JP2008175160A - ガスエンジンのベーパライザ - Google Patents
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Abstract
【課題】ガスエンジンのベーパライザにおいて、入口側の元圧や出口側の流量が変化しても制御圧力が変動しないようにする。
【解決手段】レギュレータ5に、バランスダイヤフラム45aで調圧室41側と区画され連通路53bを介して気体燃料通路53側に接続したバランスダイヤフラム室45bを有するとともに、バランスダイヤフラム45aの変位を入口弁54の開弁圧力の変動を相殺する方向に連結手段で弁レバー8に作用させるバランス機構45を有したベーパライザ4において、制御圧力を検出する圧力センサ84及びその出力信号を検知する電子的制御ユニット10を設け、且つバランスダイヤフラム室45bと調圧室41を電磁弁45gを有するバイパス路53cで接続し、電子的制御ユニット10が制御圧力の変動に応じて電磁弁45gを開閉することによりガス燃料の制御圧力を一定に維持するように制御するものとした。
【選択図】図1
【解決手段】レギュレータ5に、バランスダイヤフラム45aで調圧室41側と区画され連通路53bを介して気体燃料通路53側に接続したバランスダイヤフラム室45bを有するとともに、バランスダイヤフラム45aの変位を入口弁54の開弁圧力の変動を相殺する方向に連結手段で弁レバー8に作用させるバランス機構45を有したベーパライザ4において、制御圧力を検出する圧力センサ84及びその出力信号を検知する電子的制御ユニット10を設け、且つバランスダイヤフラム室45bと調圧室41を電磁弁45gを有するバイパス路53cで接続し、電子的制御ユニット10が制御圧力の変動に応じて電磁弁45gを開閉することによりガス燃料の制御圧力を一定に維持するように制御するものとした。
【選択図】図1
Description
本発明は、圧力容器から送出された高圧のガス燃料を所定圧力に減圧・気化してインジェクタに送出するためのガスエンジンのベーパライザに関するものである。
ガス燃料、一般には液化石油ガス(LPG)をガスエンジンに供給する場合、圧力容器に充填した高圧で液状のガス燃料をベーパライザに導入し、内部でエンジン冷却水等で加熱気化させてからレギュレータで所定圧力に減圧調整してインジェクタに送り、吸気管路からガスエンジンに供給している。
このレギュレータによるガス燃料の調圧制御は、大気側に連通した背圧室側とダイヤフラムで区画された調圧室の入口弁を、背圧室側の制御圧セットバネで荷重されたダイヤフラムの往復変位動作を弁レバーで伝達して開閉させることにより行っている。
このような燃料供給システムでは、ガスエンジンに供給するガス燃料はインジェクタの開弁時間で流量を制御する方式を採用しているため、レギュレータによるガス燃料の制御圧力は常に一定であることが望ましい。ところが、ガスエンジンの出力変化で燃料流量が増加すると調圧室内の圧力が低下してレギュレータの入口弁が開弁方向にストロークし、この変化に伴って制御圧セットバネの荷重が変わるとともにダイヤフラムの有効面積も変わることになるため、ガス燃料の制御圧力の低下を招く結果となってしまう。
また、ベーパライザに燃料を供給する側の元圧(ボンベ圧)が変化すると、レギュレータの入口弁に作用する開弁圧力も変化するため、これも制御圧力の変化に繋がることになる。このように、ベーパライザのレギュレータにおいては入口側の元圧や出口側の流量が変化することで制御圧力の変動を招くことになるため、インジェクタの開弁時間を制御することにより正確な燃料流量を確保することが実際上困難となっている。
この問題に対し、例えば特開2005−188244号公報に記載されているように、レギュレータの入口弁を開閉する弁レバーにバランスダイヤフラムで動作する押圧部材を接続してなるバランス機構を設け、元圧の変化による入口弁への開弁圧力の変動を相殺する技術が知られている。しかしながら、元圧の変化を原因とする制御圧力の変動を解消するだけでは、流量増加等の出口側の要因による制御圧力の変動に対し充分に対応することができない。
特開2005−188244号公報
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、レギュレータを内装したガスエンジンのベーパライザにおいて、入口側の元圧や出口側の流量が変化しても制御圧力がしないようにすることを課題とする。
そこで、本発明は、圧力容器から送られたガス燃料を、加熱・気化手段により減圧・気化させ気体燃料通路、入口弁を通りレギュレータの調圧室に導入しダイヤフラムの変位により弁レバーを介し入口弁を開閉させて所定の制御圧力に調整してガスエンジンに送出するベーパライザにおいて、そのレギュレータに、バランスダイヤフラムで調圧室側と区画され連通路を介して気体燃料通路側に接続したバランスダイヤフラム室を有するとともに、バランスダイヤフラムの変位を入口弁の開弁圧力の変動を相殺する方向で所定の連結手段により弁レバーに作用させるバランス機構を有しており、制御圧力を検出する圧力センサ及びその出力信号を検知する電子的制御手段を設け、且つ、バランスダイヤフラム室と調圧室とを電磁弁を有するバイパス路で接続し、電子的制御手段が制御圧力の変動に応じてこの電磁弁を開閉することによりガス燃料の制御圧力を一定に維持するように制御するものとした。
このように、調圧室内の制御圧力をモニタする電子的制御手段が入口弁をバイパスして調圧室にガス燃料を直接導入するバイパス路を開閉制御するようにしたことで、バランス機構で元圧側の変動に対応することに加え、燃料流量の変化による制御圧力の変動も有効に解消できる。
また、その連結手段を調圧バネとし、バランスダイヤフラム室底部側で連通路が開口する部分に、バランスダイヤフラムが所定位置以下に下降している間のみ開弁する逆弁を設け、調圧室側の圧力と気体燃料通路側の元圧との圧力バランスの変動に対しバランスダイヤフラム室内の圧力を所定範囲内に維持するものとすれば、バランス機構による相殺動作において緩衝作用が働いて制御圧力を良好に維持しやすくなるとともに、適度なバネ圧の調圧バネを使用することによりバランスダイヤフラムによる作用を最適に設定しやすいものとなる。
バランスダイヤフラム室と調圧室とをバイパス路で接続し、これを電子的制御手段で開閉制御するものとした本発明により、入口側の元圧変化や出口側の流量変化でガス燃料の制御圧力が変動しないものとすることができる。
以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1の配置図において、圧力容器(燃料タンク)1は燃料供給管路3によってベーパライザ4のエンジン冷却水通路52a,52bに近接配置したプレヒータ室52に接続されている。燃料供給管路3の途中には電磁駆動式の燃料遮断弁31が設置されており、この燃料遮断弁31は図示しないキイスイッチの動作に連動するものとされ、キイスイッチON時に開通し、OFF時に閉鎖するようになっている。
プレヒータ室52から気体燃料通路53が延設されてレギュレータ5の調圧室41に接続しており、調圧室41の入口には弁レバー8に設けられた弁体61で開閉動作する入口弁54が設けられている。また、調圧室41には背圧室42側と区画するダイヤフラム6が配設され、調圧室41内圧力と制御圧セットバネ82のバネ荷重との圧力バランスの変動により変位して弁レバー8を介して入口弁54を開閉することにより、プレヒータ室52から送られる高圧のガス燃料を所定の制御圧力となるように減圧調整するようになっている。
調圧室41で所定の制御圧力に調整されたガス燃料は、ガスエンジン2の吸気管路に開口したインジェクタ7に送られ、電子的制御手段である電子制御ユニット10がインジェクタ7を開閉制御することにより、エンジン要求流量のガス燃料を供給するようになっている。以上の構成は、従来のガスエンジンの燃料供給システム及びそのベーパライザの構成とほぼ共通している。
そして、本発明において、ベーパライザ4のレギュレータ5に逆弁55を付設したバランスダイヤフラム45aを有するバランス機構45が設けられているとともに、そのバランスダイヤフラム室45bが電磁弁45gを配設したバイパス路53cを介して調圧室41と接続されている点が特徴となっている。
即ち、バランスダイヤフラム45aで調圧室41側と区画されたバランスダイヤフラム室45bは、連通路53bでプレヒータ室52から延設された気体燃料通路53に接続されて連通しており、連通路53bのバランスダイヤフラム室45b底壁側の開口部分には弁体55aの基端側にこれを閉弁方向に付勢する弁バネ55bを配設した逆弁55が設けられ、その先端側から延設した弁軸55aの先端が、バランスダイヤフラム45aが所定位置以下に変位している間にその底面側に当接することにより開弁して、バランスダイヤフラム室45b内部が気体燃料通路53側(元圧側)に連通するようになっている。
バランス機構45の拡大部分図を示す図2を参照して、バランスダイヤフラム45a上面側には、調圧バネ83が弁レバー8の支点を中心として入口弁54の反対側に当接するように介装されており、逆弁55と協働しながらバランスダイヤフラム室45b内の圧力を所定範囲内に調圧するようになっている。
また、バランスダイヤフラム室45bからはバイパス路53cが延設されて調圧室41側まで接続されており、その途中に電子制御ユニット10で開閉制御される電磁弁45gが配設されている。さらに、調圧室41には圧力センサ84が配設され、検出した制御圧力のデータを電子制御ユニット10に出力するようになっており、調圧室41内の制御圧力をモニタしている電子制御ユニット10がガスエンジン2に送出するガス燃料の圧力を一定に維持するように電磁弁45dを開閉制御するものとされ、燃料流量が増加して調圧室41内の制御圧力が低下した場合に、入口弁54をバイパスして調圧室41内にガス燃料を直接導入するものとなっている。
以下に、本実施の形態の作用について、図面を参照しながら詳細に説明する。
再度、図1を参照して、LPG等の液化ガス燃料は、圧力容器1から燃料供給管路3を通って、ベーパライザ4のプレヒータ室52に流入する。プレヒータ室52は、エンジン冷却水通路52a,52bに導入されたエンジン冷却水を熱源として、高圧で液状のガス燃料を加熱・気化させる熱交換器として機能する。プレヒータ室52で気化されたガス燃料は、気体燃料通路53を通ってレギュレータ5の入口弁54に流入する。
入口弁54は、レギュレータ5の制御圧を感知するダイヤフラム6と弁レバー8を介して開閉作動を行い、レギュレータ5によるガス燃料の圧力を一定の制御圧力としている。例えば、制御圧力が低いとダイヤフラム6は制御圧セットバネ82の荷重により弁レバー8を介して入口弁54を開弁させ、元圧(ボンベ圧)が供給されて制御圧を上昇させるように作動する。
入口弁54は、弁レバー8の支点を中心に気体燃料通路53側からの元圧により開弁圧力(開弁方向のモーメント)が作用するが、バランスダイヤフラム45aにも逆弁55を介して元圧が作用する。例えば、元圧が低い場合(例えば100kP)は、逆弁55が調圧バネ83の荷重により閉弁方向のモーメントとして作用する。そして、元圧が上昇すると調圧バネ83がバランスダイヤフラム45aにより圧縮され、開弁方向のモーメントは元圧に比例して大きくなり、そのため入口弁54に作用する開弁方向のモーメントとバランスするため、元圧が変化しても制御圧が変わらないことになる。
元圧が更に上昇すると、バランスダイヤフラム45aが弁軸55cから離れて逆弁55は閉弁し、バランスダイヤフラム室45b内の圧力は一定圧に保持される。尚、逆弁55が閉弁した状態から更に元圧が上昇した場合は、閉弁方向のモーメントは一定のままであるためバランスが崩れることになるが、このように元圧が高圧となる条件は実際には稀であり、制御において通常は問題とならない。
一方、ガスエンジン2側に送出する燃料流量が増加すると、通常は制御圧力の低下に伴いダイヤフラム6は下方に変位し、これにより弁レバー8が作動して入口弁54を開弁させる。この場合、従来のものではダイヤフラム6が下方に変位することにより、ダイヤフラム6の有効重圧面積が減少し、更に制御圧セットバネ82の荷重も低下するため、制御圧力の低下を招いていた。
これに対し、本実施の形態のレギュレータ5では、この制御圧力の低下を電子制御ユニット10が圧力センサ84で検知して、モニタした圧力データを基に電磁弁45gを作動させ、気体燃料通路53から連通路53b、バランスダイヤフラム室45b、バイパス路53cを通って、ガス燃料を調圧室41に直接導入する。
このように、入口弁54をバイパスしてガス燃料を調圧室に導入することにより、バイパスした分のガス燃料が増加するとともに、バランスダイヤフラム室45b内圧力が低下することになるため、開弁方向のモーメントが減少して制御圧の低下を有効に回避することができる。尚、電子制御ユニット10による電磁弁84の開閉制御は、検知したレギュレータ5の制御圧を基に所定の算定方法により電磁弁84の開弁時間を算定してON−OFF作動させ、そのON―DUTY時間の大小によりバイパス燃料の量を制御するものとすればよい。
以上、述べたように、従来から使用されているバランス機構に逆弁を設けるとともに、電磁弁でガス燃料をバイパスして調圧室に導入するものとした本発明により、元圧や燃料流量の変化を原因とするガス燃料の制御圧の低下を有効に回避できるものである。
1 圧力容器、2 ガスエンジン、3 燃料供給管路、4 ベーパライザ、5 レギュレータ、6 ダイヤフラム、7 インジェクタ、8 弁レバー、10 電子制御ユニット、31 燃料遮断弁、41 調圧室、42 背圧室、45 バランス機構、45a バランスダイヤフラム、45b バランスダイヤフラム室、45g 電磁弁、52 プレヒータ室、52a,52b エンジン冷却水通路、53 気体燃料通路、53b 連通路、53c バイパス路、54 入口弁、55 逆弁、55a,61 弁体、55b 弁バネ、55c 弁軸、82 制御圧セットバネ、83 調圧バネ、84 圧力センサ
Claims (2)
- 圧力容器から送られたガス燃料を、加熱・気化手段により減圧・気化させ気体燃料通路、入口弁を通りレギュレータの調圧室に導入しダイヤフラムの変位により弁レバーを介し前記入口弁を開閉させて所定の制御圧力に調整してガスエンジンに送出するためのベーパライザであって、前記レギュレータに、バランスダイヤフラムで前記調圧室側と区画され連通路を介して前記気体燃料通路側に接続したバランスダイヤフラム室を有するとともに、前記バランスダイヤフラムの変位を前記入口弁の開弁圧力の変動を相殺する方向で所定の連結手段により前記弁レバーに作用させるバランス機構を有し、前記制御圧力を検出する圧力センサ及び該圧力センサの出力信号を検知する電子的制御手段を備えており、且つ、前記バランスダイヤフラム室と前記調圧室とが電磁弁を有するバイパス路で接続され、前記電子的制御手段が前記制御圧力の変動に応じて前記電磁弁を開閉することにより前記制御圧力を一定に維持するように制御することを特徴とするガスエンジンのベーパライザ。
- 前記連結手段が調圧バネであり、前記バランスダイヤフラム室底部側で前記連通路が開口する部分に、前記バランスダイヤフラムが所定位置以下に下降している間のみ開弁する逆弁が設けられ、前記調圧室側の圧力と前記気体燃料通路側の元圧との圧力バランスの変動に対し前記バランスダイヤフラム室内の圧力を所定範囲内に維持することを特徴とする請求項1に記載したガスエンジンのベーパライザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007009885A JP2008175160A (ja) | 2007-01-19 | 2007-01-19 | ガスエンジンのベーパライザ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007009885A JP2008175160A (ja) | 2007-01-19 | 2007-01-19 | ガスエンジンのベーパライザ |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2008175160A true JP2008175160A (ja) | 2008-07-31 |
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JP2007009885A Withdrawn JP2008175160A (ja) | 2007-01-19 | 2007-01-19 | ガスエンジンのベーパライザ |
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JP (1) | JP2008175160A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012132315A (ja) * | 2010-12-19 | 2012-07-12 | Nikki Co Ltd | ベーパライザ |
-
2007
- 2007-01-19 JP JP2007009885A patent/JP2008175160A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012132315A (ja) * | 2010-12-19 | 2012-07-12 | Nikki Co Ltd | ベーパライザ |
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