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【発明の名称】 ガスエンジンシステム
【発明者】 【氏名】後 藤 功 一

【氏名】小 林 政 徳

【氏名】松 井 宏

【氏名】野 間 毅

【氏名】岩 下 栄

【要約】 【課題】ガスエンジンを低カロリガスで運転することができるガスエンジンシステムを提供する。

【解決手段】ガスエンジンシステムは、ガスエンジン1と、ガスエンジン1の上流側に設けられたミキサ26と、ガスエンジン1とミキサ26との間の混合ガス管27aに設けられたガバナ5とを備えている。ミキサ26には空気管17から空気12が供給され、また燃料ガス管16から燃料ガス8が供給され、ミキサ26内で空気12と燃料ガス8が混合して混合ガス27が生成する。混合ガス27は混合ガス管27aを通ってガスエンジン1へ送られる。燃料ガス管16内の燃料ガス8の一部は、バイパス管15を経て混合ガス管27aへ供給される。このためガスエンジン1へ多量の燃料ガス8を供給することができ、低カロリガスの燃料ガス8を用いた場合でも、ガスエンジン1の運転が可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】ガスエンジンと、ガスエンジンの上流側に設けられ、燃料ガスと空気とを混合して生成した混合ガスをガスエンジンへ送るミキサと、ガスエンジンとミキサとの間の混合ガス管に設けられ、ミキサからの混合ガスの流量を調整するガバナと、ミキサへ燃料ガスを送る燃料ガス管と、ミキサへ空気を送る空気管とを、備え、燃料ガス管に、燃料ガスの一部をガバナとガスエンジンとの間の混合ガス管へ供給するバイパス管を設けたことを特徴とするガスエンジンシステム。
【請求項2】ガスエンジンと、ガスエンジンの上流側に設けられ、燃料ガスと空気とを混合して生成した混合ガスをガスエンジンへ送るミキサと、ガスエンジンとミキサとの間の混合ガス管に設けられ、ミキサからの混合ガスの流量を調整するガバナと、ミキサへ燃料ガスを送る燃料ガス管と、ミキサへ空気を送る空気管とを、備え、燃料ガス管に、燃料ガスの一部をガスエンジン内へ供給するバイパス管を設けたことを特徴とするガスエンジンシステム。
【請求項3】ガスエンジンと、ガスエンジンの上流側に設けられ、燃料ガスと空気とを混合して生成した混合ガスをガスエンジンへ送るミキサと、ガスエンジンとミキサとの間の混合ガス管に設けられ、ミキサからの混合ガスの流量を調整するガバナと、ミキサへ燃料ガスを送る燃料ガス管と、ミキサへ空気を送る空気管とを、備え、燃料ガス管に、燃料ガスの一部を空気管へ供給するバイパス管を設けたことを特徴とするガスエンジンシステム。
【請求項4】燃料ガス管には上流側から順に圧力調整弁と空気比調整弁が設けられ、バイパス管は燃料ガス管の圧力調整弁と空気比調整弁との間に接続されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のガスエンジンシステム。
【請求項5】燃料ガス管には上流側から順に圧力調整弁と空気比調整弁が設けられ、バイパス管は燃料ガス管の圧力調整弁より上流側に接続されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のガスエンジンシステム。
【請求項6】バイパス管には流量調整弁が設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載のガスエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低カロリ燃料ガスを利用することが可能なガスエンジンを有するガスエンジンシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガスエンジンは、例えば都市ガスのような高カロリガスを燃料ガスとして用い運転される。ほとんどの場合、ガスエンジンに発電機が接続され、この発電機により発電を行なっている。従来のガスエンジンシステムを図6に示す。
【0003】図6に示すように、ガスエンジンシステムは、発電機14に接続されたガスエンジン1と、ガスエンジン1の上流側に設けられ燃料ガス8と空気12とを混合して混合ガス27を生成するミキサ26とを備え、ミキサ26とガスエンジン1との間にガバナ5が設けられている。
【0004】またミキサ26には、圧力調整弁6と空気比調整弁7とが取付けられた燃料ガスを送る燃料ガス管16が接続され、さらにまたミキサ26にはエアフィルタ20が取付けられた空気管17が接続されている。
【0005】また圧力調整弁6は差圧計18からの信号により制御され、さらにガスエンジン1からの排気ガス13は触媒21を経て外方へ放出される。
【0006】ところで、廃棄物処理の過程で廃棄物の一部をガス変換する技術において、発生するガスを燃料ガスとして利用したいことがある。例えば、このようなガスは低カロリガスであるが、ガスエンジン1に燃料ガス8として吸込ませて、運転させたい場合がある。しかしながら、高カロリガス用のガスエンジン1に、低カロリガスを吸込ませても燃料ガス8と空気12とを混合させるミキサ26への燃料ガス8の吸込み量だけでは、ガスエンジン1を駆動するカロリは得られないことがある。
【0007】また、低カロリガスで運転する際、ガスエンジン1の起動時に、都市ガスのような高カロリガスで暖機運転させた方が都合が良く、また低カロリガスの供給が不足するといった非常時や、ガス変換技術における低カロリガス発生以前では、都市ガスにより運転させた方が良い場合がある。
【0008】本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、低カロリガスを充分多量にガスエンジンに吸込ませ、低カロリガスでも運転できるようにすることができ、燃料ガスのカロリ量に対応して運転できるようにすることができるガスエンジンシステムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスエンジンと、ガスエンジンの上流側に設けられ、燃料ガスと空気とを混合して生成した混合ガスをガスエンジンへ送るミキサと、ガスエンジンとミキサとの間の混合ガス管に設けられ、ミキサからの混合ガスの流量を調整するガバナと、ミキサへ燃料ガスを送る燃料ガス管と、ミキサへ空気を送る空気管とを、備え、燃料ガス管に、燃料ガスの一部をガバナとガスエンジンとの間の混合ガス管へ供給するバイパス管を設けたことを特徴とするガスエンジンシステム、ガスエンジンと、ガスエンジンの上流側に設けられ、燃料ガスと空気とを混合して生成した混合ガスをガスエンジンへ送るミキサと、ガスエンジンとミキサとの間の混合ガス管に設けられ、ミキサからの混合ガスの流量を調整するガバナと、ミキサへ燃料ガスを送る燃料ガス管と、ミキサへ空気を送る空気管とを備え、燃料ガス管に、燃料ガスの一部をガスエンジン内へ供給するバイパス管を設けたことを特徴とするガスエンジンシステム、およびガスエンジンと、ガスエンジンの上流側に設けられ、燃料ガスと空気とを混合して生成した混合ガスをガスエンジンへ送るミキサと、ガスエンジンとミキサとの間の混合ガス管に設けられ、ミキサからの混合ガスの流量を調整するガバナと、ミキサへ燃料ガスを送る燃料ガス管と、ミキサへ空気を送る空気管とを備え、燃料ガス管に、燃料ガスの一部を空気管へ供給するバイパス管を設けたことを特徴とするガスエンジンシステムである。
【0010】本発明によれば、バイパス管により燃料ガスをガバナとガスエンジンとの間に供給することにより、ガスエンジンへ供給する燃料ガスの流量を増加させることができる。
【0011】またバイパス管により燃料ガスをガスエンジン内へ供給することにより、ガスエンジンへ供給する燃料ガスの流量を増加させることができる。
【0012】さらにバイパス管により燃料ガスを空気管へ送ることにより、ミキサ内の燃料ガスの量を増加させ、ガスエンジンへ供給する燃料ガスの流量を増加させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】第1の実施の形態以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0014】図1は本発明の第1の実施の形態を示す図である。図1に示すように、ガスエンジンシステムは発電機14に接続されたガスエンジン1と、ガスエンジンの上流側に設けられ燃料ガス8と空気12とを混合して混合ガス27を生成するミキサ26とを備え、またミキサ26とガスエンジン1との間の混合ガス管27aにはガバナ5が設けられている。
【0015】またミキサ26には燃料ガス8を供給する燃料ガス管16が接続されている。また、燃料ガス管16には圧力調整弁6と空気比調整弁7が各々取付けられている。さらにミキサ26には空気12を供給する空気管17が接続され、この空気管17にはエアフィルタ20が取付けられている。
【0016】エアフィルタ20内の圧力と、空気比調整弁7の上流側の燃料ガス管16内の圧力は差圧計18へ送られ、この差圧計18からの信号により圧力調整弁6が制御される。さらに、ガスエンジン1からの排気ガス13は触媒21を経て外方へ放出されるようになっている。
【0017】また燃料ガス管16により供給される燃料ガス8は、都市ガス等の高カロリガス、または廃棄物の一部をガス変換して発生した低カロリガス、あるいはこれらを含むガスからなっている。
【0018】ところで、上述したガバナ5は燃料ガスと空気の混合ガスの流量調節弁を有しており、エンジン回転数が設定値になるように、ガスエンジン1に送られる燃料ガス8と空気12の混合ガス27の流量を調節する。また圧力調整弁6は、空気比調整弁7の上流位置の燃料ガス8が、空気12の圧力と同じになるように差圧計18により調整されるようになっており、さらに空気比調整弁7は、設定された空気比になるように、燃料ガス8と空気12の混合比を調節する。すなわち空気比調整弁7は、例えばエンジン排気の酸素濃度を計測し、設定した空気比で燃焼させた排気の状態となるように制御部7aにより弁開度が調整される。
【0019】また、図1に示すように、燃料ガス管16のうち圧力調整弁6と空気比調整弁7との間に、バイパス管15の一端が接続され、バイパス管15の他端は混合ガス管27aのうちガバナ5とガスエンジン1との間に接続されている。
【0020】バイパス管15は燃料ガス管16内の燃料ガス8の一部を混合ガス管27内へ供給するものであり、このバイパス管15には流量調整弁28が取付けられている。
【0021】次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【0022】ガスエンジン1の作動時、空気がガスエンジン1によりミキサ26内に吸引される。ミキサ26内に空気12が吸込まれると、ミキサ26はベンチェリ管に似た絞り形状になっているため、ミキサ26内で空気12は減圧される。この圧力差により、燃料ガス8が燃料ガス管16からミキサ26内の空気流路に吸込まれる。
【0023】ミキサ26から出た燃料ガス8と空気12の混合ガス27は、混合ガス管27aを通り、流量調節弁を有するガバナ5を介してガスエンジン1に吸込まれる。この間、必要に応じて流量調整弁28を開き、燃料ガス管16内の燃料ガス8の一部または全部をミキサ26を通することなくバイパス管15を介して直接混合ガス管27aへ供給する。
【0024】このことにより、ガスエンジン1へ多量の燃料ガス8を供給することができ、燃料ガス8が主として低カロリガスからなっていても、ガスエンジン1を適切に運転することができる。
【0025】一方、燃料ガス8が主として高カロリガスからなる場合は、流量調整弁28を閉とし、燃料ガス管16内の燃料ガス8を全量、ミキサ26へ送り、通常運転を行なう。
【0026】以上のように、本実施の形態によれば、燃料ガス8が低カロリガスからなっていても燃料ガス管16内の燃料ガス8をバイパス管15から混合ガス管27aへ供給することにより、ガスエンジン1の運転が可能となる。
【0027】第2の実施の形態次に図2により本発明の第2の実施の形態について説明する。
【0028】図2に示す実施の形態は、燃料ガス管16の圧力調整弁6より上流側と、混合ガス管27aの流量調節弁を有するガバナ5とガスエンジン1との間にバイパス管15を接続したものであり、他は図1に示す第1の実施の形態と略同一である。
【0029】図2において、図1に示す第1の実施の形態と同一部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0030】図2において、燃料ガス管16内の圧力調整弁6より上流側は圧力が高くなっているので、燃料ガス管16内の比較的高圧の燃料ガス8を混合ガス管27aへ供給することができる。このため、ガスエンジン1へより多くの燃料ガス8を供給することができる。このため燃料ガスが低カロリガスからなっていても、ガスエンジン1を適切に運転することができる。
【0031】第3の実施の形態次に図3により、本発明の第3の実施の形態について説明する。図3に示す実施の形態は、燃料ガス管16のうち圧力調整弁6と空気比調整弁7との間にバイパス管15の一端を接続し、バイパス管15の他端をガスエンジン1に直接接続したものである。
【0032】図3において、その他の構成は図1に示す第1の実施の形態と略同一である。
【0033】図3において、燃料ガス管16内の燃料ガス8を直接ガスエンジン1へ供給することができるので、ガスエンジン1へより多くの燃料ガス8を供給することができる。
【0034】第4の実施の形態次に図4により、本発明の第4の実施の形態について説明する。
【0035】図4に示す第4の実施の形態は、燃料ガス管16のうち、圧力調整弁6の上流側にバイパス管15の一端を接続し、バイパス管15の他端をガスエンジン1に直接接続したものである。
【0036】その他の構成は図1に示す第1の実施の形態と略同一である。図4において燃料ガス管16内の比較的高圧の燃料ガス8をガスエンジン1へ直接供給することができ、より多くの燃料ガス8をガスエンジン1へ送ることができる。
【0037】第5の実施の形態次に図5により本発明の第5の実施の形態について説明する。
【0038】図5に示す実施の形態は、燃料ガス管16のうち圧力調整弁6の上流側にバイパス管15の一端を接続し、バイパス管16の他端を空気管17に接続したものである。
【0039】他の構成は図1に示す第1の実施の形態と略同一である。
【0040】図5において、燃料ガス管16内の比較的高圧の燃料ガス8を空気管17からミキサ26内に供給することができ、ミキサ26からガスエンジン1へ供給される燃料ガス8の量を多くすることができる。
【0041】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガスエンジンへ供給される燃料ガスの流量を大きくすることができる。このため燃料ガスとして低カロリガスを有効に利用してガスエンジンを作動させることができる。
【出願人】 【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
【出願日】 平成11年8月16日(1999.8.16)
【代理人】 【識別番号】100064285
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 一雄 (外3名)
【公開番号】 特開2001−55930(P2001−55930A)
【公開日】 平成13年2月27日(2001.2.27)
【出願番号】 特願平11−229944