JP2008069642A - エンジンのガス燃料供給装置 - Google Patents

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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後におけるランオンの発生を回避できるようにする。
【解決手段】ガス燃料を減圧・気化するベーパライザ5と、減圧されたガス燃料を吸気管路27に送出するミキサ23とを備え、ベーパライザ5内に空気通路22Aで吸気管路27のスロットルバルブ23A下流側に接続された負圧導入室20を有してエンジン26停止による吸気管路27の圧力変動を導入し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、吸気通路27のスロットルバルブ23A上流側が、第2の電磁弁30を有した空気通路22Bでベーパライザ5とミキサ23とを接続する気体燃料通路14途中に接続され、キーOFF時に電磁弁30を開弁してスロットルバルブ23A上流側の空気を気体燃料通路14内に導入するものとした。
【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で大気圧程度の圧力に減圧・気化し、これをミキサから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)で大気圧程度の圧力に減圧調整し、ミキサを通過する吸入空気流で生じる負圧で吸引させることで吸気管路に送りエンジンに供給するものが広く知られている。
図3は従来のガス燃料供給装置の配置図を示すものであり、図4はこのガス燃料供給装置と後述する本発明のガス燃料供給装置に共通して配置されるベーパライザ5の拡大した縦断面図である。ベーパライザ5は、図示しない圧力容器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との間を連通・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22A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により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り、上述したようなロック機構18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、このような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2(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、ランオンを回避できないという問題がある。
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後のランオンの発生を回避できるようにすることを課題とする。
そこで、本発明は前記課題を解決するための手段として、圧力容器から導入したガス燃料を減圧・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のスロットルバルブ下流側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、吸気管路のスロットルバルブ上流側が、開閉手段を有する第2の空気通路でベーパライザからミキサに接続する気体燃料通路途中に接続され、その開閉手段をキーOFF時に開放して吸気管路のスロットルバルブ上流側空気を気体燃料通路内に導入するものとした。
これにより、吸気管路のスロットルバルブ下流側よりも短時間で負圧が解消するスロットルバルブ上流側の空気を、キーOFF時にベーパライザとミキサとを接続する気体燃料通路内に導入し、ベーパライザからミキサへの燃料吸い出しを阻害するとともにミキサ内に流入する燃料を希釈するものとし、キーOFF操作から極めて短時間でエンジンを駆動不能にして停止させることができる。
また、その開閉手段を、キー操作に連動して作動する電磁バルブとして、キーON時に閉弁しキーOFF時に開弁するものとすれば、第2の空気通路の開閉が迅速且つ確実なものとなる。
本発明によると、キーOFF後におけるエンジンへの燃料供給を迅速且つ効率的に阻害して短時間で確実にエンジンを停止させ、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の配置図において、図示しない圧力容器(燃料タンク)が燃料供給管路2によってベーパライザ5(レギュレータ)に接続されており、ベーパライザ5から延設された気体燃料通路14が吸気管路27に配設されたミキサ23のスロットルバルブ上流側のベンチュリ24部分に接続されている。
図4のベーパライザ5の縦断面図を参照して、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13に保有させ、これより気体燃料通路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を閉鎖して一次室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。
そのため図1に示すように、吸気管路27と負圧導入室20とをスロットルバルブ23A下流側から接続させる第1の空気通路22Aの他に、吸気管路27のスロットルバルブ23A上流側がら気体燃料通路14の途中に接続させる第2の空気通路として空気通路22Bを増設して、その中途に設けた開閉手段としての電磁弁30を、キーOFF時に開弁させることによりスロットルバルブ23A上流側の空気を気体燃料通路14内に導入する構成としたものである。
即ち、空気通路22Bに配設した電磁弁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22Bを閉鎖しており、空気通路22A経由でスロットルバルブ23A下流側から負圧を導入することによりロック機構18を解除状態とさせ、キー装置40のOFF操作で電磁弁30を開弁させると同時に空気通路22Bを経由して気体燃料通路14に大気圧を導入してエンジン26を短時間で停止させる。そして、これにやや遅れて大気圧近くに上昇した空気を空気通路22A経由で負圧導入室20に導入してロック機構18を作動させ、連通孔11を閉鎖する。
このように、キーOFF後に短時間で大気圧となる吸気管路27のスロットルバルブ23A上流側を、第2の空気通路22Bで気体燃料通路14の途中部分に連通させて大気圧を導入するようにしたことでキーOFF後も残存する吸気管路27の負圧により継続する気体燃料通路14内の燃料の流れを、大気圧の空気を導入して阻害するとともに希釈させ、エンジン26に供給される燃料濃度を可燃域よりも薄くして、短時間で確実にエンジンを停止させるものである。
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。エンジン26が始動して吸気マニホルド24部分が負圧になると、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19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を開弁して燃料を供給する。
次に、キー装置40をOFF操作してエンジン26を停止すると、これに連動して電磁弁30が開弁して空気通路22Bが開通し、吸気管路27のスロットルバルブ23A上流側と気体燃料通路14内とを連通させる。これにより、従来の装置において図2(A)のグラフに示すようにスロットルバルブ23A下流側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は、図2(B)のグラフに示すように短時間で大気圧となったスロットルバルブ23A上流側の空気が、気体燃料通路14内に導入されて短時間で燃料を希釈して可燃域よりも薄くすることから、ロック機構18の作動遅れに関わらず短時間でエンジンの駆動を停止させるため、ランオンを生じる心配がないものとなる。
以上、述べたように、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と同時に吸気通路のスロットルバルブ上流側と気体燃料通路とを連通させるものとした本発明により、キーOFF後における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。 (A)は従来のガス燃料供給装置におけるキー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けるキーOFF操作に連動したロック機構の作動状態を示すグラフ。 従来のガス燃料供給装置を示す配置図。 従来例および図1のガス燃料供給装置に共通したベーパライザの縦断面図。
符号の説明
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、14 気体燃料通路、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 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 吸気管路、30 電磁弁、40 キー装置

Claims (2)

  1. 高圧容器から導入した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前記吸気管路のスロットルバルブ下流側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、前記吸気通路のスロットルバルブ上流側が、開閉手段を有する第2の空気通路で前記ベーパライザから前記ミキサに接続する気体燃料通路の途中に接続され、前記開閉手段をキーOFF時に開放して前記吸気通路のスロットルバルブ上流側空気を前記気体燃料通路内に導入することを特徴とするエンジンのガス燃料供給装置。
  2. 前記開閉手段は、キー操作に連動して作動する電磁バルブであり、キーON時に閉弁しキーOFF時に開弁することを特徴とする請求項1に記載したエンジンのガス燃料供給装置。
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