JPH0240294Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はデイーゼルエンジン、とりわけ中速或
いは低速のデイーゼルエンジンに適用されるに好
適なガス燃料噴射弁のガス燃料緊急遮断装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

デイーゼルエンジンの燃料噴射弁は、クランク
角が所定角にあるときだけ開弁して燃焼室内へ燃
料を噴射している。然るに、燃料噴射弁のスピン
ドルが開弁状態で固着する作動不良が生じたとき
には、ガス燃料が多量に燃焼室及び排気系内へ漏
洩し、ガス爆発等の異常を発生する恐れがあつ
た。

この現象を説明するために、従来のガス燃料噴
射弁の構造を第２図を参照して説明する。

第２図において、ガス燃料噴射弁は、ほぼ筒状
の外側弁本体１０、この外側弁本体１０の中に同
軸的に挿入設置されたほぼ筒状の内側弁本体１
２、内側弁本体１２の内部に軸方向移動可能に挿
入されたスピンドル１４、同じく内側弁本体１２
に螺合されており、スピンドル１４の軸方向移動
量を規制しているリフト制限プラグ１６、リフト
制限プラグ１６とスピンドル１４との間に設置さ
れており、スピンドル１４を噴射弁の先端方向に
付勢しているバネ１７から主として構成されてい
る。

この外側弁本体１０の先端には内側弁本体１２
の先端１２ａが挿入される孔１０ａが設けられて
いる。

内側弁本体１２は、外側弁本体１０の内径より
も若干小径の太径部１２ｂと、この太径部１２ｂ
の先端側に形成されている細径部１２ｃ及び細径
部１２ｃの先端に設けられた更に細径の先端部１
２ａとを有している。そして内側弁本体１２の外
周面と外側弁本体１０の内周面との間の部分がガ
ス燃料通路１８とされており、外側弁本体１０に
はガス燃料の供給口１０ｂが設けられている。

内側弁本体１２の中心孔は、その先端部分が小
径となつて先端通路２０とされており、この先端
通路２０の最奥部には、該先端通路２０を噴射弁
外部に連通するガス燃料噴射口２２が放射方向に
複数個設置されている。また内側弁本体１２の内
周面には周回溝２４が設けられ、この周回溝２４
が放射状の孔２６によつてガス燃料通路１８に連
通されている。内側弁本体１２の更に反先端側の
内周面には周回溝２８が設けられており、この周
回溝２８にシール油を供給するためのシール油供
給孔３０が内側弁本体１２に穿設されている。

周回溝２８よりも更に反先端側では、内側弁本
体１２の内周面が周回して凹状とされると共に、
この部分のスピンドル１４は括れたネツク部１４
ａとされており、このネツク部１４ａと内側弁本
体１２との間の分が管制油作動室３２とされてい
る。管制油作動室３２は、内側弁本体１２に穿設
された管制油供給孔３４によつて、外部から管制
油が導入可能とされている。

スピンドル１４は、そのネツク部１４ａよりも
反先端側が太径部１４ｂとされており、従つて、
管制油作動室３２に油圧が加えられると、この油
圧は図で下方向よりも上方向に多く作用する。従
つて、管制油作動室３２に油圧を導入することに
より、スピンドル１４を反先端側に移動し得る。

リフト制限プラグ１６は、燃料噴射弁の外部に
露出する六角部１６ａと、外周面にネジが該設さ
れ、内側弁本体１２の中心孔に螺合しているネジ
部１６ｂと、このネジ部１６ｂよりも細径で内側
弁本体１２の中心孔に差し込まれる挿入部１６ｃ
とから成つている。そして前記のバネ１７は、ネ
ジ部１６ｂの端面と、スピンドル１４の端面とに
接しスピンドル１４を噴射弁先端方向に付勢して
いる。

図示の如くスピンドル１４の先端側はテーパ状
とされており、一方内側弁本体１２の中心孔のう
ち先端通路２０の入口部分もこのテーパに倣つた
傾斜のテーパ面とされており、この両テーパ面に
よつてシート部３６が設けられており、ガス燃料
通路１８と先端通路２０とを連通又は遮断してい
る。

図中３８は、内側弁本体１２と外側弁本体１０
との間に設けられたシール部であつて、ガス燃料
通路１８の封塞を行つている。

このように構成された燃料噴射弁において、管
制油供給孔３４から管制油圧を管制油作動室３２
に伝えると、前述のように、この管制油圧はスピ
ンドル１４に対し反先端方向へ付勢するように作
用し、バネ１７の付勢力にうちかつてスピンドル
１４を図中上方に押し上げ、これによつてシート
部３６の両シート面が離れガス燃料通路１８と先
端通路２０とが連通する。そして、ガス燃料導入
口１０ｂから導入されたガス燃料が、ガス燃料通
路１８、孔２６、周回溝２４、先端通路２０を通
り、噴出口２２から噴出される。

一方、管制油作動室３２に導入される管制油の
圧力を下げると、スピンドル１４はバネ１７によ
つて噴射弁先端方向に押し返され、シート部３６
が閉じ、ガス燃料通路１８と先端通路２０との遮
断が行われ、ガス燃料の噴出が停止される。この
ようにして、管制油供給孔３４から、管制油作動
室３２へ伝える油圧を周期的に増減することによ
つて、スピンドル１４が先端方向及び反先端方向
（図中上下方向）に移動され、噴出口２２から所
定周期で間欠的にガス燃料が噴出される。

なお、シール油供給孔３０から供給されたシー
ル油は周回溝２８に導入され、内側弁本体１２と
スピンドル１４との隙間に作用し、この間のシー
ルを行つている。

上記従来のガス燃料噴射弁において、スピンド
ル１４が反先端方向に移動しシート部３６が開い
た状態で固着すると、ガス燃料通路１８が先端通
路２０及び噴出口２２に常時連通した状態になる
ので、燃焼室へガス燃料が連続的に多量に漏洩
し、ガス爆発等の異常を発生する恐れがある。

従来、このようなガス燃料の漏洩を検出する方
法としては、 エンジンの排気ガス温度を検出し、この排気
ガス温度の異常昇温を検出する、 エンジン回転数の異常を検出する、 エンジンの排気ガス管内の未然ガス濃度の異
常上昇を検出する、 ガス燃料供給管内のガス圧力の低下を検出す
る、 などの方法によつていた。そして、これによりガ
ス燃料噴射弁の異常を検出し、エンジンの緊急停
止及びガス燃料供給弁の緊急遮断を行つていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記〜の方法は、いずれも
燃料噴射弁の作動不良に起因した二次的現象を検
知する方式のものであつて、燃料噴射弁の作動不
良が発生してからこれらの二次的現象が発生する
までの応答時間が長いので、その間にガス燃料が
比較的多量に漏洩していた。

本考案は、このような問題点を解決すべく成さ
れたものであつた、ガス燃料噴射弁におけるガス
燃料の異常噴出を速やかに検知しかつ速やかにガ
ス燃料の噴出を遮断することができるガス燃料噴
射弁のガス燃料緊急遮断装置を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、ガス燃料通路の圧力を受けると共
に、油圧付勢手段からこの圧力とは反対方向の付
勢力を受ける受圧弁、及びこの受圧弁に連動され
たガス燃料通路遮断弁を設置する。この受圧弁
は、ガス燃料通路内の圧力が低下したときにこの
油圧付勢手段によつて移動され、この移動によつ
てガス燃料通路に設置された遮断弁が作動され
る。即ち、本考案は、 ガス燃料噴射弁の燃料噴出口へガス燃料を供給
する通路に設置された該通路の遮断弁を有するガ
ス燃料緊急遮断装置において、 前記通路内のガス燃料からの押圧力を受ける弁
部材であつて、該押圧方向及び反押圧方向へ移動
可能に設置された受圧弁と、 該受圧弁を該反押圧方向へ付勢しており、前記
ガス燃料圧が所定圧よりも低下したときにガス燃
料からの押圧力にうちかつて受圧弁を通常位置か
ら作動位置へ付勢移動させる油圧付勢手段とを有
し、 前記遮断弁は該受圧弁に連動されており、該受
圧弁が作動位置にあるときに通路遮断位置をとる
ものであることを特徴とするガス燃料噴射弁のガ
ス燃料緊急遮断装置、 を要旨とするものである。

〔作用〕

一般に、ガス燃料噴射弁において、スピンドル
が固着するなどの原因によつて開弁状態が異常に
継続すると、ガス燃料通路内の圧力が低下する。
本考案においては、このガス燃料通路内の圧力が
低下すると、受圧弁は油圧付勢手段によつて付勢
移動され、これに連動されている遮断弁が作動
し、ガス燃料通路の閉塵が行われる。

〔実施例〕

以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本考案の実施例に係るガス燃料緊急遮
断装置を備えたガス燃料噴射弁の断面図である。
この第１図においてガス燃料噴射弁の主要部分の
構成は第２図の従来例と同様であるので、同一部
材に同一符号を付してその説明を省略する。

しかして、第１図の実施例装置おいては、第１
図の従来装置に、更に、スリーブ状の遮断弁４
０、遮断弁４０をガス燃料噴射弁の反先端方向に
押圧するバネ４２、遮断弁４０をガス燃料噴射弁
先端方向に付勢するための受圧弁（本実施例にお
いてはピン）４４を設けたものである。

遮断弁４０はスリーブ状であつて、内側弁本体
１２の細径部１２ｃと摺動可能とされている。ま
たこの遮断弁４０は、その反先端側に小フランジ
部４０ａが設けられている。バネ４２はこのスリ
ーブ状の遮断弁４０の外周を取り巻くように設置
されており、外側弁本体１０の内壁面と、遮断弁
４０の小フランジ部４０ａとの間に設置され遮断
弁４０を反先端方向に付勢している。

ピン４４は、第５図に示すように、細棒状の基
部４４ａと、基部４４ａの一端側に設けられた拡
大部４４ｂを有している。このピン４４は、内側
弁本体１２にその軸と平行方向に複数個設置され
たピン挿入孔４６に摺動自在に嵌装されている。
なお、シール油供給孔３０はすべてのピン挿入孔
４６に嵌挿されたピン４４にシール油圧が伝えら
れるように延設されている。即ち、このシール油
供給孔３０及び該シール油供給孔３０に油圧を供
給する油圧回路（図示略）が、受圧弁としてのピ
ン４４を通常位置から作動位置へ移動させるため
の油圧付勢手段となつている。

ピン４４は、その拡大部４４ｂがガス燃料の圧
力を受け、一方これと反対側の端面４４ｃがシー
ル油の圧力を受ける。

このように構成された実施例に係るガス燃料噴
射弁において、管制油供給孔３４から管制油作動
室３２に伝えられる管制油圧を周期的に変動させ
ることによつて、スピンドル１４を周期的に軸方
向移動させ、シート部３６を所定周期でクランク
角に合せて開閉させることができる。これによつ
て、噴出口２２からガス燃料がクランク角に合せ
て間欠的に噴出される。

スピンドル１４の軸方向移動が正常に行われて
いる場合には、ガス燃料通路１８内の圧力は充分
に高いので、ピン４４の拡大部４４ｂに作用する
ガス燃料圧力（全圧）とバネ４２の付勢力との和
は、ピン４４の反先端側の端面４４ｃに作用する
シール油の圧力（全圧）よりも高くなり、従つて
ピン４４は第５図の如くピン挿入孔４６内に引込
み、遮断弁４０が持ち上げられ、ガス燃料通路１
８と孔２６とが連通されている。

しかして、スピンドル１４が反先端方向に移動
された状態で固着し動かなくなつてしまうと、シ
ート部３６は常時開いた状態となり、ガス燃料通
路１８内のガス燃料は連続的に噴出口２２から噴
射される。

そうすると、ガス燃料通路１８内の圧力は次第
に低下し、ピン４４の拡大部４４ｂに作用するガ
ス燃料圧力とバネ４２の付勢力との和は、ピン４
４の反先端側端面４４ｃに作用するシール油圧よ
りも小さくなり、これによつてピン４４はガス燃
料噴射弁の先端方向に移動し、スリーブ４０を先
端方向に押して移動させ、ガス燃料通路１８と孔
２６との連通を遮断する。これによつて、ガス燃
料の漏洩が遮断される。（第６図参照） なお、この遮断が行われるとガス燃料通路１８
内のガス圧が元圧に復帰し高まるのであるが、遮
断弁４０は遮断状態を維持する。即ち、第６図に
示す如く、ガス燃料通路１８内のガス圧が元圧に
復帰しても、遮断弁の下流通路２６，２４，２０
は燃焼室内圧力となる。元圧は燃焼室内圧力より
高いので（高圧のガスを燃焼室に噴射するところ
から、元圧の方が燃焼室圧力よりも高くなるよう
設定されている。）遮断弁４０は元圧と燃焼室内
圧の差によつて先端方向にさらに付熱された遮断
状態を維持する。（この元圧と燃焼室内圧との差
に起因する付勢力は遮断弁の先端の内面側を第６
図のようにテーパ状に広げること等により、適度
な値となるよう調整し得る。）そのため、元圧復
帰によるガス噴射再開がなく、安全性が極めて高
い。

このように本実施例の遮断装置によれば、ガス
燃料通路１８内のガス圧が低下すると、直ちに遮
断弁４０が作動するので、ガス燃料通路１８から
のガス燃料の漏洩は極めて微量なものとなる。

第３図及び第４図は本考案の作用効果を余瞭に
示すための作動チヤートであつて、ガス噴射率、
シール油圧力、ガス燃料圧力、スピンドルリフト
量、及び管制油圧力がクランク角の変化に対応し
て示されている。なお第３図は従来例の作動チヤ
ートであり、第４図は本考案例の作動チヤートで
ある。図示の如く、従来及び本考案例において
も、正常な状態にあつては、管制油圧力の増大に
伴つてスピンドルがリフトされ、ガス燃料が噴射
される。ガス燃料の噴射に伴つてガス燃料圧力は
若干低下する。管制油圧力が低下するとスピンド
ルは直ちに先端方向に復帰し、（リフト量０とな
る。）燃料の噴射が停止され、これによつてガス
燃料圧力は定常圧に復帰する。

しかして、スピンドルが反先端方向に移動した
状態で固着シート部３６が開放したままになる異
常状態においては、第３図の従来例ではガス燃料
の漏洩が継続し、図中ハツチを付して示した面積
に相当するガス燃料が漏洩する。また、ガス燃料
の漏洩に伴つてガス燃料圧力も低下する。

これに対し、本考案例においては、シート部３
６開放状態でスピンドル１４が固着する異常状態
が発生し、ガス燃料圧力が所定値以上に低下する
と、直ちに遮断弁４０が作動しガス燃料通路１８
の遮断が行われる。そのため第３図の従来例に比
べて極めて微量のガス燃料が漏洩するだけであ
る。

なお、第１図の実施例においては、遮断弁４０
の内周面と内側弁本体１２の間は摺動面Ｋとされ
ているので、この摺動面Ｋを通つて極く微量のガ
ス燃料が漏洩する可能性があるが、この摺動面の
間隔は極めて小さいので、ガス燃料の漏洩も極め
て微量であり、実際上殆んど問題とはならない。
上記実施例では、ガス燃料噴射弁内のガス燃料通
路１８の容積或いはガス燃料供給口１０ｂの絞り
を適当値となるよう設計することにより、上記の
緊急遮断作動を一層迅速かつ確実に行うことが可
能である。

また、第１図の実施例では、ピン４４を第５図
の形状のものとしているが、第６図に示す拡大部
４４ｂを有するものであつても良い。

また、上記実施例では、遮断弁４０を燃料噴射
弁の内部に設置しているが、この燃料噴射弁とは
別体に、遮断弁を有する遮断装置を、ガス燃料の
配管系統に設置するようにしてもよいことは明ら
かである。

さらに、上記実施例では、シート部３６とし
て、コニカルシートと通称されるテーパ形状のシ
ート面を有するものが示されているが、第７図に
示すフラツトなシート面を有するフラツトシート
型のシート部を用いても良い。その他、本考案の
要旨を用いても逸脱しない範囲で種々の変更が可
能である。

〔効果〕

以上詳述したように、本考案のガス燃料噴射弁
のガス燃料緊急遮断装置は、燃料噴射弁異常時に
ガス燃料通路内の圧力が急激に低下する現象を利
用し、このガス燃料圧力の低下によつて作動する
遮断弁を設けるようにしたものであり、燃料噴射
弁の異常に対してすばやく応答し、ガスの漏洩を
遮断することが可能である。そのため、ガス爆発
の防止に非常に有効であると共に、構造が簡易で
あり信頼性が高く、長時間使用することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は従来例を示す断面図、第３図は従来例の作動
チヤート、第４図は本考案例の作動チヤート、第
５図、第６図は実施例の装置の要部拡大図であ
る。 １０……外側弁本体、１２……内側弁本体、１
４……スピンドル、１８……ガス燃料通路、２２
……噴出口、３０……シール油供給孔、３４……
管制油供給孔、４０……遮断弁、４２……バネ
（付勢手段）、４４……ピン（受圧弁）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ガス燃料噴射弁の燃料噴出口へガス燃料を供給
   する通路に設置された該通路の遮断弁を有するガ
   ス燃料緊急遮断装置において、 前記通路内のガス燃料からの押圧力を受ける弁
   部材であつて、該押圧方向及び反押圧方向へ移動
   可能に設置された受圧弁と、 該受圧弁を該反押圧方向へ付勢しており、前記
   ガス燃料圧が所定圧よりも低下したときにガス燃
   料からの押圧力にうちかつて受圧弁を通常位置か
   ら作動位置へ付勢移動させる油圧付勢手段とを有
   し、 前記遮断弁は該受圧弁に連動されており、該受
   圧弁が作動位置にあるときに通路遮断位置をとる
   ものであることを特徴とするガス燃料噴射弁のガ
   ス燃料緊急遮断装置。