JPH08193520A - ガス燃料エンジン - Google Patents
ガス燃料エンジンInfo
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- JPH08193520A JPH08193520A JP7003985A JP398595A JPH08193520A JP H08193520 A JPH08193520 A JP H08193520A JP 7003985 A JP7003985 A JP 7003985A JP 398595 A JP398595 A JP 398595A JP H08193520 A JPH08193520 A JP H08193520A
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- gas
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- pressure
- engine
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧縮天然ガスの圧力エネルギを有効に回収
し、且つ過給に利用してエンジン出力や燃費を向上す
る。 【構成】 空気と天然ガスとの爆発燃焼エネルギを動力
変換して運転するエンジン本体１と、エンジン本体１の
吸気側で空気と略大気圧の天然ガスを混合して供給する
吸気装置２０と、ガス容器３１に高圧の圧縮天然ガスを
充填して貯蔵する容器ユニット３０と、エンジン運転時
に圧縮天然ガスを略大気圧の天然ガスに減圧してその天
然ガスの燃料を吸気装置２０に供給する燃料供給装置４
０とを備えるものであって、燃料供給装置４０に高圧の
圧縮天然ガスを減圧する過程でその圧力エネルギを動力
として回収する膨張タービン４５を設け、吸気装置２０
に空気を過給する過給機２６を設け、この過給機２６を
膨張タービン４５にタービン動力で回転するように連結
する。
し、且つ過給に利用してエンジン出力や燃費を向上す
る。 【構成】 空気と天然ガスとの爆発燃焼エネルギを動力
変換して運転するエンジン本体１と、エンジン本体１の
吸気側で空気と略大気圧の天然ガスを混合して供給する
吸気装置２０と、ガス容器３１に高圧の圧縮天然ガスを
充填して貯蔵する容器ユニット３０と、エンジン運転時
に圧縮天然ガスを略大気圧の天然ガスに減圧してその天
然ガスの燃料を吸気装置２０に供給する燃料供給装置４
０とを備えるものであって、燃料供給装置４０に高圧の
圧縮天然ガスを減圧する過程でその圧力エネルギを動力
として回収する膨張タービン４５を設け、吸気装置２０
に空気を過給する過給機２６を設け、この過給機２６を
膨張タービン４５にタービン動力で回転するように連結
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮天然ガスを燃料と
するガス燃料エンジンに関し、詳しくは、高圧の圧縮天
然ガスの圧力エネルギを回収して空気の過給に利用する
システムに関する。
するガス燃料エンジンに関し、詳しくは、高圧の圧縮天
然ガスの圧力エネルギを回収して空気の過給に利用する
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、石油代替、大気汚染の少ないクリ
ーンなエネルギ源として天然ガスが見直され、この天然
ガスを自動車用燃料に活用した天然ガス自動車の実用
化、普及が行われている。天然ガスは、メタンを主成分
としたガスであり、自動車用燃料としての特徴の長所
は、二酸化炭素等の有害物の排出量が非常に少なく、オ
クタン価が高くて圧縮比を上げることができる。また耐
ノッキング性に優れて多気筒エンジンにも適合し、希薄
燃焼が可能であり、気体燃料により低温での始動性が良
好である。短所は、燃料が気体のため貯蔵容積効率が悪
く、燃料を気体状態で吸入するため、吸入空気量が減少
してエンジン出力が幾分低下する。
ーンなエネルギ源として天然ガスが見直され、この天然
ガスを自動車用燃料に活用した天然ガス自動車の実用
化、普及が行われている。天然ガスは、メタンを主成分
としたガスであり、自動車用燃料としての特徴の長所
は、二酸化炭素等の有害物の排出量が非常に少なく、オ
クタン価が高くて圧縮比を上げることができる。また耐
ノッキング性に優れて多気筒エンジンにも適合し、希薄
燃焼が可能であり、気体燃料により低温での始動性が良
好である。短所は、燃料が気体のため貯蔵容積効率が悪
く、燃料を気体状態で吸入するため、吸入空気量が減少
してエンジン出力が幾分低下する。
【０００３】ここで天然ガスは、ＬＰＧ（液化石油ガ
ス）のように常温下で液体貯蔵することが困難である。
このため燃料の貯蔵方式として、圧縮天然ガス（ＣＮ
Ｇ）の気体でガス容器に高い容積効率で貯蔵して用いる
のが一般的であり、この点でＣＮＧ自動車と称されてい
る。このＣＮＧ自動車のガス燃料エンジンは、例えば特
開昭６２−２１８６４７号公報により知られており、そ
の概略を示すと、図２のようになっている。
ス）のように常温下で液体貯蔵することが困難である。
このため燃料の貯蔵方式として、圧縮天然ガス（ＣＮ
Ｇ）の気体でガス容器に高い容積効率で貯蔵して用いる
のが一般的であり、この点でＣＮＧ自動車と称されてい
る。このＣＮＧ自動車のガス燃料エンジンは、例えば特
開昭６２−２１８６４７号公報により知られており、そ
の概略を示すと、図２のようになっている。
【０００４】即ち、天然ガスをガス容器３１に２００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 の高圧の圧縮天然ガスとして貯蔵する。こ
こで空気と同じ気体の天然ガスを大気圧より高圧で供給
すると、エンジン吸気系で空気の吸入が不能になる。こ
のためエンジン本体１の燃料供給系において、圧縮天然
ガスを高圧減圧弁４９により例えば４ｋｇｆ／ｃｍ2の
低圧ガスに減圧し、この低圧ガスを更に低圧減圧弁４６
により大気圧付近の天然ガスに減圧する。そして吸気系
のミキサ２２のベンチュリー２１に大気圧付近に減圧し
た天然ガスを燃料として供給して空気と混合し、この混
合気をエンジン本体１に導入し、爆発燃焼エネルギを動
力変換してエンジン運転するように構成されている。
ｇｆ／ｃｍ2 の高圧の圧縮天然ガスとして貯蔵する。こ
こで空気と同じ気体の天然ガスを大気圧より高圧で供給
すると、エンジン吸気系で空気の吸入が不能になる。こ
のためエンジン本体１の燃料供給系において、圧縮天然
ガスを高圧減圧弁４９により例えば４ｋｇｆ／ｃｍ2の
低圧ガスに減圧し、この低圧ガスを更に低圧減圧弁４６
により大気圧付近の天然ガスに減圧する。そして吸気系
のミキサ２２のベンチュリー２１に大気圧付近に減圧し
た天然ガスを燃料として供給して空気と混合し、この混
合気をエンジン本体１に導入し、爆発燃焼エネルギを動
力変換してエンジン運転するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術のものにあっては、ガス容器３１に２００ｋｇｆ
／ｃｍ2 の高圧で貯蔵されている圧縮天然ガスの圧力
を、燃料供給系で高圧と低圧の減圧弁４６，４９で単に
大気圧に減圧するだけの構成であるから、その圧力エネ
ルギは熱エネルギとして無駄に捨てられている。このた
め圧縮天然ガスの大きい圧力エネルギが有効利用され
ず、ガス使用効率が悪い等の不具合がある。
来技術のものにあっては、ガス容器３１に２００ｋｇｆ
／ｃｍ2 の高圧で貯蔵されている圧縮天然ガスの圧力
を、燃料供給系で高圧と低圧の減圧弁４６，４９で単に
大気圧に減圧するだけの構成であるから、その圧力エネ
ルギは熱エネルギとして無駄に捨てられている。このた
め圧縮天然ガスの大きい圧力エネルギが有効利用され
ず、ガス使用効率が悪い等の不具合がある。
【０００６】本発明は、このような点に鑑み、圧縮天然
ガスの圧力エネルギを有効に回収し、且つ過給に利用し
てエンジン出力や燃費を向上することを目的とする。
ガスの圧力エネルギを有効に回収し、且つ過給に利用し
てエンジン出力や燃費を向上することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する手段
として、本発明の請求項１に係るガス燃料エンジンは、
空気と天然ガスとの混合気の爆発燃焼エネルギを動力変
換して運転するエンジン本体と、このエンジン本体の吸
気側に空気と大気圧付近に減圧した天然ガスとを混合し
て供給する吸気装置と、ガス容器に高圧の圧縮天然ガス
を充填して貯蔵する容器ユニットと、この容器ユニット
に貯蔵された高圧の圧縮天然ガスをエンジン運転時に大
気圧付近に減圧してその天然ガスを燃料として上記吸気
装置に供給する燃料供給装置とを備えるガス燃料エンジ
ンにおいて、上記燃料供給装置に高圧の圧縮天然ガスを
減圧する過程でその圧力エネルギを動力として回収する
膨張タービンを設け、上記吸気装置に空気を過給する過
給機を設け、上記過給機を上記膨張タービンにそのター
ビン動力で回転するように連結したことを特徴とする。
として、本発明の請求項１に係るガス燃料エンジンは、
空気と天然ガスとの混合気の爆発燃焼エネルギを動力変
換して運転するエンジン本体と、このエンジン本体の吸
気側に空気と大気圧付近に減圧した天然ガスとを混合し
て供給する吸気装置と、ガス容器に高圧の圧縮天然ガス
を充填して貯蔵する容器ユニットと、この容器ユニット
に貯蔵された高圧の圧縮天然ガスをエンジン運転時に大
気圧付近に減圧してその天然ガスを燃料として上記吸気
装置に供給する燃料供給装置とを備えるガス燃料エンジ
ンにおいて、上記燃料供給装置に高圧の圧縮天然ガスを
減圧する過程でその圧力エネルギを動力として回収する
膨張タービンを設け、上記吸気装置に空気を過給する過
給機を設け、上記過給機を上記膨張タービンにそのター
ビン動力で回転するように連結したことを特徴とする。
【０００８】
【作用】従って、本発明の請求項１に係るガス燃料エン
ジンにあっては、容器ユニットのガス容器に天然ガス
が、圧縮天然ガスとして高い容積効率で貯蔵される。そ
してエンジン運転時にガス容器に貯蔵される高圧の圧縮
天然ガスの気体が、燃料供給装置の膨張タービンを減圧
により膨張しつつ通過する過程で膨張タービンが駆動さ
れ、これにより圧縮天然ガスが所有する大きい圧力エネ
ルギが膨張タービンの動力として効率良く回収される。
ジンにあっては、容器ユニットのガス容器に天然ガス
が、圧縮天然ガスとして高い容積効率で貯蔵される。そ
してエンジン運転時にガス容器に貯蔵される高圧の圧縮
天然ガスの気体が、燃料供給装置の膨張タービンを減圧
により膨張しつつ通過する過程で膨張タービンが駆動さ
れ、これにより圧縮天然ガスが所有する大きい圧力エネ
ルギが膨張タービンの動力として効率良く回収される。
【０００９】また膨張タービンのタービン動力によりエ
ンジン本体の吸気装置の過給機が回転して空気が過給さ
れ、こうして回収した動力が過給として有効に利用され
る。そこで吸気装置により過給した空気と略大気圧に減
圧した天然ガスの燃料を混合してエンジン本体に供給さ
れ、このため天然ガスの燃料が空気の充填効率の高い状
態で良好に燃焼して、エンジン本体や燃費が向上する。
ンジン本体の吸気装置の過給機が回転して空気が過給さ
れ、こうして回収した動力が過給として有効に利用され
る。そこで吸気装置により過給した空気と略大気圧に減
圧した天然ガスの燃料を混合してエンジン本体に供給さ
れ、このため天然ガスの燃料が空気の充填効率の高い状
態で良好に燃焼して、エンジン本体や燃費が向上する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付の図面を参照し
て説明する。図１において、ＣＮＧ車のガス燃料エンジ
ンの実施例について説明すると、ガソリンエンジンと同
様の点火式エンジン本体１を有し、このエンジン本体１
に吸気装置２０、容器ユニット３０を備えた燃料供給装
置４０、空燃比制御装置５０が設けられている。
て説明する。図１において、ＣＮＧ車のガス燃料エンジ
ンの実施例について説明すると、ガソリンエンジンと同
様の点火式エンジン本体１を有し、このエンジン本体１
に吸気装置２０、容器ユニット３０を備えた燃料供給装
置４０、空燃比制御装置５０が設けられている。
【００１１】エンジン本体１は、シリンダ２にピストン
３が往復運動するように挿入され、ピストン３の頂部側
の燃焼室４に吸気弁５を備えた吸気ポート６、排気弁７
を備えた排気ポート８、点火プラグ９が設けられる。排
気ポート８からの排気管１０には、排気中の有害成分を
除去する三元触媒１１が設けられる。
３が往復運動するように挿入され、ピストン３の頂部側
の燃焼室４に吸気弁５を備えた吸気ポート６、排気弁７
を備えた排気ポート８、点火プラグ９が設けられる。排
気ポート８からの排気管１０には、排気中の有害成分を
除去する三元触媒１１が設けられる。
【００１２】吸気装置２０は、ベンチュリー２１を備え
たミキサ２２を有し、このミキサ２２の上流が大気に開
口するエアクリーナ２３に連通する。またミキサ２２の
下流がスロットル弁２４、吸気管２５を介し吸気ポート
６に連通して、エンジン負荷に応じ空気と天然ガスの燃
料を混合してエンジン本体１に供給するように構成され
る。
たミキサ２２を有し、このミキサ２２の上流が大気に開
口するエアクリーナ２３に連通する。またミキサ２２の
下流がスロットル弁２４、吸気管２５を介し吸気ポート
６に連通して、エンジン負荷に応じ空気と天然ガスの燃
料を混合してエンジン本体１に供給するように構成され
る。
【００１３】容器ユニット３０は、車両後部の荷台等に
収容設置される容量の大きい複数個のガス容器３１と集
合配管３２を有する。また車両の外に開口する天然ガス
の充填口３６が燃料充填弁３５を備えた充填配管３４に
より集合配管３２に連通し、この集合配管３２から容器
元弁３３により複数個のガス容器３１にそれぞれ連通
し、この集合配管３２に高圧ガスを取出すＣＮＧ配管３
７が連通する。そして充填所で充填口３６をガス充填設
備に接続して燃料充填弁３５を開弁することで、天然ガ
スを複数個のガス容器３１に例えば２００ｋｇｆ／ｃｍ
2 に圧縮した圧縮天然ガスとして高い容積効率で充填し
て貯蔵し、その圧縮天然ガスをＣＮＧ配管３７で取出し
て使用するように構成される。
収容設置される容量の大きい複数個のガス容器３１と集
合配管３２を有する。また車両の外に開口する天然ガス
の充填口３６が燃料充填弁３５を備えた充填配管３４に
より集合配管３２に連通し、この集合配管３２から容器
元弁３３により複数個のガス容器３１にそれぞれ連通
し、この集合配管３２に高圧ガスを取出すＣＮＧ配管３
７が連通する。そして充填所で充填口３６をガス充填設
備に接続して燃料充填弁３５を開弁することで、天然ガ
スを複数個のガス容器３１に例えば２００ｋｇｆ／ｃｍ
2 に圧縮した圧縮天然ガスとして高い容積効率で充填し
て貯蔵し、その圧縮天然ガスをＣＮＧ配管３７で取出し
て使用するように構成される。
【００１４】また安全機構として、容器元弁３３に配管
破損等による大量のガス流出を防止する過流防止弁３３
ａが内蔵され、充填配管３４にガス容器３１からの高圧
ガスの放出を防止する逆止弁３８が設けられ、ＣＮＧ配
管３７に緊急時に高圧ガスを遮断する緊急遮断弁３９が
設けられている。
破損等による大量のガス流出を防止する過流防止弁３３
ａが内蔵され、充填配管３４にガス容器３１からの高圧
ガスの放出を防止する逆止弁３８が設けられ、ＣＮＧ配
管３７に緊急時に高圧ガスを遮断する緊急遮断弁３９が
設けられている。
【００１５】この容器ユニット３０からのＣＮＧ配管３
７は、車両前方に延びて運転席の圧力計４１に連通し、
燃料供給装置４０の燃料遮断弁４２に連通する。燃料遮
断弁４２は、コイル４２ａがイグニッションスイッチと
連動するスイッチ４３を介してバッテリ４４に接続さ
れ、エンジン停止時にコイル４２ａの非通電により閉弁
して圧縮天然ガスを遮断し、エンジン運転時はコイル４
２ａの通電により開弁して圧縮天然ガスを供給する。
７は、車両前方に延びて運転席の圧力計４１に連通し、
燃料供給装置４０の燃料遮断弁４２に連通する。燃料遮
断弁４２は、コイル４２ａがイグニッションスイッチと
連動するスイッチ４３を介してバッテリ４４に接続さ
れ、エンジン停止時にコイル４２ａの非通電により閉弁
して圧縮天然ガスを遮断し、エンジン運転時はコイル４
２ａの通電により開弁して圧縮天然ガスを供給する。
【００１６】燃料供給装置４０は、ガス容器３１に貯蔵
される２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧の圧縮天然ガスを大
気圧付近に減圧し、その天然ガスを燃料として供給する
ものであり、このため略２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の大きい
圧力エネルギを所有する。そこで圧縮天然ガスの圧力エ
ネルギを、動力として回収して種々の用途に利用するこ
とが可能である。ここで圧縮天然ガスは気体であるの
で、その圧力エネルギの回収手段として気体の膨脹で回
転駆動する膨張タービン４５を使用すると、圧力エネル
ギを効率良く回収できて望ましい。この場合に膨張ター
ビン４５で２００ｋｇｆ／ｃｍ2 から直接大気圧に膨張
すると、燃料供給が不安定になるおそれがあり、このた
め膨張タービン４５は２００ｋｇｆ／ｃｍ2 から例えば
従来の低圧減圧弁の使用諸元の４ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力
差の膨張で回転駆動するように設定される。
される２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧の圧縮天然ガスを大
気圧付近に減圧し、その天然ガスを燃料として供給する
ものであり、このため略２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の大きい
圧力エネルギを所有する。そこで圧縮天然ガスの圧力エ
ネルギを、動力として回収して種々の用途に利用するこ
とが可能である。ここで圧縮天然ガスは気体であるの
で、その圧力エネルギの回収手段として気体の膨脹で回
転駆動する膨張タービン４５を使用すると、圧力エネル
ギを効率良く回収できて望ましい。この場合に膨張ター
ビン４５で２００ｋｇｆ／ｃｍ2 から直接大気圧に膨張
すると、燃料供給が不安定になるおそれがあり、このた
め膨張タービン４５は２００ｋｇｆ／ｃｍ2 から例えば
従来の低圧減圧弁の使用諸元の４ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力
差の膨張で回転駆動するように設定される。
【００１７】そこでＣＮＧ配管３７の上流側に膨張ター
ビン４５が、圧縮天然ガスの圧力膨張で回転駆動すると
共に４ｋｇｆ／ｃｍ2 の低圧ガスに減圧するように設け
られる。またＣＮＧ配管３７の膨張タービン４５の下流
側は、４ｋｇｆ／ｃｍ2 の低圧ガスを更に大気圧付近の
天然ガスに減圧する低圧減圧弁４６に連通し、この低圧
減圧弁４６の下流側が、エンジン本体１の吸気装置２０
においてミキサ２２のベンチュリー２１に設けられるガ
ス流量制御弁４７に天然ガスの燃料を供給するように連
通される。
ビン４５が、圧縮天然ガスの圧力膨張で回転駆動すると
共に４ｋｇｆ／ｃｍ2 の低圧ガスに減圧するように設け
られる。またＣＮＧ配管３７の膨張タービン４５の下流
側は、４ｋｇｆ／ｃｍ2 の低圧ガスを更に大気圧付近の
天然ガスに減圧する低圧減圧弁４６に連通し、この低圧
減圧弁４６の下流側が、エンジン本体１の吸気装置２０
においてミキサ２２のベンチュリー２１に設けられるガ
ス流量制御弁４７に天然ガスの燃料を供給するように連
通される。
【００１８】空燃比制御装置５０は、排気管１０に設け
られて空燃比を検出するＯ２センサ５１、エンジン回転
数、スロットル開度等の信号が入力するコントローラ５
２を有する。コントローラ５２は、これら信号によりエ
ンジン運転状態、空燃比のリッチまたはリーンを判断し
て電気信号をガス流量制御弁４７に出力し、ガス流量を
適正に制御する。
られて空燃比を検出するＯ２センサ５１、エンジン回転
数、スロットル開度等の信号が入力するコントローラ５
２を有する。コントローラ５２は、これら信号によりエ
ンジン運転状態、空燃比のリッチまたはリーンを判断し
て電気信号をガス流量制御弁４７に出力し、ガス流量を
適正に制御する。
【００１９】一方、前述の燃料供給装置４０の膨張ター
ビン４５で回収した動力の利用方法として、エンジン本
体１の吸気系で過給することが有効である。このため吸
気装置２０は、ミキサ２２の上流側に過給機２６が設け
られ、この過給機２６が膨張タービン４５のタービン軸
４５ａに連結し、タービン動力により回転して空気を過
給することが可能に構成される。従って、この場合の過
給機２６は、燃料供給系で圧縮天然ガスを減圧して使用
する際のその圧力エネルギを利用したものとなる。この
ため排気エネルギ等を利用したものに比べて、熱的な問
題、吸気系の複雑な引き回し等を生じなくなる。
ビン４５で回収した動力の利用方法として、エンジン本
体１の吸気系で過給することが有効である。このため吸
気装置２０は、ミキサ２２の上流側に過給機２６が設け
られ、この過給機２６が膨張タービン４５のタービン軸
４５ａに連結し、タービン動力により回転して空気を過
給することが可能に構成される。従って、この場合の過
給機２６は、燃料供給系で圧縮天然ガスを減圧して使用
する際のその圧力エネルギを利用したものとなる。この
ため排気エネルギ等を利用したものに比べて、熱的な問
題、吸気系の複雑な引き回し等を生じなくなる。
【００２０】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、容器ユニット３０のガス容器３１の容器元弁
３３を開くと、ガス容器３１に貯蔵される高圧の圧縮天
然ガスが、集合配管３２によりＣＮＧ配管３７に取出さ
れる。この圧縮天然ガスは緊急遮断弁３９を通り運転席
の圧力計４１に導入してガス充填状態が表示され、更に
燃料供給装置４０の燃料遮断弁４２に導入する。
る。先ず、容器ユニット３０のガス容器３１の容器元弁
３３を開くと、ガス容器３１に貯蔵される高圧の圧縮天
然ガスが、集合配管３２によりＣＮＧ配管３７に取出さ
れる。この圧縮天然ガスは緊急遮断弁３９を通り運転席
の圧力計４１に導入してガス充填状態が表示され、更に
燃料供給装置４０の燃料遮断弁４２に導入する。
【００２１】そこでエンジン停止時は、スイッチ４３が
ＯＦＦすることで、燃料遮断弁４２のコイル４２ａが非
通電して閉弁し、これによりガス容器３１の圧縮天然ガ
スが漏出しないように自動的に遮断される。エンジン運
転すると、スイッチ４３がＯＮして燃料遮断弁４２のコ
イル４２ａに通電し、その電磁力で開弁するようにな
り、このためガス容器３１の２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧
縮天然ガスがＣＮＧ配管３７により燃料供給装置４０に
導入する。
ＯＦＦすることで、燃料遮断弁４２のコイル４２ａが非
通電して閉弁し、これによりガス容器３１の圧縮天然ガ
スが漏出しないように自動的に遮断される。エンジン運
転すると、スイッチ４３がＯＮして燃料遮断弁４２のコ
イル４２ａに通電し、その電磁力で開弁するようにな
り、このためガス容器３１の２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧
縮天然ガスがＣＮＧ配管３７により燃料供給装置４０に
導入する。
【００２２】燃料供給装置４０は、先ず２００ｋｇｆ／
ｃｍ2 の圧縮天然ガスの気体が膨張タービン４５に導入
して４ｋｇｆ／ｃｍ2 の低圧に膨張して通過し、この場
合の圧力差に応じた大きい圧力エネルギにより膨張ター
ビン４５が回転駆動する。こうして圧縮天然ガスが通常
に減圧する過程でそれ自体が所有する大きい圧力エネル
ギが、膨張タービン４５の動力として効率良く回収され
る。そしてこの膨張タービン４５のタービン動力により
吸気系の過給機２６が回転し、このため空気を圧縮して
多量に供給するように過給される。
ｃｍ2 の圧縮天然ガスの気体が膨張タービン４５に導入
して４ｋｇｆ／ｃｍ2 の低圧に膨張して通過し、この場
合の圧力差に応じた大きい圧力エネルギにより膨張ター
ビン４５が回転駆動する。こうして圧縮天然ガスが通常
に減圧する過程でそれ自体が所有する大きい圧力エネル
ギが、膨張タービン４５の動力として効率良く回収され
る。そしてこの膨張タービン４５のタービン動力により
吸気系の過給機２６が回転し、このため空気を圧縮して
多量に供給するように過給される。
【００２３】膨張タービン４５により減圧した低圧ガス
は、次に低圧減圧弁４６に導入して常に大気圧付近の天
然ガスに確実に減圧される。この天然ガスの燃料は、ガ
ス流量制御弁４７により流量制御してミキサ２２のベン
チュリー２１で吸出して過給された空気と良好に混合す
る。そして混合気はエンジン本体１の燃焼室４に供給さ
れ、点火プラグ９により着火燃焼し、この爆発燃焼エネ
ルギを動力変換してエンジン運転する。この場合に過給
により空気の充填率が高くなって燃焼効率が増大し、こ
れにより燃費やエンジン出力が向上する。
は、次に低圧減圧弁４６に導入して常に大気圧付近の天
然ガスに確実に減圧される。この天然ガスの燃料は、ガ
ス流量制御弁４７により流量制御してミキサ２２のベン
チュリー２１で吸出して過給された空気と良好に混合す
る。そして混合気はエンジン本体１の燃焼室４に供給さ
れ、点火プラグ９により着火燃焼し、この爆発燃焼エネ
ルギを動力変換してエンジン運転する。この場合に過給
により空気の充填率が高くなって燃焼効率が増大し、こ
れにより燃費やエンジン出力が向上する。
【００２４】このエンジン運転時において、スロットル
弁２４の開度の小さい低負荷時には圧縮天然ガスの供給
量が少ないため、その圧縮天然ガスは膨張タービン４５
で緩やかに膨張し、これにより膨張タービン４５と共に
過給機２６が低速回転して過給効果が少ない。そしてス
ロットル弁２４の開度が増大して圧縮天然ガスの供給量
が増すと、圧縮天然ガスが膨張タービン４５で効果的に
膨張して膨張タービン４５の回転が上昇し、このため過
給機２６も高速回転して積極的に過給される。こうして
中、高負荷時に空気と天然ガスの燃料が増大するのに応
じて過給効果も適正に増して、エンジン出力が過給無し
の場合に比べて大幅に向上する。
弁２４の開度の小さい低負荷時には圧縮天然ガスの供給
量が少ないため、その圧縮天然ガスは膨張タービン４５
で緩やかに膨張し、これにより膨張タービン４５と共に
過給機２６が低速回転して過給効果が少ない。そしてス
ロットル弁２４の開度が増大して圧縮天然ガスの供給量
が増すと、圧縮天然ガスが膨張タービン４５で効果的に
膨張して膨張タービン４５の回転が上昇し、このため過
給機２６も高速回転して積極的に過給される。こうして
中、高負荷時に空気と天然ガスの燃料が増大するのに応
じて過給効果も適正に増して、エンジン出力が過給無し
の場合に比べて大幅に向上する。
【００２５】このとき圧縮天然ガスを通常に減圧する過
程でその大きい圧力エネルギを回収して過給するだけで
あるから、燃費の悪化等を生じない。また膨張タービン
４５や過給機２６は、圧縮天然ガスの圧力エネルギの利
用により加熱しないため、熱的な問題を生じない。
程でその大きい圧力エネルギを回収して過給するだけで
あるから、燃費の悪化等を生じない。また膨張タービン
４５や過給機２６は、圧縮天然ガスの圧力エネルギの利
用により加熱しないため、熱的な問題を生じない。
【００２６】また上記エンジン運転により車両走行し、
この場合に容器ユニット３０のガス容器３１には天然ガ
スが圧縮天然ガスとして多量に貯蔵されることで、長時
間連続的にエンジン運転して長い距離を走行することが
可能となる。また天然ガスの燃料の特性により本来有害
成分の排出が少ないが、排ガス中の有害成分が三元触媒
１１により浄化されて一層クリーンになる。
この場合に容器ユニット３０のガス容器３１には天然ガ
スが圧縮天然ガスとして多量に貯蔵されることで、長時
間連続的にエンジン運転して長い距離を走行することが
可能となる。また天然ガスの燃料の特性により本来有害
成分の排出が少ないが、排ガス中の有害成分が三元触媒
１１により浄化されて一層クリーンになる。
【００２７】以上、本発明の実施例について説明した
が、膨張タービンによる減圧、膨張の状態は実施例に限
定されない。また圧縮天然ガスの圧力を変更することも
できる。吸気系に付設される過給機に対しては、そのバ
イパス路、過給圧制御装置を設けることもできる。
が、膨張タービンによる減圧、膨張の状態は実施例に限
定されない。また圧縮天然ガスの圧力を変更することも
できる。吸気系に付設される過給機に対しては、そのバ
イパス路、過給圧制御装置を設けることもできる。
【００２８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の請求項
１に係るガス燃料エンジンでは、燃料供給装置に高圧の
圧縮天然ガスを減圧する過程でその圧力エネルギを動力
として回収する膨張タービンを設ける構成であるから、
圧縮天然ガスが所有している大きい圧力エネルギを有効
利用できる。また膨張タービンにより気体の圧力エネル
ギを動力として効率良く回収することができる。燃料供
給装置のガス配管中に膨張タービンを介設するだけであ
るから、構造も簡単である。
１に係るガス燃料エンジンでは、燃料供給装置に高圧の
圧縮天然ガスを減圧する過程でその圧力エネルギを動力
として回収する膨張タービンを設ける構成であるから、
圧縮天然ガスが所有している大きい圧力エネルギを有効
利用できる。また膨張タービンにより気体の圧力エネル
ギを動力として効率良く回収することができる。燃料供
給装置のガス配管中に膨張タービンを介設するだけであ
るから、構造も簡単である。
【００２９】吸気装置に空気を過給する過給機を設け、
この過給機を膨張タービンにタービン動力で回転するよ
うに連結する構成であるから、過給によりガス燃焼エン
ジンのエンジン出力や燃費を向上することができる。高
負荷側で過給効果が増して、エンジン出力を効果的に向
上できる。圧縮天然ガスの圧力エネルギを利用した過給
機であるから、熱的な問題等生じない。
この過給機を膨張タービンにタービン動力で回転するよ
うに連結する構成であるから、過給によりガス燃焼エン
ジンのエンジン出力や燃費を向上することができる。高
負荷側で過給効果が増して、エンジン出力を効果的に向
上できる。圧縮天然ガスの圧力エネルギを利用した過給
機であるから、熱的な問題等生じない。
【図１】本発明に係るガス燃料エンジンの実施例の全体
の構成を示す系統図である。
の構成を示す系統図である。
【図２】従来例の要部を示す系統図である。
１ エンジン本体 ２０ 吸気装置 ２６ 過給機 ３０ 容器ユニット ３１ ガス容器 ４０ 燃料供給装置 ４５ 膨張タービン
Claims (1)
- 【請求項１】 空気と天然ガスとの混合気の爆発燃焼エ
ネルギを動力変換して運転するエンジン本体と、このエ
ンジン本体の吸気側に空気と大気圧付近に減圧した天然
ガスとを混合して供給する吸気装置と、ガス容器に高圧
の圧縮天然ガスを充填して貯蔵する容器ユニットと、こ
の容器ユニットに貯蔵された高圧の圧縮天然ガスをエン
ジン運転時に大気圧付近に減圧してその天然ガスを燃料
として上記吸気装置に供給する燃料供給装置とを備える
ガス燃料エンジンにおいて、 上記燃料供給装置に高圧の圧縮天然ガスを減圧する過程
でその圧力エネルギを動力として回収する膨張タービン
を設け、 上記吸気装置に空気を過給する過給機を設け、 上記過給機を上記膨張タービンにそのタービン動力で回
転するように連結したことを特徴とするガス燃料エンジ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003985A JPH08193520A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | ガス燃料エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003985A JPH08193520A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | ガス燃料エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193520A true JPH08193520A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11572330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7003985A Pending JPH08193520A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | ガス燃料エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08193520A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102606288A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-07-25 | 大连海事大学 | 一种压缩天然气发动机余压能量回收装置 |
| CN103437870A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-11 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种压缩天然气发动机余热综合利用系统及方法 |
| JP5938755B1 (ja) * | 2015-09-25 | 2016-06-22 | 正裕 井尻 | 内燃機関の過給装置 |
| JP6007459B1 (ja) * | 2016-02-29 | 2016-10-12 | 正裕 井尻 | 内燃機関の過給装置 |
| CN106224088A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-14 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法和动力系统 |
| CN106337730A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-01-18 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种氢燃料发动机系统 |
| CN106351735A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-25 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种高效低排放氢混合燃料动力系统 |
| CN106438039A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-02-22 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种氢燃料发动机保护系统 |
| WO2017195260A1 (ja) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 正裕 井尻 | 内燃機関の過給装置 |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP7003985A patent/JPH08193520A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102606288A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-07-25 | 大连海事大学 | 一种压缩天然气发动机余压能量回收装置 |
| CN103437870A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-11 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种压缩天然气发动机余热综合利用系统及方法 |
| JP5938755B1 (ja) * | 2015-09-25 | 2016-06-22 | 正裕 井尻 | 内燃機関の過給装置 |
| JP6007459B1 (ja) * | 2016-02-29 | 2016-10-12 | 正裕 井尻 | 内燃機関の過給装置 |
| WO2017195260A1 (ja) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 正裕 井尻 | 内燃機関の過給装置 |
| CN106224088A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-14 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法和动力系统 |
| CN106224088B (zh) * | 2016-08-23 | 2019-03-08 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法和动力系统 |
| CN106351735A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-25 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种高效低排放氢混合燃料动力系统 |
| CN106351735B (zh) * | 2016-08-26 | 2018-11-13 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种高效低排放氢混合燃料动力系统 |
| CN106337730A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-01-18 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种氢燃料发动机系统 |
| CN106337730B (zh) * | 2016-09-07 | 2018-09-28 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种氢燃料发动机系统 |
| CN106438039A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-02-22 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种氢燃料发动机保护系统 |
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