JPH01200052A - 水素エンジンにおける逆火抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は水素エンジンに係り、詳しくは水素エンジン
の逆火抑制装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、水素ガスを利用した内燃機関、即ち水素エンジン
が種々提案されている。この水素エンジンのシステムの
１つとして予混合方式がある。この予混合方式はキャブ
レターにて空気と水素貯蔵タンクから供給される水素ガ
スとを混合しその混合ガスをインテークマニホールドを
介して水素エンジンの各シリンダに供給し、同シリンダ
堅内にて燃焼させる方式である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、予混合方式のものにおいて水素エンジン
がエンストを起した場合、インテークマニホールド内に
未燃焼水素がたまり、再度エンジンの運転を開始させる
際、その未燃焼水素と新たに吸入される水素とにより水
素の濃度が高くなる。

その結果、水素濃度の高い混合ガスによってシリンダ室
内で同ガスが燃焼しないでシリンダ室以外で燃焼する、
いわゆる逆火が発生する。この逆火は水素エンジンの運
転に支障をきたすもので、スムースに運転を再開させる
上で問題であった。

この発明の目的は上記問題点を解決し、水素エンジンが
何らかの原因でストップした場合、インテークマニホー
ルド内に未燃焼の水素がたまることに起因して発生する
運転を開始する際の逆火を防ぎ水素エンジンをスムース
に運転させることができる水素エンジンにおける逆火抑
制装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この発明は上記目的を達成すべく、水素ガスと空気とか
らなる混合ガスをインテークマニホールドを介してシリ
ンダ室内に吸入し燃焼させる水素エンジンと、インテー
クマニホールドに形成した水素放出口と、水素放出口を
Ｗ！ｄ閉する開閉弁と、水素エンジンの運転を検知する
運転検知手段と、運転検知手段の検知信号に基いて水素
エンジンの停止を検出したとき、インテークマニホール
ド内に滞留している水素を水素放出口から放出するよう
に開閉弁を開放させる駆動制御手段とからなる水素エン
ジンにおける逆火抑制装置をその要旨とするものである
。

［作用］ 上記のように構成することによって、水素エンジンが何
らかの原因で停止すると、開閉弁が開きインテークマニ
ホールド内に滞留している水素は水素放出口から放出さ
れる。

［実施例〕 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。

第１図は水素エンジンと逆火抑制装置の基本構成を示し
、水素貯蔵合金タンク１は水素貯蔵合金を貯蔵しエンジ
ン冷却水、排気ガス等にて加温制御して水素ガスを発生
させ、次段のフィルタ２に送る。フィルタ２は水素ガス
中に含まれる合金微粉を除去し、合金微粉が除去された
水素ガスを逆止弁３を介して減圧弁４よりなる減圧回路
に供給する。減圧回路は水素ガスの圧力を所定の圧力に
減圧し、レギュレータ５に供給する。

レギュレータ５は本実施例ではＬＰＧにて駆動されるエ
ンジンに使用される物と同じ物が使用され、水素ガスを
さらに調圧してキャブレタ６に供給する。キャブレター
６はエアクリーナ７を介して空気を供給し、同キャブレ
ター６にて空気と水素ガスが混合され、その混合ガスが
インテークマニホールド８を介して水素エンジン９の各
シリンダ室に供給される。

前記インテークマニホールド８の上部には第２図に示す
ように水素放出口１０が形成され、その放出口１０には
開閉弁１１が取着されている。同開閉弁１１の上面には
駆動制御装［１２からの駆動信号に基いて通電される電
磁ソレノイド１３の可動ロッド１３ａが連結され、同ロ
ッド１３ａの上下動に基いて向弁１１は上下動されて水
素放出口１０を開閉する。尚、電磁ソレノイド１３は通
電されると、可動ロッド１３ｂは下動して水素放出口１
０を開放し、反対に非通電時にはロッド１３ａは上動し
た位置に保持されて水素放出口１０を完全に塞ぐように
なっている。又、本実施例では水素放出口１０を１つ形
成したが、複数個形成するようにしてもよい。

駆動制御手段としての前記駆動制御装置１２は本実施例
ではマイクロコンピュータで構成され、前記水素エンジ
ン９の出力軸の回転を検知する運転検知手段としての回
転検知センサ１４からの検知信号を入力してエンジン９
の回転数Ｎを演算し、水素エンジン９が停止したかどう
か、即ち回転数Ｎがゼロになったかどうかを判断する。

そして、回転数Ｎがゼロになった時駆動制御装置１２は
同装置１２に内蔵したタイマを計時動作させて、前記電
磁ソレノイド１３を予め定めた時間ｔだけ通電させる。

尚、前記回転検知センサ１４は本実施例ではホトカブラ
又は磁気感知素子等のセンサで構成し、水素エンジン９
の出力軸に固設した回転体に取着した光反射物又は磁性
体等からなる被検知体の通過を検知するようになってい
る。そして、駆動制御装置１２はその回転検知センサ１
４から出力される検知信号としてのパルス信号に基いて
回転数Ｎを算出する。

次に、上ｉ記のように構成した逆火抑制装置の作用を駆
動制御装置の動作に従って説明する。

今、水素エンジン９がキャブレタ６、インテークマニホ
ールド８を介して水素ガスと空気との混合ガスを吸引し
て運転されている状態において、駆動制御装置１２は回
転検知センサ１４からの検知信号に基いて水素エンジン
９の回転数Ｎを算出し、Ｎがゼロ、即ち停止していない
ことを判断し、前記電磁ソレノイド１３を非通電状態に
保持している。従って、水素放出口１０は開閉弁１１に
て閉塞された状態にあることから、混合ガスは同放出口
１０から放出されることなく、確実に水素エンジン９の
各シリンダ室に吸入され同室内で燃焼される。

一方、水素エンジン９が何らかの原因でエンストを起し
停止した場合又は運転者が水素エンジン９を停止させた
場合には、駆動制御装置１２は回転検知センサ１４から
の検知信号に基いて水素エンジン９の回転速度Ｎがゼロ
、即ち水素エンジン９が停止したと判断し、電磁ソレノ
イド１３をｔ時間だけ通電させる。電磁ソレノイド１３
の通電に基いて同可動ロッド１３ａが下動しそれに伴つ
。

て開閉弁１１も下動し水素放出口１０がｔ時間の間だけ
開く。その結果、水素エンジン６の停止に基いてインテ
ークマニホールド８内に滞留している未燃焼の水素ガス
は同放出口１０から放出される。

を時間後、駆動制御装置１２は電磁ソレノイド１３の通
電を絶ち、水素放出口１１を閉塞して次の水素エンジン
９の運転に備える。

従って、水素エンジン９の運転を再開するとき、インテ
ークマニホールド８内の水素ガスは排除されているので
、水素エンジン９に吸引される混合ガス中の水素は新た
にキャブレタ６、インテークマニールド８を介して吸引
される水素ガスだけである。その結果、水素エンジン９
に吸引される混合ガス中の水素ガスの濃度は高くならず
、従来のように運転再開時に起る逆火の発生はなくなる
。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、前
記実施例は運転検知手段として水素エンジン９の出力軸
に固設した回転体に取着した光反射物又は磁性体等から
なる被検知体の通過を検知するホトカプラ又は磁気感知
素子等のセンサで構成したが、これをエンジン９の回転
に相対して回転して起電力を出力するタコジェネレータ
に代え、又、マイクロコンピュータで構成した駆動制御
手段としての前記駆動制御装置１２を第４図に示すよう
にして実施してもよい。

タコジェネレータ２１は水素エンジン９の回転数Ｎに比
例して出力される起電力■を比較器２２の反転入力端子
に出力する。比較器２２の非反転入力端子はスイッチ２
３を介して印加される電圧を分圧し基準電圧ＶＳを同端
子に出力する可変抵抗２４の可動端子と接続されている
。尚、スイッチ２３は本実施例では電磁ソレノイド１３
が通電されてから一定時間後に開路し、かつ、エンジン
６を始動し、ある程度回転したら閉路するように制御さ
れるスイッチである。

又、基準電圧Ｖｓは本実施例では水素エンジン９が停止
直前の微小回転になった時にタコジェネレータ２１から
出力される起電力Ｖとし、この値は予め試験を行なって
決定している。そして、比較器２２はタコジェネレータ
２１からの起電力Ｖが基準電圧ＶＳより小さくなった時
、即ち水素エンジン９が停止直前の微小回転になった時
、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒをオンさせるよう
になっている。

トランジスタＴｒはペースエミッタ間に抵抗Ｒ２を接続
し、コレクタ端子に電磁ソレノイド１３を接続し、比較
器２２にてオンされたとき同ソレノイド１３を通電し水
素放出口１０を開放する。従って、前記実施例と同様な
効果が期待できるとともに、前記実施例のように駆動制
御手段をマイクロコンピュータにしたものに比べて構成
が簡単でかつコスト的有利となる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば逆火の発生を防
ぎ、水素エンジンの運転を再開させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した水素エンジンと逆火抑制
装置の基本的構成を示す図、第２図は水素放出口に設け
た開閉弁の取付は状態を示す断面図、第３図は逆火抑制
装置の作用を説明するためのフローチャート図、第４図
はこの発明の詳細な説明するための逆火抑制装置の電気
回路図である。 図中、１は水素エンジン、６はキャブレター、８はイン
テークマニホールド、９は水素エンジン、１０は水素放
出口、１１は開閉弁、１２は駆動制御手段としての駆動
制御装置、１３は電磁ソレノイド、１３ａは可動ロンド
、１４は運転検知手段としての回転検知センサ、２１は
運転検知手段としてのタコジェネレータ、２２は駆動制
御手段としての比較器、２４は可変抵抗、Ｔｒはトラン
ジスタである。 特許出願人　　株式会社　豊田自動＃Ｊ機製作所代　理
　人　　弁理士　　恩１）博宣

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水素ガスと空気とからなる混合ガスをインテークマ
   ニホールドを介していシリンダ室内に吸入し燃焼させる
   水素エンジンと、 前記インテークマニホールドに形成した水素放出口と、 前記水素放出口を開閉する開閉弁と、 前記水素エンジンの運転を検知する運転検知手段と、 前記運転検知手段の検知信号に基いて水素エンジンの停
   止を検出したとき、前記インテークマニホールド内に滞
   留している水素を水素放出口から放出するように前記開
   閉弁を開放させる駆動制御手段と からなる水素エンジンにおける逆火抑制装置。