JPH07229450A - コージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方法 - Google Patents
コージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方法Info
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- JPH07229450A JPH07229450A JP6046331A JP4633194A JPH07229450A JP H07229450 A JPH07229450 A JP H07229450A JP 6046331 A JP6046331 A JP 6046331A JP 4633194 A JP4633194 A JP 4633194A JP H07229450 A JPH07229450 A JP H07229450A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コージェネレーション用ディーゼル機関の排
気ガス還流装置およびその制御方法において、ガス燃料
にＬＰＧ等の燃料を用いるボイラからの排気ガスの一部
を吸気側に還流させてコージェネレーション用ディーゼ
ル機関の耐久性を向上させる。 【構成】 排気ガスの一部を吸気側に還流させて排気ガ
ス還流を行うコージェネレーション用ディーゼル機関の
排気ガス還流装置において、ディーゼル機関を燃料油を
用いるディーゼル機関として構成し、この吸気側に都市
ガス、天然ガスあるいはＬＰＧ等の硫黄分非含有燃料ガ
スを用いるボイラを設け、このボイラからの排気ガスの
一部を前記ディーゼル機関の吸気側に還流させるように
構成した。
気ガス還流装置およびその制御方法において、ガス燃料
にＬＰＧ等の燃料を用いるボイラからの排気ガスの一部
を吸気側に還流させてコージェネレーション用ディーゼ
ル機関の耐久性を向上させる。 【構成】 排気ガスの一部を吸気側に還流させて排気ガ
ス還流を行うコージェネレーション用ディーゼル機関の
排気ガス還流装置において、ディーゼル機関を燃料油を
用いるディーゼル機関として構成し、この吸気側に都市
ガス、天然ガスあるいはＬＰＧ等の硫黄分非含有燃料ガ
スを用いるボイラを設け、このボイラからの排気ガスの
一部を前記ディーゼル機関の吸気側に還流させるように
構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コージェネレーション
用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方
法に係わり、特には、ガス燃料にＬＰＧ等の燃料を用い
るボイラからの排気ガスの一部を吸気側に還流させるコ
ージェネレーション用ディーゼル機関およびその制御方
法に関する。
用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方
法に係わり、特には、ガス燃料にＬＰＧ等の燃料を用い
るボイラからの排気ガスの一部を吸気側に還流させるコ
ージェネレーション用ディーゼル機関およびその制御方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等に搭載されるディーゼル
エンジンにおいて、排気ガス中のＮＯX を低減するため
に、排気ガスの一部を吸気側に還流させる排気ガス還流
（以下、ＥＧＲという。）は既に知られている。また、
コージェネレーションシステムとして、例えば、ガス・
タービンあるいはディーゼルエンジンにより発電機を駆
動して電気を取出すとともに、廃ガスを廃ガスボイラに
回収して、ここで廃ガスエネルギから温熱エネルギを蒸
気あるいは温水として取出すようにした設備がある。こ
の設備のコージェネレーション用にディーゼル機関を用
いて、それに、排気ガス還流装置を用いることも知られ
ている。
エンジンにおいて、排気ガス中のＮＯX を低減するため
に、排気ガスの一部を吸気側に還流させる排気ガス還流
（以下、ＥＧＲという。）は既に知られている。また、
コージェネレーションシステムとして、例えば、ガス・
タービンあるいはディーゼルエンジンにより発電機を駆
動して電気を取出すとともに、廃ガスを廃ガスボイラに
回収して、ここで廃ガスエネルギから温熱エネルギを蒸
気あるいは温水として取出すようにした設備がある。こ
の設備のコージェネレーション用にディーゼル機関を用
いて、それに、排気ガス還流装置を用いることも知られ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディー
ゼル用の燃料は脱硫処理がされていないために、燃料の
中に硫黄（サルファＳ）が含まれているために排ガス、
即ち、ＥＧＲガス中にはＳＯ2 が含まれる外に、ススも
混入している。これらのＥＧＲガスをエンジン内部に入
れるとＳＯ2 が酸化されてＳＯ3 となり、水と反応して
硫酸（Ｈ2 ＳＯ4）となり、ピストンリングとシリンダ
ーライナの間からオイルパンに落下して潤滑油に入る。
このＨ2 ＳＯ4 ＋潤滑油の成分Ｃａ（ＯＨ）2 が反応し
てＣａＳＯ4 となる。このとき、硫酸によるシリンダラ
イナ、ピストンリングの腐食磨耗、および、オイル中和
によりアルカリ価が低下し、タペット、カムシャフト等
の潤滑を阻害し、エンジンの耐久性が損なわれるという
問題が発生している。
ゼル用の燃料は脱硫処理がされていないために、燃料の
中に硫黄（サルファＳ）が含まれているために排ガス、
即ち、ＥＧＲガス中にはＳＯ2 が含まれる外に、ススも
混入している。これらのＥＧＲガスをエンジン内部に入
れるとＳＯ2 が酸化されてＳＯ3 となり、水と反応して
硫酸（Ｈ2 ＳＯ4）となり、ピストンリングとシリンダ
ーライナの間からオイルパンに落下して潤滑油に入る。
このＨ2 ＳＯ4 ＋潤滑油の成分Ｃａ（ＯＨ）2 が反応し
てＣａＳＯ4 となる。このとき、硫酸によるシリンダラ
イナ、ピストンリングの腐食磨耗、および、オイル中和
によりアルカリ価が低下し、タペット、カムシャフト等
の潤滑を阻害し、エンジンの耐久性が損なわれるという
問題が発生している。
【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目し、コー
ジェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置
およびその制御方法に係わり、特には、ガス燃料にＬＰ
Ｇ等の燃料を用いるボイラからの排気ガスの一部を吸気
側に還流させてコージェネレーション用ディーゼル機関
の耐久性を向上させる改良の提供を目的とする。
ジェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置
およびその制御方法に係わり、特には、ガス燃料にＬＰ
Ｇ等の燃料を用いるボイラからの排気ガスの一部を吸気
側に還流させてコージェネレーション用ディーゼル機関
の耐久性を向上させる改良の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコージェネレーション用ディーゼル機関の
排気ガス還流装置およびその制御方法の第１発明では、
排気ガスの一部を吸気側に還流させて排気ガス還流を行
うコージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還
流装置において、ディーゼル機関を燃料油を用いるディ
ーゼル機関として構成し、この吸気側に都市ガス、天然
ガスあるいはＬＰＧ等の硫黄分非含有燃料ガスを用いる
ボイラを設け、このボイラからの排気ガスの一部を前記
ディーゼル機関の吸気側に還流させるように構成した。
に、本発明のコージェネレーション用ディーゼル機関の
排気ガス還流装置およびその制御方法の第１発明では、
排気ガスの一部を吸気側に還流させて排気ガス還流を行
うコージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還
流装置において、ディーゼル機関を燃料油を用いるディ
ーゼル機関として構成し、この吸気側に都市ガス、天然
ガスあるいはＬＰＧ等の硫黄分非含有燃料ガスを用いる
ボイラを設け、このボイラからの排気ガスの一部を前記
ディーゼル機関の吸気側に還流させるように構成した。
【０００６】第１発明を主体とする第２の発明では、ボ
イラとコージェネレーション用ディーゼル機関との間
に、ボイラからの排気ガスの一部あるいは全部をディー
ゼル機関に供給するバルブを有する。
イラとコージェネレーション用ディーゼル機関との間
に、ボイラからの排気ガスの一部あるいは全部をディー
ゼル機関に供給するバルブを有する。
【０００７】第２発明を主体とする第３発明では、バル
ブを作動する制御装置を有する。
ブを作動する制御装置を有する。
【０００８】第３発明を主体とする第４発明では、制御
装置はエンジンにかかる負荷量に応じた必要なＥＧＲガ
ス量Ｑａを求めた後、ボイラにてＥＧＲガス量Ｑａを発
生するに必要な供給する燃料ガスの供給量Ｑｃを求める
とともに、貯湯槽に蓄えられた温水の温度を求めた後、
ボイラで必要とする温水の温水量よりボイラに供給する
燃料ガスの供給量Ｑｄを求め、ＥＧＲガス量Ｑａを発生
するために必要な燃料ガスの供給量Ｑｃと必要とする温
水の温水量より求めた燃料ガスの供給量Ｑｄとを比較
し、ボイラへ供給する燃料ガス量を調整するガス調整バ
ルブ、あるいは、排ガスバイパスバルブに指令信号を出
力する。
装置はエンジンにかかる負荷量に応じた必要なＥＧＲガ
ス量Ｑａを求めた後、ボイラにてＥＧＲガス量Ｑａを発
生するに必要な供給する燃料ガスの供給量Ｑｃを求める
とともに、貯湯槽に蓄えられた温水の温度を求めた後、
ボイラで必要とする温水の温水量よりボイラに供給する
燃料ガスの供給量Ｑｄを求め、ＥＧＲガス量Ｑａを発生
するために必要な燃料ガスの供給量Ｑｃと必要とする温
水の温水量より求めた燃料ガスの供給量Ｑｄとを比較
し、ボイラへ供給する燃料ガス量を調整するガス調整バ
ルブ、あるいは、排ガスバイパスバルブに指令信号を出
力する。
【０００９】第５発明では、排気ガスの一部を吸気側に
還流させて排気ガス還流を行うコージェネレーション用
ディーゼル機関の排気ガス還流制御方法において、エン
ジンにかかる負荷量に応じた必要なＥＧＲガス量を求
め、ＥＧＲガス量に応じた少なくとも燃料ガス量をボイ
ラに供給し排気ガス還流を行う。
還流させて排気ガス還流を行うコージェネレーション用
ディーゼル機関の排気ガス還流制御方法において、エン
ジンにかかる負荷量に応じた必要なＥＧＲガス量を求
め、ＥＧＲガス量に応じた少なくとも燃料ガス量をボイ
ラに供給し排気ガス還流を行う。
【００１０】第６の発明では、排気ガスの一部を吸気側
に還流させて排気ガス還流を行うコージェネレーション
用ディーゼル機関の排気ガス還流制御方法において、エ
ンジンにかかる負荷量に応じた必要なＥＧＲガス量Ｑａ
を求めた後、ボイラにてＥＧＲガス量Ｑａを発生するに
必要な供給する燃料ガスの供給量Ｑｃを求めるととも
に、貯湯槽に蓄えられた温水の温度を求めた後、ボイラ
で必要とする温水の温水量よりボイラに供給する燃料ガ
スの供給量Ｑｄを求め、ＥＧＲガス量Ｑａを発生するた
めに必要な燃料ガスの供給量Ｑｃと必要とする温水の温
水量より求めた燃料ガスの供給量Ｑｄとを比較し、ボイ
ラへ供給する燃料ガス量を求める。
に還流させて排気ガス還流を行うコージェネレーション
用ディーゼル機関の排気ガス還流制御方法において、エ
ンジンにかかる負荷量に応じた必要なＥＧＲガス量Ｑａ
を求めた後、ボイラにてＥＧＲガス量Ｑａを発生するに
必要な供給する燃料ガスの供給量Ｑｃを求めるととも
に、貯湯槽に蓄えられた温水の温度を求めた後、ボイラ
で必要とする温水の温水量よりボイラに供給する燃料ガ
スの供給量Ｑｄを求め、ＥＧＲガス量Ｑａを発生するた
めに必要な燃料ガスの供給量Ｑｃと必要とする温水の温
水量より求めた燃料ガスの供給量Ｑｄとを比較し、ボイ
ラへ供給する燃料ガス量を求める。
【００１１】第６発明を主体とする第７の発明では、必
要な燃料ガスの供給量Ｑｃが求めた燃料ガスの供給量Ｑ
ｄより小さいとき（Ｑｃ＜Ｑｄ）には、求めた燃料ガス
の供給量Ｑｄをボイラ３０に供給し、大きい場合（Ｑｃ
≧Ｑｄ）には、必要な燃料ガスの供給量Ｑｃをボイラ３
０に供給する。
要な燃料ガスの供給量Ｑｃが求めた燃料ガスの供給量Ｑ
ｄより小さいとき（Ｑｃ＜Ｑｄ）には、求めた燃料ガス
の供給量Ｑｄをボイラ３０に供給し、大きい場合（Ｑｃ
≧Ｑｄ）には、必要な燃料ガスの供給量Ｑｃをボイラ３
０に供給する。
【００１２】
【作用】上記構成によれば、ガス燃料にＬＰＧ等の燃料
を用いるボイラからの排気ガスには、ＳＯ2 およびスス
も混入していないために、ディーゼルエンジン内にＨ2
ＳＯ4 が入らない。従って、タペット、カムシャフト等
も損なうことなく、エンジンの耐久性は向上する。ま
た、ボイラからの排気ガスは、排ガスの熱を用いて蒸気
を加熱するために、ＥＧＲガスとして吸気側に入れる場
合に、排気ガスの温度が下がっている。このために、タ
ーボの圧縮機の効率低下、および、コンプレッサの出口
温度の低下により耐久性が向上する。ボイラによる熱は
蒸気または温水として蓄熱することができ、エネルギー
の有効利用ができる。また、エンジン負荷によってＥＧ
Ｒ率を変更する場合、ボイラへの燃料投入量を変更して
対応できるために、エンジンの出力が変わっても容易に
対応ができる。
を用いるボイラからの排気ガスには、ＳＯ2 およびスス
も混入していないために、ディーゼルエンジン内にＨ2
ＳＯ4 が入らない。従って、タペット、カムシャフト等
も損なうことなく、エンジンの耐久性は向上する。ま
た、ボイラからの排気ガスは、排ガスの熱を用いて蒸気
を加熱するために、ＥＧＲガスとして吸気側に入れる場
合に、排気ガスの温度が下がっている。このために、タ
ーボの圧縮機の効率低下、および、コンプレッサの出口
温度の低下により耐久性が向上する。ボイラによる熱は
蒸気または温水として蓄熱することができ、エネルギー
の有効利用ができる。また、エンジン負荷によってＥＧ
Ｒ率を変更する場合、ボイラへの燃料投入量を変更して
対応できるために、エンジンの出力が変わっても容易に
対応ができる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明に係わるコージェネレーショ
ン用ディーゼル機関の排気ガス還流装置の実施例につ
き、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のコ
ージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装
置の一実施例の全体システム図を示す。図１において、
コージェネレーションシステム１はディーゼルエンジン
１０とボイラ３０とから構成されている。ディーゼルエ
ンジン１０への空気の供給回路（図１の太い点線Ａで示
す。）には、エアークリーナ１１から排ガスバイパスバ
ルブ１２、ターボ・チャージャ１３のブロア１３ａ、お
よび、インタークーラ１４が配設され、供給空気はエア
ークリーナ１１で空気中のゴミが除去され、排ガスバイ
パスバルブ１２で後述するボイラ３０からの排気ガスが
供給空気に加えられた後に、ブロア１３ａで加圧され、
インタークーラ１４で冷却されてディーゼルエンジン１
０に送られている。
ン用ディーゼル機関の排気ガス還流装置の実施例につ
き、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のコ
ージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装
置の一実施例の全体システム図を示す。図１において、
コージェネレーションシステム１はディーゼルエンジン
１０とボイラ３０とから構成されている。ディーゼルエ
ンジン１０への空気の供給回路（図１の太い点線Ａで示
す。）には、エアークリーナ１１から排ガスバイパスバ
ルブ１２、ターボ・チャージャ１３のブロア１３ａ、お
よび、インタークーラ１４が配設され、供給空気はエア
ークリーナ１１で空気中のゴミが除去され、排ガスバイ
パスバルブ１２で後述するボイラ３０からの排気ガスが
供給空気に加えられた後に、ブロア１３ａで加圧され、
インタークーラ１４で冷却されてディーゼルエンジン１
０に送られている。
【００１４】ディーゼルエンジン１０からの排ガスの排
気回路（図１の太い実線Ｂで示す。）には、ターボ・チ
ャージャ１３のタービン１３ｂと、熱交換器１５とが配
設され、また、タービン１３ｂと熱交換器１５とは配管
１６で接続されている。排ガスの排気回路において、タ
ーボ・チャージャ１３のタービン１３ｂでは排ガスによ
りブロア１３ａを駆動し、熱交換器１５では排ガスによ
り水を温水にしている。ディーゼルエンジン１０には、
燃料噴射ポンプ２１が配設され、燃料タンク２２からの
燃料をディーゼルエンジン１０の図示しないシリンダ室
に噴射している。供給する噴射量は発電機４０の発電量
に応じてコンピュータ等の制御装置５０からの指令で制
御されている。 また、ディーゼルエンジン１０には後
述する貯湯槽７０からの冷却用の給水管２３が、ディー
ゼルエンジン１０からは排ガスの熱交換器１５までの配
管２４が配設され、ディーゼルエンジン１０は冷却用の
給水管２３により冷却水を受けて、シリンダライナ、シ
リンダヘッド等を冷却するとともに、冷却水は温水とな
り、熱交換器１５に送られる。
気回路（図１の太い実線Ｂで示す。）には、ターボ・チ
ャージャ１３のタービン１３ｂと、熱交換器１５とが配
設され、また、タービン１３ｂと熱交換器１５とは配管
１６で接続されている。排ガスの排気回路において、タ
ーボ・チャージャ１３のタービン１３ｂでは排ガスによ
りブロア１３ａを駆動し、熱交換器１５では排ガスによ
り水を温水にしている。ディーゼルエンジン１０には、
燃料噴射ポンプ２１が配設され、燃料タンク２２からの
燃料をディーゼルエンジン１０の図示しないシリンダ室
に噴射している。供給する噴射量は発電機４０の発電量
に応じてコンピュータ等の制御装置５０からの指令で制
御されている。 また、ディーゼルエンジン１０には後
述する貯湯槽７０からの冷却用の給水管２３が、ディー
ゼルエンジン１０からは排ガスの熱交換器１５までの配
管２４が配設され、ディーゼルエンジン１０は冷却用の
給水管２３により冷却水を受けて、シリンダライナ、シ
リンダヘッド等を冷却するとともに、冷却水は温水とな
り、熱交換器１５に送られる。
【００１５】ボイラ３０への空気の供給回路（図１の細
い点線Ｃで示す。）には、前記のディーゼルエンジン１
０と共通のエアークリーナ１１が配設され、供給空気は
エアークリーナ１１で空気中のゴミが除去され、ボイラ
３０に送られている。また、ボイラ３０には、図示しな
いバーナが配設され、バーナにはＬＰＧ等の都市ガスあ
るいは天然ガスの配管３１が接続され、配管３１に付設
されたバルブ３１ａにより燃料ガスが調整されて供給さ
れ、前記エアークリーナ１１からの供給空気により燃焼
して排ガスを生じている。
い点線Ｃで示す。）には、前記のディーゼルエンジン１
０と共通のエアークリーナ１１が配設され、供給空気は
エアークリーナ１１で空気中のゴミが除去され、ボイラ
３０に送られている。また、ボイラ３０には、図示しな
いバーナが配設され、バーナにはＬＰＧ等の都市ガスあ
るいは天然ガスの配管３１が接続され、配管３１に付設
されたバルブ３１ａにより燃料ガスが調整されて供給さ
れ、前記エアークリーナ１１からの供給空気により燃焼
して排ガスを生じている。
【００１６】ボイラ３０からの排ガスの排気回路（図１
の細い実線Ｄで示す。）には、前記の排ガスバイパスバ
ルブ１２が配設され、排ガスバイパスバルブ１２を通過
後には前記のディーゼルエンジン１０からの排ガスの排
気回路の配管１６に合流されている。排ガスバイパスバ
ルブ１２では前述したエアークリーナ１１からディーゼ
ルエンジン１０への供給回路に一部の排ガス（供給する
必要量を、以下では、ＥＧＲガス量という。）を加え、
残りの排ガスはディーゼルエンジン１０からの配管１６
に合流して交換器１５に送られ、熱交換器１５で排ガス
により水を温水にしている。供給するガス燃料量は発電
機４０の発電量に応じて制御装置５０からの指令で制御
されている。
の細い実線Ｄで示す。）には、前記の排ガスバイパスバ
ルブ１２が配設され、排ガスバイパスバルブ１２を通過
後には前記のディーゼルエンジン１０からの排ガスの排
気回路の配管１６に合流されている。排ガスバイパスバ
ルブ１２では前述したエアークリーナ１１からディーゼ
ルエンジン１０への供給回路に一部の排ガス（供給する
必要量を、以下では、ＥＧＲガス量という。）を加え、
残りの排ガスはディーゼルエンジン１０からの配管１６
に合流して交換器１５に送られ、熱交換器１５で排ガス
により水を温水にしている。供給するガス燃料量は発電
機４０の発電量に応じて制御装置５０からの指令で制御
されている。
【００１７】また、ボイラ３０には、ディーゼルエンジ
ン１０への冷却用の給水管２３から分岐された給水管２
３ａが接続されて給水がされており、ボイラ３０で熱が
加えられ、温水となり貯湯槽７０に送られている。ま
た、貯湯槽７０は熱交換器１５と配管３６により接続さ
れ、熱交換器１５からの温水が蓄えられている。また、
貯湯槽７０には蓄えられた温水を測定する温度センサ３
７が、熱交換器１５には温められた温水を測定する温度
センサ３８が、それぞれ配設されている。貯湯槽７０、
または、熱交換器１５からは、必要に応じてビル等の給
湯している。
ン１０への冷却用の給水管２３から分岐された給水管２
３ａが接続されて給水がされており、ボイラ３０で熱が
加えられ、温水となり貯湯槽７０に送られている。ま
た、貯湯槽７０は熱交換器１５と配管３６により接続さ
れ、熱交換器１５からの温水が蓄えられている。また、
貯湯槽７０には蓄えられた温水を測定する温度センサ３
７が、熱交換器１５には温められた温水を測定する温度
センサ３８が、それぞれ配設されている。貯湯槽７０、
または、熱交換器１５からは、必要に応じてビル等の給
湯している。
【００１８】図１の排気ガス還流装置の制御装置５０に
は、必要とされる電気負荷量、即ち、エンジンの回転速
度（Ｎｒｐｍ）と、燃料噴射量（Ｌｌ／ｍｉｎ）が入力
される。また、貯湯槽７０からは蓄えられた温水の温度
が温度センサ３７により、ディーゼルエンジン１０から
はエンジンの回転速度が回転速度センサ１０ｃにより、
熱交換器１５からは熱交換器１５の温水の温度が温度セ
ンサ３８により、それぞれの信号値が入力される。制御
装置５０からは、燃料噴射ポンプ２１によるディーゼル
エンジン１０への噴射量の指令信号、ボイラ３０のバル
ブ３１ａへの燃料ガスの供給量の指令信号、および、ボ
イラ３０からディーゼルエンジン１０への排ガスの供給
量を調整する排ガスバイパスバルブ１２に指令信号を出
力している。
は、必要とされる電気負荷量、即ち、エンジンの回転速
度（Ｎｒｐｍ）と、燃料噴射量（Ｌｌ／ｍｉｎ）が入力
される。また、貯湯槽７０からは蓄えられた温水の温度
が温度センサ３７により、ディーゼルエンジン１０から
はエンジンの回転速度が回転速度センサ１０ｃにより、
熱交換器１５からは熱交換器１５の温水の温度が温度セ
ンサ３８により、それぞれの信号値が入力される。制御
装置５０からは、燃料噴射ポンプ２１によるディーゼル
エンジン１０への噴射量の指令信号、ボイラ３０のバル
ブ３１ａへの燃料ガスの供給量の指令信号、および、ボ
イラ３０からディーゼルエンジン１０への排ガスの供給
量を調整する排ガスバイパスバルブ１２に指令信号を出
力している。
【００１９】上記構成において次に作動について、図２
のフローチャート図の一例で説明する。 まず、ステッ
プ１では、制御装置５０に必要とされる電気負荷量〔エ
ンジンの回転速度（Ｎｒｐｍ）とトルクの代用値として
燃料噴射量（Ｌｌ／ｍｉｎ）〕が入力される。ステップ
２では、制御装置５０で、図３に示すような、エンジン
回転速度とトルクに応じたボイラ３０からディーゼルエ
ンジン１０に供給するＥＧＲガス量Ｑａを求める。ステ
ップ３では、ボイラ３０にてＥＧＲガス量Ｑａを発生す
るために必要なボイラ３０に供給する燃料ガスの供給量
Ｑｃを求める。
のフローチャート図の一例で説明する。 まず、ステッ
プ１では、制御装置５０に必要とされる電気負荷量〔エ
ンジンの回転速度（Ｎｒｐｍ）とトルクの代用値として
燃料噴射量（Ｌｌ／ｍｉｎ）〕が入力される。ステップ
２では、制御装置５０で、図３に示すような、エンジン
回転速度とトルクに応じたボイラ３０からディーゼルエ
ンジン１０に供給するＥＧＲガス量Ｑａを求める。ステ
ップ３では、ボイラ３０にてＥＧＲガス量Ｑａを発生す
るために必要なボイラ３０に供給する燃料ガスの供給量
Ｑｃを求める。
【００２０】ステップ４では、ディーゼルエンジン１０
への噴射量の指令信号を燃料噴射ポンプ２１に出力す
る。ステップ５では、貯湯槽７０に蓄えられた温水の温
度を温度センサ３７により求める。ステップ６では、温
度センサ３８により熱交換器１５で発生する温水温度Ｔ
ｅを測定する。ステップ７では、必要とする温水温度Ｔ
ｗと、ステップ５で測定した温水の温度Ｔｓと、およ
び、ステップ６で測定した熱交換器１５で発生する温水
温度Ｔａとから、ボイラ３０で必要とする温水の温水温
度Ｔｘ（＝Ｔｗ−Ｔｓ＋Ｔｅ）を求める。
への噴射量の指令信号を燃料噴射ポンプ２１に出力す
る。ステップ５では、貯湯槽７０に蓄えられた温水の温
度を温度センサ３７により求める。ステップ６では、温
度センサ３８により熱交換器１５で発生する温水温度Ｔ
ｅを測定する。ステップ７では、必要とする温水温度Ｔ
ｗと、ステップ５で測定した温水の温度Ｔｓと、およ
び、ステップ６で測定した熱交換器１５で発生する温水
温度Ｔａとから、ボイラ３０で必要とする温水の温水温
度Ｔｘ（＝Ｔｗ−Ｔｓ＋Ｔｅ）を求める。
【００２１】ステップ８では、ボイラ３０で必要とする
温水の温水温度Ｔｘより、ボイラ３０に供給する燃料ガ
スの供給量Ｑｄを求める。ステップ９では、ＥＧＲガス
量Ｑａを発生するために必要な燃料ガスの供給量Ｑｃと
必要とする温水の温水温度Ｔｘより求めた燃料ガスの供
給量Ｑｄとを比較する。必要な燃料ガスの供給量Ｑｃが
求めた燃料ガスの供給量Ｑｄより小さいとき（Ｑｃ＜Ｑ
ｄ）には、ステップ１０にいき、求めた燃料ガスの供給
量Ｑｄをボイラ３０に供給する。ステップ１１では、制
御装置５０により燃料ガスの供給量Ｑｃに相当する排ガ
スバイパスバルブ１２の開度を計算する。ステップ１２
で排ガスバイパスバルブ１２に指令信号を出力し、ディ
ーゼルエンジン１０へのＥＧＲガス量Ｑａを調整する。
残りのボイラ３０からの排ガスの量は熱交換器１５に送
られて、熱交換器１５で温水を発生させる。
温水の温水温度Ｔｘより、ボイラ３０に供給する燃料ガ
スの供給量Ｑｄを求める。ステップ９では、ＥＧＲガス
量Ｑａを発生するために必要な燃料ガスの供給量Ｑｃと
必要とする温水の温水温度Ｔｘより求めた燃料ガスの供
給量Ｑｄとを比較する。必要な燃料ガスの供給量Ｑｃが
求めた燃料ガスの供給量Ｑｄより小さいとき（Ｑｃ＜Ｑ
ｄ）には、ステップ１０にいき、求めた燃料ガスの供給
量Ｑｄをボイラ３０に供給する。ステップ１１では、制
御装置５０により燃料ガスの供給量Ｑｃに相当する排ガ
スバイパスバルブ１２の開度を計算する。ステップ１２
で排ガスバイパスバルブ１２に指令信号を出力し、ディ
ーゼルエンジン１０へのＥＧＲガス量Ｑａを調整する。
残りのボイラ３０からの排ガスの量は熱交換器１５に送
られて、熱交換器１５で温水を発生させる。
【００２２】ステップ９で大きい場合（Ｑｃ≧Ｑｄ）に
は、ステップ１３にいき、必要な燃料ガスの供給量Ｑｃ
をボイラ３０に供給する。この時には、ステップ１４に
いき、制御装置５０から排ガスバイパスバルブ１２に指
令信号を出力してボイラ３０から熱交換器１５への排ガ
スを遮断し、ボイラ３０で発生した排ガスの全量をディ
ーゼルエンジン１０への供給する。このとき、熱交換器
１５で発生した不必要な温水は貯湯槽７０に送られて蓄
えられる。
は、ステップ１３にいき、必要な燃料ガスの供給量Ｑｃ
をボイラ３０に供給する。この時には、ステップ１４に
いき、制御装置５０から排ガスバイパスバルブ１２に指
令信号を出力してボイラ３０から熱交換器１５への排ガ
スを遮断し、ボイラ３０で発生した排ガスの全量をディ
ーゼルエンジン１０への供給する。このとき、熱交換器
１５で発生した不必要な温水は貯湯槽７０に送られて蓄
えられる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボイラからＳＯ2 およびススも混入していない排気ガス
をディーゼルエンジン内に供給するために、タペット、
カムシャフト等が損なうことがなくなりエンジンの耐久
性は向上する。また、ボイラからの温度が下がっている
排気ガスを供給するために、ターボの圧縮機の効率が向
上し、コンプレッサの出口温度の低下により耐久性も向
上する。さらに、ボイラによる熱は蒸気または温水とし
て蓄熱することができ、エネルギーの有効利用ができ
る。また、エンジン負荷によってＥＧＲ率を容易に変更
できるために、エンジンの出力が変わっても容易に対応
ができるという優れた効果が得られる。
ボイラからＳＯ2 およびススも混入していない排気ガス
をディーゼルエンジン内に供給するために、タペット、
カムシャフト等が損なうことがなくなりエンジンの耐久
性は向上する。また、ボイラからの温度が下がっている
排気ガスを供給するために、ターボの圧縮機の効率が向
上し、コンプレッサの出口温度の低下により耐久性も向
上する。さらに、ボイラによる熱は蒸気または温水とし
て蓄熱することができ、エネルギーの有効利用ができ
る。また、エンジン負荷によってＥＧＲ率を容易に変更
できるために、エンジンの出力が変わっても容易に対応
ができるという優れた効果が得られる。
【図１】本発明のコージェネレーション用ディーゼル機
関の排気ガス還流装置の一実施例の全体システム図を示
す。
関の排気ガス還流装置の一実施例の全体システム図を示
す。
【図２】本発明のフローチャート図である。
【図３】エンジン回転速度とトルクとＥＧＲガス量Ｑａ
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
１０……ディーゼルエンジン、１０ｃ……回転速度セン
サ、１１……エアークリーナ、１２……排ガスバイパス
バルブ、１３……ターボチャージャ、１３ａ……ブロ
ア、１３ｂ……タービン、１５……熱交換器、３０……
ボイラ、３１ａ……バルブ、３７……温度センサ、３８
……温度センサ、４０……発電機、５０……制御装置、
７０……貯湯槽。
サ、１１……エアークリーナ、１２……排ガスバイパス
バルブ、１３……ターボチャージャ、１３ａ……ブロ
ア、１３ｂ……タービン、１５……熱交換器、３０……
ボイラ、３１ａ……バルブ、３７……温度センサ、３８
……温度センサ、４０……発電機、５０……制御装置、
７０……貯湯槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｊ 15/00
Claims (7)
- 【請求項１】 排気ガスの一部を吸気側に還流させて排
気ガス還流を行うコージェネレーション用ディーゼル機
関の排気ガス還流装置において、ディーゼル機関を燃料
油を用いるディーゼル機関として構成し、この吸気側に
都市ガス、天然ガスあるいはＬＰＧ等の硫黄分非含有燃
料ガスを用いるボイラを設け、このボイラからの排気ガ
スの一部を前記ディーゼル機関の吸気側に還流させるこ
とを特徴とするコージェネレーション用ディーゼル機関
の排気ガス還流装置。 - 【請求項２】 請求項１において、ボイラとコージェネ
レーション用ディーゼル機関との間に、ボイラからの排
気ガスの一部あるいは全部をディーゼル機関に供給する
バルブを有するコージェネレーション用ディーゼル機関
の排気ガス還流装置。 - 【請求項３】 請求項２において、バルブを作動する制
御装置を有するコージェネレーション用ディーゼル機関
の排気ガス還流装置。 - 【請求項４】 請求項３において、制御装置はエンジン
にかかる負荷量に応じた必要なＥＧＲガス量Ｑａを求め
た後、ボイラにてＥＧＲガス量Ｑａを発生するに必要な
供給する燃料ガスの供給量Ｑｃを求めるとともに、貯湯
槽に蓄えられた温水の温度を求めた後、ボイラで必要と
する温水の温水量よりボイラに供給する燃料ガスの供給
量Ｑｄを求め、ＥＧＲガス量Ｑａを発生するために必要
な燃料ガスの供給量Ｑｃと必要とする温水の温水量より
求めた燃料ガスの供給量Ｑｄとを比較し、ボイラへ供給
する燃料ガス量を調整するガス調整バルブ、あるいは、
排ガスバイパスバルブに指令信号を出力するコージェネ
レーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置。 - 【請求項５】 排気ガスの一部を吸気側に還流させて排
気ガス還流を行うコージェネレーション用ディーゼル機
関の排気ガス還流制御方法において、エンジンにかかる
負荷量に応じた必要なＥＧＲガス量を求め、ＥＧＲガス
量に応じた少なくとも燃料ガス量をボイラに供給し排気
ガス還流を行うことを特徴とするコージェネレーション
用ディーゼル機関の排気ガス還流装置の制御方法。 - 【請求項６】 排気ガスの一部を吸気側に還流させて排
気ガス還流を行うコージェネレーション用ディーゼル機
関の排気ガス還流制御方法において、エンジンにかかる
負荷量に応じた必要なＥＧＲガス量Ｑａを求めた後、ボ
イラにてＥＧＲガス量Ｑａを発生するに必要な供給する
燃料ガスの供給量Ｑｃを求めるとともに、貯湯槽に蓄え
られた温水の温度を求めた後、ボイラで必要とする温水
の温水量よりボイラに供給する燃料ガスの供給量Ｑｄを
求め、ＥＧＲガス量Ｑａを発生するために必要な燃料ガ
スの供給量Ｑｃと必要とする温水の温水量より求めた燃
料ガスの供給量Ｑｄとを比較し、ボイラへ供給する燃料
ガス量を求めることを特徴とするコージェネレーション
用ディーゼル機関の排気ガス還流装置の制御方法。 - 【請求項７】 請求項６において、必要な燃料ガスの供
給量Ｑｃが求めた燃料ガスの供給量Ｑｄより小さいとき
（Ｑｃ＜Ｑｄ）には、求めた燃料ガスの供給量Ｑｄをボ
イラ３０に供給し、大きい場合（Ｑｃ≧Ｑｄ）には、必
要な燃料ガスの供給量Ｑｃをボイラ３０に供給するコー
ジェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置
の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046331A JPH07229450A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | コージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046331A JPH07229450A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | コージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229450A true JPH07229450A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12744169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046331A Pending JPH07229450A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | コージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07229450A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5254834A (en) * | 1975-10-29 | 1977-05-04 | Shell Sekyu | Method and apparatus for reducing nox produced from independent power plant or the like |
| JPS63147549U (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | ||
| JPH01127960U (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-31 | ||
| JPH04100056U (ja) * | 1991-02-06 | 1992-08-28 | ||
| JPH0571425A (ja) * | 1991-09-10 | 1993-03-23 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | デイーゼル機関の排気ガス還流装置 |
| JPH0610697A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-18 | Texaco Dev Corp | 動力を発生させる方法 |
-
1994
- 1994-02-21 JP JP6046331A patent/JPH07229450A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5254834A (en) * | 1975-10-29 | 1977-05-04 | Shell Sekyu | Method and apparatus for reducing nox produced from independent power plant or the like |
| JPS63147549U (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | ||
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| JPH04100056U (ja) * | 1991-02-06 | 1992-08-28 | ||
| JPH0571425A (ja) * | 1991-09-10 | 1993-03-23 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | デイーゼル機関の排気ガス還流装置 |
| JPH0610697A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-18 | Texaco Dev Corp | 動力を発生させる方法 |
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