JPH0630433U - ガスエンジンのトーチ点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、トーチ点火副室内での確実
な点火と安定した燃焼を実現して主燃焼室へ強力な火炎
ジェットの噴出を可能とし、希薄燃焼により大気汚染物
質の生成を抑制するとともに、燃焼効率の向上を図り得
るガスエンジンのトーチ点火装置を提供するにある。 【構成】 本考案に係るガスエンジンのトーチ点火装置
は、チェック弁５と点火栓７が装着されるトーチ点火副
室１ｂと、該点火副室と主燃焼室２ａとを連通する口金
通路６ａ及び複数の噴口６ｂ，６ｃが設けられた噴口口
金６とを有してなり、前記口金通路６ａをトーチ点火副
室１ｂの軸線から偏心して設け、複数の噴口６ｂ，６ｃ
を口金通路６ａの軸線に非対称に穿設すると共に、トー
チ点火副室の軸線に対する口金通路の偏心と反対側の副
室内の上部側方に点火栓取付凹部１ｃを形成して点火栓
７を装着する構成としたことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はガスエンジンのトーチ点火装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３，図４，図５を参照して従来例について説明する。図３に従来のトーチ点 火式ガスエンジンの燃焼室周辺の縦断面図を示す。図４は図３におけるトーチ点 火装置周辺の拡大図で、図５は図４におけるＶ−Ｖ断面の平面図である。 燃焼に供される主燃料ガス及び空気は図示しない燃料供給装置と空気供給装置 から燃料空気混合装置を経て主燃料ガスと空気の混合気となって主燃焼室１０２ ａへ導入される。 また、トーチ点火用燃料ガスは図示しない燃料ガス本管より分岐され、ガス通 路１０４を通りチェック弁１０５を介してトーチ点火副室１０１ｂ内の圧力が前 記チェック弁の開弁設定圧（通常約１ｋｇｆ／ｃｍ² 程度）以下に低下する排気 終了から吸気行程の時期にトーチ点火副室１０１ｂ内に導入される。

【０００３】 エンジンの作動が進み圧縮行程になると、主燃焼室１０２ａ内の混合気の一部 は噴口口金１０６の噴口１０６ｂから噴口通路１０６ａを通りトーチ点火副室１ ０１ｂ内に送出され、該副室内に導入されているトーチ点火用燃料ガスと更に混 合される。 ピストンが上死点近くに達した時期にトーチ点火副室１０１ｂの上部に装着し た点火栓１０７での火花放電によってトーチ点火副室内の混合気に点火する。点 火によって発生した火炎は噴口口金１０６に複数個設けられた噴口１０６ｂから 主燃焼室１０２ａへ噴出して主燃焼室内の混合気に点火し火炎が伝播して燃焼が 進行する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記した従来技術によるガスエンジンのトーチ点火装置には次 のような問題点があった。 即ち、トーチ点火式ガスエンジンでは主燃焼室に供給される混合気は理論混合 比の約２倍程度の希薄な混合気であり、圧縮行程中にピストンの上昇に伴って主 燃焼室１０２ａ内の希薄な混合気の一部はトーチ点火副室１０１ｂに送出され該 副室内のトーチ点火用燃料ガス（純ガス）と更に混合される。この主燃焼室１０ ２ａからトーチ点火副室１０１ｂへの希薄混合気の送出の際、希薄混合気が流通 する噴口口金１０６の口金通路１０６ａ及び噴口１０６ｂはトーチ点火副室１０ １ｂと同心で且つ対称になっているので、該トーチ点火副室内での混合気の流れ は下方中央部から上方に向って流れ副室上部で左右に分流するが渦流への生長は 殆んど期待できず、主燃焼室から流入した希薄混合気とトーチ点火用燃料ガスの 混合は十分に行われない。

【０００５】 このためトーチ点火副室１０１ｂの上部に装着された点火栓１０７先端の電極 部周辺には点火に適した空燃比の混合気の流れが形成されないので点火が不確実 となり、前記トーチ点火副室内での安定した燃焼を維持できない。 従ってトーチ点火副室１０１ｂから通じている噴口１０６ｂから強い点火火炎 を噴出することができず、主燃焼室１０２ａでの燃焼が不完全となり、排気中に 含まれる大気汚染物質の排出量も増加するという問題点が残されていた。

【０００６】 本考案の目的は前記従来例での問題点を解決して、トーチ点火副室における点 火用燃料ガスと希薄混合気との混合を副室内に生成される縦旋回流を制御して促 進すると共に、点火栓の電極部周辺には点火に適した濃度の混合気を導くように して確実な点火の実現を図り、トーチ点火副室内での安定した燃焼による火炎を 噴口口金の噴口から強力な火炎ジェットとして主燃焼室へ噴出させ、希薄混合気 に点火するガスエンジンのトーチ点火装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のガスエンジンのトーチ点火装置は、シリンダヘッド１に形成され点火 用燃料ガスのチェック弁５と点火栓７が装着されるトーチ点火副室１ｂと、該ト ーチ点火副室と主燃焼室２ａを連通する口金通路６ａと複数の噴口６ｂ、６ｃが 設けられた噴口口金６とを有してなり、前記噴口口金の通路部６ａの軸線Ｂ−Ｂ をトーチ点火副室１ｂの軸線Ａ−Ａに対して偏心させると共に、前記通路部先端 の複数の噴口６ｂ、６ｃを通路部の軸線Ｂ−Ｂに対し非対称に穿設し、さらに前 記した副室の軸線Ａ−Ａに対する通路部の軸線Ｂ−Ｂの偏心と反対側のトーチ点 火副室１ｂの上部側方に点火線取付凹部１ｃを形成したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】

ガスエンジンの主燃焼室には極めて希薄な混合気が供給されるので、確実に点 火し安定した燃焼をさせるためには、トーチ点火副室内での安定した燃焼による 火炎を強力な火炎ジェットとして噴口から主燃焼室へ噴出させることがガスエン ジンにおける点火作用の狙いである。 エンジンが吸気行程の時期に点火用燃料ガスがチェック弁５を介してトーチ点 火副室１ｂ内に供給される。 圧縮行程の時期になると主燃焼室２ａ内の希薄混合気の一部が噴口口金６の噴 口６ｂ、６ｃを通り、通路部６ａから前記点火副室内に流入する。この流入の際 、噴口口金の通路部６ａはトーチ点火副室１ｂの軸線に対し偏心しているため、 流入した希薄混合気は側壁面に沿うように上方に流れ縦旋回流が生成され、先に 供給されている点火用燃料ガスとの混合が促進される。

【０００９】 なお、点火栓７はトーチ点火副室１ｂ内で前記希薄混合気の縦旋回流の主流の 影響を直接受けることなく、火花放電する電極部周辺には比較的濃度の高い混合 気がとどまるようトーチ点火副室１ｂの上部側方の凹部に装着されるので、点火 時期に至ると確実に点火できる。 点火されたトーチ点火副室内の火炎は縦旋回流により伝播が促進され、強力な 火炎ジェットとなって噴口６ｂ，６ｃから主燃焼室２ａに噴出されるので希薄混 合気に確実に点火し、火炎は主燃焼室内を急速に伝播し安定した良好な燃焼を得 ることができる。

【００１０】

【実施例】

図１に本考案の実施例に係るガスエンジンのトーチ点火装置の縦断面図で、図 ２は図１におけるII−II断面の平面図である。 次に図１及び図２を参照して本考案のガスエンジンのトーチ点火装置の実施例 について説明する。 図１に見られるように、トーチ点火副室１ｂの上部側方に点火栓取付凹部１ｃ を形成して点火栓７を装着し、噴口口金６の噴口通路６ａは、その軸線Ｂ−Ｂを トーチ点火副室１ｂの軸線Ａ−Ａからｅだけ偏心させ前記点火栓取付凹部１ｃの 反対側に設けられ、噴口口金６先端の複数個の噴口６ｂ，６ｃは噴口口金の通路 部６ａの軸線Ｂ−Ｂに対して非対称に穿設されていることがこの実施例での特徴 である。

【００１１】 主燃料ガスと空気は図示しない燃料供給装置及び空気供給装置から燃料空気混 合装置を経て主燃料ガスと空気の希薄な混合気となって吸気行程中に図示しない 吸気ポートを経て主燃焼室２ａ内に流入する。 一方トーチ点火用燃料ガスは図示しない燃料ガス本管より分岐され、ガス通路 ４を通りチェック弁５を介してトーチ点火副室１ｂの室内圧がチェック弁５の開 弁圧以下に低下する吸気行程の時期に副室１ｂ内に導入される。 圧縮行程になると主燃焼室２ａ内の希薄混合気はピストン２の上昇によって圧 縮され、混合気の一部は噴口口金６の噴口６ｂ，６ｃから噴口通路６ａを通って トーチ点火副室１ｂ内に送出される。

【００１２】 前記したように噴口通路６ａの軸線Ｂ−Ｂはトーチ点火副室１ｂの軸線Ａ−Ａ からｅだけ偏心させて設けられ、また噴口通路６ａの下端と主燃焼室２ａとを連 通する噴口６ｂ，６ｃは通路部の軸線Ａ−Ａに対し非対称に穿設されている。複 数個の噴口については口径寸法あるいは噴口数について特に規定しない。また噴 口通路６ａが偏心して設けられているので噴口６ｂと６ｃでは長さが異なるので 噴口通路６ａ内に流入した希薄混合気に流入速度差による乱れが発生する。 このため小さな乱れを含んでトーチ点火副室１ｂ内に流入した希薄混合気は左 側壁面に沿って上昇し、上部から右方向への旋回流となって既に流入しているト ーチ点火用燃料ガスと混合する。この際、トーチ点火副室１ｂの上部側方に設け られた点火栓が装着されている点火栓取付凹部１ｃには縦旋回する希薄混合気の 主流は流入せず、着火用燃料ガスを多く含んだ比較的濃い混合気が存在する状態 となる。

【００１３】 ピストン２が圧縮行程の終りの上死点近傍に達した時期に点火栓７で火花放電 が行われ混合気に点火されるが、点火栓７の電極部の周囲には点火に適した濃度 の混合気が存在し確実な点火が保証される。 点火された後火炎は縦旋回流によって加速され、急速に伝播して噴口口金６の 噴口６ｂ，６ｃから強力な火炎ジェットとなって主燃焼室２ａ内に噴出し、該主 燃焼室２ａ内の希薄混合気に点火し主燃焼室内全体に火炎が伝播し安定した燃焼 が実現される。

【００１４】

【考案の効果】

本考案のガスエンジンのトーチ点火装置により次のような効果が得られる。 （１）点火栓の放電電極部を希薄混合気の縦旋回流の主流に直接さらすことなく 、電極部の周辺には点火に適した理論混合比に近い濃度の混合気を存在させるこ とが可能となり確実な点火が保証される。 （２）トーチ点火副室内に小さな乱れを含んだ縦旋回流が発生するので、該副室 内での点火用燃料ガスと希薄混合気の混合が促進されると共に、該副室内での点 火後の火炎の伝播も加速され強力な火炎ジェットが主燃焼室２ａに噴出し、主燃 焼室内の希薄混合気の安定した燃焼が可能となる。 （３）希薄燃焼のガスエンジンでは従来点火が不確実であり失火等の問題点が指 摘されていたが上記のようにこの問題点は解決され、希薄燃焼エンジンの長所で あるＮＯ_x の排出量が少ないことが保たれるほか、ＣＯや未燃ＨＣ等の大気汚染 物質の発生が抑制されるとともに燃焼効率の向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係るガスエンジンのトー
チ点火装置周辺の縦断面図。

【図２】図１におけるII−II断面の平面図。

【図３】従来のトーチ点火式ガスエンジンの燃焼室周辺
の拡大図。

【図４】図３におけるトーチ点火装置周辺の縦断面図。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面の平面図。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド、１ｂ…トーチ点火副室、１ｃ…点
火栓取付凹部、２…ピストン、２ａ…主燃焼室、４…点
火用燃料ガス通路、５…チェック弁、６…噴口口金、６
ａ…口金通路、６ｂ…噴口、６ｃ…噴口、７…点火栓、
Ａ−Ａ…トーチ点火副室の軸線、Ｂ−Ｂ…口金通路の軸
線、ｅ…軸線Ａ−Ａと軸線Ｂ−Ｂの偏心。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 61/18 ３２０ Ｃ 9248−3Ｇ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０２ Ｂ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスエンジンのトーチ点火装置におい
   て、シリンダヘッド（１）に形成され点火用燃料ガスの
   チェック弁（５）と点火栓（７）が装着されるトーチ点
   火副室（１ｂ）と、該トーチ点火副室と主燃焼室（２
   ａ）を連通する口金通路（６ａ）と複数の噴口（６ｂ，
   ６ｃ）が設けられた噴口口金（６）とを有してなり、前
   記噴口口金の通路部（６ａ）の軸線Ｂ−Ｂをトーチ点火
   副室（１ｂ）の軸線Ａ−Ａに対して偏心させると共に、
   前記通路部先端の複数の噴口（６ｂ，６ｃ）を通路部の
   軸線Ｂ−Ｂに対して非対称に穿設し、さらに前記した副
   室の軸線Ａ−Ａに対する通路部（６ａ）の軸線Ｂ−Ｂの
   偏心と反対側のトーチ点火副室（１ｂ）の上部側方に点
   火栓取付凹部（１ｃ）を形成したことを特徴とするガス
   エンジンのトーチ点火装置。