JP2011149308A - ガスエンジンの副室ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副室側の第１の逆止弁及びこれよりも上流側の第２の逆止弁を備えたガスエンジンにおいて、逆止弁のバウンシングを回避して逆流量を最小限にして燃焼の不具合の発生を防止したガスエンジンの副室ガス供給装置を提供する。
【解決手段】燃料ガス入口通路の副室の上部に設けられて燃料ガスの移動方向にのみ流れを許容する第１の逆止弁６と、該第１の逆止弁６よりも上流に設けられて燃料ガスの移動方向にのみ流れを許容する第２の逆止弁２２とを備え、第１の逆止弁６と副室４との間に、一定量Ｖ_１のガス容積３２ｓを設け、該ガス容積Ｖ_１と前記副室４の容積Ｖの比Ｖ_１／Ｖを、Ｖ_１／Ｖ＝０．１〜０．２に設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、副室を有するガスエンジンに適用され、副室内への燃料ガスの燃料ガス入口通路に、ガス移動方向側にのみ燃料ガスの流れを可能にする逆止弁を備えたガスエンジンの副室ガス供給装置に関する。

副室を有するガスエンジンにおいて、副室内への燃料ガスの燃料ガス入口通路に、ガス移動方向側にのみ燃料ガスの流れを可能にする第１、第２の逆止弁を備えたガスエンジンの副室ガス供給装置が、特許文献１（特開平８−２４０１５２号公報）にて提供されている。
特許文献１においては（符号は、特許文献１の符号による）、燃料ガスの燃料ガス入口通路の副室４寄りの第１の逆止弁としてボール形逆止弁２を設け、該ボール形逆止弁２から燃料ガス入口通路の上流側に第２の逆止弁としてニードル形逆止弁３を設けている。

そして、エンジンの圧縮工程になり筒内圧力が上昇すると、直ぐにニードル形逆止弁３を閉じ、続いてボール形逆止弁２が閉じる。その後燃焼行程で燃焼ガスの残渣が筒内から燃料ガス入口通路に逆流しようとするが、ボール形逆止弁２が副室４寄りの部位に設けられているので、該ボール形逆止弁２により煤（カーボン）はシールされて、ニードル形逆止弁３への伝播が阻止され、該ニードル形逆止弁が煤（カーボン）により固着するのが、回避される。

特開平８−２４０１５２号公報

前記特許文献１（特開平８−２４０１５２号公報）のような、副室４を有するガスエンジンにおいては、燃料ガスの燃料ガス入口通路に第１の逆止弁としてボール形逆止弁２を設け、その上流側に第２の逆止弁としてニードル形逆止弁３を設けて、副室４寄りに設けたボール形逆止弁２により煤（カーボン）はシールされて、煤（カーボン）のニードル形逆止弁３への伝播を阻止しているものの、単にニードル形逆止弁３への煤（カーボン）の伝播をボール形逆止弁２により阻止しているに、留まっている。

しかしながら、特許文献１（特開平８−２４０１５２号公報）に示されるような、副室内への燃料ガスの燃料ガス入口通路に、ガス移動方向側にのみ燃料ガスの流れを可能にする副室側の第１の逆止弁及び上流側の第２の逆止弁を備えたガスエンジンにおいては、これの給、排気及び筒内圧力線図（図４）に示すように、筒内圧力が低い給気行程（図４のＢ）においては、シリンダ内の圧力が負圧になるため、副室側の第１の逆止弁はシリンダ内の負圧により、第１の逆止弁の戻しスプリングの反力に打ち勝って逆止弁の弁体がバウンシングする、つまり周期的に開くことがある。また、第１の逆止弁が排気弁開の排気行程中に排気脈動の影響で開閉して、排気行程中に前記第１の逆止弁が開閉し燃焼ガスが逆流することがある。

このため、かかる副室側の第１の逆止弁及び上流側の第２の逆止弁を備えたガスエンジンにおいては、副室側の第１の逆止弁及び第２の逆止弁の戻し弁ばねの反力により燃料の逆流をカットしているが、特に、副室側の第１の逆止弁においては、副室側から燃焼ガスの逆流を直接受けるため、戻し弁ばねの反力つまり戻し弁ばねのバネ定数及び取付け荷重（予荷重）が、該第１の逆止弁の燃料のカット状況つまり該戻し弁ばねを超えて逆流する逆流量に大きく影響する。また、第１の逆止弁と副室との間に存在する空間の容積によっても、第１の逆止弁に作用する燃焼ガスの逆流量に大きく影響する。

従って、特に、前記副室側の第１の逆止弁は、シリンダ内の負圧によるバウンシングを回避するような戻し弁ばねの反力を備え、さらに、第１の逆止弁と副室との間に第１の逆止弁へのガスの逆流量を最小限に抑えるような空間容積を存在させて、ガス供給機能を損なうことなく、逆流量を最小限にして燃焼の不具合の発生を防止することが必要とされている。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、副室側の第１の逆止弁及びこれよりも上流側の第２の逆止弁を備えたガスエンジンにおいて、特に、副室側の第１の逆止弁の戻し弁ばねの反力の適正化、さらに、第１の逆止弁と副室との間の空間容積の適正化によって、逆止弁のバウンシングを回避して逆流量を最小限にして燃焼の不具合の発生を防止したガスエンジンの副室ガス供給装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、燃料ガス入口通路の副室の上部に設けられて燃料ガスの移動方向にのみ流れを許容し戻し弁ばねの弾力により閉弁する第１の逆止弁と、燃料ガス入口通路の前記第１の逆止弁よりも上流に設けられて燃料ガスの移動方向にのみ流れを許容し戻し弁ばねの弾力により閉弁する第２の逆止弁とを備えたガスエンジンの副室ガス供給装置において、
前記第１の逆止弁と副室との間に、一定量のガス容積Ｖ_１を設け、該ガス容積Ｖ_１と前記副室の容積Ｖの比Ｖ_１／Ｖを、Ｖ_１／Ｖ＝０．１〜０．２に設定したことを特徴とする。

かかる発明によれば、前記ガス容積の一定の容積Ｖ_１を、Ｖ_１／Ｖ＝０．１〜０．２に設定して、逆止弁と副室との間に一定の容積Ｖ_１を形成することによって、シリンダの圧力が負圧になっても、一定の容積Ｖ_１のガス容積が形成されているので、該ガス容積の容積増加効果により前記負圧が緩和されて、第１の逆止弁の弁体のバウンシングが低減されて、該第１の逆止弁での逆流量が減じられる。
これにより、逆流による煤の逆止弁の弁体への付着発生及び煤付着に伴うガス供給機能の低下や逆止弁のスティックを防止でき、その結果燃焼の不具合の発生を防止できる。

また、本発明において、好ましくは、前記第１の逆止弁の戻し弁ばねのバネ定数Ｋを、該第１の逆止弁の開弁圧、閉弁圧、着座速度、および固有振動数から設計した既存のバネ定数をＫ_０とすると、Ｋ／Ｋ_０＝１．９〜２．８に設定するとよく、このように構成することによって、副室側の第１の逆止弁は、戻し弁ばねのバネ定数及び取付荷重の上昇によって、第１の逆止弁の弁体のバウンシングを阻止して、戻し弁ばねを超えて逆流する逆流量を最小限に抑えて、弁体への煤の付着を防止できるとともに、弁体のバウンシングを阻止して、逆流による煤の逆止弁の弁体への付着発生及び煤付着に伴うガス供給機能の低下や逆止弁のスティックを防止できる。

また、本発明において、好ましくは、前記第１の逆止弁の戻し弁ばねのバネ定数を前記第２の逆止弁の戻し弁ばねのバネ定数より大きく設定するとよい。
副室からの燃焼ガス逆流は直接的には第１の逆止弁に流入するため、該第１の逆止弁のバネ定数の設定および、第１の逆止弁と副室との間に形成されるガス容積Ｖ_１の増加分によって、第１の逆止弁の弁体のバウンシングを阻止してガスの逆流量を最小限に抑えることを効果的に達成できる。

本発明によれば、第１の逆止弁と副室との間に、一定量のガス容積Ｖ_１を設け、該ガス容積Ｖ_１と前記副室の容積Ｖの比Ｖ_１／Ｖを、Ｖ_１／Ｖ＝０．１〜０．２に設定することで、シリンダの圧力が負圧になっても、広い容積のガス容積が形成されているので、該ガス容積の容積増加効果により前記負圧が緩和されて第１の逆止弁の弁体のバウンシングが低減されて、該第１の逆止弁での逆流量が減じられる。
また、副室側の第１の逆止弁は、戻し弁ばねのバネ定数及び取付荷重の上昇によって、戻し弁ばねを超えて逆流する逆流量と、煤の発生の原因となる第１の逆止弁のガスの逆流量を最小限に抑えることができるとともに、弁体のバウンシングをも阻止することができる。
これにより、逆流による煤の発生及び第１の逆止弁の弁体のバウンシングを阻止でき、逆流による煤の逆止弁の弁体への付着発生及び煤付着に伴うガス供給機能の低下や逆止弁のスティックを防止でき、その結果燃焼の不具合の発生を防止できる。

本発明の実施形態に係るガスエンジンの副室周りの副室中心線に沿う断面図である。 前記実施形態における第１、第２の逆止弁の断面図である。 前記実施形態における燃料入口配管の結線骨格図である。 ガスエンジンの給、排気及び筒内圧力線図である。 前記実施形態における、（Ａ）は発明の容積効果を示す図、（Ｂ）は発明のばね定数効果を示す図である。 前記実施形態における効果の制限説明図で、（Ａ）は発明の容積効果制限を示す図、（Ｂ）は発明のばね定数効果制限を示す図である。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の実施形態に係るガスエンジンの副室周りの副室中心線に沿う断面図、図２は前記実施形態における第１の逆止弁６、第２の逆止弁２２の断面図である。図３は前記第１実施形態における燃料入口配管の結線骨格図である。
図１において、シリンダヘッド１の上部に水室１ａに囲まれて副室口金２が固定され、該副室口金２の内部に副室４（副室４中心を４ａで示す）が形成されている。該副室口金２は、その上部の副室上面を点火プラグ押え１３及び押え金具１２により押圧されて、該シリンダヘッド１に固定されている。
点火プラグ１０（点火プラグ中心を１０ａで示す）は、該点火プラグ押え１３内に取付けシート面を介して固定されている。

また、前記点火プラグ１０の周囲には、下側のボアクール横孔１１ａ（入口孔）から、点火プラグ１０の軸心線１０ａに平行な複数のボアクール縦孔（縦方向冷却孔）１１を通して、上方のボアクール横孔（出口孔）に通ずるように構成された、複数のボアクール冷却孔１１ｓを備え、前記複数のボアクール冷却孔１１ｓで点火プラグ１０の高温部を囲むことにより、該点火プラグ１０を冷却している。

また、図１において、ガス流量を制御する電磁弁２３が設けられ、該電磁弁２３から副室４（副室４は含まず）まで、燃料ガスを供給する燃料ガス入口通路が形成されている。この燃料ガス入口通路のうち、電磁弁２３と点火プラグ押え１３との間は燃料入口コネクタ１４ａ内に穿孔された燃料入口通路１４によって構成され、点火プラグ押え１３内は逆止弁挿入孔６ｓおよび該逆止弁挿入孔６ｓの下端に形成された連絡孔５によって構成されている。
前記燃料入口コネクタ１４ａは、前記点火プラグ押え１３とは別個に形成され、該燃料入口コネクタ１４ａは、前記点火プラグ押え１３にねじ込みによって、燃料ガス入口部１４ｓにおいて固定されている。

また、逆止弁挿入孔６ｓは、その中心６ａが、前記点火プラグ１０の中心１０ａと平行に設けられており、該逆止弁挿入孔６ｓの下部には、中間ガス容積１４ｇを介して、逆止弁ホルダ９に支持された燃料ガスの流量移動方向側にのみ燃料ガスの流れを可能にした第１の逆止弁６が、前記副室４の上部のガス容積３２ｓに近接して設けられている。

前記第１の逆止弁６の下端部と前記副室４の上部との間には、一定の容積を有するガス容積３２ｓが形成される。このガス容積３２ｓは逆止弁６の下方に形成された逆止弁下方室３０と連絡孔５とによって形成される容積をいう。
逆止弁下方室３０の下端部は連絡孔５にて前記副室４に接続されている。

さらに、前記燃料入口コネクタ１４ａ内に形成された燃料入口通路１４においては、前記ガス流量を制御する電磁弁２３と前記燃料ガス入口部１４ｓとの間に、燃料ガスの移動方向側にのみ燃料ガスの流れを可能にした第２の逆止弁２２が設けられている。
詳細には、前記点火プラグ押え１３に、点火プラグ１０の軸心１０ａと第１の逆止弁６が副室４の直上部に挿入される逆止弁挿入孔６ｓの中心６ａとを平行に配置して、燃料入口通路１４が形成される燃料入口コネクタ１４ａを逆止弁挿入孔６ｓ及び中間ガス容積１４ｇに直交して設け、かかる燃料入口コネクタ１４ａ内に前記第２の逆止弁２２が挿入されることとなる。

図２には、かかる実施形態における第１の逆止弁６及び第２の逆止弁２２の断面図を示す。該第１の逆止弁６は第２の逆止弁２２よりも高温ガスに晒されるので、第２の逆止弁２２よりも高温強度の大きい材料を用いることができるが、構造自体は第２の逆止弁２２と同一であるので、この実施形態では、第１の逆止弁６と第２の逆止弁２２は同一構成とする。

図２において、以下の説明は第１の逆止弁６として行うが、第２の逆止弁２２も取り付け位置以外は第１の逆止弁６と同一である。
前記第１の逆止弁６（第２の逆止弁２２）は、逆止弁ホルダ９内に、前記中間ガス容積１４ｇに接続される複数の通路孔２２ｄとを備え、該通路孔２２ｄは、逆止弁ホルダ９に螺合されたケース２２ｂ内に複数穿孔されている。
該複数の通路孔２２ｄは、前記ケース２２ｂ内に形成されたガス溜め２２ｋに開口している。該ガス溜め２２ｋは下流側ガス通路２２ｃに連通している。

また、前記ケース２２ｂと支持ピン２２ｊの支持部材２２ｉとの間に架設された戻し弁ばね２２ｈの弾力（ばね力）に抗して弁体２２ａを開閉し、弁体２２ａが前記戻し弁ばね２２ｈの弾力に打ち勝つことにより該弁体２２ａが開く。
これにより、前記第１の逆止弁６は、前記電磁弁２３及び第２の逆止弁２２側からの燃料ガスが、該第１の逆止弁６を経て、一定量の容積を有する前記ガス容積３２ｓに流れ込むようになっている。

前記高温になる第１の逆止弁６については、前記のように第２の逆止弁２２と同一形状であるが、第１の逆止弁６が高温となるので、材質を第２の逆止弁２２よりも強化するとよい。

次に、かかる実施形態による作用、効果について説明する。 前記副室４内への燃料ガスの燃料入口通路１４に、燃料ガス移動方向側にのみ燃料ガスの流れを可能にする副室４側の第１の逆止弁６及びこれの上流側の第２の逆止弁２２を備えたガスエンジンにおいては、次のような作用が生ずる。

この実施形態の作用の１つは、第１の逆止弁６の下端部と副室４の上部との間に設けた、一定の容積を有するガス容積３２ｓの設置に伴う作用である。

即ち、図４に示すガスエンジンの給、排気及び筒内圧力線図のように、筒内圧力が低い給気行程Ｂにおいては、シリンダ６０（図１参照）内の圧力が負圧になるため、副室４側の第１の逆止弁６はシリンダ６０内の負圧により、第１の逆止弁６の弁体２２ａが、戻し弁ばね２２ｈ（図２参照）の反力に打ち勝ってバウンシングする、つまり周期的に開くことがある。

しかるに、この実施形態によれば、前記第１の逆止弁６の下端部と前記副室４の上部との間には、逆止弁下方室３０と連絡孔５とによって形成される一定の容積Ｖ_１を有するガス容積３２ｓが形成されている。
つまり、前記給気行程Ｂにおいては、第１の逆止弁６の下端部と前記副室４の上部との間に一定の容積Ｖ_１を有するガス容積３２ｓを設けており、筒内圧力が低い給気行程Ｂにおいて、シリンダ６０の圧力が負圧になっても、広い容積のガス容積３２ｓが形成されているので、該ガス容積３２ｓの容積増加効果により前記負圧が緩和されて、第１の逆止弁６の弁体２２ａのバウンシングが低減されて、該第１の逆止弁６での逆流量が減じられる。

図３は実施形態における燃料入口配管の結線骨格図である。
図３に示すように、実施形態における第１の逆止弁６および第２の逆止弁２２を流れる質量流量を順方向に流れる順流量Ｑ_１及び逆方向に流れる逆流量Ｑ_２との流量比を算出した。
そして、図５（Ａ）のように、副室上部容積Ｖ_１／副室容積Ｖと、逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１との関係を算出して示す。図５（Ａ）より、現状または既存のオリジナルの一定容積Ｖ_１を副室容積Ｖの０．０１倍程度（副室４の直上部に第１の逆止弁設置または先行技術のように通路による連結）つまりＶ_１／Ｖ＝０．０１程度に設定し、このときの逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝２４％であった。

そして、図５の実機計測結果に示すように、前記ガス容積３２ｓの一定容積Ｖ_１を、前記オリジナルの一定容積の場合のＶ_１／Ｖ＝０．０１から順次増大していくと、Ｖ_１／Ｖ＝０．１では逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝１４％、Ｖ_１／Ｖ＝０．２では逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝１１％の結果が得られた。すなわち、ガス容積３２ｓの一定容積Ｖ_１の容積を大きくするに従って逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝１１％まで減少することが算出された。

従って、前記ガス容積３２ｓの一定の容積Ｖ_１を副室容積Ｖの０．２倍に増加すれば、前記のように、シリンダ６０の圧力が負圧になっても、一定容積Ｖ_１のガス容積３２ｓが形成されているので、該ガス容積３２ｓの容積増加効果により、排気行程中の排気脈動による圧力変動が緩和され、または負圧が緩和されて第１の逆止弁６の弁体２２ａのバウンシングが低減されて、該第１の逆止弁６での逆流量が減じられる。
これにより、逆流による煤の発生及び第１の逆止弁６の弁体２２ａのバウンシングを阻止でき、第１の逆止弁６での逆流量が減じられ、これにより、逆流による煤の逆止弁の弁体への付着発生及び煤付着に伴うガス供給機能の低下や逆止弁のスティックを防止できる。

前記ガス容積３２ｓの一定容積Ｖ_１について、図５（Ａ）のように逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１の比率ではなく、逆流量Ｑ_２だけに着目して評価すると、図６（Ａ）のように、副室上部容積Ｖ_１／副室容積Ｖと、オリジナル条件（前記副室４の直上部に第１の逆止弁設置）のときの逆流量Ｑ_２を１００としたときの比率との関係を算出する。図６（Ａ）より、オリジナル条件のほぼ半分（５０％）の逆流量を目標にすると、副室上部容積Ｖ_１／副室容積Ｖ容積比を０．２程度とすることが望ましい。
従って、副室上部空間Ｖ_１／副室容積Ｖの範囲は、Ｓ_１（Ｖ_１＝０．１Ｖ〜０．２Ｖ）の範囲が適切であり、より望ましくはＶ_１＝０．２Ｖとするとよい。

なお、Ｓ_１（Ｖ_１＝０．１Ｖ〜０．２Ｖ）の理由は、かかるガス容積３２ｓの最大値がＶ_１／Ｖ＝０．２を超えると、即ちガス容積３２ｓの一定容積Ｖ_１＝０．２Ｖを超えると、該ガス容積３２ｓが増大し副室４周りが大型化するとともに、副室４からの燃焼ガスのガス容積３２ｓの流入量が増加し、シリンダ６０内での燃焼性能自体の低下をもたらす。
一方、ガス容積３２ｓの最小値は、これが小さいほど前記副室上部容積Ｖ_１を設けることによる効果が小さくなるので、実用面から副室上部容積Ｖ_１＝０．１Ｖとする。
以上より、図５（Ａ）、図６（Ａ）のＳ_１（Ｖ_１＝０．１Ｖ〜０．２Ｖ）を、本発明の適用範囲とするとともに、望ましくはＶ_１＝０．２Ｖとするとよい。

そして、この実施形態のもう１つは、戻し弁ばね２２ｈのバネ定数Ｋの設定である。 即ち、図２に示すように、前記副室側の第１の逆止弁６及び第２の逆止弁２２の戻し弁ばね２２ｈの反力により燃料の逆流をカットしている。
特に副室側の第１の逆止弁６においては、戻し弁ばね２２ｈの反力つまり戻し弁ばね２２ｈのバネ定数Ｋ及び取付荷重（予荷重）Ｆが、該第１の逆止弁６の燃料のカット状況、つまり該戻し弁ばね２２ｈを超えて逆流する逆流量に大きく影響する。

然るに、本発明の実施形態においては、前記第１の逆止弁６及び第２の逆止弁２２の、戻し弁ばね２２ｈのバネ定数Ｋ及び取付荷重Ｆを大きくすることで、戻し弁ばね２２ｈによる弁体２２ａの開放が大荷重となり、弁体２２ａの開放量も少なくなり、弁体２２ａを通してのガスの逆流量も少なくなる。
殊に、副室側の第１の逆止弁６は、前記シリンダ６０内の負圧によるバウンシングを回避するような戻し弁ばね２２ｈの、バネ定数Ｋ及び取付荷重Ｆ、つまり反力を現状（オリジナル）よりも大きくすると、戻し弁ばね２２ｈの前記反力により、弁体２２ａのバウンシングが低減され、燃焼ガスの第１の逆止弁６を超えての逆流量を最小限にすることができる。

即ち、本実施形態においては、図５（Ｂ）の計算結果に示すように、第１の逆止弁６のバネ定数Ｋの増加とともに、逆流量Ｑ_２が小さくなって、逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１が減少する。
現状または既存（オリジナル）のバネ定数をＫ_０＝２００に設定したとき、逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝２５％であったのが、バネ定数をＫ＝３７０では逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝１５％に減少し、Ｋ＝５５０に上げるとＱ_２が減少して、逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝１０％に減少する。なお、バネ定数の単位については省略する。

ここで、前記現状または既存（オリジナル）のバネ定数Ｋ_０とは、戻し弁ばね２２ｈについて、開弁圧、閉弁圧、着座速度、および固有振動数から設計した戻し弁ばね２２ｈのバネ定数であり、例えば、Ｋ_０＝２００と設定した。

そして、バネ定数Ｋと逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１との適用範囲は、戻し弁ばね２２ｈのバネ定数Ｋが大きくなり過ぎると、該戻し弁ばね２２ｈの着座速度が過大となって弁座のシート部の磨耗が進展するので、図５（Ｂ）に示すように、逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝１０％のときを上限とし、このときの戻し弁ばね２２ｈのバネ定数Ｋ＝５５０をバネ定数の上限とする。
従って、かかるバネ定数Ｋ＝５５０は前記現状（オリジナル）のＫ_０＝２００に対して、Ｋ／Ｋ_０＝５５０／２００＝２．８であるので、Ｋ／Ｋ_０＝２．８を上限とする。

一方、バネ定数Ｋの最小値は、これが小さいほどバネ定数を高めることによる各効果が小さくなるので、図５（Ｂ）において、逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１＝１５％のときを下限とし、このときの戻し弁ばね２２ｈのバネ定数Ｋ＝３７０をバネ定数の下限とする。
従って、かかるバネ定数Ｋ＝３７０は、現状（オリジナル）のＫ_０＝２００に対して、Ｋ／Ｋ_０＝３７０／２００＝１．９であるので、Ｋ／Ｋ_０＝１．９を下限とする。

以上の作用により、戻し弁ばね２２ｈのバネ定数Ｋは、Ｋ／Ｋ_０＝１．９〜２．８（Ｋ_０は現状（オリジナル）の値）の範囲にとる。この結果、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、Ｔ_１＝Ｋ／Ｋ_０＝１．９〜２．８の範囲となる。

また、前記バネ定数の設定について、図５（Ｂ）のような逆流量Ｑ_２／順流量Ｑ_１の比率ではなく、逆流量Ｑ_２だけに着目して評価すると、図６（Ｂ）のように、副室上部容積Ｖ_１／副室容積Ｖと、オリジナル条件のときの逆流量Ｑ_２を１００としたときの比率との関係を算出する。図６（Ｂ）より、オリジナル条件のほぼ半分（５０％）の逆流量を目標にすると、バネ定数Ｋ＝５００で、Ｋ／Ｋ_０＝２．５程度とすることが望ましい。
従って、バネ定数、Ｔ_１＝Ｋ／Ｋ_０＝１．９〜２．８の範囲が適切であり、より望ましくはＫ／Ｋ_０＝２．５とするとよい。

特に、副室側の第１の逆止弁６において、戻し弁ばねのバネ定数Ｋ及び取付荷重Ｆの上昇によって、前記戻し弁ばねを超えて逆流する逆流量と、煤の発生の原因となる第１の逆止弁のガスの逆流量を最小限に抑えることができるとともに、弁体２２ａのバウンシングを阻止して、該第１の逆止弁６での逆流量が減じられる。
これにより、逆流による煤の逆止弁６の弁体への付着発生及び煤付着に伴うガス供給機能の低下や逆止弁６のスティックを防止できる。

なお、前記実施形態においては、第１の逆止弁６と第２の逆止弁２２とを同一構成として説明したが、第１の逆止弁６だけを前記実施形態で説明したバネ定数の設定として、第２の逆止弁２２については、オリジナルのバネ定数のものとしてもよい。
すなわち、副室からの燃焼ガスの逆流は直接的には第１の逆止弁６に流入するため、第１の逆止弁６のバネ定数の設定および、第１の逆止弁６と副室４との間に形成されるガス容積３２ｓの副室上部容積Ｖ_１の設定によって、第１の逆止弁６の弁体２２ａのバウンシングを阻止してガスの逆流量を最小限に抑えることができる。これによって、２つ存在する既存の逆止弁を大きく変更することなく、第１の逆止弁６だけを変更することで簡単に燃焼ガスが第１の逆止弁６を超えての逆流量を最小限にすることができる。

本発明によれば、副室側の第１の逆止弁及びこれよりも上流側の第２の逆止弁を備えたガスエンジンにおいて、特に、副室側の第１の逆止弁の戻し弁ばねの反力の適正化、さらに、第１の逆止弁と副室との間の空間容積の適正化によって、逆止弁のバウンシングを回避して逆流量を最小限にして燃焼の不具合の発生を防止できるので、ガスエンジンの副室ガス供給装置に適している。

１ シリンダヘッド
１ａ 水室
２ 副室口金
３ 副室噴口
４ 副室
５ 連絡孔
６ 第１の逆止弁
６ｓ 逆止弁挿入孔
９ 逆止弁ホルダ
１０ 点火プラグ
１０ａ 点火プラグ中心
１１ａ ボアクール横孔（入口孔）
１１ ボアクール縦孔（縦方向冷却孔）
１１ｓ ボアクール冷却孔
１２ 押え金具
１３ 点火プラグ押え
１４ 燃料入口通路
１４ａ 燃料入口コネクタ
２２ 第２の逆止弁
２２ａ 弁体
２２ｈ 戻し弁ばね
２３ 電磁弁
３０ 逆止弁下方室
３２ｓ ガス容積
６０ シリンダ

Claims (3)

1. 燃料ガス入口通路の副室の上部に設けられて燃料ガスの移動方向にのみ流れを許容し戻し弁ばねの弾力により閉弁する第１の逆止弁と、燃料ガス入口通路の前記第１の逆止弁よりも上流に設けられて燃料ガスの移動方向にのみ流れを許容し戻し弁ばねの弾力により閉弁する第２の逆止弁とを備えたガスエンジンの副室ガス供給装置において、
   前記第１の逆止弁と副室との間に、一定量のガス容積Ｖ_１を設け、該ガス容積Ｖ_１と前記副室の容積Ｖの比Ｖ_１／Ｖを、Ｖ_１／Ｖ＝０．１〜０．２に設定したことを特徴とするガスエンジンの副室ガス供給装置。
2. 前記第１の逆止弁の戻し弁ばねのバネ定数Ｋを、該第１の逆止弁の開弁圧、閉弁圧、着座速度、および固有振動数から設計した既存のバネ定数をＫ_０とすると、Ｋ／Ｋ_０＝１．９〜２．８に設定したことを特徴とする請求項１記載のガスエンジンの副室ガス供給装置。
3. 前記第１の逆止弁の戻し弁ばねのバネ定数を前記第２の逆止弁の戻し弁ばねのバネ定数より大きく設定したことを特徴とする請求項１または２記載のガスエンジンの副室ガス供給装置。

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