JP4871141B2 - 副室式エンジン - Google Patents

Description

本発明は、燃焼室として、ピストンに面する主室と、当該主室に噴孔を介して連通する副室とを備えると共に、
弁室に供給された燃料ガスを、弁部を通じて前記副室に供給する副室燃料供給弁を備えた副室式エンジンに関する。

上記のような副室式エンジンは、副室において、主室で圧縮された希薄混合気等の新気が噴孔から流入すると共に、副室燃料供給弁の弁室に供給された燃料ガスが１サイクル毎に開閉操作される弁部を通じて供給され、その新気とその燃料ガスとの混合気が点火プラグにより火花点火されて燃焼し、噴孔を介して主室に火炎ジェットが噴射されるように構成されている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。
また、このような副室式エンジンは、単室式エンジンと比較して、燃焼室全体として空気に対して燃料が希薄な状態で燃料を燃焼させる希薄燃焼が実現できるため、高効率化を図ることが可能であり、特に、効率向上が求められるコージェネレーションシステム等に導入されている。

特開２００３−３１７８９７号公報 特開２００２−１３８８４２号公報

従来の副室式エンジンでは、環境条件や運転条件の変化により副室の状態が変動するなどの理由から、副室燃料供給弁から副室への燃料供給量は変動しやすい。特に、燃料として気体である燃料ガスを利用している場合には、繰り返し開閉する副室燃料供給弁に通じる燃料ガス供給路において燃料ガスの脈動が発生するために、副室への燃料ガス供給量は一層変動しやすい状態となる。
このような副室への燃料ガス供給量の変動は、ノッキングや失火等の異常燃焼の発生や、ＮＯｘや未燃成分等の排気量増加などのように、エンジン性能の悪化の原因となる。特に、高効率化を実現するためのエンジンの運転条件下においては、エンジン性能に対する副室への燃料ガス供給量の変動の影響が大きい。
したがって、従来の副室式エンジンでは、エンジン性能の大幅な悪化を防止するために、高効率化を犠牲にして、エンジン性能に対する副室への燃料ガス供給量の変動の影響が少ない運転条件で運転されており、十分にはエンジン性能を向上できなかった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、副室への燃料ガスの供給を安定且つ正確に行って、高効率化を実現するためのエンジンの運転条件下で運転してもエンジン性能の大幅な悪化を防止できる副室式エンジンを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る副室式エンジンは、燃焼室として、ピストンに面する主室と、当該主室に噴孔を介して連通する副室とを備えると共に、
弁室に供給された燃料ガスを、弁部を通じて前記副室に供給する副室燃料供給弁を備えた副室式エンジンであって、その第１特徴構成は、前記副室燃料供給弁の弁室から燃料ガスをリークさせるリーク路を備え、
前記リーク路に、前記弁室からの燃料ガスのリーク量を調整可能なリーク量調整弁を備え、
運転開始時点からの運転経過時間が予め設定された設定時間未満である起動運転時か否か、冷却水とエンジンオイルとシリンダブロックと外気の何れか一つの温度が予め設定された設定温度未満である冷間運転時か否か、低負荷運転時か否かの何れかの運転状態に基づいて前記リーク量調整弁の開度を調整して前記燃料ガスのリーク量を制御するリーク量制御手段を備えた点にある。

上記第１特徴構成によれば、副室燃料供給弁の弁室に供給された燃料ガスを上記リーク路にリークさせることにより、上記弁室と副室との間にある弁部の開閉動作に拘わらず、上記弁室には常に燃料ガスが流れている状態となって脈動の発生が抑制されることになる。よって、副室に対して、弁部を閉状態から開状態としたときに、脈動が抑制された弁室から安定且つ正確に副室に燃料ガスを供給することができる。
従って、本発明により、副室への燃料ガスの供給を安定且つ正確に行って、高効率化を実現するためのエンジンの運転条件下で運転してもエンジン性能の大幅な悪化を防止できる副室式エンジンを実現することができる。
更に、副室燃料供給弁の弁室からリーク路に燃料ガスをリークさせる場合には、そのリーク量を変化させることにより、弁室から副室への燃料ガス供給量を変化させることができる。
よって、上記第１特徴構成によれば、リーク路に設けられたリーク量調整弁の開度を調整することにより、起動運転時か否か、冷間運転時か否か、低負荷運転時か否かの何れかの運転状態に基づいて燃料ガスのリーク量を制御することにより、副室への燃料ガス供給量を運転状態に合った適切なものに維持することができる。

本発明に係る副室式エンジンの第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記リーク路が、前記弁室からリークさせた燃料ガスを燃料供給路又は吸気路に供給するように接続されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、上記リーク路にリークさせた燃料ガスを、燃焼室に供給される燃料ガスが流通する燃料供給路又は吸気路に供給するので、燃料ガスのリーク路へのリークによる無用な燃料消費量の増加を防止することができる。

本発明に係る副室式エンジンの第３特徴構成は、上記第１又は上記第２特徴構成に加えて、前記リーク量制御手段が、前記起動運転時において前記燃料ガスのリーク量を定常運転時よりも低減させる形態で前記リーク量を制御する点にある。

上記第３特徴構成によれば、運転状態に基づいて弁室からリーク路への燃料ガスのリーク量を制御する場合、起動運転時における燃料ガスのリーク量を定常運転時より低減させることで、起動運転時における副室への燃料ガス供給量を定常運転時よりも増加させることができる。よって、十分な暖機がされていない起動運転時には、副室に十分な燃料ガスを供給して比較的高濃度の混合気を形成することができるので、比較的低温の副室においても、その高濃度の混合気を失火させることなく安定して燃焼させ、暖機をスムーズに進行させることができる。そして、十分に暖機がされた定常運転時には、副室への燃料ガスの供給量をできるだけ減少させて、高効率化を図ることができる。
従って、安定且つ未燃成分の排出量が少ない状態で起動運転を行った後に、高効率な定常運転に移行させることができる。

本発明に係る副室式エンジンの第４特徴構成は、上記第１又は上記第２の特徴構成に加えて、前記リーク量制御手段が、前記冷間運転時において前記燃料ガスのリーク量を温間運転時よりも低減させる形態で前記リーク量を制御する点にある。

上記第４特徴構成によれば、運転状態に基づいて弁室からリーク路への燃料ガスのリーク量を制御する場合、冷間運転時における燃料ガスのリーク量を温間運転時より低減させることで、冷間運転時における副室への燃料ガス供給量を温間運転時よりも増加させることができる。よって、十分な暖機がされていない冷間運転時には、副室に十分な燃料ガスを供給して比較的高濃度の混合気を形成することができるので、比較的低温の副室においても、その高濃度の混合気を失火させることなく安定して燃焼させ、暖機をスムーズに進行させることができる。そして、十分に暖機がされた温間運転時には、副室への燃料ガスの供給量をできるだけ減少させて、高効率化を図ることができる。
従って、冷間運転時には、安定且つ未燃成分の排出量が少ない状態で暖機を進行させた後に、高効率な温間運転に移行させることができる。
尚、上記冷間運転時と上記温間運転時との判定は、冷却水やエンジンオイルやシリンダブロック等の温度が設定温度未満のときを上記冷間運転時として判定し、当該温度が設定温度以上のときを上記温間運転時として判定するなどの形態で行うことができる。

本発明に係る副室式エンジンの第５特徴構成は、上記第１乃至上記第４の何れかの特徴構成に加えて、前記低負荷運転時よりも高負荷運転時において燃料供給量を増加させる負荷制御を実行するように構成され、前記リーク量制御手段が、前記高負荷運転時において前記燃料ガスのリーク量を前記低負荷運転時よりも増加させる形態で前記リーク量を制御する点にある。

上記第５特徴構成によれば、運転状態に基づいて弁室からリーク路への燃料ガスのリーク量を制御する場合、副室への燃料ガス供給量が増加される高負荷運転時において、弁室からの燃料ガスのリーク量を低負荷運転時より増加させることで、弁室において燃料ガスの供給量の増加により発生しやすくなった脈動を適切に抑制することができる。
よって、高負荷運転時には、上記リーク量を増加させて、脈動が適切に抑制された弁室から安定且つ正確に燃料ガスを副室に供給し、燃料ガス供給量の変動によるエンジン性能の大幅な悪化を防止できる。一方、燃料ガスの供給圧力の減少などにより副室への燃料ガス供給量が減少される低負荷運転時においては、弁室において脈動が発生し難く、上記リーク量を減少させても比較的安定且つ正確に燃料ガスを副室に供給することができ、更に、燃料ガスを供給するための動力消費を抑えることができる。従って、エンジン負荷に拘わらず、副室への燃料ガスの供給を安定且つ正確に行うことができる。

本発明に係る副室式エンジンの第６特徴構成は、上記第１乃至上記第５の何れかの特徴構成に加えて、前記リーク量調整弁の複数が、前記リーク路に並列配置されている点にある。

上記第６特徴構成によれば、複数のリーク量制御弁をリーク路に並列配置し、運転状態に基づいて、それら複数のリーク量調整弁を作動させて、弁室からリーク路への燃料ガスのリーク量を制御することで、一のリーク量調整弁の作動範囲を小さくすることができる。よって、比較的小型で且つあまり調整精度が高くない安価な調整弁をリーク量調整弁として使用しても、正確なリーク量の調整が可能となる。

本発明に係る副室式エンジンの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示す副室式エンジン１００は、ピストン２と、ピストン２を収容してピストン２の頂面と共に主室１を形成するシリンダ３とを備え、ピストン２をシリンダ３内で往復運動させると共に、吸気バルブ６及び排気バルブ７を開閉動作させて、主室１において吸気、圧縮、燃焼・膨張、排気の諸行程を行い、ピストン２の往復動を連結棒（図示せず）によってクランク軸（図示せず）の回転運動として出力されるものであり、このような構成は、通常の４ストローク内燃機関と変わるところはない。
尚、この副室式エンジン１００は、通常、エンジン回転数が一定の定格回転数となるように定格運転されるように構成されている。

また、副室式エンジン１００は、気体燃料である都市ガス（１３Ａ）を燃料ガスＧとして利用するものであり、吸気行程において吸気バルブ６を開状態として、吸気ポート５から主室１に空気と少量の燃料ガスＧとの混合気好ましくは希薄混合気である新気Ｉを吸入し、圧縮及び燃焼・膨張行程において吸気バルブ６及び排気バルブ７を閉状態として、この吸入した新気Ｉを圧縮して燃料ガスＧを燃焼・膨張させ、排気行程において排気バルブ７を開状態として、主室１から排気ポート８に排ガスＥを排出するように運転される。

尚、吸気ポート５の上流側に通じる吸気路４には、吸気路４に取り込まれた空気Ａに燃料供給路２５から供給された燃料ガスＧを混合して、上記新気Ｉとしての希薄混合気を形成するミキサ２８が設けられている。ミキサ２８は、当該吸気路４を縮径させたベンチュリ構造を有し、吸気路４を流通する空気Ａが上記ベンチュリ構造を高速で通過することで圧力低下を発生させ、この圧力低下を利用して、燃料供給路２５から供給された燃料ガスＧを吸気路４を流通する空気Ａに供給して、吸気路４に希薄混合気を形成するように構成されている。
更に、燃料供給路２５には、ミキサ２８への燃料供給量を調整可能な調整弁２６と、ミキサ２８への燃料供給圧を一定に維持するガバナ２７が設けられている。

吸気路４には、新気Ｉを過給する過給機２９が設けられており、この過給機２９は、排気ポート８の下流側に通じる排気路９を流通する排ガスＥの運動エネルギによりタービンを回転させ、このタービンの回転力により吸気路４に設けられたコンプレッサを回転駆動する形態で過給を行い、このコンプレッサの回転駆動により吸気路４を流通する新気Ｉを過給するターボチャージャーとして構成されている。
尚、本実施形態では、過給機２９としてターボチャージャーを設けるが、このターボチャージャーの代わりに、クランク軸４の回転力を利用してコンプレッサを回転駆動するスーパーチャージャー等の別の形式の過給機を設けても構わない。

ピストン２の頂面の中央部には、いわゆる深皿型の凹部２ａが形成されている。上記のような凹部２ａを形成することで、圧縮行程においてピストン２が上昇するときに、ピストン２の頂面外周部から凹部２ａの中心部に流れるスキッシュが発生することになる。

副室式エンジン１００のシリンダヘッド３０には、主室１と共に燃焼室として設けられ、主室１に噴孔１８を介して連通する副室１７が設けられており、この副室１７を有する副室機構１０の構造について以下に説明する。

副室１７の上方には、点火プラグ１９と副室燃料供給弁１５とが設けられている。
点火プラグ１９は１サイクル毎に火花を発生させることにより、副室１７に形成された混合気を火花点火するように構成されている。

一方、副室燃料供給弁１５は、弁部１４を１サイクル毎に開閉操作することにより、副室燃料供給路２２から弁室１３に供給された燃料ガスＧを当該弁部１４を通じて副室１７に断続的に供給するように構成されている。
尚、副室燃料供給路２２には、弁室１３への燃料ガスＧの供給圧力を０．２ＭＰａ（Ｇａｕｇｅ）程度まで昇圧させる供給ポンプ２０と、弁室１３への燃料ガス供給量を調整可能な調整弁２１とが設けられている。

以下、その副室式エンジン１００における１サイクルの動作状態について以下に説明する。
副室式エンジン１００は、先ず、吸気バルブ６が開状態となり、ピストン２のＴＤＣ（上死点）からの下降により、吸気ポート５から主室１に新気Ｉが吸入される吸気行程が行われる。
このとき副室１７に設置された副室燃料供給弁１５は、吸気バルブ６の開時期に対して若干遅れた時期に、弁部１４を閉状態から開状態に変化させ、弁室１３に供給された燃料ガスＧの副室１７への供給を開始する。

後に、吸気バルブ６及び副室燃料供給弁１５の弁部１４が略同時期に閉状態となり、ピストン２の上昇により、主室１に吸気された新気Ｉを圧縮する、いわゆる圧縮行程が行われる。
尚、圧縮行程初期の副室１７がまだ低圧状態のときに、副室燃料供給弁１５の弁部１４を開状態として燃料ガスＧを副室１７に供給しても良い。

この圧縮行程では、ピストン２の上昇により、主室１の容積減少によって、主室１の新気Ｉが噴孔１８を介して副室１７に流入し、副室１７には、その新気Ｉの流入によりガス流動が発生することで、その新気Ｉと燃料ガスＧとが混合されて、火花点火可能範囲内（例えば１程度）の当量比の混合気が形成される。
即ち、上記圧縮行程終了時にて、副室１７には、当量比が比較的高い混合気が存在するのに対して、主室１には、当量比が比較的低い新気Ｉが存在することになる。

次に、副室式エンジン１００は、上死点直前の例えば８°ＢＴＤＣ付近において、点火プラグ１９を作動させて、上記副室１７の上部おいて火花点火して燃焼させる。
すると副室１７では、燃焼が進み、副室１７の燃焼しなかった燃料ガスＧと共に、火炎ジェットＦが噴孔１８を介して主室１に噴出される。
更に、副室１７と主室１とを連通する複数の噴孔１８が、上記主室１の中心軸Ｘを中心に周方向に等間隔で分散配置され、放射状に延出する筒状の開口部として形成されており、火炎ジェットＦが夫々の噴孔１８から主室１に放射状に噴射されるように構成されている。

一方、主室１においては、夫々の噴孔１８から放射状に噴出された火炎ジェットＦにより新気Ｉとして吸気された希薄混合気を安定して燃焼させるので、急激な圧力上昇を伴わず、高効率且つ低ＮＯｘとなる燃焼が行われる。
このような主室１における燃焼状態は、通常のＳＩエンジンに近い状態であるが、圧縮比を高く設定した場合においてもノッキングが発生しないため、熱効率を向上することができる。また、主室１に吸気される新気Ｉの当量比を大きくして、出力を増加させた場合でも、良好にノッキングを回避することができるため、ノッキング限界における当量比を高くすることができ、広い出力調整範囲が確保される。

上述した副室式エンジン１００において、火炎ジェットＦの熱エネルギをできるだけ小さくして、高負荷運転時の主室１におけるノッキングなどの異常燃焼を抑制するために、主室１と副室１７とを含む燃焼室の最小容積、即ちピストン２の位置が上死点位置となって最小となる燃焼室の容積に対して、副室１７の容積の割合は、数％（例えば２％〜３％程度）と非常に小さく設計されている。
尚、図１では、副室機構１０の内部構造を認識しやすくするために、全体に対する副室機構１０の大きさの割合を大きめに描いている。

以上が副室式エンジン１００の基本構成についての説明であるが、以下に副室式エンジン１００の特徴構成について説明する。
副室式エンジン１００は、副室燃料供給弁１５の弁室１３における脈動の発生を抑制して、副室１７への燃料ガスＧの供給を安定且つ正確に行うために、当該弁室１３から燃料ガスＧをリークさせるリーク路３１が設けられている。尚、詳細については後述するがリーク路３１に設けられているリーク量調整弁３２は常時開状態であるため、主室１３に供給された燃料ガスＧはリーク路３１側へ流れることができる。
即ち、弁室１３においては、副室燃料供給弁１５の弁部１４の開閉動作に拘わらず、燃料ガスＧが常に流れていることになり、更に、そのリーク路３１に流れ込んだ燃料ガスＧは後述するリーク量調整弁３２を通じて吸気路４に供給されるので、弁部１４の開閉操作による脈動の発生が抑制される。よって、弁部１４を閉状態から開状態に変化させて、副室１７への燃料ガスＧの供給を開始したときには、脈動が抑制された弁室１３から副室１７に、安定且つ正確に燃料ガスＧが供給されることになる。

更に、リーク路３１の当該弁室１３とは反対側の端部は、吸気路４において比較的低圧望ましくは負圧になる過給機２９の上流側に接続されている。よって、主室１３に供給された燃料ガスＧを、供給ポンプ２０による供給圧力と吸気路４の過給機２９の上流側圧力との差圧により、リーク路３１にリークした燃料ガスＧは、良好に吸気路４に供給され、新気Ｉと共に主室１に吸気され燃焼に利用されることになる。
尚、本実施形態では、リーク路３１を吸気路４における過給機２９の上流側に接続したが、別に、リーク路３１を、燃料供給路２２における供給ポンプ２０の入口側などのような別の箇所に接続して、リーク路３１にリークした燃料ガスＧを燃焼に利用するように構成しても構わない。

更に、副室式エンジン１００では、上記リーク路３１とは別に、副室燃料供給弁１５のガイド部１２を伝って外部に漏れようとする燃料ガスＧについても、上記リーク路と同様に、吸気路４側に供給するための回収路３５が設けられているが、この回収路３５側にリークする燃料ガスＧの量は、上記リーク路３１側にリークする燃料ガスＧの量と比較して極僅かである。

リーク路３１には、弁室１３からの燃料ガスＧのリーク量を調整可能なリーク量調整弁３２が設けられており、更に、運転状態に基づいてリーク量調整弁３２を作動させて燃料ガスＧのリーク量を制御するリーク量制御手段３３がコンピュータからなるＥＣＵ（図示せず）が機能する形態で設けられている。
更に、複数具体的には２個のリーク量調整弁３２が、リーク路３１に並列配置されており、全てのリーク量調整弁３２の開度が同時に調整されることにより、リーク路３１を介した燃料ガスＧのリーク量が調整される。
よって、夫々のリーク量調整弁３２の調整幅及び調整精度が比較的小さくても、上記リーク量を比較的大幅且つ正確に調整することができる。

以上のように、副室式エンジン１００は、リーク量調整弁３２及びリーク量制御手段３３を備えることにより、副室１７への燃料ガスＧの供給量を運転状態に合った適切なものに維持することができる。
次に、かかるリーク量制御手段３３による具体的なリーク量の制御方法としての起動制御、暖機状態制御、負荷状態制御について、説明を加える。

〔起動制御〕
リーク量制御手段３３は、起動運転時において燃料ガスＧのリーク量を定常運転時よりも低減させる形態でリーク量を制御する起動制御を実行するように構成されている。
即ち、当該起動制御において、リーク量制御手段３３は、運転開始時点からの運転経過時間を起動情報として計測し、その運転経過時間が予め設定した設定時間未満である間を起動運転時と判定し、その運転経過時間が同設定時間以上であるときを定常運転時として判定する。
リーク量制御手段３３は、上記起動運転時において、上記定常運転時と比較して、上記リーク量調整弁３２の開度を縮小して、弁室１３からリーク路３１への燃料ガスＧのリーク量を低減させるので、結果、起動運転時における弁室１３から副室１７への燃料ガスＧの供給量が定常運転時よりも増加することになる。
従って、起動運転時には、副室１７において比較的高濃度の混合気が形成され、その高濃度の混合気が失火することなく安定して燃焼するので、暖機がスムーズに進行し、早期に定常運転に移行することができる。
一方、運転経過時間が設定時間に達した定常運転時には、副室１７においては、十分な暖機がなされている状態となるので、上記リーク量を増加させて副室１７への燃料ガスＧの供給量をできるだけ減少させることで、高効率化を図っても、副室１７において安定した混合気の燃焼状態を維持することができる。

〔暖機状態制御〕
リーク量制御手段３３は、冷間運転時において燃料ガスＧのリーク量を温間運転時よりも低減させる形態でリーク量を制御する暖気状態制御を実行するように構成されている。
即ち、当該暖気状態制御において、リーク量制御手段３３は、冷却水やエンジンオイルやシリンダブロックや外気等の温度を暖機状態情報として計測し、その温度が設定温度未満である間を上記冷間運転時として判定し、当該温度が設定温度以上である間を上記温間運転時として判定する。
リーク量制御手段３３は、上記冷間運転時において、上記温間運転時と比較して、上記リーク量調整弁３２の開度を縮小して、弁室１３からリーク路３１への燃料ガスＧのリーク量を低減させるので、結果、冷間運転時における弁室１３から副室１７への燃料ガスＧの供給量が温間運転時よりも増加することになる。
従って、冷間運転時には、副室１７において比較的高濃度の混合気が形成され、その高濃度の混合気が失火することなく安定して燃焼するので、暖機がスムーズに進行し、早期に温間運転に移行することができる。
一方、上記暖気状態情報としての温度が設定温度に達した温間運転時には、副室１７においては、十分な暖機がなされている状態となるので、上記リーク量を増加させて副室１７への燃料ガスＧの供給量をできるだけ減少させることで、高効率化を図っても、副室１７において安定した混合気の燃焼状態を維持することができる。

〔負荷状態制御〕
この副室式エンジン１００は、エンジン負荷に基づいて、調整弁２１及び調整弁２６を作動させ、副室燃料供給弁１５及びミキサ２８への燃料ガスＧの供給量を制御する所謂負荷制御を実行する。
即ち、当該負荷制御においては、エンジン負荷が高くなるほど、調整弁２１及び調整弁２６の開度が拡大され、副室燃料供給弁１５及びミキサ２８への燃料ガスＧの供給量を増加されるので、当該エンジン負荷に合った出力を取り出すことができる。しかし、このような負荷制御においては、エンジン負荷が高くなるほど、副室１７への燃料ガスＧの供給量が増加されるので、副室燃料供給弁１５の弁室１３において脈動が発生しやすくなる。
そこで、リーク量制御手段３３は、上記ような負荷制御を行うにあたり、高負荷運転時において燃料ガスＧのリーク量を低負荷運転時よりも増加させる形態でリーク量を制御する負荷状態制御を実行するように構成されている。
即ち、当該負荷状態制御において、リーク量制御手段３３は、エンジン回転数やトルク等のエンジン負荷を求めるための負荷状態情報を計測し、その負荷状態情報から求めたエンジン負荷が予め設定した設定負荷以上である間を高負荷運転時と判定し、そのエンジン負荷が同設定時間未満であるときを低負荷運転時として判定する。
リーク量制御手段３３は、上記高負荷運転時において、上記低負荷運転時と比較して、上記リーク量調整弁３２の開度を拡大して、弁室１３からリーク路３１への燃料ガスＧのリーク量を増加させるので、結果、副室燃料供給弁１５の弁室１３における脈動が適切に抑制されることになる。
従って、副室１７への燃料ガスＧの供給量が増加される高負荷運転時には、脈動が適切に抑制された弁室１３から安定且つ正確に燃料ガスＧが副室１７に供給され、燃料ガスＧの供給量の変動によるエンジン性能の大幅な悪化が防止されることになる。
一方、副室１７への燃料ガスＧの供給量が減少される低負荷運転時には、弁室１３において脈動が発生し難いことから、燃料ガスＧのリーク路３１へのリーク量が減少されて、燃料ガスＧを供給するための供給ポンプ２０による動力の浪費が抑制されながら、弁室１３から安定且つ正確に燃料ガスＧが副室１７に供給されることになる。

〔別実施形態〕
（１）本発明に係る副室式エンジンは、上記実施形態で説明したように、都市ガス等の気体の燃料ガスを利用する場合に優れた効果を発揮するものであり、このような燃料ガスとしては、上記都市ガス以外に水素やプロパン等のＣＯやＨ2を主成分とする炭化水素以外の気体燃料がある。

本発明に係る副室式エンジンは、副室への燃料ガスの供給を安定且つ正確に行って、高効率化を実現するためのエンジンの運転条件下で運転してもエンジン性能の大幅な悪化を防止できる副室式エンジンとして有効に利用可能である。

副室式エンジンの部分立断面図

符号の説明

１：主室
４：吸気路
９：排気路
１３：弁室
１４：弁部
１５：副室燃料供給弁
１７：副室
１８：噴孔
２２：副室燃料供給路
３１：リーク路
３２：リーク量調整弁
３３：リーク量制御手段
１００：副室式エンジン
Ａ：空気
Ｅ：排ガス
Ｆ：火炎ジェット
Ｇ：燃料ガス
Ｉ：新気

Claims (6)

1. 燃焼室として、ピストンに面する主室と、当該主室に噴孔を介して連通する副室とを備えると共に、
   弁室に供給された燃料ガスを、弁部を通じて前記副室に供給する副室燃料供給弁を備えた副室式エンジンであって、
   前記副室燃料供給弁の弁室から燃料ガスをリークさせるリーク路を備え、
   前記リーク路に、前記弁室からの燃料ガスのリーク量を調整可能なリーク量調整弁を備え、
   運転開始時点からの運転経過時間が予め設定された設定時間未満である起動運転時か否か、冷却水とエンジンオイルとシリンダブロックと外気の何れか一つの温度が予め設定された設定温度未満である冷間運転時か否か、低負荷運転時か否かの何れかの運転状態に基づいて前記リーク量調整弁の開度を調整して前記燃料ガスのリーク量を制御するリーク量制御手段を備えた副室式エンジン。
2. 前記リーク路が、前記弁室からリークさせた燃料ガスを燃料供給路又は吸気路に供給するように接続されている請求項１に記載の副室式エンジン。
3. 前記リーク量制御手段が、前記起動運転時において前記燃料ガスのリーク量を定常運転時よりも低減させる形態で前記リーク量を制御する請求項１又は２に記載の副室式エンジン。
4. 前記リーク量制御手段が、前記冷間運転時において前記燃料ガスのリーク量を温間運転時よりも低減させる形態で前記リーク量を制御する請求項１又は２に記載の副室式エンジン。
5. 前記低負荷運転時よりも高負荷運転時において燃料供給量を増加させる負荷制御を実行するように構成され、
   前記リーク量制御手段が、前記高負荷運転時において前記燃料ガスのリーク量を前記低負荷運転時よりも増加させる形態で前記リーク量を制御する請求項１〜４の何れか一項に記載の副室式エンジン。
6. 前記リーク量調整弁の複数が、前記リーク路に並列配置されている請求項１〜５の何れか一項に記載の副室式エンジン。

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