(57)【要約】【課題】過給機を備えない構成であっても、通常気筒において十分な給気量を確保することができるエンジンシステムを提供する。【解決手段】通常気筒４０ａ、４０ｂは、少なくとも燃焼用空気Ａを給気する燃焼用空気用給気ポートと、改質気筒４０ｃ、４０ｄにて生成される改質ガスＫを給気する改質ガス用給気ポートとを各別に有し、改質気筒４０ｃ、４０ｄの改質ガス用排気ポートと通常気筒４０ａ、４０ｂの改質ガス用給気ポートとを直結する形態で、改質気筒４０ｃ、４０ｄから通常気筒４０ａ、４０ｂへ改質ガスＫを導く改質ガス通流路２８を備える。【選択図】図１
2020067067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する通常気筒を少なくとも１つ備えると共に、混合気の少なくとも一部を部分酸化反応させて燃料よりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスへ改質する改質気筒を少なくとも１つ備え、前記改質気筒にて生成された改質ガスを、少なくとも前記通常気筒へ導くエンジンシステムにおいて、
前記通常気筒は、少なくとも燃焼用空気を給気する燃焼用空気用給気ポートと、前記改質気筒にて生成される改質ガスを給気する改質ガス用給気ポートとを各別に有し、
前記改質気筒の改質ガス用排気ポートと前記通常気筒の前記改質ガス用給気ポートとを直結する形態で、前記改質気筒から前記通常気筒へ改質ガスを導く改質ガス通流路を備えるエンジンシステム。
【請求項２】
燃料と燃焼用空気とを含む混合気の少なくとも一部を部分酸化反応させて燃料よりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスへ改質する改質気筒を少なくとも１つ備えた改質エンジンを有すると共に、燃料と燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する通常気筒を備える外部出力エンジンを備え、前記改質気筒にて改質された改質ガスを、少なくとも前記通常気筒へ導くように構成されたエンジンシステムにおいて、
前記通常気筒は、少なくとも燃焼用空気を給気する空気用給気ポートと、前記改質気筒にて生成される改質ガスを給気する改質ガス用給気ポートとを各別に有し、
前記改質気筒の改質ガス用排気ポートと前記通常気筒の前記改質ガス用給気ポートとを直結する形態で、前記改質気筒から前記通常気筒へ改質ガスを導く改質ガス通流路を備えるエンジンシステム。
【請求項３】
前記通常気筒は、前記空気用給気ポートを開閉する空気用給気弁を有すると共に、前記改質ガス用給気ポートを開閉する改質ガス用給気弁を有し、
前記改質気筒は、前記改質ガス用排気ポートを開閉する改質ガス用排気弁を有し、
前記通常気筒の給気行程において、前記空気用給気弁を開状態にすると共に前記改質ガス用排気弁及び前記改質ガス用給気弁を閉状態とする空気給気行程と、前記空気用給気弁を閉状態にすると共に前記改質ガス用排気弁及び前記改質ガス用給気弁を開状態とする改質ガス給気行程とを記載の順に実行する弁開閉機構を備える請求項１又は２に記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記改質気筒から排出される改質ガスが通流する改質ガス通流路に、改質ガスを冷却するインタークーラを備えると共に、前記インタークーラによる冷却により生じる凝縮水を改質ガス通流路から排出する凝縮水排出部を備える請求項１〜３の何れか一項に記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記通常気筒の前記空気用給気ポートへ導かれる燃焼用空気を含む気体を圧縮するコンプレッサを有する過給機を備える請求項１〜４の何れか一項に記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料と燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する通常気筒を少なくとも１つ備えると共に、混合気の少なくとも一部を部分酸化反応させて燃料よりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスへ改質する改質気筒を少なくとも１つ備え、前記改質気筒にて生成された改質ガスを、少なくとも前記通常気筒へ導くエンジンシステム、
及び燃料と燃焼用空気とを含む混合気の少なくとも一部を部分酸化反応させて燃料よりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスへ改質する改質気筒を少なくとも１つ備えた改質エンジンを有すると共に、燃料と燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する通常気筒を備える外部出力エンジンを備え、前記改質気筒にて改質された改質ガスを、少なくとも前記通常気筒へ導くように構成されたエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンシステムとして、例えば、燃料と燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する燃焼室を有する通常気筒を少なくとも１つ備えると共に、混合気の少なくとも一部を燃焼室にて部分酸化反応させて燃料よりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスへ改質する改質気筒を少なくとも１つ備え、改質気筒にて改質された改質ガスを、少なくとも通常気筒へ導くものが知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３３４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記エンジンシステムは、例えば、通常気筒に対し、燃焼用空気に加えて改質ガスを送り込む必要があり、通常気筒は、改質気筒に比べて多くの給気量が必要となるため、過給機を備えて、通常気筒への導かれる新気を過給する構成が採用されている。
このように、過給機を備える改質式エンジンは、種々提案されているが、構成の簡素化及び小型、更には経済性向上の観点から、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、過給機を備えない構成であっても、通常気筒において十分な給気量を確保することができるエンジンシステムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためのエンジンシステムは、
燃料と燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する通常気筒を少なくとも１つ備えると共に、混合気の少なくとも一部を部分酸化反応させて燃料よりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスへ改質する改質気筒を少なくとも１つ備え、前記改質気筒にて生成された改質ガスを、少なくとも前記通常気筒へ導くエンジンシステムであって、その特徴構成は、
前記通常気筒は、少なくとも燃焼用空気を給気する燃焼用空気用給気ポートと、前記改質気筒にて生成される改質ガスを給気する改質ガス用給気ポートとを各別に有し、
前記改質気筒の改質ガス用排気ポートと前記通常気筒の前記改質ガス用給気ポートとを直結する形態で、前記改質気筒から前記通常気筒へ改質ガスを導く改質ガス通流路を備える点にある。
【０００７】
上記目的を達成するためのエンジンシステムは、
燃料と燃焼用空気とを含む混合気の少なくとも一部を部分酸化反応させて燃料よりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスへ改質する改質気筒を少なくとも１つ備えた改質エンジンを有すると共に、燃料と燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する通常気筒を備える外部出力エンジンを備え、前記改質気筒にて改質された改質ガスを、少なくとも前記通常気筒へ導くように構成されたエンジンシステムであって、その特徴構成は、
前記通常気筒は、少なくとも燃焼用空気を給気する空気用給気ポートと、前記改質気筒にて生成される改質ガスを給気する改質ガス用給気ポートとを各別に有し、
前記改質気筒の改質ガス用排気ポートと前記通常気筒の前記改質ガス用給気ポートとを直結する形態で、前記改質気筒から前記通常気筒へ改質ガスを導く改質ガス通流路を備える点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、通常気筒が、燃焼用空気を給気する空気用給気ポートと、改質気筒にて生成される改質ガスを給気する改質ガス用給気ポートとを各別に有すると共に、改質気筒の改質ガス用排気ポートと通常気筒の改質ガス用給気ポートとを直結する形態で、改質気筒から通常気筒へ改質ガスを導く改質ガス通流路を備えるから、通常気筒に対し、改質気筒の排気圧を利用して改質ガスを送り込むことができる。
これにより、過給機を備えることなく、通常気筒に対する十分な給気量を確保できるエンジンシステムを実現できる。
尚、当該構成によれば、すべての改質ガスを、通常気筒へ導き、改質気筒へ導かない構成が容易に実現でき、改質ガスを通常気筒での燃焼の調整に、余すことなく用いることができる。
【０００９】
エンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記改質気筒は、前記改質ガス用排気ポートを開閉する改質ガス用排気弁を有し、
前記通常気筒は、前記空気用給気ポートを開閉する空気用給気弁を有すると共に、前記改質ガス用給気ポートを開閉する改質ガス用給気弁を有し、
前記改質気筒は、前記改質ガス用排気ポートを開閉する改質ガス用排気弁を有し、
前記通常気筒の給気行程において、前記空気用給気弁を開状態にすると共に前記改質ガス用排気弁及び前記改質ガス用給気弁を閉状態とする空気給気行程と、前記空気用給気弁を閉状態にすると共に前記改質ガス用排気弁及び前記改質ガス用給気弁を開状態とする改質ガス給気行程とを記載の順に実行する弁開閉機構を備える点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、弁開閉機構が、通常気筒での給気行程において、空気用給気弁を開状態にすると共に前記改質ガス用排気弁及び改質ガス用給気弁を閉状態とする空気給気行程と、空気用給気弁を閉状態にすると共に前記改質ガス用排気弁及び改質ガス用給気弁を開状態とする改質ガス給気行程とを記載の順に実行するから、通常気筒の給気行程では、まずもって、通常気筒に対し空気用給気ポートから燃焼用空気が給気されることになる。その後、大気圧力以下の燃焼用空気が給気された通常気筒に対し、大気圧よりも高圧の排気圧で改質気筒から改質ガスが供給されることで、通常気筒へ大気圧よりも高い排気圧により改質ガスが押し込まれる形で、過給されることになり、通常気筒へ十分な給気量を確保することができる。
【００１１】
エンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記改質気筒から排出される改質ガスが通流する改質ガス通流路に、改質ガスを冷却するインタークーラを備えると共に、前記インタークーラによる冷却により生じる凝縮水を改質ガス通流路から排出する凝縮水排出部を備える点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、改質気筒にて生成された改質ガスを冷却するインタークーラを備えることで、冷却された改質ガスを受け入れる通常気筒での燃焼ピーク温度を低下させ、サーマルＮＯｘの発生量を低下できる。
更に、凝縮水排出部が、インタークーラの冷却により生じる凝縮水を改質ガス通流路から外部へ良好に排出して、当該改質ガス通流路の内壁の凝縮水による腐食を防止できる。
【００１３】
エンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記通常気筒の前記空気用給気ポートへ導かれる燃焼用空気を含む気体を圧縮するコンプレッサを有する過給機を備える点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、空気用給気ポートから通常気筒へ導かれる気体の圧力を、大気圧より高い圧力へ昇圧することができる。これにより、例えば、当該空気用給気ポートから通常気筒への給気時期と、改質ガス用給気ポートから通常気筒への排気圧（大気圧よりも高い圧力）での改質ガスの給気時期とが、重なることがあっても、改質ガスが空気用給気ポートから逆流することを防ぐことができるから、空気用給気ポートの開閉タイミングと、改質ガス用給気ポートの開閉タイミングの自由度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係るエンジンシステムの概略構成図
【図２】改質気筒及び通常気筒の新気と排気とにおけるガス種の体積比率を示す図
【図３】通常気筒の給気行程における給気弁及び排気弁の動き等を示す概念図
【図４】第２実施形態に係るエンジンシステムの概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態に係るエンジンシステム１００、２００は、過給機を備えない構成であっても、通常気筒において十分な給気量を確保することができるエンジンシステムに関する。以下、図面に基づいて本発明の実施形態に係るエンジンシステム１００、２００について説明する。
【００１７】
〔第１実施形態〕
第１実施形態に係るエンジンシステム１００は、図１に示すように、エンジン本体４０に、都市ガス１３Ａ等の燃料Ｆと燃焼用空気Ａとを含む混合気Ｍを燃焼する通常気筒４０ａ、４０ｂと、混合気Ｍの少なくとも一部を不完全燃焼させて燃料Ｆよりも燃焼速度の速い燃焼促進性ガスを含む改質ガスＫへ改質する改質気筒４０ｃ、４０ｄとを備え、改質気筒４０ｃ、４０ｄにて改質された改質ガスＫを通常気筒４０ａ、４０ｂへ導く。
【００１８】
当該第１実施形態のエンジンシステム１００は、少なくとも１つ以上（当該第１実施形態では２つ）の通常気筒４０ａ、４０ｂと、少なくとも１つ以上（当該第１実施形態では２つ）の改質気筒４０ｃ、４０ｄとを備えている。更には、エンジンの運転状態を検出するセンサ等の測定結果が入力され、その入力信号に基づいてエンジンの運転を制御するハードウェア群とソフトウェア群とから構成されているエンジンコントロールユニット（以下、制御装置５０と呼ぶ）を備えている。
【００１９】
この種のエンジンシステム１００は、詳細な図示は省略するが、給気本管２０から通常気筒４０ａ、４０ｂの燃焼室（図示せず）へ給気弁（図示せず）を介して給気した新気を、ピストンの上昇により圧縮した状態で点火プラグにて火花点火して燃焼・膨張させることで、ピストンを押し下げて回転軸（図示せず）から回転動力を出力すると共に、燃焼により発生した排ガスＥは、通常気筒４０ａ、４０ｂの燃焼室から排気弁（図示せず）を介して排気路２７（２７ａ、２７ｂ）に押し出され、外部へ排出される。
尚、詳細については後述するが、給気本管２０から供給される新気は、改質気筒４０ｃ、４０ｄにも供給され、改質気筒４０ｃ、４０ｄでもピストンを押し下げて回転軸から回転動力を出力する。ただし、当該改質気筒４０ｃ、４０ｄにて排ガスとして生成される改質ガスＫは、外部へ排出されることなく、通常気筒４０ａ、４０ｂへ導かれることとなる。
【００２０】
給気本管２０には、燃焼用空気Ａを浄化するエアクリーナ２１、燃焼用空気Ａに燃料Ｆを適切な比率（空燃比）で混合するベンチュリー式のミキサ１４、開度調整により通常気筒４０ａ、４０ｂへの混合気Ｍの給気量を調整可能な通常気筒用スロットル弁２３が、その上流側から記載の順に設けられている。
即ち、給気本管２０において、ミキサ１４で燃料Ｆと燃焼用空気Ａとを混合して生成された混合気Ｍは、通常気筒用スロットル弁２３を介して所定の流量に調整されて、通常気筒４０ａ、４０ｂの燃焼室へ導入される。
【００２１】
給気本管２０からミキサ１４の上流側で分岐する改質気筒用給気支管３０には、開度調整により改質気筒４０ｃ、４０ｄへの混合気Ｍの給気量を調整可能な改質気筒用スロットル弁２５、燃焼用空気Ａに燃料Ｆを適切な比率（空燃比）で混合するベンチュリー式のミキサ１６が、その上流側から記載の順に設けられている。
【００２２】
ミキサ１４に燃料Ｆを導く第１燃料供給路１１には、ミキサ１４の上流側の給気本管２０における燃焼用空気Ａの圧力と第１燃料供給路１１における燃料Ｆの圧力差を一定に保つ第１差圧レギュレータ１２、ミキサ１４を介して通常気筒４０ａ、４０ｂの燃焼室へ供給される燃料Ｆの供給量を調整する第１燃料流量制御弁１３が設けられている。即ち、第１燃料供給路１１、第１差圧レギュレータ１２、ミキサ１４、及び第１燃料流量制御弁１３が、第１燃料供給部として機能する。
【００２３】
エンジン本体４０の回転軸（図示せず）には、運転状態検出部４１として、回転軸（図示せず）の回転数を計測する回転数センサが設けられており、制御装置５０は、当該回転数センサにて計測されるエンジン回転数を目標回転数に維持するべく、当該回転数センサの計測結果に基づいて通常気筒用スロットル弁２３、改質気筒用スロットル弁２５の開度を制御する。
更に、エンジン本体４０の回転軸（図示せず）には、運転状態検出部４１として、当該回転軸のトルクを計測するトルク計測センサが設けられており、制御装置５０は、例えば、回転数センサにて計測されるエンジン回転数と、トルク計測センサにて計測されるトルクに基づいて計算されるエンジン出力が、目標出力となるように、第１燃料流量制御弁１３、第２燃料流量制御弁１５、通常気筒用スロットル弁２３、改質気筒用スロットル弁２５の開度を制御する。
【００２４】
給気本管２０は、通常気筒用スロットル弁２３の下流側において、通常気筒４０ａ、４０ｂの夫々へ混合気Ｍを導く複数の通常気筒用給気支管２０ａ、２０ｂに接続されると共に、改質気筒４０ｃ、４０ｄへ混合気Ｍを導く改質気筒用給気支管３０に接続されている。
改質気筒４０ｃ、４０ｄは、自身の燃焼室において、新気の一部を部分酸化反応させて、燃料Ｆ（例えば、メタン）よりも燃焼速度の速い水素等の燃焼促進性ガスを含む改質ガスＫを生成するように構成されている。ここで、水素は、メタン及び空気を混合して燃焼する場合、空気過剰率が１より小さい燃料過濃領域に、その発生量のピークがあることが知られている。
そこで、当該第１実施形態にあっては、改質気筒４０ｃ、４０ｄの燃料室において燃料過濃状態で混合気を燃焼させるべく、改質気筒４０ｃ、４０ｄへ新気を供給する改質気筒用給気支管３０に、ベンチュリー式のミキサ１６を介する形態で燃料Ｆを供給する第２燃料供給路２９が接続され、ミキサ１６の上流側の改質気筒用給気支管３０における燃焼用空気Ａの圧力と第２燃料供給路２９における燃料Ｆの圧力差を一定に保つ第２差圧レギュレータ３１が設けられ、第２燃料供給路２９に燃料Ｆの流量を制御する第２燃料流量制御弁１５が設けられている。制御装置５０は、改質気筒４０ｃ、４０ｄへの新気の空気過剰率が１より小さくなるように、第２差圧レギュレータ３１、改質気筒用スロットル弁２５、及び第２燃料流量制御弁１５の開度を制御する。
即ち、第２燃料供給路２９、第２差圧レギュレータ３１、ミキサ１６、及び第２燃料流量制御弁１５が、第２燃料供給部として機能する。
【００２５】
さて、図２に、本発明のエンジンシステム１００において、通常気筒４０ａ、４０ｂと改質気筒４０ｃ、４０ｄとにおける給気及び排気の１分あたりの体積流量を示す。
因みに、当該図２は、改質気筒４０ｃ、４０ｄが２気筒で通常気筒４０ａ、４０ｂが２気筒の場合における値を示しており、給気は計算値であり、排気はＨ２０のみ計算値であり、排気のＨ２０以外のガスについては実測値である。
当該図２に示されるように、通常気筒４０ａ、４０ｂでは、改質ガスＫとしてのＨ２及びＣＯを完全燃焼させるための空気（図２でβ）に加え、改質ガスＫ由来のＮ２（図２でα）を新気として受け入れるため、一定以上の出力を発揮するためには、改質気筒４０ｃ、４０ｄよりも多くの新気を受け入れる必要がある。
そこで、本発明のエンジンシステム１００にあっては、以下の構成を採用している。
【００２６】
改質気筒４０ｃ、４０ｄは、図１、３に示すように、上述した改質気筒用給気支管３０に接続されて燃料過濃の混合気（新気）を給気する過濃混合気給気ポート４４と、改質気筒４０ｃ、４０ｄにて生成された改質ガスＫを排出する改質ガス用排気ポート４３とを備えている。過濃混合気給気ポート４４には当該過濃混合気給気ポート４４を開閉する過濃混合気用給気弁Ｖ１が設けられ、改質ガス用排気ポート４３には当該改質ガス用排気ポート４３を開閉する改質ガス用排気弁Ｖ２が設けられており、改質ガス用排気ポート４３は、改質ガス通流路２８（改質気筒４０ｃからの改質ガスを通流する流路である２８ａと改質気筒４０ｃからの改質ガスを通流する流路である２８ｂとが合流した流路）に連通接続されている。
尚、改質ガス通流路２８には、改質ガスＫを冷却するインタークーラ４２が備えられると共に、当該インタークーラ４２による冷却により生じる凝縮水を改質ガス通流路２８から排出する凝縮水排出部（図示せず）が備えられている。当該構成により、改質ガスＫを降温でき、通常気筒４０ａ、４０ｂでの燃焼ピーク温度を低下でき、サーマルＮＯｘの発生量を低下できる。また、凝縮水排出部から、インタークーラ４２にて凝縮した凝縮水を、改質ガス通流路２８の内部から外部へ排出でき、凝縮水による改質ガス通流路２８内壁の腐食を防止することができる。
【００２７】
更に、通常気筒４０ａ、４０ｂの夫々は、図１、３に示すように、少なくとも燃焼用空気Ａ（当該第１実施形態では、燃焼用空気Ａと燃料Ｆとの混合気Ｍ）を給気する燃焼用空気用給気ポート４５と、改質気筒４０ｄにて生成される改質ガスＫを給気する改質ガス用給気ポート４６とを各別に備えており、燃焼用空気用給気ポート４５には当該燃焼用空気用給気ポート４５を開閉する空気用給気弁Ｖ４を、改質ガス用給気ポート４６には当該改質ガス用給気ポート４６を開閉する改質ガス用給気弁Ｖ３を夫々設けている。
そして、改質ガス通流路２８が、改質気筒４０ｃ、４０ｄの改質ガス用排気ポート４３と通常気筒４０ａ、４０ｂの夫々の改質ガス用給気ポート４６とを直結する形態で設けられている。即ち、図１に示す例では、改質ガス通流路２８の改質ガス通流端２８ｃ、２８ｄの夫々が、通常気筒４０ａ、４０ｂの夫々の改質ガス用給気ポート４６に接続されている。
【００２８】
そして、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の開閉を制御する弁開閉機構（図示せず）が設けられている。
当該弁開閉機構は、図３に示すように、通常気筒４０ａ、４０ｂの給気行程において、空気用給気弁Ｖ４を開状態にすると共に改質ガス用排気弁Ｖ２及び改質ガス用給気弁Ｖ３を閉状態とする空気給気行程（図３で（ｉ）で示す行程）と、空気用給気弁Ｖ４を閉状態にすると共に改質ガス用排気弁Ｖ２及び改質ガス用給気弁Ｖ３を開状態とする改質ガス給気行程（図３で（ｉｉｉ）で示す行程）とを記載の順に実行する。
弁開閉機構が、１ストロークの間において、空気給気行程と改質ガス給気行程とを記載の順に実行することにより、通常気筒４０ａ、４０ｂの燃焼室に対し、改質気筒４０ｃ、４０ｄの排気圧を利用して、十分な新気を給気させることができる。
【００２９】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態に係るエンジンシステム１００にあっては、単一の多気筒エンジンにおいて、改質気筒４０ｃ、４０ｄにて改質された改質ガスＫを通常気筒４０ａ、４０ｂへ導く構成例を示した。
当該第２実施形態に係るエンジンシステム２００は、図４に示すように、混合気Ｍを改質して改質ガスＫを生成するための改質気筒４０ｃ、４０ｄを有する改質エンジン２００ａに加えて、改質エンジン２００ａにて生成された改質ガスＫが導かれる通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄを有する外部出力エンジン２００ｂを備えて構成されている。
【００３０】
尚、当該エンジンシステム２００は、外部出力エンジン２００ｂの運転状態を検出する運転状態検出部８１としてのセンサ等の測定結果が入力され、その入力信号に基づいて外部出力エンジン２００ｂの運転を制御するハードウェア群とソフトウェア群とから構成されているエンジンコントロールユニット（以下、制御装置５０と呼ぶ）を備えている。即ち、当該第２実施形態に係るエンジンシステム２００にあっては、改質エンジン２００ａではなく外部出力エンジン２００ｂの運転状態を積極的に検出するように構成されている。
第２実施形態に係るエンジンシステム２００における改質エンジン２００ａでは、第１実施形態に係るエンジンシステム１００における通常気筒４０ａ、４０ｂを、非改質気筒４０ａ、４０ｂとし、通常気筒用給気支管２０ａ、２０ｂを、非改質気筒用給気支管２０ａ、２０ｂとする。
更に、当該第２実施形態に係るエンジンシステム２００では、改質気筒４０ｃ、４０ｄにて生成された改質ガスＫを、改質エンジン２００ａの非改質気筒４０ａ、４０ｂに戻さない構成とする。
当該第２実施形態に係るエンジンシステム２００における改質エンジン２００ａは、以上の点を除き、上述した第１実施形態に係るエンジンシステム１００と実質的に同一の構成をしており、同一の制御を実行する。
以下、上記第１実施形態に係るエンジンシステム２００と異なる構成及び制御に重点をおいて説明することとし、同一の構成及び制御については、その詳細な説明を省略することがある。
【００３１】
外部出力エンジン２００ｂは、図４に示すように、給気本管７０から通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの燃焼室（図示せず）へ給気弁（図示せず）を介して給気した新気を、ピストンの上昇により圧縮した状態で点火プラグにて火花点火して燃焼・膨張させることで、ピストンを押し下げて回転軸（図示せず）から回転動力を出力すると共に、燃焼により発生した排ガスＥは、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの燃焼室から排気弁（図示せず）を介して排気路に押し出され、外部へ排出される。
【００３２】
給気本管７０には、燃焼用空気Ａを浄化するエアクリーナ７１、燃焼用空気Ａに燃料Ｆを適切な比率（空燃比）で混合するベンチュリー式のミキサ６４、開度調整により通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄへの混合気Ｍの給気量を調整可能なスロットル弁７３が、その上流側から記載の順に設けられている。
即ち、給気本管７０において、ミキサ６４で燃料Ｆと燃焼用空気Ａとを混合して生成された混合気Ｍは、スロットル弁７３を介して所定の流量に調整され、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの燃焼室へ導入される。
【００３３】
ミキサ６４に燃料Ｆを導く第３燃料供給路６１には、ミキサ６４の上流側の給気本管７０における燃焼用空気Ａの圧力と第３燃料供給路６１における燃料Ｆの圧力差を一定に保つ第３差圧レギュレータ６２、ミキサ６４を介して通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの燃焼室へ供給される燃料Ｆの供給量を調整する第３燃料流量制御弁６３が設けられている。
即ち、第３燃料供給路６１、第３差圧レギュレータ６２、ミキサ６４、第３燃料流量制御弁６３が、第３燃料供給部として機能する。
【００３４】
外部出力エンジン２００ｂのエンジン本体８０の回転軸（図示せず）には、運転状態検出部８１として、回転軸（図示せず）の回転数を計測する回転数センサが設けられており、制御装置５０は、当該回転数センサにて計測されるエンジン回転数を目標回転数に維持するべく、当該回転数センサの計測結果に基づいて、通常気筒用スロットル弁２３、改質気筒用スロットル弁２５、及びスロットル弁７３の開度を制御する。
更に、外部出力エンジン２００ｂのエンジン本体８０の回転軸（図示せず）には、運転状態検出部８１として、当該回転軸のトルクを計測するトルク計測センサが設けられており、制御装置５０は、例えば、回転数センサにて計測されるエンジン回転数と、トルク計測センサにて計測されるトルクに基づいて計算されるエンジン出力が、目標出力となるように、第１燃料流量制御弁１３、第２燃料流量制御弁１５、第３燃料流量制御弁６３、通常気筒用スロットル弁２３、改質気筒用スロットル弁２５、及びスロットル弁７３の開度を制御する。
【００３５】
更に、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの夫々は、少なくとも燃焼用空気Ａ（当該第２実施形態では、燃焼用空気Ａと燃料Ｆとの混合気Ｍ）を給気する燃焼用空気用給気ポート（図示せず）と、改質気筒４０ｃ、４０ｄにて生成される改質ガスＫを給気する改質ガス用給気ポート（図示せず）とを各別に備えている。燃焼用空気用給気ポート（図示せず）には当該燃焼用空気用給気ポート（図示せず）を開閉する空気用給気弁（図示せず）を、改質ガス用給気ポート（図示せず）には当該改質ガス用給気ポート（図示せず）を開閉する改質ガス用給気弁（図示せず）を夫々設けている。
通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの燃焼用空気用給気ポート（図示せず）には、複数の給気支管７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄの夫々が連通されている。
更に、改質ガス通流路２８（改質気筒４０ｃからの改質ガスを通流する流路である２８ａと改質気筒４０ｄからの改質ガスを通流する流路である２８ｂとが合流した流路）が、改質気筒４０ｃ、４０ｄの改質ガス用排気ポート（図示せず）と、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの改質ガス用給気ポート（図示せず）とを直結する形態で設けられている。即ち、図４に示す例では、改質ガス通流路２８の改質ガス通流端２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆの夫々が、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの夫々の改質ガス用給気ポート（図示せず）に接続されている。
【００３６】
弁開閉機構（図示せず）は、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの給気行程において、空気用給気弁（図示せず）を開状態にすると共に改質ガス用排気弁（図示せず）及び改質ガス用給気弁（図示せず）を閉状態とする空気給気行程と、空気用給気弁（図示せず）を閉状態にすると共に改質ガス用排気弁（図示せず）及び改質ガス用給気弁（図示せず）を開状態とする改質ガス給気行程とを記載の順に実行する。
弁開閉機構が、１ストロークの間において、空気給気行程と改質ガス給気行程とを記載の順に実行することにより、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの燃焼室に対し、改質気筒４０ｃ、４０ｄの排気圧を利用して、十分な新気を給気させることができる。
【００３７】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、通常気筒４０ａ、４０ｂの給気行程では、改質ガス用給気弁Ｖ３と空気用給気弁Ｖ４との双方が、開放状態（閉から開への移行状態、開から閉への移行状態を含む）とはならない例を示した。
しかしながら、本発明のエンジンシステムの弁の開閉タイミングは、これに限られることはなく、空気給気行程と改質ガス給気行程とを記載の順に実行されてさえいれば、改質ガス用給気弁Ｖ３と空気用給気弁Ｖ４との双方が、開放状態（閉から開への移行状態、開から閉への移行状態を含む）となる時期が存在しても構わない。換言すると、空気給気行程の終了タイミングは、改質ガス給気行程の開始タイミングより後であっても良く、空気給気行程の終了直前の期間と改質ガス給気行程の開始直後の期間とが重なる状態であっても構わない。
【００３８】
（２）上記第１、２実施形態において、通常気筒の数は、１つ以上であればいくつであっても構わないし、改質気筒の数も、１つ以上であればいくつであっても、本発明の機能を良好に発揮できる。
ただし、第２実施形態に係るエンジンシステム２００にあっては、改質エンジン２００ａは、改質ガスＫの生成用のエンジンであるので、改質気筒４０ｃ、４０ｄの数は、多いほうが好ましい。改質エンジン２００ａは、その軸出力を取り出して発電等に用いる構成としても良い。
【００３９】
（３）複数の通常気筒のうち一部が、改質ガス用給気ポートを備える構成を採用しても構わない。
【００４０】
（４）上記第１、２実施形態では、エンジンシステム１００、２００が、過給機を備える構成を採用しても構わない。
即ち、通常気筒の空気用給気ポートへ導かれる燃焼用空気を含む気体を圧縮するコンプレッサを有する過給機を備える構成を採用しても構わない。
過給機としては、ターボチャージャ式のものでも、ス−パーチャージャ式のものでも採用することができ、一段過給のみならず、二段以上の多段過給としても構わない。
【００４１】
（５）上記第２実施形態においては、単一の改質エンジン２００ａと単一の外部出力エンジン２００ｂとを備える構成例を示したが、改質エンジン２００ａを複数備える構成や、外部出力エンジン２００ｂを複数備える構成を採用することもできる。
【００４２】
（６）上記第２実施形態において、制御装置５０は、単一の制御装置として示しているが、改質エンジン２００ａ用の制御装置と、外部出力エンジン２００ｂの制御装置とを、各別に備えることも可能である。
【００４３】
（７）上記第１、２実施形態にあっては、燃料Ｆは、都市ガス１３Ａとしたが、本発明の本質的意味からは、ガス燃料に限らずガソリン等の液体燃料であっても構わない。
【００４４】
（８）上記第１実施形態において、通常気筒４０ａ、４０ｂへ燃料供給する第１燃料供給部は備えない構成を採用しても構わない。また、上記第２実施形態において、通常気筒８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄへ燃料供給する第３燃料供給部は備えない構成を採用しても構わない。
【００４５】
尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のエンジンシステムは、過給機を備えない構成であっても、通常気筒において十分な給気量を確保することができるエンジンシステムとして、有効に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
２８      ：改質ガス通流路
４０      ：エンジン本体
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ：通常気筒
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ：通常気筒
４０ｄ    ：改質気筒
４２      ：インタークーラ
４３      ：改質ガス用排気ポート
４５      ：燃焼用空気用給気ポート
４６      ：改質ガス用給気ポート
１００    ：エンジンシステム
２００    ：エンジンシステム
２００ａ  ：改質エンジン
２００ｂ  ：外部出力エンジン
Ａ        ：燃焼用空気
Ｆ        ：燃料
Ｋ        ：改質ガス
Ｍ        ：混合気
ＮＯｘ    ：サーマル
Ｖ２      ：改質ガス用排気弁
Ｖ３      ：改質ガス用給気弁
Ｖ４      ：空気用給気弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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