JP4378698B2

JP4378698B2 - Ｌｐｇ用レギュレータ

Info

Publication number: JP4378698B2
Application number: JP2004141883A
Authority: JP
Inventors: 隼人間嶋; 健司関
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: JP2005325686A; KR20050109037A

Description

本発明は液体のＬＰＧを加熱気化するとともに所定圧力に調整して吸気管路に送出するＬＰＧ用レギュレータに関する。

液体のＬＰＧをレギュレータ（ベーパライザ）で大気圧程度の圧力に調整した気化ガスとしてミキサより吸気管路に送出させ、またはレギュレータで所定の正圧に調整した気化ガスとして燃料噴射弁より吸気管路に送出させることによりエンジンに供給するシステムにおいて、低温時のエンジン始動性を良好にするため、エンジン冷却水の熱を利用する温水加熱気化手段に加えて電気抵抗熱を利用する電気加熱気化手段をレギュレータに付設することは、例えば特開平５−２２３０１４号公報、特開平１１−３２４８１３号公報、特開２００２−１８８５１８号公報に記載されているように広く知られている。

電気加熱気化手段の電気ヒータは一般にＰＴＣヒータを用いており、通電開始後の温度の立上がりが急速であることから、エンジン冷却水では加熱気化が充分に行えない低温時におけるＬＰＧ気化に有効である。しかし、例えば−２０℃程度の極低温であってＬＰＧの蒸気圧が著しく低い温度域では、ＰＴＣヒータで液体ＬＰＧを加熱しても完全に気化することが困難であり、液体ＬＰＧを混入した気化ガスがエンジンに供給されると混合気過濃による始動不能や運転不調を招くこととなる。

その対策として、ＰＴＣヒータを大形にしたり複数個使用することにより加熱面積を大きくすることが考えられるが、例えばブタンの比率が大きい組成のＬＰＧの場合には極低温時での完全気化が困難であって、液体ＬＰＧ混じりの気化ガスがエンジンに供給される心配をなくすことができない。
特開平５−２２３０１４号公報特開平１１−３２４８１３号公報特開２００２−１８８５１８号公報

本発明は電気加熱気化手段をレギュレータに付設して低温時における液体ＬＰＧの加熱気化を図った前記従来の技術では、殊に極低温時での完全気化が困難で液体ＬＰＧ混じりの気化ガスがエンジンに供給される心配がある、という上記の問題点を解決しようとするものであって、完全に気化されなくても液体ＬＰＧが吸気管路に送出されることのないＬＰＧ用レギュレータを提供することを目的とする。

本発明はＬＰＧの気化ガスを所定圧力で保有させる調圧室の入口側に液体ＬＰＧを加熱気化する温水加熱気化手段と電気加熱気化手段とを具えているＬＰＧ用レギュレータがもっている前記課題を解決するために、電気加熱気化手段の電気ヒータ下流部分に多孔板部材を設置し、この多孔板部材は電気ヒータによって加熱気化した気化ガスに混入している液体ＬＰＧを分離して気化ガスのみを調圧室に送入させるものとした。

調圧室はＬＰＧを二段階で減圧して大気圧程度の気化ガスに調整するレギュレータにおいては一段目、即ち一次減圧室であり、ＬＰＧを一回の減圧で所定正圧の気化ガスに調整するレギュレータにおいては単一の減圧室である。

エンジン始動性に外気が低温であり、またＬＰＧの組成によって蒸気圧が低いときは電気ヒータに通電し液体ＬＰＧを加熱気化して調圧室に送入する。このとき、気化が不完全で気化ガスに液体ＬＰＧが混入していても、電気ヒータを通過し調圧室に向かって流れる際に多孔板部材が液体ＬＰＧを捕捉して気化ガスのみを通過させる。このことにより、液体ＬＰＧ混じりの気化ガスを吸気管路に送出して混合気を過濃にすることがなくなり、エンジンの低温始動性を良好なものとすることができる。

また、本発明は前記同様に調圧室の入口側に温水加熱気化手段と電気加熱気化手段とを具えているＬＰＧ用レギュレータがもっている前記課題を解決するために、温水加熱気化手段の下流側に電気加熱気化手段を配置するとともに電気加熱気化手段の電気ヒータ下流部分に多孔板部材を設置し、この多孔板部材は温水または電気ヒータによって加熱気化した気化ガスに混入している液体ＬＰＧを分離して気化ガスのみを調圧室に送入させるものとした。

多孔板部材は電気加熱気化手段で生成した気化ガスに混入している液体ＬＰＧはもとより、温水加熱気化手段で生成した気化ガスに混入している液体ＬＰＧも捕捉して気化ガスのみを調圧室に送入させる。従って、加熱気化方式を電気から温水に切り換えた直後に、エンジン冷却水の気化能力を超える高負荷運転を行った場合でも、温水加熱気化手段で気化できなかった液体ＬＰＧがエンジンに供給され出力低下を招く、という不都合を回避することができる。また、二つの加熱気化手段をこのような配列とすることにより、電気加熱気化手段で生成した気化ガスが低温の温水加熱気化手段を通過する間に再び液化する、という心配がなくなる。

ここで、電気加熱気化手段について、電気ヒータにＰＴＣヒータを用いてその複数を所定間隔で平行に配置して加熱室に縦に収装するとともに、加熱室のＰＴＣヒータ上方部分に多孔板部材を設置し、液体ＬＰＧが加熱室に下方から流入してＰＴＣヒータの間を上方に向かって流れる間に気化し、そして生成した気化ガスが多孔板部材を通過して調圧室に送入されるものとすることが本発明を実施するうえで好適である。

即ち、加熱面積が大きくなって加熱気化能力が高いものとなり、また下方から流入した液体ＬＰＧが気化して上昇する間に更に加熱されて混入している液体ＬＰＧを気化し、多孔板部材に到達する液体ＬＰＧを大幅に減少させることができ、また大流量の液体ＬＰＧを充分に気化することができるものとなる。

本発明によると、電気加熱気化手段で液体ＬＰＧを完全気化することが困難な極低温時においても液体ＬＰＧ混じりの気化ガスがエンジンに供給されることが防止され、エンジンの低温始動を良好なものとすることができる。また、このことに加えて温水加熱気化手段で気化しなかった液体ＬＰＧを混入した気化ガスがエンジンに供給されることも防止され、エンジン運転を良好なものとすることができる。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、ハウジング１の調圧室２２の側方下部に温水加熱気化手段２の加熱室３が設けられているとともに、その上方に電気加熱気化手段１０の加熱室１１が設けられている。

温水加熱気化手段２の加熱室３の一側端部に図示しないボンベから送られてくる液体ＬＰＧの流入口４が開口しており、これより流入した液体ＬＰＧはバッフルプレート５によって蛇行しながら反対側の端部に設けた流出口６に向かって流れ、その間に加熱室３に隣接して設けた温水ジャケット７を通過するエンジン冷却水の熱により加熱されて気化ガスとなる。

電気加熱気化手段１０の電気ヒータ１２は長方形平板状のＰＴＣヒータであり、その両表面に電極兼加熱板１３，１４を重ねて固定してなる電熱ユニット１５の複数が所定間隔で互いに平行に配置されて加熱室１１に縦に収装されている。電熱ユニット１５の互いの間隙、および両端の電熱ユニット１５と加熱室１１の壁との隙間はＬＰＧ流路１６を形成している。電極兼加熱板１３，１４の一方は電力供給側の電極棒１７に結合され、もう一方は接地側の電極棒１８に結合されている。また、加熱室１１の電気ヒータ１２上方部分には多孔板部材１９が加熱室１１の全横断面に亘って配置されており、気化ガスの全部がこの多孔板部材１９を通過するようになっている。

エンジン冷却水が液体ＬＰＧを気化することができないか、または充分に気化できない温度のときにエンジンを始動させる場合、電気ヒータ１２に通電して発熱させる。本実施の形態では電気ヒータ１２にＰＴＣヒータを使用しているので、通電開始後の温度の立ち上がりが急速であり、温水加熱気化手段２の加熱室３を通って加熱室１１に下方から流入した液体ＬＰＧは直ちに加熱されるようになる。また、本実施の形態では複数の電熱ユニット１５によって狭い隙間のＬＰＧ流路１６の複数を形成したので、加熱気化能力が高く大流量の液体ＬＰＧも気化が可能であり、且つ下方から流入したＬＰＧが流路１６を上昇する間に更に加熱されて混入している液体ＬＰＧを気化して上方に抜け出す。

電気ヒータ１２の上方に達した気化ガスに液体ＬＰＧが混入していると、この液体ＬＰＧは多孔板部材１９の目を通過することなく捕捉され、気化ガスのみがその上方へと通過する。気化ガスに混入して上方に連行される液体ＬＰＧは液滴状であり、多孔板部材１９の目の大きさは液体ＬＰＧを通過させることがなく、且つその数はエンジン最大要求流量の気化ガスを通過させることができるようにする。好適な目の大きさは図３に示すように、通過気化ガス量がエンジン最大要求流量よりも多く、しかも液体ＬＰＧを通過させない範囲Ｗ内で適宣に設定される。尚、多孔板部材１９は打抜き金属板または金網によって作られる。

エンジン冷却水が液体ＬＰＧを気化できる温度に上昇したとき、電気ヒータ１２への通電を停止して温水加熱気化手段２による加熱気化が行われる。このとき、例えば切り換え直後にエンジンが高負荷運転を行って要求流量がエンジン冷却水の気化能力を超えた場合に、電気加熱気化手段１０の加熱室１１に入った気化ガスに液体ＬＰＧが混入するが、この液体ＬＰＧも多孔板部材１９で捕捉される。

また、本実施の形態では温水加熱気化手段２の下流側に電気加熱気化手段１０を配置しているので、低温時に電気加熱気化手段１０で生成した気化ガスが低温の温水加熱気化手段２を通過する間に冷却されて再び液化する、という心配がなくなり、常に気化ガスのみをエンジンに供給することができる。

加熱室１１の多孔板部材１９よりも上方の領域は弁通路２３によって調圧室２２に接続され、調圧室２２を覆って調圧ばね２４を作用させたダイヤフラム２５の中心に取り付けたフック２６に基端を係合させた弁レバー２７の先端に取り付けられた弁体２９が弁通路２３に設けた弁座３０に着座・離間することにより、加熱室１１と調圧室２２とを遮断・連通する。即ち、調圧室２２が設定圧力よりも低い圧力になるとダイヤフラム２５が調圧室２２の方へ変位して弁レバー２７をピン２８を支点として弁体２９が弁座３０から離間する方向に回動させることによって、加熱室１１の気化ガスを弁体２９の当り面と弁座３０の弁座面との隙間を通過する間に減圧して調圧室２２に導入する。調圧室２２が設定圧力以上の圧力になるとダイヤフラム２５が反対側へ変位して弁体２９を弁座３０に着座させる。以上の動作により調圧室２２にほぼ一定正圧の気化ガスが保有され、この気化ガスは供給管路３１を通って図示しない燃料噴射弁に送られる。

本発明の実施の形態を示す縦断面図。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。多孔板部材の目の大きさを設定する説明図。

符号の説明

１ハウジング、２温水加熱気化手段、１０電気加熱気化手段、１１加熱室、１２電気ヒータ、１５電熱ユニット、１６ＬＰＧ流路、１９多孔板部材、２２調圧室

Claims

ＬＰＧの気化ガスを所定圧力で保有させる調圧室の入口側に液体ＬＰＧを加熱気化する温水加熱気化手段と電気加熱気化手段とを具えているＬＰＧ用レギュレータにおいて、
前記電気加熱気化手段の電気ヒータ下流部分に多孔板部材が設置され、前記多孔板部材は前記電気ヒータによって加熱気化した気化ガスに混入している液体ＬＰＧを分離して気化ガスのみを前記調圧室に送入させるものである、
ことを特徴とするＬＰＧ用レギュレータ。
ＬＰＧの気化ガスを所定圧力で保有させる調圧室の入口側に液体ＬＰＧを加熱気化する温水加熱気化手段と電気加熱気化手段とを具えているＬＰＧ用レギュレータにおいて、
前記電気加熱気化手段が前記温水加熱気化手段の下流側に配置されているとともにその電気ヒータ下流部分に多孔板部材が設置され、前記多孔板部材は温水または電気ヒータによって加熱気化した気化ガスに混入している液体ＬＰＧを分離して気化ガスのみを前記調圧室に送入させるものである、
ことを特徴とするＬＰＧ用レギュレータ。
前記電気ヒータがＰＴＣヒータであってその複数が所定間隔で平行に配置されて加熱室に縦に収装されているとともに、前記加熱室の前記ＰＴＣヒータ上方部分に前記多孔板部材が設置されており、液体ＬＰＧが前記加熱室に下方から流入して前記ＰＴＣヒータの間を上方に向かって流れる間に気化し、そして生成した気化ガスが前記多孔板部材を通過して前記調圧室に送入されるものとした、
請求項１または２に記載したＬＰＧ用レギュレータ。