(57)【要約】【課題】液体燃料と燃料ガスとにより駆動し、燃料ガスによる駆動時の燃焼効率を向上可能な内燃機関を提供すること。【解決手段】気化器２３に液体燃料を供給する液体燃料供給系３０と、燃料ガスとしてのＬＰガスを供給する燃料ガス供給系４０とが接続された内燃機関２１において、燃料ガス供給系４０から気化器２３への供給部に、流路断面積を狭める先端絞り部４６ａと、この先端絞り部４６ａに設置されて燃料ガスの流れにより回転する羽根５２ｃを備えた攪拌ファン５０と、を備えることを特徴とする内燃機関２１とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化器に液体燃料を供給する液体燃料供給系と、燃料ガスを供給する燃料ガス供給系とが接続された内燃機関であって、
前記燃料ガス供給系から前記気化器への供給部に、流路断面積を狭める絞り部と、この絞り部に設置されて前記燃料ガスの流れにより回転する羽根を備えた攪拌ファンと、を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、
前記液体燃料供給系による液体燃料の供給の断接を行う第１の切替弁と、前記燃料ガス供給系による燃料ガスの供給の断接を行う第２の切替弁と、を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関において、
前記攪拌ファンは、前記絞り部の内周にベアリングを介して相対回転可能に設置された外筒と、この外筒に支持された複数の羽根と、を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関において、
前記攪拌ファンは、前記絞り部の内周に固定されたケーシングと、このケーシングに支持された回転軸と、この回転軸に支持された複数の羽根と、を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料と燃料ガスとにより駆動する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電機に使用する内燃機関として、燃料に液体燃料とＬＰガスとの２種類の燃料を使用可能なものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、発電機は、燃料タンクと、この燃料タンクのガソリンにより駆動する内燃機関と、この内燃機関により発電する発電機を備える。
さらに、内燃機関は、プロパンガス、都市ガスなどの燃料ガスを外部から導入して気化器に供給するガス導入構造を備え、必要に応じ、液体燃料に代えて燃料ガスにより内燃機関を駆動させて発電可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８０４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、単に、燃料ガスを気化器に供給する場合、液体燃料に比べ、内燃機関の燃焼効率に劣る。したがって、内燃機関の始動時の着火性が悪く、始動に時間を要するとともに、電力などのエネルギ消費量増加を招くという問題を有し、さらに、内燃機関の駆動時の燃費の悪化を招くという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、液体燃料と燃料ガスとにより駆動し、燃料ガスによる駆動時の燃焼効率を向上可能な内燃機関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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関は、気化器に液体燃料を供給する液体燃料供給系と、燃料ガスを供給する燃料ガス供給系とが接続された内燃機関であって、
前記燃料ガス供給系から前記気化器への供給部に、流路断面積を狭める絞り部と、この絞り部に設置されて前記燃料ガスの流れにより回転する羽根を備えた攪拌ファンと、を備えることを特徴とする内燃機関とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の内燃機関は、液体燃料により駆動する場合は、液体燃料供給系から気化器に液体燃料を供給して駆動する。
また、燃料ガスにより駆動する場合は、燃料ガス供給系から気化器に燃料ガスを供給して駆動する。
さらに、燃料ガスの供給時には、燃料ガス供給系の先端部には、流量を絞る絞り部に燃料ガスの流速を上昇させ、この流速が上昇した燃料ガスにより攪拌用ファンを回転させる。したがって、気化器では、攪拌用ファンにより燃料ガスと、空気とが攪拌されて内燃機関に供給される。
よって、絞り部および攪拌用ファンを設けないものと比較して、燃料ガスと空気との混合性が向上し、燃焼効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の内燃機関を適用した発電装置を搭載した移動電源車を示す斜視図である。
【図２】前記発電装置の概略を示すシステム図である。
【図３】実施の形態１の内燃機関の要部を示す構造説明図である。
【図４】実施の形態１の内燃機関における攪拌ファンの他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の内燃機関を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態１に基づいて説明する。
まず、実施の形態１の内燃機関の構成を説明する。
〔概要の構成〕
図１は、実施の形態１の内燃機関を備えた発電装置を搭載した移動電源車Ａを示す斜視図である。
【００１０】
この移動電源車Ａは、荷台１に発電ユニット２、給水タンク３を搭載している。
発電ユニット２は、図２に示すように、発電用の内燃機関２１と、この内燃機関２１により駆動する発電機（ＭＧ）２２と、を備える。
【００１１】
内燃機関２１は、液体燃料（例えば、ガソリン）と燃料ガス（ＬＰガス）とを燃料として駆動する。また、内燃機関２１は、スタータモータ２１ａと、始動時にスタータモータ２１ａに電力を供給する車載バッテリ２１ｂ（例えば、１２Ｖ電源）と、を備える。
【００１２】
発電機２２は、内燃機関２１の回転軸に連結されたロータ（図示省略）を備え、このロータの回転により、例えば、単相１００Ｖ／２００Ｖの一般家庭用電源を発電する単相交流発電機である。
【００１３】
この発電機２２により発電した電力は、分電盤２５から複数のコンセント２５ａに分電し、外部に供給可能としている。
また、発電機２２により発電した電力を、インバータ２６を介してバッテリ２７に充電可能としてもよい。
【００１４】
〔燃料供給系統〕
内燃機関２１は、燃料の供給系統として、液体燃料供給系３０と燃料ガス供給系４０とを備える。
【００１５】
液体燃料供給系３０は、燃料タンク３１に貯留した液体燃料を、切替弁３３を介して内燃機関２１の気化器２３に導く。なお、図１に示すように、燃料タンク３１は、発電ユニット２の上部であって、内燃機関２１の上方に設置されている。なお、図において点線により示すように、液体燃料供給系３０に、フューエルポンプ３２を設け、液体燃料を加圧して送り出してもよい。
【００１６】
図２に戻り、燃料ガス供給系４０は、ＬＰガスボンベ４１に貯留した液状のＬＰガスを、フィルタ４２、切替弁４３を経て、減圧弁４４により減圧して気化し、内燃機関２１の気化器２３に導く。
なお、ＬＰガスボンベ４１は、移動電源車Ａの荷台１に搭載したものではなく、発電ユニット２に備える接続部４５にホースＨを介して接続したものである。
【００１７】
上述した２つの切替弁３３，４３は、発電ユニット２に設けた操作盤２４の操作により連動して切り替わるもので、両切替弁３３，４３の一方を開いて両供給系３０，４０の一方の供給を可能とした場合には、両切替弁３３，４３の他方を遮断して、両供給系３０，４０の他方の供給を停止する。
【００１８】
次に、図３に基づいて気化器２３の構造について説明する。
気化器２３は、周知の構造であり、内燃機関２１の負圧により空気（Ａｉｒ）が供給されるエア供給路２３ａと、エア供給路２３ａにおける流量を調整するスロットルバルブ２３ｂと、を備える。
【００１９】
さらに、エア供給路２３ａの途中に、液体燃料供給系３０の先端において液体燃料をエア供給路２３ａに供給する液体燃料供給管３６と、燃料ガス供給系４０の先端において燃料ガスをエア供給路２３ａに供給するガス供給管４６と、が接続されている。
なお、両供給管３６，４６の先端の位置は、図示の位置に限定されるものではなく、効率良く空気と混合できる位置に、適宜配置する。
【００２０】
ガス供給管４６は、先端絞り部４６ａと、攪拌ファン５０と、を備える。
先端絞り部４６ａは、流路面積を絞って形成され、燃料ガスの流速を上昇させる。
攪拌ファン５０は、先端絞り部４６ａに配置され、先端絞り部４６ａの内周に固定された円筒状のケーシング５１と、このケーシング５１に対して、中心軸ｃｅを中心に回転可能に支持された複数の羽根を備えた羽根部材５２と、を備える。この羽根部材５２は、燃料ガス供給系４０から供給される燃料ガスの流れを受けて回転し、燃料ガスを攪拌しながら、エア供給路２３ａに供給する。
【００２１】
なお、羽根部材５２は、ケーシング５１の内周にベアリング５２ａを介して中心軸ｃｅに回転可能に支持した外筒５２ｂを設け、この外筒５２ｂに複数の羽根５２ｃを固定した構造としている。
【００２２】
あるいは、図４に示すように、攪拌ファン２５０は、中心軸ｃｅに配置した回転軸２５２ａをケーシング５１に径方向に設けた支持アーム２５１ａにより回転可能に支持し、この回転軸２５２ａに、複数の羽根２５２ｃを固定した羽根部材２５２を備えた構造としてもよい。
【００２３】
（実施の形態１の作用）
地震、台風、噴火などの災害の発生や、事故などに伴う電力会社の電力供給停止時には、移動電源車Ａを停電発生地に移動させ、電力供給を行うことができる。
【００２４】
この場合、電力供給当初は、燃料タンク３１に搭載した液体燃料により内燃機関２１を駆動させ、内燃機関２１の回転を発電機２２に伝達して、発電を行う。
また、発電機２２で発電した電力は、分電盤２５に接続したコンセント２５ａから、家庭の電気器具などに供給することができる。
【００２５】
なお、内燃機関２１の始動時には、車載バッテリ２１ｂにより、スタータモータ２１ａを駆動させて始動することができるほか、発電機２２に電力を供給し、発電機２２を電動機として駆動させて始動することもできる。
【００２６】
また、内燃機関２１を液体燃料により駆動させる場合は、操作盤２４の操作により液体燃料供給系３０の切替弁３３を開く一方で、燃料ガス供給系４０の切替弁４３を閉じる。したがって、燃料タンク３１に貯留された液体燃料は、気化器２３の負圧により、液体燃料供給管３６を介して供給される。そして、この気化器２３に供給された液体燃料は、空気と混合されて気化し、内燃機関２１に供給される。なお、液体燃料供給系３０にフューエルポンプ３２を備えている場合には、フューエルポンプ３２を駆動させて液体燃料を気化器２３に供給する。
【００２７】
また、停電が長期に亘った場合、燃料タンク３１の液体燃料が無くなることがある。
この場合、一般家庭などで使用されているＬＰガスボンベ４１を、ホースＨを介して接続部４５に接続し、ＬＰガスを内燃機関２１の燃料として使用することができる。
この場合、操作盤２４を操作して、液体燃料供給系３０の切替弁３３を閉じるとともに、燃料ガス供給系４０の切替弁４３を開く。
【００２８】
燃料ガス供給系４０では、ＬＰガスボンベ４１内の液体のＬＰガスはフィルタ４２で不純物をろ過し、切替弁４３を経て、減圧弁４４に入り減圧されてガス状になり気化器２３を経て内燃機関２１に供給される。
【００２９】
また、気化器２３では、ＬＰガスは、ガス供給管４６において、先端絞り部４６ａにより流速が増加した状態で、攪拌ファン５０を回し、攪拌されながら、空気と混合される。
【００３０】
この場合、単に、ＬＰガスを、流路断面積一定の管から攪拌することなく気化器２３に供給する場合よりも、ＬＰガスと空気との混合が促進され、燃焼効率が向上する。
このため、内燃機関２１の始動時には、短時間で始動することができる。さらに、内燃機関２１の駆動時には、燃費が向上するとともに、排気中の排気ガス濃度が低下する。
【００３１】
そして、攪拌ファン５０を、先端絞り部４６ａに設けたため、液体燃料供給系３０から気化器２３に液体燃料を供給する際に、攪拌ファン５０が液体燃料の気化に悪影響を与えることがない。
【００３２】
（実施の形態１の効果）
実施の形態１の内燃機関２１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
１）実施の形態１の内燃機関２１は、
気化器２３に液体燃料を供給する液体燃料供給系３０と、燃料ガスとしてのＬＰガスを供給する燃料ガス供給系４０とが接続された内燃機関２１であって、
燃料ガス供給系４０から気化器２３への供給部に、流路断面積を狭める先端絞り部４６ａと、この先端絞り部４６ａに設置されて燃料ガスの流れにより回転する羽根５２ｃを備えた攪拌ファン５０と、を備えることを特徴とする。
したがって、ＬＰガスの供給時に、気化器２３では、ＬＰガスは、先端絞り部４６ａにより流速が増加した状態で、攪拌ファン５０を回し、攪拌されながら空気と混合されるため、ＬＰガスと空気との混合が促進され、燃焼効率が向上する。
このため、内燃機関２１の始動時には、短時間で始動することができ、さらに、内燃機関駆動時には、燃費が向上するとともに、排気中の排気ガス濃度が低下する。
【００３３】
２）実施の形態１の内燃機関２１は、
液体燃料供給系３０による液体燃料の供給の断接を行う第１の切替弁３３と、燃料ガス供給系４０によるＬＰガスの供給の断接を行う第２の切替弁４３と、を備えることを特徴とする。
したがって、両切替弁３３の切り替えにより、内燃機関２１を駆動させるための燃料として、液体燃料（ガソリン）と、燃料ガス（ＬＰガス）とを、選択的に供給することができる。
【００３４】
３）実施の形態１の内燃機関２１は、
攪拌ファン５０は、先端絞り部４６ａの内周にベアリング５２ａを介して相対回転可能に設置された外筒５２ｂと、この外筒５２ｂに支持された複数の羽根５２ｃと、を備えることを特徴とする。
したがって、小径のガス供給管４６の先端絞り部４６ａにおいて、複数の羽根５２ｃを回転可能に設置することが可能となる。
【００３５】
４）実施の形態１の他の例では、
攪拌ファン２５０は、先端絞り部４６ａの内周に固定されたケーシング５１と、このケーシング５１に支持された回転軸２５２ａと、この回転軸２５２ａに支持された複数の羽根２５２ｃと、を備えることを特徴とする。
したがって、小径のガス供給管４６の先端絞り部４６ａにおいて、複数の羽根２５２ｃを回転可能に設置することが可能となる。
【００３６】
さらに、実施の形態１の内燃機関２１を備えた移動電源車Ａは、燃料として液体燃料（ガソリン）を用いて発電できるのに加え、ＬＰガスなどの燃料ガスを用いて発電できるため、いずれか一方の燃料のみを用いるものよりも、汎用性に優れる。
加えて、移動電源車Ａは、燃料ガスを燃料として発電した際に、燃費を向上できるとともに、排気中の排ガス濃度の低減を図ることが可能となる。
【００３７】
以上、本発明の内燃機関を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態では、燃料ガスとしてＬＰガスを示したが、これに限定されず、都市ガや、携帯燃料ガスなど他の燃料ガスを用いることもできる。
また、燃料ガス供給系における絞り部を、ガス供給管の先端部に配置した例を示したが、これに限定されず、攪拌性能が得られる範囲で、先端部よりも上流側に配置することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
２１   内燃機関
２３   気化器
３０   液体燃料供給系
３３   切替弁
４０   燃料ガス供給系
４３   切替弁
４６   ガス供給管
４６ａ 先端絞り部
５０   攪拌ファン
５１   ケーシング
５２   羽根部材
５２ａ ベアリング
５２ｂ 外筒
５２ｃ 羽根
２５１ａ      支持アーム
２５２ 羽根部材
２５２ａ      回転軸
２５２ｃ      羽根
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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