JP2009041549A - 液化ガスエンジン用燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１次および２次レギュレータを有するベーパライザの外形を小型化し得る。
【解決手段】１次レギュレータ８および２次レギュレータ９を有するベーパライザ１において、各ダイアフラム１４・２３同士を一部を重ねるように積層状態に配設し、かつ各ダイアフラムの各軸線同士を互いに偏倚させ、各ダイアフラムの重なる部分に１次レギュレータから２次レギュレータに液化ガス燃料を通す連通口を有する連通口用弁座２２の中心を配置する。ベーパライザにおける各ダイアフラムの各軸線同士を結ぶ方向の長さ（幅）を短くすることができる。各圧力調整部ねじ１８・２８をベーパライザの同一面に設けることにより、各圧力調整作業を一方向から容易にできるため圧力を正確に調整することができる。さらに、圧力調整ねじを用いた場合に比較的軸線方向長さが長いねじが同一面側に配置されることから、ベーパライザの積層方向厚さを薄くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化ガスエンジン用燃料供給装置に関するものである。

従来、ＬＰＧなどの液化ガス燃料を用いる液化ガスエンジンにおいて、高圧で貯留されている燃料タンクから送られてくる液化ガス燃料を燃焼に適する圧力まで減圧してエンジンに供給するための液化ガスエンジン用燃料供給装置が設けられている。その燃料供給装置としてのベーパライザにあっては、例えば、ダイアフラム弁を用いた１次レギュレータと２次レギュレータとを背中合わせに配設したものがある。（例えば特許文献１参照）。
特開昭６１−３８１４９号公報

上記ベーパライザにあっては、両レギュレータの圧力制御用となる各ダイアフラムと、各ダイアフラムの縁を押さえる各蓋体とをそれぞれ積層するように配設しているため、ベーパライザの各ダイアフラムの積層方向の厚さが厚くなるという問題があった。また、外部との接続用の燃料通路をベーパライザ本体の側面に設けており、そのためベーパライザの側面に直交する底面を形成する底壁が厚くなり、ベーパライザ全体の高さ及びそれに伴う外形が大きくなるという問題があった。

このような課題を解決して、１次および２次レギュレータを有するベーパライザにおいてその外形を小型化し得るために本発明に於いては、液化ガスエンジンに液化ガス燃料を供給するべく、燃料入口と、燃料出口と、前記燃料入口から流入する液化ガス燃料を１次圧に減圧するダイアフラム弁からなる１次レギュレータと、前記１次レギュレータにより減圧された液化ガス燃料を前記１次圧より低い２次圧に減圧して前記燃料出口から流出させるダイアフラム弁からなる２次レギュレータとを有するベーパライザにおいて、前記１次レギュレータおよび前記２次レギュレータが各ダイアフラム同士を互いの一部を重ねるように積層状態に配設され、かつ各ダイアフラムの各軸線同士が互いに偏倚し、前記各ダイアフラムの重なる部分に、前記１次レギュレータから前記２次レギュレータに液化ガス燃料を通す連通口の中心が配置されているものとした。

特に、前記各ダイアフラムの各軸線間距離が、前記１次レギュレータの前記ダイアフラムの縁を押さえる蓋体の半径と略等しいと良い。また、前記各レギュレータの各圧力調整を外部から行うための各圧力調整部材が前記ベーパライザの同一面に設けられていると良い。また、前記各圧力調整手段が、前記ダイアフラムを押し戻す向きに付勢する戻しばねを有し、前記戻しばねが、前記ダイアフラムと前記アクセス部材との間に配設されていると良い。また、前記燃料入口と前記燃料出口との少なくとも一方が、前記ペーパライザにおける前記各ダイアフラムの縁をそれぞれ押さえる各蓋体が配設された面とは相反する側の面に設けられていると良い。

このように本発明によれば、１次レギュレータおよび２次レギュレータが各ダイアフラム同士を互いの一部を重ねるように積層状態に配設され、かつ各ダイアフラムの各軸線同士が互いに偏倚し、各ダイアフラムの重なる部分に１次レギュレータから２次レギュレータに液化ガス燃料を通す連通口の中心が配置されていることから、ベーパライザにおける各ダイアフラムの各軸線同士を結ぶ方向の長さ（幅）を短くすることができる。

特に、ダイアフラムの各軸線間距離が１次レギュレータのダイアフラムの縁を押さえる蓋体の半径と略等しいとすることにより、設計を容易に行うことができ、仕様変更などにも簡単に対応できる。また、各圧力調整部材がベーパライザの同一面に設けられていることにより、各圧力調整作業を一方向からのアクセスで実施でき、各圧力を容易に調整できるため圧力を正確に調整することができるばかりでなく、圧力調整部材としてねじを用いた場合に比較的軸線方向長さが長いねじを同一面側に配置することから、ベーパライザの積層方向厚さを薄くすることができ、その外形をできるだけ小型化することができる。また、ダイアフラムを押し戻す向きに付勢する戻しばねをダイアフラムと圧力調整部材との間に配設することにより、２次レギュレータの圧力調整部材を大気圧室ではなく、燃料室側に設けることになり、それにより２次レギュレータの大気室側を薄くでき、上記薄型化を促進し得る。また、燃料入口または燃料出口の少なくとも一方をベーパライザの外周（側面）ではなく、蓋体とは相反する側の面に設けることによって、蓋体とは相反する側の面の空きスペースを有効に利用することができ、ベーパライザの外周から外向きに突出することが無くなって、ベーパライザの外形を小型化し得る。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された液化ガスエンジン用燃料供給装置を構成するベーパライザ１を示す側断面図である。ベーパライザ１の外形を形成するケーシングとしては、扁平状の本体２と、本体２の厚さ方向両面にねじ止めによりそれぞれ固着された各蓋体３・４とからなる。本体２の図における上面に燃料入口としての入口用ジョイント受け部５が設けられ、入口用ジョイント受け部５の奥（底）側に流入口用弁座６が固設されている。入口用ジョイント受け部５にはＬＰＧなどの液化ガス燃料を貯留しているガスボンベ７が接続される。

本ベーパライザ１にあっては、上記流入口用弁座６を燃料流入口とする１次レギュレータ８と、１次レギュレータ８から送られる燃料をさらに減圧調整する２次レギュレータ９とが設けられている。なお、本体２の２次レギュレータ９に対応する部分の側壁には燃料流出口１０が設けられており、燃料流出口１０に結合された出口用ジョイント１１とエンジン１２の吸気路とが連通している。

次に、１次レギュレータ８の構造について示す。１次レギュレータ８は、本体２側に設けられた１次燃料室１３と、１次燃料室１３を遮蔽するダイアフラム１４と、上記した蓋体３によりダイアフラム１４の縁を本体２に押さえ付けることにより両者間に形成された大気室１５とを有するダイアフラム弁からなる。

１次燃料室１３内には、燃料流入口を形成する流入口用弁座６とダイアフラム１４の中央部分との間に渡って延在する揺動レバー１６が設けられている。揺動レバー１６の一端部には流入口用弁座６の開口を開閉する弁体１７が設けられ、他端部にはダイアフラム１４の中央に固着されたフック部材１４ａに係合する鉤状部１６ａが形成されている。なお、揺動レバー１６は、ダイアフラム１４の軸線方向変位に伴って弁体１７を流入口用弁座６に接離させる向きに揺動するように本体２に枢支されている。

大気圧室１５側には、蓋体３の中心部すなわちダイアフラム１４の中心部に対向する位置に圧力調整部材としての１次用圧力調整ねじ１８が設けられていると共に、１次用圧力調整ねじ１８とダイアフラム１４の中央部分との間に圧力調整ばね１９が介装されている。

なお、図における１次燃料室１３の天井部分を形成する上壁２０ａ・２０ｂ・２０ｃは、揺動レバー１６やダイアフラム１４に対応する上壁２０ａ・２０ｂにあってはそれぞれの変位に支障を来さない高さに設定され、かつできるだけ空間部分が狭くなるように形成されている。これにより、ベーパライザ１の厚さをできるだけ薄型化することができる。なお、１次燃料室１３の必要な容積確保は、他の部材が存在しない部分の上壁２０ｃの高さをベーパライザ１の厚さの範囲内でできるだけ高くすることで対応している。

上壁２０ｂは２次レギュレータ９との隔壁として構成されており、その上壁２０ｂには、１次燃料室１３と、２次レギュレータ９の２次燃料室２１とを連通する連通口を形成する連通口用弁座２２が固着されている。

２次レギュレータ９も、上記１次レギュレータ８と同様に、本体２側に設けられた２次燃料室２１と、２次燃料室２１を遮蔽するダイアフラム２３と、上記した蓋体４によりダイアフラム２３の縁を本体２に押さえ付けることにより両者間に形成された大気室２４とを有するダイアフラム弁からなる。

本発明によれば、１次レギュレータ８のダイアフラム１４と２次レギュレータ９のダイアフラム２３とが、互いに一部を重ねる積層状態に設けられている。これにより、重ねずに並列に並べたものよりも、その並び方向長さを重ねた分だけ短くすることができ、ベーパライザ１の全体を小型化し得る。

また、２次燃料室２１内には上記揺動レバー１６と同様に本体２に枢支された揺動レバー２５が設けられており、揺動レバー２５の一端部に連通口用弁座２２の開口を開閉する弁体２６が設けられている。揺動レバー２５の他端部は、ダイアフラム２３の中央に固着された突状部材２７と対向するようにされている。

本体２の１次レギュレータ８に隣接する位置に、圧力調整部材としての２次用圧力調整ねじ２８が設けられている。２次用圧力調整ねじ２８は揺動レバー２５の上記他端部すなわちダイアフラム２３の中央に同軸に対向するように設けられている。その２次用圧力調整ねじ２８の螺進方向突出端と揺動レバー２５の他端部との間には圧力調整ばね２９が介装されている。

なお、本体２の側壁（外周）であって、１次燃料室１３と２次燃料室２１との間には、始動用バイパスニードル３１が設けられている。これは、始動時に連通口用弁座２２が開弁する前に１次燃料室１３の燃料をエンジンに吸引できるようにするためのものである。

次に、本図示例におけるベーパライザ１の作動要領について以下に示す。ガスボンベ７から流入した液化ガスは、入口用ジョイント受け部５に達し、流入口用弁座６の開弁状態で１次燃料室１３に流入すると、１次燃料室１３の燃圧が上昇してダイアフラム１４が大気室１５側に変位する。そのダイアフラム１４の変位により揺動レバー１６が図の時計回りに回転し、弁体１７により流入口用弁座６が閉弁状態になって液化ガスの流入が阻止され、このようにして、１次燃料室１３の燃圧が既定値に維持される。

エンジンを始動させるべく回転させると、吸気道に生じる負圧により１次燃料室１３の燃料が、始動用バイパスニードルを経て、絞弁下流に吸い出されて、エンジンを始動する。

エンジン１２が始動すると、図示されない混合気のベンチュリー部に発生する強い負圧により燃料が吸い出されるため、２次燃料室２１の燃圧が下がり、ダイアフラム２３が２次燃料室２１側に大きく変位して揺動レバー２５が図の時計回りに回転する。これにより、連通口用弁座２２が開弁状態になり、１次燃料室１３から２次燃料室２１へ燃料が吸引される。

また、エンジン２を低速回転で運転するべく、混合気に設けた絞り弁を低開度に変位させると、絞り弁より上流側にあるベンチュリー部に開口する主燃料通路に作用する負圧が減少するので、２次燃料室２１に作用する負圧も減少し、圧力調整ばね２９のばね荷重によって揺動レバー２５が連通口用弁座２２を閉弁状態にする向きに回転し、閉弁状態になることにより、２次燃料室２１の燃圧上昇が抑制される。このようにして、混合気の絞り弁開度に応じて必要な燃料を供給制御することができる。

このように機能するベーパライザ１において、１次レギュレータ８のダイアフラム１４の軸線Ｃ１と２次レギュレータ９のダイアフラム２３の軸線Ｃ２とが同軸上ではなく互いに偏倚しており、かつ図２（ａ）に併せて示されるように、両ダイアフラム１４・２３同士が、ベーパライザ１の平面視で一部が互いに重なるように配設されている。

１次および２次レギュレータの両ダイアフラム同士を同軸的に配設したベーパライザにあってはその同軸上に各圧力調整ねじが直列に並んでしまうことから、ベーパライザとしての軸線方向長さとなる厚さが厚くなってしまうのに対して、本発明による上記構造により、各圧力調整ねじ１８・２８が並列に配設されるため、ベーパライザ１の厚さを薄くすることができる。

ベーパライザ１の薄型化だけであれば、両ダイアフラム１４・２３を互いに重ならないように並列に配設することで良いが、その場合にはその並び方向であるベーパライザ１の幅が長くなってしまう。それに対して、本発明によれば両ダイアフラム１４・２３の軸線同士が同軸的すなわち直列に並ばないように偏倚させると共に両ダイアフラム１４・２３同士の一部が平面視で重なるようにしたことから、並び方向の長さとなるベーパライザ１の幅（図２のＬ）が長くなることを抑制し得る。これにより、薄型化を達成できると共に幅方向長さも短くすることができ、ベーパライザ１の全体としての小型化を達成できる。

図示例と同一径のダイアフラム１４・２３を並列に配設したものに対して、ベーパライザ１における両ダイアフラム１４・２３並び方向の長さＬを短くすることができる。また、両燃料室１３・２１の連通口の中心となる連通口用弁座２６の中心Ｃ３が上記両ダイアフラム１４・２３の重なっている部分に配置されており、両ダイアフラム１４・２３の外側に設けるものに対してコンパクト化し得る。

また、図２（ｂ）に示されるように、両圧力調整ねじ１８・２８がベーパライザ１の同一面（図示例では図１の下面）側に設けられていることから、両レギュレータ８・９に対する圧力調整が容易になり、両者を関連づけながら行う調整を容易に行うことができる。また、各圧力調整ねじ１８・２８が対応するダイアフラム１４・２３の軸線上に位置していることから、ダイアフラム１４・２３の変位調整を高精度に調整し得る。

なお、両ダイアフラム１４・２３同士をできるだけ近付けて配設することにより、上記幅Ｌをできるだけ短くすることができ、その一つの設計指針として、２次レギュレータ９の圧力調整ねじ２８を支持するボス部２ａの半径ｒと、１次レギュレータ８の蓋体３における中心Ｃ１からボス部２ａ方向への長さＲとの和（Ｒ＋ｒ）が、両レギュレータ８・９の各中心Ｃ１・Ｃ２間の距離と略等しくすると良い。

また、２次レギュレータ９の圧力調整ばね２９は揺動レバー２５の閉弁方向付勢用にも用いることができ、それにより２次レギュレータ９における圧力調整用のばねが１つで済み、複数のばねを用いるものに対して調整のばらつきが少なくなる。

次に図３に第２の実施形態について示す。なお、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。上記図示例（第１の実施形態）では燃料流出口１０が本体２の側面に設けられているのに対して、第２の実施形態にあっては、本体２の厚さ方向（ダイアフラム２３の軸線方向）であって蓋体４とは相反する側の面に開口するように燃料流出口３２が設けられている。

この第２の実施の形態にあっては、出口用ジョイント３３が本体２の平面視で見て外周からはみ出さないので、ベーパライザ１の外周すなわち取り付けスペースの外周を小さくすることができる。

また、上記図示例にあっては、両レギュレータ８・９の各中心Ｃ１・Ｃ２を通る線に平行してベーパライザ１の外形が描かれるように本体２を形成したが、レイアウトを上記図示例に限定するものではない。例えば図４に示されるように、本体４２を略正方形の外形となるように形成し、その対角線Ｄ上に両レギュレータ８・９の各中心Ｃ１・Ｃ２が位置するように各ダイアフラム１４・２３を配設することにより、本体４２の幅Ｌ２を上記図示例の幅（図２のＬ）よりも短くすることができる。取り付け場所に制約があり、幅Ｌでは無理だが幅Ｌ２で取り付け可能となるような場合に有効である。

本発明が適用されたベーパライザを示す側断面図である。 （ａ）は図１の矢印IIａから見た上面図であり、（ｂ）は図１の矢印IIｂから見た下面図である。 第２の実施形態を示す図１に対応する図である。 両レギュレータのレイアウト方向を変えた図２（ａ）に対応する図である。

符号の説明

１ ベーパライザ
２ 本体
３・４ 蓋体
５ 入口用ジョイント受け部
６ 流入口用弁座
８ １次レギュレータ
９ ２次レギュレータ
１０ 燃料流出口
１１ 出口用ジョイント
１４ ダイアフラム
１８ １次用圧力調整ねじ
２２ 連通口用弁座
２３ ダイアフラム
２８ ２次用圧力調整ねじ
２９ 圧力調整ばね

Claims (5)

1. 液化ガスエンジンに液化ガス燃料を供給するべく、燃料入口と、燃料出口と、前記燃料入口から流入する液化ガス燃料を１次圧に減圧するダイアフラム弁からなる１次レギュレータと、前記１次レギュレータにより減圧された液化ガス燃料を前記１次圧より低い２次圧に減圧して前記燃料出口から流出させるダイアフラム弁からなる２次レギュレータとを有するベーパライザにおいて、
   前記１次レギュレータおよび前記２次レギュレータが各ダイアフラム同士を互いの一部を重ねるように積層状態に配設され、かつ各ダイアフラムの各軸線同士が互いに偏倚し、
   前記各ダイアフラムの重なる部分に、前記１次レギュレータから前記２次レギュレータに液化ガス燃料を通す連通口の中心が配置されていることを特徴とする液化ガスエンジン用燃料供給装置。
2. 前記各ダイアフラムの各軸線間距離が、前記１次レギュレータの前記ダイアフラムの縁を押さえる蓋体の半径と略等しいことを特徴とする請求項１に記載の液化ガスエンジン用燃料供給装置。
3. 前記各レギュレータの各圧力調整を外部から行うための各圧力調整部材が前記ベーパライザの同一面に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液化ガスエンジン用燃料供給装置。
4. 前記各圧力調整手段が、前記ダイアフラムを押し戻す向きに付勢する戻しばねを有し、前記戻しばねが、前記ダイアフラムと前記圧力調整部材との間に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の液化ガスエンジン用燃料供給装置。
5. 前記燃料入口と前記燃料出口との少なくとも一方が、前記ペーパライザにおける前記各ダイアフラムの縁をそれぞれ押さえる各蓋体が配設された面とは相反する側の面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液化ガスエンジン用燃料供給装置。

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