JPH04262044A - 極低温燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は極低温燃料供給装置に関
し、詳しくは極低温燃料を収容している保冷タンクの内
圧を制御する機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、極低温燃料の一つである液化天
然ガスを燃料とする自動車用エンジンを示しており、こ
のエンジンにおける極低温燃料供給装置Ａは、上記液化
天然ガス（以下、ＬＮＧと称する）を収容するための保
冷タンクＢを備えている。上記保冷タンクＢは、ＬＮＧ
の貯溜された内槽Ｂａ、該内槽Ｂａを囲繞する外槽Ｂｂ
、および上記外槽Ｂｂを囲繞するケーシングＢｃから成
っており、上記内槽Ｂａには内圧が掛けられている。 また、保冷タンクＢには燃料供給パイプＣが設けられて
おり、上記保冷タンクＢ内における液相状態のＬＮＧは
、該保冷タンクＢの内圧により上記燃料供給パイプＣを
介してベーパライザＤに送られ、このベーパライザＤに
おいて気化された後、レギュレータＥ、サージタンクＦ
、およびフューエルインジェクタＧを介して、エンジン
本体Ｈに接続されたインテークマニホールドＩ内に供給
される。エンジンを高速運転させること等によりＬＮＧ
が多量に消費されると、保冷タンクＢ内における液相状
態のＬＮＧの量が減少し、これにより該保冷タンクＢの
内圧が低下してエンジン本体Ｈに適正量の燃料を供給す
ることが困難となる。そこで、上記保冷タンクＢには、
内槽Ｂａの底部から導出されて外槽ＢｂとケーシングＢ
ｃとの間を延び、さらにケーシングＢｃの外部を通って
内槽Ｂａの上部空間に臨む保圧パイプＪが設けられてい
る。上記保圧パイプＪに介装された開閉弁Ｋが開成され
ると、内槽Ｂａ内における液相状態のＬＮＧが上記保圧
パイプＪに流入し、このＬＮＧは上記外槽Ｂｂとケーシ
ングＢｃとの間およびケーシングＢｃの外部を通過する
間に気化し、気相状態となって内槽Ｂａ内に送り込まれ
る。内圧の掛けられている上記保冷タンクＢ内では、気
相状態にあるＬＮＧよりも液相状態のＬＮＧの方が自重
分だけ作用する圧力が大きいため、上記保圧パイプＪを
介して内槽Ｂａ内に送り込まれる気化したＬＮＧの圧力
により上記保冷タンクＢの内圧が上昇して行く。 所定の内圧が得られると上記開閉弁Ｋは閉じられ、この
後、再び上記保冷タンクＢの内圧が低下すると開閉弁Ｋ
は開成される。上記開閉弁Ｋの開閉動作によって保冷タ
ンクＢの内圧は、ほぼ一定に保持される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の極低温燃料供給装置における保冷タンクＢには、燃
料供給パイプＣによる１箇所と、保圧パイプＪによる２
箇所の、計３箇所の開口部が存在している。現在の保冷
タンクに関わる断熱の技術は極めて高いものの、保冷タ
ンクに設けられた開口部からの熱侵入を完全に阻止する
ことは困難であり、保冷タンクの断熱性能は、保冷タン
クに設けられた開口部の面積に多大な影響を受けている
。このため、保冷タンクに３箇所もの開口部が設けられ
ている上記従来の極低温燃料供給装置では、多大な断熱
性能の低下を招来する不都合があった。本発明は上記実
状に鑑みて、保冷タンクにおける断熱性能の低下を招く
ことなく、該保冷タンクの内圧を一定に保ち得る極低温
燃料供給装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、極低
温燃料を収容する保冷タンクに、燃料被供給体と連通さ
れる燃料供給パイプと、この燃料供給パイプに切換え弁
を介して接続された保圧パイプとを設け、さらに燃料供
給パイプに圧力センサを設けるとともに、この圧力セン
サの検知した圧力値に基づいて上記切換え弁を動作させ
る制御手段を設け、上記燃料供給パイプにおいて気化し
た極低温燃料を、燃料被供給体あるいは保冷タンクに選
択的に送給させるよう構成することによって上記目的を
達成している。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、保冷タンクに設けられる開
口部が、燃料供給パイプによる１箇所と保圧パイプによ
る１箇所との合計２箇所のみとなり、熱侵入の原因とな
る部分の面積を可及的に小さく抑えることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の構成を、一実施例を示す図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に関わる極
低温燃料供給装置を、液化天然ガスを燃料とする自動車
用エンジンの燃料供給装置に採用した例を示しており、
この燃料供給装置１は、液化天然ガス（以下、ＬＮＧと
称する）を収容するための保冷タンク１０を具備してい
る。

【０００７】上記保冷タンク１０は、ＬＮＧ１００を貯
溜する内槽１１と、この内槽１１を囲繞する外槽１２と
を備えており、これら内槽１１と外槽１２との間の空間
は断熱を目的として真空に保たれ、さらに上記内槽１１
および外槽１２は、ケーシング１３の内部に収容されて
いる。

【０００８】図１に明示する如く、上記保冷タンク１０
には、内槽１１、外槽１２、およびケーシング１３を貫
通した態様で燃料供給パイプ２０が取り付けられている
。該燃料供給パイプ２０の一端２０ａは内槽１１内の底
部に占位しており、その開口は上記内槽１１に貯溜され
ている液相状態のＬＮＧ１００ｌに浸漬している。

【０００９】上記燃料供給パイプ２０は、保冷タンク１
０から燃料被供給体としてのエンジン本体３０に向けて
延設されており、ベーパライザ２１、レギュレータ２２
、およびサージタンク２３が介装され、さらに上記サー
ジタンク２３には、上記エンジン本体３０に接続された
インテークマニホールド３１に臨む複数個のフューエル
インジェクタ２４が接続されている。

【００１０】また、上記保冷タンク１０には、内槽１１
、外槽１２、およびケーシング１３を貫通した態様で保
圧パイプ４０が取り付けられている。この保圧パイプ４
０の一端４０ａは、内槽１１内の上部に占位しており、
その開口は上記内槽１１に貯溜されている気相状態のＬ
ＮＧ１００ｇに臨んでいる。

【００１１】この保圧パイプ４０は、上記燃料供給パイ
プ２０におけるベーパライザ２１の下流部分にまで延設
されており、上記燃料供給パイプ２０と保圧パイプ４０
とは、電磁切換え弁５０を介して互いに接続されている
。

【００１２】また、燃料供給パイプ２０におけるベーパ
ライザ２１の下流域には圧力センサ６０が設置されてお
り、上記電磁切換え弁５０は、後述するように上記圧力
センサ６０からの圧力情報に基づく制御装置７０の指令
信号により適宜に切換え動作される。

【００１３】なお、上記燃料供給パイプ２０と上記保圧
パイプ４０とには、それぞれ保冷タンク１０へＬＮＧ１
００を供給する際に使用される接続用カップリング２５
および手動開閉弁２６と、接続用カップリング４１、手
動開閉弁４２、およびリリーフ弁４３とが設けられてい
る。

【００１４】以下では、上述した極低温燃料供給装置１
における、保冷タンク１０の内圧の制御動作について説
明する。保冷タンク１０にＬＮＧが供給された直後等、
該ＬＮＧタンク１０の内圧が十分に高い状態では、電磁
切換え弁５０の燃料供給パイプ側ポートが開かれている
一方、該電磁切換え弁５０の保圧パイプ側ポートは閉じ
られている。よって上記保冷タンク１０内における液相
状態のＬＮＧ１００ｌは、保冷タンク１０の内圧により
上記燃料供給パイプ２０を介してベーパライザ２１に送
られて気化された後、矢印ａで示す如く電磁切換え弁５
０を通過し、さらにレギュレータ２２とサージタンク２
３とを介して各フューエルインジェクタ２４に送り込ま
れ、該フューエルインジェクタ２４からエンジン本体３
０に接続されているインテークマニホールド３１内に噴
射される。

【００１５】一方、エンジンの運転によりＬＮＧ１００
が消費され、保冷タンク１０内における液相状態のＬＮ
Ｇ１００ｌの減少によって保冷タンク１０の内圧が低下
し、圧力センサ６０により検出される燃料供給パイプ２
０内の圧力が１平方ｃｍ当たり８ｋｇを下回ると、該圧
力センサ６０からの圧力情報に基づいて、制御装置１０
は上記電磁切換え弁５０の燃料供給パイプ側ポートを閉
じる一方、該電磁切換え弁５０の保圧パイプ側ポートを
開く。

【００１６】これにより、上記保冷タンク１０から燃料
供給パイプ２０を介してベーパライザ２１に送られ気化
されたＬＮＧは、矢印ｂで示す如く電磁切換え弁５０を
通過し、保圧パイプ４０を通って保冷タンク１０の内槽
１１内に送り込まれる。

【００１７】ここで、先に述べたように上記保冷タンク
１０内にあっては、気相状態にあるＬＮＧ１００ｇより
も液相状態のＬＮＧ１００ｌの方が自重分だけ圧力が大
きいため、上記保圧パイプ４０を介して保冷タンク１０
の内槽１１に送り込まれる気化したＬＮＧの圧力によっ
て保冷タンク１０の内圧が上昇して行く。

【００１８】上記保冷タンク１０における内圧の上昇に
伴い、圧力センサ６０により検出される燃料供給パイプ
２０内の圧力が１平方ｃｍ当たり８ｋｇ以上になると、
該圧力センサ６０からの圧力情報に基づいて、制御装置
１０は上記電磁切換え弁５０の燃料供給パイプ側ポート
を開く一方、該電磁切換え弁５０の保圧パイプ側ポート
を閉じ、もって保冷タンク１０への気化したＬＮＧの供
給が停止される。

【００１９】上述したように、上記極低温燃料供給装置
１では、燃料供給パイプ２０を流れるＬＮＧの圧力に基
づいて、燃料供給パイプ２０と保圧パイプ４０との間に
介装された電磁切換え弁５０を適宜に切換え動作させ、
保冷タンク１０の内槽１１内へ気化したＬＮＧを適宜供
給することにより、上記保冷タンク１０の内圧を一定に
保持しているのである。

【００２０】なお、電磁切換え弁５０を作動させる際に
おける燃料供給パイプ２０内の圧力値は、本実施例に示
した数値に限定されるものではなく、エンジン本体３０
の大きさや保冷タンク１０の構造等、様々な条件に基づ
いて適宜に設定し得るものであることは言うまでもない
。また、上記実施例では燃料供給パイプと保圧パイプと
を接続する電磁切換え弁を、燃料供給パイプにおけるベ
ーパライザの下流域に設けているが、上記電磁切換え弁
をベーパライザの上流域に設けても、本発明の目的を十
分に達成し得ることは勿論である。さらに、本発明に関
わる極低温燃料供給装置は、実施例に示したＬＮＧを燃
料とする自動車用エンジンの燃料供給装置にのみ適用さ
れるものではなく、極低温燃料によって運転されるオー
トバイ用エンジン、船外機用エンジン、あるいは定地型
エンジン等、様々なエンジンにおける極低温燃料供給装
置として広く採用され得るものであることは勿論であり
、また、本発明に関わる極低温燃料供給装置は、液化天
然ガスのみならず、例えば液化水素等、種々の極低温燃
料を供給する装置としても有効に適用し得るものである
ことは言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に関わる
極低温燃料供給装置によれば、極低温燃料を収容する保
冷タンクに、燃料被供給体と連通される燃料供給パイプ
と、この燃料供給パイプに切換え弁を介して接続された
保圧パイプとを設け、さらに燃料供給パイプに圧力セン
サを設けるとともに、この圧力センサの検知した圧力値
に基づいて上記切換え弁を動作させる制御手段を設け、
気化された極低温燃料を燃料被供給体あるいは保冷タン
クに選択的に送給させることによって、保冷タンクの内
圧を一定に保つよう構成している。

【００２２】かかる構成によれば、従来の極低温燃料供
給装置における保冷タンクでは３箇所に設けられていた
開口部が、燃料供給パイプによる１箇所と保圧パイプに
よる１箇所との合計２箇所のみとなるため、従来の極低
温燃料供給装置に比べて熱侵入の原因となる部分の面積
を可及的に小さく抑えることができ、もって上記保冷タ
ンクにおける断熱性能の低下を招くことなく、該保冷タ
ンクの内圧を一定に保持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる極低温燃料供給装置を採用した
エンジンの概念的な全体図

【図２】従来の極低温燃料供給装置を採用したエンジン
の概念的な全体図

【符号の説明】

１…極低温燃料供給装置 １０…保冷タンク ２０…燃料供給パイプ ２１…ベーパライザ ３０…エンジン本体（燃料被供給体） ４０…保圧パイプ ５０…電磁切換え弁 ６０…圧力センサ ７０…制御装置 １００…液化天然ガス（極低温燃料）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　　　極低温燃料を収容する保冷タ
   ンクに設けられるとともに燃料被供給体と連通され、上
   記保冷タンク内における液相状態の極低温燃料を気化し
   た状態で上記燃料被供給体へ送給する燃料供給パイプと
   、上記保冷タンクに設けられるとともに、切換え弁を介
   して上記燃料供給パイプに接続され、気化した極低温燃
   料を上記保冷タンクに送給する保圧パイプと、上記燃料
   供給パイプに設けられた圧力センサの圧力情報に基づい
   て、気化した極低温燃料を上記燃料被供給体あるいは上
   記保冷タンクに送給させるべく上記切換え弁を動作させ
   る制御手段と、を備えて成ることを特徴とする極低温燃
   料供給装置。