(57)【要約】【課題】２種のガス燃料を使い分け可能にする異種ガス燃料切換供給装置において簡素化かつ小型化を実現する。【解決手段】異種ガス燃料切換供給装置の本体に、負圧弁８を設ける負圧弁用ブロックと、調圧弁９を設ける調圧弁用ブロックとを結合し、調圧弁の調圧室内のガス燃料を第１の燃料計量ジェット１３を介して燃料噴出ノズル１２に流出させる。低圧ガス使用時には高圧応答開閉弁１５を開弁させて第２の燃料計量ジェット１４からも燃料噴出ノズル１２に流出させる。低圧ガス燃料では高圧応答開閉弁が開弁し、低圧ガス燃料が両燃料計量ジェットを介して燃料噴出口に流れ、高圧ガス燃料では高圧応答開閉弁が閉弁し、高圧ガス燃料は第１の燃料計量ジェットのみを介して燃料噴出口に流れる。切換装置が必要ないばかりでなく、調圧器も１つ設けるだけで良く、大幅な部品点数の削減によりコンパクト化が可能になる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる供給圧の２つのガス燃料をそれぞれの供給圧に応じて調節して気化器を介して機関に供給するための異種ガス燃料切換供給装置であって、
前記２つのガス燃料の各ガス燃料源と接続される１つのガス燃料入口と、前記気化器の吸気道に開口する燃料噴出口と、前記ガス燃料入口から流入するガス燃料を調圧して前記燃料噴出口に流すための調圧手段と、前記調圧手段と前記燃料噴出口との間に設けられた第１の燃料計量ジェットと、前記第１の燃料計量ジェットおよび前記燃料噴出口の間と前記調圧手段との間に設けられかつ前記ガス燃料入口に流入する高圧ガス燃料の圧力で閉弁するようにされた高圧応答開閉弁と、前記調圧手段と前記高圧応答開閉弁との間に設けられた第２の燃料計量ジェットとを有し、
前記第１の燃料計量ジェットは前記高圧ガス燃料の前記燃料噴出口への供給量に対応して形成され、前記第２の燃料計量ジェットは前記第１の燃料計量ジェットと合わせて低圧ガス燃料の前記燃料噴出口への供給量に対応して形成されていることを特徴とする異種ガス燃料切換供給装置。
【請求項２】
前記高速応答弁が、前記ガス燃料入口に入る高圧ガス燃料の圧力で変位するダイアフラムと、前記第２の燃料計量ジェットの燃料出口を開閉するべく前記ダイアフラムに一体的に設けられた弁体と、前記弁体を前記第２の燃料計量ジェットの燃料出口を閉弁する方向にばね付勢するばね手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の異種ガス燃料切換供給装置。
【請求項３】
前記異種ガス燃料切換供給装置が複数の部材を結合して形成され、
前記ダイアフラムが、対応する部分の２つの部材の合わせ面で挟持されて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の異種ガス燃料切換供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料と空気とを混合したガス空気混合燃料を用いて運転する機関に用いられる燃料異種ガス燃料切換供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス燃料としてのプロパンガスやブタンガスなどの液化石油ガス燃料を用いるようにした内燃機関がある。上記プロパンガスとブタンガスとのように発熱量が異なる異種ガス燃料は、異なる圧力でガス燃料源としての各ボンベにそれぞれ貯蔵されており、使用時にはレギュレータで各ガス燃料に合わせて調圧する。
【０００３】
一方、プロパンガス成分の多いガスボンベと、ブタンガス成分の多いガスボンベとを用意し、状況に応じて各ガス燃料を選択切り換え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】実公昭６２−１５４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したような異種ガス燃料を使い分けるようにした異種ガス燃料切換供給装置にあっては、上記特許文献１のように、ガス燃料を切り換える手段と、各ガス燃料に応じて調圧する調圧手段と、燃料供給量をガス燃料の種類に応じて規制する燃料計量ジェットとを各ガス燃料に応じて設けている。したがって、例えば上記のようにプロパンガスとブタンガスとの２種のガス燃料を使い分け可能にする場合には、切換装置と、各調圧器と、各燃料計量ジェットとを設けることになるため、部品点数が多くかつ装置が複雑化して全体が大型化するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決して、２種のガス燃料を使い分け可能にする異種ガス燃料切換供給装置において簡素化かつ小型化を実現するために本発明に於いては、異なる供給圧の２つのガス燃料をそれぞれの供給圧に応じて調節して気化器を介して機関に供給するための異種ガス燃料切換供給装置であって、前記２つのガス燃料の各ガス燃料源と接続される１つのガス燃料入口と、前記気化器の吸気道に開口する燃料噴出口と、前記ガス燃料入口から流入するガス燃料を調圧して前記燃料噴出口に流すための調圧手段と、前記調圧手段と前記燃料噴出口との間に設けられた第１の燃料計量ジェットと、前記第１の燃料計量ジェットおよび前記燃料噴出口の間と前記調圧手段との間に設けられかつ前記ガス燃料入口に流入する高圧ガス燃料の圧力で閉弁するようにされた高圧応答開閉弁と、前記調圧手段と前記高圧応答開閉弁との間に設けられた第２の燃料計量ジェットとを有し、前記第１の燃料計量ジェットは前記高圧ガス燃料の前記燃料噴出口への供給量に対応して形成され、前記第２の燃料計量ジェットは前記第１の燃料計量ジェットと合わせて低圧ガス燃料の前記燃料噴出口への供給量に対応して形成されているものとした。
【０００６】
特に、前記高速応答弁が、前記ガス燃料入口に入る高圧ガス燃料の圧力で変位するダイアフラムと、前記第２の燃料計量ジェットの燃料出口を開閉するべく前記ダイアフラムに一体的に設けられた弁体と、前記弁体を前記第２の燃料計量ジェットの燃料出口を閉弁する方向にばね付勢するばね手段とを有すると良く、さらに、前記異種ガス燃料切換供給装置が複数の部材を結合して形成され、前記ダイアフラムが、対応する部分の２つの部材の合わせ面で挟持されて設けられていると良い。
【発明の効果】
【０００７】
このように本発明によれば、２種のガス燃料に対して１つのガス燃料入口とし、流入するガス燃料を調圧手段から第１の燃料計量ジェットを介して燃料噴出口から吸気道に噴出させる流路の他に、調圧手段から第２の燃料計量ジェットを介して燃料噴出口に流す流路を設けかつその流路に高圧ガス燃料の圧力が掛かった場合には閉弁する高圧応答開閉弁を設けたことから、低圧ガス燃料を供給する場合には、高圧応答開閉弁が開弁した状態であるため、低圧ガス燃料は両燃料計量ジェットを介して燃料噴出口に流れ、高圧ガス燃料を供給する場合には、高圧応答開閉弁が閉弁するため、高圧ガス燃料は第１の燃料計量ジェットのみを介して燃料噴出口に流れる。したがって、高圧ガス燃料の供給量に応じて第１の燃料ジェットを設定し、第１の燃料ジェットと合わせて低圧ガス燃料の供給量に応じた流量となるように第２の燃料ジェットを設定することにより、切替装置が必要ないばかりでなく、調圧器も１つ設けるだけで良く、大幅な部品点数の削減によりコンパクト化が可能になる。
【０００８】
特に、高速応答弁がダイアフラム弁からなることにより、ガス燃料の圧力の違いに応じて容易に開閉動作させることができると共に装置の構造を簡素化し得る。さらに、装置を複数の部材を結合する構造とすることにより、その合わせ面でダイアフラムを挟持して組み付け状態とすることができ、ダイアフラム弁の好適に設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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異種液化石油ガス燃料を使用する内燃機関において、２種の液化石油ガスのいずれか１つを選択して内燃機関に供給するのに適する異種ガス燃料切換供給装置の正面を示す図であり、図２は図１の矢印II線から見た上面図である。なお、異種ガス燃料としてはプロパン及びブタンとして以下の説明を行うが、それらに限定されるものではない。
【００１０】
図１に示されるように異種ガス燃料切換供給装置１にあっては、高圧ガス燃料としてのブタンを貯蔵するブタンガスボンベ２と、低圧ガス燃料としてのプロパンを貯蔵するプロパンガスボンベ３とを選択的に接続して使用することができるようになっている。
【００１１】
本異種ガス燃料切換供給装置１は、図３に示されるように、気化器を備える本体４と、本体４の図における下面側の調圧弁用ブロック５と、本体４の図における左側面側の負圧弁用ブロック６との各部材を対応部分にて接合して例えばねじ結合により組み立てられている。調圧弁用ブロック５には上記各ボンベ２・３からの配管部材を接続可能にするために外面に開口する雌ねじ部を有するガス燃料入口５ａが設けられている。ガス燃料入口５ａは本体４との接合面に至り、本体４と調圧弁用ブロック５との接合面間にはガス燃料入口５ａと連通する第１通路７ａが形成されている。
【００１２】
本体４の内部には、図４に示されるように、第１通路７ａと連通しかつ負圧弁用ブロック６との接合面（図の左側面）に沿うように延出された第２通路７ｂが設けられている。本体４における第２通路７ｂの延出端部には、負圧弁装置の弁体６ａが配設されている。弁体６ａと一体の弁軸６ｂと弁座部材との間には弁体６ａを閉弁方向に付勢するばね６ｃが介装されている。
【００１３】
負圧弁用ブロック６には、ダイアフラム弁からなる負圧弁８が設けられている。負圧弁８は、大気室８ａと、図示されない機関の吸気負圧が作用する負圧室８ｂと、両室８ａ・８ｂ仕切るダイアフラム８ｃと、ダイアフラム８ｃに一体的に結合されかつ軸線方向に変位するようにされたプランジャ８ｄとからなる。吸気負圧が負圧室８ｂに作用すると、ダイアフラム８ｃが負圧室８ｂ側すなわちプランジャ８ｄにより弁軸６ｂを押す方向に変位し、弁体６ａが開弁状態となる。
【００１４】
弁体６ａの第２通路７ｂ側とは相反する側となる本体４と負圧用ブロック６との接合面間には、弁体６ａの開弁状態で第２通路７ｂと連通する第３通路７ｃが形成されている。なお、プランジャ８ｄが変位することから、プランジャ８ｄの突出端部には第３通路７ｃの仕切り壁の一部となるシート状のシール材が装着されている。
【００１５】
第３通路７ｃは、図３に示されるように、本体４の内部にて調圧弁用ブロック５との接合面に至るように形成された第４通路７ｄと連通している。
【００１６】
調圧弁用ブロック５には、図５に示されるように、調圧手段としてのダイアフラム弁からなる調圧弁９が設けられている。調圧弁９は、大気室９ａと、ガス燃料を貯留する調圧室９ｂと、両室９ａ・９ｂを仕切るダイアフラム９ｃと、調圧室９ｂと第４通路７ｄとの連通口を開閉するための弁体９ｄとを有する。弁体９ｄは、調圧室９ｂ内に傾動自在に設けられた長板状の燃圧制御レバー９ｅの一端に取り付けられている。燃圧制御レバー９ｅの他端には、弁体９ｄを閉弁させる向きに燃圧制御レバー９ｅを傾動させる向きに付勢するためのばね９ｆが設けられている。ダイアフラム９ｃには、弁体９ｄを開弁させる向きに燃圧制御レバー９ｅを傾動させるように燃圧制御レバー９ｅの対応する部分に突き当たるようにされた押圧部材９ｇが一体的に結合されている。
【００１７】
また、本体４には図示されない機関の吸気ポートに接続されるベンチュリ型の気化器が一体的に設けられている。気化器を構成する吸気道１１が本体４の中間部を貫通するように形成され、その吸気道１１の絞り部分に一端が開口するようにされた燃料噴出ノズル１２が設けられている。燃料噴出ノズル１２の他端となる基端は調圧弁用ブロック５との接合面に開口している。
【００１８】
調圧弁用ブロック５には、調圧室９ｂと燃料噴出ノズル１２とを連通する第１の燃料計量ジェット１３が設けられている。また図６に示されるように、調圧弁用ブロック５の本体４との接合部分には調圧室９ｂと連通する第２の燃料計量ジェット１４が設けられている。そして、本体４と調圧弁用ブロック５との接合面間には、第１の燃料計量ジェット１３の燃料流出側であって燃料噴出ノズル１２との間の部分と、第２の燃料計量ジェット１４の燃料流出側との間を連通する第５通路７ｅが設けられていると共に、第２の燃料計量ジェット１４と第５通路７ｅとの間を開閉する高圧応答開閉弁１５が設けられている。
【００１９】
高圧応答開閉弁１５は、第２の燃料計量ジェット１４の燃料流出側に設けられた弁座１５ａと、弁座１５ａに対向しかつ接離することにより第２の燃料計量ジェット１４と第５通路７ｅとの間の開閉する弁体１５ｂと、弁体１５ｂに一体的に組み付けられたダイアフラム１５ｃと、弁体１５ｂを開弁位置に向けて付勢するばね１５ｄとにより構成されている。なお、ダイアフラム１５ｃは、本体４と調圧弁用ブロック５との接合面間に挟持されて組み付けられている。
【００２０】
上記ダイアフラム１５ｃの第５通路７ｅとは相反する側には、図４に示されるよう第１通路７ａから分岐した第６通路７ｆと連通するダイアフラム加圧室１６が形成されている。
【００２１】
なお、図３および図７に示されるように、第３通路７ｃから分岐して、吸気道１１に設けられたスロットル弁体１７の下流側に至るスロー通路１８が設けられていると共に、スロー通路１８の途中にはスロー燃料調整用のスロージェット１９が設けられている。なお、スロットル弁体１７は図示例ではステッピングモータにより開閉駆動される。
【００２２】
このようにして構成された異種ガス燃料切換供給装置において、まずプロパンガスボンベ２をガス燃料口５ａに接続してプロパンガスをガス燃料として機関を運転する場合について図８を参照して以下に示す。
【００２３】
プロパンガスは第１通路７ａから第２通路７ｂに至り、機関の始動により吸気負圧が生じ、負圧弁８が作動すると、それにより弁体６ａが開弁し、第２通路７ｂのプロパンガスが第３通路７ｃおよび第４通路７ｄに入りこむ。また、調圧室９ｂにはガス燃料が貯留されており、機関始動により吸気道１１に空気の流れが生じると、燃料噴出ノズル１２からガス燃料が噴出される。
【００２４】
調圧室９ｂのガス燃料が減少すると燃圧が低下するため、大気圧の作用によりダイアフラム９ｃが調圧室９ｂ側に変位する。それにより、ダイアフラム９ｃと一体の押圧部材９ｇが燃圧制御レバー９ｅの所定位置を押すため、燃圧制御レバー９ｅが傾動して弁体９ｄが開弁状態になる。すると、第４通路７ｄのプロパンガスが調圧室９ｂに入り込むことができ、それにより調圧室９ｂ内の燃圧が上昇する。燃圧が上昇してダイアフラム９ｃが押し戻されることにより、燃圧制御レバー９ｅがばね９ｆにより戻されると、弁体９ｄが閉弁状態になる。このようにして調圧室９ｂの燃圧が略一定に保持される。
【００２５】
また、第２通路７ｂから分岐している第６通路７ｆにプロパンガスが入りこむため、高圧応答開閉弁１５のダイアフラム１５ｃにはプロパンガスの燃圧が加わる。ダイアフラム１５ｃには弁体１５ｂを開弁させる向きにばね１５ｄによるばね圧が作用しているが、そのばね圧による開弁方向の力はプロパンガスの燃圧による閉弁方向の力よりも大きく設定されているため、プロパンガス使用時には弁体１５ｂは開弁状態となる。
【００２６】
したがって、調圧室９ｂ内のプロパンガスは第１の料計量ジェット１３と第２の燃料計量ジェット１４との両方から流出して、燃料噴出ノズル１２から吸気道１１内に噴出する。両燃料計量ジェット１３・１４により計量されかつ加算された燃料は、プロパンガスボンベからの圧力が例えば約２．７ｋＰａ（270mm水柱）の場合には、その燃圧に応じた適切な噴出量となるように両燃料計量ジェット１３・１４による計量値を設定すれば良い。
【００２７】
次に、ブタンガスを使用する場合について示す。第１通路７ａから第２通路７ｂおよび負圧弁８を介して第３通路７ｃおよび第４通路７ｄを通る流路と、第１通路７ａから分岐して第６通路７ｆに入って高圧応答開閉弁１５のダイアフラム１５ｃを加圧する流路とは上記プロパンガスの場合と同じである。しかしながら、ブタンガスボンベとして圧力が例えば約５．９ｋＰａ（600mm水柱）のものを使用することが考えられる。そして、上記ばね１５ｄのばね圧による開弁方向の力を、ブタンガスの燃圧による閉弁方向の力よりは小さく設定する。これにより、ブタンガス使用時には、図９に示されるように弁体１５ｂは閉弁状態となる。
【００２８】
この場合には、調圧室９ｂ内のブタンガスは第１の料計量ジェット１３のみから流出することになる。第１の燃料計量ジェット１３により計量される燃料計量値を、ブタンガスボンベからの圧力として上記約５．９ｋＰａ（600mm水柱）に応じて適切な噴出量となるように設定すれば良い。
【００２９】
したがって、両燃料計量ジェット１３・１４の設計にあっては、第１の燃料計量ジェット１３の燃料計量値を上記ブタンガスに対応して設定し、その第１の燃料計量ジェット１３を基準にして、第２の燃料計量ジェット１４の燃料計量値をプロパンガスに対応して設定すれば良い。
【００３０】
このように、異なる供給圧のガス燃料に対して、高圧ガス燃料により閉弁される高圧応答開閉弁１５を設けて、高圧ガス燃料使用時には１つの燃料計量ジェット（１３）により供給量を計量し、低圧ガス燃料使用時には高圧応答開閉弁１５を開弁して２つの燃料計量ジェット（１３・１４）により供給量を計量することから、流路切換装置などを用いる必要がないため構成が簡素化され、装置全体の小型化を促進し得る。また、供給圧を利用して高圧応答開閉弁１５を開閉することから、自動的に２つの燃料計量ジェットの組み合わせを変えることができ、手動操作により切り換えるなどの煩わしさが無い。
【００３１】
また、高圧応答開閉弁１５をダイアフラム弁型とすることにより、そのダイアフラム１５ｃを本体４と調圧弁用ブロック５との接合面間に挟持して設けることができ、容易に組み立てることができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。本実施形態において示した開閉弁の構造や通路のレイアウトは例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ガス燃料機関に用いられる異種ガス燃料切換供給装置の外観を示す正面図である。
【図２】図１の矢印II線から見た上面図である。
【図３】図２の矢印III−III線に沿って見た断面図である。
【図４】図２の矢印IＶ−IＶ線に沿って見た断面図である。
【図５】図２の矢印Ｖ−Ｖ線に沿って見た断面図である。
【図６】図１の矢印ＶI−ＶI線に沿って見た断面図である。
【図７】図２の矢印ＶII−ＶII線に沿って見た断面図である。
【図８】プロパンガス使用時の流路を示す説明図である。
【図９】ブタンガス使用時の流路を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  異種ガス燃料切換供給装置
２  ブタンガスボンベ
３  プロパンガスボンベ
４  本体
５  調圧弁用ブロック、５ａ  ガス燃料入口
６  負圧弁用ブロック
７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ・７ｅ・７ｆ  通路
８  負圧弁
９  調圧弁
１１  吸気道
１２  燃料噴出ノズル
１３  第１の燃料計量ジェット
１４  第２の燃料計量ジェット
１５  高圧応答開閉弁
【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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