JPH0893477A - 副室式ガス機関の副室形状 - Google Patents
副室式ガス機関の副室形状Info
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- JPH0893477A JPH0893477A JP6226441A JP22644194A JPH0893477A JP H0893477 A JPH0893477 A JP H0893477A JP 6226441 A JP6226441 A JP 6226441A JP 22644194 A JP22644194 A JP 22644194A JP H0893477 A JPH0893477 A JP H0893477A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 縦渦の形成を妨げる事なく、副室容積を低減
してＮＯｘの低減を図る。 【構成】 副室式燃焼室の副室（１）を概略直方体形状
とする。
してＮＯｘの低減を図る。 【構成】 副室式燃焼室の副室（１）を概略直方体形状
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、副室式ガス機関の副室
形状に関する。
形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は従来の副室式ガス機関（例えば
希薄燃焼型ガスエンジン）の副室の断面図であり、図１
２はそのＢ−Ｂ矢視断面図である。
希薄燃焼型ガスエンジン）の副室の断面図であり、図１
２はそのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【０００３】副室１Ａは連通路２Ａにより、複数の噴口
３Ａを介して主燃焼室４に連通されている。ここで、連
通路２Ａは小径の円筒形状に構成され、先端には噴口３
Ａが設けられている。そして、噴口３Ａの径方向は、主
燃焼室４での燃焼を配慮して決められている。
３Ａを介して主燃焼室４に連通されている。ここで、連
通路２Ａは小径の円筒形状に構成され、先端には噴口３
Ａが設けられている。そして、噴口３Ａの径方向は、主
燃焼室４での燃焼を配慮して決められている。
【０００４】副室１Ａは断面直径が連通路２Ａより拡大
された円筒形で、その上下面の各隅部は、発生する縦渦
に対応した曲面（アール）形状にされている。図１１で
示す様に、圧縮行程において、図示しないピストンが上
昇することにより、混合気は図１１内の矢印で示す様
に、先端の噴口３Ａ（図１２も参照）から小径の連通路
２Ａに副室１Ａに向かって侵入し、該連通路２Ａにより
方向付けられ、副室１Ａの天井部に当たって反転し、副
室１Ａの内壁面形状に倣つて流れる。その結果、図１１
において複数の小さな矢印で示す様な縦渦が発生し、こ
の縦渦により、混合気の形成が促進されるのである。
された円筒形で、その上下面の各隅部は、発生する縦渦
に対応した曲面（アール）形状にされている。図１１で
示す様に、圧縮行程において、図示しないピストンが上
昇することにより、混合気は図１１内の矢印で示す様
に、先端の噴口３Ａ（図１２も参照）から小径の連通路
２Ａに副室１Ａに向かって侵入し、該連通路２Ａにより
方向付けられ、副室１Ａの天井部に当たって反転し、副
室１Ａの内壁面形状に倣つて流れる。その結果、図１１
において複数の小さな矢印で示す様な縦渦が発生し、こ
の縦渦により、混合気の形成が促進されるのである。
【０００５】副室１Ａ内で着火されると、ガスは強力な
火炎ジェットとなって噴口３Ａから主燃焼室４に噴出さ
れ、主燃焼室４内を燃焼状態にするのである。こうして
希薄燃焼が達成され、ＮＯｘ等の有害排気を低減するこ
とができる。
火炎ジェットとなって噴口３Ａから主燃焼室４に噴出さ
れ、主燃焼室４内を燃焼状態にするのである。こうして
希薄燃焼が達成され、ＮＯｘ等の有害排気を低減するこ
とができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここで主燃焼室に供給
される混合気を充分に希薄していくと、排気ガス中のＮ
Ｏｘ等は、その半分近くが副室で発生するようになる。
そのため、希薄化を進めて排気ガス中のＮＯｘを低減さ
せるためには、副室の容積を抑える（副室の容積を小さ
くする）ことが好適である。副室の容積が小さければ副
室で発生するＮＯｘの量も少なくなるからである。しか
し、副室を小さくすると、副室内の縦渦が弱まり、空気
とガスとがよく混合されず、火炎ジェットの生成が不良
となり、主燃焼室内の火炎伝播が不充分で不燃や失火が
起きる恐れがある。これに加えて、物理的な条件とし
て、副室１Ａの上部には、点火プラグやその他の部材を
設置するためには、直径の下限値を直径２８ｍｍ程度に
抑えなければならない、という制約が存在する。
される混合気を充分に希薄していくと、排気ガス中のＮ
Ｏｘ等は、その半分近くが副室で発生するようになる。
そのため、希薄化を進めて排気ガス中のＮＯｘを低減さ
せるためには、副室の容積を抑える（副室の容積を小さ
くする）ことが好適である。副室の容積が小さければ副
室で発生するＮＯｘの量も少なくなるからである。しか
し、副室を小さくすると、副室内の縦渦が弱まり、空気
とガスとがよく混合されず、火炎ジェットの生成が不良
となり、主燃焼室内の火炎伝播が不充分で不燃や失火が
起きる恐れがある。これに加えて、物理的な条件とし
て、副室１Ａの上部には、点火プラグやその他の部材を
設置するためには、直径の下限値を直径２８ｍｍ程度に
抑えなければならない、という制約が存在する。
【０００７】これに対して従来技術では、副室の容積を
小さくして、副室内の縦渦を弱らせる事なく、しかも上
述した寸法的な制約をクリヤするために、図１３で示す
様に、副室内にテーパをつけ容積を減らす技術が提案さ
れた。しかし、このようなテーパ形の副室１では、連通
路２Ｂから副室１Ｂへ急激な断面積の変化がなく、図１
３の矢印で示すような流れを生じるので、該矢印から明
らかな様に、符号Ｘで示す部分では縦渦の形成が妨げら
れ、例えば濃いガスが滞留して火炎ジェットの生成が不
十分となったり、或いは、ＮＯｘが増大する等の欠点が
あった。
小さくして、副室内の縦渦を弱らせる事なく、しかも上
述した寸法的な制約をクリヤするために、図１３で示す
様に、副室内にテーパをつけ容積を減らす技術が提案さ
れた。しかし、このようなテーパ形の副室１では、連通
路２Ｂから副室１Ｂへ急激な断面積の変化がなく、図１
３の矢印で示すような流れを生じるので、該矢印から明
らかな様に、符号Ｘで示す部分では縦渦の形成が妨げら
れ、例えば濃いガスが滞留して火炎ジェットの生成が不
十分となったり、或いは、ＮＯｘが増大する等の欠点が
あった。
【０００８】すなわち、副室の容積を小さくしてＮＯｘ
量を減少して、副室内の縦渦を弱らせる事なく、しかも
上述した寸法的な制約をクリヤすることが出来る技術が
従来から望まれていたが、その様な要請に応えることが
出来るような技術は未だに提案されていない。
量を減少して、副室内の縦渦を弱らせる事なく、しかも
上述した寸法的な制約をクリヤすることが出来る技術が
従来から望まれていたが、その様な要請に応えることが
出来るような技術は未だに提案されていない。
【０００９】本発明はその様な要請に鑑みて提案された
ものて、縦渦の形成を妨げずに副室の容積を低減して、
低ＮＯｘ化を図ったガス機関の副室形状の提供を目的と
している。
ものて、縦渦の形成を妨げずに副室の容積を低減して、
低ＮＯｘ化を図ったガス機関の副室形状の提供を目的と
している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の副室式ガス機関
の副室形状は、ガス機関の燃焼領域と副室とを連通する
連通路は、断面の径が比較的小さい円筒形に構成されて
おり、副室は、横断面及び縦断面が長方形をしており且
つ横断面の断面積が前記連通路の横断面の断面積よりも
大きい直方体形状に構成されている。
の副室形状は、ガス機関の燃焼領域と副室とを連通する
連通路は、断面の径が比較的小さい円筒形に構成されて
おり、副室は、横断面及び縦断面が長方形をしており且
つ横断面の断面積が前記連通路の横断面の断面積よりも
大きい直方体形状に構成されている。
【００１１】ここで、前記副室の横断面は長方形で且つ
その四隅が面取りされた形状か、或いは、長方形で且つ
その四隅に曲面が形成された形状であるのが好ましい。
その四隅が面取りされた形状か、或いは、長方形で且つ
その四隅に曲面が形成された形状であるのが好ましい。
【００１２】また、前記副室の縦断面は、長方形で且つ
その四隅が面取りされた形状、長方形で且つその四隅が
面取りされており、さらに面取り部分の傾斜角度が上部
と下部とでは相違した形状、或いは、長方形で且つその
四隅に曲面が形成された形状、のいずれかであるのが好
ましい。
その四隅が面取りされた形状、長方形で且つその四隅が
面取りされており、さらに面取り部分の傾斜角度が上部
と下部とでは相違した形状、或いは、長方形で且つその
四隅に曲面が形成された形状、のいずれかであるのが好
ましい。
【００１３】本発明の実施に際して、前記連通路は通常
は副室の中央部に連通しているが、副室の横断面の端部
に連通している構造も好ましい。さらに、前記連通路
は、副室の横断面に対して通常は直交する様に連通して
いるが、傾斜して連通する様に構成するのも好ましい。
は副室の中央部に連通しているが、副室の横断面の端部
に連通している構造も好ましい。さらに、前記連通路
は、副室の横断面に対して通常は直交する様に連通して
いるが、傾斜して連通する様に構成するのも好ましい。
【００１４】なお本発明では、副室の横断面の長さ及び
幅をそれぞれ２８ｍｍ及び１４ｍｍ以上に形成してい
る。
幅をそれぞれ２８ｍｍ及び１４ｍｍ以上に形成してい
る。
【００１５】
【作用】上記の様な構成を具備する本発明によれば、副
室の断面は概略直方体形状になり、従来技術の様な３次
元的或いは立体的な縦渦ではなく、平面的或いは２次元
的な縦渦が形成される。そして、概略直方体形状に形成
された本発明の副室は、該平面的（２次元的）な縦渦の
形成を妨げることがない。ここで、円筒形状の従来の副
室に比較して、本発明の直方体形状の副室はその容積が
小さいので、ＮＯｘを低減することが可能である。副室
の容積を低減でき、混合気の形成が促進され、良好な火
炎ジェットが得られて希薄燃焼が達成される。
室の断面は概略直方体形状になり、従来技術の様な３次
元的或いは立体的な縦渦ではなく、平面的或いは２次元
的な縦渦が形成される。そして、概略直方体形状に形成
された本発明の副室は、該平面的（２次元的）な縦渦の
形成を妨げることがない。ここで、円筒形状の従来の副
室に比較して、本発明の直方体形状の副室はその容積が
小さいので、ＮＯｘを低減することが可能である。副室
の容積を低減でき、混合気の形成が促進され、良好な火
炎ジェットが得られて希薄燃焼が達成される。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１７】図１、図２において、副室１の形状は直方
体とされ、図１の縦断面形状は、前記従来例の図１１に
形状と変っていないが、Ａ−Ａ矢視断面は図２に示すよ
うに長方形になり、断面積が低減されている。
体とされ、図１の縦断面形状は、前記従来例の図１１に
形状と変っていないが、Ａ−Ａ矢視断面は図２に示すよ
うに長方形になり、断面積が低減されている。
【００１８】すなわち、従来は副室１の断面直径は点火
プラグ等の配設のため、２８ｍｍが下限であったのに対
して、この実施例では長方形になって、断面縦寸法ａは
最小を１４ｍｍ、横寸法ｂは最小を２８ｍｍとすること
ができ、副室容積を低減することができる。
プラグ等の配設のため、２８ｍｍが下限であったのに対
して、この実施例では長方形になって、断面縦寸法ａは
最小を１４ｍｍ、横寸法ｂは最小を２８ｍｍとすること
ができ、副室容積を低減することができる。
【００１９】従来の副室形状は、断面が円形であり軸対
称形の縦渦を発生するものであった。これに対し、本発
明では副室１の断面は長方形とされ、図３のＣ−Ｃ矢視
断面図に示すように、平面的な縦渦（或いは２次元の縦
渦）が発生するようになっている。従来の軸対称形の縦
渦は、軸心部から周辺部へ放射状に流れ、幾何学的には
その面積が変化するのに対し、本発明では、２次元の流
れであり、その面積が変化がしないので、より強力な縦
渦を発生させることができる。なお、縦渦の発生機構以
外は、前記の従来例と同様の作用で、ガスエンジンが作
動する。
称形の縦渦を発生するものであった。これに対し、本発
明では副室１の断面は長方形とされ、図３のＣ−Ｃ矢視
断面図に示すように、平面的な縦渦（或いは２次元の縦
渦）が発生するようになっている。従来の軸対称形の縦
渦は、軸心部から周辺部へ放射状に流れ、幾何学的には
その面積が変化するのに対し、本発明では、２次元の流
れであり、その面積が変化がしないので、より強力な縦
渦を発生させることができる。なお、縦渦の発生機構以
外は、前記の従来例と同様の作用で、ガスエンジンが作
動する。
【００２０】図４は本発明の第２の実施例で、本図は前
記の図１のＡ−Ａ矢視と同じ位置の断面を示している。
この実施例においては、副室１ａの断面形状は長方形
で、角隅部ｃは面取りされている。このほかは第１実施
例と同様に構成されている。長方形の角隅部を流れる気
体の流速は低いので、図４の実施例の様に、副室１ａの
角隅部ｃに面取りを施せば、有効に利用されていない部
分である各角隅部ｃはカットされることになるので、さ
らに副室の容積を低減することができるのである。
記の図１のＡ−Ａ矢視と同じ位置の断面を示している。
この実施例においては、副室１ａの断面形状は長方形
で、角隅部ｃは面取りされている。このほかは第１実施
例と同様に構成されている。長方形の角隅部を流れる気
体の流速は低いので、図４の実施例の様に、副室１ａの
角隅部ｃに面取りを施せば、有効に利用されていない部
分である各角隅部ｃはカットされることになるので、さ
らに副室の容積を低減することができるのである。
【００２１】図５は本発明の第３実施例を示している。
そして、図５は前記図１のＡ−Ａ矢視と同じ位置から見
た状態を示している。副室１ｂの断面は、角隅部ｄにア
ールをつけた形状となっており、その他の構成について
は第１実施例と同様である。そして、この実施例は前記
の図３の例と同様に、角隅部ｄにおける有効に利用され
ていない部分をカットすると共に、熱応力の集中を避
け、強度上の配慮も行われている。
そして、図５は前記図１のＡ−Ａ矢視と同じ位置から見
た状態を示している。副室１ｂの断面は、角隅部ｄにア
ールをつけた形状となっており、その他の構成について
は第１実施例と同様である。そして、この実施例は前記
の図３の例と同様に、角隅部ｄにおける有効に利用され
ていない部分をカットすると共に、熱応力の集中を避
け、強度上の配慮も行われている。
【００２２】ここで、図６、７は本発明の１実施例にお
ける寸法例を示している。そして、図６は副室１ｃの横
断面形状（平面形状）を示し、図７は副室１ｃの縦断面
形状（側面形状）を示している。
ける寸法例を示している。そして、図６は副室１ｃの横
断面形状（平面形状）を示し、図７は副室１ｃの縦断面
形状（側面形状）を示している。
【００２３】副室１ｃの幅寸法ｔと、連通路２の径寸法
ｄと、副室１ｃの横方向寸法Ｄとの関係は ｄ≦ｔ＜
０．７Ｄ なる不等式で示される。また、副室１ｃの高
さ寸法Ｌの範囲は、横方向寸法Ｄに対して ０．５Ｄ≦
Ｌ≦２．５Ｄ なる不等式で示される。
ｄと、副室１ｃの横方向寸法Ｄとの関係は ｄ≦ｔ＜
０．７Ｄ なる不等式で示される。また、副室１ｃの高
さ寸法Ｌの範囲は、横方向寸法Ｄに対して ０．５Ｄ≦
Ｌ≦２．５Ｄ なる不等式で示される。
【００２４】図８は本発明の第４実施例を示している。
図４の実施例では、横断面の角隅部に面取りが施されて
いるが、図８においては、縦断面の上下の角隅部ｖｃ１
及びｖｃ２に面取りが施されている。ここで、角隅部ｖ
ｃ１、ｖｃ２の傾斜角α、βは ３０°≦α 及び β
≦６０° という条件と、副室１ｄの高さ寸法Ｌと横方
向寸法Ｄとで決定される。ここで傾斜角α、βは、同一
である必要はない。
図４の実施例では、横断面の角隅部に面取りが施されて
いるが、図８においては、縦断面の上下の角隅部ｖｃ１
及びｖｃ２に面取りが施されている。ここで、角隅部ｖ
ｃ１、ｖｃ２の傾斜角α、βは ３０°≦α 及び β
≦６０° という条件と、副室１ｄの高さ寸法Ｌと横方
向寸法Ｄとで決定される。ここで傾斜角α、βは、同一
である必要はない。
【００２５】図９で示す本発明の第５実施例では、連通
路２ｃが副室１ｅの角隅部の１つにに連通された実施例
を示している。ここで、連通路２ｃの中心線が副室１ｅ
の中心線に対して偏寄している寸法を符号εで示されて
おり、 ０≦ε＜（Ｄ／２）なる不等式で示される。な
お、連通路２ｃが連通している角隅部以外の角隅部の傾
斜角α、β、γは、それぞれ同一の数値を有している必
要は無い。
路２ｃが副室１ｅの角隅部の１つにに連通された実施例
を示している。ここで、連通路２ｃの中心線が副室１ｅ
の中心線に対して偏寄している寸法を符号εで示されて
おり、 ０≦ε＜（Ｄ／２）なる不等式で示される。な
お、連通路２ｃが連通している角隅部以外の角隅部の傾
斜角α、β、γは、それぞれ同一の数値を有している必
要は無い。
【００２６】図１０は本発明の第６実施例を示してい
る。この第６実施例の構成は図９の第４実施例と似通っ
ているが、第４実施例では連通路２の中心線が副室１ｄ
の中心線Ｃ４に一致しているのに対して、第６実施例で
は連通路２ｄは副室１ｅの中心線Ｃ６に対して傾斜して
いる。ここで、連通路２ｄの傾斜角度δの範囲は、０°
≦δ≦４５°となる。
る。この第６実施例の構成は図９の第４実施例と似通っ
ているが、第４実施例では連通路２の中心線が副室１ｄ
の中心線Ｃ４に一致しているのに対して、第６実施例で
は連通路２ｄは副室１ｅの中心線Ｃ６に対して傾斜して
いる。ここで、連通路２ｄの傾斜角度δの範囲は、０°
≦δ≦４５°となる。
【００２７】なお、図示の実施例はあくまでも例示であ
り、本発明の技術的範囲を示すものではない。
り、本発明の技術的範囲を示すものではない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば副
室内での混合気の形成を妨げることなく、副室容積を低
減することができる。その結果、副室式ガス機関（例え
ば希薄燃焼タイプ）の排出ＮＯｘをより一層低減するこ
とが出来る。また、副室内で縦渦を形成して燃料ガスと
空気とを良好に混合出来るので、ＣＯや未燃ＨＣ等の大
気汚染物質の発生がさらに抑制されると共に、熱効率の
向上も見込まれる。さらに本発明では、副室内で良好な
縦渦が発生する様に、副室の横断面及び縦断面の形状
や、連通路との連通位置を種々工夫することが可能であ
る。
室内での混合気の形成を妨げることなく、副室容積を低
減することができる。その結果、副室式ガス機関（例え
ば希薄燃焼タイプ）の排出ＮＯｘをより一層低減するこ
とが出来る。また、副室内で縦渦を形成して燃料ガスと
空気とを良好に混合出来るので、ＣＯや未燃ＨＣ等の大
気汚染物質の発生がさらに抑制されると共に、熱効率の
向上も見込まれる。さらに本発明では、副室内で良好な
縦渦が発生する様に、副室の横断面及び縦断面の形状
や、連通路との連通位置を種々工夫することが可能であ
る。
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図３】図１のＣ−Ｃ矢視断面図。
【図４】本発明の第２実施例を示す副室の横断面図。
【図５】本発明の第３実施例を示す副室の横断面図。
【図６】本発明の寸法例を示す副室の横断面図。
【図７】本発明の寸法例を示す副室の縦断面図。
【図８】本発明の第４実施例を示す副室の縦断面図。
【図９】本発明の第５実施例を示す副室の縦断面図。
【図１０】本発明の第６実施例を示す副室の縦断面図。
【図１１】従来例を示す縦断面図。
【図１２】図１１のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図１３】別の従来例を示す縦断面図。
１、１ａ〜ｅ、１Ａ〜Ｂ・・・副室 ２、２Ａ〜Ｂ、２、２ｃ、２ｄ・・・連通路 ３、３Ａ〜Ｂ・・・噴口 ４・・・主燃焼室 α、β、γ・・・角隅部の傾斜角 δ・・・連通路の傾斜角度 ｃ、ｄ・・・角隅部
Claims (8)
- 【請求項１】 ガス機関の燃焼領域と副室とを連通する
連通路は、断面の径が比較的小さい円筒形に構成されて
おり、副室は、横断面及び縦断面が長方形をしており且
つ横断面の断面積が前記連通路の横断面の断面積よりも
大きい直方体形状に構成されていることを特徴とする副
室式ガス機関の副室形状。 - 【請求項２】 前記副室の横断面は長方形で且つその四
隅が面取りされた形状である請求項１に記載の副室式ガ
ス機関の副室形状。 - 【請求項３】 前記副室の横断面は長方形で且つその四
隅に曲面が形成されている請求項１に記載の副室式ガス
機関の副室形状。 - 【請求項４】 前記副室の縦断面は長方形で且つその四
隅が面取りされた形状である請求項１に記載の副室式ガ
ス機関の副室形状。 - 【請求項５】 前記副室の縦断面は長方形で且つその四
隅が面取りされており、さらに面取り部分の傾斜角度が
上部と下部とでは相違した形状である請求項４に記載の
副室式ガス機関の副室形状。 - 【請求項６】 前記副室の縦断面は長方形で且つその四
隅に曲面が形成されている請求項１に記載の副室式ガス
機関の副室形状。 - 【請求項７】 前記連通路は、副室の横断面の端部に連
通している請求項１−６のいずれか１項に記載の副室式
ガス機関の副室形状。 - 【請求項８】 前記連通路は、副室の横断面に対して傾
斜して連通している請求項１−７のいずれか１項に記載
の副室式ガス機関の副室形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6226441A JPH0893477A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 副室式ガス機関の副室形状 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6226441A JPH0893477A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 副室式ガス機関の副室形状 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893477A true JPH0893477A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16845161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6226441A Pending JPH0893477A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 副室式ガス機関の副室形状 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0893477A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2810692A1 (fr) * | 2000-06-23 | 2001-12-28 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif d'allumage pour moteur a combustion interne a prechambre |
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| 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 |
| CN113969846A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-25 | 安徽航瑞航空动力装备有限公司 | 发动机气缸盖及其装配方法 |
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1994
- 1994-09-21 JP JP6226441A patent/JPH0893477A/ja active Pending
Cited By (6)
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