JP2008069642A

JP2008069642A - エンジンのガス燃料供給装置

Info

Publication number: JP2008069642A
Application number: JP2006246362A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Moriya; 元治守屋; Koji Kawayoko; 弘司川横
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-12
Also published as: JP4875442B2

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

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。
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。