(57)【要約】  設置の容易さを助けるために、プラスチックチューブ、普通のガソリンフィッティング、又は高圧ホースによって燃料管マニフォルド及び戻り管マニフォルドに連結された液体燃料インジェクタであって、各インジェクタは、燃料温度制御を助けるために、別体の入口管及び戻り管を有する。インジェクタは、燃料によっては冷却されず、外気によって冷却されるコイルによって、燃料の温度を出来る限り低く保つのを助ける。
2010525218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトムフィード液体燃料インジェクタであって、液体燃料は、入口アームによってインジェクタの底に供給され、これにより、液体燃料が前記インジェクタを横切って注入ノズルに隣接して出口アームまで連続的に流れ、ピントルが、前記インジェクタノズルを通る流れを制御し、電磁コイルが、前記ピントルの作動を制御し、前記コイルは、前記液体燃料流れから隔離され、且つ外気によって冷却される、ボトムフィードインジェクタ。
【請求項２】
前記コイルは、空冷のための外部フィン、又は別の冷却システムで包囲される外部フィンを有する請求項１に記載のボトムフィードインジェクタ。
【請求項３】
コイルは、インジェクタに、インジェクタの底から離れて、且つ燃料の横流れより上に位置決めされている請求項１に記載のボトムフィードインジェクタ。
【請求項４】
ボトムフィードインジェクタであって、注入ノズルを通る液体燃料の注入を制御するピントルと、ピントルを制御し、且つ外気によって冷却される電磁コイルと、注入ノズルより上の液体燃料用入口と、注入ノズルより上の出口と、を含み、これにより、液体燃料は、注入ノズルより上を横切って連続的に流れ、これにより注入ノズル付近に生ずるどんな蒸気も上昇し、且つインジェクタを横切る液体燃料流れによって取り除かれる、ボトムフィードインジェクタ。
【請求項５】
入口、出口、及びアームの各々は、プラスチック絶縁材で被覆された金属チューブに連結される請求項４に記載のボトムフィードインジェクタ。
【請求項６】
ボトムフィード液体燃料インジェクタであって、液体燃料用の入口と、液体燃料用の出口と、注入ノズルと、前記ノズルを通る燃料注入を制御するためのピントルとを含み、燃料は、入口から出口までピントル及びノズルを横切って連続的に流れ、液体燃料流れから隔離され、ピントルの作動を制御する電磁コイルを更に含み、前記入口と出口の各々は、液体燃料を運ぶ可撓性チューブに連結されるようになった顎付きアームを含む、ボトムフィード液体燃料インジェクタ。
【請求項７】
前記アームは、インジェクタの底から外方に延びる、請求項５に記載のボトムフィード液体燃料インジェクタ。
【請求項８】
前記アームは、設置に当たって大きな融通性を提供する、限られた領域でインジェクタの組み立てを可能にするため、インジェクタの底からインジェクタの頂部に向って或る角度で外方に延びる、請求項５に記載のボトムフィード液体燃料インジェクタ。
【請求項９】
インジェクタの外側シェルは、燃料がコイルの熱から隔離されたままにするのを助けるハウジング又はポッドの目的を果たす、請求項５に記載のボトムフィード液体燃料インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料インジェクタに関し、より具体的には、液化石油ガスのような高蒸気圧燃料又はガソリンのような低蒸気圧燃料用液体燃料インジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明を液化石油ガスを燃料とした車両であって、ガソリンを第二燃料とするものに関連して一般的に説明するが、本発明は、これら二つの燃料の使用に限定されない。異なる燃料の混合物を用いてもよい。
【０００３】
エンジンのどんな２つの燃料のために、又は２つの燃料の混合物のために一組だけのインジェクタを有することが、経済的な理由により特に望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、経済的な構成を提供し、これにより、このようなエンジンが、普通使用されている、トップフィードされる一般使用のガソリンインジェクタと等しい、又はそれよりも小さい、また、使用中一般に、ボトムフィードインジェクタよりも実質的に小さい寸法のガソリンインジェクタを備えることができる、何故ならば、それらは、燃料レールを構成する特別に設計されたポッド又は一連のポッド内に座れないからである。
【０００５】
液体が蒸発し、且つ泡を形成する傾向があり、トップフィードインジェクタは、かくして、液相で燃料をマニフォルドへ又はシリンダへ直接効率的に注入するのを妨げる点で、ＬＰＧのような高蒸気圧燃料用には適していないことが分かった。
【０００６】
本発明は、特にＬＰＧ用インジェクタに向けられているが、インジェクタは、ガソリンにも適している。かくして、デュアル燃料車両では、同じインジェクタが、両方の燃料又は燃料の混合物について作動する。
【０００７】
ポッド内の周知のボトムフィードインジェクタの寸法は、これらのボトムフィードインジェクタが占める容積に加え、入口マニフォルドの大きい着座穴、及び普通は剛性構造であるこれらの燃料レールの結果、エンジン設計における望ましさに反していた（又は反している？）。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ボトムフィードインジェクタであって、燃料が、アームによってインジェクタの底に供給され、これにより、インジェクタの底を通じて一方のアームから他方のアームに液体燃料の連続的な流れができ、電磁コイルがピントルを制御し、前記コイルは、液体燃料流れから隔離され、且つ周囲空気によって冷却されるボトムフィードインジェクタを提供する。
【０００９】
ボトムフィードインジェクタは、形成されたどんな蒸気をも注入オリフィスのレベルよりも上に上昇させ、且つ燃料流れによって除去する。
【００１０】
コイルによって十分な熱を発生させることができ、さらにこの発明では、コイルは、燃料流れによって冷却されないが、周囲空気によって十分に冷却されるように設計されている。
【００１１】
この発明以前は、ポッド内にあるボトムフィードインジェクタの寸法は、これらのボトムフィードインジェクタ、及び普通は剛性構造であるこれらの燃料レールが占める空間の結果、エンジン設計の要求に反していた。開示されるインジェクタは、現行の８５ｍｍ乃至９０ｍｍのトップフィードインジェクタのおおよそ半分の高さであり、且つおおよそ同じ直径である。
【００１２】
その上、供給インジェクタの実際の底を収容するポッドのノズル寸法は、典型的に直径が１９ｍｍであるのに対して、エンジンの入口マニフォルドに一般的に穿設される孔は１４ｍｍである。結果として、一般使用のボトムフィードインジェクタを設置するためには、入口マニフォルドを取り除き、１９ｍｍ、さもなければ選択された直径の孔を穿設し、マニフォルドを入念に洗浄し、且つエンジンに再び組み付ける。
【００１３】
本発明によって開示されるボトムフィードインジェクタは、ハウジング又はポッド内に配置する必要がなく、インジェクタの外側シェルがその機能を果たす。燃料は、アームによってインジェクタの底に供給され、そしてそこから取り出され、所望の実施形態では、アームは、固く且つ顎付きであり、燃料を運ぶのに使用されるように、プラスチックチューブがそこに連結される。燃料ラインは、金属製のものであってもよく、熱効率のためにプラスチックコートされたものであってもよい。
【００１４】
燃料ラインとアームとの連結は、燃料が燃料ラインから漏れない最大の保証を与える、取付部品につけられる、確実な機械ネジによるのがよい。アームは、設置のより大きな融通性を与える、都合の良い角度でインジェクタ本体に連結されてもよい。
【００１５】
アームの角度及びインジェクタ内の燃料の流路の設計は、集塵機と大体同じ方法で、蒸気の形成、及び蒸気泡の流れの制御を助けることができる。
【００１６】
インジェクタのノズルは、直径が比較的小さい８又は９ｍｍであるのがよく、インジェクタが、エンジン製造者によって入口マニフォルドに設けられた孔に確実に滑り嵌めされるようにするカラーを備えるのがよい。これは、組立の迅速及び経済に役立つ。
【００１７】
液化石油ガス（ＬＰＧ）は、適度な圧力下で貯蔵された軽油炭化水素（主にプロパン及びブタン）の混合であり、液体状態にとどまり、さらに室温で大気に放出されたときに状態を気体に迅速に変える。ＬＰＧは、殆ど全てのプロパンから、殆ど全てのブタンに、及びこれらの間の混合物に変化する。メタン及びエタンのような軽い部分は、燃料の蒸気圧を上昇させる効果を有する。ＬＰＧは、自動車及び他のエンジン用のガソリンに代わる、容易に入手できる低コスト代替燃料となる可能性があり、ガソリン、メタノールからエタノールのデュアル燃料エンジンに使用できる。ＬＰＧで採用できる高圧縮比のために、ガソリンで普通使用される比率よりも高い圧縮比率で使用できる、メタノール又はエタノールのような低蒸気圧燃料と相性が良いが、これらの燃料は、ＬＰＧよりも著しく低い蒸気圧を有する。
【００１８】
ここに開示するボトムフィードインジェクタは、上述の燃料又はこれらの混合物の全てで使用できるように設計される。
【００１９】
オーストラリア特許第6547561号「燃料供給方法」及び同第647857号「デュアル燃料注入システム」のようにボトムフィードインジェクタを介して、燃料を液体状態で注入するデュアル燃料システムでは、この開示以前に使用されたインジェクタの寸法、及びインジェクタに燃料を送出し、未使用燃料を取り出す剛性燃料レールの問題が存在し、流量が使用容積よりも非常に大きくなり、燃料を液体状態に保つのを助ける。
【００２０】
インジェクタの注入オリフィスに液体ＬＰＧを送出するために、インジェクタがボトムフィードタイプのものであり、生じた蒸気を注入オリフィスの高さ以上に上昇させ、燃料流れによって取り除かれることが本発明に役立ち、且つ本発明の望ましい選択肢として特定される。
【００２１】
本発明では、好ましくはオーストラリア／ニュージーランド標準１４２５：２０３３の要件を満たす、強くて可撓性のプラスチックチューブから、所要の燃料流れをインジェクタに送出する、金属又は複合材料のチューブ状の顎付きアームを使用するのが好ましい。燃料は、入口アームと出口アームの間で、何れの方向に流れても良い。
【００２２】
本発明は、熱に敏感な低気圧燃料を採用する燃料システムに向けられる。インジェクタ内のコイルによって十分な熱を発生させられ、この発明では、コイルは燃料流れによって冷却されず、外気によって十分に冷却されるように設計されている。
【００２３】
アイドルにおける低エミッションのために、インジェクタは、２００乃至４００ヘルツ（Ｈｚ）の既存のガソリンインジェクタの作動と比較して迅速に開閉することができなければならない。４００Ｈｚは、適当なパフォーマンスを与えるのに対して、最良の結果は、５００乃至１０００Ｈｚ、好ましくは１０００Ｈｚに近い周波数で得られる。
【００２４】
インジェクタが作動しなければならない圧力は、２００ｋＰａから３０００ｋＰａにまで及ぶ。普通の作動範囲は、３００ｋＰａ乃至１５００ｋＰａである。全圧力の大部分は、ＬＰＧが熱入力を受ける結果である。
【００２５】
従って、燃料源と熱源の分離。さらにその上、断熱が重要であり、インジェクタ内の燃料流れより上にコイルを有する設計及びプラスチック燃料ラインの使用によって例示される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】インジェクタの一形態の図である。
【図２】インジェクタの断面図である。
【図３】コイルを循環燃料から遠くに取り付けたインジェクタの更なる形態の図である。
【図４】インジェクタの底から或る角度で延びるアームを示す更なる実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、アームと、コイルを冷却するための、本体に設けられた冷却フィンとを示す、インジェクタの或る形態を示す。
【００２８】
図２は、本発明の或る形態の例示であり、この実施形態では顎付きで示す顎付きアームを含む、ボトムフィードインジェクタシステムの主要な構成部品を示す。顎付きの入口アーム及び出口アーム１は、燃料を運ぶのに、インジェクタ内での流れ運動を誘発させるのに、且つ使用される可撓性プラスチックチューブとの連結を補助するため、どんな都合の良い角度に配置されてもよく、上記の流れ運動は、及び燃料の流れから蒸気泡の除去を補助し、特にインジェクタの先端でのみ液体を入口マニフォルド又はエンジンのシリンダに確実に注入させる。
【００２９】
コイル２は、１，０００Ｈｚの周波数を得るように寸法決めされ、且つ流体燃料の温度上昇を可能な最大程度に確実に制限するために、燃料流れより上に配置される。コイルは、周囲空気と接触するインジェクタの外側ボディが、インジェクタを可能な最大程度に冷却するのを補助するように配置される。インジェクタの外側に、冷却を補助する冷却フィン１０を採用することができる。
【００３０】
ピントル３は、コイルが、燃料圧力、及び戻しバネ８の着座力に対して所望の周波数でピントルを移動させる寸法及び重量を有し、着座力は、調整可能なカラー７によって調整することができる。図２のピントルは中空であり、図３ではピントルは密である。この実施形態では、アームは、顎付きとして示されていない。
【００３１】
ピントルの座部４は、一般的な構造のものである。ピントルをコイルに向けて上昇させるとき、燃料が、ノズル６の中を流れ、そらせ板５の使用によって、適当なスプレーパターンが達成される。
【００３２】
今、図４を参照して、更なる実施形態が、インジェクタの下端から或る角度で延びるアーム１の例を示し、アームは、インジェクタの本体に沿って上方に通る。フィンが、コイルの本外の回りに設けられ、アームは、フィンの垂直開口を通過し、コイルからの熱は、フィンを通じて放散される。
【００３３】
かくして、本発明によれば、ボトムフィードインジェクタを利用する内燃機関用の液体燃料供給システムの経済的な製造方法を提供できることが分かり、このインジェクタは、可撓性プラスチックチューブ、断熱のためにプラスチックでコートされた通常のガソリンフィッティング、設置の容易さを助ける高圧ホースの何れかによって、燃料入口マニフォルド及び戻り管マニフォルドに連結される。各インジェクタは、更に燃料温度制御を補助するために、別の入口及び戻り管を有し、各インジェクタは、燃料によって冷却されず、周囲空気によって冷却される。
【００３４】
インジェクタは、入口マニフォルド又はエンジンのシリンダへ直接噴射するために、燃料液体流れをインジェクタの先端に保つように設計されており、これにより、生ずるかもしれない如何なる泡も注入オリフィスから上昇して燃料流れによって運び去られる。
【００３５】
本発明の種々の形態を説明したが、本発明は、これに限定されず、本発明の精神及び範囲内にある変形及び修正を含むことに気付くべきである。
【図１】
2010525218.tif 000003
【図２】
2010525218.tif 000004
【図３】
2010525218.tif 000005
【図４】
2010525218.tif 000006
【国際調査報告】
2010525218.tif 000007
2010525218.tif 000008