JPH10153130A - 非常用ディーゼル発電設備及び該発電設備の始動時の燃料制御方法 - Google Patents

非常用ディーゼル発電設備及び該発電設備の始動時の燃料制御方法

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JPH10153130A
JPH10153130A JP31030396A JP31030396A JPH10153130A JP H10153130 A JPH10153130 A JP H10153130A JP 31030396 A JP31030396 A JP 31030396A JP 31030396 A JP31030396 A JP 31030396A JP H10153130 A JPH10153130 A JP H10153130A
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JP
Japan
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fuel
speed
diesel engine
time
air
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Pending
Application number
JP31030396A
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English (en)
Inventor
Terumitsu Miyauchi
照光 宮内
Koki Onodera
弘毅 小野寺
Masaji Nirasawa
正司 韮沢
Yoichi Matsunaga
洋一 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niigata Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10153130A publication Critical patent/JPH10153130A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】始動性が改善される非常用ディーゼル発電設備
を提供する。 【解決手段】非常用ディーゼル発電設備は、始動用空気
を供給して実行する急速始動時に、設定可能範囲の上限
値に対応した燃料供給動作を行う調速装置1の当該燃料
供給動作を、急速始動の開始から所定時間までの間だけ
制限するための、空気配管13とレバー14とピストン装置
15とからなる燃料制限装置を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非常用ディーゼル
発電設備及び該発電設備の始動時の燃料制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に非常用ディーゼル発電設備におい
ては、負荷が変動しディーゼル機関の回転数が低下また
は上昇した場合に、回転数の変化を検出した調速装置
が、燃料噴射ポンプで燃料供給量を自動的に増減して回
転数を常に一定に保つシステムとなっている。即ち、図
6に示すように、燃料供給量の制御は、調速装置1と連
結したリンク機構2を介して燃料増減軸3が連動し、燃
料噴射ポンプ4に付いている燃料制御ラック5が動作し
て、自動的に燃料の供給量を調整するものである。この
調速装置1は、負荷が大きくなりディーゼル機関の回転
数が低下すると自動的に定格回転数まで戻そうとする働
きがあり、過負荷であっても燃料をさらに増やして軸出
力を増す動きをすることから、設備損傷防止のため、予
定されている最大軸出力を超えない燃料供給量を上限と
して、調速装置1の燃料供給動作の可動範囲を設定して
いる。従って、ディーゼル機関の急速始動の際は、始動
開始時回転数が零であるため、定格回転数に達するま
で、調速装置1は可動範囲の上限で作動し、最大軸出力
を出せるだけの燃料を供給することになる。
【0003】図7に示す上記燃料制御方法のタイムチャ
ートのように、ディーゼル機関の急速始動時の、または
負荷を投入し回転数16が変化した場合の、燃料供給量18
及び燃焼用空気量17の変化は、ディーゼル機関の定格回
転数16bの約30%速度16aまでは、始動空気槽24から
の始動用の圧縮空気が機関シリンダ8に送り込まれ、機
関ピストン9を該圧縮空気により動かし、ディーゼル機
関を始動させる。それ以降は、始動空気槽24からの始動
用空気の供給を停止して、燃料の燃焼によりディーゼル
機関を定格回転数まで上昇させるシステムとなってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、図7に示すように、燃焼用空気量17は、過
給機を介して機関シリンダ8に供給されるが、過給機は
ディーゼル機関の回転数16と連動しているため始動開始
時の燃焼用空気量17は零であり、定格回転数に達するま
で徐々に増加する。すなわち、従来システムの急速始動
時は、燃焼用空気量17が徐々に増加するのに対して、燃
料供給量18は、調速装置1の設定可動範囲の上限値とな
り、燃料供給量18に比べ燃焼用空気量17が不足している
ために、結果的には燃料過供給と同じ状況となり、燃焼
効率が悪く、急速始動性を反って悪くしている。すなわ
ち、燃焼効率が悪いので、未燃焼ガスが外部へ排出され
ることになり急速始動性の効果を低減していた。
【0005】従って本発明の目的は、始動性が改善され
る非常用ディーゼル発電設備及び該発電設備の始動時の
燃料制御方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する非常
用ディーゼル発電設備は、始動用空気を供給して実行す
る急速始動時に、設定可能範囲の上限値に対応した燃料
供給動作を行う調速装置を備える非常用ディーゼル発電
設備において、前記調速装置が実行する前記燃料供給動
作を、前記急速始動の開始から所定時間までの間だけ制
限する燃料制限装置を設けることにより達成される。
【0007】また、上記目的を達成する非常用ディーゼ
ル発電設備の急速始動時の燃料制御方法は、急速始動時
の始動用空気が供給されている所定時間の間だけ燃焼供
給を制限するものである。
【0008】本発明によれば、ディーゼル機関の急速始
動時に、燃焼用空気量に見合った適量の燃料が供給され
るので、未燃焼ガスの発生が低減され燃焼効率が上が
り、始動性が改善される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。図1は、本発明による一実
施例の非常用ディーゼル発電設備(調速装置周辺)を示す
鳥瞰図である。図2は、図1の非常用ディーゼル発電設
備を示すシステムブロック図である。図1,2を参照し
て構成と動作について説明する。
【0010】図1において、本実施例の非常用ディーゼ
ル発電設備(調速装置周辺)は、調速装置1と、リンク主
軸2aを含む燃料増減軸作動用のリンク機構2と、燃料
増減軸3と、燃料噴射ポンプ4と、燃料制御ラック5
と、燃料制御ラック入口用の燃料配管6と、燃料制御ラ
ック出口用の燃料配管7と、ディーゼル機関の機関シリ
ンダ8と、 ディーゼル機関の機関ピストン9と、 燃料
弁10と、始動空気配管11と、始動弁12とを含み構成さ
れ、これらの従来設備と同じ構成に、空気配管13,レハ゛ー1
4,ピストン装置15から成る燃料制限装置30が付加された
ものである。そして、燃料制限装置30が、ディーゼル機
関の定格回転数の約30%速度までに達しない間は、調
速装置1が燃料増の動作をしないように、 リンク機構
2(すなわち、リンク主軸2a)の動きを制限するように
したものである。
【0011】さらに、図2において、本実施例の非常用
ディーゼル発電設備(システム)は、ディーゼル機関22
と、発電機23と、始動空気槽24と、燃料制限装置30とを
含み構成される。そして、負荷が変動しディーゼル機関
22の回転数が変化した場合に回転数の変化を検出した調
速装置1が、燃料噴射ポンプ4を制御して燃料配管6を
介して送られてきた燃料供給量を自動的に増減し、回転
数を常に一定に保つものである。また、ディーゼル機関
22の急速始動時には、ディーゼル機関22の回転数が定格
回転数の約30%速度以上になるまでの間は、始動空気
槽24から始動空気配管11と始動弁12を介して、機関シリ
ンダ8に送り込まれた始動用の圧縮空気(すなわち、始
動用空気)が、機関ピストン9を駆動しディーゼル機関2
2を始動させる。そして、後述するように急速始動時の
始動用空気が供給されている所定時間の間だけ、燃焼供
給を制限する点に、本発明の特徴がある。
【0012】次に、燃料制限装置の構成と動作の詳細に
ついて説明する。図3は、本発明による一実施例の燃料
制限装置(制限時)を示す図である。図4は、本発明によ
る一実施例の燃料制限装置(解除時)を示す図である。図
3,4を同時に参照して説明する。図において、燃料制
限装置30は、空気配管13と、レバー14と、ピストン装置
15とから構成される。ピストン装置15は、 先端部151を
有するピストン15aと、ピストン止め15bと、 ピスト
ン止め位置調整用の調整ナット15cと、排気口152を有
するシリンダ15dとから構成される。
【0013】燃料制限装置30の動作は、次の通りであ
る。 始動空気槽24(具体的には、始動空気槽24に連結さ
れている 始動空気配管11の途中配管)に新しく連通した
燃料制限装置作動用の空気配管13を介して、始動用空気
の一部がピストン装置15の内部に送り込まれ、該始動用
空気が空気圧でピストン15aをピストン止め15bまで移
動する。この移動によりピストン15aの先端部151が、
リンク主軸2aに連結して設けた燃料制限装置作動用の
レバー14に当接して、 レバー14の動き(図中の時計廻り
方向の回転)を制限する。 このような燃料制限装置30が
有する所定制限値の制限により、燃料増減軸3に連接し
ているリンク機構2(リンク主軸2a)の動きが規制さ
れ、燃料増の方向(図中の時計廻り方向)の調速装置1の
燃料供給動作を制限するので、燃料供給量も制限され
る。
【0014】上記の燃料制限装置30の所定制限値は、調
整ナット15cによりピストン止め15bの位置を調整し、
ピストン本体15aの押し出し位置(移動位置)を任意に設
定するようになっていて、予め試運転などを行って最適
な燃料供給量を確認してからピストン本体15aの押し出
し位置を決めるものである。
【0015】一方、ディーゼル機関の回転速度が上昇
し、 定格回転数の所定倍速度(一般的には30%速度)
以上となった場合には、 始動用空気(の供給)が停止す
るため、図4に示ように、 燃料制限装置30内の排気口1
52から流出する空気量の方が増えて空気圧が無くなり、
ピストン15aの先端部151のレバー14への制限(押圧)が
解除される。その結果、調速装置1の本来の燃料増の動
き(燃料供給動作)により、レバー14を介してピストン15
aが押し戻されて、 燃料増の方向(図中の時計廻りの方
向)にレバー14(リンク主軸2a)が回転し、 燃料供給量
は、調速装置1の設定可動範囲の上限値となる。
【0016】なお、シリンダ15dに設けられる排気口15
2の寸法は、 始動用空気が供給されている時は 始動用
空気の供給量が排気口152から流出する空気量より大き
くなり空気圧が確保されるように設定され、始動用空気
が停止した時は素早く内部空気が流出可能なように設定
される。 したがって、該排気口152は、本実施例の燃料
制限装置30が有する、始動用空気が供給されている所定
時間の間の、始動用空気の供給・停止に連動して、制限
の実行・解除を行う手段の重要構成部品の1つであり、
かつ、単純な構成部品であるので、価格的にも有効なも
のである。
【0017】次に、タイムチャートを参照して動作につ
いて追加説明する。図5は、本発明による一実施例の燃
料制御方法を示すである。本実施例の燃料制限装置30を
装備した場合の、ディーゼル機関回転数16,燃料供給量
18,燃焼用空気量17の関係は、図5に示す通りである。
ディーゼル機関急速始動時の燃料供給量18は、制限が実
行されている、即ち、始動用空気が供給されている所定
時間の間は、制限時燃料供給量18aに沿って制御され、
制限が解除された後は解除時燃料供給量18bに沿って制
御されるという2段階制御となり、図中斜線で表わした
燃料制限領域18cの余剰燃料分が節減されて、燃焼効率
が向上し、急速始動時間の短縮が図られ、かつ未燃焼ガ
スの外部排出が防止される。
【0018】即ち、本発明は、ディーゼル機関運転時に
負荷の変動により回転数が変化しても、負荷の変化量に
応じて自動的に燃料供給量を調整して常に回転数を一定
に保つ調整装置を有し、かつ急速始動時は、調速装置で
設定された可動範囲の最大の燃料を供給するシステムの
非常用ディーゼル発電設備において、始動時の燃料過供
給を防止するため、始動開始から定格回転数の約30%
速度程度までは、調速装置による燃料増加の動作を制限
する燃料制限装置を設ける、換言すれば、ディーゼル機
関の急速始動時のみ調速装置の動作を制限し、燃料供給
量を制御する燃料制限装置を設けることを特徴とする。
【0019】本発明によって、燃料供給量が制限され、
余剰燃料が供給されなくなるため、未燃焼ガスの発生が
低減されて燃焼効率が向上し、急速始動時間も従来に比
べて4〜7%程度短縮することが可能となった。ところ
で、本実施例では、始動用空気の供給・停止を利用し
て、制限の実行・解除を行ったが、この制限の実行・解
除のタイミングを図る他の方法としては、定格回転数の
約30%速度に達したか否かを判定する手段を利用する
ことも考えられる。
【0020】
【発明の効果】本発明により、非常用ディーゼル発電設
備のディーゼル機関急速始動時の燃料過供給を防止し、
燃焼用空気量に見合った量の燃料を供給し、燃焼効率を
向上させ、急速始動の始動時間を短縮することが可能と
なるので、非常用ディーゼル発電設備の信頼性が向上す
る効果がある。また、燃焼経済性や大気汚染防止の効果
もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例の非常用ディーゼル発電
設備(調速装置周辺)を示す鳥瞰図である。
【図2】図1の非常用ディーゼル発電設備を示すシステ
ムブロック図である。
【図3】本発明による一実施例の燃料制限装置(制限時)
を示す図である。
【図4】本発明による一実施例の燃料制限装置(解除時)
を示す図である。
【図5】本発明による一実施例の燃料制御方法を示すタ
イムチャートである。
【図6】従来例の非常用ディーゼル発電設備(調速装置
周辺)を説明する鳥瞰図である。
【図7】従来例の燃料制御方法を説明するタイムチャー
トである。
【符号の説明】
1…調速装置、2…リンク機構、2a…リンク主軸、3
…燃料増減軸、4…燃料噴射ポンプ、5…燃料制御ラッ
ク、6,7…燃料配管、8…機関シリンダ、9…機関ピ
ストン、10…燃料弁、11…始動空気配管、12…始
動弁、13…空気配管、14…レバー、15…ピストン
装置、15a…ピストン、15b…ピストン止め、15
c…調整ナット、15d…シリンダ、16…ディーゼル
機関回転数曲線(ディーゼル機関回転数)、16a…定格
回転数の約30%速度、16b…定格回転数、17…燃
焼用空気供給量曲線(燃焼用空気量)、18…燃料供給量
曲線(燃料供給量)、18a…制限時燃料供給量、18b
…解除時燃料供給量、18c…燃料制限領域、19…過
給機、20…吸気弁(燃焼空気用)、21…排気弁(燃焼
ガス用)、22…ディーゼル機関、23…発電機、24
…始動空気槽、25…吸気管(燃焼空気用)、26…排気
管(燃焼ガス用)、30…燃料制限装置、151…先端部、1
52…排気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02N 9/04 F02N 9/04 D (72)発明者 韮沢 正司 新潟県新潟市岡山1003番地 株式会社新潟 鉄工所内 (72)発明者 松永 洋一 新潟県新潟市岡山1003番地 株式会社新潟 鉄工所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】始動用空気を供給して実行する急速始動時
    に、設定可能範囲の上限値に対応した燃料供給動作を行
    う調速装置を備える非常用ディーゼル発電設備におい
    て、 前記調速装置が実行する前記燃料供給動作を、前記急速
    始動の開始から所定時間までの間だけ制限する燃料制限
    装置を設けたことを特徴とする非常用ディーゼル発電設
    備。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記燃料制限装置は、
    前記始動用空気の供給・停止に連動して、前記制限の実
    行・解除を行う手段を有することを特徴とする非常用デ
    ィーゼル発電設備。
  3. 【請求項3】急速始動時の始動用空気が供給されている
    所定時間の間だけ燃焼供給を制限することを特徴とする
    非常用ディーゼル発電設備の急速始動時の燃料制御方
    法。
JP31030396A 1996-11-21 1996-11-21 非常用ディーゼル発電設備及び該発電設備の始動時の燃料制御方法 Pending JPH10153130A (ja)

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Cited By (4)

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Effective date: 20041207