(57)【要約】【課題】主燃焼室内に存在する空気や希薄混合気の流れ場を乱して副室から主燃焼室へのトーチ火炎を主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と均一に混合させて、エンジンの熱効率の向上およびノッキングの発生を抑える副室付きガスエンジンを提供することを目的とする。【解決手段】副室２９の副室噴孔３５から主燃焼室７内に噴出される燃焼トーチと、吸気ポート９から主燃焼室７内に流入する吸気ガスとに加えて、燃料ガスとは異なる流体を主燃焼室７内に噴射して主燃焼室７内の流れ場の乱れを促進する乱流促進媒体流入手段５３、前記副室２９内へ供給された燃料ガスの着火タイミングとの関係に基づいて前記乱流促進媒体を主燃焼室７に流入するタイミングを制御する媒体流入制御装置５９と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに設けられた副室に燃料ガスを導き該燃料ガスに着火し、この燃焼トーチを複数の噴孔から主燃焼室内の吸気ガス中に噴出させて該吸気ガスを燃焼せしめるように構成された副室付きガスエンジンにおいて、
前記副室の噴孔から主燃焼室内に噴出される燃焼トーチと、吸気ポートから主燃焼室内に流入する吸気ガスとに加えて、燃料ガスとは異なる流体を主燃焼室内に噴射して主燃焼室内の流れ場の乱れを促進する乱流促進媒体流入手段と、
前記副室内へ供給された燃料ガスの着火タイミングとの関係に基づいて前記乱流促進媒体を主燃焼室に流入するタイミングを制御する媒体流入制御手段と、を備えたことを特徴とする副室付きガスエンジン。
【請求項２】
前記乱流促進媒体流入手段を構成する前記乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する媒体噴孔が、前記副室を形成する副室口金に形成されることを特徴とする請求項１記載の副室付きガスエンジン。
【請求項３】
前記副室口金の先端部が２重管構造からなり、内側管からは前記燃焼トーチが噴出し、外側管からは前記乱流促進媒体が噴出することを特徴とする請求項２記載の副室付きガスエンジン。
【請求項４】
前記燃焼トーチを主燃焼室に噴出する副室噴孔と、前記乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する媒体噴孔とが、副室口金の先端部において円周方向に交互に配置されることを特徴とする請求項３記載の副室付きガスエンジン。
【請求項５】
前記乱流促進媒体流入手段を構成する前記乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する噴射ノズルを、主燃焼室を形成するシリンダヘッドに主燃焼室の周囲に位置する部位に周方向に複数設置することを特徴とする請求項１記載の副室付きガスエンジン。
【請求項６】
前記媒体流入制御手段は、前記燃料ガスが副室内へ供給されて着火して主燃焼室に噴出した後の所定タイミングで前記乱流促進媒体を主燃焼室内に噴射することを特徴とする請求項１記載の副室付きガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料が供給される副室と吸気混合気が導入される主燃焼室を備える副室付きガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
予混合希薄燃焼ガスエンジンにおいては、副室内に充填された燃料ガスに着火装置により着火して生成したトーチ火炎を主燃焼室内の希薄混合ガス中に噴出させるトーチ着火方式として、副室に装着した点火プラグによって該副室内の燃料ガスを着火し、このトーチ火炎を主燃焼室内の希薄混合気ガス中に噴出せしめて主燃焼させる点火プラグ着火方式と、副室に装着したパイロット燃料噴射弁によって該副室内の燃料ガス中にパイロット燃料を噴射して着火し、このトーチ火炎を主燃焼室内の希薄混合気ガス中に噴出せしめて主燃焼させるパイロット燃料噴射着火方式と、が用いられている。
【０００３】
図６に、一般的な点火プラグ着火方式の全体構成を示す。
ガスエンジン１００は、シリンダ１０２ａ内に往復摺動自在に嵌合されたピストン１０２、前記ピストン１０２の上面とシリンダ１０２ａの内面との間に区画形成される主燃焼室１０１、該主燃焼室１０１に接続される吸気ポート１０３、該吸気ポート１０３を開閉する吸気弁１０４、主燃焼室１０１での燃焼後の排ガスを排出する排気ポート１１２、該排気ポート１１２を開閉する排気弁１１３、シリンダヘッド１０６等を備えている。
【０００４】
前記吸気ポート１０３の上流には、ガスミキサー１１０が設置され、燃料ガス管１０９を通して供給された燃料ガスと、吸気管１２１を通して供給された空気とを該ガスミキサー１１０で予混合する。そして、この予混合した希薄混合気は吸気ポート１０３を経て吸気弁１０４に達し、該吸気弁１０４の開弁によって前記主燃焼室１０１に供給されている。
ガス開閉弁１１１で、前記燃料ガス管１０９の通路面積と開閉期間を自在に変更可能に構成されている。
【０００５】
また、副室口金１１５の内部に副室１１６が形成されている。ノズルホルダー１１７の内部に点火プラグ１１８が設置されている。ノズルホルダー１１７にはガス燃料入口管１１９が接続されて該ガス燃料入口管１１９から燃料ガスが副室１１６に流入される。
そして、圧縮行程時にガス燃料入口管１１９から副室１１６内に導入された燃料ガスが点火プラグ１１８によって着火燃焼されてこの燃焼により発生した着火火炎が、副室噴孔１２０を通して主燃焼室１０１内に噴出させて該主燃焼室１０１の予混合の希薄混合気を燃焼させるようになっている。
【０００６】
一方、ガスエンジンにおいては、燃料を希薄化して予混合燃焼させることで、窒素酸化物が少なく、排気煙の少ないエンジンとすることができるが、予混合燃焼では圧縮比を大きくすることが困難であり、大きくするとノッキングが発生する問題がある。
また、副室を設けたガスエンジンでは、副室から主燃焼室へのトーチ火炎を吹き出す場合に、そのトーチ火炎を主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と如何に均一に混合させるかが、窒素酸化物を少なく且つ排気煙を少なくするために重要である。
【０００７】
副室付きのガスエンジンにおいて、このような副室から主燃焼室へのトーチ火炎を主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と均一に混合させるものとして、例えば、特許文献１（特開平６−１５９０５８号公報）等に開示されている。
【０００８】
特許文献１には、ガス燃料が供給される副室と主燃焼室とを主連絡孔とサブ連絡孔で連通し、制御弁が、主連絡孔を閉鎖する突出部とサブ連絡孔を閉鎖するバルブフェースを有し、該制御弁は、電磁弁駆動装置によって最初はサブ連絡孔を開放して燃焼噴流はピストン外周方向に吹き出させ、次いで、主連絡孔を開放して燃焼噴流はピストン頂面に衝突して主燃焼室の周辺方向に向かって流れて空気と均一に混合され、燃焼が促進されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１５９０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示された技術では、副室内の燃焼ガスを主燃焼室への噴出方向を制御弁の開弁に伴って、切換えて２段開放によって副室内の燃焼ガスが主燃焼室内へ供給されるものである。
すなわち、燃焼ガスの火炎トーチの噴出方向を多方向にして副室から噴出される燃焼ガスによって混合を均一化するものであるため、主燃焼室内に噴出される副室からの燃焼ガス量の増大化により、主燃焼室内の希薄燃焼が維持され難くなると共に、主燃焼室内において未燃焼ガスが増大しやすくなる傾向がある。
【００１１】
また、特許文献１は、副室から主燃焼室に噴出される燃焼ガスの流動を利用して主燃焼室内の空気や希薄混合気に乱れ生じさせて均一な混合による燃焼促進を図るものであるので、副室から主燃焼室に噴出される燃焼ガスとは別の媒体によって主燃焼室内に存在する空気や希薄混合気の流れ場を乱すことによって、副室から主燃焼室へ噴出する燃焼ガスを主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と均一に混合させる技術は示されていない。
【００１２】
副室付きガスエンジンでは、図６および特許文献１の構造のように、主燃焼室内の燃焼を促進するための流体の乱れは、吸気ポートからの希薄混合気による吸気ガスの流入によるものと、副室からの燃焼ガスの噴出との二つである。主燃焼室での着火時には、それだけでは燃焼を促進するための乱れの効果は少なく、燃焼期間が長くなり、熱効率が低下する可能性があり、また、乱れの効果少ないことにより未燃領域が発生し、ノッキングを発生する要因ともなるため、トーチ火炎を主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と如何に均一に混合させるかが重要である。
【００１３】
そこで、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、主燃焼室内に存在する空気や希薄混合気の流れ場を乱して副室から主燃焼室へのトーチ火炎を主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と均一に混合させて、エンジンの熱効率の向上およびノッキングの発生を抑える副室付き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】
【００１４】
そこで、本発明は、かかる目的を達成するために、シリンダヘッドに設けられた副室に燃料ガスを導き該燃料ガスに着火し、この燃焼トーチを複数の噴孔から主燃焼室内の吸気ガス中に噴出させて該吸気ガスを燃焼せしめるように構成された副室付きガスエンジンにおいて、
前記副室の噴孔から主燃焼室内に噴出される燃焼トーチと、吸気ポートから主燃焼室内に流入する吸気ガスとに加えて、燃料ガスとは別の流体を主燃焼室内に噴射して主燃焼室内の流れ場の乱れを促進する乱流促進媒体流入手段と、前記副室内へ供給された燃料ガスの着火タイミングとの関係に基づいて前記乱流促進媒体を主燃焼室に流入するタイミングを制御する媒体流入制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
かかる発明によれば、乱流促進媒体流入手段によって、副室の噴孔から主燃焼室内に噴出される燃焼トーチと、吸気ポートから主燃焼室内に流入する吸気ガスとに加えて、燃料ガスとは別の流体を主燃焼室内に噴射して主燃焼室内の流れ場の乱れを促進するため、主燃焼室内の吸気ガスの流れ場が、乱流促進媒体の流入によって乱れが促進され、その結果、副室から噴射される燃焼トーチと、主燃焼室内の吸気ガスとの混合が促進されて均一化される。
【００１６】
その結果、主燃焼室内の燃焼が促進されて、エンジンの熱効率が向上する。また、主燃焼室内の未燃ガスが減少して、エンジンの熱効率が向上する。また、燃料ガスの未燃焼領域が削減されるため、ノッキングの発生も抑制される。
【００１７】
また、乱流促進媒体としては、燃料ガスとは異なる別の流体からなり、例えば、空気、ＥＧＲガス、水等の液体や気体（水蒸気）のような流体からなるため、主燃焼室内の燃焼に大きな影響がなく、燃焼変動や燃費の悪化を伴うことなく、副室内からの燃焼トーチと主燃焼室内の吸気ガスとの均一な混合を行うことができる。
【００１８】
また、本発明において好ましくは、前記乱流促進媒体流入手段を構成する前記乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する媒体噴孔が、前記副室を形成する副室口金に形成されるとよい。
このように、乱流促進媒体流入手段を構成する乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する媒体噴孔が、副室を形成する副室口金に形成されるので、副室口金の部分の変更でよいため、主燃焼室の構造を大きく変更することなく、燃焼を促進することができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、前記副室口金の先端部が２重管構造からなり、内側管からは前記燃焼トーチが噴出し、外側管からは前記乱流促進媒体が噴出するように構成するとよい。
このように構成することで、乱流促進媒体流入手段を副室口金の部分にコンパクトに設けることができ、副室口金部分を交換することによって乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する構造に簡単に変更できる。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、前記燃焼トーチを主燃焼室に噴出する副室噴孔と、前記乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する媒体噴孔とが、副室口金の先端部において円周方向に交互に配置されるとよい。
このように燃焼トーチを主燃焼室に噴出する副室噴孔と、乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する媒体噴孔とが円周方向に交互に設けられているため、副室口金の先端部分に形成された副室噴孔からの燃焼ガスと、媒体噴孔からの乱流促進媒体とを偏りなく主燃焼室内に噴射することができ、燃焼ガスを主燃焼室内で均一化しやすい。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、前記乱流促進媒体流入手段を構成する前記乱流促進媒体を主燃焼室に噴出する噴射ノズルを、主燃焼室を形成するシリンダヘッドに主燃焼室の周囲に位置する部位に周方向に複数設置するとよい。
このように、主燃焼室内の吸気ガスが滞留しやすい主燃焼室の上部内周の隅部分に噴射ノズルから乱流促進媒体を噴出することによって、主燃焼室内の流れ場の乱れを促進でき、燃焼促進効果を一層向上できる。
【００２２】
また、本発明において好ましくは、前記媒体流入制御手段は、前記燃料ガスが副室内へ供給されて着火して主燃焼室に噴出した後の所定タイミングで前記乱流促進媒体を主燃焼室内に噴射するとよい。
このように、副室内で燃料ガスが着火した後に、すなわち燃焼ガスの燃焼トーチが主燃焼室内に噴出した後に、主燃焼室内に乱流促進媒体を噴射するので、火炎が広がり主燃焼室内の吸気ガスとの混合が進み主燃焼室内での燃焼後期において主燃焼室内の流れが乱されため、後燃が促進される。このため、燃焼ガスの未燃領域が削減されてノッキングの発生を効果的に減少させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、主燃焼室内に存在する空気や希薄混合気の流れ場を乱して副室から主燃焼室へのトーチ火炎を主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と均一に混合させて、エンジンの熱効率の向上およびノッキングの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成図を示す一部断面である。
【図２】平面視における吸気ポートおよび排気ポートの配置を示す概要説明図である。
【図３】副室口金に形成された噴孔の説明図であり、（Ａ）は副室軸線方向視における配置構造を示し、（Ｂ）は副室軸線方向の断面図である。
【図４】乱流促進媒体流入の噴出のタイムチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の全体構成図を示す一部断面である。
【図６】従来のガスエンジンの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１〜４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る４サイクルガスエンジン（以下エンジンという）の燃焼室周りの全体構成図である。図１において、エンジン１は、シリンダ３内に往復摺動自在に嵌合されたピストン５、前記ピストン５の上面とシリンダ３の内面との間に区画形成される主燃焼室７、該主燃焼室７に接続される吸気ポート９、該吸気ポート９を開閉する吸気弁１１、主燃焼室７での燃焼後の排ガスを排出する排気ポート１２、該排気ポート１２を開閉する排気弁１３、シリンダヘッド１５等を備えている。また、本実施形態のエンジンでは図２に示すように、吸気２弁および排気２弁の形態を有している。
【００２７】
前記吸気ポート９の上流には、ガスミキサー１７が設置され、燃料ガス管１９を通して供給された燃料ガスと、吸気管２１を通して供給された空気とを該ガスミキサー１７で予混合する。そして、この予混合した希薄混合気は吸気ポート９を経て吸気弁１１に達し、該吸気弁１１の開弁によって主燃焼室７に供給される。
ガス開閉弁２３で、前記燃料ガス管１９の通路面積と開閉期間を自在に変更可能に構成されている。
【００２８】
また、ノズルホルダー２５の先端部には副室口金２７が設けられ、副室口金２７の内部に副室２９が形成されている。ノズルホルダー２５の内部に点火プラグ３１が設置されている。ノズルホルダー２５にはガス燃料入口管３３が接続されて該ガス燃料入口管３３から燃料ガスが副室２９内に導かれる。
そして、圧縮行程時にガス燃料入口管３３から副室２９内に導入された燃料ガスが点火プラグ３１によって着火燃焼されてこの燃焼により発生した着火火炎が、副室噴孔３５を通して主燃焼室７内に噴出されて吸気ポート９を介して導入された希薄混合気を燃焼させるようになっている。
【００２９】
また、副室口金２７は、副室口金２７の拡大図を図３（Ｂ）に示すように、同心状の２重管構造となっており、内側通路３７と外側通路３９とを有し、内側通路３７には副室２９内で着火した燃焼ガスが流れ、外側通路３９には乱流促進媒体が流れるようになっている。
また、内側通路３７の先端部には、副室２９内で着火した火炎を主燃焼室７内へ噴出する副室噴孔３５が周方向に複数設けられ、外側通路３９の先端部には、乱流促進媒体を主燃焼室７へ噴出する媒体噴孔４１が周方向に複数設けられている。
【００３０】
図３（Ａ）のように、副室噴孔３５と媒体噴孔４１とは周方向に交互に配置されている。このため、副室噴孔３５からの燃焼ガスと、媒体噴孔４１からの乱流促進媒体とを偏りなく主燃焼室７に噴射することができ、乱流促進媒体によって燃焼ガスを主燃焼室７内で均一化できる。
【００３１】
また、図３（Ｂ）のように、副室噴孔３５は、外側通路３７を横切る通路３５ａによって形成されている。媒体噴孔４１は、外側通路３９の外壁に設けられている。
媒体噴孔４１の噴射方向は、副室口金２７の軸線Ｌ方向に対する噴射方向角度を示し、副室噴孔３５の噴射方向θ１と同一方向に媒体噴孔４１の噴射方向θ２が形成される場合と、θ２より大きい場合、小さい場合のそれぞれの噴射角度に設定される。
【００３２】
副室噴孔３５の噴射方向θ１と同一方向θ２に形成された場合には、副室噴孔３５からの燃焼ガスと同一の噴射方向角度を持って噴射されるため、乱流促進媒体による燃焼ガスの分散性が向上する。
【００３３】
また、副室噴孔３５の噴射方向θ１より大きい方向θ３に形成される場合には、ピストン５の頂面に形成されたキャビティ４３の縦壁の根元部４６付近もしくはピストン５の頂面の最外周部に形成されたスキッシュ部４４をピストン上死点位置で指向するように設定されるとよい。
燃焼ガスが滞留しやすいキャビティ４３内の縦壁の根元部４６付近もしくはピストン５の頂面の最外周部に形成されたスキッシュ部４４を指向することによって、キャビティ４３内もしくはスキッシュ部４４の流れを乱して、副室２９から噴出される燃焼ガスと、主燃焼室７内の吸気ガスとの混合の均一化を促進できる。
【００３４】
また、副室噴孔３５の噴射方向θ１より小さい方向θ４に形成される場合には、ピストン５の頂面に形成されたキャビティ４３の中央部４８を、ピストン上死点位置で指向するように設定されるとよい。
キャビティ４３内に燃焼ガスが滞留しやすいピストンキャビティの中央部４８を指向することによって、キャビティ４３内の流れを乱して燃焼ガスと混合の均一化を効果的に得ることができる。
【００３５】
副室口金２７に形成された外側通路３９に乱流促進媒体を供給する媒体供給通路４５、該媒体供給通路４５に設けられて媒体の供給開始、停止および供給流量を制御する媒体制御弁４７、乱流促進媒体を加圧して供給する媒体圧縮機４９、乱流促進媒体を貯蔵しておく媒体貯蔵タンク５１を備え、これらによって乱流促進媒体流入手段５３を構成している。
【００３６】
乱流促進媒体としては、例えば、空気、ＥＧＲガス、水等の液体や気体（水蒸気）のような流体からなり、さらに、噴出量については、主燃焼室７内の燃焼に大きな影響がなく、燃焼変動や燃費の悪化を伴うことがないように予め設定した量を噴射するようになっている。
従って、燃焼変動や燃費の悪化を伴うことなく、主燃焼室７内の流れを乱して副室２９からの燃焼ガスの火炎と主燃焼室７内の希薄混合気の吸気ガスとの均一な混合を促進できる。
【００３７】
また、ノズルホルダー２５の内部に設置された点火プラグ３１への作動信号の供給および停止を行う制御スイッチ５５、およびノズルホルダー２５に接続されるガス燃料入口管３３に設けられて燃料ガスの副室２９内への供給および停止を制御するガス燃料供給制御弁５７が設けられている。
【００３８】
また、前記制御スイッチ５５、ガス燃料供給制御弁５７、媒体制御弁４７の作動を制御して、前記乱流促進媒体の供給を制御する媒体流入制御装置５９が設けられている。
この媒体流入制御装置５９は、エンジン回転数、エンジン負荷の信号、さらにクランク角度等の信号が入力されて、運転状態に適したタイミングで主燃焼室７内に乱流促進媒体を噴出する。
【００３９】
次に、媒体流入制御装置５９における乱流促進媒体の流入制御を、図４のタイムチャートを参照して説明する。
圧縮行程前の吸気行程において所定のタイミングｔ１で、吸気弁１１を開弁してガスミキサー１７によって混合された希薄混合気を主燃焼室７内に流入する。吸気ガスを流入する流入期間は、吸気弁１１の開弁時間に相当している。
【００４０】
次に、圧縮行程によって筒内圧が上昇し、所定のタイミングｔ２で、ガス燃料供給制御弁５７を開弁して、副室２９内に燃料ガスを導入し、その後点火プラグ３１に点火指令を発して、副室２９内の燃料ガスに着火させて火炎を生成する。
着火と同時に燃焼ガスの火炎が、内側通路３７を通って副室噴孔３５から主燃焼室７内に噴出される。その燃焼ガスの噴出後の所定のタイミングｔ３において、媒体制御弁４７が開弁されて、加圧された乱流促進媒体が外側通路３９に流入されて、媒体噴孔４１から乱流促進媒体が主燃焼室７内に噴出される。
【００４１】
乱流促進媒体の流入タイミングを前述のように、タイミングｔ３で燃焼ガス噴出後に行うことで、主燃焼室７内における燃焼後期の後燃えを促進して未燃ガスを減少させることができる。これによってノッキングの発生を減少させることができる。
【００４２】
一方、燃焼ガス噴出前、つまり、点火前に行って主燃焼室７内の流れ場を予め乱しておき、副室２９から噴出された燃焼ガスによる主燃焼室７内での燃焼開始の立ち上げを促進して燃焼促進を図るようにしてもよい。この場合には、点火前のタイミングｔ４（図４参照）もしくはタイミングｔ２で乱流促進媒体の流入を開始するようにするとよい。
【００４３】
以上の第１実施形態によれば、乱流促進媒体流入手段５３によって、副室噴孔３５から主燃焼室７内に噴出される燃焼ガスのトーチと、吸気ポート９から主燃焼室７内に流入する吸気ガスとに加えて、燃焼に寄与しない燃料ガスとは異なる流体を主燃焼室７内に噴射して主燃焼室７内の流れ場の乱れを促進することによって、主燃焼室７内の吸気ガスの流れ場が、乱流促進媒体の流入によって促進され、その結果、副室から噴射される燃焼ガスのトーチと、主燃焼室内の吸気ガスとの混合を促進して均一化できる。
【００４４】
主燃焼室７内の希薄混合気と副室２９からの燃焼ガスとが均一に混合することによって、主燃焼室７内の燃焼が促進されて、エンジンの熱効率が向上する。また、主燃焼室７内の未燃ガスが減少して、エンジンの熱効率が向上する。また、燃料ガスの未燃焼領域が削減されるため、ノッキング発生も抑制される。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、図５を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、乱流促進媒体流入手段５３が第１形態とは相違するものである。
第２実施形態の乱流促進媒体流入手段６１は、図５に示すように、噴射ノズル６３が、主燃焼室７の上面を形成するシリンダヘッド１５に、主燃焼室７の周囲に位置する部位に周方向に複数設置されている。
【００４６】
図２に示すように、噴射ノズル６３は主燃焼室７の周囲に、例えば４箇所に設置され、斜め下方向でシリンダ中心に向かって噴射されるようになっている。
また、その噴射ノズル６３への乱流促進媒体の供給を行う乱流促進媒体流入手段６１は、媒体供給通路６５、該媒体供給通路６５に設けられた媒体制御弁６７、乱流促進媒体を加圧して供給する媒体圧縮機６９、乱流促進媒体を貯蔵しておく媒体貯蔵タンク７１を備えて構成されている。そして、媒体流入制御装置５９によって、媒体制御弁６７が制御されて、乱流促進媒体の供給開始、停止および供給流量が制御される。
副室口金７３は、第１実施形態のような二重管構造ではなく従来技術（図６参照）のような単一管構造からなっている。
【００４７】
乱流促進媒体の流入制御は、第１実施形態と同様である。従って、第２実施形態によれば、乱流促進媒体が、主燃焼室７の上端内周部分に噴出することによって、燃焼ガスが滞留しやすい主燃焼室７の上端内周の隅部分の流れ場に乱流を与えることによって、燃え残りを防止して燃焼促進効果を向上させることができる。
【００４８】
なお、第１実施形態の副室口金２７の部分から乱流促進媒体を噴出する構成に、第２実施形態の主燃焼室７の上端内周部分から噴出する構成を組み合わせてもよく、このようにすることで、燃焼ガスが燃えずに滞留しやすい部位である、キャビティ４３の縦壁の根元部４６、または中央部４８に加えて、主燃焼室７の上部内周部、すなわち、スキッシュ部４４に噴出して流れを乱すので、燃焼後期の後燃えの促進、および燃焼初期の燃焼立ち上げの促進を行うことができる。
これらによって未燃ガスの減少を促進してエンジンの熱効率の向上およびノッキングの発生を一層抑制できるようになる。
【００４９】
また、第１実施形態、第２実施形態において、副室内における着火を、点火プラグ３１を用いた点火プラグ着火方式として説明したが、副室に装着したパイロット燃料噴射弁によって該副室内の燃料ガス中にパイロット燃料を噴射して着火し、このトーチ火炎を主燃焼室内の希薄混合気ガス中に噴出せしめて主燃焼させるパイロット燃料噴射着火方式としてもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、主燃焼室内に存在する空気や希薄混合気の流れ場を乱して副室から主燃焼室へのトーチ火炎を主燃焼室に存在する空気や希薄混合気と均一に混合させて、エンジンの熱効率の向上およびノッキングの発生を抑えることができるので、副室付きガスエンジンへの適用技術として有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ガスエンジン
３  シリンダ
７  主燃焼室
１５  シリンダヘッド
２５  ノズルホルダー
２７、７３  副室口金
２９  副室
３１  点火プラグ
３３  ガス燃料入口間
３５  副室噴孔
３７  内側通路（内側管）
３９  外側通路（外側管）
４１  媒体噴孔
４４  スキッシュ部
４５  媒体供給通路
４７  媒体制御弁
５３、６１  乱流促進媒体流入手段
５５  制御スイッチ
５７  ガス燃料供給制御弁
５９  媒体流入制御装置
６３  噴射ノズル
【図１】
2014084742.tif 000003
【図２】
2014084742.tif 000004
【図３】
2014084742.tif 000005
【図４】
2014084742.tif 000006
【図５】
2014084742.tif 000007
【図６】
2014084742.tif 000008