(57)【要約】【課題】  混合気の可燃範囲を調整して最適な条件で燃焼するガスエンジン装置提供することを目的としている。【解決手段】  シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部とを供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置４により着火するガスエンジン装置１において、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段５と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段９と、排ガス循環率調整手段を制御する制御手段１４とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させるように設定されている。【選択図】  図１
2005337046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部とを供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置により着火するガスエンジン装置において、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させるように設定されていることを特徴とするガスエンジン装置。
【請求項２】
シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部とを供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置により着火するガスエンジン装置において、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段とエンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段とのうちの少なくとも一方の検出手段と、着火装置を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴って着火装置の着火エネルギを低減させるように設定されていることを特徴とするガスエンジン装置。
【請求項３】
シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部とを供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置により着火するガスエンジン装置において、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段とエンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段のうちの少なくとも一方の検出手段と、シリンダ入口の混合気の圧力を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴ってシリンダ入口の混合気の圧力を低下させるように設定されていることを特徴とするガスエンジン装置。
【請求項４】
シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部とを供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置により着火するガスエンジン装置において、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段と着火装置を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させると共に、検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴って着火装置の着火エネルギを低減させるように設定されていることを特徴とするガスエンジン装置。
【請求項５】
シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部とを供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置により着火するガスエンジン装置において、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段とシリンダ入口の圧力を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させると共に、検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴ってシリンダ入口の混合気の圧力を低下させるように設定されていることを特徴とするガスエンジン装置。
【請求項６】
シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部とを供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置により着火するガスエンジン装置において、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段、着火装置そしてシリンダ入口の混合気の圧力を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循
環率を増大させると共に、検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴って着火装置の着火エネルギを低減させそしてシリンダ入口の混合気の圧力を低下させるように設定されていることを特徴とするガスエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジン、特に、パイロット着火式ガスエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のガスエンジンとしては特許文献１に開示されているものが知られている。
【０００３】
この特許文献１のエンジンは、シリンダ内へガス燃料と空気との予混合気を充填し、圧縮行程時に着火性のよいディーゼル燃料をノズルから噴射して上記予混合気に点火させるようになっている。
【０００４】
上記の特許文献１のエンジンでは、着火用のディーゼル燃料のノズルをシリンダヘッドの吸入バルブ近傍に設け、ガス燃料噴射ノズルはシリンダ壁に設けられている。かかる特許文献１のエンジンは、シリンダ内に吸入された空気中に吸入行程後期から圧縮行程後期の間の適正な時期にガス燃料を噴射させるガス燃料噴射ノズルがシリンダ壁から上記シリンダ内に臨ませて設けられているので、特許文献１によると、吸気行程時には空気のみをシリンダ内に吸入するためにシリンダ内に吸入する空気量を増大させることができ、したがって、エンジンの出力を向上させることができるとされている。
【０００５】
また、排ガス中の窒素酸化物低減策として、エンジンからの排ガスの一部を吸気系に再循環する再循環式ガスエンジンが特許文献２に開示されている。この特許文献２のものは、排ガスを吸気系に再循環することにより混合気中の酸素濃度を低下させて、生成される窒素酸化物の量を低減させる。
【特許文献１】特開平６−１３７１５０
【特許文献２】特開平１０−１４１１４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、着火源として液体燃料を噴射する上記特許文献１のガスエンジンでは、次のような点で、改善が求められている。
【０００７】
先ず、ガスエンジンのみならず、他の形式のエンジンの場合にも共通しているが、液体燃料を着火源として噴射するエンジンにあっては、燃焼用のガスの温度が低い場合、上記着火源として噴射される液体燃料がその気化熱により温度が下がってしまい、特に始動時に着火しにくいという点がある。さりとて、吸気温度を高めると体積効率が低下してしまう。
【０００８】
また、着火用の燃料が液体燃料なので、燃焼時間が比較的長く、煤等の未反応物質が多く排出される傾向にある。
【０００９】
さらには、空気過剰率を下げると、窒素酸化物の排出量が増大する。
【００１０】
また、特許文献２のガスエンジンでは、燃料そして空気と再循環排ガスとの混合気が最適な可燃範囲のもとで燃焼されないことがある。具体的には、エンジンの始動時や部分負荷運転時や、気体燃料として汚泥消化ガスや廃棄物を熱分解して発生させたガス等、ガス組成や発生量が変動しやすいものを用いた場合のようにエンジンの運転状態が変動した際に、排ガス中に窒素酸化物等の有害物質や未燃成分が、多く排出することがある。また部分負荷運転時では出力効率が大きく低下する。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑み、混合気の可燃範囲をエンジンの運転状態に応じて調整して最適な条件で燃焼し、着火性が良く、高熱効率、窒素酸化物の排出濃度の低減を可能とするパイロット着火式のガスエンジン装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るガスエンジン装置は、シリンダ内にガス燃料及び酸化剤とエンジンの排ガスの一部を供給し、上記シリンダ内で圧縮された混合気を着火装置により着火する。
【００１３】
このようなガスエンジン装置において、上記目的は、次の特徴を備えた第一ないし第六発明のいずれによっても達成される。
【００１４】
＜第一発明＞
シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させるように設定されている。
【００１５】
＜第二発明＞
シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段とエンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段とのうちの少なくとも一方の検出手段と、着火装置を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴って着火装置の着火エネルギを低減させるように設定されている。
【００１６】
＜第三発明＞
シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段とエンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段のうちの少なくとも一方の検出手段と、シリンダ入口の混合気の圧力を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴ってシリンダ入口の混合気の圧力を低下させるように設定されている。
【００１７】
＜第四発明＞
シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段と着火装置を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させると共に、検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴って着火装置の着火エネルギを低減させるように設定されている。
【００１８】
＜第五発明＞
シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段とシリンダ入口の圧力を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させると共に、検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴ってシリンダ入口の混合気の圧力を低下させるように設定されている。
【００１９】
＜第六発明＞
シリンダ内の混合気の圧縮終り温度を検出する温度検出手段と、エンジンの排ガスの一部がシリンダ内に循環される際の排ガス循環率を検出する排ガス循環率検出手段と、排ガス循環率を調整する排ガス循環率調整手段と、排ガス循環率調整手段、着火装置そしてシリンダ入口の混合気の圧力を制御する制御手段とを備え、該制御手段が検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させると共に、検出温度の上昇と検出排ガス循環率の減少の少なくとも一方に伴って着火装置の着火エネルギを低減させそしてシリンダ入口の混合気の圧力を低下させるように設定されている。
【００２０】
以上の第一ないし第六発明では、シリンダ内の混合気の圧縮終り温度と排ガス循環率を検出して、これらの検出値に基づき、排ガス循環率、着火エネルギそしてシリンダ入口の混合気の圧力のいずれか、あるいは排ガス循環率に加えて着火エネルギとシリンダ入口の混合気の圧力の少なくとも一方が制御されるが、これらの制御により、ガスエンジンの運転状態の変動に対応して最適な調整を行なう際に次のような利点をもたらす。
【００２１】
（１）排ガス循環率の調整
排ガス循環率が適正範囲よりも高いと窒素酸化物の低減化が図れるが安定燃焼が図れないことがある。また、低いと窒素酸化物の発生を抑制できない。そこで、排ガス循環率を適正範囲にもたらすと、シリンダ内の酸素濃度を低く抑えて火炎温度を下げ窒素酸化物の低減化を図りながら、ノッキングもなく安定燃焼できるため、高圧縮比運転ができ、結果として熱効率が良く、例えば、エンジンで発電を行なう場合には、高効率発電が可能となる。
【００２２】
さらには、排ガス循環率の適正化によって、エンジンの部分負荷性能が向上し、異常燃焼の防止がなされエンジンの耐久性が向上する。
【００２３】
（２）着火エネルギの調整
着火エネルギを適正に調整することにより、暖機運転時間の短縮、失火や異常燃焼の防止等が図れる。暖機運転時間の短縮は燃料の節減をもたらし、異常燃焼の防止は低公害化やエンジンの耐久性の向上をもたらす。
【００２４】
（３）シリンダ入口の混合気の圧力の調整
このシリンダ入口の混合気の圧力は、例えば、過給機の補助モータ出力を調整することにより適正調整できる。この圧力調整によりシリンダ内での混合気の圧縮終りの温度が適正化されて、高圧縮比化、圧縮行程での過早着火防止、爆発行程での燃焼安定化が得られる。高圧縮比運転では熱効率が向上し高効率発電を可能とし、圧縮行程での過早着火防止によっては低公害化が図れ、爆発行程での燃焼安定によっては高効率発電と低公害化が図れる。
【００２５】
以上の発明での制御において、検出温度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させるということは、換言すれば、検出温度の下降時には排ガス循環率を低下させるという意味でもある。排ガス循環率の増減は、例えば循環路での弁の開度の調整により行なわれる。
【００２６】
次に、検出温度の上昇や検出排ガス循環率の減少に伴って、着火エネルギを低減させ、シリンダ入口の混合気の圧力を低下させるということは、換言すれば、検出温度の降下や検出排ガス循環率の増加時には、着火エネルギを増大、シリンダ入口の混合気の圧力を上昇させるという意味でもある。着火エネルギの増減は着火装置で噴射される燃料を加減し、シリンダ入口の混合気の圧力の増減は過給機の上記補助モータの出力を調整し、加圧部での圧力を調整して行なえる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上のごとく、排ガス循環率、着火エネルギ、シリンダ入口の混合気の圧力調整を行なうことにより、シリンダ内の圧縮混合気が適正範囲で着火されるようにしたので、燃焼が均一に行われて低公害となり、また、ノッキングが抑制されて高圧縮比運転のもとで高熱効率を得られる。さらには、燃焼範囲が適正化される結果、混合気へエンジンの排ガスの一部を混合させることを可能とし、高排ガス循環率を達成し、窒素酸化物の排出量の低減化そして内部熱循環により高熱効率を得る。
【００２８】
さらには、シリンダ内の燃焼の均一化の結果、燃焼制御が容易となり、エンジンの構造を簡単にすることができ、耐久性が向上すると共に、設備費を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
図１において、符号１は本実施形態におけるガスエンジンであり、図１では、特にシリンダ、ピストンの図示が省略されている。本実施形態装置は、好ましい形態として、過給機２を有しており、その被駆動部２Ａがエンジン１の排気側１Ａに、そして加圧部２Ｂがエンジン１の吸気側１Ｂにそれぞれ接続されていて、上記過給機２はエンジン１の排気で回転駆動されて加圧部２Ｂで後述の吸入空気を圧縮して上記エンジン１のシリンダ内へ供給するようになっている。上記過給機２には、排ガスによる駆動を補助する補助モータ３が連結されている。上記エンジン１のシリンダには、着火装置４と混合気の温度の検出のための温度検出手段としての温度センサ５が取り付けられている。温度センサとしては放射温度計を用いてシリンダ内の混合気の温度を窓を通して検出する。あるいは、シリンダ内壁に熱電対を設置し、熱電対による検出値と混合気温度との関係をあらかじめ求めておき、温度検出手段としてもよい。
【００３１】
上記エンジン１の排気側１Ａは、接続管６を経て排ガス処理装置７に接続されている。上記接続管６は途中で分岐されていて排ガスの循環路８が設けられ過給機２の加圧部２Ｂの後流側と合流している。エンジン１の排ガスは、過給機２の被駆動部２Ａを駆動後排ガス処理装置７へもたらされるが、排ガスの一部は上記循環路８へ流れる。該循環路８には、排ガス循環率を調整するための循環率調整手段９が設けられている。この循環率調整手段９は、例えば、開度が調整可能な開閉弁である。ここで排ガス循環率とは、エンジンから排出される全排ガス量に対する循環排ガス量の割合をいう。全排ガス量と循環排ガス量をそれぞれの流路に設けた流量計で計測して排ガス循環率を検知する。また、シリンダへ送入される混合気、すなわち、シリンダへ送入される吸入空気、気体燃料そして循環排ガスの流量をそれぞれ流量計で計測し、混合気の合計総量（Ａ）に対する、循環排ガス量（Ｂ）の割合（Ｂ／Ａ）を求めて、Ｂ／Ａの値に基づいて調整してもよい。
【００３２】
上記過給機２の加圧部２Ｂには酸化剤としての空気を外部から取り入れるための吸気管１０が、そして加圧部２Ｂとエンジンの吸気側１Ｂを接続する吸気ライン１１には気体燃料供給源１２と排ガスの循環路８が接続されている。この気体燃料供給源１２は、上記着火装置４における着火燃料として気体燃料を供給するように、燃料流量調整装置１３を介して上記着火装置４とも接続されている。
【００３３】
本実施形態装置では、制御装置１４をも有している。この制御装置１４は、上記排ガス循環率調整手段９、着火装置４のための燃料流量調整装置１３、さらには、過給機２の補助モータ３を適宜制御可能に、これらに接続されている。
【００３４】
かかる構成の本実施形態装置では、エンジン１の排気側１Ａで排ガスにより被駆動部２Ａが駆動されて回転する過給機２の加圧部で吸入空気が加圧され、吸気ライン１１へ送り出される。
【００３５】
吸気ライン１１には、気体燃料供給源１２から気体燃料がそしてエンジンの排ガスの一部が循環路８を経て送入され、上記加圧空気と混合されて、エンジン１の吸気側からシリンダ内へ混合気として供給される。
【００３６】
この混合気は着火装置４での気体燃料の噴射・着火により上記混合気を燃焼させてエンジン１を駆動する。着火装置４として超高温プラズマを噴射する装置を用いることが好ましい。着火装置４では気体燃料と酸化剤の混合気を間欠的に燃焼して、爆轟により超高温のプラズマを生成して、シリンダ内の混合気の着火時にタイミングを合わせてシリンダ内にプラズマを噴射し、混合気を着火する。爆轟自体の原理は公知なので、ここではその発明を省略する。この爆轟によってプラズマを発生する着火装置では、爆轟室からプラズマの噴射ノズルに向けその流れの断面積を収束するようにしておくと、さらに高温のプラズマを得る。プラズマは複数の方向、例えば放射状に噴出するため、シリンダ内の混合気に対して、広範囲で着火する結果、燃焼が均一に行なわれる。着火装置としてプラズマを発生させないで、気体燃料と酸化剤の燃焼により、シリンダ内の混合気を着火してもよい。
【００３７】
このような本実施形態装置において、制御装置１４は、次のような（Ｉ）〜（VI）の六種のモードでガスエンジン装置を選択的に制御できる。
【００３８】
（Ｉ）排ガス循環率の制御
圧縮終りの混合気温度が高い程、燃料濃度が低くとも燃焼可能である。すなわち、排ガス循環率を増大しても燃焼可能であり、安定燃焼を確保しながら、混合気中の酸素濃度を低下させることにより、生成窒素酸化物の低減化を図れる。かかる観点から、温度検出手段により、圧縮終りの混合気温度を検出し、検出温度が高ければ、それに伴い排ガス循環率を増大させる。また、これとは逆に、検出温度が低くなっているときには、排ガス循環率を低下させる。
【００３９】
（II）着火エネルギの制御
混合気は圧縮終りの温度が高い程そして酸素濃度が高い、すなわち排ガス循環率が低い程着火し易いので着火エネルギは小さくてすむ。したがって、圧縮終りの検出温度と検出排ガス循環率のいずれか一方を検出することによって、着火エネルギを加減制御するものである。具体的には、圧縮終りの検出温度が低いとき、あるいは検出排ガス循環率が高いときには着火用の気体燃料の供給量を増加し、これとは逆に圧縮終りの温度が高いとき、あるいは検出排ガス循環率が低いときには、着火用の気体燃料の供給量を減少させる。
【００４０】
このモードの制御の場合、圧縮終りの検出温度そして検出排ガス循環率の高低によりどの程度に着火エネルギを制御したらよいかについての両者の影響の度合は、概して次のようである。
【００４１】
すなわち、圧縮終りの検出温度が高い場合で、排ガス循環率が高いときには着火エネルギはやや低めでよいが、排ガス循環率が低いときには着火エネルギは大幅に低くてもよい。また、これとは逆に、圧縮終りの検出温度が低い場合で、排ガス循環率が高いときには、着火エネルギは大幅に大きくし、排ガス循環率が低いときには着火エネルギはやや高めに設定すればよい。
【００４２】
（III)シリンダ入口の混合気の圧力の制御
混合気は、上記（II)でも延べたように、圧縮終りの温度が高い程そして酸素濃度が高い程、着火し易い。したがって、圧縮終りの検出温度と検出排ガス循環率のいずれか一方を検出することによって、シリンダ入口の混合気の圧力を調整してもよい。具体的には、圧縮終りの検出温度が低いとき、あるいは検出排ガス循環率が高いときにはシリンダ入口
の混合気の圧力を高くし、これとは逆に圧縮終りの温度が高いとき、あるいは検出排ガス循環率が低いときには、シリンダ入口の混合気の圧力を低減させる。このシリンダ入口の混合気の圧力の増減は、過給機の補助モータあるいはブレーキの作動に行なうことができる。
【００４３】
このモードの制御の場合、圧縮終りの検出温度そして検出排ガス循環率の高低によりどの程度にシリンダ入口の混合気の圧力を制御したらよいかについての両者の影響の度合は、概して次のようである。
【００４４】
すなわち、圧縮終りの検出温度が高い場合で、排ガス循環率が高いときにはシリンダ入口の混合気圧力はやや低めでよいが、排ガス循環率が低いときにはシリンダ入口の混合気の圧力は大幅に低くてもよい。また、これとは逆に、圧縮終りの検出温度が低い場合で、排ガス循環率が高いときには、シリンダ入口の混合気の圧力は大幅に高くし、排ガス循環率が低いときにはシリンダ入口の混合気の圧力はやや高めに設定すればよい。
【００４５】
（IV)排ガス循環率と着火エネルギとの同時制御
このモードでは、（Ｉ）による排ガス循環率と（II)による着火エネルギとを併せて制御する。すなわち、排ガス循環率は混合気の圧縮終りの検出温度により、着火エネルギはこの検出温度と検出排ガス循環率の少なくとも一方により制御される。
【００４６】
（Ｖ)排ガス循環率とシリンダ入口の混合気の圧力との同時制御
このモードでは、（Ｉ）による排ガス循環率と（III)によるシリンダ入口の混合気の圧力とを併せて制御する。すなわち、排ガス循環率は混合気の圧縮終りの検出温度により、シリンダ入口の混合気圧力はこの検出温度と検出排ガス循環率の少なくとも一方により制御される。
【００４７】
（VI)排ガス循環率と着火エネルギとさらにはシリンダ入口の混合気の圧力との同時制御
このモードでは、（Ｉ）による排ガス循環率、（II)による着火エネルギそして（III)によるシリンダ入口の混合気圧力とを併せて制御する。すなわち、排ガス循環率は混合気の圧縮終りの検出温度により、着火エネルギとシリンダ入口の混合気の圧力はこの検出温度と検出排ガス循環率の少なくとも一方により制御される。
【００４８】
圧縮終りの混合気温度はガスエンジンの始動時や部分負荷運転時には、定格運転時に比べて変動しており、また、ガスエンジンへ供給する気体燃料の組成や供給量の変動に伴って変動する。このような圧縮終りの混合気温度の変動を検知し、これに対応して上述したように排ガス循環率、着火エネルギ、シリンダ入口の混合気の圧力を調整することにより、安定して、熱効率の高いガスエンジンの運転を行なうことができる。
【００４９】
圧縮終りの混合気の温度を検出して、制御する代わりに、エンジンからの排ガス中の酸素濃度またはＣＯ濃度を検出して制御してもよい。酸素濃度の上昇に伴い排ガス循環率を増大させるように制御する。ＣＯ濃度の上昇はシリンダ内の燃焼が不安定であることを示しているので、排ガス循環率を低くする、着火エネルギを増加する、シリンダ入口の混合気の圧力を増加するように制御する。
【００５０】
上記の実施形態では、気体燃料と酸化剤との混合気を間欠的に燃焼して、爆轟により超高温プラズマを生成して、この超高温プラズマをシリンダ内に噴射して着火するようにしている。このような方法以外に液体燃料を噴射して着火するようにしてもよい。この場合着火エネルギの調整は液体燃料の供給量を調整して行なう。
【実施例】
【００５１】
気体燃料と空気を空気過剰率１．２〜１．３の比率でエンジンのシリンダ内に供給し、さらに排ガスを排ガス循環率４０％で混合して、シリンダ入口の混合気の圧力を０．３ＭＰａ、圧縮終りの混合気温度を９５０〜１０００℃、着火エネルギを全投入エネルギの１％とした条件でエンジンを運転し、本発明により、圧縮終りの混合気温度を検出し、これに基づき、排ガス循環率を調整した。その結果、部分的負荷運転時や供給気体燃料の組成、供給量が変動したときにも、排ガス中の窒素酸化物量は９５ｐｐｍ程度となり、大幅に発生を抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第一実施形態装置の概要構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ガスエンジン（装置）
４  着火装置
５  温度検出手段（センサ）
９  排ガス循環率調整手段
【図１】
2005337046.tif 000003