JPH084562A - マルチヒューエルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 このマルチヒューエルエンジンは、天然ガス
又は液体燃料の燃料供給を切り換え可能に構成し、通常
運転時にはガス燃料で駆動し、非常運転時には液体燃料
で駆動する。 【構成】 このマルチヒューエルエンジンは、主室１と
副室２とを連絡孔９で連通し、副室２とガス室６とを通
孔７で連通する。ガス燃料供給弁５でガス導入口２６を
開閉し、副室制御弁４で通孔７を開閉する。副室に液体
燃料を供給する燃料噴射ノズル３を設ける。コントロー
ラ１０は、通常運転時には燃料噴射ノズル３を非作動に
し且つ副室制御弁４とガス燃料供給弁５とを開閉作動し
てガス燃料でエンジンを駆動し、非常運転時には副室制
御弁４とガス燃料供給弁５とを閉鎖状態に維持し且つ燃
料噴射ノズル３から副室２に液体燃料を噴射してエンジ
ンを駆動する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、天然ガス燃料及び液
体燃料のいずれかの燃料で運転できるマルチヒューエル
エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ナチュラルガス即ち天然ガスを主
燃料とするガスエンジンは、コジェネレーション型エン
ジン或いは自動車用エンジンとして開発が進められてい
る。このコジェネレーション型エンジンは、動力を発電
機で電気エネルギーとして取り出し、排気ガスエネルギ
ーが有する熱を熱交換器で水を加熱して温水にして給湯
用として利用している。そして、このコジェネレーショ
ン型エンジンは、ホテル、病院、事務所等での電気供給
システムとして利用されることが期待されている。ま
た、自動車用エンジンに天然ガスエンジンを用いた場合
には、低公害車として期待されている。

【０００３】また、特開平１−１０４９３０号公報には
多種燃料機関が開示されている。該多種燃料機関は、空
気と気体燃料又は空気と液体燃料が供給される燃焼室、
空気と気体燃料との混合ガスに着火するための点火プラ
グ、前記燃焼室に液体燃料を噴射する液体燃料噴射弁を
備え、気体燃料による運転と液体燃料による運転とを切
換え可能に構成されており、前記点火プラグをシリンダ
ヘッドの中心部に配置し、前記液体燃料噴射弁をシリン
ダ側部に配置して気体燃料を希薄燃焼させることにより
機関の圧縮比を液体燃料に適した値に設定したものであ
る。

【０００４】また、特開昭６３−５１５２号公報にはＬ
ＰＧ燃料供給制御装置が開示されている。該ＬＰＧ燃料
供給制御装置は、気相燃料供給手段、運転状態検出手段
及び内燃機関燃料制御手段を有すると共に、ＬＰＧ燃料
を液相状態で内燃機関の燃料室に直接供給する液相燃料
供給手段を有し、内燃機関燃料制御手段には運転状態検
出手段により検出される内燃機関の運転状態に基づいて
液相燃料供給手段を制御する液相燃料制御手段を備えた
ものである。更に、該ＬＰＧ燃料供給制御装置は、運転
状態検出手段により検出される内燃機関の負荷又は回転
数が各々所定値より大きい時には、液相燃料制御手段に
より液相燃料供給手段を制御して内燃機関に供給される
ＬＰＧ燃料を気相状態のＬＰＧ燃料から液相状態のＬＰ
Ｇ燃料に切り換えるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ナチュ
ラルガスを燃料とする従来の一般的なガスエンジンは、
燃料がガス体であるので、ガソリンと同じように燃料ガ
スが吸気バルブから吸入され、圧縮、着火されるので、
圧縮比を大きくすることができず、理論熱効率（η＝仕
事の熱換算／燃料の熱量）は必ずしも高くない。そこ
で、ガスエンジンの熱効率を向上させることが望まれて
いるのが現状である。そこで、ガスエンジンに遮熱型ガ
スエンジンを取り入れ、熱効率を向上させることが考え
られるようになった。天然ガスエンジンは、ナチュラル
ガスを燃料とするものであり、燃料が気体である。そこ
で、天然ガスエンジンでは、吸入行程でガスと空気の混
合気を吸入し、次いで圧縮すると、高圧縮となり温度が
高くなり、自己着火の現象即ちノッキングが発生する。
しかるに、ナチュラルガスのガス燃料は圧縮比が１２以
下でないと、自己着火するものである。また、エンジン
の熱効率については、圧縮比が小さいと熱効率が小さく
なるという現象がある。

【０００６】従来のガスエンジンは、圧縮行程後半の高
圧空気を副室内に供給して急速に均一混合して一次燃焼
を実現し、次に副室から主室へのガス噴流による主室で
の希薄燃焼を実現しようとするものであり、コジェネレ
ーション型ガスエンジンとして電力と給湯とを得るため
に使用されている。しかしながら、天然ガスエンジンで
は、その部分負荷時には、副室へのガス量が減少させら
れるので、副室に供給された天然ガスが副室内に分散さ
れると、副室内が余りに希薄なガス燃料と空気の混合気
になり、着火し難くなって着火ミスが発生することにな
る。また、連絡孔に設けた制御弁をポペット弁に形成し
た場合には、空気流が薄膜状に導入されるので、副室に
分散して着火しても火炎が伝播されない現象が発生す
る。そのため、ガスエンジンでは、非常用電源を如何に
して確保するかの課題がある。

【０００７】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、通常運転時には天然ガスを燃料と
してエンジンを駆動し、天然ガスの供給流量がガス燃料
供給系のトラブル等で所定値以下になった時等の非常時
には液体燃料を燃料としてディーゼルサイクルでエンジ
ンを駆動し、通常時及び非常時のいずれの時にもエンジ
ンを良好に運転して電気エネルギーを確保することがで
きるようにし、天然ガスを燃料とする場合には、副室の
上部に設けたガス室にガス燃料供給弁の開放によって天
然ガスを供給し、ガス室と副室とを連通する通孔に副室
制御弁を配置し、ガス室で濃混合気を形成させ、主室と
副室とで吸入空気のみを圧縮して圧縮比を高め、主室及
び副室内の空気を高温に上昇させた状態で副室制御弁を
開放して副室の高圧縮空気をガス室に流入させ、ガス室
の天然ガスと高圧縮空気とを一気に混合させることで短
期間に着火燃焼させ、ガス室では燃料を過濃状態として
ＮＯ_X の発生を抑制する状態で燃焼させ、火炎をガス室
から副室を通じて主室に噴き出させることで均一な希薄
燃焼を実現して短期間で燃焼を完結させ、ＮＯ_X 、ＨＣ
等の発生を低減し、熱効率を高め、ガス燃料の自己着火
を防止してノッキングの発生を防止し、また、非常時に
は副室に設けた燃料噴射ノズルから液体燃料を噴射して
副室で燃料リッチでＮＯ_X の発生を抑制する状態で燃焼
させ、火炎を副室から主室に噴き出させることで均一な
希薄燃焼を実現して短期間で燃焼を完結させ、ＮＯ_X 、
ＨＣ等の発生を低減することができるマルチヒューエル
エンジンを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、次のように構成されている。即ち、こ
の発明は、シリンダヘッドに形成されている副室、該副
室に連絡孔を通じて連通するシリンダ側に形成されてい
る主室、天然ガス燃料がガス燃料供給通路を通じて供給
され且つ前記副室の上部に通孔を通じて連通する前記シ
リンダヘッドに形成されているガス室、前記ガス室と前
記ガス燃料供給通路とを連通するガス導入口を開閉する
ためのガス燃料供給弁、前記ガス室と前記副室とを連通
する前記通孔を開閉するための副室制御弁、前記副室に
液体燃料を供給する燃料噴射ノズル、及び通常運転時に
は前記燃料噴射ノズルを非作動にし且つ前記副室制御弁
と前記ガス燃料供給弁とを開閉作動してガス燃料で作動
する制御を行い、非常運転時には前記副室制御弁と前記
ガス燃料供給弁とを閉鎖状態に維持し且つ前記燃料噴射
ノズルから前記副室に液体燃料を噴射して作動する制御
を行うコントローラ、から構成したことを特徴とするマ
ルチヒューエルエンジンに関する。

【０００９】また、このマルチヒューエルエンジンにお
いて、前記燃料噴射ノズルから前記副室に液体燃料を噴
射して作動する非常運転時に始動補助するグロープラグ
を前記副室に設けている。また、前記ガス燃料供給通路
には開閉弁と流量センサーが設けられている。更に、前
記コントローラは前記流量センサーによるガス燃料流量
値が規定値以下に応答して前記開閉弁を閉鎖して非常運
転を行い且つ規定値以上に応答して前記開閉弁を開放し
て通常運転を行う制御を行うものである。更に、この天
然ガス燃料と液体燃料の切替えエンジンは、前記ガス燃
料供給弁と前記副室制御弁を電磁力で作動する電磁弁駆
動装置を有している。

【００１０】

【作用】この発明によるマルチヒューエルエンジンは、
上記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、このマルチヒューエルエンジンは、シリンダヘッド
にガス室と副室とを形成し、シリンダ側の主室と前記副
室とを連絡孔で連通し、天然ガス燃料をガス燃料供給通
路を通じて前記ガス室に供給し、前記ガス室と前記ガス
燃料供給通路とを連通するガス導入口を開閉するための
ガス燃料供給弁及び前記ガス室と前記副室とを連通する
通孔を開閉するための副室制御弁を設け、前記副室に液
体燃料を供給する燃料噴射ノズルを設け、コントローラ
によって通常運転時には前記燃料噴射ノズルを非作動に
し且つ前記副室制御弁と前記ガス燃料供給弁とを開閉作
動してガス燃料で作動する制御を行い、非常運転時には
前記副室制御弁と前記ガス燃料供給弁とを閉鎖状態に維
持し且つ前記燃料噴射ノズルから前記副室に液体燃料を
噴射して作動する制御を行うように構成したので、通常
時には天然ガスのガス燃料を供給してエンジンを駆動で
き、ガス燃料が供給されない等の非常時でも、エンジン
への燃料供給を直ちに天然ガス燃料の供給から液体燃料
へ切り換え、燃料噴射ノズルより前記副室に液体燃料を
供給してディーゼルサイクルによってエンジンを駆動で
きる。

【００１１】また、前記ガス室に配置した前記ガス燃料
供給弁を開放することによって天然ガスが前記ガス室に
供給され、天然ガスは前記ガス室及び前記通孔に滞留で
きる。従って、前記ガス室及び前記通孔の領域では濃混
合気が形成され、この状態において加圧された高温空気
が前記副室から前記通孔を通じて前記ガス室に導入され
ると、前記ガス室及び前記通孔の領域で確実に着火燃焼
が発生し、火炎伝播が良好に行われ、着火ミスは発生し
ない。この現象は、部分負荷時には、天然ガスのガス室
出口近傍での滞留効果が発揮され、着火燃焼がスムース
に進行する。

【００１２】更に、前記通孔には前記副室制御弁が設け
られ、前記副室制御弁が閉鎖した状態で、前記ガス室に
は天然ガスが供給されると共に、前記主室と前記副室に
は吸入空気が供給される。それ故、吸入空気が前記主室
と前記副室内で高圧縮されても、前記通孔が開放しない
限り、前記ガス室には導入されることがなく、従って前
記ガス室に供給されたガス燃料は空気を含んでいないの
で自己着火することなく、ノッキングが発生することが
ない。次いで、前記副室制御弁が前記通孔を開放するこ
とで、前記主室と前記副室から高圧縮の吸入空気が前記
ガス室に流入し、前記ガス室内でガス燃料と吸入空気と
が混合して着火し、当量比の大きい燃料リッチな状態で
高速燃焼してＮＯ_X の発生が抑制される。また、前記ガ
ス室で着火燃焼した混合気は前記副室制御弁を通って前
記副室に噴き出され、火炎が前記副室内の空気を巻き込
んで燃焼が進行し、次いで、火炎、未燃混合気等のガス
が前記副室から複数の前記連絡孔を通じて前記主室のシ
リンダ周辺へと拡散して噴き出され、ガスの噴出エネル
ギーを有効に利用して前記主室での空気利用率を向上さ
せて、速やかに空気と混合し、希薄燃焼が促進され、燃
焼期間を短縮して燃焼が完結し、ＨＣ、すす等の発生が
抑制される。

【００１３】また、このマルチヒューエルエンジンは、
ガス燃料供給系にトラブル等が発生した場合には、前記
開閉弁、前記ガス燃料供給弁及び前記副室制御弁を閉鎖
し、前記燃料噴射ノズルを駆動して前記副室に液体燃料
を噴霧する作動に切り換え、ディーゼルサイクルによっ
てエンジンを駆動し、エンジンに設けた発電機を運転し
て発電する。即ち、このマルチヒューエルエンジンは、
単一電気供給システムとして使用される場合に、セーフ
ティ機能を有するものである。この時、ガス燃料即ち天
然ガスは、液体燃料即ち軽油に比較して、自発火温度が
高く、着火遅れが長いため、拡散燃焼が緩慢であり、燃
焼期間が長くなる。この時、軽油を混入して燃焼させる
が、軽油は着火を促進する特性があり、拡散燃焼領域が
活発になり、燃焼期間が短縮される。従って、このマル
チヒューエルエンジンでは、天然ガスから軽油への切り
換えをスムースに行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるマル
チヒューエルエンジンの実施例を説明する。図１はこの
発明によるマルチヒューエルエンジンの一実施例を示す
断面図、図２はマルチヒューエルエンジンの燃料切り換
え時のタイミングを示す線図、図３はこのマルチヒュー
エルエンジンの通常時のバルブタイミングを示す線図、
及び図４はこのマルチヒューエルエンジンの非常時のバ
ルブタイミングを示す線図である。

【００１５】このマルチヒューエルエンジンは、図示の
ように、コジェネレーション型エンジン或いは自動車用
エンジンとして適用できるものであり、コントローラ１
０の指令によってガス燃料と液体燃料との何れかが供給
されるように切り換えられ、通常運転時にはガス燃料を
ガス室６に供給して駆動され、非常運転時にはガス室６
と副室２とを遮断した状態で副室２に液体燃料を供給し
て駆動されるものである。従って、このマルチヒューエ
ルエンジンは、発電機を搭載しているコジェネレーショ
ン型エンジンに適用された場合には、ガス燃料供給量が
低下したような非常時でもエンジンを液体燃料で駆動し
て非常用電源を確保でき、ガス燃料で駆動された場合の
常用電源と併せて常に電源を確保することができる。

【００１６】このマルチヒューエルエンジンは、シリン
ダブロック１８、シリンダブロック１８にガスケットを
介して固定されたシリンダヘッド１７、シリンダヘッド
７に形成された吸排気ポート２２，２４、該吸排気ポー
ト２２，２４に配置された吸排気バルブ２１，２３、シ
リンダヘッド１７に形成された副室２とガス室６、シリ
ンダブロック１８に形成した孔部に嵌合したシリンダラ
イナに形成したシリンダ２５内を往復運動するピストン
１９、シリンダ２５側に形成される主室１、及び主室１
と副室２とを連通する連絡孔９を有している。連絡孔９
は、副室２側から主室１側に向けてシリンダ２５周辺方
向に傾斜して複数個形成されている。

【００１７】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
副室２のヘッド部即ち上部には絞り部の通孔７を通じて
副室２とガス室６が連通されている。ガス室６にはガス
導入口２６が形成されており、ガス導入口２６にはガス
燃料供給弁５が配置されている。燃料としてのナチュラ
ルガス即ち天然ガスは、ガス燃料タンク或いは天然ガス
を蓄圧するガス燃料蓄圧室（図示せず）等の天然ガス供
給源に収容されている。天然ガスは、ガス燃料供給弁５
がガス導入口２６を開放すると、ガス燃料供給通路１６
からガス導入口２６を通じてガス室６に供給されるよう
に構成されている。また、ガス室６と副室２とを連通す
る通孔７には、副室制御弁４が設けされている。副室制
御弁４は、圧縮行程終端近傍で通孔７を開放するように
設定されている。また、ガス燃料供給弁５は、通孔７が
副室制御弁４で閉鎖されている状態でガス導入口２６を
開放するように設定されている。更に、副室２に液体燃
料を供給するため燃料噴射ポンプ１１が設けられ、副室
２には燃料噴射ノズル３の噴口が開口している。更に、
燃料噴射ポンプ１１の作動によって燃料噴射ノズル３か
ら副室２に液体燃料を噴射して作動する時に、始動を補
助するためのグロープラグ８が副室２に設けられてい
る。

【００１８】また、このマルチヒューエルエンジンに
は、エンジンに供給する燃料を天然ガス燃料及び液体燃
料のいずれかの燃料に切り換える指令を発するコントロ
ーラ１０が設けられている。ガス燃料供給通路１６には
ソレノイド開閉弁１４と流量センサー１５が設けられて
いる。コントローラ１０は、バッテリー２０から電力を
供給されると共に、バッテリー２０から供給される電力
によって副室制御弁４、ガス燃料供給弁５及びソレノイ
ド開閉弁１４の開閉作動を行うと共に、燃料噴射ポンプ
１１及びグロープラグ８の作動を制御することができ
る。副室制御弁４はコントローラ１０の指令で電磁弁駆
動装置１２によって電磁力で作動し、ガス燃料供給弁５
はコントローラ１０の指令で電磁弁駆動装置１３によっ
て電磁力で作動し、ソレノイド開閉弁１４はコントロー
ラ１０の指令でソレノイド２７によって作動するように
構成されている。

【００１９】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
コントローラ１０は、特に、通常運転時には、燃料噴射
ノズル３を非作動にし且つ副室制御弁４とガス燃料供給
弁５とを開閉作動して、ガス燃料で作動する制御を行
い、また、非常運転時には副室制御弁４とガス燃料供給
弁５とを閉鎖状態に維持し、燃料噴射ポンプ１１を作動
して燃料噴射ノズル３から副室２に液体燃料を噴射して
作動する制御を行うものである。また、コントローラ１
０は、図２に示すように、流量センサー１５によるガス
燃料流量値が規定値Ｑ₁ 以下に応答してソレノイド２７
を付勢してソレノイド開閉弁１４を閉鎖して非常運転を
行い、また、ガス燃料流量値が規定値Ｑ₁以上に応答し
てソレノイド２７を付勢してソレノイド開閉弁１４を開
放して通常運転を行う制御を行うように指令を発するも
のである。この時、ガス燃料流量値が規定値Ｑ₀ 以下で
はソレノイド開閉弁１４はガス燃料供給路１６を完全に
閉鎖し、燃料噴射ポンプ１１からの液体燃料の供給量が
全量になる。そして、ガス燃料流量値が規定値Ｑ₁ から
規定値Ｑ₀ の間では、ガス燃料が供給されると共に、液
体燃料が供給される状態が存在してガス燃料と液体燃料
とのオーバラップ期間が発生するが、引き続く異なる燃
料による作動で燃焼するので、問題は発生しない。

【００２０】この発明によるマルチヒューエルエンジン
は、上記のように構成されており、次のように機能す
る。このマルチヒューエルエンジンは、図３又は図４に
示すように、吸入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行
程の４つの行程を順次繰り返すことによって作動される
ものである。

【００２１】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
通常運転時には、吸気バルブ２１、排気バルブ２３、副
室制御弁４及びガス燃料供給弁５は、図３に示すような
バルブタイミングで作動されるものである。即ち、この
マルチヒューエルエンジンは、吸入行程では、吸気弁２
１が吸気ポート２２を開放して主室１に吸入空気が供給
され、副室制御弁４によって通孔７を閉鎖した状態でガ
ス燃料供給弁５でガス導入口２６を開放してガス燃料通
路１６を通じて天然ガス供給源からガス室６に天然ガス
が供給される。この時、ガス室６には、燃焼後の排気ガ
スが若干残留しているので、天然ガスがガス室２に導入
されると、ガス燃料は受熱してガス室２内で活性化す
る。

【００２２】次に、このマルチヒューエルエンジンにお
いて、圧縮行程では、副室制御弁４によって通孔７を閉
鎖しておき、主室１と副室２で吸入空気を高圧縮して圧
縮比を大きくする。次いで、圧縮行程終端近傍で副室制
御弁４が通孔７を開放し、通孔７を通じて高圧縮で高温
（例えば、６５０℃）化した圧縮空気を主室１から副室
２を通じてガス室６へ流入させる。ガス室６に導入され
た空気は、ガス室６に供給されている天然ガスと混合し
て着火燃焼し、ガス室６及び通孔７の近傍領域で滞留し
ている濃混合気は副室２へ押し出されると共に、確実に
燃焼が進行する。しかも、ガス室６内での着火燃焼は火
炎伝播して副室２内での空気を巻き込んで燃焼がスムー
スに進行し、副室２での燃焼が急速に進展して燃料リッ
チでＮＯ_X を低減した状態で燃焼する。次いで、副室２
の火炎、未燃混合気等のガスは、主室１へ噴出し、膨張
行程へ移行し、主室１に存在する新気と混合を促進して
燃焼スピードをアップし、短期間に燃焼を完結する。膨
張行程では、通孔７の開放状態を維持して副室２から主
室１へ火炎を噴出させて仕事をさせ、排気行程終了付近
で通孔７を副室制御弁４で閉鎖する。

【００２３】このマルチヒューエルエンジンは、上記の
ように、ガス室６に通孔７とガス導入口２６を設け、天
然ガス供給源からの天然ガスを副室制御弁４で通孔７を
閉鎖した状態でガス導入口２６からガス室６に供給する
と共に、また、吸気ポート２２から主室１と副室２へ吸
入した吸入空気を副室制御弁４で通孔７を閉鎖してガス
室６に吸入空気が供給されない状態で、ピストン１９の
上昇の圧縮行程で圧縮されるので、吸入空気が主室１内
で高圧縮されても、ガス室６内に供給された天然ガスは
主室１及び副室２とは副室制御弁４で遮断されているの
で、天然ガスが自己着火することがなく、ノッキングが
発生することがない。また、副室制御弁４が通孔７を開
放することで、主室１と副室２から高圧縮比の吸入空気
がガス室６に流入して燃料ガスと吸入空気とが混合して
着火し、当量比の大きい燃料リッチな状態で高速燃焼し
て、ＮＯ_X 、ＨＣ等の発生が抑制される。

【００２４】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
図示していないが、主室１及び副室２は、耐熱性に優れ
たセラミックスから成る壁体及び該壁体とシリンダヘッ
ド１７との間に形成される遮熱層によって遮熱構造に形
成することができ、その場合には、燃焼室の遮熱度をア
ップして熱効率を向上させることができる。また、主室
１は、耐熱性に優れたセラミックスで作製されているピ
ストンヘッドに形成されているキャビティによって構成
でき、同様に熱効率を向上させることができる。

【００２５】このマルチヒューエルエンジンにおいて、
コントローラ１０は、ガス燃料が所定の流量以下になっ
たことを流量センサー１５が検知すると、その検出信号
に応答してソレノイド２７を付勢してソレノイド開閉弁
１４によってガス燃料供給路１６を閉鎖してガス燃料の
ガス室６への供給を遮断する制御を行う。この時のバル
ブタイミングは、図４に示すように、コントローラ１０
はガス燃料供給弁５でガス導入口２６を閉鎖状態を維持
させ、副室制御弁４で通孔７を閉鎖状態を維持させる制
御を行う。一方、コントローラ１０は燃料噴射ポンプ１
１を作動すると共に、グロープラグ８を働かせる制御を
行う。そこで、このマルチヒューエルエンジンは、液体
燃料でディーゼルサイクルで駆動するようになる。

【００２６】

【発明の効果】この発明によるマルチヒューエルエンジ
ンは、上記のように構成されており、次のような効果を
有する。即ち、このマルチヒューエルエンジンは、シリ
ンダヘッドにガス室と副室とを形成し、シリンダ側の主
室を形成し、ガス燃料供給弁と副室制御弁を設けると共
に、前記副室に液体燃料を供給する燃料噴射ノズルを設
け、コントローラによって通常運転時には前記燃料噴射
ノズルを非作動にし且つ前記副室制御弁と前記ガス燃料
供給弁とを開閉作動してガス燃料で作動する制御を行
い、非常運転時には前記副室制御弁と前記ガス燃料供給
弁とを閉鎖状態に維持し且つ前記燃料噴射ノズルから前
記副室に液体燃料を噴射して作動する制御を行うように
構成したので、通常時にガス燃料で駆動されることは勿
論のこと、非常時でも液体燃料を用いて駆動され、しか
もマルチヒューエルエンジンに対して発電機を設けた場
合には、通常時には常用電源を確保できることは勿論の
こと、非常時には非常用電源を確保することができ、コ
ジェネレーション形エンジンに適用して好ましいもので
ある。

【００２７】前記ガス室には前記通孔が閉鎖した状態で
天然ガスを導入でき、また、前記主室と前記副室には天
然ガスが存在しない状態で吸入空気を導入し、該吸入空
気を高圧縮することができる。従って、前記主室と前記
副室で空気を高圧縮しても、天然ガスが自己着火するこ
とがなく、ノッキングが発生することがない。そして、
前記副室制御弁によって前記通孔が開放されることによ
って、前記ガス室へ前記副室及び前記主室から高温の圧
縮空気が導入され、前記ガス室に存在するガス燃料と迅
速に混合し、着火燃焼する。特に、前記通孔付近には濃
混合気が存在するので、良好に着火燃焼し、スムースな
火炎伝播で燃焼が進行する。

【００２８】このマルチヒューエルエンジンでは、吸入
空気を前記主室と前記副室内で高圧縮することができる
と共に、前記ガス室内には空気が存在しない状態でガス
燃料が圧縮封入され、その質量を大きくされたガス燃料
が供給されるので、ガス燃料が自己着火することがな
く、適正なガス燃料を前記ガス燃料に供給できる。ま
た、前記ガス燃料には燃焼後の排気ガスが若干残留して
おり、前記ガス室へガス燃料が導入されると、ガス燃料
は受熱して前記ガス室内で活性化する。更に、吸入空気
が前記主室と前記副室内で高圧縮圧力になっても前記ガ
ス室は前記副室制御弁で閉鎖して前記主室及び前記副室
と前記ガス室とは遮断されており、前記ガス室内の活性
化したガス燃料が自己着火することなく、ノッキングが
発生することがない。

【００２９】また、前記副室制御弁が作動して前記通孔
が開放することで、前記主室から前記副室を通じて高圧
縮されて高温化した空気が前記ガス室に一気に流入し、
ガス燃料と吸入空気との混合が一気に促進して着火し、
前記ガス室では当量比の大きい燃料リッチな状態で高速
燃焼するので、ＮＯ_X の発生が抑制される。そして、前
記ガス室内は燃焼により一気に圧力が上昇し、燃焼が促
進され、それと同時に、前記ガス室から前記通孔を通じ
て前記副室内の空気を巻き込みながら前記主室へその火
炎が一気に噴出し、該火炎は前記主室で新気と混合し、
希薄燃焼を促進して燃焼スピードを上昇して理想的な三
次燃焼を短期に完結する。従って、このマルチヒューエ
ルエンジンは、ＮＯ_X 、ＨＣ等の発生を大幅に低減で
き、高効率のエンジンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるマルチヒューエルエンジンの一
実施例を示す断面図である。

【図２】このマルチヒューエルエンジンの燃料切り換え
時の切替えタイミングの一実施例を示す線図である。

【図３】このマルチヒューエルエンジンの通常時のバル
ブタイミングの一実施例を示す線図である。

【図４】このマルチヒューエルエンジンの非常時のバル
ブタイミングの一実施例を示す線図である。

【符号の説明】

１ 主室 ２ 副室 ３ 燃料噴射ノズル ４ 副室制御弁 ５ ガス燃料供給弁 ６ ガス室 ７ 通孔 ８ グロープラグ ９ 連絡孔 １０ コントローラ １１ 燃料噴射ポンプ １２，１３ 電磁弁駆動装置 １４ ソレノイド開閉弁 １５ 流量計 １６ ガス燃料供給通路 １７ シリンダヘッド １９ ピストン ２５ シリンダ ２６ ガス導入口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドに形成されている副室、
   該副室に連絡孔を通じて連通するシリンダ側に形成され
   ている主室、天然ガス燃料がガス燃料供給通路を通じて
   供給され且つ前記副室の上部に通孔を通じて連通する前
   記シリンダヘッドに形成されているガス室、前記ガス室
   と前記ガス燃料供給通路とを連通するガス導入口を開閉
   するためのガス燃料供給弁、前記ガス室と前記副室とを
   連通する前記通孔を開閉するための副室制御弁、前記副
   室に液体燃料を供給する燃料噴射ノズル、及び通常運転
   時には前記燃料噴射ノズルを非作動にし且つ前記副室制
   御弁と前記ガス燃料供給弁とを開閉作動してガス燃料で
   作動する制御を行い、非常運転時には前記副室制御弁と
   前記ガス燃料供給弁とを閉鎖状態に維持し且つ前記燃料
   噴射ノズルから前記副室に液体燃料を噴射して作動する
   制御を行うコントローラ、から構成したことを特徴とす
   るマルチヒューエルエンジン。
2. 【請求項２】 前記燃料噴射ノズルから前記副室に液体
   燃料を噴射して作動する非常運転時に始動補助するグロ
   ープラグを前記副室に設けていることを特徴とする請求
   項１に記載のマルチヒューエルエンジン。
3. 【請求項３】 前記ガス燃料供給通路には開閉弁と流量
   センサーが設けられていることを特徴とする請求項１に
   記載のマルチヒューエルエンジン。
4. 【請求項４】 前記コントローラは前記流量センサーに
   よるガス燃料流量値が規定値以下に応答して前記開閉弁
   を閉鎖して非常運転を行い且つ規定値以上に応答して前
   記開閉弁を開放して通常運転を行う制御を行うことを特
   徴とする請求項３に記載のマルチヒューエルエンジン。
5. 【請求項５】 前記ガス燃料供給弁と前記副室制御弁を
   電磁力で作動する電磁弁駆動装置を有していることを特
   徴とする請求項１に記載のマルチヒューエルエンジン。