JP4301417B2 - Premixed compression ignition engine - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスと吸入空気を予め混合させた予混合気を高圧縮比のピストンで自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関に関する。より詳細には、当該機関に供給される燃料ガス及び吸入空気或いはこれらの混合気（予混合気）を加熱するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した様な予混合圧縮自着火機関においては、燃料ガスと吸入空気を混合させた予混合気を吸入し、自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関では、始動および安定運転を行うには予混合気を高温で供給する必要がある。図１１に示す従来の例では、外気温で吸入された吸入空気Ａｉｒ、が吸気加熱装置２０１によって加熱されて加熱空気Ａとなる。加熱空気Ａは吸気管２０２に導かれ、混合器２０６に至り、ここで燃料ガスＦｇと混合されて予混合気Ｇｐとなる。そして予混合気Ｇｐは、混合気管２０３から吸気室２０９を介してエンジン２０８で燃焼され、排気ガスＥｇとなって排出される。
【０００３】
ここで、上述の予混合圧縮自着火機関においては、機関内に供給される気体（予混合気）の温度が高い程、自着火性が向上し、安定した運転が出来る。
【０００４】
しかし、図１１で示す従来技術のように吸気加熱装置２０１のような補機を設ける事は、当該加熱装置の駆動のための動力を必要とするので、省エネルギの観点から好ましくはない。
【０００５】
そのため、補機を別途設ける事なく、予混合気を加熱する技術が要望されているが、従来技術では、その要望に十分応える事は出来なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、予混合気の加熱装置を縮小化しかつ、供給エネルギーを低減する予混合圧縮自着火機関を提供することを目的としている。
【００１０】
すなわち、始動時に着火剤として軽油を噴射供給してディーゼル燃焼させ、その排気ガスの１部を吸気側に還流させて予混合気を加熱し自着火させる際に、筒内圧その他を検出して機関の運転状態を判断し、軽油の噴射供給量を調節すると共に、自着火運転が安定して行われない状態であればディーゼル運転を継続し、安定した自着火運転が可能な状態になればデイーゼル燃料（軽油）の供給を遮断して、予混合気圧縮自着火運転のみを行うように制御する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、外部からの吸入空気Ａを導く吸気管３２と燃料供給源から燃料ガスＦを導く燃料管３３とその吸気管３２からの空気Ａと燃料管３３からの燃料Ｆとを混合する混合器６を備え、その混合器６からの予混合気管３４が機関８の吸気ポート９に接続され、機関８からの排気管１０の分岐部４１に排気還流弁４４を有する還流管４２が接続され、その還流管４２は混合器６の下流側の予混合気管３４に接続されている予混合圧縮自着火機関において、予混合気管３４に予混合気Ｇと還流ガスｅｇの混合気の温度を検出する温度センサ１６を設け、その温度センサ１６からの信号を受けて前記排気還流弁４４を制御する統合制御装置５８を備え、さらに温水加熱手段３６を有する温水槽４０を備え、そして排気分岐管４２に設けた第１の熱交換部４２ｈと燃料ガス管３３に設けた第２の熱交換部３３ｈと吸気管３２に設けた第３の熱交換部３２ｈと温水槽４０からの温水配管５４に設けた第４の熱交換部５４ｈとを設けた熱交換器Ｑｅを有し、その熱交換器Ｑｅにおいて第１の熱交換部４２ｈと第４の熱交換部５４ｈとが放熱して第２の熱交換部３３ｈと第３の熱交換部３２ｈとが受熱するものであり、前記統合制御装置５８はさらに温水配管５４に設けた温水制御弁５５を制御するものであり、前記統合制御装置５８は機関８が始動すれば温水制御弁５５を全開にして燃料ガスＦおよび吸入空気Ａを加熱し、機関８が暖機されて自着火の条件が整っていくと温水制御弁５５の開度を減少させ、温度センサ１６によって予混合気Ｇの温度を検出してその予混合気Ｇの所定値以上になっているか否かを判定し、所定値以下であれば温水制御弁５５の開度を増加させ、所定値以上であるか又は温水制御弁５５の開度を増加させた後に温水制御弁５５の開度を変更してから所定時間経過した後に運転を終了する機能を有している。
【００１２】
そして、本発明によれば、前記温水過熱手段３６が電熱器又はバーナーによる加熱を行うようになっている。
【００１３】
さらに、本発明によれば、外部からの吸入空気Ａを導く吸気管３２と燃料供給源から燃料ガスＦを導く燃料管３３とその吸気管３２からの空気Ａと燃料管３３からの燃料Ｆとを混合する混合器７６を備え、その混合器７６からの予混合気管３４が機関８の吸気ポート９に接続され、機関８からの排気管１０の分岐部４１に排気還流弁４４を有する還流管４２が接続され、その還流管４２は混合器７６の下流側の予混合気管７４に接続されている予混合圧縮自着火機関において、予混合気管７４に予混合気Ｇと還流ガスｅｇの混合気の温度を検出する温度センサ７８を設け、その温度センサ７８からの信号を受けて前記排気還流弁４４を制御する統合制御装置５８を備え、さらに温水加熱手段３６を有する温水槽４０を備え、そして排気分岐管４２に設けた第１の熱交換部４２ｈと予混合管７４に設けた第５の熱交換部７２と温水槽４０からの温水配管５４に設けた第４の熱交換部５４ｈとを設けた熱交換器Ｑｆを有し、その熱交換器Ｑｆにおいて第１の熱交換部４２ｈと第４の熱交換部５４ｈとが放熱して第５の熱交換部７２が受熱するものであり、前記統合制御装置５８はさらに温水配管５４に設けた温水制御弁５５を制御するものであり、前記統合制御装置５８は機関８が始動すれば温水制御弁５５を全開にして燃料ガスＦおよび吸入空気Ａを加熱し、機関８が暖機されて自着火の条件が整っていくと温水制御弁５５の開度を減少させ、温度センサ７８によって予混合気Ｇの温度を検出してその予混合気Ｇの所定値以上になっているか否かを判定し、所定値以下であれば温水制御弁５５の開度を増加させ、所定値以上であるか又は温水制御弁５５の開度を増加させた後に温水制御弁５５の開度を変更してから所定時間経過した後に運転を終了する機能を有している。
【００１４】
かつ、本発明によれば、外部からの吸入空気Ａを導く吸気管８２と燃料供給源から燃料ガスＦを導く燃料管８３とその吸気管８２からの空気Ａと燃料管８３からの燃料Ｆとを混合する混合器８６を備え、その混合器８６からの予混合気管８４が機関８の吸気ポート９に接続され、機関８からの排気管１０の分岐部４１に排気還流弁４４を有する還流管１００が接続され、その還流管１００は混合器８６の下流側の予混合気管８４に接続され、そして機関８に設けた噴射装置２６には軽油タンク２２からの配管２３が弁２４を介して接続されている予混合圧縮自着火機関において、機関８に機関の筒内圧、回転速度、油水温を検出して集信する機能を有する運転状態検出装置１８を設け、予混合気管８４に予混合気Ｇと還流ガスｅｇの混合気の温度を検出する温度センサ９６を設け、その温度センサ９６と運転状態検出装置１８からの信号を受けて前記配管２３の弁２４および前記排気還流弁４４を制御する統合制御装置１０８を備え、さらに温水加熱手段３６を有する温水槽４０を備え、そして排気分岐管１００に設けた第１の熱交換部４２ｈと燃料ガス管８３に設けた第２の熱交換部８３ｈと吸気管８２に設けた第３の熱交換部８２ｈと温水槽４０からの温水配管５４に設けた第４の熱交換部５４ｈとを設けた熱交換器Ｑｅを有し、その熱交換器Ｑｅにおいて第１の熱交換部４２ｈと第４の熱交換部５４ｈとが放熱して第２の熱交換部８３ｈと第３の熱交換部８２ｈとが受熱するものであり、前記統合制御装置１０８はさらに温水配管５４に設けた温水制御弁５５を制御するものであり、前記統合制御装置１０８は機関８が始動すれば温水制御弁５５を全開にして燃料ガスＦおよび吸入空気Ａを加熱し、機関８が暖機されて自着火の条件が整っていくと温水制御弁５５の開度を減少させ、温度センサ９６によって予混合気Ｇの温度を検出してその予混合気Ｇの所定値以上になっているか否かを判定し、所定値以下であれば温水制御弁５５の開度を増加させ、所定値以上であるか又は温水制御弁５５の開度を増加させた後に温水制御弁５５の開度を変更してから所定時間経過した後に運転を終了する機能を有している。
【００１６】
このように本発明では、通常運転時に、熱交換器を介して排気ガスが保有する熱量により燃料ガスと吸入空気、或いはその予混合気を加熱し、上記機関において自着火性を高める。その際、加熱された燃料ガスと吸入空気の混合気の温度を検出して、還流ガス量を調節する。
【００１７】
本発明の予混合圧縮自着火機関の実施に際しては、前記加熱装置は、バーナーで構成された温水加熱手段と、高温水を蓄える温水槽と、該温水槽に付設されたクーリングタワーと、該温水槽と前記機関の冷却系を連結する冷却水配管と、温水槽の水温を所定値に保持する温度調整装置、とで構成されているのが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、バーナー加熱によって急加熱で高温の温水が得られる。なお、バーナーは任意公知のものでよい。
【００１９】
なお本発明の実施に際して、前記熱交換器は、燃料ガスと吸入空気とを別個に加熱するが、両者を混合した予混合気を加熱する場合もある。予混合気を熱交換器で加熱する構成を採用すれば、加熱する熱交換部が１つになって、熱交換器の構造が小型になるというメリットがある。
【００２１】
また本発明では、始動時には、軽油でディーゼル燃焼させ、その排気ガスの１部を吸気側に還流させて燃料ガスと吸入空気を加熱し、同時に温水加熱装置からの温水により加熱して自着火性を高める。通常運転時には、圧縮自着火運転の排気ガスで燃料ガスと吸入空気を加熱して自着火を安定させる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の予混合圧縮自着火機関の燃料ガス加熱装置の実施の形態を説明する。
【００２３】
第１の実施形態を示す図１において、機関８（予混合圧縮自着火機関）は、吸気系Ｋａからの予混合気Ｇを貯気する吸気室９と、着火剤の軽油を機関に噴射供給する噴射系Ｉａと、燃焼ガスＥｇを排出する排気系Ｈａと、機関８の運転状態を検出する運転状態検出装置１８、とを設けている。
【００２４】
吸気系Ｋａは、外部からの吸入空気Ａを導く吸気管２と、図示しない燃料供給源から燃料ガスＦを導く燃料管３と、空気Ａと燃料ガスＦを撹拌混合する混合器６と、混合器６と吸気ポート９を接続する予混合気管４と、予混合気管に設けられた還流部１３と、還流部１３の下流（即ち吸気ポート９側）に設けられた温度センサ１６と、で構成されている。
【００２５】
なお、吸気ポート９は、予混合気Ｇに加えて還流ガスｅｇを吸気し供給できるよう構成されている。
【００２６】
噴射系Ｉａは、軽油タンク２２と、機関８に軽油を噴射する噴射装置２６と、軽油タンク２２と噴射装置２６とを第１の弁２４を介して連結する配管２３と、で構成されている。
【００２７】
排気系Ｈａは、機関８に装着された排気管１０によって、燃焼した排気ガスＥｇが図示しないマフラに向けて排出されるよう構成されている。また、排気管１０に排気還流装置ＥＧＲが設けられている。排気還流装置ＥＧＲは、排気管１０に設けられた分岐部１１と、前記還流部１３と、分岐部１１と還流部１３とを排気還流弁である第２の弁１４を介して連結する還流管１２、とにより構成され、排気ガスＥｇの１部ｅｇを吸気側に還流するよう設けられている。
【００２８】
なお、還流部１３は、還流ガスｅｇ中の異物等による混合器６の閉塞を避けるために、前記のような混合器６の下流にすることが好ましい。
【００２９】
運転状態検出装置１８は、機関８のシリンダヘッド８ａに装着されて、筒内圧の検出および機関回転速度、油水温等を集信する機能を有し、第２の信号線２０を介して総合制御装置１２に連結されている。
【００３０】
総合制御装置２８はコンピュータを含んで構成され、前記のように、第２の信号線２０を介して運転状態検出装置１８と連結され、第１の信号線１７を介して温度センサ１６と連結され、第１の制御線２７を介して第１の弁２４と連結され、第２の制御線１５を介して第２の弁１４と連結されている。そして、総合制御装置２８は、たとえば、筒内圧、燃焼タイミング、回転速度、その他を変数とする基準の運転標準マップ等を記憶内蔵しており、そのマップを参照して演算その他の必要な処理を行って、第１、第２の制御線２７及び１５を介して第１、第２の弁２４、１４を制御している。
【００３１】
上記構成による予混合圧縮自着火機関８の加熱装置の始動について、図１を参照して、図２のフローチャートによって説明する。
【００３２】
先ず、始動を確認し（ステップＳ１）、ＮＯであればスタンバイし、ＹＥＳであれば予混合気Ｇの吸気と共に、第１の弁２４を開とし軽油を噴射装置２６によって機関８に噴射供給し、ディーゼル運転で始動する。排気ガスＥｇは、１部が還流管１２によって還流され還流ガスｅｇとなって還流部１３で予混合気Ｇに混入し、予混合気Ｇを加熱する。この、軽油によるディーゼル運転によって機関８は暖機され排気ガス、還流ガスが昇温し、予混合気Ｇへの加熱が増加して、自着火条件に近ずく。そして、温度センサ１６による予混合気温度検出信号と、運転状態検出装置１８による筒内圧、その他の検出信号を、総合制御装置２８がマップ等を参照判定し、そして、予混合気Ｇが所定の高温となって、自着火条件に達したか否かを判定する（ステップＳ２）。自着火条件に未達であれば（ステップＳ２がＮＯ）、第１の弁２４を開のままとして軽油によるディーゼル運転を続け（ステップＳ３）、ステップＳ２に戻る。
【００３３】
一方、ステップＳ２の判定で自着火条件が達成されていれば（ステップＳ２がＹＥＳ）、第１の弁２４を閉にし燃料ガスＦと空気Ａとの予混合気Ｇのみの運転に切り換える（ステップＳ４）。次に、ステップＳ５で運転を継続するか否かを判断し、運転の継続するならば、ＮＯを選択してステップ２に戻り、運転を終了するのであればＹＥＳを選択して運転を終了する。
【００３４】
次に、図１における排気還流ｅｇの制御を、図３のフローチャートによって説明する。まず、始動を確認し（ステップＳ１１）、ＮＯであればスタンバイし、ＹＥＳであれば予混合気Ｇを吸気して始動し、還流させて始動運転する。始動をしたならば（ステップＳ１１がＹＥＳ）、予混合気Ｇと還流ガスｅｇの混合気の温度を温度センサ１６によって検出する（ステップＳ１２）。この予混合気の検出温度が運転条件に合致しているか否かを総合制御装置２８がマップ等を参照して判定して、予混合気温度を適正なものにするための還流量ｅｇを計算する（ステップＳ１３）。例えば、予混合気温度が低ければ、還流量ｅｇが増加されて加熱が大になるよう計算で求められる。ステップＳ１３の計算結果から求められた還流制御量に従って、第２の弁１４の開度が制御され（ステップＳ１４）、適正加熱された混合気によって自着火運転が行われる。
【００３５】
次に、ステップＳ１５で運転を継続するか否かを判断し、運転の継続をするならばＮＯを選択してステップＳ１２に戻り、運転を終了するならばＹＥＳを選択して運転を終了する。
【００３６】
図４は、本発明の別の実施形態を示し、吸入空気Ａと燃料ガスＧとを、付設した温水加熱装置Ｑｈと、排気ガスＥｇとによって加熱する構成を示している。前記第１の実施形態と異なる部分を主として説明する。図４において、前記第１の実施形態と構成及び機能が同一の装置、部材等については、同一の符号を使用している。
【００３７】
吸気系Ｋｂは、空気Ａを導く吸気管３２と、吸気管に設けられた熱交換部３２ｈと、燃料ガスＦを導く燃料ガス管３３と、燃料ガス管３３に設けられた熱交換部３３ｈと、加熱された空気Ａと燃料ガスＦを撹拌混合する混合器６と、混合器６と吸気室９を接続する予混合気管３４と、混合器６の下流に設けられた温度センサ１６、とにより構成されている。
【００３８】
温水加熱装置Ｑｈは、高温水を蓄える温水槽４０と、後記する熱交換器Ｑｅに温水を供給する温水配管５４と、温水槽４０内の水を加熱する温水加熱手段３６と、温水槽４０に付設されたクーリングタワー４６と、温水槽４０と機関８の冷却系を連結する冷却水配管５１、５３と、温水槽４０の水温を所定値に保つよう調整する温水温度調整装置４８、とにより構成されている。
【００３９】
温水配管５４は、一端が温水槽４０の上部に接続され、温水制御弁５５を介して熱交換器Ｑｅに連通しており、熱交換器Ｑｅに設けられた熱交換部５４ｈを経由して温水槽４０に接続され、温水が循環するよう構成されている。
【００４０】
温水加熱手段３６は、例えば電熱による温水加熱器３６ａと、温水槽４０内部に配置された温水加熱部材３８と、温水加熱器３６ａと温水加熱部材３８とを結ぶ配線３９、とにより構成されている。
【００４１】
クーリングタワー４６は、温水槽４０に配管４６ａ、４６ｂで接続されて、温水槽４０の余剰熱量を放出するよう構成されている。
【００４２】
温水温度調整装置４８は、第２の信号線４９を介して水温計測装置２９に連結され、に第３の制御線４７を介してクーリングタワー４６に連結され、第４の制御線５０を介して温水加熱器３６ａに連結され、信号線４９からの信号に基づいてクーリングタワー４６による放熱と、温水加熱手段３６による加熱とを制御するよう構成されている。
【００４３】
排気系Ｈｂは、排気管１０と、排気管１０に設けられた分岐部４１と、分岐部４１に装着され排気分岐弁４４を介して熱交換器Ｑｅに接続される排気分岐管４２、とにより構成されている。
【００４４】
熱交換器Ｑｅは、密閉された断熱材容器内に、排気分岐管４２に介装される熱交換部４２ｈと、燃料ガス管３３に接続される熱交換部３３ｈと、吸気管３２に接続される熱交換部３２ｈと、温水配管５４に接続される熱交換部５４ｈと、が装着され、熱交換部４２ｈと５４ｈが管内熱量を放熱し、熱交換部３３ｈ、３２ｈが受熱するよう構成されている。
【００４５】
総合制御装置５８は、コンピュータを含んで構成され、第１の信号線３７を介して温度センサ１６に連結され、第１の制御線４５を介して排気分岐弁４４に連結され、第２の制御線４６を介して温水制御弁５５に連結されている。また、予混合気Ｇの温度その他から始動、通常運転それぞれに応じて排気分岐弁４４および温水制御弁４８を制御する機能を有している。
【００４６】
上記図４の実施形態による装置の燃料ガスＦおよび吸入空気Ａの加熱に関する温水制御の作用を、図５に示すフローチャートによって説明する。
【００４７】
まず、始動を確認し（ステップＳ２１）、ＮＯであればスタンバイし、ＹＥＳであれば温水制御弁５５を全開して、温水槽４０からの高温水の保有する熱量により、熱交換部５４ｈを介して、燃料ガスＦおよび吸入空気Ａを加熱する。また、機関８の冷却水を加熱して暖機させる必要があれば、冷却配管５１、５３によって温水を供給する。なお、温水槽４０からの熱交換部５４ｈへの供給熱量を安定させるために、温水温度調整装置４８が水温計測装置２９の検出値にもとづいて温水加熱手段３６およびクーリングタワー４６を制御して温水槽内の水温を所定の一定温度に保つよう管理している。
【００４８】
始動後（ステップＳ１がＹＥＳ）、機関８は暖機され、自着火の条件が整っていくと、温水制御弁５５の開度は徐々に所定量に減小され（図７の弁開度と運転時間との関係参照）、暖機の為に供給される熱量が減少する（ステップＳ２２）。
【００４９】
次に温度センサ１６によって予混合気Ｇの温度が検出され（ステップＳ２３）、その予混合気Ｇの温度が所定値以上になっているか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４がＹＥＳであれば、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２４がＮＯであれば、温水制御弁５５の開度を所定量だけ増加して、予混合気Ｇを加熱させステップＳ２５に進む（ステップＳ２６）。この予混合気Ｇの加熱を所定時間継続させて安定運転させるために、温水制御弁５５の開度を変更してからの所定時間経過を確認をする（ステップＳ２５）。所定時間経過していなければ（ステップＳ２５がＮＯ）、ステップＳ２５をループし、所定時間経過していれば（ステップＳ２５がＹＥＳ）、ステップＳ２７に行く。ステップＳ２７では運転を継続するか否かを判断し、運転の継続をするならばＮＯを選択してステップＳ２２に戻り、終了であればＹＥＳを選択して運転を終了する。
【００５０】
前記図４の実施形態における分岐排気ガス量制御の作用を、図６に示すフローチャートによって説明する。
【００５１】
前記図５の温水加熱と同様に始動する（ステップＳ３１）。機関８は、通常運転の圧縮自着火運転で生ずる排気ガスの分岐によって燃料ガスＦおよび空気Ａが加熱され、高温予混合気Ｇとなって運転され、排気分岐弁４４の開度は減少される（図７で示す運転経過時間と排気分岐弁４４開度との関係参照：ステップＳ３２）。
【００５２】
予混合気Ｇの温度が温度制御装置１６によって計測検出される（ステップＳ３３）。計測された予混合気Ｇの温度から、予混合気Ｇを所定の温度にするための排気分岐量が総合制御装置５８によって計算される（ステップＳ３４）。ステップＳ３４で求めた排気分岐量に対応する開度となるように、排気分岐弁４４が制御される（ステップＳ３５）。ステップＳ３６では運転を継続するか否かについて判定され、運転を継続する場合は、ＮＯを選択してステップＳ３３に戻り、運転を終了するならばＹＥＳを選択する。
【００５３】
図８は、前記図４における温水加熱装置Ｑｈの電熱による温水加熱手段３６の代わりに、任意公知のバーナーで温水を加熱する構成を示している。図４の構成と異なる部分を主として説明する。図８に明記されない装置、部材は図４の符号を重複使用する。
【００５４】
温水加熱手段６０は、温水槽４０の下部に装着されたバーナー６３と、バーナー６３に燃料を供給するバーナー燃料管６１と、で構成されている。バーナー燃料管６１は、図示しない燃料供給源に接続されている。また、バーナー燃料管６１に燃料供給を調整する温水燃料制御弁６２が介装されている。
【００５５】
温水温度調整装置６８は、第２の信号線６５を介して水温計測装置２９に連結され、制御線６４を介して温水燃料制御弁６２に連結され、制御線４７を介してクーリングタワー４６に連結されて、信号線６５を介して伝達される水温信号に基づいて温水燃料の供給制御と、クリングタワー４６の制御をするよう構成されている。熱交換器Ｑｅへの温水熱の供給に関する装置構成は、図４の実施形態と同様である。
【００５６】
本実施形態による作用では、温水槽４０の加熱がバーナー６３によって急速加熱が容易に行われる。
【００５７】
図９は、前記図４における吸気系Ｋｂの燃料ガス加熱を、燃料ガスＦと吸入空気Ａとの混合後に熱交換器Ｑｆで加熱する構成を示している。図４の構成と異なる部分を主として説明する。
【００５８】
吸気系Ｋｄは、燃料ガスＦを導く燃料管３３と、空気Ａを導く吸気管３２と、燃料ガスＦと空気Ａとを撹拌混合する混合器７６と、混合器７６と機関８を接続する予混合気管７４と、予混合気管７４に介装された熱交換部７２と、熱交換部７２の下流に設けられた温度センサ７８、とにより構成されている。
【００５９】
熱交換器Ｑｆに熱を供給する熱交換部４２ｈおよび５４ｈの構成機能は上述した実施形態と同じである。また熱交換部４２ｈに温水を供給する温水加熱手段は、図８に示すバーナー加熱でもよい。
【００６０】
本実施形態の作用では、混合器７６で予混合された予混合気Ｇが、熱交換器Ｑｆ内で熱交換部７２によって加熱される。排気ガスの分岐排気ガスｅｇによる熱交換部４２ｈの放熱、温水加熱装置Ｑｈによる熱交換部５４ｈの放熱は、いづれも前記実施形態と同じである。
【００６１】
図１０は本発明の別の実施形態を示し、燃料ガスＦ及び吸入空気Ａの加熱を、軽油燃焼の排気ガスを予混合気Ｇへ注入して加熱する方式と、燃料ガスＦと空気Ａを温水で加熱する方式と、これらの方式のどちらか一方を選択し或いは同時に実施できる実施形態を示している。前記図４の実施形態と異なる部分を主に説明する。図４の構成、機能と同じ装置、部材等は同符号を重複して使用する。
【００６２】
吸気系Ｋｄは、吸入空気Ａを導く吸気管８２と、吸気管８２に設けられた熱交換部８２ｈと、燃料ガスＦを導く燃料ガス管８３と、燃料ガス管８３に設けられた熱交換部８３ｈと、加熱された空気Ａと燃料ガスＦを撹拌混合する混合器８６と、混合器８６と吸気室９を接続する予混合気管８４と、予混合気管８４に設けられた還流部９３と、還流部９３の下流に設けられた温度センサ９６、とから構成されている。
【００６３】
排気系Ｈｄは、排気管１０と、排気管１０に設けられた分岐部４１と、分岐部４１に装着され排気分岐弁４４を介して熱交換器Ｑｅに接続される第１の排気分岐管１００と、熱交換器Ｑｅを経由した排気ガスを外部に導く第２の排気管１０１と、第２の排気管１０１に設けられた第２の分岐部１０２と、第２の分岐部１０２と還流部９３に接続される還流管１０３と、還流管１０３に設けられた第２の分岐弁１０４、とから構成されている。
【００６４】
総合制御装置１０８は、コンピュータを含んで構成され、第１の信号線３７を介して温度センサ９６に連結され、第２の信号線２０を介して運転状態検出装置１８に連結され、第１の制御線２７を介して第１の弁２４に連結され、第２の制御線１５を介して排気分岐弁４４に連結され、制御線１０５を介して第２の分岐弁１０４に連結され、第３の制御線４６を介して温水制御弁５５に連結されている。そして、予混合気Ｇの温度、燃焼状態その他から始動、通常運転それぞれに応じて、第１の弁２４、排気分岐弁４４および温水制御弁５５を制御する機能を有している。
【００６５】
軽油噴射系Ｉａおよび温水加熱装置Ｑｈは、前記図４の構成と同じである。
【００６６】
上記図１０の構成による装置の燃料ガスＦおよび吸入空気Ａの加熱に関する作用を説明する。
【００６７】
始動時は、軽油タンク２２の軽油を噴射装置２６によって噴射供給してディーゼル運転し、予混合気Ｇに排気ガスＥｇの１部ｅｇを注入する。予混合気Ｇは排気ガスｅｇの熱量によって加熱され自着火性を高める。また、同時に温水加熱装置Ｑｈからの温水によって熱交換器Ｑｅで予混合気Ｇが加熱され、自着火性が高められる。運転時間の経過にともなって機関８の暖気と相俟って予混合気Ｇの自着火性は向上し、総合制御装置１０８が図７に示す排気分岐弁４４と第２の排気分岐弁および温水制御弁５５の開度に制御して、自着火条件を整え、予混合気Ｇのみによる運転にする。この際、機関８の暖気のために温水槽４０から冷却水配管５１、５３によって高温水を送水する。上記の過程において、総合制御装置１０８により、運転状態検出装置１８から筒内圧のデータが、温度センサ９６から予混合気Ｇの温度データが計測され、第１の弁２４と排気分岐弁４４と第２の排気分岐弁１０４と温水制御弁５５への制御信号が送出される。
【００６８】
通常運転時は、前記の軽油燃焼がなく、燃料ガスＦおよび吸入空気Ａの加熱は、温水加熱と排気ガスｅｇによる熱交換の加熱によって行われる。この場合は、第２の排気分岐弁１０４は閉止され、排気ガスｅｇは還流することなくマフラーに流出する。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１） 始動時に、噴射装置で軽油を噴射供給してディーゼル燃焼させ、その排気ガスの１部を還流させて供給空気、燃料ガス、または混合気を加熱するので、従来のような特別な加熱装置によることなく自着火が可能になる。筒内圧および燃料ガス温度を検出して軽油噴射量の制御および還流ガス量の調節を行うので確実な始動ができる。従って大容量の吸気加熱器の設置、供給エネルギーの供給、を省略または低減でき、また、始動所用時間が短縮される。
（２） 機関に熱交換器を付設し、排気ガスの熱と付設の温水加熱装置からの温水熱によってに燃料ガス、吸入空気または混合気を加熱すれば、より少ない供給エネルギーでも自着火性の高い吸気を供給できるようになる。
（３） 機関に熱交換器を付設し、通常運転時に、排気ガスで燃料ガス、吸入空気または混合気を加熱すれば、自着火性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す装置の構成図。
【図２】図１の軽油噴射の制御の作用を示すフローチャート。
【図３】図１の還流制御の作用を示すフローチャート。
【図４】本発明の別の実施形態を示す装置の構成図。
【図５】図４の熱交換用の温水流量制御の作用を示すフローチャート。
【図６】図４の還流制御の作用を示すフローチャート。
【図７】図４の温水制御弁と排気分岐制御弁の開度／時間を示す図。
【図８】本発明の別の実施形態を示す装置の構成図。
【図９】本発明の別の実施形態を示す装置の構成図。
【図１０】本発明の別の実施形態を示す装置の構成図。
【図１１】従来の予混合圧縮自着火機関の構成図。
【符号の説明】
Ａ・・・吸入空気
Ｆ・・・燃料ガス
ＥＧＲ・・排気還流装置
Ｅｇ・・排気ガス
ｅｇ・・還流ガス
Ｇ・・・予混合気
２・・・吸気管
３・・・燃料ガス管
４・・・予混合気管
６・・・混合器
８・・・機関
８ａ・・シリンダヘッド
９・・・吸気室ポート
１０・・排気管
１１・・分岐部
１２・・還流管
１３・・還流部
１４・・第２の弁
１５・・第２の信号線
１６・・温度センサ
１７・・第１の信号線
１８・・運転状態検出装置
２０・・第２の信号線
２２・・軽油タンク
２３・・配管
２４・・第１の弁
２６・・噴射装置
２７・・第１の制御線
２８・・総合制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a premixed compression autoignition engine that operates by preignitioning a premixed gas in which fuel gas and intake air are premixed by a high compression ratio piston. More specifically, the present invention relates to a device for heating fuel gas and intake air supplied to the engine or a mixture (premixed gas) thereof.
[0002]
[Prior art]
In a premixed compression self-ignition engine as described above, in a premixed compression self-ignition engine that operates by inhaling a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed and causing the self-ignition to operate, starting and stable operation are performed. Need to supply the premixed gas at a high temperature. In the conventional example shown in FIG. 11, the intake air Air sucked at the outside air temperature is heated by the intake air heating device 201 to become heated air A. The heated air A is guided to the intake pipe 202 and reaches the mixer 206, where it is mixed with the fuel gas Fg to become the premixed gas Gp. The premixed gas Gp is combusted by the engine 208 from the mixed gas pipe 203 through the intake chamber 209 and discharged as exhaust gas Eg.
[0003]
Here, in the above-described premixed compression self-ignition engine, the higher the temperature of the gas (premixed gas) supplied into the engine, the better the self-ignition property and the stable operation.
[0004]
However, providing an auxiliary machine such as the intake air heating device 201 as in the prior art shown in FIG. 11 is not preferable from the viewpoint of energy saving because it requires power for driving the heating device.
[0005]
Therefore, there is a demand for a technique for heating the premixed gas without separately providing an auxiliary machine. However, the conventional technique cannot sufficiently meet the demand.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a premixed compression self-ignition engine that reduces the heating device for the premixed gas and reduces the supply energy. .
[0010]
In other words, when starting, diesel oil is injected and supplied as an igniting agent, diesel combustion is performed, and when a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side and the premixed gas is heated and self-ignited, the in-cylinder pressure is detected and the engine is detected. The diesel fuel supply is continued if the self-ignition operation is not performed stably, and the diesel is continued if stable self-ignition operation is possible. The fuel (light oil) supply is shut off, and control is performed so that only the premixed gas compression self-ignition operation is performed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the intake pipe 32 that guides the intake air A from the outside, the fuel pipe 33 that guides the fuel gas F from the fuel supply source, the air A from the intake pipe 32, and the fuel F from the fuel pipe 33 are mixed. A premixing air pipe 34 from the mixer 6 is connected to the intake port 9 of the engine 8, and a recirculation pipe 42 having an exhaust recirculation valve 44 at a branch portion 41 of the exhaust pipe 10 from the engine 8. In the premixed compression auto-ignition engine connected to the premixed gas pipe 34 on the downstream side of the mixer 6, the reflux pipe 42 is connected to the premixed gas pipe 34 and the temperature of the mixed gas of the premixed gas G and the reflux gas eg. Is provided with an integrated control device 58 that controls the exhaust gas recirculation valve 44 in response to a signal from the temperature sensor 16, further includes a hot water tank 40 having a hot water heating means 36, and an exhaust branch. The first provided in the tube 42 The second heat exchanging portion 33h provided in the fuel gas pipe 33, the third heat exchanging portion 32h provided in the intake pipe 32, and the fourth heat provided in the hot water pipe 54 from the hot water tank 40. A heat exchanger Qe provided with an exchanging part 54h, in which the first heat exchanging part 42h and the fourth heat exchanging part 54h dissipate heat, and the second heat exchanging part 33h and the second heat exchanging part 33h 3, the integrated control device 58 further controls a hot water control valve 55 provided in the hot water pipe 54, and the integrated control device 58 is configured to start up the engine 8. When the hot water control valve 55 is fully opened to heat the fuel gas F and the intake air A, and the engine 8 is warmed up and the conditions for self-ignition are satisfied, the opening degree of the hot water control valve 55 is decreased. The temperature of the premixed gas G is detected and the predetermined value of the premixed gas G is detected. It is determined whether or not it is above, and if it is below a predetermined value, the opening degree of the hot water control valve 55 is increased, and after being above the predetermined value or after the opening degree of the hot water control valve 55 is increased, the hot water control valve 55 It has a function of terminating the operation after a predetermined time has elapsed after changing the opening of 55.
[0012]
And according to this invention, the said warm water superheating means 36 heats with an electric heater or a burner.
[0013]
Further, according to the present invention, the intake pipe 32 that guides the intake air A from the outside, the fuel pipe 33 that guides the fuel gas F from the fuel supply source, the air A from the intake pipe 32, and the fuel F from the fuel pipe 33 And a premixed air pipe 34 from the mixer 76 is connected to the intake port 9 of the engine 8, and a reflux pipe having an exhaust recirculation valve 44 at a branch portion 41 of the exhaust pipe 10 from the engine 8. 42 in a premixed compression auto-ignition engine connected to a premixed gas pipe 74 on the downstream side of the mixer 76, the mixed gas of the premixed gas G and the reflux gas eg is connected to the premixed gas pipe 74. A temperature sensor 78 for detecting the temperature of the exhaust gas is provided, an integrated control device 58 for controlling the exhaust gas recirculation valve 44 in response to a signal from the temperature sensor 78, a hot water tank 40 having a hot water heating means 36, and Exhaust branch pipe Heat provided with a first heat exchanging part 42h provided in 2, a fifth heat exchanging part 72 provided in the premixing pipe 74 and a fourth heat exchanging part 54h provided in the hot water pipe 54 from the hot water tank 40 A heat exchanger Qf in which the first heat exchanging part 42h and the fourth heat exchanging part 54h dissipate heat and the fifth heat exchanging part 72 receives heat; The device 58 further controls a hot water control valve 55 provided in the hot water pipe 54. When the engine 8 is started, the integrated control device 58 fully opens the hot water control valve 55 and heats the fuel gas F and the intake air A. When the engine 8 is warmed up and the conditions for self-ignition are satisfied, the opening degree of the hot water control valve 55 is decreased, the temperature of the premixed gas G is detected by the temperature sensor 78, and the premixed gas G is predetermined. It is determined whether or not the value is higher than the specified value. The function of increasing the opening degree of the valve 55 and ending the operation after a predetermined time has elapsed since the opening degree of the hot water control valve 55 is changed after being increased by a predetermined value or increasing the opening degree of the hot water control valve 55 have.
[0014]
In addition, according to the present invention, the intake pipe 82 that guides the intake air A from the outside, the fuel pipe 83 that guides the fuel gas F from the fuel supply source, the air A from the intake pipe 82, and the fuel F from the fuel pipe 83 And a premixed air pipe 84 from the mixer 86 is connected to the intake port 9 of the engine 8, and a recirculation pipe having an exhaust recirculation valve 44 at the branch portion 41 of the exhaust pipe 10 from the engine 8. 100 is connected, the reflux pipe 100 is connected to a premixed gas pipe 84 on the downstream side of the mixer 86, and a pipe 23 from the light oil tank 22 is connected to the injector 26 provided in the engine 8 via a valve 24. In the premixed compression self-ignition engine, the engine 8 is provided with an operating state detection device 18 having a function of detecting and collecting the in-cylinder pressure, rotation speed, and oil / water temperature of the engine, and the premixed gas pipe 84 is premixed. Of gas mixture of G and reflux gas eg A temperature sensor 96 for detecting the temperature is provided, and an integrated control device 108 for receiving the signals from the temperature sensor 96 and the operating state detection device 18 and controlling the valve 24 of the pipe 23 and the exhaust gas recirculation valve 44 is provided. A hot water tank 40 having a heating means 36 is provided, and a first heat exchanging portion 42 h provided in the exhaust branch pipe 100, a second heat exchanging portion 83 h provided in the fuel gas pipe 83, and a third heat exchanger provided in the intake pipe 82. A heat exchanger Qe provided with a fourth heat exchanging part 54h provided in the hot water pipe 54 from the hot water tank 40, and in the heat exchanger Qe, the first heat exchanging part 42h The fourth heat exchanging part 54h dissipates heat and the second heat exchanging part 83h and the third heat exchanging part 82h receive heat, and the integrated control device 108 further includes hot water control provided in the hot water pipe 54. For controlling the valve 55 The integrated control device 108 fully opens the hot water control valve 55 when the engine 8 is started to heat the fuel gas F and the intake air A. When the engine 8 is warmed up and the conditions for self-ignition are satisfied, The opening degree of the control valve 55 is decreased, and the temperature sensor 96 detects the temperature of the premixed gas G to determine whether or not the premixed gas G is equal to or higher than a predetermined value. The opening of the control valve 55 is increased, and the operation is terminated after a predetermined time has elapsed since the opening of the hot water control valve 55 is changed after the opening of the hot water control valve 55 is increased or greater than a predetermined value. It has a function.
[0016]
Thus, in the present invention, during normal operation, the fuel gas and the intake air or the premixed gas are heated by the amount of heat held by the exhaust gas via the heat exchanger, and the self-ignitability is enhanced in the engine. At that time, the temperature of the mixture of the heated fuel gas and the intake air is detected, and the amount of the reflux gas is adjusted.
[0017]
In carrying out the premixed compression self-ignition engine of the present invention, the heating device comprises a hot water heating means composed of a burner, a hot water tank for storing high temperature water, a cooling tower attached to the hot water tank, and the hot water tank And a cooling water pipe that connects the cooling system of the engine, and a temperature adjusting device that maintains the water temperature of the hot water tank at a predetermined value.
[0018]
According to the said structure, high temperature hot water is obtained by rapid heating by burner heating. The burner may be any known one.
[0019]
In the implementation of the present invention, the heat exchanger separately heats the fuel gas and the intake air, but may heat a premixed gas mixture of both. Adopting a configuration in which the premixed gas is heated with a heat exchanger has the advantage that the heat exchanger is heated to one and the structure of the heat exchanger becomes smaller.
[0021]
Further, in the present invention, at the time of starting, diesel combustion is performed with light oil, and a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side to heat the fuel gas and the intake air, and at the same time, heated by the hot water from the hot water heating device to be self-ignitable. To increase. During normal operation, the fuel gas and the intake air are heated with the exhaust gas in the compression self-ignition operation to stabilize the self-ignition.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a fuel gas heating apparatus for a premixed compression self-ignition engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0023]
In FIG. 1 showing the first embodiment, an engine 8 (premixed compression self-ignition engine) injects and supplies an intake chamber 9 for storing a premixed gas G from an intake system Ka and light oil of an ignition agent to the engine. There are provided an injection system Ia that exhausts, an exhaust system Ha that discharges the combustion gas Eg, and an operating state detection device 18 that detects the operating state of the engine 8.
[0024]
The intake system Ka includes an intake pipe 2 for leading intake air A from the outside, a fuel pipe 3 for guiding fuel gas F from a fuel supply source (not shown), a mixer 6 for stirring and mixing the air A and the fuel gas F, and mixing The premixed air pipe 4 that connects the gas generator 6 and the intake port 9, the recirculation part 13 provided in the premixed air pipe, and the temperature sensor 16 provided downstream of the recirculation part 13 (that is, on the intake port 9 side) Has been.
[0025]
The intake port 9 is configured to be able to intake and supply a recirculation gas eg in addition to the premixed gas G.
[0026]
The injection system Ia includes a light oil tank 22, an injection device 26 that injects light oil into the engine 8, and a pipe 23 that connects the light oil tank 22 and the injection device 26 via a first valve 24. .
[0027]
The exhaust system Ha is configured such that the combusted exhaust gas Eg is discharged toward a muffler (not shown) by an exhaust pipe 10 attached to the engine 8. Further, an exhaust gas recirculation device EGR is provided in the exhaust pipe 10. The exhaust gas recirculation device EGR includes a branching portion 11 provided in an exhaust pipe 10, the refluxing portion 13, and a reflux pipe that connects the branching portion 11 and the refluxing portion 13 via a second valve 14 that is an exhaust gas refluxing valve. 12 and is provided so as to recirculate 1 part of the exhaust gas Eg to the intake side.
[0028]
In addition, in order to avoid the clogging of the mixer 6 by the foreign material etc. in recirculation | reflux gas eg, the recirculation | reflux part 13 is preferable to the downstream of the mixer 6 as mentioned above.
[0029]
The operating state detection device 18 is attached to the cylinder head 8a of the engine 8 and has a function of collecting in-cylinder pressure and collecting engine rotational speed, oil temperature, etc., and performs comprehensive control via the second signal line 20. Connected to the device 12.
[0030]
The integrated control device 28 includes a computer, and as described above, is connected to the operating state detection device 18 via the second signal line 20 and is connected to the temperature sensor 16 via the first signal line 17. The first valve 24 is connected to the first valve 24 via the first control line 27, and the second valve 14 is connected to the second valve 14 via the second control line 15. The overall control device 28 stores, for example, a standard operation standard map with variables such as in-cylinder pressure, combustion timing, rotational speed, etc., and performs calculations and other necessary processing with reference to the map. Thus, the first and second valves 24 and 14 are controlled via the first and second control lines 27 and 15.
[0031]
The starting of the heating device of the premixed compression auto-ignition engine 8 having the above configuration will be described with reference to FIG. 1 and the flowchart of FIG.
[0032]
First, start is confirmed (step S1). If NO, the engine is on standby. If YES, the first valve 24 is opened together with the intake of the premixed gas G, and light oil is injected and supplied to the engine 8 by the injector 26. Start with diesel operation. One part of the exhaust gas Eg is recirculated through the recirculation pipe 12 to become a recirculation gas eg, and is mixed into the premixed gas G at the recirculation unit 13 to heat the premixed gas G. By this diesel operation using light oil, the engine 8 is warmed up, the exhaust gas and the reflux gas are heated, the heating to the premixed gas G is increased, and the self-ignition condition is approached. Then, the comprehensive control device 28 determines whether the premixed gas temperature detection signal from the temperature sensor 16 and the in-cylinder pressure by the operating state detection device 18 and other detection signals are referred to a map or the like, and the premixed gas G is determined to be a predetermined value. It is determined whether the self-ignition condition has been reached due to the high temperature (step S2). If the self-ignition condition is not reached (step S2 is NO), the first valve 24 is kept open and the diesel operation with light oil is continued (step S3), and the process returns to step S2.
[0033]
On the other hand, if the self-ignition condition is achieved in step S2 (YES in step S2), the first valve 24 is closed and the operation is switched to the operation of only the premixed gas G of fuel gas F and air A (step S2). S4). Next, it is determined whether or not the operation is continued in step S5. If the operation is continued, NO is selected and the process returns to step 2. If the operation is terminated, YES is selected and the operation is terminated. .
[0034]
Next, the control of the exhaust gas recirculation eg in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the start is confirmed (step S11). If NO, the engine is on standby, and if YES, the premixed gas G is sucked to start and recirculated to start. If the engine is started (YES in step S11), the temperature of the mixture of the premixed gas G and the reflux gas eg is detected by the temperature sensor 16 (step S12). The integrated control device 28 determines whether or not the detected temperature of the premixed gas matches the operating conditions with reference to a map or the like, and calculates the recirculation amount eg for making the premixed gas temperature appropriate. (Step S13). For example, if the premixed gas temperature is low, the reflux amount eg is increased so that the heating is increased. The opening degree of the second valve 14 is controlled according to the recirculation control amount obtained from the calculation result of step S13 (step S14), and the self-ignition operation is performed by the appropriately heated mixture.
[0035]
Next, it is determined whether or not to continue the operation in step S15. If the operation is continued, NO is selected and the process returns to step S12. If the operation is terminated, YES is selected and the operation is terminated.
[0036]
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, and shows a configuration in which the intake air A and the fuel gas G are heated by the attached hot water heating device Qh and the exhaust gas Eg. Differences from the first embodiment will be mainly described. In FIG. 4, the same reference numerals are used for devices, members, and the like that have the same configuration and function as those of the first embodiment.
[0037]
The intake system Kb includes an intake pipe 32 that guides air A, a heat exchange part 32 h provided in the intake pipe, a fuel gas pipe 33 that guides the fuel gas F, and a heat exchange part 33 h provided in the fuel gas pipe 33. The mixer 6 that stirs and mixes the heated air A and the fuel gas F, the premixed air pipe 34 that connects the mixer 6 and the intake chamber 9, and the temperature sensor 16 that is provided downstream of the mixer 6. It is configured.
[0038]
The hot water heating device Qh includes a hot water tank 40 that stores high temperature water, a hot water pipe 54 that supplies hot water to a heat exchanger Qe described later, a hot water heating means 36 that heats water in the hot water tank 40, and a hot water tank 40. The cooling tower 46 is provided, cooling water pipes 51 and 53 for connecting the hot water tank 40 and the cooling system of the engine 8, and a hot water temperature adjusting device 48 for adjusting the water temperature of the hot water tank 40 to a predetermined value. ing.
[0039]
One end of the hot water pipe 54 is connected to the upper part of the hot water tank 40, communicates with the heat exchanger Qe via the hot water control valve 55, and warms via the heat exchange part 54h provided in the heat exchanger Qe. It is connected to the water tank 40 and configured to circulate hot water.
[0040]
The hot water heating means 36 is composed of, for example, a hot water heater 36 a by electric heating, a hot water heating member 38 disposed inside the hot water tank 40, and a wiring 39 that connects the hot water heater 36 a and the hot water heating member 38. .
[0041]
The cooling tower 46 is connected to the hot water tank 40 by pipes 46 a and 46 b and is configured to release the surplus heat amount of the hot water tank 40.
[0042]
The hot water temperature adjusting device 48 is connected to the water temperature measuring device 29 via the second signal line 49, connected to the cooling tower 46 via the third control line 47, and heated water via the fourth control line 50. It is connected to the heater 36 a and is configured to control heat radiation by the cooling tower 46 and heating by the hot water heating means 36 based on a signal from the signal line 49.
[0043]
The exhaust system Hb includes an exhaust pipe 10, a branch part 41 provided in the exhaust pipe 10, and an exhaust branch pipe 42 attached to the branch part 41 and connected to the heat exchanger Qe via an exhaust branch valve 44. It is configured.
[0044]
The heat exchanger Qe is connected to a heat exchanger 42h interposed in the exhaust branch pipe 42, a heat exchanger 33h connected to the fuel gas pipe 33, and the intake pipe 32 in a sealed heat insulating material container. The heat exchanging part 32h and the heat exchanging part 54h connected to the hot water pipe 54 are mounted, the heat exchanging parts 42h and 54h dissipate the amount of heat in the pipe, and the heat exchanging parts 33h and 32h receive heat. Yes.
[0045]
The integrated control device 58 is configured to include a computer, and is connected to the temperature sensor 16 via the first signal line 37, and connected to the exhaust branch valve 44 via the first control line 45, so that the second control is performed. The hot water control valve 55 is connected via a line 46. Further, it has a function of controlling the exhaust branch valve 44 and the hot water control valve 48 in accordance with the start and normal operation from the temperature of the premixed gas G and others.
[0046]
The operation of the hot water control relating to the heating of the fuel gas F and the intake air A of the apparatus according to the embodiment of FIG. 4 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0047]
First, the start is confirmed (step S21). If NO, the engine is on standby. If YES, the hot water control valve 55 is fully opened, and the amount of heat stored in the high-temperature water from the hot water tank 40 is passed through the heat exchanger 54h. Then, the fuel gas F and the intake air A are heated. Further, if it is necessary to heat the cooling water of the engine 8 to warm it up, the hot water is supplied through the cooling pipes 51 and 53. In order to stabilize the amount of heat supplied from the hot water tank 40 to the heat exchanging unit 54h, the hot water temperature adjusting device 48 controls the hot water heating means 36 and the cooling tower 46 based on the detected value of the water temperature measuring device 29 to warm the hot water tank. The inside water temperature is managed to be kept at a predetermined constant temperature.
[0048]
After starting (YES in step S1), the engine 8 is warmed up, and when the conditions for self-ignition are satisfied, the opening degree of the hot water control valve 55 is gradually reduced to a predetermined amount (the valve opening degree shown in FIG. 7). The amount of heat supplied for warming up is reduced (step S22).
[0049]
Next, the temperature of the premixed gas G is detected by the temperature sensor 16 (step S23), and it is determined whether or not the temperature of the premixed gas G is equal to or higher than a predetermined value (step S24). If step S24 is YES, the process proceeds to step S25. If step S24 is NO, the opening degree of the hot water control valve 55 is increased by a predetermined amount, the premixed gas G is heated, and the process proceeds to step S25 (step S26). In order to continue the heating of the premixed gas G for a predetermined time and perform a stable operation, the elapse of a predetermined time after changing the opening degree of the hot water control valve 55 is confirmed (step S25). If the predetermined time has not elapsed (NO in step S25), step S25 is looped. If the predetermined time has elapsed (YES in step S25), the process proceeds to step S27. In step S27, it is determined whether or not the operation is continued. If the operation is continued, NO is selected and the process returns to step S22. If the operation is completed, YES is selected and the operation is terminated.
[0050]
The operation of the branch exhaust gas amount control in the embodiment of FIG. 4 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0051]
The start is performed in the same manner as the warm water heating in FIG. 5 (step S31). The engine 8 is operated as a high-temperature premixed gas G by heating the fuel gas F and the air A by the branch of the exhaust gas generated in the compression auto-ignition operation of the normal operation, and the opening degree of the exhaust branch valve 44 is reduced. (Refer to the relationship between the operation elapsed time and the opening of the exhaust branch valve 44 shown in FIG. 7: Step S32).
[0052]
The temperature of the premixed gas G is measured and detected by the temperature control device 16 (step S33). From the measured temperature of the premixed gas G, the exhaust control branch amount for setting the premixed gas G to a predetermined temperature is calculated by the general controller 58 (step S34). The exhaust branch valve 44 is controlled so that the opening degree corresponds to the exhaust branch amount determined in step S34 (step S35). In step S36, it is determined whether or not to continue the operation. If the operation is continued, NO is selected and the process returns to step S33. If the operation is terminated, YES is selected.
[0053]
FIG. 8 shows a configuration in which hot water is heated by an arbitrary known burner instead of the hot water heating means 36 by electric heating of the hot water heating device Qh in FIG. Parts different from the configuration of FIG. 4 will be mainly described. Devices and members not specified in FIG. 8 use the same reference numerals as those in FIG.
[0054]
The hot water heating means 60 includes a burner 63 attached to the lower part of the hot water tank 40 and a burner fuel pipe 61 that supplies fuel to the burner 63. The burner fuel pipe 61 is connected to a fuel supply source (not shown). A hot water fuel control valve 62 for adjusting the fuel supply is interposed in the burner fuel pipe 61.
[0055]
The hot water temperature adjusting device 68 is connected to the water temperature measuring device 29 via the second signal line 65, connected to the hot water fuel control valve 62 via the control line 64, and connected to the cooling tower 46 via the control line 47. Thus, supply of hot water fuel and control of the cling tower 46 are controlled based on a water temperature signal transmitted via the signal line 65. The apparatus configuration relating to the supply of hot water heat to the heat exchanger Qe is the same as that of the embodiment of FIG.
[0056]
In the operation according to the present embodiment, the hot water tank 40 is easily heated rapidly by the burner 63.
[0057]
FIG. 9 shows a configuration in which the fuel gas heating of the intake system Kb in FIG. 4 is heated by the heat exchanger Qf after the fuel gas F and the intake air A are mixed. Parts different from the configuration of FIG. 4 will be mainly described.
[0058]
The intake system Kd includes a fuel pipe 33 that guides the fuel gas F, an intake pipe 32 that guides the air A, a mixer 76 that stirs and mixes the fuel gas F and air A, and a mixer 76 and the engine 8 that are connected to each other. The mixed gas pipe 74, the heat exchange unit 72 interposed in the premixed gas pipe 74, and a temperature sensor 78 provided downstream of the heat exchange unit 72 are configured.
[0059]
The constituent functions of the heat exchanging parts 42h and 54h that supply heat to the heat exchanger Qf are the same as those in the above-described embodiment. The hot water heating means for supplying hot water to the heat exchanging section 42h may be burner heating shown in FIG.
[0060]
In the operation of the present embodiment, the premixed gas G premixed in the mixer 76 is heated by the heat exchange unit 72 in the heat exchanger Qf. The heat radiation of the heat exchanging portion 42h by the branch exhaust gas eg of the exhaust gas and the heat radiation of the heat exchanging portion 54h by the hot water heating device Qh are both the same as in the above embodiment.
[0061]
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention, in which the fuel gas F and the intake air A are heated by injecting light oil combustion exhaust gas into the premixed gas G and heating the fuel gas F and the air A. An embodiment in which a method of heating with warm water and one of these methods can be selected or performed at the same time is shown. Differences from the embodiment of FIG. 4 will be mainly described. The same apparatus, member, etc. as those in FIG. 4 have the same reference numerals.
[0062]
The intake system Kd includes an intake pipe 82 that guides intake air A, a heat exchange part 82 h provided in the intake pipe 82, a fuel gas pipe 83 that guides fuel gas F, and a heat exchange part provided in the fuel gas pipe 83. 83h, a mixer 86 that stirs and mixes the heated air A and the fuel gas F, a premixed gas pipe 84 that connects the mixer 86 and the intake chamber 9, and a reflux unit 93 provided in the premixed gas pipe 84; And a temperature sensor 96 provided downstream of the reflux unit 93.
[0063]
The exhaust system Hd includes an exhaust pipe 10, a branch part 41 provided in the exhaust pipe 10, and a first exhaust branch pipe 100 that is attached to the branch part 41 and connected to the heat exchanger Qe via an exhaust branch valve 44. A second exhaust pipe 101 that guides the exhaust gas that has passed through the heat exchanger Qe to the outside, a second branch section 102 provided in the second exhaust pipe 101, a second branch section 102, and a reflux section 93, and a second branch valve 104 provided in the reflux pipe 103.
[0064]
The comprehensive control device 108 includes a computer, and is connected to the temperature sensor 96 via the first signal line 37 and is connected to the operating state detection device 18 via the second signal line 20. The control line 27 is connected to the first valve 24, the second control line 15 is connected to the exhaust branch valve 44, the control line 105 is connected to the second branch valve 104, and the third Is connected to a hot water control valve 55 through a control line 46. And it has the function to control the 1st valve 24, the exhaust branch valve 44, and the hot water control valve 55 according to the temperature of the premixed gas G, a combustion state, etc., and a normal operation, respectively.
[0065]
The light oil injection system Ia and the hot water heating device Qh are the same as those in FIG.
[0066]
The operation relating to the heating of the fuel gas F and the intake air A of the apparatus having the configuration shown in FIG. 10 will be described.
[0067]
At start-up, diesel oil is supplied by injecting and supplying light oil from the light oil tank 22 by the injection device 26, and 1 part eg of exhaust gas Eg is injected into the premixed gas G. The premixed gas G is heated by the amount of heat of the exhaust gas eg to enhance self-ignitability. At the same time, the premixed gas G is heated by the heat exchanger Qe by the hot water from the hot water heating device Qh, and the self-ignition property is improved. As the operating time elapses, the self-ignitability of the premixed gas G is improved in combination with the warm air of the engine 8, and the overall control device 108 is operated by the exhaust branch valve 44, the second exhaust branch valve and the hot water shown in FIG. By controlling the opening of the control valve 55, the self-ignition condition is adjusted, and the operation is performed using only the premixed gas G. At this time, high-temperature water is sent from the hot water tank 40 through the cooling water pipes 51 and 53 to warm up the engine 8. In the above process, the overall control device 108 measures the in-cylinder pressure data from the operating state detection device 18 and the temperature data of the premixed gas G from the temperature sensor 96, and the first valve 24, the exhaust branch valve 44, the first Control signals to the second exhaust branch valve 104 and the hot water control valve 55 are sent out.
[0068]
During normal operation, the light oil combustion does not occur, and the fuel gas F and the intake air A are heated by hot water heating and heat exchange heating by the exhaust gas eg. In this case, the second exhaust branch valve 104 is closed, and the exhaust gas eg flows out to the muffler without recirculation.
[0069]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) At the time of starting, light oil is injected and supplied by an injection device, diesel combustion is performed, and a part of the exhaust gas is recirculated to heat the supply air, fuel gas, or air-fuel mixture. Self-ignition is possible without using equipment. Since the cylinder pressure and the fuel gas temperature are detected to control the light oil injection amount and adjust the recirculation gas amount, a reliable start can be achieved. Accordingly, the installation of a large-capacity intake air heater and the supply of supply energy can be omitted or reduced, and the starting station time can be shortened.
(2) If the engine is equipped with a heat exchanger and the fuel gas, intake air or mixture is heated by the heat of the exhaust gas and the hot water heat from the attached hot water heating device, it is self-ignitable with less supply energy. High intake air can be supplied.
(3) If a heat exchanger is attached to the engine and the fuel gas, intake air, or air-fuel mixture is heated with exhaust gas during normal operation, self-ignitability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of control of light oil injection in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the reflux control of FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of an apparatus showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the hot water flow rate control for heat exchange in FIG. 4;
6 is a flowchart showing the operation of the reflux control of FIG.
7 is a view showing the opening degree / time of the hot water control valve and the exhaust branch control valve in FIG. 4;
FIG. 8 is a configuration diagram of an apparatus showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of an apparatus showing another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of an apparatus showing another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional premixed compression self-ignition engine.
[Explanation of symbols]
A: Intake air
F ... Fuel gas
EGR ・ ・ Exhaust gas recirculation device
Eg ... exhaust gas
eg ... recirculation gas
G ... Premixed gas
2 ... Intake pipe
3. Fuel gas pipe
4 ... Premixed trachea
6 ... Mixer
8 ... Engine
8a ・ ・ Cylinder head
9 ... Intake chamber port
10. Exhaust pipe
11. Branching part
12. ・ Reflux pipe
13. Recirculation part
14. Second valve
15. Second signal line
16. Temperature sensor
17. First signal line
18. Operational state detection device
20. Second signal line
22. Light oil tank
23. Piping
24..First valve
26..Injection device
27..First control line
28. ・ General control device

Claims (4)

外部からの吸入空気（Ａ）を導く吸気管（３２）と燃料供給源から燃料ガス（Ｆ）を導く燃料管（３３）とその吸気管（３２）からの空気（Ａ）と燃料管（３３）からの燃料（Ｆ）とを混合する混合器（６）を備え、その混合器（６）からの予混合気管（３４）が機関（８）の吸気ポート（９）に接続され、機関（８）からの排気管（１０）の分岐部（４１）に排気還流弁（４４）を有する還流管（４２）が接続され、その還流管（４２）は混合器（６）の下流側の予混合気管（３４）に接続されている予混合圧縮自着火機関において、予混合気管（３４）に予混合気（Ｇ）と還流ガス（ｅｇ）の混合気の温度を検出する温度センサ（１６）を設け、その温度センサ（１６）からの信号を受けて前記排気還流弁（４４）を制御する統合制御装置（５８）を備え、さらに温水加熱手段（３６）を有する温水槽（４０）を備え、そして排気分岐管（４２）に設けた第１の熱交換部（４２ｈ）と燃料ガス管（３３）に設けた第２の熱交換部（３３ｈ）と吸気管（３２）に設けた第３の熱交換部（３２ｈ）と温水槽（４０）からの温水配管（５４）に設けた第４の熱交換部（５４ｈ）とを設けた熱交換器（Ｑｅ）を有し、その熱交換器（Ｑｅ）において第１の熱交換部（４２ｈ）と第４の熱交換部（５４ｈ）とが放熱して第２の熱交換部（３３ｈ）と第３の熱交換部（３２ｈ）とが受熱するものであり、前記統合制御装置（５８）はさらに温水配管（５４）に設けた温水制御弁（５５）を制御するものであり、前記統合制御装置（５８）は機関（８）が始動すれば温水制御弁（５５）を全開にして燃料ガス（Ｆ）および吸入空気（Ａ）を加熱し、機関（８）が暖機されて自着火の条件が整っていくと温水制御弁（５５）の開度を減少させ、温度センサ（１６）によって予混合気（Ｇ）の温度を検出してその予混合気（Ｇ）の所定値以上になっているか否かを判定し、所定値以下であれば温水制御弁（５５）の開度を増加させ、所定値以上であるか又は温水制御弁（５５）の開度を増加させた後に温水制御弁（５５）の開度を変更してから所定時間経過した後に運転を終了する機能を有することを特徴とする予混合圧縮自着火機関。  An intake pipe (32) for guiding intake air (A) from the outside, a fuel pipe (33) for guiding fuel gas (F) from a fuel supply source, air (A) from the intake pipe (32), and a fuel pipe (33) ) From the mixer (6), the premixed air pipe (34) from the mixer (6) is connected to the intake port (9) of the engine (8), and the engine ( 8) is connected to a branch part (41) of the exhaust pipe (10), and a reflux pipe (42) having an exhaust reflux valve (44) is connected to the downstream side of the mixer (6). In the premixed compression auto-ignition engine connected to the mixed gas pipe (34), a temperature sensor (16) for detecting the temperature of the mixed gas of the premixed gas (G) and the reflux gas (eg) in the premixed gas pipe (34). And an integrated control device for controlling the exhaust gas recirculation valve (44) in response to a signal from the temperature sensor (16) (58), a hot water tank (40) having hot water heating means (36), and a first heat exchange section (42h) and a fuel gas pipe (33) provided in the exhaust branch pipe (42). The fourth heat exchange provided in the second heat exchange part (33h) provided, the third heat exchange part (32h) provided in the intake pipe (32), and the hot water pipe (54) from the hot water tank (40). A heat exchanger (Qe) provided with a part (54h), in which the first heat exchange part (42h) and the fourth heat exchange part (54h) dissipate heat. The second heat exchange unit (33h) and the third heat exchange unit (32h) receive heat, and the integrated control device (58) further includes a hot water control valve (55) provided in the hot water pipe (54). The integrated control device (58) fully opens the hot water control valve (55) when the engine (8) is started. Then, when the fuel gas (F) and the intake air (A) are heated and the engine (8) is warmed up and the conditions for self-ignition are satisfied, the opening degree of the hot water control valve (55) is decreased, and the temperature sensor The temperature of the premixed gas (G) is detected by (16) to determine whether or not the premixed gas (G) is equal to or higher than a predetermined value. The opening degree is increased and the operation is terminated after a predetermined time has elapsed since the opening degree of the hot water control valve (55) is changed after the opening degree of the hot water control valve (55) is increased or exceeded. A premixed compression self-ignition engine characterized by having a function. 前記温水過熱手段（３６）が電熱器又はバーナーによる加熱を行う請求項１記載の予混合圧縮自着火機関。  The premixed compression autoignition engine according to claim 1, wherein the hot water superheating means (36) performs heating by an electric heater or a burner. 外部からの吸入空気（Ａ）を導く吸気管（３２）と燃料供給源から燃料ガス（Ｆ）を導く燃料管（３３）とその吸気管（３２）からの空気（Ａ）と燃料管（３３）からの燃料（Ｆ）とを混合する混合器（７６）を備え、その混合器（７６）からの予混合気管（３４）が機関（８）の吸気ポート（９）に接続され、機関（８）からの排気管（１０）の分岐部（４１）に排気還流弁（４４）を有する還流管（４２）が接続され、その還流管（４２）は混合器（７６）の下流側の予混合気管（７４）に接続されている予混合圧縮自着火機関において、予混合気管（７４）に予混合気（Ｇ）と還流ガス（ｅｇ）の混合気の温度を検出する温度センサ（７８）を設け、その温度センサ（７８）からの信号を受けて前記排気還流弁（４４）を制御する統合制御装置（５８）を備え、さらに温水加熱手段（３６）を有する温水槽（４０）を備え、そして排気分岐管（４２）に設けた第１の熱交換部（４２ｈ）と予混合管（７４）に設けた第５の熱交換部（７２）と温水槽（４０）からの温水配管（５４）に設けた第４の熱交換部（５４ｈ）とを設けた熱交換器（Ｑｆ）を有し、その熱交換器（Ｑｆ）において第１の熱交換部（４２ｈ）と第４の熱交換部（５４ｈ）とが放熱して第５の熱交換部（７２）が受熱するものであり、前記統合制御装置（５８）はさらに温水配管（５４）に設けた温水制御弁（５５）を制御するものであり、前記統合制御装置（５８）は機関（８）が始動すれば温水制御弁（５５）を全開にして燃料ガス（Ｆ）および吸入空気（Ａ）を加熱し、機関（８）が暖機されて自着火の条件が整っていくと温水制御弁（５５）の開度を減少させ、温度センサ（７８）によって予混合気（Ｇ）の温度を検出してその予混合気（Ｇ）の所定値以上になっているか否かを判定し、所定値以下であれば温水制御弁（５５）の開度を増加させ、所定値以上であるか又は温水制御弁（５５）の開度を増加させた後に温水制御弁（５５）の開度を変更してから所定時間経過した後に運転を終了する機能を有することを特徴とする予混合圧縮自着火機関。  An intake pipe (32) for guiding intake air (A) from the outside, a fuel pipe (33) for guiding fuel gas (F) from a fuel supply source, air (A) from the intake pipe (32), and a fuel pipe (33) ) And a premixed air pipe (34) from the mixer (76) is connected to the intake port (9) of the engine (8), and the engine ( 8) is connected to a branch part (41) of the exhaust pipe (10), and a reflux pipe (42) having an exhaust reflux valve (44) is connected to the downstream side of the mixer (76). In the premixed compression auto-ignition engine connected to the mixed gas pipe (74), a temperature sensor (78) for detecting the temperature of the mixed gas of the premixed gas (G) and the reflux gas (eg) in the premixed gas pipe (74). And integrating the exhaust gas recirculation valve (44) in response to a signal from the temperature sensor (78) A control unit (58), a hot water tank (40) having a hot water heating means (36), and a first heat exchange part (42h) and a premixing pipe (74) provided in the exhaust branch pipe (42). ) And a heat exchanger (Qf) provided with a fourth heat exchange part (54h) provided in a hot water pipe (54) from the hot water tank (40). In the heat exchanger (Qf), the first heat exchange part (42h) and the fourth heat exchange part (54h) dissipate heat and the fifth heat exchange part (72) receives heat. The integrated control device (58) further controls a hot water control valve (55) provided in the hot water pipe (54), and the integrated control device (58) is a hot water control valve ( 55) is fully opened, the fuel gas (F) and the intake air (A) are heated, and the engine (8) is warmed up and self-attached. When the condition is satisfied, the opening degree of the hot water control valve (55) is decreased, the temperature of the premixed gas (G) is detected by the temperature sensor (78), and the premixed gas (G) exceeds the predetermined value. If it is less than a predetermined value, the opening degree of the hot water control valve (55) is increased, and if it is greater than or equal to the predetermined value or the opening degree of the hot water control valve (55) is increased, A premixed compression self-ignition engine characterized by having a function of terminating operation after a predetermined time has elapsed after changing the opening of the control valve (55). 外部からの吸入空気（Ａ）を導く吸気管（８２）と燃料供給源から燃料ガス（Ｆ）を導く燃料管（８３）とその吸気管（８２）からの空気（Ａ）と燃料管（８３）からの燃料（Ｆ）とを混合する混合器（８６）を備え、その混合器（８６）からの予混合気管（８４）が機関（８）の吸気ポート（９）に接続され、機関（８）からの排気管（１０）の分岐部（４１）に排気還流弁（４４）を有する還流管（１００）が接続され、その還流管（１００）は混合器（８６）の下流側の予混合気管（８４）に接続され、そして機関（８）に設けた噴射装置（２６）には軽油タンク（２２）からの配管（２３）が弁（２４）を介して接続されている予混合圧縮自着火機関において、機関（８）に機関の筒内圧、回転速度、油水温を検出して集信する機能を有する運転状態検出装置（１８）を設け、予混合気管（８４）に予混合気（Ｇ）と還流ガス（ｅｇ）の混合気の温度を検出する温度センサ（９６）を設け、その温度センサ（９６）と運転状態検出装置（１８）からの信号を受けて前記配管（２３）の弁（２４）および前記排気還流弁（４４）を制御する統合制御装置（１０８）を備え、さらに温水加熱手段（３６）を有する温水槽（４０）を備え、そして排気分岐管（１００）に設けた第１の熱交換部（４２ｈ）と燃料ガス管（８３）に設けた第２の熱交換部（８３ｈ）と吸気管（８２）に設けた第３の熱交換部（８２ｈ）と温水槽（４０）からの温水配管（５４）に設けた第４の熱交換部（５４ｈ）とを設けた熱交換器（Ｑｅ）を有し、その熱交換器（Ｑｅ）において第１の熱交換部（４２ｈ）と第４の熱交換部（５４ｈ）とが放熱して第２の熱交換部（８３ｈ）と第３の熱交換部（８２ｈ）とが受熱するものであり、前記統合制御装置（１０８）はさらに温水配管（５４）に設けた温水制御弁（５５）を制御するものであり、前記統合制御装置（１０８）は機関（８）が始動すれば温水制御弁（５５）を全開にして燃料ガス（Ｆ）および吸入空気（Ａ）を加熱し、機関（８）が暖機されて自着火の条件が整っていくと温水制御弁（５５）の開度を減少させ、温度センサ（９６）によって予混合気（Ｇ）の温度を検出してその予混合気（Ｇ）の所定値以上になっているか否かを判定し、所定値以下であれば温水制御弁（５５）の開度を増加させ、所定値以上であるか又は温水制御弁（５５）の開度を増加させた後に温水制御弁（５５）の開度を変更してから所定時間経過した後に運転を終了する機能を有することを特徴とする予混合圧縮自着火機関。  An intake pipe (82) for introducing intake air (A) from the outside, a fuel pipe (83) for introducing fuel gas (F) from a fuel supply source, air (A) from the intake pipe (82), and a fuel pipe (83) ) And a premixed air pipe (84) from the mixer (86) is connected to the intake port (9) of the engine (8), and the engine ( 8) is connected to a branch part (41) of the exhaust pipe (10), and a reflux pipe (100) having an exhaust reflux valve (44) is connected to the downstream side of the mixer (86). A premixed compression in which a pipe (23) from a light oil tank (22) is connected via a valve (24) to an injection device (26) provided in the engine (8). In the self-ignition engine, the engine (8) detects the in-cylinder pressure, rotation speed and oil / water temperature and collects And a temperature sensor (96) for detecting the temperature of the mixture of the premixed gas (G) and the reflux gas (eg) is provided in the premixed gas pipe (84). 96) and an integrated control device (108) for controlling the valve (24) of the pipe (23) and the exhaust gas recirculation valve (44) in response to signals from the operating state detection device (18), and hot water heating means A hot water tank (40) having (36), and a first heat exchange part (42h) provided in the exhaust branch pipe (100) and a second heat exchange part (83h) provided in the fuel gas pipe (83). ) And a third heat exchange part (82h) provided in the intake pipe (82) and a fourth heat exchange part (54h) provided in the hot water pipe (54) from the hot water tank (40). A heat exchanger (Qe) in the heat exchanger (Qe) 2h) and the fourth heat exchange part (54h) radiate heat and the second heat exchange part (83h) and the third heat exchange part (82h) receive heat, and the integrated control device (108 ) Further controls the hot water control valve (55) provided in the hot water pipe (54), and the integrated control device (108) opens the hot water control valve (55) fully when the engine (8) is started. When the fuel gas (F) and the intake air (A) are heated and the engine (8) is warmed up and the self-ignition conditions are satisfied, the opening degree of the hot water control valve (55) is decreased, and the temperature sensor (96 ) To detect whether or not the temperature of the premixed gas (G) is equal to or higher than a predetermined value of the premixed gas (G). And the hot water control valve (55) is greater than or equal to a predetermined value or after increasing the opening of the hot water control valve (55). 55) A premixed compression self-ignition engine having a function of terminating the operation after a predetermined time has elapsed since the opening of 55) was changed.
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