(57)【要約】【課題】空気と燃料ガスの混合均一性を高め、安定した燃焼を可能にするガスエンジンを実現すること。【解決手段】ガスエンジン１は、別々に吸引された空気および燃料ガスを、空気および燃料ガスの共通流路５７で撹拌する撹拌器１７と、シリンダー３５，３６，３７と、撹拌器１７とシリンダー３５，３６，３７との間に配置されると共に、撹拌器１７とシリンダー３５，３６，３７とに連通される燃焼室４２，４３，４４を備えたインテイクマニホールド９と、を有している、撹拌器１７は、混合ガスを旋回、撹拌する撹拌手段２０を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを燃料とするガスエンジンであって、
別々に吸引された空気と前記燃料ガスとを混合する混合器と、
燃焼室を備えた複数のシリンダーと、
前記複数のシリンダーに共通に備えられ、前記混合器と前記複数のシリンダーとを連通するインテイクマニホールドと、
を有している、
ことを特徴とするガスエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載のガスエンジンにおいて、
前記混合器と前記インテイクマニホールドとの間に、前記混合器で混合された前記混合ガスを撹拌する撹拌手段を備えている、
ことを特徴とするガスエンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスエンジンにおいて、
前記撹拌手段は、前記空気と前記燃料ガスとが混ざった状態で旋回させる羽根状部材である、
ことを特徴とするガスエンジン。
【請求項４】
請求項３に記載のガスエンジンにおいて、
前記羽根状部材は、前記混合ガスの流れによって回転可能である、
ことを特徴とするガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスを燃料とするガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＰＧ（液化石油ガス）、ＬＮＧ（液化天然ガス）などの燃料ガスを燃料とするガスエンジンでは、空気と燃料ガスの比重差などによって空気と燃料ガスとが均一に混合しにくい。このことにより、シリンダー内またはシリンダー毎の燃焼に偏りが生じて燃焼にばらつきが生じることがある。そこで、空気と燃料ガスとが均一に混合している程度（混合均一性）を高めるために、特許文献１では、燃料ガスの噴射ノズルの下流に多くの孔を備えるタービュレンスプロモータを配置する構造や、噴射ノズルを延伸させた管に多くの孔を設ける構造が開示されている。これらの構造は、燃料ガスがこれらの孔を通過するときに拡散されて空気と混合し易くしようとしたためである。また、空気吸引管内の流路に正旋回のスパイラルフィンと、逆旋回のスパイラルフィンを備え、これら二つのスパイラルフィンの間では空気流に乱れが発生することを利用して、空気と燃料ガスとの混合均一性を高めようとする構造も開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、シリンダヘッドの燃焼室との対向面に凹部を設け、燃料ガスをこの凹部の内壁に衝突させて乱気流を発生させ、空気と燃料ガスとの混合均一性を高めようとする構造や、空気の吸気管を螺旋状に構成し、空気を旋回させて供給し燃料ガスと混合させる構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２８８９８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８５９１２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および特許文献２に示される構成は、混合均一性を高める構造が燃焼室毎に備えられる構成であるため構造が複雑化しやすいという課題がある。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造で、空気と燃料ガスの混合均一性を高めることで、安定した燃焼を可能にするガスエンジンを実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、燃料ガスを燃料とするガスエンジンであって、別々に吸引された空気と燃料ガスとを混合する混合器と、燃焼室を備えた複数のシリンダーと、複数のシリンダーに共通に備えられ、混合器と複数のシリンダーとを連通するインテイクマニホールドと、を有している、こととする。
【０００８】
また、上記発明に加えて、混合器とインテイクマニホールドとの間に、混合器で混合された混合ガスを撹拌する撹拌手段を備えている、ことが好ましい。
【０００９】
また、上記発明に加えて、撹拌手段は、空気と燃料ガスとが混ざった状態で旋回させる羽根状部材である、ことが好ましい。
【００１０】
また、上記発明に加えて、羽根部状材は、空気および燃料ガスの流れによって回転可能である、ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るガスエンジンを示す右前方斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るガスエンジンを示す左後方斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るガスエンジンの一部を示す左前方斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るシリンダヘッドおよび混合ガス供給に係る構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る混合器の第１実施例を示す外観斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る混合器の第２実施例を示す外観斜視図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る混合器の第３実施例を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係るガスエンジン１について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明のガスエンジン１は、空気と燃料ガスとを混合させたガス（以下、「混合ガス」と記載する）を燃焼させて駆動されるものであり、３気筒エンジンの場合を例示して説明する。
【００１３】
（ガスエンジン１の全体構成）
図１は、本発明の一実施の形態に係るガスエンジン１を示す右前方斜視図、図２は、左後方斜視図である。図１、図２に示すように、ガスエンジン１は、シリンダブロック２を中心として、他の構成部品をシリンダブロック２に付設した構造としている。ガスエンジン１には、シリンダブロック２の下方側に潤滑油溜まりを構成するオイルパン３が付設され、シリンダブロック２の前方側には、クランクシャフトプーリ４がクランクシャフト５に取り付けられている。なお、以降説明する図は、クランクシャフトプーリ４の配置側を前方、その反対側を後方、後方側から前方側を見たときに右手側を右方、左手側を左方、そして、オイルパン３に対してシリンダブロック２が配置される方向を上方、その反対側を下方と表し説明する。クランクシャフト５は、シリンダブロック２を前後方向に貫通しており、クランクシャフトプーリ４に対して反対側（後方側）の端部には、フライホイール６が取付けられ、クランクシャフト５に連動して回転可能となっている。
【００１４】
シリンダブロック２の上方には、シリンダヘッド７が配置されていて、その上部には、シリンダヘッドカバー８とインテイクマニホールド９が左右方向に並列するように取り付けられている。インテイクマニホールド９の内部には、混合ガスが収容される。インテイクマニホールド９の上部後方には、共通流路５７（図４参照）を介して混合器としてのキャブレター１０が取り付けられている。共通流路５７は、キャブレター１０により混合された空気と燃料ガスとが共に通る流路である。また、シリンダヘッド７の左方側面には、エキゾーストマニホールド１１が取り付けられており、エキゾーストマニホールド１１には、不図示のマフラーが接続される。一方、シリンダヘッド７の右方上部には、シリンダヘッドカバー８の左方側に形成されるくぼみ部８ａの内側にスパークプラグ１２が配置されている。スパークプラグ１２は、後述する３個のシリンダーの各々に対応して設けられており、それぞれ、不図示のコネクタおよびワイヤーハーネスを介して、イグニッションコイルや電源（バッテリー）に接続されている。
【００１５】
キャブレター１０には、空気を外部から供給する空気供給管部１３と、燃料ガスを供給する燃料ガス供給管部１４とが接続されている。燃料ガス供給管部１４は、空気供給管部１３に交差するように配置されたうえ、燃料ガス吸引口１５（図２参照）によって空気供給管部１３に連通されている。したがって、キャブレター１０では、空気供給管部１３から供給される空気と燃料ガス供給管部１４から供給される燃料ガスとが混合される。燃料ガス供給管部１４は、一方の端部から燃料ガスを空気供給管部１３内に供給可能な構成となっており、他方の端部は閉鎖されている。共通流路５７内には、スロットルバルブ５８（図４参照）が配置されており、共通流路５７の外側に設けられたモータ１６によってスロットルバルブを開閉操作して、空気および燃料ガス供給量（吸引量）を調整する。
【００１６】
キャブレター１０とインテイクマニホールド９との間の空気および燃料ガスの共通流路５７（図４参照）内には、空気と燃料ガスとの混合均一性を高めるための撹拌手段２０を備えた撹拌器１７が配置されている。撹拌器１７は、キャブレター１０よりも下流側（インテイクマニホールド９側）で、インテイクマニホールド９に突設された管部１８内に配置されている。そして、キャブレター１０は、キャブレター１０側のフランジ１９ａとインテイクマニホールド９側のフランジ１９ｂによってインテイクマニホールド９に取付けられている。撹拌器１７は、キャブレター１０で混合された空気と燃料ガスとをさらに撹拌し、混合均一性を高める。したがって、撹拌器１７は、空気供給管部１３と燃料ガス供給管部１４とが交差する位置（燃料ガス吸引口１５）よりも下流側（インテイクマニホールド９側）の共通流路５７内に配置される。
【００１７】
燃料ガス供給管部１４には、不図示のチューブなどを介して燃料ガス供給源に接続される。燃料ガスとしては、ＬＰＧ（液化石油ガス、たとえばプロパンガスなど）、ＬＮＧ（液化天然ガス、たとえば都市ガスなど）を用いることが可能である。燃料ガス供給源としては、プロパンガスの場合はガスボンベであり、都市ガスの場合はガス供給管である。
【００１８】
（インテイクマニホールド９の構成）
図３は、ガスエンジン１の一部を示す左前方斜視図である。図３に示すように、本実施の形態のインテイクマニホールド９は、外殻部２５で囲まれた容器状の形態を備え、シリンダヘッド７の上面に、スペーサ２６、ガスケット２７を介してボルトなどで固定されている。外殻部２５とガスケット２７とで囲まれた空間が、空気と燃料ガスとの混合ガスを収容する混合ガス室２８である。インテイクマニホールド９の後方側端部の上方に形成された管部１８内には、撹拌器１７が配置され、撹拌器１７の内部には、撹拌手段２０が配置されている。撹拌器１７の図示上方には、キャブレター１０（図１参照）が取り付けられる。
【００１９】
本実施の形態のガスエンジン１は、一例として、３気筒エンジンを例示している。スペーサ２６およびガスケット２７には、３気筒のシリンダー各々に対向する位置に、各シリンダーに連通する吸気ポート３０，３１，３２が設けられている。これら吸気ポートを介して各シリンダー内に混合ガスが供給される。したがって、インテイクマニホールド９の混合ガス室２８は、３気筒のシリンダーの全てに混合ガスを供給可能となっている。混合ガス室２８には、キャブレター１０および撹拌器１７によって、空気と燃料ガスとが撹拌されて均一に混合された混合ガスが収容され、その後、各シリンダー内に混合ガスを供給可能な構造となっている。
【００２０】
図３に示すように、インテイクマニホールド９の上部は、後方側（撹拌器１７との連通部）から前方側に向かって、前方下がりに傾斜しており、撹拌器１７との連通部から離れるのに従い徐々に断面積が縮小されている。なお、この断面積とは、シリンダー３５，３６，３７（図４参照）の配列方向、すなわち前後方向に対して直交する面の面積をさす。つまり、混合ガスは、撹拌器１７との連通部から混合ガス室２８内に供給されるので、この断面積は、混合ガス室２８内における混合ガスの流路断面積に相当する。本実施の形態では、インテイクマニホールド９の左右方向の幅をほぼ一定としており、インテイクマニホールド９と撹拌器１７との連通部から前方端部に向かってインテイクマニホールド９の高さを徐々に低くすることで断面積を縮小している。
【００２１】
（シリンダヘッド７および混合ガス供給に係る構成）
続いて、シリンダヘッド７および混合ガス供給に係る構成について図４を参照しながら説明する。
【００２２】
図４は、シリンダヘッド７および混合ガス供給に係る構成を示す断面図であり、図３に示すインテイクマニホールド９の切断線Ａ−Ａで切断した縦断面図である。本実施の形態では、シリンダー３５，３６，３７は、シリンダブロック２内に、前後方向に１列に配列されている。各シリンダー内には、ピストン３８，３９，４０が配置されている。ピストン３８，３９，４０の各々は、コネクティングロッド４１を介してクランクシャフト５（図１参照）に連結されている。シリンダー３５，３６，３７と、ピストン３８，３９，４０と、シリンダヘッド７とで囲まれた空間が燃焼室４２，４３，４４である。この構造は、従来のディーゼルエンジンとほぼ同じ構造であるため説明を省略する。
【００２３】
シリンダヘッド７およびスペーサ２６（ガスケット２７の図示は省略）には、シリンダー３５，３６，３７各々に対応する位置に、厚さ方向に貫通する吸気ポート３０，３１，３２が設けられている。吸気ポート３０，３１，３２各々は、混合ガス室２８と燃焼室４２，４３，４４とに連通している。そして、シリンダヘッド７には、吸気ポート３０，３１，３２各々の開閉を司る吸気バルブ４５，４６，４７が設けられている。これら吸気バルブは、混合ガスを燃焼室４２，４３，４４の各々に供給するタイミングで解放され、圧縮および排気のタイミングで閉鎖される。吸気バルブ４５，４６，４７は、図示しないカムによって駆動され、ピストン３８，３９，４０の駆動タイミングに合わせて開閉される。
【００２４】
シリンダヘッド７には、燃焼室４２，４３，４４に連通する排気ポート４８，４９，５０が形成されている。排気ポート４８，４９，５０は、シリンダヘッド７に形成されている排気接続流路５１，５２，５３を経て、エキゾーストマニホールド１１（図３参照）に接続されている。シリンダヘッド７には、排気ポート４８，４９，５０各々の開閉を司る排気バルブ５４，５５，５６が配置されている。排気バルブ５４，５５，５６は、混合ガスを燃焼室４２，４３，４４のそれぞれに供給するタイミング、圧縮および燃焼のタイミングで閉鎖され、燃焼後の排気ガスの排気のタイミングで解放される。排気バルブ５４，５５，５６は、図示しないカムによって駆動され、ピストン３８，３９，４０の駆動タイミングに合わせて開閉する。なお、シリンダヘッド７には、燃焼室４２，４３，４４を臨む位置に不図示のスパークプラグ１２（図１参照）が配置されている。
【００２５】
インテイクマニホールド９の外殻部２５の後方端部の上部には、管部１８が突設されており、撹拌手段２０を備えた撹拌器１７がこの管部１８の内側に挿入され、鍔部２１ａを管部１８と空気供給管部１３の間で挟むように密接させて固定されている。撹拌器１７の上流側には、キャブレター１０が配置され、インテイクマニホールド９とキャブレター１０とは、相互に設けられたフランジ１９ａおよびフランジ１９ｂで固定されている（ボルトは図示省略）。既述したように、キャブレター１０の空気供給管部１３には、燃料ガス供給管部１４が接続されており、燃料ガス吸引口１５から、燃料ガスがキャブレター１０内に吸引可能な構成となっている。燃料ガス吸引口１５から混合ガス室２８に至る流路は、空気と燃料ガスとの共通流路５７である。そして、燃料ガス吸引口１５と撹拌器１７との間には、スロットルバルブ５８が配置されている。
【００２６】
また、図４に示すように、シリンダブロック２のシリンダー３５，３６，３７の周囲には、冷却水流路５９が設けられている。なお、冷却水流路５９は、簡略化して表している。冷却水流路５９には、不図示のポンプによって冷却水が循環される。
【００２７】
（ガスエンジン１の駆動方法）
続いて、本実施の形態におけるガスエンジン１の駆動について図４を参照しながら説明する。なお、図４は、シリンダー３５，３６，３７の一状態を表している。図示右端のシリンダー３５は、燃焼室４２内に混合ガス室２８から混合ガスを吸引する状態を表しており、ピストン３８は下死点に近い位置にある。このとき、吸気バルブ４５は吸気ポート３０を解放し、排気バルブ５４は、排気ポート４８を閉鎖している。また、図示中央部のシリンダー３６は、混合ガスを圧縮した状態を表しており、ピストン３９は上死点の位置にあり、このとき、吸気バルブ４６、排気バルブ５５は共に、各々吸気ポート３１および排気ポート４９を閉鎖している。また、図示左端のシリンダー３７は、燃焼済みの排気ガスを排出する状態を表しており、ピストン４０が、燃焼室４４の容積を縮小する方向に移動する途中を表している。このとき、吸気バルブ４７は、吸気ポート３２を閉鎖し、排気バルブ５６は、排気ポート５０を解放している。
【００２８】
本実施の形態に記載のガスエンジン１の駆動は、混合ガスの吸引、圧縮、燃焼、排気を繰り返す４サイクルエンジンと同様であるが、図示右端のシリンダー３５を例示してガスエンジン１の駆動を説明する。まず、ピストン３８を上死点から下死点に移動させる。この際、まず、排気バルブ５４によって排気ポート４８を閉鎖し、次いで、吸気バルブ４５によって吸気ポート３０を解放する。燃焼室４２は、インテイクマニホールド９（混合ガス室２８）内の圧力に対して負圧となるため、混合ガス室２８内の混合ガスは吸気ポート３０から燃焼室４２内に吸引される。
【００２９】
続いて、吸気バルブ４５、排気バルブ５４によって、吸気ポート３０および排気ポート４８各々を閉鎖し、ピストン３８を下死点から上死点側に移動させ、燃焼室４２の容積を縮小させながら、混合ガスを圧縮する。ピストン３８が上死点に達したタイミングでスパークプラグ１２によって着火して混合ガスを燃焼させる。すると、燃焼室４２内の燃焼ガスが急激に膨張してピストン３８を下死点側に押し下げ、クランクシャフト５を回転させる。ピストン３８は、下死点に達した後、吸気バルブ４５で吸気ポート３０を閉鎖し、排気バルブ５４で排気ポート４８を解放する。そして、ピストン３８を上死点側に移動させることで、燃焼後の排気ガスは、排気ポート４８および排気接続流路５１を通って、エキゾーストマニホールド１１から外部に排出される。
【００３０】
ガスエンジン１は、ピストン３８，３９，４０がコネクティングロッド４１を介してクランクシャフト５に連結されており、混合ガスの吸引、圧縮、着火（燃焼）、排気のサイクルを最適なタイミングで制御される。
【００３１】
以上説明したように、ガスエンジン１は、燃料ガスを燃料とするものであって、クランクシャフト５に安定した回転力を伝達するためには、燃焼室毎の燃焼にばらつきがないことが重要であり、そのためには、供給する混合ガスは、混合均一性が高いことを要求される。
【００３２】
そこで、空気と燃料ガスの混合について図４、図５、図６、図７を参照しながら説明する。まず、空気と燃料ガスの流れについて図４を参照しながら説明する。３つのシリンダーのうちのいずれかが吸引の状態、たとえば、シリンダー３５が吸引状態のとき（ピストン３８が上死点から下死点側に移動するとき）、燃焼室４２内の圧力が混合ガス室２８内の圧力に対して負圧になるため、混合ガスは、混合ガス室２８から燃焼室４２内に吸引される。すると、混合ガス室２８内の圧力は、大気に比べて負圧になることから、キャブレター１０から混合ガス室２８に向かう空気の流れが生じる。空気の流れが発生すると、空気の流速に応じて空気供給管部１３内の圧力が燃料ガスの圧力よりも低下し、その圧力差によって、燃料ガスが、燃料ガス吸引口１５から空気供給管部１３内に吸引される。したがって、空気の流れが存在すると、燃料ガスの相対圧力が０に近い低圧であっても、燃料ガスを空気供給管部１３内に吸引することが可能となる。
【００３３】
燃料ガスとしては、ＬＰＧ（液化石油ガス、たとえばプロパンガスなど）、ＬＮＧ（液化天然ガス、たとえば都市ガスなど）などが用いられる。これら燃料ガスと空気とは比重が異なることから、そのままでは空気と燃料ガスが層流となってしまい均一な混合状態になりにくい。そこで、本実施の形態では、燃料ガス吸引口１５よりも下流側（インテイクマニホールド９側）の空気と燃料ガスの共通流路５７に撹拌器１７を配置して、撹拌器１７に達するまでの混合ガスを撹拌器１７によってさらに旋回流や乱流を起こすことで均一な混合状態を生じさせている。続いて、撹拌器１７の構成について図５、図６、図７を参照しながら説明する。
【００３４】
（撹拌器１７の構成）
キャブレター１０で空気と燃料ガスとが混合された混合ガスを、撹拌器１７によってさらに撹拌すれば、混合ガスの混合均一性を高めることが可能となる。本実施の形態では、空気と燃料ガスの混合均一性の向上が図られた混合ガスを生成するために、撹拌器１７に備えられる撹拌手段２０として、空気と燃料ガスとを旋回させながら混合する羽根状部材を用いる例をあげ説明する。
【００３５】
図５は、撹拌器１７の第１実施例を示す外観斜視図、図６は第２実施例を示す外観斜視図、図７は第３実施例を示す外観斜視図である。なお、図４も参照する。図５に示すように、第１実施例の撹拌器１７は、既述したインテイクマニホールド９（図４参照）に設けられた管部１８に挿入される管状の本体部２１と、本体部２１の内周壁２１ｂに突設された撹拌手段２０とから構成されている。撹拌手段２０は、空気と燃料ガスの共通流路５７内に配置され、本体部２１の内周壁２１ｂから中心部に向かって突設された４枚の羽根状部材６０，６１，６２，６３によって構成されている。共通流路５７内に４枚の羽根状部材６０，６１，６２，６３を配置することで、撹拌器１７を通過する混合ガスが旋回させられ混合均一性が向上する。
【００３６】
羽根状部材６０，６１，６２，６３は、周方向（内周壁２１ｂの円周に沿う方向）に等間隔で、混合ガスの流れ方向（上下方向）のほぼ同じ位置に配置されている。羽根状部材６０，６１，６２，６３の一つひとつは、上流側から下流側に向かって捩じられるように傾斜している。なお、羽根状部材６０，６１，６２，６３は、混合ガスが通過する部分の縁部が滑らかに丸められ、羽根状部材６０，６１，６２，６３の混合ガスに対する流体抵抗を減じることができる形状をしている。羽根状部材６０，６１，６２，６３の先端中央部は互いに接続されずに、中央流路６４を構成している。図示するように、羽根状部材６０，６１，６２，６３の周方向で隣接するもの同士は、上下方向から見たときに周方向の縁部において互いに重なり合う領域を有するように配置されている。これにより、撹拌器１７を通過する混合ガスをより旋回させ易くなる。これら羽根状部材は、本体部２１と一体で成形されることが好ましく、たとえば、アルミダイキャストなどで成形することが可能である。また、本実施例の撹拌手段２０は、供給される空気および燃料ガスの温度が低いため、金属に限らず樹脂製（樹脂成形品）であってもよい。
【００３７】
燃料ガス吸引口１５から吸引された燃料ガスは、空気と共にインテイクマニホールド９（混合ガス室２８）に向かって流れる。空気と燃料ガス（混合ガス）は、羽根状部材６０，６１，６２，６３のうちの近接する羽根状部材の間を通過することによって旋回流となる（図中、矢印で示す）。また、この混合ガスの流れは、羽根状部材６０，６１，６２，６３を通過した時点、および中央流路６４を通過する際に乱されて乱流となる。このように構成された撹拌手段２０によって、空気と燃料ガスは十分に撹拌され、混合均一性の高い混合ガスとして、インテイクマニホールド９（混合ガス室２８）を介して各シリンダーの燃焼室４２，４３，４４に供給することが可能となる。
【００３８】
次に、図６を参照して撹拌器１７の第２実施例の構成について説明する。第１実施例が羽根状部材６０，６１，６２，６３の先端中央部に中央流路６４を備えていることに対して、第２実施例は、この中央流路６４がない構成である。なお、第１実施例と同じ機能部分には、第１実施例と同じ符号を附して説明する。第２実施例の撹拌器１７は、既述したインテイクマニホールド９（図４参照）に設けられた管部１８に挿入される管状の本体部２１と、本体部２１の内周壁２１ｂに設けられた撹拌手段２０とから構成されている。撹拌手段２０は、空気と燃料ガスの共通流路５７内に配置され、本体部２１の内周壁２１ｂから中心部に向かって突設された４枚の羽根状部材６５，６６，６７，６８によって構成されている。
【００３９】
羽根状部材６５，６６，６７，６８各々は、先端中央部を相互に交差させて接続されており、先端の固定されている部分を除いて、羽根状部材６５，６６，６７，６８の周方向で隣接するもの同士は、上下方向から見たときに周方向の縁部において互いに重なり合う領域を有するように配置されている。これにより、撹拌器１７を通過する混合ガスをより旋回させ易くなる。羽根状部材６５，６６，６７，６８は、本体部２１と一体で成形されることが好ましく、たとえば、アルミダイキャストなどで成形することが可能である。また、本実施例の撹拌手段２０は、供給される空気および燃料ガスの温度が低いため、金属に限らず樹脂製（樹脂成形品）であってもよい。また、羽根状部材６５，６６，６７，６８を分離した形状で成形した後、先端中央部で固定部材（たとえば、ピンやネジなど）を用いて固定する構成としてもよい。なお、羽根状部材６５，６６，６７，６８は、混合ガスが通過する部分の縁部は滑らかに丸められ、羽根状部材６５，６６，６７，６８の混合ガスに対する流体抵抗を減じることができる形状をしている。
【００４０】
燃料ガス吸引口１５から吸引された燃料ガスは、空気と共にインテイクマニホールド９（混合ガス室２８）に向かって流れるが、羽根状部材６５，６６，６７，６８のうちの近接する羽根状部材間の流路を通過することによって旋回流となる（図中、矢印で示す）。また、この流れは、羽根状部材６５，６６，６７，６８を通過した時点、および各羽根状部材の固定された先端部に衝突する際に乱されて乱流となる。このように構成された撹拌手段２０によって、空気と燃料ガスは十分に撹拌され、混合均一性の高い混合ガスとして、インテイクマニホールド９（混合ガス室２８）を介して各シリンダーの燃焼室４２，４３，４４に供給することが可能となる。
【００４１】
次に、図７を参照して撹拌器１７の第３実施例の構成について説明する。既述した第１実施例および第２実施例の撹拌器１７は、撹拌手段２０が管状の本体部２１に固定されていることに対して、第３実施例は、本体部２１に対して撹拌手段２０が回転可能な構成となっていることに特徴を有する。図７に示すように、第３実施例の撹拌手段２０は、本体部２１の端部に設けられた鍔部２１ａから本体部２１を横断する梁部７０と、この梁部７０の中央部から共通流路５７内に、軸部材７１によって回転可能に吊り下げられた羽根状部材７２，７３，７４，７５とから構成されている。本実施例の撹拌手段２０は、あたかもスクリューのような形態をしている。ただし、混合ガスの流れで羽根状部材７２，７３，７４，７５が回転されることがスクリューとは異なる。
【００４２】
なお、羽根状部材７２，７３，７４，７５は、軸部材７１に対して回転可能な構成としてもよく、また、軸部材７１と共に梁部７０に対して回転可能な構成としてもよい。羽根状部材７２，７３，７４，７５は、混合ガスの流れによって回転される（図７の例では、時計まわりに回転される）。このように、羽根状部材７２，７３，７４，７５が、混合ガスの流れによって回転すると、混合ガスは羽根状部材７２，７３，７４，７５によって撹拌され、下流側では乱流となる。その結果、混合ガスの混合均一性が促進される。
【００４３】
なお、図７では、羽根状部材７２，７３，７４，７５を軸部材７１で梁部７０に吊り下げて回転可能に支持している、いわゆる片持ち支持構造としているが、羽根状部材７２，７３，７４，７５の下流側に不図示の梁部をさらに設けて、両端支持構造としてもよい。また、下流側の梁部だけにして、この下流側の梁部の上流側に羽根状部材７２，７３，７４，７５を支持する片持ち支持構造としてもよい。
【００４４】
上述したように、燃料ガスを燃料とするガスエンジン１は、別々に吸引された空気と燃料ガスとを混合する混合器としてキャブレター１０と、燃焼室４２，４３，４４を備えた複数のシリンダー３５，３６，３７と、複数のシリンダー３５，３６，３７に共通に備えられ、キャブレター１０と複数のシリンダー３５，３６，３７とを連通するインテイクマニホールド９とを有している。
【００４５】
上記のように、ガスエンジン１は、複数のシリンダー３５，３６，３７に共通にインテイクマニホールド９を備え、このインテイクマニホールド９にキャブレター１０を備える構成であるため、燃焼室毎（シリンダー）毎に空気と燃料ガスとを混合する機構を備える構成に比べて、キャブレターの個数を削減できるなど、構造を簡略化できる。
【００４６】
また、従来のガスエンジンが、複数のシリンダー毎に、空気の供給、燃料ガスの供給を行うインテイクマニホールドを用いていることに対し、本実施の形態のガスエンジン１は、キャブレター１０からインテイクマニホールド９（混合ガス室２８）を介して３つのシリンダー３５，３６，３７各々に混合ガスを供給する構成である。そのため、一旦、混合ガスが大きな容積のインテイクマニホールド９に収容されることで、混合ガス室２８内において混合均一性をさらに高めることが可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態によるガスエンジン１は、キャブレター１０とインテイクマニホールド９との間に、キャブレター１０で混合された混合ガスを撹拌する撹拌手段２０を備えている。
【００４８】
ガスエンジン１を上記のように構成し、キャブレター１０で混合された混合ガスをさらに撹拌手段２０で撹拌することで、空気と燃料ガスとの混合均一性を高めることが可能となる。
【００４９】
また、撹拌手段２０としては、空気と燃料ガスとの混合ガスを旋回させる羽根状部材を用いている。第１実施例（図５参照）、および第２実施例（図６参照）で説明したように、各羽根状部材は、相互に上流側から下流側に捩じれながら傾斜し、近接する羽根状部材の間の流路を混合ガスが通過するときに、混合ガスが旋回され、また乱流となることで、混合均一性を高めている。また、各羽根状部材は、混合ガスの流れ方向のほぼ同じ位置に配置することで、撹拌手段２０からインテイクマニホールド９に至る距離を短くすることが可能である。なお、撹拌手段２０からインテイクマニホールド９に至る距離を単純に長くして混合均一性を高めることが可能であるが、その場合、燃焼室４２，４３，４４への混合ガス供給に遅延がでることが考えられる。
【００５０】
また、第３実施例（図７参照）では、撹拌手段２０として、混合ガスの流れによって回転可能な羽根状部材７２，７３，７４，７５を備えている。羽根状部材７２，７３，７４，７５が、混合ガスの流れによって回転されると、混合ガスは羽根状部材７２，７３，７４，７５によって撹拌され、羽根状部材７２，７３，７４，７５より下流側では乱流となり、混合ガスの混合均一性を促進させることが可能となる。このような構成によれば、燃料ガス吸引口１５からインテイクマニホールド９までの距離を短くしても良好な混合性能を得られる。
【００５１】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、前述した各実施例の羽根状部材は４枚構成としているが、羽根状部材は４枚に限らず、たとえば、１枚であっても５枚であっても、混合ガスの流れを妨げず、十分な混合均一性を得られるなら任意に選択可能である。また、撹拌手段２０を構成する羽根状部材は、周方向に等間隔で配置されているが、等間隔でなくてもよい。また、本実施の形態では、共通流路５７内において、羽根状部材は、混合ガスの流れ方向の同じ位置に配置されているが、羽根状部材の一つひとつを上流側から下流側にずらして配置してもよい。さらに、４枚の羽根状部材の組み合わせを１組としたとき、混合ガスの流れ方向に複数組の羽根状部材を配置する構成としてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態の撹拌手段２０は、羽根状部材で構成されているが、撹拌手段として、空気と燃料ガスの共通流路（混合ガスの流路）に螺旋状に形成されたスパイラルフィンを配置することも可能である。このスパイラルフィンは、周方向外端を撹拌器１７の本体部２１の内周壁２１ｂに固定する構造や、スパイラルフィン自身を混合ガスの流れによって回転可能とする構造などであってもよい。また、本発明は、混合ガスの流路に、この混合ガスを旋回流にすることや、乱流にすることで混合均一性を高めるものであるから、羽根状部材に限らず、共通流路５７に突起物を配置してもよく、撹拌器１７の内周壁２１ｂに溝などを形成してもよい。
【００５３】
また、本実施の形態のインテイクマニホールド９（混合ガス室２８）は、撹拌器１７とインテイクマニホールド９との連通部に近いシリンダー３５の配置位置から、このシリンダー３５の配置位置より離れたシリンダー３６，３７の配置位置に向かって混合ガスの流路断面積を徐々に縮小しているが、流路断面積は縮小しなくてもよい。
【００５４】
また、本実施の形態のガスエンジン１は、３気筒の場合を例示して説明したが、たとえば、２気筒エンジンや４気筒エンジンにも適用可能であり、いずれも備えられている数のシリンダー各々に混合ガスを供給可能なインテイクマニホールドと、吸引された空気と燃料ガスとが混ざった状態で、さらに撹拌、混合する撹拌器１７を備えることで、シリンダー毎の燃焼のばらつきを抑制し、安定駆動可能なガスエンジンを提供できる。
【００５５】
空気と燃料ガスは、比重が異なることから共通流路で流しても層状になりやすく、均一な混合状態が得られないことが多い。そこで、従来技術によるガスエンジンでは、空気または燃料ガスのどちらか一方の流れを乱す（旋回させることも含む）ことで空気と燃料ガスを混合させている。それに対して、本実施の形態のガスエンジン１は、空気と燃料ガスが混ざった状態でさらに撹拌器１７によって撹拌して、各シリンダーの燃焼室に供給している。このようにすることによって、空気と燃料ガスとの混合均一性を備えた混合ガスを燃焼室の各々に供給できる。その結果、燃焼室各々のばらつきの少ない安定した燃焼特性を備えたガスエンジン１を実現できる。
【００５６】
なお、本発明の実施の形態に係るガスエンジン１は、ディーゼルエンジンあるいはガソリンエンジン等をベースとして、空気と燃料ガスとの混合ガスを燃焼させて駆動するものに適合可能である。
【００５７】
また、本発明のガスエンジン１は、ＬＰＧ（液化石油ガス）、ＬＮＧ（液化天然ガス）などを燃料ガスとしているため、たとえば、一般に流通しているプロパンガスまたは都市ガスなどを燃料ガスとして用いることができる。したがって、プロパンガスまたは都市ガスを燃料ガス供給管部１４に接続すれば運転可能となるので、可搬型の発電機などの動力源として有効である。
【符号の説明】
【００５８】
１…ガスエンジン
２…シリンダブロック
７…シリンダヘッド
９…インテイクマニホールド
１０…キャブレター
１１…エキゾーストマニホールド
１２…スパークプラグ
１５…燃料ガス吸引口
１７…撹拌器
２０…撹拌手段
２６…スペーサ
２８…混合ガス室
３０，３１，３２…吸気ポート
３５，３６，３７…シリンダー
３８，３９，４０…ピストン
４２，４３，４４…燃焼室
４５，４６，４７…吸気バルブ
４８，４９，５０…排気ポート
５４，５５，５６…排気バルブ
５７…共通流路
６０，６１，６２，６３…羽根状部材（第１実施例）
６５，６６，６７，６８…羽根状部材（第２実施例）
７０…梁部
７１…軸部材
７２，７３，７４，７５…羽根状部材（第３実施例）
【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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【図６】
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【図７】
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