JPH06101495A - Turbo-compound type multicylinder gas engine - Google Patents

Turbo-compound type multicylinder gas engine

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Publication number
JPH06101495A
JPH06101495A JP4277718A JP27771892A JPH06101495A JP H06101495 A JPH06101495 A JP H06101495A JP 4277718 A JP4277718 A JP 4277718A JP 27771892 A JP27771892 A JP 27771892A JP H06101495 A JPH06101495 A JP H06101495A
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JP
Japan
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exhaust
cylinder
gas
turbocharger
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP4277718A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP4277718A priority Critical patent/JPH06101495A/en
Publication of JPH06101495A publication Critical patent/JPH06101495A/en
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PURPOSE:To provide a turbo-compound type multicylinder gas engine which improves thermal efficiency. CONSTITUTION:At least four or more cylinders are arranged such that two cylinders wherein an ignition order is non-consecutive form a group and a turbocharger 35 is arranged to each group, and an exhaust gas manifold is coupled to first and fourth cylinder and an exhaust manifold is coupled to second and third cylinders. A water injection nozzle 38 through which water is injected against the exhaust manifold is provided. Water injected through the water injection nozzle 38 is vaporized by an exhaust gas system, a flow rate of gas is increased, and a turbocharger 35 is driven.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、燃焼室からの排気ガ
スを排出する排気マニホルド及び該排気マニホルドの後
流に配置されたターボチャージャを有する多気筒ガスエ
ンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-cylinder gas engine having an exhaust manifold for discharging exhaust gas from a combustion chamber and a turbocharger arranged downstream of the exhaust manifold.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ナチュラルガスを主燃料とするエ
ンジンは、コジェネレーション型エンジンとして、政
府、官公庁研究機関或いは民間会社で開発が進められて
いる。このコジェネレーション型エンジンは、動力を発
電機で電気エネルギーとして取り出し、排気ガスエネル
ギーが有する熱を熱交換器で水を加熱して温水にして給
湯用として利用している。そして、このコジェネレーシ
ョン型エンジンは、都市内電気供給システムとして利用
されることが期待されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine using natural gas as a main fuel has been developed as a cogeneration engine by a government, a government research agency or a private company. In this cogeneration engine, power is taken out as electric energy by a generator, and heat of exhaust gas energy is heated by a heat exchanger to make hot water, which is used for hot water supply. Then, this cogeneration engine is expected to be used as an urban electricity supply system.

【0003】ナチュラルガスを燃料とするエンジンとし
て、例えば、特開平1−232119号公報、実公平3
−41068号公報に開示されたものがある。
An engine using natural gas as fuel is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-232119, Japanese Utility Model No. 3
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 41068.

【0004】特開平1−232119号公報に開示され
た水素・液化天然ガス用エンジンは、エンジンの低負荷
運転状態においては燃料たる水素と液化天然ガスとの何
れか一方を供給すると共に、エンジンの高負荷運転状態
においては燃料たる液化天然ガスを供給すべき制御手段
を設けたものである。
The engine for hydrogen / liquefied natural gas disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-2232119 supplies either hydrogen or liquefied natural gas as a fuel in a low load operation state of the engine, and A control means for supplying liquefied natural gas as a fuel in a high load operation state is provided.

【0005】更に、実公平3−41068号公報に開示
されたガス焚きディーゼルエンジンは、液体燃料を噴射
する液体燃料噴射弁とガス燃料を噴射するガス燃料噴射
弁をシリンダカバーに設けた二元燃料噴射式であり、ガ
ス燃料噴射弁とガス燃料が貯蔵された液化燃料ガスタン
クとの間を高圧ガス路及び低圧ガス路の2系統のガス路
にて接続し、上記各ガス路中にはガス燃料を異なる圧力
に加圧してガス燃料噴射弁に送給する高圧圧縮機及び低
圧圧縮機がそれぞれ設けられると共に、ガス燃料噴射弁
は高圧ガス路から高圧ガスを噴射する高圧ガス噴口と低
圧ガス路からの低圧ガスを噴射する低圧ガス噴口とを有
するものである。
Further, the gas-fired diesel engine disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 3-41068 has a dual fuel in which a liquid fuel injection valve for injecting liquid fuel and a gas fuel injection valve for injecting gas fuel are provided in a cylinder cover. It is an injection type, and a gas fuel injection valve and a liquefied fuel gas tank in which gas fuel is stored are connected by two gas passages, a high pressure gas passage and a low pressure gas passage, and gas fuel is provided in each of the gas passages. A high-pressure compressor and a low-pressure compressor that pressurize the gas to different pressures and supply it to the gas fuel injection valve are respectively provided. And a low-pressure gas injection port for injecting the low-pressure gas.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ナチュ
ラルガスを燃料とするガスエンジンは、燃料がガス体で
あるので、ガソリンと同じように燃料ガスを吸気ポート
から吸入し、圧縮、着火されるので、圧縮比を大きくす
ることができず、理論熱効率(η=仕事の熱換算/燃料
の熱量)は必ずしも高くない。通常使用されているガス
エンジンは、圧縮比が9〜13程度であり、理論熱効率
は48%に過ぎないものであり、ガスエンジンの動力を
電気エネルギーにした場合には、正味熱効率は34〜3
5%で、場合によっては30%を割るような効率であ
る。従って、冷却水損失及び排気ガスエネルギーとして
は、燃料の65〜70%のものが放出され、この熱エネ
ルギーを熱交換器によって温水を作り、給湯用にしても
該温水が余りに多量となり、一般の利用設備では十分に
利用できないという現状である。従って、ガスエンジン
から得られる電気エネルギーとしては、コストの高いも
のになる。
However, in a gas engine that uses natural gas as fuel, since the fuel is a gas body, the fuel gas is sucked from the intake port in the same manner as gasoline, and is compressed and ignited. The compression ratio cannot be increased, and the theoretical thermal efficiency (η = heat conversion of work / heat quantity of fuel) is not necessarily high. A gas engine that is normally used has a compression ratio of about 9 to 13 and a theoretical thermal efficiency of only 48%. When the gas engine is powered by electric energy, the net thermal efficiency is 34 to 3
The efficiency is 5%, and in some cases, less than 30%. Therefore, as cooling water loss and exhaust gas energy, 65 to 70% of the fuel is released, and this heat energy makes hot water by a heat exchanger, and even if it is used for hot water supply, the hot water becomes too large, It is the current situation that the equipment cannot be fully used. Therefore, the electric energy obtained from the gas engine is expensive.

【0007】そこで、ガスエンジンから電気エネルギー
として取り出す場合に、熱効率を向上させることが望ま
れているのが現状である。そこで、ガスエンジンに遮熱
型ガスエンジンを取り入れ、熱効率を向上させることが
考えられるようになった。ガスエンジンは、ナチュラル
ガスを燃料とするものであり、燃料が気体である。そこ
で、吸入行程でガスを吸入し、次いで圧縮すると、高圧
縮となり温度が高くなり、自己着火の現象即ちノッキン
グが発生する。しかるに、ナチュラルガスのガス燃料は
圧縮比が12以下でないと自己着火する。また、エンジ
ンの熱効率については、圧縮比が小さいと熱効率が小さ
くなるということが理論的、実験的に確認されている。
Therefore, in the present situation, it is desired to improve the thermal efficiency when the electric energy is taken out from the gas engine. Therefore, it has been considered to improve the thermal efficiency by incorporating a heat shield type gas engine into the gas engine. The gas engine uses natural gas as fuel, and the fuel is gas. Therefore, when the gas is sucked in the suction stroke and then compressed, the compression becomes high and the temperature rises, and the phenomenon of self-ignition, that is, knocking occurs. However, the gas fuel of natural gas will self-ignite unless the compression ratio is 12 or less. Also, regarding the thermal efficiency of the engine, it has been theoretically and experimentally confirmed that the thermal efficiency decreases as the compression ratio decreases.

【0008】また、遮熱エンジンでは、燃焼室の壁面温
度が上昇するので、該燃焼室に供給された燃料は着火タ
イミング前に自己着火するという自己着火性の問題が増
加する。即ち、遮熱エンジンでは、燃焼室壁面温度が約
600℃以上に高くなるため、ナチュラルガス、ガソリ
ン等を燃料とした場合には、圧縮比を高くなるように構
成した場合には、吸気弁から吸入空気と燃料通路からの
燃料ガスとが混合して高圧縮されると、自己着火が発生
し、上死点TDCのはるか手前で燃焼を始めることにな
り、ノッキングを起こしてエンジンとして成立しないも
のになる。
Further, in the heat shield engine, since the wall surface temperature of the combustion chamber rises, the problem of self-ignitability that the fuel supplied to the combustion chamber self-ignites before the ignition timing increases. That is, in the heat shield engine, the temperature of the combustion chamber wall surface rises to about 600 ° C. or higher. Therefore, when using natural gas, gasoline, or the like as the fuel, if the compression ratio is increased, When the intake air and the fuel gas from the fuel passage are mixed and highly compressed, self-ignition occurs, and combustion is started far before the top dead center TDC, causing knocking and failing to function as an engine. become.

【0009】また、ターボチャージャを備えたターボコ
ンパウンド式ガスエンジンでは、熱効率を如何に大きく
できるかが問題である。ターボコンパウンド式ガスエン
ジンは、レシプロケーティングエンジンとガスタービン
を組み合わせたものであり、2つのシステムが異なった
性質を持っているため、その最適な組み合わせが性能向
上のために必要である。エンジンの回転数が小さい場合
のターボコンパウンドでは、空気流量の小さいことが性
能の低下に繋がり、従来の多くのシステムで効率の向上
を果たしていない。
Further, in the turbo compound type gas engine equipped with the turbocharger, there is a problem how to increase the thermal efficiency. The turbo compound gas engine is a combination of a reciprocating engine and a gas turbine. Since the two systems have different properties, the optimum combination is necessary for improving the performance. In a turbo compound with a low engine speed, a small air flow rate leads to a decrease in performance, and many conventional systems do not improve efficiency.

【0010】更に、ガスエンジンから排出される排気ガ
スが有する熱エネルギーを有効に回収するため、排気ガ
ス通路に対して水噴射を行い、噴射された水を蒸発させ
て排気ガスのガス質量を増加させることが考えられる。
ガスエンジンでは燃料が気体であるので、ガス燃料と空
気との混合が容易であり、燃焼後の排気ガスに含まれる
排気すすの発生は液体燃料のものに比較して少ないもの
である。
Further, in order to effectively recover the thermal energy of the exhaust gas discharged from the gas engine, water is injected into the exhaust gas passage and the injected water is evaporated to increase the gas mass of the exhaust gas. It is possible to make it.
Since the fuel is a gas in a gas engine, it is easy to mix the gas fuel and air, and the generation of exhaust soot contained in the exhaust gas after combustion is smaller than that of a liquid fuel.

【0011】そこで、この発明の目的は、多気筒から排
出される排気ガスのガス質量を増加させて排気ガスエネ
ルギーを有効に回収して熱効率を向上させるため、多気
筒ガスエンジンにおける気筒を2つ宛グループ化し、各
グループの気筒に対してそれぞれターボチャージャを設
け、排気通路に水噴射を行って水を蒸発させて蒸気を生
成し、ガス質量を増加させて該蒸気エネルギーと排気ガ
スエネルギーによってターボチャージャ、エネルギー回
収装置を駆動して回収エネルギーの向上を図り、熱効率
をアップするターボコンパウンド式多気筒ガスエンジン
を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to increase the gas mass of exhaust gas discharged from multiple cylinders to effectively recover exhaust gas energy and improve thermal efficiency. Each group of cylinders is equipped with a turbocharger for each group, water is injected into the exhaust passage to evaporate water to generate steam, the gas mass is increased, and the turbo energy is increased by the steam energy and exhaust gas energy. (EN) A turbo compound multi-cylinder gas engine that drives a charger and an energy recovery device to improve recovery energy and improve thermal efficiency.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ガス燃料を燃焼させる燃焼室、該燃焼室か
らの排気ガスを排出する排気ポートに連結した排気マニ
ホルド、該排気マニホルドに連結した排気管及び該排気
管に連結したターボチャージャを有するターボコンパウ
ンド式多気筒ガスエンジンにおいて、少なくとも4気筒
以上の各気筒を着火順序が連続しない2つの気筒をグル
ープにし、前記排気マニホルドを前記各グループの前記
排気ポートに連結した各排気マニホルドから構成し、前
記各排気マニホルドに連結した各排気管に水噴射ノズル
をそれぞれ配設し、更に前記ターボチャージャを前記各
排気管にそれぞれ連結した各ターボチャージャから構成
したことを特徴とするターボコンパウンド式多気筒ガス
エンジンに関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention relates to a turbo having a combustion chamber for burning gas fuel, an exhaust manifold connected to an exhaust port for discharging exhaust gas from the combustion chamber, an exhaust pipe connected to the exhaust manifold, and a turbocharger connected to the exhaust pipe. In a compound-type multi-cylinder gas engine, each cylinder of at least four cylinders is made into a group of two cylinders whose ignition order is not continuous, and the exhaust manifold is constituted by each exhaust manifold connected to the exhaust port of each group, A turbo compound type multi-cylinder gas engine characterized in that a water injection nozzle is arranged in each exhaust pipe connected to each exhaust manifold, and the turbocharger is composed of each turbocharger connected to each exhaust pipe. Regarding

【0013】また、このターボコンパウンド式多気筒ガ
スエンジンにおいて、前記各ターボチャージャの各ター
ビンの出口側排気管を1つに集めた集合排気管、及び該
集合排気管に連結したエネルギー回収装置及び該エネル
ギー回収装置で発生した電力を集める集電器を有するも
のである。
Further, in this turbo compound type multi-cylinder gas engine, a collective exhaust pipe is formed by collecting the exhaust pipes on the outlet side of each turbine of each turbocharger, an energy recovery device connected to the collective exhaust pipe, and It has a current collector that collects the electric power generated by the energy recovery device.

【0014】また、このターボコンパウンド式多気筒ガ
スエンジンにおいて、一方の前記水噴射ノズルは第1気
筒の排気行程終了時と第4気筒の排気行程終了時とに前
記排気管内に水を噴射し、他方の前記水噴射ノズルは第
2気筒の排気行程終了時と第3気筒の排気行程終了時と
に前記排気管内に水を噴射するものである。
In the turbo compound multi-cylinder gas engine, one of the water injection nozzles injects water into the exhaust pipe at the end of the exhaust stroke of the first cylinder and at the end of the exhaust stroke of the fourth cylinder, The other water injection nozzle injects water into the exhaust pipe at the end of the exhaust stroke of the second cylinder and at the end of the exhaust stroke of the third cylinder.

【0015】[0015]

【作用】この発明によるターボコンパウンド式多気筒ガ
スエンジンは、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、このターボコンパウンド式多気筒ガ
スエンジンは、2つの気筒をグループにし、各グループ
の前記気筒の排気管にターボチャージャを連結し、前記
排気管に水噴射ノズルをそれぞれ配設したので、排気ガ
スの通過によって前記排気管内は加熱され、加熱された
前記排気管に前記水噴射ノズルから水を噴射すると、該
噴射水は直ちに蒸発する。水が蒸発して蒸気が発生する
ことでガス質量が増加し、蒸発した蒸気エネルギーは後
流の各ターボチャージャを駆動して仕事をする。即ち、
18grの水の質量は、蒸発して蒸気になれば、22.
4リットルのガス質量に増加する。従って、前記排気管
に与えられた熱エネルギーは蒸気エネルギーに変換され
て有効に回収され、熱効率を向上できる。
The turbo compound type multi-cylinder gas engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, in this turbo compound multi-cylinder gas engine, two cylinders are grouped, a turbocharger is connected to an exhaust pipe of each cylinder of each group, and a water injection nozzle is arranged in each of the exhaust pipes. The inside of the exhaust pipe is heated by the passage of the water, and when water is jetted from the water jet nozzle to the heated exhaust pipe, the jet water immediately evaporates. The mass of gas increases as water evaporates and steam is generated, and the evaporated steam energy drives each turbocharger in the wake to perform work. That is,
The mass of 18 gr of water, if evaporated to steam, is 22.
Increased to a gas mass of 4 liters. Therefore, the thermal energy given to the exhaust pipe is converted into vapor energy and effectively recovered, and the thermal efficiency can be improved.

【0016】特に、各気筒を着火順序が連続しない2つ
の気筒をグループにしているので、排気管に排気ガスが
流れた後には休止状態が存在することになるので、その
排気ガスの流れが休止したタイミングに水噴射するよう
にコントロールすれば、水噴射ノズルから水噴射されて
排気管内の圧力が増加しても、排気弁が燃焼室を閉鎖し
ており、蒸気が逆流することもなく、また、エンジン仕
事に排圧増加を加えることなく、タービン仕事を増加さ
せることができる。しかも、ターボチャージャは全行程
において排気ガス又は蒸気の何れかから回転エネルギー
を与えられて常に駆動されることになり、ターボチャー
ジャのコンプレッサによって吸気ブースト圧を上昇させ
ることができ、エンジンの吸入行程時の仕事量が増加
し、熱効率を向上させることができる。
In particular, since each cylinder is made up of two cylinders whose ignition order is not continuous, there is a rest state after the exhaust gas flows through the exhaust pipe, so that the exhaust gas flow is stopped. By controlling to inject water at the same timing, even if water is injected from the water injection nozzle and the pressure in the exhaust pipe increases, the exhaust valve closes the combustion chamber, and there is no backflow of steam. The turbine work can be increased without adding exhaust pressure to the engine work. In addition, the turbocharger is always driven by being given rotational energy from either exhaust gas or steam during the entire stroke, and the intake boost pressure can be raised by the compressor of the turbocharger during the intake stroke of the engine. The work amount can be increased, and the thermal efficiency can be improved.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるター
ボコンパウンド式多気筒ガスエンジンの実施例を説明す
る。図1はこの発明によるターボコンパウンド式多気筒
ガスエンジンのシステムの一実施例を示す概略図、図2
は水噴射ノズルの一例を示す説明図、及び図3は図1の
システムの詳細を示す説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a turbo compound type multi-cylinder gas engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic view showing an embodiment of a system of a turbo compound multi-cylinder gas engine according to the present invention, FIG.
Is an explanatory view showing an example of a water injection nozzle, and FIG. 3 is an explanatory view showing details of the system of FIG.

【0018】図1には、このターボコンパウンド式多気
筒ガスエンジンを4気筒ガスエンジンに適用した実施例
が示されている。この多気筒ガスエンジンは、ガス燃料
を燃焼させる遮熱構造の壁体等で形成した燃焼室、該燃
焼室からの排気ガスを排出する排気ポート31、該排気
ポート31に連結した排気マニホルド33A,33B、
該排気マニホルド33A,33Bに連結した排気管34
及び該排気管34に連結したターボチャージャ35を有
している。各ターボチャージャ35のタービン40の出
口側排気管43に連結した集合排気管44は、エネルギ
ー回収装置45のタービン46に連結されている。エネ
ルギー回収装置45では、タービン46の駆動によって
発電機47が作動し、発電機47で発生した電力は集電
器49に蓄電され、電気出力として使用される。また、
多気筒ガスエンジンのクランクシャフト50には、発電
機48が設けられており、回転力は発電機48によって
電気エネルギーとして集電器49に蓄電され、電気出力
として使用される。
FIG. 1 shows an embodiment in which the turbo compound type multi-cylinder gas engine is applied to a 4-cylinder gas engine. This multi-cylinder gas engine includes a combustion chamber formed by a wall of a heat shield structure for burning gas fuel, an exhaust port 31 for discharging exhaust gas from the combustion chamber, an exhaust manifold 33A connected to the exhaust port 31, 33B,
Exhaust pipe 34 connected to the exhaust manifolds 33A and 33B
And a turbocharger 35 connected to the exhaust pipe 34. The collective exhaust pipe 44 connected to the outlet side exhaust pipe 43 of the turbine 40 of each turbocharger 35 is connected to the turbine 46 of the energy recovery device 45. In the energy recovery device 45, the generator 47 is operated by driving the turbine 46, and the electric power generated by the generator 47 is stored in the current collector 49 and used as an electric output. Also,
A generator 48 is provided on a crankshaft 50 of the multi-cylinder gas engine, and the rotational force is stored in a collector 49 as electric energy by the generator 48 and used as an electric output.

【0019】この多気筒ガスエンジンは、特に、各気筒
を2つ宛にグループ化して、該各グループの排気ポート
31に排気マニホルド33A,33Bをそれぞれ設け、
該排気マニホルド33A,33Bに水噴射ノズル38を
設け、更に該水噴射ノズル38から水を噴射させるため
作動する水噴射ポンプ39を有していることを特徴とす
る。
In this multi-cylinder gas engine, in particular, each cylinder is grouped into two, and exhaust manifolds 33A and 33B are provided at the exhaust ports 31 of each group,
The exhaust manifolds 33A and 33B are provided with a water injection nozzle 38, and further have a water injection pump 39 that operates to inject water from the water injection nozzle 38.

【0020】この多気筒ガスエンジンを4気筒ガスエン
ジンに構成した場合には、排気マニホルドを第1気筒♯
1と第4気筒♯4の各排気ポート31に連結する排気マ
ニホルド33Aと第2気筒♯2と第3気筒♯3の各排気
ポート31に連結する排気マニホルド33Bから構成
し、排気マニホルド33A,33Bに水噴射ノズル3
8,38をそれぞれ設ける。この4気筒ガスエンジン
は、吸入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の4つ
のサイクルを繰り返して駆動され、着火順序としてはク
ランクシャフト50の回転バランスを考慮して第1気筒
♯1→第3気筒♯3→第4気筒♯4→第2気筒♯2に設
定されている。
When the multi-cylinder gas engine is constructed as a 4-cylinder gas engine, the exhaust manifold is connected to the first cylinder #.
The exhaust manifold 33A is connected to the exhaust ports 31 of the first and fourth cylinders # 4 and the exhaust manifold 33B is connected to the exhaust ports 31 of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3. Water injection nozzle 3
8 and 38 are provided respectively. This four-cylinder gas engine is driven by repeating four cycles of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke, and the ignition order is determined by considering the rotational balance of the crankshaft 50 in the first cylinder # 1 → the third cylinder. Cylinder # 3 → fourth cylinder # 4 → second cylinder # 2 is set.

【0021】更に、この多気筒ガスエンジンにおいて、
排気管34,34にはターボチャージャ35,35が連
結されている。ターボチャージャ35は、ガスエネルギ
ーによって駆動されるタービン40と該タービン40に
シャフトを通じて連結したコンプレッサ41から構成さ
れている。コンプレッサ41からの圧縮空気は吸気通路
42を通じて吸気ポート25から各気筒に吸入空気とし
て供給することができる。また、ターボチャージャ35
には、図示していないが、発電・電動機を設けることも
できる。ターボチャージャ35に発電・電動機を設ける
ことによって、該発電・電動機をタービン40の作動に
よって駆動し、シャフトの回転エネルギーをコンプレッ
サの作動のみでなく、電気エネルギーとして回収するこ
とができる。更に、このターボコンパウンド式多気筒ガ
スエンジンでは、ターボチャージャ35の後流に排気ガ
スエネルギーを回収するエネルギー回収装置45が設け
られている。
Further, in this multi-cylinder gas engine,
Turbochargers 35, 35 are connected to the exhaust pipes 34, 34. The turbocharger 35 includes a turbine 40 driven by gas energy and a compressor 41 connected to the turbine 40 through a shaft. Compressed air from the compressor 41 can be supplied as intake air from the intake port 25 to each cylinder through the intake passage 42. In addition, the turbocharger 35
Although not shown in the figure, a generator / motor may be provided. By providing the turbocharger 35 with a generator / motor, the generator / motor can be driven by the operation of the turbine 40, and the rotational energy of the shaft can be recovered not only as the compressor but also as electric energy. Further, in this turbo compound type multi-cylinder gas engine, an energy recovery device 45 for recovering exhaust gas energy is provided downstream of the turbocharger 35.

【0022】この多気筒ガスエンジンにおいて、各水噴
射ノズル38,38は、各気筒の排気マニホルド33
A,33Bに水を噴射するようにコントロールされてい
る。水噴射ノズル38,38からの水噴射を各気筒の圧
縮行程終了時に行なうことによって、排気管34には4
つのサイクル全てにわたって排気ガス又は蒸気が流れ、
排気ガスエネルギー又は蒸気エネルギーによって4つの
サイクルにおいて常にターボチャージャ35が駆動され
るようになる。
In this multi-cylinder gas engine, each water injection nozzle 38, 38 has an exhaust manifold 33 for each cylinder.
It is controlled to inject water to A and 33B. By injecting water from the water injection nozzles 38, 38 at the end of the compression stroke of each cylinder, the exhaust pipe 34 has 4
Exhaust gas or steam flows over all one cycle,
The exhaust gas energy or steam energy always drives the turbocharger 35 in four cycles.

【0023】図5を参照して、第1気筒♯1と第4気筒
♯4の排気ポート31に連結された排気マニホルド33
A側の作動について説明する。このターボコンパウンド
式多気筒ガスエンジンにおいて、第1気筒♯1の排気行
程時に、第1気筒♯1からの排気ガスは排気マニホルド
33Aから集合管36を通って排気管34へと流れ、該
排気ガスは排気マニホルド33A、集合管36及び排気
管34内を加熱してターボチャージャ35を駆動する。
次いで、第1気筒♯1は圧縮行程が終了して吸入行程に
移行するが、この時、水噴射ノズル38から水を噴射す
る。噴射された水は排気ガスで加熱された排気系内に蓄
熱された熱エネルギーによって蒸発させられ蒸気を発生
させる。発生した蒸気は、ガス質量を増加して排気管3
4からターボチャージャ35に送り込まれ、ターボチャ
ージャ35を駆動する。
Referring to FIG. 5, exhaust manifold 33 connected to exhaust ports 31 of first cylinder # 1 and fourth cylinder # 4.
The operation on the A side will be described. In this turbo compound type multi-cylinder gas engine, during the exhaust stroke of the first cylinder # 1, the exhaust gas from the first cylinder # 1 flows from the exhaust manifold 33A to the exhaust pipe 34 through the collecting pipe 36 and the exhaust gas. Heats the inside of the exhaust manifold 33A, the collecting pipe 36 and the exhaust pipe 34 to drive the turbocharger 35.
Next, the first cylinder # 1 completes the compression stroke and shifts to the suction stroke. At this time, water is jetted from the water jet nozzle 38. The injected water is vaporized by the thermal energy stored in the exhaust system heated by the exhaust gas to generate steam. The generated vapor increases the gas mass and the exhaust pipe 3
It is sent to the turbocharger 35 from 4 and drives the turbocharger 35.

【0024】次いで、第1気筒♯1は吸入行程終了後に
圧縮行程に移行するが、第1気筒♯1の圧縮行程時に
は、第4気筒♯4は排気行程になっている。従って、排
気マニホルド33Aには第4気筒♯4からの排気ガスが
流れることになる。排気マニホルド33Aを通った排気
ガスは集合管36を通って排気管34へと流れ、その排
気ガスはターボチャージャ35を駆動する。次いで、第
4気筒♯4は圧縮行程が終了して吸入行程に移行する
が、この時、水噴射ノズル38から水を噴射する。噴射
された水は排気ガスで加熱された排気系内に蓄熱された
熱エネルギーによって蒸発させられ蒸気を発生させる。
発生した蒸気は、ガス質量を増加して排気管34からタ
ーボチャージャ35に送り込まれ、ターボチャージャ3
5を駆動する。従って、この多気筒ガスエンジンでは、
ターボチャージャ35は4つの行程中に常に排気ガス又
は蒸気の何れかで駆動されることになる。
Next, the first cylinder # 1 shifts to the compression stroke after completion of the intake stroke, but the fourth cylinder # 4 is in the exhaust stroke during the compression stroke of the first cylinder # 1. Therefore, the exhaust gas from the fourth cylinder # 4 flows through the exhaust manifold 33A. The exhaust gas passing through the exhaust manifold 33A flows through the collecting pipe 36 to the exhaust pipe 34, and the exhaust gas drives the turbocharger 35. Next, the fourth cylinder # 4 completes the compression stroke and shifts to the suction stroke. At this time, water is jetted from the water jet nozzle 38. The injected water is vaporized by the thermal energy stored in the exhaust system heated by the exhaust gas to generate steam.
The generated vapor increases in gas mass and is sent from the exhaust pipe 34 to the turbocharger 35, where the turbocharger 3
Drive 5 Therefore, in this multi-cylinder gas engine,
The turbocharger 35 will always be driven with either exhaust gas or steam during the four strokes.

【0025】また、第2気筒♯2と第3気筒♯3の排気
ポート31に連結された排気マニホルド33B側の作動
についても、排気マニホルド33A側の作動と同様であ
るので、ここではその説明は省略する。
The operation on the side of the exhaust manifold 33B connected to the exhaust ports 31 of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3 is the same as the operation on the side of the exhaust manifold 33A. Omit it.

【0026】次に、図4を参照して、この多気筒ガスエ
ンジンに適用できる遮熱型ガスエンジンの一実施例を説
明する。図4は多気筒ガスエンジンの1つの気筒を示す
断面図である。このガスエンジンは、シリンダブロック
14、シリンダブロック14に固定されたシリンダヘッ
ド7、シリンダヘッド7に形成された吸気ポート25、
吸気ポート25に配置された吸気弁20、シリンダヘッ
ド7に形成された排気ポート31(図3)、排気ポート
31に配置された排気弁32(図3)、シリンダヘッド
7に形成した穴部19に配置した遮熱構造の壁体3で形
成した副室2、シリンダブロック14に形成した孔部2
1に嵌合したシリンダライナ22、該シリンダライナ2
2に形成したシリンダ18内を往復運動するピストン1
5、シリンダ18側に形成される遮熱構造の主室1、及
び主室1と副室2とを連通する壁体3に形成した連絡孔
30を有している。
Next, with reference to FIG. 4, an embodiment of a heat shield type gas engine applicable to this multi-cylinder gas engine will be described. FIG. 4 is a sectional view showing one cylinder of a multi-cylinder gas engine. This gas engine includes a cylinder block 14, a cylinder head 7 fixed to the cylinder block 14, an intake port 25 formed in the cylinder head 7,
An intake valve 20 arranged in the intake port 25, an exhaust port 31 (FIG. 3) formed in the cylinder head 7, an exhaust valve 32 (FIG. 3) arranged in the exhaust port 31, a hole 19 formed in the cylinder head 7. The sub-chamber 2 formed by the wall body 3 of the heat shield structure arranged in the
Cylinder liner 22 fitted to 1 and the cylinder liner 2
Piston 1 reciprocating in cylinder 18 formed in 2
5, the main chamber 1 of the heat shield structure formed on the cylinder 18 side, and the communication hole 30 formed in the wall body 3 that connects the main chamber 1 and the sub chamber 2 with each other.

【0027】この遮熱型ガスエンジンにおいて、主室1
はシリンダヘッド7に形成した穴部9に嵌合した壁体で
あるヘッドライナ10で形成されている。ヘッドライナ
10は、シリンダ18の一部を構成するライナ上部28
とヘッド下面部11から構成されている。ヘッド下面部
11の上面には、副室2を構成する壁体3が一体的に形
成されている。壁体3は、シリンダヘッド7の穴部19
に嵌合した上部壁体12と下部壁体13から構成されて
いる。ヘッド下面部11には、吸排気弁20,32のバ
ルブシート26と連絡孔弁4のバルブシート24が形成
されている。
In this heat shield type gas engine, the main chamber 1
Is formed by a headliner 10 which is a wall body fitted in a hole 9 formed in the cylinder head 7. The headliner 10 includes a liner upper portion 28 that constitutes a part of the cylinder 18.
And the head lower surface portion 11. A wall body 3 forming the sub chamber 2 is integrally formed on the upper surface of the head lower surface portion 11. The wall 3 has a hole 19 in the cylinder head 7.
It is composed of an upper wall body 12 and a lower wall body 13 fitted to each other. On the lower surface 11 of the head, valve seats 26 of the intake and exhaust valves 20, 32 and a valve seat 24 of the communication hole valve 4 are formed.

【0028】この遮熱型ガスエンジンにおいて、燃料と
してのナチュラルガスを収容した燃料タンク27、燃料
タンク27からのナチュラルガスを蓄圧する蓄圧室6、
蓄圧室6のナチュラルガスを燃料入口23から副室2に
供給するため副室2と蓄圧室6を連通する燃料通路8、
主室1と副室2とを連通する連絡孔30に配置した連絡
孔弁4、及び燃料入口23に配置して吸入行程に開放し
て副室2にナチュラルガスを供給する燃料弁5を有して
いる。
In this heat shield type gas engine, a fuel tank 27 containing natural gas as a fuel, a pressure accumulating chamber 6 for accumulating the natural gas from the fuel tank 27,
In order to supply the natural gas of the pressure accumulating chamber 6 from the fuel inlet 23 to the sub chamber 2, a fuel passage 8 that connects the sub chamber 2 and the pressure accumulating chamber 6
A communication hole valve 4 arranged in a communication hole 30 that connects the main chamber 1 and the sub chamber 2 and a fuel valve 5 arranged in the fuel inlet 23 and opened in the intake stroke to supply natural gas to the sub chamber 2 are provided. is doing.

【0029】また、連絡孔30の領域では、燃焼ガスで
高温になるため、連絡孔30に配置した連絡孔弁4は高
温強度を有する耐熱性に優れた窒化ケイ素、炭化ケイ素
等のセラミックスから製作されている。燃料弁5は、電
磁力で開閉される電磁弁駆動装置を有しており、エンジ
ン負荷に応じて開弁期間が決定されている。燃料弁5が
燃料入口23を開放することによって、ナチュラルガス
であるガス燃料が蓄圧室6から必要量だけ副室2に供給
される。
Further, in the region of the communication hole 30, the temperature of the communication gas becomes high due to the combustion gas, so that the communication hole valve 4 arranged in the communication hole 30 is made of ceramics such as silicon nitride and silicon carbide having high temperature strength and excellent heat resistance. Has been done. The fuel valve 5 has an electromagnetic valve driving device that is opened and closed by electromagnetic force, and the valve opening period is determined according to the engine load. When the fuel valve 5 opens the fuel inlet 23, gas fuel, which is natural gas, is supplied from the pressure accumulating chamber 6 to the sub chamber 2 in a required amount.

【0030】また、ピストン15は、耐熱性に優れた窒
化ケイ素等のセラミックスから成るピストンヘッド16
と、ピストンヘッド16に結合リング29でメタルフロ
ーによって固定したピストンスカート17から構成され
ている。
The piston 15 is a piston head 16 made of ceramics such as silicon nitride having excellent heat resistance.
And a piston skirt 17 fixed to the piston head 16 by a metal ring with a coupling ring 29.

【0031】主室1を形成する壁体であるヘッドライナ
10、副室2を形成する壁体3を構成する上部壁体12
と下部壁体13、シリンダライナ22及びピストンヘッ
ド16は、耐熱性に優れた窒化ケイ素、炭化ケイ素等の
セラミックスで作製されている。従って、燃焼後期のガ
ス温度が高くなっても十分な耐熱性、高温強度を有し、
未燃炭化水素HC等の排出が少なくなり、高効率のエン
ジンを構成できる。
A headliner 10 which is a wall forming the main chamber 1, and an upper wall 12 which constitutes a wall 3 forming the sub chamber 2
The lower wall body 13, the cylinder liner 22, and the piston head 16 are made of ceramics such as silicon nitride and silicon carbide having excellent heat resistance. Therefore, it has sufficient heat resistance and high temperature strength even if the gas temperature in the latter stage of combustion rises,
Emissions of unburned hydrocarbons, etc. are reduced, and a highly efficient engine can be constructed.

【0032】この遮熱型ガスエンジンは、上記のように
構成されており、次のように作動される。この遮熱型ガ
スエンジンは、吸入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気
行程の4つの行程を順次繰り返すことによって作動され
るものであり、まず、吸入行程では、吸気弁20が吸気
ポート25を開放して主室1に吸入空気が供給され、連
絡孔弁4によって連絡孔30を閉鎖した状態で燃料弁5
を開放して燃料通路8を通じて蓄圧室6から副室2にナ
チュラルガスのガス燃料が供給される。この時、副室2
には、燃焼後の排気ガスが残留しているので、蓄圧室6
からのガス燃料が導入されると、ガス燃料は受熱して副
室2内で活性化する。
The heat shield type gas engine is constructed as described above and is operated as follows. This heat shield type gas engine is operated by sequentially repeating four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke. First, in the intake stroke, the intake valve 20 opens the intake port 25. Then, the intake air is supplied to the main chamber 1, and the communication valve 30 is closed by the communication hole valve 4 and the fuel valve 5
And the natural gas fuel is supplied from the pressure accumulating chamber 6 to the sub chamber 2 through the fuel passage 8. At this time, sub-chamber 2
Since the exhaust gas remaining after combustion remains in the
When the gas fuel from is introduced, the gas fuel receives heat and is activated in the sub chamber 2.

【0033】次に、この遮熱型ガスエンジンにおいて、
圧縮行程では、連絡孔弁4によって連絡孔30を閉鎖し
ておき、主室1で吸入空気を高圧縮して圧縮比を大きく
する。次いで、圧縮行程終盤で連絡孔弁4が連絡孔30
を開放し、連絡孔30を通じて高圧縮で高温(例えば、
650℃)化した圧縮空気を主室1から副室2へ流入さ
せ、該吸入空気は活性化したガス燃料と混合を促進して
着火燃焼し、燃焼が急速に進展して燃料リッチでNOX
を低減した状態で燃焼し、次いで、副室2の火炎が主室
1へ噴出し、膨張行程へ移行し、主室1に存在する新気
と混合を促進して短期間に二次燃焼を完結する。この膨
張行程では、連絡孔30の開放状態を維持して副室2か
ら主室1へ火炎を噴出させて仕事をさせ、排気行程終了
付近で連絡孔30を連絡孔弁4を作動して閉鎖する。
Next, in this heat shield type gas engine,
In the compression stroke, the communication hole 30 is closed by the communication hole valve 4, and the intake air is highly compressed in the main chamber 1 to increase the compression ratio. Next, in the final stage of the compression stroke, the communication hole valve 4 sets the communication hole 30
Through the communication hole 30 and high compression and high temperature (for example,
650 ° C.) a phased compressed air flowed from the main chamber 1 to the subchamber 2, the inhalation air is ignited combustion to promote mixing with gas fuel activated, NO X in the fuel-rich rapidly developing combustion
, The flame of the sub-chamber 2 is ejected to the main chamber 1 and moves to the expansion stroke, promoting the mixing with the fresh air existing in the main chamber 1 to promote the secondary combustion in a short time. Complete. In this expansion stroke, the communication hole 30 is maintained in an open state, a flame is ejected from the sub chamber 2 to the main chamber 1 to perform work, and the communication hole 30 is closed by operating the communication hole valve 4 near the end of the exhaust stroke. To do.

【0034】この遮熱型ガスエンジンは、上記のよう
に、副室2に連絡孔30と燃料入口23を設け、ナチュ
ラルガスを溜めた燃料タンク27からのナチュラルガス
を蓄圧室6に蓄圧し、該蓄圧室6のナチュラルガスを連
絡孔弁4で連絡孔30を閉鎖した状態で燃料入口23か
ら副室2内に供給し、また吸気ポート25から主室1へ
吸入した吸入空気を連絡孔弁4で連絡孔30を閉鎖して
副室2に吸入空気が供給されない状態で、ピストン15
の上昇の圧縮行程で圧縮されるので、吸入空気が主室1
内で高圧縮されても、副室2内に供給されたガス燃料は
主室1とは連絡孔弁4で遮断されているので自己着火す
ることがなく、ノッキングが発生することがない。
As described above, this heat shield type gas engine is provided with the communication hole 30 and the fuel inlet 23 in the sub-chamber 2, and stores the natural gas from the fuel tank 27 storing the natural gas in the pressure accumulating chamber 6. The natural gas in the pressure accumulating chamber 6 is supplied from the fuel inlet 23 into the sub chamber 2 with the communication hole valve 4 closing the communication hole 30, and the intake air sucked from the intake port 25 to the main chamber 1 is connected to the communication hole valve. 4, the communication hole 30 is closed, and the intake air is not supplied to the sub chamber 2, the piston 15
The intake air is compressed in the rising compression stroke of
Even if the gas fuel is highly compressed inside, the gas fuel supplied into the sub chamber 2 is blocked from the main chamber 1 by the communication hole valve 4, so that it does not self-ignite and knocking does not occur.

【0035】また、連絡孔弁4が連絡孔30を開放する
ことで、主室1から高圧縮比の吸入空気が副室2に流入
して燃料ガスと吸入空気とが混合して着火し、当量比の
大きい燃料リッチな状態で高速燃焼してNOX の発生が
抑制される。更に、燃焼後に排気ガスを含んだ副室2に
は、蓄圧室6からのガス燃料が導入され、該ガス燃料は
副室2内で受熱して活性化する。
Further, since the communication hole valve 4 opens the communication hole 30, the intake air having a high compression ratio flows from the main chamber 1 into the sub chamber 2, and the fuel gas and the intake air are mixed and ignited. High-speed combustion is performed in a fuel-rich state where the equivalence ratio is large, and the generation of NO X is suppressed. Furthermore, the gas fuel from the pressure accumulating chamber 6 is introduced into the sub chamber 2 containing the exhaust gas after combustion, and the gas fuel receives heat in the sub chamber 2 and is activated.

【0036】[0036]

【発明の効果】この発明によるターボコンパウンド式多
気筒ガスエンジンは、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、このターボコンパウンド
式多気筒ガスエンジンは、排気マニホルドの集合管内に
配設した水噴射ノズルを配設したので、水噴射ノズルか
ら噴射された水は蒸気となってガス質量を増加させるこ
とになり、その蒸気エネルギーはターボチャージャを駆
動して有効に熱エネルギーが回収され、エンジンの熱効
率を向上させることができる。しかも、少なくとも4気
筒以上の各気筒を着火順序が連続しない2つの気筒をグ
ループにし、各グループの排気ポートに各排気マニホル
ドを連結し、グループに1つのターボチャージャを設
け、各排気マニホルドに水噴射ノズルをそれぞれ配設し
たので、噴射水が蒸気になったとしても、燃焼室は排気
弁で閉鎖されており、エンジン仕事に対して排気圧を増
加させることはなく、ターボチャージャのタービン仕事
を増加させることができる。
The turbo compound type multi-cylinder gas engine according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this turbo compound type multi-cylinder gas engine, the water injection nozzle provided in the collecting pipe of the exhaust manifold is provided, so that the water injected from the water injection nozzle becomes steam to increase the gas mass. Then, the steam energy drives the turbocharger to effectively recover the heat energy, and the thermal efficiency of the engine can be improved. Moreover, each cylinder of at least 4 cylinders or more is grouped into two cylinders whose firing order is not continuous, each exhaust manifold is connected to the exhaust port of each group, one turbocharger is provided in the group, and water is injected into each exhaust manifold. Since each nozzle is installed, even if the injected water becomes steam, the combustion chamber is closed by the exhaust valve, which does not increase the exhaust pressure with respect to the engine work, but increases the turbine work of the turbocharger. Can be made.

【0037】また、この多気筒ガスエンジンを4気筒ガ
スエンジンに構成し、前記排気マニホルドを第1気筒と
第4気筒の各排気ポートに連結する排気マニホルドと第
2気筒と第3気筒の各排気ポートに連結する排気マニホ
ルドから構成し、前記各排気マニホルドに水噴射ノズル
をそれぞれ設けたので、排気系に残留する熱エネルギー
によって噴射水は加熱され、蒸発して蒸気を発生させ
る。その蒸気エネルギーでターボチャージャは駆動され
ることになる。
Further, the multi-cylinder gas engine is configured as a 4-cylinder gas engine, and the exhaust manifold connecting the exhaust manifold to the exhaust ports of the first cylinder and the fourth cylinder and the exhaust of the second cylinder and the third cylinder. The exhaust manifold is composed of an exhaust manifold connected to the port, and each of the exhaust manifolds is provided with a water injection nozzle. Therefore, the injection water is heated by the thermal energy remaining in the exhaust system, and evaporates to generate steam. The steam energy drives the turbocharger.

【0038】また、この多気筒ガスエンジンは、連絡孔
を連絡孔弁で遮断した状態で副室にガス燃料を供給し、
主室に吸入空気を供給する。そして、副室内には空気が
存在しない状態であるので、副室にガス燃料のガス質量
を大きくした状態で供給することができる。また、吸入
空気が主室内で高圧縮圧力になっても前記副室は前記連
絡孔弁で閉鎖して前記主室とは遮断されており、前記副
室内の活性化したガス燃料が自己着火することなく、ノ
ッキングが発生することがない。
Also, in this multi-cylinder gas engine, gas fuel is supplied to the sub chamber with the communication hole blocked by the communication hole valve,
Supply intake air to the main room. Further, since there is no air in the sub chamber, the gas mass of the gas fuel can be supplied to the sub chamber with a large gas mass. Further, even if the intake air has a high compression pressure in the main chamber, the sub chamber is closed by the communication hole valve to be disconnected from the main chamber, and the activated gas fuel in the sub chamber self-ignites. Without knocking.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるターボコンパウンド式多気筒ガ
スエンジンのシステムの一実施例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a system of a turbo compound type multi-cylinder gas engine according to the present invention.

【図2】水噴射ノズルの一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a water jet nozzle.

【図3】図1のシステムの詳細を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing details of the system of FIG. 1.

【図4】このターボコンパウンド式多気筒ガスエンジン
に組み込まれた遮熱型ガスエンジンの一実施例を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a heat shield type gas engine incorporated in this turbo compound type multi-cylinder gas engine.

【図5】このターボコンパウンド式多気筒ガスエンジン
における第1気筒と第4気筒とからの排気ガスの排気時
期、及び水噴射ノズルからの水噴射時期の関係を示す説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the exhaust timing of exhaust gas from the first cylinder and the fourth cylinder and the water injection timing from the water injection nozzle in this turbo compound multi-cylinder gas engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室(燃焼室) 7 シリンダヘッド 31 排気ポート 33A,33B 排気マニホルド 34 排気管 35 ターボチャージャ 38 水噴射ノズル 39 水噴射ポンプ 43 出口側排気管 44 集合排気管 45 エネルギー回収装置 49 集電器 1 Main Chamber (Combustion Chamber) 7 Cylinder Head 31 Exhaust Ports 33A, 33B Exhaust Manifold 34 Exhaust Pipe 35 Turbocharger 38 Water Injection Nozzle 39 Water Injection Pump 43 Exit Side Exhaust Pipe 44 Collecting Exhaust Pipe 45 Energy Recovery Device 49 Current Collector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02B 61/00 E 7541−3G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location F02B 61/00 E 7541-3G

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス燃料を燃焼させる燃焼室、該燃焼室
からの排気ガスを排出する排気ポートに連結した排気マ
ニホルド、該排気マニホルドに連結した排気管及び該排
気管に連結したターボチャージャを有するターボコンパ
ウンド式多気筒ガスエンジンにおいて、少なくとも4気
筒以上の各気筒を着火順序が連続しない2つの気筒をグ
ループにし、前記排気マニホルドを前記各グループの前
記排気ポートに連結した各排気マニホルドから構成し、
前記各排気マニホルドに連結した各排気管に水噴射ノズ
ルをそれぞれ配設し、更に前記ターボチャージャを前記
各排気管にそれぞれ連結した各ターボチャージャから構
成したことを特徴とするターボコンパウンド式多気筒ガ
スエンジン。
1. A combustion chamber for burning gas fuel, an exhaust manifold connected to an exhaust port for discharging exhaust gas from the combustion chamber, an exhaust pipe connected to the exhaust manifold, and a turbocharger connected to the exhaust pipe. In a turbo compound multi-cylinder gas engine, each cylinder of at least four cylinders is made into a group of two cylinders whose ignition sequence is not continuous, and the exhaust manifold is composed of exhaust manifolds connected to the exhaust ports of each group,
A turbo compound type multi-cylinder gas characterized in that a water injection nozzle is arranged in each exhaust pipe connected to each exhaust manifold, and the turbocharger is composed of each turbocharger connected to each exhaust pipe. engine.
【請求項2】 前記各ターボチャージャの各タービンの
出口側排気管を1つに集めた集合排気管、及び該集合排
気管に連結したエネルギー回収装置及び該エネルギー回
収装置で発生した電力を集める集電器、を有することを
特徴とする請求項1に記載のターボコンパウンド式多気
筒ガスエンジン。
2. A collective exhaust pipe that collects the exhaust side exhaust pipes of each turbine of each turbocharger, an energy recovery device connected to the collective exhaust pipe, and a power collection device that collects electric power generated by the energy recovery device. The turbo compound multi-cylinder gas engine according to claim 1, further comprising an electric appliance.
【請求項3】 一方の前記水噴射ノズルは第1気筒の排
気行程終了時と第4気筒の排気行程終了時とに前記排気
管内に水を噴射し、他方の前記水噴射ノズルは第2気筒
の排気行程終了時と第3気筒の排気行程終了時とに前記
排気管内に水を噴射することを特徴とする請求項1に記
載のターボコンパウンド式多気筒ガスエンジン。
3. One of the water injection nozzles injects water into the exhaust pipe at the end of the exhaust stroke of the first cylinder and at the end of the exhaust stroke of the fourth cylinder, and the other water injection nozzle of the other water injection nozzle is the second cylinder. 2. The turbo compound type multi-cylinder gas engine according to claim 1, wherein water is injected into the exhaust pipe at the end of the exhaust stroke of the third cylinder and at the end of the exhaust stroke of the third cylinder.
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