(57)【要約】【課題】  シリンダのヘッドに組み込まれる弁構造の簡素化が図れ、しかも水素ガスを燃焼室に噴射するタイミングの調整が容易な水素エンジンを提供する。【解決手段】  吸気弁１５の弁体１４にノズル遊挿孔１４ｂを形成し、また弁体１４のノズル遊挿孔１４ｂの形成部に、水素噴射ノズル１８の水素ガスの噴射口１８ａを、吸気弁１５の開弁動作に伴って開口し、かつ吸気弁１５の閉弁動作に伴って閉口する水素噴射弁ガイド２５を設けたので、シリンダ１１のヘッド１１ａに組み込まれる弁構造の簡素化を図ることができる。しかも、水素ガスを燃焼室ａに噴射するタイミングの調整が容易になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端の開口部がシリンダヘッドにより閉蓋され、内部に燃焼室が形成されるシリンダを有し、
前記シリンダヘッドには、弁体を有する吸気弁と、排気弁と、水素ガスを前記燃焼室内に噴射する水素噴射ノズルとが配設された水素エンジンであって、
前記吸気弁の弁体には、
該弁体の燃焼室側の面とその反対側の面とを貫通し、前記水素噴射ノズルが挿入されるノズル遊挿孔が形成されるとともに、
前記弁体のノズル遊挿孔の形成部には、前記水素噴射ノズルの水素ガスの噴射口を、前記吸気弁の開弁動作に伴って開口し、かつ該吸気弁の閉弁動作に伴って閉口する水素噴射弁ガイドが設けられた水素エンジン。
【請求項２】
前記噴射口は、前記水素噴射ノズルの先端面に形成され、
前記水素噴射弁ガイドは、前記弁体のノズル遊挿孔の形成部の燃焼室側に設けられ、前記噴射口を開閉する栓を有した請求項１に記載の水素エンジン。
【請求項３】
前記水素噴射ノズルの先部は、先端に向かうほど徐々に先細り化した形状を有し、
前記噴射口は、前記水素噴射ノズルの先部の外周面に形成され、
前記水素噴射弁ガイドは、前記ノズル遊挿孔の内周壁の燃焼室側の部分が、前記水素噴射ノズルの先部の先細り形状に合わせて徐々に先細り化された請求項１に記載の水素エンジン。
【請求項４】
一端の開口部がシリンダヘッドにより閉蓋され、内部に燃焼室が形成されるシリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンとを有し、
前記シリンダヘッドには、弁体を有する吸気弁と、排気弁と、水素ガスを前記燃焼室内に噴射する水素噴射弁と、前記燃焼室内に離間配置された正電極と負電極との間で電気火花を発生させる点火プラグとが配設された水素エンジンであって、
前記正電極および負電極のうちの何れか一方を、前記点火プラグの燃焼室内への露出部分に設け、
前記正電極および負電極のうちの残りを、前記ピストンのシリンダヘッド側の端面で、かつ前記点火プラグ側の正電極または負電極と対向する部分に設け、
前記ピストンが上死点に達した状態を検出する上死点検出手段と、
前記正電極と負電極とへの通電手段とを設けた水素エンジン。
【請求項５】
ロータハウジング内にロータを収容してその外周側に複数の作動室を画成し、該ロータの回転に連れて各作動室がそれぞれ周方向に移動しながら、水素ガスと空気との吸気、圧縮、燃焼および排気の各工程を順次行い、前記燃焼工程では点火プラグの正電極と負電極との間で電気火花を発生させる水素エンジンにおいて、
前記正電極および負電極のうちの何れか一方を、前記点火プラグの作動室内への露出部分に設け、
前記正電極および負電極のうちの残りを、前記ロータの外周壁で、かつ該ロータの回転中に点火プラグ側の正電極または負電極と対向する部分に設け、
前記ロータの回転角度を検出する角度センサとを設けた水素エンジン。
【請求項６】
一端の開口部がシリンダヘッドにより閉蓋され、内部に燃焼室が形成されるシリンダを有し、
前記シリンダヘッドには、吸気弁と、排気管の上流部に設けられた排気弁と、水素供給管の下流部に設けられ、水素ガスを前記燃焼室内に噴射する水素噴射弁とが配設された水素エンジンであって、
前記排気管の上流部と水素供給管の下流部とをバイパス管により連通し、
該バイパス管には、前記排気管からの水蒸気を含む排ガスの水素供給管への流れ込みのみを許容する逆止弁が設けられた水素エンジン。
【請求項７】
ロータハウジング内にロータを収容してその外周側に複数の作動室を画成し、該ロータの回転に連れて各作動室がそれぞれ周方向に移動しながら、水素ガスと空気との吸気、圧縮、燃焼および排気の各工程を順次行い、前記燃焼工程では点火プラグの正電極と負電極との間で電気火花を発生させる水素エンジンにおいて、
前記燃焼工程に達した作動室は、該作動室がロータハウジング内を周方向に移動する中で、最も高い位置に配置される水素エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は水素エンジン、詳しくは水素ガスを燃料とした水素エンジンの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、排気ガスによる大気汚染を軽減するため、ガソリンや軽油を燃料としたエンジンに代えて、例えば特許文献１のように水素ガスを燃料とした水素エンジンが開発されている。
特許文献１は、シリンダにピストンが往復動自在に挿入され、ピストンに一端が連結された連接棒の他端が、クランク軸に軸支されている。また、シリンダヘッドには、吸気弁、排気弁および水素噴射弁が配設されるとともに、ディストリビュータに接続された点火プラグが設けられている。水素噴射弁は、上流部が水素ガスタンクに連通された水素供給管の下流部に設けられている。また、吸気弁は吸気管の下流部に設けられている。特許文献１は、燃焼室で水素ガスと空気とが混合される内部混合方式を採用している。この方式によれば、吸気管の下流部内に水素ガス噴射部を設け、予め吸気管内で混合気を発生させる外部混合方式の水素エンジンの欠点であるバックファイヤーを防ぐことができる。
【０００３】
次に、特許文献１の水素エンジンの作動を説明する。水素ガスタンクからの水素ガスは、水素噴射弁を経て、所定のタイミングでシリンダヘッド内に供給され、ここで吸気弁からシリンダヘッド内に供給された空気と混合される。そして、点火プラグの電気火花により着火し、燃焼室は高圧となり、ピストンがシリンダ内で押し下げられ、連接棒およびクランク軸を介して、回転力が出力される。
【特許文献１】特開平２００３−１３７６５号公報
【発明の開示】
【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の水素エンジンでは、以下の欠点があった。
すなわち、(1) シリンダヘッドには、吸気弁とは異なる弁操作を必要とする水素噴射弁が設けられていた。そのため、シリンダヘッドに組み込まれた弁構造が複雑化するとともに、水素ガスを燃焼室に噴射するタイミングの調整が難しかった。
(2) また、点火プラグによる着火のタイミングは、水素ガスと空気との混合気がシリンダヘッド内で最大限に圧縮されるピストンの上死点である。このタイミングがずれると、円滑にピストンを往復動させることができず、エンジンの出力が低下していた。
(3) さらに、このような内部混合方式の水素エンジンであっても、着火時に水素供給管の元部内でバックファイヤーが発生するおそれがあった。
【０００５】
この発明は、シリンダヘッドに組み込まれる弁構造の簡素化を図ることができ、しかも水素ガスを燃焼室に噴射するタイミングの調整が容易な水素エンジンを提供することを目的としている。
また、この発明は、水素噴射弁を兼用する吸気弁の弁構造が簡素化し、低コスト化を図ることができる水素エンジンを提供することを目的としている。
この発明は、高速で水素ガスを燃焼室の全域に噴出することができる水素エンジンを提供することを目的としている。
この発明は、エンジンの燃焼工程での最適な点火タイミングを常時保持することができる水素エンジンを提供することを目的としている。
この発明は、内部混合方式の水素エンジンにおける水素供給管内でのバックファイヤーを防止することができる水素エンジンを提供することを目的としている。
この発明は、燃料ガスの燃焼効率が高まり、高出力を得ることができる水素エンジンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、一端の開口部がシリンダヘッドにより閉蓋され、内部に燃焼室が形成されるシリンダを有し、前記シリンダヘッドには、弁体を有する吸気弁と、排気弁と、水素ガスを前記燃焼室内に噴射する水素噴射ノズルとが配設された水素エンジンであって、前記吸気弁の弁体には、該弁体の燃焼室側の面とその反対側の面とを貫通し、前記水素噴射ノズルが挿入されるノズル遊挿孔が形成されるとともに、前記弁体のノズル遊挿孔の形成部には、前記水素噴射ノズルの水素ガスの噴射口を、前記吸気弁の開弁動作に伴って開口し、かつ該吸気弁の閉弁動作に伴って閉口する水素噴射弁ガイドが設けられた水素エンジンである。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、水素噴射ノズルを吸気弁の弁体のノズル遊挿孔に摺動自在に挿入している。そのため、吸気弁の弁体を燃焼室側に移動させて吸気（開弁動作）すると、これと同時に水素噴射ノズルの水素ガスの噴射口が開口し、燃焼室に水素ガスが噴出される。その後、吸気弁の弁体を元の閉弁位置まで戻して閉弁すると、同時に水素噴射ノズルの水素ガスの噴射口が閉口する。
これにより、吸気弁の弁操作だけで、燃焼室への空気の供給とその停止、燃焼室への水素ガスの供給とその停止とを同一タイミングで行うことができる。その結果、シリンダヘッドに組み込まれた弁構造が簡素化するとともに、水素ガスを燃焼室に噴射するタイミングの調整も容易になる。
【０００８】
水素エンジンとは、水素ガスを燃料として動力が得られる内燃機関である。その用途は限定されない。例えば、自動車用のエンジンでもよいし、船舶用のエンジンでもよい。また、発電用などでもよい。また、水素エンジンの種類としては、例えばシリンダ内でピストンを往復動させるレシプロエンジン（２サイクル、４サイクル）でもよいし、ピストンが回転するロータリーエンジンでもよい。
水素噴射ノズルは、水素供給管に連通されている。水素噴射ノズルは、移動する吸気弁の弁体に対して移動せず、その位置は固定（一定）となっている。水素噴射ノズルは、シリンダヘッドに固定してもよいし、水素供給管に固定してもよい。
水素噴射弁ガイドの形状は限定されない。また、弁体のノズル遊挿孔の形成部における水素噴射弁ガイドの形成位置も限定されない。
水素噴射ノズルの噴射口を、吸気弁の開弁動作に伴って開口するとは、吸気弁が燃焼室側に移動して吸気口が開く際、水素噴射ノズルの噴射口が開口することをいう。また、水素噴射ノズルの噴射口を、吸気弁の閉弁動作に伴って閉口するとは、吸気弁が吸気口側に移動して吸気口が閉じる際、水素噴射ノズルの噴射口が閉まることをいう。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記噴射口は、前記水素噴射ノズルの先端面に形成され、前記水素噴射弁ガイドは、前記弁体のノズル遊挿孔の形成部の燃焼室側に設けられ、前記噴射口を開閉する栓を有した請求項１に記載の水素エンジンである。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、吸気弁の弁体を燃焼室側に移動して開弁すると、これに伴い、水素噴射ノズルの噴射口から水素噴射弁ガイドの栓が外れて噴射口が開く。そして、水素ガスがノズル遊挿孔から燃焼室に噴射される。また、吸気弁の弁体を元の閉弁位置まで戻すと、水素噴射弁ガイドの栓が水素噴射ノズルの噴射口を塞ぐ。これにより、水素噴射弁を兼用する吸気弁の弁構造が簡素化し、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
噴射口の形状としては、例えばラッパ形状でもよい。
水素噴射弁ガイドとしては、例えばラッパ形状の噴射口を閉口可能な円錐形状の突起形状としてもよい。
栓の素材は限定されない。例えば、各種の金属、セラミックスなどを採用することができる。
栓の形状、大きさ、使用総数は限定されない。噴射口の形状、大きさ、形成数に応じて適宜変更される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記水素噴射ノズルの先部は、先端に向かうほど徐々に先細り化した形状を有し、前記噴射口は、前記水素噴射ノズルの先部の外周面に形成され、前記水素噴射弁ガイドは、前記ノズル遊挿孔の内周壁の燃焼室側の部分が、前記水素噴射ノズルの先部の先細り形状に合わせて徐々に先細り化された請求項１に記載の水素エンジンである。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、吸気弁の弁体を燃焼室側に移動して開弁すると、水素噴射ノズルの先細り化した先部の外周面の噴射口から、同じように先細り化した水素噴射弁ガイドが外れ、噴射口が開く。これにより、水素ガスはノズル遊挿孔を経て、燃焼室に噴射される。また、吸気弁の弁体を元の閉弁位置まで戻すと、水素噴射弁ガイドが水素噴射ノズルの噴射口を塞ぐ。これにより、水素噴射弁を兼用する吸気弁の弁構造が簡素化し、低コスト化を図ることができる。また、このようにノズル遊挿孔を先細り化（オリフィス化）したので、高速で水素ガスを燃焼室の全域に噴出することができる。
【００１４】
噴射口は、水素噴射ノズルの先部の外周面に１つだけ形成してもよし、複数形成してもよい。
水素噴射弁ガイドが、水素噴射ノズルの先部の先細り形状に合わせて徐々に先細り化しているとは、吸気弁の閉口時において、水素噴射弁ガイドと水素噴射ノズルの先部とが移動可能に嵌合り合い、噴射口を閉じれるように構成されていることをいう。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、一端の開口部がシリンダヘッドにより閉蓋され、内部に燃焼室が形成されるシリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンとを有し、前記シリンダヘッドには、弁体を有する吸気弁と、排気弁と、水素ガスを前記燃焼室内に噴射する水素噴射弁と、前記燃焼室内に離間配置された正電極と負電極との間で電気火花を発生させる点火プラグとが配設された水素エンジンであって、前記正電極および負電極のうちの何れか一方を、前記点火プラグの燃焼室内への露出部分に設け、前記正電極および負電極のうちの残りを、前記ピストンのシリンダヘッド側の端面で、かつ前記点火プラグ側の正電極または負電極と対向する部分に設け、前記ピストンが上死点に達した状態を検出する上死点検出手段と、前記正電極と負電極とへの通電手段とを設けた水素エンジンである。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、圧縮工程ではシリンダ内でピストンがシリンダヘッド側に移動する。ピストンが上死点に達すると、水素ガスと空気との混合気がシリンダヘッド内（燃焼室内）で最大限に圧縮される。このとき、正電極と負電極とが最も接近する。その状態を例えばクランク軸の回転角度から上死点検出手段が検出し、その検出信号に基づき、点火プラグ側の電極とピストン側の電極との間に高電圧が印加され、火花放電が発生する。
このように、従来は点火プラグだけに配設された正電極と負電極とを、点火プラグとピストンとの間にそれぞれ分離して設け、圧縮工程においてピストンが上死点に達したとき、これを上死点検出手段で検出し、両電極間で発火放電するようにしたので、エンジンの燃焼工程での最適な点火タイミングを常時保持することができる。
【００１７】
点火プラグの燃焼室内への露出部分に設けられるのは、正電極でもよいし、負電極でもよい。
また、ピストンのシリンダヘッド側の端面に設けられる電極は、点火プラグ側が正電極の場合には負電極である。また、点火プラグ側が負電極の場合には正電極となる。
ここでいう水素噴射弁は、公知の水素噴射弁だけでなく、請求項１に記載された水素噴射ノズルを含む。この場合、吸気弁の弁体には、水素噴射弁ガイドが形成されるものとする。
【００１８】
上死点検出手段としては、例えばクランクケースに設けられ、クランク軸の回転角度を検出する角度センサでもよい。クランク軸は、ピストンの往復動に連動し、クランクケース内で回転する。従って、上死点位置におけるクランク軸の回転角度は、常に一定となる。そこで、この回転角度を上死点検出手段により検出することで、混合気の着火に最適で、燃焼室内の混合気の圧縮が最大となる上死点位置を間接的ではあるが検出することができる。上死点検出手段で検出されるクランク軸の部分としては、例えばバランスウエイト、クランクピンなどである。シリンダヘッドに上死点検出手段を設ければ、ピストンの上死点位置を直接検出することができる。しかしながら、燃焼室が高温となるので、上死点検出手段が高熱で損傷するおそれがある。
【００１９】
通電手段は、所定の電源（自動車の場合にはディストリビュータなど）を有している。また、電磁式の通電手段でもよい。水素エンジンには、この電源と、上死点検出手段の検出信号に基づき、正電極と負電極との間に電源から高圧の電気を印加させる制御部とがそれぞれ付設されている。制御部は、水素エンジンが搭載される機器（例えば自動車）に組み込まれた制御装置を採用してもよい。また、専用の制御部を新設してもよい。正電極と負電極とが分離した点火プラグを有する水素エンジンは、燃料を圧縮して自然爆発させるディーゼルエンジンを含む。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、ロータハウジング内にロータを収容してその外周側に複数の作動室を画成し、該ロータの回転に連れて各作動室がそれぞれ周方向に移動しながら、水素ガスと空気との吸気、圧縮、燃焼および排気の各工程を順次行い、前記燃焼工程では点火プラグの正電極と負電極との間で電気火花を発生させる水素エンジンにおいて、前記正電極および負電極のうちの何れか一方を、前記点火プラグの作動室内への露出部分に設け、前記正電極および負電極のうちの残りを、前記ロータの外周壁で、かつ該ロータの回転中に点火プラグ側の正電極または負電極と対向する部分に設け、前記ロータの回転角度を検出する角度センサとを設けた水素エンジンである。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、圧縮工程ではロータの回転に連れて作動室が圧縮され、燃焼工程の直前で最大限に圧縮される。この状態を、ロータの回転角度から角度センサが検出する。その時、正電極と負電極とが最も接近する。そして、角度センサからの検出信号に基づき、点火プラグ側の電極とロータ側の電極との間に高電圧が印加され、火花放電が発生する。これにより、エンジンの燃焼工程での最適な点火タイミングを常時保持することができる。
【００２２】
ここでの水素エンジンとは、各種のロータリーエンジンである。ロータの形状は限定されない。一般には三角形状である。
点火ブラグの使用本数は限定されない。一般にはロータ回転方向の遅れ側の位置に設けられたトレーリング側点火プラグと、ロータ回転方向の進み側位置に設けられたリーディング側点火プラグとの２本である。
角度センサは、例えばロータハウジングに設けることができる。その場合、角度センサで検出されるロータの部分は限定されない。例えば、三角形状のロータの場合の頂上部またはその付近を採用することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、一端の開口部がシリンダヘッドにより閉蓋され、内部に燃焼室が形成されるシリンダを有し、前記シリンダヘッドには、吸気弁と、排気管の上流部に設けられた排気弁と、水素供給管の下流部に設けられ、水素ガスを前記燃焼室内に噴射する水素噴射弁とが配設された水素エンジンであって、前記排気管の上流部と水素供給管の下流部とをバイパス管により連通し、該バイパス管には、前記排気管からの水蒸気を含む排ガスの水素供給管への流れ込みのみを許容する逆止弁が設けられた水素エンジンである。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、バイパス管を通して、排気管から排気される水蒸気を含む排ガスに含まれる一部のスチームが、水素供給管の下流部を流れる水素ガスに混入される。水素エンジンでは燃焼時に水蒸気が発生する。この水蒸気がバックファイヤーを抑制することは従前より知られている。その結果、内部混合方式の水素エンジンにおいて、シリンダの燃焼室内に水蒸気を注入することで、気化熱により燃焼室内の温度を下げ、燃焼時の余熱による点火プラグの電極の高温化に伴う過早着火を防止することができる。これにより、過早着火を原因としたバックファイアの発生を低減することがる。しかも、この電極の高温化に伴う溶損を防止することができ、水蒸気によりスパークの発生を容易にすることができる。
【００２５】
バイパス管は、排気管の上流部と水素供給管の下流部とを連通していれば、その配管経路、直径などは限定されない。
また、バイパス管における逆止弁の取り付け位置も限定されない。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、ロータハウジング内にロータを収容してその外周側に複数の作動室を画成し、該ロータの回転に連れて各作動室がそれぞれ周方向に移動しながら、水素ガスと空気との吸気、圧縮、燃焼および排気の各工程を順次行い、前記燃焼工程では点火プラグの正電極と負電極との間で電気火花を発生させる水素エンジンにおいて、前記ロータハウジングは、各作動室がロータハウジング内を周方向に移動する中で、燃焼工程が最も上方位置となるように形成し、前記点火プラグの正電極と負電極とを、燃焼工程に達した作動室の上部に露出可能なロータハウジングの位置に配設した水素エンジンである。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、ロータハウジングが従来の縦型に対して横型（横向き）であるので、作動室が燃焼工程に達すると、空気より比重が軽い水素ガスは、点火プラグの両電極が配置された作動室の上部に向かって移動する。ここで、点火プラグにより着火する。これにより、空気と水素との混合ガスの中でも、比較的水素ガスが高濃度に存在する領域から燃焼が開始する。その結果、燃焼工程が行われる領域がロータハジングの側部に存在し、着火後の燃焼が比較的高濃度に空気が存在する領域から始まる従来の水素エンジンに比べて、燃料ガスの燃焼効率が高まり、高出力を得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載の発明によれば、吸気弁の弁体にノズル遊挿孔を形成し、また弁体のノズル遊挿孔の形成部に、水素噴射ノズルの水素ガスの噴射口を、吸気弁の開弁動作に伴って開口し、かつ吸気弁の閉弁動作に伴って閉口する水素噴射弁ガイドを設けたので、シリンダヘッドに組み込まれる弁構造の簡素化を図ることができる。しかも、水素ガスを燃焼室に噴射するタイミングの調整が容易になる。
【００２９】
請求項２に記載の発明によれば、噴射口を水素噴射ノズルの先端面に形成し、水素噴射弁ガイドを弁体のノズル遊挿孔の形成部の燃焼室側に設けたので、水素噴射弁を兼用する吸気弁の弁構造が簡素化し、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明によれば、水素噴射ノズルの先部を、先端に向かうほど徐々に先細り化し、噴射口は水素噴射ノズルの先部の外周面に形成し、水素噴射弁ガイドを水素噴射ノズルと同様に先細り化したので、水素噴射弁を兼用する吸気弁の弁構造が簡素化し、低コスト化を図ることができる。しかも、高速で水素ガスを燃焼室の全域に噴出することができる。
【００３１】
請求項４および請求項５に記載の発明によれば、点火プラグとピストンとの間に正電極と負電極とを配設し、圧縮工程で水素を含むガスが最大限に圧縮された状態を上死点検出手段で検出し、その検出信号に基づき、両電極間に火花放電するようにしたので、エンジンの燃焼工程での最適な点火タイミングを常時保持することができる。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、バイパス管を通して、排気管から排気される水蒸気を含む排ガスの一部、特に水蒸気を水素供給管中の水素ガスに混入する。その結果、内部混合方式の水素エンジンにおいて、水蒸気による燃焼温度を下降側にコントロールし、着火を促進し、水素供給管内でバックファイアが発生するおそれを低減することができる。しかも、点火プラグの電極の高温化に伴う溶損とエンジンの焼き付きを防止することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、ロータハウジングを、燃焼工程が最も上方位置となるように形成し、また点火プラグの正電極と負電極とは、燃焼工程に達した作動室の上部に露出可能なロータハウジングの位置に配設したので、従来の縦向きのロータハウジングを有した水素エンジンに比べて、燃料ガスの燃焼効率が高まり、高出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００３５】
図１〜図４において、１０はこの発明の実施例１に係る自動車用の水素エンジン１０で、この水素エンジン１０は、一端の開口部がシリンダヘッド１１ａにより閉蓋され、内部に燃焼室が形成される円筒状のシリンダ１１と、シリンダ１１内を往復動する円柱状のピストン１２と、ピストン１２が連接棒を介して回転自在に連結されたクランク軸１３とを有している。シリンダ１１のシリンダヘッド１１ａには、給気路に設けられた弁体１４を有する吸気弁１５と、排気路に設けられた弁体１６を有する排気弁１７と、水素ガスタンク２４内の水素ガスを水素供給管２３を介して燃焼室ａ内に噴射する水素噴射ノズル１８と、燃焼室ａ内に離間配置された正電極１９と負電極２０との間で電気火花を発生させる点火プラグ３０とが配設されている。正電極１９と負電極２０とには、高圧の電気を印加する回転電機子型の磁石発電機（通電手段）２１が電気的に接続されている（図２）。
【００３６】
磁石発電機２１は、制御部（エンジン電子制御ユニット）２２に電気的に接続されている。磁石発電機２１では、門形の永久磁石２１ａの内側空間で電機子２１ｂが回転すると、１次電圧および磁力線が変化する。このとき、電機子２１ｂの回転角度が９０°および２７０°付近では、磁力線が急低下する。すなわち、これらの角度付近では電機子２１ｂを通る磁束の方向が逆になり、この部分でカム２１ｃの回転に伴って断続子２１ｄを回動させ、コンデンサ２１ｅと接続された断続器２１ｆの接点を遮断する。その結果、１次コイル２１ｇに付設された２次コイル２１ｈ側に非常に高圧の電圧が発生する。これを点火プラグ３０に送り、火花放電を行う。
【００３７】
以下、各構成部品を詳細に説明する。
吸気弁１５は、水素供給管２３の下流部に連通されている。水素供給管２３には、常時、水素ガスが供給される。そのガス圧は２〜１０ｂａｒである。水素供給管２３の上流部は水素ガスタンク２４に連通されている。水素ガスタンク２４は、アルミライナと、カーボンファイバと、グラスファイバとの３層構造を有した水素貯蔵用のタンクである。
水素ガスタンク２４に代えて、図示しない水素ガス発生装置でもよい。吸気弁１５の弁体１４の外周部の一部分には、肉盛部１４ａが一体形成されている。肉盛部１４ａには、燃焼室ａ側の面とその反対側の面とを垂直（弁体の厚さ方向）に貫通し、水素噴射ノズル１８を挿入するノズル遊挿孔１４ｂが形成されている。水素噴射ノズル１８の先部の外周面には、吸気弁１５の閉弁時、肉盛部１４ａの上面に当接することで弁体１４の過剰な上昇を防止するストッパの機能を果たすフランジ１４ｃが一体形成されている。水素噴射ノズル１８の先端面には、燃焼室ａに向かって徐々に拡径化したラッパ状の噴射口１８ａが形成されている。
【００３８】
ここで、図５を参照して、水素噴射ノズル１８の構造を詳細に説明する。
水素噴射ノズル１８は、ノズル本体１８ｂと、ノズル本体１８ｂの先端部に螺合され、先端に噴射口１８ａが形成された噴射部１８ｃと、ノズル本体１８ｂの先部内に挿入されるステンレス製の多孔質柱体１８ｄと、ノズル本体１８ｂに収納され、多孔質柱体１８ｄを噴射部１８ｃに押し付けるコイルばね１８ｅとを備えている。図５において、１８ｆ，１８ｇは、それぞれガスシール用のＯリングである。
水素ガスタンク２４から供給された水素ガスは、水素噴射ノズル１８を通して、吸気弁１５の開弁に伴って噴射口１８ａから燃焼室ａに噴射される。その際、水素ガスは、逆火防止装置の多孔質柱体１８ｄに形成された多数の微細孔を通過して噴射される。
【００３９】
弁体１４のノズル遊挿孔１４ｂの形成部の燃焼室側（下端側）には、水素噴射ノズル１８の噴射口１８ａを、吸気弁１５の開弁動作に伴って開口し、かつ吸気弁１５の閉弁動作に伴って閉口する水素噴射弁ガイド２５が設けられている（図３ａ，図３ｂ）。
水素噴射弁ガイド２５は、吸気弁１５の閉口（閉弁）時に、噴射口１８ａを着脱自在に密閉する円錐栓２５ａを有している。円錐栓２５ａは、ノズル遊挿孔１４ｂの形成部の燃焼室ａ側にラッパ状に形成されたガイド噴射口１８ａの内部空間に、その全周において隙間ｂが形成されるようにゆとりをもって収納されている。円錐栓２５ａの外周部は、その一部分がガイド噴射口１８ａの内周壁に連結されている。
【００４０】
なお、円錐栓２５ａを有する水素噴射ノズル１８に代えて、その先部が、先端に向かうほど徐々に先細り化し、かつ噴射口１８ａがノズル先部の外周面に、周方向に１８０°間隔で２つ形成された水素噴射ノズル１８Ａを採用してもよい（図４ａ、図４ｂ）。その場合、水素噴射弁ガイド２５に代えて、ノズル遊挿孔１４ｂの内周壁の燃焼室ａ側の部分が、水素噴射ノズル１８の先部の先細り形状に合わせて徐々に先細り化した水素噴射弁ガイド２５Ａを採用する。
【００４１】
また、点火プラグ３０の燃焼室ａ内への露出部分には、正電極１９が設けられている。点火プラグ３０は、筒状の外カバーである導電性の鋳鉄からなる胴体３０ａと、胴体３０ａ内に挿着された絶縁性のセラミックスからなる筒状の頭部３０ｂと、頭部３０ｂ内に挿着されたニッケル合金がメッキされた銅製の中軸３０ｃとを有している（図６）。中軸３０ｃの先端部が胴体３０ａの先端から突出し、その部分が正電極１９となっている。また、負電極２０は、ピストン１２のシリンダヘッド１１ａ側の端面で、かつ正電極１９と対向する部分に設けられている。負電極２０は、ピストン１２、連接棒２８、ピストン１２と連接棒２８とを回動自在に連結するピストンピン、クランク軸１３、およびクランクケースを介して、図示しないアース電極に電気的に接続されている。従って、これらの部材は、それぞれ導電性を有している。各部材の具体的な素材としては、それぞれＪＩＳ  Ｈ５２０２において、ピストン１２がＡ８Ａ−Ｔ６製、ピストンピンがＳＣＭ４１５製、連接棒２８がＡ２０１７ＦＤ−Ｔ４製、クランク軸１３がＳ４５Ｃ製、クランクケースがＡＣ１Ａ−Ｔ６製である。
【００４２】
シリンダ１１の元部は、図示しないクランクケースの上部に一体的に連結されている。クランクケースの周側壁の一部には、ピストン１２の往復動に連動し、ピストン１２の上死点位置に達したときのクランク軸１３、具体的にはバランスウエイト１３ａの回転角度を検出する角度センサ（上死点検出手段）２６が設けられている。
前記制御部２２は、アクセル２７の踏み込み量（傾斜角度）に応じて、角度センサ２６の検出信号に基づき、正電極１９と負電極２０との間にディストリビュータ２１から高圧の電気を印加させる。制御部２２としては、水素エンジン１０が搭載される機器（例えば自動車）に組み込まれた制御装置を採用してもよい。また、専用の制御部を新設してもよい。
【００４３】
次に、この発明の実施例１に係る水素エンジン１０の動作を説明する。
図１〜図３において、水素ガスタンク２４からの水素ガスは、水素噴射ノズル１８を経て、所定のタイミングでシリンダヘッド１１ａ内に供給され、ここで吸気弁１５からシリンダヘッド１１ａ内に供給された空気と混合される。そして、点火プラグ３０の電気火花により着火し、燃焼室ａは高圧となり、ピストン１２がシリンダ１１内で押し下げられ、連接棒２８およびクランク軸１３を介して、回転力が出力される。
吸気工程において、排気弁１７の弁体１６を閉じ、吸気弁１５の弁体１４を、所定のタイミングで燃焼室ａ側に移動させて吸気（開弁動作）する。このとき、水素噴射ノズル１８は、吸気弁１５の弁体１４のノズル遊挿孔１４ｂに遊挿されている。そのため、吸気と同時に水素噴射ノズル１８の水素ガスの噴射口１８ａが開口し、燃焼室ａに所定量の水素ガスが噴出される。こうして、燃焼室ａ内で所定の混合割合で水素ガスと空気とが混合される。
【００４４】
次に、圧縮工程では、排気弁１７を閉じたまま、吸気弁１５の弁体１４が元の閉弁位置まで戻って閉弁する。同時に水素噴射ノズル１８の水素ガスの噴射口１８ａが閉口する。これにより、吸気弁１５の弁操作だけで、燃焼室ａへの空気の供給とその停止、燃焼室ａへの水素ガスの供給とその停止とを同一タイミングで行うことができる。その結果、シリンダヘッド１１ａに組み込まれた弁構造が簡素化するとともに、水素ガスを燃焼室ａに噴射するタイミングの調整も容易になる。
吸気弁１５が閉じると、ピストン１２は下死点から上昇し始め、シリンダ１１内の混合気は圧縮され、圧力および温度が上昇する。この間にクランク軸１３は半回転する。そして、ピストン１２が上死点に達すると、水素ガスと空気との混合気が燃焼室ａ内で最大限に圧縮される。このとき、正電極１９と負電極２０とが最も接近する。その状態を角度センサ２６が検出し、その検出信号に基づき、制御部２２からディストリビュータ２１に指令が出され、点火プラグ３０側の正電極１９とピストン１２側の負電極２０との間に高電圧が印加され、火花放電が発生する。
【００４５】
このように、従来は点火プラグ３０だけに配設された正電極１９と負電極２０とを、点火プラグ３０とピストン１２との間にそれぞれ分離して設け、圧縮工程においてピストン１２が上死点に達したとき、これをクランク軸１３を介して角度センサ２６で検出し、両電極間で発火放電するようにしたので、燃焼工程での最適な点火タイミングを常時保持することができる。また、内部混合方式の水素エンジン１０Ａにおいて、両電極１９，２０の隙間が従来の１．１ｍｍ程度から７〜８ｍｍまで大きくなるので、燃焼時の余熱による両電極１９，２０の高温化に伴う溶損を防止することができる。
【００４６】
また、前述したように、吸気弁１５の弁体１４を燃焼室ａ側に移動して開弁すると、これに伴い、水素噴射ノズル１８の噴射口１８ａから水素噴射弁ガイド２５が外れて噴射口１８ａが開く。そして、水素ガスがノズル遊挿孔１４ｂから燃焼室ａに噴射される。また、吸気弁１５の弁体１４を元の閉弁位置まで戻すと、水素噴射弁ガイド２５が水素噴射ノズル１８の噴射口１８ａを塞ぐ。これにより、水素噴射弁を兼用する吸気弁１５の弁構造が簡素化し、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
なお、図４ａおよび図４ｂに示す水素噴射ノズル１８Ａの場合には、吸気弁１５の弁体１４を燃焼室ａ側に移動して開弁すると、水素噴射ノズル１８Ａの先細り化した先部の外周面の噴射口１８ａから、同じように先細り化した水素噴射弁ガイド２５Ａが外れ、噴射口１８ａが開く。これにより、水素ガスはノズル遊挿孔１４ｂを経て、燃焼室ａに噴射される。また、吸気弁１５の弁体１４を元の閉弁位置まで戻すと、水素噴射弁ガイド２５Ａが水素噴射ノズル１８Ａの噴射口１８ａを塞ぐ。これにより、水素噴射弁を兼用する吸気弁１５の弁構造が簡素化し、低コスト化を図ることができる。また、このようにノズル遊挿孔１４ｂを先細り化（オリフィス化）したので、高速で水素ガスを燃焼室ａの全域に噴出することができる。
【００４８】
次に、図７〜図１０を参照して、この発明の実施例２に係る水素エンジンを説明する。
図７〜図１０に示すように、実施例２の水素エンジン１０Ａでは、吸気弁１５の弁体１４に、水素噴射ノズル１８および水素噴射弁ガイド２５を配設するのではなく、水素噴射弁３１をシリンダヘッド１１ａの中央部付近に設けるとともに、正電極１９付きの点火プラグ３０をシリンダヘッド１１ａの中央部付近に離間して設けている。負電極２０は、ピストン１２のシリンダヘッド側の端面のうち、正電極１９と対向する中央部付近に設けている。両電極１９，２０間での放電による着火は、クランク軸１３の回動と同期する。しかも、排気管３２の上流部と水素供給管２３の下流部とをバイパス管３３により連通し、バイパス管３３には、水素供給管２３から排気管３２への水素ガスの流れ込みを防止するとともに、水素ガスが所定の値まで高圧化したときだけ、バイパス管３３から水素供給管２３に水素ガスを含む排ガスが流れ込むのを許容する逆止弁３４と、バイパス管３３の逆止弁３４より上流部に設けられ、バイパス管３３を流れる水蒸気を含む排蒸気（スチーム）を高圧化（３〜１２ｂａｒ）するルーツ式のスーパーチャージャ８０が設けられている。
【００４９】
バイパス管３３と排気管３２とは、蒸気溜め部８１を介して連通されている。排気管３２内から分流された水蒸気を含む排ガスは、一旦、水蒸気溜め部８１に溜められる。その後、スーパーチャージャ８０により高圧化され、逆止弁３４を通過して水素供給管２３に供給される。
逆止弁３４は、水素供給管２３に先端の開口部が連通された円筒形状の弁管８２と、弁管８２の元部に螺合され、端板８２ａの中心部に貫通孔が形成されたキャップ８３と、このキャップ８３の貫通孔に元部付近が挿着され、キャップ８３から外方に突出した部分に前記バイパス管３３が連通されたガス噴射ノズル８４と、ガス噴射ノズル８４の先細り化した先部に外方から挿着され、弾性力により、ガス噴射ノズル８４の先部の周壁に形成されたガス噴射口８４ａを開口可能に塞ぐゴム管８５ａとを備えている。
【００５０】
スーパーチャージャ８０により高圧化された排ガスがガス噴射ノズル８４内に圧送されると、排ガスはガス噴射口８４ａから噴出されようとする。これにより、ガス噴射口８４ａを塞いでいたゴム管８５ａの一部分が外方に膨張し、その膨張状態がさらに進行してガス噴射ノズル８４の先部とゴム管８５ａとの隙間に一時的にガス路が現出する。その結果、このガス路を通して、ガス噴射ノズル８４内の排ガスが弁管８２の先端部に排出され、その後、水素供給管２３に導入される。水素ガスと排蒸気との容量における混合割合は、８：２〜７：３である。水素供給管２３の途中には、水素ガスの流量調整弁２３ａが設けられている。
【００５１】
次に、図９を参照して、吸気弁１５と、排気弁１７と、水素噴射弁３１との弁開閉機構８５を説明する。弁開閉機構８５は、シリンダヘッド１１ａの上方に配置され、クランク軸１３から図示しないタイミングベルトを介して動力伝達可能に連結されるとともに、軸線がクランク軸１３と平行な２本のカム軸８６と、一方のカム軸８６には２つ、他方のカム軸８６には１つが配置されたカム８６ａと、各弁１５，１７，３１の弁体１４，１６，３１ａの上部にそれぞれ外挿された３つのコイルばね８７とを備えている。各カム８６ａは、各弁体１４，１６，３１ａの開閉タイミングに合わせて、カム軸８６の周方向に向かって所定角度ずつ位相配置されている。
タイミングベルトを介して、クランク軸１３の回転に同期してカム軸８６が回転する。これにより、各コイルばね８７のばね力に抗して各弁体１４，１６，３１ａが昇降され、吸気弁１５からの燃焼室ａへの吸気、水素噴射弁３１からの水素ガスの燃焼室ａへの噴射、排気弁１７からの排ガスの排気がそれぞれ所定タイミングで行われる。
【００５２】
次に、実施例２の水素エンジン１０Ａの動作を説明する。
図７〜図１０に示すように、排気工程において、排気管３２から排気される水蒸気を含む排ガスは、その一部のスチームが、スーパーチャージャ８０により高圧化された後、バイパス管３３および逆止弁３４を通過し、水素供給管２３中の水素ガスに混入される。その結果、内部混合方式の水素エンジン１０Ａにおいて、シリンダ１１の燃焼室ａ内に水蒸気を注入することで、気化熱により燃焼室ａ内の温度を下げ、燃焼時の余熱による点火プラグ３０の電極の高温化に伴う過早着火を防止することができる。これにより、過早着火を原因としたバックファイアの発生が低減される。しかも、両電極１９，２０の高温化に伴う溶損を防止することができる。さらに、燃焼室ａには所定量の水蒸気が再導入されるので、着火時に水蒸気爆発も併発し、水素エンジン１０Ａの出力が高まる。
その他の構成、作用および効果は、実施例１から推測可能な範囲であるので説明を省略する。
【００５３】
次に、図１１および図１２を参照し、この発明の実施例３に係る水素エンジンを説明する。
図１１および図１２に示すように、実施例３の水素エンジンは、点火プラグの両電極を分離して配置するという技術思想を、ロータリー式の水素エンジン１０Ｂに適用したものである。すなわち、水素エンジン１０Ｂは、ロータハウジング９０内にロータ９１を収容することで、その外周側に３つの作動室ｂを画成し、ロータ９１の回転に連れて各作動室ｂがそれぞれ周方向に移動しながら、水素ガスと空気との吸気、圧縮、燃焼および排気の各工程を順次行い、燃焼工程では点火プラグ３０Ａの正電極１９と負電極２０との間で電気火花を発生させる構造を有している。
【００５４】
ロータハウジング９０は、その両側壁の中央部同士にエキセントリックシャフト９２が横架されている。ロータハウジング９０は、このエキセントリックシャフト９２を挟んで、ロータ回転方向の進み側（リーディング側）と、遅れ側（トレーリング側）とが上下に連通状態で配置された縦向きのハウジングである。ロータハウジング９０の周壁の一側部には、そのリーディング側に吸気部９０ａが形成され、そのトレーリング側に排気部９０ｂが形成されている。また、ロータハウジング９０の端板の他側部には、そのトレーリング側に、１本の点火プラグ３０が設けられている。ロータハウジング９０の点火プラグ３０の取り付け部分には、ロータハウジング９０の作動室ｂと連通する水素噴射用の窪み部ｃが形成されている。窪み部ｃは、作動室ｂに向かって徐々に拡径化している。点火プラグ３０は、窪み部ｃの上壁部分に正電極１９を露出して取り付けられている。また、ロータハウジング９０の窪み部ｃの側壁部分には、水素噴射弁３１Ａの水素ガスの噴射口３１ｂ側の端部が、噴射口３１ｂと窪み部ｃとを連通した状態で設けられている。
【００５５】
ロータ９１には、略正三角形状に配置された３つの周側壁の長さ方向の中間部付近に、負電極２０がそれぞれ埋め込まれている。負電極２０は、それぞれ導電性を有するロータ９１、エキセントリックシャフト９２、ロータハウジング９０を介して、ロータハウジング９０の図示しないアース電極に電気的に接続されている。各部材の具体的な素材としては、それぞれロータ９１は特殊鋳鉄製、エキセントリックシャフト９２は特殊鋼製、ロータハウジング９０はアルミニウム合金製である。
【００５６】
水素噴射弁３１Ａは、円筒形状の弁管９３を本体とする。弁管９３の元側の外周部の一部には、前記水素供給管２３の先端部が連通されている。また、弁管９３の元部から長さ方向から中間部までの内周面には、ステンレス製の多孔質円筒体９４が内嵌されている。弁管８９の先部内には、短尺な磁石リング９５が内嵌されている。弁体３１ａの軸部は、軸線方向への移動可能な状態で、多孔質円筒体９４と磁石リング９５との各内部空間に挿入されている。弁体３１ａの軸部の外周部のうち、多孔室円筒体９４と磁石リング９５との間の部分には、厚肉な鉄製の小リング板９６が固定状態で外嵌されている。
また、多孔室円筒体９４と小リング９６との間には、短尺なコイルばね９７が、弁体３１ａの軸部に外挿状態で配置されている。さらに、弁体３１ａの軸部の噴射口３１ｂとは反対側の端部には、回転中の前記カム軸８６のカム８６ａが当接される頭板９８が固着されている。頭板９８と、弁管９３の噴射口３１ｂとは反対側の端板との間には、弁体３１ａの軸部に外挿されてコイルばね９９が介在されている。
【００５７】
図示しないクランク軸を介してカム軸８６を回転させると、カム８６Ａが頭板９８に当接する。その後、弁体３１ａは、コイルばね９７、９９のばね力および磁石リング９５の磁力にそれぞれ抗して、ロータハウジング９０側に若干押し込まれる。これにより、弁管９３の噴射口３１ｂが開き、水素ガスが窪み部ｃの中に噴射される。このとき、圧縮工程に達した作動室ｂは、ロータ９１の回転に連れて圧縮され、燃焼工程の直前で最大限に圧縮される。この状態を、ロータ９１の回転角度を検出する図示しない角度センサが検出する。角度センサは、ロータ９１の外周壁で、かつロータ９１の回転中に点火プラグ側の電極と対向する部分に設けられている。
【００５８】
その時、正電極１９と負電極２０とが最も接近する。そして、角度センサからの検出信号に基づき、正電極１９とフロントハウジング側のアース電極との間に高電圧を印加し、火花放電を発生させ、窪み部ｃ内の水素ガスに着火する。これにより、エンジンの燃焼工程での最適な点火タイミングを常時保持することができる。窪み部ｃ内のガスは、作動室ｂ内のガスに比べて水素ガス濃度が極めて高い。そのため、水素ガスの爆発力は、従来のように酸素濃度が高い雰囲気ガス中での着火よりも大きくなる。これにより、水素ガスの燃焼効率が高まり、従来に比べて高出力が得られる。
その他の構成、作用および効果は、実施例１から推測可能な範囲であるので、説明を省略する。
【００５９】
次に、図１３を参照し、この発明の実施例４に係る水素エンジンを説明する。
図１３に示す実施例４の水素エンジン１０Ｃは、各作動室ａがロータハウジング９０Ａ内を周方向に移動する中で、燃焼工程が最も上方位置となるようにロータハウジング９０Ａをロータ９１の回転方向とは反対側に約１２５°回動させて形成し、１対の点火プラグ３０の各正電極１９と、ロータ９１に配設された各負電極２０とを、燃焼工程に達した作動室ａの上部に露出可能なロータハウジング９０Ａの位置に配設したロータリー式のものである。
両点火プラグ３０は、ロータハウジング９０Ａの最上部に三日月形状の窪み部ｃが形成されている。窪み部ｃの上壁部の中央部に水素噴射弁３１Ａが設けられている。また、水素噴射弁３１Ａを挟むように、窪み部ｃの上壁部の両側部に１対の点火プラグ３０が配設されている。
【００６０】
ロータハウジング９０Ａが実施例３の縦型のロータハウジング９０に対して横型であるので、各作動室ａが燃焼工程に達すると、空気より比重が軽い水素ガスは、点火プラグ３０の両電極が配置された作動室の上部に向かって移動する。ここで、両点火プラグ３０により着火する。これにより、空気と水素との混合ガスの中でも、比較的水素ガスが高濃度に存在する領域から燃焼が開始し易い。その結果、燃焼工程が行われる領域がロータハジング９０Ａの側部に存在し、着火後の燃焼が比較的高濃度に空気が存在する領域から始まる従来のロータリー式の水素エンジン１０Ｂに比べて、燃料ガスの燃焼効率が高まり、高出力を得ることができる。もちろん、図１２と図１３との対比から明らかなように、実施例３の水素エンジン１０Ｂの場合より水素ガス高濃度領域が大きいので、その燃焼効率は実施例３に比べても高まる。
その他の構成、作用および効果は、実施例３から推測可能な範囲であるので、説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の実施例１に係る水素エンジンの全体構成図である。
【図２】この発明の実施例１に係る水素エンジンに搭載された回転電機子型の磁石発電機の全体構成図である。
【図３ａ】この発明の実施例１に係る水素エンジン吸気弁の閉弁状態を示す一部断面図を含む要部拡大正面図である。
【図３ｂ】この発明の実施例１に係る水素エンジン吸気弁の開弁状態を示す一部断面図を含む要部拡大正面図である。
【図４ａ】この発明の他の実施形態に係る水素エンジン吸気弁の閉弁状態を示す一部断面図を含む要部拡大正面図である。
【図４ｂ】この発明の他の実施形態に係る水素エンジン吸気弁の開弁状態を示す一部断面図を含む要部拡大正面図である。
【図５】この発明の実施例１に係る水素噴射ノズルの分解斜視図である。
【図６】この発明の実施例１に係る点火プラグの要部拡大断面図である。
【図７】この発明の実施例２に係る水素エンジンの全体構成図である。
【図８】この発明の実施例２に係る水素エンジンのシリンダヘッドを示す拡大平面図である。
【図９】この発明の実施例２に係る水素エンジンの弁開閉機構を示す要部拡大斜視図である。
【図１０】この発明の実施例２に係る水素エンジンのバイパス管に設けられた逆止弁の拡大断面図である。
【図１１】この発明の実施例３に係る水素エンジンの断面図である。
【図１２】この発明の実施例３に係る水素エンジンの要部拡大断面図である。
【図１３】この発明の実施例４に係る水素エンジンの断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０，１０Ａ〜１０Ｃ  水素エンジン、
１１  シリンダ、
１１ａ  シリンダヘッド、
１２  ピストン、
１３  クランク軸、
１４  弁体、
１４ｂ  ノズル遊挿孔、
１５  吸気弁、
１８  水素噴射ノズル、
１８ａ  噴射口、
１９  正電極、
２０  負電極、
２１  ディストリビュータ（通電手段）、
２３  水素供給管、
２５  水素噴射弁ガイド、
２６  角度センサ（上死点検出手段）、
２８  連接棒、
３０  点火プラグ、
３１  水素噴射弁、
３２  排気管、
３３  バイパス管、
３４  逆止弁、
９０  ロータハウジング、
９１  ロータ、
ａ  燃焼室、
ｂ  作動室。
【図１】
2006029149.tif 000003
【図２】
2006029149.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
2006029149.tif 000007
【図４ｂ】
2006029149.tif 000008
【図５】
2006029149.tif 000009
【図６】
2006029149.tif 000010
【図７】
2006029149.tif 000011
【図８】
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【図９】
2006029149.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2006029149.tif 000015
【図１２】
2006029149.tif 000016
【図１３】
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