JP5813378B2 - Ｌｐｉインジェクター - Google Patents

Description

本発明は、ＬＰＩインジェクターに係り、より詳しくは、噴射部と噴射チューブとの間にＬＰＧ燃料が残留することが防止されたＬＰＩインジェクターに関する。

ＬＰＩ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：ＬＰＧ液状燃料噴射）エンジンは、従来のボンベ（Ｂｏｍｂｅ）の圧力に依存する機械式ＬＰＧ燃料エンジンとは異なり、燃料ボンベ内に燃料ポンプを設け、燃料ポンプによってＬＰＧ燃料を５乃至１５ｂａｒの圧力で液化させ、液体となった燃料をインジェクター（Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を利用してエンジンの各気筒に噴射する技術（Ｍｏｎｏ−Ｆｕｅｌ方式）を用いるエンジンである（例えば特許文献１を参照）。

ＬＰＩエンジンは、液体燃料を噴射するので、従来のミキサー形式のＬＰＧエンジンで用いられたベーパライザ（Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ）、ミキサー（Ｍｉｘｅｒ）等の構成部品は不要となった。その代わりとして、新しく装備される構成部品は、ＬＰＩインジェクター、ボンベに設けられる燃料ポンプ、燃料供給ライン、ＬＰＩ専用電子制御装置（ＥＣＵ）、及び燃料圧力を調節するレギュレーターユニットなどである。

これらの構成部品の中で、ＬＰＩ専用電子制御装置は、各種センサの入力信号を受信してエンジンの状態を判断し、最適の空燃比を得るため、及びエンジン性能を向上させるために、燃料ポンプ、インジェクター、及び点火コイルを制御する。そして、エンジンが要求する燃料量に応じて燃料ポンプを制御し、液状燃料をシリンダー別のＬＰＩインジェクターに順次に供給し、エンジンに噴射して最適の空燃比を実現する。

従来のＬＰＩインジェクターは、噴射部と噴射チューブとの間に空隙部分が存在する。燃料を噴射する時に、燃料の一部がこの空隙で気化するとタール（Ｔａｒ）が発生し、このタールがＬＰＩインジェクターの空隙に付着して燃料噴射ホールを塞いで噴射障害を起こす可能性があった。また、タールの付着によって燃料の供給が不調になって、エンジン停止等の問題が発生する恐れがあるという問題があった。

特開２０１０−１３８８２８号公報

かかる問題を解決するためになされた本発明の目的は、噴射部と噴射チューブとの間にＬＰＧ燃料が残留することを防止し、噴射チューブにタールが付着するのが防止されたＬＰＩインジェクターを提供することにある。

本発明の１実施例に係るＬＰＩインジェクターは、一端側から他端側に燃料を噴射する噴射部と、噴射部の外周を囲むハウジングと、ハウジングの他端側に結合され、チップ貫通部を有するアイシングチップと、噴射部の他端側に連通され、前記チップ貫通部を貫通して設けられる噴射チューブと、チップ貫通部の他端側に縮径する方向にテーパ状に形成されたテーパ部と、を有し、
噴射チューブの末端部の直径は前記噴射チューブの中間部の直径より小さく、噴射チューブの末端部の外縁は前記チップ貫通部のテーパ部のテーパ面と当接し、チップ貫通部のテーパ部の傾斜角は、チップ貫通部の中心軸を基準として縮径する方向に、１０±２度乃至２０±２度の範囲であることを特徴とする。

また本発明は、噴射チューブの末端部の外縁が、チップ貫通部のテーパ部のテーパ面と当接する。
チップ貫通部のテーパ部の傾斜角は、チップ貫通部の中心軸を基準として１０±２度乃至２０±２度の範囲である。

また本発明は、噴射チューブの末端部部の直径が、噴射チューブの中間部の直径より小さい。
また、ハウジングは、噴射チューブに貫通されるハウジング貫通部を有する。ハウジング貫通部はチップ貫通部と連通する。

本発明のＬＰＩインジェクターによれば、チップ貫通部の他端側に噴射チューブの末端部と接触するテーパ部を設けることによって、噴射チューブの位置を一端側に移動させ、噴射部と噴射チューブとの密着部位を拡張することによって、噴射部と噴射チューブとの間の気密を緊密に維持し、空隙を最小化することができた。
噴射部と噴射チューブとの間の空隙を最小化したことによって噴射部と噴射チューブとの間にＬＰＧ燃料が残留しなくなったため、噴射部と噴射チューブとの間の空隙での燃料の気化がなくなり、タールの発生が防止されると共に、噴射チューブ他端部でのタールの固着を最小化して、噴射チューブがタールで塞がることを防止することができた。
また、タールが噴射部と噴射チューブとの間に付着しないので、別途の超音波洗浄が必要なくなった。

本発明の一実施形態に係るＬＰＩインジェクターの横断面図である。 図１の噴射チューブとアイシングチップの分離拡大図である。（ａ）は噴射チューブの先端部分であり、（ｂ）はアイシングチップの拡大図である。 図１の、一点破線で囲ったＡ部分の拡大図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に記載する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＬＰＩインジェクターの横断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るＬＰＩインジェクターは、ＬＰＩ専用電子制御装置（図示しない）の制御を受けて燃料を一端側から他端側に噴射する噴射部１００、噴射部１００の外周を囲むハウジング２００、ハウジング２００の他端側に連結されるアイシングチップ３００、及び一端側が噴射部１００の他端側に連通し他端側がアイシングチップ３００を貫通して設けられる噴射チューブ４００を有する。

噴射部１００の一端側には、電源供給及び信号受信のためのプラグ１０１が設けられる。噴射部１００の内部構造及び動作は公知なので詳細な説明は省略する。
ハウジング２００は、噴射部１００を収容するメインハウジング２１０と、メインハウジング２１０の一端側を覆いながら、噴射部１００をメインハウジング２１０に固定するカバー２２０と、を有する。

メインハウジング２１０には、燃料供給部２１１と燃料リターン部２１２とが形成される。燃料は、燃料供給部２１１を通過してエンジンに噴射され、残った燃料は、燃料リターン部２１２を通じてボンベに回収される。
メインハウジング２１０の内部には噴射チューブ４００が貫通するハウジング貫通部２１０ａが形成されている。

メインハウジング２１０の側面に結合用フランジ２１３が突設される。結合用フランジ２１３を貫通して、内周面にネジ溝が刻設された結合孔が形成される。即ち、メインハウジング２１０は、結合用フランジ２１３及び結合孔によってエンジンのマニホールドに堅固に取付けられる。なお、結合孔は１個のみでも良く、メインハウジング２１０の周囲に沿って２個以上形成して組立強度を向上させても良い。
噴射部１００とハウジング２００との間にはシーリング（ｓｅａｌｉｎｇ）のためのＯリング２１４が設けられる。

アイシングチップ３００は、熱エネルギーの供給を受けて噴射チューブ４００の一端側を加熱し、結氷を防止する。即ち、ＬＰＧ燃料が噴射チューブ４００を通じてマニホールドに噴射される時、ＬＰＧ燃料の気化熱によって湿気を含む空気が冷却され噴射チューブ４００の一端側に氷が生成する可能性がある。噴射チューブ４００の一端側を加熱して噴射チューブ４００の凍結を予防する。
アイシングチップ３００の内部に、メインハウジング２１０のハウジング貫通部２１０ａと連通して、噴射チューブ４００に貫通されるチップ貫通部３００ａが設けられる。

図２は、図１の噴射チューブとアイシングチップの分離拡大図である。（ａ）は噴射チューブの先端部分であり、（ｂ）はアイシングチップの拡大図である。また、 図３は、図１の、一点破線で囲ったＡ部分の拡大図である。

図２（ａ）に示すように、噴射チューブ４００の末端には噴射孔４００ａが形成され、燃料が噴射孔４００ａからエンジン内に噴射される。
噴射チューブ４００の末端部４１０の直径（ｒ１）は、噴射チューブ４００の中間部４２０の直径（ｒ２）より小さく形成される。

図２（ｂ）に示すように、チップ貫通部３００ａの他端側にはテーパ状に形成されたテーパ部３００ｂが形成される。
噴射チューブ４００の末端部４１０の直径（ｒ１）を中間部４２０の直径（ｒ２）より小さく形成するのは、噴射チューブ４００の末端部４１０の外縁をチップ貫通部３００ａのテーパ部３００ｂのテーパ面と当接させるためである。

チップ貫通部３００ａのテーパ部３００ｂの傾斜角（θ）は、チップ貫通部３００ａの中心軸（Ｙ）を基準として、１０±２度〜２０±２度とすることができる。
チップ貫通部３００ａのテーパ部３００ｂの傾斜角（θ）が、中心軸（Ｙ）を基準として１０±２度より小さい場合は、噴射チューブ４００の末端部４１０の外縁がチップ貫通部３００ａのテーパ部３００ｂのテーパ面と当接しないことがある。
図３に示すように、噴射チューブ４００の末端部４１０がチップ貫通部３００ａのテーパ部３００ｂと当接しない場合は、噴射チューブ４００が一端側に移動されないため、噴射部１００と噴射チューブ４００との間に空隙が発生しやすい。

また、チップ貫通部３００ａのテーパ部３００ｂの傾斜角（θ）が、中心軸（Ｙ）を基準にして２０±２度より大きい場合は、噴射チューブ４００の末端部４１０がチップ貫通部３００ａのテーパ部３００ｂの一端側と当接するため、噴射チューブ４００が一端側に移動し噴射部１００を押し出すため、メインハウジング２１０とアイシングチップ３００とがうまく結合しない場合がある。

チップ貫通部３００ａの他端側に噴射チューブ４００の末端部４１０と接触するテーパ部３００ｂを形成し、噴射チューブ４００を所定距離だけ一端側に移動させることによって、噴射部１００と噴射チューブ４００とを密着させ、噴射部１００と噴射チューブ４００との間の気密を維持することができる。
噴射部１００と噴射チューブ４００との間の空隙（ｄ）を最小化することによって、噴射部１００と噴射チューブ４００との間にＬＰＧ燃料が残留しなくなるため、噴射部１００と噴射チューブ４００との間でのＬＰＧ燃料の気化を防止すると共に、タールの発生及び固着を最小化して、噴射チューブ４００の噴射孔４００ａがタールによって塞がるのを防止することができる。
また、噴射部１００と噴射チューブ４００との間にタールが固着しないので、別途の超音波洗浄が必要でなくなる。

噴射チューブ４００は、熱伝導率が低いテフロン（登録商標）樹脂から形成することができる。噴射チューブ４００をテフロン（登録商標）樹脂で形成することによって、噴射チューブ４００を通過する液状の燃料がハウジング２００を通じて熱を吸収し、液状の燃料は気化して気相の燃料に変化するので、燃料の流れが低下するのを防止することができる。
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１００ 噴射部
１０１ プラグ
２００ ハウジング
２１０ メインハウジング
２１０ａ ハウジング貫通部
２１１ 燃料供給部
２１２ 燃料リターン部
２１３ 結合用フランジ
２１４ Ｏリング
２２０ カバー
３００ アイシングチップ
３００ａ チップ貫通部
３００ｂ テーパ部
４００ 噴射チューブ
４００ａ 噴射孔
４１０ 末端部
４２０ 中間部

Claims (3)

1. 一端側から他端側に燃料を噴射する噴射部と、
   前記噴射部の外周を囲むハウジングと、
   前記ハウジングの他端側に結合され、チップ貫通部を有するアイシングチップと、
   前記噴射部の他端側に連通され、前記チップ貫通部を貫通して設けられる噴射チューブと、
   前記チップ貫通部の他端側に縮径する方向にテーパ状に形成されたテーパ部と、
   を有し、
   前記噴射チューブの末端部の直径は前記噴射チューブの中間部の直径より小さく、
   前記噴射チューブの末端部の外縁は前記チップ貫通部のテーパ部のテーパ面と当接し、
   前記チップ貫通部の前記テーパ部の傾斜角は、前記チップ貫通部の中心軸を基準として縮径する方向に、１０±２度乃至２０±２度の範囲であることを特徴とするＬＰＩインジェクター。
2. 前記ハウジングは、前記噴射チューブに貫通されるハウジング貫通部を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩインジェクター。
3. 前記ハウジング貫通部は前記チップ貫通部と連通することを特徴とする、請求項２に記載のＬＰＩインジェクター。
   

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