JPS63109237A - ガス噴射機関 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、シリンダ室内に空気のみを吸い込んで高圧に
圧縮し、ここに燃料油に代えて燃料ガスを噴射し、これ
を燃焼させることによって動作する新規なガス噴射機関
に関する。

〈従来の技術〉 周知のように、気化器で作られたガソリンと空気の混合
気を、シリンダ内に吸入し圧縮した後、点火プラグで爆
発させて動力を得るガソリン機関に代わって、石油危機
以降の燃料事情の変遷に伴い、ＬＮＧ等の燃料ガスと空
気の混合気を同様にシリンダ内で爆発させて動力を得る
いイつゆるガス機関が盛んに用いられるようになった。

また、このガス機関の点火プラグをなくし、圧縮行程の
上死点近傍でディーゼル機関の如く少量の燃料油を噴射
させて、これを火種として上記燃料ガスと空気の混合気
を爆発させるいわゆるデュアルツユエル機関が知られて
いる。

ところが、上記ガス機関もデュアルツユエル機関も、混
合気を圧縮する方式であるので、ノックを防止するため
に圧縮比を大きくとることができず、シリンダの平均有
効圧カ月Ｏｋｇ／ｃｙｔｒ’と空気を圧縮するディーゼ
ル機関のそれ（１５〜２０に９７ａｍ’）に比して低く
、熱効率が低いという欠点がある。そこで、この欠点を
解消するため、最近、第３図に示すようなデュアルツユ
エル機関が提案されるに至った。このデュアルツユエル
機関は、ンリンダ室ｌＯ内に燃料ガスＦＣと火種用の燃
料油ＦＯの両方を噴射する噴射ノズル１１をシリンダヘ
ッド１２に装着し、この噴射ノズル１１に燃料ガスと燃
料油を夫々高圧で供給する図示しない２つの燃料供給系
を備えてなる。そして、吸入行程（ａ）で吸気弁１３を
開いてシリンダ室ＩＯ内に矢印Ａの如く空気のみを吸い
込み、圧縮行程（ｂ）でこの空気を高圧に圧縮して昇温
させ、（Ｃ）に示すようにピストン１４の上死点近傍で
噴射ノズル１１からまず燃料油ＦＯを続いてＬＮＧ等の
燃料ガスＦＣを夫々高圧で噴射して、これら燃料を着火
・爆発させ、排気行程（ｄ）で排気弁１５を開いて燃焼
ガスを矢印Ｂの如く排出して、ディーゼル機関と同等の
熱効率を達成している。

〈発明が解決しにうとする問題点〉 しかし、上記従来のデュアルツユエル機関は、燃料とし
て燃料ガスと燃料油を併用しているため、燃料カス用の
高圧（２５０〜３００気圧）圧縮機。

冷却器１分離器に加えて燃料油側の高圧噴射ポンプが必
要なうえ、燃料ガスと燃料油の噴射量比を調整する機構
や２系統の燃料供給配管が必要になって、機関の構造が
複雑になり、製造コストが上昇するという欠点がある。

また、最大の欠点は、このデュアルツユエル機関を搭載
する船舶等では、大きな空間を占める燃料油タンクを設
けなければならず、定期的に給油しなければならないこ
とであり、特に船舶の場合は、影響が大きい。

そこで、本発明の目的は、火種に燃料油を用いず、燃料
を燃料ガスのみの１系統として、燃料油タンクや給油の
必要がなく、機関の構造の簡素化と製造コストの低減を
図ることができ、しかも、ディーゼル機関と同等の熱効
率を達成することができるガス噴射機関を提供すること
である。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、シリンダ室内で高圧縮された
空気に燃料ガスを噴射し、これを燃焼させて動作する本
発明のガス噴射機関は、上記シリンダ室内に高圧に圧縮
された上記燃料ガスを噴射するガス噴射ノズルを設ける
とともに、噴射された燃料ガスに点火する電気火花点火
手段を設けたことを特徴とする。

〈作用〉 ガス噴射機関は、吸入行程で吸気弁を開いてシリンダ室
内に空気を吸い込み、圧縮行程でこの空気を高圧に圧縮
して昇温させる。次いで、ピストンの上死点近傍でガス
噴射ノズルから圧縮・昇温された上記空気中へ高圧縮さ
れた燃料ガスを噴射するとともに、点火プラグを用いた
電気火花点火手段により、スパークを発して、燃料ガス
に点火し、爆発させて動力を発生し、続く排気行程で排
気弁を開いて燃料ガスを排出する。こうして、燃料に燃
料ガスのみを用いて、簡素で安価な機関構造でもってデ
ィーゼル機関と同等の熱効率で動力を得ることができる
。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明のガス噴射機関のシリンダ部を模式的に
示した縦断面図であり、１はシリンダ、２はシリンダヘ
ッド、３は上記シリンダ１内を摺動するピストン、４は
上記シリンダヘッド２とピストン３で区切られたシリン
ダ室、５．６はシリンダ室の吸気口、排気口を夫々開閉
する吸気弁および排気弁、７は上記シリンダヘッド２に
設けられ、ピストン３が上死点近傍に達したとき、シリ
ンダ室４内に高圧に圧縮されたＬ　Ｎ　Ｇ等の燃料ガス
を噴射するガス噴射ノズル、８はこのガス噴射ノズル７
から噴射された燃料ガスに点火する火花点火手段として
の点火プラグである。

上記ガス噴射ノズル７の先端は、第２図に示すように、
中心Ｃから放射状に等角度間隔に配置された８個の噴孔
９．９．・・・を有し、上記点火プラグ８は、実際には
これらの噴孔間に１つおきに合計４個配設される。

上記構成のガス噴射機関の動作を第１図（ａ）〜（ｄ）
を参照しつつ次に述べる。

（ａ）ピストン３の下方摺動に伴い、吸気弁５が開いて
シリンダ室４内に矢印Ａの如く空気が吸い込まれる（吸
入行程）。

（ｂ）吸気弁５．排気弁６が閉じた状態で、ピストン３
が」三方に摺動し、吸入した空気を高圧に圧縮して昇温
さ仕る（圧縮行程）。

（Ｃ）ピストン３が上死点近傍に達したとき、圧縮・昇
温された空気中ヘガス噴射ノズル７から高圧に圧縮され
た燃料ガスＦＧが噴射されるとともに、点火プラグ８が
スパークを発して燃料ガスに点火してこれを爆発させて
シリンダ室内を昇圧させ、ピストン３が下方に摺動し、
動力が発生させられる（爆発行程）。

（ｄ）排気弁６が開き、ピストン３の上方摺動で、シリ
ンダ室４内の燃焼ガスが矢印Ｂの如く排出される（排気
行程）。

このように、上記ガス噴射機関では、圧縮行程（ｂ）で
空気のみを圧縮し、」１死点近傍で燃料ガスのみを噴射
してスパークで爆発させるため、ノックが生じる虞れが
なく圧縮比を大きくとることができ、ディーゼル機関と
同等の高い平均有効圧（１５〜２０ｋｇ／ｃが）と熱効
率が得られるうえ、燃料油のためのタンク、供給配管、
高圧噴射ポンプが全く不要になって、機関の構造が簡素
化し製造コストが低減できる。特に、船舶等に適用する
場合の例を挙げるとすれば、このガス噴射機関をＬＮＧ
輸送船等に搭載することにより、輸送中に自然気化する
天然ガスを昇圧に多大なエネルギーを要さず有効に機関
の燃料ガスとして利用でき、重油等の燃料油を全く必要
としない画期的な輸送手段を提供することができる。

なお、上記実施例の点火プラグ８は、第２図中の破線で
示すように、噴孔９と同位相に４個配設してもよく、そ
の個数も１個から噴孔数まで種々選択することができる
。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、シリンダ室内で高圧縮さ
れた空気に燃料ガスを噴射し、これを燃焼させて動作す
る本発明のガス噴射機関は、上記シリンダ室内に高圧に
圧縮された上記燃料ガスを噴射するガス噴射ノズルを設
けるとともに、噴射された燃料ガス？こ点火する電気火
花点火手段を設けているので、ノックを生じる虞れがな
く圧縮比を大きくとることができ、ディーゼル機関と同
等の高い平均有効圧と熱効率が得られるうえ、燃料が燃
料ガスのみの１系統であるため、機関の構造の簡素化と
製造コストの低減を図ることができ、さらに液化燃料ガ
スの輸送船等に適用すれば、燃料油を全く必要としない
有利かつ画期的な輸送手段を提供することができ、その
効果は著しい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のガス噴射機関のシリンダ部の縦断面図
、第２図はガス噴射ノズルの先端部の詳細図、第３図は
従来のデュアルツユエル機関のシリンダ部の縦断面図で
ある。 １・・・シリンダ、２・・・シリンダヘッド、３・・ピ
ストン、４・・シリンダ室、５・・吸気弁、６・・・排
気弁、７・・ガス噴射ノズル、８・・・点火プラグ。 特　許　出　願　人　　ダイハツディーゼル株式会社 代　理　人　弁理士　　青白　葆　ほか２名第３図 （Ｃ） （ｂ） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ室内で高圧縮された空気に燃料ガスを噴
   射し、これを燃焼させて動作するガス噴射機関であって
   、 上記シリンダ室内に高圧に圧縮された上記燃料ガスを噴
   射するガス噴射ノズルを設けるとともに、噴射された燃
   料ガスに点火する電気火花点火手段を設けたことを特徴
   とするガス噴射機関。