JP6017346B2 - Ｌｐｇボンベ装置 - Google Patents

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Description

本発明はＬＰＧ燃料を使用する車両の燃料タンクに関するものであり、さらに詳しくは、ＬＰＧボンベの圧力が一定に維持されるようにするＬＰＧボンベ装置（ＬＰＧ ＢＯＭＢＥ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ）に関するものである。
発明の背景になる技術
従来、ＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ）を燃料として使用するＬＰＧ車両は、ＬＰＧを気化させてエンジンに供給したが、冬期の始動不良等の原因を改善するために、ＬＰＧ燃料をインジェクターによって高圧の液状で直接噴射するＬＰＩ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式を主に利用している。
このような方式は、ＬＰＧ燃料を再充填する途中でＬＰＧボンベ内部の燃料の温度や圧力または燃料組成に急激な変化が生ずる場合、キャビテーション現象（空洞現象、ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）によって燃料ポンプが吸入能力を喪失することがあり得る。
既存の特許ＫＲ１０−２０１０−００９７５７０Ａ「ガス燃料車両用燃料タンク及びその燃料充填方法」では、上記した問題点を解決するために、充填パイプの先端に形成される液相吐出口と充填パイプの上部に形成される気相吐出口を通じて燃料を同時に充填してＬＰＧボンベ内部の気相側圧力を一定に維持することにより気相側圧力上昇による充填延長現象を防止する。
図１は、燃料充填部３０を通じて注入された燃料が一部は気化して気相側Ｖに充填され、一部は充填液相パイプ５１を通じて液相側Ｌに充填される様子を図示する。液相側Ｌの燃料が燃料ポンプ２０によって吸入されるようになる。
図２は、ＬＰＧボンベ１０の充填管路３３に形成されて燃料ポンプ２０側に燃料を吸入する第１チェックバルブ７０と第２チェックバルブ９０を示した。第１チェックバルブ７０は、吸入管路の前方側に形成され、第２チェックバルブ９０は、燃料モーター２０側に形成される。
しかし通常的に使用する車両は、充填をする時に満充填をし、充填後ＬＰＧボンベの圧力が低下した後、再び圧力が上昇する条件で自動で充填をカットオフ（ｃｕｔ−ｏｆｆ）した後に再始動するので問題がないが、少量で度々充填し、低速過負荷走行をしてＬＰＧボンベ内部の燃料温度が高い場合には、充填中にＬＰＧボンベ圧力が低下する時点でカットオフをした後に再始動をするので、始動が不可になる問題点が発生する。
これは通常吸入管路に使用するチェックバルブによって充填中にＬＰＧボンベの圧力が低下してもエンジンをｏｆｆする前の圧力が維持され、エンジンｏｆｆ後にも燃料ポンプの発熱が継続して残ってＬＰＧボンベに比べ吸入管路に高い圧力が形成されるようになる。
そのため、充填後の再始動時、ＬＰＧボンベの圧力が吸入管路の内部圧力に比べて低い圧力が形成されて、再始動を試みてもＬＰＧボンベ内の燃料が吸入管路に流入が円滑にいかず再始動が不可能になる。
ゆえに、少量の燃料を度々再充填し、ＬＰＧボンベ内部の燃料温度が高くなった状態で充填をした後再始動をしても、ＬＰＧボンベの圧力が低下しないようにして充填後の始動不良を改善する装置が必要なのである。
上記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景についての理解増進のためのものであるだけで、この技術分野で通常の知識を有する者にすでに知られた従来技術に該当することを認めるものとして受け入れられてはならないものである。
ＫＲ１０−２０１０−００９７５７０Ａ
解決しようとする課題
本発明は、このような問題点を解決するために提案されたものであり、少量の燃料を度々再充填し、苛酷な状態で走行してＬＰＧボンベ内部の燃料温度が高くなった状態で充填後に再始動時にも、ＬＰＧボンベの圧力が低下せずに燃料充填後の始動不良を改善するＬＰＧボンベ装置を提供するところにその目的がある。
上記の目的を達成するための本発明によるＬＰＧボンベ装置は、ＬＰＧボンベに設けられた燃料充填部； 上記燃料充填部から燃料ポンプまで燃料が流動するように形成された燃料流路； 上記ＬＰＧボンベ内部の燃料流路に形成され、燃料ポンプの圧力によって燃料を吸入する第１チェックバルブ；及び上記ＬＰＧボンベ内部の燃料流路に形成され、上記第１チェックバルブとは離隔され、燃料充填部を通じて充填される燃料をＬＰＧボンベに吐出する第２チェックバルブ；を含む。
上記燃料流路は、上端が上記燃料充填部に連結され、下端はＬＰＧボンベの底面まで延長形成された充填液相パイプ；と、充填液相パイプに連結されて吸入された燃料を燃料ポンプに移送する吸入管路；で形成されることができる。
上記充填液相パイプは、柔軟性がある材質であることができる。
上記充填液相パイプは、プラスチックチューブであることができる。
上記第１チェックバルブと上記第２チェックバルブは、上記吸入管路に形成されることができる。
上記第１チェックバルブと上記第２チェックバルブは、上記吸入管路の下方に形成されることができる。
上記燃料流路の上端には、噴射ホールが形成されて、燃料充填時、決められた比率に従って一部が気化してＬＰＧボンベの気相側に噴射されることができる。
上記第１チェックバルブは、傘型で、バルブが開く圧力によって燃料吸入性能に影響を受けないことができる。
上記第１チェックバルブは、車両走行時、開いて燃料ポンプに燃料が流入することができる。
上記第２チェックバルブは、燃料充填時、燃料流路に発生する圧力が設定された圧力以上になれば、第２チェックバルブが開いてＬＰＧボンベの液相側に燃料が充填されることができる。
上記燃料流路の上部には、クィックコネクタが形成されて燃料流路と燃料充填部の組立てを容易にすることができる。
上述したような構造からなったＬＰＧボンベ装置によれば、少量の燃料を度々再充填したり低速過負荷の苛酷な状態で走行したり、あるいは酷暑期にＬＰＧボンベ内部の温度が高くなった状態で充填後に再始動しても、ＬＰＧボンベの圧力が吸入管路の圧力より高い状態を維持し、正常にＬＰＧボンベの燃料を燃料モーターに移送することができるようにして燃料充填後の始動不良を改善する長所がある。
既存のＬＰＧボンベ装置を図示した図面である。 既存のＬＰＧボンベ装置の吸入管路を詳しく図示した図面である。 本発明の一実施例によるＬＰＧボンベ装置を図示した図面である。 充填開始時のＬＰＧボンベ装置を図示した図面である。 充填中のＬＰＧボンベ装置を図示した図面である。 走行中のＬＰＧボンベ装置を図示した図面である。 組立て１段階を図示した図面である。 組立て２段階を図示した図面である。 組立て完成段階を図示した図面である。
発明を実施するための具体的な内容
以下では添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例によるＬＰＧボンベ装置について詳察する。
図３は、本発明の一実施例によるＬＰＧボンベ装置を図示した図面で、図４ないし図６は、充填または走行時のＬＰＧボンベ装置を図示した図面であり、図７ないし図９は、組立て段階を図示した図面である。
図３によれば、ＬＰＧボンベ１００に設けられた燃料充填部３００； 上記燃料充填部３００から燃料ポンプ２００まで燃料が流動するように形成された燃料流路５００； 上記ＬＰＧボンベ１００内部の燃料流路５００に形成され、燃料ポンプ２００の圧力によって燃料を吸入する第１チェックバルブ７００；及び上記ＬＰＧボンベ１００内部の燃料流路５００に形成され、上記第１チェックバルブ７００とは離隔され、燃料充填部３００を通じて充填される燃料をＬＰＧボンベ１００に吐出する第２チェックバルブ９００；を含む。
上記燃料流路５００は、上端が上記燃料充填部３００に連結され、下端はＬＰＧボンベ１００の底面まで延長形成された充填液相パイプ５１０；と、充填液相パイプ５１０に連結されて吸入された燃料を燃料ポンプ２００に移送する吸入管路５３０；で形成され、充填液相パイプ５１０は柔軟性がある材質で成形されるが、特に、柔軟性がありながらも液相の燃料を充填する時に腐蝕が起きないようにプラスチックチューブで成形する。
燃料流路５００の吸入管路５３０のうち、特に吸入管路５３０の下方に上記第１チェックバルブ７００と上記第２チェックバルブ９００は互いに離隔されて形成される。
また、上記燃料流路５００の上端には、噴射ホール５５０が形成されて燃料充填時、決められた比率に従って一部が気化してＬＰＧボンベ１００の気相側Ｖに噴射され、気化した燃料の残りは、充填液相パイプ５１０を通じて液相側Ｌに充填されるようになる。
図４ないし図６の充填及び走行時の図面をみれば、図４は、充填開始時のＬＰＧボンベ１００の内部を図示した図面で、ＬＰＧボンベ１００に燃料を充填するためにエンジンを切るようになれば、ＬＰＧボンベ１００の温度が高くなった状態で充填される燃料が気化し、ＬＰＧボンベ１００の圧力が急激に下がるようになる。再始動時、ＬＰＧボンベ１００の圧力が低下してもエンジンをＯＦＦする前の圧力が維持され、エンジンのＯＦＦ後にも燃料ポンプ２００には熱が残っていることになって、ＬＰＧボンベ１００の圧力より燃料ポンプ２００の圧力が高くて燃料が燃料ポンプ２００側に流入せず再始動がかからなくなる。
ＬＰＧボンベ１００に燃料を充填するようになれば、図４に表示した矢印方向に燃料が移動するようになるが、燃料充填部３００を通じて燃料流路５００を過ぎて燃料ポンプ２００まで液相の燃料が到逹することができるようになる。この時、液相の燃料のうち一部は噴射ホール５５０を通じて気化して気相側Ｖに噴射される。普通、気相側Ｖに噴射される燃料の量と液相側Ｌに噴射される燃料の量は、車種や状態によって異なるが、本発明による一実施例では気相側と液相側の比率を５：９５にする場合について説明する。
充填開始時には燃料ポンプ２００で圧力が発生しない状態であるため、燃料流路５００の内部に圧力が形成されてＬＰＧボンベ１００の高い温度によって充填される燃料の気化が防止され、燃料の温度及び圧力と燃料組成がＬＰＧボンベ１００の内部の燃料と燃料流路５００の燃料が同じになるようになる。
図５で矢印で示したように、燃料流路５００に燃料が一杯になった状態でも継続して充填されるようになれば、燃料ポンプ２００側に燃料がそれ以上進行することができず、継続して圧力が発生するようになって吸入管路５３０側からＬＰＧボンベ１００の液相側Ｌに燃料を排出することができる第２チェックバルブ９００がバルブの弾性力によって開いて充填液相パイプ５１０を通じて吸入管路５３０に流入する液相の燃料を液相側Ｌに吐出するようになる。
上記第２チェックバルブ９００は、充填時燃料流路５００に発生する圧力が設定された圧力以上になれば、第２チェックバルブ９００が開いてＬＰＧボンベ１００の液相側Ｌに燃料が充填されるようになるが、第２チェックバルブ９００の開く圧力は設計者によって異なって設定することができ、ＬＰＧボンベ１００の圧力よりは高く設定するようになる。
図６は、走行中の燃料の流れを図示した図面で、走行中には燃料ポンプ２００で圧力が発生して燃料を吸入するようになるが、圧力が発生すれば吸入管路５３０の内側に燃料を吸い込む方向で、設定された圧力以上に圧力が作用されると開くようになるが、吸入管路５３０には燃料ポンプ２００から負圧が発生し、第２チェックバルブ９００は反対の形状なので開かなくなる。
上記第１チェックバルブ７００が開いて第１チェックバルブ７００を通じて燃料がＬＰＧボンベ１００側から吸入管路５３０側に吸入されるようになるが、第１チェックバルブ７００は、傘型で、バルブが開く圧力によって燃料吸入性能に影響を受けなくなる。
図７ないし図９は、本発明の一実施例によるＬＰＧボンベ装置を実際に適用するために組立て段階を示した。
ＬＰＧボンベ１００には、燃料充填部３００と燃料流路５００がそれぞれ別に組立てられるが、本発明の一実施例によるＬＰＧボンベ装置は、第１チェックバルブ７００と第２チェックバルブ９００が必ず連結されなければならないため、組立て性とＡＳ（ａｆｔｅｒ ｓｅｒｖｉｃｅ）性をすべて考慮した構造設定が必要である。
図７は、組立て１段階で第１チェックバルブ７００を装着する段階である。
吸入管路５３０に第１チェックバルブ７００と第２チェックバルブ９００が形成され、第２チェックバルブ９００に流動性があるプラスチックチューブで成形された充填液相パイプ５１０が圧入され、燃料流路５００の充填液相パイプ５１０の上部には簡便な組立て及びＡＳのためにクィックコネクタ５７０が形成されて燃料流路５００と燃料充填部３００の組立てを容易にする。クィックコネクタ５７０は、燃料充填部３００の組立てのためにＬＰＧボンベ１００に形成された燃料充填部組立てホール１１０を通じて接近が可能なように充填液相パイプ５１０の経路を設定する。
図８は、組立て２段階で燃料充填部３００を装着する段階である。
充填液相パイプ５１０に連結されたクィックコネクタ５７０を燃料充填部組立てホール１１０を通じて外部に突出させる。実際の充填液相パイプ５１０は流動性がある材質で、充填液相パイプ５１０の経路は３次元であるため、引っぱる時ある程度の遊びの発生が可能であるため、外部に突出が可能である。外部に突出したクィックコネクタ５７０と燃料充填部３００の液相の燃料吐出部位を結合した後、燃料充填部３００をＬＰＧボンベ１００の燃料充填部組立てホール１１０に完全に締結する。
図９は、本発明の一実施例によるＬＰＧボンベ装置の結合が完了した状態を図示した図面である。
本発明の一実施例によるＬＰＧボンベ装置は、ＬＰＧボンベの内側にエアを除去して燃料残量が２０％程度の状態でＬＰＧボンベが高温（約５０〜５８℃）である時、燃料充填中のＬＰＧボンベの圧力が最低である時点で充填を完了し、再始動して評価した時、既存とは異なってＬＰＧボンベの圧力が低下して充填途中に吸入管路に液相の充填燃料が流入して充填完了後再始動が可能であった。
少量の燃料を度々再充填したり低速過負荷の苛酷な状態で走行したりあるいは酷暑期に、ＬＰＧボンベ内部の温度が高くなった状態で充填後に再始動しても、ＬＰＧボンベの圧力が吸入管路の圧力より高い状態を維持し、正常にＬＰＧボンベの燃料を燃料モーターに移送することができるようにして燃料充填後の始動不良を改善する長所がある。
本発明は、特定の実施例に関して図示して説明したが、以下の特許請求範囲によって提供される本発明の技術的思想を脱しない限度内で、本発明が多様に改良及び変化することができるということは当業界で通常の知識を有する者において自明なことである。
１００：ＬＰＧボンベ
１１０：燃料充填部組立てホール
２００：燃料ポンプ
３００：燃料充填部
５００：燃料流路
５１０：充填液相パイプ
５３０：吸入管路
５５０：噴射ホール
５７０：クィックコネクタ
７００：第１チェックバルブ
９００：第２チェックバルブ

Claims (11)

  1. ＬＰＧボンベに設けられた燃料充填部；
    上記燃料充填部から燃料ポンプまで燃料が流動するように形成された燃料流路；
    上記ＬＰＧボンベ内部の燃料流路に形成され、燃料ポンプの圧力によって燃料を吸入する第１チェックバルブ；及び
    上記ＬＰＧボンベ内部の燃料流路に形成され、上記第１チェックバルブとは離隔され、燃料充填部を通じて充填される燃料をＬＰＧボンベに吐出する第２チェックバルブ；を含むＬＰＧボンベ装置。
  2. 上記燃料流路は、上端が上記燃料充填部に連結され、下端はＬＰＧボンベの底面まで延長形成された充填液相パイプ；と、充填液相パイプに連結されて吸入された燃料を燃料ポンプに移送する吸入管路；で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧボンベ装置。
  3. 上記充填液相パイプは、柔軟性がある材質であることを特徴とする請求項２に記載のＬＰＧボンベ装置。
  4. 上記充填液相パイプは、プラスチックチューブであることを特徴とする請求項２に記載のＬＰＧボンベ装置。
  5. 上記第１チェックバルブと上記第２チェックバルブは、上記吸入管路に形成されることを特徴とする請求項２に記載のＬＰＧボンベ装置。
  6. 上記第１チェックバルブと上記第２チェックバルブは、上記吸入管路の下方に形成されたことを特徴とする請求項５に記載のＬＰＧボンベ装置。
  7. 上記燃料流路の上端には、噴射ホールが形成されて、燃料充填時、決められた比率に従って一部が気化してＬＰＧボンベの気相側に噴射されることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧボンベ装置。
  8. 上記第１チェックバルブは、傘型で、バルブが開く圧力によって燃料吸入性能に影響を受けないことを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧボンベ装置。
  9. 上記第１チェックバルブは、車両走行時、開いて燃料ポンプに燃料が流入することを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧボンベ装置。
  10. 上記第２チェックバルブは、燃料充填時、燃料流路に発生する圧力が設定された圧力以上になれば、第２チェックバルブが開いてＬＰＧボンベの液相側に燃料が充填されることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧボンベ装置。
  11. 上記燃料流路の上部には、クィックコネクタが形成されて燃料流路と燃料充填部の組立てを容易にすることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧボンベ装置。
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