(57)【要約】【課題】液化ガス燃料の燃料タンクへの充填に用いる過充填防止装置で、高速の充填速度で充填している最中に、急遮断しても、水撃の発生を回避できて、燃料タンクや充填ラインにおける圧力の急上昇を防止することができる過充填防止装置及びこの過充填防止装置を備えた内燃機関を提供する。【解決手段】充填ライン３０に接続する主流体通路１０ａの内部に配置された遊動弁１０ｂが移動することで、主流体通路１０ａを遮断する、燃料タンクへの液化ガス燃料Ｆの過充填を防止する過充填防止装置１０であって、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対する流通面積Ｓの減少率αに関して閉弁開始当初の減少率α１よりも、閉弁完了間際の減少率α３を小さくして構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填ラインに接続する主流体通路の内部に配置された遊動弁が移動することで、前記主流体通路を遮断する、燃料タンクへの液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置であって、
前記遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率に関して閉弁開始当初の減少率よりも、閉弁完了間際の減少率を小さくして構成されることを特徴とする過充填防止装置。
【請求項２】
前記遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率に関して、前記遊動弁のリフト量が予め設定される第１リフト量未満で予め設定される前記第２リフト量以上の遮断前期では閉弁開始時減少率となり、前記遊動弁のリフト量が前記第２リフト量未満で予め設定される第３リフト量以上の遮断中期では閉弁中期減少率となり、前記遊動弁のリフト量が前記第３リフト量未満で予め設定される開弁開始リフト量以上の遮断後期では閉弁完了直前減少率となるように構成されると共に、前記閉弁完了直前減少率を前記閉弁開始時減少率よりも小さくして構成された請求項１記載の過充填防止装置。
【請求項３】
前記遊動弁の前記弁体の前記弁座側に、前記主流体通路の一部を構成する前記弁座の中心孔に挿入可能な流路制限部材を設ける共に、該流路制限部材を前記中心孔に挿入した時に液化ガス燃料が通過可能な流通路を前記流路制限部材に設けた請求項１又は２に記載の過充填防止装置。
【請求項４】
前記過充填防止装置が、
前記過充填防止装置の下面部の主流入口から側面部の主流出口に導く前記主流体通路と、
前記主流体通路内に配置され、前記弁体が前記主流入口側に設けられ、前記主流体通路の一部を構成する中心孔を有する前記弁座に接触することにより、前記主流体通路を遮断する前記遊動弁と、
前記弁体を前記弁座から離間する方向に付勢するスプリングと、
前記弁体の背面の圧力室を経由して液化ガス燃料を通過させる副流体通路と、
燃料タンク内の液化ガス燃料の液面に浮動するフロートと連動して、前記副流体通路を開閉するパイロット弁とを有して成り、
前記フロートの上昇により、前記パイロット弁が前記副流体通路を遮断し、前記弁体の背面の前記圧力室の液化ガス燃料の圧力を上昇させ、この前記圧力室の液化ガス燃料の圧力により前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体を前記弁座に押圧して前記主流体通路を遮断するように構成された請求項１〜３のいずれか１項に記載の過充填防止装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の過充填防止装置を搭載した内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス燃料の燃料タンクへの充填に用いる過充填防止装置で、高速の充填速度で充填している最中に、急遮断しても、水撃の発生を回避できて、水撃圧力が充填ラインの耐圧を超えるのを防止することができる過充填防止装置及びこの過充填防止装置を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＭＥ燃料（ＤＭＥ:ジメチルエーテル）等の液化ガス燃料を燃料とする内燃機関を搭載する車両において、液化ガス燃料（約２９ＭＪ／ｋｇ）は、軽油（約４３ＭＪ／ｋｇ）と比較して単位量あたりの低位発熱量が低いため、同一航続距離を保つためには、その車両への搭載量を、軽油の約２倍近くにする必要がある。
【０００３】
そのため、液化ガス燃料を燃料とする場合には、軽油を燃料とする場合と、燃料タンクへの充填速度が同一のままでは、充填時間が長くなってしまうという問題がある。そのため、一般的に、この充填時間を短縮するために、充填速度を、軽油燃料の場合の約２倍の８０Ｌ／ｍｉｎ程度に高速化している。
【０００４】
一方、液化ガス燃料を燃料とする場合は、燃料タンク内が液化ガス燃料の液体で完全に満たされた液封状態になるのを防止のために、燃料タンクへの燃料の充填量を一定の規定量、例えば、タンク容量の約８５％の量以下に抑える必要がある。そのため、燃料タンク内に過充填防止装置を設置して、充填量が規定量に達したときに、過充填防止装置を動作させて、充填を停止することで過充填を防止している。
【０００５】
この過充填防止装置としては、例えば、ケーシング体の内部のＤＭＥ燃料をＤＭＥ燃料タンク内へ流出する主流出口の背方に密閉状に区画される可変閉鎖域を形成し、この主流出口を閉鎖する閉鎖位置と開放する開放位置とに位置変換するダイヤフラムを備えると共に、このダイヤフラムを合成ゴム製プレートと金属製プレートとを板厚方向に積層して作製すると共に、この金属製プレートを可変閉鎖域側としてケーシング体内に配設してＤＭＥと合成ゴム製プレートの接触を防いで、合成ゴム製プレートが膨潤することを抑制するＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、別の図９〜図１３に示すような過充填防止装置１０Ｘは、その内部に、充填ライン３０に接続する主流体通路１０ａと、この主流体通路１０ａの内部に配置される遊動弁１０Ｘｂを備えて構成されている。燃料タンク１２の充填量が規定量以下のときは、図１１に示すように、この遊動弁１０Ｘｂの弁体１０Ｘｂａが、弁座（遊動弁シート）１０ｂｂと離間して開弁した全開の状態となり、流通面積Ｓはポート面積と同じとなる。この全開の状態で外部の供給源と接続する充填ライン３０から主流体通路１０ａを経由して燃料タンク１２へ燃料Ｆを充填する。
【０００７】
そして、燃料タンク１２の充填量が規定量に達すると、遊動弁１０Ｘｂの弁体１０Ｘｂａが下降して、そのリフト量Ｌが減少して、図１２に示すような遮断途中の状態となり、更には、図１３に示すように、弁座１０ｂｂと接触して閉弁した閉弁完了の状態となる。この閉弁完了の状態では、主流体通路１０ａが遮断され、燃料タンク１２への燃料Ｆの充填が停止される。
【０００８】
しかしながら、液化ガス燃料を燃料Ｆとし、燃料タンク１２への燃料の充填速度を高速化させる場合には、この高速の充填速度で充填している最中に、過充填防止装置１０Ｘを作動させて急遮断すると、充填ライン３０で水撃が発生して、この水撃圧力により圧力が急上昇して、充填ライン３０の各装置の耐圧を超える可能性が生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１８０９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は、従来の過充填防止装置１０Ｘでは、燃料タンク１２への燃料Ｆが充填されてきて、遊動弁１０Ｘｂの弁体１０Ｘｂａが図１１の全開の状態から降下して、リフト量Ｌが第１リフト量Ｌ１の状態を経過して弁体１０Ｘｂａと弁座１０ｂｂとの間の開口面積Ａ、つまり、流通面積Ｓが減少し、図１２の閉弁途中の状態を経過して主流体通路１０ａを遮断して、閉弁完了の図１３の状態になるときに、図１４に示すように、弁体１０Ｘｂａのリフト量に対する、弁体１０Ｘｂａと弁座１０ｂｂとの間の開口面積Ａ、即ち流通面積の減少率αｘが、その遮断途中の期間において終始一定の割合、即ち、直線的な減少となっており、遮断完了の直前において、主流体通路１０ａ経由での燃料タンク１２へのＤＭＥ燃料Ｆの流出量が急激に低減することに、水撃の発生の原因があると考えた。
【００１１】
更に、本発明者は、流通面積Ｓの減少率αを閉弁完了の直前では閉弁開始時よりも小さくして、主流体通路１０ａ経由での燃料タンク１２への燃料Ｆの流出量を緩やかに低減することで、上記の水撃の発生を抑制できるとの考えに想到した。
【００１２】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、液化ガス燃料の燃料タンクへの充填に用いる過充填防止装置で、高速の充填速度で充填している最中に、急遮断しても、水撃の発生を回避できて、燃料タンクや充填ラインにおける圧力の急上昇を防止することができる過充填防止装置及びこの過充填防止装置を備えた内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の過充填防止装置は、充填ラインに接続する主流体通路の内部に配置された遊動弁が移動することで、前記主流体通路を遮断する、燃料タンクへの液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置であって、前記遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率に関して閉弁開始当初の減少率よりも、閉弁完了間際の減少率を小さくして構成される。
【００１４】
この構成によれば、遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率を、閉弁完了、即ち、遮断完了の直前で小さくすることができるので、主流体通路を遮断するときに、閉弁完了の直前では、液化ガス燃料の流量を緩やかに低減することができるようになる。その結果、主流体通路の急閉を回避することができるので、水撃の発生を防止できて、燃料タンクや充填ラインにおける圧力の急上昇を防止することができる。
【００１５】
上記の過充填防止装置において、前記遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率に関して、前記遊動弁のリフト量が予め設定される第１リフト量未満で予め設定される前記第２リフト量以上の遮断前期では閉弁開始時減少率となり、前記遊動弁のリフト量が前記第２リフト量未満で予め設定される第３リフト量以上の遮断中期では閉弁中期減少率となり、前記遊動弁のリフト量が前記第３リフト量未満で予め設定される開弁開始リフト量以上の遮断後期では閉弁完了直前減少率となるように構成されると共に、前記閉弁完了直前減少率を前記閉弁開始時減少率よりも小さくして構成されると、次のような効果を奏することができる。
【００１６】
この構成によれば、遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率を、遊動弁のリフト量に対応させて、閉弁開始時用減少率、閉弁途中用減少率、閉弁完了時用減少率の三段階とすることで、閉弁完了時用減少率を小さくすることが、比較的容易にできるようになる。なお、閉弁完了時用減少率が閉弁開始時用減少率よりも小さければ、この各段階の、閉弁開始時用減少率、閉弁途中用減少率、閉弁完了時用減少率は、その間で必ずしも一定である必要はなく、変動してもよい。
【００１７】
また、上記の過充填防止装置において、前記遊動弁の前記弁体の前記弁座側に、前記主流体通路の一部を構成する前記弁座の中心孔に挿入可能な流路制限部材を設ける共に、該流路制限部材を前記中心孔に挿入した時に液化ガス燃料が通過可能な流通路を前記流路制限部材に設けて構成されると、次のような効果を奏することができる。
【００１８】
この構成によれば、遊動弁の先端部に、スリットや溝などで形成される流通路を備えた流路制限部材を設けるという、非常に簡単な構造により、容易に、遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率を流通路の流通面積の減少率とすることができるので、遊動弁のリフト量に対応させて、閉弁開始時用減少率、閉弁途中用減少率、閉弁完了時用減少率の三段階とすることができる。
【００１９】
より具体的には、主流体通路の遮断に際して、その移行期間である遮断期間を、流路制限部材が弁座の中心孔に挿入される前の段階の、従来技術と同様の減少率である閉弁開始時用減少率で液化ガス燃料の流量が減少する遮断前期と、流路制限部材が弁座の中心孔に挿入された段階の、従来技術よりも大きな減少率である閉弁途中用減少率で、液化ガス燃料の流量が減少する遮断中期と、流路制限部材の流通路の流路面積が、流路制限部材が弁座の中心孔に挿入さる量が多くなるほど、流通面積が小さくなって、完全に流通面積がゼロになるまでの段階の、従来技術よりも小さな減少率である閉弁完了時用減少率で、液化ガス燃料の流量が減少する遮断後期の三段階を有する閉弁機構とすることができる。
【００２０】
この遮断後期において液化ガス燃料の流量が緩やかに低減してゼロになることにより、充填ラインの遮断に伴う水撃の発生を回避でき、水撃圧力による、燃料タンクや充填ラインにおける圧力の急上昇を防止して、燃料タンクや充填ライン等の各装置の損傷を防止できる。
【００２１】
また、上記の過充填防止装置において、前記過充填防止装置が、前記過充填防止装置の下面部の主流入口から側面部の主流出口に導く前記主流体通路と、前記主流体通路内に配置され、前記弁体が前記主流入口側に設けられ、前記主流体通路の一部を構成する中心孔を有する前記弁座に接触することにより、前記主流体通路を遮断する前記遊動弁と、前記弁体を前記弁座から離間する方向に付勢するスプリングと、前記弁体の背面の圧力室を経由して液化ガス燃料を通過させる副流体通路と、燃料タンク内の液化ガス燃料の液面に浮動するフロートと連動して、前記副流体通路を開閉するパイロット弁とを有して成り、前記フロートの上昇により、前記パイロット弁が前記副流体通路を遮断し、前記弁体の背面の前記圧力室の液化ガス燃料の圧力を上昇させ、この前記圧力室の液化ガス燃料の圧力により前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体を前記弁座に押圧して前記主流体通路を遮断するように構成されると次のような効果を奏することができる。
【００２２】
この構成によれば、燃料タンク内のフロートの上昇により、燃料タンクへの燃料の充填停止を事前に感知して、パイロット弁（背圧弁）により副流体通路を閉状態にして、圧力室の液化ガス燃料の圧力を上昇させて、遊動弁を降下してリフト量を減少させてゼロにして弁体を弁座に押圧することにより主流体通路を遮断することができるので、遊動弁のリフト量に応じて流通面積を変化させることができる。
【００２３】
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、上記の過充填防止装置を搭載して構成され、上記の過充填防止装置と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の過充填防止装置及びこの過充填防止装置を備えた内燃機関によれば、遊動弁のリフト量に対する流通面積の減少率を、閉弁完了、即ち、遮断完了の直前で小さくすることができるので、主流体通路を遮断するときに、閉弁完了の直前では、液化ガス燃料の流量を緩やかに低減してゼロにすることができるようになる。その結果、主流体通路の急閉を回避することができるので、水撃の発生を防止できて、燃料タンクや充填ラインにおける圧力の急上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る実施の形態の過充填防止装置の構成を示す図である。
【図２】図１の過充填防止装置の遊動弁の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の過充填防止装置における、遊動弁のリフト量に対する流通面積の推移を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の過充填防止装置における、遊動弁の全開の状態を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の過充填防止装置における、遊動弁の遮断前期の状態を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態の過充填防止装置における、遊動弁の遮断中期の状態を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の過充填防止装置における、遊動弁の遮断後期の状態を示す図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の過充填防止装置における、遊動弁の閉弁完了の状態を示す図である。
【図９】従来技術の過充填防止装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】図８の過充填防止装置の遊動弁の構成を示す図である。
【図１１】従来技術の過充填防止装置における、遊動弁の全開の状態を示す図である。
【図１２】従来技術の過充填防止装置における、遊動弁の遮断途中の状態を示す図である。
【図１３】従来技術の過充填防止装置における、遊動弁の遮断完了の状態を示す図である。
【図１４】従来技術の過充填防止装置における、遊動弁のリフト量に対する流通面積の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、上記の過充填防止装置を搭載して構成され、上記の過充填防止装置と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
以下、本発明に係る実施の形態の過充填防止装置及びこの過充填防止装置を備えた内燃機関について、図面を参照しながら説明する。この実施形態では、燃料タンクに充填する液化ガス燃料としてＤＭＥ燃料を用いているが、これに限定せず、液化ガス燃料であればよい。また、本発明に係る実施の形態の内燃機関（図示しない）は、本発明に係る実施の形態の過充填防止装置１０を備えて構成される。
【００２８】
図１に示すように、本発明に係る実施の形態の過充填防止装置１０は、主流体通路１０ａと、遊動弁１０ｂ、スプリング１０ｃ、副流体通路１０ｄ、パイロット弁（背圧弁）１０ｅを有して構成される。そして、充填ライン３０に接続する主流体通路１０ａの内部に配置された遊動弁１０ｂが鉛直方向に移動することで、主流体通路１０ａを遮断して、燃料タンクへの液化ガス燃料Ｆの過充填を防止する。
【００２９】
この主流体通路１０ａは、過充填防止装置１０の下面部の主流入口１０ａａから側面部の主流出口１０ａｂに導く通路として形成されると共に、外部からの充填ライン３０が主流入口１０ａａに接続され、主流出口１０ａｂが燃料タンクの内部に開口して形成されている。この主流体通路１０ａにより、充填ライン３０から供給されてくるＤＭＥ燃料Ｆが燃料タンク内に充填される。
【００３０】
また、図１及び図２に示すように、遊動弁１０ｂは、主流体通路１０ａ内に配置されると共に、弁体１０ｂａが主流入口１０ａａ側に設けられる。この弁体１０ｂａが、主流体通路１０ａの一部を構成する中心孔１０ａｃを有する弁座（遊動弁シート）１０ｂｂに接触して押圧されることにより、主流体通路１０ａを遮断するよう構成される。
【００３１】
また、図１に示すように、スプリング１０ｃは、弁体１０ｂａを弁座１０ｂｂから離間する方向に付勢するように配置される。そして、副流体通路１０ｄは、弁体１０ｂａの中央通路１０ｄｂと弁体１０ｂａの背面の圧力室１０ｄａを経由してＤＭＥ燃料Ｆを燃料タンクの内部に流出させる通路として形成される。さらに、パイロット弁（背圧弁）１０ｅは、燃料タンクの内部のＤＭＥ燃料Ｆの液面に浮動するフロート１１と連動して、副流体通路１０ｄを開閉するように構成される。
【００３２】
この過充填防止装置１０では、液封防止のために、燃料タンクの充填量が一定の規定量、例えば、タンク容量の約８５％の量以下のときのみ、フロート１１の上下変位に連動するパイロット弁１０ｅにより副流体通路１０ｄを開状態にして、圧力室１０ｄｂのＤＭＥ燃料Ｆの充填圧力を副流体通路１０ｄを経由して燃料タンクの内部に逃がすことにより、スプリング１０ｃの付勢力により、弁体１０ｂａを弁座１０ｂｂから離間させたままにして、ＤＭＥ燃料Ｆが充填ライン３０から主流体通路１０ａを経由して燃料タンクへ充填されるようにする。このとき、副流体通路１０ｄは開状態となっているので、少ない流量ではあるが、中央通路１０ｄｂ、圧力室１０ｄａ及び副流体通路１０ｄの経由でも、充填ライン３０から燃料タンクへＤＭＥ燃料Ｆが充填される。
【００３３】
そして、燃料タンクの充填量が規定量に達すると、フロート１１の上昇により、パイロット弁１０ｅが副流体通路１０ｄを遮断して、充填ライン３０のＤＭＥ燃料Ｆの充填圧力により、弁体１０ｂａの背面の圧力室１０ｄａのＤＭＥ燃料Ｆの圧力を上昇させる。その結果、この圧力室１０ｄａのＤＭＥ燃料Ｆの圧力によりスプリング１０ｃの付勢力に抗して、弁体１０ｂａを降下させてリフト量Ｌをゼロまで減少させ、さらに、弁体１０ｂａを弁座１０ｂｂに押圧して、主流体通路１０ａを遮断する。これにより、燃料タンクへの燃料Ｆの充填が停止される。この弁体１０ｂａを降下させてリフト量Ｌをゼロまで減少させる際に、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに応じて流通面積Ｓが変化することになる。
【００３４】
本発明においては、図３に示すように、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対する流通面積Ｓの減少率αに関して、閉弁開始当初の遮断前期の減少率、即ち、閉弁開始時用減少率α１よりも、閉弁完了間際の遮断後期の減少率、即ち、閉弁完了時用減少率α３を小さくして構成する。
【００３５】
これにより、主流体通路１０ａを遮断するときに、閉弁完了の直前の遮断後期では、液化ガス燃料Ｆの流量を緩やかに低減してゼロにすることができるようになり、その結果、主流体通路１０ａの急閉を回避することができるので、水撃の発生を防止できて、燃料タンクや充填ライン３０における圧力の急上昇を防止することができる。
【００３６】
具体的には、図１及び図２に示すように、遊動弁１０ｂの弁体１０ｂａの弁座１０ｂｂ側に、主流体通路１０ａの一部を構成する弁座１０ｂｂの中心孔１０ａｃに挿入可能な流路制限部材（スリット機構）２０を設ける。それと共に、この流路制限部材２０を中心孔１０ａｃに挿入したときに液化ガス燃料Ｆが通過可能な、溝やスリット等で形成される流通路２１を流路制限部材２０に設けて構成する。
【００３７】
この流通路２１を構成する溝またはスリットは、図２の下側の２つの図面に示すように、その幅又は深さの何れか又は両方を上側に行くにつれて減少させて、流通路２１の断面積が上側を行くにつれてゼロになるまで小さくなるように形成する。この弁体１０ｂａの先端部への流路制限部材２０の設置は、接着、溶接、ネジ留め等により容易に行うことができる。
【００３８】
これにより、遊動弁１０ｂの先端部に流通路２１を備えた流路制限部材２０を設けるという、非常に簡単な構造により、容易に、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対する流通面積Ｓの減少率αを、図３に示すように、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対応させて、遮断前期の閉弁開始時用減少率α１、遮断中期の閉弁途中用減少率α２、遮断後期の閉弁完了時用減少率α３の三段階を有する閉弁機構とすることができる。
【００３９】
これを、全開の状態から閉弁完了の状態までを示す図４〜図７を参照しながら説明する。全開の状態では、図４に示すように、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌが弁体１０ｂａと弁座１０ｂｂとの間の開口面積Ａがポート面積と等しい第１リフト量Ｌ１以上となり、弁体１０ｂａと弁座１０ｂｂとの間の開口面積Ａが、ポート面積Ａｐよりも大きくなっており、流通面積Ｓはリフト量Ｌにかかわらず、小さいほうのポート面積Ａｐの一定の面積になっている。
【００４０】
過充填防止装置１０において、主流体通路１０ａの遮断が開始されると、図４の全開の状態から、リフト量Ｌが減少し、第１リフト量Ｌ１未満となる。この第１リフト量Ｌ１未満から、流通面積Ｓは、流量制限部材２０の流通路２１の流通面積Ｓ１と開口面積Ａとが同じとなる第２リフト量Ｌ２以上の期間が、図５の遮断前期となる。
【００４１】
リフト量Ｌが第１リフト量Ｌ１未満になり、遮断前期に入ると、弁体１０ｂａと弁座１０ｂｂとの間の開口面積Ａがポート面積Ａｐよりも小さくなるので、リフト量Ｌに対する流通面積Ｓは、ポート面積Ａｐではなく、開口面積Ａとなる。この開口面積Ａは、リフト量Ｌに比例して、流路制限部材２０を設けない場合の減少率と略同じ閉弁開始時用減少率α１で減少する。そのため、液化ガス燃料Ｆの流量もこの閉弁開始時用減少率α１で減少する。この状態は、リフト量Ｌが、流量制限部材２０の流通路２１の流通面積Ｓ１と開口面積Ａとが同じとなる第２リフト量Ｌ２になるまで続く。
【００４２】
次に、リフト量Ｌが第２リフト量Ｌ２未満になると、図６の遮断中期となる。この遮断中期では、流量制限部材２０が弁座１０ｂｂの中央孔１０ｂｃに挿入開始前になると、流通面積Ｓは、流量制限部材２０の流通路２１の流通面積Ｓ１と開口面積Ａとが同じとなる。このリフト量Ｌが第２リフト量Ｌ２である。そして、リフト量Ｌが流量制限部材２０の弁座１０ｂｂの中央孔１０ｂｃに挿入する時点である第３リフト量Ｌ３となると、図７の遮断後期となる。
【００４３】
そして、リフト量Ｌが第１リフト量Ｌ１未満で開弁開始リフト量Ｌ０超えになると、図７の遮断後期となる。この遮断後期では、流量制限部材２０が弁座１０ｂｂの中央孔１０ｂｃに挿入された状態で、流通面積Ｓは、流量制限部材２０の流通路２１の断面積Ｓ１と開口面積Ａのどちらか小さい方となる。ここでは、断面積Ｓ１を開口面積Ａよりも小さく形成して、流通面積Ｓとしては流通路２１の断面積Ｓ１を優先させるように形成する。つまり、流通面積Ｓ＝断面積Ｓ１とする。
【００４４】
そして、流通路２１を構成する溝又はスリットの幅又は深さの何れか又は両方を上側に行くにつれて減少させて、溝又はスリットの断面積Ｓ１を上側に行くにつれてゼロまで小さくなるように構成し、さらに、リフト量Ｌの減少に伴う、流通路２１の断面積Ｓ１の減少率α３を開口面積Ａの減少率α１より小さく形成する。これにより、容易に、遮断後期の閉弁完了時用減少率α３を遮断前期の閉弁開始時用減少率α１よりも小さくすることができる。この流通路２１の断面積Ｓ１がゼロになるリフト量Ｌが開弁開始リフト量Ｌｓとなる。
【００４５】
そして、リフト量Ｌが開弁開始リフト量Ｌｓになると、遮断完了となる。この遮断完了では、流量制限部材２０が弁座１０ｂｂの中央孔１０ｂｃに挿入された状態で、図８の着座完了の状態になる前に、流量制限部材２０の流通路２１の断面積Ｓ１がゼロとなり、ＤＭＥ燃料Ｆの流れが完全に遮断される。即ち、ＤＭＥ燃料Ｆの充填は停止される。
【００４６】
さらに、リフト量Ｌがゼロになり、弁体１０ｂａが弁座１０ｂｂに接触して押圧されて、図８に示す着座の状態になると、開口面積Ａがゼロになる。従って、リフト量Ｌが開弁開始リフト量Ｌｓからゼロまでの間は流通面積ＳがゼロでＤＭＥ燃料Ｆの流量もゼロのままとなる。なお、副流体通路１０ｄも閉状態となっているので、この中央通路１０ｄｂ、圧力室１０ｄａ及び副流体通路１０ｄ経由においてもＤＭＥ燃料Ｆの流量はゼロになっている。これらにより、ＤＭＥ燃料Ｆの充填は完全に停止される。
【００４７】
つまり、図３〜図８に示すように、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対する流通面積Ｓの減少率αが、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌが第２リフト量Ｌ２以上で予め設定した第１リフト量Ｌ１未満の遮断前期では閉弁開始時用減少率α１となり、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌが第３リフト量Ｌ３以上で予め設定した第２リフト量Ｌ２未満の遮断中期では閉弁途中用減少率α２となり、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌが開弁開始リフト量Ｌｓを超えてから第３リフト量Ｌ３未満の遮断後期では閉弁完了時用減少率α３となる。また、それと共に、閉弁完了時用減少率α３は閉弁開始時用減少率α１よりも小さくなる。なお、この予め設定したリフト量Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、任意に設定できるものではなく、上記のように、過充填防止装置１０の各部分の構造や寸法等によって一意的に決まるものである。
【００４８】
これによれば、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対する流通面積Ｓの減少率αを、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対応させて、閉弁開始時用減少率α１、閉弁途中用減少率α２、閉弁完了時用減少率α３の三段階を有して構成することで、閉弁完了時用減少率α３を小さくすることが、比較的容易にできるようになる。なお、閉弁完了時用減少率α３が、水撃を発生しないような減少率であればよく、このことを表現するために、閉弁開始時用減少率α１よりも小さいとしており、この各段階の閉弁開始時用減少率α１、閉弁途中用減少率α２、閉弁完了時用減少率α３は、その間で必ずしも一定である必要はなく、変動してもよい。
【００４９】
本発明の過充填防止装置１０及びこの過充填防止装置１０を備えた内燃機関によれば、遊動弁１０ｂのリフト量Ｌに対する流通面積Ｓの減少率αを、閉弁完了、即ち、遮断完了の直前で小さくすることができるので、主流体通路１０ａを遮断するときに、閉弁完了の直前では、液化ガス燃料Ｆの流量を緩やかに低減してゼロにすることができるようになる。その結果、主流体通路１０ａの急閉を回避することができるので、水撃の発生を防止できて、燃料タンクや充填ライン３０における圧力の急上昇を防止することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０、１０Ｘ  過充填防止装置
１０ａ  主流体通路
１０ａａ  主流入口
１０ａｂ  主流出口
１０ｂ、１０Ｘｂ  遊動弁
１０ｂａ、１０Ｘｂａ  弁体
１０ｂｂ  弁座
１０ｃ  スプリング
１０ｄ  副流体通路
１０ｄａ  圧力室
１０ｅ  パイロット弁（背圧弁）
１１  フロート
１２  燃料タンク
２０  流路制限部材（スリット機構）
２１  流通路（溝又はスリット等）
Ａ  開口面積
Ｆ  ＤＭＥ燃料（液化ガス燃料）
Ｌ  遊動弁のリフト量
Ｌ１  第１リフト量
Ｌ２  第２リフト量
Ｌ３  第３リフト量
Ｌｓ  開弁開始リフト量
Ｓ  流通面積
Ｓ１  流通路の断面積
α、β  流通面積の減少率
α１  第１減少率
α２  第２減少率
α３  第３減少率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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