(57)【要約】  【課題】  高湿環境下におかれている火花点火式ガスエンジンを速やかに起動する。  【解決手段】  火花点火式ガスエンジンは、燃焼室内に配置される電極を有した点火プラグと、燃焼室に開口し、電極に向けて圧縮乾燥ガスを噴射するノズルと、圧縮乾燥ガスを前記ノズルに供給する圧縮乾燥ガス通路と、圧縮乾燥ガス通路を開閉する圧縮乾燥ガス噴射弁と、点火プラグおよび圧縮乾燥ガス噴射弁を制御する制御器と、を備え、制御器は、ガスエンジンの起動時において、点火プラグを駆動して電極から火花を発生させる点火時期の直前に、圧縮乾燥ガス噴射弁を開弁させる。【選択図】図３
2017002728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に配置される電極を有した点火プラグと、
前記燃焼室に開口し、前記電極に向けて圧縮乾燥ガスを噴射するノズルと、
前記圧縮乾燥ガスを前記ノズルに供給する圧縮乾燥ガス通路と、
前記圧縮乾燥ガス通路を開閉する圧縮乾燥ガス噴射弁と、
前記点火プラグおよび前記圧縮乾燥ガス噴射弁を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、ガスエンジンの起動時において、前記点火プラグを駆動して前記電極から火花を発生させる点火時期の直前に、前記圧縮乾燥ガス噴射弁を開弁させる、火花点火式ガスエンジン。
【請求項２】
大気を取り込んで圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機からの圧縮エアを乾燥する乾燥器と、を備え、
前記乾燥器で得られた圧縮乾燥エアが、前記圧縮乾燥ガスとして、前記圧縮乾燥ガス通路を介して前記ノズルに供給される、請求項１に記載の火花点火式ガスエンジン。
【請求項３】
前記燃焼室にガス燃料を供給する燃料通路が設けられ、前記圧縮乾燥ガス通路が前記燃料通路から分岐し、
ガス燃料が、前記圧縮乾燥ガスとして、前記圧縮乾燥ガス通路を介して前記ノズルに供給される、請求項１に記載の火花点火式ガスエンジン。
【請求項４】
前記燃焼室が主燃焼室および副燃焼室を含み、前記燃料通路は前記主燃焼室および前記副燃焼室にガス燃料を供給し、前記電極は前記副燃焼室内に配置され、前記ノズルは前記副燃焼室に開口し、
前記制御器は、前記ガスエンジンの前記起動時において、前記ノズルよりガス燃料を前記副燃焼室に一旦供給し、その後の前記点火時期の直前に前記ノズルより前記電極に向けて前記圧縮乾燥ガスとしてのガス燃料を噴射する、請求項３に記載の火花点火式ガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式ガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式ガスエンジンが高湿環境下におかれると、ガスエンジンの起動時に点火プラグの電極に結露が生じ、火花が正常に点火プラグから発生しない可能性がある。その対処のため、クランキング前にドライエアを給気通路に送り、給気通路内をドライエアで換気する場合がある（例えば、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２０１２−２０２３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この場合、クランキング前に大容量の換気を要するので、起動に時間がかかる。
【０００５】
そこで本発明は、高湿環境下におかれている火花点火式ガスエンジンを速やかに起動することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る火花点火式ガスエンジン用の起動装置は、燃焼室内に配置される電極を有した点火プラグと、前記燃焼室に開口し、前記電極に向けて圧縮乾燥ガスを噴射するノズルと、前記圧縮乾燥ガスを前記ノズルに供給する圧縮乾燥ガス通路と、前記圧縮乾燥ガス通路を開閉する圧縮乾燥ガス噴射弁と、前記点火プラグおよび前記圧縮乾燥ガス噴射弁を制御する制御器と、を備え、前記制御器は、ガスエンジンの起動時において、前記点火プラグを駆動して前記電極から火花を発生させる点火時期の直前に、前記圧縮乾燥ガス噴射弁を開弁させる。
【０００７】
前記構成によれば、圧縮乾燥ガスが、点火時期の直前に燃焼室内に配置された電極に向けて噴射されるので、圧縮乾燥ガスの噴射量が小さくても、電極周辺の雰囲気を局所的に低湿化でき、電極で結露が生じるのを防止または抑制できる。圧縮乾燥ガスを電極に吹き付けるので、仮に圧縮乾燥ガスの噴射前に電極に結露が生じていたとしても、圧縮乾燥ガスで水分を電極から吹き飛ばすことができる。このように、点火プラグの操作を開始する段階で、圧縮乾燥ガスによる局所的な換気および水分の吹き飛ばしが行われる。クランキング前の大容量の換気が不要となるので、起動時間を短縮できる。
【０００８】
大気を取り込んで圧縮する圧縮機と、前記圧縮機からの圧縮エアを乾燥する乾燥器と、を備え、前記乾燥器で得られた圧縮乾燥エアが、前記圧縮乾燥ガスとして、前記圧縮乾燥ガス通路を介して前記ノズルに供給されてもよい。
【０００９】
前記構成によれば、圧縮乾燥ガスが大気から生成される。混合気においては、空気のモル比がガス燃料のモル比の十倍程度となるので、圧縮乾燥ガスの噴射後に燃焼室内の空燃比が乱れにくく、電極から発生した火花で混合気を正常に燃焼させやすい。
【００１０】
前記燃焼室にガス燃料を供給する燃料通路が設けられ、前記圧縮乾燥ガス通路が前記燃料通路から分岐し、ガス燃料が、前記圧縮乾燥ガスとして、前記圧縮乾燥ガス通路を介して前記ノズルに供給されてもよい。
【００１１】
前記構成によれば、圧縮乾燥ガスがガス燃料から生成される。ガス燃料は元来低湿であるため、乾燥器を省略して圧縮乾燥ガスを生成できる。
【００１２】
前記燃焼室が主燃焼室および副燃焼室を含み、前記燃料通路は前記主燃焼室および前記副燃焼室にガス燃料を供給し、前記電極は前記副燃焼室内に配置され、前記ノズルは前記副燃焼室に開口し、前記制御器は、前記ガスエンジンの前記起動時において、前記ノズルよりガス燃料を前記副燃焼室に一旦供給し、その後の前記点火時期の直前に前記ノズルより前記電極に向けて前記圧縮乾燥ガスとしてのガス燃料を噴射してもよい。
【００１３】
前記構成によれば、圧縮乾燥ガスがガス燃料から生成される場合に、混合気生成のためのガス燃料が副燃焼室に一旦供給された後、圧縮乾燥ガスとしてのガス燃料を電極に吹き付ける。２回に分けてガス燃料を吹くので、副燃焼室内の燃料分布を点火時期までに均一化でき、副燃焼室内の混合気の燃焼を正常に行わせやすくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高湿環境下におかれている火花点火式ガスエンジンを速やかに起動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係るガスエンジンの概念図である。
【図２】図１に示す気筒周辺を示す図である。
【図３】図２に示す制御器により実行される起動処理を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す起動処理のタイミングチャートである。
【図５】図３に示す電極およびノズルを示す図である。
【図６】第２実施形態に係るガスエンジンの概念図である。
【図７】図６に示す気筒周辺を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る起動処理を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す起動処理のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。全図を通じて同一又は対応する要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態の火花点火式ガスエンジン１（以下、単にガスエンジンという）は、複数の気筒３を有するエンジン本体２を備える。図示例では、ガスエンジン１が交流発電機９１の駆動源に利用され、例えば工場用地内で定置される。ガスエンジン１の出力軸４は交流発電機９１に接続され、フライホイール５が出力軸４上に出力軸４と一体回転可能に設けられる。
【００１８】
ガスエンジン１には、圧縮空気通路６、給気通路７、排気通路８、燃料通路９および圧縮乾燥ガス通路１０が設けられている。圧縮空気通路６には、圧縮機１１およびスタータモータ１２が介設されている。圧縮機１１は、大気を取り込み、圧縮空気を圧送する。スタータモータ１２は、空圧式モータであり、圧縮機１１から供給された圧縮空気で駆動される。スタータモータ１２は、ガスエンジン１の起動時に作動してフライホイール５を回転駆動する。排気通路８は、複数の気筒３からの排ガスが流れる。過給機１３のタービンが排気通路８に設けられ、過給機１３のコンプレッサが給気通路７に設けられている。過給機１３は排ガスで駆動され、大気から取り込んだエアを圧縮する。過給されたエア（給気）は過給機１３から給気通路７を介して気筒３に供給される。
【００１９】
燃料通路９は、燃料源からガス燃料を給気通路７を介してまたは直接的に複数の気筒３に供給する。燃料通路９は、燃料源から延びる共通燃料通路１４、および共通燃料通路１４から分岐する複数の分岐燃料通路１５を含み、複数の分岐燃料通路１５は気筒３に対応する。燃料源は、例えば液化天然ガスを貯留するガスタンク９２であり、ガス燃料はガスタンク９２内で液化天然ガスから気化したものであってもよい。共通燃料通路１４には、圧縮機１６および調圧弁１７が介設されている。圧縮機１６は燃料源のガス燃料を圧送する。調圧弁１７は圧縮機１６からの圧縮ガス燃料を調圧する。調圧されたガス燃料が分岐燃料通路１５に供給される。後述するが、このガスエンジン１は副室式であり、各分岐燃料通路１５が主燃料通路１５Ａおよび副燃料通路１５Ｂを含む。主燃料通路１５Ａには主燃料供給弁１８Ａが介設され、副燃料通路１５Ｂには副燃料供給弁１８Ｂが介設されている。
【００２０】
圧縮乾燥ガス通路１０は、圧縮されかつ乾燥されたガス（圧縮乾燥ガス）を複数の気筒３に供給する。圧縮乾燥ガス通路１０は、共通路１９、および共通路１９から分岐する複数の分岐路２０を含み、複数の分岐路２０は気筒３に対応する。
【００２１】
本実施形態では、圧縮乾燥ガスは大気から生成される。共通路１９には、圧縮機２１、圧縮空気溜２２および乾燥器２３が介設されている。圧縮機２１は、大気から取り込んだエアを圧送する。圧縮空気溜２２は、圧縮機２１から送られる圧縮エアを貯留する。乾燥器２３は、圧縮空気溜２２から排出される圧縮エアを乾燥する。このようにして圧縮乾燥ガスが生成され、生成された圧縮乾燥ガスが分岐路２０に供給される。本実施形態では、各分岐路２０に、圧縮乾燥ガス噴射弁２４が介設されている。
【００２２】
ここで、「乾燥ガス」は、水蒸気成分が完全に取り除かれたいわゆる乾き空気でなくてもよい。「乾燥ガス」は、ガスに含まれる水蒸気の分圧が10hPa以下であるガスをいう。概して、熱帯気候雨季や温暖湿潤気候夏季のように高温かつ多湿で大気中に多量の水蒸気が含まれる場合、起動時の点火に影響が出る。上記定義に従う乾燥ガスは、高温の一例としての摂氏30度では、絶対湿度7.2g/m3以下となる。
【００２３】
次に、各気筒３周辺の構成について説明する。図２は気筒３を１つのみ示しているが、不図示の他の気筒も同様に構成される。図２に示すように、ピストン３１が、往復可能に気筒３内に挿入され、コネクティングロッド３２を介して出力軸４に連結される。主燃焼室３３はピストン３１の上面側に形成され、給気ポート３４および排気ポート３５が主燃焼室３３に開口する。給気ポート３４は給気通路７の下流端部を構成し、給気弁３６により開閉される。排気ポート３５は排気通路８の上流端部を構成し、排気弁３７により開閉される。ガスエンジン１の燃焼室には、主燃焼室３３および副燃焼室３８が含まれる。副燃焼室３８は、主燃焼室３３と隔壁３９を介して区画され、また、隔壁３９に形成された貫通孔（図示せず）を介して主燃焼室３３と連通している。
【００２４】
点火プラグ４０は、電極４０ａが副燃焼室３８内に配置されるように、エンジン本体２に取り付けられている。主燃料通路１５Ａは給気ポート３４に開放されている。副燃料通路１５Ｂの下流端部は、副燃焼室３８に開口する燃料ノズル４１を形成している。分岐路２０の下流端部は、ノズル４２を形成している。ノズル４２は、電極４０ａと近接対向するように副燃焼室３８に開口し、圧縮乾燥ガスを電極４０ａに向けて噴射する。圧縮乾燥ガス通路１０は圧縮乾燥ガスをノズル４２に供給し、圧縮乾燥ガス噴射弁２４は圧縮乾燥ガス通路１０（分岐路２０）を開閉する。圧縮乾燥ガス噴射弁２４が開弁すると、ノズル４２が圧縮乾燥ガスを副燃焼室３８内に噴射する。圧縮乾燥ガス噴射弁２４が閉弁すると、圧縮乾燥ガスの噴射が止まる。圧縮乾燥ガス噴射弁２４は、主燃料供給弁１８Ａおよび副燃料供給弁１８Ｂとともに、常閉の電磁開閉弁で構成されており、制御器５０によって操作される。なお、点火プラグ４０も制御器５０によって操作される。
【００２５】
制御器５０は、ガスエンジン１周辺の大気湿度または給気通路７内の湿度を検出する湿度センサ５１、および出力軸４の回転角（以下、クランク角という）を検出するクランク角センサ５２と接続されている。湿度センサ５１が、大気の絶対湿度を検出するものとしているが、相対湿度を検出してもよい。なお、制御器５０は、クランク角センサ５２の検出値の時間変動に基づき、出力軸４の回転速度（以下、エンジン回転数という）を測定できる。制御器５０は、これらセンサ５１，５２からの入力を参照して、ガスエンジン１の起動時に起動処理を実行する。
【００２６】
図３に示すように、ガスエンジン１の起動処理では、圧縮乾燥ガスの噴射を伴ってガスエンジン１を起動する条件である圧縮乾燥ガス噴射条件の成否を判定する（Ｓ１）。圧縮乾燥ガス噴射条件は、例えば、湿度センサ５１により検出された湿度の検出値が所定の湿度閾値を上回っているとの条件であってもよい。
【００２７】
圧縮乾燥ガス噴射条件が非成立であれば（Ｓ１：ＮＯ）、制御器５０は通常起動処理を実行する（Ｓ２）。通常起動処理では、スタータモータ１２を駆動し、フライホイール５および出力軸４を回転駆動する。次いで、気筒３内における混合気燃焼を開始して、一連のエンジンサイクル（給気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程）を繰り返す。
【００２８】
すなわち、各気筒３において、給気行程中に、主燃料供給弁１８Ａおよび副燃料供給弁１８Ｂを開弁してガス燃料を給気ポート３４および副燃焼室３８に供給する。給気行程では、給気ポート３４が開放され、給気ポート３４に供給されたガス燃料が給気ポート３４内のエアとともに主燃焼室３３に供給される。その後の圧縮行程で、主燃焼室３３および副燃焼室３８内の混合気が圧縮される。所定の点火時期に点火プラグ４０を作動させ、電極４０ａで火花を副燃焼室３８内に発生させる。
【００２９】
すると、副燃焼室３８内の混合気が燃焼し、火炎トーチが隔壁３９の貫通穴を介して主燃焼室３３に噴出され、主燃焼室３３内の混合気が燃焼する。主燃料供給弁１８Ａの開弁期間（主燃焼室３３への燃料供給量）、副燃料供給弁１８Ｂの開弁期間（副燃焼室３８への燃料供給量）および点火時期は、起動時のエンジン運転パラメータに応じて、失火やノック等の異常燃焼を生じさせないような値に設定される。主燃焼室３３および副燃焼室３８内で混合気が正常に燃焼することで、ピストン３１が押し下げられ（膨張行程）、出力軸４にトルクが生じる。排気行程では、排気ポート３５が開放され、主燃焼室３３内の燃焼ガスが排気ポート３５に排出される。排気行程が終わると、次のエンジンサイクルに移って給気行程が開始する。
【００３０】
一連のエンジンサイクルが繰り返されることで、エンジン回転数が上昇していく。エンジン回転数がある程度上昇すると、スタータモータ１２を停止し、通常起動処理Ｓ２が終了する。
【００３１】
ガスエンジン１が高湿環境下におかれていれば、給気が高湿となる。そのため、主燃焼室３３内の混合気が高湿となる。圧縮行程では、主燃焼室３３内の混合気が、隔壁３９の貫通穴を介して副燃焼室３８に流入する。そのため、副燃焼室３８内の混合気も高湿となる。すると、圧縮が進めば凝縮しやすくなることも相俟って、副燃焼室３８内の混合気に含まれる水蒸気が電極４０ａの表面に結露する蓋然性が高くなる。圧縮乾燥ガス噴射条件は、このように電極４０ａに結露が生じる蓋然性が高いと成立する。
【００３２】
圧縮乾燥ガス噴射条件が成立する場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、まず、通常起動処理Ｓ２と同様にして、スタータモータを始動し（Ｓ１１）、混合気燃焼開始条件の成立を待機する（Ｓ１２：ＮＯ）。混合気燃焼開始条件は、例えば、エンジン回転数が所定の燃焼開始閾値（例えば、60rpm）に達しているという条件である。混合気燃焼開始条件が成立すれば（Ｓ１２：ＹＥＳ）、スタータモータ１２を作動させたまま気筒３内における混合気燃焼を開始し、一連のエンジンサイクルを繰り返す。各エンジンサイクルにおいて、圧縮乾燥ガスがノズル４２より噴射される。
【００３３】
つまり、主燃料供給弁１８Ａを開に操作してガス燃料を給気ポート３４に供給し（Ｓ１３）、副燃料供給弁１８Ｂを開に操作してガス燃料を副燃焼室３８に供給する（Ｓ１４）。次に、圧縮乾燥ガス噴射弁２４を開に操作して圧縮乾燥ガスの噴射を開始し（Ｓ１５）、圧縮乾燥ガス噴射弁２４を閉に操作して圧縮乾燥ガスの噴射を終了する（Ｓ１６）。次に、所定の点火時期に点火プラグ４０を作動させる（Ｓ１７）。主燃料供給弁１８Ａの開弁期間は、ガス燃料を給気ポート３４から供給する関係上、給気行程中に設定される。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態では、副燃料供給弁１８Ｂの開弁期間も給気行程中に設定されている。この場合、副燃焼室３８の内圧は大きくないので、燃圧を殊更高くしなくてもガス燃料を内圧に抗して燃料ノズル４１より副燃焼室３８内に噴射できる。圧縮行程では、副燃焼室３８の内圧が急上昇する。点火時期は、圧縮行程後半の時期、換言すれば圧縮上死点手前の時期に設定されている。圧縮乾燥ガス噴射弁２４は点火時期の直前に開弁する。この「点火時期の直前に開弁する」は、点火時期よりもクランク角数度分（例えば、5度）だけ前に圧縮乾燥ガス噴射弁２４が閉弁し、この閉弁時期まで圧縮乾燥ガス噴射弁２４を開操作することを意味する。点火時期は圧縮上死点手前に設定されるので、圧縮乾燥ガス噴射弁２４の開弁期間は圧縮行程中に設定される。本実施形態では、圧縮乾燥ガス噴射弁２４の開弁期間は、副燃料供給弁１８Ｂの開弁期間と比べて短い期間（例えば、5度のクランク角変位）に設定される。
【００３５】
圧縮乾燥ガスは、圧縮乾燥ガス噴射弁２４の閉弁時期における副燃焼室３８の内圧よりも高圧である。これにより、圧縮乾燥ガス噴射弁２４の開弁中に圧縮乾燥ガスを内圧に抗してノズル４２より副燃焼室３８内に噴射できる。本実施形態では、圧縮乾燥ガスの生成および供給のための設備が、スタータモータ１２を作動させるための空圧設備から独立しており、圧縮機２１が、圧縮乾燥ガスに要求される圧力の発生のため専用のものとされている（図１を参照）。そのため、圧縮乾燥ガスに要求される圧力がスタータモータ１２の作動に必要な空気圧よりも高くても、圧縮乾燥ガスの噴射を実現できる。
【００３６】
図５に示すように、ノズル４２は電極４０ａに向けて圧縮乾燥ガスを噴射する。一例として、シリンダ軸線Ａは副燃焼室３８の中心を通過する。電極４０ａもノズル４２も、シリンダ軸線Ａからシリンダ軸直交方向に離れている。ノズル４２は、隔壁３９のうちシリンダ軸線Ａの方向において電極４０ａと同じ側の端面に配置され、ノズル４２の開口の中心線Ｂは、電極４０ａに向くようにシリンダ軸線Ａに対して傾斜している。そのため、ノズル４２から噴射された圧縮乾燥ガスが電極４０ａに吹き付けられる。
【００３７】
すると、高湿の圧縮混合気が隔壁３９の貫通穴を介して副燃焼室３８に供給される一方で、電極４０ａ周囲は局所的に低湿になる。このため、電極４０ａに結露が生じるのを未然に回避できる。仮に、圧縮乾燥ガスが噴射される前に水蒸気の凝縮が始まって電極４０ａの表面に結露が生じていたとしても、圧縮乾燥ガスで水分を電極４０ａから吹き飛ばすことができる。そして、圧縮乾燥ガスの噴射を止めた直後に点火プラグ４０が作動する。このため、圧縮乾燥ガスの噴射を止めてから点火プラグ４０が作動するまでの間に、電極４０ａ周囲が高湿に戻って結露が生じるような時間的余裕がない。このため、点火プラグ４０を駆動すると電極４０ａから火花を正常に発生させることができる。
【００３８】
本実施形態では、圧縮乾燥ガスが大気（空気）から生成される。混合気において、空気のモル比は燃料のモル比の十倍以上である。このため、大気から生成された圧縮乾燥ガスを噴射しても、空燃比が乱されにくく、火花が発生したのに失火を生じてしまうような懸念が少ない。特に、圧縮乾燥ガスは点火時期の直前にごく短い期間噴射されるだけであるので、空燃比の乱れを抑制できる。また、圧縮乾燥ガスを噴射したまま点火プラグ４０が作動すると、点火時期において空燃比が電極４０ａ周囲で局所的に過リーンとなる可能性がある。圧縮乾燥ガスの噴射を止めてから点火プラグ４０が作動するため、この点からも失火の懸念は少なくなる。
【００３９】
図３に戻り、圧縮乾燥ガスをこのように噴射することで、ガスエンジン１が高湿環境下におかれていても、各気筒３で混合気が正常に燃焼できる。このため、エンジン回転数は上昇していく。スタータモータ１２が作動していれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）、スタータモータ１２を停止させる条件であるスタータモータ停止条件の成否を判定し（Ｓ１９）、スタータモータ停止条件が非成立であると（Ｓ１９：ＮＯ）、スタータモータ１２を作動させたまま、圧縮乾燥ガスの噴射を伴って一連のエンジンサイクルを繰り返す。スタータモータ停止条件は、例えば、エンジン回転数が所定のスタータ停止閾値（例えば、80rpm）に達したとの条件である。スタータモータ停止条件が成立すると（Ｓ１９：ＹＥＳ）、スタータモータ１２を停止し（Ｓ２０）、圧縮乾燥ガスの噴射を伴って一連のエンジンサイクルを繰り返す。
【００４０】
スタータモータ１２の停止後には（Ｓ１８：ＮＯ）、圧縮乾燥ガスの噴射を止める条件である圧縮乾燥ガス停止条件の成否を判定する（Ｓ２１）。例えば、圧縮乾燥ガス停止条件は、エンジン回転数が所定の噴射停止閾値に達したとの条件である。この場合、噴射停止閾値はスタータ停止閾値よりも高回転の値である。スタータモータ１２を停止した後なおもエンジン回転数が上昇しているということは、気筒３内で混合気の燃焼が行われていることを意味する。そのため、エンジン回転数の上昇に伴い、副燃焼室３８の温度は燃焼熱で上昇する。副燃焼室３８の温度がある程度高くなれば、大気湿度が高くても電極４０ａの表面に結露が生じる懸念はなくなる。噴射停止閾値は、副燃焼室３８でこのような温度を得るために十分な値（例えば、100rpm）に設定される。
【００４１】
圧縮乾燥ガス停止条件が非成立であれば（Ｓ２１：ＮＯ）、スタータモータ１２を停止した状態で、圧縮乾燥ガスの噴射を伴って一連のエンジンサイクルを繰り返す。圧縮乾燥ガス停止条件が成立すれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、起動処理が終了する。その後は、電極４０ａに結露を生じさせることなくガスエンジン１の運転を継続可能になる。
【００４２】
上記起動処理では、スタータモータ１２の始動後、点火プラグ４０を操作して気筒３内で混合気の燃焼を開始する段階になって、各エンジンサイクルにおいて点火時期直前に圧縮乾燥ガスを副燃焼室３８内に噴射して電極４０ａに吹き付ける。このため、クランキング前に給気通路を換気する場合と比べ、起動時間が短縮される。また、副燃焼室３８は給気通路７と比べて容量が小さいので、圧縮乾燥ガスの必要量も少なくなる。特に、このガスエンジン１は副室式であるので、圧縮乾燥ガスの必要量が小容積の燃焼室内の電極に吹き付けるだけの量で済み、一層少なくすることができる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、図６および７を参照して、第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に説明する。第２実施形態は、圧縮乾燥ガスがガス燃料から生成される点、燃料通路２０９を圧縮乾燥ガス通路２１０と共通化している点で第１実施形態と相違する。
【００４４】
図６に示すように、圧縮乾燥ガス通路２１０は、共通燃料通路２１４と、分岐燃料通路２１５の副燃料通路２１５Ｂとで構成されている（共通燃料通路２１４および副燃料通路２１５Ｂが圧縮乾燥ガス通路２１０を兼ねている）。副燃料供給弁２１８Ｂは、圧縮乾燥ガス噴射弁２２４を兼ねている。なお、主燃料通路２１５Ａには、第１実施形態と同様に主燃料供給弁１８Ａが介設されている。
【００４５】
燃料源がガスタンク９２であれば、ガス燃料は、水蒸気成分を含まず、大気湿度と関係なく乾燥している。そのため、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、圧縮乾燥ガスの生成に際し、乾燥器がなくても前述の乾燥ガスの条件を充足できる。
【００４６】
図７に示すように、副燃料通路２１５Ｂの下流端部は、電極４０ａと近接対向するように副燃焼室３８に開口し、ガス燃料を電極４０ａに向けて噴射するノズル２４２を構成する。本実施形態では、第１実施形態とは異なり、燃料ノズルを要しない。制御器２５０はガスエンジン２０１の起動時に第１実施形態と同様の起動処理（図３および４を参照）を実行する。それにより、ガスエンジン１０１の起動時に第１実施形態と同様の起動処理を実行することで、高湿環境下におかれているガスエンジン１０１を速やかに起動できる。
【００４７】
図４を参照すると、本実施形態では、給気行程中、ガス燃料がノズル２４２より副燃焼室３８に一旦供給される。その後、圧縮行程中であって点火時期の直前に圧縮乾燥ガスとしてのガス燃料がノズル２４２より電極４０ａに向けて噴射される。点火時期に達するまでに、最初に噴射されたガス燃料を副燃焼室３８内でいきわたらせ、副燃焼室３８内の燃料分布を点火時期までに均一化できる。そのため、電極４０ａで発生した火花で副燃焼室３８内の混合器を正常に燃焼させやすくなる。
【００４８】
点火時期の直前は、給気行程中と比べ、副燃焼室３８の内圧が高い。共通燃料通路２１４上の圧縮機２１６（図６を参照）は、ガス燃料を第１実施形態の圧縮機１６（図１を参照）よりも高圧に圧縮する。調圧弁２１７（図６を参照）は、二次圧を第１実施形態よりも高圧に調整する。それにより、圧縮行程中にガス燃料を圧縮乾燥ガスとして副燃焼室３８内に噴射することを実現できる。
【００４９】
圧縮乾燥ガスを噴射したまま点火プラグ４０が作動すると、点火時期において空燃比が電極４０ａ周囲で局所的に過リッチとなる可能性がある。圧縮乾燥ガスの噴射を止めてから点火プラグ４０が作動するので、ノックの懸念が少なくなる。また、圧縮乾燥ガスは点火時期の直前にごく短い期間噴射されるだけであるので、空燃比の乱れを抑制できる。ただし、空燃比は、空気量の変化と比べ、燃料量の変化に対して敏感に応答して変化する。このため、給気行程中に副燃焼室３８に噴射されるガス燃料量は、点火時期に副燃焼室３８に噴射されるガス燃料量に応じて、第１実施形態において給気行程中に副燃焼室３８に噴射されるガス燃料量に対して減少するように補正されてもよい。それにより、圧縮乾燥ガスがガス燃料から生成され、かつ、ガス燃料を副燃焼室３８に２回に分けて噴射する場合に、副燃焼室３８内の混合気が過リッチになって起動時にノックが発生するのを抑制できる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、図８および９を参照して第３実施形態について第２実施形態との相違点について説明する。第３実施形態は、圧縮行程中にガス燃料を副燃焼室３８にまとめて供給する点で第２実施形態と相違する。装置構成は第２実施形態と同様であるので、本実施形態の装置構成要素には図６および７に示した参照符号を適宜流用する。
【００５１】
図８に示すように、本実施形態では、混合気燃焼開始条件の成立後、起動処理が終了するまでの間において、各エンジンサイクルで、点火時期より前に副燃料供給弁２１８Ｂを開に操作してノズル２４２よりガス燃料を副燃焼室３８に噴射し（Ｓ３１５）、点火時期の直前に副燃料供給弁２１８Ｂを閉に操作してガス燃料の噴射を止める（Ｓ３１６）。
【００５２】
図９に示すように、副燃料供給弁２１８Ｂの開弁期間は圧縮行程中に設定される。この開弁期間には、混合気生成に必要な燃料量をまとめて噴射するとともに、圧縮乾燥ガス燃料としてのガス燃料を点火時期の直前に電極４０ａに吹き付ける。このようにしても、上記実施形態と同様、電極４０ａ周辺の雰囲気を局所的に低湿化できる。
【００５３】
（変形例）
上記実施形態は一例であり、上記構成は本発明の趣旨の範囲内で適宜変更、追加または削除可能である。
【００５４】
例えば、第１実施形態では、圧縮乾燥ガス通路が圧縮空気通路および給気通路から独立しているが、圧縮乾燥ガスを大気から生成する場合において、圧縮乾燥ガス通路は圧縮空気通路から分岐してもよく、給気通路から分岐してもよい。第２および第３実施形態においては、燃料通路が圧縮乾燥ガス通路を兼ねているが、圧縮乾燥ガスをガス燃料から生成する場合において、圧縮乾燥ガス通路は燃料通路から分岐してもよい。また、第２および第３実施形態において、燃料通路が圧縮乾燥ガス通路を兼ねる場合に、燃料通路に圧縮機を迂回するバイパス通路を設け、起動時にのみガス燃料がガス燃料を高圧に圧縮する圧縮機を通過し、起動が終了すると圧縮機を止めてガス燃料がバイパス流路を通過するようにしてもよい。
【００５５】
圧縮乾燥ガスは、大気およびガス燃料以外のガス、例えば窒素などの不活性ガスから生成されてもよい。ガスエンジンは副室式に限定されず、燃焼室は副燃焼室を備えていなくてもよい。ガスエンジンの用途は発電に限定されず、ガスエンジンは舶用主機に用いられてもよい。この場合、低緯度帯での停泊後に主機を起動する際、起動時間の短縮が図られる。
【符号の説明】
【００５６】
１，２０１  火花点火式ガスエンジン
９，２０９  燃料通路
１０，２１０  圧縮乾燥ガス通路
１８Ａ  主燃料供給弁
１８Ｂ，２１８Ｂ  副燃料供給弁
２１，２１６  圧縮機
２３  乾燥器
２４，２２４  圧縮乾燥ガス噴射弁
４０  点火プラグ
４０ａ  電極
４２，２４２  ノズル
５０，２５０  制御器
【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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【図８】
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【図９】
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