JP3249226B2 - トーチ点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置 - Google Patents

トーチ点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置

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JP3249226B2 JP04216593A JP4216593A JP3249226B2 JP 3249226 B2 JP3249226 B2 JP 3249226B2 JP 04216593 A JP04216593 A JP 04216593A JP 4216593 A JP4216593 A JP 4216593A JP 3249226 B2 JP3249226 B2 JP 3249226B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トーチ点火用副室内に
導入した点火用燃料ガスに点火栓により着火せしめ、こ
れを主燃焼室内に噴出させて主燃焼室内の混合ガスに点
火燃焼させる方式のトーチ点火式ガスエンジンの燃料供
給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に従来のトーチ点火式ガスエンジン
の1例を示す。図において、130はピストン、132
はエンジン本体、131は主燃焼室、125はトーチ点
火副室、124は該副室125に設けられた点火栓であ
る。
【0003】燃料ガスは、燃料ガス供給元管101よ
り、ガスエンジン用供給元管102を通り、ここで主燃
料ガス供給管103とトーチ点火用副室ガス供給管10
7とに分岐される。
【0004】主燃料ガスは前記ガス供給管103から電
磁弁104,圧力調整弁105,スロットル弁106,
ガスミキサ127,過給機128を通って、ガス圧力、
流量を調整されるとともに、空気と混合せしめられ、エ
ンジンの吸入行程において、主燃焼室131に吸入され
る。
【0005】一方、トーチ点火用副室燃料ガスは、電磁
弁108を介して圧力調整弁118によりあらかじめ必
要圧力に調整され、主として、エンジンの吸排気行程に
逆止弁123を経てトーチ点火副室125内に供給され
る。そしてエンジン圧縮上死点近傍で点火栓124の放
電によりトーチ点火副室125内のガスに着火させ、こ
れを主燃焼室131内の混合ガス内に噴出させ、該混合
ガスに点火燃焼させる。
【0006】トーチ点火用副室ガスの圧力は、過給機付
エンジンにおいては、エンジン吸入動作上、エンジン吸
入空気圧力よりも高い(一般に1kgf/cm2 以上)
供給圧力を必要とする。このため、一般に、燃料ガス供
給元管101内圧力が1kgf/cm2 を超えるような
ガス条件の許において、過給機付トーチ点火式ガスエン
ジンが採用されている。尚、133はスロットル弁制御
装置、134は電磁弁104,108の切換制御装置、
126は空気吸入管である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】過給機付トーチ点火式
ガスエンジンは過給機128により過給されているた
め、吸気行程時のシリンダ内圧力が高く(通常1kgf
/cm2 )なっている。このため主として吸排気行程時
に直接トーチ点火副室内に供給する副室ガスの供給圧力
は、当然吸気行程時のシリンダ内圧力よりも更に高い圧
力で供給する必要がある。
【0008】一般にガスエンジンが多く採用されるの
は、定置の発電用として都市ガス配管が布設されている
地域であり、この地域における供給ガス圧力は、150
〜200mmAq程度の低圧地域、1.0〜1.5kg
f/cm2 程度の中圧地域が有るが従来の過給機付きト
ーチ点火ガスエンジンは、中圧地域のみにしか設置でき
ないという問題点がある。
【0009】又、ガスエンジンの出力、仕様条件及び運
転負荷条件等によりトーチ点火副室ガス供給圧力は、前
記各条件に適合した圧力を必要とするが、図2のような
従来装置においては、これが得られないと云う問題点も
ある。
【0010】本発明の目的は、前記のような問題点を解
消し、燃料ガスの供給圧力が低い場合においても、過給
機付きガスエンジンを所要の性能を維持して運転できる
ガスエンジンの燃料供給装置を提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の構成を備えたことを特徴としている。 (1)トーチ点火用副室ガス供給管に電磁クラッチ付電
動モーターにて駆動するガスコンプレッサを配設すると
共に、該コンプレッサの出口管に圧力タンク及び圧力リ
ミットスイッチを設置しガスコンプレッサの運転を制
御して前記圧力タンク内の圧力を所定圧力に自動制御で
きるようにする。
【0012】(2)ガスコンプレッサ吐出後の副室ガス
供給管を2系統に分岐し、夫々の管路に圧力調整弁を配
設し、該調整弁を高圧(一般に1kgf/cm2 以上)
と低圧(一般に1kgf/cm2 以下)とに圧力調整可
能に構成すると共に、夫々に電磁開閉弁を設置すること
により、エンジン条件に応じた広範囲の圧力を得ること
が可能となる。
【0013】
【作用】燃料ガス元管の供給圧力が150mmAq程度
の低圧で供給されている場合、始動時以外の定常運転時
においては、トーチ点火副室ガス供給管入口に配設され
た電動のコンプレッサは常に運転状態となっており、燃
料ガスは該コンプレッサにより数kgf/cm2 に加圧
され吐出される。
【0014】ガスコンプレッサの出口管路には圧力タン
クが配設され、圧力スイッチによりガスコンプレッサの
電磁クラッチをON,OFFして圧力タンク内を所定圧
力に制御する。燃料ガスは、コンプレッサにより数kg
f/cm2 の所定圧力に加圧された後、2方向に分岐さ
れ、夫々の管路に配設された圧力調整弁により低圧(始
動時)と高圧(負荷運転時)に制御される。夫々の管路
入口に設けられた電磁弁は、燃料ガスとエンジンの運転
条件に合わせた管路に切り替えてトーチ点火副室へ供給
する。
【0015】従って始動時には過給機が充分働かず、シ
リンダ内への空気の供給圧力も低いため、トーチ点火副
室への供給ガス圧力を低くして始動時の着火性を良好に
する。高負荷運転条件下においては、過給機が充分に機
能するため、シリンダへの空気の供給圧力が高くなる。
従ってトーチ点火副室ガス供給圧力を高めて供給するこ
とにより、トーチ点火副室内の燃料ガスと空気との混合
条件が適切となり、着火燃焼が良好になる。
【0016】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明すると、図1は本発明に係るガスエンジンの燃料供
給システムを示す系統図である。
【0017】図において、30はピストン、32はエン
ジン本体、28は過給機、26は空気吸入管、27はガ
スミキサ、51は吸気弁、52は排気弁である。また3
1は主燃焼室、25はトーチ着火副室、24は該副室に
装着された点火栓である。
【0018】01は燃料ガスが供給される燃料ガス供給
元管、02はガスエンジン用の燃料ガス供給元管、03
は主燃料ガス供給管、03′は主燃料ガス供給管03か
ら分岐された副室ガス供給管、04は主燃料ガス供給管
路に介装された電磁弁、07は副室ガス供給管路03′
に介装された電磁弁、05は主燃料ガス管供給路に設け
られた圧力調整弁、06はスロットル弁である。
【0019】08は副室ガス供給管03′に設けられた
ガスコンプレッサ、09は該コンプレッサ用の電磁クラ
ッチ、10は該コンプレッサを駆動するモータ、11は
圧力タンク、12は該圧力タンク11に附設された圧力
スイッチである。
【0020】前記圧力タンク11出口の副室ガス供給管
路13は高、低圧2つのガス供給管路15,16に分岐
される。該高、低圧ガス供給管路15,16の夫々には
電磁弁17,19及び圧力調整弁18,20が配設され
る。前記高、低圧ガス供給管路15,16は圧力調整弁
18,20の出口後に合流されてガス供給管路21とな
り、トーチ点火副室25に接続される。前記ガス供給管
路21には、電磁弁22及び逆止弁23が介装されてい
る。
【0021】33はスロットル弁06制御用の制御器、
34は電磁弁04及び07,17及び19を開閉制御す
る管路制御装置、35は圧力タンク11用の圧力スイッ
チ12、ガスコンプレッサ08のモータ10及びクラッ
チ09を操作するガスコンプレッサ制御器である。
【0022】燃料ガス供給元管01より150mmAq
の圧力に調整された燃料ガスは、ガスエンジン燃料ガス
供給元管02を通り、主燃料ガスとトーチ点火副室ガス
(以下副室ガスという)用に供給路が分岐される。主燃
料ガスは主燃料ガス供給管03より電磁弁04、主圧力
調整弁05を経て燃料ガス用のスロットル弁06により
エンジン32の負荷条件に応じて流量が調整される。さ
らに主燃料ガスはガスミキサ27に入り、ここで空気吸
入管26より吸入された空気と混合し、過給機28によ
り圧縮され主燃焼室31内に吸入行程時に吸入される。
【0023】一方前記副室ガスは副室ガス供給管03′
より電磁弁07を通り、副室ガスコンプレッサ08によ
り加圧され副室ガス供給管路13に吐出される。副室ガ
スコンプレッサ08は、電動モーター10により、電磁
クラッチ09を介して常時運転されている。
【0024】ガスコンプレッサ08により加圧された副
室ガスは圧力タンク11に入る。該圧力タンク11には
圧力リミットスイッチ12が取付けされていて、該圧力
スイッチ12の信号をガスコンプレッサ制御器35に入
力する。該ガスコンプレッサ制御器35は、圧力スイッ
チ12からの信号により電磁クラッチ09をON,OF
Fして数kgf/cm2 の所定圧力に制御する。
【0025】数kgf/cm2 の所定圧力に調整された
副室ガスは、2方向に分岐される。分岐された管のうち
高圧副室ガス供給管路15には電磁弁17及び圧力調整
弁18が配設されており、該管路15中の燃料ガスは、
吸入行程時のシリンダ内圧力よりも高い圧力(通常1k
gf/cm2 以上)に調整される。
【0026】一方の低圧副室ガス供給管路16には、電
磁弁19及び圧力調整弁20が配設され、該管路16内
のガス圧力は低圧(通常1kgf/cm2 以下)に調整
される。管路の切替えは管路制御装置34からの制御信
号により行い、始動時においては低圧管路用の電磁弁1
9を開いて高圧管路用の電磁弁17を閉じ、負荷運転時
においては、その逆になるよう制御する。
【0027】夫々の運転条件に合わせて圧力調整された
副室ガスは、流量調整弁22を経て主燃焼室31内の圧
力が副室ガス供給圧力より低い場合逆止弁23を介して
トーチ点火副室25内に供給される。
【0028】エンジンの圧縮行程において主燃焼室内の
薄い混合ガスがトーチ点火副室25の下部噴口よりトー
チ点火副室25内に噴出されて更に混合され、圧縮行程
終了近くで点火栓24により火花点火され、着火、トー
チ点火副室25噴口下部より火炎ジェットとなりシリン
ダ31内の希薄混合ガスに着火しこれを燃焼させる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば副室ガス供給管路にガス
コンプレッサ及び該ガスコンプレッサ出口の圧力制御装
置を配設することにより、燃料ガス供給元圧力が低い場
合においても、高い副室ガス圧力が必要な過給機付きト
ーチ点火ガスエンジンの運転を円滑に行うことのできる
燃料ガス供給設備を提供できる。
【0030】又副室ガス供給圧力が異なる配管を2系統
配設することにより、運転条件、エンジン仕様条件等に
合ったトーチ点火副室ガス供給圧力を得ることができる
ため、始動時及び負荷運転の双方における着火条件が良
好となり、エンジンの燃焼改善、排気ガスの改善に有効
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す系統図。
【図2】従来例を示す図1応当図。
【符号の説明】
01…燃料ガス供給元管、03…主燃料ガス供給管、0
3′…副室ガス供給管、08…ガスコンプレッサ、11
…圧力タンク、12…クラッチ、15…高圧ガス供給
管、16…低圧ガス供給管、17,19…電磁弁、1
8,20…圧力調整弁、24…点火栓、25…トーチ点
火副室、26…吸入管、31…主燃焼室、34…管路制
御装置、35…ガスコンプレッサ制御器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−33836(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 21/02 301 F02D 19/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トーチ点火用副室内に導入された副室ガ
    スに点火栓により着火し、これを該副室内から主燃焼室
    内に噴出させて燃焼させる方式のトーチ点火式ガスエン
    ジンにおいて、 主燃料ガス供給管(03)より分岐されて前記トーチ点
    火用副室(25)に接続される副室ガス管路(03’)
    に設けられ、 該管路(03’)内の燃料ガスを圧縮して昇圧させるガ
    スコンプレッサ(08)と、該ガスコンプレッサ出口の
    燃料ガスが収容される圧力タンク(11)と、該圧力タ
    ンク内の圧力を検知する圧力スイッチ(12)と、該圧
    力スイッチからの信号が入力され該信号により前記ガス
    コンプレッサの運転を制御して前記圧力タンク内の圧力
    を所定範囲に保持させるガスコンプレッサ制御器(3
    5)とを備えたことを特徴とするトーチ点火式ガスエン
    ジンの燃料ガス供給装置。
  2. 【請求項2】 前記圧力タンク出口の副室ガス供給管路
    (13)を2系統の高低圧ガス供給管路(15,16)
    に分岐し、該高低圧ガス供給管路(15,16)には該
    管路を開閉する電磁弁(17,19)並びに該管路の圧
    力を調整する圧力調整弁(18,20)を夫々設け、 前記各電磁弁(17,19)に、前記高、低圧ガス供給
    管路の圧力を調整する制御信号を出力する管路制御装置
    (34)を備えたことを特徴とする請求項1記載のトー
    チ点火式ガスエンジンの燃料ガス供給装置。
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