JP4199702B2 - 液化ガス燃料供給装置の加温システム - Google Patents

Description

本発明は、液化ガス燃料を気化させる気化器と、その気化器と機関内部との間に熱媒体を循環させる循環通路とを備える液化ガス燃料供給装置の加温システムに関する。

周知のように、液化石油ガス（ＬＰＧ）や圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の液化ガス燃料を使用する自動車等の内燃機関では、高圧で貯蔵された燃料を、気化器で気化させて燃焼に供するようにしている。気化器は、燃料の気化潜熱により冷却されるが、それが過度に冷却されると、燃料の気化が不十分となり、燃料噴射制御等に悪影響を与える。

そこで従来、そうした過度の冷却を防止すべく気化器を加温するシステムとして、特許文献１に記載のものが知られている。同文献の加温システムでは、機関冷却水を気化器に循環させて、機関内部で加熱された機関冷却水の熱で気化器を加温するようにしている。
実開平４−０３４４４９号公報 特公平５−８８３８６号公報

ところがこうした加温システムでは、内燃機関の冷間始動時には、機関冷却水が十分に暖まっていないため、気化器を十分に加温できず、低温始動性を確保することが困難となっていた。

もっとも、特許文献２に見られるように、ＰＴＣヒータのような電熱ヒータを用いて気化器を加温するようにすれば、冷間始動時にも、気化器の加温は可能である。しかしながら、気化器を十分に加温するには、ヒータの容量を大きくせざるを得ず、電力消費量が増大するという問題がある。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、機関冷間始動時であれ、効率的に気化器を加温することのできる液化ガス燃料供給装置の加温システムを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、液化ガス燃料を気化器にて気化させて内燃機関に供給する液化ガス燃料供給装置に適用され、前記気化器と機関内部との間で熱媒体を循環させる循環通路を備える液化ガス燃料供給装置の加温システムにおいて、前記循環通路に、前記熱媒体を貯留する断熱容器を設け、前記循環通路は、前記機関内部を通過することなく前記気化器と前記断熱容器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環通路と、前記気化器を通過することなく前記断熱容器と前記機関内部との間を循環する第２循環通路と、前記断熱容器を通過することなく前記気化器と前記機関内部との間で前記熱媒体を循環させる第３循環通路とを備え、前記第１循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第１循環通路遮断弁と、前記第２循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第２循環通路遮断弁とが設けられ、前記第１循環通路に前記熱媒体を循環させてから前記第１循環通路遮断弁を閉じ、その後に前記第２循環通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると前記第２循環通路遮断弁を閉じ、更にその後に前記第３循環通路に前記熱媒体を循環させることをその要旨とする。

上記構成では、熱媒体が気化器と機関内部との間で循環されると、内燃機関の熱で加熱された熱媒体の熱が気化器に伝えられるため、内燃機関の熱を利用して気化器を効率的に加温することができる。また加熱された熱媒体は、断熱容器内に貯留され、機関停止中も保温される。この保温された熱媒体を気化器に供給することで、機関冷間始動時にも気化器を加温することが可能となる。従って機関冷間始動時であれ、効率的に気化器を加温することができる。

さらに、上記構成では、断熱容器内に貯留された熱媒体を気化器に送った後に、循環遮断弁にて熱媒体の循環を遮断することで、気化器内部に熱媒体が封じ込められる。従って比較的小さい容量の断熱容器で、機関冷間始動時の気化器の加温を行うことができる。

また、上記構成では、機関内部で暖められ熱媒体を断熱容器に送るための循環通路と、断熱容器から気化器に熱媒体を送るための循環通路とが独立して設けられている。これら２つの循環通路を状況に応じて個別に遮断することで、気化器の加温や断熱容器内への加熱された熱媒体の貯蔵を効率的に行うことができる。

そして、前記第１循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第１循環通路遮断弁を備えれば、気化器への熱媒体の供給を停止したまま、機関内部と断熱容器との間のみで熱媒体を循環させることができる。従って、断熱容器内に貯留された熱媒体を気化器に送った後に、その内部に熱媒体を封じ込めることができ、比較的小さい容量の断熱容器で、機関冷間始動時の気化器の加温を行うことができる。

さらに、前記第２循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第２循環通路遮断弁を備えれば、機関内部への熱媒体の循環を停止したまま、断熱容器と気化器との間のみで熱媒体を循環させることができる。従って、断熱容器内に保温貯留された熱媒体による気化器の加温を効率的に行うことができる。

また、上記構成では、断熱容器への熱媒体の循環を停止したまま、機関内部と気化器との間のみで熱媒体を循環させて、内燃機関の熱による気化器の加温を効率的に行うことができる。
さらに、前記第２循環通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると前記第２循環通路遮断弁を閉じ、更にその後に前記第３循環通路に前記熱媒体を循環させるため、熱媒体の熱によって気化器を機関運転中に継続して加温することができる。
請求項２に記載の発明は、液化ガス燃料を気化器にて気化させて内燃機関に供給する液化ガス燃料供給装置に適用され、前記気化器と機関内部との間で熱媒体を循環させる循環通路を備える液化ガス燃料供給装置の加温システムにおいて、前記循環通路に、前記熱媒体を貯留する断熱容器を設け、前記循環通路は、前記機関内部を通過することなく前記気化器と前記断熱容器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環通路と、前記気化器を通過することなく前記断熱容器と前記機関内部との間を循環する第２循環通路と、前記断熱容器を通過することなく前記気化器と前記機関内部との間で前記熱媒体を循環させる第３循環通路とを備え、前記第１循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第１循環通路遮断弁と、前記第２循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第２循環通路遮断弁とが設けられ、前記第１循環通路に前記熱媒体を循環させてから前記第１循環通路遮断弁を閉じ、その後に前記第２循環通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると、更にその後に前記第２循環通路および前記第３循環通路に前記熱媒体を循環させることをその要旨とする。
上記構成では、前記第２循環通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると、更にその後に前記第２循環通路および前記第３循環通路に前記熱媒体を循環させるため、機関停止時点での機関内部において過熱された熱媒体を断熱容器に貯留することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、液化ガス燃料を気化器にて気化させて内燃機関に供給する液化ガス燃料供給装置に適用され、前記気化器と機関内部との間で熱媒体を循環させる循環通路を備える液化ガス燃料供給装置の加温システムにおいて、前記循環通路に三方弁を設けるとともに、前記機関内部の熱媒体通路の一端と前記三方弁とを繋ぐ第１通路と、前記三方弁と前記気化器とを繋ぐ第２通路と、前記三方弁と前記断熱容器とを繋ぐ第３通路と、前記断熱容器と前記機関内部の熱媒体通路の他端とを繋ぐ第４通路と、前記気化器と前記第４通路とを循環遮断弁を介して繋ぐ第５通路と、を備え、前記三方弁により前記第２，３，５通路に前記熱媒体を循環させてから前記遮断弁を閉じ、その後に前記三方弁により前記第１，３，４通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると前記遮断弁を開き、更にその後に前記三方弁により前記第１，２，４，５循環通路に前記熱媒体を循環させることをその要旨とする。

上記構成では、三方弁にて第２通路と第３通路とを接続し、それらから第１通路を遮断することで、機関内部を通過することなく断熱容器と気化器との間を循環する循環通路（第１循環通路）が形成される。また三方弁にて第１通路と第３通路とを接続し、それらから第２通路を遮断することで、前記気化器を通過することなく断熱容器と機関内部との間を循環する循環通路（第２循環通路）が形成される。更に三方弁にて、第１通路と第２通路を接続し、それらから第３通路を遮断することで、断熱容器を通過することなく気化器と機関内部との間を循環する循環通路（第３循環通路）が形成される。加えて遮断弁にて第５通路を遮断すれば、気化器への熱媒体の循環が遮断され、その内部に熱媒体が封じ込められる。

従って上記構成によれば、上記第１〜第３循環通路や第１及び第２循環通路遮断弁を備える加温システムを、比較的簡易な構成で実現することができる。
さらに、前記三方弁により前記第２，３，５通路に前記熱媒体を循環させてから前記遮断弁を閉じ、その後に前記三方弁により前記第１，３，４通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると前記遮断弁を開き、更にその後に前記三方弁により前記第１，２，４，５循環通路に前記熱媒体を循環させるため、上記請求項１，２に記載の発明に準じた作用効果を奏することができる。

以下、本発明を車載用内燃機関の液化ガス燃料供給装置における加温システムに具体化した一実施形態を図１〜図６を参照して説明する。なお、本実施形態の液化ガス燃料供給装置においては、燃料として液化石油ガス（ＬＰＧ）が内燃機関に供給される。

図１に示されるように、液化ガス燃料供給装置１１は、燃料タンク１２、デリバリパイプ１３，及び燃料タンク１２内の燃料をデリバリパイプ１３に供給する燃料通路１４を備えている。デリバリパイプ１３には、内燃機関１５の各燃焼室（図示なし）内に燃料を噴射供給する複数のインジェクタ１６が設けられている。なお、実際にはこれらインジェクタ１６は内燃機関１５に装着されるものであるが、図においては、便宜上これらインジェクタ１６を内燃機関１５から離間させて示している。

燃料タンク１２には燃料が液相状態で密閉貯留されている。この燃料は燃料タンク１２内に設けられた図示しない燃料ポンプによって燃料通路１４内をデリバリパイプ１３に向けて圧送される。燃料通路１４の途中には、デリバリパイプ１３に供給される燃料の調圧を行うとともにこれを気化させるためのレギュレータ２１が配設されている。燃料タンク１２から液相状態のまま圧送された燃料はこのレギュレータ２１によって調圧され、その気化が図られる。即ちレギュレータ２１は、請求項における「気化器」として機能する。

燃料通路１４におけるレギュレータ２１の上流側即ち燃料タンク１２側には、上記気化の促進を図るべく燃料を加温する（暖める）ＰＴＣヒータからなる電熱ヒータ１７が２つ設けられている。なお、燃料通路１４における同電熱ヒータ１７の上流側には燃料の流通を遮断可能な開閉弁１８が２つ設けられている。

また、燃料通路１４におけるレギュレータ２１の下流側即ちデリバリパイプ１３側には温水加温器２２が配設されている。温水加温器２２は、自身に供給される熱媒体の熱を利用して燃料通路１４の燃料を加温し、レギュレータ２１の下流側における燃料の気化の促進を図るものである。本実施形態では、こうしてレギュレータ２１及び温水加温器２２の双方によって気化の図られた燃料がデリバリパイプ１３に供給されることとなる。

ところで、こうした気化を行うためのレギュレータ２１や温水加温器２２は気化潜熱によって冷却されることとなるが、これらが過度に冷却されると燃料の気化が不十分となり、燃料噴射制御等に悪影響を与え兼ねない。そこで本実施形態では、そうした過度の冷却を防止すべく、内燃機関１５の内部で加熱された機関冷却水を熱媒体としてこれらレギュレータ２１及び温水加温器２２を加温するようにしている。

即ち、本実施形態においては、レギュレータ２１及び温水加温器２２と内燃機関１５内部との間で機関冷却水を循環させる循環通路３０が設けられている。この循環通路３０において機関冷却水がレギュレータ２１及び温水加温器２２と内燃機関１５内部との間で循環されると、内燃機関１５の熱で加熱された機関冷却水の熱がレギュレータ２１及び温水加温器２２に伝えられることとなる。これにより、例えば電熱器等を用いて特段に熱を発生させることなく、内燃機関１５の熱を利用してレギュレータ２１や温水加温器２２を効率的に加温することができるようになる。

また、本実施形態においては、こうした効率的な加温を機関冷間始動時であっても可能とすべく、機関冷却水を貯留するための断熱容器３１を循環通路３０に設けるようにしている。断熱容器３１は魔法瓶からなり、内部に貯留した機関冷却水を保温することができるようになっている。即ち、前回の機関運転時に加熱された機関冷却水がこの断熱容器３１に貯留され保温されることで、機関冷間始動時であってもこうした機関冷却水の熱を利用して効率的にレギュレータ２１及び温水加温器２２を加温することができるようになる。

そして循環通路３０においては、こうした内燃機関１５内部の熱を断熱容器３１に蓄えたり、その蓄えられた熱をレギュレータ２１や温水加温器２２に供給したりといった循環状態の切替を行うための手段として三方弁３２が設けられている。即ち、本実施形態の循環通路３０は、この三方弁３２や断熱容器３１、内燃機関１５の内部、レギュレータ２１、温水加温器２２並びにこれらを連通する複数の通路等によって構成されている。

これら複数の通路は、以下のものからなる。先ず、内燃機関１５内部に形成された図示しない冷却水通路（熱媒体通路）の一端となるその出口１５ａと三方弁３２との間には、これらを繋ぐ第１通路３３が設けられている。そして、三方弁３２とレギュレータ２１との間にはこれらを繋ぐ第２通路３４が、同三方弁３２と断熱容器３１との間にはこれらを繋ぐ第３通路３５がそれぞれ設けられている。断熱容器３１と内燃機関１５の上記冷却水路の他端であるその入口１５ｂとは第４通路３６によって繋がれ、同第４通路３６と温水加温器２２との間にはこれらを繋ぐ第５通路３７が設けられている。なお、レギュレータ２１と温水加温器２２との間には、これら両者間での機関冷却水の流通を担う連通路３８が設けられている。

第４通路３６には、循環通路３０における循環流を発生させるための電動ポンプからなる循環ポンプ３９が設けられている。循環ポンプ３９は、その駆動時において、第４通路３６を内燃機関１５側から断熱容器３１側へと流動するように機関冷却水を圧送する。なお、この循環ポンプ３９が停止された状態では、当然ながら同ポンプ３９による圧送は行われないものの同ポンプ３９を介した機関冷却水の流通が第４通路３６における両方向について許容されるようになっている。また、第５通路３７には、同通路３７を開閉可能な電磁弁からなる循環遮断弁４０が設けられている。

なお、内燃機関１５の上記冷却水通路は、同機関１５内に形成されラジエータに連通されるウォータジャケット等を含むものである。そして、内燃機関１５に設けられたウォータポンプ１５ｃは、同機関１５と上記ラジエータとの間で機関冷却水を循環させるとともに、循環通路３０における機関冷却水の循環流をも発生させ得る。ウォータポンプ１５ｃは、内燃機関１５が運転される限りこうした機関冷却水の圧送を行う。

本実施形態では、内燃機関１５の各種運転制御を司る図示しない電子制御装置からの指令信号に基づいて、三方弁３２及び循環遮断弁４０の開閉状態や循環ポンプ３９の駆動状態が制御されるようになっている。上記電子制御装置は、これら各弁３２，４０及び循環ポンプ３９の上記制御を、例えば、内燃機関１５内での機関冷却水温度（以下、これを機関内水温と称する）や温水加温器２２内での機関冷却水温度（以下、これを加温器内水温と称する）等に基づいて実行する。

図２〜図５は、こうした電子制御装置による制御を通じて切り替えられる循環通路３０での機関冷却水の各循環状態を示している。なおこれらの図では、循環通路３０において、機関冷却水の循環が生じている通路を実線で示し、同循環が遮断されている通路を破線で示すものとする。

図２は、内燃機関１５内部を通過することなくレギュレータ２１及び温水加温器２２と断熱容器３１との間で機関冷却水が循環する状態を示している。本実施形態では、この循環のなされる通路、即ち循環ポンプ３９、断熱容器３１、第３通路３５、三方弁３２、第２通路３４、レギュレータ２１、連通路３８、温水加温器２２、第５通路３７、及び循環遮断弁４０と、第４通路３６の一部分とで構成される通路を「第１循環通路」と称することとする。

このとき、三方弁３２は、第２通路３４と第３通路３５とを連通するとともにこれら通路３４，３５と第１通路３３とを遮断する「第１の状態」とされ、且つ循環遮断弁４０は開状態とされる。また、循環ポンプ３９は駆動されるとともに、ウォータポンプ１５ｃは停止（即ち内燃機関１５は停止）される。即ちこの状態では、循環ポンプ３９が上記第１循環通路における機関冷却水の循環流を発生させる。

上記電子制御装置は、例えば機関冷間始動時のクランキング開始直前にこの循環状態となるように上記制御を実行する。これにより、前回の機関運転時に機関１５内部で加熱された機関冷却水が断熱容器３１からレギュレータ２１及び温水加温器２２に供給されて、その熱による気化の促進が図られるようになる。

図３は、レギュレータ２１及び温水加温器２２を通過することなく断熱容器３１と内燃機関１５内部との間で機関冷却水が循環する状態を示している。本実施形態では、この循環のなされる通路、即ち断熱容器３１、循環ポンプ３９、第４通路３６、内燃機関１５内部の上記冷却水通路、第１通路３３、三方弁３２、及び第３通路３５によって構成される通路を「第２循環通路」と称することとする。

このとき、三方弁３２は、第１通路３３と第３通路３５とを連通するとともにこれら通路３３，３５と第２通路３４とを遮断する「第２の状態」とされ、且つ循環遮断弁４０は閉状態とされる。また、循環ポンプ３９は停止されるとともに、ウォータポンプ１５ｃは駆動される（即ち内燃機関１５は運転されている）。即ちこの状態では、機関冷却水がウォータポンプ１５ｃによって上記第２循環通路を循環されるとともに、第２通路３４、レギュレータ２１、連通路３８、及び温水加温器２２と、第５通路３７における循環遮断弁４０よりも温水加温器２２側の部分とに存在する機関冷却水は、循環が遮断されてその領域内に封じ込められることとなる。

上記電子制御装置は、例えば機関冷間始動時においてクランキングがなされている期間に上記の循環状態となるように上記制御を実行する。こうしたレギュレータ２１、温水加温器２２等への機関冷却水の封じ込みを行うことで、例えば、断熱容器３１に貯留されていた高温な機関冷却水が上記第１循環通路を循環し続ける間にレギュレータ２１及び温水加温器２２を通過してしまったり同通路内で冷却されてこれらを充分に加温できなくなる、といったことが回避されるようになる。従って、例え断熱容器３１が小容量であったとしても、同容器３１に貯留されていた機関冷却水の熱を他に逃がすことなくレギュレータ２１及び温水加温器２２に対して効率的に供給しこれらを加温することができるようになる。

なお、本実施形態において三方弁３２は、上記第１の状態とされたとき上記第２循環通路での機関冷却水の循環を遮断する遮断弁即ち請求項における「第２循環通路遮断弁」として機能し、上記第２の状態とされたとき上記第１循環通路での機関冷却水の循環を遮断する遮断弁即ち請求項における「第１循環通路遮断弁」として機能する。

図４は、断熱容器３１を通過することなくレギュレータ２１及び温水加温器２２と内燃機関１５内部との間で機関冷却水が循環する状態を示している。本実施形態では、この循環のなされる通路、即ち内燃機関１５内部の上記冷却水通路、第１通路３３、三方弁３２、第２通路３４、レギュレータ２１、連通路３８、温水加温器２２、第５通路３７、及び循環遮断弁４０と、第４通路３６の一部分（第１循環通路での一部分以外の部分）とで構成される通路を「第３循環通路」と称することとする。

このとき、三方弁３２は、第１通路３３と第２通路３４とを連通するとともにこれら通路３３，３４と第３通路３５とを遮断する「第３の状態」とされ、且つ循環遮断弁４０は開状態とされる。また、循環ポンプ３９は停止されるとともに、ウォータポンプ１５ｃは駆動される。即ちこの状態では、ウォータポンプ１５ｃが上記第３循環通路における機関冷却水の循環流を発生させる。

上記電子制御装置は、例えば機関暖機途中など、上記機関内水温が上記加温器内水温よりも高い状態となったときにこの循環状態となるように上記制御を実行する。これにより、内燃機関１５内部で機関冷却水を加熱しつつ、同加熱された機関冷却水をそのままレギュレータ２１及び温水加温器２２に供給し、その熱によってこれらを機関運転中に継続的に加温することができるようになる。

図５に示す循環状態は、上記第２循環通路での循環と上記第３循環通路での循環とが同時に生じた状態に相当するものである。
このとき、三方弁３２は、第１通路３３と第２通路３４と第３通路３５との全てを相互に連通する「第４の状態」とされ、且つ循環遮断弁４０は開状態とされる。また、循環ポンプ３９は停止されるとともに、ウォータポンプ１５ｃは駆動される。即ちこの状態では、ウォータポンプ１５ｃが上述のような循環を生じさせる。

上記電子制御装置は、例えば機関暖機完了後など、上記機関内水温が所定の基準温度よりも高い状態となったときにこの循環状態となるように上記制御を実行する。これにより、上記図４の循環状態と同様に、レギュレータ２１及び温水加温器２２を機関運転中に継続的に加温することができるとともに、内燃機関１５内部で加熱された機関冷却水を断熱容器３１に供給して同容器３１内の機関冷却水を充分に高温なものに置き換えることができるようになる。

次に、上記電子制御装置による上記各循環状態の切替態様の一例を、図６を参照して説明する。
先ず、運転者によって車両のイグニッションスイッチがＯＮ状態に切り替え操作されると（時点ｔ１）、同スイッチのＯＮ状態を維持すべく運転者に対してそのスイッチ操作の継続を促すインジケータ表示等が所定期間だけなされる。そして、上記切り替え操作と同時に循環ポンプ３９の駆動が開始されるとともに、三方弁３２が上記第１の状態とされる。これにより、循環通路３０は図２の循環状態となる。即ち、循環ポンプ３９は上記第１循環通路における機関冷却水の循環流を発生させ、これにより、前回の機関運転時に加熱された機関冷却水が断熱容器３１からレギュレータ２１及び温水加温器２２に向けて流動する。そしてこの断熱容器３１内で保温状態にあった高温な機関冷却水がレギュレータ２１や温水加温器２２に達すると、その熱によってこれらレギュレータ２１、温水加温器２２が加温される。この加温によってレギュレータ２１や温水加温器２２での燃料の気化が促進される（以上、期間Ａ）。

なお、上記イグニッションスイッチのＯＮ状態を維持すべき「所定期間」の長さは、時点ｔ１において断熱容器３１内に保温貯留されていた機関冷却水を、レギュレータ２１及び温水加温器２２を通過してしまったり或いはこれらに至らなかったりすることのないよう、充分に行き渡らせることのできるように設定されている。

そして、上記所定期間の経過とともに上記インジケータ表示等の解除を通じてクランキングの開始を促す旨の合図が発せられ、同合図に基づく運転者の操作によりスタータモータが駆動される（スタータ信号がＯＮ状態となる）と、内燃機関１５が始動される（時点ｔ２）。そしてこれと同時に、三方弁３２は上記第２の状態とされ、循環遮断弁４０は閉状態とされる。また、循環ポンプ３９はその駆動が停止される。

これにより、循環通路３０は図３の循環状態となる。即ち、内燃機関１５のウォータポンプ１５ｃが上記第２循環通路における機関冷却水の循環流を発生させる一方、レギュレータ２１や温水加温器２２に行き渡った上記高温な機関冷却水の封じ込みが行われる。こうした封じ込みを行うことで、断熱容器３１に貯留されていた上記高温な機関冷却水を、上記第１循環通路を一巡させる前にレギュレータ２１や温水加温器２２、及びその周辺に留まらせることができる。これにより、レギュレータ２１や温水加温器２２に効率よく上記機関冷却水の熱を供給することができ、クランキング時や内燃機関１５の自立運転開始直後等において燃料を効率よく気化することができるようになる（以上、期間Ｂ）。

なお、上記期間Ａから上記期間Ｂへの移行に関しては、上記イグニッションスイッチのＯＮ状態が所定期間継続されることを以て行われるようにしたが、これに限らず、例えば、上記加温器内水温が所定温度にまで上昇したことを以て移行されるようにしてもよい。

内燃機関１５は、その自立運転が継続されるに従い自身の温度が上昇し（機関暖機中）、その一方で、レギュレータ２１や温水加温器２２は、燃料の気化潜熱によって冷却される。即ちレギュレータ２１及び温水加温器２２においては、上記の如く機関冷却水の封じ込みがなされていることから、機関冷却水の温度（例えば上記加温器内水温）は低下傾向を示すこととなる。

そしてその結果、上記加温器内水温が上記機関内水温を下回る、換言すれば上記機関内水温が上記加温器内水温よりも高い状態となると、三方弁３２は上記第３の状態とされ、且つ循環遮断弁４０は開状態とされる（時点ｔ３）。

これにより、循環通路３０の循環状態は図４の状態となる。この状態では、ウォータポンプ１５ｃが上記第３循環通路における機関冷却水の循環流を発生させる。従って、内燃機関１５内部で機関冷却水を加熱しつつ、同加熱された機関冷却水がそのままレギュレータ２１及び温水加温器２２に供給される。この機関冷却水の熱によってレギュレータ２１や温水加温器２２が機関運転中に継続的に加温される。レギュレータ２１や温水加温器２２の加温に関して充分な熱容量を有する内燃機関１５によりなされるこうした加温によって、上記加温器内水温は上昇するとともに、レギュレータ２１や温水加温器２２では好適な燃料気化が持続されることとなる（以上、期間Ｃ）。

そして、例えば機関暖機完了後など、上記機関内水温が所定の基準温度よりも高い状態になると、三方弁３２は上記第４の状態とされる（時点ｔ４）。
これにより、循環通路３０の循環状態は図５の状態となる。即ちこの状態では、ウォータポンプ１５ｃによる上記第２循環通路での循環流と上記第３循環通路での循環流とが同時に生じたような循環状態となる。従って、上記のような内燃機関１５内部の熱によるレギュレータ２１及び温水加温器２２の継続的な加温や、同内燃機関１５内部で加熱された機関冷却水を断熱容器３１に供給して同容器３１内の機関冷却水を最も高温なものに置き換えることができるようになる（以上、期間Ｄ）。

そして、運転者により上記イグニッションスイッチがＯＦＦ状態とされると、内燃機関１５の運転が停止される。この状態では、ウォータポンプ１５ｃ及び循環ポンプ３９の双方がともに停止状態となるため、循環通路３０には機関冷却水の循環流が生じなくなり、断熱容器３１には高温な機関冷却水が留まることとなってこれが保温貯留される。この保温貯留される高温な機関冷却水は、次回の機関始動に際してのレギュレータ２１及び温水加温器２２の加温に供されることとなる。

なお、上記では、時点ｔ３即ち上記機関内水温が上記加温器内水温よりも高い状態となったとき、循環通路３０の循環状態が図４の状態とされた、即ち上記第３循環通路での循環流のみ生じるように三方弁３２が上記第３の状態とされたが、例えばこの第３の状態に代えて上記第４の状態とされるようにしてもよい。即ち、上記機関内水温が上記加温器内水温よりも高い状態となったとき、循環通路３０の循環状態を、上記第２循環通路及び第３循環通路の双方での循環流がともに生じる図５の状態となるようにしてもよい。このようにすれば、例えば、上記機関内水温が上記基準温度を上回る前に運転者等によって内燃機関１５が停止された場合であれ、その停止時点での内燃機関１５内部において加熱された機関冷却水を断熱容器３１に貯留することが可能となる。

上記機関内水温が上記基準温度を上回らない限り循環通路３０の循環状態を図５の状態としなかった上記態様では、上記機関内水温が上記基準温度を上回る前に内燃機関１５が停止した場合、図３に示すように断熱容器３１には機関冷間始動時における低温な機関冷却水が貯留されてしまう。従って、上述したように、上記機関内水温が上記加温器内水温よりも高い状態となったとき循環通路３０の循環状態を図５の状態とすることで、こうした機関停止時における断熱容器３１内の機関冷却水をより高温なものとすることができるようになる。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）循環通路３０に、機関冷却水を貯留する断熱容器３１を設けた。これによれば、機関冷却水がレギュレータ２１及び温水加温器２２と内燃機関１５内部との間で循環されると、内燃機関１５の熱で加熱された機関冷却水の熱がレギュレータ２１及び温水加温器２２に伝えられる。そのため、内燃機関１５の熱を利用してレギュレータ２１及び温水加温器２２を効率的に加温することができる。

また加熱された機関冷却水は、断熱容器３１内に貯留され、機関停止中も保温される。この保温された機関冷却水をレギュレータ２１及び温水加温器２２に供給することで、機関冷間始動時にもこれらを加温することが可能となる。従って機関冷間始動時であれ、効率的にレギュレータ２１及び温水加温器２２を加温することができる。

（２）本実施形態では、内燃機関１５内部を通過することなくレギュレータ２１及び温水加温器２２と断熱容器３１との間で機関冷却水を循環させる「第１循環通路」と、レギュレータ２１や温水加温器２２を通過することなく断熱容器３１と内燃機関１５内部との間を循環する「第２循環通路」とをそれぞれ選択的に形成することができる。即ち、本実施形態においては、内燃機関１５内部で暖められ機関冷却水を断熱容器３１に送るための循環通路と、断熱容器３１からレギュレータ２１及び温水加温器２２に機関冷却水を送るための循環通路とが独立して設けられるようになる。これら２つの循環通路を状況に応じて個別に遮断することで、レギュレータ２１及び温水加温器２２の加温や断熱容器３１内への加熱された機関冷却水の貯蔵を効率的に行うことができる。

そして本実施形態では、こうした上記第１循環通路における機関冷却水の循環の遮断、及び上記第２循環通路における機関冷却水の循環の遮断を、ともに三方弁３２を持ちいて選択的に行うようにした。従って、上記第１循環通路での機関冷却水の循環を遮断した場合、断熱容器３１内に貯留された機関冷却水をレギュレータ２１や温水加温器２２に送った後に、その内部に機関冷却水を封じ込めることができる。その結果、比較的小さい容量の断熱容器３１で、機関冷間始動時のレギュレータ２１及び温水加温器２２の加温を行うことができるようになる。また、上記第２循環通路での機関冷却水の循環を遮断した場合、断熱容器３１内に保温貯留された機関冷却水によるレギュレータ２１及び温水加温器２２の加温を効率的に行うことができる。

本実施形態では、三方弁３２を「第１循環通路遮断弁」と「第２循環通路遮断弁」との双方として機能させるようにしたため、こうした複数の循環通路遮断弁を有する加温システムを、比較的簡易な構成で実現することができるようになる。

（３）循環通路３０の第５通路３７には、レギュレータ２１及び温水加温器２２への機関冷却水の循環を遮断する循環遮断弁４０が設けられている。これによれば、断熱容器３１内に貯留された機関冷却水をレギュレータ２１や温水加温器２２に送った後に、循環遮断弁４０にて機関冷却水の循環を遮断することで、レギュレータ２１内部や温水加温器２２内部に機関冷却水が封じ込められる。

（４）循環通路３０は、断熱容器３１を通過することなくレギュレータ２１及び温水加温器２２と内燃機関１５内部との間で機関冷却水を循環させる「第３循環通路」を更に備えている。これによれば、断熱容器３１への機関冷却水の循環を停止したまま、内燃機関１５内部とレギュレータ２１及び温水加温器２２との間のみで機関冷却水を循環させて、内燃機関１５の熱によるレギュレータ２１や温水加温器２２の加温を効率的に行うことができる。

なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・循環遮断弁４０に関してはこれを必ずしも設ける必要はなく、例えばこれを省略して三方弁３２によってのみレギュレータ２１、温水加温器２２等への機関冷却水の封じ込みを行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、図３に示すようにレギュレータ２１や温水加温器２２に対して機関冷却水の封じ込みを行うようにしたが、これは必ずしも必要ではなく、例えば上記第１循環通路での機関冷却水の循環流が生じているときにスタータモータを駆動して機関始動するようにしてもよい。

・上記実施形態において、例えば、三方弁３２を省略し、第１〜第３通路３３，３４，３５相互間が常時連通されるようにしてもよい。この場合、例えば、循環ポンプ３９の駆動時には、断熱容器３１から第３通路３５側に圧送された機関冷却水のうち第２通路３４を介してレギュレータ２１や温水加温器２２に供給された機関冷却水によってこれらが加温されることとなる。この場合、上記三方弁３２と併せて循環遮断弁４０を省略するようにしてもよいが、省略しなくてもどちらでもよい。

・上記実施形態では、循環通路３０において上記第１循環通路と第２循環通路と第３循環通路とで通路の一部を共用するようにしたが、例えば、こうした共用部分を有さないようにこれら各循環通路を形成してもよい。そして、これら各循環通路での機関冷却水の循環を遮断する循環通路遮断弁を各別に設けてもよい。

・温水加温器２２に関してはこれを必ずしも設ける必要はなく、例えばこれを省略してレギュレータ２１においてのみ機関冷却水による燃料の加温が行われるようにしてもよい。

・断熱容器３１は魔法瓶からなるものに限らず、機関冷却水の保温が可能なものであれば他の構造が採用されてもよい。
・上記実施形態では熱媒体として機関冷却水が用いられたが、他の熱媒体が用いられてもよい。

・上記実施形態では、液化ガス燃料供給装置１１において内燃機関１５に供給される燃料として液化石油ガス（ＬＰＧ）を採用したが、これに限らず、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）やジメチルエーテル（ＤＭＥ）等を採用するようにしてもよい。

一実施形態の液化ガス燃料供給装置の加温システムを示す構成図。 循環通路における循環状態を示す図。 循環通路における循環状態を示す図。 循環通路における循環状態を示す図。 循環通路における循環状態を示す図。 各循環状態の切替態様の一例を示すタイムチャート。

符号の説明

１１…液化ガス燃料供給装置、１５…内燃機関、１５ｃ…ウォータポンプ、２１…レギュレータ、２２…温水加温器、３０…循環通路、３１…断熱容器、３２…三方弁、３３…第１通路、３４…第２通路、３５…第３通路、３６…第４通路、３７…第５通路、３８…連通路、３９…循環ポンプ、４０…循環遮断弁。

Claims (3)

1. 液化ガス燃料を気化器にて気化させて内燃機関に供給する液化ガス燃料供給装置に適用され、前記気化器と機関内部との間で熱媒体を循環させる循環通路を備える液化ガス燃料供給装置の加温システムにおいて、
   前記循環通路に、前記熱媒体を貯留する断熱容器を設け、
   前記循環通路は、前記機関内部を通過することなく前記気化器と前記断熱容器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環通路と、前記気化器を通過することなく前記断熱容器と前記機関内部との間を循環する第２循環通路と、前記断熱容器を通過することなく前記気化器と前記機関内部との間で前記熱媒体を循環させる第３循環通路とを備え、
   前記第１循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第１循環通路遮断弁と、前記第２循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第２循環通路遮断弁とが設けられ、
   前記第１循環通路に前記熱媒体を循環させてから前記第１循環通路遮断弁を閉じ、その後に前記第２循環通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると前記第２循環通路遮断弁を閉じ、更にその後に前記第３循環通路に前記熱媒体を循環させる
   ことを特徴とする
   液化ガス燃料供給装置の加温システム。
2. 液化ガス燃料を気化器にて気化させて内燃機関に供給する液化ガス燃料供給装置に適用され、前記気化器と機関内部との間で熱媒体を循環させる循環通路を備える液化ガス燃料供給装置の加温システムにおいて、
   前記循環通路に、前記熱媒体を貯留する断熱容器を設け、
   前記循環通路は、前記機関内部を通過することなく前記気化器と前記断熱容器との間で前記熱媒体を循環させる第１循環通路と、前記気化器を通過することなく前記断熱容器と前記機関内部との間を循環する第２循環通路と、前記断熱容器を通過することなく前記気化器と前記機関内部との間で前記熱媒体を循環させる第３循環通路とを備え、
   前記第１循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第１循環通路遮断弁と、前記第２循環通路での前記熱媒体の循環を遮断する第２循環通路遮断弁とが設けられ、
   前記第１循環通路に前記熱媒体を循環させてから前記第１循環通路遮断弁を閉じ、その後に前記第２循環通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると、更にその後に前記第２循環通路および前記第３循環通路に前記熱媒体を循環させる
   ことを特徴とする
   液化ガス燃料供給装置の加温システム。
3. 液化ガス燃料を気化器にて気化させて内燃機関に供給する液化ガス燃料供給装置に適用され、前記気化器と機関内部との間で熱媒体を循環させる循環通路を備える液化ガス燃料供給装置の加温システムにおいて、
   前記循環通路に、前記熱媒体を貯留する断熱容器を設け、
   前記循環通路に三方弁を設けるとともに、
   前記機関内部の熱媒体通路の一端と前記三方弁とを繋ぐ第１通路と、
   前記三方弁と前記気化器とを繋ぐ第２通路と、
   前記三方弁と前記断熱容器とを繋ぐ第３通路と、
   前記断熱容器と前記機関内部の熱媒体通路の他端とを繋ぐ第４通路と、
   前記気化器と前記第４通路とを遮断弁を介して繋ぐ第５通路と
   を備え、
   前記三方弁により前記第２，３，５通路に前記熱媒体を循環させてから前記遮断弁を閉じ、その後に前記三方弁により前記第１，３，４通路に前記熱媒体を循環させて前記機関内部の前記熱媒体の温度が前記気化器内の前記熱媒体の温度よりも高い状態となると前記遮断弁を開き、更にその後に前記三方弁により前記第１，２，４，５循環通路に前記熱媒体を循環させる
   ことを特徴とする
   液化ガス燃料供給装置の加温システム。

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