JP2015075119A - 火花点火ガス機関 - Google Patents

Abstract

【課題】新規の火花点火ガス機関を提供する。
【解決手段】ガス状燃料を燃焼させるため、とりわけ天然ガスを燃焼させるための複数のシリンダ（２）を備える火花点火ガス機関であって、各シリンダ（２）には、それぞれのシリンダ（２）の点火プラグシャフト（１）内に配置され、ガス状燃料を点火するために点火火花を発生させる点火プラグ（３）が割り当てられており、また、各点火プラグ（３）には、それぞれの点火プラグ（３）において点火火花を発生させるのに必要な電圧をそれぞれの点火プラグ（３）に提供する点火コイル（７）が割り当てられており、それぞれの点火コイル（７）は直接的に又はケーブル配線なしでそれぞれの点火プラグ（３）に接続されており、それぞれの点火コイル（７）はそれぞれの点火プラグ（３）と共にそれぞれのシリンダ（２）の点火プラグシャフト（１）内に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１のおいて書きに記載の火花点火ガス機関に関する。

本発明は、定置式の設備において、又は船舶において使用され得る、火花点火ガス機関として構成された大型エンジンに関する。そのような火花点火ガス機関においては、火花点火ガス機関のシリンダ内で天然ガスが燃料として燃焼される。そのような火花点火ガス機関の各シリンダには点火プラグが割り当てられており、点火プラグは、それぞれのシリンダの点火プラグシャフト内に配置されており、ガス状燃料に点火するために点火火花を発生させる。燃料は点火プラグにより、シリンダのいわゆる予燃室内で、又は、それぞれのシリンダの燃焼室内で直接、点火され得る。それぞれのシリンダの点火プラグには点火コイルが割り当てられており、この点火コイルを介して、それぞれの点火プラグにおいて点火火花を発生させるのに必要な電圧が、それぞれの点火プラグに提供され得る。実用より知られている火花点火ガス機関においては、それぞれの点火コイルはそれぞれのシリンダの点火プラグシャフトの外に配置されており、高圧ケーブルを介してそれぞれの点火プラグに接続されている。

上記に鑑みて、本発明の課題は新規の火花点火ガス機関を提供することである。この課題は、請求項１に記載の火花点火ガス機関により解決される。本発明によるとそれぞれの点火コイルは直接的に、それによりケーブル配線なしでそれぞれの点火プラグに接続されており、それぞれの点火コイルは、それぞれの点火プラグと共にそれぞれのシリンダの点火プラグシャフト内に配置されている。

本発明で提案されることは、点火コイルを直接的に又はケーブル配線なしでそれぞれの点火プラグに接続し、さらに、点火コイルをそれぞれの点火プラグと共にそれぞれのシリンダの点火プラグシャフト内に配置することである。それにより、従来技術においてはそれぞれの点火コイルとそれぞれの点火プラグとの間に配線されている高圧ケーブルをなくすことができる。高圧接点の数も減少する。それにより一方では電力損を最小限にし、他方ではコストを減少させることができる。それぞれの点火コイルを点火プラグシャフトの領域においてそれぞれの点火プラグにケーブル配線なしで直接的に接続することによりさらに、火花点火ガス機関の安全性を高めること、及び、点火プラグの摩耗を減少させることが可能となる。

望ましくはそれぞれの点火プラグは、それぞれのシリンダの点火プラグシャフトにおいて、それぞれの点火プラグに構成されたねじを介してねじ止めされ、その際、それぞれの点火コイルはそれぞれの点火プラグに嵌合される。この構成は特に簡単である。

本発明の第１の変形例によると、それぞれの点火コイルの、それぞれの点火プラグへの嵌合は、点火プラグが一方では係合部を介して点火コイルに接続されるとともに他方では六角部を、これに対応する輪郭を持つ点火コイルの開口部内に突き出させ、それにより点火コイル及び点火プラグをあらかじめ組み立てられた（組み立て済みの）ユニットとして一体的に、点火プラグに形成されたねじを介して点火プラグシャフト内にねじ込むことが可能となる様式で行われる。本発明の第２の変形例では、それぞれの点火コイルの、それぞれの点火プラグへの嵌合は、点火コイルが係合部を介して、点火プラグシャフトに構成されたねじを介してあらかじめ点火プラグシャフトにねじ込まれた点火プラグに接続され、その際点火プラグの六角部は点火コイルからはみ出しているように行われる。上記２つの変形例では、それぞれの点火コイルをそれぞれの点火プラグと共にそれぞれのシリンダの点火プラグシャフト内に簡単に配置できる。

それぞれの点火コイルは望ましくは低圧ケーブルを介して電圧源に接続されており、低圧ケーブルは保護管内に案内されており、望ましくは保護管には点火コイルとは反対側の端に張力緩和装置が設けられている。保護管を通ってそれぞれの点火コイルへと案内される低圧ケーブルは振動及び摩耗による負荷から保護することができる。保護管の領域における張力緩和の作用により、低圧ケーブルはさらに保護される。

本発明の望ましい発展形は従属請求項及び以下の説明から理解できる。本発明の実施例について図を用いて詳述するが、これに限定されるわけではない。

火花点火ガス機関のシリンダの、点火プラグシャフトの領域の部分図である。 図１の細部、つまり、点火プラグ及び点火コイルから成る、あらかじめ組み立てられたユニットの断面図である。 図２の細部、つまり点火コイルの図である。 火花点火ガス機関のシリンダの、点火プラグシャフトの領域の代替的な部分図である。 図４の細部、つまり点火プラグ及び点火コイルから成る、あらかじめ組み立てられたユニットの断面図である。 図５の細部の側面図である。 図１又は図４の火花点火ガス機関の、点火コイルへと案内される保護管の、点火コイルとは反対側の保護管端部の領域における細部の図である。

本発明は、定置式設備用、又は、船舶エンジンとして使用するための火花点火ガス機関に関する。そのような火花点火ガス機関は、ガス状燃料、とりわけ天然ガスを燃焼させる大型エンジンである。そのような火花点火ガス機関は複数のシリンダを有しており、そのような火花点火ガス機関の各シリンダには、それぞれのシリンダの点火プラグシャフト内に配置された点火プラグが割り当てられている。

図１から図３には、本発明の火花点火ガス機関の細部が図示されており、図１には火花点火ガス機関のシリンダ２の点火プラグシャフト１の断面が図示されており、それぞれのシリンダ２の点火プラグシャフト１内には点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３は、それぞれのシリンダ２内で燃焼すべきガス状燃料に点火するための点火火花を発生させる。

図示された実施例において、燃焼すべきガス状燃料は点火プラグ３によりそれぞれのシリンダ２の予燃室４内で点火され、予燃室４内で点火された燃料により、実際の燃焼室内に存在するガス状燃料が点火される。予燃室４内で点火プラグ３を用いて点火すべきガス状燃料は、ガスバルブ５を介して予燃室４へ供給することができ、ガスバルブ５も点火プラグ３と同様にそれぞれのシリンダ２の点火プラグシャフト１内に配置されており、点火プラグ３と共に共通の収容部６内に配置される。

それぞれの点火プラグ３の領域において点火火花を発生させるのに必要な電圧は、それぞれの点火プラグ３に割り当てられている点火コイル７を介して点火プラグ３に供給され、それぞれの点火コイル７は直接的に又はケーブル配線なしでそれぞれの点火プラグ３に接続されており、また、それぞれの点火コイル７はそれぞれの点火プラグ３と共にそれぞれのシリンダ２の点火プラグシャフト１内に配置されている。

それぞれの点火プラグ３は、それぞれの点火プラグ３に構成されたねじ８を介してそれぞれのシリンダ２の点火プラグシャフト１にねじ止めされており、点火プラグ３のねじ８は、対応する収容部６の、対応する相手ねじ９と協働する。それぞれの点火コイル７はそれぞれの点火プラグ３に嵌合される。

図１から図３に図示された実施例において、それぞれの点火コイル７の、それぞれの点火プラグ３への嵌合は、点火プラグ３が一方では係合部１０を介して点火コイル７に接続され、他方では点火プラグ３の六角部１１を、対応する輪郭を持つ点火コイル７の開口部１２内に突き出させるように行われる。

このようにして、点火プラグ３及び点火コイル７はあらかじめ組み立てられたユニットとして、点火プラグ３及び点火コイル７から成るユニットが、点火プラグ３に形成されたねじ８を介して点火プラグシャフト１に、つまり収容部６にねじ込まれることにより、点火プラグシャフト１内に一緒に配置することができる。

点火コイル７には、点火プラグ３とは反対側の端部１３に六角部１４が形成されており、この六角部１４にねじ締め工具をセットして、点火プラグ３及び点火コイル７から成るユニットを点火プラグ３のねじ８を介して収容部６の相手ねじ９に、それにより点火プラグシャフト１にねじ込むことができる。

点火コイル７が必要とする電圧は、保護管１６内に案内されている低圧ケーブル１５を介して点火コイル７に供給される。このようにして、それぞれの点火コイル７へ案内される低圧ケーブル１５を、たとえば振動や摩耗といった損傷から保護することができる。

保護管１６の第１端部１７は点火コイル７の端部１３に係合している。その反対側に位置する、保護管１６の端部１８（図７参照）には張力緩和装置１９が設けられており、この張力緩和装置１９により保護管１６はシリンダ２のコンポーネントに支持され得る。それによりまた、低圧ケーブル１５に作用する機械的な負荷もさらに減少させることができる。

図４から図６には、本発明の火花点火ガス機関の代替的な実施例が図示されており、図４から図６に図示された実施例と図１から図３に図示された実施例とが異なるところは、点火コイル７の、点火プラグ３への嵌合のみである。そのため、不要な繰り返しを避けるため、図４から図６に図示された実施例においては同じコンポーネントには、図１から図３に図示された実施例の場合と同じ符号が用いられており、以下では、図４から図６に図示された実施例が図１から図３に図示された実施例と異なる細部のみ説明する。

図４から図６に図示された実施例においては、それぞれの点火コイル７の、それぞれの点火プラグ３への嵌合は、点火プラグ３が、アンカー部１０を介してそれぞれの点火コイル７に接続されるように行われる。しかしながら点火プラグ３の六角部１１は点火コイル７からはみ出している。そのため点火コイル７及び点火プラグ３を点火プラグシャフト１内に配置するためにはまず、点火コイル７を伴わずに点火プラグ３のみが、そのねじ８を介して点火プラグシャフト１に、つまり収容部６の相手ねじ９にねじ止めされ、そのためには点火プラグ３の六角部１１にねじ締め工具がセットされる。次に、点火コイル７が点火プラグ３に嵌合され、係合デバイス１０を介して点火プラグ３に係合される。図１から図３に図示された実施例においては、点火プラグ３及び点火コイル７がユニットとして一緒に点火プラグシャフト１にねじ止めされるのに対し、図４から図６に図示された実施例においては点火プラグ３及び点火コイル７の取付けは別々に行われ、つまり、まず点火プラグ３が点火プラグシャフト１に取付けられ、次に、点火コイル７が点火プラグ３に嵌合される。

２つの実施例において共通であることは、火花点火ガス機関のシリンダ２の領域において、点火プラグ３及びその点火プラグ３に割り当てられている点火コイル７が一緒に点火プラグシャフト１内に配置されていることである。このときそれぞれの点火コイル７は直接的に又はケーブルなしでそれぞれの点火プラグ３に接続されている。点火コイル７と点火プラグ３との間の高圧ケーブル配線をなくすことにより、一方では高圧ケーブル配線をなくすことができ、他方では高圧接点の数を減らすことができる。さらに高圧接点を点火プラグシャフト１内にのみ配置することができる。

それぞれの点火コイル７に電圧を供給する低圧ケーブル１５は保護管１６内にあり、機械的な損傷から保護されている。低圧ケーブル１５の機械的な負荷をさらに減らすために、保護管１６はその際、保護管１６の張力緩和装置を介してシリンダ２に支持されている。

本発明により火花点火ガス機関をコンパクトに構成することが可能となる。点火コイル７と点火プラグ３との間の高圧ケーブルをなくすことにより、コスト及び電力損を減少させることができる。安全性は高めることができる。

１ 点火プラグシャフト
２ シリンダ
３ 点火プラグ
４ 予燃室
５ ガスバルブ
６ 収容部
７ 点火コイル
８ ねじ
９ ねじ
１０ 係合部
１１ 六角部
１２ リセス
１３ 端部
１４ 六角部
１５ 低圧ケーブル
１６ 保護管
１７ 端部
１８ 端部
１９ 張力緩和装置

Claims (8)

1. ガス状燃料を燃焼するため、とりわけ天然ガスを燃焼するための複数のシリンダ（２）を備える火花点火ガス機関であって、各シリンダ（２）には、前記それぞれのシリンダ（２）の点火プラグシャフト（１）内に配置されるとともに前記ガス状燃料に点火するために点火火花を発生させる点火プラグ（３）が割り当てられており、また、各点火プラグ（３）には、それぞれの点火プラグ（３）で点火火花を発生させるのに必要な電圧をそれぞれの点火プラグ（３）に提供する点火コイル（７）が割り当てられている、火花点火ガス機関において、前記それぞれの点火コイル（７）が前記それぞれの点火プラグ（３）に直接的に接続されており、また、前記それぞれの点火コイル（７）が前記それぞれの点火プラグ（３）と共にそれぞれのシリンダ（２）の点火プラグシャフト（１）内に配置されていることを特徴とする、火花点火ガス機関。
2. 前記それぞれの点火プラグ（３）が、それぞれの点火プラグ（３）に形成されたねじ（８）を介して、それぞれのシリンダの点火プラグシャフト（１）にねじ止めされており、前記それぞれの点火コイル（７）が前記それぞれの点火プラグ（３）に嵌合されることを特徴とする、請求項１に記載の火花点火ガス機関。
3. 前記点火プラグ（３）が一方では係合部（１０）を介して前記点火コイル（７）に接続され、他方では六角部（１１）を、対応する輪郭を有する前記点火コイル（７）内の対応する輪郭を持つ開口部（１２）内に突き出させるように、前記それぞれの点火コイル（７）は、前記それぞれの点火プラグ（３）に嵌合されており、
   点火コイル（７）と点火プラグ（３）とからなる組み立て済みユニットは、一体的に、前記点火プラグ（３）に形成されたねじ（８）を介して前記点火プラグシャフト（１）にねじ込み可能であることを特徴とする、請求項２に記載の火花点火ガス機関。
4. 前記それぞれの点火コイル（７）には、前記点火プラグ（３）とは反対側の端部（１３）に、ねじ締め工具のための六角部（１４）が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の火花点火ガス機関。
5. 前記それぞれの点火コイル（７）は、前記点火コイル（７）が、係合部（１０）を介するより先に、前記点火プラグ（３）に形成されたねじ（８）を介して前記点火プラグシャフト（１）にねじ込まれる様式で、前記それぞれの点火プラグ（３）に嵌合されており、このものにおいて、前記点火プラグ（３）の六角部（１０）は点火コイル（７）に対して突出していることを特徴とする、請求項２に記載の火花点火ガス機関。
6. 前記点火プラグ（３）が、前記点火プラグ（３）のねじ（８）を介して、前記点火プラグシャフト（１）内に配置されるとともに相手ねじ（９）を有する収容部（６）に接続されることを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の火花点火ガス機関。
7. 前記それぞれの点火コイル（７）が低圧ケーブル（１５）を介して電圧源に接続されており、前記低圧ケーブル（１５）は保護管（１６）内に案内されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の火花点火ガス機関。
8. 前記それぞれの保護管（１６）には、前記点火コイル（７）とは反対側の端部（１８）に、張力緩和装置（１９）が設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の火花点火ガス機関。

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