JP2009544884A

JP2009544884A - 気化器

Info

Publication number: JP2009544884A
Application number: JP2009520060A
Authority: JP
Inventors: コウペランド，ジェームス
Original assignee: リカルドユーケーリミテッド
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-12-17
Also published as: CN101490373B; DE602007009536D1; US8011641B2; CN101490373A; US20090315195A1; GB0614559D0; EP2044299B1; WO2008009976A1; EP2044299A1

Abstract

使用時に空気が通過して流れるリッチ流路（８）およびリーン流路（１０）を実質的に平坦な仕切り（６）によって分離させて並列に備えている流通ダクト（４）を含んでいる気化器。少なくとも１つの燃料ジェット（１２、１４、１６）が、リッチ流路（８）に連絡している。仕切り（６）が、円形の開口（２０）を含んでいる。バタフライバルブ（２４）が、流通ダクト（４）を実質的に閉じる閉鎖位置と流通ダクトを実質的に開く開放位置との間を枢動できるように、枢支軸（２２）に取り付けられている。枢支軸（２２）は、仕切り（６）の平面に対して垂直に延びている。枢支軸（２２）は、開口（２０）の直径に実質的に等しい直径を有する円形の閉鎖板（２６）を保持しており、この閉鎖板が、開口（２０）に受け入れられて、バタフライバルブ（２４）のあらゆる位置において開口（２０）を実質的に閉鎖する。

Description

本発明は、ＷＯ９９／５８８２９に開示されている形式の気化器に関する。そのような気化器は、吸気ダクトがリッチ通路およびリーン通路と呼ばれる２つの別個の通路に分割されている２ストロークエンジンにおいて使用されるように意図されている。

ＷＯ９９／５８８２９に開示されている気化器は、エンジンの負荷が大きく、気化器のバタフライバルブが実質的に完全に開いているとき、濃い燃料／空気混合物をリッチ通路へと導き、希薄な混合物または実質的に純粋な空気をリーン通路へと導く一方で、バタフライバルブが実質的に閉じられているときには、実質的に一様に濃い混合物をリッチ通路およびリーン通路の両方に導くように構成されている。したがって、エンジンが、高負荷時には非一様または層状の給気にて動作し、低負荷時には実質的に一様な給気にて動作する。

層状給気での動作の排出物に関する利点は、当然ながら周知である。理論的には、エンジンを、あらゆる動作状況のもとで、すなわち高負荷および低負荷の両方の状況において、層状給気によって運転することが望ましいと考えられる。しかしながら、上述の先行文献に開示されている気化器は、主として、草刈り機およびチェーンソーなどの小型の手持ち式の装置において使用されるエンジンなど、きわめて小さな２ストロークエンジンにおいて使用されるように意図されており、そのようなエンジンは、低負荷の状況においては、層状給気では上手く動作できないことが明らかになっている。したがって、このようなエンジンは、低負荷の状況においては、少なくともほぼ一様な給気にて動作させることが必要である。したがって、先行文献の気化器は、きわめて小型の２ストロークエンジンに、未燃焼炭化水素および窒素酸化物という汚染排出物を実現可能な最低レベルに保つこと、およびエンジンがすべての動作状況のもとで良好に動作するように保証すること、の両方に合致した最適な給気状態をもたらしている。

しかしながら、少なくともいくつかのより大型の２ストロークエンジンは、たとえ負荷がきわめて小さくても、層状給気で充分に動作することができ、このようなエンジンに上述の形式の気化器が設けられたならば、汚染排出物が実現可能な最低レベルとはならない。なぜならば、エンジンを、高負荷のみならず低負荷でも層状空気で動作させることによって、さらなる改善が達成できるからである。すなわち、上述の気化器は、エンジンの負荷が小さいときにリーン通路へと燃料を供給しているばかりか、吸気ダクトの圧力変動および過渡的な逆流ゆえに、部分負荷の状況においても或る量の燃料がリーン通路へと入り、エンジンの排出物特性を悪化させていることが明らかになっている。

したがって、本発明の目的は、分割流方式の気化器であって、より大型の２ストロークエンジンの汚染排出物を実現可能な最低レベルまで低減し、あるいは少なくともＷＯ９９／５８８２９に開示されている形式の気化器において得られるレベルを大幅に下回るレベルまで低減する気化器を提供することにある。

本発明によれば、使用時に空気が通過して流れるリッチ流路およびリーン流路を実質的に平坦な仕切りによって分離させて並列に備えている流通ダクトであって、少なくとも１つの燃料ジェットが前記リッチ流路に連絡しており、前記仕切りが実質的に円形の開口を含んでいる流通ダクトと、枢支軸に取り付けられ、前記流通ダクトが実質的に閉じられる閉鎖位置と前記流通ダクトが実質的に開かれる開放位置との間を枢動できるバタフライバルブとを含んでいる形式の気化器は、前記枢支軸が、前記仕切りの平面に対して横方向に延びており、前記枢支軸が、前記開口の直径に実質的に等しい直径を有する実質的に円形の閉鎖板を保持しており、該閉鎖板が、前記開口に受け入れられて、前記バタフライバルブのあらゆる位置において前記開口を実質的に閉鎖することを特徴とする。

したがって、本発明の気化器は、先行文献に開示されている気化器におおむね類似しているが、２つの重要な点で先行文献に開示されている気化器から相違する。先行文献に開示されている気化器においては、バルブの枢支軸が、仕切りの平面と平行に延び、実質的に仕切りの平面内に位置している。したがって、枢支軸によって保持されたバタフライバルブが、バルブが開放位置にあって流通ダクトを実質的に妨げていないときには、仕切りの開口を実質的に閉鎖するが、バルブが閉鎖位置にあって流通ダクトを実質的に閉じている場合には、開口が実質的に開いたままである。対照的に、本発明の気化器においては、枢支軸が、仕切りの平面に対して横方向に（例えば、垂直に）延びており、実際には、枢支軸の軸が、仕切りの円形の開口の中心を通過している。枢支軸によって保持されたバタフライバルブ板は、仕切りの開口を通過して広がり、その平面が開口の平面に対して垂直であるため、開口を閉じることはない。本発明による気化器の枢支軸は、バタフライバルブ板に加えて、さらに閉鎖板を保持しており、実際には、この閉鎖板の平面がバルブ板の平面に対して垂直である。閉鎖板は円形であり、開口の直径に実質的に等しい直径を有しており、開口に収容されて、実際のところ平坦な仕切りに実質的に連続する。枢支軸が回転することで、バルブ板が開放位置と閉鎖位置との間で動くが、そのような回転によって閉鎖板の位置が変化することはなく、したがって閉鎖板は、バルブ板の位置がどこにあっても仕切りの開口を実質的に閉鎖している。これは、実際のところ、気化器のリッチ通路およびリーン通路が、常に効果的かつ実質的にお互いから封じられていることを意味し、すなわちリッチ通路のみへと注入される燃料が、決してリーン通路へと達することができないことを意味する。したがって、リーン通路が常に実質的に純粋な空気を導き、これは、この気化器へと接続されたエンジンのシリンダへの給気が、エンジンのあらゆる動作速度および負荷において、はっきりとした層状給気となることを意味する。これにより、エンジン（実際には、２ストロークのループ掃気エンジンである）の掃気を、あらゆる動作状況において、実質的に純粋な空気によって実行することが可能になり、未燃焼の炭化水素を大気へと逃がすことが実質的になくなる。あらゆるエンジン負荷において層状給気が使用されるという事実は、未燃焼炭化水素の大気への排出が最小限にされるということも意味する。

本発明のさらなる特徴および詳細が、添付の図面（きわめて略図である）を参照しつつあくまで例として提示される以下の一具体的な実施形態についての説明から、明らかになる。

低負荷またはアイドリング状態で動作しているときの本発明による気化器の平面図である。低負荷またはアイドリング状態で動作しているときの本発明による気化器の側面図である。低負荷またはアイドリング状態で動作しているときの本発明による気化器の端面の断面図である。図１に相当する図であり、中程度の負荷状態における気化器を示している。図２に相当する図であり、中程度の負荷状態における気化器を示している。図３に相当する図であり、中程度の負荷状態における気化器を示している。図１に相当する気化器の図であり、高負荷状態にある。図２に相当する気化器の図であり、高負荷状態にある。図３に相当する気化器の図であり、高負荷状態にある。

最初に図１〜３を参照すると、気化器が、流通ダクト４を定める本体２を含んでいる。ダクト４内を、ダクト４の長さ方向に、実質的に平坦な仕切り６が延びており、ダクト４をリッチ通路８およびリーン通路１０という２つの流通路に分割している。リッチ通路８に、少なくとも１つの燃料ジェットが連絡しており、この場合には３つの燃料ジェット、すなわちアイドルジェット１２、中間ジェット１４、および主ジェット１６が、リッチ通路８に連絡している。実質的に円形の開口２０が、仕切り６に形成され、仕切り６の全幅にわたって広がっている。この開口は、実際には、さらに詳しく後述されるとおり、真円からわずかに外れている。枢支軸２２が、ハウジング２によって枢動可能に保持され、流通ダクト４の長さに対して横方向に、流通ダクト４の中央を横切って延びている。この軸が、円形のバルブ板２４を備えるバタフライバルブを保持しており、バルブ板２４の直径が、少なくともバルブ板２４を収容する位置において円形である流通ダクトの直径に実質的に等しい。さらに、枢支軸２２は、実質的に平坦な閉鎖板２６を保持しており、閉鎖板２６の平面が、バルブ板２４の平面に対して垂直であり、閉鎖板２６の厚さは、仕切り６の厚さに実質的に等しい。閉鎖板２６は、開口２０に収容され、直径が開口２０の直径に実質的に等しいため、開口を実質的に閉鎖する。軸２２を回転させることで、バルブ板２４が、図１〜３に示されているとおり流通ダクト４を実質的に閉鎖する閉鎖位置から、図４〜６に示されているとおり流通ダクト４を途中まで開く中間位置を経て、図７〜９に示されているとおり流通ダクトの長さに平行に延びて流通ダクトを実質的に妨げない開放位置へと移動する。

上述のように、開口２０は、真円からわずかに相違しており、ただ１つの真円の開口を構成する代わりに、ダクト４の長手方向にわずかにオフセットされて並置された２つの半円形の開口を備えている。これにより、２つの反対向きの段差２８を提供する開口２０の外周がもたらされている。これらの段差２８は、末端ストッパの様相で機能することができ、完全に開いた位置にあるときのバルブ板２４の自由縁が、これらの段差２８に係合する。これにより、バルブ板が意図せずに全開位置（バルブ板の平面が流通ダクト４の長さに平行である位置）を超える位置へと動いてしまうことが防止される。

図１〜３に示されているとおり、この気化器が接続されたエンジンが低負荷またはアイドリングの状態で動作しているとき、バルブ板２４は、流通ダクト４、すなわちリッチおよびリーンの通路８、１０の両方を実質的に閉鎖する閉鎖位置にある。リッチ通路８を通過する空気の流速は、アイドルジェット１２のみから燃料を引き出すために充分である。実質的に純粋な空気が、リーン通路１０を通って流れる。中程度の負荷の状況のもとでは、バルブ板２４が、図４〜６に示した途中まで開いた位置へと移動する。今や空気の流速は、アイドルジェット１２および中間ジェット１４の両方から燃料を引き出すために充分である。しかしながら、この燃料のすべては、開口２０が閉鎖板２６によって実質的に閉じられているという事実のため、リッチ通路にとどまる。全負荷運転のもとでは、図７〜１０に示されるとおり、空気の流速が、３つの燃料ジェットのすべてから燃料を引き出すために充分である。しかしながら、先述したとおり、すべての燃料はリッチ通路にとどまる。万が一に流通ダクト４に圧力の大きな短期変動が存在する場合、流通ダクト４に空気および空気／燃料混合物の短い逆流が生じる可能性があるが、開口２４に閉鎖板２６が存在することで、いずれの燃料もリッチ通路からリーン通路へと移ることが実質的に防止される。

前述の気化器においては、仕切り６、したがって閉鎖板２６が、水平に延びており、枢支軸２２が、垂直に延びている。しかしながら、仕切り６が垂直に延び、枢支軸２２が水平に延びてもよく、あるいはこれら２者が、これら２つの角度の間の任意のそれぞれの角度で延びてもよい（ただし、これら２者は常に、お互いに対して実質的に９０°に傾けられる）ことを、理解できる。しかしながら、仕切り６の向きの変更は、燃料ジェットが依然として流通路のうちの一方のみ、すなわちリッチ通路８のみと連絡するように保証するために、燃料ジェットの位置変更を必要とする。

Claims

使用時に空気が通過して流れるリッチ流路およびリーン流路を実質的に平坦な仕切りによって分離させて並列に備えている流通ダクトであって、少なくとも１つの燃料ジェットが前記リッチ流路に連絡しており、前記仕切りが実質的に円形の開口を含んでいる流通ダクトと、
枢支軸に取り付けられ、前記流通ダクトが実質的に閉じられる閉鎖位置と前記流通ダクトが実質的に開かれる開放位置との間を枢動できるバタフライバルブと、を含んでいる気化器であって、
前記枢支軸が、前記仕切りの平面に対して横方向に延びており、
前記枢支軸が、前記開口の直径に実質的に等しい直径を有する実質的に円形の閉鎖板を保持しており、該閉鎖板が、前記開口に受け入れられて、前記バタフライバルブのあらゆる位置において前記開口を実質的に閉鎖することを特徴とする気化器。