JP2009203944A - 二元燃料エンジンのガス燃料供給方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二元燃料エンジンにおいて、油燃料のみの単独運転時に給気がガス燃料供給配管との圧力差によりガス燃料供給配管に侵入して凝縮し、発生した凝縮水によってガス燃料供給配管を腐食させるおそれをなくす。
【解決手段】油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する方法において、油燃料ｄとガス燃料ｇを併用する運転時はガス燃料供給路１６に給気供給路１３内の給気圧Ｐｓより高圧Ｐｇのガス燃料ｇを供給し、前記併用運転から油燃料ｇのみを用いた運転に切り替える場合には、ガス燃料供給路１６内の残留ガス燃料ｇを外部に放出した後、ガス燃料供給路１６に給気供給路１３内の給気圧Ｐｓより高圧Ｐｇ１の乾燥した窒素ガス、二酸化炭素などの不活性ガス又は空気を供給するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、油燃料とガス燃料を併用するディーゼルエンジン、ガスエンジン等の二元燃料エンジンにおいて、ガス燃料供給配管が結露による腐食する等の不具合をなくすと共に、燃料切り替え時の負荷変動を解消できるガス燃料供給方法及び装置に関する。

従来、一般にディーゼルエンジンといえば、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油、粗悪油あるいはガス製造過程などで発生する副生油などの油燃料を用いるものが多いが、ＬＮＧ（天然ガス）、メタンガス、水素ガス、副生ガスあるいはそれらの混合ガスなどの可燃性ガスを燃料とするガスディーゼルエンジンも知られている。

その後、エネルギの多角化あるいは有効利用といった面から、油燃料とガス燃料を併用できる二元燃料ディーゼルエンジンも提案されている。例えば特許文献１（特公平６−３９９１６号公報）や特許文献２（特開２００３−１９３８７４号公報）には、かかる二元燃料ディーゼルエンジンが提案されている。最近では原油価格の高騰といった事情を反映して、既設ディーゼルエンジンの二元燃料化への改造ニーズが高まっている。

ガス燃料を燃焼シリンダに供給する場合、通常、ガス燃料を一旦ガスインジェクタ又はガス噴射弁を介して給気管中に供給し、ガス燃料と給気を混合した混合ガスを燃焼シリンダに供給するようにしている。特許文献２にかかる構成のシリンダヘッドが開示されている。

かかる構成の二元燃料ディーゼルエンジンの燃焼シリンダのヘッド部を図１０に模式的に示す。図１０において、ディーゼルエンジンを構成する燃焼シリンダ１の内部には上下方向に摺動するピストン２が配置されている。燃焼シリンダ１のヘッド部には、給気管３と排気管４が接続されている。給気管３から給気ａが供給され、給気弁５の開閉により燃焼シリンダ１内に吸入される。給気管３にはガス燃料供給弁６が装着され、ガス燃料ｇがガス燃料供給弁６から給気管３内に供給される。

燃焼シリンダ１のヘッド部の中央には、燃料噴射弁７が装着され、燃料噴射弁７からディーゼル油ｄが供給される。ディーゼル油ｄは燃焼シリンダ１の内部で点火して燃焼し、給気管３から給気弁５を経て燃焼シリンダ１内に吸入されたガス燃料ｇと給気ａの混合ガスを燃焼させる。ピストン２を駆動した後の排気ガスｅは排気弁８を経て排気管４に排気される。

給気ａは過給機のコンプレッサで加圧されると、約２００℃まで昇温するので、給気冷却器で４５℃に冷却された後、燃焼シリンダ１に供給される。給気管３内の給気ａの圧力Ｐｓは、負荷に応じて例えば０〜０．２５ＭＰａの範囲に変動する。これに対して、ガス燃料ｇを併用した運転時において、ガス燃料供給弁６にガス燃料ｇを供給する供給管９内の圧力Ｐｇは、給気圧Ｐｓより高く、通常（Ｐｓ＋α；例えばα=０.１）ＭＰａに設定されている。一方、ディーゼル油ｄのみの単独運転時においては、ガス燃料供給配管内の圧力は大気圧状態になっている。

特公平６−３９９１６号公報 特開２００３−１９３８７４号公報

油燃料のみの単独運転時にガス燃料供給配管内を大気圧状態にしておくと、給気管３内の高圧の給気圧との間に差が生じ、この圧力差から、ガス燃料供給弁６の構造によっては、給気ａがガス燃料供給管９内に漏れる場合も起こり得る。ガス燃料供給弁６は、給気ａとの混合比を制御することを主眼とした構造であるため、完全なガス遮断機能を有さない場合もある。

もし給気ａがガス燃料供給配管内に侵入すると、ガス燃料供給配管内は常温であるため、給気ａが冷却されて凝縮し、凝縮水が発生する場合がある。凝縮水がガス燃料供給配管内に溜まると、場合によっては、ガス燃料供給配管が腐食するおそれがある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ディーゼルエンジンやガスエンジン等の二元燃料エンジンにおいて、油燃料のみの単独運転時に給気がガス燃料供給配管との圧力差によりガス燃料供給配管に侵入し、給気中に含まれる湿分が凝縮し、発生した凝縮水によってガス燃料供給配管を腐食させる懸念を払拭させることを目的とする。

前記目的を達成するため、第１の本発明の二元燃料エンジンのガス燃料供給方法は、
油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する方法において、
油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給し、
前記併用運転から油燃料のみを用いた運転に切り替える場合には、ガス燃料供給路内の残留ガス燃料を外部に放出した後、ガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧の乾燥した不活性ガス又は空気を供給するようにしたものである。

第１の本発明方法では、油燃料のみの単独運転時に、ガス燃料供給配管内に乾燥した窒素ガス又は空気を給気供給路内の給気圧より高い圧力で供給することにより、給気がガス燃料供給配管内に侵入するのを防止するようにしている。窒素ガス、二酸化炭素などの不活性ガス又は空気の供給圧は、例えば給気圧の最大負荷時より若干高くした一定値とするか、あるいは給気圧の変動に対し常に給気圧より一定値だけ高くなるように設定しておくとよい。これによって、油燃料のみの単独運転時に給気がガス燃料供給配管内に侵入するのを防止できる。

第１の本発明方法において、油燃料のみを用いた運転から油燃料とガス燃料を併用する運転に切り換える時は、ガス燃料供給路に設けられた大気圧開放弁を開けて不活性ガス又は空気を外部に放出し、その後ガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給するようにするとよい。かかる操作により、併用運転開始時にガス燃料供給配管に注入された不活性ガス又は空気を大気圧状態をなす外部に開放するので、これらの気体が燃焼シリンダに入るのを防止できる。そのため、併用運転開始時の負荷低下を防止できる。

また、第１の本発明方法において、油燃料のみを用いた運転から油燃料とガス燃料を併用する運転に切り換える時は、ガス燃料供給路に設けられた大気圧開放弁を開けて不活性ガス又は空気を大気圧状態をなす外部に放出し、その後ガス燃料供給路にガス燃料を供給して不活性ガス又は空気と入れ替えた後、該大気圧開放弁を閉じるようにするとよい。かかる操作により、併用運転開始時にガス燃料供給配管から不活性ガス又は空気を一掃できるので、さらに負荷低下防止効果を向上させることができる。

次に、第２の本発明の二元燃料エンジンのガス燃料供給方法は、
油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する方法において、
油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧力のガス燃料を供給し、
油燃料のみを用いた運転時も引き続きガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給するようにしたものである。

第２の本発明方法では、油燃料のみの単独運転時にも、引き続きガス燃料供給路に給気供給路内の給気より高圧でガス燃料を供給するようにしたので、ガス燃料供給配管に給気が侵入するおそれをなくすことができる。第２の本発明方法では、特別な付帯設備を全く必要としない利点がある。

次に第３の本発明の二元燃料エンジンのガス燃料供給方法は、
油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する方法において、
油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給し、
油燃料のみを用いた運転時はガス燃料供給路へのガス燃料の供給を停止し、ガス燃料供給路内の圧力が閾値を越えた時にガス燃料供給路に設けられた大気圧開放弁を開けてガス燃料供給路内に侵入した給気を外部に放出するようにしたものである。

第３の本発明方法では、油燃料のみの単独運転時のガス燃料供給配管の圧力を監視し、該圧力が閾値を越えた時にガス燃料供給配管に設けられた大気圧開放弁を開け、ガス燃料供給配管に侵入した給気を大気圧状態をなす外部に放出する。かかる操作により、ガス燃料供給配管に侵入した給気から凝縮水が発生するのを防止できる。

次に、第１の本発明の二元燃料エンジンのガス燃料供給装置は、
油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
前記ガス燃料供給弁に接続されたガス燃料供給路に調圧弁を介設した気体供給路を接続し、
油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気より高圧のガス燃料を供給し、油燃料のみを用いた運転時は、該気体供給路からガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料又は乾燥した不活性ガス若しくは空気を供給するように構成したものである。

かかる構成により、油燃料のみを用いた運転時に、給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料又は乾燥した不活性ガス若しくは空気を供給するようにしているので、油燃料のみを用いた運転時に給気がガス燃料供給路に侵入するのを防止できる。

次に、第２の本発明の二元燃料エンジンのガス燃料供給方法は、
油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
ガス燃料供給路に遮断弁を介設し、油燃料のみを用いた運転時には該遮断弁を開け、油燃料とガス燃料を併用する運転時には該遮断弁を閉じるように構成したものである。

第２の本発明装置によれば、ガス燃料供給路に遮断弁を介設し、油燃料のみの運転時に該遮断弁を閉じるようにしたことにより、該運転時に給気がガス燃料供給路に侵入するのを確実に防止できる。

次に、第３の本発明の二元燃料エンジンのガス燃料供給装置は、
油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
ガス燃料供給路を、給気供給路に開口する開口部をもつ複数の枝管と、該複数の枝管が接続される元管とで構成し、
該元管を水平方向に対して傾斜させると共に、該枝管との接続部より下降した位置の元管に凝縮水を抜くドレン弁を設けたものである。

第３の本発明装置では、ガス燃料供給配管に給気が侵入し、冷却されて、凝縮水を発生させた場合でも、前記ドレン弁から凝縮水を抜くことができるので、ガス燃料供給配管を腐食させるおそれがない。

次に、第４の本発明の二元燃料エンジンのガス燃料供給装置は、
油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
ガス燃料供給路に該ガス燃料供給路を給気に含まれる湿分の露点温度以上に加温する加温手段を設けたものである。

第４の本発明装置では、ガス燃料供給配管に給気が侵入したとしても、前記構成とすることにより、給気を露点温度以上に保持できるので、凝縮水を生じさせるおそれがない。

本発明方法及び装置によれば、二元燃料エンジンにおいて、油燃料のみの運転時においても、ガス燃料供給弁を介してガス燃料供給配管に給気を侵入させないようにすることができるか、あるいはガス燃料供給配管に給気が侵入したとしても、凝縮水を生じさせないので、ガス燃料供給配管を腐食させるおそれをなくすことができる。

また、第１の本発明方法又は第１の本発明装置において、ガス燃料供給路内に不活性ガス又は空気を供給した場合でも、油燃料とガス燃料を併用する運転時には、これらの気体を外部に排出してから、ガス燃料供給路にガス燃料を供給するようにしているので、負荷低下を生じない。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明に係る第１実施形態（第１の本発明方法又は第１の本発明装置に係る実施形態）を図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る二元燃料ディーゼルエンジン１０の系統図である。図１において、給気ａが過給機１１に吸入され、過給機１１のコンプレッサ１１ａを通って加圧される。給気ａは、加圧時に高温となるので、空気冷却器１２で冷却された後、給気供給ライン１３及び各給気枝管１３ａ〜ｉを通って複数の燃焼シリンダ１４ａ〜ｉに供給される。

例えば、給気ａはコンプレッサ１１ａで０．３ＭＰａに加圧されると、約２００℃に昇温する。高温となった給気ａは空気冷却器１２で約４５℃ほどに冷却され、その後該燃焼シリンダ１４ａ〜ｉに供給される。本実施形態では、複数の燃焼シリンダが右バンクＲと左バンクＬの２列に配置されているが、図１では右バンクＲを省略している。

一方、油燃料供給ライン１５から各枝管１５ａ〜ｉを介して各燃焼シリンダ１４ａ〜ｉにディーゼル油ｄが供給される。また、ガス燃料供給ライン１６から各枝管１６ａ〜ｉを介して、各燃焼シリンダ１４ａ〜ｉにガス燃料ｇが供給される。ガス燃料供給ライン１６には、最上流側に開閉弁１７が介設されると共に、開閉弁１７の下流側で大気圧開放ライン１８が分岐し、大気圧開放ライン１８には大気圧開放弁１９が介設されている。

各枝管１６ａ〜ｉにはガス燃料供給弁２０ａ〜ｉが介設されている。ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉによってガス燃料ｇの流量が調整される。ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉを経たガス燃料ｇは給気枝管１３ａ〜ｉに注入される。

ガス燃料供給ライン１６には気体供給ライン２１が接続され、気体供給ライン２１には、調圧弁２２と開閉弁２３が介設されている。また、各燃焼シリンダ１４ａ〜ｉで燃焼した後の排気ガスｅは、各排気枝管２４ａ〜ｉ及び排気ガスライン２４を経て過給機１１のタービン１１ｂに至り、タービン１１ｂを駆動して系外に排出される。給気供給ライン１３、ガス燃料供給ライン１６及び気体供給ライン２１には夫々を流れる気体の圧力を検出する圧力センサ２５〜２７が装着されている。また、ディーゼルエンジン１０の運転を制御する制御装置２８が設けられている。

かかる構成の本実施形態において、ディーゼル油ｄとガス燃料ｇの混焼運転時には、制御装置２８によって、開閉弁１７が開き、大気圧開放弁１９が閉じた状態とされ、この状態で各燃焼シリンダ１４ａ〜ｉにディーゼル油ｄ、ガス燃料ｇ及び給気ａが供給される。そして、前述のとおりの態様で各燃焼シリンダ１４ａ〜ｉ内で混合燃料が燃焼される。この場合、負荷に応じて０〜０．２５ＭＰａに変動する給気圧力Ｐｓに対し、ガス燃料ｇの圧力Ｐｇは、常に給気ａの圧力Ｐｓよりα（例えばα=０.１）ＭＰａ高い圧力になるように設定されている。

次に、ガス燃料ｇの供給を停止しディーゼル油ｄのみを供給する運転に移行する場合は、まず、開閉弁１７を閉じてガス燃料ｇの供給を停止する。次に、大気圧開放弁１９を開いてガス燃料供給弁２０ａ〜ｉの上流側の枝管１６ａ〜ｉ及びガス燃料供給ライン１６内に溜まっているガス燃料ｇを系外に排出する。その後、気体供給ライン２１の開閉弁２３を開いて、気体供給ライン２１から乾燥した不活性ガス（窒素ガス、二酸化炭素等）又は空気ｎを供給する。

かかる操作により、ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉより上流側の枝管１６ａ〜ｉ及びガス燃料供給ライン１６を該不活性ガス又は空気で満たす。調圧弁２２により該不活性ガス又は空気の圧力Ｐｇ１を、最大負荷（１００％負荷）時の給気ａの圧力Ｐｓより若干高い圧力にするか、あるいは給気圧力Ｐｓの変動に応じて、常に給気圧力Ｐｓより若干高い圧力値（＋α）に調整する。これによって、給気枝管１３ａ〜ｉ内の給気ａがガス燃料供給弁２０ａ〜ｉを介して枝管１６ａ〜ｉに漏れるのを防止できる。

つぎに、ディーゼル油ｄのみの運転からディーゼル油ｄとガス燃料ｇを併用した混焼運転に切り換える手順を図２に基づいて説明する。図２において、まず、制御装置２８に混焼運転に切り換える指令を与えると、大気圧開放弁１９が開く。大気圧開放弁１９を開けて、ガス燃料供給ライン１６内が大気圧になると、大気圧開放弁１９を閉じる。次に、開閉弁１７を開けて、ガス燃料供給ライン１６にガス燃料ｇを供給する。かかる操作により、混焼運転に切り替わる。

本実施形態によれば、ディーゼル油ｄのみを用いる運転時は、ガス燃料供給ライン１６に乾燥した窒素ガス、二酸化炭素などの不活性ガス又は空気ｎを供給し、かつ該不活性ガス又は空気ｎを給気枝管１３ａ〜ｉ中の給気ａより高い圧力に保持するため、給気ａがガス燃料供給弁２０ａ〜ｉを介して枝管１６ａ〜ｉ及びガス燃料供給ライン１６に侵入するのを防止できる。このため、ガス燃料供給ライン１６が給気ａに含まれる湿分が凝縮して生じた凝縮水により腐食するおそれがない。

次に、前記第１実施形態の変形例を図３に基づいて説明する。前記第１実施形態では、混焼運転への切替え時に、大気圧開放弁１９を開けて、ガス燃料供給ライン１６内の残留窒素ガス又は空気ｎを大気に放出するようにしたが、本変形例では、大気圧開放弁１９を開けた後、ガス燃料供給ライン１６にガス燃料ｇを供給して、残留窒素ガス、二酸化炭素などの不活性ガス又は空気ｎを大気にパージするようにしている。その他の構成及び操作は前記第１実施形態と同一である。

このように、本実施形態では、大気圧開放弁１９を開けた後、ガス燃料ｇをガス燃料供給ライン１６及び枝管１６ａ〜ｉからすべて放出するようにしているので、混焼運転への切替え後、残留気体ｎが燃焼シリンダ１４内に入るおそれがない。従って、この時、エンジン１０の負荷が低下することはない。

なお、前記第１実施形態又はその変形例において、ディーゼル油ｄのみの運転時に気体供給ライン２１から窒素ガス、二酸化炭素などの不活性ガス又は空気ｎを供給する代わりに、気体供給ライン２１からガス燃料ｇを供給するようにしてもよい。気体供給ライン２１には調圧弁２２が介設されているので、ガス燃料ｇの供給圧を調整するのが容易になる。従って、ガス燃料供給ライン１６への給気ａの侵入を防止できる。

（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態（第２の本発明方法に係る実施形態）を図４に基づいて説明する。図４において、本実施形態が前記第１実施形態と異なる点は、図１の気体供給ライン２１を設けない構成としている点である。即ち、本実施形態においては、ディーゼル油ｄのみを用いた運転時も、引き続きガス燃料供給ライン１６にガス燃料ｇを供給するようにしている。ガス燃料供給ライン１６中のガス燃料ｇの圧力は、第１実施形態と同様に、給気圧力Ｐｓに対し、常に給気ａの圧力Ｐｓよりα（例えばα=０.１）ＭＰａ高い圧力になるように設定しておく。

これによって、ディーゼル油ｄのみを用いた運転時も、給気ａがガス燃料供給ライン１６に侵入するおそれをなくすことができる。本実施形態では、第１実施形態のように、気体供給ライン２１を付設する必要がないので、第１実施形態と比べてイニシャルコストを低減することができる。

（実施形態３）
次に、本発明の第３実施形態（第３の本発明方法に係る実施形態）を図４に基づいて説明する。本実施形態の装置構成は前記第２実施形態に係る図４と同一である。本実施形態は、混焼運転時には、油燃料供給ライン１５から各枝管１５ａ〜ｉを介してディーゼル油ｄを各燃焼シリンダ１４ａ〜ｉに供給すると共に、開閉弁１７を開け、大気圧開放弁１９を閉じて、ガス燃料供給ライン１６から各枝管１６ａ〜ｉを介してガス燃料ｇを各燃焼シリンダ１４ａ〜ｄに供給する。この操作は、前記第１及び第２実施形態と同一である。

ディーゼル油ｄのみの運転に切り替える時は、まず、大気圧開放弁１９を開けてガス燃料供給弁２０ａ〜ｉより上流側の枝管１６ａ〜ｉ及びガス燃料供給ライン１６からガス燃料ｇを放出する。次に、大気圧開放弁１９を閉じて、ガス燃料供給ライン１６内の圧力を監視する。もし、ガス燃料供給ライン１６内の圧力が閾値（例えば大気圧）を越えた場合には、ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉを介して給気ａが侵入したことを示す。その時は、大気開放弁１９を開けて、侵入した給気ａを大気に放出する。

本実施形態によれば、ガス燃料供給ライン１６に侵入した給気ａが冷却されて、給気ａに含まれる湿分が凝縮する前に大気に放出するようにしているので、ガス燃料供給ライン１６を構成する配管を腐食させるおそれはない。

（実施形態４）
次に、本発明の第４実施形態（第２の本発明装置に係る実施形態）を図５〜図７に基づいて説明する。図４において、本実施形態では、ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉの上流側の枝管１６ａ〜ｉにシャット弁３１ａ〜ｉを付設したものである。その他の構成は、図４の構成と同一である。

本実施形態では、かかる構成により、ディーゼル油ｄのみを用いた運転時に、制御装置２８により、各シャット弁３１ａ〜ｉを閉じることにより、給気ａのガス燃料供給ライン１６への漏れを確実に防止できるようにしたものである。

ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉの構成の一例を図６に示す。ガス供給弁２０ａ〜ｉは電磁弁であり，ハウジング２００の内部に電磁コイル２０１を内蔵している。電磁コイル２０１の励磁により、可動プレート２０２が上下方向に移動可能に配置されている。

かかる構成のガス燃料供給弁２０ａ〜ｉにおいて、電磁コイル２０１が非励磁のときは、コイルバネ２０４の弾性力により、可動プレート２０２が下方に押し下げられている。そのため、図６（ｂ）に示すように、可動プレート２０２が固定プレート２０５に接し、ガス燃料ｇの流路が閉じられる。

電磁コイル２０１が励磁されると、電磁力が作用し可動プレート２０２が上方に移動する。これによって、図６（ａ）に示すように、可動プレート２０２と固定プレート２０５間にガス燃料ｇの流路が形成される。

ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉは、このように、ガス燃料ｇの流量を精密に調整するためのものであり、入口側の圧力と出口側の圧力に差が生じると、即ち、出口側の圧力が入口側の圧力より高くなると、出口側の給気ａが入口側に漏れる場合も起こり得る。

シャット弁３１ａ〜ｉの構成の一例を図７に基づいて説明する。図７において、流体（ここではガス燃料ｇ）の流路３１１ａを形成するハウジング３１１の上部に固設されたボンネット３１２の内部に円筒形状に形成された電磁コイル３１３が配置され、電磁コイル３１３の中心にプランジャ３１４が上下方向に摺動可能に配置されている。プランジャ３１１４下面にはコイルバネ３１５を介して弁体３１６が取り付けられている。

ハウジング３１１の内部には、弁座３１７が形成されている。電磁コイル３１３が非励磁のときは、コイルバネ３１５の弾性力により、弁体３１６が弁座３１７に強く押し付けられて流路３１１ａを遮断する。電磁コイル３１３が励磁されると、プランジャ３１４が上昇するので、弁体３１６が弁座３１７から離れて流路が開放される。
シャット弁３１ａ〜ｉでは、電磁コイル３１３が非励磁のときは、コイルバネ３１５の強い弾性力により流路３１１ａを確実に遮断することができる。

本実施形態によれば、各枝管１６ａ〜ｉに前記シャット弁３１ａ〜ｉを介設したことにより、ディーゼル油ｄのみを用いた運転時に、シャット弁３１ａ〜ｉを閉じることにより、各枝管１６ａ〜ｉを遮断することができる。従って、給気ａがガス燃料供給ライン１６に漏れるのを確実に阻止することができるので、ガス燃料供給ライン１６を腐食させるおそれがない。

なお、本実施形態では、ガス燃料供給弁２０ａ〜ｉの上流側の各枝管１６ａ〜ｉにシャット弁３１ａ〜ｉを介設したが、その代わりに、各枝管１６ａ〜ｉの下流側にシャット弁３１ａ〜ｉを設けても、同様の作用効果を得ることができる。

（実施形態５）
次に、本発明の第５実施形態（第３の本発明装置に係る実施形態）を図８に基づいて説明する。図８において、本実施形態は、図４の構成と比べて、ガス燃料供給ライン１６’を上流側から下流側に向かって水平方向に対して設定角度αだけ下降に傾斜させて配置したものである。そして、ガス燃料供給ライン１６’の下流側端部（下降端）の近傍に、ドレン弁４１を接続したものである。その他の構成は図４の構成と同一である。

本実施形態によれば、ディーゼル油ｄのみを用いた運転時に、万一給気ａがガス燃料供給弁２０ａ〜ｉを介してガス燃料供給ライン１６に侵入し、給気ａが冷却されて、凝縮水が発生したとしても、ガス燃料供給ライン１６が傾斜しているので、凝縮水はガス燃料供給ライン１６の下降側に移動し、ドレン弁４１から速やかに排出することができる。従って、ガス燃料供給ライン１６を腐食させるおそれはなくなる。

（実施形態６）
次に、本発明の第６実施形態（第４の本発明装置に係る実施形態）を図９に基づいて説明する。図９において、本実施形態は、ガス燃料供給ライン１６及び各枝管１６ａ〜ｉに保温又は加温手段５１を配設したものである。その他の構成は、図４の構成と同一である。該保温又は加温手段５１は、例えば、配管の外周面に布ヒータを巻き、該布ヒータに電流を流して加温するようにしてもよい。
あるいは別な保温又は加温手段５１として、配管を２重管とし、内管と外管との間には排気ガスを流すようにしてもよい。

本実施形態によれば、ディーゼル油ｄのみを用いた運転時に、該保温又は加温手段５１により、ガス燃料供給ライン１６及び各枝管１６ａ〜ｉを給気ａ中に含まれる湿分の凝縮温度以上に保温又は加温するようにしたので、万一各枝管１６ａ〜ｉ又はガス燃料供給ライン１６に給気ａが侵入したとしても、これら配管内で凝縮水が発生することはない。従って、これら配管を腐食させるおそれはない。

本発明によれば、油燃料とガス燃料を併用するディーゼルエンジン、ガスエンジン等の二元燃料エンジンにおいて、簡単な手段でガス燃料供給路への給気の漏れをなくすことができ、これによって、給気中に含まれる湿分によるガス燃料供給路の腐食のおそれをなくすことができる。また、燃料切り替え時の負荷低下も発生しない。

本発明の第１実施形態に係る二元燃料ディーゼルエンジンの系統図である。 前記第１実施形態の制御フロー図である。 前記第１実施形態の変形例の制御フロー図である。 本発明の第２及び第３実施形態に係る二元燃料ディーゼルエンジンの系統図である。 本発明の第４実施形態に係る二元燃料ディーゼルエンジンの系統図である。 前記第４実施形態のガス燃料供給弁２０の縦断正面図であり、（ａ）は弁開状態、（ｂ）は弁閉状態を示す。 前記第４実施形態のシャット弁３１の縦正面図である。 本発明の第５実施形態に係る二元燃料ディーゼルエンジンの系統図である。 本発明の第５実施形態に係る二元燃料ディーゼルエンジンの系統図である。 二元燃料ディーゼルエンジンの燃焼シリンダヘッド部の断面図である。

符号の説明

１０ 二元燃料ディーゼルエンジン
１３ 給気供給ライン
１４ａ〜ｉ 燃焼シリンダ
１５ 油燃料供給ライン
１６、１６’ ガス燃料供給ライン（元管）
１６ａ〜ｉ ガス燃料枝管
１８ 大気圧開放ライン
１９ 大気圧開放弁
２０ａ〜ｉ ガス燃料供給弁
２１ 気体供給ライン
２２ 調圧弁
２８ 制御装置
３１ａ〜ｉ シャット弁（遮断弁）
４１ ドレン弁
５１ 保温又は加温手段
ａ 給気
ｄ ディーゼル油
ｇ ガス燃料
ｎ 窒素ガス又は空気
Ｐｇ ガス燃料圧力センサ
Ｐｇ１ 気体圧力センサ
Ｐｓ 給気圧力センサ

Claims (9)

1. 油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する方法において、
   油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給し、
   前記併用運転から油燃料のみを用いた運転に切り替える場合には、ガス燃料供給路内の残留ガス燃料を外部に放出した後、ガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧の乾燥した不活性ガス又は空気を供給するようにしたことを特徴とする二元燃料エンジンのガス燃料供給方法。
2. 油燃料のみを用いた運転から油燃料とガス燃料を併用する運転に切り換える時は、ガス燃料供給路に設けられた大気圧開放弁を開けて窒素ガス又は空気を外部に放出し、
   その後ガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の二元燃料エンジンのガス燃料供給方法。
3. 油燃料のみを用いた運転から油燃料とガス燃料を併用する運転に切り換える時は、ガス燃料供給路に設けられた大気圧開放弁を開けて不活性ガス又は空気を外部に放出し、
   その後ガス燃料供給路にガス燃料を供給して不活性ガス又は空気と入れ替えた後、該開閉弁を閉じるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の二元燃料エンジンのガス燃料供給方法。
4. 油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する方法において、
   油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧力のガス燃料を供給し、
   油燃料のみを用いた運転時も引き続きガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給するようにしたことを特徴とする二元燃料エンジンのガス燃料供給方法。
5. 油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する方法において、
   油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料を供給し、
   油燃料のみを用いた運転時はガス燃料供給路へのガス燃料の供給を停止し、ガス燃料供給路内の圧力が閾値を越えた時にガス燃料供給路に設けられた大気圧開放弁を開けてガス燃料供給路内に侵入した給気を外部に放出するようにしたことを特徴とする二元燃料エンジンのガス燃料供給方法。
6. 油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
   前記ガス燃料供給弁に接続されたガス燃料供給路に調圧弁を介設した気体供給路を接続し、
   油燃料とガス燃料を併用する運転時はガス燃料供給路に給気供給路内の給気より高圧のガス燃料を供給し、油燃料のみを用いた運転時は、該気体供給路からガス燃料供給路に給気供給路内の給気圧より高圧のガス燃料又は乾燥した不活性ガス若しくは空気を供給するように構成したことを特徴とする二元燃料エンジンのガス燃料供給装置。
7. 油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
   ガス燃料供給路に遮断弁を介設し、油燃料のみを用いた運転時には該遮断弁を開け、油燃料とガス燃料を併用する運転時には該遮断弁を閉じるように構成したことを特徴とする二元燃料エンジンのガス燃料供給装置。
8. 油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
   ガス燃料供給路を、給気供給路に開口する開口部をもつ複数の枝管と、該複数の枝管が接続される元管とで構成し、
   該元管を水平方向に対して傾斜させると共に、該枝管との接続部より下降した位置の元管に凝縮水を抜くドレン弁を設けたことを特徴とする二元燃料エンジンのガス燃料供給装置。
9. 油燃料とガス燃料を併用する二元燃料エンジンの燃焼シリンダに給気供給路内に開口したガス燃料供給路を介してガス燃料を供給する装置において、
   ガス燃料供給路に該ガス燃料供給路を給気に含まれる湿分の露点温度以上に加温する加温手段を設けたことを特徴とする二元燃料エンジンのガス燃料供給装置。

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