(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通し前記口金が構成部材として含まれる副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、
前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み且つ当該軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致すると共に取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けたことを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項２】
ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通する副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、
前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に、当該相対的に長い方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さい口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けたことを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項３】
ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通し前記口金が構成部材として含まれる副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、
前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避け且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けたことを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項４】
ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通し前記口金が構成部材として含まれる副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、
口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したことを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項５】
ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通する副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、
口金上面に座グリを設けると共に、口金をねじ締結したとき前記ねじの頭が座グリ内に入り、当該口金上面が略面一になるようにしたことを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項６】
前記凹部は、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成された十文字形状であることを特徴とする請求項１に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項７】
前記凹部は、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成された楕円形状であることを特徴とする請求項２に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項８】
副室式ガスエンジンの主燃焼室と、口金が構成部材として含まれる副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、
前記軸心中空穴を含んだ口金頭部の取付工具嵌合用凹部を、前記軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致するように形成したことを特徴とする副室式ガスエンジン用口金。
【請求項９】
副室式ガスエンジンの主燃焼室と副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、
前記軸心中空穴を含んだ口金頭部の取付工具嵌合用凹部を、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に、当該相対的に長い方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さくなるように形成したことを特徴とする副室式ガスエンジン用口金。
【請求項１０】
副室式ガスエンジンの主燃焼室と、口金が構成部材として含まれる副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、
口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避け、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したことを特徴とする副室式ガスエンジン用口金。
【請求項１１】
副室式ガスエンジンの主燃焼室と、口金が構成部材として含まれる副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、
口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したことを特徴とする副室式ガスエンジン用口金。
【請求項１２】
副室式ガスエンジンの主燃焼室と副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、
口金上面に座グリを設けると共に、口金をねじ締結したとき前記ねじの頭が座グリ内に入り、当該口金上面が略面一になるようにしたことを特徴とする副室式ガスエンジン用口金。
【請求項１３】
さらに、前記口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を十文字形状としたことを特徴とする請求項８に記載の副室式ガスエンジン用口金。
【請求項１４】
さらに、前記口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を楕円形状としたことを特徴とする請求項９に記載の副室式ガスエンジン用口金。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、副室式ガスエンジンおよび副室式ガスエンジン用口金に関し、更に詳しくは、主燃焼室と副燃焼室との間に噴孔絞りを有する前記口金を備える副室式ガスエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、従来の副室式ガスエンジンを示す横断面図である。このガスエンジンの燃焼室は、主燃焼室１２１（以下主室と称する。）と副燃焼室１２２（以下副室と称する。）の２つで構成される。主室１２１は、ピストン１２３上部の凹部とシリンダヘッド１２４によって形成される。シリンダヘッド１２４には主室１２１に空気と燃料の混合気を供給する吸気弁および燃焼後の排気を行う排気弁が設けられる（図示省略）。副室１２２は、口金１２５と副室バルブ１２６との間の空間に形成される。
【０００３】
副室１２２には、斜め上方から点火栓１２７の点火部が固定される。また、副室バルブ１２６は、副室バルブホルダー１２８で保持される。副室バルブホルダー１２８は、バルブスプリング１２９、バルブローテータ１３０およびガスチャンバ１３１で構成される。当該ガスチャンバ１３１には、側部から副室ガス供給ライン１３２および副室リークガス戻りライン１３３が付設される。
【０００４】
図１４は、従来の口金を示す正面図および横断面図である。口金１２５は、主室側下部において複数の副室噴孔１３４を有し、主室と副室とを連通する。この口金１２５は、シリンダヘッドに加工された雌ねじと、これにかみ合うように口金外周部に加工された雄ねじ１３７により締結される。口金１２５の組付、取外は、口金頭部表面に加工された一文字溝１３８の形状に対応した治具（回転取付工具）を嵌入、回転させることにより行う。
【０００５】
この副室式ガスエンジンは、ＮＯｘ低減、熱効率向上および燃焼安定化の観点から、できるだけ希薄な予混合気を主室で燃焼させるものである。このため、主室の点火は、まず副室にて濃い燃料ガスを燃焼させ、その火炎を口金に設けられる噴孔から噴射するトーチ点火方式を採用する。
【０００６】
上記ガスエンジンの燃焼工程では、まず主室１２１に吸気弁を通じて希薄混合気が導入される。一方、副室１２２には主室１２１の吸気行程中に副室バルブ１２６を介して燃料ガスが導入される。ピストン１２３が圧縮動作に移ると、それに伴い、主室１２１の希薄混合気は副室噴孔１３４を通じて副室１２２内に流入する。これにより、副室１２２内の燃料ガスは薄くなっていく。そして、圧縮上死点前およそ１０クランク角度の時期に、副室１２２内の空気過剰率は１（理論空燃比）近傍の火花点火しやすい状態になる。
【０００７】
上記のように点火可能状態となった副室１２２内の混合気は、点火栓１２７によって火花点火される。これにより、まず副室１２２内の混合気が燃焼し、火炎ジェットとして副室噴孔１３４から主室１２１へ噴出する。このトーチ火炎ジェットの熱エネルギーによって、主室１２１内における希薄予混合気の安定した着火制御が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、副室内での火花点火安定化のためには、様々な運転条件（エンジン回転数、主室側空気過剰率変化）においても、点火栓１２７付近の副室内空気過剰率が、常に火花点火の可能範囲にあることが必要になる。そして、口金１２５頭部の形状は、副室１２２内に形成されるガス流動およびそれに起因する混合気形成、混合気濃度に大きく影響する。特に口金１２５頭部の組付、取外用一文字溝１３８位置に対する点火栓１２７の位置関係は、上記混合気形成等に大きく影響する。
【０００９】
図１５は、点火栓の取付位置と一文字溝位置が副室空気過剰率に及ぼす影響を示すグラフ図である。同図において、縦軸は空気過剰率、横軸は点火栓取付位置と一文字溝位置の相対位置変化である。同図に示すように、点火栓取付位置に対する口金頭部の一文字溝位置が変化すると、副室の空気過剰率にも影響が及ぶことがわかる。理想的な空気過剰率は１近傍であるから、一文字溝の取付位置には細心の注意が必要となる。
【００１０】
しかしながら、口金は、ねじ締結されるものである関係上、通常のねじ加工では、どの回転位置で固定されるかを予想できず、一文字溝の向きを各気筒毎に揃えることが極めて困難である。したがって、この不揃いが、各気筒点火栓部の混合気濃度のばらつき等の火花点火の不安定性を導き、ひいては失火の有無に大きく影響するという問題点があった。
【００１１】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、口金頭部形状に工夫を加え、安定した火花点火を可能とする副室式ガスエンジンを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る副室式ガスエンジンは、ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通し前記口金が構成部材として含まれる副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み且つ当該軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致すると共に取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けたものである。
【００１３】
予混合気は、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇し、当該中空穴の開口部付近に設けられる凹部形状に影響を受けながら、副室内の燃料ガスと混じり合う。凹部形状は、軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致するように設けられるので、その対称性により、予混合気が燃料ガスと理想的に混じり合う。また、上記凹部は口金の脱着を可能にするための工具嵌合機能も果たす。
【００１４】
また、請求項２に係る副室式ガスエンジンは、ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通する副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に、当該相対的に長い方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さい口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けるようにしたものである。
【００１５】
凹部は、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成される。これにより、口金脱着用の取付工具を嵌合させることができる。また、口金軸心から相対的に長くなる方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さいので、結局凹部が前記中空穴と口金頭部の外周とを連通することがない。このため、中空穴を通って上昇してくる予混合気が一方向に偏って副室内の燃料ガスと混じることもなくなる。なお、このような形状としては、たとえば、３角形状や楕円形状を挙げることができる。
【００１６】
また、本発明に係る副室式ガスエンジンは、ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通し前記口金が構成部材として含まれる副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避け且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けたものである。
【００１７】
凹部は、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避けて設けられる。これにより、凹部は、上昇してくる予混合気と副室内の燃料ガスとの理想的な混じり合いに与える影響を抑えるように作用する。また、凹部は、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成した形状を有するので、取付工具を嵌合できる。このような形状としては、例えば四角形、六角形、星形、円形の一部を半径方向に突出させた形状等を挙げることができる。
【００１８】
また、本発明に係る副室式ガスエンジンは、ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通し前記口金が構成部材として含まれる副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したものである。
【００１９】
口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると、対応する工具により口金の脱着が可能になる。また、口金上面に凹凸がなくなり、上昇してくる予混合気と副室内の燃料ガスとの理想的な混じり合いに与える影響を抑えるように作用する。
【００２０】
また、請求項５に係る副室式ガスエンジンは、ピストン頭部に設けられた主燃焼室と、当該主燃焼室と噴孔絞りを有する口金を介して連通する副燃焼室とで構成される副室式ガスエンジンにおいて、口金上面に座グリを設けると共に、口金をねじ締結したとき前記ねじの頭が座グリ内に入り、当該口金上面が略面一になるようにしたものである。
【００２１】
口金上面に座グリを設けると、ねじ頭と当該口金上面が略面一になるので、口金軸心部の中空穴を通過上昇してくる予混合気の流れに与える影響を抑えることができる。
【００２２】
また、請求項６に係る副室式ガスエンジンは、請求項１に係る副室式ガスエンジンにおいて、前記凹部を、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成された十文字形状としたものである。凹部を十文字形状にすることで、その対称性により予混合気が燃料ガスと理想的に混じり合うと共に、口金の脱着を可能にするための工具嵌合機能を果たす。
【００２３】
また、請求項７に係る副室式ガスエンジンは、請求項２に係る副室式ガスエンジンにおいて、前記凹部を、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成した楕円形状としたものである。凹部を噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成された楕円形状とすることにより、口金脱着用の取付工具を嵌合させることができる。また、凹部は、従来の一文字形状と異なり、軸心中空穴と口金頭部の外周とを連通することがない。このため、中空穴を通って上昇してくる予混合気が一方向に偏って副室内の燃料ガスと混じることもなくなる。
【００２４】
また、本発明に係る副室式ガスエンジン用口金は、副室式ガスエンジンの主燃焼室と、口金が構成部材として含まれる副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、前記軸心中空穴を含んだ口金頭部の取付工具嵌合用凹部を、前記軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致するように形成したものである。
【００２５】
凹部形状は、軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致するように設けられるので、その対称性により、予混合気が燃料ガスと理想的に混じり合う。また、上記凹部は口金の脱着を可能にするための工具嵌合機能も果たす。なお、この口金は、従来の口金と交換使用できる。
【００２６】
また、請求項９に係る副室式ガスエンジン用口金は、副室式ガスエンジンの主燃焼室と副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、前記軸心中空穴を含んだ口金頭部の取付工具嵌合用凹部を、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に、当該相対的に長い方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さくなるように形成したものである。
【００２７】
凹部は、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成される。これにより、口金脱着用の取付工具を嵌合させることができる。また、口金軸心から相対的に長くなる方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さいので、結局凹部が前記中空穴と口金頭部の外周とを連通することがない。このため、中空穴を通って上昇してくる予混合気が一方向に偏って副室内の燃料ガスと混じることもなくなる。なお、このような形状としては、たとえば、三角形状や楕円形状を挙げることができる。
【００２８】
また、本発明に係る副室式ガスエンジン用口金は、副室式ガスエンジンの主燃焼室と、口金が構成部材として含まれる副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避け、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したものである。
【００２９】
凹部は、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避けて設けられる。これにより、凹部は、上昇してくる予混合気と副室内の燃料ガスとの理想的な混じり合いに与える影響を抑えるように作用する。また、凹部は、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成した形状を有するので、取付工具を嵌合できる。
【００３０】
また、本発明に係る副室式ガスエンジン用口金は、副室式ガスエンジンの主燃焼室と、口金が構成部材として含まれる副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したものである。
【００３１】
口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成することにより、対応する工具により口金の脱着が可能になる。また、口金上面に凹凸がなくなり、上昇してくる予混合気と副室内の燃料ガスとの理想的な混じり合いに与える影響を抑えるように作用する。
【００３２】
また、請求項１２に係る副室式ガスエンジン用口金は、副室式ガスエンジンの主燃焼室と副燃焼室とを噴孔絞りおよびそれに連続する口金頭部の軸心中空穴によって連通する副室式ガスエンジン用口金において、口金上面に座グリを設けると共に、口金をねじ締結したとき前記ねじの頭が座グリ内に入り、当該口金上面が略面一になるようにしたものである。
【００３３】
口金上面に座グリを設けると、ねじ頭と当該口金上面が略面一になるので、口金軸心部の中空穴を通過上昇してくる予混合気の流れに与える影響を抑えることができる。
【００３４】
また、請求項１３に係る副室式ガスエンジン用口金は、請求項８に係る副室式ガスエンジン用口金において、さらに、前記口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を十文字形状としたものである。凹部を十文字形状にすると、その対称性により、予混合気が燃料ガスと理想的に混じり合う。また、上記凹部は口金の脱着を可能にするための工具嵌合機能も果たす。
【００３５】
また、請求項１４に係る副室式ガスエンジン用口金は、請求項９に係る副室式ガスエンジン用口金において、さらに、前記口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を楕円形状としたものである。凹部を噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成された楕円形状とすることにより、口金脱着用の取付工具を嵌合させることができる。また、凹部は、従来の一文字形状と異なり、軸心中空穴と口金頭部の外周とを連通することがない。このため、中空穴を通って上昇してくる予混合気が一方向に偏って副室内の燃料ガスと混じることもなくなる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。なお、この発明の実施の形態に係る副室式ガスエンジンは、主室と副室を連通する口金に特徴がある。一方、当該口金を取り付ける側であるシリンダヘッドは、従来と同様であるので、図示および説明を省略する。
【００３８】
同図において、口金１は、軸中間部に雄ねじ２を有し、シリンダヘッドの雌ねじと締結される。当該口金１の軸心は、中空穴３になっており、その一端は、口金頭部４、すなわち副室側に開口される。他の一端は、噴孔絞り５となって、主燃焼室側に開口される。口金頭部４表面には、前記中空穴３を含むようにして口金１脱着用の取付工具を嵌合する凹部６が適当な深さで十文字状に形成される。
【００３９】
上記十文字状の凹部６は、上記中空穴３を中心として９０度回転をすることで回転前の形状と一致する性質がある。これにより、従来の汎用工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に噴孔絞り５、および中空穴３を通過上昇してくる予混合気が口金頭部４に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布を安定化させる作用がある。次に、この分散作用が従来の口金に比してどのような効果があるかをＣＦＤ（Conputerised Flued Dynamics）を用いて調べた結果を示す。
【００４０】
図２は、ＣＦＤ用に構築したモデルを示す説明図である。計算に用いたプログラムは、米国ＬｏｓＡｌａｍｏｓ国立研究所で開発された内燃機関用３次元流動解析コードＫＩＶＡ３Ｖである。計算空間としては、実際のガスエンジンを基にして、主燃焼室、副燃焼室、および当該主燃焼室と副燃焼室とを連絡する連絡孔を考え、それらを３次元格子としてモデル化した。境界としては、吸気弁、排気弁、および副室弁をモデル化し、実際のエンジンと同じタイミングおよびリフトで開閉した。境界外の温度、圧力の時間履歴には、実験データを用い、吸気弁からはガス−空気混合気を、副室弁からはガス燃料を流入させた。また、主燃焼室のピストンは実際のエンジンと同じように往復運動するものである。
【００４１】
計算条件は以下の通りである。吸気弁から流入するガスの組成は、天然ガスと空気の混合気で空気過剰率は２．２とした。また、吸気弁から流入するガスの圧力は０．３ＭＰａ（ａｂｓ）、当該ガスの温度は、３００Ｋとした。副室弁から流入するガスの組成は天然ガスのみとし、当該ガスの圧力は、０．４ＭＰａ（ａｂｓ）、温度は３５０Ｋとした。なお、エンジン回転数は毎分１８００回転として計算した。
【００４２】
図３は、上記方法において得られた副室内燃料濃度分布を示す分布図である。同図において、（ａ）が一文字状凹部、（ｂ）が十文字凹部の場合の副室内燃料濃度分布である。一文字凹部を設けた場合は、濃度小から大までを４段階に分けた濃度すべて（符号３１〜３４）が分布している。一方、十文字凹部を設けた場合は、一文字凹部に比して濃度のばらつきが小さく（符号３１〜３３）なっている。濃度のばらつきは、点火栓による点火作用に大きく影響するため、この点で十文字凹部を口金頭部に設けた方が点火安定性に優れている。
【００４３】
［実施の形態１の変形例］
図４は、この発明の実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金の変形例を示す正面図および断面図である。同図に示すように、口金頭部４４表面には、軸心中空穴４３を含むようにして口金４１脱着用の取付工具を嵌合する凹部４２が適当な深さで放射状に形成される。上記放射線状の凹部４２は、上記中空穴４３を中心として４５度回転をすることで回転前の形状と一致する性質がある。なお、凹部を溝の本数で考えた場合、その本数は、９０度以下の回転による形状一致性、および口金４１の脱着可能性を崩さない限り問題とはならない。
【００４４】
図５は、この発明の実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金の変形例を示す正面図および断面図である。この変形例の口金頭部５４表面には、軸心中空穴５３を含むようにして口金５１脱着用の取付工具を嵌合する凹部５２が適当な深さで放射状かつ略Ｓ字状に形成される。上記凹部５２は、上記中空穴５３を中心として９０度回転をすることで回転前の形状と一致する性質がある。なお、凹部を溝の本数で考えた場合、その本数は、９０度以下の回転による形状一致性、および口金５１の脱着可能性を崩さない限り問題とはならない。
【００４５】
図６は、この発明の実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金の変形例を示す正面図および断面図である。この変形例の口金頭部６４表面には、軸心中空穴６３を含むようにして口金６１脱着用の取付工具を嵌合する凹部６２が適当な深さで多角形状に形成される。上記凹部６２は、上記中空穴６３を中心として６０度回転をすることで回転前の形状と一致する性質がある。なお、凹部を多角形の形状で考えた場合、その角数は、９０度以下の回転による形状一致性、および口金６１の脱着可能性を崩さない限り問題とはならない。
【００４６】
図７は、この発明の実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金の変形例を示す正面図および断面図である。この変形例の口金頭部６５表面には、軸心中空穴６３を含み、且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分６６と相対的に長い部分６７とから構成すると共に、当該相対的に長い方の距離６７が前記口金頭部の半径７０よりも小さい口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部６８が設けられる。
【００４７】
なお、同図では、凹部６８が楕円形状である場合を示したが、上記のように、口金頭部６５の軸心中空穴６３を含み且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分６６と相対的に長い部分６７とから構成されると共に、当該相対的に長い方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さい口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部が、口金に設けてある構成である限り、楕円形状に限らず、例えば、三角形状としてもよい。
【００４８】
図８は、この発明の実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金の変形例を示す正面図および断面図である。この変形例の口金頭部７４表面には、軸心中空穴７３を含むようにして口金７１脱着用の取付工具を嵌合する凹部７２が適当な深さで形成される。この凹部７２の形状は、円形の四方に工具を引っ掛けるための突出部７５を有するものである。この形状は、上記中空穴７３を中心として９０度回転をすることで回転前の形状と一致する性質がある。なお、凹部の突出部数は、９０度以下の回転による形状一致性、および口金７１の脱着可能性を崩さない限り問題とはならない。
【００４９】
以上説明したように図４から図８に示した構成により、この変形例に係る口金は、従来と同様な工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り、および中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散等は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布を安定化させる。
【００５０】
（実施の形態２）
図９は、この発明の実施の形態２に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。同図において、口金８１が軸中間部に雄ねじ８２を有し、シリンダヘッドの雌ねじと締結される点は実施の形態１と同様である。また、当該口金８１の軸心が中空穴８３になっており、その一端は、口金頭部８４に開口され、他の一端は、噴孔絞り８６となって主燃焼室側に開口される点も実施の形態１と同様である。
【００５１】
口金頭部８４表面には、口金８１脱着用の取付工具を嵌合する凹部８５が、前記噴孔絞り８６と連続した口金頭部８４の軸心中空穴８３を避けるように設けられている。この凹部の表面形状は、前記口金軸心８７からの距離が相対的に短い部分８８と相対的に長い部分８９とから構成されている。凹部８５の深さは、口金８１脱着用の工具が嵌入可能な程度とする。
【００５２】
以上の構成により、この口金８１は、その口金頭部８４に工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に噴孔絞り８６、および中空穴８３を通過上昇してくる予混合気の流れに影響を与えることなく、副室における燃料濃度のばらつきを抑えることができる。このため、副室における着火安定性が向上し、各気筒ごとのバランスも保たれる。なお、凹部８５の形状は、図８のような略三角形のみならず、四角形、六角形、または星形としてもよいし、円形の一部を半径方向に突出させた形状でもよい。
【００５３】
（実施の形態３）
図１０は、この発明の実施の形態３に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。同図において、口金９１外形は、口金軸心９２からの距離が相対的に短い部分９３と相対的に長い部分９４とで構成される。なお、口金頭部９５以外の部分は、実施の形態１と同様なので、説明を省略する。
【００５４】
以上の構成により、この口金９１は、その口金頭部９５にソケットレンチ等の工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り、および中空穴を通過上昇してくる予混合気の流れに影響を与えることなく、副室における燃料濃度のばらつきを抑えることができる。このため、副室における着火安定性が向上し、各気筒ごとのバランスも保たれる。
【００５５】
［実施の形態３の変形例］
図１１は、実施の形態３の他の変形例を示す口金正面図および断面図である。この変形例に係る口金１０１は、その口金頭部１０２において、キー溝状の凹部１０３を軸心１０４を中心として９０度間隔に設けたものである。この構成によっても、口金頭部１０２外形は、軸心１０４からの距離が相対的に短い部分１０５と相対的に長い部分１０６とで構成されることになる。
【００５６】
上記構成によっても、この口金１０１は、その口金頭部１０２にソケットレンチ等の工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り、および中空穴を通過上昇してくる予混合気の流れに影響を与えることなく、副室における燃料濃度のばらつきを抑えることができる。このため、副室における着火安定性が向上し、各気筒ごとのバランスも保たれる。なお、口金頭部１０２の形状は、これに限らず、四角形、六角形、または星形としてもよいし、円形の一部を半径方向に突出させた形状でもよい。
【００５７】
（実施の形態４）
図１２は、この発明の実施の形態４に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。この口金１１１は、口金上面１１２に座グリ１１３を設けてある。また、口金１１１をねじ締結したときに、前記ねじの頭が座グリ１１３内に入り、当該口金上面１１２と当該ねじ頭とが略面一になるようにしたものである。ここで、略面一とは、上記口金上面１１２とねじ頭とが略水平な関係にあることをいう。なお、ねじ穴および座グリ１１３の数は、口金１１１をシリンダヘッドへ装着するために適当な数が選択され、図１１のように４本に限るものではない。
【００５８】
この構成により、口金１１１は、従来と同様、シリンダヘッドに脱着可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り、および中空穴を通過上昇してくる予混合気の流れに影響を与えることなく、副室における燃料濃度のばらつきを抑える作用を有する。このため、副室における着火安定性が向上し、各気筒ごとのバランスも保たれる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の副室式ガスエンジン（請求項１）によれば、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み且つ当該軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致する、取付工具を嵌合するための凹部を前記口金に設けたので、従来の汎用工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑える効果を有する。
【００６０】
また、この発明の副室式ガスエンジン（請求項２）によれば、記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含み、且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に、当該相対的に長い方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さい口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けたので、第一に工具の嵌入が可能になる。また、第二に主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部の一方向に偏ることがなくなる。このようにすれば、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑えることができる。
【００６１】
また、この発明の副室式ガスエンジン（請求項３）によれば、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避け且つ前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を前記口金に設けたので、工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑える効果を有する。
【００６２】
また、この発明の副室式ガスエンジン（請求項４）によれば、口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したので、工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑える効果を有する。
【００６３】
また、この発明の副室式ガスエンジン（請求項５）によれば、口金上面に座グリを設けると共に、口金をねじ締結したとき前記ねじの頭が座グリ内に入り、当該口金上面が略面一になるようにしたので、口金を従来と同様にシリンダヘッドへ脱着できるばかりでなく、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気の流れに影響を与えることなく、副室における燃料濃度のばらつきを抑える効果を有する。
【００６４】
また、この発明の副室式ガスエンジン（請求項６）によれば、凹部を、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成された十文字形状としたので、従来の汎用工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑える効果を有する。
【００６５】
また、この発明の副室式ガスエンジン（請求項７）によれば、前記凹部を、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成した楕円形状としたので、工具の嵌入が可能になる。また、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部の一方向に偏ることがなくなる。このようにすれば、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑えることができる。
【００６６】
また、この発明の副室式ガスエンジン用口金（請求項８）によれば、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んだ口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を、前記軸心中空穴を中心として９０度以下の回転をすることで回転前の形状と一致するように形成したので、従来の汎用工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑える効果を有する。
【００６７】
また、この発明の副室式ガスエンジン用口金（請求項９）によれば、前記軸心中空穴を含んだ口金頭部の取付工具嵌合用凹部を、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成すると共に、当該相対的に長い方の距離が前記口金頭部の半径よりも小さくなるように形成したので、工具の嵌入が可能になる。また、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部の一方向に偏ることがなくなる。このようにすれば、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑えることができる。
【００６８】
また、この発明の副室式ガスエンジン用口金（請求項１０）によれば、口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を、前記噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を避け、前記口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したので、工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑える効果を有する。
【００６９】
また、この発明の副室式ガスエンジン用口金（請求項１１）によれば、口金脱着用の取付工具を嵌合する口金外形を、口金軸心からの距離が相対的に短い部分と相対的に長い部分とから構成したので、工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑える効果を有する。
【００７０】
また、この発明の副室式ガスエンジン用口金（請求項１２）によれば、口金上面に座グリを設けると共に、口金をねじ締結したとき前記ねじの頭が座グリ内に入り、当該口金上面が略面一になるようにしたので、口金を従来と同様にシリンダヘッドへ脱着できるばかりでなく、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り、および中空穴を通過上昇してくる予混合気の流れに影響を与えることなく、副室における燃料濃度のばらつきを抑える効果を有する。
【００７１】
また、この発明の副室式ガスエンジン用口金（請求項１３）によれば、口金脱着用の取付工具を嵌合する凹部を十文字形状にしたので、従来の汎用工具の嵌入が可能になるとともに、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部に均等に分散するようになる。このような分散は、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつき抑える効果を有する。
【００７２】
また、この発明の副室式ガスエンジン用口金（請求項１４）によれば、前記凹部を、噴孔絞りと連続した口金頭部の軸心中空穴を含んで形成した楕円形状としたので、工具の嵌入が可能になる。また、主室の圧縮行程中に口金噴孔絞り及び中空穴を通過上昇してくる予混合気が口金頭部の一方向に偏ることがなくなる。このようにすれば、副室内において、濃い燃料と予混合気の濃度分布のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。
【図２】ＣＦＤ用に構築したモデルを示す説明図である。
【図３】副室内燃料濃度分布を示す分布図である。
【図４】実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金変形例を示す正面図および断面図である。
【図５】実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金変形例を示す正面図および断面図である。
【図６】実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金変形例を示す正面図および断面図である。
【図７】実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金変形例を示す正面図および断面図である。
【図８】実施の形態１に係る副室式ガスエンジン口金変形例を示す正面図および断面図である。
【図９】実施の形態２に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。
【図１０】実施の形態３に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。
【図１１】実施の形態３の変形例を示す口金正面図および断面図である。
【図１２】実施の形態４に係る副室式ガスエンジンの口金を示す正面図および断面図である。
【図１３】従来の副室式ガスエンジンを示す横断面図である。
【図１４】従来の口金を示す正面図および横断面図である。
【図１５】点火栓の取付位置と一文字溝位置が副室空気過剰率に及ぼす影響を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１  口金
２  雄ねじ
３  中空穴
４  口金頭部
５  噴孔絞り
６  凹部
３１〜３４  濃度の大きさ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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