JPH0220432Y2 - - Google Patents

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JPH0220432Y2
JPH0220432Y2 JP1983200526U JP20052683U JPH0220432Y2 JP H0220432 Y2 JPH0220432 Y2 JP H0220432Y2 JP 1983200526 U JP1983200526 U JP 1983200526U JP 20052683 U JP20052683 U JP 20052683U JP H0220432 Y2 JPH0220432 Y2 JP H0220432Y2
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cylinder
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gaseous
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関に関するものであつて、特
に各シリンダ毎にガス状燃料運転と液体燃料運転
との運転態様の選択的な切換えが可能であり、ま
た運転態様の異なるシリンダが並存した状態での
運転が可能であると共に、ガス状燃料運転におい
て安定した燃焼状態の得られる内燃機関に係る。
[Detailed description of the invention] This invention relates to an internal combustion engine, and in particular, it is possible to selectively switch the operating mode between gaseous fuel operation and liquid fuel operation for each cylinder, and it is possible to selectively switch the operating mode between gaseous fuel operation and liquid fuel operation for each cylinder. The present invention relates to an internal combustion engine that is capable of operating in a state where cylinders coexist and that provides a stable combustion state when operating on gaseous fuel.

従来より、LNG船等においては、輸送中に蒸
発するガスを有効に利用し、輸送コストを低減す
る目的で、蒸発ガスを機関の燃料として利用する
ことが行われている。その具体的な例としては、
第1図に示す機関が挙げられるが、これはガス状
燃料を、例えば200〜250バール程度の高圧に圧縮
し、圧縮された高圧のガス状燃料を高圧ガス弁1
からシリンダ2内に直接吹き込む方式のものであ
る。この場合のガス状燃料の燃焼は、液体燃料パ
イロツト弁3からシリンダ2内に少量のデイーゼ
ル油等の液体燃料を噴射し、このデイーゼル油等
の圧縮着火によるパイロツト着火によつて行われ
る訳であるが、この結果、デイーゼルサイクルに
近い燃焼サイクルを達成することができ、オツト
ーサイクルよりも燃焼効率を向上することが可能
となる。
BACKGROUND ART Conventionally, in LNG ships and the like, evaporated gas has been used as engine fuel in order to effectively utilize the gas that evaporates during transportation and reduce transportation costs. A specific example is:
The engine shown in Fig. 1 is an engine that compresses gaseous fuel to a high pressure of, for example, 200 to 250 bar, and transfers the compressed high-pressure gaseous fuel to a high-pressure gas valve.
This is a method in which the air is blown directly into the cylinder 2. In this case, combustion of the gaseous fuel is performed by injecting a small amount of liquid fuel such as diesel oil into the cylinder 2 from the liquid fuel pilot valve 3, and pilot ignition by compression ignition of this diesel oil. However, as a result, it is possible to achieve a combustion cycle close to that of a diesel cycle, and it is possible to improve combustion efficiency compared to an automatic cycle.

ところで上記のようにガス状燃料と共に、パイ
ロツト燃料としてデイーゼル油や重油等の液体燃
料を使用する、いわゆる2元燃料デイーゼル機関
においては、デイーゼル油等の液体燃料用の噴射
弁は、液体燃料のみによつても全力負荷近くの出
力が得られるように、設計する必要があるので、
その噴口径は大口径にせざるを得ない。この結
果、少量のパイロツト燃料の噴射を行う時には、
噴射量の不整や噴霧の微細化が十分でなく、適正
なパイロツト着火が難しくなるので、ガス燃料に
対するパイロツト燃料の量をある限度以下に低減
することは不可能である。しかも燃料弁、燃料噴
射ポンプが長時間の使用によつて摩耗すれば、こ
の限度量は更に増大する。そのため蒸発ガスに見
合う出力が必要であるにもかかわらず、余計の液
体燃料が必要となり、かつその量は上記理由から
かなりの量になり経済的でない。またメタン数の
低いガス燃料を用いる場合には、その着火性が悪
いために少量の液体燃料によるパイロツト着火法
では、特に燃焼不良を起こし易く、これを防止す
るには、液体燃料の割合を大幅に増す必要があ
り、同様に不経済である。
By the way, in so-called dual-fuel diesel engines that use liquid fuel such as diesel oil or heavy oil as pilot fuel along with gaseous fuel as described above, the injection valve for liquid fuel such as diesel oil is injected only for liquid fuel. It is necessary to design so that an output close to full load can be obtained even when the load is off.
The diameter of the nozzle must be large. As a result, when injecting a small amount of pilot fuel,
It is impossible to reduce the amount of pilot fuel relative to gas fuel below a certain limit because the injection amount is irregular and the spray is not sufficiently finely divided, making proper pilot ignition difficult. Moreover, if the fuel valve and fuel injection pump wear out due to long-term use, this limit amount will further increase. Therefore, even though an output commensurate with the evaporated gas is required, extra liquid fuel is required, and the amount thereof is considerable for the above-mentioned reasons, which is not economical. In addition, when gas fuel with a low methane number is used, its ignitability is poor, so the pilot ignition method using a small amount of liquid fuel is particularly prone to combustion failures.To prevent this, it is necessary to significantly increase the proportion of liquid fuel. It is also uneconomical.

以上のような問題点を解決するためには、上記
のようにガス状燃料と液体燃料とを併用するので
はなく、ガス状燃料のみによつて機関の運転を行
うのが理想的ではあるが、ガス状燃料の供給が不
足する場合のあることや、出入港時に液体燃料を
使用する要望のあることを考慮すると、ガス状燃
料と液体燃料とのいずれによつても運転し得る機
関とせざるを得ないのが実情である。
In order to solve the above problems, it would be ideal to operate the engine only with gaseous fuel instead of using both gaseous fuel and liquid fuel as described above. Considering that there may be a shortage of gaseous fuel, and that there is a desire to use liquid fuel when entering and exiting ports, the engine must be designed to be able to operate on either gaseous or liquid fuel. The reality is that we don't get it.

この考案は上記に鑑みなされたもので、その目
的は、内燃機関において、各シリンダ毎にガス状
燃料運転と液体燃料運転との運転態様の選択的な
切換えが可能であり、また運転態様の異なるシリ
ンダが並存した状態での運転が可能である内燃機
関を提供することにある。
This idea was created in view of the above, and its purpose is to enable selective switching of the operating mode between gaseous fuel operation and liquid fuel operation for each cylinder in an internal combustion engine, and to make it possible to selectively switch the operating mode between gaseous fuel operation and liquid fuel operation for each cylinder, and An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can be operated in a state where cylinders coexist.

上記目的に沿うこの考案の内燃機関は、複数の
シリンダを有する内燃機関において、各シリンダ
には、高圧に圧縮されたガイ状燃料をシリンダ内
に吹き込むための高圧ガス弁と、このガス状燃料
に着火するための点火栓と、液体燃料を噴射する
ための燃料噴射弁とがそれぞれ装着され、さらに
上記高圧ガス弁と点火栓との作動によるガス状燃
料運転と、上記燃料噴射弁の作動による液体燃料
運転とを、各シリンダ毎に、選択的に切り換える
ための制御装置を有することを特徴とするものと
なる。
The internal combustion engine of this invention which meets the above purpose is an internal combustion engine having a plurality of cylinders, each cylinder is equipped with a high pressure gas valve for injecting highly compressed gaseous fuel into the cylinder, and the gaseous fuel is An ignition plug for ignition and a fuel injection valve for injecting liquid fuel are respectively installed, and gaseous fuel operation is performed by the operation of the high pressure gas valve and the ignition plug, and liquid injection is performed by the operation of the fuel injection valve. The present invention is characterized by having a control device for selectively switching fuel operation for each cylinder.

上記の結果、制御装置によつて各シリンダ毎
に、ガス状燃料運転と液体燃料運転とを選択的に
切り換えることが可能となるので、通常はガス状
燃料によつて運転を行い、出入港時やガス状燃料
の不足した場合には液体燃料での運転を行うとい
うように、使用燃料を自由に切り換えることが可
能となるし、運転態様の異なるシリンダが並存し
た状態での運転を行うことも可能となる。また、
ガス状燃料によつて運転を行う際には、パイロツ
ト燃料としてデイーゼル油等の液体燃料を使用し
ていないので、シリンダ内に堆積する燃料残渣物
の量はきわめて少なくなり、ピストンリングやシ
リンダライナの摩耗を低減し得ると共に、点火栓
によつて確実に点火されることになるため、シリ
ンダ内において安定した燃焼状態を維持すること
が可能となる。
As a result of the above, it becomes possible to selectively switch between gaseous fuel operation and liquid fuel operation for each cylinder by the control device, so normally the operation is performed using gaseous fuel, and when entering and leaving the port, It is possible to freely switch the fuel used, such as operating with liquid fuel when there is a shortage of gaseous fuel, and it is also possible to operate with cylinders with different operating modes coexisting. It becomes possible. Also,
When operating on gaseous fuel, liquid fuel such as diesel oil is not used as pilot fuel, so the amount of fuel residue that accumulates inside the cylinder is extremely small, and the amount of fuel residue that accumulates in the piston ring and cylinder liner is extremely small. Since wear can be reduced and ignition is reliably performed by the ignition plug, it is possible to maintain a stable combustion state within the cylinder.

次ぎにこの考案の内燃機関の具体的な実施例に
ついて、図面を参照しつつ詳細に説明する。
Next, specific embodiments of the internal combustion engine of this invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図ないし第4図において、11はシリンダ
を示しているが、各シリンダ11は全て略同一の
構造を有するものであるため、以下には一のシリ
ンダ11の構造についてのみ説明する。すなわ
ち、シリンダ11の上部にはシリンダヘツド12
が載置されており、またその内方には上下方向に
往復動するピストン13が配置されている。そし
て、上記シリンダヘツド12には、高圧(例えば
200〜250バール)に圧縮されたガス状燃料をシリ
ンダ11内に吹き込むための高圧ガス弁14と、
シリンダ11内にてガス状燃料に着火するための
点火栓15とがそれぞれ取着されている。
In FIGS. 2 to 4, 11 indicates a cylinder, and since each cylinder 11 has substantially the same structure, only the structure of one cylinder 11 will be described below. That is, at the top of the cylinder 11 there is a cylinder head 12.
is placed therein, and a piston 13 that reciprocates in the vertical direction is arranged inside it. The cylinder head 12 is supplied with high pressure (for example,
a high-pressure gas valve 14 for blowing gaseous fuel compressed to 200-250 bar into the cylinder 11;
A spark plug 15 for igniting gaseous fuel within the cylinder 11 is attached to each cylinder.

なお、上記高圧ガス弁14はライン17を介し
て高圧ガス貯蔵タンク18に、また上記点火栓1
5はライン19を介して点火装置(図示せず)に
それぞれ接続されている。またさらに上記シリン
ダヘツド12には、燃料噴射弁20が取着されて
いるが、この燃料噴射弁20は、液体燃料をシリ
ンダ11内に噴射するためのものであつて、ライ
ン21を介して液体燃料タンク22に接続されて
いる。そして、上記各シリンダ11における高圧
ガス弁14、点火栓15及び燃料噴射弁20の作
動をそれぞれ制御して、各シリンダ11毎に、運
転状態を切り換えるための制御装置23が設けら
れているので、以下にこの制御装置23につい
て、その作動状態を中心に説明する。
The high-pressure gas valve 14 is connected to the high-pressure gas storage tank 18 via a line 17, and also to the ignition plug 1.
5 are each connected via a line 19 to an ignition device (not shown). Furthermore, a fuel injection valve 20 is attached to the cylinder head 12, and this fuel injection valve 20 is for injecting liquid fuel into the cylinder 11. It is connected to the fuel tank 22. A control device 23 is provided for controlling the operation of the high-pressure gas valve 14, spark plug 15, and fuel injection valve 20 in each cylinder 11, respectively, and switching the operating state for each cylinder 11. The control device 23 will be explained below, focusing on its operating state.

まず、ガス状燃料を用いて運転を行うシリンダ
11に対しては、高圧ガス貯蔵タンク18と高圧
ガス弁14とを結ぶライン17に介設されたバル
ブ24、及び点火栓15と点火装置とを結ぶライ
ン19に介設された接点25をそれぞれ接続状態
にすると共に、燃料噴射弁20と燃料タンク22
とを結ぶライン21に介設したバルブ26を閉じ
ておく。この結果、このシリンダ11に対して
は、液体燃料の供給が停止されると共に、ガス状
燃料がシリンダ11内へと供給され、点火栓15
が作動するので、ガス状燃料による運転が可能と
なる。一方、液体燃料による運転を行うシリンダ
11に対しては、上記とは逆に、バルブ26を開
くと共に、バルブ24と接点25とを遮断すれば
よい。なお、上記制御装置23に対する切換指令
信号は、手動によつて入力する場合もあるし、ま
た他の検出信号に基づいて入力することもある。
First, for the cylinder 11 that operates using gaseous fuel, the valve 24 installed in the line 17 connecting the high-pressure gas storage tank 18 and the high-pressure gas valve 14, the ignition plug 15, and the ignition device are connected. While connecting the contacts 25 provided in the connecting line 19, the fuel injection valve 20 and the fuel tank 22 are connected.
A valve 26 provided in the line 21 connecting the two is kept closed. As a result, the supply of liquid fuel to this cylinder 11 is stopped, gaseous fuel is supplied into the cylinder 11, and the spark plug 15
operates, making it possible to operate using gaseous fuel. On the other hand, for the cylinder 11 that operates using liquid fuel, the valve 26 may be opened and the valve 24 and the contact 25 may be cut off, contrary to the above. The switching command signal to the control device 23 may be input manually or may be input based on another detection signal.

上記のように、制御装置23によつて、各シリ
ンダ11毎に、ガス状燃料運転と液体燃料運転と
を選択的に切り換えることができるので、通常は
ガス状燃料によつての運転を行い、出入港時やガ
ス状燃料の不足した場合には液体燃料での運転を
行うというように、使用燃料を自由に切り換える
ことが可能となるし、運転態様の異なるシリンダ
が並存した状態での運転を行うことも可能とな
る。また、ガス状燃料によつて運転を行う際に
は、パイロツト燃料としてデイーゼル油等の液体
燃料を使用せず、点火栓15によつて着火するよ
にしてあるので、シリンダ内に堆積する液体残渣
物の量はきわめて少なくなり、摩耗を低減し得
る。
As mentioned above, since the control device 23 can selectively switch between gaseous fuel operation and liquid fuel operation for each cylinder 11, normally operation is performed using gaseous fuel, It is possible to freely switch the fuel used, such as operating on liquid fuel when entering or exiting a port or when there is a shortage of gaseous fuel, and it is also possible to operate with cylinders with different operating modes coexisting. It is also possible to do so. Furthermore, when operating with gaseous fuel, liquid fuel such as diesel oil is not used as the pilot fuel, and the ignition is ignited by the spark plug 15. The amount of material can be significantly reduced, reducing wear.

以上にこの考案の内燃機関の一実施例の説明を
したが、この考案の内燃機関は上記実施例に限ら
れるものではなく、点火栓の配置間隔およびその
数、給排気方式等の各点において、種々変更して
実施し得るものであることは明白であろう。ま
た、上記における点火栓としては、電気火花又は
高温の熱栓が使用可能である。
Although one embodiment of the internal combustion engine of this invention has been described above, the internal combustion engine of this invention is not limited to the above embodiment, and has various points such as the spacing and number of spark plugs, the supply and exhaust system, etc. It will be obvious that the invention can be implemented with various modifications. Further, as the spark plug in the above, an electric spark or a high-temperature heat plug can be used.

この考案の内燃機関は上記のように構成された
ものであり、したがつてこの考案の内燃機関によ
れば、制御装置によつて、各シリンダ毎に、ガス
状燃料運転と液体燃料運転とを選択的に切り換え
ることが可能となるので、通常はガス状燃料によ
つて運転を行い、出入港時やガス状燃料の不足し
た場合には液体燃料での運転を行うというよう
に、使用燃料を自由に切り換えることが可能とな
るし、運転態様の異なるシリンダが並存した状態
での運転を行うことも可能となる。また、ガス状
燃料によつて運転を行う際には、パイロツト燃料
としてデイーゼル油等の液体燃料を使用していな
いので、シリンダ内に堆積する燃料残渣物の量は
きわめて少なくなり、摩耗を低減し得ると共に、
点火栓によつて確実に点火されることになるた
め、シリンダ内において安定した燃焼状態を維持
することが可能となる。しかも上記の結果、メタ
ン数が低く、着火性の悪い燃料であつても、充分
に実用に供することが可能となる。
The internal combustion engine of this invention is constructed as described above. Therefore, according to the internal combustion engine of this invention, gaseous fuel operation and liquid fuel operation are controlled for each cylinder by the control device. Since it is possible to selectively switch, the fuel used can be changed, such as normally operating on gaseous fuel, and operating on liquid fuel when entering or exiting port or when gaseous fuel is insufficient. It becomes possible to switch freely, and it is also possible to operate in a state where cylinders with different operating modes coexist. In addition, when operating on gaseous fuel, liquid fuel such as diesel oil is not used as pilot fuel, so the amount of fuel residue that accumulates inside the cylinder is extremely small, reducing wear. Along with getting
Since the spark plug ensures ignition, it is possible to maintain a stable combustion state within the cylinder. Moreover, as a result of the above, even a fuel with a low methane number and poor ignitability can be put to practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置を示す説明図、第2図はこの
考案のガス機関の燃焼室の一実施例を示す説明
図、第3図は上記実施例における一つのシリンダ
の溝造を示す説明図である。 11……シリンダ、14……高圧ガス弁、15
……点火栓、20……燃料噴射弁、23……制御
装置。
Fig. 1 is an explanatory diagram showing a conventional device, Fig. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the combustion chamber of the gas engine of this invention, and Fig. 3 is an explanatory diagram showing the groove structure of one cylinder in the above embodiment. It is. 11... Cylinder, 14... High pressure gas valve, 15
... Spark plug, 20 ... Fuel injection valve, 23 ... Control device.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 複数のシリンダを有する内燃機関において、各
シリンダには、高圧に圧縮されたガス状燃料をシ
リンダ内に吹き込むための高圧ガス弁と、このガ
ス状燃料に着火するための点火栓と、液体燃料を
噴射するための燃料噴射弁とがそれぞれ装着さ
れ、さらに上記高圧ガス弁と点火栓との作動によ
るガス状燃料運転と、上記燃料噴射弁の作動によ
る液体燃料運転とを、各シリンダ毎に、選択的に
切り換えるための制御装置を有することを特徴と
する内燃機関。
In an internal combustion engine having multiple cylinders, each cylinder includes a high-pressure gas valve for blowing gaseous fuel compressed to high pressure into the cylinder, a spark plug for igniting this gaseous fuel, and a liquid fuel. A fuel injection valve for injecting the fuel is installed, and gaseous fuel operation by the operation of the high-pressure gas valve and spark plug, and liquid fuel operation by the operation of the fuel injection valve are selected for each cylinder. An internal combustion engine characterized in that it has a control device for switching between the two.
JP20052683U 1983-12-30 1983-12-30 internal combustion engine Granted JPS60112641U (en)

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