(57)【要約】【課題】ＣＮＧ減圧装置において液体状態にあるオイルの二次減圧弁への流入を防止し、二次減圧弁の動作不良を防止する。【解決手段】ＣＮＧ減圧装置１０は、ハウジング１２の一端部側に設けられる一次減圧弁１４とハウジング１２の他端部側に設けられる二次減圧弁１６とを接続する通路２８を有し、この通路２８の途中には、通路断面積を減少させる絞り部３０が設けられる。絞り部３０には、通路断面積の小さな連通部３６と通路２８の底部２８ａとを連通した吸入通路３８を有し、前記連通部３６をＣＮＧが流れる際の圧力低下に伴って、通路２８内のオイルＬが吸入通路３８を通じて吸引され、端部に開口した小径のジェット部４０から霧状で噴射されＣＮＧと共に下流側へ排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＮＧを所定圧力へと減圧する一次減圧弁と、該一次減圧弁の下流側に設けられ前記ＣＮＧをさらに減圧する二次減圧弁とを有したＣＮＧ減圧装置であって、
前記一次減圧弁と前記二次減圧弁とを接続する通路に、該通路の断面積が絞られた絞り部を備え、
前記通路の重力方向下方となる底部と前記絞り部とを連通する連通路と、
前記連通路の端部に形成され前記絞り部に開口したジェット部と、
を備えることを特徴とするＣＮＧ減圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＮＧエンジンへ供給されるＣＮＧを所定圧力へと減圧するためのＣＮＧ減圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に搭載され、燃料としてガス燃料であるＣＮＧ（圧縮天然ガス）をインジェクタから噴射供給するＣＮＧエンジンが知られており、前記インジェクタに供給される前に高圧タンクからのＣＮＧを減圧するためのＣＮＧ減圧装置が用いられている。
【０００３】
このＣＮＧのような燃料ガスを減圧させる減圧装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、ハウジングの内部に、一次圧調整弁と中圧／低圧減圧弁が並列に収納され、高圧側である一次圧調整弁が高圧ガス管に接続され、低圧側である中圧／低圧減圧弁が低圧出口に接続されると共に、前記一次圧調整弁の下流側が連結管を介して中圧／低圧減圧弁と接続されている。
【０００４】
そして、高圧ガス管から供給された燃料ガスが一次圧調整弁によって所定圧力まで減圧された後、連結管を通じて中圧／低圧減圧弁へと供給され、さらに減圧された後に低圧出口から内燃機関へと導出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００８０３４５８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した減圧装置を用いてＣＮＧの減圧を行う場合、ＣＮＧ中にはオイルが溶け込んでおり、前記ＣＮＧを減圧することで前記オイルが液化するため、一次圧調整弁による減圧によって液化したオイルが連結管を通じて下流側に設けられた中圧／低圧減圧弁へと流れ込んで動作不良を引き起こすことが懸念される。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、液体状態にあるオイルの二次減圧弁への流入を防止し二次減圧弁の動作不良を防止することが可能なＣＮＧ減圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、ＣＮＧを所定圧力へと減圧する一次減圧弁と、一次減圧弁の下流側に設けられＣＮＧをさらに減圧する二次減圧弁とを有したＣＮＧ減圧装置であって、
一次減圧弁と二次減圧弁とを接続する通路に、通路の断面積が絞られた絞り部を備え、
通路の重力方向下方となる底部と絞り部とを連通する連通路と、
連通路の端部に形成され絞り部に開口したジェット部と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ＣＮＧ減圧装置において、一次減圧弁と二次減圧弁とを接続する通路の途中に通路の断面積が絞られた絞り部を備え、この絞り部と通路の重力方向下方となる底部とを連通する連通路と、連通路の端部に形成され絞り部に開口したジェット部とを備えている。
【００１０】
従って、一次減圧弁による減圧によって液化したオイルが通路の底部に溜った場合でも、通路を流れるＣＮＧが絞り部を通過する際に生じるベンチュリ―効果によって吸入通路を通じてオイルを絞り部へと吸い上げ、ジェット部から絞り部へと放出されることで霧化状態としてＣＮＧと共に下流側へ排出することができる。
【００１１】
その結果、一次減圧弁で減圧した際に液化したオイルが、液体状態のままで二次減圧弁へ流入することが防止され、オイルの流入に起因した二次減圧弁の動作不良を回避し円滑に作動させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
すなわち、ＣＮＧ減圧装置において、一次減圧弁と二次減圧弁とを接続する通路の途中に通路の断面積が絞られた絞り部を備えると共に、この絞り部と通路の重力方向下方となる底部とを連通する連通路と、連通路の端部に形成され絞り部へと開口したジェット部とを設けることで、一次減圧弁による減圧によって液化したオイルが通路の底部に溜った場合でも、ＣＮＧが絞り部を通過する際に生じるベンチュリ―効果によって吸入通路を通じてオイルを絞り部へと吸い上げ、ジェット部を通じて絞り部へと放出されることで霧化状態としてＣＮＧと共に下流側へ排出することができる。その結果、一次減圧弁で減圧した際に液化したオイルが、液体状態のままで二次減圧弁へ流入することが防止され、オイルの流入に起因した二次減圧弁の動作不良を回避し円滑に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るＣＮＧ減圧装置の全体断面図である。
【図２】図１のＣＮＧ減圧装置における絞り部近傍を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係るＣＮＧ減圧装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るＣＮＧ減圧装置を示す。
【００１６】
このＣＮＧ減圧装置１０は、図１に示されるように、ハウジング１２と、該ハウジング１２に設けられる一次減圧弁１４及び二次減圧弁１６とを含む。この一次減圧弁１４と二次減圧弁１６は、互いの軸線が平行となるようにハウジング１２に対して設けられる。
【００１７】
このハウジング１２は、ベース部１８と、該ベース部１８の一端部側（矢印Ａ方向）に形成され一次減圧弁１４の保持される第１保持部２０と、前記ベース部１８の他端部側（矢印Ｂ方向）に形成され二次減圧弁１６の保持される第２保持部２２とからなり、前記ベース部１８は水平方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在するように設けられる。
【００１８】
ベース部１８には、第１保持部２０に臨む位置に鉛直方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に貫通した第１貫通孔２４が形成され、同様に、第２保持部２２に臨む位置に鉛直方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に貫通した第２貫通孔２６が形成される。
【００１９】
また、ベース部１８の下部には、水平方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在する通路２８が形成され、その上流側（矢印Ａ方向）となる一端部が第１貫通孔２４の下端部と接続され、下流側（矢印Ｂ方向）となる他端部が第２貫通孔２６の下端部と接続されると共に、前記通路２８の途中には通路断面積の絞られた絞り部３０が形成される。なお、通路２８の他端部はキャップ２９によって塞がれている。
【００２０】
この絞り部３０は、図１及び図２に示されるように、通路２８の延在方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った所定長さで形成され、例えば、通路２８の上流側（矢印Ａ方向）に形成され下流側に向かって徐々に縮径した縮径部３２と、前記通路２８の下流側（矢印Ｂ方向）に形成され下流側に向かって徐々に拡径した拡径部３４と、前記縮径部３２と前記拡径部３４とを繋ぐ一定径の連通部３６とを有し、前記連通部３６から鉛直下方（矢印Ｃ２方向）に延在する吸入通路３８によって重力方向下方（矢印Ｃ２方向）となる通路２８の底部２８ａと連通部３６とが連通している。また、連通部３６側（矢印Ｃ１方向）となる吸入通路３８の端部には、該吸入通路３８に対して小径で開口したジェット部４０が設けられる。
【００２１】
第１保持部２０は、図１に示されるように、ベース部１８に対して上方（矢印Ｃ１方向）に突出した円筒状に形成され、その中心部に第１凹部４２が形成され、その下端部が第１貫通孔２４と接続され連通している。また、第１保持部２０の側部には、第１凹部４２と連通した導入通路４４が開口し、図示しない配管を介して高圧タンク（図示せず）と接続される。
【００２２】
第２保持部２２は、第１保持部２０と同様に、ベース部１８に対して上方（矢印Ｃ１方向）に突出した円筒状に形成され、その中心部に第２凹部４６が形成され、その下端部が第２貫通孔２６と接続され連通している。また、第２保持部２２の側部には、第２凹部４６と連通した導出通路４８が開口し、図示しない配管を介して燃料チューブへと接続される。なお、導出通路４８の下流側には配管を介してオイルトラップ（図示せず）が設けられている。
【００２３】
一次減圧弁１４は、例えば、第１保持部２０に保持される第１バルブボディ５０と、該第１バルブボディ５０の上部を覆う第１ケーシング５２と、該第１ケーシング５２の内部に移動自在に設けられる第１弁体５４と、該第１弁体５４が着座する弁座部材５６と、前記第１弁体５４を上方（矢印Ｃ１方向）へと付勢する第１スプリング５８とを含む。
【００２４】
この第１バルブボディ５０は、軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿った略中央部に形成される円盤状の鍔部６０と、該鍔部６０の中央から下方（矢印Ｃ２方向）へと延在した第１筒部６２と、前記鍔部６０の中央から上方（矢印Ｃ１方向）へと延在した第２筒部６４とを有し、前記鍔部６０が第１保持部２０の上端部に当接し、前記第１筒部６２が第１凹部４２内に挿入され保持される。
【００２５】
第１筒部６２の外周面にはシールリング６６が設けられ、第１保持部２０との間の気密を保持し、該第１筒部６２の内部には第１連通室６８が形成される。この第１連通室６８は、第１保持部２０の導入通路４４と連通すると共に、第１バルブボディ５０の中心で軸方向に延在したシャフト孔７０と連通している。
【００２６】
また、第１筒部６２の下端部には、第１凹部４２の底部との間に弁座部材５６が設けられ保持される。この弁座部材５６は中央に孔部７２を有した円環状に形成され、後述する第１弁体５４の先端が着座自在に形成される。
【００２７】
第１ケーシング５２は、上部に底部を有した有底筒状に形成され、その開口端部が第１バルブボディ５０の鍔部６０に当接するように設けられ、前記鍔部６０と共に締結部材７４によって締結されることで第１保持部２０に対して固定される。
【００２８】
この第１ケーシング５２の内部には、第１弁体５４が軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って移動自在に設けられ、該第１弁体５４は、上端部に設けられるピストン部７６と、該ピストン部７６の中央から下方（矢印Ｃ２方向）に向かって延在するシャフト部７８とからなり、前記ピストン部７６の外周面にはシールリング８０及びウェアリング８２が設けられている。そして、ピストン部７６の外周面が第１ケーシング５２の内周面に摺接しながら軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って移動する。
【００２９】
また、ピストン部７６の内部には、上方に開口しＣＮＧの導入される作用室８４が形成される。
【００３０】
シャフト部７８は、第１バルブボディ５０のシャフト孔７０に挿通され、ブッシュ８８によって移動自在に支持され、前記ブッシュ８８に隣設したシールリング８９によって前記シャフト部７８とシャフト孔７０との間を通じたＣＮＧの漏出が防止される。そして、シャフト部７８は、その下端部が第１連通室６８に臨むように設けられ弁座部材５６に着座自在に設けられる。また、シャフト部７８の内部には、軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って貫通した連通路８６が形成され、その上端部が作用室８４に接続され、下端部が前記シャフト部７８の下端部に開口している。
【００３１】
そして、第１弁体５４には、そのピストン部７６とシャフト部７８との間に形成された段付部と第１バルブボディ５０の第２筒部６４との間に第１スプリング５８が介装される。この第１スプリング５８は、例えば、コイルスプリングからなり、その弾発力によって第１弁体５４を上方（矢印Ｃ１方向）に向かって付勢している。
【００３２】
二次減圧弁１６は、例えば、第２保持部２２に保持される第２バルブボディ９０と、該第２バルブボディ９０の上部を覆う第２ケーシング９２と、該第２ケーシング９２に収納されるソレノイド部９４と、前記ソレノイド部９４の内部に移動自在に設けられる第２弁体９６とを含む。
【００３３】
第２バルブボディ９０は、その下端部が第２保持部２２の第２凹部４６内に挿入され、内部に形成された第２連通室９８が導出通路４８と連通している。また、第２バルブボディ９０の上部は中心に挿通孔１００を有した円筒状に形成され、該挿通孔１００には第２弁体９６が移動自在に挿通される。
【００３４】
第２ケーシング９２は、上部に底部を有した有底筒状に形成され、その開口端部が第２保持部２２の上端部に当接し第２バルブボディ９０を覆った状態で固定される。
【００３５】
また、第２ケーシング９２の内部には、その上部に固定コア１０２が設けられナット１０４によって固定されると共に、第２バルブボディ９０及び固定コア１０２の外周側にソレノイド部９４が設けられる。このソレノイド部９４はボビン１０６に巻回されたコイル１０８を有し、図示しないコントローラからの制御信号が入力されることで前記コイル１０８が励磁して磁力を発生させる。
【００３６】
第２弁体９６は、第２ケーシング９２の内部において軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って移動自在に設けられ、第２連通室９８に臨む下端部に弁部１１０を有し、ハウジング１２における第２貫通孔２６の開口部に着座自在に設けられる。そして、弁部１１０が第２貫通孔２６に着座することで第２貫通孔２６に通じた通路２８と前記第２連通室９８との連通を遮断する。すなわち、第２貫通孔２６の開口部が、弁部１１０の着座する弁座として機能する。
【００３７】
また、第２弁体９６の上部と固定コア１０２との間には第２スプリング１１２が設けられ、その弾発力によって前記第２弁体９６が下方（矢印Ｃ２方向）へと付勢されている。
【００３８】
さらに、第２弁体９６の外周面には、軸方向に沿って延在した連通溝１１４を有し、該連通溝１１４を通じて第２連通室９８と第２スプリング１１２の収納される空間とが連通している。
【００３９】
本発明の実施の形態に係るＣＮＧ減圧装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ここでは、図１に示されるように、一次減圧弁１４の第１弁体５４が上方（矢印Ｃ１方向）へ移動した弁開状態を初期状態として説明する。
【００４０】
先ず、図示しない高圧タンクから配管を通じてＣＮＧが導入通路４４へと供給され、この導入通路４４から一次減圧弁１４の第１連通室６８に導入されたＣＮＧが、第１弁体５４の連通路８６を通じて上昇し作用室８４へと導入される。
【００４１】
そして、ＣＮＧが徐々に作用室８４へと導入されていくことで徐々に圧力が上昇し、その圧力上昇によって第１弁体５４が下方（矢印Ｃ２方向）へと押圧され、第１スプリング５８の弾発力に抗して前記第１弁体５４が徐々に下降し始め、シャフト部７８の先端が弁座部材５６に対して接近していく。
【００４２】
この作用室８４の圧力上昇による下方への押圧力と第１スプリング５８の弾発力とが釣り合うまで第１弁体５４が下降し続け、前記第１弁体５４と前記弁座部材５６との間を通るＣＮＧが所定圧力へと減圧され、第１貫通孔２４を通じて通路２８へと流れる。
【００４３】
この際、ＣＮＧが減圧されることで含有されていたオイルＬが液化して析出し、通路２８の底部２８ａに溜まると共に、ガス状のＣＮＧと共に通路２８に沿って下流側へと流動する。
【００４４】
そして、ＣＮＧは、通路２８に沿って下流側へと流れ、絞り部３０の縮径部３２から連通部３６へと流入して拡径部３４から導出された後、その下流側から第２貫通孔２６へと導かれる。この絞り部３０の連通部３６をＣＮＧが通過する際、その流速が増加することで圧力が低下し、それに伴って、図２に示されるように、ベンチュリ―効果によって吸入通路３８を通じて通路２８の底部２８ａに溜っている液化したオイルＬ（二点鎖線参照）が前記連通部３６まで吸い上げられ、ジェット部４０から連通部３６内へと吸い出されることで前記オイルＬが霧状となってＣＮＧに混合され下流側（矢印Ｂ方向）へと流通し第２貫通孔２６へと導かれる。
【００４５】
二次減圧弁１６は、図示しないコントローラからの制御信号に基づいてソレノイド部９４が励磁し、第２弁体９６の弁部１１０が第２貫通孔２６から所定距離だけ離間した開度となるよう制御され、この第２貫通孔２６へと流れたＣＮＧが、弁部１１０との間を通じて第２連通室９８へと導入されることで所定圧力へとさらに減圧された後、導出通路４８を通じて図示しない内燃機関のインジェクタへと供給される。この際、霧状となったオイルＬが、ＣＮＧと共に第２貫通孔２６から第２連通室９８を経て導出通路４８から下流側へと排出され、この導出通路４８の下流側に接続されたオイルトラップによって好適に捕捉される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、ＣＮＧ減圧装置１０を構成するハウジング１２に、ＣＮＧを減圧する一次減圧弁１４及び二次減圧弁１６を設け、前記一次減圧弁１４と前記二次減圧弁１６とを接続する通路２８の途中に通路断面積を絞る絞り部３０を設けると共に、この絞り部３０において通路断面積を減少させた連通部３６と通路２８の底部２８ａとを連通する吸入通路３８を形成している。
【００４７】
これにより、減圧によって液化して通路２８の底部２８ａに溜ったオイルＬを、絞り部３０をＣＮＧが通過する際に生じるベンチュリ―効果によって吸入通路３８を通じて絞り部３０へと吸い上げ、前記吸入通路３８に対して小径なジェット部４０から連通部３６へと放出することで霧化状態としてＣＮＧと共に導出通路４８から外部へと排出することができる。
【００４８】
その結果、一次減圧弁１４でＣＮＧを減圧した際に液化し析出したオイルＬが、液体状態のままで二次減圧弁１６へ流入することが防止され、該オイルＬの流入に起因した駆動抵抗の増加や低温時における固着等の動作不良を防止することができる。
【００４９】
また、絞り部３０を通過するＣＮＧの流れを利用してオイルＬを下流側へと排出できるため、前記オイルＬを排出するための駆動手段等を設ける必要がなく、簡素な構成で対応することができ好適である。
【００５０】
なお、本発明に係るＣＮＧ減圧装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５１】
１０…ＣＮＧ減圧装置                １２…ハウジング
１４…一次減圧弁                    １６…二次減圧弁
１８…ベース部                      ２０…第１保持部
２２…第２保持部                    ２４…第１貫通孔
２６…第２貫通孔                    ２８…通路
３０…絞り部                        ３２…縮径部
３４…拡径部                        ３６…連通部
３８…吸入通路                      ４０…ジェット部
４４…導入通路                      ４８…導出通路
５０…第１バルブボディ              ９０…第２バルブボディ
９４…ソレノイド部
【図１】
2018163399.tif 000003
【図２】
2018163399.tif 000004