JPS6047468B2 - レギユレ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＬＰガス（液化石油ガス）の流量を測定する
ようにしたレギュレータに関するものである。

一般に、ＬＰガスを燃料とする自動車において、ＬＰガ
ス燃料供給装置は第１図に示したように構成されている
。

第１図において、１はＬＰガス容器、２は液取出しバル
ブ、３は液充填バルブ、４はフィルタ、５はソレノイド
バルブ、６はレギュレータ、７はキヤブレタ、８はエン
ジン、９はスイッチ、９’はヒューズ、１０はイグニッ
ションスイッチ、１１はバッテリである。このＬＰガス
燃料供給装置では、容器１から取り出された液状のガス
は高圧パイプを通り、フィルタ４で不純物がろ過され、
ソレノイドバルブ５を介してレギュレータ６に入り、こ
こで減圧、気化されて気体となり、一定圧力に調整され
た後、キヤブレタ７で空気と混合されて、エンジン８に
供給される。このように構成された燃料供給装置で、Ｌ
Ｐガスの消費量を測定するには、次の方法が使われてい
た。

１ＬＰガスの使用前後に、このＬＰガスの入つた容器１
の重量を測定し、重量の差からＬＰガスの減量を求める
方法（重量法）。

この方法は重量を直接計測するため、比較的精度は高い
が、計測毎にＬＰガス容器１を着脱しなければならず、
また消費量が少ない場合には、測定誤差が大きく、瞬間
の消費量を計測できす、自動車の場合には、走行中の計
測ができないなどの欠点がある。２ 使用前にＬＰガス
を容器の一定レベルまで充Ｊ 填し、使用後に同一レベ
ルまでＬＰガスを充填し、この充填量を使用量とする方
法。

この方法は前述の方法のように容器を着脱する必要はな
いが、消費量が少ない場合は計量精度が悪く、また瞬間
消費量の計測ができず、走行中に計測ｉ ができないと
いう欠点がある。３ＬＰガスがほぼ液状で流れる区間、
即ち容器１とレギュレータ６の間の高圧バイブの途中に
流量計を設置する方法。

この方法は液体ＬＰガスの流量を直接計測するため、瞬
間消費量の計測を行うことができ、走行中の計測を行う
ことができるが、液中に気泡が発生するため、液流量の
計測は困難である。即ち、通常容器１内のＬＰガスの圧
力は、その温度（一般には大気温度）に相当する飽和蒸
気圧力と平衡しているが、このＬＰガスが高圧バイブを
通過すると、主として管摩擦などにより、その圧力が下
がり、また通常の流量計では入口と出口の間で圧力損失
があるので、このＬＰガスの圧力が飽和蒸気圧力以下に
下がり、液中に気泡が発生するものである。このような
欠点を除くため、例えば窒素ガスなどの不活性ガスでＬ
Ｐガスの液体を飽和蒸気圧以上に加圧するか、あるいは
冷却手段で飽和温度以下に冷却し、僅かな圧力降下で気
泡が発生しないように構成して流量計測を行つている。

しかし、不活性ガスて加圧する方法では、その不活性ガ
スがＬＰガスへ溶け込んで、ＬＰガス成分が変化したり
、飽和蒸気圧力が変化する問題があり、また冷却手段を
設ける方法ては、その冷却装置が大がかりになるという
欠点がある。このように、液側で流量を測定する方法に
おいて、一般にエンジンの燃料消費量が時間的殆んど変
化しない定常運転の場合、特に燃料消費量が少ない場合
には、レギュレータ６内におけるＬＰガスの蒸気変動に
より、減圧弁がオン、オフするので、これに伴つてレギ
ュレータ上流の流量は変動する。

従つて、この高圧バイブの高圧側に流量計を設置する方
法では、短時間の流量計測あるいは瞬時流量計測に場合
に大いな誤差を伴うという欠点があつた。４ レギュレ
ータ６とキヤブレタ７の間で気体流量を測定する方法。

この方法は以上の３方法における欠点を対処する方法と
考えられるが、ＬＰガスでは、通常レギュレータ６で蒸
発、調圧され、レギュレータ６の出口では、圧力がほ１
ぼ大気圧の気体となり、エンジン８の吸入空気量に比例
してキヤブレタ７からエンジン８にＬＰガスが吸入され
る。しかしながら、レギュレータ６とキヤブレタ７間に
気体流量計を挿入すると、ほぼ大気圧まで調圧されたＬ
Ｐガスがこの流量計を通過すると、その流量に応じた圧
力損失が生じるために、このキヤブレタ７に入るＬＰガ
スの圧力がその流量に応じて大気圧以下の圧力て変化し
、キヤブレタ７のＬＰガス吸入特性が変わり、所要のＬ
Ｐガスがエンジン８に吸入されなくなる。

このため、気体流量計を装着する方法は、エンジン８に
おけるＬＰガス供給特性を損ない） 供給系としての適
合条件を阻害することになる。その結果、エンジンの空
燃比特性、排気ガス特性及び運転性にも悪影響を与え、
しかも、通常の手段ではこれを補償することはできなく
実用的でないという欠点があつた。本発明の目的は、上
記従来例の欠点を解消するもので、ＬＰガスを燃料とす
るエンジンにおいて、エンジンの負荷や回転速度の変化
に応じたエンジンへのＬＰガスの燃料供給特性を全く損
うことなく、ＬＰガス流量の全量あるいは燃料供給系″
路毎に正確に計測することができるレギュレータを提供
することにある。

詳述すれば、本発明は、一次減圧手段て気化され、調圧
されて一次減圧室に送られた気体状ＬＰガスを二次減圧
室またはスロー通路に送る前に、気体流量計に送つてそ
の流量を測定し、この気体流量計から出たＬＰガスを更
に二次減圧手段で減圧し、二次減圧室を介してキヤブレ
タに送るか、または気体流量計を出たＬＰガスの一部を
直接スロー通路へ送るようにしたレギュレータを提供す
ることを目的とするもである。

そして、本発明の構成は、ＬＰガスを減圧し、調圧する
一次減圧手段を設けた一次減圧室と、この一次減圧室に
接続された流量計と、この流量計からのＬＰガスの圧力
を大気圧まて減圧し、調整する二次減圧手段を有する二
次減圧室からなることを特徴とするものである。以下、
図面により実施例を詳細に説明する。まず、本発明の実
施例を説明する前に、レギュレータの構成及ひ動作を第
２図、第３図、第４図により説明する。

第２図は、スロー通路のないレギュレータをを示したも
ので、室１２に流入したＬＰガスは、それ自身の蒸気圧
でイラステイツクフエイスバルブ１３を押し開き、一次
減圧室１４に入り、減圧・気化される。この一次減圧室
１４の圧力がある予め決められた圧力、（例えば０．３
３ｋ／Ｃｌｔ）になると、ファーストダイアフラム１５
がファーストレギュレータスプリング１６を押し、ファ
ーストダイアフラムフック１７によりファーストバルブ
レバー１８を作動させ、イラスティックフエイスバルブ
１３を閉じる。次に、ＬＰガスが二次減圧室２０に流出
すると、一次減圧室１４内の圧力が下がり、ファースト
レギュレータスプリング１６によつてファーストバルブ
レバー１８が作動され、イラステイツクフエイスバルブ
１３が開き、再びＬＰガスが一次減圧室１４に流入する
動作を繰り返すことによつて、この一次減圧室１４はＬ
Ｐガスの圧力を常に一定に保持する。この一次減圧室１
４からイラステイツクフエイスバルブ１９を通つて二次
減圧室２０に流入した燃料は、キヤブレタに送られるが
、このキヤブレタのベンチユリの負圧によつてセカンド
ダイアフラム２１が作動し、セカンドバルブレバー２２
を介してイラステイツクフエイスバルブ１９が開き、セ
カンドレギユレータスプリング２３のカーによつて閉ざ
されることを繰り返しながら、この二次減圧室２０はＬ
Ｐガスの圧力をほぼぼ一定圧（大気圧）に保持する。始
動時には、フユーエルテストレバー２４によつてセカン
ドダイアフラム２１を動作させて、イラステイツクフエ
イスバルブ１９を開き、強制的に燃料をキヤブレタへ送
り込むことができる。次に、エンジンが停止している時
は、どこにも真空が発生していないため、このレギュレ
ータを作用させる力はスプリングカとＬＰガスの蒸気圧
だけである。

従つて、エンジン停止中にソレノイドバルブ５（第１図
参照）が開いている時、ＬＰガスは室１２に入り、それ
自身の蒸気圧で一次減圧室１４に入るので、イラステイ
ツクフエイスバルブ１９がアイドル調整のために強制的
に開かれている場合は、この一次減圧室１４のＬＰガス
が二次減圧室２０に流出するため、非常に危険である。
これを防ぐため、バキュームロックダイアフラムスプリ
ング２５の力によりバキュームロックダイアフラム２６
を作動させ、セカンドバルブレバー２２を介してアイド
ルピン２７の力に打ち勝ち、イラステイツクフエイスバ
ルブ１９をセカンドバルブシート２８に密着させ、燃料
を遮断する。また、エンジンがアイドル運転の場合は、
第３図に示したように、インテークマニホールドに負圧
が生じてバキューム室２９に導びかれ、バキュームロッ
クダイアフラム２６がバキュームロックダイアフラムス
プリング２５の力に打ち勝つて一次減圧室１４側のＬＰ
ガスを引くようにし、またセカンドバルブレバー２２に
はセカンドレギユレータスプリング２３の力のみが作用
しているだけであるが、このアイドリング時には、キヤ
ブレタのベンチユリの負圧が非常に小さく、セカンドダ
イアフラム２１を作動させてイラステイツクフエイスバ
ルブ１９を開くことができないため、アイドルアジヤス
トスクリユ３０によつて、セカンドバルブレバー２２の
先端についているアイドルピン２７を作動し、イラステ
イツクフエイスバルブ１９の開度を調整してアイドル運
転を行う。

更に、第４図に示したように、エンジンの加速時には、
アクセルペダルを踏み込むことによつて、キヤブレタの
スロットルバルブが開き、吸入空気量を増大させること
によつてベンチユリの負圧が高くなり、キヤブレタに通
じているレギュレータの二次減圧室２０と大気に通じて
いる二次調圧室３１とに圧力が生じ、セカンドダイアフ
ラム２１がセカンドレギユレータスプリング２３の力に
打ち勝つてセカンドバルブレバー２２を押し、イラステ
イツクフエイスバルブ１９を大きく開いて、ＬＰガスを
二次減圧室に流入させ、キヤブレタに多量の燃料を供給
する。以上のように構成されたレギュレータにおい・て
、本発明の実施例は、第５図に示したように構成されて
いる。

第５図において、第２図と同一符号のものは同一の部分
を示しているが、本実施例では、一次減圧室１４から二
次減圧室２０の間に気体流量計３２を設け、また一次減
圧室１４と二ｉ次減圧室２０の間に加熱室３３を設け、
約８０゜Ｃのエンジン冷却水を循環している。次に、本
実施例の動作を説明する。

また、液状ＬＰガスはイラステイツクフエイスバルブ１
３で一定圧力まて減圧されて気化される。この場合、フ
フアーストレギユレータスプリング１６を調整して一次
減圧室１４の圧力を気体流量計３２の最大圧損分を見込
んて約０．４５ｋｇ／Ｃｒｌ（従来法では約０．３３ｋ
９／ｄ）とする。また加熱室３３の中を８０゜Ｃのエン
ジン冷却水が循環しているので、一次減圧室１４の液状
ＬＰガスの気化をより確実にする。この一次減圧室１４
から出る気体状ＬＰガスは気体流量計３２で計測され、
該流量計による圧力損失最大約０．１２ｋｇ／ｄを伴う
ものの流量に応じて０．３３〜０．４５ｋ９／ｄ程度の
圧力のＬＰガスが再びレギュレータに戻り、イラステイ
ツクフエイスバルブ１９を通つて二次減圧室２０に入り
、ここで最終的にＬＰガスの流量の如何によらずキヤブ
レタの入口圧力として要求される大気圧まで常に調圧さ
れ、キヤブレタを経てエンジンに吸入される。本実施例
は以上のように構成したので、流量計の圧力損失の影響
を受けることがなく、従来例のように、キヤブレタの吸
入特性を変えさせるような欠点がなくなりＬＰガスの流
量を正確に計測することが可能である。詳述すれば、本
実施例は、レギュレータの第１および２次減圧室１４，
２０間に気体流量計３２を配しても、前記レギュレータ
とキヤブレタ間に気体流量計３２を配する場合と同様、
ＬＰガスの流量に応じて、流量計に基づく圧力損失は起
るが、本実施例の場合は、第５図でファーストレギュレ
ータスプリング１６の強さをＬＰガスの最大流量に対応
する気体流量計３２の圧力損失に見合うぶんだけ、あら
かじめ調節しておくことにより、ＬＰガスが気体流量計
３２を通過後の圧力は、その流量に応じて上下するもの
の、二次減圧室２０の圧力はイラステイツクフエイスバ
ルブ１９の開閉により、ほぼ一定の圧力（大気圧）に保
持される。

その結果、気体流量計３２を付加することによるキヤブ
レタへの燃料供給特性の影響は、全く生ずることがない
。また、１次減圧室１４の圧力もほぼ一定（例えば０．
４５ｋｇ／ｃ！ｔ）に保持されるためすなわち気体流量
計３２の入口圧力が一定に保持されるため、流量測定を
一層正確に行うことかてきる特徴も有する。なお、スロ
ー通路やその他の通路を持つレギュレータでは、一次減
圧室から流出したＬＰガスをガス流量計で流量し、流量
後のＬＰガスの一部をスロー通路またはその他の通路へ
それぞれ流入し、他のＬＰガスはイラステイツクフエイ
スバル４ブを通して二次減圧室へ流入される。

また二次減圧室または各種通路へ導びくガス量をそれぞ
れ個別に測定する場合には、一次減圧室から導出したＬ
Ｐガスを分岐してそれぞれガス流量計へ導びき、流量測
定後に各通路へ導びくようにすればよい。ところで、ス
ロー通路をもつ燃料供給等において、通常ＬＰガスは一
次減圧室からスロージエツトやアイドルアジヤストスク
リユー（いずれも絞り抵抗）を介してキヤブレタのスロ
ー通路に導入されている。

本実施例は、一次減圧室のあと気体流量計３２を通つた
ＬＰガスを、スロージエツトやアイドルフアジヤストス
クリユーを介してキヤブレタのスロー通路に導入するこ
とにより、気体流量計３２によるガス流量に応じた圧力
損失は生ずるものの流量に対する圧力損失特性は、アィ
ドルアジャストスクリユーの調節で補償可能であり、所
期のエンジンへの燃料供給特性をまつたく変えることな
く、ＬＰガス流量の測定を可能とする。

スロー通路のみに気体流量計３２を挿置すれば、スロー
供給系のみの流量計測定が可能であり、メイン供給系と
の気体流量計３２を共用すれ・ば、エンジンへ供給する
ＬＰガスの全流量の計測が可能となる。

第６図は、本発明のレギュレータを応用したＬＰガス装
置の応用例を示したもので、第１図と同一符号のものは
同一のものを示しているが、この応用例では、レギュレ
ータ６に容積式ガスメータ３４が接続され、またレギュ
レータ６にエンジンから冷却水が循環している。

この応用例の動作を説明する。

ＬＰガス容器１に貯えられた液状ＬＰガスはフィルタ牡
ソレノイドバルブ５を通つてレギュレータ６の一次減圧
室１４に流入する。ここで気化、一次調圧された後、容
積式ガスメータ３４で計量する。この場合、ＬＰガスの
流量をこれに比例した電気パルスに変換し、任意時間間
隔だけ積算すれば、積算流量が得られる。また単位時間
当りの流量は、電子回路を使えば容易に計測表示または
記録をすることができる。なお、流量計としては、容積
式ガスメータに限定されることはなく、面積式流量計、
絞り流量計、ピストン式流量計、タービン流量計、層流
式流量計などの気体流量計で、引火や爆発の危険がない
ものであれば、どのようなものでも使うことができる。

また第７図に示したように、電気出力が得られるガスメ
ータであれば、遠隔測定も可能である。第７図において
、３５はガスメータ、３６は発光ダイオード、３７はホ
トトランジスタ、３８はパルス整形回路、３９は第１の
カウンタ、４０は積算計、４１はフリップフロップ、４
２は第２のカウンタ、４３はモノマルチバイブレータ、
４４は単位時間流量計である。このように構成したガス
メータでは、遠隔測定ばかりでなく、エンジン試験の流
量計測や自動車に塔載して、走行中のＬＰガスの消費量
を計測することも容易である。

また容積流量でなく、重量流量を求める場合は、流量計
に入るＬＰガスの圧力、温度がこのレギュレータでほぼ
一定に調整されるため、換算は容易である。更にこの重
量流量に精度を要する場合は、流量計入口に圧力伝送器
を取りつけて正確な圧力を測定し、また熱電対等の温度
計測手段を取りつけて正確な温度を測定し、その測定値
から電子回路により演算し、容積流量を重量流量に変換
表示することも可能である。また車載計測の場合は、走
行距離計と連動して、単位走行距離当りのＬＰガス消費
量を演算表示することもできる。更に、本発明において
は、上記実施例のように、レギュレータ中に一次減圧手
段、流量計、二次減圧手段を一体的に装備する構成に限
らす、その他に、ＬＰガス容器と気化器との間にそれぞ
れ一次減圧手段、流量計及び二次減圧手段を独立して並
列的に連設装備する態様もとりうる。

以上説明したように、本発明によれば、一次減圧室の後
に気体流量計を設けたので、正確なＬＰガスの流量測定
ができキヤブレタの吸引圧力に変動を起こさず、エンジ
ンの回転等に何ら影響のないレギュレータを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＬＰガス装置の系統図であり、第２図、第３
図、第４図は、従来のレギュレータの断面図てあり、第
５図は、本発明の１実施例の構成図であり、第６図は本
発明をＬＰガス装置に応用した系統図てあり、第７図は
、ガスメータの電気式計測部の構成図である。 １３・・・・・・イラステイツクフエイスバルブ、１４
・・一次減圧室、１５・・・・・・ファーストダイアフ
ラム、１６・・・・・・ファーストレギュレータスプリ
ング、１７・・・・・・ファーストダイアフラムフック
、１８・・・・・・ファーストバルブレバー、１９・・
・・・・イラス】テイツクフエイスバルブ、２０・・・
・二次減圧室、２１・・・・・セカンドダイアフラム、
２２・・・・・・セカンドバルブレバー、２３・・・・
・・セカンドレギユレータスプリング、２４・・・・・
フユーエルテストレバー、３２・・・・・気体流量計、
３３・・・・・・加熱室、３４・・・１ガスメータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ＬＰガスを減圧し、調圧する一次減圧手段を設けた
   一次減圧室と、この一次減圧室に接続された流量計と、
   この流量計からのＬＰガスの圧力を大気圧まで減圧し、
   調整する二次減圧手段を有する二次減圧室からなること
   を特徴とするレギュレータ。 ２ 前記流量計からのＬＰガスの圧力の一部をスロー通
   路へ導入したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のレギュレータ。 ３ 前記一次減圧室に別の流量計を介してスロー通路を
   接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   レギュレータ。