(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口部と本体部と出口部と、前記入口部から前記本体部内を通って前記出口部に至る流路が設けられ、前記流路を開閉する開閉弁と前記流路を通流する流体の圧力を調整する圧力調整部が前記本体部に設けられ、前記入口部、前記開閉弁、前記圧力調整部、前記出口部の順に前記流路が形成され、
前記開閉弁が第１開閉弁と第２開閉弁とからなり、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁の順に前記流路が形成され、
前記第２開閉弁の弁口が前記圧力調整部の入口に直接連結されており、
前記圧力調整部の内部側に弁体を動かして開状態にする前記圧力調整部の前記入口の開閉弁としてのポペットバルブが設けられ、
前記圧力調整部は、前記入口が形成されたハウジングと、前記ハウジングと当接し前記圧力調整部の内部に空間を形成するカバーと、前記空間を大気に連通する調整室と前記出口部および前記入口に連通する通路室に分離するダイヤフラムと、前記ポペットバルブが一端に設けられ、中間部分が可動部を有する支持部を介して前記ハウジングと連結され、前記支持部を挟んだ前記ポペットバルブの反対側にスプリングを介して前記ハウジングと連結された部分を有するバルブレバーとが設けられ、
前記バルブレバーの他端は、前記ダイヤフラムが前記調整室側から前記通路室側に動くとき、前記ダイヤフラムによって押されて前記ポペットバルブが前記入口を開放する方向に動かされることを特徴とする開閉弁付きレギュレータ。
【請求項２】
前記圧力調整部の前記入口側の前記ポペットバルブの形状が平板形状であることを特徴とする請求項１記載の開閉弁付きレギュレータ。
【請求項３】
前記第１開閉弁の弁開閉方向と前記第２開閉弁の弁開閉方向が互いに略直交する方向になるように前記第１開閉弁と前記第２開閉弁が配置されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の開閉弁付きレギュレータ。
【請求項４】
前記第１開閉弁の弁口が前記第２開閉弁の弁室を形成する側壁に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の開閉弁付きレギュレータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の開閉弁付きレギュレータが、エンジンに燃料を供給する流路上に設けられていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は開閉弁付きレギュレータおよびエンジン駆動式空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン駆動式空気調和装置の開閉弁とレギュレータは日本ガス機器検査協会の検査規定に適合させるためと静粛性の確保のためにレギュレータボックス内に一緒に収納されるが、別体であるため配管の取り回し等のためレギュレータボックスが大型化していた。
【０００３】
従来技術として、特開平１１−１６６６５２号公報には、電磁弁とレギュレータを一体化し小型化した電磁弁付きレギュレータが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術は流体の圧力を調整することはできるが、圧力調整後の流路に電磁弁が設けられているので、例えば、エンジン駆動式空気調和装置のように開閉弁付きレギュレータ出口の圧力を大気圧にしなければならない場合、電磁弁が流路抵抗となり不具合が生ずる。すなわち、エンジンの吸気側に設けられる燃料供給系は、エンジンによって吸気しスロットルバルブの開度によって流量を調整するため大気圧と同じ圧力に調整される必要がある。圧力調整後に圧力損失があると、開閉弁付きレギュレータの出口の圧力が大気圧より低くなるので、エンジンへ供給する燃料が不足してしまい、燃料濃度が薄くなり、エンジン出力が低下する問題が生ずる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決したもので、圧力調整後に圧力損失が生じない開閉弁付きレギュレータおよび高効率のエンジン駆動式空気調和装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項１において講じた技術的手段（以下、第１の技術的手段と称する。）は、入口部と本体部と出口部と、前記入口部から前記本体部内を通って前記出口部に至る流路が設けられ、前記流路を開閉する開閉弁と前記流路を通流する流体の圧力を調整する圧力調整部が前記本体部に設けられ、前記入口部、前記開閉弁、前記圧力調整部、前記出口部の順に前記流路が形成され、前記開閉弁が第１開閉弁と第２開閉弁とからなり、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁の順に前記流路が形成され、前記第２開閉弁の弁口が前記圧力調整部の入口に直接連結されており、前記圧力調整部の内部側に弁体を動かして開状態にする前記圧力調整部の前記入口の開閉弁としてのポペットバルブが設けられ、前記圧力調整部は、前記入口が形成されたハウジングと、前記ハウジングと当接し前記圧力調整部の内部に空間を形成するカバーと、前記空間を大気に連通する調整室と前記出口部および前記入口に連通する通路室に分離するダイヤフラムと、前記ポペットバルブが一端に設けられ、中間部分が可動部を有する支持部を介して前記ハウジングと連結され、前記支持部を挟んだ前記ポペットバルブの反対側にスプリングを介して前記ハウジングと連結された部分を有するバルブレバーとが設けられ、前記バルブレバーの他端は、前記ダイヤフラムが前記調整室側から前記通路室側に動くとき、前記ダイヤフラムによって押されて前記ポペットバルブが前記入口を開放する方向に動かされることを特徴とする開閉弁付きレギュレータである。
【０００７】
上記第１の技術的手段による効果は、以下のようである。
【０００８】
すなわち、開閉弁付きレギュレータの流路が入口部、開閉弁、圧力調整部、出口部の順に形成されているので、流体は圧力調整後に圧力損失されることがなく、圧力調整部で調整された圧力のまま出口部から排出することができる。また複数の開閉弁が設けられているので、より確実に燃料ガスの流路を開閉できる。さらに第２開閉弁の弁口が圧力調整部の入口に直接連結されているので、開閉弁と圧力調整部の間の流路抵抗を小さくできる。そして、出口部側が負圧になると通路室も負圧（大気圧より低い圧力）となり、調整室は大気に開放されているため、調整室の圧力が通路室の圧力より高くなり、ダイヤフラムが調整室側から通路室側に動かされる結果、ポペットバルブが圧力調整部の入口を開放し、第１開閉弁と第２開閉弁が開状態にされていると、ガスが負圧となっている通路室に吸い込まれる。ガスが通路室に吸い込まれると、通路室の圧力が高くなるため、ダイヤフラムを調整室側から通路室側に動かしていた力がなくなり、スプリングの付勢力によりポペットバルブが圧力調整部の入口を遮断する。すると再び通路室が負圧になり、圧力調整部の入口が開放される。この繰り返しによって出口部から排出するガスの圧力を大気圧に調整できる。
【０００９】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技術的手段と称する。）は、前記圧力調整部の前記入口側の前記ポペットバルブの形状が平板形状であることを特徴とする請求項１記載の開閉弁付きレギュレータである。
【００１２】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技術的手段と称する。）は、前記第１開閉弁の弁開閉方向と前記第２開閉弁の弁開閉方向が互いに略直交する方向になるように前記第１開閉弁と前記第２開閉弁が配置されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の開閉弁付きレギュレータである。
【００１３】
上記第３の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００１４】
すなわち、第１開閉弁の弁開閉方向と第２開閉弁の弁開閉方向が互いに直交する方向となるように第１開閉弁、第２開閉弁が配置されているので、第１開閉弁の弁口と第２開閉弁の弁室を直接連結することができ、開閉弁の流路抵抗を小さくできる。
【００１５】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技術的手段と称する。）は、前記第１開閉弁の弁口が前記第２開閉弁の弁室を形成する側壁に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の開閉弁付きレギュレータである。
【００１６】
上記第４の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００１７】
すなわち、第１開閉弁の弁口が第２開閉弁の弁室を形成する側壁に設けられているので、請求項３と同様、第１開閉弁の弁口と第２開閉弁の弁室を直接連結することができ、開閉弁の流路抵抗を小さくできる。
【００２１】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技術的手段と称する。）は、請求項１〜５のいずれかに記載の開閉弁付きレギュレータが、エンジンに燃料を供給する流路上に設けられていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置である。
【００２２】
上記第６の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００２３】
すなわち、圧力調整後に圧力損失が生じない開閉弁付きレギュレータを使用しているので、エンジンに供給される燃料の空気との混合比を最適に調整することができる。これにより、エンジン出力が低下することがなくなり、エンジン性能が最も発揮できる混合比でエンジンを運転できるので、エンジン駆動式空気調和装置を高効率に運転できる。特に、、エンジンの負圧で燃料ガスを吸入する場合、圧力損失の影響を受けやすいので、できる限り圧力損失を小さくしたいため、特に効果的である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。図１は、実施例の開閉弁付きレギュレータの斜視図、図２は実施例の開閉弁付きレギュレータの概略断面図、図３は実施例の開閉弁付きレギュレータのＸＸ断面図である。
【００２５】
開閉弁付きレギュレータ１００には入口部１、本体部２０、出口部２が設けられている。本体部２０は、第１電磁弁（第１開閉弁）１２、第２電磁弁（第２開閉弁）１３および圧力調整部１６などから構成されている。
【００２６】
第１電磁弁１２は、弁体１２ａ、ソレノイド１２ｂ、弁口１２ｃおよび弁室１２ｄなどから構成されている。第２電磁弁１３は、弁体１３ａ、ソレノイド１３ｂ、弁口１３ｃおよび弁室１３ｄなどから構成されている。第１電磁弁１２の弁室１２ｄは入口部１に連結されている。第１電磁弁１２の弁口１２ｃは、第２電磁弁１３の弁室１３ｄを形成する側壁１４に設けられている。
【００２７】
弁体１２ａはソレノイド１２ｂにより図２の上下方向に前進後退し、弁口１２ｃを開閉する。弁体１３ａはソレノイド１３ｂにより図２の左右方向に前進後退し、弁口１３ｃを開閉する。すなわち、第１電磁弁１２の弁開閉方向と第２電磁弁１３の弁開閉方向は互いに直交している。
【００２８】
圧力調整部１６は、ハウジング３とカバー４の間にダイヤフラム７が設けられている。ハウジング３とカバー４によって囲われた空間は、ダイヤフラム７によって分離され、カバー４側の空間は調整室５に、ハウジング３側の空間は通路室６になっている。調整室５は通気口５ａを介して大気に開放されている。
【００２９】
ダイヤフラム７の中央部付近にレバー連結部８ａが設けられている。レバー連結部８ａには、一端にポペットバルブ１０が設けられたバルブレバー８の他端が連結されている。バルブレバー８は、その中間部分でハウジング３に支持部９を介して連結されている。支持部９は、ハウジング３に固定された固定部９ａと、バルブレバー８と連結された可動部９ｃと、固定部９ａと可動部９ｃを連結する軸９ｂから構成されている。可動部９ｃは軸９ｂを中心として回動自在になっている。バルブレバー８はまた、支持部９との連結部とレバー連結部８ａの間で、スプリング１１を介してハウジング３と連結されている。スプリング１１はハウジング３とバルブレバー８の間隔を広げる方向にバルブレバー８を付勢している。
【００３０】
ポペットバルブ１０の通路室６側のレバー連結部８ａに対向する部分に突起部３ａが設けられている。この突起部３ａは、通路室６の圧力が調整室５の圧力に比べて低すぎるときに、レバー連結部８ａが当接してそれ以上ダイヤフラム７が変形することを防止するものである。
【００３１】
ハウジング３には通路室６につながる通路室入口１５が設けられている。通路室入口１５はポペットバルブ１０により開閉されるように構成されている。第１電磁弁１２と第２電磁弁１３はハウジング３と一体に設けられ、第２電磁弁１３の弁口１３ｃが通路室入口１５に連結されるように構成されている。通路室６はまた出口部２と連結されている。
【００３２】
この開閉弁付きレギュレータ１００において、入口部１から入った流体は、第１電磁弁１２、第２電磁弁１３、圧力調整部１６の通路室６、の順に通流し、出口部２から排出される。すなわち、入口部１、第１電磁弁１２、第２電磁弁１３、圧力調整部１６の通路室６、出口部２の順に流路が形成されている。
【００３３】
図４は、実施例の、開閉弁付きレギュレータを備えたエンジン駆動式空気調和装置の構成説明図である。この構成説明図は、発明に係わる部分のみが図示されている。
【００３４】
エンジン駆動式空気調和装置は、エンジン２１の動力によりコンプレッサ２３を動かしてヒートポンプ機能を働かせるとともに、エンジンの熱を利用して室内を設定温度に制御する装置である。図４では、コンプレッサ２３と図示しない室内機の連結は冷媒管３１だけで描かれているが、実際はヒートポンプ機能に必要な一般に知られている機器が付属している。また図４にはエンジンの熱を利用して空気調和する部分等は省略されている。エンジン２１のクランクシャフトに連結されたプーリ２２とコンプレッサ２３の回転軸に連結されたプーリ２４は、ベルト２５を介して回転力が伝達されるように連結されている。
【００３５】
エンジン２１は、燃料としてプロパン、天然ガス等のガス燃料を使用するガスエンジンである。エンジン２１の吸気口には燃料ガスと空気を混合するミキサー３０が連結されている。ミキサー３０には燃料管路２７を介して開閉弁付きレギュレータ１００の出口部２と連結されている。開閉弁付きレギュレータ１００の入口部１は燃料管路２６を介して燃料ガス供給源と連結されている。ミキサー３０にはまた空気管路３２を介してエアクリーナ２９と連結され、エアクリーナ２９は空気管路２８を介して大気と連結されている。
【００３６】
エンジン駆動式空気調和装置の開閉弁付きレギュレータ１００は、燃料ガスの圧力を大気圧に減圧調整する役割がある。エンジン２１が停止している状態では、スプリング１１の付勢力によりハウジング３とバルブレバー８の間隔を広げる方向にバルブレバー８を付勢している。この付勢力により支持部９の可動部９ｃが軸９ｂを中心として図２で反時計回りに回転する力が働き、その結果ポペットバルブ１０が通路室入口１５側に付勢され通路室入口１５を遮断する。
【００３７】
起動時にエンジン２１をクランキングすると、エンジン２１の吸気口側である出口部２側が負圧になり、したがって通路室６も負圧（大気圧より低い圧力）となる。一方、調整室５は通気口５ａを介して大気に開放されているので、常に大気圧である。通路室６が負圧になると調整室５の圧力が通路室６の圧力より高くなり、ダイヤフラム７が調整室５側から通路室６側に動かされる。
【００３８】
これにより、バルブレバー８のレバー連結部８ａ側がスプリング１１の付勢力に打ち勝って調整室５側から通路室６側に動かされ、これにより支持部９の可動部９ｃが軸９ｂを中心として図２で時計回りに回転する力が働き、その結果ポペットバルブ１０が通路室入口１５から離れ、通路室入口１５を開放する。起動時には第１電磁弁１２と第２電磁弁１３が開状態にされており、燃料ガスが負圧となっている通路室６に吸い込まれる。
【００３９】
燃料ガスが通路室６に吸い込まれると、通路室６の圧力が燃料ガス供給系の圧力に近づき高くなるため、ダイヤフラム７を調整室５側から通路室６側に動かしていた力がなくなり、エンジン停止時と同様にポペットバルブ１０が通路室入口１５を遮断する。すると再び通路室６が負圧になり、通路室入口１５が開放される。この繰り返しにより圧力調整部１６により出口部２から排出する燃料ガスの圧力が大気圧に調整される。
【００４０】
出口部２から排出された燃料ガスは、燃料管路２７を介してミキサー３０に供給される。ミキサー３０に供給された燃料ガスは、空気管路２８からエアクリーナ２９で清浄化された大気圧の空気を空気管路３２を介してミキサー３０に供給された空気と混合されてエンジン２１に供給される。この燃料ガスと空気の混合気を吸入することによりエンジン２１が動かされる。
【００４１】
ミキサー３０を通過する空気はエンジン２１の吸気行程でエンジン２１に吸入される。燃料ガスは吸入された空気の量に応じてミキサー３０で燃料ガスの量を調整される。この時、ミキサー３０に供給される燃料ガスの圧力が変化すると燃料ガスと空気の混合比が変化する。混合比を所定の値とするためには燃料ガスの圧力を一定にする必要がある。圧力調整部１６で圧力調整されたからミキサー３０に至る経路に圧力損失要因があると、燃料ガスの流量によって圧力損失量が変化し、ミキサー３０に供給される燃料ガスの圧力が一定ならず、したがって混合比が変化してしまう。
【００４２】
開閉弁付きレギュレータ１００の流路が入口部１、第１電磁弁１２、第２電磁弁１３、圧力調整部１６、出口部２の順に形成されているので、圧力調整部１６と出口部２の間に圧力損失が生ぜず、燃料ガスは圧力調整部１６で調整された圧力のまま出口部２から排出される。また出口部２からミキサー３０の間にほとんど圧力損失がないので、燃料ガスは圧力調整部１６で調整された圧力（実施例では大気圧）のままミキサー３０に供給され、ミキサー３０での空気との混合比を最適に調整することができる。
【００４３】
この結果、エンジン出力が低下することがなくなり、エンジン性能が最も発揮できる混合比でエンジン２１を運転できるので、エンジン駆動式空気調和装置を効率よく運転できる。エンジン２１の負圧で燃料ガスを吸入する場合、圧力損失の影響を受けやすいので、できる限り圧力損失を小さくしたいため、特に効果的である。
【００４４】
なお、本実施例では二つの電磁弁１２、１３を使用したが、開閉弁が一つでもかまわないし、三つ以上設けてもかまわない。電磁弁を二つ設けることにより、より確実に燃料ガスの流路を開閉できる。また本実施例では開閉弁として電磁弁を使用したが、特に限定されずエア駆動式開閉弁等、流体を開放遮断できる開閉弁なら何でも利用できる。
【００４５】
第１電磁弁１２の弁開閉方向と第２電磁弁１３の弁開閉方向が互いに直交する方向となるように第１電磁弁１２、第２電磁弁１３が配置されているので、第１電磁弁１２の弁口１２ｃと第２電磁弁１３の弁室１３ｄを直接連結することができ、開閉弁の流路抵抗を小さくできる。
【００４６】
また、第１電磁弁１２の弁口１２ｃが第２電磁弁１３の弁室１３ｄを形成する側壁１４に設けられているので、第１電磁弁１２の弁口１２ｃと第２電磁弁１３の弁室１３ｄを直接連結することができ、開閉弁の流路抵抗を小さくできる。さらには、第２電磁弁１３の弁口１３ｃが圧力調整部１６の通路室入口１５に直接連結しているので、開閉弁と圧力調整部間の流路抵抗を小さくできる。
【００４７】
開閉弁の流路抵抗や開閉弁・圧力調整部間の流路抵抗を小さくすることにより、すなわち開閉弁側の流路抵抗を小さくすることにより、レギュレータの最大流量を大きくすることができる。これにより、小さな開閉弁を使用することができ、開閉弁付きレギュレータ１００を小型化できる。
【００４８】
エンジン２１を停止するときは、第１電磁弁１２と第２電磁弁１３を共に閉状態にする。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、入口部と本体部と出口部と、前記入口部から前記本体部内を通って前記出口部に至る流路が設けられ、前記流路を開閉する開閉弁と前記流路を通流する流体の圧力を調整する圧力調整部が前記本体部に設けられ、前記入口部、前記開閉弁、前記圧力調整部、前記出口部の順に前記流路が形成されていることを特徴とする開閉弁付きレギュレータおよびこの開閉弁付きレギュレータがエンジンに燃料を供給する流路上に設けられていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置であるので、圧力調整後に圧力損失が生じない開閉弁付きレギュレータおよび高効率のエンジン駆動式空気調和装置ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の開閉弁付きレギュレータの斜視図。
【図２】実施例の開閉弁付きレギュレータの概略断面図。
【図３】実施例の開閉弁付きレギュレータのＸＸ断面図。
【図４】実施例の、開閉弁付きレギュレータを備えたエンジン駆動式空気調和装置の構成説明図。
【符号の説明】
１…入口部
２…出口部
１２…第１電磁弁（第１開閉弁）（開閉弁）
１２ａ、１３ａ…弁体
１２ｃ、１３ｃ…弁口
１２ｄ、１３ｄ…弁室
１３…第２電磁弁（第２開閉弁）（開閉弁）
１４…側壁
１６…圧力調整部
２０…本体部
２１…エンジン
２６、２７…燃料管路
１００…開閉弁付きレギュレータ
【図１】
0004581295.tif 000002
【図２】
0004581295.tif 000003
【図３】
0004581295.tif 000004
【図４】
0004581295.tif 000005