[发明专利]使用低热值气体燃料的燃气发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用低热值气体燃料的燃气发动机，其以煤矿甲烷等甲烷浓度低至50％以下的低热值气体为燃料，在副燃烧室中配置火花塞，向副燃烧室内喷射该低热值气体并通过所述火花塞点火，使该副燃烧室内通过点火燃烧而产生的点火火焰通过将副燃烧室与主燃烧室连接的连通孔喷出至该主燃烧室，通过该喷出火焰，使与所述副燃烧室侧分离并由通过进气口吸入的低热值气体所形成的主燃烧室的混合气体燃烧。

背景技术

以煤矿甲烷等甲烷浓度低至50％以下的低热值气体为燃料的燃气发动机构成为，向副燃烧室内喷射该低热值气体并通过火花塞点火，使该副燃烧室内的通过点火燃烧而产生的点火火焰通过将副燃烧室与主燃烧室连接的连通孔喷出至该主燃烧室，通过该喷出火焰，使与所述副燃烧室侧分离并由通过进气口吸入的低热值气体所形成的主燃烧室的混合气体燃烧。

图3是表示以低热值气体为燃料的上述燃气发动机结构的燃烧室周围的结构图。

在图3中，附图标记100所表示的发动机(燃气发动机)是使用火花塞的副燃烧室点火式四冲程燃气发动机，其具有：往复滑动自如地嵌合于汽缸套102a内的活塞102；由汽缸盖105的底面、所述活塞102的顶面及汽缸套102a的内壁面划分而形成于它们之间的主燃烧室101。

并且，所述发动机100具有：连接于所述主燃烧室101的进气口103；对该进气口103进行开闭的进气阀104；连接于该主燃烧室101的排气口106；对该排气口106进行开闭的排气阀107。

所述排气口106经由排气管118与排气涡轮增压机130的涡轮108连接。驱动该涡轮108后的废气通过排气管117进入由催化剂层等构成的废气净化装置111，在该废气净化装置111中净化后，从排气管116排出到大气中。

另一方面，与该涡轮108同轴驱动的压缩机109，将吸入的空气压缩，压缩空气通过空气管120进入气体混合器110。

燃料气体使用煤矿甲烷等甲烷浓度低至50％以下的低热值气体，该低热值气体被收纳于低热值气体供给源123。

并且，所述低热值气体通过主燃气管121，到达流量调节阀115，由该流量调节阀115调节气体量以及开闭时期，之后进入气体混合器110。

在该气体混合器110中，将来自所述空气管120的空气和来自所述主燃气管121的低热值气体预混合而生成预混合气体，将该预混合气体输入发动机的进气口103。

而且，该预混合气体经由进气口103到达进气阀104，通过打开该进气阀104，将该预混合气体供给至所述主燃烧室101内。

副燃烧室金属盖12a(口金)通过金属盖按压件14从上方固定于汽缸盖105。在所述副燃烧室金属盖12a内形成有具有一定容积的副燃烧室12。

在该副燃烧室12的上部固定有火花塞13，通过该火花塞13对副燃烧室12内的气体进行点火。

并且，所述金属盖按压件14上拧入有连接器16，该连接器16的一端侧经由与所述主燃气管121分离的燃气管122与所述低热值气体供给源123连接，另一端侧与朝副燃烧室12开口的燃料通路15连接。

在燃烧时，如上所述，来自低热值气体供给源123的低热值气体，通过所述燃气管122，进入燃料通路15并从该燃料通路15喷出至副燃烧室12内。此时在规定的时期通过所述火花塞13产生火花放电，因点火燃烧而产生的点火火焰，通过所述连通孔11喷出至该主燃烧室101。

另一方面，通过所述主燃气管121的分离后的低热值气体，由流量调节阀115调节气体量以及开闭时期，之后进入气体混合器110。

在所述气体混合器110中，如上所述，生成低热值气体与空气的预混合气体，将该预混合气体输入发动机的进气口103。该预混合气体经由进气口103到达进气阀104，通过打开该进气阀104，将上述预混合气体供给至所述主燃烧室101内。

另一方面，通过所述火花塞13产生火花放电，因点火燃烧而产生的点火火焰，通过所述连通孔11喷出至该主燃烧室101中的预混合气体，使主燃烧室101中的气体燃烧。

在主燃烧室中燃烧后产生的废气，通过排气口106，并经由排气管118输送至排气涡轮增压机130的涡轮108。

另外，在专利文献1(日本特许3649479号公报)中，设有将点火用或起动用燃料气体与通常的燃料气体分开使用的机构。

并且，在专利文献2(日本特开2000-8960号公报)中，设有使用形成稀薄混合气体的第一燃料和比第一燃料燃烧速度快且点火性能强的第二燃料、以稀薄混合气体来填充主燃烧室并以第二燃料来填充副燃烧室的机构。