專利名稱：液化燃料汽化裝置及帶該裝置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
本申請(qǐng)是三菱重工業(yè)株式會(huì)社于1997年10月17日向中國專利局提出的名稱為“液化燃料汽化裝置及帶該裝置的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)”的申請(qǐng)?zhí)枮?7121140.X的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種用于將一液化氣容器中的液化燃料進(jìn)行汽化并將該汽化燃料供給一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的液化燃料汽化裝置。
圖8示意性地示出了常規(guī)汽油機(jī)用的液化燃料供給裝置的一個(gè)例子。一臺(tái)裝在小型工作機(jī)上的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)B的結(jié)構(gòu)是這樣的，即曲軸箱23連接到具有許多冷卻片的缸體20的下部，一個(gè)用于啟動(dòng)該發(fā)動(dòng)機(jī)的回彈式啟動(dòng)器24經(jīng)一離合器設(shè)置于一曲軸(未示出)的前端，一風(fēng)扇連接到該曲軸的后端(圖8中紙的背面一側(cè))。
裝于一連接到該缸體和曲軸箱23的后部的風(fēng)扇盒22中的風(fēng)扇從該曲軸后端吸進(jìn)外界空氣。從該風(fēng)扇吹出的冷卻空氣通過冷卻片之間的間隙從該缸體的后端流到發(fā)動(dòng)機(jī)的前部。設(shè)置于缸體20的左手邊壁上的進(jìn)氣口經(jīng)一絕熱管17連接到混合器C上，并且一設(shè)置于右手邊壁上的排氣口連接到廢氣消音器21上。標(biāo)號(hào)19表示一火花塞。
在該發(fā)動(dòng)機(jī)B下方設(shè)置一個(gè)液化氣容器(鋼瓶)3的保持器2，該容器3類似于家庭用小型爐灶等所用的鋼瓶。該保持器2之右手邊壁上具有一燃料塞和一燃料出口6。
該液化氣容器3彈性地裝在該保持器2的左手邊壁和右手邊壁之間，從而一吸燃料管3a伸向該燃料的液面下方。當(dāng)燃料塞5打開時(shí)，容器3中的液體燃料通過吸燃料管3a，燃料塞5及燃料出口6供到該發(fā)動(dòng)機(jī)B的混合器C。當(dāng)外界空氣溫度很很低(低于大約10度)時(shí)，燃料出口6處的燃料絕大部分為液體狀態(tài)。
一個(gè)用于將從該液化氣容器3中供給的液體燃料汽化的汽化器7設(shè)置在該發(fā)動(dòng)機(jī)B的缸體20的前壁(即與風(fēng)扇連接部分相對(duì)的側(cè))上。該由金屬管彎曲成一U形而構(gòu)成的汽化器7設(shè)置在該缸體20的前部基本上水平的位置上。
在該汽化器7一端處的進(jìn)口7a向下彎曲并通過一管6a連接到液化氣容器3的燃料出口6上。該汽化器另一端處的一出口7b連接到一主壓力調(diào)節(jié)器A的進(jìn)口12上。該主壓力調(diào)節(jié)器A的結(jié)構(gòu)是這樣的，即一膜片10固定在一殼體13和底板13a之間，用于在該膜片上側(cè)形成一燃料腔11并在該膜片下側(cè)形成一空氣腔。由軸14支承在該燃料腔11的壁上的閥件8連接到一與該膜片10相連的連桿上。該閥件8由彈簧力推壓以便開啟該進(jìn)口12。
該燃料腔11可通過一出口12a，管15，一與該混合器C一體的輔助壓力調(diào)節(jié)器E的進(jìn)口通道44a及閥件44與一恒壓燃料腔38連通。該混合器C的結(jié)構(gòu)是這樣的，即貫通該體35的進(jìn)氣空氣通道36的左端連接到空氣濾清器(未示出)上，而其右端連接到該絕熱管17上。該體35中裝有一公知的活塞式節(jié)流閥37，該閥37從其上壁中伸入該進(jìn)氣通道36中用于使供給該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和空氣加熱。該節(jié)流閥37如下所述具有一針閥伸入一燃料通道37a中。當(dāng)該節(jié)流閥37由加速桿(未示出)控制垂直滑動(dòng)時(shí)，在該進(jìn)氣通道36中的空氣被加速。同時(shí)針閥滑動(dòng)，從而燃料通過燃料通道37a從該恒壓腔38中吸入該進(jìn)氣通道36中。
該輔助壓力調(diào)節(jié)器E的結(jié)構(gòu)是這樣的，即一膜片40固定在該體35的下壁和底板39之間，從而在該膜片40的上側(cè)形成該恒壓燃料腔38，在該膜片40的下側(cè)形成一空氣腔。該恒壓燃料腔38設(shè)有一由軸42支承的桿41。該桿41的左端與該膜片40嚙合，而其右端與一閥件44嚙合。該閥件44在彈簧43的彈力作用下關(guān)閉一進(jìn)燃料通道44a。當(dāng)該恒壓燃料腔38中的燃料量減少并且燃料壓降低時(shí)，該桿41由受大氣壓力作用的膜片40驅(qū)動(dòng)沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而該閥件44打開進(jìn)口通道44a以便向該恒壓燃料腔38中充注燃料。該恒壓腔38使該燃料通道37a相對(duì)該進(jìn)氣通道36開通。
滑油通道34相對(duì)進(jìn)氣通道36開通，從而潤滑該發(fā)動(dòng)機(jī)。該滑油通道34與連接到體35的上壁上的透明管33連通。該透明管33支承一滑油調(diào)節(jié)閥D的閥殼體32。與該閥殼體32的閥腔32a螺紋連接而支承的針閥31調(diào)節(jié)滑油從該閥腔32a的下端流到該透明管33中的滑油量。此外從一滑油箱61來的滑油在壓力作用下通過一出口管63和管45供到該滑油腔32a中。為此，壓力空氣通過一進(jìn)口62從一空氣泵F供到該滑油箱61中。
接下來說明用于如上所述結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料裝置的工作情況。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)B運(yùn)行時(shí)，從風(fēng)扇盒22中的風(fēng)扇送到缸體20的冷卻空氣撞擊一罩殼18后，在沿基本上水平方向從發(fā)動(dòng)機(jī)背部流到前部時(shí)冷卻缸體20。當(dāng)冷卻空氣被加熱并排至該罩殼18的外界，即該發(fā)動(dòng)機(jī)的前部時(shí)，該空氣加熱汽化器7。從該液化氣容器3中來的液體燃料由該汽化器7加熱并汽化，通過進(jìn)口12流入該主壓力調(diào)節(jié)器A的燃料腔11中。當(dāng)該燃料腔11中的燃料壓變得高于一預(yù)定值時(shí)，閥件8關(guān)閉該進(jìn)口12，從而保持該燃料腔11中的燃料壓基本恒定。
燃料箱11中的燃料通過閥件44流入輔助壓力調(diào)節(jié)器E的恒壓燃料腔38。當(dāng)在該恒壓燃料腔38中的燃料壓增加時(shí)，膜片40向下推。在彈簧43的彈力作用下的桿41由該膜片40推動(dòng)關(guān)閉該閥元件44，該恒壓燃料腔38中的燃料壓幾乎保持恒定。該恒壓燃料腔38中的燃料流過通道37并與進(jìn)氣通道36中的空氣混合，然后在與滑油通道34來的滑油混合的同時(shí)被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。
圖8所示的常規(guī)汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)是這樣的，即由一用于汽化液體燃料的U形管構(gòu)成的汽化器7設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體20附近，并受冷卻缸體后的高溫冷卻空氣的作用，借此，引入該汽化器中的液體燃料被加熱。因此，盡管當(dāng)在夏天外界空氣溫度高時(shí)，該液體燃料可完全汽化，但不能得到用于加熱的足夠熱量，所以在冬天或其它情況下，當(dāng)外界溫度低于大約16度時(shí)，該液體燃料常常不能完全汽化。
因此，液體燃料流入混合器中，從而使混合器發(fā)生故障，引起發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。
因此本發(fā)明就是為了解決前述先有技術(shù)中的問題，其目的是為了提供一種具有高的汽化能力的液化燃料汽化裝置，該裝置能使液體燃料完全汽化。
本發(fā)明就是為了解決這些技術(shù)問題。根據(jù)本發(fā)明的第一方面內(nèi)容，其提供一種液體燃料汽化裝置，該裝置用于一燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，從一液化氣容器供給的液體燃料被加熱汽化并引入到一混合器中，其特征在于，一由諸如鋁合金之類的高導(dǎo)熱性材料制成的并在其中設(shè)有燃料通道的厚板形汽化器以可從該缸體供給熱量的方式固定到缸體上，并且該燃料通道進(jìn)口連接到該液化氣容器上，而其出口連接到該混合器上，借此該液體燃料在該汽化器中的燃料通道中被加熱。
按該實(shí)施例，從該液化氣容器來的液體燃料注入由具有高導(dǎo)熱性的材料制成的厚板形汽化器，并在該液體燃料流過該燃料通道然后引入該混合器時(shí)由從缸體傳導(dǎo)至該汽化器的熱量加熱并汽化。
因此，該液體燃料由從缸體上直接傳導(dǎo)來的熱量加熱，所以該液體燃料可加熱至完全汽化的溫度，并防止液體燃料流入該混合器中。
此外，按該實(shí)施例，由于該汽化裝置的結(jié)構(gòu)只由將該厚板形汽化器固定到該缸體上構(gòu)成，因此可獲得一種簡單的并且是低成本的液體燃料汽化裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，其提供一種液化燃料汽化裝置，其特征在于一條將一混合器連接到該液化氣容器上的燃料管的一預(yù)定長度部分暴露地設(shè)置在冷卻一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸后的冷卻空氣通道中，及一汽化器，該汽化器的結(jié)構(gòu)是這樣的，即一傳熱板以熱量可從該凸緣表面?zhèn)鲗?dǎo)的方式固定于該發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣通道的凸緣表面之間，該傳熱板的一端固定在該燃料管的暴露部分附近，傳助于該傳熱管的暴露部分和傳熱板可使該液體燃料加熱并汽化。
按該實(shí)施例，從該液化氣容器來的該液體燃料在流過處于冷卻氣缸后的冷卻空氣的通道中的燃料管道的暴露部分時(shí)由該高溫冷卻空氣加熱，并且同時(shí)也由從廢氣中傳導(dǎo)至固定到該暴露部分上的傳熱板的熱量加熱。然后汽化的燃料被引入到混合器中。
因此，根據(jù)該實(shí)施例，由于該液體燃料由冷卻氣缸后的高溫冷卻空氣和從廢氣中傳導(dǎo)來的熱量兩者同時(shí)加熱，故該液體燃料可被加熱至該液體燃料可被全部汽化的溫度，并且可防止該液體燃料流入該混合器中。
同樣，根據(jù)該實(shí)施例，該液體燃料可借助于如燃料管暴露于冷卻氣缸后的冷卻空氣的通道中，并且傳熱板固定在廢氣通道的凸緣表面之間這樣的簡單且低成本的裝置完全汽化。
可取的是，在第一實(shí)施例中的厚板形汽化器的一半設(shè)置于燃料管中，該傳熱板固定于該燃料管上。
因此，可獲得第一和第二實(shí)施例的各種優(yōu)點(diǎn)的總和和增加的效果，所以可獲得更高的液體燃料的汽化效率。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，其提供一種與第二實(shí)施例一致的液化燃料汽化裝置，其特征在于一擋板設(shè)置于該發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋和該汽化器之間，以便借助于將冷卻該缸體后的部分高溫冷卻空氣從該汽化器的前部導(dǎo)到該混合器而加熱該汽化器的出口和進(jìn)出口管部分及混合器。
按該實(shí)施例，冷卻該缸體后而加熱的部分高溫空氣與該擋板相撞，所以該空氣的前進(jìn)方向改變90度呈橫向方向，并且大部分用于加熱該汽化器的出口和進(jìn)口管部。然后，該高溫空氣流入該混合器并對(duì)其進(jìn)行加熱。
因此，可容易地由外界空氣冷卻的汽化器的出口和進(jìn)口管部分和可由汽化熱冷卻的混合器大體上都可由高溫空氣加熱，所以進(jìn)一步改善了液體燃料的汽化效率。
圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例所示液化燃料汽化裝置的主要部分的前視圖；圖2是該第一實(shí)施例中汽化器的透視圖；圖3是表示對(duì)應(yīng)于圖1的本發(fā)明第二實(shí)施例所示液化燃料汽化裝置的主要部分的前視圖；圖4是該第二實(shí)施例中汽化器的透視圖；圖5是表示對(duì)應(yīng)于圖1的本發(fā)明第三實(shí)施例所示液化燃料汽化裝置的主要部分的前視圖；圖6是該第三實(shí)施例的裝置的主要部分的透視圖；圖7是該第三實(shí)施例的擋板的透視圖；圖8是常規(guī)液化燃料供給裝置的前視圖。
現(xiàn)在參照


本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例。
除特別指出外，本發(fā)明的范圍不受實(shí)施例所述尺寸、材料、形狀及各元件的相對(duì)布置等的限制，該實(shí)施例僅起到作為解釋本發(fā)明的示例的作用。
圖1給出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的液體燃料汽化裝置的前視圖，圖2給出了一汽化器的透視圖。
在圖1中，參考標(biāo)號(hào)B表示一個(gè)二中程發(fā)動(dòng)機(jī)，70表示該發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體，71表示一個(gè)與一風(fēng)扇盒22(參見圖2)制成一體的缸蓋，72表示一曲軸箱。標(biāo)號(hào)75表示一空氣濾清器，74表示一混合器(壓力調(diào)節(jié)器)，73表示一插裝于該混合器74和后文將描述的汽化器80之間的絕熱管。
標(biāo)號(hào)76表示一用于保持一液化氣容器3(參見圖8)的液化氣容器保持器，標(biāo)號(hào)80表示一汽化器。該汽化器80由一燃料管81連接到該液化氣容器保持器61上。一燃料管82將該汽化器80與該混合器74相連。
在圖2中表示了該汽化器80的詳細(xì)情況。該汽化器80制造成為一塊由高導(dǎo)熱性例如鋁合金之類的金屬材料構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)的厚板形。一用于吸入燃料氣體的進(jìn)氣通道80a以貫通該汽化器80的方式形成于該板中心，并且兩側(cè)形成兩個(gè)連接螺栓孔80b。
一燃料孔80c連接到從該氣體容器引出的燃料管81上，而燃料孔80d連接到燃料管82上。
兩燃料孔80c和80d借助于繞該汽化器80中的吸入通道80a設(shè)置的燃料通道80e相互連通。
當(dāng)這種結(jié)構(gòu)的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，從該液化氣容器保持器76中的液化氣容器3(參見附圖8)中流出的液體燃料流過該燃料管81并通過該燃料孔80c流入該汽化器80中。在該液體燃料流過該汽化器80中的燃料通道80a期間，該液體燃料由于加熱汽化而成為汽化燃料，該加熱熱量是從發(fā)動(dòng)機(jī)B通過由高導(dǎo)熱性材料制成的汽化器80的壁面而傳遞過來的。該汽化燃料流出該燃料孔80d并通過該燃料管82供到混合器74。
該汽化器80可從上述發(fā)動(dòng)機(jī)B的缸體70中熱傳導(dǎo)出用于使燃料汽化的足夠熱量。該絕熱管73如常用的絕熱管一樣使該混合器74和汽化器80及缸體20之間的熱量絕熱，從而防止該混合器74產(chǎn)生過熱。
圖3和4表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。
在該實(shí)施例中，該裝置是這樣構(gòu)成的，即該液體燃料利用汽缸熱量和廢氣熱量兩者加熱并汽化。在圖3和4中，汽化器83具有一彎管形加熱部分83a；該加熱部分83a繞缸體70延伸，從連接到液化氣容器3(參見圖8)上的并由該缸體加熱的進(jìn)口管部分83e延伸到連接到該混合器74上的出口管部分83f。
此外，該汽化器83具有一傳熱板83b，該板的一端固定到該管形加熱部分83a上，并且該板83b由螺栓固定到一廢氣消音器17b的廢氣通道的凸緣上。標(biāo)號(hào)83c表示廢氣孔，83d表示用于將該傳熱板83b固定到該廢氣消聲器17b上的螺栓孔。
標(biāo)號(hào)77表示一消音器蓋，而其它元件是與圖1和2中所示出的那些相同的。
當(dāng)本發(fā)明第二實(shí)施例所述兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從液化氣容器3(參見圖8)來的液體燃料通過進(jìn)口管部分83e進(jìn)入該汽化器83。在液體燃料流過繞缸體70延伸的管形加熱部分83a時(shí)，在圖4所示的L部分中，該液體燃料由高溫空氣加熱，該空氣借助于使該缸體冷卻及借助于經(jīng)該傳熱板83b從排氣口傳導(dǎo)的熱量進(jìn)行加熱。
因此，該液體燃料被置于足夠的熱量下加熱汽化，并通過出口管部分83f送到混合器74中。
第一實(shí)施例的汽化器80可結(jié)合裝在圖3和4所示的第二實(shí)施例的管形加熱部分83a中。
圖5至7表示本發(fā)明的第三實(shí)施例。
在該實(shí)施例中，一擋板90另外配裝到該第二實(shí)施例的汽化器83上。
在圖5至7中，該擋板90垂直地布置于該缸蓋71附近，處于圖3和4所示的第二實(shí)施例的汽化器83的管形加熱部分83a和該缸蓋71的前部之間。
擋板90是由圖7所示大致L形薄板制成，并且板的主面部分90b處于該管形加熱部分83a的前部。如圖6所示，該擋板90由螺栓90c插入在下部處的螺栓孔90a中而固定到該缸體70上(用于將缸體70固定到曲軸箱上的螺栓也可用于該目的)。此外，在該缸蓋71的下側(cè)形成一個(gè)用于插裝該汽化器83的槽孔71b。
在該第三實(shí)施例中，擋板90豎立在其上的主面部分90b處于缸蓋71附近汽化器83的管形加熱部分83a和缸蓋71之間，所以擋板90擋住該缸蓋71的前部中的冷卻空氣排放口71a的下部(圖6中所示5個(gè)孔中的兩個(gè))。在發(fā)動(dòng)機(jī)B工作期間，冷卻空氣從該缸體70的后部流到前部并由將該缸體冷卻而加熱，然后變成高溫空氣。該高溫空氣的上邊部分無阻擋地向前流并通過該缸蓋71的排氣口71a排至外界。
在另一方面，該高溫空氣的較下部分與該擋板相撞，所以其前進(jìn)方向改變90度朝橫向流，并通過該缸蓋71的側(cè)壁上的槽孔71b排出。當(dāng)該熱空氣彎轉(zhuǎn)90度朝橫向流后，它加熱該汽化器83的出口管部分83f和進(jìn)口管部分83e，并且流到該混合器74處，以便加熱該混合器74。也就是說，該由擋板90導(dǎo)向的高溫空氣使由外界空氣的汽化熱冷卻的汽化器83的出口管部83f和進(jìn)口管部分83e及由汽化熱冷卻的混合器74加熱。
如上所述，按本發(fā)明，由于該汽化器借助于從發(fā)動(dòng)機(jī)中直接傳導(dǎo)的熱量加熱液體燃料，因此可獲得足以使該液體燃料汽化的熱量而不受外界空氣溫度的影響。因此，不像常規(guī)的裝置那樣，未汽化的燃料不會(huì)送入該混合器，從而可防止混合器產(chǎn)生故障。
此外，借助于該極簡單并且成本低的汽化器(該汽化器由其中具有燃料通道的厚板形體或由固定于排氣道中的傳熱板構(gòu)成)，液體燃料可如上所述那樣完全汽化。
此外，借助于安裝擋板，該易于由外界空氣冷卻的汽化器部分和混合器可由冷卻氣缸后的高溫空氣加熱。
本發(fā)明雖然按上述說明進(jìn)行了描述，但很明顯本發(fā)明可按許多方法改變。因此這些改變不應(yīng)被認(rèn)為是脫離本發(fā)明的范圍及實(shí)質(zhì)之外的，并且所有這些改變由于對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的，故都應(yīng)包括在本發(fā)明的下述各權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
1996年10月18日申請(qǐng)的日本專利No.8-297227的整個(gè)公開文本(包括說明書，權(quán)利要求書及附圖和摘要)在此作為參考加以考慮。
權(quán)利要求
1．一種用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中的液化燃料汽化裝置，從一液化氣容器供給的液體燃料在該裝置中進(jìn)行汽化并供到一混合器中，其特征在于一個(gè)由諸如鋁合金之類的高導(dǎo)熱性的材料制成的并在其中形成一燃料通道的厚板形汽化器按可從一缸體傳給熱量的方式固定到所述缸體上，并且所述燃料通道的進(jìn)口連接到的所述液化氣容器上而其出口連接到所述混合器上，借此，所述液體燃料在所述汽化器中的所述燃料通道中被加熱。
2．如權(quán)利要求1所述的液化燃料汽化裝置，其特征在于將所述混合器和所述厚板形汽化器以及所述液化氣容器相連的燃料管的一預(yù)定長度部分設(shè)置的暴露在冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸后的冷卻空氣的通道中，并且還設(shè)置一汽化器，其結(jié)構(gòu)是如此構(gòu)成的，即一傳熱板以熱量可從凸緣表面?zhèn)鲗?dǎo)的方式固定于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣通道的所述凸緣表面之間，并且所述傳熱板的一端固定在所述燃料管的暴露部分附近，借此，所述液體燃料由所述傳熱板及傳熱管的暴露部分加熱并汽化。
3．如權(quán)利要求2所述的液化燃料汽化裝置，其特征在于一擋板設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋和所述汽化器之間，從而借助于將冷卻所述氣缸后的部分高溫冷卻空氣從所述汽化器的前部導(dǎo)到所述混合器而加熱所述汽化器的出口和進(jìn)口管部分及所述混合器。
4．一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，其帶有由權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所限定的汽化裝置。
全文摘要
一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī),其中液體燃料被汽化并引入到一混合器中,一個(gè)由高導(dǎo)熱材料制成的并在其中形成一燃料通道的厚板形汽化器以可從缸體上傳導(dǎo)來熱量的方式固定在一缸體上。該燃料通道的進(jìn)口連到液化氣容器上而其出口連到該混合器上。因此,該液體燃料可在該汽化器的燃料通道中加熱,或可由設(shè)置于廢氣通道中的傳熱板加熱。
文檔編號(hào)F02M21/06GK1313464SQ0110128
公開日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2001年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月18日
發(fā)明者臼杵忠宏 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社