(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを用いるガスエンジンの吸気管と、
前記吸気管の途中に設けられた混合気生成装置と、
前記混合気生成装置に接続され燃料ガスを送るガス供給管と、
前記ガス供給管の途中に装着され、燃料ガスを適量に調整するガス調整弁装置と、
前記ガス供給管の途中に前記ガス調整弁装置の上流側に位置して装着され、燃料ガス中に混入されたオイルを捕集するオイル捕集用フィルタと、
前記オイル捕集用フィルタと前記吸気管とを接続する連結管と、
前記連結管の途中に装着された常時閉状態の開閉弁と、
エンジン始動期間中の全域にまたは一部に亘って前記開閉弁を開状態にする制御手段とを備えている
ことを特徴とするガスエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
燃料ガスを用いるガスエンジンの各気筒に空気を供給する吸気管と、
燃料ガスを送るガス供給管と、
前記ガス供給管の一端に接続された共通配管と、
前記各気筒に対応して前記共通配管にそれぞれ装着され、前記各気筒内に燃料ガスを噴射する燃料噴射装置と、
前記ガス供給管の途中に装着され、燃料ガス中に混入されたオイルを捕集するオイル捕集用フィルタと、
前記オイル捕集用フィルタと前記吸気管とを接続する連結管と、
前記連結管の途中に装着された常時閉状態の開閉弁と、
エンジン始動期間中の全域にまたは一部に亘って前記開閉弁を開状態にする制御手段とを備えている
ことを特徴とするガスエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスに混入されたオイルを捕集するオイル捕集用フィルタからオイルを除去するガスエンジンの燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮天然ガスやＬＰＧ等の燃料ガスを用いるガスエンジン（例えば特開平１１−１７３２１６号公報に示す）では、出力性能や排ガス性能を確保するために、エンジン運転状態の変化に応じて時々刻々正確に燃料供給量を制御する必要がある。
そのため、例えば圧縮天然ガスを送るガス供給管の中にガス調整弁装置が装着されている。ガス調整弁装置は、燃料ガスの流量を検出する流量検出部からなる熱線風速計と、調整弁とを備えている。この熱線風速計によって計測されたガス流量を制御回路で参照することにより、調整弁の開度がフィードバック制御され、適量の圧縮天然ガスが送られる。
【０００３】
一方、圧縮天然ガスエンジン車両用の急速充填所（ガソリン自動車のガソリンスタンドに相当する）では、高圧の圧縮天然ガスを圧縮天然ガスエンジン車両の燃料容器に供給するために、コンプレッサを用いている。圧縮天然ガスの供給の際、コンプレッサ潤滑用のオイルが、燃料容器に充填される圧縮天然ガス中に混入され、混入オイルとなる場合がある。
かかる場合、熱線風速計に混入オイルが付着すること等のため、熱線風速計によって計測されたガス流量の計測精度を確保できない可能性がある。そのため、調整弁の開度の状態を最適に制御することが困難になり、例えば出力性能や排ガス性能を確保することが困難になる可能性がある。そこで、ガス供給管を流れる圧縮天然ガス中の混入オイルを分離して捕集するためのオイル捕集用フィルタが要求される。
【０００４】
図６により、かかるオイル捕集用フィルタを有するシングルポイントインジェクション式の圧縮天然ガスエンジンの燃料供給装置の一例を説明する。
図において、圧縮天然ガスエンジン１は、シリンダヘッド２を有している。シリンダヘッド２には、各気筒の吸気ポート３毎にインテークマニホールド４の分岐管４Ａが接続されている。
インテークマニホールド４には、図示しないエアフィルタを介して、空気を導入する吸気管５が接続されている。
吸気管５の途中に、圧縮天然ガスと空気を混合する混合気生成装置６が装着されるとともに、吸気管５の混合気生成装置６の下流部分５Ａにスロットルバルブ６Ａが装着されている。
混合気生成装置６に圧縮天然ガスを送るためのガス供給管７の一端７Ａが接続されている。
ガス供給管７の途中には、上流側から、圧縮天然ガスを貯蔵する複数本の燃料容器８，８と、燃料遮断弁９と、圧縮天然ガスの圧力を調整するレギュレータ１０と、オイル捕集用フィルタ１１と、ガス調整弁装置１２とが順番に装着されている。
ガス供給管７の他端７Ｂには燃料充填口１３が設けられている。圧縮天然ガスが燃料充填口１３を介して燃料容器８，８に充填されるようになっている。
【０００５】
上述のガス調整弁装置１２は、燃料ガスの流量を検出する流量検出部１２Ａと、調整弁１２Ｂとを有している。流量検出部１２Ａは調整弁用の制御手段１４の入力側に接続され、前記制御手段１４の出力側は調整弁１２Ｂに接続されている。流量検出部１２Ａとして例えば熱線風速計が用いられている。前記制御手段１４では、最適な空燃比を参照して圧縮天然ガスの流量が適量か否かが判断され、その判断に従って調整弁１２Ｂの開度がフィードバック制御され、適量の圧縮天然ガスが正確に送られるようになっている。
また、オイル捕集用フィルタ１１は、ガス供給管７のガス調整弁装置１２より上流部分７Ｃに装着されている。
圧縮天然ガスの燃料容器８，８への充填供給の際、コンプレッサ潤滑用のオイルが圧縮天然ガス中に混入されて混入オイルとなる場合でも、オイル捕集用フィルタ１１により、圧縮天然ガスに混入された混入オイルが圧縮天然ガスから分離して捕集される。
そして、定期的にオイル捕集用フィルタ１１の中に堆積した混入オイルを外部に抜き取ったり或いはオイル捕集用フィルタ１１を新しいものに交換したりすることによりオイル捕集用フィルタ１１がメインテナンスされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の圧縮天然ガスエンジン１の燃料供給装置では、燃料ガス中に混入された混入オイルをオイル捕集用フィルタ１１内に捕集した後、オイル捕集用フィルタ１１の上述した内容のメインテナンス作業が必要になり、このメインテナンス作業が面倒であった。また、オイル捕集用フィルタ１１の交換のための部品コストがかかるという問題があった。
また、マルチポイントインジェクション式の圧縮天然ガスエンジンの燃料供給装置では、各気筒に対応する燃料噴射装置のインジェクタに燃料ガス中に混入された混入オイルが付着する可能性があり、ガス供給管の途中に、混入オイルを補集するオイル捕集用フィルタを装着することが望ましい。この場合にも、定期的にオイル捕集用フィルタの中に堆積した混入オイルを外部に抜き取ったり或いはオイル捕集用フィルタを交換したりすることによりオイル捕集用フィルタをメインテナンスする作業が必要になり、メインテナンス作業が面倒であった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、オイル捕集用フィルタ内に捕集された混入オイルを自動的に除去してメインテナンス作業をなくすとともにオイル捕集用フィルタの交換をなくすことができるガスエンジンの燃料供給装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、燃料ガスを用いるガスエンジンの吸気管と、前記吸気管の途中に設けられた混合気生成装置と、前記混合気生成装置に接続され燃料ガスを送るガス供給管と、前記ガス供給管の途中に装着され、燃料ガスを適量に調整するガス調整弁装置と、前記ガス供給管の途中に前記ガス調整弁装置の上流側に位置して装着され、燃料ガス中に混入されたオイルを捕集するオイル捕集用フィルタと、前記オイル捕集用フィルタと前記吸気管とを接続する連結管と、前記連結管の途中に装着された常時閉状態の開閉弁と、エンジン始動期間中の全域にまたは一部に亘って前記開閉弁を開状態にする制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、燃料ガスを用いるガスエンジンの各気筒に空気を供給する吸気管と、燃料ガスを送るガス供給管と、前記ガス供給管の一端に接続された共通配管と、前記各気筒に対応して前記共通配管にそれぞれ装着され、前記各気筒内に燃料ガスを噴射する燃料噴射装置と、前記ガス供給管の途中に装着され、燃料ガス中に混入されたオイルを捕集するオイル捕集用フィルタと、前記オイル捕集用フィルタと前記吸気管とを接続する連結管と、前記連結管の途中に装着された常時閉状態の開閉弁と、エンジン始動期間中の全域にまたは一部に亘って前記開閉弁を開状態にする制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
（作用）
請求項１，２記載の発明においては、次の作用を生じる。
（イ）ガスエンジンの燃料供給装置を搭載した車両に、燃料充填所のコンプレッサにより高圧の圧縮天然ガス等の燃料ガスが前記車両の燃料容器に供給される。その際、コンプレッサ潤滑用のオイルが燃料ガスに混入されて混入オイルとなり、燃料ガス中に混入オイルが含有される可能性がある。燃料ガス中に混入オイルが含有される場合、燃料ガス中の混入オイルがオイル捕集用フィルタ内に捕集される。
（ロ）例えばエンジン始動期間前には開閉弁は閉状態になっている。
開閉弁は、制御手段により、一時的に所定期間だけ開状態にされる。
ガス供給管内の燃料ガスの圧力Ｐ２は吸気管の圧力Ｐ１より高くなっていることから、オイル捕集用フィルタ内に捕集された混入オイルは、燃料ガスの圧力Ｐ２により連結管を介して吸気管内に送られ、オイル捕集用フィルタから除去される。
（ハ）一方、制御手段により、上記所定期間終了後、開閉弁は閉状態に戻る。そのため、ガス供給管を給送される燃料ガスは、連結管に導かれても開閉弁で遮られ、吸気管内に直接に送られることはない。
制御手段によって、エンジン始動期間前には開閉弁は閉状態になっている。
開閉弁は、制御手段により、エンジン始動期間中の全域にまたは一部に亘ってエンジン始動期間中に開状態にされる。
上記期間終了後のガスエンジン作動中、開閉弁は閉状態に戻る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
図１ないし図３は、請求項１記載の発明に係わるガスエンジンの燃料供給装置の一実施の形態（以下「実施の形態１」という）を示しており、ガスエンジンとしてシングルポイントインジェクション式の圧縮天然ガスエンジンに適用し、従来例と同一構造の部分については同一の符号を付して説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００１２】
図において、従来例と同様に、オイル捕集用フィルタ１１は、ガス供給管７のガス調整弁装置１２より上流部分７Ｃに装着されており、圧縮天然ガスに含有された混入オイルを捕集する、
そして、オイル捕集用フィルタ１１の底部１１Ａは、連結管１５を介して吸気管５の混合気生成装置６より下流部分５Ａに接続されている。連結管１５の開口端１５Ａは、吸気管５のスロットルバルブ６Ａの上流側に位置している。
連結管１５の途中に開閉弁１６が装着されている。開閉弁１６は、常時閉状態になっている。
開閉弁１６にはアクチュエータ１７が設けられ、アクチュエータ１７は制御手段１８に接続されている。
【００１３】
図２，図３に示すように、制御手段１８は、エンジン始動期間中の全域Ｔ０に亘って開閉弁１６を開状態にする。エンジン始動期間中の全域Ｔ０は、エンジン始動立上げ時（スタータスイッチ２０のスタート位置）からエンジン始動完了時（スタータスイッチ２０のＯＮ位置）に至るまでの期間である。
制御手段１８及びエンジン始動期間中の全域Ｔ０について説明する。
制御手段１８は、公知のエンジン始動回路１９に接続されている。エンジン始動回路１９は、スタータスイッチ２０を有しており、スタータスイッチ２０のスタート位置端子２０Ａ及びＯＮ位置端子２０Ｂが制御手段１８に接続されている。エンジン始動回路１９のエンジン始動立上げ時の信号（スタータスイッチ２０のスタート位置信号）が制御手段１８に送られ、この信号によりアクチュエータ１７を作動させて開閉弁１６を閉状態から開状態に制御するようになっている。エンジン始動回路１９のエンジン始動完了時の信号（スタータスイッチ２０のＯＮ位置信号）が制御手段１８に送られ、この信号によりアクチュエータ１７を作動させ、開閉弁１６を開状態から閉状態に制御するようになっている。なお、図３において、符号１９Ａは圧縮天然ガスエンジン１を駆動させるスタータモータである。
【００１４】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
（イ）圧縮天然ガスエンジン１を搭載した車両に、燃料充填所のコンプレッサ（図示せず）により高圧の圧縮天然ガスがガス供給管７の燃料充填口１３を介して燃料容器８，８に供給される。その際、コンプレッサ潤滑用のオイルが圧縮天然ガス中に混入されることにより、圧縮天然ガス中に混入オイルが含有される可能性がある。
この場合、オイル捕集用フィルタ１１内に、圧縮天然ガス中の混入オイルが捕集される。
（ロ）エンジン始動期間前には開閉弁１６は閉状態になっている。
スタータスイッチ２０をＯＦＦ位置からスタート位置に回すと、スタータモータ１９Ａの駆動力により、圧縮天然ガスエンジン１が強制的に作動される。
同時に、制御手段１８により、開閉弁１６は、エンジン始動期間中の全域Ｔ０に亘って開状態にされる。
ガス供給管７内の燃料ガスの圧力Ｐ２は、吸気管５の混合気生成装置６の下流部分５Ａの圧力Ｐ１（吸気圧）より高くなっていることから、オイル捕集用フィルタ１１内に捕集された混入オイルは、燃料ガスの圧力Ｐ２により連結管１５を介して瞬時に吸気管５の混合気生成装置６より下流部分５Ａ内に送られ、オイル捕集用フィルタ１１から除去される。
（ハ）一方、上記期間Ｔ０終了時点からの圧縮天然ガスエンジン１の作動期間Ｔ１には、開閉弁１６は閉状態になる。そのため、ガス供給管７を給送される圧縮天然ガスは、連結管１５に導かれても開閉弁１６に遮られ、吸気管５の混合気生成装置６より下流部分５Ａに送られることはない。
【００１５】
以上の如き構成によれば、オイル捕集用フィルタ１１内に捕集された混入オイルを、エンジン始動期間中の全域Ｔ０に亘って開閉弁１６を開状態にすることにより、吸気管５の混合気生成装置６より下流部分５Ａ内に送り、オイル捕集用フィルタ１１から自動的に除去することができる。この結果、オイル捕集用フィルタ１１から混入オイルの抜き出す作業をなくしてオイル捕集用フィルタ１１のメインテナンス作業をなくすとともにオイル捕集用フィルタ１１の交換をなくすことができる効果を奏する。
また、エンジン始動期間中の全域Ｔ０に亘って、圧縮天然ガスを混合気生成装置６をバイパスして吸気管５に送ることができるので、始動過給を行なうことができる効果を奏する。
さらに、圧縮天然ガスエンジン１の始動時に、始動回路１９を利用してオイル捕集用フィルタ１１から混入オイルを除去し、ガス調整弁装置１２等に混入オイルが付着することを確実に防止できる。
【００１６】
なお、本実施の形態においては、ガスエンジンとして天然ガスエンジンを例に挙げて説明したが、これに限定されることなく、例えば、ＬＰＧエンジンに適用することもできる。
また、本実施の形態においては、連結管１５の開口端１５Ａは、吸気管５のスロットルバルブ６Ａの上流側に位置しているが、吸気管５のスロットルバルブ６Ａの下流側に位置させることもできる。
さらに、本実施の形態においては、エンジン始動期間中の全域Ｔ０に亘って開閉弁を開状態にするようになっているが、エンジン始動期間中の一部に亘って開閉弁１６を開状態にすることもできる。
例えば、図４に示すように、エンジン始動立上げ時からエンジン始動完了時に到達していない期間Ｔ３（Ｔ０＞Ｔ３）中に開閉弁１６を開状態にし、期間Ｔ３経過時点でタイマ回路等により、開閉弁１６を閉状態にすることができる。
【００１７】
図５は、請求項２記載の発明のガスエンジンの燃料供給装置の一実施の形態（以下「実施の形態２」という）を示しており、ガスエンジンとしてマルチポイントインジェクション式の圧縮天然ガスエンジンに適用したものである。
【００１８】
図において、圧縮天然ガスエンジン３１は、シリンダヘッド３２を有している。シリンダヘッド３２には、各気筒３３の吸気ポート３３Ａ毎にインテークマニホールド３４の分岐管３４Ａが接続されている。
インテークマニホールド３４には、図示しないエアフィルタを介して、空気を導入する吸気管３５が接続されている。
吸気管３５の途中に空気量を調整するスロットルバルブ３６が装着されている。
ガス供給管３７の一端３７Ａには共通配管３７Ｄが接続され、共通配管３７Ｄには各気筒３３に対応して、燃料噴射装置３８がそれぞれ装着されており、各燃料噴射装置３８のインジェクタ（図示せず）の先端から各吸気ポート３３Ａ内に適量の圧縮天然ガスが噴射されるようになっている。
ガス供給管３７の途中には、上流側から、圧縮天然ガスを貯蔵する複数本の燃料容器３９，３９と、燃料遮断弁４０と、圧縮天然ガスの圧力を調整するレギュレータ４１と、オイル捕集用フィルタ４２とが順番に装着されている。
ガス供給管３７の他端３７Ｂには燃料充填口３７Ｃが設けられている。燃料充填口３７Ｃから圧縮天然ガスが燃料容器３９，３９に充填されるようになっている。
そして、オイル捕集用フィルタ４２の底部４２Ａは、連結管４３を介して吸気管３５に接続されている。連結管４３の開口端４３Ａは、吸気管５のスロットルバルブ３６の上流側に位置している。
連結管４３の途中に開閉弁４４が装着されている。開閉弁４４は、常時閉状態になっている。
開閉弁４４にはアクチュエータ４５が設けられ、アクチュエータ４５は制御手段４６に接続されている。制御手段４６は公知のエンジン始動回路４７に接続されている。
制御手段４６は、エンジン始動期間中の全域Ｔ０に亘って開閉弁４４を開状態にする。制御手段４６は、実施形態１の制御手段１８と同様の機能を有し（図２，図３適用）、説明を省略する。
【００１９】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施の形態においては、実施の形態１における上述した適用例を適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１，２記載の発明によれば、オイル捕集用フィルタ内に捕集された混入オイルを、制御手段により一時的に開閉弁を開状態にして吸気管内に送ることにより、オイル捕集用フィルタから自動的に混入オイルを除去することができ、従って、オイル捕集用フィルタのメインテナンス作業をなくすとともにオイル捕集用フィルタの交換をなくすことができる効果を奏する。
【００２１】
また、請求項１，２記載の発明によれば、制御手段により、オイル捕集用フィルタ内に捕集された混入オイルを、エンジン始動期間中の全域または一部に亘って開閉弁を開状態にして吸気管内に送ることができる。
従って、ガスエンジンの始動時に、始動回路を利用してオイル捕集用フィルタから混入オイルを除去し、ガス調整弁装置の熱線風速計或いはインジェクタ等に混入オイルが付着することを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１に係るガスエンジンの燃料供給装置を示す構成図である。
【図２】  図１の始動回路と制御手段との関係を示す説明図である。
【図３】  エンジン始動期間と開閉弁の開閉状態の関係を示す説明図である。
【図４】  エンジン始動期間と開閉弁の開閉状態の関係を示す説明図である。
【図５】  実施の形態２に係るガスエンジンの燃料供給装置を示す構成図である。
【図６】  従来のシングルポイントインジェクション式の圧縮天然ガスエンジンを示す構成図である。
【符号の説明】
１  圧縮天然ガスエンジン
５  吸気管
６  混合気生成装置
７  ガス供給管
１１  オイル捕集用フィルタ
１２  ガス調整弁装置
１５  連結管
１６  開閉弁
１８  制御手段
３１  圧縮天然ガスエンジン
３３  気筒
３５  吸気管
３７  ガス供給管
３７Ｄ  共通配管
３８  燃料噴射装置
４２  オイル捕集用フィルタ
４３  連結管
４４  開閉弁
４５  制御手段
【図１】
0004047532.tif 000002
【図２】
0004047532.tif 000003
【図３】
0004047532.tif 000004
【図４】
0004047532.tif 000005
【図５】
0004047532.tif 000006
【図６】
0004047532.tif 000007