JP4543354B2

JP4543354B2 - エンジンのガス燃料供給装置

Info

Publication number: JP4543354B2
Application number: JP2000209510A
Authority: JP
Inventors: 智昭福岡; 義秋西
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP2002021642A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力容器に充填されているガス燃料をレギュレータにより大気圧程度の圧力に減圧調整し、これをミキサにより吸気管路に送出してエンジンに供給するガス燃料供給装置、詳しくはレギュレータに適正な機能を維持させる手段を具えたエンジンのガス燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス燃料、一般には液化石油ガス（ＬＰＧ）または圧縮天然ガス（ＣＮＧ）をエンジンに供給する装置として、圧力容器に充填した高圧のガス燃料をレギュレータ（ベーパライザ）により大気圧程度の圧力に減圧調整し、吸気管路に設置したミキサを通過する吸入空気流が発生する負圧で吸引させることにより吸気管路に送出してエンジンに供給する装置は周知である。
【０００３】
レギュレータは本発明の実施の形態を説明する図１に符号５で示されており、圧力容器から送られてくる高圧ガス燃料を大気圧よりも少し高い圧力に減圧する一次室６と、これを更に減圧して大気圧程度の圧力とする二次室１３とを具えており、二次室１３の圧力変化に応じて一次室６と二次室１３とを連通・遮断するように動作する二次弁１２をエンジン停止時に強制閉弁させてガス燃料の流出を防止するロック機構１８を設けることが普通に行なわれている。
【０００４】
このロック機構１８は実開昭４８−４１９１２号公報などによって周知のように、ロックダイヤフラム１９によって二次室１３と区画した負圧室２０を吸気管路２７、一般には吸気マニホルドに負圧配管２２で接続し、エンジン運転時には吸入負圧によってロックダイヤフラム１９を負圧室２０側に変位させて二次室１３と大気側とを区画した二次ダイヤフラム１５の変位に応じて二次弁１２の開閉動作を行なわせ、エンジン停止時にはロックばね２１によってロックダイヤフラム１９を二次室１３側に変位させて二次弁レバー１６を押すことにより、二次弁１２を強制閉弁させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように吸気管路内がエンジンの運転時に負圧となり、停止時に大気圧となることを利用して二次弁１２を開閉動作可能とし或いは強制閉弁状態とするロック機構１８を設けたレギュレータにおいては、バックファイアなどの異常正圧が吸気管路に発生したとき、これが負圧室２０に導入されてロックダイヤフラム１９を二次室１３の方へ押圧膨張させ破損させる、という心配がある。
【０００６】
ロックダイヤフラム１９が破損すると、二次室１３から負圧室２０，負圧配管２２を通って吸気管路２７にガス燃料が流れるようになり、混合気が過濃となってエンジンを不調とし或いは停止させるばかりか、流出が続くと外部に漏れて危険である。
【０００７】
その対策として、負圧配管２２に図３（Ａ）に示すような傘形の、或いは図３（Ｂ）に示すような蝶形の、前後の差圧によって動作する逆止弁５１，５２を設置し、吸気管路内が負圧のときは開弁して負圧室２０に吸入負圧を導入しているが、正圧となったときは閉弁して負圧室２０を閉鎖させることが行なわれている。
【０００８】
しかしながら、単純に前後の差圧力によって開閉動作する前記の逆止弁５１，５２は負圧室２０側よりも吸気管路２７側の方が高い圧力となると直ちに閉弁するので、エンジンが停止したとき異常正圧が発生したときと同様に負圧室２０に負圧が残留している間に閉弁してしまい、二次弁１３を強制閉弁させるというロック機構としての機能を果たせない場合を生じる心配がある。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決し、ロック機構のロックダイヤフラムを吸気管路内の異常正圧から保護するとともに、エンジン停止時の二次弁強制閉弁を確実に行なわせ、従って二次弁ロック機構付きのレギュレータが適正な機能を維持できるものとすることを目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は圧力容器の高圧ガス燃料を減圧調整するレギュレータと、減圧されたガス燃料を吸気管路に送出するミキサとを具えており、レギュレータは高圧ガス燃料を大気圧よりも少し高い圧力に減圧する一次室およびこれを更に大気圧程度の圧力に減圧する二次室と、一次室と二次室とを二次室の圧力変化に応じて連通・遮断する二次弁をエンジン停止時に強制閉弁させるロック機構とを有していて、ロック機構はロックダイヤフラムによって二次室と区画した負圧室を吸気管路に負圧配管で接続したものとされているエンジンのガス燃料供給装置がもっている前記課題を次のようにして解決させることとした。
【００１１】
即ち、吸気管路と負圧室とを連通・遮断する弁体と、可撓膜および押ばねを有する駆動機構とを具え、可撓膜は負圧または大気圧が作用しているとき弁体を開弁位置に保持するが、押ばねのばね荷重よりも大きい正圧が作用したとき、弁体を閉弁位置とするように動作するものとした正圧遮断弁を負圧配管に設置した。
【００１２】
吸気管路内のエンジン運転時の負圧およびエンジン停止時の大気圧は弁体が開弁位置に保持されているため負圧室に導入され、二次弁の開閉動作を行なわせることと強制閉弁とを適正に行なわせる。バックファイアなどの異常正圧が発生したときは直ちに閉弁してロック機構のダイヤフラムを保護するように働く。
【００１３】
尚、本発明を実施するにあたって、可撓膜は負圧または大気圧が作用しているとき弁体を押して開弁位置に拘束保持するが、押ばねのばね荷重よりも大きい正圧が作用したとき弁体を解放し、弁体に作用させた閉弁ばねによって閉弁位置とすることが好ましい形態である。また、可撓膜は吸気管路から負圧室へ向かって負圧配管の弁体下流側の圧力を感知して動作するようにすることが別の好ましい形態である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１において圧力容器（ボンベ）１は燃料供給管２によってレギュレータ５の一次室６に接続されており、この燃料供給管２の圧力容器１に近い個所と一次室６に近い個所とに燃料フィルタ３，電磁駆動の燃料遮断弁４の組が二組設置されている。
【００１５】
燃料供給管２の一次室６への入口は一次ダイヤフラム７に係合した一次弁レバー８に設けた一次弁９によって開閉されるものであり、一次室６の圧力と一次ばね１０のばね荷重によって一次ダイヤフラム７が変位し、圧力容器１から送られてくる高圧ガス燃料を大気圧よりも少し高い一定圧力に減圧して一次室６に保有するように一次弁９を開弁動作させる。
【００１６】
一次室６のガス燃料は連通孔１１を通って二次弁１２により大気圧程度の一定圧力に減圧して二次室１２に保有させ、これより燃料通路１４を通ってミキサ２３に送るものであり、二次弁１２は二次ダイヤフラム１５に係合した二次弁レバー１６に設けられて二次室１３の圧力と二次ばね１７のばね荷重とによる二次ダイヤフラム１５の変化に応じて連通孔１１を開閉するように動作する。ミキサ２３はエアクリーナ２５からエンジン２６に至る吸気管路２７に設置され、吸入空気流によってベンチュリ２４に発生する負圧が二次室１３のガス燃料を吸引してノズル口２４_Ａから送出させ、吸入空気と混合してエンジン２６に供給する。
【００１７】
レギュレータ５の二次室１３を形成する空間内にはロックダイヤフラム１９が設置されており、このロックダイヤフラム１９によって二次室１３と区画された負圧室２０にロックばね２１が装入されていて、これらはロック機構１８を構成している。負圧室２０は吸気管路２７の一般には吸気マニホルドの部分と負圧配管２２によって接続されており、エンジン２６の運転時には吸気管路２７内に発生している負圧が負圧室２０に導入されてロックダイヤフラム１９を吸引変位させることにより二次弁レバー１６から離間させ、二次弁１２の開閉動作の支障とならないようにしている。エンジン２６が停止すると、吸気管路２７内が大気圧となることによってロックダイヤフラム１９はロックばね２１により押圧変位して二次弁レバー１６を押し、二次弁１２を強制閉弁させて一次室６と二次室１３とを遮断する。
【００１８】
ロック機構１８の負圧室２０にエンジン運転時の吸入負圧および停止時の大気圧を導入するが、バックファイアなどによる異常正圧を遮断することによってロックダイヤフラム１９を保護して破損によるガス燃料たれ流しをなくすことが本発明の目的である。
【００１９】
そのために負圧配管２２に設置した正圧遮断弁３１は、図１および図２を参照して、吸気管路２７に連通する第一室３３および負圧室２０に連通する第二室３４とそれらの間に設けた弁座３５とを有する弁本体３２と、第一室３３に装入した弁体３７および閉弁ばね３８と、弁本体３２とカバー体３９とに周縁部を挟み固定して第二室３４を塞いだ可撓膜４０およびカバー体３９に装入した押ばね４１とからなるものとされている。可撓膜４０と押ばね４１は弁体３７の駆動機構４２を構成するものである。
【００２０】
弁体３７は円錐状であって基端に突設した案内軸３７_Ａが弁本体３２の案内孔３２_Ａに嵌込まれていることによって直線往復動するようになっているとともに、先端に突設した弁軸３７_Ｂが弁孔３６を貫通して第二室３４の内部に突出している。可撓膜４０はダイヤフラムまたはベローズ、本実施の形態ではダイヤフラムで構成され、その中心が弁軸３７_Ｂと向かい合っている。
【００２１】
エンジン２６が運転されているとき、吸気管路２７内の負圧と押ばね４１とが協働して可撓膜４０を第二室３４の方へ変位させ、弁軸３７_Ｂを押して弁体３７を弁座３５から離間させ、ロック機構１８の負圧室２０に負圧を導入している。エンジン２６が停止すると吸気管路２７内は大気圧となるが、可撓膜４０は押ばね４１によって第二室３４の方へ変位し弁体３７を弁座３５から離間させた状態を保って負圧室２０を大気圧とする。これらの場合における弁体３７，可撓膜４０の状態は図１および図２（Ａ）に示されており、可撓膜４０は弁体３７を開弁位置に拘束保持している。
【００２２】
エンジン２６が運転されているとき、バックファイアなどが発生して吸気管路２７内が異常正圧となった場合、この正圧が押ばね４１の荷重よりも大きくなると可撓膜４０をカバー体３９の方へ変位させ、弁軸３７_Ｂから離れて弁体３７を解放する。このため、弁体３７は閉弁ばね３８によって直ちに弁座３５に着座し、負圧室２０内が異常正圧の最高圧力と同じ圧力となる前に吸気管路２７から遮断してロックダイヤフラム１９を保護する。このときの弁体３７，可撓膜４０の状態は図２（Ｂ）に示されており、可撓膜４０は弁軸３７_Ｂから離れて弁体３７を弁座３５に閉弁ばね３８の力で押し付け、完全閉弁させている。
【００２３】
異常正圧が解消すると、第一室３３が第二室３４よりも低圧となり、弁体３７はその差圧力で弁座３５から離れて吸気管路２７内の負圧を可撓膜４０に作用させ、図１，図２（Ａ）に示す状態に戻る。
【００２４】
本実施の形態では、可撓膜４０を吸気管路２７から負圧室２０へ向かって負圧配管２２の弁体３７よりも下流側、即ち負圧室２０側に配置して第二室３４の圧力を感知して動作するようにしている。このため、吸気管路２７に発生した異常正圧は第一室３３を通って第二室３４に入ったとき可撓膜４０を変位させるとともに、第一室３３の正圧は弁体３７に閉弁力として働き、従って押ばね４１のばね荷重を適宜に設定することにより低い正圧でも弁体３７を瞬時に弁座３５に着座させ異常正圧の最高圧力に達するよりもかなり前に負圧室２０を吸気管路２７から遮断することができる。また、異常正圧が解消したとき、吸気管路２７の負圧は弁体３７を弁座３５から離間させるように働くので、可撓膜４０が弁体３７を開弁位置に保持する状態に適確に復帰させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、レギュレータのロック機構に吸気管路内の負圧を導入する負圧配管に負圧および大気圧では開いているが、一定以上の正圧では閉じるように働く正圧遮断弁を設けた本発明によると、エンジン停止時の二次弁強制閉弁機能を適正に発揮しながら異常正圧発生時のロック機構保護を適切に行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図２】図１に示した形態における正圧遮断弁の（Ａ）は開弁状態の縦断面図、（Ｂ）は閉弁状態の縦断面図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は異なる従来例を示す部分図。
【符号の説明】
１圧力容器，５レギュレータ，６一次室，１２二次弁，１３二次室，１８ロック機構，１９ロックダイヤフラム，２０負圧室，２２負圧配管，２３ミキサ，２６エンジン，２７吸気管路，３１正圧遮断弁，３７弁体，３８閉弁ばね，４０可撓膜，４１押ばね，４２駆動機構，

Claims

圧力容器の高圧ガス燃料を減圧調整するレギュレータと、減圧されたガス燃料を吸気管路に送出するミキサとを具えており、前記レギュレータは高圧ガス燃料を大気圧よりも少し高い圧力に減圧する一次室およびこれを更に大気圧程度の圧力に減圧する二次室と、前記一次室と二次室とを前記二次室の圧力変化に応じて連通・遮断する二次弁をエンジン停止時に強制閉弁させるロック機構とを有していて、前記ロック機構はロックダイヤフラムによって前記二次室と区画した負圧室を前記吸気管路に負圧配管で接続され
、前記記吸気管路と負圧室とを連通・遮断する弁体と、可撓膜および押ばねを有する駆動機構とを具え、前記可撓膜は負圧または大気圧が作用しているとき前記弁体を開弁位置に保持するが、前記押ばねのばね荷重よりも大きい正圧が作用したとき前記弁体を閉弁位置とするように動作するものとされている正圧遮断弁を前記負圧配管に設置したエンジンのガス燃料供給装置において、前記可撓膜を前記吸気管路から負圧室へ向かって負圧配管の弁体よりも下流側の圧力を感知して動作するようにしていることを特徴とするエンジンのガス燃料供給装置。
前記可撓膜は負圧または大気圧が作用しているとき前記弁体を押して開弁位置に拘束保持するが、前記押ばねのばね荷重よりも大きい正圧が作用したとき前記弁体を解放し、前記弁体に作用させた閉弁ばねによって閉弁位置とする請求項１に記載したエンジンのガス燃料供給装置。
前記可撓膜は前記吸気管路から前記負圧室へ向かって前記負圧配管の前記弁体下流側の圧力を感知して動作するようにされている請求項１または２に記載したエンジンのガス燃料供給装置。