(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガス供給路を介して供給される液化ガス燃料を気化させる気化器と、気化されたガス燃料の圧力を調整する圧力調整器と、この調圧されたガス燃料をエンジンに設けられたミキサに供給するガス燃料供給装置において、
前記エンジンの停止中は該液化ガス供給路を遮断し、エンジンの回転に伴うエンジン内の圧力変化に応動して遮断を解除する遮断弁と、
前記遮断弁に前記圧力変化を伝達するための圧力通路と、
前記圧力通路上に設けられた傾斜遮断弁とを備え、
前記傾斜遮断弁が、予定角度以上のエンジンの傾斜に応動して前記圧力通路を大気に連通させる圧力開放手段を有していることを特徴とするガス燃料供給装置。
【請求項２】
前記圧力変化が、ピストンの往復動によってエンジンのクランク室内に発生する脈動であることを特徴とする請求項１記載のガス燃料供給装置。
【請求項３】
前記傾斜遮断弁がケーシングを備え、前記圧力通路に連通する第１開口と、大気につながる第２開口とを前記ケーシングに形成するとともに、前記第１開口に対して重力方向にばねで付勢された球状弁体を前記ケーシング内に設けて前記圧力開放手段を構成していることを特徴とする請求項１記載のガス燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料供給装置に関し、特に、液化ガス供給路を介して供給される液化ガスを圧力調整器内で気化させて圧力調整した状態でガスエンジンに供給するガス燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブタンガス等の液化石油ガスが火花点火式エンジンの燃料として使用されている。そして、この燃料を吸気管路に噴射してエンジンに供給するに際しては、燃料を液体状態でなく、所定正圧で調圧気化して噴射させるのが一般的である。しかし、停止状態のときに調圧器内へ液体燃料が浸入して、始動時にその液体のままの燃料を含んだ状態で吸気管路へ燃料が噴射されてしまうことがあり、そのような場合混合気が過濃になってエンジンの始動不良や運転不調を発生する場合がある。
【０００３】
そこで、液化ガス供給路上にエンジン停止時には供給路を遮断する遮断弁を設けておき、エンジン始動操作時はこの遮断弁を開放することにより、エンジン運転中にのみ液化ガスの供給が行われるようにした液化ガス供給装置が提案されている（特開２００２−７０６５２号公報）。
【特許文献１】特開２００２−７０６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたような液化ガス供給装置では、前記遮断弁として電磁弁を使用することが多いので、バッテリを常備していないガスエンジンに適用することはできない。また、仮にバッテリを備えていたとしても、バッテリが充電不足の場合は遮断弁の開閉ができないので、常にバッテリの充電状態に気を配らなければならないという解決すべき課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解消して、液化ガス供給路を介して供給される液化ガスを圧力調整器内で気化させて圧力調整した状態でガスエンジンへ供給するガス燃料供給装置において、運転中にのみ燃料を供給可能とすることができるガス燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、液化ガス供給路を介して供給される液化ガス燃料を気化させる気化器と、気化されたガス燃料の圧力を調整する圧力調整器と、この調圧されたガス燃料をエンジンに設けられたミキサに供給するガス燃料供給装置において、前記エンジンの停止中は該液化ガス供給路を遮断し、エンジンの回転に伴うエンジン内の圧力変化に応動して遮断を解除する遮断弁と、前記遮断弁に前記圧力変化を伝達するための圧力通路と、前記圧力通路上に設けられた傾斜遮断弁とを備えた点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記圧力変化が、ピストンの往復動によってエンジンのクランク室内に発生する脈動である点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記傾斜遮断弁が、予定角度以上のエンジンの傾斜に応動して前記圧力通路を大気に連通させる圧力開放手段を有している点に第３の特徴がある。
【０００９】
さらに、本発明は、前記傾斜遮断弁がケーシングを備え、前記圧力通路に連通する第１開口と、大気につながる第２開口とを前記ケーシングに形成するとともに、前記第１開口に対して重力方向にばねで付勢された球状弁体を前記ケーシング内に設けて前記圧力開放手段を構成している点に第４の特徴がある。
【発明の効果】
【００１０】
第１の特徴によれば、遮断弁の開閉動作は、エンジンの回転に伴う圧力変化を利用して行われるので、エンジンが停止時には確実に液化ガス供給路を遮断できるし、エンジンが始動のために回転操作されたときは、回転開始に伴って発生する圧力変化により、適切なタイミングで燃料供給を開始することができる。
【００１１】
また、第１の特徴によれば、傾斜遮断弁を圧力通路上に設けたので、エンジンの傾斜状態が検出されたときには、エンジンが回転中であっても液化ガス供給路上の遮断弁に動作用圧力が伝達されなくなり、液化ガス供給路は遮断してエンジンは停止される。
【００１２】
第２の特徴によれば、エンジンのクランク室内の脈動圧力を利用して遮断弁を開放するため、遮断弁の開放タイミングが適切であり、かつ動作が確実である。
【００１３】
第３の特徴によれば、エンジンの圧力変化を伝達する圧力通路を大気に連通する機械的動作によるものであるため、動作が迅速であり、確実である。
【００１４】
第４の特徴によれば、傾斜時に重力方向が変化して球状弁体が第１開口から離脱し、第１開口がケーシングの内部空間を介して第２開口と連通する単純な構成であるので動作の信頼性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るガスエンジン内に設けられる燃料供給装置の燃料供給系統図である。ガスエンジンＥのクランク軸１には、エンジン始動時の始動操作用リコイルスタータ２とエンジンＥで駆動される発電機３とが連結される。エンジンＥの吸気ポート５に連通する吸気通路６にはミキサ７が装着され、このミキサ７には、吸気通路６を通る吸入空気を清浄にするエアクリーナ８が接続される。
【００１６】
ミキサ７は、吸気通路６を開閉するスロットル弁９と、このスロットル弁９の上流側で吸気通路に開口する燃料ノズル１０とが設けられ、この燃料ノズル１０に連なる気化燃料通路１２の上流端が圧力調整器１３の燃料出口１３ａに接続される。圧力調整器１３には気化室１４が設けられ、この気化室１４の燃料入口１４ａに、液化ガス燃料（例えば、液化ブタンガス）を充填したカセット式燃料ボンベ１６から延出された液化燃料通路１５の下流端が接続される。圧力調整器１３は、気化室１４で気化された高圧の気化燃料を大気圧に調整するようになっている。
【００１７】
前記液化燃料通路１５には、第１遮断弁２１および第２遮断弁２２が互いに並列状態で介装される。第１遮断弁２１は、ハウジング２５と、このハウジング２５内を仕切って負圧作動室２６と弁室２７とを形成するダイアフラム２８と、弁室２７でダイアフラム２８の中心部に連結された弁体２９と、負圧作動室２６に収容されてダイアフラム２８を弁室２７側に付勢する閉弁ばね３０とを備える。
【００１８】
ハウジング２５には、弁体２９が着座する弁座管１と、弁室２７に常時開口する燃料導入管３２と、負圧作動室２６に常時開口する負圧導入管３３とが設けられる。燃料導入管３２には、燃料ボンベ１６から延びる液化燃料通路１５の上流側部分１５ａの下流端が接続され、弁座管３１には、気化室１４に至る液化燃料通路１５の下流側部分１５ｂの上流側が接続される。
【００１９】
負圧導入管３３には、ガスエンジンＥのクランク室４から延びる圧力通路３４が接続される。この圧力通路３４に、クランク室４の脈動圧力のうち、負圧のみを負圧作動室２６側に伝達する一方向弁３６と、リークオリフィス３７とが並列に介装される。
【００２０】
また、ダイアフラム２８および弁体２９には、ハウジング２５の天井壁を摺動かつ気密に貫通する手動ロッド３８が連結され、この手動ロッド３８を引くことにより、弁体２９を強制的に弁座管３１から離脱させることができる。第２遮断弁２２は電磁式であり、発電機３の発生電力によって励起されて開弁するように設定される。さらに、圧力通路３４上には、傾斜遮断弁３９が設けられる。
【００２１】
図２は、傾斜遮断弁３９の断面図である。傾斜遮断弁３９は圧力通路３４の水平部分に連通する開口４０を有するケーシング４１を備える。ケーシング４１の側壁には、第２開口としての圧抜き孔４２が形成されている。開口４０はケーシング４１の内側に弁座４３を有しており、この弁座４３には球状弁体４４が適合する。球状弁体４４を弁座４３に押圧するためのコイルばね４５が設けられる。コイルばね４５は、球状弁体４４側のばね座４６と、ケーシング４１側に配置されたばね座４７との間に設置される。ばね座４７はケーシング４１に螺挿されたボルト４８の一端に形成されている。コイルばね４５はケーシング４１が予定角度（例えば、４５°）傾斜したときに球状弁体４４が弁座４３から離脱することができるように、球状弁体４４の重量や大きさ、弁座４３の寸法等の関連で設計・調整される。
【００２２】
上記構成の燃料供給装置の動作を説明する。ガスエンジンＥの始動時には、リコイルスタータ２７を操作してクランキングさせる。このクランキングによってピストンが往復動すると、クランク室４に脈動圧力が発生する。この脈動圧力のうち、負圧のみが一方向弁３６を経由して第１遮断弁２１の負圧作動室２６に伝達される。負圧作動室２６の負圧は、戻しばね３０の付勢力に抗してダイアフラム２８を負圧作動室２６側に偏倚させる。これにより、燃料ボンベ１６の高圧液化燃料は、液化燃料通路１５、並びに第１遮断弁２１の燃料導入管３２、弁室２７および弁座管３１を経由して気化室１４に流入する。
【００２３】
気化室１４で気化された燃料は圧力調整室１３で大気圧に調整された後、気化燃料通路１２を経由して燃料ノズル１０からミキサ７内に供給される。ミキサ７内の吸気通路６では、燃料ノズル１０からの噴霧燃料とエアクリーナ８で清浄化された空気との混合気が生成される。混合気はスロットル弁９で流量制御されながらガスエンジンＥに供給され、エンジンＥが始動される。
【００２４】
このように第１遮断弁２１は、クランク室４に発生する脈動圧力を利用して開弁するように構成されるので、手動操作によるクランキングに連動して確実に開弁することができる。したがって、バッテリを常備していないガスエンジンでも、また、バッテリを常備しているが充電不足となっているガスエンジンでも、ミキサ７に気化燃料を確実に給送してスムーズに始動することができる。
【００２５】
ガスエンジンＥが通常の運転状態になって、発電機３が発電を開始すると、その出力の一部が電磁式の第２遮断弁２２に給電され、第２遮断弁２２は励起されて開弁する。液化燃料通路１５は、第１及び第２遮断弁２１，２２の開弁によって開度が拡がり、ガスエンジンＥの高負荷運転状態においてもミキサ７に十分な量の気化燃料を供給することができる。しかも、第２遮断弁２２は第１遮断弁２１と併用することによって小型のものとすることができる。
【００２６】
ガスエンジンＥの運転を停止すると、クランク室４は大気圧状態となり、一方向弁３６と並列配置されているリークオリフィス３７を通じてクランク室４の大気が第１遮断弁２１の負圧作動室２６に流入する。その結果、負圧作動室の圧力が大気圧に平衡するので、弁体２９は閉弁ばね３０の付勢力で弁座管３１に着座する。一方、発電機３も発電を停止するので、第２遮断弁２２も閉弁する。
【００２７】
第１及び第２遮断弁２１，２２の閉弁によって液化燃料通路１５は遮断されるので、燃料ボンベ１６から気化室１４および圧力調整器１３への液化燃料の供給を防ぐことができる。したがって、ガスエンジンＥが再び始動されたとき、圧力調整器１３に直接液化燃料が供給されることに起因する混合気の過濃化を未然に防ぎ、ガスエンジンＥの正常な作動を確保することができる。
【００２８】
燃料ボンベ１６の燃料を使い切り、新たな燃料ボンベ１６を液化燃料通路１５に接続した場合には、第１遮断弁２１の手動ロッド３８を引き上げて、所定の時間だけ弁体２９を戻しばね３０の付勢力に抗して弁座管３１から離脱させる。そうすると、第１遮断弁２１は開弁状態にすることができるので、液化燃料通路１５に燃料を素速く充填して、ガスエンジＥの始動に備えることができる。
【００２９】
傾斜遮断弁３９は、ガスエンジンＥが傾斜したときに、圧力通路３４を遮断してクランク室４内の負圧が第１遮断弁２１に作用するのを停止させる。図３は、傾斜遮断弁３９の動作時の状態、つまり動作時の球状弁体４４の位置を示す断面図である。図３に示すように、傾斜遮断弁３９が傾斜してその傾斜の度合が大きくなると、球状弁体４４は弁座４３から離脱する。その結果、ケーシング４１の内部空間は圧力通路３４とつながり、さらに圧力通路３４は、圧抜き孔４２を通じて大気とつながる。つまり圧力通路３４の圧力は大気圧になる。
【００３０】
一方向弁３６は負圧のみを負圧作動室２６側に伝達するように設定されているので、大気圧では一方向弁３６は閉じたままとなり、第１遮断弁２１のダイアフラム２８は負圧作動室２６側に偏倚しない。したがって、弁体２９は弁座管２９を閉じたまま保持されるので、燃料ボンベ１６から第１遮断弁２１を経由して液化燃料を気化室１４に供給する液化燃料通路１５は遮断される。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、バッテリを備えていない場合や、バッテリの充電が不足している場合でも、第１遮断弁２１を開いてガスエンジンＥを始動させることができる。また、ガスエンジンＥが傾斜している場合は、リコイルスタータ２を操作してもガスエンジンＥが始動されないようにできる。
【００３２】
上述の例は、ガスエンジンＥが高負荷運転状態に対応できるように、第２遮断弁２２を用いて液化燃料通路１５を大きくしている。しかし、本発明は、第２遮断弁２２を除いて液化燃料通路１５上に第１遮断弁２１だけを配置する構成にも適用することができる。第１遮断弁２１だけを配置する構成では、ガスエンジンＥが予定角度以上傾斜しているときに始動を禁止することができるし、ガスエンジンＥが回転動作中であってもガスエンジンＥが予定角度以上傾斜した場合に上記傾斜遮断弁３９の作用により燃料供給を迅速に停止してガスエンジンＥを停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の系統図である。
【図２】鉛直状態にある傾斜遮断弁の断面図である。
【図３】傾斜状態にある傾斜遮断弁の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｅ…エンジン、  １…クランク軸、  ２…リコイルスタータ、  ３…発電機、  ７…ミキサ、  １０…燃料ノズル、  １２…気化燃料通路、  １３…圧力調整器、  １４…気化室、  １５…液化燃料通路、  １６…燃料ボンベ、  ２１…第１遮断弁、  ３４…圧力通路、  ３９…傾斜遮断弁、  ４０…開口（第１開口）、  ４１…ケーシング、  ４２…圧抜き孔（第２開口）、  ４４…球状弁体
【図１】
0004424615.tif 000002
【図２】
0004424615.tif 000003
【図３】
0004424615.tif 000004