TWI410560B - 燃氣引擎調節器 - Google Patents

Description

燃氣引擎調節器

本發明係關於燃氣引擎調節器之改良。

習知上，諸如LPG的液化氣體被使用作為用於液化氣體引擎之燃料。在液化氣體的汽化之時，焦油係自氣體而分離，且產生不良影響在配置於燃料通道之組件上。例如，焦油附著於諸如隔膜之橡膠部份，其劣化橡膠部份，附著於燃料噴口，其堵塞該等孔，以及附著於閥，其使該等閥不當定位在閥座上。為避免此種及其它問題，技術被建議以自氣化燃料分離並收集焦油，如以下文件得知，例如，日本實用新型公開案第S53-160526號(專利文件1)、日本專利審查後公告第S59-7022號(專利文件2)、日本專利審查後公告第S59-22063號(專利文件3)、日本專利審查後公告第S63-8309號(專利文件4)及日本專利先行公開申請案第2007-64036號(專利文件5)。

專利文件1揭示具有隔板之汽化器，該隔板將汽化器的內側隔成上汽化室及下焦油室。汽化室內側包括複雜結構。在引入汽化室之液化氣體的汽化之時，焦油係自氣體分離且經由形成於隔板之通孔來收集於焦油室中。專利文件2及專利文件3揭示相似配置。

於下溫度環境中，很可能的是，未汽化的液化氣體接觸分離的焦油，以及焦油熔入未液化氣體且一起向下游流動。為防止此情況，專利文件4揭示一配置，其中燃料通道切換板被提供用於自使用在低溫之燃料供應通道切換至使用於高溫之燃料供應通道，以防止分離的焦油在低溫時接觸且熔入未汽化的液化燃料氣體。

專利文件5揭示具有過濾器之移除裝置，該過濾器係配置在汽化器的上游之燃料管線上，用於移除含於液化氣體之樹膠材質。

汽化器的內部之複雜結構的設置導致不合意的大型配置，如專利文件1、專利文件2及專利文件3。一般人可能想到將複雜結構提供於空間受限之小型一般用途，而該引擎難以模製。再者，焦油易於累積於合成配置中，以及大量壓力流失可能發生。

於專利文件4的配置中，由於用於焦油分離及收集之板的設置，用於焦油分離與收集之結構係複雜的。於專利文件5的配置中，當過濾器係小時，網孔可能被樹膠堵塞，其需要經常維護操作。當大型過濾器被利用以避免經常維護操作時，樹膠移除裝置變大。

於專利文件1至4的配置中，引擎冷卻水被循環至各別汽化器以促進液化氣體燃料的汽化且自氣化燃料有效率地分離。例如，此種配置係難以應用至小型一般用途引擎，因為一般用途引擎通常是氣冷式，以及引擎熱的有效利用係難以達成。因此，有替代結構之需求，該結構可被利用於此種引擎，用於自其氣化燃料有效地分離及收集。

因此，本發明的目的在於提供一種氣化引擎調節器，其不僅可應用於小型一般用途引擎，而且是小型簡單的構造，以及可自氣化燃料有效率地分離及收集焦油並防止該焦油向下流動。

依據本發明，提供一種氣化引擎調節器，其適合於配置在用於自燃料供應源而供應液化氣體燃料至燃氣引擎之燃料供應通道中，用於使轉成氣體形式之該液化氣體燃料減壓，該調節器包含：減壓室其界定於該調節器的內部，且具有該液化氣體燃料進入所經過之氣體入口及該液化氣體燃料排出所經過之氣體出口，該氣體入口係設置在該減壓室的一端側，該氣體出口係設在自該一端側經由空間橫向隔開之相對端側；及隔壁，其以圍繞該氣體出口之方式而配置，且具有與該氣體出口相通之氣體通道，該氣體通道具有配置在該氣體入口的上部之氣體通道入口。

起因於液化氣體燃料的汽化之氣化燃料經由氣體入口流入減壓室，且通過該空間抵達配置在氣體入口的上方之氣體通道的通道入口。然後，氣化燃料經由通道入口進入氣體通道，且經由與氣體通道相通之氣體出口排出以向下流動。

在液化氣體燃料的汽化之時自液化氣體燃料分離之焦油經由氣體入口流入減壓室，藉由重力滴穿該空間且累積在調節器的底部。

氣體入口及氣體出口係分別地配置在減壓室的一端及相對端，該二端大大地隔開。再者，與氣體出口相通之氣體通道的通道入口係配置在氣體入口的上方或更高。因此，經由氣體入口流入減壓室之焦油幾乎不可能抵達在氣體出口。亦變得可能的是，使焦油易於由重力滴穿該空間且容易收集。

因此，上述配置使習用配置所需之複雜結構、過濾器及通道切換裝置，且甚至於難以利用其中所產生的熱之小型通用引擎中而達到焦油的有效分離與收集，以防止焦油自燃料供應系統的下游流動。

於較佳形式，氣化引擎調節器另包含：呈溝槽的形式之垂直通道，其設置於該隔壁與該減壓室的周壁之間，用於允許自該液化氣體燃料分離之焦油的通過。依據通道或溝槽，附著於減壓室的周壁之焦油被防止進入氣體出口且因此在可在預先被收集時免於向下流動。

合意的是，氣化引擎調節器另包含：壓力調節閥，用於開/關該氣體入口；調節器槓桿，其單元地安裝至該壓力調節閥；隔膜，用於覆蓋該減壓室的上端開口，該調節器槓桿具有位在接近該壓力調節閥的部份之樞軸，且連接至位在遠離該壓力調節閥的部份之隔膜；隔膜止動部，其配置成接近該氣體入口且高於該氣體入口，用於限制該隔膜朝向該減壓室的移動；及肋部，其延伸在該隔膜止動部及隔壁之間。依據該肋部，焦油被防止進入氣體出口，且因此在當時可被收集之時免於向下流動。

肋部可包括設在該隔壁78延續的位置之斷流部，用於導引該焦油以沿著該斷流部流動。

現在參照圖1，燃料供應設備10包含：小氣缸12，充填有例如，液化丁烷氣體作為液化氣體燃料且容納於缸殼11中；手動旋塞13，固定地配置於缸殼11中，用於切換在出自氣缸之液化氣體燃料的流動與燃料流動的截斷之間；汽化器16，用於利用產生於燃氣引擎14之熱將液化氣體燃料(液化丁烷)轉換成氣化燃料(丁烷氣體)；截斷閥17，用於允許在汽化器16氣化之燃料在燃氣引擎操作時的循環，以及用於阻擋氣化燃料在引擎未操作時的流動；主調節器18，與截斷閥17一體形成，用於使氣化燃料減壓至預定壓力；及次調節器21，用於使主調節器18所減壓之氣化燃料進一步減壓至大氣壓力。

次調節器21所減壓之氣化燃料被供應至混合器22，混合器22在此處與空氣混合。合成的氣體/燃料混合物係經由燃氣引擎的進氣口14a而帶入燃燒室14b。

參照號碼25至27標示燃料管線。負壓管線28使截斷閥17與燃氣引擎14的曲軸箱14c相通。負壓係於燃氣引擎的操作期間產生於曲軸箱14c內，且使截斷閥17開啓。當燃氣引擎未操作時，無負壓產生在曲軸箱內且因此截斷閥17保持關閉。截斷閥17及主調節器18一起提供與截斷閥結合的調節器單元30。

如圖2所示，截斷閥結合的調節器單元30包括二個相鄰的塊件31、32，用於覆蓋一塊件31的側開口之蓋件33、用於覆蓋另一塊件32的側開口之罩件34、及安裝至塊件32的下部之杯件36。

截斷閥17包含：第一隔膜41，堅固定在塊件31及蓋件33之間；支撐板42，用於支撐第一隔膜41的內表面；桿件43安裝至支撐板42的中部；螺旋彈簧44，用於推動第一隔膜41及支撐板42朝向蓋件33；第二隔膜45，附接至可移動地通過塊件31之桿件43的末端；及截斷閥體部46，以與桿件43的末端對置關係來配置在塊件32上。

塊件31包括凹部31a，其與第一隔膜41結合地界定經由負壓管線28與燃氣引擎的曲軸箱14c(見圖1)相通之負壓室48。相通管51係安裝在蓋件33上，用於使形成在蓋件33及第一隔膜41之間的大氣室52與大氣相通。

截斷閥體部46包含：閥座53，接合於形成於塊件32之下橫向通道32a；支撐件54，用於支撐閥座53；閥56，通過分別形成於閥座53及支撐件54之通孔53a、54a；及彈簧57，設置在閥支撐件54及閥56的一端之間，用於推動閥56於其關閉方向。

閥56包括設在其一端用於支撐彈簧57之彈簧支撐部56a、設在其相對端之閥頭56b、及用於連接彈簧支撐部56a及閥頭56b之連桿56c。

閥頭56b係藉由彈簧57頂著閥座53的回彈性而推動。於該圖中，閥頭56b被定位以關閉燃料通道61。也就是說，截斷閥17被關閉。

燃料通道61包含：中央室63，形成於塊件31、32的配合面且與汽化器16相通(見圖1)；通孔53a、54a；下橫向通道32a，閥頭56b的一部份容納於其中；垂直通道32d，其一端連接至下橫向通道32a；及上橫向通道32e，與垂直通道32d的相對端相通。上橫向通道32e係經由未顯示之通道與設於主調節器18之減壓室64相通。

主調節器18包含：第三隔膜65堅固地固定於塊件32與罩件34之間；壓板66，設在第三隔膜65的外表面上；彈簧67，用於經由壓板66頂著形成於塊件32的止動部32g來推動第三隔膜65；及杯件36。杯件36被用於在氣體燃料通過儲存減壓室64時與氣化燃料一起流下之焦油。

藉由因此結合的截斷閥17及主調節器18，不再需要連接截斷閥17及主調節器18之管線，藉此減少所需組件的數量，並提供小型且精密之截斷閥結合的調節器。用於配置管線之人工時變得不需要。組件數量及人工時的減少導致生產成本的降低。

現參照圖3，其顯示具有第一構造的減壓室64之主調節器18的側視圖。氣體入口71係在減壓室64的一端形成於塊件32，而氣體出口72係在減壓室64的相對端而形成於塊件32。氣體入口71及氣體出口72被配置成水平對準。

上與下隔膜止動部74、76係設於圍繞氣體入口71之入口側壁73，用於限制第三隔膜65的移動(見圖2)。隔壁78係形成於以圍繞氣體出口72之方式配置在氣體出口72周圍之出口側壁77。氣體通道81垂直地延伸穿過隔壁78，且與氣體出口72相通。參照81a標示設在氣體通道81的頂端之氣體通道入口。參照81b標示設在氣體通道81的底端之氣體通道出口。氣體通道入口81a係配置在氣體出口72的上方，且位在比氣體入口71更高的位準。

隔壁78係設置遠離減壓室64的圓形周壁84。具有溝槽形式之垂直長通道85設在隔壁78及周壁84之間，用於允許自氣化燃料分離之焦油的通道。以此配置，在周壁84的汽化之時自氣化燃料分離之焦油及附著至周壁84的上部，例如，被防止自移動超過至隔壁78以及向下游流動通過氣體出口72。

參照號碼86標示界定在氣體入口71及氣體出口72之間之空間，也就是說，在入口側壁73及包括隔壁78之出口側壁77間。當焦油流過氣體入口71進入減壓室64時，焦油向下滴穿空間86進入杯件36(圖2)，且累積於杯件36中。

現在轉到圖4，孔口91係設在氣體入口71。軸91係安裝至入口側壁73，調節器槓桿93樞轉地支撐在軸91。壓力調節閥94係安裝至調節器槓桿93的一端，用於開啓/關閉孔口91的開口。調節器桿96係安裝至調節器槓桿93的相對端，調節器桿96隨後安裝至壓板66。

因此，當第三隔膜65及壓板66與減壓室64內側之壓力一致地移動時，調節器槓桿93繞著軸92擺動因此開及關調節閥94。

隔壁78的端表面78a係位於比隔膜止動部74及76的端表面更深之塊件32的一部份(圖3)。蓋板97係設在減壓室64及隔壁78的端表面78a之間，用於覆蓋朝向罩件34開啟之氣體通道81的開口。

回到圖3，蓋板97係經由公螺栓(未顯示)安裝至出口側壁77以整個覆蓋端表面78a。參照號碼77a標示用於螺紋收納公螺栓之母螺栓。如圖4所示，氣體通道入口81a(見圖3)及氣體通道出口81b採取設於隔壁78的端表面78a之溝槽的形式。甚至隔壁78被蓋板97關閉時，液化氣體燃料可流經氣體通道入口81a，以及氣體通道81自氣體出口72排出。

接著將參照圖5A及5B說明主調節器18的操作。

如圖5A的白箭頭所示，流經氣體入口71進入減壓室64之氣化燃料移至隔壁78且流經氣體通道入口81a至氣體通道81，自氣體出口72流出然後流向次調節器21(見圖1)。

流經氣體入口71至減壓室64之焦油藉由重力落下穿過空間86。當部份的焦油101經由氣體通道入口81a進入氣體通道81時，例如，該焦油部份以微滴的形式掉落，且經由氣體通道出口81b排入空間86，並因此被防止自氣體出口72流出。

接著參照圖5B，落穿減壓室64內的空間86之焦油 微滴通過形成於減壓室64的周壁84之通孔，且累積於杯件36。

現在參照圖6，其解說具有第二構造的減壓室之主調節器的側視圖。圍繞氣體出口72之隔壁111係設置成自減壓室64的周壁84朝向氣體入口71而突出。內室入口111a及內室出口111b係設在隔壁111的上與下部，內室入口111a及內室出口111b與減壓室64及界定於隔壁111的內部之內室112相通。

內室112朝向圖式的觀察者而開啟。內室入口111a及內室出口111b包含形成於隔壁111的端表面之溝槽。參照號碼113標示安裝至出口側壁77以便整個覆蓋內室112的開口之蓋板。

接著，參照圖7，其解說具有第三構造的減壓室之主調節器的側視圖。圍繞氣體出口72之隔壁121係設置成自減壓室64的周壁84而突出，且具有側壁121a及下壁121b。內室入口121c及內室出口121d係設在側壁121a及下壁121b，且與減壓室及界定於隔壁121之內室122相通。

內室122朝向圖式的觀察者而敞開。內室入口121c及內室出口121d包含形成於隔壁121的端表面之溝槽。參照號碼123標示安裝至出口側壁77以便整個覆蓋內室122的開口之蓋板。

藉由使隔壁121的側壁121a形成來垂直延伸，如圖所示，黏至周壁84的頂部之焦油在側壁121a向下流至側壁121a的下端，且滴入空間86。結果，焦油不太可能經由內室入口121c進入內室122。

接著，參照圖8，其顯示具有第四構造的減壓室之主調節器的側視圖。弧形肋部131係以凸出方式形成在塊件上，且自上隔膜止動部74延伸至隔壁78。肋部131包括形成在隔壁78延續的位置之斷流部131a。

當氣化燃料流出經由氣體入口71而進入減壓室64時，氣化燃料係朝向隔壁78導引在肋部131上方，如白色箭頭所示，其使燃料易於經由氣體通道入口81a進入氣體通道81。

在被肋部131阻擋時，經由氣體入口71流入減壓室64之焦油101幾乎不能移動超過至隔壁78的氣體通道入口81a。當焦油101移至肋部131上方、通過肋部131的上表面131b且移至隔壁78時，例如，焦油101經由斷流部131a流至隔壁78的內表面78a上，且最後自隔壁滴入空間86。結果，變得可能可靠地防止焦油101經由氣體出口72向下游流動。

總結以上所述，本發明提供主調節器18，如圖1至3所示，其將被配置於燃料供應通道中，用於自小氣缸12作為燃料供應源而供應液化氣體燃料至燃氣引擎14，以降低變成氣體形式之液化氣體燃料的壓力。主調節器18包括內部界定的減壓室64，其依序包括液化氣體燃料進入之氣體入口71及氣體燃料流出的氣體出口72。氣體入口71係配置在減壓室64的一端或側，而氣體出口72係與氣體入口71相對地設置在減壓室64的相對側，其中有空間86插置在氣體入口71及氣體出口72之間。隔壁78係配置成圍繞氣體出口72，且設有氣體通道81以便與氣體出口72相通。氣體通道81的氣體通道入口81a係配置在氣體入口71的上部。因此，氣體入口71及氣體出口72係相互分開很大。再者，氣體通道入口81a定位在氣體入口71的上部。結果，經由氣體入口71流入減壓室64之焦油幾乎不能抵達氣體出口72。再者，焦油係藉由重力導引以滴穿空間83，因此致能焦油的收集。

如自以上所述可隨時領悟到，本發明配置提供不具如過去所用之複雜結構的簡單焦油分離/收集結構、過濾器及通道切換裝置。本發明焦油分離/收集結構甚至可有效作用於小型通用引擎，其中難以利用所產生的熱且可防止焦油流至燃料供應設備10的下游。

應注意到，與圖8相關地，肋部131已被說明，延伸在上隔膜止動部74及隔壁78之間，而肋部131可被替代地設置以延伸在圖6的隔膜止動部74及隔壁111之間。

10．．．燃料供應設備

11．．．缸殼

12．．．小氣缸

13．．．手動旋塞

14．．．燃氣引擎

14a．．．進氣口

14b．．．燃燒室

14c．．．曲軸箱

16．．．汽化器

17．．．截斷閥

18．．．主調節器

21．．．次調節器

22．．．混合器

25．．．燃料管線

26．．．燃料管線

27．．．燃料管線

28．．．負壓管線

30．．．截斷閥結合的調節器單元

31．．．塊件

31a．．．凹部

32．．．塊件

32a．．．下橫向通道

32d．．．垂直通道

32g．．．止動部

32e．．．上橫向通道

33．．．蓋件

34．．．罩件

36．．．杯件

41．．．第一隔膜

42．．．支撐板

43．．．桿件

44．．．螺旋彈簧

45．．．第二隔膜

46．．．截斷閥體部

51．．．相通管

52．．．大氣室

53．．．閥座

53a．．．通孔

54．．．支撐件

54a．．．通孔

56．．．閥

56a．．．彈簧支撐部

56b．．．閥頭

56c．．．連桿

57．．．彈簧

61．．．燃料通道

63．．．中央室

64．．．減壓室

65．．．第三隔膜

66．．．壓板

67．．．彈簧

71．．．氣體入口

72．．．氣體出口

73．．．入口側壁

74．．．上隔膜止動部

76．．．下隔膜止動部

77．．．出口側壁

77a．．．母螺栓

78．．．隔壁

78a．．．端表面

81．．．氣體通道

81a．．．氣體通道入口

81b．．．氣體通道出口

84．．．圓形周壁

85．．．垂直長通道

86．．．空間

91．．．孔口

92．．．軸

93．．．調節器槓桿

94．．．壓力調節閥

96．．．調節器桿

97．．．蓋板

101．．．焦油

111．．．隔壁

111a．．．內室入口

111b．．．內室出口

112．．．內室

113．．．蓋板

121．．．隔壁

121a．．．側壁

121b．．．下壁

121c．．．內室入口

121d．．．內室出口

122．．．內室

123．．．蓋板

131．．．弧形肋部

131a．．．斷流部

131b．．．上表面

圖1係顯示利用依據本發明的主調節器之燃氣引擎燃料供應設備的系統圖。

圖2係解說與截斷閥結合且具有第一構造的減壓室之調節器的剖面圖。

圖3係沿著圖2的線3-3所取之剖面圖。

圖4係沿著圖3的線4-4所取之剖面圖。

圖5A及5B係解說主調節器的操作之示意圖。

圖6係解說具有第二構造的減壓室之主調節器的側視圖。

圖7係解說具有第三構造的減壓室之主調節器的側視圖。

圖8係解說具有第四構造的減壓室之主調節器的側視圖。

18．．．主調節器

32．．．塊件

64．．．減壓室

71．．．氣體入口

72．．．氣體出口

73．．．入口側壁

74．．．上隔膜止動部

76．．．下隔膜止動部

77．．．出口側壁

77a．．．母螺栓

78．．．隔壁

78a．．．端表面

81．．．氣體通道

81a．．．氣體通道入口

81b．．．氣體通道出口

84．．．圓形周壁

85．．．垂直長通道

86．．．空間

97．．．蓋板

Claims (4)

1. 一種燃氣引擎調節器(18)，其適合於配置在用於自燃料供應源(12)供應液化氣體燃料至燃氣引擎(14)之燃料供應通道中，用於使轉變成氣體形式之該液化氣體燃料減壓，該調節器包含：塊件(32)，其界定該調節器內之減壓室(64)，且具有該液化氣體燃料進入該減壓室所經過之氣體入口(71)及該液化氣體燃料排出該減壓室所經過之氣體出口(72)，該氣體入口係設置在該減壓室的一側，該氣體出口係設在自該一側經由空間(86)橫向隔開之相對側；隔膜(65)，其覆蓋該減壓室(64)的上端開口；杯件(36)，其安裝於該塊件(32)的下部用於儲存焦油，該焦油在該液化氣體燃料通過該減壓室(64)時，與該液化氣體燃料向下流；及隔壁(78；111；112)，其由該塊件所界定，延伸通過該減壓室朝向該隔膜以終止鄰接該隔膜，該隔壁進一步圍繞該氣體出口且具有與該氣體出口相通之氣體通道(81；112；122)，該氣體通道具有配置在該氣體入口的上部之氣體通道入口(81a；111a；121c)及設在該氣體通道的底端之氣體通道出口(81b；111b；121d)，其中通過該氣體通道入口(81a；112a；122c)進入該氣體通道(81；112；122)之焦油部分係向下排出通過該氣體通道出口(81b；112b；122d)且通過該空間(86)而進入累積該焦油部分之該杯件(36)，以及因此 防止自該氣體出口(72)流出。
2. 如申請專利範圍第1項之燃氣引擎調節器，另包含呈溝槽的形式之垂直通道(85)，其設置於該隔壁(78)與該塊件的一部分之間，該塊件的該部分界定該減壓室(64)的周壁(84)，用於允許自該液化氣體燃料分離之焦油的通過。
3. 如申請專利範圍第1項之燃氣引擎調節器，另包含：壓力調節閥(94)，用於開/關該氣體入口(71)；調節器槓桿(93)，其單元地安裝至該壓力調節閥(94)，該調節器槓桿(93)在接近該壓力調節閥(94)的部份具有樞軸(92)，且在遠離該壓力調節閥(94)的部份連接至該隔膜(65)；隔膜止動部(74)，其配置成接近該氣體入口(71)且高於該氣體入口，用於限制該隔膜朝向該減壓室(64)的移動；及肋部(131)，其延伸在該隔膜止動部及該隔壁(78)之間。
4. 如申請專利範圍第3項之燃氣引擎調節器，其中該肋部(131)包括設在該隔壁(78)延續的位置之斷流部(131a)。