JP2002309979A - デュアルフューエル・ディーゼルエンジン - Google Patents
デュアルフューエル・ディーゼルエンジンInfo
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- fuel
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵により発生す
るバイオガスとを燃料とし、簡単な燃料供給制御で、安
定的に高効率運転を可能にするデュアルフューエル・デ
ィーゼルエンジンを提供する。 【解決手段】 主燃料の軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵
より発生するバイオガスとを燃料として運転するディー
ゼルエンジン１において、吸気管８にバイオガスの供給
管９を連結し、空気とバイオガスとの混合気体を前記デ
ィーゼルエンジン１の燃焼室に供給する。さらに好まし
くは、混合気体をインタークーラーを装備しないターボ
チャージャーで過給する。
るバイオガスとを燃料とし、簡単な燃料供給制御で、安
定的に高効率運転を可能にするデュアルフューエル・デ
ィーゼルエンジンを提供する。 【解決手段】 主燃料の軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵
より発生するバイオガスとを燃料として運転するディー
ゼルエンジン１において、吸気管８にバイオガスの供給
管９を連結し、空気とバイオガスとの混合気体を前記デ
ィーゼルエンジン１の燃焼室に供給する。さらに好まし
くは、混合気体をインタークーラーを装備しないターボ
チャージャーで過給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデュアルフューエル
・ディーゼルエンジンに関し、更に詳しくは、軽油と有
機廃棄物の嫌気性発酵により発生するバイオガスとを燃
料として高効率運転が可能なデュアルフューエル・ディ
ーゼルエンジンに関する。
・ディーゼルエンジンに関し、更に詳しくは、軽油と有
機廃棄物の嫌気性発酵により発生するバイオガスとを燃
料として高効率運転が可能なデュアルフューエル・ディ
ーゼルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】家畜糞尿、生ゴミ等の有機廃棄物を嫌気
性発酵させたときに発生するメタンガス等のバイオガス
を有効に利用する方法として、例えば発電機駆動用のデ
ィーゼルエンジンの燃料として、このバイオガスを軽油
と共に使用するようにしたものがある。しかしながら、
有機廃棄物から発生するバイオガスは、メタンガスの濃
度が激しく変化するため、バイオガス中のメタンガスの
濃度をあらかじめ調節したり、バイオガスと軽油の両方
を制御する複雑な制御法を採用しなければ、デュアルフ
ューエル・ディーゼルエンジンを安定運転することがで
きないという問題があった。
性発酵させたときに発生するメタンガス等のバイオガス
を有効に利用する方法として、例えば発電機駆動用のデ
ィーゼルエンジンの燃料として、このバイオガスを軽油
と共に使用するようにしたものがある。しかしながら、
有機廃棄物から発生するバイオガスは、メタンガスの濃
度が激しく変化するため、バイオガス中のメタンガスの
濃度をあらかじめ調節したり、バイオガスと軽油の両方
を制御する複雑な制御法を採用しなければ、デュアルフ
ューエル・ディーゼルエンジンを安定運転することがで
きないという問題があった。
【０００３】また、２種類の燃料を使用するデュアルフ
ューエル・ディーゼルエンジンでは性能の向上のため、
燃料供給系にターボチャージャーを使用する場合が多い
が、ターボチャージャーで過給すると吸気温が非常に高
くなるためインタークーラーを併用して吸気量を増加す
るようにしている。しかし、バイオガス中のメタンガス
は、温度が下がると燃焼効率が低下するため、未燃メタ
ンガスが排気ガス中に大量に残存し、大気中に放出され
るという問題があった。
ューエル・ディーゼルエンジンでは性能の向上のため、
燃料供給系にターボチャージャーを使用する場合が多い
が、ターボチャージャーで過給すると吸気温が非常に高
くなるためインタークーラーを併用して吸気量を増加す
るようにしている。しかし、バイオガス中のメタンガス
は、温度が下がると燃焼効率が低下するため、未燃メタ
ンガスが排気ガス中に大量に残存し、大気中に放出され
るという問題があった。
【０００４】また、デュアルフューエル・ディーゼルエ
ンジンに供給したバイオガスは完全燃焼が困難であるた
め、一部未燃焼のガスが排気ガス中に残存し、これがそ
のまま大気に放出されるという問題もあった。
ンジンに供給したバイオガスは完全燃焼が困難であるた
め、一部未燃焼のガスが排気ガス中に残存し、これがそ
のまま大気に放出されるという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵により発生するバイ
オガスとを燃料とする場合に、簡単な燃料供給制御で、
安定的に高効率運転を可能にするデュアルフューエル・
ディーゼルエンジンを提供することにある。
は、軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵により発生するバイ
オガスとを燃料とする場合に、簡単な燃料供給制御で、
安定的に高効率運転を可能にするデュアルフューエル・
ディーゼルエンジンを提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、軽油とバイオガスを
燃料として併用する場合、排気ガス中の燃料メタンガス
を低減するようにしたデュアルフューエル・ディーゼル
エンジンを提供することにある。
燃料として併用する場合、排気ガス中の燃料メタンガス
を低減するようにしたデュアルフューエル・ディーゼル
エンジンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る本発明のデュアルフューエル・ディーゼルエンジン
は、主燃料の軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵より発生す
るバイオガスとを燃料として運転するディーゼルエンジ
ンにおいて、前記ディーゼルエンジンの吸気管に前記バ
イオガスの供給管を連結し、空気とバイオガスとの混合
気体を前記ディーゼルエンジンの燃焼室に供給すること
を特徴とする。さらに好ましくは、前記混合気体をイン
タークーラーを装備しないターボチャージャーで過給す
ることを特徴とするものである。
る本発明のデュアルフューエル・ディーゼルエンジン
は、主燃料の軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵より発生す
るバイオガスとを燃料として運転するディーゼルエンジ
ンにおいて、前記ディーゼルエンジンの吸気管に前記バ
イオガスの供給管を連結し、空気とバイオガスとの混合
気体を前記ディーゼルエンジンの燃焼室に供給すること
を特徴とする。さらに好ましくは、前記混合気体をイン
タークーラーを装備しないターボチャージャーで過給す
ることを特徴とするものである。
【０００８】このように、空気を吸入する吸気管にバイ
オガスの供給管を連結するだけで、バイオガスを燃料と
して使用できるようにしたため、バイオガス噴射装置等
のバイオガス供給用の特別のシステム等を必要とせず、
簡単な改造でバイオガスを供給することが可能となる。
オガスの供給管を連結するだけで、バイオガスを燃料と
して使用できるようにしたため、バイオガス噴射装置等
のバイオガス供給用の特別のシステム等を必要とせず、
簡単な改造でバイオガスを供給することが可能となる。
【０００９】さらに、流量調節弁の開度を一定にし、軽
油の供給量を調節するだけで、ディーゼルエンジンの回
転数を一定になるように制御する構成にすることで一層
安定的に運転をすることができる。
油の供給量を調節するだけで、ディーゼルエンジンの回
転数を一定になるように制御する構成にすることで一層
安定的に運転をすることができる。
【００１０】また、上記第２の目的は、上述した主要構
成に加えて、インタークーラーを有しないターボチャー
ジャーで過給するようにしたため、混合気体の温度を冷
やさずにバイオガスの燃焼を促進するため、システムの
性能向上と共に排気ガス中の未燃バイオガスの含有量を
低下させることができる。
成に加えて、インタークーラーを有しないターボチャー
ジャーで過給するようにしたため、混合気体の温度を冷
やさずにバイオガスの燃焼を促進するため、システムの
性能向上と共に排気ガス中の未燃バイオガスの含有量を
低下させることができる。
【００１１】また、ディーゼルエンジンの排気ガス系に
排気熱交換器を設けた場合には、排気ガスを再燃焼させ
るため、排気ガス中に残存する未燃バイオガスを低減
し、地球温暖化ガスであるメタンの大気中への放出量を
少なくすることができる。
排気熱交換器を設けた場合には、排気ガスを再燃焼させ
るため、排気ガス中に残存する未燃バイオガスを低減
し、地球温暖化ガスであるメタンの大気中への放出量を
少なくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明のデュアルフューエ
ル・ディーゼルエンジンを装備したコジェネレーション
装置（発電装置）を例示したものである。
ル・ディーゼルエンジンを装備したコジェネレーション
装置（発電装置）を例示したものである。
【００１３】図１において、ディーゼルエンジン１に発
電機２が連結され、その回転駆動によって発電するよう
になっている。
電機２が連結され、その回転駆動によって発電するよう
になっている。
【００１４】ディーゼルエンジン１は、実線矢印で示さ
れる燃料・空気吸入系の、吸気管８より空気が、バイオ
ガス供給管９よりバイオガスが、そして軽油供給系５よ
り軽油がそれぞれ供給されるようになっている。
れる燃料・空気吸入系の、吸気管８より空気が、バイオ
ガス供給管９よりバイオガスが、そして軽油供給系５よ
り軽油がそれぞれ供給されるようになっている。
【００１５】本発明で補助燃料として使用されるバイオ
ガスは、家畜糞尿、生ゴミ等の有機廃棄物を嫌気性発酵
させたときに発生するメタンガス等を含有するガスであ
り、バイオガスプラントより供給される。バイオガスは
原料が家畜糞尿や生ゴミ等の組成が一定しないものであ
るため、発生量やメタン含有量の変動が大きい。
ガスは、家畜糞尿、生ゴミ等の有機廃棄物を嫌気性発酵
させたときに発生するメタンガス等を含有するガスであ
り、バイオガスプラントより供給される。バイオガスは
原料が家畜糞尿や生ゴミ等の組成が一定しないものであ
るため、発生量やメタン含有量の変動が大きい。
【００１６】上記バイオガスを供給するバイオガス供給
管９は吸気管８の途中に連結され、このバイオガス供給
管９から供給されたバイオガスが吸気管８に吸引される
空気と混合するようになっている。吸気管８とバイオガ
ス供給管９との連結は、吸気管８に穴を開けて、バイオ
ガス吸入管９の端部を接合させるだけでよい。バイオガ
スの供給量は流量調節弁１０の開度に応じて供給され
る。
管９は吸気管８の途中に連結され、このバイオガス供給
管９から供給されたバイオガスが吸気管８に吸引される
空気と混合するようになっている。吸気管８とバイオガ
ス供給管９との連結は、吸気管８に穴を開けて、バイオ
ガス吸入管９の端部を接合させるだけでよい。バイオガ
スの供給量は流量調節弁１０の開度に応じて供給され
る。
【００１７】流量調節弁１０の開度は、ディーゼルエン
ジン１の運転が可能な最大値になるように一定に固定す
ることが好ましい。これにより、バイオガスは最大限の
供給量を維持することができる。バイオガスの変動によ
り供給量が減少した場合には、減量した量がそのまま吸
気管８に吸入される。しかし、軽油供給系５では、後述
するように、ディーゼルエンジン１の回転数が常に一定
になるように軽油の供給量を制御するようになっている
ため、バイオガスの供給系は供給量の変動の如何にかか
わらず、上記のように流量調節弁１０を一定開度に設定
するだけで、特に制御を必要としない。このように、バ
イオガス供給用の設備は複雑な装置を必要としない。
ジン１の運転が可能な最大値になるように一定に固定す
ることが好ましい。これにより、バイオガスは最大限の
供給量を維持することができる。バイオガスの変動によ
り供給量が減少した場合には、減量した量がそのまま吸
気管８に吸入される。しかし、軽油供給系５では、後述
するように、ディーゼルエンジン１の回転数が常に一定
になるように軽油の供給量を制御するようになっている
ため、バイオガスの供給系は供給量の変動の如何にかか
わらず、上記のように流量調節弁１０を一定開度に設定
するだけで、特に制御を必要としない。このように、バ
イオガス供給用の設備は複雑な装置を必要としない。
【００１８】軽油供給系５は、電磁式ガバナ４により流
量が制御され、軽油噴射系６を通り、軽油噴射ノズル７
よりディーゼルエンジン１内に噴射される。電磁式ガバ
ナ４はディーゼルエンジン１の負荷の変動に応じて、常
に回転数を一定に維持するように自動的に燃料の供給量
を調整する装置である。
量が制御され、軽油噴射系６を通り、軽油噴射ノズル７
よりディーゼルエンジン１内に噴射される。電磁式ガバ
ナ４はディーゼルエンジン１の負荷の変動に応じて、常
に回転数を一定に維持するように自動的に燃料の供給量
を調整する装置である。
【００１９】この自動制御装置は、ディーゼルエンジン
１の回転軸に設置されている回転数測定器３で回転数を
測定し、ガバナ制御用マイコムセット３−１で測定した
回転数より制御信号値を計算し、得られた制御信号を電
磁式ガバナ４に転送し、この電磁式ガバナ４の作動によ
って軽油供給量が回転数を一定にするように制御され
る。このとき、供給される燃料の１００％が軽油となっ
てもよい。すなわち、バイオガスが生産できない場合に
も軽油のみでシステムの運転が可能である。ディーゼル
エンジン１の回転数を一定にすることにより、発電機２
で安定的に発電を行うことができる。
１の回転軸に設置されている回転数測定器３で回転数を
測定し、ガバナ制御用マイコムセット３−１で測定した
回転数より制御信号値を計算し、得られた制御信号を電
磁式ガバナ４に転送し、この電磁式ガバナ４の作動によ
って軽油供給量が回転数を一定にするように制御され
る。このとき、供給される燃料の１００％が軽油となっ
てもよい。すなわち、バイオガスが生産できない場合に
も軽油のみでシステムの運転が可能である。ディーゼル
エンジン１の回転数を一定にすることにより、発電機２
で安定的に発電を行うことができる。
【００２０】このように流量調節弁１０の開度は一定に
したまま、ディーゼルエンジン１の回転数を一定にする
ように軽油の供給量を変化させるように制御するため、
バイオガスの発生量やバイオガス中のメタン濃度が変化
しても、バイオガスの発生量やバイオガス中のメタンガ
スの濃度に関係なく安定的にデュアルフューエル・ディ
ーゼルエンジンの運転をすることができる。
したまま、ディーゼルエンジン１の回転数を一定にする
ように軽油の供給量を変化させるように制御するため、
バイオガスの発生量やバイオガス中のメタン濃度が変化
しても、バイオガスの発生量やバイオガス中のメタンガ
スの濃度に関係なく安定的にデュアルフューエル・ディ
ーゼルエンジンの運転をすることができる。
【００２１】図１において、破線矢印で示されるディー
ゼルエンジン１の排気系では、排気ガスが排気系１５を
通り、インタークーラーを有しないターボチャージャー
１３に入り、ターボチャージャー１３内のタービン１３
−１を回転させて排出される。排気ガスの一部は、排気
系１６から分岐した排気ガス再循環系１１を通り、再循
環排気ガス調節バルブ１２の開度により流量調節され、
吸気管８に供給される。このように排気ガスを再供給さ
せることにより、未燃バイオガス量を低減することがで
きる。また、排気ガスにより吸気管８に吸入される空気
の温度を上昇させるため、バイオガスの燃焼効率が向上
し、それにより燃料消費率を低減させることが可能とな
る。
ゼルエンジン１の排気系では、排気ガスが排気系１５を
通り、インタークーラーを有しないターボチャージャー
１３に入り、ターボチャージャー１３内のタービン１３
−１を回転させて排出される。排気ガスの一部は、排気
系１６から分岐した排気ガス再循環系１１を通り、再循
環排気ガス調節バルブ１２の開度により流量調節され、
吸気管８に供給される。このように排気ガスを再供給さ
せることにより、未燃バイオガス量を低減することがで
きる。また、排気ガスにより吸気管８に吸入される空気
の温度を上昇させるため、バイオガスの燃焼効率が向上
し、それにより燃料消費率を低減させることが可能とな
る。
【００２２】ターボチャージャー１３は、上記排気ガス
により回転するタービン１３−１の回転駆動力によりコ
ンプレッサ１３−２が回転駆動する。このコンプレッサ
１３−２により、空気とバイオガスおよび排気ガスの混
合気体を混合気吸入系１４を通してディーゼルエンジン
１に過給する。また、バイオガス吸入の動力は、ターボ
チャージャー１３の吸引力を利用するため、バイオガス
供給のための特別な装置が不要である。
により回転するタービン１３−１の回転駆動力によりコ
ンプレッサ１３−２が回転駆動する。このコンプレッサ
１３−２により、空気とバイオガスおよび排気ガスの混
合気体を混合気吸入系１４を通してディーゼルエンジン
１に過給する。また、バイオガス吸入の動力は、ターボ
チャージャー１３の吸引力を利用するため、バイオガス
供給のための特別な装置が不要である。
【００２３】ターボチャージャー１３はインタークーラ
ーを装備していないため、空気、バイオガスおよび排気
ガスの混合気体の温度を上昇させ、バイオガス中のメタ
ンガスの燃焼効率をより向上させることが可能となる。
ーを装備していないため、空気、バイオガスおよび排気
ガスの混合気体の温度を上昇させ、バイオガス中のメタ
ンガスの燃焼効率をより向上させることが可能となる。
【００２４】図２においてターボチャージャー１３のタ
ービン１３側から排出された排気ガス３１は、排気系１
６を経由して排気熱交換器１８に入り、ここで排気ガス
中の未燃焼バイオガスが燃焼する。排気ガス３１中の未
燃バイオガスの燃焼方法はとくに限定されないが、以下
に説明するように、排気再燃焼式の排気熱交換器１８を
利用することが好ましい。
ービン１３側から排出された排気ガス３１は、排気系１
６を経由して排気熱交換器１８に入り、ここで排気ガス
中の未燃焼バイオガスが燃焼する。排気ガス３１中の未
燃バイオガスの燃焼方法はとくに限定されないが、以下
に説明するように、排気再燃焼式の排気熱交換器１８を
利用することが好ましい。
【００２５】排気ガス３１は、通路が狭くなったベンチ
ュリ管３５を通るとき、速度が速くなり圧力が低くなる
ため、挿入管３６から圧力差により空気がベンチュリ管
３５内に供給され、排気熱交換器１８内に入る。その結
果、排気熱交換器１８の内部では排気ガスと空気が混合
された状態となる。この排気混合気が排気熱交換器１８
内で形成する波形は排気ガスの波３３のような形にな
り、排気熱交換器１８の壁と衝突し、反射により衝撃波
３４が発生する。この衝撃波３４により急速に温度が上
昇するため、再燃焼領域３２内で空気と排気ガス３１中
の未燃バイオガスが再燃焼を起こした後、最終排気ガス
３１となって排気熱交換器１８の排気管２９から排気マ
フラ３０を経て大気中に排出される。このように、排気
ガス中のバイオガスが完全に燃焼されるので、大気中に
バイオガス（メタンガス）を放出することはなくなり、
環境汚染を防止することができる。
ュリ管３５を通るとき、速度が速くなり圧力が低くなる
ため、挿入管３６から圧力差により空気がベンチュリ管
３５内に供給され、排気熱交換器１８内に入る。その結
果、排気熱交換器１８の内部では排気ガスと空気が混合
された状態となる。この排気混合気が排気熱交換器１８
内で形成する波形は排気ガスの波３３のような形にな
り、排気熱交換器１８の壁と衝突し、反射により衝撃波
３４が発生する。この衝撃波３４により急速に温度が上
昇するため、再燃焼領域３２内で空気と排気ガス３１中
の未燃バイオガスが再燃焼を起こした後、最終排気ガス
３１となって排気熱交換器１８の排気管２９から排気マ
フラ３０を経て大気中に排出される。このように、排気
ガス中のバイオガスが完全に燃焼されるので、大気中に
バイオガス（メタンガス）を放出することはなくなり、
環境汚染を防止することができる。
【００２６】２点鎖線矢印で表される冷却水循環系で
は、図１に示すように、冷却水は、ディーゼルエンジン
１で発生する熱をウォータージャケットで１次回収し、
そのウォータージャケットから冷却水系１７を通って排
気熱交換器１８に入り、排気ガスの熱を２次回収する。
高温になった冷却水は熱負荷２２に送られ、その熱負荷
２２に冷却水の熱が供給される。
は、図１に示すように、冷却水は、ディーゼルエンジン
１で発生する熱をウォータージャケットで１次回収し、
そのウォータージャケットから冷却水系１７を通って排
気熱交換器１８に入り、排気ガスの熱を２次回収する。
高温になった冷却水は熱負荷２２に送られ、その熱負荷
２２に冷却水の熱が供給される。
【００２７】排気熱交換器１８は、ディーゼルエンジン
１を冷却した冷却水が流れるジャケットまたはコイルを
有する。したがって、排気熱交換器１８で排気ガスの熱
および未燃バイオガスの燃焼により発生した熱を、その
冷却水により回収するようになっている。
１を冷却した冷却水が流れるジャケットまたはコイルを
有する。したがって、排気熱交換器１８で排気ガスの熱
および未燃バイオガスの燃焼により発生した熱を、その
冷却水により回収するようになっている。
【００２８】熱を回収した冷却水は熱負荷２２に供給さ
れるようになっている。熱負荷２２は２次熱交換器を用
いた温水の生産、ロードヒーティングおよび暖房等に使
用できる。
れるようになっている。熱負荷２２は２次熱交換器を用
いた温水の生産、ロードヒーティングおよび暖房等に使
用できる。
【００２９】熱負荷２２により温度が低下した冷却水
は、冷却水系１９−１を通り冷却水循環ポンプ２１によ
りエンジンのウォータージャケットに戻り再び循環する
が、熱負荷２２の負荷に応じてバルブ１９の開度が変化
し、冷却水の一部又は全部が冷却水系１９−２を通りラ
ジエータ２０に入って一定温度まで冷却された後に、冷
却水循環ポンプ２１により冷却水系２３を通りディーゼ
ルエンジン１のウォータジャケットに入る。
は、冷却水系１９−１を通り冷却水循環ポンプ２１によ
りエンジンのウォータージャケットに戻り再び循環する
が、熱負荷２２の負荷に応じてバルブ１９の開度が変化
し、冷却水の一部又は全部が冷却水系１９−２を通りラ
ジエータ２０に入って一定温度まで冷却された後に、冷
却水循環ポンプ２１により冷却水系２３を通りディーゼ
ルエンジン１のウォータジャケットに入る。
【００３０】１点鎖線矢印で表されるオイル循環系で
は、図１に示すように、エンジンオイルはオイル循環路
２４を通って補助オイルタンク２５に入り、補助オイル
タンク２５内のオイルがオイルフィルタ２６を通して浄
化された後、オイル循環ポンプ２７によって、オイル循
環路２８を通ってエンジンに再注入される。オイル補助
タンクとフィルタを設けオイルを循環させる理由は、バ
イオガスには硫化水素が含まれているため、エンジン部
品の腐食が予想されオイル循環によって腐食を防止する
効果があり、フィルタの数はオイル循環に支障のない範
囲で多いほうが好ましい。
は、図１に示すように、エンジンオイルはオイル循環路
２４を通って補助オイルタンク２５に入り、補助オイル
タンク２５内のオイルがオイルフィルタ２６を通して浄
化された後、オイル循環ポンプ２７によって、オイル循
環路２８を通ってエンジンに再注入される。オイル補助
タンクとフィルタを設けオイルを循環させる理由は、バ
イオガスには硫化水素が含まれているため、エンジン部
品の腐食が予想されオイル循環によって腐食を防止する
効果があり、フィルタの数はオイル循環に支障のない範
囲で多いほうが好ましい。
【００３１】なお、本発明は軽油を主燃料とし、バイオ
ガスを補助燃料とするものであるが、この補助燃料とし
て、プロパンガスや天然ガス等の他の可燃性ガスを併用
するようにしてもよい。
ガスを補助燃料とするものであるが、この補助燃料とし
て、プロパンガスや天然ガス等の他の可燃性ガスを併用
するようにしてもよい。
【００３２】また、デュアルフューエルエンジンは、発
電機を駆動するほか、冷暖房装置等のコンプレッサ、工
作機械その他の動力源として使用するようにしてもよ
い。
電機を駆動するほか、冷暖房装置等のコンプレッサ、工
作機械その他の動力源として使用するようにしてもよ
い。
【００３３】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、ディ
ーゼルエンジンの吸気管にバイオガス供給管を連結する
だけで、空気とバイオガスとを混合するようにしたた
め、バイオガス噴射装置等のバイオガス供給用のシステ
ム等を必要とせず、簡単な改造でバイオガスを吸入する
ことが可能となる。
ーゼルエンジンの吸気管にバイオガス供給管を連結する
だけで、空気とバイオガスとを混合するようにしたた
め、バイオガス噴射装置等のバイオガス供給用のシステ
ム等を必要とせず、簡単な改造でバイオガスを吸入する
ことが可能となる。
【００３４】特に、バイオガス供給量調節弁の開度を一
定にし、軽油の供給量の制御だけでディーゼルエンジン
回転数を一定にする場合には、バイオガスの供給量やバ
イオガス中のメタン濃度が変化しても、軽油の供給量だ
けをコントロールすればよいので、安定的にディーゼル
エンジンの運転をすることができる。
定にし、軽油の供給量の制御だけでディーゼルエンジン
回転数を一定にする場合には、バイオガスの供給量やバ
イオガス中のメタン濃度が変化しても、軽油の供給量だ
けをコントロールすればよいので、安定的にディーゼル
エンジンの運転をすることができる。
【００３５】また、空気とバイオガスとの混合気体をイ
ンタークーラーを有しないターボチャージャーにより過
給するようにした場合には、混合気体の温度を下げない
ため、バイオガスの燃焼効率が向上し、排気ガス中の未
燃バイオガスの含有量を低下させることができる。
ンタークーラーを有しないターボチャージャーにより過
給するようにした場合には、混合気体の温度を下げない
ため、バイオガスの燃焼効率が向上し、排気ガス中の未
燃バイオガスの含有量を低下させることができる。
【００３６】さらに、ディーゼルエンジンの排気系に排
気熱交換器を設けた場合には、再燃焼により、排気ガス
中に含まれる未燃のメタンガスを燃焼させることができ
るため、メタンガスによる環境汚染を防止することがで
きる。
気熱交換器を設けた場合には、再燃焼により、排気ガス
中に含まれる未燃のメタンガスを燃焼させることができ
るため、メタンガスによる環境汚染を防止することがで
きる。
【図１】本発明の実施形態からなるデュアルフューエル
・ディーゼルエンジンを示す概略図である。
・ディーゼルエンジンを示す概略図である。
【図２】本発明のデュアルフューエル・ディーゼルエン
ジンで使用する排気熱交換器を示す概略図である。
ジンで使用する排気熱交換器を示す概略図である。
１ ディーゼルエンジン ２ 発電機 ３ 回転数測定器 ３−１ ガバナ制御用マイコムセット ４ 電磁式ガバナ ５ 軽油供給系 ６ 軽油噴射系 ７ 軽油噴射ノズル ８ 吸気管 ９ バイオガス供給管 １０ 流量調節弁 １３ ターボチャージャー １４ 混合気吸入系 １５ 排気系 １６ 排気系 １７ 冷却水系 １８ 排気熱交換器 ２２ 熱負荷 ２９ 排気管 ３０ マフラ ３１ 排気ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 23/00 Ｎ 23/00 41/02 ３７５ 41/02 ３７５ 41/38 Ｃ 41/38 43/00 ３０１Ｍ 43/00 ３０１ ３０１Ｒ Ｆ０２Ｍ 21/02 ３０１Ｃ Ｆ０２Ｍ 21/02 ３０１ 25/00 Ｈ 25/00 Ｋ Ｒ Ｔ 25/07 ５７０Ｊ 25/07 ５７０ ５７０Ｌ ５７０Ｐ Ｃ１０Ｌ 3/00 Ａ (71)出願人 502199763 松田 從三 北海道札幌市北区北９条９丁目（番地な し）北海道大学内 (72)発明者 熊川 正敏 札幌市東区北18条東18丁目食品資材ビル (72)発明者 朴 宗洙 札幌市東区北10条東９丁目１−２−1102 (72)発明者 松田 從三 札幌市北区北９条９丁目（番地なし）北海 道大学内 Ｆターム(参考） 3G005 DA02 DA06 DA09 FA05 FA35 HA05 HA12 HA14 JA12 JA47 3G062 AA01 AA05 BA04 BA06 GA01 GA15 3G084 AA00 AA01 AA05 BA03 BA08 BA09 BA13 BA20 BA26 DA02 DA10 EB11 FA33 3G092 AA02 AA08 AA17 AA18 AB03 AB06 AB07 AB08 AB12 AC08 BB01 DB03 DC08 DC14 DE01S EA01 EA02 EA11 EC01 FA18 FA24 HE01X HE01Z 3G301 HA02 HA11 HA13 HA22 HA24 HA27 JA02 JA26 LB11 LC01 MA11 ND01 NE01 NE06 PE01A PE01Z
Claims (7)
- 【請求項１】 主燃料の軽油と有機廃棄物の嫌気性発酵
より発生するバイオガスとを燃料として運転するディー
ゼルエンジンにおいて、前記ディーゼルエンジンの吸気
管に前記バイオガスの供給管を連結し、空気とバイオガ
スとの混合気体を前記ディーゼルエンジンの燃焼室に供
給するようにしたデュアルフューエル・ディーゼルエン
ジン。 - 【請求項２】 前記バイオガスの供給管の流量調節弁を
開度一定にし、前記軽油の供給量の調節により、前記デ
ィーゼルエンジンの回転数を一定にするようにした請求
項１に記載のデュアルフューエル・ディーゼルエンジ
ン。 - 【請求項３】 前記混合気体をインタークーラーを装備
しないターボチャージャーで過給するようにした請求項
１又は２に記載のデュアルフューエル・ディーゼルエン
ジン。 - 【請求項４】 排気系に排気再燃焼式の排気熱交換器を
設け、該排気熱交換器で排気ガスを再燃焼させると共に
排気から熱を回収する請求項１、２又は３に記載のデュ
アルフューエル・ディーゼルエンジン。 - 【請求項５】 排気ガスの一部を前記吸気管に環流させ
るようにした請求項１、２、３又は４に記載のデュアル
フューエル・ディーゼルエンジン。 - 【請求項６】 前記燃料として前記バイオガス以外の可
燃性ガスを併用するようにした請求項１〜５のいずれか
に記載のデュアルフューエル・ディーゼルエンジン。 - 【請求項７】 前記可燃性ガスがプロパンガスまたは天
然ガスである請求項６に記載のデュアルフューエル・デ
ィーゼルエンジン。
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-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001115820A patent/JP4223696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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