(57)【要約】【課題】  ボンベのガス燃料を調圧弁で所定正圧に減圧して調圧室に導入するレギュレータにおいて、ボンベ圧の変化による開弁力の変動を相殺するバランス機構を信頼性の高いものとする。【解決手段】  バランス機構２１は圧力室２５に導入されたボンベ圧を受けるバランスダイヤフラム２４で動かされる押圧部材３６を弁レバー１７の回動中心を挟んで調圧弁弁体と反対側に作用させ、ボンベ圧の変化による弁体開弁力の変動を相殺する。圧力室２５にボンベ圧を導入する送入口２９を押圧部材３６が調圧弁開弁時に開かせ、閉弁時に閉じさせる開閉弁２６を設け、バランスダイヤフラム２４が破損したとき調圧弁開弁時にボンベ圧のガス燃料が破損個所から調圧室１０に大量流入しないようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調圧室へのガス燃料入口を開閉する調圧弁の弁体を取り付けて前記調圧室の圧力変化に応じ支点を中心に回動する弁レバーの前記支点を挟んで前記弁体と反対側に、ボンベ圧の変化に伴う弁体開弁力の変動を相殺し前記調圧弁に所定の開閉動作を行なわせるバランス機構が設けられているガス燃料用レギュレータにおいて、
前記バランス機構は圧力室と、ボンベ圧を前記圧力室に送入する送入口と、前記送入口を開閉する開閉弁と、前記圧力室と調圧室とを互いに遮断したバランスダイヤフラムと、前記バランスダイヤフラムに重ねられその変位に応じて直線動し前記調圧弁開弁方向に対する抵抗をボンベ圧の変化に対応して前記弁レバーに与える押圧部材とを具え、そして前記開閉弁は前記押圧部材が前記調圧室の方へ移動したとき前記送入口を閉じ前記圧力室の方へ移動したとき前記送入口を開くものとされている、
ことを特徴とするガス燃料用レギュレータ。
【請求項２】
前記開閉弁は閉弁ばねを作用させた弁体と、前記弁体を開き方向へ動作させる操作部材とを有しており、前記押圧部材が前記圧力室の方へ移動したとき前記操作部材を押すことにより前記弁体が開かれるものとされている請求項１に記載したガス燃料用レギュレータ。
【請求項３】
前記押圧部材と操作部材とはそれらの間に前記調圧弁の微少開度域で前記開閉弁の弁体を開かせない隙間を有するものとされている請求項２に記載したガス燃料用レギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＰＧまたはＣＮＧをエンジンの吸気管路に設置したミキサに送るため大気圧程度の圧力に減圧調整すること、或いは燃料噴射弁に送るため所定正圧に減圧調整することに使用されるガス燃料用レギュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボンベに充填されているＬＰＧまたはＣＮＧを一次室の圧力変化に応じたダイヤフラムの変位に追従して開閉動作する一次弁を経て一次室に導入し、次に二次室の圧力変化に応じたダイヤフラムの変位に追従して開閉動作する二次弁を経て二次室に導入してエンジンの吸気管路に設置したミキサに送るようにしたレギュレータ（ベーパライザ）は周知であり、一次弁および二次弁により二回の減圧を行なって二次室のＬＰＧやＣＮＧを大気圧程度としている。  また、ボンベに充填されているＬＰＧまたはＣＮＧを調圧室の圧力変化に応じたダイヤフラムの変位に追従して開閉動作する調圧弁を経て調圧室に導入し、これよりエンジンの吸気管路に設置した燃料噴射弁に送るようにしたレギュレータも広く知られており、調圧弁により一回の減圧を行なって調圧室のＬＰＧやＣＮＧを所定正圧としている。
【０００３】
前記の一次弁、二次弁および調圧弁の弁体はダイヤフラムの変位に追従して回動する弁レバーに取り付けられ、ボンベから一次室または調圧室へのガス燃料入口、一次室から二次室への燃料通路を開閉するようになっている。  このため、一次弁または調圧弁の弁体にはボンベ圧が作用して開弁方向の力を加えている。
【０００４】
一方、ボンベ圧は温度によって変化し、殊にＬＰＧにあってはブタンとプロパンとの配合比率によって大きく変化（０．１ＭＰａ〜１．８ＭＰａ程度に変化）し、そのため一次弁や調圧弁の弁体に加えられる開弁方向の力が大幅に変化する。  その結果、ボンベ圧が高くなると弁体が開きやすくなって一次室や調圧室の圧力が高くなり、ボンベ圧が低くなると弁体が開きにくくなって一次室や調圧室の圧力が低くなり、ミキサや燃料噴射弁への送出量が変動してエンジン運転性、排気状態に悪影響を与える原因となる。
【０００５】
その対策として、ＬＰＧのレギュレータ（ベーパライザ）において、弁レバーの回動中心である支点を挟んで一次弁の弁体と反対側にボンベからガス燃料入口に至る燃料導入路と連通させた圧力室を設けるとともに、この圧力室と一次室とを互いに遮断するバランスダイヤフラムを設け、このバランスダイヤフラムに固着した棒状の押圧部材を一次室に突出して弁レバーに係合したバランス機構を設け、支点を挟んで弁体とバランスダイヤフラムとにボンベ圧が作用して弁レバーに互いに反対方向のモーメントを与えることにより、ボンベ圧の変化に伴う弁体開弁力の変動を相殺し一次弁に所定の開閉動作を安定よく行なわせるようにしたものが実公昭５５−４５３６号公報に記載されている。
【０００６】
前記のバランス機構は、ボンベ圧を直接受けるバランスダイヤフラムが万一破損したとき、ボンベ圧のガス燃料が一次室に直接流入して一次室圧力を異常上昇させ、エンジンへのガス燃料供給量を過大としてエンジン停止を招いたり、機器や配管などからのガス漏れを生じたりする心配をなくすための安全手段を具えている。  即ち、この安全手段は押圧部材に補助ダイヤフラムを固着し、バランスダイヤフラムが破損したとき補助ダイヤフラムがボンベ圧を受けて変形することにより、バランスダイヤフラムの周縁部を押えた蓋部材の押圧部材貫通個所の隙間を塞ぎ、高圧のガス燃料が一次室に直接流入することのないようにしたものである。
【特許文献１】実公昭５５−４５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記バランス機構における安全手段の補助ダイヤフラムは蓋部材の内部に周縁部を蓋部材内壁面に接触させており、ボンベ圧が作用したとき均等に変形して押圧部材外周の隙間を塞ぐものとしている。  しかし、補助ダイヤフラム周縁部の蓋部材内壁面への接触面積や接触圧力によっては、押圧部材の動きに対する大きな抵抗が生じ、ボンベ圧の変化に対応した動きを阻害し一次弁に所定の開閉動作を安定よく行なわせることができない場合を生じる、という心配がある。  或いは、補助ダイヤフラムの周縁部が蓋部材内壁面に接触した状態でボンベ圧の変化により押圧部材が軸線方向へ移動すると、変形や周縁部のひきつれを生じ、これが繰り返されると補助ダイヤフラムが早期劣化してボンベ圧を受けたとき容易に破断して隙間を塞ぐことができない場合を生じる、という心配がある。
【０００８】
本発明はボンベ圧を直接受けるバランスダイヤフラムが万一破損したときボンベ圧のガス燃料を一次室に直接流入させないように働く前記の安全手段がもっている、隙間を完全に塞いで一次室圧力の異常上昇を防止できない場合がある、という心配を解消するためになされたものであって、バランスダイヤフラムが破損したとき一次室圧力の異常上昇を確実に防止することができる信頼性の高い安全手段を有するバランス機構を具えたレギュレータとすることを目的とする。
【０００９】
尚、本発明は二回の減圧を行なうレギュレータおよび一回の減圧を行なうレギュレータのいずれにも適用されるものであり、二回の減圧を行なうレギュレータにおける一次室、一次弁は一回の減圧を行なうレギュレータにおける調圧室、調圧弁と対応している。従って、本発明では調圧室、調圧弁の用語を使用し、これらは一次室、一次弁を包含しているものとした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は調圧室へのガス燃料入口を開閉する調圧弁の弁体を取り付けて調圧室の圧力変化に応じ支点を中心に回動する弁レバーの支点を挟んで弁体と反対側に、ボンベ圧の変化に伴う弁体開弁力の変動を相殺し調圧弁に所定の開閉動作を行なわせるバランス機構が設けられているガス燃料用レギュレータについて、バランス機構がもっている前記課題を次のようにすることによって解決するものとした。
【００１１】
即ち、本発明に係るバランス機構は圧力室と、ボンベ圧を圧力室に送入する送入口と、この送入口を開閉する開閉弁と、圧力室と調圧室とを互いに遮断したバランスダイヤフラムと、このバランスダイヤフラムに重ねられてその変位に応じて直線動し調圧弁開弁方向に対する抵抗をボンベ圧の変化に対応して弁レバーに与える押圧部材とを具えている。  そして、開閉弁は押圧部材が調圧室の方へ移動したとき送入口を閉じ圧力室の方へ移動したとき送入口を開くものとした。
【００１２】
開閉弁は開弁ばねを作用させた弁体と、弁体を開き方向へ動作させる操作部材とを有しており、押圧部材が圧力室の方へ移動したとき操作部材を押すことにより弁体を開かせるものとすること、或いは前記のものにおいて押圧部材と操作部材とはそれらの間に調圧弁の微少開度域で開閉弁の弁体を開かせない隙間を有しているものとすること、が本発明を実施するうえで好適である。
【００１３】
調圧弁が開弁すると、支点を中心に回動した弁レバーが押圧部材を圧力室の方へ移動させ、開閉弁を開弁することによってボンベ圧が圧力室に導入され、ボンベ圧の上昇・低下に伴う調圧弁の弁体に働く開弁力の変動を相殺する。  調圧弁が閉弁すると、弁レバーが前記と反対方向へ回動し、押圧部材は圧力室のボンベ圧によって弁レバーに追従して調圧室の方へ移動し、開閉弁は閉弁する。  次の調圧弁開弁時には、その弁体に開弁力として働くボンベ圧と圧力室に封入されているボンベ圧とのバランスによって定まる開弁が行なわれる。
【００１４】
バランスダイヤフラムが破損した場合、開閉弁が閉弁している状態で破損を生じたときは、圧力室に封入されている高圧のガス燃料が破損個所を通って調圧室に放出され、押圧部材は操作部材を押すが、開閉弁の弁体は閉弁ばねとボンベ圧によって閉じ位置に保持され開かれることがない。  開閉弁が開弁している状態で破損を生じたときは、ボンベ圧のガス燃料が開閉弁、圧力室、破損個所を通って調圧室に流入することによって調圧室は短時間で設定圧力となり、調圧弁を閉弁させる。また、押圧部材が圧力室に入るボンベ圧で調圧室の方へ移動することにより開閉弁が閉弁する。  破損後に調圧弁が開閉動作するとき、開弁時に調圧弁に加えて破損個所からもガス燃料が調圧室に入るので、調圧室は短時間で設定圧力となり、エンジン運転を継続させることができる。  また、調圧弁が閉弁すると開閉弁も閉弁するので、調圧室圧力の異常上昇が防止されてエンジン停止やガス漏れの心配をなくすことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ガス燃料であるＬＰＧやＣＮＧをボンベ圧から所定正圧に減圧して調圧室に導入する調圧弁の開弁力がボンベ圧の変化により変動することを相殺するバランス機構について、安全手段を前述のような開閉弁からなるものとしたことにより、バランスダイヤフラムが破損してたときボンベ圧のガス燃料が破損個所から調圧室に大量流入して調圧室圧力を異常上昇させることを確実に防止でき、しかも破損後においてもエンジン運転を格別の支障を伴うことなく継続させることができるものとなり、信頼性の高い安全手段を有するバランス機構を具えたガス燃料用レギュレータが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、遮断弁２を有する供給導管３がＬＰＧまたはＣＮＧを充填したボンベ１から延び、レギュレータの本体５に設けた入口室６に直接またはフィルタを経て接続されている。  本体５の入口室６と反対側にはくぼみが設けられており、このくぼみは本体５とカバー体７との間に周縁部を挟み込んだダイヤフラム８により覆われて調圧室１０を形成している。  ダイヤフラム８には調圧室１０方向の荷重を付勢するばね力可調節の調圧ばね９が作用させてある。
【００１７】
入口室６から調圧室１０に向かって延びる燃料導入路１１の先端には調圧弁１２の弁座１３が調圧室１０に突出して設置されている。また、ダイヤフラム８の中心に取り付けたフック１６に弁レバー１７の基端が係合しており、この弁レバー１７の先端に調圧弁１２の弁体１５が取り付けられている。調圧室１０が設定圧力よりも低くなるとダイヤフラム８が調圧室１０の方へ変位して弁レバー１７をピン１８を支点として回動させ、弁体１５を弁座１３から離間させることによって、入口室６、燃料導入路１１、弁座１３の弁通路１４に充満しているボンベ圧のガス燃料が弁座１３のシート面と弁体１５の当り面との隙間を通り減圧されて調圧室１０に送入される。  調圧室１０が設定圧力よりも高くなるとダイヤフラム８が反対方向へ変位して弁体１５を弁座１３に着座させる。  以上の動作により調圧室１０に一定正圧のガス燃料が保有されることとなり、このことは従来のレギュレータと全く同じである。
【００１８】
調圧室１０のダイヤフラム８と向かい合った面のピン１８を挟んで弁座１３と反対側に位置させて本体５にくぼみが設けられ、このくぼみの前記面と押え部材２２との間に周縁部を挟み込んだバランスダイヤフラム２４と後述する開閉弁２６の弁座体２７とに挟まれた空間は圧力室２５を形成している。  弁座体２７はくぼみにねじ込まれて固定されており、圧力室２５と反対側に弁室２８を有するとともに弁室２８と圧力室２５とを連通する送入口２９を有しており、送入口２９の弁室２８への開口端にシート面３０が形成されている。  弁室２８にはボールからなる弁体３１とこれをシート面３０に押し付けるように働く閉弁ばね３２とが装入されており、この弁室２８はくぼみの奥端の入口室３３に開放し入口室３３は連通路３５によって燃料導入路１１と連通しており、ボンベ圧のガス燃料が導入される。  更に、送入口２９に棒状の操作部材３４が緩く挿通され、その基端は圧力室２５に突出している。
【００１９】
前記の弁座体２７、弁室２８、送入口２９、弁体３１、閉弁ばね３２、操作部材３４は開閉弁２６を構成している。  一方、バランスダイヤフラム２４の圧力室２５と反対側の面に円柱状の押圧部材３６が基端面を重ねて配置されており、この押圧部材３６は押え部材２２の中心の挿通口２３を緩く貫通して調圧室１０に先端部を突出させている。  押圧部材３６の先端には小径軸状の突起３７ａが設けられ、弁レバー１７に設けた通孔３７ｂに緩く嵌入している。これにより、弁レバー１７と押圧部材３６とが互いに常時係合してこれらの連動を確実なものとしている。
【００２０】
前述のバランスダイヤフラム２４、圧力室２５、押圧部材３６および送入口２９を弁座体２７に設けた開閉弁２６はバランス機構２１を構成しており、開閉弁２６はバランスダイヤフラム２４が破損したときボンベ圧のガス燃料を調圧室１０に大量に流入させ圧力を異常上昇させることを防止する安全手段として働く。
【００２１】
以上の構成とした本実施の形態の動作を以下に説明すると、正常な状態ではバランスダイヤフラム２４の両面に圧力室２５のボンベ圧と調圧室１０の正圧とが作用している。  そして、調圧室１０の圧力が設定圧力よりも低下すると、ダイヤフラム８が調圧室１０の方へ変位することによって弁レバー１７を図示時計方向へ回動させ、調圧弁１２の弁体１５を弁座１３から離間させてボンベ圧のガス燃料を調圧室１０に減圧して送入する。このとき、押圧部材３６は弁レバー１７に押されて圧力室２５の方へ移動させられ、操作部材３４を押して開閉弁２６の弁体３１をシート面３０から離間させ、ボンベ圧のガス燃料を圧力室２５に導入する。このときの状態は図２に示されており、圧力室２５の圧力に応じた調圧弁１２閉弁方向のモーメントが押圧部材３６を介して弁レバー１７に与えられる。従って、ボンベ圧が変化したとき、その変化に応じて調圧弁１２の弁体１５に作用する開弁力の変動が相殺され、調圧弁１２に所定の開閉動作を行なわせて調圧室１０を一定の所定の正圧に維持することができる。
【００２２】
調圧室１０の圧力が設定圧力になると、ダイヤフラム８が前記と反対方向へ変位することによって弁レバー１７を図示反時計方向へ回動させ、調圧弁１２の弁体１５を弁座１３に着座させる。  このとき、押圧部材３６は圧力室２５の圧力により弁レバー１７に追従して調圧室１０の方へ移動させられ、閉弁ばね３２のばね力で操作部材３４が圧力室２５の方へ移動するとともに、開閉弁２６の弁体３１がシート面３０に着座して送入口２９を閉じる。このときの状態は図３に示されており、圧力室２５にボンベ圧のガス燃料が封入され、バランスダイヤフラム２４と操作部材３４との間に狭い隙間Ａが形成されている。  次の調圧弁１２の開弁時には、弁体１５に開弁力として働くボンベ圧と圧力室２５に封入されているボンベ圧とのバランスによって定まる開弁が行なわれ、続いて開閉弁２６が開弁させられることによって図２に示す状態となる。
【００２３】
前記の隙間Ａは調圧弁１２が微小開度の開弁をするとき、押圧部材３６が操作部材３４を押して閉弁ばね３２の抵抗を受けることにより開弁動作に支障を与える、という不都合をなくすものであり、調圧室１０の設定圧力からの僅かな圧力低下を適確に回復させ、一定の所定正圧を安定よく維持することができる。
【００２４】
開閉弁１２が閉弁している図３に示す状態のときにバランスダイヤフラム２４に破損を生じると、圧力室２５に封入されているボンベ圧のガス燃料が破損個所を通って調圧室１０に放出される。このため、押圧部材３６は自重で圧力室２５の方へ移動し操作部材３４を押すが、開閉弁２６の弁体３１は閉弁ばね３２のばね力と弁室２８に導入されているボンベ圧とによる閉弁力で閉じ位置に保持され、ボンベ圧のガス燃料が開閉弁２６から圧力室２５、破損個所を通って調圧室１０に大量に流入することを防止する。  尚、圧力室２５に封入されているガス燃料は少量であるので、これが調圧室１０に流入することによる圧力上昇は無視できる。
【００２５】
開閉弁２６が開弁している図２に示す状態のときにバランスダイヤフラム２４に破損を生じると、ボンベ圧のガス燃料が開閉弁２６、圧力室２５、破損個所を通って調圧室１０に流入し、調圧室１０はごく短時間で設定圧力となって調圧弁１２を閉弁させる。  また、押圧部材３６が圧力室２５に入るボンベ圧により弁レバー１７に追従して調圧室１０の方へ移動させられ、このため開閉弁２６は閉弁する。
【００２６】
バランスダイヤフラム２４が破損した後に調圧弁１２が開閉動作するとき、開弁時に調圧弁１２に加えて破損個所からボンベ圧のガス燃料が調圧室１０に流入することによって調圧室１０は短時間で設定圧力となる。そして、閉弁時に開閉弁２６が閉弁することによって、正常時に比べて調圧室１０の圧力制御精度は低下するが、ボンベ圧のガス燃料が調圧室１０に大量流入しないことによりエンジン運転を継続することができ、また下流側の機器や配管からガス漏れを生じる心配をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図２】図１の形態の開弁時の状態を示す拡大縦断面部分図。
【図３】図１の形態の閉弁時の状態を示す拡大縦断面部分図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  調圧室、  １２  調圧弁、  １５  弁体、  １７  弁レバー、  １８  ピン、  ２１  バランス機構、  ２４  バランスダイヤフラム、  ２５  圧力室、  ２６  開閉弁、  ２９  送入口、  ３１  弁体、  ３２  閉弁ばね、  ３４  操作部材、  ３６  押圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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