利用しているため、余分なスペースを確保する必要のないものとなっている。

このように、燃料ポンプ１１Ａを燃料タンク１０Ａ外に配設した外付け式としたことで、内部で反響しやすい両端を球面とした円筒型で鋼鉄製の燃料タンク１０Ａにおいても、燃料ポンプ１１Ａの作動による騒音は運転者および同乗者にとって殆ど気にならないものとなり、また、燃料ポンプ１１Ａのメンテナンスに際しては、後部シートの背もたれ部を外して蓋板３０を開け、各バルブを閉めて燃料ポンプ１１Ａ内部の燃料を消費した後、これを容易に取り外して実施することができる。

ところで、燃料ポンプ１１Ａを燃料タンク１０Ａ外に配設するものについては、ＬＰＧ自動車取り扱い構造規準を遵守するために燃料タンク１０Ａと燃料ポンプ１１Ａとの間の燃料通路に燃料取出しバルブおよび過流防止弁を配設する必要があることから、過流防止弁を兼ねた燃料取出しバルブ１０ａを配設したものであるが、これが通常の径のものでは燃料が通過することによりベーパを生じて燃料ポンプ１１Ａにベーパロックを起こしやすい点が問題とされている。

そこで、本実施の形態では、図２に示すように横置き円柱状の燃料ポンプ１１Ａにおいて、燃料吸込部１１ａおよび横置き円柱状の昇圧部１１ｂに加えて、昇圧部１１ｂの外周と円筒状のケーシング１１ｄ内壁との間に横長円環状のベーパ分離部１１ｃを設けてその最上部に設けたパージ孔１１０から燃料戻し配管９Ｂで燃料タンク１０Ａに接続したものとして、昇圧部１１ｂで発生したベーパを導入し比重差で分離して燃料タンク内に戻すものとしたものである。

更に、このベーパ分離部１１ｃに燃料戻し配管９Ｂを接続し、ベーパ分離部１１ｃ内を経由して戻し燃料を燃料タンク１０Ａに戻す構成としたことで、昇圧部１１ｂで発生したベーパを分離することに加え戻し燃料に含まれるベーパを分離して一箇所に集め、これを戻し燃料に乗せて燃料タンク１０Ａにスムースに送出できるようになるため、ベーパによる種々のトラブルを有効に回避できる。

上述したように、燃料ポンプ１１Ａを燃料タンク１０Ａに対して外付け式としたことで燃料ポンプ１１Ａ作動による騒音を軽減することができたことに加え、発生したベーパを分離するベーパ分離部１１ｃを燃料タンク１０Ａと接続して設けるとともにこれに燃料戻し配管９Ｂを接続したことで、ベーパロック等のベーパに起因するトラブルを確実に防止できるようになる。従って、ベーパを発生させないために比較的大径の過流防止弁および燃料取出しバルブを新たに用意する必要のないものとなって、汎用性に優れて低コストで安定的な燃料供給を確保できるものである。

本発明における実施の形態の液化ガス燃料供給装置が配設された燃料供給システムの配置図。 図１の液化ガス燃料供給装置における液化ガス燃料供給装置の詳細を示す拡大部分図。 図２の液化ガス燃料供給装置における燃料ポンプの車両配設状態の詳細を示す縦断面図。 従来例を示す配置図。

符号の説明

１Ａ 液化ガス燃料供給装置、 ８ 燃料噴射弁、 ９Ａ 燃料供給配管、 ９Ｂ 燃料戻し配管、 １０Ａ 燃料タンク、 １０ａ 燃料取出しバルブ、 １１Ａ 燃料ポンプ、 １１ａ 燃料吸込部、 １１ｂ 昇圧部、 １１ｃ ベーパ分離部

Claims (3)

1. 燃料タンクに貯留した液化ガス燃料を燃料ポンプで液体のままエンジンの燃料噴射弁に送り、余剰燃料を前記燃料タンクに戻すものとした液化ガス燃料供給装置において、前記燃料ポンプが前記燃料タンク外に配置されているとともに、液化ガス燃料を燃料を内部に取込んで一旦保持する燃料吸込部、取込んだ燃料を加圧する昇圧部、加圧された燃料に含まれるベーパを分離するベーパ分離部を備えており、且つ前記燃料吸込部に前記燃料タンクから延設された燃料供給路が接続され、且つ、前記燃料戻し路が前記ベーパ分離部から延設されて前記燃料タンクに接続されていることを特徴とする液化ガス燃料供給装置。
2. 前記燃料ポンプが、横置き円柱状とされているとともに前記昇圧部が横置き円柱状とされ、且つ、前記昇圧部で発生したベーパが導入されるベーパ分離部が前記昇圧部の外周に沿って形成された略円環状のスペースからなり、前記スペース最上部に設けた排出孔から前記燃料戻し路が延設されている請求項１に記載の液化ガス燃料供給装置。
3. 前記ベーパ分離部に、前記燃料噴射弁で噴射されなかった余剰燃料を搬送する燃料戻し路が接続され、昇圧過程で生じたベーパに加えて戻し燃料中のベーパを戻し燃料とともに燃料タンクに送出することを特徴とする請求項１または２記載の液化ガス燃料供給装置。
   

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