JP4543354B2 - エンジンのガス燃料供給装置 - Google Patents

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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が弁本体32の案内孔32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 (3)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
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