JP3879162B2

JP3879162B2 - 圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置

Info

Publication number: JP3879162B2
Application number: JP06123097A
Authority: JP
Inventors: 高雄平山
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: JPH10252568A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として圧縮天然ガスを燃料とする内燃機関を搭載した自動車において、衝突時等の危険を回避するための圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮天然ガスを燃料とする内燃機関を搭載した自動車において、その燃料タンクと機関本体とを連結する高圧配管路の配管における折損や穴あき、またはゆるみ等の異常発生により、その管路からガスが多量に漏れた時の対策としては、図３に示すように機関本体１に燃料を供給する燃料タンク２の容器出口には、過流防止弁内蔵容器元弁３を設置し、この過流防止弁内蔵容器元弁３を閉じることにより、燃料タンク２からのガス流出を防止している。
【０００３】
なお、図３において、燃料タンク２から機関本体１に燃料を供給する高圧配管路４には、燃料ガスを高圧で充填した燃料タンク２からの高圧の燃料ガスを所定の圧力まで減圧するための高圧減圧弁５及び低圧減圧弁６、そして燃料ガスと空気とを混合するミキサ７が直列的に設けられている。
また、緊急時及び機関本体１の停止時に燃料ガスを遮断する主止弁８、さらには運転席に設けた圧力計９に表示する圧力を検出する圧力センサ１０、そして、圧力スイッチ１１及び燃料遮断弁１２が設けられている。
【０００４】
また、燃料タンク２にはガス充填口１３からガス充填弁１４及び逆止弁１５を介して燃料ガスが充填されるようになっている。なお、圧力関係を例示すると、高圧減圧弁５までの圧力は約２００ｋｇ／cm²、この高圧減圧弁５より低圧減圧弁６までの圧力は約４ｋｇ／cm²であり、更にこの低圧減圧弁６から機関本体１までは大気圧である。
【０００５】
そこで、従来使用されている過流防止弁内蔵容器元弁３には、高圧配管路４の折損等で流量が異常になった場合に、自動的に閉止する過流防止弁が組み込まれている。そしてこの容器元弁３は、図４に示すごとく燃料タンク２の破裂防止のために設定温度以上になると溶融するヒューズメタル１６、及び設定圧力以上になると破裂する破裂板１７からなる安全弁が組み込まれ、上部のスピンドル１８にはハンドル１９が取り付けられている。
【０００６】
そして弁本体３０の下方には前記燃料タンク２に接続される燃料供給口３１が開口され、中央部に弁体３２が挿入されるとともに、これが当接される弁座３３が設けられ、この弁体３２はスプリング３４によって下方に弾性力が付与され、そして前記弁本体３０の側面に燃料流出口３５が設けられている。
燃料は前記弁体３２部分を通過して燃料流出口３５から矢印で示すように流出するが、この弁体３２の上下の差圧が過大になると、この弁体３２を下方に弾圧して燃料を放出するように作用しているスプリング３４よりも大きな力がこの弁体３２に作用してこの弁体３２が弁座３３に当接して燃料流路を閉止させるようになっている。
【０００７】
一方、近年海外においては、前記したような機械式の容器元弁の代わりに、電磁弁を採用し、軽量化及び簡素化をはかっているものがあり、本邦においてもその採用の傾向がある。
その場合、自動車の衝突時等の車両加速度を検知して、電磁弁を閉止させる装置は考えられているが、ガス漏れを検出して電磁弁を作動させる装置はまだ提供されていない。そのため、ガス漏れがなくとも電磁弁を閉止させる場合があり、かえって機関本体の停止により自動車自体の危険回避ができなくなるケースも起りうるという問題がある。
【０００８】
一方、前記図４に示すような機械式容器元弁については、ＬＰＧエンジンの燃料供給装置に関する特開平３−２１３６５１号の発明の従来技術の欄に記載されているごとく、手動で開弁する必要があることから不便であると共に、空間的に無駄が多くなる。
また、上記公報の実施例においては、燃料通路にオリフイスを設けて圧力差を検出する方法や燃料流量を直接検出する方法などを使用できる旨記載されているが、上記のごとくオリフイスを設ける場合は、配管構造が複雑になるという問題がある。
【０００９】
一方、エンジンのエアクリーナ使用限度報知装置に関して特開昭６３−８５２５２公報が提案されているが、この発明は圧力を検出する側に通路を臨み摺動させる弁が記載されており、この従来例においては、大気圧と吸気通路内圧に対応する圧力との差圧に応動する感圧手段として圧力感応スイッチが使用されており、これはコイルバネによりダイヤフラムが常時外側に押圧付勢しており、このダイヤフラムが内向きに変位すると接触し、通常時は非接触に保たれる突片とリテーナのフランジとを設けている。
【００１０】
このような従来の圧力感応手段においては、ばねと釣り合う設定圧力（絶対値）に反応して圧力の変化を検出してしまうことになるが、自動車などにこれが用いられる場合は、要求燃料がその走行状態によって変化する。そして高圧配管路内の圧力変化に幅があることを考慮すると、高圧状態から高圧配管路内の漏れ等で圧力が低下しても圧力の絶対値でみるために、それを検出できない場合が発生する恐れがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、自動車等の運転状況における高圧配管路内の圧力変化の幅内では通常反応しないが、通常運転時の設定幅内であっても、急激な圧力低下であるとピストンが作動して過流を検出することができ、その電磁弁である燃料タンクの容器元弁を閉弁する構造の、簡単な圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置は、圧縮天然ガスを使用する機関本体にその燃料ガスを高圧配管路を介して供給する燃料タンクの容器元弁を電磁弁とし、高圧配管路内に設けた燃料の過流検出弁が急激な圧力変化を検出時に上記容器元弁を閉弁するものにおいて、上記過流検出弁の容器内を摺動可能に内設したピストンの一方を高圧配管内に連通し、かつその他方を密閉し、さらにそのピストンには高圧配管路側と密閉側とを連通する微小なサイズのオリフイスを設けることからなる。
【００１３】
また、本発明の燃料過流防止装置は、上記の過流検出弁の容器内に内設したピストンが高圧配管路側に移動し、容器内の接点に触れた時に、リレーを介して電磁弁である容器元弁を閉弁することからなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の装置の一実施形態について説明する。
図１は図３の従来例と同様な圧縮天然ガスを燃料とする内燃機関を搭載した自動車において、その機関本体１と燃料タンク２とを連結する高圧配管路４におけるその配管の折損等の異常発生時の急激な圧力変化を検出して容器元弁を閉弁する燃料過流防止装置の系統図であり、図２はその過流検出弁の拡大概略側断面図である。
【００１５】
なお、図１に示す燃料供給システムにおいて、その基本的な構成は図３の従来例とほぼ同様となっており、図１と図３とにおいてそれぞれ同じ部品は同じ符号で示しているので、細部の説明は省略する。
本発明においては、燃料タンク２の容器元弁２０を電磁弁としており、また高圧配管路４内に、急激な圧力変化を検出する過流検出弁２１を設けており、この過流検出弁２１が急激な圧力低下を検出した場合には、上記容器元弁２０を閉弁するようにしたものである。
【００１６】
そのため、上記過流検出弁２１はその容器２１ａ内に、図２に示すごとく摺動可能なピストン２２を内設し、そのピストン２２の一方を高圧配管路４内に連通し、その他方を容器２１ａで密閉している。そして上記ピストン２２には、その高圧配管路４側と密閉側とを連通する微小なサイズのオリフイス２３を設けている。また、上記ピストン２２は、上記密閉側の容器２１ａ内に設けたストッパー２４に当接するように適宜な弾性を有するスプリング２８で付勢している。
【００１７】
また、容器２１ａの内面には上記ピストン２２の端部に接触して信号を発生する接点２５が設けられている。この接点２５は上記のように接触式のものは勿論、図示していないが、非接触式のものも使用することができる。
次に、本発明の装置の作用につき説明する。
今、高圧配管路４の折損等の異常発生すると高圧配管路４の管内圧力が急激に低減するが、この圧力変化を検出するために、可動弁であるピストン２２に微小なオリフイス２３を設け、かつピストン２２の一方を高圧配管路４に連通し、他方を容器２１ａで密閉している。従って圧力変化のない時は、可動弁であるピストン２２のオリフイス２３を通して、ピストン２２の前後の圧力は同一となり差圧は生じない。
【００１８】
一方、高圧配管路４内に急激な圧力変化が起きた場合、前記容器２１ａ内に摺動可能に設けてあるピストン２２（弁）に開口してあるオリフイス２３が微小なために、このピストン２２の前後に差圧を生ずる。即ち、高圧配管路４側の圧力ａが低下すると、前記オリフイス２３を通じてピストン２２の頂面と容器２１ａとの間の空間に充填されていた高圧の燃料によってこのピストン２２が矢印Ａのように移動する。
【００１９】
なお、ピストン２２の前後の差圧は、オリフイス２３を介してこのピストン２２の内外が連通しているため、徐々に少なくはなるが特に問題はない。
上記のピストン２２の前後に作用する差圧により、瞬時にピストン２２が図２の矢印Ａ方向の高圧配管路４の連結部側に移動する。そして容器２１ａ内の適宜な位置に設けられた接点２５（機械的な圧力で作用する接点）に触れることにより、容器元弁２０である電磁弁の開閉用のリレー２６を介して電磁弁に通電して容器元弁２０を閉弁する。
【００２０】
この過流検出弁２１の動作により高圧配管路４側のガス漏れを直接検知して容器元弁２０を閉弁するので、燃料過流防止装置として機能することができる。なお、図１の２７で示すのは電源である。
また、本発明の装置において、高圧配管路４内におけるどの程度の圧力低下で反応するかは、過流検出弁２１の容器２１ａ内のスプリング２８の弾性力によって決定されるが、通常運転時に発生する圧力変動では反応しないように調整しておくものとする。
【００２１】
以上のごとく、本発明では過流検出弁２１内の可動弁として機能するピストン２２の圧力側と、他方の反圧力側とをオリフイス２３で連通した点に特徴があり、前記の従来例のごとく、高圧配管路内にオリフイスを設けて圧力差を検出するものよりも簡素化した装置にすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の燃料過流防止装置によれば、運転状況における通常の燃料の圧力変化の幅内では通常反応せず、一方、通常運転時の設定幅内であっても急激な圧力低下であると、過流検出弁を構成しているピストンが作動して燃料の過流を検出し、燃料タンクの容器元弁を閉弁する。従って、高圧配管路の折損などの異状発生時に迅速に燃料ガス流出事故の対応ができる。
【００２３】
また、本発明の装置では過流検出弁の容器内に嵌入したピストンに、小口径のオリフイスを設けているので、その装置の構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置の系統図である。
【図２】図１の過流検出弁の拡大概略側断面図である。
【図３】従来例における圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置の系統図である。
【図４】図３の過流防止弁内蔵容器元弁の拡大側断面図である。
【符号の説明】
１機関本体２燃料タンク
４高圧配管路２０容器元弁
２１過流検出弁２２ピストン
２３オリフイス２５接点
２６リレー

Claims

機関本体に圧縮天然ガスを高圧配管路を介して供給する燃料タンクの容器元弁を電磁弁とし、高圧配管路内に設けた燃料の過流検出弁が急激な圧力変化を検出時に上記容器元弁を閉弁するものにおいて、上記過流検出弁の容器内を摺動可能に内設したピストンの一方を高圧配管路内に連通し、かつその他方を密閉し、さらにそのピストンには高圧配管路側と密閉側とを連通する微小なオリフイスを設けている圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置。
過流検出弁の容器内に内設したピストンが高圧配管路側に移動し、容器内の接点に触れた時に、リレーを介して電磁弁である容器元弁を閉弁する請求項１記載の圧縮天然ガス機関への燃料過流防止装置。