JP2021175897A - ガスエンジンおよびこれを備えた船舶 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明の一態様に係るガスエンジンは、気体が流れる吸気通路と、該吸気通路が気体の流れ方向の下流の分岐部にて分岐され下流端にてシリンダに開口する複数の吸気管と、前記吸気通路内において各前記吸気管に対して燃料を噴射する燃料噴射手段とを備えるガスエンジンであって、前記燃料噴射手段は、前記分岐部よりも気体の流れ方向の上流に設けられるとともに、複数の前記吸気管のそれぞれに向かう気体の流れのうち、流速が速い方の気体に対して、流速が遅い方の気体の流れに対して噴射する燃料よりも多量の燃料を噴射する。
以下に、本発明の第1実施形態に係るガスエンジンについて、図1乃至5を用いて説明する。
まず、本実施形態に係るガスエンジン1の構成について説明する。
図1には、本実施形態のガスエンジン1が備えるシリンダ16付近の構成が示されている。シリンダ16は筒状とされ、その上部にシリンダヘッド16aが取り付けられ、シリンダ16内には、シリンダ16内を往復摺動するピストン(図示せず)が収められている。また、シリンダ16内には、シリンダ16の内壁とピストンとによって区画された燃焼室18が形成されている。
本実施形態において、燃料ガスを吸気通路10内に噴射する燃料噴射手段31は、吸気管12Aと吸気管12Bに対して、それぞれ異なる量の燃料ガスを噴射することができる。
燃料噴射手段31は、図3,4に示すように、1本の噴射管40を備えている。噴射管40は、吸気通路10内の中心付近に位置するように軸線方向に沿って吸気通路10に直交するように挿入されて設けられている。
吸気通路10の図1で示す下方には、図示しないインタークーラが設置されている。インタークーラによって冷却された空気が、吸気通路10の下方から吸気通路10内を流れて上方に位置する分岐部14側に向かう。このとき、吸気通路10に挿入された燃料噴射手段31から吸気通路10内を流れる空気に向かって燃料ガスが噴射される。空気と空気に向かって噴射された燃料ガスは、分岐部14に到達した後、吸気管12Aと吸気管12Bとに導かれる。
燃料噴射手段31は、分岐部14よりも気体の流れ方向の上流に設けられている。これによれば、吸気通路10の下流に位置する吸気管12A,12Bのそれぞれに燃料を直に噴射した場合と比べて、空気と燃料ガスとが混合し得る距離が長くなり、空気と燃料ガスとを均一に混合しやすくなる。
以下に、本発明の第2実施形態について図6を参照して説明する。本実施形態は第1実施形態に対して燃料噴射手段の形態が異なり、その他の点については同様である。したがって、第1実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。
吸気通路10内において、吸気管12Aに向かう混合気体の流速が、吸気管12Bに向かう混合気体の流速よりも速いものとした場合、吸気管12Aに向かう気体の方向を向いている噴射口42Aの総面積を、吸気管12Bに向かう気体の方向を向いている噴射口42Bの総面積と比べて大きくすることができる。これにより、空気と燃料ガスとの混合気体の流速が早くなる吸気管12Aに対しては、燃料量を増加させて、気体の流速が遅くなる吸気管12Bに対しては、燃料量を減少させることができる。これによって、それぞれの吸気管12A,12Bを介して燃焼室18に供給される混合気体の燃料濃度を吸気管12A,12Bによらず均一にすることができる。ひいては、燃焼室18における空気と燃料ガスとの混合気体の燃焼を均一化することができるので、NOxの発生、ノッキングの発生、未燃分の増加などの事象を抑制することができる。
以下に、本発明の第3実施形態について図7を参照して説明する。本実施形態は第1及び第2実施形態に対して燃料噴射手段の形態が異なり、その他の点については同様である。したがって、第1及び第2実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。
複数の吸気管12A,12Bに向かう気体の流れのうち、流速の速い気体の流れに噴射管40を寄せて配置することで、気体の流速が早くなる吸気管12Aに対しては、燃料量を増加させて、気体の流速が遅くなる吸気管12Bに対しては、燃料量を減少させることができる。これによって、それぞれの吸気管12A,12Bを介して燃焼室18に供給される混合気体の燃料濃度を吸気管12A,12Bによらず均一にすることができる。ひいては、燃焼室18における空気と燃料ガスとの混合気体の燃焼を均一化することができるので、NOxの発生、ノッキングの発生、未燃分の増加などの事象を抑制することができる。
10 吸気通路
12A,12B 吸気管
14 分岐部
16 シリンダ
16a シリンダヘッド
18 燃焼室
20A,20B 吸気バルブ
22A,22B 吸気口
31,32,33 燃料噴射手段
40 噴射管
42(42A,42B) 噴射口
Claims (9)
- 気体が流れる吸気通路と、
該吸気通路が気体の流れ方向の下流の分岐部にて分岐され下流端にてシリンダに開口する複数の吸気管と、
前記吸気通路内において各前記吸気管に対して燃料を噴射する燃料噴射手段と、
を備えるガスエンジンであって、
前記燃料噴射手段は、
前記分岐部よりも気体の流れ方向の上流に設けられるとともに、
複数の前記吸気管のそれぞれに向かう気体の流れのうち、流速が速い方の気体に対して、流速が遅い方の気体の流れに対して噴射する燃料よりも多量の燃料を噴射するガスエンジン。 - 前記燃料噴射手段は、複数の噴射口を有する1本の噴射管を備え、複数の前記噴射口は複数の方向に向かってそれぞれ1つ以上形成され、一の前記吸気管に向かう方向に向けられた1つ以上の前記噴射口の総面積が、他の前記吸気管に向かう方向に向けられた1つ以上の前記噴射口の総面積と異なる請求項1に記載のガスエンジン。
- 前記噴射管が有する複数の前記噴射口は、一の前記吸気管に向かう方向に向けられた1つ以上の前記噴射口の、面積が同一とされたそれぞれの面積が、他の前記吸気管に向かう方向に向けられた1つ以上の前記噴射口の、面積が同一とされたそれぞれの面積と異なる請求項2に記載のガスエンジン。
- 前記噴射管が有する複数の前記噴射口は面積が同一とされ、一の前記吸気管に向かう方向に向けられた1つ以上の前記噴射口の数が、他の前記吸気管に向かう方向に向けられた1つ以上の前記噴射口の数と異なる請求項2に記載のガスエンジン。
- 前記噴射管は、前記吸気通路において、複数の前記吸気管のそれぞれに向かう気体の流れのうち流速が速い気体の流れに寄せられて配置されている請求項2乃至4のいずれかに記載のガスエンジン。
- 前記燃料噴射手段は、複数の噴射口を有する1本の噴射管を備え、
前記噴射管は、複数の前記吸気管のそれぞれに向かう気体の流れのうち、流速が速い気体の流れに寄せられて配置されている請求項1に記載のガスエンジン。 - 前記燃料噴射手段は、前記噴射管を軸線周りに回転可能な回転機構を備えている請求項2乃至6のいずれかに記載のガスエンジン。
- 複数の前記噴射口は、気体の流れ方向の下流側に向かって形成されている請求項2乃至7のいずれかに記載のガスエンジン。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載のガスエンジンを備えた船舶。
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