JPS60116847A - エンジン用ガス混合器 - Google Patents
エンジン用ガス混合器Info
- Publication number
- JPS60116847A JPS60116847A JP58222523A JP22252383A JPS60116847A JP S60116847 A JPS60116847 A JP S60116847A JP 58222523 A JP58222523 A JP 58222523A JP 22252383 A JP22252383 A JP 22252383A JP S60116847 A JPS60116847 A JP S60116847A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- engine
- pressure
- air
- zero
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/04—Gas-air mixing apparatus
- F02M21/047—Venturi mixer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/022—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure, temperature or composition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
- F02M21/0239—Pressure or flow regulators therefor
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (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。
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
本発明は気体燃料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だめの燃料空気混合装置に関
する・ 従来例の構成とその問題点 気体燃料を用いるエンジンシステムの一般的な構成概略
を第１図に示す。燃料供給系は気体燃料流路１、ゼロガ
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（ミキサー）５および混合気流路６より構成されてい
る。エンジン本体７、動力取出軸８、燃焼刊気ガス流路
９、排気マフラー１ｏである。このエンジンシステムに
おいて、混合装置５は、エンジンの燃焼量の大小にかか
わらず、常にはソ一定の空燃比になるように気体燃料と
燃焼用空気とを混合させるのが理想の姿である。そして
実際に混合装置５においては、ゼロガバナー２で大気圧
に調整された気体燃料が混合装置５内の混合部に達する
までに生じる圧力損失と、空気吸込口３から吸込まれた
空気が同じく混合部に達するまでに生じる圧力損失とが
等しくなるように、気体燃料と空気との混合気がつくら
れる。
あるいは燃焼器に供給するだめの燃料空気混合装置に関
する・ 従来例の構成とその問題点 気体燃料を用いるエンジンシステムの一般的な構成概略
を第１図に示す。燃料供給系は気体燃料流路１、ゼロガ
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（ミキサー）５および混合気流路６より構成されてい
る。エンジン本体７、動力取出軸８、燃焼刊気ガス流路
９、排気マフラー１ｏである。このエンジンシステムに
おいて、混合装置５は、エンジンの燃焼量の大小にかか
わらず、常にはソ一定の空燃比になるように気体燃料と
燃焼用空気とを混合させるのが理想の姿である。そして
実際に混合装置５においては、ゼロガバナー２で大気圧
に調整された気体燃料が混合装置５内の混合部に達する
までに生じる圧力損失と、空気吸込口３から吸込まれた
空気が同じく混合部に達するまでに生じる圧力損失とが
等しくなるように、気体燃料と空気との混合気がつくら
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は混合装置本体、１２はベンチュリー
ののど部（混合部）、１３は燃料流量主調節パルプ、１
４は燃料バイパス流路、１５はアイドリンク時燃料調節
ネジ、１６はエンジンスロットルである。
２図に示す。１１は混合装置本体、１２はベンチュリー
ののど部（混合部）、１３は燃料流量主調節パルプ、１
４は燃料バイパス流路、１５はアイドリンク時燃料調節
ネジ、１６はエンジンスロットルである。
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が大キく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
なってエンジン燃焼量が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、気体燃料が気体燃料流路１内で層流から乱流へ
遷移する時点と、空気が空気流路４内で層流から乱流へ
遷移する点とが一致しないところに存在する。この層流
から乱流への遷移は流れのレイノルズ数によって規定さ
れるので、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、問題は解決するが、ベンチ、Ｂ７−ののど
部１２に至るそれぞ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
ことは極めて困難である。
スロットル１６が大キく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
なってエンジン燃焼量が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、気体燃料が気体燃料流路１内で層流から乱流へ
遷移する時点と、空気が空気流路４内で層流から乱流へ
遷移する点とが一致しないところに存在する。この層流
から乱流への遷移は流れのレイノルズ数によって規定さ
れるので、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、問題は解決するが、ベンチ、Ｂ７−ののど
部１２に至るそれぞ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
ことは極めて困難である。
さて、流れが層流の場合には流路内圧力損失は流量のは
ソ１乗に比例し、乱流の場合にははソ２乗に比例するこ
とが知られでいる。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空燃比を最適値に調整し
た後、燃焼量を次第に小さくすると、空気の流れかある
いは気体燃料の流れのどちらかがいぢ早く層流に遷移す
る現象が起こシ、この時空燃比はそれぞれ当初より小さ
くあるいは大きくなってしまう。
ソ１乗に比例し、乱流の場合にははソ２乗に比例するこ
とが知られでいる。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空燃比を最適値に調整し
た後、燃焼量を次第に小さくすると、空気の流れかある
いは気体燃料の流れのどちらかがいぢ早く層流に遷移す
る現象が起こシ、この時空燃比はそれぞれ当初より小さ
くあるいは大きくなってしまう。
また、エンジン燃焼量が最小であるとき気体燃料の流れ
も空気の流れもともに乱流になる様に、気体燃料流路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、これは、エンジン燃焼量が大きい場合に流路内
圧力損失が大きくなりすぎて、エンジンへ供給される混
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。
も空気の流れもともに乱流になる様に、気体燃料流路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、これは、エンジン燃焼量が大きい場合に流路内
圧力損失が大きくなりすぎて、エンジンへ供給される混
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れる場合には、エンジン
の低回転数域でのトルク不足、さらにはエンジンの始動
ができないという問題が生じる。
の低回転数域でのトルク不足、さ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にはエンジンを始動し易く
するために、アイドリンク時のみ別の経路より気体燃料
を供給する構成を備えたものが多い。
するために、アイドリンク時のみ別の経路より気体燃料
を供給する構成を備えたものが多い。
また、空燃比が小さい方にずれ、空気量が理論空気量よ
シ少なくなった場合（空気過剰率＜１．０）には、排気
ガス中には未燃炭化水素が多く含まれて排出され、環境
汚染を引き起こす。さらには、ガス量が出力の変動や回
転数の変化に対しても追従しにくいため液体燃料を使用
した場合に比して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。
シ少なくなった場合（空気過剰率＜１．０）には、排気
ガス中には未燃炭化水素が多く含まれて排出され、環境
汚染を引き起こす。さらには、ガス量が出力の変動や回
転数の変化に対しても追従しにくいため液体燃料を使用
した場合に比して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燃比が著しく変化する領域があり
、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。
変化に伴い混合気の空燃比が著しく変化する領域があり
、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、広い運転領域で高効率か
つ排気ガスのクリーンなエンジン（燃焼器）にする／ヒ
めに、空燃比の変化しない燃料空気混合装置を提供する
ことを目的とする。
つ排気ガスのクリーンなエンジン（燃焼器）にする／ヒ
めに、空燃比の変化しない燃料空気混合装置を提供する
ことを目的とする。
発明の構成
本発明による燃料空気混合装置は、気体燃料と燃焼用空
気との混合部側において、気体燃料の渡欧に」」１ゴｆ
ス「（：かｉｌｌ １１１１−千人力ガス圧を制御する
手段をもうけたものである。
気との混合部側において、気体燃料の渡欧に」」１ゴｆ
ス「（：かｉｌｌ １１１１−千人力ガス圧を制御する
手段をもうけたものである。
すなわち燃焼量、が増加した場合、排ガス圧も増加し、
その圧を、ガス流路中に存在するガバナーの背圧にかけ
、ガバナーのガス出口圧を増加させ燃焼量増加に追従さ
せようとするものである。
その圧を、ガス流路中に存在するガバナーの背圧にかけ
、ガバナーのガス出口圧を増加させ燃焼量増加に追従さ
せようとするものである。
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
す。図中、１７はゼロガバナー、１８は混合気本体、１
９はエンジン本体、２ｏは排気管、２１ ハカスコノク
、２２はスロットル、２３は−）ｊス管、２４はベンチ
ュリー、２５は背圧取シ込み管である。
す。図中、１７はゼロガバナー、１８は混合気本体、１
９はエンジン本体、２ｏは排気管、２１ ハカスコノク
、２２はスロットル、２３は−）ｊス管、２４はベンチ
ュリー、２５は背圧取シ込み管である。
すなわち、ガスはガスコック２１を開けるとガバナーの
一次側にガス圧（都市ガスの場合は２００ｍｍａｐ）が
かかり、ガバナー１７により出口側は、ゼロ圧に落され
る。エンジンをセルモーター等で回転させると混合器１
８内は負圧になりそれにともない、ガスはエンジン内に
引き込首れる。なお空気はスロットル２２を通りガスと
混合しエンジン内に入シ燃焼をおこす。なお、２４はベ
ンチュリーののど部であり、空気側、ガス側をより負圧
にさせている。スロットル２２は、その角度により空気
量を調整する。すなわちこの場合空気量により燃焼量を
制御する。
一次側にガス圧（都市ガスの場合は２００ｍｍａｐ）が
かかり、ガバナー１７により出口側は、ゼロ圧に落され
る。エンジンをセルモーター等で回転させると混合器１
８内は負圧になりそれにともない、ガスはエンジン内に
引き込首れる。なお空気はスロットル２２を通りガスと
混合しエンジン内に入シ燃焼をおこす。なお、２４はベ
ンチュリーののど部であり、空気側、ガス側をより負圧
にさせている。スロットル２２は、その角度により空気
量を調整する。すなわちこの場合空気量により燃焼量を
制御する。
さて低回転数すなわち、アイドリンク状態でガスコック
２１により空燃比を調整すれば、スロットル２２を開く
と空気量が増し、それにつれて、のど部２４での流速も
早くな９、ガス噴出口２３の負圧も大きくなると同時に
出力が大きくなるため、排気管２０の背圧も高くなる。
２１により空燃比を調整すれば、スロットル２２を開く
と空気量が増し、それにつれて、のど部２４での流速も
早くな９、ガス噴出口２３の負圧も大きくなると同時に
出力が大きくなるため、排気管２０の背圧も高くなる。
そうすれば背圧取込み管２６によりガバナー１７のバッ
ク圧が高くなりガバナー出口のガス圧がそれにつれ高く
なる。
ク圧が高くなりガバナー出口のガス圧がそれにつれ高く
なる。
結果としてガスも多く流れる様になり、空燃比はくずれ
ず、常に安定な燃焼状態を維持することが出来る。なお
排気圧は出力とほぼリニアーな関係になっている。
ず、常に安定な燃焼状態を維持することが出来る。なお
排気圧は出力とほぼリニアーな関係になっている。
本発明の混合器をもちいたエンジンを利用しでその動力
効率およびトルクを従来タイプの混合器をもちいたエン
ジンと比較した時次の様な結果が得られた。なお動力効
率およびトルクは明電舎■製フレックダイナモメータ−
をもちいて測定した。
効率およびトルクを従来タイプの混合器をもちいたエン
ジンと比較した時次の様な結果が得られた。なお動力効
率およびトルクは明電舎■製フレックダイナモメータ−
をもちいて測定した。
エンジンには、日量■Ａ−１２型エンジンの排気量１２
００ＣＣのものを気化器だけガス用に改造したものをも
ちいた。なお使用ガスはメタン９９チ以上のＬＮＧを利
用した。測定結果を表に示す。
００ＣＣのものを気化器だけガス用に改造したものをも
ちいた。なお使用ガスはメタン９９チ以上のＬＮＧを利
用した。測定結果を表に示す。
表
発明の効果
本発明のガス混合器をもちいたエンジンは、動力効率で
１０〜１５％、トルクでも１０〜１６％従来型のものに
比べてすぐれていた。さらに、回転数又はトルクが変化
しても空燃比がほとんどくずれず、そのため、回転も安
定で、かつ３元触媒をもちいても、Ｃｏ１又はＮＯｘの
浄化効率も良く、結果としてクリーンでかつ高効率なガ
スエンジンが得られた。
１０〜１５％、トルクでも１０〜１６％従来型のものに
比べてすぐれていた。さらに、回転数又はトルクが変化
しても空燃比がほとんどくずれず、そのため、回転も安
定で、かつ３元触媒をもちいても、Ｃｏ１又はＮＯｘの
浄化効率も良く、結果としてクリーンでかつ高効率なガ
スエンジンが得られた。
第１図は従来の一実施例の気体燃料用エンジンシステム
の構成概略図、第２図は第１図における気体燃料空気混
合装置の断面図、第３図は本発明の一実施例の気体燃料
用の燃料空気混合装置の断面図である。 １７・・・・・・ガス用ゼロガバナー、１８・・・・・
・混合器本体、１９・・・・・・エンジン本体、２ｏ・
・・・・・排気管、２１・・・・・・ガスコック、２２
・・・・・・スロットル、２３・・・・・・ガス管、２
４・・・・・・ペンチエリ一部、２６・・・・・・背圧
取り込み管。
の構成概略図、第２図は第１図における気体燃料空気混
合装置の断面図、第３図は本発明の一実施例の気体燃料
用の燃料空気混合装置の断面図である。 １７・・・・・・ガス用ゼロガバナー、１８・・・・・
・混合器本体、１９・・・・・・エンジン本体、２ｏ・
・・・・・排気管、２１・・・・・・ガスコック、２２
・・・・・・スロットル、２３・・・・・・ガス管、２
４・・・・・・ペンチエリ一部、２６・・・・・・背圧
取り込み管。
Claims (1)
- 可燃性ガスを予混合してエンジン内で燃焼させ、排気ガ
ス圧を利用して前記可燃性ガスの入力圧を制御すること
を特徴とするエンジン用ガス混合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222523A JPS60116847A (ja) | 1983-11-26 | 1983-11-26 | エンジン用ガス混合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222523A JPS60116847A (ja) | 1983-11-26 | 1983-11-26 | エンジン用ガス混合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60116847A true JPS60116847A (ja) | 1985-06-24 |
Family
ID=16783761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58222523A Pending JPS60116847A (ja) | 1983-11-26 | 1983-11-26 | エンジン用ガス混合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60116847A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2448912A (en) * | 2007-05-03 | 2008-11-05 | T Baden Hardstaff Ltd | Intake air control and gaseous fuel injector assembly for a dual fuel i.c. engine |
-
1983
- 1983-11-26 JP JP58222523A patent/JPS60116847A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2448912A (en) * | 2007-05-03 | 2008-11-05 | T Baden Hardstaff Ltd | Intake air control and gaseous fuel injector assembly for a dual fuel i.c. engine |
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