(57)【要約】【課題】液化燃料ガスを用いる内燃機関の冷間始動性を向上する。【解決手段】燃料としての液化ガスを貯留する液化ガスボンベ８を内燃機関１に縦置き配置となるように設け、その軸線方向両端部を各燃料出口８ｂ・８ｃを頂点とする円錐状にそれぞれ形成し、各燃料出口を切換弁９を介してベーパライザ６と連通し得るようにする。液化ガスボンベの下側に液化燃料が貯留され、その気化燃料が上側に溜まるようになるため、冷間始動時には気化燃料を機関に供給することができるため、機関の始動・暖機性を向上することができる。また、機関暖機後には切換弁を液化燃料供給側に切り換えて、その液化燃料をベーパライザで気化することにより十分な燃料を機関に供給することができるため、通常運転時の機関への燃料供給量に不足が生じることがない。【選択図】図１
2005090445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスを燃料とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置において、
前記液化ガスを貯留する液化ガスボンベが、その軸線方向両端にそれぞれ設けられた各燃料出口を有し、かつ前記内燃機関の使用状態において前記各燃料出口が上下に位置するように前記内燃機関に縦置きに配設され、
前記内燃機関の熱を受熱するように設けられたベーパライザと、前記各燃料出口のいずれか一方を選択的に前記ベーパライザの一端と連通させるための切換弁と、前記ベーパライザの他端から吸気管に至る間に接続された調圧器及び混合器とが設けられていると共に、
前記液化ガスボンベの上部に溜まる気化燃料が前記液化ガスボンベの上側に位置する燃料出口から送出され、前記液化ガスボンベの下部に溜まる液化燃料が前記液化ガスボンベの下側に位置する燃料出口から送出されることを特徴とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置。
【請求項２】
前記各燃料出口の少なくとも一方が前記液化ガスボンベの長手方向の略軸線上に配設され、かつ前記液化ガスボンベにおける前記一方の出口に至る形状が先細りに形成され、
前記液化ガスボンベが、前記内燃機関の使用状態において前記一方の出口が下側となるように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の液化ガス燃料供給装置。
【請求項３】
前記液化ガスボンベにおける前記各燃料出口に至る形状がそれぞれ先細りに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の液化ガス燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刈払い機などの携帯作業機に搭載されるのに適する液化ガスを燃料とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液化ガスボンベに充填された液化ガスを燃料とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置にあっては、その液化ガスボンベの燃料出口は１箇所であった。そのような液化ガス燃料供給装置において、内燃機関のシリンダ本体の外側にベーパライザを配設しかつそのベーパライザをシリンダ本体に対する冷却風を当てて加熱するようにして、液化ガスボンベの燃料出口とベーパライザとを連通することにより、液化ガスボンベの出口から液体状態で取り出した液化ガス（液体燃料）をベーパライザに通すことにより気化し、その気化燃料を混合器に送るようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−６６２０７号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記液化ガス燃料供給装置にあっては、ベーパライザを内燃機関の冷却風により加熱するので、液化燃料の気化効率を高くすることができるという利点がある。しかしながら、機関が暖まった通常運転状態では上記した好適な気化による効率の良い運転を行うことができるが、機関の冷間始動時には冷却水が暖まるまでの間は上記効果が得られないため、初爆から、完爆を経て連続暖機運転に至るまでの低効率の時間が長引き、また、リコイルスタータの場合には始動するまでのロープを引く回数が増す等、機関冷間始動性に難点を有するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような課題を解決して、液化燃料ガスを用いる内燃機関の冷間始動性を向上するために本発明に於いては、液化ガスを燃料とする内燃機関（１）の液化ガス燃料供給装置において、前記液化ガスを貯留する液化ガスボンベ（８）が、その軸線方向両端にそれぞれ設けられた各燃料出口（８ｂ・８ｃ）を有し、かつ前記内燃機関（１）の使用状態において前記各燃料出口（８ｂ・８ｃ）が上下に位置するように前記内燃機関（１）に縦置きに配設され、前記内燃機関（１）の熱を受熱するように設けられたベーパライザ（６）と、前記各燃料出口（８ｂ・８ｃ）のいずれか一方を選択的に前記ベーパライザ（６）の一端と連通させるための切換弁（９）と、前記ベーパライザ（６）の他端から吸気管（４）に至る間に接続された調圧器（１１・１４）及び混合器（１２）とが設けられていると共に、前記液化ガスボンベ（８）の上部に溜まる気化燃料が前記液化ガスボンベ（８）の上側に位置する燃料出口（８ｂ）から送出され、前記液化ガスボンベ（８）の下部に溜まる液化燃料が前記液化ガスボンベ（８）の下側に位置する燃料出口（８ｃ）から送出されるものとした。
【発明の効果】
【０００５】
このように本発明によれば、液化ガスボンベを内燃機関の使用状態において縦置きとなるように配設したことから、液化ガスボンベの下側に液化燃料が貯留され、その気化燃料が上側に溜まるようになるため、縦置きの液化ガスボンベの上下に気化燃料室と液化燃料室とを設けたことと同様となる。その液化ガスボンベの上下の各燃料出口を切換弁を介してベーパライザの一端と連通することにより、液化ガスボンベ内の気化燃料と液化燃料とを切換弁を切り換えることにより選択的に内燃機関に供給することができる。これにより、冷間始動時には気化燃料を機関に供給することができるため、機関の始動・暖機性を向上することができる。また、機関暖機後には切換弁を液化燃料供給側に切り換えて、その液化燃料をベーパライザで気化することにより十分な燃料を機関に供給することができるため、通常運転時の機関への燃料供給量に不足が生じることがない。
【０００６】
特に、液化ガスボンベにおける一方の出口に至る形状が先細りに形成され、その出口が液化ガスボンベの略軸線上に配設されかつ内燃機関の使用状態において下側となるようにすることにより、液化ガスボンベ内の液化燃料の残量が減った場合に、機関傾斜時すなわち機関に一体的に取り付けられている液化ガスボンベが傾斜しても、液化燃料の出口となる下側の燃料出口が液化燃料の液面上に露出しないようにすることができるため、機関傾斜による燃料供給不良による不具合現象が生じることを防止することができる。
【０００７】
また、液化ガスボンベの各燃料出口に至る形状をそれぞれ先細り形状とすることにより、液化ガスボンベの機関への組み付けにおいて各燃料出口のどちらを上下にしても、液化燃料出口となる下側が先細り形状になるため、上記と同様に液化燃料の残量が減った場合の機関傾斜による燃料供給不良による不具合現象が生じることを防止することができる。これにより、液化ガスボンベを、上下関係を気にすることなく機関へ装着することができ、装着作業性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された内燃機関の概略を示す全体図である。図示例の内燃機関１は、携帯作業機としての刈払機などに用いられ、リコイルスタータ２により始動される単気筒エンジンであり、その燃料にはＬＰＧ（ブタンガス）が用いられる。なお、本願発明が適用される内燃機関は、図示例の内燃機関に限定されるものではない。
【０００９】
内燃機関１のシリンダブロック３の一側面には吸気管４が結合され、相反する側の側面には排気管を介して排気マフラ５が設けられている。シリンダブロック３には、多数の冷却フィンが設けられていると共に、配管を複数回Ｕ字状に曲折して往復させて形成されたベーパライザ６が冷却フィンの適所に沿うように配設されている。
【００１０】
内燃機関１の例えばクランクケース１ａの側面にブラケット７を介して液化ガスボンベ８が支持されている。液化ガスボンベ８は、長尺の円筒状をなすと共にその軸線方向両端部にそれぞれ軸線方向外向きの円錐状端部８ａを有する形状に形成されている。大きさとしては家庭用コンロなどに使用される液化ガス容器と同程度のものであって良く、家庭用コンロのガスボンベを用いるようにしても良い。また、液化ガスボンベ８は、内燃機関１の通常使用状態では長手方向を上下方向にする縦置き状態となるようにされ、それにより両円錐状端部８ａが図に示されるように上下に位置するようになる。
【００１１】
液化ガスボンベ８の軸線上に位置する各円錐状端部８ａの最先端にはそれぞれパイプ状の燃料出口８ｂ・８ｃが設けられている。各燃料出口８ｂ・８ｃは、三方向弁であって良い切換弁９の２つの入口にチューブを介して接続されている。その切換弁９の１つの出口が上記ベーパライザ６の一端とチューブを介して接続されている。ベーパライザ６の他端が１次調圧器１１の入口に接続されている。なお、１次調圧器１１は図示されないブラケットを介して内燃機関１の適所に取り付けられている。
【００１２】
また、上記吸気管４の上流口には混合気１２が接続されており、その混合気１２の上流口にはエアクリーナ１３が接続されている。そして、上記１次調圧器１１の出口が、一般的に混合気１２の下部に一体的に設けられた２次調圧器１４の入口と接続され、その２次調圧器１４の出口は混合気１１と接続されている。これら１次調圧器１１と２次調圧器１４とにより調圧器が構成されている。
【００１３】
このようにして構成された内燃機関の液化ガス燃料供給装置の動作要領について図２を参照して以下に示す。図２は燃料の経路を主に示したものである。なお、内燃機関１の適所には温度センサ１５が取り付けられており、その温度検出信号が切換弁制御装置１６に入力し、温度検出信号に基づいて切換弁制御装置１６により上記切換弁９の切り換えを制御するようになっている。そのため、切換弁９には、例えばソレノイドで弁を駆動して連通方向を切り換えるものなどを用いると良い。
【００１４】
液化ガスボンベ８内には液化ガス燃料としての例えばＬＰＧが貯留されており、上記したように液化ガスボンベ８を縦置きにした場合にはボンベ内の下部に液化燃料ＬＦが溜まり、上部には気化燃料ＶＦが充満する。その上側燃料出口８ｂと下側燃料出口８ｃとが切換弁９の２つの入口にそれぞれ接続されている。
【００１５】
内燃機関１の冷間始動時には、ベーパライザ６を設けた部分（シリンダブロック３）も外気温と同じで低温状態であり、その状態でベーパライザ６に液化燃料ＬＧを通しても気化効率が悪く、十分な量の気化燃料ＶＦを供給することができない。そのため、リコイルスタータ２のロープを引いて機関を回して行う冷間始動時には、液化ガスボンベ８の上側燃料出口と接続された方をベーパライザ６と連通させるように切換弁９を切り換えて、液化ガスボンベ８の上部に溜まっている気化燃料ＶＦを機関に供給するようにする。
【００１６】
この制御にあっては、上記温度センサ１５により内燃機関１の温度を検出し、その検出温度Ｔｓが冷間始動状態に相当する所定のしきい値温度Ｔｄより低い（Ｔｓ≦Ｔｄ）と切換弁制御装置１６により判断したら、切換弁制御装置１６から切換弁９に上記したように上側燃料出口８ｂとベーパライザ６とを連通させる側に切り換える制御信号を出力することにより行う。なお、切換弁９の切換制御にあっては、図示例に限られるものではなく、例えばサーモスタットにより切換弁９を機械的に切り換えるようにしても良い。
【００１７】
これにより、冷間始動時であっても、気化燃料ＶＦを供給することができるため、気化燃料による効率の良い燃焼が行われ、内燃機関１の始動を円滑に行うことができる。なお、気化燃料は、１次調圧器１で一定の燃料圧に保たれるように調圧され、さらに２次調圧器１４でも燃料圧をほぼ一定に保たれ、混合気１２に送られる。混合気１２では、空気及び図示されない潤滑油供給装置からの油と混合されて内燃機関１の燃焼室へ吸引される。
【００１８】
始動後運転状態が続いて内燃機関１が暖機状態になったことを、上記温度センサ１５による検出温度Ｔｓがしきい値温度Ｔｓを超えた（Ｔｓ＞Ｔｄ）ことで判断したら、切換弁制御装置１６から切換弁９に下側燃料出口８ｃとベーパライザ６とを連通させる側に切り換える制御信号を出力する。これにより、アイドリングから全負荷に至るあらゆる状態に対応し得る十分な燃料を供給することができるため、通常運転時の内燃機関への燃料供給量に不足が生じることがないと共に、加熱されたベーパライザ６で液化燃料を問題なく気化することができるため、暖機後の運転を円滑に行うことができる。
【００１９】
また、液化燃料の出口が、液化ガスボンベ８の略軸線上であって内燃機関１の使用状態において下側となる下側燃料出口８ｃとして設けられ、さらに液体ガスボンベ８の下側端部が下側燃料出口８ｃに至る先細り形状として、例えば下側燃料出口８ｃを頂点とする円錐状に形成されている（円錐状端部８ａ）。したがって、液化燃料ＬＦの残量が少ない状態で、使用時に内燃機関１が傾いて図３に示されるように液体ガスボンベ８がある程度大きく傾斜しても、液体燃料ＬＦの液面ＬＦｓ上に下側燃料出口８ｃが露出することが無く、内燃機関１の傾斜使用に伴って燃料不足となる不具合現象が生じることを防止することができる。
【００２０】
また、液化ガスボンベ８の使用状態における上下端部がそれぞれ先細り形状として、各燃料出口８ｂ・８ｃをそれぞれの頂点とする円錐状に形成されている（各円錐状端部８ａ）。これにより、液化ガスボンベ８を内燃機関１に対して図１に示されるように縦置き配置となるように装着する場合に、いずれの燃料出口８ｂ・８ｃを下側にしても円錐状端部８ａが下側に位置することになり、上記と同様の効果を奏し得ると共に、液化ガスボンベ８の装着時の上下関係を考慮することなく装着可能となり、装着性が良い。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明にかかる内燃機関の液化ガス燃料供給装置は、冷間始動時の円滑な始動を行うことができ、液化ガス燃料の液化燃料を気化して使用する内燃機関を用いる種々の機械等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明が適用された内燃機関の概略を示す全体図である。
【図２】液化ガスボンベを用いた燃料経路を示す図である。
【図３】傾斜使用状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  内燃機関
８  液化ガスボンベ
８ｂ・８ｃ  燃料出口
６  ベーパライザ
９  切換弁
４  吸気管
１１  １次調圧器（調圧器）
１２  混合器
１４  ２次調圧器（調圧器）
【図１】
2005090445.tif 000003
【図２】
2005090445.tif 000004
【図３】
2005090445.tif 000005