JP4195672B2

JP4195672B2 - 高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関

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Publication number: JP4195672B2
Application number: JP2004085256A
Authority: JP
Inventors: 勝彦辰巳; 正毅小川; 貴生藤若; 俊作中井; 力道米澤; 幸司石橋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005273494A

Description

本発明は、副室式ディーゼル機関、副室式ガス機関、副室式アルコール燃料内燃機関等に適用され、エンジン（内燃機関）の副室内において燃料を着火燃焼することにより着火火炎を生成し、該着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の燃料を燃焼せしめるように構成された副室式内燃機関であって、副室内を加熱して着火性を向上せしめる高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関に関する。

副室式ディーゼル機関、副室式ガス機関、副室式アルコール燃料内燃機関等の副室式内燃機関において、寒冷地等の極低温状態で運転されるエンジン（内燃機関）や難燃焼性の燃料を用いるエンジンにおいては、副室内の温度上昇が見込めないエンジンの起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数以下あるいはエンジン負荷が一定負荷以下の運転条件での該副室内着火用燃料の着火性を改善するため、副室式ディーゼル機関や副室式アルコール燃料内燃機関では副室にグロープラグを設けて副室内を加熱して温度上昇せしめ、副室式ガス機関においては副室に点火プラグ及び点火装置を設けて副室内着火用燃料の着火を促進させている。

また、特許文献１（特許第２６４６９５２号公報）においては、副室の外壁にヒータ線を巻装し、該ヒータ線に電流を流して副室内を加熱し副室内着火用燃料の着火性を改善する技術が提供されている。
かかる技術においては、副室の外壁にヒータ線を巻装し該ヒータ線に電流を流して副室内を加熱するとともに、副室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルの内径を０．３ｍｍ程度とし、さらに該副室の外壁に温度測定手段を設けて該温度測定手段による副室外壁の検出温度に応じてヒータ線への電流のオン、オフを切り換えることにより、ヒータ線での副室の加熱と冷却ジャケットでの冷却によって副室の壁面温度を３００〜４００℃に保持し、かつ１０００気圧程度の高圧噴射を成さしめている。

特許第２６４６９５２号公報

従来の、副室式ディーゼル機関や副室式アルコール燃料内燃機関のように、副室にグロープラグを設けて副室内を加熱する手段にあっては、グロープラグの寿命に限界があり、かつグロープラグでは副室内の部分的加熱であるため、安定的に副室内ガスの良好な着火性を保持するのは困難であり、またエンジンの運転条件によって副室内の温度を自在にコントロールするのは不可能である。さらに副室式ガス機関のように、点火プラグ及び点火装置を備えて副室内気体燃料の着火を促進する手段にあっては、それのみでは副室内を加熱する手段を備えていないので、寒冷地等の極低温状態で運転されるエンジンでは副室内気体燃料の良好な着火性を保持するのは困難である。

また、特許文献１にて提供されている技術にあっては、副室外壁の検出温度に応じて副室の外壁に巻装したヒータ線への電流のオン、オフを切り換えることにより、ヒータ線での副室の加熱度をコントロールしているが、単に副室外壁の温度に応じてヒータ線への電流の供給、遮断を行っているにとどまるため、エンジンの運転条件によって副室内の加熱、遮断を自在に行い、副室内の温度をエンジンの運転条件に応じた所要の高温に保持することは実質的に不可能であり、寒冷地等の極低温状態での運転や難燃性燃料を用いての運転が必要なエンジンに適用しても、副室内ガスの良好な着火性を得るのは困難である。
等の問題点を有している。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、エンジンの運転条件によって副室内の加熱、遮断を自在に行うとともに該副室内の温度をエンジンの運転条件に応じた所要の高温に制御可能として、寒冷地等の極低温状態での運転や難燃性燃料を用いての運転においても、エンジンの起動から全運転域において常時良好な着火性を保持して安定燃焼を実現し得る副室式内燃機関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、エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内において燃料を着火燃焼することにより着火火炎を生成し、該着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の燃料を燃焼せしめるように構成された副室式内燃機関において、
前記副室口金に巻回されて高周波発信器から高周波電流が通電される高周波コイルを有し該高周波コイルにより前記副室内を加熱する高周波加熱装置と、エンジン回転数またはエンジン負荷のいずれか一方または双方を含むエンジン運転条件によって前記高周波加熱装置への通電、遮断を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは前記エンジン運転条件が一定回転数あるいは一定負荷以下の低回転数域あるいは低負荷域で前記高周波発信器を介して前記高周波コイルに通電せしめ前記一定回転数あるいは一定負荷を超えたときはエンジン回転数あるいはエンジン負荷の上昇に従って電流値を減少して通電を遮断するように構成されてなることを特徴とする。
ここで、前記気体燃料は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、一酸化炭素等の燃焼可能な成分を主成分あるいは含むもの（より具体的には、メタンを主成分とする天然ガス、都市ガス（１３Ａ，１２Ａ））、プロパンやブタンを主成分とするプロパンガス、水素を含む石炭ガス、メタンと一酸化炭素を含む消化ガス、バイオガス等を含む。
また、前記着火用の燃料は、石油系燃料（灯油、軽油、ガソリン、重油（Ａ，Ｂ，Ｃ））等を含む。

かかる発明は、好ましくは次の３種類の副室式内燃機関に適用する。
（１）シリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の空気中に、副室本体に装着された燃料噴射弁から燃料を噴射することにより生成された着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の空気と燃料を着火燃焼せしめるように構成された副室式ディーゼル機関。

（２）シリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の気体燃料を、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧あるいは点火プラグからの火花放電により着火燃焼して生成されたトーチ着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の気体燃料を燃焼せしめる副室式ガス機関。
（３）アルコールを燃料とし、エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内において着火用燃料を着火燃焼することにより着火火炎を生成し、該着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の燃料を燃焼せしめるように構成された副室式アルコール燃料内燃機関。
ここで、アルコールはメタノール、エタノールを含む。

また、（１）から（３）のいずれの場合も、前記高周波加熱装置を前記主燃焼室内の外周部位に複数個設け、１個設けられた前記コントローラから前記高周波発信器を介して複数の前記高周波コイルに通電あるいは通電を遮断する制御を行うように構成することもできる。

かかる発明によれば、副室内が低温で所要の着火火炎が生成し難い運転条件、つまりエンジンの起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数以下あるいはエンジン負荷が一定負荷以下の運転条件に、コントローラによって高周波発信器から高周波加熱装置の高周波コイルに高周波電流を通電せしめて、該高周波コイルにより前記副室内を加熱する。
これにより、エンジンの起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数以下あるいはエンジン負荷が一定負荷以下の運転条件においても、従来の副室式ディーゼル機関や副室式アルコール燃料内燃機関のように副室にグロープラグを設けることなく、また従来の副室式ガス機関のように着火性向上のための点火プラグ及び点火装置を設けることなく、該副室内の温度を均一に上昇せしめて、該副室内燃料の着火性を改善し所要の着火火炎を生成可能となり、白煙の発生を回避した安定燃焼を実現できる。

そして、かかる発明によれば、コントローラによって設定された起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数以下あるいはエンジン負荷が一定負荷以下の運転条件、つまり副室内における着火性の改善が必要な運転条件において、該コントローラによって高周波発信器から高周波加熱装置に所要の強さの高周波電流を自在に通電できるので、主燃料として、副室式ディーゼル機関においては粗悪油を用いる場合、副室式ガス機関や副室式アルコール燃料内燃機関において低発熱量燃料を用いる場合のように、難燃焼性の燃料を用いる副室式内燃機関や、寒冷地等の極低温状態での運転の場合でも、高周波電流の強さを大きくして副室内温度を所要の高温に保持することが可能となって、副室内において所要の着火火炎を安定的に生成可能となり、従ってエンジンの起動から全運転域において安定燃焼を実現できる。

また、コントローラによって、起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数以下あるいはエンジン負荷が一定負荷以下の運転条件、つまり副室内における着火性の改善が必要な運転条件において高周波加熱装置に高周波電流を通電して副室内温度を所要の高温に加熱する一方、前記運転条件を超える高回転あるいは高負荷ではエンジン回転数あるいはエンジン負荷の上昇に従って電流値を減少して通電を自動的に遮断するので、副室内の加熱が必須な運転条件以外における無駄な加熱電力の消費を回避でき、高周波加熱装置を効率的に作動させることができる。
また、一定運転条件以上では運転条件の上昇に従い副室内の温度が上昇するので、これに従い高周波加熱装置への電流値を小さくすることにより、無駄な電力消費を回避して効率的に作動させることができる。

また、かかる発明において好ましくは、前記コントローラは、前記エンジンの起動から設定された一定時間、前記高周波発信器を介して前記高周波加熱装置に通電せしめ前記一定時間の経過後は通電を遮断するように構成されてなる。
このように構成すれば、コントローラによって、最も副室内温度が低い起動から一定時間内のみには前記高周波加熱装置への通電を行って副室内温度を所要の高温に加熱し良好な着火性を保持し、該一定時間経過後の副室内の加熱を必要としない運転時間帯には自動的に高周波加熱装置への通電を遮断するので、副室内の加熱が必須な運転時間帯以外における無駄な加熱電力の消費を回避でき、高周波加熱装置を効率的に作動させることができる。

また、かかる発明において好ましくは、前記コントローラは、前記エンジンの起動から一定運転条件内においては前記高周波発信器からの電流値を一定値に保持するように制御する。
このように構成すれば、副室内の温度が最も低い状態にある起動から一定運転条件つまり一定回転数以下あるいは一定負荷以下内に高周波加熱装置への電流値を所要の一定値に保持することで、高周波加熱装置を、無駄な電力消費を回避して効率的に作動させることができる。

また、かかる発明において好ましくは、前記コントローラは、前記エンジンの前回運転時の起動からの運転継続時間が一定条件以上および前回運転停止時からの停止継続期間が一定条件以内で前記通電の前記電流値を減少するように制御する。
このように構成すれば、副室内の温度が本来低い状態にある起動から一定運転条件つまり一定回転数以下あるいは一定負荷以下内においても、前回の運転時の余熱をもって、副室内の温度が上昇している場合、高周波加熱装置への電流値を制限することが可能となるので、これに従い高周波加熱装置への電流値を小さくすることにより、高周波加熱装置を、無駄な電力消費を回避して効率的に作動させることができる。

本発明によれば、エンジンの起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数以下あるいはエンジン負荷が一定負荷以下の運転条件においても、従来の副室式ディーゼル機関や副室式アルコール燃料内燃機関のように副室にグロープラグを設けることなく、また従来の副室式ガス機関のように着火性向上のための点火プラグ及び点火装置を設けることなく、該副室内の温度を均一に上昇せしめて、該副室内ガスの着火性を改善し所要の着火火炎を生成可能となり、白煙の発生を回避した安定燃焼を実現できる。

また、コントローラによって設定された起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数以下あるいはエンジン負荷が一定負荷以下の、副室内における着火性の改善が必要な運転条件において、難燃焼性の燃料を用いる副室式内燃機関や、寒冷地等の極低温状態での運転の場合でも、高周波電流の強さを大きくして副室内温度を所要の高温に保持することが可能となって、副室内において所要の着火火炎を安定的に生成可能となり、従ってエンジンの起動から全運転域において安定燃焼を実現できる。
また、前記副室内における着火性の改善が必要な運転条件を超える高回転あるいは高負荷では前記高周波加熱装置への通電を自動的に遮断するので、副室内の加熱が必須な運転条件以外における無駄な加熱電力の消費を回避でき、高周波加熱装置を効率的に作動させることができる。

さらに、副室内の温度が最も低い状態にある起動から一定時間内に高周波加熱装置への電流値を所要の一定値に保持し、一定時間後には時間の経過に従い副室内の温度が上昇するので、これに従い高周波加熱装置への電流値を小さくすることにより、高周波加熱装置を、無駄な電力消費を回避して効率的に作動させることができる。

さらに、副室内の温度が本来低い状態にある起動から一定運転条件つまり一定回転数以下あるいは一定負荷以下内においても、前回の運転時の余熱をもって、副室内の温度が上昇している場合には、これに従い高周波加熱装置への電流値を小さくすることにより、高周波加熱装置を、無駄な電力消費を回避して効率的に作動させることができる。

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は本発明の第１実施例に係る副室式ディーゼル機関の要部構成を示すシリンダ中心線に沿う断面図、図２は第２実施例に係る副室式ディーゼル機関の図１対応図である。図３は非磁性体からなる副室を備えた副室式ディーゼル機関の高周波加熱装置近傍の要部断面図（図１のＷ部相当図）である。図４は前記実施例における制御ブロック図である。

本発明の第１実施例を示す図１において、１はシリンダヘッド、１１はピストン、１０はシリンダライナ、１３はシリンダジャケット、１５は主燃焼室である。
３は副室本体、４は副室口金で、該副室本体３及び副室口金４はシリンダ中心線と同心（必ずしも同心でなくてもよい）に配置されて複数のボルト３６でシリンダヘッド１に締付けられている。
５は前記副室本体３内に形成された副室、２は前記副室本体３の中心部に固定された燃料噴射弁で、該燃料噴射弁２から副室５内に燃料を噴射し、該噴射燃料が副室５内で着火燃焼せしめられるようになっている。該副室５は複数の連絡孔４ａを介して主燃焼室１５と連通されている。２ａは燃料噴射管である。
３４は前記副室本体３及び副室口金４とのシール面であり、かかるシール面３４で前記副室５内とシリンダヘッド冷却室１ａとの流体シールを行っている。３５は副室口金４とシリンダヘッド１とのシール部に介装された燃焼ガスシール用のパッキンである。１６は前記副室本体３の外周に嵌挿された冷却水シール用のＯ−リングである。

３０は前記副室口金４の外周に設けられた高周波加熱装置で、前記副室口金４の外周に巻回された高周波コイル３１に高周波発信器７から導線３７、３８を介して高周波電流が通電されるようになっている。３３は該高周波コイル３１の外周に嵌装されて前記シリンダヘッド冷却室１ａとの間の流体シールを行うリング状のカバーである。
２１はエンジン（副室式ディーゼル機関）の回転数を検出するエンジン回転数検出器、２２はエンジンの負荷を検出する負荷検出器、２３はエンジンの起動を検出する起動検出器、２４はエンジンの運転時間を記録する運転記録器、２０はコントローラである。前記エンジン回転数検出器２１からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器２２からのエンジン負荷の検出値、前記起動検出器２３からのエンジン起動検出信号、及び前記運転記録器２４からのエンジン運転記録は、前記コントローラ２０に入力され、該コントローラ２０は後述する制御を行いその結果を前記高周波発信器７に出力するようになっている。

図２に示される第２実施例は、大型ディーゼル機関に本発明を適用したもので、シリンダ中心に排気弁８を備え、シリンダヘッド１の外周部の２ヶ所に、前記第１実施例と同様に構成された、副室本体３、副室口金４、副室５、燃料噴射弁２、及び高周波加熱装置３０を備えている。そして、各高周波加熱装置３０には１つの高周波発信器７から高周波電流が供給されるようになっている。９は排気弁箱、８ａは排気通路である。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図３に示される第３実施例は、非磁性体で構成された非磁性副室式ディーゼル機関に本発明を適用したもので、副室口金４はオーステナイト系ステンレス鋼等の耐熱性を有する非磁性体からなり、該非磁性体からなる副室口金４の外周に鋼等の磁性材料からなる磁性材リング４０を圧挿し、該磁性材リング４０の外周に高周波コイル３１を巻回して高周波加熱装置３０を構成している。その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

前記各実施例における副室式ディーゼル機関の運転時において、圧縮行程中に主燃焼室１５内の加圧空気が前記連絡孔４ａを通って副室５内に充填され、設定された噴射時期に前記燃料噴射弁２のノズルチップから該副室５内の加圧空気中に燃料が噴射されて着火燃焼し、これによって生成された着火火炎が前記連絡孔４ａを通って前記主燃焼室１５内に噴出せしめられて該主燃焼室１５内の加圧空気と燃料加圧空気を着火燃焼せしめる。

次に、図４（Ａ）、（Ｂ）に基づき、前記各実施例における高周波加熱装置の制御動作を説明する。
図４（Ａ）において、前記エンジン回転数検出器２１からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器２２からのエンジン負荷の検出値、及び前記運転記録器２４からのエンジン運転記録は、前記コントローラ２０の高周波電流・周波数算出部２０１に入力される。
また、前記起動検出器２３からのエンジン起動検出信号は前記コントローラ２０のタイマー２０３に入力される。

２０２は高周波電流・周波数設定部で、エンジン回転数またはエンジン負荷と高周波発信器７から高周波加熱装置３０に通電される高周波電流の通電、遮断及び該高周波電流の強さ及び周波数との関係が、図４（Ｂ）のように設定されている。
即ち、前記高周波電流・周波数設定部においては、図４（Ｂ）に示す線図のように、エンジンの起動から一定回転数Ｎ１以下（あるいは一定負荷Ｌ１以下）のときは高周波加熱装置３０への高周波電流Ａの強さが最大値Ａ１、該一定回転数Ｎ１（あるいは一定負荷Ｌ１）から回転数Ｎ２（あるいは負荷Ｌ２）に上昇する間はエンジン回転数Ｎ（あるいは負荷Ｌ）の上昇に従い前記高周波電流Ａの強さを第１の割合で小さくして行き、該回転数Ｎ２（あるいは負荷Ｌ２）から回転数Ｎ３（あるいは負荷Ｌ３）に上昇する間はエンジン回転数Ｎ（あるいは負荷Ｌ）の上昇に従い前記高周波電流Ａの強さを前記第１の割合とは異なる第２の割合で小さくして行き、エンジン回転数Ｎ（あるいは負荷Ｌ）が遮断回転数Ｎ３（あるいは遮断負荷Ｌ３）に到達すると前記高周波電流Ａを遮断するように設定されている。
尚、前記第１の割合と第２の割合とを同一にして、前記回転数Ｎ１（あるいは負荷Ｌ１）から回転数Ｎ３（あるいは負荷Ｌ３）に上昇するまで一定割合で高周波電流Ａを小さくして行ってもよい。

２０４は高周波発信時間設定部で、エンジンの起動時から前記高周波加熱装置３０へ通電される高周波電流Ａと通電時間及び遮断時間ｔとの関係が、図４（Ｃ）のように設定されている。
即ち、前記高周波発信時間設定部２０４においては、図４（Ｃ）に示す線図のように、エンジンの起動から一定時間ｔ_１までの間は、前記高周波加熱装置３０へ、前記副室５の温度が所要温度を保持するような所定の電流値Ａ４の高周波電流Ａを通電し、前記一定時間ｔ_１に到達して副室５内の加熱が不要となったとき、前記高周波電流Ａを遮断するように設定されている。
２０３はタイマーで、前記起動検出器２３からエンジンの起動が検出されてからの時間をカウントするものである。

前記高周波電流・周波数算出部２０１は、次のような３つの機能を有する。
第１の機能は、前記エンジン回転数検出器２１から入力されるエンジン回転数Ｎの検出値（あるいは前記負荷検出器２２からのエンジン負荷Ｌの検出値）に基づき該エンジン回転数Ｎの検出値（あるいは負荷Ｌの検出値）に対応する高周波電流Ａの値を、前記高周波電流・周波数設定部２０２に図４（Ｂ）のように設定されている高周波電流値から算出（選出）し、この高周波電流値Ａを前記高周波発信器７に出力する。
第２の機能は、前記タイマー２０３にエンジンの起動信号が入力されると前記高周波発信時間設定部２０４に設定されている高周波電流Ａ４を前記高周波発信器７に出力し、該タイマー２０３により前記高周波電流Ａを遮断する一定時間ｔ_１がカウントされると、該高周波発信器７に高周波電流を遮断せしめる。
第３の機能は、前記第１および第２の機能に付加する形で、前記運転記録器２４からのエンジン運転記録により、前記エンジンの前回運転時の起動からの運転継続時間が一定条件以上および前回運転停止時からの停止継続期間が一定条件以内の条件を検出することにより、前記高周波発信時間設定部２０４に設定されている第１及び第２の機能に基づく高周波電流を減少するように制御せしめる。

従って、前記高周波発信器７は、前記高周波電流・周波数算出部２０１の第１の機能に従い、該エンジン回転数Ｎの検出値（あるいは負荷Ｌの検出値）に対応する高周波電流Ａの値を高周波加熱装置３０の高周波コイル３１に通電あるいは高周波電流Ａを遮断し、前記高周波電流・周波数算出部２０１の第２の機能に従いエンジンの起動から一定時間前記高周波コイル３１に高周波電流Ａを通電あるいは遮断する。
さらに、前記高周波発信器７は、前記高周波電流・周波数算出部２０１の第３の機能に従い、高周波加熱装置３０の高周波コイル３１に第１の機能及び第２の機能によって設定された高周波電流Ａを減少せしめる。

かかる実施例によれば、前記副室５内が低温で所要の着火火炎が生成し難い運転条件、つまりエンジンの起動直後及び起動からエンジン回転数が一定回転数Ｎ３以下あるいはエンジン負荷が一定負荷Ｌ３以下の運転条件のとき、前記コントローラ２０によって高周波発信器７から高周波加熱装置３０の高周波コイル３１に高周波電流を通電せしめて、該高周波コイル３１により前記副室内を加熱するので、前記のような所要の着火火炎が生成し難い運転条件においても、従来の副室式ディーゼル機関や副室式アルコール燃料内燃機関のように副室にグロープラグを設けることなく、また従来の副室式ガス機関のように着火性向上のための点火プラグ及び点火装置を設けることなく、該副室５内の温度を均一に上昇せしめて、副室内ガスの着火性を改善し所要の着火火炎を生成可能となる。

また、かかる実施例によれば、コントローラ２０によって、前記のように、副室内における着火性の改善が必要な運転条件において、高周波発信器７から高周波加熱装置３０に所要の強さの高周波電流を自在に通電できるので、主燃料として、副室式ディーゼル機関においては粗悪油を用いる場合、副室式ガス機関や副室式アルコール燃料内燃機関において低発熱量燃料を用いる場合のように、難燃焼性の燃料を用いる副室式内燃機関や、寒冷地等の極低温状態での運転の場合でも、高周波電流の強さを大きくして副室５内温度を所要の高温に保持することが可能となって、該副室５内において所要の着火火炎を安定的に生成可能となる。従ってエンジンの起動から全運転域において安定燃焼を実現できる。

また、コントローラ２０によって、前記のように、副室５内における着火性の改善が必要な運転条件において高周波加熱装置３０に高周波電流を通電して副室５内温度を所要の高温に加熱する一方、前記運転条件を超える高回転あるいは高負荷では前記高周波加熱装置３０への通電を自動的に遮断するので、副室５内の加熱が必須な運転条件以外における無駄な加熱電力の消費を回避でき、高周波加熱装置３０を効率的に作動させることができる。

また、前記コントローラ２０によって、最も副室５内温度が低い起動から一定時間ｔ_１内のみには前記高周波加熱装置３０への通電を行って副室５内温度を所要の高温に加熱し良好な着火性を保持し、該一定時間ｔ_１経過後の副室５内の加熱を必要としない運転時間帯には自動的に高周波加熱装置３０への通電を遮断するので、副室５内の加熱が必須な運転時間帯以外における無駄な加熱電力の消費を回避でき、高周波加熱装置３０を効率的に作動させることができる。

また、エンジンの起動から一定運転条件内（つまり前記一定回転数Ｎ１以下あるいは一定負荷Ｌ１以下）においては前記高周波発信器７からの電流値Ａを一定値Ａ１に保持し、前記一定運転条件以上で前記通電の遮断時（つまり前記一定回転数Ｎ３あるいは一定負荷Ｌ３）までは運転条件の上昇（つまり回転数Ｎあるいは負荷Ｌの上昇）に従って前記電流値Ａを減少するように制御するので、前記副室５内の温度が最も低い状態にある起動から一定運転条件つまり一定回転数以下あるいは一定負荷以下内に高周波加熱装置への電流値を所要の一定値に保持し、一定運転条件以上には運転条件の上昇（つまり回転数Ｎあるいは負荷Ｌの上昇）に従い副室５内の温度が上昇するので、これに従い高周波加熱装置３０への電流値Ａを小さくすることにより、高周波加熱装置３０を、無駄な電力消費を回避して効率的に作動させることができる。
また、前記コントローラ２０によって、前記副室５内の温度が本来であれば副室５内の加熱が必須な一定運転条件つまり一定回転数以下あるいは一定負荷以下内においても、前回運転の余熱効果を考慮し、高周波加熱装置への電流値を減少させるので、無駄な加熱電力の消費を回避でき、高周波加熱装置３０を効率的に作動させることができる。

本発明によれば、エンジンの運転条件によって副室内の加熱、遮断を自在に行うとともに該副室内の温度をエンジンの運転条件に応じた所要の高温に制御することが可能となり、寒冷地等の極低温状態での運転や難燃性燃料を用いての運転においても、エンジンの起動から全運転域において常時良好な着火性を保持して安定燃焼を実現し得る副室式内燃機関を提供できる。

本発明の第１実施例に係る副室式ディーゼル機関の要部構成を示すシリンダ中心線に沿う断面図である。第２実施例に係る副室式ディーゼル機関の図１対応図である。非磁性体からなる副室を備えた副室式ディーゼル機関の高周波加熱装置近傍の要部断面図（図１のＷ部相当図）である。前記実施例における制御ブロック図である。

符号の説明

１シリンダヘッド
２燃料噴射弁
３副室本体
４副室口金
４ａ連絡孔
５副室
７高周波発信器
８排気弁
１０シリンダライナ
１１ピストン
１５主燃焼室
２０コントローラ
２１エンジン回転数検出器
２２負荷検出器
２３起動検出器
３０高周波加熱装置
３１高周波コイル
４０磁性材リング

Claims

エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内において燃料を着火燃焼することにより着火火炎を生成し、該着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の燃料を燃焼せしめるように構成された副室式内燃機関において、
前記副室口金に巻回されて高周波発信器から高周波電流が通電される高周波コイルを有し該高周波コイルにより前記副室内を加熱する高周波加熱装置と、エンジン回転数またはエンジン負荷のいずれか一方または双方を含むエンジン運転条件によって前記高周波加熱装置への通電、遮断を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは前記エンジン運転条件が一定回転数あるいは一定負荷以下の低回転数域あるいは低負荷域で前記高周波発信器を介して前記高周波コイルに通電せしめ前記一定回転数あるいは一定負荷を超えたときはエンジン回転数あるいはエンジン負荷の上昇に従って電流値を減少して通電を遮断するように構成されてなることを特徴とする高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。
前記コントローラは、前記エンジンの起動から設定された一定時間、前記高周波発信器を介して前記高周波コイルに通電せしめ前記一定時間の経過後は通電を遮断するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。
前記コントローラは、前記エンジンの起動から一定回転数以下あるいは一定負荷以下においては前記高周波発信器からの電流値を一定値に保持することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。
前記コントローラは、前記エンジンの前回運転時の起動からの運転継続時間が一定条件以上および前回運転停止時からの停止継続期間が一定条件以内で前記通電の前記電流値を減少するように制御することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。
前記高周波加熱装置を前記主燃焼室内の外周部位に複数個設け、１個設けられた前記コントローラから前記高周波発信器を介して複数の前記高周波コイルに通電あるいは通電を遮断する制御を行うように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。
前記内燃機関が、シリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の空気中に、副室本体に装着された燃料噴射弁から燃料を噴射することにより生成された着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の空気と燃料を着火燃焼せしめるように構成された副室式ディーゼル機関からなることを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。
前記内燃機関が、シリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の気体燃料を、燃料噴射弁から噴射される着火用の燃料噴霧あるいは点火プラグからの火花放電により着火燃焼して生成されたトーチ着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の気体燃料を燃焼せしめる副室式ガス機関からなることを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。
前記内燃機関が、アルコールを燃料とし、シリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内において着火用燃料を着火燃焼することにより着火火炎を生成し、該着火火炎を主燃焼室内に噴出せしめて該主燃焼室内の空気と燃料を燃焼せしめるように構成された副室式アルコール燃料内燃機関からなることを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置を備えた副室式内燃機関。