(57)【要約】【課題】簡単な構成で燃焼効率を向上できるガスエンジンの燃料ガス供給装置を提供する。【解決手段】ガスエンジンの燃料ガス供給装置は、燃焼室Ｃに空気を供給する給気通路Ｐ１と、給気通路Ｐ１内に先端側が突出するように、給気通路Ｐ１に設けられた管状の燃料ガス噴射ノズル１００を備える。給気通路Ｐ１を流れる空気に燃料ガス噴射ノズル１００の先端の噴射口１０１ａから噴射される燃料ガスを混合して燃焼室Ｃに供給する。燃料ガス噴射ノズル１００の給気通路Ｐ１内の上流側および下流側に、先端側から給気通路Ｐ１の壁面側に向かってスリットＳ１０１,Ｓ１０２を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に空気を供給する給気通路と、
上記給気通路内に先端側が突出するように、上記給気通路に設けられた管状の燃料ガス噴射ノズルと
を備え、
上記給気通路を流れる空気に上記燃料ガス噴射ノズルの先端の噴射口から噴射される燃料ガスを混合して上記燃焼室に供給すると共に、
上記燃料ガス噴射ノズルの上記給気通路内の上流側および下流側に、先端側から上記給気通路の壁面側に向かってスリットを設けたことを特徴とするガスエンジンの燃料ガス供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスエンジンの燃料ガス供給装置において、
上記燃料ガス噴射ノズルは、
上記給気通路内の上流側および下流側の上記スリットのうちの一方よりも他方の幅が広いことを特徴とするガスエンジンの燃料ガス供給装置。
【請求項３】
請求項１に記載のガスエンジンの燃料ガス供給装置において、
上記燃料ガス噴射ノズルは、
上記給気通路内の上流側および下流側の上記スリットのうちの少なくとも一方は、上記給気通路の壁面側から先端の上記噴射口側に向かって徐々に幅が広くなっていることを特徴とするガスエンジンの燃料ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスエンジンの燃料ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスエンジンの燃料ガス供給装置としては、給気と燃料ガスを混合させて燃焼室に供給するガスエンジンにおいて、給気通路内に燃料ガスを噴射するパイプ形状の燃料ガス噴射ノズルを用いたものがある(例えば、特開２００８−１３８５６５号公報(特許文献１)参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３８５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ガスエンジンの燃料ガス供給装置では、パイプ形状の燃料ガス噴射ノズル内に滞留した燃料ガスが、不適正なタイミングで噴出してしまう可能性がある。この場合、上記ガスエンジンの燃料ガス供給装置では、燃料ガス噴射ノズル内に滞留した燃料ガスが無駄に消費され、ガスエンジンの燃焼効率が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で燃焼効率を向上できるガスエンジンの燃料ガス供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明のガスエンジンの燃料ガス供給装置は、
燃焼室に空気を供給する給気通路と、
上記給気通路内に先端側が突出するように、上記給気通路に設けられた管状の燃料ガス噴射ノズルと
を備え、
上記給気通路を流れる空気に上記燃料ガス噴射ノズルの先端の噴射口から噴射される燃料ガスを混合して上記燃焼室に供給すると共に、
上記燃料ガス噴射ノズルの上記給気通路内の上流側および下流側に、先端側から上記給気通路の壁面側に向かってスリットを設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、燃料ガス噴射ノズルの給気通路内の上流側および下流側に、燃料ガス噴射ノズルの先端側から給気通路の壁面側に向かってスリットを設けることによって、上流側と下流側のスリット間を空気が流れて、燃料ガス噴射ノズル内に滞留する燃料ガスを下流側に押し出すので、燃料ガス噴射ノズル内に滞留する燃料ガスを低減できる。したがって、簡単な構成で燃焼効率を向上することができる。
【０００８】
また、一実施形態のガスエンジンの燃料ガス供給装置では、
上記燃料ガス噴射ノズルは、
上記給気通路内の上流側および下流側の上記スリットのうちの一方よりも他方の幅が広い。
【０００９】
上記実施形態によれば、燃料ガス噴射ノズルの給気通路内の上流側のスリットよりも下流側のスリットの幅が広い場合、燃料ガス噴射ノズル内において上流側と下流側のスリット間を流れる空気が下流側にスムーズ流れて、燃料ガス噴射ノズル内の燃料ガスを下流側に出すので、燃料ガス噴射ノズル内に滞留する燃料ガスをさらに低減できる。
【００１０】
一方、燃料ガス噴射ノズルの給気通路内の下流側のスリットよりも上流側のスリットの幅が広い場合、上流側のスリットを介して燃料ガス噴射ノズル内に流れ込む空気が、下流側のスリットを介して燃料ガス噴射ノズル内から流れ出す空気よりも増え、燃料ガス噴射ノズル内の燃料ガスが噴射口からも流れ出すので、燃料ガス噴射ノズル内に滞留する燃料ガスをさらに低減できる。
【００１１】
また、一実施形態のガスエンジンの燃料ガス供給装置では、
上記燃料ガス噴射ノズルは、
上記給気通路内の上流側および下流側の上記スリットのうちの少なくとも一方は、上記給気通路の壁面側から先端の上記噴射口側に向かって徐々に幅が広くなっている。
【００１２】
上記実施形態によれば、給気通路内の上流側のスリットが給気通路の壁面側から先端の噴射口側に向かって徐々に幅が広くなっている場合、上流側のスリットを介して燃料ガス噴射ノズル内に流入する空気量は先端の噴射口側の方が増えるので、燃料ガス噴射ノズル内の先端側に滞留する燃料ガスを効果的に低減できる。
【００１３】
一方、給気通路内の下流側のスリットが給気通路の壁面側から先端の噴射口側に向かって徐々に幅が広くなっている場合、下流側のスリットを介して燃料ガス噴射ノズル内から流出する空気量は先端の噴射口側の方が増えるので、燃料ガス噴射ノズル内の先端側に滞留する燃料ガスを効果的に低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上より明らかなように、この発明によれば、管状の燃料ガス噴射ノズルにスリットを設けることによって、簡単な構成で燃焼効率を向上できるガスエンジンの燃料ガス供給装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１はこの発明の実施形態のガスエンジンの要部の断面図である。
【図２】図２は上記ガスエンジンの燃料ガス供給装置に用いられる燃料ガス噴射ノズルの側面図と断面図および先端側から見た図である。
【図３】図３は他の実施形態の燃料ガス噴射ノズルの側面図と断面図および先端側から見た図である。
【図４】図４は他の実施形態の燃料ガス噴射ノズルの側面図と断面図および先端側から見た図である。
【図５】図５は他の実施形態の燃料ガス噴射ノズルの側面図と断面図および先端側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明のガスエンジンの燃料ガス供給装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１７】
図１はこの発明の実施形態のガスエンジンの要部の断面図を示している。
【００１８】
この実施形態のガスエンジンは、図１に示すように、ピストン(図示せず)が収容されたシリンダ１と、シリンダ１上に配置されたシリンダヘッド２と、そのシリンダヘッド２の給気ポート２ａ側に接続された給気管３と、給気管３のシリンダヘッド２側かつ上側に設けられた燃料ガス供給部４とを備えている。
【００１９】
上記シリンダヘッド２は、給気管３内の給気通路Ｐ１に給気ポート２ａを介して連通する。このシリンダヘッド２の給気通路Ｐ１は、シリンダ１内の燃焼室Ｃに連なる。
【００２０】
また、燃料ガス供給部４は、給気通路Ｐ１内に先端側が突出するように、給気管３に設けられた断面円形の管状の燃料ガス噴射ノズル１００を有する。
【００２１】
また、上記ガスエンジンは、図示しないが、シリンダヘッド２の排気ポート側に接続された排気管と、シリンダ１上部に設けられた排気口に設けられた排気弁とを備えている。
【００２２】
上記給気通路Ｐ１内を流れる空気に燃料ガス噴射ノズル１００の先端の噴射口１０１ａから噴射される燃料ガスを混合して、給気通路Ｐ１を介して燃焼室Ｃに供給する。
【００２３】
図１に示す給気通路Ｐ１と燃料ガス噴射ノズル１００および燃料ガス供給部４でガスエンジンの燃料ガス供給装置を構成している。
【００２４】
次に、図２(a)は上記ガスエンジンの燃料ガス供給装置に用いられる燃料ガス噴射ノズル１００の側面図を示し、図２(b)は図２(a)のIIb−IIb線から見た断面図を示し、図２(c)は先端側から見た図を示している。
【００２５】
燃料ガス噴射ノズル１００は、図２(a)〜図２(c)に示すように、小径の筒部１０１と大径の基部１０２とを有する。その小径の筒部１０１の先端側に、下流側に開口が向くように軸方向に対して鋭角をなす平面で切った噴射口１０１ａを設けている。燃料ガス噴射ノズル１００の給気通路Ｐ１内の上流側および下流側に、先端側から給気通路Ｐ１の壁面側に向かってスリットＳ１０１,Ｓ１０２を設けている(図１参照)。スリットＳ１０１,Ｓ１０２の長さは、小径の筒部１０１の長手方向の長さに対して約２／３程度としている。また、スリットＳ１０１,Ｓ１０２の幅は、同一でかつ長手方向に沿って一定である。
【００２６】
上記ガスエンジンの燃料ガス供給装置によれば、燃料ガス噴射ノズル１００の給気通路Ｐ１内の上流側および下流側に、燃料ガス噴射ノズル１００の先端側から給気通路Ｐ１の壁面側に向かってスリットＳ１０１,Ｓ１０２を設けることによって、上流側と下流側のスリットＳ１０１,Ｓ１０２間を空気が流れて、燃料ガス噴射ノズル１００内に滞留する燃料ガスを下流側に押し出すので、燃料ガス噴射ノズル１００内に滞留する燃料ガスを低減できる。したがって、簡単な構成で燃焼効率を向上することができる。
【００２７】
なお、給気通路Ｐ１内に突出する燃料ガス噴射ノズル１００の給気通路Ｐ１の軸線に対する角度、先端の噴射口１０１ａの向きや形状、および、スリットＳ１０１,Ｓ１０２の形状や寸法などは、ガスエンジンの給気行程において、燃料ガス噴射ノズル１００から噴射した燃料ガスと空気との混合気を均一に分布させて燃焼室Ｃに供給されるように、シミュレーションなどにより決定する。以下、図３(a)〜図３(c),図４(a)〜図４(c),図５(a)〜図５(c)の場合においても同様である。
【００２８】
図３(a)は他の実施形態の燃料ガス噴射ノズル２００の側面図を示し、図３(b)は図３(a)のIIIb−IIIb線から見た断面図を示し、図３(c)は先端側から見た図を示している。
【００２９】
この燃料ガス噴射ノズル２００は、図３(a)〜図３(c)に示すように、小径の筒部２０１と大径の基部２０２とを有する。その小径の筒部２０１の先端側に、下流側に開口が向くように軸方向に対して鋭角をなす平面で切った噴射口２０１ａを設けている。燃料ガス噴射ノズル２００の給気通路Ｐ１内の上流側および下流側に、先端側から給気通路Ｐ１の壁面側に向かってスリットＳ２０１,Ｓ２０２を設けている。また、下流側のスリットＳ２０２の幅は、上流側のスリットＳ２０１の幅よりも広くなっている。
【００３０】
上記燃料ガス噴射ノズル２００の給気通路Ｐ１内の上流側のスリットＳ２０１よりも下流側のスリットＳ２０２の幅が広いことによって、燃料ガス噴射ノズル２００内において上流側と下流側のスリットＳ２０１,Ｓ２０２間を流れる空気が下流側にスムーズ流れて、燃料ガス噴射ノズル２００内の燃料ガスを下流側に出すので、燃料ガス噴射ノズル２００内に滞留する燃料ガスをさらに低減できる。
【００３１】
図４(a)は他の実施形態の燃料ガス噴射ノズル３００の側面図を示し、図４(b)は図４(a)のIVb−IVb線から見た断面図を示し、図４(c)は先端側から見た図を示している。
【００３２】
この燃料ガス噴射ノズル３００は、図４(a)〜図４(c)に示すように、小径の筒部３０１と大径の基部３０２とを有する。その小径の筒部３０１の先端側に、下流側に開口が向くように軸方向に対して鋭角をなす平面で切った噴射口３０１ａを設けている。燃料ガス噴射ノズル３００の給気通路Ｐ１内の上流側および下流側に、先端側から給気通路Ｐ１の壁面側に向かってスリットＳ３０１,Ｓ３０２を設けている。また、上流側のスリットＳ３０１の幅は、下流側のスリットＳ３０２の幅よりも広くなっている。
【００３３】
また、上記燃料ガス噴射ノズル３００の給気通路Ｐ１内の下流側のスリットＳ３０２よりも上流側のスリットＳ３０１の幅が広いことによって、上流側のスリットＳ３０１を介して燃料ガス噴射ノズル３００内に流れ込む空気が、下流側のスリットＳ３０２を介して燃料ガス噴射ノズル３００内から流れ出す空気よりも増え、燃料ガス噴射ノズル３００内の燃料ガスが噴射口３０１ａからも流れ出すので、燃料ガス噴射ノズル３００内に滞留する燃料ガスをさらに低減できる。
【００３４】
また、図５(a)は他の実施形態の燃料ガス噴射ノズル４００の側面図を示し、図５(b)は図５(a)のＶb−Ｖb線から見た断面図を示し、図５(c)は先端側から見た図を示している。
【００３５】
この燃料ガス噴射ノズル４００は、図５(a)〜図５(c)に示すように、小径の筒部４０１と大径の基部４０２とを有する。その小径の筒部４０１の先端側に、下流側に開口が向くように軸方向に対して鋭角をなす平面で切った噴射口４０１ａを設けている。燃料ガス噴射ノズル４００の給気通路Ｐ１内の上流側および下流側に、先端側から給気通路Ｐ１の壁面側に向かってスリットＳ４０１,Ｓ４０２を設けている。また、スリットＳ４０１,Ｓ４０２は、基部４０２側から先端の噴射口４０１ａ側に向かって徐々に幅が広くなっている。
【００３６】
上記給気通路Ｐ１内の上流側および下流側のスリットＳ４０１,Ｓ４０２が給気通路Ｐ１の壁面側から先端の噴射口４０１ａ側に向かって徐々に幅が広くなっていることによって、上流側のスリットＳ４０１を介して燃料ガス噴射ノズル４００内に流入する空気量は先端の噴射口４０１ａ側の方が増える一方、下流側のスリットＳ４０２を介して燃料ガス噴射ノズル４００内から流出する空気量は先端の噴射口４０１ａ側の方が増えるので、燃料ガス噴射ノズル４００内の先端側に滞留する燃料ガスを効果的に低減できる。
【００３７】
なお、図５(a)〜図５(c)に示す燃料ガス噴射ノズル４００において、上流側および下流側のスリットＳ４０１,Ｓ４０２は、給気通路Ｐ１の壁面側から先端の噴射口４０１ａ側に向かって徐々に幅が広くなるようにしたが、上流側または下流側のスリットの一方のみが、給気通路の壁面側から先端の噴射口側に向かって徐々に幅が広くなるようにしてもよく、スリットの他方の幅は長手方向に沿って一定とする。
【００３８】
上記実施形態では、断面円形状の燃料ガス噴射ノズル１００,２００,３００,４００を有するガスエンジンの燃料ガス供給装置について説明したが、燃料ガス噴射ノズルはこれに限らず、楕円形や多角形の断面形状の管状の燃料ガス噴射ノズルを備えたガスエンジンの燃料ガス供給装置に適用してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、断面円形状の燃料ガス噴射ノズル１００,２００,３００,４００の先端側に、下流側に開口が向くように軸方向に対して鋭角をなす平面で切った噴射口１０１ａ,２０１ａ,３０１ａ,４０１ａを設けたが、燃料ガス噴射ノズルの噴射口の形態はこれに限らない。
【００４０】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…シリンダ
１ａ…給気口
２…シリンダヘッド
３…給気管
４…燃料ガス供給部
１０…給気弁
１２…弁座
１００,２００,３００,４００…燃料ガス噴射ノズル
１０１,２０１,３０１,４０１…小径の筒部
１０１ａ,２０１ａ,３０１ａ,４０１ａ…噴射口
１０２,２０２,３０２,４０２…大径の基部
Ｃ…燃焼室
Ｐ１…給気通路
Ｓ１０１,Ｓ１０２,Ｓ２０１,Ｓ２０２,Ｓ３０１,Ｓ３０２,Ｓ４０１,Ｓ４０２…スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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