JPS60259734A - ガス・油焚きデイゼルプラントの制御装置 - Google Patents

ガス・油焚きデイゼルプラントの制御装置

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JPS60259734A
JPS60259734A JP59116880A JP11688084A JPS60259734A JP S60259734 A JPS60259734 A JP S60259734A JP 59116880 A JP59116880 A JP 59116880A JP 11688084 A JP11688084 A JP 11688084A JP S60259734 A JPS60259734 A JP S60259734A
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佐川 隆一
Osamu Nagata
修 永田
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一 山田
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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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】 本発明はガス燃料と油燃料とを用いるデイゼル機関を含
むガス・油焚きデイゼルプラントの制御装置に関し、も
つと詳しくは液化ガスが貯留されているタンクから蒸発
するボイルオフガスを、ガス燃料として用いるガス・油
焚きデイゼルプラントの制御装置に関する。
先行技術では、液化ガスタンクから蒸発したボイルオフ
ガスのうち、ディゼル機関で使用して余った分は再度液
化して、前記タンクに戻している。
したがって動力エネルギの無駄が生じることになる。
本発明の目的は、液化ガスタンクから蒸発するボイルオ
フガスの可及的に全量をデイゼル機関のガス燃料として
用い、そのガス愉料の不足分を油燃料で補うようにして
、動力エネルギなどの無駄を省くようにした改良された
ガス・油焚きディゼルプラントの制御装置を提供するこ
とである。
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
このガス・油焚きディゼルプラントでは、基本的には液
化ガスタンク1から蒸発するボイルオフガスを、管路2
からガス燃料としてデイゼル機関3に供給するとともに
、管路4からの油燃料をデイゼル機関3に供給する。タ
ンク1からのボイルオフガスは、管路5を経てポンプ6
によって圧縮され、管路7からバッファタンク8に蓄圧
される。
バッファタンク8は、管路2に接続されるとともに、管
路9にも接続される。管路9には、圧力調整弁10が介
在される。この圧力調整弁1oを介するバッファタンク
8からのガスは、再液化してタンク1に戻され、または
他のプロセスに送って消費される。
ディゼル機関3では管路2がらのガス燃料は、各気筒C
1、C2、・・・、Cnに個別的に対応したガス燃料噴
射弁Gl、G2.・・・、Gnを介して供給される。こ
のガス燃料噴射弁Gl、G2.・・・。
Gnは、電磁弁等によって駆動され、開閉する。
管路4からの油燃料は、各気筒C1,C2,・・・。
CnK個別的に対応した可変容量形のプランジャポンプ
PI、P2.・・・、Pnから油燃料噴射弁L1、L2
.・・・、Lnを介して供給される。
ディゼル機関3のクランク軸の単位時間あたりの実際の
回転数は、回転数検出器14によって検出される。回転
数設定゛機構15は、ディゼル機関3が予め定めた回転
数で回転すべき値を設定する。
回転数検出器14と、回転数設定機構15とがらの出力
は、減算機構16に与えられる。この減算機構16から
の出力は、演算機構17に与えられ、減算機構16から
導出される偏差を比例、積分および微分演算する。この
演算機構17はリンク機構12を駆動し、これによって
回転数検出器14によって検出される実際の回転数が回
転数設定機構15によって設定された回転数nsとなる
ように、油燃料の噴射量が制御される。
バッファタンク8内の圧力は圧力検出器18によって検
出される。この圧力検出器18からの出力はライン19
によって減算回路20に与えられる。減算回路20には
バッファタンク8の予め定めた圧力値が圧力設定回路2
1によって設定される。減算回路20からの出力は、演
算回路22に与えられる。演算回路22はバッファタン
ク8の実際の圧力と、圧力設定回路21によって設定さ
れた圧力Psとの差をあられす減算回路20からの出力
に基づいて比例、積分および微分演算を行ない、バッフ
ァタンク8内の圧力が設定圧力値Psとなるように、制
御信号ηp(すなわちデイゼル機関3に供給すべきガス
燃料の噴射量をあられす信号)を、ライン23から低位
選択回路24に与える。このライン23のガス燃料の噴
射量をあられす信号ηpは、各ガス燃料噴射弁Gl、G
2゜・・・、Gnが開いている期間に対応する値である
低位選択回路24はライン23からだけでなくライン2
5,27.39からの信号を受信し、これらのライン2
3.25.27.39からの信号のうち、もつとも小さ
いガス燃料噴射量をあられす制御信号を選択して、ライ
ン28に導出する。ライン28からの出力は、各ガス燃
料噴射弁Gl。
G2.・・・、Gnに個別的に対応した噴射パルス発生
回路Jl、J2.・・・、Jnに共通に与えられる。
これらの噴射パルス発生回路Jl、J2.・・・、Jn
は、ライ> l 21 、 l 22 、− 、 l 
2 nからタイミングパルスが与えられた時点から、ラ
イン28の信号の値に対応したパルス持続期間を有する
パルスをラインl 11 、 l 12 、− 、 l
 1 nにそれぞれ導出する。
デイゼル機関3のクランク軸の回転角度を検出するため
のクランク角検出器31からの出力は、ライン32を介
して夕・fミング回路33に与えられる。タイミング回
路33は、演算機構17によって駆動されるリンク機構
12に関連する油燃料噴射量検出器34からの信号を受
信する。油燃料噴射層検出器34は、プランジャポンプ
PI、P2、・・・、Pnにおけるプランジャの軸線ま
わりの角変位量、したがって油燃料の噴射量をあられす
信号を導出する。
デイゼル機関では、各気筒に油燃料が噴射されるクラン
ク角(θ11但しi=1 、2 、・・・、n)は各々
きまっているので、タイミング回路33では、たとえば
第1気筒C1に対しては、第2図(1)で示されるよう
に、油燃料が噴射開始されるクランク角θ11(時刻t
l)をもとに、油燃料噴射量検出器34からライン35
を介する出力に対応してその第1気筒C1において油燃
料の噴射が終了するクランク角θ12(時刻t2)を演
算する。
このクランク角011からクランク角O12まで回転す
る期間(時刻tl−t2の期間)Wlにおいてプランジ
ャポンプP1は、油燃料噴射弁L1から第1気筒C1に
油燃料を噴射する。タイミング回路33では、演算して
得られたクランク角θ12(時刻t2)に僅かに先立つ
クランク角θ13(時刻t3)において、この第1気筒
C1に対応するライン121に第2EIU(3)で示さ
れるタイミングパルスを発生する。このクランク角θ1
3(時刻t3)は、油燃料が噴射されるクランク角θ1
1からクランク角θ12までの期間(時刻t1〜t2の
期間)Wlの末期である。噴射パルス発生回路J1は、
ラインI!21を介する前述の第2図(3)で示される
タイミングパルスに応答し、そのクランク角θ13(時
刻t3)から持続するパルス持続期間W2を有するパル
スをライン111に導出する。この期間W2は、ライン
28を介する信号の値すなわちガス燃料の噴射量に対応
している。こうして期間W2においてがスナ料噴射弁G
1が開弁状態となり、この期間W2において管路2から
のガス燃料が気筒C1に供給される。すなわち、クラン
ク軸がクランク角θ11からクランク角θ12まで回転
する期間(時刻t1〜t3の期間)油燃料のみが噴射さ
れ、クランク角θ13からクランク角θ12まで回転す
る期間(時刻t3〜t2の期間)だけ油燃料とガス燃料
との噴射が重なってクランク角θ12以降の期間(時刻
t3以降の期間)ガス燃料だけが供給され、こうして気
筒C1に供給される油燃料およびガス燃料が重なって噴
射されることによってガス燃料の着火が容易になる。
に達したとき、第2気筒C2に油斌料の噴射が行なわれ
る。この第2気筒C2に供給される油燃料の噴射が終了
するクランク角θ22(時刻t6)は、タイミング回路
33によって演算され、それよりも第2図(4)で示さ
れるように僅かに先立つクランク角θ23(時刻t7)
においてこの第2図(4)で示されるタイミングパルス
をラインI!22に導出して、噴射パルス発生回路J2
に与える。噴射パルス発生回路J2は、クランク角θ2
3(時刻t7)から立上がり、ライン28からの信号す
なわちガス燃料噴射量に対応したクランク角024(時
刻tS)までの期間だけ持続するパルスをライン7?1
2に導出する。こうしてガス燃料噴射弁G2はクランク
軸がクランク角θ23からクランク角024まで回転す
る期間(時刻t7〜t8の期間)開いたままとなる。残
余の気筒についても同様な動作が行なわれる。
タイミング補正回路M 1 、 M 2 、・・・、M
nは気筒C1,C2,・・・、Cnに個別的に対応した
ライン/ 21 、 ! 22 、− 、 l 2 n
に導出されるタイミングパルスガ発生するクランク角θ
13(i=1.2.・・・、n)(時刻t4i−1,i
−1,2゜・・・、n)を各気筒C1,C2,・・・、
Cnごとに微調整する働きをする。これによってクラン
ク軸の撓みや、各気筒C1,C2,・・・、Cnごとの
ばらつきを吸収して、ガス燃料の噴射時期を最適に選定
することが可能になる。
デイゼル機関3の負荷が小さくなるに応じて、油燃料噴
射弁LL、L2.・・・、Lnから供給される油燃料の
噴射量が小さくなったときには、そのディゼル機関3の
運転状態を希望するとおりに変化することができなくな
る。この問題を解決するために、補償回路36が設けら
れる。この補償回路36は演算機描17からの出力を受
信し、油燃料の噴射量ηnが1第3図に示されるように
、予め定めた小さな値ηmin未満になったときにライ
ン27を介して低位選択回路24に、ガス燃料噴射量η
Lが小さくなるように信号を与える。こうして油燃料の
噴射量が小さくなって、デイゼル機関3の運転状態を希
望するとおりに変化することができなくなるおそれがあ
るときには、ガス燃料の噴射量ηLを小さくまたは零に
して、低位選択器24で信号ηLを選択して、ガス燃料
の供給量を制限し、これによってデイゼル機関3の燃焼
を持続させるに必要な油燃料を供給できるため、デイゼ
ル機関を所望通りの運転状態を変更できることが可能と
なる。
ガス□燃料制限設定器37で設定されたガス燃料制限信
号ηHはライン25を介して、低位選択器24に入力さ
れる。この信号はガス燃料を用いた運転を開始または停
止する場合などに、該設定器37を操作してガス燃料の
噴射量の最大値を制限することができる。
デイゼル機関3の出し得るトルクは機関保護の必要上、
各回転数でその上限を制限する必要があり、そのために
は、回転数に対応して油燃料およびガス燃料の合計した
噴射量の上限を制限する必要がある。このために、トル
ク制限回vI38では、回転数検出器14(または別の
回転数検出器でもよい)から検出される回転数信号nお
よび油燃料噴射量検出器34からの出力信号EVの2つ
の信号を入力し、第4図に示すようにEVをパラメータ
にした各回転数におけるガス燃料噴射量の制限信号ηT
を演算し、低位選択器24に出力する。
従ってこの機能が低位選択器24で遭ばれた場合には、
デイゼル機関3の各気筒C1,C2,・・・。
Cnのシリンダ内圧力がむやみに上昇せず、トルク制限
が働いた状態で運転される。
第3の制限手段は、バッファタンク8中のガス圧力が許
容圧力(PA)より上昇した場合にガスを下流に放出す
るもので、バッファタンク8のガス圧力を検出する圧力
検出器18からの出力は、減算回路40に与えられる。
この減算回路40には圧力設定回路41によって予め定
めた圧力PAをあられす信号が減算回路40に与えられ
る。減算回路40は、設定圧力値PAから圧力検出器1
8によって検出された値の差を演算し、この差に対応し
た信号を演算回路42に与える。演算回路42は、前記
差が零となるように圧力調整弁10の開度を制御する。
圧力設定器41の設定圧力PAは、圧力設定器21にお
いて設定される圧力PSよりも高い値に選ばれる(PA
>PS)。こうしてガス燃料が管路2を介して使用され
ず、これによってバッファタンク8の圧力が上昇し、設
定圧力値PAを越えたとき、ガス燃料は管路9から圧力
調整弁10を介して排出される。圧力調整弁10から排
出されたガス燃料は、前述のように、ふたたび液化され
てタンク1に戻されるか、または他のプロセスで消費さ
れる。このようにしてバッファタンク8内の圧力が異常
に上昇することが防が ゛れる。
以上のように本発明によれば、デイゼル機関の通常の運
転領域では、液化ガスタンク1から蒸発するボイルオフ
ガスの全量をデイゼル機関3のガス燃料として用いるこ
とができるようになり、油燃料はガス燃料の不足分を補
なうと同時に、ガス燃料の着火を容易にする効果を有す
る。
また、ガス燃料の供給量に多少の変動があっても、デイ
ゼル機関は油燃料の噴射量を自動的に調節して所定の回
転数を維持し運転することが可能である。従って、従来
のプラントのようにボイルオフガス全量を再液するため
の大容量の再液化装置を装備する必要もなく、またディ
ゼル機関より効率の劣るボイラータービンプラント等に
燃料として供給する場合に比してエネルギの有効利用が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は動作
を説明するための波形図、第3図は補償回路36の動作
を説明するためのグラフ、第4図はトルクリミッタの動
作を説明するためのグラフ、第5図はガス燃料と油燃料
との負荷分担を説明するためのグラフである。 1・・・液化ガスタンク、3・・・デイゼル機関、8・
・・バッファタンク、14・・・回転数構FJS N 
、15・・・回転数設定回路、18・・・圧力検出器、
21・・・圧力設定器、24・・・低位選択回路、G 
1 、 G 2 、・・・、Gn・・・ガス燃料噴射弁
、Ll、L2.・・・、Ln・・・油燃料噴射弁 代理人 弁理士 西教圭一部 第2図 t7 tl15 第3図 第4図 日転散

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液化ガスタンクから蒸発するガス燃料をバッファ
    タンクに蓄圧し、このバッファタンクからのガスをガス
    燃料噴射弁からデイゼル機関に供給するとともに、油燃
    料を油燃料噴射弁からデイゼル機関に供給するガス・油
    焚きデイゼルプラントの制御装置において、 バッファタンクの圧力を検出する手段と、圧力検出手段
    からの圧力に応答し、バッファタンクの圧力を予め定め
    た値となるようにガス燃料噴射弁からのガス燃料噴射量
    を制御する第1制御手段と、 ディゼル機関の回転数を検出する手段と、回転数検出手
    段からの出力に応答して、その回−転数が予め定めた値
    となるように油燃料噴射弁からの油燃料の噴射量を制御
    する第2制御手段とを含むことを特徴とするガス・油焚
    きデイゼルプラントの制御装置。
  2. (2)前記第1制御手段は、デイゼル機関のクランク角
    を検出する手段を備え、このクランク角検出手段と前記
    第2制御手段とからの出力に応答して、油燃料噴射弁が
    開いている期間の末期付近にガス燃料を噴射することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のガス・油焚きデ
    ィゼルプラントの制御装置。
  3. (3)バッファタンクに制御弁を設け、バッファタンク
    の圧力を前記予め定めた圧力値よりも高い予め定めた圧
    力となるように、制御弁を開く手段を設けたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のガス・
    油焚きデイゼルプラントの制御装置。
JP59116880A 1984-06-06 1984-06-06 ガス・油焚きデイゼルプラントの制御装置 Pending JPS60259734A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013148094A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland 燃料オイルおよび燃料ガスを併用した動作モードで動作する内燃機関

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JP2013148094A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland 燃料オイルおよび燃料ガスを併用した動作モードで動作する内燃機関
JP2015052322A (ja) * 2012-01-20 2015-03-19 マン ディーゼル アンド ターボ フィリアル エーエフ マン ディーゼル アンド ターボ エスイー ティスクランド 燃料オイルおよび燃料ガスを併用した動作モードで動作する内燃機関

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