JPH0281925A - 副室式ガス機関 - Google Patents
副室式ガス機関Info
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- JPH0281925A JPH0281925A JP23459988A JP23459988A JPH0281925A JP H0281925 A JPH0281925 A JP H0281925A JP 23459988 A JP23459988 A JP 23459988A JP 23459988 A JP23459988 A JP 23459988A JP H0281925 A JPH0281925 A JP H0281925A
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば発電機の駆動用に使用される副室式ガ
ス機関の副室の形状に関するものである。
ス機関の副室の形状に関するものである。
（従来技術及びその問題点）
この種の副室式ガス機関は第５図に示すように、主燃焼
室１０に連続して副室１２を設け、主燃焼室１０には吸
気通路１４から流通する稀薄混合気を供給し、副室１２
にはガス管１８から供給されるガス燃料で濃厚混合気を
形成し、点火プラグ２０でまず副室１２内の濃厚混合気
に点火して主燃焼室１０内の稀薄混合気をも燃焼し、低
燃費と低公害を両立するようにしている。
室１０に連続して副室１２を設け、主燃焼室１０には吸
気通路１４から流通する稀薄混合気を供給し、副室１２
にはガス管１８から供給されるガス燃料で濃厚混合気を
形成し、点火プラグ２０でまず副室１２内の濃厚混合気
に点火して主燃焼室１０内の稀薄混合気をも燃焼し、低
燃費と低公害を両立するようにしている。
なお、１５はガスレギュレーター １６はスロットル弁
、１７はミキサー １９は点火装置、２１は潤滑油バイ
ブ、２３はポンプ、２５は吸気弁、２６は排気弁である
。ガス管１８の途中には副室１２内の負圧で開弁し、正
圧で閉弁するチエツク弁２４が介装されている。このチ
ー’ｃ ツク弁２４については本件出願人による特願昭
８２−３７９４６号に詳しく３己載してある。
、１７はミキサー １９は点火装置、２１は潤滑油バイ
ブ、２３はポンプ、２５は吸気弁、２６は排気弁である
。ガス管１８の途中には副室１２内の負圧で開弁し、正
圧で閉弁するチエツク弁２４が介装されている。このチ
ー’ｃ ツク弁２４については本件出願人による特願昭
８２−３７９４６号に詳しく３己載してある。
ところで、以上のような副室式ガス機関を大型化して行
くと、機関の大型化に伴って副室１２内の混合気の流速
が速すぎて、副室１２内の混合気に点火し難くなる。
くと、機関の大型化に伴って副室１２内の混合気の流速
が速すぎて、副室１２内の混合気に点火し難くなる。
本件に関連する先行技術としては、特公昭５５−１４７
４９号がある。
４９号がある。
（発明の目的）
本発明は、副室式ガス機関において、副室内の混合気の
点火性を改善できる副室式ガス機関の副室の形状を提供
することを目的としている〇（発明の１１隻成） （１）技術的手段 本発明は、主燃焼室に連続して副室を設け、主燃焼室に
稀薄１１シ合気を供給する吸気通路を設け、副室にガス
燃料による濃厚混合気を形成するガス管を設け、点火プ
ラグで先に副室内の濃厚混合気に点火した後に主燃焼室
内の稀薄混合気をも燃焼するようにした副室式ガス機関
において、副室の断面積を主燃焼室側に向かって漸次狭
めるように形成したことを特徴とする副室式ガス機関で
ある。
点火性を改善できる副室式ガス機関の副室の形状を提供
することを目的としている〇（発明の１１隻成） （１）技術的手段 本発明は、主燃焼室に連続して副室を設け、主燃焼室に
稀薄１１シ合気を供給する吸気通路を設け、副室にガス
燃料による濃厚混合気を形成するガス管を設け、点火プ
ラグで先に副室内の濃厚混合気に点火した後に主燃焼室
内の稀薄混合気をも燃焼するようにした副室式ガス機関
において、副室の断面積を主燃焼室側に向かって漸次狭
めるように形成したことを特徴とする副室式ガス機関で
ある。
（２）作用
副室の断面積が主燃焼室側に向かって漸次狭められるよ
うになっているので、副室内の混合気の流れで循環域が
生じることによって、良好な混合気が形成され、点火性
が向上する。
うになっているので、副室内の混合気の流れで循環域が
生じることによって、良好な混合気が形成され、点火性
が向上する。
（実施例）
本発明を採用したシリンダ径が１００ｍｍ以上の大型副
室式ガス機関の要部を示す第１図において、第５図と同
一の符号で示した部分は同一または相当部分を示す。
室式ガス機関の要部を示す第１図において、第５図と同
一の符号で示した部分は同一または相当部分を示す。
第１図中で、シリンダヘッド３０には副室本体３１がパ
ツキン３２を介して螺合している。副室本体３１の上端
にはスリーブ３３が溶接してあり、スリーブ３３には前
記点火プラグ２０、チエツクバルブ２４を設けである。
ツキン３２を介して螺合している。副室本体３１の上端
にはスリーブ３３が溶接してあり、スリーブ３３には前
記点火プラグ２０、チエツクバルブ２４を設けである。
チエツクバルブ２４で開閉されるガス通路１８の下端部
３４は副室本体３１の中心線に対して傾斜して１２に連
通している。副室本体３１の周囲には冷却水通路３５を
形成してあり、冷却水通路３５は副室本体３１の通路３
６に連通している。
３４は副室本体３１の中心線に対して傾斜して１２に連
通している。副室本体３１の周囲には冷却水通路３５を
形成してあり、冷却水通路３５は副室本体３１の通路３
６に連通している。
副室１２を形成する副室本体３１の内面４０の形状は、
円筒面４１、テーパー而４２からなる略逆円錐形をなし
ている。テーパー而４２の下端は円形断面の通路４３に
連続し、通路４３は例えば３木の孔４４に連通している
。
円筒面４１、テーパー而４２からなる略逆円錐形をなし
ている。テーパー而４２の下端は円形断面の通路４３に
連続し、通路４３は例えば３木の孔４４に連通している
。
副室１２の高さ（長さ）をＬ１円筒面４１の直径をＤ１
テーパー面４２の下端の直径をｄとすると、内面４０の
形状は、 ｄ／Ｄ−０，３・・・（１） Ｌ／Ｄ−１，５〜２．０ −（２） に設定してある。（１）式は圧縮行程時に副室１２内の
ガスと主室１０の稀薄４１合気が良好に混合するための
条件であり、（２）式は副室１２内でのガス燃料と吸気
との混合および燃焼、火炎伝播を良好にするための条件
である。
テーパー面４２の下端の直径をｄとすると、内面４０の
形状は、 ｄ／Ｄ−０，３・・・（１） Ｌ／Ｄ−１，５〜２．０ −（２） に設定してある。（１）式は圧縮行程時に副室１２内の
ガスと主室１０の稀薄４１合気が良好に混合するための
条件であり、（２）式は副室１２内でのガス燃料と吸気
との混合および燃焼、火炎伝播を良好にするための条件
である。
なお、本発明の副室１２は第１図の場合に限らず、円筒
面４１の高さは適宜に調整できるし、円筒面４１を設け
ずに副室１２のＬにわたってテーパー而４２を形成する
こともできる。
面４１の高さは適宜に調整できるし、円筒面４１を設け
ずに副室１２のＬにわたってテーパー而４２を形成する
こともできる。
以上の構成によると、副室式ガス機関の吸入行程では主
室１０の負圧で副室１２内にガス管１８からガス燃料が
流れ込む。次に圧縮行程に移ると、主室１０内の稀薄混
合気が圧縮されて孔４４、通路４３を逆流して副室１２
へ流れ込み、副室１２内に充満しているガス燃料と稀薄
混合気が混合する。稀薄混合気の流れは流速ｖ ｍｉｓ
で通路４３がら副室１２へ流れ込む。
室１０の負圧で副室１２内にガス管１８からガス燃料が
流れ込む。次に圧縮行程に移ると、主室１０内の稀薄混
合気が圧縮されて孔４４、通路４３を逆流して副室１２
へ流れ込み、副室１２内に充満しているガス燃料と稀薄
混合気が混合する。稀薄混合気の流れは流速ｖ ｍｉｓ
で通路４３がら副室１２へ流れ込む。
この流速ｖＩｌ／ｓは燃焼状態に影響を与える。流速ｖ
ｔａｇｓに対する燃費ｆ ＭＪ／ＫＷｈの変化を示す
第２図に示すように、ｖ ｍ ｌｌ３０ｍ／ｓ以上では
吹き消えのために石火せず、ｖ ＝ ３０ｍ／ｓ以ドで
は燃焼変動が大きく燃焼が続かない。第２図の特性Ｘ１
がらＶ−９０ｍ／ｓ程度の領域で燃費ｆ ＭＪ／ＫＷｈ
が最もよくなる。
ｔａｇｓに対する燃費ｆ ＭＪ／ＫＷｈの変化を示す
第２図に示すように、ｖ ｍ ｌｌ３０ｍ／ｓ以上では
吹き消えのために石火せず、ｖ ＝ ３０ｍ／ｓ以ドで
は燃焼変動が大きく燃焼が続かない。第２図の特性Ｘ１
がらＶ−９０ｍ／ｓ程度の領域で燃費ｆ ＭＪ／ＫＷｈ
が最もよくなる。
以上のように通路４３から流速ｖ ｆｆｌ／ｓで流れ込
む圧縮行程での稀薄混合気の流れは噴流と見なすことが
でき、この噴流で副室１２内に良好なｌ層厚混合気を形
成し得るように詳しくは後述する形状に副室１２の内面
４０を形成してある。
む圧縮行程での稀薄混合気の流れは噴流と見なすことが
でき、この噴流で副室１２内に良好なｌ層厚混合気を形
成し得るように詳しくは後述する形状に副室１２の内面
４０を形成してある。
まず、副室１２内の全域にわたって通路４３からの噴流
で良好な濃厚混合気が発生するための条件、すなわち前
記（１）式の根拠を説明する。文献ＴＵＲＢＬＩＬＩＥ
ＮＴ ＪＩＥＴＳ（Ｎ、Ｒａｊａｒａｔｎａｍ著、 Ｉ
Ｅｌｓｅｒｖｌｅｒ５ｅｌｓｎｔｉｒｉｃ Ｐｕｂｉ
ｌｓｈｌｎｇ ＣｏＬｌｐａｎｙ、Ａｍ５ｔｅｒｄａ
ｌＱ。
で良好な濃厚混合気が発生するための条件、すなわち前
記（１）式の根拠を説明する。文献ＴＵＲＢＬＩＬＩＥ
ＮＴ ＪＩＥＴＳ（Ｎ、Ｒａｊａｒａｔｎａｍ著、 Ｉ
Ｅｌｓｅｒｖｌｅｒ５ｅｌｓｎｔｉｒｉｃ Ｐｕｂｉ
ｌｓｈｌｎｇ ＣｏＬｌｐａｎｙ、Ａｍ５ｔｅｒｄａ
ｌＱ。
１９７６年発行）によると、噴流の流ｆｆ１Ｗは、噴流
が円筒状の管路を流れると仮定すると、 μ：夫ｉ Ｖ−ねり、ｋ＞”１シしへ〇ラメーラ 日 １才になり
、係数Ｃｔによって高領域の大きさが決定することにな
る。なお、ｍは係数ＣｔとともにＣｕｒｔｅｄ ａｎｄ
Ｒｌｃｏｎが１９６４年に定義した係数で、無次元パ
ラメータＨが（３）式に変型されるように設定した係数
である。この係数ＣＬは噴流で生じる再循環域の大きさ
を決定する係数である。前述の文献によると、ＣＬ−０
，３で高領域が管内−杯になる。
が円筒状の管路を流れると仮定すると、 μ：夫ｉ Ｖ−ねり、ｋ＞”１シしへ〇ラメーラ 日 １才になり
、係数Ｃｔによって高領域の大きさが決定することにな
る。なお、ｍは係数ＣｔとともにＣｕｒｔｅｄ ａｎｄ
Ｒｌｃｏｎが１９６４年に定義した係数で、無次元パ
ラメータＨが（３）式に変型されるように設定した係数
である。この係数ＣＬは噴流で生じる再循環域の大きさ
を決定する係数である。前述の文献によると、ＣＬ−０
，３で高領域が管内−杯になる。
一方１ｎｇｅｒｓｏｌ １−Ｒａｎｄ社が１９８４年Ａ
ＳＭ［Ｅ ｐａｐｅｒに発表した論文によると、無限長
管における再循環に要する流量Ｍ「は、 ５Ａ ミ、せ、に時罪 ８ＤＣ−１万Ｌ−ｇ １；゛ こ 廖）Ｆ；ノｉ ぬ置スｏ−）−Σえべ 色土 で表現でき、（４）式で係数Ｃｔは、 ２ −１／２ ＣＬ −［（Ｄ／ｄ） ｌ／２ ］として、簡略化
して表現できる。したがって、Ｃｔ−０，３としてｄ／
Ｄの値を求めると、ｄ／Ｄ→０．３ を得る。
ＳＭ［Ｅ ｐａｐｅｒに発表した論文によると、無限長
管における再循環に要する流量Ｍ「は、 ５Ａ ミ、せ、に時罪 ８ＤＣ−１万Ｌ−ｇ １；゛ こ 廖）Ｆ；ノｉ ぬ置スｏ−）−Σえべ 色土 で表現でき、（４）式で係数Ｃｔは、 ２ −１／２ ＣＬ −［（Ｄ／ｄ） ｌ／２ ］として、簡略化
して表現できる。したがって、Ｃｔ−０，３としてｄ／
Ｄの値を求めると、ｄ／Ｄ→０．３ を得る。
第１図の副室式ガス機関（シリンダ径１００ｍｍ以上）
による実験では、係数Ｃｔに対する燃費ｆＭＪ／ＫＷｈ
のグラフである第３図に示すように、特性Ｘ２のように
Ｃｔ−０，３で燃費ｆが最小になる。
による実験では、係数Ｃｔに対する燃費ｆＭＪ／ＫＷｈ
のグラフである第３図に示すように、特性Ｘ２のように
Ｃｔ−０，３で燃費ｆが最小になる。
次に、（２）式の条件について説明する。文献ＴＵＩ？
ＢＵＬＥＮＴ ＪＥＴＳによると第４図に示すように直
径りの円筒状管路で軸対称管内流によって高領域が発生
する長さをＬとすると、Ｂｃｃｋｃｒ ａｔ ａｔの実
験による特性Ｘ ３ 、Ｃｕｒｔｅｔ ａｎｄ Ｂａｒ
ｃｈｊｌｏｎによる特性Ｘ４ 、Ｈｉｌ＋による特性Ｘ
５の領域Ｒで高領域になることが解る。ここで、係数Ｃ
ｔ−０，３の場合には、前記特性Ｘ３との交点Ｐ１のＬ
／Ｄ−１，５から特性Ｘ５との交点Ｐ２のＬ／Ｄ−２，
０迄の範囲で高領域が発生することになる。したがつて
、Ｌ ／ Ｄ −１，５〜２．０の範囲で良好な混合気
が得られ、それ以外の範囲では混合不良になることが解
る。
ＢＵＬＥＮＴ ＪＥＴＳによると第４図に示すように直
径りの円筒状管路で軸対称管内流によって高領域が発生
する長さをＬとすると、Ｂｃｃｋｃｒ ａｔ ａｔの実
験による特性Ｘ ３ 、Ｃｕｒｔｅｔ ａｎｄ Ｂａｒ
ｃｈｊｌｏｎによる特性Ｘ４ 、Ｈｉｌ＋による特性Ｘ
５の領域Ｒで高領域になることが解る。ここで、係数Ｃ
ｔ−０，３の場合には、前記特性Ｘ３との交点Ｐ１のＬ
／Ｄ−１，５から特性Ｘ５との交点Ｐ２のＬ／Ｄ−２，
０迄の範囲で高領域が発生することになる。したがつて
、Ｌ ／ Ｄ −１，５〜２．０の範囲で良好な混合気
が得られ、それ以外の範囲では混合不良になることが解
る。
また、本件発明者による実験によると、Ｌ／Ｄの値が１
．５以下では混合不良になり、Ｌ／Ｄの値が２．０以上
では副室１２の火炎が主室１０に到達する迄に時間がか
かり過ぎ、燃焼不良が発生する。
．５以下では混合不良になり、Ｌ／Ｄの値が２．０以上
では副室１２の火炎が主室１０に到達する迄に時間がか
かり過ぎ、燃焼不良が発生する。
したがって、シリンダ径が１００ｍｍ以上の大型機関で
も前記（２）式の範囲で燃焼が良好になる。
も前記（２）式の範囲で燃焼が良好になる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明による副室式ガス機関では次
の効果を奏する。
の効果を奏する。
第１．濱求項では、副室１２の断面積を主燃焼室側に向
かって漸次狭めるように形成したので、副室１２内に流
れ込む噴流の流速が適当になり、シリンダ径が１００ｍ
ｍ以上の大型機関でも、副室１２の燃焼状態が良好にな
る。その理由は、副室１２を円筒形にすると、高速、大
型機関では噴流が流入するスロート部での流速が速くな
り、吹き消えが起こる。しかし、副室１２の断面積を主
燃焼室側に向かって漸次狭めるように形成すると、副室
容積が小さくなって、スロート部の噴流速度が遅くなり
、吹き消えが発生しない。なお、副室１２を主燃焼室側
に向かって漸次狭めるように形成しても、混合気の形成
が良好であることは本件発明者による実験で確認されて
いる。
かって漸次狭めるように形成したので、副室１２内に流
れ込む噴流の流速が適当になり、シリンダ径が１００ｍ
ｍ以上の大型機関でも、副室１２の燃焼状態が良好にな
る。その理由は、副室１２を円筒形にすると、高速、大
型機関では噴流が流入するスロート部での流速が速くな
り、吹き消えが起こる。しかし、副室１２の断面積を主
燃焼室側に向かって漸次狭めるように形成すると、副室
容積が小さくなって、スロート部の噴流速度が遅くなり
、吹き消えが発生しない。なお、副室１２を主燃焼室側
に向かって漸次狭めるように形成しても、混合気の形成
が良好であることは本件発明者による実験で確認されて
いる。
第２請求項では、第１図に示すように、ｄ ／ Ｄ −
０，３・・・（１） Ｌ／Ｄ−１，５〜２．０ ・・・（２）に設定したの
で、（１）式によって副室１２内の濃厚混合気と主室１
０の稀薄混合気を良好に混合することができ、（２）式
によって副室１２内でのガス燃料と吸気との混合および
燃焼、火炎伝播を良好にすることができる。
０，３・・・（１） Ｌ／Ｄ−１，５〜２．０ ・・・（２）に設定したの
で、（１）式によって副室１２内の濃厚混合気と主室１
０の稀薄混合気を良好に混合することができ、（２）式
によって副室１２内でのガス燃料と吸気との混合および
燃焼、火炎伝播を良好にすることができる。
第１図は本発明を採用した副室式ガス機関の要部を示す
縦断面部分図、第２図は噴流の流速−燃費のグラフ、第
３図は係数Ｃｔ−燃費のグラフ、第４図は係数Ｃｔ−係
数Ｌ／Ｄのグラフ、第５図は従来例の構造略図である。 １０・・・主室、１２・・・副室、１４・・・吸気通路
、１８・・・ガス管、２０・・・点火プラグ、４０・・
・内面、４１・・・円筒面、４２・・・テーパー面
縦断面部分図、第２図は噴流の流速−燃費のグラフ、第
３図は係数Ｃｔ−燃費のグラフ、第４図は係数Ｃｔ−係
数Ｌ／Ｄのグラフ、第５図は従来例の構造略図である。 １０・・・主室、１２・・・副室、１４・・・吸気通路
、１８・・・ガス管、２０・・・点火プラグ、４０・・
・内面、４１・・・円筒面、４２・・・テーパー面
Claims (2)
- （１）主燃焼室に連続して副室を設け、主燃焼室に稀薄
混合気を供給する吸気通路を設け、副室にガス燃料によ
る濃厚混合気を形成するガス管を設け、点火プラグで先
に副室内の濃厚混合気に点火した後に主燃焼室内の稀薄
混合気をも燃焼するようにした副室式ガス機関において
、副室の断面積を主燃焼室側に向かって漸次狭めるよう
に形成したことを特徴とする副室式ガス機関。 - （２）副室の長さをＬ、副室の最大直径をＤ、最小直径
をｄとした時に、ｄ／Ｄの値を略０．３に設定し、且つ
Ｌ／Ｄの値を１．５〜２．０に設定してある特許請求の
範囲第１項記載の副室式ガス機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63234599A JP2736659B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 副室式ガス機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63234599A JP2736659B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 副室式ガス機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0281925A true JPH0281925A (ja) | 1990-03-22 |
| JP2736659B2 JP2736659B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=16973559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63234599A Expired - Fee Related JP2736659B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 副室式ガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2736659B2 (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2004099584A1 (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-18 | Yanmar Co. Ltd. | 副室式ガス機関の燃焼室構造及び副室式ガス機関 |
| JP2005090381A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Niigata Power Systems Co Ltd | パイロット油着火ガスエンジン |
| JP2015063991A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | ゲーエー ジェンバッハー ゲーエムベーハー アンド コー オーゲー | シリンダヘッドと副燃焼室システムを含んだ構造体 |
| WO2021153275A1 (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | 株式会社デンソー | 点火システム |
| JP2021116805A (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社デンソー | 点火システム |
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-
1988
- 1988-09-19 JP JP63234599A patent/JP2736659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2021153275A1 (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | 株式会社デンソー | 点火システム |
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