JPH0718384B2 - ガス燃料用レギユレ−タの安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧縮天然ガス（CNG）等の高圧ガスを所定圧
力に減圧するガス燃料用レギュレータの安全装置に関す
る。

従来の技術 近年、石油に対する代替エネルギー源として天然ガスが
見直され、これを自動車用燃料として活用しようという
動きが特に天然ガス産出国で活発化している。天然ガス
は沸点の低いメタンを主成分としており、この点が比較
的沸点の高いプロパン、ブタン等を主成分とする石油ガ
スとの主な相違点である。そのため、天然ガスを自動車
用燃料とする場合には、従来から自動車用燃料として一
部で使用されているLPG（液化石油ガス）のように常温
下で液体貯蔵することが困難であり、圧縮天然ガス（Co
mpressed Natural Gas:以下略してCNGという）として貯
蔵して用いるのが一般的である。

CNGを燃料とする車両では、通常、ボンベ内に高圧力で
封入されるCNGをレギュレータ又はガバナにより減圧
し、ベンチュリ等を用いて構成される混合器により空気
と混合してエンジンに供給するようにしている。実用的
なレギュレータ又はガバナとしては、ボンベに接続され
る高圧側ガス通路から減圧室へのガスの放出を、減圧室
内の気圧を検知するダイアフラムに連動するバルブの開
閉にする制御するタイプのものを挙げることができ、ボ
ンベ内の例えば封入時に200kg/cm²のCNGを、高圧レギュ
レータにより例えば4kg/cm²に減圧し、さらに低圧レギ
ュレータにより例えば大気圧まで減圧するようにしてい
る。

第３図を参照すると、例えば特願昭60−283004号に開示
されているような従来の高圧レギュレータの断面図が示
されている。第３図において、高圧レギュレータは燃料
遮断弁９の取付けられた高圧側ボディ11と減圧のための
各部材の取付けられた低圧側ボディ13とから構成され
る。高圧側ボディ11には燃料遮断室17が形成され、この
燃料遮断室17は、図示しない高圧ボンベからの高圧配管
に接続される第１高圧ガス通路19と低圧側ボディ13内に
形成された減圧室21に通じる第２高圧ガス通路23とに導
通している。

燃料遮断弁９は、燃料遮断室17内で上下動自在な燃料カ
ットニードル弁25と、この燃料カットニードル弁25を駆
動するための図示しない電磁コイルとを具備しており、
ネジ部27により高圧側ボディ11に締結されている。電磁
コイルは図示しないイグニッションスイッチに連動する
スイッチ29を介してバッテリ電源31に接続され、例えば
エンジン停止中に、燃料カットニードル弁25を下方向に
駆動して燃料遮断室17の下部円錐状壁33に当接させ、燃
料ガスの下流への流出を遮断するようにしている。

高圧側ボディ11の下部にはバルブ室35が形成され、この
内部にはバルブ37が遊嵌されている。バルブ37は、第４
図に示すように周囲に凸部あるは凹部を有する非円形断
面形状をしており、第２高圧ガス通路23の開放端38に密
着しているときには、燃料ガスの下流への流出を遮断
し、下方向にずれて開放端38と離れたときには、バルブ
37の凹凸部とバルブ室35の内壁との間に形成される間隙
を介して燃料ガスを減圧室21に吐出する。

バルブ37の下端部は低圧側ボディ13に固定されたピン39
に軸支されるＬ字型レバー41に当接し、このＬ字型レバ
ー41は、低圧側ボディと共に減圧室21を画成するダイア
フラム43の変位を伝えるシャフト45に連結されている。
シャフト45はダイアフラム43を挟持するシェル47a、47b
にナット49をもって固定されている。51は、外側のシェ
ル47aと低圧側ボディ13にダイアフラム43を介して固定
され、大気に開口する穴を有するカバー53との間に介装
されたバネ部材であり、このバネ部材のバネ定数は減圧
後の所望ガス燃料圧力により決定される。

いま、減圧室21内の気圧が低くダイアフラム43が図中右
側に変位しているときには、バルブ37は下降しており、
燃料ガスは第２高圧ガス通路23から減圧室21に流出す
る。徐々に減圧室21内の気圧が上昇し、ダイアフラム43
が左方向に変位すると、バルブ37が第２高圧ガス通路23
の開放端38を閉塞し、もはやそれ以上燃料ガスを通過さ
せない。このようにして、減圧室21内は常にダイアフラ
ム43の定常位置におけるバネ部材51の反発力に対応した
圧力に保たれ、燃料ガスは当該圧力で低圧ガス通路55に
排出される。

発明が解決しようとする問題点 このようなガス燃料用レギュレータにおいて、上述した
ように高圧レギュレータでボンベに充填された高圧ガス
を、減圧室で例えば4kg/cm²に減圧しているが、その調
圧機構が損われレギュレータ内の減圧室に過大圧力が加
わった場合、高圧レギュレータ下流部が損傷したり、ガ
ス漏れが発生するという問題があった。この対策のため
に、減圧室に安全弁を備えた高圧レギュレータが一部で
使用されているが、減圧室内の圧力が安全弁の設定圧力
以上になって、安全弁が作動した場合、ガス中の異物な
どが安全弁シート部に噛み込まれ、安全弁よりガスが常
時吹きっ放しになるという状態を招くことがあり、この
ため安全弁を交換する必要が生じる。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、調圧機能不良時に調圧前の高圧ガ
スが減圧室に流入するのを阻止するようにしたガス燃料
用レギュレータの安全装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 上述した従来技術の問題を解決するために、本発明は、
高圧ガス燃料を減圧室にて所定圧力に減圧するガス燃料
用レギュレータにおいて、前記減圧室に連通する高圧ガ
ス通路を選択的に遮断する燃料遮断弁を設け、前記減圧
室の圧力を検出する圧力センサを設けて、減圧室の圧力
が所定圧力以上になった場合に該圧力センサによりこれ
を検知し、前記燃料遮断弁で高圧ガス通路を遮断するこ
とを特徴とするガス燃料用レギュレータの安全装置を提
供する。

減圧室に安全弁を備えているレギュレータにおいては、
圧力センサの設定圧力を安全弁の設定圧力よりも若干高
くなるように設定する。

作用 何らかの原因により調圧機構に不良が発生し、減圧室内
の圧力が所定圧力以上になった場合に、圧力センサによ
りこれを検知し、燃料遮断弁を駆動することにより高圧
ガスを遮断する。これにより低圧配管系への高圧ガスの
印加を未然に防止できるので、低圧配管部品の損傷を回
避することができる。

安全弁が設けられている場合には、安全弁がまず作動し
て減圧室内を調圧するが、安全弁が故障した場合にも、
圧力センサにより減圧室内の異常圧力を検知し、高圧ガ
ス通路を燃料遮断弁で遮断することができる。

実 施 例 以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
ることにする。

第１図は本発明に係るガス燃料用レギュレータの安全装
置の一部破断正面図であり、高圧レギュレータ１の断面
構造は、第３図に示す従来装置と概略同様であるので、
高圧レギュレータ１の詳細構造については、本実施例に
おいてはその説明を省略することにする。

従来技術に関して説明したように、レギュレータ１の減
圧室21内でボンベ内に収容されている例えば200kg/cm²
の高圧ガスが約4kg/cm²に減圧される。60は安全弁であ
り、通路61を介して減圧室21に連通している。この安全
弁60の設定圧力は、内蔵されているスプリングにより例
えば7kg/cm²に設定されており、高圧レギュレータ１の
減圧機能が損われて、減圧室21内の圧力がこの設定圧力
以上になった場合には、安全弁60に設けられた開放部62
より、減圧室21内のガスが大気中にリークされるように
なっている。またこのレギュレータ１には、例えばソレ
ノイド弁等から構成される燃料遮断弁９が取付けられて
おり、燃料の供給を必要としないようなとき、例えばイ
グニッションキーオフ時には、燃料遮断弁９により燃料
通路が遮断される仕組となっている。

一方、安全弁60が設けられている通路61より分岐された
通路63には圧力センサ64が銅製ワッシャー65のシールの
もとに通路63の端部にねじ込まれている。66はマイクロ
コンピュータ等から構成される制御回路に接続するため
のコネクタである。

第２図を参照すると、高圧レギュレータ１を中心とした
燃料供給系の概略構成図が示されている。71は高圧ガス
ボンベであり、CNGが例えば200kg/cm²の高圧で充填され
ている。高圧ボンベ71内のCNGは、シリンダ弁72、高圧
配管73を介して高圧レギュレータ１に導入され、この高
圧レギュレータにより例えば4kg/cm²に減圧される。

圧力センサ64は制御回路70に接続されており、高圧レギ
ュレータ１の減圧室21内の圧力が、例えば圧力センサ64
の設定圧力である10kg/cm²以上になった場合には、圧力
センサ64から制御回路70に信号が出力され、制御回路70
はリレー74を介して燃料遮断弁９の電磁コイルに通電
し、高圧燃料通路を遮断する。

圧力センサ64は、減圧室21内の圧力を検知できればどの
ような構造のものでも良いが、例えば株式会社共和電業
製のPAV−Ｄ型等の圧力センサが適している。この圧力
センサは、ひずみゲージ圧力変換器に小型アンプを内蔵
しており、圧力変換部で検出した微小電圧をアンプで増
巾して制御回路70に送るような構成となっている。尚圧
力センサ64は、燃料遮断設定圧、例えば10kg/cm²に対
し、10〜20倍のスケール圧をもち、高圧レギュレータ１
の減圧室21内での圧力上昇を検知した後も繰返し使用で
きるような構成であること勿論である。

高圧レギュレータ１は通路75を介して低圧レギュレータ
76に接続されており、燃料圧力はこの低圧レギュレータ
76により例えば大気圧に減圧される。低圧レギュレータ
76は通路77を介して混合器80に接続されており、アクチ
ュエータ78の開度に応じて低圧燃料ガスが混合器80のベ
ンチュリー部79に供給される。混合器80はエンジン81の
吸気管82に接続されており、混合器80により混合された
ガスと空気との混合気がエンジン81の燃焼室に供給され
る。吸気管82内の吸気圧力は、導管83を介して吸気圧セ
ンサ84により検知され、制御回路70に入力される。85は
ディストリビュータであり、点火進角信号が制御回路70
に入力される。

しかして、高圧レギュレータ１の調圧機能が損われた場
合等の異常により、減圧室21内に過大圧力が加わると、
通常は安全弁60が働き、レギュレータ内部あるいはその
下流側の配管を保護する。本発明は不幸にして安全弁60
の不作動を生じた場合にも、燃料系保護あるいは低圧配
管部からの高圧ガスの噴出を防止するために、64の圧力
センサが減圧室21内部の異常圧力上昇を検知し、制御回
路70に信号を送り、制御回路70はリレー74を介して燃料
遮断弁９を作動させて高圧燃料通路を遮断し、レギュレ
ータ内部あるいはその下流側の低圧配管を保護する。

以上説明した実施例においては、安全弁60を具備した高
圧レギュレータについて説明してきたが、本発明の安全
装置は安全弁を有しない高圧レギュレータにも勿論適用
可能である。

発明の効果 本発明は以上詳述したように構成したので、低圧配管系
への高圧ガスの印加を未然に防止できるため、可燃性高
圧ガスの漏洩が皆無となり、低圧配管部品の損傷を無く
すことができるという効果を奏する。

安全弁付き高圧レギュレータにおいて、安全弁の作動不
良が発生した場合にも、本発明の安全装置により燃料通
路を遮断することができ、安全弁のバックアップ機能を
有している。さらに本発明によれば、減圧室の圧力異常
上昇時に燃料通路を完全に遮断することで外部へのガス
放出を伴わないため、高圧ガス噴出、発火等に対しての
心配が全くなく、安全性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガス燃料用レギュレータの安全装
置の一実施例の一部破断正面図、 第２図は燃料供給系統の概略構成図、 第３図は従来の高圧レギュレータの断面図、 第４図は第３図のIV−IV線断面図である。 １……高圧レギュレータ、９……燃料遮断弁、 21……減圧室、60……安全弁、 64……圧力センサ、70……制御回路、 71……高圧ボンベ、74……リレー、 76……低圧レギュレータ、 78……アクチュエータ、80……混合器、 81……エンジン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧ガス燃料を減圧室にて所定圧力に減圧
   するガス燃料用レギュレータにおいて、前記減圧室に連
   通する高圧ガス通路を選択的に遮断する燃料遮断弁を設
   け、前記減圧室の圧力を検出する圧力センサを設けて、
   減圧室の圧力が所定圧力以上になった場合に該圧力セン
   サによりこれを検知し、前記燃料遮断弁で高圧ガス通路
   を遮断することを特徴とするガス燃料用レギュレータの
   安全装置。
2. 【請求項２】前記減圧室内の圧力が所定圧力以上になっ
   た場合に減圧室内の圧力ガスを大気に漏出する安全弁を
   備え、該安全弁の設定圧力を前記圧力センサの設定圧力
   よりも低く設定したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のガス燃料用レギュレータの安全装置。