JP2004190640A - Premixed forced ignition type gas engine - Google Patents
Premixed forced ignition type gas engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004190640A JP2004190640A JP2002362768A JP2002362768A JP2004190640A JP 2004190640 A JP2004190640 A JP 2004190640A JP 2002362768 A JP2002362768 A JP 2002362768A JP 2002362768 A JP2002362768 A JP 2002362768A JP 2004190640 A JP2004190640 A JP 2004190640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- engine
- fuel
- fuel gas
- ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスを空気と予め混合し、この燃料ガスと空気の混合気を点火手段で点火する、予混合強制点火式のガスエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料ガスを空気と予め混合し、この燃料ガスと空気の混合気を点火手段で点火する、予混合強制点火式のガスエンジンが発電等に使用されている。例えば、特許文献1(特開2000−320369号公報)に記載のガスエンジンがある。このようなガスエンジンにおいては使用するガス燃料は一種類であるので使用するガス燃料の可燃範囲内に混合比を制御する必要があり、例えば、都市ガスでは空気過剰率で1〜2.4程度で燃焼させる必要がある。
【0003】
このために、低負荷域では空気量を減らすための絞りを必要とし、この絞りはスロットルロスとなりエンジンの熱効率を低下してしまう。また、高負荷域においてはこのスロットルが制限となってしまい、同じく熱効率が制限されるばかりか、夏場に空気密度が低下する際に出力が低下するという問題がある。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−320369号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、従来より高い空気過剰率で運転することで、スロットルロスの小さいガスエンジンを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、燃料ガスと空気を混合して形成される予混合気に点火手段で点火する予混合強制点火式のガスエンジンであって、
互いに可燃範囲の異なる複数種類の燃料ガスを有し、該複数種類の燃料ガスを運転条件に応じた混合比で吸気管に供給することを特徴とするガスエンジンが提供される。
このように構成されるガスエンジンでは、運転条件に応じて可燃範囲を変更することができ運転条件に適した燃料ガスで運転ができ広い範囲で良好な燃焼を得ることができる。
【0007】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明において、エンジン負荷を検出し、エンジン負荷が小さい時には可燃範囲の広い燃料の割合を大きくし、エンジン負荷が大きい時には可燃範囲の広い燃料の割合を小さくすることを特徴とするガスエンジンが提供される。
このように構成されるガスエンジンでは、エンジン負荷が小さい時には要求発熱量は小さく、必要な燃料は少なくてよい、すなわち、大きな空気過剰率で運転することがのぞまれる。そこで、可燃範囲の広い燃料の割合を大きくして大きな空気過剰率で運転可能とする。
一方、エンジン負荷が大きいときにはノッキングが発生しやすいので可燃範囲の広い燃料の割合を小さくして燃焼速度を低下せしめてノッキングの発生を抑制する。
【0008】
請求項3の発明によれば、請求項1の発明において、空気過剰率をもとめ、空気過剰率が大きいほど可燃範囲の広い燃料ガスの割合を大きくすることを特徴とするガスエンジンが提供される。
このように構成されるガスエンジンでは、空気過剰率が大きくなっても可燃範囲の広い燃料ガスの割合を大きくすることによりエンジンは良好に燃焼することができる。
【0009】
請求項4の発明によれば、請求項1の発明において、ノッキングを検出し、ノッキングが発生したら可燃範囲の広い燃料ガスの割合を小さくすることを特徴とするガスエンジンが提供される。
このように構成されるガスエンジンでは、ノッキングは燃焼速度が大きくなりすぎることにより発生するものであるので、可燃範囲が広い燃料ガスの割合を小さくすれば燃料ガスが燃焼しにくい方向にシフトし燃焼速度が減少しノッキングの発生が抑制される。
【0010】
請求項5の発明によれば、請求項1の発明において、失火を検出し、失火が発生したら可燃範囲の広い燃料ガスの割合を大きくすることを特徴とするガスエンジンが提供される。
このように構成されるガスエンジンでは、失火は燃料ガスが燃焼しうる可燃範囲を超える空気過剰率とされることにより発生するので、可燃範囲が広い燃料ガスの割合を大きくすれば燃焼しうる可燃範囲が拡大するので失火が抑制される。
【0011】
請求項6の発明によれば、請求項1の発明において、エンジンが副室を備える副室式エンジンであって、副室に可燃範囲の広い燃料ガスを多く供給することを特徴とするガスエンジンが提供される。
このように構成されるガスエンジンでは、副室に可燃範囲の広い燃料ガスを多く供給することにより空気副室内における空気過剰率がばらついても安定して主混合気を着火させる火種を生成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の各実施の形態を説明する。
初めに、各実施の形態に共通なハード構成について説明する。図1が各実施の形態の構成を概念的に示す図であって、エアクリーナ10に第1吸気管101の一端が取り付けられ、第1吸気管101の他端はターボチャージャー30のタービン部31に接続されている。
【0013】
第1吸気管101には空気流量を計測する空気流量計11が付設され、その下流には、エアクリーナ10から吸い込まれた空気に燃料ガスを混入するためのミキサ20が介装されている。
ターボチャージャー30のタービン部31の下流側には第2吸気管102を介して混合気を冷却するためのインタークーラー40が接続され、インタークーラー40には第3吸気管103を介してエンジン50が接続され、エンジン50は発電機60を駆動する。エンジン50の排気ガスが排気管104を介してターボチャージャー30のコンプレッサ部32に接続されている。
【0014】
第1燃料ガスタンク71には第1燃料ガスとしての水素(H2)ガスが貯蔵され、第2燃料ガスタンク72には第2燃料ガスとしてのメタン(CH4)ガスが貯蔵されている。第1、第2燃料ガスタンク71、72には第1、第2燃料ガス供給管111、112が接続され、第1、第2燃料ガス供給管111、112にはそれぞれ第1、第2流量制御弁81、82が介装されている。
【0015】
第1、第2燃料ガス供給管111、112は混合燃料ガス供給管113に集合され、混合燃料ガス供給管113はミキサー20に接続され、第1燃料ガスと第2燃料ガスが混合された混合燃料ガスはミキサー20においてエアクリーナ10から流入した空気と混合され、ターボチャージャー30で加圧され、その後、インタークーラー40で冷却されてからエンジン50に供給される。
【0016】
図2はエンジン50の構造を示す図であって、エンジン50はシリンダ51とシリンダ51内を往復動するピストン52を有する。シリンダ51にはシリンダヘッド53に形成されている吸気ポート53iと排気ポート53eが接続され、吸気ポート53iと排気ポート53eは、それぞれ、吸気弁54iと排気弁54eで開閉される。
【0017】
シリンダヘッド53の下部の中央部分には副室形成部材55が埋め込まれている。副室形成部材55の内部には上側の上部室55uと下側の副室55cが形成されており、上部室55uと副室55cは副室バルブ55vが開いたときに連通され、閉じたときには非連通にされる。上部室55uには副室用燃料管55iが接続され燃料ガスが供給される。上部室55uに供給される燃料ガスは副室バルブ55vが開いたときに副室55cに導入される。副室55cに導入された燃料ガスは副室55cに配設された点火栓56により点火されて燃焼し、燃焼ガスを発生する。
【0018】
副室内で生成された燃焼ガスは副室形成部材55の下端に形成された複数の噴孔55jからシリンダ51内に噴出する。シリンダ51内に噴出した燃焼ガスは、吸気ポート53iからシリンダ51内に導入されたメインの混合気(燃料ガス(=第1燃料ガス+第2燃料ガス)+空気)を点火し、その結果生成される燃焼ガスによりエンジン50は動力を発生して発電機60を駆動し電力を生成する。
【0019】
図1において、参照符号90で示されているのはコントローラであって、各実施の形態において、コントローラ90からの制御信号により第1、第2流量制御弁81、82の開度が調整され第1燃料と第2燃料の混合比が制御される。
【0020】
以下、各実施の形態における第1燃料と第2燃料の混合比の制御について説明する。
初めに、第1の実施の形態における第1燃料と第2燃料の混合比の制御について説明する。第1の実施の形態においては、コントローラ90に発電機60から負荷を示す信号が送られる。コントローラ90は図3に示すような負荷に対する第1燃料と第2燃料の混合比のマップを記憶しており、発電機60から送られる負荷に応じた混合比となるように第1、第2流量制御弁81、82の開度を調整する。そして、図3に示されるように、負荷が小さい場合には水素ガスの割合が大きくされ、負荷が大きい場合には水素ガスの割合が小さくされている。
【0021】
エンジン負荷が小さい時には要求発熱量は小さく、必要とされる燃料は少ないが、上述した第1の実施の形態のように、可燃範囲の広い燃料の割合を大きくすれば、大きな空気過剰率で運転可能となるので、スロットルで空気流量を絞る割合が小さくて済む。その結果、スロットルロスが減り、燃焼効率が向上する。
一方、エンジン負荷が大きいときにはノッキングが発生しやすいが、上述のように可燃範囲の広い燃料の割合を小さくすることにより燃焼速度が低下するのでノッキングの発生が抑制される。
【0022】
なお、この水素ガスとメタンガスの混合ガスと、エアクリーナ10から吸入される空気流量の比、すなわち、空気過剰率λは別途定められる。
例えば、負荷に応じて所要の燃焼ガス発熱量をもとめ、燃焼ガス発熱量から燃料ガス流量を求め、燃料ガス流量と負荷に応じて決まる空気流量から空気過剰率λは決定される。
【0023】
次に第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では上述のように負荷に応じて水素とメタンの混合比を制御していたが、この第2の実施の形態では空気過剰率λに応じて水素とメタンの混合比を制御するようにされている。
空気過剰率λは第1の実施の形態で説明したようにしてもとめる。そして、図4に示すような空気過剰率λと燃料ガスの混合比のマップを予め記憶しておき、空気過剰率λに対応した混合比になるように第1、第2流量制御弁81、82を制御する。図4に示されるように、空気過剰率λが大きいほど水素ガスの割合が大きくされ、空気過剰率λが小さいほど水素ガスの割合が小さくされている。
このように、第2の実施の形態では、空気過剰率λが大きい場合には可燃範囲の広い水素ガスの割合を大きくするので空気流量を絞らずに運転でき、第1の実施の形態で述べたように、スロットルロスが小さくて済む。
【0024】
なお、第1の実施の形態の場合、第2の実施の形態の場合とも、例えば、図5に示すような負荷に対する空気過剰率λのマップを備えておけば、負荷に応じて所要の燃焼ガス発熱量をもとめ、燃焼ガス発熱量から燃料ガス流量を求め、燃料ガス流量と空気流量から空気過剰率λを計算する必要はなくなりコントローラ90の計算負荷は低減する。
【0025】
次に第3の実施の形態について説明する。この第3の実施の形態では、エンジン50に図1に破線で示されるようなノックセンサ51が付設されており、ノックセンサ51がノッキングの発生を検出した場合には可燃範囲が広い水素ガスの割合を減少させる。このようにすることにより水素ガスに比べると燃え難いメタンガスの割合が増え、燃焼速度が低下して、ノッキングの発生が抑制される。
【0026】
次に第4の実施の形態について説明する。この第4の実施の形態では、排気管105に排気ガスの圧力を検出する圧力センサ52が取り付けられており、この圧力センサ52の検出した排気ガスの圧力変動が予め定めた範囲を超えた場合に、エンジン50が失火していると判定し、失火していると判定された場合には可燃範囲の広い水素ガスの流量を増大させる。失火は、空気過剰率λが大きくなりすぎて発生するものであるが、水素ガスは大きな空気過剰率λでも燃焼可能であるので水素ガスの割合を大きくすることにより失火を抑制することができる。
なお、失火判定は上述の方法の他にも色々な方法がありどのような方法でもよい。例えば、回転変動から検出する方法でもよい。
【0027】
なお、燃料ガスはミキサ20で第1吸気管101内に導入されるのみならず、エンジン50の副室55cにも導入される。副室55cは第1〜3吸気管101〜103を通って導入される混合気を点火させる火種を形成するところであるので、副室55cの局所的な空気過剰率λsは、第1〜3吸気管101〜103を通って導入される混合気の空気過剰率λmよりも大きくされている。図4、5に示した空気過剰率λは副室55cに導入される燃料ガスとミキサ20で第1吸気管101に導入される燃料ガスの合計に対する、吸入空気量の比である。
そして、副室55cに導入するガスは可燃範囲の広い水素ガスの割合を大きくする。これはできるだけ広い条件で火種を形成できるようにするためである。
【0028】
なお、各実施の形態で第1燃料として使用している水素の可燃範囲(空気過剰率)は0.14〜10.0であり、第2燃料として使用しているメタンの可燃範囲は0.6〜2.0である。
その他の燃料ガスの可燃範囲は以下のとおりである。
エタン :0.4 〜 1.94
プロパン :0.4 〜 1.96
ブタン :0.35 〜 1.76
エチレン :0.12 〜 2.52
アセチレン :0.0 〜 3.28
【0029】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明は、燃料ガスと空気を混合して形成される予混合気に点火手段で点火する予混合強制点火式のガスエンジンであるが、互いに可燃範囲の異なる複数種類の燃料ガスを有し、該複数種類の燃料ガスを運転条件に応じた混合比で吸気管に供給するようにされており、運転条件に応じて可燃範囲を変更することができ運転条件に適した燃料ガスで運転ができ広い範囲で良好な燃焼を得ることができる。そして従来方式より高い空気過剰率で運転するのでスロットルロスが小さい。
【0030】
特に請求項2の発明のように、エンジン負荷を検出し、エンジン負荷が小さい時には可燃範囲の広い燃料の割合を大きくし、エンジン負荷が大きい時には可燃範囲の広い燃料の割合を小さくれば、エンジン負荷が小さい時には可燃範囲の広い燃料の割合が大きいので高い空気過剰率で運転でき、エンジン負荷が大きいときには可燃範囲の広い燃料の割合が小さいので燃焼速度が低下しノッキングが発生しにくい。
特に請求項3の発明のように、空気過剰率をもとめ、空気過剰率が大きいほど可燃範囲の広い燃料ガスの割合を大きくすれば、空気過剰率が大きくなっても可燃範囲の広い燃料ガスの割合を大きくすることでエンジンは良好に燃焼することができる。
特に請求項4の発明のように、ノッキングを検出し、ノッキングが発生したら可燃範囲の広い燃料ガスの割合を小さくすれば、燃料ガスが燃焼しにくい方向にシフトし燃焼速度が減少しノッキングの発生が抑制される。
特に請求項5の発明のように、失火を検出し、失火が発生したら可燃範囲の広い燃料ガスの割合を大きくすれば、可燃範囲が拡大するので失火が抑制される。
特に請求項6の発明にように、エンジンが副室を備える副室式エンジンであって、副室に可燃範囲の広い燃料ガスを多く供給するようにすれば空気副室内における空気過剰率がばらついても安定して主混合気を着火させる火種を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のハード構成を概略的に示す図である。
【図2】エンジンの詳細を示す図である。
【図3】負荷に対する水素とメタンの混合比を示すマップである。
【図4】空気過剰率λに対する水素とメタンの混合比を示すマップである。
【図5】負荷に対する空気過剰率λの値を示すマップである。
【符号の説明】
10…エアクリーナ
11…空気流量計
20…ミキサ
30…ターボチャージャー
40…クーラー
50…エンジン
51…ノックセンサ
52…圧力センサ
55…副室形成部材
55c…副室
55i…副室用燃料管
55j…噴孔
55v…副室バルブ
56…点火栓
60…発電機
71、72…第1、第2燃料ガスタンク
81、82…第1、第2流量制御弁
90…コントローラ
101、102、103…第1、第2、第3吸気管
104…排気管
111、112…第1、第2燃料ガス供給管
113…混合燃料ガス供給管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a premixed forced ignition type gas engine in which a fuel gas is premixed with air and the mixture of the fuel gas and air is ignited by an ignition means.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A premixed forced ignition type gas engine in which a fuel gas is preliminarily mixed with air and a mixture of the fuel gas and air is ignited by ignition means is used for power generation and the like. For example, there is a gas engine described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-320369). In such a gas engine, only one kind of gas fuel is used, so it is necessary to control the mixing ratio within the flammable range of the gas fuel used. For example, in city gas, the excess air ratio is about 1 to 2.4. Need to be burned.
[0003]
For this reason, in a low load region, a throttle is required to reduce the amount of air, and this throttle causes a throttle loss and lowers the thermal efficiency of the engine. Further, in a high load region, the throttle is limited, and thus not only the thermal efficiency is limited, but also the output is reduced when the air density is reduced in summer.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-320369
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a gas engine having a small throttle loss by operating at a higher excess air ratio than in the past.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a gas engine of a premixed forced ignition type in which a premixed gas formed by mixing a fuel gas and air is ignited by ignition means,
There is provided a gas engine having a plurality of types of fuel gas having mutually different combustible ranges, and supplying the plurality of types of fuel gas to an intake pipe at a mixing ratio according to an operating condition.
In the gas engine configured as described above, the flammable range can be changed according to the operating conditions, and the gas engine can be operated with fuel gas suitable for the operating conditions, and good combustion can be obtained in a wide range.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the engine load is detected, and when the engine load is small, the proportion of fuel having a wide flammable range is increased, and when the engine load is large, the proportion of fuel having a wide flammable range is increased. The gas engine is characterized by reducing the size of the gas engine.
In the gas engine configured as described above, when the engine load is small, the required calorific value is small and the required fuel may be small, that is, it is desired that the gas engine be operated with a large excess air ratio. Therefore, the ratio of fuel having a wide combustible range is increased to enable operation with a large excess air ratio.
On the other hand, when the engine load is large, knocking is likely to occur. Therefore, the ratio of fuel having a wide flammable range is reduced to decrease the combustion speed, thereby suppressing knocking.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the gas engine according to the first aspect of the present invention, wherein the excess air ratio is determined, and the proportion of the fuel gas having a wider combustible range is increased as the excess air ratio increases. .
In the gas engine configured as described above, even if the excess air ratio increases, the engine can satisfactorily burn by increasing the ratio of the fuel gas having a wide flammable range.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the gas engine according to the first aspect of the present invention, wherein knocking is detected, and when knocking occurs, the proportion of fuel gas having a wide flammable range is reduced.
In a gas engine configured in this manner, knocking is caused by an excessively high combustion speed, so if the proportion of fuel gas having a wide flammable range is reduced, the fuel gas shifts in a direction in which combustion is difficult to burn, and combustion occurs. The speed is reduced, and the occurrence of knocking is suppressed.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a gas engine according to the first aspect of the present invention, wherein a misfire is detected, and when a misfire occurs, the proportion of fuel gas having a wide flammable range is increased.
In the gas engine configured as described above, misfire occurs due to an excess air ratio exceeding the flammable range in which fuel gas can burn, so if the proportion of fuel gas having a wide flammable range is increased, flammable Since the range is enlarged, misfire is suppressed.
[0011]
According to the invention of claim 6, according to the invention of claim 1, the engine is a sub-chamber type engine having a sub-chamber, wherein a large amount of fuel gas having a wide flammable range is supplied to the sub-chamber. Is provided.
In the gas engine configured as described above, by supplying a large amount of fuel gas having a wide flammable range to the sub-chamber, it is possible to generate a fire that stably ignites the main air-fuel mixture even if the excess air ratio in the air sub-chamber varies. Can be.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a hardware configuration common to the embodiments will be described. FIG. 1 is a diagram conceptually showing a configuration of each embodiment. One end of a
[0013]
An
An intercooler 40 for cooling the air-fuel mixture is connected via a
[0014]
The first
[0015]
The first and second fuel
[0016]
FIG. 2 is a view showing the structure of the
[0017]
A
[0018]
The combustion gas generated in the sub-chamber is injected into the
[0019]
In FIG. 1,
[0020]
Hereinafter, control of the mixture ratio of the first fuel and the second fuel in each embodiment will be described.
First, the control of the mixture ratio of the first fuel and the second fuel in the first embodiment will be described. In the first embodiment, a signal indicating a load is sent from the generator 60 to the
[0021]
When the engine load is small, the required calorific value is small and the required fuel is small. However, if the proportion of fuel having a wide flammable range is increased as in the above-described first embodiment, operation with a large excess air ratio is performed. Since it is possible, the rate of reducing the air flow rate with the throttle can be small. As a result, the throttle loss is reduced, and the combustion efficiency is improved.
On the other hand, when the engine load is large, knocking is likely to occur, but as described above, by reducing the proportion of fuel having a wide flammable range, the combustion speed is reduced, so that knocking is suppressed.
[0022]
The ratio of the mixed gas of the hydrogen gas and the methane gas to the flow rate of the air sucked from the
For example, the required calorific value of the combustion gas is determined according to the load, the fuel gas flow rate is determined from the calorific value of the combustion gas, and the excess air ratio λ is determined from the air flow rate determined according to the fuel gas flow rate and the load.
[0023]
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the mixture ratio of hydrogen and methane is controlled according to the load as described above. However, in the second embodiment, the mixture ratio of hydrogen and methane is controlled according to the excess air ratio λ. Have to be controlled.
The excess air ratio λ may be determined as described in the first embodiment. Then, a map of the mixing ratio between the excess air ratio λ and the fuel gas as shown in FIG. 4 is stored in advance, and the first and second
As described above, in the second embodiment, when the excess air ratio λ is large, the ratio of the hydrogen gas having a wide flammable range is increased, so that the operation can be performed without reducing the air flow rate, as described in the first embodiment. As described above, the throttle loss is small.
[0024]
In the case of the first embodiment and the case of the second embodiment, for example, if a map of the excess air ratio λ with respect to the load as shown in FIG. The calorific value of the gas is obtained, the fuel gas flow rate is obtained from the calorific value of the combustion gas, and the excess air ratio λ is not required to be calculated from the fuel gas flow rate and the air flow rate.
[0025]
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a
[0026]
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a
In addition, there are various methods for misfire determination other than the above method, and any method may be used. For example, a method of detecting from rotation fluctuation may be used.
[0027]
The fuel gas is introduced not only into the
The gas introduced into the sub-chamber 55c increases the proportion of hydrogen gas having a wide flammable range. This is to make it possible to form a fire under as wide a condition as possible.
[0028]
In each of the embodiments, the flammable range (excess air ratio) of hydrogen used as the first fuel is 0.14 to 10.0, and the flammable range of methane used as the second fuel is 0.1 to 10.0. 6 to 2.0.
The flammable ranges of other fuel gases are as follows.
Ethane: 0.4-1.94
Propane: 0.4 to 1.96
Butane: 0.35 to 1.76
Ethylene: 0.12 to 2.52
Acetylene: 0.0-3.28
[0029]
【The invention's effect】
The invention described in each claim is a premixed forced ignition type gas engine in which a premixed gas formed by mixing fuel gas and air is ignited by ignition means, but a plurality of types of fuels having different flammable ranges from each other. A plurality of fuel gases having a mixture ratio according to the operating conditions to be supplied to the intake pipe, and the flammable range can be changed according to the operating conditions. The gas can be operated and good combustion can be obtained in a wide range. And since it operates with a higher excess air ratio than the conventional system, the throttle loss is small.
[0030]
In particular, when the engine load is detected and the ratio of the fuel having a wide flammable range is increased when the engine load is small, and the ratio of the fuel having a wide flammable range is reduced when the engine load is large, the engine is detected. When the load is small, the ratio of the fuel having a wide flammable range is large, so that the operation can be performed at a high excess air ratio. When the engine load is large, the ratio of the fuel having a wide flammable range is small, so that the combustion speed is reduced and knocking does not easily occur.
In particular, as in the third aspect of the present invention, if the excess air ratio is determined and the proportion of the fuel gas having a wide flammable range is increased as the excess air ratio is increased, the fuel gas having a wide flammable range is increased even if the excess air ratio increases. The engine can burn well by increasing the ratio.
In particular, if knocking is detected and knocking occurs and the proportion of fuel gas having a wide flammable range is reduced as in the invention of claim 4, the fuel gas shifts in a direction in which it is difficult to burn, the combustion speed decreases, and knocking occurs. Is suppressed.
In particular, as in the fifth aspect of the present invention, if misfire is detected and a misfire occurs, the proportion of fuel gas having a wide flammable range is increased, so that the flammable range is expanded and misfire is suppressed.
In particular, as in the invention of claim 6, the engine is a sub-chamber type engine having a sub-chamber, and if a large amount of fuel gas having a wide combustible range is supplied to the sub-chamber, the excess air ratio in the air sub-chamber varies. However, it is possible to stably generate a fire that ignites the main air-fuel mixture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a hardware configuration of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing details of an engine.
FIG. 3 is a map showing a mixture ratio of hydrogen and methane with respect to a load.
FIG. 4 is a map showing a mixing ratio of hydrogen and methane with respect to an excess air ratio λ.
FIG. 5 is a map showing a value of an excess air ratio λ with respect to a load.
[Explanation of symbols]
Claims (6)
互いに可燃範囲の異なる複数種類の燃料ガスを有し、該複数種類の燃料ガスを運転条件に応じた混合比で吸気管に供給することを特徴とするガスエンジン。A premixed forced ignition type gas engine in which a premixed gas formed by mixing fuel gas and air is ignited by ignition means,
A gas engine comprising a plurality of types of fuel gases having mutually different combustible ranges, and supplying the plurality of types of fuel gases to an intake pipe at a mixing ratio according to operating conditions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002362768A JP3814247B2 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Premixed forced ignition gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002362768A JP3814247B2 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Premixed forced ignition gas engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004190640A true JP2004190640A (en) | 2004-07-08 |
JP3814247B2 JP3814247B2 (en) | 2006-08-23 |
Family
ID=32761121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002362768A Expired - Fee Related JP3814247B2 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Premixed forced ignition gas engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3814247B2 (en) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006329072A (en) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Fuel supplying method and fuel supply system |
JP2008196360A (en) * | 2007-02-12 | 2008-08-28 | Toho Gas Co Ltd | Power generation system |
JP2010048219A (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Nippon Soken Inc | Combustion engine |
JP2010514967A (en) * | 2007-10-08 | 2010-05-06 | マーン・ディーゼール・フィリアル・アーエフ・マーン・ディーゼール・エスエー・ティスクランド | Method and apparatus for controlling dual fuel compression ignition engine |
CN102278215A (en) * | 2011-05-26 | 2011-12-14 | 周秀芬 | Electric-control double-fuel engine system |
KR101467111B1 (en) * | 2013-08-28 | 2014-11-28 | 현대중공업 주식회사 | Engine |
JP2015055184A (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 東邦瓦斯株式会社 | Gas engine |
JP2016133110A (en) * | 2015-01-22 | 2016-07-25 | マツダ株式会社 | Fuel control device for multi-fuel engine |
JP6007459B1 (en) * | 2016-02-29 | 2016-10-12 | 正裕 井尻 | Supercharger for internal combustion engine |
JP2017047791A (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | マツダ株式会社 | Control device of hybrid vehicle |
JP2019074054A (en) * | 2017-10-18 | 2019-05-16 | ダイハツディーゼル株式会社 | Fuel supply device for engine |
CN112983655A (en) * | 2021-02-26 | 2021-06-18 | 重庆凯瑞动力科技有限公司 | Natural gas and hydrogen double-injection device and control method thereof |
WO2023153323A1 (en) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Engine and engine control method |
WO2023189299A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 川崎重工業株式会社 | Internal combustion engine |
JP7419912B2 (en) | 2020-03-24 | 2024-01-23 | 株式会社Ihi | internal combustion engine |
JP7479603B2 (en) | 2020-11-02 | 2024-05-09 | 株式会社Hit研究所 | Hydrogen gas supply device and engine operating method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PT3212204T (en) | 2014-10-28 | 2019-08-07 | Biovotec As | Micronized eggshell membrane particles and the use thereof to promote the healing of wounds |
AU2016282918B2 (en) | 2015-06-24 | 2021-04-22 | Biovotec As | Tissue engineering scaffolds comprising particulate egg shell membrane |
GB201519923D0 (en) | 2015-11-11 | 2015-12-23 | Biovotec Dac And Biovotec As | Dry biocompatible disintegrateable films for delivering particulate egg shell membrane to a wound |
-
2002
- 2002-12-13 JP JP2002362768A patent/JP3814247B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006329072A (en) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Fuel supplying method and fuel supply system |
JP4572278B2 (en) * | 2005-05-26 | 2010-11-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Fuel supply method and fuel supply apparatus |
JP2008196360A (en) * | 2007-02-12 | 2008-08-28 | Toho Gas Co Ltd | Power generation system |
JP2010514967A (en) * | 2007-10-08 | 2010-05-06 | マーン・ディーゼール・フィリアル・アーエフ・マーン・ディーゼール・エスエー・ティスクランド | Method and apparatus for controlling dual fuel compression ignition engine |
JP2010048219A (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Nippon Soken Inc | Combustion engine |
CN102278215A (en) * | 2011-05-26 | 2011-12-14 | 周秀芬 | Electric-control double-fuel engine system |
KR101467111B1 (en) * | 2013-08-28 | 2014-11-28 | 현대중공업 주식회사 | Engine |
JP2015055184A (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 東邦瓦斯株式会社 | Gas engine |
JP2016133110A (en) * | 2015-01-22 | 2016-07-25 | マツダ株式会社 | Fuel control device for multi-fuel engine |
JP2017047791A (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | マツダ株式会社 | Control device of hybrid vehicle |
JP6007459B1 (en) * | 2016-02-29 | 2016-10-12 | 正裕 井尻 | Supercharger for internal combustion engine |
JP2019074054A (en) * | 2017-10-18 | 2019-05-16 | ダイハツディーゼル株式会社 | Fuel supply device for engine |
JP7419912B2 (en) | 2020-03-24 | 2024-01-23 | 株式会社Ihi | internal combustion engine |
JP7479603B2 (en) | 2020-11-02 | 2024-05-09 | 株式会社Hit研究所 | Hydrogen gas supply device and engine operating method |
CN112983655A (en) * | 2021-02-26 | 2021-06-18 | 重庆凯瑞动力科技有限公司 | Natural gas and hydrogen double-injection device and control method thereof |
WO2023153323A1 (en) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Engine and engine control method |
WO2023189299A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 川崎重工業株式会社 | Internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3814247B2 (en) | 2006-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3814247B2 (en) | Premixed forced ignition gas engine | |
Tomita et al. | Hydrogen combustion and exhaust emissions ignited with diesel oil in a dual fuel engine | |
Ciniviz et al. | Hydrogen use in internal combustion engine: a review | |
JP2005307759A (en) | Operation method for premixing compression self-igniting engine and premixing compression self-igniting engine | |
JP2004036538A (en) | Internal combustion engine compressing and self-igniting mixture, and controlling method for the internal combustion engine | |
Shudo et al. | HCCI combustion of hydrogen, carbon monoxide and dimethyl ether | |
WO2004072561A3 (en) | Fuel regulator for natural gas fired co-generation unit | |
BR102013012424A2 (en) | method to operate an engine | |
JP2016166611A (en) | Engine system | |
JP4871141B2 (en) | Sub-chamber engine | |
KR101186290B1 (en) | Engine system and engine operating method using brown gas | |
Gandhi | Use of hydrogen in internal combustion engine | |
EP3612726B1 (en) | Gas engine, method for operating a gas engine and generator set | |
JP2008280922A (en) | Sub-chamber engine | |
JP2017137823A (en) | Engine system and control method for the same | |
JP2017008900A (en) | Natural gas engine and operational method of natural gas engine | |
KR101186289B1 (en) | Engine system and engine operating method using brown gas | |
Saravanan et al. | An experimental investigation on optimized manifold injection in a direct-injection diesel engine with various hydrogen flowrates | |
WO2007019649A1 (en) | Engine management systems and method | |
KR20120064214A (en) | Internal combustion engine using hydrogen and oxygen mixture for higher engine efficiency and lower exhaust gas emission | |
JP4229795B2 (en) | Premixed compression ignition engine and operation control method thereof | |
US20150247470A1 (en) | System & method of injecting natural gas in liquid form into a diesel engine | |
Abianeh et al. | Combustion development of a bi-fuel engine | |
KR102548535B1 (en) | diesel engine | |
JP7307293B1 (en) | Large turbocharged two-stroke uniflow crosshead compression ignition internal combustion engine and method of operation thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060104 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060124 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060202 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060316 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060516 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060602 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100609 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |