WO2018180294A1 - 副室式ガスエンジン、および副室形成部材 - Google Patents

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WO2018180294A1
WO2018180294A1 PCT/JP2018/008707 JP2018008707W WO2018180294A1 WO 2018180294 A1 WO2018180294 A1 WO 2018180294A1 JP 2018008707 W JP2018008707 W JP 2018008707W WO 2018180294 A1 WO2018180294 A1 WO 2018180294A1
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chamber
sub
cooling water
forming portion
opening
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PCT/JP2018/008707
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貴芳 寺門
大育 竹本
柚木　晃広
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三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
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    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present disclosure relates to a sub-chamber type in which an air-fuel mixture in a main combustion chamber is burned by injecting a combustion flame generated in the sub-combustion chamber (sub chamber) into the main combustion chamber (main chamber) through a plurality of nozzle holes. It relates to gas engines.
  • a sub-chamber gas engine is known as an engine that can efficiently burn a lean premixed gas (for example, Patent Document 1).
  • the sub-chamber type gas engine has a main combustion chamber (main chamber) defined between the piston and the cylinder head, and a sub-chamber provided close to the main combustion chamber such as the upper part of the cylinder, The main combustion chamber and the sub chamber communicate with each other through the plurality of nozzle holes. Then, by igniting the gas mixture in the sub chamber by an ignition device such as a spark plug, the combustion flame generated by this ignition is ejected from each of the plurality of nozzle holes provided in the lower portion of the sub chamber, and the main combustion chamber Burn the lean premixed gas.
  • an ignition device such as a spark plug
  • a part of the lean premixed gas introduced into the cylinder during the air supply stroke of the engine flows into the sub chamber through each of the plurality of nozzle holes in the compression process and is directly supplied to the sub chamber.
  • an air-fuel mixture having a concentration suitable for ignition is generated in the sub-chamber.
  • the lean premixed gas in the main combustion chamber is ignited and combusted using the combustion flame ejected from the nozzle hole to the main combustion chamber as a fire type (torch).
  • This enables combustion of the lean premixed gas in the main combustion chamber, and realizes low fuel consumption.
  • the combustion of the lean premixed gas in the main combustion chamber is relatively low temperature combustion, the amount of NOx and the like generated can be reduced, and low pollution can be realized.
  • the combustion state in the main combustion chamber is affected by the torch flame ejected from the sub-chamber.
  • This torch flame is affected by the shape of the nozzle hole that affects the mixture state of the air-fuel mixture in the sub chamber. Therefore, for example, if the shape of the nozzle hole changes due to the wear of the nozzle hole due to a decrease in strength caused by the high temperature caused by the combustion of the fuel gas, an air-fuel mixture with a concentration that easily ignites becomes difficult to form in the sub chamber. As a result of destabilizing the combustion in the chamber and affecting the torch flame, the combustion in the main combustion chamber becomes unstable, and the efficiency of the sub-chamber gas engine may be reduced.
  • a cooling water passage (first cooling fluid passage) defined by an inner wall member and an outer wall member of a sub chamber member forming the sub chamber is formed around the sub chamber, and the sub chamber member Is disclosed.
  • the sub chamber member of Patent Document 1 has a throat portion (tip portion) inserted into an attachment hole formed in the cylinder head, and the throat portion of the inner wall member is connected to the cylinder head.
  • the outer wall member penetrates the mounting hole and protrudes into the main combustion chamber, and the outer wall member covers the outer peripheral portion of the inner wall member excluding the throat portion, thereby forming a cooling water passage.
  • At least one embodiment of the present invention aims to provide a sub-chamber gas engine capable of effectively cooling the entire sub-chamber forming portion that forms the sub-chamber. .
  • a sub-chamber gas engine includes: A main chamber forming part forming a main combustion chamber; A sub-chamber forming portion that forms a sub-chamber that communicates with the main combustion chamber via a plurality of nozzle holes, and a cylindrical large-diameter cylinder forming portion that forms a large-diameter cylindrical chamber having a predetermined inner diameter; and A sub-chamber forming section including a cylindrical small-diameter cylinder forming section that has a smaller inner diameter than the large-diameter cylinder chamber and forms a small-diameter cylinder chamber to which the plurality of nozzle holes are connected; A sub chamber cooling water passage formed at least partially inside the wall of the small diameter cylinder forming portion.
  • the temperature of the wall body (wall temperature) is larger than that of the large diameter tube forming portion.
  • the cooling power of the small-diameter tube forming portion can be improved by the sub chamber cooling water passage, it suppresses the wear of the wall body (wall body forming portion) that forms the nozzle hole caused by oxidation or strength reduction due to high temperature. be able to. Therefore, deformation due to wear of the nozzle hole can be prevented, stable combustion in the sub-chamber gas engine can be maintained, and efficiency can be maintained.
  • the sub-chamber cooling water passage has a tubular passage extending inside the wall of the small-diameter tube forming portion. According to the configuration of (2) above, since the sub chamber cooling water passage is tubular, the sub chamber cooling water passage can be extended to the wall between the nozzle holes without interfering with the nozzle holes. . Therefore, the cooling power around the nozzle hole (the nozzle hole forming part) in the small diameter cylinder forming part can be improved, and the wear of the nozzle hole forming part caused by the strength decrease due to high temperature is suppressed, and the stability in the sub-chamber gas engine is improved. Combustion can be maintained.
  • the small-diameter tube forming portion has a protruding portion that protrudes into the main combustion chamber from a main chamber forming surface facing the main combustion chamber in the main chamber forming portion, At least a part of the nozzle hole is formed in the protrusion, The tubular passage extends inside the wall of the protruding portion so as to straddle the nozzle hole.
  • the sub-chamber cooling water passage extends inside the wall of the protruding portion so as to straddle the nozzle hole, so that the periphery of the nozzle hole in the small-diameter tube forming part (the nozzle hole forming part)
  • the cooling water can be introduced up to this point, and wear of the nozzle hole forming part in the small diameter cylinder forming part can be suppressed.
  • the tubular passage has a plurality of tubular shunt tubular passages, Each of the plurality of branch flow passages merges at the protrusion.
  • a plurality of branch passages can be formed without being relatively limited by the thickness of the wall of the protrusion. Can be provided. Therefore, it becomes easy to adjust the number of the branch pipe passages according to the temperature on the protruding portion side, and the amount of the cooling water flowing through the sub chamber cooling water passage is adjusted to further appropriately cool the sub chamber forming portion. be able to.
  • the main chamber forming portion includes a cylinder head, A cooling water passage is formed inside the cylinder head, The tubular passage has a first opening connected to the cooling water passage and a second opening connected to the cooling water passage at a position different from the first opening.
  • the tubular passage has a first opening connected to the cooling water passage and a second opening connected to the cooling water passage at a position different from the first opening.
  • the cylinder head is A bottom plate facing the main combustion chamber; An intermediate plate portion provided in the cylinder head and spaced apart from the main combustion chamber rather than the bottom plate portion while forming a first space that is a part of the cooling water passage between the bottom plate portion and the inside of the cylinder head.
  • a plurality of port walls forming an air supply port and an exhaust port inside the cylinder head, and The first opening opens in the first space so as to be oriented in a narrow space between ports formed between the plurality of adjacent port wall portions.
  • the cooling water passage mainly allows cooling water to flow from the narrow space between the ports between the plurality of port wall portions in the first space toward the first opening of the sub chamber cooling water passage.
  • the vicinity where the water is provided becomes a stagnation point where the cooling water collides and becomes a portion where the static pressure increases.
  • the first opening of the sub chamber cooling water passage is connected to the first space so as to be oriented in the narrow space between the ports between the adjacent port wall portions. The pressure in the first opening can be increased, and the cooling water can flow from the first opening toward the second opening without any stagnation.
  • a second space located on the opposite side of the first space across the middle plate portion, communicated with a through-hole formed in the middle plate portion, The second opening is connected to the through hole.
  • the cooling water passage is configured to allow cooling water to flow from the first space through the through hole of the middle plate portion to the second space, and the through hole is a portion where the dynamic pressure is large and the static pressure is small.
  • the pressure difference between the first opening and the second opening can be increased by connecting the second opening of the sub chamber cooling water passage to the through hole having a small static pressure.
  • the cooling water can flow without stagnation from the first opening toward the second opening.
  • the dynamic pressure of the through-hole to which the second opening of the sub chamber cooling water passage is connected is large, the ejector effect that the cooling water flowing through the sub chamber cooling water passage is drawn by the flow of the cooling water passage, The cooling water can flow without stagnation from the first opening toward the second opening.
  • the second opening opens in the first space so as to be oriented in the port wall portion.
  • the cooling water that has flowed from the narrow space between the ports between the plurality of port wall portions in the first space toward the first opening of the sub chamber cooling water passage collides with the sub chamber forming portion in the vicinity where the first opening is formed. Then, since it flows along the periphery of the sub chamber forming portion, the portion of the sub chamber forming portion facing the port wall portion on both sides of the narrow space between the ports has a relatively small static pressure and a large dynamic pressure. .
  • the configuration of (8) above by opening the second opening in the first space so as to be oriented in the port wall portion, the position where the static pressure is relatively smaller than the position where the first opening is provided.
  • the second opening can be provided, the pressure difference between the first opening and the second opening can be increased, and the cooling water can flow from the first opening toward the second opening without any stagnation. it can.
  • the first opening is oriented in the narrow space between the ports located between the air supply port and the exhaust port or between the exhaust ports adjacent to each other. Open to space.
  • the portion closer to the exhaust port from which the high-temperature exhaust gas is discharged (the portion of the main combustion chamber) is closer to the portion closer to the air supply port that guides the relatively low temperature air supply to the main combustion chamber.
  • the temperature is high.
  • the first opening of the sub chamber cooling water passage is opened to the first space so as to be oriented toward the narrow space between the ports on the side related to the relatively high temperature exhaust port. By doing so, the cooling water can be introduced from the higher temperature side in the main combustion chamber, and the small-diameter cylinder forming portion and the periphery of the nozzle hole (the nozzle hole forming portion) can be efficiently cooled.
  • the bottom plate portion is located around the small diameter cylinder forming portion.
  • the cooling water flowing through the cooling water passage formed between the bottom plate portion and the middle plate portion is transferred to the bottom plate portion by positioning the bottom plate portion around the small diameter cylinder forming portion. By blocking, it flows in a position away from the end of the sub chamber forming portion (sub chamber forming portion), but the sub chamber cooling water passage is formed inside the wall of the small diameter tube forming portion. Cooling water can be guided, local shortage of cooling of the small diameter cylinder forming portion can be prevented, and the entire sub chamber forming portion can be effectively cooled.
  • the subchamber forming member according to at least one embodiment of the present invention, A sub chamber forming member that forms a sub chamber communicating with the main combustion chamber of the sub chamber type gas engine via a plurality of nozzle holes, A cylindrical large-diameter cylinder forming portion that forms a large-diameter cylinder chamber having a predetermined inner diameter; A cylindrical small-diameter cylinder forming portion that has a smaller inner diameter than the large-diameter cylinder chamber and forms a small-diameter cylinder chamber to which the plurality of nozzle holes are connected; A sub chamber cooling water passage formed at least partially inside the wall of the small diameter cylinder forming portion.
  • the sub-chamber cooling water passage has a tubular passage extending inside the wall of the small-diameter tube forming portion. According to the configuration of (12), the same effect as (2) can be obtained.
  • the small-diameter tube forming portion has a protruding portion that protrudes into the main combustion chamber from a main chamber forming surface facing the main combustion chamber in the main chamber forming portion, At least a part of the nozzle hole is formed in the protrusion, The at least one tubular passage extends inside the wall of the protrusion so as to straddle the nozzle hole. According to the configuration of (13), the same effect as in (3) can be obtained.
  • the at least one tubular passage has a plurality of tubular passages; Each of the plurality of tubular passages merges at the protrusion. According to the configuration of (14), the same effect as (4) can be achieved.
  • a sub chamber type gas engine capable of effectively cooling the entire sub chamber forming portion forming the sub chamber.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a sub-chamber gas engine according to another embodiment of the present invention, and shows a cross section AA in FIGS. 2A to 2B.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a sub-chamber type gas engine according to another embodiment of the present invention, which corresponds to an enlarged view around a sub-chamber forming portion in FIGS. 2A to 2B. It is sectional drawing which shows schematically the subchamber type gas engine concerning other one Embodiment of this invention, and is the figure which expanded and showed typically the part shown by C of FIG.
  • an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
  • expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
  • the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a sub chamber type gas engine 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing the cylinder head 12 of the sub-chamber gas engine 1 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing the cylinder head 12 of the sub-chamber gas engine 1 according to the embodiment of the present invention, and shows a cross section different from FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a sub-chamber gas engine 1 according to another embodiment of the present invention, and shows the AA cross section of FIGS. 2A to 2B.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a sub chamber type gas engine 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing the cylinder head 12 of the sub-chamber gas engine 1 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the sub chamber forming portion 3 according to the embodiment of the present invention, and the sub chamber cooling water passage 5 is formed inside the wall 31w of the projecting portion 3p so as to straddle the injection hole 4.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the sub chamber forming portion 3 according to the embodiment of the present invention, and the sub chamber cooling water passage 5 extends inside the wall body 31 w to the front of the nozzle hole 4. .
  • the cylinder head 12 side is referred to as “up” and the opposite side is referred to as “down” as viewed from the main combustion chamber 2r.
  • the sub-chamber gas engine 1 includes a main chamber forming portion 2 that forms a main combustion chamber 2r and a sub chamber forming portion 3 that forms a sub chamber 3r. More specifically, the sub-chamber gas engine 1 includes a cylinder liner 11 having a cylindrical cylindrical structure therein and a cylinder head 12 having a hollow structure capable of covering the upper portion of the cylindrical structure.
  • a cylinder 13 that is configured, a piston 14 that is housed in the cylinder 13 and reciprocates, an air supply port 15 i and an exhaust port 15 e formed by the port wall portion 15 w of the cylinder head 12, and a supply air that opens and closes the air supply port 15 i
  • the air valve 17, the exhaust valve 18 that opens and closes the exhaust port 15 e, and the sub chamber forming portion 3 are provided.
  • the main combustion chamber 2r (main chamber) is defined by the cylinder 13 and the piston 14, and the cylinder 13 and the piston 14 constitute the main chamber forming portion 2.
  • the sub chamber 3r is formed by a sub chamber forming portion 3 (for example, a sub chamber base) installed in the cylinder head 12 so as to be positioned above the main combustion chamber 2r (opposite side of the piston 14).
  • the sub chamber forming portion 3 forms a cylindrical large diameter cylinder forming portion 33 that forms a large diameter cylindrical chamber 33r having a predetermined inner diameter, and a small diameter cylindrical chamber 31r having an inner diameter smaller than that of the large diameter cylindrical chamber 33r. And a small-diameter cylinder forming portion 31.
  • the large-diameter cylinder chamber 33r and the small-diameter cylinder chamber 31r constitute a sub chamber 3r.
  • the small-diameter cylinder forming portion 31 has a plurality of nozzle holes 4 for communicating the small-diameter cylinder chamber 31r and the main combustion chamber 2r at a position away from the large-diameter cylinder forming portion 33 (a projecting portion 3p described later on the opposite side).
  • the sub chamber 3r is communicated with the main combustion chamber 2r by the plurality of nozzle holes 4.
  • the large-diameter cylinder forming portion 33 is connected to the small-diameter cylinder chamber 31r, and has a cylindrical enlarged-diameter cylinder portion 33d whose inner diameter increases as the distance from the small-diameter cylinder chamber 31r increases, and an enlarged-diameter cylinder portion 33d connected to the enlarged-diameter cylinder portion 33d. It has a cylindrical constant-diameter cylindrical portion 33c whose inner diameter is the maximum diameter of the radial cylindrical portion 33d.
  • the large-diameter tube forming portion 33 includes an ignition device 6 having an ignition portion 61 (for example, an electrode of an ignition plug) for igniting (igniting) the air-fuel mixture in the sub chamber 3r, and the sub chamber without passing through the main combustion chamber 2r.
  • a sub chamber gas supply device 7 for supplying sub chamber fuel gas to 3r is provided (see FIGS. 2A to 2B).
  • the lean premixed gas (gas) flowing from the main combustion chamber 2r to the sub chamber 3r in the compression process flows in the order of the nozzle hole 4, the small diameter cylinder chamber 31r, and the large diameter cylinder chamber 33r, and the sub chamber gas supply device 7 Is ignited by the ignition unit 61 after being mixed with the fuel gas for the sub chamber directly supplied to the large-diameter cylindrical chamber 33r.
  • the sub chamber forming portion 3 is configured such that the small diameter tube forming portion 31 is inserted into the mounting hole 12h (see FIG. 3) provided in the cylinder head 12 constituting the main chamber forming portion 2, thereby 2 is installed. More specifically, in some embodiments, as shown in FIGS. 1 to 3, the cylinder head 12 has a bottom plate portion 81 facing the main combustion chamber 2r, and a hole penetrating the bottom plate portion 81. Thus, a mounting hole 12h is formed. The diameter of the mounting hole 12h is smaller than the diameter of the large-diameter tube forming portion 33.
  • a cooling water passage 9 is formed in the cylinder head 12. More specifically, the cylinder head 12 forms a first space 91 that is a part of the cooling water passage 9 between the cylinder head 12 and the bottom plate portion 81, and is further away from the main combustion chamber 2 r than the bottom plate portion 81.
  • the intermediate plate portion 82 is provided.
  • a second space 92 that is a part of the cooling water passage 9 is formed on the opposite side of the first space 91 with the intermediate plate portion 82 interposed therebetween.
  • a through hole 82h is formed in the intermediate plate portion 82, and the cooling water passage 9 is formed by communicating the first space 91 and the second space 92 through the through hole 82h.
  • the cooling water flows from the periphery toward the mounting hole 12 h provided at the center of the bottom plate portion 81 through which the cylinder shaft of the cylinder 13 passes. Yes. More specifically, in the first space 91, a narrow space 91n between the ports defined by two adjacent port wall portions 15w, and the sub chamber forming portion 3 and the sub chamber forming formed in the mounting hole 12h.
  • An annular space 91c formed so as to surround the periphery of the mounting hole 12h (sub chamber forming portion 3) is formed by a plurality of port wall portions 15w arranged so as to surround the portion 3, and an interport narrow space 91n And the annular space 91c communicate with each other.
  • the cooling water flows through the narrow space 91n between the ports and the annular space 91c toward the center where the mounting hole 12h is provided.
  • the cooling water flows from the four inter-port narrow spaces 91n formed between the four port wall portions 15w to the annular spaces 91c.
  • the flow direction of the cooling water is changed upward by the sub-chamber forming portion 3, so that the second space 92 passes from the first space 91 through the through hole 82h. It is supposed to flow through.
  • the second space 92 is formed to the upper side so as to sew the inside of the cylinder head 12.
  • the large-diameter cylinder forming portion 33 faces the first space 91 as described above in the installed state where the sub-chamber forming portion 3 is installed in the cylinder head 12. It has become. Therefore, the cooling water passing through the cooling water passage 9 formed inside the cylinder head 12 exchanges heat with the sub chamber forming portion 3 from the outer peripheral surface of the large diameter tube forming portion 33, thereby increasing the size of the sub chamber forming portion 3. Cooling from the diameter tube forming portion 33.
  • the nozzle hole 4 that affects the efficiency of the sub-chamber gas engine 1 is formed in the protruding portion 3p of the small diameter cylinder forming part 31 away from the large diameter cylinder forming part 33, the nozzle hole 4 is formed.
  • a portion of the wall 31w of the small-diameter cylinder forming portion 31 (hereinafter referred to as a wall-forming portion) extends between the large-diameter cylinder forming portion 33 and the injection hole 4 so as to transfer heat. Cooling is performed via the wall 31w (heat path).
  • the sub chamber type gas engine 1 has the above-described configuration (the main chamber forming portion 2 and the sub chamber).
  • the sub chamber cooling water passage 5 may be formed in a cylindrical shape so as to cover the periphery of the small diameter tube forming portion 31 in the small diameter tube forming portion 31.
  • the sub chamber cooling water passage 5 may be formed to have a tubular shape in the small diameter tube forming portion 31 (see FIGS. 1 to 5), and the cross section of the flow path of the cooling water flowing inside the tubular shape May be three or more polygons such as a circle, an ellipse, and a rectangle.
  • At least one end of the sub chamber cooling water passage 5 opens toward the outside of the sub chamber forming portion 3 so that the cooling water is supplied from the outside of the sub chamber forming portion 3 to the sub chamber cooling water passage 5.
  • Such a sub-chamber cooling water passage 5 may be formed by modeling a sub-chamber forming portion (sub-chamber forming member) with a three-dimensional additive manufacturing technique (AM) or lost wax precision. You may form using a casting method. Other methods may be used.
  • the sub chamber cooling water passage 5 may be formed by joining an inner member facing the sub chamber 3r and an outer member positioned on the outer periphery of the inner member.
  • the temperature of the wall body 31w is larger than that of the large diameter tube forming portion 33. Since the cooling water can be introduced into the small-diameter cylinder forming part 31 where the (wall temperature) is high, local shortage of cooling of the small-diameter cylinder forming part 31 is prevented, and the entire sub chamber forming part 3 is It can be cooled effectively. Moreover, since the cooling power of the small diameter cylinder forming part 31 can be improved by the sub chamber cooling water passage 5, the wall body that forms the nozzle hole 4 generated due to the strength reduction due to high temperature, such as shortening the heat passage described above. Wear of 31w (wall body formation part) can be controlled. Therefore, deformation due to wear of the nozzle hole 4 can be prevented, stable combustion in the sub-chamber gas engine 1 can be maintained, and efficiency can be maintained.
  • the sub chamber cooling water passage 5 has a tubular passage 5 p extending inside the wall body 31 w of the small diameter cylinder forming portion 31. That is, the sub chamber cooling water passage 5 has a tubular shape.
  • the cooling power of the nozzle hole forming part in the small diameter cylinder forming part 31 can be improved, the wear of the nozzle hole forming part caused by the strength decrease due to high temperature is suppressed, and the stable combustion in the sub chamber type gas engine 1 is suppressed. Can be maintained.
  • the tubular passage 5p has an end portion that opens toward the outside of the sub chamber forming portion 3, and at least a part of the tubular passage 5p is a small diameter tube forming portion 31.
  • the tubular branch flow passage 51 extending inside the wall body 31w and the merged tubular passage connected to the other end of the flow separation tubular passage 51 and extending entirely inside the wall body 31w of the small diameter tube forming portion 31 53.
  • the diverting tubular passage 51 extends from one end opening toward the outside toward the projecting portion 3p of the small-diameter tube forming portion 31. In the embodiment shown in FIGS.
  • the diverting tubular passage 51 extends linearly from the top to the bottom in the extending direction of the sub chamber 3r.
  • the number of the branch flow passages 51 may be at least one, and may be an odd number or an even number. In the case where a plurality of branch pipe passages 51 are provided, they are formed so as to be separated from each other so that each of them flows separately.
  • the merging tubular passage 53 is connected to at least two branching tubular passages 51, and becomes a place where the cooling water flowing into the merging tubular passage 53 from one of the branching tubular passages 51 is turned back to the other branching tubular passage 51.
  • the tubular passage 5p includes a plurality of passages in which the two confluent tubular passages 53 are connected one-to-one. Compared with the case where it consists of, it becomes possible to provide a folding
  • the tubular passage 5p does not include the merging tubular passage 53 but may include only the at least one branching tubular passage 51. good.
  • the tubular passage 5p may be composed of a plurality of passages in which two branch tubular passages 51 are connected to the joining tubular passage 53 in a one-to-one relationship.
  • the tubular passage 5 p may extend inside the wall of the protruding portion 3 p so as to straddle the injection hole 4.
  • the above-described merged tubular passage 53 extends to the lower wall body 31 w (projecting portion 3 p) of the sub chamber forming portion 3 with respect to the plurality of nozzle holes 4, and has a plurality of branch flows.
  • the tubular passage 51 extends from one end side that opens to the outside, and extends to the merged tubular passage 53 that is located at the end that passes between the adjacent nozzle holes 4.
  • the sub chamber cooling water passage 5 extends inside the wall 31w of the projecting portion 3p so as to straddle the nozzle hole 4, thereby leading the cooling water to the projecting portion 3p where the nozzle hole 4 is formed. Therefore, the cooling water can be introduced to the periphery of the nozzle hole (the nozzle hole forming part) in the small diameter cylinder forming part 31 and the wear of the nozzle hole forming part in the small diameter cylinder forming part 31 can be suppressed.
  • each of the plurality of diversion tubular passages 51 may merge at the protruding portion 3p.
  • the plurality of branch tubular passages 51 are provided in the projecting portion 3 p and merge at the joining tubular passage 53.
  • a plurality of branch pipe passages 51 can be provided without being restricted by the thickness of the wall 31w of the protrusion 3p. Therefore, it becomes easy to adjust the number of the branch pipe passages 51 according to the temperature on the protruding portion 3p side, and the amount of the cooling water flowing through the sub chamber cooling water passage 5 is adjusted, so Further cooling can be achieved.
  • the merged tubular passage 53 may extend closer to the large-diameter cylinder forming portion 33 than the plurality of nozzle holes 4. Even in this case, the sub-chamber cooling water passage 5 can guide the cooling water closer to the nozzle hole 4 and can suppress wear of the nozzle hole forming part in the small diameter cylinder forming part 31. .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a sub-chamber gas engine 1 according to another embodiment of the present invention, and corresponds to an enlarged view around the sub-chamber forming portion 3 in FIGS. 2A to 2B.
  • FIG. 7 is a sectional view schematically showing a sub-chamber gas engine 1 according to another embodiment of the present invention, and is a diagram schematically showing an enlarged portion indicated by C in FIG. is there.
  • the tubular passage 5p (subchamber cooling water passage 5) has a plurality of branch tubular passages 51, so that the above-described opening (5a, 5b) are provided. Then, at least one of them opens to the outside in the large-diameter tube forming portion 33 facing the first space 91 constituting the cooling water passage 9 of the cylinder head 12, so that the cooling water is supplied from the first space 91.
  • the tubular passage 5p (sub-chamber cooling water passage 5) described above is connected to a cooling water passage 9 (see FIGS. 2A to 3) formed inside the cylinder head 12.
  • the cooling water flowing through the first space 91 flows into the tubular passage 5p from the first opening 5a.
  • the tubular passage 5p further includes a second opening 5b connected to the cooling water passage 9 at a position different from the first opening 5a. That is, the tubular passage 5p communicates with the cooling water passage 9 through at least two of the first opening 5a and the second opening 5b.
  • a one-way flow from the first opening 5a to the second opening 5b or from the second opening 5b to the first opening 5a can be formed, and the cooling water in the sub chamber cooling water passage 5 (tubular passage 5p) can be formed.
  • the sub chamber forming section 3 can be appropriately cooled by the cooling water flowing through the sub chamber cooling water passage 5.
  • the tubular passage 5p (sub-chamber cooling water passage 5) includes at least two of the plurality of openings (5a, 5b), at least the plurality of openings are opened at positions where the pressure is relatively high.
  • One opening (5a) serves as an inlet for cooling water
  • at least one opening (5b) opened at a relatively low pressure serves as an outlet for cooling water. That is, whether it becomes an inlet or an outlet of cooling water is determined by a relative pressure difference between the openings. Therefore, in the embodiment described below, in order to make sure that the cooling water flows from the inlet to the outlet of the sub chamber cooling water passage 5, the plurality of openings of the sub chamber cooling water passage 5 are respectively set to the inlet. The position where the differential pressure between the pressure at the outlet and the pressure at the outlet becomes larger is selected and arranged.
  • the first opening 5a of the tubular passage 5p described above is oriented in an interport narrow space 91n (described above) formed between a plurality of adjacent port wall portions 15w. Thus, it may open to the first space 91 (see FIG. 7). That is, the cooling water passage 9 is configured to flow cooling water mainly from the inter-port narrow space 91n in the first space 91 toward the first opening 5a of the sub chamber cooling water passage. The vicinity where it is provided becomes a stagnation point where the cooling water collides, and becomes a portion where the static pressure increases. Therefore, the 1st opening 5a opened as mentioned above becomes an inlet_port
  • the first opening 5a of the sub-chamber cooling water passage 5 opens into the first space 91 so as to be oriented in the inter-port narrow space 91n between the adjacent port wall portions.
  • the pressure in the first opening 5a can be increased, and the cooling water can flow from the first opening 5a toward the second opening 5b without stagnation.
  • the second opening 5 b (exit) of the tubular passage 5 p described above may be connected to a through hole 82 h formed in the intermediate plate portion 82.
  • the cooling water passage 9 allows the cooling water to flow from the first space 91 to the second space 92 through the through hole 82h of the middle plate portion 82, and the through hole 82h is relatively By flowing from the wide first space 91 to the relatively narrow through hole 82h, the flow velocity is increased. Therefore, the through hole 82h is a portion where the dynamic pressure is large and the static pressure is small. Therefore, the pressure of the second opening 5b opened as described above is lower than the pressure of the first opening 5a, and serves as an outlet for cooling water.
  • the first opening 5a is provided so as to communicate with a position where the static pressure is relatively large in the annular space 91c, and is communicated with the through hole 82h where the static pressure is relatively small.
  • the second opening 5b By providing the second opening 5b, the pressure difference between the first opening 5a and the second opening 5b is increased.
  • the pressure difference between the 1st opening 5a and the 2nd opening 5b is enlarged by connecting the 2nd opening 5b of the subchamber cooling water channel
  • the cooling water can flow without stagnation from the first opening 5a toward the second opening 5b.
  • the dynamic pressure of the through-hole 82 h to which the second opening 5 b of the sub chamber cooling water passage 5 is connected is large, the ejector in which the cooling water flowing through the sub chamber cooling water passage 5 is drawn by the flow of the cooling water passage 9. According to the effect, the cooling water can further flow from the first opening 5a toward the second opening 5b without stagnation.
  • the second opening 5 b of the tubular passage 5 p described above may open to the first space 91 so as to be oriented to the port wall portion 15 w. .
  • the cooling water that has flowed from the inter-port narrow space 91n between the plurality of port wall portions 15w in the first space 91 toward the first opening 5a of the sub chamber cooling water passage 5 is in the vicinity where the first opening 5a is formed. Since it collides with the subchamber forming portion 3 and flows along the periphery of the subchamber forming portion 3, the portion of the subchamber forming portion facing the port wall portion 15w on both sides of the narrow space 91n between the ports is relatively The static pressure is small and the dynamic pressure is large.
  • the pressure of the second opening 5b opened as described above is lower than the pressure of the first opening 5a, and serves as an outlet for cooling water.
  • the first opening 5a is provided at a position where the static pressure is relatively large
  • the second opening 5b is provided at a position where the static pressure is relatively small. The pressure difference between the first opening 5a and the second opening 5b is increased.
  • the first opening 5a is in a narrow inter-port space 91n that is located either between the air supply port 15i and the exhaust port 15e or between the exhaust ports 15e adjacent to each other. You may open to the 1st space 91 so that it may be oriented.
  • the portion closer to the exhaust port 15e from which the high-temperature exhaust gas e is discharged (the portion of the main combustion chamber 2r) supplies the relatively low temperature of the supply air a to the main combustion chamber 2r. The temperature is higher than the portion near the air port 15i.
  • the first opening 5a of the sub-chamber cooling water passage is formed in the first space 91 so as to be oriented toward the inter-port narrow space 91n on the side related to the relatively high temperature exhaust port 15e.
  • the cooling water can be introduced from the higher temperature side in the main combustion chamber 2r, and the small diameter cylinder forming portion 31 and the periphery of the nozzle hole 4 (the nozzle hole forming portion) can be efficiently cooled. it can.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.

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Abstract

副室式ガスエンジンは、主燃焼室を形成する主室形成部と、複数の噴孔を介して主燃焼室に連通される副室を形成する副室形成部であって、所定の内径を有する大径筒室を形成する筒状の大径筒形成部、および、大径筒室よりも小さい内径を有するとともに複数の噴孔が接続される小径筒室を形成する筒状の小径筒形成部、を含む副室形成部と、少なくとも一部が小径筒形成部の壁体の内部に形成される副室冷却水通路と、を備える。

Description

副室式ガスエンジン、および副室形成部材
　本開示は、副燃焼室（副室）で生成された燃焼火炎を複数の噴孔を介して主燃焼室（主室）に噴出せしめることで、主燃焼室の混合気を燃焼させる副室式ガスエンジンに関する。
　従来から、希薄予混合気を効率良く燃焼させることが可能なエンジンとして副室式ガスエンジンが知られている（例えば、特許文献１）。副室式ガスエンジンは、ピストンとシリンダヘッドとの間に画定される主燃焼室（主室）と、シリンダ上部などの主燃焼室に近接して設けられた副室とを有しており、複数の噴孔を介して、主燃焼室と副室とが連通される。そして、点火プラグなどの着火装置により副室の混合気を着火することにより、この着火によって生じた燃焼火炎が副室の下部に設けられた複数の噴孔の各々から噴出し、主燃焼室の希薄予混合気を燃焼させる。より詳細には、エンジンの給気行程でシリンダ内に導入された希薄予混合気の一部が、圧縮工程において複数の噴孔の各々を介して副室に流入し、副室に直接供給されている副室燃料と混合されて、副室には着火に適した濃度を有する混合気が生成される。この状態の混合気が着火されることにより噴孔から主燃焼室へ噴出する燃焼火炎を火種（トーチ）として、主燃焼室の希薄予混合気が着火、燃焼する。これによって、主燃焼室における希薄予混合気の燃焼が可能となり、低燃費を実現している。また、主燃焼室での希薄予混合気の燃焼は比較的低温の燃焼であるため、ＮＯｘ等の発生量を低減し、低公害を実現可能としている。
　このような副室式ガスエンジンでは、主燃焼室における燃焼状態は、副室から噴出するトーチ火炎の影響を受ける。このトーチ火炎は、副室における混合気の混合状態に影響を与える噴孔の形状の影響を受ける。よって、例えば、燃料ガスの燃焼による高温に伴って生じる強度低下により噴孔が摩耗するなどして噴孔の形状が変わると、着火し易い濃度の混合気が副室に形成され難くなり、副室における燃焼を不安定化させ、トーチ火炎に影響を与える結果、主燃焼室における燃焼が不安定となり、副室式ガスエンジンの効率の低下を招くおそれがある。
　そこで、例えば、特許文献１では、副室を形成する副室部材の内壁部材と外壁部材とによって区画される冷却水通路（第一冷却液通路）を副室の周りに形成し、副室部材の冷却を行うことが開示されている。より詳細には、特許文献１の副室部材は、そのスロート部（先端部）がシリンダヘッドに形成された取付孔に挿入されるようになっており、内壁部材のスロート部は、シリンダヘッドの取付孔を貫通して主燃焼室に突出し、外壁部材は、スロート部を除く内壁部材の外周部を覆うことにより、冷却水通路を形成している。
特開２０１２－４７１４４号公報
　しかしながら、特許文献１では、冷却水通路はスロート部（後述する小径筒形成部）の周囲には形成されていないため、冷却水通路から噴孔までの距離が離れる分だけ、噴孔周りの冷却力は低下する。この結果、副室形成部のスロート部の特に噴孔周りの強度が冷却不足により低下する結果、噴孔を形成する壁体に摩耗が生じ、噴孔の形状を変化させるおそれがある。噴孔の形状の変化は、副室に設置される着火装置の着火部に向けた希薄予混合気の最適な流れに変化を生じさせる。その結果、副室式ガスエンジンにおける安定的な燃焼を阻害し、効率の低下を招く。また、摩耗した副室形成部の交換は、副室式ガスエンジンの稼働率低下に繋がる。
　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、副室を形成する副室形成部の全体を効果的に冷却することが可能な副室式ガスエンジンを提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る副室式ガスエンジンは、
　主燃焼室を形成する主室形成部と、
　複数の噴孔を介して前記主燃焼室に連通される副室を形成する副室形成部であって、所定の内径を有する大径筒室を形成する筒状の大径筒形成部、および、前記大径筒室よりも小さい内径を有するとともに前記複数の噴孔が接続される小径筒室を形成する筒状の小径筒形成部、を含む副室形成部と、
　少なくとも一部が前記小径筒形成部の壁体の内部に形成される副室冷却水通路と、を備える。
　上記（１）の構成によれば、副室形成部の小径筒形成部の壁体の内部に副室冷却水通路を形成することによって、大径筒形成部よりも壁体の温度（壁温）が高温となる小径筒形成部に冷却水を導入することができるので、小径筒形成部の局所的な冷却不足が生じるのを防止し、副室形成部の全体を効果的に冷却することができる。また、副室冷却水通路によって小径筒形成部の冷却力を向上することができるので、高温による酸化や強度低下により生じる特に噴孔を形成する壁体（壁体形成部）の摩耗を抑制することができる。したがって、噴孔の摩耗による変形を防止することができ、副室式ガスエンジンにおける安定した燃焼を維持し、効率の維持を図ることができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
　前記副室冷却水通路は、前記小径筒形成部の壁体の内部を延在する管状通路を有する。
　上記（２）の構成によれば、副室冷却水通路が管状であることによって、噴孔に干渉することなく、副室冷却水通路を噴孔の間の壁体に延在させることができる。よって、小径筒形成部における噴孔周り（噴孔形成部）の冷却力を向上させることができ、高温による強度低下により生じる噴孔形成部の摩耗を抑制すると共に、副室式ガスエンジンにおける安定した燃焼を維持することができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
　前記小径筒形成部は、前記主室形成部における前記主燃焼室に面する主室形成面から前記主燃焼室に突出する突出部を有し、
　前記噴孔の少なくとも一部は前記突出部に形成されると共に、
　前記管状通路は、前記噴孔を跨ぐように前記突出部の壁体の内部に延在する。
　上記（３）の構成によれば、副室冷却水通路が噴孔を跨ぐように突出部の壁体の内部に延在することで、小径筒形成部における噴孔周り（噴孔形成部）まで冷却水を導入することができ、小径筒形成部における噴孔形成部の摩耗を抑制することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
　前記管状通路は、複数の管状の分流管状通路を有し、
　前記複数の分流管状通路の各々は、前記突出部において合流している。
　上記（４）の構成によれば、複数の分流管状通路が突出部で合流するようにして管状通路を形成することで、突出部の壁体の厚さによる制限を比較的受けずに、複数の分流管状通路を設けることができる。よって、分流管状通路の数を突出部側の温度に応じて調整することが容易となり、副室冷却水通路を流れる冷却水の水量を調整して、副室形成部の適切な冷却をさらに図ることができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）～（４）の構成において、
　前記主室形成部は、シリンダヘッドを含み、
　前記シリンダヘッドの内部には、冷却水通路が形成され、
　前記管状通路は、前記冷却水通路に接続される第１開口と、前記第１開口とは異なる位置において前記冷却水通路に接続される第２開口とを有する。
　上記（５）の構成によれば、第１開口から第２開口あるいは第２開口から第１開口への一方向の流れを形成することができ、副室冷却水通路（管状通路）における冷却水の流れを適切に形成することによって、副室冷却水通路を流れる冷却水による副室形成部の冷却を適切に行うことができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
　前記シリンダヘッドは、
　前記主燃焼室に面する底板部と、
　前記シリンダヘッドの内部において、前記底板部との間に前記冷却水通路の一部である第１空間を形成しつつ、前記底板部よりも前記主燃焼室から離間されて設けられる中板部と、
　給気ポート及び排気ポートを前記シリンダヘッドの内部に形成する複数のポート壁部と、を含み、
　前記第１開口は、隣接する前記複数のポート壁部の間に形成されたポート間狭隘空間に配向されるように、前記第１空間に開口する。
　冷却水通路は、主に、第１空間における複数のポート壁部の間のポート間狭隘空間から副室冷却水通路の第１開口に向かって冷却水を流すようになっており、第１開口が設けられる付近は、冷却水が衝突する淀み点となり、静圧が大きくなる部分となる。
　上記（６）の構成によれば、副室冷却水通路の第１開口が、隣接する複数のポート壁部の間のポート間狭隘空間に配向されるように第１空間に接続されることにより、第１開口における圧力をより大きくすることができ、第１開口から第２開口に向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
　前記中板部に形成された貫通孔に連通された、前記中板部を挟んで前記第１空間の反対側に位置する第２空間と、を有し、
　前記第２開口は、前記貫通孔に接続される。
　冷却水通路は、第１空間から中板部の貫通孔を通って第２空間に冷却水を流すようになっており、貫通孔は、動圧が大きく、静圧が小さい部分となる。
　上記（７）の構成によれば、副室冷却水通路の第２開口を静圧が小さい貫通孔に接続することにより、第１開口と第２開口との間の圧力差を大きくすることができ、第１開口から第２開口に向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。また、副室冷却水通路の第２開口が接続される貫通孔の動圧が大きいので、副室冷却水通路を流れてきた冷却水が冷却水通路の流れに引かれるエゼクター効果によって、さらに、第１開口から第２開口に向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
　前記第２開口は、前記ポート壁部に配向されるように、前記第１空間に開口する。
　第１空間における複数のポート壁部の間のポート間狭隘空間から副室冷却水通路の第１開口に向かって流れた冷却水は、第１開口が形成される付近の副室形成部に衝突して、副室形成部の周囲に沿って流れるため、このポート間狭隘空間の両隣にあるポート壁部に対面する副室形成部の部分は、相対的に静圧が小さく、動圧が大きい。
　上記（８）の構成によれば、第２開口をポート壁部に配向するように第１空間に開口させることにより、第１開口が設けられる位置よりも、相対的に静圧が小さい位置に第２開口を設けることができ、第１開口と第２開口との間の圧力差を大きくすることができ、第１開口から第２開口に向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（６）～（８）の構成において、
　前記第１開口は、前記給気ポートと前記排気ポートとの間、または、互いに隣接する前記排気ポートの間のいずれか一方に位置する前記ポート間狭隘空間に配向されるように、前記第１空間に開口する。
　主燃焼室においては、高温の排ガスが排出される排気ポートに近い部分（主燃焼室の部分）の方が、相対的に低温の給気を主燃焼室に導く給気ポートに近い部分よりも温度が高い。
　上記（９）の構成によれば、副室冷却水通路の第１開口を、相対的に高温となる排気ポートが関係する側のポート間狭隘空間の側に配向するように第１空間に開口させることにより、主燃焼室においてより高温となる側から冷却水を導入することができ、小径筒形成部やその噴孔周り（噴孔形成部）の冷却を効率良く行うことができる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（６）～（９）の構成において、
　前記底板部は、前記小径筒形成部の周囲に位置する。
　上記（１０）の構成によれば、底板部が小径筒形成部の周囲に位置することにより、底板部と中板部との間に形成される冷却水通路を流れる冷却水は、底板部に遮られることで、副室形成部（副室形成部）の端部から離れた位置を流れることになるが、副室冷却水通路が小径筒形成部の壁体の内部に形成されることにより冷却水を導くことができ、小径筒形成部の局所的な冷却不足が生じるのを防止し、副室形成部の全体を効果的に冷却することができる。
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る副室形成部材は、
　副室式ガスエンジンの主燃焼室と複数の噴孔を介して連通される副室を形成する副室形成部材であって、
　所定の内径を有する大径筒室を形成する筒状の大径筒形成部と、
　前記大径筒室よりも小さい内径を有するとともに前記複数の噴孔が接続される小径筒室を形成する筒状の小径筒形成部と、
　少なくとも一部が前記小径筒形成部の壁体の内部に形成される副室冷却水通路と、を備える。
　上記（１１）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏することができる。
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の構成において、
　前記副室冷却水通路は、前記小径筒形成部の壁体の内部を延在する管状通路を有する。
　上記（１２）の構成によれば、上記（２）と同様の効果を奏することができる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
　前記小径筒形成部は、前記主室形成部における前記主燃焼室に面する主室形成面から前記主燃焼室に突出する突出部を有し、
　前記噴孔の少なくとも一部は前記突出部に形成されると共に、
　前記少なくとも１つの管状通路は、前記噴孔を跨ぐように前記突出部の壁体の内部に延在する。
　上記（１３）の構成によれば、上記（３）と同様の効果を奏することができる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の構成において、
　前記少なくとも１つの管状通路は、複数の管状通路を有し、
　前記複数の管状通路の各々は、前記突出部において合流している。
　上記（１４）の構成によれば、上記（４）と同様の効果を奏することができる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、副室を形成する副室形成部の全体を効果的に冷却することが可能な副室式ガスエンジンが提供される。
本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンのシリンダヘッドを概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンのシリンダヘッドを概略的に示す断面図であり、図２Ａとは異なる断面を示す。 本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図であり、図２Ａ～図２ＢのＡＡ断面を示す。 本発明の一実施形態にかかる副室形成部を模式的に示す図であり、副室冷却水通路は噴孔を跨ぐように突出部の壁体の内部に延在する。 本発明の一実施形態にかかる副室形成部を模式的に示す図であり、副室冷却水通路は壁体の内部を噴孔の手前まで延在する。 本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図であり、図２Ａ～図２Ｂの副室形成部周りの拡大図に相当する。 本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図であり、図３のＣで示す部分を拡大して模式的に示した図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　図１は、本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジン１を概略的に示す断面図である。図２Ａは、本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジン１のシリンダヘッド１２を概略的に示す断面図である。図２Ｂは、本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジン１のシリンダヘッド１２を概略的に示す断面図であり、図２Ａとは異なる断面を示す。
　図３は、本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジン１を概略的に示す断面図であり、図２Ａ～図２ＢのＡＡ断面を示す。図４は、本発明の一実施形態にかかる副室形成部３を模式的に示す図であり、副室冷却水通路５は噴孔４を跨ぐように突出部３ｐの壁体３１ｗの内部に延在する。また、図５は、本発明の一実施形態にかかる副室形成部３を模式的に示す図であり、副室冷却水通路５は壁体３１ｗの内部を噴孔４の手前まで延在する。なお、以下の説明では、適宜、主燃焼室２ｒからみてシリンダヘッド１２側を上とし、その反対側を下とする。
　図１に示すように、副室式ガスエンジン１は、主燃焼室２ｒを形成する主室形成部２と、副室３ｒを形成する副室形成部３とを備える。より詳細には、副室式ガスエンジン１は、円筒状の筒構造を内部に有するシリンダライナ１１およびこの筒構造の上部に蓋をすることが可能な窪み構造を内部に有するシリンダヘッド１２とで構成されるシリンダ１３と、シリンダ１３内に収納され往復運動するピストン１４と、シリンダヘッド１２のポート壁部１５ｗによって形成された給気ポート１５ｉ及び排気ポート１５ｅと、給気ポート１５ｉを開閉する給気弁１７と、排気ポート１５ｅを開閉する排気弁１８と、副室形成部３と、を備えている。そして、主燃焼室２ｒ（主室）は、シリンダ１３とピストン１４とによって画定されており、シリンダ１３とピストン１４とで主室形成部２が構成される。他方、副室３ｒは、主燃焼室２ｒの上部（ピストン１４の反対側）に位置するようにシリンダヘッド１２に設置された副室形成部３（例えば副室口金）によって形成される。
　この副室形成部３は、所定の内径を有する大径筒室３３ｒを形成する筒状の大径筒形成部３３と、大径筒室３３ｒよりも小さい内径を有する小径筒室３１ｒを形成する筒状の小径筒形成部３１と、を有しており、大径筒室３３ｒと小径筒室３１ｒとによって副室３ｒが構成される。小径筒形成部３１には、大径筒形成部３３から離れた位置（反対側の後述する突出部３ｐ）において、小径筒室３１ｒと主燃焼室２ｒとを連通するための複数の噴孔４が形成されており、複数の噴孔４によって副室３ｒは主燃焼室２ｒに連通される。大径筒形成部３３は、小径筒室３１ｒに接続されると共に、小径筒室３１ｒから離れるに従って内径が増大する筒状の拡径筒部３３ｄと、拡径筒部３３ｄに接続された、拡径筒部３３ｄの最大径を内径とする筒状の定径筒部３３ｃを有している。
　また、大径筒形成部３３には、副室３ｒの混合気を着火（点火）する着火部６１（例えば点火プラグの電極）を有する着火装置６と、主燃焼室２ｒを介さずに副室３ｒに副室用燃料ガスを供給する副室ガス供給装置７とが設けられる（図２Ａ～図２Ｂ参照）。すなわち、圧縮工程において主燃焼室２ｒから副室３ｒに流入する希薄予混合気（ガス）は、噴孔４、小径筒室３１ｒ、大径筒室３３ｒの順に流れると共に、副室ガス供給装置７から大径筒室３３ｒに直接供給される副室用燃料ガスと混合された後に着火部６１によって着火される。
　また、副室形成部３は、小径筒形成部３１が、主室形成部２を構成するシリンダヘッド１２に設けられた取付孔１２ｈ（図３参照）に挿入されることで、主室形成部２に設置される。より詳細には、幾つかの実施形態では、図１～図３に示すように、シリンダヘッド１２は主燃焼室２ｒに面する底板部８１を有しており、この底板部８１を貫通する孔によって取付孔１２ｈが形成されている。取付孔１２ｈの径は、大径筒形成部３３の径よりも小さく、副室形成部３の小径筒形成部３１を取付孔１２ｈに挿入して設置状態としても、小径筒形成部３１の周囲に底板部８１が位置する一方で、大径筒形成部３３は取付孔１２ｈに挿入できず、その外側に位置する。また、こうした設置状態において、小径筒形成部３１の一部が、主室形成部２（シリンダヘッド１２）における主燃焼室２ｒに面する主室形成面２ｆから主燃焼室２ｒに突出するようになっており、この主燃焼室２ｒに突出した部分となる突出部３ｐには、その壁体３１ｗによって、各噴孔４の少なくとも一部が形成される。なお、図１～図３に示す実施形態では、大径筒形成部３３と取付孔１２ｈの上部との間には、主燃焼室２ｒの希薄予混合気が漏れるのを防止するためのガスシール８８が設けられている。
　また、図２Ａ～図３に示すように、シリンダヘッド１２の内部には冷却水通路９が形成される。より詳細には、シリンダヘッド１２は、その内部において、底板部８１との間に冷却水通路９の一部である第１空間９１を形成しつつ、底板部８１よりも主燃焼室２ｒから離間されて設けられる中板部８２を有する。さらに、シリンダヘッド１２の内部には、この中板部８２を挟んで第１空間９１の反対側に位置する、冷却水通路９の一部である第２空間９２が形成される。そして、中板部８２には貫通孔８２ｈが形成されており、この貫通孔８２ｈを介して、第１空間９１と第２空間９２とが連通されることで、冷却水通路９が形成される。
　この際、図３に示すように、第１空間９１においては、底板部８１においてシリンダ１３のシリンダ軸の通る中央に設けられた取付孔１２ｈに向かって、周囲から冷却水が流れるようになっている。より詳細には、第１空間９１には、互いに隣接する２つのポート壁部１５ｗによってその間に画定されるポート間狭隘空間９１ｎと、取付孔１２ｈに設置された副室形成部３および副室形成部３を囲むように配置された複数のポート壁部１５ｗによって取付孔１２ｈ（副室形成部３）の周囲を囲むように形成される環状空間９１ｃとが形成されており、ポート間狭隘空間９１ｎと環状空間９１ｃとが連通される。そして、冷却水は、上記のポート間狭隘空間９１ｎ、環状空間９１ｃを通って、取付孔１２ｈが設けられた中央に向かって流れる。図３に示す実施形態では、冷却水は、４つのポート壁部１５ｗの間に形成された４つのポート間狭隘空間９１ｎからそれぞれ環状空間９１ｃに流れる。その後は、図２Ａ～図２Ｂに示すように、冷却水は、副室形成部３によって上方に向けて流れ方向を変えられることによって、第１空間９１から貫通孔８２ｈを通って第２空間９２に流れるようになっている。そして、本実施形態では、第２空間９２は、シリンダヘッド１２の内部を縫うようにして上方まで形成されている。
　上述した構成を備える副室式ガスエンジン１では、副室形成部３がシリンダヘッド１２に設置された設置状態において、上述したように、大径筒形成部３３が第１空間９１に面するようになっている。よって、シリンダヘッド１２の内部に形成された冷却水通路９を通る冷却水は、大径筒形成部３３の外周面から副室形成部３と熱交換することにより、副室形成部３を大径筒形成部３３から冷却する。ところが、副室式ガスエンジン１の効率に影響を与える噴孔４は、大径筒形成部３３から離れた小径筒形成部３１の突出部３ｐに形成されているため、噴孔４を形成する小径筒形成部３１の壁体３１ｗの部分（以下、壁体形成部）は、大径筒形成部３３と噴孔４との間に延在することによって熱を伝達する小径筒形成部３１の壁体３１ｗの部分（熱通路）を介して冷却されることになる。
　このため、上記の熱通路の長さや伝熱抵抗の大きさによっては、冷却水通路９を流れる冷却水によって、壁体形成部の冷却を適切に行うことが困難となる場合がある。そして、壁体形成部の冷却が適切になされない場合には、燃焼による高熱によって壁体形成部の表面が酸化されたり、強度が低下する。強度が低下するとガスの通過による摩耗が生じやすくなり、壁体形成部に摩耗が生じると、副室式ガスエンジン１の効率を低下させ、また、副室形成部３の交換事由となる。
　そこで、本発明では、副室形成部３の冷却力を向上するために、図１～図５に示すように、副室式ガスエンジン１は、上記の構成（主室形成部２および副室形成部３）に加えて、少なくとも一部が小径筒形成部３１の壁体３１ｗの内部に形成される副室冷却水通路５を備える。例えば、副室冷却水通路５は、小径筒形成部３１において、小径筒形成部３１の周囲を覆うように円筒状に形成されても良い。あるいは、副室冷却水通路５は、小径筒形成部３１において、管状の形状を有するように形成されていても良く（図１～図５参照）、管状の内部を流れる冷却水の流路断面は円や楕円、四角形などの３以上の多角形であっても良い。
　また、副室冷却水通路５は、少なくとも一端が副室形成部３の外部に向けて開口することにより、副室形成部３の外部から副室冷却水通路５に冷却水が供給されるように構成される。例えば、副室冷却水通路５の両端が副室形成部３の外部に向けてそれぞれ開口するように構成すれば、副室冷却水通路５の一端から冷却水を通路に供給し、この一端とは異なる他端から冷却水を排出することが可能となる。この場合には、副室冷却水通路５において一方向の冷却水の流れを形成することが可能となるので、副室冷却水通路５において冷却水を滞りなくスムーズに流すことが可能となる。
　こうした副室冷却水通路５は、副室形成部（副室形成部材）を、３次元積層造形技術（ＡＭ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）で造形することで、形成しても良いし、あるいは、ロストワックス精密鋳造法を用いて形成しても良い。その他の方法を用いても良く、例えば、副室３ｒに面する内側部材と、内側部材の外周に位置する外側部材とを接合することにより、副室冷却水通路５を形成しても良い。
　上記の構成によれば、副室形成部３の小径筒形成部３１の壁体３１ｗの内部に副室冷却水通路５を形成することによって、大径筒形成部３３よりも壁体３１ｗの温度（壁温）が高温となる小径筒形成部３１に冷却水を導入することができるので、小径筒形成部３１の局所的な冷却不足が生じるのを防止し、副室形成部３の全体を効果的に冷却することができる。また、副室冷却水通路５によって、小径筒形成部３１の冷却力を向上することができるので、上述した熱通路を短くするなど、高温による強度低下により生じる特に噴孔４を形成する壁体３１ｗ（壁体形成部）の摩耗を抑制することができる。したがって、噴孔４の摩耗による変形を防止することができ、副室式ガスエンジン１における安定した燃焼を維持し、効率の維持を図ることができる。
　次に、上述した副室冷却水通路５の形状に関する幾つかの実施形態について、図４～図５を用いて説明する。
　幾つかの実施形態では、図４～図５に示すように、副室冷却水通路５は、小径筒形成部３１の壁体３１ｗの内部を延在する管状通路５ｐを有する。つまり、副室冷却水通路５は管状の形状を有している。このように副室冷却水通路５が管状に形成されることによって、噴孔に干渉することなく、副室冷却水通路５を噴孔４の間の壁体３１ｗに延在させることが可能となる。よって、小径筒形成部３１における噴孔形成部の冷却力を向上させることができ、高温による強度低下により生じる噴孔形成部の摩耗を抑制すると共に、副室式ガスエンジン１における安定した燃焼を維持することが可能となる。
　この管状通路５ｐは、幾つかの実施形態では、図４～図５に示すように、副室形成部３の外部に向けて開口する一端部を有すると共に、少なくとも一部が小径筒形成部３１の壁体３１ｗの内部に延在する管状の分流管状通路５１と、分流管状通路５１の他端部に接続され、小径筒形成部３１の壁体３１ｗの内部に全体が延在する合流管状通路５３と、で構成されても良い。分流管状通路５１は、外部に向けて開口する一端部から、小径筒形成部３１の突出部３ｐに向けて延在する。図４～図５に示す実施形態では、分流管状通路５１は、副室３ｒの延在方向の上から下に向かって直線状に延在している。この分流管状通路５１の数は、少なくとも１つあれば良く、奇数本でも偶数本でも良い。そして、複数の分流管状通路５１が設けられる場合には、互いに離間されて形成されることによって、各々が別々に冷却水を流すように構成される。
　他方、合流管状通路５３は、少なくとも２つの分流管状通路５１が接続され、一方の分流管状通路５１から合流管状通路５３に流入した冷却水を他方の分流管状通路５１に折り返す箇所となる。合流管状通路５３は少なくとも１つとなる。図４～図５に示す実施形態では合流管状通路５３は１つであり、４本の分流管状通路５１が接続される。このように３以上の複数の分流管状通路５１が１つの合流管状通路５３において合流するよう構成することで、管状通路５ｐが、２本の合流管状通路５３を１対１で接続した通路の複数からなる場合に比べて、よりシンプルな構成で、折り返し箇所を設けることが可能となる。
　ただし、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、管状通路５ｐは、合流管状通路５３を備えておらず、少なくとも１つの分流管状通路５１のみを備えていても良い。また、その他の幾つかの実施形態では、管状通路５ｐは、２本の分流管状通路５１が１対１で合流管状通路５３に接続された通路の複数から構成されていても良い。
　また、幾つかの実施形態では、図４に示すように、管状通路５ｐは、噴孔４を跨ぐように突出部３ｐの壁体の内部に延在していても良い。図４に示す実施形態では、上述した合流管状通路５３は、複数の噴孔４よりも副室形成部３の下側の壁体３１ｗ（突出部３ｐ）に延在しており、複数の分流管状通路５１は、外部に開口する一端部側から延びて、隣接する噴孔４の間を通過した先に位置する合流管状通路５３まで伸びるように延在している。このように、副室冷却水通路５が噴孔４を跨ぐように突出部３ｐの壁体３１ｗの内部に延在することで、噴孔４が形成される突出部３ｐまで冷却水を導くことができるので、小径筒形成部３１における噴孔周り（噴孔形成部）まで冷却水を導入することができ、小径筒形成部３１における噴孔形成部の摩耗を抑制することができる。
　他の幾つかの実施形態では、図４に示すように、上記の実施形態に加えて、さらに、複数の分流管状通路５１の各々は突出部３ｐにおいて合流していても良い。つまり、複数の分流管状通路５１は、突出部３ｐに設けられ合流管状通路５３で合流する。これによって、突出部３ｐの壁体３１ｗの厚さによる制限を受けることなく、複数の分流管状通路５１を設けることができる。よって、分流管状通路５１の数を突出部３ｐ側の温度に応じて調整することが容易となり、副室冷却水通路５を流れる冷却水の水量を調整して、副室形成部３の適切な冷却をさらに図ることができる。
　その他の幾つかの実施形態では、図５に示すように、合流管状通路５３は、複数の噴孔４よりも大径筒形成部３３の側に延在しても良い。この場合であっても、副室冷却水通路５によって、噴孔４のより近くまで冷却水を導くことができ、小径筒形成部３１における噴孔形成部の摩耗を抑制することが可能となる。
　次に、上述した管状通路５ｐ（副室冷却水通路５）が、複数の分流管状通路５１を有することによって、副室形成部３から外部に向けて開口する複数の開口部を有する場合において、これらの開口部の接続位置に関する幾つかの実施形態について、図６～図７を用いて説明する。
　図６は、本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジン１を概略的に示す断面図であり、図２Ａ～図２Ｂの副室形成部３周りの拡大図に相当する。また、図７は、本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジン１を概略的に示す断面図であり、図３のＣで示す部分を拡大して模式的に示した図である。
　すなわち、幾つかの実施形態では、図６～図７に示すように、管状通路５ｐ（副室冷却水通路５）は、複数の分流管状通路５１を有することによって、上述した開口部（５ａ、５ｂ）を複数備える。そして、そのうちの少なくとも１つが、シリンダヘッド１２の冷却水通路９を構成する第１空間９１に面する大径筒形成部３３において外部に開口することで、第１空間９１から冷却水が供給される。
　図６～図７に示す実施形態では、上述した管状通路５ｐ（副室冷却水通路５）は、シリンダヘッド１２の内部に形成された冷却水通路９（図２Ａ～図３参照）に接続される第１開口５ａを備えており、第１空間９１を流れる冷却水は、第１開口５ａから管状通路５ｐに流入する。他方、管状通路５ｐは、この第１開口５ａとは異なる位置において冷却水通路９に接続される第２開口５ｂを、さらに備えている。つまり、管状通路５ｐは、少なくとも、第１開口５ａおよび第２開口５ｂの２つを介して冷却水通路９に連通する。これによって、第１開口５ａから第２開口５ｂあるいは第２開口５ｂから第１開口５ａへの一方向の流れを形成することができ、副室冷却水通路５（管状通路５ｐ）における冷却水の流れを適切に形成することによって、副室冷却水通路５を流れる冷却水による副室形成部３の冷却を適切に行うことができる。
　このように、管状通路５ｐ（副室冷却水通路５）が少なくとも２つの複数の開口部（５ａ、５ｂ）を備える場合には、複数の開口部において相対的に圧力が大きい位置に開口する少なくとも１つの開口部（５ａ）が冷却水の入口となり、相対的に圧力が小さい位置に開口する少なくとも１つの開口部（５ｂ）が冷却水の出口となる。つまり、冷却水の入口となるか出口となるかは、開口部間の相対的な圧力差で決まる。よって、以下で説明する実施形態では、副室冷却水通路５の入口から出口まで冷却水が流れるのをより確実にするために、副室冷却水通路５の複数の開口部を、それぞれ、入口での圧力と出口での圧力との差圧がより大きくなるような位置を選択して配置する。
　具体的には、幾つかの実施形態では、上述した管状通路５ｐの第１開口５ａは、隣接する複数のポート壁部１５ｗの間に形成されたポート間狭隘空間９１ｎ（前述）に配向されるように、第１空間９１に開口していても良い（図７参照）。つまり、冷却水通路９は、主に、第１空間９１におけるポート間狭隘空間９１ｎから副室冷却水通路の第１開口５ａに向かって冷却水を流すようになっており、第１開口５ａが設けられる付近は、冷却水が衝突する淀み点となり、静圧が大きくなる部分となる。よって、上述のように開口された第１開口５ａは冷却水の入口となる。図６～図７に示す実施形態では、冷却水を導く方向に沿って延在するポート間狭隘空間９１ｎの延長上に第１開口５ａが位置している。
　上記の構成によれば、副室冷却水通路５の第１開口５ａが、隣接する複数のポート壁部の間のポート間狭隘空間９１ｎに配向されるように第１空間９１に開口することにより、第１開口５ａにおける圧力をより大きくすることがき、第１開口５ａから第２開口５ｂに向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。
　また、幾つかの実施形態では、図６に示すように、上述した管状通路５ｐの第２開口５ｂ（出口）は、中板部８２に形成された貫通孔８２ｈに接続されていても良い。上述したように、冷却水通路９は、第１空間９１から中板部８２の貫通孔８２ｈを通って第２空間９２に冷却水を流すようになっており、貫通孔８２ｈは、相対的に広い第１空間９１から、相対的に狭い貫通孔８２ｈに流れることで、流速が大きくなっている。よって、貫通孔８２ｈは、動圧が大きく、静圧が小さい部分となる。したがって、上述のように開口された第２開口５ｂの圧力は、第１開口５ａの圧力よりも圧力が低く、冷却水の出口となる。図６に示す実施形態では、環状空間９１ｃにおいて相対的に静圧が大きくなる位置に連通するように第１開口５ａを設けると共に、相対的に静圧が小さくなる貫通孔８２ｈに連通するように第２開口５ｂを設けることで、第１開口５ａと第２開口５ｂとの間の圧力差が大きくなるようにしている。
　上記の構成によれば、副室冷却水通路５の第２開口５ｂを静圧が小さい貫通孔に接続することにより、第１開口５ａと第２開口５ｂとの間の圧力差を大きくすることができ、第１開口５ａから第２開口５ｂに向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。また、副室冷却水通路５の第２開口５ｂが接続される貫通孔８２ｈの動圧が大きいので、副室冷却水通路５を流れてきた冷却水が冷却水通路９の流れに引かれるエゼクター効果によって、さらに、第１開口５ａから第２開口５ｂに向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。
　その他の幾つかの実施形態では、図７に示すように、上述した管状通路５ｐの第２開口５ｂは、ポート壁部１５ｗに配向されるように、第１空間９１に開口していても良い。第１空間９１における複数のポート壁部１５ｗの間のポート間狭隘空間９１ｎから副室冷却水通路５の第１開口５ａに向かって流れた冷却水は、第１開口５ａが形成される付近の副室形成部３に衝突して、副室形成部３の周囲に沿って流れるため、このポート間狭隘空間９１ｎの両隣にあるポート壁部１５ｗに対面する副室形成部の部分は、相対的に静圧が小さく、動圧か大きい。よって、上述のように開口された第２開口５ｂの圧力は、第１開口５ａの圧力よりも圧力が低く、冷却水の出口となる。図７に示す実施形態では、環状空間９１ｃにおいて、相対的に静圧が大きくなる位置に第１開口５ａを設け、相対的に静圧が小さくなる位置に第２開口５ｂを設けることで、第１開口５ａと第２開口５ｂとの間の圧力差が大きくなるようにしている。
　上記の構成によれば、第２開口５ｂをポート壁部１５ｗに配向するように第１空間９１に開口させることにより、第１開口５ａが設けられる位置よりも、相対的に静圧が小さい位置に第２開口５ｂを設けることができ、第１開口５ａと第２開口５ｂとの間の圧力差を大きくすることができ、第１開口５ａから第２開口５ｂに向けて冷却水が滞りなく流れるように図ることができる。
　また、幾つかの実施形態では、第１開口５ａは、給気ポート１５ｉと排気ポート１５ｅとの間、または、互いに隣接する排気ポート１５ｅの間のいずれか一方に位置するポート間狭隘空間９１ｎに配向されるように、第１空間９１に開口していても良い。主燃焼室２ｒにおいては、高温の排ガスｅが排出される排気ポート１５ｅに近い部分（主燃焼室２ｒの部分）の方が、相対的に低温となる給気ａを主燃焼室２ｒに導く給気ポート１５ｉに近い部分よりも温度が高い。上記の構成によれば、副室冷却水通路の第１開口５ａを、相対的に高温となる排気ポート１５ｅが関係する側のポート間狭隘空間９１ｎの側に配向するように第１空間９１に開口させることにより、主燃焼室２ｒにおいてより高温となる側から冷却水を導入することができ、小径筒形成部３１やその噴孔４周り（噴孔形成部）の冷却を効率良く行うことができる。
　本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
１　　　　副室式ガスエンジン
１１　　　シリンダライナ
１２　　　シリンダヘッド
１２ｈ　　取付孔
１３　　　シリンダ
１４　　　ピストン
１５ｅ　　排気ポート
１５ｉ　　給気ポート
１５ｗ　　ポート壁部
１７　　　給気弁
１８　　　排気弁
２　　　　主室形成部
２ｆ　　　主室形成面
２ｒ　　　主燃焼室
３　　　　副室形成部
３ｒ　　　副室
３１　　　小径筒形成部
３１ｗ　　壁体
３１ｒ　　小径筒室
３ｐ　　　突出部
３３　　　大径筒形成部
３３ｄ　　拡径筒部
３３ｃ　　定径筒部
３３ｒ　　大径筒室
４　　　　噴孔
５　　　　副室冷却水通路
５１　　　分流管状通路
５３　　　合流管状通路
５ｐ　　　管状通路
５ａ　　　第１開口
５ｂ　　　第２開口
６　　　　着火装置
６１　　　着火部
７　　　　副室ガス供給装置
８１　　　底板部
８２　　　中板部
８２ｈ　　貫通孔
８８　　　ガスシール
９　　　　冷却水通路
９１　　　第１空間
９１ｃ　　環状空間
９１ｎ　　ポート間狭隘空間
９２　　　第２空間
ａ　　　　給気
ｅ　　　　排ガス

Claims (14)

  1. 　主燃焼室を形成する主室形成部と、
    　複数の噴孔を介して前記主燃焼室に連通される副室を形成する副室形成部であって、所定の内径を有する大径筒室を形成する筒状の大径筒形成部、および、前記大径筒室よりも小さい内径を有するとともに前記複数の噴孔が接続される小径筒室を形成する筒状の小径筒形成部、を含む副室形成部と、
    　少なくとも一部が前記小径筒形成部の壁体の内部に形成される副室冷却水通路と、を備えることを特徴とする副室式ガスエンジン。
  2. 　前記副室冷却水通路は、前記小径筒形成部の壁体の内部を延在する管状通路を有することを特徴とする請求項１に記載の副室式ガスエンジン。
  3. 　前記小径筒形成部は、前記主室形成部における前記主燃焼室に面する主室形成面から前記主燃焼室に突出する突出部を有し、
    　前記噴孔の少なくとも一部は前記突出部に形成されると共に、
    　前記管状通路は、前記噴孔を跨ぐように前記突出部の壁体の内部に延在することを特徴とする請求項２に記載の副室式ガスエンジン。
  4. 　前記管状通路は、複数の管状の分流管状通路を有し、
    　前記複数の分流管状通路の各々は、前記突出部において合流していることを特徴とする請求項３に記載の副室式ガスエンジン。
  5. 　前記主室形成部は、シリンダヘッドを含み、
    　前記シリンダヘッドの内部には、冷却水通路が形成され、
    　前記管状通路は、前記冷却水通路に接続される第１開口と、前記第１開口とは異なる位置において前記冷却水通路に接続される第２開口とを有することを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
  6. 　前記シリンダヘッドは、
    　前記主燃焼室に面する底板部と、
    　前記シリンダヘッドの内部において、前記底板部との間に前記冷却水通路の一部である第１空間を形成しつつ、前記底板部よりも前記主燃焼室から離間されて設けられる中板部と、
    　給気ポート及び排気ポートを前記シリンダヘッドの内部に形成する複数のポート壁部と、を含み、
    　前記第１開口は、隣接する前記複数のポート壁部の間に形成されたポート間狭隘空間に配向されるように、前記第１空間に開口することを特徴とする請求項５に記載の副室式ガスエンジン。
  7. 　前記中板部に形成された貫通孔に連通された、前記中板部を挟んで前記第１空間の反対側に位置する第２空間と、を有し、
    　前記第２開口は、前記貫通孔に接続されることを特徴とする請求項６に記載の副室式ガスエンジン。
  8. 　前記第２開口は、前記ポート壁部に配向されるように、前記第１空間に開口することを特徴とする請求項６に記載の副室式ガスエンジン。
  9. 　前記第１開口は、前記給気ポートと前記排気ポートとの間、または、互いに隣接する前記排気ポートの間のいずれか一方に位置する前記ポート間狭隘空間に配向されるように、前記第１空間に開口することを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
  10. 　前記底板部は、前記小径筒形成部の周囲に位置することを特徴とする請求項６～９のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
  11. 　副室式ガスエンジンの主燃焼室と複数の噴孔を介して連通される副室を形成する副室形成部材であって、
    　所定の内径を有する大径筒室を形成する筒状の大径筒形成部と、
    　前記大径筒室よりも小さい内径を有するとともに前記複数の噴孔が接続される小径筒室を形成する筒状の小径筒形成部と、
    　少なくとも一部が前記小径筒形成部の壁体の内部に形成される副室冷却水通路と、を備えることを特徴とする副室形成部材。
  12. 　前記副室冷却水通路は、前記小径筒形成部の壁体の内部を延在する管状通路を有することを特徴とする請求項１１に記載の副室形成部材。
  13. 　前記小径筒形成部は、前記主室形成部における前記主燃焼室に面する主室形成面から前記主燃焼室に突出する突出部を有し、
    　前記噴孔の少なくとも一部は前記突出部に形成されると共に、
    　前記少なくとも１つの管状通路は、前記噴孔を跨ぐように前記突出部の壁体の内部に延在することを特徴とする請求項１２に記載の副室形成部材。
  14. 　前記少なくとも１つの管状通路は、複数の管状通路を有し、
    　前記複数の管状通路の各々は、前記突出部において合流していることを特徴とする請求項１３に記載の副室形成部材。
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