JP2889973B2 - Multi-cylinder sub-chamber lean-burn gas engine - Google Patents

Multi-cylinder sub-chamber lean-burn gas engine

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JP2889973B2
JP2889973B2 JP11101691A JP11101691A JP2889973B2 JP 2889973 B2 JP2889973 B2 JP 2889973B2 JP 11101691 A JP11101691 A JP 11101691A JP 11101691 A JP11101691 A JP 11101691A JP 2889973 B2 JP2889973 B2 JP 2889973B2
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combustion chamber
fuel gas
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gas
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料濃度の希薄な給気
が主燃焼室に供給され、燃料ガスが副燃焼室に供給され
ることで作動する多気筒副室希薄燃焼式ガスエンジンに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-cylinder sub-chamber lean-burn gas engine which is operated by supplying supply air having a low fuel concentration to a main combustion chamber and supplying fuel gas to a sub-combustion chamber. .

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスエンジンから排出される排気ガスに
含まれる窒素酸化物の濃度は、給気の燃料濃度が希薄で
あるほど、すなわち給気中に含まれる酸素量が多いほど
低減される。しかし、給気中の燃料濃度が希薄であると
燃焼させることができないため、主燃焼室に通じる副燃
焼室に燃料ガスをガス管から供給することで、主燃焼室
において給気を希薄燃焼させている。
2. Description of the Related Art The concentration of nitrogen oxides contained in exhaust gas discharged from a gas engine is reduced as the fuel concentration of the supply air becomes leaner, that is, as the amount of oxygen contained in the supply air increases. However, since the fuel cannot be burned if the fuel concentration in the air is lean, the fuel gas is supplied from the gas pipe to the auxiliary combustion chamber leading to the main combustion chamber, so that the air is lean-burned in the main combustion chamber. ing.

【0003】このような副室希薄燃焼式ガスエンジンに
おいては、エンジン負荷に応じて主燃焼室に供給する給
気量を調節するため、給気管の途中にエンジン負荷に応
じて作動するスロットルバルブが設けられる。また、主
燃焼室に供給される給気量に応じて副燃焼室に供給され
る燃料ガスの量を調節する必要があることから、副燃焼
室に燃料ガスを供給するガス管の途中に燃料ガスの流量
調節用レギュレータが設けられる。このレギュレータ
は、前記スロットルバルブよりも下流側の給気圧力に応
じて作動するものとされる。これにより、エンジン負荷
が大きくなってスロットルバルブによる給気管の開度が
大きくなると、スロットルバルブの下流側の給気圧力が
増大することから、レギュレータを介しガス管から副燃
焼室に供給される燃料ガス流量が増大する。また、エン
ジン負荷が減少してスロットルバルブによる給気管の開
度が小さくなると、スロットルバルブの下流側の給気圧
力が低下することから、レギュレータを介しガス管から
副燃焼室に供給される燃料ガス流量が減少する。また、
エンジン負荷が遮断された場合は、スロットルバルブに
よる給気管の開度が最小となり、レギュレータを介しガ
ス管から副燃焼室に供給される燃料ガス流量も最小とな
る。
[0003] In such a sub-chamber lean-burn gas engine, a throttle valve that operates according to the engine load is provided in the middle of the supply pipe in order to adjust the amount of air supplied to the main combustion chamber in accordance with the engine load. Provided. In addition, since it is necessary to adjust the amount of fuel gas supplied to the sub-combustion chamber according to the amount of air supplied to the main combustion chamber, the fuel is supplied in the middle of the gas pipe for supplying the fuel gas to the sub-combustion chamber. A regulator for adjusting the gas flow rate is provided. The regulator operates in accordance with the supply pressure downstream of the throttle valve. As a result, when the engine load increases and the opening of the air supply pipe by the throttle valve increases, the air supply pressure on the downstream side of the throttle valve increases, so the fuel supplied from the gas pipe to the auxiliary combustion chamber via the regulator The gas flow increases. Further, when the engine load decreases and the degree of opening of the air supply pipe by the throttle valve decreases, the air supply pressure on the downstream side of the throttle valve decreases, so the fuel gas supplied from the gas pipe to the sub-combustion chamber via the regulator The flow rate decreases. Also,
When the engine load is cut off, the opening degree of the supply pipe by the throttle valve is minimized, and the flow rate of the fuel gas supplied from the gas pipe to the auxiliary combustion chamber via the regulator is also minimized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】エンジン負荷が遮断さ
れてスロットルバルブによる給気管の開度が最小となる
と、主燃焼室に供給される給気量は急激に減少する。こ
の場合、レギュレータを通過する燃料ガス量も減少する
が、負荷遮断の直前にレギュレータを通過した燃料ガス
は、レギュレータよりも下流の燃料ガス通路に残存す
る。この残存する燃料ガスの量は、エンジンの気筒数が
多くなると燃料ガス通路も長くなるために多くなる。こ
のガス通路に残存した多量の燃料ガスが副燃焼室に供給
されると、主燃焼室に供給される給気量が急激に減少し
ているため、副燃焼室の燃料ガスを燃焼させる酸素が不
足する。そのため失火を生じ、燃焼室の燃料ガスが排気
マニホールドに流入し、排気マニホールドにおいて爆発
するという問題があった。
When the engine load is cut off and the opening of the air supply pipe by the throttle valve is minimized, the amount of air supplied to the main combustion chamber sharply decreases. In this case, the amount of fuel gas passing through the regulator also decreases, but the fuel gas that has passed through the regulator immediately before the load is cut off remains in the fuel gas passage downstream of the regulator. The amount of the remaining fuel gas increases because the fuel gas passage becomes longer as the number of cylinders of the engine increases. When a large amount of fuel gas remaining in the gas passage is supplied to the sub-combustion chamber, the amount of air supplied to the main combustion chamber is rapidly reduced. Run short. Therefore, there is a problem that a misfire occurs, fuel gas in the combustion chamber flows into the exhaust manifold, and explodes in the exhaust manifold.

【0005】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、主燃焼室に給気管から希薄燃料濃度の給気が供給
され、副燃焼室にガス管から燃料ガスが供給され、前記
給気管の途中にエンジン負荷に応じて作動するスロット
ルバルブが設けられ、前記ガス管の途中に燃料ガスの流
量調節用レギュレータが設けられ、このレギュレータは
前記スロットルバルブよりも下流側の給気圧力に応じて
作動する多気筒副室希薄燃焼式ガスエンジンにおいて、
給気通路と前記レギュレータよりも下流側の燃料ガス通
路とを連通する連通路が設けられ、この連通路を開閉す
る電磁開閉弁が設けられ、この電磁開閉弁はエンジン負
荷の遮断信号により連通路を一定時間開く点にある。
A feature of the present invention is that the main combustion chamber is supplied with air having a lean fuel concentration from an air supply pipe, and the auxiliary combustion chamber is supplied with fuel gas from a gas pipe. A throttle valve that operates in accordance with the engine load is provided in the middle of the trachea, and a regulator for adjusting the flow rate of the fuel gas is provided in the middle of the gas pipe. This regulator is provided in accordance with the supply pressure downstream of the throttle valve. Multi-cylinder sub-chamber lean-burn gas engine
A communication passage is provided for communicating the air supply passage with a fuel gas passage downstream of the regulator, and an electromagnetic on-off valve for opening and closing the communication passage is provided. Is to open for a certain period of time.

【0007】[0007]

【作用】本発明の構成によれば、エンジン負荷が遮断さ
れると、給気通路とレギュレータよりも下流側の燃料ガ
ス通路とが電磁開閉弁により一定時間開かれるため、エ
ンジン負荷の遮断直前にレギュレータを通過した燃料ガ
スは給気通路に供給される。これにより、エンジン負荷
を遮断した場合に副燃焼室に多量の燃料ガスが供給され
ることはない。
According to the structure of the present invention, when the engine load is cut off, the air supply passage and the fuel gas passage downstream of the regulator are opened for a predetermined time by the electromagnetic on-off valve. The fuel gas that has passed through the regulator is supplied to an air supply passage. Thus, a large amount of fuel gas is not supplied to the sub-combustion chamber when the engine load is cut off.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を発明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】まず、図1に基づいて本発明の実施例に係
る多気筒副室希薄燃焼式のV形エンジン1の燃料系統を
説明する。
First, a fuel system of a multi-cylinder sub-chamber lean-burn V-type engine 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0010】このV形エンジン1は12気筒であって、
正面視V字形に配置されるシリンダを形成するシリンダ
ブロック2と、このシリンダブロック2内で往復動する
ピストン3と、このピストン3に連結されるクランク軸
4と、シリンダブロック2の上方を覆うシリンダヘッド
5とを備えている。そのシリンダブロック2内のピスト
ン3の上方が主燃焼室6とされる。この主燃焼室6に通
じる副燃焼室7がシリンダヘッド5の内部に形成されて
いる。
The V-type engine 1 has 12 cylinders,
A cylinder block 2 forming a cylinder arranged in a V-shape as viewed from the front, a piston 3 reciprocating in the cylinder block 2, a crankshaft 4 connected to the piston 3, and a cylinder covering the cylinder block 2 from above And a head 5. The upper part of the piston 3 in the cylinder block 2 is the main combustion chamber 6. A sub-combustion chamber 7 communicating with the main combustion chamber 6 is formed inside the cylinder head 5.

【0011】その主燃焼室6に、燃料濃度の希薄な給気
が供給される。まず、燃料供給主管10から供給される
燃料ガスが、レギュレータ11により略大気圧にまで減
圧され、しかる後に一対の流量調節装置12a、12b
に供給される。各流量調節装置12a、12bは流量制
御弁13a、13bと開閉弁14a、14bとを備え
る。各弁13a、13b、14a、14bは制御装置1
15に接続され、この制御装置115はエンジン1の速
度センサ116に接続されている。これにより、各弁1
3a、13b、14a、14bの開度はエンジン1の速
度に応じて制御装置115により調節され、エンジン1
の回転速度に応じた流量の燃料ガスが流量調節装置12
a、12bから送り出される。
The main combustion chamber 6 is supplied with supply air having a low fuel concentration. First, the fuel gas supplied from the fuel supply main pipe 10 is reduced to approximately atmospheric pressure by the regulator 11, and thereafter, the pair of flow control devices 12a, 12b
Supplied to Each of the flow control devices 12a and 12b includes flow control valves 13a and 13b and on-off valves 14a and 14b. Each valve 13a, 13b, 14a, 14b is connected to the control device 1
The control device 115 is connected to a speed sensor 116 of the engine 1. Thereby, each valve 1
The opening degree of each of 3a, 13b, 14a, and 14b is adjusted by the control device 115 in accordance with the speed of the engine 1.
The flow rate of the fuel gas according to the rotation speed of the
a, 12b.

【0012】各流量調節装置12a、12bから送り出
された燃料ガスは一対のミキサー15a、15bに供給
される。各ミキサー15a、15bは、燃料ガスとエア
フィルター16a、16bを介して供給される空気とを
ベンチュリー管を用いて混合し、燃料濃度の希薄な給気
を送り出す。
The fuel gas sent from each of the flow controllers 12a and 12b is supplied to a pair of mixers 15a and 15b. Each of the mixers 15a and 15b mixes the fuel gas and the air supplied through the air filters 16a and 16b by using a Venturi tube, and sends out a supply air with a low fuel concentration.

【0013】一方のミキサー15aから送り出される給
気は一対の排気ターボ過給機17a、17bの一方17
aのコンプレッサーに供給され、また、他方のミキサー
15bから送り出される給気は他方の排気ターボ過給機
17bのコンプレッサーに供給される。
The air supplied from one mixer 15a is supplied to one of a pair of exhaust turbochargers 17a and 17b.
The air supply supplied to the compressor a and supplied from the other mixer 15b is supplied to the compressor of the other exhaust turbocharger 17b.

【0014】一方の排気ターボ過給機17aのコンプレ
ッサーから送り出される給気の送り出し管18aと、他
方の排気ターボ過給機17bのコンプレッサーから送り
出される給気の送り出し管18bとが連結されて単一の
第1給気管19とされる。
A supply pipe 18a for supplying air supplied from the compressor of one exhaust turbocharger 17a and a supply pipe 18b for supplying air supplied from the compressor of the other exhaust turbocharger 17b are connected to form a single unit. Is the first air supply pipe 19.

【0015】この第1給気管19が分岐されて一対の給
気冷却用の水冷式インタークーラー20a、20bに連
結されている。
The first air supply pipe 19 is branched and connected to a pair of water-cooled intercoolers 20a and 20b for cooling the air supply.

【0016】一方のインタークーラー20aから送り出
される給気の送り出し管21aと、他方のインタークー
ラー20bから送り出される給気の送り出し管21bと
が連結されて単一の第2給気管22とされている。
A supply pipe 21a for supplying air supplied from one intercooler 20a and a supply pipe 21b for supplying air supplied from the other intercooler 20b are connected to form a single second supply pipe 22.

【0017】第2給気管22が分岐されて一対の給気マ
ニホールド23a、23bに連結されている。一方の給
気マニホールド23aから、V形エンジン1の図2にお
いて左方側の列に沿うシリンダの各主燃焼室6に、分岐
管24aを介して給気が供給される。また、他方の給気
マニホールド23bから、V形エンジンの他方の列に沿
うシリンダの各主燃焼室6に、分岐管24bを介して給
気が供給される。
The second air supply pipe 22 is branched and connected to a pair of air supply manifolds 23a and 23b. From one air supply manifold 23a, air is supplied via a branch pipe 24a to each main combustion chamber 6 of the cylinders of the V-type engine 1 along the row on the left side in FIG. In addition, the supply air is supplied from the other supply manifold 23b to the main combustion chambers 6 of the cylinders along the other row of the V-type engine via the branch pipe 24b.

【0018】前記副燃焼室7に燃料ガスが供給される。
すなわち、前記燃料供給主管10から分岐するバイパス
管30が形成され、このバイパス管30を流れる燃料ガ
スの圧力を上昇させるコンプレッサー31が設けられて
いる。このコンプレッサー31から送り出される燃料ガ
スの送り出し管は、第1ガス主管32aと第2ガス主管
32bとに分岐される。その第1ガス主管32aから分
岐管33aを介し、図2において左方側の列に沿う副燃
焼室7に燃料ガスが供給される。また、その第2ガス主
管32bから分岐管33bを介して他方の列に沿う副燃
焼室7に燃料ガスが供給される。なお、副燃焼室7から
ガス主管32a、32bに燃料ガスが逆流しないよう
に、各分岐間33a、33bと副燃焼室7との間に、図
8に示すチェック弁70が介在されている。このチェッ
ク弁70は、ハウジング71と、このハウジング71に
形成された燃料ガスの入口75と、燃料ガスの出口72
と、その燃料ガスの出口72を開閉する弁73を備えて
いる。その弁73は、バネ74により出口72を閉じる
方向に付勢されている。これにより、吸気工程において
出口72側に通じる副燃焼室7の圧力が小さくなると、
バネ74と入口75から流入する燃料ガスの圧力とによ
り弁73が下方移動し、出口72が開いて副燃焼室7に
燃料ガスが供給される。また、排気工程や圧縮工程にお
いて副燃焼室7の圧力が高くなると、弁73が上方移動
して出口72を閉じるので副燃焼室7からの燃料の逆流
が防止される。
A fuel gas is supplied to the sub-combustion chamber 7.
That is, a bypass pipe 30 branched from the fuel supply main pipe 10 is formed, and a compressor 31 for increasing the pressure of the fuel gas flowing through the bypass pipe 30 is provided. The delivery pipe for the fuel gas delivered from the compressor 31 is branched into a first gas main pipe 32a and a second gas main pipe 32b. Fuel gas is supplied from the first gas main pipe 32a to the sub-combustion chamber 7 along the left column in FIG. 2 via the branch pipe 33a. Further, the fuel gas is supplied from the second gas main pipe 32b to the sub-combustion chamber 7 along the other row via the branch pipe 33b. A check valve 70 shown in FIG. 8 is interposed between each branch 33a, 33b and the sub combustion chamber 7 so that the fuel gas does not flow backward from the sub combustion chamber 7 to the gas main pipes 32a, 32b. The check valve 70 includes a housing 71, a fuel gas inlet 75 formed in the housing 71, and a fuel gas outlet 72.
And a valve 73 for opening and closing the fuel gas outlet 72. The valve 73 is urged by a spring 74 in a direction to close the outlet 72. Thereby, when the pressure of the sub-combustion chamber 7 communicating with the outlet 72 side in the intake process becomes small,
The valve 73 moves downward due to the spring 74 and the pressure of the fuel gas flowing from the inlet 75, and the outlet 72 opens to supply the fuel gas to the sub-combustion chamber 7. In addition, when the pressure in the sub-combustion chamber 7 increases in the exhaust step or the compression step, the valve 73 moves upward to close the outlet 72, so that backflow of fuel from the sub-combustion chamber 7 is prevented.

【0019】そして、排気ガスは一対の排気マニホール
ド90a、90bから排気管91a、91bを介して排
気ターボ過給機17a、17bのタービンに供給され、
しかる後にV形エンジン1から排出される。
The exhaust gas is supplied from a pair of exhaust manifolds 90a and 90b to the turbines of the exhaust turbochargers 17a and 17b via exhaust pipes 91a and 91b.
After that, it is discharged from the V-type engine 1.

【0020】前記第2給気管22の内部に、スロットル
バルブ40が配置されている。このスロットルバルブ4
0はエンジン負荷に応じて作動し、エンジン負荷が大き
くなると第2給気管の開度を大きくして主燃焼室6に多
量の給気を供給し、エンジン負荷が小さくなると主燃焼
室6に供給する給気を少なくする。このスロットルバル
ブ40は、電子ガバナー装置100により作動制御され
る。また、エンジン負荷の遮断により第2給気管22の
開度を最小とし、主燃焼室6への給気の供給を最小にす
る。そのエンジン負荷の遮断信号は、エンジン負荷の制
御装置105から電子ガバナー装置100に送られ、電
子ガバナー装置100がスロットルバルブ40を直ちに
最小開度位置に作動させる。
A throttle valve 40 is disposed inside the second air supply pipe 22. This throttle valve 4
0 operates according to the engine load. When the engine load increases, the opening degree of the second air supply pipe is increased to supply a large amount of supply air to the main combustion chamber 6, and when the engine load decreases, the supply to the main combustion chamber 6 is performed. Less air supply. The operation of the throttle valve 40 is controlled by the electronic governor device 100. Further, the opening degree of the second air supply pipe 22 is minimized by shutting off the engine load, and the supply of air supply to the main combustion chamber 6 is minimized. The engine load cutoff signal is sent from the engine load control device 105 to the electronic governor device 100, and the electronic governor device 100 immediately operates the throttle valve 40 to the minimum opening position.

【0021】また、エンジン負荷に応じて主燃焼室6へ
送られる給気量が変化するのに対応して、副燃焼室7に
送られる燃料ガス量が調節される。すなわち、第1ガス
主管32aと第2ガス主管32bの途中にそれぞれレギ
ュレータ41a、41bが設けられている。このレギュ
レータ41a、41bは、図7に示すように本体ブロッ
ク44を備え、この本体ブロック44に、ガス主管32
a、32bの上流側に通じる入口42と、ガス主管32
a、32bの下流側に通じる出口43とが形成されてい
る。その入口42と出口43との間の通路47の開度を
調節する開閉弁45が設けられている。この開閉弁45
は、バネ46により図7において下向きに押されること
で通路47を閉じる方向に付勢されている。また、その
開閉弁45はダイヤフラム48に連結され、このダイヤ
フラム48の下方に圧力室49が形成されている。この
圧力室49の内部に、ダイヤフラム48を図7において
上向きに押すバネ150が配置されている。また、圧力
室49には接続口51が形成され、この接続口51に接
続される連結管50により、圧力室49の内部と、前記
スロットルバルブ40の下流の給気通路とが連通され
る。
The amount of fuel gas sent to the sub-combustion chamber 7 is adjusted in response to the change in the amount of air supplied to the main combustion chamber 6 according to the engine load. That is, the regulators 41a and 41b are provided in the middle of the first gas main pipe 32a and the second gas main pipe 32b, respectively. Each of the regulators 41a and 41b includes a main body block 44 as shown in FIG.
a, an inlet 42 communicating with the upstream side of 32b,
a and an outlet 43 communicating with the downstream side of 32b. An on-off valve 45 for adjusting the opening of a passage 47 between the inlet 42 and the outlet 43 is provided. This on-off valve 45
7 is urged in a direction to close the passage 47 by being pressed downward in FIG. The on-off valve 45 is connected to a diaphragm 48, and a pressure chamber 49 is formed below the diaphragm 48. A spring 150 that pushes the diaphragm 48 upward in FIG. 7 is disposed inside the pressure chamber 49. Further, a connection port 51 is formed in the pressure chamber 49, and a connection pipe 50 connected to the connection port 51 connects the inside of the pressure chamber 49 and an air supply passage downstream of the throttle valve 40.

【0022】これにより、エンジン負荷が大きくなって
前記スロットルバルブ40による第2給気管22の開度
が大きくなると、スロットルバルブ40の下流側の給気
圧力が大きくなるので圧力室49の圧力が大きくなる。
すると、ダイヤフラム48が図7において上方移動する
ことで開閉弁45が上方移動し、通路47の開度が大き
くなる。これにより、主燃焼室6に供給される給気量の
増大に対応し、ガス主管32a、32bから副燃焼室7
に供給される燃料ガス量が増大する。
As a result, when the engine load increases and the degree of opening of the second supply pipe 22 by the throttle valve 40 increases, the supply pressure downstream of the throttle valve 40 increases, so that the pressure in the pressure chamber 49 increases. Become.
Then, as the diaphragm 48 moves upward in FIG. 7, the on-off valve 45 moves upward, and the opening of the passage 47 increases. Accordingly, in response to an increase in the amount of supply air supplied to the main combustion chamber 6, the gas main pipes 32a and 32b
The amount of fuel gas supplied to the fuel cell increases.

【0023】また、エンジン負荷が小さくなってスロッ
トルバルブ40による第2給気管22の開度が小さくな
ると、スロットルバルブ40の下流側の給気圧力が小さ
くなるので、圧力室49の圧力が小さくなる。すると、
ダイヤフラム48が図7において下方移動することで開
閉弁45が下方移動し、通路47の開度が小さくなる。
これにより、主燃焼室6に供給される給気量の減少に対
応し、ガス主管32a、32bから副燃焼室7に供給さ
れる燃料ガス量が減少する。
When the engine load is reduced and the opening of the second supply pipe 22 by the throttle valve 40 is reduced, the supply pressure downstream of the throttle valve 40 is reduced, so that the pressure in the pressure chamber 49 is reduced. . Then
When the diaphragm 48 moves downward in FIG. 7, the on-off valve 45 moves downward, and the opening of the passage 47 decreases.
Accordingly, the amount of fuel gas supplied from the gas main pipes 32a and 32b to the sub-combustion chamber 7 decreases in response to the decrease in the amount of supply air supplied to the main combustion chamber 6.

【0024】また、スロットルバルブ40が負荷の遮断
信号により作動し、第2供給路22の開度を最小とした
場合は、主燃焼室6に供給される給気量は急激に減少す
る。この場合、レギュレータ41a、41bを通過する
燃料ガス量も減少する。しかし、負荷の遮断信号の直前
にレギュレータ41a、41bを通過した燃料ガスは、
レギュレータ41a、41bよりも下流の燃料ガス通路
内に残存している。このレギュレータ41a、41bよ
りも下流の燃料ガス通路に残存する燃料ガスの量は、V
形エンジン1の気筒数が多い程に燃料ガス通路が長くな
るため多くなる。もし、その燃料ガス通路に残存した多
量の燃料ガスが副燃焼室7に供給されると、主燃焼室6
に供給される給気量は急激に減少しているため、副燃焼
室7における燃料ガスを燃焼させるのに充分な酸素が不
足し、失火してしまう。そうすると、未燃焼の燃料ガス
が排気マニホールド90a、90bにおいて爆発してし
まう。
When the throttle valve 40 is actuated by a load cutoff signal and the opening of the second supply passage 22 is minimized, the amount of air supplied to the main combustion chamber 6 decreases sharply. In this case, the amount of fuel gas passing through the regulators 41a and 41b also decreases. However, the fuel gas that has passed through the regulators 41a and 41b immediately before the load cutoff signal is
It remains in the fuel gas passage downstream of the regulators 41a and 41b. The amount of fuel gas remaining in the fuel gas passage downstream of the regulators 41a and 41b is V
As the number of cylinders of the engine 1 increases, the number of fuel gas passages increases because the length of the fuel gas passage increases. If a large amount of fuel gas remaining in the fuel gas passage is supplied to the sub combustion chamber 7, the main combustion chamber 6
The amount of air supplied to the sub-combustion chamber 7 is insufficient because oxygen is insufficient to burn the fuel gas in the sub-combustion chamber 7 and a misfire occurs. Then, unburned fuel gas explodes in the exhaust manifolds 90a and 90b.

【0025】このような事態が生じないように、レギュ
レータ41a、42bよりも下流の第1ガス主管32
a、32bの内部の燃料ガス通路と、エアフィルター1
6a、16bとミキサー15a、15bとの間の給気通
路とを連通する連通路60a、60bが設けられてい
る。また、この連通路60a、60bを開閉する電磁開
閉弁61a、61bが設けられている。この電磁開閉弁
61a、61bは常閉型で、前記制御装置105からの
エンジン負荷の遮断信号により連通路60a、60bを
一定時間開く。これにより、エンジン負荷が遮断された
場合、レギュレータ41a、41bより下流の燃料ガス
通路に残存した燃料ガスは、連通路60a、60bを通
って給気通路に至るので、副燃焼室7に多量の燃料ガス
が供給されることはなく、失火や排気マニホールド90
a、90bにおける爆発事故を防止することができる。
なお、電磁開閉弁61a、61bを開く時間は、V形エ
ンジン1の気筒数や排気量等に応じて適宜設定する。
In order to prevent such a situation from occurring, the first gas main pipe 32 downstream of the regulators 41a and 42b is used.
a, a fuel gas passage inside 32b, and an air filter 1
Communication passages 60a and 60b are provided for communicating the air supply passages between the mixers 6a and 16b and the mixers 15a and 15b. In addition, electromagnetic on-off valves 61a and 61b for opening and closing the communication passages 60a and 60b are provided. The electromagnetic on-off valves 61a and 61b are of a normally closed type, and open the communication paths 60a and 60b for a predetermined time in response to an engine load cutoff signal from the control device 105. As a result, when the engine load is cut off, the fuel gas remaining in the fuel gas passage downstream of the regulators 41a and 41b reaches the supply passage through the communication passages 60a and 60b. No fuel gas is supplied and misfires and exhaust manifold 90
Explosion accidents at a and 90b can be prevented.
The time for opening the electromagnetic on-off valves 61a and 61b is appropriately set according to the number of cylinders, the displacement, etc. of the V-type engine 1.

【0026】なお、第1ガス主管32aと第2ガス主管
32bとはレギュレータ41a、41bの下流において
連通管65により連通され、両ガス主管32a、32b
内における燃料ガス圧力の均一化が図られている。
The first gas main pipe 32a and the second gas main pipe 32b are connected by a communication pipe 65 downstream of the regulators 41a and 41b.
The fuel gas pressure in the chamber is made uniform.

【0027】次に、図2〜図6を参照してV形エンジン
1の構造を説明する。
Next, the structure of the V-type engine 1 will be described with reference to FIGS.

【0028】V形エンジン1は、エンジン補機として発
電機80を駆動するものであって、V形エンジン1と発
電機80とは共通の台床81の上に設置される。
The V-type engine 1 drives a generator 80 as an engine accessory, and the V-type engine 1 and the generator 80 are installed on a common bed 81.

【0029】図5に示すように、正面視V形に形成され
たシリンダのVバンクの内側に、一対の排気マニホール
ド90a、90bが配置される。このようにVバンクの
内側に排気マニホールド90a、90bが配置されるこ
とにより、排気マニホールド90a、90bが爆発した
場合の安全が図られている。排気マニホールド90a、
90bがVバンクの内側に配置されることから、一対の
給気マニホールド23a、23bはVバンクの外側に配
置される。
As shown in FIG. 5, a pair of exhaust manifolds 90a and 90b are arranged inside a V bank of a cylinder formed in a V shape when viewed from the front. By arranging the exhaust manifolds 90a and 90b inside the V-bank in this way, safety when the exhaust manifolds 90a and 90b explode is achieved. Exhaust manifold 90a,
Since 90b is arranged inside the V bank, the pair of air supply manifolds 23a and 23b are arranged outside the V bank.

【0030】エンジン本体の一端(図2において左端)
の上部に一対の排気ターボ過給機17a、17bが配置
される。排気ターボ過給機17a、17bを一対とする
のは、V形エンジン1においては排気ターボ過給機を単
一のものとするのが困難であり、また、排気ターボ過給
機の効率を向上して小型化するためである。図3に示す
ように、この排気ターボ過給機17a、17bの外側
に、燃料供給主管10から供給される燃料ガスとエアフ
ィルター16a、16bを介して供給される空気とを混
合するミキサー15a、15bが配置される。
One end of the engine body (left end in FIG. 2)
A pair of exhaust turbochargers 17a and 17b is arranged above the. It is difficult to use a single exhaust turbocharger in the V-type engine 1 because the exhaust turbochargers 17a and 17b are paired, and the efficiency of the exhaust turbocharger is improved. This is to reduce the size. As shown in FIG. 3, a mixer 15a for mixing the fuel gas supplied from the fuel supply main pipe 10 and the air supplied through the air filters 16a and 16b is provided outside the exhaust turbochargers 17a and 17b. 15b are arranged.

【0031】エンジン本体の他端(図2において右端
側)の上部に一対の給気冷却用のインタークーラー20
a、20bが配置される。インタークーラー20a、2
0bを一対とするのは、単一にすると大型化するので、
V形エンジン1のコンパクト化のために一対としてい
る。
A pair of intercoolers 20 for cooling air supply is provided above the other end (right end in FIG. 2) of the engine body.
a and 20b are arranged. Intercooler 20a, 2
The reason why 0b is paired is that if it is made single, it becomes large,
In order to make the V-type engine 1 compact, a pair is used.

【0032】各排気ターボ過給機17a、17bのコン
プレッサーから送り出される給気の送り出し管18a、
18bが連結されて単一の第1給気管19とされてい
る。この第1給気管9は、図3〜図5に示すようにVバ
ンクの内側であって排気マニホールド90a、90bの
下方に配置されている。これにより、各排気ターボ過給
機17a、17bから送り出される給気が第1給気管1
9において混合され、給気の量や燃料と空気との混合比
が均一化される。そして、第1給気管19は分岐されて
各インタークーラー20a、20bに接続される。
The delivery pipes 18a for the supply air supplied from the compressors of the respective exhaust turbochargers 17a, 17b,
18b are connected to form a single first air supply pipe 19. The first air supply pipe 9 is disposed inside the V bank and below the exhaust manifolds 90a and 90b, as shown in FIGS. Thereby, the air supplied from each of the exhaust turbochargers 17a and 17b is supplied to the first air supply pipe 1
9 and the amount of air supply and the mixing ratio between fuel and air are made uniform. Then, the first air supply pipe 19 is branched and connected to each of the intercoolers 20a and 20b.

【0033】各インタークーラー20a、20bから送
り出される給気の送り出し管21a、21bは連結され
て単一の第2給気管22とされる。この第2給気管22
はVバンクの内側であって、前記第1給気管19および
排気マニホールド90a、90bの上方に配置される。
これにより、各インタークーラー20a、20bから送
り出される給気は単一の第2給気管22bの内部で混合
されることにより、給気の量や空気と燃料との混合比が
均一化される。また、第2給気管がVバンクの内側にあ
って且つ第1給気管19の上方に配置されることによ
り、V形エンジン1の幅を小さくしてコンパクトなもの
とできる。
The supply pipes 21a and 21b for supplying the air supplied from the intercoolers 20a and 20b are connected to form a single second air supply pipe 22. This second air supply pipe 22
Is located inside the V bank and above the first air supply pipe 19 and the exhaust manifolds 90a, 90b.
Thereby, the air supplied from each of the intercoolers 20a and 20b is mixed inside the single second air supply pipe 22b, so that the amount of air supply and the mixing ratio of air and fuel are made uniform. In addition, since the second air supply pipe is located inside the V bank and above the first air supply pipe 19, the width of the V-type engine 1 can be reduced to make it compact.

【0034】そして、第2給気管22は分岐されて各給
気マニホールド23a、23bに連結される。各給気マ
ニホールド23a、23bから分岐管24a、24bを
介してV形エンジン1の主燃焼室6に給気が供給され
る。各分岐管24a、24bは、図5に示すようにL字
形状とされ、給気を絞るために主燃焼室6に向かうに従
い流路断面積が小さくされている。これにより、給気マ
ニホールド23a、23bの入口から各主燃焼室6まで
の距離の相違により流路抵抗が不均一であっても、分岐
管24a、24bにおける絞り部により給気流量が均一
化され、各主燃焼室6に供給される給気量が均一化され
る。
The second air supply pipe 22 is branched and connected to each of the air supply manifolds 23a and 23b. Supply air is supplied from the respective supply manifolds 23a and 23b to the main combustion chamber 6 of the V-type engine 1 via branch pipes 24a and 24b. As shown in FIG. 5, each of the branch pipes 24a and 24b has an L-shape, and the cross-sectional area of the flow passage decreases toward the main combustion chamber 6 in order to reduce the air supply. Thereby, even if the flow path resistance is not uniform due to the difference in the distance from the inlets of the air supply manifolds 23a, 23b to the respective main combustion chambers 6, the air supply flow rate is made uniform by the throttle portions in the branch pipes 24a, 24b. Thus, the amount of air supplied to each main combustion chamber 6 is made uniform.

【0035】図2、図6に示すように、第2給気管22
の内部に設けられたスロットルバルブ40は、電子ガバ
ナー装置100とリンク101を介して連結されてい
る。なお、電子ガバナー装置100はインタークーラー
20aの近傍に配置されることにより冷却されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the second air supply pipe 22
The throttle valve 40 provided inside is connected to the electronic governor device 100 via a link 101. The electronic governor device 100 is cooled by being arranged near the intercooler 20a.

【0036】図3に示すように、V形エンジン1の副燃
焼室7に燃料を供給するためのバイパス管30は、V形
エンジン1の一端において分岐する。図1に示すよう
に、このバイパス管30から分岐する第1ガス主管32
aと第2ガス主管32bは、Vバンクの外側に配置され
る。各ガス主管32a、32bの途中に設けられるレギ
ュレータ41a、41bは、V形エンジン1の一端に配
置される。このレギュレータ41a、41bの下流側の
燃料ガス通路と、エアフィルター16a、16bとミキ
サー15a、15bとの間の通路を連通する連通路60
a、60bは、V形エンジン1の一端の配管により構成
される。その連通路60a、60bを開閉する電磁開閉
バルブ61a、61bはV形エンジン1の一端に配置さ
れる。第1ガス主管32aと第2ガス主管32bとをレ
ギュレータ41a、41bの下流側で連通する連通管6
5は、図2、図4に示すようにV形エンジン1の他端側
に配置される。
As shown in FIG. 3, a bypass pipe 30 for supplying fuel to the auxiliary combustion chamber 7 of the V-type engine 1 branches at one end of the V-type engine 1. As shown in FIG. 1, a first gas main pipe 32 branched from the bypass pipe 30
a and the second gas main pipe 32b are arranged outside the V bank. Regulators 41 a and 41 b provided in the middle of each gas main pipe 32 a and 32 b are arranged at one end of the V-type engine 1. A communication passage 60 that communicates a fuel gas passage downstream of the regulators 41a and 41b with a passage between the air filters 16a and 16b and the mixers 15a and 15b.
a and 60b are constituted by piping at one end of the V-type engine 1. Electromagnetic on-off valves 61a, 61b for opening and closing the communication passages 60a, 60b are arranged at one end of the V-type engine 1. A communication pipe 6 that connects the first gas main pipe 32a and the second gas main pipe 32b downstream of the regulators 41a and 41b.
5 is disposed on the other end side of the V-type engine 1 as shown in FIGS.

【0037】図5、図6に示すように、第1給気管19
は二重管とされ、内管19aの内部を給気が流れ、外管
19bと内管19aとの間を冷却水が流れる。その冷却
水は、V形エンジン1のシリンダブロック2の内部の冷
却水ジャケットを流れる冷却水の一部が利用される。そ
のため、第1給気管19とシリンダブロック2は冷却水
配管110を介して接続される。また、この内管19a
と外管19bとの間を流れた冷却水は、冷却水の集合管
111を介して排出される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first air supply pipe 19
Is a double pipe, air supply flows inside the inner pipe 19a, and cooling water flows between the outer pipe 19b and the inner pipe 19a. As the cooling water, a part of the cooling water flowing through the cooling water jacket inside the cylinder block 2 of the V-type engine 1 is used. Therefore, the first air supply pipe 19 and the cylinder block 2 are connected via the cooling water pipe 110. Also, this inner tube 19a
The cooling water flowing between the cooling water and the outer pipe 19b is discharged through the cooling water collecting pipe 111.

【0038】V形エンジン1により駆動される発電機8
0は、インタークーラー20a、20bの下方に配置さ
れている。そのインタークーラーに冷却水を供給する冷
却水パイプ120a、120bとインタークーラー20
a、20bから冷却水を排出するための冷却水パイプ1
21b、121aは、発電機80の外側方を通って配管
されている。これにより、配管120a、120b、1
21a、121bからの漏水が発電機80に降りかかる
のを防止している。
Generator 8 driven by V-type engine 1
0 is disposed below the intercoolers 20a and 20b. Cooling water pipes 120a and 120b for supplying cooling water to the intercooler and the intercooler 20
a, cooling water pipe 1 for discharging cooling water from 20b
The pipes 21b and 121a are piped outside the generator 80. Thereby, the pipes 120a, 120b, 1
This prevents water leaks from 21a and 121b from falling onto generator 80.

【0039】また、V形エンジン1と発電機80を設置
する台床81の内部は、V形エンジン1のオイルパン8
3の内部と配管84を介して連通されている。これによ
り台床81の内部は潤滑油オイルのタンクとされてい
る。そして、一方のインタークーラー20bの冷却水パ
イプ120b、121bは、台床81の内部を貫通す
る。これにより、V形エンジン1の潤滑オイルはインタ
ークーラー用冷却水により冷却され、潤滑オイルのオイ
ルクーラー(図示省略)の容量を小さくすることができ
る。なお、エンジン補機としては発電機に限定されず例
えばコンプレッサーでもよい。
The interior of the bed 81 on which the V-type engine 1 and the generator 80 are installed is the oil pan 8 of the V-type engine 1.
3 and through a pipe 84. Thus, the interior of the bed 81 is a tank for lubricating oil. The cooling water pipes 120b and 121b of the one intercooler 20b penetrate the inside of the bed 81. Thus, the lubricating oil of the V-type engine 1 is cooled by the intercooler cooling water, and the capacity of the lubricating oil cooler (not shown) can be reduced. The engine accessory is not limited to the generator, but may be, for example, a compressor.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明による多気筒副室希薄燃焼式ガス
エンジンによれば、エンジン負荷を遮断した場合に副燃
焼室に多量の燃料ガスが供給されてしまうのを防止で
き、失火や排気マニホールドにおける燃料ガスの爆発を
防止することができる。
According to the multi-cylinder sub-chamber lean-burn gas engine of the present invention, it is possible to prevent a large amount of fuel gas from being supplied to the sub-combustion chamber when the engine load is cut off. Explosion of fuel gas in the fuel cell can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係るV形エンジンの燃料系統
を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a fuel system of a V-type engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係るV形エンジンの側面図FIG. 2 is a side view of a V-type engine according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例に係るV形エンジンの正面図FIG. 3 is a front view of a V-type engine according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例に係るV形エンジンの背面図FIG. 4 is a rear view of the V-type engine according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例に係るV形エンジンの横断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of a V-type engine according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例に係るV形エンジンの要部の縦
断面図
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part of a V-type engine according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例に係るレギュレータの断面図FIG. 7 is a sectional view of a regulator according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例に係るチェック弁の断面図FIG. 8 is a sectional view of a check valve according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 V形エンジン 6 主燃焼室 7 副燃焼室 22 第2給気管 32a、32b ガス主管 40 スロットルバルブ 41a、41b レギュレータ 60a、60b 連通路 61a、61b 電磁開閉弁 Reference Signs List 1 V-type engine 6 Main combustion chamber 7 Sub-combustion chamber 22 Second air supply pipe 32a, 32b Gas main pipe 40 Throttle valve 41a, 41b Regulator 60a, 60b Communication path 61a, 61b Electromagnetic on-off valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 21/00 - 21/06 F02B 19/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F02M 21/00-21/06 F02B 19/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主燃焼室に給気管から希薄燃料濃度の給
気が供給され、副燃焼室にガス管から燃料ガスが供給さ
れ、前記給気管の途中にエンジン負荷に応じて作動する
スロットルバルブが設けられ、前記ガス管の途中に燃料
ガスの流量調節用レギュレータが設けられ、このレギュ
レータは前記スロットルバルブよりも下流側の給気圧力
に応じて作動する多気筒副室希薄燃焼式ガスエンジンに
おいて、給気通路と前記レギュレータよりも下流側の燃
料ガス通路とを連通する連通路が設けられ、この連通路
を開閉する電磁開閉弁が設けられ、この電磁開閉弁はエ
ンジン負荷の遮断信号により連通路を一定時間開くこと
を特徴とする多気筒副室希薄燃焼式ガスエンジン。
An air supply having a lean fuel concentration is supplied to a main combustion chamber from an air supply pipe, a fuel gas is supplied to a sub combustion chamber from a gas pipe, and a throttle valve that operates in accordance with an engine load in the middle of the air supply pipe. A regulator for controlling the flow rate of fuel gas is provided in the middle of the gas pipe, and this regulator operates in accordance with the supply pressure downstream of the throttle valve in a multi-cylinder sub-chamber lean-burn gas engine. A communication passage communicating the air supply passage with the fuel gas passage downstream of the regulator; and an electromagnetic on-off valve for opening and closing the communication passage. The electromagnetic on-off valve is connected by an engine load cutoff signal. A multi-cylinder sub-chamber lean-burn gas engine characterized by opening a passage for a certain period of time.
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