JP4432030B2 - 気体燃料の圧力調整器 - Google Patents

Description

本発明は気体燃料をエンジンに供給するために大気圧程度または所定の正圧に調整するペーパライザ或いはレギュレータと呼ばれている圧力調整器に関するものである。

ＬＰＧまたはＣＮＧを大気圧程度の気体燃料に調整してエンジン吸気管路に設置したミキサに送り、或いは所定正圧の気体燃料に調整してエンジン吸気管路に設置したインジェクタに送る圧力調整器は周知である。図４は従来から知られている圧力調整器の入口部分の一例を示す図であって、図示しないボンベに充填されているＬＰＧまたはＣＮＧは燃料導管５１からフィルタ５２を通って入口室５３に入り、減圧弁５５で減圧されて減圧室５４に導入される。入口室５３の圧力はボンベ圧力であり、減圧室５４の圧力は一般的にその約１０分の１である。気体燃料をミキサに送るものにおいては、減圧室５４の気体燃料を更に減圧して大気圧程度とするものであって、一般に減圧弁５５を一次弁、減圧室５４を一次室と呼んでいる。また、気体燃料をインジェクタに送るものにおいては、減圧室５４からそのままインジェクタに送る。

前記の圧力調整器によって気体燃料の供給を受けるエンジンが無負荷または低負荷運転を行なっているとき、高い騒音を発することがある。この騒音はエンジン音が小さいときに発生するので自動車室内の運転者や同乗者に不快感を与えやすい、という問題がある。

騒音の原因は減圧弁５５の弁体５６が小ストロークで弁座５７から離れ、高圧燃料がそれらの隙間を圧力低下しながら通って減圧室５４に流入するとき、隙間の大きさおよび方向によって弁体５６の動きが不安定になるとともに、弁体５６には入口室５３の高い圧力が背圧として働くことによって弁体５６が大きく振動すること、およびこの振動が弁体５６を取り付けている弁レバー５８に伝わって共振する場合があること、更にこれらの振動が固有振動数をもっている入口室５３と共振する場合があること、と考えられ、殊に弁体５６および弁レバー５８と入口室５３とが共振した場合は高周波の騒音が自動車室内に響いて著しい不快感を与えることとなる。

減圧弁５５の減圧比が大きいことによる衝撃波と入口室５３の背圧との干渉による固有圧力振動が騒音の原因であるとして、弁体５６の当り面と弁座５７のシート面とをそれらの間隔が外側周面に向かって次第に大きくなる傾斜面に形成し、燃料がこのような間隔を通過することによって衝撃波を小さくし、従って背圧との干渉による騒音を低減しようとしたものがある（特許文献１参照）。

前記の対策によると、衝撃波による弁体５６の動きの不安定が改善され、従って弁体５６の振動はもとより、弁体５６および弁レバー５８の共振、振動が生じにくくなる。しかし、これらの振動が入口室５３と共振して高騒音をする場合があることを避けられず、騒音の低減または解消を期待するには不満足である。
特開平１０−２３１７５６号公報

本発明は入口室の高圧燃料を減圧弁で減圧するとともに減圧室にほぼ一定正圧の気体燃料として保有させ、これを更に大気圧程度に減圧してミキサに送るか或いはそのままインジェクタに送る圧力調整器がもっている、エンジンの無負荷または低負荷運転時に高騒音を発生する場合があることを避けられない、という前述の問題を解決することを課題としてなされたものであって、減圧弁の弁体と入口室、弁体およびこれを取り付けている弁レバーと入口室とが共振することのない圧力調整器を提供することを目的とする。

入口室と減圧弁と減圧室とを有し、入口室に送入された高圧燃料を減圧弁で減圧してほぼ一定正圧の気体燃料を保有させる減圧室に導入する気体燃料の圧力調整器がもっている高騒音発生問題を解決するために、送入された高圧燃料を減圧弁に流入させる経路を確保して仕切部材を入口室に装入設置し、この仕切部材によって入口室の固有振動数を変更したものとした。

減圧弁の弁体の振動、弁体および弁レバーの共振振動が入口室と共振して高い騒音を発する現象が、仕切部材を装入設置するという簡単な手段で入口室を共振領域外の固有振動数をもつものとすることによって確実に解消されることとなる。

仕切部材は減圧弁に高圧燃料を流入させる経路を確保して入口室に装入されるものであり、その設置の位置、姿勢によって共振領域から大きく外れた固有振動数に変更することができる。高圧燃料を減圧弁に流入させる経路は仕切部材に通孔および切欠きの少なくともいずれかを設けること、入口室の壁の少なくとも一つと仕切部材との間に隙間を設けること、のいずれかまたは併用によって形成される。また、仕切部材は入口室を横断または縦断する方向に設置され、或いは斜めに横切る方向に設置される。更に、仕切部材は入口室に圧入により或いはねじまたはピンにより固定される。

以上のように、本発明によると仕切部材を入口室に装入設置して固有振動数を変更する、というきわめて簡単な手段でエンジンの無負荷および低負荷運転時に発する共振に基因した騒音を確実に解消することができるものであり、また既製の圧力調整器に特別の加工や既存部品の交換などを行なうことなく適用することができる。

以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、それぞれ異なる実施の形態を示す図１，図２および図３において、本体１にその一つの表面に開放可能なフィルタ室２と入口室３とが互いに連通させて設けられており、これらの開放面を覆ったカバー体４に結合した燃料導管５を通って図示しないボンベに充填されている高圧燃料であるＬＰＧまたはＣＮＧがフィルタ室２に収納したフィルタ６に入り、これより入口室３に送入される。

本体１のフィルタ室２、入口室３と反対側に減圧室７が設けられており、この減圧室７を覆ったダイヤフラム８には減圧室７方向の荷重を付勢する図示しない調圧ばねが作用させてある。また、このダイヤフラム８の中心に取り付けたフック９に弁レバー１０の基端が係合させてあり、弁レバー１０の先端には減圧弁１１の弁体１２が取り付けられている。減圧弁１１は弁体１２と、減圧室７に突出させて本体１に固定した弁座１３とを有し、弁座１３の弁通路１４はこれとほぼ同径の導入路１５によって入口室３のカバー体４と反対端の一側部に片寄せて連通している。

減圧室７が設定圧力よりも低くなるとダイヤフラム８が減圧室７の方へ変位して弁レバー１０をピン１６を支点として回動させ、弁体１２を弁座１３から離間させることによって入口室３、導入路１５、弁通路１４の高圧燃料が弁体１２の当り面と弁座１３の弁座面との隙間を通って減圧されて減圧室７に導入される。減圧室７が設定圧力以上になるとダイヤフラム８が反対側へ変位して弁体１２を弁座１３に着座させる。

以上の動作により減圧室７にほぼ一定正圧の気体燃料が保有されることとなり、このことは従来の圧力調整器と全く同じである。尚、減圧弁１１として、殊に弁体１２の当り面と弁座１３の弁座面との形状がさまざまなものを使用することができるが、前述の特許文献１に記載されているもの、即ち当り面と弁座面とをそれらの間隔が外側周面へ向かって次第に大きくなるように弁中心軸線に直角の平面に対して互いに異なる角度で傾斜した面とすることが、本発明の目的をより確実に達成させるうえで有利である。

図１に示した実施の形態は、入口室３の横断面とほぼ同一の形状、大きさの平板部片２２に導入路１５とほぼ同径の短管からなる通孔２３およびこれよりも小径の補助通孔２４を両端部に位置させて設けてなる仕切部材２１を、入口室３に横断方向に装入して頂壁に平板部片２２を押し当てることによって固定したものである。

フィルタ室２から入口室３に送入された高圧燃料は通孔２３、補助通孔２４を通って導入路１５に入るので、これらの開口面積を少なくともエンジン要求最大流量が通過できる大きさとすることにより、エンジン運転に支障を与える心配を伴うことなく設置できる。

図２に示した実施の形態は、入口室３の縦断面とほぼ同一の形状であるがこれよりも短い長さの平板部片３２の一端部に位置させて適宜径の通孔３３を設けるとともに長辺側の両側縁から脚片３４をほぼ直角に突出させてなる仕切部材３１を、入口室３の導入路１５から外れた領域の適宜位置に縦断方向に装入し、通孔３３を設けた側の一端をカバー体４から離し、反対端を導入路１５側の壁に接触させた状態で入口室３の壁に脚片３４を圧接させることによって固定したものである。

仕切部材３１で区画されたフィルタ室２側の領域に送入された高圧燃料は、入口室３の一つの壁を形成するカバー体４と仕切部材３１との隙間３５および通孔３３を通って導入路１５の前方領域に入るので、これらの開口面積を図１のものと同様の大きさとすることにより、エンジン運転に支障を与える心配を伴わずに設置できる。

図３に示した実施の形態は、入口室３の横断面とほぼ同一の形状であるが、これよりも長い長さの平板部片４２にその一側短縁に開放させた切欠き４３を設けるとともに長辺側の両側縁から脚片４４をほぼ直角に突出させてなる仕切部材４１を、入口室３に切欠き４３を導入路１５と反対側に位置させて斜めに横断させた状態で装入し、入口室３の壁に脚片４４を圧接させることによって固定したものである。

仕切部材４１で区画された減圧弁１１と反対側の領域に送入された高圧燃料は切欠き４３を通って減圧弁１１側の領域に入るので、切欠き４３の開口面積を図１，図２のものと同様の大きさとすることにより、エンジン運転に支障を与える心配を伴わずに設置できる。

入口室３はその形状、構造、大きさによって定まる固有振動数を有しているが、仕切部材２１，３１，４１を装入設置することによって固有振動数が異なったものとなる。従って、エンジンの無負荷または低負荷運転時であって燃料流量が少ないとき、即ち弁体１２が小ストロークのときに弁体１２が大きく振動し、またこの振動が弁レバー１０に伝わって共振したとき、これらの振動や共振振動が入口室３と共振する現象が、入口室３の固有振動数を共振領域外に変更したことによって解消され、その結果不快感を与える高い騒音が発生しなくなるものである。また、各実施の形態における仕切部材２１，３１，４１と前述の特許文献１に記載されている減圧弁とを適宜併用することにより、弁体１２が振動しにくくなるため騒音を更に効果的に低減または解消することが可能である。

尚、仕切部材２１，３１，４１はねじやピンを用いて固定することができるが、図２，図３に示す脚片３４，４４を入口室３の壁に圧接させて固定すると、設置位置の変更や微調整が容易に行なえ、共振領域から大きく外れた固有振動数に変更して騒音の低減や解消を更に確実なものとすることができる利点がある。

本発明の第一の実施の形態を示すものであって、（Ａ）は縦断面部分図、（Ｂ）は仕切部材の斜視図。 本発明の第二の実施の形態を示すものであって、（Ａ）は縦断面部分図、（Ｂ）は仕切部材の斜視図。 本発明の第三の実施の形態を示すものであって、（Ａ）は縦断面部分図、（Ｂ）は仕切部材の斜視図。 従来例を示す縦断面部分図。

符号の説明

３ 入口室，７ 減圧室，１０ 弁レバー，１１ 減圧弁，１２ 弁体，１３ 弁座，１５ 導入路， ２１，３１，４１ 仕切部材，２２，３２，４２ 平板部材，２３，３３ 通孔，３４，４４ 脚片，３５ 隙間，４３ 切欠き

Claims (2)

1. 入口室と減圧弁と減圧室とを有し、前記入口室に送入された高圧燃料を、前記入口室から減圧室に通じる導入路に設置した減圧弁で減圧してほぼ一定正圧の気体燃料を保有させる減圧室に導入し、送入された高圧燃料を前記減圧弁に流入させる経路を確保して仕切部材が前記入口室に装入設置され、前記仕切部材により前記入口室の固有振動数を変更した気体燃料の圧力調整器において、前記仕切部材が前記入口室の横断面とほぼ同一の形状、大きさの平板部片に前記導入路とほぼ同径の短管からなる通孔およびこれよりも小径の補助通孔を両端部に位置させて設けてなり、入口室に横断方向に装入して頂壁に押し当てることによって固定したものであることを特徴とする気体燃料の圧力調整器。
2. 入口室と減圧弁と減圧室とを有し、入口室に送入された高圧燃料を、前記入口室から減圧室に通じる導入路に設置した減圧弁で減圧してほぼ一定正圧の気体燃料を保有させる減圧室に導入し、送入された高圧燃料を前記減圧弁に流入させる経路を確保して仕切部材が前記入口室に装入設置され、前記仕切部材により前記入口室の固有振動数を変更した気体燃料の圧力調整器において、前記仕切部材が前記入口室の縦断面とほぼ同一の形状であるがこれよりも短い長さの平板部片の一端部に位置させて適宜径の通孔を設けるとともに長辺側の両側縁から脚片をほぼ直角に突出させてなる仕切部材を、前記入口室の導入路から外れた領域の適宜位置に縦断方向に装入し、通孔を設けた側の一端を前記入口室の一つの壁と仕切部材との隙間を形成し、反対端を導入路側の壁に接触させた状態で前記入口室の壁に脚片を圧接させることによって固定したものであることを特徴とする気体燃料の圧力調整器。
   

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