JPS61272455A

JPS61272455A - ガスエンジン

Info

Publication number: JPS61272455A
Application number: JP11482085A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Suzuki; 一雄鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1985-05-28
Publication date: 1986-12-02

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】〔発明の技術分野〕この発明はガスエンジンに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ガス燃料を使って運転が行なわれるガスエンジンにあっ
ては、負荷をつないで種々の仕事を行なわせるようにし
ていする。こうし、たガスエンジンを適正に維持するた
めには、エンジン停止時における燃料の漏れがないこと
、燃料供給路ないし空気供給路の詰まりによって燃料の
供給、すなわち入力が異常に低下しないこと、過負荷に
よるエンストがないこと等が挙げられる。

ところで、こうしたことを制御するには従来の技術では
、第６図に示すように燃料の漏れはガス漏れ警報器ａを
使い、入角の異常低下はダイアフラムを使った検知器す
を使い、エンジンＣの過負荷は負荷側ｄの状態を計算す
ることによって負荷を求める装置ｅ゛を設けることで行
なわれるが、ガスセンサー、そのガスセンサーの信号を
処理する回路の他、ダイヤフラム、そのダイアフラムの
変位を取出す機構、さらには負荷の状態を検出する機構
などいった複雑な構成があって始めてエンジンの状態を
検知するために、どうしても大がかりとならざるを得な
い事情にあった。なお、第６図において、ｆは燃料供給
路、Ｑは空気供給路を示す。

〔発明の目的〕

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、簡単な構成でエンジンの状態を検知
してエンジンを適正に制御することができるガスエンジ
ンを提供することにある。

〔発明の概要〕

゛　　　すなわち、この発明はエンジンの燃料供給路に
流速センサーを設ける他、この流速センサーの検知信号
に応じエンジンの運転を制御する制御手段を設けること
で、流速センサーを燃料供給路に設置するといった簡単
な構成でエンジンの状態を検知することにある。

〔発明の実施例〕以下、この発明を第１因および第５図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第５図はガスエンジンの燃料供給
系を示し、１はエンジン、２はそのエンジン１につなが
る燃料供給路である。なお、燃料供給路２の入口は、図
示はしないが燃料ガス供給源に接続されている。そして
、燃料供給路２上に、下流側から順に器具ガバナ３、電
磁弁４゜５、ゼロガバナ６およびミキサー７が設けられ
ている。またゼロガバナ７側にはそのゼロガバナ７をバ
イパスするよう、バイパス弁８ａを介装したバイパス路
８が接続される他、ミキサー６には空気供給路９が接続
されていて、エンジン１を運転するに必要なガス燃料、
ガス燃料と空気との混合気を供給することができるよう
にしている。すなわち、ガスエンジンは、始動時、燃料
ガス供給源からガス圧で、燃料ガスが燃料供給路２．さ
らにはバイパス弁８ａを通じてエンジン１へ導入されて
始動し、始動後、バイパス弁８ａを閉じゼロガバナ６か
ら燃料ガスがエンジン１へ導入するようにしている。つ
まり、始動後は空気供給路９がら導入される空気量に応
じた混合気（燃料ガスと空気）がエンジン１へ導入され
る。一方、燃料供給路２上、たとえばミキサー７の入口
側には、流速センサー１０が設けられている。そして、
この流速センサー１０の回路が一例が第２図に示されて
いる。

ここで、流速センサー１０について説明すれば、１１は
センサーチップ、ＴＲ３は燃料の温度を測温するための
トランジスタ、１２はオペアンプである。センサーチッ
プ１１上にはチップ温度を測温するためのトランジスタ
Ｔｒｔおよび発熱用のトランジスタＴｒ２が並んで搭載
されている。そして、このセンサーチップ１１上の各ト
ランジスタＴｒｔ　、Ｔｒ２ならびにトランジスタＴｒ
３を、入力端子１３と出力端子側との間にそれぞれ並列
に接続する他、各トランジスタＴｒ１．Ｔｒ３のエミッ
タ側に定電流源１４をそれぞれ介装する。

そして、トランジスタＴｒ・３と定電流源１４との間を
オペアンプ１２の一方の入力端子に接続する他、トラン
ジスタＴｒｔと定電流源１４との間をオペアンプ１２の
他方の入力端子に接続して、オペアンプ１２にトランジ
スタＴｒｔで測温したチップ温度とトランジスタＴｒ３
で測温した流体温度を入力するようにする。そして、オ
ペアンプ１２の出力端子をトランジスタＴｒ２のベース
に接続して、小形なセンサー回路を構成してなり、入力
温度の差を比較して、トランジスタＴｒ３で測温した流
体温度に対しトランジスタＴｒ１で測温したチップ温度
が常に一定値のみ高温となるよう発熱用のトランジスタ
Ｔｒｚの電流を制御している。なお、Ｒ１はトランジス
タＴｒ２のコレクタ側に設けた抵抗、Ｒ２はトランジス
タＴｒ３のコジスタＴｒ２のコレクタ側に設けた抵抗で
ある。

そして、この流速センサー１０のセンサーチップ１１お
よびトランジスタＴｒｉが第３図に示すように燃料供給
路２の管壁あるいは中央に設置され、燃料ガスの流速を
検知することができるようにしている。すなわち、燃料
の流速が増すにしたがい放熱量が増えるセンサーチップ
ブ１１を、発熱用のトランジスタＴｒ２の発熱量の増大
で補償して、その時、発熱に必要とされる電流の変化分
から燃料の流速を検知することができるようにしている
。

つまり、センサーチップ１１を一定濡度に保つために多
くなる発熱用のトランジスタＴｒ２を利用して燃料の流
速を検知できるようにしている。そして、そのセンサー
出力Ｖｃを出す出力端子１５がトランジスタＴｒ２と抵
抗Ｒ１との間に設けられている。なお、センサー出力Ｖ
ｃとしては第４図に示すように、燃料ガスの流速の変化
に追従して直線的に比例する特性をもつことになる（Δ
Ｖｃ″Ｕｆ：但し、ΔＶＣはセンサ出力の変化分、Ｕｆ
は流速）。そして、このセンサー出力ＶＣの変化（燃料
ガスの流速の変化）で、エンジン１が停止している状態
から通常運転、さらには過負荷状態までを含めたエンジ
ンの状態が検知されることになる。

そして、こうした流速センサー１０の出力端子１５に、
エンジン１を適正に制御するための回路系が第１図に示
すように接続さ、れている。ここで、回路系について説
明すれば、１７はオペアンプあるいはコンパレータを用
いて構成されたガス漏れ検知流速比較回路、１８は同じ
くガス入力低下流速比較回路、１９は同じく過負荷流速
比較回路、２０はエンジン１の運転ないし停止指令を発
するエンジン運転指令部である。上記各流速比較回路１
７．１８．１９の入力部は、いずれも上記流速センサー
１０の出力端子１５に接続される。そして、入力される
センサー出力の検知信号を受けて、ガス漏れ検知流速比
較回路１７で、エンジン停止時における燃料の漏れを信
号の比較から検出し、またガス入力低下流速比較回路１
８で、燃料供給路２が詰まるなどを原因とした入力の異
常低下を信号の比較から検出し、さらに過負荷流速比較
回路１９で、エンジン１の過負荷を信号の比較から検出
することができるようにしている。ここで、こうした各
状態の検出について説明すれば、漏れはエンジン１を回
す必要がないにもかかわらず燃料ガスが流れることを意
味し、また入力の異常低下はエンジン１がアイドリンク
以上の所要の回転域で回転しなければならないにもかか
わらずそれ以下の回転数となるものであるから、燃料ガ
スがある一定流速以下となることを意味し、さらにエン
ストなどをきたす過負荷は逆に燃料ガスがある一定流速
以上となることを意味し、３者共、燃料の流速に大きく
関係することがわかる。そして、こうした各トラブルを
発生する流速域に対応するセンサー出力が各流速比較回
路１７．１８．１９にそれぞれ定められていて、定めた
センサー出力と上記流速センサー１０から入るセンサー
出力との比較にもとづき各３者が発生するとき、各流速
比較回路１７．１８．１９からその状態を示す信号を発
生するようにしている。具体的には第４図に示すＵｆ１
以上の流速に対応するΔＶＣｔ以上を漏れを発生するモ
ードとしてガス漏れ検知流速比較回路１７に、Ｕｆ２以
下の流速に対応するΔＶＣ２以下を入力の異常低下を発
生するモードとしてガス入力低下流速比較回路１８に、
ＬＪｆｇ以上の流速に対応するΔＶＣ３以上を過負荷を
発生する直前のモードとして過負荷流速比較回路１９に
それぞれ定めて、漏れ、入力異常低下、過負荷の各状態
を出力している。なお、Ｕｆ２とＬＪｆ３との間の領域
は、デッドスロー（エンジン１に負荷をつないだ際、あ
る回転数以下ではいくら入力を与えても回転数が上昇し
ない現象）が発生しない高い回転数でもって設定された
運転域を示す。

また、２１はガス漏れ制御回路、２２はガス入力低下制
御回路、２３は過負荷制ｍ回路である。

ガス漏れ制御回路２１は、たとえば表示器、警報器等の
報知手段から構成される。ガス入力低下制御回路２２は
、同じく表示器、警報器等の報知手段から構成される。

また過負荷制御回路２３は、たとえば負荷をエンジン１
に対し部分的にしかかけない等、エンジン１に加えられ
た負荷を軽減するようにした制御回路から構成されてい
て、各制御回路の２１．２２．２３の入力部にはそれぞ
れＡＮＤ回路２４．２５．２６の出力端子が接続されて
いる。そして、ＡＮＤ回路２５．２６の一方の入力端子
に上記エンジン運転指令部２０がそれぞれ接続される他
、ＡＮＤ回路２４の一方の入力端子にインバータ２７を
介してエンジン運転指令部２０が接続されていて、エン
ジン１を運転したときの信号を、たとえばｒＨＪとして
ＡＮＤ回路２５．２６およびインバータ２７へ出力する
他、エンジン１を停止したときの信号を、たとえばｒＬ
ＪとしてＡＮＤ回路２５．２６およびインバータ２７へ
出力することができるようにしている。

なお、ＡＮＤ回路２４にはそれぞれ反転したｒＬＪ、「
Ｈ」の信号が出力される。またＡＮＤ回路２４の他方の
入力端子に上記ガス漏れ検知流速比較回路１７の出力部
が、ＡＮＤ回路２５の他方の入力端子にガス入力低下流
速比較回路１８の出力部が、ＡＮＤ回路２６の他方の入
力端子に過負荷流速比較回路１９の出力部がそれぞれ接
続されている。そして、ガス漏れ検知流速比較回路１７
．ガス入力低下流速比較回路１８．過負荷流速比較回路
２０からは、ガス漏れ（Ｌｉｆｔ以上）の信号。

入力が低下した（Ｕｆ２以下）信号、過負荷直前（Ｌｌ
ｆａ以上）の信号が１、上記エンジン１の運転を示す信
号と同じｒＨＪの信号で各ＡＮＤ回路２４．２５．２６
に向けて出力されるようになっていて、これら信号の出
力で、ガス漏れの状態ならびに異常入力低下の状態を報
知するようにしている他、過負荷を軽減するようにして
いる。

しかして、こうしたガスエンジンは、燃料ガス源からの
燃料ガスが電磁弁４．５、バイパス路８、バイパス弁８
ａを通じてミキサー７へ流れ、空気と混合する。そして
、混合気がエンジン１へ供給されて、エンジン１の始動
に至る。そして、始動後、バイパス弁８ａを閉じること
でゼロガバナ６から導出される燃料ガスでもってエンジ
ン１がデッドスローがない高回転数で運転される。そし
て、その後、エンジン１に図示しない負荷をかければ仕
事を行なうことになる。そして、こうした運転の最中、
流速センサー１０は燃料ガスの流速を゛検知して、その
検知信号を各ガス漏れ検知流速比較回路１７．ガス入力
低下流速比較回路１８．過負荷流速比較回路１９に出力
している。

ここで、こうした運転中、燃料供給路２（あるいは空気
供給路９）が詰ったり、あるいは電磁弁４．５が不意の
断電でその機能が停まってしまうと、燃料供給路２を流
れる燃料ガスの流速が異常に低下してエンストを起こす
可能性がでてくる。

しかしながら、燃料ガスの流速がＬｌｆ２以下となると
、ガス入力低下比較回路１８から入力が異常に低下した
ことを示す信号ｒＨＪが出力される。

ここで、エンジン運転指令部２０では運転を示す信号ｒ
ＨＪが出力されているから、ＡＮＤ回路２５を通じガス
入力低下制御回路２２が作動し、入力が異常に低下して
いることを表示、音などによって報知する。しかるに、
この報知を受けて入力が低下した原因、たとえばエアー
クリーナを点検すれば、入力の低下を解消することがで
きるようになる。

また、エンジン１に過負荷がかかったような場合になる
と、エンストする可能性が同様に出てくる。しかしなが
ら、過負荷になるに伴い燃料ガスの流速がＵｆ３以上に
なると、過負荷流速比較回路１９から過負荷になる（過
負荷になった）ことを示す信号ｒＨＪが出力される。こ
こで、同様にエンジン運転指令部２０からは運転を示す
「Ｈ」が出力されているから、ＡＮＤ回路２６を通じ過
負荷制御回路２３が作動し、負荷を部分的にかけないな
ど負荷を軽減させる制御を行なうことになる。この結果
、過負荷運転が回避される。なお、こうした負荷を軽減
する制御は、実際には回転数がＵｆｇの値によって異な
るので、Ｕｆ３をエンジン１の回転数として設定した方
が望ましい。

また、エンジン１を回す必要がないとき、すなわちエン
ジン停止時に燃料ガスが漏れたような場合は、燃料ガス
が流れないにもかかわらず、燃料ガスが燃料供給路２を
流れる。しかしながら、燃料ガスの流速がＵｆ１以上に
なると、ガス漏れ検知流速比較回路１７から漏れを発生
した示す信号ｒＨＪが出力される。°ここで、エンジン
運転指令部２０からは運転停止を示す信号ｒＬＪが出力
されるが、その信号はインバータ２７の反転によりｒＨ
ＪとなってＡＮＤ回路２４に出力される。しかるに、Ａ
ＮＤ回路２４を通−じガス漏れ制御回路２１が作動し、
燃料が漏れていることを表示、音などによって報知し危
険を知らせることとなる。

なお、ガス漏れ検知流速回路１７はエンジン１の運転中
も信号はｒＨＪであるが、エンジン運転指令部２ｏの運
転を示すｒＨＪがインバータ２７の反転によってｒＬＪ
となるために警報などは発することはない。

かくして、流速センサー１０を燃料供給路２に設けると
いった簡単な構成でエンジン１を適正に制御することが
できる。しかも、流速センサー１０は小形であるから（
センサーチップ自体は数ｄ程度）、取付が容易である。

なお、上述した一実施例ではミキサーの入口側に流速セ
ンサーを設けて燃料ガス自体の流速を検知するようにし
たが、第５図のＡで示すミキサー６の出口側（エンジン
１の入口側）の地点に流速センサー１０を設けて混合気
の流速を検知するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、流速センサーを
燃料供給路に設置するといった簡単な構成でエンジンを
適正に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は流速センサーと共に制御手段を示すブロックダイア
グラム、第２図は流速センサーを示す電気回路図、第３
図は流速センサーの基本構成を示す平面図、第４図は流
速センサーの出力特性を示す線図、第５図はガスエンジ
ンを示す概略構成図、第６図は従来のガスエンジンを示
す概略構成図である。１・・・エンジン、２・・・燃料供給路、１０・・・流
速センサー、１７，１８，１９．２０．２１．２２゜２
３．２４，２５．２６．２７・・・ガス漏れ検知流速比
較回路、ガス入力低下流速比較回路、過負荷流速比較回
路、エンジン運転指令部、ガス漏れ制御回路、ガス入力
低下制御回路、過負荷制御回路。ＡＮＤ回路、インバータ（制御手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンと、このエンジンの燃料供給路に設けら
れ燃料の流速を検知する流速センサーと、この流速セン
サーの検知信号を受けその検知信号に応じ前記エンジン
の運転を制御する制御手段とを具備してなることを特徴
とするガスエンジン。
（２）制御手段は、燃料の漏れを検出して報知するもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
ガスエンジン。
（３）制御手段は、燃料の入力異常低下を検出しこれを
報知するものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のガスエンジン。
（４）制御手段は、過負荷を検出しその負荷を軽減する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のガスエンジン。