(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気マニホールドの吸気入口部に吸気の導入方向に対し該吸気の流れを折り返すような屈曲形状を付し、この吸気入口部より上流側にガス燃料を吸気の流れに対向して噴射するガス供給ノズルを設けると共に、該ガス供給ノズルの上流側にガス燃料の噴射方向に沿う所要長さの直進部を確保したことを特徴とするガスエンジン。
【請求項２】
吸気入口部が吸気マニホールドの長手方向一端部に配置され且つ前記吸気入口部に吸気を導く吸気流路が前記吸気マニホールドに沿い長手方向他端部側から延在していることを特徴とする請求項１に記載のガスエンジン。
【請求項３】
ガス供給ノズルの先端が吸気流路の軸心部付近に配置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、天然ガス等のガス燃料を使用して駆動するガスエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、天然ガス（ＣＮＧ：Compressed Natural Gas）は、自動車用低公害燃料として、また、石油代替燃料として注目されており、天然ガス自動車の開発が世界的に進められている状況にあるが、より性能の高い安全な天然ガス自動車の開発に向け様々な研究が続けられているところである。
【０００３】
図４は前述したガスエンジン（ＣＮＧエンジン）の一例を示すもので、図中１はエンジン本体、２は該エンジン本体１の各気筒へ吸気３を分配する吸気マニホールドを示し、該吸気マニホールド２の吸気入口部４に対しスロットルバルブ５を介して吸気パイプ６（吸気流路）が接続されており、この吸気パイプ６におけるスロットルバルブ５の直前位置には、図示しないガスボンベからレギュレータ等を介し減圧されて導かれた天然ガス７を噴射するガス供給ノズル８が吸気パイプ６の半径方向から貫通設置されるようになっている。
【０００４】
即ち、斯かるガスエンジンにあっては、ガス供給ノズル８の先端から噴射された天然ガス７が吸気パイプ６内の吸気３に混合されて吸気マニホールド２の吸気入口部４に導入され、該吸気マニホールド２によりエンジン本体１の各気筒に分配されて該各気筒内の燃焼室で点火プラグによる着火により燃焼されるようにしてある。
【０００５】
尚、この種のガスエンジンに関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開平７−１９７８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、斯かる従来のガスエンジンにおいては、吸気３の流れが吸気マニホールド２の長手方向に対し略直角な向きから比較的緩やかなカーブを描いて吸気入口部４に流れ込むようになっており、吸気３が吸気入口部４内の壁面に衝突したりすることもなく円滑に流れ込むため、ガス供給ノズル８から噴射された天然ガス７と吸気３との混合が良好に進まないうちに吸気マニホールド２から各気筒に分配されてしまうという不具合が起こり易く、例えば、ガス供給ノズル８による天然ガス７の噴射位置より下流側の吸気パイプ６や吸気マニホールド２の吸気入口部４を幾つかの屈曲部を介在させながら長尺化して天然ガス７の混合を促進させる等といった措置を採らざるを得なくなり、周辺構造物との干渉を招かない吸気流路のコンパクトなレイアウトが難しくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、極力短い吸気流路内でガス燃料と吸気を良好に混合し得るようにしたガス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】
【０００８】
本発明は、吸気マニホールドの吸気入口部に吸気の導入方向に対し該吸気の流れを折り返すような屈曲形状を付し、この吸気入口部より上流側にガス燃料を吸気の流れに対向して噴射するガス供給ノズルを設けると共に、該ガス供給ノズルの上流側にガス燃料の噴射方向に沿う所要長さの直進部を確保したことを特徴とするガスエンジン、に係るものである。
【０００９】
而して、このようにすれば、ガス供給ノズルから吸気の流れに対向してガス燃料が噴射されることで互いの流れがぶつかり合い、双方が乱流化してガス燃料と吸気との混合が促進されると共に、そのガス燃料を含む吸気の流れが吸気マニホールドの吸気入口部で急激に折り返されることで吸気が吸気入口部内の壁面に衝突してガス燃料と吸気との更なる混合が促進されることになる。しかも、ガス供給ノズルの上流側にガス燃料の噴射方向に沿う所要長さの直進部を確保しているため、該直進部により流れが安定して偏りが少なくなった吸気に対しガス燃料を噴射して混合せしめることが可能となる。
【００１０】
この結果、吸気流路を幾つかの屈曲部を介在させながら長尺化してガス燃料の混合を促進させる等といった措置を採らなくても、極力短い吸気流路内でガス燃料と吸気を良好に混合させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明においては、吸気入口部が吸気マニホールドの長手方向一端部に配置され且つ前記吸気入口部に吸気を導く吸気流路が前記吸気マニホールドに沿い長手方向他端部側から延在していることが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、吸気マニホールドに沿い長手方向他端部側から一端部側へ導かれた吸気が、吸気マニホールドの他端部側へ向けて折り返されることになるので、もともと吸気が偏って導かれ易かった吸気入口部に近い気筒への吸気の分配が抑制されると共に、吸気入口部から遠い気筒への積極的な分配が促進され、全体として各気筒への吸気の分配の均等化を図ることが可能となる。
【００１４】
また、ガス供給ノズルの先端は、吸気流路の軸心部付近に配置されていることが好ましく、このような吸気流路の軸心部付近では吸気の流れが比較的安定しているので、ここにガス供給ノズルの先端からガス燃料を噴射することで偏りの少ないガス燃料の分散を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
上記した本発明のガスエンジンによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１６】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、吸気流路を幾つかの屈曲部を介在させながら長尺化してガス燃料の混合を促進させる等といった措置を採らなくても、極力短い吸気流路内でガス燃料と吸気を良好に混合させることができるので、周辺構造物との干渉を招かない吸気流路のコンパクトなレイアウトを実現することができ、車両への搭載性を従来より大幅に向上することができる。
【００１７】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、もともと吸気が偏って導かれ易かった吸気入口部に近い気筒への吸気の分配を抑制し且つ吸気入口部から遠い気筒への積極的な分配を促進することができるので、各気筒への吸気の分配を均等化することができてエンジン性能の大幅な向上を図ることができる。
【００１９】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、吸気の流れが比較的安定している吸気流路の軸心部付近にガス供給ノズルの先端からガス燃料を噴射して偏りの少ないガス燃料の分散を図ることができるので、ガス燃料と吸気との更に良好な混合を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２２】
図１に示す如く、本形態例においては、前述した図４のものと略同様に構成したガスエンジン（ＣＮＧエンジン）に関し、吸気マニホールド２の吸気入口部４に吸気３の導入方向に対し該吸気３の流れを折り返すような屈曲形状が付されており、この吸気入口部４より上流側の吸気パイプ６（吸気流路）には、天然ガス７（ガス燃料）を吸気３の流れに対向して噴射するよう先端をＬ字状に曲げたガス供給ノズル８が設けられている。
【００２３】
ここに例示しているガスエンジンでは、吸気入口部４が吸気マニホールド２の長手方向一端部に配置されており、この吸気入口部４に吸気３を導く吸気パイプ６が前記吸気マニホールド２に沿い長手方向他端部側から延在してスロットルバルブ５を介し前記吸気入口部４に接続されている。
【００２４】
また、ガス供給ノズル８の上流側の吸気パイプ６には、天然ガス７の噴射方向に沿う所要長さＰの直進部９が確保されており、この直進部９をガス供給ノズル８の先端と吸気パイプ６の曲がり形状の終端との間に確保することで吸気３の流れの安定化を図り得るようにしてあり、しかも、このガス供給ノズル８の先端が吸気パイプ６の軸心部付近に配置されるようにしてある。
【００２５】
尚、直進部９の長さＰは、吸気パイプ６の口径が約８０〜９０ｍｍ程度である場合に、少なくとも約２５ｍｍ程度を直進部９の長さＰとして確保すると良い。
【００２６】
而して、このようにガスエンジンを構成した場合、ガス供給ノズル８から吸気３の流れに対向して天然ガス７が噴射されることで互いの流れがぶつかり合い、双方が乱流化して天然ガス７と吸気３との混合が促進されると共に、その天然ガス７を含む吸気３の流れが吸気マニホールド２の吸気入口部４で急激に折り返されることで吸気３が吸気入口部４内の壁面に衝突して天然ガス７と吸気３との更なる混合が促進されることになる。
【００２７】
この結果、吸気パイプ６を幾つかの屈曲部を介在させながら長尺化して天然ガス７の混合を促進させる等といった措置を採らなくても、極力短い吸気パイプ６内で天然ガス７と吸気３を良好に混合させることが可能となる。
【００２８】
特に本形態例の場合には、ガス供給ノズル８の上流側に直進部９が確保されているので、この直進部９により流れが安定して偏りが少なくなった吸気３に対し天然ガス７が噴射されて一層良好な混合が実現され、しかも、ガス供給ノズル８の先端が吸気パイプ６の軸心部付近に配置されているので、吸気３の流れが比較的安定している吸気パイプ６の軸心部付近に天然ガス７を噴射して偏りの少ない天然ガス７の分散を図ることが可能となる。
【００２９】
また、本形態例では、吸気マニホールド２に沿い長手方向他端部側から一端部側へ導かれた吸気３が、吸気マニホールド２の他端部側へ向けて折り返されることになるので、もともと吸気３が偏って導かれ易かった吸気入口部４に近い気筒への吸気３の分配が抑制されると共に、吸気入口部４から遠い気筒への積極的な分配が促進され、全体として各気筒への吸気３の分配の均等化が図られる。
【００３０】
即ち、図２に示す如く、吸気マニホールド２の長手方向一端部に配置された吸気入口部４が、前記吸気マニホールド２の長手方向に対し略直角な向きから接続されていて、図１の如き折り返しの屈曲形状が全く付されていなかったならば、図２中に矢印の大きさで示す如く、吸気マニホールド２の長手方向一端部側に分配される吸気３が多くなる一方、吸気マニホールド２の長手方向他端部側に分配される吸気３は相対的に少なくなり、吸気入口部４から遠い気筒への吸気３の分配が少なくなってしまうことが懸念される。
【００３１】
これに対し、図３に示す如く、吸気入口部４に吸気３を吸気マニホールド２の他端部側へ向けて折り返す屈曲形状が付されていれば、吸気マニホールド２の他端部側へ向かう吸気３の流れが形成されるので、吸気マニホールド２の長手方向他端部側に分配される吸気３が図２の場合より多くなる一方、吸気マニホールド２の長手方向一端部側に分配される吸気３は相対的に少なくなり、結果的に各気筒への吸気３の分配が均等化されることになる。
【００３２】
従って、上記形態例によれば、ガス供給ノズル８による天然ガス７の噴射位置より下流側の吸気パイプ６や吸気マニホールド２の吸気入口部４を幾つかの屈曲部を介在させながら長尺化して天然ガス７の混合を促進させる等といった措置を採らなくても、吸気パイプ６や吸気入口部４から成る極力短い吸気流路内で天然ガス７と吸気３を良好に混合させることができるので、周辺構造物との干渉を招かない吸気流路のコンパクトなレイアウトを実現することができ、車両への搭載性を従来より大幅に向上することができる。
【００３３】
また、特に本形態例によれば、もともと吸気３が偏って導かれ易かった吸気入口部４に近い気筒への吸気３の分配を抑制し且つ吸気入口部４から遠い気筒への積極的な分配を促進することができるので、各気筒への吸気３の分配を均等化することができてエンジン性能の大幅な向上を図ることができる。
【００３４】
尚、本発明のガスエンジンは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、天然ガス以外のガス燃料を利用したものであっても良いこと、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。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す一部を切り欠いた平面図である。
【図２】従来例における吸気の分配状態を模式的に示す図である。
【図３】本形態例における吸気の分配状態を模式的に示す図である。
【図４】従来例を示す一部を切り欠いた平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  エンジン本体
２  吸気マニホールド
３  吸気
４  吸気入口部（吸気流路）
５  スロットルバルブ
６  吸気パイプ（吸気流路）
７  天然ガス（ガス燃料）
８  ガス供給ノズル
９  直進部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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