JP2000073870A - Regulator equipment for gas engine - Google Patents
Regulator equipment for gas engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエンジンにお
いて燃料ガスの調圧を行うレギュレータ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regulator for regulating the pressure of fuel gas in a gas engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】天然ガスを燃料とするエンジン（例えば
CNG エンジン）では、圧縮された燃料がガスボンベに充
填され、圧縮された燃料をレギュレータによって減圧
（例えば200kgf/cm2から3.5kgf/cm2) してエンジンに供
給している。レギュレータは減圧時に燃料ガスの断熱膨
張作用により温度が低下して凍結する虞があるため、エ
ンジンの冷却水（温水）をレギュレータに循環させて温
度の低下を防止している。2. Description of the Related Art Engines using natural gas as fuel (for example,
In a CNG engine, compressed gas is charged into a gas cylinder, and the compressed fuel is supplied to the engine at a reduced pressure (for example, from 200 kgf / cm 2 to 3.5 kgf / cm 2 ) by a regulator. Since the temperature of the regulator may decrease due to the adiabatic expansion action of the fuel gas when the pressure is reduced, cooling water (warm water) of the engine is circulated through the regulator to prevent the temperature from decreasing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ガスボンベ内の燃料残
量が多くレギュレータの前後のガスの圧力の差が大きい
場合、断熱膨張の影響も大きくなり、レギュレータの温
度低下が大きくなる。このため、エンジンの冷却水（温
水）をレギュレータに循環させた際の加熱効果は有効と
なる。When the amount of fuel remaining in the gas cylinder is large and the pressure difference between the gas before and after the regulator is large, the effect of adiabatic expansion increases, and the temperature drop of the regulator increases. Therefore, the heating effect when the cooling water (hot water) of the engine is circulated through the regulator is effective.
【０００４】しかし、ガスボンベ内の燃料残量が少なく
レギュレータの前後のガスの圧力の差が小さい場合、断
熱膨張の影響はほとんどなく、レギュレータの温度はあ
まり低下せず、エンジンの冷却水（温水）をレギュレー
タに循環させると、逆に温水により燃料ガスの温度が上
昇してしまう。このため、燃料ガスの質量流量が減少
し、必要な燃料量をエンジンに供給できずエンジンの性
能が保てなくなる虞があった。However, when the remaining amount of fuel in the gas cylinder is small and the difference between the pressures of the gas before and after the regulator is small, there is almost no influence of adiabatic expansion, the temperature of the regulator does not decrease so much, and the cooling water (hot water) of the engine is reduced. Is circulated through the regulator, on the contrary, the temperature of the fuel gas rises due to the hot water. For this reason, the mass flow rate of the fuel gas is reduced, and a required amount of fuel cannot be supplied to the engine, so that the performance of the engine may not be maintained.
【０００５】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、レギュレータの前後のガスの圧力の差に拘らず、即
ち、ガスボンベ内の燃料残量に拘らず減圧後のガス温度
を所定温度状態に維持することができるガスエンジンの
レギュレータ装置を提供することを目的とする。[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances, and regardless of the gas pressure difference before and after the regulator, that is, regardless of the remaining amount of fuel in the gas cylinder, the gas temperature after pressure reduction is kept at a predetermined temperature state. It is an object to provide a gas engine regulator device that can be maintained.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、エンジンを循環した冷却水を水通路
に流通させるガスエンジンのレギュレータ装置におい
て、ガスボンベ側のガス圧の低下に対応して水通路の冷
却水の流量を減少させる弁装置を水通路に配置し、減圧
によるガスの断熱膨張の影響が小さくなった場合にはエ
ンジンを循環した冷却水のレギュレータへの供給を制限
し、レギュレータが必要以上に高温にならないようにす
る。According to the present invention, there is provided a gas engine regulator for flowing cooling water circulated through an engine through a water passage, in response to a decrease in gas pressure on a gas cylinder side. A valve device for reducing the flow rate of cooling water in the water passage is provided in the water passage, and when the effect of adiabatic expansion of gas due to pressure reduction is reduced, supply of cooling water to the regulator circulating through the engine is restricted. Make sure the regulator does not get hotter than necessary.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に
係るレギュレータ装置を備えたガスエンジンの全体構成
を示してある。FIG. 1 shows the overall configuration of a gas engine provided with a regulator device according to an embodiment of the present invention.
【０００８】ガスエンジン１には燃焼室につながる吸気
管２が設けられ、吸気管２にはスロットルバルブ３及び
サブスロットルバルブ４が設けられている。一方、ガス
エンジン１には燃焼室につながる排気管６が設けられ、
排気管６にはA/F センサ７が設けられている。A/F セン
サ７の検出信号はＥＣＵ２１に送られ、ＥＣＵ２１から
はスロットルバルブ３及びサブスロットルバルブ４に作
動指令が送られる。The gas engine 1 is provided with an intake pipe 2 connected to a combustion chamber, and the intake pipe 2 is provided with a throttle valve 3 and a sub-throttle valve 4. On the other hand, the gas engine 1 is provided with an exhaust pipe 6 connected to the combustion chamber,
The exhaust pipe 6 is provided with an A / F sensor 7. The detection signal of the A / F sensor 7 is sent to the ECU 21, which sends an operation command to the throttle valve 3 and the sub-throttle valve 4.
【０００９】ガスエンジン１の燃料となる天然ガス（燃
料ガス）が圧縮して充填されるガスボンベ８は主止バル
ブ９を介してガス通路２２によってレギュレータ１０に
連通し、主止バルブ９が開かれると高圧の燃料ガス（例
えば200kgf/cm2）がレギュレータ１０に送られる。尚、
主止バルブ９は図示しないキースイッチのオン・オフ等
によって開閉されるようになっている。レギュレータ１
０はガスバルブ１１を介してガス通路２３によって吸気
管２につながり、レギュレータ１０では高圧の燃料ガス
が減圧される（例えば3.5kgf/cm2) 。レギュレータ１０
で減圧された燃料ガスは、ガスバルブ１１を介して流量
が制御されて吸気管２に送られる。ガスバルブ１１はA/
F センサ７の出力状況に応じてＥＣＵ２１の指令に基づ
いて作動する。A gas cylinder 8 compressed and filled with natural gas (fuel gas) serving as fuel for the gas engine 1 communicates with a regulator 10 through a gas passage 22 through a main stop valve 9, and the main stop valve 9 is opened. And a high-pressure fuel gas (for example, 200 kgf / cm 2 ) is sent to the regulator 10. still,
The main stop valve 9 is opened and closed by turning on / off a key switch (not shown). Regulator 1
Numeral 0 is connected to the intake pipe 2 by the gas passage 23 via the gas valve 11, and the regulator 10 reduces the pressure of the high-pressure fuel gas (for example, 3.5 kgf / cm 2 ). Regulator 10
The fuel gas reduced in pressure is sent to the intake pipe 2 at a controlled flow rate through the gas valve 11. Gas valve 11 is A /
It operates based on a command from the ECU 21 according to the output state of the F sensor 7.
【００１０】レギュレータ１０にはガスエンジン１の冷
却水（温水）が導入される入側の水通路１２が連通し、
レギュレータ１０を流通した冷却水は出側の水通路１３
によってガスエンジン１に循環される。入側の水通路１
２には冷却水の流量を制御する弁装置としての冷却水流
量制御バルブ１４が設けられ、冷却水流量制御バルブ１
４はＥＣＵ２１の指令によって作動制御される。An inlet-side water passage 12 through which cooling water (warm water) for the gas engine 1 is introduced communicates with the regulator 10.
The cooling water flowing through the regulator 10 is supplied to the outlet water passage 13.
Circulates through the gas engine 1. Inlet water passage 1
2 is provided with a cooling water flow control valve 14 as a valve device for controlling the flow of cooling water.
4 is controlled in operation by a command from the ECU 21.
【００１１】主止バルブ９とレギュレータ１０の間にお
けるガス通路２２には燃料ガスの圧力を検出する圧力セ
ンサ２４が設けられ、圧力センサ２４の検出信号はＥＣ
Ｕ２１に送られる。圧力センサ２４により燃料ガスの圧
力低下（残燃料減少）が検出されると、冷却水流量制御
バルブ１４の作動により水通路１２の冷却水（温水）の
流量が減少（流量０を含む）される。一例としての圧力
センサ２４の検出圧力と冷却水流量制御バルブ１４の制
御による冷却水（温水）流量の状況を図２に示す。In the gas passage 22 between the main stop valve 9 and the regulator 10, a pressure sensor 24 for detecting the pressure of the fuel gas is provided.
It is sent to U21. When the pressure sensor 24 detects a decrease in the pressure of the fuel gas (remaining fuel decrease), the flow rate of the cooling water (hot water) in the water passage 12 is reduced (including the flow rate 0) by operating the cooling water flow rate control valve 14. . FIG. 2 shows the state of the detected pressure of the pressure sensor 24 and the flow rate of the cooling water (hot water) under the control of the cooling water flow rate control valve 14 as an example.
【００１２】上記構成のガスエンジン１では、図示しな
いキースイッチをオンにすると、主止バルブ９が開いて
ガスボンベ８から高圧の燃料ガスがレギュレータ１０に
送られ、レギュレータ１０で高圧の燃料ガスが減圧され
て減圧された燃料ガスはガスバルブ１１を介して吸気管
２に送られる。吸気管２に送られた燃料ガスはスロット
ルバルブ３（サブスロットルバルブ４）の動作により空
気と混合されて燃焼室に送られる。In the gas engine 1 having the above configuration, when a key switch (not shown) is turned on, the main stop valve 9 is opened and high-pressure fuel gas is sent from the gas cylinder 8 to the regulator 10, and the high-pressure fuel gas is reduced by the regulator 10. The fuel gas thus decompressed is sent to the intake pipe 2 via the gas valve 11. The fuel gas sent to the intake pipe 2 is mixed with air by the operation of the throttle valve 3 (sub-throttle valve 4) and sent to the combustion chamber.
【００１３】ガスボンベ８内に燃料が十分に残っている
場合、ガス通路２２の圧力は高圧状態であり、この場合
は、レギュレータ１０の前後の燃料ガスの圧力の差が大
きく断熱膨張の影響が大きいため、減圧時のレギュレー
タ１０の温度低下（燃料ガス温度低下）が大きくなる。
このため、圧力センサ２４によりガス通路２２の圧力が
所定値以上であることが検出されると、ＥＣＵ２１の指
令によって冷却水流量制御バルブ１４が流量最大側に開
いてエンジンの冷却水（温水）をレギュレータ１０に循
環させる。これにより、レギュレータ１０が加熱されて
燃料ガスが温められ、燃料ガスの質量流量が最適な状態
に保たれる。When a sufficient amount of fuel remains in the gas cylinder 8, the pressure in the gas passage 22 is in a high pressure state. In this case, the pressure difference between the fuel gas before and after the regulator 10 is large and the effect of adiabatic expansion is large. Therefore, the temperature drop of the regulator 10 during fuel pressure reduction (fuel gas temperature drop) increases.
Therefore, when the pressure sensor 24 detects that the pressure of the gas passage 22 is equal to or higher than a predetermined value, the cooling water flow control valve 14 opens to the maximum flow side according to a command from the ECU 21 to supply the cooling water (hot water) of the engine. Circulate through regulator 10. As a result, the regulator 10 is heated to warm the fuel gas, and the mass flow rate of the fuel gas is maintained in an optimum state.
【００１４】また、ガスボンベ８内の燃料が少なくなる
に従って、ガス通路２２の圧力は低圧となり、燃料の減
少に伴いレギュレータ１０の前後のガスの圧力の差が漸
減して断熱膨張の影響が徐々に小さくなる。この時、Ｅ
ＣＵ２１の指令によって冷却水流量制御バルブ１４が圧
力センサ２４の出力に応じて開度制御（流量減少方向）
される。また、圧力が所定値を下回った場合等にはエン
ジンの冷却水（温水）のレギュレータ１０への循環を完
全に止めてもよい。これにより、必要以上に燃料ガスの
温度が上昇することが防止され、燃料ガスの質量流量が
減少することがなく、必要な燃料量をエンジンに供給す
ることができる。Further, as the amount of fuel in the gas cylinder 8 decreases, the pressure in the gas passage 22 decreases, and as the fuel decreases, the difference between the pressures of the gas before and after the regulator 10 gradually decreases, and the influence of adiabatic expansion gradually increases. Become smaller. At this time,
The opening degree of the cooling water flow control valve 14 is controlled in accordance with the output of the pressure sensor 24 (in the flow decreasing direction) according to a command from the CU 21
Is done. Further, when the pressure falls below a predetermined value or the like, the circulation of the cooling water (hot water) of the engine to the regulator 10 may be completely stopped. Thereby, the temperature of the fuel gas is prevented from rising more than necessary, and the required amount of fuel can be supplied to the engine without reducing the mass flow rate of the fuel gas.
【００１５】また、ガスボンベ８の残圧により冷却水の
流量を制御することで、運転可能な燃料ガスの圧力（燃
料残量）を更に低くすることが可能になる。Further, by controlling the flow rate of the cooling water based on the residual pressure of the gas cylinder 8, the operable fuel gas pressure (remaining fuel amount) can be further reduced.
【００１６】上述したガスエンジン１のレギュレータ装
置では、ガスボンベ８側の燃料ガスの圧力の低下時に水
通路１２の冷却水の流量を減少させる冷却水流量制御バ
ルブ１４を設けたので、レギュレータ１０の前後の差圧
が大きい時（残圧大）には、断熱膨張による温度低下を
防止することで、レギュレータ１０の凍結を回避するこ
とができると共に、レギュレータ１０の前後の差圧が小
さくなった時（残圧小）には、冷却水の流量を減少させ
て燃料ガスの過剰な温度上昇を抑制することによりガス
燃料の質量流量の低下を防止することができ、安定した
燃焼が得られる。In the regulator device of the gas engine 1 described above, the cooling water flow control valve 14 for reducing the flow rate of the cooling water in the water passage 12 when the pressure of the fuel gas on the gas cylinder 8 decreases is provided. When the pressure difference is large (the residual pressure is large), freezing of the regulator 10 can be avoided by preventing the temperature drop due to adiabatic expansion, and when the pressure difference before and after the regulator 10 becomes small ( When the residual pressure is small, the flow rate of the cooling water is reduced to suppress an excessive rise in the temperature of the fuel gas, whereby a decrease in the mass flow rate of the gas fuel can be prevented, and stable combustion can be obtained.
【００１７】図３に基づいて弁装置の他の実施形態例を
説明する。図３には弁装置の他の実施形態例を表すレギ
ュレータ装置の要部状況を示してある。尚、図１に示し
た部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は
省略してある。Referring to FIG. 3, another embodiment of the valve device will be described. FIG. 3 shows a state of a main part of a regulator device representing another embodiment of the valve device. The same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
【００１８】図に示すように、ガス通路２２には三方弁
３１が設けられ、水通路１２にはメカバルブ３２が設け
られている。室３６にガスボンベ８側の圧力がかかって
いない状態では、メカバルブ３２はばね３３の付勢力に
よってバルブ３４の通路３５が水通路１２と非連通状態
にあり、室３６にガスボンベ８側の圧力がかかると、ば
ね３３の付勢力に抗してバルブ３４が移動して通路３５
が水通路１２と連通状態になる。メカバルブ３２のバル
ブ３４には三方弁３１からの燃料ガスが直接作用し、所
定圧以上の燃料ガスによってばね３３の付勢力に抗して
バルブ３４を移動させる。As shown in the figure, a three-way valve 31 is provided in the gas passage 22, and a mechanical valve 32 is provided in the water passage 12. When the pressure on the gas cylinder 8 side is not applied to the chamber 36, the passage 35 of the valve 34 of the mechanical valve 32 is not in communication with the water passage 12 by the urging force of the spring 33, and the pressure on the gas cylinder 8 side is applied to the chamber 36. The valve 34 moves against the urging force of the spring 33 and
Is in communication with the water passage 12. The fuel gas from the three-way valve 31 directly acts on the valve 34 of the mechanical valve 32 and moves the valve 34 against the urging force of the spring 33 by the fuel gas having a predetermined pressure or more.
【００１９】上述した弁装置では、ガス通路２２の圧力
が所定値以上の場合、燃料ガスが直接バルブ３４に作用
してばね３３の付勢力に抗して移動し、通路３５が水通
路１２と連通状態になって冷却水がレギュレータ１０に
送られる。これにより、断熱膨張によるレギュレータ１
０の温度低下を防止することができる。また、ガス通路
２２の圧力が下がった場合、バルブ３４がばね３３の付
勢力によって移動し、通路３５が水通路１２と段々と非
連通状態になって冷却水のレギュレータ１０への循環が
制限される。これにより、燃料ガスの過剰な温度上昇に
よる質量流量の低下を防止することができる。In the above-described valve device, when the pressure in the gas passage 22 is equal to or higher than a predetermined value, the fuel gas directly acts on the valve 34 to move against the urging force of the spring 33, and the passage 35 is connected to the water passage 12. The cooling water is sent to the regulator 10 in the communicating state. Thereby, the regulator 1 by adiabatic expansion
0 temperature drop can be prevented. When the pressure in the gas passage 22 decreases, the valve 34 moves due to the urging force of the spring 33, and the passage 35 is gradually disconnected from the water passage 12, thereby restricting the circulation of the cooling water to the regulator 10. You. Thus, it is possible to prevent a decrease in the mass flow rate due to an excessive temperature rise of the fuel gas.
【００２０】従って、直接燃料ガスにより冷却水（温
水）のレギュレータ１０への供給を制御することができ
るので、極めて簡単な構成でレギュレータ１０（燃料ガ
ス）の温度調整を行うことができる。Therefore, the supply of the cooling water (hot water) to the regulator 10 can be directly controlled by the fuel gas, so that the temperature of the regulator 10 (fuel gas) can be adjusted with an extremely simple configuration.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明のガスエンジンのレギュレータ装
置は、ガスボンベ側のガス圧の低下に対応して水通路の
冷却水の流量を減少させる弁装置を水通路に配置し、レ
ギュレータの温度が低下しない状態になった際にはエン
ジンを循環した冷却水のレギュレータへの供給を制限す
るようにしたので、レギュレータが必要以上に高温にな
ることを防止することができる。この結果、レギュレー
タの前後のガスの圧力の差に拘らず、即ち、ガスボンベ
内の燃料残量に拘らずレギュレータを所定温度状態に維
持することができ、断熱膨張による温度低下を防止する
ことができると共に、燃料ガスの過剰な温度上昇による
質量流量の低下を防止することができる。In the gas engine regulator of the present invention, a valve device for reducing the flow rate of the cooling water in the water passage in response to a decrease in the gas pressure on the gas cylinder side is disposed in the water passage, and the temperature of the regulator is reduced. Since the supply of the cooling water circulating through the engine to the regulator is restricted when the condition is not reached, it is possible to prevent the regulator from becoming unnecessarily hot. As a result, the regulator can be maintained at a predetermined temperature regardless of the difference in gas pressure before and after the regulator, that is, regardless of the remaining amount of fuel in the gas cylinder, and a temperature drop due to adiabatic expansion can be prevented. At the same time, it is possible to prevent a decrease in the mass flow rate due to an excessive temperature rise of the fuel gas.
【００２２】また、質量流量の低下を防止することがで
きるので、燃料ガスの残量が少なくなった場合でもガス
エンジンの出力低下を防止することができ、また、運転
可能な燃料残量の下限を更に下方に下げることが可能と
なる。Further, since a decrease in the mass flow rate can be prevented, a decrease in the output of the gas engine can be prevented even when the remaining amount of the fuel gas becomes small. Can be lowered further.
【図１】本発明の一実施形態例に係るレギュレータ装置
を備えたガスエンジンの全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas engine including a regulator device according to an embodiment of the present invention.
【図２】検出圧力と温水流量との関係を表すグラフ。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a detected pressure and a flow rate of hot water.
【図３】弁装置の他の実施形態例を表すレギュレータ装
置の要部構成図。FIG. 3 is a main part configuration diagram of a regulator device showing another embodiment of the valve device.
１ ガスエンジン ２ 吸気管 ３ スロットルバルブ ８ ガスボンベ １０ レギュレータ １１ ガスバルブ １２ 水通路 １４ 冷却水流量制御バルブ ２１ ＥＣＵ ２２ ガス通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas engine 2 Intake pipe 3 Throttle valve 8 Gas cylinder 10 Regulator 11 Gas valve 12 Water passage 14 Cooling water flow control valve 21 ECU 22 Gas passage
Claims (1)
力を調圧するレギュレータ内に水通路を設け、エンジン
を循環した冷却水を前記水通路に流通させるガスエンジ
ンのレギュレータ装置において、前記ガスボンベ側のガ
ス圧の低下に対応して前記冷却水が流通する前記水通路
の流量を減少させる弁装置を該水通路に配置したことを
特徴とするガスエンジンのレギュレータ装置。1. A regulator for a gas engine, wherein a water passage is provided in a regulator for regulating the pressure of fuel gas supplied from a gas cylinder, and cooling water circulated through an engine flows through the water passage. A regulator device for a gas engine, wherein a valve device for reducing a flow rate of the water passage through which the cooling water flows in response to a decrease in pressure is disposed in the water passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241213A JP2000073870A (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Regulator equipment for gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241213A JP2000073870A (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Regulator equipment for gas engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000073870A true JP2000073870A (en) | 2000-03-07 |
Family
ID=17070891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10241213A Withdrawn JP2000073870A (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Regulator equipment for gas engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000073870A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013536352A (en) * | 2010-08-07 | 2013-09-19 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | Internal combustion engine using liquid and gaseous fuel |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP10241213A patent/JP2000073870A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013536352A (en) * | 2010-08-07 | 2013-09-19 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | Internal combustion engine using liquid and gaseous fuel |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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