JPH0623543B2 - ガスエンジンの失火等の検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスエンジンの失火又は空燃比異常を検出す
る装置に関するもので、コージェネレーションシステム
等に利用される。

〔従来の技術〕

コージェネレーションシステムは、ガスエンジンにより
発電機を駆動して発電し、その電力を利用すると共に、
エンジン排熱及び排気ガス熱を回収利用するシステムで
あって、ホテルやビル等で利用されつつある。

三元触媒法を用いたガスエンジンシステムに於いて、失
火を発生すると触媒の劣化の原因となるので、何等かの
方法で防止する必要がある。

現在取られている方法は、各シリンダの排気出口に温度
センサーを取り付け、その温度が異常低下する（例え
ば、正常時 800℃が 300℃以下になる）事によって失火
を検出していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の失火検出方法では、シリンダの数だけの温度
センサー及び検出器が必要となり、コスト高となる欠点
があった。又、エンジンの機種によっては、温度センサ
ーを取り付け難い。尚、共通の排気ガスラインに温度セ
ンサーを取り付けることも考えられるが、この場合は、
失火検出の精度が著しく低下し、正確な検出を行うこと
は実際上困難である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来の上記欠点に鑑みて提案されたもので、
ガスエンジンで駆動される発電機の出力を検出する発電
機出力検出器と、ガスエンジンのスロットルとシリンダ
間に取り付けた１つの給気圧センサーと、上記発電機出
力検出器の出力及び給気圧センサーの出力を取り込み、
両出力の関係を、正常時の関係と比較し、異なる事をも
って失火又は空燃比異常を検出するコンピュータとを具
備したガスエンジンの失火等の検出装置を提供するもの
である。

〔作用〕

正常運転状態にあるガスエンジンの給気圧と、当該ガス
エンジンで駆動される発電機の出力とは一定の関係（例
えば、比例関係）にある。

ところが、失火又は空燃比異常が発生すると、エンジン
効率が極めて悪くなり、一定の出力を発生する為には、
多くの給気（燃料）を必要とするので、給気圧と発電機
出力との関係が、正常時の関係から、外れることにな
る。これを検知して異常を認識する。

〔実施例〕

第１図は本発明装置を装備させたガスエンジン発電シス
テムの概略説明図であって、（１）はガスエンジン、
（２）はそのシリンダ、（３）は給気管、（４）はスロ
ットル、（５）はミキサー、（６）は発電機、（７）は
給気圧センサー、（８）は発電機出力検出器、（９）は
コンピュータを示している。

第１図は６気筒のガスエンジン（１）を例示しており、
シリンダ（２）は、その１つだけを表示し、他は省略し
ている。このガスエンジン（１）は、燃料ガスと空気と
がミキサー（５）で負荷に対応した所定空燃比に混合さ
れ、給気管（３）を通して各シリンダ（２）に分配供給
され、全体の給気量は、給気管（３）内に設置したスロ
ットル（４）の弁開度を、負荷に対応する弁開度に設定
することによって決定されている。給気圧センサー
（７）は、スロットル（４）とシリンダ（２）との間の
給気管（３）、特に各シリンダ（２）への分岐前の給気
管（３）に設置してある。

発電機（６）は、ガスエンジン（１）の出力軸（1a）に
より駆動され、その発電機出力は、負荷（図示せず）へ
の電力供給をなす発電機出力回路（6a）中に挿入した変
流器（CT）及び変圧器（PT）の検出値を積算するＫＷメ
ータ（Ｗ）で構成された発電機出力検出器（８）により
検出される。

コンピュータ（９）は、ガスエンジン（１）の空燃比を
制御する機能を有すると共に、給気圧センサー（７）の
出力及び発電機出力検出器（８）の出力を取り込み、両
出力の関係を、正常時の関係と比較し、異なる事をもっ
て、失火又は空燃比異常を検出する機能を有する。

通常、ガスエンジン（１）が正常な運転状態にあれば、
その給気圧と出力との関係が一定の関係（例えば、比較
関係）にあり、本発明は、これを利用するものであっ
て、給気管（３）の一部に給気圧センサー（７）を挿入
し、かつ、負荷への発電機出力回路（6a）中に発電機出
力検出器（８）を挿入し、これら両方の出力をコンピュ
ータ（９）内で正常時の関係と比較させるようにしてい
る。

上記関係は、使用する給気圧センサー（７）の作動形式
の相違による差異があるものの、発電機出力が増加すれ
ば、給気圧が変化し、例えば、第２図に実線（Ａ）で示
す様な比例関係をもつものを使用することができる。

そして、上記両出力の正常な関係は、予めガスエンジン
（１）を正常運転し、負荷を変化させて求めたものを対
照表として作成し、これをコンピュータ（９）内のメモ
リーに記録させておくものである。

本発明は、以上の構成からなり、次に動作を説明する。
今、第２図のＣ点の負荷で運転されていたとする。いず
れかのシリンダー（２）で失火があった場合、ガスエン
ジン（１）のコントローラ（電子ガバナ…図示省略）
は、同一出力（負荷）を維持しようとし、スロットル
（４）を開けて行く。やがて失火前と同一出力になった
時点で、スロットル（４）は安定するが、これは同一負
荷をまかなう為、失火したシリンダー（２）を他のシリ
ンダー（２）の出力で補ない、結果として、より多くの
燃料ガスと空気とが供給される事を意味する。従って、
失火前は、給気圧センサー（７）の出力が、例えば、Ｂ
点であったものが、失火後は、Ｄ点になる。

また、空燃比異常が発生した場合、所定の給気圧に対し
て所定の出力が得られなくなるもので、上記失火の場合
と同様となる。

従って、失火又は空燃比異常があると、給気圧センサー
（７）の出力と発電機出力検出器（８）の出力との関係
が、正常時の関係から外れることになり、コンピュータ
（９）によってこれを検知し、異常を報知させたり、ガ
スエンジン（１）を停止させる等の適切な処置をとらせ
るものである。

コージェネレーションシステムに採用した場合、負荷の
変更が外部指令として与えられ、従って、第２図上で
は、給気圧センサー（７）の出力値が、実線Ａ上で新し
い外部指令負荷に対応した値になっているか否かで判断
させることになる。実際の制御においては、負荷の変更
があった場合、変更後の負荷運転が安定するまで比較判
断時点をタイマー等で遅らせるようにすることは勿論で
ある。また、正常時の関係には、ある程度の許容範囲を
もたらせるようにするものである。

〔発明の効果〕 本発明によれば、簡単安価な構成で、ガスエンジンの失
火や、空燃比異常を検知できるため、三元触媒の劣化、
アフターバーン等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を装備させたガスエンジン発電シス
テムの概略説明図、第２図はガスエンジンの給気圧と出
力との関係の一例を示すグラフである。 （１）……ガスエンジン、（２）……シリンダ、 （３）……給気管、（４）……スロットル、 （５）……ミキサー、（６）……発電機、 （７）……給気圧センサー、 （８）……発電機出力検出器、 （９）……コンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスエンジンで駆動される発電機の出力を
   検出する発電機出力検出器と、 ガスエンジンのスロットルとシリンダ間に取り付けた１
   つの給気圧センサーと、 上記発電機出力検出器の出力及び給気圧センサーの出力
   を取り込み、両出力の関係を、正常時の関係と比較し、
   異なる事をもって失火又は空燃比異常を検出するコンピ
   ュータとを具備している事を特徴とするガスエンジンの
   失火等の検出装置。