(57)【要約】【課題】液体のＬＰＧを加熱気化させるＬＰＧの熱交換器について、ＬＰＧの気化が不十分となりやすい様々な条件に対応して、少電力消費量でも短時間で確実に気化させて低温始動性を高める。【解決手段】熱交換器２において、液体ＬＰＧを加熱気化する熱源をＰＴＣヒータ２４ｃとし、ＰＴＣヒータ２４ｃの両表面に重ねた伝熱板２４ｄ，２４ｅとの間に所定の間隔を有して壁体２２ｃ，２２ｄを設け、流入したＬＰＧが伝熱板２４ｄ，２４ｅのほぼ全伝熱面に沿って流れるように規制することで、液体ＬＰＧを高効率で確実に気化できるようにした。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ＬＰＧを加熱気化するとともに所定圧力に調整してエンジンの吸気管路に送出するＬＰＧ供給装置における圧力調整器の入口側に配置されるＬＰＧの熱交換器であって、
液体ＬＰＧを加熱気化する熱源がＰＴＣヒータであり、前記ＰＴＣヒータの両表面に沿い所定流量のＬＰＧが通過可能な間隔をもった空間を形成する流路規制手段を有し、且つ、前記空間は前記ＰＴＣヒータ両表面のそれぞれほぼ全面に沿い拡がっているものとされている、
ことを特徴とするＬＰＧの熱交換器。
【請求項２】
前記流路規制手段により形成された空間は、ＬＰＧの流量を前記ＰＴＣヒータのＬＰＧ気化能力以内に制限する容積とされている、請求項１に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項３】
前記ＰＴＣヒータは長方形の平板であって横長かつ鉛直に配置されているとともに前記ＰＴＣヒータの両表面にはそれぞれ伝熱板が配置され、且つ、前記空間のＬＰＧ流入口が前記ＰＴＣヒータの下端側に設けられＬＰＧ流出口が前記ＰＴＣヒータの上端側に設けられている、請求項１または２に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項４】
前記流路規制手段は、前記伝熱板と、当該伝熱板と互いに向かい合って配置されこれらの間に前記所定流量のＬＰＧが通過可能な間隔をもった空間を形成する壁体とからなるものとされている、請求項３に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項５】
前記ＰＴＣヒータの少なくとも二枚を並列に具え、前記各ＰＴＣヒータは両表面にそれぞれ前記伝熱板が配置されているとともに、前記伝熱板との間にそれぞれ前記空間を形成する前記壁体が前記各伝熱板と向かい合って配置されている、請求項４に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項６】
前記ＬＰＧ流入口とＬＰＧ流出口は互いに前記ＰＴＣヒータの対角位置に配置されている、請求項３，４または５に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項７】
前記伝熱板は前記ＰＴＣヒータに重ねられているとともに電極を兼ねている、請求項３，４，５または６に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項８】
前記伝熱板は前記ＰＴＣヒータに導電性の接着剤により接着されている、請求項７に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項９】
前記伝熱板は前記壁体側に少なくとも一つの凸部が設けられ、前記凸部の内側に充填した導電性の接着剤により前記ＰＴＣヒータに接着されている、請求項８に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項１０】
前記壁体は前記伝熱板側に一部を突出させて形成した少なくとも一つの凸部を有し、前記凸部が前記伝熱板を前記ＰＴＣヒータに密着固定させたものとされている、請求項４，５，６，７，８または９に記載したＬＰＧの熱交換器。
【請求項１１】
前記伝熱板および壁体がそれぞれ少なくとも一つの凸部を有している、請求項９または１０に記載したＬＰＧの熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体のＬＰＧ（液化石油ガス）を加熱気化するとともに所定圧力に調整して吸気管路に送出することによりエンジンに供給するＬＰＧ供給装置に用いられるＬＰＧの熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＰＧは従前より火花エンジンの燃料に用いられているが、ベーパライザ（レギュレータ）とミキサとを使用して大気圧程度に減圧した気化ガスとして吸気管路に吸引させてエンジンに供給する方式が一般に知られている。一方、この方式に代えて実開昭５９−４３６５９号公報などに記載されているように、液体のまま吸気管路に噴射させる方式も提案されたが、この方式は液体のＬＰＧが温度の影響を受けて容易に気化することで噴射量が不安定になるため、実用化が困難である。
【０００３】
これに対し、特開平６−１７７０９号公報などに記載されているようなＬＰＧを所定正圧の気化ガスに調整して吸気管路に噴射させる方式は、噴射量を不安定にしないため実用化に有利である。そして、液体のＬＰＧを加熱気化させる手段としてエンジン冷却水を用いることが慣用されているが、このようなエンジン冷却水の熱を利用する加熱気化手段は、冷機時において液体ＬＰＧを充分に気化できない、という不都合がある。そこで、例えば特開平５−２２３０１４号公報や特開平１１−３２４８１３号公報に記載されているように、ＬＰＧを気化して大気圧程度に減圧するベーパライザについて、エンジン冷却水の熱を利用することに加えて、ＬＰＧ経路中に電気ヒータ（ＰＴＣヒータ）を配置し、冷却水が低温の場合でもＬＰＧを気化可能とすることが提案されている。
【０００４】
ところが、自動車エンジンの場合、蓄電池や発電機由来の電力を利用する電気ヒータの加熱能力は冷却水に比べて著しく低い。従って、エンジン冷却水で加熱気化されるＬＰＧの同一経路中に電気ヒータを設置した前記手段では、低温始動直後にエンジン運転状態によっては電気ヒータの気化能力を超えた流量のＬＰＧが液体のまま吸気管路に送出されて混合気過濃となりエンジンが停止して再始動が不能になる、という問題を生じる。
【０００５】
また、前記各公報に記載されているＰＴＣヒータ等の電気ヒータに重ねられてＬＰＧを加熱する伝熱板は、電気ヒータの一表面のみをＬＰＧの加熱気化に使用しているので、電気ヒータをＬＰＧの圧力から保護するように耐圧製をもたせる必要がある。従って、これらの伝熱板が厚肉であることに加えて、熱が反対側の面から熱交換器外に放散しやすいため、ＬＰＧ側の温度上昇が遅いばかりか熱効率も悪い。そのため、始動直後におけるＬＰＧの気化が不十分となったり、電源から得られる電力では加熱能力不足が解消されなかったりすることが多い。また、加熱能力不足に対応するため電気ヒータの大型化や多数化を図ると、レギュレータや熱交換器の高価格化および消費電力量の増加を招く等の不都合も伴う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、液体のＬＰＧを加熱気化するとともに所定圧力に調整して吸気管路に供給するＬＰＧ供給装置に用いられるエンジン冷却水と電気ヒータとを併用したＬＰＧ供給装置の熱交換器について、低温時などのＬＰＧの気化が不可能または不十分となりやすい場合に、少ない電力消費量でも加熱開始から短時間でＬＰＧを確実に気化させて送出し、低温始動性を高めることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、液体ＬＰＧを加熱気化するとともに所定圧力に調整してエンジンの吸気管路に送出するＬＰＧ供給装置における圧力調整器の入口側に配置されるＬＰＧの熱交換器について、液体ＬＰＧを加熱気化する熱源をＰＴＣヒータとし、前記ＰＴＣヒータの両表面に沿い所定流量のＬＰＧが通過可能な間隔をもった空間を形成する流路規制手段を設け、且つ、前記空間を前記ＰＴＣヒータ両表面のそれぞれほぼ全面に沿い拡がっているものとした。
【０００８】
このことにより、エンジン冷却水の温度が低くＬＰＧの気化が不可能または不十分な場合でも、ＰＴＣヒータを熱源に使用することにより加熱気化することができる。即ち、熱交換器内に流入した液体ＬＰＧは流路規制手段により流量を規制されてＰＴＣヒータ両表面に沿って形成された空間を流れることから、発生した熱が無駄なく液体ＬＰＧの加熱に働き、熱効率が良好となって消費電力量が少なくなるとともに、小形或いは少数のＰＴＣヒータで充分に液体ＬＰＧを加熱気化できるものである。加えて熱効率の改善により、ＰＴＣヒータに通電してからＬＰＧが気化するまでの時間も短縮され、低温始動性がきわめて良好となる。
【０００９】
また、前述したＬＰＧの熱交換器において、前記流路規制手段により形成された空間を、ＬＰＧの流量をＰＴＣヒータのＬＰＧ気化能力以内に制限する容積とすれば、ＬＰＧがＰＴＣヒータの気化能力を超えて液体のまま送出されるのを防ぐことができる。
【００１０】
さらに、前述した各ＬＰＧの熱交換器において、ＰＴＣヒータを長方形の平板として横長かつ鉛直に配置し、その両表面のそれぞれに伝熱板を配置すれば伝熱面上のＬＰＧ加熱面積が大きくなるため熱効率がさらに良好となって液体ＬＰＧの気化がより確実となる。加えて、ＰＴＣヒータの下端側にＬＰＧ流入口を設け上端側にＬＰＧ流出口を設けるものとすれば、液体ＬＰＧが流出口から液体のまま流出するという不都合をなくすことができる。
【００１１】
さらにまた、前述したＰＴＣヒータ長方形の平板としたＬＰＧの熱交換器において、流路規制手段を、前記伝熱板と、当該伝熱板と互いに向かい合って配置されこれらの間に前記所定流量のＬＰＧが通過可能な間隔をもった空間を形成する壁体とからなるものとすれば、ＬＰＧが確実に伝熱板に沿って流れながら通過するＬＰＧ流路を容易に形成することができる。この場合、ＬＰＧ流入口とＬＰＧ流出口をＰＴＣヒータの対角位置に配置すれば、ＬＰＧの加熱区間を最も長くすることができるため、さらに熱効率が良くなってより確実な気化が期待できる。
【００１２】
そして、このようなＰＴＣヒータを少なくとも二枚以上並列に設け、各ＰＴＣヒータの両表面にそれぞれ伝熱板を配置するとともにこれら伝熱板との間に前述した空間を形成する壁体を設ければ、伝熱面の面積が増大して大量の気化ＬＰＧを送出できるようになる。
【００１３】
加えて、前述したＰＴＣヒータを平板状の長方形としたＬＰＧの熱交換器において、伝熱板をＰＴＣヒータに接するようにするとともに電極を兼ねるようにすれば、従来の電極を廃止して構造を簡易かつコンパクトにすることができ、その電極を兼ねた伝熱板を導電性の接着剤を介してＰＴＣヒータに接着すれば、導電性がさらに向上するとともに確実な熱伝導も実現することができる。
【００１４】
さらに、伝熱板を導電性の接着剤を介してＰＴＣヒータに接着したＬＰＧの熱交換器において、伝熱板と協働して流路規制手段を形成する壁体に向かって伝熱板に少なくとも一つの凸部を設けるとともにこの凸部の内側に導電性の接着剤を充填してＰＴＣヒータと接着するようにすれば、壁体と伝熱板との間隔を一定に保持しやすくなるとともに接着時にこの接着剤が漏れて電流を短絡させる、という心配をなくすことができる。
【００１５】
或いは、壁体の一部に伝熱板に向けて突出させた少なくとも一つの凸部を設け、この凸部により伝熱板をＰＴＣヒータに密着固定させるものとすれば、伝熱板がＰＴＣヒータに安定良く接触固定して伝熱効率がきわめて高い状態を形成させるとともに、前述した伝熱板の凸部と同様に壁体と伝熱板との間隔を一定に保持しやすくなる。
【００１６】
さらに加えて、伝熱板および壁体の両方に少なくとも一つの凸部を設けたものとしても、前記同様にＰＴＣヒータの全表面に伝熱板に更に確実に密着させることができるともに、壁体と伝熱板との間隔を全体に亘って一定に保持しやすくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明すると、図１に概略の配置を示した燃料供給装置において、本実施の形態では、エンジン冷却水を熱源とする熱交換器を主熱交換器２１、本発明に係るＰＴＣヒータを熱源とする熱交換器を副熱交換器２２とし、これらを並列配置してそのいずれかをＬＰＧが通過するようにされており、その流路切換手段を切換器６としている。
【００１８】
図１を参照して、ボンベ５に貯留されたＬＰＧは液体ＬＰＧ流路９Ａ，気体ＬＰＧ流路９Ｂを通ってエンジン４の吸気管路４ｂに設置した燃料噴射弁７に供給され、その経路中に切換器６、熱交換器２、圧力調整器３が配置されている。ボンベ５に液体の状態で貯留されているＬＰＧは、液体ＬＰＧ流路９Ａを通って切換器６に送られる。ボンベ５には、温度センサ１１ａと圧力センサ１２とが設置され、これらが検出したボンベ５内の液体ＬＰＧの温度と圧力とは電子式制御装置１０に入力されるようになっている。
【００１９】
切換器６は、液体ＬＰＧ流路９Ａが２つに分岐されてなる主流入路９ａおよび副流入路９ｂにそれぞれ電磁駆動式の主開閉弁６ａと副開閉弁６ｂとを設けたものであり、主流入路９ａは後述する熱交換器２の主熱交換器２１の底部に設けた流入口２１ａに接続され、副流入路９ｂは後述する熱交換器２の副熱交換器２２の底部に設けた流入口２２ａに接続されている。また、これらの開閉弁６ａ，６ｂは電子式制御装置１０により開閉制御されるようになっている。
【００２０】
主熱交換器２１と副熱交換器２２とは全体として一個の熱交換器２を構成しており、主熱交換器２１の内部に副熱交換器２２を収装した二重構造とされている。主熱交換器２１はその周囲を囲んでジャケット状に配置されエンジン冷却水が通過する冷却水室２３を具えているとともに、液体ＬＰＧの流入口２１ａと内部で気化した気体ＬＰＧを圧力調整器３に送出する流出口２１ｂとを対角線上の反対端部に備えている。
【００２１】
エンジン４に設けられた冷却水ジャケット４ａ内のエンジン冷却水は、冷却水送出路８ａを経由して冷却水室２３に送入されるようになっている。そして、主熱交換器２１でＬＰＧを加熱したエンジン冷却水は、冷却水戻し路８ｂを経由して冷却水ジャケット４ａに戻され循環するようになっている。
【００２２】
図２乃至図５は、それぞれ図１における熱交換器２の拡大断面図を示し、図６，図７は熱交換器２の、殊に副熱交換器のそれぞれ異なる実施の形態を示すものであり、これらにおいては流路規制手段を壁体２２ｃ，２２ｄ，２２ｃ’，２２ｄ’，２２ｌと伝熱板２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇとで構成している。
【００２３】
図２を参照して、主熱交換器２１は方形のハウジング２１Ｅを有し、副熱交換器２２は主熱交換器２１のハウジング２１Ｅとほぼ相似形状の方形のハウジング２２Ｅを有し、副熱交換器２２がその全外周に空間を有して主熱交換器２１に収装されて、この空間が主熱交換室２１Ａを形成している。主熱交換器２１内に収装された副熱交換器２２は、主熱交換器２１の流入口２１ａにほぼ隣接させて設けた流入口２２ａと、主熱交換器２１の流出口２１ｂ内に開口させた流出口２２ｂとを具え、二つの熱交換器２１，２２で生成した気体ＬＰＧは一つの出口から圧力調整器３の流入口３ａに送られるようになっている。また、流入口２２ａには流量制限手段であるオリフィス２２ｉが配置され、流路規制手段と協働して副熱交換器２２の気化能力を超える液体ＬＰＧが流入・通過しないようになっている。尚、流出口２２ｂは圧力調整器３の流入口３ａ付近で流出口２１ｂ内に開口させたことで、始動直後において低温の主熱交換器２１の影響を受けにくくしている。
【００２４】
図２のＸ−Ｘ線に沿う熱交換器２の断面図を示す図３および、図２のＹ−Ｙ線，Ｚ−Ｚ線に沿う熱交換器２の断面図を示す図４，図５を参照して、副熱交換器２２の内部には長方形で平板状のＰＴＣヒータ２４ｃを具えた電熱器２４Ａが収装されている。この電熱器２４ＡはＰＴＣヒータ２４ｃの両表面に重ねた伝熱板２４ｄ，２４ｅと、これらの外側周縁部を囲んだ枠体２４ｌとからなる気・液密構造である。伝熱板２４ｄ，２４ｅはＰＴＣヒータ２４ｃが直接ＬＰＧに接触するのを避けるための保護壁であるとともに電極も兼ねている。また、枠体２４ｌはゴムや合成樹脂などの電気絶縁材料で作られており、プラスの電極リード２４ｋとマイナスの電極リード２４ｊを通って伝熱板２４ｄ，２４ｅを流れる電流が短絡することなくＰＴＣヒータ２４ｃに通電されるようになっている。尚、セラミックス製であるので強度に問題があると考えられるＰＴＣヒータ２４ｃの両表面に伝熱板２４ｄ，２４ｅを重ね、それらの外側をＬＰＧが通過するようにしたので、ＬＰＧの圧力がＰＴＣヒータ２４ｃの両表面に作用することとなり、そのため、伝熱板２４ｄ，２４ｅが低強度であってもＰＴＣヒータ２４ｃは動いたり曲げられたりすることもなくＬＰＧの圧力に対して安全であり、伝熱板２４ｄ，２４ｅを薄く作って通電後短時間で伝熱面の温度を所定温度に上昇させることができる。
【００２５】
また、副熱交換器２２は、その内部に電熱器２４Ａを左右から挟んでその伝熱面との間にＬＰＧが通る空間を形成する壁体２２ｃ，２２ｄが収装されており、伝熱板２４ｄ，２４ｅと壁体２２ｃ，２２ｄとで形成される空間が副熱交換室２２Ａを構成する。この副熱交換室２２Ａは、壁体２２ｃ，２２ｄがそれぞれ電熱器２４Ａ側の面を各伝熱板２４ｄ，２４ｅに平行になるように配置されて、各伝熱板２４ｄ，２４ｅの伝熱面との間に所定流量のＬＰＧが通過可能な間隔をそれぞれ有するようになっている。また、壁体２２ｃ，２２ｄには、それぞれ下端部と上端部の対角位置において、流入口２２ａと副熱交換器２２Ａとを連通させる通路２２ｇ，２２ｇ’および副熱交換室２２Ａと流出口２２ｂを連通させる通路２２ｈ，２２ｈ’が設けられ（図４，図５参照）、ＬＰＧが長方形の伝熱面に最も長い経路に亘って流れ広い面積で加熱されるようになっている。また、壁体２２ｃ，２２ｄの電熱器２４Ａ側の各面のほぼ中央位置に、凸部２２ｊ，２２ｋが伝熱板２４ｄ，２４ｅをＰＴＣヒータ２４ｃに押しつけて密着固定するように配置されている（図３，図４参照）。
【００２６】
副熱交換器２２は以上のような構成であり、その副熱交換室２２Ａに流入した液体ＬＰＧは電熱器２４Ａの伝熱面のほぼ全面で加熱されるため、高い熱効率で確実に気化ガスとなって流出する。また、壁体２２ｃ，２２ｄの凸部２２ｊ，２２ｋにより副熱交換室２２Ａが所定幅に保持されるとともに、伝熱板２４ｄ，２４ｅがＰＴＣヒータ２４ｃに安定して密着させられるため、熱効率のよい加熱状態を安定して確保することができる。従って、始動直後でも短時間でＬＰＧが確実に気化され、液体のまま吸気管路４ｂに供給されることを防ぐことができる。尚、壁体２２ｃ，２２ｄと伝熱板２４ｄ，２４ｅとで形成される空間をＬＰＧの所定流量、即ち電熱器２４ＡのＬＰＧ気化能力を超えない流量であってエンジン４の始動に要求される流量を確保できる最小限の大きさとすれば、副熱交換室２２Ａ自体が流量制限機能をもつこととなり、流入口２２ａのオリフィス２２ｉは不要となる。また、壁体２２ｃ，２２ｄでハウジング２２Ｅを兼ねるようにすれば、少ない部品数で副熱交換器２２を製作することができる。
【００２７】
上述したように、本実施の形態の熱交換器２はコンパクトで簡易な構成であり、流入口２１ａ，２２ａと流出口２１ｂ，２２ｂとがそれぞれ対角線上に配置されて、各熱交換器２１，２２内でＬＰＧが長い経路を流れその間に充分な熱交換を行って完全に気化することができる。殊に、副熱交換器２２においては前述したように高効率であるため、ＰＴＣヒータ２４ｃは小形或いは少数で済むことから、消費電力量が少ないという利点がある。尚、流入口２１ａ，２２ａが各熱交換器２１，２２の底部に配置され、流出口２１ｂ，２２ｂが頂部に配置されていることにより、比重の重い液体ＬＰＧは底部に溜まって頂部の流出口２１ｂ，２２ｂから液体のまま圧力調整器３に送出されるという心配は全くない。
【００２８】
そして、熱交換器２の出口に接続して配置されている圧力調整器３は（図１参照）、ダイヤフラム３ｅにより区画された調圧室３ｃおよび背室３ｄを有し、調圧室３ｃの圧力が設定圧力よりも低くなるとダイヤフラム３ｅが入口弁３ｆを開いて流出口２１ｂ，２２ｂを接続した流入口３ａから熱交換器２で生成した気体ＬＰＧを調圧室３ｃに流入させ、設定圧力よりも高くなると入口弁３ｆを閉じて調圧室３ｃへの流入を停止させることにより、調圧室３ｃに一定の正圧に減圧された気体ＬＰＧを保有させる、という従来のものと同様の装置である。圧力調整器３の流出口３ｂから送出された気体ＬＰＧは気体ＬＰＧ流路９Ｂを経て、吸気管路４ｂに設置した燃料噴射弁７から噴射されるようになっている。
【００２９】
本実施の形態においては、電気式制御装置１０でボンベ５内の液体ＬＰＧの温度と圧力を基にしてプロパンとブタンの比率を求め、その比率を基に流路切り換え基準温度を決定するようにしている。即ち、電子式制御装置１０は、ボンベ５に設けた温度センサ１１ａと圧力センサ１２により検出されたＬＰＧの温度および圧力から切り換え基準温度を算出し、冷却水ジャケット４ａに設けた温度センサ１１ｂで検出したエンジン冷却水温度と比較して、主熱交換器２１経由の流路と副熱交換器２２経由の経路との切り換えの要否を判断する。
【００３０】
例えば、エンジン冷却水がＬＰＧの気化に不可能または不十分な温度の場合、液体ＬＰＧを副熱交換器２２に流入させＰＴＣヒータ２４ｃで加熱気化して圧力調整器３に送出させる。このとき、副熱交換器２２は流路規制手段を有し、加えて本実施の形態ではその流入口２２ａに流量制限手段としてのオリフィス２２ｉが設けられているため、副熱交換器２２の気化能力を超える量のＬＰＧは流入しない。従って、エンジンの低温始動直後に通常高負荷運転を行うことはできないが、熱交換器２におけるＬＰＧ流量を制限して吸気管路４ｂに液状のＬＰＧが送出されて混合気過濃を招く、という不都合を防止することができる。
【００３１】
そして、冷却水ジャケット４ａの温度センサ１１ｂで検出したエンジン冷却水の温度が気化に適した温度に達したら、電子式制御装置１０の指令により副開閉弁６ｂを閉弁し主開閉弁６ａを開弁させる。その際、副開閉弁６ｂを閉弁する前に主開閉弁６ａを開弁して、液体ＬＰＧが両熱交換器２１，２２を同時に経由するオーバラップ時間が設けられるようになっている。
【００３２】
即ち、切換器６は１個の方向切換弁による完全切り換え方式でも本発明の目的を達成することができるが、主熱交換器２１および副熱交換器２２の流入口側に主開閉弁６ａ，副開閉弁６ｂをそれぞれ具えたものとした本実施の形態によると、切り換え時にオーバラップ時間を設けることにより、燃料の供給途切れを防止できるという利点がある。さらに、高負荷運転時に主熱交換器２１による熱交換では燃料供給が不足する事態を生じた場合、主熱交換器２１に加えて副熱交換器２２による熱交換を行なって要求燃料流量を確保することも可能となる。
【００３３】
そして、エンジン始動後にエンジン冷却水が所定温度まで上昇したとき、ＬＰＧの流路は主熱交換器２１経由に切り換えられるが、副熱交換器２２の余熱が大気中に放出されずに主熱交換器２１内部を加熱するので、エンジン冷却水が所定温度に達しているが比較的低温度の段階であっても完全に気化させることができ、エンジン運転を不調にすることなくエンジン冷却水温度が充分に上昇して安定した気化をおこなわせる状態に移行することができる。尚、主熱交換器２１の外部に副熱交換器２２を並列設置してもよいが、本実施の形態のように収装させた場合は、ＬＰＧ流路を主熱交換器２１におけるＬＰＧの気化を完全なものとすることができる点で有利である。
【００３４】
図６は副熱交換器の異なる実施の形態を示すものであって、本実施の形態における熱交換器２’は、図４に示した熱交換器２の副熱交換器２２に代えて電熱器２４Ａを二台用いた副熱交換器２２’を主熱交換器２１’に収装したものである。尚、以下の各説明において、既に詳述したものと共通する構成部分について説明は省略するものとする。この副熱交換器２２’は、壁体２２ｃ’，２２ｄ’に加えて、二つの電熱器２４Ａ，２４Ａの間に第三の壁体２２ｌを具えており、外側の壁体２２ｃ’，２２ｄ’と電熱器２４Ａとの間の二つの空間、および中央の壁体２２ｌと電熱器２４Ａとの間の二つの空間が副熱交換室２２Ｂを形成している。また、中央の壁体２２ｌの底部には流入口２２ａから流入したＬＰＧを導入して左右の電熱器２４Ａ，２４Ａの各伝熱面に沿うように振り分ける通路２２ｍが設けられ、頂部には気化したＬＰＧを合流させて圧力調整器に流出させる図示しない通路が設けられている。
【００３５】
本実施の形態の副熱交換器２２’は、前述の熱交換器２における副熱交換器２２の約２倍の面積の伝熱面を有しているので、大量の気化ＬＰＧを送出することができ、大排気量のエンジンへの適用や低温始動直後の高出力運転への対応が可能となる。尚、本実施の形態においても、流路規制手段を構成する壁体２２ｃ’，２２ｄ’，２２ｌと伝熱板２４ｄ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｅの各伝熱面とで形成された空間を、全体としてＬＰＧの流量をＰＴＣヒータのＬＰＧ気化能力以内に制限する容積としている。
【００３６】
図７は、副熱交換器の更に異なる実施の形態を示すものであって、本実施の形態における熱交換器２’’は図３に示す熱交換器２の副熱交換器２２を符号２２’’で示す副熱交換器に代えて主熱交換器２１’’に収装したものである。この副熱交換器２２’’は、その伝熱板２４ｆ，２４ｇの中心位置に凸部２４ｈ，２４ｉを設け、これらの凸部２４ｈ，２４ｉを壁体２２ｃ，２２ｄにそれぞれ密着させることにより伝熱板２４ｆ，２４ｇと壁体２２ｃ，２２ｄとの間に副熱交換室２２Ｃを形成する空間を確保させるとともに、当該凸部２４ｈ，２４ｉの内部である凹部に導電性且つ熱伝導性の高い接着剤（例えば銀エポキシ接着剤）を充填して、両伝熱板２４ｆ，２４ｇとＰＴＣヒータ２４ｃとを接着した電熱器２４Ｂを収装させたものである。
【００３７】
この副熱交換器２２’’における両伝熱板２４ｆ，２４ｇは凸部２４ｈ，２４ｉの内部に充填された導電性且つ熱伝導性の高い接着剤によりＰＴＣヒータ２４ｃに接着されているため、ＰＴＣヒータ２４ｃと伝熱板２４ｆ，２４ｇとの間に空隙が生じるのを防ぐことができる。従って、電極を兼ねる伝熱板２４ｆ，２４ｇからＰＴＣヒータ２４への通電が確実になることに加えて、ＰＴＣヒータ２４ｃから電熱面への熱伝導も確実になる。さらに、凸部２４ｈ，２４ｉは副熱交換室２２Ｃ内で壁体２２ｃ，２２ｄに密着するように突出しており、副熱交換室２２ＣにおけるＬＰＧ流路を正確に所定幅に保持する機能も有している。
【００３８】
尚、伝熱板２４ｆ，２４ｇの凸部２４ｈ，２４ｉを複数個ずつ設けること、或いは図２〜図４に示した壁体２２ｃ，２２ｄの凸部２２ｊ，２２ｋについても複数個ずつとすること、または各実施の形態における伝熱板および壁体のそれぞれに少なくとも一つの凸部を設けることを妨げるものではなく、このように複数の凸部を設けて適宜位置に配置すると、ＰＴＣヒータ２４ｃの全表面に伝熱板２４ｆ，２４ｇを更に確実に密着させ熱効率を向上することができる。
【００３９】
尚、本発明の熱交換器は従来品と同様にエンジン冷却水を熱源とする熱交換器の上流側に設置することができる。また、図１に示した実施の形態のように気体ＬＰＧを所定正圧に調整して燃料噴射弁に送るシステムにおけるレギュレータの入口側に配置されるものに限らず、大気圧程度に調整してミキサに送り吸気管路に吸引させるシステムについても、レギュレータの設定圧力を変更することによりそのまま適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によると、液体のＬＰＧを加熱気化するとともに所定圧力に調整して吸気管路に供給するＬＰＧ供給装置に用いられるエンジン冷却水と電気ヒータとを併用したＬＰＧ供給装置の熱交換器について、低温時などのＬＰＧの気化が不可能または不十分となりやすい場合に、少ない電力消費量でも通電開始から短時間で確実に気化させて送出し、低温始動性を高めたものとすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のＬＰＧの熱交換器が配置された燃料供給装置の配置図。
【図２】図１におけるＬＰＧの熱交換器の拡大縦断面図。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図４】図２のＹ―Ｙ線に沿う断面図。
【図５】図２のＺ―Ｚ線に沿う断面図。
【図６】本発明の異なる実施の形態の縦断面図。
【図７】本発明の更に異なる実施の形態の横断面図。
【符号の説明】
２，２’，２’’  熱交換器、３  圧力調整器、３ａ，２１ａ，２２ａ  流入口、３ｂ，２１ｂ，２２ｂ  流出口、３ｃ  調圧室、３ｄ  背室、３ｅ  ダイヤフラム、３ｆ  入口弁、４  エンジン、４ａ  冷却水ジャケット、４ｂ  吸気管路、５  ボンベ、６  切換器、６ａ  主開閉弁、６ｂ  副開閉弁、７  燃料噴射弁、８ａ  冷却水送出路、８ｂ  冷却水戻し路、９Ａ  液体ＬＰＧ流路、９Ｂ  気体ＬＰＧ流路、９ａ  主流入路、９ｂ  副流入路、１０  電子式制御装置、１１ａ，１１ｂ  温度センサ、１２  圧力センサ、２１  主熱交換器、２１Ａ  主熱交換室、２１Ｅ，２２Ｅ  ハウジング、２２，２２’，２２’’  副熱交換器、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ  副熱交換室、２２ｃ，２２ｃ’，２２ｄ，２２ｄ’，２２ｌ  壁体、２２ｅ，２２ｅ’，２２ｇ，２２ｇ’，２２ｈ，２２ｈ’，２２ｍ  通路、２２ｉ  オリフィス、２２ｊ，２２ｋ  凸部、２３  冷却水室、２４Ａ，２４Ｂ  電熱器、２４ｃ  ＰＴＣヒータ、２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ  伝熱板、２４ｈ，２４ｉ  凸部、２４ｊ，２４ｋ  電極リード、２４ｌ  枠体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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