(57)【要約】【課題】ＮＯｘを副燃焼室で十分に低減し得るガスエンジンを提供する。【解決手段】外部より供給された希薄ガスを燃焼して駆動出力を得るようシリンダ１３内に形成された主燃焼室１６と、主燃焼室１６に連通してパイロット燃料Ｐの燃焼ガスにより着火を起こす副燃焼室１８と、副燃焼室１８に水を噴霧し得る水噴射手段２４とを備える。これにより、パイロット燃料Ｐの噴射により圧力で着火させる際には、水噴射手段２４で水を噴霧することによって、強力な着火を維持すると同時に副燃焼室１８の燃焼温度を下げ、結果的に、燃焼温度の上昇で発生するＮＯｘを副燃焼室１８において十分に低減することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部より供給された希薄ガスを燃焼して駆動出力を得るようシリンダ内に形成された主燃焼室と、該主燃焼室に連通してパイロット燃料の燃焼ガスにより着火を起こす副燃焼室と、該副燃焼室に水を噴霧し得る水噴射手段とを備えたことを特徴とするガスエンジン。
【請求項２】
水噴射手段を水噴射弁にした請求項１記載のガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、副燃焼室内にパイロット燃料を噴射して着火する方式を採用したガスエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンには、シリンダとシリンダヘッドを組み合わせてピストンを駆動可能にする主燃焼室を形成すると共に、主燃焼室に連通孔を介して連通するようシリンダヘッドに小容積の副燃焼室を設け、更に副燃焼室に、パイロット燃料を噴射するパイロット油弁を配置したものがある。このようなエンジンより駆動出力を得る際には、副燃焼室にパイロット油弁からパイロット燃料を供給して圧縮・自着火させ、副燃焼室の燃焼ガスを主燃焼室に広げることにより、主燃焼室内の燃料ガスを燃焼してピストン等を介し駆動出力を得ている。
【０００３】
しかしながら、このようなエンジンは、希薄混合気の燃焼であるがゆえに、強力な点火を付与させないと、燃焼変動を起して燃料の高濃度の部分が形成され、ＮＯｘが発生するという問題がある。又、エネルギー熱効率が低いという問題があった。
【０００４】
このため、近年のエンジンには、低ＮＯｘを維持しながら高いエンジン熱効率を得るよう、図２に示す如く、主燃焼室４に連通孔５を介して連通するようシリンダヘッド２に小容積の副燃焼室６を設けたものがある。ここで、図中、１はシリンダ、３はピストン、７は副燃焼室６に配置されたパイロット油弁、８は燃料の希薄ガスを供給する吸気ポート、９は主燃焼室４内の排ガスを排気する排気ポート、１０は吸気弁、１１は排気弁を、夫々示している。ここで、副燃焼室６を備えたガスエンジンに関しては、例えば、次の特許文献１等において開示がなされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３２４８０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、環境汚染への対策として排ガス規制が厳しくなっており、上記の如く副燃焼室６においてパイロット燃料Ｐの噴射で着火させるように構成しても、燃焼中に副燃焼室６内に部分的な高温部を生じて燃焼温度の上昇によりＮＯｘが増加するため、ＮＯｘの低減が副燃焼室で十分でないという問題があった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑み、ＮＯｘを副燃焼室で十分に低減し得るガスエンジンを提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、外部より供給された希薄ガスを燃焼して駆動出力を得るようシリンダ内に形成された主燃焼室と、該主燃焼室に連通してパイロット燃料の燃焼ガスにより着火を起こす副燃焼室と、該副燃焼室に水を噴霧し得る水噴射手段とを備えたことを特徴とするガスエンジン、に係るものである。
【０００９】
本発明の請求項２は、水噴射手段を水噴射弁にした請求項１記載のガスエンジン、に係るものである。
【００１０】
請求項１、請求項２によれば、副燃焼室に水噴射手段を備えるので、パイロット燃料の噴射により圧力で着火させる際には、水噴射手段で水を噴霧することによって、強力な着火を維持すると同時に副燃焼室の燃焼温度を下げ、結果的に、燃焼温度の上昇で発生するＮＯｘを副燃焼室において十分に低減することができる。
【００１１】
請求項２に示す如く、水噴射手段を水噴射弁にすると、正確な量の水を噴霧すると共に噴霧のタイミングを調整し得るので、副燃焼室の燃焼温度を好適に下げ、ＮＯｘを更に低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明のガスエンジンを実施する形態例である。
【００１４】
本形態例のガスエンジンは、シリンダ１３とシリンダヘッド１４を組み合わせてピストン１５を駆動可能にする主燃焼室１６を形成すると共に、主燃焼室１６に連通孔１７を介して連通するようシリンダヘッド１４に小容積の副燃焼室１８を設けており、主燃焼室１６には、燃料の希薄ガスを吸気弁１９を介して供給する吸気ポート２０と、排ガスを排気弁２１を介して排気する排気ポート２２とを接続している。又、シリンダヘッド１４には、エンジンが冷えている状態で主燃焼室１６の燃料に着火するための始動用点火プラグ（図示せず）を備えている。
【００１５】
一方、副燃焼室１８には、パイロット燃料Ｐを噴射するパイロット油弁２３を配置すると共に、水噴射手段の水噴射弁２４を備えており、水噴射弁２４は、吸気弁１９の動きと連動するように適当なタイミングで少量の水を噴霧するように構成されている。ここで、水噴射弁２４のノズルは、水を少量で噴射するスロットル行程を備えたスロットル型、ニードルバルブの押し上げ等により水を噴射するホース型でもよいし、他の形状でもよい。又、水の噴霧量は、副燃焼室１８の容積や、副燃焼室１８に流入する希薄ガスやパイロット燃料Ｐの濃度等に対して、適切な割合になるように調整されており、更に既存のカム駆動式の燃料噴射弁を使用可能にしている。
【００１６】
以下、本発明のガスエンジンを実施する形態例の作用を説明する。
【００１７】
エンジンより駆動出力を得る際には、吸気ポート２０の吸気弁１９の駆動に伴って主燃焼室１６に燃料の希薄ガスを供給して副燃焼室１８に希薄ガスを流入させ、続いて、副燃焼室１８にパイロット油弁２３から低濃度のパイロット燃料Ｐを噴射することにより圧力で強力な着火を起こし、副燃焼室１８の着火を主燃焼室１６に広げることにより、主燃焼室１６内の希薄ガスを燃焼してピストン１５等を介し駆動出力を得る。
【００１８】
ここで、副燃焼室１８においてパイロット油弁２３から低濃度のパイロット燃料Ｐを噴射する際には、略同時もしくは僅かにズレたタイミングで水噴射手段の水噴射弁２４から副燃焼室１８へ少量の水を直接噴霧し、副燃焼室１８に強力な着火を起こすと同時に副燃焼室１８内の燃焼温度を低下させる。又、主燃焼室１６においても、副燃焼室１８内の燃焼温度の低下に伴って主燃焼室１６内の燃焼温度を低下させる。
【００１９】
このように、本形態例によれば、水噴射手段の水噴射弁２４による水の噴霧により、副燃焼室１８において強力な着火を維持すると同時に副燃焼室１８の燃焼温度を下げ、燃焼温度の上昇で発生するＮＯｘを副燃焼室１８において十分に低減することができる。又、副燃焼室１８内の燃焼温度の低下に伴って主燃焼室１６の燃焼温度も低下させるので、主燃焼室１６においてもＮＯｘを低減することができる。なお、副燃焼室１８に従来例の如くパイロット油弁と点火プラグとを備えて着火した場合には、ＮＯｘの濃度が高くなると共に、パイロット燃料Ｐの噴射による圧力での着火に比べて着火力が弱くなり、水の噴霧に対応することができない。
【００２０】
又、水噴射手段を水噴射弁２４にすると、正確な量の水を噴霧すると共に噴霧のタイミングを調整し得るので、副燃焼室１８の燃焼温度を好適に下げ、ＮＯｘを更に低減することができる。
【００２１】
なお、本発明のガスエンジンは上述の形態例のみに限定されるものではなく、水噴射手段は上記の例に限定されるものではないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のガスエンジンによれば、副燃焼室に水噴射手段を備えるので、パイロット燃料の噴射により圧力で着火させる際には、水噴射手段で水を噴霧することによって、強力な着火を維持すると同時に副燃焼室の燃焼温度を下げ、結果的に、燃焼温度の上昇で発生するＮＯｘを副燃焼室において十分に低減することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスエンジンを実施する形態例を示す概略図である。
【図２】従来のガスエンジンを示す概略図である。
【符号の説明】
１３    シリンダ
１６    主燃焼室
１８    副燃焼室
２４    水噴射弁（水噴射手段）
Ｐ    パイロット燃料
【図１】
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【図２】
2004251194.tif 000004