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JPH0660758U - Fuel supply device for internal combustion engine using gas fuel - Google Patents

Fuel supply device for internal combustion engine using gas fuel

Info

Publication number
JPH0660758U
JPH0660758U JP294293U JP294293U JPH0660758U JP H0660758 U JPH0660758 U JP H0660758U JP 294293 U JP294293 U JP 294293U JP 294293 U JP294293 U JP 294293U JP H0660758 U JPH0660758 U JP H0660758U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel supply
gas fuel
mixer
nozzle portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP294293U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
秀一 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UD Trucks Corp filed Critical UD Trucks Corp
Priority to JP294293U priority Critical patent/JPH0660758U/en
Publication of JPH0660758U publication Critical patent/JPH0660758U/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガス燃料の圧力エネルギを有効利用して機関性
能及び排気性能を向上させることを目的とする。 【構成】燃料供給通路13にタービン15Aを介装し、分岐
吸気管8Aに前記タービン8Aによって駆動されるコン
プレッサ15Bを介装すると共に、前記分岐吸気管8Aの
先端ノズル部を、ミキサー10のベンチュリ部上流近傍
に、本吸気管8からの空気流の流れ方向と平行に臨ま
せ、前記燃料供給通路13先端のノズル部13aを、前記分
岐吸気管8A先端のノズル部8aと平行に開口させてエ
ゼクタ構造とする。これにより、ガス燃料の圧力エネル
ギを利用して充填効率の向上により、高出力化及び低燃
費化が図れる。また、噴出時のガス燃料の断熱膨張によ
る吸気冷却効果による燃焼温度低減で、NOx 低減等が
図れる。
(57) [Abstract] [Purpose] The objective is to improve the engine performance and exhaust performance by effectively utilizing the pressure energy of gas fuel. A turbine 15A is installed in a fuel supply passage 13, a compressor 15B driven by the turbine 8A is installed in a branch intake pipe 8A, and a tip nozzle portion of the branch intake pipe 8A is connected to a venturi of a mixer 10. The nozzle portion 13a at the tip of the fuel supply passage 13 is opened in parallel with the nozzle portion 8a at the tip of the branch intake pipe 8A so that the nozzle portion 13a at the tip of the fuel supply passage 13 is opened in the vicinity of the upstream side of the portion in parallel with the flow direction of the air flow from the main intake pipe 8. It has an ejector structure. As a result, the filling energy is improved by utilizing the pressure energy of the gas fuel, so that higher output and lower fuel consumption can be achieved. Further, NOx can be reduced by reducing the combustion temperature by the intake air cooling effect due to the adiabatic expansion of the gas fuel at the time of ejection.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、ガス燃料を使用する内燃機関の燃料供給装置に関し、特に、ガス燃 料の圧力エネルギを有効利用するようにした技術に関する。 The present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine that uses gas fuel, and more particularly to a technique for effectively utilizing the pressure energy of gas fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来から、CNG(圧縮天然ガス)やLPG(液化石油ガス)等のガス燃料を 使用する内燃機関が提案されている(特開平3−253748号公報、特開平4 −103864号公報、特開平4−94443号公報、実開昭60−92742 号公報、実願平4−15723号及び実願平4−15120号等参照)。 Conventionally, an internal combustion engine using a gas fuel such as CNG (compressed natural gas) or LPG (liquefied petroleum gas) has been proposed (JP-A-3-253748, JP-A-4-103864, JP-A-4). -94443, Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-92742, Japanese Patent Application Nos. 4-15723 and 4-15120, etc.).

【0003】 このようなガス燃料を使用する内燃機関では、ボンベやタンク内にガス燃料を 高圧充填し、機関に供給する際にガス燃料を調圧弁で減圧して供給するようにし ている。In an internal combustion engine using such a gas fuel, a cylinder or a tank is filled with the gas fuel at a high pressure, and when the gas fuel is supplied to the engine, the gas fuel is decompressed by a pressure regulating valve and supplied.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところで、従来のこの種のガス燃料使用内燃機関では、高圧のガス燃料の圧力 エネルギを回収し有効利用するものはなかった。 尚、水素エンジン車において、液体水素を気化する際の気化潜熱を冷凍システ ムの冷熱源として有効利用したものが提案されているが(第29回東京モータシ ョウパンフレット,1990年,日野自動車工業(株))、ガス燃料の圧力エネ ルギを回収するものではない。 By the way, in this kind of conventional internal combustion engine using gas fuel, there is no one that recovers and effectively utilizes the pressure energy of high-pressure gas fuel. For hydrogen engine vehicles, it has been proposed to use latent heat of vaporization when vaporizing liquid hydrogen as a cold heat source for the refrigeration system (29th Tokyo Motor Show Pamphlet, 1990, Hino Motors Ltd.). Co., Ltd. does not recover the pressure energy of gas fuel.

【0005】 本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ガス燃料の持つ圧力エネル ギを有効利用することにより、機関性能等を向上するようにしたガス燃料使用内 燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses the pressure energy of gas fuel effectively to improve the engine performance and the like. The purpose is to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】 このため、本考案のガス燃料使用内燃機関の燃料供給装置では、吸気通路に介 装したミキサーの上流側吸気通路から分岐してミキサーのベンチュリ部上流近傍 に開口する分岐吸気通路を設け、前記ミキサーとガス燃料供給源とを連通する燃 料供給通路に介装したタービンと、前記分岐吸気通路に介装され前記タービンに より駆動されるコンプレッサとからなる過給機を設ける一方、前記ベンチュリ部 上流近傍に開口する前記分岐吸気通路先端のノズル部をミキサーに流入する空気 流れ方向と平行に臨ませると共に、前記燃料供給通路先端のノズル部を前記分岐 吸気通路のノズル部内に空気流れ方向と平行に臨ませてエゼクタ部を形成する構 成とした。Therefore, in the fuel supply device for a gas fuel internal combustion engine of the present invention, the fuel is branched from the upstream intake passage of the mixer interposed in the intake passage and opened near the upstream of the venturi portion of the mixer. A supercharger consisting of a turbine installed in a fuel supply passage that connects the mixer and a gas fuel supply source, and a compressor installed in the branch intake passage and driven by the turbine. While the machine is installed, the nozzle portion at the tip of the branch intake passage opening near the upstream of the venturi portion is made parallel to the flow direction of the air flowing into the mixer, and the nozzle portion at the tip of the fuel supply passage is connected to the branch intake passage. The ejector section was formed so as to face the nozzle section parallel to the air flow direction.

【0007】[0007]

【作用】[Action]

かかる構成において、燃料供給源からの高圧のガス燃料によって過給機のター ビンが駆動され、これにより、分岐吸気通路内のコンプレッサによって過給され た吸気が、ミキサーに供給される。また、燃料供給通路先端のノズル部からガス 燃料が噴出する際に、減圧、増速され、エゼクタ作用により分岐吸気通路の吸気 を加速し、これら給気とガス燃料とが分岐吸気通路先端のノズル部から噴出する 際に、ミキサー上流側に接続する本吸気通路からの吸気が、吸引、加速される。 In such a configuration, the turbine of the supercharger is driven by the high-pressure gas fuel from the fuel supply source, whereby the intake air supercharged by the compressor in the branch intake passage is supplied to the mixer. Further, when the gas fuel is ejected from the nozzle portion at the tip of the fuel supply passage, it is decompressed and accelerated, and the ejector action accelerates the intake air in the branch intake passage. When ejected from the section, the intake air from the main intake passage connected to the upstream side of the mixer is sucked and accelerated.

【0008】 従って、吸気の充填効率が向上する。また、噴出する際のガス燃料の断熱膨張 による気化潜熱により吸気温度が低下するので、更に充填効率が向上する。また 、燃焼温度の低減となってNOx 低減効果を有すると共に、ノッキングが発生し 難くなり、圧縮比を高く設定することが可能となり、高出力化、低燃費化が可能 となる。Therefore, the charging efficiency of the intake air is improved. Further, since the intake air temperature is lowered by the latent heat of vaporization due to the adiabatic expansion of the gas fuel at the time of jetting, the charging efficiency is further improved. Further, the combustion temperature is reduced to have the NOx reduction effect, knocking is less likely to occur, the compression ratio can be set high, and high output and low fuel consumption can be achieved.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

以下、本考案の一実施例を図1及び図2に基づいて説明する。 本実施例のガス燃料使用内燃機関の全体構成を示す図1において、機関本体1 には、排気マニホールド2が接続し、該排気マニホールド2に接続する排気管3 には、排気ターボチャージャ4の排気タービン4A、触媒5及び排気マフラ6が 順次介装されている。一方、機関本体1に接続する吸気マニホールド7に接続す る吸気管8には、エアクリーナ9、排気ターボチャージャ4の吸気コンプレッサ 4B、ミキサー10及びスロットル弁11(図2に示す)が介装されている。ま た、前記吸気管8には、前記吸気コンプレッサ4B上流側から分岐しミキサー1 0のベンチュリ部21(図2に示す)上流近傍に開口する分岐吸気通路としての 分岐吸気管8Aが設けられている。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1 showing the overall configuration of the internal combustion engine using gas fuel of the present embodiment, an exhaust manifold 2 is connected to an engine body 1, and an exhaust pipe 3 connected to the exhaust manifold 2 is connected to an exhaust gas of an exhaust turbocharger 4. A turbine 4A, a catalyst 5 and an exhaust muffler 6 are sequentially provided. On the other hand, an air cleaner 9, an intake compressor 4B of the exhaust turbocharger 4, a mixer 10 and a throttle valve 11 (shown in FIG. 2) are interposed in an intake pipe 8 connected to an intake manifold 7 connected to the engine body 1. There is. Further, the intake pipe 8 is provided with a branch intake pipe 8A as a branch intake passage which branches from the upstream side of the intake compressor 4B and opens near the venturi portion 21 (shown in FIG. 2) of the mixer 10. There is.

【0010】 前記ミキサー10には、ガス燃料が充填された燃料供給源としての例えば燃料 タンク12からのガス燃料を供給する燃料供給通路13が接続されている。この 燃料供給通路13には、ガス燃料を所定圧力まで減圧する調圧弁14(調量弁で もよい)とその下流側に前記分岐吸気管8Aに介装したコンプレッサ15Bを駆 動するタービン15Aが介装されている。前記コンプレッサ15Bとタービン1 5Aとで過給機15が構成される。16は燃料タンク12に装着された過流防止 弁である。The mixer 10 is connected to a fuel supply passage 13 for supplying gas fuel from, for example, a fuel tank 12 as a fuel supply source filled with gas fuel. In this fuel supply passage 13, there are provided a pressure regulating valve 14 (which may be a metering valve) for reducing the pressure of the gas fuel to a predetermined pressure, and a turbine 15A for driving a compressor 15B provided downstream of the pressure regulating valve 14 in the branch intake pipe 8A. It is installed. The compressor 15B and the turbine 15A constitute a supercharger 15. Reference numeral 16 is an overflow prevention valve mounted on the fuel tank 12.

【0011】 そして、前記分岐吸気管8Aと燃料供給通路13の両先端部は、図2に示すよ うにミキサー10に開口している。 即ち、ミキサー10のベンチュリ部21上流近傍に開口する分岐吸気管8A先 端のノズル部8aが、吸気管8の本吸気管からミキサー10に流入する空気流れ 方向と平行に臨むように開口しており、この分岐吸気管8Aのノズル部8a内に 、燃料供給通路13先端のノズル部13aを、分岐吸気管8A先端のノズル部8 aと同方向、即ち、空気流れ方向と平行に臨ませてエゼクタ部22を形成するよ うにしている。Both ends of the branch intake pipe 8A and the fuel supply passage 13 are open to the mixer 10 as shown in FIG. That is, the nozzle portion 8a at the front end of the branch intake pipe 8A, which is opened near the upstream of the venturi portion 21 of the mixer 10, is opened so as to face in parallel with the air flow direction flowing from the main intake pipe of the intake pipe 8 into the mixer 10. The nozzle portion 8a of the branch intake pipe 8A is made to face the nozzle portion 13a at the tip of the fuel supply passage 13 in the same direction as the nozzle portion 8a at the tip of the branch intake pipe 8A, that is, in parallel with the air flow direction. The ejector portion 22 is formed.

【0012】 次に動作を説明する。 燃料タンク12内の燃料は、燃料供給通路13を通過する際に、調圧弁14で ある程度減圧されて、タービン15Aに供給され、ここでガス燃料の持つ圧力エ ネルギを利用してタービン15Aを駆動した後、先端のノズル部13aから噴出 する。一方、吸気管8に吸入された空気流は、排気ターボチャージャ4によって 過給されてミキサー10に供給されると共に、一部は、前記タービン15Aによ って駆動される分岐吸気管8A内のコンプレッサ15Bによって過給されて分岐 吸気管8Aからミキサー10に供給される。Next, the operation will be described. When the fuel in the fuel tank 12 passes through the fuel supply passage 13, it is decompressed to some extent by the pressure regulating valve 14 and supplied to the turbine 15A, where the pressure energy of the gas fuel is used to drive the turbine 15A. Then, it is ejected from the nozzle portion 13a at the tip. On the other hand, the air flow sucked into the intake pipe 8 is supercharged by the exhaust turbocharger 4 and supplied to the mixer 10, and a part of the air flow in the branch intake pipe 8A is driven by the turbine 15A. It is supercharged by the compressor 15B and is supplied to the mixer 10 from the branch intake pipe 8A.

【0013】 そして、ガス燃料と分岐吸気管8aからの空気流が、それぞれのノズル部13 a、8aから噴出する際に、減圧、増速されて、エゼクタ部22におけるエゼク タ作用によって、本吸気管からの空気流を吸引、加速し、ミキサー10のベンチ ュリ部21で混合して混合気を形成し、スロットル弁11を介して機関本体1の 燃焼室に供給される。Then, the gas fuel and the air flow from the branch intake pipe 8a are decompressed and accelerated when ejected from the respective nozzle portions 13a and 8a, and the main intake air is generated by the ejector action in the ejector portion 22. The air flow from the pipe is sucked and accelerated, mixed in the bench portion 21 of the mixer 10 to form a mixture, and supplied to the combustion chamber of the engine body 1 via the throttle valve 11.

【0014】 かかる本実施例装置によれば、ガス燃料の圧力エネルギを利用して吸気の一部 を過給でき、しかも、エゼクタ作用によってミキサー10に流入した空気を加速 でき、吸気充填効率ηV が向上して高出力化及び低燃費化を図ることができる。 また、ガス燃料がノズル部13aから噴出する際の断熱膨張による気化潜熱によ って、空気流の温度を下げることができ、更に、吸気充填効率ηV を向上できる と共に、前記温度低下のため、燃焼温度を低減でき、NOx を低減することがで きる。また、ノッキングが発生し難くなり圧縮比を高めることができるので、更 に出力及び燃費率を向上できる。また、本実施例のように過給機付きの内燃機関 では、インタクーラの代用となり、インタクーラを省くことが可能となる。According to the apparatus of the present embodiment, a part of the intake air can be supercharged by using the pressure energy of the gas fuel, and furthermore, the air flowing into the mixer 10 can be accelerated by the ejector action, and the intake charging efficiency η V Can be improved, and high output and low fuel consumption can be achieved. In addition, the temperature of the air flow can be lowered by the latent heat of vaporization due to adiabatic expansion when the gas fuel is ejected from the nozzle portion 13a, and further, the intake charging efficiency η V can be improved, and at the same time, the temperature can be lowered. The combustion temperature can be reduced and NOx can be reduced. Moreover, since knocking is less likely to occur and the compression ratio can be increased, the output and the fuel consumption rate can be further improved. Further, in the internal combustion engine with the supercharger as in the present embodiment, the intercooler can be substituted, and the intercooler can be omitted.

【0015】 尚、本実施例では、本吸気管に排気ターボチャージャを搭載した内燃機関の例 を示したが、排気ターボチャージャのない通常の内燃機関でもよいことは言うま でもない。In the present embodiment, an example of an internal combustion engine in which an exhaust turbocharger is mounted on the main intake pipe is shown, but it goes without saying that a normal internal combustion engine without an exhaust turbocharger may be used.

【0016】[0016]

【考案の効果】[Effect of device]

以上説明したように本考案によれば、高圧ガス燃料の持つ圧力エネルギを有効 利用して、機関に供給される空気流の一部の過給を行い、更に、ミキサーのエゼ クタ構造で空気流の加速することができ、吸気充填効率を向上させて高出力化及 び低燃費化を図ることができる。また、ガス燃料噴出時の断熱膨張によって、空 気流の冷却ができ、燃焼温度の低下によってNOx 低減を図ることができると共 に、圧縮比も向上でき、更に高出力化及び燃費率を向上でき、ガス燃料使用機関 の機関運転性能及び排気性能の改善が図れる。 As described above, according to the present invention, the pressure energy of the high-pressure gas fuel is effectively used to partially supercharge the air flow supplied to the engine, and the air flow is further increased by the ejector structure of the mixer. Can be accelerated, the intake charging efficiency can be improved, and high output and fuel efficiency can be achieved. In addition, the adiabatic expansion during gas fuel injection can cool the air flow, reduce NOx by lowering the combustion temperature, and improve the compression ratio, further increasing the output and fuel efficiency. It is possible to improve the engine operation performance and exhaust performance of a gas fueled engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例の全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】同上実施例に適用したミキサーを示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a mixer applied to the example of the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 機関本体 8 吸気管 8A 分岐吸気管 8a ノズル部 10 ミキサー 12 燃料タンク 13 燃料供給通路 13a ノズル部 15 過給機 15A タービン 15B コンプレッサ 21 ベンチュリ部 22 エゼクタ部 1 Engine Main Body 8 Intake Pipe 8A Branch Intake Pipe 8a Nozzle Part 10 Mixer 12 Fuel Tank 13 Fuel Supply Passage 13a Nozzle Part 15 Supercharger 15A Turbine 15B Compressor 21 Venturi Part 22 Ejector Part

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】吸気通路に介装したミキサーの上流側吸気
通路から分岐してミキサーのベンチュリ部上流近傍に開
口する分岐吸気通路を設け、前記ミキサーとガス燃料供
給源とを連通する燃料供給通路に介装したタービンと、
前記分岐吸気通路に介装され前記タービンにより駆動さ
れるコンプレッサとからなる過給機を設ける一方、前記
ベンチュリ部上流近傍に開口する前記分岐吸気通路先端
のノズル部をミキサーに流入する空気流れ方向と平行に
臨ませると共に、前記燃料供給通路先端のノズル部を前
記分岐吸気通路のノズル部内に空気流れ方向と平行に臨
ませてエゼクタ部を形成する構成としたことを特徴とす
るガス燃料使用内燃機関の燃料供給装置。
1. A fuel supply passage for branching from an upstream intake passage of a mixer interposed in the intake passage and having a branch intake passage opened near a venturi portion of the mixer and for communicating the mixer with a gas fuel supply source. A turbine installed in the
A supercharger including a compressor driven by the turbine and provided in the branch intake passage is provided, and a nozzle portion at the tip of the branch intake passage opening near the upstream of the venturi portion is connected to the air flow direction into the mixer. An internal combustion engine using gas fuel, characterized in that the ejector portion is formed by facing the nozzle portion of the fuel supply passage in parallel with the air flow direction in the nozzle portion of the branch intake passage while facing in parallel. Fuel supply system.
JP294293U 1993-02-05 1993-02-05 Fuel supply device for internal combustion engine using gas fuel Pending JPH0660758U (en)

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JP294293U Pending JPH0660758U (en) 1993-02-05 1993-02-05 Fuel supply device for internal combustion engine using gas fuel

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