JPH08284704A - ディーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム - Google Patents
ディーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システムInfo
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- JPH08284704A JPH08284704A JP7108166A JP10816695A JPH08284704A JP H08284704 A JPH08284704 A JP H08284704A JP 7108166 A JP7108166 A JP 7108166A JP 10816695 A JP10816695 A JP 10816695A JP H08284704 A JPH08284704 A JP H08284704A
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディーゼル油と天然ガスとを併用するディー
ゼルエンジンにおいて、排ガスの清浄化を図る。既存仕
様のディーゼルエンジンこれ自体に改造を加えることな
く、必要最小限のパーツを後付けすることで実施の容易
化を図る。 【構成】 圧力センサE、高圧レギュレータG、低圧レ
ギュレータIにより、流入する圧縮天然ガスの圧力を常
圧またはそれ以下に下げる。このように圧力低下させた
天然ガスを空気と混合させてディーゼルエンジン11の
空気吸入手段Bに供給する。ディーゼルエンジン11中
で燃焼されるディーゼル油の量を流量制御弁Kで制限調
整を行い、天然ガスとカロリー的にほぼ等価な量がディ
ーゼルエンジン11中に導入されて燃焼されるのを可能
にする。手動制御スイッチ29によりディーゼル油のみ
の運転も可能にする。触媒コンバータLでディーゼル・
天然ガスによる排出物質に対して触媒作用を及ぼす。排
気ガスは排気ガス再循環弁Mを通じて再燃焼されること
より排出物質を減少させる。
ゼルエンジンにおいて、排ガスの清浄化を図る。既存仕
様のディーゼルエンジンこれ自体に改造を加えることな
く、必要最小限のパーツを後付けすることで実施の容易
化を図る。 【構成】 圧力センサE、高圧レギュレータG、低圧レ
ギュレータIにより、流入する圧縮天然ガスの圧力を常
圧またはそれ以下に下げる。このように圧力低下させた
天然ガスを空気と混合させてディーゼルエンジン11の
空気吸入手段Bに供給する。ディーゼルエンジン11中
で燃焼されるディーゼル油の量を流量制御弁Kで制限調
整を行い、天然ガスとカロリー的にほぼ等価な量がディ
ーゼルエンジン11中に導入されて燃焼されるのを可能
にする。手動制御スイッチ29によりディーゼル油のみ
の運転も可能にする。触媒コンバータLでディーゼル・
天然ガスによる排出物質に対して触媒作用を及ぼす。排
気ガスは排気ガス再循環弁Mを通じて再燃焼されること
より排出物質を減少させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、既存ディーゼルエン
ジンに対し後付け可能とした圧縮天然ガス供給システム
に関する。
ジンに対し後付け可能とした圧縮天然ガス供給システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】圧縮天然ガスが燃料として安く、埋蔵量
も豊富で、クリーンな燃料であって理想的な燃料である
ことは、一般によく知られている。従って、従来からデ
ィーゼルエンジンでも燃料として天然ガスが使用できる
ような改良を加えるための努力がなされてきた。これら
のシステムにあっては、しばしば着火用部品、ガス注入
用部品、あるいは他の多数の改良部を設ける目的で、エ
ンジンの中に穴をあけることが要求される。
も豊富で、クリーンな燃料であって理想的な燃料である
ことは、一般によく知られている。従って、従来からデ
ィーゼルエンジンでも燃料として天然ガスが使用できる
ような改良を加えるための努力がなされてきた。これら
のシステムにあっては、しばしば着火用部品、ガス注入
用部品、あるいは他の多数の改良部を設ける目的で、エ
ンジンの中に穴をあけることが要求される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンは
高価であり、またそのようなエンジンに対する改造はエ
ンジンの保証を損なうものであるから、天然ガスが燃焼
できる様な改装はそれほどなされていない。更に、圧縮
天然ガスの燃焼用に特化して改良されたディーゼルエン
ジンは、「専用エンジン」として知られているが、多く
の場合に値段が非常に高い。従って、従来のディーゼル
エンジンを、圧縮天然ガスとディーゼル油(軽油)とを
組み合わせて同時に燃焼できるものに変換でき、しかも
コスト的にもひきあうようなキットまたはシステムの需
要が以前からあった。
高価であり、またそのようなエンジンに対する改造はエ
ンジンの保証を損なうものであるから、天然ガスが燃焼
できる様な改装はそれほどなされていない。更に、圧縮
天然ガスの燃焼用に特化して改良されたディーゼルエン
ジンは、「専用エンジン」として知られているが、多く
の場合に値段が非常に高い。従って、従来のディーゼル
エンジンを、圧縮天然ガスとディーゼル油(軽油)とを
組み合わせて同時に燃焼できるものに変換でき、しかも
コスト的にもひきあうようなキットまたはシステムの需
要が以前からあった。
【0004】本発明の目的は、ディーゼル油と天然ガス
とを併用するディーゼルエンジンにおいて、排ガスの清
浄化を図るにある。本発明の目的は、既存仕様のディー
ゼルエンジンこれ自体に改造を加えることなく、必要最
小限のパーツを後付けすることで足り、実施の容易化、
コストの削減を図るにある。本発明の目的は、必要に応
じてディーゼル油のみで運転可能に切り換え得るように
することにある。
とを併用するディーゼルエンジンにおいて、排ガスの清
浄化を図るにある。本発明の目的は、既存仕様のディー
ゼルエンジンこれ自体に改造を加えることなく、必要最
小限のパーツを後付けすることで足り、実施の容易化、
コストの削減を図るにある。本発明の目的は、必要に応
じてディーゼル油のみで運転可能に切り換え得るように
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、図示例のよう
に、シリンダを含み、該シリンダに空気を供給するため
の空気吸入手段Bと、該シリンダに対しディーゼル油を
供給するディーゼル油供給システムA、およびシリンダ
から燃焼ガスを大気中へ排出させるための排気システム
手段Cを備えた既存のディーゼルエンジン11を対象と
し、このディーゼルエンジン11に圧縮天然ガス燃料供
給システムを装着するものである。この圧縮天然ガス燃
料供給システムは以下の構成を含むものとする。すなわ
ち、空気吸入手段Bに含まれる空気・天然ガス燃料混合
装置Dと、圧縮天然ガスの供給源19と、該圧縮天然ガ
スの供給源19と連通する上流端と、空気・天然ガス燃
料混合装置Dと連通する下流端とを備えたガス燃料導入
路22と、ガス燃料導入路22の下流端にあって、ガス
燃料導入路22中におけるガス圧を大気圧付近にまで下
げるように働く、ガス燃料導入路22途上に設けた圧力
調整手段と、ディーゼル油供給システムA中にあり、デ
ィーゼル油のエンジン11に対する流れを選択的に制限
するために働くディーゼル油流量制御弁K、および上記
圧力調整手段と関連づけた上流側の圧力センサEと、排
気ガスを上記空気吸入手段Bを通じて再循環させてエン
ジン11内で再燃焼させる排気ガス再循環装置と、更に
排気システム手段C中に備えた触媒コンバータLを通じ
て上記燃焼ガスを排出させる手段とを含むものである。
上記圧力調整手段は更に以下の構成を含むのとする。す
なわち、上記圧縮天然ガス供給源19の圧力が或る設定
レベルを下回るとガス燃料導入路22を閉じ、その圧力
がその設定レベルを上回るとガス燃料導入路22を開く
ソレノイド駆動弁Hと、該ソレノイド駆動弁Hがガス燃
料導入路22を閉じると制限されないディーゼル油がエ
ンジンに流れるのを可能にし、ソレノイド駆動弁Hが開
くと可変状態で制限されたディーゼル油の流れを許すよ
うに上記ディーゼル油流量制御弁Kを動作させるための
制御手段23とを含むものである。
に、シリンダを含み、該シリンダに空気を供給するため
の空気吸入手段Bと、該シリンダに対しディーゼル油を
供給するディーゼル油供給システムA、およびシリンダ
から燃焼ガスを大気中へ排出させるための排気システム
手段Cを備えた既存のディーゼルエンジン11を対象と
し、このディーゼルエンジン11に圧縮天然ガス燃料供
給システムを装着するものである。この圧縮天然ガス燃
料供給システムは以下の構成を含むものとする。すなわ
ち、空気吸入手段Bに含まれる空気・天然ガス燃料混合
装置Dと、圧縮天然ガスの供給源19と、該圧縮天然ガ
スの供給源19と連通する上流端と、空気・天然ガス燃
料混合装置Dと連通する下流端とを備えたガス燃料導入
路22と、ガス燃料導入路22の下流端にあって、ガス
燃料導入路22中におけるガス圧を大気圧付近にまで下
げるように働く、ガス燃料導入路22途上に設けた圧力
調整手段と、ディーゼル油供給システムA中にあり、デ
ィーゼル油のエンジン11に対する流れを選択的に制限
するために働くディーゼル油流量制御弁K、および上記
圧力調整手段と関連づけた上流側の圧力センサEと、排
気ガスを上記空気吸入手段Bを通じて再循環させてエン
ジン11内で再燃焼させる排気ガス再循環装置と、更に
排気システム手段C中に備えた触媒コンバータLを通じ
て上記燃焼ガスを排出させる手段とを含むものである。
上記圧力調整手段は更に以下の構成を含むのとする。す
なわち、上記圧縮天然ガス供給源19の圧力が或る設定
レベルを下回るとガス燃料導入路22を閉じ、その圧力
がその設定レベルを上回るとガス燃料導入路22を開く
ソレノイド駆動弁Hと、該ソレノイド駆動弁Hがガス燃
料導入路22を閉じると制限されないディーゼル油がエ
ンジンに流れるのを可能にし、ソレノイド駆動弁Hが開
くと可変状態で制限されたディーゼル油の流れを許すよ
うに上記ディーゼル油流量制御弁Kを動作させるための
制御手段23とを含むものである。
【0006】上記空気・天然ガス燃料混合装置Dの近傍
には、シリンダに対する天然ガスの量および流れを調節
するための流れ制御弁Jを備える。上記圧力調整手段
は、流れ制御弁Jを有する低圧レギュレータIを含むも
のとする。
には、シリンダに対する天然ガスの量および流れを調節
するための流れ制御弁Jを備える。上記圧力調整手段
は、流れ制御弁Jを有する低圧レギュレータIを含むも
のとする。
【0007】上記圧力調整手段には更に、手動操作と連
動して上記ソレノイド駆動弁Hを強制的に閉止可能とす
る手動制御スイッチ29を備える。
動して上記ソレノイド駆動弁Hを強制的に閉止可能とす
る手動制御スイッチ29を備える。
【0008】
【作用】空気・天然ガス燃料混合装置Dは、天然ガスが
ディーゼルエンジン11に入る前に空気と混合させる。
圧力センサEと、これに接続される制御装置23、およ
びソレノイド駆動弁Hの協働作用により、天然ガスの圧
力が或る設定レベルを超える値を維持している限り、デ
ィーゼルエンジン11に流入する空気と混合させ、前記
設定レベルを下回ると天然ガスのディーゼルエンジン1
1への流れを制限する。制御装置23とディーゼル油流
量制御弁Kは、ディーゼルエンジン11中で燃焼される
ディーゼル油の量を制限する調整を行い、天然ガスとカ
ロリー的にほぼ等価な量がディーゼルエンジン11中に
導入されてそこで燃焼されるのを可能にする。
ディーゼルエンジン11に入る前に空気と混合させる。
圧力センサEと、これに接続される制御装置23、およ
びソレノイド駆動弁Hの協働作用により、天然ガスの圧
力が或る設定レベルを超える値を維持している限り、デ
ィーゼルエンジン11に流入する空気と混合させ、前記
設定レベルを下回ると天然ガスのディーゼルエンジン1
1への流れを制限する。制御装置23とディーゼル油流
量制御弁Kは、ディーゼルエンジン11中で燃焼される
ディーゼル油の量を制限する調整を行い、天然ガスとカ
ロリー的にほぼ等価な量がディーゼルエンジン11中に
導入されてそこで燃焼されるのを可能にする。
【0009】
【発明の効果】本発明の圧縮天然ガス燃料供給システム
によれば、天然ガスとディーゼル油とを任意の混合割合
で燃焼させるので、ディーゼル油100%を燃焼させる
ものに比してNO、CO、NOx、黒煙を著しく減少で
きる。この排ガス放出特性は排気ガス再循環装置および
触媒コンバータLを付設することにより更に向上させる
ことができる。また、この圧縮天然ガス燃料供給システ
ムを構成する空気・天然ガス燃料混合装置D、ソレノイ
ド駆動弁H、制御手段23、および圧力センサEなどは
既存仕様のディーゼルエンジンこれ自体に改造を加える
ことなく、単に後付けするだけで容易に実施でき、しか
も低コストで提供できる。手動制御スイッチ29を制御
装置23に備えてあるので、運転者が必要に応じてディ
ーゼル油のみで運転可能に切り換えることができる。
によれば、天然ガスとディーゼル油とを任意の混合割合
で燃焼させるので、ディーゼル油100%を燃焼させる
ものに比してNO、CO、NOx、黒煙を著しく減少で
きる。この排ガス放出特性は排気ガス再循環装置および
触媒コンバータLを付設することにより更に向上させる
ことができる。また、この圧縮天然ガス燃料供給システ
ムを構成する空気・天然ガス燃料混合装置D、ソレノイ
ド駆動弁H、制御手段23、および圧力センサEなどは
既存仕様のディーゼルエンジンこれ自体に改造を加える
ことなく、単に後付けするだけで容易に実施でき、しか
も低コストで提供できる。手動制御スイッチ29を制御
装置23に備えてあるので、運転者が必要に応じてディ
ーゼル油のみで運転可能に切り換えることができる。
【0010】
【実施例】本発明に係るディーゼルエンジン用の圧縮天
然ガス燃料供給システムの一実施例を図2および図3に
基づき説明する。図2において、符号11で特定される
基本的なディーゼルエンジンが示されている。このエン
ジン11には、従来と同様に、エンジンファン12と、
ディーゼル油供給システムAと、空気吸入手段B、およ
び排気システムCを備える。ディーゼル油供給システム
Aは、ディーゼルエンジン11の燃料口13に接続され
るディーゼル油燃料流入路14を有し、ディーゼル油が
ディーゼル油供給源15からトランスファーポンプ16
に供給されるが、そのポンプ16は燃料フィルタを備え
る。空気吸入手段Bは、従来と同様に、空気が空気フィ
ルタ5に対して供給され、そこからディーゼルエンジン
11に送り込まれ、吸気マニホルド(図示省略)を介し
て各シリンダ(図示省略)に分配される。排気システム
Cについては、排気ガスは、従来と同様に、排気マニホ
ルドに接続された排気管18を通じてディーゼルエンジ
ン11から排出される。
然ガス燃料供給システムの一実施例を図2および図3に
基づき説明する。図2において、符号11で特定される
基本的なディーゼルエンジンが示されている。このエン
ジン11には、従来と同様に、エンジンファン12と、
ディーゼル油供給システムAと、空気吸入手段B、およ
び排気システムCを備える。ディーゼル油供給システム
Aは、ディーゼルエンジン11の燃料口13に接続され
るディーゼル油燃料流入路14を有し、ディーゼル油が
ディーゼル油供給源15からトランスファーポンプ16
に供給されるが、そのポンプ16は燃料フィルタを備え
る。空気吸入手段Bは、従来と同様に、空気が空気フィ
ルタ5に対して供給され、そこからディーゼルエンジン
11に送り込まれ、吸気マニホルド(図示省略)を介し
て各シリンダ(図示省略)に分配される。排気システム
Cについては、排気ガスは、従来と同様に、排気マニホ
ルドに接続された排気管18を通じてディーゼルエンジ
ン11から排出される。
【0011】ここにおいて、注目すべきは、ディーゼル
油のみを燃焼するのに代え、ディーゼル油と天然ガスと
を任意の混合割合で燃焼させるのに適合させ得るよう
に、圧縮天然ガス燃料供給システムがディーゼルエンジ
ン11の外部に装着される点である。すなわち、天然ガ
ス使用に特化させたディーゼルエンジンではなく、圧縮
天然ガス供給源19からの天然ガスとディーゼル油供給
源15からのディーゼル油の組合わせ、即ち混合で動作
され、更には必要に応じてディーゼル油のみでもディー
ゼルエンジン11としての動作が可能となるように、既
存のディーゼルエンジンに以下のような各要素を備えた
システムを装備する。
油のみを燃焼するのに代え、ディーゼル油と天然ガスと
を任意の混合割合で燃焼させるのに適合させ得るよう
に、圧縮天然ガス燃料供給システムがディーゼルエンジ
ン11の外部に装着される点である。すなわち、天然ガ
ス使用に特化させたディーゼルエンジンではなく、圧縮
天然ガス供給源19からの天然ガスとディーゼル油供給
源15からのディーゼル油の組合わせ、即ち混合で動作
され、更には必要に応じてディーゼル油のみでもディー
ゼルエンジン11としての動作が可能となるように、既
存のディーゼルエンジンに以下のような各要素を備えた
システムを装備する。
【0012】このシステムに備える各要素について説明
する、まず、空気・天然ガス燃料混合装置Dを備える
が、この混合装置Dは、従来のディーゼルエンジン用の
空気フィルタ5に入る空気が、空気吸入用導管20を介
して導かれるようにしてある。この混合装置Dとして
は、例えば、米国特許第4、872、440号に記載さ
れたものを採用する。これは、天然ガスがディーゼルエ
ンジン11内に入る前に空気と混合され、燃焼目的に適
した空気/燃料割合にさせる混合装置である。天然ガス
と空気の混合体は、吸気マニホルドに備えた空気吸入用
導管21を通じてディーゼルエンジン11内に、在来の
吸気バルブ開口列を介して各個別のシリンダ内に導入さ
れる。ディーゼルエンジン11がターボチャージャー式
か通常の吸引式かにかかわらず、ターボチャージャー吸
入口または在来のディーゼルエンジン11における吸気
マニホルド口の上流側であって、空気フィルタ5の下流
側にこの混合装置Dが常に位置決めされる。
する、まず、空気・天然ガス燃料混合装置Dを備える
が、この混合装置Dは、従来のディーゼルエンジン用の
空気フィルタ5に入る空気が、空気吸入用導管20を介
して導かれるようにしてある。この混合装置Dとして
は、例えば、米国特許第4、872、440号に記載さ
れたものを採用する。これは、天然ガスがディーゼルエ
ンジン11内に入る前に空気と混合され、燃焼目的に適
した空気/燃料割合にさせる混合装置である。天然ガス
と空気の混合体は、吸気マニホルドに備えた空気吸入用
導管21を通じてディーゼルエンジン11内に、在来の
吸気バルブ開口列を介して各個別のシリンダ内に導入さ
れる。ディーゼルエンジン11がターボチャージャー式
か通常の吸引式かにかかわらず、ターボチャージャー吸
入口または在来のディーゼルエンジン11における吸気
マニホルド口の上流側であって、空気フィルタ5の下流
側にこの混合装置Dが常に位置決めされる。
【0013】そして、圧縮天然ガス供給源19を備える
が、これは天然ガスが通常、単位平方インチ当たり30
00〜3600ポンド(約209Kg/cm2 〜251Kg/
cm2)の圧力で圧縮状態にガスボンベに保管されてお
り、そのガスボンベに対してはガス燃料導入路22がこ
の上流側を接続されている。また圧力センサEを備える
が、この圧力センサEは制御ボックスF内の制御装置2
3と接続され、ガスボンベ内圧力を検出するとともに、
その圧力が適切なレベル、すなわち通常は単位平方イン
チ当たり約85ポンド(約5.9Kg/cm2 )を超える値を
維持している限り、ディーゼルエンジン11に対する天
然ガスの流れを維持できるようになしてある。圧力セン
サEからの情報は、制御装置23に送られて設定値と比
較される。天然ガスの圧力が、その設定値である約5.9
Kg/cm2 を超えている限り、制御装置23は空気・天然
ガス燃料混合装置Dに向けた天然ガスの流れを許し、天
然ガスがディーゼルエンジン11に流入する空気と混合
されるようにしている。
が、これは天然ガスが通常、単位平方インチ当たり30
00〜3600ポンド(約209Kg/cm2 〜251Kg/
cm2)の圧力で圧縮状態にガスボンベに保管されてお
り、そのガスボンベに対してはガス燃料導入路22がこ
の上流側を接続されている。また圧力センサEを備える
が、この圧力センサEは制御ボックスF内の制御装置2
3と接続され、ガスボンベ内圧力を検出するとともに、
その圧力が適切なレベル、すなわち通常は単位平方イン
チ当たり約85ポンド(約5.9Kg/cm2 )を超える値を
維持している限り、ディーゼルエンジン11に対する天
然ガスの流れを維持できるようになしてある。圧力セン
サEからの情報は、制御装置23に送られて設定値と比
較される。天然ガスの圧力が、その設定値である約5.9
Kg/cm2 を超えている限り、制御装置23は空気・天然
ガス燃料混合装置Dに向けた天然ガスの流れを許し、天
然ガスがディーゼルエンジン11に流入する空気と混合
されるようにしている。
【0014】更に、ガスボンベからの圧力を上記した約
5.9Kg/cm2 に減圧させる働きをするための高圧レギュ
レータGを備える。この高圧レギュレータGで減圧され
た天然ガス流は、ソレノイド駆動弁Hを通過する。シス
テムの動作中、ソレノイド駆動弁Hはオープンすなわち
制御装置23からの信号により「励磁」されており、天
然ガスはガス燃料導入路22を通じ、低圧レギュレータ
I中に導入される。しかし、もし圧力センサEにより検
出される圧力が5.9Kg/cm2 を下回った場合は、制御装
置23がソレノイド駆動弁Hの励磁を解いてその弁Hを
閉止し、圧縮天然ガス供給源19からの流れを断つ。言
い換えると、ディーゼルエンジン11の動作前はソレノ
イド駆動弁Hは常閉であるが、動作中はソレノイド駆動
弁Hが開く。これにより、制御装置23が天然ガスの流
れを維持、すなわちソレノイド駆動弁Hを開き位置に維
持する限り、天然ガスの流れを可能にする。しかしなが
ら、もし圧力が約5.9Kg/cm2 の値を下回ったことを圧
力センサEが制御装置23に示すと、ソレノイド駆動弁
Hは閉じて圧縮天然ガス供給源19からのそれ以上の流
れを制限する。
5.9Kg/cm2 に減圧させる働きをするための高圧レギュ
レータGを備える。この高圧レギュレータGで減圧され
た天然ガス流は、ソレノイド駆動弁Hを通過する。シス
テムの動作中、ソレノイド駆動弁Hはオープンすなわち
制御装置23からの信号により「励磁」されており、天
然ガスはガス燃料導入路22を通じ、低圧レギュレータ
I中に導入される。しかし、もし圧力センサEにより検
出される圧力が5.9Kg/cm2 を下回った場合は、制御装
置23がソレノイド駆動弁Hの励磁を解いてその弁Hを
閉止し、圧縮天然ガス供給源19からの流れを断つ。言
い換えると、ディーゼルエンジン11の動作前はソレノ
イド駆動弁Hは常閉であるが、動作中はソレノイド駆動
弁Hが開く。これにより、制御装置23が天然ガスの流
れを維持、すなわちソレノイド駆動弁Hを開き位置に維
持する限り、天然ガスの流れを可能にする。しかしなが
ら、もし圧力が約5.9Kg/cm2 の値を下回ったことを圧
力センサEが制御装置23に示すと、ソレノイド駆動弁
Hは閉じて圧縮天然ガス供給源19からのそれ以上の流
れを制限する。
【0015】上記制御ボックスFに備えている制御装置
23は、マイクロプロセッサその他の既存の制御手段を
使用して、プログラムあるいは所定の回路構成により上
記の制御動作を可能とするものである。すなわち、圧力
センサEから出力される検出値と設定値とを比較し、両
者の大小関係に対応させて、ソレノイド駆動弁Hに対し
制御信号を出力する。
23は、マイクロプロセッサその他の既存の制御手段を
使用して、プログラムあるいは所定の回路構成により上
記の制御動作を可能とするものである。すなわち、圧力
センサEから出力される検出値と設定値とを比較し、両
者の大小関係に対応させて、ソレノイド駆動弁Hに対し
制御信号を出力する。
【0016】圧縮天然ガスは、ソレノイド駆動弁Hを通
過したのち低圧レギュレータIを流れる。この低圧レギ
ュレータIは、流入する圧縮天然ガスの圧力を常圧また
はそれ以下に下げる。その低圧レギュレータIの下流側
では、流れはもはや圧縮された天然ガスではなく、むし
ろ天然ガスそのものであることが好ましい。
過したのち低圧レギュレータIを流れる。この低圧レギ
ュレータIは、流入する圧縮天然ガスの圧力を常圧また
はそれ以下に下げる。その低圧レギュレータIの下流側
では、流れはもはや圧縮された天然ガスではなく、むし
ろ天然ガスそのものであることが好ましい。
【0017】更に、流れ制御弁Jを備える。これは、空
気・天然ガス燃料混合装置Dに流れる天然ガスの量を、
このシステムが適用された個々のディーゼルエンジンに
おいて必要とする値に調整可能とするものである。この
ように、ほぼ大気圧かややそれを下回る値にまでその圧
力を段階的に低下させた、圧縮天然ガス供給源19から
の天然ガスと空気との混合体の流れが、ディーゼルエン
ジン11の空気吸入手段Bに対して供給されることが判
る。天然ガスの流量は、流れ制御弁Jの手動操作によ
り、このシステムが装着された特定のディーゼルエンジ
ンにおける必要量に合うように調整される。更に低圧レ
ギュレータIには、システムが装備された特定のディー
ゼルエンジン11が必要とする流れに調節できるよう
に、高感度の調節装置を備える。
気・天然ガス燃料混合装置Dに流れる天然ガスの量を、
このシステムが適用された個々のディーゼルエンジンに
おいて必要とする値に調整可能とするものである。この
ように、ほぼ大気圧かややそれを下回る値にまでその圧
力を段階的に低下させた、圧縮天然ガス供給源19から
の天然ガスと空気との混合体の流れが、ディーゼルエン
ジン11の空気吸入手段Bに対して供給されることが判
る。天然ガスの流量は、流れ制御弁Jの手動操作によ
り、このシステムが装着された特定のディーゼルエンジ
ンにおける必要量に合うように調整される。更に低圧レ
ギュレータIには、システムが装備された特定のディー
ゼルエンジン11が必要とする流れに調節できるよう
に、高感度の調節装置を備える。
【0018】ディーゼル油は、ディーゼル油供給源15
からディーゼルエンジン11に対して供給される。この
ディーゼル油は、この分野ではトランスファーポンプと
して知られるポンプ16により、通常はフィルタ手段を
通じ、従来のインゼクタポンプ24に供給され、そこか
らディーゼル油燃料流入路14を介してディーゼルエン
ジン11の燃料口13に供給される。空気が混合された
天然ガスが吸気マニホルドを通じてディーゼルエンジン
11に供給される間、ディーゼルエンジン11はより少
ないディーゼル油を要求するが、供給された圧縮天然ガ
スが一度消費されてしまうと、ディーゼルエンジン11
は燃焼目的としてディーゼル油にのみ依存するように要
求を出す。
からディーゼルエンジン11に対して供給される。この
ディーゼル油は、この分野ではトランスファーポンプと
して知られるポンプ16により、通常はフィルタ手段を
通じ、従来のインゼクタポンプ24に供給され、そこか
らディーゼル油燃料流入路14を介してディーゼルエン
ジン11の燃料口13に供給される。空気が混合された
天然ガスが吸気マニホルドを通じてディーゼルエンジン
11に供給される間、ディーゼルエンジン11はより少
ないディーゼル油を要求するが、供給された圧縮天然ガ
スが一度消費されてしまうと、ディーゼルエンジン11
は燃焼目的としてディーゼル油にのみ依存するように要
求を出す。
【0019】この動作が起こったときはいつでも、上述
したように圧力センサEは、ソレノイド駆動弁Hを閉止
するように制御装置23に対して信号を送る。制御装置
23はまた、次に述べるようにディーゼル油流量制御弁
Kを制御する。その流量制御弁Kはソレノイドからな
る。図2には、揺れ腕点火注入形式のディーゼルエンジ
ンにおける燃料システムにその流量制御弁Kを備えた例
が示されている。図3は、活性化圧力すなわち「能動的
移送式」のディーゼルエンジン燃料システムに備えたも
のを示す。流量制御弁Kには、それを通る2つの流路を
備えているが、1つはディーゼル油の流れが制限されな
いものであり、もう1つのディーゼル油の流れは、調整
可能な内部ニードル弁集合体の通路により制限され得る
ものである。このように、本発明に従ったディーゼルエ
ンジン11の動作中、ディーゼル油供給源15から供給
されるディーゼル油は、フィルタ手段を含むトランスフ
ァーポンプ16によって、図2に示すように流量制御弁
Kを通じてディーゼルエンジン11内に燃料を供給する
インゼクタポンプ24に送られる。
したように圧力センサEは、ソレノイド駆動弁Hを閉止
するように制御装置23に対して信号を送る。制御装置
23はまた、次に述べるようにディーゼル油流量制御弁
Kを制御する。その流量制御弁Kはソレノイドからな
る。図2には、揺れ腕点火注入形式のディーゼルエンジ
ンにおける燃料システムにその流量制御弁Kを備えた例
が示されている。図3は、活性化圧力すなわち「能動的
移送式」のディーゼルエンジン燃料システムに備えたも
のを示す。流量制御弁Kには、それを通る2つの流路を
備えているが、1つはディーゼル油の流れが制限されな
いものであり、もう1つのディーゼル油の流れは、調整
可能な内部ニードル弁集合体の通路により制限され得る
ものである。このように、本発明に従ったディーゼルエ
ンジン11の動作中、ディーゼル油供給源15から供給
されるディーゼル油は、フィルタ手段を含むトランスフ
ァーポンプ16によって、図2に示すように流量制御弁
Kを通じてディーゼルエンジン11内に燃料を供給する
インゼクタポンプ24に送られる。
【0020】または、それとは異なり、図3に示すごと
くディーゼル油供給源15から供給されるディーゼル油
は、フィルタ手段を含むトランスファーポンプ16によ
り先ず流量制御弁Kに送られ、インゼクタポンプ24に
流入してディーゼルエンジン11に供給される。この図
3に示す能動的移送システムには通常、インゼクタポン
プ24からディーゼル油供給源15に向けてディーゼル
油帰還路25を備え、通常の動作状態においては、使用
されなかったディーゼル油がディーゼル油供給源15に
戻ることを可能にしている。しかしながら、この発明に
従ったディーゼルエンジン11の動作には、ディーゼル
油帰還路25中に一方向チェック弁27を介装し、燃料
がディーゼル油供給源15からインゼクタポンプ24側
に流れるのを阻止する必要がある。この一方向チェック
弁27は、ディーゼル油供給源15からインゼクタポン
プ24に対してディーゼル油が流れるのを阻止するが、
インゼクタポンプ24からディーゼル油供給源15側へ
のディーゼル油の正常な流れを可能とすることが重要で
ある。上述したごとく、流量制御弁Kは、ディーゼルエ
ンジン11中で燃焼されるディーゼル油の量を制限する
調整を行い、従って天然ガスとカロリー的にほぼ等価な
量がディーゼルエンジン11中に導入されてそこで燃焼
されるのを可能にしている。
くディーゼル油供給源15から供給されるディーゼル油
は、フィルタ手段を含むトランスファーポンプ16によ
り先ず流量制御弁Kに送られ、インゼクタポンプ24に
流入してディーゼルエンジン11に供給される。この図
3に示す能動的移送システムには通常、インゼクタポン
プ24からディーゼル油供給源15に向けてディーゼル
油帰還路25を備え、通常の動作状態においては、使用
されなかったディーゼル油がディーゼル油供給源15に
戻ることを可能にしている。しかしながら、この発明に
従ったディーゼルエンジン11の動作には、ディーゼル
油帰還路25中に一方向チェック弁27を介装し、燃料
がディーゼル油供給源15からインゼクタポンプ24側
に流れるのを阻止する必要がある。この一方向チェック
弁27は、ディーゼル油供給源15からインゼクタポン
プ24に対してディーゼル油が流れるのを阻止するが、
インゼクタポンプ24からディーゼル油供給源15側へ
のディーゼル油の正常な流れを可能とすることが重要で
ある。上述したごとく、流量制御弁Kは、ディーゼルエ
ンジン11中で燃焼されるディーゼル油の量を制限する
調整を行い、従って天然ガスとカロリー的にほぼ等価な
量がディーゼルエンジン11中に導入されてそこで燃焼
されるのを可能にしている。
【0021】次に制御ボックスFに関しては、圧縮天然
ガス供給源19から送られる圧縮天然ガスの圧力が設定
値である約5.9Kg/cm2 を上回っている限り、流量制御
弁Kは、制限された量のディーゼル油が燃料流入路14
を通ってディーゼルエンジン11中に流入できるように
している。しかしながら、もし圧縮天然ガスの圧力が5.
9Kg/cm2 を下回ったことが圧力センサEにより検知さ
れると、制御装置23は流量制御弁K内のソレノイド弁
を働かせてディーゼルエンジン11に供給されるディー
ゼル油の制限を解くと同時に、ソレノイド駆動弁Hはデ
ィーゼルエンジン11に対して天然ガスがそれ以上流れ
ないように制限することにより、ディーゼルエンジン1
1の動作がディーゼル油/天然ガスからディーゼル油単
独の動作へと効果的に切り換わる。
ガス供給源19から送られる圧縮天然ガスの圧力が設定
値である約5.9Kg/cm2 を上回っている限り、流量制御
弁Kは、制限された量のディーゼル油が燃料流入路14
を通ってディーゼルエンジン11中に流入できるように
している。しかしながら、もし圧縮天然ガスの圧力が5.
9Kg/cm2 を下回ったことが圧力センサEにより検知さ
れると、制御装置23は流量制御弁K内のソレノイド弁
を働かせてディーゼルエンジン11に供給されるディー
ゼル油の制限を解くと同時に、ソレノイド駆動弁Hはデ
ィーゼルエンジン11に対して天然ガスがそれ以上流れ
ないように制限することにより、ディーゼルエンジン1
1の動作がディーゼル油/天然ガスからディーゼル油単
独の動作へと効果的に切り換わる。
【0022】更に、図2に示すように手動制御スイッチ
29を制御装置23に備え、運転者が100%ディーゼ
ル油かディーゼル油と天然ガスの混合したものを使用す
るかの選択が手動で操作できるようにする。すなわち、
この手動制御スイッチ29を運転者がオンすると、圧力
センサEから送られる検知値がいかなる値かにかかわら
ず、制御装置23は、ソレノイド駆動弁Hに対して強制
的に閉じる方向の制御信号を送ると同時に、ディーゼル
油流量制御弁Kに対してはディーゼル油供給の制限を無
くする方向の制御信号を送るのである。
29を制御装置23に備え、運転者が100%ディーゼ
ル油かディーゼル油と天然ガスの混合したものを使用す
るかの選択が手動で操作できるようにする。すなわち、
この手動制御スイッチ29を運転者がオンすると、圧力
センサEから送られる検知値がいかなる値かにかかわら
ず、制御装置23は、ソレノイド駆動弁Hに対して強制
的に閉じる方向の制御信号を送ると同時に、ディーゼル
油流量制御弁Kに対してはディーゼル油供給の制限を無
くする方向の制御信号を送るのである。
【0023】このシステムによる環境への貢献を最大限
にするため、本発明の排ガス放出特性をさらに向上させ
るのに役立つ或る種の要素がシステム中には含まれる。
その要素とは、図2に示すように、排気管18中に直列
的に介装された触媒コンバータLである。この触媒コン
バータLは、ディーゼル・天然ガスによる排出物質に対
して触媒作用を及ぼすよう特別に設計している。以下
に、その触媒を例示する。 触媒の成分: SiO2 49.7%〜51.4% Al2 O3 35.4%〜36.9% MgO 13.5%〜14.6% TiO 1.0%以下 Fe2 O3 1.0%以下 Na2 +K2 O 0.5%以下 CaO 0.8%以下 これらの酸化物系触媒に、プラチナおよびロジウムの貴
金属系触媒を配合したものである。
にするため、本発明の排ガス放出特性をさらに向上させ
るのに役立つ或る種の要素がシステム中には含まれる。
その要素とは、図2に示すように、排気管18中に直列
的に介装された触媒コンバータLである。この触媒コン
バータLは、ディーゼル・天然ガスによる排出物質に対
して触媒作用を及ぼすよう特別に設計している。以下
に、その触媒を例示する。 触媒の成分: SiO2 49.7%〜51.4% Al2 O3 35.4%〜36.9% MgO 13.5%〜14.6% TiO 1.0%以下 Fe2 O3 1.0%以下 Na2 +K2 O 0.5%以下 CaO 0.8%以下 これらの酸化物系触媒に、プラチナおよびロジウムの貴
金属系触媒を配合したものである。
【0024】更に、排気ガス再循環装置を備える。これ
は一般にEGR(exhaustgas recirc
ulation)弁として知られる排気ガス再循環弁M
を排気管18に接続し、排気ガスが可変の割合で、取付
け導管30を通じて空気吸入用導管21中に再循環でき
るようにする。その再循環される排気ガスは、それから
空気吸入マニホルドを介して各シリンダに分配されたの
ち再燃焼されることより排出物質を減少させる。
は一般にEGR(exhaustgas recirc
ulation)弁として知られる排気ガス再循環弁M
を排気管18に接続し、排気ガスが可変の割合で、取付
け導管30を通じて空気吸入用導管21中に再循環でき
るようにする。その再循環される排気ガスは、それから
空気吸入マニホルドを介して各シリンダに分配されたの
ち再燃焼されることより排出物質を減少させる。
【0025】少なくとも、上述した各要素は、基本的な
ディーゼルエンジンであれば構造的な変更を加えること
無しに装着できるものであるから、希望に応じて使用し
ても使用しなくてもいいように単なる選択可能なものと
して構成している。実際、もし望むなら、ディーゼルエ
ンジン11がそれによって干渉を受けないように取り除
くことができる。したがって、通常のディーゼルエンジ
ンにおける基本的な工場による保証は有効的に維持さ
れ、無効とはならない。
ディーゼルエンジンであれば構造的な変更を加えること
無しに装着できるものであるから、希望に応じて使用し
ても使用しなくてもいいように単なる選択可能なものと
して構成している。実際、もし望むなら、ディーゼルエ
ンジン11がそれによって干渉を受けないように取り除
くことができる。したがって、通常のディーゼルエンジ
ンにおける基本的な工場による保証は有効的に維持さ
れ、無効とはならない。
【0026】図4は既存のディーゼルエンジンをディー
ゼル油100%で運転した従来品と、それと同じディー
ゼルエンジンに上述した全ての要素を備えて天然ガス・
ディーゼル油の混合燃料で運転した本発明品との排出ガ
ス(NO、CO)の測定結果(6モード法による)を示
す。この図表から判るように本発明品ではNO、CO共
に著しく減少し、特にCOの減少は著しい。この図表に
は明らかにされていないが、そのほかのNOxや黒煙の
排出ガスも減少できるという好結果を得た。
ゼル油100%で運転した従来品と、それと同じディー
ゼルエンジンに上述した全ての要素を備えて天然ガス・
ディーゼル油の混合燃料で運転した本発明品との排出ガ
ス(NO、CO)の測定結果(6モード法による)を示
す。この図表から判るように本発明品ではNO、CO共
に著しく減少し、特にCOの減少は著しい。この図表に
は明らかにされていないが、そのほかのNOxや黒煙の
排出ガスも減少できるという好結果を得た。
【図1】本発明の内容を概念的に示す説明図である。
【図2】全体構成の概略図である。
【図3】他の実施例を示すディーゼルエンジンのディー
ゼル油燃料システムの概略図である。
ゼル油燃料システムの概略図である。
【図4】従来品(ディーゼル油100%)と本発明品
(天然ガス・ディーゼル油)との排出ガスの測定結果を
示す図表である。
(天然ガス・ディーゼル油)との排出ガスの測定結果を
示す図表である。
A ディーゼル油供給システム B 空気吸入手段 C 排気システム D 空気・天然ガス燃料混合装置 E 圧力センサ G 高圧レギュレータ H ソレノイド駆動弁 I 低圧レギュレータ J 流れ制御弁 K ディーゼル油流量制御弁 L 触媒コンバータ M 排気ガス再循環弁 11 ディーゼルエンジン 19 圧縮天然ガス供給源 22 ガス燃料導入路 23 制御手段 29 手動制御スイッチ
Claims (4)
- 【請求項1】シリンダを含み、該シリンダに空気を供給
するための空気吸入手段Bと、該シリンダに対しディー
ゼル油を供給するディーゼル油供給システムA、および
シリンダから燃焼ガスを大気中へ排出させるための排気
システム手段Cを備えたディーゼルエンジン11のため
の、圧縮天然ガス燃料供給システムであって、 圧縮天然ガスの供給源19と、 空気吸入手段Bに含まれる空気・天然ガス燃料混合装置
Dと、 圧縮天然ガスの供給源19と連通する上流端と、空気・
天然ガス燃料混合装置Dと連通する下流端とを備えたガ
ス燃料導入路22と、 ガス燃料導入路22の下流端にあって、ガス燃料導入路
22中におけるガス圧を大気圧付近にまで下げるように
働く、ガス燃料導入路22途上に設けた圧力調整手段
と、 ディーゼル油供給システムA中にあり、ディーゼル油の
エンジン11に対する流れを選択的に制限するために働
くディーゼル油流量制御弁K、および上記圧力調整手段
と関連づけた上流側の圧力センサEと、 排気ガスを上記空気吸入手段Bを通じて再循環させてエ
ンジン11内で再燃焼させる排気ガス再循環装置と、 排気システム手段C中に備えた触媒コンバータLを通じ
て上記燃焼ガスを排出させる手段とを備えており、 上記圧力調整手段は、上記圧縮天然ガス供給源19の圧
力が或る設定レベルを下回るとガス燃料導入路22を閉
じ、その圧力がその設定レベルを上回るとガス燃料導入
路22を開くソレノイド駆動弁Hと、 該ソレノイド駆動弁Hがガス燃料導入路22を閉じると
制限されないディーゼル油がエンジンに流れるのを可能
にし、ソレノイド駆動弁Hが開くと可変状態で制限され
たディーゼル油の流れを許すように上記ディーゼル油流
量制御弁Kを動作させるための制御手段23とを有して
いる、ディーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給シ
ステム。 - 【請求項2】エンジン11に対する天然ガスの量および
流れを調節するための、空気・天然ガス燃料混合装置D
の近傍に備えた流れ制御弁Jを含む、請求項1記載のデ
ィーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム。 - 【請求項3】圧力調整手段は、流れ制御弁Jを有する低
圧レギュレータIを含む、請求項1記載のディーゼルエ
ンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム。 - 【請求項4】圧力調整手段には更に、手動操作と連動し
てソレノイド駆動弁Hを強制的に閉止可能とする手動制
御スイッチ29を備える、請求項1記載のディーゼルエ
ンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7108166A JPH08284704A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | ディーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7108166A JPH08284704A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | ディーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08284704A true JPH08284704A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14477658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7108166A Pending JPH08284704A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | ディーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08284704A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6704640B2 (en) | 2001-06-15 | 2004-03-09 | Fujitsu Ten Limited | Engine control device |
US7000596B2 (en) | 2003-10-03 | 2006-02-21 | Cummins Westport Inc. | Method and apparatus for controlling an internal combustion engine using combustion chamber pressure sensing |
WO2009037476A1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | T.Baden Hardstaff Ltd | Dual fuel engine control unit |
WO2012115941A3 (en) * | 2011-02-22 | 2012-11-01 | Caterpillar Inc. | Variable gas substitution for dual fuel engine and method |
WO2012157041A1 (ja) | 2011-05-13 | 2012-11-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置及び方法 |
KR101453538B1 (ko) * | 2013-03-21 | 2014-10-27 | 두산중공업 주식회사 | 터빈용 연료공급장치 및 그의 제어방법 |
KR20150144022A (ko) * | 2014-06-16 | 2015-12-24 | 현대중공업 주식회사 | 이중 연료 및 전기구동 엔진용 연료오일 공급장치 |
CN105298656A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-02-03 | 新兴能源装备股份有限公司 | 柴油天然气双燃料电控喷射装置 |
CN105464847A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-06 | 吉林大学 | 一种适用于双燃料发动机的egr*** |
CN115142992A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-10-04 | 上海中船三井造船柴油机有限公司 | 船用低速柴油机的燃气压力调节装置 |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP7108166A patent/JPH08284704A/ja active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN1293295C (zh) * | 2001-06-15 | 2007-01-03 | 富士通天株式会社 | 发动机控制装置 |
US7000596B2 (en) | 2003-10-03 | 2006-02-21 | Cummins Westport Inc. | Method and apparatus for controlling an internal combustion engine using combustion chamber pressure sensing |
US8412439B2 (en) | 2007-09-18 | 2013-04-02 | T.Baden Hardstaff Ltd. | Dual fuel engine control unit |
WO2009037476A1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | T.Baden Hardstaff Ltd | Dual fuel engine control unit |
GB2452909B (en) * | 2007-09-18 | 2012-02-22 | T Baden Hardstaff Ltd | Dual fuel engine control unit |
CN101861456A (zh) * | 2007-09-18 | 2010-10-13 | T·巴登哈德斯塔夫有限公司 | 双燃料发动机控制单元 |
WO2012115941A3 (en) * | 2011-02-22 | 2012-11-01 | Caterpillar Inc. | Variable gas substitution for dual fuel engine and method |
US9422893B2 (en) | 2011-05-13 | 2016-08-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and method for an internal combustion engine |
WO2012157041A1 (ja) | 2011-05-13 | 2012-11-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置及び方法 |
KR101453538B1 (ko) * | 2013-03-21 | 2014-10-27 | 두산중공업 주식회사 | 터빈용 연료공급장치 및 그의 제어방법 |
KR20150144022A (ko) * | 2014-06-16 | 2015-12-24 | 현대중공업 주식회사 | 이중 연료 및 전기구동 엔진용 연료오일 공급장치 |
CN105298656A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-02-03 | 新兴能源装备股份有限公司 | 柴油天然气双燃料电控喷射装置 |
CN105298656B (zh) * | 2015-10-14 | 2018-01-19 | 新兴能源装备股份有限公司 | 柴油天然气双燃料电控喷射装置 |
CN105464847A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-06 | 吉林大学 | 一种适用于双燃料发动机的egr*** |
CN115142992A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-10-04 | 上海中船三井造船柴油机有限公司 | 船用低速柴油机的燃气压力调节装置 |
CN115142992B (zh) * | 2022-07-05 | 2024-02-02 | 上海中船三井造船柴油机有限公司 | 船用低速柴油机的燃气压力调节装置 |
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