JP5422039B1 - エンジン用燃料供給装置及びそれを用いたエンジン発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】 既存のエンジンの燃料供給装置を簡易に改造して液体燃料と複数種類の燃料ガスを使用可能にするエンジン用燃料供給装置及びそれを用いたエンジン発電装置を提供する。
【解決手段】エアクリーナからキャブレタに給気を導く給気通路に中空のスペーサを設け、前記スペーサの中空が前記給気通路に連通するようにし、燃料ガスを外部から導入する導入路には、燃料ガス圧を所定にするレギュレータを設け、前記スペーサには、該レギュレータを経由した燃料ガスを導き、前記スペーサの中空内に開口する連通路を形成し、
前記連通路の開口は複数あり、燃料ガスの種類によって燃料ガスを導く連通路を選択するための切換弁をスペーサに設けたエンジン用燃料供給装置。
【選択図】図１

Description

本発明はガソリン等の液体燃料とプロパンガス（ＬＰＧ）や都市ガス（ＣＮＧ）等の複数の燃料ガスとを併用可能にしたエンジン用燃料供給装置及びそれを用いたエンジン発電機に関する。

従来、エンジン発電装置において、液体燃料としてガソリンが一般的に使用されている。
ガソリン以外のガス燃料等燃料ガスが使用可能なエンジン発電装置であれば、ガス施設の有る建造物に隣接して燃料ガスによって継続使用できるので便利である。

特に家庭用の小型エンジン発電機においては、燃料タンクの容量が限られているので、燃料ガスを使用できると継続使用が可能で利便性が高い。

このような観点から、エンジン用燃料供給装置として、燃料ガス、ガソリン燃料の両方を使用可能とした燃料混合装置が提案されている（特開平９−３２６４５号公報：特許文献１参照）。

この燃料混合装置においては、ガソリンエンジン用キャブレタのベンチェリ部に燃料ガスのガス噴出口を設けている。ガソリンと空気を混合する場合にメインノズルからベンチェリ部にガソリンを噴霧し、一方、燃料ガスを混合する場合はガス噴出口からベンチェリ部にガスを供給して空気と混合させる。

上記の燃料混合装置では、ガソリン供給用及び燃料ガス供給用の各電磁弁と、切換スイッチとが設けられて、切換スイッチの操作によってガソリン又は燃料ガスをキャブレタに供給するものである。

しかしながら、前述の燃料混合装置では、燃料供給用の電磁弁や、それを切換る切換スイッチ等装置構成が多く、エンジン発電機では装置構成の複雑化を招き、エンジン発電機を小型軽量で可搬性としたい場合に取り回しや経済性に劣る虞がある。

また、電磁弁や切換スイッチ等複雑で特別な装置構成とするため、既存のエンジン発電機を簡単に改造しにくく、燃料ガスを使用可能にするのが困難な装置構成のものである。

これに対して、ガソリンと気体燃料が併用できるように、既存のエンジンに装着できる燃料供給装置の技術がある(実用新案登録第３１１９８７０号公報：特許文献２参照）。

しかしながら、上記特許文献２の技術では、エンジン発電機の燃料ガスに、プロパンガス（ＬＰＧ）が考えられているが、都市ガス（ＣＮＧ）の使用まで考慮されていない。仮に、都市ガスが使用できれば、通常は都市ガスを使用し、災害時にプロパンガス又はガソリン等の液体燃料が使用でき災害時も電気が利用できるが、上記特許文献１や特許文献２の技術等では対応できず、従来は対応したものがなかった。

特開平９−３２６４５号公報 実用新案登録第３１１９８７０号公報

本発明は、斯かる実情に鑑み、簡単な構成であって、既存のエンジンの燃料供給装置を簡易に改造して液体燃料と複数種類の燃料ガスを使用可能にするエンジン用燃料供給装置及びそれを用いたエンジン発電機を提供しようとするものである。

本発明は、燃料タンクからキャブレタに液体燃料を導く供給通路には開閉弁を設け、該液体燃料及びエアクリーナからの給気をキャブレタに導き、当該キャブレタからの混合気をエンジンに供給して当該エンジンを駆動するエンジン用燃料供給装置において、
エアクリーナからキャブレタに給気を導く給気通路に中空のスペーサを設け、
前記スペーサの中空が前記給気通路に連通するようにし、
燃料ガスを外部から導入する導入路には、燃料ガス圧を所定にするレギュレータを設け、
前記スペーサには、該レギュレータを経由した燃料ガスを導き、前記スペーサの中空内にそれぞれ開口する第１の連通路と第２の連通路とを形成すると共に、該第２の連通路を連通状態又は非連通状態に切換える切換弁を設け、
プロパンガスを燃料ガスとして使用する場合に、前記切換弁を第２の連通路が非連通状態になるようにして、前記レギュレータを経由した燃料ガスが第２の連通路を流れずに前記第１の連通路を流れてスペーサの中空内に供給し、
一方、都市ガスを燃料ガスとして使用する場合に、前記切換弁を第２に連通路を連通状態になるようにして、前記レギュレータを経由した燃料ガスが第１の連通路と第２の連通路と流れてスペーサの中空内に供給されるようにしたことを特徴とするエンジン用燃料供給装置である。

また、本発明においては、前記燃料タンクの開閉弁とスペーサの切換弁は、手動で操作する弁体であることが好適である。

本発明は、上記のエンジン用燃料供給装置を搭載し、エンジンで発電部を駆動して発電することを特徴とするエンジン発電機である。

本発明のエンジン用燃料供給装置及びこれを用いたエンジン発電機によれば、エアクリーナからキャブレタに給気を導く給気通路に中空のスペーサを設け、前記スペーサの中空が前記給気通路に連通するようにし、燃料ガスを外部から導入する導入路には、燃料ガス圧を所定にするレギュレータを設け、前記スペーサには、該レギュレータを経由した燃料ガスを導き、前記スペーサの中空内に開口する連通路を形成し、前記連通路の開口は複数あり、燃料ガスの種類によって燃料ガスを導く連通路を選択するための切換弁をスペーサに設けている。

したがって、給気通路にスペーサを取り付ける簡易な工程で、ガソリン等の液体燃料と複数の燃料ガスをキャブレタの経由でエンジンに投入して駆動できる。

よって、液体燃料と複数種類の燃料ガスと複数を燃料でエンジンを駆動可能にできる。

なお、本発明においては、前記燃料タンクの開閉弁とスペーサの切換弁は、手動で操作する弁体とすることによって、簡単な構成でできる。

本発明の実施形態に係る燃料供給装置が装着されるエンジン発電機の一側面側からの外観図である。 同エンジン発電機の他側面側からの外観図である。 同エンジン発電機の前方側からの外観図である。 同エンジン発電機の後方側からの外観図である。 同エンジン発電機のエンジンヘッド周辺を示す部分図である。 同エンジン発電機に備える燃料ガス用のレギュレータの説明図であり、（ａ）が蓋を外した状態図、（ｂ）が蓋方向から見た図、（ｃ）がスペーサの側面視図、（ｄ）がスペーサの中空方向（キャブレタ側）から見た図である。 同エンジン発電機に備える燃料ガス用のレギュレータの説明図であり、（ａ）が図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）が図６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）が図６（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図である。 同エンジン発電機の燃料ガス供給口からキャブレタへの供給通路の説明図である。 同エンジン発電機の電磁弁の回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１、図２、図３、図４は実施形態に係るエンジン用燃料供給装置が搭載されるエンジン発電機の一側面、他側面、前方視、後方視した説明図、図５は前記燃料供給装置の取り付け状態の説明図、図６〜図７はレギュレータの説明図、図８は前記燃料供給装置の配置説明図、図９は回路図である。

図１〜図４に示すように、実施形態に係るエンジン発電機は、全体が概略直方体状に形成されその外側角部を構成する箇所がフレーム１０に囲まれている。フレーム１０には、下部にタイヤ１２と支持脚１４が設けられ、フレーム１０の前部に折りたたみ式のハンドル１６が取り付けられている。このハンドル１６においては、ユーザが当該ハンドル１６を伸ばして持つことによって、支持脚１４を路面から浮かせ、その状態で押し引きすればタイヤ１２が転がるので、エンジン発電機を自由に引き回して、移動可能な構成になっている。

（エンジン発電機全体構造）
エンジン発電機には、フレーム１０内に単気筒のエンジン部１８とこのエンジン部１８で駆動する発電機部２０が前後に連結して(前側に発電機部２０、後側にエンジン部１８が配置）にフレーム１０の下部に載った形で設置されている。また、フレーム１０の上部には燃料タンク２２がエンジン部１８及び発電機部２０を覆うように設けられ、その燃料タンク２２を上面及び側面から覆うカバー部２４がフレーム１０に取り付けられる。

エンジン発電機の右側面部には、図２に示すように、カバー部２４の下方に電源制御盤２６が設けられる。電源制御盤２６には、エンジン始動用のセルフスタータスイッチ２８、交流（ＡＣ）１００（ｖ）のコンセント３０ａや交流２００（ｖ）のコンセント３０ｂ、電圧計３０ｃ、直流（ＤＣ）１２（ｖ）の端子３０ｄが設けられる。

また、電源制御盤２６に並べてエンジン発電機の後部には、図２に示すに、スイッチ３２がボックス３２ａにて配置されている。

図１、図５に示すように、エンジン部１８は、給気系として箱型のエアクリーナ３４が後部に設けられ、エアクリーナ３４から給気通路３４ａを通ってキャブレタ３６に給気される。

燃料タンク２２の下面部には、燃料コック(手動で開閉可能な開閉弁に相当）２２ａを経由してキャブレタ３６に液体燃料(実施形態ではガソリン）を導くホースやストレーナ等からなる液体燃料供給通路３８が設けられる。該液体燃料供給通路３８からの液体燃料及びエアクリーナ３４からの給気をキャブレタ３６に導き、当該キャブレタ３６からの混合気をエンジン部１８に供給して当該エンジン部１８を駆動するエンジン用燃料供給装置をエンジン発電機に設けたものである。

エンジン部１８の後部には排気パイプ１８ａが延びてマフラ１８ｂが配置されている。マフラ１８ｂには、排気口１８ｃが後方に向いて開口している（図３参照）。

（燃料ガス導入構造）
この燃料供給装置では、プロパンガス又は都市ガス等の複数種類の燃料ガスを外部から導入してキャブレタ３６に供給し、ガソリン等の液体燃料に代えてエンジン発電機を運転できようにしたものである。燃料ガスをキャブレタ３６に導入するための導入路４６に設けたガス導入構造について以下に説明する。

ガス導入構造において、燃料ガスを外部から導入する導入路４６には、図１、図８に示すように、エンジン部１８周辺に燃料ガス圧を所定にするレギュレータ４２を設けている。スペーサ４０及びレギュレータ４２の配置はエアクリーナ３４及びエンジン部１８との間であって、後面視で図４に示すように、エアクリーナ３４に隠れる配置になっている。

（スペーサ４０とレギュレータ４２）
ガス導入構造においては、図１、図８に示すように、エアクリーナ３４からキャブレタ３６に給気を導く給気通路３４ａに連通する中空４０ａが形成された平板状部材のスペーサ４０がキャブレタ３６と給気通路３４ａとの間に装着されている。外部から導入される燃料ガスを所定の圧力に調整するレギュレータ４２が該スペーサ４０の上方に位置して、該スペーサ４０に一体構造で形成されている。

前記レギュレータ４２は、図６〜図７に示すように前記スペーサ４０の上部に、ねじ止めされたカバー４２ｂ内のダイヤフラム室にダイヤフラム４２ａが収容されている。ダイヤフラム４２ａの下方部は、ガス調圧室になっており、ホース用のジョイント４４を介して導入路４６からガスが導入される。ジョイント４４から導入路４６のダイヤフラム室の入側にバルブ４２ｃが設けられ、該バルブ４２ｃはダイヤフラム４２ａに一端が固定されたスプリング４２ｄの弾性力でダイヤフラム室内が設定圧力になるように導入路４６を開閉する。なお、カバー４２ｂには、外気導入孔４２ｂ１が開けられてダイヤフラム上空間が大気圧になる構造である。

また、前記スペーサ４０には、該レギュレータ４２の導入路４６と反対側には、ダイヤフラム室を経由した燃料ガスを導き、前記スペーサ４０の中空４０ａ内に開口する連通路４８を複数（連通路４８ａ、４８ｂ）形成している。

前記スペーサ４０に形成される前記連通路４８は複数（４８ａ、４８ｂ）あるので中空４０ａ内の開口は複数（４８ａ１、４８ｂ１）あり、燃料ガスの種類によって燃料ガスを導く連通路を選択するための切換弁５０をスペーサ４０に設けている。

具体的には、スペーサ４０の連通路４８の一つ（連通路４８ａ）は、ある程度厚さのあるスペーサ４０の肉内にダイヤフラム室からまっすぐ下方に中空４０ａに向けて孔を開けて中空４０ａ内に開口４８ａ１を形成したプロパンガス用使用時に連通させる通路である。この連通路４８ａ内には、メインジェットのノズルを装着している。

また、連通路４８の他の一つ（連通路４８ｂ）は、スペーサ４０の肉内にダイヤフラム室からクランク状に曲がり前記中空４０ａに開口（４８ｂ１）する孔を開けて繋ぎ、途中に切換弁５０を設けて形成した、都市ガス使用時の増量用に連通させる通路である。この連通路４８ｂは、スペーサ４０の外側からドリリングした孔が内部で繋がるようにし、外側の開口に切換弁５０やめくら蓋４０ｃを設けたものである。なお、スペーサ４０には、キャブレタ３６や給気通路に固定するボルトを通す孔４０ｂが穿設されている。

ここで、切換弁５０は、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、ダイヤフラム室とスペーサ４０との間に設置され、使用者が外部からレバーを回転させて切換できるようになっている。プロパンガス使用時には、切換弁５０のレバーを９０度ひねって連通路４８ｂを閉じて、連通路４８ａのみを中空４０ａ内に燃料ガスを供給し、一方、都市ガス使用時には、連通路４８ｂを開けて、連通路４８ａと連通路４８ｂとから中空４０ａ内に燃料ガスを供給するようにしている。

なお、燃料ガスで運転する場合は、燃料タンク２２の下部の燃料コック２２ａを閉じて、後述する電磁弁５４（図１、図８等参照）を開けて導入路４６に燃料ガスを導入する。

一方、ガソリン等の液体燃料で運転する場合は、電磁弁５４を閉じて燃料ガスの供給を停止すれば、レギュレータ４２が閉じるので連通路に空気が導入されず、かつ、燃料コック２２ａを空けることにより、燃料タンクのガソリン等の液体燃料が液体燃料供給通路３８からキャブレタ３６に供給されるため、液体燃料のみでエンジンを運転することができる。

燃料ガスの導入路４６は、図１、図５、図８に示すように、プロパンガス（ＬＰＧ）又は都市ガス（ＣＮＧ）の供給元からのホースを接続するガス供給口５２と電磁弁５４が設けられ、電磁弁５４から先はホースによって、レギュレータ４２のジョイント４４に接続されているものである。

ガス供給口５２と電磁弁５４はタイヤ１２の内側に配置されていて、障害物が当たりにくくし、破損を防止している。

電磁弁５４の制御は、前述した図２に示したボックス３２ａに設置のスイッチ３２の操作によって制御可能である。

スイッチ３２を含む回路構成は、図９に示すように、電磁弁スイッチ３２−１とイグニッションスイッチ３２−２を有し、エンジン発電機のエンジン点火用のイグニッションコイル５６と、イグニッションチャージングコイル５６ａと、バッテリ充電用のチャージングコイル５８と、電磁弁５４作動表示用のインディケーションランプ６０と、バッテリ６２と、エンジン始動用のセルフスタータスイッチ２８と、エンジンを回すためのセルモータ６４が設けられる。電磁弁スイッチとして接点３２−１を、イグニッションスイッチとして他接点３２−２をそれぞれ設けている。
また、セルモータ６４の駆動のためにリレー回路６６が設けられている。バッテリ６２がセルフスタータスイッチ２８を介して、リレー回路６６のコイル６６ａに接続され、また、該バッテリ６２が該リレー回路６６の接点６６ｂを経由してセルモータ６４に接続している。したがって、セルフスタータスイッチ２８のオン操作によってリレー回路６６コイル６６ａに作動電源が供給されて接点６６ｂが作動し、これによって、セルモータ６４に電源が供給されるので、エンジン部１８が始動回転する。

電磁弁５４と、バッテリ６２と、電磁弁スイッチ３２の他接点３２−２の一端とが接地（アース）されている。電磁弁スイッチ３２の他接点３２−２の他端がイグニッションコイル５６の接地側に接続されている。

エンジン始動時には、スイッチ３２をオンし、一接点３２−１を接、他接点３２−２を断にして、電磁弁５４に駆動電源を供給して開状態にし、燃料ガスをレギュレータ４２に供給する。同時にインディケーションランプ６０が点灯する。そして、他接点３２−２も断の状態なので、イグニッションコイル５６が点火可能になる。この状態で、使用者が、セルフスタータスイッチ２８をＯＮにして、エンジン部１８を始動させるようになっている。

以上説明した実施形態エンジン用燃料供給装置によれば、エアクリーナ３４からキャブレタ３６に給気を導く給気通路３４ａに中空４０ａのあるスペーサ４０を設け、前記スペーサ４０の中空４０ａが前記給気通路３４ａに連通するようにし、燃料ガスを外部から導入する導入路４６には、燃料ガス圧を所定にするレギュレータ４２を設け、前記スペーサ４０には、該レギュレータ４２を経由した燃料ガスを導き、前記スペーサ４０の中空内に開口する連通路４８（４８ａ、４８ｂ）を形成し、前記連通路４８ａ、４８ｂの開口（４８ａ１、４８ｂ１）は複数あり、燃料ガスの種類によって燃料ガスを導く連通路を選択するための切換弁５０をスペーサ４０に設けている。

したがって、給気通路３４ａにスペーサ４０を取り付ける簡易な工程で、ガソリン等の液体燃料と複数種類の燃料ガスをキャブレタ３６の経由でエンジンに投入して駆動できる。
よって、実施形態の燃料供給装置を備えたエンジン発電機によれば、液体燃料と複数種類の燃料ガスと複数を燃料でエンジンを駆動可能にでき、３種類の燃料（液体燃料例えばガソリン、複数種類ガス例えばプロパンガス（ＬＰＧ）、都市ガス（ＣＮＧ））によってエンジンを動かすことができる。

また、市販のガソリンエンジン(４サイクルエンジン）を安価に比較的簡単に改造して３種類の燃料で動かすことができるトリ・フューエル化できる。

また、トリ・フューエル専用エンジンを開発する必要がない。すなわち、この燃料供給装置を取り付ければ市販品のエンジンをトリ・フューエル化できる。

また、都市ガスによって運転できるようにすれば、都市ガス供給エリアでも台風等による停電時に発電機を使用できる(地震災害時はプロパンガスが主になる。

実施形態のエンジン発電機では、電源制御盤２６に１００（ｖ）と２００（ｖ）のコンセントがある他、図１〜図４に示すように、電源接続プラグ３０ｅによって発電電力を外部に出力することができる構造を有して、発電機本体をタイヤ１２及びハンドル１６で容易に移動させることができるので、簡易型発電システムとして活用できる。その活用例には以下のものが考えられる。

（１）例えば４〜５階建てのビルの１階に分電盤がある場合に、１階や２階等が水害等で水につかってしまうと、ビル全体の電気が使えなくたってしまう。そのような場合に、各階に実施形態のエンジン発電機と切換分電盤を設置して、エンジン発電機から電気を建物内に供給できるようにしておけば、その階の電気は（発電容量内で）使えるようになる。

（２）複数の拠点がある場合、予め全拠点に、エンジン発電機を繋ぐことができるように電気工事をしておけば、実際に停電が起こった場合、その拠点にエンジン発電機を運び繋げば、停電中でもその拠点や照明やコンセント等が（発電容量内で）使えるようになる。

なお、本発明は、実施形態に限定されず他の態様を取り得る。例えば、燃料ガスとしてプロパンガス、都市ガスが一般的であり有用性が高いが他の種類の燃料ガスを使用することができる。また、液体燃料もガソリンが入手しやすいものであるが、その他の燃料としてアルコール燃料、アルコール・ガソリン混合燃料等の液体燃料を使用したエンジンであっても、適用可能である。

また、燃料供給装置を搭載するエンジンは、エンジン発電機であれば使用範囲が広いが、それだけではなく他の種のエンジン利用機器としてもよい。

本発明のエンジン用燃料供給装置は、エンジン発電装置の他、汎用エンジン等に搭載する燃料供給装置としても利用することができる。

１０ フレーム
１２ タイヤ
１４ 支持脚
１６ ハンドル
１８ エンジン部
２０ 発電機部
２２ 燃料タンク
２２ａ 燃料コック
２４ カバー部
２６ 電源制御盤
３０ｅ 電源接続プラグ
３２ 電磁弁スイッチ
３４ エアクリーナ
３４ａ 給気通路
３６ キャブレタ
３８ 液体燃料供給通路
４０ スペーサ
４０ａ 中空
４２ レギュレータ
４４ ジョイント
４６ 導入路
４８（４８ａ，４８ｂ） 連通路
４８ｂ 連通路
５０ 切換弁
５２ ガス供給口
５４ 電磁弁

Claims (3)

1. 燃料タンクからキャブレタに液体燃料を導く供給通路には開閉弁を設け、該液体燃料及びエアクリーナからの給気をキャブレタに導き、当該キャブレタからの混合気をエンジンに供給して当該エンジンを駆動するエンジン用燃料供給装置において、
   エアクリーナからキャブレタに給気を導く給気通路に中空のスペーサを設け、
   前記スペーサの中空が前記給気通路に連通するようにし、
   燃料ガスを外部から導入する導入路には、燃料ガス圧を所定にするレギュレータを設け、
   前記スペーサには、該レギュレータを経由した燃料ガスを導き、前記スペーサの中空内にそれぞれ開口する第１の連通路と第２の連通路とを形成すると共に、該第２の連通路を連通状態又は非連通状態に切換える切換弁を設け、
   プロパンガスを燃料ガスとして使用する場合に、前記切換弁を第２の連通路が非連通状態になるようにして、前記レギュレータを経由した燃料ガスが第２の連通路を流れずに前記第１の連通路を流れてスペーサの中空内に供給し、
   一方、都市ガスを燃料ガスとして使用する場合に、前記切換弁を第２に連通路を連通状態になるようにして、前記レギュレータを経由した燃料ガスが第１の連通路と第２の連通路と流れてスペーサの中空内に供給されるようにしたことを特徴とするエンジン用燃料供給装置。
2. 前記燃料タンクの開閉弁とスペーサの切換弁は、手動で操作する弁体であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン用燃料供給装置。
3. 請求項１又は２に記載のエンジン用燃料供給装置を搭載し、エンジンで発電部を駆動して発電することを特徴とするエンジン発電機。

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