JP2016084794A - Load follow-up characteristic improving system for lean pre-mixture gas engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a substantial improvement of a load follow-up characteristic and make a positive prevention of accidental fire or knocking by always performing optimal, fast and positive controlling an air-fuel ratio of an engine.SOLUTION: This invention comprises: a first hydraulic pump (21) connected to a supercharger (10); a second hydraulic pump (22) connected to a rotational power generation member (1); oil passages (23, 24) connecting the two hydraulic pumps; and an air supply pressure sensor (5) for detecting an air supply pressure (P). The first hydraulic pump or the second hydraulic pump is a variable displacement hydraulic pump in which the operation is controlled by a controller having load information of a gas engine. The controller performs a relative assistance by a surplus power between the supercharger and the rotational power generation member in response to a load of the gas engine, controls the operation of the variable displacement hydraulic pump on the basis of the load of the gas engine and the air supply pressure, and further controls it in such a way that the air-fuel ratio of the gas engine may be kept within a predetermined range of the optimal air-fuel ratio by changing an engine speed of the supercharger through the first hydraulic pump.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムに関する。   The present invention relates to a load followability improving system for a lean premixed gas engine.

従来、例えば、ディーゼルエンジン等に装備される過給機は、エンジンの排気ガスが有する排気エネルギによりタービンが回転駆動され、タービンによって回転する圧縮機によりエンジンの給気密度を高めて、エンジンの燃費効率を向上させる目的で使用される。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a turbocharger equipped in a diesel engine or the like is configured such that a turbine is rotationally driven by exhaust energy of engine exhaust gas, and an air supply density of the engine is increased by a compressor that is rotated by the turbine. Used to improve efficiency.

しかしながら、このように過給機を取り付けたとしても、エンジンの負荷状態によっては排気エネルギに充分な余剰があり、この余剰排気エネルギを無駄なく利用することが、燃費向上のみならず、環境保護の面からも強く要請されている。   However, even if the turbocharger is installed in this way, there is a sufficient surplus in the exhaust energy depending on the engine load condition. Using this surplus exhaust energy without waste not only improves fuel efficiency but also protects the environment. It is strongly requested from the aspect.

このエンジンの余剰排気エネルギを有効利用するものとして、本願出願人は、過給機とエンジンの双方に油圧ポンプを取り付け、油圧を介してこの余剰排気エネルギを利用して、過給機側の油圧ポンプによりエンジン側の油圧ポンプを回転駆動させてエンジンを加勢し、これにより廃熱回収による燃費向上を図ることができるようにした(例えば、特許文献1,2参照)。そして、本願出願人は、船舶用の低速2サイクルディーゼルエンジンにおいて、すでにこの発明の実用化を行っている。   In order to effectively use the surplus exhaust energy of this engine, the applicant of the present application attaches a hydraulic pump to both the turbocharger and the engine, and uses this surplus exhaust energy via oil pressure to The engine-side hydraulic pump is driven to rotate by the pump to energize the engine, thereby improving fuel efficiency by waste heat recovery (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The present applicant has already put this invention to practical use in a low-speed two-cycle diesel engine for ships.

一方、このエンジンの余剰排気エネルギ利用装置は、過給機の過給不足が発生するエンジンの低負荷領域においては、油圧を介してエンジン側の油圧ポンプにより過給機側の油圧ポンプを回転駆動させて過給機の回転を加勢し、これにより低負荷領域における過給機の過給不足を改善することができる。   On the other hand, the surplus exhaust energy utilization device of the engine drives the hydraulic pump on the supercharger side to rotate by the hydraulic pump on the engine side via hydraulic pressure in the low load region of the engine where the supercharging of the turbocharger is insufficient. Thus, the rotation of the supercharger is urged, and thereby, the supercharging shortage of the supercharger in the low load region can be improved.

また、油圧ポンプをエンジンに取り付けるのではなく、別置きの発電機に取り付けた場合にも、同様に高負荷時の廃熱回収による熱効率の向上、及び低負荷時における過給機の過給不足の解消を図ることができる。   In addition, when the hydraulic pump is attached to a separate generator instead of being attached to the engine, the heat efficiency is also improved by waste heat recovery at high load, and the supercharger is insufficient at low load. Can be eliminated.

他方、近年、特に環境保全の観点からクリーンなエネルギ源が求められ、CO2 、SOX 、NOX 等の排出量の大幅減少が危急の課題となっている。特にCO2 、SOX 排出量の減少の観点から、天然ガス、LNG等のガス燃料をその主燃料とするガスエンジンが急速に普及しつつある。   On the other hand, in recent years, a clean energy source has been demanded particularly from the viewpoint of environmental conservation, and a drastic reduction in the emission amount of CO2, SOX, NOX, etc. has become an urgent issue. In particular, from the viewpoint of reducing CO2 and SOX emissions, gas engines using gas fuels such as natural gas and LNG as the main fuel are rapidly spreading.

このガスエンジンの中で、中速4サイクル希薄(リ一ンバーン)ガスエンジンは、主として発電設備において発電機との組み合わせで使用されており、上述のように天然ガス、LNGを主燃料として運転されるが、中でもLNGは自着火温度が高く着火性が悪い。   Among these gas engines, medium-speed four-cycle lean (reburn) gas engines are mainly used in combination with generators in power generation facilities, and are operated using natural gas and LNG as the main fuel as described above. However, among them, LNG has a high self-ignition temperature and poor ignitability.

このため、給気ポートにガス燃料を噴射して混合気をシリンダ内に充填した後に、軽油や重油をパイロット燃料として噴射着火させて、それによりガス燃料の混合気を燃焼させるパイロット着火方式や、その混合気を点火プラグで着火させる火花点火方式等の、いわゆる予混合方式を採用している。この希薄予混合ガスエンジンは、NOX 排出量の減少に大きく貢献できるものである。   For this reason, after injecting gas fuel into the air supply port and filling the air-fuel mixture into the cylinder, a pilot ignition method in which light oil or heavy oil is injected and ignited as pilot fuel, thereby burning the gas fuel air-fuel mixture, A so-called premixing system such as a spark ignition system that ignites the air-fuel mixture with a spark plug is employed. This lean premixed gas engine can greatly contribute to the reduction of NOx emissions.

特開2006−242051号公報JP 2006-242051 A 特開2011−214461号公報JP 2011-214461 A

しかしながら、上述の中速4サイクル希薄予混合のガスエンジンは、発電設備として使用した場合に、急激な電力需要の変動に対応できることが必要であり、また、非常用発電設備として使用した場合には、非常発起動時に急速な発電機の負荷上昇に対応できることが必要である。このため、エンジンの負荷追随性の向上が大きな課題となっている。   However, the medium-speed 4-cycle lean premixed gas engine described above needs to be able to cope with rapid fluctuations in power demand when used as a power generation facility, and when used as an emergency power generation facility. It is necessary to be able to cope with a rapid load increase of the generator at the time of emergency start-up. For this reason, improvement of engine load followability has become a major issue.

特に、ガスエンジンを再生可能エネルギー設備のバッファ電源として使用する場合には、再生可能エネルギー設備の発電量の変動に応じてガスエンジン側の発電量を頻繁に調整する必要がある。したがって、CO2 、SOX 、NOX 等の排出量が少ない中速4サイクル希薄予混合ガスエンジンをクリーンなバッファ電源として普及させるためにも、エンジンの負荷追従性の向上が重要な課題となっている。   In particular, when a gas engine is used as a buffer power source for a renewable energy facility, it is necessary to frequently adjust the power generation amount on the gas engine side in accordance with fluctuations in the power generation amount of the renewable energy facility. Therefore, in order to popularize a medium-speed four-cycle lean premixed gas engine with a small amount of emission of CO2, SOX, NOX, etc. as a clean buffer power source, improvement of engine load followability is an important issue.

また、中速4サイクル希薄予混合ガスエンジンは、理論空燃比より希薄側で燃焼させることによって、高出力化と上述のNOX 排出量の低減とを図っている。この希薄燃焼は、その特性上、空燃比がある一定範囲から外れると、失火やノッキングを引き起こす恐れがある。したがって、安定燃焼を図るためには、空燃比が常時一定範囲内に収まるように制御する必要がある。ここで、空燃比は給気圧力に依存するが、この給気圧力は、過給機動力、すなわち、過給機のタービンで回収される排気ガスエネルギによって大きく左右される。   Further, the medium-speed four-cycle lean premixed gas engine burns on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio to increase the output and reduce the above-mentioned NOx emission amount. Due to its characteristics, this lean combustion may cause misfire or knocking if the air-fuel ratio deviates from a certain range. Therefore, in order to achieve stable combustion, it is necessary to control so that the air-fuel ratio is always within a certain range. Here, the air-fuel ratio depends on the supply air pressure, but this supply air pressure is greatly influenced by the supercharger power, that is, the exhaust gas energy recovered by the turbocharger turbine.

したがって、エンジンの負荷を上げていく際には、エンジンの空燃比が一定範囲内に収まるように、過給機は、給気量がエンジン側で要求する空気量に対して充分に余剰のあるものを使用しなければならない。そして、この容量の大きい過給機を選定することにより、給気量の増加を図ることで安定燃焼の範囲でのノッキングを回避する運転が可能になった。   Therefore, when the engine load is increased, the supercharger has a sufficient surplus with respect to the air amount required on the engine side so that the air-fuel ratio of the engine falls within a certain range. Things must be used. By selecting a turbocharger with a large capacity, it is possible to perform an operation that avoids knocking in a stable combustion range by increasing the amount of air supply.

一方、過多な給気量によって失火しないようにするためには、給気バイパス弁又は排気バイパス弁を設けて、過給機からエンジンに供給する給気の一部を外部へ放出したり、あるいは過給機のタービンへ供給される前の排気ガスの一部を外部へ放出することにより、空燃比を正常な作動線上で運転できるよう制御している。   On the other hand, in order to prevent misfire due to an excessive supply amount, a supply air bypass valve or an exhaust bypass valve is provided, and a part of the supply air supplied from the supercharger to the engine is discharged to the outside, or A part of the exhaust gas before being supplied to the turbocharger turbine is discharged to the outside so that the air-fuel ratio can be controlled to operate on a normal operating line.

しかしながら、この給気バイパス制御、あるいは排気バイパス制御を行う場合、いずれの場合も過給機の同転数の上昇が、エンジンの負荷上昇に伴う排ガスエネルギの上昇に依存しているために、速い応答性を伴った制御が難しいという問題がある。   However, when this supply air bypass control or exhaust gas bypass control is performed, the increase in the number of revolutions of the turbocharger depends on the increase in the exhaust gas energy accompanying the increase in the engine load. There is a problem that control with responsiveness is difficult.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、希薄予混合ガスエンジンにおいて、過給機前又は後でバイパスして外部に放出している排気ガスエネルギの回収を図りつつ、エンジンの空燃比を常に最適に迅速かつ確実に制御することができ、以って負荷追従性の大幅な向上を図ることができ、失火やノッキングの発生を確実に防止することができる、希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムを提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and in a lean premixed gas engine, the exhaust gas energy bypassed before or after the supercharger and discharged to the outside is recovered, and the engine is recovered. The lean air-fuel ratio can always be controlled optimally quickly and reliably, so that the load followability can be greatly improved and the occurrence of misfire and knocking can be reliably prevented. It is an object of the present invention to provide a load followability improvement system for a gas engine.

上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、過給機を備えた希薄予混合ガスエンジンの過給機に連結された第1の油圧ポンプと、回転動力を発生させる回転動力発生体に連結された第2の油圧ポンプと、第1の油圧ポンプの出口と第2の油圧ポンプの入口とを連結する第1の油路と、第2の油圧ポンプの出口と第1の油圧ポンプの入口とを連結する第2の油路と、ガスエンジンの給気路に配設されて過給機での過給後の給気の給気
圧力を検出する給気圧力センサとを備え、第1の油圧ポンプ又は第2の油圧ポンプは、コントローラにより作動が制御される可変容量型油圧ポンプであり、ガスエンジンの負荷情報を有するコントローラは、ガスエンジンの低負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第2の油圧ポンプが発生させた油圧により第1の油圧ポンプを補助駆動して回転動力発生体が発生させた回転動力により過給機の回転を加勢させると共に、ガスエンジンの高負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプが発生させた油圧により第2の油圧ポンプを補助駆動して過給機の回転動力により回転動力発生体の回転を加勢させる希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、ガスエンジンの負荷と給気圧力センサが検出した給気圧力に基づいて可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を変化させることにより、ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御することにある。
In order to solve the above-mentioned problem, the means employed by the present invention includes a first hydraulic pump connected to a supercharger of a lean premixed gas engine equipped with a supercharger, and a rotational power that generates rotational power. A second hydraulic pump connected to the generator, a first oil passage connecting the outlet of the first hydraulic pump and the inlet of the second hydraulic pump, the outlet of the second hydraulic pump, and the first A second oil passage that connects the inlet of the hydraulic pump, and a supply pressure sensor that is disposed in the supply passage of the gas engine and detects the supply pressure of the supply air after supercharging in the supercharger. The first hydraulic pump or the second hydraulic pump is a variable displacement hydraulic pump whose operation is controlled by the controller, and the controller having the load information of the gas engine is a variable displacement hydraulic pressure when the gas engine is under low load. A second hydraulic pump is generated by controlling the pump operation The first hydraulic pump is auxiliary driven by the generated hydraulic pressure and the rotational power generated by the rotational power generator is used to urge the turbocharger and control the operation of the variable displacement hydraulic pump when the gas engine is under heavy load. Then, a system for improving the load followability of a lean premixed gas engine in which the second hydraulic pump is auxiliary driven by the hydraulic pressure generated by the first hydraulic pump and the rotation power of the supercharger is energized by the rotation power of the supercharger. The controller controls the operation of the variable displacement hydraulic pump on the basis of the load of the gas engine and the supply air pressure detected by the supply air pressure sensor, and controls the rotation speed of the supercharger via the first hydraulic pump. By changing it, the air-fuel ratio of the gas engine is controlled so as to be within a predetermined range of the optimum air-fuel ratio.

本発明の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムによれば、コントローラは、ガスエンジンの負荷情報を有し、ガスエンジンの低負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第2の油圧ポンプが発生させた油圧により第1の油圧ポンプを補助駆動して回転動力発生体が発生させた回転動力により過給機の回転を加勢させると共に、ガスエンジンの高負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプが発生させた油圧により第2の油圧ポンプを補助駆動して過給機の回転動力により回転動力発生体の回転を加勢させる。   According to the load followability improving system of the lean premixed gas engine of the present invention, the controller has the load information of the gas engine, and controls the operation of the variable displacement hydraulic pump when the gas engine is under a low load. The first hydraulic pump is auxiliary driven by the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump to urge the rotation of the supercharger by the rotational power generated by the rotational power generator, and the variable displacement hydraulic pump at a high load of the gas engine The second hydraulic pump is auxiliary driven by the hydraulic pressure generated by the first hydraulic pump by controlling the operation of the first hydraulic pump, and the rotation power of the supercharger is urged to rotate.

これに加えて、コントローラは、ガスエンジンの負荷と給気圧力センサが検出した給気圧力に基づいて可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を変化させることにより、ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるようにさらに制御する。   In addition, the controller controls the operation of the variable displacement hydraulic pump based on the load of the gas engine and the supply air pressure detected by the supply air pressure sensor, and rotates the turbocharger via the first hydraulic pump. By changing the number, the air-fuel ratio of the gas engine is further controlled so as to be within a predetermined range of the optimum air-fuel ratio.

すなわち、本発明の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいては、空燃比の制御を従来のように反応が鈍い排気ガスエネルギの上昇や、給気バイパス弁又は排気バイパス弁の作動等に委ねるのではなく、油圧を利用して積極的に行なうことにより、迅速かつ確実に行うことができる。   That is, in the load following performance improvement system of the lean premixed gas engine according to the present invention, the control of the air-fuel ratio is performed to increase the exhaust gas energy that is not responsive as in the prior art, the operation of the supply bypass valve or the exhaust bypass valve, etc. Rather than entrusting, it can be done quickly and reliably by actively using hydraulic pressure.

したがって、ガスエンジンの空燃比が常に最適空燃比の所定範囲内に収まるように迅速かつ確実に自動的に制御され、希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性を大幅に向上させることができる。これにより、希薄予混合ガスエンジンに特有の失火やノッキングの発生を確実に防止することができる。   Therefore, the air fuel ratio of the gas engine is automatically and quickly controlled so as to always be within the predetermined range of the optimal air fuel ratio, and the load followability of the lean premixed gas engine can be greatly improved. Thereby, it is possible to reliably prevent the occurrence of misfire and knocking that are characteristic of a lean premixed gas engine.

また、この希薄予混合ガスエンジンにおいては、低負荷時における回転動力発生体の回転動力による過給機への加勢と、高負荷時における過給機の回転動力による回転動力発生体への加勢とが上述の空燃比制御と一体に行われるから、同時に余剰排気ガスエネルギの有効利用を図ることもできる。   Further, in this lean premixed gas engine, urging to the supercharger by the rotational power of the rotational power generator at low load, and urging to the rotational power generator by the rotational power of the supercharger at high load Is performed integrally with the above-described air-fuel ratio control, and at the same time, the surplus exhaust gas energy can be effectively utilized.

なお、第1の油圧ポンプ又は第2の油圧ポンプのいずれを、コントローラによりその作動が制御される可変容量型油圧ポンプとしてもよい。また、上述の回転動力発生体としては、例えば、この空燃比制御が行われる希薄予混合ガスエンジン、空燃比制御が行われるガスエンジンとは別置きの発電機、その他が考えられる。   Note that either the first hydraulic pump or the second hydraulic pump may be a variable displacement hydraulic pump whose operation is controlled by a controller. Further, as the above-described rotational power generator, for example, a lean premixed gas engine in which the air-fuel ratio control is performed, a generator separately from the gas engine in which the air-fuel ratio control is performed, and the like are conceivable.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、過給機からガスエンジンへ供給される給気の給気圧力を最適給気圧力の所定範囲内に調節することにより、ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御することが望ましい。   In the load followability improving system of the lean premixed gas engine, the controller adjusts the supply pressure of the supply air supplied from the supercharger to the gas engine within a predetermined range of the optimal supply air pressure. It is desirable to control so that the air-fuel ratio of the engine is within a predetermined range of the optimal air-fuel ratio.

上述の空燃比とは、燃料混合気の空気質量を燃料質量で割った無次元数をいい、数値が大きいほど希薄混合気となり、数値が小さいほど濃厚混合気となる。後述するように、燃料混合気の空気質量は給気圧力から導くことができる。したがって、過給機からガスエンジンへ供給される給気の給気圧力を最適給気圧力の所定範囲内に調節することにより、ガスエンジンの空燃比を最適空燃比の所定範囲内に収めるように制御することができる。   The above-mentioned air-fuel ratio is a dimensionless number obtained by dividing the air mass of the fuel mixture by the fuel mass. The larger the numerical value, the leaner the air-fuel mixture, and the smaller the value, the richer the air-fuel mixture. As will be described later, the air mass of the fuel mixture can be derived from the supply air pressure. Therefore, by adjusting the supply pressure of the supply air supplied from the supercharger to the gas engine within the predetermined range of the optimal supply air pressure, the air-fuel ratio of the gas engine is kept within the predetermined range of the optimal air-fuel ratio. Can be controlled.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、ガスエンジンの給気路に配設されて過給機での過給後の給気温度を検出する給気温度センサ又はガスエンジンの外部に配設されて外気温度を検出する外気温度センサをさらに備え、上記コントローラは、ガスエンジンの負荷に基づいて目標給気圧力を算出し、給気温度センサが検出した給気温度又は外気温度センサが検出した外気温度に基づいて目標給気圧力を温度補正して最適給気圧力を算出し、給気圧力センサが検出した給気圧力と最適給気圧力との差圧を算出し、この差圧が所定範囲を超える場合には可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を変化させて給気圧力を調節することが望ましい。   In the load followability improvement system of the lean premixed gas engine, an air supply temperature sensor disposed in the air supply passage of the gas engine for detecting an air supply temperature after supercharging in the supercharger or outside the gas engine The controller further includes an outside air temperature sensor that detects an outside air temperature, the controller calculates a target air supply pressure based on a load of the gas engine, and a supply air temperature or an outside air temperature sensor detected by the air supply temperature sensor is detected. Based on the detected outside air temperature, the target supply pressure is corrected to calculate the optimal supply pressure, and the differential pressure between the supply pressure detected by the supply pressure sensor and the optimal supply pressure is calculated. When the air pressure exceeds a predetermined range, it is desirable to adjust the supply air pressure by controlling the operation of the variable displacement hydraulic pump and changing the rotational speed of the supercharger via the first hydraulic pump.

このように、コントローラが、ガスエンジンの負荷に基づいて目標給気圧力を算出し、給気温度センサが検出した給気温度又は外気温度センサが検出した外気温度に基づいて目標給気圧力を温度補正して最適給気圧力を算出し、給気圧力センサが検出した給気圧力と最適給気圧力との差圧を算出し、この差圧が所定範囲を超える場合には可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を変化させて給気圧力を調節することにより、空燃比が、例えば失火やノッキングの発生の可能性がある領域にある場合にも、この空燃比を迅速かつ確実に、例えば失火やノッキングの発生の可能性がほとんどない所定範囲内に収めることができ、希薄予混合ガスエンジンの安定運転を行なうことができる。   In this way, the controller calculates the target supply pressure based on the load of the gas engine, and calculates the target supply pressure based on the supply temperature detected by the supply temperature sensor or the outside temperature detected by the outside temperature sensor. The optimum supply air pressure is calculated by correction, and the differential pressure between the supply air pressure detected by the supply air pressure sensor and the optimum supply air pressure is calculated. If this difference exceeds the specified range, the variable displacement hydraulic pump By controlling the operation of the engine and adjusting the supply air pressure by changing the rotation speed of the supercharger via the first hydraulic pump, the air-fuel ratio is brought into a region where misfire or knocking may occur, for example. In some cases, the air-fuel ratio can be quickly and reliably kept within a predetermined range where there is almost no possibility of misfire or knocking, and the lean premixed gas engine can be stably operated.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、給気圧力センサが検出した給気圧力から最適給気圧力を差し引いた差圧が所定範囲を超える負数の場合には、可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を増加させて、給気圧力を上昇させてガスエンジンの空燃比を希薄側へ調節することが望ましい。   In the load following performance improvement system of the lean premixed gas engine, the controller is variable when the differential pressure obtained by subtracting the optimum supply air pressure from the supply air pressure detected by the supply air pressure sensor is a negative number exceeding a predetermined range. It is desirable to adjust the air-fuel ratio of the gas engine to the lean side by controlling the operation of the displacement hydraulic pump and increasing the rotation speed of the supercharger via the first hydraulic pump to increase the supply air pressure. .

このように、差圧が所定範囲を超える負数の場合には、可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を増加させて給気圧力を上昇させることにより、濃厚側にある空燃比を確実に希薄側へ調節して、最適空燃比の所定範囲内に収めることができる。   As described above, when the differential pressure is a negative number exceeding a predetermined range, the operation of the variable displacement hydraulic pump is controlled to increase the rotation speed of the supercharger via the first hydraulic pump, thereby increasing the supply air pressure. By increasing the air-fuel ratio, the air-fuel ratio on the rich side can be reliably adjusted to the lean side and kept within the predetermined range of the optimal air-fuel ratio.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、給気圧力センサが検出した給気圧力から最適給気圧力を差し引いた差圧が所定範囲を超える正数の場合には、可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を減少させて給気圧力を下降させて、ガスエンジンの空燃比を濃厚側へ調節することが望ましい。   In the load followability improving system of the lean premixed gas engine, the controller is configured such that when the differential pressure obtained by subtracting the optimum supply air pressure from the supply air pressure detected by the supply air pressure sensor is a positive number exceeding a predetermined range, The operation of the variable displacement hydraulic pump is controlled to reduce the rotational speed of the supercharger via the first hydraulic pump to lower the supply air pressure, thereby adjusting the air-fuel ratio of the gas engine to the rich side. desirable.

このように、差圧が所定範囲を超える正数の場合には、可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を減少させて給気圧力を下降させることにより、希薄側にある空燃比を確実に濃厚側へ調節して、最適空燃比の所定範囲内に収めることができる。   In this way, when the differential pressure is a positive number exceeding a predetermined range, the operation of the variable displacement hydraulic pump is controlled to reduce the number of rotations of the supercharger via the first hydraulic pump, thereby increasing the supply air pressure. By lowering the air-fuel ratio, the air-fuel ratio on the lean side can be reliably adjusted to the rich side and kept within the predetermined range of the optimum air-fuel ratio.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、第1の油路と第2の油路との間に介装されて第1の油路と第2の油路との間の油路を開閉する油圧バイパス弁
をさらに備え、上記コントローラは、回転動力発生体の回転動力による過給機への加勢と過給機の回転動力による回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に、油圧バイパス弁を開弁させることが望ましい。
In the load followability improvement system of the lean premixed gas engine, an oil passage interposed between the first oil passage and the second oil passage and between the first oil passage and the second oil passage. A hydraulic bypass valve that opens and closes the engine, and the controller switches the urging mode between urging the supercharger by the rotational power of the rotational power generator and urging the rotational power generator by the rotational power of the supercharger Sometimes it is desirable to open the hydraulic bypass valve.

このように、第1の油路と第2の油路との間に介装されて第1の油路と第2の油路との間の油路を開閉する油圧バイパス弁をさらに備え、コントローラが回転動力発生体による過給機への加勢と過給機による回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に油圧バイパス弁を開弁させることにより、第1の油圧ポンプ及び第2の油圧ポンプはそれぞれ加勢モード切替時に一旦空転するだけとなる。   Thus, further comprising a hydraulic bypass valve that is interposed between the first oil passage and the second oil passage and opens and closes the oil passage between the first oil passage and the second oil passage, The controller opens the hydraulic bypass valve when the energization mode is switched between energization of the supercharger by the rotary power generator and energization of the rotary power generator by the supercharger. Each of the hydraulic pumps No. 2 only idles once when the energizing mode is switched.

すなわち、回転動力発生体による過給機への加勢と過給機による回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に油圧バイパス弁を開弁させることにより、第1の油路と第2の油路との間に油圧差が生じないようにして、加勢モード切替時の急激な油圧変動を防止し、油圧回路内における作動油の流れを円滑にしている。   That is, the first oil passage and the first oil passage are opened by opening the hydraulic bypass valve at the time of switching the urging mode between the urging to the supercharger by the rotating power generator and the urging to the rotating power generator by the supercharger. In order not to cause a hydraulic pressure difference between the two oil passages, a sudden change in hydraulic pressure at the time of switching the urging mode is prevented, and the flow of hydraulic oil in the hydraulic circuit is made smooth.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、過給機からの給気を給気路から外部へ放出するための給気バイパス弁をさらに備え、コントローラは、回転動力発生体の回転動力による過給機への加勢と過給機の回転動力による回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に給気バイパス弁を開弁して、過給機が発生させた給気の一部を外部へ放出することが望ましい。   In the load followability improvement system of the lean premixed gas engine, the system further includes an air supply bypass valve for releasing the air supply from the supercharger to the outside from the air supply path, and the controller includes the rotational power of the rotational power generator. The charge bypass valve is opened when the boost mode is switched between the boost to the turbocharger and the boost to the rotating power generator by the rotational power of the turbocharger. It is desirable to release a part to the outside.

又は、上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、ガスエンジンから過給機へ供給される排気ガスを排気路から外部へ放出するため排気バイパス弁をさらに備え、コントローラは、回転動力発生体の回転動力による過給機への加勢と過給機の回転動力による回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に排気バイパス弁を開弁して、ガスエンジンから過給機へ供給される排気ガスの一部を外部へ放出することが望ましい。   Alternatively, in the load followability improvement system of the lean premixed gas engine, the system further includes an exhaust bypass valve for discharging the exhaust gas supplied from the gas engine to the supercharger to the outside from the exhaust path, and the controller generates rotational power. The exhaust bypass valve is opened to switch to the turbocharger when the mode is switched between the boost to the turbocharger by the rotational power of the body and the boost to the rotary power generator by the rotational power of the turbocharger. It is desirable to discharge a part of the supplied exhaust gas to the outside.

このように、過給機からの給気を給気路から外部へ放出するための給気バイパス弁、又はガスエンジンから過給機へ供給される排気ガスを排気路から外部へ放出するために排気バイパス弁をさらに備え、コントローラが、回転動力発生体による過給機への加勢と過給機による回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に、給気バイパス弁又は排気バイパス弁を開弁して過給機が発生させた余剰給気、又はガスエンジンから過給機へ供給される余剰排気ガスを外部へ放出することにより、加勢モード切替のために一旦上述の油圧を介した空燃比制御を行なうことができなくても、この給気バイパス弁又は排気バイパス弁により空燃比を適正に調節することができる。   In this way, in order to release the exhaust gas supplied from the gas engine to the supercharger from the exhaust passage to the outside from the supply passage, or the air supply bypass valve for releasing the intake air from the supercharger to the outside. An exhaust bypass valve is further provided, and the controller is configured to switch the air supply bypass valve or the exhaust bypass valve when the energization mode is switched between energizing the turbocharger by the rotary power generator and energizing the rotary power generator by the supercharger. To release the surplus air generated by the supercharger or the surplus exhaust gas supplied from the gas engine to the supercharger. Even if the air-fuel ratio control cannot be performed, the air-fuel ratio can be appropriately adjusted by the supply bypass valve or the exhaust bypass valve.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、ガスエンジンの負荷増加時において回転動力発生体の回転動力による過給機への加勢の略減少開始時から過給機の回転動力による回転動力発生体への加勢の略増加終了時までの間だけ給気バイパス弁を開弁して、過給機が発生させた給気の一部を外部へ放出することが望ましい。   In the load followability improving system of the lean premixed gas engine, the controller is configured to start rotating the turbocharger from the start of substantially reducing the addition to the turbocharger by the rotational power of the rotational power generator when the load of the gas engine is increased. It is desirable to open the air supply bypass valve only until substantially the end of the increase in the urging force applied to the rotational power generator by the power, and release a part of the air supply generated by the supercharger to the outside.

又は、上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、ガスエンジンの負荷増加時において回転動力発生体の回転動力による過給機への加勢の略減少開始時から過給機の回転動力による回転動力発生体への加勢の略増加終了時までの間だけ排気バイパス弁を開弁して、ガスエンジンから過給機へ供給される排気ガスの一部を外部へ放出することが望ましい。   Alternatively, in the load followability improving system of the lean premixed gas engine, the controller may be configured to start the supercharger from the start of substantially reducing the addition to the supercharger by the rotational power of the rotational power generator when the load of the gas engine increases. The exhaust bypass valve is opened only until almost the end of the increase in the force applied to the rotational power generator by the rotational power of the engine, and part of the exhaust gas supplied from the gas engine to the supercharger is released to the outside. Is desirable.

このように、コントローラが、給気バイパス弁による余剰給気の調節、又は排気バイパ
ス弁による余剰排気ガスの調節を、上述の油圧を介した空燃比制御が充分には行われない恐れがある負荷範囲も含めて、上述の必要最少限の範囲内で行なうことにより、過給機により過給した給気、又はこの過給機を作動させる排気ガスの無用な外部放出が最少限に抑えられ、余剰排気ガスエネルギの一段と進んだ利用を図ることができる。
In this way, the controller may not perform sufficient adjustment of the surplus air supply by the air supply bypass valve or the surplus exhaust gas by the exhaust bypass valve so that the above-described air-fuel ratio control through the hydraulic pressure may not be sufficiently performed. By carrying out within the above-mentioned minimum required range including the range, the supply air supercharged by the supercharger or the unnecessary external release of the exhaust gas for operating this supercharger can be minimized. Further utilization of surplus exhaust gas energy can be achieved.

上記希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記空燃比の所定範囲は、零であることが望ましい。   In the load followability improving system of the lean premixed gas engine, it is desirable that the predetermined range of the air-fuel ratio is zero.

このように、空燃比の所定範囲を零とすることにより、ガスエンジンの空燃比を常に最適空燃比になるように調節することができ、これにより負荷追従性の一層の向上を図ることができ、希薄予混合ガスエンジンに特有の失火やノッキングの発生をさらに確実に防止することができる。また、この空燃比制御は油圧を介して行なわれるから、微細で頻繁な制御を迅速かつ確実に行うことができる。   Thus, by setting the predetermined range of the air-fuel ratio to zero, the air-fuel ratio of the gas engine can be adjusted to always be the optimum air-fuel ratio, thereby further improving the load followability. Further, it is possible to more reliably prevent the occurrence of misfire and knocking that are characteristic of a lean premixed gas engine. Further, since this air-fuel ratio control is performed via hydraulic pressure, fine and frequent control can be performed quickly and reliably.

本発明の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムは、過給機を備えた希薄予混合ガスエンジンの過給機に連結された第1の油圧ポンプと、回転動力を発生させる回転動力発生体に連結された第2の油圧ポンプと、第1の油圧ポンプの出口と第2の油圧ポンプの入口とを連結する第1の油路と、第2の油圧ポンプの出口と第1の油圧ポンプの入口とを連結する第2の油路と、ガスエンジンの給気路に配設されて過給機での過給後の給気の給気圧力を検出する給気圧力センサとを備え、第1の油圧ポンプ又は第2の油圧ポンプは、ガスエンジンの負荷情報を有するコントローラにより作動が制御される可変容量型油圧ポンプであり、コントローラは、ガスエンジンの低負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第2の油圧ポンプが発生させた油圧により第1の油圧ポンプを補助駆動して回転動力発生体が発生させた回転動力により過給機の回転を加勢させると共に、ガスエンジンの高負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプが発生させた油圧により第2の油圧ポンプを補助駆動して過給機の回転動力により回転動力発生体の回転を加勢させる希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、ガスエンジンの負荷と給気圧力センサが検出した給気圧力とに基づいて上記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を変化させることにより、給気圧力を最適給気圧力の所定範囲内に収めるように調節してガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内になるように制御する。   A system for improving load followability of a lean premixed gas engine according to the present invention includes a first hydraulic pump coupled to a supercharger of a lean premixed gas engine having a supercharger, and rotational power generation for generating rotational power. A second hydraulic pump connected to the body, a first oil passage connecting the outlet of the first hydraulic pump and the inlet of the second hydraulic pump, the outlet of the second hydraulic pump, and the first hydraulic pressure A second oil passage that connects the inlet of the pump, and a supply pressure sensor that is disposed in the supply passage of the gas engine and detects the supply pressure of the supply air after supercharging in the supercharger The first hydraulic pump or the second hydraulic pump is a variable displacement hydraulic pump whose operation is controlled by a controller having load information of the gas engine, and the controller is a variable displacement hydraulic pump at a low load of the gas engine. The second hydraulic pump by controlling the operation of The first hydraulic pump is auxiliary driven by the generated hydraulic pressure to boost the rotation of the supercharger by the rotational power generated by the rotational power generator, and the variable displacement hydraulic pump is operated at the time of high load of the gas engine. Improved load followability of a lean premixed gas engine in which the second hydraulic pump is auxiliary driven by the hydraulic pressure generated by the first hydraulic pump and the rotation power of the turbocharger is energized by the rotational power of the supercharger. In the system, the controller controls the operation of the variable displacement hydraulic pump based on the load of the gas engine and the supply air pressure detected by the supply air pressure sensor, and controls the supercharger via the first hydraulic pump. By changing the rotational speed, the supply air pressure is adjusted so as to be within a predetermined range of the optimal supply air pressure, and the air-fuel ratio of the gas engine is controlled to be within the predetermined range of the optimal air-fuel ratio. .

したがって、希薄予混合ガスエンジンにおいて、過給機前又は後でバイパスして外部に放出している排気ガスエネルギの回収を図りつつ、エンジンの空燃比を常に最適に迅速かつ確実に制御することができ、以って負荷追従性の大幅な向上を図ることができ、失火やノッキングの発生を確実に防止することができる、という優れた効果を奏する。   Therefore, in a lean premixed gas engine, it is possible to always optimally quickly and reliably control the air-fuel ratio of the engine while recovering the exhaust gas energy bypassed and discharged to the outside before or after the supercharger. Therefore, the load followability can be greatly improved, and an excellent effect that the occurrence of misfire or knocking can be surely prevented can be achieved.

この負荷追従性の大幅な向上により、希薄予混合ガスエンジンを、例えば発電設備として使用した場合の急激な電力需要の変動、非常用発電設備として使用した場合の非常発起動時に急速な発電機の負荷上昇、再生可能エネルギー設備のバッファ電源として使用した場合の発電量の急激な変動等にも充分対応可能になる。   Due to this significant improvement in load following capability, rapid fluctuations in power demand when using a lean premixed gas engine, for example, as a power generation facility, and rapid generators during emergency start-up when used as an emergency power generation facility It is possible to sufficiently cope with an increase in load and sudden fluctuations in the amount of power generated when used as a buffer power source for renewable energy facilities.

本発明の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムを示す模試図である。It is a trial figure which shows the load followability improvement system of the lean premixed gas engine of this invention. 図1のガスエンジンの制御の構成を示すブロックである。It is a block which shows the structure of control of the gas engine of FIG. 図1のガスエンジンの空燃比制御を示すフローチャートの前部である。FIG. 3 is a front part of a flowchart showing air-fuel ratio control of the gas engine of FIG. 1. FIG. 図3のフローチャートの後部である。It is a rear part of the flowchart of FIG. 図3のフローチャートの後部であり、図4とは別の制御を示すフローチャートである。FIG. 4 is a rear part of the flowchart of FIG. 3, and is a flowchart showing a control different from FIG. 4. 図1のガスエンジンの空燃比と平均有効圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the air fuel ratio and average effective pressure of the gas engine of FIG. 図1のガスエンジンの負荷に対する各構成要素の作動状態を示すグラフである。It is a graph which shows the operating state of each component with respect to the load of the gas engine of FIG. 図1とは別の予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムを示す模試図である。It is a schematic diagram which shows the load followability improvement system of the premixed gas engine different from FIG. 図1とはさらに別の予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムを示す模試図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a load followability improving system for a premixed gas engine different from FIG. 1. 図8とは別の予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムを示す模試図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing a load followability improving system for a premixed gas engine different from FIG. 8.

本発明に係る希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムを実施するための最良の形態を、図1ないし図10を参照して詳細に説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the load followability improving system for a lean premixed gas engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図1に示すように、ガスエンジン(回転動力発生体)1に過給機10を配設する。この過給機10の圧縮機11とタービン12は回転軸13で連結される。過給機10の圧縮機11はガスエンジン1の給気管2に接続されて、圧縮機11は加圧した給気を給気管(給気路)2に供給する。   As shown in FIG. 1, a supercharger 10 is disposed in a gas engine (rotary power generator) 1. The compressor 11 and the turbine 12 of the supercharger 10 are connected by a rotating shaft 13. The compressor 11 of the supercharger 10 is connected to the supply pipe 2 of the gas engine 1, and the compressor 11 supplies pressurized supply air to the supply pipe (supply path) 2.

過給機10のタービン12は、ガスエンジン1の排気管3に接続される。ガスエンジン1の排気ガスによりこのタービン12が回転駆動され、タービン12によって回転軸13を介して圧縮機11が回転される。これにより、エンジンの給気密度が高められ、ガスエンジンの効率が向上する。   The turbine 12 of the supercharger 10 is connected to the exhaust pipe 3 of the gas engine 1. The turbine 12 is rotationally driven by the exhaust gas of the gas engine 1, and the compressor 11 is rotated by the turbine 12 via the rotating shaft 13. Thereby, the air supply density of the engine is increased and the efficiency of the gas engine is improved.

ガスエンジン1の給気管2内に、過給機10による過給後の給気圧力Pを検出する給気圧力センサ5、過給機10による過給後の給気温度Tを検出する給気温度センサ38が配設される。また、過給機10と給気管2とを繋ぐ給気路14から分岐する形で給気バイパス弁15が配設されて、この給気バイパス弁15は、過給機10により加圧さた給気の一部を過給機10のタービン12の排気路16へ、つまり外気(外部)へ放出する。   In the supply pipe 2 of the gas engine 1, a supply pressure sensor 5 that detects a supply pressure P after supercharging by the supercharger 10, and a supply air that detects a supply temperature T after supercharging by the supercharger 10. A temperature sensor 38 is provided. An air supply bypass valve 15 is provided in a form branched from an air supply path 14 connecting the supercharger 10 and the air supply pipe 2, and the air supply bypass valve 15 is pressurized by the turbocharger 10. A part of the supply air is discharged to the exhaust passage 16 of the turbine 12 of the turbocharger 10, that is, to the outside air (outside).

過給機10の回転軸13に、変速機17を介して固定容量型の油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)21を連結する。ガスエンジン1のクランク軸4に、可変容量型の油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)22を連結する。この油圧ポンプ22は、変速機を介してガスエンジン1のクランク軸4に取り付けてもよい。なお、油圧ポンプ21は必ずしも固定容量型に限定されるものではない。   A fixed displacement hydraulic pump (first hydraulic pump) 21 is connected to the rotary shaft 13 of the supercharger 10 via a transmission 17. A variable displacement hydraulic pump (second hydraulic pump) 22 is connected to the crankshaft 4 of the gas engine 1. The hydraulic pump 22 may be attached to the crankshaft 4 of the gas engine 1 via a transmission. The hydraulic pump 21 is not necessarily limited to a fixed capacity type.

油圧ポンプ22は、例えば斜板型の可変機構を有する可変容量型油圧ポンプであり、その斜板位置を変更することにより、吐出容量を変化させることができる。なお、油圧ポンプ22は、必ずしも斜板型の可変機構の可変容量型油圧ポンプに限定されるものではなく、他の形式の可変容量型油圧ポンプでもよい。   The hydraulic pump 22 is a variable displacement hydraulic pump having, for example, a swash plate type variable mechanism, and the discharge capacity can be changed by changing the position of the swash plate. The hydraulic pump 22 is not necessarily limited to the variable displacement hydraulic pump of the swash plate type variable mechanism, and may be another type of variable displacement hydraulic pump.

図1に示すように、油圧ポンプ21の出口21bと、可変容量型の油圧ポンプ22の入口22aとを連結する主油路(第1の油路)23が配設される。油圧ポンプ21の入口21aと、油圧ポンプ22の出口22bとを連結する主油路24が配設される。これら2つの主油路23,24により、油圧ポンプ21と油圧ポンプ22は相互に連結される。2つの油圧ポンプ21,22と2つの主油路23,24は、油圧回路20の中に組み込まれる。   As shown in FIG. 1, a main oil passage (first oil passage) 23 that connects an outlet 21 b of the hydraulic pump 21 and an inlet 22 a of a variable displacement hydraulic pump 22 is provided. A main oil passage 24 that connects the inlet 21 a of the hydraulic pump 21 and the outlet 22 b of the hydraulic pump 22 is provided. The hydraulic pump 21 and the hydraulic pump 22 are connected to each other by the two main oil passages 23 and 24. The two hydraulic pumps 21 and 22 and the two main oil passages 23 and 24 are incorporated in the hydraulic circuit 20.

ガスエンジン1の高負荷時には、油圧ポンプ21が過給機10の回転軸13により回転
駆動されて、図示実線矢印で示す方向の油圧を発生させる。このとき、過給機10の変速機17は減速機として働く。油圧ポンプ21から吐出された作動油は、主油路24を通って油圧ポンプ22を回転駆動させ、主油路23を通って再び油圧ポンプ21に戻る。
When the gas engine 1 is under a high load, the hydraulic pump 21 is rotationally driven by the rotary shaft 13 of the supercharger 10 to generate a hydraulic pressure in the direction indicated by the solid line arrow in the drawing. At this time, the transmission 17 of the supercharger 10 functions as a speed reducer. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 21 rotates the hydraulic pump 22 through the main oil passage 24 and returns to the hydraulic pump 21 through the main oil passage 23 again.

そして、油圧ポンプ22はガスエンジン1のクランク軸4の回転を補助駆動し、加勢する。すなわち、このとき油圧ポンプ22は油圧モータとして作動する。このようにガスエンジンの高負荷時には、ガスエンジン1の余剰排気エネルギをガスエンジン1のクランク軸4の加勢に利用することができ、廃熱の有効利用を図ることができる。   The hydraulic pump 22 assists and urges the rotation of the crankshaft 4 of the gas engine 1. That is, at this time, the hydraulic pump 22 operates as a hydraulic motor. As described above, when the gas engine is under a high load, surplus exhaust energy of the gas engine 1 can be used for urging the crankshaft 4 of the gas engine 1 and waste heat can be effectively used.

電動モータ25がタンク26の油圧ポンプ27を回転駆動し、タンク26内の作動油をチェック弁28,29を介して主油路23,24へそれぞれ供給する。油圧ポンプ21の発生油圧が高すぎた場合には、油圧が主油路24からリリーフ弁31、チェック弁28を介して主油路23側へ逃がされる。   The electric motor 25 rotationally drives the hydraulic pump 27 of the tank 26 and supplies the hydraulic oil in the tank 26 to the main oil passages 23 and 24 via the check valves 28 and 29, respectively. When the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump 21 is too high, the hydraulic pressure is released from the main oil passage 24 to the main oil passage 23 side via the relief valve 31 and the check valve 28.

切替弁33の作動により、主油路23の作動油の一部は切替弁33を通してタンク26へ戻される。すなわち、主油路24の油圧は主油路23の油圧よりも高圧となる。切替弁33を通った作動油は、リリーフ弁34、オイルフィルタ35、オイルクーラー36を通ってタンク26へ戻される。この切替弁33の作動により、後述の低負荷時のガスエンジン1による過給機10への加勢と、上述の高負荷時の過給機10によるガスエンジン1への加勢との加勢モードの切替えが行われる。   Due to the operation of the switching valve 33, part of the hydraulic oil in the main oil passage 23 is returned to the tank 26 through the switching valve 33. That is, the oil pressure in the main oil passage 24 is higher than the oil pressure in the main oil passage 23. The hydraulic oil that has passed through the switching valve 33 is returned to the tank 26 through the relief valve 34, the oil filter 35, and the oil cooler 36. By the operation of the switching valve 33, switching of the urging mode between the urging of the supercharger 10 by the gas engine 1 at the time of low load described later and the urging of the gas engine 1 by the supercharger 10 at the time of the high load described above. Is done.

一方、エンジン1の低負荷時には、油圧ポンプ22がガスエンジン1のクランク軸4により回転駆動されて、図示破線矢印で示す方向の油圧を発生させる。油圧ポンプ22から吐出された作動油は、主油路23を通って油圧ポンプ21を回転駆動させ、主油路24を通って再び油圧ポンプ22に戻される。このとき、過給機10の変速機17は増速機として働く。油圧ポンプ21は、上述の変速機17を介して過給機10の回転軸13の回転を補助駆動し、加勢する。   On the other hand, when the engine 1 is under a low load, the hydraulic pump 22 is rotationally driven by the crankshaft 4 of the gas engine 1 to generate a hydraulic pressure in the direction indicated by the dashed arrow in the figure. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 22 rotates the hydraulic pump 21 through the main oil passage 23 and returns to the hydraulic pump 22 through the main oil passage 24 again. At this time, the transmission 17 of the supercharger 10 functions as a speed increaser. The hydraulic pump 21 assists and urges the rotation of the rotary shaft 13 of the supercharger 10 via the transmission 17 described above.

この時、油圧ポンプ21は油圧モータとして作動する。油圧ポンプ22の発生油圧が高すぎた場合には、油圧が主油路23からリリーフ弁30、チェック弁29を介して主油路24側へ逃がされる。切替弁33の作動により、主油路24の作動油の一部は、切替弁33を通りリリーフ弁34、オイルフィルタ35、オイルクーラー36を介してタンク26へ戻される。すなわち、切替弁33の作動により、主油路23の油圧は主油路24の油圧よりも高圧となる。   At this time, the hydraulic pump 21 operates as a hydraulic motor. When the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump 22 is too high, the hydraulic pressure is released from the main oil passage 23 to the main oil passage 24 side via the relief valve 30 and the check valve 29. By the operation of the switching valve 33, a part of the hydraulic oil in the main oil passage 24 is returned to the tank 26 through the switching valve 33 and the relief valve 34, the oil filter 35, and the oil cooler 36. That is, due to the operation of the switching valve 33, the hydraulic pressure of the main oil passage 23 becomes higher than the hydraulic pressure of the main oil passage 24.

ガスエンジン1の低負荷時には、ガスエンジン1の排ガス量が充分ではなく、過給機10の過給に必要な排気エネルギを得ることができない。しかし、この希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムでは、過給機10がガスエンジン1の負荷に応じた過給をできるようになり、ガスエンジン1の加速が促進される。   When the gas engine 1 is under a low load, the amount of exhaust gas from the gas engine 1 is not sufficient, and the exhaust energy necessary for supercharging the supercharger 10 cannot be obtained. However, in the load followability improving system of the lean premixed gas engine, the supercharger 10 can perform supercharging according to the load of the gas engine 1 and the acceleration of the gas engine 1 is promoted.

油圧ポンプ22を可変容量型としたから、ガスエンジン1の負荷に応じて過給機10が所定の回転数になるように適切に制御される。図2のコントローラ50が切替弁33を作動させて、上述のエンジン1の高負荷時の制御と低負荷時の制御が適切に行なわれる。   Since the hydraulic pump 22 is a variable displacement type, the supercharger 10 is appropriately controlled according to the load of the gas engine 1 so as to have a predetermined rotational speed. The controller 50 shown in FIG. 2 operates the switching valve 33 so that the above-described control when the engine 1 is at a high load and control when the load is low are appropriately performed.

また、2つの主油路23,24の間に油圧バイパス弁37が介装される。上述の低負荷時のガスエンジン1による過給機10への加勢時と、高負荷時の過給機10によるガスエンジン1への加勢時は、この油圧バイパス弁37が閉弁しており、2つの主油路23,24の間に油圧差がある。しかし、この油圧バイパス弁37が開弁すると、作動油は油圧ポンプ21,22の周辺油路内で循環するだけとなり、2つの主油路23,24の間に油圧差は生じず、油圧ポンプ21,22は空転状態となる。   A hydraulic bypass valve 37 is interposed between the two main oil passages 23 and 24. The hydraulic bypass valve 37 is closed when the gas engine 1 at the time of low load is energized to the supercharger 10 and when the gas engine 1 is energized by the supercharger 10 at the time of high load. There is a hydraulic pressure difference between the two main oil passages 23 and 24. However, when the hydraulic bypass valve 37 is opened, the hydraulic oil only circulates in the peripheral oil passages of the hydraulic pumps 21 and 22, and no hydraulic pressure difference is generated between the two main oil passages 23 and 24. 21 and 22 are idle.

図2に示すように、上述の給気圧力センサ5、給気温度Tを検出する給気温度センサ38、上述の可変容量型の油圧ポンプ22、油圧バイパス弁37、給気バイパス弁15、切替弁33がコントローラ50に電気的にそれぞれ接続されて、それらの作動はコントローラ50により制御される。このコントローラ50は、図示しないエンジンコントローラからガスエンジン1の負荷情報が供給されて、ガスエンジン1の負荷情報を有している。   As shown in FIG. 2, the above-described supply air pressure sensor 5, the supply air temperature sensor 38 that detects the supply air temperature T, the above-described variable displacement hydraulic pump 22, the hydraulic bypass valve 37, the supply air bypass valve 15, switching Valves 33 are each electrically connected to the controller 50 and their operation is controlled by the controller 50. This controller 50 is supplied with load information of the gas engine 1 from an engine controller (not shown) and has load information of the gas engine 1.

次に、本希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムの作動について説明する。図7に示すように、ガスエンジン1の始動時t1には、油圧バイパス弁37が開弁している。このため、ガスエンジン1の始動と同時にまず油圧ポンプ21が回転し始めるが、油圧バイパス弁37が開弁しているため、油圧負荷がかからない空転状態である。   Next, the operation of the load followability improving system of the lean premixed gas engine will be described. As shown in FIG. 7, at the time t1 when the gas engine 1 is started, the hydraulic bypass valve 37 is opened. For this reason, the hydraulic pump 21 starts to rotate at the same time as the gas engine 1 is started. However, since the hydraulic bypass valve 37 is open, it is in an idling state where no hydraulic load is applied.

また、切替弁33は、主油路24の作動油をタンク26へ戻す位置に切り替えられている。ガスエンジン1の始動により主発電機6の回転数が上昇し、主発電機6側の回転数制御により、主発電機6の回転数は間もなく一定回転数となる。これにより、主発電機6による発電が開始される。   The switching valve 33 is switched to a position where the hydraulic oil in the main oil passage 24 is returned to the tank 26. When the gas engine 1 is started, the rotational speed of the main generator 6 increases, and the rotational speed of the main generator 6 soon becomes a constant rotational speed by controlling the rotational speed on the main generator 6 side. Thereby, the power generation by the main generator 6 is started.

それと同時に過給機10が回転し始めるが、ガスエンジン1から供給される排気ガス量不足により、過給機効率は一定の低効率の状態が持続する。これと共に、油圧ポンプ22も回転し始めるが、油圧バイパス弁37が開弁しているため、油圧ポンプ21と同様に油圧負荷がかからない空転状態のままである。   At the same time, the supercharger 10 starts to rotate, but due to the shortage of the exhaust gas supplied from the gas engine 1, the supercharger efficiency is maintained at a constant low efficiency state. At the same time, the hydraulic pump 22 also starts to rotate, but since the hydraulic bypass valve 37 is open, it remains in the idling state where no hydraulic load is applied like the hydraulic pump 21.

所定時間t2になると、油圧バイパス弁37が閉弁し、可変容量型油圧ポンプ22の斜板位置が最大吐出側へ移動する。また、ガスエンジン1の負荷が上昇し始める。これにより、上述のエンジン1の低負荷時における油圧ポンプ21,22を介したガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢が開始される。これと共に、過給機10の過給機効率が急激に上昇し始め、ガスエンジン1の低負荷時における過給機10の給気不足が解消される。また、後述の空燃比制御も開始される。   When the predetermined time t2 is reached, the hydraulic bypass valve 37 is closed and the swash plate position of the variable displacement hydraulic pump 22 moves to the maximum discharge side. Moreover, the load of the gas engine 1 begins to rise. As a result, energization of the supercharger 10 by the rotational power of the crankshaft 4 of the gas engine 1 via the hydraulic pumps 21 and 22 when the engine 1 is under low load is started. At the same time, the supercharger efficiency of the supercharger 10 starts to increase rapidly, and the shortage of air supply of the supercharger 10 when the gas engine 1 is under low load is resolved. In addition, air-fuel ratio control described later is also started.

さらに所定時間t3になると、ガスエンジン1の排ガスによる過給機10の効率が最大効率に近づいたため、可変容量型油圧ポンプ22の斜板位置が中立位置へ移動し始め、ガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢が徐々に低下する。   Further, at a predetermined time t3, the efficiency of the turbocharger 10 due to the exhaust gas of the gas engine 1 approaches the maximum efficiency, so that the swash plate position of the variable displacement hydraulic pump 22 starts to move to the neutral position, and the crankshaft of the gas engine 1 The urging force to the supercharger 10 by the rotational power of 4 gradually decreases.

これと共に、後述の油圧システムによる空燃比制御を一時的に行うことができなくなる。このため、過給機10による余剰給気を外気へ放出するため、給気バイパス弁15が必要な給気バイパス量に応じた角度まで開弁して空燃比の調節を行ない、空燃比が希薄になってガスエンジン1の失火が発生しないようにする。   At the same time, it becomes impossible to temporarily perform air-fuel ratio control by a hydraulic system to be described later. For this reason, in order to release the surplus air supplied by the supercharger 10 to the outside air, the air supply by-pass valve 15 is opened to an angle corresponding to the required air supply bypass amount to adjust the air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is lean. This prevents the misfire of the gas engine 1 from occurring.

このとき、コントローラ50は、後述する油圧システムによる空燃比制御と同様に、給気圧力Pを最適給気圧力PSP2 の所定範囲P0 内に収め、ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内になるように、給気バイパス弁15の給気バイパス量を調節する。   At this time, the controller 50 keeps the supply air pressure P within the predetermined range P0 of the optimal supply air pressure PSP2 and controls the air / fuel ratio of the gas engine to be within the predetermined range of the optimal air / fuel ratio, as in the air / fuel ratio control by the hydraulic system described later. The air supply bypass amount of the air supply bypass valve 15 is adjusted so that

したがって、上述のガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢と、過給機10の回転動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢との間の加勢モード切替時にも、給気バイパス弁15による空燃比制御により、ガスエンジンの空燃比が確実に最適空燃比の所定範囲内になるように制御することができる。   Therefore, when the urging mode is switched between urging the turbocharger 10 by the rotational power of the crankshaft 4 of the gas engine 1 and urging the crankshaft 4 of the gas engine 1 by the rotational power of the supercharger 10. However, the air-fuel ratio control by the air supply bypass valve 15 can control the air-fuel ratio of the gas engine to be surely within the predetermined range of the optimal air-fuel ratio.

所定時間t4になると、過給機10の効率は最大となり、またガスエンジン1の負荷は定格負荷になる。これに伴い、ガスエンジン1の低負荷から高負荷への加勢モードの切替えを行うため、油圧バイパス弁37が一旦開弁し、2つの油圧ポンプ21,22は空転状
態となり、ガスエンジン1のクランク軸4と過給機10との間の相互加勢が行われない状態になる。
When the predetermined time t4 is reached, the efficiency of the supercharger 10 becomes maximum, and the load of the gas engine 1 becomes the rated load. Accordingly, in order to switch the urging mode from low load to high load of the gas engine 1, the hydraulic bypass valve 37 is temporarily opened, the two hydraulic pumps 21 and 22 are idling, and the crank of the gas engine 1 is A state where the mutual energization between the shaft 4 and the supercharger 10 is not performed is established.

このとき、油圧回路20の切替弁33の位置が切り替えられて、ガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢モードから、過給機10の回転動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢モードに切り替えられる。このように、切替弁33の位置が切り替えられるときには必ず油圧バイパス弁37が開弁しており、加勢モード切替時の急激な油圧変動を防止し、油圧回路20内における作動油の流れを円滑にしている。   At this time, the position of the switching valve 33 of the hydraulic circuit 20 is switched, and the gas engine 1 is driven by the rotational power of the supercharger 10 from the mode of urging the turbocharger 10 by the rotational power of the crankshaft 4 of the gas engine 1. The mode is switched to the bias mode for the crankshaft 4. In this way, the hydraulic bypass valve 37 is always opened when the position of the switching valve 33 is switched, preventing sudden fluctuations in the hydraulic pressure when the energizing mode is switched, and smoothing the flow of hydraulic oil in the hydraulic circuit 20. ing.

その直後に再び油圧バイパス弁37が閉弁し、可変容量型油圧ポンプ22の斜板位置が最少吐出側へ移動し始める。これにより、上述のエンジン1の高負荷時における、油圧ポンプ21,22を介した過給機10の回転動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢が開始される。   Immediately thereafter, the hydraulic bypass valve 37 closes again, and the swash plate position of the variable displacement hydraulic pump 22 begins to move to the minimum discharge side. As a result, energization of the crankshaft 4 of the gas engine 1 by the rotational power of the supercharger 10 via the hydraulic pumps 21 and 22 when the engine 1 is under high load is started.

このとき、過給機効率は最大効率に達している。これと共に、後述の空燃比制御が再び開始される。このため、上述の給気バイパス弁15は閉弁し始める。さらに所定時間t5になると、可変容量型油圧ポンプ22の斜板位置が最少吐出位置になると共に、給気バイパス弁15は全閉となる。   At this time, the supercharger efficiency reaches the maximum efficiency. At the same time, air-fuel ratio control described later is started again. For this reason, the above-mentioned air supply bypass valve 15 starts to close. Further, at the predetermined time t5, the swash plate position of the variable displacement hydraulic pump 22 becomes the minimum discharge position, and the air supply bypass valve 15 is fully closed.

次に、本希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムの空燃比制御を、図3ないし図6を参照して説明する。   Next, the air-fuel ratio control of the load followability improving system of the lean premixed gas engine will be described with reference to FIGS.

図3に示すように、コントローラ50は、そのときのエンジン負荷をエンジンコントローラ等から読み込み(ステップS2)、読み込んだエンジン負荷からマップにより目標給気圧力PSP1 を算出する(ステップS4)。   As shown in FIG. 3, the controller 50 reads the engine load at that time from the engine controller or the like (step S2), and calculates the target supply air pressure PSP1 from the read engine load using a map (step S4).

そして、給気温度センサ38が検出した給気温度Tを読み込み(ステップS6)、上述の目標給気圧力PSP1 を給気温度Tで温度補正して最適給気圧力PSP2 を算出する(ステップS8)。次に、給気圧力センサ5が検出した給気圧力Pを読み込み(ステップS10)、この給気圧力Pから最適給気圧力PSP2 を差し引いた差圧ΔPを算出する(ステップS12)。   Then, the supply air temperature T detected by the supply air temperature sensor 38 is read (step S6), and the above-mentioned target supply air pressure PSP1 is corrected by the supply air temperature T to calculate the optimum supply air pressure PSP2 (step S8). . Next, the air supply pressure P detected by the air supply pressure sensor 5 is read (step S10), and a differential pressure ΔP obtained by subtracting the optimum air supply pressure PSP2 from the air supply pressure P is calculated (step S12).

図4に示すように、この差圧ΔPの絶対値が所定設定値P0 以内(所定範囲内)であるか否かを判定する(ステップS16)。ステップS16の判定結果が肯定(Yes)の場合、すなわち、給気圧力Pと最適給気圧力PSP2 との差圧ΔPが所定範囲内にある場合には、可変容量型の油圧ポンプ22の斜板位置の調整は行わず、空燃比の調節は特に行わない。   As shown in FIG. 4, it is determined whether or not the absolute value of the differential pressure ΔP is within a predetermined set value P0 (within a predetermined range) (step S16). If the determination result in step S16 is affirmative (Yes), that is, if the differential pressure ΔP between the supply air pressure P and the optimum supply air pressure PSP2 is within a predetermined range, the swash plate of the variable displacement hydraulic pump 22 The position is not adjusted, and the air-fuel ratio is not particularly adjusted.

ステップS16の判定結果が否定(No)の場合、すなわち、給気圧力Pと最適給気圧力PSP2 との差圧ΔPが所定範囲を超える場合には、次にこの差圧ΔPが負数か否かを判定する(ステップS18)。   If the determination result in step S16 is negative (No), that is, if the differential pressure ΔP between the supply air pressure P and the optimal supply air pressure PSP2 exceeds a predetermined range, then whether or not this differential pressure ΔP is a negative number Is determined (step S18).

ステップS18の判定結果が肯定の場合、すなわち、給気圧力Pが最適給気圧力PSP2 の所定範囲を超えて小さい場合には、空燃比が所定範囲を超えて濃厚になる可能性が高いから、過給機10の回転数を増加させて給気量を増加させ、図6に示すように、給気圧力Pが最適給気圧力PSP2 の所定範囲内に収まるように制御する。   If the determination result of step S18 is affirmative, that is, if the supply air pressure P is smaller than the predetermined range of the optimal supply air pressure PSP2, the air-fuel ratio is likely to be rich beyond the predetermined range, The amount of air supply is increased by increasing the number of revolutions of the supercharger 10, and control is performed so that the air supply pressure P falls within a predetermined range of the optimum air supply pressure PSP2, as shown in FIG.

ここで、空燃比とは、燃料混合気の空気質量を燃料質量で割った無次元数をいい、数値が大きいほど希薄混合気となり、数値が小さいほど濃厚混合気となる。また、気体の状態
方程式はPV=RTであるから、これはP=(RT/V)と書き換えることができる。Pは気体の圧力、Vは気体の体積、Tは気体の温度を示す。
Here, the air-fuel ratio is a dimensionless number obtained by dividing the air mass of the fuel mixture by the fuel mass. The larger the numerical value, the leaner the air-fuel mixture, and the smaller the value, the richer the air-fuel mixture. Also, since the gas equation of state is PV = RT, this can be rewritten as P = (RT / V). P represents the gas pressure, V represents the gas volume, and T represents the gas temperature.

この式から、ガスエンジン1の給気圧力Pは給気密度を示す(1/V)、すなわち燃料混合気の空気質量に比例することがわかる。したがって、給気圧力Pを最適給気圧力PSP2 の所定範囲内に調節することにより、ガスエンジン1の空燃比を最適空燃比の所定範囲内に収めるように制御することができる。   From this equation, it can be seen that the supply pressure P of the gas engine 1 indicates the supply density (1 / V), that is, is proportional to the air mass of the fuel mixture. Therefore, the air-fuel ratio of the gas engine 1 can be controlled to fall within the predetermined range of the optimum air-fuel ratio by adjusting the supply air pressure P within the predetermined range of the optimum air-supply pressure PSP2.

ステップS18の判定結果が否定の場合、すなわち、給気圧力Pが最適給気圧力PSP2 の所定範囲を超えて大きい場合には、空燃比が所定範囲を超えて希薄になる可能性が高いから、過給機10の回転数を減少させて給気量を減らして、空燃比を濃厚側へ調節する。この結果、図6に示すように、空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御される。   If the determination result in step S18 is negative, that is, if the supply air pressure P is greater than the predetermined range of the optimum supply air pressure PSP2, the air-fuel ratio is likely to become leaner beyond the predetermined range. The rotational speed of the supercharger 10 is decreased to reduce the air supply amount, and the air-fuel ratio is adjusted to the rich side. As a result, as shown in FIG. 6, the air-fuel ratio is controlled so as to be within a predetermined range of the optimum air-fuel ratio.

これにより、希薄予混合ガスエンジン特有のノッキングや失火の発生を確実に防止できる。特に、この空燃比制御が油圧を介して行なわれるから、空燃比制御が迅速かつ確実に行われ、負荷追従性の大幅な向上を図ることができる。そして、コントローラ50は、再び上述のステップS2以降を繰り返す。   As a result, it is possible to reliably prevent the occurrence of knocking and misfire specific to the lean premixed gas engine. In particular, since the air-fuel ratio control is performed via hydraulic pressure, the air-fuel ratio control is performed quickly and reliably, and the load followability can be greatly improved. Then, the controller 50 repeats the above step S2 and subsequent steps again.

なお、図5に示すように、上述のステップS16の代わりに、給気圧力Pから最適給気圧力PSP2 を差し引いた差圧ΔPが零であるか否かを判定するようにして(ステップS26)、給気圧力Pが常に最適給気圧力PSP2 になるように制御してもよい。   As shown in FIG. 5, instead of the above-described step S16, it is determined whether or not the differential pressure ΔP obtained by subtracting the optimum supply air pressure PSP2 from the supply air pressure P is zero (step S26). The supply air pressure P may be controlled so as to always become the optimum supply air pressure PSP2.

このようにすれば、空燃比の所定範囲も零となり、空燃比が常に最適空燃比に調節され、ガスエンジン1のノッキングや失火の発生をさらに確実に防止することができる。本希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムでは、この空燃比制御を油圧を介して行なうから、微細で頻繁な調節を迅速かつ確実に行なうことが可能であり、給気圧力Pを常に最適給気圧力PSP2 に、すなわち、空燃比を常に最適空燃比に制御することも容易である。   In this way, the predetermined range of the air-fuel ratio is also zero, the air-fuel ratio is always adjusted to the optimum air-fuel ratio, and the occurrence of knocking or misfire of the gas engine 1 can be further reliably prevented. In this lean premixed gas engine load followability improvement system, this air-fuel ratio control is performed via hydraulic pressure, so fine and frequent adjustments can be made quickly and reliably, and the supply pressure P is always optimal. It is easy to always control the air-fuel ratio to the optimum air-fuel ratio to the supply air pressure PSP2.

本希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムによれば、コントローラ50が、ガスエンジン1の負荷と給気圧力センサ5が検出した給気圧力Pとに基づいて可変容量型の油圧ポンプ22の作動を制御して過給機10の回転数を調節し、ガスエンジン1の空燃比を最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御するから、ガスエンジン1の空燃比が常に最適空燃比の所定範囲内に収まるように自動的に制御され、希薄予混合ガスエンジン1に特有の失火やノッキングの発生を確実に防止することができる。   According to the load followability improving system of the lean premixed gas engine, the controller 50 controls the variable displacement hydraulic pump 22 based on the load of the gas engine 1 and the supply pressure P detected by the supply pressure sensor 5. The operation is controlled to adjust the rotation speed of the supercharger 10 so that the air-fuel ratio of the gas engine 1 is controlled to be within a predetermined range of the optimal air-fuel ratio. It is automatically controlled so as to be within the predetermined range, and it is possible to reliably prevent the occurrence of misfire and knocking that are characteristic of the lean premixed gas engine 1.

また、ガスエンジン1の空燃比制御を従来のように排気ガスエネルギの上昇や、給気バイパス弁又は排気バイパス弁の作動等に委ねるのではなく、油圧を介して直接的に行うことにより、空燃比制御を迅速かつ確実に行うことができる。   In addition, the air-fuel ratio control of the gas engine 1 is not performed by raising the exhaust gas energy or operating the air supply bypass valve or the exhaust bypass valve as in the conventional case. The fuel ratio control can be performed quickly and reliably.

この負荷追従性の大幅な向上により、希薄予混合ガスエンジン1を例えば発電設備として使用した場合の急激な電力需要の変動、非常用発電設備として使用した場合の非常発起動時の急速な発電機の負荷上昇、再生可能エネルギー設備のバッファ電源として使用した場合の発電量の急激な変動等にも充分対応可能になる。   Due to this significant improvement in load followability, rapid fluctuations in power demand when the lean premixed gas engine 1 is used as a power generation facility, for example, and a rapid generator at the time of emergency start when used as an emergency power generation facility It is possible to sufficiently cope with a rise in the load of the power source and a sudden fluctuation in the amount of power generated when used as a buffer power source for renewable energy facilities.

また、このガスエンジン1においては、低負荷時のガスエンジン1のクランク軸4の動力による過給機10への加勢と、高負荷時の過給機10の動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢とが上述の空燃比制御と一体に行われるから、同時に余剰排気ガスエネルギの有効利用を図ることができる。   Further, in this gas engine 1, the crankshaft 4 of the gas engine 1 is energized to the supercharger 10 by the power of the crankshaft 4 of the gas engine 1 at the time of low load and the power of the supercharger 10 at the time of high load. Since the urging is performed integrally with the above-described air-fuel ratio control, the surplus exhaust gas energy can be used effectively at the same time.

また、上述したように、油路23と油路24との間に介装されて2つの油路23,24の間の油路を開閉する油圧バイパス弁37を備え、コントローラ50が、ガスエンジン1のクランク軸4の動力による過給機10への加勢と過給機10によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢との間の加勢モード切替時に、油圧バイパス弁37を開弁させる。   As described above, the hydraulic bypass valve 37 is provided between the oil passage 23 and the oil passage 24 to open and close the oil passage between the two oil passages 23, 24, and the controller 50 includes a gas engine. The hydraulic bypass valve 37 is opened when the urging mode is switched between urging the supercharger 10 by the power of one crankshaft 4 and urging the crankshaft 4 of the gas engine 1 by the supercharger 10.

したがって、加勢モード切替時には、油圧は2つの油圧ポンプ23,24のそれぞれについて空転するだけとなり、加勢モード切替後のガスエンジン1のクランク軸4の動力による過給機10への加勢再開時、又は過給機10の動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢再開時の油圧の急激な変動を防止して、作動油の流れを円滑なのものにすることができる。   Therefore, at the time of switching the energization mode, the hydraulic pressure only idles for each of the two hydraulic pumps 23 and 24, and when the energization to the supercharger 10 is resumed by the power of the crankshaft 4 of the gas engine 1 after the energization mode is switched, or It is possible to prevent a sudden change in the hydraulic pressure when re-energizing the crankshaft 4 of the gas engine 1 due to the power of the supercharger 10 and to make the flow of hydraulic oil smooth.

また、上述したように、コントローラ50が、ガスエンジン1の負荷増加時においては、ガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢の略減少開始時から、過給機10の回転動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢の略増加終了時までの間についてだけ、給気バイパス弁15による給気バイパス量の調節を行なう。   Further, as described above, when the load of the gas engine 1 is increased, the controller 50 starts from the time when the boosting to the supercharger 10 due to the rotational power of the crankshaft 4 of the gas engine 1 substantially starts to decrease. The supply air bypass valve 15 adjusts the supply air bypass amount only until the end of the substantial increase in the force applied to the crankshaft 4 of the gas engine 1 by the rotational power.

このように、給気バイパス弁15による給気バイパス量の調節を、上述の空燃比制御が充分に行われない恐れがある必要最小限の範囲内に止めることにより、過給機10により加圧した給気の無用な外部放出が最少限に抑えられ、燃費の悪化を防止することができる。   As described above, the adjustment of the supply air bypass amount by the supply air bypass valve 15 is stopped by the supercharger 10 by stopping the adjustment within the necessary minimum range in which the above-described air-fuel ratio control may not be sufficiently performed. The unnecessary external discharge of the supplied air can be suppressed to the minimum, and the deterioration of fuel consumption can be prevented.

図7における二点鎖線は、上述の油圧を介した空燃比制御が行われない場合に、失火やノッキングを防止するために必要となる従来の給気バイパス弁15の開弁動作を示す。この場合には、所定時間t5の経過後も、給気バイパス弁15による給気の外部放出を行わなければならず、燃費の悪化を招く。   The two-dot chain line in FIG. 7 shows the opening operation of the conventional air supply bypass valve 15 that is necessary to prevent misfire and knocking when the air-fuel ratio control through the oil pressure is not performed. In this case, even after the elapse of the predetermined time t5, the air supply by the supply air bypass valve 15 must be released to the outside, resulting in deterioration of fuel consumption.

図8に示すように、ガスエンジン1の主発電機6とは別置きの発電機(回転動力発生体)7を配設して、可変容量型の油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)52をこの発電機7に連結してもよい。この場合、ガスエンジン1の高負荷時には、油圧ポンプ21が過給機10の回転軸13により回転駆動されて油圧ポンプ52を回転駆動し、発電機7を回転させて発電を行なう。   As shown in FIG. 8, a generator (rotary power generator) 7 is provided separately from the main generator 6 of the gas engine 1, and a variable displacement hydraulic pump (second hydraulic pump) 52 is provided. You may connect with this generator 7. In this case, when the gas engine 1 is under a high load, the hydraulic pump 21 is rotationally driven by the rotary shaft 13 of the supercharger 10 to rotationally drive the hydraulic pump 52 and rotate the generator 7 to generate power.

この結果、主発電機6による発電量を減少させることができ、その減少分だけガスエンジン1の燃料消費量を減少させることができる。これにより、ガスエンジン1の廃熱の有効利用を図ることができる。   As a result, the amount of power generated by the main generator 6 can be reduced, and the fuel consumption of the gas engine 1 can be reduced by that amount. Thereby, the effective utilization of the waste heat of the gas engine 1 can be aimed at.

他方、エンジン1の低負荷時には、発電機7がモータとして作動して油圧ポンプ52を回転駆動させ、油圧を介して油圧ポンプ21を補助駆動する。これにより、過給機10の回転が加勢されて、過給機10がガスエンジン1の負荷に見合った充分な過給を行なうことができるようになり、ガスエンジン1の加速が促進される。   On the other hand, when the engine 1 is under a low load, the generator 7 operates as a motor to rotationally drive the hydraulic pump 52 and auxiliary drive the hydraulic pump 21 via hydraulic pressure. Thereby, the rotation of the supercharger 10 is energized, and the supercharger 10 can perform sufficient supercharging corresponding to the load of the gas engine 1, and acceleration of the gas engine 1 is promoted.

また、上述のガスエンジン1の空燃比制御は、過給機10側の固定容量型の油圧ポンプ21と発電機7側の可変容量型の油圧ポンプ52との間で、コントローラ50が油圧ポンプ52の作動を制御することにより行われる。その他は、図1ないし図7に示した上述のガスエンジン1のクランク軸4に連結された油圧ポンプ22の場合と同様であるから、その説明は省略する。   The air-fuel ratio control of the gas engine 1 is performed by the controller 50 between the fixed displacement hydraulic pump 21 on the supercharger 10 side and the variable displacement hydraulic pump 52 on the generator 7 side. This is done by controlling the operation. The rest is the same as the case of the hydraulic pump 22 connected to the crankshaft 4 of the gas engine 1 shown in FIGS.

図9に示すように、過給機10側に可変容量型の油圧ポンプ61を取り付け、エンジン1のクランク軸4側に固定容量型の油圧ポンプ62を取り付けて、上述のコントローラ5
0にこの過給機10側の可変容量型の油圧ポンプ61を制御させることにより、上述のガスエンジン1の空燃比、及び、ガスエンジン1の低負荷時におけるガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢と、高負荷時における過給機10の回転動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢とを行うこともできる。
As shown in FIG. 9, a variable displacement hydraulic pump 61 is attached to the supercharger 10 side, and a fixed displacement hydraulic pump 62 is attached to the crankshaft 4 side of the engine 1.
By controlling the variable displacement hydraulic pump 61 on the supercharger 10 side to 0, the air-fuel ratio of the gas engine 1 and the rotation of the crankshaft 4 of the gas engine 1 at the time of low load of the gas engine 1 are controlled. It is also possible to energize the supercharger 10 with power and to energize the crankshaft 4 of the gas engine 1 with the rotational power of the supercharger 10 at high load.

その他は、上述の図1ないし図7に示した希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムの場合と同様であるから、その説明は省略する。   Others are the same as in the case of the load followability improving system of the lean premixed gas engine shown in FIG. 1 to FIG.

図10に示すように、図8に示した希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムと同様に、ガスエンジン1の主発電機6とは別置きの発電機(回転動力発生体)7を配設し、固定容量型の油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)72をこの発電機7に連結すると共に、可変容量型の油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)71を過給機10側に取り付け、コントローラ50に油圧ポンプ71の作動を制御させることにより、上述のガスエンジン1の空燃比、及び、ガスエンジン1の低負荷時におけるガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢と、高負荷時における過給機10の回転動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢とを行うこともできる。   As shown in FIG. 10, similarly to the load followability improving system of the lean premixed gas engine shown in FIG. 8, a generator (rotary power generator) 7 separate from the main generator 6 of the gas engine 1 is provided. A fixed displacement hydraulic pump (second hydraulic pump) 72 is connected to the generator 7 and a variable displacement hydraulic pump (first hydraulic pump) 71 is attached to the supercharger 10 side. The controller 50 controls the operation of the hydraulic pump 71 to the supercharger 10 by the air-fuel ratio of the gas engine 1 and the rotational power of the crankshaft 4 of the gas engine 1 when the gas engine 1 is under a low load. It is also possible to perform the urging of the gas engine 1 to the crankshaft 4 by the rotational power of the supercharger 10 at a high load.

その他は、上述の図8に示した希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムの場合と同様であるから、その説明は省略する。   Others are the same as in the case of the load followability improving system of the lean premixed gas engine shown in FIG.

なお、上述の給気温度Tを検出する給気温度センサ38に代えて、ガスエンジン1の外部配設されてガスエンジン1に導入される外気温度を検出する外気温度センサ39を配設し、この外気温度センサ39が検出した外気温度に基づいて、目標給気圧力PSP1 を温度補正して最適給気圧力PSP2 を算出するようにしてもよい(図3のステップS6,8参照)。   Instead of the supply air temperature sensor 38 that detects the above-described supply air temperature T, an outside air temperature sensor 39 that is provided outside the gas engine 1 and detects the outside air temperature introduced into the gas engine 1 is provided. Based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 39, the target supply air pressure PSP1 may be temperature-corrected to calculate the optimum air supply pressure PSP2 (see steps S6 and S8 in FIG. 3).

図2に破線で示すように、この外気温度センサ39もコントローラ50に電気的に接続されて、コントローラ50によって給気温度センサ38と同様にその作動が制御される。したがって、作動に関する説明は省略する。   As indicated by a broken line in FIG. 2, the outside air temperature sensor 39 is also electrically connected to the controller 50, and its operation is controlled by the controller 50 in the same manner as the supply air temperature sensor 38. Therefore, the description regarding the operation is omitted.

また、上述の給気バイパス弁15に代えて、過給機10と排気管3とを繋ぐ排気路19から分岐する形で図2に示す排気バイパス弁18を配設し、この排気バイパス弁18により、過給機10のタービン12を回転駆動するための排気ガスの一部を過給機10の排気路16へバイパスして、外気(外部)へ放出するようにしてもよい。   Further, instead of the air supply bypass valve 15 described above, an exhaust gas bypass valve 18 shown in FIG. 2 is provided in a form branched from an exhaust passage 19 connecting the supercharger 10 and the exhaust pipe 3. Accordingly, a part of the exhaust gas for rotationally driving the turbine 12 of the supercharger 10 may be bypassed to the exhaust passage 16 of the supercharger 10 and discharged to the outside air (outside).

図2に破線で示すように、この排気バイパス弁18もコントローラ50に電気的に接続されて、コントローラ50によって給気バイパス弁15と同様にその作動が制御される。したがって、作動に関する説明は省略する。   As indicated by a broken line in FIG. 2, the exhaust bypass valve 18 is also electrically connected to the controller 50, and its operation is controlled by the controller 50 in the same manner as the supply air bypass valve 15. Therefore, the description regarding the operation is omitted.

なお、上述の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムは一例にすぎず、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   The above-described system for improving the load followability of the lean premixed gas engine is merely an example, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

1 ガスエンジン(回転動力発生体)
2 給気管(給気路)
3 排気管
4 クランク軸
5 給気圧力センサ
6 主発電機
7 発電機(回転動力発生体)
10 過給機
11 圧縮機
12 タービン
13 回転軸
14 給気路
15 給気バイパス弁
16 排気路
17 変速機
18 排気バイパス弁
19 排気路
20 油圧回路
21 油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)
21a 入口
21b 出口
22 油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)
22a 入口
22b 出口
23 主油路(第1の油路)
24 主油路(第2の油路)
25 電動モータ
26 タンク
27 油圧ポンプ
28,29 チェック弁
30,31 リリーフ弁
33 切替弁
34 リリーフ弁
35 オイルフィルタ
36 オイルクーラー
37 油圧バイパス弁
38 給気温度センサ
39 外気温度センサ
50 コントローラ
52,62,72 油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)
61,71 油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)
P 給気圧力
P0 所定設定値
PSP1 目標給気圧力
PSP2 最適給気圧力
ΔP 差圧
T 給気温度
t1 始動時
t2,t3,t4,t5 所定時間
1 Gas engine (rotary power generator)
2 Air supply pipe (air supply path)
3 Exhaust pipe 4 Crankshaft 5 Air supply pressure sensor 6 Main generator 7 Generator (rotary power generator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Supercharger 11 Compressor 12 Turbine 13 Rotating shaft 14 Supply path 15 Supply bypass valve 16 Exhaust path 17 Transmission 18 Exhaust bypass valve 19 Exhaust path 20 Hydraulic circuit 21 Hydraulic pump (first hydraulic pump)
21a Inlet 21b Outlet 22 Hydraulic pump (second hydraulic pump)
22a Inlet 22b Outlet 23 Main oil passage (first oil passage)
24 Main oil passage (second oil passage)
25 Electric motor 26 Tank 27 Hydraulic pump 28, 29 Check valve 30, 31 Relief valve 33 Switching valve 34 Relief valve 35 Oil filter 36 Oil cooler 37 Hydraulic bypass valve 38 Supply air temperature sensor 39 Outside air temperature sensor 50 Controllers 52, 62, 72 Hydraulic pump (second hydraulic pump)
61, 71 Hydraulic pump (first hydraulic pump)
P Supply pressure P0 Predetermined set value PSP1 Target supply pressure PSP2 Optimal supply pressure ΔP Differential pressure T Supply air temperature t1 Start time t2, t3, t4, t5 Predetermined time

Claims (11)

過給機(10)を備えた希薄予混合ガスエンジン(1)の前記過給機に連結された第1の油圧ポンプ(21,61,71)と、回転動力を発生させる回転動力発生体(1,7)に連結された第2の油圧ポンプ(22,52,62,72)と、前記第1の油圧ポンプの出口(21b)と前記第2の油圧ポンプの入口(22a)とを連結する第1の油路(23)と、前記第2の油圧ポンプの出口(22b)と前記第1の油圧ポンプの入口(21a)とを連結する第2の油路(24)と、前記ガスエンジンの給気路(2,14)に配設されて前記過給機での過給後の給気の給気圧力(P)を検出する給気圧力センサ(5)とを備え、前記第1の油圧ポンプ又は前記第2の油圧ポンプは、前記ガスエンジンの負荷情報を有するコントローラ(50)により作動が制御される可変容量型油圧ポンプであり、前記コントローラは、前記ガスエンジンの低負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第2の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第1の油圧ポンプを補助駆動して前記回転動力発生体が発生させた前記回転動力により前記過給機の回転を加勢させると共に、前記ガスエンジンの高負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第2の油圧ポンプを補助駆動して前記過給機の回転動力により前記回転動力発生体の回転を加勢させる希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、
前記コントローラは、前記ガスエンジンの負荷と前記給気圧力センサが検出した前記給気圧力とに基づいて前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機の回転数を変化させることにより前記ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御することを特徴とする希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
A first hydraulic pump (21, 61, 71) connected to the supercharger of a lean premixed gas engine (1) equipped with a supercharger (10), and a rotational power generator ( 1, 7), the second hydraulic pump (22, 52, 62, 72), the outlet (21b) of the first hydraulic pump and the inlet (22a) of the second hydraulic pump are connected. The first oil passage (23), the second oil passage (24) connecting the outlet (22b) of the second hydraulic pump and the inlet (21a) of the first hydraulic pump, and the gas An air supply pressure sensor (5) disposed in an air supply path (2, 14) of the engine for detecting an air supply pressure (P) of the air supplied after supercharging in the supercharger; One hydraulic pump or the second hydraulic pump is connected to the controller (50) having load information of the gas engine. A variable displacement hydraulic pump whose operation is controlled, wherein the controller controls the operation of the variable displacement hydraulic pump when the gas engine is under a low load, and the hydraulic pressure generated by the second hydraulic pump The rotation of the supercharger is energized by the rotational power generated by the rotational power generator by assisting the first hydraulic pump, and the variable displacement hydraulic pump is operated at a high load of the gas engine. A lean premixed gas engine that controls the second hydraulic pump to be auxiliary driven by the hydraulic pressure generated by the first hydraulic pump and urges the rotation of the rotary power generator by the rotational power of the supercharger. In the load followability improvement system,
The controller controls the operation of the variable displacement hydraulic pump based on the load of the gas engine and the air supply pressure detected by the air supply pressure sensor, and performs the supercharging via the first hydraulic pump. A system for improving load followability of a lean premixed gas engine, wherein the air-fuel ratio of the gas engine is controlled to fall within a predetermined range of the optimal air-fuel ratio by changing the rotational speed of the machine.
前記コントローラ(50)は、前記過給機(10)から前記ガスエンジン(1)へ供給される前記給気の前記給気圧力(P)を最適給気圧力(PSP2 )の所定範囲(ΔP)内に調節することにより前記ガスエンジンの前記空燃比が前記最適空燃比の前記所定範囲内に収まるように制御することを特徴とする、請求項1に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   The controller (50) sets the supply pressure (P) of the supply air supplied from the supercharger (10) to the gas engine (1) within a predetermined range (ΔP) of the optimum supply pressure (PSP2). 2. The load following capability of the lean premixed gas engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio of the gas engine is controlled to be within the predetermined range of the optimal air-fuel ratio by adjusting the air-fuel ratio to within the predetermined range. Improvement system. 前記ガスエンジン(1)の給気路(2,14)に配設されて前記過給機での過給後の給気温度(T)を検出する給気温度センサ(38)又は前記ガスエンジンの外部に配設されて外気温度を検出する外気温度センサ(39)をさらに備え、前記コントローラ(50)は、前記ガスエンジンの負荷に基づいて目標給気圧力(PSP1 )を算出し、前記給気温度センサが検出した前記給気温度又は前記外気温度センサが検出した前記外気温度に基づいて前記目標給気圧力を温度補正して前記最適給気圧力(PSP2 )を算出し、前記給気圧力センサ(5)が検出した前記給気圧力(P)と前記最適給気圧力との差圧(ΔP)を算出し、前記差圧が前記所定範囲(P0 )を超える場合には前記可変容量型油圧ポンプ(22,52,61,71)の作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機(10)の回転数を変化させて前記給気圧力の調節を行なうことを特徴とする、請求項2に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   An air supply temperature sensor (38) disposed in an air supply path (2, 14) of the gas engine (1) and detecting an air supply temperature (T) after supercharging in the supercharger or the gas engine And an outside air temperature sensor (39) for detecting an outside air temperature. The controller (50) calculates a target air supply pressure (PSP1) based on a load of the gas engine, and Based on the supply air temperature detected by the air temperature sensor or the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor, the target supply air pressure is corrected to calculate the optimum supply air pressure (PSP2), and the supply air pressure A differential pressure (ΔP) between the supply air pressure (P) detected by the sensor (5) and the optimum supply air pressure is calculated, and when the differential pressure exceeds the predetermined range (P0), the variable capacity type Controls the operation of hydraulic pumps (22, 52, 61, 71) The lean premixed gas engine according to claim 2, wherein the supply pressure is adjusted by changing the rotational speed of the supercharger (10) via the first hydraulic pump. Load followability improvement system. 前記コントローラ(50)は、前記給気圧力センサ(5)が検出した前記給気圧力(P)から前記最適給気圧力を差し引いた差圧(ΔP)が前記所定範囲(P0 )を超える負数の場合には前記可変容量型油圧ポンプ(22,52,61,71)の作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機(10)の回転数を増加させて前記給気圧力を上昇させて前記ガスエンジンの前記空燃比を希薄側へ調節することを特徴とする、請求項3に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   The controller (50) is a negative number in which a differential pressure (ΔP) obtained by subtracting the optimum supply pressure from the supply pressure (P) detected by the supply pressure sensor (5) exceeds the predetermined range (P0). In this case, the operation of the variable displacement hydraulic pump (22, 52, 61, 71) is controlled to increase the rotational speed of the supercharger (10) via the first hydraulic pump, thereby supplying the air. 4. The load followability improving system for a lean premixed gas engine according to claim 3, wherein the air fuel ratio of the gas engine is adjusted to a lean side by increasing a pressure. 前記コントローラ(50)は、前記給気圧力センサ(5)が検出した前記給気圧力(P
)から前記最適給気圧力を差し引いた差圧(ΔP)が前記所定範囲(P0 )を超える正数の場合には前記可変容量型油圧ポンプ(22,52,61,71)の作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機(10)の回転数を減少させて前記給気圧力を下降させて前記ガスエンジンの前記空燃比を濃厚側へ調節することを特徴とする、請求項3又は4に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
The controller (50) is configured to supply the supply air pressure (P) detected by the supply air pressure sensor (5).
If the differential pressure (ΔP) obtained by subtracting the optimum supply air pressure from the above is a positive number exceeding the predetermined range (P0), the operation of the variable displacement hydraulic pump (22, 52, 61, 71) is controlled. Then, the rotational speed of the supercharger (10) is decreased via the first hydraulic pump to lower the air supply pressure to adjust the air-fuel ratio of the gas engine to the rich side. 5. The load followability improving system for a lean premixed gas engine according to claim 3 or 4.
前記第1の油路(23)と前記第2の油路(24)との間に介装されて前記第1の油路と前記第2の油路との間の油路を開閉する油圧バイパス弁(37)をさらに備え、前記コントローラ(50)は、前記回転動力発生体(1,7)の前記回転動力による前記過給機(10)への加勢と前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に前記油圧バイパス弁を開弁させることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   Hydraulic pressure interposed between the first oil passage (23) and the second oil passage (24) to open and close the oil passage between the first oil passage and the second oil passage. The controller (50) further includes a bypass valve (37), and the controller (50) urges the supercharger (10) by the rotational power of the rotational power generator (1, 7) and the rotational power of the supercharger. The load follow-up of the lean premixed gas engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydraulic bypass valve is opened when an energization mode is switched between energization of the rotating power generator by the engine. Improvement system. 前記過給機からの給気を給気路(14)から外部へ放出するための給気バイパス弁(15)をさらに備え、前記コントローラ(50)は、前記回転動力発生体(1,7)の前記回転動力による前記過給機(10)への加勢と前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に前記給気バイパス弁を開弁して前記過給機が発生させた給気の一部を外部へ放出することを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   The controller (50) further includes an air supply bypass valve (15) for releasing the air supplied from the supercharger from the air supply path (14) to the outside, and the controller (50) includes the rotating power generator (1, 7). The air supply bypass valve is opened when the urging mode is switched between the urging of the supercharger (10) by the rotational power and the urging of the supercharger to the rotational power generator by the rotational power. 7. The system for improving the load followability of a lean premixed gas engine according to claim 1, wherein a part of the air supply generated by the supercharger is discharged to the outside. 前記コントローラ(50)は、前記ガスエンジン(1)の負荷増加時において前記回転動力発生体(1,7)の前記回転動力による前記過給機(10)への加勢の略減少開始時から前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢の略増加終了時までまでの間だけ前記給気バイパス弁(15)を開弁して前記過給機が発生させた給気の一部を外部へ放出することを特徴とする、請求項7に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   The controller (50) is configured to start the reduction of the urging force applied to the supercharger (10) by the rotational power of the rotational power generator (1, 7) when the load of the gas engine (1) increases. The air supply bypass valve (15) is opened only until the end of substantially increasing the urging of the rotational power generator by the rotational power of the supercharger, and the supercharger generates the air supply. The system for improving load followability of a lean premixed gas engine according to claim 7, wherein a part of the engine is discharged to the outside. 前記ガスエンジン(1)から前記過給機(10)へ供給される排気ガスを排気路(19)から外部へ放出するため排気バイパス弁(18)をさらに備え、前記コントローラ(50)は、前記回転動力発生体(1,7)の前記回転動力による前記過給機(10)への加勢と前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に前記排気バイパス弁を開弁して前記ガスエンジンから前記過給機へ供給される前記排気ガスの一部を外部へ放出することを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   The controller (50) further includes an exhaust bypass valve (18) for discharging exhaust gas supplied from the gas engine (1) to the supercharger (10) from an exhaust passage (19) to the outside. When the urging mode is switched between the urging of the rotating power generator (1, 7) to the supercharger (10) by the rotating power and the urging power of the supercharger to the rotating power generator by the rotating power. The lean according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust bypass valve is opened to release a part of the exhaust gas supplied from the gas engine to the supercharger to the outside. A system for improving the load following capability of premixed gas engines. 前記コントローラ(50)は、前記ガスエンジン(1)の負荷増加時において前記回転動力発生体(1,7)の前記回転動力による前記過給機(10)への加勢の略減少開始時から前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢の略増加終了時までまでの間だけ前記排気バイパス弁(18)を開弁して前記ガスエンジンから前記過給機へ供給される前記排気ガスの一部を外部へ放出することを特徴とする、請求項9に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   The controller (50) is configured to start the reduction of the urging force applied to the supercharger (10) by the rotational power of the rotational power generator (1, 7) when the load of the gas engine (1) increases. The exhaust bypass valve (18) is opened and supplied from the gas engine to the supercharger only until the end of substantially increasing the urging of the rotational power generator by the rotational power of the supercharger. The system for improving load followability of a lean premixed gas engine according to claim 9, wherein a part of the exhaust gas is discharged to the outside. 前記空燃比の前記所定範囲は、零であることを特徴とする、請求項1ないし10のいずれかに記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。   The load followability improving system for a lean premixed gas engine according to any one of claims 1 to 10, wherein the predetermined range of the air-fuel ratio is zero.
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