(57)【要約】【課題】点火室内において希薄混合気を燃焼させることにより、耐久性を向上することができるガスエンジンを提供すること。【解決手段】ガスエンジン１は、燃料ガスと空気とを混合した混合気Ｍが吸気される燃焼室２と、燃焼室２内に点火室３を形成すると共に、点火室３と燃焼室２とを連通する複数の連通口３２１を有するプラグカバー３０と、点火室３内に電極部４１が露出するようにシリンダヘッド５に装着された点火プラグ４とを有している。点火室３内には、混合気Ｍよりも空気比が大きい希薄混合気Ｇを供給するための導入口５１が開口している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと空気とが混合された混合気が吸気される燃焼室と、
該燃焼室内に点火室を形成すると共に、該点火室と上記燃焼室とを連通する複数の連通口を有するプラグカバーと、
上記点火室内に電極部が露出するようにシリンダヘッドに装着された点火プラグとを有しており、
上記点火室には、上記混合気よりも空気比が大きい希薄混合気を導入するための導入口が開口していることを特徴とするガスエンジン。
【請求項２】
燃料ガスと空気とが混合された混合気が吸気される燃焼室と、
該燃焼室内に点火室を形成すると共に、該点火室と上記燃焼室とを連通する複数の連通口を有するプラグカバーと、
上記点火室内に電極部が露出するようにシリンダヘッドに装着された点火プラグとを有しており、
上記点火室内には、空気を導入するための導入口が開口しており、
上記点火室においては、上記燃焼室から流入する混合気と上記導入口から導入される空気とが混ざり合って希薄混合気を作り出すよう構成されていることを特徴とするガスエンジン。
【請求項３】
上記導入口には、上記点火室からの逆流を防止するための逆止弁が配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガス等の気体燃料を用いて作動するガスエンジンにおいては、ガソリン等の燃料を用いる場合に比べて、比較的高い割合の空気を含む希薄混合気が使用される。そのため、失火や燃費の低下を招くことが多い。そこで、希薄混合気の点火を効果的に行うために、燃焼室内には、点火プラグの電極部を複数の連通口を有するプラグカバーで覆って、点火室を設けている。そして、点火室内の混合気の燃焼によって発生させた火炎を、燃焼室へ噴出させ、燃焼室内の混合気を燃焼させている。
【０００３】
例えば、特許文献１のエンジン及びそれに装着されるプレチャンバープラグにおいては、点火室を形成するプラグカバーがプラグ本体に設けられたエンジンについて開示されている。プラグ本体はシリンダヘッドに装着されており、プラグカバーには、点火室と燃焼室とを連通する連通口が形成されている。そして、連通口を介して燃焼室から点火室へ流入する混合気を燃焼させ、燃焼による火炎を、連通口を介して点火室から燃焼室へ噴出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９９４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されたガスエンジンには以下の課題がある。
特許文献１のガスエンジンにおいて、混合気を燃焼させた際に発生する排気ガスは、排気工程において、燃焼室内に開口した排気口から排出される。このとき、プラグカバーの内側に形成された点火室においては、排気ガスが流動しにくく、点火室内に排気ガスが滞留しやすい。この排気ガスは高温であるため、排気ガスが滞留すると点火室内及びプラグカバーが高温となり、点火プラグ及びプラグカバーの耐久性が低下する。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、点火プラグ及びプラグカバーの温度上昇を抑制し、それらの耐久性を向上することができるガスエンジンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、燃料ガスと空気とが混合された混合気が吸気される燃焼室と、
該燃焼室内に点火室を形成すると共に、該点火室と上記燃焼室とを連通する複数の連通口を有するプラグカバーと、
上記点火室内に電極部が露出するようにシリンダヘッドに装着された点火プラグとを有しており、
上記点火室には、上記混合気よりも空気比が大きい希薄混合気を導入するための導入口が開口していることを特徴とするガスエンジンにある。
【０００８】
本発明の他の態様は、燃料ガスと空気とが混合された混合気が吸気される燃焼室と、
該燃焼室内に点火室を形成すると共に、該点火室と上記燃焼室とを連通する複数の連通口を有するプラグカバーと、
上記点火室内に電極部が露出するようにシリンダヘッドに装着された点火プラグとを有しており、
上記点火室内には、空気を導入するための導入口が開口しており、
上記点火室においては、上記燃焼室から流入する混合気と上記導入口から導入される空気とが混ざり合って希薄混合気を作り出すよう構成されていることを特徴とするガスエンジンにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記ガスエンジンは、上記点火室に上記導入口を有しており、該導入口から上記希薄混合気または空気を上記点火室内に導入することにより、上記燃焼室内の上記混合気に比べて空気比の大きい混合気を上記点火室内に供給することができる。混合気は、空気比が大きくなると燃焼温度が低くなるため、上記点火室内における燃焼温度を低下させることができる。そのため、上記点火プラグ及び上記プラグカバーの周辺の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、上記導入口から上記点火室内に上記希薄混合気又は空気を導入することで、上記点火室内の排気ガスを上記燃焼室へと排出し、上記燃焼室から排気口へ排出することができる。これにより、上記点火室内に滞留する高温の排気ガスを効果的に排出することができる。そのため、上記点火プラグ及び上記プラグカバーの周辺の温度上昇をさらに抑制することができる。
【００１１】
以上のごとく、上記ガスエンジンによれば、点火プラグ及びプラグカバーの温度上昇を抑制し、それらの耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、吸気工程のガスエンジンを示す説明図。
【図２】実施例１における、燃焼工程のガスエンジンを示す説明図。
【図３】実施例１における、排気工程のガスエンジンを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記ガスエンジンにおいて、上記導入口には、上記点火室からの逆流を防止するための逆止弁が配されていることが好ましい。この場合には、上記点火室側から上記導入口内への排気ガス及び混合気の逆流を防止することができる。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
上記ガスエンジンにかかる実施例について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すごとく、本例に示すガスエンジン１は、燃料ガスと空気とを混合した混合気Ｍが吸気される燃焼室２と、燃焼室２内に点火室３を形成すると共に、点火室３と燃焼室２とを連通する複数の連通口３２１を有するプラグカバー３０と、点火室３内に電極部４１が露出するようにシリンダヘッド５に装着された点火プラグ４とを有している。
点火室３内には、混合気Ｍよりも空気比が大きい希薄混合気Ｇを供給するための導入口５１が開口している。
【００１５】
以下さらに詳細に説明する。
図１〜図３に示すごとく、ガスエンジン１は、天然ガス等の燃料ガスと空気との混合気Ｍを燃焼させて運転を行うものである。ガスエンジン１は、燃焼室２を形成するシリンダヘッド５とシリンダブロック６とを備えている。
【００１６】
シリンダヘッド５には、燃焼室２内へ混合気Ｍを吸気するための吸気口５２と、燃焼室２から燃焼後の排気ガスＥを排気するための排気口５３とが設けられている。また、吸気口５２には、吸気バルブ５２１が開閉可能に設けられており、排気口５３には、排気バルブ５３１が開閉可能に設けられている。
また、シリンダ６１は、シリンダブロック６に形成された穴６１２に、往復移動可能なピストン６１１を配置して構成されている。
【００１７】
図１〜図３に示すごとく、プラグカバー３０は、シリンダヘッド５に取り付けられる円筒部３１と、円筒部３１から連続して形成された半球状の先端部３２とを有している。複数の連通口３２１は、半球状の先端部３２に設けられている。半球状の先端部３２は、点火プラグ４の電極部４１を覆う状態で燃焼室２内に突出している。プラグカバー３０は、シリンダ６１の中心位置に対向する状態で設けられている。
【００１８】
連通口３２１は、プラグカバー３０における３〜６箇所に設けることができる。連通口３２１は、点火室３内に形成される火炎が、燃焼室２内の各部位にできるだけ均等に噴出されるように傾斜して設けられている。
点火プラグ４は、中心電極４１１と接地電極４１２とによって構成される電極部４１を点火室３内に露出するよう燃焼室２側に向ける状態でシリンダヘッド５に取り付けられている。
【００１９】
図１〜図３に示すごとく、点火室３内には、混合気Ｍよりも空気比が大きい希薄混合気Ｇを供給するための導入口５１が開口している。導入口５１は、シリンダヘッド５における円筒部３１の内側の部位に開口しており、点火室３内に混合気Ｍよりも空気比が大きい希薄混合気Ｇを供給可能に構成されている。また、導入口５１には、点火室３からの逆流を防止するための逆止弁５１１が配されている。本例において、逆止弁５１１は、ガスエンジン１の吸気工程において、希薄混合気Ｇの流れによって押されて導入口５１を開口し、ガスエンジン１の圧縮、燃焼、排気工程において、導入口５１を閉口するよう構成されている。
【００２０】
本例のガスエンジン１においては、次のように燃焼が行われる。
図１に示すごとく、吸気工程においては、ピストン６１１が下死点へ移動するとともに、吸気バルブ５２１が開いて吸気口５２から燃焼室２内に混合気Ｍが吸気されると共に、導入口５１から点火室３内へと希薄混合気Ｇが供給される。このとき、点火室３内に滞留する排気ガスＥは、導入口５１から供給される希薄混合気Ｇによって、連通口３２１を通じて、燃焼室２内へと排出される。
【００２１】
次いで、圧縮工程においては、ピストン６１１が上死点まで移動して、燃焼室２が縮小されるとともに混合気Ｍ及び希薄混合気Ｇが圧縮される。次いで、燃焼工程においては、点火プラグ４の電極部４１に生じるスパークによって、点火室３内の希薄混合気Ｇが点火される。
このとき、図２に示すごとく、点火室３内に形成される火炎が複数の連通口３２１から燃焼室２内に噴出し、この火炎によって燃焼室２内の混合気Ｍが燃焼する。そして、燃焼ガスが膨張してピストン６１１が下死点まで移動する。
【００２２】
次いで、図３に示すごとく、排気工程においては、慣性によってピストン６１１が上死点へ移動するとともに、排気バルブ５３１が開いて排気口５３から燃焼室２内の排気ガスＥが排気される。このとき、点火室３内の排気ガスＥは、複数の連通口３２１を介して燃焼室２内に流れた後、排気口５３から排気される。
【００２３】
次に本例の作用効果を説明する。
ガスエンジン１は、点火室３内に導入口５１を有しており、導入口５１から希薄混合気Ｇを点火室３内に導入することができる。混合気は、空気比が大きくなると燃焼温度が低くなるため、希薄混合気Ｇを点火室３内に導入することにより、点火室３内における燃焼温度を低下させることができる。そのため、プラグカバー３０の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、導入口５１から点火室３内に希薄混合気Ｇを導入することで、点火室３の排気ガスＥを燃焼室２へと排出し、燃焼室２から排気口５３へ排出することができる。これにより、点火室３内に滞留する高温の排気ガスＥを効果的に排出することができる。そのため、点火プラグ４及びプラグカバー３０の周辺の温度上昇をさらに抑制することができる。
【００２５】
尚、導入口５１から点火室３への希薄混合気Ｇの導入は、排気工程において開始することもできる。この場合には、点火室３内の排気ガスＥをより効果的に燃焼室２へ排出することができる。
また、導入口５１から点火室３への希薄混合気Ｇの導入量は、点火室３内の排気ガスＥを排出するのに十分な量であることが好ましい。例えば、点火室３内に形成された空間の体積以上の希薄混合気Ｇを導入することで、上記点火室３内の排気ガスＥを確実に排出することができる。
【００２６】
以上のごとく、本例のガスエンジン１によれば、点火プラグ４及びプラグカバー３０の温度上昇を抑制し、それらの耐久性を向上することができる。
【００２７】
（実施例２）
本例は、実施例１におけるガスエンジン１の構成を一部変更した例を示すものである。
本例に示すガスエンジン１は、導入口５１から点火室３内へ空気Ａを供給するように構成されている。点火室３においては、燃焼室２から流入する混合気Ｍと導入口５１から導入される空気Ａとが混ざり合って希薄混合気Ｍを作り出すよう構成されている。
【００２８】
本例のガスエンジン１の吸気工程においては、ピストン６１１が下死点へ移動すると共に、吸気バルブ５２１が開いて吸気口５２から燃焼室２内に混合気Ｍが吸気され、導入口５１から点火室３内へと空気Ａが供給される。このとき、点火室３内に滞留する排気ガスＥは、導入口５１から供給される空気Ａによって、連通口３２１を通じて、燃焼室２内へと排出される。また、複数の連通口３２１を介して、燃焼室２から点火室３へと混合気Ｍが流れる。これにより、点火室３内において、空気Ａと混合気Ｍが混ざり合い、点火室３内には、混合気Ｍより空気比の大きい混合気が作り出される。
【００２９】
尚、導入口５１から点火室３への空気Ａの導入は、排気工程において開始することもできる。この場合には、点火室３内の排気ガスＥをより効果的に燃焼室２へ排出することができる。
また、排気工程において導入口５１から点火室３へ空気Ａを導入する場合には、導入口５１から点火室３への空気Ａの導入量は、点火室３内の排気ガスＥを排出するのに十分な量であることが好ましい。例えば、点火室３内に形成された空間の体積以上の空気Ａを導入することで、上記点火室３内の排気ガスＥを確実に排出することができる。
その他の構成は実施例１と同様である。
本例においても実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００３０】
上記実施例１及び実施例２において、点火室３への希薄混合気Ｇ及び空気Ａの供給量は適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  ガスエンジン
２  燃焼室
３  点火室
３０  プラグカバー
３２１  連通口
４  点火プラグ
４１  電極部
５  シリンダヘッド
５１  導入口
５１１  逆止弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015055184.tif 000005