JPH09317567A - ガス燃料エンジンのガス燃料遮断弁駆動用電磁アクチュエータの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス燃料遮断弁の良好な作動を確保する。 【解決手段】 車載ボンベＢを高圧管ＰＨを介して１次
レギュレータＲ１に接続し、高圧管ＰＨ内に高圧管ＰＨ
を遮断するためのガス燃料遮断弁Ｖを配置する。次いで
１次レギュレータＲ１を低圧管ＰＬを介して２次レギュ
レータＲ２に接続する。低圧管ＰＬ内に収容室Ｃを配置
し、収容室Ｃ内にガス燃料遮断弁Ｖを駆動するための電
磁アクチュエータＡを収容する。次いで２次レギュレー
タＲ２をガス燃料供給管ＰＳを介してガス燃料エンジン
Ｅに接続する。１次レギュレータＲ１から収容室Ｃ内に
流入したガス燃料により電磁アクチュエータＡを冷却す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス燃料エンジンの
ガス燃料遮断弁駆動用電磁アクチュエータの冷却装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス燃料エンジンのガス燃料通路内に配
置されてガス燃料通路を遮断するためのガス燃料遮断弁
が公知である（特開昭６２−１４２８５３号公報参
照）。このガス燃料遮断弁はエンジン作動時には原則と
して開弁状態に維持されてガス燃料通路を開放し、ガス
燃料エンジンにガス燃料を供給可能とする。一方、エン
ジン停止時にはガス燃料遮断弁は閉弁状態に維持されて
ガス燃料通路を遮断し、ガス燃料エンジンへの燃料の供
給を停止する。また、ガス燃料遮断弁は故障時などの異
常時にも閉弁されてガス燃料通路を遮断する。

【０００３】このガス燃料遮断弁はソレノイドコイルを
備えた電磁アクチュエータによって駆動される。すなわ
ち、例えばガス燃料遮断弁を開弁すべきときにはソレノ
イドコイルに電力が供給され、ガス燃料遮断弁を閉弁す
べきときにはソレノイドコイルへの電力供給が停止され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン作
動時においてガス燃料遮断弁は常時開弁状態に維持され
るのでソレノイドコイルは常時通電されることになる。
しかしながら、このようにエンジン作動時においてソレ
ノイドコイルが常時通電されるとソレノイドコイルが過
熱してガス燃料遮断弁の良好な作動を確保できなくなる
恐れがあり、すなわちエンジン作動時にガス燃料遮断弁
を開弁状態に維持することができなくなる恐れがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によれば、ガス燃料エンジンのガス燃料通路内
にこのガス燃料通路を遮断するためのガス燃料遮断弁が
配置されており、このガス燃料遮断弁を駆動するガス燃
料遮断弁駆動用電磁アクチュエータの冷却装置であっ
て、ガス燃料通路内にガス燃料を減圧するレギュレータ
が配置されており、電磁アクチュエータを収容する収容
室を設け、この収容室をレギュレータ下流のガス燃料通
路内に配置してレギュレータから収容室内に流入したガ
ス燃料により電磁アクチュエータを冷却するようにして
いる。すなわち、ガス燃料がレギュレータを通過すると
ガス燃料の温度が低下する。そこで、レギュレータから
排出されたガス燃料によって電磁アクチュエータを冷却
するようにしている。

【０００６】

【発明の実施の形態】ガス燃料には、主としてメタンを
含み、その他エタン、ブタン、プロパンなどをさらに含
む圧縮天然ガスＣＮＧを用いることができる。或いは、
液化石油ガスＬＰＧ、水素ガスなども用いることができ
る。図１を参照すると、極めて高いガス燃料圧でガス燃
料を蓄える車載ボンベＢは高圧管ＰＨを介して１次レギ
ュレータＲ１に接続される。高圧管ＰＨ内には高圧管Ｐ
Ｈを遮断するためのガス燃料遮断弁Ｖが配置される。１
次レギュレータは次いで低圧管ＰＬを介して２次レギュ
レータＲ２に接続される。低圧管ＰＬ内には収容室Ｃが
配置され、この収容室Ｃ内にはガス燃料遮断弁Ｖを駆動
するための電磁アクチュエータＡが収容されている。２
次レギュレータＲ２は次いでガス燃料供給管ＰＳを介し
てガス燃料エンジンＥの例えば機関吸気通路内に接続さ
れる。ガス燃料供給管ＰＳの出口端部にはガス燃料噴射
弁が設けられる。

【０００７】ガス燃料遮断弁Ｖは車載ボンベＢの直下流
に配置されて極めて高いガス燃料圧のガス燃料の供給を
遮断するためのものである。すなわち、ガス燃料エンジ
ンＥの停止時にガス燃料遮断弁Ｖは閉弁状態に維持され
て高圧管ＰＨを遮断し、ガス燃料エンジンＥへのガス燃
料の供給を停止する。一方、ガス燃料エンジンＥの作動
時にはガス燃料遮断弁Ｖは開弁状態に維持されて高圧管
ＰＨを開放し、ガス燃料エンジンＥにガス燃料を供給可
能とする。なお、ガス燃料エンジンＥの作動時であって
も故障時などの異常時にはガス燃料遮断弁Ｖは閉弁され
て高圧管ＰＨを遮断する。

【０００８】１次および２次レギュレータＲ１，Ｒ２は
車載ボンベＢ内の極めて高いガス燃料を例えば大気圧程
度にまで順次減圧するためのものである。１次レギュレ
ータＲ１については図２を参照して後述するが、２次レ
ギュレータＲ２も同様な構成とすることができる。な
お、本実施態様においてガス燃料遮断弁Ｖと１次レギュ
レータＲ１とは一体的に形成される。

【０００９】図２を参照すると、ガス燃料遮断弁Ｖは弁
ハウジング１を具備する。弁ハウジング１内に形成され
たニードル挿入孔２内にはニードル３が軸線方向に移動
可能に挿入される。また、弁ハウジング１の頂部にはニ
ードル挿入孔２と同軸の可動コア挿入孔４を備えたアク
チュエータホルダ５が連結される。可動コア挿入孔４内
にはニードル３と一体的に接続されたシール部材６およ
び可動コア７が軸線方向に移動可能に挿入される。シー
ル部材６はシール作用を提供してシール部材６よりも底
部側に位置する可動コア挿入孔４およびニードル挿入孔
２内に圧力室８を画定する。さらに可動コア挿入孔４内
には、磁性材料からなるステータ９が可動コア７の頂面
に対面配置される。可動コア７のほぼ中央部には圧縮ば
ね挿入孔１０が形成され、この圧縮ばね挿入孔１０内に
はニードル３を閉弁方向に付勢する圧縮ばね１１が挿入
される。

【００１０】可動コア挿入孔４周りのアクチュエータホ
ルダ５には環状の収容室ハウジング１２が取り付けら
れ、斯くしてアクチュエータホルダ５と収容室ハウジン
グ１２とにより環状の収容室Ｃが形成される。この収容
室Ｃ内にはコイルホルダ１３に支持されたソレノイドコ
イル１４が配置され、コイルホルダ１３はアクチュエー
タホルダ５に支持される。図３からもわかるように、ソ
レノイドコイル１４周りの収容室Ｃ内には環状の間隙１
５が形成されており、この環状間隙１５はガス燃料通路
を形成する。ソレノイドコイル１４の外周面はこの環状
間隙１５に直接、すなわちコイルホルダ１３を介するこ
となく面している。一方、図２に示されるようにコイル
ホルダ１３の頂面および底面はそれぞれのほぼ全面にわ
たって収容室ハウジング１２に密着している。なお、ソ
レノイドコイル１４には図示しないバッテリから電力が
供給可能になっている。

【００１１】弁ハウジング１内には圧力室８からほぼ水
平方向に延びる入口ポート１６が形成される。この入口
ポート１６は図１の高圧管ＰＨの一部を形成し、圧力室
８は入口ポート１６を介して車載ボンベＢに接続され
る。また、弁ハウジング１内には圧力室８から軸線方向
に延びる出口ポート１７が形成される。この出口ポート
１７は図１の高圧管ＰＨの一部を形成し、圧力室８は出
口ポート１７を介して１次レギュレータＲ１に接続され
る。また、この出口ポート１７はニードル３によって開
放または遮断される。

【００１２】一方、収容室ハウジング１２の一側周辺部
には環状間隙１５に連通する入口ポート１８が形成さ
れ、収容室ハウジング１２の他側周辺部には環状間隙１
５に連通する出口ポート１９が形成される。入口ポート
１８は図１の低圧管ＰＬの一部を形成する接続管２０を
介して１次レギュレータＲ１の出口ポート３７に接続さ
れる。一方、出口ポート１９は図１の低圧管ＰＬの一部
を形成する接続管２１を介して２次レギュレータＲ２に
接続される。

【００１３】さらに図２を参照すると、弁ハウジング１
の底端部には１次レギュレータＲ１の入口ポート３０が
形成され、この入口ポート３０にはガス燃料遮断弁Ｖの
出口ポート１７が接続されている。入口ポート３０内に
は弁体３１が軸線方向に移動可能に挿入される。この弁
体３１は１次レギュレータＲ１の入口ポート３０を開放
または遮断する。また、入口ポート３０は、減圧室ハウ
ジング３２とダイアフラム３３とにより画定された比較
的大容量の減圧室３４に接続される。このダイアフラム
３３は減圧室ハウジング３２とダイアフラムホルダ３５
とによって挟持されており、また戻しばね３６によって
付勢されている。さらに、減圧室３４は減圧室ハウジン
グ３２の底部に形成された出口ポート３７に接続され
る。

【００１４】図２に示されるように、減圧室３４内には
一端がピン３８により回転可能に支持され、他端がダイ
アフラム３３に固定された弁体駆動部材３９が配置され
る。この弁体駆動部材３９の頂面は弁体３１の底端に常
時係合して弁体の規制面４０を形成する。弁ハウジング
１と減圧室ハウジング３２間にはガス燃料遮断弁Ｖの出
口ポート１７および１次レギュレータＲ１の入口ポート
３０を包囲する電気ヒータ４１が配置される。後述する
ように、ガス燃料が１次レギュレータＲ１の入口ポート
３０から減圧室３４内に流入するときには断熱膨張が行
われる。このため入口ポート３０内および減圧室３４内
を流通するガス燃料が冷却されるようになり、その結果
ガス燃料中の融点が比較的高い成分または水分が凝固す
る恐れがある。すなわちいわゆるアイシングが生ずる恐
れがある。ところがアイシングが生ずるとガス燃料エン
ジンＥに供給されるガス燃料量が低下し、或いはガス燃
料エンジンＥにガス燃料が供給されなくなる。そこで、
入口ポート３０を包囲する電気ヒータ４１を設けてこの
電気ヒータ４１により入口ポート３０周りの弁ハウジン
グ１を連続的または間欠的に加熱し、それによってアイ
シングが生じないようにしている。なお、電気ヒータ４
１には図示しないバッテリから電力が供給可能になって
いる。

【００１５】本実施態様において、弁ハウジング１、収
容室ハウジング１２、およびコイルホルダ１３は良熱伝
導材料から形成され、これに対しアクチュエータホルダ
５および減圧室ハウジング３４は断熱材料から形成され
る。次にガス燃料遮断弁Ｖの作動について説明する。ガ
ス燃料遮断弁Ｖを開弁すべきときには電磁アクチュエー
タＡのソレノイドコイル１４に電力が供給される。その
結果、ステータ９に生ずる磁気吸引力およびシール部材
６の底面に作用するガス燃料圧によって可動コア７およ
びニードル３が一体的に上昇せしめられるので出口ポー
ト１７が開放され、斯くしてガス燃料遮断弁Ｖが開弁さ
れる。すなわち、入口ポート１６内を流通するガス燃料
が圧力室８を介して出口ポート１７内に流入するように
なる。

【００１６】一方、ガス燃料遮断弁Ｖを閉弁すべきとき
にはソレノイドコイル１４への電力供給が停止される。
その結果、圧縮ばね１１のばね力によって可動コア７お
よびニードル３が一体的に下降せしめられるので出口ポ
ート１７が開放され、斯くしてガス燃料遮断弁Ｖが閉弁
される。次に、１次レギュレータＲ１の作動について説
明する。減圧室３４内のガス燃料圧が低くなってダイア
フラム３３が図２において右側に変位すると弁体駆動部
材３９がピン３８周りに回転し、規制面４０が下方に移
動する。その結果、ガス燃料遮断弁Ｖが開弁していると
き弁体３１の頂面に作用するガス燃料圧によって弁体３
１が下方に移動し、斯くして入口ポート３０が開放され
る。入口ポート３０が開放されると減圧室３４内にガス
燃料が流入し、このときガス燃料は断熱膨張を行う。

【００１７】一方、減圧室３４内のガス燃料圧が高くな
ってダイアフラム３３が図２において左側に変位すると
弁体駆動部材３９の規制面４０が上方に移動し、それに
よって弁体３１が上方に移動せしめられ、斯くして入口
ポート３０が遮断される。このようにして１次レギュレ
ータＲ１から排出されるガス燃料の圧力、すなわち２次
レギュレータＲ２に供給されるガス燃料の圧力がほぼ一
定に維持される。１次レギュレータＲ１から排出された
ガス燃料は次いで収容室Ｃ内の環状間隙１５内に流入す
る。

【００１８】ところで、上述したようにガス燃料エンジ
ンＥの作動時にはガス燃料遮断弁Ｖは異常時を除いて常
時開弁状態に維持され、すなわちソレノイドコイル１４
が異常時を除いて常時通電状態に維持される。ところが
このようにソレノイドコイル１４が通電状態に維持され
るとソレノイドコイル１４が過熱する恐れがあり、その
結果ソレノイドコイル１４が破損したり、或いはニード
ル３を開弁状態に保持するのに十分な磁気吸引力を発生
できなくなる恐れがある。すなわち、ガス燃料遮断弁Ｖ
の良好な作動を確保できなくなる。

【００１９】一方、減圧室３４に流入するときのガス燃
料は断熱膨張を行っており、１次レギュレータＲ１から
排出されるガス燃料温度はかなり低下している。そこ
で、１次レギュレータＲ１から排出されるガス燃料を環
状間隙１５に導いてこの低温のガス燃料によってソレノ
イドコイル１４を冷却するようにしている。すなわち、
環状間隙１５内に流入したガス燃料はソレノイドコイル
１４の外周面に沿いつつ流動してソレノイドコイル１４
を冷却する。その結果、ソレノイドコイル１４が過熱す
るのが阻止され、したがってガス燃料遮断弁Ｖの良好な
作動を確保することができる。

【００２０】特に、上述したようにソレノイドコイル１
４の外周面は環状間隙１５に直接対面しており、また収
容室ハウジング１２およびコイルホルダ１３が良熱伝導
材料から形成されるのでソレノイドコイル１４をさらに
良好に冷却することができる。なお、アクチュエータホ
ルダ５が断熱材料から形成されるので電気ヒータ４１が
作動されたとしてもソレノイドコイル１４が電気ヒータ
４１により加熱されるのが阻止されている。

【００２１】これまで述べてきた実施態様ではガス燃料
遮断弁Ｖを開弁すべきときにソレノイドコイル１４に通
電し、ガス燃料遮断弁Ｖを閉弁すべきときにソレノイド
コイル１４の通電を停止するようにしている。しかしな
がら、ガス燃料遮断弁Ｖを開弁すべきときにソレノイド
コイル１４の通電を停止し、ガス燃料遮断弁Ｖを閉弁す
べきときにソレノイドコイル１４に通電するようにして
もよい。この場合、ガス燃料遮断弁Ｖが閉弁状態に維持
されている間、すなわち例えばガス燃料エンジンＥの停
止中にソレノイドコイル１４が破損するのを阻止するこ
とができ、したがって例えば異常時にガス燃料遮断弁Ｖ
を確実に閉弁させることができる。

【００２２】また、これまで述べてきた実施態様ではア
クチュエータホルダ５を断熱材料から形成して電気ヒー
タ４１と電磁アクチュエータＡ間に断熱層を形成するよ
うにしている。しかしながら、電気ヒータ４１と電磁ア
クチュエータＡ間に追加の断熱部材を配置することもで
きる。

【００２３】

【発明の効果】ガス燃料遮断弁の良好な作動を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス燃料エンジンの全体図である。

【図２】ガス燃料遮断弁および１次レギュレータの側面
断面図である。

【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってみた電磁アク
チュエータの断面図である。

【符号の説明】

Ａ…電磁アクチュエータ Ｂ…車載ボンベ Ｃ…収容室 Ｅ…ガス燃料エンジン Ｒ１，Ｒ２…レギュレータ Ｖ…ガス燃料遮断弁 １…弁ハウジング ３…ニードル ７…可動コア ９…ステータ １２…収容室ハウジング １４…ソレノイドコイル １５…環状間隙 １８…入口ポート １９…出口ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス燃料エンジンのガス燃料通路内に該
   ガス燃料通路を遮断するためのガス燃料遮断弁が配置さ
   れており、該ガス燃料遮断弁を駆動するガス燃料遮断弁
   駆動用電磁アクチュエータの冷却装置であって、ガス燃
   料通路内にガス燃料を減圧するレギュレータが配置され
   ており、電磁アクチュエータを収容する収容室を設け、
   該収容室をレギュレータ下流のガス燃料通路内に配置し
   てレギュレータから収容室内に流入したガス燃料により
   電磁アクチュエータを冷却するようにした冷却装置。