JP2002276519A - Engine and its operating method - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室に形成され
た燃料と酸素含有ガスとの混合気を点火する点火手段を
備え、前記混合気の燃焼速度を変化させるコントロール
ガスを前記混合気に供給するコントロールガス供給手段
と、前記コントロールガス供給手段により前記混合気に
供給される前記コントロールガスの供給量調整を行っ
て、前記混合気の燃焼速度を調整する燃焼速度調整手段
とを備えたエンジン及びその運転方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises an ignition means for igniting a mixture of fuel and oxygen-containing gas formed in a combustion chamber, and a control gas for changing the combustion rate of the mixture is supplied to the mixture. An engine comprising: a control gas supply unit for supplying; and a combustion speed adjusting unit for adjusting a supply amount of the control gas supplied to the air-fuel mixture by the control gas supply unit to adjust a combustion speed of the air-fuel mixture. And its operation method.
【0002】[0002]
【従来の技術】上記のエンジンは、吸気路又は燃焼室に
燃料を供給して、燃焼室に燃料と空気(酸素含有ガスの
一例)との混合気を形成し、その混合気を圧縮して点火
プラグ(点火手段の一例)により点火する火花点火式エ
ンジンである。そして、このような火花点火式エンジン
に、上記コントロールガス供給手段と上記燃焼速度調整
手段とを設けることで、混合気と混合されて混合気の燃
焼速度を変化させることができるコントロールガスを混
合気に供給すると共に、例えば燃焼負荷等に基づいて上
記コントロールガスの供給量を調整して、燃焼室におけ
る混合気の燃焼速度を調整することができ、このような
エンジンは、燃焼速度を燃焼負荷等に適した好ましいも
のに調整して、NOxの生成量等を抑制しながら、高効
率を保つように構成されている。2. Description of the Related Art The above-described engine supplies fuel to an intake passage or a combustion chamber to form a mixture of fuel and air (an example of an oxygen-containing gas) in the combustion chamber and compresses the mixture. This is a spark ignition type engine that is ignited by a spark plug (an example of ignition means). By providing such a spark ignition type engine with the control gas supply means and the combustion rate adjusting means, the control gas which can be mixed with the air-fuel mixture to change the combustion speed of the air-fuel mixture is used. The combustion rate of the air-fuel mixture in the combustion chamber can be adjusted by adjusting the supply amount of the control gas based on, for example, a combustion load or the like. It is configured to maintain a high efficiency while controlling the production amount of NOx and the like by adjusting to a preferable one suitable for the above.
【0003】具体的に、このようなエンジンは、混合気
の当量比を高く設定して高出力運転を行うとき、燃焼室
に吸気される新気の温度が高いとき、又は新気の湿度が
低いとき等に、燃焼速度増加に起因するNOxの生成を
抑制するため、上記コントロールガスの供給量調整を行
って混合気の燃焼速度を低下させる。逆に、混合気の当
量比を低く設定して低出力運転を行うとき、燃焼室に吸
気される新気の温度が低いとき、又は新気の湿度が高い
とき等に、上記コントロールガスの供給量調整を行って
混合気の燃焼速度を増加させて、効率向上を重視した運
転を行うように、上記コントロールガス供給手段を働か
せる。[0003] Specifically, such an engine performs a high-output operation by setting the equivalence ratio of the air-fuel mixture high, when the temperature of fresh air taken into the combustion chamber is high, or when the humidity of the fresh air is low. When the combustion gas is low, for example, in order to suppress the generation of NOx due to the increase in the combustion speed, the control gas supply amount is adjusted to lower the combustion speed of the air-fuel mixture. Conversely, when performing the low output operation by setting the equivalence ratio of the air-fuel mixture low, when the temperature of the fresh air taken into the combustion chamber is low, or when the humidity of the fresh air is high, the supply of the control gas is performed. The control gas supply means is operated so as to increase the combustion rate of the air-fuel mixture by adjusting the amount and to perform the operation with emphasis on improving the efficiency.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなエ
ンジンにおいて、燃焼室における混合気の燃焼速度が大
幅に変化すると、燃焼室における圧力上昇過程、即ち最
高圧力とその時期、圧力上昇率等が変化し、高効率運転
の障害となるだけでなく、変化が著しい場合には、円滑
な運転を行うことができなくなる。従って、本発明は、
上記の事情に鑑みて、燃焼室に形成される混合気に、混
合気の燃焼速度を変化させるコントロールガスを、供給
量調整を伴って供給するエンジンにおいて、効率低下等
を抑制し、好ましい運転状態を維持することができる技
術を実現することを目的とする。However, in such an engine, when the combustion speed of the air-fuel mixture in the combustion chamber changes significantly, the pressure increase process in the combustion chamber, that is, the maximum pressure and its timing, the pressure increase rate, etc. In addition to the change, it becomes a hindrance to high-efficiency operation, and if the change is remarkable, smooth operation cannot be performed. Therefore, the present invention
In view of the above circumstances, in an engine that supplies a control gas, which changes the combustion rate of the mixture, to a mixture formed in the combustion chamber along with a supply amount adjustment, it is possible to suppress a decrease in efficiency and the like, and to achieve a preferable operating state. The aim is to realize a technology that can maintain
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】〔構成1〕本発明に係る
エンジンは、請求項1に記載したごとく、燃焼室に形成
された燃料と酸素含有ガスとの混合気を点火する点火手
段を備え、前記混合気の燃焼速度を変化させるコントロ
ールガスを前記混合気に供給するコントロールガス供給
手段と、前記コントロールガス供給手段により前記混合
気に供給される前記コントロールガスの供給量調整を行
って、前記混合気の燃焼速度を調整する燃焼速度調整手
段とを備えたエンジンであって、前記燃焼速度調整手段
による前記混合気の燃焼速度の増加に対して、前記点火
手段の点火時期を遅い側に調整し、逆に、前記燃焼速度
調整手段による前記混合気の燃焼速度の低下に対して、
前記点火手段の点火時期を遅い側に調整する点火時期調
整手段を備えたことを特徴とする。Means for Solving the Problems [Structure 1] An engine according to the present invention is provided with ignition means for igniting a mixture of fuel and oxygen-containing gas formed in a combustion chamber. A control gas supply means for supplying a control gas for changing the combustion rate of the air-fuel mixture to the air-fuel mixture, and adjusting a supply amount of the control gas supplied to the air-fuel mixture by the control gas supply means; An engine having a combustion speed adjusting means for adjusting a combustion speed of the air-fuel mixture, wherein the ignition timing of the ignition means is adjusted to a later side with respect to an increase in the combustion speed of the air-fuel mixture by the combustion speed adjusting means. And, conversely, with respect to a decrease in the combustion speed of the mixture by the combustion speed adjusting means,
An ignition timing adjusting means for adjusting the ignition timing of the ignition means to a later side is provided.
【0006】〔作用効果〕上記の従来の技術で述べたよ
うに、上記コントロールガス供給手段と上記燃焼速度調
整手段とを有し、燃焼室の混合気への上記コントロール
ガスの供給量調整により混合気の燃焼速度を調整するこ
とができる火花点火式のエンジンにおいて、本構成のご
とく、上記点火時期調整手段を設けることで、上記燃焼
速度調整手段により混合気の燃焼速度を増加させた場合
には、混合気の点火時期を遅角させ(遅い側に調整する
こと)、混合気の燃焼速度を低下させた場合には、混合
気の点火時期を進角させる(早い側に調整すること)こ
とができる。よって、混合気の燃焼速度の変更による燃
焼室の圧力上昇過程の変化を極力抑制することができる
ので、その圧力上昇過程を燃焼負荷にあった好ましいも
のとすることができ、結果、燃焼速度変化による効率低
下を抑制することができる。[Effects] As described in the prior art, the control gas supply means and the combustion rate adjusting means are provided, and the control gas is supplied to the air-fuel mixture in the combustion chamber by adjusting the supply amount of the control gas. In a spark ignition type engine capable of adjusting the combustion speed of air, as in the present configuration, by providing the ignition timing adjustment means, when the combustion speed of the air-fuel mixture is increased by the combustion speed adjustment means, The ignition timing of the mixture is retarded (adjusted to the late side), and when the combustion speed of the mixture is reduced, the ignition timing of the mixture is advanced (adjusted to the earlier side). Can be. Therefore, the change in the pressure rise process of the combustion chamber due to the change in the combustion speed of the air-fuel mixture can be suppressed as much as possible, and the pressure rise process can be made suitable for the combustion load. This can suppress a decrease in efficiency due to the above.
【0007】〔構成2〕本発明に係るエンジンは、請求
項2に記載したごとく、上記構成1のエンジンの構成に
加えて、前記コントロールガス供給手段が、前記混合気
へ供給されて前記燃焼速度を増加させる助燃ガスを、前
記コントロールガスとして、前記混合気に供給する手段
であることができる。According to a second aspect of the present invention, in the engine according to the second aspect, in addition to the configuration of the engine according to the first aspect, the control gas supply means is supplied to the air-fuel mixture and the combustion speed is increased. Means for supplying an auxiliary combustion gas to the mixture as the control gas.
【0008】〔作用効果〕即ち、混合気と混合されて混
合気の燃焼速度を変化させることができる上記コントロ
ールガスとして、燃料よりも燃焼速度が大きい助燃ガス
を利用することができる。そして、コントロールガス供
給手段によりこのような助燃ガスを混合気に供給する場
合、燃焼速度調整手段は、燃焼速度を増加させるとき
に、その助燃ガスの供給量を増加させ、逆に燃焼速度を
低下させるときに、その助燃ガスの供給量を減少させる
ように構成することができる。また、例えば上記燃料が
メタンを主成分とする天然ガスの場合、助燃ガスとして
は、水素、ブタン、プロパン、ジメチルエーテル(DM
E)、又は一酸化炭素等を利用することができる。[Effects] That is, as the control gas which can be mixed with the air-fuel mixture to change the combustion speed of the air-fuel mixture, an auxiliary combustion gas having a higher combustion speed than the fuel can be used. When supplying such an auxiliary gas to the air-fuel mixture by the control gas supply unit, the combustion speed adjusting unit increases the supply amount of the auxiliary gas when increasing the combustion speed, and conversely decreases the combustion speed. When this is done, the supply amount of the auxiliary combustion gas can be reduced. Further, for example, when the fuel is natural gas containing methane as a main component, hydrogen, butane, propane, dimethyl ether (DM
E) or carbon monoxide or the like can be used.
【0009】〔構成3〕本発明に係るエンジンは、請求
項3に記載したごとく、上記構成2のエンジンの構成に
加えて、前記燃料を改質して前記助燃ガスを生成する改
質手段を備えたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the engine of the second aspect, the engine according to the present invention further comprises a reforming means for reforming the fuel to generate the auxiliary combustion gas. It is characterized by having.
【0010】〔作用効果〕即ち、前述のように、混合気
と混合されて混合気の燃焼速度を変化させることができ
る上記コントロールガスとして上記助燃ガスを利用する
場合、本構成のごとく、上記改質手段を設け、上記助燃
ガスを、燃料を改質して生成することができる。従っ
て、助燃ガスを別に準備する必要が無く、本発明のエン
ジンを容易に構成することができる。[Effects] In other words, as described above, when the auxiliary combustion gas is used as the control gas capable of changing the combustion speed of the air-fuel mixture by being mixed with the air-fuel mixture, as described above, the above-described modification is used. Quality means can be provided to generate the auxiliary combustion gas by reforming the fuel. Therefore, there is no need to prepare a separate auxiliary combustion gas, and the engine of the present invention can be easily configured.
【0011】〔構成4〕本発明に係るエンジンは、請求
項4に記載したごとく、上記構成3のエンジンの構成に
加えて、前記燃料が天然ガスであり、前記助燃ガスが水
素リッチガスであることを特徴とする。[Structure 4] In the engine according to the present invention, in addition to the structure of the engine of Structure 3, the fuel is natural gas and the auxiliary gas is hydrogen-rich gas. It is characterized by.
【0012】〔作用効果〕即ち、燃料としての天然ガス
を改質して上記助燃ガスを得る場合には、天然ガスを改
質して、助燃ガスとしての水素リッチガス(水素を多く
含むガス)を生成する改質手段を利用することができ
る。このような改質手段は、ニッケル等の触媒を用い
て、反応温度500〜900℃程度で天然ガス中の炭化
水素と水蒸気とを反応させる水蒸気改質方法によって水
素リッチガスを生成するように構成することができる。[Effects] That is, when the above-mentioned auxiliary gas is obtained by reforming natural gas as a fuel, the natural gas is reformed and hydrogen-rich gas (gas containing a large amount of hydrogen) is used as the auxiliary gas. The resulting reforming means can be utilized. Such a reforming means is configured to generate a hydrogen-rich gas by a steam reforming method of reacting a hydrocarbon in natural gas with steam at a reaction temperature of about 500 to 900 ° C. using a catalyst such as nickel. be able to.
【0013】〔構成5〕本発明に係るエンジンは、請求
項5に記載したごとく、上記構成1のエンジンの構成に
加えて、前記コントロールガス供給手段が、前記燃焼室
において不活性である不活性ガスを、前記コントロール
ガスとして、前記混合気に供給する手段であることを特
徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the engine according to the fifth aspect, in addition to the configuration of the engine of the first aspect, the control gas supply means is inert in the combustion chamber. It is a means for supplying a gas as the control gas to the air-fuel mixture.
【0014】〔作用効果〕即ち、混合気と混合されて混
合気の燃焼速度を変化させることができる上記コントロ
ールガスとして、燃焼室において不活性である不活性ガ
スを利用することができる。そして、このような不活性
ガスが供給された混合気を燃焼させると、その燃焼によ
る発熱の一部が、供給された不活性ガスを加熱すること
に消費されるので、副室の温度上昇が緩和され、混合気
の燃焼速度が低下するのである。そして、このように不
活性ガスを混合気に供給する場合、燃焼速度調整手段
は、燃焼速度を増加させるときには、その不活性ガスの
供給量を減少させ、逆に、燃焼速度を低下させるときに
は、その不活性ガスの供給量を増加させるように構成す
ることができる。また、例えば上記不活性ガスとして
は、水蒸気、排ガス、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガ
ス、又はヘリウムガス等を利用することができる。[Effect] That is, an inert gas which is inert in the combustion chamber can be used as the control gas which can be mixed with the air-fuel mixture to change the combustion speed of the air-fuel mixture. When the mixture supplied with such an inert gas is burned, a part of the heat generated by the combustion is consumed by heating the supplied inert gas. It is mitigated and the combustion rate of the mixture decreases. Then, when supplying the inert gas to the air-fuel mixture in this way, the combustion speed adjusting means decreases the supply amount of the inert gas when increasing the combustion speed, and conversely, when decreasing the combustion speed, It can be configured to increase the supply amount of the inert gas. Further, for example, as the inert gas, steam, exhaust gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, argon gas, helium gas, or the like can be used.
【0015】〔構成6〕本発明に係るエンジンは、請求
項6に記載したごとく、上記構成5のエンジンの構成に
加えて、前記不活性ガスが、水蒸気であることができ
る。[Structure 6] In the engine according to the present invention, as described in claim 6, in addition to the structure of the engine of the structure 5, the inert gas may be steam.
【0016】〔作用効果〕即ち、混合気と混合されて混
合気の燃焼速度を変化させることができる上記コントロ
ールガスとして上記不活性ガスを利用する場合、その不
活性ガスとして水蒸気を利用することができる。このよ
うな水蒸気は、容易に入手できる水を蒸発させて生成す
ることができるので、低コスト且つ簡単な構成で本発明
のエンジンを実現することができる。[Effects] That is, when the above-mentioned inert gas is used as the above-mentioned control gas which can be mixed with the air-fuel mixture to change the combustion speed of the air-fuel mixture, water vapor is used as the inert gas. it can. Since such water vapor can be generated by evaporating easily available water, the engine of the present invention can be realized with a low-cost and simple configuration.
【0017】また、これまで説明してきた本発明に係る
エンジンは、シリンダ内に形成された主室と前記主室に
連通する副室とを上記燃焼室として備え、上記点火プラ
グを副室に設けて、副室に形成された混合気を点火し
て、主室に火炎トーチ等を噴出させるエンジンとして構
成することができる。そして、このように構成したエン
ジンにおいては、副室に上記コントロールガスを供給す
るように上記コントロールガス供給手段を構成して、燃
焼速度調整手段により副室における混合気の燃焼速度
を、燃焼負荷等に適した好ましいものに調整して、副室
におけるNOxの生成量等を抑制することができる。Further, the engine according to the present invention described so far has a main chamber formed in a cylinder and a sub-chamber communicating with the main chamber as the combustion chamber, and the ignition plug is provided in the sub-chamber. Thus, an engine that ignites the air-fuel mixture formed in the sub-chamber and ejects a flame torch or the like into the main chamber can be configured. In the engine configured as described above, the control gas supply unit is configured to supply the control gas to the sub-chamber, and the combustion speed of the air-fuel mixture in the sub-chamber is adjusted by the combustion speed adjustment unit to determine the combustion load or the like. It is possible to suppress the generation amount of NOx in the sub-chamber by adjusting to a preferable one suitable for the above.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕本発明に係るエ
ンジン及びその運転方法の第1の実施の形態について、
図面に基づいて説明する。図1に示すエンジン100
は、シリンダ4、シリンダ4に内挿されるピストン3、
及びリンダヘッド1を備え、ピストン3の上面とシリン
ダ4の内面とシリンダヘッド1の下面により燃焼室とし
ての主室2が区画形成されている。この主室2には天然
ガス系都市ガス13Aである燃料ガスと空気の希薄混合
気が吸気路15及び吸気弁5を介して導入されるように
なっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of an engine and an operation method thereof according to the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. Engine 100 shown in FIG.
Is a cylinder 4, a piston 3 inserted into the cylinder 4,
A main chamber 2 as a combustion chamber is defined by an upper surface of the piston 3, an inner surface of the cylinder 4, and a lower surface of the cylinder head 1. A lean mixture of fuel gas, which is a natural gas-based city gas 13A, and air is introduced into the main chamber 2 through an intake passage 15 and an intake valve 5.
【0019】さらに、シリンダヘッド1の概略中央部に
は、シリンダ軸線方向に軸方向を有する筒状である燃焼
室としての副室7が形成されている。該副室7の上部に
は副室上部金物8が、下部には副室口金9が夫々設けら
れている。該副室口金9の先端部には、1個又は複数の
噴孔10が穿孔されている。Further, a sub chamber 7 as a cylindrical combustion chamber having an axial direction in the cylinder axis direction is formed in a substantially central portion of the cylinder head 1. A sub-chamber upper metal part 8 is provided in the upper part of the sub-chamber 7, and a sub-chamber base 9 is provided in the lower part. One or a plurality of injection holes 10 are drilled at the tip of the sub-chamber base 9.
【0020】前記副室上部金物8内には、ガスチャンバ
11が形成されており、該ガスチャンバ11は燃料供給
路12を介して天然ガス系都市ガス13Aである副室用
の燃料ガスGが供給され、燃料供給路12の上流側はガ
ス圧を制御するガス圧制御装置(図示省略)に接続され
ている。副室上部金物8内には、往復摺動可能な副室弁
13(燃料供給手段の一例)が設けられており、副室弁
13は、ガスチャンバ11と副室7との間を開閉する。
副室7には、副室7内の混合気を点火するための点火プ
ラグ14(点火手段の一例)が設けられている。A gas chamber 11 is formed in the metal fitting 8 above the sub-chamber. The gas chamber 11 is supplied with a fuel gas G for the sub-chamber, which is a natural gas city gas 13A, through a fuel supply path 12. The fuel is supplied and the upstream side of the fuel supply path 12 is connected to a gas pressure control device (not shown) for controlling the gas pressure. A sub-chamber valve 13 (an example of a fuel supply unit) that is slidable back and forth is provided in the sub-chamber upper metal part 8, and the sub-chamber valve 13 opens and closes between the gas chamber 11 and the sub-chamber 7. .
The sub-chamber 7 is provided with an ignition plug 14 (an example of ignition means) for igniting the air-fuel mixture in the sub-chamber 7.
【0021】このような副室燃焼式のエンジン100の
運転時においては、副室用の燃料ガスGは、ガス圧制御
装置で圧力を吸気路15上流側の圧力よりも高めの設定
圧力になるように調整された後、副室上部金物8内の燃
料供給路12を経てガスチャンバ11に流入する。そし
て、該副室用の燃料ガスGは、副室弁13が開かれると
副室7内に流入し、主室2から副室7に流入した希薄混
合気と混合される。よって、副室7には、燃焼可能範囲
内の当量比の混合気が形成されることになる。During the operation of the sub-chamber combustion type engine 100, the pressure of the sub-chamber fuel gas G is set to be higher than the pressure on the upstream side of the intake passage 15 by the gas pressure control device. After being adjusted as described above, the fuel flows into the gas chamber 11 through the fuel supply path 12 in the upper metal fitting 8 of the sub-chamber. The fuel gas G for the sub-chamber flows into the sub-chamber 7 when the sub-chamber valve 13 is opened, and is mixed with the lean gas mixture flowing from the main chamber 2 into the sub-chamber 7. Therefore, an air-fuel mixture having an equivalent ratio within the combustible range is formed in the sub-chamber 7.
【0022】一方、高効率且つ低NOxの燃焼を実現す
るため、燃料ガスが希薄状態の燃料と空気との混合気が
新気として吸気路15から吸気弁5を経て主室2に吸入
される。そして、制御装置50により、クランク軸(図
示省略)の回転運動に連動して、点火プラグ14に高電
圧が付与すると、点火プラグ14からの火花放電により
副室7内の混合気が着火、燃焼する。この着火がなされ
た混合気は火炎トーチとして噴孔10から主室2内に噴
出され、該主室2内の希薄混合気を燃焼させる。On the other hand, in order to achieve high efficiency and low NOx combustion, a mixture of fuel and air in a lean fuel gas state is sucked into the main chamber 2 from the intake passage 15 through the intake valve 5 as fresh air. . When a high voltage is applied to the ignition plug 14 by the control device 50 in conjunction with the rotation of a crankshaft (not shown), the air-fuel mixture in the sub-chamber 7 is ignited and burned by spark discharge from the ignition plug 14. I do. The ignited air-fuel mixture is ejected from the injection hole 10 into the main chamber 2 as a flame torch, and burns the lean air-fuel mixture in the main chamber 2.
【0023】また、副室燃焼式のエンジン100は、例
えば、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を経
て、一サイクルを完了する4サイクルエンジンとして構
成されている。The sub-chamber combustion engine 100 is, for example, a four-stroke engine that completes one cycle through an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.
【0024】さらに、エンジン100においては、主室
2から排気弁6を介して排ガスEが排出される排気路1
6と、上記副室用の燃料ガスGが流通する燃料供給路1
2とが、間に良伝熱性の銅又はアルミニウム製等の壁部
30を介して隣接して設けられており、その壁部30を
介して排ガスEの熱を燃料供給路12側に伝熱させ、燃
料供給路12を加熱することができる。Further, in the engine 100, the exhaust passage 1 through which the exhaust gas E is discharged from the main chamber 2 through the exhaust valve 6
6 and the fuel supply passage 1 through which the fuel gas G for the sub-chamber flows.
2 are provided adjacent to each other with a wall portion 30 made of copper or aluminum having good heat transfer therebetween, and the heat of the exhaust gas E is transferred to the fuel supply path 12 side through the wall portion 30. As a result, the fuel supply path 12 can be heated.
【0025】さらに、エンジン100には、燃焼室とし
ての副室7に形成される混合気に、上記混合気の燃焼速
度を変化させるコントロールガスとしての水蒸気を供給
する水蒸気供給手段20(コントロールガス供給手段の
一例)が設けられている。この水蒸気供給手段20は、
後に副室7に供給される燃料供給路12の燃料ガスG
に、主室2及び副室7である燃焼室において不活性であ
る不活性ガスとしての水蒸気を供給するように構成され
ている。詳しくは、水蒸気供給手段20は、上記壁部3
0を介して排ガスEにより加熱されている燃料供給路1
2に、流量調整弁25を介して供給される水を供給する
ことで、その水を蒸発させて、燃料供給路12に流通す
る燃料ガスGに水蒸気を供給するように構成されてい
る。さらに、水蒸気供給手段20は、燃料供給路12に
スチール又はガラス製のウール部材22を充填して備
え、そのウール部材22に水を染み込ませるように供給
し、水が良好に燃料供給路12において蒸発するように
構成されている。さらに、燃料供給手段20には、供給
される水の不純物を取り除くフィルタ部材21が設けら
れている。Further, the engine 100 is provided with a steam supply means 20 (control gas supply means) for supplying steam, which is a control gas for changing the combustion rate of the mixture, to a mixture formed in the sub-chamber 7 as a combustion chamber. Means). This steam supply means 20
The fuel gas G in the fuel supply passage 12 which is supplied to the sub chamber 7 later
In addition, steam is supplied as an inert gas which is inert in the combustion chamber which is the main chamber 2 and the sub chamber 7. Specifically, the water vapor supply means 20 is connected to the wall 3
0, the fuel supply channel 1 being heated by the exhaust gas E
2 is configured to supply water supplied through the flow control valve 25 to evaporate the water and supply water vapor to the fuel gas G flowing through the fuel supply path 12. Further, the water vapor supply means 20 is provided with the fuel supply path 12 filled with a wool member 22 made of steel or glass. It is configured to evaporate. Further, the fuel supply means 20 is provided with a filter member 21 for removing impurities of the supplied water.
【0026】このように構成された水蒸気供給手段20
により、燃料供給路12の燃料ガスGに水蒸気を供給
し、その水蒸気が供給された燃料ガスGを副室7に供給
して、副室7に形成された混合気を燃焼させると、その
燃焼による発熱の一部が水蒸気を加熱することに消費さ
れるので、混合気のみを燃焼させるときよりも燃焼速度
が低下することになる。よって、特に高出力運転時等に
おいて副室7の温度の過剰上昇を抑制して、NOxの生
成量を抑制することができ、さらに、主室2の希薄混合
気を着火する時点において、主室2へは水蒸気があまり
供給されないので、主室2における点火性能を好ましい
ものに維持することができる。The steam supply means 20 constructed as described above
When the steam is supplied to the fuel gas G in the fuel supply passage 12 and the fuel gas G supplied with the steam is supplied to the sub-chamber 7 and the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 7 is burned, Since a part of the heat generated by the heat is consumed by heating the steam, the combustion speed is lower than when only the air-fuel mixture is burned. Therefore, it is possible to suppress an excessive rise in the temperature of the sub chamber 7 particularly at the time of high-power operation, thereby suppressing the generation amount of NOx. Further, at the time when the lean mixture in the main chamber 2 is ignited, Since little steam is supplied to the main chamber 2, the ignition performance in the main chamber 2 can be maintained at a preferable level.
【0027】また、制御装置50には、流量調整弁25
を調整して上記水蒸気供給手段20に供給される水の供
給量を調整し、副室7に形成される混合気への水蒸気の
供給量を調整することで、副室7における混合気の燃焼
速度を調整する燃焼速度調整手段51が設けられてい
る。The control device 50 includes a flow control valve 25.
To adjust the supply amount of water supplied to the steam supply means 20 and the supply amount of water vapor to the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 7, so that the combustion of the air-fuel mixture in the sub-chamber 7 A combustion speed adjusting means 51 for adjusting the speed is provided.
【0028】即ち、制御装置50は、吸気路15に形成
する混合気の当量比を増加させて出力を増加させるとき
などのように、主室2又は副室7の混合気の燃焼速度が
増加する場合に、燃焼速度増加に起因するNOxの生成
を抑制するために、燃焼速度調整手段51により上記水
蒸気供給手段20に供給する水の供給量を増加させて、
副室7における混合気の燃焼速度の増加を抑制する。逆
に、吸気路15に形成する混合気の当量比を減少させて
出力を低下させるときなどのように、主室2又は副室7
の混合気の燃焼速度が低下する場合に、燃焼速度調整手
段51により、上記水蒸気供給手段20に供給する水の
供給量を減少させて、副室7における混合気の燃焼速度
の低下を抑制して、効率向上を重視した運転を行うので
ある。That is, the control device 50 increases the combustion speed of the air-fuel mixture in the main chamber 2 or the sub-chamber 7 as in the case of increasing the output by increasing the equivalent ratio of the air-fuel mixture formed in the intake passage 15. In this case, the amount of water supplied to the steam supply means 20 is increased by the combustion rate adjusting means 51 in order to suppress the generation of NOx due to the increase in the combustion rate,
An increase in the combustion speed of the air-fuel mixture in the sub chamber 7 is suppressed. Conversely, as in the case where the equivalent ratio of the air-fuel mixture formed in the intake passage 15 is reduced to reduce the output, the main chamber 2 or the sub-chamber 7
When the combustion rate of the air-fuel mixture decreases, the combustion rate adjusting means 51 reduces the amount of water supplied to the steam supply means 20 to suppress a decrease in the combustion rate of the air-fuel mixture in the sub-chamber 7. Therefore, the operation that emphasizes efficiency improvement is performed.
【0029】さらに、制御装置50には、燃焼速度調整
手段51による副室7に形成される混合気の燃焼速度調
整に伴って、副室7の点火プラグ14の点火時期(火花
発生時期)を調整する点火時期調整手段52が設けられ
ている。点火時期調整手段52は、燃焼速度調整手段5
1により副室7に形成される混合気の燃焼速度を増加さ
せるときは、点火プラグ14の点火時期を遅角させ、逆
に、燃焼速度調整手段51により副室7に形成される混
合気の燃焼速度を低下させるときは、点火プラグ14の
点火時期を進角させるように構成されている。Further, the control device 50 adjusts the ignition timing (spark generation timing) of the ignition plug 14 of the sub-chamber 7 with the adjustment of the combustion speed of the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 7 by the combustion speed adjusting means 51. An ignition timing adjusting means 52 for adjusting is provided. The ignition timing adjusting means 52 includes the combustion speed adjusting means 5
When the combustion speed of the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 7 is increased by 1, the ignition timing of the ignition plug 14 is retarded, and conversely, the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 7 by the combustion speed adjusting means 51. When the combustion speed is reduced, the ignition timing of the ignition plug 14 is advanced.
【0030】詳しくは、燃焼速度調整手段51が、燃料
供給路12への水蒸気の供給量を増加又は減少させて、
副室7の混合気の燃焼速度を低下又は増加させるとき
に、点火時期調整手段52は、図2に示すように、この
水蒸気の供給量の増加に対しては、上記点火時期を早い
側に調整し、逆に、水蒸気の供給量の減少に対しては、
上記点火時期を遅い側に調整するのである。結果、例え
ば、燃焼速度を低下させることで、NOxの生成量を低
く抑えつつ、燃焼速度低下に対して点火時期を早い側に
調整して、燃焼速度低下による効率低下を回避でき、例
えば、効率を33%程度に保つことができる。More specifically, the combustion rate adjusting means 51 increases or decreases the amount of water vapor supplied to the fuel supply path 12,
When decreasing or increasing the combustion speed of the air-fuel mixture in the sub-chamber 7, the ignition timing adjusting means 52 sets the ignition timing to an earlier side with respect to the increase in the supply amount of steam, as shown in FIG. Adjust, and conversely, for a decrease in steam supply,
The ignition timing is adjusted to a later side. As a result, for example, by lowering the combustion speed, the ignition timing can be adjusted to the earlier side with respect to the combustion speed reduction while suppressing the NOx generation amount, so that the efficiency reduction due to the combustion speed reduction can be avoided. Can be maintained at about 33%.
【0031】尚、ここで使用したエンジンの使用は、以
下の通りである。 出力:4.7kW ボア径:110mm ストローク:106mm 気筒数:1 圧縮比:10 副室用の燃料ガス流量:5.0L/min 主室用の燃料ガス流量:15.6L/min 回転数:1200rpmThe use of the engine used here is as follows. Output: 4.7 kW Bore diameter: 110 mm Stroke: 106 mm Number of cylinders: 1 Compression ratio: 10 Fuel gas flow rate for sub-chamber: 5.0 L / min Fuel gas flow rate for main chamber: 15.6 L / min Rotational speed: 1200 rpm
【0032】上記第1実施の形態において、燃焼室にお
いて燃料等と反応せず不活性であるコントロールガスと
して水蒸気を利用したが、このようなコントロールガス
としては、排ガス、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガ
ス、又はヘリウムガス等も利用できる。In the first embodiment, water vapor is used as a control gas that is not reacted with fuel or the like in the combustion chamber and is inert. Examples of such a control gas include exhaust gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, and argon gas. Gas or helium gas can also be used.
【0033】また、水蒸気供給手段20のように、燃料
供給路12に不活性ガスとしての水蒸気を供給する場合
において、この水蒸気を、燃焼室から排出される排ガス
から入手することができる。即ち、水蒸気供給手段20
を、排気路16を流通する排ガスの一部を直接燃料供給
路12に供給する、又は排ガスから分離された水を加熱
して生成される水蒸気を燃料供給路20に供給するよう
に構成することができる。When steam as an inert gas is supplied to the fuel supply passage 12 as in the steam supply means 20, this steam can be obtained from exhaust gas discharged from the combustion chamber. That is, the steam supply means 20
Is configured to directly supply a part of the exhaust gas flowing through the exhaust path 16 to the fuel supply path 12 or to supply water vapor generated by heating water separated from the exhaust gas to the fuel supply path 20. Can be.
【0034】〔第2実施形態〕次に、本発明に係るエン
ジン及びその運転方法の第2実施形態について、図面に
基づいて説明する。尚、図3に示すエンジン200は、
燃料供給路12及び排気路16等の構成以外、上記第1
実施形態のエンジン100とほぼ同様であるので、詳細
の説明については省略する。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the engine and its operating method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The engine 200 shown in FIG.
Except for the configuration of the fuel supply path 12 and the exhaust path 16, etc., the first
Since it is almost the same as the engine 100 of the embodiment, detailed description will be omitted.
【0035】エンジン200は、燃料供給路12に流通
する燃料ガスGを水蒸気改質して、燃料ガスGよりも着
火性が良い助燃ガスとしての水素ガス(水素リッチガ
ス)を生成することができる改質装置60(コントロー
ルガス供給手段としての改質手段の一例)を備えてお
り、改質装置60は、ニッケル等の触媒を用いて、反応
温度500〜900℃程度で燃料ガス中の炭化水素と水
蒸気Sとを反応させる水蒸気改質方法によって水素を得
るように構成されている。そして、その水素を、バイパ
ス路62を介して供給される燃料ガスGと混合し、その
水素が供給された燃料ガスGを副室7に供給することが
できる。The engine 200 reforms the fuel gas G flowing through the fuel supply passage 12 by steam reforming to generate hydrogen gas (hydrogen-rich gas) as an auxiliary gas having better ignitability than the fuel gas G. The reformer 60 includes a reforming device 60 (an example of a reforming device as a control gas supply device). The reforming device 60 uses a catalyst such as nickel at a reaction temperature of about 500 to 900 ° C. to remove hydrocarbons in the fuel gas. It is configured to obtain hydrogen by a steam reforming method of reacting with steam S. Then, the hydrogen is mixed with the fuel gas G supplied via the bypass passage 62, and the fuel gas G supplied with the hydrogen can be supplied to the sub-chamber 7.
【0036】このように構成された改質装置60によ
り、副室7に形成される混合気に水素ガスを供給し、水
素ガス供給された混合気を副室7にて燃焼させると、水
素ガスの燃焼速度が燃料ガスGよりも速いので、燃料ガ
スGのみの混合気を燃焼させるときよりも燃焼速度が増
加し、特に低出力運転時において、水素ガスの供給量を
増加させて、高効率化を図ることができる。The reformer 60 configured as described above supplies hydrogen gas to the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 7, and the mixture supplied with hydrogen gas is burned in the sub-chamber 7. Since the combustion speed of the fuel gas is higher than that of the fuel gas G, the combustion speed is higher than when a mixture of only the fuel gas G is combusted. Can be achieved.
【0037】また、水蒸気供給路72から改質装置60
に供給される水蒸気Sは、排気路16を流通する排ガス
Eの熱を利用して水を加熱する熱交換器70により生成
される。尚、この熱交換器70において生成された水蒸
気Sは、一部を改質装置60で利用し、残部をコジェネ
レーションシステム等に利用することができる。Also, the reformer 60
Is generated by a heat exchanger 70 that heats water using heat of exhaust gas E flowing through the exhaust path 16. The steam S generated in the heat exchanger 70 can be partially used in the reformer 60 and the remainder can be used in a cogeneration system or the like.
【0038】さらに、熱交換器70から排出された排ガ
スEは、切換弁37及び排ガス供給路74を介して、改
質装置60に熱源として供給される。Further, the exhaust gas E discharged from the heat exchanger 70 is supplied as a heat source to the reformer 60 via the switching valve 37 and the exhaust gas supply path 74.
【0039】さらに、制御装置50の燃焼速度調整手段
51は、切換弁73により、改質装置60に供給する熱
源としての排ガスEの供給量を変化させることによっ
て、改質装置50における燃料ガス中の炭化水素と水蒸
気Sとの反応温度を変化させて、水素を生成する能力が
変化させる。そして、燃焼速度調整手段51は、このよ
うに反応温度を変化させることで、燃料供給路12の燃
料ガスGに供給する水素ガスの供給量を変化させ、結
果、副室7における混合気の燃焼速度を調整するように
構成されている。Further, the combustion speed adjusting means 51 of the control device 50 changes the supply amount of the exhaust gas E as a heat source to be supplied to the reforming device 60 by the switching valve 73, thereby changing the fuel gas in the reforming device 50. By changing the reaction temperature between the hydrocarbons and the steam S to change the ability to generate hydrogen. By changing the reaction temperature in this way, the combustion rate adjusting means 51 changes the supply amount of the hydrogen gas supplied to the fuel gas G in the fuel supply passage 12, and as a result, the combustion of the air-fuel mixture in the sub chamber 7 It is configured to adjust the speed.
【0040】そして、燃焼速度調整手段51が、燃料供
給路12への水素ガスの供給量を減少又は増加させて、
副室7の混合気の燃焼速度を低下又は増加させるとき
に、点火時期調整手段52は、図4に示すように、この
水素ガスの供給量の減少に対しては、上記点火時期を早
い側に調整し、逆に、水素ガスの供給量の増加に対して
は、上記点火時期を遅い側に調整するのである。結果、
例えば、燃焼速度を低下させることで、NOxの生成量
を低く抑えつつ、燃焼速度低下に対して点火時期を早い
側に調整して、燃焼速度低下による効率低下を回避で
き、例えば、効率を33%程度に保つことができる。Then, the combustion rate adjusting means 51 reduces or increases the supply amount of hydrogen gas to the fuel supply path 12,
When decreasing or increasing the combustion speed of the air-fuel mixture in the sub-chamber 7, the ignition timing adjusting means 52 sets the ignition timing on the earlier side with respect to the decrease in the supply amount of hydrogen gas as shown in FIG. On the contrary, when the supply amount of the hydrogen gas is increased, the ignition timing is adjusted to a later side. result,
For example, by lowering the combustion speed, the ignition timing can be adjusted earlier with respect to the decrease in the combustion speed while the amount of generated NOx is kept low, so that a decrease in the efficiency due to the decrease in the combustion speed can be avoided. %.
【0041】上記第2の実施の形態において、混合気の
燃焼速度を増加させる助燃ガスを、副室7に形成される
混合気に供給するコントロールガス供給手段として、燃
料供給路12の燃料ガスGを改質して燃料ガスGに水素
ガスを供給する改質装置60を設けたが、別に、燃料ガ
スGとしての天然ガス系都市ガスとは別系統でエンジン
に供給される助燃ガスとしての水素、ブタン、プロパ
ン、ジメチルエーテル(DME)、又は一酸化炭素等
を、燃料供給路12又は副室7等に供給するコントロー
ルガス供給手段を設けても構わない。In the second embodiment, the fuel gas G in the fuel supply passage 12 is used as control gas supply means for supplying an auxiliary combustion gas for increasing the combustion speed of the air-fuel mixture to the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 7. A reformer 60 is provided for supplying hydrogen gas to the fuel gas G by reforming the fuel gas G. However, hydrogen as an auxiliary combustion gas supplied to the engine in a separate system from the natural gas city gas as the fuel gas G is provided separately. A control gas supply means for supplying, for example, butane, propane, dimethyl ether (DME), or carbon monoxide to the fuel supply passage 12 or the sub-chamber 7 may be provided.
【0042】上記夫々の実施の形態において、燃焼速度
調整手段51及び点火時期調整手段52を、吸気路15
を流通する新気の温度又は湿度等に基づいて、混合気の
燃焼速度及び点火プラグ14の点火時期を調整するよう
に構成することもできる。即ち、吸気路15に温度セン
サ又は湿度センサを設け、夫々のセンサの検出結果によ
り、吸気路15に供給される空気等の新気の温度上昇又
は湿度低下を確認したときには、副室7等の燃焼室に形
成される混合気の燃焼速度が増加するので、混合気の燃
焼速度の増加を抑制するべく、燃焼速度調整手段51
は、例えば、燃料供給路12に供給する水蒸気Sの供給
量を増加させたり、燃料供給路12に供給する水素ガス
の供給量を減少させ、さらに、この燃焼速度低下に起因
する効率低下を抑制するために、点火時期調整手段52
は、点火時期を早い側に調整する。逆に、新気の温度低
下又は湿度上昇を確認したときは、燃焼速度調整手段5
1は、燃料供給路12に供給する水蒸気Sの供給量を減
少させたり、燃料供給路12に供給する水素ガスの供給
量を増加させ、さらに、この燃焼速度増加に起因するノ
ッキング発生等を回避するために、点火時期調整手段5
2は、点火時期を遅い側に調整する。In each of the above embodiments, the combustion speed adjusting means 51 and the ignition timing adjusting means 52 are connected to the intake passage 15.
It is also possible to adjust the combustion speed of the air-fuel mixture and the ignition timing of the ignition plug 14 based on the temperature or humidity of the fresh air flowing through the air-fuel mixture. That is, a temperature sensor or a humidity sensor is provided in the intake passage 15, and when a rise in temperature or a decrease in humidity of fresh air such as air supplied to the intake passage 15 is confirmed based on a detection result of each sensor, the sub-chamber 7 and the like Since the combustion speed of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber increases, the combustion speed adjusting means 51 is used to suppress an increase in the combustion speed of the air-fuel mixture.
For example, the supply amount of steam S supplied to the fuel supply path 12 is increased, the supply amount of hydrogen gas supplied to the fuel supply path 12 is reduced, and further, the reduction in efficiency due to the reduction in combustion speed is suppressed. To adjust the ignition timing
Adjusts the ignition timing earlier. Conversely, when it is confirmed that the temperature of the fresh air decreases or the humidity rises,
1 is to reduce the supply amount of steam S supplied to the fuel supply path 12, increase the supply amount of hydrogen gas supplied to the fuel supply path 12, and to avoid the occurrence of knocking and the like due to the increase in combustion speed. The ignition timing adjusting means 5
2 adjusts the ignition timing to a later side.
【0043】また、本発明のエンジンに使用できる燃料
としては、天然ガス以外に、プロパン、水素等、任意の
炭化水素系気体燃料、又はガソリン、軽油、重油、アル
コール等の液体燃料等を使用することができる。As the fuel that can be used in the engine of the present invention, besides natural gas, any hydrocarbon-based gas fuel such as propane or hydrogen, or a liquid fuel such as gasoline, light oil, heavy oil, or alcohol is used. be able to.
【図1】本発明の第1実施例のエンジンの燃焼室及び燃
料供給系を示す要部断面図FIG. 1 is a sectional view of a main part showing a combustion chamber and a fuel supply system of an engine according to a first embodiment of the present invention.
【図2】水蒸気供給量と点火時期との関係を示すグラフ
図FIG. 2 is a graph showing a relationship between a steam supply amount and an ignition timing.
【図3】本発明の第2実施例のエンジンの燃焼室及び燃
料供給系を示す要部断面図FIG. 3 is a sectional view of a main part showing a combustion chamber and a fuel supply system of an engine according to a second embodiment of the present invention.
【図4】改質装置の反応温度と点火時期との関係を示す
グラフ図FIG. 4 is a graph showing the relationship between the reaction temperature of the reformer and the ignition timing.
1 シリンダヘッド 2 主室 3 ピストン 4 シリンダ 5 吸気弁 6 排気弁 7 副室 12 燃料供給路 13 副室弁(燃料供給手段) 14 点火プラグ 15 吸気路 16 排気路 20 水蒸気供給手段(コントロールガス供給手
段) 25 流量調整弁 30 壁部(加熱手段) 50 制御装置 51 燃焼速度調整手段 52 点火時期調整手段 60 改質装置(コントロールガス供給手段、改質
手段) 70 熱交換器 100 エンジン 200 エンジン G 燃料ガス(燃料)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder head 2 Main chamber 3 Piston 4 Cylinder 5 Intake valve 6 Exhaust valve 7 Sub chamber 12 Fuel supply path 13 Sub chamber valve (fuel supply means) 14 Spark plug 15 Intake path 16 Exhaust path 20 Steam supply means (Control gas supply means) ) 25 Flow control valve 30 Wall (heating means) 50 Control device 51 Combustion rate adjusting means 52 Ignition timing adjusting means 60 Reformer (control gas supply means, reforming means) 70 Heat exchanger 100 Engine 200 Engine G Fuel gas (fuel)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 21/02 F02D 21/06 21/06 41/02 330K 41/02 330 43/00 301B 43/00 301 301M F02M 21/02 L F02M 21/02 N 25/00 G 25/00 25/10 B 25/022 27/02 A 25/032 F02P 5/15 B 25/10 F02M 25/02 A 27/02 B (72)発明者 西垣 雅司 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社 (72)発明者 守家 浩二 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社 (72)発明者 中井 俊作 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社 Fターム(参考) 3G022 AA06 DA01 DA02 EA02 GA00 GA11 3G084 AA04 AA05 BA13 BA17 DA38 FA00 FA02 3G092 AA01 AA06 AA07 AA09 AA17 AB02 AB03 AB04 AB05 AB06 AB07 AB08 AB09 AB14 AB15 AB17 AB18 AB20 BA09 BB01 DE02S DE03S DE16S DE17S DE18S EA03 EA04 FA16 FA17 HA00Z HA04Z HC09X 3G301 HA01 HA04 HA05 HA13 HA15 HA22 HA23 HA24 JA22 JA25 LB04 LB05 MA00 MA11 NE11 NE12 PA00Z PA10Z PC04A PC04Z PE09A Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02D 21/02 F02D 21/06 21/06 41/02 330K 41/02 330 43/00 301B 43/00 301 301M F02M 21 / 02 L F02M 21/02 N 25/00 G 25/00 25/10 B 25/022 27/02 A 25/032 F02P 5/15 B 25/10 F02M 25/02 A 27/02 B (72) Invention Person Masashi Nishigaki 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Koji Moriya 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Osaka Gas Co., Ltd. (72) Invention Person Shunsaku Nakai 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (reference) 3G022 AA06 DA01 DA02 EA02 GA00 GA11 3G084 AA04 AA05 BA13 BA17 DA38 FA00 FA02 3G092 AA01 AA06 AA07 AA09 AA17 AB02 AB03 AB03 AB AB05 AB06 AB07 AB08 AB09 AB14 AB15 AB17 AB18 AB20 BA09 BB01 DE02S DE03S DE16S DE17S DE18S EA03 EA04 FA16 FA17 HA00Z HA04Z HC09X 3G301 HA01 HA 04 HA05 HA13 HA15 HA22 HA23 HA24 JA22 JA25 LB04 LB05 MA00 MA11 NE11 NE12 PA00Z PA10Z PC04A PC04Z PE09A
Claims (7)
との混合気を点火する点火手段を備え、前記混合気の燃
焼速度を変化させるコントロールガスを前記混合気に供
給するコントロールガス供給手段と、前記コントロール
ガス供給手段により前記混合気に供給される前記コント
ロールガスの供給量調整を行って、前記混合気の燃焼速
度を調整する燃焼速度調整手段とを備えたエンジンであ
って、 前記燃焼速度調整手段による前記混合気の燃焼速度の増
加に対して、前記点火手段の点火時期を遅い側に調整
し、逆に、前記燃焼速度調整手段による前記混合気の燃
焼速度の低下に対して、前記点火手段の点火時期を早い
側に調整する点火時期調整手段を備えたエンジン。A control gas supply means for igniting an air-fuel mixture of a fuel and an oxygen-containing gas formed in a combustion chamber, and supplying a control gas for changing a combustion rate of the air-fuel mixture to the air-fuel mixture. And a combustion rate adjusting means for adjusting a supply rate of the control gas supplied to the air / fuel mixture by the control gas supply means to adjust a combustion rate of the air / fuel mixture. With respect to an increase in the combustion speed of the air-fuel mixture by the speed adjustment means, the ignition timing of the ignition means is adjusted to a later side, and conversely, with respect to a decrease in the combustion speed of the air-fuel mixture by the combustion speed adjustment means, An engine having an ignition timing adjusting means for adjusting an ignition timing of the ignition means to an earlier side.
燃料とは燃焼性が異なり、前記混合気へ供給されて前記
燃焼速度を増加させる助燃ガスを、前記コントロールガ
スとして、前記混合気に供給する手段である請求項1に
記載のエンジン。2. The control gas supply means for supplying, as the control gas, an auxiliary combustion gas, which has a different combustibility from the fuel and is supplied to the air-fuel mixture to increase the combustion speed, as the control gas to the air-fuel mixture. The engine according to claim 1, wherein
する改質手段を備えた請求項2に記載のエンジン。3. The engine according to claim 2, further comprising reforming means for reforming the fuel to generate the auxiliary combustion gas.
スが水素リッチガスである請求項3に記載のエンジン。4. The engine according to claim 3, wherein said fuel is natural gas, and said auxiliary combustion gas is hydrogen-rich gas.
燃焼室において不活性である不活性ガスを、前記コント
ロールガスとして、前記混合気に供給する手段である請
求項1に記載のエンジン。5. The engine according to claim 1, wherein the control gas supply means is a means for supplying an inert gas that is inert in the combustion chamber to the air-fuel mixture as the control gas.
5に記載のエンジン。6. The engine according to claim 5, wherein said inert gas is steam.
との混合気を点火する点火手段を備え、前記混合気の燃
焼速度を変化させるコントロールガスを前記混合気に供
給するコントロールガス供給手段と、前記コントロール
ガス供給手段により前記混合気に供給される前記コント
ロールガスの供給量調整を行って、前記混合気の燃焼速
度を調整する燃焼速度調整手段とを備えたエンジンの運
転方法であって、 前記燃焼速度調整手段による前記混合気の燃焼速度の増
加に対して、前記点火手段の点火時期を遅い側に調整
し、逆に、前記燃焼速度調整手段による前記混合気の燃
焼速度の低下に対して、前記点火手段の点火時期を早い
側に調整するエンジンの運転方法。7. A control gas supply means for igniting an air-fuel mixture of fuel and oxygen-containing gas formed in a combustion chamber, and supplying a control gas for changing a combustion speed of the air-fuel mixture to the air-fuel mixture. And a combustion rate adjusting means for adjusting a supply rate of the control gas supplied to the air-fuel mixture by the control gas supply means to adjust a combustion speed of the air-fuel mixture. With respect to the increase in the combustion speed of the air-fuel mixture by the combustion speed adjustment means, the ignition timing of the ignition means is adjusted to a later side, and conversely, the combustion speed of the air-fuel mixture is reduced by the combustion speed adjustment means. On the other hand, an engine operating method for adjusting the ignition timing of the ignition means to an earlier side.
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