(57)【要約】【課題】改質ガスの凝縮成分が流量制御部を通じてガス流路の上流側に溢れ出すことを抑制する。【解決手段】ガスインジェクタ１０では、ガス流路５６における流量制御部５０の下流側にバッファ容積部５４が形成されている。従って、改質ガスがガス流路５６において最も流路断面積が小さい流量制御部５０を通過することで膨張し、改質ガスの含有成分である水（水蒸気）と高沸点有機化合物の一部が凝縮されて凝縮成分が生成された場合でも、この凝縮成分が直ちに流量制御部５０を通じてガス流路５６の上流側に溢れ出すことを抑制でき、この凝縮成分を次回の噴射行程までバッファ容積部５４に待機させることができる。【選択図】図１
2009057895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下流側に燃料ガスを内燃機関の筒内に噴射するためのガス噴射孔が開口されると共に、内部に前記ガス噴射孔の上流側と連通されたガス流路が設けられたインジェクタボディと、
前記ガス流路に設けられたバルブシート、及び、前記ガス流路に前記バルブシートと接離する方向に移動可能に設けられたバルブにより構成され、前記ガス流路を流れる燃料ガスの流量を制御する流量制御部と、
を備え、
前記ガス流路における前記流量制御部の下流側には、バッファ容積部が形成されていることを特徴とするガスインジェクタ。
【請求項２】
前記燃料ガスは、炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスであり、
前記バッファ容積部は、
前記バルブが前記バルブシートから最大に離間した位置にあるときの前記流量制御部の最大流路断面積よりも流路断面積が大きく構成されると共に、
前記バッファ容積部の容積をＶｂ［ｍｍ３］とし、前記内燃機関の筒内への１回の前記改質ガスの噴射行程に前記流量制御部を通過する前記改質ガスの最大質量流量をＭｆ［ｍｇ／ｓｔ］とし、前記改質ガスに含まれる有機化合物の密度をσｈｃ［ｍｇ／ｍｍ３］とし、前記改質ガスに含まれる水の密度をσｈ２ｏ［ｍｇ／ｍｍ３］とした場合に、
Ｖｂ≧Ｍｆ×｛２／３／σｈｃ＋１／１５／σｈ２ｏ｝
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガスインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスインジェクタに係り、特に、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガス等の燃料ガスを内燃機関の筒内に噴射するためのガスインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスインジェクタとしては、次のものが知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）やＬＰＧ（液化天然ガス）等の燃料ガスを内燃機関の筒内に噴射するための燃料噴射装置の例が開示されている。この特許文献１に記載の例では、ニードルの先端の弁座と弁体との間の隙間で燃料通路を流れる燃料ガスの流量が調整されるようになっており、この流量が調整された燃料ガスがニードルの先端の直後に設けられた燃料噴射孔から内燃機関の筒内に噴射される構成とされている。
【０００４】
また、非特許文献１には、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）を内燃機関の筒内に噴射するためのＣＮＧエンジン用インジェクタの例が開示されている。この非特許文献１に記載の例では、ガス流路を流れるＣＮＧの流量がバルブで調整されるようになっており、この流量が調整されたＣＮＧがバルブの直後に設けられたノズルから所定の容積部を介して内燃機関の筒内に噴射される構成とされている。
【特許文献１】特開２００５−１５３５７５号公報
【非特許文献１】エンジンテクノロジー，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．３（１９９９），ｐ５０−５１；ＣＮＧエンジン用インジェクタ
【発明の開示】
【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、非特許文献１に記載の例では、ガス流路における流量制御部の直後にガス噴射孔が位置されている。従って、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガス等を燃料ガスとして使用した場合には、流量制御部を通過することで凝縮された燃料ガスの凝縮成分が燃料ガスの噴射先である筒内の圧力変動等の影響を受けて流量制御部を通じてガス流路の上流側に溢れ出す虞がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガス等を燃料ガスとして使用した場合でも、燃料ガスの凝縮成分が流量制御部を通じてガス流路の上流側に溢れ出すことを抑制することが可能なガスインジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のガスインジェクタは、下流側に燃料ガスを内燃機関の筒内に噴射するためのガス噴射孔が開口されると共に、内部に前記ガス噴射孔の上流側と連通されたガス流路が設けられたインジェクタボディと、前記ガス流路に設けられたバルブシート、及び、前記ガス流路に前記バルブシートと接離する方向に移動可能に設けられたバルブにより構成され、前記ガス流路を流れる燃料ガスの流量を制御する流量制御部と、を備え、前記ガス流路における前記流量制御部の下流側には、バッファ容積部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載のガスインジェクタでは、バルブがバルブシートから離間されると、ガス流路が開通される。このときには、バルブ及びバルブシートにより構成された流量制御部によってガス流路を流れる燃料ガスの流量が制御され、この流量が制御された燃料ガスがインジェクタボディに設けられたガス噴射孔から内燃機関の筒内に噴射される。
【０００９】
一方、バルブがバルブシートに当接されると、ガス流路が遮断される。このときには、燃料ガスのガス噴射孔から内燃機関の筒内への噴射が休止される。
【００１０】
そして、このガスインジェクタでは、上述のバルブがバルブシートから離間されてガス流路が開通された状態と、バルブがバルブシートに当接されてガス流路が遮断された状態とを合わせて１回の燃料ガスの噴射行程とされ、この燃料ガスの噴射行程が繰り返し行われる。
【００１１】
ここで、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガス等を燃料ガスとして使用した場合には、この燃料ガスがガス流路において最も流路断面積が小さい流量制御部を通過することで膨張し、燃料ガスの含有成分の一部が凝縮されて凝縮成分となり得る。
【００１２】
しかしながら、このガスインジェクタでは、ガス流路における流量制御部の下流側にバッファ容積部が形成されている。従って、例えば燃料ガスの噴射先である筒内に圧力変動等が生じた場合でも、上述の凝縮成分が直ちに流量制御部を通じてガス流路の上流側に溢れ出すことを抑制でき、この凝縮成分を次回の噴射行程までバッファ容積部に待機させることができる。
【００１３】
このように、請求項１に記載のガスインジェクタによれば、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガス等を燃料ガスとして使用した場合でも、燃料ガスの凝縮成分が流量制御部を通じてガス流路の上流側に溢れ出すことを抑制することができる。
【００１４】
請求項２に記載のガスインジェクタは、請求項１に記載のガスインジェクタにおいて、前記燃料ガスは、炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスであり、前記バッファ容積部は、前記バルブが前記バルブシートから最大に離間した位置にあるときの前記流量制御部の最大流路断面積よりも流路断面積が大きく構成されると共に、前記バッファ容積部の容積をＶｂ［ｍｍ３］とし、前記内燃機関の筒内への１回の前記改質ガスの噴射行程に前記流量制御部を通過する前記改質ガスの最大質量流量をＭｆ［ｍｇ／ｓｔ］とし、前記改質ガスに含まれる有機化合物の密度をσｈｃ［ｍｇ／ｍｍ３］とし、前記改質ガスに含まれる水の密度をσｈ２ｏ［ｍｇ／ｍｍ３］とした場合に、Ｖｂ≧Ｍｆ×｛２／３／σｈｃ＋１／１５／σｈ２ｏ｝を満たすことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載のガスインジェクタにおいて、バッファ容積部は、バルブがバルブシートから最大に離間した位置にあるときの流量制御部の最大流路断面積よりも流路断面積が大きく構成されると共に、内燃機関の筒内への１回の改質ガスの噴射行程に流量制御部を通過することで凝縮生成された凝縮成分の体積、すなわち、Ｍｆ×｛２／３／σｈｃ＋１／１５／σｈ２ｏ｝で求められる体積以上の容積を有する構成とされている。
【００１６】
この構成によれば、上述の如く凝縮成分が生成されても、この凝縮成分をバッファ容積部に待機させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、本発明によれば、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガス等を燃料ガスとして使用した場合でも、燃料ガスの凝縮成分が流量制御部を通じてガス流路の上流側に溢れ出すことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第一実施形態］
はじめに、図１，図２を参照しながら、本発明のガスインジェクタ１０の第一実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第一実施形態に係るガスインジェクタ１０の要部構成を示す断面図、図２は、図１の要部拡大図である。
【００２０】
本発明の第一実施形態に係るガスインジェクタ１０は、例えば炭化水素燃料（例えば、ガソリン、軽油、メタノール、エタノールなどの液体燃料や天然ガス、メタン、プロパン、ブタンなどの気体燃料などを含むＣｘＨｙＯｚで表される燃料）を水蒸気改質することで得られる改質ガス（主成分は、水素、一酸化炭素、メタン、二酸化炭素、水、その他の高沸点有機化合物）を燃料ガスとして使用する内燃機関の燃料噴射装置として用いられるものである。
【００２１】
ガスインジェクタ１０には、図１に示されるように、インジェクタボディとしてのボディ本体１２及びノズルボディ１４が備えられている。ボディ本体１２には、断面円形状の穴部１６が軸方向に沿って設けられており、この穴部１６には、ソレノイドコイル１８が巻回された環状のボビン２０が収容されている。
【００２２】
ボビン２０の中央には、穴部２２が軸方向に沿って設けられており、この穴部２２には、穴部２４を有する円筒状の鉄心２６が収容されている。鉄心２６は、上述のソレノイドコイル１８とでソレノイド２８を構成しており、ソレノイドコイル１８が通電されて磁界を発生すると、この磁界に応じて磁化される構成とされている。
【００２３】
また、ボディ本体１２には、穴部１６と連通するバルブ収容部３０が形成されており、このバルブ収容部３０には、鉄製の流量制御バルブ３２が軸方向に移動可能に収容されている。流量制御バルブ３２は、筒状の本体部３４と弁部３６とを有するハット型に構成されている。
【００２４】
本体部３４には、軸方向に延び鉄心２６の穴部２４と連通する縦穴３８と、径方向に伸び縦穴３８とバルブ収容部３０とに連通する横穴４０とが形成されている。また、バルブ収容部３０を構成する壁面４２と弁部３６との間には、スプリング４４が介挿されており、流量制御バルブ３２は、このスプリング４４によってノズルボディ１４側に付勢されている。
【００２５】
ノズルボディ１４は、ボディ本体１２に形成された固定部４６に固定されている。ノズルボディ１４のバルブ収容部３０側の端面は、バルブシート４８として構成されており、このバルブシート４８は、上述の流量制御バルブ３２とで流量制御部５０を構成している。
【００２６】
つまり、この流量制御部５０では、ソレノイドコイル１８が通電されて磁化された鉄心２６が、流量制御バルブ３２を軸方向上流側に移動させることで、流量制御バルブ３２がバルブシート４８から離間される。一方、ソレノイドコイル１８への通電が停止されると、流量制御バルブ３２がスプリング４４の付勢力によって軸方向における下流側に移動されてバルブシート４８に当接される。そして、このようにして流量制御バルブ３２がバルブシート４８と接離する方向に移動され、これに伴い流量制御バルブ３２とバルブシート４８の隙間の流路断面積が拡縮されることで後述するガス流路５６を流れる改質ガスの流量が制御される構成とされている。
【００２７】
また、ノズルボディ１４の先端（つまり下流側の端部）には、改質ガスを内燃機関の筒内に噴射するためのガス噴射孔としてのノズル５２が開口されている。さらに、ノズルボディ１４には、ノズル５２に対する流量制御バルブ３２側（つまり上流側）に、後に詳述するバッファ容積部５４が軸方向に沿って形成されている。このバッファ容積部５４は、上述の鉄心２６の穴部２４及びバルブ収容部３０とでボディ本体１２及びノズルボディ１４の内部にノズル５２の上流側と連通するガス流路５６を構成している。
【００２８】
つまり、このガスインジェクタ１０において、改質ガスは、図２に示されるように、鉄心２６の穴部２４、バルブ収容部３０に収容された流量制御バルブ３２の縦穴３８、横穴４０、流量制御バルブ３２の弁部３６とバルブシート４８との隙間を通って、バッファ容積部５４に導かれる。
【００２９】
このガス流路５６において、上述の流量制御部５０の下流側に形成されたバッファ容積部５４は、改質ガスが流量制御部５０を通過することで凝縮生成された凝縮成分を一時的に溜めておくためのもので、次の如く構成とされている。
【００３０】
つまり、バッファ容積部５４は、流量制御バルブ３２がバルブシート４８から最大に離間した位置にあるときの流量制御部５０の最大流路断面積よりも流路断面積が大きく構成されると共に、次式；Ｖｂ≧Ｍｆ×｛２／３／σｈｃ＋１／１５／σｈ２ｏ｝を満たす構成とされている。
【００３１】
なお、Ｖｂは、バッファ容積部５４の容積［ｍｍ３］であり、Ｍｆは、内燃機関の筒内への１回の改質ガスの噴射行程に流量制御部５０を通過する改質ガスの最大質量流量［ｍｇ／ｓｔ］であり、σｈｃは、改質ガスに含まれる高沸点有機化合物の密度［ｍｇ／ｍｍ３］であり、σｈ２ｏは、改質ガスに含まれる水の密度［ｍｇ／ｍｍ３］である。
【００３２】
また、上記式のうちの右辺は、内燃機関の筒内への１回の改質ガスの噴射行程に流量制御部５０を通過することにより凝縮生成される改質ガスの凝縮成分の体積に相当する。
【００３３】
例えば、１気筒あたりの排気量が５００ｃｃの自然吸気エンジンを対象とし、１気筒に１本のガスインジェクタ１０を配置し、エタノールを水蒸気改質して生成した改質ガスを、ガスインジェクタ１０を用いてエンジンに供給する場合に、バッファ容積部５４の容積は次の如く設定される。
【００３４】
すなわち、上記のエンジンを最大トルク条件で運転した場合、Ｍｆ＝７８ｍｇ／ｓｔ、σｈｃ＝０．７９ｍｇ／ｍｍ３、σｈ２ｏ＝１．００ｍｇ／ｍｍ３となり、Ｖｂ≧７１ｍｍ３と設定される。
【００３５】
次に、本発明の第一実施形態に係るガスインジェクタ１０の作用及び効果について説明する。
【００３６】
ガスインジェクタ１０では、ソレノイドコイル１８が通電されると、鉄心２６が磁化され流量制御バルブ３２を軸方向上流側に移動させ、流量制御バルブ３２がバルブシート４８から離間されて、ガス流路５６が開通される。このときには、流量制御バルブ３２及びバルブシート４８により構成された流量制御部５０によってガス流路５６を流れる改質ガスの流量が制御され、この流量が制御された改質ガスがノズルボディ１４に設けられたノズル５２から内燃機関の筒内に噴射される。
【００３７】
一方、ソレノイドコイル１８への通電が停止されると、流量制御バルブ３２がスプリング４４の付勢力によって軸方向における下流側に移動されてバルブシート４８に当接され、ガス流路５６が遮断される。このときには、改質ガスのノズル５２から内燃機関の筒内への噴射が休止される。
【００３８】
そして、このガスインジェクタ１０では、上述の流量制御バルブ３２がバルブシート４８から離間されてガス流路５６が開通された状態と、流量制御バルブ３２がバルブシート４８に当接されてガス流路５６が遮断された状態とを合わせて１回の改質ガスの噴射行程とされ、この改質ガスの噴射行程が繰り返し行われる。
【００３９】
ここで、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスを燃料ガスとして使用した場合には、この改質ガスがガス流路５６において最も流路断面積が小さい流量制御部５０を通過することで膨張し、改質ガスの含有成分である水（水蒸気）と高沸点有機化合物の一部が凝縮されて凝縮成分となる。
【００４０】
しかしながら、このガスインジェクタ１０では、ガス流路５６における流量制御部５０の下流側にバッファ容積部５４が形成されている。
【００４１】
しかも、このバッファ容積部５４は、流量制御バルブ３２がバルブシート４８から最大に離間した位置にあるときの流量制御部５０の最大流路断面積よりも流路断面積が大きく構成されると共に、内燃機関の筒内への１回の改質ガスの噴射行程に流量制御部５０を通過することで凝縮生成された凝縮成分の体積、すなわち、Ｍｆ×｛２／３／σｈｃ＋１／１５／σｈ２ｏ｝で求められる体積以上の容積を有する構成とされている。
【００４２】
従って、例えば改質ガスの噴射先である筒内に圧力変動等が生じた場合でも、上述の凝縮成分が直ちに流量制御部５０を通じてガス流路５６の上流側に溢れ出すことを抑制でき、この凝縮成分を次回の噴射行程までバッファ容積部５４に待機させることができる。
【００４３】
このように、ガスインジェクタ１０によれば、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスを燃料ガスとして使用した場合でも、改質ガスの凝縮成分が流量制御部５０を通じてガス流路５６の上流側に溢れ出すことを抑制することができる。
【００４４】
以上、本発明の第一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【００４５】
例えば、上記実施形態において、ガスインジェクタ１０は、炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスを内燃機関の筒内に噴射する構成とされていたが、この改質ガス以外であって流量制御部５０を通過することで凝縮成分を生成し得る燃料ガスを内燃機関の筒内に噴射する構成とされても良い。
【００４６】
また、上記実施形態において、ノズル５２は、バッファ容積部５４よりも流路断面積が小さく構成されていたが、図３に示されるように、バッファ容積部５４と流路断面積が同一の構成とされていても良い。この場合には、バッファ容積部５４内に待機された凝縮成分が次回の噴射行程において内燃機関の筒内に噴射される際にノズル５２に詰まることを抑制できる。
【００４７】
［第二実施形態］
次に、図４，図５を参照しながら、本発明のガスインジェクタ１１０の第二実施形態について説明する。
【００４８】
図４は、本発明の第二実施形態に係るガスインジェクタ１１０の要部構成を示す断面図、図５は、図４の要部拡大図である。
【００４９】
本発明の第二実施形態に係るガスインジェクタ１１０は、上述の本発明の第一実施形態に係るガスインジェクタ１０と同様に、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスを燃料ガスとして使用する内燃機関の燃料噴射装置として用いられるものである。
【００５０】
ガスインジェクタ１１０には、図４に示されるように、インジェクタボディとしてのボディ本体１１２及びノズルボディ１１４が備えられている。ボディ本体１１２には、断面円形状の穴部１１６が軸方向に沿って設けられており、この穴部１１６には、ソレノイドコイル１１８が巻回された環状のボビン１２０が収容されている。
【００５１】
ボビン１２０の中央には、穴部１２２が軸方向に沿って設けられており、この穴部１２２には、穴部１２４を有する円筒状の鉄心１２６が軸方向に移動不能に収容されている。鉄心１２６は、上述のソレノイドコイル１１８とでソレノイド１２８を構成しており、ソレノイドコイル１１８が通電されて磁界を発生すると、この磁界に応じて磁化される構成とされている。
【００５２】
鉄心１２６の穴部１２４のノズルボディ１１４側には、スプリング収容部１４３が形成されており、このスプリング収容部１４３には、スプリング１４４が収容されている。このスプリング１４４は、鉄心１２６に対してニードル１３１を後述するノズル１５２側に付勢している。
【００５３】
ニードル１３１は、鉄製とされており、ボディ本体１１２及びノズルボディ１１４に軸方向に沿って形成されたニードル収容部１３０に軸方向に移動可能に収容されている。ニードル１３１の基端側（つまり上流側）には、ストッパ１３３が形成されており、このストッパ１３３は、ニードル１３１の軸方向の移動に伴いボディ本体１１２に形成された当接面１４１と接離されるようになっている。
【００５４】
一方、ニードル１３１の先端側（つまり下流側）には、流量制御バルブ１３２が一体に形成されている。この流量制御バルブ１３２は、ノズルボディ１１４におけるニードル収容部１３０の下流端側に形成されたバルブシート１４８とで流量制御部１５０を構成している。
【００５５】
つまり、この流量制御部１５０では、ソレノイドコイル１１８が通電されて鉄心１２６が磁化されると、ニードル１３１と共に流量制御バルブ１３２がバルブシート１４８から離間される。一方、ソレノイドコイル１１８への通電が停止されると、ニードル１３１と共に流量制御バルブ１３２がスプリング１４４の付勢力によって軸方向における下流側に移動されてバルブシート１４８に当接される。そして、このようにして流量制御バルブ１３２がバルブシート１４８と接離する方向に移動され、これに伴い流量制御バルブ１３２とバルブシート１４８の隙間の流路断面積が拡縮されることで後述するガス流路１５６を流れる改質ガスの流量が制御される構成とされている。
【００５６】
ノズルボディ１１４は、ボディ本体１１２に形成された固定部１４６に固定されている。ノズルボディ１１４の先端（つまり下流側の端部）には、改質ガスを内燃機関の筒内に噴射するためのガス噴射孔としてのノズル１５２が開口されている。
【００５７】
また、ノズルボディ１１４には、ノズル１５２に対する流量制御バルブ１３２側（つまり上流側）に、後に詳述するバッファ容積部１５４が軸方向に沿って形成されている。このバッファ容積部１５４は、上述の鉄心１２６の穴部１２４及びボディ本体１１２及びノズルボディ１１４に形成されたニードル収容部１３０とでボディ本体１１２及びノズルボディ１１４の内部にノズル１５２の上流側と連通するガス流路１５６を構成している。
【００５８】
つまり、このガスインジェクタ１１０において、改質ガスは、図５に示されるように、鉄心１２６の穴部１２４、スプリング１４４の隙間、ストッパ１３３と当接面１４１との隙間、ニードル収容部１３０、流量制御バルブ１３２とバルブシート１４８との隙間を通って、バッファ容積部１５４に導かれる。
【００５９】
このガス流路１５６において、上述の流量制御部１５０の下流側に形成されたバッファ容積部１５４は、改質ガスが流量制御部１５０を通過することで凝縮生成された凝縮成分を一時的に溜めておくためのもので、次の如く構成とされている。
【００６０】
つまり、バッファ容積部１５４は、流量制御バルブ１３２がバルブシート１４８から最大に離間した位置にあるときの流量制御部１５０の最大流路断面積よりも流路断面積が大きく構成されると共に、次式；Ｖｂ≧Ｍｆ×｛２／３／σｈｃ＋１／１５／σｈ２ｏ｝を満たす構成とされている。
【００６１】
なお、Ｖｂは、バッファ容積部１５４の容積［ｍｍ３］であり、Ｍｆは、内燃機関の筒内への１回の改質ガスの噴射行程に流量制御部１５０を通過する改質ガスの最大質量流量［ｍｇ／ｓｔ］であり、σｈｃは、改質ガスに含まれる高沸点有機化合物の密度［ｍｇ／ｍｍ３］であり、σｈ２ｏは、改質ガスに含まれる水の密度［ｍｇ／ｍｍ３］である。
【００６２】
また、上記式のうちの右辺は、内燃機関の筒内への１回の改質ガスの噴射行程に流量制御部１５０を通過することにより凝縮生成される改質ガスの凝縮成分の体積に相当する。
【００６３】
例えば、１気筒あたりの排気量が５００ｃｃの自然吸気エンジンを対象とし、１気筒に１本のガスインジェクタ１１０を配置し、エタノールを水蒸気改質して生成した改質ガスを、ガスインジェクタ１１０を用いてエンジンに供給する場合に、バッファ容積部１５４の容積は次の如く設定される。
【００６４】
すなわち、上記のエンジンを最大トルク条件で運転した場合、Ｍｆ＝７８ｍｇ／ｓｔ、σｈｃ＝０．７９ｍｇ／ｍｍ３、σｈ２ｏ＝１．００ｍｇ／ｍｍ３となり、Ｖｂ≧７１ｍｍ３と設定される。
【００６５】
次に、本発明の第二実施形態に係るガスインジェクタ１１０の作用及び効果について説明する。
【００６６】
ガスインジェクタ１１０では、ソレノイドコイル１１８が通電されて磁界を発生すると、鉄心１２６が磁化されてニードル１３１が軸方向における上流側に移動され、流量制御バルブ１３２がバルブシート１４８から離間されて、ガス流路１５６が開通される。このときには、流量制御バルブ１３２及びバルブシート１４８により構成された流量制御部１５０によってガス流路１５６を流れる改質ガスの流量が制御され、この流量が制御された改質ガスがノズルボディ１１４に設けられたノズル１５２から内燃機関の筒内に噴射される。
【００６７】
一方、ソレノイドコイル１１８への通電が停止されると、ニードル１３１がスプリング１４４の付勢力によって軸方向における下流側に移動されるので、流量制御バルブ１３２がバルブシート１４８に当接され、ガス流路１５６が遮断される。このときには、改質ガスのノズル１５２から内燃機関の筒内への噴射が休止される。
【００６８】
そして、このガスインジェクタ１１０では、上述の流量制御バルブ１３２がバルブシート１４８から離間されてガス流路１５６が開通された状態と、流量制御バルブ１３２がバルブシート１４８に当接されてガス流路１５６が遮断された状態とを合わせて１回の改質ガスの噴射行程とされ、この改質ガスの噴射行程が繰り返し行われる。
【００６９】
ここで、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスを燃料ガスとして使用した場合には、この改質ガスがガス流路１５６において最も流路断面積が小さい流量制御部１５０を通過することで膨張し、改質ガスの含有成分である水（水蒸気）と高沸点有機化合物の一部が凝縮されて凝縮成分となる。
【００７０】
しかしながら、このガスインジェクタ１１０では、ガス流路１５６における流量制御部１５０の下流側にバッファ容積部１５４が形成されている。
【００７１】
しかも、このバッファ容積部１５４は、流量バルブがバルブシート１４８から最大に離間した位置にあるときの流量制御部１５０の最大流路断面積よりも流路断面積が大きく構成されると共に、内燃機関の筒内への１回の改質ガスの噴射行程に流量制御部１５０を通過することで凝縮生成された凝縮成分の体積、すなわち、Ｍｆ×｛２／３／σｈｃ＋１／１５／σｈ２ｏ｝で求められる体積以上の容積を有する構成とされている。
【００７２】
従って、例えば改質ガスの噴射先である筒内に圧力変動等が生じた場合でも、上述の凝縮成分が直ちに流量制御部１５０を通じてガス流路１５６の上流側に溢れ出すことを抑制でき、この凝縮成分を次回の噴射行程までバッファ容積部１５４に待機させることができる。
【００７３】
このように、ガスインジェクタ１１０によれば、例えば炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスを燃料ガスとして使用した場合でも、改質ガスの凝縮成分が流量制御部１５０を通じてガス流路１５６の上流側に溢れ出すことを抑制することができる。
【００７４】
以上、本発明の第二実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【００７５】
例えば、上記実施形態において、ガスインジェクタ１１０は、炭化水素燃料を水蒸気改質することで得られる改質ガスを内燃機関の筒内に噴射する構成とされていたが、この改質ガス以外であって流量制御部１５０を通過することで凝縮成分を生成し得る燃料ガスを内燃機関の筒内に噴射する構成とされても良い。
【００７６】
また、上記実施形態において、ノズル１５２は、バッファ容積部１５４よりも流路断面積が小さく構成されていたが、図６に示されるように、バッファ容積部１５４と流路断面積が同一の構成とされていても良い。この場合には、バッファ容積部１５４内に待機された凝縮成分が次回の噴射行程において内燃機関の筒内に噴射される際にノズル１５２に詰まることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るガスインジェクタの要部構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るガスインジェクタの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係るガスインジェクタの要部構成を示す断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るガスインジェクタの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１１０  ガスインジェクタ
１２，１１２  ボディ本体（インジェクタボディの一部）
１４，１１４  ノズルボディ（インジェクタボディの一部）
３２，１３２  流量制御バルブ（バルブ）
４８，１４８  バルブシート
５０，１５０  流量制御部
５２，１５２  ノズル（ガス噴射孔）
５４，１５４  バッファ容積部
５６，１５６  ガス流路
【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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