JP2908457B2 - ガスエンジンの混合気供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば熱ポンプ式冷暖房機等において採用
されるガスエンジン（都市ガス，プロパンガス等のガス
を燃料とするエンジン）に、燃料ガスと空気との混合気
を供給するための装置に関し、特にその混合比を広負荷
範囲において最適化できるようにした装置に関する。

〔従来の技術〕

上記都市ガス等を燃料とするガスエンジンの混合気供
給装置では、燃料ガスと空気とを所定の混合比でもって
供給することが必要である。このような混合気供給装置
としては、従来、例えば第４図に示すものがある。これ
は、スロットル弁22aを備えたガスミキサー（混合器）2
2をエンジン21に接続し、該ガスミキサー22とエアクリ
ーナ23とを空気通路24で接続する。また、ガス供給源に
接続されたガス通路25の途中に開閉弁26,ゼロガバナ27
を介設するとともに、該ガス通路25を上記ガスミキサー
22の絞り部に接続する構成となっている。ここで上記ゼ
ロガバナ27は、ガス供給源の圧力変動の影響を無くする
ために、燃料ガスを一旦略大気圧に減圧するためのもの
であり、この略大気圧となった燃料ガスにガスミキサー
22で空気が混合される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記構成において、混合比は高負荷時に最適
となるように設定するのが一般的である。しかしこのよ
うな設定の場合、多気筒化，大排気量化が進むと、中，
低負荷時において混合比が濃くなり過ぎることが判っ
た。一方、中，低負荷時に最適な混合比に設定すると高
負荷時の混合比が薄くなり過ぎる。

そこで本発明は上記従来の問題点を解決するためにな
されたもので、高負荷域で混合比を最適化するととも
に、中，低負荷域でも実用上良好な混合比を確保できる
ようにしたガスエンジンの混合気供給装置を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記問題点を解消するために、上記従来
装置において中，低速域で混合気が濃くなり過ぎる原因
について検討して以下の知見を得た。即ち、ガスミキサ
ー22の絞り部においては、スロットルバルブ22a開度の
狭い中，低速域においても吸気負圧が比較的大きくなり
易い。上記従来装置では、この吸気負圧の大きい絞り部
にガス通路を接続しているので、燃料ガスが相対的に過
剰に吸引され、その結果、中，低速域での混合比が濃く
なるものと考えられる。

そこで本発明は、燃料ガスと空気とを混合してエンジ
ンに供給するようにしたガスエンジンの混合気供給装置
において、エンジンに接続されたガスミキサとエアクリ
ーナとを空気通路で接続し、該ガスミキサを、スロット
ル弁とこれより上流側に位置し上記空気通路より断面積
の小さい絞りとを有するものとし、燃料ガス供給源に接
続されたガス通路を開閉弁，ゼロガバナの下流側で一方
の分岐通路とこれより大径の他方の分岐通路とに分岐
し、該一方の分岐通路を上記ガスミキサの上記絞り部に
接続するとともに、上記他方の分岐通路を上記空気通路
の上記絞り部より上流側に接続したことを特徴としてい
る。

〔作用〕

空気通路におけるガスミキサの絞り部での吸気負圧
は、スロットル弁の開度が小さい低，中負荷域と大きい
高負荷域とでそれほど変化しない。一方、空気通路の上
記絞り部より上流側での吸気負圧は、スロットル弁開度
に敏感に反応しスロットル開度の低下に伴って小さくな
る。従って、ガス燃料を全てガスミキサの絞り部から供
給した場合には、低，中負荷域でも該絞り部の吸気負圧
があまり低下しないことからガス燃料が過剰に吸引さ
れ、混合比が過濃となる。

本発明では、ガス供給通路を２つに分岐し、一方の小
径の分岐通路を絞り部に接続し、他方の大径の分岐通路
を絞り部より上流側という上記空気負圧がスロットル弁
開度の減少に伴って小さくなる部分に接続したので、ス
ロットル弁開度の小さい低，中負荷運転域では、上記大
径の分岐通路の接続部の吸気負圧が小さいことから、ガ
ス燃料量が課題となるのを回避できる。なお、この場合
でも上記絞り部の吸気負圧は比較的大きいものの、該部
分に接続された分岐通路が小径であることらか、ガス燃
料量が過大となることはない。

一方、スロットルバルブ開度の大きい高負荷運転域で
は、絞り部及び上流部の両方において吸気負圧が大きく
なり、従って空気量に応じた量のガス燃料が吸引され、
適切な混合比を確保できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例によるガスエ
ンジンの燃料ガス供給装置を説明するための図であり、
これは熱ポンプ装置用ガスエンジンの例である。

本実施例装置を概念的に示す第１図において、１は水
冷式４サイクルガスエンジン、２は該エンジン１に接続
されたガスミキサー、３は該ミキサー２に空気通路４を
介して接続されたエアクリーナ、５は燃料ガス供給源に
接続されたガス通路、6,7は該ガス通路５に介設された
電磁弁，ゼロガバナである。ここで上記ガス通路５は、
第1,第２ガス通路5a,5bに分岐されている。そして上記
第１ガス通路5aは第２ガス通路5bより大径に形成されて
おり、上記空気通路４の上記ミキサ２より上流側で、か
つエアクリーナ３の近傍に接続されている。

第２図，第３図は、上記第１図のものを具体化した例
であり、ガス通路は２つに分岐されている。この図にお
いて、上記エンジン1,ガスミキサー2,エアクリーナ３等
はユニットケース８内に収容されており、電磁弁6,ゼロ
ガバナ７はユニットケース８の壁面外側に取り付けられ
ている。上記エンジン１はユニットケース８の底壁上に
固定された支持ブラケット９上にダンパ部材9aを介して
搭載されている。このエンジン１のシリンダヘッド1f上
には、消音器10が支持ブラケットを介して固定されてお
り、該消音器10はシリンダヘッド1fと排気管1aを介して
接続されている。またこの消音器10内には排気ガス熱交
換器が配設されており、該熱交換器の入，出接続管に
は、シリンダボディからの冷却水ホース1b及び図示しな
い冷却水ポンプからの給水ホースが接続されている。な
お1cはサーモスタット弁であり、これはエンジンからの
冷却水を、所定温度以下の場合は圧縮機の冷媒用熱交換
器に、所定温度以上のときは室外熱交換器に切り替えて
流すためのものである。

また上記エンジン１のシリンダ側壁には、圧縮機11が
取り付けられており、これの回転軸11aに装着された従
動プーリ11bは、上記エンジン１のクランク軸1dに装着
された駆動プーリ1eに伝動ベルト12で連結されている。
これによりエンジン駆動型熱ポンプ装置が構成されてい
る。

そして上記エアクリーナ３は、上記消音器10の上方に
配置されており、これは上記ユニットケース８に固定支
持されている。また上記ガスミキサー２はエンジン１の
シリンダヘッド1fに取り付けられたインテークマニホー
ルド13上に載置されて接続されており、該ガスミキサー
２と上記エアクリーナ３とは空気通路４で接続されてい
る。そして上記ゼロガバナ７からのガス通路５は、第1,
第２ガス通路5a,5bに分岐されており、該第１ガス通路5
aは、上記空気通路４の上流端である接続管4aに接続さ
れており、また第２ガス通路5bは上記ガスミキサー２に
接続されている。この第1,第２ガス通路5a,5bによるガ
ス流量の割合はエンジン特性に応じて設定される。例え
ば、高速運転重視の場合は第２ガス通路5b径を大きく、
逆に中，低速運転重視の場合は第１ガス通路5aの径を大
きく設定する。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例装置においては、例えば、中，低負荷域で
は、スロットルバルブ2aの開度が比較的狭いので、吸気
負圧はエアクリーナ３の近傍ではスロットルバルブ２の
開度、ひいては空気流量に応じた大きさとなっており、
従って空気量に応じた量のガスが吸引され、適切な混合
比が得られる。なお、この場合にもガスミキサー２の絞
り付近では比較的吸気負圧が大きいものの、該部分に接
続された第２ガス通路5bは小径であるので、これによっ
てガスが濃くなり過ぎることはない。

そして高負荷時においては、スロットルバルブ2aの開
度が大きく、吸気負圧はエアクリーナ３の近傍において
も比較的高く、従って空気量に応じた量のガスが吸引さ
れ、混合比が薄くなり過ぎることはない。しかも本実施
例では、分岐通路5bをガスミキサー２の絞り部に接続し
ているので、この点からも必要なガス量を確保でき、適
切な混合比を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るガスエンジンの混合気供給
装置によれば、ガス通路を２つに分岐し、小径の分岐通
路をガスミキサの絞り部に接続し、大径の分岐通路をガ
スミキサ絞り部より上流側に接続したので、高負荷域で
最適な混合比を確保しながら、中，低速域でガス燃料量
が過大になって混合比が過濃になるのを防止できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による混合気供
給装置を説明するための図であり、第１図はその模式
図、第２図はその具体例の正面図、第３図はその側面
図、第４図は従来の混合気供給装置の模式図である。 図において、１はエンジン、２はガスミキサー、３はエ
アクリーナ、４は空気通路、５はガス通路、６は電磁弁
（開閉弁）、７はゼロガバナである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ガスと空気とを混合してエンジンに供
   給するようにしたガスエンジンの混合気供給装置におい
   て、エンジンに接続されたガスミキサとエアクリーナと
   を空気通路で接続し、該ガスミキサを、スロットル弁と
   これより上流側に位置し上記空気通路より断面積の小さ
   い絞りとを有するものとし、燃料ガス供給源に接続され
   たガス通路を開閉弁，ゼロガバナの下流側で一方の分岐
   通路とこれより大径の他方の分岐通路とに分岐し、該一
   方の分岐通路を上記ガスミキサの上記絞り部に接続する
   とともに、上記他方の分岐通路を上記空気通路の上記絞
   り部より上流側に接続したことを特徴とするガスエンジ
   ンの混合気供給装置。