JPH07229425A - 水噴射式ディーゼル機関 - Google Patents
水噴射式ディーゼル機関Info
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Abstract
ディーゼル機関において、水の噴霧を燃料噴霧の高温域
に到達可能として、燃焼温度を低下させNOxの発生を
抑制する。 【構成】 燃料噴射弁と水噴射弁とをシリンダカバーの
上壁と側壁とに分けて設け、燃料噴霧の高温域に水の噴
霧を直角方向から混合させるようにして燃焼温度を低下
させ、NOxを低減する。
Description
関、特に水噴射装置を有する舶用大型ディーゼル機関に
関する。
ガス中の窒素酸化物(NOx)低減のため、燃料と水と
を燃焼室内に噴射する水噴射システムが採用されつつあ
る。図3に従来の水噴射式大型2サイクルディーゼル機
関の1例を示す。図において1はシリンダカバー、2は
シリンダライナー、3はピストン、4は前記シリンダカ
バー1、シリンダライナ2及びピストン3の上面により
区画形成される燃焼室、5は排気弁箱である。
られた高圧燃料を燃焼室4内に噴射する燃料噴射弁、1
1は水ポンプ(図示せず)から送られた水を燃焼室4内
に適当なタイミングで噴射する水噴射弁である。
燃料噴射弁10及び水噴射弁11は、シリンダカバー1
の上壁1aに設けられた取付穴にそれぞれ複数個装着さ
れる。図4及び図5に、燃料噴射弁10−1〜10−3
及び水噴射弁11−1〜11−3をそれぞれ3個設けた
場合を示す。
噴射弁11−1〜11−3は、図5に示すように、平面
方向位置(シリンダ中心線100に直角な平面の位置)
において、各噴射弁毎に円周方向等間隔に配設され、各
燃料噴射弁10−1〜10−3からの燃料噴霧F1 〜F
3 に向けて水噴射弁11−1〜11−3からの水が噴射
される(水の噴霧をW1 〜W3 で示す)ようになってい
る。
弁10−1〜10−3及び水噴射弁11−1〜11−3
を配置した従来の水噴射式ディーゼル機関においては、
次のような問題点がある。
噴射弁11−1〜11−3とは、図5に示すように、燃
料噴霧F1 に向けてこれと同方向に水が噴射されるよ
う、各燃料噴射弁10−1〜10−3の下流側に水噴射
弁11−1〜11−3が配設されている。このため、図
4及び図5に示すように、水の噴霧W1 が、NOx発生
の促進域である燃料噴霧F1 の先端の高温噴霧域に到達
し得ず、先端部よりも低温の噴霧の中央部までにとどま
り、水噴射の降温作用による充分なNOx低減効果が得
られない。
と水噴射弁とを合せて4本以上の噴射弁を装着用の取付
穴を設ける必要があるため、シリンダカバーの強度が低
下し、構造も複雑化する。
霧域に到達し得るようにしてNOxの低減効果を向上す
るとともに、噴射弁の装着によるシリンダカバーの強度
低下を防止するにある。
燃焼室壁側面からシリンダ中心線にほぼ直角方向に燃料
が噴射されるように配置するとともに、水噴射弁を燃焼
室上面から燃料とほぼ直交する方向に水が噴射されるよ
うに配置したことを特徴としている。
面からシリンダ中心線とほぼ平行方向に燃料が噴射され
るように配置するとともに、水噴射弁を燃料の噴射方向
にほぼ直交する方向に水が噴射されるように配置したこ
とを第二の特徴としている。
噴射弁から噴射される水噴霧の方向とがほぼ直角方向と
なるので、燃料噴霧の先端部の高温域に水の噴霧を容易
に到達させることができ、この高温部を速やかに降温さ
せることが可能となり、これによりNOxの生成が抑制
される。
バーの上壁と側壁とに分けて設置できるので、各噴射弁
の円周方向取付ピッチを広くすることが可能となり、噴
射弁の取付穴が集中することがなく、シリンダカバーの
強度低下を防止することができるとともに、構造も簡
単、コンパクトになる。
説明する。図1は本発明に係る水噴射式2サイクルディ
ーゼル機関の第1実施例の燃焼室周りの断面図、図2は
噴射弁の配置を示すシリンダ中心線に直角な平面図であ
る。
ンダライナ、3はピストン、4は前記シリンダカバー1
の上壁1a、側壁1b、シリンダライナ2及ピストン3
の上面により区画形成される燃焼室、5は排気弁箱、1
00はシリンダ中心である。
ポンプ(図示せず)から送られた高圧燃料を燃焼室4内
に噴射する燃料噴射弁、11−1,11−2,11−3
は水ポンプ(図示せず)から送られた水を燃焼室4内に
後述するタイミングで噴射する水噴射弁である。
リンダカバー1の側壁1bに円周方向等間隔に複数個
(この実施例では3個)配設され、シリンダカバーの燃
焼室側面1dからシリンダ中心線100にほぼ直角方向
に燃料を噴射するように取付けられる。
シリンダカバー1の上壁1aに円周方向等間隔に燃料噴
射弁10−1〜10−3と同数個(この実施例の場合は
3個)配設され、シリンダカバーの燃焼室上面1cか
ら、前記燃料噴射弁10−1〜10−3からの燃料の噴
射方向とほぼ直角方向即ちシリンダ中心線100にほぼ
平行な方向に水を噴射し、水の噴霧が燃料の噴霧の先端
高温域に衝突するように取付けられる。
噴射弁11−1〜11−3の具体的構造は省略したが、
複数個の噴孔を有するノズルチップと針弁ばねにより開
弁圧が設定されて噴孔への燃料通路を開閉する針弁とを
有する公知の自動弁式噴射弁を用いればよい。
ル機関の作用について説明する。燃料噴射ポンプ(図示
せず)から所定の噴射タイミングで送られた高圧燃料が
燃料噴射弁10−1〜10−3から燃焼室4内に噴射さ
れると、該燃料噴射弁10−1〜10−3からの噴霧F
1 ,F2 ,F3 はシリンダ中心線100にほぼ直角方向
に発達する。
水噴射弁11−1〜11−3より水を前記燃料噴射弁1
0−1〜10−3からの燃料の噴射方向と略直角方向即
ちシリンダ中心線100とほぼ平行な方向に噴射する。
−3から噴射される水の噴霧W1 〜W3 は、図1,図2
に示すように、燃料噴射弁10−1〜10−3から噴射
されシリンダ中心100にほぼ直角方向に発達した燃料
噴霧F1 〜F3 の先端高温域にほぼ直角方向に到達する
こととなり、この高温域を速やかに降温させる。これに
より燃焼最高温度が低下し、NOxの生成が抑制され
る。
ては、図1,図2に示す第1実施例とは逆に、燃料噴射
弁10−1,10−2,10−3をシリンダカバーの上
壁1aに、シリンダカバーの燃焼室上面1cからシリン
ダ中心にほぼ平行な方向に燃料が噴射されるように配設
するとともに、水噴射弁11−1,11−2,11−3
をシリンダカバーの側壁1bに、シリンダカバーの燃焼
室側面1dから燃料とほぼ直角方向に水が噴射されるよ
うに配設する。この場合の作用効果は前記第1実施例と
同様である。
1〜10−3と水噴射弁11−1〜11−3とを各3個
設けたが、各噴射弁が同数個であれば個数は前記に限定
されない。
燃料噴霧の直角方向から水の噴霧が交叉するので、燃料
の高温噴霧域に水の噴霧を到達させるのが容易となり、
高温部を速やかに降温させることができ、燃焼温度全体
を低下することができる。これによりNOxの低減をな
し得ることができる。
て燃料噴射弁及び水噴射弁を設置するので、噴射弁取付
穴の加工部が集中することがなくなり、シリンダカバー
の強度低下が防止されるとともに構造が簡単化される。
機関の燃焼室周りの断面図。
図。
室周りの断面図。
…水噴射弁、1…シリンダカバー、1a…シリンダカバ
ーの上壁、1b…シリンダカバーの側壁、1c…燃焼室
上面、1d…燃焼室側面、2…シリンダライナ、3…ピ
ストン、4…燃焼室。
Claims (2)
- 【請求項1】 シリンダカバーに燃料噴射弁と水噴射弁
とを併設してなるディーゼル機関において、前記燃料噴
射弁は、燃料をシリンダカバーの燃焼室側面からシリン
ダ中心線に関してほぼ直角方向に噴射するようにシリン
ダカバーの側壁に装着されるとともに、前記水噴射弁
は、水をシリンダカバーの燃焼室上面から前記燃料の噴
射方向にほぼ直交する方向に噴射するようにシリンダカ
バーの上壁に装着されてなることを特徴とする水噴射式
ディーゼル機関。 - 【請求項2】 シリンダカバーに燃料噴射弁と水噴射弁
とを併設してなるディーゼル機関において、前記燃料噴
射弁は、燃料をシリンダカバーの燃焼室上面からシリン
ダ中心線とほぼ平行方向に噴射するようにシリンダカバ
ーの上壁に装着されるとともに、前記水噴射弁は、水を
シリンダカバーの燃焼室側面から前記燃料の噴射方向に
ほぼ直交する方向に噴射するようにシリンダカバーの側
壁に装着されてなることを特徴とする水噴射式ディーゼ
ル機関。
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