JP2010265836A - 副室式エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】副室内の温度を低下させることのできる副室式エンジンを提供する。
【解決手段】ピストン２に面する主室１０と、主室１０に噴孔２１を介して連通する副室１１とを有する燃焼室１と、副室１１に燃料ガスＧ１を供給する副室燃料ガス通路１４と、副室１１に形成された混合気を火花点火する点火部１２と、を供える副室式エンジン１００であって、副室１１を冷却するための冷却ガスＧ２を副室１１に供給する冷却ガス供給機構Ｃを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストンに面する主室と、その主室に噴孔を介して連通する副室とを有する燃焼室を備え、副室に形成された混合気を火花点火する副室式エンジンに関する。

近年、環境性・経済性から天然ガスを燃料としたコージェネレーションシステムの導入が進められている。その中でも、ガスエンジンを用いたシステムは発電効率が高いことから主流となってきている。ガスエンジンコージェネレーションシステムは、１ｋＷクラスの小型のものから数ＭＷの大型のものまで実用化されており、エンジンのサイズにより異なったエンジン形式・燃焼室形式が採用されている。
１〜２ＭＷクラスの中型コージェネレーションシステムにおいては、高効率を実現できることから、副室式エンジンを採用することが主流となってきている。副室式エンジンでは、主室と呼ばれる通常の燃焼室と、その主室に噴孔を介して連通する副室と呼ばれる燃焼室を備える。そして、吸気行程では、主室の吸気路に設けられる吸気弁を開弁して主室に希薄混合気を導入するとともに、副室に濃い混合気を形成して着火性を確保することにより、従来よりも希薄な混合気の燃焼を行っている。

特許文献１には、ピストンに面する主室と、その主室に噴孔を介して連通する副室とを備える副室式エンジンが記載されている。この副室式エンジンでは、副室に燃料を供給する副室弁と、副室に形成された混合気を火花点火する点火プラグとが副室に設けられている。

特開２００７−２５５３１３号公報

副室式エンジンでは、副室において比較的濃い混合気を燃焼させるため、副室内の温度が高くなりがちである。そのため、副室に設置された点火プラグの電極も高温になりやすい。
更に、今後、エンジンの高出力化・高効率化を進めるためには、１気筒当たりの出力を増大させる必要がある。そのため、副室内の温度が現状よりも更に高温化し、点火プラグの耐久性が問題になる可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、副室内の温度を低下させることのできる副室式エンジンを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る副室式エンジンの特徴構成は、ピストンに面する主室と、前記主室に噴孔を介して連通する副室とを有する燃焼室と、
前記副室に燃料ガスを供給する副室燃料ガス通路と、
前記副室に形成された混合気を火花点火する点火部と、を供える副室式エンジンであって、
前記副室を冷却するための冷却ガスを前記副室に供給する冷却ガス供給機構を備える点にある。

上記特徴構成によれば、副室内の温度が現状よりも更に高温化するような運転が行われたとしても、冷却ガスを副室に供給することで、副室の温度を効果的に低下させることができる。その結果、高温化による点火プラグの耐久性が問題となることを回避できる。

本発明に係る副室式エンジンの別の特徴構成は、前記冷却ガス供給機構は、
前記冷却ガスを前記副室に供給する冷却ガス供給路と、
前記冷却ガス供給路に設けられ、上流側の圧力が前記副室の圧力よりも設定開弁圧以上高いときに開弁する冷却ガス用逆止弁と、
前記冷却ガス用逆止弁の上流側の前記冷却ガス供給路の圧力を基準圧力に調整する圧力調整手段とを有する点にある。

上記特徴構成によれば、圧縮行程及び膨張行程における燃焼室の圧力は非常に高いので、その間の大部分で冷却ガス用逆止弁の上流側の圧力が燃焼室の圧力よりも設定開弁圧以上高くなることはない。その結果、圧縮行程及び膨張行程の大部分において逆止弁は閉弁されたままとなり、冷却ガスが燃焼室に流入しないようにできる。

本発明に係る副室式エンジンの更に別の特徴構成は、前記基準圧力は、前記主室の排気行程における前記副室の圧力よりも前記設定開弁圧以上高い第１設定圧力である点にある。

上記特徴構成によれば、排気行程において冷却ガス用逆止弁が開弁する。つまり、排気行程において冷却ガスを副室に流入させて、副室を冷却できる。

本発明に係る副室式エンジンの更に別の特徴構成は、前記基準圧力は、前記主室の吸気行程における前記副室の圧力よりも前記設定開弁圧以上高い第２設定圧力である点にある。

上記特徴構成によれば、吸気行程において冷却ガス用逆止弁が開弁する。つまり、吸気行程において冷却ガスを副室に流入させて、副室を冷却できる。

本発明に係る副室式エンジンの更に別の特徴構成は、前記第２設定圧力は、前記主室の排気行程及び吸気行程における前記副室の圧力の最大値よりも前記設定開弁圧だけ高い圧力である点にある。

上記特徴構成によれば、排気行程及び吸気行程の両方において冷却ガスを副室に流入させて、副室を冷却できる。更に、第２設定圧力は、排気行程及び吸気行程における副室の圧力の最大値よりも設定開弁圧だけ高い圧力、即ち、排気行程及び吸気行程の全体にわたって冷却ガス用逆止弁を開弁させるのに最低限必要な圧力である。つまり、冷却ガス用逆止弁の上流側の圧力を副室の圧力よりも必要以上に高くすることなく、排気行程及び吸気行程の両方で副室を冷却できる。

本発明に係る副室式エンジンの更に別の特徴構成は、前記冷却ガスは空気である点にある。

上記特徴構成によれば、冷却ガスは空気であるので、冷却ガスが排気行程において副室に流入し、更に排気路から外部に排出されたとしても無害である。

副室式エンジンの構成を説明する図である。 吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを説明する図である。 本実施形態の膨張行程、排気行程、吸気行程及び圧縮行程における燃焼室内の圧力と冷却ガス用逆止弁の上流側の圧力との推移を説明する図である。

以下に図面を参照して本発明に係る副室式エンジンについて説明する。
図１は、副室式エンジンの構成を説明する図である。図１に示すように、副室式エンジン１００は、ピストン２に面する主室１０及びその主室１０に噴孔２１を介して連通する副室１１を有する燃焼室１と、主室１０の吸気路５に設けられる吸気弁４及び排気路７に設けられる排気弁６と、副室１１に燃料ガスＧ１を供給する副室燃料ガス通路１４と、副室１１に形成された混合気を火花点火する点火部１２と、副室燃料ガス通路１４に設けられる副室弁３０と、を備える。上記副室１１の容積は、燃焼室１全体の容積の数％（例えば３％）程度である。

本実施形態の副室式エンジン１００は、気体燃料である都市ガス（１３Ａ）を燃料ガスＧ１として利用するものである。上記燃料ガスＧ１は、副室燃料ガス通路１４から副室弁３０を通じて副室１１に供給される。

副室式エンジン１００は、ピストン２と、ピストン２を収容してピストン２の頂面と共に主室１０を形成するシリンダ３とを備える。ピストン２がシリンダ３内で往復運動し、それと共に吸気弁４及び排気弁６が開閉動作して、主室１０において吸気、圧縮、膨張（燃焼）、排気の各行程が行われる。そして、ピストン２の往復運動が、連結棒１５によってクランク軸１６の回転運動として出力される。また、ピストン２の頂面の中央部には、いわゆる深皿型の凹部２ａが形成されている。

更に、副室式エンジン１００は、ターボ過給機２３を備える。ターボ過給機２３は、排気路７を流通する排ガスの運動エネルギによりタービン２３ｂを回転させ、当該タービン２３ｂと同軸のコンプレッサ２３ａにより吸気路５を流通する新気Ｉを過給する。

以上のような構成の副室式エンジン１００は、吸気行程において吸気弁４を開弁状態として、吸気路５から主室１０に空気と少量の燃料ガスＧ１との混合気好ましくは希薄混合気である新気Ｉを吸入し、圧縮及び膨張（燃焼）行程において吸気弁４及び排気弁６を閉弁状態として、この吸入した新気Ｉを圧縮した後に膨張（燃焼）させ、排気行程において排気弁６を開弁状態として、主室１０から排気路７に排ガスを排出するように運転される。

また、吸気行程において吸気弁４が開弁状態となると、燃焼室１と吸気路５とが連通状態となることから、燃焼室１の圧力も上記吸気圧力に略相当するものとなる。本実施形態では、燃焼室１を構成する主室１０と副室１１とは噴孔２１を介して連通しているので、主室１０の圧力及び副室１１の圧力は互いに等しい。よって、以下の説明で「燃焼室１の圧力」と記載するとき、それは主室１０の圧力及び副室１１の圧力と同じものを指す。
更に、排気行程において排気弁６が開弁状態となると、燃焼室１と排気路７とが連通状態となることから、燃焼室１の圧力も上記排気圧力に略相当するものとなる。尚、上記吸気圧力及び排気圧力については、吸気路５及び排気路７に発生する脈動により変化する場合があるが、その場合には、その圧力変化の最低圧力を夫々の圧力として取り扱う。

〔副室弁の構成〕
次に、副室弁３０の構成について説明する。
シリンダヘッド９に形成された副室１１を形成する円柱状の凹部の上方開口部には当該開口部に嵌合する形態で、有底筒状の副室上部金物３１が取り付けられている。副室上部金物３１には、その内部空間にガスチャンバ３２が形成されるように、副室弁３０が取り付けられている。燃料ガスＧ１は、副室燃料ガス通路１４からガスチャンバ３２に先ず流入する。そして、副室弁３０が閉じられている間はガスチャンバ３２から副室１１への燃料ガスＧ１の供給は行われず、副室弁３０が開かれるとガスチャンバ３２に流入していた燃料ガスＧ１が副室１１に供給される。

〔燃料ガス供給圧力調整部の構成〕
次に、燃料ガス供給圧力調整部３８の構成について説明する。
本実施形態の副室式エンジン１００は、副室燃料ガス通路１４の副室弁３０の上流側における燃料ガスＧ１の供給圧力が吸気路５における吸気圧力よりも設定差圧だけ高くなるように燃料ガスＧ１の供給圧力を制御する燃料ガス供給圧力調整部３８を備える。また、副室弁３０よりも上流側の副室燃料ガス通路１４には、燃料ガスＧ１の供給圧力を調整する圧力調整弁３７が設けられている。そして、燃料ガス供給圧力調整部３８は、吸気行程において、吸気路５に設けられた圧力センサ２５で計測された吸気圧力（燃焼室１の圧力に相当）と、副室燃料ガス通路１４の副室弁３０よりも上流側の圧力センサ２６で計測された燃料ガスＧ１の供給圧力との差圧（即ち、「燃料ガスＧ１の供給圧力−吸気圧力」で導出される圧力）が一定値になるように、燃料ガスＧ１の供給圧力を調整する圧力調整弁３７の作動を制御する。その結果、副室弁３０が開弁されていれば、副室弁３０の上流側の圧力は下流側の副室１１の圧力よりも上記設定差圧だけ高くなり、燃料ガスＧ１が副室燃料ガス供給通路１４を介して副室１１に流入する。即ち、燃料ガス供給圧力調整部３８は、吸気行程において吸気圧力が変動した場合でも、その吸気圧力の変動に応じて圧力調整弁３７により燃料ガス供給圧力を変化させて、副室弁３０の上流側の圧力を下流側の副室１１の圧力よりも高くしている。

〔副室弁開閉時期調整部及び弁開閉時期調整部の構成〕
次に、副室弁開閉時期調整部４０及び弁開閉時期調整部５０の構成について説明する。
副室式エンジン１００は、上記副室弁３０の開閉時期を調整する副室弁開閉時期調整部４０を備える。副室弁３０は、例えば電磁弁により構成される弁機構であり、副室弁開閉時期調整部４０は、電磁弁への通電状態を変えることで開弁状態と閉弁状態との切り換えを行える。この副室弁開閉時期調整部４０は、クランク軸１６の回転角を検出するクランク角センサ４６の検出結果に基づいて、後述するような適切なタイミングで副室弁３０の開閉状態を調整する。具体的には、副室弁開閉時期調整部４０は、副室弁３０を主室１０の吸気行程の開始と共に開弁させ且つ吸気行程の下死点よりも早い時期に閉弁させる。
また、副室式エンジン１００は、吸気弁４の開閉時期を調整する吸気弁開閉時期調整部５１と排気弁６の開閉時期を調整する排気弁開閉時期調整部５２とを有する弁開閉時期調整部５０を備える。吸気弁開閉時期調整部５１及び排気弁開閉時期調整部５２のそれぞれは、クランク軸１６と連動するカムシャフト等の動弁機構によって実現される。そして、それぞれの動弁機構を用いて、吸気弁４及び排気弁６の開閉時期及びリフト量が調整される。

〔冷却ガス供給機構の構成〕
本実施形態の副室式エンジン１００は、副室１１を冷却するための冷却ガスを副室１１に供給する冷却ガス供給機構Ｃを備える。本実施形態では、冷却ガスとして空気を用いるが、他のガスを用いてもよい。この冷却ガス供給機構Ｃは、冷却ガスを副室１１に供給する冷却ガス通路７４と、冷却ガス通路７４に設けられ、上流側の圧力が副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１以上高いときに開弁する冷却ガス用逆止弁６０と、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力を基準圧力に調整する冷却ガス供給圧力調整部６８とを有する。このうち、冷却ガス通路７４は本発明の「冷却ガス供給路」に相当し、冷却ガス供給圧力調整部６８は本発明の「圧力調整手段」に相当する。
加えて、冷却ガス通路７４には、冷却ガスＧ２の供給圧力を調整する圧力調整弁６７が設けられている。そして、冷却ガス供給圧力調整部６８は、冷却ガス通路７４に設けられた圧力センサ２７で計測された冷却ガス圧力が上記基準圧力になるように圧力調整弁６７の作動を制御する。

〔冷却ガス用逆止弁の構成〕
次に、冷却ガス用逆止弁６０の構成について説明する。
シリンダヘッド９に形成された副室１１の側部には、冷却ガス供給口６２が形成されている。この冷却ガス供給口６２に連通する空間には、内部に冷却ガス通路７４を形成する冷却ガス供給管６３が取り付けられている。

冷却ガス供給口６２に連通する空間内には、弁体６５が設けられている。また、この弁体６５は、上記冷却ガス供給管６３に形成された弁座部６４に当接して冷却ガス供給管６３の先端開口部を封鎖する状態（即ち、冷却ガス用逆止弁６０の閉弁状態）と、当該弁座部６４から下方に離間して冷却ガス供給管６３の先端開口部を開放する状態（即ち、冷却ガス用逆止弁６０の開弁状態）とを切り換える形態で、上下方向に摺動自在に配置されている。また、冷却ガス供給口６２に連通する空間内の弁体６５の下方部には、上記弁体６５を下方から弁座部６４へ向けて付勢する状態で配置されたコイルバネ等からなる付勢部材６６が設けられており、その付勢力は後述する設定開弁圧：ΔＰ１に応じて適切なものに設定されている。

そして、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力が、副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１以上高くなると、冷却ガス用逆止弁６０が開弁する。つまり、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力が副室１１の圧力と付勢部材６６の付勢力との和に打ち勝ち、弁体６５が下方に移動して弁座部６４から離間すると、冷却ガス供給管６３の先端開口部が開放される。その結果、冷却ガス通路７４から冷却ガス供給口６２を通じて副室１１に冷却ガスＧ２が供給される。
一方で、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力が、副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１未満だけ高い又は副室１１の圧力以下になると、冷却ガス用逆止弁６０が閉弁する。つまり、副室１１の圧力と付勢部材６６の付勢力との和が、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力に打ち勝ち、弁体６５が上方に移動して弁座部６４に当接すると、冷却ガス供給管６３の先端開口部が閉鎖される。その結果、冷却ガス通路７４から副室１１への冷却ガスＧ２の供給が冷却ガス用逆止弁６０で停止される。

〔冷却ガス用逆止弁の動作〕
次に、図２及び図３を参照して、副室式エンジン１００の膨張行程、排気行程、吸気行程及び圧縮行程における冷却ガス用逆止弁の動作について説明する。図２は、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを説明する図である。図３は、本実施形態の副室式エンジンの膨張行程、排気行程、吸気行程及び圧縮行程における燃焼室内の圧力と冷却ガス用逆止弁の上流側の圧力との推移を説明する図である。図３において、燃焼室内の圧力は実線で示し、冷却ガス用逆止弁の上流側の圧力は鎖線又は二点鎖線で示す。

先ず、燃焼室内の圧力の推移について説明する。
図２に示すように、本実施形態の副室式エンジン１００では、公知のミラーサイクルエンジンと同様に、吸気弁開閉時期調整部５１は、吸気弁４を、通常時（図２中で破線で示す）に比べて早い時期に閉弁する。具体的には、吸気行程における吸気弁４の閉弁タイミングは、主室１０の下死点よりも早い時期（例えば、９０°ＡＴＤＣ）に設定される。副室弁開閉時期調整部４０は、クランク軸１６の回転角を検出するクランク角センサ４６の検出結果を参照して、所定のタイミングで副室弁３０を開閉させる。本実施形態では、副室弁３０の開閉タイミングが吸気弁４の開閉タイミングと同期するように設定されている。

つまり、吸気行程の開始と共に、ピストン２の下降に伴って、吸気路５から主室１に開弁状態である吸気弁４を通じて新気Ｉが吸気される。副室弁３０も吸気行程の開始と共に開弁する。上述したように、燃料ガス供給圧力調整部３８が圧力調整弁３７の作動を制御することで、副室燃料ガス通路１４の副室弁３０の上流側における燃料ガスＧ１の供給圧力は吸気路５における吸気圧力よりも設定差圧だけ高い。その結果、吸気行程の開始と共に、適切な流量の燃料ガスＧ１が副室１１に供給される。

更に、吸気弁開閉時期調整部５１は主室１０の吸気行程において吸気弁４を吸気行程の下死点よりも早い時期に閉弁させ、副室弁開閉時期調整部４０は主室１０の吸気行程において副室弁３０を吸気行程の下死点よりも早い時期に閉弁させる。その結果、図３に示すように、ミラーサイクルを採用したことで、吸気弁４と副室弁３０とが閉弁した後の吸気行程では、ピストン２が下死点まで移動する間、燃焼室１の圧力は低下する。

図３に示すように、吸気行程の後の圧縮行程及び膨張行程において、燃焼室１の圧力は変動を繰り返す。具体的には、圧縮行程では、ピストン２の上昇により、主室１０の容積減少によって、主室１０の新気Ｉが連通路２０を介して副室１１に流入し、副室１１には、連通路２０から上方に向かう混合気流が発生し、その混合気流が点火プラグ１２の点火領域に到達する。よって、副室１１の上記点火プラグ１２の点火領域では、その新気Ｉと燃料ガスＧ１とが混合されて、火花点火可能範囲内（例えば１程度）の当量比の混合気が形成される。

上記圧縮行程終了時にて、副室１１には、当量比が比較的高い混合気が存在するのに対して、主室１０には、当量比が比較的低い希薄混合気が存在することになる。副室式エンジン１００は、膨張（燃焼）行程において、上死点直前の例えば１０°ＢＴＤＣ付近において、点火プラグ１２を作動させて、上記副室１１に形成された混合気を火花点火して燃焼させ、ピストン２を下降させる。

すると副室１１では、燃焼が進み、副室１１の燃焼しなかった燃料ガスＧ１と共に、火炎ジェットＦが連通路２０を介して主室１０に噴出される。一方、主室１０においては、連通路２０から噴出された火炎ジェットＦにより希薄混合気を燃焼させるので、高効率且つ低ＮＯｘとなる燃焼が行われる。

そして、このように運転される副室式エンジン１００において、副室１１と主室１０とを連通する連通路２０は、副室１１から主室１０の軸心Ｘと同じ軸心を有する円筒状に主室１０側に延出形成されており、更に、その連通路２０は、上記主室１０の軸心Ｘを中心に周方向に等間隔で分散配置され主室１０に開口する例えば８つの筒状の噴孔２１を有し、火炎ジェットＦが夫々の噴孔２１から主室１０に噴射される。

次に、副室式エンジン１００は、排気行程において、排気弁６を開弁状態として、ピストン２の下死点からの上昇に伴って、燃焼室１に存在する排ガスを排気路７に排出する。

以下に、図３を参照して、冷却ガス用逆止弁６０の開閉タイミングについて説明する。
冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力は冷却ガス供給圧力調整部６８によって一定の基準圧力（第１設定圧力又は第２設定圧力）に調整されている。具体的には、主室１０の排気行程において、冷却ガスを副室１１に流入させるのであれば、主室１０の排気行程における副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１以上高い第１設定圧力（図３において二点鎖線で示す）を、上記基準圧力として設定すればよい。ここで、「主室１０の排気行程における副室１１の圧力」とは、図３に示すような排気行程における副室１１の圧力の最小値のことを意味する。この場合、図３に示すように、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力が、副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１以上高い間は、冷却ガス用逆止弁６０は開弁する。そして、冷却ガスが副室１１に流入し、副室１１の温度が低下する。
このように、上記基準圧力を第１設定圧力に設定して主室１０の排気行程において冷却ガスを副室１１に流入させたところ、副室１１に設けられた点火プラグ１２の温度は約４８０℃となった。尚、冷却ガスを副室１１に流入させなかったときの点火プラグ１２の温度は約５００℃であった。

また、主室１０の吸気行程において、冷却ガスを副室１１に流入させるのであれば、主室１０の吸気行程における副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１以上高い第２設定圧力（図３において鎖線で示す）を、上記基準圧力として設定すればよい。ここで、「主室１０の吸気行程における副室１１の圧力」とは、図３に示すような吸気行程における副室１１の圧力の最大値のことを意味する。この場合、図３に示すように、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力が、副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１以上高い間は、冷却ガス用逆止弁６０は開弁する。そして、冷却ガスが副室１１に流入するため、副室１１の温度を低下させることができる。

更に、本実施形態では、吸気行程における燃焼室１の圧力は、排気行程における燃焼室１の圧力よりも高くなっている。そのため、上記第２設定圧力を基準圧力に設定した場合には、吸気行程だけでなく、排気行程においても、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の冷却ガス通路７４の圧力が、副室１１の圧力よりも設定開弁圧：ΔＰ１以上高くなる。つまり、排気行程及び吸気行程の両方において、冷却ガスが副室１１に流入するため、副室１１の温度を更に低下させることができる。ここで、第２設定圧力は、排気行程及び吸気行程における副室１１の圧力の最大値よりも設定差圧だけ高い圧力、即ち、排気行程及び吸気行程の全体にわたって冷却ガス用逆止弁６０を開弁させるのに最低限必要な圧力である。つまり、上記基準圧力を第２設定圧力に設定した場合には、冷却ガス用逆止弁６０の上流側の圧力を圧力調整弁６７によって必要以上に高くすることなく、排気行程及び吸気行程の両方で副室１１を冷却できる。
このように、上記基準圧力を第２設定圧力に設定して主室１０の排気行程及び吸気行程において冷却ガスを副室１１に流入させたところ、副室１１に設けられた点火プラグ１２の温度は約４５０℃となった。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態において、副室１１の内部への冷却ガスの流入方向は適宜設定可能である。例えば、副室１１の中でも特に点火プラグ１２の周囲を冷却したい場合、冷却ガス用逆止弁６０から流出する冷却ガスが点火プラグ１２に向かうように、シリンダヘッド９における冷却ガス用逆止弁６０の設置位置を設計すればよい。

＜２＞
上記実施形態では、吸気行程における副室１１の圧力が排気行程における副室１１の圧力よりも高くなるような副室式エンジンを例示したが、逆に、吸気行程における副室１１の圧力が排気行程における副室１１の圧力よりも低くなるような副室式エンジンであっても、本発明は適用可能である。

＜３＞
上記実施形態では、副室１１に燃料ガスを供給するための弁としての副室弁３０が電磁弁である例を説明したが、電磁弁以外の弁を用いてもよい。例えば、吸気弁４及び排気弁６と同様に、クランク軸１６と連動するカムシャフト等の動弁機構（副室弁開閉時期調整部４０の改変例）によって駆動される機械式の弁などを用いてもよい。或いは、上記副室弁として、弁の上流側の圧力が下流側の圧力よりも設定開弁圧以上高くなると開弁する逆止弁を用いてもよい。

＜４＞
上記実施形態において、予め冷却しておいた冷却ガスＧ２を副室１１に供給してもよい。

＜５＞
上記実施形態において、副室弁３０の開閉タイミングを吸気弁４の開閉タイミングと非同期にしてもよい。具体的には、副室弁開閉時期調整部４０が、副室弁３０の開閉タイミングを、吸気弁４の開閉タイミングとは別のタイミングに設定すればよい。

本発明は、ピストンに面する主室と、その主室に噴孔を介して連通する副室とを有する燃焼室を備え、副室に形成された混合気を火花点火する副室式エンジンにおいて利用可能である。

１ 燃焼室
２ ピストン
１０ 主室
１１ 副室
１４ 副室燃料ガス通路
１２ 点火部（点火プラグ）
２１ 噴孔
６０ 冷却ガス用逆止弁
６８ 冷却ガス供給圧力調整部（圧力調整手段）
７４ 冷却ガス通路（冷却ガス供給路）
１００ 副室式エンジン
Ｃ 冷却ガス供給機構
Ｇ１ 燃料ガス
Ｇ２ 冷却ガス

Claims (6)

1. ピストンに面する主室と、前記主室に噴孔を介して連通する副室とを有する燃焼室と、
   前記副室に燃料ガスを供給する副室燃料ガス通路と、
   前記副室に形成された混合気を火花点火する点火部と、を供える副室式エンジンであって、
   前記副室を冷却するための冷却ガスを前記副室に供給する冷却ガス供給機構を備える副室式エンジン。
2. 前記冷却ガス供給機構は、
   前記冷却ガスを前記副室に供給する冷却ガス供給路と、
   前記冷却ガス供給路に設けられ、上流側の圧力が前記副室の圧力よりも設定開弁圧以上高いときに開弁する冷却ガス用逆止弁と、
   前記冷却ガス用逆止弁の上流側の前記冷却ガス供給路の圧力を基準圧力に調整する圧力調整手段とを有する請求項１記載の副室式エンジン。
3. 前記基準圧力は、前記主室の排気行程における前記副室の圧力よりも前記設定開弁圧以上高い第１設定圧力である請求項２記載の副室式エンジン。
4. 前記基準圧力は、前記主室の吸気行程における前記副室の圧力よりも前記設定開弁圧以上高い第２設定圧力である請求項２記載の副室式エンジン。
5. 前記第２設定圧力は、前記主室の排気行程及び吸気行程における前記副室の圧力の最大値よりも前記設定開弁圧だけ高い圧力である請求項４記載の副室式エンジン。
6. 前記冷却ガスは空気である請求項１〜５の何れか一項に記載の副室式エンジン。

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