JPH08109850A - ガスエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスエンジンにおいて、エンジン停止後に排
ガス系統において、水滴とハイガス中のＮＯｘやＳＯｘ
が化学反応して硝酸や硫酸が発生して、パイプを腐食さ
せるのを阻止し、また、ガス燃料の供給系統において、
再起動時にガス燃料がミキサーへ至るのが遅くなること
により、起動が困難となるのを改善する。 【構成】 エンジンの停止後にガス電磁弁が閉のまま、
エンジンをポンプとして稼働し、排気ガスライン中の排
気ガスを新気と交換すべく、停止確認後に一定時間だけ
スタータモータをＯＮとして、その間はスロットルを全
開状態とする。また、燃料レギュレータ２とミキサー５
の間にサージタンク３を具備したガスエンジンにおい
て、ミキサー５とサージタンク３の間の燃料配管を重力
方向にＵ字状に曲げたＵ字管６とし、該Ｕ字管６の先端
をミキサー５又はサージタンク３の短い方に対して、一
定の距離を具備させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンヒートポンプ
等において駆動源として使用するガスエンジンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来は、エンジン停止後に排ガスライン
から排ガスを追い出す機構は設けられていなかった。凝
縮水により硝酸や硫酸が発生し、排ガスラインの腐食を
招くことに対する対策としては、ドレン抜きを設けた
り、中和剤をセットする程度であった。また、従来から
ガス電磁弁が２個配置されて、エンジンの停止時にガス
燃料の供給を停止する機構は具備されていたのである。
しかし、該従来の構成では、再起動する場合にスタータ
ーモーターが回転しているのに、ガス燃料が燃焼室まで
供給されるのが遅くて、起動が困難となっていたのであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ガスエンジンにおいて
は、排気ガス中に水分を多く含んでおり、エンジンの停
止後に、排気ガスライン中の水分が凝縮して、その凝縮
水の中に排ガス成分であるＮＯｘやＳＯｘが混入し、硝
酸や硫酸に化学変化し、腐食の原因となっていた。しか
しながら、運転中は排ガスの温度が高いことと、排ガス
の流量が多いことにより、凝縮水は排ガスライン中に溜
まらない。この為に機関停止時に排ガスライン中から排
ガスを追い出せば良いのである。

【０００４】また、一般に排ガスエンジンの燃料として
は、１３Ａガスと呼ばれる都市ガスと、ＬＰＧガスが用
いられる。１３Ａガスは空気よりも軽い為に、サージタ
ンク３よりも上方にミキサー５があると、エンジン停止
時にサージタンク３内の１３Ａガスが空気と置換されて
上昇する。故に再始動時に燃料供給が暫く行われずに、
再始動に時間が掛かるのである。またサージタンク３が
ミキサー５よりも上部に配置されていれば、上記のよう
な問題は発生しないのであるが、ＬＰＧガスを燃料とし
て用いる場合に、ＬＰＧガスが空気よりも重い為に、サ
ージタンク３がミキサー５より上方に配置されている
と、サージタンク３内のＬＰＧガスが空気と置換され
て、再始動時に燃料供給が暫く行われずに、再始動に時
間が掛かるのである。そこで、１３ＡガスとＬＰＧガス
の両方の場合に、どちらの場合にもサージタンク３内の
燃料ガスが抜けないように、Ｕ字管を構成したものであ
る。

【０００５】多気筒エンジンを使用している場合には、
ガス燃料経路内の圧力変動が小さく、サージタンクは必
要としない。ところが、単気筒エンジンの場合には、圧
力変動が大きく、そのままではシリンダ内の燃焼が不安
定となり、ハンチングを発生する。このようなハンチン
グの防止の為に、電磁弁を２個と燃料レギュレータとサ
ージタンクを設ける方法があるが、この場合にはエンジ
ン停止時に燃料パイプ系統内のガスが抜けてしまうの
で、次に起動する場合に、経路内の空気が押しだしてし
まうまでは、燃料がエンジンに入らない為に起動しにく
いという不具合があったのである。本発明は、エンジン
停止後においても、燃料ガスが抜けてしまうことの無い
ように、電磁弁を燃料レギュレータの入口側と、ミキサ
ー入口側に分割して配置し、又はミキサー入口側に複数
配置するものである。また停止時には、電磁弁の間にガ
スが残るように順次閉鎖するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１においては、エ
ンジンの停止後にガス電磁弁１が閉のまま、エンジンを
ポンプとして稼働し、排気ガスライン中の排気ガスを新
気と交換すべく、停止確認後に一定時間だけスタータモ
ータをＯＮとして、その間はスロットルを全開状態とす
る。

【０００７】請求項２においては、燃料レギュレータ２
とミキサー５の間にサージタンク３を具備したガスエン
ジンにおいて、ミキサー５とサージタンク３の間の燃料
配管を重力方向にＵ字状に曲げたＵ字管６とし、該Ｕ字
管６の先端をミキサー５又はサージタンク３の短い方に
対して、一定の距離を具備させた。

【０００８】請求項３においては、ガス供給口９からミ
キサー５への入口までの間に、ガス通路開閉用の電磁弁
を２個と、燃料レギュレータ２と、サージタンク３を配
置したガスエンジンにおいて、第１ガス電磁弁１→燃料
レギュレータ２→サージタンク３→第２ガス電磁弁４と
直列に配置し、ガスエンジンの停止時において、第２ガ
ス電磁弁４を閉鎖した後に、一定時間を置いて第１ガス
電磁弁１を閉鎖すべく構成した。

【０００９】

【作用】次に作用を説明する。請求項１によれば、エン
ジンが停止した後に、スターターモータを駆動して、エ
ンジンを回転し、ピストンの部分をポンプとして使用し
て、排ガス経路中のガスを追い出すことにより、排ガス
経路に排ガスが存在しなくなり、水分と化学反応して、
硝酸や硫酸などが発生して、パイプを腐食させるという
危険性が無くなったのである。

【００１０】請求項２によれば、サージタンク３とミキ
サー５の間にＵ字管６を配置したことにより、１３Ａガ
スとＬＰＧガスの両方の場合に、どちらの場合にもサー
ジタンク３内の燃料ガスが抜けないように構成すること
が出来たのである。

【００１１】請求項３によれば、エンジン停止後におい
ても、燃料ガスが抜けてしまうことの無いように、電磁
弁を燃料レギュレータの入口側と、ミキサー入口側に分
割して配置するものである。また停止時には、電磁弁の
間にガスが残るように順次閉鎖するものである。これに
より、次に起動する場合に、経路内の空気が押しだして
しまうまでは、燃料がエンジンに入らない為に起動しに
くいという不具合を解消することが出来たのである。

【００１２】

【実施例】次に実施例を説明する。図１は第１ガス電磁
弁１と第２ガス電磁弁４との間に、燃料レギュレータ２
とサージタンク３とを配置したガスエンジンの燃料ガス
供給系統を示す図面、図２は第１ガス電磁弁１と第２ガ
ス電磁弁４の間に、燃料レギュレータ２とサージタンク
３を配置した実施例の正面図、図３は請求項１の発明の
ガスパージシーケンスを示す図面、図４はサージタンク
３とミキサー５の間にＵ字管６を配置した実施例の燃料
ガス供給経路を示す図面、図５はガスエンジンの動弁系
において油圧タペットの給油部を示す図面、図６はガス
エンジンの動弁系においてスィングアームに弁間調節機
構を設けた構成を示す図面、図７はガスエンジンの動弁
系において、スィングアームに弁間調節機構を備えた他
の実施例を示す図面、図８はガスエンジンの動弁系にお
いて、ロッカーアームを鉄板製とした場合に、シリンダ
ヘッド３１からストッパ突起３０を突出した構成を示す
図面である。

【００１３】図１において、ガスエンジンの燃料ガス供
給系統と、吸気系統と排気系統を説明する。吸気はエア
クリーナ１１から、吸気消音器１０を介して、騒音の発
生を抑えた上で、ミキサー５に供給されている。該ミキ
サー５の部分に１３ＡガスやＬＰＧガスのような、燃料
ガスが供給される。まず燃料ガスは、ガス供給口９から
経路内に供給される。ガス供給口９の次に第１ガス電磁
弁１が配置されており、次に燃料レギュレータ２が配置
されている。燃料レギュレータ２の次に、ガス燃料圧力
変動緩衝用容器であるサージタンク３が配置されてい
る。サージタンク３の次に第２ガス電磁弁４が配置さ
れ、ミキサー５に連結される。

【００１４】該ミキサー５において吸気と混合された燃
料ガスは、燃焼室８に供給され、燃焼後に簡易排気熱交
換器１２と、排気消音器１３と排気延長管１４を経て、
排気出口１９から排出される。

【００１５】以上のような構成において、請求項１の本
発明は、エンジンの停止後にガス電磁弁が閉のまま、エ
ンジンをポンプとして稼働し、排気ガスライン中の排気
ガスを新気と交換すべく、停止確認後に一定時間だけス
タータモータをＯＮとして、その間はミキサー５を全開
状態とするのである。該技術は、図３において、ガスパ
ージシーケンス制御として、開示されている。このよう
に、エンジンの停止後において、一定時間だけ、電磁弁
を閉としたままでスタータモータを回転し、エンジンを
回転させ、該エンジンのピストンの部分をポンプとして
使用して、ミキサー５を全開とし新鮮な空気を取り入れ
て、積極的に燃焼室８と簡易排気熱交換器１２と排気消
音器１３と排気延長管１４の内部に滞留している排気ガ
スを機体外に排出するのである。

【００１６】図１と図２においては、請求項３の発明を
図示している。多気筒エンジンを使用している場合に
は、ガス燃料経路内の圧力変動が小さく、サージタンク
は必要としない。ところが、単気筒エンジンの場合に
は、圧力変動が大きく、そのままではシリンダ内燃焼が
不安定となり、ハンチングを発生する。このようなハン
チングの防止の為に、電磁弁を２個と燃料レギュレータ
とサージタンクを設ける方法がある。しかし、この場合
にはエンジン停止時に燃料パイプ系統内のガスが抜けて
しまうので、次に起動する場合に、経路内の空気を押し
だしてしまうまでは、燃料がエンジンに入らない為に起
動しにくいという不具合があった。本発明は、エンジン
停止後においても、燃料ガスが抜けてしまうことの無い
ように、電磁弁を燃料レギュレータの入口側と、ミキサ
ー入口側に分割して配置するものである。また停止時に
は、電磁弁の間にガスが残るように順次閉鎖するもので
ある。

【００１７】図１と図２に示す如く、ガス供給口９から
ミキサー５への入口までの間に、ガス通路開閉用の電磁
弁を２個と、燃料レギュレータ２と、サージタンク３を
配置したガスエンジンにおいて、第１ガス電磁弁１→燃
料レギュレータ２→サージタンク３→第２ガス電磁弁４
と直列に配置している。そして、ガスエンジンの停止時
において、第２ガス電磁弁４を閉鎖した後に、一定時間
を置いて第１ガス電磁弁１を閉鎖すべく構成したのであ
る。

【００１８】図２と図４においては、請求項２の発明を
図示している。即ち、燃料レギュレータ２とミキサー５
の間にサージタンク３を具備したガスエンジンであり、
ミキサー５とサージタンク３の間の燃料配管を重力方向
にＵ字状に曲げたＵ字管６を配置し、該Ｕ字管６の先端
をミキサー５又はサージタンク３の短い方に対して、一
定の距離を具備させている。

【００１９】一般に排ガスエンジンの燃料としては、１
３Ａガスと呼ばれる都市ガスと、ＬＰＧガスが用いられ
る。１３Ａガスは空気よりも軽い為に、サージタンク３
よりも上方にミキサー５があると、エンジン停止時にサ
ージタンク３内の１３Ａガスが空気と置換されて上昇す
る。故に再始動時に燃料供給が暫く行われずに、再始動
に時間が掛かるのである。またサージタンク３がミキサ
ー５よりも上部に配置されていれば、上記のような問題
は発生しないのであるが、ＬＰＧガスを燃料として用い
る場合に、ＬＰＧガスが空気よりも重い為に、サージタ
ンク３がミキサー５より上方に配置されていると、サー
ジタンク３内のＬＰＧガスが空気と置換されて、再始動
時に燃料供給が暫く行われずに、再始動に時間が掛かる
のである。そこで、１３ＡガスとＬＰＧガスの両方の場
合に、どちらの場合にもサージタンク３内の燃料ガスが
抜けないように、Ｕ字管を構成したものである。このよ
うにＵ字管６を途中部分に介装することにより、図４の
左上に示す如く、ＬＰＧガスの場合には、サージタンク
のパイプから下の半分と、Ｕ字管６の下方の部分にＬＰ
Ｇガスが滞留するので、ミキサー５の部分には空気が滞
留するが、直ぐ近くのＵ字管６の部分にＬＰＧガスが残
っているので、再始動と共に直ぐに、ＬＰＧガスの供給
が行われる。また、１３Ａガスの場合には、サージタン
ク３の内部とＵ字管６の、サージタンク側の縦管に１３
Ａガスが残ることとなり、この場合にもミキサー５の部
分には空気が滞留しているが、再始動と共に、直ぐに１
３Ａガスが供給されることとなるのである。

【００２０】図５・図６・図７・図８においては、ガス
エンジンの動弁系統が図示されている。潤滑油ポンプケ
ースＡを介して、カム軸３５が突出支持されている。該
カム軸３５にカム２３が固定されている。またカム軸３
５にカウンターギア２７が固定されており、該カウンタ
ーギア２７とポンプギア２４が噛合し、図５に示す如
く、潤滑油ポンプケースＡの裏側に配置された潤滑油ポ
ンプ１５を駆動している。該潤滑油ポンプ１５は油取入
孔２０から潤滑油を取り入れて、油圧タペットフィルタ
ー１６の方向に吐出している。該油圧タペットフィルタ
ー１６において濾過した後に、油圧タペット給油孔１７
から、スィングアーム２５・２６の枢支軸３６に供給さ
れている。

【００２１】該枢支軸３６からスィングアーム２５・２
６の内部に穿設された油路を通過して、スィングアーム
２５・２６とタペット２１・２２の間に構成された油圧
ラッシュアジャスタ機構まで供給されている。該油圧ラ
ッシュアジャスタ機構は、シリンダ３９とピストン３７
とチェックバルブ３８により構成されている。またピス
トン３７の内部にバネ受けピストン４０が嵌装されてお
り、該バネ受けピストン４０とチェックバルブ３８の間
に付勢バネ４１が介装されている。

【００２２】潤滑油ポンプ１５からの圧油が枢支軸３６
からスィングアーム２５・２６内の油路を介して、シリ
ンダ３９とピストン３７の間に供給されて、弁隙間調整
機構を構成している。該チェックバルブ３８は付勢バネ
４１により付勢されているので、タペット２１・２２と
スィングアーム２５・２６の間に一定以上の押圧力が発
生した場合には、該チェックバルブ３８が開いて、圧油
をタペット２１・２２との間の潤滑間隙へ逃がすのであ
る。以上のように油圧ラッシュアジャスタ機構を構成し
ているので、動弁機構において、間隙が発生した場合に
は、この油圧ラッシュアジャスタ機構により間隙を吸収
して、ガタと騒音の少ない動弁機構とすることが出来る
のである。

【００２３】図７においては、スィングアーム２５・２
６とタペット２１・２２との間に、螺子式のラッシュア
ジャスタ機構を設けている。タペット受け４２を雌螺子
体に構成し、調整螺子４３を螺装することにより、タペ
ット受け４２と調整螺子４３の間で、動弁機構間のガタ
を吸収すべく構成している。

【００２４】次に図８において、ローカーアーム２８を
ピボット２９により枢支した鉄板製とした構成を示して
いる。そしてピボット２９とローカーアーム２８は別体
であり、ローカーアーム２８はピボット２９の周囲を摺
動しながら回動するのである。組立時においては、ロー
カーアーム２８とピボット２９を一体的に取り外し可能
な構成としている。ピボット２９とローカーアーム２８
の組立時において、タペット２２の組立前にローカーア
ーム２８が外れることの無いように、シリンダヘッド３
１からストッパー突起３０を突出している。このように
構成することにより、エンジン回転中に、ローカーアー
ム２８がフリーとなった場合に、ピボット２９からロー
カーアーム２８がずれて、凹部から外れて不正な動きを
することの無いように構成している。

【００２５】ローカーアーム２８を鉄板製とし、ピボッ
ト２９の外周に摺動すべく接触して回動させる構成の場
合には、ローカーアーム２８のピボット２９に嵌入する
部分の凹部が必要であり、この要部が深ければ外れる可
能性は低いのであるが、鉄板のプレス加工において深絞
りが必要であり、困難となる。本発明の如くシリンダヘ
ッド３１からストッパー突起３０を突出することによ
り、ローカーアーム２８とピボット２９の間の外れが少
なくなり、深絞りの必要が無くなるのである。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。請求項１の如く構成した
ので、ガスエンジンにおいては、排気ガス中に水分を多
く含んでおり、エンジンの停止後に、排気ガスライン中
の水分が凝縮して、その凝縮水の中に排ガス成分である
ＮＯｘやＳＯｘが混入し、硝酸や硫酸に化学変化し、腐
食の原因となっていた。本発明は、エンジンが停止した
後に、スターターモータを駆動して、エンジンを回転
し、ピストンの部分をポンプとして使用して、排ガス経
路中のガスを追い出すことにより、排ガス経路に排ガス
が存在しなくなり、水分と化学反応して、硝酸や硫酸な
どが発生して、パイプを腐食させるという危険性が無く
なったのである。

【００２７】請求項２の如く構成したので、一般に排ガ
スエンジンの燃料としては、１３Ａガスと呼ばれる都市
ガスと、ＬＰＧガスが用いられる。１３Ａガスは空気よ
りも軽い為に、サージタンク３よりも上方にミキサー５
があると、エンジン停止時にサージタンク３内の１３Ａ
ガスが空気と置換されて上昇する。故に再始動時に燃料
供給が暫く行われずに、再始動に時間が掛かるのであ
る。またサージタンク３がミキサー５よりも上部に配置
されていれば、上記のような問題は発生しないのである
が、ＬＰＧガスを燃料として用いる場合に、ＬＰＧガス
が空気よりも重い為に、サージタンク３がミキサー５よ
り上方に配置されていると、サージタンク３内のＬＰＧ
ガスが空気と置換されて、再始動時に燃料供給が暫く行
われずに、再始動に時間が掛かるのである。本発明はサ
ージタンク３とミキサー５の間にＵ字管６を配置したこ
とにより、１３ＡガスとＬＰＧガスの両方の場合に、ど
ちらの場合にもサージタンク３内の燃料ガスが抜けない
ように構成することが出来たのである。

【００２８】請求項３の如く構成したので、多気筒エン
ジンを使用している場合には、ガス燃料経路内の圧力変
動が小さく、サージタンクは必要としない。ところが、
単気筒エンジンの場合には、圧力変動が大きく、そのま
まではシリンダ内燃焼が不安定となり、ハンチングを発
生する。このようなハンチングの防止の為に、電磁弁を
２個と燃料レギュレータとサージタンクを設ける方法が
あるが、この場合にはエンジン停止時に燃料パイプ系統
内のガスが抜けてしまうので、次に起動する場合に、経
路内の空気が押しだしてしまうまでは、燃料がエンジン
に入らない為に起動しにくいという不具合があったので
ある。本発明は、エンジン停止後においても、燃料ガス
が抜けてしまうことの無いように、電磁弁を燃料レギュ
レータの入口側と、ミキサー入口側に分割して配置する
ものである。また停止時には、電磁弁の間にガスが残る
ように順次閉鎖するものである。これにより、次に起動
する場合に、経路内の空気が押しだしてしまうまでは、
燃料がエンジンに入らない為に起動しにくいという不具
合を解消することが出来たのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１ガス電磁弁１と第２ガス電磁弁４との間
に、燃料レギュレータ２とサージタンク３とを配置した
ガスエンジンの燃料ガス供給系統を示す図面。

【図２】第１ガス電磁弁１と第２ガス電磁弁４の間に、
燃料レギュレータ２とサージタンク３を配置した実施例
の正面図。

【図３】請求項１の発明のガスパージシーケンスを示す
図面。

【図４】サージタンク３とミキサー５の間にＵ字管６を
配置した実施例の燃料ガス供給経路を示す図面。

【図５】ガスエンジンの動弁系において油圧タペットの
給油部を示す図面。

【図６】ガスエンジンの動弁系においてスィングアーム
に弁間調節機構を設けた構成を示す図面。

【図７】ガスエンジンの動弁系において、スィングアー
ムに弁間調節機構を備えた他の実施例を示す図面。

【図８】ガスエンジンの動弁系において、ロッカーアー
ムを鉄板製とした場合に、シリンダヘッド３１からスト
ッパ突起３０を突出した構成を示す図面。

【符号の説明】

１ 第１ガス電磁弁 ２ 燃料レギュレータ ３ サージタンク ４ 第２ガス電磁弁 ５ ミキサー ６ Ｕ字管 ８ 燃焼室 ９ ガス供給口 １１ エアクリーナ

フロントページの続き (72)発明者 守本 輝夫 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 藤井 正彦 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの停止後にガス電磁弁が閉のま
   ま、エンジンをポンプとして稼働し、排気ガスライン中
   の排気ガスを新気と交換すべく、停止確認後に一定時間
   だけスタータモータをＯＮとして、その間はスロットル
   を全開状態とすることを特徴とするガスエンジン。
2. 【請求項２】 燃料レギュレータ２とミキサー５の間に
   サージタンク３を具備したガスエンジンにおいて、ミキ
   サー５とサージタンク３の間の燃料配管を重力方向にＵ
   字状に曲げたＵ字管６とし、該Ｕ字管６の先端をミキサ
   ー５又はサージタンク３の短い方に対して、一定の距離
   を具備させたことを特徴とするガスエンジン。
3. 【請求項３】 ガス供給口９からミキサー５への入口ま
   での間に、ガス通路開閉用のガス電磁弁を２個と、燃料
   レギュレータ２と、サージタンク３を配置したガスエン
   ジンにおいて、第１ガス電磁弁１→燃料レギュレータ２
   →サージタンク３→第２ガス電磁弁４と直列に配置し、
   ガスエンジンの停止時において、第２ガス電磁弁４を閉
   鎖した後に、一定時間を置いて第１ガス電磁弁１を閉鎖
   すべく構成したことを特徴とするガスエンジン。