JPH0223811Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、負荷急増時にガス機関が失火するこ
とを防止するガス機関の空燃比補正装置に関する
ものである。

（従来技術及びその問題点） ガス機関では、予めガス燃料と空気を混合して
おいて、混合気を増減する所謂ミキサー方式が知
られているが、ガス機関で高出力化、低熱負荷化
を図るには、吸排気弁のオーバーラツプを広げて
残留ガスを掃気し、燃焼室温度を下げる必要があ
る。

ところが、ミキサー方式で残留ガスの掃気を行
なうと、混合気が吹き抜けて熱効率が低くなつて
しまう。

そこで、本件出願人は従来から２個のスロツト
ル弁を利用してガス燃料と空気を別々に供給する
方式を開発し、既に出願している。

このスロツトル弁方式は、第３図に示すよう
に、吸気ポート１０に繋がるガス通路１２、空気
通路１４を設け、ガス通路１２にガス用スロツト
ル弁１６を設け、空気通路１４に空気用スロツト
ル弁１８を設けてある。この空気通路１４は排気
ターボ過給機（図示せず）に繋がつている。２０
はガバナーである。

ガス通路１２のガス圧はダイヤフラム形のガス
レギユレータ２２で制御され、ガスレギユレータ
２２にはフイードバツク配管２４、過給空気圧力
配管２６、吸気ポート圧力配管２８等が連通し、
過給補正室３０が設けられている。３２は調圧ボ
ルト、３４はブースト圧調整弁であり、３６はガ
ス供給タイミングを規定するバルブである。

このようなガス機関では、通常の定常運転状態
の時に各部の圧力は負荷PS−各部圧力Ｐのグラ
フである第４図の過給圧力特性Pc、ガス圧力特
性Pg、吸気ポート圧力Piのようになつているが、
負荷が急増した時には第５図に示すように、時間
t1で負荷が急増した後にガス圧力特性Pg1より吸
気ポート圧力特性Pi1が高圧になり、ガス用スロ
ツトル弁１６を開弁してもガス通路１２からガス
が吸気ポート１０へ流入しなくなり、時間t1〜時
間t2の間で失火が発生するという問題がある。

したがつて、機関の負荷応答性が悪化し、発電
機用にガス機関を使用した場合には、周波数特性
が悪化する。

また、未着火のガス燃料が排気管から排出さ
れ、煙道爆発の恐れもある。

（考案の目的） 本考案は、ガス量制御弁及び空気量制御弁を有
する過給式ガス機関において、負荷急増時に機関
が失火することを防止できるガス機関の空燃比補
正装置を提供することを目的としている。

（考案の構成） (1) 技術的手段 本考案は吸気ポートより上流側の空気通路に空
気量制御弁を、又空気量制御弁と吸気ポートの間
に連通したガス通路にガス量制御弁を有する過給
式ガス機関において、ガス量制御弁より上流側の
ガス通路中に機関に供給されるガス圧を制御する
主ガスレギユレータを設け、主ガスレギユレータ
と並列に副ガスレギユレータを設け、主ガスレギ
ユレータの出口ガス圧より吸気ポート圧力が高く
なる負荷急増時だけ副ガスレギユレータからガス
が供給されるように構成したことを特徴とするガ
ス機関の空燃比補正装置である。

(2) 作用 副ガスレギユレータで主ガスレギユレータの出
口ガス圧より吸気ポート圧力が高くなる負荷増時
に、ガス燃料を供給し、ガス圧を高くしてガス燃
料の供給を増やし、失火を防止する。

（実施例） 本考案を採用したガス機関を示す第１図におい
て、第３図と同一符号を付した部分は同一あるい
は相当部分を示す。

第１図で、主ガスレギユレータ２２の弁体４０
を挟んでガス通路１２の上流側と下流側を連通す
るバイパス通路４２がガス通路１２と並列に設け
られている。このバイパス通路４２の途中には本
考案の要旨である副ガスレギユレータ４４が介装
されており、副ガスレギユレータ４４の弁体４６
でバイパス通路４２を開閉制御するようになつて
いる。弁体４６はダイヤフラム４８に連結してお
り、ダイヤフラム４８はコイルスプリング５０で
閉弁方向へ付勢されている。

副ガスレギユレータ４４の下室５２と空気用ス
ロツトル弁１８より下流の吸気ポート１０とを連
通する通路５４が設けられている。また、上室５
６とガス用スロツトル弁１６より上流のガス通路
１２を連通する通路５８が設けられている。

次に作用を説明する。第１図の実施例では、負
荷が急増するとガス用スロツトル弁１６、空気用
スロツトル弁１８が全開になり、吸気ポート１０
の圧力は時間t1以後、過給圧力特性Pc1（第２図）
にまで上昇する。

吸気ポート１０の圧力は通路５４で副ガスレギ
ユレータ４４の下室５２へ導入され、下室５２の
圧力が上室５６より高くなる。この下室５２と上
室５６の圧力差でダイヤフラム４８が押し上げら
れ、弁体４６が開弁し、バイパス通路４２からガ
ス通路１２へガス燃料が流れる。したがつて、ガ
ス通路１２の圧力は第２図のガス圧力特性Pg2の
ように急上昇する。

ガス圧力特性Pg2は従来のガス圧力特性Pg1（第
５図）と比べて、圧力上昇が急勾配であるので、
時間t1から時間t3迄の短時間で吸気ポート圧力特
性Pi1と同圧に迄上昇し、時間t3以後でガス通路
１２から吸気ポート１０へガス燃料が供給され
る。

したがつて、機関の失火時間は時間t1〜時間t3
の短時間になり、機関の負荷応答性が向上する。

時間t3以後は、逆に下室５２より上室５６の圧
力が高くなるので、弁体４６は閉弁し、主ガスレ
ギユレータ２２から供給されるガス燃料だけで空
燃比を制御する。

また、機関の起動時等のようにスロツトル全開
で機関が始動する時には、吸気ポート１０とガス
通路１２の差圧が発生することはなく、副ガスレ
ギユレータ４４は作動しない。更に、逆に負荷急
減時には吸気ポート１０よりガス通路１２が高圧
であるので、同様に副ガスレギユレータ４４は作
動せず、通常時と同じに主ガスレギユレータ２２
で空燃比を制御する。

なお、副ガスレギユレータ４４の代りに電気的
な制御手段も当然に利用できるが、応答時間の点
で機械式の副ガスレギユレータ４４が適してい
る。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によるガス機関の空
燃比補正装置は、吸気ポート１０より上流側の空
気通路１４に空気量制御弁（空気用スロツトル弁
１８）を、又空気量制御弁と吸気ポート１０の間
に連通したガス通路１２にガス量制御弁（ガス用
スロツトル弁１６）を有する過給式ガス機関にお
いて、ガス量制御弁より上流側のガス通路１２中
に機関に供給されるガス圧を制御する主ガスレギ
ユレータ２２を設け、主ガスレギユレータ２２と
並列に副ガスレギユレータ４４を設け、主ガスレ
ギユレータ２２の出口ガス圧より吸気ポート圧力
が高くなる負荷急増時だけ副ガスレギユレータ４
４からガスが供給されるように構成したので、第
２図に示すようにガス圧力特性Pg2を従来より急
上昇させて、失火時間を時間t1〜時間t3に短縮す
ることができる。

したがつて、機関の負荷応答性が向上し、未着
火のガス燃料が排気管に流れることもなく、煙道
爆発を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を採用したガス機関の構造略
図、第２図は各部の圧力−時間のグラフ、第３図
は従来例を示す構造略図、第４図は従来例の定常
状態でのグラフ、第５図は従来例の負荷急増時の
グラフである。 １０……吸気ポート、１２……ガス通路、１４
……空気通路、１６……ガス用スロツトル弁、１
８……空気用スロツトル弁、２２……主ガスレギ
ユレータ、４４……副ガスレギユレータ、５２…
…下室、５４……通路、５６……上室、５８……
通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気ポートより上流側の空気通路に空気量制御
   弁を、又空気量制御弁と吸気ポートの間に連通し
   たガス通路にガス量制御弁を有する過給式ガス機
   関において、ガス量制御弁より上流側のガス通路
   中に機関に供給されるガス圧を制御する主ガスレ
   ギユレータを設け、主ガスレギユレータと並列に
   副ガスレギユレータを設け、主ガスレギユレータ
   の出口ガス圧より吸気ポート圧力が高くなる負荷
   急増時だけ副ガスレギユレータからガスが供給さ
   れるように構成したことを特徴とするガス機関の
   空燃比補正装置。