JPS59200118A - 燃料空気混合装置 - Google Patents

燃料空気混合装置

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JPS59200118A
JPS59200118A JP7442783A JP7442783A JPS59200118A JP S59200118 A JPS59200118 A JP S59200118A JP 7442783 A JP7442783 A JP 7442783A JP 7442783 A JP7442783 A JP 7442783A JP S59200118 A JPS59200118 A JP S59200118A
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JP
Japan
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air
fuel
gaseous fuel
engine
combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP7442783A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Sawai
清 澤井
Takeshi Tomizawa
猛 富澤
Kinichi Adachi
足立 欣一
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS59200118A publication Critical patent/JPS59200118A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64Mixing devices; Mixing tubes with injectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は気体燃わと燃焼用空気とを混合して、エンジン
あるいは燃焼器に供給するための燃月空)(混合装置に
関する。
従来例のIl+)成とその問題点 気体燃料を用いるエンジンシステムの一般的な開成概略
を第1図に示す。燃料供給系は気体燃料流路1、セロガ
バナー (ガス圧調整器)2、空気吸込口(エアクリー
ナー)3、空気流路4、気体燃料と燃焼用空気との混合
装置(ミキ→J−−)5および混合気流路6より(精成
されている。エンジン本体7、動力取出軸8、燃焼排気
ガス流路9.11:気マフラー10テアル。このエンジ
ンシステムにおいて、混合装置5(d1エンジンの燃焼
量の大小にかかわらず、常(lこほぼ一定の空燃比にな
るように(℃体燃*1と燃焼用空気とを混合させるのか
理想の姿である。そして実際に混合装置5に訃いては、
ゼロガバナー2で大気圧に調整装れた気外燃不、1か混
合装置5内の混合部に達する寸でに生じる圧力損失と、
空気吸込口3から吸込せれた空気か同じく混合部に係す
るまでに生じる圧力損失とが晴しくなるように、K体燃
粘1と空気との混合気がつ−〈られる。
ここで、従来から用いられている混合装置の具体例を第
2図に示す。11は混合装置×〉体、12はベンチュリ
ーののど部(混合部)、13は燃月流量主調節バルブ、
14は燃料バイパス流路、15Uフィトリング時燃料調
節ネジ、16はエンジンスロットルテある。
この従来の混合装置11を使用した場合には、エンジン
スロットル16が大@ < 開いてエンジン燃焼量が大
きくなった場合と、エンジンスロットル16の開度が小
さくなってエンジン燃+a i カ小さくなった場合と
では、つくられる混合気の空燃比が異なるという問題が
ある。この原因は、気体燃料が9C体燃月流路1内で層
流がら乱流へ遷移する時点と、’!、’g 9Cが空q
c流路4内で層流がら乱流へ遷移する点とか一致しない
ところに存在する。この層流から乱流へのj荏移は流れ
のレイノルズ数によって規定さfLるので、気体燃料の
流れと空気の流れのレイノルズ数を一致させる様に気体
燃料流路1と空気流路4の形状を設計すれば、問題(d
解決するが、ベンチュリーののど部12に至るそγしそ
れの流路形状は複雑で、両者のレイノルズ数すなわち層
流から乱流への遷移点を一致させることは極めて困り)
([でらる。
さて、流れが層流の場合には流路内圧力損失は流量のほ
ぼ1乗に比例し、乱流の場合にはほぼ2乗に比例するこ
とが知られている。従って、従来の混合装置11を用い
て、気体燃料の流れも空気の流れも乱流域であるエンジ
ンの最大燃焼量付近で混合気のを燃比を最適値に調整し
た後、燃焼量を次第に小烙くすると、空気の流れかある
いにζ気体・燃料の流れのどちらかがいち早く層流に遷
移する現象が起こり、この時空燃比は七オ′シそれ当初
より小さく心るいは大きくなってしまう。
寸だ、エンジン・燃焼量が最小であるとき気体・燃′A
′、Aの流れも空気の流れもともに乱流になる様に、気
体・燃料716路1と空気流路4の内径を小さくすると
いう解決法も考えられるが、とfLは、エンジン燃焼器
が大きい堵5合に流路内圧力損失か大きくなりすぎて、
エンジンへ供給さ乳る混合気の量が制限を受けるため、
最大燃焼量が大きくならず、根本的な解決法ではない。
ここで、空・燃比が大きい方にず扛る駅、@には、エン
ジンの低回転数域でのトルク不足、でらにはエンジンの
始動ができないという問題が生じる。
従って、従来の混合装置11にはエンジンを始力し易く
するために、アイドリンク時のみ別の経路より気体?斜
を供給する購成をIII!fえたものが多い。
また、空燃比が小さい方にずれ、空気量が理論空気量よ
り少なくなった場合(空気過剰率〈1.O)には、+:
II気ガヌ中には未燃灰化水素が多く含まれてυl出さ
れ、環境汚染を引き起こす。σらには、エンジンのトル
クや熱効率も低下してしまう場合も生じている。
この様に従来の混合装置11では、エンジンの燃焼量の
変化に伴い混合気の空j勿比が著しく変化する領域がら
り、高効率で排気ガスのクリーンな運転ができないとい
う領域が存在するという欠点があった。
発明の目的 本発明は従来の欠点を解消し、広い運転領域でバ1′i
効率かっす1(ガスのクリーンなエンジン(燃焼器)に
するために、空燃比の変化しない燃料空気混合装置(1
゛を提供することを目的とする。
発明の開成 本発明による燃料空気混合装置は、気体燃料と燃焼用空
気との混合部の上流側において、気体燃料の流路あるい
は空気の流路の少なくとも一万にオリフ′イスを設けた
ものでらる。
すなわち、管径や流路に存在するものVCよって流量−
圧損抵抗曲線か異ってくるが、同一圧損に対して流量比
が常に一定になるように曲線を修正するへく燃本」流路
と、燃焼用空気流路の少なくとも一万にオリフィス全介
在さぜるものである。
実施例の説明 第3図に本発明による燃料空気混合装置の一実施例を示
ず。17は混合装置本体、18はベンチュリーののど部
で8って、ここか気体燃料と空気との混合部である。1
9は気体燃料流路で、この中に気体燃料に圧力損失を生
じさせるオリフィス20が設けてらる。21は燃料流量
主調整パルプである。22(は空気流路で、この中に空
気に圧力損失を生じさぜるオリフィス23が設けである
24にエンジンスロットルで、この開度によって混合×
の流量を調m〕シ、エンジンの燃焼量ひいては軸出力を
開側Iする。
前記(t4成顛おいて、エンジンの負圧により、気体燃
料はゼロガバナー2を経て大電圧レベルにi!、)整さ
f′l−た後混合部であるペンチーリーののト部18へ
引き込まれる。一方、空気も大気から空気吸込口3を経
てベンチュリーののど部18へと引き込まれて、ここで
気体燃料と混っで、混合気となる。
きて、オリフィスによって生じる流れの圧力損失は低レ
イノルズ数域(流路の直径を代表長さとしたレイノルズ
数)においても流量のほぼ2采VC比例する。従って、
本発明による混合装置17においては、エンジンの燃焼
量が低下して、気体燃肛1流路19[F]るいに空気流
路22内の6(、れのいずれかが層流に遷移しても、オ
リフィスが存在するのでいずnの流路内で生じる圧力損
失も流量のほぼ2乗に比例する状態が保たれ、その結果
、混合−〉この空燃比(d最太燃幻“6時にOi’、1
節された時と同じ値で変化しないこと((なる。
従って、エンジンの回転数が低い領域においても(1」
対的に気体燃料の量が減少しないので、空゛燃比が変化
せず、I−ルク不足を寸ねくこともなく、高いp)効率
を維持することができる。捷た、どんな運転条件におい
ても理想的な空燃比を実現できるので、未P炭化水素の
初出もなく、排気ガスのクリーンな運転全可能とする。
さらに、アイドリンク時の低燃焼i時Vこおいても空燃
比はほとんどぐず、f′Lないので、従来の如くのアイ
ドリンク時用のλ体燃ねのバイパス経路モ・必吸としな
いという利点もらる。
尚木実施例では、気体P斜流;烙19と空気流路22の
両方にオリフィスを設けた(j4成としたか、いずれか
の流路においてオリフィスを設けずともその/ilEれ
か実用的な流量以上で乱流でらる場合には、他方の流路
にのみオリフィスを設けることで前記の効果が得ら2’
Lる。
また、気体燃料と理論空気洛の燃焼用空気(空気過剰率
−1,0)とをそれぞnの流路から供給した時、:f:
rLぞれのオリライスによって生じる圧力損失がほぼ同
じ値になる様なオリフィスをそnぞれの流路に設けると
、燃料流量主調節バルブ21のわずかな調節のみで、最
適な空燃比の混合気をつくることができる。
発明の効果 本発明においては、(1)体い燃焼量範囲で空燃比の一
定な混合気を得ることができる、(2)従って、エンジ
ンに訃いては低回転数域においてトルク低下ろるいTr
i!!効率の低下の少ない運転ができル、(3)マたエ
ンジン、燻焼器の排気ガスがクリーンな燃焼ができる彎
の効果を侑する。
【図面の簡単な説明】
第1図ハ9C体燃制用エンジンシステムのtflt成概
略囚、第2図に従来からるる気体1?り1用の燃ね空気
混合装置の断面図、第3図は本発明Vこよる気体燃ね用
の燃ね空気混合装置;(1の一実施例の1lUi II
flし1である。 17 ・・・燃料空気混合装置、18−・・ベンチュリ
ーののど部(混合部)、19・・・気体燃料流路、20
 ・・オリフィス、21・・・・だり41流量主調節バ
ルグ、22 ・・空気流路、23  ・オリフィス、2
4・・・・エンンンスロノトル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名詑1
図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)気体燃料と燃焼用空気との混合部の上流Ilバ1
    において、気体燃料の流路らるいは空電の流路の少なく
    とも一方にオリフィスを11Qけたことを特徴とする燃
    料空気混合装置。
  2. (2)気体燃料と略理論空気量の燃焼用空気とをそnぞ
    れの流路から供給した峙、オリフィスによって生じる圧
    力損失がほぼ同じになる様なオリフィスを設けたことを
    特徴とする特許請求の11【a囲第1項記l賎の燃*4
    空気混合装置。
JP7442783A 1983-04-27 1983-04-27 燃料空気混合装置 Pending JPS59200118A (ja)

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