KR20230159378A

KR20230159378A - 엔진

Info

Publication number: KR20230159378A
Application number: KR1020237027907A
Authority: KR
Inventors: 마사요시 도우이
Original assignee: 얀마 홀딩스 주식회사
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-11-21
Also published as: CN116964310A; EP4317668A1; US20240159194A1; JP2022146665A; WO2022201894A1

Abstract

본 발명에 관련된 엔진 (1) 은, 기체 연료를 공기와 혼합시켜 연소시키는 가스 모드와, 액체 연료를 연소실 (2) 내에 분사하여 공기와 연소시키는 디젤 모드와, 기체 연료와 액체 연료를 혼합하여 공기와 연소시키는 혼소 모드에 대응 가능하며, 혼소 모드시에, 기체 연료의 분사량을 피드백 제어함으로써 조속되어 있다.

Description

엔진

본 발명은, 가스 모드와 디젤 모드와 혼소 (混燒) 모드에 대응 가능한 엔진에 관한 것이다.

기체 연료를 공기와 혼합시키는 가스 모드와, 액체 연료를 공기와 연소시키는 디젤 모드에 대응 가능한 엔진에 있어서, 기체 연료와 액체 연료를 동시에 연소시키는 혼소를 실시함으로써, 황산화물 (SOx) 을 저감시키는 기술이 종래 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조). 또, 액체 연료로 출력 한계에 도달한 경우에, 기체 연료를 더욱 추가하여 공급함으로써 출력 업하는 혼소 기술이 종래 사용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 를 참조).

일본 공개특허공보 「특개 2018-188073호」 일본 공개특허공보 「특개 2014-98338호」

그러나, 종래의 가스 모드에 있어서는, 엔진 제어상, 기체 연료의 성상 및 공급이 안정되어 있는 것이 전제로 되어 있다. 따라서, 기체 연료 탱크에 신규로 기체 연료가 주입되었을 때에는, 가스 연료가 질소를 많이 포함하여 그 성상이 불안정하기 때문에, 엔진을 안정적으로 가동시킬 수 없다는 문제가 있었다. 또, 기체 연료 탱크의 잔량이 적어졌을 때에는, 기체 연료의 압력이 저하되어 그 공급이 불안정해지기 때문에, 엔진을 안정적으로 가동시킬 수 없다는 문제가 있었다.

그래서 본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 기체 연료의 성상이나 공급이 안정되어 있는 경우 뿐만 아니라, 기체 연료의 성상이나 공급이 불안정한 경우에 있어서도, 안정적인 제어가 가능한 엔진을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 양태에 관련된 엔진은, 기체 연료를 공기와 혼합시켜 연소시키는 가스 모드와, 액체 연료를 연소실 내에 분사하여 공기와 연소시키는 디젤 모드와, 기체 연료와 액체 연료를 혼합하여 공기와 연소시키는 혼소 모드에 대응 가능하며, 혼소 모드시에, 기체 연료의 분사량을 피드백 제어함으로써 조속 (調速) 되어 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 관련된 엔진은, 혼소 모드시에, 기체 연료의 분사량의 피드백 제어로 조속되어 있지 않을 때에는, 액체 연료의 분사량을 피드백 제어함으로써 조속되어도 된다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 엔진에 있어서는, 기체 연료와 액체 연료의 혼소율이 디젤 거버너의 출력으로부터 산출되고, 혼소율에 기초하여 각 부의 동작이 제어되어도 된다.

또, 본 발명의 일 양태 및 다른 양태에 관련된 엔진은, 기체 연료에 대한 착화를 목적으로 하여, 연소실에 파일럿 연료를 분사하는 파일럿 연료 분사 밸브와, 급기압 조정 수단을 가져도 된다.

또, 본 발명의 일 양태 및 다른 양태에 관련된 엔진은, 구해진 혼소율에 기초하여, 파일럿 연료 분사 밸브 및 급기압 조정 수단을 제어해도 된다.

또, 본 발명의 일 양태 및 다른 양태에 관련된 엔진은, 가스 모드, 디젤 모드 및 혼소 모드를 전환하고, 또한 혼소율을 조정하는 제어부를 가져도 된다.

또, 본 발명의 일 양태 및 다른 양태에 관련된 엔진에 있어서는, 혼소 모드로 가동 중에, 조속 출력이 미리 정해진 임계값보다 작아졌을 경우, 제어부는 디젤 모드로 전환해도 된다.

또, 본 발명의 일 양태 및 다른 양태에 관련된 엔진은, 기체 연료의 발열량이 액체 연료의 발열량보다 많다고 판단된 혼소 모드로부터 가스 모드로의 전환시, 전환 지령 후에 일정 기간, 디젤 거버너의 출력을 유지해도 된다.

본 발명의 일 양태에 관련된 엔진에 의하면, 기체 연료의 성상이나 공급이 안정되어 있는 경우 뿐만 아니라, 기체 연료의 성상이나 공급이 불안정한 경우에 있어서도, 안정적인 제어가 가능한 엔진을 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 엔진의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 엔진의 기능적인 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 은, 기체 연료 분사량의 피드백 제어에 의한 엔진 조속을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4 는, 액체 연료 분사량의 피드백 제어에 의한 엔진 조속을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5 는, 혼소율 산출 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 6 은, 디젤 모드 전환 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 7 은, 가스 모드 전환 처리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8 은, 가스 모드 전환 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 엔진에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시형태에 관련된 엔진은, 연료로서 기체 연료와 액체 연료의 양방을 사용 가능한, 이른바 듀얼 퓨얼 엔진이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 엔진의 구성에 대해 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 엔진 (1) 의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 엔진 (1) 은, 연소실 (2) 과, 급기관 (3) 과, 배기관 (4) 과, 메인 연료 분사 밸브 (5) 와, 디젤 거버너 (6) 와, 액체 연료 탱크 (7) 와, 가스 인젝터 (8) 와, 급기압 조정 수단 (9) 과, 파일럿 연료 분사 밸브 (10) 와, 기체 연료 탱크 (11) 와, 크랭크축 (12) 과, 토크 미터 (13) 와, 회전수 센서 (14) 와, 조작부 (15) 와, 제어부 (16) 를 구비하고 있다.

급기관 (3) 은, 연소실 (2) 에 대해 공기를 공급한다. 배기관 (4) 은, 연소실 (2) 로부터 배기를 배출한다. 크랭크축 (12) 은, 엔진 (1) 의 출력축이며, 도시 생략된 발전기 등에 접속된다. 토크 미터 (13) 는, 크랭크축 (12) 의 근방에 형성되고, 엔진 (1) 의 부하를 검출한다. 회전수 센서 (14) 는, 크랭크축 (12) 의 근방에 형성되고, 엔진 (1) 의 회전수를 검출한다. 조작부 (15) 는, 사용자에 의한 각 부의 조작을 위해서 사용되고, 터치 패널 등에 의해 구성된다.

메인 연료 분사 밸브 (5) (본 발명에 관련된 「연료 분사 밸브」 에 상당)는, 연소실 (2) 의 내부에 액체 연료를 메인 분사한다. 디젤 거버너 (6) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 메인 연료 분사 밸브 (5) 에 액체 연료를 공급하는 분사 펌프 (17) 와, 분사 펌프 (17) 에 의한 액체 연료의 공급량을 조정 가능한 랙 (18) 을 가지고 있다. 액체 연료 탱크 (7) 는, 그 내부에 액체 연료를 저류한다.

가스 인젝터 (8) 는, 급기관 (3) 의 내부에 기체 연료를 분사한다. 파일럿 연료 분사 밸브 (10) 는, 연소실 (2) 의 내부에 소량의 액체 연료를 파일럿 분사함으로써, 기체 연료를 착화시킨다. 급기압 조정 수단 (9) 은, 기체 연료와 혼합하는 공기의 유량을 조정한다. 기체 연료 탱크 (11) 는, 그 내부에 기체 연료를 저류한다.

제어부 (16) 는, 엔진 (1) 의 각 부의 동작을 제어한다. 도 2 는, 본 실시형태의 엔진 (1) 의 기능적인 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 엔진 (1) 에 있어서는, 디젤 거버너 (6) 나, 파일럿 연료 분사 밸브 (10) 나, 가스 인젝터 (8) 나, 급기압 조정 수단 (9) 이나, 조작부 (15) 등의 동작이, 제어부 (16) 에 의해 제어된다. 또, 엔진 (1) 에 있어서는, 디젤 거버너 (6) 의 출력값 즉 분사된 액체 연료의 발열량이나, 토크 미터 (13) 의 검출값이나, 회전수 센서 (14) 의 검출값이나, 조작부 (15) 에 있어서의 사용자의 각종 입력값 등이, 제어부 (16) 에 대해 출력된다.

또 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 의 동작 모드의 전환을 실시한다. 보다 상세하게는, 본 엔진 (1) 은, 가스 모드와, 디젤 모드와, 혼소 모드라는 3 개의 동작 모드에 대응 가능하다. 여기서, 가스 모드는, 기체 연료를 공기와 혼합시켜 연소시키는 동작 모드이다. 또, 디젤 모드는, 메인 연료 분사 밸브 (5) 에 의해 액체 연료를 연소실 (2) 내에 분사하여 공기와 연소시키는 동작 모드이다. 또, 혼소 모드는, 기체 연료와 액체 연료를 혼합하여 공기와 연소시키는 동작 모드이다. 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 의 부하 등에 따라, 이들 3 개의 동작 모드를 자동적으로 전환한다. 또한, 동작 모드의 전환은, 조작부 (15) 를 개재하여 사용자가 실시하는 것도 가능하다.

제어부 (16) 는, 엔진 (1) 이 혼소 모드로 가동 중인 경우, 기체 연료 및 액체 연료 중 어느 분사량을 피드백 제어, 예를 들어 PID 제어함으로써, 엔진 (1) 을 조속하는 즉 그 회전수를 일정한 범위 내로 유지한다. 예를 들어, 액체 연료 분사량이 비교적 적고, 기체 연료 분사량이 비교적 많은 경우, 제어부 (16) 는, 액체 연료 분사량을 일정값으로 고정, 단조 증가 또는 단조 감소시키는 한편, 기체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 을 조속한다. 도 3 은, 기체 연료 분사량의 피드백 제어에 의한 엔진 (1) 의 조속을 설명하기 위한 그래프이다. 또한, 도면에 있어서 가로축은 시간 경과를, 세로축은 액체 연료 분사량 또는 기체 연료 분사량을 나타내고 있다. 도면의 시각 T1 이전에 있어서는, 액체 연료 분사량이 비교적 많고, 기체 연료 분사량이 비교적 적다. 이 때, 제어부 (16) 는, 기체 연료 분사량을 일정값으로 고정시키는 한편, 액체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 을 조속하고 있다. 즉, 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 의 회전수를 목표값에 일치시키도록, 디젤 거버너 (6) 의 랙 (18) 의 동작을 제어한다.

그 후의 시각 T1 에 있어서, 제어부 (16) 는, 액체 연료 분사량을 단조 감소시킨 후, 엔진 부하 등에 따라 설정한 일정값으로 고정시킨다. 또, 제어부 (16) 는, 시각 T1 이후, 기체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 을 조속하도록 전환한다. 즉, 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 의 회전수를 목표값에 일치시키도록, 가스 인젝터 (8) 등의 동작을 제어한다. 이로써, 액체 연료의 발열량이 감소하는 분만큼, 도 3 에 나타내는 바와 같이 기체 연료 분사량은 소정량만큼 증가해간다. 이와 같이, 분사량이 비교적 많은 기체 연료를 사용하여 엔진 (1) 을 조속함으로써, 응답성이 양호한 조속이 가능함과 함께, 엔진 (1) 이 제어 불능이 되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 액체 연료 분사량이 비교적 많고, 기체 연료 분사량이 비교적 적은 경우, 제어부 (16) 는, 기체 연료 분사량을 일정값으로 고정, 단조 증가 또는 단조 감소시키는 한편, 액체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 을 조속한다. 도 4 는, 액체 연료 분사량의 피드백 제어에 의한 엔진 (1) 의 조속을 설명하기 위한 그래프이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 시각 T2 이전에서는 기체 연료 분사량이 0 이며, 엔진 (1) 은 디젤 모드로 가동되고 있다. 이 때, 제어부 (16) 는, 액체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 을 조속하고 있다. 그 후, 시각 T2 에 있어서, 제어부 (16) 는 엔진 (1) 의 동작 모드를 디젤 모드로부터 혼소 모드로 전환한다. 즉, 제어부 (16) 는, 기체 연료 분사량을 단조 증가시킨 후, 시각 T3 에 있어서, 엔진 부하 등에 따라 설정한 일정값으로 고정시킨다. 또, 제어부 (16) 는, 혼소 모드로 전환한 후에도, 분사량이 비교적 많은 액체 연료 분사량의 피드백 제어로, 계속해서 엔진 (1) 을 조속한다. 이 경우, 기체 연료의 발열량이 이용 가능해지는 분만큼, 액체 연료 분사량은 소정량만큼 감소해간다.

이와 같이, 혼소 모드에 있어서, 액체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 을 조속함으로써, 안정적인 엔진 (1) 의 제어가 가능해진다. 보다 상세하게는, 도 1 에 나타내는 기체 연료 탱크 (11) 에 대해 신규로 기체 연료가 주입되었을 때에는, 기체 연료는 질소를 많이 포함하여 그 성상이 불안정하다. 또, 기체 연료 탱크 (11) 에 있어서 기체 연료의 잔량이 적어졌을 때에는, 기체 연료의 압력이 저하되어 그 공급이 불안정해진다. 이와 같은 경우, 성상이나 공급이 불안정한 기체 연료 대신에, 분사량이 비교적 많은 액체 연료를 사용하여 엔진 (1) 을 조속함으로써, 응답성이 양호한 조속이 가능함과 함께, 엔진 (1) 이 제어 불능이 되는 것을 억제할 수 있다.

또 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 이 혼소 모드로 가동 중인 경우, 각 부의 동작을 제어하는 것을 목적으로 하여, 혼소율 산출 처리를 실행한다. 도 5 는, 혼소율 산출 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다. 먼저 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 이 혼소 모드로 가동 중인지의 여부를 판정한다 (S1). 그 결과, 혼소 모드로 가동 중은 아니라고 판단한 경우 (S1 : No), 제어부 (16) 는, S1 로 되돌아가 상기 판정을 반복한다. 한편, S1 에 있어서 혼소 모드로 가동 중이라고 판단한 경우 (S1 : Yes), 제어부 (16) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 토크 미터 (13) 의 검출값, 즉 엔진 (1) 의 부하를 취득한다 (S2). 다음으로 제어부 (16) 는, 회전수 센서 (14) 의 검출값, 즉 엔진 (1) 의 회전수를 취득한다 (S3). 그리고 제어부 (16) 는, 취득한 엔진 (1) 의 부하와 회전수에 기초하여, 엔진 (1) 의 총발열량을 추정한다 (S4). 또한 제어부 (16) 는, 디젤 거버너 (6) 의 출력값, 즉 액체 연료의 발열량을 취득한다 (S5). 그리고 제어부 (16) 는, 이하의 식 (1) 에 의해 기체 연료의 발열량을 산출한다 (S6). 마지막으로 제어부 (16) 는, 이하의 식 (2) 에 의해 혼소율을 산출한다 (S7). 또한, S2 로부터 S5 까지의 처리는, 그 순서를 적절히 교체하는 것이 가능하다. 또, 엔진 (1) 의 총발열량은, 엔진 (1) 의 부하와 회전수로부터 추정하는 것 대신에, 도 1 에 나타내는 크랭크축 (12) 에 접속된 발전기 (도시 생략) 의 출력값으로부터 취득해도 된다.

기체 연료의 발열량 = 총발열량 - 액체 연료의 발열량 ·····식 (1)

혼소율 = 기체 연료의 발열량/총발열량 ··········식 (2)

그리고 제어부 (16) 는, 산출한 혼소율에 기초하여, 도 1 및 도 2 에 나타내는 파일럿 연료 분사 밸브 (10) 와 급기압 조정 수단 (9) 의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제어부 (16) 는, 파일럿 연료 분사 밸브 (10) 에 대해, 분사 1 회당의 분사량, 분사 시기, 분사 횟수 등을, 혼소율에 따른 최적값으로 조정한다. 또 제어부 (16) 는, 급기압 조정 수단 (9) 에 대해, 급기압을 혼소율에 따른 최적값으로 조정함으로써, 기체 연료와 혼합하는 공기의 유량을 최적화한다. 제어부 (16) 는, 이와 같은 혼소율의 산출과 그에 따른 각 부의 동작의 최적화를, 소정 시간마다 실행한다. 이로써, 엔진 (1) 의 안정적인 운전이 가능해진다. 또한 제어부 (16) 는, 혼소율을 산출하기 위해서, 상기 서술한 바와 같이 성상이나 공급이 불안정해지기 쉬운 경향이 있는 기체 연료의 발열량을 사용하지 않고, 비교적 안정되어 있는 디젤 거버너 (6) 의 출력값, 즉 액체 연료의 발열량을 사용하고 있다. 따라서, 보다 정확한 혼소율의 산출, 및 그것에 기초하는 보다 확실한 기체 연료에 대한 착화가 가능해진다.

또 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 의 부하 등에 따라, 가스 인젝터 (8) 의 분사량 등을 조정함으로써 혼소율을 자동적으로 조정하는 것이 가능하다. 또한, 혼소율의 조정은, 조작부 (15) 를 개재하여 사용자가 실시하는 것도 가능하다.

또 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 이 혼소 모드로 가동하고 있을 때, 안정적인 조속 제어를 목적으로 하여 디젤 모드 전환 처리를 실행한다. 보다 상세하게는, 상기 서술한 바와 같이 기체 연료의 성상이나 공급이 불안정해져 그 발열량이 불안정해졌을 때, 기체 연료 분사량이 증대되어 액체 연료 분사량이 적어져 버리면, 소량의 액체 연료에서는 다량의 불안정한 기체 연료와 함께 가동하고 있는 엔진 (1) 을 안정적으로 조속할 수 없게 된다. 따라서 제어부 (16) 는, 액체 연료로 조속 제어 가능한 디젤 거버너 (6) 의 출력값의 임계값 A 를 미리 결정해 둔다. 그리고, 제어부 (16) 는, 디젤 거버너 (6) 의 출력값이 임계값 A 보다 작아졌을 경우, 엔진 (1) 의 동작 모드를 혼소 모드로부터 디젤 모드로 전환한다.

도 6 은, 디젤 모드 전환 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다. 먼저 제어부 (16) 는, 디젤 거버너 (6) 의 출력값을 취득한다 (S8). 다음으로 제어부 (16) 는, 취득한 디젤 거버너 (6) 의 출력값이 미리 정한 임계값 A 보다 작은지의 여부를 판정한다 (S9). 그 결과, 디젤 거버너 (6) 의 출력값이 임계값 A 이상이라고 판단한 경우 (S9 : No), 제어부 (16) 는, S8 로 되돌아가 다시 취득한 디젤 거버너 (6) 의 출력값에 대해 S9 의 판정을 다시 실시한다. 한편, S9 에 있어서 디젤 거버너 (6) 의 출력값이 임계값 A 보다 작다고 판단한 경우 (S9 : Yes), 제어부 (16) 는, 기체 연료 분사량을 0 으로 설정하고 (S10), 즉 엔진 (1) 의 동작 모드를 디젤 모드로 전환한다. 이로써, 그 후에는 액체 연료 분사량이 증가하고, 그 액체 연료 분사량에 기초하여 조속 제어가 실시되기 때문에, 엔진 (1) 의 안정적인 운전이 가능해진다.

또 제어부 (16) 는, 엔진 (1) 이 혼소 모드로 가동하고 있을 때, 사용자로부터의 지령이나 엔진 부하 등에 따라, 가스 모드 전환 처리를 실행한다. 도 7 은, 가스 모드 전환 처리를 설명하기 위한 그래프이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 시각 T4 이전에 있어서는, 제어부 (16) 는, 기체 연료 분사량을 일정량으로 고정시킴과 함께, 액체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 을 조속하고 있다. 그리고 이 때, 기체 연료 분사량이 미리 정한 임계값 B 보다 큰 상태, 즉 기체 연료 분사량이 많고 액체 연료 분사량이 적은 상태로 되어 있다. 이 상태에 있어서, 시각 T4 에 가스 모드로의 전환 지령을 받으면, 제어부 (16) 는, 도면에 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 액체 연료 분사량을 0 까지 감소시킴과 함께, 기체 연료 분사량의 피드백 제어에 의한 엔진 (1) 의 조속을 개시하는 것이 통상이다. 그리고 그 경우, 액체 연료의 발열량이 감소하는 분만큼, 도면에 파선으로 나타내는 바와 같이 기체 연료 분사량이 크게 증가하는 것이 통상이다.

그러나, 일반적으로 기체 연료를 사용한 엔진 (1) 의 조속은, 기체 연료의 유량 조정이나 공기의 유량 및 압력의 조정이 수반되기 때문에, 액체 연료를 사용한 엔진 (1) 의 조속과 비교하여 응답성이 나빠 지연이 발생하기 쉽다는 특징이 있다. 따라서, 기체 연료 분사량은, 도 7 에 실선으로 나타내는 바와 같이, 시각 T4 이후에도 크게 증가하는 일 없이 잠시 추이된다. 이로써, 기체 연료 분사량을 사용한 조속 제어의 응답성이 저하되어, 엔진 (1) 이 오버런 등의 위험한 상태에 빠질 우려가 있다. 그래서 제어부 (16) 는, 도 7 에 이점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 액체 연료 분사량을 시각 T4 이후에도 일정값으로 고정시킨다. 그리고 제어부 (16) 는, 시각 T4 로부터 소정 시간이 경과하여 기체 연료 분사량을 사용한 조속 제어가 안정적인 시각 T5 에, 액체 연료 분사량을 0 까지 감소시킨다. 이로써, 엔진 (1) 의 안정적인 운전이 가능해진다.

도 8 은, 가스 모드 전환 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다. 먼저 제어부 (16) 는, 가스 모드로의 전환 지령이 있는지의 여부를 판정한다 (S11). 그 결과, 전환 지령이 없다고 판단한 경우 (S11 : No), 제어부 (16) 는, S11 로 되돌아가 전환 지령이 나올 때까지 대기한다. 한편, S11 에 있어서 전환 지령이 있다고 판단한 경우 (S11 : Yes), 제어부 (16) 는, 상기 서술한 혼소율 산출 처리를 실행한다 (S12). 그리고 제어부 (16) 는, 산출한 혼소율에 대해, 미리 정한 임계값 C 보다 큰지의 여부를 판정한다 (S13). 그 결과, 혼소율이 임계값 C 이하라고 판단한 경우 (S13 : No), 제어부 (16) 는, S12 로 되돌아가 다시 산출한 혼소율에 대해 S13 의 판정을 다시 실시한다.

한편, S13 에 있어서 혼소율이 임계값 C 보다 크다고 판단한 경우 (S13 : Yes), 제어부 (16) 는, 액체 연료 분사량을 일정값으로 고정시킴 (S14) 과 함께, 기체 연료 분사량의 피드백 제어로 엔진 (1) 의 조속을 개시한다 (S15). 다음으로 제어부 (16) 는, S15 의 조속 개시로부터 미리 정한 소정 시간을 경과했는지의 여부를 판정한다 (S16). 그 결과, 아직 소정 시간을 경과하고 있지 않다고 판단한 경우 (S16 : No), 제어부 (16) 는, S15 로 되돌아가 소정 시간을 경과할 때까지 대기한다. 한편, S15 에 있어서 소정 시간을 경과했다고 판단한 경우 (S16 : Yes), 제어부 (16) 는, 액체 연료 분사량을 0 으로 설정하고 (S17), 즉 엔진 (1) 의 동작 모드를 혼소 모드로부터 가스 모드로 전환한다. 또한, S14 와 S15 의 처리는, 순서를 교체하는 것이 가능하다.

이 출원은 2021년 3월 22일에 일본에서 출원된 일본 특허출원 2021-047744에 기초하는 우선권을 청구한다. 이것에 언급함으로써, 그 모든 내용은 본 출원에 받아들여지는 것이다.

본 발명은, 기체 연료 탱크 (11) 에 신규로 기체 연료가 주입되었을 때나, 기체 연료 탱크 (11) 의 잔량이 적어졌을 때에 특히 유용하다.

1 : 엔진
2 : 연소실
5 : 메인 연료 분사 밸브
6 : 디젤 거버너
9 : 급기압 조정 수단
10 : 파일럿 연료 분사 밸브
16 : 제어부

Claims

기체 연료를 공기와 혼합시켜 연소시키는 가스 모드와, 액체 연료를 연소실 내에 분사하여 공기와 연소시키는 디젤 모드와, 기체 연료와 액체 연료를 혼합하여 공기와 연소시키는 혼소 모드에 대응 가능한 엔진에 있어서,
상기 혼소 모드시에, 기체 연료의 분사량을 피드백 제어함으로써 조속되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 1 항에 있어서,
상기 혼소 모드시에, 기체 연료의 분사량의 피드백 제어로 조속되어 있지 않을 때에는, 액체 연료의 분사량을 피드백 제어함으로써 조속되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연소실 내에 액체 연료를 분사하는 연료 분사 밸브와, 상기 연료 분사 밸브에 의한 액체 연료의 분사량을 조정하는 디젤 거버너를 구비하고,
기체 연료와 액체 연료의 혼소율이 상기 디젤 거버너의 출력으로부터 산출되고, 상기 혼소율에 기초하여, 기체 연료의 분사 및 액체 연료의 분사의 적어도 어느 일방의 제어가 실시되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 3 항에 있어서,
기체 연료에 대한 착화를 목적으로 하여, 상기 연소실에 파일럿 연료를 분사하는 파일럿 연료 분사 밸브와, 급기압 조정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 4 항에 있어서,
구해진 상기 혼소율에 기초하여, 상기 파일럿 연료 분사 밸브 및 상기 급기압 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 모드, 상기 디젤 모드 및 상기 혼소 모드를 전환하고, 또한 상기 혼소율을 조정하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 6 항에 있어서,
상기 혼소 모드로 가동 중에, 조속 출력이 미리 정해진 임계값보다 작아졌을 경우, 상기 제어부는 상기 디젤 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 5 항에 있어서,
기체 연료의 발열량이 액체 연료의 발열량보다 많다고 판단된 상기 혼소 모드로부터 상기 가스 모드로의 전환시, 전환 지령 후에 일정 기간, 상기 디젤 거버너의 출력을 유지하는 것을 특징으로 하는 엔진.