JP2008286182A - 氷点下におけるｌｐｇ内燃機関の実働燃焼効率および始動性向上補助装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＬＰＧは、原油精製時の副産物として，ガソリンより燃料費が大幅に安く、一酸化炭素も少なくて、世界中では、現在かなり余剰を生じている燃料であるが、外気温度で圧力が可変するので、ボンベより取出して使う場合の手順方法などが，ほとんど確立されていない為，寒冷地などでは使用できないものになっている場合もある。
【解決手段】沸点が下がり，ＬＰＧボンベの蒸気圧が消えた場合、内燃機関を暖気運転させる量だけ充填された始動用補助ボンベを、補熱ヒーターと補熱ヒーター用バッテリーで加熱、内燃機関を実働させて，内燃機関の温水で温水ヒーターをを使い，あらゆる場面で主たるＬＰＧボンベの蒸気圧を回復させて実働させる。このように巧く使うことで、クリーンエネルギーとして、地球温暖化を防止させる事も可能と出来る、次世代の切り札となる装置である。
【選択図】図１
【解決手段】沸点が下がり，ＬＰＧボンベの蒸気圧が消えた場合、内燃機関を暖気運転させる量だけ充填された始動用補助ボンベを、補熱ヒーターと補熱ヒーター用バッテリーで加熱、内燃機関を実働させて，内燃機関の温水で温水ヒーターをを使い，あらゆる場面で主たるＬＰＧボンベの蒸気圧を回復させて実働させる。このように巧く使うことで、クリーンエネルギーとして、地球温暖化を防止させる事も可能と出来る、次世代の切り札となる装置である。
【選択図】図１
Description
本発明は，氷点下におけるＬＰＧ内燃機関の実働燃焼効率および始動性向上補助装置に関するものである。
ＬＰＧは、原油精製時の副産物として，ガソリンより燃料費が大幅に安く、一酸化炭素も少なくて、世界中では、現在かなり余剰を生じている燃料であり，ランニングコストも安く，エンジンの寿命が長くなると言う事で，昭和３６年よりＬＰＧの輸入が開始され，わが国では、家庭用、タクシー用などに使用され，クリーンエネルギーとして、巧く使うことで、地球温暖化を防止させる事も可能と出来る、次世代の切り札となる燃料である。
本出願人は，ガソリン、ＬＰＧ及びメタノール車向けや、軽油を使うディーゼル機関にＬＰＧ、ＬＮＧを用いる事で燃費節約、黒煙の減少，出力増加など、完全燃焼を実現できる装置として，特許文献１の発明に携わり、特許文献２、特許文献３を提案した。
ＬＰＧを使用する内燃機関の欠点となる部分を取除き、外気温度に左右されずに，世界中で，それを使用した高効率の内燃機関を使い、地球の温暖化に歯止めを掛けることを視野に入れたものである。
また、［非特許文献１］の７３ページの温度による蒸気圧の変化のグラフにおいて、外気温度に左右される液化ガスの特性から、使用方法が限られることも、明記されている。
特公昭６１−１０６６４ 特公平３−９３０２ 意匠登録７４９７４５号 ＬＰガス自動車構造取扱基準 日本ＬＰガス自動車研究会 平成元年３月１７日発行
しかしＬＰＧの中で、車載用などに適合する、安全性も高いブタンは、沸点の関係から、氷点下になると蒸気圧が消えボンベよりＬＰＧが取出せなくなる為、沸点の低いプロパンを混合させ蒸気圧を上げる必要があり、季節によりＬＰＧ混合の調整が必要になることや、圧力の変化による、供給用機器類の調整も必要になってくる場合もあり、蒸気圧が上がらない限りは，ガス欠状態で使い物にならず、また、蒸気圧が上がったとしても，寒冷地におけるＬＰＧ車の場合は，蒸発潜熱から温水温の上がらないエンジン低温時などに冷却凍結の為，始動不能や、エンジンが不調に陥る事なども実際としては多く，不充分である。
［特許文献３］では、メタノールエンジン始動器としては、スロットルバルブ直下で、直接燃料を加熱するが、要求される電力は高く、不要な部分まで加熱して暖め、補助バッテリー機能もないので、電力が不足ぎみになることなどが懸念され、不充分である。
本発明は，このような従来の構成が有していた問題点を解決しようとするものであり，極寒冷地の氷点下におけるＬＰＧを用いる内燃機関において、暖気運転中に必要な量のＬＰＧを、始動用補助ボンベに自動充填しておき、車両バッテリーに影響しない補熱ヒーター用バッテリーを使い，保温断熱材に包まれた補熱ヒーターを内蔵する小型コンテナ内で、第１圧力感知スイッチ付きリレーの働きで加熱させ、蒸気圧を発生させて内燃機関を実働させ，暖気運転による冷却水の温水ヒーターで、ＬＰＧボンベを加熱して蒸気圧を上げ，第２圧力感知スイッチ付きリレーにより温水ヒーターを制御の上、低温遮断弁を開いて通常運転を行うことが出来るようにしている。
上記課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、ＬＰＧの沸点が下がり，ＬＰＧボンベの蒸気圧が消えた場合、内燃機関を暖気運転させる量だけ充填された、始動用補助ボンベのみを補熱ヒーターで加熱する為、電力の浪費を防ぐ事ができ、車両バッテリーに対しては、内燃機関が始動して、負圧を感知した負圧スイッチが，バッテリー接続リレーを作動して接続されるから、内燃機関のダイナモが働き、車両バッテリーには影響が及ばず、バッテリー比重の下がる低温時の始動に必要な電力の浪費も、防いでいる。
始動用補助ボンベには，自動的にＬＰＧが充填され，第２圧力感知スイッチ付きリレーを介して働く低温遮断弁により，低温時、蒸気圧が発生しない場合には、ＬＰＧボンベに逆流をしないで内燃機関側にＬＰＧが加圧されるようになっている。
始動用補助ボンベの補熱ヒーターは、第１圧力感知スイッチ付きリレーが、始動用補助ボンベの蒸気圧がないときのみ加熱作動して、保温断熱材で密閉された小型コンテナ内部にて、温度感知サーモで一定の温度になり、ＬＰＧボンベコンテナも、第２圧力感知スイッチ付きリレーにより，蒸気圧のないときのみに、ＬＰＧコンテナに備えられた温水ヒーターで加熱され、それぞれ安全に制御されている。
上述したように本発明の、氷点下におけるＬＰＧ内燃機関の実働燃焼効率および始動性向上補助装置は、冬期や、極寒冷地において内燃機関の始動性を良好にすると共に，外気温度に左右されずにディーゼル発電機などの常用運転も可能にする、実働燃焼効率の高い内燃機関を提供できる。内燃機関のダイナモが働くまでは車両バッテリーまで影響が及ばず、バッテリー比重の下がる低温時に更に始動性を良くしている。
ＬＰＧボンベコンテナは、内燃機関の始動後は，第２圧力感知スイッチ付きリレーにより，蒸気圧のないときのみ備え付けの温水ヒーターで加熱されるから、極寒冷時でも、内燃機関が始動しておれば、いつでも，走行中でも蒸気圧停止の場合、低温遮断弁が閉じてＬＰＧボンベコンテナ内部は加熱され，蒸気圧が発生出来るようになる。
始動用補助ボンベも常に自動充填され、第１圧力感知スイッチ付きリレーにて蒸気圧が下がったら補熱ヒーターで加熱され，保温力の高い保温断熱材で密閉された小型コンテナ内にあるから蒸気圧が下がりにくい状態にあり、すぐにＬＰＧを供給できる。
以下本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。
図においては，１は保温断熱材を入れ、ドレンを備えている小型コンテナである。２は、補熱ヒーター用バッテリーであり、３の補熱ヒーターを、４の始動用補助ボンベに包んで、１の小型コンテナに収納して１３緊急遮断弁の手前に連結されている。
図においては，１は保温断熱材を入れ、ドレンを備えている小型コンテナである。２は、補熱ヒーター用バッテリーであり、３の補熱ヒーターを、４の始動用補助ボンベに包んで、１の小型コンテナに収納して１３緊急遮断弁の手前に連結されている。
５の第１感知圧力スイッチ付きリレーは７の車両バッテリーからの、１７キースイッチのＡＣＣアクセサリー電源を信号電流として３の補熱ヒーターを加熱するようになっている。
１６内燃機関が始動すると，６負圧スイッチがアースされ、７の車両バッテリーと２の補熱ヒーター用バッテリーを、８のバッテリー接続リレーで接続するようになっている。１１の第２感知圧力スイッチ付きリレーは、１７のキースイッチのＩＧイグニッション電源を信号線としているが、１０ＬＰＧボンベの蒸気圧を感知しないかぎり、１２の低温遮断弁を停止させ，９の温水ヒーターを作動させるようになっている。
１３は、内燃機関の緊急遮断弁である。１４も内燃機関のベーパーライザで、１５の内燃機関の温水ホースは９の温水ヒーターにも接続されている。
以下，上記構成動作を説明する。
、氷点下で、ＬＰＧの沸点以下に外気温度が下がり，１０ＬＰＧボンベおよび、４始動用補助ボンベからも蒸気圧が消え、ＬＰＧを取出せない場合，１６内燃機関を実働させるため１７キースイッチをＡＣＣにすれば、１２０Ｗ１０Ａで、過熱防止サーモで表面温度約５０度に保温する３補熱ヒーターと、難燃性の高い厚さ１００ミリの保温断熱材を入れ、緊急用のドレンを備えている小型コンテナ１の中に、緊急用の安全弁を備えた容積３０００ｃｃの４始動用補助ボンベが収められているが、２補熱ヒーター用バッテリーを電源として加熱させ，蒸気圧が上がり、５第１感知圧力スイッチ付きリレーが、３補熱ヒーターを停止させたら、１６内燃機関を始動させれば、６負圧スイッチがアースされ，８バッテリー接続リレーが，２補熱ヒーター用バッテリーと、７車両バッテリーを接続させると，１６内燃機関のダイナモで、２補熱ヒーター用バッテリーを補充電するようになる。
、氷点下で、ＬＰＧの沸点以下に外気温度が下がり，１０ＬＰＧボンベおよび、４始動用補助ボンベからも蒸気圧が消え、ＬＰＧを取出せない場合，１６内燃機関を実働させるため１７キースイッチをＡＣＣにすれば、１２０Ｗ１０Ａで、過熱防止サーモで表面温度約５０度に保温する３補熱ヒーターと、難燃性の高い厚さ１００ミリの保温断熱材を入れ、緊急用のドレンを備えている小型コンテナ１の中に、緊急用の安全弁を備えた容積３０００ｃｃの４始動用補助ボンベが収められているが、２補熱ヒーター用バッテリーを電源として加熱させ，蒸気圧が上がり、５第１感知圧力スイッチ付きリレーが、３補熱ヒーターを停止させたら、１６内燃機関を始動させれば、６負圧スイッチがアースされ，８バッテリー接続リレーが，２補熱ヒーター用バッテリーと、７車両バッテリーを接続させると，１６内燃機関のダイナモで、２補熱ヒーター用バッテリーを補充電するようになる。
１６内燃機関が始動すれば，１１第２感知圧力スイッチ付きリレーは、１７キースイッチのイグニッションＩＧ信号電流で，９温水ヒーターを起動する。この時１２低温遮断弁は閉じているが，１６内燃機関の水温が上がり、１５温水ホースに温水が回り出すと，９温水ヒーターは、１８ＬＰＧボンベコンテナ内部を暖め、１０ＬＰＧボンベに蒸気圧が発生すると，１１第２感知圧力スイッチ付きリレーは，９温水ヒーターを停止させて，１２低温遮断弁を開き、通常運転に入る。
外気温度低下により、駐停車中や走行中でも、１０ＬＰＧボンベの蒸気圧が消えた場合、１１第２感知圧力スイッチ付きリレーは、９温水ヒーターをＯＮして、１２低温遮断弁を閉じて、４始動用補助ボンベよりＬＰＧを１６内燃機関に供給させる様にしている。１小型コンテナは，難燃性の高い厚さ１００ミリの保温断熱材で包まれている事と，５第１感知圧力スイッチ付きリレーは蒸気圧が消えると自動的に、３補熱ヒーターを作動するようにもなっているから，１０ＬＰＧボンベよりも，保温力は数段高いので，エンストはし難く、９温水ヒーターが、１０ＬＰＧボンベの蒸気圧の回復も充分行なえる。以上のように、本実施形態によれば，氷点下におけるＬＰＧ内燃機関の実働燃焼効率および始動性向上の効果は得られるものである。
１ 小型コンテナ
２ 補熱ヒーター用バッテリー
３ 補熱ヒーター
４ 始動用補助ボンベ
５ 第１感知圧力スイッチ付きリレー
６ 負圧スイッチ
７ 車両バッテリー
８ バッテリー接続リレー
９ 温水ヒーター
１０ ＬＰＧボンベ
１１ 第２感知圧力スイッチ付きリレー
１２ 低温遮断弁
１３ 緊急遮断弁
１４ ベーパーライザー
１５ 温水ホース
１６ 内燃機関
１８ ＬＰＧボンベコンテナ
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３ 補熱ヒーター
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１４ ベーパーライザー
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１６ 内燃機関
１８ ＬＰＧボンベコンテナ
Claims (1)
- ＬＰＧを使うＬＰＧ車や、ディーゼルエンジンにＬＰＧを混焼させる内燃機関において、外気温度に左右されるＬＰＧの特性である沸点などにより、氷点下でＬＰＧボンベから蒸気圧が消え、ＬＰＧを取出せない為起る、始動不能や、実働燃焼効率低下に対して，保温断熱材を入れ、ドレンを備えている小型コンテナ内に、補熱ヒーター用バッテリーを電源とする、過熱防止サーモで作動を制御している補熱ヒーターで暖められるようにした、安全弁の付いた始動用補助ボンベを、低温遮断弁と緊急遮断弁の間に設置した、第１圧力感知スイッチ付きリレーの作動で、始動前に暖めて始動用補助ボンベに蒸気圧を発生させ、内燃機関を実働させて、実働を感知する負圧スイッチを、インテークマニホールド又は、負圧タンクに取付け、作動させたことにより、バッテリー接続リレーが作動して、車両バッテリーと、補熱ヒーター用バッテリーを連結して、内燃機関のダイナモにより補熱ヒーター用バッテリーを充電しながら、温水ヒーターを内蔵したＬＰＧボンベコンテナの内部を、第２圧力感知スイッチ付きリレーの感知で、温水ヒーターを作動させて暖め、ＬＰＧボンベに蒸気圧が発生したら、第２圧力感知スイッチ付きリレーの感知で温水ヒーターを止め、更に、低温遮断弁を開いてＬＰＧボンベよりＬＰＧを取出せることで、通常運転を可能にする、氷点下におけるＬＰＧの内燃機関の実働燃焼効率および始動性向上補助装置。
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