JP5047063B2 - ガスエンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスエンジンの燃料供給装置の改良に関するものである。

従来のガスエンジンの燃料供給装置として、エンジンが停止したときに、エンジンへのガス状燃料の供給を遮断する遮断弁を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−３１２９０１公報

特許文献１の図１によれば、燃料供給装置Ｓの入口に、ブタンガスが充填されたカセット式の小型ボンベ１５が接続され、燃料供給装置Ｓの出口がミキサー３に取付けられた燃料ノズル６に接続され、ミキサー３がガスエンジンＥの吸気ポート１に接続されている。

燃料供給装置Ｓは、特許文献１の図２によれば、燃料の入口側から出口側に順にベーパーライザ１７、１次レギュレータ１８、遮断弁２０、２次レギュレータ２１を備え、ガスエンジンＥのクランク室や吸入ポート等の負圧発生部３５が遮断弁２０に接続されている。

ガスエンジンＥが停止した状態では、負圧発生部３５で負圧が発生しないため、遮断弁２０は閉じているが、ガスエンジンＥのピストンが作動して負圧発生部３５で負圧が発生すると、この負圧で遮断弁２０が開き、小型ボンベ１５内の燃料がベーパーライザ１７以降の燃料供給通路に流れる。

上記の特許文献１の技術を次に説明する。なお、符号は振り直した。
図５（ａ）〜（ｄ）は従来のガスエンジンの燃料供給装置の作用を示す作用図であり、図ではベーパーライザは省略してある。
（ａ）において、燃料供給通路１０１に設けられた手動コック１０２を開けると、燃料は、白抜き矢印で示すように、燃料ボンベ１０３から１次レギュレータ１０４、遮断弁１０６、２次レギュレータ１０７、ミキサー１０８を通ってガスエンジン１１１に至り、ガスエンジン１１１は運転状態になる。

（ｂ）はガスエンジンが停止した状態を示している。１次レギュレータ１０４の調圧弁１１２は閉じ、遮断弁１０６も閉じている。このとき、手動コック１０２が開いたままの状態であるとする。

（ｃ）において、例えば、夜間等に外気温が下がり、１次レギュレータ１０４の調圧弁１１２よりも下流側の圧力が低下すると、調圧弁１１２が開き、燃料ボンベ１０３から液化ガス燃料１１３が流出する。外気温が、例えば０℃以下では液化ガス燃料１１３が液状になり、１次レギュレータ１０４内、１次レギュレータ１０４と遮断弁１０６との間の燃料通路１１４に浸入する。

（ｄ）において、（ｃ）の状態から、昼間などに外気温が０℃を越えると、液化ガス燃料１１３はガス状になるため、１次レギュレータ１０４内及び燃料通路１１４内の圧力は高くなる。

この結果、調圧弁１１２や遮断弁１０６に高い圧力が作用して開きにくくなり、ガスエンジンの始動が困難になることがあり、調圧弁１１２や遮断弁１０６が開いても、ガスエンジンに供給される混合気が高濃度になり、やはり、ガスエンジンの始動性は改善しにくい。

本発明の目的は、エンジンの始動性を向上させるエンジンの燃料供給装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、燃料供給源から供給された液化ガス燃料をベーパライザでガス状にし、このガス状燃料を１次レギュレータで減圧し、更に２次レギュレータで大気圧に近い圧力まで減圧することで、ガス状燃料と空気とをミキサーで混合してエンジンに供給するガスエンジンの燃料供給装置において、１次レギュレータ内に、ガス状燃料を減圧するための減圧室が形成されると共に、この減圧室に臨むダイアフラムが取付けられ、このダイアフラムに、減圧室に向かって突出するダイアフラムレバーが設けられ、このダイアフラムレバーに一体的に燃料通路入口を開閉する調圧弁が設けられ、１次レギュレータの周辺温度を検知してダイアフラムレバーを作動させる温度検知型作動装置が、前記１次レギュレータの前記ダイアフラムに対向する位置に設けられ、温度検知型作動装置は、この温度検知型作動装置の周辺温度が設定温度よりも低い場合に、ダイアフラムレバーに向かって突出し、ダイアフラムレバーに当たることにより調圧弁を閉じた状態に保つ駆動ロッドを備えていることを特徴とする。

ガスエンジンが停止しているときに、１次レギュレータの周辺温度が、燃料が液化する温度より高く設定された設定温度になると、温度検知型作動装置に備える駆動ロッドがダイアフラムレバーを作動させ、１次レギュレータの調圧弁を閉じた状態に固定する。

この結果、１次レギュレータの周辺温度が、燃料が液化する温度に低下しても、液状の燃料が１次レギュレータ以降の燃料通路に流出しない。従って、従来のように、エンジン停止時に１次レギュレータ以降に浸入した液状の燃料によってエンジンの始動性が困難になることが本発明では防止される。

請求項１に係る発明では、１次レギュレータ内の燃料通路入口を開閉する調圧弁に一体的にダイアフラムレバーが設けられ、１次レギュレータに、周辺温度を検知してダイアフラムレバーを作動させる駆動ロッドを備える温度検知型作動装置が設けられるので、温度感知型作動装置によって、周辺温度が、燃料が液化する温度まで下がる前に１次レギュレータの調圧弁を閉じた状態に固定することができ、ガスエンジン停止時に１次レギュレータ内に液状の燃料が浸入するのを阻止することができる。従って、ガスエンジン始動性を向上させることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るガスエンジンの燃料供給装置を示す系統図であり、燃料供給装置１０は、液化ガス燃料として、例えば液化ブタンが充填されてボンベケース１１に装着された小型ガスボンベ１２と、ボンベケース１１に一体的に設けられるとともに小型ガスボンベ１２からの燃料の流出又は燃料の遮断を切り換える手動コック１３と、ガスエンジン１４で発生する熱を利用して液化ガス燃料（液化ブタン）をガス状燃料（ブタンガス）に気化させるベーパライザ１６と、このベーパライザ１６によって気化されたガス状燃料を所定圧力まで減圧する１次レギュレータ１８と、この１次レギュレータ１８に設けられた調圧弁を外気温度に応じて強制的に閉じるために１次レギュレータ１８に付設された温度感知型作動装置２０と、ベーパライザ１６で生成されたガス状燃料を、ガスエンジン運転中には流通させ、ガスエンジン停止中は遮断する遮断弁２１と、１次レギュレータ１８で減圧されたガス状燃料を大気圧に近い圧力まで更に減圧する２次レギュレータ２２とからなる。

２次レギュレータ２２で減圧されたガス状燃料は、ミキサー２３に供給されて空気と混合され、混合気が生成されて、ガスエンジン１４の吸気ポート１４ａを介して燃焼室１４ｂに吸入される。なお、符号２５〜２７は燃料配管、２８はガスエンジン１４のクランクケース１４ｃと遮断弁２１とを接続する負圧配管であり、ガスエンジン運転中にクランクケース１４ｃ内で発生する負圧により遮断弁２１が開き、ガスエンジン停止中は遮断弁２１が閉じる。

図２は本発明に係る燃料供給装置の要部を示す断面図であり、図では手動コック１３と１次レギュレータ１８との間に配置されたベーパライザ１６（図１参照）を省いている。
１次レギュレータ１８は、ハウジング３１と、このハウジング３１に形成された凹部３１ａの開口部を塞ぐキャップ部材３２と、ハウジング３１及びキャップ部材３２のそれぞれに挟まれて固定されたダイアフラム３３と、このダイアフラム３３を支持するためにダイアフラム３３の外面に隣接するように配置されたプレート（不図示）と、凹部３１ａ及びダイアフラム３３のそれぞれに囲まれた減圧室３６側へダイアフラム３３及びプレートを押し付けるためにプレートとキャップ部材３２との間に設けられたスプリング３７と、プレートに取付けられて減圧室３６内に突出するダイアフラムロッド３８と、凹部３１ａの底部３１ｂに設けられた支点４１にスイング自在に取付けられるとともに一端がダイアフラムロッド３８に連結されたダイアフラムレバー４２と、このダイアフラムレバー４２の他端に取付けられた調圧弁４３とからなる。なお、４５は手動コック１３から１次レギュレータ１８に至る燃料通路、４６は１次レギュレータ１８から遮断弁２１に至る燃料通路である。
調圧弁４３は、燃料通路４５に連通する１次レギュレータ１８内の燃料通路の入口１８ａを開閉するものである。

温度感知型作動装置２０は、作動装置本体５１と、この作動装置本体５１に対して進退動する駆動ロッド５２とからなり、作動装置本体５１は、１次レギュレータ１８のハウジング３１、詳しくは、凹部３１ａの底部３１ｂに取付けられている。

図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る温度検知型作動装置を示す断面図である。
（ａ）は常温時の温度検知型作動装置２０を示している。
作動装置本体５１は、１次レギュレータ１８（図２参照）のハウジング３１（図２参照）に取付けられる第１ケース５４及びこの第１ケース５４に取付けられた有底筒状の第２ケース５５からなるケース５６と、第２ケース５６内に移動自在に挿入されたスライド部材５７と、第１ケース５４及びスライド部材５７のそれぞれの間に設けられた第１圧縮コイルばね６１と、第２ケース５５及びスライド部材５７のそれぞれの間に設けられた第２圧縮コイルばね６２とからなり、スライド部材５７に駆動ロッド５２が取付けられている。

第１ケース５４は、１次レギュレータ１８のハウジング３１に取付けるためのフランジ５４ａと、このフランジ５４ａから一体に延びる筒部５４ｂとからなり、フランジ部５４ａは取付用ボルトを通すボルト挿通穴５４ｃ，５４ｃが開けられ、筒部５４ｂは、第２ケース５６と嵌合される部分である。

スライド部材５７は、第２ケース５５の内面を摺動する筒状部５７ａと、駆動ロッド５２に嵌合するボス部５７ｂと、これらの駆動ロッド５２及びボス部５７ｂのそれぞれを連結する連結部５７ｃとからなる。
第１圧縮コイルばね６１は、形状記憶合金製であり、第２圧縮コイルばね６２は、ばね鋼製である。図中の符号Ｌ１は第１圧縮コイルばね６１の取付長さである。

（ｂ）は低温時の温度検知型作動装置２０を示している。
常温よりも周辺温度が低くなると、第１圧縮コイルばね６１は、所定温度で記憶されている長さまで短くなり、取付長さはＬ１よりも短いＬ２となる。これに伴い、圧縮されていた第２圧縮コイルばね６２は延びてスライド部材５７と共に駆動ロッド５２を白抜き矢印で示すように移動させ、ケース５６から大きく突出させる。

第１圧縮コイルばね６１は、周辺温度が設定温度に下がったときに所定長さまで短くなるものであり、設定温度Ｔとしては、下限が、例えば、液化ガス燃料の成分であるブタンが液化する０℃、上限が、例えば、ガスエンジンの使用開始可能温度である１０℃とする（０＜Ｔ＜１０）。

以上に述べた燃料供給装置１０の作用を次に説明する。
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料供給装置の作用を示す作用図である。
（ａ）は、エンジンの通常運転時における燃料供給装置１０を示している。
温度感知型作動装置２０の周辺温度は、設定温度よりも高く、温度感知型作動装置２０の駆動ロッド５２は、作動装置本体５１に引き込まれ、１次レギュレータ１８のダイアフラムロッド３８から離れた状態にあり、調圧弁４３は開いている。

液化ガス燃料は、白抜き矢印で示すように、小型ガスボンベから手動コック１３、１次レギュレータ１８、遮断弁２１を通ってガスエンジン側へ流れる。

（ｂ）において、例えば、ガスエンジンが停止し、手動コック１３が開けられた状態で放置され、夜間等に外気温が低下して温度検知型作動装置２０の周辺温度が設定温度よりも低下すると、（ａ）の状態から駆動ロッド５２が作動装置本体５１から白抜き矢印で示すように突出し、ダイアフラムロッド３８の先端に当たり、ダイアフラムロッド３８及びダイアフラム３３を図の上方へ移動させる。

この結果、ダイアフラムレバー４２が支点４１を中心にしてスイングし、調圧弁４３が閉じた状態に固定される。従って、小型ガスボンベから流出した液化ガス燃料６５は、調圧弁４３で阻止され、１次レギュレータ１８内及び１次レギュレータ１８の下流側に流れない。

以上の図１、図２に示したように、燃料供給源としての小型ガスボンベ１２から供給された液化ガス燃料をベーパライザ１６でガス状にし、このガス状燃料を１次レギュレータ１８で減圧し、更に２次レギュレータ２２で大気圧に近い圧力まで減圧することで、ガス状燃料と空気とをミキサー２３で混合してガスエンジン１４に供給するガスエンジン１４の燃料供給装置１０において、１次レギュレータ１８内の燃料通路の入口１８ａを開閉する調圧弁４３に一体的にダイアフラムレバー４２が設けられ、１次レギュレータ１８に、周辺温度を検知してダイアフラムレバー４２を作動させる駆動ロッド５２を備える温度検知型作動装置２０が設けられるので、温度感知型作動装置２０によって、周辺温度が、液化ガス燃料が液化する温度まで下がる前に１次レギュレータ１８の調圧弁４３を閉じた状態に固定することができ、ガスエンジン停止時に１次レギュレータ１８内に液状の燃料が浸入するのを阻止することができる。従って、ガスエンジン１４の始動性を向上させることができる。

尚、本実施形態では、図３に示したように、温度を検知して駆動ロッド５２を突出させる作動媒体として、上記した形状記憶合金製の第１圧縮コイルばね６１を挙げたが、これに限らず、ワックス、バイメタルでもよく、更に、電気デバイスが使用可能なガスエンジンでは、温度センサからの信号を受けて作動する電磁弁を用いてもよい。

また、図３に示した温度検知型作動装置２０を、温度を検知して駆動ロッド５２が作動装置本体５１に対して進退動するようにしたが、これに限らず、温度を検知して回転するような他の作動形態としてもよい。

更に、図２に示したように、駆動ロッド５２でダイアフラムロッド３８を押すことによりダイアフラムレバー４２をスイングさせて調圧弁４３を閉じた状態に固定したが、これに限らず、駆動ロッド５２でダイアフラムレバー４２の一端を押すことにより調圧弁４３を閉じた状態に固定してもよい。調圧弁４３を閉じた状態に固定することができれば、他の方法でもよい。

本発明の燃料供給装置は、ガスエンジンに好適である。

本発明に係るガスエンジンの燃料供給装置を示す系統図である。 本発明に係る燃料供給装置の要部を示す断面図である。 本発明に係る温度検知型作動装置を示す断面図である。 本発明に係る燃料供給装置の作用を示す作用図である。 従来のガスエンジンの燃料供給装置の作用を示す作用図である。

符号の説明

１０…燃料供給装置、１２…燃料供給源（小型ガスボンベ）、１６…ベーパライザ、１８…１次レギュレータ、２０…温度感知型作動装置、２２…２次レギュレータ、２３…ミキサー、４２…ダイアフラムレバー、４３…調圧弁、５２…駆動ロッド。

Claims (1)

1. 燃料供給源から供給された液化ガス燃料をベーパライザでガス状にし、このガス状燃料を１次レギュレータで減圧し、更に２次レギュレータで大気圧に近い圧力まで減圧することで、ガス状燃料と空気とをミキサーで混合してガスエンジンに供給するガスエンジンの燃料供給装置において、
   前記１次レギュレータ内に、前記ガス状燃料を減圧するための減圧室が形成されると共に、この減圧室に臨むダイアフラムが取付けられ、
   このダイアフラムに、前記減圧室に向かって突出するダイアフラムレバーが設けられ、
   このダイアフラムレバーに一体的に燃料通路入口を開閉する調圧弁が設けられ、
   前記１次レギュレータの周辺温度を検知して前記ダイアフラムレバーを作動させる温度検知型作動装置が、前記１次レギュレータの前記ダイアフラムに対向する位置に設けられ、
   前記温度検知型作動装置は、この温度検知型作動装置の周辺温度が設定温度よりも低い場合に、前記ダイアフラムレバーに向かって突出し、前記ダイアフラムレバーに当たることにより前記調圧弁を閉じた状態に保つ駆動ロッドを備えていることを特徴とするガスエンジンの燃料供給装置。

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