(57)【要約】【課題】バイオマスガス等のタールを含むガスを燃焼する際に、エンジンオイルの劣化を防止して寿命を延ばすことのできるガスエンジン装置を提供する。【解決手段】ガスエンジン装置は、ガス化炉から供給されたバイオマスガス１を燃焼するガスエンジン１１と、ガスエンジン１１の下方に設けられ、落下してくるエンジンオイル２を受けるオイルパン１２と、オイルパン１２内のエンジンオイル２をガスエンジン１１の駆動部に循環供給するエンジンオイル循環ポンプ１３と、エンジンオイル２をオイルパン１２からガスエンジン駆動部に循環させる流路の途中に設けられて、エンジンオイル２中のタールを吸着して除去するフィルタ２１とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルパンを備えたガスエンジンと、
オイルパン内のエンジンオイルを吸引してガスエンジン内を循環させるオイルポンプと、
エンジンオイルを循環させる流路の途中にエンジンオイル中のタールを除去するフィルタとを設けたことを特徴とするガスエンジン装置。
【請求項２】
フィルタはタールを吸着する吸着剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載のガスエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスガス等のタールを多く含むガスを燃焼するガスエンジンにおいて、潤滑用エンジンオイルの劣化を防止するガスエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオマス資源をエネルギーや工業原材料等に変換するバイオマス変換技術の開発が進んでいる。なかでも、バイオマスの熱化学的なガス化に関する開発が進んでいる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、バイオマスとは、生物由来の有機資源をいい、例えば森林資源、海洋生物資源（魚介類、海藻）、農産物、畜産物そのもの、あるいはこれらを利用した後の有機性廃棄物（木屑、間伐材、籾殻、パーム空果房、パーム油残渣、建設発生木材等）をいい、本発明では、バイオマスの熱化学的なガス化、すなわちバイオマスの熱分解反応や部分酸化反応等によるガス化によって得られるガスをバイオマスガスと呼ぶ。
【０００４】
バイオマスガスを利用する場合に問題になるのは、バイオマスガスにはタールが多量に含まれているため、これを取り除かないと、ガスエンジンやガスタービンなどのガス利用装置にタールが付着して装置の機能低下や目詰まり等の原因となることである。したがって、バイオマスガスからタールを除去することは、バイオマスガスを利用するための前提となる重要な技術である。
【０００５】
バイオマスガスからタールを除去する技術としては、例えば、特許文献２に、木質資源を炭化して乾留ガスを提供する炭化炉と、該乾留ガスを原燃料とするマイクロガスタービン、ガスエンジンを有する発電機とを備えたバイオマス発電システムにおいて、乾留ガスに存するタール分を除去する精製装置等を具備するようにしたものが開示されている。
【０００６】
その精製装置は、例えばシリカゲルなどの充填物が充填された充填塔（公知の蒸留塔でも構わない）の下部より、炭化装置から排出される乾留ガス（Ｈ2、ＣＯ， ＣＨ4等を含む）を上方に向けて連続供給する一方、上部から下方に向けて降下する抽出溶媒（例えば灯油や有機溶媒）を連続供給して両者を向流接触させるようになっている。すなわち、乾留ガス中のタール成分を充填物に吸着するとともに、抽出溶媒中に抽出することで、乾留ガスを精製するものである。
【特許文献１】特開２００２−２８５１７１号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ガス精製装置を設けたとしても、バイオマスガス中のタールを完全に除去することは困難であり、バイオマスガス中にタールが残存する。したがって、バイオマスガスを用いるガスエンジンにおいては、ある程度のタールが残存したバイオマスガスを使わざるを得ないのが実情である。
【０００８】
ガスエンジンには、エンジンオイル循環系がガスエンジン内の各駆動部分にエンジンオイルを供給するために設けられており、ガスエンジン下部にはエンジンオイルを受けるためにオイルパンが設けられている。エンジンオイル循環ポンプの作動により、オイルパンに備えられた吸引口から吸引されたエンジンオイルが、循環流路を通ってクランクシャフト、カムシャフト、バルブロッカーシャフト、ディストリビュータードライブギヤ等に供給され、駆動部分の潤滑を行うようになっている。ガスエンジンの内部を循環して高温となったエンジンオイルはオイルパンに落下してくる。
【０００９】
そこで、ガスエンジンにおいて、タールを含んだバイオマスガスを燃焼すると、ブローバイガス（ガスエンジンの燃焼室からピストンの外周面に取り付けられたピストンリングとシリンダとの間隙を通ってクランクケースに漏出したガス）に含まれるタールがエンジンオイルに混入することになる。
【００１０】
その結果、バイオマスガスを用いるガスエンジンを長時間にわたって運転すると、エンジンオイルに混入したタールが蓄積され、エンジンオイルの性状が低下して劣化が促進されるという問題が生じる。
【００１１】
これに対して、現状では、このようなエンジンオイルの劣化を防止することに特別な考慮が払われておらず、劣化したエンジンオイルを交換するという対処をしている。
【００１２】
したがって、バイオマスガスを用いるガスエンジンにおいては、比較的短い周期でエンジンオイルを交換しなければならず、ガスエンジンのメンテナンス費が高くなる問題があった。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するもので、その目的は、バイオマスガス等のタールを含むガスを燃焼する際に、エンジンオイルの劣化を防止して寿命を延ばすことのできるガスエンジン装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１５】
［１］オイルパンを備えたガスエンジンと、
オイルパン内のエンジンオイルを吸引してガスエンジン内を循環させるオイルポンプと、
エンジンオイルを循環させる流路の途中にエンジンオイル中のタールを除去するフィルタとを設けたことを特徴とするガスエンジン装置。
【００１６】
［２］フィルタはタールを吸着する吸着剤が充填されていることを特徴とする前記［１］に記載のガスエンジン装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、エンジンオイルを循環させる流路の途中に、エンジンオイル中のタールを除去するフィルタが設けられているので、エンジンオイルに混入したタールが除去され、エンジンオイルの劣化を防止することができる。その結果、エンジンオイルの寿命が延び、交換頻度を低減できるので、メンテンナンス費を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係るガスエンジン装置の全体を説明する説明図である。
【００１９】
図１に示すように、この実施形態に係るガスエンジン装置は、ガス化炉（図示せず）から供給されたバイオマスガス１を燃焼するガスエンジン１１と、ガスエンジン１１のクランクケースの下に設けられ、落下してくるエンジンオイル２を受けるオイルパン１２と、オイルパン１２内のエンジンオイル２をガスエンジン１１の駆動部に循環供給するエンジンオイル循環ポンプ１３と、エンジンオイル２をオイルパン１２からガスエンジン駆動部に循環させる流路の途中に設けられて、エンジンオイル２中のタールを吸着して除去するフィルタ２１とを備えている。
【００２０】
以下、各構成をさらに詳細に説明する。
【００２１】
（１）ガスエンジン、エンジンオイル循環系
エンジンオイル循環系がガスエンジン１１内の各駆動部分にエンジンオイル２を供給するために設けられている。ガスエンジン１の下部にはエンジンオイル２を受けるためにオイルパン１２が設けられている。
【００２２】
エンジンオイル循環ポンプ１３の作動により、オイルパン１２に備えられた吸引口から吸引されたエンジンオイル２が、循環流路を通ってクランクシャフト、カムシャフト、バルブロッカーシャフト、ディストリビュータードライブギヤ等に供給され、駆動部分の潤滑を行うようになっている。ガスエンジン１１の内部を循環して高温となったエンジンオイル２はオイルパン１２に落下してくる。
【００２３】
（２）フィルタ
フィルタ２１はエンジンオイル循環ポンプ１３の下流側に設けられてエンジンオイル２中のタールを除去するものである。フィルタ２１は、ケーシングと、その内部に充填された除去剤層としての吸着剤層を主な構成要素としている。
【００２４】
バイオマスガス中のタールはガス状やミスト状であるが、エンジンオイルに混入したタールは微粒子状であったり、膨潤したり、一部溶解している。タールはその成分がナフタリン、アセナフテン、フェナントレン、ピレン、ベンツピレンなどの、多環芳香族化合物類、ヘトロ環化合物類、芳香族化合物類の混合物であって、エンジンオイルに比べて分子量が大きいため、吸着剤に選択的に吸着される。
【００２５】
したがって、吸着剤を充填した充填層にタールを含むエンジンオイルを通過させることにより、タールが効率的に除去できる。
【００２６】
ここで、吸着剤として好適なものは活性炭である。活性炭層の活性炭はその比表面積や平均細孔径を適宜選定する。比表面積が過小であるとタール除去能が十分でない。また平均細孔径が過小であると、タールのような分子量の大きなものは細孔内に入ることができない。
【００２７】
また、吸着剤としては、活性炭の他に、活性コークス、石炭、コークス、木炭、グラファイト、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、有機物由来の炭化物などや、その他のタール吸着能を有するものが利用可能である。
【００２８】
なお、タールを除去するための吸着剤の形状は、粉状、粒状、ペレット状、板状またはハニカム形状等にしてもよいし、他の物質の担体に担持させてもよい。
【００２９】
上記のように構成されたガスエンジン装置は以下のように作動する。
【００３０】
まず、ガス化炉において発生したバイオマスガスが温度調節装置（図示せず）によって所定の温度に減温される。温度調節装置によって所定の温度に減温されたバイオマスガスは除塵装置（図示せず）によってダストが除去される。除塵装置によってダストが除去されたバイオマスガスはガス精製装置（図示せず）に導入され、タールの大部分が除去されて精製される。ガス精製装置によってタールが大部分除去されたバイオマスガス１は、ガスエンジン１１に導入される。
【００３１】
ガス精製装置としては、活性炭等のタール吸着能を有する充填材を充填した移動層式または固定層式除去装置、または湿式除去装置が用いられる。
【００３２】
そして、ガスエンジン１１では、導入されたバイオマスガス１を燃焼するとともに、エンジンオイル循環ポンプ１３の作動により、オイルパン１２から吸引されたエンジンオイル２が、フィルタ２１の設けられた循環流路を通ってクランクシャフト、カムシャフト、バルブロッカーシャフト、ディストリビュータードライブギヤ等に供給され、駆動部分の潤滑を行う。ガスエンジン１１の内部を循環して高温となったエンジンオイル２はオイルパン１２に落下してくる。
【００３３】
その際に、エンジンオイル２がフィルタ２１を通過することによって、エンジンオイル２中のタールがフィルタ２１内の吸着剤に吸着して除去され、エンジンオイル２にタールが蓄積することがなくなる。
【００３４】
このようにして、この実施形態においては、エンジンオイル２を循環させる流路の途中に、エンジンオイル２中のタールを除去するフィルタ２１が設けられているので、エンジンオイル２に混入したタールが除去され、エンジンオイル２の劣化を防止することができる。その結果、エンジンオイルの寿命が延び、交換頻度を低減できるので、メンテンナンス費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  バイオマスガス
２  エンジンオイル
１１  ガスエンジン
１２  オイルパン
１３  エンジンオイル循環ポンプ
２１  フィルタ
【図１】
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