JP6527770B2 - ガス燃料供給用のレギュレータ - Google Patents
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Description
本発明は、圧力容器から送出されたＬＰＧ（液化石油ガス）やＣＮＧ（圧縮天然ガス）のような高圧のガス燃料を所定圧力に減圧させてミキサまたはインジェクタに送出するために用いられるガス燃料供給用のレギュレータに関するものである。
従来、ＬＰＧやＣＮＧなどのガス燃料をエンジンに供給する際に、圧力容器に充填した高圧で液状のガス燃料をレギュレータで大気圧程度の低圧に減圧調整し、これをミキサまたはインジェクタに送り、吸気管路からガスエンジンに供給している。
そして、前記レギュレータによるガス燃料の調圧制御は、例えば特開２００３−２３２２６５号公報などに提示されており、図６に示すように、大気側に連通した背圧室１側とダイヤフラム２で区画された調圧室３への燃料導入口４に弁５を設置し、背圧室１側の大気圧に対応して設置された制御圧セットバネ６で荷重されたダイヤフラム２の往復変位動作をピン７により回動可能に支持された弁レバー８で伝達して弁５を開閉させることにより行っている。
ところで、このガス燃料供給用のレギュレータの弁５は、図７および図８に示すように、燃料導入口４の出口に設置された全体が筒状で頂部の開口縁を弁シート５１とする弁座５２と、前記弁シート５１に密に接する円板状の当り面５３を有する弁体５４により構成され、製品の組立ごとにリーク量を管理した後、弁体５４を前記弁座５２側にピン７により回動可能に支持された弁レバー８に保持部材９を介して接着剤８２により接着することにより支持するものである。
そのため、組み付け後の再組み付けや弁体５４などの交換を行うと予め調整してあった弁体５４と弁座５２との相対関係が失われてしまい規定のシール性能が確保できなくなるという問題がある。
そこで、従来、例えば図８に示すように、前記弁体５４への接触する底部を半円球とした保持部材９を使用して弁体５４を保持部材９に対して自由接続（弁体５４の中心において全周囲方向に傾動可能に取り付ける）として前記弁レバー８による弁体５４の動きに応じて弁座５２との相対的な傾きを自動補正させる弁５が提示されている。
しかしながら、前記自動調整式の弁５は、微少流量域、即ち、弁体５４の開度が少ない状態において、弁体５４の着座性の不安定が微少圧力の制御性を悪化させ、また、弁体５４がフリー状態にあることから弁体５４が不安定となり信頼性に欠けるなどの問題がある。
本発明は、前記従来のガス燃料供給用のレギュレータの弁が有する問題点を解決して、弁体と弁座との相対位置関係を自動補正可能にするとともに弁体が常時安定した弁座への着座性を発揮することができるガス燃料供給用のレギュレータを提供することを課題とする。
前記課題を解決するためになされた本発明は、大気側に連通した背圧室側とダイヤフラムで区画された調圧室への燃料導入口に配置された円形筒状の弁座に当接する円形の弁体を保持する保持部材をピンにより回動可能に支持された弁レバーに連結し、前記背圧室側の大気圧に対応して設置された制御圧セットバネで荷重された前記ダイヤフラムの往復変位動作により生じる前記弁レバーの揺動により開閉する弁を有するガス燃料供給用のレギュレータにおいて、前記弁体を保持する保持部材が、前記弁体の頂面に接する底部を半円球にするとともに中心に前記弁体に形成した通孔に連通するとともに軸線方向の所定の位置に固定凹部を形成した保持部材本体と、全体が弾性材により形成された所定径を有する軸状で基端に係止部を突設させるとともに軸部の軸線方向所定位置に前記保持部材本体に形成した通孔に形成した固定凹部に嵌合する固定凸部を膨出した固着部材とからなり、前記互いに重ねた弁体と保持部材本体の中心において連通する通孔に前記固着部材を弁体の底面側から前記固定凸部が前記固定凹部に嵌合するまで差し込み、前記固着部材の前記係止部と前記固定凸部により前記弁体を保持部材に保持させていることを特徴とする。
本発明によると、保持部材は前記図９に示した従来例のように、前記保持部材本体の弁体への接触する底部を半円球としたことから弁体を保持部材に対して自由接続（弁体の中心において前周囲方向に傾動可能に取り付ける）として前記弁レバーによる弁体の動きに応じて弁座との相対的な傾きを自動補正させることができることはいうまでもなく、保持部材と弁体とが弾性を有する軸部材により互いに連結保持されているので弁座の弁シートに対して弁レバーが傾いた場合にも弁体は弾性を有する固着部材が軸線を曲げて保持部材の底部である球面に沿って稼働することで弁座の弁シートに着座した状態を保つことになる。
そのため、弁の開度が少ない状態において、弁体の着座性の不安定が微少圧力の制御性を悪化させ、また、弁体がフリー状態にあることから弁体が不安定となり信頼性に欠けるなどの従来の問題点が解消される。
更に、本発明において、前記固着部材の前記係止部の頂面に前記弁体の底面における前記弁座の弁シートへの着座面を覆う弾性材からなる膜体を一体的に拡設させた場合には、シール性の向上を図った弁体を安価に提供することができる。
本発明によれば、組み付け後の再組み付けや弁体などの交換を行っても調整してある弁体と弁座との相対関係を失うことがなく、規定のシール性能を確保することができるばかりか、常に、弁体の着座性が安定しており、信頼性に優れた弁を有するガス燃料供給用のレギュレータを提供することができるものである。
以下に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図４は本発明である燃料供給装置の好ましい実施の形態を示すものであり、全体の構成は前記図６に示した従来例とほぼ同様で図１に示すように、大気側に連通した背圧室１側とダイヤフラム２で区画された調圧室３への燃料導入口４に弁５を設置し、背圧室１側の大気圧に対応して設置された制御圧セットバネ６で荷重されたダイヤフラム２の往復変位動作をピン７により回動可能に支持された弁レバー８で伝達して保持部材９を介して弁５を開閉させることにより前記弁５が配置される燃料導入口４から導入したＬＰＧ（液化石油ガス）、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）などのガス燃料を調圧室３で大気圧程度に減圧調整し、エンジンに供給する際に燃料出口１０から排出してミキサまたはインジェクタに送り、吸気管路からガスエンジンに供給するものである。
本実施の形態において最も特徴的である弁５は、図２および図３に示すように、燃料導入口４の出口に設置される全体が筒状で頂部の開口縁を弁シート５１とする弁座５２と、前記弁シート５１に密に接する円板状の当り面５３を有する弁体５４を有し、特に、弁体５４の中心には所定径を有する通孔５５が貫通、形成されている。
また、前記弁体５４を前記ダイヤフラム２の往復変位動作をピン７により回動可能に支持された弁レバー８に接続するための弁体５４の保持部材９が、前記弁体５４の頂面５６に接して配置されるとともに前記弁レバー８に連結される保持部材本体９１と、前記弁体５４と保持部材本体９１とを固着する固着部材９２とから構成される。
前記保持部材本体９１は、底部９１１を半円球にするとともに中心に前記弁体５４に形成した通孔５５に連通する通孔９１２が形成されているとともに通孔９１２における軸線方向の所定の位置に固定凹部９１３が形成されている。
一方、保持部材本体９１と弁体５４とを固着する固着部材９２は、全体が例えば適宜硬質のＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）のような耐油性、耐摩耗性、耐老化性、耐引裂性などに優れたゴム材のような弾性材により形成された所定径を有する軸状で軸部９２１の基端に皿状の係止部９２２を突設させるとともに軸部９２１の軸線方向所定位置に前記保持部材本体９１の通孔９１２に形成した固定凹部９１３に嵌合する固定凸部９２３が膨出されている。
そして、互いに重ねた弁体５４と保持部材本体９１の中心において互いに連通する通孔５５，９１２に固着部材９２を弁体５４の底面（当り面５３）側から差し込み固定凸部９２３を固定凹部９１３に嵌合させ、弁体５４を保持部材９に保持させる。
本発明によると、保持部材は前記図９に示した従来例のように、保持部材本体９１の弁体５４へ接触する底部９１１を半円球としたことから弁体５４を保持部材９に対して自由接続（弁体５４の中心において全周囲方向に傾動可能に取り付ける）として連結した弁レバー８による弁体５４の動きに応じて弁座５２との相対的な傾きを自動補正させることができることはいうまでもなく、保持部材本体９１と弁体５４とが弾性を有する固着部材９２により互いに連結保持されている。
従って、図４に示すように、弁座５２の弁シート５１に対して弁レバー８が傾いた場合にも弁体５４は弾性を有する固着部材９２が軸線を曲げて保持部材本体９１の底部９１１である球面に沿って稼働することで弁座５２の弁シート５１に着座した状態を保つことになる。
そのため、弁５の開度が少ない状態において、弁体５４の着座性の不安定が微少圧力の制御性を悪化させ、また、弁体５４がフリー状態にあることから生じる弁体５４が不安定となり信頼性に欠けるなどの従来の問題点が解消される。
更に、本実施の形態では、固着部材９２の係止部９２２の頂面９２４における軸部９２１の周囲に円柱状の拡張部９２５が形成されているとともに弁体５４の当り面５３に前記拡張部９２５が嵌挿される嵌挿凹部５７が形成されており、両者が嵌合することで弁体５４と固着部材９２とがより一体的に固着されるようになっている。
尚、本実施の形態において、前記保持部材本体９１と弁体５４とを固着する固着部材９２の硬度は、弁体５４が弁座５２に着座するときの弁体５４と弁座５２との傾き度（図示するα°）を生じた際に前記弁レバー８を付勢する制御圧セットバネ６の押し付け力によって完全着座するように屈曲可能且つ弁体５４を弁座５２に密着させることが可能な硬さと柔軟性が発揮可能な範囲に設定され、制御圧セットバネ６の荷重、固着部材９２の軸径、弁体５４の位置や弁レバー８の形状や取り付け位置などを考慮して設定される。
また、図５は本発明の異なる実施の形態を示すものであり、全体の構造及び作用・効果は前記図１乃至図４に示した実施の形態とほぼ同様であるが、固着部材９２の係止部９２２の頂面９２４に弁体５４の底面における弁座の弁シート５１を覆う弾性材からなる膜体９２６が一体的に拡設されている。
本実施の形態では、シール性の向上を図った弁体を安価に提供することができる。
１ 背圧室、２ ダイヤフラム、３ 調圧室、４ 燃料導入口、５ 弁、６ 制御圧セットバネ、７ ピン、８ 弁レバー、９ 保持部材、１０ 燃料出口、５１ 弁シート、５２ 弁座、５３ 当り面、５４ 弁体、５５ 通孔、５６ 頂面、５７ 嵌挿凹部、９１ 保持部材本体、９２ 固着部材、９１１ 底部、９１２ 通孔、９１３ 固定凹部、９２１ 軸部、９２２ 係止部、９２３ 固定凸部、９２４ 頂面、９２５ 拡張部
Claims (3)
- 大気側に連通した背圧室側とダイヤフラムで区画された調圧室への燃料導入口に配置された円形筒状の弁座に当接する円形の弁体を保持する保持部材をピンにより回動可能に支持された弁レバーに連結し、前記背圧室側の大気圧に対応して設置された制御圧セットバネで荷重された前記ダイヤフラムの往復変位動作により生じる前記弁レバーの揺動により開閉する弁を有するガス燃料供給用のレギュレータにおいて、前記弁体を保持する保持部材が、前記弁体の頂面に接する底部を半円球にするとともに中心に前記弁体に形成した通孔に連通するとともに軸線方向の所定の位置に固定凹部を形成した保持部材本体と、全体が弾性材により形成された所定径を有する軸状で基端に係止部を突設させるとともに軸部の軸線方向所定位置に前記保持部材本体に形成した通孔に形成した固定凹部に嵌合する固定凸部を膨出した固着部材とからなり、前記互いに重ねた弁体と保持部材本体の中心において連通する通孔に前記固着部材を弁体の底面側から前記固定凸部が前記固定凹部に嵌合するまで差し込み、前記固着部材の前記係止部と前記固定凸部により前記弁体を保持部材に保持させていることを特徴とするガス燃料供給用のレギュレータ。
- 前記固着部材の前記係止部の頂面に前記弁体の底面における前記弁座の弁シートへの着座面を覆う弾性材からなる膜体を一体的に拡設させたことを特徴とする請求項１記載のガス燃料供給用のレギュレータ。
- 前記弾性材が適宜硬質のゴム材により形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のガス燃料供給用のレギュレータ。
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