JP6521689B2 - Engine system with condensed water treatment function - Google Patents
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Description
本発明は、吸入空気と燃料とを混合して燃料混合気を生成する混合器と、吸入空気又は燃料混合気を圧縮する過給機と、燃料混合気を冷却するインタークーラと、インタークーラに燃料混合気を供給する燃料混合気供給管と、インタークーラにおいて冷却した燃料混合気を燃焼させるエンジンと、インタークーラからエンジンに燃料混合気を供給する燃料混合気通流部とを備え、インタークーラにおける燃料混合気の冷却により発生した凝縮水を処理する凝縮水処理機能付きエンジンシステムに関する。 The present invention relates to a mixer that mixes intake air and fuel to generate a fuel mixture, a supercharger that compresses the intake air or fuel mixture, an intercooler that cools the fuel mixture, and an intercooler. An intercooler comprising: a fuel mixture supply pipe for supplying a fuel mixture; an engine for burning the fuel mixture cooled by the intercooler; and a fuel mixture passage for supplying the fuel mixture from the intercooler to the engine; An engine system with a condensed water processing function for processing condensed water generated by the cooling of a fuel mixture in
かかる凝縮水処理機能付きエンジンシステムは、エンジンの吸気系に過給機及びインタークーラが設けられ、外気である吸入空気と燃料とが混合された燃料混合気が、過給機によって圧縮された状態でインタークーラにおいて冷却されたときにおいて、吸入空気に含まれていた水蒸気が凝縮して発生する凝縮水を適切に処理するものである。すなわち、このような凝縮水がエンジンに流入すると、エンジンの燃焼室における良好な燃焼状態が阻害されるため、凝縮水が燃焼室に流入しないように適切に処理するものである。 In such an engine system with a condensed water processing function, a supercharger and an intercooler are provided in the intake system of the engine, and the fuel mixture in which the intake air and the fuel, which are outside air, are mixed is compressed by the supercharger. When the water is cooled in the intercooler, the condensed water generated by the condensation of the water vapor contained in the intake air is appropriately treated. That is, when such condensed water flows into the engine, a good combustion state in the combustion chamber of the engine is impeded, so the condensed water is appropriately treated so as not to flow into the combustion chamber.
かかる凝縮水処理機能付きエンジンシステムの従来例として、インタークーラからエンジンに燃料混合気を供給する燃料混合気通流部としての給気管に、インタークーラにおいて燃料混合気の冷却により発生した凝縮水を捕捉するドレーントラップを設けたものがある。このドレーントラップは円筒状に形成され、その円筒軸方向が給気管の管軸方向に直交する状態で給気管の下部に接続されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional example of such an engine system with a condensed water processing function, condensed water generated by the cooling of the fuel mixture in the intercooler is supplied to the air supply pipe as a fuel mixture passing portion for supplying the fuel mixture to the engine from the intercooler. Some have a drain trap to catch. The drain trap is formed in a cylindrical shape, and is connected to the lower portion of the air supply pipe in a state where the cylindrical axis direction is orthogonal to the pipe axis direction of the air supply pipe (for example, see Patent Document 1).
また、ドレーントラップには、ドレーントラップと給気管との接続部側において、給気管とドレーントラップとを連通して給気管からドレーントラップに凝縮水が流入する連通部が設けられ、ドレーントラップと給気管との接続部と反対側において、大気開放された排出孔が設けられている。そして、ドレーントラップの内部には、球状のフロート弁が封入されている。これにより、ドレーントラップに凝縮水が一定量以上捕捉されると、フロート弁に浮力が作用して、排出孔を塞いでいたフロート弁が浮き上がることで排出孔が開いて、凝縮水が外部に排出されるように構成されている。 In addition, the drain trap is provided with a communication portion at the connection portion between the drain trap and the air supply pipe, which connects the air supply pipe and the drain trap and allows condensed water to flow from the air supply pipe to the drain trap. At the side opposite to the connection with the trachea, there is a vent that is open to the atmosphere. And a spherical float valve is enclosed inside the drain trap. Thus, when a certain amount or more of condensed water is captured in the drain trap, buoyancy acts on the float valve, and the float valve closing the discharge hole is lifted to open the discharge hole, and the condensed water is discharged to the outside It is configured to be.
また、給気管が負圧となった時には、フロート弁がドレーントラップの連通部側に移動して連通部を塞いで給気管への外気の流入を防止し、給気管が正圧となった時は、フロート弁がドレーントラップの排出孔側に移動して排出孔を塞いで給気管から燃料混合気が外部に排出されることを防止するように構成されている。よって、給気管が負圧となった時においても、フロート弁が浮き上がることで排出孔が開いて、凝縮水が外部に排出されるように構成されている。 In addition, when the air supply pipe becomes negative pressure, the float valve moves to the communication part side of the drain trap and closes the communication part to prevent the outside air from flowing into the air supply pipe, and when the air supply pipe becomes positive pressure The float valve is configured to move to the discharge hole side of the drain trap to close the discharge hole to prevent the fuel mixture from being discharged from the air supply pipe to the outside. Therefore, even when the air supply pipe has a negative pressure, the float valve is lifted to open the discharge hole, and the condensed water is discharged to the outside.
特許文献1に開示される凝縮水処理機能付きエンジンシステムでは、給気管が負圧となった時には、フロート弁が連通部側に移動して連通部が塞がれる状態となるので、凝縮水が捕捉されずに、エンジンに流入する虞があった。
In the engine system with a condensed water processing function disclosed in
また、給気管が負圧となった時において、フロート弁が連通部側に移動して排出孔から凝縮水が外部に排出された後、給気管が正圧となってフロート弁が連通部から排出孔に向かって移動する際には、フロート弁が連通部と排出孔とのどちらも閉塞していない状態となるので、給気管を通流する燃料混合気がドレーントラップを通じて外部に排出する虞がある。 In addition, when the air supply pipe becomes negative pressure, the float valve moves to the communication part side and the condensed water is discharged to the outside from the discharge hole, then the air supply pipe becomes positive pressure and the float valve from the communication part When moving toward the discharge hole, the float valve is in a state where neither the communicating part nor the discharge hole is closed, so the fuel mixture flowing through the air supply pipe may be discharged to the outside through the drain trap. There is.
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、インタークーラの冷却により発生した凝縮水がエンジンに流入することを的確に回避し、しかも、燃料混合気が外部に排出されることを回避できる凝縮水処理機能付きエンジンシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the condensed water generated by the cooling of the intercooler is properly prevented from flowing into the engine, and the fuel mixture is discharged to the outside. An object of the present invention is to provide an engine system with a condensed water treatment function that can be avoided.
この目的を達成するための本発明に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムは、
吸入空気と燃料とを混合して燃料混合気を生成する混合器と、
前記吸入空気又は前記燃料混合気を圧縮する過給機と、
前記燃料混合気を冷却するインタークーラと、
前記インタークーラに前記燃料混合気を供給する燃料混合気供給管と、
前記インタークーラにおいて冷却した前記燃料混合気を燃焼させるエンジンと、
前記インタークーラから前記エンジンに前記燃料混合気を供給する燃料混合気通流部とを備え、
前記インタークーラにおける前記燃料混合気の冷却により発生した凝縮水を処理する凝縮水処理機能付きエンジンシステムであって、その特徴構成は、
前記インタークーラから前記燃料混合気通流部に前記凝縮水が流入するように構成され、
前記燃料混合気通流部には前記凝縮水が溜まることを許容する凝縮水溜部が形成され、
前記燃料混合気通流部よりも鉛直方向において下方に配設され、前記凝縮水を貯留可能な密閉式の凝縮水貯留槽と、
前記凝縮水溜部と前記凝縮水貯留槽とを接続して前記凝縮水を前記凝縮水溜部から前記凝縮水貯留槽に流入させる凝縮水排出管と、
前記燃料混合気供給管に設けられ前記燃料混合気の流量を調整するスロットル弁と、
前記スロットル弁と前記インタークーラとの間の前記燃料混合気供給管の所定の部位と前記凝縮水貯留槽とを接続する供給管側混合気戻り配管とが設けられている点にある。
In order to achieve this object, an engine system with condensed water processing function according to the present invention is:
A mixer that mixes the intake air and the fuel to generate a fuel mixture;
A turbocharger that compresses the intake air or the fuel mixture;
An intercooler for cooling the fuel mixture;
A fuel mixture supply pipe for supplying the fuel mixture to the intercooler;
An engine that burns the fuel mixture cooled in the intercooler;
A fuel mixture passage for supplying the fuel mixture from the intercooler to the engine;
An engine system with a condensed water processing function, which processes condensed water generated by the cooling of the fuel mixture in the intercooler, wherein the characteristic configuration is
The condensed water is configured to flow from the intercooler into the fuel mixture passage.
A condensed water reservoir for permitting the condensed water to be accumulated is formed in the fuel mixture passage.
A closed condensed water storage tank which is disposed vertically below the fuel mixture passage and can store the condensed water;
A condensed water discharge pipe that connects the condensed water reservoir and the condensed water storage tank and causes the condensed water to flow from the condensed water reservoir into the condensed water storage tank;
A throttle valve provided in the fuel mixture supply pipe for adjusting the flow rate of the fuel mixture;
It is in the point provided with the supply pipe side mixed gas return piping which connects the predetermined part of the fuel mixed supply pipe between the throttle valve and the intercooler, and the condensed water storage tank.
上記特徴構成によれば、燃料混合気供給管と燃料混合気通流部とがインタークーラを通じて連通されており、燃料混合気通流部に設けられた凝縮水溜部と凝縮水を貯留可能な密閉式の凝縮水貯留槽とが凝縮水排出管により接続され、凝縮水貯留槽と燃料混合気供給管のスロットル弁よりも燃料混合気の流れの下流側の所定の部位とが供給管側混合気戻り配管により接続されている。よって、スロットル弁よりも下流側の燃料混合気供給管及び燃料混合気通流部の内部の圧力と凝縮水貯留槽の内部の圧力とが同等の圧力となる。 According to the above configuration, the fuel mixture supply pipe and the fuel mixture passage are in communication with each other through the intercooler, and the condensed water reservoir provided in the fuel mixture passage and the sealed water capable of storing condensed water And the condensed water storage tank are connected by a condensed water discharge pipe, and the predetermined position downstream of the fuel mixture flow from the condensed water storage tank and the throttle valve of the fuel mixture supply pipe is the supply pipe side mixture It is connected by return piping. Therefore, the pressure inside the fuel mixture supply pipe and the fuel mixture passage downstream of the throttle valve becomes equal to the pressure inside the condensed water storage tank.
そして、凝縮水貯留槽は、凝縮水溜部よりも鉛直方向において下方に配設されており、上述の如く、スロットル弁よりも下流側の圧力、すなわち、燃料混合気通流部の圧力と凝縮水貯留槽の圧力とが同等の圧力となるので、凝縮水溜部に溜まった凝縮水を自重により凝縮水貯留槽に流入させることができる。また、スロットル弁の開閉により燃料混合気供給管及び燃料混合気通流部の内部の圧力が変化する場合でも、同様にスロットル弁よりも下流側の圧力と凝縮水貯留槽の圧力とが同等の圧力となるので、スロットル弁の開閉による圧力の変化に影響されることなく、凝縮水溜部に溜まった凝縮水を自重により凝縮水貯留槽に流入させることができる。 The condensed water storage tank is disposed below the condensed water reservoir in the vertical direction, and as described above, the pressure on the downstream side of the throttle valve, that is, the pressure of the fuel mixture flowing portion and the condensed water Since the pressure of the storage tank is equal to the pressure, the condensed water accumulated in the condensed water reservoir can be introduced into the condensed water storage tank by its own weight. In addition, even when the pressure inside the fuel mixture supply pipe and the fuel mixture passage changes due to the opening and closing of the throttle valve, the pressure downstream of the throttle valve and the pressure of the condensed water storage tank are also equal. Since it becomes pressure, it is possible to make the condensed water accumulated in the condensed water reservoir flow into the condensed water storage tank by its own weight, without being affected by the pressure change due to the opening and closing of the throttle valve.
また、上記特徴構成によれば、凝縮水溜部から流出した凝縮水が凝縮水排出管に流入する際、凝縮水に燃料混合気が含まれる状態で流入する可能性があるが、その後、凝縮水貯留槽に流入した燃料混合気を、供給管側混合気戻り配管により燃料混合気供給管に戻すことができる。
よって、インタークーラの冷却により発生した凝縮水がエンジンに流入することを的確に回避し、しかも、燃料混合気が外部に排出されることを回避できる。
Further, according to the above-mentioned characteristic configuration, when the condensed water flowing out from the condensed water reservoir part flows into the condensed water discharge pipe, there is a possibility that the condensed water will flow in a state where the fuel mixture is included. The fuel mixture flowing into the storage tank can be returned to the fuel mixture supply pipe by the supply pipe side mixture return pipe.
Therefore, it is possible to properly prevent the condensed water generated by the cooling of the intercooler from flowing into the engine, and also to prevent the fuel mixture from being discharged to the outside.
本発明に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記供給管側混合気戻り配管に、フレームアレスタが設けられている点にある。
The further characteristic composition of the engine system with a condensed water processing function concerning the present invention is
The present invention is characterized in that a flame arrester is provided in the supply pipe side mixed gas return pipe.
上記特徴構成によれば、供給管側混合気戻り配管に火炎の伝播を阻止するフレームアレスタが設けられているので、凝縮水貯留槽と混合気供給管との間において供給管側混合気戻り配管を通して火炎が伝播することを阻止することができる。例えば、凝縮水貯留槽において火炎が発生するようなことがあっても、発生した火炎が供給管側混合気戻り配管内を通って混合気供給管まで伝播することを阻止することができる。 According to the above-mentioned characteristic configuration, since the flame arrestor for blocking the propagation of the flame is provided in the supply pipe side mixture return pipe, the supply pipe side mixture air return pipe between the condensed water storage tank and the mixture supply pipe Can prevent the flame from propagating. For example, even if a flame is generated in the condensed water storage tank, the generated flame can be prevented from propagating through the inside of the supply pipe side mixture return pipe to the mixture supply pipe.
本発明に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記インタークーラよりも鉛直方向において下方に前記燃料混合気通流部が設けられ、前記凝縮水溜部が前記燃料混合気通流部の底部である点にある。
The further characteristic composition of the engine system with a condensed water processing function concerning the present invention is
The fuel mixture passage is provided below the intercooler in the vertical direction, and the condensed water reservoir is a bottom of the fuel mixture passage.
上記特徴構成によれば、インタークーラよりも鉛直方向において下方に燃料混合気通流部が設けられているので、インタークーラにおける燃料混合気の冷却により発生した凝縮水を、凝縮水の自重により燃料混合気通流部に流入させることができる。さらに、凝縮水溜部が燃料混合気通流部の底部とされるので、インタークーラから燃料混合気通流部に流入した凝縮水が、自重により燃料混合気通流部の底部の凝縮水溜部に集まる状態とすることができる。よって、インタークーラの冷却により発生する凝縮水を凝縮水溜部に効率よく集めることができる。 According to the above-mentioned characteristic configuration, the fuel mixture passing portion is provided vertically below the intercooler, so that the condensed water generated by the cooling of the fuel mixture in the intercooler is reduced by the weight of the condensed water as the fuel. It can be made to flow into the mixture passage. Further, since the condensed water reservoir is the bottom of the fuel mixture flowing portion, the condensed water which has flowed from the intercooler into the fuel mixture flowing portion flows to the condensed water reservoir at the bottom of the fuel mixture flowing portion by its own weight. It can be in a state of gathering. Therefore, the condensed water generated by the cooling of the intercooler can be efficiently collected in the condensed water reservoir.
本発明に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記燃料混合気通流部が、耐腐食性を有する材質を用いて形成されている点にある。
The further characteristic composition of the engine system with a condensed water processing function concerning the present invention is
The fuel mixture communicating portion is formed by using a material having corrosion resistance.
凝縮水溜部に集められる凝縮水は、ガス燃料に含まれる硫黄等の成分を含有して腐食性を有することがあるが、本特徴構成によれば、燃料混合気通流部を耐腐食性を有する材質を用いて形成することで、燃料混合気通流部の耐久性を向上させることができる。 Condensed water collected in the condensed water reservoir may contain a component such as sulfur contained in the gas fuel and may be corrosive, but according to the present feature configuration, the fuel mixture air flow portion is corrosion resistant. By using the material which it has, it is possible to improve the durability of the fuel mixture passing portion.
本発明に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記エンジンは、燃焼室を形成するシリンダを内部に備えた一対のバンクがV型に形成されたV型エンジンであり、前記一対のバンク間に前記燃料混合気通流部が設けられている点にある。
The further characteristic composition of the engine system with a condensed water processing function concerning the present invention is
The engine is a V-type engine in which a pair of banks including a cylinder forming a combustion chamber is formed in a V-type, and the fuel mixture communication portion is provided between the pair of banks. It is in.
上記特徴構成によれば、シリンダを内部に備えた一対のバンクがV型に形成されたV型エンジンにおいて、断面視でV字状となる一対のバンク間に形成されるV字状谷空間に燃料混合気通流部が設けられているので、燃料混合気通流部を断面視でV字型に形成することができる。これにより、V字型の先端部を凝縮水溜部として機能させることができるので、凝縮水溜部にインタークーラの冷却により発生する凝縮水を効率よく集めることができる。 According to the above-mentioned characteristic configuration, in a V-type engine in which a pair of banks including a cylinder is formed in a V-shape, in a V-shaped valley space formed between a pair of banks forming a V shape in a cross sectional view Since the fuel mixture passage portion is provided, the fuel mixture passage portion can be formed in a V-shape in cross section. As a result, the V-shaped tip can be made to function as a condensed water reservoir, so that condensed water generated by the cooling of the intercooler can be efficiently collected in the condensed water reservoir.
以下、図面に基づいて、本発明に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムの実施形態を説明する。図1に凝縮水処理機能付きエンジンシステムの概略図を示す。図1に示すように、凝縮水処理機能付きエンジンシステム100は、吸入空気Aと燃料としてのガス燃料Gとを混合して燃料混合気Mを生成する混合器としてのベンチュリーミキサ1と、ベンチュリーミキサ1で生成した燃料混合気Mを圧縮する過給機2の給気コンプレッサ2aと、過給機2の給気コンプレッサ2aにおいて圧縮した燃料混合気Mを冷却するインタークーラ3と、インタークーラ3において冷却した燃料混合気Mを燃焼させるエンジン6とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of an engine system with a condensed water processing function according to the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 shows a schematic view of an engine system with a condensed water treatment function. As shown in FIG. 1, a condensed water
また、凝縮水処理機能付きエンジンシステム100には、インタークーラ3に過給機2から燃料混合気Mを供給する燃料混合気供給管4と、この燃料混合気供給管4に設けられ、燃料混合気Mの流量を調整するスロットル弁5と、インタークーラ3からエンジン6に燃料混合気Mを供給する燃料混合気通流部7とを備えている。これにより、ベンチュリーミキサ1において生成した燃料混合気Mは、過給機2の給気コンプレッサ2aにて圧縮された後、スロットル弁5を介して所定の流量に調整され、インタークーラ3において冷却されて、エンジン6の燃焼室61(図2及び図3参照)に導かれる。
Further, in the
ベンチュリーミキサ1にガス燃料Gを導く燃料供給路11には、ベンチュリーミキサ1に吸入空気Aを導く空気導入管20における吸入空気Aの圧力と燃料供給路11の燃料の圧力の差を一定に保つ差圧レギュレータ12、ベンチュリーミキサ1に供給されるガス燃料Gの供給量を目標の供給量に調整する燃料流量調整弁13が設けられている。この燃料流量調整弁13は、制御装置40により開度が制御され、吸入空気Aにガス燃料Gが適切な比率で混合される。なお、ガス燃料Gは、例えば、都市ガス等とされる。
In the
スロットル弁5は、エンジン6に設けられた回転数センサ(図示せず)にて計測されたエンジン6の回転数に基づいて、エンジン6の回転数を目標回転数に維持するように、その開度が制御装置40にて制御されて、燃料混合気Mの流量を調整している。
The
過給機2は、エンジン6から排出される排気ガスEが流れる排気管8に設けられる排気タービン2bと、排気タービン2bに連結され、燃料混合気Mを圧縮する給気コンプレッサ2aによって構成されている。エンジン6から排出された排気ガスEにて回転駆動する排気タービン2bの駆動力が給気コンプレッサ2aに伝達され、給気コンプレッサ2aにより燃料混合気Mを圧縮するように構成されている。
The
インタークーラ3は、内部を流通する熱媒により過給機2の給気コンプレッサ2aから供給された燃料混合気Mと熱交換を行なって、燃料混合気Mを冷却するものである。よって、このインタークーラ3において、燃料混合気Mが冷却されることで、燃料混合気Mに含まれる水分が凝縮して凝縮水Wが発生することがある。
The
図2に燃料混合気通流部7が備えられたエンジン6の概略断面図を示す。図2に示すように、インタークーラ3の下部には連通口3aが設けられて、この連通口3aにより、インタークーラ3とインタークーラ3の下部に位置する燃料混合気通流部7とが連通するように構成されている。これにより、インタークーラ3において発生した凝縮水Wとインタークーラ3において冷却された燃料混合気Mとがインタークーラ3から燃料混合気通流部7に流入するように構成されている。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the engine 6 provided with the
また、図3に燃料混合気通流部7が備えられたエンジン6の概略上面図を示す。図2及び図3に示すように、エンジン6は、燃料混合気Mが燃焼する燃焼室61を形成するシリンダ62を内部に備えた一対のバンク63がV型に形成されたV型エンジンであり、一対のバンク63間に燃料混合気通流部7が設けられている。具体的には、エンジン6のシリンダブロック60の上部に所定角度で傾斜した一対のバンク63が形成され、バンク63の夫々に8個のシリンダ62が備えられ、バンク63の夫々に8つの燃焼室61が形成された16気筒のエンジンで構成されている。各燃焼室61には、燃焼室61内の燃料混合気Mに点火する点火手段としての点火プラグ65が備えられている。
Further, FIG. 3 shows a schematic top view of the engine 6 provided with the
また、夫々のバンク63の各シリンダ62にピストン64がそれぞれ上下移動自在に設けられている。そして、シリンダブロック60の下部にクランクシャフト(図示せず)が回転自在に支持されており、各ピストン64はコネクティングロッド66を介してクランクシャフトにそれぞれ連結されている。また、図示はしないが、クランクシャフトが位置するクランクケースと給気コンプレッサ2aの上流側における燃料混合気Mが流れる給気路部位とを接続してブローバイガスを給気路に流入させるブローバイガス通流管と、このブローバイガス通流管にブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離するオイルミストセパレータとで構成されるブローバイガス還流部が設けられている。
Further,
一方、夫々のバンク63の上部には、シリンダヘッド67が締結されている。シリンダブロック60とピストン64とシリンダヘッド67により燃焼室61が構成されている。そして、この燃焼室61の上部において、シリンダヘッド67の下面に吸気ポート68及び排気ポート69が形成され、この吸気ポート68及び排気ポート69に対して吸気弁70及び排気弁71が設けられている。
On the other hand,
各シリンダヘッド67の吸気ポート68は燃料混合気通流部7と連通されている。排気ポート69は、各燃焼室61から排出される排気ガスEが集合する集合排気通路72に連通している。各集合排気通路72は、過給機2の排気タービン2bが設けられた排気管8に連通されている。
The
図2に示すように、燃料混合気通流部7は、インタークーラ3の下部とシリンダブロック60の一対のバンク63の間に形成されるバンク谷部との間における断面が略三角形状のV字状谷空間に形成されている。そして、燃料混合気通流部7のバンク谷部の表面には、通流部底面部材7bが設けられており、通流部底面部材7bの上面部が、インタークーラ3から流入した凝縮水Wが溜まる凝縮水溜部7aとなるように構成されている。この通流部底面部材7bは、ガス燃料Gの硫黄分等の成分が含有される凝縮水Wに対する耐腐食性を有し、かつ、高温となるシリンダブロック60に対する耐熱性を有する材質であるステンレスやフェノール樹脂等を用いて形成されている。
As shown in FIG. 2, the fuel mixture and flow-through
具体的には、通流部底面部材7bが鉄で形成され、その鉄製の通流部底面部材7bの上面部が耐腐食性及び耐熱性を有する防食塗料でコーティングされている。また、例えば、燃料混合気通流部7に通流部底面部材7bを設けない構成とする場合には、一対のバンク63の間に形成されるバンク谷部の表面が凝縮水溜部7aとなるが、この場合、バンク谷部の表面を耐腐食性及び耐熱性を有する防食塗料でコーティングしてもよい。
Specifically, the flow-through
また、凝縮水処理機能付きエンジンシステム100には、燃料混合気通流部7よりも鉛直方向において下方に配設され、凝縮水Wを貯留可能な密閉式の凝縮水貯留槽9と、凝縮水溜部7aと凝縮水貯留槽9とを接続して、燃料混合気Mを含む凝縮水Wを燃料混合気通流部7から凝縮水貯留槽9に流入させる凝縮水排出管10と、スロットル弁5とインタークーラ3との間の燃料混合気供給管4の所定の部位と凝縮水貯留槽9とを接続して、凝縮水貯留槽9に流入した燃料混合気Mを燃料混合気供給管4の所定の部位に戻す供給管側混合気戻り配管としての燃料混合気戻り配管15とが設けられている。
Further, in the
燃料混合気戻り配管15には、燃料混合気戻り配管15内の流路には火炎の伝播を防ぐフレームアレスタ16が設けられている。このフレームアレスタ16は、例えば、ステンレス製の金網で構成されている。
The fuel
このように、凝縮水溜部7aと凝縮水貯留槽9とが凝縮水排出管10により接続され、凝縮水貯留槽9と燃料混合気供給管4のスロットル弁5よりも燃料混合気Mの流れの下流側の所定の部位とが燃料混合気戻り配管15により接続されているので、スロットル弁5よりも下流側の燃料混合気供給管4及び燃料混合気通流部7の内部の圧力と凝縮水貯留槽9の内部の圧力とは同等の圧力となる。よって、凝縮水溜部7aに溜まった凝縮水Wを自重により凝縮水貯留槽9に流入させることができる。なお、燃料混合気通流部7の内部の圧力と凝縮水貯留槽9の内部の圧力との間に若干の圧力差がある場合でも、凝縮水溜部7aに溜まった凝縮水Wを自重により凝縮水貯留槽9に流入させることができる程度の圧力差である場合は、本実施形態においては同等の圧力とする。
Thus, the
また、凝縮水溜部7aから流出した凝縮水Wが凝縮水排出管10に流入する際、凝縮水Wに燃料混合気Mが含まれる状態で流入する可能性あるが、その後、凝縮水貯留槽9に流入した燃料混合気Mを、燃料混合気戻り配管15により燃料混合気供給管4に戻すことができる。
Moreover, when the condensed water W which flowed out from the condensed
凝縮水貯留槽9には、凝縮水貯留槽9に貯留された凝縮水Wの水位を検出する水位センサ9aと、凝縮水Wを凝縮水貯留槽9から排出する排水管31が接続されている。排水管31には、排水管31を開閉する排水弁32及び排水弁32の下流側に油水分離排水槽33が設けられており、制御装置40は、水位センサ9aが所定の水位となると、排水弁32を開いて凝縮水貯留槽9の凝縮水Wを油水分離排水槽33に排水するように構成されている。また、油水分離排水槽33から凝縮水Wを外部に排出する排水ポンプ34が設けられている。
Connected to the condensed
なお、凝縮水Wには、ガス燃料G等に含まれていた油分と吸入空気Aに含まれていた水分とが含有されているので、油水分離排水槽33において凝縮水Wから油分を分離して排水するように構成されている。具体的には、油水分離排水槽33において、凝縮水Wの油分と水分との比重差を利用して凝縮水Wの油分と水分とを分離する分離室(図示せず)が複数個設けられ、各分離室において油分が分離された凝縮水Wを順に次の分離室に移流させることで、油分が分離された水分を排出するように構成されている。これにより、排水ポンプ34を運転することで、凝縮水Wに含まれる油分を分離して外部に排水するように構成され、インタークーラ3において燃料混合気Mの冷却により発生した凝縮水Wが処理される。
In addition, since the condensed water W contains the oil contained in the gas fuel G and the water contained in the intake air A, the oil is separated from the condensed water W in the oil / water
〔参考形態〕
本願の権利範囲に含まれるものではないが参考形態について、図面に基づいて説明する。
図4に示すように、この参考形態に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムは、凝縮水貯留槽9と吸入空気Aをベンチュリーミキサ1に導入する空気導入管20とを接続する導入管側混合気戻り配管18とが設けられ、導入管側混合気戻り配管18にフレームアレスタ16及び絞り弁17が設けられている点で上記実施形態に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムと異なるものである。
[ Reference form]
Although not included in the scope of the present application, a reference embodiment will be described based on the drawings.
As shown in FIG. 4, the condensed water treatment function engine system according to this reference embodiment, inlet side gas mixture connecting the
つまり、この参考形態係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムは、吸入空気Aとガス燃料Gとを混合して燃料混合気Mを生成するベンチュリーミキサ1と、吸入空気A又は燃料混合気Mを圧縮する過給機2と、燃料混合気Mを冷却するインタークーラ3と、インタークーラ3に燃料混合気Mを供給する燃料混合気供給管4と、インタークーラ3において冷却した燃料混合気Mを燃焼させるエンジン6と、インタークーラ3からエンジン6に燃料混合気Mを供給する燃料混合気通流部7とを備えている。
In other words, the condensed water treatment function engine system according this reference embodiment, compresses the
そして、インタークーラ3から燃料混合気通流部7に凝縮水Wが流入するように構成され、燃料混合気通流部7には凝縮水Wが溜まることを許容する凝縮水溜部7aが形成され、燃料混合気通流部7よりも鉛直方向において下方に配設され、凝縮水Wを貯留可能な凝縮水貯留槽9と、凝縮水溜部7aと凝縮水貯留槽9とを接続して凝縮水Wを凝縮水溜部7aから凝縮水貯留槽9に流入させる凝縮水排出管10と、凝縮水貯留槽9と吸入空気Aをベンチュリーミキサ1に導入する空気導入管20とを接続する導入管側混合気戻り配管18とが設けられ、導入管側混合気戻り配管18にフレームアレスタ16及び絞り弁17が設けられている。
Then, the condensed water W is configured to flow from the
導入管側混合気戻り配管18に設けられた絞り弁17には、導入管側混合気戻り配管18内に形成された流路を開閉して流路内を流れる燃料混合気Mの流量を調節する弁体が備えられている。よって、凝縮水貯留槽9から空気導入管20に戻す燃料混合気Mの流量を調整することができる。
The flow control of the fuel mixture M flowing in the flow path is adjusted by opening and closing the flow path formed in the introduction pipe-side
また、導入管側混合気戻り配管18には、火炎の伝播を阻止するフレームアレスタ16が設けられているので、凝縮水貯留槽9と空気導入管20との間において導入管側混合気戻り配管18を通して火炎が伝播することを阻止することができる。例えば、導入管側混合気戻り配管18の凝縮水貯留槽9側において、火炎が発生するようなことがあっても、発生した火炎が空気導入管20側に伝播することを阻止することができる。
Further, since the
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態においては、エンジン6を16気筒のV型エンジンとしたが、これに限らず、エンジン6を16気筒以外の2気筒以上の気筒数のV型エンジンで構成してもよい。また、エンジン6を、V型エンジン以外の、例えば、直列エンジン等で構成してもよい。
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments will be listed.
(1) In the above embodiment, the engine 6 is a 16-cylinder V-type engine. However, the invention is not limited to this. The engine 6 may be configured of a V-type engine having two or more cylinders other than 16 cylinders. . Further, the engine 6 may be configured by, for example, a series engine or the like other than the V-type engine.
(2)上記実施形態においては、エンジン6を都市ガス等を燃料とするガスエンジンとしたが、これに限定されるものではない。例えば、エンジン6を、軽油等を燃料とするディーゼルエンジンや、ガソリンエンジンで構成してもよい。この場合、混合器をベンチュリーミキサ1としたが、これに限らず、キャブレター等によって燃料を気化する構成としてもよい。
(2) In the said embodiment, although the engine 6 was used as the gas engine which uses city gas etc. as fuel, it is not limited to this. For example, the engine 6 may be configured of a diesel engine fueled with light oil or the like, or a gasoline engine. In this case, the mixer is the
(3)上記実施形態においては、吸入空気Aとガス燃料Gとを混合する混合器としてのベンチュリーミキサ1が、過給機2の給気コンプレッサ2aの上流側に設けられたが、これに限定されるものではない。例えば、吸入空気Aとガス燃料Gとを混合する混合器を、過給機2の給気コンプレッサ2aの下流側に設けてもよい。
(3) In the above embodiment, the
(4)上記実施形態においては、通流部底面部材7bが耐熱性及び耐腐食性を有するフェノール樹脂等により形成されたが、これに限定されるものではない。例えば、通流部底面部材7bを鉄等の材質で構成し、インタークーラ3から流入した凝縮水Wが溜まる内側表面にフェノール樹脂等の腐食性材料をコーティングした構成としてもよい。
(4) In the said embodiment, although the flow-through part
(5)上記実施形態においては、混合器をベンチュリーミキサ1としたが、これに限らず、混合器にガス燃料Gを噴射する電子制御式のインジェクター等を設けてガス燃料Gと吸入空気Aとを混合する構成としてもよい。
(5) In the above embodiment, the mixer is the
(6)上記実施形態においては、燃料混合気戻り配管15にフレームアレスタ16を設けたが、このフレームアレスタ16を省略してもよい。
(6) In the above you facilities embodiment is provided with the
(7)上記実施形態においては、凝縮水貯留槽9から凝縮水Wを排出する排水管31には、排水管31を開閉する排水弁32と、排水弁32の下流側に油水分離排水槽33と、油水分離排水槽33から凝縮水Wを外部に送出する排水ポンプ34とを設けたが、凝縮水Wを処理する機能としては、これに限定されるものではない。図5は別実施形態に係る凝縮水処理機能付きエンジンシステムの概略図を示すものである。図5に示すように、排水弁32の下流側において、排水管31と過給機2の排気タービン2bの下流側の排気管8とを接続して、排水管31が排気管8に接続する接続部に噴霧ノズル8eを設けて、排気管8を流れる排気ガスEに噴霧ノズル8eから凝縮水Wを噴霧して蒸発させてもよい。また、この場合、図5に示すように、排気タービン2bの下流側かつ噴霧ノズル8eの上流側において排気管8に排気ガスEに含まれる未燃分を酸化する酸化触媒8aと、その噴霧ノズル8eの下流側に尿素を排気ガスEに添加して脱硝触媒8bにおいて排気ガスEに含まれる窒素酸化物を分解する脱硝装置8cと、その脱硝触媒8bの下流側に排気ガスEを燃焼させるボイラ8dとを設け、凝縮水Wを排気ガスE中に噴霧する噴霧ノズル8eを酸化触媒8aと脱硝装置8cとの間に設ける構成としてもよい。
なお、このように構成された凝縮水処理機能付きエンジンシステムにおいては、上述の如く、凝縮水貯留槽9に流入した燃料混合気Mを燃料混合気戻り配管15により燃料混合気供給管4の所定の部位に戻すことができることに加え、凝縮水貯留槽9に流入した凝縮水Wも外部に排出することなくシステム内で処理することができる。
(7) In the above embodiment, the
As described above, in the engine system with the condensed water processing function configured as described above, the fuel mixture M flowing into the condensed
尚、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above embodiment (including the other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments as long as no contradiction arises. The embodiment disclosed in the present specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited thereto, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
以上説明したように、インタークーラの冷却により発生した凝縮水がエンジンに流入することを的確に回避し、しかも、燃料混合気が外部に排出されることを回避できる凝縮水処理機能付きエンジンシステムを提供することができる。 As described above, there is provided an engine system with a condensed water processing function that can properly prevent the condensed water generated by the cooling of the intercooler from flowing into the engine and can also prevent the fuel mixture from being discharged to the outside. Can be provided.
1 ベンチュリーミキサ(混合器)
2 過給機
3 インタークーラ
4 燃料混合気供給管
5 スロットル弁
6 エンジン
7 燃料混合気通流部
7a 凝縮水溜部
9 凝縮水貯留槽
10 凝縮水排出管
15 燃料混合気戻り配管(供給管側混合気戻り配管)
16 フレームアレスタ
17 絞り弁
18 導入管側混合気戻り配管
100 凝縮水処理機能付きエンジンシステム
A 吸入空気
G ガス燃料(燃料)
M 燃料混合気
W 凝縮水
1 Venturi mixer (mixer)
2
16
M fuel mixture W condensed water
Claims (5)
前記吸入空気又は前記燃料混合気を圧縮する過給機と、
前記燃料混合気を冷却するインタークーラと、
前記インタークーラに前記燃料混合気を供給する燃料混合気供給管と、
前記インタークーラにおいて冷却した前記燃料混合気を燃焼させるエンジンと、
前記インタークーラから前記エンジンに前記燃料混合気を供給する燃料混合気通流部とを備え、
前記インタークーラにおける前記燃料混合気の冷却により発生した凝縮水を処理する凝縮水処理機能付きエンジンシステムであって、
前記インタークーラから前記燃料混合気通流部に前記凝縮水が流入するように構成され、
前記燃料混合気通流部には前記凝縮水が溜まることを許容する凝縮水溜部が形成され、
前記燃料混合気通流部よりも鉛直方向において下方に配設され、前記凝縮水を貯留可能な密閉式の凝縮水貯留槽と、
前記凝縮水溜部と前記凝縮水貯留槽とを接続して前記凝縮水を前記凝縮水溜部から前記凝縮水貯留槽に流入させる凝縮水排出管と、
前記燃料混合気供給管に設けられ前記燃料混合気の流量を調整するスロットル弁と、
前記スロットル弁と前記インタークーラとの間の前記燃料混合気供給管の所定の部位と前記凝縮水貯留槽とを接続する供給管側混合気戻り配管とが設けられている凝縮水処理機能付きエンジンシステム。 A mixer that mixes the intake air and the fuel to generate a fuel mixture;
A turbocharger that compresses the intake air or the fuel mixture;
An intercooler for cooling the fuel mixture;
A fuel mixture supply pipe for supplying the fuel mixture to the intercooler;
An engine that burns the fuel mixture cooled in the intercooler;
A fuel mixture passage for supplying the fuel mixture from the intercooler to the engine;
An engine system with a condensed water processing function, which processes condensed water generated by the cooling of the fuel mixture in the intercooler,
The condensed water is configured to flow from the intercooler into the fuel mixture passage.
A condensed water reservoir for permitting the condensed water to be accumulated is formed in the fuel mixture passage.
A closed condensed water storage tank which is disposed vertically below the fuel mixture passage and can store the condensed water;
A condensed water discharge pipe that connects the condensed water reservoir and the condensed water storage tank and causes the condensed water to flow from the condensed water reservoir into the condensed water storage tank;
A throttle valve provided in the fuel mixture supply pipe for adjusting the flow rate of the fuel mixture;
An engine with a condensed water processing function provided with a supply pipe side mixed gas return pipe connecting a predetermined portion of the fuel mixture supply pipe between the throttle valve and the intercooler and the condensed water storage tank system.
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