特開 2024-97180 ガスエンジン、及びガスエンジン設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097180

(43)【公開日】2024-07-18

(54)【発明の名称】ガスエンジン、及びガスエンジン設備

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20240710BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20240710BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20240710BHJP

   F02D 41/22 20060101ALI20240710BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 369

F02M21/02 S

F02M21/02 301A

F02D45/00 345

F02D41/34

F02D41/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023000533

(22)【出願日】2023-01-05

(71)【出願人】

【識別番号】316015888

【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山本 高之

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 壮太

(72)【発明者】

【氏名】古川 雄太

(72)【発明者】

【氏名】内藤 敬太

【テーマコード（参考）】

3G301

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G301HA22

3G301HA27

3G301JA21

3G301LB01

3G301MA11

3G301NE01

3G301NE06

3G301PB02Z

3G301PB03Z

3G384AA14

3G384AA22

3G384BA13

3G384DA44

3G384EB01

3G384EB02

3G384ED07

3G384FA14Z

3G384FA21Z

(57)【要約】

【課題】ガスエンジンの運転中に複数の吸気ラインの何れかにガス燃料が過剰に供給されていることを知ることができる。
【解決手段】ガス燃料と燃焼用空気とが混合した混合気を燃焼させる燃焼室と、燃焼用空気が燃焼室に向かって流通する吸気ラインと、吸気ラインに設けられ吸気ライン内にガス燃料を噴射する燃料噴射弁と、を含む燃焼系を複数備えるガスエンジンは、ガス燃料の濃度を検出するためのガスセンサと、複数の燃焼系のそれぞれの吸気ラインから流体を取り出し可能に構成され、流体をガスセンサに供給する取出ラインと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス燃料と燃焼用空気とが混合した混合気を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼用空気が前記燃焼室に向かって流通する吸気ラインと、前記吸気ラインに設けられ前記吸気ライン内に前記ガス燃料を噴射する燃料噴射弁と、を含む燃焼系を複数備えるガスエンジンであって、
前記ガス燃料の濃度を検出するためのガスセンサと、
前記複数の燃焼系のそれぞれの前記吸気ラインから流体を取り出し可能に構成され、前記流体を前記ガスセンサに供給する取出ラインと、を備える、
ガスエンジン。

【請求項2】

前記取出ラインは、前記燃料噴射弁よりも前記吸気ラインの上流側に接続される取出口を含む、
請求項１に記載のガスエンジン。

【請求項3】

前記取出ラインは、
前記複数の燃焼系のそれぞれの前記吸気ラインと接続される複数のサブラインと、
前記複数のサブラインのそれぞれから流出する前記流体が合流し、前記ガスセンサが設けられるメインラインと、を含む、
請求項１又は２に記載のガスエンジン。

【請求項4】

前記メインラインに設けられ、前記ガスセンサに供給される前記流体の流量を調整するための流量調整弁をさらに備える、
請求項３に記載のガスエンジン。

【請求項5】

前記ガスセンサは、前記吸気ラインから前記流体を吸引する吸引部を含む、
請求項１又は２に記載のガスエンジン。

【請求項6】

前記ガス燃料が前記燃料噴射弁に向かって流通するガス燃料ラインと、
前記ガス燃料ラインに設けられ、前記ガス燃料の流通を遮断するか否かを切り換え可能な遮断弁と、
前記遮断弁に開弁するか閉弁するかを指示する遮断弁指示部を含む制御装置と、をさらに備える、
請求項１又は２に記載のガスエンジン。

【請求項7】

前記遮断弁指示部は、前記ガスセンサの検出値が予め定められた閾値を超えると前記遮断弁に閉弁するように指示する、
請求項６に記載のガスエンジン。

【請求項8】

前記燃焼系は、前記燃焼室内の前記混合気を着火させる着火装置を含んでおり、
前記制御装置は、前記遮断弁が開弁されてから予め定められた期間内に前記ガスセンサの検出値が予め定められた閾値を超えない場合に、前記燃料噴射弁を開弁可能な状態にする起動部を含む、
請求項６に記載のガスエンジン。

【請求項9】

前記取出ラインは、
前記複数の燃焼系のそれぞれの前記吸気ラインと接続される複数のサブラインと、
前記ガスセンサが設けられ、前記複数のサブラインのそれぞれから流出する前記流体が合流するメインラインと、
前記複数のサブラインのそれぞれに設けられる複数の仕切弁と、を含む、
請求項１又は２に記載のガスエンジン。

【請求項10】

前記ガス燃料が前記燃料噴射弁に向かって流通するガス燃料ラインと、
前記ガス燃料ラインに設けられ、前記ガス燃料の流通を遮断するか否かを切り換え可能な遮断弁と、
前記ガス燃料ラインに設けられ、前記ガス燃料ラインを流通する前記ガス燃料の量を調整するための流通量調整弁と、をさらに備える、
請求項９に記載のガスエンジン。

【請求項11】

前記燃焼室における前記混合気の燃焼の停止中に、前記遮断弁を開弁させるとともに、開度が０％よりも大きく２０％よりも小さい検査値で前記流通量調整弁を開弁させる検査部と、
前記流通量調整弁の前記開度が前記検査値になると、前記複数の仕切弁のうちの少なくとも１つを開弁させる、又は閉弁させる仕切弁開閉部と、を含む制御装置をさらに備える、
請求項１０に記載のガスエンジン。

【請求項12】

前記ガス燃料は、水素を含む、
請求項１又は２に記載のガスエンジン。

【請求項13】

請求項１又は２に記載のガスエンジンと、
前記ガスエンジンを収容するエンクロージャと、を備えるガスエンジン設備であって、
前記燃焼系は、前記燃焼室から排出される排気が流通し、出口が前記エンクロージャの外部に位置する排気ラインを含み、
前記取出ラインの出口は、前記エンクロージャの外部に位置し、
前記吸気ラインの入口は、前記燃焼系の外部、且つ前記エンクロージャの内部に位置し、
前記ガスセンサは、前記燃焼系の外部、且つ前記エンクロージャの内部に位置する、
ガスエンジン設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガスエンジン、及びガスエンジン設備に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、各気筒の燃焼室に連通する吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁が配設されているエンジンにおいて、エンジンの運転停止後に燃料噴射弁に燃料を供給する燃料配管における燃料の圧力の低下量が閾値以上であると、燃料噴射弁から燃料が漏れていると判定し、吸気通路内を掃気する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－００８８２８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、特許文献１に記載の技術は、エンジンの運転を停止した後の燃料噴射弁からの燃料漏れを検知することに着目したものであり、エンジンの運転中に燃料噴射弁からの燃料漏れを検知することは難しい。エンジンの運転中に複数の吸気ライン（吸気通路）の何れかに燃料漏れが発生すると、燃焼室に燃料が過剰供給され、燃焼室において意図せぬ燃焼が発生する虞がある。また、燃料が燃料噴射弁よりも吸気ラインの上流側に充満し、この充満した燃料の着火によって吸気ラインが損傷する虞がある。

【0005】

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、ガスエンジンの運転中に複数の吸気ラインの何れかにガス燃料が過剰に供給されていることを知ることができるガスエンジン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、本開示に係るガスエンジンは、ガス燃料と燃焼用空気とが混合した混合気を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼用空気が前記燃焼室に向かって流通する吸気ラインと、前記吸気ラインに設けられ前記吸気ライン内に前記ガス燃料を噴射する燃料噴射弁と、を含む燃焼系を複数備えるガスエンジンであって、前記ガス燃料の濃度を検出するためのガスセンサと、前記複数の燃焼系のそれぞれの前記吸気ラインから流体を取り出し可能に構成され、前記流体を前記ガスセンサに供給する取出ラインと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示のガスエンジンによれば、ガスエンジンの運転中に複数の吸気ラインの何れかにガス燃料が過剰に供給されていることを知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るガスエンジンを含むガスエンジン設備の構成を概略的に示す図である。

【図2】一実施形態に係る取出ラインの構成を概略的に示す図である。

【図3】一実施形態に係る制御装置の概略的な機能ブロック図である。

【図4】幾つかの実施形態に係るガスセンサ及び取出ラインの構成を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態によるガスエンジン及びガスエンジン設備について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

【0010】

＜ガスエンジン設備＞
図１は、一実施形態に係るガスエンジン１を含むガスエンジン設備１００の構成を概略的に示す図である。図１に例示する形態では、ガスエンジン設備１００は、ガスエンジン１と、ガスエンジン１を収容するエンクロージャ１０２と、を含む。このようなガスエンジン設備１００は、例えば、発電ユニットであって、ガスエンジン１から出力される動力によって発電する発電機（不図示）をさらに含んでいる。発電機は、ガスエンジン１とともにエンクロージャ１０２に収容されている。

【0011】

＜ガスエンジン＞
（構成）
一実施形態に係るガスエンジン１の構成について説明する。図１に例示するように、一実施形態では、ガスエンジン１は、複数の燃焼系２と、ガスセンサ４と、取出ライン６と、を含む。複数の燃焼系２のそれぞれは、燃焼室８と、吸気ライン１０と、燃料噴射弁１２と、を含む。ガスエンジン１は、複数の燃焼系２を収容する筐体３を含んでいる。尚、図１において、筐体３は一点鎖線で図示されている。

【0012】

燃焼室８は、気筒１４と気筒１４の内部に収容されたピストン（不図示）との間に形成され、ガス燃料Ｆと燃焼用空気Ａとが混合した混合気Ｇ１を燃焼させる。一実施形態では、ガス燃料Ｆは、水素を含む。本開示において、「水素を含むガス燃料Ｆ」には、水素と水素以外の燃料を含むもの（混焼）と、水素のみ（専焼）とがあり、さらに、水素と水素以外の燃料を含むものでも、水素が主たる燃料（水素の体積割合が５０％以上）、水素以外の燃料が主たる燃料（水素の体積割合が５０％未満）に区分できる。「水素を含むガス燃料Ｆ」とは、これらの場合をすべて含む。図１に例示する形態では、ガスエンジン１は６つの気筒１４を有する６気筒ガスエンジンである。

【0013】

吸気ライン１０は、燃焼用空気Ａが燃焼室８に向かって流通するラインである。図１に例示する形態では、吸気ライン１０は、筐体３の外部に位置する一端を含んでいる。この吸気ライン１０の一端には、エンクロージャ１０２内の空間１０４に開放されている入口１６が形成されている。つまり、吸気ライン１０の入口１６は、燃焼系２の外部、且つエンクロージャ１０２の内部に位置している。吸気ライン１０は、入口１６を含む上流部１８と、この上流部１８の下流端１９から分岐される複数の下流部２０と、を含む。吸気ライン１０の上流部１８には、燃焼用空気Ａを冷却するためのエアクーラ２１が設けられている。吸気ライン１０の下流部２０は、吸気ライン１０の上流部１８の下流端１９と気筒１４とを接続している。吸気ライン１０は、気筒数に対応する６つの下流部２０を含んでいる。

【0014】

燃料噴射弁１２は、吸気ライン１０に設けられている。この燃料噴射弁１２は、吸気ライン１０内にガス燃料Ｆを噴射する。一実施形態では、燃料噴射弁１２は、６つの下流部２０ごとに設けられている。

【0015】

一実施形態では、図１に例示するように、ガスエンジン１は、ガス燃料Ｆが燃料噴射弁１２に向かって流通するガス燃料ライン２５と、ガス燃料ライン２５に設けられ、ガス燃料Ｆの流通を遮断するか否かを切り換え可能な遮断弁２７と、ガス燃料ライン２５に設けられ、ガス燃料ライン２５を流通するガス燃料Ｆの量を調整するための流通量調整弁２８と、を含む。

【0016】

図１に例示する形態では、ガス燃料ライン２５は、エンクロージャ１０２の外部に配置されるガス燃料供給装置（不図示）と燃料噴射弁１２とを接続している。ガス燃料供給装置は、例えば、ガス燃料Ｆが貯留されているガスタンクであって、ガス燃料ライン２５の入口２９を介して、ガス燃料ライン２５にガス燃料Ｆを供給する。遮断弁２７は、例えば、電磁弁であり、後述する制御装置５０と電気的に接続されている（図１参照：ｐ１）。遮断弁２７は、制御装置５０から送信される指示に従って開弁又は閉弁される。同様に、流通量調整弁２８は、例えば、電磁弁であり、後述する制御装置５０と電気的に接続されている（図１参照：ｐ２）。流通量調整弁２８は、制御装置５０から送信される指示に従って開度が調整される。

【0017】

図１に例示する形態では、ガス燃料ライン２５は、上流部３１と、この上流部３１の下流端３３から分岐される複数の下流部３５と、を含む。遮断弁２７及び流通量調整弁２８は、ガス燃料ライン２５の上流部３１に設けられている。遮断弁２７は、流通量調整弁２８よりもガス燃料ライン２５の上流側に位置している。ガス燃料ライン２５の下流部３５は、ガス燃料ライン２５の上流部３１の下流端３３と吸気ライン１０の下流部２０とを接続している。ガス燃料ライン２５は、吸気ライン１０の下流部２０の数（つまりは気筒数）に対応する６つの下流部３５を含んでいる。尚、ガスエンジン１は、複数の遮断弁２７を含んでもよい。また、ガスエンジン１は、遮断弁２７よりもガス燃料ライン２５の上流側に設けられ、ガス燃料Ｆに含まれる異物を除去するためのストレーナを含んでいてもよい。

【0018】

一実施形態では、図１に例示するように、燃焼系２は、燃焼室８から排出される排気Ｇ２が流通する排気ライン２２を含んでいる。排気ライン２２は、一端が気筒１４に接続され、他端がエンクロージャ１０２の外部に位置している。排気ライン２２の他端には出口２３が形成されており、排気ライン２２はエンクロージャ１０２の外部に排気Ｇ２を排出する。

【0019】

図１に例示する形態では、排気ライン２２は、６つの燃焼室８から排出される排気Ｇ２を合流させエンクロージャ１０２の外部に排出する合流部２４を含んでいる。つまり、この合流部２４が、排気ライン２２の出口２３を含んでいる。燃焼系２は、吸気ライン１０の上流部１８に配置され燃焼用空気Ａを圧縮するコンプレッサ３０ａと排気ライン２２の合流部２４に配置され排気Ｇ２によって駆動されるタービン３０ｂとを有するターボチャージャ３０を含んでいる。

【0020】

一実施形態では、図１に例示するように、燃焼系２は、燃焼室８内の混合気Ｇ１を着火させる着火装置２６を含んでいる。着火装置２６は、燃焼室８内の混合気Ｇ１を着火可能に構成されているならば特に限定されない。着火装置２６は、例えば、点火プラグを含んでおり、この点火プラグから火花放電させて燃焼室８内の混合気Ｇ１を着火燃焼させる。

【0021】

ガスセンサ４は、ガス燃料Ｆの濃度を検出する。一実施形態では、ガスセンサ４は、水素の濃度を検出する。ガスセンサ４は、筐体３（燃焼系２）の外部、且つエンクロージャ１０２の内部に位置している。ガスセンサ４は、後述する制御装置５０と電気的に接続されている（図１参照：ｐ３）。ガスセンサ４は、検出したガス燃料Ｆの濃度を制御装置５０に送信している。

【0022】

取出ライン６は、複数の燃焼系２のそれぞれの吸気ライン１０から流体Ｂを取り出し可能に構成されている。そして、取出ライン６は、吸気ライン１０から取り出した流体Ｂをガスセンサ４に供給する。図２を参照して、取出ライン６の構成の一例について説明する。図２は、一実施形態に係る取出ライン６の構成を概略的に示す図である。

【0023】

一実施形態では、図２に示すように、取出ライン６は、燃料噴射弁１２よりも吸気ライン１０の上流側に接続される取出口３２を含む。図２に例示する形態では、取出口３２は、吸気ライン１０の下流部２０に接続されている。吸気ライン１０が延びる方向において、燃料噴射弁１２から取出口３２までの長さは、燃料噴射弁１２から燃焼室８（気筒１４）までの長さよりも短い。

【0024】

幾つかの実施形態では、取出口３２は、ガスエンジン１が定格運転している際にガスセンサ４にガス燃料Ｆが供給されない位置になるように、吸気ライン１０に接続されている。幾つかの実施形態では、燃料噴射弁１２に異常が発生している際に燃料噴射弁１２から吸気ライン１０に単位時間当たりに漏れるガス燃料Ｆの量をＸ１、燃焼系２の１燃焼サイクルのうち圧縮行程、燃焼行程、及び排気行程の合計期間（吸気行程を除く期間）をＸ２とすると、Ｘ１にＸ２を乗算することによって燃料噴射弁１２から吸気ライン１０にガス燃料Ｆが漏れる量を推定する。そして、取出口３２は、この推定されたガス燃料Ｆの漏れの量が燃料噴射弁１２から取出口３２までの吸気ライン１０内の容積よりも大きくなるように、吸気ライン１０に接続されている。幾つかの実施形態では、取出口３２は、吸気ライン１０の上部を開放しており、水素のような軽いガス燃料Ｆのガスセンサ４への供給を容易化している。尚、Ｘ１は、例えば、異常が発生していると仮定した燃料噴射弁１２から予め算出される、あるいは測定される。

【0025】

一実施形態では、図２に例示するように、取出ライン６は、複数の燃焼系２のそれぞれの吸気ライン１０と接続される複数のサブライン３４と、複数のサブライン３４のそれぞれから流出する流体Ｂが合流し、ガスセンサ４が設けられるメインライン３６と、複数のサブライン３４のそれぞれに設けられる複数の仕切弁３７と、を含む。図２に例示する形態では、ガスエンジン１は、メインライン３６に設けられる流量調整弁３８をさらに含む。流量調整弁３８は、ガスセンサ４に供給される流体Ｂの流量を調整する。流量調整弁３８は、ガスセンサ４よりもメインライン３６の上流側に位置している。メインライン３６は、一端（流体Ｂを合流させる他端とは反対側）がエンクロージャ１０２の外部に位置している。そして、この一端にはエンクロージャ１０２の外部に開放する出口４０が形成されている。仕切弁３７は、流体Ｂのサブライン３４の流通を遮断可能な電磁弁であり、後述する制御装置５０と電気的に接続されている（図２参照：ｐ４）。仕切弁３７は、制御装置５０から送信される指示に従って閉弁又は開弁される。

【0026】

一実施形態では、図２に例示するように、ガスセンサ４は、吸気ライン１０から流体Ｂを吸引する吸引部４２を含む。吸引部４２は、例えば、吸引ポンプである。つまり、ガスセンサ４は、いわゆる吸引式ガスセンサである。

【0027】

一実施形態では、図１及び図２のそれぞれに例示するように、ガスエンジン１は、エンクロージャ１０２内に配置される制御装置５０を含む。制御装置５０は、電子制御装置などのコンピュータであって、図示しないＣＰＵやＧＰＵといったプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、及びＩ／Ｏインターフェイスなどを備える。制御装置５０は、メモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作（演算等）することで、制御装置５０が備える各機能部を実現する。幾つかの実施形態では、制御装置５０は、クラウド環境に設けられたクラウドサーバである。

【0028】

図３を参照して、一実施形態に係る制御装置５０の各機能部について説明する。図３は、一実施形態に係る制御装置５０の概略的な機能ブロック図である。図３に例示するように、制御装置５０は、遮断弁指示部５２と、起動部５４と、検査部５６と、仕切弁開閉部５８と、を含む。

【0029】

遮断弁指示部５２は、遮断弁２７に開弁指示または閉弁指示の何れか一方を含む遮断弁信号Ｓ１を送信することで、遮断弁２７に開弁するか閉弁するかを指示する。遮断弁２７は、遮断弁指示部５２から開弁指示を含む遮断弁信号Ｓ１が送信されると開弁する。遮断弁２７は、遮断弁指示部５２から閉弁指示を含む遮断弁信号Ｓ１が送信されると閉弁する。一実施形態では、遮断弁指示部５２は、ガスセンサ４の検出値Ｃが予め定められた閾値Ｄを超えると、遮断弁２７に閉弁指示を含む遮断弁信号Ｓ１を送信し、遮断弁２７に閉弁するように指示する。

【0030】

起動部５４は、遮断弁２７が開弁されてから予め定められた期間（以下、所定期間Ｐとする）内にガスセンサ４の検出値Ｃが閾値Ｄを超えない場合に、燃料噴射弁１２を開弁可能な状態にする。具体的には、起動部５４は、所定期間Ｐ内にガスセンサ４の検出値Ｃが閾値Ｄを超えない場合に、不図示のスターターモータの駆動力によってクランク軸を回転させて、燃料噴射弁１２を開弁可能な状態にする。尚、燃料噴射弁１２が開弁されると混合気Ｇ１が燃焼室８に供給されるようになり、着火装置２６が混合気Ｇ１を着火燃焼させる。

【0031】

検査部５６は、燃焼室８における混合気Ｇ１の燃焼の停止中に、遮断弁２７を開弁させるとともに、開度が０％よりも大きく２０％よりも小さい検査値Ｅで流通量調整弁２８を開弁させる。具体的には、検査部５６は、遮断弁指示部５２を介して遮断弁２７に開弁指示を含む遮断弁信号Ｓ１を送信するとともに、流通量調整弁２８に開弁指示及び検査値Ｅを含む検査信号Ｓ２を送信する。流通量調整弁２８は、検査信号Ｓ２を受信すると検査値Ｅの開度で開弁する。このようなガスエンジン１は、燃焼室８における混合気Ｇ１の燃焼の停止中に、僅かな量のガス燃料Ｆを燃料噴射弁１２に供給する検査運転を実行可能となっている。

【0032】

仕切弁開閉部５８は、流通量調整弁２８の開度が検査値Ｅになる（検査運転になる）と、複数の仕切弁３７のうちの少なくとも１つを開弁させる、又は閉弁させる。具体的には、仕切弁開閉部５８は、仕切弁３７に開弁指示又は閉弁指示のうちの何れか一方を含む仕切弁信号Ｓ３を送信する。仕切弁３７は、仕切弁信号Ｓ３を受信すると開弁又は閉弁する。一実施形態では、仕切弁開閉部５８は１つの仕切弁３７だけを開弁させてガスセンサ４の検出値Ｃが閾値Ｄを超えない場合には、別の１つの仕切弁３７を開弁させる。

【0033】

（作用・効果）
一実施形態に係るガスエンジン１の作用・効果について説明する。ガスエンジン１の運転中に燃料噴射弁１２に異常（弁座の異常摩耗や弁体によるゴミの噛み込みなど）が発生していると、吸気ライン１０にガス燃料Ｆが漏れ出す。吸気ライン１０にガス燃料Ｆが漏れ出すと、燃焼室８に過剰供給されたガス燃料Ｆの異常燃焼や吸気ライン１０に充満したガス燃料Ｆが着火することによる吸気ライン１０の損傷が発生する虞がある。

【0034】

一実施形態によれば、取出ライン６は、複数の燃焼系２のそれぞれの吸気ライン１０の下流部２０から流体Ｂを取り出す。そして、取出ライン６のメインライン３６に設けられたガスセンサ４によって、この取り出された流体Ｂに含まれるガス燃料Ｆの濃度が検出される。このため、ガスエンジン１の運転中に複数の燃焼系２の何れかの吸気ライン１０にガス燃料Ｆが過剰に供給されていること（つまりは、複数の燃料噴射弁１２の何れかに異常が発生していること）を知ることができる。

【0035】

一実施形態によれば、取出ライン６の取出口３２が燃料噴射弁１２よりも吸気ライン１０の上流側に位置しているので、燃料噴射弁１２に異常が発生していない場合には流体Ｂは吸気ライン１０を流通する燃焼用空気Ａである。一方で、燃料噴射弁１２に異常が発生している場合、燃料噴射弁１２から漏れ出したガス燃料Ｆが取出口３２まで到達すると、流体Ｂにガス燃料Ｆが含まれるようになる。このため、燃料噴射弁１２よりも吸気ライン１０の上流側にガス燃料Ｆが過剰に供給される異常状態の発生を知ることができる。尚、本開示は、取出ライン６の取出口３２を燃料噴射弁１２よりも吸気ライン１０の上流側に位置することに限定するものではない。幾つかの実施形態では、取出ライン６の取出口３２は、燃料噴射弁１２よりも吸気ライン１０の下流側に位置している。

【0036】

一実施形態によれば、ガス燃料Ｆは水素を含み、且つガスセンサ４は水素を検知するので、ガスエンジン１の運転中に複数の吸気ライン１０の何れかに水素が漏れ出していることを知ることができる。

【0037】

一実施形態によれば、メインライン３６にガスセンサ４が設けられているので、複数の燃料噴射弁１２のそれぞれを異常が発生しているか否かの監視対象とすることができる。つまり、１つのガスセンサ４で全ての燃料噴射弁１２の異常を検知することができる。

【0038】

一実施形態によれば、メインライン３６に流量調整弁３８が設けられているので、複数の燃料噴射弁１２の何れかに対して異常が発生しているか否かを知る必要が無い場合には、ガスセンサ４に供給される流体Ｂの流量を少なくする、又はゼロにすることができる。このため、燃焼室８に供給される燃焼用空気Ａの量の低減を抑制し、ガスエンジン１の性能低下を抑制することができる。

【0039】

一実施形態によれば、ガスセンサ４がいわゆる吸引式ガスセンサであるので、ガスエンジン１が運転を停止している場合であっても、ガスセンサ４に流体Ｂを供給し、複数の燃料噴射弁１２の何れかに異常が発生しているか否かを知ることができる。

【0040】

一実施形態によれば、複数の仕切弁３７のそれぞれがサブライン３４のそれぞれに設けられているので、複数の燃料噴射弁１２の何れかに異常が発生している際に、複数の仕切弁３７のそれぞれを開閉することで、異常が発生している燃料噴射弁１２を特定することができる。

【0041】

一実施形態によれば、ガス燃料ライン２５の上流部３１に遮断弁２７が設けられているので、燃料噴射弁１２へのガス燃料Ｆの供給の有無を任意に切り換えることができる。また、ガス燃料ライン２５の上流部３１に流通量調整弁２８が設けられているので、燃料噴射弁１２に供給するガス燃料Ｆの量を任意に調整することができる。

【0042】

一実施形態によれば、ガスエンジン１は遮断弁指示部５２を有する制御装置５０を含むので、ガスエンジン１の運転状態に応じて、遮断弁指示部５２を介して燃料噴射弁１２へのガス燃料Ｆの供給の有無を自動的に切り換えることができる。また、遮断弁指示部５２は、閾値を超えるガス燃料Ｆの濃度が検出された際に、遮断弁２７を閉弁させ、燃料噴射弁１２へのガス燃料Ｆの流通を遮断する。このため、燃焼室８に過剰供給されたガス燃料Ｆの異常燃焼や吸気ライン１０に充満したガス燃料Ｆが着火することによる吸気ライン１０の損傷を防ぐことができる。

【0043】

一実施形態によれば、ガスエンジン１は起動部５４を有する制御装置５０を含むので、燃料噴射弁１２のそれぞれが正常であることを確認してから吸気ライン１０内にガス燃料Ｆを噴射させ、燃焼室８内における混合気Ｇ１の燃焼（ガスエンジン１の運転）を開始することができる。

【0044】

一実施形態によれば、制御装置５０は検査部５６及び仕切弁開閉部５８を含むので、燃焼室８における混合気Ｇ１の燃焼の停止中に、僅かな量のガス燃料Ｆを燃料噴射弁１２に供給する検査運転が実行される。そして、複数の仕切弁３７のそれぞれを開閉することで、異常が発生している燃料噴射弁１２を自動的に特定することができる。

【0045】

尚、一実施形態では、ガスエンジン１は、取出ライン６にガスセンサ４を設けることでガスセンサ４に流体Ｂを供給していたが、ガスセンサ４に流体Ｂを供給可能であるならば、本開示はこの形態に限定されない。図４は、幾つかの実施形態に係るガスセンサ４及び取出ライン６の構成を説明するための図である。幾つかの実施形態では、図４に例示するように、ガスセンサ４は、エンクロージャ１０２に取り付けられ、エンクロージャ１０２内の空間１０４に配置されている。より具体的には、ガスセンサ４は、エンクロージャ１０２の天井壁１０６に取り付けられており、エンクロージャ１０２内の空間１０４の上部に配置されている。取出ライン６のメインライン３６の出口４０は、エンクロージャ１０２内の空間１０４に開放されている。より具体的には、メインライン３６の出口４０は、ガスセンサ４の直下に位置している。

【0046】

幾つかの実施形態では、取出ライン６は、複数の燃料噴射弁１２の異常検知の精度を統一化するように構成されており、例えば、複数のサブライン３４のそれぞれが互いに同じ長さである。幾つかの実施形態では、一方のサブライン３４は、他方のサブライン３４と比較して長く伸び、且つ流路断面積が小さい。

【0047】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0048】

［１］本開示に係るガスエンジン（１）は、
ガス燃料（Ｆ）と燃焼用空気（Ａ）とが混合した混合気（Ｇ１）を燃焼させる燃焼室（８）と、前記燃焼用空気が前記燃焼室に向かって流通する吸気ライン（１０）と、前記吸気ラインに設けられ前記吸気ライン内に前記ガス燃料を噴射する燃料噴射弁（１２）と、を含む燃焼系（２）を複数備えるガスエンジンであって、
前記ガス燃料の濃度を検出するためのガスセンサ（４）と、
前記複数の燃焼系のそれぞれの前記吸気ラインから流体（Ｂ）を取り出し可能に構成され、前記流体を前記ガスセンサに供給する取出ライン（６）と、を備える。

【0049】

上記［１］に記載の構成によれば、複数の燃焼系のそれぞれの吸気ラインから流体が取り出され、この流体に含まれるガス燃料の濃度が検出される。このため、ガスエンジンの運転中に複数の燃焼系の何れかの吸気ラインにガス燃料が過剰に供給されているか否かを知ることができる。

【0050】

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］に記載の構成において、
前記取出ラインは、前記燃料噴射弁よりも前記吸気ラインの上流側に接続される取出口（３２）を含む。

【0051】

上記［２］に記載の構成によれば、燃料噴射弁よりも吸気ラインの上流側にガス燃料が過剰に供給される異常状態の発生を知ることができる。

【0052】

［３］幾つかの実施形態では、上記［１］又は［２］に記載の構成において、
前記取出ラインは、
前記複数の燃焼系のそれぞれの前記吸気ラインと接続される複数のサブライン（３４）と、
前記複数のサブラインのそれぞれから流出する前記流体が合流し、前記ガスセンサが設けられるメインライン（３６）と、を含む。

【0053】

上記［３］に記載の構成によれば、メインラインに設けられたガスセンサで、複数の燃焼系のそれぞれの吸気ラインをガス燃料が過剰に供給されているか否かの監視対象とすることができる。

【0054】

［４］幾つかの実施形態では、上記［３］に記載の構成において、
前記メインラインに設けられ、前記ガスセンサに供給される前記流体の流量を調整するための流量調整弁（３８）をさらに備える。

【0055】

上記［４］に記載の構成によれば、複数の燃焼系のそれぞれの吸気ラインに対してガス燃料が過剰に供給されているか否かを知る必要が無い場合には、ガスセンサに供給される流体の流量を少なくする、又はゼロにすることで、ガスエンジンの性能低下を抑制することができる。

【0056】

［５］幾つかの実施形態では、上記［１］から［４］の何れか１つに記載の構成において、
前記ガスセンサは、前記吸気ラインから前記流体を吸引する吸引部（４２）を含む。

【0057】

上記［５］に記載の構成によれば、ガスエンジンが運転を停止している場合であっても、ガスセンサに流体を供給し、複数の燃焼系の何れかの吸気ラインにガス燃料が漏れているか否かを知ることができる。

【0058】

［６］幾つかの実施形態では、上記［１］から［５］の何れか１つに記載の構成において、
前記ガス燃料が前記燃料噴射弁に向かって流通するガス燃料ライン（２５）と、
前記ガス燃料ラインに設けられ、前記ガス燃料の流通を遮断するか否かを切り換え可能な遮断弁（２７）と、
前記遮断弁に開弁するか閉弁するかを指示する遮断弁指示部（５２）を含む制御装置（５０）と、をさらに備える。

【0059】

上記［６］に記載の構成によれば、ガスエンジンの運転状態に応じて、燃料噴射弁へのガス燃料の供給の有無を自動的に切り換えることができる。

【0060】

［７］幾つかの実施形態では、上記［６］に記載の構成において、
前記遮断弁指示部は、前記ガスセンサの検出値が予め定められた閾値を超えると前記遮断弁に閉弁するように指示する。

【0061】

上記［７］に記載の構成によれば、閾値を超えるガス燃料の濃度が検出された際に、遮断弁を閉弁させ、燃料噴射弁へのガス燃料の流通が遮断される。このため、複数の燃焼系の何れかの吸気ラインへのガス燃料の過剰供給によるガスエンジンの損傷を防ぐことができる。

【0062】

［８］幾つかの実施形態では、上記［６］又は［７］に記載の構成において、
前記燃焼系は、前記燃焼室内の前記混合気を着火させる着火装置（２６）を含んでおり、
前記制御装置は、前記遮断弁が開弁されてから予め定められた期間内に前記ガスセンサの検出値が予め定められた閾値を超えない場合に、前記燃料噴射弁を開弁可能な状態にする起動部（５２）を含む。

【0063】

上記［８］に記載の構成によれば、複数の燃焼系の何れかの吸気ラインにガス燃料が漏れていないことを確認してから吸気ライン内にガス燃料を噴射させ、燃焼室内における混合気の燃焼を開始することができる。

【0064】

［９］幾つかの実施形態では、上記［１］から［８］の何れか一項に記載の構成において、
前記取出ラインは、
前記複数の燃焼系のそれぞれの前記吸気ラインと接続される複数のサブライン（３４）と、
前記ガスセンサが設けられ、前記複数のサブラインのそれぞれから流出する前記流体が合流するメインライン（３６）と、
前記複数のサブラインのそれぞれに設けられる複数の仕切弁（３７）と、を含む。

【0065】

上記［９］に記載の構成によれば、複数の燃焼系の何れかの吸気ラインにガス燃料が過剰に供給されている際に、複数の仕切弁のそれぞれを開閉することで、ガス燃料が過剰に供給されている吸気ラインを特定することができる。

【0066】

［１０］幾つかの実施形態では、上記［９］に記載の構成において、
前記ガス燃料が前記燃料噴射弁に向かって流通するガス燃料ライン（２５）と、
前記ガス燃料ラインに設けられ、前記ガス燃料の流通を遮断するか否かを切り換え可能な遮断弁（２７）と、
前記ガス燃料ラインに設けられ、前記ガス燃料ラインを流通する前記ガス燃料の量を調整するための流通量調整弁（２８）と、をさらに備える。

【0067】

上記［１０］に記載の構成によれば、燃料噴射弁へのガス燃料の供給の有無を任意に切り換えることができる。また、燃料噴射弁に供給するガス燃料の量を任意に調整することができる。

【0068】

［１１］幾つかの実施形態では、上記［１０］に記載の構成において、
前記燃焼室における前記混合気の燃焼の停止中に、前記遮断弁を開弁させるとともに、開度が０％よりも大きく２０％よりも小さい検査値で前記流通量調整弁を開弁させる検査部と、
前記流通量調整弁の前記開度が前記検査値になると、前記複数の仕切弁のうちの少なくとも１つを開弁させる、又は閉弁させる仕切弁開閉部と、を含む制御装置（５０）をさらに備える。

【0069】

上記［１１］に記載の構成によれば、燃焼室における混合気の燃焼の停止中に、遮断弁が開弁され、且つ検査値の開度で流通量調整弁が開弁される。つまり、僅かな量のガス燃料が複数の燃焼系のそれぞれの吸気ラインに供給される検査運転が実行される。そして、複数の仕切弁のそれぞれを開閉することで、ガス燃料が漏れている供給ラインを自動的に特定することができる。

【0070】

［１２］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１１］の何れか１つに記載の構成において、
前記ガス燃料は、水素を含む。

【0071】

上記［１２］に記載の構成によれば、水素を含むガス燃料を適用するガスエンジンの運転中に複数の燃焼系の何れかの吸気ラインにこのガス燃料が過剰に供給されているか否かを知ることができる。

【0072】

［１３］本開示に係るガスエンジン設備（１００）は、
上記［１］から［１２］の何れか１つに記載のガスエンジン（１）と、
前記ガスエンジンを収容するエンクロージャ（１０２）と、を備えるガスエンジン設備であって、
前記燃焼系は、前記燃焼室から排出される排気（Ｇ２）が流通し、出口（２３）が前記エンクロージャの外部に位置する排気ライン（２２）を含み、
前記取出ラインの出口（４０）は、前記エンクロージャの外部に位置し、
前記吸気ラインの入口（１６）は、前記燃焼系の外部、且つ前記エンクロージャの内部に位置し、
前記ガスセンサは、前記燃焼系の外部、且つ前記エンクロージャの内部に位置する。

【0073】

上記［１３］に記載の構成によれば、ガスエンジンの運転中に複数の燃焼系の何れかの吸気ラインにガス燃料が過剰に供給されているか否かを知ることができるガスエンジンを備えるガスエンジン設備を提供することができる。

【符号の説明】

【0074】

１ ガスエンジン
２ 燃焼系
３ 筐体
４ ガスセンサ
６ 取出ライン
８ 燃焼室
１０ 吸気ライン
１２ 燃料噴射弁
１４ 気筒
１６ 吸気ラインの入口
１８ 吸気ラインの上流部
１９ 吸気ラインの上流部の下流端
２０ 吸気ラインの下流部
２１ エアクーラ
２２ 排気ライン
２３ 排気ラインの出口
２５ ガス燃料ライン
２６ 着火装置
２７ 遮断弁
２８ 流通量調整弁
３０ ターボチャージャ
３０ａ コンプレッサ
３０ｂ タービン
３１ ガス燃料ラインの上流部
３２ 取出ラインの取出口
３３ ガス燃料ラインの上流部の下流端
３４ サブライン
３５ ガス燃料ラインの下流部
３６ メインライン
３７ 仕切弁
３８ 流量調整弁
４０ 取出ラインの出口
４２ 吸引部
５０ 制御装置
５２ 遮断弁指示部
５４ 起動部
５６ 検査部
５８ 仕切弁開閉部
１００ ガスエンジン設備
１０２ エンクロージャ
１０４ 空間
１０６ 天井壁
Ａ 燃焼用空気
Ｂ 流体
Ｃ 検出値
Ｄ 閾値
Ｅ 検査値
Ｆ ガス燃料
Ｐ 所定期間
Ｇ１ 混合気
Ｇ２ 排気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】