JPH08284704A - Compression natural gas fuel feeder for diesel engine - Google Patents
Compression natural gas fuel feeder for diesel engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、既存ディーゼルエン
ジンに対し後付け可能とした圧縮天然ガス供給システム
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressed natural gas supply system which can be retrofitted to an existing diesel engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】圧縮天然ガスが燃料として安く、埋蔵量
も豊富で、クリーンな燃料であって理想的な燃料である
ことは、一般によく知られている。従って、従来からデ
ィーゼルエンジンでも燃料として天然ガスが使用できる
ような改良を加えるための努力がなされてきた。これら
のシステムにあっては、しばしば着火用部品、ガス注入
用部品、あるいは他の多数の改良部を設ける目的で、エ
ンジンの中に穴をあけることが要求される。2. Description of the Related Art It is generally well known that compressed natural gas is a cheap fuel, rich in reserves, clean fuel and ideal fuel. Therefore, efforts have hitherto been made to improve diesel engines so that natural gas can be used as fuel. These systems often require drilling into the engine for the purpose of providing ignition components, gas injection components, or numerous other improvements.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンは
高価であり、またそのようなエンジンに対する改造はエ
ンジンの保証を損なうものであるから、天然ガスが燃焼
できる様な改装はそれほどなされていない。更に、圧縮
天然ガスの燃焼用に特化して改良されたディーゼルエン
ジンは、「専用エンジン」として知られているが、多く
の場合に値段が非常に高い。従って、従来のディーゼル
エンジンを、圧縮天然ガスとディーゼル油（軽油）とを
組み合わせて同時に燃焼できるものに変換でき、しかも
コスト的にもひきあうようなキットまたはシステムの需
要が以前からあった。Diesel engines are expensive and modifications to such engines impair the warranty of the engine, so they have not been extensively modified to burn natural gas. Furthermore, diesel engines specially modified for the combustion of compressed natural gas, known as "special purpose engines", are often very expensive. Therefore, there has been a long-standing need for a kit or system that can convert a conventional diesel engine into one that can simultaneously burn by combining compressed natural gas and diesel oil (light oil), and that is cost effective.
【０００４】本発明の目的は、ディーゼル油と天然ガス
とを併用するディーゼルエンジンにおいて、排ガスの清
浄化を図るにある。本発明の目的は、既存仕様のディー
ゼルエンジンこれ自体に改造を加えることなく、必要最
小限のパーツを後付けすることで足り、実施の容易化、
コストの削減を図るにある。本発明の目的は、必要に応
じてディーゼル油のみで運転可能に切り換え得るように
することにある。An object of the present invention is to purify exhaust gas in a diesel engine that uses both diesel oil and natural gas. The object of the present invention is to retrofit the minimum necessary parts without modifying the existing specification diesel engine itself, and to simplify the implementation,
In order to reduce costs. An object of the present invention is to make it possible to switch so that only diesel oil can be operated if necessary.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、図示例のよう
に、シリンダを含み、該シリンダに空気を供給するため
の空気吸入手段Ｂと、該シリンダに対しディーゼル油を
供給するディーゼル油供給システムＡ、およびシリンダ
から燃焼ガスを大気中へ排出させるための排気システム
手段Ｃを備えた既存のディーゼルエンジン１１を対象と
し、このディーゼルエンジン１１に圧縮天然ガス燃料供
給システムを装着するものである。この圧縮天然ガス燃
料供給システムは以下の構成を含むものとする。すなわ
ち、空気吸入手段Ｂに含まれる空気・天然ガス燃料混合
装置Ｄと、圧縮天然ガスの供給源１９と、該圧縮天然ガ
スの供給源１９と連通する上流端と、空気・天然ガス燃
料混合装置Ｄと連通する下流端とを備えたガス燃料導入
路２２と、ガス燃料導入路２２の下流端にあって、ガス
燃料導入路２２中におけるガス圧を大気圧付近にまで下
げるように働く、ガス燃料導入路２２途上に設けた圧力
調整手段と、ディーゼル油供給システムＡ中にあり、デ
ィーゼル油のエンジン１１に対する流れを選択的に制限
するために働くディーゼル油流量制御弁Ｋ、および上記
圧力調整手段と関連づけた上流側の圧力センサＥと、排
気ガスを上記空気吸入手段Ｂを通じて再循環させてエン
ジン１１内で再燃焼させる排気ガス再循環装置と、更に
排気システム手段Ｃ中に備えた触媒コンバータＬを通じ
て上記燃焼ガスを排出させる手段とを含むものである。
上記圧力調整手段は更に以下の構成を含むのとする。す
なわち、上記圧縮天然ガス供給源１９の圧力が或る設定
レベルを下回るとガス燃料導入路２２を閉じ、その圧力
がその設定レベルを上回るとガス燃料導入路２２を開く
ソレノイド駆動弁Ｈと、該ソレノイド駆動弁Ｈがガス燃
料導入路２２を閉じると制限されないディーゼル油がエ
ンジンに流れるのを可能にし、ソレノイド駆動弁Ｈが開
くと可変状態で制限されたディーゼル油の流れを許すよ
うに上記ディーゼル油流量制御弁Ｋを動作させるための
制御手段２３とを含むものである。The present invention, as shown in the drawings, includes a cylinder, an air suction means B for supplying air to the cylinder, and a diesel oil supply for supplying diesel oil to the cylinder. The present invention is intended for an existing diesel engine 11 equipped with a system A and an exhaust system means C for exhausting combustion gas from a cylinder to the atmosphere, and a compressed natural gas fuel supply system is mounted on the diesel engine 11. This compressed natural gas fuel supply system shall include the following components. That is, the air / natural gas fuel mixing device D included in the air suction means B, the compressed natural gas supply source 19, the upstream end communicating with the compressed natural gas supply source 19, and the air / natural gas fuel mixing device. A gas fuel introduction passage 22 having a downstream end communicating with D, and a gas at the downstream end of the gas fuel introduction passage 22 that acts to reduce the gas pressure in the gas fuel introduction passage 22 to near atmospheric pressure. A pressure adjusting means provided on the way of the fuel introduction path 22, a diesel oil flow control valve K in the diesel oil supply system A, which works to selectively restrict the flow of diesel oil to the engine 11, and the pressure adjusting means. An upstream pressure sensor E, an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas through the air intake means B to recombust in the engine 11, and an exhaust system. Through catalytic converter L equipped in unit C is intended to include a means for discharging the combustion gases.
The pressure adjusting means further includes the following configuration. That is, when the pressure of the compressed natural gas supply source 19 falls below a certain set level, the gas fuel introduction passage 22 is closed, and when the pressure exceeds the set level, the solenoid driven valve H which opens the gas fuel introduction passage 22, and When the solenoid driven valve H closes the gas fuel introduction passage 22, it allows unrestricted diesel oil to flow to the engine, and when the solenoid driven valve H is opened it variably allows the restricted diesel oil flow. The control means 23 for operating the flow control valve K is included.
【０００６】上記空気・天然ガス燃料混合装置Ｄの近傍
には、シリンダに対する天然ガスの量および流れを調節
するための流れ制御弁Ｊを備える。上記圧力調整手段
は、流れ制御弁Ｊを有する低圧レギュレータＩを含むも
のとする。In the vicinity of the air / natural gas fuel mixing device D, a flow control valve J for adjusting the amount and flow of natural gas to the cylinder is provided. The pressure adjusting means includes a low pressure regulator I having a flow control valve J.
【０００７】上記圧力調整手段には更に、手動操作と連
動して上記ソレノイド駆動弁Ｈを強制的に閉止可能とす
る手動制御スイッチ２９を備える。The pressure adjusting means is further provided with a manual control switch 29 for forcibly closing the solenoid drive valve H in conjunction with a manual operation.
【０００８】[0008]
【作用】空気・天然ガス燃料混合装置Ｄは、天然ガスが
ディーゼルエンジン１１に入る前に空気と混合させる。
圧力センサＥと、これに接続される制御装置２３、およ
びソレノイド駆動弁Ｈの協働作用により、天然ガスの圧
力が或る設定レベルを超える値を維持している限り、デ
ィーゼルエンジン１１に流入する空気と混合させ、前記
設定レベルを下回ると天然ガスのディーゼルエンジン１
１への流れを制限する。制御装置２３とディーゼル油流
量制御弁Ｋは、ディーゼルエンジン１１中で燃焼される
ディーゼル油の量を制限する調整を行い、天然ガスとカ
ロリー的にほぼ等価な量がディーゼルエンジン１１中に
導入されてそこで燃焼されるのを可能にする。The air / natural gas fuel mixing device D mixes natural gas with air before entering the diesel engine 11.
Due to the cooperative action of the pressure sensor E, the control device 23 connected thereto, and the solenoid drive valve H, as long as the pressure of the natural gas remains above a certain set level, it will flow into the diesel engine 11. Diesel engine of natural gas when mixed with air and below the set level 1
Limit the flow to 1. The control device 23 and the diesel oil flow rate control valve K are adjusted so as to limit the amount of diesel oil burned in the diesel engine 11, and the amount of calorie equivalent to that of natural gas is introduced into the diesel engine 11. Allows to be burned there.
【０００９】[0009]
【発明の効果】本発明の圧縮天然ガス燃料供給システム
によれば、天然ガスとディーゼル油とを任意の混合割合
で燃焼させるので、ディーゼル油１００％を燃焼させる
ものに比してＮＯ、ＣＯ、ＮＯｘ、黒煙を著しく減少で
きる。この排ガス放出特性は排気ガス再循環装置および
触媒コンバータＬを付設することにより更に向上させる
ことができる。また、この圧縮天然ガス燃料供給システ
ムを構成する空気・天然ガス燃料混合装置Ｄ、ソレノイ
ド駆動弁Ｈ、制御手段２３、および圧力センサＥなどは
既存仕様のディーゼルエンジンこれ自体に改造を加える
ことなく、単に後付けするだけで容易に実施でき、しか
も低コストで提供できる。手動制御スイッチ２９を制御
装置２３に備えてあるので、運転者が必要に応じてディ
ーゼル油のみで運転可能に切り換えることができる。According to the compressed natural gas fuel supply system of the present invention, since natural gas and diesel oil are burned at an arbitrary mixing ratio, NO, CO, and NOx and black smoke can be significantly reduced. This exhaust gas emission characteristic can be further improved by additionally providing an exhaust gas recirculation device and a catalytic converter L. Further, the air / natural gas fuel mixing device D, the solenoid drive valve H, the control means 23, the pressure sensor E, and the like, which compose the compressed natural gas fuel supply system, do not need to be modified to the existing diesel engine itself, It can be easily implemented by simply retrofitting it and can be provided at low cost. Since the control device 23 is provided with the manual control switch 29, the driver can switch to a drivable state using only diesel oil as needed.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明に係るディーゼルエンジン用の圧縮天
然ガス燃料供給システムの一実施例を図２および図３に
基づき説明する。図２において、符号１１で特定される
基本的なディーゼルエンジンが示されている。このエン
ジン１１には、従来と同様に、エンジンファン１２と、
ディーゼル油供給システムＡと、空気吸入手段Ｂ、およ
び排気システムＣを備える。ディーゼル油供給システム
Ａは、ディーゼルエンジン１１の燃料口１３に接続され
るディーゼル油燃料流入路１４を有し、ディーゼル油が
ディーゼル油供給源１５からトランスファーポンプ１６
に供給されるが、そのポンプ１６は燃料フィルタを備え
る。空気吸入手段Ｂは、従来と同様に、空気が空気フィ
ルタ５に対して供給され、そこからディーゼルエンジン
１１に送り込まれ、吸気マニホルド（図示省略）を介し
て各シリンダ（図示省略）に分配される。排気システム
Ｃについては、排気ガスは、従来と同様に、排気マニホ
ルドに接続された排気管１８を通じてディーゼルエンジ
ン１１から排出される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a compressed natural gas fuel supply system for a diesel engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, a basic diesel engine identified by reference numeral 11 is shown. The engine 11 has an engine fan 12 and
A diesel oil supply system A, an air intake means B, and an exhaust system C are provided. The diesel oil supply system A has a diesel oil fuel inflow passage 14 connected to the fuel port 13 of the diesel engine 11, and the diesel oil is supplied from the diesel oil supply source 15 to the transfer pump 16
The pump 16 is equipped with a fuel filter. In the air intake means B, air is supplied to the air filter 5, is fed into the diesel engine 11 from there, and is distributed to each cylinder (not shown) via an intake manifold (not shown) as in the conventional case. . Regarding the exhaust system C, the exhaust gas is discharged from the diesel engine 11 through the exhaust pipe 18 connected to the exhaust manifold, as in the conventional case.
【００１１】ここにおいて、注目すべきは、ディーゼル
油のみを燃焼するのに代え、ディーゼル油と天然ガスと
を任意の混合割合で燃焼させるのに適合させ得るよう
に、圧縮天然ガス燃料供給システムがディーゼルエンジ
ン１１の外部に装着される点である。すなわち、天然ガ
ス使用に特化させたディーゼルエンジンではなく、圧縮
天然ガス供給源１９からの天然ガスとディーゼル油供給
源１５からのディーゼル油の組合わせ、即ち混合で動作
され、更には必要に応じてディーゼル油のみでもディー
ゼルエンジン１１としての動作が可能となるように、既
存のディーゼルエンジンに以下のような各要素を備えた
システムを装備する。It should be noted here that the compressed natural gas fuel supply system is adapted so that it can be adapted to burn diesel oil and natural gas at an arbitrary mixing ratio instead of burning only diesel oil. The point is that it is mounted outside the diesel engine 11. That is, it is not a diesel engine specialized for using natural gas, but is operated by a combination of natural gas from the compressed natural gas supply source 19 and diesel oil from the diesel oil supply source 15, that is, mixing, and further, if necessary. In order to enable the diesel engine 11 to operate with only diesel oil, an existing diesel engine is equipped with a system including the following elements.
【００１２】このシステムに備える各要素について説明
する、まず、空気・天然ガス燃料混合装置Ｄを備える
が、この混合装置Ｄは、従来のディーゼルエンジン用の
空気フィルタ５に入る空気が、空気吸入用導管２０を介
して導かれるようにしてある。この混合装置Ｄとして
は、例えば、米国特許第４、８７２、４４０号に記載さ
れたものを採用する。これは、天然ガスがディーゼルエ
ンジン１１内に入る前に空気と混合され、燃焼目的に適
した空気／燃料割合にさせる混合装置である。天然ガス
と空気の混合体は、吸気マニホルドに備えた空気吸入用
導管２１を通じてディーゼルエンジン１１内に、在来の
吸気バルブ開口列を介して各個別のシリンダ内に導入さ
れる。ディーゼルエンジン１１がターボチャージャー式
か通常の吸引式かにかかわらず、ターボチャージャー吸
入口または在来のディーゼルエンジン１１における吸気
マニホルド口の上流側であって、空気フィルタ５の下流
側にこの混合装置Ｄが常に位置決めされる。The respective elements of this system will be described. First, an air / natural gas fuel mixing device D is provided. In this mixing device D, the air that enters the air filter 5 for a conventional diesel engine is for air intake. It is designed to be guided through a conduit 20. As the mixing device D, for example, one described in US Pat. No. 4,872,440 is adopted. This is a mixing device in which natural gas is mixed with air before it enters the diesel engine 11 to bring it to an air / fuel ratio suitable for combustion purposes. A mixture of natural gas and air is introduced into the diesel engine 11 through an air intake conduit 21 provided in the intake manifold, and into each individual cylinder through a conventional row of intake valve openings. Regardless of whether the diesel engine 11 is a turbocharger type or a normal suction type, the mixing device D is provided upstream of the turbocharger inlet or the intake manifold inlet of the conventional diesel engine 11 and downstream of the air filter 5. Is always positioned.
【００１３】そして、圧縮天然ガス供給源１９を備える
が、これは天然ガスが通常、単位平方インチ当たり３０
００〜３６００ポンド（約２０９Kg／cm2 〜２５１Kg／
cm2）の圧力で圧縮状態にガスボンベに保管されてお
り、そのガスボンベに対してはガス燃料導入路２２がこ
の上流側を接続されている。また圧力センサＥを備える
が、この圧力センサＥは制御ボックスＦ内の制御装置２
３と接続され、ガスボンベ内圧力を検出するとともに、
その圧力が適切なレベル、すなわち通常は単位平方イン
チ当たり約８５ポンド（約5.９Kg／cm2 ）を超える値を
維持している限り、ディーゼルエンジン１１に対する天
然ガスの流れを維持できるようになしてある。圧力セン
サＥからの情報は、制御装置２３に送られて設定値と比
較される。天然ガスの圧力が、その設定値である約5.９
Kg／cm2 を超えている限り、制御装置２３は空気・天然
ガス燃料混合装置Ｄに向けた天然ガスの流れを許し、天
然ガスがディーゼルエンジン１１に流入する空気と混合
されるようにしている。A compressed natural gas source 19 is then provided, which is typically 30 per square inch of natural gas.
00-3600 lbs (about 209 kg / cm 2 -251 kg /
It is stored in a gas cylinder in a compressed state at a pressure of cm 2 ) and a gas fuel introduction path 22 is connected to this gas cylinder at its upstream side. Further, a pressure sensor E is provided, and this pressure sensor E is a control device 2 in the control box F.
3 is connected to detect the pressure inside the gas cylinder,
As long as the pressure is maintained at a suitable level, typically greater than about 85 pounds per square inch (about 5.9 kg / cm 2 ), the natural gas flow to the diesel engine 11 must be maintained. There is. The information from the pressure sensor E is sent to the control device 23 and compared with the set value. The pressure of natural gas is about 5.9 which is the set value.
As long as it exceeds Kg / cm 2 , the control device 23 allows the flow of the natural gas toward the air / natural gas fuel mixing device D so that the natural gas is mixed with the air flowing into the diesel engine 11. .
【００１４】更に、ガスボンベからの圧力を上記した約
5.９Kg／cm2 に減圧させる働きをするための高圧レギュ
レータＧを備える。この高圧レギュレータＧで減圧され
た天然ガス流は、ソレノイド駆動弁Ｈを通過する。シス
テムの動作中、ソレノイド駆動弁Ｈはオープンすなわち
制御装置２３からの信号により「励磁」されており、天
然ガスはガス燃料導入路２２を通じ、低圧レギュレータ
Ｉ中に導入される。しかし、もし圧力センサＥにより検
出される圧力が5.９Kg／cm2 を下回った場合は、制御装
置２３がソレノイド駆動弁Ｈの励磁を解いてその弁Ｈを
閉止し、圧縮天然ガス供給源１９からの流れを断つ。言
い換えると、ディーゼルエンジン１１の動作前はソレノ
イド駆動弁Ｈは常閉であるが、動作中はソレノイド駆動
弁Ｈが開く。これにより、制御装置２３が天然ガスの流
れを維持、すなわちソレノイド駆動弁Ｈを開き位置に維
持する限り、天然ガスの流れを可能にする。しかしなが
ら、もし圧力が約5.９Kg／cm2 の値を下回ったことを圧
力センサＥが制御装置２３に示すと、ソレノイド駆動弁
Ｈは閉じて圧縮天然ガス供給源１９からのそれ以上の流
れを制限する。Further, the pressure from the gas cylinder is about the above.
It is equipped with a high-pressure regulator G for reducing the pressure to 5.9 kg / cm 2 . The natural gas flow decompressed by the high pressure regulator G passes through the solenoid drive valve H. During operation of the system, the solenoid driven valve H is open or "excited" by a signal from the controller 23, and natural gas is introduced into the low pressure regulator I through the gas fuel introduction passage 22. However, if the pressure detected by the pressure sensor E falls below 5.9 kg / cm 2 , the control device 23 deenergizes the solenoid drive valve H to close the valve H, and the compressed natural gas supply source 19 Cut off the flow from. In other words, the solenoid drive valve H is normally closed before the operation of the diesel engine 11, but the solenoid drive valve H is opened during the operation. This allows the flow of natural gas as long as the controller 23 maintains the flow of natural gas, i.e. maintains the solenoid driven valve H in the open position. However, if the pressure sensor E indicates to the controller 23 that the pressure has fallen below a value of about 5.9 kg / cm 2 , the solenoid actuated valve H is closed to prevent further flow from the compressed natural gas source 19. Restrict.
【００１５】上記制御ボックスＦに備えている制御装置
２３は、マイクロプロセッサその他の既存の制御手段を
使用して、プログラムあるいは所定の回路構成により上
記の制御動作を可能とするものである。すなわち、圧力
センサＥから出力される検出値と設定値とを比較し、両
者の大小関係に対応させて、ソレノイド駆動弁Ｈに対し
制御信号を出力する。The control device 23 provided in the control box F is capable of performing the above-mentioned control operation by a program or a predetermined circuit configuration by using an existing control means such as a microprocessor. That is, the detection value output from the pressure sensor E is compared with the set value, and a control signal is output to the solenoid drive valve H in accordance with the magnitude relationship between the two.
【００１６】圧縮天然ガスは、ソレノイド駆動弁Ｈを通
過したのち低圧レギュレータＩを流れる。この低圧レギ
ュレータＩは、流入する圧縮天然ガスの圧力を常圧また
はそれ以下に下げる。その低圧レギュレータＩの下流側
では、流れはもはや圧縮された天然ガスではなく、むし
ろ天然ガスそのものであることが好ましい。The compressed natural gas passes through the solenoid driven valve H and then flows through the low pressure regulator I. The low-pressure regulator I reduces the pressure of the inflowing compressed natural gas to normal pressure or lower. Downstream of the low pressure regulator I, the flow is preferably no longer compressed natural gas, but rather natural gas itself.
【００１７】更に、流れ制御弁Ｊを備える。これは、空
気・天然ガス燃料混合装置Ｄに流れる天然ガスの量を、
このシステムが適用された個々のディーゼルエンジンに
おいて必要とする値に調整可能とするものである。この
ように、ほぼ大気圧かややそれを下回る値にまでその圧
力を段階的に低下させた、圧縮天然ガス供給源１９から
の天然ガスと空気との混合体の流れが、ディーゼルエン
ジン１１の空気吸入手段Ｂに対して供給されることが判
る。天然ガスの流量は、流れ制御弁Ｊの手動操作によ
り、このシステムが装着された特定のディーゼルエンジ
ンにおける必要量に合うように調整される。更に低圧レ
ギュレータＩには、システムが装備された特定のディー
ゼルエンジン１１が必要とする流れに調節できるよう
に、高感度の調節装置を備える。Further, a flow control valve J is provided. This is the amount of natural gas flowing to the air / natural gas fuel mixing device D,
This system can be adjusted to the value required for each diesel engine to which it is applied. In this manner, the flow of the mixture of natural gas and air from the compressed natural gas supply source 19 whose pressure is gradually reduced to a value substantially lower than or equal to the atmospheric pressure is the air of the diesel engine 11. It can be seen that it is supplied to the inhalation means B. The flow rate of natural gas is adjusted by manual operation of flow control valve J to meet the needs of the particular diesel engine in which the system is installed. In addition, the low-pressure regulator I is equipped with a highly sensitive regulator so that it can regulate the flow required by the particular diesel engine 11 equipped with the system.
【００１８】ディーゼル油は、ディーゼル油供給源１５
からディーゼルエンジン１１に対して供給される。この
ディーゼル油は、この分野ではトランスファーポンプと
して知られるポンプ１６により、通常はフィルタ手段を
通じ、従来のインゼクタポンプ２４に供給され、そこか
らディーゼル油燃料流入路１４を介してディーゼルエン
ジン１１の燃料口１３に供給される。空気が混合された
天然ガスが吸気マニホルドを通じてディーゼルエンジン
１１に供給される間、ディーゼルエンジン１１はより少
ないディーゼル油を要求するが、供給された圧縮天然ガ
スが一度消費されてしまうと、ディーゼルエンジン１１
は燃焼目的としてディーゼル油にのみ依存するように要
求を出す。Diesel oil is a diesel oil supply source 15
Supplied to the diesel engine 11. This diesel oil is supplied to a conventional injector pump 24, usually through filter means, by a pump 16, known in the art as a transfer pump, from which it is fed via a diesel oil fuel inlet 14 to the fuel port of the diesel engine 11. 13 is supplied. While the natural gas mixed with air is supplied to the diesel engine 11 through the intake manifold, the diesel engine 11 requires less diesel oil, but once the supplied compressed natural gas has been consumed, the diesel engine 11
Demands that they rely solely on diesel oil for combustion purposes.
【００１９】この動作が起こったときはいつでも、上述
したように圧力センサＥは、ソレノイド駆動弁Ｈを閉止
するように制御装置２３に対して信号を送る。制御装置
２３はまた、次に述べるようにディーゼル油流量制御弁
Ｋを制御する。その流量制御弁Ｋはソレノイドからな
る。図２には、揺れ腕点火注入形式のディーゼルエンジ
ンにおける燃料システムにその流量制御弁Ｋを備えた例
が示されている。図３は、活性化圧力すなわち「能動的
移送式」のディーゼルエンジン燃料システムに備えたも
のを示す。流量制御弁Ｋには、それを通る２つの流路を
備えているが、１つはディーゼル油の流れが制限されな
いものであり、もう１つのディーゼル油の流れは、調整
可能な内部ニードル弁集合体の通路により制限され得る
ものである。このように、本発明に従ったディーゼルエ
ンジン１１の動作中、ディーゼル油供給源１５から供給
されるディーゼル油は、フィルタ手段を含むトランスフ
ァーポンプ１６によって、図２に示すように流量制御弁
Ｋを通じてディーゼルエンジン１１内に燃料を供給する
インゼクタポンプ２４に送られる。Whenever this action occurs, the pressure sensor E, as described above, signals the controller 23 to close the solenoid driven valve H. The controller 23 also controls the diesel oil flow rate control valve K as described below. The flow control valve K comprises a solenoid. FIG. 2 shows an example in which the flow control valve K is provided in a fuel system in a swing arm ignition injection type diesel engine. FIG. 3 illustrates provision for an activating pressure or "active transfer" diesel engine fuel system. The flow control valve K has two flow paths therethrough, one with unrestricted diesel oil flow and another diesel oil flow with adjustable internal needle valve assembly. It can be restricted by the passage of the body. As described above, during the operation of the diesel engine 11 according to the present invention, the diesel oil supplied from the diesel oil supply source 15 is transferred to the diesel engine through the flow control valve K as shown in FIG. It is sent to an injector pump 24 that supplies fuel into the engine 11.
【００２０】または、それとは異なり、図３に示すごと
くディーゼル油供給源１５から供給されるディーゼル油
は、フィルタ手段を含むトランスファーポンプ１６によ
り先ず流量制御弁Ｋに送られ、インゼクタポンプ２４に
流入してディーゼルエンジン１１に供給される。この図
３に示す能動的移送システムには通常、インゼクタポン
プ２４からディーゼル油供給源１５に向けてディーゼル
油帰還路２５を備え、通常の動作状態においては、使用
されなかったディーゼル油がディーゼル油供給源１５に
戻ることを可能にしている。しかしながら、この発明に
従ったディーゼルエンジン１１の動作には、ディーゼル
油帰還路２５中に一方向チェック弁２７を介装し、燃料
がディーゼル油供給源１５からインゼクタポンプ２４側
に流れるのを阻止する必要がある。この一方向チェック
弁２７は、ディーゼル油供給源１５からインゼクタポン
プ２４に対してディーゼル油が流れるのを阻止するが、
インゼクタポンプ２４からディーゼル油供給源１５側へ
のディーゼル油の正常な流れを可能とすることが重要で
ある。上述したごとく、流量制御弁Ｋは、ディーゼルエ
ンジン１１中で燃焼されるディーゼル油の量を制限する
調整を行い、従って天然ガスとカロリー的にほぼ等価な
量がディーゼルエンジン１１中に導入されてそこで燃焼
されるのを可能にしている。Alternatively, as shown in FIG. 3, the diesel oil supplied from the diesel oil supply source 15 is first sent to the flow rate control valve K by the transfer pump 16 including the filter means and then flows into the injector pump 24. And then supplied to the diesel engine 11. The active transfer system shown in FIG. 3 is usually provided with a diesel oil return path 25 from the injector pump 24 toward the diesel oil supply source 15, and in the normal operating state, the unused diesel oil is diesel oil. It makes it possible to return to the source 15. However, in the operation of the diesel engine 11 according to the present invention, the one-way check valve 27 is provided in the diesel oil return path 25 to prevent the fuel from flowing from the diesel oil supply source 15 to the injector pump 24 side. There is a need to. The one-way check valve 27 prevents diesel oil from flowing from the diesel oil supply source 15 to the injector pump 24.
It is important to allow a normal flow of diesel oil from the injector pump 24 to the diesel oil supply source 15 side. As mentioned above, the flow control valve K makes an adjustment that limits the amount of diesel oil burned in the diesel engine 11, so that a calorie-equivalent amount of natural gas is introduced into the diesel engine 11 there. Allowing it to be burned.
【００２１】次に制御ボックスＦに関しては、圧縮天然
ガス供給源１９から送られる圧縮天然ガスの圧力が設定
値である約5.９Kg／cm2 を上回っている限り、流量制御
弁Ｋは、制限された量のディーゼル油が燃料流入路１４
を通ってディーゼルエンジン１１中に流入できるように
している。しかしながら、もし圧縮天然ガスの圧力が5.
９Kg／cm2 を下回ったことが圧力センサＥにより検知さ
れると、制御装置２３は流量制御弁Ｋ内のソレノイド弁
を働かせてディーゼルエンジン１１に供給されるディー
ゼル油の制限を解くと同時に、ソレノイド駆動弁Ｈはデ
ィーゼルエンジン１１に対して天然ガスがそれ以上流れ
ないように制限することにより、ディーゼルエンジン１
１の動作がディーゼル油／天然ガスからディーゼル油単
独の動作へと効果的に切り換わる。Next, regarding the control box F, as long as the pressure of the compressed natural gas sent from the compressed natural gas supply source 19 exceeds the set value of about 5.9 kg / cm 2 , the flow control valve K is restricted. The amount of diesel oil supplied is the fuel inflow path 14
Through which the fuel can flow into the diesel engine 11. However, if the pressure of compressed natural gas is 5.
When the pressure sensor E detects that the pressure falls below 9 kg / cm 2 , the control device 23 activates the solenoid valve in the flow control valve K to release the limit of diesel oil supplied to the diesel engine 11, and at the same time the solenoid is operated. The drive valve H restricts the diesel engine 11 so that natural gas does not flow any more.
The first operation effectively switches from diesel / natural gas to diesel alone operation.
【００２２】更に、図２に示すように手動制御スイッチ
２９を制御装置２３に備え、運転者が１００％ディーゼ
ル油かディーゼル油と天然ガスの混合したものを使用す
るかの選択が手動で操作できるようにする。すなわち、
この手動制御スイッチ２９を運転者がオンすると、圧力
センサＥから送られる検知値がいかなる値かにかかわら
ず、制御装置２３は、ソレノイド駆動弁Ｈに対して強制
的に閉じる方向の制御信号を送ると同時に、ディーゼル
油流量制御弁Ｋに対してはディーゼル油供給の制限を無
くする方向の制御信号を送るのである。Further, as shown in FIG. 2, a manual control switch 29 is provided in the control unit 23 so that the driver can manually select whether to use 100% diesel oil or a mixture of diesel oil and natural gas. To do so. That is,
When the driver turns on the manual control switch 29, the control device 23 sends a control signal for forcibly closing the solenoid drive valve H regardless of the detected value sent from the pressure sensor E. At the same time, a control signal is sent to the diesel oil flow rate control valve K in the direction of eliminating the restriction of diesel oil supply.
【００２３】このシステムによる環境への貢献を最大限
にするため、本発明の排ガス放出特性をさらに向上させ
るのに役立つ或る種の要素がシステム中には含まれる。
その要素とは、図２に示すように、排気管１８中に直列
的に介装された触媒コンバータＬである。この触媒コン
バータＬは、ディーゼル・天然ガスによる排出物質に対
して触媒作用を及ぼすよう特別に設計している。以下
に、その触媒を例示する。 触媒の成分： ＳｉＯ2 ４9.７％〜５1.４％ Ａｌ2 Ｏ3 ３5.４％〜３6.９％ ＭｇＯ １3.５％〜１4.６％ ＴｉＯ 1.０％以下 Ｆｅ2 Ｏ3 1.０％以下 Ｎａ2 ＋Ｋ2 Ｏ 0.５％以下 ＣａＯ 0.８％以下 これらの酸化物系触媒に、プラチナおよびロジウムの貴
金属系触媒を配合したものである。In order to maximize the environmental contribution of this system, certain elements are included in the system that help to further improve the emission characteristics of the present invention.
The element is, as shown in FIG. 2, a catalytic converter L that is interposed in series in the exhaust pipe 18. The catalytic converter L is specially designed to catalyze emissions from diesel and natural gas. The catalyst is illustrated below. Catalyst components: SiO 2 49.7% to 51.4% Al 2 O 3 35.4% to 36.9% MgO 13.5% to 14.6% TiO 1.0% or less Fe 2 O 3 1. 0% or less Na 2 + K 2 O 0.5% or less CaO 0.8% or less These oxide-based catalysts are mixed with precious metal-based catalysts of platinum and rhodium.
【００２４】更に、排気ガス再循環装置を備える。これ
は一般にＥＧＲ（ｅｘｈａｕｓｔｇａｓ ｒｅｃｉｒｃ
ｕｌａｔｉｏｎ）弁として知られる排気ガス再循環弁Ｍ
を排気管１８に接続し、排気ガスが可変の割合で、取付
け導管３０を通じて空気吸入用導管２１中に再循環でき
るようにする。その再循環される排気ガスは、それから
空気吸入マニホルドを介して各シリンダに分配されたの
ち再燃焼されることより排出物質を減少させる。Further, an exhaust gas recirculation device is provided. This is generally referred to as EGR (exhaustgas recirc).
exhaust gas recirculation valve M known as
Is connected to the exhaust pipe 18 to allow the exhaust gas to be recirculated at a variable rate through the mounting conduit 30 into the air intake conduit 21. The recirculated exhaust gas is then distributed to each cylinder via an air intake manifold and then recombusted to reduce emissions.
【００２５】少なくとも、上述した各要素は、基本的な
ディーゼルエンジンであれば構造的な変更を加えること
無しに装着できるものであるから、希望に応じて使用し
ても使用しなくてもいいように単なる選択可能なものと
して構成している。実際、もし望むなら、ディーゼルエ
ンジン１１がそれによって干渉を受けないように取り除
くことができる。したがって、通常のディーゼルエンジ
ンにおける基本的な工場による保証は有効的に維持さ
れ、無効とはならない。At least each of the above-mentioned elements can be installed without any structural modification in a basic diesel engine, so it may or may not be used as desired. It is configured as simply selectable. In fact, if desired, the diesel engine 11 can be removed so that it is not interfered with by it. Therefore, the basic factory warranty on a regular diesel engine remains valid and does not void.
【００２６】図４は既存のディーゼルエンジンをディー
ゼル油１００％で運転した従来品と、それと同じディー
ゼルエンジンに上述した全ての要素を備えて天然ガス・
ディーゼル油の混合燃料で運転した本発明品との排出ガ
ス（ＮＯ、ＣＯ）の測定結果（６モード法による）を示
す。この図表から判るように本発明品ではＮＯ、ＣＯ共
に著しく減少し、特にＣＯの減少は著しい。この図表に
は明らかにされていないが、そのほかのＮＯｘや黒煙の
排出ガスも減少できるという好結果を得た。FIG. 4 shows a conventional product in which an existing diesel engine is operated with 100% diesel oil, and the same diesel engine equipped with all the above-mentioned elements as natural gas.
The measurement result (by 6 mode method) of the exhaust gas (NO, CO) with the product of the present invention operated with a mixed fuel of diesel oil is shown. As can be seen from this chart, in the product of the present invention, both NO and CO are remarkably reduced, and particularly CO is remarkably reduced. Although not shown in this chart, we obtained good results that other NOx and black smoke emissions can be reduced.
【図１】本発明の内容を概念的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing the contents of the present invention.
【図２】全体構成の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the overall configuration.
【図３】他の実施例を示すディーゼルエンジンのディー
ゼル油燃料システムの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a diesel oil fuel system of a diesel engine showing another embodiment.
【図４】従来品（ディーゼル油１００％）と本発明品
（天然ガス・ディーゼル油）との排出ガスの測定結果を
示す図表である。FIG. 4 is a table showing measurement results of exhaust gas of a conventional product (100% diesel oil) and the product of the present invention (natural gas / diesel oil).
Ａ ディーゼル油供給システム Ｂ 空気吸入手段 Ｃ 排気システム Ｄ 空気・天然ガス燃料混合装置 Ｅ 圧力センサ Ｇ 高圧レギュレータ Ｈ ソレノイド駆動弁 Ｉ 低圧レギュレータ Ｊ 流れ制御弁 Ｋ ディーゼル油流量制御弁 Ｌ 触媒コンバータ Ｍ 排気ガス再循環弁 １１ ディーゼルエンジン １９ 圧縮天然ガス供給源 ２２ ガス燃料導入路 ２３ 制御手段 ２９ 手動制御スイッチ A Diesel oil supply system B Air intake means C Exhaust system D Air / natural gas fuel mixing device E Pressure sensor G High pressure regulator H Solenoid drive valve I Low pressure regulator J Flow control valve K Diesel oil flow control valve L Catalytic converter M Exhaust gas re-examination Circulation valve 11 Diesel engine 19 Compressed natural gas supply source 22 Gas fuel introduction path 23 Control means 29 Manual control switch
Claims (4)
するための空気吸入手段Ｂと、該シリンダに対しディー
ゼル油を供給するディーゼル油供給システムＡ、および
シリンダから燃焼ガスを大気中へ排出させるための排気
システム手段Ｃを備えたディーゼルエンジン１１のため
の、圧縮天然ガス燃料供給システムであって、 圧縮天然ガスの供給源１９と、 空気吸入手段Ｂに含まれる空気・天然ガス燃料混合装置
Ｄと、 圧縮天然ガスの供給源１９と連通する上流端と、空気・
天然ガス燃料混合装置Ｄと連通する下流端とを備えたガ
ス燃料導入路２２と、 ガス燃料導入路２２の下流端にあって、ガス燃料導入路
２２中におけるガス圧を大気圧付近にまで下げるように
働く、ガス燃料導入路２２途上に設けた圧力調整手段
と、 ディーゼル油供給システムＡ中にあり、ディーゼル油の
エンジン１１に対する流れを選択的に制限するために働
くディーゼル油流量制御弁Ｋ、および上記圧力調整手段
と関連づけた上流側の圧力センサＥと、 排気ガスを上記空気吸入手段Ｂを通じて再循環させてエ
ンジン１１内で再燃焼させる排気ガス再循環装置と、 排気システム手段Ｃ中に備えた触媒コンバータＬを通じ
て上記燃焼ガスを排出させる手段とを備えており、 上記圧力調整手段は、上記圧縮天然ガス供給源１９の圧
力が或る設定レベルを下回るとガス燃料導入路２２を閉
じ、その圧力がその設定レベルを上回るとガス燃料導入
路２２を開くソレノイド駆動弁Ｈと、 該ソレノイド駆動弁Ｈがガス燃料導入路２２を閉じると
制限されないディーゼル油がエンジンに流れるのを可能
にし、ソレノイド駆動弁Ｈが開くと可変状態で制限され
たディーゼル油の流れを許すように上記ディーゼル油流
量制御弁Ｋを動作させるための制御手段２３とを有して
いる、ディーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給シ
ステム。1. An air intake means B for supplying air to the cylinder, a diesel oil supply system A for supplying diesel oil to the cylinder, and a combustion gas discharged from the cylinder to the atmosphere. A compressed natural gas fuel supply system for a diesel engine 11 having an exhaust system means C for supplying a compressed natural gas source 19 and an air / natural gas fuel mixing device D included in an air intake means B. And an upstream end communicating with the compressed natural gas supply source 19,
At the downstream end of the gas fuel introduction passage 22 and a gas fuel introduction passage 22 having a downstream end communicating with the natural gas fuel mixing device D, the gas pressure in the gas fuel introduction passage 22 is reduced to near atmospheric pressure. A pressure adjusting means provided on the way to the gas fuel introduction passage 22 and a diesel oil flow control valve K in the diesel oil supply system A, which works to selectively restrict the flow of diesel oil to the engine 11, And an upstream pressure sensor E associated with the pressure adjusting means, an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas through the air intake means B and recombusting in the engine 11, and an exhaust system means C. And a means for discharging the combustion gas through the catalytic converter L, and the pressure adjusting means is provided with the pressure of the compressed natural gas supply source 19 at a certain level. When the pressure falls below the level, the gas fuel introduction passage 22 is closed, and when the pressure exceeds the set level, the solenoid drive valve H opens the gas fuel introduction passage 22, and when the solenoid drive valve H closes the gas fuel introduction passage 22, there is no limitation. And a control means 23 for operating the diesel oil flow control valve K to permit diesel oil to flow to the engine and permit a variably restricted flow of diesel oil when the solenoid driven valve H is open. A compressed natural gas fuel supply system for diesel engines.
流れを調節するための、空気・天然ガス燃料混合装置Ｄ
の近傍に備えた流れ制御弁Ｊを含む、請求項１記載のデ
ィーゼルエンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム。2. An air / natural gas fuel mixing device D for adjusting the amount and flow of natural gas to the engine 11.
The compressed natural gas fuel supply system for a diesel engine according to claim 1, further comprising a flow control valve J provided in the vicinity of.
圧レギュレータＩを含む、請求項１記載のディーゼルエ
ンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム。3. The compressed natural gas fuel supply system for a diesel engine according to claim 1, wherein the pressure adjusting means includes a low pressure regulator I having a flow control valve J.
てソレノイド駆動弁Ｈを強制的に閉止可能とする手動制
御スイッチ２９を備える、請求項１記載のディーゼルエ
ンジン用の圧縮天然ガス燃料供給システム。4. The compressed natural gas fuel for a diesel engine according to claim 1, further comprising a manual control switch 29 for forcibly closing the solenoid drive valve H in conjunction with the manual operation in the pressure adjusting means. Supply system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108166A JPH08284704A (en) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Compression natural gas fuel feeder for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108166A JPH08284704A (en) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Compression natural gas fuel feeder for diesel engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08284704A true JPH08284704A (en) | 1996-10-29 |
Family
ID=14477658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7108166A Pending JPH08284704A (en) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Compression natural gas fuel feeder for diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08284704A (en) |
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1995
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