特許 7470272 エンジンのガス燃料供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-10

(45)【発行日】2024-04-18

(54)【発明の名称】エンジンのガス燃料供給装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 21/02 20060101AFI20240411BHJP

   F02M 35/024 20060101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

F02M21/02 301Z

F02M35/024 521Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020024740

(22)【出願日】2020-02-17

(65)【公開番号】P2021127762

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2023-01-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000153122

【氏名又は名称】株式会社ニッキ

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100092864

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 京子

(74)【代理人】

【氏名又は名称】橋本 克彦

(72)【発明者】

【氏名】會澤 修太郎

(72)【発明者】

【氏名】末永 直也

(72)【発明者】

【氏名】村上 努

(72)【発明者】

【氏名】福岡 智昭

【審査官】藤田 和英

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－２８９２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３０３７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０９９０４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－０７５４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０８２１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０６６８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４６２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１６４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０３０４６３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ２１／０２

Ｆ０２Ｍ ３５／０２４

Ｆ０２Ｍ ３５／１０

Ｆ０２Ｄ ３５／００

Ｂ０１Ｄ ４６／００

Ｇ０１Ｌ ２３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力容器から送出されたガス燃料を減圧調整するレギュレータと、減圧したガス燃料を吸気通路に送出するミキサーを備えており、前記レギュレータと前記吸気通路側が負圧配管で接続されて吸気管負圧を前記レギュレータ内に導入する負圧配管が形成されており、
ＥＧＲクーラーおよびＥＧＲバルブを含む排気再循環装置（ＥＧＲ装置）から送出された排気を前記ミキサーに導入してガス燃料に混合する方式のエンジンシステムに適用されるエンジンのガス燃料供給装置において、
前記吸気通路から侵入した水分を除去する水分除去手段が、エンジン吸気管と前記負圧配管との接続部分に配設されていることを特徴とするガス燃料供給装置。

【請求項2】

前記水分除去手段は、両端側に接続口を有して気密に形成した筒状のフィルタケース内に、中空部の基端側が開口して前記接続口の一つに連通し前記中空部の先端側を閉塞してなる中空フィルタが、その外周面と前記フィルタケースの内周面との間に隙間が形成されるように挿設されており、一端側の前記接続口から導入した気体が前記中空部と前記隙間との間でフィルタを通過しながら他端側の前記接続口から送出されることで、導入した気体に含まれる水分が吸着・除去されるものとした気体用フィルタ装置であることを特徴とする請求項１記載のガス燃料供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体の状態で貯留しているガス燃料を所定圧力の気体にしてエンジンに供給するガス燃料供給装置に関し、殊に、レギュレータと吸気通路側を接続して吸気管負圧を導入する負圧配管を備えたエンジンのガス燃料供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＬＰＧやＣＮＧ等のガス燃料をエンジンに供給するガス燃料供給装置として、例えば図４に示すように燃料ボンベに充填・貯留した高圧のガス燃料を、レギュレータ３で所定圧力に減圧調整しながら、吸気通路５に配置したミキサー５０、エンジン吸気管（インテークマニフォールド）５１を介してエンジン２に供給する方式のものが知られている。

【0003】

また、吸気通路５の末端側を構成するエンジン吸気管５１とレギュレータ３との間を、吸気管負圧を導入するための負圧配管［ＭＡＰホース（Ｍａｎｉｆｏｌｄ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈоｓｅ）］１０で接続することで、吸気管負圧をレギュレータ３内に導入して利用する技術も例えば特開２００２－２１６４２号公報などに記載されている。

【0004】

このように、負圧配管１０を経由させて吸気通路５側で生じた吸気管負圧をレギュレータ３内に導入することで、エンジンの運転状況に応じてレギュレータ３の制御圧力を補正したり、エンジン停止時にレギュレータ３内の一次室と二次室との連通を強制閉弁させてガス燃料の流出を防止したりする機能を実現可能なものとしている。

【0005】

しかしながら、エンジン吸気管５１とレギュレータ３を負圧配管１０でそのまま接続した場合、吸気通路５側に生じた凝集水等の水分が負圧配管１０内に侵入し、それが抵抗になって負圧の伝達を妨げる原因になる場合があり、侵入した水分が凝固すると負圧配管１０を用いた機能が殆ど発揮されなくなってしまうという難点を有している。

【0006】

このような凝集水の問題は、例えば特開２０１８－２１５１０号公報にも記載されているように、排気の一部をシリンダ内に環流させるＥＧＲ（排気再循環）装置のＥＧＲガスが露点温度以下になりやすいために吸気通路内で凝集水が頻繁に発生することが知られており、図４に示したエンジンシステムのように、ＥＧＲクーラー６、ＥＧＲバルブ６１及びそれらの接続配管によるＥＧＲ装置を備えたものにあっては、吸気通路５を介して負圧配管である負圧配管１０内に凝集水が一層侵入しやすい状態となってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００２－２１６４２号公報

【文献】特開２０１８－２１５１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、レギュレータが負圧配管で吸気通路側に接続されたガス燃料供給装置について、水分が負圧配管に侵入してレギュレータへの負圧の導入が妨げられるのを防止できるようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決するためなされた本発明は、圧力容器から送出されたガス燃料を減圧調整するレギュレータと、減圧したガス燃料を吸気通路に送出するミキサーを備えており、前記レギュレータと前記吸気通路側が負圧配管で接続されて吸気管負圧を前記レギュレータ内に導入する負圧配管が形成されており、ＥＧＲクーラーおよびＥＧＲバルブを含む排気再循環装置（ＥＧＲ装置）から送出された排気を前記ミキサーに導入してガス燃料に混合する方式のエンジンシステムに適用されるエンジンのガス燃料供給装置において、前記吸気通路から侵入した水分を除去する水分除去手段が、エンジン吸気管と前記負圧配管との接続部分に配設されている、ことを特徴とする。

【0010】

吸気通路とレギュレータとの間に負圧配管による負圧配管を設けた場合は、その負圧配管内に吸気通路側から凝集水等の水分が侵入して吸気管負圧の導入が妨げられやすかったところ、その負圧配管のいずれかの位置に水分除去手段を設けたことにより、吸気通路に侵入した水分を確実に除去できるようになるため、レギュレータに対する負圧の導入が妨げられることを有効に防止できる。

【0011】

本発明において、水分除去手段がエンジン吸気管と負圧配管との接続部分に配設されていることを特徴としたことで、負圧配管の入口側で水分を除去できるため、負圧配管の途中に水分除去手段を設ける場合と比べて一層有効なものとなる。

【0012】

更に、本発明のガス燃料供給装置において、その水分除去手段として、両端側に接続口を有して内外気密に形成した筒状のフィルタケース内に、中空部の基端側が開口して前記接続口の一つに連通し中空部の先端側を閉塞してなる中空フィルタが、その外周面とフィルタケース内周面との間に隙間が形成されるように挿設されており、一端側の接続口から導入した気体が前記中空部と前記隙間との間でフィルタを通過しながら他端側の前記接続口から送出されることで、導入した気体に含まれる水分が吸着・除去されることを特徴とする場合には、負圧配管に入った水滴を吸着して経路の連通性を確保可能なものとなり、且つ、水分を吸着・吸湿したフィルタは徐々に放湿・乾燥して元の状態に戻ることから、水分除去機能が持続しやすいものとなる。

【0013】

更にまた、本発明におけるガス燃料供給装置が、排気再循環装置から送出された排気をミキサーに導入してガス燃料に混合する方式のエンジンシステムに適用されるものとすれば、ＥＧＲガスが吸気通路に導入されることで生じた凝集水が負圧配管に侵入することによるトラブルを、最小限に抑えることが可能なものとなる。

【発明の効果】

【0014】

負圧配管に水分除去手段を設けるものとした本発明によると、吸気通路とレギュレータが負圧配管で接続されたガス燃料供給装置において、水分が負圧配管に侵入してレギュレータへの負圧の導入が妨げられることを有効に防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明における実施の形態のガス燃料供給装置の構成を示す配置図である。

【図2】図１のガス燃料供給装置の応用例の構成を示す配置図である。

【図3】水分除去手段の一例を示す縦断面図である。

【図4】従来の排気再循環装置を備えたガス燃料供給装置の構成を示す配置図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。

【0017】

図１は、本実施の形態であるガス燃料供給装置１の構成を示している。このガス燃料供給装置は、図示しない燃料ボンベから送出されたＬＰＧやＣＮＧなどの高圧ガス燃料を減圧調整するレギュレータ３と、減圧されて所定圧力の気体となったガス燃料を吸気通路５側に送る燃料配管４と、この燃料配管４で送られたガス燃料を空気と混合して吸気通路５内に送出するミキサー５０を備えている。

【0018】

また、このガス燃料供給装置１を備えたエンジンシステムにおいては、排気通路８の基端側を構成するエンジン排気管８１と吸気通路５との間が、ＥＧＲクーラー６、ＥＧＲバルブ６１からなるＥＧＲ装置を備えた配管で接続されており、エンジン２による排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路５側に戻しながら循環させるようになっている。

【0019】

更に、吸気通路５の末端側を構成するエンジン吸気管（インテークマニフォールド）５１とレギュレータ３の間が、負圧配管であるＭＡＰホースで接続されて、吸気管負圧をレギュレータ３内に導入する負圧配管１０が形成されており、レギュレータ３内の図示しない大気室に吸気管負圧を導入しながら、エンジン２の運転状況に応じて制御圧力の補正を自動的に行うことができる。

【0020】

そして、本実施の形態では、上述のようにレギュレータ３と吸気通路５との間を接続して負圧配管１０を形成したものであるが、その負圧配管１０の途中に、吸気通路５側から侵入した水分を除去するための水分除去手段１１が配設されている。

【0021】

尚、図面中、符号１２はターボチャージャ、符号１３はインタークーラー、符号１４はスロットル、符号１５はインジェクタ、符号１６は燃料フィルタである。

【0022】

本実施の形態によると、ＥＧＲバルブ６１から送出されたＥＧＲガスがミキサー５０を経由して吸気通路５に入ることで生じた凝集水等の水分が負圧配管１０内に侵入したとしても、負圧配管１０の中途位置に設けた水分除去手段１１でこれを除去することが可能となるため、負圧配管１０によるレギュレータ３内への負圧導入機能が妨げられてしまうのを、確実に防止することができる。

【0023】

図２は、本発明の異なる実施の形態を示すものであり、基本的に前記図１に示した実施の形態と同様であるが、その水分除去手段１１が、負圧配管１０の途中に配設されているのではなく、エンジン吸気管５１と負圧配管１０との接続部分に配設されている点が異なる。

【0024】

前記図１に示した負圧配管１０の中途位置に水分除去手段１１を配設した実施の形態にあっては、その水分除去手段１１の上流側に負圧配管１０に水分が存在している場合には、レギュレータ３への負圧の導入が部分的に妨げられる状況も生じてしまうが、本実施の形態では、水分除去手段１１をエンジン吸気管５１と負圧配管１０との接続部分に設けたので、負圧配管１０の基端側で水分を除去可能として、レギュレータ３への負圧の導入を一層良好な状態で維持することができる点で優れている。

【0025】

尚、前述した各実施の形態では負圧配管に配設した水分除去手段１１としては、例えば図３に示すような気体用フィルタ装置がその一例として想定される。この例では、両端側に接続口１２０ａ，１２０ｃを有して内外気密に形成した筒状のフィルタケース１２０内に、中空部１１０ａの基端側が開口して一方の接続口１２０ａに連通するとともに中空部１１０ａ先端側を閉塞してなる中空フィルタ１１０が、その外周面とフィルタケース１２０内周面との間に隙間１２０ｂが形成されるように挿設されたものである。

【0026】

そして、接続口１２０ａから導入した気体が中空部１１０ａと隙間１２０ｂとの間でフィルタ部材を通過しながら他端側の接続口１２０ｃから送出されることで、導入した気体に含まれる水分が吸着・除去されるものであるが、接続口１２０ｃから導入して接続口１２０ａから送出する逆方向の濾過も可能である。これにより、負圧配管に入った水滴を吸着して経路の連通性を確保可能なものとなり、水分を吸着した中空フィルタ１１０は吸着面積が広いため、それが飽和しにくいとともに短時間で放湿・乾燥して元の状態に戻ることから、水分除去機能が長期間に亘って持続しやすいものとなる。

【0027】

一方、簡易的な水分除去手段としては、ゼオライトや珪藻土等の多孔性素材を所定形状に形成して吸水機能及び吸放湿機能を発揮可能としたものが想定され、これを負圧配管の一部を構成するように管状に形成したり、粒状のものを負圧配管内に通気可能な状態で複数個配置したりして、負圧を伝達する空気に対し露出面積が大きくなるような態様で設けることが考えられる。

【0028】

以上、述べたように、レギュレータと吸気通路側が負圧配管で接続されたガス燃料供給装置において、本発明により、水分が負圧配管に侵入してレギュレータへの負圧の導入が妨げられることを、確実に防止できるようになった。

【符号の説明】

【0029】

１ ガス燃料供給装置、２ エンジン、３ レギュレータ、５ 吸気通路、８ 排気通路、１０ 負圧配管、１１ 水分除去手段、５０ ミキサー、５１ エンジン吸気管、１１０ 中空フィルタ、１１０ａ 中空部、１２０ フィルタケース、１２０ａ，１２０ｃ 接続口、１２０ｂ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】