JP2015055185A

JP2015055185A - ガスエンジン

Info

Publication number: JP2015055185A
Application number: JP2013188636A
Authority: JP
Inventors: 雅彦成田; Masahiko Narita; 谷口　順一; Junichi Taniguchi; 順一谷口; 幸寛山口; Yukihiro Yamaguchi
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2015-03-23

Abstract

【課題】点火室内の排気ガスを効率よく排気し、耐久性を向上することができるガスエンジンを提供すること。【解決手段】ガスエンジン１は、燃料ガスと空気とが混合された混合気Ｍが吸気される燃焼室２と、燃焼室２内に点火室３を形成すると共に、点火室３と燃焼室２とを連通する複数の連通口３２１を有するプラグカバー３０と、点火室３内に電極部４１が露出するようにシリンダヘッド５に装着された点火プラグ４とを有している。点火室３内には、排気ガスＥを排出するための排気流路５１の排気導出口５１１が開口している。排気流路５１には、排気弁５１２が配され、排気弁５１２は、燃焼室２内の排気ガスＥを排気口５３から排気する際に、排気流路５１を開口するように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスエンジンに関する。

天然ガス等の気体燃料を用いて作動するガスエンジンにおいては、ガソリン等の燃料を用いる場合に比べて、比較的高い割合の空気を含む稀薄混合気が使用される。そのため、失火や燃費の低下を招くことが多い。そこで、稀薄混合気の点火を効果的に行うために、燃焼室内には、点火プラグの電極部を複数の連通口を有するプラグカバーで覆って、点火室を設けている。そして、点火室内の混合気の燃焼によって発生させた火炎を、燃焼室へ噴出させ、燃焼室内の混合気を燃焼させている。

例えば、特許文献１のエンジン及びそれに装着されるプレチャンバープラグにおいては、点火室を形成するプラグカバーがプラグ本体に設けられたエンジンについて開示されている。プラグ本体はシリンダヘッドに装着されており、プラグカバーには、点火室と燃焼室とを連通する連通口が形成されている。そして、連通口を介して燃焼室から点火室へ流入する混合気を燃焼させ、燃焼による火炎を、連通口を介して点火室から燃焼室へ噴出させている。

特開２０１１−９９４０３号公報

しかしながら、特許文献１に示されたガスエンジンには以下の課題がある。
特許文献１のガスエンジンにおいて、混合気を燃焼させた際に発生する排気ガスは、燃焼室内に開口した排気口から排出される。このとき、プラグカバーの内側に形成された点火室においては、排気ガスが流動しにくく、点火室内に排気ガスが滞留しやすい。この排気ガスは高温であるため、排気ガスが滞留すると点火プラグ及びプラグカバーが高温となり、これらの耐久性が低下する。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、点火室内の排気ガスを効果的に排気し、点火プラグ及びプラグカバーの耐久性を向上することができるガスエンジンを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、燃料ガスと空気とが混合された混合気が吸気される燃焼室と、
該燃焼室内に点火室を形成すると共に、該点火室と上記燃焼室とを連通する複数の連通口を有するプラグカバーと、
上記点火室内に電極部が露出するようにシリンダヘッドに装着された点火プラグとを有しており、
上記点火室には、排気ガスを排出するための排気流路の排気導出口が設けられており、
上記排気流路には、排気弁が配され、該排気弁は、上記燃焼室内の排気ガスを該燃焼室に設けられた排気口から排気する際に、上記排気流路を開口するように構成されていることを特徴とするガスエンジンにある。

上記ガスエンジンは、上記点火室に上記排気導出口が開口する上記排気流路を有している。そのため、上記ガスエンジンの排気工程において、上記燃焼室内の排気ガスを排気口から排出する際に、上記点火室内に滞留する高温の排気ガスを効果的に排出することができる。そのため、上記点火プラグ及び上記プラグカバーの周辺の温度上昇を抑制することができる。

また、上記排気流路に配された上記排気弁を閉じることにより、排気工程以外の工程において、上記点火室から上記排気流路へと上記混合気が流出することを防止できる。これにより、上記燃焼室内及び上記点火室内に上記混合気を安定して供給することができる。

上記ガスエンジンによれば、点火室内の排気ガスを効果的に排気し、点火プラグ及びプラグカバーの耐久性を向上することができる。

実施例１における、吸気工程のガスエンジンを示す説明図。実施例１における、燃焼工程のガスエンジンを示す説明図。実施例１における、排気工程のガスエンジンを示す説明図。

上記ガスエンジンにおいて、上記排気弁は、電気的駆動弁によって構成することができる。この場合には、上記排気弁による上記排気流路の開口及び閉止を容易かつ正確に行うことができる。

（実施例１）
上記ガスエンジンにかかる実施例について、図１〜図３を参照して説明する。
図１〜図３に示すごとく、ガスエンジン１は、燃料ガスと空気とが混合された混合気Ｍが吸気される燃焼室２と、燃焼室２内に点火室３を形成すると共に、点火室３と燃焼室２とを連通する複数の連通口３２１を有するプラグカバー３０と、点火室３内に電極部４１が露出するようにシリンダヘッド５に装着された点火プラグ４とを有している。
点火室３内には、排気ガスＥを排出するための排気流路５１の排気導出口５１１が開口している。
排気流路５１には、排気弁５１２が配され、排気弁５１２は、燃焼室２内の排気ガスＥを燃焼室２に設けられた排気口５３から排気する際に、排気流路５１を開口するように構成されている。

以下、さらに詳細に説明する。
図１〜図３に示すごとく、ガスエンジン１は、天然ガス等の燃料ガスと空気との混合気Ｍを燃焼させて運転を行うものである。ガスエンジン１は、燃焼室２を形成するシリンダヘッド５とシリンダブロック６とを備えている。

シリンダヘッド５には、燃焼室２内へ混合気Ｍを吸気するための吸気口５２と、燃焼室２から燃焼後の排気ガスＥを排気するための排気口５３とが設けられている。また、吸気口５２には、吸気バルブ５２１が開閉可能に設けられており、排気口５３には、排気バルブ５３１が開閉可能に設けられている。
また、シリンダ６１は、シリンダブロック６に形成された穴６２に、往復移動可能なピストン６３を配置して構成されている。

図１〜図３に示すごとく、プラグカバー３０は、シリンダヘッド５に取り付けられる円筒部３１と、円筒部３１から連続して形成された半球状の先端部３２とを有している。複数の連通口３２１は、半球状の先端部３２に設けられている。半球状の先端部３２は、点火プラグ４の電極部４１を覆う状態で燃焼室２内に突出している。プラグカバー３０は、シリンダ６１の中心位置に対向する状態で設けられている。

連通口３２１は、プラグカバー３０における３〜６箇所に設けることができる。連通口３２１は、点火室３内に形成される火炎が、燃焼室２内の各部位にできるだけ均等に噴出されるように傾斜して設けられている。
点火プラグ４は、中心電極４１１と接地電極４１２とによって構成される電極部４１を点火室３内に露出するよう燃焼室２側に向ける状態でシリンダヘッド５に取り付けられている。
図１〜図３に示すごとく、排気流路５１には、電気的駆動弁によって構成された排気弁５１２が配されている。電気的駆動弁としては、例えば、電磁石の磁力を用いて開閉する電磁弁を用いることができる。

本例のガスエンジン１においては、次のように燃焼が行われる。
図１に示すごとく、吸気工程においては、ピストン６３が下死点へ移動するとともに、吸気バルブ５２１が開いて吸気口５２から燃焼室２内に混合気Ｍが吸気される。このとき、複数の連通口３２１を介して、燃焼室２からプラグカバー３０内の点火室３へと混合気Ｍが流れる。

次いで、圧縮工程においては、ピストン６３が上死点まで移動して、燃焼室２が縮小されるとともに混合気Ｍが圧縮される。

次いで、図２に示すごとく、燃焼工程においては、点火プラグ４の電極部４１に生じるスパークによって、点火室３内の混合気Ｍが点火される。このとき、点火室３内に形成される火炎が複数の連通口３２１から燃焼室２内に噴出し、この火炎によって燃焼室２内の混合気Ｍが燃焼する。そして、燃焼ガスが膨張してピストン６３が下死点まで移動する。

次いで、図３に示すごとく、排気工程においては、慣性によってピストン６３が上死点へ移動するとともに、排気バルブ５３１が開いて排気口５３から燃焼室２内の排気ガスＥが排気される。また、排気流路５１における排気弁５１２が開き、排気導出口５１１から点火室３内の排気ガスＥが排気される。
尚、点火室３内の排気ガスＥが連通口３２１を通り、燃焼室２を経由して、排気口５３へ排気される場合、又は、燃焼室２内の排気ガスＥが通気口３２１を通り、点火室３を経由して排気導出口５１１へ排気される場合もある。

次に、本例の作用効果について説明する。
ガスエンジン１は、点火室３内に排気導出口５１１が開口する排気流路５１を有している。そのため、排気工程において、燃焼室２内の排気ガスＥを排気口５３柄排出する際に、点火室３内に滞留する排気ガスＥを、排気流路５１から、容易かつ確実に排出することができる。これにより、点火室３に滞留する高温の排気ガスＥを効果的に排出することができる。そのため、点火プラグ４及びプラグカバー３０の周辺の温度上昇を抑制することができる。

また、排気流路５１に配された排気弁５１２を閉じることにより、排気工程以外の工程において、点火室３から排気流路５１へと混合気Ｍが流出することを防止できる。これにより、燃焼室２内及び点火室３内に混合気Ｍを安定して供給することができる。

以上のごとく、本例のガスエンジン１によれば、点火室３内の排気ガスＥを効果的に排気し、点火プラグ４及びプラグカバー３０の耐久性を向上することができる。

１ガスエンジン
２燃焼室
３点火室
３０プラグカバー
３２１連通口
４点火プラグ
４１電極部
５シリンダヘッド
５１排気流路
５１１排気導出口
５１２排気弁
５３排気口

Claims

燃料ガスと空気とが混合された混合気が吸気される燃焼室と、
該燃焼室内に点火室を形成すると共に、該点火室と上記燃焼室とを連通する複数の連通口を有するプラグカバーと、
上記点火室内に電極部が露出するようにシリンダヘッドに装着された点火プラグとを有しており、
上記点火室には、排気ガスを排出するための排気流路の排気導出口が設けられており、
上記排気流路には、排気弁が配され、該排気弁は、上記燃焼室内の排気ガスを該燃焼室に設けられた排気口から排気する際に、上記排気流路を開口するように構成されていることを特徴とするガスエンジン。
上記排気弁は、電気的駆動弁によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガスエンジン。