JPH01113566A - Ｌｎｇエンジンの着霜防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はＬＮＧエンジンの着霜防止装置に係り、特に
ＬＮＧエンジンに供給する燃料ＬＮＧを蒸発させるベー
パライザの蒸発性能を広範囲な温度条件において充分に
発揮し得るＬＮＧエンジンの着霜防止装置に関する。

〔従来の技術〕

エンジンの燃料としては、主にガソリンや軽油等が利用
されているが、有害排気物質による汚損や資源の枯渇等
の諸問題に鑑み、近時、代替燃料としてＬＮＧ　（液化
天然ガス）を燃料とするＬＮＧエンジンが注目されてい
る。燃料としてのＬＮＧは、気体燃料であることから空
気との混合が良好で均質な混合気を生成することができ
、これにより良好な燃焼を得て有害排気物質の低減を果
すことができる等の種々の利点を有するものである。

この燃料ＬＮＧは、ベーパライザにより蒸発され、レギ
ュレータに、より所定圧に減圧し調量された後に、ミキ
サにより吸入空気と混合されて混合気となり、ＬＮＧエ
ンジンに供給され、燃焼される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、燃料ＬＮＧは、極低温の液体の状態（例えば
、−１６２℃）で貯留されており、前記ベーパライザに
より気体の状態に蒸発させている。

このとき、ベーパライザは燃料ＬＮＧの気化潜熱により
冷却されるので、この気化潜熱を利用して吸入空気を冷
却する構成としたＬＮＧエンジンもある。

ところが、燃料ＬＮＧは、前述の如く極低温の液体の状
態であるので、ベーパライザに霜が生成して付着するこ
とがある。このベーパライザの着霜は、柊にはベーパラ
イザの詰りを惹起し、燃料ＬＮＧの供給を停止させる不
都合を生じることもある。また、冬期等の寒冷期には、
ベーパライザの蒸発能力の低下を招き、燃料ＬＮＧを充
分に蒸発させ得ない不都合を生じた。

〔発明の目的〕

そこで、この発明の目的は、ＬＮＧエンジンに供給する
燃料ＬＮＧを蒸発させるベーパライザの着霜を防止し得
て、この着霜によるベーパライザの詰りを防止し得て、
また、冬期等の寒冷期における蒸発能力の低下を回避し
得て、広範囲な温度条件においてベーパライザの蒸発性
能を充分に発揮し得るＬＮＧエンジンの着霜防止装置を
実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、ＬＮＧエンジン
に供給する燃料ＬＮＧを蒸発させるベーパライザの燃料
通路に温度検出手段を設け、この温度検出手段よりも上
流側の燃料通路に前記ＬＮＧエンジンの冷却水により燃
料ＬＮＧを加熱する加熱手段を設け、前記温度検出手段
の検出するベーパライザの燃料通路温度状態を少くとも
一の制御因子とし前記ベーパライザに流入する燃料ＬＮ
Ｇを所定に加熱すべく前記加熱手段に流通する冷却水を
給断制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、制御手段によって、ベーパラ
イザの燃料通路に設けた温度検出手段の検出する燃料通
路温度状態を少くとも一の制御因子とし、前記温度検出
手段よりも上流側の燃料通路に設けた加熱手段に流通す
るＬＮＧエンジンの冷却水を給断制御することにより、
前記ベーパライザに流入する燃料ＬＮＧを所定に加熱す
る。これにより、ベーパライザの着霜を防止し、寒冷期
における蒸発能力の低下を回避する。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

図は、この発明の実施例を示すものである。図において
、２はＬＮＧエンジンである。このＬＮＧエンジン２は
、吸入空気として酸素富化空気生成装置４から酸素富化
空気を供給されるとともに、燃料として燃料タンク６か
ら燃料ＬＮＧを供給される。

前記酸素富化空気生成装置４は、特定の気体を選択的に
透過させる気体選択性透過膜等の酸素富化空気生成体た
る例えば酸素富化膜８を酸素富化空気通路１０の途中に
備えている。酸素富化膜８の下流側の酸素富化空気通路
１０には、ＬＮＧエンジン２の駆動力等により駆動され
る吸引ポンプ１２を設けている。この吸引ポンプ１２に
より酸素富化膜８の上流側と下流側との前記酸素富化空
気通路１０の間に圧力差を生じさせ、下流側に酸素富化
膜８により空気中の酸素濃度を高めて酸素富化空気を生
成する。

前記酸素富化膜８の下流側の酸素富化空気通路１０に生
成された酸素富化空気は、前記吸引ポンプ１２下流側の
酸素富化空気通路ｌＯにより後述のベーパライザ３４を
介して、ＬＮＧエンジン２の吸気通路１４始端側に設け
た酸素富化空気の導入室１６に供給される。導入室１６
には、ＬＮＧエンジン２の要求酸素富化空気量に対する
供給酸素富化空気量の不足分を大気により補充するとと
もに、要求酸素富化空気量に対する供給酸素富化空気量
の過剰分を外部に放出するための大気通路１８を設けで
ある。また、この導入室１６に供給される酸素富化空気
は、ベーパライザ３４において燃料ＬＮＧの気化潜熱に
より冷却される。導入室１６の酸素富化空気は、ミキサ
２０により後述の燃料タンク６から供給される燃料ＬＮ
Ｇと混合されて混合気を生成し、吸気絞り弁２２により
流量を調整されて燃焼室２４に供給される。燃焼室２４
で燃焼生成された排気は、排気通路２６により外部に排
出される。

前記ＬＮＧエンジン２に供給する燃料ＬＮＧを貯留する
燃料タンク６は、取出弁２８を設けている。取出弁２８
から取出された燃料ＬＮＧは、燃料通路３０により前記
吸気通路１４のミキサ２０に供給される。燃料通路３０
には、遮断弁３２と、ベーパライザ３４と、レギュレー
タ３６とを設けている。このレギュレータ３６の下流側
の燃料通路３０には、リリーフ弁３８を設け、このリリ
ーフ弁３８下流側の燃料通路３０を主燃料通路４０と補
助燃料通路４２とに分岐して前記ミキサ２０に開口終端
しで設けている。前記主燃料通路４０には主燃料遮断弁
４４を設けるとともに主燃料制御弁４６を設け、前記補
助燃料通路４２には補助燃料遮断弁４８を設けている。

また、これら主・補助燃料通路４０・４２の開口終端す
る前記ミキサ２０には、吸気絞り弁２２を迂回して吸気
通路１４を連通ずる空気通路５０を設けるとともに、こ
の空気通路５０を開閉する空気制御弁５２を設けている
。

前記主燃料遮断弁４４、主燃料制御弁４６、補助燃料遮
断弁４８及び空気制御弁５２は、制御部５４に接続され
ている。この制御部５４には、前記酸素富化膜８の上流
側と下流側との酸素富化空気通路１０の圧力差を検出す
る差圧センサ５６と、前記導入室１６に設けた導入室１
６内の酸素富化空気温度を検出する導入室温度センサ５
８と、導入室１６に設けた導入室１６内の酸素富化空気
圧力を検出する導入室圧力センサ６０と、吸気絞り弁２
２に設けた吸気絞り弁２２の開度状態を検出するスロッ
トルセンサ６２と、吸気絞り弁２２の下流側吸気通路１
４に設けた混合気の温度を検出する混合気温度センサ６
４と、吸気絞り弁２２の下流側吸気通路１４に設けた混
合気の圧力を検出する混合気圧力センサ６６と、ＬＮＧ
エンジン２の冷却水通路６８に設けた冷却水の温度を検
出する冷却水温度センサ７０と、排気通路２６に設けた
排気ガス中の酸素濃度を検出する０２センサ７２と、Ｌ
ＮＧエンジン２のクランク角度を検出するクランク角セ
ンサ７４と、レギュレータ３６下流側の燃料通路３０に
設けた燃料ＬＮＧの温度を検出する燃料ＬＮＧ温度セン
サ７６とが夫々接続されている。制御部５４は、これら
各種センサ５６〜６６．７０〜７６から各種信号を入力
し、前記吸引ポンプ１２や遮断弁３２、主燃料遮断弁４
４、主燃料制御弁４６、補助燃料遮断弁４８、空気制′
４：ｆｌ弁５２等の動作を制御する。尚、符号７８は、
制御部５４の操作部である。

このようなＬＮＧエンジン２の前記燃料ＬＮＧを薄光さ
せるベーパライザ３４の前記燃料通路３０、この実施例
においてはベーパライザ３４の燃料通路入口部８０に温
度検出手段たる温度センサ８２を設け、前記制御部５４
に接続する。この温度センサ８２は、ベーパライザ３４
に流入する燃料ＬＮＧの温度として、ベーパライザ３４
の燃料通路入口部８０の温度を検出する。この温度セン
サ８２よりも上流側の燃料通路３０には、ＬＮＧエンジ
ン２の冷却水により燃料ＬＮＧを加熱する加熱手段たる
予熱器８４を設けている。この予熱器８４には、前記Ｌ
ＮＧエンジン２の冷却水通路６８に連絡され、この冷却
水通路６８を流れる冷却水の一部を分流して流通させる
予熱用冷却水通路８６が貫流して設けられている。前記
予熱器８４よりも上流側の予熱用冷却水通路８６には、
制御弁８８を設け、前記制御部５４に接続する。

この制御弁８８と前記制御部５４の一部とにより、制御
手段を構成する。゛即ち、制御弁８８は、制御部５４に
よって、前記温度センサ８２の検出するベーパライザ３
４の燃料通路入口部８０の温度状態を少くとも一の制御
因子とし、前記ベーパライザ３４に流入する燃料ＬＮＧ
を所定に加熱すべく開閉され、前記予熱器８４に流通す
る冷却水を給断制御する。

次に作用を説明する。

前記酸素富化空気生成装置４により生成された酸素富化
空気は、吸引ポンプ１２からベーパライザ３４を介して
導入室１６に導入される。このとき、酸素富化空気は、
ベーパライザ３４において熱交換され、燃料ＬＮＧの気
化潜熱により冷却される。一方、前記燃料タンク６から
ベーパライザ３４に流入する燃料ＬＮＧは、酸素富化空
気との熱交換により蒸発される。

前記導入室１６から供給される酸素富化空気と、レギュ
レータ３６により所定圧に減圧し８Ｊｕｉｔされ、主燃
料通路４０あるいは補助燃料通路４２から供給される燃
料ＬＮＧとは、ミキサ２０において混合されて混合気を
生成する。この混合気は、吸気絞り弁２２により流量を
調整されて燃焼室２４に供給され、燃焼されてＬＮＧエ
ンジン２を駆動する。燃焼により生成された排気は、排
気通路２６により外部に排出される。

このようなＬＮＧエンジン２のベーパライザ３４に流入
する極低温の燃料ＬＮＧの気化潜熱により、ベーパライ
ザ３４の燃料通路入口部８０の温度が着霜の生じるおそ
れのある温度（例えば−５０℃）になると、温度センサ
８２からの検出信号により制御部５４は制御弁８８を開
放動作させる。この制御弁８８の開放動作により、予熱
器８４の予熱用冷却水通路８６には、ＬＮＧエンジン２
の駆動により昇温された冷却水が流通され、ベーパライ
ザ３４に流入する燃料ＬＮＧを加熱する。

この加熱により燃料ＬＮＧは昇温されるので、ベーパラ
イザ３４の着霜を防止することができる。

この結果、着霜に起因するベーパライザ３４の詰りを防
止することができる。また、冬期等の寒冷期におけるベ
ーパライザ３４の蒸発能力の低下を回避することができ
る。

燃料ＬＮＧの昇温によりベーパライザ３４が着霜を生じ
るおそれのない温度に昇温すると、温度センサ８２から
の検知信号により制御部５４は制御弁８８を閉鎖動作さ
せる。これにより、燃料ＬＮＧの温度を徒に過昇温させ
ることなく着霜を防止し得る限界値温度に制御すること
ができ、また、この限界値温度の燃料ＬＮＧをベーパラ
イザ３４に流入させて蒸発させることができるので、へ
−バライザ３４による酸素富化空気の冷却効果を最大に
発揮させることができる。

なお、この実施例においてば、ベーパライザ３４の着霜
をベーパライザ３４に流入する燃料ＬＮＧの温度、即ち
、入口部８０の温度を主たる要因として制御したが、こ
の温度は燃料ＬＮＧの流量やベーパライザ３４に流入す
る酸素富化空気の温度・流量等をその他の要因により変
化し得るものであり、これらその他の要因を制御部５４
に入力し制御弁８８を動作制御することにより、より効
果的な着霜防止を図ることができるものである。

また、温度センサ８２は、ベーパライザ３４内の燃料通
路３０に設けることもできる。

〔発明の効果〕

このように、この発明によれば、制御手段によって、ベ
ーパライザの燃料通路に設けた温度検出手段の検出する
燃料通路温度状態を少くとも一の制御因子とし、前記温
度検出手段よりも上流側の燃料通路に設けた加熱手段に
流通するＬＮＧエンジンの冷却水を給断制御することに
より、前記ベーパライザに流入する燃料ＬＮＧを所定に
加熱する。

これにより、ベーパライザに霜が発生して付着する不都
合を防止し得て、この着霜に起因するベーパライザの詰
りを防止し得て、また、冬期等の寒冷期における蒸発能
力の低下を回避し得る。このため、ベーパライザの蒸発
能力を広範囲な温度条件において充分に発揮させること
が可能になる。

また、例えば、ベーパライザにより吸入空気を冷却する
構成のＬＮＧエンジンにあっては、制御手段によって着
霜の限界値温度でベーパライザに燃料ＬＮＧを流入させ
て蒸発させ得るので、吸入空気の冷却効果を最大に発揮
させることができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すＬＮＧエンジンの着霜防止
装置の概略構成図である。 図において、２はＬＮＧエンジン、４は酸素富化空気生
成装置、６は燃料タンク、１４は吸気通路、１６は導入
室、２０はミキサ、２２は吸気絞り弁、２４は燃焼室、
２６は排気通路、３０は燃料通路、３４はベーパライザ
、３６はレギュレータ、５４は制御部、８０は入口部、
８２は温度センサ、８４は予熱器、８６は予熱用冷却水
通路、８８は制御弁である。 特許出願人　　　鈴木自動車工業株式会社代理人　弁理
士　西　郷　義　美

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＬＮＧエンジンに供給する燃料ＬＮＧを蒸発させるベ
   ーパライザの燃料通路に温度検出手段を設け、この温度
   検出手段よりも上流側の燃料通路に前記ＬＮＧエンジン
   の冷却水により燃料ＬＮＧを加熱する加熱手段を設け、
   前記温度検出手段の検出するベーパライザの燃料通路温
   度状態を少くとも一の制御因子とし前記ベーパライザに
   流入する燃料ＬＮＧを所定に加熱すべく前記加熱手段に
   流通する冷却水を給断制御する制御手段を設けたことを
   特徴とするＬＮＧエンジンの着霜防止装置。